JP5772840B2

JP5772840B2 - オルゴール

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Publication number: JP5772840B2
Application number: JP2013009371A
Authority: JP
Inventors: 明広池田; 柴田　康弘; 康弘柴田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2033-01-22
Also published as: JP2014142419A; US9053686B2; US20140202304A1

Description

本発明は、オルゴールに関し、特に、好適に音量の調整を可能とするための改良に関する。

音楽を奏でるオルゴールが知られている。このオルゴールは、例えば、径方向外側に向けて複数の突起部を備え第１軸を中心として回転可能に設けられた複数のスターホイールを備えている。それら複数のスターホイールにそれぞれ対応する複数の振動弁が第１軸に沿って設けられた振動板を備えている。例えば、各スターホイールに対応して設けられたソレノイドの駆動によりそのスターホイールの回転を制御する。そして、突起部を所定のタイミングで選択的に振動弁に接触させて弾き、音楽を奏でる。

また、オルゴールの音量を調節する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された発音装置がそれである。この技術によれば、発音体の振動板に対向する位置に突部が設けられた板が移動させられる。これにより、発音体と突部との距離を変化させることで、オルゴールにおける微妙な音量調整が可能であるとされている。

特開２００１−１７５２５１号公報

ところで、オルゴールにおける音量の調整には精度が要求される。特許文献１に記載された技術においては、振動板の両端部における突部が平行に移動しないおそれがある。このため、両端部に設けられた突部それぞれにおいて、突部から振動板までの距離が異なることとなる。従って、それぞれの突部に対応する振動弁の音量が異なる結果を招くおそれがある。そのため、従来のオルゴールは、好適に音量の調整をすることができなかった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、好適に音量の調整が可能なオルゴールを提供することにある。

斯かる目的を達成するために、請求項１に係る発明の要旨とするところは、複数の振動弁を備え、筐体に固定された振動板と、第１軸を中心として回転可能に設けられた、前記複数の振動弁にそれぞれ対応する複数のスターホイールと、前記第１軸と並んで設けられた第２軸に固定されたサンホイールと、前記第１軸及び前記第２軸をそれぞれの軸心まわりの回転可能に保持する、前記筐体に対して移動可能に設けられたフレームと、前記フレームと前記筐体とに接し且つ前記第１軸の軸方向において分かれて設けられた複数の移動部により、前記フレームを前記筐体に固定された前記複数の振動弁に対して前記振動弁の延伸方向に移動させることで、前記振動板における各振動弁と対応する前記スターホイールとの距離を変化させる移動装置とを、備えたことを特徴とするものである。

このように、請求項１に係る発明によれば、スターホイール及びサンホイールそれぞれの回転軸が取り付けられたフレームごと平行移動させて各振動弁とスターホイールとの距離を変化させることで、振動板における各振動弁それぞれに対して、均一な距離変化で対応する前記スターホイールを移動させることができる。すなわち、好適に音量の調整が可能なオルゴールを提供することができる。

請求項１に従属する請求項２に係る発明によれば、実用的な機構により、振動板における各振動弁それぞれに対して、均一な距離変化で対応するスターホイールを移動させることができる。

請求項２に従属する請求項３に係る発明によれば、振動板における各振動弁それぞれに対して、より確実に均一な距離変化で対応するスターホイールを移動させることができる。

請求項３に従属する請求項４に係る発明によれば、振動板における各振動弁それぞれに対して、より確実に均一な距離変化で対応するスターホイールを移動させることができる。

請求項１から請求項４の何れかに従属する請求項５に係る発明によれば、振動板における各振動弁それぞれに対応して位置決めされた複数のスターホイールの位置関係を保持しつつ、振動板における各振動弁それぞれに対して、均一な距離変化で対応するスターホイールを移動させることができる。また、サンホイールにより位置合わせされることで、スターホイールを均一な距離変化で移動させることができるため、位置合わせされたスターホイールに対応して、いずれの振動弁に対しても均一な距離で、均一な音量の音を鳴らすことが出来る。

本発明の一実施例であるオルゴールにおける演奏機構部の構成を例示する斜視図である。図１の演奏機構部を第１軸の軸心方向に視た図である。図２に示す構成の斜視図である。図１のオルゴールに備えられたスターホイールの構成を詳しく説明するために、そのスターホイールを軸心方向に視た正面図である。図１のオルゴールにおいて係止部材が係止状態である場合におけるその係止部材とスターホイールとの相対位置関係を例示する図である。図１のオルゴールにおいて係止部材が係止状態とされた場合における作動を説明する図である。図１のオルゴールにおいて係止部材が係止状態から非係止状態へ切り替えられる場合における作動を説明する図である。図７の破線で囲繞した部分を拡大して示す図である。図１のオルゴールにおいてスターホイールにおける突起部が振動板の振動弁を弾いて音を奏でる作動を説明する図である。図１のオルゴールにおいて演奏機構部が筐体内に収容された様子を説明する概略図である。図１のオルゴールにおけるＥＣＵに備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図１のオルゴールに備えられた移動装置の構成を詳しく説明するために演奏機構部を上方から視た様子を示す平面図である。図１２のXIII-XIII視断面図である。図１２に示す状態からカム機構が９０°回転させられた様子を示す図である。図１２に示す状態からカム機構が１８０°回転させられた様子を示す図である。図１に示すオルゴールにおける各振動弁に対する突起部のラップ量について説明する図である。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例であるオルゴール１０における演奏機構部１００の構成を斜め上方から視た様子を例示する斜視図である。本実施例において、オルゴール１０の上方とは、オルゴール１０が図示しない設置平面部に設置される際の上方（略鉛直上方）をいう。図１に示すように、本実施例のオルゴール１０は、第１軸１２（図２等を参照）を中心として回転可能に設けられた複数（例えば、４０個）のスターホイール１４を備えている。第１軸１２に沿って設けられた振動板１６を備えている。振動板１６には、複数のスターホイール１４にそれぞれ対応する複数の振動弁１８が第１軸１２に沿って設けられている。第１軸１２と並んで第３軸２０が設けられている。好適には第１軸１２と平行に第３軸２０が設けられている。第３軸２０を中心として回動可能に設けられた、複数のスターホイール１４にそれぞれ対応する複数の係止部材２２を備えている。複数の係止部材２２にそれぞれ対応する複数の電磁石２４を備えている。第１軸１２と平行に設けられた第２軸２６に相対回転不能に設けられてその第２軸２６と一体的に回転させられる、複数のスターホイール１４にそれぞれ対応する複数のサンホイール２８を備えている。複数のサンホイール２８は、第２軸２６に固定されている。好適には、第２軸２６に相対回転不能且つ軸方向の移動可能に組み付けられた複数のサンホイール２８が、隣接する２つのサンホイール２８の間に夫々１つのスターホイール１４を挟み込んだ状態でその両端において固定されることで、相対回転不能且つ軸方向の移動不能に固定されている。或いは、予め第２軸２６に相対回転不能且つ軸方向の移動不能に固設されたものである。

オルゴール１０は、振動板１６等が組み付けられる台座２９を備えている。第１軸１２及び第２軸２６をそれぞれの軸心まわりの回転可能に、第３軸２０を回転不能に支持すると共に、複数の電磁石２４等が組み付けられるフレーム３０ｂを備えている。台座２９及びフレーム３０ｂは、後述するように相対移動させられるように構成されている。第１軸１２及び第２軸２６をそれぞれの軸心まわりに同期して回転駆動するための駆動力を発生させるモータ３２を備えている。複数の振動弁１８は、予め定められた複数の音階にそれぞれ対応し、後述するようにスターホイール１４の突起部３６により弾かれることで対応する音階の音を奏でるように構成されている。

図１０は、図１に示す本実施例のオルゴール１０における演奏機構部１００が筐体３４内に収容された様子を説明する概略図である。図１０に示すように、オルゴール１０は、第１軸１２、複数のスターホイール１４、振動板１６、第３軸２０、複数の係止部材２２、複数の電磁石２４、第２軸２６、複数のサンホイール２８等の構成を収容する筐体３４を備えている。すなわち、図１のように構成された演奏機構部１００は、台座２９及びフレーム３０ｂが下フレーム３１に組み付けられることで、筐体３４の内部に収容されている。図１０に一点鎖線で示すように、好適には、第３軸２０の中心と、複数の電磁石２４のうち少なくとも一部は、筐体３４の底面３４ａに沿った同一平面上に配置されたものである。なお、全ての電磁石２４が、筐体３４の底面３４ａに沿った同一平面上に配置されたものでなくともよい。筐体３４の上側平面部には、その筐体３４内部の様子を視認するためののぞき窓３４ｂが設けられている。こののぞき窓３４ｂには、ガラス板等の透明な材料による蓋部（非図示）が設けられる。図１０に示すように、オルゴール１０は、複数の電磁石２４それぞれの励磁乃至非励磁を制御する制御部としてのＥＣＵ（Electric Control Unit）６０を備えている。

図２は、オルゴール１０の演奏機構部１００におけるスターホイール１４、係止部材２２、及びサンホイール２８等の構成を説明するために、それらの構成を第１軸１２の軸心方向に視た図である。図３は、図２に示すスターホイール１４、係止部材２２、及びサンホイール２８等の構成を斜め上方から視た様子を示す斜視図である。図３においては、複数のスターホイール１４のうち２つのスターホイール１４ａ、１４ｂと、それらに対応する係止部材２２ａ、２２ｂ及び電磁石２４ａ、２４ｂ等を例示している。図３以外の図面である図１及び図２等において、個々のスターホイール１４ａ、１４ｂを特に区別しない場合には単にスターホイール１４として図示している。個々の係止部材２２ａ、２２ｂを特に区別しない場合には単に係止部材２２として図示している。個々のサンホイール２８ａ、２８ｂ、２８ｃを特に区別しない場合には単にサンホイール２８として図示している。スターホイール１４と係止部材２２とが対応するとは、その係止部材２２の係止状態においてそのスターホイール１４の回転が係止されることをいう。スターホイール１４とサンホイール２８とが対応するとは、そのスターホイール１４のギヤ部３８とそのサンホイール２８の外周歯４０とが相互に噛み合うことをいう。図３においては、スターホイール１４ａ、１４ｂに対応するサンホイール２８ａ、２８ｂを例示すると共に、そのサンホイール２８ｂに隣接するサンホイール２８ｃを併せて示している。隣接するサンホイール２８とは、第２軸２６に沿ってその軸を中心に並んで配置されているサンホイール２８をいう。図２においては、フレーム３０ｂの図示を省略している。図３においては、振動板１６、台座２９、及びフレーム３０ｂの図示を省略すると共に、第１軸１２、第３軸２０、及び第２軸２６それぞれの一部を省略（切断）して示している。

図２及び図３に示すように、スターホイール１４は、径方向外側に向けて放射状に複数の突起部３６を備えている。好適には、スターホイール１４の周方向に等位相で４つの突起部３６を備えている。すなわち、スターホイール１４の周方向に９０°毎に突起部３６が設けられている。スターホイール１４は、突起部３６よりも内周側（径方向内側）に複数のギヤ部３８を備えている。好適には、各突起部３６に対応する位置に２歯ずつの突出部としてのギヤ部３８を備えている。ギヤ部３８は、複数のスターホイール１４が第１軸１２に沿って配置される間に配置されている。すなわち、ギヤ部３８は、第１軸１２の軸方向に関して、突起部３６とは異なる位置に配置される。具体的には、軸方向に関して相互に隣接する突起部３６相互間に配置される。サンホイール２８は、径方向外側に向けて複数の外周歯４０を備えて構成されている。複数のスターホイール１４は、隣接する２つのサンホイール２８相互間に挟まれている。すなわち、両隣におけるサンホイール２８の外周歯４０がスターホイール１４の外周面７２よりも径方向内周側に入り込む。これにより、第１軸１２の軸方向における複数のスターホイール１４の位置決めがなされている。

図２に示すように、スターホイール１４が第１軸１２に組み付けられた状態において、突起部３６は、第１軸１２の軸心を中心とするその回転軌跡が対応する振動弁１８の少なくとも一部に接触する位置に設けられている。且つ、対応する係止部材２２の後述する係止状態においてその係止部材２２に係止される位置に設けられている。この係止される位置とは、突起部３６が係止部材２２に当接されられた状態において、スターホイール１４の第１軸１２の回転への追従回転を阻止する位置である。すなわち、突起部３６は、振動板１６における振動弁１８を弾くと共に、係止部材２２と接触することで、スターホイール１４の第１軸１２の回転に伴う追従回転を阻止するストッパとして機能する。ギヤ部３８は、第１軸１２の軸心を中心とするその回転軌跡が対応するサンホイール２８の外周歯４０と噛み合わされる位置に設けられている。

図２に一部（破線で囲繞した部分）を拡大して示すように、サンホイール２８の外周歯４０には面取り６８が付けられている。面取り６８は、好適には、外周歯４０の先端部における軸方向の両側部に施されたものである。スターホイール１４の外周部には面取り７０（図４を参照）が付けられている。面取り７０は、好適には、スターホイール１４の外径稜線に施されたものである。スターホイール１４の外径稜線とは、スターホイール１４における外周面７２における軸方向両端部である。サンホイール２８の面取り６８及びスターホイール１４の面取り７０の少なくとも一方が施されたものであればよい。スターホイール１４の外周面７２における端部の面取り７０に加えて、突起部３６の稜線（軸方向両端部）等に面取りが施されたものであってもよい。

図４は、スターホイール１４の構成を詳しく説明するために、そのスターホイール１４を軸心方向に視た正面図である。図４に示すように、スターホイール１４は、好適には、径方向外側に向けて複数の突起部３６を備えた金属板である金属プレート部４２を備えている。金属プレート部４２が、エンジニアリングプラスチック等の合成樹脂材料である合成樹脂部４４内にインサート成形されているため、突起部３６に強い力が加わっても、突起部３６とギヤ部３８の位置関係は保持される。インサート成形とは、例えば、金型内に予め挿入した金属部材の周囲に合成樹脂材料を注入して金属部材及び合成樹脂部材を一体的に成形する方法である（以下の説明において同じ）。好適には、複数の突起部３６以外の部分が合成樹脂部４４に覆われる。ギヤ部３８は、好適には、合成樹脂部４４の一部として構成される樹脂製ギヤ部である。合成樹脂部４４は、その内周側に組付穴部４６を備えており、組付穴部４６に第１軸１２が挿入されることでその第１軸１２に組み付けられる。斯かる構成により、スターホイール１４が、サンホイール２８と接触する際のビビリが抑制される。スターホイール１４が第１軸１２に組み付けられた状態において、組付穴部４６の内周面と第１軸１２の外周面（接触面）との間には所定の摩擦力がはたらくように構成される。摩擦力を付与するため、好適には、図４に示すように、組付穴部４６の内周面と第１軸１２の外周面との間に摩擦力を付与するためのフリクションばね４８が設けられる（摩擦力機能）。好適には、フリクションバネ４８はピアノ線であり、そのピアノ線の変形力で組付穴部４６の内周面が第１軸１２の外周面に押し付けられる（押し付け機能）。フリクションばね４８によって発生する摩擦力は、スターホイール１４を回転させる力より強く、スターホイール１４の回転によって係止部材２２を外す力より弱く設定されている。斯かる構成により、スターホイール１４は、第１軸１２に組み付けられた状態において、第１軸１２を中心とする回転可能に設けられる。係止部材２２が後述する非係止状態である場合においては第１軸１２との接触部位における摩擦力によりその第１軸１２に追従回転させられる。フリクションばね４８によって発生する摩擦力がスターホイール１４を回転させる力より弱いと、係止部材２２の係止が解除された状態においてもスターホイール１４が空転してしまうおそれがある。スターホイール１４の回転によって係止部材２２を外す力より強いと、係止部材２２による係止状態において、係止部材２２の板部材５０が図５における左方向に動いてしまい、係止が解除されてしまうおそれがある。

図２に示すように、係止部材２２は、好適には、係止部材２２が第３軸２０を中心にしてスターホイール１４に向けて回動させられることでスターホイール１４における少なくとも１つの突起部３６に当接させられる板部材５０を備えている。電磁石２４の励磁状態において、その電磁石２４の磁力により係止部材２２を第１回動方向すなわちスターホイール１４から離隔させられる方向へ回動させる作用を発生させる磁性部材５２を備えている。磁性部材５２は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の鉄属元素を主成分とする金属である。磁性部材５２は、好適には特に磁化されていない鉄板であるが、磁化された所謂永久磁石であってもよい。係止部材２２において、磁性部材５２は、板部材５０と一体的に設けられたエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂部材５４にインサート成形されたものであり、斯かる構成により電磁石２４の吸引による磁性部材５２のビビリが抑制される。換言すれば磁性部材５２は、合成樹脂部材５４内に埋設されたものである。

電磁石２４は、好適には、鉄等の磁性材料である鉄芯の周囲に円筒状のコイルを備えている。そのコイルに電流が流されることで励磁状態とされ磁力（磁場）を発生させる。一方、コイルに電流が流されないと非励磁状態とされるよく知られた一般的な電磁石である。本実施例においては、電磁石２４のコイルに電流が流された状態が第１状態に相当する。電磁石２４のコイルに電流が流されない状態が、第１励磁状態より磁力が弱い第２状態に相当する。

以下、図１１を参照して、係止部材２２による係止動作及び解除動作について説明する。図１１は、ＥＣＵ６０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図１１に示す楽譜データベース６２は、オルゴール１０による演奏の対象となる曲にそれぞれ対応する複数の楽譜データを記憶する。楽譜データベース６２は、よく知られたＳＤカード（Secure Digital Card）等の記憶媒体に納められ、ＥＣＵ６０が記憶媒体に記録されたデータを読み取り可能であってもよい。楽譜データは、例えば、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）形式のデータであり、予め定められた複数種類の楽器毎に、その楽器に対応する音の出力タイミング及び音階等が定められた複数のトラック（チャンネル）を含んでいる。本実施例のオルゴール１０は、例えば、ＭＩＤＩデータにおけるガイドメロディすなわち主旋律に相当するトラック（チャンネル）の出力タイミング及び音階に基づいて以下に詳述する演奏制御を行う。

係止解除タイミング判定部６４は、複数の係止部材２２それぞれによるスターホイール１４における突起部３６の係止を解除するタイミングを判定する。換言すれば、複数の係止部材２２それぞれに対応する電磁石２４の励磁乃至非励磁を切り替えるタイミング（電磁石２４の通電を実行乃至停止するタイミング）を判定する。例えば、楽譜データベース６２に記憶された複数の楽譜データのうち所定の楽譜データに対応する曲の演奏において、その楽譜データに定められた音の出力タイミング及び音階に基づいて前記判定を行う。具体的には、各音階に対応する複数の振動弁１８を楽譜データに定められた出力タイミングで弾くために、係止部材２２によるスターホイール１４における突起部３６の係止を解除するタイミングを判定する。第１軸１２及び第２軸２６それぞれの回転速度が一定の値に定まる場合、各スターホイール１４に対応する係止部材２２による係止が解除されてからそのスターホイール１４の突起部３６により対応する振動弁１８が弾かれるまでのタイムラグは予め求められる。係止解除タイミング判定部６４は、演奏対象となる楽譜データに基づいて前記判定を行う。楽譜データにおいては、各振動弁１８に対応する音階の出力タイミングが定められている。その出力タイミングよりも前記タイムラグに相当する時間前に、その振動弁１８に対応する係止部材２２によるスターホイール１４における突起部３６の係止が解除されるように前記判定を行う。換言すれば、係止解除タイミング判定部６４は、電磁石２４を非励磁状態から励磁状態へ切り替えた後、予め定められた規定時間後に電磁石２４を励磁状態から非励磁状態へ切り替える判定を行う。

電磁石励磁／非励磁制御部６６は、係止解除タイミング判定部６４による判定結果に基づいて、複数の電磁石２４それぞれの励磁乃至非励磁を切り替える。すなわち、係止解除タイミング判定部６４による判定結果に基づいて、複数の電磁石２４それぞれの通電を実行乃至停止する制御を行う。具体的には、係止解除タイミング判定部６４により係止部材２２によるスターホイール１４における突起部３６の係止を解除するタイミングが判定された場合、そのタイミングで対応する電磁石２４を非励磁状態から励磁状態へ切り替える。すなわち、斯かるタイミングで電磁石２４の通電を開始する。電磁石励磁／非励磁制御部６６は、好適には、電磁石２４を非励磁状態から励磁状態へ切り替えた後、予め定められた規定時間経過後にその電磁石２４を励磁状態から非励磁状態へ切り替える。すなわち、斯かるタイミングで電磁石２４の通電を停止させる。

図２に示すように、電磁石２４は、各係止部材２２に対応して設けられている。係止部材２２における磁性部材５２が埋設された合成樹脂部材５４の近傍に設けられている。磁性部材５２と非接触に設けられている。すなわち、電磁石２４と係止部材２２とは、相互に最も接近した状態において非接触とされるものである。換言すれば、係止部材２２は、後述する係止状態及び非係止状態の何れにおいても、磁性部材５２と電磁石２４との間に所定の間隔があくように構成されたものである。この間隔は、好適には、電磁石２４の励磁状態において、その電磁石２４の磁力作用を磁性部材５２に及ぼし得る範囲内とされる。例えば、電磁石２４と係止部材２２とが相互に最も離隔させられた状態においても、電磁石２４の励磁状態においてはその電磁石２４の磁力により磁性部材５２が引き寄せられるように間隔が設計される。すなわち、係止部材２２をスターホイール１４から離隔させる方向に回動させる引力が発生させられるように、間隔が設計される。後述する図８に一点鎖線で示すように、電磁石２４の軸心（鉄芯の中心軸）は、係止部材２２の回動中心すなわち第３軸２０の軸心と交わる位置関係とされる。

図２及び図３に示すように、係止部材２２は、好適には、スナップばね（ねじりコイルばね）５６を備えている。スナップばね５６は、係止部材２２をスターホイール１４に向けて回動させる方向に付勢する。係止部材２２及び板部材５０は、好適には、電磁石２４の非励磁状態においては、スナップばね５６により付勢されることでスターホイール１４に向けて回動させられる。そして、板部材５０は、スターホイール１４に設けられた複数の突起部３６の少なくとも１つを係止する係止状態（後述する図６等を参照）とされる。一方、電磁石２４の励磁状態においては、係止部材２２及び板部材５０は、電磁石２４の磁力によりスナップばね５６による付勢に逆らって第３軸２０を中心として第１回動方向、すなわち、スターホイール１４から離隔させられる方向に回動させられる。そして、電磁石２４による磁力に応じた磁性部材５２を引き寄せる力（引力）とスナップばね５６の付勢力が釣り合った位置において係止部材２２が停止される。すなわち、板部材５０による突起部３６の係止が解除される非係止状態（後述する図７〜図９等を参照）とされる。

図２及び図３に示すように、複数の電磁石２４及び各電磁石２４に対応する係止部材２２は、好適には、第１群に属する複数の電磁石２４及び係止部材２２と、第２群に属する複数の電磁石２４及び係止部材２２とが、第１軸１２の軸心を中心とする周方向に９０°の位相差で（すなわち相互に９０°の角度を成す位置に）配設されている。好適には、複数の電磁石２４のうち最も端に設けられた電磁石２４から他端側へ向かって１からｎ（他端における電磁石２４に対応）までの数値を付した場合、奇数を付された複数の電磁石２４が前記第１群に、偶数を付された複数の電磁石２４が前記第２群にそれぞれ属する。すなわち、本実施例のオルゴール１０において、好適には、例えば図３に示すスターホイール１４ａ、１４ｂのように、相互に隣接するスターホイール１４にそれぞれ対応する電磁石２４（図３においては電磁石２４ａ、２４ｂ）が、第１軸１２の軸心を中心とする周方向に９０°の位相差で交互に配設されている。斯かる構成とすることで、オルゴール１０における演奏機構部１００の構成（特に、複数の電磁石２４）の配設スペースを可及的に小さくすることができ、装置を小型化することができる。

図５は、係止部材２２が係止状態である場合におけるその係止部材２２とスターホイール１４との位置関係を例示する図である。好適には、図５に示すように、係止部材２２が係止状態である場合において、突起部３６と係止部材２２の板部材５０との接触部５８とスターホイール１４の回転中心Ｃ１とを結んだ直線と、接触部５８と係止部材２２の回動中心Ｃ２とを結んだ直線とが成す角度θは、直角（＝９０°）を中心とする規定の角度範囲内である。規定の角度範囲は、例えば９０°±１０°の範囲内である。角度θが規定の角度範囲よりも小さい場合、係止部材２２が突起部３６による係止から抜け易くなり、係止部材２２がスターホイール１４を係止しづらくなる。角度θが規定の角度範囲よりも大きい場合、係止部材２２を突起部３６による係止から解除するために抜くのに比較的大きな力を要し、抜きにくくなる。角度θが規定の角度範囲であれば、電磁石２４が非励磁状態である場合において係止部材２２による係止が解除されることを抑制しつつ、電磁石２４の励磁状態においては係止部材２２による係止を好適に解除することができる。

図６〜図９は、以上のように構成されたオルゴール１０における演奏機構部１００の具体的な作動について説明する図である。オルゴール１０による演奏時において、第１軸１２及び第２軸２６は、図６等に矢印で示すように、モータ３２の駆動により常時それぞれの軸心まわりに同期的に回転させられている。第１軸１２及び第２軸２６は、相互に逆回りに回転駆動されており、好適には、第１軸１２はスターホイール１４に設けられた突起部３６が振動板１６の振動弁１８を下方から上方に向けて弾く方向に回転される。第２軸２６はサンホイール２８の外周歯４０とスターホイール１４のギヤ部３８とが噛み合った状態において、スターホイール１４を回転駆動する方向すなわち図６に矢印で示す方向にそれぞれ回転させられている。第２軸２６の回転方向は、第１軸１２の回転方向と逆方向である。複数のサンホイール２８は、第２軸２６に対して相対回転不能に設けられているため、オルゴール１０による演奏時においては、第２軸２６の軸心まわりの回転に伴い常時それぞれの軸心まわりに回転させられている。

図６は、係止部材２２が係止状態とされた場合における作動を説明している。この図６に示すように、対応する電磁石２４に対する通電が行われず、電磁石２４が非励磁状態とされている場合には、係止部材２２の板部材５０は、スナップばね５６により付勢される。これにより、係止部材２２は、スターホイール１４側に回動させられ、スターホイール１４に設けられた複数の突起部３６の少なくとも１つを係止する係止状態とされる。すなわち、複数の突起部３６の少なくとも１つにおける第１軸１２の回転方向側（回転が進む側）に、板部材５０における先端部が当接させられる。前述のように、スターホイール１４は、第１軸１２との接触部位における摩擦力により、第１軸１２に追従回転させられるように構成されている。図６に示すような状態においては、係止部材２２が係止状態とされていることで、接触部位における摩擦力に逆らってスターホイール１４の第１軸１２に対する追従回転が阻止される。換言すれば、第１軸１２の軸心を中心とするスターホイール１４の位相（振動弁１８等に対する位置関係）が固定されたまま、そのスターホイール１４における組付穴部４６と第１軸１２との接触面が軽い負荷をもって滑りつつそれらが相対回転させられる状態となる。斯かる状態においては、スターホイール１４におけるギヤ部３８はサンホイール２８における外周歯４０と噛み合わない位置とされ、サンホイール２８の回転はスターホイール１４の回転に影響しない。

図７は、係止部材２２が係止状態から非係止状態へ切り替えられる場合における作動を説明している。図６に示す状態から、電磁石２４に対する通電が行われると、通電された電磁石２４が励磁状態とされる。そして、係止部材２２の板部材５０が電磁石２４の磁力によりスナップばね５６による付勢に逆らって第３軸２０を中心としてスターホイール１４から離隔させられる方向（第１回動方向）に回動させられる。これにより、板部材５０による突起部３６の係止が解除される非係止状態とされる。すなわち、スターホイール１４が、第１軸１２との接触部位における摩擦力によりその第１軸１２に追従回転させられる状態とされる。

図８は、図７の破線で囲んだ部分を拡大して示す図である。図７に示す非係止状態では、磁性部材５２と、電磁石２４における軸心の先端とが最も接近させられるが、図８に示すように、この状態において電磁石２４と磁性部材５２との間には間隔ｄの空間が存在し、非接触とされる。好適には、磁性部材５２における電磁石２４側の面は第３軸２０を中心とする部分円筒状の曲面５２ａとされている。このため、係止部材２２が第３軸２０まわりに回動させられても、電磁石２４と磁性部材５２との間隔ｄが変化しないように構成されている。

図９は、スターホイール１４の突起部３６が振動板１６の振動弁１８を弾いて音を奏でる作動を説明している。係止部材２２が非係止状態とされ、板部材５０による突起部３６の係止が解除される。その後、スターホイール１４が、第１軸１２との接触部位における摩擦力によりその第１軸１２に追従回転させられる。すると、図９に示すように、複数の突起部３６のうち１つの突起部３６が振動板１６の振動弁１８に接触させられる位相付近において、突起部３６に隣接する回転方向側（すなわち回転方向に９０°の位相差で設けられた）突起部３６に対応するギヤ部３８がサンホイール２８の外周歯４０と噛み合わされる。この状態においては、サンホイール２８の回転によりスターホイール１４が図９に矢印で示す方向すなわち突起部３６が振動板１６の振動弁１８を下方から上方に向けて弾く方向に駆動される。斯かる作動によって振動弁１８が突起部３６により弾かれ、振動弁１８に対応する音階の音が奏でられる。そのようにして振動弁１８を弾いた後、スターホイール１４が更に第１軸１２に追従回転させられることでギヤ部３８とサンホイール２８の外周歯４０とが再び噛み合わない状態となる。図７に示す状態からギヤ部３８と外周歯４０とが噛み合わない状態への移行過程において電磁石２４の通電が停止され、電磁石２４が非励磁状態とされる。これにより、スナップばね５６の付勢により係止部材２２がスターホイール１４に向けて回動させられ、再び図６に示す状態に復帰させられる。

図１０に示すように、本実施例のオルゴール１０は、フレーム３０ｂを筐体３４に対して振動弁１８の延伸方向に移動させることで、振動板１６における各振動弁１８と対応するスターホイール１４との距離を変化させる移動装置８０を備えている。オルゴール１０において、振動板１６が取り付けられた台座２９は下フレーム３１に固定されている。すなわち、振動板１６は下フレーム３１に対して位置固定に設けられている。第１軸１２及び第２軸２６をそれぞれの回転可能に保持するフレーム３０ｂは、移動装置８０により筐体３４に対して振動弁１８の延伸方向に移動可能に設けられている。すなわち、本実施例においては、フレーム３０ｂが筐体３４に対して移動可能に設けられたフレームに対応する。

図１２は、移動装置８０の構成を詳しく説明するために演奏機構部１００を上方から視た様子を示す平面図である。図１３は、図１２のXIII-XIII視断面図である。図１２及び図１３等に示すように、移動装置８０は、好適には、フレーム３０ｂを下フレーム３１（すなわち筐体３４）に対して振動板１６に接近させる方向に付勢する付勢部材としてのスプリング８２を備えている。例えば、図１０に示すように、フレーム３０ｂは、下フレーム３１に対して位置固定に設けられたフレーム３０ｃに対して振動弁１８の延伸方向にスライド移動（平行移動）可能に設けられている。そして、フレーム３０ｂとフレーム３０ｃとの間にスプリング８２が設けられている。移動装置８０は、好適には、スプリング８２の付勢力に対抗してフレーム３０ｂを下フレーム３１に対して振動板１６から離隔する方向に押し戻すカム機構８４を備えている。図１２に示すように、調整つまみ８６と同一の軸心を中心に一体的に回転させられる調整軸８８を備えている。カム機構８４は、調整軸８８の回転に伴い一体的に回転させられるように調整軸８８に取り付けられている。調整軸８８は、第１軸１２と平行に、下フレーム３１に対して軸心を中心とする回転可能に保持されている。調整つまみ８６をまわすと、調整軸８８が軸心を中心に回転させられる。調整軸８８の回転に伴いカム機構８４が一体的に回転させられる。

図１２に示すように、移動装置８０は、好適には、複数のスプリング８２及びカム機構８４を備えている。それぞれのスプリング８２及びカム機構８４は、調整軸８８の軸方向すなわち第１軸１２の軸方向において対応する位置に配置されている。換言すれば、調整軸８８の軸方向における略等しい位置に、１組ずつのスプリング８２及びカム機構８４が配設されている。好適には、図１２に示すように、第１軸１２の軸方向における両端部に、それぞれスプリング８２及びカム機構８４を備えたものである。

図１３〜図１５は、移動装置８０よりフレーム３０ｂが下フレーム３１（筐体３４）に対して振動弁１８の延伸方向に移動させられる様子を示す図である。図１３〜図１５においては、カム機構８４付近の一部（破線で囲繞して示す部分）を拡大して示している。図１３は、比較的音量が小さく設定された状態を示している。図１４は、音量が中程度である状態を示している。図１５は、比較的音量が大きく設定された状態を示している。カム機構８４は、回転軸からの距離が一定でない周辺形状を備え、回転によりその周辺形状で他の部材に運動を与えるよく知られた機構である。すなわち、図１３に示す状態では、フレーム３０ｂと一体的に設けられた当接部９０と調整軸８８の軸心との距離がＤ１とされる。図１３に示す状態から調整軸８８が紙面に向かって右回りに９０°回転させられて図１４に示す状態とされると、当接部９０と調整軸８８の軸心との距離はＤ２（＜Ｄ１）に変化する。すなわち、スプリング８２の付勢力によりフレーム３０ｂが筐体３４に対して距離Ｄ１とＤ２の差（Ｄ１−Ｄ２）だけ押し出され、振動弁１８の延伸方向に距離Ｄ１−Ｄ２だけ移動（振動弁１８に対して接近）させられる。図１４に示す状態から調整軸８８が紙面に向かって右回りに９０°回転させられて図１５に示す状態とされると、当接部９０と調整軸８８の軸心との距離はＤ３（＜Ｄ２）に変化する。すなわち、スプリング８２の付勢力によりフレーム３０ｂが筐体３４に対して距離Ｄ２とＤ３の差（Ｄ２−Ｄ３）だけ押し出され、振動弁１８の延伸方向に距離Ｄ２−Ｄ３だけ移動（振動弁１８に対して接近）させられる。

前記のように、振動板１６は下フレーム３１（筐体３４）に固定されている。従って、複数の振動弁１８は、下フレーム３１に対して位置固定とされている。移動装置８０によりフレーム３０ｂが下フレーム３１に対して振動弁１８の延伸方向に移動させられると、各振動弁１８と対応するスターホイール１４との距離が変化させられる。特に、各振動弁１８と、対応するスターホイール１４における突起部３６との距離が変化させられる。これにより、各振動弁１８に対する突起部３６のラップ量Ｌａが変化する。ラップ量Ｌａは、突起部３６の回転外径（図１６に一点鎖線で示す）を想定した場合、振動弁１８におけるその回転外径の内側となる部分の大きさに相当する。各振動弁１８に対する突起部３６のラップ量Ｌａが変化することで、突起部３６により振動弁１８が弾かれる際の音量が変化する。すなわち、ラップ量Ｌａが大きいほど音量が大きくなる。換言すれば、各振動弁１８と対応する突起部３６との距離が近いほど、振動弁１８が弾かれる際の音量が大きくなる。移動装置１０による下フレーム３１に対するフレーム３０ｂの移動量すなわち振動弁１８の延伸方向の移動距離は、好適には、０．１〜１．０ｍｍ程度である。

オルゴール１０において、好適には、図１６に示すように、振動弁１８と突起部３６との接触位置は、その接触位置と第１軸１２の回転中心Ｃ１とを結んだ直線が、第１軸１２の水平方向（底面３４ａに平行な方向）に対して角度φを成す位置とされる。この角度φは、好適には、４５°±１０°の範囲内である。角度φが斯かる範囲より小さい場合、ラップ量Ｌａの変化に応じた音量変化が大きくなり、適切な調整が困難となるおそれがある。一方、角度φが前記範囲より大きい場合、ラップ量Ｌａの変化に応じた音量変化が小さくなり、音量の調整がきかなくなるおそれがある。

オルゴール１０は、図１３〜図１５に例示したカム機構８４とは異なる形態のカム機構を備えたものであってもよい。例えば、軸心方向に視た場合に調整軸８８の軸心からの各辺の距離が異なる多角形状（例えば、六角形状）のカム機構が備えられたものであってもよい。また、軸心方向に視た場合に卵形であるカム機構が備えられたものであってもよい。図１３〜図１５に例示したカム機構８４では、各振動弁１８と対応するスターホイール１４との距離を連続的に変化させることができるが、斯かる距離を段階的に変化させるカム機構を備えたものであってもよい。オルゴールの音量を大、小の２段階に切り換えるために、各振動弁１８と対応するスターホイール１４との距離を２段階に変化させるカム機構を備えたものであってもよい。

移動装置１０は、フレーム３０ｂを下フレーム３１（筐体３４）に対して振動板１６に接近させる方向に付勢するスプリング８２と、スプリング８２の付勢力に対抗してフレーム３０ｂを下フレーム３１に対して振動板１６から離隔する方向に押し戻すカム機構８４とを備えたものであったが、スプリング８２とカム機構８４とを入れ替えた構成も考えられる。すなわち、フレーム３０ｂを下フレーム３１に対して振動板１６から離隔させる方向に付勢するスプリング８２と、スプリング８２の付勢力に対抗してフレーム３０ｂを下フレーム３１に対して振動板１６に接近する方向に押し戻すカム機構８４とを備えたものであってもよい。

本実施例の係止部材２２は、電磁石２４の励磁状態において、電磁石２４の磁力により係止部材２２を第１回動方向へ回動させる作用を発生させる磁性部材として永久磁石を備えても良い。永久磁石は、好適には、電磁石２４が励磁状態とされた場合に電磁石２４との間で反発力（同種の磁極間の斥力）が発生する位置で、板部材５０と一体的に設けられた合成樹脂部材５４にインサート成形されても良い。係止部材２２の板部材５０が電磁石２４の磁力すなわちその電磁石２４と永久磁石との間の斥力によりスナップばね５６による付勢に逆らう。これにより、係止部材２２は、第３軸２０を中心としてスターホイール１４から離隔させられる方向（第１回動方向）に回動させられ、板部材５０による突起部３６の係止が解除される非係止状態とされる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

すなわち、本発明は、図１〜図１６を用いて前述した構成に限定されるものではない。例えば、スターホイール１４に設けられる突起部３６の数は４つには限定されず、周方向に９０°毎に設けられたものでなくともよい。スターホイール１４におけるギヤ部３８は、必ずしも突起部３６に対応する位置に設けられたものでなくともよく、周方向に位相の異なる位置に設けられたものであってもよい。第１群に属する複数の電磁石２４及び係止部材２２と、第２群に属する複数の電磁石２４及び係止部材２２とが、第１軸１２の軸心を中心とする周方向に９０°の位相差で配設されたものでなくともよく、例えば全ての電磁石２４が同一平面上に一列に配設されたものであってもよい。逆に、突起部３６がスターホイール１４の周方向に５つ以上設けられている場合等において、スターホイール１４に設けられた突起部３６の数に応じて、複数の電磁石２４及び係止部材２２が、第１軸１２の軸心を中心とする周方向に所定の位相差で３つ以上の位相に対応する位置に配設されたものであってもよい。スターホイール１４を係止させるための構成として、各スターホイール１４に対応して２つ以上の係止部材２２が設けられたものであってもよい。ＥＣＵ６０がインターネット等の通信回線に接続され、その通信回線を介して楽譜データをダウンロードして楽譜データベース６２に蓄積するものであってもよい。その他、スターホイール１４の形状、係止部材２２の構成（板部材５０の形状）、及び各構成の相対位置等は、オルゴールの設計に応じて適宜変更される。例えば、ギヤ部３８は、必ずしも２歯ずつ設けられるものでなくともよく、突起部３６が対応する振動板１６（振動弁１８）を弾くために十分な距離及び時間だけサンホイール２８から駆動されればよく、１歯或いは３歯以上のギヤ部が設けられたものであってもよい。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：オルゴール、１２：第１軸、１４：スターホイール、１６：振動板、１８：振動弁、２６：第２軸、２８：サンホイール、３０ｂ：フレーム、３４：筐体、８０：移動装置、８２：スプリング（付勢部材）、８４：カム機構

Claims

複数の振動弁を備え、筐体に固定された振動板と、
第１軸を中心として回転可能に設けられた、前記複数の振動弁にそれぞれ対応する複数のスターホイールと、
前記第１軸と並んで設けられた第２軸に固定されたサンホイールと、
前記第１軸及び前記第２軸をそれぞれの軸心まわりの回転可能に保持する、前記筐体に対して移動可能に設けられたフレームと、
前記フレームと前記筐体とに接し且つ前記第１軸の軸方向において分かれて設けられた複数の移動部により、前記フレームを前記筐体に固定された前記複数の振動弁に対して前記振動弁の延伸方向に移動させることで、前記振動板における各振動弁と対応する前記スターホイールとの距離を変化させる移動装置と
を、備えたことを特徴とするオルゴール。
前記移動装置は、
前記フレームを前記筐体に対して前記振動板に接近させる方向に付勢する付勢部材と、
回転軸からの距離が一定でない周辺形状を備え、前記付勢部材の付勢力に対抗して前記フレームを、前記回転軸からの距離に応じて前記筐体に対して前記振動板から離隔する方向に押し戻すカム機構と
を、１組とした前記複数の移動部
を、備えたものであることを特徴とする請求項１に記載のオルゴール。
前記移動装置は、複数の前記付勢部材及び前記カム機構を備え、それぞれの付勢部材及びカム機構は、前記第１軸の軸方向において平行する位置に配置されたものであることを特徴とする請求項２に記載のオルゴール。
前記移動装置は、前記第１軸の軸方向における両端部に、それぞれ前記付勢部材及び前記カム機構を１組とした前記移動部を備えたものである請求項３に記載のオルゴール。
前記複数のスターホイールにそれぞれ対応する複数の前記サンホイールを備え、
前記スターホイールは、隣接する２つの前記サンホイール相互間に挟まれることで、前記第１軸の軸方向の位置が定められたものである
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のオルゴール。