JP6652358B2 - 電子ピアノの響板スピーカ - Google Patents

Description

本発明は、電子ピアノの響板スピーカに係り、特に、平板状の振動板に固定した加振器を作動させることで振動板全体から音を出す電子ピアノの響板スピーカに関する。

従来から、電子鍵盤楽器としての電子ピアノにおいて、自然楽器としての生ピアノにおける響板の構造を再現した響板スピーカを用いるものが知られている。響板スピーカは、電子ピアノの背面に立設して取り付けられる大型の振動板に固定した加振器を作動させて振動板全体から音を出すもので、これにより、鍵盤に連動するハンマーで叩かれた弦の振動を響板に伝えて響板全体から音を出す生ピアノに近い音質を得ることができる。

特許文献１には、振動板の表面に振動伝達特性のよい材質からなる響棒を複数取り付け、この響棒の表面に加振器を取り付けるようにした響板スピーカが開示されている。

実公昭５５−２６５６８号公報

この響板スピーカの構造に関し、本願発明者は、振動板に伝わる振動をセンサで検知する実験を繰り返すことで、加振器の取り付け位置や響棒の配置が振動板への振動の伝わり方に大きく影響することを明らかにした。この点、特許文献１に開示された構成では、響棒を格子状に互いに連結して配設するため、加振器の振動が互いに干渉して響板スピーカの効果が十分に発揮されない可能性があった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、加振器および響棒の配置を工夫することでより好ましい音響効果を発揮する電子ピアノの響板スピーカを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、振動板（３１）の一面側に取り付けられた加振器（３２）が発する振動を、前記振動板（３１）の他面側に取り付けられた響棒（Ｋ１〜Ｋ１０、Ｋ１１〜Ｋ１９、Ｋ２０〜Ｋ２９）により伝達して前記振動板（３１）の全体から音が出るようにした電子ピアノの響板スピーカ（３０，３０Ａ，３０Ｂ）において、前記響棒（Ｋ１〜Ｋ１０、Ｋ１１〜Ｋ１９、Ｋ２０〜Ｋ２９）は、全ての長さがそれぞれ異なる複数から構成されるとともに、前記響棒（Ｋ１〜Ｋ１０、Ｋ１１〜Ｋ１９、Ｋ２０〜Ｋ２９）が、前記響板スピーカ（３０，３０Ａ，３０Ｂ）を正面から見た際に、前記加振器（３２）を中心とした放射状をなして配設されている点に第１の特徴がある。

また、前記響棒（Ｋ１〜Ｋ１０）が、前記響板スピーカ（３０）を正面から見た際に、前記加振器（３２）と重ならないように配設されている点に第２の特徴がある。

また、前記響棒（Ｋ１１〜Ｋ１９、Ｋ２０〜Ｋ２９）が、前記響板スピーカ（３０Ａ，３０Ｂ）を正面から見た際に、前記加振器（３２）と重なるように配設されている点に第３の特徴がある。

また、前記響棒（Ｋ１〜Ｋ１０）が、互いに接触せずに配設されている点に第４の特徴がある。

また、前記響棒（Ｋ１１〜Ｋ１９、Ｋ２０〜Ｋ２９）が、互いに連結されている点に第５の特徴がある。

また、前記加振器（３２）は、前記振動板（３１）に対して１つのみが設けられ、前記振動板（３１）の中央より上方かつ左右いずれかにオフセットして配設されている点に第６の特徴がある。

また、前記響板スピーカ（３０）は、前記加振器（３２）が電子ピアノ（１）の前方側に位置するように配設されている点に第７の特徴がある。

また、前記加振器（３２）が、本体部（４０）および振動子（４１）を含み、前記加振器（３２）は、前記振動子（４１）が前記振動板（３１）の表面に接するように取り付けられている点に第８の特徴がある。

さらに、前記加振器（３２）が、本体部（４０）および振動子（４１）を含み、前記加振器（３２）は、前記振動子（４１）が前記振動板（３１）に設けられた係合孔（４３）に係合するように取り付けられている点に第９の特徴がある。

第１の特徴によれば、前記響棒（Ｋ１〜Ｋ１０、Ｋ１１〜Ｋ１９、Ｋ２０〜Ｋ２９）が、前記響板スピーカ（３０，３０Ａ，３０Ｂ）を正面から見た際に、前記加振器（３２）を中心とした放射状をなして配設されているので、加振器の振動が放射状をなして振動板上を伝わっていくことに合わせて、振動伝達速度の速い響棒を振動の伝達方向に沿って配設することで、響棒による振動伝達効果をより一層高めることが可能となる。これにより、振動板の全体から均一な音を発生する効果をさらに高めることが可能となる。

第２の特徴によれば、前記響棒（Ｋ１〜Ｋ１０）が、前記響板スピーカ（３０）を正面から見た際に、前記加振器（３２）と重ならないように配設されているので、加振器を中心とした放射状に複数の響棒を配設することが容易となる。

第３の特徴によれば、前記響棒（Ｋ１１〜Ｋ１９、Ｋ２０〜Ｋ２９）が、前記響板スピーカ（３０Ａ，３０Ｂ）を正面から見た際に、前記加振器（３２）と重なるように配設されているので、加振器の振動が振動板に直接伝わるうえに、響棒による振動伝達効果が十分に発揮されることとなる。これにより、加振器を響棒の表面に取り付けたものや、加振器を響棒と同じ面の振動板に取り付けた従来方式に比べ、振動板の全体から均一な音を発生する効果をさらに高めることが可能となる。

第４の特徴によれば、前記響棒（Ｋ１〜Ｋ１０）が、互いに接触せずに配設されているので、加振器を中心とした放射状に複数の響棒を配設することが容易となる。また、響棒に伝わった振動が互いに干渉する可能性を低減して、振動板の全体から均一な音を発生する効果を安定的に得ることができる。

第５の特徴によれば、前記響棒（Ｋ１１〜Ｋ１９、Ｋ２０〜Ｋ２９）が、互いに連結されているので、複数の響棒を一体型部品として構成し、コストの低減および軽量化を図ることが可能となる。

第６の特徴によれば、前記加振器（３２）は、前記振動板（３１）に対して１つのみが設けられ、前記振動板（３１）の中央より上方かつ左右いずれかにオフセットして配設されているので、加振器を振動板の中央に配設した場合に音域の一部分で他の部分より大きい音が発生して所望の音圧が得られないことを回避し、かつ加振器を振動板の角に偏った位置とした場合に振動板に大きい振幅を与えることができないことを回避して、響板スピーカによる音響効果を高めることが可能となる。

第７の特徴によれば、前記響板スピーカ（３０）は、前記加振器（３２）が電子ピアノ（１）の前方側に位置するように配設されているので、加振器が電子ピアノの背面側に露出することがなく、電子ピアノの外観性を高めることが可能となる。

第８の特徴によれば、前記加振器（３２）が、本体部（４０）および振動子（４１）を含み、前記加振器（３２）は、前記振動子（４１）が前記振動板（３１）の表面に接するように取り付けられているので、振動部が発生する振動を振動板に効率よく伝えることが可能となる。

第９の特徴によれば、前記加振器（３２）が、本体部（４０）および振動子（４１）を含み、前記加振器（３２）は、前記振動子（４１）が前記振動板（３１）に設けられた係合孔（４３）に係合するように取り付けられているので、振動部が発生する振動を振動板により一層効率よく伝えるとともに、振動子が埋設される分だけ響板スピーカ全体の厚さ寸法を低減することが可能となる。

本実施形態に係る電子ピアノの斜視図である。 電子ピアノの背面図である。 電子ピアノの右側面図である。 響板スピーカの正面図である。 図４の５−５線断面図である。 本発明の第２実施形態に係る響板スピーカの正面図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係る響板スピーカの正面図である。 図７の８−８線断面図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る響板スピーカ３０（図２参照）を適用した電子ピアノ１の斜視図である。図中の方向矢印は、演奏者側を前方として上下左右を表している。電子ピアノ１は、鍵盤１５の押鍵状態をセンサスイッチで検出し、その検出結果を演算処理することで楽音信号を生成して、本体に備えられた複数のスピーカで発音させる電子鍵盤楽器である。本実施形態に係る電子ピアノ１は、複数のスピーカのうち低音領域を担当するひとつに響板スピーカ３０を適用し、これをピアノ本体の背面部に配置している。

左右一対の親板８の上部は天板２によって連結されており、親板８から演奏者側に突出して腕木６が取り付けられている。左右一対の腕木６の間には鍵盤５が設けられており、その上方には引き出し式の鍵盤蓋３が設けられている。天板２には楽譜台４が取り付けられており、腕木６の前方下部には左右一対の脚木７が取り付けられている。

左右の親板８の間には前板１０が配設されており、前板１０の下部には、ペダル１２，１３，１４を有するペダル土台１１が配設されている。ペダル１２，１３，１４は、それぞれ、ソフトペダル、ソステヌートペダル、ダンパーペダルとすることができる。鍵盤５の下方後方にはスピーカボックス９が配設されており、本実施形態に係る響板スピーカ３０は、前板１０の背面側に配設されている。スピーカボックス９の底部には、響板スピーカ３０の音を前方から出力するための孔が設けられ、響板スピーカ３０の出力音は、電子ピアノ１の背面側だけでなく前面側からも積極的に出力されるように構成されている。

図２は電子ピアノ１の背面図であり、図３は電子ピアノ１の右側面図である。電子ピアノ１には、前方に指向する左右一対の高音スピーカ１６、上方に指向する左右一対の中高音スピーカ１５、下方に指向する左右一対の中高音スピーカ１７、低音域の楽音発生に適した振動数で振動する響板スピーカ３０が設けられている。高音スピーカ１６は、例えば２ｃｍのドームツイータであり、中高音スピーカ１６，１７は、例えば７ｃｍのフルレンジスピーカとすることができる。３つのペダル１２，１３，１４は、ペダルユニット２０に対して揺動自在に軸支されており、センサで検知されるペダル操作に応じた音響効果を発生させる。

響板スピーカ３０は、方形の振動板３１が電子ピアノ１の背面に露出するように、前板１０の後方に取り付けられる。振動板３１の背面側には、１０本の響棒Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６，Ｋ７，Ｋ８，Ｋ９，Ｋ１０が取り付けられており、振動板３１を振動させるための加振器３２は、振動板３１の前面側に取り付けられている。

図４は、響板スピーカ３０の正面図である。横長長方形の振動板（響板）３１は、例えば、厚さ６ｍｍのスプルース合板で作成され、その４片には、角柱状のフレーム部材３３，３４が取り付けられている。

響棒Ｋ１〜Ｋ１０は、合板に比して振動伝達速度の速い無垢の木材からなり、加振器３２の振動を素早く振動板３１全体に伝達する機能と、響板スピーカ３０に所望の強度を与える機能を有する。

全長がそれぞれ異なるまっすぐな角柱状の響棒Ｋ１〜Ｋ１０は、加振器３２を中心とした放射状で、かつその外側端部がフレーム部材３３，３４に近接するように配置されている。本願発明者の実験によれば、加振器３２が発生する振動は、その中央から放射状をなして振動板３１上を伝わっていく。本願発明は、振動伝達速度の速い響棒を振動の伝達方向に沿って配設することで、響棒による振動伝達効果をより一層高めるものである。

この第１実施形態では、響板スピーカ３０の正面視において、加振器３２と重なる中心位置には響棒を設置せず、加振器３２を囲むように響棒の内側端部を配置して、加振器３２を中心とした放射状を形成している。響棒Ｋ１〜Ｋ１０は、それぞれ接着剤によって振動板３１に固定されている。振動板３１側には接着剤を流し込むための溝が形成されている。響棒Ｋ１〜Ｋ１０のそれぞれの外側端部は、振動伝達機能が弱くなる部分の厚さを徐々に低減して軽量化を図ることができる。

なお、加振器の位置、響棒の本数、配置間隔や配置角度等は、響板や響棒の材質や寸法、加振器の出力等に応じて種々の変形が可能である。本願発明者の長期にわたる実験によれば、加振器の位置に関しては、これを振動板の中央とすると音域の一部分で他の部分より大きい音が発生して所望の音圧が得られない傾向にあり、一方、角に偏った位置だと振動板に大きい振幅を与えることができないことから、横長長方形の振動板においては、その中央部から横方向および上下方向にややオフセットした位置に加振器を設けるのがよいことがわかっている。

図５は、図４の５−５線断面図である。ボイスコイル式や圧電素子式とされる加振器３２は、本体部４０および振動子４１、本体部４０を振動板３１に固定するためのケース部４２とからなる。この図の例では、本体部４０を支持するケース部４２をネジ等で振動板３１に取り付けることで、振動子４１が振動板３１の表面に当接するように構成されている。

図６は、本発明の第２実施形態に係る響板スピーカ３０Ａの正面図である。本実施形態では、響棒を放射状に配置するにあたり、響板スピーカ３０Ａの正面視で、加振器３２と響棒が重なる部分を有すると共に、すべての響棒が加振器３２に重なる部分に連結されるように構成されている点に特徴がある。

本実施形態に係る響棒は、Ｋ１１〜Ｋ１９の全９本からなる。具体的には、長尺の響棒Ｋ１１を配置した後、独立したＫ１１〜Ｋ１９を組細工のように組み合わせることで、加振器３２を中心にして全５本の長尺部材を重ねたような配置を実現している。

加振器３２は、響棒Ｋ１１〜Ｋ１９が取り付けられている面の反対側の面に取り付けられており、さらに、本実施形態では、響板スピーカ３０の正面視、換言すれば、振動板３１を平面側から見た場合において、加振器３２が響棒Ｋ１１〜Ｋ１９の中心と重なる位置に取り付けられている。この構成によれば、加振器３２の振動が振動板３１に直接伝わるうえに、響棒Ｋ１１〜Ｋ１９による振動伝達効果が十分に発揮され、振動板３１の全体から均一な音を発生する効果をさらに高めることが可能となる。

図７は、本発明の第２実施形態の変形例に係る響板スピーカ３０Ｂの正面図である。本変形例では、加振器３２と重なる部分に円盤状のベース部分Ｂを設けたうえ、すべての響棒Ｋ２０〜Ｋ２９がベース部分Ｂに連結されている点に特徴がある。このとき、ベース部分Ｂと響棒Ｋ２０〜Ｋ２９を一体部品として構成すれば、響棒を振動板に取り付ける作業が容易となる。さらに、ベース部分Ｂと響棒Ｋ２０〜Ｋ２９を一体部品として構成する場合は、木材削り出しのほか、合成樹脂による一体成形としてコスト低減と軽量化を図ることもできる。

図８は、図７の８−８線断面図であり、加振器３２の取り付け構造の変形例を示している。この変形例では、振動板３１の表面に振動子４１が係合する係合孔４３を形成し、ケース部４２を固定することで、振動子４１が係合孔４３に係合するように構成されている。係合孔４３は、例えば、深さ２ｍｍの円筒形のザグりで形成することができる。

この構成によれば、振動子４１の振動を振動板３１により一層伝えやすくなると共に、響板スピーカ３０の厚さを低減することも可能となる。さらに、振動子４１と係合孔４３との間を、例えばエポキシ樹脂系の接着材で充填すると、隙間によるビビり音の発生を防止して響板スピーカ３０の音響効果をさらに高めることができる。

なお、電子ピアノの構造や形態、響板スピーカの寸法や構造、振動板の寸法や材質、響棒の形状や配置、加振器の構造や配置等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、響棒は、加振器を囲むように形成した円環状のベース部分から直線状の響棒が放射状に延びる形状としてもよい。また、複数の響棒の一部が互いに連結され、他の響棒は互いに分離している構成としてもよい。

１…電子ピアノ、２…天板、５…鍵盤、６…腕板、８…親板、１０…前板、１６…高音スピーカ、１６，１７…中高音スピーカ、３０，３０Ａ，３０Ｂ…響板スピーカ、３１…振動板（響板）、３２…加振器、３３，３４…フレーム部材、４０…本体部、４１…振動子、４３…係合孔、Ｋ１〜Ｋ１０、Ｋ１０〜Ｋ１８、Ｋ２０〜Ｋ２９…響棒、Ｂ…ベース部分

Claims (9)

1. 振動板の一面側に取り付けられた加振器が発する振動を、前記振動板の他面側に取り付けられた響棒により伝達して前記振動板の全体から音が出るようにした電子ピアノの響板スピーカにおいて、
   前記響棒は、全ての長さがそれぞれ異なる複数から構成されるとともに、
   前記響棒が、前記響板スピーカを正面から見た際に、前記加振器を中心とした放射状をなして配設されていることを特徴とする電子ピアノの響板スピーカ。
2. 前記響棒が、前記響板スピーカを正面から見た際に、前記加振器と重ならないように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の電子ピアノの響板スピーカ。
3. 前記響棒が、前記響板スピーカを正面から見た際に、前記加振器と重なるように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の電子ピアノの響板スピーカ。
4. 前記響棒が、互いに接触せずに配設されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電子ピアノの響板スピーカ。
5. 前記響棒が、互いに連結されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電子ピアノの響板スピーカ。
6. 前記加振器は、前記振動板に対して１つのみが設けられ、前記振動板の中央より上方かつ左右いずれかにオフセットして配設されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電子ピアノの響板スピーカ。
7. 前記響板スピーカは、前記加振器が電子ピアノの前方側に位置するように配設されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電子ピアノの響板スピーカ。
8. 前記加振器が、本体部および振動子を含み、
   前記加振器は、前記振動子が前記振動板の表面に接するように取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電子ピアノの響板スピーカ。
9. 前記加振器が、本体部および振動子を含み、
   前記加振器は、前記振動子が前記振動板に設けられた係合孔に係合するように取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電子ピアノの響板スピーカ。