JP7276485B2 - アクチュエータユニットおよび楽器 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータユニットおよび楽器に関する。
この出願は、２０１９年１０月１８日に出願された日本国特願２０１９－１９０９５９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

従来、鍵盤楽器等の各種楽器には、入力されたオーディオ信号に基づいて響板を（所定方向に）加振することで発音させるアクチュエータを取り付けたものがある。
特許文献１には、響板とアクチュエータの振動体とを連結体によって接続した構成が開示されている。特許文献１の構成では、連結体を響板の板厚方向や振動体の振動方向に対して傾斜させるための複数の関節部が設けられている。連結体に関節部が設けられることで、温度や湿度などの影響に基づく響板の経年変化による、響板とアクチュエータとの相対的な位置や向きが変化しても、響板をアクチュエータによって適切に加振することができる。

日本国特開２０１５－１１４４５７号公報

しかしながら、響板とアクチュエータの振動体とを接続する構造（接続構造）が連結体に加えて関節部も含むと、振動体と共に振動する接続構造が複雑になってしまう。このため、響板を高い周波数で振動させることが難しくなり、高音域の再生特性が悪くなってしまう。その結果として、アクチュエータ及び響板によるオーディオ再生の品質が低い、という問題が生じる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされた。本発明の目的の一例は、響板とアクチュエータの振動体とを接続する接続構造をより単純にすることで、高品質なオーディオ再生を実現できるアクチュエータユニットおよび楽器を提供することである。

本発明の一態様は、楽器の響板を加振するアクチュエータと、前記楽器の筐体と前記アクチュエータとを接続するように構成され、前記アクチュエータを前記筐体に対して所定の範囲で移動可能とする移動許容部と、を備えるアクチュエータユニットである。前記アクチュエータは、本体と、前記本体に対して所定の振動方向に振動する振動体と、前記振動体を前記響板に接続する接続部と、を備える。前記接続部は、関節部を含まない。前記移動許容部は、前記筐体と前記本体とを接続するように構成され、前記本体を前記筐体に対して所定の範囲で移動可能とする。
本発明の別の態様は、上記のアクチュエータユニットを備える楽器である。

本発明の実施形態によれば、響板とアクチュエータの振動体とを接続する接続構造をより単純にすることで、高品質なオーディオ再生を実現できる。

本発明の第一実施形態に係るアクチュエータユニットが取り付けられたピアノを下側から見た模式図である。 本発明の第一実施形態に係るアクチュエータユニットをピアノに取り付けた状態を示す断面図である。 図２のアクチュエータユニットに備える球面すべり軸受の作用を模式的に示す図である。 本発明の第二実施形態に係るアクチュエータユニットをピアノに取り付けた状態を示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係るアクチュエータユニットをピアノに取り付けた状態を示す断面図である。

〔第一実施形態〕
以下、図１～３を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係るアクチュエータユニット１を適用する楽器として、鍵盤楽器の一種であるグランドピアノ１００（以下、単にピアノ１００とも呼ぶ。）を示す。図１におけるＺ軸方向は、ピアノ１００の上下方向を示している。ピアノ１００は、筐体１１０および響板１２０を備える。図１のように、グランドピアノ１００の下側から見ると、筐体１１０を構成する複数の直支柱１１１や響板１２０が見える。図２に示すように、複数の直支柱１１１は、響板１２０の下方（Ｚ軸負方向）に位置し、互いに間隔をあけている。

図２に示すように、本実施形態に係るアクチュエータユニット１は、ピアノ１００の筐体１１０と響板１２０とを接続して響板１２０を加振する。アクチュエータユニット１は、響板１２０を加振するためのアクチュエータ２と、アクチュエータ２を筐体１１０に対して所定の範囲で移動可能とする移動許容部３と、を備える。
アクチュエータ２は、本体１１と、本体１１に対して所定の振動方向（図１においてＺ軸方向）に振動する振動体１２と、振動体１２を本体１１に接続するダンパー部１３と、を備える。

本体１１は、磁路を形成する磁路形成部１４を備える。磁路形成部１４は、トッププレート１５、ヨーク１６及び磁石１７を有する。トッププレート１５及びヨーク１６は、軟鉄等の軟磁性材材料からなる。トッププレート１５は、円環の板状に形成されている。ヨーク１６は、円板状の円板部１６Ａ、及び、円板部１６Ａの中心から突出する円柱部１６Ｂを有する。ヨーク１６は貫通孔１６Ｃを有する。貫通孔１６Ｃは、円板部１６Ａ及び円柱部１６Ｂをこれらの軸線Ａ１方向（図１においてＺ軸方向）に貫通する。ヨーク１６は、円板部１６Ａが軸線Ａ１方向においてトッププレート１５に対向するように、かつ、円柱部１６Ｂの先端部がトッププレート１５の内側に入るように配される。磁石１７は、円環状に形成された永久磁石である。磁石１７は、その円柱部１６Ｂを挿通させるように、かつ、トッププレート１５と円板部１６Ａとの間に挟まれるように配される。
以上のように構成される磁路形成部１４を設けることにより、トッププレート１５の内周と円柱部１６Ｂの先端部の外周との隙間に磁場が発生する。

振動体１２は、筒状部１８と、キャップ１９と、を有する。筒状部１８は、トッププレート１５の内周とヨーク１６の円柱部１６Ｂの外周との隙間に挿入される。キャップ１９は、筒状部１８の一方の開口を塞ぐ。
筒状部１８は、ボビン（不図示）、及び、ボビンに巻き付けられたボイスコイル（不図示）を含む。振動体１２は、磁路形成部１４の軸線Ａ１方向においてトッププレート１５が位置する本体１１の第一端部付近に位置する。

ダンパー部１３は、振動体１２の筒状部１８をトッププレート１５の内周とヨーク１６の円柱部１６Ｂの外周との隙間に保持する。ダンパー部１３は、弾性変形可能に形成されている。ダンパー部１３は、その弾性力によって、筒状部１８を磁路形成部１４の所定位置に保持する。また、ダンパー部１３は、筒状部１８が上記の所定位置からずれた場合に、ダンパー部１３自身の弾性力によって筒状部１８を上記の所定位置に向かわせる。

アクチュエータ２では、オーディオ信号に応じた電流が振動体１２のボイスコイルに流れることで、振動体１２が本体１１の軸線Ａ１方向に振動する。なお、オーディオ信号は、例えば記憶部（不図示）に記憶されたオーディオデータに基づいて制御装置（不図示）において振動体１２を駆動するための駆動信号として生成される。

本実施形態のアクチュエータ２は、振動体１２を響板１２０に接続する接続部２０を有する。接続部２０の具体的な構成は任意であってよい。本実施形態の接続部２０は、棒状部２１と、取付板部２２と、を含む。棒状部２１は、振動体１２から振動体１２の振動方向（軸線Ａ１方向）に延びる。取付板部２２は、棒状部２１の先端部に設けられて響板１２０に固定される。棒状部２１の基端部は、振動体１２のキャップ１９に固定されている。

移動許容部３は、筐体１１０とアクチュエータ２とを接続するように設けられる。本実施形態の移動許容部３は、平面すべり軸受３０と、球面すべり軸受４０と、を備える。
平面すべり軸受３０は、平坦面３１ａ，３２ａを有する第一、第二平坦面部材（一対の平坦面部材）３１，３２を含む。平坦面３１ａ，３２ａは、互いに面接触した状態で相互に移動可能である。

平面すべり軸受３０は、第一、第二平坦面部材３１，３２が相対的に移動する範囲を規制する移動規制部３５（第一移動規制部３５）を含む。第一移動規制部３５の具体的な構成は任意であってよい。本実施形態の第一移動規制部３５は、第一平坦面部材３１の平坦面３１ａの周縁から突出する周壁部３１Ｂである。周壁部３１Ｂは、環状に形成され、第一平坦面部材３１の平坦面３１ａに面接触した第二平坦面部材３２を囲む。これにより、第二平坦面部材３２が第一平坦面部材３１の平坦面３１ａの縁からはみ出すことを防止できる。なお、周壁部３１Ｂは、第一平坦面部材３１に形成されることに限らない。例えば第二平坦面部材３２に周壁部を形成し、この周壁部が第一平坦面部材３１を囲むことにより、第一平坦面部材３１が第二平坦面部材３２の平坦面３２ａの縁からはみ出すことを防止してもよい。

上記したように第一、第二平坦面部材３１，３２が配されることで、アクチュエータ２を筐体１１０に対して第一、第二平坦面部材３１，３２の平坦面３１ａ，３２ａに沿う方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に移動させることができる。
平面すべり軸受３０は、第一、第二平坦面部材３１，３２が鉛直方向（Ｚ軸方向）に並ぶように配されることが好ましい。

球面すべり軸受４０は、球状凸面４１ａを有する第一球面部材４１と、球状凹面４２ａを有する第二球面部材４２と、を備える。球状凸面４１ａ及び球状凹面４２ａの曲率半径は同等であり、これにより球状凸面４１ａと球状凹面４２ａとが面接触する。球状凸面４１ａと球状凹面４２ａとは、互いに面接触した状態で相互に移動可能である。

球面すべり軸受４０は、第一、第二球面部材４１，４２が相対的に移動する範囲を規制する移動規制部４５（第二移動規制部４５）を含む。第二移動規制部４５の具体的な構成は任意であってよい。本実施形態の第二移動規制部４５は、第一球面部材４１の球状凸面４１ａの周縁から突出する周壁部４１Ｂである。周壁部４１Ｂは、環状に形成され、第一球面部材４１の球状凸面４１ａに面接触した第二球面部材４２を囲む。これにより、第二球面部材４２が第一球面部材４１の球状凸面４１ａの縁からはみ出すことを防止できる。なお、周壁部４１Ｂは、第一球面部材４１に形成されることに限らない。例えば第二球面部材４２に周壁部を形成し、この周壁部が第一球面部材４１を囲むことにより、第一球面部材４１が第二球面部材４２の球状凹面４２ａの縁からはみ出すことを防止してもよい。

本実施形態では、第一球面部材４１がアクチュエータ２付近に位置し、第二球面部材４２が筐体１１０付近に位置する。なお、第一球面部材４１が筐体１１０付近に位置し、第二球面部材４２がアクチュエータ２付近に位置してもよい。このように第一、第二球面部材４１，４２が配されることで、アクチュエータ２を筐体１１０に対して球状凸面４１ａ及び球状凹面４２ａの曲率中心Ｃ１を中心に回転移動させることができる。
球面すべり軸受４０は、第一、第二球面部材４１，４２が鉛直方向（Ｚ軸方向）に並ぶように配されることが好ましい。また、第二球面部材４２が第一球面部材４１の下側（Ｚ軸負方向側）に配されることがより好ましい。

上記した平面すべり軸受３０と球面すべり軸受４０とは、第一、第二平坦面部材３１，３２の配列方向（Ｚ軸方向）、及び、第一、第二球面部材４１，４２の配列方向（Ｚ軸方向）に並ぶように配される。本実施形態では、第一、第二平坦面部材３１，３２の一方と、第一、第二球面部材４１，４２の一方とが一体に形成されている。図２に示す例では、第二平坦面部材３２と第二球面部材４２とが一体に形成されているが、例えば別個に形成されてもよい。

移動許容部３を構成する第一、第二平坦面部材３１，３２は、互いに滑りやすい材料（摩擦係数が小さい材料）によって構成されることが好ましい。同様に、第一、第二球面部材４１，４２は、互いに滑りやすい材料（摩擦係数が小さい材料）によって構成されることが好ましい。例えば、第一、第二平坦面部材３１，３２の一方がポリオキシメチレン（ＰＯＭ）によって構成され、他方がＡＢＳ樹脂によって構成されていてもよい（第一、第二球面部材４１，４２についても同様）。第一、第二平坦面部材３１，３２は、互いに同じ材料あるいは異なる材料によって構成されてよい。ただし、第一、第二平坦面部材３１，３２を構成する材料は、第一、第二平坦面部材３１，３２の摩擦係数が小さくなるように選択されることが好ましい。同様に、第一、第二球面部材４１，４２を構成する材料は、第一、第二球面部材４１，４２の摩擦係数が小さくなるように選択されることが好ましく、互いに同じあっても異なってもよい。

移動許容部３は、アクチュエータ２の本体１１に固定される。本実施形態の移動許容部３は、アクチュエータ２に対してアクチュエータ２の軸線Ａ１方向（すなわち振動体１２の振動方向）に並ぶ。具体的に、移動許容部３は、本体１１のうちアクチュエータ２の軸線Ａ１方向において振動体１２が位置する本体１１の第一端部と反対側の第二端部に固定される。本実施形態では、移動許容部３を構成する第一球面部材４１がアクチュエータ２の本体１１に固定されている。
移動許容部３がアクチュエータ２に固定された状態では、球状凸面４１ａ及び球状凹面４２ａの曲率中心Ｃ１がアクチュエータ２の軸線Ａ１上に位置する。

アクチュエータユニット１は、ピアノ１００の筐体１１０と響板１２０とを接続するようにピアノ１００に取り付けられる。本実施形態では、アクチュエータユニット１の接続部２０（特に取付板部２２）が響板１２０に固定される。また、アクチュエータユニット１の移動許容部３が筐体１１０に固定される。移動許容部３は、例えば筐体１１０の側板に固定されてもよいが、本実施形態では図１，２に示すように筐体１１０の直支柱１１１に固定される。

具体的には、図２に示すように、移動許容部３の第一平坦面部材３１が介在部品５を介して直支柱１１１に固定される。介在部品５は、直支柱１１１の側面（Ｚ軸方向に延びる面）に固定される。介在部品５は、直支柱１１１の側面から直支柱１１１の側面に直交する方向（Ｘ軸負方向）に延びる支持用板部５１を有する。第一平坦面部材３１は、支持用板部５１上（響板１２０に対向する支持用板部５１の対向面）に固定される。この状態では、第一平坦面部材３１、一体に形成された第二平坦面部材３２及び第二球面部材４２、並びに、第一球面部材４１が、この順番で支持用板部５１から上方向（Ｚ軸正方向）に並ぶ。

アクチュエータユニット１を取り付けたピアノ１００では、オーディオ信号に応じた振動体１２の振動が接続部２０を介して響板１２０に伝達されることで、響板１２０が振動する。響板１２０の振動は空気中に伝播する音響となる。これにより、オーディオが再生される。

アクチュエータユニット１を取り付けたピアノ１００では、アクチュエータ２が移動許容部３によって筐体１１０に対して移動可能となっている。このため、響板１２０の経年変化に伴ってアクチュエータ２が取り付けられる響板１２０の取付部位に変化が生じても、アクチュエータ２の向きや位置を響板１２０の変化に追従させることができる。

例えば、響板１２０の取付部位が響板１２０の面に沿う方向（Ｘ軸方向やＹ軸方向）に変位した場合には、第一、第二平坦面部材３１，３２がこれらの平坦面３１ａ，３２ａに沿う方向（Ｘ軸方向やＹ軸方向）に相対的に移動する。これにより、アクチュエータ２の位置を響板１２０の変位に追従させることができる。すなわち、移動許容部３は、並進２軸（Ｘ軸及びＹ軸）の自由度を有する。なお、響板１２０の取付部位が響板１２０の板厚方向（Ｚ軸方向）に変位した場合には、アクチュエータ２の振動体１２が本体１１に対して振動体１２の振動方向（Ｚ軸方向）に変位する。すなわち、アクチュエータユニット１は、合計で並進３軸の自由度を有する。

また、例えば図３に示すように、響板１２０の取付部位の向きが変化した場合には、球状凸面４１ａと球状凹面４２ａとが面接触した状態で第一、第二球面部材４１，４２が相対的に移動する。これにより、アクチュエータ２の向き（特に振動体１２の軸線Ａ１の向き）を響板１２０の向きの変化に追従させることができる。図３においては、Ｙ軸を軸線とした響板１２０の向きの変化に応じて、第一球面部材４１が第二球面部材４２に対してＹ軸を軸線として回転することで、アクチュエータ２の向きが響板１２０の向きの変化に追従している。

図示しないが、本実施形態では、Ｘ軸を軸線とした響板１２０の向きの変化に応じて、第一球面部材４１が第二球面部材４２に対してＸ軸を軸線として回転することで、アクチュエータ２の向きを響板１２０の向きの変化に追従させることもできる。
また、本実施形態では、Ｚ軸を軸線とした響板１２０の向きの変化に応じて、第一、第二球面部材４１，４２がＺ軸を軸線として相対的に回転することで、あるいは、第一、第二平坦面部材３１，３２がＺ軸を軸線として相対的に回転することで、アクチュエータ２の向きを響板１２０の向きの変化に追従させることもできる。
以上のことから、本実施形態の移動許容部３は、回転３軸の自由度を有する。

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータユニット１によれば、筐体１１０とアクチュエータ２との間に移動許容部３が介在している。このため、本実施形態のアクチュエータユニット１は、接続部２０などを含んでアクチュエータ２の振動体１２と響板１２０とを接続する接続構造に従来のような関節部を設けなくても、アクチュエータ２の向きや位置を経年変化に基づく響板１２０の変化に追従させることができる。これにより、振動体１２と共に振動する接続構造は従来より単純にすることができる。その結果として、アクチュエータ２及び響板１２０による再生帯域はより高音域に広げることができる。したがって、広い周波数帯域でのオーディオ再生ができ、高品質なオーディオ再生を実現できる。

また、本実施形態のアクチュエータユニット１では、平面すべり軸受３０によってアクチュエータ２が筐体１１０に対して直線移動可能とすることができる。これにより、アクチュエータ２が取り付けられる響板１２０の取付部位に響板１２０の面に沿う方向（響板１２０の面方向）への変位が生じても、平面すべり軸受３０によってアクチュエータ２を響板１２０の面方向への変位に追従させることができる。

また、本実施形態のアクチュエータユニット１では、球面すべり軸受４０によってアクチュエータ２を筐体１１０に対して回転移動可能とすることができる。これにより、アクチュエータ２が取り付けられる響板１２０の取付部位の向きに変化が生じても、球面すべり軸受４０によってアクチュエータ２の向き（特に振動体１２の軸線Ａ１の向き）を響板１２０の向きの変化に追従させることができる。

また、本実施形態のアクチュエータユニット１では、第一、第二平坦面部材３１，３２の一方と、第一、第二球面部材４１，４２の一方とが一体に形成されている。このため、移動許容部３を構成する部品の数が削減できる。これにより、移動許容部３を含むアクチュエータユニット１は容易に組み立てることができる。

また、本実施形態のアクチュエータユニット１では、移動許容部３がアクチュエータ２に対してアクチュエータ２の軸線Ａ１方向（振動方向）に並ぶ。この場合、アクチュエータ２の軸線Ａ１（振動体１２の振動方向）が鉛直方向に向くようにアクチュエータユニット１を配した状態では、互いに滑る第一、第二平坦面部材３１，３２が鉛直方向に並ぶ。同様に、この状態では、互いに滑る第一、第二球面部材４１，４２が鉛直方向に並ぶ。このため、第一、第二平坦面部材３１，３２が重力によって相互に動くことを抑制できる。同様に、第一、第二球面部材４１，４２が重力によって相互に動くことを抑制できる。すなわち、移動許容部３が重力の影響を受けにくくなる。以上のことから、本実施形態のアクチュエータユニット１は、響板１２０の板厚方向が概ね鉛直方向に向くグランドピアノ１００において特に有効である。

また、本実施形態のアクチュエータユニット１では、第一球面部材４１の球状凸面４１ａ及び第二球面部材４２の球状凹面４２ａの曲率中心Ｃ１が、アクチュエータ２の軸線Ａ１上に位置する。このため、確実に球状凸面４１ａと球状凹面４２ａとが面接触した状態で第一、第二球面部材４１，４２を相互に移動させることができる。したがって、確実にアクチュエータ２の向きを響板１２０の向きの変化に追従させることができる。

第一実施形態において、移動許容部３を構成し、互いに面接触した状態で移動可能な二つの部材（例えば第一、第二平坦面部材３１，３２）は、これらの表面だけが滑りやすい材料によって構成されてもよい。

また、第一実施形態において、移動許容部３を構成し、互いに面接触した状態で移動可能な二つの部材の間には、例えば潤滑剤が介在してもよい。潤滑剤が介在する場合、二つの部材はより滑りやすくなる。

〔第二実施形態〕
次に、図４を参照して本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態の説明においては、第一実施形態と同様の第二実施形態の構成要素について同一符号を付して、その説明を省略する。

図４に示すように、第二実施形態のアクチュエータユニット１Ｄは、第一実施形態と同様のグランドピアノ１００に適用される。第二実施形態のアクチュエータユニット１Ｄは、第一実施形態と同様に、アクチュエータ２Ｄ及び移動許容部３Ｄを備える。

アクチュエータ２Ｄは、第一実施形態と同様の本体１１、振動体１２及びダンパー部１３を備える。ただし、第二実施形態では、本体１１に、後述する移動許容部３Ｄの支持部６０Ｄを受けるための受け部２３Ｄが形成されている。受け部２３Ｄは、凹状に窪み、本体１１の軸線Ａ１上に位置する。受け部２３Ｄは、例えば磁路形成部１４に直接形成されてもよい。第二実施形態では、受け部２３Ｄは、ヨーク１６の貫通孔１６Ｃを塞ぐ蓋部２４Ｄに形成されている。蓋部２４Ｄは、図４に示す例のように円柱部１６Ｂの先端部付近に設けられてもよいが、例えば円柱部１６Ｂの基端部付近（円板部１６Ａ付近）に設けられてもよい。

移動許容部３Ｄは、第一実施形態と同様に、アクチュエータ２Ｄに対してアクチュエータ２Ｄの軸線Ａ１方向に並ぶ。また、移動許容部３Ｄは、第一実施形態と同様に軸線Ａ１方向における本体１１の第二端部付近に配されるが、アクチュエータ２Ｄには固定されない。

移動許容部３Ｄは、第一実施形態と同様の平面すべり軸受３０Ｄを備える。図４に例示する平面すべり軸受３０Ｄは、三つの平坦面部材３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄを重ねて構成されているが、第一実施形態と同様に二つの平坦面部材３１Ｄ，３２Ｄを重ねて構成されていてもよい。

第二実施形態の移動許容部３Ｄは、平面すべり軸受３０Ｄから突出する支持部６０Ｄをさらに備える。支持部６０Ｄは、アクチュエータ２Ｄの本体１１に向けて突出してアクチュエータ２Ｄを揺動可能に支持する。支持部６０Ｄの具体的な構成は任意であってよい。
第二実施形態の支持部６０Ｄは、ベース部６１Ｄと、棒状部６２Ｄと、球状部６３Ｄと、を有する。ベース部６１Ｄは、三つの平坦面部材３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄのうち一つの平坦面部材３３Ｄに固定されている。棒状部６２Ｄは、ベース部６１Ｄから鉛直方向上側（Ｚ軸正方向）に延びる。球状部６３Ｄは、棒状部６２Ｄの先端に設けられている。球状部６３Ｄは、本体１１の受け部２３Ｄに収容される。これにより、アクチュエータ２Ｄは、球状部６３Ｄ（受け部２３Ｄ）を支点として揺動可能となっている。アクチュエータ２Ｄの支点（受け部２３Ｄ）は、例えばアクチュエータ２Ｄ（特に本体１１）の重心よりも鉛直方向上側に位置することが好ましい。

第二実施形態のアクチュエータユニット１Ｄを取り付けたピアノ１００では、第一実施形態と同様に、アクチュエータ２Ｄが移動許容部３Ｄによって筐体１１０に対して移動可能となっている。このため、響板１２０の経年変化に伴ってアクチュエータ２Ｄが取り付けられる響板１２０の取付部位に変化が生じても、アクチュエータ２Ｄの向きや位置を響板１２０の変化に追従させることができる。

例えば、響板１２０の取付部位が響板１２０の面に沿う方向（Ｘ軸方向やＹ軸方向）に変位した場合には、第一実施形態と同様に、平面すべり軸受３０Ｄによってアクチュエータ２Ｄが筐体１１０に対して響板１２０の面に沿う方向に変位する。また、響板１２０の取付部位が響板１２０の板厚方向（Ｚ軸方向）に変位した場合には、アクチュエータ２Ｄの振動体１２が本体１１に対して振動体１２の振動方向（Ｚ軸方向）に変位する。すなわち、第二実施形態のアクチュエータユニット１Ｄは、第一実施形態と同様に並進３軸の自由度を有する。

一方、響板１２０の取付部位の向きが変化した場合には、支持部６０Ｄによってアクチュエータ２Ｄが筐体１１０に対して揺動することで、アクチュエータ２Ｄの向き（特に振動体１２の振動方向の向き）を響板１２０の向きの変化に追従させることができる。具体的には、Ｘ軸を軸線とした響板１２０の向きの変化に応じて、アクチュエータ２ＤがＸ軸を軸線として揺動することで、アクチュエータ２Ｄの向きが響板１２０の向きの変化に追従する。同様に、Ｙ軸を軸線とした響板１２０の向きの変化に応じて、アクチュエータ２ＤがＹ軸を軸線として揺動することで、アクチュエータ２Ｄの向きが響板１２０の向きの変化に追従する。また、Ｚ軸を軸線とした響板１２０の向きの変化に対応して、複数の平坦面部材３１Ｄ，３２Ｄ，３３ＤがＺ軸を軸線として相対的に回転することで、アクチュエータ２Ｄの向きが響板１２０の向きの変化に追従する。
以上のことから、第二実施形態の移動許容部３Ｄは、第一実施形態と同様に回転３軸の自由度を有する。

第二実施形態のアクチュエータユニット１Ｄによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、第二実施形態のアクチュエータユニット１Ｄでは、支持部６０Ｄによってアクチュエータ２Ｄを筐体１１０に対して回転移動可能とすることができる。これにより、アクチュエータ２Ｄが取り付けられる響板１２０の取付部位の向きに変化が生じても、支持部６０Ｄによってアクチュエータ２Ｄの向き（特に振動体１２の振動方向の向き）を響板１２０の向きの変化に追従させることができる。

〔第三実施形態〕
次に、図５を参照して本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態の説明においては、第一実施形態と同様の第三実施形態の構成要素について同一符号を付して、その説明を省略する。

図５に示すように、第三実施形態のアクチュエータユニット１Ｅは、響板１２０Ｅの板厚方向が概ね水平方向（図５においてＸ軸方向）に向くアップライトピアノ１００Ｅ（以下、単にピアノ１００Ｅとも呼ぶ。）に適用される。第三実施形態のアクチュエータユニット１Ｅは、第一実施形態と同様のアクチュエータ２及び移動許容部３を備える。

移動許容部３は、第一実施形態と同様にアクチュエータ２の本体１１に固定される。ただし、第三実施形態の移動許容部３は、アクチュエータ２に対してアクチュエータ２の径方向（振動体１２の振動方向に直交する方向）に並ぶ。具体的に、移動許容部３の第一球面部材４１、一体に形成された第二球面部材４２及び第二平坦面部材３２、並びに、第一平坦面部材３１は、この順番でアクチュエータ２の径方向においてアクチュエータ２から離れる方向（図５においてＺ軸負方向）に並ぶ。

移動許容部３は、例えば本体１１に直接固定されてもよいし、図５に例示するように介在部品７Ｅを介して本体１１に固定されてもよい。介在部品７Ｅの具体的な構成は任意であってよい。
図５に例示する介在部品７Ｅは、板状部材に折り曲げ加工を施す等して形成され、互いに直交する方向に延びる第一、第二板部７１Ｅ，７２Ｅを有する。第一板部７１Ｅは、本体１１の軸線Ａ１方向においてトッププレート１５に重ねて固定される。一方、第二板部７２Ｅは、本体１１の径方向において本体１１に対向する第一球面部材４１に重ねて固定される。

アクチュエータユニット１Ｅは、第一実施形態と同様に、ピアノ１００Ｅの筐体１１０Ｅと響板１２０Ｅとを接続するようにピアノ１００Ｅに取り付けられる。すなわち、アクチュエータユニット１Ｅの接続部２０が響板１２０Ｅに固定され、アクチュエータユニット１Ｅの移動許容部３が筐体１１０Ｅに固定される。
ただし、第三実施形態のピアノ１００Ｅでは、アクチュエータユニット１Ｅを響板１２０Ｅに取り付けた状態で、アクチュエータ２の軸線Ａ１（振動体１２の振動方向）が概ね水平方向（図５においてＸ軸方向）に向く。一方、移動許容部３は、第一実施形態と同様にアクチュエータ２に対して鉛直方向下側（Ｚ軸負方向）に位置する。移動許容部３は、図５に例示するように筐体１１０Ｅに直接固定されてもよいし、例えば第一実施形態と同様の介在部品５（図２参照）などを介して筐体１１０Ｅに固定されてもよい。

第三実施形態のアクチュエータユニット１Ｅを取り付けたピアノ１００Ｅでは、第一実施形態と同様に、アクチュエータ２が移動許容部３によって筐体１１０Ｅに対して移動可能となっている。このため、響板１２０Ｅの経年変化に伴ってアクチュエータ２が取り付けられる響板１２０Ｅの取付部位に変化が生じても、アクチュエータ２の向きや位置を響板１２０Ｅの変化に追従させることができる。

例えば、響板１２０Ｅの取付部位が響板１２０Ｅの面に沿う水平方向（Ｙ軸方向）に変位した場合には、平面すべり軸受３０によってアクチュエータ２が筐体１１０Ｅに対して響板１２０Ｅの面に沿う水平方向に変位する。また、響板１２０Ｅの取付部位が響板１２０Ｅの板厚方向（Ｘ軸方向）に変位した場合には、平面すべり軸受３０によってアクチュエータ２が筐体１１０Ｅに対して響板１２０Ｅの板厚方向に変位する。すなわち、第三実施形態のアクチュエータユニット１Ｅは、並進２軸の自由度を有する。

一方、響板１２０Ｅの取付部位の向きが変化した場合には、第一実施形態と同様に、球状凸面４１ａと球状凹面４２ａとが面接触した状態で第一、第二球面部材４１，４２が相対的に移動する。これにより、Ｘ軸を軸線とした響板１２０Ｅの向きの変化に応じて、第一球面部材４１が第二球面部材４２に対してＸ軸を軸線として回転することで、アクチュエータ２の向きが響板１２０Ｅの向きの変化に追従する。また、Ｙ軸を軸線とした響板１２０Ｅの向きの変化に応じて、第一球面部材４１が第二球面部材４２に対してＹ軸を軸線として回転することで、アクチュエータ２の向きが響板１２０Ｅの向きの変化に追従する。さらに、Ｚ軸を軸線とした響板１２０Ｅの向きの変化に応じて、第一、第二球面部材４１，４２がＺ軸を軸線として相対的に回転することで、あるいは、第一、第二平坦面部材３１，３２がＺ軸を軸線として相対的に回転することで、アクチュエータ２の向きが響板１２０Ｅの向きの変化に追従する。
以上のことから、第三実施形態の移動許容部３は、第一実施形態と同様に回転３軸の自由度を有する。

第三実施形態のアクチュエータユニット１Ｅによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、第三実施形態のアクチュエータユニット１Ｅでは、移動許容部３がアクチュエータ２に対してアクチュエータ２の径方向に並ぶ。この場合、アクチュエータ２の軸線Ａ１（振動体１２の振動方向）が水平方向に向くようにアクチュエータユニット１Ｅを配した状態では、互いに滑る第一、第二平坦面部材３１，３２が鉛直方向に並ぶ。同様に、この状態では、互いに滑る第一、第二球面部材４１，４２が鉛直方向に並ぶ。このため、第一、第二平坦面部材３１，３２が重力によって相互に動くことを抑制できる。同様に、第一、第二球面部材４１，４２が重力によって相互に動くことを抑制できる。すなわち、移動許容部３が重力の影響を受けにくくなる。以上のことから、第三実施形態のアクチュエータユニット１Ｅは、響板１２０Ｅの板厚方向が概ね水平方向に向くアップライトピアノ１００Ｅにおいて特に有効である。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、平坦面部材と球面部材を重ね合わせる順序を逆にし、平坦面部材の重ね合わせの下に球面部材の重ね合わせを設けるようにしてもよい。その場合、アクチュエータの変位量に応じて球面部材の曲率を適宜調整すればよい。

本発明の一つの実施形態においては、例えばアクチュエータユニットが接続部を備えず、振動体が直接響板に固定されてもよい。

本発明のいずれかの実施形態に係るアクチュエータユニットを備える楽器は、ピアノに限らず、ギターなどのように響板を備える弦楽器であってもよい。

本発明は、アクチュエータユニットに適用してもよい。

１，１Ｄ，１Ｅ…アクチュエータユニット
２，２Ｄ…アクチュエータ
３，３Ｄ…移動許容部
１１…本体
１２…振動体
１３…ダンパー部
２０…接続部
２３Ｄ…受け部
３０，３０Ｄ…平面すべり軸受
３１…第一平坦面部材
３１ａ…平坦面
３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ…平坦面部材
３２…第二平坦面部材
３２ａ…平坦面
４０…球面すべり軸受
４１…第一球面部材
４１ａ…球状凸面
４２…第二球面部材
４２ａ…球状凹面
６０Ｄ…支持部
１００…グランドピアノ（楽器）
１００Ｅ…アップライトピアノ（楽器）
１１０，１１０Ｅ…筐体
１２０，１２０Ｅ…響板
Ｃ１…曲率中心

Claims (9)

1. 楽器の響板を加振するアクチュエータと、
   前記楽器の筐体と前記アクチュエータとを接続するように構成され、前記アクチュエータを前記筐体に対して所定の範囲で移動可能とする移動許容部と、
   を備え、
   前記アクチュエータは、本体と、前記本体に対して所定の振動方向に振動する振動体と、前記振動体を前記響板に接続する接続部と、を備え、
   前記接続部は、関節部を含まず、
   前記移動許容部は、前記筐体と前記本体とを接続するように構成され、前記本体を前記筐体に対して所定の範囲で移動可能とするアクチュエータユニット。
2. 前記移動許容部は、第一平坦面を有する第一平坦面部材、及び、前記第一平坦面と面接触する第二平坦面を有する第二平坦面部材を含む平面すべり軸受を備え、
   前記第一平坦面部材と前記第二平坦面部材とは、前記第一平坦面と前記第二平坦面とが面接触した状態で、相対的に移動可能に構成されている
   請求項１に記載のアクチュエータユニット。
3. 前記移動許容部は、球状凸面を有する第一球面部材、及び、前記球状凸面に対して面接触する球状凹面を有する第二球面部材を含む球面すべり軸受を備え、
   前記第一球面部材と前記第二球面部材とは、前記球状凸面と前記球状凹面とが面接触した状態で、相対的に移動可能に構成されている
   請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータユニット。
4. 前記移動許容部は、
   球状凸面を有する第一球面部材、及び、前記球状凸面に対して面接触する球状凹面を有する第二球面部材を含む球面すべり軸受と、
   第一平坦面を有する第一平坦面部材、及び、前記第一平坦面と面接触する第二平坦面を有する第二平坦面部材を含む平面すべり軸受と、
   を備え、
   前記第一球面部材と前記第二球面部材とは、前記球状凸面と前記球状凹面とが面接触した状態で、相対的に移動可能に構成され、
   前記第一平坦面部材と前記第二平坦面部材とは、前記第一平坦面と前記第二平坦面とが面接触した状態で、相対的に移動可能に構成され、
   前記第一球面部材及び前記第二球面部材の一方と前記第一平坦面部材及び前記第二平坦面部材の一方とが一体に形成されている請求項１に記載のアクチュエータユニット。
5. 前記移動許容部と前記アクチュエータとが、前記アクチュエータの振動方向に並ぶ請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアクチュエータユニット。
6. 前記移動許容部と前記アクチュエータとが、前記アクチュエータの振動方向に並び、
   前記球状凸面及び前記球状凹面の曲率中心は、前記振動方向に延びる前記アクチュエータの軸線上に位置する請求項３又は４に記載のアクチュエータユニット。
7. 前記移動許容部と前記アクチュエータとが、前記アクチュエータの振動方向に直交する方向に並ぶ請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアクチュエータユニット。
8. 前記移動許容部は、前記平面すべり軸受から突出して前記アクチュエータを揺動可能に支持する支持部を備える請求項２に記載のアクチュエータユニット。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のアクチュエータユニットを備える楽器。

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