JP2913900B2 - 自動楽器の電磁アクチェータ - Google Patents
自動楽器の電磁アクチェータInfo
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- JP2913900B2 JP2913900B2 JP13928891A JP13928891A JP2913900B2 JP 2913900 B2 JP2913900 B2 JP 2913900B2 JP 13928891 A JP13928891 A JP 13928891A JP 13928891 A JP13928891 A JP 13928891A JP 2913900 B2 JP2913900 B2 JP 2913900B2
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- Japan
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- electromagnetic actuator
- yoke
- thrust
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Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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、
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、
【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、
磁気抵抗をＱ[Ｔ2／Ｈ]とすると、
【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
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
【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、
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
図である。
【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。
鍵との位置関係を示す側面図である。
【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。
図である。
【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。
特性を示す特性図である。
【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。
である。
【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。
図である。
【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。
例を示す側面図である。
【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。
図である。
【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。
図である。
【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。
面図である。
【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。
ローク特性を示す特性図である。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (1)
- 【請求項１】 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
特徴とする自動楽器の電磁アクチェータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13928891A JP2913900B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 自動楽器の電磁アクチェータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13928891A JP2913900B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 自動楽器の電磁アクチェータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0573037A JPH0573037A (ja) | 1993-03-26 |
| JP2913900B2 true JP2913900B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=15241793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13928891A Expired - Lifetime JP2913900B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 自動楽器の電磁アクチェータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913900B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP13928891A patent/JP2913900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573037A (ja) | 1993-03-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990316 |