JP3254062B2 - ピアノ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、打弦によって演奏する
通常の演奏機構に加え、電子音源を制御して演奏する機
構をも備えたピアノに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、アコスティックピアノに電子
音源を組み合わせて、通常のピアノ演奏以外に、電子音
源による演奏をも可能にしたピアノが提案されている。
この種のピアノには、電子音源により演奏する際に、押
鍵による動作がハンマーに伝達されないようにして打弦
動作による通常の演奏音（以下、打弦音という）を止め
る機構が知られている。従って、電子音源により演奏す
る際には、打弦音の発生は防止される。

【０００３】電子音源による演奏を行う場合、鍵の下面
に設けた段付シャッタとピアノ本体側に設けた第１及び
第２のキーセンサが、押鍵・離鍵に関する動作を検出す
る検出手段として用いられる。第１及び第２のキーセン
サは、発光素子と受光素子とを一組として構成され、両
素子の間を遮るとオン信号を発するように構成されてい
る。段付シャッタは、押鍵されるとまず第１のキーセン
サの光路を遮り、次いである時間差をもって第２のキー
センサの光路を遮る。電子音源を制御する制御手段は、
第１及び第２のキーセンサの光路を遮断する時期と時間
差とを検出し、制御プログラムに基づいて制御信号とし
ての演奏情報を作成し、これを電子音源に送信する。こ
の結果、電子音源から演奏音が発音される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術によれ
ば、制御手段は、第２のキーセンサのオン信号と同時に
演奏情報を電子音源に出力するため、第２のキーセンサ
の光路が遮られた後瞬時に電子音源から演奏音が発音さ
れていた。

【０００５】しかしながら、通常のピアノとして演奏し
た場合の打弦音は、押鍵した後ハンマーにその力が伝達
され実際にハンマーが弦を打つまでに、幾らかの時間を
要するため、通常のピアノとして演奏した場合の打弦音
の発音タイミングと、電子音源により演奏した場合の発
音タイミングとでは、ずれが生じていた。このずれは、
通常のピアノとして演奏する場合と電子音源により演奏
する場合との間で演奏全体のバランスが崩れるという問
題を惹起していた。この結果、演奏者は、両者のうち一
方を選択して演奏した後他の一方に切り換えて演奏する
場合に違和感を感じるという不都合が生じていた。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、通常のピアノ演奏に加えて電子音源による演奏を
も可能にしたピアノにおいて、演奏者が通常のピアノの
演奏と電子音源による演奏とを行った場合に、両者間の
演奏全体のバランスが変化することのないピアノの提供
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、請求項１記載の発明は、鍵盤を操作す
るとハンマーが連動して打弦する機構に加え、鍵盤操作
に基づいて電子音源を制御する機構をも備えたピアノに
おいて 、押鍵・離鍵に関する動作を検出する検出手段
と、該検出手段からの情報に基づき前記電子音源を制御
する制御手段と、前記検出手段が押鍵を検出してから前
記制御手段の制御により前記電子音源が発音するまでの
遅延時間を設定する遅延時間設定手段と、前記制御手段
により前記電子音源を制御して演奏する際に前記ハンマ
ーの動作を阻止する動作阻止手段と、各鍵の押鍵により
通常のピアノとして演奏した場合の打弦音の発音タイミ
ングの、該各鍵の押鍵に応じて前記電子音源により演奏
した場合の発音タイミングに対する経時変化によるずれ
に応じて、前記遅延時間設定手段によって設定された遅
延時間を更新する遅延時間更新手段とを備えたことを要
旨とする。

【０００８】本発明のピアノにおける遅延時間設定手段
は、請求項２に記載したように、押鍵の強度に応じて遅
延時間を設定してもよいし、請求項３に記載したよう
に、各鍵ごとに遅延時間を設定してもよいし、請求項４
に記載したように、低音域は遅延時間を長く、高音域は
遅延時間を短く設定してもよい。更に、本発明のピアノ
は、請求項５に記載したように、動作阻止手段はハンマ
ーが慣性運動を開始してから打弦するまでの間でハンマ
ーのハンマーシャンクの動作を阻止することにより打弦
音の発生を阻止してもよい。

【０００９】

【作用】請求項１記載の構成を有するピアノによれば、
鍵盤操作に基づいて電子音源を制御して演奏する場合、
検出手段が検出した押鍵・離鍵に関する情報に基づいて
制御手段が電子音源を制御し、その結果電子音源が発音
する。この際、動作阻止手段は、ハンマーの動作を阻止
するため、打弦音は発生しない。また、遅延時間設定手
段は、検出手段が押鍵を検出してから制御手段により電
子音源が発音するまでの遅延時間を設定する。このた
め、押鍵してから電子音源が発音するまでの時間を、通
常のピアノとして演奏した場合の発音タイミング、即ち
押鍵した後ハンマーにその力が伝達され実際にハンマー
が弦を打ち打弦音が発生するまでの時間と一致させるこ
とができる。これにより、電子音源からの発音タイミン
グを通常のピアノとして演奏する場合と同様に設定する
ことが可能となり、電子音源で演奏する場合と通常のピ
アノとして演奏する場合との間で演奏全体のバランスが
変化することがない。また、各鍵の発音タイミングが経
時によって変化した場合にこの経時変化に応じて遅延時
間設定手段によって設定された遅延時間を更新する遅延
時間更新手段を備えているため、ピアノの打弦機構が経
時により変化したとしても、通常のピアノとして演奏す
る場合と電子音源により演奏する場合とで発音タイミン
グを一致させることができる。

【００１０】また、請求項２記載のピアノによれば、遅
延時間設定手段が少なくとも押鍵の強度に応じて遅延時
間を設定するため、例えば、通常のピアノのように、押
鍵の強度が弱いと遅延時間が長く、押鍵の強度が強いと
遅延時間が短くなるように設定できる。従って、通常の
ピアノとして演奏した場合の発音タイミングとより忠実
に一致させることができる。

【００１１】更に、遅延時間設定手段は、請求項３に記
載したように、各鍵ごとに遅延時間を設定してもよい
し、請求項４に記載したように、低音域は遅延時間を長
く、高音域は遅延時間を短く設定してもよく、このよう
にすれば通常のピアノとして演奏した場合の発音タイミ
ングとより忠実に一致させることができる。更にまた、
請求項５に記載したように、動作阻止手段はハンマーが
慣性運動を開始してから打弦するまでの間でハンマーの
ハンマーシャンクの動作を阻止することにより打弦音の
発生を阻止するため、打弦音を発する場合と電子音を発
する場合とで鍵盤のタッチ感が一致する。つまり、通常
のピアノとして演奏する場合と電子音源により演奏する
場合とで、鍵盤のタッチ感と発音タイミングの両方が一
致するため、二つの場合を切り換えて演奏したとしても
演奏者には違和感がない。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本実施例の概略構成の説明図であり、図２
は本実施例のアップライトピアノの内部機構の説明図で
あり、図３は本実施例のレバー上下機構の斜視図であ
る。また、図４は本実施例のアップライトピアノにおけ
る制御手段を示すブロック図であり、図５は発音タイミ
ング補正処理を表すフローチャートであり、図６は発音
タイミングの説明図である。

【００１３】本実施例としてのアップライトピアノ１
は、図１に示すように、通常の打弦機構３に加えて電子
音源５を内蔵している。アップライトピアノ１の切換ス
イッチ７をアコスティックモード７ａに設定すれば、ア
コスティックピアノとして打弦機構３を通じて発音され
る。一方、切換スイッチ７を電子音源モード７ｂに設定
すれば、アップライトピアノ１の鍵盤２を操作すること
により電子音源５から演奏音が出るように構成されてい
る。また、電子音源５の演奏音は、アップライトピアノ
１の出力端子に接続したヘッドホン９を介して聴くこと
ができる。

【００１４】アップライトピアノ１は、図２に示すよう
に、演奏者の操作によって揺動する鍵１１と、鍵１１が
押されると上昇するキャプスタンスクリュー１２と、ウ
イッペンフレンジ１３を介してセンターレール１４に揺
動可能に支持され、キャプスタンスクリュー１２の上昇
によって上向きに揺動するウイッペン１５と、ウイッペ
ン１５に揺動可能に連結され、ジャックテール１７ａが
レギュレチングボタン１６に当接するまでウイッペン１
５と共に上昇するジャック１７と、ジャック１７に対し
て当接・離間すると共に、センターレール１４に固着さ
れたバットフレンジ１８ａのセンターピン１８ｂに揺動
可能に支持されるバット１８と、バット１８に挿入固定
され、バット１８がジャック１７により突き上げられる
と反時計回りに揺動するハンマーシャンク２１と、ハン
マーシャンク２１と直交する方向へ突出するようバット
１８に挿入固定されたキャッチャシャンク１９と、キャ
ッチャシャンク１９の先端に装着されたキャッチャ２０
と、ハンマーシャンク２１の先端に装着されたハンマー
２３と、ハンマー２３によって叩かれる弦２５と、打弦
後に揺り戻したハンマーシャンク２１の側部と当接して
ハンマー２３の振動を緩和する緩衝部２８ａを装着した
ハンマーレール２８と、などからなる打弦機構３（図１
参照）を備えている。

【００１５】また、本発明における動作阻止手段として
のハンマーシャンクストップレール３１は、アップライ
トピアノ１本体の両側端に固定されたレール駆動機構
（図３参照）によって支持されている。レール駆動機構
３５は、図３に示すように、揺動レバー３７、駆動レバ
ー４１及びレバー駆動用ソレノイド３６から構成されて
いる。

【００１６】揺動レバー３７の一端は固定軸３９を介し
て駆動レバー４１の一端に連結されている。揺動レバー
３７と駆動レバー４１の中央付近にはピアノ１本体に設
けられた中心軸３８が貫通している。また、揺動レバー
３７の他端にはハンマーシャンクストップレール３１が
固定されている。ハンマーシャンクストップレール３１
の前面にはクッションフェルト３１ａが配設されてい
る。一方、駆動レバー４１の他端には、レバー駆動用ソ
レノイド３６のプランジャ（図示せず）が連結されてい
る。このプランジャの突出により駆動レバー４１は揺動
レバー３７と共に中心軸３８を中心に図３にて反時計方
向に揺動し、没入により時計方向に揺動する。この結
果、ハンマーシャンクストップレール３１は、このプラ
ンジャの突出により後述の解除位置に、また没入により
後述の作動位置に位置決めされる。

【００１７】ハンマーシャンクストップレール３１が解
除位置に位置決めされると、ハンマーシャンクストップ
レール３１は図２の点線で示す位置に固定されるため、
ハンマーシャンク２１に当接することがない。従って、
ハンマー２３は弦２５に当たる。また、作動位置に位置
決めされると、ハンマーシャンクストップレール３１は
図２の実線で示す位置に固定されるため、ハンマーシャ
ンク２１と所定位置にて当接するため、ハンマー２３
（図２の二点鎖線参照）が弦２５に当たることない。
尚、本実施例では所定位置は、バット１８がジャック１
７から離間してハンマー２３が慣性運動を開始してから
弦に到達するまでの間に設定されている。また、レバー
駆動用ソレノイド３６は、切換スイッチ７（図１参照）
に連動して駆動され、切換スイッチ７がアコスティック
モード７ａのときプランジャを突出して解除位置に位置
決めし、電子音源モード７ｂのときプランジャを没入し
て作動位置に位置決めする。

【００１８】更に、図２に示すように、鍵１１の下面に
は段付シャッタ６１と、キーセンサ６３，６５とが、押
鍵・離鍵に関する動作を検出する検出手段として配設さ
れている。キーセンサ６３，６５は共に、それぞれが発
光素子と受光素子とを一組としてなり、両素子の間を遮
るとオン信号を発するように構成されている。段付シャ
ッタ６１は、鍵１１が押された際に、ある時間差をもっ
てキーセンサ６３，６５の光路を遮ることになる。

【００１９】これらのキーセンサ６３，６５は、図４に
示すように、制御手段及び遅延時間設定手段としてのコ
ントロール部７１に接続されている。コントロール部７
１は、周知のＣＰＵ７２、ＲＯＭ７３、ＲＡＭ７４等を
含む論理演算回路として構成され、キーセンサ６３，６
５とは入出力インタフェイス７５を介して接続されてい
る。ＣＰＵ７２は、キーセンサ６３，６５の光路を遮断
する時期と時間差とを検出し、ＲＯＭ７３に記憶された
制御プログラムに基づいて演奏情報を作成し、これを電
子音源５に出力する。

【００２０】演奏情報を構成するイベントデータは、１
バイトのステータスバイトと２バイトのデータバイトと
からなる３バイトを１単位とするデータとして構成され
る。このうちステータスバイトには、押鍵（ノートオ
ン）、離鍵（ノートオフ）等を示すデータが設定され、
データバイトには、音程となる鍵番号（ノートナンバ
ー）、音量となる打鍵強度（ベロシティ）等を示すデー
タが設定される。

【００２１】なお、コントロール部７１には、ダンパー
ペダル、ソフトペダル等のペダル機構の動作を検出する
ペダルセンサ（図示略）も接続され、この検出情報に基
づいて、演奏情報の中にはダンパー機能等の情報も設定
される。以上のように構成されたアップライトピアノ１
において、打弦音を止めて、電子音源５からだけ演奏音
を出すには、コントロール部７１の切換スイッチ７（図
１参照）を操作して、アップライトピアノ１を電子音源
モード７ｂに設定する。

【００２２】この状態において、演奏者が鍵１１を押す
と、図２にてキャプスタンスクリュー１２が上昇してウ
イッペン１５を上向きに揺動させ、ウイッペン１５と共
に上昇するジャック１７が、バット１８を押し上げてハ
ンマーシャンク２１を反時計回りに揺動させる。更に、
ジャック１７が上昇してゆくと、ジャックテール１７ａ
がレギュレチングボタン１６に当接し、ジャック１７は
ウイッペン１５に対して図中時計周りに大きく揺動す
る。この結果、バット１８は、ジャック１７から離れて
ハンマーシャンク２１と共に慣性運動を開始する。

【００２３】ハンマーシャンク２１が慣性運動して、図
２の二点鎖線の位置に至ると、ハンマーシャンクストッ
プレール３１前面のクッションフェルト３１ａに当接す
る。このとき、ハンマーシャンク２１は、ハンマー２３
が弦２５に当接する位置まで揺動しておらず、打弦音は
出ない。

【００２４】一方、鍵１１が揺動すると、コントロール
部７１のＣＰＵ７２は、図５に示した発音タイミング補
正処理を開始する。以下に発音タイミング補正処理につ
いて図５及び図６に基づいて説明する。まず、押鍵され
た鍵の番号ｎを検出し（ステップ（以下「Ｓ」という）
１１０）、段付シャッタ６１がキーセンサ６３，６５の
発光素子と受光素子との間を遮る時期Ｔ１，Ｔ２の時間
差△Ｔ（＝Ｔ２−Ｔ１）を検出し（Ｓ１２０）、この時
間差△Ｔに基づいてベロシティＶを算出する（Ｓ１３
０）。次いで、これらの押鍵情報に応じて演奏情報作成
ルーチンにより演奏情報を作成する（Ｓ１４０）。続い
て、遅延時間設定テーブルを用いて、算出したベロシテ
ィＶに対応した遅延時間Ｔｄ（＝Ｔ３−Ｔ２）を設定す
る（Ｓ１５０）。この遅延時間設定テーブルは、各鍵ご
とに設けられている。その一例を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】この遅延時間設定テーブルによれば、ベロ
シティＶが小さいとき即ちキーセンサ６３がオンしてか
らキーセンサ６５がオンするまでの時間差△Ｔが大きい
とき、遅延時間Ｔｄは大きく設定されている（図６
（Ａ））。逆に、ベロシティＶが大きいとき、遅延時間
Ｔｄは小さく設定されている（図６（Ｂ））。この遅延
時間は、アコスティックモード７ａにおいて、各ベロシ
ティに対して押鍵後打弦音が発生するまでの時間を参照
して定められたものである。

【００２７】続いて、遅延時間Ｔｄが経過したか否かを
判別し（Ｓ１６０）、経過するまでＳ１６０を繰り返
す。遅延時間Ｔｄが経過したならば（Ｓ１６０で「ＹＥ
Ｓ」）、演奏情報を電子音源５に出力する（Ｓ１７
０）。この結果、電子音源５からは、押鍵してから押鍵
強度に応じた遅延時間Ｔｄが経過した後、演奏音が発せ
られることになる。

【００２８】尚、Ｓ１１０〜Ｓ１４０及びＳ１７０の処
理が本発明の制御手段の処理に相当し、Ｓ１５０及びＳ
１６０の処理が遅延時間設定手段の処理に相当する。本
実施例のアップライトピアノ１によれば、以下の効果を
得ることができる。 各鍵ごとに設けた遅延時間設定テーブルを用いてベロ
シティＶに応じて遅延時間Ｔｄを設定して発音タイミン
グを調整するため、切換スイッチ７をアコスティックモ
ード７ａにして演奏した場合と電子音源モード７ｂにし
て演奏した場合とで同じ発音タイミングにより演奏する
ことができる。このため、切換スイッチ７によりモード
を切り換えたとしても、両者間の演奏全体のバランスが
変化することがない。従って、演奏者はいずれのモード
を選択しても、違和感を感じることなく演奏することが
できる。 遅延時間ＴｄをベロシティＶ即ち押鍵の強度に応じて
設定しているため、発音タイミングをアコスティックモ
ード７ａにより演奏した場合と忠実に一致させることが
できる。 各鍵ごとに遅延時間設定テーブルを設けたため、ハン
マーの重量による遅延時間の相違や各鍵ごとの打弦機構
の個体差を考慮して遅延時間を設定することもできる。 演奏者が鍵１１を操作した際に、ハンマー２３の動き
を阻止することにより、打弦音を全く出さずに電子音源
５からだけ演奏音を出すことができる。このとき、ハン
マー２３の動きは、慣性運動を始めてから阻止されるの
で、鍵１１のタッチ感は打弦音を出した場合と全く変わ
らない。

【００２９】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
の種々なる態様を採用することができる。例えば、遅延
時間設定テーブルに代えて所定の計算式等により、ベロ
シティＶに応じた遅延時間を設定してもよい。また、上
記実施例では各鍵ごとに遅延時間設定テーブルを設けた
が、各オクターブごとに設けてもよい。

【００３０】また、遅延時間設定手段は、遅延回路とし
て構成されていてもよく、更に、電子音源５側に設けて
コントロール部７１から出力された演奏情報を遅延時間
が経過するのを待って実行するように構成してもよい。
更に、通常のピアノとしての各鍵の発音タイミングは経
時によって変化するため、このような経時変化に対応で
きるように、遅延時間設定テーブルを随時更新する機能
を有していてもよい。例えば、アコスティックモード７
ａにおいて、キーセンサ６３がオンしてからキーセンサ
６５がオンするまでの時間差△Ｔa から打鍵強度として
のベロシティＶa と、キーセンサ６５がオン信号を発し
てから打弦音が発生するまでの実際の時間Ｔdrとを各鍵
ごとに求める。そして、この時間Ｔdrを、遅延時間設定
テーブルにおけるベロシティＶa に対応する遅延時間Ｔ
daにより除した値Ｔdr／Ｔdaを補正係数として、遅延時
間設定テーブルを随時更新する機能を有していてもよ
い。このような機能を備えれば、ピアノの打弦機構が経
時により変化したとしても、通常のピアノとして演奏す
る場合と電子音源により演奏する場合とで発音タイミン
グを一致させることができる。

【００３１】また、上記実施例では電子音源を内蔵する
ピアノに適用したが、電子音源として外部の電子楽器と
つなぐ構成としても、全く同様の効果を得ることができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
通常のピアノ演奏に加えて電子音源による演奏をも可能
にしたピアノにおいて、演奏者が通常のピアノの演奏と
電子音源による演奏とを行った場合に、両者間の演奏全
体のバランスが変化することがない。従って、通常のピ
アノの演奏と電子音源による演奏のいずれを選択して
も、演奏者は違和感を感じることなく演奏を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の概略構成の説明図である。

【図２】 実施例のアップライトピアノの内部機構の説
明図である。

【図３】 実施例のアップライトピアノにおけるレバー
上下機構の斜視図である。

【図４】 実施例のアップライトピアノにおける制御手
段を示すブロック図である。

【図５】 実施例の発音タイミング補正処理を表すフロ
ーチャートである。

【図６】 実施例の発音タイミングの説明図であり、
（Ａ）は押鍵強度が弱いとき、（Ｂ）は押鍵強度が強い
ときの説明図である。

【符号の説明】

１・・・アップライトピアノ、 ３・・・打弦機構、
５・・・電子音源、 ７・・・切換スイッ
チ、７ａ・・・アコスティックモード、７ｂ・・・電子
音源モード、１１・・・鍵、 ２３・
・・ハンマー、３１・・・ハンマーシャンクストップレ
ール、６１・・・段付シャッタ、 ６３・・・キ
ーセンサ、６５・・・キーセンサ、 ７１・・
・コントロール部、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−289393（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−161198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−231294（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−98093（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−171096（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−67732（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭57−55660（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭62−32308（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鍵盤を操作するとハンマーが連動して打
   弦する機構に加え、鍵盤操作に基づいて電子音源を制御
   する機構をも備えたピアノにおいて 、 押鍵・離鍵に関する動作を検出する検出手段と、 該検出手段からの情報に基づき前記電子音源を制御する
   制御手段と、 前記検出手段が押鍵を検出してから前記制御手段の制御
   により前記電子音源が発音するまでの遅延時間を設定す
   る遅延時間設定手段と、 前記制御手段により前記電子音源を制御して演奏する際
   に前記ハンマーの動作を阻止する動作阻止手段と、各鍵の押鍵により通常のピアノとして演奏した場合の打
   弦音の発音タイミングの、該各鍵の押鍵に応じて前記電
   子音源により演奏した場合の発音タイミングに対する経
   時変化によるずれに応じて、 前記遅延時間設定手段によ
   って設定された遅延時間を更新する遅延時間更新手段と
   を備えたことを特徴とするピアノ。
2. 【請求項２】 前記遅延時間設定手段は、少なくとも押
   鍵の強度に応じて遅延時間を設定することを特徴とする
   請求項１記載のピアノ。
3. 【請求項３】 前記遅延時間設定手段は、各鍵ごとに遅
   延時間を設定することを特徴とする請求項１又は２記載
   のピアノ。
4. 【請求項４】 前記遅延時間設定手段は、低音域は遅延
   時間を長く、高音域は遅延時間を短く設定することを特
   徴とする請求項１又は２記載のピアノ。
5. 【請求項５】 前記動作阻止手段は、前記ハンマーが慣
   性運動を開始してから打弦するまでの間で前記ハンマー
   のハンマーシャンクの動作を阻止することを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載のピアノ。