(57)【要約】【課題】錘の慣性作用によって操作反力が付与される鍵を省電力で駆動して、小型化や軽量化を図る。【解決手段】揺動可能に支持された鍵３を駆動する鍵駆動装置１であって、鍵３の揺動に連動して支点軸Ｆ２を中心に揺動可能に支持された略棒状の揺動レバー１１と、鍵３を揺動駆動するアクチュエータ１３とを備え、前記揺動レバー１１のうち、前記支点軸Ｆ２よりも一端部側１１ａが鍵３に連結され、前記支点軸Ｆ２よりも他端部１１ｂ側が鍵３を押圧する操作に対して慣性作用による反力を付与する錘をなし、前記揺動レバー１１の一端部１１ａと他端部１１ｂとの間に、鍵３の押圧操作時に両者の相対位置を固定状態とし前記アクチュエータ１３による駆動時に固定状態を解除する固定化機構１５を備える鍵駆動装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動可能に支持された鍵を駆動する鍵駆動装置であって、
鍵の揺動に連動して支点軸を中心に揺動可能に支持された略棒状の揺動レバーと、鍵を揺動駆動するアクチュエータとを備え、
前記揺動レバーのうち、前記支点軸よりも一端部側が鍵に連結され、前記支点軸よりも他端部側が鍵を押圧する操作に対して慣性作用による反力を付与する錘をなし、
前記揺動レバーの一端部と他端部との間に、鍵の押圧操作時に両者の相対位置を固定状態とし前記アクチュエータによる駆動時に固定状態を解除する固定化機構を備えることを特徴とする鍵駆動装置。
【請求項２】
前記アクチュエータが、前記揺動レバーの一端部をなすと共に前記他端部に接合され、通電時に撓み変形することで鍵を揺動駆動する高分子アクチュエータからなることを特徴とする請求項１に記載の鍵駆動装置。
【請求項３】
前記固定化機構が形状記憶合金からなる形状記憶ワイヤーを備え、
該形状記憶ワイヤーが、前記揺動レバーの一端部の長手方向にわたって配されると共に、その両端が前記揺動レバーの一端部及び他端部に固定され、
前記形状記憶ワイヤーを加熱して収縮状態とすることで前記相対位置を固定状態とし、前記形状記憶ワイヤーを冷却して伸長状態とすることで前記固定状態を解除することを特徴とする請求項２に記載の鍵駆動装置。
【請求項４】
鍵を初期位置に復帰させるように付勢する付勢手段を備え、
前記揺動レバーの一端部と他端部とがヒンジ部によって相互に揺動可能に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の鍵駆動装置。
【請求項５】
前記固定化機構が形状記憶合金からなる形状記憶ワイヤーを備えると共に、その両端が前記揺動レバーの一端部及び他端部に固定され、
該形状記憶ワイヤーを加熱して収縮状態とすることで前記相対位置を固定状態とし、前記形状記憶ワイヤーを冷却して伸長状態とすることで前記固定状態を解除することを特徴とする請求項４に記載の鍵駆動装置。
【請求項６】
揺動可能に支持された鍵を駆動する鍵駆動装置であって、
鍵の揺動に連動して支点軸を中心に揺動可能に支持された略棒状の揺動レバーと、鍵を揺動駆動するアクチュエータとを備え、
前記揺動レバーのうち、前記支点軸よりも一端部側が鍵に連結され、前記支点軸よりも他端部側が鍵を押圧する操作に対して慣性作用による反力を付与する錘をなし、
前記アクチュエータが、前記揺動レバーの一端部と他端部とを連結すると共に前記一端部を前記他端部に対して揺動駆動する超音波モータからなることを特徴とする鍵駆動装置。
【請求項７】
前記鍵が複数並べて配置されると共に、これら鍵を個々に駆動可能な請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の鍵駆動装置を備えた鍵盤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鍵駆動装置及びこの鍵駆動装置を用いた鍵盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子キーボードやアコースティックピアノ等の鍵盤楽器には、各鍵を個々に駆動する鍵駆動装置を設け、楽曲を構成する一連の楽音に対応する演奏情報に従ってこの鍵駆動装置により各鍵を駆動するものがある。
これら従来の鍵駆動装置としては、ソレノイドを用いたもの（特許文献１〜３参照）や、ステッピングモータをアクチュエータとして使用したもの（特許文献４参照）等がある。
この場合、鍵盤楽器の鍵には、演奏時の感触を重視することから、バネと質量とを組み合わせた反力機構が具備されており、この反力が大きいため、鍵を駆動するためには、大きな駆動力と反復スピ−ドを有するアクチュエータが必要となる。従来の自動駆動型の鍵盤楽器にあっては、鍵駆動装置として、ソレノイドやステッピングモータ等を使用しているが、鍵盤楽器全体が大型化して重量が重くなる傾向にある。
【０００３】
一方、特許文献５記載の技術は、鍵を操作すると押圧されるゴムスイッチが設けられており、自動演奏時にはこのゴムスイッチを鍵によって押圧されない位置に移動させることにより、自動演奏時の負荷を軽減して、小さな駆動力で鍵を駆動させるようにしている。
【特許文献１】特開昭５９−３７５９４号公報
【特許文献２】特許第３７３６０９０号公報
【特許文献３】特許第２７４８６１７号公報
【特許文献４】特開２００４−２９４７６９号公報
【特許文献５】特開平１０−２８２９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鍵盤楽器の反力機構としては、ピアノの押鍵感覚をより忠実に再現するため、ハンマーを模擬した錘（マス）を付与した機構を使うことが多い。演奏時の感触に対して、このマスによる反力機構の果たす役割は大きく、バネの反力機構のみで構成された鍵とは大きく異なった反力を生むことから、手動演奏用の鍵として好んで使われている。しかしこの鍵を自動演奏としてアクチュエータで駆動しようとすると、このマスによる反力機構が加速度に比例した大きな反力を生ずることから、駆動初期に瞬間的に特に大きな駆動力を発現するアクチュエータを必要とし、また反復スピードを早めるほど加速度も上がるため、小さなアクチュエータでは充分な駆動ができない。自動演奏時に鍵を駆動するアクチュエータにとって、バネ機構の駆動より、むしろこの重いマス機構のほうが、負担である。
このため、このマスによる反力機構を備えた鍵盤楽器において、小型でかつ消費電力が小さく、電池使用の電子キーボード等にも適する駆動装置が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑み、錘の慣性作用によって操作反力が付与される鍵を省電力で駆動して、小型化や軽量化を図ることができる鍵駆動装置及び鍵盤装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明の鍵駆動装置は、揺動可能に支持された鍵を駆動するものであって、鍵の揺動に連動して支点軸を中心に揺動可能に支持された略棒状の揺動レバーと、鍵を揺動駆動するアクチュエータとを備え、前記揺動レバーのうち、前記支点軸よりも一端部側が鍵に連結され、前記支点軸よりも他端部側が鍵を押圧する操作に対して慣性作用による反力を付与する錘をなし、前記揺動レバーの一端部と他端部との間に、鍵の押圧操作時に両者の相対位置を固定状態とし前記アクチュエータによる駆動時に固定状態を解除する固定化機構を備えることを特徴とする。
【０００７】
このように、鍵を指で押圧操作したときには、鍵に連結された揺動レバーの一端部と錘をなす揺動レバーの他端部とを固定状態とすることで、錘による操作反力が付与されることになる。また、鍵をアクチュエータで駆動するときには、固定化機構により揺動レバーの一端部と他端部との固定状態を解除することで、錘を除いた軽い鍵や揺動レバーの一端部のみをアクチュエータにより揺動駆動すればよいことになる。すなわち、鍵を揺動駆動するアクチュエータの駆動力を小さくすることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の鍵駆動装置は、前記アクチュエータが、前記揺動レバーの一端部をなすと共に前記他端部に接合され、通電時に撓み変形することで鍵を揺動駆動する高分子アクチュエータからなることを特徴とする。
この場合には、高分子アクチュエータを撓み変形させることで、錘をなす揺動レバーの他端部を揺動させることなく、確実に鍵のみを揺動駆動することができる。そして、この高分子アクチュエータは、揺動レバーの一端部をなしているため、鍵駆動装置の構成部品点数を削減することもできる。
【０００９】
さらに、本発明の鍵駆動装置は、鍵を初期位置に復帰させるように付勢する付勢手段を備え、前記揺動レバーの一端部と他端部とがヒンジ部によって相互に揺動可能に連結されていることを特徴とする。
この場合、固定化機構による固定状態を解除した状態においては、アクチュエータで鍵を駆動する際に軽い鍵及び揺動レバーの一端部のみを確実に揺動させることができる。なお、固定状態が解除された状態においては、鍵及び揺動レバーの一端部が他端部に対して自由に揺動可能となるが、付勢手段により鍵及び揺動レバーの一端部を初期位置に配しておくことができる。
【００１０】
また、前記鍵駆動装置においては、前記固定化機構が形状記憶合金からなる形状記憶ワイヤーを備えると共に、その両端が前記揺動レバーの一端部及び他端部に固定され、該形状記憶ワイヤーを加熱して収縮状態とすることで前記相対位置を固定状態とし、前記形状記憶ワイヤーを冷却して伸長状態とすることで前記固定状態を解除するとしてもよい。
【００１１】
この場合には、鍵の押圧操作の際には形状記憶ワイヤーを収縮状態とすることで揺動レバーの一端部と他端部との相対位置を確実に固定することができる。一方、鍵をアクチュエータで駆動する際には形状記憶ワイヤーを伸長状態とすることで揺動レバーの一端部と他端部との固定状態を確実に解除することができる。すなわち、揺動レバーの一端部と他端部との相対位置の固定状態を容易かつ確実に切り換えることができる。
【００１２】
また、高分子アクチュエータを鍵の駆動に使用する場合には、形状記憶ワイヤーを揺動レバーの一端部の長手方向全体にわたって配することで、収縮状態とされた形状記憶ワイヤーの張力により高分子アクチュエータの剛性を補強することができ、鍵の押圧操作に基づいて高分子アクチュエータが弾性変形することを確実に防止できる。
【００１３】
また、本発明の鍵駆動装置においては、前記固定化機構を設けずに、前記揺動レバーの一端部と他端部とを連結すると共に前記一端部を前記他端部に対して揺動駆動する超音波モータによって前記アクチュエータを構成するとしてもよい。
【００１４】
この場合、超音波モータが停止している状態においては、揺動レバーの一端部と他端部とが超音波モータ内で生じる摩擦によって相互に固定状態とされるため、鍵を指で押圧操作する際には錘による操作反力が付与されることになる。そして、鍵を超音波モータで駆動する場合には、錘を除いた軽い鍵及び揺動レバーの一端部のみを超音波モータにより揺動駆動することができる。すなわち、鍵を揺動駆動する超音波モータの駆動力を小さくすることができる。
また、揺動レバーの一端部及び他端部はモータ内で生じる摩擦によって固定状態とされるため、上述した固定化機構を別途設ける必要がなく、鍵駆動装置の構成部品点数の削減を図ることもできる。
【００１５】
そして、その鍵盤装置は、前記鍵が複数並べて配置されると共に、これら鍵を個々に駆動可能ないずれかの鍵駆動装置を備えている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、手動で鍵を操作する際には、揺動レバーの他端部が一端部を介して鍵に連結されるため、錘の慣性作用による反力が付与され、アコースティックピアノに近い打鍵感覚を得ることができる。また、アクチュエータで鍵を駆動する際には、軽い鍵及び揺動レバーの一端部のみを揺動させればよいため、アクチュエータとしては、小型かつ軽量で、安価な省電力のもので済み、鍵盤装置の小型化、軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１から図４を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る鍵駆動装置について説明する。
図１に示すように、鍵駆動装置１によって駆動される鍵３は、電子ピアノ等の鍵盤装置の筐体を構成するフレーム５に複数並べて配置されるものであり、その長手方向の後端３ｂが板バネ７を介してフレーム５と一体の固定部９に取り付けられ、この板バネ７によってフレーム５に片持ち状態で支持されている。したがって、板バネ７を撓ませることにより、鍵３がその後端３ｂ側を支点として上下（ＡＢ方向）に揺動できるようになっている。すなわち、板バネ７は、その弾性力によって鍵３を初期位置に復帰させるように付勢する付勢手段としての機能を有している。
【００１８】
鍵駆動装置１は、各鍵３に対応して一つずつ設けられるものであり、鍵３の下方側に配置されると共にフレーム５に対して揺動可能に取り付けられた略棒状の揺動レバー１１と、鍵３を駆動する高分子アクチュエータ１３とを備えている。
揺動レバー１１は、その長手方向が鍵３の前後方向となるように配置されており、その中途部を支点軸Ｆ２として揺動できるようにフレーム５に支持されている。そして、揺動レバー１１のうち支点軸Ｆ２よりも前端部（一端部）１１ａ側は鍵３の前端３ａに連結されているため、揺動レバー１１は鍵３の揺動に連動して支点軸Ｆ２を中心に揺動できるようになっている。
【００１９】
また、揺動レバー１１のうち支点軸Ｆ２よりも後端部（他端部）１１ｂ側は、指による鍵３の押圧操作に対して慣性作用による反力を付与する錘をなしている。すなわち、鍵３は、揺動レバー１１の後端部１１ｂの自重によってその揺動方向の一方（Ａ方向）に付勢されるようになっており、これによってアコースティックピアノに似た打鍵感覚を鍵３に持たせることができる。
なお、揺動レバー１１の後端部１１ｂの下方側には、フレーム５に固定されて鍵３や揺動レバー１１のＡ方向への揺動を規制する規制部材１４が配置されており、揺動レバー１１の後端部１１ｂがその自重によって規制部材１４に当接することになる。この当接状態においては、鍵３が静止した初期位置に配されることになる。
【００２０】
高分子アクチュエータ１３は、上述した揺動レバー１１の前端部１１ａをなすと共に後端部１１ｂに接合されている。なお、図示例において、高分子アクチュエータ１３と後端部１１ｂとの接合部分は、支点軸Ｆ２上に位置しているが、例えば支点軸Ｆ２よりも前端部１１ａ側にずれて位置していてもよい。
この高分子アクチュエータ１３は、誘電性を有して弾性変形可能な高分子材料からなる高分子膜の両面に一対の電極を配したものからなり、高分子膜よりも弾性率の高い板状部材の片面に上記高分子膜を複数積層したもの（ユニモルフ型）、或いは、上記板状部材の両面に高分子膜を複数積層したもの（バイモルフ型）として構成されている。
この高分子アクチュエータ１３に通電した際には、高分子膜がその面方向に伸縮して高分子アクチュエータ１３が下方に撓み変形し、この撓み変形によって鍵３がその揺動方向の他方（Ｂ方向）に揺動駆動されるようになっている。なお、この撓み変形が生じても、揺動レバー１１の後端部１１ｂは動かない。
【００２１】
また、高分子アクチュエータ１３をなす揺動レバー１１の前端部１１ａと錘をなす後端部１１ｂとの間には、形状記憶合金を細長いワイヤー状に形成した形状記憶ワイヤー（固定化機構）１５が設けられている。
形状記憶ワイヤー１５は、揺動レバー１１の前端部１１ａの長手方向全体にわたって配されると共にその両端が揺動レバー１１の前端部１１ａ及び後端部１１ｂにそれぞれ固定されており、これに通電することで加熱されて収縮状態となり、通電の停止により冷却されて伸長状態となるように構成されている。
【００２２】
この形状記憶ワイヤー１５を収縮状態とすると、形状記憶ワイヤー１５の張力によって揺動レバー１１の前端部１１ａ及び後端部１１ｂの相対位置が固定状態となる。すなわち、この形状記憶ワイヤー１５の張力は、鍵３の自重や押圧操作に基づいて高分子アクチュエータ１３に撓み変形（弾性変形）が生じることを防止している。
また、形状記憶ワイヤー１５を伸長状態とすると上述した張力が解除されるため、固定状態が解除されることになる。なお、この伸長状態では、通電に基づく高分子アクチュエータ１３の撓み変形が生じても形状記憶ワイヤー１５に張力が発生しない。
【００２３】
この鍵駆動装置１を備える鍵盤装置には、例えば図５に示すように、記憶装置１０１、音源１０３、自動打鍵制御回路１０５、及び、制御パネル１０７が設けられており、これらの構成によって鍵盤装置での自動演奏が可能とされ、また、自動演奏に合わせて各鍵３を駆動できるようになっている。
記憶装置１０１は、例えば、鍵盤装置に内蔵されるＲＡＭやＲＯＭ等の内蔵記憶装置、磁気記憶媒体やＵＳＢメモリ等の各種外部記録媒体であり、自動演奏用の演奏情報が記憶されている。なお、この楽曲データは鍵盤装置において演奏可能な楽曲の情報であり、例えばＭＩＤＩ形式のものがある。
【００２４】
音源１０３は、上記演奏情報や各鍵３に対応する楽音を発生させるものである。すなわち、鍵３を指で押圧操作する手動演奏の際には、鍵３の打鍵情報に基づいて音源１０３から楽音が発生され、自動演奏の際には、記憶装置１０１から出力される演奏情報に基づいて楽音が発生されるようになっている。
また、制御パネル１０７には、手動演奏モード・自動演奏モードの一方に切り換えるためのセレクタスイッチ１０７ａや、楽音の設定用スイッチ（不図示）等が設けられており、セレクタスイッチ１０７ａの切換信号は記憶装置１０１，音源１０３及び自動打鍵制御回路１０５に出力されるようになっている。なお、設定用スイッチの設定信号は例えば記憶装置１０１や音源１０３に出力されるようになっている。
【００２５】
そして、自動打鍵制御回路１０５は、上記演奏情報に基づいて各鍵３に設けられた高分子アクチュエータ１３への通電を制御したり、セレクタスイッチ１０７ａの操作に基づいて形状記憶ワイヤー１５への通電を制御するように構成されている。すなわち、セレクタスイッチ１０７ａにおいて、手動演奏モードを選択した際には形状記憶ワイヤー１５への通電がなされ、自動演奏モードを選択した際には形状記憶ワイヤー１５への通電が停止されるようになっている。
【００２６】
以上のように構成された鍵盤装置において、図１に示す初期位置から図２に示すように鍵３を指で押圧操作する場合には、予めセレクタスイッチ１０７ａにおいて手動演奏モードを選択して形状記憶ワイヤー１５に通電しておき、これを収縮状態としておく。この状態においては揺動レバー１１の前端部１１ａ及び後端部１１ｂの相対位置が固定状態とされるため、鍵３を押圧操作すると、鍵３及び揺動レバー１１全体がＢ方向に揺動して後端部１１ｂが持ち上げられる。そして、この後端部１１ｂの慣性による操作反力が指に伝えられることによって、アコースティックピアノのような打鍵感覚が付与されることになる。なお、この押圧操作に要する押鍵力は、例えば２［Ｎ］程度である。また、この押圧操作の際には鍵３から打鍵情報が出力され、この打鍵情報に基づいて音源１０３から楽音が発生することになる。
そして、指を鍵３から離すと、鍵３は板バネ７の復元力や揺動レバー１１の後端部１１ｂの自重によって元の初期位置に復帰することになる。
【００２７】
また、自動演奏を行う場合、すなわち、高分子アクチュエータ１３によって鍵３をＢ方向に揺動駆動する場合には、予めセレクタスイッチ１０７ａにおいて自動演奏モードを選択して形状記憶ワイヤー１５の通電を停止し、図３に示すように、これを伸長状態としておく。この状態においては揺動レバー１１の前端部１１ａと後端部１１ｂとの固定状態が解除されるため、高分子アクチュエータ１３に通電すると、図４に示すように、高分子アクチュエータ１３に撓み変形が生じて、揺動レバー１１の後端部１１ｂを動かすことなく、鍵３のみをＢ方向に揺動させることができる。この鍵３の揺動駆動に要する駆動力は、錘を動かさない分だけ小さくなり、例えば１［Ｎ］程度となる。なお、この高分子アクチュエータ１３への通電制御は、記憶装置１０１から出力される演奏情報に基づいて自動打鍵制御回路１０５が行うようになっており、また、この通電制御と同時に、上記演奏情報に基づいて音源１０３から楽音が発生することになる。
そして、高分子アクチュエータ１３の通電を停止すると、鍵３は板バネ７の復元力や高分子アクチュエータ１３の弾性力によって元の初期位置に復帰することになる。
【００２８】
上述したように、この実施形態に係る鍵駆動装置１及びこれを備えた鍵盤装置によれば、高分子アクチュエータ１３で鍵３を駆動する際には、指で押圧操作する場合よりも小さな駆動力で軽い鍵３のみを駆動すればよいため、高分子アクチュエータ１３のように小型かつ軽量で、安価な省電力のものを使用することが可能となり、鍵盤装置の小型化、軽量化を図ることができる。
また、高分子アクチュエータ１３は、揺動レバー１１の前端部１１ａをなしているため、鍵駆動装置の構成部品点数を削減して、鍵駆動装置１や鍵盤装置のさらなる小型化や軽量化、製造コスト削減も図ることもできる。
【００２９】
さらに、揺動レバー１１の前端部１１ａ及び後端部１１ｂの相対位置の固定状態を切り換える固定化機構として形状記憶ワイヤー１５を使用しているため、上記固定状態を容易かつ確実に切り換えることができる。
また、形状記憶ワイヤー１５が揺動レバー１１の前端部１１ａの長手方向全体にわたって配されているため、収縮状態とされた形状記憶ワイヤー１５の張力により高分子アクチュエータ１３の剛性を補強することができ、鍵３の押圧操作に基づいて高分子アクチュエータ１３が弾性変形することを確実に防止できる。
【００３０】
なお、上記第１実施形態において、鍵３は板バネ７を介してフレーム５に取り付けられるとしたが、少なくともフレーム５に対して上下に揺動可能に支持されていればよい。この場合には、例えばコイルスプリング等の別途付勢手段を設けるとしてもよい。
また、鍵駆動装置１には鍵３を初期位置に復帰させる付勢手段が設けられるとしたが、高分子アクチュエータ１３への通電を停止した際に高分子アクチュエータ１３の復元力（弾性力）で鍵３を初期位置に復帰させることができれば、特に設ける必要はない。
【００３１】
また、揺動レバー１１には形状記憶ワイヤー１５が取り付けられるとしたが、非通電時における高分子アクチュエータ１３が鍵３の自重や押圧操作によって弾性変形しない場合、すなわち、高分子アクチュエータ１３が鍵３の自重や押圧操作に耐え得る剛性を有していれば、形状記憶ワイヤー１５を取り付ける必要はない。
この場合、高分子アクチュエータ１３自体が揺動レバー１１の前端部１１ａ及び後端部１１ｂの相対位置の固定状態を切り換える固定化機構の役割を果たすことになる。すなわち、高分子アクチュエータ１３に通電しない状態においては揺動レバー１１の前端部１１ａ及び後端部１１ｂの相対位置が固定状態とされ、高分子アクチュエータ１３に通電することで、揺動レバー１１の前端部１１ａに撓み変形を生じさせて上記固定状態が解除されることになる。この構成では、形状記憶ワイヤー１５が不要となるため、鍵駆動装置１の構成部品点数をさらに削減することができる。
【００３２】
次に、本発明による第２実施形態について図５から図７を参照して説明する。なお、この第２実施形態の鍵駆動装置は、主として第１実施形態と揺動レバー及びアクチュエータの構成について異なっている。ここでは、主に上記相違点についてのみ説明し、第１実施形態の鍵駆動装置１の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
図７に示すように、第２実施形態の鍵駆動装置２１を構成する揺動レバー２３は、鍵３の前端３ａに連結された前端部（一端部）２３ａと、錘をなす後端部（他端部）２３ｂとをヒンジ部２５によって相互に揺動可能に連結して構成されている。ヒンジ部２５はフレーム５に支持されており、揺動レバー２３の揺動中心となる支点軸Ｆ２をなしている。
また、この揺動レバー２３には、第１実施形態と同様の形状記憶ワイヤー（固定化機構）２７が設けられており、その両端が揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂにそれぞれ固定されている。なお、この実施形態の形状記憶ワイヤー２７は、第１実施形態の形状記憶ワイヤー１５のように揺動レバー２３の前端部２３ａの長手方向全体にわたって配する必要はなく、少なくとも前端部２３ａと後端部２３ｂとを繋げるように配されていればよい。
【００３４】
上記構成では、第１実施形態と同様に、形状記憶ワイヤー２７に通電して収縮状態とすることで揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂの相対位置が固定状態とされ、形状記憶ワイヤー２７への通電状態を停止して伸長状態とすることで上記固定状態が解除されるようになっている。
また、この鍵駆動装置２１には、鍵３及び揺動レバー２３の前端部２３ａをＢ方向に揺動駆動するためのソレノイド（アクチュエータ）２９が設けられている。ソレノイド２９は、揺動レバー２３の前端部２３ａの下方側に配されており、フレーム５に固定される略筒状の電磁石３１と、前端部２３ａに連結されて電磁石３１に挿通するプランジャ３３とから構成されており、揺動レバー２３の前端部２３ａの揺動運動に応じてプランジャ３３が電磁石３１に対して直線運動するようになっている。
このソレノイド２９においては、電磁石３１に通電することでプランジャ３３を電磁石３１内に引き込む磁力が発生するようになっており、これによって鍵３及び揺動レバー２３の前端部をＢ方向に揺動させる力を発生できるようになっている。
なお、この鍵駆動装置２１を備える鍵盤装置にも、第１実施形態と同様の記憶装置１０１、音源１０３、自動打鍵制御回路１０５、及び、制御パネル１０７が設けられており、自動打鍵制御回路１０５によって形状記憶ワイヤー２７や電磁石３１への通電制御が行われるようになっている。
【００３５】
このように構成された鍵駆動装置２１において、鍵３を指で押圧操作する場合には、第１実施形態と同様に、予め形状記憶ワイヤー２７に通電してこれを収縮状態としておくことで、揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂの相対位置が固定状態とされるため、鍵３及び揺動レバー２３全体がＢ方向に揺動して後端部２３ｂが持ち上げられる。なお、指を鍵３から離すと、鍵３は板バネ７の復元力や揺動レバー２３の後端部２３ｂの自重によって元の初期位置に復帰する。
【００３６】
また、ソレノイド２９によって鍵３をＢ方向に揺動駆動する場合には、図６に示すように、予め形状記憶ワイヤー１５の通電を停止してこれを伸長状態としておく。これにより揺動レバー２３の前端部２３ａと後端部２３ｂとの固定状態が解除されるため、電磁石３１に通電すると、図７に示すように、揺動レバー２３の後端部２３ｂを動かすことなく、鍵３及び揺動レバー２３の前端部２３ａのみをＢ方向に揺動させることができる。
そして、ソレノイド２９の通電を停止すると、鍵３及び揺動レバー２３の前端部２３ａは板バネ７の復元力によって元の初期位置に復帰することになる。
【００３７】
上述したように、この実施形態に係る鍵駆動装置２１及びこれを備えた鍵盤装置は第１実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、ソレノイド２９で鍵３を駆動する際には、指で押圧操作する場合よりも小さな駆動力で軽い鍵３及び揺動レバー２３の前端部２３ａのみを駆動すればよいため、ソレノイド２９として、小型かつ軽量で、安価な省電力のものを使用することが可能となり、鍵盤装置の小型化、軽量化を図ることができる。
【００３８】
なお、上記第２実施形態において、揺動レバー１１の前端部１１ａ及び後端部１１ｂの相対位置の固定状態を切り換える固定化機構は、形状記憶ワイヤー２７に限ることはなく、例えば図８，９に示すように、高分子アクチュエータ４３によって構成されるとしても構わない。
高分子アクチュエータ４３は、第１実施形態と同様のユニモルフ型あるいはバイモルフ型のものから構成されており、予め湾曲した状態でその両端を揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂにそれぞれ固定して配されている。
【００３９】
そして、高分子アクチュエータ４３は、これに通電した際に湾曲した方向にさらに撓み変形が生じるように構成されており、この撓み変形を生じさせる力によって揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂの相対位置を固定状態とするものである。
また、高分子アクチュエータ４３は、これへの通電を停止することで上記固定状態を解除するように構成されている。すなわち、この非通電状態においては、揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂを相互に揺動させる際に、高分子アクチュエータ４３が容易に変形できるようになっており、前端部２３ａ及び後端部２３ｂの相対的な揺動運動を阻害することはない。
【００４０】
上記構成の鍵駆動装置４１において、鍵３を指で押圧操作する場合には、図８に示すように、予め高分子アクチュエータ４３に通電して揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂの相対位置を固定状態としておくことで、鍵３及び揺動レバー２３全体がＢ方向に揺動して後端部２３ｂが持ち上げられる。
また、ソレノイド２９によって鍵３をＢ方向に揺動駆動する場合には、予め高分子アクチュエータ４３への通電を停止して上記固定状態を解除しておくことで、図９に示すように、揺動レバー２３の後端部２３ｂを動かすことなく、鍵３及び揺動レバー２３の前端部２３ａのみをＢ方向に揺動させることができる。
したがって、この鍵駆動装置４１は第２実施形態と同様の効果を奏する。
【００４１】
また、例えば図１０〜１２に示すように、固定化機構５３は、揺動レバー２３の後端部２３ｂに設けられたソレノイド５５、及び、前端部２３ａに形成されてソレノイド５５のロッド５５ｂを挿入可能な挿入孔５７によって構成されるとしても構わない。
ソレノイド５５の電磁石５５ａは揺動レバー２３の後端部２３ｂに固定されており、ロッド５５ｂは鍵３、揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂが初期位置に配された状態において挿入孔５７に挿入可能となっている。このソレノイド５５においては、電磁石５５ａに流す電流の向きを変えることでロッド５５ｂを電磁石５５ａから突出させる、或いは、ロッド５５ｂを電磁石５５ａ内に引き込むことができるようになっている。
すなわち、このソレノイド５５は、ロッド５５ｂを電磁石５５ａから突出させて挿入孔５７に挿入することで揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂの相対位置を固定状態とし、ロッド５５ｂを電磁石５５ａ内に引き込んで挿入孔５７から引き抜くことで上記固定状態を解除するように構成されている。
【００４２】
上記構成の鍵駆動装置５１において、鍵３を指で押圧操作する場合には、図１０に示すように、予めロッド５５ｂを挿入孔５７に挿入させて揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂの相対位置を固定状態としておくことで、鍵３及び揺動レバー２３全体がＢ方向に揺動して後端部２３ｂが持ち上げられる。
また、ソレノイド２９によって鍵３をＢ方向に揺動駆動する場合には、図１１に示すように、予めロッド５５ｂを挿入孔５７から引き抜いて上記固定状態を解除しておくことで、図１２に示すように、揺動レバー２３の後端部２３ｂを動かすことなく、鍵３及び揺動レバー２３の前端部２３ａのみをＢ方向に揺動させることができる。
したがって、この鍵駆動装置５１は第２実施形態と同様の効果を奏する。
【００４３】
なお、固定化機構５３は、上記構成に限らず、例えば電磁石５５ａを前端部２３ａに固定すると共に後端部にロッド５５ｂを挿入可能な挿入孔を形成して構成されるとしてもよい。
また、固定化機構は、例えば、上記ロッド５５ｂと同様の棒状の連結ピンを挿入可能な挿入孔を揺動レバー２３の前端部２３ａ及び後端部２３ｂの両方に形成すると共に、上記ピンを前端部２３ａ及び後端部２３ｂのいずれか一方の挿入孔のみに収納した位置と前端部２３ａ及び後端部２３ｂの両方の挿入孔に挿通した位置との間で移動させる電磁石等の移動機構を設けて構成されるとしても構わない。
【００４４】
また、これらの実施形態において、ヒンジ部２５は揺動レバー２３の支点軸Ｆ２をなすとしたが、例えばヒンジ部２５と支点軸Ｆ２とを別個に構成し、ヒンジ部２５を支点軸Ｆ２よりも揺動レバー２３の前端部２３ａ側にずらして配置してもよい。
さらに、ソレノイド２９を構成するプランジャ３３は、揺動レバー２３の前端部２３ａの揺動運動に応じて電磁石３１に対して直線運動するとしたが、少なくとも電磁石３１に通電した際に揺動レバー２３をＢ方向に揺動させるように直線運動すればよく、揺動レバー２３のＢ方向への揺動に連動して動く必要はない。
また、鍵３を揺動駆動するアクチュエータはソレノイド２９に限らず、少なくとも鍵３及び揺動レバー２３の前端部２３ａをＢ方向に揺動駆動するものであればよい。
【００４５】
次に、本発明による第３実施形態について図１３から図１５を参照して説明する。なお、この第３実施形態の鍵駆動装置は、主として第２実施形態と揺動レバー及びアクチュエータの構成について異なっている。ここでは、主に上記相違点についてのみ説明し、第１実施形態の鍵駆動装置１の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
図１３に示すように、第３実施形態の鍵駆動装置６１を構成する揺動レバー６３は、鍵３の前端３ａに連結された前端部（一端部）６３ａと錘をなす後端部（他端部）６３ｂとを超音波モータ６５で連結して構成されている。
この超音波モータ６５は、これに通電することで揺動レバー６３の前端部６３ａを後端部６３ｂに対してその軸体６５ａを中心に揺動駆動するように構成されており、これに流す電流の向きを変えることで揺動レバー６３の後端部６３ｂに対する前端部６３ａの揺動方向を切り換えることができるようになっている。すなわち、超音波モータ６５は、揺動レバー６３の前端部６３ａと共に鍵３を揺動駆動するアクチュエータとしての役割を果たしている。
【００４７】
また、この超音波モータ６５への通電が停止された状態においては、超音波モータ６５内で生じる摩擦によって揺動レバー６３の前端部６３ａ及び後端部６３ｂが相互に固定状態とされる。すなわち、超音波モータ６５は、上述した他の実施形態の固定化機構と類似した役割も果たしている。
なお、この実施形態においては、超音波モータ６５の軸体６５ａが鍵盤装置のフレーム（不図示）に支持されており、揺動レバー６３の揺動中心となる支点軸Ｆ２をなしている。また、この鍵駆動装置６１により駆動される鍵３は、図示例において、その後端３ｂ側を支点軸Ｆ１としてフレームに対して上下に揺動できるように支持されているが、例えば上述した他の実施形態と同様に板バネ７を介してフレームに取り付けられるとしてもよい。
そして、この鍵駆動装置６１を備える鍵盤装置にも、第１実施形態と同様の記憶装置１０１、音源１０３、自動打鍵制御回路１０５、及び、制御パネル１０７が設けられており、自動打鍵制御回路１０５によって超音波モータ６５への通電制御が行われるようになっている。
【００４８】
このように構成された鍵駆動装置６１において、鍵３を指で押圧操作する場合には、超音波モータ６５内の摩擦によって揺動レバー６３の前端部６３ａ及び後端部６３ｂの相対位置が固定状態とされているため、図１４に示すように、鍵３及び揺動レバー６３全体がＢ方向に揺動して後端部６３ｂが持ち上げられる。なお、指を鍵３から離すと、鍵３は揺動レバー６３の後端部６３ｂの自重によって元の初期位置に復帰する。
また、鍵３をＢ方向に揺動駆動する場合には、超音波モータ６５に通電することで、図１５に示すように、後端部６３ｂを除いた揺動レバー６３の前端部６３ａ及び軽い鍵３のみをＢ方向に揺動させることができる。なお、Ｂ方向への揺動駆動後に超音波モータ６５への通電を停止すると、鍵３及び揺動レバー６３の前端部６３ａが揺動した位置で停止するため、鍵３を初期位置に戻すためには、再度超音波モータ６５に通電して鍵３及び前端部６３ａをＡ方向に揺動させる必要がある。
【００４９】
この実施形態に係る鍵駆動装置６１及びこれを備えた鍵盤装置によれば、上述した他の実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、超音波モータ６５で鍵３を駆動する際には、指で押圧操作する場合よりも小さな駆動力で軽い鍵３及び揺動レバー６３の前端部６３ａのみを駆動すればよいため、超音波モータ６５として、小型かつ軽量で、安価な省電力のものを使用することが可能となり、鍵盤装置の小型化、軽量化を図ることができる。
また、揺動レバー６３の前端部６３ａ及び後端部６３ｂは超音波モータ６５内で生じる摩擦によって固定状態とされるため、上述した他の実施形態のように固定化機構を別途設ける必要が無くなり、鍵駆動装置６１の構成部品点数の削減を図ることもできる。
【００５０】
なお、上記第３実施形態においては、超音波モータ６５の軸体６５ａが揺動レバー６３の支点軸Ｆ２をなすとしたが、例えば超音波モータ６５と支点軸Ｆ２を別個に構成し、超音波モータ６５を支点軸Ｆ２よりも揺動レバー６３の前端部６３ａ側にずらして配置してもよい。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鍵駆動装置を示す側面図である。
【図２】図１の鍵駆動装置において鍵を指で押圧操作している状態を示す側面図である。
【図３】図１の鍵駆動装置において形状記憶ワイヤーへの通電を停止した状態を示す側面図である。
【図４】図３の鍵駆動装置において高分子アクチュエータに通電して鍵を駆動した状態を示す側面図である。
【図５】図１の鍵駆動装置を備える鍵盤装置において、自動演奏を実現する構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る鍵駆動装置を示す側面図である。
【図７】図６の鍵駆動装置において形状記憶ワイヤーへの通電を停止した状態を示す側面図である。
【図８】図７の鍵駆動装置において電磁石に通電して鍵を駆動した状態を示す側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る鍵駆動装置を示す側面図である。
【図１０】図９の鍵駆動装置において電磁石に通電して鍵を駆動した状態を示す側面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る鍵駆動装置を示す側面図である。
【図１２】図１０の鍵駆動装置においてロッドを挿入孔から引き抜いた状態を示す側面図である。
【図１３】図１０の鍵駆動装置において電磁石に通電して鍵を駆動した状態を示す側面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る鍵駆動装置を示す側面図である。
【図１５】図１４の鍵駆動装置において鍵を指で押圧操作している状態を示す側面図である。
【図１６】図１４の鍵駆動装置において超音波モータに通電して鍵を駆動した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，２１，４１，５１，６１・・・鍵駆動装置、３・・・鍵、７・・・板バネ（付勢手段）、１１，２３，６３・・・揺動レバー、１１ａ，２３ａ，６３ａ・・・前端部（一端部）、１１ｂ，２３ｂ，６３ｂ・・・後端部（他端部）、１３・・・高分子アクチュエータ、１５，２７・・・形状記憶ワイヤー（固定化機構）、２９・・・ソレノイド（アクチュエータ）、４３・・・高分子アクチュエータ（固定化機構）、５３・・・固定化機構、６５・・・超音波モータ（アクチュエータ）、Ｆ２・・・支点軸
【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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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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