(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向へ向けて回動自在な蓋体を有する鍵盤楽器の内部に設けられて上記蓋体を回動させる蓋体の開閉装置であって、
モータと、このモータの回転を上下方向の運動に変換する変換機構とを備え、
上記変換機構は、縮小状態で鍵盤楽器の内部に収容され、上記モータの回転が伝達されることにより伸長して上記蓋体を押し上げることを特徴とする蓋体の開閉装置。
【請求項２】
前記変換機構は、鍵盤楽器の両側部に掛け渡して設けられ、前記モータの回転が伝達されることにより上方へ向けて伸長することを特徴とする請求項１に記載の蓋体の開閉装置。
【請求項３】
前記モータは、鍵盤楽器の本体の一側部に回転軸を略水平方向へ向けて上下方向へ回動自在に設けられ、前記変換機構は、上記回転軸と一体的に回転する長尺のネジ部材と、このネジ部材に螺合した送りナットと、一端が上記送りナットの上下側部にそれぞれ回動自在に設けられるとともに、他端が前記蓋体と上記本体の他側にそれぞれ回動自在に設けられたリンク部材とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の蓋体の開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばグランドピアノの屋根板を開閉する蓋体の開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８および図９はグランドピアノの屋根板の構造を示す一部破砕正面図である。これらの図に示すように、ピアノ本体１の上面開口部には屋根板２がヒンジ３によって回動自在に取り付けられており、使用しないときは屋根板を閉めることによってピアノ本体の内部へのゴミや埃の侵入を防止するとともに、演奏中は開放して音を充分に拡散するようになっている。
ここで、屋根板２を開けるには、屋根板２の自由端を手で持ち上げ、突上棒４の端部を持ち上げて屋根板２の内面に係合させる（図９参照）。また、屋根板２を閉めるには、屋根板２を図８に示す状態からやや持ち上げ、突上棒４を屋根板２から外して屋根板２を下ろす。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、グランドピアノの屋根板は比較的重いため、その開閉のために大きな力を要する。したがって、適当な動力によって屋根板を開閉するような装置があれば非常に便利である。また、屋根板を開く角度は突上棒の長さによって決まってしまうため、開く角度を演奏者の好みで自由に設定したいという要望もあった。
よって、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、動力によって屋根板を開閉し、好みの角度で開くことができる蓋体の開閉装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の蓋体の開閉装置は、上下方向へ向けて回動自在な蓋体を有する鍵盤楽器の内部に設けられて上記蓋体を回動させる蓋体の開閉装置であって、モータと、このモータの回転を上下方向の運動に変換する変換機構とを備え、上記変換機構は、縮小状態で鍵盤楽器の内部に収容され、上記モータの回転が伝達されることにより伸長して上記蓋体を押し上げることを特徴としている。
【０００５】
請求項２に記載の蓋体の開閉装置は、請求項１において、前記変換機構が、鍵盤楽器の両側部に掛け渡して設けられ、前記モータの回転が伝達されることにより上方へ向けて伸長することを特徴としている。
【０００６】
請求項３に記載の蓋体の開閉装置は、請求項２において、前記モータが、鍵盤楽器の本体の一側部に回転軸を略水平方向へ向けて上下方向へ回動自在に設けられ、前記変換機構が、上記回転軸と一体的に回転する長尺のネジ部材と、このネジ部材に螺合した送りナットと、一端が上記送りナットの上下側部にそれぞれ回動自在に設けられるとともに、他端が前記蓋体と上記本体の他側にそれぞれ回動自在に設けられたリンク部材とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の蓋体の開閉装置にあっては、鍵盤楽器の内部に収容された変換機構がモータの回転に伴って伸長することにより、蓋体を押し上げて開ける。そして、モータの回転量を適宜設定することにより、蓋体の開く量を任意に設定することができる。
【０００８】
請求項２に記載の蓋体の開閉装置にあっては、変換機構が鍵盤楽器の両側部に掛け渡して設けられているので、例えばグランドピアノの本体の上部の空間に配置することができる。
【０００９】
請求項３に記載の蓋体の開閉装置にあっては、モータを回転させて送りナットを本体の他側側へ移動させると、リンク部材が互いに開く方向へ回動して蓋体を持ち上げる。また、送りナットをモータ側へ移動させるとリンク部材が互いに閉じる方向へ回動して蓋体を下降させる。よって、リンク部材を閉じた状態では、横向きの細長い構造となるので、例えばグランドピアノの本体上部の狭い空間でも難なく収容することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（１）第１の実施の形態
Ａ．実施の形態の構成
以下、この発明の第１の実施の形態を図１ないし図６を参照しながら説明する。
なお、以下の説明においては、図７に示すものと同等の構成要素には同符号を付してその説明を省略する。
ピアノ本体１の左側の側板１ａには、軸１０ａを中心に上下方向に回動可能なヒンジ１０が取り付けられ、ヒンジ１０にはモーター固定体１１を介してモータ１２が取り付けられている。モータ１２の出力軸（図示略）には長手方向を水平方向へ向けたウオームギア（ネジ部材）１３が取り付けられ、ウオームギア１３には、送りナット１４が螺合させられている。送りナット１４の両側にはアーム（リンク部材）１５の一端部がヒンジ１６を介して取り付けられ、各アーム１５の他端部は、屋根板（蓋体）２の内周面とピアノ本体の右側の側板１ｂにそれぞれヒンジ１６，１７を介して取り付けられている。なお、図中符号１３ａは送りナット１４の移動を規制するためのストッパである。
【００１１】
次に、図３は実施の形態の電気的構成を示すブロック図である。図において符号２０はパネルスイッチであり、鍵盤の横など適当な箇所に配置されている。パネルスイッチ２０には、屋根板２の開閉を指示する開ボタン２１および閉ボタン２２と、屋根板２の回動を止める停止ボタン２３が配置されている。また、屋根板２が開く角度を連続的に指定するスライドキー２４も配置され、屋根板２が最大限に開いたときの屋根板２が水平方向となす角度を１００％として、開く角度をパーセンテージで指示するようになっている。また、モータ１２の回転量はモータ１２に内蔵されたロータリーエンコーダ１２ａから出力される信号に基づいてコントローラ３１が検出し、その検出結果に基づいてコントローラ３０はモータ１２の回転をフィードバック制御する。
【００１２】
Ｂ．実施の形態の動作
上記構成の蓋体の開閉装置にあっては、図１に示す状態で開ボタン２１が押されると、コントローラ３０はモータ１２を回転させる。これにより、ウオームギア１３が回転し、そのネジに沿って送りナット１４が図中右側へ移動する。これにより、２つのアーム１５，１５が開くように回動し、屋根板２が押し上げられる。そして、コントローラ３０は、屋根板２がスライドキー２４によって設定された角度をなすようにロータリーエンコーダ１２ａから出力される信号に基づいてモータ１２の回転を制御する。図２は、屋根板２の開く角度が例えば７０％に設定されたときの状態である。
なお、屋根板２が回動しているときに停止ボタン２３が押されると、コントローラ３０はモータ１２を停止させる。そして、その後に開ボタン２１が再び押されるとモータ１２の回転を開始し、屋根板２が設定された角度をなすまでモータ１２を回転させる。
【００１３】
ここで、送りナット１４は、ウオームギア１３のストッパ１３ａに当接するまで移動可能であるが、そこまで送りナット１４を移動させると送りナット１４に設けられた雌ネジとウオームギア１３とが噛み付き、送りナット１４が機械的なロック状態になることがある。その結果、ウオームギア１３を逆転させる際に大きなトルクが必要となり、種々のトラブルを招来する。そこで、この実施の形態では、送りナット１４がストッパ１３ａからやや手前の位置にあるときの屋根板２の角度を１００％とし、コントローラ３０は送りナット１４がそれ以上ストッパ１３ａ側へ移動しないようにモータ１２を制御する。
【００１４】
次に、図２に示す状態で閉ボタン２２が押されると、コントローラ３０はモータ１２を上記と逆の方向へ回転させる。これにより、ウオームギア１３が回転し、そのネジに沿って送りナット１４が図中左側へ移動する。これにより、２つのアーム１５，１５が閉じるように回動し屋根板２が下降する。そして、コントローラ３０は、屋根板２がピアノ本体１の側板１ｂに載置されると直ちにモータ１２の回転を停止するように制御し、送りナット１４が機械的なロック状態にならないようにする。
なお、屋根板２が回動しているときに停止ボタン２３が押されると、コントローラ３０はモータ１２を停止させる。そして、その後に閉ボタン２１が再び押されるとモータ１２の回転を開始し、屋根板２が閉じるまでモータ１２を回転させる。
【００１５】
上記構成の蓋体の開閉装置においては、モータ１２の動力によって屋根板２が開閉されるから非常に便利である。また、演奏する会場の広さや選曲などに合わせて屋根板２の開く角度を任意に選択することができるので、所望の音響効果を得ることができる。
特に、上記実施の形態では、蓋体の開閉装置がピアノ本体１の側板１ａ，１ｂに掛け渡して設けられているので、例えばグランドピアノのようにピアノ本体１の上部の空間に配置することができる。しかも、ウオームギア１３、送りナット１４およびアーム１５，１５によってパンタグラフ状の構造を構成しているので、アーム１５，１５を閉じると横置きの細長い構造物となる。よって、弦、アクション、ダンパなどのグランドピアノの構成物と屋根板２との狭い空間に難なく収容することができる。
【００１６】
Ｃ．第１の実施の形態の変更例
▲１▼屋根板２を開いた状態では、屋根板２の重量により送りナット１４に捻りモーメントが作用するため、ヒンジ１６に曲げ力が作用して変形し易くなる。特に、ピアノ本体１側のヒンジ１６には、屋根板２の重量に加えて蓋体の開閉装置の重量も作用するから、変形防止のための対策を講じることが望ましい。そこで、ピアノ本体１側のアーム１５を複数（例えば２本）にすると良い。たとえば、２本のアームの一端を送りナット１４に回動自在に取り付け、アームの他端をピアノ本体１の側板１ｂに互いに離間して回動自在に取り付ける。なお、屋根板２側のアームも同様にして２本にすることもできる。
【００１７】
▲２▼図１のように屋根板２を閉じた状態でアーム１５，１５どうしのなす角度が小さいと、送りナット１４を始動させる際に大きなトルクを要する。そこで、屋根板２を開け始める際にアーム１５とは別の機構によって屋根板２を持ち上げるように構成することができる。
図４はそのような構成の例を示すものである。図中符号４０は送りナットであり、その内周にはウオームギア１３と螺合する雌ネジが形成されている。送りナット４０の先端部にはフランジ４１が形成され、後端部には台座４２が形成されている。フランジ４１と台座４２の中間部には、スライダ４３が軸方向へ摺動自在に嵌合している。スライダ４３と送りナット４０とは、セレーションあるいはキーなどの適当な回り止め機構によって、互いに相対回転しないようになっている。そして、スライダ４３の両側にヒンジ１６が取り付けられ、各ヒンジ１６にアーム１５が取り付けられることによって、図１に示すものと同等のパンタグラフ構造が構成されている。
【００１８】
次に、台座４２の上面には、ピン４４がヒンジ４５によって回動自在に支持されている。ピン４４は、コイルバネ４６によって時計回りの方向へ付勢され、ストッパ４７に当接している。また、ピン４４は、台座４２の後端部に取り付けられたストッパ４８により、直立する位置までしか回転しないようになっている。一方、屋根板２の下面にはプレート５０が取り付けられている。プレート５０は送りナット４０の進行方向先端側が肉厚に形成され、肉厚部にさしかかる段差５０ａにピン４４の先端部が係合している。なお、ピン４４の先端部は傾斜面４４ａによって先鋭に形成され、プレート５０の段差５０ａと確実に係合するようになっている。
【００１９】
さて、図４に示す状態でウオームギア１３を回転させて送りナット４０を図中右側へ移動させると、ピン４４がプレート５０と係合したまま反時計回りの方向へ回動し、これによって屋根板２が持ち上げられる。屋根板２が持ち上げられると、アーム１５，１５が回動してスライダ４３が先端側へ移動するが、その移動距離は送りナット４０の移動距離と比べて少ない。そして、ピン４４が回動してストッパ４８に当接した後に、ピン４４の先端部が段差５０ａを乗り越えて屋根板２が若干持ち上げられるが、そのときには、台座４２の先端面がスライダ４３の後端面に当接し、それ以後は送りナット４０とスライダ４３とがいっしょに移動する。したがって、その後はアーム１５，１５の回動によって屋根板２が持ち上げられる。なお、屋根板２が持ち上げられてプレート５０がピン４４から離間すると、コイルバネ４６の付勢力によってピン４４が回動復帰する。このように、アーム１５，１５のリンク機構によって屋根板２を持ち上げる際には、アーム１５，１５がある程度開いているので、スライダ４３を先端側へ移動させるに要する力が小さくて済む。
【００２０】
次に、図５は上記構成のさらに他の変更例を示す図である。この変更例は、台座４２の上面に上端部が半球状に形成されたピン６０を固定し、屋根板２の下面にピン６０によって駆動されるカム６１を固定したものである。この例においても、ウオームギア１３を回転させるとピン６０がカム６１のカム面６１ａを摺動してカム６１を押し上げる。そして、ピン６０がカム６１の頂端部に達すると、台座４２の先端面がスライダ４３の後端面に当接し、それ以後は送りナット４０とスライダ４３とが一体となって移動する。したがって、その後はアーム１５，１５の回動によって屋根板２が持ち上げられる。なお、カム６０には、カム面６１ａの図中右側に斜面６１ｂが設けられており、この斜面６１ｂにより、ピン６０がカム６１の項端部を過ぎた時点で屋根板２の重量がアーム１５，１５に急激に付加されることが防がれるようになっている。
【００２１】
（２）第２の実施の形態
次に、図６を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態の蓋体の開閉装置は、潜望鏡のように伸縮可能に構成されて屋根板２を持ち上げるようになっている。図６（Ａ）に示すように、ピアノ本体１の底部にはヒンジ７１が取り付けられ、ヒンジ７１にはモータ７２が取り付けられている。モータ７２の回転軸には内周面にネジが形成された第１スリーブ７３が取り付けられている。第１スリーブ７３の内周には、内周と外周にネジが形成された第２スリーブ７４が螺合し、第２スリーブ７４にも内外周面にネジが形成された第３スリーブ７５が螺合している。そして、第３スリーブ７５の内周には、上端部がヒンジ７６を介して屋根板２に回動自在に取り付けられたネジ棒７７が螺合している。
【００２２】
上記したネジの端部には、第１スリーブ７３〜ネジ棒７７どうしが抜けないようにストッパが設けられている。図６（Ｂ）はストッパの構成を示すもので、雄ネジＡの下端部には突起Ｐが形成され、雌ネジＢには突起Ｐが通過するための溝Ｇが形成されている。これにより、第１スリーブ７３〜ネジ棒７７は互いに相対回転自在であるが、雌ネジＢの上端部では溝Ｇがストッパで塞がれているため、突起Ｐがストッパに当接してそれ以上回転できなくなる。
したがって、第１スリーブ７３に第２スリーブ７４〜ネジ棒７７を収容した縮小状態でモータ７２を回転させると、いずれかのネジの相対回転がストッパで規制され、次に他のネジの相対回転が規制される。そして、このようにして、全てのネジが抜け出る直前まで回転し、図６（Ａ）に示す伸長状態となる。
【００２３】
また、雄ネジＡの上端部にも突起Ｇが形成されているため、ネジ棒７７〜第２スリーブ７４は、相手方に完全に没する前にネジの相対回転がストッパで規制される。したがって、図６（Ａ）に示す状態からモータ７２を上記と逆方向に回転させると、上記と同様にネジの相対回転が次々と規制されていって縮小状態となる。
【００２４】
このように、モータ７２を回転させることにより、第１スリーブ７３〜ネジ棒７７を縮小状態から伸長状態にして屋根板２を開け、伸長状態から縮小状態にすることによって屋根板２を閉じることができる。また、ロータリーエンコーダを用いてモータ７２の回転数を制御することにより、屋根板２を開ける角度を任意に設定することが可能であることは第１の実施の形態と同様である。
【００２５】
図７は図６に示す蓋体の開閉装置の変更例を示す図である。図７に示すように、ピアノ本体１の底部には、ヒンジ８１を介して第１スリーブ８２が取り付けられ、第１スリーブ８２には第２スリーブ８３が上下方向へ移動自在に収容されている。第２スリーブ８３には第３スリーブ８４が上下方向へ移動自在に収容され、第３スリーブ８４の上端部は、ヒンジ８５を介して屋根板２の下面に取り付けられている。
【００２６】
第３スリーブ８４の上端部にはワイヤ８６の端部が固定されている。ワイヤ８６は、第３スリーブ８４の側部および底部を巡って第２スリーブ８３と第１スリーブ８２の間に通され、第２スリーブ８３の底部を巡って第１スリーブ８２の上縁部から下方へ垂らされている。そして、このワイヤ８６の端部は、モータ８７によって回転可能とされたプーリ８８に固定されている。なお、第２スリーブ８３および第３スリーブ８４の底部には、ワイヤ８６を通すリングや溝が設けられている。
このような構成の蓋体の開閉機構においては、モータ８７を回転させることにより、ワイヤ８６がプーリ８８に巻き取られ、第２スリーブ８３および第３スリーブ８４が上昇する。これにより、屋根板２が持ち上げられる。
【００２７】
（３）その他の変更例
▲１▼ウオームギア１３と送りナット１４として、市販のボールネジ／ナットを使用することができる。
▲２▼屋根板２の開く角度を無段階に設定するようにしたが、段階的に設定するようにしても良い。
▲３▼上記実施の形態以外にも種々の機構を採用することができる。たとえば、アームをＸ字状に回転自在に連結したものを次々と連結して伸縮自在に構成し、端部のアームどうしのなす角度をモータによって変化させるように構成することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明の蓋体の開閉装置にあっては、モータの動力によって蓋体が開閉されるから非常に便利である。また、演奏する会場の広さや選曲などに合わせて蓋体の開く角度を任意に選択することができるので、所望の音響効果を得ることができる（請求項１）。
【００２９】
変換機構が鍵盤楽器の両側部に掛け渡して設けられているので、例えばグランドピアノの本体の上部の空間に配置することができる（請求項２）。また、ネジ部材、送りナットおよびリンク部材によってパンタグラフ構造を構成しているので、リンク部材を閉じると横置きの細長い構造物となる。よって、弦、アクション、ダンパなどのピアノの構成物と蓋体との狭い空間に難なく収容することができる（請求項３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態の蓋体の開閉装置を示す側面図である。
【図２】  屋根板を開いた状態を示す側面図である。
【図３】  蓋体の開閉装置のブロック図である。
【図４】  第１の実施の形態の変更例を示す側面図である。
【図５】  第１の実施の形態の他の変更例を示す側面図である。
【図６】  （Ａ）は本発明の第２の実施の形態を示す側面図であり、（Ｂ）はネジの構成を示す断面図である。
【図７】  本発明の第２の実施の形態の変更例を示す側断面図である。
【図８】  グランドピアノの屋根板を閉じた状態を示す一部破砕平断面図である。
【図９】  グランドピアノの屋根板を開いた状態を示す一部破砕平断面図である。
【符号の説明】
２…屋根板（蓋体）、１２…モータ、１３…ウオームギア（ネジ部材）、
１４…送りネジ、１５…アーム（リンク部材）。
【図１】
0003663720.tif 000002
【図２】
0003663720.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003663720.tif 000005
【図５】
0003663720.tif 000006
【図６】
0003663720.tif 000007
【図７】
0003663720.tif 000008
【図８】
0003663720.tif 000009
【図９】
0003663720.tif 000010