(57)【要約】      （修正有）【課題】ホイール間の噛み合いずれを抑制するオルゴールを提供する。【解決手段】ストッパ２２によるスターホイール１４の停止を解除する動作の開始タイミングを、演奏テンポに応じたモータ３２の回転速度に関する値に基づいて補正するタイミング補正部を備えていることで、ストッパ２２によるスターホイール１４の停止を解除する動作が開始されてからスターホイール１４が回転を始めるまでの時間延いてはサンホイール２８と噛み合うまでの時間と、演奏テンポに応じたサンホイール２８の回転量とを整合させることができる。すなわち、スターホイール１４とサンホイール２８との噛み合いずれを抑制するオルゴール１０を提供することができる。【選択図】図１
2015011240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演奏音の発音タイミングが定められた楽曲データを記憶部から読み出すデータ読出部と、
弾かれることで音を発生させる振動弁を弾く爪を備え、第１軸の軸心まわりに設けられたスターホイールと、
停止状態において前記スターホイールの回転を停止させ、前記楽曲データに定められた演奏音の発音タイミングに基づいて前記停止状態を解除するストッパと、
前記第１軸と並んで設けられた第２軸に固定され、前記ストッパによる停止状態が解除された前記スターホイールと噛み合うサンホイールと、
前記楽曲データを演奏する演奏テンポに応じた回転速度で前記第１軸及び前記第２軸を回転駆動するモータと、
前記サンホイールの回転量を検知する回転センサと、
前記楽曲データに定められた演奏音の発音タイミングに応じた前記回転センサにより検知される前記サンホイールの回転量に基づいて、前記ストッパが前記スターホイールの停止状態を解除する動作の開始タイミングを決定するタイミング決定部と、
前記タイミング決定部により決定された開始タイミングを、前記楽曲データを演奏する演奏テンポに応じた前記モータの回転速度に関する値に応じて補正するタイミング補正部と、
前記タイミング補正部により補正された開始タイミングにおいて、前記ストッパによる停止状態を解除する動作を開始させる停止解除制御部と
を、備えたものであることを特徴とするオルゴール。
【請求項２】
演奏テンポを変更するテンポ変更制御部を備え、
前記タイミング補正部は、前記テンポ変更制御部により演奏テンポを遅くする変更がされる場合には、前記開始タイミングを、変更される前の演奏テンポで前記ストッパの動作を開始させる開始タイミングより遅くする補正を行うものである
請求項１に記載のオルゴール。
【請求項３】
演奏テンポを変更するテンポ変更制御部を備え、
前記タイミング補正部は、前記テンポ変更制御部により演奏テンポを速くする変更がされる場合には、前記開始タイミングを、変更される前の演奏テンポで前記ストッパの動作を開始させる開始タイミングより早くする補正を行うものである
請求項１に記載のオルゴール。
【請求項４】
演奏テンポを変更するテンポ変更制御部と、
変更前の演奏テンポと変更後の演奏テンポとの関係に応じて、前記開始タイミングの補正量が予め定められた補正テーブルと
を、備え、
前記タイミング補正部は、前記テンポ変更制御部により演奏テンポの変更が行われる場合には、前記変更が行われる前の演奏テンポ及び変更後の演奏テンポに基づいて、前記補正テーブルから導出される補正量に基づいて前記開始タイミングの補正を行うものである
請求項１から３の何れか１項に記載のオルゴール。
【請求項５】
所定の演奏テンポ毎に、演奏テンポに応じた前記開始タイミングの補正量が予め定められた定速補正テーブルを備え、
前記タイミング補正部は、現時点における演奏テンポに基づいて、前記定速補正テーブルから決定される補正量に基づいて前記開始タイミングの補正を行うものである
請求項１から４の何れか１項に記載のオルゴール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オルゴールに関し、特に、ホイール間の噛み合いずれを抑制するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
音楽を奏でるオルゴールが知られている。このオルゴールは、例えば、複数の振動弁と、各振動弁を弾く爪を備えたスターホイールとを、備えている。複数の振動弁は、それぞれの音高に対応している。各振動弁がスターホイールの爪により弾かれることで対応する音高の音が発生させられる。斯かるオルゴールにおいて、振動弁を選択的に弾く機構を備えることで任意の曲を演奏できるオルゴールが提案されている。例えば、特許文献１に記載されたオルゴールがそれである。この技術によれば、スターホイールは、ストッパが解除されることで回転してサンホイールと噛み合わされる。斯かる状態においてスターホイールの爪が振動弁を弾くことで任意の曲を演奏できる。また、モータの回転速度が、演奏テンポに応じて変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７３０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記従来の技術においては、ストッパの動作が開始された後、実際にスターホイールの停止が解除され、スターホイールが回転を始めるまでに所定時間を要する。この所定時間内にサンホイールが回転する回転量は、演奏テンポにより異なる。このため、演奏テンポによってはサンホイールとスターホイールとの噛み合いがずれ、ホイール間での接触音が発生するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ホイール間の噛み合いずれを抑制するオルゴールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明の要旨とするところは、演奏音の発音タイミングが定められた楽曲データを記憶部から読み出すデータ読出部と、弾かれることで音を発生させる振動弁を弾く爪を備え、第１軸の軸心まわりに設けられたスターホイールと、停止状態において前記スターホイールの回転を停止させ、前記楽曲データに定められた演奏音の発音タイミングに基づいて前記停止状態を解除するストッパと、前記第１軸と並んで設けられた第２軸に固定され、前記ストッパによる停止状態が解除された前記スターホイールと噛み合うサンホイールと、前記楽曲データを演奏する演奏テンポに応じた回転速度で前記第１軸及び前記第２軸を回転駆動するモータと、前記サンホイールの回転量を検知する回転センサと、前記楽曲データに定められた演奏音の発音タイミングに応じた前記回転センサにより検知される前記サンホイールの回転量に基づいて、前記ストッパが前記スターホイールの停止状態を解除する動作の開始タイミングを決定するタイミング決定部と、前記タイミング決定部により決定された開始タイミングを、前記楽曲データを演奏する演奏テンポに応じた前記モータの回転速度に関する値に応じて補正するタイミング補正部と、前記タイミング補正部により補正された開始タイミングにおいて、前記ストッパによる停止状態を解除する動作を開始させる停止解除制御部とを、備えたことを特徴とするオルゴールである。
【０００７】
前記請求項１に係る発明に従属する本願の請求項２に係る発明の要旨とするところは、演奏テンポを変更するテンポ変更制御部を備え、前記タイミング補正部は、前記テンポ変更制御部により演奏テンポを遅くする変更がされる場合には、前記開始タイミングを、変更される前の演奏テンポで前記ストッパの動作を開始させる開始タイミングより遅くする補正を行うものである。
【０００８】
前記請求項１に係る発明に従属する本願の請求項３に係る発明の要旨とするところは、演奏テンポを変更するテンポ変更制御部を備え、前記タイミング補正部は、前記テンポ変更制御部により演奏テンポを速くする変更がされる場合には、前記開始タイミングを、変更される前の演奏テンポで前記ストッパの動作を開始させる開始タイミングより早くする補正を行うものである。
【０００９】
前記請求項１から３の何れか１項に係る発明に従属する本願の請求項４に係る発明の要旨とするところは、演奏テンポを変更するテンポ変更制御部と、変更前の演奏テンポと変更後の演奏テンポとの関係に応じて、前記開始タイミングの補正量が予め定められた補正テーブルとを、備え、前記タイミング補正部は、前記テンポ変更制御部により演奏テンポの変更が行われる場合には、前記変更が行われる前の演奏テンポ及び変更後の演奏テンポに基づいて、前記補正テーブルから導出される補正量に基づいて前記開始タイミングの補正を行うものである。
【００１０】
前記請求項１から４の何れか１項に係る発明に従属する本願の請求項５に係る発明の要旨とするところは、所定の演奏テンポ毎に、演奏テンポに応じた前記開始タイミングの補正量が予め定められた定速補正テーブルを備え、前記タイミング補正部は、現時点における演奏テンポに基づいて、前記定速補正テーブルから決定される補正量に基づいて前記開始タイミングの補正を行うものである。
【発明の効果】
【００１１】
本願の請求項１に係る発明によれば、ストッパによるスターホイールの停止を解除する動作の開始タイミングを、演奏テンポに応じたモータの回転速度に関する値に基づいて補正することで、ストッパによるスターホイールの停止を解除する動作が開始されてからスターホイールが回転を始めるまでの時間延いてはサンホイールと噛み合うまでの時間と、演奏テンポに応じたサンホイールの回転量とを整合させることができる。すなわち、ホイール間の噛み合いずれを抑制するオルゴールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例であるオルゴールにおける演奏機構部の構成を例示する斜視図である。
【図２】図１の演奏機構部を第１軸の軸心方向に視た図である。
【図３】図２に示す構成の斜視図である。
【図４】図１のオルゴールにおいて係止部材が係止状態から非係止状態へ切り替えられる場合における作動を説明する図である。
【図５】図１のオルゴールにおいてスターホイールにおける突起部が振動板の振動弁を弾いて音を奏でる作動を説明する図である。
【図６】図１のオルゴールにおいて演奏機構部が筐体内に収容された様子を説明する概略図である。
【図７】図１のオルゴールにおける制御部に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図８】図１のオルゴールにおけるサンホイール及び回転盤の位置関係を説明するために、第２軸の軸心方向に視た図である。
【図９】図１のオルゴールにおけるサンホイールの外周歯とスターホイールの間欠歯車との位置関係を説明するために、第２軸の軸心方向に視た図である。
【図１０】図１のオルゴールにおけるスターホイールとサンホイールとの噛み合いにずれが発生する様子を説明する図である。
【図１１】図１０における破線で囲繞された部分を拡大して示す図である。
【図１２】図１のオルゴールの制御部による動作開始タイミングの補正について説明するタイムチャートである。
【図１３】図１のオルゴールの制御部による動作開始タイミングの補正に係る補正量の算出に用いられる補正テーブルの一例を示す図である。
【図１４】図１のオルゴールによる楽曲の演奏テンポと、ストッパの動作開始タイミングの適切なディレイ時間との関係を例示する図である。
【図１５】図１のオルゴールの演奏テンポが４０から１２０まで上昇させられる際における実際のテンポに対応する波形を例示する図である。
【図１６】図１のオルゴールの演奏テンポが４０から上昇させられる場合、および演奏テンポが１２０から低下させられる場合における、ストッパの動作開始タイミングの適切なディレイ時間を例示する図である。
【図１７】図１のオルゴールの演奏テンポが１２０から４０まで低下させられる際における実際のテンポに対応する波形を例示する図である。
【図１８】図１のオルゴールに備えられた制御部によるオルゴール演奏制御の一例の要部を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例であるオルゴール１０における演奏機構部１００の構成を斜め上方から視た様子を例示する斜視図である。本実施例において、オルゴール１０の上方とは、オルゴール１０が図示しない設置平面部に設置される際の上方（略鉛直上方）をいう。図１に示すように、本実施例のオルゴール１０は、第１軸１２を中心として回転可能に設けられた複数（例えば、４０個）のスターホイール１４を備えている。第１軸１２に沿って設けられた振動板１６を備えている。振動板１６には、複数のスターホイール１４にそれぞれ対応する複数の振動弁１８が第１軸１２に沿って設けられている。第１軸１２と並んで第２軸２６、第３軸２０が設けられている。好適には第１軸１２と平行に第２軸２６、第３軸２０が設けられている。第３軸２０を中心として回動可能に設けられた、複数のスターホイール１４にそれぞれ対応する複数のストッパ２２を備えている。複数のストッパ２２にそれぞれ対応する複数の電磁石２４を備えている。第２軸２６に相対回転不能に設けられてその第２軸２６と一体的に回転させられる複数のサンホイール２８を備えている。複数のサンホイール２８は、複数のスターホイール１４にそれぞれ対応する。フレーム３０により、第１軸１２及び第２軸２６は、それぞれの軸心まわりの回転可能に支持され、第３軸２０は、回転不能に支持される。フレーム３０には、複数の電磁石２４等が組み付けられる。
【００１５】
オルゴール１０は、第１軸１２及び第２軸２６をそれぞれの軸心まわりに同期して回転駆動するための駆動力を発生させる駆動部としてのモータ３２を備えている。好適には、モータ３２の出力軸のトルクが、よく知られたギヤ機構等を介して第１軸１２及び第２軸２６に伝達される。好適には、第１軸１２及び第２軸２６を等しい回転速度（回転角速度）で回転駆動する。すなわち、スターホイール１４とサンホイール２８とは、それぞれの軸端で駆動ギヤにより連結されており、モータ３２の出力に対応してそれぞれの回転速度が等しくなるように減速比が設定されている。或いは、第１軸１２及び第２軸２６それぞれに対応して個別のモータが備えられ、それらが同じ回転速度で各軸を回転駆動するものであってもよい。複数の振動弁１８は、予め定められた複数の音階にそれぞれ対応し、後述するようにスターホイール１４の爪３６により弾かれることで対応する音階の音を奏でるように構成されている。オルゴール１０において、図１のように構成された演奏機構部１００は、フレーム３０等が後述する筐体３４に組み付けられることで、その筐体３４の内部に収容される。
【００１６】
オルゴール１０は、サンホイール２８の変位量すなわち回転量を検知する回転センサを備えている。この回転センサは、好適には、サンホイール２８に隣接して設けられ、第２軸２６の回転量を検出するエンコーダ８０である。エンコーダ８０は、モータ３２の変位量すなわち出力軸の回転量を検出するものであってもよい。エンコーダ８０は、好適には、サンホイール２８の外周歯４０の間隔に対応する所定の角度毎の回転を検出するロータリエンコーダである。換言すれば、エンコーダ８０は、サンホイール２８の回転位置を検出する。エンコーダ８０は、第２軸２６の回転と連動して回転させられる円盤状の回転盤８２を備えている。回転盤８２は、好適には、第２軸２６に固定されており、第２軸２６の回転駆動に連動して回転させられる。回転盤８２には、サンホイール２８の外周歯４０（複数の歯）の配置に対応して周方向に所定の角度間隔で複数のスリット８４が形成されている。エンコーダ８０は、回転盤８２のスリットの通過を検出するタイミングセンサ８６を備えている。タイミングセンサ８６は、好適には、回転盤８２に対して所定の位置に設けられ、回転盤８２の反対側からＬＥＤ等により照射された光を受光することでスリットの通過を検出する光学式のセンサ（例えばフォトセンサ）である。或いは、回転盤８２に所定の角度間隔で付与された磁束を検出する磁気式のセンサであってもよい。
【００１７】
図８は、第２軸２６に固定されたサンホイール２８及び回転盤８２の位置関係を説明するために、第２軸２６の軸心方向に視た図である。サンホイール２８の外周歯４０の歯数は例えば２０歯であり、隣り合う２つの歯の間の角度は１８°である。回転盤８２に形成されたスリット８４の数は例えば１０個であり、隣り合う２つのスリット８４の間の角度∠１（第２軸２６の軸心Ｃ３を中心とする中心角）は例えば３６°である。すなわち、２つの外周歯４０毎に１つのスリット８４が配置される位置関係とされる。サンホイール２８の外周歯４０と回転盤８２のスリット８４とは所定の位置関係とされている。例えば、図８に示すように、外周歯４０における歯の谷間に対応する位置にスリット８４が配置される位置関係とされる。好適には、サンホイール１４の外周歯４０の歯数は、回転盤８２に形成されたスリット８４の数の整数倍である。サンホイール２８の外周歯４０は、エンコーダ８０が、後述する楽曲データに従って演奏される音の最短音長に対応する回転量を検出可能な間隔で、外周部に設けられている。
【００１８】
図９は、サンホイール２８の外周歯４０とスターホイール１４の間欠歯車との位置関係を説明するために、第２軸２６の軸心方向に視た図である。図９においては、スターホイール１４の間欠歯車における間欠部分３９に、ギヤ部３８に対応する歯車の歯（実際には歯切りされていない）を破線で図示している。図９に示すように、スターホイール１４の間欠歯車は、間欠部分３９に歯が設けられているのであれば２０歯の歯車である。すなわち、好適には、サンホイール１４の外周歯４０の歯数と等しい。好適には、間欠歯車における間欠部分３９には、サンホイール２８の外周歯４０における所定数の歯が収まる。図９においては、４つの歯が収まっている。図９に示す例において、間欠部分３９に対応する角度∠２（第１軸１２の軸心Ｃ１を中心とする中心角）は７２°である。間欠歯車における間欠部分３９には、回転盤８２における２つのスリット８４が収まる。換言すれば、スターホイール１４の間欠歯車における間欠部分３９に対応する角度∠２は、回転盤８２に形成された隣り合う２つのスリット８４間の角度∠１の整数倍である。好適には、間欠部分３９に対応する角度∠２は、隣り合う２つのスリット８４間の角度∠１の２倍である。
【００１９】
図６は、図１に示す本実施例のオルゴール１０における演奏機構部１００が筐体３４内に収容された様子を説明する概略図である。図６に示すように、オルゴール１０は、第１軸１２、複数のスターホイール１４、振動板１６、第３軸２０、複数のストッパ２２、複数の電磁石２４、第２軸２６、複数のサンホイール２８等の構成を収容する筐体３４を備えている。すなわち、図１のように構成された演奏機構部１００は、フレーム３０等が筐体３４に組み付けられることで、筐体３４の内部に収容されている。図６に一点鎖線Ｌで示すように、好適には、第３軸２０の中心と、複数の電磁石２４のうち少なくとも一部は、筐体３４の底面３４ａに沿った同一平面上に配置されたものである。筐体３４の上側平面部には、その筐体３４内部の様子を視認するためののぞき窓３４ｂが設けられている。こののぞき窓３４ｂには、ガラス板等の透明な材料による蓋部（非図示）が設けられる。図６に示すように、オルゴール１０は、複数の電磁石２４それぞれの励磁乃至非励磁を制御する制御部６０を備えている。
【００２０】
図２は、オルゴール１０の演奏機構部１００におけるスターホイール１４、ストッパ２２、及びサンホイール２８等の構成を説明するために、それらの構成を第１軸１２の軸心方向に視た図である。図３は、図２に示すスターホイール１４、ストッパ２２、及びサンホイール２８等の構成を斜め上方から視た様子を示す斜視図である。図３においては、複数のスターホイール１４のうち２つのスターホイール１４ａ、１４ｂと、それらに対応するストッパ２２ａ、２２ｂ及び電磁石２４ａ、２４ｂ等を例示している。個々のスターホイール１４ａ、１４ｂを特に区別しない場合には単にスターホイール１４として図示している。個々のストッパ２２ａ、２２ｂを特に区別しない場合には単にストッパ２２として図示している。個々のサンホイール２８ａ、２８ｂ、２８ｃを特に区別しない場合には単にサンホイール２８として図示している。スターホイール１４とストッパ２２とが対応するとは、そのストッパ２２の停止状態（係止状態）においてそのスターホイール１４の回転が停止（係止）されることをいう。スターホイール１４とサンホイール２８とが対応するとは、そのスターホイール１４のギヤ部３８とそのサンホイール２８の外周歯４０とが相互に噛み合うことをいう。図３においては、スターホイール１４ａ、１４ｂに対応するサンホイール２８ａ、２８ｂを例示すると共に、そのサンホイール２８ｂに隣接するサンホイール２８ｃを併せて示している。隣接するサンホイール２８とは、第２軸２６に沿ってその軸を中心に並んで配置されているサンホイール２８をいう。図３においては、振動板１６及びフレーム３０等の図示を省略すると共に、第１軸１２、第３軸２０、及び第２軸２６それぞれの一部を省略（切断）して示している。
【００２１】
図２及び図３に示すように、スターホイール１４は、径方向外側に向けて放射状に複数の爪３６を備えている。好適には、スターホイール１４の周方向に等位相で４つの爪３６を備えている。すなわち、スターホイール１４の周方向に９０°毎に爪３６が設けられている。スターホイール１４は、爪３６よりも内周側（径方向内側）に、径方向外側に向けて複数のギヤ部３８を備えている。好適には、各爪３６に対応する位置に２歯ずつの突出部としてのギヤ部３８を備えている。すなわち、スターホイール１４は、ギヤ部３８と、径方向外側の周の一部にサンホイール１４の歯と噛み合わされない間欠部分３９（図９を参照）とを有する間欠歯車を備えている。スターホイール１４は、内周側に組付穴を備えており、組付穴に第１軸１２が挿入されることで、第１軸１２に組み付けられる。ギヤ部３８は、複数のスターホイール１４が第１軸１２に沿って配置される間に配置されている。すなわち、ギヤ部３８は、第１軸１２の軸方向に関して、爪３６とは異なる位置に配置される。具体的には、軸方向に関して相互に隣接する爪３６相互間に配置される。サンホイール２８は、径方向外側に向けて複数の外周歯４０を備えて構成されている。すなわち、外周部に複数の歯を備えた歯車である。図２に示すように、スターホイール１４が第１軸１２に組み付けられた状態において、爪３６は、第１軸１２の軸心を中心とするその回転軌跡が対応する振動弁１８の少なくとも一部に接触する位置に設けられている。且つ、対応するストッパ２２の停止状態においてそのストッパ２２に停止される位置に設けられている。この停止される位置とは、爪３６がストッパ２２に当接されられた状態において、スターホイール１４の第１軸１２の回転への追従回転を阻止する位置である。すなわち、爪３６は、振動板１６における振動弁１８を弾くと共に、ストッパ２２と接触することで、スターホイール１４の第１軸１２の回転に伴う追従回転を阻止する係止部材として機能する。ギヤ部３８は、第１軸１２の軸心を中心とするその回転軌跡が対応するサンホイール２８の外周歯４０と噛み合わされる位置に設けられている。
【００２２】
図２に一部（破線で囲繞した部分）を拡大して示すように、サンホイール２８の外周歯４０には面取り６８が付けられている。面取り６８は、好適には、外周歯４０の先端部における軸方向の両側部に施されたものである。スターホイール１４の外周部には面取り７０が付けられている。面取り７０は、好適には、スターホイール１４の外径稜線に施されたものである。スターホイール１４の外径稜線とは、スターホイール１４における外周面７２における軸方向両端部である。サンホイール２８及びスターホイール１４の回転に従って、サンホイール２８の外周歯４０のエッジ（軸方向両端部）がスターホイール１４の外周面（外径）の稜線に重なる際、面取り６８、７０が付けられていることで例えば後述するスターホイール１４の外周面７２等と相互に干渉することなくスムースに入り込む。これにより、衝撃音の発生を好適に抑制できる。
【００２３】
また、スターホイール１４が第１軸１２に組み付けられた状態において、組付穴の内周面と第１軸１２の外周面（接触面）との間には所定の摩擦力がはたらくように構成される。摩擦力を付与するため、好適には、組付穴の内周面と第１軸１２の外周面との間に摩擦力を付与するためのフリクションばねが設けられる（摩擦力機能）。スターホイール１４と、第１軸１２との間の摩擦力は、スターホイール１４を回転させる力より強く、スターホイール１４の回転によってストッパ２２を外す力より弱く設定されている。斯かる構成により、スターホイール１４は、第１軸１２に組み付けられた状態において、第１軸１２を中心とする回転可能に設けられる。ストッパ２２が後述する非停止状態である場合においては第１軸１２との接触部位における摩擦力によりその第１軸１２に追従回転させられる。スターホイール１４と、第１軸１２との間の摩擦力が、スターホイール１４を回転させる力より弱いと、ストッパ２２の停止が解除された状態においてもスターホイール１４が空転してしまうおそれがある。スターホイール１４の回転によってストッパ２２を外す力より強いと、ストッパ２２による停止状態において、ストッパ２２の板部材５０が図２における左方向に動いてしまい、停止が解除されてしまうおそれがある。
【００２４】
図２に示すように、ストッパ２２は、好適には、ストッパ２２が第３軸２０を中心としてスターホイール１４に向けて回動させられることでスターホイール１４における少なくとも１つの爪３６に当接させられる板部材５０を備えている。電磁石２４の励磁状態において、その電磁石２４の磁力によりストッパ２２を第１回動方向すなわちスターホイール１４から離隔させられる方向へ回動させる作用を発生させる磁性部材５２を備えている。磁性部材５２は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の鉄属元素を主成分とする金属である。磁性部材５２は、好適には特に磁化されていない鉄板であるが、磁化された所謂永久磁石であってもよい。ストッパ２２において、磁性部材５２は、板部材５０と一体的に設けられたエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂部材５４にインサート成形されたものであり、斯かる構成により電磁石２４の吸引による磁性部材５２のビビリが抑制される。
【００２５】
電磁石２４は、好適には、鉄等の磁性材料である鉄芯の周囲に円筒状のコイルを備えている。そのコイルに電流が流されることで励磁状態とされ磁力（磁場）を発生させる。一方、コイルに電流が流されないと非励磁状態とされるよく知られた一般的な電磁石である。本実施例においては、電磁石２４のコイルに電流が流された状態が第１状態に相当する。電磁石２４のコイルに電流が流されない状態が、少なくとも第１励磁状態より磁力が弱い例えば非励磁状態である第２状態に相当する。
【００２６】
図２に示すように、電磁石２４は、各ストッパ２２に対応して設けられている。ストッパ２２における磁性部材５２の近傍に設けられている。電磁石２４は、磁性部材５２と非接触に設けられている。すなわち、電磁石２４とストッパ２２とは、相互に最も接近した状態において非接触とされるものである。換言すれば、ストッパ２２は、後述する停止状態及び非停止状態の何れにおいても、磁性部材５２と電磁石２４との間に所定の間隔があくように構成されたものである。この間隔は、好適には、電磁石２４の励磁状態において、その電磁石２４の磁力作用を磁性部材５２に及ぼし得る範囲内とされる。例えば、電磁石２４とストッパ２２とが相互に最も離隔させられた状態においても、電磁石２４の励磁状態においてはその電磁石２４の磁力により磁性部材５２が引き寄せられるように間隔が設計される。すなわち、ストッパ２２をスターホイール１４から離隔させる方向に回動させる引力が発生させられるように、間隔が設計される。電磁石２４の軸心（鉄芯の中心軸）は、ストッパ２２の回動中心すなわち第３軸２０の軸心と交わる位置関係とされる。
【００２７】
図２及び図３に示すように、ストッパ２２は、好適には、スナップばね（ねじりコイルばね）５６を備えている。スナップばね５６は、ストッパ２２をスターホイール１４に向けて回動させる方向に付勢する付勢部材である。ストッパ２２及び板部材５０は、好適には、電磁石２４の非励磁状態においては、スナップばね５６により付勢されることでスターホイール１４に向けて回動させられる。そして、板部材５０は、スターホイール１４に設けられた複数の爪３６の少なくとも１つを停止する停止状態（図２を参照）とされる。この停止状態が、スターホイール１４の爪３６が所定の位置で停止する待機位置に相当する。一方、電磁石２４の励磁状態においては、ストッパ２２及び板部材５０は、電磁石２４の磁力によりスナップばね５６による付勢に逆らって第３軸２０を中心として第１回動方向、すなわち、スターホイール１４から離隔させられる方向に回動させられる。そして、電磁石２４による磁力に応じた磁性部材５２を引き寄せる力（引力）とスナップばね５６の付勢力が釣り合った位置においてストッパ２２が停止される。すなわち、板部材５０による爪３６の停止が解除される非停止状態（後述する図４、図５等を参照）とされる。この非停止状態が、ストッパ２２によるスターホイール１４の停止が解除された状態に相当する。
【００２８】
図２及び図３に示すように、複数の電磁石２４及び各電磁石２４に対応するストッパ２２は、好適には、第１群に属する複数の電磁石２４及びストッパ２２と、第２群に属する複数の電磁石２４及びストッパ２２とが、第１軸１２の軸心を中心とする周方向に９０°の位相差で（すなわち相互に９０°の角度を成す位置に）配設されている。好適には、複数の電磁石２４のうち最も端に設けられた電磁石２４から他端側へ向かって１からｎ（他端における電磁石２４に対応）までの数値を付した場合、奇数を付された複数の電磁石２４が前記第１群に、偶数を付された複数の電磁石２４が前記第２群にそれぞれ属する。すなわち、本実施例のオルゴール１０において、好適には、例えば図３に示すスターホイール１４ａ、１４ｂのように、相互に隣接するスターホイール１４にそれぞれ対応する電磁石２４（図３においては電磁石２４ａ、２４ｂ）が、第１軸１２の軸心を中心とする周方向に９０°の位相差で交互に配設されている。斯かる構成とすることで、オルゴール１０における演奏機構部１００の構成（特に、複数の電磁石２４）の配設スペースを可及的に小さくすることができ、装置を小型化することができる。
【００２９】
図２、図４、図５を用いて、以上のように構成されたオルゴール１０における演奏機構部１００の具体的な作動について説明する。オルゴール１０による演奏時において、第１軸１２及び第２軸２６は、図４に矢印で示すように、モータ３２の駆動により常時それぞれの軸心まわりに同期的に回転させられている。第１軸１２及び第２軸２６は、相互に逆回りに回転駆動されており、好適には、第１軸１２はスターホイール１４に設けられた爪３６が振動板１６の振動弁１８を下方から上方に向けて弾く方向に回転される。第２軸２６はサンホイール２８の外周歯４０とスターホイール１４のギヤ部３８とが噛み合った状態において、スターホイール１４を回転駆動する方向すなわち図４に矢印で示す方向にそれぞれ回転させられている。複数のサンホイール２８は、第２軸２６に対して相対回転不能に設けられているため、オルゴール１０による演奏時においては、第２軸２６の軸心まわりの回転に伴い常時それぞれの軸心まわりに回転させられている。
【００３０】
図２は、ストッパ２２が停止状態とされた場合における作動を説明している。この図２に示すように、対応する電磁石２４に対する通電が行われず、電磁石２４が非励磁状態とされている場合には、ストッパ２２の板部材５０は、スナップばね５６により付勢される。これにより、ストッパ２２は、スターホイール１４側に回動させられ、スターホイール１４に設けられた複数の爪３６の少なくとも１つを停止する停止状態とされる。すなわち、複数の爪３６の少なくとも１つにおける第１軸１２の回転方向側（回転が進む側）に、板部材５０における先端部が当接させられる。前述のように、スターホイール１４は、第１軸１２との接触部位における摩擦力により、第１軸１２に追従回転させられるように構成されている。図２に示すような状態においては、ストッパ２２が停止状態とされていることで、接触部位における摩擦力に逆らってスターホイール１４の第１軸１２に対する追従回転が阻止される。換言すれば、第１軸１２の軸心を中心とするスターホイール１４の位相（振動弁１８等に対する位置関係）が固定されたまま、そのスターホイール１４における組付穴と第１軸１２との接触面が軽い負荷をもって滑りつつそれらが相対回転させられる状態となる。斯かる状態においては、スターホイール１４におけるギヤ部３８はサンホイール２８における外周歯４０と噛み合わない位置とされ、サンホイール２８の回転はスターホイール１４の回転に影響しない。すなわち、第１軸１２を中心に回転するスターホイール１４がストッパ２２により待機位置で停止させられるとき、サンホイール２８の外周歯４０は、スターホイール１４の間欠部分３９において空転させられる。
【００３１】
図４は、ストッパ２２によるスターホイール１４の停止が解除される作動すなわち停止状態から非停止状態へ切り替えられる場合における作動を説明している。図２に示す状態から、電磁石２４に対する通電が行われると、通電された電磁石２４が励磁状態とされる。そして、ストッパ２２の板部材５０が電磁石２４の磁力によりスナップばね５６による付勢に逆らって第３軸２０を中心としてスターホイール１４から離隔させられる方向（第１回動方向）に回動させられる。これにより、板部材５０による爪３６の停止が解除される非停止状態とされる。すなわち、スターホイール１４が、第１軸１２との接触部位における摩擦力によりその第１軸１２に追従回転させられる状態とされる。ここで、図２に示す状態から、電磁石２４に対する通電が行われて停止が解除された直後、好適には、図４に示すように、板部材５０はスターホイール１４から離隔させられる。
【００３２】
図４に示す非停止状態では、磁性部材５２と、電磁石２４における軸心の先端とが最も接近させられるが、この状態において電磁石２４と磁性部材５２との間には空間が存在し、非接触とされる。好適には、磁性部材５２における電磁石２４側の面は第３軸２０を中心とする部分円筒状の曲面とされている。このため、ストッパ２２が第３軸２０まわりに回動させられても、電磁石２４と磁性部材５２との空間の間隔が変化しないように構成されている。
【００３３】
図５は、スターホイール１４の爪３６が振動板１６の振動弁１８を弾いて音を奏でる作動を説明している。ストッパ２２が非停止状態とされ、板部材５０による爪３６の停止が解除される。その後、スターホイール１４が、第１軸１２との接触部位における摩擦力によりその第１軸１２に追従回転させられる。すると、図５に示すように、複数の爪３６のうち１つの爪３６が振動板１６の振動弁１８に接触させられる位相付近において、爪３６に隣接する回転方向側（すなわち回転方向に９０°の位相差で設けられた）の爪３６に対応するギヤ部３８がサンホイール２８の外周歯４０と噛み合わされる。この状態においては、サンホイール２８の回転によりスターホイール１４が図５に矢印で示す方向すなわち爪３６が振動板１６の振動弁１８を下方から上方に向けて弾く方向に駆動される。すなわち、サンホイール２８の外周歯４０とスターホイール１４のギヤ部３８とが噛み合わされた状態において、スターホイール１４の爪３６が対応する振動弁１８を弾く。斯かる作動によって振動弁１８が爪３６により弾かれ、振動弁１８に対応する音階の音が奏でられる。そのようにして振動弁１８を弾いた後、スターホイール１４が更に第１軸１２に追従回転させられ、サンホイール２８が、第２軸２６に追従回転させられることでギヤ部３８とサンホイール２８の外周歯４０とが再び噛み合わない状態となる。図５に示す状態からギヤ部３８と外周歯４０とが噛み合わない状態への移行過程において電磁石２４の通電が停止され、電磁石２４が非励磁状態とされる。これにより、スナップばね５６の付勢によりストッパ２２がスターホイール１４に向けて回動させられ、再び図２に示す状態に復帰させられる。
【００３４】
図７は、制御部６０の電気的構成を示すブロック図である。制御部６０は、ＣＰＵ６１、フラッシュメモリ６２、ＲＡＭ６３、楽曲データベース９８、エンコーダ８０、モータ回路制御部１０２を含む。ＣＰＵ６１は、ＭＩＤＩデータに従い、モータ３２を回転させる速度と、スターホイール１４の停止状態を解除するタイミングを決定する処理を行う。フラッシュメモリ６２には、ＣＰＵ６１により実行されるプログラムと、後述する各種のテーブルとが記憶される。また、図７では、ＣＰＵ６１の内部に、制御部６０のＣＰＵ６１により制御される制御機能の要部を示す。この図７に示す楽曲データベース９６は、オルゴール１０による演奏の対象となる曲にそれぞれ対応する複数の楽曲データ（楽譜データ）を記憶する記憶部である。楽曲データベース９６は、よく知られたＳＤカード（Secure Digital Card）等の記憶媒体に納められる。また、制御部６０が記憶媒体に記録されたデータを読み取り可能であってもよい。楽曲データは、例えば、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）形式のデータであり、予め定められた複数種類の楽器毎に、その楽器に対応する音の出力タイミング及び音階等が定められた複数のトラック（チャンネル）を含んでいる。以下、楽曲データとして、ＭＩＤＩデータを用いた例を説明する。
【００３５】
楽曲データベース９６に記憶された楽曲データには、その楽曲データに対応する楽曲のテンポ（演奏テンポ）含む。この演奏テンポは、例えば、ＭＩＤＩデータのヘッダ（ヘッダチャンク）におけるコンダクタ（Conductor）トラックに定められた値であり、例えば４０〜１２０ｂｐｍ（bit per minute）の範囲で定められる。楽曲データベース９６に記憶された楽曲データには、音の発音タイミングとして、所定の音を鳴らすタイミングデータを含む。音の発音タイミングは、例えば、ＭＩＤＩデータのノート・オンイベントで定められる。楽曲データに定められた所定の音のノート・オンイベントと、次の音のノート・オンイベントとの間の音長は、例えば、時間の単位としてのティック（tick）により表される。このティックは、楽曲データのテンポ及びタイムベース（分解能）によって定められる。例えば、１ティックの時間（秒）＝６０／（テンポ×タイムベース）である。楽曲データに定められた楽譜情報において、好適には、４分音符に対応する基準のタイムベースを４８０（ｔｉｃｋ）と定めた場合、１６分音符の長さが１２０ティックに相当する。本実施例では、楽曲データにおいて、音の最短音長は、１６分音符の音長の３分の１に相当する長さに定める。すなわち、スリット８４の通過が検出された後、次のスリット８４の通過が検出されるまでを４０ティックと定めている。楽曲データに定められた楽譜情報において、好適には、最短音長は４０ティックに相当する。タイムベースが所定値に定められているときには、演奏テンポと、複数の音のノート・オンイベントの間の音長により、所定の音を鳴らしてから次の音を鳴らすまでの時間が決まる。すなわち、振動板１６に備えられた振動弁１８が弾かれてから、次の振動弁１８（同一或いは他の振動弁１８）が弾かれるまでの時間が求められる。楽曲データに定められた所定の音を鳴らしてから次の音を鳴らすまでの時間は、演奏テンポにより異なる。ある所定の音長に対応する定められた所定の音を鳴らしてから次の音を鳴らすまでの時間は、演奏テンポが速いほど短く、演奏テンポが遅いほど長い。換言すれば、タイムベースと楽曲データに記憶されるテンポ情報にて、１ティックあたりの時間が決定される。決定された時間に応じて、エンコーダ８０により所定のスリット８４の通過が検出された後、次のスリット８４の通過が検出されるまでの時間で、目的のテンポに応じた時間となるようサンホイール２８を回転駆動させる。また、楽曲データには、演奏の途中において、楽曲データのテンポ（演奏テンポ）を変更する変更テンポが、テンポ変更イベントとして定められていることがある。
【００３６】
データ読出部１０１は、オルゴールによる楽曲の演奏に際して、演奏の対象となる楽曲データを楽曲データベース９６から読み出す。例えば、演奏の対象となる楽曲データに対応するＭＩＤＩデータを楽曲データベース９６から読み出し、制御部６０に備えられたＲＡＭ６３等に展開する。オルゴール１０による演奏の進行に伴い、ＭＩＤＩデータにおける演奏対象となる部分を楽曲データベース９６から随時読み出すものであってもよい。
【００３７】
モータ回転速度制御部１０２は、モータ３２の回転速度を制御する。すなわち、モータ３２により駆動される第１軸１２及び第２軸２６の回転速度を制御する。具体的には、楽曲データベース９６に記憶された所定の楽曲データに対応する演奏に際して、その楽曲データに定められたテンポに基づく速度で第１軸１２及び第２軸２６が回転させられるようにモータ３２の回転速度を制御する。演奏対象となる楽曲データにおけるテンポが速いほど、モータ３２の回転速度が速くなるように制御する。換言すれば、第１軸１２及び第２軸２６は、楽曲データが演奏されるテンポに基づく速度で回転させられる。好適には、演奏テンポ毎に、各テンポに対応するモータ３２の回転速度が所定の速度制御テーブル（非図示）に定められて記憶されている。モータ回転速度制御部１０２は、斯かる速度制御テーブルから、データ読出部１０１により読み出されたＭＩＤＩデータに定められた演奏テンポに基づいてモータ３２の回転速度を導出し、その回転速度となるようにモータ３２の駆動を制御する。また、予め定められた計算式等から、データ読出部１０１により読み出されたＭＩＤＩデータに定められた演奏テンポに基づいてモータ３２の回転速度を算出するものであってもよい。
【００３８】
モータ回転速度制御部１０２は、モータ３２の回転速度をフィードバック制御する。好適には、モータ回転速度制御部１０２は、モータ３２の軸の回転速度を、短時間（例えば１回転毎）の間隔で検知し、モータ３２の軸の回転速度が、演奏テンポに応じた目標の回転速度と同じ回転速度となるように、モータ３２の回転を制御する。特に、サンホイール２８を１回転するために、モータ３２を複数回転させる減速比の関係である場合に、モータ３２の軸の回転速度から、モータ３２の回転速度をフィードバック制御することにより、サンホイール２８の回転を正しく制御することができる。好適には、モータ３２の回転速度を検知する場合、スリット８４が通過した次のスリット８４が通過するまでサンホイール２８を回転制御させるために、モータ３２を複数回転を必要とする減速比の関係であれば、スリット８４の通過間隔の間に、モータ３２の回転フィードバックを複数回受けることができ、正しく制御することができる。すなわち、エンコーダ８０により所定のスリット８４の通過が検出された後、次のスリット８４の通過が検出されるまでの時間に、正しい回転速度でサンホイール２８を回転駆動させる制御をすることができる。エンコーダ８０とは別の、周方向により多くのスリットを設ける等した高分解能のエンコーダやレゾルバを用い、モータ３２の軸の回転速度を検出するものであってもよい。モータ３２の回転が所定の駆動パルス（例えば、エンコーダ等からの出力パルス）に基づいて行われる態様においては、実際の駆動パルスに基づいてモータ３２の軸の回転速度を算出するものであってもよい。これにより、例えば、エンコーダ８０により所定のスリット８４の通過が検出された後、次のスリット８４の通過が検出されるまでの時間が、演奏対象となる楽曲データにおける１６分音符の音長の３分の１の長さとなる回転速度で、サンホイール２８を正確に回転駆動させることができる。好適には、エンコーダ８０が検出するスリット８４の間隔が、最短音長に相当する例えば４０ティックとなる回転速度で、サンホイール２８を正確に回転駆動させることができる。
【００３９】
モータ回転速度制御部１０２は、楽曲データに定められたテンポが変更された場合、そのテンポの変更に応じてモータ３２の回転速度を変更する。例えば、ＭＩＤＩデータに基づく演奏においてテンポを変更するイベントが読み出され、その実行タイミングとなった場合、そのイベントにおけるテンポ変更に応じてモータ３２の回転速度を変更する。すなわち、そのテンポ変更に応じてモータ３２により駆動される第１軸１２及び第２軸２６の回転速度を変更する。オルゴール１０は、好適には、演奏機構部１００による演奏テンポを変更する入力操作を行うための入力操作部（非図示）を備えている。この入力操作部においては、演奏機構部１００による演奏テンポを、ＭＩＤＩデータに定められた演奏テンポを基準として、遅くする、または速くする演奏テンポを、所定の間隔で定めた複数段階（例えば、７段階）に変更する入力操作を行えるようになっている。或いは、「４０」や「１２０」といったテンポ（ｂｐｍ）に対応する数値を入力可能とするものであってもよい。無段階にテンポを変更可能とするものであってもよい。楽曲データに定められたテンポが一定の場合においても、前記入力操作部において演奏テンポを変更する入力操作が行われた場合、演奏機構部１００による演奏テンポが変更される。すなわち、モータ回転速度制御部１０２は、前記入力操作部により演奏テンポを変更する入力操作が行われた場合、そのテンポの変更に応じてモータ３２の回転速度を変更する。すなわち、モータ回転速度制御部１０２は、演奏テンポを変更するテンポ変更制御部に対応する。
【００４０】
タイミング決定部１０４は、複数のストッパ２２それぞれによるスターホイール１４における爪３６の停止を解除する開始タイミング（動作開始タイミング）を判定する。換言すれば、複数のストッパ２２それぞれに対応する電磁石２４の励磁乃至非励磁を切り替える動作の開始タイミング（電磁石２４の通電を実行乃至停止するタイミング）を判定する。例えば、楽曲データベース９６に記憶された複数の楽曲データのうち所定の楽曲データに対応する曲の演奏において、その楽曲データに定められた演奏音の発音タイミング（音の出力タイミング）及び音階に基づいて前記判定を行う。具体的には、各音階に対応する複数の振動弁１８を楽曲データに定められた出力タイミングで弾くために、ストッパ２２によるスターホイール１４における爪３６の停止を解除するタイミングを判定する。
【００４１】
タイミング決定部１０４は、エンコーダ８０により検出されるスリット８４の通過に基づいて、スターホイール１４の回転の停止を解除するストッパ２２の動作タイミングを制御する。サンホイール２８の回転軸である第２軸２６に設けられたエンコーダ８０のスリット位置とサンホイール２８の外周歯４０の歯先位置との位置関係は決められている。エンコーダ８０により検出されるスリット８４の通過から、サンホイール２８の歯先位置を特定することにより、スターホイール１４が回転し始めるタイミングを決定する。すなわち、タイミング決定部１０４は、楽曲データに従って演奏される曲のテンポ（第２軸２６の回転速度に対応）と、エンコーダ８０により検出されるサンホイール２８の回転量とに、基づいて、スターホイール１４の回転の停止を解除するストッパ２２の作動タイミングを制御する。
【００４２】
タイミング決定部１０４は、エンコーダ８０により検出されるスリット８４の通過に基づいて、スターホイール１４のギヤ部３８とサンホイール２８の外周歯４０とが正確に噛み合うように、スターホイール１４の回転の停止を解除するストッパ２２の動作開始タイミングを判定する。例えば、演奏対象となる楽曲データにおける所定の音の出力タイミングが経過した後、エンコーダ８０により少なくとも１つのスリット８４の通過が検出されたことをきっかけとしてスターホイール１４の回転の停止を解除するストッパ２２の動作開始タイミングを判定する。好適には、楽曲データに定められた１６分音符の音長の３分の１に相当する最短音長に対応する回転量がエンコーダ８０により検出されたとき、ストッパ２２によるスターホイール１４の回転の停止を解除するタイミングを判定する。例えば、エンコーダ８０により検出される、楽曲データに定められた４０ティック（演奏テンポ１２０で演奏される場合は、約４０ｍｓ）に相当する回転量に基づいて、ストッパ２２によるスターホイール１４の回転の停止を解除するタイミングを判定する。例えば図８に示す例では、楽曲データに定められた４０ティックの音長の音の演奏に際して、エンコーダ８０により１つのスリット８４の通過（１つのスリット８４の通過が検出された後、次の１つのスリット８４の通過）が検出されたことに基づいて、ストッパ２２によるスターホイール１４の回転の停止を解除する動作開始タイミングを判定する。
【００４３】
タイミング決定部１０４は、好適には、楽曲データが演奏されるテンポに従って、その楽曲データに定められた音の音長と、エンコーダ８０により検出されるサンホイール２８の回転量とに、基づいて、エンコーダ８０が楽曲データの演奏される音の音長に対応する回転量を検出したとき、ストッパ２２によるスターホイール１４の回転の停止を解除する動作開始タイミングを判定する。例えば、エンコーダ８０により検出される、楽曲データに定められた１２０ティック（演奏テンポ１２０で演奏される場合は、約１２０ｍｓ）に相当する回転量に基づいて、ストッパ２２によるスターホイール１４の回転の停止を解除する動作開始タイミングを判定する。例えば図８に示す例では、楽曲データに定められた１２０ティックの音長の音の演奏に際して、エンコーダ８０により４つのスリット８４の通過（１つのスリット８４の通過が検出された後、３つのスリット８４の通過）が検出されたことに基づいて、ストッパ２２によるスターホイール１４の回転の停止を解除する動作開始タイミングを判定する。
【００４４】
図１０は、スターホイール１４とサンホイール２８との噛み合いにずれが生じる様子を説明する図である。図１１は、図１０における破線で囲繞された部分を拡大して示す図である。前述の演奏機構部１００においては、スターホイール１４の停止を解除するストッパ２２の動作が開始された後、実際に停止が解除され、スターホイール１４が回転を始めるまでに所定時間（むだ時間）を要する。すなわち、ストッパ２２の停止状態を解除する（非停止状態に切り替える）ために電磁石２４を励磁状態（オン）としてから、磁力により磁性部材５４が吸引され、ストッパ２２が第１回動方向に回動させられてスターホイール１４の停止状態が解除され、スターホイール１４の第１軸１２に対する追従回転が開始するまでに所定時間を要する。この所定時間は電磁石２４、ストッパ２２、及びスターホイール１４等の仕様に応じて定まるものであり、モータ３２の回転速度等によってはほとんど変化しない。一方、サンホイール２８の回転速度は演奏テンポによって変化する。このため、前記所定時間にサンホイール２８が回転する回転量は、演奏テンポに応じたモータ３２の回転速度によって変化する。従って、演奏テンポによらず一律に前記所定時間に応じてストッパ２２による停止状態を解除する動作の開始タイミング（ディレイ時間）を決定した場合、サンホイール２８の回転量が、回転速度によって異なるため、スターホイール１４とサンホイール２８との噛み合いにずれが発生するおそれがある。例えば、図１１に示す例では、スターホイール１４におけるギヤ部３８の山と、サンホイール２８における外周歯４０の山とがぶつかる状態となっており、このままスターホイール１４及びサンホイール２８が回転を続けるとギヤ部３８と外周歯４０との衝突が生じる。斯かる衝突により、異音の発生やギヤの破損等といった不具合が生じるおそれがある。そこで、本実施例のオルゴール１０においては、以下に詳述するタイミング補正部１０６により、演奏テンポ等に応じてストッパ２２を解除するタイミングを補正することで、スターホイール１４とサンホイール２８との噛み合いのずれを抑制する。
【００４５】
タイミング補正部１０６は、タイミング決定部１０４により決定された開始タイミングを、モータ３２の回転速度に関する値に応じて補正する。このモータ３２の回転速度は、例えば、エンコーダ８０によりスリット８４の通過が検出された時点における回転速度である。タイミング補正部１０６は、好適には、タイミング決定部１０４により決定された開始タイミングを基準として、後述する停止解除制御部１０８により実際にストッパ２２の停止状態を解除する動作を開始するまでの遅延時間（ディレイ）を算出する。図１２は、タイミング補正部１０６による動作開始タイミングの補正について説明するタイムチャートである。この図１２に示すように、タイミング補正部１０６は、好適には、エンコーダ８０によりスリット８４の通過が検出された後、例えば２〜１６（ｍｓ）といった所定の遅延時間が経過した後に、実際にストッパ２２の停止状態を解除する動作が開始されるようにその動作開始タイミングを補正する。エンコーダ８０によりスリット８４の通過が検出される時間間隔は、演奏されている楽曲の演奏テンポに応じたモータ３２の回転速度によって変化する。このため、タイミング補正部１０６は、モータ３２の回転速度に関する値に応じて前記動作開始タイミングの補正量（ディレイ量）を制御する。モータ３２の回転速度に関する値とは、モータ３２の回転速度の実測値、モータ３２の駆動電流の他、エンコーダ８０により検出されるサンホイール２８の回転量や、その回転量に対応する回転速度等であってもよい。
【００４６】
図１２のタイムチャートに対応する演奏機構部１００の動作を説明すると、時点ｔ１において、エンコーダ８０によりスリット８４の通過が検出される。この時点ｔ１においては、図２に示すようにストッパ２２は停止状態とされており、スターホイール１４の回転は停止させられている。時点ｔ１から時点ｔ２までの間においてサンホイール２８は回転を続ける。このときのサンホイール２８の回転量は、演奏テンポに応じたモータ３２の回転速度により変化する。時点ｔ２において、電磁石２４に通電が行われて励磁状態とされ、所定のむだ時間の経過後に図４に示すようにストッパ２２の停止状態が解除される。時点ｔ３において、図５に示すようにスターホイール１４のギヤ部３８とサンホイール２８の外周歯４０とが相互に噛み合わされ、サンホイール２８の駆動によりスターホイール１４の爪３６が振動弁１８を弾く。時点ｔ４において、電磁石２４の通電が停止されて非励磁状態とされ、ストッパ２２が図２に示す停止状態に復帰させられる。タイミング補正部１０６は、時点ｔ４においてスターホイール１４のギヤ部３８とサンホイール２８の外周歯４０とがずれることなく正確に噛み合うように、時点ｔ１から時点ｔ２までの間においてサンホイール２８の回転量を考慮して、時点ｔ２における電磁石２４の通電開始タイミングを補正する。
【００４７】
図１３は、タイミング補正部１０６による補正量の算出に用いられる補正テーブル９８の一例を示す図である。この図１３に示すように、オルゴール１０は、予め実験的に求められた、変更前の演奏テンポ（現在速度）及び変更後の演奏テンポ（目標速度）と、開始タイミングの補正量との対応関係が予め定められた補正テーブル９８を備えている。図１３に示す補正テーブル９８には、オルゴール１０の演奏テンポが変更される過渡期における開始タイミングの補正量を導出するための関係と、演奏テンポが変更されない定速状態における各演奏テンポ毎の開始タイミングの補正量を導出するための関係とを併せて示している。すなわち、図１３に示す補正テーブル９８は、所定の演奏テンポ毎に、演奏テンポに応じた開始タイミングの補正量が予め定められた定速補正テーブルを含む。補正テーブル９８において現在速度と目標速度とが一致する関係（左上から右下への対角線上に相当する関係）が前記定速補正テーブルに対応する。
【００４８】
タイミング補正部１０６は、補正テーブル９８に定められた関係から、オルゴール１０による演奏に係る演奏テンポに基づいて補正量を導出し、その補正量に基づいて前記開始タイミングの補正を行う。オルゴール１０の演奏テンポが変更されない定速状態（テンポが一定である状態）において、タイミング補正部１０６は、補正テーブル（定速補正テーブル）９８に定められた関係から、現時点における演奏テンポに基づいて補正量を導出し、その補正量に基づいて前記開始タイミングの補正を行う。図１４は、オルゴール１０による楽曲の演奏テンポと、前記動作開始タイミングの適切なディレイ時間との関係を例示する図であり、実験的に求められる値に相当する。演奏テンポが速いほど所定時間にサンホイール２８が回る回転量は大きくなるため、前記動作開始タイミングの適切なディレイ時間は演奏テンポが速いほど短くなる。このため、補正テーブル９８においては、所定の演奏テンポ毎に、演奏テンポが速いほどディレイ時間が短くなるように補正値が定められている。タイミング補正部１０６は、好適には、タイミング決定部１０４により決定された開始タイミングから、前記のようにして導出される補正値（ディレイ時間）が経過した時点が、停止解除制御部１０８による実際の動作開始タイミングとなるように補正を行う。すなわち、エンコーダ８０によりスリット８４の通過が検出されてから、ストッパ２２の停止状態を解除するために電磁石２４に通電が開始されるまでの時間が、前記のようにして導出される補正値（ディレイ時間）となるように制御を行う。換言すれば、タイミング決定部１０４により決定された開始タイミングに、前記のようにして導出されるディレイ時間を適用することで、停止解除制御部１０８による実際の動作開始タイミングを決定する。
【００４９】
タイミング補正部１０６は、オルゴール１０において演奏テンポの変更が行われる場合すなわち演奏テンポが変更される過渡期においては、補正テーブル９８に定められた関係から、前記変更に係る変更前の演奏テンポ（現在速度）及び変更後の演奏テンポ（目標速度）に基づいて補正量を導出し、その補正量に基づいて前記開始タイミングの補正を行う。演奏テンポを遅くする変更がされるときは、演奏テンポが変更される変更前の演奏テンポよりも、開始タイミングを遅くするように補正値が定められる。演奏テンポを速くする変更がされるときは、演奏テンポが変更される変更前の演奏テンポよりも、開始タイミングを早くするように補正値が定められる。図１３に示すように、補正テーブル９８には、好適には、演奏テンポを遅くする変更がされる場合には、演奏テンポが変更されない場合よりも前記開始タイミングを遅くするように補正値が定められている。好適には、演奏テンポを速くするに変更がされる場合には、演奏テンポが変更されない場合よりも前記開始タイミングを早くするように補正値が定められている。よって、タイミング補正部１０６は、好適には、前記楽曲データに対応して定められた演奏テンポに基づく速度でモータ３２が回転されているときに、演奏テンポを遅くする変更がされる場合には、前記開始タイミングを、前記楽曲データに対応付けられた演奏テンポでストッパ２２の動作を開始させる基準の開始タイミングより遅くする補正を行う。好適には、前記楽曲データに対応して定められた演奏テンポに基づく速度でモータ３２が回転されているときに、演奏テンポを速くする変更がされる場合には、前記開始タイミングを、前記楽曲データに対応付けられた演奏テンポでストッパ２２の動作を開始させる基準の開始タイミングより早くする補正を行う。
【００５０】
オルゴール１０において演奏テンポの変更が行われる場合において、モータ３２の回転速度がその変更に対応して変化途中である過渡期にエンコーダ８０によりスリット８４の通過が検出された場合、速度の変化方向及び変化幅に応じて適切なディレイ時間は異なってくる。図１６の線２０ａは、オルゴール１０の演奏テンポが４０（ｂｐｍ）から上昇させられる場合における、ストッパ２２の動作開始タイミングの適切なディレイ時間を示す一例である。図１６の線２０ａに示すように、演奏テンポが４０（ｂｐｍ）のまま変化させられない場合は好適なディレイ時間は１６（ｍｓ）である。演奏テンポが４０（ｂｐｍ）から８０（ｂｐｍ）まで上昇させられる過渡期における好適なディレイ時間は１０（ｍｓ）である。演奏テンポが４０（ｂｐｍ）から１２０（ｂｐｍ）まで上昇させられる過渡期における好適なディレイ時間は７（ｍｓ）である。図１６の線２０ｂは、オルゴール１０の演奏テンポが１２０（ｂｐｍ）から低下させられる場合における、ストッパ２２の動作開始タイミングの適切なディレイ時間を示す一例である。線２０ｂに示すように、演奏テンポが１２０（ｂｐｍ）のまま変化させられない場合は好適なディレイ時間は２（ｍｓ）である。演奏テンポが１２０（ｂｐｍ）から７０（ｂｐｍ）まで低下させられる過渡期における好適なディレイ時間は３（ｍｓ）である。演奏テンポが１２０（ｂｐｍ）から４０（ｂｐｍ）まで上昇させられる過渡期における好適なディレイ時間は４（ｍｓ）である。これらの値は、予め実験的に求められた値であり、補正テーブル９８には、斯かる実験的に求められた値が定められている。
【００５１】
図１５は、オルゴール１０の演奏テンポが４０（ｂｐｍ）から１２０（ｂｐｍ）まで上昇させられる際における実際のテンポに対応する波形を例示する図である。この図１５に示すように、オルゴール１０の演奏テンポが加速方向に変化させられる場合には、速度変化指令（モータ３２の回転速度を変化させる指令）が出力された後、実際のモータ３２の回転速度（実際のテンポ）は急速に上昇する。図１５に示す破線は、時点０においてテンポ上昇が開始されると共にストッパ２２の停止状態を解除するために電磁石２４が励磁状態とされた場合において、スターホイール１４の爪３６が振動弁１８を弾く際のテンポを示している。図１５に示す例では、スターホイール１４の爪３６が振動弁１８を弾く段階（スターホイール１４とサンホイール２８とが噛み合う段階）では、演奏テンポは１１０まで上昇している。前記のように、オルゴール１０の演奏テンポが加速方向に変化させられる場合には、速度変化指令に応じてモータ３２の回転速度が急速に上昇する点を考慮し、補正テーブル９８には、斯かる上昇速度に応じたストッパ２２の動作開始タイミングの適切なディレイ時間が予め実験的に求められて定められている。タイミング補正部１０６は、タイミング決定部１０４により決定された開始タイミングに、前記のようにして導出されるディレイ時間を適用することで、停止解除制御部１０８による実際の動作開始タイミングを決定する。
【００５２】
図１７は、オルゴール１０の演奏テンポが１２０（ｂｐｍ）から４０（ｂｐｍ）まで低下させられる際における実際のテンポに対応する波形を例示する図である。この図１７に示すように、オルゴール１０の演奏テンポが減速方向に変化させられる場合には、速度変化指令（モータ３２の回転速度を変化させる指令）が出力された後、モータ３２の回転速度（実際のテンポ）は緩慢に低下する。図１７に示す破線は、時点０においてテンポ低下が開始されると共にストッパ２２の停止状態を解除するために電磁石２４が励磁状態とされた場合において、スターホイール１４の爪３６が振動弁１８を弾く際のテンポを示している。図１７に示す例では、スターホイール１４の爪３６が振動弁１８を弾く段階では、演奏テンポは１００までしか低下していない。すなわち、スターホイール１４の爪３６が振動弁１８を弾く段階では、演奏テンポは１２０から４０までは低下していない。前記のように、オルゴール１０の演奏テンポが減速方向に変化させられる場合には、スターホイール１４の爪３６が振動弁１８を弾く段階において速度が目標速度まで変化しない場合が考えられる。補正テーブル９８には、斯かる関係に応じたストッパ２２の動作開始タイミングの適切なディレイ時間が予め実験的に求められて定められている。タイミング補正部１０６は、タイミング決定部１０４により決定された開始タイミングに、前記のようにして導出されるディレイ時間を適用することで、停止解除制御部１０８による実際の動作開始タイミングを決定する。以上の制御により、特にホイール間の噛み合いにずれが生じ易い演奏テンポの変更過渡期においても、噛み合いのずれを好適に抑制することができるのである。
【００５３】
停止解除制御部１０８は、タイミング補正部１０６により補正された開始タイミングにおいて、ストッパ２２による停止状態を解除する動作を開始させる。具体的には、タイミング決定部１０４によりストッパ２２によるスターホイール１４における爪３６の停止を解除する開始タイミングが判定され、その開始タイミングがタイミング補正部１０６により補正された場合、その補正された開始タイミングにおいて、対応する電磁石２４の通電を開始し非励磁状態から励磁状態に切り換える。例えば、タイミング決定部１０４によりストッパ２２によるスターホイール１４における爪３６の停止を解除する開始タイミングが判定された後、開始タイミングがタイミング補正部１０６により算出された補正量（ディレイ時間）が経過した時点で、対応する電磁石２４の通電を開始し非励磁状態から励磁状態に切り換える。好適には、電磁石２４を非励磁状態から励磁状態へ切り替えた後、予め定められた規定時間経過後にその電磁石２４を励磁状態から非励磁状態へ切り替える。すなわち、斯かるタイミングで電磁石２４の通電を停止させる。
【００５４】
図１８は、オルゴール１０に備えられた制御部６０のＣＰＵ６１により実行されるオルゴール演奏制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【００５５】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、演奏対象となる演奏曲のＭＩＤＩデータ（楽曲データ）が楽曲データベース９６から読み出される。次に、Ｓ２において、Ｓ１にて読み出されたＭＩＤＩデータに定められた演奏テンポに対応する速度（再生開始速度）までモータ３２の回転速度が加速される。次に、Ｓ３において、モータ３２の回転速度が前記再生開始速度に到達したか否かが判断される。このＳ３の判断が否定されるうちは、Ｓ３の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４において、エンコーダ８０（タイミングセンサ８６）によりスリット８４の通過が検出されたか否かが判断される。このＳ４の判断が否定されるうちは、Ｓ４の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ４の判断が肯定される場合には、Ｓ５以下の処理が実行される。
【００５６】
Ｓ５においては、ＭＩＤＩデータにおいて演奏すべき音符があるか否か、例えばノート・オンイベントが検出されるか否かが判断される。このＳ５の判断が否定される場合には、Ｓ１０以下の処理が実行されるが、Ｓ５の判断が肯定される場合には、Ｓ６において、前回エンコーダ８０によりスリット８４の通過が検出された際（Ｓ４の判断が肯定された際）に速度変更があったか否か、例えばテンポを変更するイベントが検出されたか否かが判断される。或いは、入力操作部によりテンポを変更する入力操作が行われたか否かが判断される。このＳ６の判断が否定される場合には、Ｓ７において、補正テーブル９８における定速補正テーブルから現時点における演奏テンポに基づいて補正値（ディレイ値）が算出された後、Ｓ９以下の処理が実行されるが、Ｓ６の判断が肯定される場合には、Ｓ８において、補正テーブル９８から前回の速度変更に係る変更前の演奏テンポ及び変更後の演奏テンポに基づいて補正値（ディレイ値）が算出された後、Ｓ９以下の処理が実行される。Ｓ７又はＳ９の処理において、算出された補正値（ディレイ値）は、制御部６０の所定のメモリに一時記憶される。
【００５７】
Ｓ９においては、Ｓ７又はＳ９の処理において算出されたディレイ値の経過後に、該当するストッパ２２すなわちＳ５にて判定された音符の音階に係る振動弁１８に対応するストッパ２２の停止状態を解除する動作が実行される。すなわち、そのストッパ２２に対応する電磁石２４に対する通電が開始される。次に、Ｓ１０において、速度変更があるか否か、例えばテンポを変更するイベントが検出されるか否かが判断される。或いは、入力操作部によりテンポを変更する入力操作が行われたか否かが判断される。このＳ１０の判断が否定される場合には、Ｓ４以下の処理が再び実行されるが、Ｓ１０の判断が肯定される場合には、Ｓ１１において、検出されたテンポ変更イベント或いは入力されたテンポ変更操作に応じて演奏テンポが変更され、その変更に対応してモータ３２の回転速度が変更される。次に、Ｓ１２において、演奏されている演奏曲が終了するか否かが判断される。このＳ１２の判断が否定される場合には、Ｓ４以下の処理が再び実行されるが、Ｓ１２の判断が肯定される場合には、Ｓ１３において、モータ３２の駆動が停止させられ、それをもって本ルーチンが終了させられる。
【００５８】
以上の制御において、Ｓ１が前記データ読出部１０１の動作に、Ｓ２、Ｓ１１、及びＳ１３が前記モータ回転速度制御部（テンポ変更制御部）１０２の動作に、Ｓ４及びＳ５が前記タイミング決定部１０４の動作に、Ｓ７及びＳ８が前記タイミング補正部１０６の動作に、Ｓ９が前記停止解除制御部１０８の動作に、それぞれ対応する。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００６０】
例えば、前述の実施例において、タイミング補正部１０６は、タイミング決定部１０４により決定された開始タイミングに、モータ３２の回転速度に関する値に応じた補正値（ディレイ値）を適用するものであり、この補正値は図１３に示す例では０よりも大きな値であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、負の補正値すなわちタイミング決定部１０４により決定された開始タイミングを早める（前倒しする）補正を行うものであってもよい。斯かる態様において、好適には、定速状態における所定テンポ（例えば８０（ｂｐｍ）程度）において補正を行わなくともスターホイール１４とサンホイール２８とが正確に噛み合うように（すなわち補正値＝０となるように）タイミング決定部１０４により開始タイミングが決定される。
【００６１】
図１８のフローチャートにおいては、Ｓ６において、前回エンコーダ８０によりスリット８４の通過が検出された際に速度変更があったか否かが判断され、その判断結果に応じてＳ７又はＳ８の処理が実行されていたが、前々回エンコーダ８０によりスリット８４の通過が検出された際に速度変更があったか否かが判断され、その判断結果に応じてＳ７又はＳ８の処理が実行されるものであってもよい。すなわち、演奏テンポが変化させられる過渡期において、その演奏テンポの変動が２音先の音を演奏する際にも影響する場合には、斯かる２音目に関して前記タイミングの補正を行ってもよい。例えば、演奏テンポを１２０（ｂｐｍ）から４０（ｂｐｍ）まで低下させる過渡期において、次の音を弾く際に実際のテンポ（モータ３２の回転速度）が６０（ｂｐｍ）までしか低下していない場合には、その音（１音目）に関して演奏テンポを１２０（ｂｐｍ）から６０（ｂｐｍ）まで低下させる場合における補正量を、更に次の音（２音目）に関しては演奏テンポを６０（ｂｐｍ）から４０（ｂｐｍ）まで低下させる場合における補正量（補正テーブル９８ではｍｓ）をそれぞれ適用するものであってもよい。Ｓ１において、予め楽曲データ（ＭＩＤＩデータ）に定められた演奏テンポではなく、利用者によって指定（入力）される演奏テンポが読み出されるものであってもよい。前述の実施例では補正テーブル９８に予め定められた関係を用いて、演奏テンポ等に応じて補正値（ディレイ時間）を導出する実施例を説明したが、テーブルではなく予め定められた数式に従って、演奏テンポ等に応じた補正値を算出して用いるものであってもよい。
【００６２】
本発明は、図１〜図１８等を用いて前述した構成に限定されるものではない。例えば、スターホイール１４に設けられる爪３６の数は４つには限定されず、周方向に９０°毎に設けられたものでなくともよい。スターホイール１４におけるギヤ部３８は、必ずしも爪３６に対応する位置に設けられたものでなくともよく、周方向に位相の異なる位置に設けられたものであってもよい。第１群に属する複数の電磁石２４及びストッパ２２と、第２群に属する複数の電磁石２４及びストッパ２２とが、第１軸１２の軸心を中心とする周方向に９０°の位相差で配設されたものでなくともよく、例えば全ての電磁石２４が同一平面上に一列に配設されたものであってもよい。逆に、爪３６がスターホイール１４の周方向に５つ以上設けられている場合等において、スターホイール１４に設けられた爪３６の数に応じて、複数の電磁石２４及びストッパ２２が、第１軸１２の軸心を中心とする周方向に所定の位相差で３つ以上の位相に対応する位置に配設されたものであってもよい。スターホイール１４を係止させるための構成として、各スターホイール１４に対応して２つ以上のストッパ２２が設けられたものであってもよい。制御部６０がインターネット等の通信回線に接続され、その通信回線を介して楽譜データをダウンロードして楽曲データベース９６に蓄積するものであってもよい。その他、スターホイール１４の形状、ストッパ２２の構成（板部材５０の形状）、及び各構成の相対位置等は、オルゴールの設計に応じて適宜変更される。例えば、ギヤ部３８は、必ずしも２歯ずつ設けられるものでなくともよく、爪３６が対応する振動弁１８を弾くために十分な距離及び時間だけサンホイール２８から駆動されればよく、１歯或いは３歯以上のギヤ部が設けられたものであってもよい。ストッパ２２は、電磁石２４の励磁状態において、電磁石２４の磁力によりストッパ２２を第１回動方向へ回動させる作用を発生させる磁性部材として永久磁石を備えても良い。永久磁石は、好適には、電磁石２４が励磁状態とされた場合に電磁石２４との間で反発力（同種の磁極間の斥力）が発生する位置で、板部材５０と一体的に設けられた合成樹脂部材５４にインサート成形されても良い。ストッパ２２の板部材５０が電磁石２４の磁力すなわちその電磁石２４と永久磁石との間の斥力によりスナップばね５６による付勢に逆らう。これにより、ストッパ２２は、第２軸２０を中心としてスターホイール１４から離隔させられる方向（第１回動方向）に回動させられ、板部材５０による爪３６の係止が解除される非係止状態とされる。また、モータ３２の回転速度は、サンホイール２８の第２軸２６の回転速度を検知することにより、モータ３２の回転速度を制御するフィードバック制御を行っても良い。好適には、第２軸２６に、回転盤８２のスリット８４より細かい間隔で第２軸２６またはサンホイール２８の回転を検知できる高分解能エンコーダを設け、第２軸２６の高分解能エンコーダの回転を、タイミングセンサ８６などの光学式センサを用いて検知することにより、モータ３２の回転速度をフィードバック制御しても良い。
【００６３】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００６４】
１０：オルゴール、１２：第１軸、１４：スターホイール、１８：振動弁、２２：ストッパ、２６：第２軸、２８：サンホイール、３２：モータ、３６：爪、６２：フラッシュメモリ（記憶部）、６３：ＲＡＭ（記憶部）、８０：エンコーダ（回転センサ）、９６：楽曲データベース（記憶部）、９８：補正テーブル（定速補正テーブル）、１０１：データ読出部、１０２：モータ回転速度制御部（テンポ変更制御部）、１０４：タイミング決定部、１０６：タイミング補正部、１０８：停止解除制御部
【図１】
2015011240.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2015011240.tif 000016
【図１５】
2015011240.tif 000017
【図１６】
2015011240.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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