(57)【要約】  一実施形態における擦弦器は、弦楽器に取り付けるための取付部と、動力により接弦時に回転することで擦弦し、前記回転と連動した力と自重により回転中心を移動することで接弦と離弦とを切り替える回転体と、を含む。
2019180890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弦楽器に取り付けるための取付部と、
動力により接弦時に回転することで擦弦し、前記回転と連動した力と自重により回転中心を移動することで接弦と離弦とを切り替える回転体と、を含む擦弦器。
【請求項２】
前記動力は、磁場と電流の相互作用による請求項１に記載の擦弦器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の擦弦器と、
前記回転体によって擦弦される弦と、を含む演奏装置。
【請求項４】
第１方向に延在する弦と、
前記弦を挟んで対向する磁石を含む２つの固定子、および前記弦を挟んで対向し、前記第１方向とは異なる第２方向に延在する２つの電極、を含む取付部と、
前記２つの固定子の間に前記２つの固定子と離間して配置され、電機子を含む回転子、前記２つの電極の間に回転可能に配置され、前記２つの電極と第２方向に摺動可能に接触する整流子、および前記整流子の摺動範囲の一部で前記弦と接する擦弦部、を含み、前記回転子と前記整流子と前記擦弦部とが一体回転する回転体と、を含む演奏装置。
【請求項５】
前記回転体は自重により前記弦に接する請求項３または請求項４に記載の演奏装置。
【請求項６】
前記回転体は回転中心を含む回転軸を有する請求項３乃至５の何れか１項に記載の演奏装置。
【請求項７】
前記回転体は、前記回転軸が前記弦と平行に配置される請求項６に記載の演奏装置。
【請求項８】
前記回転体は、前記弦と面で接する請求項７に記載の演奏装置。
【請求項９】
前記回転体は、前記回転軸を含む貫通孔を有する請求項６乃至８の何れか１項に記載の演奏装置。
【請求項１０】
前記弦は、前記貫通孔に配置される請求項９に記載の演奏装置。
【請求項１１】
前記回転体の接弦と離弦との切り替えにおいて、前記弦は前記回転軸の位置を通る請求項１０に記載の演奏装置。
【請求項１２】
前記弦は複数設けられる請求項３乃至１１の何れか１項に記載の演奏装置。
【請求項１３】
前記複数の弦に対して、前記回転体は複数設けられる請求項１２に記載の演奏装置。
【請求項１４】
前記弦の振動範囲を規定する音高制御部、をさらに含む請求項３乃至１３の何れか１項に記載の演奏装置。
【請求項１５】
前記弦の振動を抑制する止音制御部、をさらに含む請求項１４に記載の演奏装置。
【請求項１６】
前記音高制御部は、前記弦と接する接弦部と、前記接弦部を弦に対して接弦または離弦するように駆動する駆動部と、を含む請求項１４に記載の演奏装置。
【請求項１７】
前記接弦部は複数設けられ、前記複数の接弦部は異なる材料を含む請求項１６に記載の演奏装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演奏装置に関する。特に、弦楽器の演奏装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な楽器の自動演奏装置が開発されている。しかしながら、弦楽器においては、その弓の動きの複雑さから、人間が演奏しているときのような音色を再現させることは非常に困難であった。例えば、特許文献１には、人間の腕を模したロボットアームを有し、ロボットアームの各関節を駆動制御することにより、弓を使ってバイオリンなどの弦楽器を自動演奏する人型ロボットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８６２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、簡単な構成で弦楽器を擦弦により発音することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態によれば、弦楽器に取り付けるための取付部と、動力により接弦時に回転することで擦弦し、前記回転と連動した力と自重により回転中心を移動することで接弦と離弦とを切り替える回転体と、を含む擦弦器が提供される。【０００６】
前記動力は、磁場と電流の相互作用によるものであってもよい。【０００７】
また、本発明の一実施形態によれば、前記擦弦器と、前記回転体によって擦弦される弦と、を含む演奏装置が提供される。【０００８】
また、本発明の一実施形態によれば、第１方向に延在する弦と、前記弦を挟んで対向する磁石を含む２つの固定子、および前記弦を挟んで対向し、前記第１方向とは異なる第２方向に延在する２つの電極、を含む取付部と、前記２つの固定子の間に前記２つの固定子と離間して配置され、電機子を含む回転子、前記２つの電極の間に回転可能に配置され、前記２つの電極と第２方向に摺動可能に接触する整流子、および前記整流子の摺動範囲の一部で前記弦と接する擦弦部、を含み、前記回転子と前記整流子と前記擦弦部とが一体回転する回転体と、を含む演奏装置が提供される。【０００９】
前記回転体は自重により前記弦に接してもよい。【００１０】
前記回転体は前記回転中心を含む回転軸を有してもよい。【００１１】
前記回転体は、前記回転軸が前記弦と平行に配置されてもよい。【００１２】
前記回転体は、前記弦と面で接してもよい。【００１３】
前記回転体は、前記回転軸を含む貫通孔を有してもよい。【００１４】
前記弦は、前記貫通孔に配置されてもよい。【００１５】
前記回転体の接弦と離弦との切り替えにおいて、前記弦は前記回転軸の位置を通ってもよい。【００１６】
前記弦は複数設けられてもよい。【００１７】
前記複数の弦に対して、前記回転体は複数設けられてもよい。【００１８】
前記弦の振動範囲を規定する音高制御部、をさらに含んでもよい。【００１９】
前記弦の振動を抑制する止音制御部をさらに含んでもよい。【００２０】
前記音高制御部は、前記弦と接する接弦部と、前記接弦部を弦に対して接弦または離弦するように駆動する駆動部と、を含んでもよい。【００２１】
前記接弦部は複数設けられ、前記複数の接弦部は異なる材料を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡単な構成で弦楽器を擦弦により発音することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る演奏装置の構成を示す上面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る擦弦器の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る回転体の構成を示す擦弦器の解体図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る取付部の構成を示す擦弦器の解体図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を整流子側から見た側面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態に係る擦弦器の断面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を整流子側から見た側面図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態に係る擦弦器の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るコントロールユニットの構成を示す図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る取付部の構成を示す擦弦器の解体図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る擦弦器の構成を示す斜視図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【図１１Ｂ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【図１２Ａ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る取付部の構成を示す擦弦器の解体図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る演奏装置の構成を示す上面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る擦弦器の構成を示す斜視図である。
【図１６Ａ】本発明の一実施形態に係る擦弦器の断面図である。
【図１６Ｂ】本発明の一実施形態に係る擦弦器の断面図である。
【図１７Ａ】本発明の一実施形態に係る擦弦器の断面図である。
【図１７Ｂ】本発明の一実施形態に係る擦弦器の断面図である。
【図１８Ａ】本発明の一実施形態に係る音高制御部の構成を示す図である。
【図１８Ｂ】本発明の一実施形態に係る音高制御部の構成を示す図である。
【図１９Ａ】本発明の変形例に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【図１９Ｂ】本発明の変形例に係る擦弦器を擦弦部側から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態における演奏装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率（各構成間の比率、縦横高さ方向の比率等）は説明の都合上、実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。
【００２５】
＜第１実施形態＞
［演奏装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る演奏装置の構成を示す上面図である。本発明の一実施形態に係る演奏装置１は、弦楽器１０と、擦弦器１００と、を含む。本実施形態において弦楽器１０は、例えば、ハープ型で示す。しかしながらこれに限定されず、弦楽器１０は、弦１２の振動を音とすることが可能であればよい。すなわち、弦１２の振動を得るために、弦１２と、弦１２に張力を与えて固定する弦留め１４と、を備えればよい。弦楽器１０は、弦１２が重力（Ｄ１方向）と垂直な方向（第１方向、Ｄ２方向）に延在するよう配置される。本実施形態において弦楽器１０は、互いに平行な方向（Ｄ３方向）に配置される複数の弦１２を含む。このため、演奏装置１は、複数の弦１２に対応する複数の擦弦器１００を含む。しかしながらこれに限定されず、弦楽器１０は１以上の弦１２を含めばよく、演奏装置１は１以上の擦弦器１００を含めばよい。弦楽器１０は既存の弦楽器であってもよく、さらに得られた音を共鳴させる共鳴部１６を含んでもよい。
【００２６】
［擦弦器の構成］
図２は、本発明の一実施形態に係る擦弦器の構成を示す斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係る回転体の構成を示す擦弦器の解体図である。図４は、本発明の一実施形態に係る取付部の構成を示す擦弦器の解体図である。本実施形態において擦弦器１００は、弦楽器１０に取り付けるための取付部１２０と、動力により回転する回転体１４０とを含む。
【００２７】
図２および図３に示すように、回転体１４０は、弦１２を擦弦する擦弦部１４２と、電機子（巻線による電磁石）を含む回転子１４４と、整流子１４６と、を含む。回転体１４０の擦弦部１４２と、回転子１４４と、整流子１４６と、は一体回転する。回転体１４０を構成する擦弦部１４２、回転子１４４、および整流子１４６は、それぞれ円筒形である。すなわち、擦弦部１４２、回転子１４４、および整流子１４６は、それぞれ円筒軸方向に貫通孔を有する。擦弦部１４２の貫通孔の半径は、回転子１４４と整流子１４６の貫通孔の半径より小さい。擦弦部１４２、回転子１４４、および整流子１４６の貫通孔には、回転体１４０の回転軸（２点鎖線）が位置する。それぞれの貫通孔の中心は回転体１４０の回転軸と一致する。擦弦部１４２、回転子１４４、および整流子１４６は、円筒軸方向に隣接する。本実施形態において隣接する擦弦部１４２および回転子１４４の間にはスリット１４３が配置される。スリット１４３と整流子１４６の外径は、擦弦部１４２および回転子１４４の外径より小さい。
【００２８】
回転体１４０の貫通孔には、弦楽器１０の弦１２が配置される。回転体１４０は、回転軸が弦１２と平行になるよう配置される。回転体１４０の擦弦部１４２は、接弦時に回転することで弦１２を擦弦する。すなわち、回転体１４０の擦弦部１４２は弦１２を略垂直方向（Ｄ３方向）に擦弦する。本実施形態において、擦弦部１４２は、弦１２に擦弦部１４２の円筒内側面が接するように擦弦する。擦弦部１４２は、円筒軸方向（Ｄ２方向）に所定の幅を有する。さらに擦弦部１４２の円筒内側面は、フェルト、発泡剤などを含んでもよい。このように構成されることで、擦弦部１４２は、弦１２に振動を与えるために十分な摩擦力と弾性力とを有する。一方で、回転子１４４および整流子１４６の貫通孔の半径は擦弦部１４２の貫通孔の半径より大きいことから、擦弦部１４２の円筒内側面が接弦しても回転子１４４および整流子１４６の円筒内側面は接弦しない。なお、円筒内側面の素材は、基本的には素材は問わないが、楽音を発生させるために好ましいものとして、バイオリンの弓のように、馬の尾の毛に松ヤニを塗布したような、適度な弾性と摩擦を発生できるものが適する。そして、1つの素材で弾性と摩擦を発生できる必要はなく、それぞれの特性を持った部材を積層して形成してもよい。例えば、弾性を発生する部材として発泡ポリエチレンで層を作るとともに、摩擦を発生する層としてフェルトを貼って、フェルト面を弦に当てるように構成してもよい。
【００２９】
本実施形態において動力は、電磁力により回転力を生み出す電気モーターである。このため、図２および図４に示すように、取付部１２０は、界磁（永久磁石）を含む２つの固定子１２２−１、１２２−２（２つの固定子１２２−１と１２２−２とを区別しないときには固定子１２２という）と、２つの電極１２４−１、１２４−２（２つの電極１２４−１と１２４−２とを区別しないときには電極１２４という）と、筐体１２６と、を含む。
【００３０】
取付部１２０の電極１２４−１と電極１２４−２とは、弦１２が延在する方向（第１方向、Ｄ２方向）および重力（Ｄ１方向）と垂直な方向（Ｄ３方向）に対向し、回転体１４０の整流子１４６を挟むように配置される。整流子１４６は、電極１２４−１と電極１２４−２との間に回転可能に配置される。電極１２４−１と電極１２４−２とは重力の方向（第２方向、Ｄ１方向）に延在する。整流子１４６は、電極１２４−１と電極１２４−２と、重力の方向（Ｄ１方向）および重力と反対の方向（逆Ｄ１方向）に摺動可能に接触している。
【００３１】
取付部１２０の固定子１２２−１と固定子１２２−２とは、弦１２が延在する方向（Ｄ２方向）および重力（Ｄ１方向）と垂直な方向（Ｄ３方向）にＳ極とＮ極が対向するように配置される。固定子１２２−１と固定子１２２−２とは、回転体１４０の回転子１４４を挟むように、固定子１２２−１と固定子１２２−２と離間して配置される。整流子１４６と電極１２４によって回転子１４４の電機子に流れる電流を切り替え、磁気の位相を順番にずらして回転体１４０に駆動力を発生させる。すなわち本実施形態における動力は、固定子１２２による磁場と回転子１４４による電流の相互作用による力を利用して回転運動を出力する直流電動機（ＤＣモーター）である。しかしながらこれに限定されず、界磁を含む回転子１４４と、電機子を含む固定子１２２と、を含み、整流子１４６および電極１２４の代わりに電子回路によって電流制御する構成としてもよい。また、固定子１２２および回転子１４４とも電機子を含む構成であってもよい。
【００３２】
本実施形態において筐体１２６は、箱型で示した。筐体１２６は、２つの固定子１２２および２つの電極１２４を、弦楽器１０に固定する。したがって筐体１２６内には、少なくとも回転体１４０の回転子１４４および整流子１４６が配置される。筐体１２６は、開口１２８を備えてもよい。本実施形態において筐体１２６の開口１２８には、回転体１４０の擦弦部１４２および回転子１４４に間に位置するスリット１４３が回転および摺動可能に係合してもよい。このように構成することで、回転体１４０が弦１２に沿ってＤ２方向および逆Ｄ２方向に移動することを抑制することができる。しかしながらこれに限定されず、例えば、スリット１４３と開口１２８の代わりに整流子１４６と２つの電極１２４−１、１２４−２とで、回転体１４０が逆Ｄ２方向に移動することを抑制することができる。さらに整流子１４６の回転子１４４とは反対側の端部に外径の大きい係止部材を配置する、または整流子１４６を外径の大きい擦弦部１４２および回転子１４４の間に配置することで、回転体１４０がＤ２方向に移動することを抑制することもできる。
【００３３】
［擦弦器の動作］
次に図５Ａから図５Ｃ、図６Ａから図６Ｃを用いて、擦弦器１００の動作を説明する。図５Ａは静止時における擦弦器１００を擦弦部１４２側から見た側面図である。図５Ｂは静止時における擦弦器１００を整流子１４６側から見た側面図である。図５Ｃは静止時における擦弦器１００のＡ−Ａ’断面図である。図６Ａは回転時における擦弦器１００を擦弦部１４２側から見た側面図である。図６Ｂは回転時における擦弦器１００を整流子１４６側から見た側面図である。図６Ｃは回転時における擦弦器１００のＢ−Ｂ’断面図である。
【００３４】
図５Ａから図５Ｃに示すように、静止時において回転体１４０は、自重によって弦１２に接している。擦弦部１４２の貫通孔の半径は、回転子１４４と整流子１４６の貫通孔の半径より小さい。このため円筒型の擦弦部１４２が弦１２にぶら下がるように支持される。弦１２は、回転体１４０の荷重を重力の方向（Ｄ１方向）受ける。
【００３５】
本実施形態において、弦１２は固定子１２２−１と固定子１２２−２との間の略中心に位置する。すなわち、弦１２は固定子１２２−１と固定子１２２−２との間のＤ１方向およびＤ３方向の略中心に位置する。したがって、弦１２にぶら下がる回転体１４０の回転軸は、弦１２および固定子１２２−１と固定子１２２−２との中心より下方（Ｄ１方向）に位置する。しかしながら静止時における弦１２は、弦１２にぶら下がる回転体１４０の自重で、固定子１２２−１と固定子１２２−２との中心より下方（Ｄ１方向）に位置してもよい。
【００３６】
電極１２４に電圧を印加すると、回転子１４４の電機子に電流が流れ、固定子１２２−１および固定子１２２−２による磁場との間に電磁力が発生する。回転体１４０が回転し始め、弦１２に接弦していた擦弦部１４２は、弦１２を擦弦する。回転体１４０は回転すると同時に、回転軸が固定子１２２−１と固定子１２２−２との間の略中心側（逆Ｄ１方向）に移動する。回転体１４０の回転と逆Ｄ１方向への移動とは連動する。図６Ａから図６Ｃに示すように、回転時において回転体１４０は、電磁力により回転軸を固定子１２２−１と固定子１２２−２との間の略中心側（逆Ｄ１方向）に移動する。このとき、回転体１４０の回転軸は弦１２の位置まで移動してもよい。別言すると、回転体１４０の回転軸は、弦１２の下方から弦１２の位置まで擦弦部１４２の貫通孔の半径の距離を逆Ｄ１方向に移動してもよい。回転体１４０が逆Ｄ１方向に移動することで、擦弦部１４２は離弦し、整流子１４６は電極１２４−１および電極１２４−２と逆Ｄ１方向に摺動する。
【００３７】
しかしながらこれに限定されず、回転体１４０が回転し始めると、例えば、回転体１４０は回転による摩擦力などによって逆Ｄ１方向に移動させてもよい。この場合、例えば、スリット１４３と筐体１２６の開口１２８との摩擦力によるものであってもよい。回転体１４０を右回りに回転する場合、筐体１２６の開口１２８右側を左側より軸方向に厚くすることで、左側より右側のスリット１４３と開口１２８との摩擦力を大きくしてもよい。このように構成することで、回転体１４０が回転し始めると、摩擦力の大きいほうのスリット１４３と開口１２８との接触により、回転体１４０を逆Ｄ１方向に移動させてもよい。回転体１４０が回転を停止することで、摩擦力の小さいほうのスリット１４３と開口１２８との接触と回転体１４０の自重により、回転体１４０をＤ１方向に移動させてもよい。
【００３８】
また、回転体１４０の回転と、Ｄ１または逆Ｄ１方向への移動は、連動していなくてもよい。例えば、筐体１２６に回転可能に支持される回転体１４０が、筐体１２６ごとＤ１または逆Ｄ１方向へ移動する図示しない駆動機構を有してもよい。この場合、回転体１４０の回転状態を検出するセンサーを配置してもよい。回転体１４０の回転状態に応じて、擦弦部１４２を弦１２に対して離弦または接弦するように制御してもよい。
【００３９】
回転体１４０が回転し始めると、弦１２に接弦していた擦弦部１４２は、弦１２を擦弦し、弦１２に振動を与える。回転体１４０が回転すると同時に回転軸を逆Ｄ１方向に移動することで、擦弦部１４２は振動する弦１２から離弦する。回転体１４０が回転軸を逆Ｄ１方向に移動することで、擦弦部１４２が弦１２の振動を妨げることを抑制することができる。したがって、擦弦部１４２の貫通孔は、弦１２の振幅範囲より大きいことが好ましい。また、擦弦器１００は弦１２の振幅範囲が小さい固定端の近傍に配置することがより好ましい。回転体１４０の回転数を制御することにより、弦１２の振幅範囲を制御することができる。このように擦弦器１００を構成することで、接弦する擦弦部１４２の回転と離弦は、弦と弓によるスティック・スリップ状態を再現することができ、効率よく擦弦振動を発生することができる。
【００４０】
電極１２４に電圧の印加を停止することで、回転子１４４と固定子１２２−１および固定子１２２−２による電磁力が消失する。電磁力が消失すると同時に、回転体１４０は自重によって回転軸が下方（Ｄ１方向）に移動する。図５Ａから図５Ｃに示すように、回転体１４０が移動することで、擦弦部１４２は接弦し、整流子１４６は電極１２４−１および電極１２４−２とＤ１方向に摺動する。すなわち、擦弦部１４２は整流子１４６の電極１２４−１および電極１２４−２に沿った移動範囲の一部で弦１２と接弦し、離弦する。
【００４１】
回転体１４０は、電磁力が消失すると同時に回転を停止してもよく、弦１２と接弦することで摩擦によって回転を停止してもよい。また、電磁力の制御によって回転体１４０の回転を停止してもよく、図示しないブレーキパッドなどの回転停止機構をさらに備えてもよい。このような構成を有することで、回転体１４０と弦１２とは次の擦弦振動に備えることができる。
【００４２】
回転体１４０が回転を停止すると、擦弦部１４２は弦１２に接弦し、弦１２の振動を抑制することができる。しかしながらこれに限定されず、弦１２の振動は減衰によって抑制されてもよく、また後述する止音制御部などによって抑制されてもよい。
【００４３】
本発明の一実施形態に係る擦弦器１００は、電磁力により接弦時に回転することで擦弦し、電磁力と自重により回転軸を移動することで接弦と離弦とを切り替える。このような構成を有することで、擦弦器１００は効率よく弦１２の擦弦振動を制御することができる。
【００４４】
［擦弦器の制御］
図２に示すように、擦弦器１００の電極１２４はコントロールユニット（Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）１６０に接続される。コントロールユニット１６０は、回転体１４０を目標回転数で回転させるために要するデューティ比に応じたパルス幅のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を入力することにより擦弦器１００を制御する。
【００４５】
図７は本発明の一実施形態に係るコントロールユニット１６０の構成を示す図である。コントロールユニット１６０は、音楽演奏のための各種データを記憶する記憶部１６２、コントロールユニット１６０を制御する制御部１６４、制御部１６４の指示に応じたデューティ比のＰＷＭ信号を生成し制御部１６４の指示に応じた擦弦器１００に対し生成したＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成部１６６、ユーザがコントロールユニット１６０に対し与える音楽演奏の開始および終了などの指示に応じて所定のデータを生成する操作部１６８を備えている。制御部１６４は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）である。なお、コントロールユニット１６０を制御するプログラムは、記憶部１６２に格納され、制御部１６４で実行される。
【００４６】
各弦１２に対応して個別に設けられた擦弦器１００は、記憶部１６２に記憶される演奏データに基づく選択に従って対応する弦１２を擦弦するように構成されている。演奏データは、例えばＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格のＳＭＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＭＩＤＩ  Ｆｉｌｅ）フォーマットに従ったデータであってもよい。演奏データは、発音されるべき楽音の高さ（ノート番号）、その楽音の発音が開始されるべきタイミング（ノートオン）、その楽音の発音の強さ（ベロシティ）、発音されている楽音の止音（ノートオフ）のタイミング等を示すことにより、自動演奏機能を備えた楽器に対し演奏を指示するためのデータである。
【００４７】
制御部１６４は、記憶部１６２から演奏データを読み出す。制御部１６４は、演奏データのベロシティに応じたデューティ比のＰＷＭ信号を生成し、ノート番号に対応する弦１２の擦弦器１００に対し生成したＰＷＭ信号をノートオンからノートオフのタイミングで出力するように、ＰＷＭ信号生成部１６６に対し指示を与える。ＰＷＭ信号生成部１６６は、制御部１６４の指示に従いＰＷＭ信号を生成し、指示された擦弦器１００に対し指示されたタイミングで生成したＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号生成部１６６からのＰＷＭ信号の入力を受けて、擦弦器１００による弦１２の振動制御が行われる。
【００４８】
本発明の一実施形態に係る擦弦器１００は、簡単な構成で効率よく弦１２の擦弦振動を制御することができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、回転体１４０の静止時に擦弦部１４２が接弦し、回転体１４０の回転時に擦弦部１４２が離弦する構成を示した。第２実施形態においては、回転体１４０ａの静止時に擦弦部１４２ａが離弦し、回転体１４０ａの回転時に擦弦部１４２ａが接弦すること以外、第１実施形態に係る擦弦器１００と同じであるから、ここでは、第１実施形態と相違する部分について説明する。なお、第２実施形態に係る擦弦器１００ａにおいて、図５Ａおよび図６Ａに示した第１実施形態に係る擦弦器１００と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００５０】
［擦弦器の動作］
図８Ａおよび図８Ｂを用いて、本実施形態に係る擦弦器１００ａの動作を説明する。図８Ａは静止時における擦弦器１００ａを擦弦部１４２ａ側から見た側面図である。図８Ｂは回転時における擦弦器１００ａを擦弦部１４２ａ側から見た側面図である。
【００５１】
図８Ａに示すように、静止時において回転体１４０ａは、弦１２ａから離弦している。この場合、回転体１４０ａは静止時に、擦弦部１４２ａが離弦するよう取付部１２０ａの筐体１２６ａに支持されている。図９は、本発明の一実施形態に係る取付部の構成を示す擦弦器の解体図である。図９に示すように、本実施形態において筐体１２６ａの開口１２８ａには、回転体１４０ａのスリット１４３ａが回転および摺動可能に係合する支持部１２９ａを備える。筐体１２６ａの支持部１２９ａは、回転体１４０ａが自重によって下方に移動しようとしたときに、回転体１４０ａのスリット１４３ａと接触することで、回転体１４０ａが弦１２ａに接弦することを抑制することができる。取付部１２０ａと回転体１４０ａの組み立てのために、支持部１２９ａは可撓性を有してもよく、支持部１２９ａは別体で取り外し可能であってもよい。また、回転体１４０ａが擦弦部１４２ａと回転子１４４ａとの間で分解可能であってもよい。この場合、回転体１４０ａはスリット１４３ａを筐体１２６ａの開口１２８ａに通してから組み立ててもよい。本実施形態において、弦１２ａは固定子１２２−１ａおよび固定子１２２−２ａの間で中心よりも下方（Ｄ１方向）に位置する。さらに回転体１４０ａの回転軸は、弦１２ａの位置に配置されてもよい。
【００５２】
電極１２４ａに電圧を印加すると、回転子１４４ａの電機子に電流が流れ、固定子１２２−１ａおよび固定子１２２−２ａによる磁場との間に電磁力が発生する。図８Ｂに示すように、回転体１４０ａは回転すると同時に、回転軸が固定子１２２−１ａと固定子１２２−２ａとの間の略中心側（逆Ｄ１方向）に移動し、擦弦部１４２ａが弦１２ａに接弦する。別言すると、回転体１４０ａの回転軸は、弦１２ａの位置から固定子１２２−１ａと固定子１２２−２ａとの間の略中心まで、擦弦部１４２ａの貫通孔の半径の距離を逆Ｄ１方向に移動してもよい。回転体１４０ａが逆Ｄ１方向に移動することで、擦弦部１４２ａは接弦し、整流子１４６ａは電極１２４−１ａおよび電極１２４−２ａと逆Ｄ１方向に摺動する。
【００５３】
回転体１４０ａが回転するとき、擦弦部１４２ａは弦１２ａに接弦している。擦弦部１４２ａは弦１２ａを擦弦し、弦１２ａに振動を与える。しかしながら擦弦部１４２ａが弦１２ａに接弦していることから、弦１２ａの振動は抑制される。
【００５４】
電極１２４ａに電圧の印加を停止することで、回転子１４４ａと固定子１２２−１ａおよび固定子１２２−２ａによる電磁力が消失する。回転体１４０ａは回転を停止すると同時に、自重によって回転軸が下方（Ｄ１方向）に移動する。回転体１４０ａの回転停止とＤ１方向への移動とは連動する。図８Ａに示すように、回転体１４０ａが移動することで、擦弦部１４２ａは離弦し、整流子１４６ａは電極１２４−１ａおよび電極１２４−２ａとＤ１方向に摺動する。すなわち、擦弦部１４２ａは整流子１４６ａの電極１２４−１ａおよび電極１２４−２ａに沿った移動範囲の一部で弦１２と接弦し、離弦する。
【００５５】
回転体１４０ａが回転を停止すると同時に回転軸をＤ１方向に移動することで、擦弦部１４２ａは振動する弦１２ａから離弦する。回転体１４０ａが回転軸をＤ１方向に移動することで、擦弦部１４２ａが弦１２ａの振動を妨げることを抑制することができる。したがって、擦弦部１４２ａの貫通孔は、弦１２ａの振幅範囲より大きいことが好ましい。また、擦弦器１００ａは弦１２ａの振幅範囲が小さい端部に配置することがより好ましい。回転体１４０ａの回転数を制御することにより、弦１２ａの振幅範囲を制御することができる。このように擦弦器１００ａを構成することで、接弦する擦弦部１４２ａの回転と離弦は、弦と弓によるスティック・スリップ状態を再現することができ、効率よく擦弦振動を発生することができる。
【００５６】
回転体１４０ａが再び回転を開始すると、擦弦部１４２ａは弦１２ａに接弦し、弦１２ａの振動を抑制することができる。しかしながらこれに限定されず、弦１２ａの振動は減衰によって抑制されてもよく、また後述する止音制御部などによって抑制されてもよい。
【００５７】
本発明の一実施形態に係る擦弦器１００ａは、電磁力により接弦時に回転することで擦弦し、電磁力と自重により回転軸を移動することで接弦と離弦とを切り替える。このような構成を有することで、擦弦器１００ａは効率よく弦１２ａの擦弦振動を制御することができる。
【００５８】
＜第３実施形態＞
上述した第１実施形態においては、回転体１４０の円筒内側面側（貫通孔）に弦１２が配置される構成を示した。第３実施形態においては、回転体１４０ｂの円柱外側面側に弦１２が配置されること以外、第１実施形態に係る擦弦器１００と同じであるから、ここでは、第１実施形態と相違する部分について説明する。なお、第３実施形態に係る擦弦器１００ｂにおいて、図５Ａおよび図６Ａに示した第１実施形態に係る擦弦器１００と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００５９】
［擦弦器の構成］
図１０は、本発明の一実施形態に係る擦弦器の構成を示す斜視図である。本実施形態において擦弦器１００ｂは、弦楽器１０ｂに取り付けるための取付部１２０ｂと、動力により回転する回転体１４０ｂとを含む。
【００６０】
図１０に示すように、回転体１４０ｂは、弦１２ｂを擦弦する擦弦部１４２ｂと、電機子（巻線による電磁石）を含む回転子１４４ｂと、整流子１４６ｂと、を含む。回転体１４０ｂの擦弦部１４２ｂと、回転子１４４ｂと、整流子１４６ｂと、は一体回転する。回転体１４０ｂを構成する擦弦部１４２ｂ、回転子１４４ｂ、および整流子１４６ｂは、それぞれ円柱形である。擦弦部１４２ｂ、回転子１４４ｂ、および整流子１４６ｂは、円筒軸方向に隣接する。擦弦部１４２ｂ、回転子１４４ｂ、および整流子１４６ｂの円筒軸は、回転体１４０の回転軸（２点鎖線）に位置する。擦弦部１４２ｂの外径は、回転子１４４ｂと整流子１４６ｂの外径より大きい。
【００６１】
回転体１４０ｂの下方（Ｄ１方向）には、弦楽器１０ｂの弦１２ｂが配置される。回転体１４０ｂは、回転軸が弦１２ｂと平行になるよう配置される。回転体１４０ｂの擦弦部１４２ｂは、接弦時に回転することで弦１２ｂを擦弦する。すなわち、回転体１４０ｂの擦弦部１４２ｂは弦１２ｂを略垂直方向（Ｄ３方向）に擦弦する。本実施形態において、擦弦部１４２ｂは、弦１２ｂに擦弦部１４２ｂの円筒外側面が接するように擦弦する。擦弦部１４２ｂは、円筒軸方向（Ｄ２方向）に所定の幅を有する。さらに擦弦部１４２ｂの円筒内側面は、フェルト、発泡剤などを含んでもよい。このように構成されることで、擦弦部１４２ｂは、弦１２ｂに振動を与えるために十分な摩擦力と弾性力とを有する。一方で、回転子１４４ｂおよび整流子１４６ｂの外径は擦弦部１４２の外径より小さいことから、擦弦部１４２ｂの円筒外側面が接弦しても回転子１４４ｂおよび整流子１４６ｂの円筒外側面は接弦しない。なお、円筒内側面の素材は、基本的には素材は問わないが、楽音を発生させるために好ましいものとして、バイオリンの弓のように、馬の尾の毛に松ヤニを塗布したような、適度な弾性と摩擦を発生できるものが適する。そして、1つの素材で弾性と摩擦を発生できる必要はなく、それぞれの特性を持った部材を積層して形成してもよい。例えば、弾性を発生する部材として発泡ポリエチレンで層を作るとともに、摩擦を発生する層としてフェルトを貼って、フェルト面を弦に当てるように構成してもよい。
【００６２】
［擦弦器の動作］
図１１Ａおよび図１１Ｂを用いて、擦弦器１００ｂの動作を説明する。図１１Ａは静止時における擦弦器１００ｂを擦弦部１４２ｂ側から見た側面図である。図１１Ｂは回転時における擦弦器１００ｂを擦弦部１４２ｂ側から見た側面図である。
【００６３】
図１１Ａに示すように、静止時において回転体１４０ｂは、自重によって弦１２ｂに接している。擦弦部１４２ｂの外径は、回転子１４４ｂと整流子１４６ｂの外径より大きい。このため円柱型の擦弦部１４２ｂは弦１２ｂに下方から支持される。弦１２ｂは、回転体１４０ｂの荷重を重力の方向（Ｄ１方向）受ける。
【００６４】
電極１２４ｂに電圧を印加すると、回転子１４４ｂの電機子に電流が流れ、固定子１２２−１ｂおよび固定子１２２−２ｂによる磁場との間に電磁力が発生する。回転体１４０ｂが回転し始め、弦１２ｂに接弦していた擦弦部１４２ｂは、弦１２ｂを擦弦する。回転体１４０ｂは回転すると同時に、回転軸が固定子１２２−１ｂと固定子１２２−２ｂとの間の略中心側（逆Ｄ１方向）に移動する。回転体１４０ｂの回転と逆Ｄ１方向への移動とは連動する。図１１Ｂに示すように、回転時において回転体１４０ｂは、電磁力により回転軸を固定子１２２−１ｂと固定子１２２−２ｂとの間の略中心側（逆Ｄ１方向）に移動する。回転体１４０ｂが逆Ｄ１方向に移動することで、擦弦部１４２ｂは離弦し、整流子１４６ｂは電極１２４−１ｂおよび電極１２４−２ｂと逆Ｄ１方向に摺動する。
【００６５】
本発明の一実施形態に係る擦弦器１００ｂは、電磁力により接弦時に回転することで擦弦し、電磁力と自重により回転軸を移動することで接弦と離弦とを切り替える。このような構成を有することで、擦弦器１００ｂは効率よく弦１２ｂの擦弦振動を制御することができる。
【００６６】
＜第４実施形態＞
上述した第３実施形態においては回転体１４０ｂの下方に弦１２ｂを配置し、回転体１４０ｂの静止時に擦弦部１４２ｂが接弦し、回転体１４０ｂの回転時に擦弦部１４２ｂが離弦する構成を示した。第４実施形態においては回転体１４０ｃの上方に弦１２ｃを配置し、回転体１４０ｃの静止時に擦弦部１４２ｃが離弦し、回転体１４０ｃの回転時に擦弦部１４２ｃが接弦すること以外、第３実施形態に係る擦弦器１００ｂと同じである。また、第４実施形態に係る擦弦器１００ｃの動作は、第２実施形態に係る擦弦器１００ａの動作と同じであることから、ここでは、第１実施形態から第３実施形態と相違する部分について説明する。なお、第４実施形態に係る擦弦器１００ｃにおいて、図５Ａおよび図６Ａに示した第１実施形態に係る擦弦器１００と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００６７】
［擦弦器の動作］
図１２Ａおよび図１２Ｂを用いて、本実施形態に係る擦弦器１００ｃの動作を説明する。図１２Ａは静止時における擦弦器１００ｃを擦弦部１４２ｃ側から見た側面図である。図１２Ｂは回転時における擦弦器１００ｃを擦弦部１４２ｃ側から見た側面図である。
【００６８】
図１２Ａに示すように、静止時において回転体１４０ｃは、弦１２ｃから離弦している。この場合、回転体１４０ｃは静止時に、脱落しないよう取付部１２０ｃの筐体１２６ｃに支持されている。図１３は、本発明の一実施形態に係る取付部の構成を示す擦弦器の解体図である。図１３に示すように、本実施形態において筐体１２６ｃの開口１２８ｃは、回転体１４０ｃのスリット１４３ｃが回転および摺動可能に係合する支持部１２９ｃを備える。支持部１２９ｃは筐体１２６ｃと一体であってもよい。支持部１２９ｃは、回転体１４０ｃが自重によって下方に移動しようとしたときに、回転体１４０ｃのスリット１４３ｃと接触することで、回転体１４０ｃが脱落することを抑制することができる。本実施形態において弦楽器１０ｃの弦１２ｃは、回転体１４０ｃの上方（逆Ｄ１方向）に配置される。このため筐体１２６ｃの開口１２８ｃは、弦１２ｃに接触しないよう上方（逆Ｄ１方向）により大きくてもよい。
【００６９】
電極１２４ｃに電圧を印加すると、回転子１４４ｃの電機子に電流が流れ、固定子１２２−１ｃおよび固定子１２２−２ｃによる磁場との間に電磁力が発生する。図１２Ｂに示すように、回転体１４０ｃは回転すると同時に、回転軸が固定子１２２−１ｃと固定子１２２−２ｃとの間の略中心側（逆Ｄ１方向）に移動し、擦弦部１４２ｃが弦１２ｃに接弦する。別言すると、回転体１４０ｃの回転軸は、固定子１２２−１ｃと固定子１２２−２ｃとの間の下方（Ｄ１方向）から略中心まで、逆Ｄ１方向に移動してもよい。回転体１４０ｃが逆Ｄ１方向に移動することで、擦弦部１４２ｃは接弦し、整流子１４６ｃは電極１２４−１ｃおよび電極１２４−２ｃと逆Ｄ１方向に摺動する。
【００７０】
本発明の一実施形態に係る擦弦器１００ｃは、電磁力により接弦時に回転することで擦弦し、電磁力と自重により回転軸を移動することで接弦と離弦とを切り替える。このような構成を有することで、擦弦器１００ｃは効率よく弦１２ｃの擦弦振動を制御することができる。
【００７１】
＜第５実施形態＞
上述した第１実施形態から第４実施形態においては、１つの弦に１つの擦弦器を配置する構成を示した。第５実施形態に係る演奏装置１ｄは、４つの弦に１つの擦弦器を配置し、音高制御部３００ｄで発音する弦１２ｄを選択できること以外、第１実施形態から第４実施形態と同じであるから、ここでは、第１実施形態から第４実施形態と相違する部分について説明する。なお、第５実施形態に係る擦弦器１００ｄにおいて、第１実施形態に係る擦弦器１００と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
［演奏装置の構成］
図１４は、本発明の一実施形態に係る演奏装置の構成を示す上面図である。本発明の一実施形態に係る演奏装置１ｄは、弦楽器１０ｄと、擦弦器１００ｄと、音高制御部２００ｄ、３００ｄとを含む。本実施形態において弦楽器１０ｄは、例えば、バイオリン型で示す。しかしながらこれに限定されず、弦楽器１０ｄは、弦１２ｄの振動を音とすることが可能であればよい。弦楽器１０ｄは、弦１２ｄが重力（Ｄ１方向）と垂直な方向（Ｄ２方向）に延在するよう配置される。本実施形態において弦楽器１０ｄは、互いに平行な方向（Ｄ３方向）に配置される複数の弦１２ｄを含む。演奏装置１ｄは、複数の弦１２ｄに対応する１つの擦弦器１００ｄを含む。しかしながらこれに限定されず、弦楽器１０ｄは１以上の弦１２ｄを含めばよく、演奏装置１ｄは１以上の擦弦器１００ｄを含めばよい。弦楽器１０ｄは既存の弦楽器であってもよく、さらに得られた音を共鳴させる共鳴部１６ｄを含んでもよい。
【００７２】
［擦弦器の構成］
図１５は、本発明の一実施形態に係る擦弦器の構成を示す斜視図である。図１６Ａおよび図１６Ｂは、本発明の一実施形態に係る擦弦器の断面図である。本実施形態において擦弦器１００ｄは、弦楽器１０ｄに取り付けるための取付部１２０ｄと、動力により回転する回転体１４０ｄとを含む。
【００７３】
図１５、図１６Ａおよび図１６Ｂに示すように、回転体１４０ｄは、弦１２ｄを擦弦する擦弦部１４２ｄと、対となる２つの界磁（永久磁石）を含む回転子１４４ｄと、を含む。回転体１４０ｄを構成する回転子１４４ｄは球形であり、Ｓ極１４４−１ｄとＮ極１４４−２ｄとを含む。擦弦部１４２ｄは球形の回転子１４４ｄを覆うように配置される。回転体１４０ｄの中心には、回転体１４０の回転中心が位置する。本実施形態において回転体１４０ｄは一方向に回転する。このため、回転体１４０ｄは回転中心を含む回転軸（２点鎖線）を有する。この場合、回転体１４０ｄは、例えば、円柱形または円筒形であってもよい。
【００７４】
回転体１４０ｄの下方には、弦楽器１０ｄの弦１２ｄが配置される。回転体１４０ｄの擦弦部１４２ｄは、接弦時に回転することで弦１２ｄを擦弦する。本実施形態において、擦弦部１４２ｄは、弦１２ｄに擦弦部１４２ｄの外表面が接するように擦弦する。擦弦部１４２ｄの外表面は、フェルト、発泡剤などを含んでもよい。このように構成されることで、擦弦部１４２ｄは、弦１２ｄに振動を与えるために十分な摩擦力と弾性力を有する。なお、円筒内側面の素材は、基本的には素材は問わないが、楽音を発生させるために好ましいものとして、バイオリンの弓のように、馬の尾の毛に松ヤニを塗布したような、適度な弾性と摩擦を発生できるものが適する。そして、1つの素材で弾性と摩擦を発生できる必要はなく、それぞれの特性を持った部材を積層して形成してもよい。例えば、弾性を発生する部材として発泡ポリエチレンで層を作るとともに、摩擦を発生する層としてフェルトを貼って、フェルト面を弦に当てるように構成してもよい。
【００７５】
本実施形態において動力は、電磁力により回転力を生み出す電気モーターである。このため、図１５に示すように、取付部１２０ｄは、電機子（巻線による電磁石）を含む３つの固定子１２２−１ｄ、１２２−２ｄ、１２２−３ｄ（３つの固定子１２２−１ｄ、１２２−２ｄ、１２２−３ｄを区別しないときには固定子１２２ｄという）と、筐体１２６ｄと、を含む。さらに回転体１４０ｄの位置を検出し、コントロールユニット１６０ｄに伝える位置センサー（図示せず）を含んでもよい。取付部１２０ｄの３つの固定子１２２−１ｄ、１２２−２ｄ、１２２−３ｄは、弦１２ｄの上方で、３つが等間隔に離間して中心となる軸と平行に配置される。３つの固定子１２２−１ｄ、１２２−２ｄ、１２２−３ｄが向かい合う中心となる軸が、回転体１４０ｄの回転軸となる。本実施形態において回転体１４０ｄの回転軸は、弦１２ｄと平行になるよう配置される。すなわち、回転体１４０ｄの擦弦部１４２ｄは弦１２ｄを略垂直方向（Ｄ３方向）に擦弦する。しかしながらこれに限定されず、回転体１４０ｄの回転軸は、弦１２ｄと平行でなくてもよい。例えば、回転体１４０ｄの回転軸を弦１２ｄと垂直になるよう配置することで、回転体１４０ｄの擦弦部１４２ｄは弦１２ｄを略平行方向（Ｄ２方向、弦１２ｄが延在する方向）に擦弦する。擦弦器１００ｄをこのように配置することで、弦１２ｄに異なる擦弦振動を与えることができる。
【００７６】
それぞれの固定子１２２ｄにはコントロールユニット１６０ｄが接続される。コントロールユニット１６０ｄによって、固定子１２２ｄの電機子に流れる電流の方向を制御し、磁気の位相を順番にずらして回転体１４０ｄに駆動力を発生させる。すなわち本実施形態における動力は、固定子１２２ｄによる電流と回転子１４４ｄによる磁場の相互作用による力を利用して回転運動を出力する無整流子電動機（ブラシレスモーター）である。
【００７７】
本実施形態においては、対となる２つの界磁（Ｓ極とＮ極）を含む回転子１４４ｄと、３つの固定子１２２ｄとを含む構成を示した。しかしながらこれに限定されず、回転子１４４ｄの界磁と固定子１２２ｄの数を増やして、球面モーターとしてもよい。このように構成することで、回転子１４４ｄによる弦１２ｄの擦弦方向を自由に制御することができる。
【００７８】
本実施形態において筐体１２６ｄは、箱型で示した。筐体１２６ｄは、回転体１４０ｄを回転および移動可能に収める。筐体１２６ｄは、回転体１４０ｄが弦１２に沿ってＤ２方向に移動することを抑制することができる。
【００７９】
［擦弦器の動作］
次に図１６Ａおよび図１６Ｂを用いて、擦弦器１００ｄの動作を説明する。図１６Ａは静止時における擦弦器１００ｄのＣ−Ｃ’断面図である。図１６Ｂは回転時における擦弦器１００ｄのＣ−Ｃ’断面図である。
【００８０】
図１６Ａに示すように、静止時において回転体１４０ｄは、自重によって弦１２ｄに接している。図１６Ａにおいて、回転体１４０ｄは４つの弦１２ｄのうち真ん中２つに同時に接している。しかしながらこれに限定されず、回転体１４０ｄは音高制御部３００ｄによって、４つの弦１２ｄの何れか１つまたは隣接する２つと接するように制御することができる。回転体１４０ｄが接する弦１２ｄは、音高制御部３００ｄによって演奏装置１ｄを弦１２ｄが延在する方向（Ｄ２方向）とは垂直な方向（Ｄ３方向）に傾けることで適宜選択することができる。例えば、図１７Ａに示すように、演奏装置１ｄを図面左側に傾けることで、回転体１４０ｄは自重によって４つの弦１２ｄのうち左端の弦に接触する。図１７Ｂに示すように、演奏装置１ｄを図面右側に傾けることで、回転体１４０ｄは自重によって４つの弦１２ｄのうち右端の弦に接触する。回転体１４０ｄが接する弦１２ｄは、回転体１４０ｄの荷重を重力の方向（Ｄ１方向）受ける。
【００８１】
本実施形態において、弦１２ｄは３つの固定子１２２ｄの下方に位置する。したがって、弦１２ｄに接する回転体１４０ｄの回転軸は、３つの固定子１２２ｄの中心より下方（Ｄ１方向）に位置する。
【００８２】
固定子１２２ｄに電圧を印加すると電機子に電流が流れ、回転子１４４ｄによる磁場との間に電磁力が発生する。回転体１４０ｄが回転し始め、弦１２ｄに接弦していた擦弦部１４２ｄは、弦１２ｄを擦弦する。回転体１４０ｄは回転すると同時に、回転軸が固定子１２２−１ｄと固定子１２２−２ｄと固定子１２２−３ｄとの間の略中心に移動する。図１６Ｂに示すように、回転時において回転体１４０ｄは、動力により回転軸を３つの固定子１２２ｄの略中心に移動する。回転体１４０ｄが移動することで、擦弦部１４２ｄは離弦する。
【００８３】
回転体１４０ｄが回転し始めると、弦１２ｄに接弦していた擦弦部１４２ｄは、弦１２ｄを擦弦し、弦１２ｄに振動を与える。回転体１４０ｄが回転すると同時に回転軸を移動することで、擦弦部１４２ｄは振動する弦１２ｄから離弦する。回転体１４０ｄが回転軸を移動することで、擦弦部１４２ｄが弦１２ｄの振動を妨げることを抑制することができる。したがって、回転時における回転体１４０ｄと弦１２ｄの間は、弦１２の振幅範囲より大きいことが好ましい。また、擦弦器１００ｄは弦１２の振幅範囲が小さい端部に配置することがより好ましい。回転体１４０ｄの回転数を制御することにより、弦１２ｄの振幅範囲を制御することができる。このように擦弦器１００ｄを構成することで、接弦する擦弦部１４２の回転と離弦は、弦と弓によるスティック・スリップ状態を再現することができ、１つの擦弦器１００ｄで複数の弦１２ｄの擦弦振動を効率よく発生することができる。
【００８４】
電極１２４ｄに電圧の印加を停止することで、回転子１４４ｄと固定子１２２ｄによる電磁力が消失する。回転体１４０ｄは回転を停止すると同時に、自重によって回転軸が下方に移動する。図１６Ａに示すように、回転体１４０ｄが移動することで、擦弦部１４２ｄは接弦する。
【００８５】
回転体１４０ｄが回転を停止すると、擦弦部１４２ｄは弦１２ｄに接弦し、弦１２ｄの振動を抑制することができる。しかしながらこれに限定されず、弦１２ｄの振動は減衰によって抑制されてもよく、また後述する止音制御部などによって抑制されてもよい。
【００８６】
本発明の一実施形態に係る擦弦器１００ｄは、電磁力により回転軸を移動することで接弦または離弦を切り替え、接弦時に回転することで擦弦する。このような構成を有することで、擦弦器１００ｄは効率よく弦１２ｄの擦弦振動を制御することができる。
【００８７】
［音高の制御］
図１４に示すように、本発明の一実施形態に係る演奏装置１ｄは、音高制御部２００ｄ、３００ｄを含む。音高制御部２００ｄは、弦１２ｄの振動長を制御する。例えば、バイオリンの弦１２ｄの最大振動長（開放弦）はナット２１０ｄから駒２２０ｄまでとなる。音高制御部２００ｄは、例えば、指板１３上に配置することで弦１２ｄの振動長を制御する。
【００８８】
図１８Ａおよび図１８Ｂは、本実施形態に係る音高制御部の構成を示す図である。図１８Ａは開放弦のときの音高制御部２００ｄの状態を示す。図１８Ｂはセカンドポジションのときの音高制御部２００ｄの状態を示す。図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように音高制御部２００ｄは、各音に対応するフレット（接弦部）２６０ｄと、フレット２６０ｄを上方から下方に押し下げるソレノイド（駆動部）２４０ｄと、ベース２８０ｄとを含む。ソレノイド２４０ｄは、コントロールユニット１６０ｄと接続される。コントロールユニット１６０ｄの制御部１６４ｄは、記憶部１６２ｄから演奏データを読み出し、発音されるべき楽音の高さ（ノート番号）に応じた弦１２ｄおよびフレット２６０ｄに対応するソレノイド２４０ｄに対し信号を出力する。制御部１６４ｄの入力を受けて、音高制御部２００ｄによる弦１２の振動長の制御が行われる。
【００８９】
本実施形態において、フレット２６０ｄを押し下げるソレノイド２４０ｄは、弦１２ｄの上方に配置され、上方から下方に押し下げる形態で示した。しかしながらこれに限定されず、フレット２６０ｄは弦１２ｄの下方に配置し、下方から上方に押し上げる形態であってもよい。また、フレット２６０ｄは弦１２ｄを押し上げてもよく、押し下げてもよい。このような構成を有することで音高制御部２００ｄは、擦弦器１００ｄが配置される領域の弦１２ｄの位置の変化を少なくすることができる。
【００９０】
音高制御部２００ｄのフレット２６０ｄは、例えば、木または金属（例えば、真鍮）などを含んでもよい。このように硬性を有する材料で構成されることで、フレット２６０ｄは効率よく弦１２ｄの振動長を制御することができる。
【００９１】
本実施形態において、音高制御部２００ｄの駆動機構の一例として、ソレノイド２４０ｄを示した。しかしながらこれに限定されず、音高制御部２００ｄはフレット２６０ｄを上下に駆動できればソレノイドでなくてもよい。
【００９２】
音高制御部３００ｄは、擦弦器１００ｄの回転体１４０ｄが接する弦１２ｄを制御する。例えば、バイオリンの弦１２ｄは４つ配置される。本実施形態において回転体１４０ｄは、自重によって弦１２ｄに接している。このため音高制御部３００ｄは、弦楽器１０ｄの傾きを制御することで、回転体１４０ｄが接する弦１２ｄを制御することができる。
【００９３】
図１４に示すように、音高制御部３００ｄは、弦楽器１０ｄを支持するベース３８０ｄと、ベース３８０ｄを押し上げるソレノイド（駆動部）３４０ｄと、とを含む。本実施形態においてソレノイド３４０ｄは、弦１２ｄと平行に、弦楽器１０ｄを挟んで２つ配置される。それぞれのソレノイド３４０ｄは、コントロールユニット１６０ｄと接続される。コントロールユニット１６０ｄの制御部１６４ｄは、記憶部１６２ｄから演奏データを読み出し、発音されるべき楽音の高さ（ノート番号）に応じた弦１２ｄに回転体１４０ｄが接するようソレノイド３４０ｄに対し信号を出力する。制御部１６４ｄの入力を受けて、音高制御部３００ｄは弦楽器１０ｄの傾けることで、回転体１４０ｄが接する弦１２ｄを制御することができる。
【００９４】
本実施形態において、音高制御部３００ｄの駆動機構の一例として、ソレノイド３４０ｄを示した。しかしながらこれに限定されず、音高制御部３００ｄはベース３８０ｄを上下に駆動できればソレノイドでなくてもよい。
【００９５】
［止音制御］
本発明の一実施形態に係る演奏装置１ｄは、止音制御部をさらに含んでもよい。止音制御部は、上述した音高制御部２００ｄのソレノイド２４０ｄとフレット２６０ｄの間に緩衝部材を含むこと以外、音高制御部２００ｄと同様の構成を有してもよい。
【００９６】
止音制御部のフレット２６０ｄは、例えば、木または金属（例えば、真鍮）などを含んでもよい。止音制御部の緩衝部材は、例えば、ゴムまたはフェルトなどを含んでもよい。このように弾性を有する材料をソレノイド２４０ｄとフレット２６０ｄの間に含むことで、フレット２６０ｄは効率よく弦１２ｄの振動を吸収することができる。
【００９７】
本発明の一実施形態に係る擦弦器１００ｄは、簡単な構成で効率よく弦１２ｄの擦弦振動および振動長を制御することができる。
【００９８】
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の一実施形態は、以下のように様々な形態に変形することもできる。また、以下に説明する変形例は互いに組み合わせて適用することもできる。
【００９９】
［変形例１］
第１実施形態から第４実施形態において擦弦部１４２、回転子１４４、および整流子１４６は、軸方向に隣接する構成とした。しかしながらこれに限定されず第１実施形態および第２実施形態においては、例えば、擦弦部１４２は、回転子１４４および／または整流子１４６の貫通孔に配置されてもよい。すなわち、擦弦部１４２は、回転子１４４および／または整流子１４６の円筒内側面に擦弦部１４２の円筒外側面が接するように同心円状に配置されてもよい。また第３実施形態および第４実施形態においては、例えば、擦弦部１４２は、回転子１４４および／または整流子１４６の円柱外側面に配置されてもよい。すなわち、擦弦部１４２は円筒型であって、回転子１４４および／または整流子１４６の円柱外側面に擦弦部１４２の円筒内側面が接するように同心円状に配置されてもよい。このように構成することで、本変形例に係る擦弦器１００は、より安定して効率よく弦１２の擦弦振動を制御することができる。
【０１００】
［変形例２］
第１実施形態および第５実施形態において動力は、例えば、電磁力で示した。しかしながらこれに限定されず、動力としては流体の圧力を利用してもよい。例えば、本変形例においては動力として電磁力のかわりに風力を用いてもよい。図１９Ａは静止時における擦弦器の側面図である。図１９Ｂは回転時における擦弦器の側面図である。本変形例において回転体１４０は、回転子１４４および整流子１４６の代わりに、擦弦部１４２に円筒外側面から回転軸方向とは反対側へ突出する羽根１４１を含んでもよい。取付部１２０は、固定子１２２および電極１２４の代わりに、圧供給口１４５を含んでもよい。羽根１４１に、回転体１４０の下方から空気圧（風、矢印）をかけることで、回転体１４０は回転し始め、回転軸が上方に移動する。空気圧を止めることで、回転体１４０は回転を止め、自重によって回転軸が下方に移動する。このように構成することで、本変形例に係る擦弦器１００は、より簡単な構成で効率よく弦１２の擦弦振動を制御することができる。
【０１０１】
［変形例３］
本実施形態においては、弦楽器１０としてハープ型またはバイオリン型で示した。しかしながらこれらに限定されず、既存の弦楽器１０としては例えばバイオリン、チェロ、ベース、コントラバス等、また、西洋楽器だけでなく、胡弓、二胡などに適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１…演奏装置、１０…弦楽器、１３…指板、１２…弦、１４…弦留め、１６…共鳴部、１００…擦弦器、１２０…取付部、１２２…固定子、１２４…電極、１２６…筐体、１２８…開口、１２９…支持部、１４０…回転体、１４２…擦弦部、１４３…スリット、１４４…回転子、１４６…整流子、１６０…コントロールユニット、１６２…記憶部、１６４…制御部、１６６…信号生成部、１６８…操作部、２００…音高制御部、２１０…ナット、２２０…駒、２４０、３４０…ソレノイド、２６０…フレット、２８０、３８０…ベース
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【国際調査報告】
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