JP2684841B2

JP2684841B2 - 鍵盤楽器の鍵駆動装置

Info

Publication number: JP2684841B2
Application number: JP2307997A
Authority: JP
Inventors: 範三田口; 祐二藤原; 力佐々木; 繁村松; 潔河村
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-11-13
Filing date: 1990-11-13
Publication date: 1997-12-03
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: JPH04178694A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は鍵駆動楽器の鍵盤装置に関し、フロントピン
の位置にコイルを配設し、コイルに対応する鍵下面位置
にプランジャを垂下した非接触式で薄型の鍵駆動装置を
提供することにより、自動ピアノの演奏再生にあってそ
の忠実度を向上させるとともに、再生時鍵駆動に必要な
駆動力を低減するものである。

＜従来の技術＞従来、自動ピアノの鍵駆動装置として、例えば、実開
昭63−187196号公報等に開示されたものが提案されてい
る。

すなわち、このものは、鍵駆動アクチュエータを鍵下
方の筬中と筬前との間に配設し、鍵を引き下げて演奏再
生する技術であった。そして、このアクチュエータは、
鍵と同一面で揺動するレバーを介して鍵下面に垂下した
シャッタを引き下げている。

＜発明が解決しようとする課題＞しかしながら、このような従来の技術においては、ア
クチュエータから鍵に駆動力を作用させる位置が、ピア
ニストが押鍵する位置（鍵先端部）に比べて、バランス
ピンに近くなっていた。このため、実際のピアニストの
演奏に対して忠実な再生演奏を実現するためには未だ改
善が必要であった。また、鍵駆動力としても大きな力が
必要とされ、アクチュエータの負担が大きくなるという
問題もあった。

また、てこ等の機構を利用して駆動力を伝達していた
ため、その機構でのエネルギ損失や、駆動時に雑音が発
生する可能性がある等という問題も生じていた。

そこで、本発明は、再生演奏での忠実度を向上させる
ことができ、雑音発生等の弊害を除くとともに、アクチ
ュエータの負担を低減した鍵盤楽器の鍵駆動装置を提供
することを、その目的としている。

＜課題を解決するための手段＞本発明は、棚板上に配設された筬中と、この筬中に植
設されたバランスピンと、このバランスピンを支点とし
て揺動自在に支持された鍵とを備えた鍵盤楽器におい
て、上記鍵の演奏者による押鍵部位置の下面に垂下され
たプランジャと、棚板上で、このプランジャと対向する
位置に配設され、上記プランジャが遊嵌されるプランジ
ャ遊嵌孔を有し、上記鍵の揺動方向に沿った磁界を発生
するコイルとを備え、上記プランジャにフロントピンの
機能を持たせた鍵盤楽器の鍵駆動装置である。

また、上記プランジャの下端部を先細り形状とした鍵
盤楽器の鍵駆動装置である。

さらに、上記プランジャの開口方向の動きを規制する
規制手段を設けた鍵盤楽器の鍵駆動装置である。

＜作用＞本発明に係る鍵盤楽器の鍵駆動装置では、コイルへの
通電により磁界で発生し、プランジャはこの磁界によっ
て吸引される。すなわち、鍵は引き下げ駆動される。

このとき、このプランジャはコイルとは非接触で動作
する。よって、自動演奏における機械的雑音の発生は完
全に防止することができ、また、通常演奏におけるキー
タッチに違和感を与えることもない。

さらに、自動演奏における鍵駆動力は、通常演奏の場
合の押鍵力とほぼ同じ位置で鍵に作用させることがで
き、再生演奏の忠実度を高めることができる。

また、コイルにより発生する鍵駆動力は、筬中に対し
て最も離れた鍵先端部で鍵に作用するため、同一のウイ
ペン突き上げ力を得ようとする場合その鍵駆動力は最も
小さくすることができる。よって、コイルへの負担も低
減されている。

＜実施例＞以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の第１実施例に係るピアノの鍵駆動装
置を示す断面図である。第２図はその配置を示す平面
図、第３図は第１実施例に係るコイルボビンの一部を破
断して示す分解斜視図である。

第１図および第２図に示すように、全ての鍵（白鍵1
1、黒鍵12）は棚板13上で筬中（バランスレール）14に
植設したバランスピン15、16をそれぞれ支点として上下
方向に揺動自在に支持されている。

また、17は鍵盤押えである。

ここで、この棚板13の上で各鍵11、12の先端部（ピア
ニストによる押鍵部）の直下位置には電磁ソレノイド2
5、26が配設されている。すなわち、白鍵11用のフロン
トレール（筬前）の位置にはソレノイド25が配設され、
黒鍵12用のフロントレール（筬前）の位置にはソレノイ
ド26が配設されているものである。

これらのソレノイド25、26は、棚板13上に固設された
断面コの字型形状で長箱形状の放熱材27、28に抱持され
ている。この放熱材27、28はアルミニウム等のような放
熱性のよい材質のものを使用する。

第２図に示すように、ソレノイド25は各鍵11に対応し
て開口方向（鍵配列方向）に沿って直線状に配列されて
いる。

このボックス状の放熱材27に抱持された各ソレノイド
25（ソレノイド26も同じ構成）は、全体として円筒体形
状に構成されている。すなわち、ソレノイド25は、放熱
材27の底面に固設された軟鉄製の下ヨーク29を有し、こ
の下ヨーク29の上には円筒体形のコイルボビン31に抱持
されてコイル32が各鍵11に対応して立設されている。し
たがって、第３図に詳示するように、各コイル32の軸心
部にはプランジャ遊嵌孔34（プランジャが遊嵌する孔）
がそれぞれ形成されることとなる。

そして、これらのプランジャ遊嵌孔34の底部、すなち
下ヨーク29の上面には軟鉄等の磁性体であるコア36が固
設されている。これらのコア36の上面には凹部38が形成
されている。この凹部38はすりばち状であって、平坦な
底面38Aと、円錐状の傾斜面38Bと、を有して構成されて
いる。

これに対して、これらのプランジャ遊嵌孔34の上方の
鍵11の下面（上記鍵先端部の下面）には、プランジャ40
が垂下されている。これらのプランジャ40はプランジャ
遊嵌孔34のそれぞれに出没自在に配設されている。

これらのプランジャ40の先端部は上記コア36の凹部38
に対応した形状、すなわち截頭円錐台形状に形成されて
いる。したがって、この先端部は、一定径の平坦面40A
と、円錐斜面40Bと、により構成されている。

ここで、再び第３図に示すように、プランジャ遊嵌孔
34の上側部分の内側壁には、開口方向に対向して２枚の
ブッシングクロス41、41が固着されている。これらのブ
ッシングクロス41、41は鍵11（12）の左右（開口方向）
の動きを規制するものである。

通常、ピアノの鍵盤では、鍵が上下方向には円滑に運
動でき、かつ、左右方向には殆ど動かないよう規制する
ことがフロントピンの重要な機能である。そこで、本実
施例では、ブッシングクロス41,41により、この機能を
実現する。

42はアーマチュア、44はコイル32の上端に配設された
上ヨークである。

また、上記放熱板27（28）の側壁上面には所定厚さの
フェルト等から構成されるクッション材であるフロント
パンチング45が固着されている。46はこのフロントパン
チング45と側壁との間に介挿される厚さ調整用の紙であ
る。

50はキーセンサユニットであって、バランスレール14
の近傍で鍵11、12の下方に配設されている。

このキーセンサユニット50は、基板47と、基板47上に
固定された光センサ48と、を有している。光センサ48は
各鍵11、12に対応して設けられている。光センサ48は、
例えば反射光型の光センサ（フォトリフレクタ）であっ
て、鍵11、12の下面にその投光器から光を照射し、この
下面での反射光を受光器により受光して、鍵11、12の変
位量を連続して検出するものである。

光センサ48の光電変換出力は例えば図示していないコ
ントローラに入力される。

したがって、ソレノイド25（26）にあっては、コント
ローラの制御によりコイル32に通電がなされると、発生
する磁界によりコア36は磁化されて、プランジャ40を吸
引することとなる。この結果、鍵11（12）は下方に向か
って揺動し、第１図にて下層線Ｘで示す位置までその先
端は下降する。これにより図示していないアクションが
駆動され、自動演奏が行われるものである。

そして、この自動演奏では鍵11（12）への駆動力（引
き下げ力）の作用点はソレノイド25による鍵先端部のフ
ロントレールの位置、すなわちピアニストによる押鍵部
近傍であって、作用力の方向も上から下に向かって引き
下げるため、ピアニストによる実際の通常演奏と同様の
動きを鍵11（12）は行うことができ、その再生を忠実に
行うことができる。

また、鍵11の支点（バランスピン）15から最も遠い位
置に引き下げ力が作用するため、てこの原理よりその作
用力を最も小さくすることができる。その結果、ソレノ
イド25に対する負担は小さくて済む。具体的にはコイル
32への供給電流を小さく抑えることができる。よってコ
イル32からの発熱も少なくて済む。

また、このとき、第１図に示すように、プランジャ40
はプランジャ遊嵌孔38内に没入し、その先端はコア36に
近接して対向する。

このようにプランジャ40がプランジャ遊嵌孔34に没入
する構成としたため、ソレノイド25を含む鍵駆動装置全
体を薄型に構成することができるものである。

また、以上のようにプランジャ40の先端面40A、40B
と、コア36の対向面38A、38Bと、を傾斜した斜面により
それぞれ形成し、略同一形状としたため、これらの間の
間隔（ギャップ）を小さくすることができ、磁気抵抗を
減少させることができる。よって鍵11（12）の引き下げ
動作開始時の応答性を向上させることができる。アクチ
ュエータであるソレノイド25の推力（プランジャ吸引
力）とプランジャストロークとの間の特性を平滑化する
ことができるものである。

また、プランジャ40を鍵11（12）下面に固着する場合
先端を凸状としたため、その重量を軽減することができ
る。

なお、プランジャ40の先端部の形状、および、これに
対向するコア36の凹部38形状は、上記実施例に示す形状
に限られることはない。

さらに、例えば、先端の平坦面に対して直線で交差す
る傾斜面を備えた形状に構成しても良い。このように凹
凸状に形成することにより、先端面と傾斜面とに平行な
方向に作用する力を低減することができ、再生時、キー
支持部への作用力の影響を少なくすることができる。

また、この実施例にあっては、ソレノイド25を直線状
に配列したため、バランスピン15と鍵駆動力の作用点
（プランジャ40の位置）とが全ての白鍵11について同じ
間隔だけ離れている。このため、各鍵11に対応して鍵駆
動力を補正する等の必要は生じることなく、全ての鍵11
について均一に鍵駆動力を作用させることができるとい
う効果がある。

第４図および第５図は本発明の第２実施例を示してい
る。

この実施例では、白鍵11を駆動するソレノイド25をい
わゆる千鳥形状に配置したものである。

すなわち、放熱材61を一体化して形成し、この放熱材
61の箱中にソレノイド25および26を収容したものであ
る。複数のソレノイド25にあって隣合うもの同士は、互
いに白鍵の長手方向においてずれて配設されている。こ
のため、放熱材61の箱中に空間がより多く存在すること
となる。この空間により放熱性は向上する。

また、これらのソレノイド25、26はコントローラ62に
よってコイル32への通電が制御される構成である。その
他の構成は上記第１実施例のそれと同様である。

したがって、この実施例では、キーセンサユニット50
からの信号に基づいてこの鍵11（12）の揺動速度を算出
し、コントローラ62は、コイル32への供給電流を加減補
正するフィードバック制御を行うことができる。これに
より、より一層その再生演奏の忠実度を向上させること
ができる。

また、この実施例によればソレノイド25からの放熱効
果を、第１実施例の直線状配置に比べて高めることがで
きる。

さらに、これらの実施例にあっては、フロントピン、
フロントレールを廃止したため、鍵の下方空間について
スペースを広くとることができ、他の部品、例えばキー
センサユニット等の設置が容易になり、実装性が向上し
ている。

なお、第５図に示すように、ブッシングクロス41に加
えて、もしくは、独立に、長孔、１対のクロス、オーバ
ルピンからなる鍵揺動ガイドを鍵に配設することもでき
る。

＜発明の効果＞以上説明してきたように、本発明に係る鍵盤楽器の鍵
駆動装置によれば、自動演奏時の駆動力の作用点を通常
演奏でのそれと同じ位置に設定することができ、鍵に作
用する力を通常演奏のそれに近似させることができ、再
生演奏の忠実度を向上させることができる。また、再生
演奏および通常演奏での雑音の発生を完全になくすこと
ができる。また、通常演奏でのキータッチに違和感が生
じることはない。さらに、鍵の駆動に必要な駆動力を低
減することができ、該鍵駆動装置の負担を低減すること
ができる。また、コイルおよびプランジャは従来のフロ
ントピンのガイド機能を兼ねることができ、フロントピ
ンや鍵盤への長孔の加工が不必要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る鍵駆動装置を示す断
面図、第２図は同じくその鍵駆動装置の配置を示す平面図、第３図は第１実施例に係るコイルボビンの一部を破断し
て示すその分解斜視図、第４図は本発明の第２実施例に係る鍵駆動装置を示す断
面図、第５図はその鍵駆動装置の配置を示す平面図である。 11……白鍵、 12……黒鍵、 13……棚板、 14……バランスレール（筬中）、 15……バランスピン、 16……バランスピン、 25……ソレノイド、 26……ソレノイド、 29……下ヨーク、 32……コイル、 34……プランジャ遊嵌孔、 40……プランジャ、 44……上ヨーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村松繁静岡県浜松市中沢町10番１号ヤマハ株式会社内 (72)発明者河村潔静岡県浜松市中沢町10番１号ヤマハ株式会社内 (56)参考文献特開平１−239593（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−187196（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−145489（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】棚板上に配設され筬中と、この筬中に植設されたバランスピンと、このバランスピンを支点として揺動自在に支持された鍵
とを備えた鍵盤楽器において、上記鍵の演奏者による押鍵部位置の下面に垂下されたプ
ランジャと、棚板上で、このプランジャと対向する位置に配設され、
上記プランジャが遊嵌されるプランジャ遊嵌孔を有し、
上記鍵の揺動方向に沿った磁界を発生するコイルとを備
え、上記プランジャにフロントピンの機能を持たせたことを
特徴とする鍵盤楽器の鍵駆動装置。
【請求項２】上記プランジャの下端部を先細り形状とし
た特許請求の範囲第１項記載の鍵盤楽器の鍵駆動装置。
【請求項３】上記プランジャの間口方向の動きを規制す
る規制手段を設けた特許請求の範囲第１項または第２項
に記載の鍵盤楽器の鍵駆動装置。