JP3590518B2 - 発音装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オルゴール、チャイム及び時計の時報機構等に好適な発音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、時計等の報知に用いられる発音手段としては、発音回路及びスピーカ等を用いて、人工的な電子音を得るものに限らず、機械的な発音装置を用いて、情趣に富む柔らかな発音や、該発音による曲目を演奏するものが知られている。
【０００３】
すなわち、電子音によるものでは、音色を自由に設定できるが、あくまでも擬似的な音色しか得ることができず、高級感に富み臨場感にあふれた生の演奏音を得ることはできない。
【０００４】
この種の発音装置は、所定音階且つ音色を発生する金属製の発音体を設置し、この発音体の発音部分を、各種の機構により、打撃したり、弾くように構成され、演奏曲目を固定設置的なシリンダーや、交換可能なディスクに記録したものがある。
【０００５】
このシリンダー・タイプの発音装置は、所定直径且つ長さの円筒状に形成されたシリンダーの外周に、発音体の発音部分に対応し、且つ曲目の発音タイミングの位置にピン状の突起を形成するとともに、このシリンダーを、発音体に対峙させて、回転駆動を可能に設けて構成され、このシリンダーを回転駆動すると、シリンダーの各突起が、発音体の各発音部位を直接的に爪弾いて、所定の曲目を演奏するようにしている。
【０００６】
また、ディスク・タイプは、所定直径の薄円板状に形成されたディスクの表面に、発音体の発音部分に応じて複数トラックに区画し、そのトラックが分担した音階の発音タイミングに応じた周方向の箇所に、突起や所定径の孔状の演奏用係合部を形成するとともに、このディスクを、発音体に対面させて、回転駆動を可能に設けて構成され、このディスクを回転駆動すると、ディスクの各係合部が、星車を介して、発音体の各発音部位を間接的に爪弾いて、所定の曲目を演奏するようにしている。
【０００７】
尚、このディスク・タイプにおいては、ディスクを交換可能に設け、人手やオートチェンジ機構により、複数ディスクによる複数曲目を演奏できるようにしたものが各種提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のシリンダやディスク・タイプの発音装置においては、その演奏する曲目数や演奏時間、発音装置を設置するスペース等の点で、以下のような問題点を生じていた。
【０００９】
すなわち、曲目数に関して、シリンダ・タイプでは、その長手方向を延在させて、延長した各ブロックに複数曲目を記録し、シリンダをスライド移動させて、複数曲目から択一的に選択する構成が考えられるが、機構の複雑化による物理的な設置スペースや、信頼性、コスト的な面で不利である。
【００１０】
また、ディスク・タイプにおいては、上述したように複数の交換ディスクを用いて、複数曲目を選択可能にできるが、人手の場合には、交換の手間がかかり、自動化した場合にも、シリンダ・タイプと同様に、設置スペースや、信頼性、コスト的な面で不利である。
【００１１】
更に、演奏時間に関しては、シリンダ及びディスクの両方とも、基本的に、その１回転動作で１曲目であり、この演奏時間を変えるために回転スピードを増減することは、曲調や音色等が変わってしまい好ましくないので、演奏時間は、常に一定である。また、これらを回避して演奏時間を延長するために、シリンダやディスクを大型化すると、これに伴って、装置自体が大掛かりとなってしまい、重量やスペース、コストで不利であり、小規模な用途に使えないことになる。
【００１２】
また、シリンダやディスク・タイプにおいて、その機械的な演奏情報を記録したシリンダ外周やディスク表面の記録面における情報密度は、物理的及び実際的な制約から低く、小型化を図ることが困難で、設置スペースの利用効率が、あまり良くないという不都合がある。すなわち、記録体の外面に設けた突起等の係合部を、機械的な駆動源として発音動作させているので、同一音階の係合部同士における最小限の間隙距離は、物理的に自ずから決まっており、更には製作誤差や高精度コスト等の面からも、記録面の情報密度を高めることは困難である。
【００１３】
特に、ディスク・タイプにおいては、最小限度、円板状のディスクを安定して回転させるスペースが必要であり、また、ディスク交換可能に構成した場合には、外部からディスク入れてセットするまでに至る経路スペースを確保したり、ディスク交換しやすい箇所に、その設置箇所が限定されたりするので、スペース利用効率が低下する傾向が、より促進されてしまう。
【００１４】
そこで、本発明は、発音動作の機械的な駆動源となる記録体を不要にして、演奏曲目や演奏時間の制約を解消するとともに、装置全体としてコンパクト化して、スペース利用効率の向上を図れる発音装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項に記載した発明は、複数の発音体と、前記発音体を打撃して発音させるハンマーと、前記ハンマーを作動させるソレノイドとを備えた発音装置において、
前記ハンマーは、前記発音体に対応して複数設置され、
前記ソレノイドは、ソレノイド駆動部である打撃体が前記複数のハンマーのいずれかを選択可能に打撃するべく移動可能に設けられている発音装置である。
【００１６】
従って、ソレノイドが例えば回転して所定位置に移動し、この位置で打撃体が駆動してハンマーを打撃すると、この打撃されたハンマーにより、当該ハンマーに対応する発音体が打撃されて発音する。
【００１７】
このように、本発明によれば、装置全体がコンパクト化されて、スペース利用効率の向上が図れる発音装置を得ることができる。
【００１８】
本願第１請求項に記載した発明は、前記請求項１の発明において、前記複数のハンマーの被打撃部を円弧状に揃えて設けるとともに、前記ソレノイドを旋回移動可能に設置し、該ソレノイドを旋回移動させた際にその打撃体の先端部が各ハンマーの被打撃部に対峙する構成の発音装置である。
【００１９】
ソレノイドが旋回移動するので、その打撃体の先端部を各ハンマーの被打撃部に速やかに対峙させることができ、これによりアップテンポの曲も容易に演奏することができることになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る発音装置の具体例を図１ないし図７に基づいて説明する。
【００２１】
尚、本例においては、図示を省略した時計体に組込んだ例を説明し、毎正時に又は任意の設定時、並びに、使用者の任意に、所定の演奏曲目プログラムに準じた発音動作を行うものとする。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本例の発音装置１は、打撃されると所定音階に発音する弁部２ａを有する発音体２と、各発音弁部２ａに対応して設けられた複数のハンマー３，３…と、これらのハンマー３，３…を択一的に選択して、この選択したハンマー３を介して、発音体２の弁部２ａを打撃し、所定音階に発音動作させる単一のソレノイド５とから構成されている。
【００２３】
すなわち、発音体２と、発音体２の弁部２ａ毎に設けられた複数のハンマー３とは、固定的に設置されている一方、ソレノイド５は、モータ駆動機構６により、その向きを変更可能な可動的に構成され、このソレノイド５による打撃箇所を、任意に変更することにより、発音動作させるハンマー３を適宜選択し、異なる音階の発生音を得るようにしている。
【００２４】
そして、これらのハンマー３の選択動作と、ソレノイド５の打撃動作とを組合せて、所定の順序及びタイミングで、発音体２の各弁部２ａを打撃して、発音動作させる演奏プログラムを実行し、所定の曲目を演奏するようにしている。
【００２５】
また、これらの各要素は、図２に示す側面視において、互いに上下方向に、重なった位置に配置され、図１に示す平面視において、ほぼ、発音体２よりも僅かに大きい平面スペース内に収納できるようにしている。
【００２６】
すなわち、上方に発音体２を、下方にハンマー３を配置するとともに、これらの中間に、ソレノイド５を配置している。
【００２７】
更に、平板状の発音体２と、長棒状のソレノイド５とは、その平面と長手方向が、上下方向の互いに平行に、且つ近傍箇所に、配置され、装置全体としての上下方向の高さも、可能な限り、減少できるようにしている。
【００２８】
更に、後述するように発音体２の発音部位と、ソレノイド５の突出動作部位とは、互いに逆向きに設けられ、これらの両者を、ハンマー３によって、関連動作させるようにしている。
【００２９】
すなわち、後述するようにハンマー３は、その一端を、ソレノイド５の突出動作部位に対峙させるととともに、他端を、発音体２の発音部位に対面し、且つ、これらの中間が、ソレノイド５を迂回する形状に形成され、同中間の所定箇所が軸支されている。
【００３０】
従って、このように配置構成されているので、設置スペースの利用効率が良好で、コンパクト化を図れ、置き時計等のような小規模な用途にも、十分に用いることができる。
【００３１】
この発音体２は、所定の金属素材を用いて、略長板形状に形成され、その長辺の一端側には、所定音階の発音部分が設けられるとともに、図示を省略したケースに、固定設置されている。
【００３２】
発音体２の一端側の基端は、台座部１１に固定され、他端側の先端には、クシ歯状形成された弁部２ａが設けられている。
【００３３】
また、この台座部１１は、鋳鉄等を素材として、比較的に大重量に形成され、図示を省略した発音装置１をカバーするケースに、強固に取付けられ、発音体２の良好な発音の基盤となるようにしている。
【００３４】
更に、これらの弁部２ａ，２ａは、発音する音階数に応じた所定数が設けられ、それぞれが、音階に応じた所定の厚さ及び長さに設定された細板形状に形成されており、各弁部２ａ，２ａが、打撃されると、所定の音階／音程が生じるようにしている。
【００３５】
また、このように固有の発音音階を有するた発音体２の各弁部２ａ毎に、専用のハンマー３が、複数、設けられ、同一の支軸１３に軸支され、この支軸１３は、発音体２の平面と平行に、図示を省略したケースに固定されている。
【００３６】
すなわち、図２に示す側面視において、ハンマー３は、長板から略Ｌ字状に形成され、その被打撃部３ａ附近のソレノイド側ハンマー部分は、斜め上方に向けられ、ソレノイド５の突出方向と斜めに交差するように設定されており、ソレノイド５の急激な突出動作を良好且つ、それ自身が破損することなく受け止めて、ハンマー３自身を揺動させ、該ハンマー３による発音体２の打撃動作に変換するようにしているとともに、同ソレノイド５の突出及び縮退動作を妨げることなく、スムーズに行えるようにしている。
【００３７】
他方、発音体２側のハンマー部分は、垂直方向の上方に向けて延在され、発音体２つまり発音体２の弁部２ａに対して、ほぼ直交する方向に向けて対面されており、概発音体２に直交した方向に設けた棒状打撃体で発音体２を打撃して、発音動作させると、ほぼ同様に、良好な発音効果が得られるようにしている。
【００３８】
また、図４及び図５に示すように、ソレノイド５の先端に対峙するハンマー３の被打撃部３ａは、その所定の長さ方向に渡って、隣接する他の被打撃部３ａと接触しない程度に、幅広に形成され、ソレノイド５の突出動作による打撃を、より確実且つ効果的に受けられるようにしている。
【００３９】
更に、ハンマー３の打撃部３ｂは、隣接する他の打撃部３ｂと接触しない程度に、発音体２の弁部２ａに対面した略正方形状の幅広に形成されるとともに、この幅広部の略中央には、突起部が設けられている。従って、その発音動作時には、この突起部が発音体２の弁部２ａと接触するようにして、このようなハンマー３の打撃による発音体２の発音を、棒状の打撃体によるものと同様に、音色等を良好に且つ確実に確保できるようにしている。
【００４０】
また、これらのハンマー３は、図１及び図５に示す平面視において、その中間を、それぞれ、個別に所定形状に屈曲させて形成され、その発音体２側の一端を、直線上に揃えて、分担されたクシ歯部分（弁部２ａ）に、上下方向に対面させるとともに、そのソレノイド側の他端を、所定半径の円弧上に揃えて、後述するように旋回駆動されるソレノイド５の先端に、略水平方向に対峙するようにしている。
【００４１】
すなわち、発音体２における中央附近の弁部２ａに対応したハンマー３は、その中間屈曲の角度が少ないが、これに対して外側の位置のあるハンマー３になるに従い、その中間屈曲の角度が大きくなっている。
【００４２】
また、これらのハンマー３には、図示を省略したが、その未動作時には、各ハンマー３を所定の初期姿勢状態に保持する姿勢保持機構が設けられている。
【００４３】
この姿勢保持機構は、例えば、ハンマー３の所定箇所とケース間には、所定バネ強度のバネ等の弾性体が縮設又は展設して構成されており、この弾性体によって、ソレノイド５により打撃されない場合には、ハンマー３を初期の姿勢状態に維持するとともに、打撃された後には、この初期状態に、すみやかに復帰するようにしている。
【００４４】
更に、同様に図示を省略したが、ソレノイド５の打撃による発音動作時に、ハンマー３が跳ね返り運動して、複数の発音が生じることを防止するフェルト製等の緩衝材が、ハンマー３近傍の適宜箇所に設けられている。
【００４５】
そして、このように構成された各音階に対応した複数のハンマー３を、単一のソレノイド５によって、適宜、選択して、発音動作するようにしている。
【００４６】
すなわち、再び図１ないし図３に示すように、このソレノイド５は、モータ駆動機構６により、その水平方向の向きを、任意の角度位置に選択できるように、旋回駆動されている。
【００４７】
このモータ駆動機構６は、その図示を省略したモータ軸を垂直方向の上方に向けて、ケース側に固定されたサーボモータ７と、このモータ軸に、その中心が直接的に接続された所定半径の円板形状且つ水平配置のターンテーブル８とから構成され、このターンテーブル８上に、ソレノイド５を設置している。
【００４８】
また、このサーボモータ７は、図示を省略した制御回路、又は、この制御回路に動作制御されたモータ駆動回路に、電気的に接続され、この制御回路により、そのモータによる旋回動作が、所定に制御されている。
【００４９】
従って、このように円板形状に形成されたターンテーブル８を介して、サーボモータ７により、ソレノイド５を旋回駆動するようにしているので、安定した旋回駆動が行えるとともに、ソレノイド５の先端がブレることなく、任意の角度位置に持っていくことができる。
【００５０】
また、このソレノイド５は、円筒状のケース内に、その一端を突設させた磁性体からなる棒状の打撃体５ａと、この打撃体５ａの周囲に配置された図示を省略したソレノイドコイルと、この打撃体５ａをソレノイド５内に後退する方向に、常時付勢するバネ等を用いた図示を省略した付勢手段とを収納して構成されている。
【００５１】
そして、このソレノイド５のソレノイドコイルは、モータ駆動機構６と同様に、図示を省略した制御回路、又は、この制御回路に動作制御されたコイル駆動回路に、電気的に接続され、この制御回路により、その打撃動作が所定に制御されている。
【００５２】
このソレノイド５による発音動作時には、該ソレノイドコイルに所定の駆動電流を印加することにより、打撃体５ａに突出方向への移動力を、電磁的に付与するようにしている。
【００５３】
また、この制御回路は、一般的なＩ／Ｏポート、ＣＰＵ、メモリ等を備えたマイコン回路、又は、専用回路から構成され、プログラム制御によって、上述したモータ駆動機構６のサーボモータ７及びソレノイド５を連係動作させて、所定の曲目を演奏するようにしている。
【００５４】
この制御回路は、モータ及びソレノイド５連係動作用の演奏制御データを、その内部又は外部の記憶装置に記録しており、毎正時に又は任意の設定時に計時機構から生成される起動信号によって、並びに、使用者の任意操作による起動信号によって、演奏データを用いて所定の曲目を演奏するようしている。例えば、マイコンに曲の情報を入力してサーボモータを適切な各ハンマーの被打撃部に対峙するようにする。
【００５５】
従って、このようにプログラム制御を用いているので、機械的な演奏データ記録体を用いた場合における演奏する曲目数や演奏時間の制約を解消することができ、多彩且つ柔軟な変更が可能になるとともに、コンパクト化や配置の自由度を高めることができる。
【００５６】
次に、このように構成された発音装置１の動作を説明する。
【００５７】
この発音装置１を、オルゴール、チャイムとして用いる場合は使用者等の任意操作により、また、時計に組込んで報知手段として用いた場合は毎正時又は設定時に、発音装置１の発音動作が開始される。
【００５８】
尚、以下において、ある単独の音階を発音させる動作を説明するが、演奏曲目に従って、この他の音階用に同様な動作が繰り返されるので、曲目全体に関した発音動作の説明は省略することにする。
【００５９】
まず、図６（１）に示すように、その平面視において、略中央の音階に対応したハンマー被打撃部３ａ附近に向いた基準位置のソレノイド５が、その向きを、図６（２）又は（３）に示すように、モータ駆動機構６のサーボモータ７により、ある音階に対応したハンマー３の被打撃部３ａに対峙した向きに旋回される。
【００６０】
すなわち、図６（２）の状態は、この図においては図示を省略した発音体の比較的に長さの短い高音階用の弁部を選択した状態であり、図６（３）の状態は、同発音体の比較的に長さの長い低音階用の弁部を選択した状態である。
【００６１】
次に、図７（１）に示すように、その側面視において、打撃体５ａを僅かに突出した初期状態のソレノイド５に、駆動電流が供給され、この打撃体５ａが突出動作し、同打撃体５ａの先端が、選択したハンマー３の被打撃部３ａに、衝突する（図７（２）参照）。
【００６２】
そして、この衝撃を受けて、同図中に示すように、ハンマー３は、その全体が、急激に時計方向に回転し、これに伴い、ハンマー打撃側の端部が、発音体２の弁部２ａに、衝突する。（図７（３）参照）
この打撃により、発音体２の当該弁部２ａに固有な音階の発音が、生成される（図７（４）参照）。
【００６３】
また、このとき迄には、ハンマー３は、近傍箇所に設けた緩衝材によって、跳ね返り運動が阻止されるとともに、そのハンマー３用の姿勢保持機構により、速やかに初期姿勢状態に復帰する一方、ソレノイド５の打撃体５ａも、そのソレノイド５用の付勢手段によって、速やかに初期状態の位置に復帰している。
【００６４】
従って、迅速且つスムーズに、ソレノイド５を旋回でき、次の音階の発音動作に移行することができる。
【００６５】
そして、このようなソレノイド５の音階に対応したハンマー３を選択する移動動作、及び該ハンマー３を介しての打撃動作が、演奏曲目の各音階毎に、繰り返される。
【００６６】
尚、クシ歯形状に形成された複数の弁部を備えた発音体を用いたが、これに限らず、打撃により発音動作するものを、発音体として、適宜、用いてもよい。すなわち、各音階毎に設けた複数のパイプ状や鐘状の発音体を用いても良く、更に、これらを組合せて、異なる音質を組合せによる複合的な演奏効果を得るようにしても良い。
【００６７】
また、ソレノイドを旋回駆動するように構成したが、平行に横滑りスライド駆動するように構成しても良い。具体例では単一のソレノイドを用いて説明したが、これに限らず複数のソレノイドを用いてよいことは勿論である。
【００６８】
更に、発音装置１の音量は、ソレノイドコイルへの駆動電流の増減によって、調整可能であり、このようにソレノイドコイルに供給する電流値で、発音音量を調整できるので、機械的な調整を行う従来タイプに比べ調整作業が容易になるとともに、各発音の音量も個別に打ち分けることが可能となる。
【００６９】
以上説明したように、本具体例によれば、所定音階数の発音部分を有する発音体に、各発音部分を打撃する複数のハンマーを設けるとともに、これらのハンマーを打撃するソレノイドを、任意のハンマーを打撃するべく選択可能に設け、該ソレノイドの選択及び打撃動作をプログラム制御したことにより、従来の不満、つまり演奏情報を形状的に記録した記録体を用いて、この記録体を機械的な駆動源として、発音及び演奏動作させる発音装置において生じていた曲目数や演奏時間、該発音装置を設置するスペース等の不満を、解消することができる。
【００７０】
すなわち、発音体を発音動作させるのに、物理的な形状により演奏情報を記録した記録体を用いずに、電気的なプログラム制御を用いているので、曲目数や演奏時間を、演奏プログラムの変更のみで、自由且つ柔軟に変更でき、物理的な制約を解消することができる。
【００７１】
また、このように演奏情報を機械的に記録した記録体を不要としたので、発音装置を設置するスペース効率を向上することが可能となるとともに、該記録体を用いるために必要な各種の設置条件を解除でき、発音装置による発音効果を優先させたり、他の装飾体等の設置を優先させたりした設置が可能となり、設置条件の自由度を向上することができる。
【００７２】
更に、発音動作の駆動源として、単独のソレノイドと、該ソレノイドを旋回駆動するモータを用いたことにより、構造や機構が簡素になり、信頼性や低コスト性の面でも好ましいものとなる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、複数の発音体と、前記発音体を打撃して発音させるハンマーと、前記ハンマーを作動させるソレノイドとを備えた発音装置において、前記ハンマーは、前記発音体に対応して複数設置され、前記ソレノイドは、ソレノイド駆動部である打撃体が前記複数のハンマーのいずれかを選択可能に打撃するべく移動可能に設けられている発音装置である。
【００７４】
従って、本発明によれば、ソレノイドが例えば回転して所定位置に移動し、この位置で打撃体が駆動してハンマーを打撃すると、この打撃されたハンマーにより、当該ハンマーに対応する発音体が打撃されて発音するので、装置全体がコンパクト化されて、スペース利用効率の向上が図れる発音装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発音装置に係り、発音装置の主要な全体構成を示す平面図である。
【図２】本具体例の発音装置に係り、発音装置の主要な全体構成を示す図１中のＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図３】本例の発音装置に係り、（１）は、発音体の平面図、（２）は、ソレノイド及びモータ駆動機構の平面図、（３）は、ハンマーの平面図である。
【図４】本例の発音装置に係り、中央の音階用及びこれに隣接した音階用のハンマーを示す斜視図である。
【図５】本例の発音装置に係り、ハンマーを拡大した平面図である。
【図６】本例の発音装置の動作説明に係り、（１）は、初期状態を示す平面図、（２）は、ある低音階を選択した状態を示す平面図、（３）は、ある高音階を選択した状態を示す平面図である。
【図７】本例の発音装置の動作説明に係り、（１）は、初期状態を示す平面図、（２）は、ある高音階を選択した状態を示す平面図、（３）は、ある低音階を選択した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 発音装置
２ 発音体
２ａ 発音体の弁部
３ ハンマー
３ａ ハンマーの被打撃部
３ｂ ハンマーの打撃部
５ ソレノイド
５ａ ソレノイドの打撃体
６ モータ駆動機構
７ サーボモータ
８ ターンテーブル
１１ 発音体用の台座部
１３ ハンマー用の支軸

Claims (2)

1. 複数の発音体と、前記発音体を打撃して発音させるハンマーと、前記ハンマーを作動させるソレノイドとを備えた発音装置において、
   前記ハンマーは、前記発音体に対応して複数設置され、
   前記ソレノイドは、ソレノイド駆動部である打撃体が前記複数のハンマーのいずれかを選択可能に打撃するべく移動可能に設けられていることを特徴とする発音装置。
2. 前記複数のハンマーの被打撃部を円弧状に揃えて設けるとともに、前記ソレノイドを旋回移動可能に設置し、該ソレノイドを旋回移動させた際にその打撃体の先端部が各ハンマーの被打撃部に対峙することを特徴とする請求項１記載の発音装置。

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