JPH066399Y2

JPH066399Y2 - 自動ピアノの演奏情報センサー

Info

Publication number: JPH066399Y2
Application number: JP1984107150U
Authority: JP
Inventors: 潤山本; 繁村松
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1984-07-17
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 1998-08-12
Also published as: JPS6039097U

Description

【考案の詳細な説明】〔考案の技術分野〕この考案はユニット化によりハンマーシャンク同士の僅
かな隙間に設置でき、また非接触でハンマーの打弦情報
を検出し得るようにした自動ピアノの演奏情報センサー
に関する。

〔従来技術〕

一般に、再生機能のみならず記録機能を備えた自動演奏
ピアノは、記録時において使用されるセンサーを備えて
いる。このセンサーは通常キーセンサーと呼ばれるもの
で、各鍵の下方に配設されることにより押鍵操作された
鍵を検出すると共に接点の開閉時間差を検出して打鍵速
度等を検出し、忠実な記録を行なうようにしている。

しかし、自動演奏ピアノの発音機構部は一般のピアノと
同様に構成されるもので、鍵に連動してアクション機構
が動作し、これによってハンマーが回動飛翔して弦を打
撃し、同時にこの打弦直前において鍵に連動して作動す
るダンパー機構が弦を解放し打弦時の振動を可能にして
いるため、アクション機構およびダンパー機構の動きは
厳密には鍵の動きとは異なり、そのためあくまでも鍵の
動きを忠実に検出するだけでは打弦情報（発音情報）お
よび止音情報を忠実に検出したことにはならず、したが
って正確な打弦タイミング，止音タイミング，打弦の強
弱等による演奏情報を得ることができなかった。特に、
スタッカート，速い連打等の特殊奏法においては、鍵に
よる打鍵情報と、ハンマーによる打弦情報と、ダンパー
機構による止音情報に不正確さが目立ち、忠実な記録を
困難にしている。

また、この種のセンサーとしては通常弾条接点からなる
スイッチが用いられるため、接点不良やチャタリングが
生じ易く、信頼性および耐久性に問題があるばかりか、
通常の演奏時には弾条接点が鍵の動作を妨げ、タッチ感
に悪影響を及ぼす。

この他、シャツターを備えた光学式センサーも知られて
いるが、このようなセンサーにおいては、ハンマーシャ
ンクにシャツターを取付ける必要があるため、取付け、
調整が面倒でコスト高になるという不都合があった。

〔考案の概要〕

この考案は上述したような点に鑑みてなされたもので、
導光体（３０）と、出射オプティカルファイバー（３
５）と、受光オプティカルファイバー（３６）と、発光
素子（４１）と、受光素子（３９）とを有する自動ピア
ノの演奏情報センサーであって、導光体（３０）は、出
射用導光部（３３Ｓ）と受光用導光部（３３Ｒ）とを有
し、これらの出射用導光部（３３Ｓ）および受光用導光
部（３３Ｒ）が溝（３１）を介して対向するように突出
形成され、これらの少なくとも一方は凸レンズ状であ
り、出射用導光部（３３Ｓ）内に入射した光を溝（３
１）を介し受光用導光部（３３Ｒ）へ伝送され、ハンマ
ーシャンク（１４）が打弦の際にこの溝（３１）内を移
動するものであり、出射オプティカルファイバー（３
５）は、発光素子（４１）の出力光を伝送して導光体
（３０）の出射用導光部（３３Ｓ）へ入射させ、受光オ
プティカルファイバー（３６）は、受光用導光部（３３
Ｒ）を介して受光した光を受光素子（３９）へ伝送する
ものであり、受光素子（３９）は、受光オプティカルフ
ァイバー（３６）からの受光が途絶えることによりハン
マーシャンク（１４）の移動を検出するものである演奏
情報センサー、すなわち、センサーのユニット化と光学
的検出を可能にし、またハンマーシャンクには何ら加
工、部品等を施す必要がなく、取付け、調整作業を容易
にすると共に光の損失を軽減防止し、検出精度を向上さ
せるようにした自動ピアノの演奏情報センサーを提供す
るものである。

〔実施例〕

以下、この考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図はこの考案に係る演奏情報センサーを備えた自動
演奏ピアノのアクション機構部の一実施例を示す側断面
図、第２図〜第４図は同センサーの要部斜視図，要部背
面図および要部破断斜視図である。第１図において、自
動演奏ピアノの棚板１上には鍵盤筬２が載置されてお
り、さらにその上には各音高の弦３にそれぞれ対応して
複数個（例えば８８個）の鍵４がそれぞれその中間部を
中心として上下方向に揺動自在に並列配置されている。

前記棚板１の下面後端部には再生時において使用される
複数個のアクチュエータ５が各鍵４に対応して配設され
ている。これらのアクチュエータ５は周知の電磁プラン
ジャによって構成されるもので、ソレノイド５ａと、下
端部が前記ソレノイド５ａの中心孔に遊挿され、上端部
が前記棚板１の貫通孔６を貫通し、その頂端面が対応す
る鍵４の後端部４ｂ下面に近接対向するプランジャ５ｂ
とで構成されている。したがって、ソレノイド５ａに電
圧パルスを印加して励磁すると、プランジャ５ｂが瞬間
的に上昇移動して鍵４の後端部４ｂ下面を突き上げるた
め、鍵４はあたかも手によって押鍵操作されたかのよう
に作動される。この場合、アクチュエータ５の配設位置
はかならずしも棚板１の下面に限らず、薄型化して棚板
１と鍵４の間に配設したり、あるいはボルセッサータイ
プのピアノのように鍵４の前端部４ａ上方に配置しても
よいことは勿論である。

前記鍵４の後端部４ｂ上方には周知のアクション機構７
が配設され、このアクション機構７は前記鍵４によって
上昇回動されるサポート８、このサポート８の自由端側
に回動自在に枢支されたジャック９、サポート８の中間
部上面にレペテイションレバーフレンジ１０を介して揺
動自在に配設されたレペテイションレバー１１、一端が
シャンクレール１３に回動自在に枢支されたハンマーシ
ャンク１４の他端にハンマーウッド１５を介してハンマ
ーフエルト１６が固定され、かつ該シャンク１４の回動
支点部側下面に緩衝部材としてのハンマーローラ１７が
取着され前記レペテイションレバー１１の他端側上面に
載置されているハンマー１２等で構成されている。

前記ハンマーシャンク１４の回動支点部側上方には複数
個のハンマーセンサー２０が各アクション機構７に対応
して配設されている。このハンマーセンサー２０は、鍵
４に連動して作動するハンマー１２の打弦タイミングお
よび打弦強度を検出してデジタル信号に変換し、この信
号をデータレコーダ（図示せず）に送出するためのもの
で、例えば第１図に示す如くセンサーブラケット２１の
内側面に取付けられている。すなわち、前記センサーブ
ラケット２１はすべてのアクション機構７に対して共通
に延在する長さを有して略逆Ｌ字状に折曲形成されるこ
とにより、垂直部21aと水平部21bとで構成され、この垂
直部21aには蝶番２２の上側蝶番片22Aが固定されてい
る。一方、蝶番２２の下側蝶番片22Bは前記シャンクレ
ール１３の第１図右側面に固定されたベースブラケット
２３に固定され、このベースブラケット２３に前記上側
蝶番片22Aが前記垂直部21aと共に通常ねじ止め固定され
る。したがって、アクション機構７および鍵４を鍵盤筬
２と一体に鍵盤部から引き出して、上側蝶番片22Aと垂
直部21aを前記ベースブラケット２３に固定しているね
じ（図示せず）を外した後、前記センサーブラケット２
１を第１図時計方向に略180度回動させると、該ブラケ
ット２１は二点鎖線で示す如く裏返し状態になり、これ
によってハンマーセンサー２０の保守，点検，交換作業
等を容易にしている。

前記センサーブラケット２１の水平部21bはハンマーシ
ャンク１４の上方に延在し、この水平部21bの下面にハ
ンマーセンサー２０が各ハンマーシャンク１４に対応し
て配設されている。ハンマーセンサー２０の構成を第２
図〜第４図に基づいて詳述すると、このハンマーセンサ
ー２０は、複数個のハンマーシャンク１４の上方に共通
に延在するアクリル樹脂等からなる導光体３０を備えて
おり、この導光体３０の下面には各ハンマーシャンク１
４に対応して溝３１が形成され、また背面には各溝３１
を挟んで出射用導光部３３Ｓおよび受光用導光部３３Ｒ
が各々形成されている。また、相互に隣合った出射用導
光部３３Ｓ，３３Ｓ間および受光用導光部３３Ｒ，３３
Ｒ間は略々Ｖ字状の凹部３２，３２が形成されることに
より、その一方の斜面が出射用導光部３３Ｓ内に入射し
た光を受光用導光部３３Ｒ側へ反射する第１の斜面33a
を構成し、他方の斜面が溝３１を介し受光用導光部３３
Ｒ内に入射した光を受光オプティカルファイバー３６
（後述）の一端に向けて反射する第２の斜面33bを構成
している。各第１の斜面33aおよび第２の斜面33bはそれ
ぞれ外側に凸状に膨出形成されることにより凹面をな
し、光を集光する集光機能を有している。また、前記溝
３２の両側面で前記導光体３０の背面側端部も凸状に膨
出されることにより光の集光部３４を形成している。な
お、前記第１の斜面33aと第２の斜面33bはほぼ対称に形
成されている。また、前記ハンマーシャンク１４は前記
導光体３０の下方に通常位置され、打弦動作時に上昇回
動して対応する溝３１内に進入される。

一方、前記導光体３０の前面で溝３１の両側には出射オ
プティカルファイバー３５と受光オプティカルファイバ
ー３６の一端が前記第１の斜面33a，第２の斜面33bに対
応してそれぞれ接続されている。出射オプティカルファ
イバー３５はハンマーシャンク１４の移動方向（上下方
向）に所定の間隔ｌを保って前記導光体３０に接続され
た２本のファイバー35a,35bで構成され、その接続端面
は鏡面仕上げされて前記第１の斜面33a方向に指向し、
他端は第４図に示す他の導光体３８に接続されている。
この導光体３８は前述したセンサーブラケット２１の垂
直部21aの内側面に固定されたプリント基板２８（第１
図参照）に複数個の弾性係合片２９を介して着脱自在に
取付けられて複数個のハンマーシャンク１４に対して共
通に延在し、前記出射オプティカルファイバー35a,35b
と対向する面には反射面４０が形成されている。前記プ
リント基板２８の表面には前記各出射オプティカルファ
イバー35a,35bに対応して発光素子41a,41bが配設され、
これらの発光素子41a,41bより出た光６０は前記反射面
４０によって反射され、前記出射オプティカルファイバ
ー35a,35bに入射するように構成されている。

同様に前記受光オプティカルファイバー３６もハンマー
シャンク１４の移動方向に所定の間隔(l)を保って前記
導光体３０に接続された２本のファイバー36a,36bで構
成され、その接続端面は鏡面仕上げされて前記第２の斜
面33b方向に指向し、他端は前記導光体３８に接続され
ている。そして、これらのファイバー36a,36bに対応し
て一対の受光素子39a,39bが前記プリント基板２８上に
配設され、該ファイバー36a,36bより出射し前記反射面
４０にて反射した光をそれぞれ受光するように構成され
ている。前記発光素子41a,41bは発光ダイオードからな
り、受光素子39a,39bはフォトトランジスタまたはフォ
トダイオード等からなり、これらは前記導光体３８によ
って保護されている。そして、前記出射オプティカルフ
ァイバー35a,35bに導かれた前記発光素子41a,41bの光６
０，６１は、第５図に示すように導光体３０の第１の斜
面33aにより反射されることにより、集光部３４より一
旦外部に出て溝３１を横切り、該溝３１を挟んで前記集
光部３４と対向する他の集光部３４より再び導光体３０
内に入り、第２の斜面33bにて反射されることにより平
行光線となって前記受光オプティカルファイバー36a,36
bに導かれ、最終的に前述した通り受光素子39a,39bによ
って受光されるようになっている。

なお、第１図において、５０は周知のダンパー機構で、
リフティングレール５１，ダンパーレバー５２，ダンパ
ーブロック５３，ダンパーワイヤー５４，ダンパーヘッ
ド５５等で構成されている。

次に、上記構成からなるハンマーセンサー２０による演
奏情報の記録について説明する。鍵４に連動してアクシ
ョン機構７が作動し、ハンマー１２を上昇回動させる
と、その上昇途中においてハンマーシャンク１４が第３
図一点鎖線で示す如く溝３１内に進入して出射オプティ
カルファイバー35bから出て反射面33aにより反射され溝
３１を横切る光６１を遮ぎる。このため、受光オプティ
カルファイバー36bに前記光６１が到達せず、該ファイ
バー36bに対応して設けられている受光素子39bの電圧が
高レベルになってスイッチＯＮの状態になり、この時の
信号をデータレコーダに送って記録する。ハンマーシャ
ンク１４が二点鎖線で示すように更に上昇して今度は出
射オプティカルファイバー35aから出て反射面33aにより
反射され溝３１を横切る光６０を遮ぎると、受光オプテ
ィカルファイバー36aに前記光６０が達しなくなるた
め、該ファイバー36aに対応して配設された受光素子39a
の電圧が高レベルになってスイッチＯＮの状態となり、
この時の信号がデータレコーダに送られて記録される。
データレコーダに送られて記録される２つの信号は時間
差を有し、この時間差はハンマー１２の打弦速度が速い
場合に小さく、遅い場合に大きくなるため、これを測定
することにより直接打弦速度、すなわち打弦強度（音
量）を検出することができる。したがって、この打弦情
報を用いれば、押鍵情報に比べてより正確な発音制御が
でき、忠実な演奏情報記録を可能にする。

また、発光素子４１からの光６０，６１をハンマーシャ
ンク１４で直接遮断するように構成しているので、シャ
ッター等をハンマーシャンク１４に取付ける必要がな
く、構造が簡単であるうえ、複数個のハンマーシャンク
１４に対して共通に延在する導光体３０を用い、これに
出射および受光オプティカルファイバー35a,35b,36a,36
bの一端を接続しているので、各ハンマーシャンク１４
に対応して設けられるハンマーセンサー２０を一つのユ
ニットとしてまとめることができ、取付け調整作業等を
容易にする。さらに、ハンマーセンサー２０は光学式セ
ンサーを構成しているため、弾条接点を用いたスイッチ
のように接点不良，チャタリング等を生じず、センサー
としての信頼性および耐久性を向上させる。

また、導光体３０の第１の斜面33aおよび第２の斜面33b
を凹面に形成し、光の集光機能を付与すると共に溝３１
の両側面に凸状の集光部３４を設けているので、出射オ
プティカルファイバー35a,35bから所定の出射角（ファ
イバーをアクリル樹脂で製作した場合、その屈折率が1.
495であるため出射角は約６０°となる）で出射した光
６０，６１を効果的に集光して受光オプティカルファイ
バー36a,36bに導くことができ、光の損失を少なくす
る。したがって、打弦情報の高精度な検出が可能で、外
部からの光（螢光灯、太陽光等）によるノイズの影響を
少なくすることができる。

第６図はこの考案の他の実施例を示す導光体３０の要部
横断面図である。この実施例は、第１の斜面33aと第２
の斜面33bを平坦面に形成して略45°で交差させた点の
みが上記実施例と異なり、他は全て同一である。このよ
うな構成においても、導光体３０の溝３１の両側面にそ
れぞれ設けられた集光部３４を依然として有しているの
で、上記実施例と同様、光の損失を少なくし、打弦情報
を高精度に検出できることは明らかであろう。

なお、上記実施例はいずれもグランド型自動演奏ピアノ
に適用した場合について説明したが、この考案はこれに
限らずアップライト型自動演奏ピアノにもそのまま適用
し得るものである。

また、上記実施例は第１の斜面33aと第２の斜面33bの双
方に光の集光機能を持たせた場合について説明したが、
これに限らず少なくともそのいずれか一方に集光機能を
持たせたものであっても、光の損失が少なく高精度な検
出が可能である。その場合、第１の斜面33aまたは第２
の斜面33b自体を外方に膨出させて凹面とするかもしく
は第６図実施例のように平坦面にして集光部３４を設け
てもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したようにこの考案に係る自動ピアノの演奏情
報センサー、センサーは、導光体（３０）と、出射オプ
ティカルファイバー（３５）と、受光オプティカルファ
イバー（３６）と、発光素子（４１）と、受光素子（３
９）とを有する自動ピアノの演奏情報センサーであっ
て、導光体（３０）は、出射用導光部（３３Ｓ）と受光
用導光部（３３Ｒ）とを有し、これらの出射用導光部
（３３Ｓ）および受光用導光部（３３Ｒ）が溝（３１）
を介して対向するように突出形成され、これらの少なく
とも一方は凸レンズ状であり、出射用導光部（３３Ｓ）
内に入射した光は溝（３１）を介し受光用導光部（３３
Ｒ）へ伝送され、ハンマーシャンク（１４）が打弦の際
にこの溝（３１）内を移動するものであり、出射オプテ
ィカルファイバー（３５）は、発光素子（４１）の出力
光を伝送して導光体（３０）の出射用導光部（３３Ｓ）
へ入射させ、受光オプティカルファイバー（３６）は、
受光用導光部（３３Ｒ）を介して受光した光を受光素子
（３９）へ伝送するものであり、受光素子（３９）は、
受光オプティカルファイバー（３６）からの受光が途絶
えることによりハンマーシャンク（１４）の移動を検出
するものであるので、各ハンマーシャンクに対するセン
サーがユニット化されアクション機構部への組込み、調
整作業を簡単かつ容易にし、作業性、および生産性を向
上させることができる。また、本考案においてはハンマ
ーシャンクを直接検出しているので、被検出用専用部材
をアクションに設ける必要がなく、構造、調整が簡単
で、演奏に支障をきたさず、また集光部の存在により光
の損失が少なく外乱光を阻止できるので、打弦情報の検
出精度を向上させることができる。また光学的に打弦情
報を検出しているので従来の接点スイッチにおける接点
不良、チャタリング等の問題がなく、信頼性および耐久
性の優れたセンサーを提供し得、鍵のタッチ感にも何ら
悪影響を及ぼすことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る演奏情報センサーを備えた自動
演奏ピアノの一実施例を示すアクション機構部の側断面
図、第２図〜第４図は同センサーの要部斜視図、要部背
面図および要部破断斜視図、第５図は導光体の要部横断
面図、第６図はこの考案の他の実施例を示す導光体の要
部横断面図である。４……鍵、７……アクション機構、１２……ハンマー、
１４……ハンマーシャンク、２０……ハンマーセンサ
ー、３０……導光体、３３Ｓ……出射用導光部、３３Ｒ
……受光用導光部、３１……溝、33a……第１の斜面、3
3b……第２の斜面、３４……集光部、３５，35a,35b…
…出射オプティカルファイバー、３６，36a,36b……受
光オプティカルファイバー、39a,39b……受光素子、41
a,41b……発光素子。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】導光体（３０）と、出射オプティカルファ
イバー（３５）と、受光オプティカルファイバー（３
６）と、発光素子（４１）と、受光素子（３９）とを有
する自動ピアノの演奏情報センサーであって、導光体（３０）は、出射用導光部（３３Ｓ）と受光用導
光部（３３Ｒ）とを有し、これらの出射用導光部（３３
Ｓ）および受光用導光部（３３Ｒ）が溝（３１）を介し
て対向するように突出形成され、これらの少なくとも一
方は凸レンズ状であり、出射用導光部（３３Ｓ）内に入
射した光を溝（３１）を介し受光用導光部（３３Ｒ）へ
伝送され、ハンマーシャンク（１４）が打弦の際にこの
溝（３１）内を移動するものであり、出射オプティカルファイバー（３５）は、発光素子（４
１）の出力光を伝送して導光体（３０）の出射用導光部
（３３Ｓ）へ入射させ、受光オプティカルファイバー
（３６）は、受光用導光部（３３Ｒ）を介して受光した
光を受光素子（３９）へ伝送するものであり、受光素子（３９）は、受光オプティカルファイバー（３
６）からの受光が途絶えることによりハンマーシャンク
（１４）の移動を検出するものである自動ピアノの演奏情報センサー。