乐器的制作方法

本发明涉及乐器，特别是涉及具备基于音频信号工作而对被加振体进行加振从而发音的加振器的乐器。

背景技术：

以往，公知基于音频信号使加振器工作而对音板等被加振体进行加振，从而从被加振体发音的键盘乐器等装置(例如参照专利文献1)。这种加振器具备形成磁路的磁路形成部、以从磁路形成部突出的方式设置的振动体、以及将振动体和被加振体彼此连结的连结体。基于音频信号使振动体相对于磁路形成部振动，将振动体的振动经由连结体向被加振体传递，由此使被加振体的振动成为声响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2008-298992号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

然而，被加振体由于温度、湿度的影响所造成的经年劣化而发生尺寸变化或变形，会产生将振动体与被加振体连接的连结体的共振。在这种情况下，存在不能使被加振体适当地振动、在声响中混入杂音(噪音)等不利之处的情况。

本发明是鉴于上述实际情况而做出的，其目的在于，提供一种能够抑制加振器的连结体的共振，通过使被加振体适当地振动而适当地发音的乐器。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的乐器具备在规定方向上对被加振体进行加振而发音的加振器，所述加振器具备：振动体，其以在所述规定方向上振动的方式设置；连结体，其将所述振动体和所述被加振体彼此连结，将所述振动体的振动向所述被加振体传递；所述连结体具备：轴部，其在所述振动体与所述被加振体之间延伸；第一线材，其将所述轴部的一端部和所述振动体连结；第二线材，其将所述轴部的另一端部和所述被加振体连结；所述轴部、所述第一线材以及所述第二线材的共振频率为10khz以上。

并且，为了解决上述技术问题，本发明的乐器具备在规定方向上对被加振体进行加振而发音的加振器，所述加振器具备：振动体，其以在所述规定方向上振动的方式设置；连结体，其将所述振动体和所述被加振体彼此连结，将所述振动体的振动向所述被加振体传递；所述连结体具备：轴部，其在所述振动体与所述被加振体之间延伸；第一线材，其将所述轴部的一端部和所述振动体连结；第二线材，其将所述轴部的另一端部和所述被加振体连结；所述第一线材和所述第二线材是碳含量为0.60～1.00％的钢线，所述轴部通过比刚性比所述第一线材和所述第二线材高的金属材料构成。

发明的效果

根据本发明的乐器，在具备基于音频信号工作而对被加振体进行加振从而发音的加振器的乐器中，能够抑制加振器的连结体的共振，使被加振体适当地振动从而适当地发音。

附图说明

图1是表示本实施方式的钢琴的外观的立体图。

图2是表示本实施方式的钢琴的内部构造的剖视图。

图3是用于对本实施方式的加振器的安装位置进行说明的音板的背面图。

图4是本实施方式的加振器的纵剖视图。

图5是表示在本实施方式的加振器中音板发生位移时的情形的纵剖视图。

图6是表示本实施方式的连结体的变形例1的侧视图。

图7中，(a)为图6的a-a剖视图，(b)为图6的b-b剖视图。

图8是表示本实施方式的连结体的变形例2的侧视图。

图9是表示本实施方式的连结体的变形例3的侧视图。

图10中，(a)为图9的e-e剖视图，(b)为图9的f-f剖视图。

图11中，(a)和(b)是表示本实施方式的连结体的轴部的截面形状的剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的一个实施方式进行说明。在本实施方式中，作为本发明的具备基于音频信号工作而对被加振体进行加振从而发音的加振器的乐器，例示的是键盘乐器的一种即钢琴。并且，作为被加振体例示的是音板。但是，本发明的乐器不限于这些例示，只要是加振器被基于音频信号的驱动信号驱动，由此使被加振体振动而发出声音的类型即可。

图1是表示本实施方式的钢琴1的外观的立体图。钢琴1在其前表面具备排列配置有被演奏者(用户)进行演奏操作的多个键2的键盘以及踏板3。并且，钢琴1具有控制装置10以及触摸面板60，该控制装置10在前表面部分具有操作面板13，该触摸面板60设置在谱面台部分。通过对操作面板13和触摸面板60进行操作，能够相对于控制装置10输入用户指示。

图2是表示钢琴1的内部构造的剖视图。在图2中，对于与各键2对应地设置的构成着重表示一个键2，省略了与其他键2对应地设置的部分的描述。在各键2的后端侧(从演奏的用户看是键2的里侧)的下部设有使用螺线管来驱动键2的键驱动部30。

键驱动部30根据从控制装置10(参照图1)输出的控制信号，驱动对应的螺线管而使柱塞上升，由此再现与用户按键时同样的状态。另一方面，通过使柱塞下降，来再现与用户离键时同样的状态。

弦5和琴锤4与各键2对应地设置。在按下键2时经由击弦机构(省略图示)使琴锤4转动，击打与各键2对应的弦5。制音器8与键2的按下量以及踏板3中制音踏板的踏入量相应地位移，从而处于与弦5非接触的状态或接触的状态。限位器40是在控制装置10中设定了打弦阻止模式时动作，挡住各琴锤4从下方的击打而阻止琴锤4对弦5的击打。

键传感器22与各键2对应地设置在各键2的下部，将与对应的键2的举动相对应的检测信号输出到控制装置10。琴锤传感器24与琴锤4对应地设置，将与对应的琴锤4的举动对应的检测信号输出到控制装置10。踏板传感器23与各踏板3对应地设置，将与对应的踏板3的举动对应的检测信号输出到控制装置10。

虽然未作图示，控制装置10具备cpu，rom，ram，通信接口等。通过使cpu执行在rom中存储的控制程序，而由控制装置10实现各种控制。

音板7是通过木材形成的板状的部件。在音板7上配设有多个肋木75和琴码6。在琴码6卡止有所张设的弦5的一部分。因此，音板7的振动经由琴码6传递到各弦5，并且各弦5的振动经由琴码6传递到音板7。

加振器50的一端(下端)被与直列支柱9连接的支持部55支承而被固定，另一端(上端)连结固定于音板7。支承部55通过铝材等金属形成。直列支柱9是与框架一起支承弦5的张力的部件，是构成钢琴1的构造体的一部分。加振器50具有通过在规定方向上对音板7进行加振，从而使音板7的振动作为声响发出的功能。

接着，对加振器50的具体构成进行说明。图3是用于对加振器50的安装位置进行说明的音板7的背面图。需要说明的是，加振器50是电动型加振器，但是例如也可以使用静电型扬声器、压电扬声器等。

加振器50与音板7连接，并且配置于在音板7上配设的多个肋木75之间。在图3中，相同构成的两个加振器50与音板7连接，但加振器50也可以是一个或三个以上。优选加振器50配置在尽可能接近琴码6的位置。在本实施方式中，加振器50隔着音板7配置在琴码6的相反侧。以下，从钢琴1的演奏者侧看，以左右方向为x轴方向、以前后方向为y轴方向、以上下方向为z轴方向(规定方向)。x-y方向为水平方向。

图4是加振器50的纵剖视图。加振器50是音圈型执行机构，具备磁路形成部52、振动体54以及连结体56。

磁路形成部52具备顶板521、磁体522以及磁轭523，基于音频信号形成磁路。

顶板521例如通过软铁等软磁性材料形成，形成为在中心具有贯通孔的圆盘状。

磁轭523例如通过软铁等软磁性材料形成，使圆盘状的圆盘部524和从圆盘部524的中心向上方突出的圆柱状的圆柱部525一体地形成而构成。圆盘部524和圆柱部525的轴线相互一致。圆柱部525的外径尺寸设定得比顶板521的贯通孔的内径尺寸小。

磁体522是形成为圆环状的永磁体。磁体522的内径尺寸设定得比顶板521的贯通孔的内径尺寸大。磁体522使磁轭523的圆柱部525穿过并且固定于磁轭523的圆盘部524。另外，顶板521以将磁体522夹在顶板521与磁轭523的圆盘部524之间的方式并且使圆柱部525的前端部插入到顶板521的贯通孔的方式固定于磁体522。

如上所述，在将顶板521、磁体522以及磁轭523彼此固定的状态下，它们的轴线彼此一致，成为磁路形成部52的轴线c1。

在如以上方式构成的本实施方式的磁路形成部52中，形成从磁体522依次通过顶板521、圆柱部525以及圆盘部524而回到磁体522的磁路mp。由此，在顶板521的内周面与磁轭523的圆柱部525的外周面之间产生包含圆柱部525的径向成分的磁场。即，顶板521的贯通孔的内周面与磁轭523的圆柱部525的外周面之间的空间成为产生上述磁场的磁场空间526。

振动体54以相对于磁路形成部52在规定方向(z轴方向)上振动的方式设置。振动体54具备线圈架511、音圈513、盖512。

线圈架511形成为筒状。线圈架511在内部插入有磁路形成部52的圆柱部525并且插入于顶板521的贯通孔。线圈架511的轴线成为振动体54的轴线c2。

音圈513是卷绕于线圈架511的外周面中轴线方向的一端部侧(在图4中为下端部侧)的导线。

盖512以封堵线圈架511的轴线方向的另一端部侧(在图4中为上端部侧)的开口的方式固定于线圈架511。并且，在盖512上，在线圈架511的轴线方向上形成有能够收纳后述连结体56的孔(螺纹孔)。

振动体54以卷绕了音圈513的线圈架511的一端部侧位于磁路形成部52的磁场空间526内并且线圈架511的另一端部侧从磁路形成部52上方突出的方式通过阻尼器53安装于磁路形成部52。

阻尼器53以使振动体54不与磁路形成部52接触的方式实现对振动体54进行支承的作用。并且，阻尼器53使振动体54的轴线c2与磁路形成部52的轴线c1一致，并且实现能够相对于磁路形成部52在磁路形成部52的轴线方向位移的方式对振动体54进行支承的作用。阻尼器53形成为环状。并且，阻尼器53形成为在其径向上起伏的波纹状。阻尼器53的内缘固定于线圈架511的另一端部侧(上端部侧)，阻尼器53的外缘固定于顶板521。阻尼器53例如通过纤维、树脂材料等形成为在径向上起伏的波纹状，成为具有柔性且能够弹性变形的结构。

连结体56配置在振动体54和音板7之间，将振动体54和音板7彼此连结，将振动体54的振动传递到音板7。连结体56具备在振动体54与音板7之间在z轴方向上延伸的圆柱状的轴部561、将轴部561的下端部和振动体54彼此连结的第一线材562和第一螺钉部563、将轴部561的上端部和音板7彼此连结的第二线材564和第二螺钉部565。

轴部561的下端部固定在第一线材562的上端部，第一线材562的下端部固定在第一螺钉部563的头部。第一螺钉部563的筒部插入于在振动体54的盖512上形成的螺纹孔而螺纹固定。轴部561的上端部固定在第二线材564的下端部，第二线材564的上端部固定在第二螺钉部565的头部。第二螺钉部565的筒部经由垫圈、弹性垫圈贯穿音板7，通过与螺母卡合而使第二螺钉部565螺纹固定于音板7。第一线材562与轴部561和第一螺钉部563的固定方法、第二线材564与轴部561和第二螺钉部565的固定方法没有特别的限制，通过粘接剂或熔接固定。需要说明的是，从耐候性、长寿命的观点出发，优选上述固定方法使用熔接。轴部561、第一线材562以及第二线材564在z轴方向(上下方向)上延伸设置。也成为连结体56的轴心的轴部561的轴线c3以与磁路形成部52的轴线c1和振动体54的轴线c2同心的方式，被阻尼器53在振动体54的水平方向(x-y方向)定位。

轴部561由比刚性高的材料、例如钢、铁、不锈钢、铝、钛、镁等金属材料构成。并且，轴部561可以是上述金属材料，也可以是高分子材料、碳纤维、玻璃纤维、强化树脂纤维等非金属材料，还可以是它们的复合材料。第一线材562和第二线材564由比强度高的材料，例如钢线材等金属材料构成。并且，第一线材562和第二线材564可以是上述金属材料，也可以是高分子材料、碳纤维、玻璃纤维、强化树脂纤维等非金属材料，还可以是它们的复合材料。第一线材562和第二线材564例如能够使用碳含量0.60～1.00％的钢线(碳素钢金属线)即钢琴线。由上述材料构成的第一线材562和第二线材564具有吸收相对于规定方向(z轴方向)的倾斜的吸收机构的作用。例如，第一线材562和第二线材564以刚性比轴部561和阻尼器53低(柔软性高)的方式构成。

在具备上述构成的加振器50中，从控制装置10(参照图1)输入有基于音频信号的驱动信号。需要说明的是，控制装置10读出在未图示的存储部中存储的、与音频信号对应的音频数据，基于所读出的音频数据，生成用于驱动振动体54的驱动信号。并且，在根据演奏操作使音板7振动的情况下，控制装置10通过键传感器22、踏板传感器23以及琴锤传感器24分别检测出键2、踏板3以及琴锤4的举动，由此检测出演奏者的演奏操作，基于这些检测结果生成演奏信息。控制装置10基于所生成的演奏信息生成声音信号，对所生成的声音信号实施加工、放大等处理，作为驱动信号向加振器50输出。

在驱动信号输入到加振器50时，音圈513受到磁场空间526中的磁力，线圈架511受到与所输入的驱动信号所示的波形相应的z轴方向的驱动力。由此，通过磁路形成部52激励振动体54，使振动体54在z轴方向上振动。在振动体54在z轴方向上振动时，其振动通过连结体56向音板7传递，对音板7进行加振。音板7的振动在空气中放音而成为声响。

然而，音板7会由于温度、湿度的影响所造成的经年劣化而发生尺寸变化或变形。在音板7发生尺寸变化或变形时，磁路形成部52的轴线c1、振动体54的轴线c2以及连结体56的轴线c3变得不一致，磁路形成部52与振动体54的位置关系变得不恰当。于是，存在振动体54的动作(振动)出现不良状况，不能将振动体54的振动适当地传递到音板7，不能使音板7适当地振动的问题。

在这一点，在本实施方式中，连结体56的第一线材562和第二线材564作为吸收机构发挥作用。因此，例如，如图5所示，在音板7上的连接有连结体56的部分在水平方向(例如x轴方向)上在规定范围内(例如位移量d内)位移时，第一线材562和第二线材564发生变形(屈曲)。由此，连结体56中的与音板7连接的部分(第二螺钉部565)相对于直列支柱9在水平方向上相对位移，连结体56的轴部561发生倾斜。这样，第一线材562和第二线材564吸收音板7的位移量，因此在振动体54上不会发生水平方向的位移或倾斜。因此，振动体54长期不在水平方向上位移也不发生倾斜，因此相对于磁路形成部52的、振动体54与连结体56的连接部(第一螺钉部563)的水平方向的相对位置是恒定的。由此，能够适当地维持磁路形成部52与振动体54的位置关系，因此能够使振动体54适当地工作(振动)，能够将振动体54的振动适当地向音板7传递。

并且，本实施方式的连结体56构成为共振频率比音频信号(输入信号)的最大频率高，具体地说，例如，共振频率为10khz以上，更优选的是在高频侧处于可听域外(例如20khz以上)。具体地说，连结体56以小型且轻量的部件构成，轴部561通过比刚性比第一线材562和第二线材564高的材料构成，第一线材562和第二线材564通过具有适度的刚性和比强度高的材料构成。需要说明的是，优选轴部561、第一线材562以及第二线材564各自的z轴方向的长度短。例如，轴部561的z轴方向的长度为3mm～200mm，第一线材562和第二线材564各自的z轴方向的长度为1mm～20mm。

如上所述，优选本实施方式的加振器50的共振频率比音频信号(输入信号)的最大频率高。在加振器50适用于例如钢琴的情况下，优选共振频率为10khz以上，在可听域外这一观点出发更优选的是20khz以上。根据本实施方式的加振器50，能够抑制连结体56的共振，使音板7适当地振动，因此能够适当地发音。并且，根据本实施方式的加振器50，能够使连结体56轻量化。并且，能够将构成加振器50的各部件通过粘接剂、螺钉、熔接等彼此牢固地连接，能够抑制松动。因此，能够提高向音板7的振动传递效率。

并且，根据本实施方式的加振器50，能够减少构成部件(特别是连结体56)的零件数量，因此能够容易地应对共振，并且降低成本。另外，能够使振动体54和连结体56轻量化，因此能够提高高区的特性(效率)。

并且，根据本实施方式的加振器50，能够通过第一线材562和第二线材564来吸收音板7的尺寸变化和变形，因此不需要在交付后进行更换部件等修理或维护。

本发明的加振器50不限于上述构成。例如，加振器50的连结体56可以是以下构成。

图6是表示变形例1的连结体56的构成的图。图7的(a)是图6的a-a剖视图，图7的(b)是图6的b-b剖视图。变形例1的连结体56具备圆柱状的轴部561、在x轴方向上排列配置并且一与z轴方向平行地延伸的方式配置的两条第一线材562a,562b(参照图6和图7的(b))、第一螺钉部563、在y轴方向上排列配置并且以与z轴方向平行地延伸的方式配置的两条第二线材564a,564b(参照图6和图7的(a))、第二螺钉部565。第一线材562a,562b的排列方向(x轴方向)与第二线材564a,564b的排列方向(y轴方向)正交。根据上述构成，能够抑制轴部561的扭转振动。并且，能够提高扭转振动的频率，例如使其处于10khz以上，更优选的是在高频侧处于可听域外。

图8是表示变形例2的连结体56的构成的图。变形例2的连结体56具备分割为多个而在规定方向(z轴方向)上配置的圆柱状的轴部561a,561b,561c、在x轴方向上排列配置并且以与z轴方向平行地延伸的方式配置的两条第一线材562a,562b、第一螺钉部563、在y轴方向上排列配置并且以与z轴方向平行地延伸的方式配置的两条第二线材564a,564b、第二螺钉部565、在y轴方向上排列配置并且以与z轴方向平行地延伸的方式配置的两条第三线材566a，566b、在x轴方向上排列配置并且以与z轴方向平行地延伸的方式配置的两条第四线材567a,567b。第一线材562a,562b和第四线材567a,567b的截面形状与图7的(b)所示的截面形状相同。第二线材564a,564b和第三线材566a,566b的截面形状与图7的(a)所示的截面形状相同。第一线材562a,562b配置在轴部561b与第一螺钉部563之间，第二线材564a,564b配置在轴部561c与第二螺钉部565之间，第三线材566a,566b配置在轴部561a,561b之间，第四线材567a,567b配置在轴部561a,561c之间。第一线材562a,562b和第四线材567a,567b的排列方向(x轴方向)与第二线材564a,564b和第三线材566a,566b的排列方向(y轴方向)正交。根据上述构成，能够抑制轴部561的扭转振动，并且使连结体56轻量化。轴部561a,561b,561c各自的z轴方向的长度没有特别的限制，但优选配置在中央的轴部561a最长。需要说明的是，在上述构成中，轴部561分割为三个(轴部561a,561b,561c)，但轴部561的分割数量不限于此，也可以是两个，还可以是四个以上。

图9是表示变形例3的连结体56的构成的图。图10的(a)是图9的e-e剖视图，图10的(b)是图9的f-f剖视图。变形例3的连结体56在图4所示的连结体56的基础上，轴部561的截面形状形成为非圆筒状(例如多边形形状)，例如齿轮状(牙轮状)。根据上述构成，能够减轻距轴部561的轴线c1(参照图10的(b))远的外周部分的重量，因此能够抑制轴部561的扭转振动，并且提高扭转振动的频率(例如，在高频侧处于可听域外)。轴部561的截面形状不限于齿轮状，例如也可以是三角形、十字形、星形。需要说明的是，变形例3所示的轴部561也能够适用于变形例1、2。

上述各轴部561可以如图11的(a)所示地内部成为中空构造，也可以如图11的(b)所示地内部成为空洞构造。根据图11所示的构成，能够使弯曲刚性提高。并且，第一线材562和第二线材564可以由贯穿轴部561的内部固定的一条线材构成。

加振器50可以在与支持部55(参照图4)和音板7连接的状态(初始状态)和加振器50未工作(未加振)的状态下，以拉伸应力作用于连结体56的方式被安装。由此，第一线材562和第二线材564容易吸收音板7的尺寸变化、变形。

需要说明的是，在上述各形态中，作为被加振体例示的是音板7，但不限于此，本发明也适用于以顶盖、侧板等产生尺寸变化的部件为被加振体的情况。即使在被加振体为尺寸不发生变化的部件的情况下，对加振器进行支承的部件在与加振方向不同(相交)的方向上产生尺寸变化或变形，由此在被加振体相对位移的情况下本发明是有益的。

并且，作为本发明的乐器的适用对象，表示的是钢琴，可以是三角钢琴也可以是立式钢琴。并且，不限于钢琴，也可以适用于各种具有加振器的原声乐器、具有加振器的电子乐器、具有振动体的弦乐器或者扬声器。在这些情况下，只要具有能够强制地被振动的被加振体即可。