(57)【要約】【課題】マウスピースと演奏用アクチュエータを着脱自在としても、音漏れや空気漏れ等の発生を防止することができる演奏用アクチュエータを提供する。【解決手段】本発明の演奏用アクチュエータ１０は、トランペット５０のマウスピース５２が着脱自在されており、トランペット５０を演奏するために用いられる。この演奏用アクチュエータ１０は、マウスピース５２が着脱自在に接続されるホルダー３０と、マウスピース５２とホルダー３０との接続状態を検知するタッチセンサセンサ３８ａ〜３８ｄを備えていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管楽器のマウスピースが着脱自在に接続され、その管楽器を演奏するための演奏用アクチュエータであり、
マウスピースが着脱自在に接続されるホルダーと、
マウスピースとホルダーとの接続状態を検知するセンサと、を備えていることを特徴とする演奏用アクチュエータ。
【請求項２】
ホルダーには、マウスピースがホルダーに接続されたときにマウスピースの基端部が当接する接触面が設けられており、その接触面には上記センサが少なくとも３つ配されていることを特徴とする請求項１に記載の演奏用アクチュエータ。
【請求項３】
上記センサは、マウスピースと接触面の間に所定の押圧力が作用するとＯＮするタッチセンサであることを特徴とする請求項２に記載の演奏用アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１に記載の演奏用アクチュエータを備えた管楽器演奏装置であり、
演奏用アクチュエータを制御する制御装置を備えており、
制御装置は、（１）センサによって検知されるマウスピースとホルダーとの接続状態が所定の接続状態となっているときに演奏用アクチュエータを駆動し、（２）センサによって検知されるマウスピースとホルダーとの接続状態が所定の接続状態となっていないときは演奏用アクチュエータを駆動しないことを特徴とする管楽器演奏装置。
【請求項５】
演奏用アクチュエータに対してマウスピースの位置を移動させる移動装置をさらに備えており、制御装置は、センサによって検知されるマウスピースとホルダーとの接続状態に基づいて、演奏用アクチュエータとマウスピースの接続状態が所定の接続状態となるように移動装置を駆動することを特徴とする請求項４に記載の管楽器演奏装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管楽器を演奏する演奏用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
管楽器を演奏する演奏用アクチュエータとしては、特許文献１の演奏用アクチュエータが知られている。この演奏用アクチュエータは、可撓性の膜と、その膜を振動させる振動装置を有している。演奏用アクチュエータを用いて管楽器を演奏するには、可撓性の膜とマウスピースを接触させ、振動装置によって可撓性の膜を振動させると同時に、演奏用アクチュエータに加圧した空気を供給する。演奏用アクチュエータに供給された空気は、マウスピースと可撓性の膜との接面に入り込んで通り抜け、マウスピース内へ流入する。マウスピース内へ流入した空気は、管楽器内を通って外部に放出される。その際、可撓性の膜が振動しているので、演奏用アクチュエータから管楽器内に供給される空気の圧力が、可撓性の膜の振動数と略同じ振動数で変動する。これによって、管楽器から好適な音色が発される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５８４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１の演奏用アクチュエータでは、演奏用アクチュエータにボルトでマウスピースが固定されているため、装置全体が大型化するという問題がある。演奏用アクチュエータが大型化すると、演奏用アクチュエータを他の装置（ロボット等）に搭載する場合に、その搭載性を悪化させてしまう。そこで、演奏用アクチュエータに対してマウスピースを着脱自在とすることが検討されている。
しかしながら、演奏用アクチュエータに対してマウスピースを着脱自在とした場合、演奏用アクチュエータに対してマウスピースの位置がずれてしまうことがある。例えば、ロボットの口部に演奏用アクチュエータを搭載し、ロボットのアームに把持した管楽器のマウスピースを演奏用アクチュエータに接続させる場合、アームの軌道が目標軌道からずれると、演奏用アクチュエータに対してマウスピースの位置がずれてしまう。あるいは、演奏用アクチュエータをロボットに搭載し、ロボットが移動しながら管楽器を演奏する場合、ロボットが移動する際の振動によって演奏用アクチュエータに対してマウスピースの位置がずれてしまうことがある。演奏用アクチュエータに対してマウスピースの位置がずれると、演奏用アクチュエータとマウスピースの間に隙間が生じる。演奏用アクチュエータとマウスピースとの間に隙間が生じると、音漏れや空気漏れが発生してしまう。
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、マウスピースと演奏用アクチュエータを着脱自在としても、音漏れや空気漏れ等の発生を防止することができる演奏用アクチュエータ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】
本発明の演奏用アクチュエータは、管楽器のマウスピースが着脱自在に接続され、その管楽器を演奏するために用いられる。この演奏用アクチュエータは、マウスピースが着脱自在に接続されるホルダーと、マウスピースとホルダーとの接続状態を検知するセンサと、を備えている。
この演奏用アクチュエータは、マウスピースが着脱自在に接続されるホルダーを備え、ホルダーとマウスピースとの接続状態がセンサによって検知される。このため、センサによって検知されたホルダーとマウスピースの接続状態に基づいて、演奏用アクチュエータの駆動を停止し、あるいは、ホルダーに対するマウスピースの位置を調節する等の対策を採ることができる。これにより、音漏れや空気漏れ等の発生を防止することが可能となる。
【０００７】
上記ホルダーには、マウスピースがホルダーに接続されたときにマウスピースの基端部が当接する接触面を設けることができる。この場合に、その接触面には上記センサが少なくとも３つ配されていることが好ましい。接触面にセンサを３つ以上配すると、それらのセンサの位置によって圧力を受ける面を規定することができる。すなわち、ホルダーとマウスピースとの接続状態を接触面全体で検知することができる。従って、接触面に部分的な隙間が生じた場合にも、精度良く隙間を検知することができる。
【０００８】
上記センサには、マウスピースと接触面の間に所定の押圧力が作用するとＯＮするタッチセンサを用いることが好ましい。このような構成によると、マウスピースとホルダーの間に所定の押圧力が作用しないとタッチセンサの出力はＯＮしないため、タッチセンサの出力によって、マウスピースとホルダーとの間に作用する押圧力が適切な状態となっているか否かを判断することができる。
【０００９】
上記演奏用アクチュエータを搭載した管楽器演奏装置は、演奏用アクチュエータを制御する制御装置を備えることができる。そして、制御装置は、（１）センサによって検知されるマウスピースとホルダーとの接続状態が所定の接続状態となっているときに演奏用アクチュエータを駆動し、（２）センサによって検知されるマウスピースとホルダーとの接続状態が所定の接続状態となっていないときは演奏用アクチュエータを駆動しないことが好ましい。
この管楽器演奏装置では、マウスピースとホルダーとの接続状態が所定の接続状態（適切な状態）のとき演奏用アクチュエータが駆動される。一方、マウスピースとホルダーとの接続状態が所定の接続状態でないとき（例えば、マウスピースに対してホルダーの位置がずれているとき）、演奏用アクチュエータが駆動されない。このため、マウスピースとホルダーとの接続状態が不適切な状態（マウスピースに対してホルダーの位置がずれた状態）となると演奏用アクチュエータが駆動されないため、管楽器から質の悪い音色が発されることを防止できる。
【００１０】
上記管楽器演奏装置では、演奏用アクチュエータに対してマウスピースの位置を移動させる移動装置をさらに備えることができる。この場合に、制御装置は、センサによって検知されるマウスピースとホルダーとの接続状態に基づいて、演奏用アクチュエータとマウスピースの接続状態が所定の接続状態となるように移動装置を駆動することが好ましい。
このような構成によると、センサによって検知されたマウスピースとホルダーとの接続状態に基づいて移動装置が駆動され、ホルダーに対するマウスピースの位置が調節される。このため、ホルダーに対するマウスピースの接続状態を適切な状態に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
下記に詳細に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（形態１）管楽器演奏装置は、演奏用アクチュエータと、空気供給装置と、制御装置と、移動装置を有している。
（形態２）演奏用アクチュエータは、マウスピースが着脱自在に接続されるホルダーと、そのホルダーに近接して配置された可撓性のメンブレンフィルムと、そのメンブレンフィルムを振動させる振動装置と、を有している。
（形態３）ホルダーは、マウスピースが着脱自在に取付けられる取付面（すなわち、マウスピースの基端部が接触する接触面）と、メンブレンフィルムに接触する接触面と、接触面から取付面に向かって貫通する貫通孔とを有している。
（形態４）取付面には、マウスピースとホルダーとの接続状態を検知する四つのタッチセンサが配設されている。
（形態５）接触面はメンブレンフィルムとの接触状態が予め調整されている。
（形態６）振動装置は、コイルと、永久磁石と、ヨークを有している。ヨークは有底円筒状に形成されている。ヨークの内部には永久磁石が配されている。ヨークと永久磁石の間に形成されるスペースにコイルが配されている。コイルの一端はメンブレンフィルムに接着されている。永久磁石とヨークによって、コイルの内側に磁気回路が形成されている。
（形態７）制御装置は、全てのタッチセンサがＯＮしている場合には演奏用アクチュエータを駆動し、いずれかのタッチセンサがＯＦＦしている場合には演奏用アクチュエータを駆動しない。
（形態８）制御装置は、いずれかのタッチセンサがＯＦＦしている場合には、移動装置を駆動して演奏用アクチュエータに対してマウスピースを移動させ、全てのタッチセンサをＯＮさせる。
（形態９）空気供給装置は演奏用アクチュエータに空気を供給する。
【実施例】
【００１２】
本発明の一実施例に係る管楽器演奏装置について図面を参照しながら説明する。図１は管楽器演奏装置２の概略構成を示す図である。図１に示すように管楽器演奏装置２は、演奏用アクチュエータ１０と、演奏用アクチュエータ１０に加圧空気を供給する空気供給装置６０と、マウスピース５２を演奏用アクチュエータ１０に対して移動させる移動装置６と、演奏用アクチュエータ１０、空気供給装置６０及び移動装置６を制御する制御装置６６によって構成される。
【００１３】
図１，２に示すように、演奏用アクチュエータ１０は、マウスピース５２が着脱自在に接続されるホルダー３０と、ホルダー３０の裏面に固定されるフレーム４０と、ホルダー３０とフレーム４０との内部空間に収容されるメンブレンフィルム１２と、そのメンブレンフィルム１２を振動させる振動装置２０を有している。
【００１４】
フレーム４０は円板状の樹脂部材である。フレーム４０の中央には凹部４０ａが設けられ、凹部４０ａの外側にはフランジ部４０ｂが設けられている。凹部４０ａには振動装置２０が収容されている。フランジ部４０ｂにはホルダー３０が固定される。フランジ部４０ｂの内周縁にはメンブレンフィルム１２の外周縁が貼り付けられている。メンブレンフィルム１２は可撓性を有している。フレーム４０にホルダー３０が固定された状態では、メンブレンフィルム１２の一部がホルダー３０に接触している。
【００１５】
振動装置２０は、メンブレンフィルム１２とフレーム４０との間の空間に配されている。振動装置２０は、コイル２２と永久磁石２４とヨーク２６を有している。ヨーク２６は高い透磁性を有する材料によって形成されている。ヨーク２６は有底円筒状に形成されている。ヨーク２６はフレーム４０の凹部４０ａ内に固定されている。
ヨーク２６の内部には、円柱形状の永久磁石２４が固定されている。永久磁石２４の磁気は、永久磁石２４とヨーク２６の接触端からヨーク２６に流れ、ヨーク２６内を流れた磁気が永久磁石２４の他端に戻るようになっている。
ヨーク２６と永久磁石２４との間には円筒状のスペースが設けられており、その円筒状のスペースにコイル２２が配されている。コイル２２の一端は、メンブレンフィルム１２に接着されている。コイル２２の内部には、上述したように永久磁石２４及びヨーク２６によって磁界が形成されている。
コイル２２を構成する巻線の両端は、制御装置６６に接続されている。制御装置６６は、コイル２２の巻線に所定の周波数の電流を供給する。制御装置６６からコイル２２に所定の周波数の電流が供給されると、永久磁石２４及びヨーク２６によって形成された磁界と、コイル２２を流れる電流とが作用して、コイル２２がその周波数で振動する。コイル２２が振動すると、コイル２２が接着されているメンブレンフィルム１２も略同じ周波数で振動する。メンブレンフィルム１２が振動すると、それに応じてメンブレンフィルム１２とホルダー３０の接触状態（接触圧力，接触面積等）も変化する。
【００１６】
ホルダー３０は、その中央に設けられた取付部３７と、取付部３７の外周側に設けられたフランジ部３３を有している。フランジ部３３は３本のボルト４２ａ〜４２ｃによってフレーム４０のフランジ部４０ｂに固定されている。フレーム４０にホルダー３０が固定された状態では、ホルダー３０がメンブレンフィルム１２の前面を覆っている。また、メンブレンフィルム１２の一部がホルダー３０に接触し、メンブレンフィルム１２とホルダー３０とによってリング状の空間５６ｂが形成されている。フランジ部３３には、ポート３６ａと導入路３６ｂが設けられている。ポート３６ａは、導入路３６ｂによってリング状空間５６ｂと連通されている。ポート３６ａにはエアー配管７０が接続され、エアー配管７０の他端は空気供給装置６０に接続されている。エアー配管７０にはバルブ７２が配されている。バルブ７２の開閉は制御装置６６によって行われる。バルブ７２が開くと、空気供給装置６０からポート３６ａへの加圧空気の供給が可能となる。バルブ７２が閉じると、空気供給装置６０からポート３６ａへの加圧空気の供給が遮断される。また、バルブ７２の開度を調節することによって、空気供給装置６０からポート３６ａに供給される空気量を調節することができる。
【００１７】
ホルダー３０の取付部３７の中央表面には、マウスピース５２が取付けられる取付面３５が形成されている。取付面３５の中央には貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２は、取付面３５からホルダー３０の裏面に向かって貫通している。ホルダー３０の裏面にはカップ５６ａが形成されている。カップ５６ａは、貫通孔３２によってホルダー３０の外側の空間と連通している。
取付面３５上にはタッチセンサ３８ａ〜３８ｄが配設されている。タッチセンサ３８ａ〜３８ｄは、所定圧力以上の圧力を受けるとＯＮする感圧式のセンサである。タッチセンサ３８ａ〜３８ｄは制御装置６６に接続されている。タッチセンサ３８ａ〜３８ｄからの検出信号は制御装置６６に入力される。
図２に示すように、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄは、貫通孔３２の外側に、周方向に９０°間隔で配置されている。このため、マウスピース５２が取付面３５の正しい位置に取り付けられていない場合（取付面３５に対してマウスピース５２の基端面５２ａがずれている場合）、全てのタッチセンサ３８ａ〜３８ｄはＯＮしない。一方、マウスピース５２が取付面３５の正しい位置に取り付けられている場合、全てのタッチセンサ３８ａ〜３８ｄがＯＮする。
タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの上面はシリコンゴム３７ａによって覆われている。このため、マウスピース５２の基端面５２ａは、シリコンゴム３７ａの表面３７ｓに当接する。マウスピース５２からホルダー３０に作用する圧力は、シリコンゴム３７ａを介してタッチセンサ３８ａ〜３８ｄに伝達される。シリコンゴム３７ａの厚みは、シリコンゴム３７ａの表面３７ｓに所定の押圧力が作用したときにタッチセンサ３８ａ〜３８ｄがＯＮするように調整されている。したがって、シリコンゴム３７ａの表面３７ｓにマウスピース５２の基端面５２ａが接触しただけでは、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄはＯＮしない。シリコンゴム３７ａの表面３７ｓにマウスピース５２の基端面５２ａが接触し、両者の間に所定の押圧力が作用すると、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄがＯＮする。
【００１８】
ホルダー３０の裏面でカップ５６ａの外周部には、メンブレンフィルム１２と接触する接触面３０ａが形成されている。ホルダー３０はボルト４２ａ〜４２ｃによってフランジ部４０ｂに所定の位置関係で固定され、また、メンブレンフィルム１２はフレーム４０のフランジ部４０ｂに所定の位置関係で固定されている。このため、フレーム４０にホルダー３０を固定すると、ホルダー３０とメンブレンフィルム１２の位置関係も所定の位置関係となっている。このため、ホルダー３０の接触面３０ａとメンブレンフィルム１２の接触状態（接触圧力、接触面積等）も適切な状態となっている。
【００１９】
ここで、ホルダー３０に着脱されるマウスピース５２について説明しておく。マウスピース５２の先端にはトランペット５０が取付けられている。マウスピース５２には、ホルダー側の端部（基端部）からトランペット５０側の端部（先端部）に貫通する空気流路（スロート及びバックボア）５４が形成されている。ホルダー３０にマウスピース５２が取り付けられると、カップ５６ａと空気流路５４が貫通孔３２を介して接続される。
【００２０】
空気供給装置６０は、空気を圧縮して吐出する空気ポンプによって構成することができる。空気供給装置６０は、制御装置６６によってＯＮ／ＯＦＦされる。空気供給装置６０がＯＮされると、空気供給装置６０からエアー配管７０に加圧された空気が供給される。
【００２１】
移動装置６は、トランペット５０を把持する把持部と、その把持部を移動させる移動機構を有している。移動装置６は制御装置６６によって制御される。移動機構が動作すると、把持部が演奏用アクチュエータ１０に対して移動し、把持部に把持されたトランペット５０のマウスピース５２をホルダー３０に着脱することができる。移動装置６は、例えば、ロボットのアーム機構と、そのアーム機構を駆動するアクチュエータ（モータ）によって構成することができる。
【００２２】
制御装置６６は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたマイクロプロセッサ等によって構成することができる。制御装置６６は、（１）ティーチングされた移動軌跡に従って移動装置６を駆動してマウスピース５２をホルダー３０に着脱し、（２）演奏用アクチュエータ１０に所定の電気信号を出力してメンブレンフィルム１２を振動させ、（３）空気供給装置６０及びバルブ７２をＯＮ／ＯＦＦすることで演奏用アクチュエータ１０への空気の供給をＯＮ／ＯＦＦする。また、制御装置６６は、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの検出信号に基づいて、演奏用アクチュエータ１０及び空気供給装置６０の緊急停止や、移動装置６を駆動してマウスピース５２の位置の微調整を行う。
【００２３】
上述した管楽器演奏装置２は、楽器演奏ショーなどに登場する人型ロボットに搭載して用いることができる。例えば、人型ロボットの口部に演奏用アクチュエータ１０を装着し、人型ロボットの頭部又は胴体内に空気供給装置６０及び制御装置６６を収容する。そして、人型ロボットのアームを移動装置６として用いる。
図３は管楽器演奏装置２が搭載された人型ロボット４を示している。人型ロボット４は、多数の関節と、その関節を駆動するモータによって構成されている。人型ロボット４は、それらの関節を駆動することによって様々な動作を行うことができる。人型ロボット４の構成は従来公知の構成とすることができので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
図３に示すように、人型ロボット４の口部には、演奏用アクチュエータ１０が搭載されている。人型ロボット４の胴体部の内部には、空気供給装置６０と制御装置６６が搭載されている。演奏前の状態（図３（ａ）に示す状態）においては、人型ロボット４は右手６の把持部でトランペット５０を把持している。また、トランペット５０にはマウスピース５２が接続されている。右手６が作動すると把持部が演奏用アクチュエータ１０に対して移動し、把持部に把持されたトランペット５０をホルダー３０に着脱することができる。すなわち、人型ロボット４の右手６は、上記の移動装置６としての役割を果たしている。演奏用アクチュエータ１０と、右手６と、空気供給装置６０と、制御装置６６は上述した関係で接続されており、それらによって管楽器演奏装置２が構成されている。なお、制御装置６６は、演奏用アクチュエータ１０と、空気供給装置６０と、右手６と、バルブ７２に加えて、人型ロボット４の各間接を駆動するモータも制御する。
【００２４】
次に、人型ロボット４がトランペット５０を演奏する際の制御装置６６の処理手順について、図４を参照して説明する。なお、演奏開始前の状態（図３（ａ）に示す状態）においては、演奏用アクチュエータ１０のタッチセンサ３８ａ〜３８ｄはＯＦＦしている。また、空気供給装置６０はＯＦＦしており、バルブ７２は閉じている。従って、演奏用アクチュエータ１０には空気が供給されていない。
【００２５】
ステップＳ２では、制御装置６６は右手６を動かして、右手６に把持しているトランペット５０を演奏用アクチュエータ１０に接続する。すなわち、制御装置６６は、予め設定された移動軌跡から決定される制御指令値を右手６（詳しくは、右手６の各関節を駆動するモータ）に出力する。制御装置６６から制御指令値が出力されると、その制御指令値に従って右手６が作動し、トランペット５０を演奏用アクチュエータ１０に向かって移動させる。これによって、マウスピース５２の基端面５２ａがシリコンゴム３７ａの表面３７ｓに当接すると共に、マウスピース５２がシリコンゴム３７ａの表面３７ｓに所定の圧力で押し付けられることとなる（図３（ｂ）に示す状態）。
【００２６】
ステップＳ４では、制御装置６６が、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの検出信号の全てがＯＮとなっているか否かを判定する。すなわち、ステップＳ２によってマウスピース５２の基端面５２ａがシリコンゴム３７ａの表面３７ｓに押し付けられると、その圧力がシリコンゴム３７ａを介してタッチセンサ３８ａ〜３８ｄに伝わる。表面３７ｓのタッチセンサ３８ａ〜３８ｄのそれぞれに対応する箇所が所定の圧力を受けると、各タッチセンサ３８ａ〜３８ｄはＯＮする。したがって、制御装置６６は、各タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの検出信号に基づいて、マウスピース５２がホルダー３０（詳しくは、シリコンゴム３７ａの表面３７ｓ）の所定の位置に所定の圧力で押し付けられているか否かを判定する。
【００２７】
各タッチセンサ３８ａ〜３８ｄからの検出信号の全てがＯＮしていない場合（ステップＳ４でＮＯ）は、制御装置６６は、マウスピース５２がホルダー３０の所定の位置に所定の圧力で押し付けられていないと判断し、右手６を作動させてマウスピース５２の位置を調節する（ステップＳ６）。すなわち、制御装置６６は、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの検出信号の状態からマウスピース５２がホルダー３０に対してどちらの方向にずれているかを判断し、そのずれを補正する方向にマウスピース５２が移動するように右手６に制御指令値を出力する。これによって、右手６が作動してマウスピース５２をホルダー３０に対して移動させ、ホルダー３０に対するマウスピース５２の位置が修正される。例えば、タッチセンサ３８ｃのみがＯＦＦしている場合は、マウスピース５２がホルダー３０に対して斜め上方に傾いて接続されているため、トランペット５０の先端を下げる方向へ修正する。ステップＳ６が終了すると、再度ステップＳ４を実行する。
【００２８】
各タッチセンサ３８ａ〜３８ｄからの検出信号の全てがＯＮしている場合（ステップＳ４でＹＥＳ）は、制御装置６６は、マウスピース５２がホルダー３０の所定の位置に所定の圧力で押し付けられていると判断し、トランペット５０の演奏を開始する（ステップＳ８）。すなわち、制御装置６６は、トランペット５０で演奏する楽曲に対応した周波数の電流をコイル２２に供給する。これによって、コイル２２が供給された電流の周波数で振動し、メンブレンフィルム１２もコイル２２と略同じ周波数で振動する。
コイル２２に電流を供給するのと略同時に、制御装置６６は空気供給装置６０をＯＮすると共にバルブ２７を開く。これによって、空気供給装置６０からエアー配管７０を通ってポート３６ａに加圧空気が供給される。ポート３６ａに供給された加圧空気は、導入路３６ｂを通ってリング状空間５６ｂに流入する。リング状空間５６ｂに流入した空気は、接触面３０ａとメンブレンフィルム１２との接面を通ってカップ５６ａに流入する。カップ５６ａに流入した空気は、貫通孔３２、空気流路５４を通ってトランペット５０に流れ、トランペット５０から外部に放出される。このとき、メンブレンフィルム１２が振動しているため、リング状空間５６ｂからカップ５６ａに流入する空気の圧力が、メンブレンフィルム１２の振動する周波数と略同じ周波数で変動する。すなわち、演奏用アクチュエータ１０からトランペット５０内へ供給される空気の圧力が、メンブレンフィルム１２の周波数と略同じ周波数で変動する。これによって、トランペット５０からメンブレンフィルム１２が振動する周波数に応じた音が好適に発せられる。メンブレンフィルム１２は、楽曲に対応した周波数で振動しているので、トランペット５０からは、演奏する楽曲に応じた音色が発される。
また、トランペット５０から発せされる音の音量は、空気供給装置６０から演奏用アクチュエータ１０に供給する空気量を増大させると大きくなり、減少させると小さくなる。すなわち、空気供給装置６０から供給される空気量を調節することによって、トランペット５０が発する楽音の音量を調節することができる。制御装置６６は、演奏する楽曲にあわせてバルブ２７の開度を調節する。これによって、空気供給装置６０から演奏用アクチュエータ１０に供給する空気量が調節され、トランペット５０から人間が演奏するような抑揚のある音色が発される。
【００２９】
なお、上記の演奏の際に、接触面３０ａとメンブレンフィルム１２との接触状態が悪いと、演奏用アクチュエータ１０からトランペット５０内へ供給される空気の圧力がうまく変動しない。従って、トランペット５０から好適な音色を発することができない。本実施例の演奏用アクチュエータ１０では、接触面３０ａとメンブレンフィルム１２が適切な接触状態となるように調整されているため、トランペット５０から好適な音色を発することができる。
また、トランペット５０の演奏が開始されると同時に、制御装置６６は人型ロボット４の各関節のモータに制御指令値を出力し、人型ロボット４を歩行させることもできる。すなわち、人型ロボット４は、トランペット５０を演奏しながら歩行することができる。
【００３０】
演奏が開始されると、制御装置６６は所定の周期でタッチセンサ３８ａ〜３８ｄの検出信号の状態をモニターする（ステップＳ１０）。すなわち、人型ロボット４に歩行しながら演奏させる場合、歩行するときの振動によって、マウスピース５２が演奏用アクチュエータ１０に対してずれて、マウスピース５２の基端面５２ａとシリコンゴム３７ａの表面３７ｓとの間に隙間が生じる場合がある。従って、人型ロボット４が演奏を開始すると制御装置６６は、トランペット５０と演奏用アクチュエータ１０との接続状態を所定の周期でモニターする。
【００３１】
全てのタッチセンサがＯＮしていることを示す場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）には、制御装置６６はトランペット５０の演奏を継続する（ステップＳ２２）。すなわち、制御装置６６は、演奏用アクチュエータ１０のコイル２２への電流供給と、空気供給装置６０からの空気供給を継続する。そして、制御装置６６は演奏を終了するか否かを判定する（ステップＳ２４）。すなわち、制御装置６６は予め設定された演奏内容を全て演奏し終わったか否かを判定する。
【００３２】
演奏内容を全て演奏し終わっている場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）には、制御装置６６はトランペット５０の演奏を停止する（ステップＳ２６）。すなわち、制御装置６６は、コイル２２への電流の供給を停止する。また、制御装置６６は空気供給装置６０に制御指令値を出力し、空気供給装置６０をＯＦＦさせる。さらに、制御装置６６はバルブ７２に制御指令値を出力し、バルブ７２を閉じる。従って、演奏用アクチュエータ１０が動作を停止し、トランペット５０の演奏が停止される。演奏内容を演奏し終わっていない場合（ステップＳ２４でＮＯ）には、ステップＳ１０に戻って、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。これによって、予め設定された演奏内容が最後まで演奏されることとなる。
【００３３】
タッチセンサ３８ａ〜３８ｄのいずれかがＯＦＦしている場合（ステップＳ１０でＮＯ）には、制御装置６６は、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄのいずれかがＯＦＦしている時間が所定時間ｔを越えたか否かを判定する（ステップＳ１２）。すなわち、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄのいずれかがＯＦＦしていたとしても、マウスピース５２がホルダー３０から瞬間的に外れただけで自然に適切な位置に戻ることもある。また、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄのいずれかがＯＦＦしている時間が短い場合には、トランペット５０の演奏に対しても影響が少ない。従って、制御装置６６は、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄのいずれかがＯＦＦしている時間が所定時間ｔを越えたか否かを判定し、演奏を継続するか演奏を中止してマウスピース５２の位置調整を実施するかを判断する。
【００３４】
タッチセンサ３８ａ〜３８ｄのいずれかがＯＦＦしている時間が所定時間ｔ以下の場合（ステップＳ１２でＮＯ）には、ステップＳ２２に進んで、そのまま演奏を継続する。
一方、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄのいずれかがＯＦＦしている時間が所定時間ｔを越えている場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）は、まず、制御装置６６はトランペット５０の演奏を停止する（ステップＳ１４）。すなわち、制御装置６６は、コイル２２への電流供給を停止すると共にバルブ７２を閉じる。これによって、メンブレンフィルム１２の振動が停止し、また、演奏用アクチュエータ１０への加圧空気の供給が停止する。このため、基端面５２ａと表面３７ｓとの間に生じた隙間から空気が漏れ、そこから雑音が発されるのが防止される。
【００３５】
トランペットの演奏を停止すると、次に、制御装置６６は、トランペット５０（マウスピース５２）の位置調整を行う（ステップＳ１６）。すなわち、制御装置６６は、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの検出信号の状態からホルダー３０に対してマウスピース５２がどちらの方向にずれているかを判定し、その位置ずれを修正するように右手６を駆動してマウスピース５２の位置を修正する。
【００３６】
ステップＳ１６でマウスピース５２の位置を修正すると、制御装置６６は全てのタッチセンサ３８ａ〜３８ｄがＯＮしたか否かを判定する（ステップＳ１８）。全てのタッチセンサ３８ａ〜３８ｄがＯＮしていない場合（ステップＳ１８でＮＯ）は、ステップＳ１６に戻って、ステップＳ１６からの処理を実行する。これによって、全てのタッチセンサ３８ａ〜３８ｄがＯＮするまで、マウスピース５２の位置調整が繰返される。
全てのタッチセンサ３８ａ〜３８ｄがＯＮしている場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）は、制御装置６６は演奏を再開し（ステップＳ２０）、ステップＳ１０に戻る。
【００３７】
上述の説明から明らかなように、演奏開始時において人型ロボット４は、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの検出信号の状態に基づいてマウスピース５２の基端面５２ａとシリコンゴム３７ａの表面３７ｓとの間に隙間が生じないようにその接触状態を調節し、マウスピースとシリコンゴム３７ａが適切な接触状態となってから演奏を開始する。従って、空気漏れや音漏れ等をすることなくトランペット５０から好適に楽音を発することができる。
また、演奏中においては、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの検出信号をモニターし、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄのいずれかがＯＦＦすると演奏を停止して、マウスピース５２の位置ずれを修正する。これによって、基端面５２ａと表面３７ｓとの間に生じた隙間から空気が漏れ、雑音が発されることが防止され、かつ、マウスピース５２とホルダー３０との接触状態が適切な状態となってから、トランペット５０の演奏を再開することができる。
【００３８】
以上に説明した通り、本実施例の演奏用アクチュエータ１０は、ホルダー１０の取付部３７に４つのタッチセンサ３８ａ〜３８ｄが配されている。このため、マウスピース５２の基端面５２ａとシリコンゴム３７ａの表面３７ｓとの接続状態を面で把握することができる。すなわち、シリコンゴム３７ａと表面３７ｓとの間に部分的な隙間が生じた場合にも、精度良く隙間を検知することができる。また、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄは、貫通孔３２の外側に、周方向に９０°間隔で配置されている。従って、上下方向と左右方向とで、基端面５２ａと表面３７ｓとの接触圧力を検出することができる。これにより、ホルダー１０に対してマウスピース５２がどちらの方向にずれているかを判断することができ、トランペット５０と演奏用アクチュエータ１０との接続状態の調節がより容易に行うことができる。
また、本実施例では、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの表面にシリコンゴム３７ａが配されている。このため、シリコンゴム３７ａの厚さを調節することによって、マウスピース５２がホルダー３０に適切な押圧力にて接触したときにタッチセンサ３８ａ〜３８ｄがＯＮするように調節することができる。これによって、制御装置６６は、タッチセンサ３８ａ〜３８ｄの出力によって、マウスピース５２とホルダー３０との間に作用する押圧力が適切な状態となっているか否かを判断することができる。
また、本実施例の演奏用アクチュエータ１０では、シリコンゴム３７ａの表面３７ｓにマウスピース５２を当接させる。シリコンゴム３７ａは、マウスピース５２が当接されると、その基端面５２ａの形状に合わせて変形し、基端面５２ａに密着する。従って、基端面５２ａと表面３７ｓとの間に隙間が生じ難くされている。
さらに、本実施例の演奏用アクチュエータ１０は、演奏用アクチュエータとマウスピースの接触状態を検出するセンサを有している。このため、センサの出力をモニターしながら移動装置（右手）６のティーチングを行うことで、移動装置（右手）６に適切な軌道をティーチングすることができる。
【００３９】
なお、上述の実施例では演奏用アクチュエータ１０の取付部３７にタッチセンサ３８ａ〜３８ｄを配したが、本発明はこのような実施形態に限られず、例えば、マウスピース５２側の基端面５２ａにタッチセンサを配してもよい。
また、本実施例では、演奏用アクチュエータとマウスピースの接触状態を検出するセンサとして、所定の押圧力にてＯＮするタッチセンサを用いたが、本発明はこのような実施形態に限られない。例えば、圧力値を検出するセンサを用いることができる。この場合、そのセンサが検出した圧力値によってマウスピース５２と取付部３７との接続状態を把握する。
【００４０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施例の演奏用アクチュエータ１０の断面図。
【図２】本実施例の演奏用アクチュエータ１０をホルダー３０側からみた平面図。
【図３】本実施例の人型ロボット４の斜視図。
【図４】本実施例の人型ロボット４がトランペット５０を演奏する際の制御装置６６の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４２】
２：管楽器演奏装置
４：人型ロボット
６：移動装置
１０：演奏用アクチュエータ
１２：メンブレンフィルム
２０：振動装置
２２：コイル
２４：永久磁石
２６：ヨーク
３０：ホルダー
３０ａ：接触面
３２：貫通孔
３３：フランジ部
３５：取付面
３６ａ：ポート
３６ｂ：導入路
３７：取付部
３７ａ：シリコンゴム
３７ｓ：表面
３８ａ〜３８ｄ：タッチセンサ
４０：フレーム
４０ａ：凹部
４０ｂ：フランジ部
４２ａ〜４２ｃ：ボルト
５０：トランペット
５２：マウスピース
５２ａ：基端面
５４：空気流路
５６ａ：カップ
５６ｂ：リング状空間
６０：空気供給装置
６６：制御装置
７０：エアー配管
７２：バルブ
【図１】
2007199114.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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