(57)【要約】【課題】設置場所が限定されることなく、エネルギーを有効に利用しつつ冬期の演奏の苦痛を緩和する電子楽器システムを提供する。【解決手段】燃料電池部２１の発熱は、ラジエータ２７で放熱される。ラジエータ２７による放熱によって加熱された空気は、温風供給部３０を経由して電子楽器１１の操作部１１に供給される。これにより、電子楽器１１の操作部１２は、燃料電池ユニット２０で発生した熱によって加熱される。そのため、別途発熱手段および発熱手段を駆動するための動力源を必要としない。したがって、電子楽器システム１０は設置場所が限定されることなく、エネルギーを有効利用することができ、冬期でも演奏者の演奏時の苦痛を緩和することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池ユニットと、
前記燃料電池ユニットと電気的に接続し、前記燃料電池ユニットから供給される電力で駆動される電子楽器と、
前記燃料電池ユニットと前記電子楽器の操作部とを接続し、前記燃料電池ユニットの排熱で加熱された空気を前記操作部へ供給する温風供給部と、
を備える電子楽器システム。
【請求項２】
前記温風供給部に設けられているフィルタをさらに備える請求項１記載の電子楽器システム。
【請求項３】
前記温風供給部を流れる空気の流量を制御する流量制御手段をさらに備える請求項１または２記載の電子楽器システム。
【請求項４】
前記流量制御手段は、前記燃料電池ユニットが所定の温度に達すると、前記燃料電池ユニットから前記電子楽器へ空気の供給を行う請求項３記載の電子楽器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子楽器システムに関し、特に燃料電池ユニットで発電された電力で駆動される電子楽器ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
冬期など外気の温度が低い場合、例えばピアノなどの電子楽器の操作部である鍵盤は冷気によって冷却されている。そのため、電子楽器の演奏を行う場合、演奏者の指などが冷え、演奏者に苦痛を与えることになる。電子楽器が置かれた部屋に暖房を行う場合でも、鍵盤などを扱う演奏者の指の周辺は容易に加熱されず、演奏者への苦痛の緩和は困難である。また、屋外での演奏を行う場合も、鍵盤の周辺の加熱および演奏者への苦痛の緩和は困難であるという問題がある。
【０００３】
そこで、特許文献１に開示されている発明では、電子楽器が鍵盤に温風を吹き出す手段を備えている。これにより、鍵盤は吹き出される温風によって加熱されるとともに、鍵盤を操作する演奏者の指も暖められる。その結果、演奏者の苦痛の緩和が図られる。
しかしながら、特許文献１に開示されている発明の場合、楽器とは別に温風を供給するための加熱手段および動力源を確保する必要がある。動力源としては、例えば１００Ｖの商用電源が考えられる。商用電源を用いる場合、電源のコンセントと楽器とを電力ケーブルで接続する必要がある。そのため、楽器の設置場所が限定されるという問題がある。また、加熱手段を楽器に設ける必要があるため、楽器の大型化を招くとともに、消費電力の増大を招くおそれがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２２１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、設置場所が限定されることなく、エネルギーを有効に利用しつつ冬期の演奏の苦痛を緩和する電子楽器システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は、燃料電池ユニット、前記燃料電池ユニットと電気的に接続し、前記燃料電池ユニットから供給される電力で駆動される電子楽器と、前記燃料電池ユニットと前記電子楽器の操作部とを接続し、前記燃料電池ユニットの排熱で加熱された空気を前記操作部へ供給する温風供給部と、を備える。
燃料電池ユニットでは、化学反応から直接電力が取り出される。そのため、例えばエンジン式の発電機などと比較して静音化が可能であり、電子楽器の電源として好ましい。この燃料電池ユニットは運転の際に発熱する。燃料電池ユニットの運転にともなう排熱は、外気へ放出されるのが一般的である。そこで、燃料電池ユニットの運転にともなう排熱を温風供給部を経由して電子楽器ユニットの操作部へ供給する。これにより、燃料電池ユニットは、電源としてだけではなく熱源としても機能する。そのため、操作部の加熱のために、電子楽器とは別に電源を確保する必要はない。燃料電池ユニットからの排熱によって加熱された空気は、温風供給部を経由して例えば鍵盤などの操作部に供給される。その結果、電子楽器の操作部は、供給された空気によって加熱される。したがって、設置場所が限定されることはなく、冬期における演奏者の苦痛を緩和することができる。また、燃料電池ユニットが電源および熱源として機能するため、別途熱源を確保する必要はない。したがって、大型化を招くことなく、エネルギーの有効利用を図ることができる。
【０００７】
（２）本発明では、前記温風供給部に設けられているフィルタをさらに備える。
これにより、燃料電池ユニットから供給される空気に含まれる異物および異臭が除去される。したがって、操作部に供給された空気が演奏の妨げとなることを低減できる。
【０００８】
（３）本発明では、前記温風供給部を流れる空気の流量を制御する流量制御手段をさらに備える。
これにより、例えば操作部の温度、外気または燃料電池ユニットの温度などによって操作部に供給される空気の流量は制御される。したがって、操作部に供給された空気が演奏の妨げとなることを低減できる。
【０００９】
（４）本発明では、前記流量制御手段は、前記燃料電池ユニットが所定の温度に達すると、前記燃料電池ユニットから前記電子楽器へ空気の供給を行う。
これにより、例えば発電開始直後のように燃料電池ユニットが十分に発熱していないとき、燃料電池ユニットから操作部への空気の供給は停止される。そのため、操作部への冷気の供給は防止される。したがって、操作部に供給された空気が演奏の妨げとなることを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による電子楽器システムを示すブロック図である。電子楽器システム１０は、電子楽器１１と燃料電池ユニット２０とを備えている。電子楽器１１と燃料電池ユニット２０とは、図２（Ａ）に示すように燃料電池ユニット２０が電子楽器１１に内蔵される形態でもよく、図２（Ｂ）に示すように電子楽器１１の電源として隣接する燃料電池ユニット２０を備える形態としてもよい。
【００１１】
電子楽器１１は、例えば電子ピアノ、エレクトーン、キーボードなどの鍵盤楽器、エレキギターなどの弦楽器、あるいはその他の管楽器などを適用することができる。本実施形態では、電子楽器の一例として電子ピアノについて説明する。電子楽器１１は、図１に示すように操作部１２、処理部１３およびスピーカ部１４から主に構成されている。例えば電子ピアノの場合、操作部１２は鍵盤および各種スイッチを有している。各種スイッチには、例えば電源スイッチ、あるいは音量、音質などを変化させるためのスイッチなどが含まれる。処理部１３は、操作部１２から入力された指令に基づいて所定の音を生成する。スピーカ部１４は、生成された音を外部に放出する。
【００１２】
燃料電池ユニット２０は、燃料電池部２１を有している。燃料電池部２１は、単一のセルまたはセルが複数積層されたスタックから構成されている。本実施形態の場合、燃料電池部２１は、ＤＭＦＣで構成されている。燃料電池部２１は、燃料極２２と空気極２３とを有している。スタックの場合、図示しない電解質が挟み込まれた燃料極２２と空気極２３とが複数配置されている。燃料極２２側には燃料としてメタノール水溶液が供給され、空気極２３側には空気が供給される。また、燃料極２２側からは反応生成物として二酸化炭素が排出され、空気極２３側からは反応生成物として主として水からなる廃液が排出される。燃料極２２および空気極２３は、図示しない外部の負荷に接続される。
【００１３】
ＤＭＦＣにおける反応式は、以下の通りである。
燃料極：ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ-
空気極：Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ-→２Ｈ2Ｏ
したがって、全体としての反応式は、次の通りである。
２ＣＨ3ＯＨ＋３Ｏ2→２ＣＯ2＋４Ｈ2Ｏ
【００１４】
燃料電池ユニット２０は、空気ポンプ２４および燃料ポンプ２５を備えている。空気ポンプ２４は、大気中から空気を導入し、導入した空気を燃料電池部２１の空気極２３へ供給する。空気ポンプ２４の空気導入側は、導入される空気に含まれる異物を除去するための図示しないエアフィルタに接続している。空気ポンプ２４の空気吐出側は、燃料電池部２１の空気極２３に接続している。これにより、空気ポンプ２４は、エアフィルタを経由して導入した空気を燃料電池部２１の空気極２３へ供給する。
【００１５】
燃料ポンプ２５は、燃料タンク２６に蓄えられた燃料を燃料電池部２１の燃料極２２に供給する。燃料ポンプ２５の燃料導入側は、燃料タンク２６に接続している。燃料タンク２６は、燃料となるメタノール水溶液を蓄える。燃料ポンプ２５の燃料吐出側は、燃料電池部２１の燃料極２２に接続している。これにより、燃料ポンプ２５は、燃料タンク２６から吸入したメタノール水溶液を燃料電池部２１の燃料極２２へ供給する。
【００１６】
燃料電池部２１の燃料極２２側は、ラジエータ２７に接続している。ラジエータ２７は、燃料電池部２１から排出された余剰となった水を冷却する。また、燃料電池部２１の燃料極２２側から排出された水には未反応のメタノールが含まれている。そのため、ラジエータ２７で冷却された水は、例えば図示しない気液分離部などで不純物が除去された後、メタノールの水溶液として燃料タンク２６へ戻される。
【００１７】
ラジエータ２７は、燃料電池部２１から排出される水を冷却する際に放熱する。すなわち、ラジエータ２７では、燃料電池部２１から排出される水の熱が空気中に放出される。これにより、ラジエータ２７では、水と空気との間で熱交換が行われ、空気が加熱される。ラジエータ２７には、図示しない送風手段を設けてもよい。送風手段からラジエータ２７へ送風することにより、ラジエータ２７による放熱が促進される。
【００１８】
ラジエータ２７は、燃料電池部２１とは反対側の端部が温風供給部３０に接続している。温風供給部３０は、ラジエータ２７とフィルタ２８とを接続するとともに、送風ファン２９を経由して電子楽器１１の操作部１２に至る空気通路を形成している。すなわち、温風供給部３０は、燃料電池ユニット２０のラジエータ２７と電子楽器１１の操作部１２とを連通し、その途中にフィルタ２８および送風ファン２９が設けられている。温風供給部３０の操作部１２側の端部は、ラジエータ２７から供給された空気が吹き出す吹き出し口３１を形成している。
【００１９】
ラジエータ２７で加熱された空気は、フィルタ２８および送風ファン２９を経由して、吹き出し口３１から操作部１２へ供給される。フィルタ２８は、例えば活性炭やＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタなどを有している。フィルタ２８は、ラジエータ２７から排出された空気に含まれる異物および異臭を除去する。燃料電池ユニット２０は、空気ポンプ２４および燃料ポンプ２５などの機械的な駆動部を有している。そのため、燃料電池ユニット２０から排出される空気は、機械的な摩耗粉塵などの異物および機械油などの異臭をともなうおそれがある。これらの異物および異臭は、操作部１２を操作する演奏者に不快感を催し、演奏の妨げとなるおそれがある。そこで、ラジエータ２７から操作部１２までの間にフィルタ２８を設けることにより、燃料電池ユニット２０から排出される空気に含まれる異物および異臭は除去される。
【００２０】
燃料電池ユニット２０は、制御部４０を備えている。制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭから構成されるマイクロコンピュータを有している。制御部４０は、空気ポンプ２４および燃料ポンプ２５を制御する。
第１実施形態では、燃料電池ユニット２０のラジエータ２７から排出された熱によって空気を加熱している。加熱した空気は電子楽器１１の操作部１２へ供給される。これにより、電子楽器１１の操作部１２は、燃料電池ユニット２０で発生した熱によって加熱される。そのため、別途発熱手段および発熱手段を駆動するための動力源を必要としない。したがって、電子楽器システム１０は設置場所が限定されることなく、エネルギーを有効利用することができる。また、電子楽器１１の操作部１２は、燃料電池ユニット２０から供給された温風によって加熱される。したがって、演奏者による冬期の演奏時の苦痛を緩和することができる。
【００２１】
また、第１実施形態では、ラジエータ２７で加熱された空気はフィルタ２８を通して操作部１２へ供給される。そのため、操作部１２へ供給される空気に含まれる異物および異臭は、フィルタ２８によって除去される。したがって、操作部１２へ供給される空気が演奏者へ不快感を与えることがなく、演奏の妨げとなることを低減できる。
【００２２】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態による電子楽器システムを示すブロック図である。電子楽器システム１０は、電子楽器１１と燃料電池ユニット２０とを備えている。
第２実施形態の場合、電子楽器システム１０は、温風流量調節部５０を備えている。温風流量調節部５０は、制御部４０からの指示によって操作部１２へ供給する空気の流量を調整する。温風流量調節部５０は、送風ファン５１、大気導入部５２および温度調節弁５３を有している。大気導入部５２は、温風供給部３０とは反対側の端部が外部に開放されている。これにより、大気導入部５２からは空気が導入される。温度調節弁５３は、大気導入部５２から温風供給部３０へ導入される空気の流量を調整する。なお、図３では、フィルタ２８の電子楽器１１側に温風流量調節部５０を配置しているが、フィルタ２８と温風流量調節部５０とは逆転して配置してもよい。
【００２３】
大気導入部５２は、燃料電池ユニット２０の外部に開放されている。そのため、大気導入部５２からは、温度の低い外気が導入される。温度調節弁５３が温風供給部３０へ導入される空気の流量を調整することにより、操作部１２へ供給される空気の温度が変化する。すなわち、温風供給部３０には、ラジエータ２７から加熱された空気が供給される。そして、温度調節弁５３が大気導入部５２を開いているとき、温風供給部３０では、ラジエータ２７で加熱された空気と、大気導入部５２から導入された外気とが混合される。これにより、制御部４０によって温度調節弁５３の開度を調整することにより、操作部１２へ供給される空気の温度は制御される。
【００２４】
操作部１２には、温度センサ１５が設けられている。温度センサ１５は、操作部１２の近傍の気温を検出する。例えば電子楽器１１が電子ピアノの場合、温度センサ１５は複数配置された鍵盤の中央部に設けられている。その他の電子楽器の場合も、温度センサ１５は操作部１２近傍の温度を検出可能な位置に設けられている。温度センサ１５は、検出した温度を電気信号として制御部４０へ出力する。制御部４０は、温度センサ１５で検出した操作部１２の温度に基づいて温風流量調節部５０を制御する。これにより、操作部１２へ供給される空気の温度は、所定の温度に制御される。さらに、燃料電池部２１にも温度センサ４１が設けられている。燃料電池部２１の温度センサ４１は、燃料電池部２１の温度を検出する。燃料電池部２１は、運転によって発熱するため、発電の初期すなわち運転開始直後は温度が低い。そこで、制御部４０は、温度センサ４１から出力される電気信号に基づいて燃料電池部２１の温度を検出し、燃料電池部２１の温度に応じて温風流量調節部５０を制御する。制御部４０および温風流量調節部５０は、特許請求の範囲の流量制御手段を構成している。
【００２５】
次に、上記構成の電子楽器システム１０の作動について図４に基づいて説明する。
制御部４０は、電子楽器システム１０の電源がＯＮされると、燃料電池部２１の温度の検出を実施する。制御部４０は、図４に示すように電源のＯＮから所定の期間が経過し、燃料電池部２１の温度が所定値ｔ１に達するまで送風ファン５１の運転を行わない。燃料電池ユニット２０の運転によって、燃料電池部２１の温度が所定値ｔ１に達すると、制御部４０は送風ファン５１へ通電を行う。このとき、制御部４０は、燃料電池部２１の温度の上昇に応じて徐々に送風ファン５１の回転数を上昇させる。これにより、操作部１３に供給される加熱された空気の供給量は、図４に示すように徐々に増大する。送風ファン５１の回転数が上昇するとき、温度調節弁５３は大気導入部５２を閉じている。これにより、大気導入部５２から温風供給部３０への温度の低い外気の流入は遮断される。
【００２６】
燃料電池部２１の温度が運転温度ｔ２に達すると、制御部４０は送風ファン５１を通常運転に切り換える。ここで運転温度ｔ２とは、燃料電池部２１が正常な定常運転時に到達する最高温度である。例えば燃料電池部２１の運転温度ｔ２は、６０℃〜８０℃程度である。送風ファン５１を通常運転に切り換えることにより、操作部１２には図４に示すようにラジエータ２７で加熱された所定の供給量Ｖ１の空気が供給される。また、ラジエータ２７から操作部１２へ供給される空気の温度が所定の温度より高くなると、制御部４０は温度調節弁５３の開度を制御し、大気導入部５２から冷気を導入する。これにより、大気導入部５２から温風供給部３０へ外気が導入され、操作部１２へ供給される空気は所定の温度に制御される。
【００２７】
操作部１２に加熱された空気の供給を継続すると、操作部１２の温度は上昇する。そして、温度センサ１５で検出した操作部１２の温度が所定値に達すると、制御部４０は送風ファン５１の回転数を徐々に低下させる。これにより、操作部１２に供給される加熱された空気の供給量は、図４に示すように徐々に減少する。制御部４０は、操作部１２が十分に加熱されると、送風ファン５１を低回転に維持し、操作部１２の保温可能な程度の供給量Ｖ２に設定する。このように操作部１２に供給する空気の量が低下したとき、ラジエータ２７の放熱が不十分になるおそれがある。そこで、制御部４０が図示しない排気通路を開放する構成としてもよい。ラジエータ２７で放出された熱によって加熱された余剰の空気を排出通路から外部へ排出することにより、ラジエータ２７の放熱および燃料電池部２１の冷却は維持される。
【００２８】
第２実施形態では、燃料電池部２１の運転状態に応じて操作部１２へ供給する温風の温度および流量を調整している。そのため、燃料電池部２１の運転初期に冷たい空気が操作部１２へ供給されたり、操作部１２が必要以上に加熱されることが低減される。したがって、演奏者は快適に電子楽器を演奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態による電子楽器システムを示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態による電子楽器システムの構成を示す模式図。
【図３】本発明の第２実施形態による電子楽器システムを示すブロック図。
【図４】本発明の第２実施形態による電子楽器システムにおいて、運転期間と操作部への温風供給量との関係を示す模式図。
【符号の説明】
【００３０】
１０：電子楽器システム、１１：電子楽器、１２：操作部、２０：燃料電池ユニット、２８：フィルタ、３０：温風供給部、４０：制御部（流量制御手段）、５０：温風流量調節部（流量制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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