(57)【要約】【課題】簡素な構成で適切な発音駆動を行える演奏装置の提供。【解決手段】振動することで発音する発音体３と、往復動可能であり、前記発音体を弾くためのピック部４ａを有し、前記ピック部の往動及び復動のそれぞれに応じて前記発音体を弾くことができるように配置された可動体４と、前記可動体の往動と復動を交互に行わせる駆動手段５とを具備する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動することで発音する発音体と、
往復動可能であり、前記発音体を弾くためのピック部を有し、前記ピック部の往動及び復動のそれぞれに応じて前記発音体を弾くことができるように配置された可動体と、
前記可動体の往動と復動を交互に行わせる駆動手段と
を具備する演奏装置。
【請求項２】
前記可動体は、その往動行程及び復動行程のそれぞれの終わりの位置で待機し、この待機した位置から次の復動又は往動を開始するものである請求項１に記載の演奏装置。
【請求項３】
前記可動体が往動行程及び復動行程のどちらの終わりの位置で待機しているかを記憶する手段をさらに具備し、この記憶に応じて前記駆動手段により前記可動体を次に動かす方向を決定することを特徴とする請求項２に記載の演奏装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記可動体を直動させるアクチュエータからなる請求項１乃至３のいずれかに記載の演奏装置。
【請求項５】
前記可動体は、前記ピック部とは反対側に設けた支軸を中心にして該ピック部を円弧状に往復揺動させることができるものであり、前記駆動手段は、前記可動体を往復揺動させるアクチュエータからなる請求項１乃至３のいずれかに記載の演奏装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは、超音波モータからなる請求項４又は５に記載の演奏装置。
【請求項７】
前記アクチュエータは、往復動可能なソレノイドユニットからなる請求項４又は５に記載の演奏装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発音体を機械的に振動させて演奏音を発生するオルゴールなどの演奏装置に係り、特に、発音体を駆動する駆動部を改良した演奏装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オルゴールは、周知のように、発音体たるコームの振動弁を、回転するシリンダで弾くことにより発音するものであり、コームの振動による独特の音色が好まれている。コームを振動させてオルゴールと同様な音色で発音するものとして、従来、コームの複数の振動弁のそれぞれに対応して回転体と回転型超音波モータとを配設し、オルゴール曲に基づき所定の回転型超音波モータに２相の交流信号を印加して回転体を一方向に回転駆動し、該回転体の外周に所定間隔をおいて設けられた爪で振動弁を弾くようにしたオルゴールが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のオルゴールでは、回転体を回転型超音波モータにより一方向に回転駆動するので、振動弁を爪で弾く際に、回転体を爪の間隔に見合う角度ずつ回転駆動する必要がある。このため、振動弁を弾く前と弾いた後とで爪の空走が大きくなり、オルゴール曲に合わせて振動弁を爪で連打するには不向きなものであった。また、駆動部を構成する回転型超音波モータにおいて、圧電素子を回転体の駆動方向（回転方向）に沿って配置するので、駆動部の構造が複雑化して大型化するだけでなく、消費電力も大きいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、簡素な構成で適切な発音駆動を行うことができるようにした演奏装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る演奏装置は、振動することで発音する発音体と、往復動可能であり、前記発音体を弾くためのピック部を有し、前記ピック部の往動及び復動のそれぞれに応じて前記発音体を弾くことができるように配置された可動体と、前記可動体の往動と復動を交互に行わせる駆動手段とを具備するものである。これによれば、発音体を弾くためのピック部を有する可動体の往動と復動を駆動手段により交互に行わせる構成からなっているので、可動体を往動又は復動してピック部で発音体を弾いた直後の所定の位置を、次の発音動作に備えて該可動体の復動又は往動の所定の待機位置とすることができる。これにより、発音体を弾く前と弾いた後のピック部の空走を小さくでき、発音体の連打に迅速に対処できるようになる。よって、駆動手段により可動体の往動と復動を交互に行うという簡易な構成で、適切な発音駆動を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態では、本発明に係る演奏装置をオルゴールに適用した例を説明する。
図１は、本実施の形態に係るオルゴールの一構成例の概略構成を示す平面図である。図１において、オルゴールは、外箱１の底部に設けられたベース１ａ上にリードブロック２を具備し、該ブロック２に発音体たるコーム３を備える。コーム３は、リードブロック２に固定された基部３ａの縁部から、それぞれ同一方向（図示の例では右方向）に平行に延出する金属製の櫛歯板からなり、そこに設けられた複数の櫛歯の各々が振動弁３ｂに相当する。各振動弁３ｂは、振動することで所定の音高を発音するよう異なるサイズに形成される。各振動弁３ｂの先端部に対向して複数の振動弁駆動ユニットＵが個別に配置される。
【０００７】
図２は、振動弁駆動ユニットＵの一実施例を示すもので、（Ａ）は横向きにした状態の同駆動ユニットＵの分解斜視図、（Ｂ）は立てた状態の同駆動ユニットＵの正面図、（Ｃ）はその左側面図、（Ｄ）はその底面図である。図２（Ａ）に示されるように、駆動ユニットＵは、可動体４の一面に超音波モータ５を配置すると共に、他面に例えばフェルト等の潤滑材６を配置し、これらを断面コの字形のケース７の一対の側壁７ａ及び７ｂ間に前部開口７ｃから収納することによって構成される。可動体４は、例えば金属板若しくは樹脂板などによって幅狭の長方形状に形成されてなり、その１つの長辺の略中央に三角形状等適宜の突起形状をなす振動弁打撃用のピック４ａを１つ備える。超音波モータ５は、公知のリニア型超音波モータであり、例えば銅合金などで作られた振動弾性部材５ａの一面に一対の突起部５ｂを備え、該弾性部材５ａの他面に一対の圧電素子５ｃ１，５ｃ２を備える。同図（Ｂ）乃至（Ｄ）に示されるように、ケース７内において、可動体４は、ピック４ａがケース７の前部開口７ｃから突出しており、該ケース７の一対の側壁７ａ，７ｂにより超音波モータ５と潤滑材６との間で密接して挟まれて長手方向に直線的に往復動可能に保持される。超音波モータ５は、ケース７内において、振動弾性部材５ａが一方の側壁７ａの両端に設けられた折曲げ部７ａ１によって保持され、直線変位方向には動かないように固定される。潤滑材６は、その一面がケース７の他方の側壁７ｂに貼付等で固定されており、その他面が可動体４に圧接し、かつその表面の潤滑面により該可動体４が滑らかに移動することを可能とする。これによって、可動体４を超音波モータ５の一対の突起部５ｂの方に圧接する。
【０００８】
このように構成された駆動ユニットＵは、図１に示されるように、可動体４のピック４ａを各振動弁３ｂの先端部の方向に指向させ、該各振動弁３ｂの配列に沿って、複数個並列に配置される。これらの駆動ユニットＵは、外箱１の所定の内壁面に対して保持金具Ｋを介して保持固定される。図示の例では、保持金具Ｋは、コーム３の長手方向に延びていて、その両端に設けられた屈曲部Ｋ１が外箱１の所定の内壁面側にビス止めされ、これらの屈曲部Ｋ１間に複数駆動ユニットＵが横並びに配置される。配列の両端に位置する駆動ユニットＵと保持金具Ｋの屈曲部Ｋ１との間にはそれぞれスペーサＳ１，Ｓ２が介在されており、一方のスペーサＳ１側の屈曲部Ｋ１に螺合するビスＢを圧締めすることによって該スペーサＳ１を駆動ユニットＵの配列の方向に強く押しつけることにより該ユニットＵの保持固定を実現している。
【０００９】
図３は、オルゴールの演奏制御に係わる電子回路装置のハードウェア構成の一例を示す概略ブロック図である。図３において、ＭＩＤＩインタフェース（Ｉ／Ｆ）２１は、例えばＳＭＦ（スタンダードＭＩＤＩファイル）フォーマットのような所定のデータフォーマットの演奏データを図示しない外部のＭＩＤＩ機器から取り込むものである。また、カード型メモリ等の着脱式の外部メモリから任意の曲のＭＩＤＩ演奏データを取り込むようにしてもよい。取り込んだＭＩＤＩ演奏データは、データバス２２を介してＲＡＭ２３に一時記憶される。必要に応じて、該ＭＩＤＩ演奏データが当該オルゴールが扱う所定のデータフォーマットに変換され、変換された演奏データがＲＡＭ２３に保存されるようになっていてもよい。ＲＡＭ２３には１乃至複数曲分の演奏データを記憶することができる。ＲＯＭ２４には、演奏データを処理するのに必要な演奏プログラムデータや、振動弁駆動ユニットＵの超音波モータ５を駆動するのに必要なプログラムデータなどの各種プログラムデータが記憶されており、その他に、当該オルゴールが扱う所定のデータフォーマットで表された１又は複数の楽曲の演奏データなどが記憶されていてもよい。ＲＡＭ２３及びＲＯＭ２４に記憶された１曲の演奏データは、各音符に対応する音高、キーオン（発音タイミング）などのデータを１セット（ノートイベントデータ）として、１曲分の複数セットのデータからなる。
【００１０】
ＣＰＵ２５は、図示しない曲選択スイッチでユーザ所望の演奏データの曲番が選択されると、その選択された曲番に対応する演奏データを、ＲＡＭ２３若しくはＲＯＭ２４から、その演奏順序及び発音タイミングに従って順次読み出す。周知のように、演奏データを読み出す際に内部テンポクロックの速度を調整することで、再生演奏のテンポを調整することが可能である。読み出された演奏データのうち音高データとキーオンデータは、超音波モータ５の駆動を制御するための信号としてドライバ２６に出力される。ドライバ２６は、各振動弁３ｂに対応する駆動ユニットＵのうち、与えられた音高データに対応する特定の振動弁３ｂを駆動するための特定の駆動ユニットＵの超音波モータ５に対して、キーオンデータが指示する発音タイミングで、駆動信号Ｄ１，Ｄ２を供給する。公知のように、超音波モータを駆動するための信号は、９０度の位相差を有する超音波領域の２相の交流信号からなるので、ドライバ２６から１つの駆動ユニットＵに対して与えられる駆動信号Ｄ１，Ｄ２は同様の２相の超音波信号である。各駆動信号Ｄ１，Ｄ２は、超音波モータ５の一対の圧電素子５ｃ１，５ｃ２にそれぞれ印加される。図３では、図示の簡略化のために１つの駆動ユニットＵに対応する２相駆動信号Ｄ１，Ｄ２のみを示しているが、各駆動ユニットＵ毎に同様の２相駆動信号Ｄ１，Ｄ２がドライバ２６から出力されるのは勿論である。
【００１１】
超音波モータ５の駆動動作について説明すると、２相駆動信号Ｄ１，Ｄ２の印加に応じて２つの圧電素子５ｃ１，５ｃ２が異なる位相で伸縮振動し、その結果、振動弾性部材５ａに屈曲振動と縦振動という２種類の超音波振動が同時に発生する。これにより、突起部５ｂに屈曲振動と縦振動とが合成された楕円運動が起こる。この楕円運動の運動方向は、各圧電素子５ｃ１，５ｃ２に印加される駆動信号Ｄ１，Ｄ２の位相関係（すなわち進相又は遅相）によって定まる。例えば、図で上に位置する圧電素子５ｃ１に印加される駆動信号Ｄ１が図で下に位置する圧電素子５ｃ２に印加される駆動信号Ｄ２よりも遅相の場合（例えばＤ１がサイン相、Ｄ２がコサイン相）、図でＣＣＷで示す方向の楕円運動が生じ、突起部５ｂの先端が可動体４の表面に及ぼす駆動力の方向は矢印ｘ１に示すように下向きとなる。反対に、上に位置する圧電素子５ｃ１に印加される駆動信号Ｄ１が下に位置する圧電素子５ｃ２に印加される駆動信号Ｄ２よりも進相の場合（例えばＤ１がコサイン相、Ｄ２がサイン相）、図でＣＷで示す逆方向の楕円運動が生じ、突起部５ｂの先端が可動体４の表面に及ぼす駆動力の方向は矢印ｘ２に示すように上向きとなる。これにより、可動体４は、超音波モータ５の突起部５ｂにより下向き（矢印ｘ１）の駆動力を受けた場合に下降し、同突起部５ｂにより上向き（矢印ｘ２）の駆動力を受けた場合に上昇する。
【００１２】
この点について図４を参照して説明する。図４において、（Ａ）乃至（Ｃ）は、駆動ユニットＵにおける可動体４の下降行程を示し、（Ｄ）乃至（Ｆ）は、同駆動ユニットＵにおける可動体４の上昇行程を示す。図４（Ａ）は、可動体４が所定の上方待機位置で待機している状態を示している。この上方待機状態では、可動体４のピック４ａが対応する振動弁３ｂの上方に位置し、可動体４は潤滑材６と超音波モータ５の一対の突起部５ｂとの間に挟み込まれて保持され静止している。この上方待機状態において、当該振動弁３ｂに対応する音高データ及びキーデータがドライバ２６に与えられると、可動体４を下向き（図３の矢印ｘ１方向）に駆動させるような位相関係（例えばＤ１がＤ２に対して遅相）の駆動信号Ｄ１，Ｄ２が超音波モータ５に印加され、可動体４が下向きに駆動される。この下降過程において、図４（Ｂ）に示すようにピック４ａの下傾斜面が振動弁３ｂを押し下げ、そこから更に可動体４が下降すると、該下傾斜面で振動弁３ｂを弾き、該振動弁３ｂが振動して発音がなされる。振動弁３ｂを弾くための駆動信号Ｄ１，Ｄ２の印加は所定の短時間でのみなされる。駆動信号Ｄ１，Ｄ２がオフされると、その位置で可動体４が停止する。図４（Ｃ）は、可動体４の下降が終了し停止した状態を示し、この位置が所定の下方待機位置に相当する。次に当該振動弁３ｂに対応する音高データ及びキーデータがドライバ２６に与えられるまで、該可動体４はこの下方待機位置で待機する。
【００１３】
このように可動体４が下方待機位置で待機している状態において、当該振動弁３ｂに対応する音高データ及びキーデータがドライバ２６に与えられると、可動体４を上向き（図３の矢印ｘ２方向）に駆動させるような位相関係（例えばＤ１がＤ２に対して進相）の駆動信号Ｄ１，Ｄ２が超音波モータ５に印加され、図４（Ｄ）に示す下方待機位置から可動体４が上向きに駆動される。この上昇過程において、図４（Ｅ）に示すようにピック４ａの上傾斜面が振動弁３ｂを押し上げ、そこから更に可動体４が上昇すると、該上傾斜面で振動弁３ｂを弾き、該振動弁３ｂが振動して発音がなされる。駆動信号Ｄ１，Ｄ２がオフされると、図４（Ｆ）に示すようにその位置で可動体４が停止する。この位置が上述の所定の上方待機位置に相当する。
【００１４】
このように駆動信号Ｄ１，Ｄ２の位相関係を交互に切り換えることにより、対応する可動体４の直線駆動方向が上昇と下降との間に交互に切り換えられ、上昇行程と下降行程のそれぞれにおいて振動弁３ｂを弾くことができる。
【００１５】
このように、可動体４の下降と上昇とを交互に行うためには、駆動信号Ｄ１，Ｄ２の位相関係を適切に設定する必要があるため、可動体４が前記上方待機位置と下方待機位置のどちらに現在位置しているかを常に管理し、その位置に応じて超音波モータ５により可動体４を次に動かす方向を決定する必要がある。そのためには、例えば、各振動弁３ｂに対応する各可動体４毎に、該可動体４が前記上方待機位置と下方待機位置のどちらに現在位置しているかを示すデータ（フラグ）を記憶するテーブル若しくは記憶手段を設け、該テーブル若しくは記憶手段を参照して、各可動体４毎に次に動かすべき方向を決定するようにすればよい。このようなテーブル若しくは記憶手段は、ドライバ２６側に設けてもよいし、ＣＰＵ２５又はＲＡＭ２３側に設けてもよい。
【００１６】
前述の駆動ユニットＵは直動型駆動ユニットであるが、次に可動体４を往復揺動させる揺動型駆動ユニットＵの一例を、図５を参照して説明する。図５（Ａ）は、その駆動ユニットＵの分解斜視図、（Ｂ）は同駆動ユニットＵの中央縦断面図である。図５（Ａ）及び（Ｂ）において、可動体４及びケース７は、それぞれ、扇形状に形成されてなる。可動体４は、その基部とケース７の基部とに設けられた孔４ｂ，７ｄに挿入された軸８によって該ケース７に往復揺動可能に取り付けられる。この可動体４は、基部と反対側の弧状先端面の略中央にピック４ａを有する。超音波モータ５は、ケース７上において、軸８と反対側の先端部と該先端部の両側に突設された断面Ｌ字形の一対の保持部７ｄとの間に配置されてなり、振動弾性部材５ａが該各保持部７ｄにビスＢ１で固定されたＬ字型の止め具９によって保持され、直線変位方向には動かないように固定される。潤滑材６は、ケース７上において、孔７ｄの周囲と、超音波モータ５の振動弾性部材５ａと対向する位置とに配設される。
【００１７】
こうような構成の揺動型駆動ユニットＵは、前述した直動型駆動ユニットＵと同様に、可動体４のピック４ａを各振動弁３ｂの先端部の方向に指向させ、該各振動弁３ｂの配列に沿って、複数個並列に配置される。これらの駆動ユニットＵは、外箱１の所定の内壁面に対して保持金具Ｋを介して保持固定される。その際に、例えば軸８を保持金具Ｋに保持させてよい。図６を参照して揺動型駆動ユニットＵの駆動動作を説明すれば、可動体４を下向きに駆動させるような位相関係の駆動信号Ｄ１，Ｄ２が超音波モータ５に印加されることによって、該可動体４が軸８を中心にして下向きに揺動駆動され、この揺動過程でピック４ａが円弧状に下向きに揺動して振動弁３ｂを弾く。反対に、可動体４を上向きに駆動させるような位相関係の駆動信号Ｄ１，Ｄ２が超音波モータ５に印加されることにより、可動体４が軸８を中心にして上向きに揺動駆動され、この揺動過程でピック４ａが円弧状に上向きに揺動して振動弁３ｂを弾く。
【００１８】
前述した揺動型駆動ユニットＵは、図７に示すようなソレノイド１１を２つ使った回転型ソレノイドユニットでもよい。このソレノイドユニットＵは、可動体４の上方と下方にそれぞれソレノイド１１を配置すると共に、該各ソレノイド１１の共通のプランジャ１２を該可動体４に固定してなる。このソレノイドユニットＵでは、各ソレノイド１１のコイル１１ａを交互に励磁することによりプランジャ１２を介して可動体４を軸８を中心にして上下方向に往動又は復動させ、その往動及び復動のそれぞれの過程で該可動体４のピック４ａによって振動弁３ｂを弾く。
【００１９】
本実施の形態に示すオルゴールでは、超音波モータ５若しくは２つのソレノイド１１により可動体４を上下方向に往動又は復動させ、その往動及び復動のそれぞれの過程で該可動体４のピック４ａにより振動弁３ｂを弾くので、振動弁３ｂを弾く前と弾いた後のピック４ａの空走を小さくでき、同じ音符の振動弁３ｂを連打する奏法などに迅速に対処できるようになり、オルゴールにおける奏法の向上に寄与する。また、シンプルな構造の薄型のリニア型超音波モータ５を可動体４の駆動源として用いるので、駆動部の構造を簡素化でき、オルゴールの小型化を図れると共に、消費電力の低減化を図れる。
なお、演奏データは、ＲＡＭ２３やＲＯＭ２４から読み出されたものに限られるものでなく、例えば、鍵盤やパッド等の入力操作部の操作によって発生したデータであってもよい。
本発明に係る演奏装置は、本実施例の形態に示すオルゴールに限られず、ハープを自動演奏するような弦を弾く構成やその他のピック等で弾き演奏するタイプの自動演奏装置に適用してよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る演奏装置によれば、発音体を弾くためのピック部を有する可動体の往動と復動を駆動手段により交互に行わせるようにしたので、簡素な構成で適切な発音駆動を行うことができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る演奏装置を適用したオルゴールの一例を示す概略構成図。
【図２】振動弁駆動ユニットの一実施例を示すもので、（Ａ）は横向きにした状態の同駆動ユニットの分解斜視図、（Ｂ）は立てた状態の同駆動ユニットの正面図、（Ｃ）はその左側面図、（Ｄ）はその底面図。
【図３】（Ａ）はオルゴールの演奏制御に係わる電子回路装置のハードウェア構成の一例を示す概略ブロック図。
【図４】（Ａ）は可動体が所定の上方待機位置で待機している状態を示す図、（Ｂ）は可動体が振動弁を弾きつつある状態を示す図、（Ｃ）は振動弁が弾かれて振動している状態と、可動体が所定の下方待機位置で待機している状態を示す図、（Ｄ）は可動体が所定の下方待機位置で待機している状態を示す図、（Ｅ）は可動体が振動弁を弾きつつある状態を示す図、（Ｆ）は振動弁が弾かれて振動している状態と、可動体が所定の上方待機位置で待機している状態を示す図。
【図５】揺動型駆動ユニットの一例を示すもので、（Ａ）はその駆動ユニットの分解斜視図、（Ｂ）は同駆動ユニットの中央縦断面図。
【図６】揺動型駆動ユニットの駆動動作を示す図。
【図７】回転型ソレノイドユニットの一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
３　コーム
３ｂ　振動弁
４　可動体
４ａ　ピック
５　リニア型超音波モータ
７　ケース
８　軸
１１　ソレノイド
２６　ドライバ
Ｕ　振動弁駆動ユニット
【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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