(57)【要約】      （修正有）【課題】製造を複雑化し過ぎることなく、振動を高品位に検出する。【解決手段】センサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、芯線と、芯線の外側を覆う圧電素子フィルムと、圧電素子フィルムをさらに外側から覆う編み線で成る外側導電層とを有する同軸ケーブルとして構成され、外側導電層の外側はポリエチレン製の被覆部で保護されている。センサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、それぞれ、響板に垂直な方向から見て長駒１４、短駒１５、短駒脚２５に対して重なるように、長駒１４、短駒１５、短駒脚２５の各々の延伸方向に沿って配設される。センサ４０Ａは、長駒１４の下面に形成された凹溝の全長に亘って埋め込まれ、凹溝と響板１２とに常に接触し且つ、外周側から常に僅かながら圧縮応力を受けた状態となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線、前記芯線の外側を覆う圧電素子フィルム、及び前記圧電素子フィルムを外側から覆う外側導電層を有する同軸ケーブル型のセンサと、
響板と、
弦と、
前記弦の振動を前記響板に伝える駒とを有し、
前記センサは、前記響板に垂直な方向から見て前記駒に重なるように、前記駒の延伸方向に沿って、前記駒の内部、または前記駒と前記響板との間に埋め込んで配設されたことを特徴とする鍵盤楽器。
【請求項２】
前記センサは、前記駒の前記響板に対向する面に形成された凹溝に埋め込まれ、前記駒と前記響板とに挟まれるように配設されたことを特徴とする請求項１記載の鍵盤楽器。
【請求項３】
前記センサは、複数の音域ごとに複数に分割して配設されたことを特徴とする請求項１または２記載の鍵盤楽器。
【請求項４】
前記駒は長駒であり、
さらに、前記響板に固定された短駒脚と、前記短駒脚に固定された連結部材と、前記連結部材に固定された短駒とを有し、
前記センサは、前記長駒に配設されるものとは別に、前記響板に垂直な方向から見て前記短駒脚に重なるように、前記短駒脚の延伸方向に沿って、前記短駒脚の内部、または前記短駒脚と前記響板との間に埋め込んで配設されたことを特徴とする請求項１記載の鍵盤楽器。
【請求項５】
前記駒は長駒であり、
さらに、前記響板に固定された短駒脚と、前記短駒脚に固定された連結部材と、前記連結部材に固定された短駒とを有し、
前記センサは、前記長駒に配設されるものとは別に、前記響板に垂直な方向から見て前記短駒脚に重なるように、前記短駒脚と前記連結部材との間に埋め込んで配設されたことを特徴とする請求項１記載の鍵盤楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弦の振動が駒を介して響板に伝達されて音響が発生する鍵盤楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティックの鍵盤楽器においては、演奏により弦が振動し、その振動が駒を通じて響板に伝達されて音響が発生する。鍵盤楽器の演奏を記録等するために、弦や響板等の振動ないし発生音を検出する必要がある。
【０００３】
振動等を検出するための機構として、従来、マイクロフォンにより音を収録する構成が知られているが、この構成では、ハウリングに弱く、周囲の音を拾いやすいという欠点がある。また、弦の各々にピックアップを取り付ける構成では、音質に不満があるだけでなく、製造が容易でない。
【０００４】
そこで、音質を向上させるために、特許文献１では、フレームに取り付けたピックアップ装置を、駒の一側面に設けた突設部の下面に点接触させ、検出の感度を向上させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−３４５５８号公報
【特許文献２】米国特許第６６７７５１４号明細書
【特許文献３】米国特許第６２３９３４９号明細書
【特許文献４】米国特許第６４２９３６７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、２つの音高の弦当たり１個のピックアップ装置を設けており、駒に突設部を多数設けることと相まって、構成が複雑化し、製造が容易でない。また、多数のピックアップ装置を精度良く配置しなければならず、検出精度のばらつきを抑えるために、製造の工数が多くなりやすい。
【０００７】
従って、製造を複雑化しすぎずに、検出信号の品位を高めてハウリングやノイズの小さい自然な音色の音を得る上で、改善の余地があった。
【０００８】
ところで、特許文献２、３、４では、同軸ケーブル型のピエゾセンサをギターに適用する構成が記載されている。このセンサケーブルは、サドルの下でブリッジ内に配置される。なお、センサケーブルをピアノにも適用できる旨の記載もあるが、その配設の態様については検討されていない。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、製造を複雑化し過ぎることなく、振動を高品位に検出することができる鍵盤楽器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の鍵盤楽器は、芯線（４１）、前記芯線の外側を覆う圧電素子フィルム（４２）、及び前記圧電素子フィルムを外側から覆う外側導電層（４３）を有する同軸ケーブル型のセンサ（４０）と、響板（１２）と、弦（２３）と、前記弦の振動を前記響板に伝える駒（１４、１５）とを有し、前記センサは、前記響板に垂直な方向から見て前記駒に重なるように、前記駒の延伸方向に沿って、前記駒の内部、または前記駒と前記響板との間に埋め込んで配設されたことを特徴とする。
【００１１】
なお、上記括弧内の符号は例示である。
【００１２】
なお、さらに下記のように構成してもよい。例えば、前記センサは、検出範囲の音域に対応する全長に亘って、前記駒と接触し且つ、前記駒から圧縮応力を受けるように配設される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１によれば、製造を複雑化し過ぎることなく、振動を高品位に検出することができる。
【００１４】
請求項３によれば、音域ごとに適切な振動の検出を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鍵盤楽器の主要部の平面図である。
【図２】センサの構成を示す斜視図（図（ａ））、センサの配設態様の例を示す長駒周辺の模式的断面図（図（ｂ））である。
【図３】センサの配設態様の例を示す短駒及び短駒脚の周辺の模式的断面図（図（ａ））、振動検出時の信号の流れを示す図（図（ｂ））である。
【図４】センサの配設態様の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る鍵盤楽器の主要部の平面図である。この楽器は一例としてピアノ１０として構成される。ピアノ１０は一例としてアコースティックグランドピアノであり、図１では、屋根、弦、鍵盤等の図示が省略されている。
【００１８】
このピアノ１０は、公知の基本構成を備え、フレーム１１、響板１２、側板１３、長駒１４、短駒１５、複数の響棒１６等を備える。
【００１９】
複数の弦２３（図２（ｂ）、図３（ａ）参照）は、図１には図示されていないが、フレーム１１において、ピッチピンとチューニングピンとによって、アグラフ１７から長駒１４または短駒１５にかけて張設される。長駒１４は、響板１２の上面に配置固定される。短駒１５は、連結部材２６及び短駒脚２５を介して響板１２に固定される。すなわち、響板１２の上面に固定された短駒脚２５に連結部材２６の一端部の下面が固定され、連結部材２６の他端部の上面に短駒１５が固定されている（図３（ａ）参照）。複数の響棒１６は響板１２の下面に固定され、互いに略平行に配置される。
【００２０】
弦２３は、演奏操作によりハンマに打撃されて振動する。弦２３の振動は、長駒１４を介して響板１２に伝わる。また、短駒１５、連結部材２６及び短駒脚２５を介して響板１２に伝わる。なお、短駒脚２５を設けずに、短駒１５を長駒１４と同様に響板１２の上面に直接固定する構成としてもよく、その場合は、弦２３の振動は、短駒１５を介して直接に響板１２に伝わる。長駒１４、短駒１５、短駒脚２５はいずれも、高音側ほど、演奏者から見て手前側となるように斜めに延設され、短駒１５、短駒脚２５は長駒１４より短い。
【００２１】
ピアノ１０には、３本の同軸ケーブル型のセンサ４０（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ）が配設される。センサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、それぞれ、響板１２に垂直な方向から見て長駒１４、短駒１５、短駒脚２５に対して重なるように、長駒１４、短駒１５、短駒脚２５の各々の延伸方向に沿って配設される。長駒１４、短駒１５、短駒脚２５はそれぞれ少しカーブしているが、それに対応してセンサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃもカーブしている。
【００２２】
図２（ａ）は、センサ４０の構成を示す斜視図である。センサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、長さの違いがあるが構成は同様であるので、以降、特に区別しないときは単にセンサ４０と記す。
【００２３】
センサ４０は、芯線４１と、芯線４１の外側を覆う圧電素子フィルム４２と、圧電素子フィルム４２をさらに外側から覆う編み線で成る外側導電層４３とを有する同軸ケーブルとして構成される。外側導電層４３の外側はポリエチレン製の被覆部４４で保護されている。
【００２４】
圧電素子フィルム４２はピエゾポリマー（圧電ポリマー）で構成され、芯線４１と外側導電層４３との間で絶縁体として働く。センサ４０が圧縮や引っ張りを受けると、その応力に比例した電圧が発生する。センサ４０としては、市販品を任意の長さにして使用することができる。
【００２５】
図２（ｂ）は、センサ４０Ａの配設態様の例を示す長駒１４周辺の模式的断面図である。
【００２６】
長駒１４の下面は響板１２に対向し、響板１２に固着されている。長駒１４の下面には、長駒１４の全長に亘って凹溝１４ａが形成される。センサ４０Ａは凹溝１４ａの全長に亘って凹溝１４ａに埋め込まれて長駒１４と響板１２とに挟まれている。センサ４０Ａは、凹溝１４ａの全長に亘って、凹溝１４ａと響板１２とに常に接触し且つ、外周側から常に僅かながら圧縮応力を受けた状態となっている。センサ４０Ａは圧縮応力を受けているので、弦２３の振動により響板１２ないし長駒１４が変位すると、それに対応する領域が敏感に反応する。
【００２７】
なお、凹溝１４ａの断面形状は、弧状部分を有しているが、その形状に限定はない。従って、センサ４０Ａに接して響板１２の側にセンサ４０Ａを押圧できる形状であればよく、三角形や四角形等の多角形でもよい。
【００２８】
図３（ａ）は、センサ４０Ｂ、４０Ｃの配設態様の例を示す短駒１５及び短駒脚２５の周辺の模式的断面図である。
【００２９】
センサ４０Ｃについてもセンサ４０Ａと同様であり、短駒脚２５において響板１２に対する対向面に全長に亘って形成される凹溝２５ａにセンサ４０Ｃが埋め込まれる。センサ４０Ｃは、凹溝２５ａの全長に亘って、凹溝２５ａと響板１２とに常に接触し且つ、外周側から常に僅かながら圧縮応力を受けている。
【００３０】
なお、センサ４０Ｃは、短駒脚２５と連結部材２６との間に配設してもよい。その場合は、凹溝２５ａを、短駒脚２５において連結部材２６に対する対向面（つまり上面）に全長に亘って形成し、その凹溝２５ａにセンサ４０Ｃを埋め込む。センサ４０Ｃは、その凹溝２５ａの全長に亘って、凹溝２５ａと連結部材２６とに常に接触し且つ、外周側から常に僅かながら圧縮応力を受ける。
【００３１】
センサ４０Ｂは、短駒１５において連結部材２６に対する対向面に全長に亘って形成される凹溝１５ａに埋め込まれる。センサ４０Ｂは、凹溝１５ａの全長に亘って、凹溝１５ａと連結部材２６とに常に接触し且つ、外周側から常に僅かながら圧縮応力を受けている。
【００３２】
なお、短駒１５を長駒１４と同様に響板１２の上面に直接固定する構成とした場合は、センサ４０Ｂの配設態様は長駒１４におけるセンサ４０Ａと同様に考えることができる。
【００３３】
図３（ｂ）は、センサ４０による振動検出時の信号の流れを示す図である。センサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃからの検出信号は、それぞれアンプ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃで増幅されて音データとして記録部２０に記録される。あるいは、アンプ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの出力をミキサ１９で混合して音信号として外部に出力してもよい。複数のセンサ４０の検出信号をさらに合成して記録あるいは出力してもよい。センサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃからの検出信号を選択的に用いてもよい。例えば、センサ４０Ｂ、４０Ｃのいずれか一方の検出信号だけを用いるようにしてもよい。記録部２０に記録された音データは、後で、音響の再現等に利用される。なお、高音域の検出に関し、センサ４０Ｂ、４０Ｃのいずれか一方は設けないとしてもよい。
【００３４】
センサ４０を長駒１４等に埋め込んで配設することで、周囲の音を拾いにくく、長駒１４等の振動の検出を介して弦２３の垂直応力を検出しやすい。センサ４０は、延設方向の位置による感度が平均化されることから検出のばらつきが少なく、また、マイクロフォンやピックアップに比し、ハウリングにも強く、Ｓ／Ｎ比もよい。しかも市販の製品を利用できるので入手が容易である。また、駒ごとに配設するのに比べて設置も簡単であり、配設箇所の加工や組み付けの工程も簡単で、製造コストが低くて済む。
【００３５】
よって、本実施の形態によれば、ピアノの製造を複雑化し過ぎることなく、振動を高品位に検出し、ハウリングやノイズの小さい自然な音色の音を得ることが可能となる。
【００３６】
なお、センサ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、それぞれ、長駒１４、短駒１５、短駒脚２５の全長に亘り配設することは必須でなく、各々が検出しようとする範囲で配設すればよい。そして、各センサ４０は、検出対象の音域に対応する全長に亘って、長駒１４、短駒１５、短駒脚２５に対してそれぞれ、直接または間接に接触し且つ、外周側から圧縮応力を受けるようにすればよい。
【００３７】
図４（ａ）〜（ｄ）は、センサ４０の配設態様の変形例を示す図である。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、センサ４０Ａは長駒１４の内部に埋め込んでもよい。すなわち、長駒１４を上側部材１４１と下側部材１４２とに分割して構成し、両者の対向面同士を接着等で固着する。両者の対向面のいずれかまたは双方に凹溝を形成しておき、両者を固着する際、その凹溝にセンサ４０Ａを埋め込む。
【００３９】
あるいは、図４（ｂ）に示すように、長駒１４と響板１２との対向面の双方に凹溝を形成し、その凹溝にセンサ４０Ａを埋め込む。あるいは、図４（ｃ）に示すように、響板１２の、長駒１４に対向する上面に凹溝を形成し、その凹溝にセンサ４０Ａを埋め込む。いずれの例においても、センサ４０Ａは、検出対象の音域に対応する全長に亘って、長駒１４と接触している。
【００４０】
このような配設例はいずれも、センサ４０Ｂ、４０Ｃにも適用できる。ただし、図４（ｂ）、（ｃ）の例をセンサ４０Ｂに適用する場合は、短駒１５と連結部材２６との間に適用される。なお、短駒１５を長駒１４と同様に響板１２の上面に直接固定する構成とした場合は、図４（ｂ）、（ｃ）の例は、短駒１５と響板１２との間に適用できる。
【００４１】
同様に、センサ４０Ｃを短駒脚２５と連結部材２６との間に配設する場合にも、短駒脚２５及び連結部材２６の双方に凹溝を形成するか、または連結部材２６に凹溝を形成することで、図４（ｂ）、（ｃ）の例の適用は可能である。
【００４２】
また、センサ４０Ａは、センサ４０Ｂよりも低い音域の振動検出を担当することになるが、図４（ｄ）に示すように、センサ４０Ａ自体を複数の音域ごとに複数に分割して配設してもよい。
【００４３】
すなわち、高音側から順に、センサ４０Ａをセンサ４０Ａ−１、４０Ａ−２、４０Ａ−３に分けて構成し、不検出領域が生じないように、互いが長手方向においてオーバーラップするよう配設する。これによると、同じ長駒１４から音域ごとに適切な振動の検出を行える。
【００４４】
なお、センサ４０Ａの分割の数は問わない。また、音域ごとの分割は、センサ４０Ｂ、４０Ｃについても適用が可能である。
【００４５】
なお、これまで説明してきた同軸ケーブル型のセンサ４０は、長駒１４、短駒１５または短駒脚２５のいずれかのみに配設する構成としてもよい。なお、同軸ケーブル型のセンサ４０を１本の構成とし、長駒１４、短駒１５または短駒脚２５のうち２つまたは３つに亘って引き回して配設してもよい。なお、長駒１４、短駒１５または短駒脚２５のいずれかにおいて、センサ４０を配設しない代わりに、従来型のピックアップを配設してもよい。
【００４６】
なお、本発明の適用対象としてアコースティックグランドピアノを例示したが、アップライトピアノであってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１２  響板、  １４  長駒、  １５  短駒、  ２３  弦、  ２５  短駒脚、  ２６  連結部材、  ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ  センサ、  ４１  芯線、  ４２  圧電素子フィルム、  ４３  外側導電層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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