JP3444739B2 - Sounding device - Google Patents

Sounding device

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JP3444739B2
JP3444739B2 JP01662197A JP1662197A JP3444739B2 JP 3444739 B2 JP3444739 B2 JP 3444739B2 JP 01662197 A JP01662197 A JP 01662197A JP 1662197 A JP1662197 A JP 1662197A JP 3444739 B2 JP3444739 B2 JP 3444739B2
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sounding
rotary solenoid
hammer head
solenoid
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Rhythm Watch Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オルゴール、チャ
イム、からくり時計等に用いられる発音装置、特に、打
楽器の一部を構成する発音体をハンマー等で実際に打つ
ことにより、所定の音色を発生させる発音装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sounding device used for a music box, a chime, a mechanical clock, etc., and in particular, a predetermined sound color is generated by actually striking a sounding body forming a part of a percussion instrument with a hammer or the like. It relates to a sounding device.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、特開平8−123423号公報
に示された従来の発音装置について、図5を参照しつつ
説明する。図5に示す従来の発音装置は、略垂直に懸架
され、それぞれ長さの異なる複数の中空パイプ状の発音
体101と、発音体101にそれぞれ対応して設けら
れ、発音体101を打つことにより所定の音色を発生さ
せるハンマー機構102等で構成されている。各ハンマ
ー機構102は、一端が固定された板ばね103と、板
ばね103の自由端近傍に設けられたハンマーヘッド1
04と、板ばね103をたわませるためのソレノイド型
駆動装置等で構成されている。また、ソレノイド型駆動
装置は、板ばね104の固定端とハンマーヘッド104
が設けられた自由端との中間部分に連結されたプランジ
ャー106と、プランジャー106を略水平に突出させ
るためのソレノイド107と、突出させたプランジャー
106を復帰させるためのコイルばね108等を備えて
いる。
2. Description of the Related Art For example, a conventional sounding device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-123423 will be described with reference to FIG. The conventional sounding device shown in FIG. 5 is provided with a plurality of hollow pipe-shaped sounding members 101 suspended in a substantially vertical direction and having different lengths, and corresponding to the sounding members 101. It is composed of a hammer mechanism 102 for generating a predetermined tone color. Each hammer mechanism 102 has a leaf spring 103 fixed at one end, and a hammer head 1 provided near the free end of the leaf spring 103.
04 and a solenoid type drive device for bending the leaf spring 103. In addition, the solenoid type drive device includes a fixed end of the leaf spring 104 and the hammer head 104.
A plunger 106 connected to an intermediate portion with a free end provided with a solenoid, a solenoid 107 for causing the plunger 106 to project substantially horizontally, a coil spring 108 for returning the projecting plunger 106, and the like. I have it.

【0003】ソレノイド型駆動装置は、所定の電気信号
に応じてソレノイド107を駆動し、プランジャー10
6を板ばね103側に突出させ、板ばね103の自由端
近傍のハンマーヘッド104を発音体101に衝突させ
る。また、コイルばね108は、発音体101の振動を
妨げないように、ハンマーヘッド104が発音体101
に衝突するとほぼ同時にプランジャー106を後退させ
る。このようにして、各発音体101固有の音色を順次
発生させ、所定の楽曲を演奏する。
The solenoid type drive device drives the solenoid 107 in response to a predetermined electric signal, and the plunger 10 is driven.
6 is projected to the leaf spring 103 side, and the hammer head 104 near the free end of the leaf spring 103 is made to collide with the sounding body 101. Further, in the coil spring 108, the hammer head 104 does not interfere with the vibration of the sounding body 101.
The plunger 106 is retracted almost at the same time when the vehicle collides with. In this way, a tone color unique to each sounding body 101 is sequentially generated, and a predetermined music piece is played.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、1つの楽曲の
中で、音に強弱を付けることにより、曲に変化を与える
場合がある。この場合、ハンマーヘッド104が発音体
101に衝突する際の速度と、衝突により生じる音の強
さ(大きさ)は略比例する。そのため、上記従来例にお
いては、ソレノイド107に印加する電圧を制御するこ
とにより、プランジャー106と発音体101との衝突
速度を変化させることができる。
Generally, in one piece of music, by changing the strength of the sound, the music may be changed. In this case, the speed at which the hammer head 104 collides with the sounding body 101 is substantially proportional to the intensity (volume) of the sound generated by the collision. Therefore, in the above-described conventional example, the collision speed between the plunger 106 and the sounding body 101 can be changed by controlling the voltage applied to the solenoid 107.

【0005】しかしながら、上記従来の発音装置では、
プランジャー106を後退させるためにコイルばね10
8を用いているため、コイルばね108の張力が負荷と
して働き、ソレノイド107の駆動力がコイルばね10
8の張力を超えるまではプランジャー106は動作せ
ず、ソレノイド107の駆動力がコイルばね108の張
力を超えるとプランジャー106が動作を開始する。ま
た、プランジャー106は、コイルばね108をチャー
ジさせる方向に移動するため、コイルばね108の張力
による負荷が徐々に増加し、ソレノイド107に印加す
る電圧を一定にしても、プランジャー106の動作速度
は一定しない。
However, in the above-mentioned conventional sounding device,
Coil spring 10 for retracting plunger 106
8, the tension of the coil spring 108 acts as a load, and the driving force of the solenoid 107 is applied to the coil spring 10.
The plunger 106 does not operate until the tension exceeds 8, and when the driving force of the solenoid 107 exceeds the tension of the coil spring 108, the plunger 106 starts operating. Further, since the plunger 106 moves in the direction of charging the coil spring 108, the load due to the tension of the coil spring 108 gradually increases, and even if the voltage applied to the solenoid 107 is constant, the operating speed of the plunger 106 is increased. Is not constant.

【0006】さらに、ソレノイド107は、元々定格電
圧以下の低電圧では動作安定しないという特性を有し
ているため、上記従来例のように、コイルばね108を
チャージさせながらプランジャー106を駆動する構成
では、ソレノイド107に印加する電圧を変化させて
も、プランジャー106の速度の変化は電圧の変化に比
例せず、ハンマーヘッド104と発音体101との衝突
速度を制御することは困難であった。特に、ハンマーヘ
ッド104の衝突速度を遅くして、弱い音(小さい音)
を安定して発生させることは、事実上不可能であった。
その結果、音の強弱の変化の幅が小さくなり、演奏され
る楽曲は音の強弱が無く単調なものとなり、聞く人に不
自然な感じを与えるという問題点を有していた。
Further, since the solenoid 107 originally has a characteristic that its operation is not stable at a low voltage equal to or lower than the rated voltage, the solenoid 106 is driven while driving the plunger 106 while charging the coil spring 108. In the configuration, even if the voltage applied to the solenoid 107 is changed, the change in the speed of the plunger 106 is not proportional to the change in the voltage, and it is difficult to control the collision speed between the hammer head 104 and the sounding body 101. It was In particular, the impact speed of the hammer head 104 is slowed down, resulting in a weak sound (small sound).
It was practically impossible to stably generate.
As a result, the range of change in the strength of the sound becomes small, and the musical composition to be played becomes monotonous without the strength of the sound, and there is a problem that the listener feels unnatural.

【0007】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、簡単な構成でありながら音の強
弱の変化の幅を大きくして、バラエティに富んだ表現が
可能な発音装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a sounding device capable of expressing a variety of sounds by increasing the range of change in the strength and weakness of a sound with a simple structure. To provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の発音装置は、それぞれ異なった音色を発生
する複数の発音体と、前記複数の発音体にそれぞれ対応
して設けられた複数のアームと、それぞれ前記複数のア
ームの一端に設けられ、対応する前記発音体と衝突させ
ることにより、前記発音体の固有の音色を発生させる複
数のハンマーヘッドと、それぞれ回転軸が前記複数のア
ームの一端と他端との間に固定され、印加電圧の極性に
応じて、対応する前記アームを、それぞれ前記ハンマー
ヘッドが対応する前記発音体に衝突する方向または前記
ハンマーヘッドを後退させる方向に回転させ、印加電圧
の印加状態に応じて回転速度が変化する複数のロータリ
ーソレノイドと、前記ローリーソレノイドに印加する
電圧を調整して、前記ロータリーソレノイドの回転速度
を変化させることによりハンマーヘッドを前記発音体に
衝突させる速度を変化させ、前記発音体が発する音色の
音量を調節する音量調節手段とを備えている。
In order to achieve the above object, a sounding device of the present invention comprises a plurality of sounding bodies which generate different tone colors, and a plurality of sounding bodies which are provided corresponding to the plurality of sounding bodies. Arm, each of which is provided at one end of each of the plurality of arms, and which collides with the corresponding sounding body to generate a unique tone color of the sounding body; is fixed between the one end and the other end, depending on the polarity of the applied voltage, the corresponding said arm, retracting direction or the <br/> hammer head strikes the sound producing each said hammer head corresponding rotate the make direction, a plurality of rotary solenoids rotational speed varies depending on the state of application of the applied voltage, by adjusting the voltage applied to the row tally solenoid Wherein by changing the rotational speed of the rotary solenoid by changing the speed of colliding a hammerhead to the sounding body, and a volume control means for adjusting the volume of the tone in which the sounding body is emitted.

【0009】すなわち、本発明によれば、音量調節手段
の駆動装置としてロータリーソレノイドを用い、ロータ
リーヘッドの回転数を変化させることによりハンマーヘ
ッドと発音体の衝突速度を制御する。そのため、従来例
におけるコイルばね等のようなモータに負荷となるよう
な部材を用いていることなく、低速におけるハンマーヘ
ッドの速度を安定させることができる。
That is, according to the present invention, a rotary solenoid is used as a drive device for the volume control means, and the collision speed between the hammer head and the sounding body is controlled by changing the rotational speed of the rotary head. Therefore, it is possible to stabilize the speed of the hammer head at a low speed without using a member such as a coil spring in the conventional example that is a load on the motor.

【0010】上記構成において、前記ハンマーヘッドを
前記ロータリーソレノイドの軸に略直交するアームの一
端に設け、前記アームの他端にはバランスウェイトが設
けるように構成してもよい。このような構成により、ロ
ータリーソレノイドの回転モーメントのバランスをとる
ことができ、動作を安定させることができる。
In the above structure, the hammer head may be provided at one end of an arm substantially orthogonal to the axis of the rotary solenoid, and a balance weight may be provided at the other end of the arm. With such a configuration, the rotational moment of the rotary solenoid can be balanced and the operation can be stabilized.

【0011】また、上記構成において、少なくとも前記
アームの両端近傍を弾性体してもよく、また、バラン
スウェイトには弾性体からなる余韻止めを設けてもよ
い。このような構成により、ハンマーヘッドと発音体の
衝突によるハンマーヘッドの複雑な動きを吸収すること
ができる。
[0011] In the above structure, it may be the vicinity of both ends of at least said arm in the elastic body, and the balance weight may be provided with a lingering stopper made of an elastic body. With such a configuration, it is possible to absorb the complicated movement of the hammer head due to the collision between the hammer head and the sounding body.

【0012】また、上記各構成において、前記ロータリ
ーソレノイドに矩形波電圧を印加するように構成しても
よい。特に、前記矩形波電圧の最大電圧を、前記ロータ
リーソレノイドの定格電圧よりも高くし、前記最大電圧
を印加している時間と電圧を印加していない時間の比率
を変化させる方法、または、前記矩形波電圧の最大電圧
を、前記ロータリーソレノイドの定格電圧よりも高く
し、前記最大電圧値を変化させる方法、または、前記矩
形波電圧の最大電圧を、前記ロータリーソレノイドの定
格電圧よりも高くし、前記最大電圧値および前記最大電
圧を印加している時間と電圧を印加していない時間の比
率を変化させる方法のいずれかにより実効電圧を制御す
ることが好ましい。前述のように、ソレノイドは、定格
電圧以下の電圧を印加した場合、トルクのばらつき等が
大きく、動作の安定性が悪いという特性を有する。しか
しながら、上記各方法によりソレノイドの最も安定する
電圧を印加電圧として実効電圧を変化できるので、ロー
タリーソレノイドに印加する電圧をロータリーソレノイ
ドの定格電圧よりも高くしながら、実効電圧を定格電圧
よりも低くし、低速でのロータリーソレノイドの動作を
安定させることができる。その結果、安定して発音体を
小さい(弱い)音量で発音させることができ、発音装置
による楽曲の演奏をバラエティに富んだものとすること
ができる。
In each of the above configurations, a rectangular wave voltage may be applied to the rotary solenoid. In particular, the maximum voltage of the rectangular wave voltage is made higher than the rated voltage of the rotary solenoid, and the ratio of the time when the maximum voltage is applied and the time when no voltage is applied is changed, or the rectangle. The maximum voltage of the wave voltage is made higher than the rated voltage of the rotary solenoid, and the method of changing the maximum voltage value, or the maximum voltage of the rectangular wave voltage is made higher than the rated voltage of the rotary solenoid, It is preferable to control the effective voltage by any one of the methods of changing the maximum voltage value and the ratio of the time when the maximum voltage is applied and the time when the maximum voltage is not applied. As described above, the solenoid has such characteristics that when a voltage lower than the rated voltage is applied, variations in torque and the like are large and the operation stability is poor. However, since the effective voltage can be changed with the most stable voltage of the solenoid as the applied voltage by each of the above methods, the effective voltage should be lower than the rated voltage while the voltage applied to the rotary solenoid is higher than the rated voltage of the rotary solenoid. It is possible to stabilize the operation of the rotary solenoid at low speed. As a result, the sounding body can be stably sounded at a low (weak) volume, and the performance of the music by the sounding device can be varied.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の発音装置の好適
な一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図
1は本発明の発音装置の一実施形態の構成を示す斜視図
であり、図2(a)および(b)はそれぞれロータリー
ソレノイドに印加する電圧の一例を示す波形図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of a sounding device of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of a sounding device of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are waveform diagrams showing an example of a voltage applied to a rotary solenoid.

【0014】図1に示すように、本発明の発音装置は、
略円筒状でそれぞれ長さの異なる複数の発音体1と、各
発音体1にそれぞれ設けられ、各発音体1それぞれの固
有の音色を所定の音量で発生させる音量調節手段として
ハンマー機構2とを備えている。ハンマー機構2は、回
転軸4がほぼ水平となるようにフレーム(図示せず)に
固定されたロータリーソレノイド3と、回転軸4に対し
てほぼ直交するように回転軸に固定された弾性を有す
るアーム5と、アーム5の一端に固定されたハンマーヘ
ッド6と、アーム5の他端に固定されたバランスウェイ
ト7等で構成されている。なお、ハンマーヘッド6およ
びバランスウェイト7を含むアーム5は、発音体1の中
心軸を通る面内で回転するように、ハンマー機構2の位
置決めがなされている。
As shown in FIG. 1, the sounding device of the present invention comprises:
A plurality of sounding bodies 1 each having a substantially cylindrical shape and having different lengths, and a hammer mechanism 2 provided as each sounding body 1 as a sound volume adjusting means for generating a unique tone color of each sounding body 1 at a predetermined sound volume. I have it. The hammer mechanism 2 includes a rotary solenoid 3 fixed to a frame (not shown) so that the rotary shaft 4 is substantially horizontal, and an elasticity fixed to the rotary shaft 4 so as to be substantially orthogonal to the rotary shaft 4. The arm 5 has a hammer head 6 fixed to one end of the arm 5, and a balance weight 7 fixed to the other end of the arm 5. The hammer mechanism 2 is positioned so that the arm 5 including the hammer head 6 and the balance weight 7 rotates in a plane passing through the central axis of the sounding body 1.

【0015】ロータリーソレノイド3は、アーム5がほ
ぼ垂直状態となる位置で停止し、所定の電圧を印加す
ることによりアーム5を所定の方向に回転させる。アー
ム5の一端に固定されたハンマーヘッド6は、アーム5
の回転により発音体1の側面に衝突する。ここで、ロー
タリーソレノイド3に印加する電圧に応じてロータリー
ソレノイド3の出力、すなわちアーム5およびハンマー
ヘッド6の回転速度が変化する。発音体1は、ハンマー
ヘッド6の衝突速度または衝突エネルギーに応じた音量
で固有の音色を発生する。なお、アーム5は、板ばね状
の弾性体であるので、ハンマーヘッド6が発音体1に衝
突する際のハンマーヘッド6の複雑な動きを吸収するこ
とができる。また、アーム5のハンマーヘッド6とは反
対側の端部にバランスウェイト7が取り付けられている
ので、モーメントのバランスを取ることができ、ロータ
リーソレノイド3の動作を安定させることができる。ま
た、バランスウェイトには、弾性体からなる余韻止めを
設けてもよく、これにより、さらに良好な動体を実現で
きる。
[0015] rotary solenoid 3 is stopped at a position where the arm 5 is substantially vertical state, rotating the arm 5 in a predetermined direction by applying a predetermined voltage. The hammer head 6 fixed to one end of the arm 5 is
The rotation of causes the side surface of the sounding body 1 to collide. Here, the output of the rotary solenoid 3, that is, the rotation speeds of the arm 5 and the hammer head 6 change according to the voltage applied to the rotary solenoid 3. The sounding body 1 generates a unique timbre at a volume corresponding to the collision speed or collision energy of the hammerhead 6. Since the arm 5 is a leaf spring-like elastic body, it is possible to absorb the complicated movement of the hammer head 6 when the hammer head 6 collides with the sounding body 1. Further, since the balance weight 7 is attached to the end of the arm 5 opposite to the hammer head 6, the moments can be balanced and the operation of the rotary solenoid 3 can be stabilized. Further, the balance weight may be provided with an afterglow stop made of an elastic body, whereby a better moving body can be realized.

【0016】次に、本発音装置の音量調整系を含む制御
回路について、図3を参照しつつ説明する。この制御回
路10は、図3に示すように、マイクロコンピュータ1
1、MIDI信号発生器12、MIDI音源13、アン
プ14、スピーカ15、タイマスイッチ16、および駆
動回路17により構成されている。
Next, a control circuit including a volume adjusting system of the present sounding device will be described with reference to FIG. This control circuit 10 is, as shown in FIG.
1, a MIDI signal generator 12, a MIDI sound source 13, an amplifier 14, a speaker 15, a timer switch 16, and a drive circuit 17.

【0017】本実施形態の発音装置に制御信号として、
たとえば、MIDI(MusicInstrument
Digital Interface)規格のMID
Iデータを用いる。MIDIデータには、音階データお
よび音量データが含まれる。音階データはどの発音体1
から発音させるかに関するデータであり、音量データは
その発音体1をどのくらいの音量で発音させるか、すな
わち本発音装置の制御に直接関係するデータである。
As a control signal for the sounding device of this embodiment,
For example, MIDI (Music Instrument)
MID of Digital Interface standard
I data is used. The MIDI data includes scale data and volume data. Which pronunciation body 1 is the scale data
The sound volume data is data relating to how loud the sounding body 1 is to be sounded, that is, data directly related to control of the sounding device.

【0018】このMIDIデータは、1チャネルから1
6チャネルを有し、MIDI信号発生器12に格納され
ている。MIDI信号発生器12は、1チャネルないし
15チャネルのデータは、MIDI音源3に入力し、
16チャネルのデータとしてチャネルデータ(チャネル
ナンバー)、発音体(棒鈴)1の音階データ(ノードナ
ンバー)タイミング・音長データ(ベロシティ)を、マ
イクロコンピュータ1に入力する機能を有している。
そして、MIDI音源13は、1チャネルないし15チ
ャネルのデータを背景音楽のアナログ信号に変換する機
能を有している。
This MIDI data is from 1 channel to 1
It has 6 channels and is stored in the MIDI signal generator 12. The MIDI signal generator 12 inputs the data of channels 1 to 15 to the MIDI sound source 13 ,
16 channels of data as channel data (channel number), sound body (Bosuzu) 1 of the scale data (node number) timing tone duration data (velocity), and has a function of inputting to the microcomputer 1 1.
The MIDI sound source 13 has a function of converting the data of channels 1 to 15 into an analog signal of background music.

【0019】本発明の発音装置では、ハンマーヘッド6
を発音体1に衝突させる際の衝突速度を変化させ、その
衝突エネルギーに応じて音量を変化させている。また、
ハンマーヘッド6の衝突速度を変化させる手段として、
ロータリーソレノイド3の回転数を変化させる。ここ
で、あらかじめロータリーソレノイド3に印加する電圧
とロータリーソレノイドの回転数またはハンマーヘッド
6の速度との関係は、実験等により得ることができる。
また、ロータリーソレノイド3の回転数またはハンマー
ヘッド6の速度と発音体1による音量との関係も実験等
により得ることができる。したがって、MIDIデータ
に含まれる音量データとロータリーソレノイド3に印加
する電圧の関係は、使用するモータの種類、発音体1の
形状、大きさ、材質等に応じて、あらかじめ知ることが
できる。
In the sounding device of the present invention, the hammer head 6
The collision speed at the time of colliding with the sounding body 1 is changed, and the volume is changed according to the collision energy. Also,
As means for changing the collision speed of the hammer head 6,
The number of rotations of the rotary solenoid 3 is changed. Here, the relationship between the voltage applied to the rotary solenoid 3 in advance and the rotation speed of the rotary solenoid or the speed of the hammer head 6 can be obtained by experiments or the like.
Also, the relationship between the number of revolutions of the rotary solenoid 3 or the speed of the hammer head 6 and the volume of the sounding body 1 can be obtained by experiments or the like. Therefore, the relationship between the volume data included in the MIDI data and the voltage applied to the rotary solenoid 3 can be known in advance according to the type of motor used, the shape, size, and material of the sounding body 1.

【0020】しかしながら、ロータリーソレノイド3
は、定格電圧以下の電圧を印加した場合、トルクのばら
つき等が大きく、動作の安定性が悪いという特性を有す
る。したがって、発音体1の音量を小さく(弱く)した
い場合、一般的には、ロータリーソレノイド3に印加す
る電圧を低くするのであるが、印加する電圧が定格電圧
以下である場合、ハンマーヘッド6が発音体1に低速で
衝突する際の速度のばらつきが大きく、音量が一致しな
い。
However, the rotary solenoid 3
, When applied to a voltage less than the rated voltage, large variations in the torque, has a characteristic of poor operation stability. Therefore, when it is desired to reduce the volume of the sounding body 1 (make it weaker), the voltage applied to the rotary solenoid 3 is generally lowered. However, when the applied voltage is equal to or lower than the rated voltage, the hammer head 6 produces a sound. When the vehicle collides with the body 1 at a low speed, the variation in speed is large, and the sound volumes do not match.

【0021】そこで、ハンマーヘッド6を発音体1に低
速で衝突させる際の速度を安定させるために、本発明で
は、たとえば図2(a)または(b)に示すような矩形
波電圧を印加する。このような矩形波電圧の実効電圧V
E は、矩形波電圧の最大電圧値をE、矩形波の1パルス
の時間をT、矩形波の1パルス中の最大電圧が印加され
ている時間をtとして、以下の式で与えられる。
Therefore, in order to stabilize the speed at which the hammer head 6 collides with the sounding body 1 at a low speed, in the present invention, for example, a rectangular wave voltage as shown in FIG. 2A or 2B is applied. . Effective voltage V of such rectangular wave voltage
E is given by the following equation, where E is the maximum voltage value of the rectangular wave voltage, T is the time of one pulse of the rectangular wave, and t is the time of application of the maximum voltage in one pulse of the rectangular wave.

【0022】[0022]

【数1】VE =E(t/T)[Equation 1] V E = E (t / T)

【0023】したがって、ロータリーソレノイド3の定
格電圧を12Vとして、たとえば図2(a)に示す場
合、矩形波の最大電圧E=20V、矩形波1パルスの時
間T=0.5mS、矩形波1パルス中の最大電圧が印加
されている時間t=0.25mSであるので、VE =1
0(V)となる。すなわち、定格電圧以下の電圧を印加
することができる。この場合、矩形波1パルスの時間T
中の最大電圧が印加されている時間tの割合、すなわち
デューティ比は、0.25/0.5=50%である。
Therefore, assuming that the rated voltage of the rotary solenoid 3 is 12 V, for example, in the case shown in FIG. 2A, the maximum voltage E of the rectangular wave is 20 V, the time T of one pulse of the rectangular wave is T = 0.5 mS, and the pulse of the rectangular wave is 1 pulse. Since the time during which the maximum voltage is applied is t = 0.25 mS, V E = 1
It becomes 0 (V). That is, a voltage lower than the rated voltage can be applied. In this case, the time T of one pulse of rectangular wave
The ratio of the time t during which the maximum voltage is applied, that is, the duty ratio is 0.25 / 0.5 = 50%.

【0024】一方、ハンマーヘッド6を発音体1に高速
で衝突させる場合も、同様に矩形波電圧を印加すればよ
い。この場合、矩形波の最大電圧を変化させずに、デュ
ーティ比を変化させることにより、実効電圧を変化させ
ることができる。たとえば図2(b)に示す場合、同様
に、ロータリーソレノイド3の定格電圧を12Vとし
て、矩形波の最大電圧E=20V、矩形波1パルスの時
間T=0.5mS、矩形波1パルス中の最大電圧が印加
されている時間t=0.4mSであるので、VE =16
(V)となる。また、デューティ比は、0.4/0.5
=80%である。
On the other hand, when the hammer head 6 collides with the sounding body 1 at a high speed, a rectangular wave voltage may be similarly applied. In this case, the effective voltage can be changed by changing the duty ratio without changing the maximum voltage of the rectangular wave. For example, in the case shown in FIG. 2B, similarly, when the rated voltage of the rotary solenoid 3 is 12 V, the maximum voltage E of the rectangular wave E = 20 V, the time T of one pulse of the rectangular wave T = 0.5 mS, Since the time t = 0.4 mS during which the maximum voltage is applied, V E = 16
(V). The duty ratio is 0.4 / 0.5
= 80%.

【0025】このように、ロータリーソレノイド3に印
加する電圧が定格電圧以上か以下かにかかわらず、矩形
波電圧を印加することにより、ハンマーヘッド6と発音
体1との衝突速度が低速である場合の衝突速度を安定化
させるだけでなく、制御回路を簡単にし得るという効果
を奏する。すなわち、たとえば電源として矩形波電圧の
最大電圧を出力する定電圧回路を用い、また、制御回路
としてマイクロコンピュータ等を用いる。そして、マイ
クロコンピュータに内蔵されているクロックを利用して
駆動回路を高速度でオン/オフさせる。また、駆動回路
のオン/オフ時間、すなわちデューティ比を任意に設定
することにより、所望する実効電圧が得られる。
In this way, regardless of whether the voltage applied to the rotary solenoid 3 is higher or lower than the rated voltage, by applying the rectangular wave voltage, the collision speed between the hammer head 6 and the sounding body 1 is low. Not only is the collision speed stabilized, but the control circuit can be simplified. That is, for example, a constant voltage circuit that outputs the maximum voltage of a rectangular wave voltage is used as the power supply, and a microcomputer or the like is used as the control circuit. Then, the drive circuit is turned on / off at a high speed by using a clock built in the microcomputer. Further, a desired effective voltage can be obtained by arbitrarily setting the on / off time of the drive circuit, that is, the duty ratio.

【0026】以上のように構成された本発明の発音装置
の一実施形態の動作について説明する。たとえば、所定
時間になるとスイッチ16がオン状態に設定され、装置
にMIDI信号受信モードが設定され、マイクロコンピ
ュータ11の出力端子t2から起動信号がMIDI信号
発生器12に入力される。一方、マイクロコンピュータ
11からの起動信号によって、MIDI信号発生器12
からは、1チャネルから16チャネルにわたってMID
I信号が出力される。そして、MIDI信号のうち、1
チャネルから15チャネルのデータは,MIDI音源1
3に入力され、MIDI音源13によって入力される背
景音楽の音楽アナログ信号に変換され、変換された音楽
アナログ信号が、アンプ13で増幅されてスピーカ14
に入力され、スピーカ14からは背景音楽が出力され
る。
The operation of one embodiment of the sounding device of the present invention configured as above will be described. For example, at a predetermined time, the switch 16 is set to the ON state, the device is set to the MIDI signal receiving mode, and the activation signal is input to the MIDI signal generator 12 from the output terminal t2 of the microcomputer 11. On the other hand, the MIDI signal generator 12 is activated by the activation signal from the microcomputer 11.
From MID over 1 to 16 channels
The I signal is output. And one of the MIDI signals
Data from channel 15 to channel 15 is MIDI sound source 1
3 and is converted into a music analog signal of the background music input by the MIDI sound source 13, and the converted music analog signal is amplified by the amplifier 13 and the speaker 14
And the background music is output from the speaker 14.

【0027】また、MIDI信号発生器12から出力さ
れる16チャネルのデータがマイクロコンピュータ11
に入力され、その16チャネルのMIDIデータから発
音させようとする音階の発音体1が選び出され、音量デ
ータに基づいて所定のタイミングで駆動回路17をオン
/オフさせるクロック信号が出力される。駆動回路17
では、クロック信号に基づいて所定のデューティ比を有
する矩形波電圧が出力される。そして、ロータリーソレ
ノイド3は印加された矩形波電圧の実効電圧に応じた速
度で回転し、ハンマーヘッド6はロータリーソレノイド
3の回転数に応じた速度で発音体1に衝突する。発音体
1は、ハンマーヘッド6との衝突速度または衝突エネル
ギーに応じた音量で所定の音階の音色を発する。
The 16-channel data output from the MIDI signal generator 12 is transferred to the microcomputer 11
Is input to the 16-channel MIDI data, the tone generator 1 of the scale to be generated is selected, and a clock signal for turning on / off the drive circuit 17 is output at a predetermined timing based on the volume data. Drive circuit 17
Then, a rectangular wave voltage having a predetermined duty ratio is output based on the clock signal. Then, the rotary solenoid 3 rotates at a speed according to the effective voltage of the applied rectangular wave voltage, and the hammer head 6 collides with the sounding body 1 at a speed according to the rotation speed of the rotary solenoid 3. The sounding body 1 emits a tone color of a predetermined scale at a volume corresponding to a collision speed or a collision energy with the hammerhead 6.

【0028】ロータリーソレノイド3の起動後、ハンマ
ーヘッド6が発音体1に衝突するまでの時間をあらかじ
め知ることができるので、ロータリーソレノイド3への
矩形波電圧の印加時間をあらかじめ設定することができ
る。設定時間を経過すると、ロータリーソレノイド3へ
の通電が遮断され、ロータリーソレノイド3には逆極性
を有する電圧を印加し、ハンマーヘッド6を発音体1か
ら遠ざける。この場合、高速でハンマーヘッド6を後退
させる必要があるため、ロータリーソレノイド3に印加
する電圧は矩形波電圧である必要はなく、またその電圧
値も一定でよい。
Since the time until the hammer head 6 collides with the sounding body 1 after the activation of the rotary solenoid 3 can be known in advance, the application time of the rectangular wave voltage to the rotary solenoid 3 can be set in advance. When the set time has elapsed, the energization of the rotary solenoid 3 is cut off, a voltage having a reverse polarity is applied to the rotary solenoid 3, and the hammer head 6 is moved away from the sounding body 1. In this case, since it is necessary to move the hammer head 6 backward at a high speed, the voltage applied to the rotary solenoid 3 does not have to be a rectangular wave voltage, and its voltage value may be constant.

【0029】図4は、4つの試料を用いて印加電圧のデ
ューティ比を変化させない場合(同図(a))、および
実効電圧のデューティ比を変化させた場合(同図
(b))の実験結果を示す図である。図4(a)におい
て横軸は印加電圧を、縦軸は音量を表し、図4(b)に
おいて横軸は印加電圧のデューティ(電圧デューティ)
を、縦軸は音量を表している。図4からわかるように、
印加電圧のデューティ比を変化させない場合には定格電
圧12Vに対し、定格以下では音量のバラツキが大き
く、動作が弱々しく安定しない。また、定格以上でもバ
ラツキが大きいが安定する電圧領域(安定電圧17V)
がある。この電圧の矩形パルスにより実効電圧を制御す
ると、図4(b)に示すように、音量のバラツキが少な
い。
FIG. 4 shows an experiment in which the duty ratio of the applied voltage was not changed using the four samples (FIG. 4A) and the duty ratio of the effective voltage was changed (FIG. 4B). It is a figure which shows a result. In FIG. 4A, the horizontal axis represents the applied voltage and the vertical axis represents the sound volume. In FIG. 4B, the horizontal axis represents the duty of the applied voltage (voltage duty).
And the vertical axis represents the volume. As you can see from Figure 4,
When the duty ratio of the applied voltage is not changed, the rated voltage is 12 V, but when the rated voltage is lower than the rated value, the volume fluctuation is large and the operation is weak and unstable. In addition, there is a large variation above the rating, but a stable voltage range (stable voltage 17V)
There is. When the effective voltage is controlled by the rectangular pulse of this voltage, there is little variation in volume as shown in FIG. 4 (b).

【0030】なお、上記実施形態では、ロータリーソレ
ノイド3の実効電圧を変化させるために、印加する矩形
波電圧の最高電圧値を一定に固定し、デューティ比を変
化させるように構成したが、デューティ比を固定し、印
加する矩形波電圧の最高電圧値を変化させても、同様に
ロータリーソレノイド3の実効電圧を変化させることが
できる。また、印加する矩形波電圧の最高電圧値とデュ
ーティ比の両方を変化させるように構成してもよい。
In the above embodiment, in order to change the effective voltage of the rotary solenoid 3, the maximum voltage value of the applied rectangular wave voltage is fixed and the duty ratio is changed. The effective voltage of the rotary solenoid 3 can be changed in the same manner by fixing the above and changing the maximum voltage value of the applied rectangular wave voltage. Further, both the maximum voltage value of the applied rectangular wave voltage and the duty ratio may be changed.

【0031】また、上記実施形態では、発音体1として
略円筒状のものを用いたが、これに限られず、板状体、
棒状体等であっても同様の効果を奏する。また発音体1
の材料も、金属、木材等楽器の材料として用いられるも
のであればよい。
Further, in the above embodiment, the sounding body 1 has a substantially cylindrical shape. However, the sounding body 1 is not limited to this, and a plate-shaped body,
The same effect can be obtained even with a rod-shaped body or the like. Sounder 1
The material may be any material used for musical instruments such as metal and wood.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発音体
を任意の音量で発音させることができ、演奏される楽曲
に変化を与え、単調さを解消することができる。また、
ロータリーソレノイドに印加する矩形波の最大電圧値を
ロータリーソレノイドの定格電圧よりも高くし、デュー
ティ比を変化させることにより定格電圧以下の実効電圧
を得ることができるので、低速でのハンマーヘッドと発
音体の衝突速度を安定させることができ、発音体の音量
を小さい(弱い)レベルで安定させることができる。
As described above, according to the present invention, the sounding body can be sounded at an arbitrary volume, the musical composition to be played can be changed, and monotonousness can be eliminated. Also,
The maximum voltage value of the rectangular wave applied to the rotary solenoid is set higher than the rated voltage of the rotary solenoid, and the effective voltage below the rated voltage can be obtained by changing the duty ratio. The collision speed can be stabilized, and the volume of the sounding body can be stabilized at a small (weak) level.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の発音装置の一実施形態の構成を示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of a sounding device of the present invention.

【図2】(a)はロータリソレノイドの定格電圧以下の
実効電圧を得るための矩形波電圧を示す図であり、
(b)はロータリソレノイドの定格電圧以上の実効電圧
を得るための矩形波電圧を示す図である。
FIG. 2A is a diagram showing a rectangular wave voltage for obtaining an effective voltage equal to or lower than a rated voltage of a rotary solenoid,
(B) is a diagram showing a rectangular wave voltage for obtaining an effective voltage equal to or higher than the rated voltage of the rotary solenoid.

【図3】本発音装置の音量調整系の制御回路の構成例を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a control circuit of a volume adjusting system of the present sounding device.

【図4】4つの試料を用いた場合の実験結果を示す図
で、(a)は印加電圧のデューティ比を変化させない場
合、(b)は実効電圧のデューティ比を変化させた場合
(の実験結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing experimental results when four samples are used. (A) shows the case where the duty ratio of the applied voltage is not changed, and (b) shows the case where the duty ratio of the effective voltage is changed ( It is a figure which shows a result.

【図5】従来の発音装置の構成を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a conventional sounding device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…発音装置 2…ハンマー機構 3…ロータリソレノイド 4…回転軸 5…アーム 6…ハンマーヘッド 7…バランスウェイト 1 ... Sound generator 2 ... Hammer mechanism 3 ... Rotary solenoid 4 ... Rotary axis 5 ... Arm 6 ... Hammerhead 7 ... Balance weight

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G04B 21/00 - 23/00 G04C 21/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G04B 21/00-23/00 G04C 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 それぞれ異なった音色を発生する複数の
発音体と、 前記複数の発音体にそれぞれ対応して設けられた複数の
アームと、 それぞれ前記複数のアームの一端に設けられ、対応する
前記発音体と衝突させることにより、前記発音体の固有
の音色を発生させる複数のハンマーヘッドと、 それぞれ回転軸が前記複数のアームの一端と他端との間
に固定され、印加電圧の極性に応じて、対応する前記ア
ームを、それぞれ前記ハンマーヘッドが対応する前記発
音体に衝突する方向または前記ハンマーヘッドを後退さ
せる方向に回転させ、印加電圧の印加状態に応じて回転
速度が変化する複数のロータリーソレノイドと、 前記ローリーソレノイドに印加する電圧を調整して、
前記ロータリーソレノイドの回転速度を変化させること
によりハンマーヘッドを前記発音体に衝突させる速度を
変化させ、前記発音体が発する音色の音量を調節する音
量調節手段とを備えた発音装置。
1. A plurality of sounding bodies that generate different tones, a plurality of arms respectively provided corresponding to the plurality of sounding bodies, and a plurality of arms respectively provided at one end of the plurality of arms and corresponding to each of the plurality of sounding bodies. A plurality of hammerheads that generate a unique tone color of the sounding body by colliding with the sounding body, and rotation axes of the hammerheads are fixed between one end and the other end of the plurality of arms, respectively, depending on the polarity of the applied voltage. Te, the arm corresponding retraction respectively the hammer direction or the hammer head strikes the sound producing head corresponding of
To rotate in a direction, a plurality of rotary solenoids rotational speed varies depending on the state of application of the applied voltage, by adjusting the voltage applied to the row tally solenoid,
A sound producing device comprising: a sound volume adjusting means for changing the speed at which the hammer head collides with the sounding body by changing the rotation speed of the rotary solenoid, and adjusting the sound volume of the tone color emitted by the sounding body.
【請求項2】 前記ハンマーヘッドは前記ロータリーソ
レノイドの軸に略直交するアームの一端に設けられ、前
記アームの他端にはバランスウェイトが設けられている
請求項1記載の発音装置。
2. The sounding device according to claim 1, wherein the hammer head is provided at one end of an arm substantially orthogonal to the axis of the rotary solenoid, and a balance weight is provided at the other end of the arm.
【請求項3】 少なくとも前記アームの両端近傍は弾体
性であり、 前記バランスウェイトには弾性体からなる余韻止めが設
けられている請求項2記載の発音装置。
3. The sounding device according to claim 2, wherein at least the vicinity of both ends of the arm is elastic, and the balance weight is provided with a finish stop made of an elastic body.
【請求項4】 前記音量調整手段は、前記ロータリーソ
レノイドに、最大電圧が、前記ロータリーソレノイドの
定格電圧よりも高い矩形波電圧を印加し、かつ前記最大
電圧を印加している時間と電圧を印加していない時間の
比率を変化させることにより、実効電圧を制御する請求
項1から3のいずれかに記載の発音装置。
4. The volume adjusting means applies a rectangular wave voltage having a maximum voltage higher than a rated voltage of the rotary solenoid to the rotary solenoid, and applies a time and voltage for applying the maximum voltage. 4. The sound producing device according to claim 1, wherein the effective voltage is controlled by changing the ratio of the non-operating time.
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