(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動演奏鍵盤楽器の機構を駆動する可動部材と、
上記可動部材を駆動して直進させる駆動手段と、
上記可動部材をその長手方向に沿って直進するように案内する軸受と、
上記可動部材に対して側方の力を与える付勢手段とを備え、上記付勢手段が上記可動部材に与える力が常に一定方向であることを特徴とする自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置。
【請求項２】
上記可動部材またはこれに連結された部材が磁性体から形成されており、
上記付勢手段は一定位置に配置された少なくとも一つの磁石を備え、上記磁石が上記可動部材またはこれに連結された部材に対して吸引または反発することを特徴とする請求項１に記載の自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置。
【請求項３】
上記付勢手段は一定位置に配置されて上記可動部材またはこれに連結された部材を付勢する少なくとも一つのバネを備えることを特徴とする請求項１に記載の自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置。
【請求項４】
上記付勢手段は、上記バネに取り付けられて、上記上記可動部材またはこれに連結された部材に接触して押圧力を与える接触部材を備え、
上記接触部材は上記バネよりも接触物に与える摩耗が少ないことを特徴とする請求項３に記載の自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置。
【請求項５】
上記可動部材には、上記可動部材の位置または速度の検出のための連結部材が連結されており、
上記付勢手段は、上記連結部材に対して上記力を与えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置。
【請求項６】
上記可動部材がその長手方向の軸線を中心として回動するのを防止する接触式の回り止め手段が設けられていると共に、
上記付勢手段が上記可動部材に与える上記力の方向は、上記軸線を通らないように設定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実公平７−３３２６９号公報に記載されているように、記憶媒体に記憶された演奏データに従って、鍵盤およびペダル機構を駆動して自動演奏を行うピアノが従来より知られている。この種のピアノでは、鍵盤を構成する各鍵を、演奏データに従ってソレノイドユニットのプランジャで動作し、動作した鍵に対応する楽音を発生させる。また、この種のピアノでは、ソレノイドユニットのプランジャがペダルおよび最終作動目的物（ダンパ等）の少なくとも一方に連結されており、演奏データに従ったプランジャの動作により、最終作動目的物を駆動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ソレノイドユニットにはプランジャの直進を案内するための軸受が設けられており、軸受とプランジャの隙間が適切になるように設定もしくは調整されている。これにより、プランジャが軸受に離間して再度衝突するのを防止して、騒音や急速な摩耗を抑制しようとしている。例えば、実開平６−２５８８７号公報には、柔軟な材料から形成された軸受にスリットを形成し、軸受の周長を調節して、上記隙間を適正化する技術が開示されている。しかし、隙間を適切に調整したとしても、使用の間の通常の摩耗により、再度隙間が広がるので、再調整しなければ騒音や急速な摩耗が発生する。
【０００４】
また、たとえ隙間を適切に調整したとしても、温度が上昇した場合には、軸受が膨張し、隙間が広がって、騒音や急速な摩耗が発生しうる。逆に温度が降下した場合には、軸受が収縮し、隙間が狭まって、プランジャがロックされるおそれがある。
【０００５】
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、軸受と可動部材との隙間を厳格に設定または調節しなくても、両者の離間および再衝突を防止し、もって騒音の発生や急速な摩耗を抑制することの可能な自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置は、
自動演奏鍵盤楽器の機構を駆動するために上記機構に連結されている可動部材と、
上記可動部材を駆動して直進させる駆動手段と、
上記可動部材をその長手方向に沿って直進するように案内する軸受と、
上記可動部材に対して側方の力を与える付勢手段とを備え、上記付勢手段が上記可動部材に与える力が常に一定方向であることを特徴とする。
上記構成においては、付勢手段により、可動部材に対して側方（常に一定方向）の力が与えられ、これによって、常に軸受の一定の部分に可動部材が接触させられる。従って、可動部材と軸受の離間および再衝突が防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【０００７】
上記可動部材またはこれに連結された部材が磁性体から形成されており、上記付勢手段は一定位置に配置された少なくとも一つの磁石を備え、上記磁石が上記可動部材またはこれに連結された部材に対して吸引または反発するようにしてもよい。
これによれば、付勢手段は非接触式にて、可動部材を付勢することが可能であり、摩耗などの機械的損傷を可動部材またはこれに連結された部材および付勢手段自身に与えずにすむ上、騒音の発生を防止できる。
【０００８】
また、上記付勢手段は一定位置に配置されて上記可動部材またはこれに連結された部材を付勢する少なくとも一つのバネを備えるようにしてもよい、
この場合において、上記付勢手段は、上記バネに取り付けられて、上記上記可動部材またはこれに連結された部材に接触して押圧力を与える接触部材を備え、上記接触部材は上記バネよりも接触物に与える摩耗が少ないようにしてもよい。これによれば、付勢手段は接触式で可動部材を付勢するが、接触部材を設けたことにより、可動部材またはこれに連結された部材に摩耗を与えることが少なくてすむ上、騒音の発生を低減できる。
【０００９】
上記可動部材には、上記可動部材の位置または速度の検出のための連結部材が連結されており、上記付勢手段は、上記連結部材に対して上記力を与えるようにしてもよい。
これによれば、可動部材の位置または速度の検出のための連結部材を、付勢手段によって力を与えるための部材として兼用できる。自動演奏可能な鍵盤楽器には、機構が確実に駆動したか否かの判定や、可動部材の位置または速度のフィードバック制御のために、この種の連結部材が設けられることがあり、このような場合に、付勢手段が力を与える専用の部材を新たに設けなくても済むので経済的である。
【００１０】
さらに、上記可動部材がその長手方向の軸線を中心として回動するのを防止する接触式の回り止め手段が設けられていると共に、上記付勢手段が上記可動部材に与える上記力の方向は、上記軸線を通らないように設定されているようにしてもよい。
接触式の回り止め手段は、可動部材がその長手方向の軸線を中心として大きく回動するのを防止するが、それ単独では、わずかな回動は避けられない。従って、軸受と同様に、回り止め手段においても、騒音や急速な摩耗が発生しうる。しかし、付勢手段が可動部材に与える力の方向は、可動部材に対して側方、かつ可動部材の長手方向の軸線を通らないように設定されているので、この力は可動部材に対して一定方向の回動を誘起し、これによって、回り止め手段の一定の部分に、可動部材またはこれに連結された部材が常に接触させられる。従って、可動部材またはこれに連結された部材が、回り止め手段から離間および再衝突するのが防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の様々な実施形態について説明する。
１．第１実施形態
１−１．実施形態の構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る直動駆動装置であるソレノイドユニット１０を示す。ソレノイドユニット１０は、可動部材であるプランジャ１１と、プランジャ１１を直進させるソレノイドとを備える。このソレノイドはハウジング２０に収納されている。
【００１２】
図２に示すように、プランジャ１１は、両端にネジ部が形成された細長い直線状のロッド１２と、ロッド１２が挿入されたほぼ円筒状のシリンダ１３と、シリンダ１３をロッド１２に固定するピン１４とを備える。ロッド１２およびシリンダ１３は鋼などの磁性体から形成されている。また、ロッド１２は、弾性体からなる円環状の緩衝材１５と鋼製のリング１６に挿入されており、緩衝材１５はシリンダ１３の一端面とリング１６とで挟まれている。そして、ナット１７をロッド１２の一端部のネジに締結することによって、緩衝材１５およびリング１６はロッド１２に固定されている。
【００１３】
ハウジング２０の内部に配置されるソレノイド（駆動手段）２１は、ほぼ円筒状のボビン２２と、ボビン２２の外周面に巻回されたコイル２３を備える。ボビン２２の内部には、プランジャ１１のシリンダ１３が摺動可能に挿入されており、コイル２３に導通することによって、プランジャ１１はその長手方向に沿って直進（上昇）し、コイル２３の導通を遮断すると重力によってプランジャ１１は下降する（図２はプランジャ１１が下降した状態を示す）。図１において、仮想線はプランジャ１１の上昇した状態を示し、実線は下降した状態を示す。プランジャ１１が下降した場合でも、後述する連結部材３５がプランジャ１１に連結されているので、プランジャ１１がソレノイド２１から脱落することはない。
また、プランジャ１１を水平に配置してもよく、この場合にはバネなどを設けておき、コイル２３の導通を遮断したときに、初期の位置にプランジャ１１が復帰するようにしておくとよい。
【００１４】
ハウジング２０は、ソレノイド２１の周囲に配置された円筒状の側部２５と、側部２５の下端に固定された底部２６と、側部２５の上端に固定された蓋部２７とを備える。また、ソレノイド２１の上部には、固定鉄心２８が配置され、この固定鉄心２８は蓋部２７と側部２５に挟まれて固定されている。これらのハウジング２０の構成要素は、ソレノイド２１の磁路をなすように鋼などの磁性体から形成されていると好ましい。
【００１５】
ハウジング２０の底部２６には、ネジ３１によって円筒状の軸受３０が取り付けられており、蓋部２７には、ネジ３３によってやはり円筒状の軸受３２が取り付けられている。これらの軸受３０，３２により、プランジャ１１はその長手方向に沿って直進するように案内される。すなわち、プランジャ１１が挿入された構成要素のうち、底部２６、ボビン２２、固定鉄心２８、および蓋部２７と、プランジャ１１との間に比較的大きな隙間が設けられているのに対して、軸受３０，３２とプランジャ１１との隙間（クリアランス）は非常に小さくされており、実際にプランジャ１１の横への移動や傾きを防止するのは軸受３０，３２だけである。軸受３０，３２は、硬い材料から形成されていてもよいし、樹脂などの柔軟な材料から形成されていてもよい。
【００１６】
図１に戻り、プランジャ１１のロッド１２には、ほぼＣ字状の連結部材３５が固定されている。連結部材３５は鋼などの磁性体から形成されており、直線状でロッド１２に平行な主部３５ａと、主部３５ａの両端からそれぞれ直交方向に延びるアーム３５ｂ，３５ｃを有する。アーム３５ｂ，３５ｃの先端は、ロッド１２に接触させられており、ロッド１２を当て板３６とアーム３５ｂ，３５ｃとで挟んで、当て板３６がネジ３７によってアーム３５ｂ，３５ｃに取り付けられている。このようにして、ロッド１２に連結部材３５が固定されている。
【００１７】
図１に示すように、ハウジング２０は矩形筒状のブラケット３８に固定されており、このブラケット３８は鍵盤楽器にネジなどで取り付けることができる。ブラケット３８の一側面には平板３８Ａが固定されている。上記の連結部材３５の主部３５ａは、平板３８Ａに平行な折り曲げ部３５ｄを備えており、折り曲げ部３５ｄには、被検出部３９が固定されている。被検出部３９は、矩形平板状のデジタルエンコーダである。具体的には、着色線が等間隔に設けられた透明材料である。
【００１８】
平板３８Ａには、台座４１を介して光センサユニット４０が支持されている。この光センサユニット４０は、フォトインタラプタであって、公知のように発光体と受光体を有しており、両者の間に物体が侵入したときの光のエネルギの変動を検出可能になっている。光センサユニット４０は、これらの発光体と受光体の筐体４２と、発光体および受光体に接続された回路が形成された基板４３とを備え、筐体４２が台座４１に固定されている。
【００１９】
被検出部３９は、この光センサユニット４０の筐体４２の溝の内部に配置されており、この溝を挟んだ両側に上記発光体と受光体がそれぞれ配置されている。光センサユニット４０においては、発光体が、平板状の被検出部３９に向けて光を照射し、受光体が被検出部３９を透過した光を受光し、受光エネルギに応じた電圧を出力する。従って、受光体の出力電圧は被検出部３９の明暗（着色線の有無）を示す。そして、出力電圧の変動回数により、往復移動するプランジャ１１の高さ方向の変位が判明する。
【００２０】
受光体で出力される電圧（出力信号）は、図示しない制御処理装置に供給される。制御処理装置では、この受光体の出力電圧の変動回数を分析し、プランジャ１１の位置をフィードバック制御するべく、ソレノイド２１の電力供給を制御するか、変動回数の時間的変化（すなわちプランジャ１１の速度に対応する）を分析し、この時間的変化に基づいて、プランジャ１１の速度をフィードバック制御するべく、ソレノイド２１の電力供給を制御する。
【００２１】
上記のデジタルエンコーダである被検出部３９に代えて、矩形平板状のグレースケール、具体的には、透明材料からなり、黒で着色され、その黒色の濃淡が上下方向（プランジャ１１の進行方向）に沿って黒色から透明まで階級的に変化するものを使用してもよい。あるいは、プランジャ１１の進行方向に沿って幅が短くなるような検出板を用いてもよい。これらの場合も、プランジャ１１の位置により、光センサユニット４０の受光体の受光エネルギが異なるので、受光体の出力電圧はプランジャ１１の高さ方向の変位を示す。
【００２２】
また、図３に示すように、平板３８Ａには、断面Ｌ字形の回り止め板４４がネジ４５により固定されている。回り止め板４４は、上記の光センサユニット４０の台座４１とわずかな隙間をおいた位置に配置されており、この隙間には、連結部材３５の主部３５ａが配置されている。従って、プランジャ１１がその長手方向の軸線を中心として回動しようとしても、連結部材３５の主部３５ａが光センサユニット４０の台座４１または回り止め板４４に当接するので、過度の回動が防止されている。すなわち、台座４１および回り止め板４４は、プランジャ１１に対する接触式の回り止め手段である。
【００２３】
図１に示すように、平板３８Ａには、鋼などの磁性体からなる断面クランク状の支持板４６がネジ４７により固定されており、支持板４６の先端には永久磁石（付勢手段）４８が配置されている。永久磁石４８は自身の磁力により支持板４６に固定されている。永久磁石４８が移動するのを完全に防止するため、磁力によらず別の固定手段（例えば、接着剤またはネジなど）で支持板４６に固定してもよい。この永久磁石４８は、連結部材３５の主部３５ａの折り曲げ部３５ｄに対向しており、折り曲げ部３５ｄを自身の方へ吸引する。ただし、永久磁石４８は折り曲げ部３５ｄに接触せず、磁力（吸引力）が働いても、両者の間には隙間Ｓが存在するようになっている。
【００２４】
図１の（Ｃ）に示されるように、永久磁石４８が連結部材３５の折り曲げ部３５ｄを吸引する力の向きは、常に一定方向であり、これによって、プランジャ１１には側方（常に一定方向）の力が与えられる。ただし、永久磁石４８と折り曲げ部３５ｄは、プランジャ１１の軸線を中心にした放射方向には配列されていないので、この力の方向は、上記軸線を通らないように設定されている。
【００２５】
このソレノイドユニット１０は、自動演奏鍵盤楽器のペダル機構を駆動する。このため、ソレノイドユニット１０のプランジャ１１のロッド１２は、ペダル機構に連結されている。具体的には、グランドピアノには、音を強めるラウドペダル、音を伸ばすソステヌートペダル、音を弱めるソフトペダルが設けられており、各ペダルには、ほぼ垂直に配置された突き上げロッドが連結され、突き上げロッドの動作は一つまたは複数のレバーにより、最終作動目的物に伝達されるようになっている。
【００２６】
例えば、演奏者がラウドペダルを踏み下げると、ラウドペダルに連結された突き上げロッドが上昇し複数のレバーを揺動させて、最終作動目的物である全てのダンパを弦から離間させる。これにより、ハンマが打弦した時の音が強く響く。また、演奏者がソステヌートペダルを踏み下げると、ソステヌートペダルに連結された突き上げロッドが上昇し、レバーを揺動させて、最終作動目的物である羽根付きのソステヌートロッドを回動させる。これにより、ソステヌートロッドの回動直前に作動したダンパが、弦から離れた状態を持続し、その弦に対応する特定の音だけが伸びる。さらに、演奏者がソフトペダルを踏み下げると、ソフトペダルに連結された突き上げロッドが上昇し、レバーを揺動させ、ダンパ機構と鍵盤を一括して横方向にシフトさせる。これにより、各ハンマが叩く弦の数が減少し、音が弱められる。
【００２７】
プランジャ１１のロッド１２は、グランドピアノのこれらの突き上げロッドのいずれかの途中に設けることができる。すなわち、突き上げロッドの上部に相当する部分に、ロッド１２の上方の端部のネジを結合し、突き上げロッドの下部に相当する部分に、ロッド１２の下方の端部のネジを結合することができる。この場合、ロッド１２が上下方向に移動させられることによって、最終作動目的物が、演奏者により演奏されるのと同様に作動させられる。それだけでなく、突き上げロッドの下部に相当する部分に連結されたペダルも、ロッド１２の動作に伴い、あたかも演奏者に踏み下げられているように揺動させられる。
【００２８】
また、これに限らず、プランジャ１１のロッド１２の図中上側の端部に、最終作動目的物または上述した途中のレバーを連結し、ロッド１２の図中下側の端部には何も連結しなくてもよい。この場合には、ペダルを揺動させることはできなくても、ロッド１２で最終作動目的物は作動させられる。
【００２９】
また、アップライトピアノには、音を強めるラウドペダル、音を弱めるマフラーペダル、音を弱めるソフトペダルが設けられており、各ペダルの動作は、ペダルレバー、ペダル吊り金具または突き上げロッドにより、最終作動目的物に伝達されるようになっている。
【００３０】
例えば、演奏者がラウドペダルを踏み下げると、ラウドペダルに連結されたペダルレバーが揺動し、ペダル突き上げロッドを上昇させ、最終作動目的物である全てのダンパを弦から離間させる。これにより、ハンマが打弦した時の音が強く響く。また、演奏者がマフラーペダルを踏み下げると、マフラーペダルに連結された複数のペダル吊り金具が作動して、マフラーフェルトを全てのダンパと弦の間に侵入させる。これにより、ダンパが弦を叩く際の衝撃が弱められ、音が弱められる。さらに、演奏者がソフトペダルを踏み下げると、ソフトペダルに連結されたペダルレバーが揺動し、ペダル突き上げロッドを上昇させ、ハンマレールが作動してハンマの振幅を小さくして、音を弱める。プランジャ１１のロッド１２は、アップライトピアノのこれらのペダルレバー、ペダル吊り金具または突き上げロッドを作動するように連結されてもよい。
【００３１】
さらには、このソレノイドユニット１０で、自動演奏鍵盤楽器の鍵盤を駆動してもよい。例えば、鍵盤の後端の下方に、ソレノイドユニット１０を多数配設し、各ソレノイドユニット１０のプランジャ１１で、鍵盤を構成する各鍵の後端部を突き上げるようにするとよい。これにより、各鍵が駆動されるとともに、アクションが作動し、楽音が発生する。
【００３２】
１−２．実施形態の効果
さて、上記のソレノイドユニット１０においては、一定位置に配置された永久磁石４８により、プランジャ１１に対して側方（常に一定方向）の力が与えられ、これによって軸受３０，３２の内周面の一定の部分に常にプランジャ１１が接触させられる。従って、プランジャ１１と軸受３０，３２の内周面の離間および再衝突が防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００３３】
さらに詳しくは、連結部材３５のアーム３５ｂ，３５ｃは、プランジャ１１のうち、ソレノイド２１から突き出した二つの部分にそれぞれ固定されており、アーム３５ｂ，３５ｃの途中にある主部３５ａに永久磁石４８は吸引力を与えている。従って、プランジャ１１は軸受３０，３２の両方に対して常に接触させられる。
【００３４】
プランジャ１１に連結された連結部材３５は磁性体から形成されており、永久磁石４８はこの連結部材３５に対して吸引力を与えるようになっている。従って、永久磁石４８は非接触式にて、プランジャ１１を付勢することが可能であり、摩耗などの機械的損傷を連結部材３５および永久磁石４８自身に与えずにすむ上、騒音の発生を防止できる。また、プランジャ１１の位置または速度の検出のための連結部材３５を、永久磁石４８によって力を与えるための部材として兼用したため、永久磁石４８が力を与える専用の部材を新たに設けなくても済むので経済的である。
【００３５】
ソレノイドユニット１０のプランジャ１１はソレノイド２１の電磁力によって駆動されるため、プランジャ１１を付勢する永久磁石４８の磁力がプランジャ１１の位置または速度に悪影響を与えないのが望ましい。これに関して、この実施形態では、永久磁石４８を自身の磁力によって支持板４６に固定して、プランジャ１１の駆動に与える悪影響を最小限にしている。
【００３６】
図４（Ａ）は、永久磁石４８の周囲に磁性体を配置しない場合の磁力線（二点鎖線で示す）を表示する。この場合には、磁力線はかなり広範囲に分布し、磁束がソレノイド２１の磁力に影響するおそれがある。一方、図４（Ｂ）は、永久磁石４８の一極に磁性体からなる支持板４６を配置した状態を示す。この場合には、支持板４６側の磁力線は、磁性体である支持板４６を通過し、裏側へは漏れない。すなわち支持板４６が磁路となり、磁束がソレノイド２１の磁力に影響するおそれが最小限となる。この観点から、支持板４６は永久磁石４８に比較して広い面積を有するのが好ましい。
【００３７】
また、永久磁石４８に吸引される連結部材３５も磁性体からなるが、これは永久磁石４８よりもはるかに大きいので、連結部材３５を介してソレノイド２１に与えられる磁力は無視できるほど小さい。
【００３８】
さらに、上述したように、永久磁石４８が上記プランジャ１１に与える上記力の方向は、プランジャ１１に対して側方ではあるが、プランジャ１１の長手方向の軸線を通らないように設定されている。これによる効果を図５を参照して説明する。
【００３９】
図５（Ａ）においては、永久磁石４８がプランジャ１１に与える力Ｆの方向はプランジャ１１の長手方向の軸線を通り、図５（Ｂ）においては、力Ｆの方向はプランジャ１１の長手方向の軸線を通らない。図５（Ａ）の場合には、力Ｆはプランジャ１１の法線方向を通り、プランジャ１１が軸受３０，３２の一定の部分に常に接触するのには役立つが、プランジャ１１に対してその長手方向の軸線を中心として回動する力成分を与えない。これに対して、図５（Ｂ）の場合には、力Ｆは、プランジャ１１の法線方向を通る力成分Ｆ２と、プランジャ１１の接線方向を通る力成分Ｆ１に分解できる。このうち、力成分Ｆ２はプランジャ１１が軸受３０，３２の一定の部分に常に接触するのには役立ち、力成分Ｆ１はプランジャ１１に対してその長手方向の軸線を中心として回動する作用を及ぼす。
【００４０】
この力成分Ｆ１によってプランジャ１１に回動力が誘起されることにより、図３に示す回り止め板４４に連結部材３５の主部３５ａが接触する。すなわち、力成分Ｆ１によって、連結部材３５の主部３５ａは常に台座４１に接触させられる。上記の接触式の回り止め手段をなす台座４１と回り止め板４４は、プランジャ１１がその長手方向の軸線を中心として大きく回動するのを防止するが、それ単独では、わずかな回動は避けられず、連結部材３５の主部３５ａは、台座４１および回り止め板４４に衝突するおそれがある。しかし、力成分Ｆ１によって、連結部材３５の主部３５ａが常に回り止め板４４に接触させられることによって、主部３５ａが台座４１および回り止め板４４から離間したり再衝突したりするのが防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００４１】
１−３．変更例
上記の実施形態では、プランジャ１１へ一定方向の力を付与するために永久磁石４８が使用されているが、これに代えて電磁石を設けてもよい。この電磁石を設けた場合には、プランジャ１１の移動中に、通電を制御し磁力を調節することも可能である。
【００４２】
上記の実施形態では、磁性体製の連結部材３５をブラケット３８側の磁石で吸引しているが、逆に連結部材３５に磁石を取り付けて、磁性体製のブラケット３８またはこれに連結した磁性体製の部材を吸引するようにしてもよい。この場合、ブラケット３８側に広い面積の磁性体を設ければ、その磁石の磁束がソレノイド２１に与える悪影響を最小限にすることができる。
【００４３】
また、ブラケット３８側の磁石に加えて、連結部材３５にも磁石を設け、互いに吸引または反発させるようにしてもよい。この場合には、磁石の移動を防ぐため、磁石の固定はその磁力に依存せずに、別の固定手段（例えば接着剤またはネジなど）によるのが好ましい。
連結部材３５は、全体が磁性体である必要はなく、少なくとも折り曲げ部３５ｄだけが磁性体であればよい。
【００４４】
２．第２実施形態
２−１．第２実施形態の基本構成および効果
図６は、本発明の第２実施形態に係るソレノイドユニット５０を示す。第２実施形態などに関しては、第１実施形態と共通する構成要素には同一の符号を図面に付けて、説明を省略する。ただし、同一の符号が付けられていても、詳細が異なる構成要素については補足的に説明する。
【００４５】
この実施形態に係るソレノイドユニット５０では、プランジャ１１に連結された連結部材３５を永久磁石で吸引するのではなく、プランジャ１１を直接的に永久磁石（付勢手段）５１で吸引する。この永久磁石５１は、ブラケット３８にネジ５３で固定された薄板製の片持梁５２の先端に配置されている。片持梁５２を磁性体製として、永久磁石４８を自身の磁力により片持梁５２に固定してもよいし、永久磁石５１が移動するのを完全に防止するため、磁力によらず別の固定手段（例えば、接着剤またはネジなど）で片持梁５２に固定してもよい。
【００４６】
永久磁石５１は、プランジャ１１のうちハウジング２０から上方に進出可能なシリンダ１３に対向する位置に配置されている。ただし、永久磁石５１はシリンダ１３に接触せず、磁力（吸引力）が働いても、両者の間には隙間が存在するようになっている。この隙間を適切にするため、片持梁５２は折り曲げられている。ただし、片持梁５２の厚さを変更して、この隙間を適切にしてもよい。
【００４７】
図６の（Ｃ）に示されるように、永久磁石５１がシリンダ１３を吸引する力の向きは、常に一定方向であり、これによって、プランジャ１１には側方（常に一定方向）の力が与えられる。従って、永久磁石５１に近接した軸受３０の内周面の一定の部分に常にプランジャ１１が接触させられる。従って、プランジャ１１と軸受３０の内周面の離間および再衝突が防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００４８】
プランジャ１１は磁性体から形成されており、永久磁石５１はこのプランジャ１１に対して吸引力を与えるようになっている。従って、永久磁石５１は非接触式にて、プランジャ１１を付勢することが可能であり、摩耗などの機械的損傷をプランジャ１１および永久磁石５１自身に与えずにすむ上、騒音の発生を防止できる。
【００４９】
２−２．変更例
上記の実施形態では、プランジャ１１へ一定方向の力を付与するために永久磁石５１が使用されているが、これに代えて電磁石を設けてもよい。この電磁石を設けた場合には、プランジャ１１の移動中に、後述するように通電を制御し磁力を調節することも可能である。
【００５０】
上記の実施形態では、図６（Ｃ）から明らかなように、磁石５１がプランジャ１１に与える力の方向はプランジャ１１の長手方向の軸線を通るが、磁石５１の位置を変更し、上記力の方向が上記軸線を通らないようにしてもよい。これにより、連結部材３５の主部３５ａが台座４１および回り止め板４４から離間したり再衝突したりするのが防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００５１】
上記の実施形態では、磁石を一つだけ設けているが、複数設けてもよい。例えば、プランジャ１１の上方にあるシリンダ１３を複数の磁石５１で付勢し、複数の磁石の合力の方向がプランジャ１１の長手方向の軸線を通らないようにすることによって、連結部材３５の主部３５ａが台座４１および回り止め板４４から離間したり再衝突したりするのを防止してもよい。
【００５２】
また、プランジャ１１の下部にあるシリンダ１３に力を与える磁石だけでなく、プランジャ１１のうちのハウジング２０よりも上方の部分にも力を与える磁石を設けてもよい。この場合には、プランジャ１１の下部だけでなく、上部にも側方からの力が与えられる。従って、上方の軸受３２においても、その内周面の一定の部分に常にプランジャ１１が接触させられる。従って、プランジャ１１と軸受３２の内周面の離間および再衝突が防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００５３】
３．第３実施形態
３−１．第３実施形態の基本構成および効果
図７は、本発明の第３実施形態に係るソレノイドユニット６０を示す。この実施形態に係るソレノイドユニット６０においては、磁石の代わりに、バネ（付勢手段）６１によってプランジャ１１を付勢する。このバネ６１は、ねじりコイルバネであって、ブラケット３８に取り付けられた平板３８Ａに配置されている。ねじりコイルバネ６１の一端はほぼＵ字形に折り曲げられており、この部分がネジ６２によって平板３８Ａに固定されている。
【００５４】
ねじりコイルバネ６１の他端は、連結部材３５の折り曲げ部３５ｄの付近に位置させられており、ねじりコイルバネ６１の反力に起因する力を折り曲げ部３５ｄに与え、これによってプランジャ１１に側方からの力を与えるようになっている。具体的には、ねじりコイルバネ６１の折り曲げ部３５ｄ側の端部は、折り曲げ部３５ｄに平行になるように折り曲げられていると共に、有頭ピン６３に挿入されている。この有頭ピン６３の胴部は、断面円形であって、円筒形のローラ６４に挿入されている。これにより、ローラ６４は、有頭ピン６３の胴部の周囲を回転可能になっている。そして、有頭ピン６３の頭部により、ローラ６４は脱落しないようにされている。
【００５５】
ローラ６４の外周面は、ねじりコイルバネ６１の力によって常に連結部材３５の折り曲げ部３５ｄに接触させられており、プランジャ１１の移動に伴って、連結部材３５との摩擦によりローラ６４は回転する。ねじりコイルバネ６１の力はローラ６４を介して連結部材３５を押圧し、これによってプランジャ１１に対して側方（常に一定方向）の力が与えられるようになっている。従って、プランジャ１１と軸受３０，３２の内周面の離間および再衝突が防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００５６】
さらに詳しくは、連結部材３５のアーム３５ｂ，３５ｃは、プランジャ１１のうち、ソレノイド２１から突き出した二つの部分にそれぞれ固定されており、アーム３５ｂ，３５ｃの途中にある主部３５ａの折り曲げ部３５ｄにねじりコイルバネ６１は押圧力を与えている。従って、プランジャ１１は軸受３０，３２の両方に対して常に接触させられる。
【００５７】
連結部材３５に与える押圧力を発生するのはねじりコイルバネ６１であるが、連結部材３５に接触して押圧力を与えるのは、バネ６１の一端に取り付けられたローラ６４である。ここでローラ６４が連結部材３５の移動に伴って回転可能であるので、バネ６１を直接的に連結部材３５に接触させる場合よりも、ローラ６４は連結部材３５に与える摩耗が少なく、発生する騒音も低減することができる。また、プランジャ１１の位置または速度の検出のための連結部材３５を、バネ６１の力を与えるための部材として兼用したため、バネ６１の力を与える専用の部材を新たに設けなくても済むので経済的である。
【００５８】
さらに、図７より明らかなように、バネ６１が上記プランジャ１１に与える上記力の方向は、プランジャ１１に対して側方ではあるが、プランジャ１１の長手方向の軸線を通らないように設定されている。従って、プランジャ１１には上記軸線を中心とした回動力が誘起され、連結部材３５の主部３５ａが常に台座４１に接触させられる。これによって、主部３５ａが台座４１および回り止め板４４から離間したり再衝突したりするのが防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。なお、この実施形態では、連結部材３５の主部３５ａが常に台座４１に接触させられるから、回り止め板４４は設けなくてもよい。
【００５９】
３−２．変更例
上記の実施形態では、プランジャ１１に連結された連結部材３５にローラ６４を接触させてバネ６１の力を与えているが、ローラ６４をプランジャ１１に直接押圧させて、バネ６１の力をプランジャ１１に直接与えてもよい。
また、回転式のローラ６４に代えて、カーボンブラシ等の低い摩擦係数を有する素材からなる固定式の接触部材をバネ６１に取り付けて、この接触部材に対して連結部材３５が摺動するようにしてもよい。
さらに、プランジャ１１に与える側方の力を発生するバネの形態は、ねじりコイルバネでなくてもよく、例えば圧縮コイルバネ、引っ張りコイルバネ、板バネなどでもよい。
【００６０】
４．第４実施形態
４−１．第４実施形態の基本構成および効果
図８は、本発明の第４実施形態に係るソレノイドユニット７０を示す。この実施形態に係るソレノイドユニット７０においては、プランジャ１１に連結された連結部材３５をバネで押圧するのではなく、プランジャ１１を直接バネ（付勢手段）７１で押圧する。このバネ７１は、下方の軸受３０に取り付けられたねじりコイルバネである。
【００６１】
ねじりコイルバネ７１の中央の空間には、軸受３０をハウジング２０の底部２６（図２参照）に固定するネジ３１の一つが挿通されている。また、ねじりコイルバネ７１の一端はネジ７２で軸受３０に固定されている。そして、ねじりコイルバネ７１の他端には、カーボンブラシ等の低い摩擦係数を有する素材からなる固定式の接触部材７３が固定されており、接触部材７３はプランジャ１１のシリンダ１３に接触させられている。このようにして、接触部材７３はねじりコイルバネ７１の反力に起因する側方からの力をプランジャ１１のシリンダ１３に与えるようになっている。従って、プランジャ１１と軸受３０の内周面の離間および再衝突が防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００６２】
プランジャ１１に与える押圧力を発生するのはねじりコイルバネ７１であるが、プランジャ１１に接触して押圧力を与えるのは、バネ７１の一端に取り付けられた接触部材７３である。ここで接触部材７３は、バネ７１よりも摩擦係数が低い素材からなるので、バネ７１を直接的にプランジャ１１に接触させる場合よりも、接触部材７３はプランジャ１１に与える摩耗が少なく、発生する騒音も低減することができる。
【００６３】
４−２．変更例
上記の実施形態では、図８（Ｃ）から明らかなように、バネ７１がプランジャ１１に与える力の方向はプランジャ１１の長手方向の軸線を通るが、バネ７１の位置を変更し、上記力の方向が上記軸線を通らないようにしてもよい。これにより、連結部材３５の主部３５ａが台座４１および回り止め板４４から離間したり再衝突したりするのが防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００６４】
上記の実施形態では、バネを一つだけ設けているが、複数設けてもよい。例えば、プランジャ１１の下方にあるシリンダ１３を複数のバネ７１で付勢し、複数の磁石の合力の方向がプランジャ１１の長手方向の軸線を通らないようにすることによって、連結部材３５の主部３５ａが台座４１および回り止め板４４から離間したり再衝突したりするのを防止してもよい。
【００６５】
また、プランジャ１１の下部にあるシリンダ１３に力を与えるバネだけでなく、プランジャ１１のうちのハウジング２０よりも上方の部分にも力を与えるバネを設けてもよい。この場合には、プランジャ１１の下部だけでなく、上部にも側方からの力が与えられる。従って、上方の軸受３２においても、その内周面の一定の部分に常にプランジャ１１が接触させられる。従って、プランジャ１１と軸受３２の内周面の離間および再衝突が防止され、もって騒音の発生や急速な摩耗が抑制される。
【００６６】
また、固定式の接触部材７３に代えて、プランジャ１１の移動に伴って回転するローラをバネ７１に取り付けて、このローラをプランジャ１１に接触させて力を付与するようにしてもよい。さらに、プランジャ１１に与える側方の力を発生するバネの形態は、ねじりコイルバネでなくてもよく、例えば圧縮コイルバネ、引っ張りコイルバネ、板バネなどでもよい。
【００６７】
５．第５実施形態
図９は、本発明の第５実施形態に係るソレノイドユニット８０を示す。この実施形態に係るソレノイドユニット８０は、図６に示す第２実施形態のソレノイドユニット５０の変更例であって、片持梁５２に電磁石（付勢手段）８１が設けられている。具体的には、片持梁５２にコア部材８２が固定されており、このコア部材８２にコイル８３が巻回されている。コア部材８２の先端には、ガイドパッド８４が固定されており、ガイドパッド８４はプランジャ１１のシリンダ１３に対向させられている。コイル８３への非通電時には、ガイドパッド８４とシリンダ１３の間には、距離Ｇで示す間隔がおかれている。コイル８３に通電すると、プランジャ１１がコイル８３に引きつけられるとともに、板ばねである片持梁５２が撓みながらコイル８３がプランジャ１１に引きつけられて、距離Ｇが狭まるようになっている。
【００６８】
この実施形態では、電磁石８１によりプランジャ１１に側方の力を与えて、騒音の発生や軸受の急速な摩耗を抑制するだけでなく、プランジャ１１を制動することも可能である。これについて図１０を参照して説明する。まず、図１０（Ａ）に示すように、コイル８３への通電電流Ｉを増大させると、片持梁５２が撓んで電磁石８１が距離Ｈだけ移動する。移動距離Ｈが小さく、プランジャ１１と電磁石８１との間に隙間がある時は、上記の通り、プランジャ１１には側方から付勢力が与えられるだけであるが、移動距離Ｈが大きくなり、プランジャ１１が電磁石８１に接触すると（Ｇ＝０になると）、図１０（Ｂ）に示すように、プランジャ１１に対して電磁石８１によるブレーキ力がかかる。
【００６９】
図１０（Ｃ）に示すように、プランジャ１１と電磁石８１が接触したときには、両者の間の吸着力は非常に大きい。従って、接触後は、コイル８３の電流Ｉを大きくしなくても強いブレーキ力が得られる。このようにして、プランジャ１１の移動の間に、コイル電流Ｉを制御して、電磁石８１をプランジャ１１のブレーキとしても使用することが可能である。これにより、ソレノイドへ大電流を与えてプランジャ１１を初期位置よりも上昇した位置で停止させる場合よりも、小さい電流で電磁石８１を確実に停止させることが可能である。かかるブレーキは、第１実施形態に電磁石を応用した場合にも同様に利用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、軸受と可動部材との隙間を厳格に設定または調節しなくても、両者の離間および再衝突を防止し、もって騒音の発生や急速な摩耗を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図である。
【図２】  上記直動駆動装置の基本構成の断面図である。
【図３】  図１（Ａ）のIII-III線矢視断面図である。
【図４】  第１実施形態の磁石の作用を表す図であって、（Ａ）は磁石の周囲に磁性体を配置しない場合の磁力線を示し、（Ｂ）は磁石の一極に磁性体を配置した場合の磁力線を示す。
【図５】  第１実施形態の磁石の配置の効果を表す図であって、（Ａ）は磁石の吸引力が可動部材の軸線を通る配置、（Ｂ）は磁石の吸引力が軸線を通らない配置を示す。
【図６】  本発明の第２実施形態に係る自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図である。
【図７】  本発明の第３実施形態に係る自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図である。
【図８】  本発明の第４実施形態に係る自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図である。
【図９】  本発明の第５実施形態に係る自動演奏鍵盤楽器の機構駆動用の直動駆動装置を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は平面図である。
【図１０】  （Ａ）は第５実施形態において電磁石のコイル電流と電磁石の移動距離の関係を示すグラフであり、（Ｂ）は電磁石のコイル電流とプランジャに与えられるブレーキ力の関係を示すグラフであり、（Ｃ）はプランジャと電磁石の間の距離と吸着力の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０,５０,６０,７０,８０…ソレノイドユニット（直動駆動装置）１１…プランジャ（可動部材）、１２…ロッド、１３…シリンダ、２１…ソレノイド（駆動手段）、３０,３２…軸受、３５…連結部材、３５ａ…主部、３５ｂ,３５ｃ…アーム、３５ｄ…折り曲げ部、３９…被検出部、４０…光センサユニット、４１…台座（回り止め手段）、４４…回り止め板、４８,５１…永久磁石（付勢手段）、６１,７１…ねじりコイルバネ、６４…ローラ（接触部材）、７３…接触部材、８１…電磁石（付勢手段）、８２…コア部材、８３…コイル
【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】
0003840792.tif 000008
【図８】
0003840792.tif 000009
【図９】
0003840792.tif 000010
【図１０】
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