JP5232639B2 - エレキ式とアコースティック式の複合打楽器 - Google Patents

Description

本開示は打楽器の改良に、特に、ドラム及びシンバルのようなエレキ式とアコースティック（ａｃｏｕｓｔｉｃ）式の複合打楽器に関する。

ドラム（ｄｒｕｍ）及びシンバル（ｃｙｍｂａｌ）のような打楽器は多年に亘って楽しい音を生じるために、作られ、用いられている。しかしながら、通常のドラムはリズム（ｒｈｙｔｈｍ）音を生じるために伸ばされた部材を中空円筒に取付けられる。膜が正しい音を提供するには定期的な再調節を必要とする。そのようなドラムは多くの場合かなり大きくなり、輸送が面倒になる。

ドラムに隣接してマイクロフォン（ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅｓ）を置くことにより、ドラムの寸法を増大せずにアコースティック・ドラム（ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ ｄｒｕｍ）の音量出力を大きくする試みが行われた。マイクロフォンの位置は、部屋の寸法及びドラム・ヘッド（ｄｒｕｍ ｈｅａｄ）に対するマイクロフォンの方向を含むいくつかの要因による。従って、ユーザーは特定の位置に対するマイクロフォンを定期的に再調節を必要とする。さらに、音の共鳴要素を大幅に増幅しなくても、そのようなマイクロフォンの配置によりドラム・ヘッドの振動音のみを増幅する。通常のドラムの内側にマイクロフォンを置くことは、聴衆が楽しく受入れない振動音の混合体を増幅することになる。

電子技術が高度化すると共に、シンセサイザー（ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒｓ）が、ドラム及びシンバルのような通常の打楽器の音を模擬するために開発されている。しかしながら、しかしながら、そのようなエレキ式打楽器は、表面を叩くことにより得られた音を、通常のドラム及びシンバルによって得られた音と類似した楽しい音に転換するために、コンピューターとソフトウエアを必要とする。

打楽器の改善で行われた進歩にも関わらず、単純で、あまり電子装置に頼らない打楽器の必要性が続いている。

米国特許第６，２３９，３４０号明細書

前述に関して、本開示はエレキ式とアコースティック式の複合打楽器を提供している。その楽器は、第一端部及び第二端部、内側円筒面を有する中空円筒シェル（ｓｈｅｌｌ）を含む。外面と内面を有する第一の実質的に剛体の板が、中空円筒シェルの少なくとも第一端部に取付けられている。第一の弾性パッドが第一の実質的に剛体の板の外面に取付けられている。電気音響変換器が中空円筒シェルの内側円筒面に取付けられている。

他の実施例で、エレキ式とアコースティック式の２ヘッド打楽器を提供している。２ヘッド打楽器は第一端部及び第二端部、内側円筒面を有する中空円筒形シェルを含む。外面と内面を有する第一の実質的に剛体の板が中空円筒シェルの第一端部に取付けられている。内面と外面を有する第二の実質的に剛体の板が中空円筒シェルの第二端部に取付けられている。その第二の実質的に剛体の板が第一の実質的に剛体の板より厚い。第一の弾性パッドが第一の実質的に剛体の板の外面に取付けられている。第二の弾性パッドが第二の実質的に剛体の板の外面に取付けられている。スネア・シミュレーション（ｓｎａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）要素が、ひとつ又は第一又は第二の実質的に剛体の板の内面に取付
けられている。電気音響変換器が中空円筒シェルの内側円筒面に取付けられている。

本開示に基づく打楽器の利点は比較的簡素な設計にある。従来のドラムと異なり、希望の音を生じるために薄膜を張る必要がない。開示された打楽器で、弾性パッドが実質的に剛体の板に固定するように取付けられ、その打楽器に定期的調節を必要としない「事前調節」及び「事前締付け」の面を提供する。

実質的に剛体の板の厚みと寸法の変化が、中空円筒シェルの直径と長さと、及び（又は）、スネア・シミュレーション要素と組合わせることにより、打楽器の特徴的なトーン（ｔｏｎｅ）とティンバ（ｔｉｍｂｒｅ）を提供する。他の利点は、楽器製造に用いられる要素を変えることにより、及び（又は）楽器のための１以上の制御装置を調節することにより１台の楽器から種々のトーンとティンバを生じることである。

ここで開示された例示的実施例の別の特徴と利点が縮尺を合わせていないが図面と関連させて考察するときに詳細説明を参考にすることにより明らかになる。いくつかの図面を通じて、類似の参照番号は類似の要素を示す。

図１を参照すると、本開示の一実施例に基づくエレキ式とアコースティック式の打楽器１０を分解図で示している。楽器１０は第一端部１４及び第二端部１６、内側円筒面１８を有する中空円筒シェル１２を含む。シェル１２は種々の共鳴を生じる材料から作られる。それには、木材、ガラス繊維補強材、熱可塑性樹脂、金属及び前述の材料の２以上から作られている複合材料が含まれるが、それに限定されない。シェル１２に好ましい材料はむくの木材又は２枚以上の木材の層を相互に接着した積層木材である。シェル１２に特に好ましい材料は、約６枚から約１０枚の層で約０．５ｃｍから約１．５ｃｍの範囲のシェルの壁厚にする積層木材のシェルである。化粧板はカバノキ、マホガニー又はカエデで、外側シェル壁２０に使用される。

シェルの寸法は希望のトーンにより変化しうる。本開示に基づき使用しうるシェル１２の代表的長さＬ１と直径Ｄ１が以下の表１に示されている。

第一の実質的に剛体の板２２がシェル１２の第一端部１４に取付けられていて、板２２がシェル１２の空間２４に部分的に配置されている。実質的に剛体の板２２は木材、プラスチック、ガラス繊維、金属等の種々の材料から作られる。実質的に剛体の板２２に特に適当な材料は木材であり、それはむくの板又は好ましくは、厚みＴ１が約０．３ｃｍから約３．０ｃｍの範囲で、約２枚から約１０枚の層を有する積層木材である。示された楽器を提供するために、実質的に剛体の板２２の代表的な厚みＴ１と直径Ｄ２が以下の表に示
されている。

実質的に剛体の板２２は糊付けその他の方法で内側円筒面１８に取付けて、円筒シェル１２の少なくとも１本のリム（ｒｉｍ）２６が、実質的に剛体の板２２の外面３０に取付けた弾性パッド２８と同一面にする。代替案では、実質的に剛体の板２２とパッド２８がリム２６に対して僅かに凹部になっている。パッド２８及び（又は）リム２６を叩くことにより音が生じる。

弾性パッド２８は通常のドラム・ヘッド（ｄｒｕｍ ｈｅａｄ）の反発とトーンを有し、手で操作した音色、ドラム・ヘッドの締付け又は置き換えを行わない打楽器を提供するように選択されている。弾性パッド２８は約３０から約５０の間のデュロメータ（ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）を有する天然又は合成の弾性材料により提供しうる。さらに、弾性パッド２８の厚みＴ２も、通常のドラムが提供する反発特性に類似した反発特性を提供する。従って、弾性パッド２８の厚みＴ２が約０．１ｃｍから約２．５ｃｍの範囲である。楽器用に代表的な弾性パッドの厚みＴ２を以下の表に示す。

特に好ましい弾性パッド２８は、約４０のデュロメータ、約３０００ｐｓｉの最低引張り強度、約６００％の最低伸びで、かつ、円滑な仕上げを有するフル・フローティング（ｆｕｌｌ ｆｌｏａｔｉｎｇ）の天然ゴム状物質である。

本開示の他の実施例では、第二の弾性パッド３４を含む第二の実質的な剛体の板３２が中空円筒シェル１２の第二端部１６に取付けられる。第二の実質的な剛体の板３２及びパッド３４は、第一の実質的に剛体の板２２及びパッド２８と同じ厚みＴ１及びＴ２及び同
じ直径Ｄ２を有する。代替的実施例では、第二の実質的に剛体の板３２及びパッド３４が第一の実質的に剛体の板２２及びパッド２８とは異なり、それにより、楽器１０の反対側で異なるトーンにする。第一及び第二の実質的に剛体の板２２及び３２及びパッド２８のそれぞれに対する寸法を上記の表２及び３から選択しうる。

打楽器には第一の実質的に剛体の板２２の内面３８に取付けられたスネア・シミュレーション要素も含めることがある。スネア・シミュレーション要素３６の拡大図を図２に示す。スネア・シミュレーション要素３６には、第一面４１，その第一面の向い側にある第二面４３、及び、管４０にゆるく取付けられ、又は、管４０内に配置された複数の発音要素４２を有する中空金属管４０が含まれる。従って、発音要素４２は示されているように、金属管４０の第二面４３を通る開口部４６に取付けられた複数のリベット４４で良く、又は、特許文献１に一般的に示されているように、中空金属管４０内に配置されている金属ペレット（ｐｅｌｌｅｔｓ）としうる。特許文献１の開示内容は参照用に本明細書に組込まれている。中空金属管４０は、円筒、多面体等を含む種々の形状を有する。スネア・シミュレーション要素３６の第一面４１を、第一の実質的に剛体の板２２の内面３８に接着剤で取付けるか又は種々の通常の締結技術により内面に取付けられるので、中空金属管４０に対して自由に動ける。

好ましいスネア・シミュレーション要素３６は、約０．６から約１．３センチメートルの範囲の全体寸法Ｔ３、約１．３から約５．２センチメートルの範囲の幅Ｗ、約７から約１５センチメートルの範囲の長さＬ２を有する中空の長方形アルミニューム管から作られる。中空金属管のための金属の厚みは開示した実施例にとって特に重要でない。中空金属管は４０には約１個から１０個のリベット４４が管４０の第二面４３を通って形成された開口部４６内にゆるく配置されている。リベット４４のそれぞれの寸法が同じでも、お互いに異なっても良い。他の代替的実施例で、スネア・シミュレーション要素３６が、第一の実質的に剛体の板２２に取付けられるか、又は、第二の実質的に剛体の板３２、又は、第一と第二の両方の実質的に剛体の板２２及び３２に取付けられる。

楽器により生じた音を増幅するために、シェル１２の空間２４内にマイクロフォン４８が配置されている。マイクロフォン４８が種々の技術により内側円筒面１８に取付けられる。迷走振動を低減するために、内面１８に糊付けされた発泡材の円筒部材５０内に挿入できる。発泡材の円筒部材５０は約２．５４センチメートルの長さで、約２センチメートルの直径である。しかしながら、発泡材の円筒部材５０の寸法がマイクロフォン４８の寸法により異なる。この場合、マイクロフォン４８が、長さ約０．６と直径約１センチメートルの一方向コンデンサー・マイクロフォン（ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）で良い。コンデンサー・マイクロフォン４８の電源が直流約１．５から約１０ボルト（ｖｏｌｔ）で、信号対ノイズ（ｎｏｉｓｅ）比は４０デシベル（ｄＢ）で、感度は約ー６５から約４ｄＢである。

マイクロフォン４８がシェル１２に取付けた同心形直流電力ジャック（ｊａｃｋ）５４まで電線５２により電気的に接続される。電力線５６は電力ジャック５４に挿入して、マイクロフォン４８に電力を供給する。別の実施例で、マイクロフォン４８はシェル１２の空間２４に取付けられた内部直流電源又は蓄電池により電力を供給される。

組立てられた楽器１０を図３に示す。他の実施例では１以上の制御装置５８、６０、６２が含まれ、マイクロフォン４８と電気的に接続していて、楽器１０には、音量、トーン及びティンバの調節を行なえる。従って、電力線５６には増幅器６４にアナログ信号を送るための出力線が含まれる。通常のドラム用スティック（ｓｔｉｃｋ）６６を用いて、弾性パッド２８及び（又は）３４を叩いて、減衰音を提供し、増幅器６４により増幅しうる。

図４に示すように、本開示の実施例には、打楽器システム６８も含まれる。そのシステムには、種々の音を出すために、種々の寸法の第一、第二、第三、及び、第四の打楽器７０、７２、７４、７６が含まれる。各打楽器７０−７６には、音の増幅のためにマイクロフォン４８（図１）のようなマイクロフォンが含まれる。電線７８、８０、８２、８４が設けられて打楽器７０−７６のそれぞれから増幅器６４に接続する。打楽器７０−７６のそれぞれが、楽器７０−７６のトーン、音量、ティンバの独自制御のために、制御装置５８、６０、６２（図３）のような制御装置を含む。１以上の楽器７０−７６が上記のスネア・シミュレーション要素３６も含む。

本開示に基づく打楽器１０のための制御回路８６の簡略化した線図が図５に示されている。 図５に示すように、マイクロフォン４８を前置増幅器８８に接続され、その前置増幅器が可変増幅器９０に接続され、制御装置５８によってマイクロフォン４８により生じた信号の音量制御を行う。可変増幅器９０からの出力がイコライザー９２に供給され、その中で、ポテンショメータ（ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒ）９４及び９６が設けられて、制御装置６０及び６２のそれぞれによって楽器１０により生じた音のピッチ（ｐｉｔｃｈ）とティンバ（ｔｉｍｂｒｅ）を制御する。イコライザー９２からの出力を増幅器６４（図３）への出力のための第二の増幅器９８に供給する。

ティンバ（ｔｉｍｂｒｅ）、ノート（ｎｏｔｅ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）は同じではない。用語「ティンバ（ｔｉｍｂｒｅ）は打楽器の全体的特性を意味する。即ち、その楽器のオーバートーン（ｏｖｅｒｔｏｎｅｓ）により与えられる音との明確な質である。１台の打楽器の「明るい（ｂｒｉｇｈｔ）」対「暗い（ｄａｒｋ）」という事実がティンバ（ｔｉｍｂｒｅ）である。「基本ノート（ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｎｏｔｅ）が、打楽器の音質が特に「オープン（ｏｐｅｎ）」又は「レゾナント（ｒｅｓｏｎａｎｔ）」になりやすいポイントであり、特定の打楽器のシェル１２にとって、スイート・スポット（ｓｗｅｅｔ ｓｐｏｔ）になり、シェル１２の設計が打楽器のノートの支配的要因になる。

「ピッチ」は打楽器が作る音の高低である。ピッチは例えばピアノ（ｐｉａｎｏ）のノートを参考にして上下できる。そして、それが調節行為になる。しかし、シェルのスイート・スポット又は基本ノートでは、シェルの共振が変化しない。それで一定の材料、直径、深さの１２”打楽器がＧからＤ−シャープ（ｓｈａｒｐ）（“ｐｉｔｃｈ”）のノートを生じるが、それは実際にはＡフラット（Ａ−ｆｌａｔ）（「基音」）又はシェルのノートを生じる。バス・ヘビー（ｂａｓｓ ｈｅａｖｙ）（「ダーク（ｄａｒｋ）」又は非常に高音域のヘビー（ｖｅｒｙ ｔｒｅｂｌｅ ｈｅａｖｙ）（ブライト（“ｂｒｉｇｈｔ”））がティンバである。

イコライザー８４への入力の振幅と周波数の間の関係を示す曲線を図６Ａ及び６Ｂに示す。ピッチは周期的振動の結果であり、周期中の期間に亘って自身を繰返す振動である。ピッチは通常１秒当たりのサイクルで、その期間に亘ってこれらの周期的サイクルで測定される。周期的振動のサイクル数が高くなると、発生周波数も高くなり、ピッチが高くなる。

トーン・カラー（ｔｏｎｅ ｃｏｌｏｒ）は同じピッチで持続音を生じる２個の音源を区別できるようにする。調律とは無関係に全ての音がティンバと呼ばれる一定の音調特性を有する。厳密に言うと、ティンバが音の要素で、同じメロディ（ｍｅｌｏｄｙ）を演奏する２台の楽器の違いを決定できる。音楽の音のピッチとして聞こえる基本ノートに加えて、独自のトーン・カラーを与えるノートに関連する部分音と呼ぶ全範囲の周波数がある。トーン・カラー又はティンバが、制御装置６２を用いて異なるティンバに調節された一個のノート又は楽器を演奏する種々の大きさの打楽器により提供される。ドラムのように調律無しの音は、典型的に、調和しない部分音を有する。音は独自の周波数帯即ち１組のオーバートーン（ｏｖｅｒｔｏｎｅｓ）又は独自のティンバを持たされる部分音を有する
。そのティンバは波形に関連している。ティンバ増加を示している曲線が図６Ｃから６Ｆに示されている。

本開示に基づく各楽器が、上記のように、ピッチの制御装置６０とティンバの制御装置６２の調節により種々の音を出すことに留意されたい。

本開示の種々の側面と例示的実施例及びそのいくつかの利点を示したが、例示した実施例は添付した請求項の精神と範囲内で、種々の修正、置換及び改訂を受けやすいことは通常の技術者は認識しうる。

本開示に基づく打楽器の縮尺が一定でない透視分解図である。 本開示に基づく打楽器のためのスネア・シミュレーション要素の縮尺が一定でない拡大透視図である。 本開示に基づく増幅器に接続するための打楽器の縮尺が一定でない図である。 増幅器に接続された打楽器の縮尺が一定でない図である。 本開示に基づき打楽器のためにマイクロフォン及び制御システムの単純化した回路線図である。 本開示に基づく打楽器の振幅のプロット対周波数である。

Claims (22)

1. 中空円筒シェルが第一端部及び第二端部及び内側円筒面を有すること、
   第一の実質的に剛体の板が、外面とその中空円筒シェルの少なくとも第一端部に取付けられた内面を有すること、
   第一の弾性パッドが、定期的調節を必要としない打撃面を提供するために、第一の実質的に剛体の板の外面に取付けられていること、
   電気音響変換器が中空円筒シェルの内側円筒面に取付けられていること、
   から成るエレキ式とアコースティック式のハイブリッド打楽器。
2. 中空円筒シェルが、０．５から１．５センチメートルの範囲の厚みを有する積層木材の円筒シェルから成っている請求項１の打楽器。
3. 弾性パッドが３０から５０の間のデュロメータを有し、かつ、０．１から３センチメートルの範囲の厚みを有する合成又は天然のゴム状材料から成っている請求項１の打楽器。
4. 弾性パッドが天然ゴムから成っている請求項３の打楽器。
5. 実質的に剛体の板が０．３から２．６センチメートルの範囲の厚みを有する積層木材から成る請求項１の打楽器。
6. 電気音響変換器がコンデンサー・マイクロフォンから成っている請求項１の打楽器。
7. マイクロフォンが単一指向性マイクロフォンである請求項６の打楽器。
8. さらに、
   第二の実質的に剛体の板が、外面及び中空円筒シェルの第二端部に取付けられた内面を有すること、
   第二の弾性パッドが定期的調節を必要としない打撃面を提供するために、第二の実質的に剛体の板の外面に取付けられていること、
   から成る請求項１の打楽器。
9. 第二の実質的に剛体の板と第二の弾性パッドが、叩いたときに、第一の実質的に剛体の板と第一の弾性パッドとは異なる音を生じる請求項８の打楽器。
10. さらに、少なくとも１台の制御装置が中空円筒シェルに取付けられていること、その制御装置が音量、トーン、ピッチから成るグループから選択されること、から成る請求項１の打楽器。
11. さらに、スネア・シミュレーション要素が、第一の実質的に剛体のプレートの内面に取付けられていることから成る請求項１の打楽器。
12. さらに、スネア・シミュレーション要素が、第一面、第二面、及びその中空金属管の第二面内の開口部にゆるく配置された１以上のリベットを有する中空金属管から成る請求項１１の打楽器。
13. 請求項１の打楽器を実質的に２以上含むドラム・セット。
14. 中空円筒シェルが第一端部及び第二端部及び内側円筒面を有すること、
    第一の実質的に剛体の板が外面及び中空円筒シェルの第一端部に取付けられた内面を有すること、
    第二の実質的に剛体の板が外面及び中空円筒シェルの第二端部に取付けられた内面を有すること、その第二の実質的に剛体の板が第一の実質的な剛体の板より厚いこと、
    第一の弾性パッドが定期的調節を必要としない打撃面を提供するために、第一の実質的に剛体の板の外面に取付けられていること、
    第二の弾性パッドが定期的調節を必要としない打撃面を提供するために、第二の実質的に剛体の板の外面に取付けられていること、
    スネア・シミュレーション要素が、第一又は第二の実質的に剛体の板の内面に取付けられていること、
    電気音響変換器が中空円筒シェルの内側円筒面に取付けられていること、
    から成るエレキ式とアコースティック式の２ヘッドの打楽器
15. 中空円筒シェルが、０．５から１．５センチメートルの範囲の厚みを有する積層木材の円筒シェルから成る請求個１４の打楽器。
16. 第一の弾性パッド及び第二の弾性パッドの少なくとも一方が３０から５０の範囲のデュロメータを有し、かつ、０．１から３センチメートルの範囲の厚みを有する合成又は天然のゴム材料から成っている請求項１４の打楽器。
17. 第一の弾性パッド及び第二の弾性パッドの少なくとも一方が天然のゴム状物質から成る請求項１６の打楽器。
18. 第一及び第二の実質的に剛体の板が０．３から２．６センチメートルの厚みの積層木材の板から成る請求項１４の打楽器。
19. 電気音響変換器が単一指向性コンデンサー・マイクロフォンから成っている請求項１４の打楽器。
20. さらに、少なくともトーンと音量の制御装置が中空円筒シェルに取付けられていることから成る請求項１４の打楽器。
21. スネア・シミュレーション要素が、第一面、第二面、その管の第二面内の開口部にゆるく配置された１以上のリベットから成る請求項１４の打楽器。
22. 請求項１４の打楽器の実質的に２以上から成るドラム・セット。

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