(57)【要約】【課題】鍵盤楽器の鍵を駆動する鍵駆動装置において、小型化や軽量化を図ることができると共に省電力で鍵を駆動できるようにする。【解決手段】フレームに対して揺動可能に支持された鍵７を駆動する鍵駆動装置１であって、前記フレームに対して前記鍵７をその揺動方向の一方に付勢する付勢手段２１と、前記鍵７の揺動に連動して移動する第１の磁石１５と、前記フレームに固定されると共に、前記第１の磁石１５に接触することで前記鍵７の前記一方の揺動方向への揺動を規制する第２の磁石１９とを備え、２つの前記磁石１５，１９の少なくとも一方が電磁石からなり、該電磁石のコイル１５ｂ，１９ｂに電流が流された際に、相互に接触する２つの前記磁石１５，１９の磁極を一致させることを特徴とする鍵駆動装置１を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームに対して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、
前記フレームに対して前記鍵をその揺動方向の一方に付勢する付勢手段と、
前記鍵の揺動に連動して移動する第１の磁石と、
前記フレームに固定されると共に、前記第１の磁石に接触することで前記鍵の前記一方の揺動方向への揺動を規制する第２の磁石とを備え、
２つの前記磁石の少なくとも一方が電磁石からなり、
該電磁石のコイルに電流が流れている状態で、相互に接触する２つの前記磁石の磁極が一致することを特徴とする鍵駆動装置。
【請求項２】
フレームに対して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、
前記フレームに対して前記鍵をその揺動方向の一方に付勢する付勢手段を備え、
該付勢手段が、前記鍵の揺動に連動して一端が支点となるように前記フレームに対して揺動する棒状部材と、該棒状部材の他端に固定されて自重により前記鍵を前記一方の揺動方向に付勢する第１の磁石とから構成され、
前記第１の磁石に接触することで前記鍵の前記一方の揺動方向への揺動を規制する第２の磁石が前記フレームに固定され、
２つの前記磁石の少なくとも一方が電磁石からなり、
該電磁石のコイルに電流が流された際に、相互に接触する２つの前記磁石の磁極が一致することを特徴とする鍵駆動装置。
【請求項３】
前記鍵の他方の揺動方向への揺動を規制して、前記第２の磁石と共に前記鍵の揺動範囲を規定する規制手段を備え、
前記２つの磁石の磁極が一致した状態において、前記鍵が前記揺動範囲の途中に位置するように、前記付勢手段の付勢力と前記２つの磁石の間に発生する反発力とを均衡させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鍵駆動装置。
【請求項４】
前記他方の磁石が電磁石からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鍵駆動装置。
【請求項５】
フレームに対して揺動可能に支持された鍵を複数並べて配置した鍵盤楽器であって、
各鍵を駆動する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鍵駆動装置と、
自動演奏用の楽曲データを発生する演奏情報発生装置と、
前記楽曲データに基づいて選択された前記鍵に対応する前記電磁石のコイルに電流を流す鍵駆動制御装置とを備えることを特徴とする鍵盤楽器。
【請求項６】
前記楽曲データに基づいて前記鍵の駆動に同期するように楽音を発生する発音手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の鍵盤楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍵駆動装置及び鍵盤楽器に関する。
【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たものがある（例えば、特許文献１，２参照。）。この種の鍵盤楽器では、楽曲を構成する一連の楽音に対応する演奏情報に応じて鍵駆動装置により各鍵を駆動できるようになっている。
従来の鍵駆動装置では、特許文献１のようにソレノイドを用いたものや、特許文献２のようにステッピングモータとギア機構とを組み合わせたものをアクチュエータとして使用している。したがって、上記演奏情報に応じてソレノイドやステッピングモータ等に駆動電圧や駆動信号を供給することで、各鍵が駆動されることになる。
【特許文献１】特開昭５９−３７５９４号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の鍵駆動装置では、ソレノイドやステッピングモータとギア機構とを組み合わせたものをアクチュエータとして用いているため、鍵駆動装置自体が大型化すると共に重量が重くなるという不具合が生じる。この不具合は、特に携行性が重要視される電子キーボードに適用することができないという問題がある。
また、従来の鍵駆動装置では上述したアクチュエータを用いているため、鍵を駆動しはじめる鍵駆動の初期段階において十分な駆動力を得るためには大きな消費電力が必要になるという不具合も生じる。この不具合は、特に電池仕様の電子キーボードに適用することが困難になるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記事情を鑑み、小型化や軽量化を図ることができると共に省電力で鍵を駆動することができる鍵駆動装置、及び、これを備える鍵盤楽器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】
【０００５】
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。
請求項１に係る発明は、フレームに対して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、前記フレームに対して前記鍵をその揺動方向の一方に付勢する付勢手段と、前記鍵の揺動に連動して移動する第１の磁石と、前記フレームに固定されると共に、前記第１の磁石に接触することで前記鍵の前記一方の揺動方向への揺動を規制する第２の磁石とを備え、２つの前記磁石の少なくとも一方が電磁石からなり、該電磁石のコイルに電流が流れている状態で、相互に接触する２つの前記磁石の磁極が一致することを特徴とする鍵駆動装置を提案している。
【０００６】
また、請求項２に係る発明は、フレームに対して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、前記フレームに対して前記鍵をその揺動方向の一方に付勢する付勢手段を備え、該付勢手段が、前記鍵の揺動に連動して一端が支点となるように前記フレームに対して揺動する棒状部材と、該棒状部材の他端に固定されて自重により前記鍵を前記一方の揺動方向に付勢する第１の磁石とから構成され、前記第１の磁石に接触することで前記鍵の前記一方の揺動方向への揺動を規制する第２の磁石が前記フレームに固定され、２つの前記磁石の少なくとも一方が電磁石からなり、該電磁石のコイルに電流が流された際に、相互に接触する２つの前記磁石の磁極が一致することを特徴とする鍵駆動装置を提案している。
【０００７】
なお、第１の磁石と第２の磁石との接触は、これら２つの磁石が直接接触すること、及び、スペーサを介して接触することの両方を含んでいる。
これらの発明に係る鍵駆動装置によれば、コイルに電流が流れていない状態においては、付勢手段の付勢力によって第１の磁石が第２の磁石に当接するため、鍵が静止した初期位置に配されることになる。この状態において電磁石のコイルに電流を流した際には、相互に接触する２つの磁石の磁極が一致するため、２つの磁石の間に反発力が生じる。そして、この反発力によって第１の磁石が第２の磁石から離間する方向に移動することになり、この第１の磁石の移動に連動して、鍵が付勢力に抗って他方の揺動方向に揺動することになる。
【０００８】
ここで上記反発力は、２つの磁石間の距離が近い程大きくなるため、２つの磁石が相互に接触した状態において最大となる。すなわち、上記コイルに流す電流を大きくしなくても、上記反発力によって鍵の初期位置において鍵を駆動する初期駆動力を十分に得ることができる。なお、電磁石のコイルへの電流の供給を止めた際には、鍵が付勢手段の付勢力により一方の揺動方向に揺動し、２つの磁石が相互に接触する上記初期位置で停止することになる。
【０００９】
さらに、請求項２に記載の鍵駆動装置のように、付勢手段を棒状部材及び第１の磁石により構成した場合には、重力による第１の磁石の移動に基づいて棒状部材が揺動することで、鍵が一方の揺動方向に付勢されることになる。すなわち、第１の磁石が錘としての役割を果たすことになる。
また、この第１の磁石を棒状部材の先端に設けることで、第１の磁石の重量を大きくしなくても、棒状部材を介して鍵を一方の揺動方向に揺動させる付勢力を十分に得ることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の鍵駆動装置において、前記鍵の他方の揺動方向への揺動を規制して、前記第２の磁石と共に前記鍵の揺動範囲を規定する規制手段を備え、前記２つの磁石の磁極が一致した状態において、前記鍵が前記揺動範囲の途中に位置するように、前記付勢手段の付勢力と前記２つの磁石の間に発生する反発力とを均衡させることを特徴とする鍵駆動装置を提案している。
【００１１】
この発明に係る鍵駆動装置によれば、反発力により第２の磁石が第１の磁石に当接する上記揺動範囲の一端から揺動範囲の途中まで鍵を駆動する場合には、上記揺動範囲の一端から他端まで鍵を駆動する場合と比較して、この反発力の大きさを小さくすることができる。すなわち、電磁石のコイルに流す電流の大きさをさらに小さくすることができ、より省電力で鍵を駆動することができる。
【００１２】
また、鍵が揺動範囲の途中に配置された状態においては、手指により鍵を押すことで揺動範囲の他端まで鍵を揺動させることができる。したがって、この発明に係る鍵駆動装置を複数の鍵を並べて配置した鍵盤楽器に搭載した場合には、上述のように反発力により所定の鍵を揺動範囲の途中まで揺動させる動きで、手指で押すべき鍵を鍵盤楽器の演奏者に報知することが可能となる。すなわち、手指で押すべき鍵を演奏者に報知するガイド機能として鍵駆動装置を役立たせることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鍵駆動装置において、前記他方の磁石が電磁石からなることを特徴とする鍵駆動装置を提案している。
【００１４】
請求項５に係る発明は、フレームに対して揺動可能に支持された鍵を複数並べて配置した鍵盤楽器であって、各鍵を駆動する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鍵駆動装置と、自動演奏用の楽曲データを発生する演奏情報発生装置と、前記楽曲データに基づいて選択された前記鍵に対応する前記電磁石のコイルに電流を流す鍵駆動制御装置とを備えることを特徴とする鍵盤楽器を提案している。
【００１５】
この発明に係る鍵盤楽器によれば、２つの磁石間に発生する反発力に基づいて鍵を駆動しているため、コイルに流す電流を大きくしなくても、上記反発力によって初期段階において鍵を駆動する初期駆動力を十分な大きさで得ることができる。
また、楽曲データに対応付けて鍵盤楽器の各鍵を揺動させることができる。したがって、各鍵の動きにより手指で押さえるべき鍵を鍵盤楽器の演奏者に報知することができるため、楽曲データに応じた各鍵の動きを手指で直接感じ取ることが可能となる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の鍵盤楽器において、前記楽曲データに基づいて前記鍵の駆動に同期するように楽音を発生する発音手段を備えることを特徴とする鍵盤楽器を提案している。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、請求項２及び請求項５に係る発明によれば、２つの磁石同士の反発力を鍵の駆動力として使用しているため、省電力でも十分な初期駆動力を得ることができる。また、磁石の反発力を利用して鍵を駆動する構成となっているため、鍵駆動装置を備える鍵盤楽器の小型化や軽量化を容易に図ることができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、第１の磁石に錘としての役割を持たせることで、鍵駆動装置の構成部品点数を削減してその製造コストの削減を図ることができる。
また、第１の磁石の重量を大きくしなくても、棒状部材を介して鍵を一方の揺動方向に揺動させる付勢力を十分に得ることができるため、鍵駆動装置の軽量化をさらに図ることができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、鍵を駆動する２つの磁石の反発力を小さくすることができるため、より省電力で鍵を駆動することができる。
また、手指で押すべき鍵を鍵盤楽器の演奏者に報知するガイド機能として鍵駆動装置を役立たせることができる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、各電磁石のコイルに電流が流れていない状態においては、２つの磁石の間に吸引力が発生しないため、鍵を容易に手指で押すことが可能となる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、楽曲データに応じた各鍵の動きを実際に鍵を押す手指で直接感じ取ることができるため、鍵盤楽器の練習を効率よく行うことが可能となる。
【００２２】
請求項６に係る発明によれば、楽曲データに基づく鍵の駆動に同期させて楽曲データの楽音を発音手段から発生させることで、省電力で鍵盤楽器の自動演奏を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図１から図５を参照し、本発明の一実施形態に係る鍵盤楽器について説明する。本実施形態の鍵盤楽器は、その筐体を構成するフレームに対して揺動可能に支持された鍵を複数並べて構成されるものであり、図１に示すように、鍵盤の鍵を個々に駆動する鍵駆動装置１、自動演奏用の楽曲データを出力する演奏情報発生装置３、及び、楽曲データに基づいて選択された鍵を駆動するように鍵駆動装置１を制御する鍵駆動制御装置５を備えている。なお、楽曲データは鍵盤楽器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。
演奏情報発生装置３は、鍵盤楽器に内蔵されるＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置（不図示）や各種記憶媒体（不図示）から楽曲データを読み出すと共に、楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置５に出力するものである。なお、この楽曲データには、楽曲の速度に応じて各楽音を発音するタイミングの情報（以下、発音タイミング情報と呼ぶ。）、楽曲の各楽音のノート（音高）の情報（以下、ノート情報と呼ぶ。）やその他の情報が含まれている。また、演奏情報発生装置３から楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置５に出力するタイミングは、上述した発音タイミング情報に基づいて行われる。
【００２４】
図２，３に示すように、鍵盤楽器の鍵７の長手方向の後端７ｂは、板バネ９を介してフレーム（不図示）と一体の固定部１１に取り付けられており、上記板バネ９を撓ませることにより、鍵７がその後端７ｂ側を支点として揺動できるようになっている。鍵駆動装置１は、鍵盤楽器の各鍵７に対応して１つずつ設けられるものであり、磁力によって鍵７を駆動するように構成されている。
この鍵駆動装置１は、鍵７の下方側に配置されると共にフレームに対して揺動可能に取り付けられた揺動レバー（棒状部材）１３と、揺動レバー１３の後端（他端）１３ｂに固定された可動磁石（第１の磁石）１５と、フレームと一体の固定部１７に固定された固定磁石（第２の磁石）１９とを備えている。
【００２５】
揺動レバー１３は、その長手方向が鍵７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Ｆ１として揺動できるようにフレームに支持されている。この揺動レバー１３は、その前端１３ａが鍵７の前端７ａに係合しているため、鍵７の揺動に連動して支点Ｆ１を中心に揺動することになる。なお、可動磁石１５を取り付けた揺動レバー１３の重心は上記支点Ｆ１よりも後端１３ｂ側にずれているため、可動磁石１５の自重によって鍵７が揺動方向の一方（Ａ方向）に付勢されることになる。すなわち、可動磁石１５が錘としての役割を果たすことになり、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７に持たせることができる。
固定磁石１９は、可動磁石１５に接触することで鍵７や揺動レバー１３のＡ方向への揺動を規制する位置に配されている。すなわち、上述した可動磁石１５はその自重によって固定磁石１９に当接することになる。
【００２６】
鍵７の後端７ｂに取り付けられた板バネ９は、可動磁石１５が固定磁石１９に当接した状態において、撓んでいない、若しくは、鍵７をＡ方向に付勢するように撓んでいる。したがって、この状態においては、鍵７が静止した初期位置に配されることになる。
そして、可動磁石１５が固定磁石１９に当接した状態から、鍵７や揺動レバー１３をＡ方向とは逆の揺動方向（Ｂ方向）に揺動させた際には、板バネ９の撓みや可動磁石１５の自重によって鍵７や揺動レバー１３をＡ方向に付勢する付勢力が発生することになる。すなわち、板バネ９、揺動レバー１３及び可動磁石１５によって鍵７をＡ方向に付勢する付勢手段２１が構成されることになる。
【００２７】
また、鍵駆動装置１は、鍵７及び揺動レバー１３のＢ方向への揺動を規制して、固定磁石１９と共に鍵７及び揺動レバー１３の揺動範囲を規定する規制部材（規制手段）２３を備えている。この規制部材２３は、鍵７や揺動レバー１３をＢ方向に揺動させた際に可動磁石１５が当接するように、フレームに固定されている。
可動磁石１５及び固定磁石１９は、鉄心１５ａ，１９ａとその周りに巻回されたコイル１５ｂ，１９ｂとからなる電磁石によりそれぞれ構成されている。２つのコイル１５ｂ，１９ｂは電源２５に対して並列に電気接続されており、スイッチ２７により電源２５から２つのコイル１５ｂ，１９ｂへの通電が切り換えられるようになっている。これら２つのコイル１５ｂ，１９ｂに電流が流れている状態においては、相互に接触する可動磁石１５及び固定磁石１９の磁極が一致する（図示例ではＳ極になる）ように、各鉄心１５ａ，１９ａにコイル１５ｂ，１９ｂが巻回されている。
【００２８】
この鍵駆動装置１では、各コイル１５ｂ，１９ｂに電流が流れていない状態において、付勢手段２１の付勢力によって可動磁石１５が固定磁石１９に当接するため、図２に示すように、鍵７が静止した初期位置に配されることになる。この状態において、スイッチ２７を切り換えて各コイル１５ｂ，１９ｂに電流を流した際には、図３に示すように、相互に接触する可動磁石１５及び固定磁石１９の磁極が両方ともＳ極となるため、可動磁石１５と固定磁石１９との間に反発力が生じる。そして、この反発力によって可動磁石１５が固定磁石１９から離間する方向に移動する、すなわち、揺動レバー１３及び鍵７が付勢手段２１の付勢力に抗ってＢ方向に揺動することになる。
【００２９】
そして、各コイル１５ｂ，１９ｂへの電流の供給を止めた際には、鍵７が付勢手段２１の付勢力によってＡ方向に揺動し、可動磁石１５及び固定磁石１９が相互に接触する鍵７の初期位置で停止することになる。
なお、上記反発力は、可動磁石１５と固定磁石１９との距離が近い程大きくなるため、可動磁石１５及び固定磁石１９が相互に接触した状態において最大となる。すなわち、各コイル１５ｂ，１９ｂに流す電流を大きくしなくても、鍵７の初期位置において鍵７を駆動する初期駆動力を十分に得ることができる。
【００３０】
例えば、可動磁石１５及び固定磁石１９をそれぞれ構成する各鉄心１５ａ，１９ａとして、比透磁率が２０００のフェライトを直径１４ｍｍ、長さ３０ｍｍの円柱状に形成したものを用い、可動磁石１５及び固定磁石１９をそれぞれ構成する各コイル１５ｂ，１９ｂとして、直径０．２ｍｍの銅線を上記寸法の各鉄心１５ａ，１９ａに１２００回巻回したものを用いる。
そして、上記寸法で構成された可動磁石１５及び固定磁石１９においては、各コイル１５ｂ，１９ｂに１Ａの電流を流した際に可動磁石１５が固定磁石１９から浮上する。この際、可動磁石１５と固定磁石１９との間には０．３Ｎ程度の磁気反発力が発生する。この磁気反発力の大きさは、鍵７や揺動レバー１３を揺動させるには十分な大きさである。
【００３１】
また、この鍵駆動装置１では、各コイル１５ｂ，１９ｂに電流が流れている状態において、可動磁石１５が固定磁石１９及び規制部材２３のいずれにも接触しない位置に配されるように、付勢手段２１の付勢力と可動磁石１５及び固定磁石１９の間に発生する反発力とを均衡させている。これら付勢力と反発力とが均等になるようにするためには、例えば、各コイル１５ｂ，１９ｂに流す電流の大きさを調整すればよい。これにより、各コイル１５ｂ，１９ｂに電流が流れている状態においては、鍵７がその揺動範囲の途中に位置することになる。
また、鍵駆動装置１のスイッチ２７は、鍵盤楽器の鍵駆動制御装置５によって動作するようになっている。すなわち、鍵駆動制御装置５は、演奏情報発生装置３から出力された楽曲データに基づいて、所定の鍵７に対応する鍵駆動装置１のスイッチ２７を切り換える役割を果たしている。
【００３２】
さらに、この鍵盤楽器は、図４に示すように、各鍵７が規制部材２３によって規制される位置までＢ方向に揺動したことを個々に検出する押鍵検出装置３１と、押鍵検出装置３１から出力された検出結果に基づいて揺動した鍵７に対応する楽音を発生する発音手段３３とを備えている。この発音手段３３は、各鍵７に対応する音程や種々の音色等を有する実際の波形データを記憶した音源３５と、波形データを出力する発音装置３７と、押鍵検出装置３１の検出結果に基づいて音源３５から所定の波形データを読み出すと共に、この波形データを発音装置３７から出力させる発音制御装置３９とから構成されている。ここで発音装置３７は、例えばオーディオ機器のアンプやスピーカに相当するものである。
以上の構成により、手指により鍵７を押して規制部材２３によって規制される位置まで揺動させることで、鍵７に対応する波形データが発音装置３７から出力されることになる。
なお、発音制御装置３９は、演奏情報発生装置３から出力される楽曲データの各楽音に対応する所定の波形データを音源３５から読み出し、この波形データを上記楽曲データの発音タイミング情報、ノート情報やその他の情報に基づいて制御して発音装置３７から出力させるようにも構成されている。すなわち、発音手段３３においては、上記の押鍵検出装置３１からの入力に代えて、演奏情報発生装置３から出力される楽曲データに基づいて楽音を発生することもできるようになっている。
【００３３】
以上のように構成された鍵盤楽器の動作について以下に説明する。
図５に示すように、はじめに、演奏情報発生装置３が、発音タイミング情報やノート情報等を含む楽曲データを読み込み（ステップＳ１）、楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置５に出力する（ステップＳ２）。具体的には、楽曲データの発音タイミング情報に基づいて楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置５に出力する。次いで、鍵駆動制御装置５が、楽曲データのノート情報に基づいて上記各楽音の音高に対応する鍵７に取り付けられた鍵駆動装置１のスイッチ２７を制御し、各コイル１５ｂ，１９ｂに電流を流す（ステップＳ３）。この際には、可動磁石１５及び固定磁石１９の間に発生する反発力によって、上記楽音に対応する鍵７がその初期位置から付勢手段２１の付勢力に抗してＢ方向に揺動する。
【００３４】
なお、この際には、発音タイミング情報がＯＮとなっている間、すなわち楽曲データの楽音の長さに応じて各コイル１５ｂ，１９ｂに継続的に電流を流しておく。すなわち、上記楽曲データの楽音の終了にあわせて、鍵駆動制御装置５がスイッチ２７を制御して、電源２５による各コイル１５ｂ，１９ｂへの通電を遮断する。これにより、鍵７が付勢手段２１の付勢力によってＡ方向に揺動して初期位置に戻ることになる。
そして、鍵駆動制御装置５に出力すべき楽曲データの楽音が残っているかどうかを判定し（ステップＳ４）、出力すべき楽曲データが残っていると判定された場合には、再度ステップＳ２に戻り、演奏情報発生装置３が楽曲データの次の楽音を鍵駆動制御装置５に出力する。また、ステップＳ４において、楽曲データに出力すべき楽音が残っていないと判定された場合には、楽曲データに基づく鍵７の駆動を終了する。
【００３５】
上述のように鍵盤楽器を動作させる場合には、各鍵７が鍵駆動装置１によって駆動されても、鍵７はその揺動範囲の途中に位置して規制部材２３により規制される位置には到達せず、楽曲データの各楽音、すなわち、これに対応する発音タイミングやノート（音高）のままで波形データが発音装置３７から出力されることはない。
したがって、演奏者が揺動範囲の途中に位置する鍵７を探して手指でさらに押し込むことで、はじめて押鍵検出装置３１が動作し、この検出結果に基づいて発音装置３７から鍵７に対応する波形データを出力されるため、楽曲の練習として用いることができる。すなわち、楽曲データにあわせて各鍵７をその揺動範囲の途中まで揺動させる動きを、楽曲データにあわせて手指で押すべき鍵７を鍵盤楽器の演奏者に報知するガイド機能として役立たせることができる。
【００３６】
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楽器によれば、可動磁石１５及び固定磁石１９の反発力を鍵７の駆動力として使用しているため、省電力でも十分な初期駆動力を得ることができる。また、上記反発力を利用して鍵７を駆動する構成となっているため、鍵駆動装置１及び鍵盤楽器の小型化や軽量化を容易に図ることができる。
また、可動磁石１５に錘としての役割を持たせることで、鍵駆動装置１の構成部品点数を削減してその製造コストの削減を図ることができる。さらに、可動磁石１５を揺動レバー１３の後端１３ｂに設けることで、可動磁石１５の重量を大きくしなくても、揺動レバー１３を介して鍵７をＡ方向に揺動させる付勢力を十分に得ることができる。したがって、鍵駆動装置１の軽量化をさらに図ることができる。
【００３７】
さらに、可動磁石１５と固定磁石１９との反発力により鍵７をその初期位置から揺動範囲の途中まで駆動する場合には、上記初期位置から規制部材２３によって規制される位置まで鍵７を駆動する場合と比較して、反発力の大きさを小さくすることができる。すなわち、各コイル１５ｂ，１９ｂに流す電流の大きさをさらに小さくすることができ、さらに省電力で鍵７を駆動することができる。
また、可動磁石１５及び固定磁石１９の両方が電磁石により構成されているため、各コイルに電流が流れていない状態においては、可動磁石１５及び固定磁石１９の間に吸引力が発生しない。したがって、鍵７を容易に手指で押すことができ、鍵７の打鍵感覚が損なわれることを防止できる。
【００３８】
さらに、この鍵盤楽器によれば、楽曲データに対応づけて鍵盤楽器の各鍵７を揺動させることができるため、各鍵７の動きにより手指で押さえるべき鍵７を鍵盤楽器の演奏者に報知することができる。したがって、楽曲データに応じた各鍵７の動きを視覚だけではなく手指で直接感じ取ることも可能となり、楽曲の練習を効率よく行うことができる。また、演奏者は揺動範囲の途中に位置する鍵７を手指でさらに押し込むことができるため、鍵盤楽器を手指で弾く感覚を損なうことなく楽曲の練習を行うことができる。
さらに、演奏者は楽曲データに応じた各鍵７の動きを手指で直接感じ取ることができるため、押すべき鍵７を視認してから手指で対応する鍵７を押す場合と比べて、鍵７を押す手指の反応速度を向上させることができる。また、視覚に頼らずに楽曲の練習が可能となるため、視力の弱い演奏者でも効率的に練習することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態において、鍵駆動制御装置５が楽曲データの各楽音に対応する鍵駆動装置１のスイッチ２７を制御する際には、楽曲データに含まれる各楽音の音量に応じて各コイル１５ｂ，１９ｂに流す電流の大きさを変化させてもよい。すなわち、楽音の音量が大きい程、各コイル１５ｂ，１９ｂに流す電流を大きくしてもよい。この場合には、各コイル１５ｂ，１９ｂに流れる電流の大きさに応じて鍵７の揺動ストロークが変化するため、楽曲データにおける楽音の強弱も手指で直接感じ取ることができる。
【００４０】
また、楽曲データの各楽音に基づいて鍵駆動装置１により各鍵７が駆動されても、各楽音に対応する波形データが発音装置３７から出力されることはないとしたが、これに限ることはなく、例えば、楽曲データの各楽音に基づく鍵７の駆動に同期するように、発音装置３７から各楽音に対応する波形データを出力しても構わない。この場合には、例えば図６に示すように、楽曲データの各楽音を演奏情報発生装置３から鍵駆動制御装置５及び発音制御装置３９の両方に出力する。この際には、発音制御装置３９が、楽曲データの各楽音に対応する所定の波形データを音源３５から読み出し、これを演奏情報発生装置３からの発音タイミング情報、ノート情報やその他の情報に基づいて制御して発音装置３７から出力させればよい。
このような動作を行う場合には、例えば、楽曲データに基づく鍵盤楽器での自動演奏が可能となる。なお、この自動演奏でも可動磁石１５と固定磁石１９との反発力を利用しているため、省電力での自動演奏が可能となる。
【００４１】
ここで、楽曲データに基づいて発音装置３７から出力される波形データは、押鍵検出装置３１の検出結果に基づいて発音装置３７から出力される波形データと同じ音程や音色等を有するとしてもよいし、異なる音程や音色等を有するとしても構わない。この波形データの音程や音色等の選択は、発音制御装置３９で行えばよい。そして、楽曲データに基づく波形データと押鍵検出装置３１の検出結果に基づく波形データとが異なる場合には、鍵盤楽器の演奏者が、楽曲データの楽音と自らの手指で弾いている楽音とを容易に比較することができるため、楽曲の練習を効率よく行うことができる。
また、波形データは、楽曲データや押鍵検出装置３１の検出結果に基づいて発音装置３７から出力されるとしたが、これに限ることはなく、出力しないようにしても構わない。この場合には、周囲に迷惑をかけることなく楽曲の練習を行うことができる。
【００４２】
演奏情報発生装置３は、楽曲データに含まれる発音タイミング情報に基づいて楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置５に出力したり、各楽音に対応する波形データを発音装置３７から出力させるとしたが、これに限ることはなく、例えば、楽曲データの楽音に対応する鍵７が手指によって押し込まれることを検出した後に、次の楽音を演奏情報発生装置３から鍵駆動制御装置５に出力したり、上記次の楽音に対応する波形データを発音装置３７から出力させるとしてもよい。このような動作を行うためには、例えば、押鍵検出装置３１の検出結果を演奏情報発生装置３に出力し、演奏情報発生装置３において楽曲データの楽音に対応する鍵７が押し込まれたかどうかを判定すればよい。そして、この判定結果に基づいて次の楽音を演奏情報発生装置３から鍵駆動制御装置５に出力したり、上記次の楽音に対応する波形データを発音制御装置３９から出力させればよい。
この場合には、演奏者が楽曲において押鍵するべき鍵７を１つずつ確認しながら楽曲の練習を行うことができるため、楽曲の演奏に不慣れな演奏者の練習に役立てることができる。
【００４３】
また、例えば、楽曲の速度と鍵７を押し込む演奏者の演奏速度とのズレに応じて、楽曲データの各楽音を鍵駆動制御装置５に出力するタイミング、及び、各楽音に対応する波形データを発音装置３７から出力させるタイミングを変化させても良い。このような動作を行うためには、例えば、押鍵検出装置３１の検出結果を演奏情報発生装置３に出力し、演奏情報発生装置３において楽曲の速度と演奏者の演奏速度とのズレを計算し、この計算結果に基づいて次の楽音を鍵駆動制御装置５に出力するタイミング、及び、上記次の楽音に対応する波形データを発音装置３７から出力させるタイミングを計算すればよい。
この場合には、演奏者の演奏速度にあわせて各楽音に対応する鍵７が揺動されるため、演奏者の演奏速度にばらつきがあっても効率よく楽曲の練習を行うことができる。
【００４４】
また、付勢手段２１は、板バネ９と、揺動レバー１３及び可動磁石１５とにより構成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともこれらの一方により構成されていればよい。すなわち、付勢手段２１の付勢力は、板バネ９の弾性力のみとしてもよいし、可動磁石１５の自重のみとしても構わない。
さらに、規制部材２３は可動磁石１５に当接する位置に配されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも鍵７及び揺動レバー１３のＢ方向への揺動を規制して、固定磁石１９と共に鍵７及び揺動レバー１３の揺動範囲を規定する位置に配されていればよい。すなわち、規制部材２３は、例えば、揺動レバー１３や鍵７に当接する位置に配されるとしても構わない。
【００４５】
また、可動磁石１５は、鍵７の前端７ａに係合されて鍵７の揺動に連動して揺動する揺動レバー１３に固定されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも鍵７の揺動に連動して移動する位置に設けられていればよい。
すなわち、例えば図７，８に示すように、可動磁石１５を鍵７の後端７ｂ側に埋め込むと共に、鍵７の上方側に固定磁石１９を配置して鍵駆動装置４１が構成されるとしても構わない。この構成においては、鍵７をＡ方向に付勢する板バネ９の付勢力により可動磁石１５を固定磁石１９に当接させればよい。なお、この構成においては、例えば、鍵７の下方側に規制部材２３を配置しておくことにより、鍵７をＢ方向に揺動させた際に規制部材２３に当接させることができる。
この構成の場合には、可動磁石１５を上記実施形態と同様の付勢手段２１として用いることはできないが、揺動レバー１３が不要となるため、鍵駆動装置４１の構成を簡略化して鍵盤楽器の小型化や軽量化、及び製造コストの削減を図ることができる。
【００４６】
また、例えば図９，１０に示すように、鍵７の後端７ｂからその長手方向に一体に延出する延出ロッド（棒状部材）５３を形成し、延出ロッド５３の先端（他端）５３ｂに可動磁石１５を埋め込んで鍵駆動装置５１が構成されるとしてもよい。
この構成の鍵駆動装置５１においては、鍵７及び延出ロッド５３が同一の支点Ｆ２を中心として一体に揺動するようになっている。この支点Ｆ２は、鍵７と延出ロッド５３との間に位置している、すなわち、延出ロッド５３の基端（一端）５３ａ側に位置している。そして、固定磁石１９は、可動磁石１５に接触することで鍵７及び延出ロッドのＡ方向への揺動を規制する位置に配されている、すなわち、延出ロッド５３の先端５３ｂの下方側に配されている。
【００４７】
なお、可動磁石１５は延出ロッド５３の先端５３ｂに取り付けられているため、鍵７及び延出ロッド５３をあわせた重心が、支点Ｆ２よりも延出ロッド５３側にずれている。すなわち、可動磁石１５の自重によって鍵７がＡ方向に付勢されている。また、鍵７の前端７ａには、鍵７及び延出ロッド５３をＡ方向に付勢するコイルばね５５が設けられている。したがって、これら可動磁石１５、延出ロッド５３及びコイルばね５５によって鍵７をＡ方向に付勢する付勢する付勢手段が構成されることになる。
この鍵駆動装置５１でも上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００４８】
なお、可動磁石１５及び固定磁石１９は、相互に直接接触することに限らず、例えば、スペーサを介して接触するとしても構わない。また、このスペーサがフェルト等の緩衝材により形成されている場合には、可動磁石１５及び固定磁石１９が当接する際に発生する衝撃を緩衝材により緩和することができるため、可動磁石１５及び固定磁石１９が相互にぶつかる衝撃音の発生を防止することができる。
また、可動磁石１５及び固定磁石１９は、２つとも電磁石により構成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、可動磁石１５及び固定磁石１９の一方が電磁石により構成され、他方が永久磁石により構成されるとしても構わない。この構成の場合には、電磁石のコイル１５ｂ，１９ｂに電流を流した際に相互に対向する可動磁石１５及び固定磁石１９の磁極が一致するように永久磁石を配置しておけばよい。
【００４９】
また、各コイル１５ｂ，１９ｂに電流が流れている状態においては、鍵７がその揺動範囲の途中に配置されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、規制部材２３によって鍵７の揺動が規制される位置に配置されるとしても構わない。
さらに、鍵駆動装置１は、電子音を発音する発音手段３３を備える鍵盤楽器に搭載されるとしたが、これに限ることはなく、ハンマーで弦を打つグランドピアノやアップライトピアノに搭載されるとしても構わない。
【００５０】
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】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る鍵盤楽器において、楽曲データに基づいて鍵を駆動させるための構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る鍵盤楽器に取り付けられた鍵駆動装置を示す概略斜視図である。
【図３】図２の鍵駆動装置において、各コイルに電流を流した状態を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る鍵盤楽器において、各鍵に対応する楽音を発生するための構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る鍵盤楽器において、楽曲データに基づいて鍵を駆動させるフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係る鍵盤楽器において、楽曲データに基づいて鍵の駆動及び楽音の発生を同期させるための構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る鍵駆動装置を示す概略斜視図である。
【図８】図７の鍵駆動装置において、各コイルに電流を流した状態を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る鍵盤楽器を示す概略斜視図である。
【図１０】図９の鍵駆動装置において、各コイルに電流を流した状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，４１，５１・・・鍵駆動装置、３・・・演奏情報発生装置、５・・・鍵駆動制御装置、７・・・鍵、１３・・・揺動レバー（棒状部材）、１３ｂ・・・後端（他端）、１５・・・可動磁石（第１の磁石）、１５ｂ、１９ｂ・・・コイル、１９・・・固定磁石（第２の磁石）、２１・・・付勢手段、２３・・・規制部材（規制手段）、３３・・・発音手段、５３・・・延出ロッド（棒状部材）、５３ａ・・・基端（一端）、５３ｂ・・・先端（他端）、Ｆ１，Ｆ２・・・支点
【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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