JP2913900B2 - Electromagnetic actuator for automatic musical instruments - Google Patents
Electromagnetic actuator for automatic musical instrumentsInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、自動ピアノ
の鍵を駆動する際に用いて好適な自動楽器の電磁アクチ
ェータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic actuator for an automatic musical instrument suitable for driving a key of an automatic piano, for example.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動演奏ピアノにおいては、鍵を駆動す
るために電磁アクチェータが用いられる。図８は従来の
電磁アクチェータの構成を示す側断面図である。図にお
いて、１は円柱状の固定ヨークであり、固定ヨーク１の
上部には、円錐状の溝部が形成されている。固定ヨーク
１の下方には、板状のヨーク２が接合されており、ま
た、固定ヨーク１を囲うようにしてソレノイドコイル５
が設けられている。６は円柱状の可動ヨークであり、下
部が円錐状に形成されている。可動ヨーク６の下部は固
定ヨーク１の溝部に対して、図示のよう嵌入し得るよう
になっている。１０は固定ヨーク１の上面に接合されて
いるアマチュアであり、このアマチュア１０とソレノイ
ドコイル５の上面との間にトップヨーク１１が設けられ
ている。トップヨーク１１は、磁気回路的には、固定ヨ
ーク１、ソレノイドコイル５、および可動ヨーク６から
なる磁気回路に直列に介挿されている。上述の構成にお
いては、ソレノイドコイル５が励磁されると、可動ヨー
ク６が固定ヨーク１側に吸引される。図９は、従来の電
磁アクチェータの他の例を示す側断面図である。図にお
いて、１５は固定ヨーク、１６は可動ヨーク、１７はソ
レノイドコイルであり、その作用は図８に示す電磁アク
チェータと同様である。ところで、上述した従来の電磁
アクチェータにあっては、可動ヨーク（プランジャ）
６，１６がソレノイドコイル５，１７から遠ざかるほ
ど、可動ヨークの推力が弱くなる。すなわち、ストロー
クの変化によって推力が変化してしまうという特性があ
り、自動楽器のアクチェータに用いると、繊細な制御が
困難になるとともに演奏の再現性にも限界を生じるとい
う問題が生じた。そこで、固定ヨークの周囲に磁性リン
グを介挿し、磁気抵抗を増加させることによってストロ
ークと推力との関係をフラットにする電磁アクチェータ
が開発された（実公平３−１１８５８号）。ここで、図
１０は、図９に示す電磁アクチェータについて磁性リン
グ２０を取り付けた場合を示している。2. Description of the Related Art In an automatic performance piano, an electromagnetic actuator is used to drive a key. FIG. 8 is a side sectional view showing a configuration of a conventional electromagnetic actuator. In the figure, reference numeral 1 denotes a columnar fixed yoke, and a conical groove is formed in the upper part of the fixed yoke 1. Below the fixed yoke 1, a plate-shaped yoke 2 is joined, and a solenoid coil 5 is provided so as to surround the fixed yoke 1.
Is provided. Reference numeral 6 denotes a columnar movable yoke, the lower part of which is formed in a conical shape. The lower portion of the movable yoke 6 can be fitted into the groove of the fixed yoke 1 as shown in the figure. An armature 10 is joined to the upper surface of the fixed yoke 1, and a top yoke 11 is provided between the armature 10 and the upper surface of the solenoid coil 5. In terms of a magnetic circuit, the top yoke 11 is inserted in series with a magnetic circuit including the fixed yoke 1, the solenoid coil 5, and the movable yoke 6. In the above configuration, when the solenoid coil 5 is excited, the movable yoke 6 is attracted to the fixed yoke 1 side. FIG. 9 is a side sectional view showing another example of the conventional electromagnetic actuator. In the figure, 15 is a fixed yoke, 16 is a movable yoke, 17 is a solenoid coil, and the operation is the same as that of the electromagnetic actuator shown in FIG. By the way, in the above-mentioned conventional electromagnetic actuator, a movable yoke (plunger)
The thrust of the movable yoke decreases as the distance between the solenoid coils 6 and 16 increases. In other words, there is a characteristic that the thrust changes due to a change in stroke, and when used in an actuator of an automatic musical instrument, there has been a problem that delicate control becomes difficult and the reproducibility of performance is limited. Therefore, an electromagnetic actuator has been developed in which a magnetic ring is interposed around the fixed yoke to increase the magnetic resistance to flatten the relationship between stroke and thrust (Japanese Utility Model Publication No. Hei 3-11858). Here, FIG. 10 shows a case where the magnetic ring 20 is attached to the electromagnetic actuator shown in FIG.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示す電磁アクチェータにおいては、ストロークと推力
との関係がフラットになる領域を大きくしようとする
と、初期推力が落ちてしまい、それを補うような設計を
しなければならず、形状の大型化、消費電力の増大とい
う問題が発生した。この発明は、上述した事情に鑑みて
なされたもので、ストロークによらず推力を一定にする
ことができるとともに、初期推力を低下させることがな
い自動楽器の電磁アクチェータを提供することを目的と
している。However, FIG.
In the electromagnetic actuator shown in (1), when trying to enlarge the area where the relationship between stroke and thrust is flat, the initial thrust drops, and a design must be made to compensate for it. The problem of increased power has occurred. The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide an electromagnetic actuator for an automatic musical instrument that can maintain a constant thrust regardless of a stroke and does not reduce initial thrust. .
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するために、自動楽器の操作子に取り付けられソレ
ノイドコイルの磁界方向に移動可能に設けられる可動部
と、前記可動部に対して対向配置される固定ヨークとを
具備し、前記ソレノイドコイル、前記固定ヨークおよび
前記可動部によって磁気回路を形成する自動楽器の電磁
アクチェータにおいて、前記可動部の移動経路中に前記
磁気回路に直列になるように該可動部に設けられ、前記
固定ヨークと前記可動部との間に発生する磁気抵抗が前
記可動部の移動に応じて変化する形状に形成した磁気抵
抗補正部を有することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a movable part attached to an operator of an automatic musical instrument and provided so as to be movable in a magnetic field direction of a solenoid coil. An electromagnetic actuator for an automatic musical instrument having a fixed yoke opposed to the solenoid coil, the fixed yoke, and the movable portion forming a magnetic circuit, wherein the electromagnetic circuit is in series with the magnetic circuit in a moving path of the movable portion. And a magnetoresistive correction section formed in the movable section so that a magnetic resistance generated between the fixed yoke and the movable section changes in accordance with the movement of the movable section. .
【０００５】[0005]
【作用】可動部のストロークの変化によって可動部と固
定ヨークとの間の距離が変化するから、この間の磁気抵
抗が変化する。一方、可動部と固定ヨーク他端側との間
の磁気抵抗もストロークに応じて変化する。そして、系
全体の磁気抵抗は、これらの磁気抵抗の和であるから、
全体の磁気抵抗は各部の磁気抵抗の双方の変化の影響を
受ける。The distance between the movable part and the fixed yoke changes due to the change in the stroke of the movable part, so that the magnetic resistance between them changes. On the other hand, the magnetic resistance between the movable part and the other end of the fixed yoke also changes according to the stroke. And since the magnetic resistance of the whole system is the sum of these magnetic resistances,
The overall reluctance is affected by both changes in the reluctance of each part.
【０００６】[0006]
【実施例】次に、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１はこの発明の一実施例の構成を示す
側断面図である。この実施例が図８に示す従来の電磁ア
クチェータと異なっているところは、上部の直径が一定
であった可動ヨーク６に代えて、上部にテーパ部２５ａ
を有した可動ヨーク２５が設けられている点である。テ
ーパ部２５ａは上部にいくほど径が小さくなるように形
成されている。図２は、鍵盤の構成を示す側面図であ
り、３０がバランスレール、３１がフロントレール、３
２がバックレールである。図１に示すアマチュア１０
は、鍵３３の手前側下面に接合されている。上述した構
成によれば、ソレノイドコイル５が電子制御装置２９に
よって励磁されると、可動ヨーク２５が固定ヨーク１側
に吸引され、これにより、鍵３３がバランスピン３０を
中心に時計方向に回動し押鍵状態になる。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing the configuration of one embodiment of the present invention. This embodiment is different from the conventional electromagnetic actuator shown in FIG. 8 in that a movable yoke 6 having a constant upper diameter is replaced with a tapered portion 25a at the upper part.
This is the point that the movable yoke 25 having is provided. The tapered portion 25a is formed such that its diameter decreases as it goes upward. FIG. 2 is a side view showing the configuration of the keyboard, where 30 is a balance rail, 31 is a front rail,
2 is a back rail. Amateur 10 shown in FIG.
Is joined to the front lower surface of the key 33. According to the above configuration, when the solenoid coil 5 is excited by the electronic control unit 29, the movable yoke 25 is attracted to the fixed yoke 1 side, whereby the key 33 rotates clockwise about the balance pin 30. Key is pressed.
【０００７】ここで、この実施例における磁気吸引力に
ついて説明する。一般に、電磁石の吸引力は、吸引力を
Ｆ[Ｎ]、磁路のパーミアンスをＰ[Ｈ／Ｔ2]、起磁力を
Ｕ[ＡＴ]、可動ヨークの変位をＸ[ｍ]とすると、Here, the magnetic attraction force in this embodiment will be described. Generally, the attractive force of an electromagnet is F [N], the permeance of the magnetic path is P [H / T 2 ], the magnetomotive force is U [AT], and the displacement of the movable yoke is X [m].
【０００８】[0008]
【数１】Ｆ＝（１／２）・Ｕ2・（ｄＰ／ｄｘ） なる式で与えられる。また、磁路のパーミアンスＰは、
磁気抵抗をＱ[Ｔ2／Ｈ]とすると、## EQU1 ## F = (1/2) ・ U 2・ (dP / dx) The permeance P of the magnetic path is
When the magnetic resistance is Q [T 2 / H],
【０００９】[0009]
【数２】Ｐ＝１／Ｑ となる。図１に示す実施例において、可動ヨーク２５の
下端と固定ヨーク１の溝部との間の磁気抵抗をＱA、テ
ーパ部２５ａの側面とトップヨーク１１の対向面におけ
る磁気抵抗をＱBとすると、系の磁気抵抗は## EQU2 ## P = 1 / Q. In the embodiment shown in FIG. 1, if the magnetic resistance between the lower end of the movable yoke 25 and the groove of the fixed yoke 1 is QA, and the magnetic resistance between the side surface of the tapered portion 25a and the opposing surface of the top yoke 11 is QB, Magnetic resistance
【００１０】[0010]
【数３】Ｑ＝ＱA＋ＱB となる。したがって、推力Ｆをフラットにするには、## EQU3 ## Q = QA + QB. Therefore, to make the thrust F flat,
【００１１】[0011]
【数４】ｄ｛１／（ＱA+ＱB）｝／ｄｘ なる演算結果を一定にするような磁気抵抗ＱA,ＱBを作
成すればよい。テーパ部２５ａのテーパ形状は、この要
求を満たすものである。すなわち、ストロークが小さく
なると、可動ヨーク２５の下端と固定ヨーク１の上端と
の間の距離が小さくなるから磁気抵抗ＱAは急激に減少
するが、テーパ部２５ａの側面とトップヨーク１１との
間の距離は大きくなるから磁気抵抗ＱBは大きくなる。
このように、テーパ部２５ａは系全体の磁気抵抗の減少
を緩和し、ストロークが変化しても推力を一定に保持す
る。## EQU4 ## Magnetic resistances QA and QB may be created so as to keep the operation result of d {1 / (QA + QB)} / dx. The tapered shape of the tapered portion 25a satisfies this requirement. That is, when the stroke becomes smaller, the distance between the lower end of the movable yoke 25 and the upper end of the fixed yoke 1 becomes smaller, so that the magnetic resistance QA sharply decreases. Since the distance increases, the magnetic resistance QB increases.
As described above, the tapered portion 25a alleviates the decrease in the magnetic resistance of the entire system, and keeps the thrust constant even when the stroke changes.
【００１２】ここで、図３は、ソレノイドコイル５に８
０Ｗの電力を供給した際の推力とストロークとの関係を
示す図である。図に示すように、ストローク２ｍｍ〜８
ｍｍにおいては、推力がほぼ一定になっている。また、
図４は図８に示す従来のアクチェータの推力特性であ
り、２ｍｍ〜８ｍｍのストロークにおける推力変動が大
きいことがわかる。この実施例におけるストロークエン
ドの２ｍｍ以下を使用しないようにすれば、推力の一定
性は十分に実用範囲にある。特に、図２に示すような鍵
を吸引するタイプのアクチェータにおいては、一般に２
ｍｍ以下のストロークは使用されないので極めて好適で
ある。また、アマチュア１０を用いなければ図１１に示
すようにストロークエンド付近の推力の平坦性はより向
上する。すなわち、従来技術の可動ヨークのアマチュア
を除くと、やや傾きが弱まり、本実施例の可動ヨークの
アマチュアを除くとほぼ平坦になることがわかる。Here, FIG.
It is a figure which shows the relationship between thrust and stroke at the time of supplying 0W electric power. As shown in FIG.
In mm, the thrust is almost constant. Also,
FIG. 4 shows the thrust characteristics of the conventional actuator shown in FIG. 8, and it can be seen that the thrust fluctuation is large in a stroke of 2 mm to 8 mm. If the stroke end of 2 mm or less is not used in this embodiment, the constant thrust is sufficiently within the practical range. In particular, in an actuator of a type for sucking a key as shown in FIG.
Strokes of less than mm are not preferred and are very suitable. If the armature 10 is not used, the flatness of the thrust near the stroke end is further improved as shown in FIG. That is, it can be seen that the inclination is slightly reduced when the armature of the movable yoke of the prior art is removed, and becomes substantially flat when the armature of the movable yoke of the present embodiment is removed.
【００１３】図５は、この発明の他の実施例の構成を示
す側断面図である。この実施例が前述した実施例と異な
っている点は、テーパ部２５ａの内部に溝部２５ｂが設
けられている点である。溝部２５ｂは、テーパ部２５ａ
の上端面から内部に向かって次第に幅が小さくなるよう
に両勾配状に形成されており、テーパの角度は２０゜に
なっている。FIG. 5 is a side sectional view showing the structure of another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the above-described embodiment in that a groove 25b is provided inside a tapered portion 25a. The groove 25b has a tapered portion 25a.
Are formed so as to gradually decrease in width from the upper end face toward the inside, and have a taper angle of 20 °.
【００１４】図６は、この実施例の推力−ストローク特
性を示す特性図であり、図１に示す実施例よりもストロ
ーク４〜８［ｍｍ］間の推力の平坦性が向上している。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the thrust-stroke characteristic of this embodiment, and the flatness of the thrust between the strokes 4 to 8 [mm] is improved as compared with the embodiment shown in FIG.
【００１５】なお、この発明は、図７に示すように、電
子制御装置２９によって励磁されると可動ソレノイド
（プランジャ）が突出し、鍵３３の奥側を突き上げるタ
イプのアクチェータにも勿論適用することができる。さ
らに、例えば、自動ピアノのペダルを駆動するアクチェ
ータとしてのソレノイドにも適用できる。また、推力の
特性をフラットにせず、任意の特性に設定することもで
きる。たとえば、必要に応じてストロークの中央に推力
のピークがくるような特性に設定することも可能であ
る。The present invention can of course be applied to an actuator of a type in which a movable solenoid (plunger) projects when excited by an electronic control unit 29 and pushes up the back side of a key 33, as shown in FIG. it can. Further, for example, the present invention can be applied to a solenoid as an actuator for driving a pedal of an automatic piano. Further, the thrust characteristics can be set to arbitrary characteristics without being made flat. For example, it is possible to set a characteristic such that a peak of the thrust comes at the center of the stroke as needed.
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ストロークによらず推力を一定にすることができる
とともに、初期推力を低下させることがないという利点
を奏することができる。As described above, according to the present invention, the thrust can be made constant irrespective of the stroke, and the advantages that the initial thrust does not decrease can be obtained.
【図１】 この発明の第１の実施例の構成を示す側断面
図である。FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
【図２】 同実施例の電磁アクチェータと自動ピアノの
鍵との位置関係を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a positional relationship between the electromagnetic actuator of the embodiment and keys of an automatic piano.
【図３】 同実施例の推力−ストローク特性を示す特性
図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a thrust-stroke characteristic of the embodiment.
【図４】 従来の電磁アクチェータの推力−ストローク
特性を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a thrust-stroke characteristic of a conventional electromagnetic actuator.
【図５】 この発明の他の実施例の構成を示す側断面図
である。FIG. 5 is a side sectional view showing a configuration of another embodiment of the present invention.
【図６】 同実施例の推力−ストローク特性を示す特性
図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a thrust-stroke characteristic of the embodiment.
【図７】 この発明による電磁アクチェータの他の取付
例を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing another mounting example of the electromagnetic actuator according to the present invention.
【図８】 従来の電磁アクチェータの構成を示す側断面
図である。FIG. 8 is a side sectional view showing a configuration of a conventional electromagnetic actuator.
【図９】 従来の電磁アクチェータの構成を示す側断面
図である。FIG. 9 is a side sectional view showing a configuration of a conventional electromagnetic actuator.
【図１０】 従来の電磁アクチェータの構成を示す側断
面図である。FIG. 10 is a side sectional view showing a configuration of a conventional electromagnetic actuator.
【図１１】 この発明のさらに他の実施例の推力−スト
ローク特性を示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a thrust-stroke characteristic of still another embodiment of the present invention.
１……固定ヨーク、５……ソレノイドコイル、１１……
トップヨーク（付加ヨーク）、２５……可動ヨーク（可
動部）、２５ａ……テーパ部、２５ｂ……溝部。1 ... fixed yoke, 5 ... solenoid coil, 11 ...
Top yoke (additional yoke), 25: movable yoke (movable portion), 25a: tapered portion, 25b: groove portion.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−174589（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−168697（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−11858（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−145489（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−162194（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10F 1/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-174589 (JP, A) JP-A-3-1668697 (JP, A) JP-A-3-11858 (JP, U) JP-A-60-160 145489 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 58-162194 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G10F 1/02
Claims (1)
イドコイルの磁界方向に移動可能に設けられる可動部
と、 前記可動部に対して対向配置される固定ヨークとを具備
し、前記ソレノイドコイル、前記固定ヨークおよび前記
可動部によって磁気回路を形成する自動楽器の電磁アク
チェータにおいて、 前記可動部の移動経路中に前記磁気回路に直列になるよ
うに該可動部に設けられ、前記固定ヨークと前記可動部
との間に発生する磁気抵抗が前記可動部の移動に応じて
変化する形状に形成した磁気抵抗補正部を有することを
特徴とする自動楽器の電磁アクチェータ。A movable portion attached to an operator of an automatic musical instrument and provided so as to be movable in a magnetic field direction of a solenoid coil; and a fixed yoke arranged to face the movable portion. An electromagnetic actuator for an automatic musical instrument, wherein a magnetic circuit is formed by a fixed yoke and the movable part, wherein the fixed yoke and the movable part are provided on the movable part so as to be in series with the magnetic circuit in a movement path of the movable part. An electromagnetic actuator for an automatic musical instrument, characterized in that the magnetic actuator has a magnetic resistance correction section formed in a shape in which the magnetic resistance generated between the movable section and the movable section changes according to the movement of the movable section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13928891A JP2913900B2 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Electromagnetic actuator for automatic musical instruments |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13928891A JP2913900B2 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Electromagnetic actuator for automatic musical instruments |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0573037A JPH0573037A (en) | 1993-03-26 |
| JP2913900B2 true JP2913900B2 (en) | 1999-06-28 |
Family
ID=15241793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13928891A Expired - Lifetime JP2913900B2 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Electromagnetic actuator for automatic musical instruments |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913900B2 (en) |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP13928891A patent/JP2913900B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573037A (en) | 1993-03-26 |
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