JP2748617B2 - 鍵盤楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鍵盤楽器に係わり、特に、鍵盤の操作に応
動して発音体を打撃することにより発音させるようにし
た鍵盤楽器に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、ピアノ等の鍵盤楽器においては、複数の鍵盤
に打弦機構を機械的に連設し、前記鍵盤を操作して打弦
機構を作動させることにより、この打弦機構を介して発
音体を打撃して振動させることによって発音させ、ま
た、鍵盤の操作停止によりダンパーを前記発音体に接触
させてその振動を抑制することによって止音を行い、さ
らに、ペダルによって前記発音体とダンパーとの接触状
態を制御することによって、発音体の発音の維持、ある
いは、ミュート等の調整を行うようにしている。

この種の鍵盤楽器においては、演奏者が直接鍵盤を操
作することによってのみ演奏が可能である。

一方、従来においては、前記鍵盤やペダルにソレノイ
ド等のアクチュエータを連接し、これらのアクチュエー
タにより、前記鍵盤やペダルを駆動することにより、発
音体の発音や止音ならびにその音色制御等を電気的に行
う自動ピアノも提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、発音体の発音よ止音等の制御をアクチュエ
ータによる鍵盤やペダル駆動により電気的に行っている
前記従来の技術においては、次のような不具合が生じ
る。

すなわち、前記鍵盤やペダルが打弦機構やダンパーと
機械的に連結されていることから、鍵盤駆動時に打弦機
構の動特性の固体差、経年変化の影響を受け易いといっ
た不具合である。

また、グランドピアノに対してアップライトピアノの
打弦機構は、鍵盤のハーフタッチの実現が困難になり、
トリル演奏時の連打性にかけるといった不具合をも惹起
する。

また、鍵盤の操作抵抗（いわゆるタッチ）は、各ピア
ノ毎の固体差が有り、これによって得られる操作感が一
義的に決まってしまい、例えば、経年変化により、打弦
機構のフェルトの摩耗や劣化、あるいは、湿度や温度の
変化により打弦機構やその装着部の木部の寸法変化等に
よってタッチと発音状態に変化が生じた場合、煩雑な調
整が必要になるといった不具合があった。

したがて、従来においてはこれらの不具合への対処が
残されており、本発明はこのような従来において残され
ている課題を解決せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述した課題を有効に解決し得る鍵盤楽器
を提供せんとするもので、請求項１記載の発明は、鍵盤
と、この鍵盤に対応して設けられた複数の発音体と、外
部からの指令信号に基づいて前記発音体を打撃する打撃
手段と、外部からの指令信号に基づいて前記発音体の振
動を抑制する止音手段と、前記鍵盤の操作時に、外部か
らの指令信号に基づいて前記鍵盤に操作反力を与える操
作反力発生手段と、 前記各鍵盤の操作状態を検出する鍵盤状態検出手段
と、前記鍵盤の操作状態と前記打撃手段、止音手段、お
よび、操作反力発生手段の状態との相関関係が入力され
ている演奏形態記憶手段と、前記演奏形態記憶手段の情
報に基づき、前記鍵盤状態検出手段からの検出信号に応
じて、前記打撃手段、止音手段および操作反力発生手段
に操作指令を出力する制御手段とを備え、前記打撃手段
は、コイルおよびプランジャからなるソレノイドと、前
記プランジャに直接固着されたハンマによって構成さ
れ、前記止音手段は、コイルおよびプランジャからなる
ソレノイドと、前記プランジャに直接固着されたダンパ
によって構成されていることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記演奏形態記憶手段
に入力された情報に基づき、外部からの演奏情報に応じ
て、打撃手段および止音手段に操作指令を出力する受信
演奏制御手段を備えていることを特徴とする。

さらに、請求項３記載の発明は、鍵盤状態検出手段の
検出結果を記憶する演奏状態記憶手段と、前記演奏形態
記憶手段の情報に基づき、前記演奏状態記憶手段に記憶
された演奏情報に応じて、少なくとも、打撃手段および
止音手段に操作指令を出力する再生演奏手段とを備えた
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明の第１の態様によれば、鍵盤が操作されると、
鍵盤状態検出手段によって鍵盤の操作速度（打弦強度）
や操作位置等の鍵盤の操作状態が検出される。

そして、この検出結果と演奏形態記憶手段に入力され
ている情報に基づき、制御手段から各打撃手段、止音手
段、および、操作反力発生手段に操作指令が出力され、
鍵盤の操作状態（打弦強度）に応じた発音状態ならびに
止音状態等が得られるとともに、鍵盤操作時に適度な抵
抗が与えられて良好な操作感が得られる。

しかも、演奏形態記憶手段に予め入力する情報を変更
することにより、操作感や発音状態の調整が行われる。

また、第２の態様によれば、外部から演奏情報が入力
されると、この情報と演奏形態記憶手段とに基づき、打
撃手段と止音手段とに操作指令が出力されて、自動演奏
が行われる。

さらに、第３の態様によれば、演奏者が鍵盤を操作し
て行った演奏が、鍵盤状態検出手段によって検出され演
奏状態記憶手段に記憶された演奏情報と、演奏状態記憶
手段の記憶してい情報に基づき第１の態様と同様に操作
指令を出力して、演奏が再現される。

［実施例］ 以下、本発明の第１の態様の一実施例について、図面
に基づき説明する。

図において鍵盤楽器１は、アップライト型のピアノを
示し、鍵盤２と、この鍵盤２に対応して設けられた複数
の発音体（弦）３、駒3a、響板3bと、外部からの指令信
号に基づいて前記弦３を打撃する打撃手段４と、外部か
らの指令信号に基づいて前記弦３の振動を抑制する止音
手段５と、前記鍵盤２の操作時に、外部からの指令信号
に基づいて前記鍵盤２に抵抗を与える操作反力発生手段
６と、前記各鍵盤２の操作状態を検出する鍵盤状態検出
手段７と、前記鍵盤２の操作状態と、前記打撃手段４、
止音手段５、および、操作反力発生手段６の状態との相
関関係が入力されている演奏形態記憶手段８と、前記鍵
盤状態検出手段７からの検出信号と、前記演奏形態記憶
手段８に入力されている情報に基づき、前記打撃手段
４、止音手段５、および、操作反力発生手段６に操作指
令を出力する制御手段９とによって基本部分が構成され
ている。

次いで、これらの詳細について説明すれば、前記各鍵
盤２は、第１図に示すように、鍵盤楽器１の本体1aの前
部に突出するように設けられた棚板10の上面に装着され
ており、その長さ方向の略中間部において、第１図およ
び第２図に示すように、前記棚板10の前後方向略中間部
に設けられた筬中11に、バランスピン12を介して揺動自
在に支持されている。

また、各鍵盤２の基端部（本体1a側の端部）2aの下面
には、前記鍵盤10に固定された弾性体からなるストッパ
13が対向させられており、非操作状態において前記基端
部2aの下面に当接して、その位置を規制するようになっ
ているとともに、当接時の衝撃音を吸収するようになっ
ている。

さらに、各鍵盤２の操作端部2bの下部には、前記棚板
10の上面に固定されたオーバルキーピン14が摺動自在に
嵌合させられており、このオーバルキーピン14により、
前記鍵盤２の操作時における揺動方向と直交する方向へ
の揺れが防止されている。

前記打撃手段４は、第１図および第３図に示すよう
に、前記弦３に対して略直交するように配設されたハン
マ15と、このハンマ15の基端部に装着されたプッシュ・
プルソレノイド16とによって構成されている。

このプッシュ・プルソレノイド16は、そのプランジャ
17に前記ハンマ15の基端部が固着されており、一対設け
られたコイル18・19のいずれかに選択的に電流が印加さ
れることにより、前記プランジャ17をハンマ15ととも
に、弦３へ接近離間する方向へ移動させるようになって
いるとともに、印加される電流の大きさに応じて、ハン
マ15の移動速度すなわち打弦強度を調整するようになっ
ている。

前記止音手段５は、第１図に示すように、前記打撃手
段４と同様のプッシュ・プルソレノイド20と、このプッ
シュ・プルソレノイド20によって長さ方向に移動させら
れるロッド21と、このロッド21の弦３側に装着されたダ
ンパー22とによって構成されており、プッシュ・プルソ
レノイド20への電流供給により、前記ダンパー22が弦３
へ接触させられてこの弦３の振動を抑制して止音を行
い、また、前記供給電流の大小によってダンパー22と弦
３との接触圧を調整するようになっている。

前記操作反力発生手段６は、本実施例においては、前
記筬中11とストッパ13との間であって、前記鍵盤２と棚
板10との間に設けられており、鍵盤２の下面に装着され
た磁石23と、棚板10に装着され、前記磁石23の両側面に
所定間隔をおいて対向させられたコイル24とによって構
成されている。

そして、この操作反力発生手段６は、前記コイル24へ
の印加電圧の大きさに応じて、このコイル24において発
生する磁力と前記磁石23の磁力との釣り合いを調整する
ことにより、前記鍵盤２の揺動方向に対する作用力、す
なわち、操作反力、または、駆動力を調整するようにな
っている。

前記鍵盤状態検出手段７は、前記筬中11とオーバルキ
ーピン14との間の棚板10の上面、鍵盤２の下面に対向し
て設けられており、本実施例においては、光の反射を利
用して、鍵盤２の傾斜およびその傾動速度を検出するこ
とにより、鍵盤２の操作状態を検出するようになってい
る。

また、前記響板3bには、圧電素子からなる響板センサ
3cが配設され、発音時期を検出する。

前記演奏形態記憶手段８と制御手段９は、鍵盤楽器１
の本体1a内に装着された制御ユニット25に一体化されて
いる。

この制御ユニット25は、第１図、第４図に示すよう
に、鍵盤２や後述するペダル30の変位、変位速度、およ
び、その加速度等をパラメータとして、これらパラメー
タと、打撃手段４の打撃力の大きさ、止音手段５と弦３
との接触圧の大きさ、および、操作反力発生手段６や後
述するペダル反力発生手段32における反力の大きさとの
相関マップが書き込まれたROM26と、前記鍵盤状態検出
手段７、および、後述するペダル状態検出手段31からの
信号と、前記ROM26の相関マップの情報とに基づき、前
記打撃手段４、止音手段５、操作反力発生手段６、およ
び、ペダル反力発生手段32へ操作指令信号を出力するCP
U27と、前記鍵盤状態検出手段７からの信号を記憶するR
AM28と、これらのバックアップ用のRAM29とによって構
成されており、前記ROM26が本実施例における演奏形態
記憶手段８を構成し、前記CPU27が本実施例における制
御手段９を構成している。

一方、前記鍵盤楽器１の本体1aの前方下部には、ペダ
ル30が設けられており、このペダル30に対応した位置に
は、前記鍵盤状態検出手段７と同様の構成を有するペダ
ル状態検出手段31と、操作反力発生手段６と同様の構成
をなすペダル反力発生手段32が設けられている。

次いで、このように構成された本実施例の作用を第５
図のフローチャートに基づいて説明する。

演奏者が鍵盤２を操作して演奏を開始すると、鍵盤状
態検出手段７とペダル状態検出手段31とにより、鍵盤２
やペダル30の、変位（傾斜角度）、変位速度、および、
その加速度等をパラメータとした操作状態が検出され、
その検出結果がCPU27へ入力される（S1、S2）。

このようにして、鍵盤２の操作状態がCPU27へ入力さ
れると、このCPU27において、前記操作状態に対応し
て、ROM26に記憶されている演奏形態のマップから鍵盤
２に対する反力と、打撃手段による打弦強度と、止音手
段５と弦３との接触圧力、さらに、ペダル30に対する反
力とが読み込まれ（S3、S4）、これに基づき、制御ユニ
ット25の入出力部30から操作反力発生手段６、32、打撃
手段４、および、止音手段５のそれぞれに操作指令信号
が出力される（S5）。

これによって、鍵盤２やペダル30に最適な反力が与え
られて、演奏者に、自然鍵盤楽器に近い良好な操作感が
与えられる。

一方、前記打撃手段４の打弦力や止音手段５と弦３と
の接触圧等は、鍵盤２の操作状態に応じて、前記プッシ
ュ・プルソレノイド16・20へ印加される電圧が調整され
ることによって制御され、前述した操作感の向上と相俟
って、演奏者の操作に対応した打弦や止音が行われて、
連打性の向上等自然な音が発生させられる。

また、鍵盤２やペダル30の操作感を変更する場合に
は、制御ユニット25に設けられている演奏形態記憶手段
８としてのROM26を、他の情報マップが記録されているR
OMに取り換えることにより容易に行われる。

さらに、鍵盤２と打撃手段４や止音手段５との間、ま
た、ペダル30と止音手段５との間に機械的な動力伝達機
構が介在しないことから、構成が簡略化されるばかりで
なく、打撃手段４や止音手段５の調整作業も不要とな
る。

次いで、本発明の第２の態様の一実施例について説明
する。

本実施例は、前記第１の態様における実施例の同様機
能に、外部から入力される演奏情報に基づき演奏を行う
機能を付加した構成としたものである。具体的には、第
１図に示すように、演奏情報が記録された外部記憶媒体
としてのフロッピディスクや光ディスクと、これらのデ
ィスクに記録された演奏情報を読み取って出力するディ
スクドライブ34とを、前記制御ユニット25へ付加して、
再生演奏制御手段を構成したものである。

本発明によると、鍵盤２によって入力される演奏情報
に代えて、前記外部記憶媒体に記録されている演奏情報
により、打撃手段４や止音手段５が操作されて自動演奏
が行われる。

この場合、鍵盤２やペダル30に対応して設けられてい
る操作反力発生手段６やペダル反力発生手段32の作動を
逆に使用することにより、鍵盤２やペダル30に駆動力を
与えて、自動演奏に合わせて鍵盤２やペダル30を駆動す
ることも可能であり、これらを非作動状態にすることも
可能である。

また、前記外部記憶媒体やディスクドライブ34を本体
1a内に設置した例について示したが、第１図に示すよう
に、本体1aの裏面に、前記制御ユニット25に接続された
外部入力端子36を設けておき、別体の記憶装置や電子楽
器、演奏情報発生機器を接続して、演奏情報を入力する
ことも可能である。

さらに、本発明の第３の態様に係わる一実施例につい
て説明する。

本実施例は、第１の実施例において示したRAM28、も
しくは、第２実施例に示したディスクドライブ34によっ
て鍵盤２による直接演奏の演奏情報を記録しておき、こ
の記録された演奏情報を外部演奏情報としてCPU27で処
理することにより、記録した演奏を再生するようにした
ものである。

本実施例によれば、演奏者自身の演奏を、演奏者が客
観的に把握することでき、演奏技術の確認や反復練習の
助力となる。

なお、前記各実施例において示した各構成部材の諸形
状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変
更可能である。

例えば、前記各実施例においては、アップライト型の
ピアノを鍵盤楽器の一例として示したが、これに限られ
るものではなく、チャレスタやチェンバロ等鍵盤を備え
た楽器へ適用することもできる。

また、前記実施例においては操作反力発生手段６とし
て、磁石23とコイル24とを用いた例について説明した
が、これに代えて、第６図に示すように、プッシュ・プ
ルソレノイド37を用いることもでき、さらに、鍵盤状態
検出手段７として光の反射を利用して鍵盤２の傾斜を検
出する構造のセンサを示したが、光の反射を利用して鍵
盤２との距離を検出する構造のものも使用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、請求項１記載の構成によれば、
次のような優れた効果を奏する。

鍵盤の操作状態に対応して、制御手段から演奏形態記
憶手段の情報に基づき、鍵盤に対する反力と、打撃手段
による打弦強度と、止音手段と発音体との接触圧力等の
操作指令信号が操作反力発生手段、打撃手段、および、
止音手段のそれぞれに出力されて、鍵盤に最適な反力が
与えられ、これによって演奏者に、自然鍵盤楽器に近い
良好な操作感を与えることができるとともに、演奏者の
操作に対応した打弦や止音が行われて、連打性の向上
等、自然楽器と同等な音が得られる。

また、鍵盤の操作感を変更する場合には、演奏形態記
憶手段を取り換えることによって容易に行うことができ
る。

さらに、鍵盤と打撃手段や止音手段との間の機械的な
接続をなくして、構成を簡略化することができるばかり
でなく、打撃手段や止音手段の調整作業を不要とするこ
とができる。

またさらに、打撃手段および止音手段をソレノイドの
プランジャにハンマあるいはダンパを直接固着させて構
成しているので、プランジャとハンマあるいはダンパの
挙動が一致することとなり、ハンマの打弦タイミングや
打弦速度、あるいはダンパの弦タッチタイミング等の微
妙な制御が容易に行える。

また、請求項２に記載の構成によれば、次のような優
れた効果が得られる。

鍵盤によって入力される演奏情報に代えて、外部記憶
媒体に記録されている演奏情報により、打撃手段や止音
手段を操作して自動演奏を行うことができる。

さらに、請求項３に記載の構成によれば、次のような
優れた効果が得られる。

演奏者自身の演奏を、演奏者が客観的に把握すること
でき、演奏技術の確認や反復練習の助力とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の請求項１〜３の一実施例を示すもので、
第１図は一実施例が適用されたアップライト型のピアノ
の縦断面側面図、第２図は鍵盤近傍の拡大縦断面側面
図、第３図は打撃手段の拡大縦断面側面図、第４図は制
御ユニットの詳細図、第５図は制御示すフローチャー
ト、第６図は本発明の変形例を示す鍵盤近傍の拡大縦断
面側面図である。 １……鍵盤楽器、２……鍵盤、 ３……弦、４……打撃手段、 ５……止音手段、６……操作反力発生手段、 ７……鍵盤状態検出手段、８……演奏形態記憶手段、 ９……制御手段、15……ハンマ、 16……プッシュ・プルソレノイド、 17……プランジャ、 20……プッシュ・プルソレノイド、 21……ロッド、22……ダンパー、 23……磁石、24……コイル、 34……ディスクドライブ、35……再生演奏制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−98788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−24121（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−239594（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鍵盤と、 この鍵盤に対応して設けられた複数の発音体と、 外部からの指令信号に基づいて前記発音体を打撃する打
   撃手段と、 外部からの指令信号に基づいて前記発音体の振動を抑制
   する止音手段と、 前記鍵盤の操作時に、外部からの指令信号に基づいて前
   記鍵盤に操作反力を与える操作反力発生手段と、 前記各鍵盤の操作状態を検出する鍵盤状態検出手段と、 前記鍵盤の操作状態と前記打撃手段、止音手段、およ
   び、操作反力発生手段の状態との相関関係が入力されて
   いる演奏形態記憶手段と、 前記演奏形態記憶手段の情報に基づき、前記鍵盤状態検
   出手段からの検出信号に応じて、前記打撃手段、止音手
   段および操作反力発生手段に操作指令を出力する制御手
   段とを備え、 前記打撃手段は、コイルおよびプランジャからなるソレ
   ノイドと、前記プランジャに直接固着されたハンマによ
   って構成され、 前記止音手段は、コイルおよびプランジャからなるソレ
   ノイドと、前記プランジャに直接固着されたダンパによ
   って構成されていることを特徴とするていることを特徴
   とする鍵盤楽器。
2. 【請求項２】請求項１記載の鍵盤楽器であって、 さらに、前記演奏形態記憶手段に入力された情報に基づ
   き、外部からの演奏情報に応じて、打撃手段および止音
   手段に操作指令を出力する受信演奏制御手段を備えてい
   ることを特徴とする鍵盤楽器。
3. 【請求項３】請求項１記載の鍵盤楽器であって、 さらに、鍵盤状態検出手段の検出結果を記憶する演奏状
   態記憶手段と、 前記演奏形態記憶手段の情報に基づき、前記演奏状態記
   憶手段に記憶された演奏情報に応じて、少なくとも、打
   撃手段および止音手段に操作指令を出力する再生生演奏
   手段とを備えたことを特徴とする鍵盤楽器。