ピアノの押鍵情報検出装置
【課題】ハンマーシャンクへのシャッタの取付を容易にかつ精度良く行えるとともに、ピアノの押鍵情報を精度良く検出できるピアノの押鍵情報検出装置を提供する。
【解決手段】本発明の押鍵情報検出装置１では、ハンマー６のハンマーシャンク６ａにシャッタ４０が取り付けられており、鍵５の押鍵に伴ってハンマー６が回動する際に、シャッタ４０の移動が光センサ５１〜５３で検出され、それらの検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３に基づいて、押鍵情報が検出される。シャッタ４０は、一体の成形品で構成され、一対の嵌合部４０ｂ，４０ｂを有しており、嵌合部４０ｂ，４０ｂを、ハンマーシャンク６ａの軸部６ｆに弦Ｓ側から嵌合させ、幅がより大きな基端部６ｄに当接させることによって、ハンマーシャンク６ａに取り付けられる。それにより、シャッタ４０は、ハンマーシャンク６ａの所定位置に容易にかつ精度良く位置決めされる。
【解決手段】本発明の押鍵情報検出装置１では、ハンマー６のハンマーシャンク６ａにシャッタ４０が取り付けられており、鍵５の押鍵に伴ってハンマー６が回動する際に、シャッタ４０の移動が光センサ５１〜５３で検出され、それらの検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３に基づいて、押鍵情報が検出される。シャッタ４０は、一体の成形品で構成され、一対の嵌合部４０ｂ，４０ｂを有しており、嵌合部４０ｂ，４０ｂを、ハンマーシャンク６ａの軸部６ｆに弦Ｓ側から嵌合させ、幅がより大きな基端部６ｄに当接させることによって、ハンマーシャンク６ａに取り付けられる。それにより、シャッタ４０は、ハンマーシャンク６ａの所定位置に容易にかつ精度良く位置決めされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍵の押鍵に伴って回動するハンマーによって弦を打弦するピアノの鍵の押鍵情報を検出するピアノの押鍵情報検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のピアノの押鍵情報検出装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この押鍵情報検出装置では、ハンマーのハンマーシャンクに、板状のシャッタが取り付けられている。具体的には、ハンマーシャンクには上下方向に貫通する取付孔が形成されており、その取付孔の内部にハンマーシャンクの幅方向に延びるピンが取り付けられている。また、シャッタは長方形状のものであり、その下端から上方に延びる取付用の逆Ｕ字状の切欠きが形成されている。シャッタは、その切欠きがハンマーシャンクのピンに係合した状態で、ハンマーシャンクに固定されている。
【０００３】
また、シャッタの上部には検出用の切欠きが設けられており、シャッタの移動経路上には光センサが設けられている。鍵の押鍵に伴ってハンマーシャンクが回動すると、光センサがシャッタの移動を検出するとともに、検出信号を出力する。光センサは、切欠きの通過に応じて検出信号を出力し、その検出信号に基づいて、鍵の押鍵の有無やハンマーの回動速度を含む押鍵情報が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，３０７，６４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このピアノの押鍵情報検出装置では、ハンマーシャンクにシャッタを取り付けるために、ハンマーシャンクごとに取付孔を形成し、取付孔にピンを取り付けなければならず、そのための多くの工数が必要であり、コストアップの原因になる。また、上記のような工程を経ることから、シャッタの取付誤差が生じやすく、押鍵情報を精度良く検出できないおそれがある。さらに、幅の小さいハンマーシャンクに上下方向に貫通する取付孔が形成されるため、ハンマーシャンクの剛性および強度が低下し、それに起因するハンマーシャンクの変形が発生することによって、押鍵情報を精度良く検出できないなどの不具合が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ハンマーシャンクへのシャッタの取付を容易にかつ精度良く行えるとともに、ピアノの押鍵情報を精度良く検出することができるピアノの押鍵情報検出装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、鍵の押鍵に伴い、支点を中心として回動する、ハンマーシャンクを有するハンマーによって弦を打弦するピアノにおいて、鍵の押鍵情報を検出するピアノの押鍵情報検出装置であって、一体の成形品で構成され、本体部、本体部の左右方向の両端から弦と反対方向に延びる一対の嵌合部、および本体部から弦側に延びる被検出部を有し、一対の嵌合部がハンマーシャンクに嵌合し、本体部がハンマーシャンクに載せられた状態で、ハンマーシャンクに取り付けられたシャッタと、ハンマーシャンクと弦の間に設けられるとともに、シャッタの被検出部の移動経路を間にした一方の側に配置され、光を出射する発光部と、シャッタの移動経路の他方の側に配置され、発光部からの光を受光する受光部とを有し、ハンマーの回動に伴う被検出部の移動に応じて、受光部の受光状態を表す検出信号を出力する光センサと、光センサからの検出信号に基づいて、押鍵情報を検出する押鍵情報検出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このピアノでは、鍵が押鍵されると、それに伴ってハンマーが回動し、弦を打弦する。また、この押鍵情報検出装置では、シャッタの移動経路上に、発光部と、発光部から出射された光を受光する受光部を有する光センサが配置されている。この光センサは、ハンマーが回動すると、それに伴うシャッタの被検出部の移動に応じた受光部の受光状態を表す検出信号を出力し、この検出信号に基づいて押鍵情報が検出される。
【０００９】
このシャッタは、一体の成形品で構成されるので、寸法誤差が小さい。また、シャッタは、本体部の左右の両端から延びる一対の嵌合部がハンマーシャンクに嵌合するとともに、本体部がハンマーシャンクに載せられた状態で、取り付けられるので、一対の嵌合部をハンマーシャンクに嵌合させるだけで、シャッタをハンマーシャンクの幅方向および厚さ方向の所定位置に容易にかつ精度良く位置決めすることができる。以上により、押鍵情報の検出精度を向上させることができる。
【００１０】
また、シャッタは、嵌合部をハンマーシャンクに弦側から嵌合させることによって取り付けられる。一般に、ハンマーシャンクの弦側は、その反対側と比べてスペースに余裕があるので、シャッタの取付作業を容易に行うことができる。
【００１１】
さらに、従来と異なり、ハンマーシャンクにシャッタを取り付けるための取付孔を形成する必要がないので、シャッタの取付工数を削減でき、コストダウンを図れるとともに、ハンマーシャンクの剛性および強度を維持することによって、その低下に起因する、ハンマーシャンクの変形などの不具合を回避することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のピアノの押鍵情報検出装置において、ハンマーシャンクは、支点に回動自在に取り付けられた基端部、および基端部に連続し、基端部よりも幅の小さな軸部を有し、シャッタは、一対の嵌合部が、ハンマーシャンクの軸部に嵌合し、基端部に接した状態で、ハンマーシャンクに取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ハンマーシャンクの軸部に嵌合するシャッタの嵌合部が、軸部よりも幅の大きな基端部に接した状態で、シャッタがハンマーシャンクに取り付けられている。このため、嵌合部をハンマーシャンクの軸部に嵌合させた後、基端部に当接させるだけで、シャッタをハンマーシャンクの長さ方向の所定位置に容易にかつ精度良く位置決めでき、それにより、シャッタの取付作業をさらに容易化することができるとともに、押鍵情報の検出精度をさらに向上させることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のピアノの押鍵情報検出装置において、ハンマーシャンクは、基端部と軸部の間に、軸部側に向かって次第に幅が小さくなる移行部を有し、シャッタの嵌合部は、移行部と相補的に形成され、移行部に嵌合するテーパ部を有することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、ハンマーシャンクが移行部を有する場合でも、この移行部と相補的に形成されたシャッタのテーパ部が移行部に嵌合するので、請求項２による前述した精度の良い位置決めおよび取付作業の容易化という作用を同様に得ることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３に記載のピアノの押鍵情報検出装置において、シャッタの被検出部は、支点をそれぞれ中心とし、支点からの距離が互いに異なる２つの円弧に沿ってそれぞれ延びる２つの外縁を有することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、シャッタの被検出部は支点を中心とする２つの円弧に沿ってそれぞれ延びる２つの外縁を有するので、ハンマーの回動角度にかかわらず、被検出部が光センサの発光部と受光部の間を一定の通過幅で通過するので、被検出部と他の部材との干渉を生じることなく、被検出部を可能な限り大きくすることができ、それにより、押鍵情報の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による押鍵情報検出装置、およびこれを適用した消音ピアノの概略構成を示す図である。
【図２】ハンマーおよびシャッタの斜視図である。
【図３】シャッタの斜視図である。
【図４】シャッタの側面図である。
【図５】図１の部分斜視図である。
【図６】楽音制御装置の一部を示す図である。
【図７】第１〜第３光センサの回路図である。
【図８】ハンマーの回動時における第１〜第３検出信号の出力状態を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態によるグランド型の消音ピアノ２の概略構成を示している。なお、以下の説明では、消音ピアノ２を演奏者から見た場合の手前側（図１の右側）を「前」、奥側（図１の左側）を「後」とし、さらに左側および右側をそれぞれ「左」および「右」として、説明を行うものとする。
【００２０】
同図に示すように、この消音ピアノ２は、棚板３に筬４を介して載置された複数（例えば８８個）の鍵５（１つのみ図示）と、鍵５ごとに設けられたハンマー６と、鍵５の後部上方に設けられたアクション１１と、消音機構２０と、押鍵情報検出装置１を含む楽音制御装置５０（図６参照）を備えている。この消音ピアノ２では、演奏モードが、ハンマー６による弦Ｓの打弦によってアコースティックな演奏音を発生させる通常演奏モードと、ハンマー６による打弦を阻止した状態で、電子的な演奏音を発生させる消音演奏モードに、切り替えられる。
【００２１】
鍵５は、その中央に形成されたバランスピン孔（図示せず）を介して、筬４に立設されたバランスピン（図示せず）に回動自在に支持されている。
【００２２】
アクション１１は、ウィッペンレール７に取り付けられており、鍵５の後部上方に配置されている。ウィッペンレール７は、複数の鍵５の全体にわたって左右方向に延びており、筬４の左右の端部とその中間の所定の位置に設けられた複数のブラケット９（１つのみ図示）に渡されている。また、アクション１１は、鍵５ごとに設けられたウィッペン１２、レペティションレバー１３およびジャック１４を有している。各ウィッペン１２は、その後端部において、ウィッペンレール７に回動自在に取り付けられており、鍵５の後部に載置されている。また、レペティションレバー１３およびジャック１４は、ウィッペン１２に回動自在に取り付けられている。
【００２３】
ハンマー６は、前後方向に延びるハンマーシャンク６ａと、ハンマーシャンク６ａの後端部に取り付けられたハンマーヘッド６ｂを有している。また、ハンマー６は、ハンマーシャンク６ａの前端部において、ハンマーシャンクレール８にねじ止めされたハンマーシャンクフレンジ６ｃに、センターピン１０を介して回動自在に支持されており、図１に示す離鍵状態では、上述したレペティションレバー１３に載置されている。ハンマーシャンクレール８は、複数の鍵５の全体にわたって左右方向に延びており、上述した複数のブラケット９に渡されている。
【００２４】
ハンマーシャンク６ａは、センターピン１０に回動自在に取り付けられた基端部６ｄと、基端部６ｄから後方に連なり、後側に向かって次第に幅が小さくなる移行部６ｅと、移行部６ｅから後方に長く延び、基端部６ｄよりも幅の小さな軸部６ｆなどから構成されている（図２参照）。
【００２５】
消音機構２０は、消音演奏モード時に、ハンマー６による弦Ｓの打弦を阻止するためのものであり、図１に示すように、ストッパレール２１と、ストッパレール２１を支持する複数のレール支持部材２２（１つのみ図示）と、ストッパレール２１を駆動するための駆動ロッド２５と、駆動ロッド２５を支持する複数のロッド支持部材２７（１つのみ図示）と、駆動ロッド２５を駆動するための操作レバー（図示せず）を有している。
【００２６】
ストッパレール２１は、金属製の板材で構成され、複数のハンマー５の全体にわたって、左右方向に延びており、弦Ｓとハンマー６の間に、ハンマーシャンク６ａの後部付近に対向するように配置されている。また、ストッパレール２１は、高中音域レールおよび低音域レールに区分されており、これらの高中音域レールおよび低音域レールはそれぞれ、高中音域および低音域の全体にわたって延び、レール支持部材２２にねじ止めされている。ストッパレール２１の下面には、レール支持部材２２に対応する部分を除いて、ゴムまたは発泡ウレタンなどの弾性材料で構成されたクッション材２１ａが取り付けられている。
【００２７】
複数のレール支持部材２２は、ブラケット９に対応する位置に配置されている。図１に示すように、各レール支持部材２２は、その前端部において、ピン状の支点２２ａを介して上記のロッド支持部材２７に回動自在に取り付けられている。以上の構成により、レール支持部材２２は、ストッパレール２１とともに、この支点２２ａを中心として回動自在になっている。
【００２８】
駆動ロッド２５は、１本の丸棒で構成されており、複数のハンマー６の全体にわたって、左右方向に延びている。駆動ロッド２５には、レール支持部材２２に対応する位置に、Ｌ字状の複数の押圧部２６（１つのみ図示）が設けられており、押圧部２６は、レール支持部材２２のＵ字状の係合部２２ｂに係合している。
【００２９】
複数のロッド支持部材２７は、レール支持部材２２と同様、ブラケット９に対応する位置に配置されている。各ロッド支持部材２７は、その前端部においてハンマーシャンクレール８にねじ止めされるとともに、後端部においてウィッペンレール７にねじ止めされている。ロッド支持部材２７には、左右方向に貫通する取付孔（図示せず）が形成されており、この取付孔にレール支持部材２２の支点２２ａを通すことによって、レール支持部材２２は、ロッド支持部材２７に回動自在に取り付けられている。
【００３０】
さらに、ロッド支持部材２７の後端部には、金具２８が取り付けられ、駆動ロッド２５はこの金具２８を介し、その軸線を中心として、ロッド支持部材２７に回動自在に支持されている。
【００３１】
以上の構成の消音機構２０では、通常演奏モードで演奏を行う場合、操作レバーは非操作状態に保持される。この状態では、ストッパレール２１は、ハンマー６の回動範囲から退避した打弦許容位置に保持される（図１の実線位置）。
【００３２】
一方、通常演奏モードから、演奏モードを消音演奏モードに設定するために、操作レバーが操作されると、それに連動して駆動ロッド２５が図１の反時計回りに回動する。これにより、駆動ロッド２５の押圧部２６が、レール支持部材２２を介してストッパレール２１を下方に押圧することによって、ストッパレール２１は、打弦阻止位置に移動し、保持される（図１の２点鎖線位置）。
【００３３】
図６に示すように、楽音制御装置５０は、押鍵情報検出装置１、スキャン回路５４、ＣＰＵ５５、ＲＯＭ５６、ＲＡＭ５７、音源回路５８、波形メモリ５９、ＤＳＰ６０、Ｄ／Ａ変換器６１、パワーアンプ６２およびスピーカ６３で構成されている。
【００３４】
押鍵情報検出装置１は、シャッタ４０および第１〜第３光センサ５１〜５３を備えている。図２に示すように、シャッタ４０は、ハンマー６のハンマーシャンク６ａに取り付けられており、遮光性を有する合成樹脂などの成形品で一体に構成されており、図３〜図４に示すように、板状の本体部４０ａ、本体部４０ａの左右方向の両端から下方に延びる一対の嵌合部４０ｂ，４０ｂ、および本体部４０ａから上方に延びる第１〜第３シャッタ部４１〜４３を有している。
【００３５】
一対の嵌合部４０ｂ，４０ｂは、互いに向き合っており、両者の間隔はハンマーシャンク６ａの幅とほぼ同じである。嵌合部４０ｂ，４０ｂの前部には、ハンマーシャンク６ａの移行部６ｅと相補的に形成されたテーパ部４０ｃ，４０ｃが設けられている。
【００３６】
第１シャッタ部４１は、本体部４０ａの前部に配置されており、円弧状の２つの前縁４１ａおよび後縁４１ｂを有する。これらの前縁４１ａおよび後縁４１ｂは、センターピン１０をそれぞれ中心とする、センターピン１０からの距離が互いに異なる２つの円弧に沿って、同心状に延びている。
【００３７】
第２および第３シャッタ部４２，４３は、本体部４０ａの後部に配置され、互いに一体になっており、第２シャッタ部４２は、第３シャッタ部４３の前側に位置している。第２および第３シャッタ部４２，４３は、それぞれ矩形状に形成されており、本体部４０ａからの高さは第３シャッタ部４３の方が高い。また、第３シャッタ部４３の中央には、矩形状の窓４３ａが形成されており、窓４３ａの上縁は第２シャッタ４２の上端よりも低い。
【００３８】
以上の構成のシャッタ４０は、嵌合部４０ｂ，４０ｂがハンマーシャンク６ａの軸部６ｆに嵌合し、テーパ部４０ｃ，４０ｃが移行部６ｅに嵌合するとともに基端部６ｄに当接し、本体部４０ａがハンマーシャンク６ａに載せられた状態で、ハンマーシャンク６ａに接着されている。
【００３９】
第１〜第３光センサ５１〜５３は、基板７０に設けられている。図５に示すように、この基板７０は、左右方向に延びており、取付プレート７１の開口（図示せず）に嵌められ、これにねじ止めされている。取付プレート７１は、その前端部においてハンマーシャンクレール８に回動自在に支持されるとともに、後端部においてロッド支持部材２７にねじ止めされており、それにより、基板７０は、複数のハンマー６のハンマーシャンク６ａの前部を覆った状態で、水平に取り付けられている。
【００４０】
基板７０には、ハンマー６ごとに、シャッタ４０の第１シャッタ部４１に対応する位置に、多数の前後方向に延びる長孔状の第１シャッタ通過孔７０ａが形成され、第２および第３シャッタ部４２，４３に対応する位置に、前後方向に延びる多数の長孔状の第２シャッタ通過孔７０ｂが形成されている。ハンマー６の回動に伴い、シャッタ４０の第１シャッタ部４１は第１シャッタ通過孔７０ａを通過し、第２および第３シャッタ部４２，４３は第２シャッタ通過孔７０ｂを通過する。
【００４１】
第１〜第３光センサ５１〜５３は、水平な基板７０の下面に取り付けられており（図１参照）、互いに同じ高さに配置されている。図７に示すように、第１〜第３光センサ５１〜５３は、互いに同じ構成のフォトインタラプタで構成されている。第１光センサ５１は、各第１シャッタ通過孔７０ａの左右両側に配置された一対の発光ダイオード５１ａおよびフォトトランジスタ５１ｂで構成されている。同様に、第２光センサ５２は、各第２シャッタ通過孔７０ｂの前部の左右両側に配置された一対の発光ダイオード５２ａおよびフォトトランジスタ５２ｂで構成され、第３光センサ５３は、各第２シャッタ通過孔７０ｂの後部の左右両側に配置された一対の発光ダイオード５３ａおよびフォトトランジスタ５３ｂで構成されている。
【００４２】
発光ダイオード５１ａ〜５３ａは、ｐｎ接合されたダイオードで構成されており、それらのアノードおよびカソードはそれぞれ、基板７０に電気的に接続されている。これらの発光ダイオード５１ａ〜５３ａは、それらのアノードに、ＣＰＵ５５から駆動信号が出力されることによって作動し、その発光面（図示せず）から光を、水平な光路に沿い、フォトトランジスタ５１ｂ〜５３ｂに向かって出射する。
【００４３】
フォトトランジスタ５１ｂ〜５３ｂは、ｎｐｎ接合されたバイポーラトランジスタで構成されており、それらのコレクタおよびエミッタはそれぞれ、基板７０に電気的に接続されている。これらのフォトトランジスタ５１ｂ〜５３ｂは、それらのベースに相当する受光面（図示せず）で光を受光し、その光量（以下「受光量」という）が所定レベル以上のときに、コレクタ−エミッタ間が導通状態になり、エミッタからＨレベル（以下、単に「Ｈ」という）の信号が出力される。一方、受光量が所定レベル未満のときに、コレクタ−エミッタ間が非導通状態になり、エミッタからＬレベル（以下、単に「Ｌ」という）の信号が出力される。第１〜第３光センサ５１〜５３は、これらのＨ信号またはＬ信号を、第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３としてそれぞれ出力する。
【００４４】
以上の構成により、鍵５が押鍵されると、鍵５がバランスピンを中心として、図１の時計回りに回動するのに伴い、アクション１１の前述したウィッペン１２が、鍵５によって突き上げられる。これにより、ウィッペン１２は、レペティションレバー１３およびジャック１４と一緒に上方に回動し、この回動に伴い、ジャック１４がハンマー６を突き上げることによって、ハンマー６がセンターピン１０を中心として時計回りに回動する。通常演奏モード時には、ストッパレール２１が打弦許容位置に位置することによって、ハンマー６のハンマーヘッド６ｂが弦Ｓを打弦し、アコースティック音による演奏が行われる。
【００４５】
一方、消音演奏モード時には、ストッパレール２１が打弦阻止位置に位置することによって、ハンマーヘッド６ｂが弦Ｓを打弦する直前で、ハンマーシャンク６ａがストッパレール２１に当接し、打弦が阻止され、後述するようにして生成された電子音による演奏が行われる。この消音演奏モード時には、ハンマー６の回動に伴い、シャッタ４０が第１〜第３光センサ５１〜５３の光路を開閉し、それに応じた第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３が、スキャン回路５４に出力される。
【００４６】
図８は、鍵５の押鍵に伴うハンマー６の回動による第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３の出力状態を示している。まず、離鍵状態では、シャッタ４０の第１〜第３シャッタ部４１〜４３が第１〜第３光センサ５１〜５３の光路を開放することによって、第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３は、ともにＨである（タイミングｔ１以前）。この離鍵状態から、鍵５が押鍵され、ハンマー６が図１の時計回りに回動すると、その直後に、シャッタ４０の第１シャッタ部４１の上端が第１光センサ５１に達することによって、その光路が遮断され、第１検出信号ＳＩ１がＨからＬに立ち下がる（ｔ１）。ハンマー６の回動が進むと、シャッタ４０の第３シャッタ部４３の上端が第３光センサ５３の光路に達することによって、第３検出信号ＳＩ３がＨからＬに立ち下がる（ｔ２）。さらにハンマー６の回動が進むと、シャッタ４０の第２シャッタ部４２の上端が第２光センサ５２の光路に達することによって、第２検出信号ＳＩ２がＨからＬに立ち下がる（ｔ３）。ハンマー６の回動がさらに進み、ハンマーシャンク６ａがストッパレール２１に当接する付近で、シャッタ４０の第３シャッタ部４３の窓４３ａの上縁が第３光センサ５３に達することによって、その光路が開放され、第３検出信号ＳＩ３がＬからＨに立ち上がる（ｔ４）。
【００４７】
その後、ハンマー６がさらに回動したときに、ハンマーシャンク６ａがストッパレール２１に当接することによって、ハンマー６が図１の反時計回りに復帰回動し始め、その途中で、シャッタ４０の第３シャッタ部４３の窓４３ａの上縁が第３光センサ５３に達することによって、その光路が遮断され、第３検出信号ＳＩ３がＨからＬに立ち下がる（ｔ５）。復帰回動がさらに進むと、シャッタ４０の第２シャッタ部４２が第２光センサ５２を通過することによって、第２検出信号ＳＩ２がＬからＨに立ち上がり（ｔ６）、復帰回動がさらに進むと、シャッタ４０の第３シャッタ部４３が第３光センサ５３を通過することによって、第３検出信号ＳＩ３がＬからＨに立ち上がる（ｔ７）。その後、ハンマー５が離鍵位置に復帰する直前で、シャッタ４０の第１シャッタ部４１が第１光センサ５１を通過することによって、第１検出信号ＳＩ１がＬからＨに立ち上がる（ｔ８）。その後、鍵５およびハンマー６は離鍵位置に復帰する。
【００４８】
スキャン回路５４は、第１〜第３光センサ５１〜５３から出力された第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３に基づいて、鍵５のオン／オフ情報、およびオンまたはオフされた鍵５を特定するキーナンバ情報を検出するとともに、これらのオン／オフ情報およびキーナンバ情報を、第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３とともに、鍵５の押鍵情報データとしてＣＰＵ５５に出力する。
【００４９】
ＣＰＵ５５は、これらの押鍵情報データに応じ、ＲＯＭ５６に記憶された制御プログラムなどに従って、楽音の発音タイミングおよび止音タイミングを設定するとともに、楽音の音量を設定するなどの発音制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ５５が、押鍵情報検出手段に相当する。
【００５０】
音源回路５８は、ＣＰＵ５５からの制御信号に従って、音源波形データおよびエンベロープデータを波形メモリ５９から読み出し、この読み出した音源波形データにエンベロープデータを付加することによって、原音となる楽音信号を生成する。ＤＳＰ６０は、音源回路５８によって生成された楽音信号に所定の音響効果を付加する。Ｄ／Ａ変換器６１は、ＤＳＰ６０によって音響効果が付加された楽音信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換する。パワーアンプ６２は、変換されたアナログ信号を所定の利得で増幅し、スピーカ６３は、増幅されたアナログ信号を再生し、電子的な楽音として放音する。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、シャッタ４０は、嵌合部４０ｂ，４０ｂをハンマーシャンク６ａに、スペースに余裕がある弦Ｓ側から嵌合させることによって取り付けられるので、シャッタ４０の取付作業を容易に行うことができる。
【００５２】
また、シャッタ４０は、一体の成形品で構成されるので、その寸法誤差が小さい。さらに、一対の嵌合部４０ｂ，４０ｂをハンマーシャンク６ａの軸部６ｆに嵌合させるだけで、シャッタ４０をハンマーシャンク６ａの幅方向および厚さ方向の所定位置に容易にかつ精度良く位置決めすることができる。
【００５３】
また、嵌合部４０ｂ，４０ｂを軸部６ｆに嵌合させた後、基端部６ｄに当接させるだけで、シャッタ４０をハンマーシャンク６ａの長さ方向の所定位置に容易にかつ精度良く位置決めできる。以上により、シャッタ４０の取付作業をさらに容易化することができるとともに、押鍵情報の検出精度を向上させることができる。
【００５４】
また、ハンマーシャンク６ａが移行部６ｅを有する場合であっても、この移行部６ｅと相補的に形成されたシャッタ４０のテーパ部４０ｃ，４０ｃが移行部６ｅに嵌合するので、前述した精度の良い位置決めおよび取付作業の容易化という効果を、同様に得ることができる。
【００５５】
また、従来と異なり、ハンマーシャンク６ａにシャッタ４０を取り付けるための取付孔を形成する必要がないので、シャッタ４０の取付工数を削減でき、コストダウンを図れるとともに、ハンマーシャンク６ａの剛性および強度を維持することによって、その低下に起因する、ハンマーシャンク６ａの変形などの不具合を回避することができる。
【００５６】
さらに、シャッタ４０の第１シャッタ部４１が、センターピン１０を中心とする２つの円弧に沿って延びる前縁４１ａおよび後縁４１ｂを有するので、ハンマー６の回動角度にかかわらず、第１シャッタ部４１が第１光センサ５１の発光部５１ａと受光部５１ｂの間を一定の通過幅で通過するので、第１シャッタ部４１と他の部材との干渉を生じることなく、第１シャッタ部４１を可能な限り大きくすることができ、それにより、押鍵情報の検出精度を向上させることができる。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、グランド型のピアノの例であるが、本発明は、他のタイプのピアノ、例えばアップライト型のピアノなどに適用してもよい。また、消音ピアノ以外のピアノ、例えば、演奏者による演奏中の押鍵情報を検出するとともに記録し、記録された押鍵情報に基づいて、自動演奏を行う自動ピアノに適用してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 押鍵情報検出装置
２ 消音ピアノ（ピアノ）
５ 鍵
６ ハンマー
６ａ ハンマーシャンク
６ｄ 基端部
６ｅ 移行部
６ｆ 軸部
１０ センターピン（支点）
４０ シャッタ
４０ａ 本体部
４０ｂ 嵌合部
４１ 第１シャッタ部（被検出部）
４２ 第２シャッタ部（被検出部）
４３ 第３シャッタ部（被検出部）
５５ ＣＰＵ（押鍵情報検出手段）
５１ 第１光センサ
５１ａ 発光部
５１ｂ 受光部
５２ 第２光センサ
５２ａ 発光部
５２ｂ 受光部
５３ 第３光センサ
５３ａ 発光部
５３ｂ 受光部
Ｓ 弦
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍵の押鍵に伴って回動するハンマーによって弦を打弦するピアノの鍵の押鍵情報を検出するピアノの押鍵情報検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のピアノの押鍵情報検出装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この押鍵情報検出装置では、ハンマーのハンマーシャンクに、板状のシャッタが取り付けられている。具体的には、ハンマーシャンクには上下方向に貫通する取付孔が形成されており、その取付孔の内部にハンマーシャンクの幅方向に延びるピンが取り付けられている。また、シャッタは長方形状のものであり、その下端から上方に延びる取付用の逆Ｕ字状の切欠きが形成されている。シャッタは、その切欠きがハンマーシャンクのピンに係合した状態で、ハンマーシャンクに固定されている。
【０００３】
また、シャッタの上部には検出用の切欠きが設けられており、シャッタの移動経路上には光センサが設けられている。鍵の押鍵に伴ってハンマーシャンクが回動すると、光センサがシャッタの移動を検出するとともに、検出信号を出力する。光センサは、切欠きの通過に応じて検出信号を出力し、その検出信号に基づいて、鍵の押鍵の有無やハンマーの回動速度を含む押鍵情報が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，３０７，６４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このピアノの押鍵情報検出装置では、ハンマーシャンクにシャッタを取り付けるために、ハンマーシャンクごとに取付孔を形成し、取付孔にピンを取り付けなければならず、そのための多くの工数が必要であり、コストアップの原因になる。また、上記のような工程を経ることから、シャッタの取付誤差が生じやすく、押鍵情報を精度良く検出できないおそれがある。さらに、幅の小さいハンマーシャンクに上下方向に貫通する取付孔が形成されるため、ハンマーシャンクの剛性および強度が低下し、それに起因するハンマーシャンクの変形が発生することによって、押鍵情報を精度良く検出できないなどの不具合が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ハンマーシャンクへのシャッタの取付を容易にかつ精度良く行えるとともに、ピアノの押鍵情報を精度良く検出することができるピアノの押鍵情報検出装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、鍵の押鍵に伴い、支点を中心として回動する、ハンマーシャンクを有するハンマーによって弦を打弦するピアノにおいて、鍵の押鍵情報を検出するピアノの押鍵情報検出装置であって、一体の成形品で構成され、本体部、本体部の左右方向の両端から弦と反対方向に延びる一対の嵌合部、および本体部から弦側に延びる被検出部を有し、一対の嵌合部がハンマーシャンクに嵌合し、本体部がハンマーシャンクに載せられた状態で、ハンマーシャンクに取り付けられたシャッタと、ハンマーシャンクと弦の間に設けられるとともに、シャッタの被検出部の移動経路を間にした一方の側に配置され、光を出射する発光部と、シャッタの移動経路の他方の側に配置され、発光部からの光を受光する受光部とを有し、ハンマーの回動に伴う被検出部の移動に応じて、受光部の受光状態を表す検出信号を出力する光センサと、光センサからの検出信号に基づいて、押鍵情報を検出する押鍵情報検出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このピアノでは、鍵が押鍵されると、それに伴ってハンマーが回動し、弦を打弦する。また、この押鍵情報検出装置では、シャッタの移動経路上に、発光部と、発光部から出射された光を受光する受光部を有する光センサが配置されている。この光センサは、ハンマーが回動すると、それに伴うシャッタの被検出部の移動に応じた受光部の受光状態を表す検出信号を出力し、この検出信号に基づいて押鍵情報が検出される。
【０００９】
このシャッタは、一体の成形品で構成されるので、寸法誤差が小さい。また、シャッタは、本体部の左右の両端から延びる一対の嵌合部がハンマーシャンクに嵌合するとともに、本体部がハンマーシャンクに載せられた状態で、取り付けられるので、一対の嵌合部をハンマーシャンクに嵌合させるだけで、シャッタをハンマーシャンクの幅方向および厚さ方向の所定位置に容易にかつ精度良く位置決めすることができる。以上により、押鍵情報の検出精度を向上させることができる。
【００１０】
また、シャッタは、嵌合部をハンマーシャンクに弦側から嵌合させることによって取り付けられる。一般に、ハンマーシャンクの弦側は、その反対側と比べてスペースに余裕があるので、シャッタの取付作業を容易に行うことができる。
【００１１】
さらに、従来と異なり、ハンマーシャンクにシャッタを取り付けるための取付孔を形成する必要がないので、シャッタの取付工数を削減でき、コストダウンを図れるとともに、ハンマーシャンクの剛性および強度を維持することによって、その低下に起因する、ハンマーシャンクの変形などの不具合を回避することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のピアノの押鍵情報検出装置において、ハンマーシャンクは、支点に回動自在に取り付けられた基端部、および基端部に連続し、基端部よりも幅の小さな軸部を有し、シャッタは、一対の嵌合部が、ハンマーシャンクの軸部に嵌合し、基端部に接した状態で、ハンマーシャンクに取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ハンマーシャンクの軸部に嵌合するシャッタの嵌合部が、軸部よりも幅の大きな基端部に接した状態で、シャッタがハンマーシャンクに取り付けられている。このため、嵌合部をハンマーシャンクの軸部に嵌合させた後、基端部に当接させるだけで、シャッタをハンマーシャンクの長さ方向の所定位置に容易にかつ精度良く位置決めでき、それにより、シャッタの取付作業をさらに容易化することができるとともに、押鍵情報の検出精度をさらに向上させることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のピアノの押鍵情報検出装置において、ハンマーシャンクは、基端部と軸部の間に、軸部側に向かって次第に幅が小さくなる移行部を有し、シャッタの嵌合部は、移行部と相補的に形成され、移行部に嵌合するテーパ部を有することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、ハンマーシャンクが移行部を有する場合でも、この移行部と相補的に形成されたシャッタのテーパ部が移行部に嵌合するので、請求項２による前述した精度の良い位置決めおよび取付作業の容易化という作用を同様に得ることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３に記載のピアノの押鍵情報検出装置において、シャッタの被検出部は、支点をそれぞれ中心とし、支点からの距離が互いに異なる２つの円弧に沿ってそれぞれ延びる２つの外縁を有することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、シャッタの被検出部は支点を中心とする２つの円弧に沿ってそれぞれ延びる２つの外縁を有するので、ハンマーの回動角度にかかわらず、被検出部が光センサの発光部と受光部の間を一定の通過幅で通過するので、被検出部と他の部材との干渉を生じることなく、被検出部を可能な限り大きくすることができ、それにより、押鍵情報の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による押鍵情報検出装置、およびこれを適用した消音ピアノの概略構成を示す図である。
【図２】ハンマーおよびシャッタの斜視図である。
【図３】シャッタの斜視図である。
【図４】シャッタの側面図である。
【図５】図１の部分斜視図である。
【図６】楽音制御装置の一部を示す図である。
【図７】第１〜第３光センサの回路図である。
【図８】ハンマーの回動時における第１〜第３検出信号の出力状態を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態によるグランド型の消音ピアノ２の概略構成を示している。なお、以下の説明では、消音ピアノ２を演奏者から見た場合の手前側（図１の右側）を「前」、奥側（図１の左側）を「後」とし、さらに左側および右側をそれぞれ「左」および「右」として、説明を行うものとする。
【００２０】
同図に示すように、この消音ピアノ２は、棚板３に筬４を介して載置された複数（例えば８８個）の鍵５（１つのみ図示）と、鍵５ごとに設けられたハンマー６と、鍵５の後部上方に設けられたアクション１１と、消音機構２０と、押鍵情報検出装置１を含む楽音制御装置５０（図６参照）を備えている。この消音ピアノ２では、演奏モードが、ハンマー６による弦Ｓの打弦によってアコースティックな演奏音を発生させる通常演奏モードと、ハンマー６による打弦を阻止した状態で、電子的な演奏音を発生させる消音演奏モードに、切り替えられる。
【００２１】
鍵５は、その中央に形成されたバランスピン孔（図示せず）を介して、筬４に立設されたバランスピン（図示せず）に回動自在に支持されている。
【００２２】
アクション１１は、ウィッペンレール７に取り付けられており、鍵５の後部上方に配置されている。ウィッペンレール７は、複数の鍵５の全体にわたって左右方向に延びており、筬４の左右の端部とその中間の所定の位置に設けられた複数のブラケット９（１つのみ図示）に渡されている。また、アクション１１は、鍵５ごとに設けられたウィッペン１２、レペティションレバー１３およびジャック１４を有している。各ウィッペン１２は、その後端部において、ウィッペンレール７に回動自在に取り付けられており、鍵５の後部に載置されている。また、レペティションレバー１３およびジャック１４は、ウィッペン１２に回動自在に取り付けられている。
【００２３】
ハンマー６は、前後方向に延びるハンマーシャンク６ａと、ハンマーシャンク６ａの後端部に取り付けられたハンマーヘッド６ｂを有している。また、ハンマー６は、ハンマーシャンク６ａの前端部において、ハンマーシャンクレール８にねじ止めされたハンマーシャンクフレンジ６ｃに、センターピン１０を介して回動自在に支持されており、図１に示す離鍵状態では、上述したレペティションレバー１３に載置されている。ハンマーシャンクレール８は、複数の鍵５の全体にわたって左右方向に延びており、上述した複数のブラケット９に渡されている。
【００２４】
ハンマーシャンク６ａは、センターピン１０に回動自在に取り付けられた基端部６ｄと、基端部６ｄから後方に連なり、後側に向かって次第に幅が小さくなる移行部６ｅと、移行部６ｅから後方に長く延び、基端部６ｄよりも幅の小さな軸部６ｆなどから構成されている（図２参照）。
【００２５】
消音機構２０は、消音演奏モード時に、ハンマー６による弦Ｓの打弦を阻止するためのものであり、図１に示すように、ストッパレール２１と、ストッパレール２１を支持する複数のレール支持部材２２（１つのみ図示）と、ストッパレール２１を駆動するための駆動ロッド２５と、駆動ロッド２５を支持する複数のロッド支持部材２７（１つのみ図示）と、駆動ロッド２５を駆動するための操作レバー（図示せず）を有している。
【００２６】
ストッパレール２１は、金属製の板材で構成され、複数のハンマー５の全体にわたって、左右方向に延びており、弦Ｓとハンマー６の間に、ハンマーシャンク６ａの後部付近に対向するように配置されている。また、ストッパレール２１は、高中音域レールおよび低音域レールに区分されており、これらの高中音域レールおよび低音域レールはそれぞれ、高中音域および低音域の全体にわたって延び、レール支持部材２２にねじ止めされている。ストッパレール２１の下面には、レール支持部材２２に対応する部分を除いて、ゴムまたは発泡ウレタンなどの弾性材料で構成されたクッション材２１ａが取り付けられている。
【００２７】
複数のレール支持部材２２は、ブラケット９に対応する位置に配置されている。図１に示すように、各レール支持部材２２は、その前端部において、ピン状の支点２２ａを介して上記のロッド支持部材２７に回動自在に取り付けられている。以上の構成により、レール支持部材２２は、ストッパレール２１とともに、この支点２２ａを中心として回動自在になっている。
【００２８】
駆動ロッド２５は、１本の丸棒で構成されており、複数のハンマー６の全体にわたって、左右方向に延びている。駆動ロッド２５には、レール支持部材２２に対応する位置に、Ｌ字状の複数の押圧部２６（１つのみ図示）が設けられており、押圧部２６は、レール支持部材２２のＵ字状の係合部２２ｂに係合している。
【００２９】
複数のロッド支持部材２７は、レール支持部材２２と同様、ブラケット９に対応する位置に配置されている。各ロッド支持部材２７は、その前端部においてハンマーシャンクレール８にねじ止めされるとともに、後端部においてウィッペンレール７にねじ止めされている。ロッド支持部材２７には、左右方向に貫通する取付孔（図示せず）が形成されており、この取付孔にレール支持部材２２の支点２２ａを通すことによって、レール支持部材２２は、ロッド支持部材２７に回動自在に取り付けられている。
【００３０】
さらに、ロッド支持部材２７の後端部には、金具２８が取り付けられ、駆動ロッド２５はこの金具２８を介し、その軸線を中心として、ロッド支持部材２７に回動自在に支持されている。
【００３１】
以上の構成の消音機構２０では、通常演奏モードで演奏を行う場合、操作レバーは非操作状態に保持される。この状態では、ストッパレール２１は、ハンマー６の回動範囲から退避した打弦許容位置に保持される（図１の実線位置）。
【００３２】
一方、通常演奏モードから、演奏モードを消音演奏モードに設定するために、操作レバーが操作されると、それに連動して駆動ロッド２５が図１の反時計回りに回動する。これにより、駆動ロッド２５の押圧部２６が、レール支持部材２２を介してストッパレール２１を下方に押圧することによって、ストッパレール２１は、打弦阻止位置に移動し、保持される（図１の２点鎖線位置）。
【００３３】
図６に示すように、楽音制御装置５０は、押鍵情報検出装置１、スキャン回路５４、ＣＰＵ５５、ＲＯＭ５６、ＲＡＭ５７、音源回路５８、波形メモリ５９、ＤＳＰ６０、Ｄ／Ａ変換器６１、パワーアンプ６２およびスピーカ６３で構成されている。
【００３４】
押鍵情報検出装置１は、シャッタ４０および第１〜第３光センサ５１〜５３を備えている。図２に示すように、シャッタ４０は、ハンマー６のハンマーシャンク６ａに取り付けられており、遮光性を有する合成樹脂などの成形品で一体に構成されており、図３〜図４に示すように、板状の本体部４０ａ、本体部４０ａの左右方向の両端から下方に延びる一対の嵌合部４０ｂ，４０ｂ、および本体部４０ａから上方に延びる第１〜第３シャッタ部４１〜４３を有している。
【００３５】
一対の嵌合部４０ｂ，４０ｂは、互いに向き合っており、両者の間隔はハンマーシャンク６ａの幅とほぼ同じである。嵌合部４０ｂ，４０ｂの前部には、ハンマーシャンク６ａの移行部６ｅと相補的に形成されたテーパ部４０ｃ，４０ｃが設けられている。
【００３６】
第１シャッタ部４１は、本体部４０ａの前部に配置されており、円弧状の２つの前縁４１ａおよび後縁４１ｂを有する。これらの前縁４１ａおよび後縁４１ｂは、センターピン１０をそれぞれ中心とする、センターピン１０からの距離が互いに異なる２つの円弧に沿って、同心状に延びている。
【００３７】
第２および第３シャッタ部４２，４３は、本体部４０ａの後部に配置され、互いに一体になっており、第２シャッタ部４２は、第３シャッタ部４３の前側に位置している。第２および第３シャッタ部４２，４３は、それぞれ矩形状に形成されており、本体部４０ａからの高さは第３シャッタ部４３の方が高い。また、第３シャッタ部４３の中央には、矩形状の窓４３ａが形成されており、窓４３ａの上縁は第２シャッタ４２の上端よりも低い。
【００３８】
以上の構成のシャッタ４０は、嵌合部４０ｂ，４０ｂがハンマーシャンク６ａの軸部６ｆに嵌合し、テーパ部４０ｃ，４０ｃが移行部６ｅに嵌合するとともに基端部６ｄに当接し、本体部４０ａがハンマーシャンク６ａに載せられた状態で、ハンマーシャンク６ａに接着されている。
【００３９】
第１〜第３光センサ５１〜５３は、基板７０に設けられている。図５に示すように、この基板７０は、左右方向に延びており、取付プレート７１の開口（図示せず）に嵌められ、これにねじ止めされている。取付プレート７１は、その前端部においてハンマーシャンクレール８に回動自在に支持されるとともに、後端部においてロッド支持部材２７にねじ止めされており、それにより、基板７０は、複数のハンマー６のハンマーシャンク６ａの前部を覆った状態で、水平に取り付けられている。
【００４０】
基板７０には、ハンマー６ごとに、シャッタ４０の第１シャッタ部４１に対応する位置に、多数の前後方向に延びる長孔状の第１シャッタ通過孔７０ａが形成され、第２および第３シャッタ部４２，４３に対応する位置に、前後方向に延びる多数の長孔状の第２シャッタ通過孔７０ｂが形成されている。ハンマー６の回動に伴い、シャッタ４０の第１シャッタ部４１は第１シャッタ通過孔７０ａを通過し、第２および第３シャッタ部４２，４３は第２シャッタ通過孔７０ｂを通過する。
【００４１】
第１〜第３光センサ５１〜５３は、水平な基板７０の下面に取り付けられており（図１参照）、互いに同じ高さに配置されている。図７に示すように、第１〜第３光センサ５１〜５３は、互いに同じ構成のフォトインタラプタで構成されている。第１光センサ５１は、各第１シャッタ通過孔７０ａの左右両側に配置された一対の発光ダイオード５１ａおよびフォトトランジスタ５１ｂで構成されている。同様に、第２光センサ５２は、各第２シャッタ通過孔７０ｂの前部の左右両側に配置された一対の発光ダイオード５２ａおよびフォトトランジスタ５２ｂで構成され、第３光センサ５３は、各第２シャッタ通過孔７０ｂの後部の左右両側に配置された一対の発光ダイオード５３ａおよびフォトトランジスタ５３ｂで構成されている。
【００４２】
発光ダイオード５１ａ〜５３ａは、ｐｎ接合されたダイオードで構成されており、それらのアノードおよびカソードはそれぞれ、基板７０に電気的に接続されている。これらの発光ダイオード５１ａ〜５３ａは、それらのアノードに、ＣＰＵ５５から駆動信号が出力されることによって作動し、その発光面（図示せず）から光を、水平な光路に沿い、フォトトランジスタ５１ｂ〜５３ｂに向かって出射する。
【００４３】
フォトトランジスタ５１ｂ〜５３ｂは、ｎｐｎ接合されたバイポーラトランジスタで構成されており、それらのコレクタおよびエミッタはそれぞれ、基板７０に電気的に接続されている。これらのフォトトランジスタ５１ｂ〜５３ｂは、それらのベースに相当する受光面（図示せず）で光を受光し、その光量（以下「受光量」という）が所定レベル以上のときに、コレクタ−エミッタ間が導通状態になり、エミッタからＨレベル（以下、単に「Ｈ」という）の信号が出力される。一方、受光量が所定レベル未満のときに、コレクタ−エミッタ間が非導通状態になり、エミッタからＬレベル（以下、単に「Ｌ」という）の信号が出力される。第１〜第３光センサ５１〜５３は、これらのＨ信号またはＬ信号を、第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３としてそれぞれ出力する。
【００４４】
以上の構成により、鍵５が押鍵されると、鍵５がバランスピンを中心として、図１の時計回りに回動するのに伴い、アクション１１の前述したウィッペン１２が、鍵５によって突き上げられる。これにより、ウィッペン１２は、レペティションレバー１３およびジャック１４と一緒に上方に回動し、この回動に伴い、ジャック１４がハンマー６を突き上げることによって、ハンマー６がセンターピン１０を中心として時計回りに回動する。通常演奏モード時には、ストッパレール２１が打弦許容位置に位置することによって、ハンマー６のハンマーヘッド６ｂが弦Ｓを打弦し、アコースティック音による演奏が行われる。
【００４５】
一方、消音演奏モード時には、ストッパレール２１が打弦阻止位置に位置することによって、ハンマーヘッド６ｂが弦Ｓを打弦する直前で、ハンマーシャンク６ａがストッパレール２１に当接し、打弦が阻止され、後述するようにして生成された電子音による演奏が行われる。この消音演奏モード時には、ハンマー６の回動に伴い、シャッタ４０が第１〜第３光センサ５１〜５３の光路を開閉し、それに応じた第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３が、スキャン回路５４に出力される。
【００４６】
図８は、鍵５の押鍵に伴うハンマー６の回動による第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３の出力状態を示している。まず、離鍵状態では、シャッタ４０の第１〜第３シャッタ部４１〜４３が第１〜第３光センサ５１〜５３の光路を開放することによって、第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３は、ともにＨである（タイミングｔ１以前）。この離鍵状態から、鍵５が押鍵され、ハンマー６が図１の時計回りに回動すると、その直後に、シャッタ４０の第１シャッタ部４１の上端が第１光センサ５１に達することによって、その光路が遮断され、第１検出信号ＳＩ１がＨからＬに立ち下がる（ｔ１）。ハンマー６の回動が進むと、シャッタ４０の第３シャッタ部４３の上端が第３光センサ５３の光路に達することによって、第３検出信号ＳＩ３がＨからＬに立ち下がる（ｔ２）。さらにハンマー６の回動が進むと、シャッタ４０の第２シャッタ部４２の上端が第２光センサ５２の光路に達することによって、第２検出信号ＳＩ２がＨからＬに立ち下がる（ｔ３）。ハンマー６の回動がさらに進み、ハンマーシャンク６ａがストッパレール２１に当接する付近で、シャッタ４０の第３シャッタ部４３の窓４３ａの上縁が第３光センサ５３に達することによって、その光路が開放され、第３検出信号ＳＩ３がＬからＨに立ち上がる（ｔ４）。
【００４７】
その後、ハンマー６がさらに回動したときに、ハンマーシャンク６ａがストッパレール２１に当接することによって、ハンマー６が図１の反時計回りに復帰回動し始め、その途中で、シャッタ４０の第３シャッタ部４３の窓４３ａの上縁が第３光センサ５３に達することによって、その光路が遮断され、第３検出信号ＳＩ３がＨからＬに立ち下がる（ｔ５）。復帰回動がさらに進むと、シャッタ４０の第２シャッタ部４２が第２光センサ５２を通過することによって、第２検出信号ＳＩ２がＬからＨに立ち上がり（ｔ６）、復帰回動がさらに進むと、シャッタ４０の第３シャッタ部４３が第３光センサ５３を通過することによって、第３検出信号ＳＩ３がＬからＨに立ち上がる（ｔ７）。その後、ハンマー５が離鍵位置に復帰する直前で、シャッタ４０の第１シャッタ部４１が第１光センサ５１を通過することによって、第１検出信号ＳＩ１がＬからＨに立ち上がる（ｔ８）。その後、鍵５およびハンマー６は離鍵位置に復帰する。
【００４８】
スキャン回路５４は、第１〜第３光センサ５１〜５３から出力された第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３に基づいて、鍵５のオン／オフ情報、およびオンまたはオフされた鍵５を特定するキーナンバ情報を検出するとともに、これらのオン／オフ情報およびキーナンバ情報を、第１〜第３検出信号ＳＩ１〜ＳＩ３とともに、鍵５の押鍵情報データとしてＣＰＵ５５に出力する。
【００４９】
ＣＰＵ５５は、これらの押鍵情報データに応じ、ＲＯＭ５６に記憶された制御プログラムなどに従って、楽音の発音タイミングおよび止音タイミングを設定するとともに、楽音の音量を設定するなどの発音制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ５５が、押鍵情報検出手段に相当する。
【００５０】
音源回路５８は、ＣＰＵ５５からの制御信号に従って、音源波形データおよびエンベロープデータを波形メモリ５９から読み出し、この読み出した音源波形データにエンベロープデータを付加することによって、原音となる楽音信号を生成する。ＤＳＰ６０は、音源回路５８によって生成された楽音信号に所定の音響効果を付加する。Ｄ／Ａ変換器６１は、ＤＳＰ６０によって音響効果が付加された楽音信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換する。パワーアンプ６２は、変換されたアナログ信号を所定の利得で増幅し、スピーカ６３は、増幅されたアナログ信号を再生し、電子的な楽音として放音する。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、シャッタ４０は、嵌合部４０ｂ，４０ｂをハンマーシャンク６ａに、スペースに余裕がある弦Ｓ側から嵌合させることによって取り付けられるので、シャッタ４０の取付作業を容易に行うことができる。
【００５２】
また、シャッタ４０は、一体の成形品で構成されるので、その寸法誤差が小さい。さらに、一対の嵌合部４０ｂ，４０ｂをハンマーシャンク６ａの軸部６ｆに嵌合させるだけで、シャッタ４０をハンマーシャンク６ａの幅方向および厚さ方向の所定位置に容易にかつ精度良く位置決めすることができる。
【００５３】
また、嵌合部４０ｂ，４０ｂを軸部６ｆに嵌合させた後、基端部６ｄに当接させるだけで、シャッタ４０をハンマーシャンク６ａの長さ方向の所定位置に容易にかつ精度良く位置決めできる。以上により、シャッタ４０の取付作業をさらに容易化することができるとともに、押鍵情報の検出精度を向上させることができる。
【００５４】
また、ハンマーシャンク６ａが移行部６ｅを有する場合であっても、この移行部６ｅと相補的に形成されたシャッタ４０のテーパ部４０ｃ，４０ｃが移行部６ｅに嵌合するので、前述した精度の良い位置決めおよび取付作業の容易化という効果を、同様に得ることができる。
【００５５】
また、従来と異なり、ハンマーシャンク６ａにシャッタ４０を取り付けるための取付孔を形成する必要がないので、シャッタ４０の取付工数を削減でき、コストダウンを図れるとともに、ハンマーシャンク６ａの剛性および強度を維持することによって、その低下に起因する、ハンマーシャンク６ａの変形などの不具合を回避することができる。
【００５６】
さらに、シャッタ４０の第１シャッタ部４１が、センターピン１０を中心とする２つの円弧に沿って延びる前縁４１ａおよび後縁４１ｂを有するので、ハンマー６の回動角度にかかわらず、第１シャッタ部４１が第１光センサ５１の発光部５１ａと受光部５１ｂの間を一定の通過幅で通過するので、第１シャッタ部４１と他の部材との干渉を生じることなく、第１シャッタ部４１を可能な限り大きくすることができ、それにより、押鍵情報の検出精度を向上させることができる。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、グランド型のピアノの例であるが、本発明は、他のタイプのピアノ、例えばアップライト型のピアノなどに適用してもよい。また、消音ピアノ以外のピアノ、例えば、演奏者による演奏中の押鍵情報を検出するとともに記録し、記録された押鍵情報に基づいて、自動演奏を行う自動ピアノに適用してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 押鍵情報検出装置
２ 消音ピアノ（ピアノ）
５ 鍵
６ ハンマー
６ａ ハンマーシャンク
６ｄ 基端部
６ｅ 移行部
６ｆ 軸部
１０ センターピン（支点）
４０ シャッタ
４０ａ 本体部
４０ｂ 嵌合部
４１ 第１シャッタ部（被検出部）
４２ 第２シャッタ部（被検出部）
４３ 第３シャッタ部（被検出部）
５５ ＣＰＵ（押鍵情報検出手段）
５１ 第１光センサ
５１ａ 発光部
５１ｂ 受光部
５２ 第２光センサ
５２ａ 発光部
５２ｂ 受光部
５３ 第３光センサ
５３ａ 発光部
５３ｂ 受光部
Ｓ 弦
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵の押鍵に伴い、支点を中心として回動する、ハンマーシャンクを有するハンマーによって弦を打弦するピアノにおいて、前記鍵の押鍵情報を検出するピアノの押鍵情報検出装置であって、
一体の成形品で構成され、本体部、当該本体部の左右方向の両端から前記弦と反対方向に延びる一対の嵌合部、および前記本体部から前記弦側に延びる被検出部を有し、前記一対の嵌合部が前記ハンマーシャンクに嵌合し、前記本体部が前記ハンマーシャンクに載せられた状態で、当該ハンマーシャンクに取り付けられたシャッタと、
前記ハンマーシャンクと前記弦の間に設けられるとともに、前記シャッタの前記被検出部の移動経路を間にした一方の側に配置され、光を出射する発光部と、前記シャッタの移動経路の他方の側に配置され、発光部からの光を受光する受光部とを有し、前記ハンマーの回動に伴う前記被検出部の移動に応じて、前記受光部の受光状態を表す検出信号を出力する光センサと、
当該光センサからの検出信号に基づいて、前記押鍵情報を検出する押鍵情報検出手段と、
を備えることを特徴とするピアノの押鍵情報検出装置。
【請求項２】
前記ハンマーシャンクは、前記支点に回動自在に取り付けられた基端部、および当該基端部に連続し、当該基端部よりも幅の小さな軸部を有し、
前記シャッタは、前記一対の嵌合部が、前記ハンマーシャンクの前記軸部に嵌合し、前記基端部に接した状態で、前記ハンマーシャンクに取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のピアノの押鍵情報検出装置。
【請求項３】
前記ハンマーシャンクは、前記基端部と前記軸部の間に、前記軸部側に向かって次第に幅が小さくなる移行部を有し、
前記シャッタの前記嵌合部は、前記移行部と相補的に形成され、当該移行部に嵌合するテーパ部を有することを特徴とする、請求項２に記載のピアノの押鍵情報検出装置。
【請求項４】
前記シャッタの前記被検出部は、前記支点をそれぞれ中心とし、当該支点からの距離が互いに異なる２つの円弧に沿ってそれぞれ延びる２つの外縁を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のピアノの押鍵情報検出装置。
【請求項１】
鍵の押鍵に伴い、支点を中心として回動する、ハンマーシャンクを有するハンマーによって弦を打弦するピアノにおいて、前記鍵の押鍵情報を検出するピアノの押鍵情報検出装置であって、
一体の成形品で構成され、本体部、当該本体部の左右方向の両端から前記弦と反対方向に延びる一対の嵌合部、および前記本体部から前記弦側に延びる被検出部を有し、前記一対の嵌合部が前記ハンマーシャンクに嵌合し、前記本体部が前記ハンマーシャンクに載せられた状態で、当該ハンマーシャンクに取り付けられたシャッタと、
前記ハンマーシャンクと前記弦の間に設けられるとともに、前記シャッタの前記被検出部の移動経路を間にした一方の側に配置され、光を出射する発光部と、前記シャッタの移動経路の他方の側に配置され、発光部からの光を受光する受光部とを有し、前記ハンマーの回動に伴う前記被検出部の移動に応じて、前記受光部の受光状態を表す検出信号を出力する光センサと、
当該光センサからの検出信号に基づいて、前記押鍵情報を検出する押鍵情報検出手段と、
を備えることを特徴とするピアノの押鍵情報検出装置。
【請求項２】
前記ハンマーシャンクは、前記支点に回動自在に取り付けられた基端部、および当該基端部に連続し、当該基端部よりも幅の小さな軸部を有し、
前記シャッタは、前記一対の嵌合部が、前記ハンマーシャンクの前記軸部に嵌合し、前記基端部に接した状態で、前記ハンマーシャンクに取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のピアノの押鍵情報検出装置。
【請求項３】
前記ハンマーシャンクは、前記基端部と前記軸部の間に、前記軸部側に向かって次第に幅が小さくなる移行部を有し、
前記シャッタの前記嵌合部は、前記移行部と相補的に形成され、当該移行部に嵌合するテーパ部を有することを特徴とする、請求項２に記載のピアノの押鍵情報検出装置。
【請求項４】
前記シャッタの前記被検出部は、前記支点をそれぞれ中心とし、当該支点からの距離が互いに異なる２つの円弧に沿ってそれぞれ延びる２つの外縁を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のピアノの押鍵情報検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１９７６２４（Ｐ２０１０−１９７６２４Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４１４０６（Ｐ２００９−４１４０６）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００１４１０）株式会社河合楽器製作所 (563)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００００１４１０）株式会社河合楽器製作所 (563)
【Ｆターム（参考）】
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