JP2005055541A - Key driver - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a driving mechanism by appropriate shared driving by a plurality of actuators in a driving stroke. <P>SOLUTION: A mass body HM disposed in correspondence to a key 10 turns cooperatively with the key 10 around a mass body turning shaft PH. The first actuator ACTA disposed as a key driving means for automatic playing is arranged in a position further in distance from the mass body rotational moving shaft PH as compared to the second actuator ACTB. In an initial period of driving up to a middle position rt (1) of turning movement, plungers 33A and 33B cooperatively drive the mass body HM by pushing up the mass body. Thereafter, the mass body HM receives the angular moment only from the plunger 33B during the time to the end position rt (2) of turning movement. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、自動演奏ピアノ等の鍵を直接または間接的に駆動することで押鍵動作をさせる鍵駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動演奏ピアノ等において、自動演奏データに基づき、回動等の動作をする鍵自身を直接、または鍵に連動して回動等の動作をする質量体等の介在部材を介して鍵を間接的に駆動するようにした鍵駆動装置が知られている。この鍵駆動装置は、例えば、ソレノイドを用いて構成され、1つの鍵に対応して1つずつ設けられる。このソレノイドに演奏タイミング毎に通電してプランジャを突出動作させ、該プランジャで鍵または介在部材を突き上げ(または突き下げ)駆動するように構成される。
【0003】
例えば、下記特許文献1では、ソレノイドを用いた鍵駆動装置において、貫通型ソレノイドを使用することで、ソレノイドの推力(対プランジャのストローク)特性を平滑化して、鍵駆動に利用しやすくしている。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−281959号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鍵(乃至介在部材)を含んだ系は、慣性を有するため、動作をさせるためには、特に駆動初期において大きい駆動力を要する。その一方、非押鍵状態から押鍵状態まで鍵を変位させるために、駆動ストロークも十分に確保しなければならない。そのため、鍵駆動装置は、通常、駆動初期に十分な駆動力が発揮でき、且つ十分なストロークが得られるように設計され、例えば、ソレノイドを用いたものではその寸法形状、コイル巻数、印加電圧等が適正に設定される。従って、鍵駆動装置の小型化が困難であるという問題があった。また、通電電流の設定を大きくせざるを得ない場合は、電源回路の電圧降下を回避するため、高価な安定化電源が必要になる等の不利もあった。
【0006】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、駆動行程における複数のアクチュエータによる適正な分担駆動により、駆動機構の小型化を図ることができる鍵駆動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項1の鍵駆動装置は、押鍵状態と非押鍵状態との間で変位可能にされた鍵と、前記鍵を前記非押鍵状態から前記押鍵状態まで変位させるための駆動手段とを有し、前記駆動手段は、前記鍵に対応して設けられ、少なくとも第1、第2アクチュエータを有して成り、前記第1アクチュエータの駆動特性と前記第2アクチュエータの駆動特性とが異なっていることを特徴とする。
【0008】
この構成によれば、発揮される駆動特性を変位行程の中で適正に異ならせることで、第1、第2アクチュエータを共に小型化したとしても、鍵に対する駆動力を第1、第2アクチュエータに適正に分担させることで、適正な駆動力が得られる。よって、駆動行程における複数のアクチュエータによる適正な分担駆動により、駆動機構の小型化を図ることができる。
【0009】
上記目的を達成するために本発明の請求項2の鍵駆動装置は、押鍵状態と非押鍵状態との間で変位可能にされた鍵と、前記鍵を前記非押鍵状態から前記押鍵状態まで変位させるための駆動手段と、前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを有し、前記駆動手段は、前記鍵に対応して設けられ、少なくとも第1、第2アクチュエータを有して成り、前記制御手段は、前記鍵の変位行程における前記第1、第2アクチュエータの動作タイミングが互いに異なるように制御することを特徴とする。
【0010】
この構成によれば、変位行程における動作タイミングを適正に異ならせることで、第1、第2アクチュエータを共に小型化したとしても、駆動力を第1、第2アクチュエータに適正に分担させて、鍵に対する適正な駆動力が得られる。よって、駆動行程における複数のアクチュエータによる適正な分担駆動により、駆動機構の小型化を図ることができる。
【0011】
上記目的を達成するために本発明の請求項4の鍵駆動装置は、回動支点を中心に、押鍵状態に対応する回動終了位置と非押鍵状態に対応する回動開始位置との間で回動可能にされた回動部材と、前記回動部材を前記回動開始位置から前記回動終了位置まで回動させるための駆動手段とを有し、前記駆動手段は、前記回動部材に対応して設けられ、少なくとも第1、第2アクチュエータを有して成り、前記第1アクチュエータは、前記第2アクチュエータに比し、前記回動部材の、前記回動支点からより遠い位置を駆動するように構成されたことを特徴とする。
【0012】
この構成によれば、回動支点からの位置が遠ければ、小さい駆動力でも大きい回転モーメントを回動部材に対して与えることができることから、第1、第2アクチュエータを共に小型化したとしても、駆動力と駆動位置との適正な設定により、回動行程において回転モーメントを適正に分担させることで、回動部材に対する適正な回転モーメントが得られる。よって、駆動行程における複数のアクチュエータによる適正な分担駆動により、駆動機構の小型化を図ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0014】
図1は、本発明の一実施の形態に係る鍵駆動装置を備えた鍵盤装置の断面図である。
【0015】
本鍵盤装置は、シャーシ14に、複数の鍵10及び質量体HMが支持されて構成される。鍵10は、押下操作され、鍵回動支点PKを中心として上下方向に回動自在になっている。鍵10として白鍵及び黒鍵が複数存在するが、同図では、鍵10として1つの白鍵が示されている。他の鍵、及び対応する質量体等の構成は同様である。以降、本鍵盤装置の奏者側を「前方」と呼称する。鍵10には、質量体駆動部11が設けられる。
【0016】
鍵10の下方には、各鍵10に対応して質量体HMが配置される。質量体HMは、質量体回動軸PHを中心に回動自在になっている。また、質量体HMの係合部21は、鍵10の質量体駆動部11と常に係合状態にあり、質量体HMが鍵10に連動して回動するようになっている。奏者による押鍵操作に応じて、鍵10の質量体駆動部11により係合部21が駆動され、質量体HMが質量体回動軸PHを中心に同図反時計方向(押鍵方向に対応する方向)に回動することで、適正な押鍵感触が与えられる。
【0017】
質量体HMは、質量部材23の自重によって、同図時計方向(離鍵方向に対応する方向)に常に付勢されており、初期状態である非押鍵状態では、HM(0)で示す位置に位置する。また、同図においては、押鍵状態に対応する質量体HMの位置がHM(2)で示され、鍵10は押鍵状態のみが示されている。鍵10の押鍵状態からの復帰力は、質量部材23の重さによる質量体HMの復帰力によるものである。なお、質量体HMを非押鍵位置に戻すための復帰力を発生させる補助手段として、復帰バネを設けてもよい。
【0018】
シャーシ14の後部上部及び後部下部にはそれぞれ、フェルト等の上側ストッパ12及び下側ストッパ13が設けられている。上側ストッパ12は押鍵時に質量体HMの質量部材23と当接して鍵10の押鍵終了位置を規制する。下側ストッパ13は非押鍵時に質量部材23と当接して鍵10の非押鍵状態への復帰位置を規制する。
【0019】
また、本鍵盤装置には、2メイク式の鍵スイッチSWが設けられる。鍵スイッチSWは、質量体HMのスイッチ押圧部24によって押圧駆動されて、キーベロシティを含む鍵動作を検出する。奏者による押鍵動作、すなわちリアルタイム演奏の場合は、スイッチ押圧部24の検出結果に基づいて、楽音制御がなされる。
【0020】
本鍵盤装置にはまた、自動演奏用の鍵駆動手段として、アクチュエータACT(第1、第2アクチュエータACTA、ACTB)が質量体HMに対応して設けられる。両アクチュエータACTは、本実施の形態では配置を除き同様に構成される。すなわち、両アクチュエータACTは、ボビン31A、31Bの周囲にソレノイドコイル32A、32Bが巻回され、ボビン31A、31Bの内部をプランジャ33A、33Bが往復動作可能に構成される。プランジャ33A、33Bの上部に一体に形成された鍔部33Aa、33Baにより、プランジャ33A、33Bが下方に脱落しないようになっている。
【0021】
両アクチュエータACTは、質量体HMの被駆動部22の下方に配置され、第1アクチュエータACTAは、第2アクチュエータACTBに比し、質量体回動軸PHからの距離がより遠い位置に配置されている。非押鍵状態では、プランジャ33A、33Bが、質量体HM(0)の被駆動部22にほぼ当接している。ソレノイドコイル32A、32Bに通電されると、プランジャ33A、33Bが上方に移動し、質量体HMを押し上げ駆動する。通電が解除されると、質量体HM及び鍵10の復帰に伴い、プランジャ33A、33Bが、自重に加えて、質量体HMに押されて元の初期位置(図1で示す位置)に復帰する。なお、プランジャ33A、33Bを強制復帰させるためのバネ等を設けて復帰動作を速くするようにしてもよい。
【0022】
図2は、本鍵盤装置の機能構成を示すブロック図である。本装置は、鍵盤部2、操作部3、表示部4、メモリ5、アクチュエータ駆動部6及び楽音発生部8が、バス9を介して制御部1にそれぞれ接続されて構成される。制御部1はそれぞれ不図示のCPUのほか、該CPUが実行する制御プログラムを記憶したROM、及び各種データを記憶するRAM等を含んで構成され、本装置全体を制御する。鍵盤部2には、上記複数の鍵10、上記鍵スイッチSWのほか、図示しない押鍵検出回路が含まれる。操作部3は、図示しない各種操作子の各スイッチ部及び操作検出回路を含んでいる。表示部4は、各種情報を画面表示する。メモリ5はROM等で構成され、MIDI(Musical Instrument Digital Interface)信号等の自動演奏データ等を記憶する。アクチュエータ駆動部6は、上記第1、第2アクチュエータACTA、ACTBを動作させるための電圧印加回路等を有して構成される。楽音発生部8は、図示しない音源回路及び効果回路を含み、奏者による演奏または自動演奏データに基づく楽音信号を音響に変換する。なお、弦を設け、押鍵動作により打弦がなされるようにし、楽音発生部8ではなく弦の振動により発音がなされるように構成してもよい。
【0023】
図3は、本実施の形態におけるアクチュエータACTの動作説明図である。同図では、質量体HMの回動行程において、質量体HMの回動位置及びアクチュエータACTのプランジャ33の位置の対応関係を示している。
【0024】
同図において、rt(0)は、非押鍵状態に対応する質量体HMの回動開始位置である(HM(0))。rt(1)は、押鍵途中に対応する質量体HMの回動途中位置である(HM(1))。rt(2)は、押鍵状態に対応する質量体HMの回動終了位置である(HM(2))。プランジャ33A、33Bの、負荷が無い場合におけるストローク、すなわち駆動力を発揮する有効ストロークは、それぞれXA、XBであるが、本実施の形態ではXA=XBであるとする。プランジャ33A、33Bの各位置を、PA、PBに括弧を添付して示す。
【0025】
本鍵盤装置は、奏者による演奏のほかに、自動演奏データに基づく自動演奏も可能である。自動演奏データには、キーオンデータ、キーオフデータ、音高データのほか、少なくともタッチ(キーオンベロシティ)データが含まれる。
【0026】
また、本実施の形態では、タッチと印加電圧との関係を示すテーブルが、各第1、第2アクチュエータACTA、ACTB毎に予め制御部1内のROMに記憶されているものとする。自動演奏データ中の音高データに対応する第1、第2アクチュエータACTA、ACTBに電圧が印加される。この印加されるべき電圧は、自動演奏データ中のタッチデータに応じて設定される。そして、制御部1の制御に従って、上記設定された電圧が、アクチュエータ駆動部6により両アクチュエータACTの各ソレノイドコイル32A、32Bに同時に印加される。
【0027】
図4(a)は、アクチュエータACTのプランジャストロークに対する駆動力F(st)の変化特性を示す図である。
【0028】
本実施の形態では、単体の駆動力の変化特性としては、第1、第2アクチュエータACTA、ACTB共に共通であるとする。同図(a)では、一定の電圧を印加した場合における駆動力F(st)の変化を示し、ストローク位置が0であるとき、駆動力F(st)は、0より大きいF(0)であり、その後上昇して、ストローク位置XA、XBの直前で最大となって、その後急激に減少してストローク位置XA、XBで0になる。第1、第2アクチュエータACTA、ACTBにおいては、同図(a)に示すような駆動力特性となるように、ソレノイドコイル32A、32Bとプランジャ33A、33Bとの、プランジャ33A、33Bの軸方向における相対的位置関係やコイルの巻装状態等が設定されている。
【0029】
図4(b)〜(d)は、質量体HMの回動位置rtに対する、質量体HMに与えられる質量体回動軸PHを中心とした押鍵方向の回転モーメントM(rt)の変化特性を示す図である。回転モーメントM(rt)は、各アクチュエータACTの質量体回動軸PHからの距離だけでなく、プランジャ33A、33Bの移動方向、及び、プランジャ33A、33Bと質量体HM(の被駆動部22)との当接角度にも影響されるが、これらをすべて反映した特性が示されている。
【0030】
図4(b)、(c)はそれぞれ、第1、第2アクチュエータACTA、ACTBが質量体HMに与える回転モーメントM(rt)を示す。図4(d)は、同時通電の場合において両第1、第2アクチュエータACTA、ACTBが質量体HMに与える回転モーメントM(rt)の和を示す。
【0031】
まず、図3に示すように、非押鍵状態では、プランジャ33A、33Bは、位置PA(0)、PB(0)にあって、質量体HM(0)とほぼ当接状態にある。自動演奏データに基づき電圧印加がなされると、プランジャ33A、33Bは同時に上昇を開始し、協働して質量体HMを押し上げ駆動する。この駆動初期では、プランジャ33Aはプランジャ33Bに比し、質量体HMの質量体回動軸PHから遠い位置を駆動するので、駆動力F(st)が同じであっても、図4(b)、(c)に示すように、初期の回転モーメントM(rt)は、プランジャ33Aによるものの方が大きい(M(A0)>M(B0))。従って、駆動初期の駆動の依存度は、第2アクチュエータACTBに比べて、第1アクチュエータACTAの方が高い。図4(d)に示すように、これら両プランジャ33A、33Bによる回転モーメントM(rt)の和M(AB0)(=M(A0)+M(B0))が、駆動初期において与えられることで、慣性の大きい質量体HMが円滑に動作し、歯切れの良い演奏が可能となる。
【0032】
その後、質量体HMが回動して回動途中位置rt(1)に達するまで、両プランジャ33A、33Bによる駆動が続く。回転モーメントM(rt)の和は、回動途中位置rt(1)の直前で最大となって、その後急激に減少する。そして、回動途中位置rt(1)に達すると、プランジャ33Aが有効ストロークXAを移動しきってしまい、位置PA(1)に達する(図3参照)。従って、プランジャ33Aから質量体HM(1)に与えられる駆動力F(st)及び回転モーメントM(rt)が0になり(図4(a)、(b)参照)、プランジャ33Bからのみ回転モーメントM(rt)が与えられる状態となる。その時点において質量体HM(1)に回転モーメントM(rt)の和が与えられるが、この和は、専ら位置PB(1)にあるプランジャ33Bによるものである(図4(c)、(d)参照)。
【0033】
その後、質量体HMは、プランジャ33Bからしか回転モーメントを受けないが、質量体HMは既に、ある程度の回動速度を得ており、以後、回動終了位置rt(2)までの行程では、回動速度を維持するための回転モーメントがあれば足りる。回動途中位置rt(1)からは、回転モーメントの和M(rt)が再び増加していく。質量体HMが上側ストッパ12と当接して、回動終了位置rt(2)で停止すると、位置PB(2)に達したプランジャ33Bから質量体HM(2)に与えられる回転モーメントM(rt)は、所定値となる。回動途中位置rt(1)から回動終了位置rt(2)までの行程における回転モーメントの和M(rt)の遷移は、当然に、プランジャ33Bによる回転モーメントM(rt)の遷移と同じである。なお、自動演奏データに基づくため、プランジャ33Bが位置PB(3)に達することは通常ない。
【0034】
本実施の形態によれば、第1、第2アクチュエータACTA、ACTBが、質量体回動軸PHからの距離が異なる質量体HMの位置を駆動するように、駆動位置が異なっているので、各アクチュエータACTが質量体HMに対して与える回転モーメントの変化特性を、互いに異ならせることが容易にできる。特に、大きな駆動力が必要な回動初期(rt(0)〜rt(1))には、両アクチュエータACTから駆動力を受けると共に、回動速度維持で足りる回動途中以降(rt(1)〜rt(2))には、第2アクチュエータACTBからのみ駆動力を受けるように、受け持つ駆動力を分担させたので、大きな回転モーメントを要する回動初期における質量体HMの円滑な動作を確保しつつ、回動終了までの必要な駆動の継続を確保することができる。
【0035】
すなわち、仮に1つのアクチュエータACTのみで、回動初期の強い駆動力と長いストロークとを共に確保する場合は、ソレノイドコイル32の巻数が多くなり、全体寸法も長くなり、また、通電電流の設定値も大きくなる。ところが、本実施の形態では、配置を異にする2つのアクチュエータACTを設けたことで、質量体回動軸PHから遠い側の第2アクチュエータACTBは、同じ駆動力であっても強い回転モーメントを発揮することができ、一方、第1アクチュエータACTAは同じ有効ストロークであっても、広い回動範囲に亘って駆動力を与え続けることができる、というように、回動位置における両者の使い分けが効果的となる。従って、結果として各アクチュエータACTを小型化しても、駆動力と駆動位置との適正な設定により、質量体HMの回動行程において回転モーメントを両アクチュエータACTに適正に分担させることで、質量体HMに対する適正な回転モーメントの遷移状態が得られる。よって、質量体HMを介して鍵10を駆動する駆動機構の小型化を図ることができる。それだけでなく、通電電流の設定を小さく設定できることから、電圧降下を回避しやすくなり、他の電気回路が比較的安定動作するので、高価な安定化電源が不要になる。
【0036】
なお、本実施の形態では、質量体HMを介して鍵10が駆動される構成を例示したが、両アクチュエータACTの駆動力を鍵に伝達するために介在する伝達部材であれば、質量体HMのように質量の大きい部材に限定されるものではない。また、質量体HMを介して駆動される場合だけでなく、鍵10が両アクチュエータACTによって直接駆動される構成であっても、本発明を適用可能である。その場合は、両アクチュエータACTの、鍵10の鍵回動支点PKからの距離を異ならせればよい。
【0037】
なお、本実施の形態では、第1、第2アクチュエータACTA、ACTBは、配置位置が異なるのみで、構成が同一であるとしたが、両者の単体としての駆動特性を互いに異ならせてもよい。具体的には、鍵10乃至質量体HMの回動行程において各アクチュエータACTが質量体HMを実際に駆動する「実駆動範囲」を異ならせてもよい。あるいは、鍵10乃至質量体HMの回動行程に応じた、各アクチュエータACTが質量体HMに対して与える「駆動力の変化特性」を異ならせ、適正に設定してもよい。また、「実駆動範囲」及び「駆動力の変化特性」の双方を異ならせてもよく、種々の構成が可能である。
【0038】
(変形例1)
図5は、本実施の形態の変形例1における、第1アクチュエータACTAが質量体HMに与える質量体回動軸PHを中心とした押鍵方向の回転モーメントM(rt)の質量体HMの回動位置rtに対する変化特性を示す図である。
【0039】
図5の例では、駆動後期に最大値となる第1アクチュエータACTAの回転モーメントM(rt)は、図4(b)の例における最大値より大きい一方、プランジャ33Aの有効ストロークは図4(b)の例に比し短くなっており、質量体HMが上記回動途中位置rt(1)より手前の回動途中位置rt(3)の直前に達した時点で、与える回転モーメントM(rt)が最大となり、その後急激に減少して回動途中位置rt(3)で0になる。
【0040】
このような特性とすれば、質量体HMの駆動初期に一層大きい回転モーメントが得られる点で有利であり、回動途中位置rt(3)以降に大きな回転モーメントが必要ないような場合に適している。このような特性は、例えば、アクチュエータACTのボビンの長手寸法を短くしてコイル巻数を増やす等によって得ることができる。
【0041】
また、図5の例に限らず、「実駆動範囲」及び「駆動力の変化特性」は、プランジャ33のストロークだけでなく、アクチュエータACTの配置位置、質量体HMとの成す角度等によっても変えることができる。従って、適用される鍵盤装置の仕様に応じて2つのアクチュエータACTの駆動特性の組み合わせを設定すればよい。
【0042】
また、各アクチュエータACTにおける駆動力のピークは、通電後期に生じるように構成することに限定されず、例えば、質量体HMの回動途中、あるいは回動初期に相当するタイミングでピークとなるようにアクチュエータACTを構成してもよい。これは、例えば、非押鍵状態におけるソレノイドコイル32に対するプランジャ33の往復方向における相対的位置(初期位置)を変えることで可能である。
【0043】
(変形例2)
上記のように、本実施の形態では、両アクチュエータACTに電圧を同時に印加する構成を例示したが、アクチュエータACTの駆動特性は、アクチュエータACTに印加される電圧の時間的制御によっても変更可能である。
【0044】
本実施の形態の変形例2では、制御部1により、鍵10の回動行程における両アクチュエータACTの動作タイミングが互いに異なるように制御される。また、第1アクチュエータACTAが所定位置(例えばプランジャ33Aが有効ストロークXAの半分に到達する位置)に達したことを検出する通過センサ(図示せず)を、プランジャ33Aに近接して設ける。
【0045】
制御部1は、駆動初期には、第1アクチュエータACTAのみに電圧を印加し、第2アクチュエータACTBには印加しないようにする。そして、制御部1は、第1アクチュエータACTAのプランジャ33Aが上記所定位置を通過したことが検出された時点で初めて、第2アクチュエータACTBに電圧を印加するように制御する。すなわち、質量体HMが、その回動初期には、第1アクチュエータACTAでのみ質量体HMが駆動されると共に、回動後期には、主として第2アクチュエータACTBで駆動されるようにする。
【0046】
この場合、第1アクチュエータACTAのみで駆動初期に十分な駆動力が得られるように、第1アクチュエータACTAの構成、配置、印加電圧等を設定する必要があることはいうまでもない。また、好ましくは、各アクチュエータACTと質量体HMとの係合関係を、図1に示す係合部21と質量体駆動部11との関係のように構成し、各アクチュエータACTと質量体HMとが常に追従して動作するように構成するのがよい。このようにすれば、第2アクチュエータACTBが第1アクチュエータACTAに遅れて動作するとき、第2アクチュエータACTBのプランジャ33Bが質量体HMから離間しているという状態が回避されるので、回転モーメントの分担の移行が円滑となるだけでなく、質量体HMとプランジャ33Bとの当接メカノイズも軽減される。
【0047】
変形例2のように構成すれば、2つのアクチュエータによる適正な分担駆動により、駆動機構の小型化に関し、上記と同様の効果を得ることができ、構成のバリエーションが広がる。
【0048】
なお、第2アクチュエータACTBの動作は、通過センサの検出によって行う代わりに、計時により、第1アクチュエータACTAの動作開始から所定時間経過後に開始されるように構成してもよい。
【0049】
なお、変形例1、2を応用し、少なくとも有効ストロークを含む駆動特性を2つのアクチュエータ間で異ならせれば、質量体回動軸PHからの距離が必ずしも異なっていなくてもよい。
【0050】
(変形例3)
本実施の形態では、両アクチュエータACTを共に動作させるようにしたが、動作モードを設定可能にし、いずれか一方のみが動作するように構成してもよい。例えば、第1アクチュエータACTAのみが動作し、第2アクチュエータACTBの動作が禁止される「練習モード」(所定の動作モード)を設ける。モード設定は、例えば、操作部3の操作によりなされ、設定されたモードは制御部1のRAMに記憶される。「練習モード」では、マイナスワンによる自動演奏がなされると同時に、ユーザによるマニュアル押鍵による発音もなされるものとする。
【0051】
この「練習モード」によれば、例えば、第1アクチュエータACTAのプランジャ33Aからの駆動力のみによって、図3に示す回動途中位置rt(1)まで質量体HMが回動するが、回動はそこで止まる。従って、鍵10は、完全な押鍵状態とはならず、半押鍵の状態となる。また、半押鍵の状態では、楽音発生部8による楽音は発生しないようにする。これにより、ユーザからみれば、自動演奏データに従って、押下すべき鍵が順次半押し状態になっていくので、それを押鍵指示とみなして実際に押鍵することで、鍵ガイド機能を果たすことができる。この場合、マイナスワンされている楽音に関しては、ユーザが実際に完全押鍵した場合にのみ、その押鍵された鍵10に対応する楽音が発生する。これにより、自己の押鍵操作が適切かどうかを耳で確認しつつ鍵ガイドによる練習を行うことができる。光を用いた鍵ガイドと異なり、目が不自由なユーザにも利用可能である。
【0052】
なお、弦を実際に打弦する構成の鍵盤装置においても、第1アクチュエータACTAの駆動のみでは打弦に至らないように設定すれば、同様の半押し状態による鍵ガイド機能の構成は容易に採用可能である。
【0053】
(変形例4)
本実施の形態において、プランジャ33の特に長い有効ストロークを確保する必要がある場合は、ソレノイドコイル32を用いた構成でなく、次のような形状記憶合金を用いた構成も有効である。
【0054】
図6は、本実施の形態の変形例4におけるアクチュエータの構成を示す図である。例えば、第2アクチュエータACTBに代えて、アクチュエータACTCを採用する。同図に示すように、取り付け部材37に、形状記憶合金で構成される2本のワイヤ36、36の下端部、及び駆動棒38の下端部が取り付けられ、鍵盤装置に対して固定的にされた係止部35に、ワイヤ36、36の上端部が係止される。駆動棒38の上端は、プランジャ33と同様に質量体HMの被駆動部22を駆動可能にされている。
【0055】
ワイヤ36、36は、高温での形状を記憶しており、常温では、非押鍵状態における質量体HMの復帰力に抗することができず、図6に示すように伸びた状態になっている。しかし、自動演奏データに基づいてワイヤ36、36に電流が流れると、発熱し、高音になって、質量体HMの復帰力に抗して縮む。これにより、プランジャ33の場合と同様に、駆動棒38によって質量体HMが駆動されて回動する。
【0056】
ワイヤ36、36は、形状記憶合金であり、伸縮量が大きいので、小型でありながら長い動作ストロークを確保するのに有利である。従って、特に質量体回動軸PHに近い側の第1アクチュエータACTAに代えて用いるのが適当であるが、第2アクチュエータACTBにも用いてもよい。
【0057】
なお、質量体HMを駆動する機構は、これらソレノイドや形状記憶合金を用いた構成に限られず、自動演奏データに基づき質量体HMを駆動できる構成であればよい。
【0058】
なお、本実施の形態において、アクチュエータACTが2つである構成を例示したが、これに限るものでなく、3つ以上であってもよい。その場合でも、主として質量体回動軸PHに遠い側のアクチュエータACTに、駆動初期における回転モーメントの多くを負担させ、主として質量体回動軸PHに近い側のアクチュエータACTに、ストロークの長い駆動後期における回転モーメントを負担させる、という観点で各アクチュエータACTの構成、配置を検討するのが望ましい。
【0059】
なお、本実施の形態において、鍵10及び質量体HMは回動動作をするものであったが、アクチュエータACTによって、鍵が非押鍵状態から押鍵状態に変位する鍵盤装置であればよく、駆動されるべきものは回動動作するものに限定されない。その場合は、両アクチュエータACTの配置位置を異ならせるだけでは、効果的でないので、互いにストロークや駆動力等の駆動特性を異ならせることが望ましい。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動行程における複数のアクチュエータによる適正な分担駆動により、駆動機構の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る鍵駆動装置を備えた鍵盤装置の断面図である。
【図2】同鍵盤装置の機能構成を示すブロック図である。
【図3】アクチュエータの動作説明図である。
【図4】アクチュエータのプランジャストロークに対する駆動力の変化特性を示す図(図(a))、及び、質量体の回動位置に対する、質量体に与えられる質量体回動軸を中心とした押鍵方向の回転モーメントの変化特性を示す図(図(b)〜(d))である。
【図5】本実施の形態の変形例1における、第1アクチュエータが質量体に与える質量体回動軸を中心とした押鍵方向の回転モーメントの質量体の回動位置に対する変化特性を示す図である。
【図6】本実施の形態の変形例4におけるアクチュエータの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 制御部(制御手段)、 3 操作部(モード設定手段)、 6 アクチュエータ駆動部、 10 鍵、 HM 質量体(回動部材、伝達部材)、 ACTA 第1アクチュエータ(駆動手段)、 ACTB 第2アクチュエータ(駆動手段)、 PH 質量体回動軸(回動支点)、 rt(0) 回動開始位置、 rt(1) 回動途中位置、 rt(2) 回動終了位置
[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to a key driving device that performs a key pressing operation by directly or indirectly driving a key of an automatic performance piano or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an automatic performance piano or the like, based on automatic performance data, a key that performs a rotation operation or the like is directly or via a interposed member such as a mass body that performs a rotation operation in conjunction with the key. There is known a lock driving device that is driven indirectly. The key driving device is configured using, for example, a solenoid, and is provided one by one corresponding to one key. The solenoid is energized at every performance timing to cause the plunger to project, and the plunger or the interposing member is driven up (or down) by the plunger.
[0003]
For example, in Patent Document 1 described below, in a key driving device using a solenoid, a through-type solenoid is used to smooth the solenoid thrust (vs. plunger stroke) characteristics and make it easier to use for key driving. .
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-281959
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the system including the key (or the intervening member) has inertia, a large driving force is required particularly in the initial driving stage in order to operate. On the other hand, in order to displace the key from the non-key-pressed state to the key-pressed state, a sufficient driving stroke must be secured. Therefore, the key drive device is usually designed so that a sufficient driving force can be exhibited at the initial stage of driving and a sufficient stroke can be obtained. For example, in the case of using a solenoid, the dimension shape, the number of coil turns, the applied voltage, etc. Is set appropriately. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the lock driving device. In addition, when the setting of the energization current has to be increased, there is a disadvantage that an expensive stabilized power supply is required to avoid a voltage drop in the power supply circuit.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a key drive device that can reduce the size of a drive mechanism by appropriately sharing drive by a plurality of actuators in a drive stroke. It is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a key driving device according to claim 1 of the present invention includes a key that is displaceable between a key-pressed state and a non-key-pressed state, and the key that is pressed from the non-key-pressed state to the key-pressed state. Drive means for displacing to a key state, and the drive means is provided corresponding to the key and includes at least first and second actuators, and the drive characteristics of the first actuator and the The drive characteristics of the second actuator are different.
[0008]
According to this configuration, even if both the first and second actuators are downsized by appropriately varying the driving characteristics that are exhibited in the displacement stroke, the driving force for the key is applied to the first and second actuators. Appropriate driving force can be obtained by appropriately sharing. Therefore, it is possible to reduce the size of the driving mechanism by appropriate shared driving by a plurality of actuators in the driving stroke.
[0009]
In order to achieve the above object, a key driving device according to claim 2 of the present invention includes a key that is displaceable between a key-pressed state and a non-key-pressed state, and the key that is pressed from the non-key-pressed state to the key-pressed state. Drive means for displacing to the key state; and control means for controlling the operation of the drive means. The drive means is provided corresponding to the key and has at least first and second actuators. The control means controls the operation timings of the first and second actuators to be different from each other in the key displacement process.
[0010]
According to this configuration, even if both the first and second actuators are downsized by appropriately varying the operation timing in the displacement stroke, the driving force is appropriately shared by the first and second actuators, An appropriate driving force can be obtained. Therefore, it is possible to reduce the size of the driving mechanism by appropriate shared driving by a plurality of actuators in the driving stroke.
[0011]
In order to achieve the above object, a key drive device according to a fourth aspect of the present invention has a rotation end position corresponding to a key pressing state and a rotation start position corresponding to a non-key pressing state with a rotation fulcrum as a center. A rotation member that is rotatable between the rotation start position and the rotation end position. The drive means is configured to rotate the rotation member from the rotation start position to the rotation end position. The first actuator is provided corresponding to the member and has at least first and second actuators, and the first actuator has a position farther from the rotation fulcrum of the rotation member than the second actuator. It is configured to be driven.
[0012]
According to this configuration, if the position from the rotation fulcrum is far, a large rotation moment can be applied to the rotation member even with a small driving force. Therefore, even if both the first and second actuators are downsized, By appropriately setting the driving force and the driving position and appropriately sharing the rotational moment in the rotational stroke, an appropriate rotational moment for the rotational member can be obtained. Therefore, it is possible to reduce the size of the driving mechanism by appropriate shared driving by a plurality of actuators in the driving stroke.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a keyboard device including a key driving device according to an embodiment of the present invention.
[0015]
The keyboard device is configured by supporting a plurality of keys 10 and a mass body HM on a chassis 14. The key 10 is operated to be depressed, and is rotatable in the vertical direction around the key rotation fulcrum PK. Although there are a plurality of white keys and black keys as the key 10, one white key is shown as the key 10 in FIG. The configuration of other keys and corresponding mass bodies is the same. Hereinafter, the player side of the keyboard apparatus is referred to as “front”. The key 10 is provided with a mass body driving unit 11.
[0016]
Below the keys 10, mass bodies HM are arranged corresponding to the keys 10. The mass body HM is rotatable about the mass body rotation axis PH. The engaging portion 21 of the mass body HM is always in engagement with the mass body driving portion 11 of the key 10 so that the mass body HM rotates in conjunction with the key 10. In accordance with the key pressing operation by the player, the engaging portion 21 is driven by the mass body driving portion 11 of the key 10, and the mass body HM is counterclockwise (corresponding to the key pressing direction) about the mass body rotation axis PH. By rotating in the direction in which the key is pressed).
[0017]
The mass body HM is always urged clockwise by the weight of the mass member 23 (the direction corresponding to the key release direction) in the figure, and in a non-key-pressed state which is an initial state, a position indicated by HM (0). Located in. Further, in the figure, the position of the mass body HM corresponding to the key pressing state is indicated by HM (2), and the key 10 only indicates the key pressing state. The return force of the key 10 from the depressed state is due to the return force of the mass body HM due to the weight of the mass member 23. Note that a return spring may be provided as auxiliary means for generating a return force for returning the mass body HM to the non-key-pressed position.
[0018]
An upper stopper 12 and a lower stopper 13 such as felt are provided on the rear upper part and the rear lower part of the chassis 14, respectively. The upper stopper 12 abuts on the mass member 23 of the mass body HM when the key is depressed, and regulates the key depression end position of the key 10. The lower stopper 13 abuts on the mass member 23 when the key is not pressed, and restricts the return position of the key 10 to the non-key pressed state.
[0019]
The keyboard device is provided with a 2-make key switch SW. The key switch SW is pressed and driven by the switch pressing unit 24 of the mass body HM, and detects a key operation including key velocity. In the case of a key pressing operation by a player, that is, a real-time performance, tone control is performed based on the detection result of the switch pressing unit 24.
[0020]
The keyboard device is also provided with an actuator ACT (first and second actuators ACTA, ACTB) corresponding to the mass body HM as key driving means for automatic performance. In the present embodiment, both actuators ACT are configured similarly except for their arrangement. That is, both actuators ACT are configured such that solenoid coils 32A and 32B are wound around bobbins 31A and 31B, and plungers 33A and 33B can reciprocate inside bobbins 31A and 31B. Plungers 33Aa and 33Ba are integrally formed on the upper portions of the plungers 33A and 33B so that the plungers 33A and 33B do not drop downward.
[0021]
Both actuators ACT are arranged below the driven part 22 of the mass body HM, and the first actuator ACTA is arranged at a position farther from the mass body rotation axis PH than the second actuator ACTB. Yes. In the non-key-pressed state, the plungers 33A and 33B are substantially in contact with the driven part 22 of the mass body HM (0). When the solenoid coils 32A and 32B are energized, the plungers 33A and 33B move upward to drive the mass body HM up. When the energization is released, with the return of the mass body HM and the key 10, the plungers 33 </ b> A and 33 </ b> B are pushed by the mass body HM and return to the original initial position (position shown in FIG. 1) in addition to their own weight. . Note that a spring or the like for forcibly returning the plungers 33A and 33B may be provided to speed up the return operation.
[0022]
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the keyboard device. This apparatus is configured by connecting a keyboard unit 2, an operation unit 3, a display unit 4, a memory 5, an actuator driving unit 6, and a musical sound generating unit 8 to the control unit 1 via a bus 9. The control unit 1 includes a CPU (not shown), a ROM that stores a control program executed by the CPU, a RAM that stores various data, and the like, and controls the entire apparatus. The keyboard unit 2 includes a plurality of keys 10 and the key switch SW, and a key press detection circuit (not shown). The operation unit 3 includes various switch units and operation detection circuits (not shown). The display unit 4 displays various information on the screen. The memory 5 is composed of a ROM or the like, and stores automatic performance data such as a MIDI (Musical Instrument Digital Interface) signal. The actuator drive unit 6 includes a voltage application circuit for operating the first and second actuators ACTA and ACTB. The musical tone generator 8 includes a tone generator circuit and an effect circuit (not shown), and converts a musical tone signal based on a performance by a player or automatic performance data into sound. A string may be provided so that a string is struck by a key-pressing operation, and a sound is generated by vibration of the string instead of the musical tone generator 8.
[0023]
FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the actuator ACT in the present embodiment. In the same figure, in the rotation stroke of the mass body HM, the correspondence relationship between the rotation position of the mass body HM and the position of the plunger 33 of the actuator ACT is shown.
[0024]
In the figure, rt (0) is the rotation start position of the mass body HM corresponding to the non-key-pressed state (HM (0)). rt (1) is a rotation midway position of the mass body HM corresponding to the midway of the key depression (HM (1)). rt (2) is the rotation end position of the mass body HM corresponding to the key depression state (HM (2)). The strokes of the plungers 33A and 33B when there is no load, that is, the effective strokes that exert the driving force are XA and XB, respectively, but in this embodiment, it is assumed that XA = XB. Each position of the plungers 33A and 33B is shown with parentheses attached to PA and PB.
[0025]
The keyboard device can perform automatic performance based on automatic performance data in addition to performance by a player. The automatic performance data includes at least touch (key-on velocity) data in addition to key-on data, key-off data, and pitch data.
[0026]
In the present embodiment, it is assumed that a table indicating the relationship between the touch and the applied voltage is stored in advance in the ROM in the control unit 1 for each of the first and second actuators ACTA and ACTB. A voltage is applied to the first and second actuators ACTA and ACTB corresponding to the pitch data in the automatic performance data. The voltage to be applied is set according to touch data in the automatic performance data. Then, under the control of the control unit 1, the set voltage is simultaneously applied to the solenoid coils 32 </ b> A and 32 </ b> B of both actuators ACT by the actuator driving unit 6.
[0027]
FIG. 4A is a diagram showing a change characteristic of the driving force F (st) with respect to the plunger stroke of the actuator ACT.
[0028]
In the present embodiment, it is assumed that the change characteristics of the single driving force are common to the first and second actuators ACTA and ACTB. FIG. 4A shows the change in driving force F (st) when a constant voltage is applied. When the stroke position is 0, the driving force F (st) is F (0) greater than 0. Yes, then rises, reaches a maximum immediately before the stroke positions XA, XB, then decreases rapidly and becomes zero at the stroke positions XA, XB. In the first and second actuators ACTA and ACTB, the solenoid coils 32A and 32B and the plungers 33A and 33B are arranged in the axial direction of the plungers 33A and 33B so that the driving force characteristics as shown in FIG. A relative positional relationship, a coil winding state, and the like are set.
[0029]
4 (b) to 4 (d) show the change characteristics of the rotational moment M (rt) in the key-pressing direction about the mass body rotation axis PH applied to the mass body HM with respect to the rotation position rt of the mass body HM. FIG. The rotation moment M (rt) is not only the distance from the mass body rotation axis PH of each actuator ACT, but also the moving direction of the plungers 33A and 33B, and the plungers 33A and 33B and the mass body HM (the driven part 22). Although it is also influenced by the contact angle, the characteristics reflecting all of these are shown.
[0030]
FIGS. 4B and 4C show rotational moments M (rt) that the first and second actuators ACTA and ACTB respectively apply to the mass body HM. FIG. 4D shows the sum of rotational moments M (rt) applied to the mass body HM by the first and second actuators ACTA and ACTB in the case of simultaneous energization.
[0031]
First, as shown in FIG. 3, in the non-key-pressed state, the plungers 33A and 33B are at positions PA (0) and PB (0) and are substantially in contact with the mass body HM (0). When a voltage is applied based on the automatic performance data, the plungers 33A and 33B start to rise at the same time and drive the mass body HM up in cooperation. In this initial stage of driving, the plunger 33A drives a position farther from the mass body rotation axis PH of the mass body HM than the plunger 33B, so even if the driving force F (st) is the same, FIG. , (C), the initial rotational moment M (rt) is greater with the plunger 33A (M (A0)> M (B0)). Therefore, the first actuator ACTA has a higher degree of drive dependency at the initial stage of the drive than the second actuator ACTB. As shown in FIG. 4 (d), the sum M (AB0) (= M (A0) + M (B0)) of the rotational moment M (rt) by both the plungers 33A and 33B is given at the initial stage of driving. The mass body HM having a large inertia operates smoothly, and a crisp performance is possible.
[0032]
Thereafter, the driving by both the plungers 33A and 33B continues until the mass body HM rotates and reaches the rotation intermediate position rt (1). The sum of the rotational moments M (rt) is maximized immediately before the rotational intermediate position rt (1) and then decreases rapidly. Then, when reaching the rotation intermediate position rt (1), the plunger 33A has completely moved the effective stroke XA and reaches the position PA (1) (see FIG. 3). Accordingly, the driving force F (st) and the rotational moment M (rt) applied from the plunger 33A to the mass body HM (1) become 0 (see FIGS. 4A and 4B), and the rotational moment only from the plunger 33B. M (rt) is given. At that time, the sum of the rotational moment M (rt) is given to the mass body HM (1), and this sum is solely due to the plunger 33B at the position PB (1) (FIGS. 4C and 4D). )reference).
[0033]
Thereafter, the mass body HM receives a rotational moment only from the plunger 33B, but the mass body HM has already obtained a certain rotation speed, and thereafter, in the stroke to the rotation end position rt (2), A rotating moment to maintain the dynamic speed is sufficient. From the middle rotation position rt (1), the sum M (rt) of the rotational moment increases again. When the mass body HM comes into contact with the upper stopper 12 and stops at the rotation end position rt (2), the rotational moment M (rt) applied to the mass body HM (2) from the plunger 33B reaching the position PB (2). Is a predetermined value. Naturally, the transition of the rotational moment sum M (rt) in the stroke from the middle rotation position rt (1) to the rotation end position rt (2) is the same as the transition of the rotational moment M (rt) by the plunger 33B. is there. Since it is based on automatic performance data, the plunger 33B does not normally reach the position PB (3).
[0034]
According to the present embodiment, since the first and second actuators ACTA and ACTB are driven at different positions so as to drive the positions of the mass bodies HM having different distances from the mass body rotation axis PH, The change characteristics of the rotational moment that the actuator ACT applies to the mass body HM can be easily made different from each other. In particular, at the initial stage of rotation (rt (0) to rt (1)) where a large driving force is required, the driving force is received from both actuators ACT and after the rotation is sufficient to maintain the rotation speed (rt (1)). ~ Rt (2)), since the driving force is shared so as to receive the driving force only from the second actuator ACTB, the smooth operation of the mass body HM in the initial rotation requiring a large rotational moment is ensured. Meanwhile, it is possible to ensure the continuation of necessary driving until the end of the rotation.
[0035]
That is, if only one actuator ACT is used to ensure both a strong driving force and a long stroke at the initial stage of rotation, the number of turns of the solenoid coil 32 increases, the overall dimensions also increase, and the set value of the energization current Also grows. However, in the present embodiment, by providing two actuators ACT having different arrangements, the second actuator ACTB far from the mass rotating shaft PH has a strong rotational moment even with the same driving force. On the other hand, even if the first actuator ACTA has the same effective stroke, it is possible to continue to give a driving force over a wide rotation range. It becomes the target. Therefore, even if each actuator ACT is reduced in size as a result, by appropriately setting the driving force and the driving position, the rotation moment of the mass body HM is appropriately shared by the two actuators ACT, so that the mass body HM The transition state of the appropriate rotational moment with respect to is obtained. Therefore, it is possible to reduce the size of the drive mechanism that drives the key 10 via the mass body HM. In addition, since the setting of the energization current can be set small, it is easy to avoid a voltage drop, and other electric circuits operate relatively stably, so that an expensive stabilized power supply is not necessary.
[0036]
In the present embodiment, the configuration in which the key 10 is driven via the mass body HM is exemplified. However, if the transmission member is interposed to transmit the driving force of both actuators ACT to the key, the mass body HM. It is not limited to a member with large mass like this. Further, the present invention can be applied not only when the key 10 is driven via the mass body HM but also when the key 10 is directly driven by the two actuators ACT. In that case, the distances of the two actuators ACT from the key rotation fulcrum PK of the key 10 may be different.
[0037]
In the present embodiment, the first and second actuators ACTA and ACTB have the same configuration except for the arrangement positions. However, the drive characteristics of the two actuators may be different from each other. Specifically, the “actual driving range” in which each actuator ACT actually drives the mass body HM in the rotation stroke of the key 10 to the mass body HM may be varied. Alternatively, the “change characteristics of driving force” that each actuator ACT gives to the mass body HM according to the rotation stroke of the key 10 to the mass body HM may be set differently. Further, both the “actual driving range” and the “driving force change characteristic” may be different, and various configurations are possible.
[0038]
(Modification 1)
FIG. 5 shows the rotation of the mass body HM with the rotational moment M (rt) in the key-pressing direction about the mass body rotation axis PH given to the mass body HM by the first actuator ACTA in the first modification of the present embodiment. It is a figure which shows the change characteristic with respect to the moving position rt.
[0039]
In the example of FIG. 5, the rotational moment M (rt) of the first actuator ACTA that becomes the maximum value in the later stage of driving is larger than the maximum value in the example of FIG. 4B, while the effective stroke of the plunger 33A is as shown in FIG. ) Which is shorter than the example of), and the rotational moment M (rt) to be applied when the mass body HM reaches immediately before the intermediate rotation position rt (3) before the intermediate rotation position rt (1). Reaches a maximum, then decreases rapidly and becomes 0 at the rotation middle position rt (3).
[0040]
Such a characteristic is advantageous in that a larger rotational moment can be obtained in the initial driving of the mass body HM, and is suitable for a case where a large rotational moment is not required after the rotational position rt (3). Yes. Such characteristics can be obtained, for example, by shortening the longitudinal dimension of the bobbin of the actuator ACT and increasing the number of coil turns.
[0041]
Further, not only in the example of FIG. 5, “actual driving range” and “change characteristic of driving force” are changed not only by the stroke of the plunger 33 but also by the arrangement position of the actuator ACT, the angle formed with the mass body HM, and the like. be able to. Therefore, the combination of the drive characteristics of the two actuators ACT may be set according to the specifications of the keyboard device to be applied.
[0042]
Further, the peak of the driving force in each actuator ACT is not limited to being configured to occur in the latter half of energization, and for example, it may be peaked during the rotation of the mass body HM or at a timing corresponding to the initial rotation. The actuator ACT may be configured. This is possible, for example, by changing the relative position (initial position) of the plunger 33 in the reciprocating direction with respect to the solenoid coil 32 in the non-key-pressed state.
[0043]
(Modification 2)
As described above, in the present embodiment, the configuration in which the voltage is simultaneously applied to both actuators ACT is exemplified, but the drive characteristics of the actuator ACT can be changed by temporal control of the voltage applied to the actuator ACT. .
[0044]
In the second modification of the present embodiment, the control unit 1 controls the operation timings of the two actuators ACT in the rotation stroke of the key 10 to be different from each other. Further, a passage sensor (not shown) for detecting that the first actuator ACTA has reached a predetermined position (for example, a position where the plunger 33A reaches half of the effective stroke XA) is provided in the vicinity of the plunger 33A.
[0045]
The controller 1 applies a voltage only to the first actuator ACTA and does not apply it to the second actuator ACTB in the initial stage of driving. Then, the control unit 1 controls to apply a voltage to the second actuator ACTB only when it is detected that the plunger 33A of the first actuator ACTA has passed the predetermined position. That is, the mass body HM is driven only by the first actuator ACTA at the initial stage of rotation, and is driven mainly by the second actuator ACTB at the latter stage of rotation.
[0046]
In this case, it goes without saying that the configuration, arrangement, applied voltage, and the like of the first actuator ACTA need to be set so that a sufficient driving force can be obtained at the initial stage of driving only with the first actuator ACTA. Preferably, the engagement relationship between each actuator ACT and the mass body HM is configured as the relationship between the engagement portion 21 and the mass body driving portion 11 shown in FIG. It is better to configure so that the camera always follows and operates. In this way, when the second actuator ACTB operates behind the first actuator ACTA, the state in which the plunger 33B of the second actuator ACTB is separated from the mass body HM is avoided, so that the rotation moment is shared. Not only becomes smooth, but also the contact mechanical noise between the mass body HM and the plunger 33B is reduced.
[0047]
With the configuration as in the second modification, the same effect as described above can be obtained with respect to the downsizing of the drive mechanism by the appropriate shared drive by the two actuators, and the variations of the configuration are widened.
[0048]
Note that the operation of the second actuator ACTB may be configured to be started after a predetermined time has elapsed from the start of the operation of the first actuator ACTA by timing, instead of being performed by detection of the passage sensor.
[0049]
Note that the distances from the mass rotating shaft PH may not necessarily be different if the first and second modifications are applied and the drive characteristics including at least the effective stroke are different between the two actuators.
[0050]
(Modification 3)
In the present embodiment, both actuators ACT are operated together. However, the operation mode may be set and only one of them may be operated. For example, a “practice mode” (predetermined operation mode) in which only the first actuator ACTA operates and the operation of the second actuator ACTB is prohibited is provided. The mode is set by, for example, operating the operation unit 3, and the set mode is stored in the RAM of the control unit 1. In the “practice mode”, an automatic performance with minus one is performed, and at the same time, a sound is generated by manual key pressing by the user.
[0051]
According to this “practice mode”, for example, the mass body HM rotates to the rotation intermediate position rt (1) shown in FIG. 3 only by the driving force from the plunger 33A of the first actuator ACTA. Stop there. Therefore, the key 10 is not in a completely depressed state, but in a half depressed state. In addition, in the half-pressed state, the musical sound is not generated by the musical sound generating unit 8. Thus, from the user's point of view, the keys to be pressed are sequentially half-pressed in accordance with the automatic performance data, so that the key guide function can be achieved by actually pressing the keys by regarding them as key pressing instructions. Can do. In this case, with respect to a musical tone that is minus-one, a musical tone corresponding to the depressed key 10 is generated only when the user actually presses the key. Thereby, it is possible to practice with the key guide while confirming with the ear whether or not the own key pressing operation is appropriate. Unlike key guides using light, it can also be used by visually impaired users.
[0052]
It should be noted that, even in a keyboard device configured to actually struck a string, if the setting is made so as not to strike the string only by driving the first actuator ACTA, the configuration of the key guide function by the half-pressed state is easily adopted. Is possible.
[0053]
(Modification 4)
In the present embodiment, when it is necessary to ensure a particularly long effective stroke of the plunger 33, the following configuration using a shape memory alloy is also effective instead of the configuration using the solenoid coil 32.
[0054]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the actuator in the fourth modification of the present embodiment. For example, an actuator ACTC is employed instead of the second actuator ACTB. As shown in the figure, a lower end portion of two wires 36 and 36 made of a shape memory alloy and a lower end portion of a drive rod 38 are attached to an attachment member 37, and fixed to the keyboard device. The upper ends of the wires 36 and 36 are locked to the locking portion 35. The upper end of the drive rod 38 can drive the driven portion 22 of the mass body HM, like the plunger 33.
[0055]
The wires 36 and 36 memorize the shape at a high temperature, and at normal temperature, they cannot resist the restoring force of the mass body HM in the non-key-pressed state, and are in a stretched state as shown in FIG. Yes. However, when a current flows through the wires 36 and 36 based on the automatic performance data, the wires 36 and 36 generate heat, become high-pitched, and contract against the restoring force of the mass body HM. Accordingly, as in the case of the plunger 33, the mass body HM is driven and rotated by the drive rod 38.
[0056]
Since the wires 36 and 36 are shape memory alloys and have a large amount of expansion and contraction, they are advantageous in securing a long operation stroke while being small. Therefore, it is appropriate to use in place of the first actuator ACTA on the side closer to the mass body rotation axis PH, but it may be used also for the second actuator ACTB.
[0057]
The mechanism for driving the mass body HM is not limited to the configuration using these solenoids and shape memory alloys, and may be any configuration that can drive the mass body HM based on automatic performance data.
[0058]
In the present embodiment, the configuration in which the number of actuators ACT is two has been illustrated. However, the configuration is not limited to this and may be three or more. Even in this case, the actuator ACT on the side far from the mass body rotation axis PH is responsible for most of the rotational moment in the initial stage of the drive, and the actuator ACT on the side near the mass body rotation axis PH is mainly driven in the late driving stage with a long stroke. It is desirable to examine the configuration and arrangement of the actuators ACT from the viewpoint of bearing the rotational moment.
[0059]
In the present embodiment, the key 10 and the mass body HM rotate. However, any key device may be used as long as the key is displaced from the non-key-pressed state to the key-pressed state by the actuator ACT. What is to be driven is not limited to that which rotates. In such a case, it is not effective to simply change the arrangement positions of the two actuators ACT. Therefore, it is desirable to make the driving characteristics such as the stroke and the driving force different from each other.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the driving mechanism by appropriate shared driving by a plurality of actuators in the driving stroke.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a keyboard device provided with a key driving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the keyboard device.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of an actuator.
FIG. 4 is a diagram showing a change characteristic of a driving force with respect to a plunger stroke of an actuator (FIG. (A)), and a key depression centered on a mass body rotation axis given to the mass body with respect to a rotation position of the mass body; It is a figure (Drawing (b)-(d)) showing change characteristics of a direction rotation moment.
FIG. 5 is a diagram showing a change characteristic of a rotational moment in a key-pressing direction about a mass body rotation axis given to a mass body by a first actuator with respect to a rotational position of the mass body in Modification 1 of the present embodiment; It is.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an actuator in a fourth modification of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control part (control means), 3 Operation part (mode setting means), 6 Actuator drive part, 10 keys, HM Mass body (rotating member, transmission member), ACTA 1st actuator (drive means), ACTB 2nd actuator (Drive means), PH mass body rotation axis (rotation fulcrum), rt (0) rotation start position, rt (1) mid-rotation position, rt (2) rotation end position

Claims (8)

押鍵状態と非押鍵状態との間で変位可能にされた鍵と、
前記鍵を前記非押鍵状態から前記押鍵状態まで変位させるための駆動手段とを有し、
前記駆動手段は、前記鍵に対応して設けられ、少なくとも第1、第2アクチュエータを有して成り、
前記第1アクチュエータの駆動特性と前記第2アクチュエータの駆動特性とが異なっていることを特徴とする鍵駆動装置。
A key that is displaceable between a key-pressed state and a non-key-pressed state;
Drive means for displacing the key from the non-key-pressed state to the key-pressed state,
The driving means is provided corresponding to the key, and includes at least first and second actuators,
A key driving device characterized in that the driving characteristics of the first actuator and the driving characteristics of the second actuator are different.
押鍵状態と非押鍵状態との間で変位可能にされた鍵と、
前記鍵を前記非押鍵状態から前記押鍵状態まで変位させるための駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを有し、
前記駆動手段は、前記鍵に対応して設けられ、少なくとも第1、第2アクチュエータを有して成り、
前記制御手段は、前記鍵の変位行程における前記第1、第2アクチュエータの動作タイミングが互いに異なるように制御することを特徴とする鍵駆動装置。
A key that is displaceable between a key-pressed state and a non-key-pressed state;
Driving means for displacing the key from the non-key-pressed state to the key-pressed state;
Control means for controlling the operation of the drive means,
The driving means is provided corresponding to the key, and includes at least first and second actuators,
The key driving apparatus according to claim 1, wherein the control means controls the operation timings of the first and second actuators to be different from each other in the key displacement process.
前記制御手段は、前記鍵の変位初期には、主として前記第1アクチュエータを動作させると共に、前記鍵の変位後期には、主として前記第2アクチュエータを動作させることを特徴とする請求項2記載の鍵駆動装置。3. The key according to claim 2, wherein the control means mainly operates the first actuator at an initial stage of the displacement of the key, and operates the second actuator mainly at a later stage of the displacement of the key. Drive device. 回動支点を中心に、押鍵状態に対応する回動終了位置と非押鍵状態に対応する回動開始位置との間で回動可能にされた回動部材と、
前記回動部材を前記回動開始位置から前記回動終了位置まで回動させるための駆動手段とを有し、
前記駆動手段は、前記回動部材に対応して設けられ、少なくとも第1、第2アクチュエータを有して成り、
前記第1アクチュエータは、前記第2アクチュエータに比し、前記回動部材の、前記回動支点からより遠い位置を駆動するように構成されたことを特徴とする鍵駆動装置。
A rotation member that is rotatable between a rotation end position corresponding to the key pressing state and a rotation start position corresponding to the non-key pressing state, with the rotation fulcrum as a center;
Drive means for rotating the rotation member from the rotation start position to the rotation end position;
The driving means is provided corresponding to the rotating member, and includes at least first and second actuators,
The key driving device according to claim 1, wherein the first actuator is configured to drive a position of the rotating member farther from the rotating fulcrum than the second actuator.
前記回動部材が、回動初期には、少なくとも前記第1アクチュエータから駆動力を受けると共に、回動後期には、前記第2アクチュエータからのみ駆動力を受けるように構成されたことを特徴とする請求項4記載の鍵駆動装置。The rotating member is configured to receive at least a driving force from the first actuator at an initial stage of rotation and to receive a driving force from only the second actuator at a later stage of the rotation. The key driving device according to claim 4. 前記回動部材は、鍵、または、前記駆動手段の駆動力を鍵に伝達して該鍵を回動させる伝達部材の、いずれか一方であることを特徴とする請求項4または5記載の鍵駆動装置。6. The key according to claim 4, wherein the rotating member is one of a key and a transmission member that transmits the driving force of the driving means to the key to rotate the key. Drive device. 前記第1、第2アクチュエータの動作モードを設定するモード設定手段を有し、前記モード設定手段により所定の動作モードが設定されている場合は、前記第1アクチュエータのみが動作し、前記第2アクチュエータの動作が禁止されるように構成されたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の鍵駆動装置。Mode setting means for setting an operation mode of the first and second actuators, and when the predetermined operation mode is set by the mode setting means, only the first actuator operates, and the second actuator The key driving device according to claim 1, wherein the operation is prohibited. 少なくとも前記第2アクチュエータは、形状記憶合金を有して成り、該形状記憶合金の伸縮により動作ストロークが得られるように構成されたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の鍵駆動装置。The at least said 2nd actuator has a shape memory alloy, It was comprised so that an operation | movement stroke might be obtained by expansion-contraction of this shape memory alloy, The any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. Key drive device.
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