(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の音色を発生する少なくとも一の発音体と、
前記発音体に対応して設けられ、前記発音体に衝突させることにより、前記発音体の固有の音色を発生させるハンマーヘッドと、
前記ハンマーヘッドを駆動するロータリーソレノイドと、
前記ロータリーソレノイドの周囲温度を検出する温度検出手段と
前記発音体の音量を調節する音量調節手段とを有し、
前記音量調節手段は、前記発音体の音階確認後、当該音階の音量の強さの各段階で前記温度検出手段の検出結果に基づいてデューティテーブルより選択された各デューティデータに応じたクロック信号を発生し、そのクロック信号に基づいて前記ロータリーソレノイドの定格電圧より高い固定した矩形波最大電圧を印加して当該矩形波最大電圧の印加時間と未印加時間との比率を変化させることにより、前記ロータリーソレノイドの実効電圧を制御する
からくり時計の発音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オルゴール、チャイム、からくり時計等に用いられる発音装置、特に、打楽器を構成する発音体をハンマー等で実打ちすることにより、固有の音色を発生させる発音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平８−１２３４２３号公報に示された従来の発音装置について、図９に基づいて説明する。図９は、従来の発音装置の構成を示す斜視図である。図９に示す従来の発音装置は、略垂直に懸架され、それぞれ長さの異なる複数の中空パイプ状の発音体１０１と、発音体１０１にそれぞれ対応して設けられ、発音体１０１を実打ちすることにより固有の音色を発生させるハンマー装置１０２で構成されている。
【０００３】
ハンマー装置１０２は、一端が固定された板ばね１０３と、板ばね１０３の自由端近傍に設けられたハンマーヘッド１０４と、板ばね１０３をたわませるためのソレノイド型駆動装置で構成されている。
また、ソレノイド型駆動装置は、板ばね１０３の固定端およびハンマーヘッド１０４が設けられた自由端の中間部近傍に連結されたプランジャー１０６と、プランジャー１０６を略水平方向に突出させるソレノイド１０７と、突出されたプランジャー１０６を元の位置に復帰させるコイルばね１０８を有している。
【０００４】
ソレノイド型駆動装置は、所定の電気信号が入力されるとソレノイド１０７を駆動して、プランジャー１０６を板ばね１０３側に突出させる。プランジャー１０６が突出されると板ばね１０３の自由端近傍に設けられたハンマーヘッド１０４が発音体１０１に衝突し、発音体１０１固有の音が発音させる。なお、ハンマーヘッド１０４の発音体への衝突直後、プランジャー１０６は、コイルばね１０８によって後退させられ、発音体１０１の振動を妨げない構成となっている。
以上述べた動作を繰り返すことにより、所定の楽曲が演奏される。
【０００５】
また、１つの楽曲について、各々の音階に強弱を付すことにより、曲に表現力を与える場合がある。上述した発音装置については、ハンマーヘッド１０４の発音体１０１への衝突速度とハンマーヘッド１０４の衝突によって発生する音の大きさ（音量）とは略比例関係にあることを利用して、音に強弱が付される。つまり、ソレノイド１０７に印加する電圧を制御すれば、プランジャー１０６の動作速度が変化し、それに応じて発音体１０１との衝突速度が変化するから、音に強弱が付くことになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ソレノイド１０７は、その周囲の温度によって、ソレノイド１０７内の内部抵抗の値が大きくばらつく傾向がある。つまり、ソレノイド１０７の動作は、周囲の温度によって影響を及ぼされ易い。例えば、寒冷状態においては、ソレノイド１０７の内部抵抗が低下するため、ソレノイド１０７が所定の動作以上に作動する。これにより、プランジャー１０６が板ばね１０３を強く押し出すことが可能となり、それに応じて、ハンマーヘッド１０４が発音体１０１に強く衝突する。よって、中音が強音に変化する場合が考えられる。
【０００７】
また、例えば、高温状態においては、ソレノイド１０７の内部抵抗が上昇するため、ソレノイド１０７が所定の動作を行えない。これにより、プランジャー１０６が板ばね１０３を強く押し出すことができず、弱音が発音されない場合も生じる。
【０００８】
したがって、従来の発音装置では、それを使用する場所が屋内等に限定され、また、音に強弱の変化を持たせることができないのが現状であった。
つまり、楽曲の演奏が強弱の変化に乏しい単調なものとなってしまい、演奏を聞く人を満足させることができなかった。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化の影響を受けることなく安定した音量で、しかも、表現力豊かな音が発音できる発音装置を提供することにある。
【００１０】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のからくり時計の発音装置は、所定の音色を発生する少なくとも一の発音体と、前記発音体に対応して設けられ、前記発音体に衝突させることにより、前記発音体の固有の音色を発生させるハンマーヘッドと、前記ハンマーヘッドを駆動するロータリーソレノイドと、前記ロータリーソレノイドの周囲温度を検出する温度検出手段と、前記発音体の音量を調節する音量調節手段とを有し、前記音量調節手段は、前記発音体の音階確認後、当該音階の音量の強さの各段階で前記温度検出手段の検出結果に基づいてデューティテーブルより選択された各デューティデータに応じたクロック信号を発生し、そのクロック信号に基づいて前記ロータリーソレノイドの定格電圧より高い固定した矩形波最大電圧を印加して当該矩形波最大電圧の印加時間と未印加時間との比率を変化させることにより、前記ロータリーソレノイドの実効電圧を制御する。
【００１２】
本発明の発音装置によれば、温度検出手段によってロータリーソレノイドの周囲温度が検出される。前記温度検出手段の検出結果に基づいて、例えば、ロータリーソレノイドの内部抵抗に流れる電流を一定に維持する電圧がロータリーソレノイドに印加される。この印加電圧に基づいて、音量調節手段によってロータリーソレノイドの回転速度が変化される。それにより、周囲温度の状態によらずに、ハンマーヘッドと発音体との衝突速度が一定に維持される。その結果、周囲温度によらない一定の音が発音される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の発音装置の好適な一実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の発音装置の一実施形態の構成を示す側面図であり、図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれロータリーソレノイドに印加する電圧の一例を示す波形図であり、図３は、ＣＤ−ＭＩＤＩを用いた音量調整系の制御回路の構成を説明するためのブロック図であり、図４は、ＭＩＤＩデータの入ったフロッピィーディスクを用いた音量調整系の制御回路の構成を説明するためのブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の発音装置は、略円筒状でそれぞれ長さの異なる複数の発音体１と、各発音体１にそれぞれ設けられ、各発音体１それぞれの固有の音色を所定の音量で発生させる音量調節手段としてハンマー機構２とを備えている。
【００１５】
ハンマー機構２は、回転軸４がほぼ水平となるようにフレーム５０に固定されたロータリーソレノイド３と、回転軸４に対してほぼ直交するように回転軸４に固定され、所定の弾性を有しかつバランスウェイトとしてハンマーヘッド６とのバランス状態を維持するアーム５と、アーム５の一端に固定されたハンマーヘッド６とで構成されている。
【００１６】
ロータリーソレノイド３は、アーム５の長手方向を略垂直となる状態で停止されており、所定の電圧が印加されたときに、アーム５を発音体１の方向に回転させ、ハンマーヘッド６を発音体１に衝突させるように構成されている。
ロータリーソレノイド３は、ロータリーソレノイド３への印加電圧の値に応じて、その回転速度が変化するように構成されている。
【００１７】
アーム５は、発音体１の中心軸を通る面内方向に回転するように、ハンマー機構２に位置決めされ、一側の自由端近傍にハンマーヘッド６が配置された弾性を有する第１のアーム５ａと、第１のアーム５ａと連接しており、ハンマーヘッド６とのバランスを最適に維持するバランスウエイトとしての第２のアーム５ｂとで構成されている。
【００１８】
第１のアーム５ａは、板ばね状の弾性体であり、ハンマーヘッド６が発音体１に衝突する際のハンマーヘッド６の複雑な動きを所定の弾性で吸収するできるように構成されている。
第２のアーム５ｂは、第１のアーム５ａとの連接部がハンマーヘッド６の取付け位置とは異なる方向に位置するようにロータリーソレノイド３の回転軸４に軸支されており、ロータリーソレノイド３の回転に応じて、第１のアーム５ａおよび第２のアーム５ｂが共に回転軸４に対して回転可能になっている。
【００１９】
第２のアーム５ｂは、ロータリーソレノイド３の動作が常に安定した回転状態を維持できるように、バランスウエイトとして設けられている。
なお、第２のアーム５ｂには、弾性体からなる図示しない余韻止めを設けておけば、さらに良好なロータリーソレノイド３の回転動作が実現できる。
【００２０】
ハンマーヘッド６は、アーム５のうち第１のアーム５ａの一端に固定されており、ロータリーソレノイド３の回転によって発音体１の側面部に衝突する。
なお、発音体１は、発音体１に衝突する時のハンマーヘッド６の衝突速度または衝突エネルギーの値に応じて音量が変化される。
【００２１】
人形体６０は、ロータリーソレノイド３の回転に応じて、腕部を上下方向に回転させることができるように構成されている。この腕部の回転動作によって、人形体６０は、疑似的に打鈴動作をしているかように見せられる。
なお、人形体６０の頭部後方には、後述するロータリーソレノイド３の周囲の温度を検出するサーミスタ１６が埋設されている。
【００２２】
次に、本実施の形態の発音装置の音量調整系を含む制御装置について、図３および図４を参照しつつ説明する。
本実施の形態の発音装置においては、制御信号として、ＭＩＤＩ（ＭｕｓｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格のＭＩＤＩデータを用いる。
【００２３】
ＭＩＤＩデータには、音階データと音量データが含まれ、音階データについては、１つの楽曲のうち、どの発音体１から発音させるのかに関するデータが記載されており、また、音量データについては、その発音体１をどの程度の音量で発音させるのかに関するデータが記載されている。
なお、本発音装置では、その制御に特に音量データを使用する。
【００２４】
制御装置は、図３および図４に示すように、マイクロプロセッサ１１、ＣＤ−ＭＩＤＩを再生するＣＤプレーヤ１２、Ｄ／Ａコンバータ１３、アンプ１４、スピーカ１５、外部の周囲温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ１６、アンプ１７、供給電圧を増幅するトランジスタ１８、フロッピィディスクからＭＩＤＩデータを読み込むＭＩＤＩシーケンサ２２、ＭＩＤＩ音源２３により構成されている。
【００２５】
ＣＤプレーヤ１２は、ＣＤ−ＭＩＤＩに記憶されたＭＩＤＩデータを再生し、１チャネルから１６チャネルのデータを有するＭＩＤＩ信号を発生させるように構成されている。
ＭＩＤＩシーケンサ２２は、フロッピィディスクに記憶されたＭＩＤＩデータを読み込んで、ＣＤプレーヤ１２と同様に、１チャネルから１６チャネルのデータを有するＭＩＤＩ信号を発生させるように構成されている。
【００２６】
ＣＤプレーヤ１２またはＭＩＤＩシーケンサ２２は、１チャネルから１５チャネルのデータをＤ／Ａコンバータ１３またはＭＩＤＩ音源２３に出力し、チャネルデータ（または、「チャネルナンバー」）、発音体１の音階データ（または、「ノードナンバー」）およびタイミング・音長データ（または、「ベロシティ」）を有する１６チャネルのデータをマイクロプロセッサ１１に入力する。
【００２７】
Ｄ／Ａコンバータ１３またはＭＩＤＩ音源２３は、１チャネルから１５チャネルのデータを、背景音楽としての音楽アナログ信号に変換するものであり、その音楽アナログ信号は、アンプ１４によって増幅され、スピーカ１５から発音される。
【００２８】
サーミスタ１６は、周囲の温度が上昇すると抵抗値が低下し、逆に周囲の温度が低下すると抵抗値が上昇するように構成されている。
またサーミスタ１６は、ロータリーソレノイド３の周囲の温度を検出できるように、人形体６０に埋め込まれている。
【００２９】
アンプ１７は、サーミスタ１６によって検出された抵抗値に基づく電圧値を増幅してマイクロプロセッサ１１に出力する。
トランジスタ１８は、サーミスタ１６によって検出された検出温度に基づいたマイクロプロセッサ１１からの印加電圧を増幅する。なお、ロータリーソレノイド３は、その増幅された印加電圧を受けて所定の速さで回転する。
【００３０】
本発明の発音装置では、ハンマーヘッド６の発音体１への衝突速度を変化させ、その衝突エネルギーに応じて音量を変化させる構成であり、ハンマーヘッド６の衝突速度を変化させる手段としては、ロータリーソレノイド３の回転数を変化させている。
【００３１】
ロータリーソレノイド３の初期印加電圧とロータリーソレノイドの回転数またはハンマーヘッド６の衝突速度との関係は、実験によって求めることが可能であり、また、ロータリーソレノイド３の回転数またはハンマーヘッド６の衝突速度と発音体１による音量との関係についても、実験によって求めることがができる。したがって、ＭＩＤＩデータに含まれる音量データとロータリーソレノイド３への初期印加電圧との関係は、使用するロータリーソレノイド３の種類、発音体１の形状、大きさ、肉厚または材質等に応じて事前に決定することができる。
【００３２】
しかしながら、ロータリーソレノイド３に定格電圧以下の電圧が印加された場合、ロータリーソレノイド３のトルクが大きくばらつき、安定した回転動作が期待できない。したがって、ハンマーヘッド６が発音体１に低速で衝突しても、衝突速度がばらつかないようにする必要がある。
【００３３】
そこで本実施の形態の発音装置では、ハンマーヘッド６を発音体１に低速で衝突させる際の衝突速度を安定させるために、たとえば図２（ａ）または（ｂ）に示すような矩形波電圧を印加する。このような矩形波電圧の実効電圧ＶE は、矩形波電圧の最大電圧値をＥ、矩形波の１パルスの時間をＴ、矩形波の１パルス中の最大電圧が印加されている時間をｔとすると、以下の式で与えられる。
【００３４】
【数１】
ＶE ＝Ｅ（ｔ／Ｔ）
【００３５】
例えば、図２（ａ）に示すように、ロータリーソレノイド３の定格電圧を１２Ｖとした場合、矩形波の最大電圧Ｅ＝２０Ｖ、矩形波１パルスの時間Ｔ＝０．５ｍＳ、矩形波１パルス中の最大電圧が印加されている時間ｔ＝０．２５ｍＳであるので、ＶE ＝１０（Ｖ）となる。すなわち、定格電圧以下の電圧を印加することができる。このとき、矩形波１パルスの時間Ｔ中の最大電圧が印加されている時間ｔの割合、すなわちデューティ比は、０．２５／０．５＝５０％となる。
【００３６】
一方、ハンマーヘッド６を発音体１に高速で衝突させる場合についても、同様に矩形波電圧が印加される。この場合、矩形波の最大電圧を変化させずにデューティ比を変化させることにより、実効電圧を変化させる。
例えば、図２（ｂ）に示すように、ロータリーソレノイド３の定格電圧を１２Ｖとして、矩形波の最大電圧Ｅ＝２０Ｖ、矩形波１パルスの時間Ｔ＝０．５ｍＳ、矩形波１パルス中の最大電圧が印加されている時間ｔ＝０．４ｍＳであるので、ＶE ＝１６（Ｖ）となる。このときのデューティ比は、０．４／０．５＝８０％となる。
【００３７】
図５は、４つの試料を用いて印加電圧のデューティ比を変化させない場合（図５（ａ））、および、実効電圧のデューティ比を変化させた場合（図５（ｂ））の実験結果を示す図である。
図５（ａ）において、横軸は印加電圧を表し、縦軸は音量を表している。
また、図５（ｂ）において、横軸は印加電圧のデューティ（電圧デューティ）を表し、縦軸は音量を表している。
【００３８】
図５からわかるように、印加電圧のデューティ比を変化させない場合には、定格電圧１２Ｖに対して、定格以下では音量のバラツキが大きくなっており、動作が弱々しく安定しない。また、定格以上であってもバラツキは大きいが、動作が安定する電圧領域（安定電圧１７Ｖ）が存在する。
実効電圧を電圧の矩形パルスにより制御すると、図５（ｂ）に示すように、音量のバラツキが少なくなることがわかる。
【００３９】
上述したように、ロータリーソレノイド３に印加する電圧が定格電圧以上であるか以下であるかにかかわらず、ロータリーソレノイド３に矩形波電圧を印加することによって、低速時のハンマーヘッド６の衝突速度を安定化させることが可能となる。
【００４０】
ところが、ロータリーソレノイド３に矩形波電圧を印加することで低速時のハンマーヘッド６の衝突速度を安定化させることができても、ロータリーソレノイド３の内部抵抗は、ロータリーソレノイド３の周囲温度の影響によって変動するから、ハンマーヘッド６の衝突速度はなお安定しない。
例えば、ロータリーソレノイド３に同じ電圧を印加して比較すると、通常、２０℃で３３Ωの抵抗を有するロータリーソレノイド３においては、−１０℃〜５０℃の温度変化に対して、内部抵抗が約２９Ω〜約３７Ωまで変動する。
【００４１】
そこで本実施の形態の発音装置では、ロータリーソレノイド３の周囲の温度に基づいてロータリーソレノイド３の内部抵抗の値を推定し、さらに、その推定値に基づいてロータリーソレノイド３の内部抵抗に流れる電流を常に一定化するデューティ制御を行っている。
なお、既に述べたように、ロータリーソレノイド３の周囲温度は、人形体６０の頭部後方に埋設されたサーミスタ１６の抵抗値の変化に基づいてマイクロプロセッサ１１によって判断される。
【００４２】
図６は、ロータリーソレノイドの検出温度に基づくデューティ比を制御した場合とデューティ比を固定した場合について、周囲温度の変化とハンマーヘッドの衝撃値との関係についての実験結果を示す図である。
図６おいて、横軸は周囲温度の示し、縦軸はハンマーヘッド６の発音体１への衝撃値を示している。ハンマーヘッド６の衝撃値が増加すれば、それに応じて衝突時に発音される音も増加するから、縦軸は発音装置の音量と考えることができる。なお、ロータリーソレノイド３への印加電圧については、２４Ｖに統一した。
【００４３】
図６から明らかなように、弱音、中音および強音の各音量の状態でロータリーソレノイド３の周囲温度を上昇させると、デューティを一定に固定して温度変化に基づくデューティ制御を行わない場合では、ロータリーソレノイド３の内部抵抗が周囲温度の上昇に応じて上昇することから、ロータリーソレノイド３の回転速度が次第に降下し、図６の（Ａ１），（Ａ２），（Ａ３）に示すように、ハンマーヘッド６の発音体１への衝撃値もそれぞれ下降状態となる。
【００４４】
一方、弱音、中音および強音の各音量の状態について、ロータリーソレノイド３の周囲温度の変化に基づくデューティ制御を行った場合では、図６の（Ｂ１），（Ｂ２），（Ｂ３）に示すように、ハンマーヘッド６の発音体１への衝撃値が、それぞれ常に一定した安定状態となっている。
したがって、音量をどの位置に設定しても、ロータリーソレノイド３の周囲温度の変化に基づくデューティ制御を行えば、周囲温度の変動に関係なく安定した一定の音を得ることが可能となる。
【００４５】
以上のように構成された本発明の発音装置の一実施形態の動作について図３、図４、図７および図８に基づいて説明する。
図７は、図１に示す発音装置の温度の変化に基づくデューティ制御の動作を示すフローチャートであり、図８は、発音装置のデューティ制御を行うためのデューティデータテーブルである。
【００４６】
例えば、所定の時間になるとマイクロプロセッサ１１にＭＩＤＩ信号受信モードが設定され、それを受けてＣＤプレーヤ１２またはＭＩＤＩシーケンサ２２が起動される。
起動されたＣＤプレーヤ１２またはＭＩＤＩシーケンサ２２は、ＣＤ−ＭＩＤＩまたはＭＩＤＩデータＦＤ（フロッピィディスク）からＭＩＤＩデータを読み込み、１チャネルから１６チャネルにわたるＭＩＤＩ信号を出力する。
【００４７】
ＣＤプレーヤ１２またはＭＩＤＩシーケンサ２２から出力されたＭＩＤＩ信号のうち、１チャネルから１５チャネルのデータは、Ｄ／Ａコンバータ１３またはＭＩＤＩ音源１３に入力され、背景音楽用の音楽アナログ信号に変換される。
Ｄ／Ａコンバータ１３またはＭＩＤＩ音源１３によって変換された音楽アナログ信号は、アンプ１３で増幅されてスピーカ１４に入力され、これにより、スピーカ１４から背景音楽が出力される。
【００４８】
ＣＤプレーヤ１２またはＭＩＤＩシーケンサ２２から出力された１６チャネルのデータは、マイクロプロセッサ１１に入力され、その１６チャネルのＭＩＤＩデータによって発音させようとする音階を有する発音体１が選出される。
このとき、人形体６０の頭部後方に埋設されたサーミスタ１６の抵抗値の変化に基づいて、マイクロプロセッサ１１によってロータリーソレノイド３の周囲温度が計測される（Ｓ１）。
【００４９】
周囲温度計測後、演奏を開始するかどうかがマイクロプロセッサ１１によって判断される（Ｓ２）。演奏を開始しない場合（Ｓ２で「ＮＯ」選択）には、制御回路１０は、演奏開始ＯＫとなるまで周囲温度を常に計測する無限ループ状態となる。演奏開始ＯＫの場合（Ｓ２で「ＹＥＳ」選択）には、１６チャネルのＭＩＤＩデータによってマイクロプロセッサ１１にて選出された発音体１の音階が確認される（Ｓ３）。
【００５０】
発音体１の音階の確認後、マイクロプロセッサ１１によって、ＭＩＤＩデータの音量データに基づいて発音体１で発音させる音が強音であるかどうかが判断される（Ｓ４）。強音であると判断された場合（Ｓ４で「ＹＥＳ」選択）には、図８に示す強音用デューティデータから周囲温度に適合したデータが抽出される（Ｓ６）。このとき、例えば、周囲温度が１０℃であったとすると、データＳが抽出されることになる。
【００５１】
発音体１で発音させる音が強音ではないと判断された場合（Ｓ４で「ＮＯ」選択）には、マイクロプロセッサ１１によって中音であるかどうかが判断される（Ｓ５）。中音であると判断された場合（Ｓ５で「ＹＥＳ」選択）には、図８に示す中音用デューティデータから周囲温度に適合したデータが抽出される（Ｓ７）。このとき、例えば、周囲温度が１０℃であったとすると、データＬが抽出されることになる。
【００５２】
発音体１で発音させる音が中音ではないと判断された場合（Ｓ５で「ＮＯ」選択）には、本発音装置の音量切り替えが３段階式であることから、必然的に弱音であると判断され、図８に示す弱音用デューティデータから周囲温度に適合したデータが抽出される（Ｓ８）。このとき、例えば、周囲温度が１０℃であったとすると、データＥが抽出されることになる。
【００５３】
上述したフローに基づいて抽出されたデューティデータに応じて、マイクロプロセッサ１１は、音量データに基づいた所定のタイミングで、図示しない駆動回路をオン／オフさせるクロック信号を発生させる。このクロック信号を受けて、図示しない駆動回路は、そのクロック信号に基づいた所定のデューティ比を有する矩形波電圧を出力し、さらにはその矩形波電圧はトランジスタ１８によって増幅され、ロータリーソレノイド３に出力される。
【００５４】
そして、ロータリーソレノイド３は、印加された矩形波電圧の実効電圧に応じた速度で駆動され（Ｓ９）、ハンマーヘッド６はロータリーソレノイド３の回転数に応じた速度で発音体１に衝突する。これにより、発音体１は、音階データ通りの音階の音色を、ハンマーヘッド６との衝突速度または衝突エネルギーに応じた音量データ通りの音量で発生させる。
【００５５】
なお、ロータリーソレノイド３の起動した後、ハンマーヘッド６が発音体１に衝突するまでの時間は、実験等によりあらかじめ知ることができる。このため、ロータリーソレノイド３への矩形波電圧の印加時間についても、あらかじめ設定されている。
ロータリーソレノイド３は、起動後、その設定時間が経過すれば通電を遮断される。さらに、ロータリーソレノイド３には逆極性を有する電圧が印加され、ハンマーヘッド６が発音体１から遠ざけられる。この場合、高速でハンマーヘッド６を後退させる必要があるため、ロータリーソレノイド３に印加する電圧は矩形波電圧である必要はなく、またその電圧値は一定としてもよい。
【００５６】
ロータリーソレノイド３が遠ざけられた後、マイクロプロセッサ１によって演奏終了かどうかが判断される（Ｓ１０）。演奏終了と判断されれば（Ｓ１０で「ＹＥＳ」選択）、演奏が開始されるまで周囲温度の計測が続けられる（Ｓ１）。演奏終了でない場合（Ｓ１０で「ＮＯ」選択）には、１６チャネルのＭＩＤＩデータによってマイクロプロセッサ１１にて選出された発音体１の音階が確認され（Ｓ３）、音量の判断が実行されて演奏が続行される。
上述したフローが繰り返されることにより、ＭＩＤＩデータ通りの演奏が可能となる。
【００５７】
本実施の形態では、周囲温度に基づいたデューティ制御が、強音、中音および弱音の３段階について行われているが、音量の段階は、これに限定されない。つまり、音色に多様な変化を持たせるのであれば、音量の設定をさらに細かくすることが望ましい。
【００５８】
本実施の形態では、ロータリーソレノイド３の実効電圧を変化させるために、印加する矩形波電圧の最高電圧値を一定に固定し、デューティ比を変化させるように構成したが、デューティ比を固定し、印加する矩形波電圧の最高電圧値を変化させても、同様にロータリーソレノイド３の実効電圧を変化させることができる。また、印加する矩形波電圧の最高電圧値とデューティ比の両方を変化させるように構成してもよい。
【００５９】
また本実施の形態では、発音体１として略円筒状のものを用いたが、これに限られず、板状体、棒状体等であっても同様の効果を奏する。また発音体１の材料も、金属、木材等楽器の材料として用いられるものであればよい。
【００６０】
本実施の形態の発音装置によれば、ロータリーソレノイド３の周囲の温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ１６を設け、ロータリーソレノイド３が、サーミスタ１６の検出結果に基づいて、マイクロプロセッサ１１によってデューティ制御された印加電圧によって回転駆動されるように構成したので、周囲温度が変動しても、発音体１に安定した音を発生させることができる。その結果、例えば、屋外等の気温差の激しい環境にも使用可能な発音装置を実現できる。
【００６１】
また本実施の形態の発音装置によれば、ロータリーソレノイド３に印加する矩形波の最大電圧値をロータリーソレノイド３の定格電圧よりも高くし、デューティ比を変化させることにより定格電圧以下の実効電圧を得ることができる。これにより、低速状態でのハンマーヘッド６と発音体１との衝突速度を常に安定させることができる。その結果、発音体１の音量が小さい場合でも所望通りの安定した音を発生させることが可能となる。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、発音装置の周囲の温度が変動しても、設定された音量を常に一定に維持することができる。これにより、周囲の温度に影響されずに所望の音量を得ることができる。したがって、気温差の激しい環境にも使用可能な発音装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発音装置の一実施の形態の構成を示す側面図である。
【図２】（ａ）はロータリソレノイドの定格電圧以下の実効電圧を得るための矩形波電圧を示す図であり、（ｂ）はロータリソレノイドの定格電圧以上の実効電圧を得るための矩形波電圧を示す波形図である。
【図３】ＣＤ−ＭＩＤＩを用いた音量調整系の制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】ＭＩＤＩデータの入ったフロッピィーディスクを用いた音量調整系の制御装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図５】４つの試料を用いた場合の実験結果を示す図で、（ａ）は印加電圧のデューティ比を変化させない場合、（ｂ）は実効電圧のデューティ比を変化させた場合（の実験結果を示す図である。
【図６】ロータリーソレノイドの検出温度に基づくデューティ比を制御した場合とデューティ比を固定した場合について、周囲温度の変化とハンマーヘッドの衝撃値との関係についての実験結果を示す図である。
【図７】図１に示す発音装置の温度の変化に基づくデューティ制御の動作を示すフローチャートである。
【図８】発音装置のデューティ制御を行うためのデューティデータテーブルである。
【図９】従来の発音装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１０１…発音体
２，１０２…ハンマー機構
３…ロータリソレノイド
４…回転軸
５…アーム
５ａ…第１のアーム
５ｂ…第２のアーム
６，１０４…ハンマーヘッド
１１…マイクロプロセッサ
１２…ＣＤプレーヤ
１３…Ｄ／Ａコンバータ
１４，１７…アンプ
１５…スピーカ
１６…サーミスタ
１８…トランジスタ
２２…ＭＩＤＩシーケンサ
２３…ＭＩＤＩ音源
５０…フレーム
６０…人形体
１０３…板ばね
１０６…プランジャー
１０７…ソレノイド
１０８…コイルばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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