JP2007256869A - Key driving device and keyboard musical instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鍵駆動装置及び鍵盤楽器に関する。 The present invention relates to a key drive device and a keyboard instrument.
従来の電子キーボードやアコースティックピアノ等の鍵盤楽器には、各鍵を個々に駆動する鍵駆動装置を設けたものがある(例えば、特許文献1,2参照。)。この種の鍵盤楽器では、楽曲を構成する一連の楽音に対応する演奏情報に応じて鍵駆動装置により各鍵を駆動できるようになっている。
従来の鍵駆動装置では、特許文献1のようにソレノイドを用いたものや、特許文献2のようにステッピングモータとギア機構とを組み合わせたものをアクチュエータとして使用している。したがって、上記演奏情報に応じてソレノイドやステッピングモータ等に駆動電圧や駆動信号を供給することで、各鍵が駆動されることになる。
In a conventional key drive device, a solenoid using a solenoid as in
しかしながら、上記従来の鍵駆動装置では、ソレノイドやステッピングモータとギア機構とを組み合わせたものをアクチュエータとして用いているため、鍵駆動装置自体が大型化すると共に重量が重くなるという不具合が生じる。この不具合は、特に携行性が重要視される電子キーボードに適用することができないという問題がある。
また、従来の鍵駆動装置では上述したアクチュエータを用いているため、鍵を駆動しはじめる鍵駆動の初期段階において十分な駆動力を得るためには大きな消費電力が必要になるという不具合も生じる。この不具合は、特に電池仕様の電子キーボードに適用することが困難になるという問題がある。
However, since the above-described conventional key driving device uses a combination of a solenoid, a stepping motor, and a gear mechanism as an actuator, there arises a problem that the key driving device itself is increased in size and weight. This defect has a problem that it cannot be applied to an electronic keyboard in which portability is particularly important.
In addition, since the above-described actuator is used in the conventional key driving device, there is a problem that a large amount of power is required to obtain a sufficient driving force at the initial stage of key driving when the key starts to be driven. This problem has a problem that it becomes difficult to apply to a battery-specific electronic keyboard.
本発明は、上記事情を鑑み、小型化や軽量化を図ることができると共に省電力で鍵を駆動することができる鍵駆動装置、及び、これを備える鍵盤楽器を提供することを目的とする。 In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to provide a key driving device that can be reduced in size and weight and can drive a key with power saving, and a keyboard instrument including the key driving device.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、フレームに対して揺動可能に支持された鍵を駆動する鍵駆動装置であって、前記フレームに対して前記鍵をその揺動方向の一方に付勢する付勢手段と、前記鍵の揺動に連動して移動する第1の磁石と、前記フレームに固定されると共に、前記第1の磁石に接触することで前記鍵の前記一方の揺動方向への揺動を規制する第2の磁石とを備え、2つの前記磁石の少なくとも一方が電磁石からなり、該電磁石のコイルに電流が流れている状態で、相互に接触する2つの前記磁石の磁極が一致することを特徴とする鍵駆動装置を提案している。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to
また、請求項2に係る発明は、フレームに対して揺動可能に支持された鍵を駆動する鍵駆動装置であって、前記フレームに対して前記鍵をその揺動方向の一方に付勢する付勢手段を備え、該付勢手段が、前記鍵の揺動に連動して一端が支点となるように前記フレームに対して揺動する棒状部材と、該棒状部材の他端に固定されて自重により前記鍵を前記一方の揺動方向に付勢する第1の磁石とから構成され、前記第1の磁石に接触することで前記鍵の前記一方の揺動方向への揺動を規制する第2の磁石が前記フレームに固定され、2つの前記磁石の少なくとも一方が電磁石からなり、該電磁石のコイルに電流が流された際に、相互に接触する2つの前記磁石の磁極が一致することを特徴とする鍵駆動装置を提案している。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a key drive device for driving a key supported so as to be swingable with respect to the frame, and biasing the key toward one of the swing directions with respect to the frame. A biasing means, and the biasing means is fixed to the other end of the bar-like member that swings relative to the frame so that one end becomes a fulcrum in conjunction with the swinging of the key. A first magnet that urges the key in the one swinging direction by its own weight, and controls the swinging of the key in the one swinging direction by contacting the first magnet. A second magnet is fixed to the frame, and at least one of the two magnets is an electromagnet, and when a current is passed through the coil of the electromagnet, the magnetic poles of the two magnets that are in contact with each other match. The key drive device characterized by the above is proposed.
なお、第1の磁石と第2の磁石との接触は、これら2つの磁石が直接接触すること、及び、スペーサを介して接触することの両方を含んでいる。
これらの発明に係る鍵駆動装置によれば、コイルに電流が流れていない状態においては、付勢手段の付勢力によって第1の磁石が第2の磁石に当接するため、鍵が静止した初期位置に配されることになる。この状態において電磁石のコイルに電流を流した際には、相互に接触する2つの磁石の磁極が一致するため、2つの磁石の間に反発力が生じる。そして、この反発力によって第1の磁石が第2の磁石から離間する方向に移動することになり、この第1の磁石の移動に連動して、鍵が付勢力に抗って他方の揺動方向に揺動することになる。
Note that the contact between the first magnet and the second magnet includes both the direct contact of the two magnets and the contact via the spacer.
According to the key driving devices according to these inventions, when the current is not flowing through the coil, the first magnet comes into contact with the second magnet by the biasing force of the biasing means, so that the initial position where the key is stationary Will be placed. In this state, when a current is passed through the coil of the electromagnet, the magnetic poles of the two magnets in contact with each other coincide with each other, so that a repulsive force is generated between the two magnets. Then, the repulsive force causes the first magnet to move away from the second magnet, and in conjunction with the movement of the first magnet, the key swings the other against the biasing force. Will swing in the direction.
ここで上記反発力は、2つの磁石間の距離が近い程大きくなるため、2つの磁石が相互に接触した状態において最大となる。すなわち、上記コイルに流す電流を大きくしなくても、上記反発力によって鍵の初期位置において鍵を駆動する初期駆動力を十分に得ることができる。なお、電磁石のコイルへの電流の供給を止めた際には、鍵が付勢手段の付勢力により一方の揺動方向に揺動し、2つの磁石が相互に接触する上記初期位置で停止することになる。 Here, the repulsive force increases as the distance between the two magnets becomes shorter, and thus becomes maximum when the two magnets are in contact with each other. That is, it is possible to sufficiently obtain an initial driving force for driving the key at the initial position of the key by the repulsive force without increasing the current flowing through the coil. When the supply of current to the coil of the electromagnet is stopped, the key swings in one swinging direction by the biasing force of the biasing means, and stops at the initial position where the two magnets contact each other. It will be.
さらに、請求項2に記載の鍵駆動装置のように、付勢手段を棒状部材及び第1の磁石により構成した場合には、重力による第1の磁石の移動に基づいて棒状部材が揺動することで、鍵が一方の揺動方向に付勢されることになる。すなわち、第1の磁石が錘としての役割を果たすことになる。
また、この第1の磁石を棒状部材の先端に設けることで、第1の磁石の重量を大きくしなくても、棒状部材を介して鍵を一方の揺動方向に揺動させる付勢力を十分に得ることができる。
Further, as in the key driving device according to claim 2, when the urging means is constituted by the rod-shaped member and the first magnet, the rod-shaped member swings based on the movement of the first magnet due to gravity. Thus, the key is biased in one swinging direction. That is, the first magnet serves as a weight.
In addition, by providing the first magnet at the tip of the rod-shaped member, a sufficient biasing force to swing the key in one swinging direction via the rod-shaped member can be obtained without increasing the weight of the first magnet. Can get to.
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の鍵駆動装置において、前記鍵の他方の揺動方向への揺動を規制して、前記第2の磁石と共に前記鍵の揺動範囲を規定する規制手段を備え、前記2つの磁石の磁極が一致した状態において、前記鍵が前記揺動範囲の途中に位置するように、前記付勢手段の付勢力と前記2つの磁石の間に発生する反発力とを均衡させることを特徴とする鍵駆動装置を提案している。 According to a third aspect of the present invention, in the key driving device according to the first or second aspect, the key is rocked together with the second magnet by restricting the rocking of the key in the other rocking direction. A regulating means for defining a moving range, and in a state in which the magnetic poles of the two magnets coincide with each other, the biasing force of the biasing means and the two magnets are arranged so that the key is located in the middle of the swinging range. A lock driving device characterized by balancing the repulsive force generated between them is proposed.
この発明に係る鍵駆動装置によれば、反発力により第2の磁石が第1の磁石に当接する上記揺動範囲の一端から揺動範囲の途中まで鍵を駆動する場合には、上記揺動範囲の一端から他端まで鍵を駆動する場合と比較して、この反発力の大きさを小さくすることができる。すなわち、電磁石のコイルに流す電流の大きさをさらに小さくすることができ、より省電力で鍵を駆動することができる。 According to the key driving device of the present invention, when the key is driven from one end of the swing range where the second magnet contacts the first magnet by the repulsive force to the middle of the swing range, the swing is performed. Compared with the case where the key is driven from one end of the range to the other end, the magnitude of the repulsive force can be reduced. That is, the magnitude of the current flowing through the coil of the electromagnet can be further reduced, and the key can be driven with more power saving.
また、鍵が揺動範囲の途中に配置された状態においては、手指により鍵を押すことで揺動範囲の他端まで鍵を揺動させることができる。したがって、この発明に係る鍵駆動装置を複数の鍵を並べて配置した鍵盤楽器に搭載した場合には、上述のように反発力により所定の鍵を揺動範囲の途中まで揺動させる動きで、手指で押すべき鍵を鍵盤楽器の演奏者に報知することが可能となる。すなわち、手指で押すべき鍵を演奏者に報知するガイド機能として鍵駆動装置を役立たせることができる。 In the state where the key is arranged in the middle of the swing range, the key can be swung to the other end of the swing range by pressing the key with a finger. Therefore, when the key driving device according to the present invention is mounted on a keyboard instrument in which a plurality of keys are arranged side by side, as described above, the finger is moved by repulsive force to the middle of the swing range. The key to be pressed can be notified to the player of the keyboard instrument. That is, the key driving device can be used as a guide function for notifying the performer of the key to be pressed with the finger.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の鍵駆動装置において、前記他方の磁石が電磁石からなることを特徴とする鍵駆動装置を提案している。
The invention according to claim 4 proposes the key drive device according to any one of
請求項5に係る発明は、フレームに対して揺動可能に支持された鍵を複数並べて配置した鍵盤楽器であって、各鍵を駆動する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の鍵駆動装置と、自動演奏用の楽曲データを発生する演奏情報発生装置と、前記楽曲データに基づいて選択された前記鍵に対応する前記電磁石のコイルに電流を流す鍵駆動制御装置とを備えることを特徴とする鍵盤楽器を提案している。
The invention according to
この発明に係る鍵盤楽器によれば、2つの磁石間に発生する反発力に基づいて鍵を駆動しているため、コイルに流す電流を大きくしなくても、上記反発力によって初期段階において鍵を駆動する初期駆動力を十分な大きさで得ることができる。
また、楽曲データに対応付けて鍵盤楽器の各鍵を揺動させることができる。したがって、各鍵の動きにより手指で押さえるべき鍵を鍵盤楽器の演奏者に報知することができるため、楽曲データに応じた各鍵の動きを手指で直接感じ取ることが可能となる。
According to the keyboard instrument of the present invention, since the key is driven based on the repulsive force generated between the two magnets, the repulsive force can be used to lock the key in the initial stage without increasing the current flowing through the coil. The initial driving force for driving can be obtained with a sufficient magnitude.
Further, each key of the keyboard instrument can be swung in association with the music data. Therefore, since the key to be pressed with the finger can be notified to the player of the keyboard instrument by the movement of each key, the movement of each key according to the music data can be directly felt by the finger.
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の鍵盤楽器において、前記楽曲データに基づいて前記鍵の駆動に同期するように楽音を発生する発音手段を備えることを特徴とする鍵盤楽器を提案している。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a keyboard instrument according to the fifth aspect, further comprising sound generation means for generating a musical tone so as to synchronize with the driving of the key based on the music data. is doing.
請求項1、請求項2及び請求項5に係る発明によれば、2つの磁石同士の反発力を鍵の駆動力として使用しているため、省電力でも十分な初期駆動力を得ることができる。また、磁石の反発力を利用して鍵を駆動する構成となっているため、鍵駆動装置を備える鍵盤楽器の小型化や軽量化を容易に図ることができる。 According to the first, second, and fifth aspects of the present invention, since the repulsive force between two magnets is used as a key driving force, a sufficient initial driving force can be obtained even with power saving. . Moreover, since it has the structure which drives a key using the repulsive force of a magnet, size reduction and weight reduction of a keyboard musical instrument provided with a key drive device can be achieved easily.
請求項2に係る発明によれば、第1の磁石に錘としての役割を持たせることで、鍵駆動装置の構成部品点数を削減してその製造コストの削減を図ることができる。
また、第1の磁石の重量を大きくしなくても、棒状部材を介して鍵を一方の揺動方向に揺動させる付勢力を十分に得ることができるため、鍵駆動装置の軽量化をさらに図ることができる。
According to the second aspect of the present invention, by providing the first magnet with a role as a weight, it is possible to reduce the number of component parts of the lock driving device and to reduce its manufacturing cost.
Further, since the urging force for swinging the key in one swinging direction can be sufficiently obtained via the rod-shaped member without increasing the weight of the first magnet, the weight of the key driving device can be further reduced. Can be planned.
請求項3に係る発明によれば、鍵を駆動する2つの磁石の反発力を小さくすることができるため、より省電力で鍵を駆動することができる。
また、手指で押すべき鍵を鍵盤楽器の演奏者に報知するガイド機能として鍵駆動装置を役立たせることができる。
According to the invention which concerns on
In addition, the key driving device can be used as a guide function for notifying a player of a keyboard instrument of a key to be pressed with a finger.
請求項4に係る発明によれば、各電磁石のコイルに電流が流れていない状態においては、2つの磁石の間に吸引力が発生しないため、鍵を容易に手指で押すことが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, in the state where no current flows through the coils of the electromagnets, no attractive force is generated between the two magnets, so that the key can be easily pushed with fingers.
請求項5に係る発明によれば、楽曲データに応じた各鍵の動きを実際に鍵を押す手指で直接感じ取ることができるため、鍵盤楽器の練習を効率よく行うことが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the movement of each key corresponding to the music data can be directly felt by the finger that actually presses the key, it is possible to efficiently practice the keyboard instrument.
請求項6に係る発明によれば、楽曲データに基づく鍵の駆動に同期させて楽曲データの楽音を発音手段から発生させることで、省電力で鍵盤楽器の自動演奏を行うことが可能となる。 According to the sixth aspect of the invention, it is possible to automatically play the keyboard instrument with power saving by generating the musical sound of the music data from the sound generation means in synchronization with the driving of the key based on the music data.
以下、図1から図5を参照し、本発明の一実施形態に係る鍵盤楽器について説明する。本実施形態の鍵盤楽器は、その筐体を構成するフレームに対して揺動可能に支持された鍵を複数並べて構成されるものであり、図1に示すように、鍵盤の鍵を個々に駆動する鍵駆動装置1、自動演奏用の楽曲データを出力する演奏情報発生装置3、及び、楽曲データに基づいて選択された鍵を駆動するように鍵駆動装置1を制御する鍵駆動制御装置5を備えている。なお、楽曲データは鍵盤楽器において演奏可能な楽曲の情報であり、例えばMIDI形式のものがある。
演奏情報発生装置3は、鍵盤楽器に内蔵されるRAMやROM等の記憶装置(不図示)や各種記憶媒体(不図示)から楽曲データを読み出すと共に、楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置5に出力するものである。なお、この楽曲データには、楽曲の速度に応じて各楽音を発音するタイミングの情報(以下、発音タイミング情報と呼ぶ。)、楽曲の各楽音のノート(音高)の情報(以下、ノート情報と呼ぶ。)やその他の情報が含まれている。また、演奏情報発生装置3から楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置5に出力するタイミングは、上述した発音タイミング情報に基づいて行われる。
Hereinafter, a keyboard instrument according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The keyboard musical instrument of the present embodiment is configured by arranging a plurality of keys supported so as to be swingable with respect to a frame constituting the casing, and individually drives the keys of the keyboard as shown in FIG. A
The performance
図2,3に示すように、鍵盤楽器の鍵7の長手方向の後端7bは、板バネ9を介してフレーム(不図示)と一体の固定部11に取り付けられており、上記板バネ9を撓ませることにより、鍵7がその後端7b側を支点として揺動できるようになっている。鍵駆動装置1は、鍵盤楽器の各鍵7に対応して1つずつ設けられるものであり、磁力によって鍵7を駆動するように構成されている。
この鍵駆動装置1は、鍵7の下方側に配置されると共にフレームに対して揺動可能に取り付けられた揺動レバー(棒状部材)13と、揺動レバー13の後端(他端)13bに固定された可動磁石(第1の磁石)15と、フレームと一体の固定部17に固定された固定磁石(第2の磁石)19とを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The
揺動レバー13は、その長手方向が鍵7の前後方向となるように配置されており、その中途部を支点F1として揺動できるようにフレームに支持されている。この揺動レバー13は、その前端13aが鍵7の前端7aに係合しているため、鍵7の揺動に連動して支点F1を中心に揺動することになる。なお、可動磁石15を取り付けた揺動レバー13の重心は上記支点F1よりも後端13b側にずれているため、可動磁石15の自重によって鍵7が揺動方向の一方(A方向)に付勢されることになる。すなわち、可動磁石15が錘としての役割を果たすことになり、これによってアコースティックピアノに似た打鍵感覚を鍵7に持たせることができる。
固定磁石19は、可動磁石15に接触することで鍵7や揺動レバー13のA方向への揺動を規制する位置に配されている。すなわち、上述した可動磁石15はその自重によって固定磁石19に当接することになる。
The
The fixed
鍵7の後端7bに取り付けられた板バネ9は、可動磁石15が固定磁石19に当接した状態において、撓んでいない、若しくは、鍵7をA方向に付勢するように撓んでいる。したがって、この状態においては、鍵7が静止した初期位置に配されることになる。
そして、可動磁石15が固定磁石19に当接した状態から、鍵7や揺動レバー13をA方向とは逆の揺動方向(B方向)に揺動させた際には、板バネ9の撓みや可動磁石15の自重によって鍵7や揺動レバー13をA方向に付勢する付勢力が発生することになる。すなわち、板バネ9、揺動レバー13及び可動磁石15によって鍵7をA方向に付勢する付勢手段21が構成されることになる。
The
When the key 7 or the
また、鍵駆動装置1は、鍵7及び揺動レバー13のB方向への揺動を規制して、固定磁石19と共に鍵7及び揺動レバー13の揺動範囲を規定する規制部材(規制手段)23を備えている。この規制部材23は、鍵7や揺動レバー13をB方向に揺動させた際に可動磁石15が当接するように、フレームに固定されている。
可動磁石15及び固定磁石19は、鉄心15a,19aとその周りに巻回されたコイル15b,19bとからなる電磁石によりそれぞれ構成されている。2つのコイル15b,19bは電源25に対して並列に電気接続されており、スイッチ27により電源25から2つのコイル15b,19bへの通電が切り換えられるようになっている。これら2つのコイル15b,19bに電流が流れている状態においては、相互に接触する可動磁石15及び固定磁石19の磁極が一致する(図示例ではS極になる)ように、各鉄心15a,19aにコイル15b,19bが巻回されている。
In addition, the
The
この鍵駆動装置1では、各コイル15b,19bに電流が流れていない状態において、付勢手段21の付勢力によって可動磁石15が固定磁石19に当接するため、図2に示すように、鍵7が静止した初期位置に配されることになる。この状態において、スイッチ27を切り換えて各コイル15b,19bに電流を流した際には、図3に示すように、相互に接触する可動磁石15及び固定磁石19の磁極が両方ともS極となるため、可動磁石15と固定磁石19との間に反発力が生じる。そして、この反発力によって可動磁石15が固定磁石19から離間する方向に移動する、すなわち、揺動レバー13及び鍵7が付勢手段21の付勢力に抗ってB方向に揺動することになる。
In this
そして、各コイル15b,19bへの電流の供給を止めた際には、鍵7が付勢手段21の付勢力によってA方向に揺動し、可動磁石15及び固定磁石19が相互に接触する鍵7の初期位置で停止することになる。
なお、上記反発力は、可動磁石15と固定磁石19との距離が近い程大きくなるため、可動磁石15及び固定磁石19が相互に接触した状態において最大となる。すなわち、各コイル15b,19bに流す電流を大きくしなくても、鍵7の初期位置において鍵7を駆動する初期駆動力を十分に得ることができる。
When the supply of current to the
In addition, since the said repulsive force becomes so large that the distance of the
例えば、可動磁石15及び固定磁石19をそれぞれ構成する各鉄心15a,19aとして、比透磁率が2000のフェライトを直径14mm、長さ30mmの円柱状に形成したものを用い、可動磁石15及び固定磁石19をそれぞれ構成する各コイル15b,19bとして、直径0.2mmの銅線を上記寸法の各鉄心15a,19aに1200回巻回したものを用いる。
そして、上記寸法で構成された可動磁石15及び固定磁石19においては、各コイル15b,19bに1Aの電流を流した際に可動磁石15が固定磁石19から浮上する。この際、可動磁石15と固定磁石19との間には0.3N程度の磁気反発力が発生する。この磁気反発力の大きさは、鍵7や揺動レバー13を揺動させるには十分な大きさである。
For example, as the
In the
また、この鍵駆動装置1では、各コイル15b,19bに電流が流れている状態において、可動磁石15が固定磁石19及び規制部材23のいずれにも接触しない位置に配されるように、付勢手段21の付勢力と可動磁石15及び固定磁石19の間に発生する反発力とを均衡させている。これら付勢力と反発力とが均等になるようにするためには、例えば、各コイル15b,19bに流す電流の大きさを調整すればよい。これにより、各コイル15b,19bに電流が流れている状態においては、鍵7がその揺動範囲の途中に位置することになる。
また、鍵駆動装置1のスイッチ27は、鍵盤楽器の鍵駆動制御装置5によって動作するようになっている。すなわち、鍵駆動制御装置5は、演奏情報発生装置3から出力された楽曲データに基づいて、所定の鍵7に対応する鍵駆動装置1のスイッチ27を切り換える役割を果たしている。
Further, in the
The
さらに、この鍵盤楽器は、図4に示すように、各鍵7が規制部材23によって規制される位置までB方向に揺動したことを個々に検出する押鍵検出装置31と、押鍵検出装置31から出力された検出結果に基づいて揺動した鍵7に対応する楽音を発生する発音手段33とを備えている。この発音手段33は、各鍵7に対応する音程や種々の音色等を有する実際の波形データを記憶した音源35と、波形データを出力する発音装置37と、押鍵検出装置31の検出結果に基づいて音源35から所定の波形データを読み出すと共に、この波形データを発音装置37から出力させる発音制御装置39とから構成されている。ここで発音装置37は、例えばオーディオ機器のアンプやスピーカに相当するものである。
以上の構成により、手指により鍵7を押して規制部材23によって規制される位置まで揺動させることで、鍵7に対応する波形データが発音装置37から出力されることになる。
なお、発音制御装置39は、演奏情報発生装置3から出力される楽曲データの各楽音に対応する所定の波形データを音源35から読み出し、この波形データを上記楽曲データの発音タイミング情報、ノート情報やその他の情報に基づいて制御して発音装置37から出力させるようにも構成されている。すなわち、発音手段33においては、上記の押鍵検出装置31からの入力に代えて、演奏情報発生装置3から出力される楽曲データに基づいて楽音を発生することもできるようになっている。
Further, as shown in FIG. 4, the keyboard instrument includes a key-
With the above configuration, the waveform data corresponding to the
The sound
以上のように構成された鍵盤楽器の動作について以下に説明する。
図5に示すように、はじめに、演奏情報発生装置3が、発音タイミング情報やノート情報等を含む楽曲データを読み込み(ステップS1)、楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置5に出力する(ステップS2)。具体的には、楽曲データの発音タイミング情報に基づいて楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置5に出力する。次いで、鍵駆動制御装置5が、楽曲データのノート情報に基づいて上記各楽音の音高に対応する鍵7に取り付けられた鍵駆動装置1のスイッチ27を制御し、各コイル15b,19bに電流を流す(ステップS3)。この際には、可動磁石15及び固定磁石19の間に発生する反発力によって、上記楽音に対応する鍵7がその初期位置から付勢手段21の付勢力に抗してB方向に揺動する。
The operation of the keyboard instrument configured as described above will be described below.
As shown in FIG. 5, first, the performance
なお、この際には、発音タイミング情報がONとなっている間、すなわち楽曲データの楽音の長さに応じて各コイル15b,19bに継続的に電流を流しておく。すなわち、上記楽曲データの楽音の終了にあわせて、鍵駆動制御装置5がスイッチ27を制御して、電源25による各コイル15b,19bへの通電を遮断する。これにより、鍵7が付勢手段21の付勢力によってA方向に揺動して初期位置に戻ることになる。
そして、鍵駆動制御装置5に出力すべき楽曲データの楽音が残っているかどうかを判定し(ステップS4)、出力すべき楽曲データが残っていると判定された場合には、再度ステップS2に戻り、演奏情報発生装置3が楽曲データの次の楽音を鍵駆動制御装置5に出力する。また、ステップS4において、楽曲データに出力すべき楽音が残っていないと判定された場合には、楽曲データに基づく鍵7の駆動を終了する。
In this case, a current is continuously supplied to each of the
Then, it is determined whether or not the musical sound of the music data to be output to the key
上述のように鍵盤楽器を動作させる場合には、各鍵7が鍵駆動装置1によって駆動されても、鍵7はその揺動範囲の途中に位置して規制部材23により規制される位置には到達せず、楽曲データの各楽音、すなわち、これに対応する発音タイミングやノート(音高)のままで波形データが発音装置37から出力されることはない。
したがって、演奏者が揺動範囲の途中に位置する鍵7を探して手指でさらに押し込むことで、はじめて押鍵検出装置31が動作し、この検出結果に基づいて発音装置37から鍵7に対応する波形データを出力されるため、楽曲の練習として用いることができる。すなわち、楽曲データにあわせて各鍵7をその揺動範囲の途中まで揺動させる動きを、楽曲データにあわせて手指で押すべき鍵7を鍵盤楽器の演奏者に報知するガイド機能として役立たせることができる。
When operating the keyboard musical instrument as described above, even if each key 7 is driven by the
Therefore, when the player searches for the key 7 located in the middle of the swinging range and further presses it with his / her finger, the key
上述したように、この実施形態に係る鍵駆動装置1及びこれを備えた鍵盤楽器によれば、可動磁石15及び固定磁石19の反発力を鍵7の駆動力として使用しているため、省電力でも十分な初期駆動力を得ることができる。また、上記反発力を利用して鍵7を駆動する構成となっているため、鍵駆動装置1及び鍵盤楽器の小型化や軽量化を容易に図ることができる。
また、可動磁石15に錘としての役割を持たせることで、鍵駆動装置1の構成部品点数を削減してその製造コストの削減を図ることができる。さらに、可動磁石15を揺動レバー13の後端13bに設けることで、可動磁石15の重量を大きくしなくても、揺動レバー13を介して鍵7をA方向に揺動させる付勢力を十分に得ることができる。したがって、鍵駆動装置1の軽量化をさらに図ることができる。
As described above, according to the
Moreover, by providing the
さらに、可動磁石15と固定磁石19との反発力により鍵7をその初期位置から揺動範囲の途中まで駆動する場合には、上記初期位置から規制部材23によって規制される位置まで鍵7を駆動する場合と比較して、反発力の大きさを小さくすることができる。すなわち、各コイル15b,19bに流す電流の大きさをさらに小さくすることができ、さらに省電力で鍵7を駆動することができる。
また、可動磁石15及び固定磁石19の両方が電磁石により構成されているため、各コイルに電流が流れていない状態においては、可動磁石15及び固定磁石19の間に吸引力が発生しない。したがって、鍵7を容易に手指で押すことができ、鍵7の打鍵感覚が損なわれることを防止できる。
Further, when the
Further, since both the
さらに、この鍵盤楽器によれば、楽曲データに対応づけて鍵盤楽器の各鍵7を揺動させることができるため、各鍵7の動きにより手指で押さえるべき鍵7を鍵盤楽器の演奏者に報知することができる。したがって、楽曲データに応じた各鍵7の動きを視覚だけではなく手指で直接感じ取ることも可能となり、楽曲の練習を効率よく行うことができる。また、演奏者は揺動範囲の途中に位置する鍵7を手指でさらに押し込むことができるため、鍵盤楽器を手指で弾く感覚を損なうことなく楽曲の練習を行うことができる。
さらに、演奏者は楽曲データに応じた各鍵7の動きを手指で直接感じ取ることができるため、押すべき鍵7を視認してから手指で対応する鍵7を押す場合と比べて、鍵7を押す手指の反応速度を向上させることができる。また、視覚に頼らずに楽曲の練習が可能となるため、視力の弱い演奏者でも効率的に練習することができる。
Further, according to this keyboard instrument, each
Furthermore, since the performer can directly feel the movement of each key 7 according to the music data with his / her finger, the
なお、上記実施形態において、鍵駆動制御装置5が楽曲データの各楽音に対応する鍵駆動装置1のスイッチ27を制御する際には、楽曲データに含まれる各楽音の音量に応じて各コイル15b,19bに流す電流の大きさを変化させてもよい。すなわち、楽音の音量が大きい程、各コイル15b,19bに流す電流を大きくしてもよい。この場合には、各コイル15b,19bに流れる電流の大きさに応じて鍵7の揺動ストロークが変化するため、楽曲データにおける楽音の強弱も手指で直接感じ取ることができる。
In the above-described embodiment, when the key
また、楽曲データの各楽音に基づいて鍵駆動装置1により各鍵7が駆動されても、各楽音に対応する波形データが発音装置37から出力されることはないとしたが、これに限ることはなく、例えば、楽曲データの各楽音に基づく鍵7の駆動に同期するように、発音装置37から各楽音に対応する波形データを出力しても構わない。この場合には、例えば図6に示すように、楽曲データの各楽音を演奏情報発生装置3から鍵駆動制御装置5及び発音制御装置39の両方に出力する。この際には、発音制御装置39が、楽曲データの各楽音に対応する所定の波形データを音源35から読み出し、これを演奏情報発生装置3からの発音タイミング情報、ノート情報やその他の情報に基づいて制御して発音装置37から出力させればよい。
このような動作を行う場合には、例えば、楽曲データに基づく鍵盤楽器での自動演奏が可能となる。なお、この自動演奏でも可動磁石15と固定磁石19との反発力を利用しているため、省電力での自動演奏が可能となる。
Further, even if each key 7 is driven by the
When such an operation is performed, for example, automatic performance with a keyboard instrument based on music data can be performed. Even in this automatic performance, since the repulsive force between the
ここで、楽曲データに基づいて発音装置37から出力される波形データは、押鍵検出装置31の検出結果に基づいて発音装置37から出力される波形データと同じ音程や音色等を有するとしてもよいし、異なる音程や音色等を有するとしても構わない。この波形データの音程や音色等の選択は、発音制御装置39で行えばよい。そして、楽曲データに基づく波形データと押鍵検出装置31の検出結果に基づく波形データとが異なる場合には、鍵盤楽器の演奏者が、楽曲データの楽音と自らの手指で弾いている楽音とを容易に比較することができるため、楽曲の練習を効率よく行うことができる。
また、波形データは、楽曲データや押鍵検出装置31の検出結果に基づいて発音装置37から出力されるとしたが、これに限ることはなく、出力しないようにしても構わない。この場合には、周囲に迷惑をかけることなく楽曲の練習を行うことができる。
Here, the waveform data output from the
In addition, the waveform data is output from the
演奏情報発生装置3は、楽曲データに含まれる発音タイミング情報に基づいて楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置5に出力したり、各楽音に対応する波形データを発音装置37から出力させるとしたが、これに限ることはなく、例えば、楽曲データの楽音に対応する鍵7が手指によって押し込まれることを検出した後に、次の楽音を演奏情報発生装置3から鍵駆動制御装置5に出力したり、上記次の楽音に対応する波形データを発音装置37から出力させるとしてもよい。このような動作を行うためには、例えば、押鍵検出装置31の検出結果を演奏情報発生装置3に出力し、演奏情報発生装置3において楽曲データの楽音に対応する鍵7が押し込まれたかどうかを判定すればよい。そして、この判定結果に基づいて次の楽音を演奏情報発生装置3から鍵駆動制御装置5に出力したり、上記次の楽音に対応する波形データを発音制御装置39から出力させればよい。
この場合には、演奏者が楽曲において押鍵するべき鍵7を1つずつ確認しながら楽曲の練習を行うことができるため、楽曲の演奏に不慣れな演奏者の練習に役立てることができる。
The performance
In this case, the music player can practice the music while checking the
また、例えば、楽曲の速度と鍵7を押し込む演奏者の演奏速度とのズレに応じて、楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置5に出力するタイミング、及び、各楽音に対応する波形データを発音装置37から出力させるタイミングを変化させても良い。このような動作を行うためには、例えば、押鍵検出装置31の検出結果を演奏情報発生装置3に出力し、演奏情報発生装置3において楽曲の速度と演奏者の演奏速度とのズレを計算し、この計算結果に基づいて次の楽音を鍵駆動制御装置5に出力するタイミング、及び、上記次の楽音に対応する波形データを発音装置37から出力させるタイミングを計算すればよい。
この場合には、演奏者の演奏速度にあわせて各楽音に対応する鍵7が揺動されるため、演奏者の演奏速度にばらつきがあっても効率よく楽曲の練習を行うことができる。
Further, for example, according to the difference between the speed of the music and the performance speed of the player who presses the
In this case, since the key 7 corresponding to each musical tone is swung according to the performance speed of the performer, the music can be efficiently practiced even if the performance speed of the performer varies.
また、付勢手段21は、板バネ9と、揺動レバー13及び可動磁石15とにより構成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともこれらの一方により構成されていればよい。すなわち、付勢手段21の付勢力は、板バネ9の弾性力のみとしてもよいし、可動磁石15の自重のみとしても構わない。
さらに、規制部材23は可動磁石15に当接する位置に配されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも鍵7及び揺動レバー13のB方向への揺動を規制して、固定磁石19と共に鍵7及び揺動レバー13の揺動範囲を規定する位置に配されていればよい。すなわち、規制部材23は、例えば、揺動レバー13や鍵7に当接する位置に配されるとしても構わない。
In addition, the urging
Further, the restricting
また、可動磁石15は、鍵7の前端7aに係合されて鍵7の揺動に連動して揺動する揺動レバー13に固定されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも鍵7の揺動に連動して移動する位置に設けられていればよい。
すなわち、例えば図7,8に示すように、可動磁石15を鍵7の後端7b側に埋め込むと共に、鍵7の上方側に固定磁石19を配置して鍵駆動装置41が構成されるとしても構わない。この構成においては、鍵7をA方向に付勢する板バネ9の付勢力により可動磁石15を固定磁石19に当接させればよい。なお、この構成においては、例えば、鍵7の下方側に規制部材23を配置しておくことにより、鍵7をB方向に揺動させた際に規制部材23に当接させることができる。
この構成の場合には、可動磁石15を上記実施形態と同様の付勢手段21として用いることはできないが、揺動レバー13が不要となるため、鍵駆動装置41の構成を簡略化して鍵盤楽器の小型化や軽量化、及び製造コストの削減を図ることができる。
The
That is, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, even if the
In the case of this configuration, the
また、例えば図9,10に示すように、鍵7の後端7bからその長手方向に一体に延出する延出ロッド(棒状部材)53を形成し、延出ロッド53の先端(他端)53bに可動磁石15を埋め込んで鍵駆動装置51が構成されるとしてもよい。
この構成の鍵駆動装置51においては、鍵7及び延出ロッド53が同一の支点F2を中心として一体に揺動するようになっている。この支点F2は、鍵7と延出ロッド53との間に位置している、すなわち、延出ロッド53の基端(一端)53a側に位置している。そして、固定磁石19は、可動磁石15に接触することで鍵7及び延出ロッドのA方向への揺動を規制する位置に配されている、すなわち、延出ロッド53の先端53bの下方側に配されている。
For example, as shown in FIGS. 9 and 10, an extension rod (bar-shaped member) 53 that integrally extends in the longitudinal direction from the
In the
なお、可動磁石15は延出ロッド53の先端53bに取り付けられているため、鍵7及び延出ロッド53をあわせた重心が、支点F2よりも延出ロッド53側にずれている。すなわち、可動磁石15の自重によって鍵7がA方向に付勢されている。また、鍵7の前端7aには、鍵7及び延出ロッド53をA方向に付勢するコイルばね55が設けられている。したがって、これら可動磁石15、延出ロッド53及びコイルばね55によって鍵7をA方向に付勢する付勢する付勢手段が構成されることになる。
この鍵駆動装置51でも上記実施形態と同様の効果を奏する。
Since the
This
なお、可動磁石15及び固定磁石19は、相互に直接接触することに限らず、例えば、スペーサを介して接触するとしても構わない。また、このスペーサがフェルト等の緩衝材により形成されている場合には、可動磁石15及び固定磁石19が当接する際に発生する衝撃を緩衝材により緩和することができるため、可動磁石15及び固定磁石19が相互にぶつかる衝撃音の発生を防止することができる。
また、可動磁石15及び固定磁石19は、2つとも電磁石により構成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、可動磁石15及び固定磁石19の一方が電磁石により構成され、他方が永久磁石により構成されるとしても構わない。この構成の場合には、電磁石のコイル15b,19bに電流を流した際に相互に対向する可動磁石15及び固定磁石19の磁極が一致するように永久磁石を配置しておけばよい。
In addition, the
Moreover, although both the
また、各コイル15b,19bに電流が流れている状態においては、鍵7がその揺動範囲の途中に配置されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、規制部材23によって鍵7の揺動が規制される位置に配置されるとしても構わない。
さらに、鍵駆動装置1は、電子音を発音する発音手段33を備える鍵盤楽器に搭載されるとしたが、これに限ることはなく、ハンマーで弦を打つグランドピアノやアップライトピアノに搭載されるとしても構わない。
Further, in the state where the current flows through each of the
Furthermore, although the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
1,41,51・・・鍵駆動装置、3・・・演奏情報発生装置、5・・・鍵駆動制御装置、7・・・鍵、13・・・揺動レバー(棒状部材)、13b・・・後端(他端)、15・・・可動磁石(第1の磁石)、15b、19b・・・コイル、19・・・固定磁石(第2の磁石)、21・・・付勢手段、23・・・規制部材(規制手段)、33・・・発音手段、53・・・延出ロッド(棒状部材)、53a・・・基端(一端)、53b・・・先端(他端)、F1,F2・・・支点
1, 41, 51 ... Key drive device, 3 ... Performance information generating device, 5 ... Key drive control device, 7 ... Key, 13 ... Oscillating lever (bar-shaped member), 13b ..Rear end (other end), 15 ... Movable magnet (first magnet), 15b, 19b ... Coil, 19 ... Fixed magnet (second magnet), 21 ... Biasing means , 23 ... Restriction member (regulation means), 33 ... Sound generation means, 53 ... Extension rod (bar-shaped member), 53a ... Base end (one end), 53b ... Tip (other end) , F1, F2 ... fulcrum
Claims (6)
前記フレームに対して前記鍵をその揺動方向の一方に付勢する付勢手段と、
前記鍵の揺動に連動して移動する第1の磁石と、
前記フレームに固定されると共に、前記第1の磁石に接触することで前記鍵の前記一方の揺動方向への揺動を規制する第2の磁石とを備え、
2つの前記磁石の少なくとも一方が電磁石からなり、
該電磁石のコイルに電流が流れている状態で、相互に接触する2つの前記磁石の磁極が一致することを特徴とする鍵駆動装置。 A key driving device for driving a key supported to be swingable with respect to a frame,
Urging means for urging the key with respect to the frame in one of the swing directions;
A first magnet that moves in conjunction with the rocking of the key;
A second magnet that is fixed to the frame and that regulates swinging of the key in the one swinging direction by contacting the first magnet;
At least one of the two magnets comprises an electromagnet;
A key driving device characterized in that the magnetic poles of two magnets in contact with each other coincide with each other in a state in which a current flows through the coil of the electromagnet.
前記フレームに対して前記鍵をその揺動方向の一方に付勢する付勢手段を備え、
該付勢手段が、前記鍵の揺動に連動して一端が支点となるように前記フレームに対して揺動する棒状部材と、該棒状部材の他端に固定されて自重により前記鍵を前記一方の揺動方向に付勢する第1の磁石とから構成され、
前記第1の磁石に接触することで前記鍵の前記一方の揺動方向への揺動を規制する第2の磁石が前記フレームに固定され、
2つの前記磁石の少なくとも一方が電磁石からなり、
該電磁石のコイルに電流が流された際に、相互に接触する2つの前記磁石の磁極が一致することを特徴とする鍵駆動装置。 A key driving device for driving a key supported to be swingable with respect to a frame,
Urging means for urging the key to one of its swing directions with respect to the frame;
The biasing means is a rod-like member that swings with respect to the frame so that one end serves as a fulcrum in conjunction with the swinging of the key, and is fixed to the other end of the rod-like member and holds the key by its own weight. A first magnet biasing in one swinging direction,
A second magnet that regulates the swinging of the key in the one swinging direction by contacting the first magnet is fixed to the frame;
At least one of the two magnets comprises an electromagnet;
A key driving device characterized in that when a current is passed through a coil of the electromagnet, the magnetic poles of the two magnets in contact with each other coincide.
前記2つの磁石の磁極が一致した状態において、前記鍵が前記揺動範囲の途中に位置するように、前記付勢手段の付勢力と前記2つの磁石の間に発生する反発力とを均衡させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の鍵駆動装置。 A restricting means for restricting the rocking of the key in the other rocking direction and defining the rocking range of the key together with the second magnet;
In a state where the magnetic poles of the two magnets coincide with each other, the urging force of the urging means and the repulsive force generated between the two magnets are balanced so that the key is located in the middle of the swing range. The key driving device according to claim 1, wherein the key driving device is provided.
各鍵を駆動する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の鍵駆動装置と、
自動演奏用の楽曲データを発生する演奏情報発生装置と、
前記楽曲データに基づいて選択された前記鍵に対応する前記電磁石のコイルに電流を流す鍵駆動制御装置とを備えることを特徴とする鍵盤楽器。 A keyboard instrument in which a plurality of keys supported so as to be swingable with respect to the frame are arranged side by side,
The key driving device according to any one of claims 1 to 4, which drives each key;
A performance information generator for generating music data for automatic performance;
A keyboard instrument comprising: a key drive control device for causing a current to flow through a coil of the electromagnet corresponding to the key selected based on the music data.
6. The keyboard instrument according to claim 5, further comprising sound generation means for generating a musical sound so as to synchronize with the driving of the key based on the music data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006084349A JP2007256869A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Key driving device and keyboard musical instrument |
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CN108389562A (en) * | 2018-02-11 | 2018-08-10 | 牡丹江师范学院 | A kind of multimedia piano and its automatic Playing method, system |
CN111540337A (en) * | 2020-04-22 | 2020-08-14 | 郑州幼儿师范高等专科学校 | Automatic playing device for piano |
-
2006
- 2006-03-27 JP JP2006084349A patent/JP2007256869A/en active Pending
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