JP6428140B2 - Woodwind reed - Google Patents
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Description
本発明は、木管楽器用リードに関する。 The present invention relates to a woodwind instrument lead.
楽器の音（振動）を電気信号に変換する方法として、楽器の近傍にマイクロフォンを設置し、楽器から発せられた放射音、つまり空気振動を検出する方法や、楽器に振動を検出するセンサ、いわゆるピックアップを直接設置し、楽器の特定部位の振動を検出する方法がある。 As a method of converting the sound (vibration) of a musical instrument into an electric signal, a microphone is installed in the vicinity of the musical instrument and a radiated sound emitted from the musical instrument, that is, air vibration, a sensor that detects vibration in the musical instrument, so-called There is a method for directly detecting a vibration of a specific part of a musical instrument by installing a pickup.
特に、木管楽器においてマイクロフォンを用いて電気信号を得る場合、一般的には、マイクロフォンが管体（共鳴管）の端部の開口部に設置される。しかしながら、木管楽器は、管体に形成される音孔を開放することによって管共鳴に寄与する部分の長さを変えること、つまり実質的な開放端の位置を変化させることで音階を変化させる構造である。このため、木管楽器は、音孔からも音が放射されるので、この音孔からの放射音も無視できない演奏音の一部である。従って、木管楽器の管体の開口部にマイクロフォンを設置すると、吹奏強度が一定であっても音階によって検出される信号の強度が異なるという不都合がある。 In particular, when an electric signal is obtained using a microphone in a woodwind instrument, the microphone is generally installed in an opening at the end of a tube (resonance tube). However, the woodwind instrument has a structure that changes the scale by changing the length of the part that contributes to pipe resonance by opening the sound hole formed in the tube, that is, changing the position of the substantial open end. It is. For this reason, woodwind instruments are also part of the performance sound that cannot be ignored because sound is also emitted from the sound hole. Therefore, when a microphone is installed in the opening of the tube of a woodwind instrument, there is a disadvantage that the intensity of the detected signal differs depending on the scale even if the wind intensity is constant.
また、マウスピースの内部にマイクロフォンを設置した木管楽器も市販されている。しかしながら、木管楽器のマウスピース内における空気振動は、楽器の外部で聴く放射音とは異なり、低音域が大きく強調されてこもった（ｍｕｆｆｌｅｄ）音となる。このため、マウスピースの内部にマイクロフォンを設置する方法では、木管楽器の自然な音を再現できないという不都合がある。 A woodwind instrument with a microphone installed inside the mouthpiece is also commercially available. However, air vibration in the mouthpiece of a woodwind instrument is a muffled sound in which the low frequency range is greatly emphasized, unlike the radiated sound heard outside the instrument. For this reason, the method of installing a microphone inside the mouthpiece has the disadvantage that the natural sound of a woodwind instrument cannot be reproduced.
木管楽器にピックアップを設ける方法としては、リードの根元（バンプよりヒール側）にリード表面の歪み（応力）を検出するセンサを設置する方法が提案されている（例えば特許第３６８０７４８号公報参照）。木管楽器のリードは、管体全体の影響がフィードバックされた波形で振動するため、比較的放射音に近い波形で振動する。 As a method of providing a pick-up on a woodwind instrument, a method has been proposed in which a sensor for detecting distortion (stress) of the lead surface is installed at the root of the lead (heel side from the bump) (see, for example, Japanese Patent No. 3680748). The lead of a woodwind instrument vibrates in a waveform that is relatively close to the radiated sound because the influence of the entire tube vibrates in a feedback waveform.
しかしながら、リードはバンプ形成部分が主に振動し、ヒール側の部分は主にバンプ形成部分の振動が伝達されることによって振動する。このため、リードの根元の振動波形は、木管楽器の放射音とは異なる。 However, in the lead, the bump forming portion mainly vibrates, and the heel side portion mainly vibrates by transmitting the vibration of the bump forming portion. For this reason, the vibration waveform at the base of the lead is different from the radiated sound of the woodwind instrument.
また、前記公報に記載されるセンサは、リードの根元の小さな領域の歪みを検出している。従って、前記公報に記載の方法では、特定の周波数に対し、センサを設置した位置が振動モードの節となることにより検出感度が低くなる。このため、前記公報に記載の構成では、検出される信号の周波数特性（エンベロープ）がピークディップを有するという不都合がある。 Further, the sensor described in the publication detects a distortion in a small area at the root of the lead. Therefore, in the method described in the above publication, the detection sensitivity is low because the position where the sensor is installed becomes a node of the vibration mode for a specific frequency. For this reason, the configuration described in the above publication has a disadvantage that the frequency characteristic (envelope) of the detected signal has a peak dip.
また、前記公報に記載されるように、リード根元の歪みを検出する方法では吹奏におけるリード以外の振動に対しても感度が高く、管体の音孔を開閉するキイの操作等による振動や、楽器全体の動きによる加速度及び管体の振動等も検出してしまうため、検出される信号がノイズを含むという不都合もある。 Also, as described in the above publication, the method of detecting the distortion of the lead root is highly sensitive to vibrations other than the lead in the brass band, and vibrations caused by key operations that open and close the sound holes of the tubular body, Since the acceleration due to the movement of the entire musical instrument and the vibration of the tubular body are also detected, there is a disadvantage that the detected signal includes noise.
前記不都合に鑑みて、本発明は、放射音に近い振動を検出できる木管楽器用リードを提供することを課題とする。 In view of the above inconvenience, an object of the present invention is to provide a woodwind instrument lead that can detect vibration close to a radiated sound.
前記課題を解決するためになされた発明は、長手方向一端側表面にバンプが形成されている木管楽器用リードであって、バンプ形成部分に歪みを検出する歪みセンサを備えることを特徴とする木管楽器用リードである。 The invention made to solve the above-mentioned problems is a woodwind instrument lead in which bumps are formed on one surface in the longitudinal direction, and includes a strain sensor for detecting strain at the bump forming portion. This is a wind instrument lead.
当該木管楽器用リードは、バンプ形成部分に歪みを検出する歪みセンサを備えるため、演奏時に実際の放射音に近い振動をバンプ形成部分から比較的正確に検出することができる。 Since the woodwind instrument lead includes a distortion sensor for detecting distortion at the bump forming portion, vibration close to the actual radiated sound can be detected relatively accurately from the bump forming portion during performance.
前記歪みセンサが、リードの長手方向の歪みを検出するとよい。このように、前記歪みセンサが少なくとも長手方向の歪みを検出することで、バンプ形成部分の振動の主たる成分である長手方向の振動を検出することができ、より放射音に近い振動を検出できる。 The strain sensor may detect a strain in the longitudinal direction of the lead. As described above, the strain sensor detects at least the strain in the longitudinal direction, so that the vibration in the longitudinal direction, which is the main component of the vibration of the bump forming portion, can be detected, and the vibration closer to the radiated sound can be detected.
前記歪みセンサが、さらに短手方向の歪みを検出するとよい。このように、前記歪みセンサが短手方向の歪みも検出することで、バンプ形成部分の多様なモードの振動を検出することができ、より放射音に近い振動を検出できる。 The strain sensor may detect a strain in a shorter direction. As described above, the strain sensor also detects strain in the short direction, so that vibrations in various modes of the bump forming portion can be detected, and vibration closer to radiated sound can be detected.
前記歪みセンサが、フィルム状の歪みセンサであるとよい。このように、前記歪みセンサがフィルム状の歪みセンサであることにより、リードの振動を阻害せず、かつバンプの多様な振動を反映する検出信号を得ることができる。 The strain sensor may be a film-like strain sensor. Thus, since the strain sensor is a film-like strain sensor, it is possible to obtain a detection signal that does not inhibit the vibration of the lead and reflects various vibrations of the bump.
前記歪みセンサの長手方向の長さとしては、前記バンプの長さの１／５以上が好ましい。このように、前記歪みセンサの長さがバンプの長さの１／５以上であることによって、歪みセンサの設置領域にバンプ形成部分の長さ方向に伝搬する振動を効率よく検出することができる。これによって、検出信号が放射音により近いものとなる。 The length of the strain sensor in the longitudinal direction is preferably 1/5 or more of the length of the bump. Thus, when the length of the strain sensor is 1/5 or more of the length of the bump, it is possible to efficiently detect vibration propagating in the length direction of the bump formation portion in the strain sensor installation region. . As a result, the detection signal becomes closer to the radiated sound.
前記歪みセンサの短手方向の幅としては、前記バンプの幅の１／２以上が好ましい。このように前記歪みセンサの幅がバンプの幅の１／２以上であることによって、歪みセンサの配設領域にバンプ形成部分の幅方向に伝搬する振動を効率よく検出することができ、検出信号が放射音により近いものとなる。 The width of the strain sensor in the short direction is preferably ½ or more of the width of the bump. As described above, when the width of the strain sensor is ½ or more of the width of the bump, it is possible to efficiently detect vibration propagating in the width direction of the bump forming portion in the strain sensor arrangement region. Is closer to the radiated sound.
ここで、「バンプ」とは、リードの厚さが減じられた部分を意味し、「バンプ形成部分」とは、平面視でバンプと重複する部分全体を指す。 Here, the “bump” means a part where the thickness of the lead is reduced, and the “bump formation part” means the whole part overlapping with the bump in plan view.
以上のように本発明の木管楽器用リードは、放射音に近い振動を検出できる。 As described above, the woodwind instrument lead of the present invention can detect vibration close to a radiated sound.
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
［第一実施形態］
図１に、本発明の一実施形態に係る木管楽器用リード１を用いる木管楽器の一種であるサクソフォンを示す。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a saxophone which is a kind of woodwind instrument using a woodwind instrument lead 1 according to an embodiment of the present invention.
図１のサクソフォンは、サクソフォン本体２の一端に当該木管楽器用リード１を取り付けたマウスピース３が装着されている。 The saxophone shown in FIG. 1 is provided with a mouthpiece 3 having a woodwind instrument lead 1 attached to one end of a saxophone body 2.
サクソフォン本体２は、一端にマウスピース３が装着され、他端が径を拡大するようにして開放する屈曲した管体部４を備え、この管体部４に形成される複数の音孔をそれぞれ封止可能に設置される複数のキイ５と、これらのキイ５を操作するためのレバー６等を有する。このサクソフォン本体２の構成は、従来のサクソフォン本体の構成と同様とすることができる。 The saxophone body 2 is provided with a mouthpiece 3 attached to one end and a bent tube portion 4 that is opened so that the other end is enlarged in diameter, and a plurality of sound holes formed in the tube portion 4 are provided. A plurality of keys 5 that can be sealed are provided, and a lever 6 for operating these keys 5 is provided. The configuration of the saxophone main body 2 can be the same as the configuration of the conventional saxophone main body.
マウスピース３は、サクソフォン本体２の一端に装着され、奏者がサクソフォン本体２に息を吹き込み、当該木管楽器用リード１を振動させるために使用される。 The mouthpiece 3 is attached to one end of the saxophone main body 2 and is used by a player to blow into the saxophone main body 2 and vibrate the woodwind instrument lead 1.
マウスピース３は、図２乃至４に示すように、概略筒状に形成され、奏者が口に咥える一端側が平たく押し潰されたような形状を有し、奏者の下唇に接触する側が大きく開口し、この開口を封止するよう当該木管楽器用リード１が設置される。当該木管楽器用リード１は、マウスピース３の外周に嵌装されるリガチャ７によってマウスピース３に固定される。これらのマウスピース３及びリガチャ７としては、従来の構成のものを使用することができる。 As shown in FIGS. 2 to 4, the mouthpiece 3 is formed in a generally cylindrical shape, and has a shape in which one end side of the player holding the mouth is flat and crushed, and the side in contact with the lower lip of the player is large. The woodwind instrument lead 1 is installed so as to open and seal the opening. The woodwind instrument lead 1 is fixed to the mouthpiece 3 by a ligature 7 fitted on the outer periphery of the mouthpiece 3. As the mouthpiece 3 and the ligature 7, those having a conventional configuration can be used.
＜木管楽器用リード＞
当該木管楽器用リード１は、概略長方形板状のリード本体８と、このリード本体に設置される歪みセンサ９とを備える。また、当該木管楽器用リード１は、歪みセンサ９の表面を覆う保護層をさらに備えてもよい。
<Lead for woodwind>
The woodwind instrument lead 1 includes a lead body 8 having a substantially rectangular plate shape and a strain sensor 9 installed on the lead body. The woodwind instrument lead 1 may further include a protective layer covering the surface of the strain sensor 9.
（リード本体）
リード本体８は、長手方向一端側表面（マウスピース３と反対側）にリード本体８の厚さを減じるバンプ１０が形成されている。リード本体８は、裏面が平坦で、バンプ非形成部分の表面が裏面と平行な長手方向の軸を有する凸状の円筒面の一部をなすよう湾曲している。このリード本体８は、バンプ非形成部分がリガチャ７で緊締されることによってマウスピース３と一体に保持される。また、リード本体８のバンプ非形成部分の表面には、後述する歪みセンサ９から伸びる配線１２を収容する溝１１が形成されている。
(Lead body)
The lead body 8 is formed with bumps 10 for reducing the thickness of the lead body 8 on the surface in the longitudinal direction (on the side opposite to the mouthpiece 3). The lead body 8 is curved so that the back surface is flat and the surface of the non-bump formed portion forms a part of a convex cylindrical surface having a longitudinal axis parallel to the back surface. The lead body 8 is held integrally with the mouthpiece 3 by tightening the bump non-formation portion with the ligature 7. Further, a groove 11 is formed on the surface of the non-bumped portion of the lead body 8 to accommodate a wiring 12 extending from a strain sensor 9 described later.
リード本体８を形成する材料としては、従来のリードと同様の材料、例えば木質材料、樹脂材料等が挙げられる。木質材料としては、葦（ケーン）材が一般的であり、他にも例えば木材、竹材等が使用可能である。樹脂材料としては、例えばポリプロピレンが使用可能である。他にも、例えば樹脂に木繊維や竹繊維が含まれる複合材料等もリード本体８を形成する材料として使用することができる。 Examples of the material for forming the lead body 8 include the same materials as conventional leads, such as a wood material and a resin material. As the wood material, a cane material is generally used, and other materials such as wood and bamboo can be used. For example, polypropylene can be used as the resin material. In addition, for example, a composite material in which wood fiber or bamboo fiber is included in the resin can also be used as a material for forming the lead body 8.
バンプ１０は、典型的には、リード本体８を形成する木質材料の天然の円筒面の一部を切除することによって形成される。このバンプ１０は、一般にリード本体８のヒール側程傾斜角度が大きくなるよう湾曲し、先端側は略平面状に伸びるよう形成される。樹脂材料を用いる場合には、金型成形により最初からバンプ１０が形成されたリード本体８を形成してもよい。このバンプ１０の形状としては、従来のリードに形成されるバンプと同様とされる。 The bump 10 is typically formed by cutting a part of a natural cylindrical surface of the wood material forming the lead body 8. The bump 10 is generally curved so that the inclination angle becomes larger toward the heel side of the lead body 8, and the tip end side is formed to extend in a substantially flat shape. When a resin material is used, the lead body 8 on which the bumps 10 are formed from the beginning may be formed by molding. The shape of the bump 10 is the same as that of a bump formed on a conventional lead.
具体的には、アルトサックス用のリード本体８の例として、幅が約１５ｍｍ、長さが約７０ｍｍ、バンプ非形成部分の最大厚さが約３ｍｍ、バンプ１０の先端における厚さが約０．１ｍｍとされる。 Specifically, as an example of the lead body 8 for alto saxophone, the width is about 15 mm, the length is about 70 mm, the maximum thickness of the non-bump formed portion is about 3 mm, and the thickness at the tip of the bump 10 is about 0.1 mm. 1 mm.
（歪みセンサ）
歪みセンサ９は、平面視方形のフィルム状に形成され、リード本体８のバンプ形成部分の表面に積層されている。この歪みセンサ９は、リード本体８のバンプ１０の歪みセンサ９を積層した領域の長手方向及び短手方向の歪みを重畳して検出、つまり面歪みを検出する。また、歪みセンサ９は、リード本体８のバンプ形成部分に、接着剤を用いて接合される。
(Strain sensor)
The strain sensor 9 is formed in a film shape having a square shape in plan view, and is laminated on the surface of the bump forming portion of the lead body 8. The strain sensor 9 detects the surface distortion by superimposing the strain in the longitudinal direction and the lateral direction of the region where the strain sensor 9 of the bump 10 of the lead body 8 is laminated. The strain sensor 9 is bonded to the bump forming portion of the lead body 8 using an adhesive.
また、歪みセンサ９からは、この歪みセンサ９の検出信号を送出するための配線１２が伸び出している。この配線１２には、不図示のアンプ又は信号処理装置が接続される。 Further, a wiring 12 for transmitting a detection signal of the strain sensor 9 extends from the strain sensor 9. An unillustrated amplifier or signal processing device is connected to the wiring 12.
歪みセンサ９としては、例えば圧電歪みセンサ、金属歪みセンサ等が使用される。圧電歪みセンサとしては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の高分子圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電性セラミックスの微粉末を樹脂に分散した複合材料などの圧電材料から形成される層の両面に電極層を積層したものを使用することができる。金属歪みセンサとしては、例えば銅ニッケル合金（コンスタンタン）等の金属箔で形成されるストライプ状の金属細線の端部を交互に接続することにより金属細線を直列に接続したものを使用することができる。中でも、圧電材料としてポリフッ化ビニリデンを用いた圧電歪みセンサが好適に使用される。 As the strain sensor 9, for example, a piezoelectric strain sensor or a metal strain sensor is used. The piezoelectric strain sensor is formed from a piezoelectric material such as a polymer material such as polyvinylidene fluoride (PVDF), a composite material in which fine powder of piezoelectric ceramic such as lead zirconate titanate (PZT) is dispersed in a resin, for example. What laminated | stacked the electrode layer on both surfaces of the layer to be formed can be used. As the metal strain sensor, for example, a device in which metal thin wires are connected in series by alternately connecting ends of striped metal thin wires formed of a metal foil such as a copper nickel alloy (constantan) can be used. . Among these, a piezoelectric strain sensor using polyvinylidene fluoride as a piezoelectric material is preferably used.
このようなポリフッ化ビニリデンを用いた圧電歪みセンサとしては、例えばＰＥＴ等の基材シート上に、前記圧電材料層及び一対の電極層が積層されたものが市販されている。 As such a piezoelectric strain sensor using polyvinylidene fluoride, for example, a material in which the piezoelectric material layer and a pair of electrode layers are laminated on a base sheet such as PET is commercially available.
歪みセンサ９の曲げ弾性率の上限としては、１０ＧＰａが好ましく、５ＧＰａがより好ましく、３ＧＰａがさらに好ましい。一方、歪みセンサ９の曲げ弾性率の下限としては、特に限定されない。歪みセンサ９の曲げ弾性率が前記上限を超える場合、リード本体８の振動特性に及ぼす影響が大きく、木管楽器の音が自然なものとならないおそれがある。なお、「曲げ弾性率」とは、ＪＩＳ−Ｋ−７１７１（２００８）に準拠し、センサ端子を開放した状態で測定される値である。 The upper limit of the flexural modulus of the strain sensor 9 is preferably 10 GPa, more preferably 5 GPa, and even more preferably 3 GPa. On the other hand, the lower limit of the bending elastic modulus of the strain sensor 9 is not particularly limited. When the bending elastic modulus of the strain sensor 9 exceeds the upper limit, the influence on the vibration characteristics of the lead body 8 is large, and the sound of the woodwind instrument may not be natural. The “flexural modulus” is a value measured in a state where the sensor terminal is opened according to JIS-K-7171 (2008).
歪みセンサ９の厚さの上限としては、０．５ｍが好ましく、０．２５ｍｍがより好ましい。一方、歪みセンサ９の厚さの下限としては、特に限定されないが、現実的に製造可能な厚さの下限としては、例えば２０μｍである。歪みセンサ９の厚さが前記上限を超える場合、リード本体８の振動特性に悪影響を与えて音色が不自然になるおそれや、奏者に違和感を与えるおそれがある。歪みセンサ９の曲げ弾性率と厚さとを考慮した薄めのリード本体８を用い、歪みセンサ９とリード本体８とが合わさった状態の特性が従来のリードの特性になるように設定するのが、最も好ましい。 The upper limit of the thickness of the strain sensor 9 is preferably 0.5 m, and more preferably 0.25 mm. On the other hand, the lower limit of the thickness of the strain sensor 9 is not particularly limited, but the lower limit of the thickness that can be practically manufactured is, for example, 20 μm. If the thickness of the strain sensor 9 exceeds the upper limit, the vibration characteristics of the lead body 8 may be adversely affected, the tone may become unnatural, and the player may feel uncomfortable. The thin lead body 8 considering the bending elastic modulus and thickness of the strain sensor 9 is used, and the characteristic of the state in which the strain sensor 9 and the lead body 8 are combined is set to the characteristic of the conventional lead. Most preferred.
歪みセンサ９の当該木管楽器用リード１の長手方向の長さ（最大長さ）の下限としては、バンプ１０の短手方向中央での長手方向の長さ（最大長さ）の１／５が好ましく、１／４がより好ましく、１／３がさらに好ましい。一方、歪みセンサ９の長手方向の長さの上限としては、バンプ１０の長手方向の長さの３／４が好ましく、３／５がより好ましい。歪みセンサ９の長手方向の長さが前記下限に満たない場合、当該木管楽器用リード１の長手方向に伝搬する振動の特定の周波数帯の検出感度が不十分となるおそれ、つまり周波数特性のエンベロープにピークディップが生じるおそれがある。逆に、歪みセンサ９の長手方向の長さが前記上限を超える場合、奏者の唇に接触し易くなり違和感を与えるおそれや、息の流れを変えることにより当該木管楽器用リード１の振動特性に悪影響を与えるおそれがある。 The lower limit of the longitudinal length (maximum length) of the woodwind instrument lead 1 of the strain sensor 9 is 1/5 of the longitudinal length (maximum length) at the center in the short direction of the bump 10. Preferably, 1/4 is more preferable, and 1/3 is still more preferable. On the other hand, the upper limit of the length of the strain sensor 9 in the longitudinal direction is preferably 3/4 of the length of the bump 10 in the longitudinal direction, and more preferably 3/5. If the length of the strain sensor 9 in the longitudinal direction is less than the lower limit, the detection sensitivity of a specific frequency band of vibration propagating in the longitudinal direction of the woodwind instrument lead 1 may be insufficient, that is, an envelope of frequency characteristics. May cause peak dip. On the other hand, if the length of the strain sensor 9 in the longitudinal direction exceeds the upper limit, the player can easily touch the lips of the player and feel uncomfortable, and the vibration characteristics of the woodwind instrument lead 1 can be changed by changing the flow of breath. May cause adverse effects.
当該木管楽器用リード１の長手方向の振動について詳しく説明すると、当該木管楽器用リード１は、バンプ１０のヒール側が固定され、バンプ形成部分が弾性変形可能な片持ち梁と考えることができる。バンプ形成部分における振動伝搬速度が一定であると仮定すると、当該木管楽器用リード１のバンプ形成部分のヒール側端部は、各振動モードにおける振動の節となり、バンプ形成部分他端（先端）は、各振動モードにおける振動の腹となる。また、２次振動モードでは、バンプ形成部分ヒール側からその長さの１／３の位置が振動の腹となり、３次振動モードでは、バンプ形成部分ヒール側からその長さの１／５の位置及び３／５の位置が振動の腹となる。従って、これらの振動の腹となる位置を含む領域に歪みセンサ９を設置することにより、各振動モードの振動を効率よく検出できる。なお、前記振動の腹の位置は絶対的なものではなく、例えば当該木管楽器用リード１の材料の不均一性、バンプ１０の形状等の影響によりばらつく。 The vibration in the longitudinal direction of the woodwind instrument lead 1 will be described in detail. The woodwind instrument lead 1 can be considered as a cantilever in which the heel side of the bump 10 is fixed and the bump forming portion is elastically deformable. Assuming that the vibration propagation speed in the bump forming portion is constant, the heel side end of the bump forming portion of the woodwind instrument lead 1 becomes a node of vibration in each vibration mode, and the other end (tip) of the bump forming portion is This is the antinode of vibration in each vibration mode. In the secondary vibration mode, the position of 1/3 of the length from the bump forming part heel side becomes a vibration antinode, and in the tertiary vibration mode, the position of 1/5 of the length from the bump forming part heel side. And the position of 3/5 becomes a vibration antinode. Therefore, the vibration of each vibration mode can be detected efficiently by installing the strain sensor 9 in a region including the position where these vibrations are antinodes. The position of the antinode of the vibration is not absolute, and varies depending on, for example, the nonuniformity of the material of the woodwind instrument lead 1 and the shape of the bump 10.
リード本体８の幅方向中央における先端縁から歪みセンサ９の先端縁までの距離の下限としては、バンプ１０の長さの１／３が好ましく、２／５がより好ましい。一方、リード本体８の幅方向中央における先端縁から歪みセンサ９の先端縁までの距離の上限としては、バンプ１０の長さの３／５が好ましく、１／２がより好ましい。リード本体８の幅方向中央における先端縁から歪みセンサ９の先端縁までの距離が前記下限に満たない場合、歪みセンサ９が奏者に違和感を与えるおそれがある。逆に、リード本体８の幅方向中央における先端縁から歪みセンサ９の先端縁までの距離が前記上限を超える場合、歪みセンサ９の長手方向の長さを確保できず、検出信号と放射音との差異が大きくなるおそれがある。 The lower limit of the distance from the leading edge of the lead body 8 in the width direction to the leading edge of the strain sensor 9 is preferably 1/3 of the length of the bump 10 and more preferably 2/5. On the other hand, the upper limit of the distance from the leading edge to the leading edge of the strain sensor 9 at the center in the width direction of the lead body 8 is preferably 3/5 of the length of the bump 10 and more preferably 1/2. When the distance from the leading edge of the lead body 8 in the width direction to the leading edge of the strain sensor 9 is less than the lower limit, the strain sensor 9 may give the player a sense of discomfort. Conversely, when the distance from the leading edge at the center in the width direction of the lead body 8 to the leading edge of the strain sensor 9 exceeds the upper limit, the length of the strain sensor 9 in the longitudinal direction cannot be secured, and the detection signal, the radiated sound, There is a risk that the difference will increase.
歪みセンサ９の当該木管楽器用リード１の短手方向の幅（最大幅）の下限としては、バンプ１０の短手方向の幅（最大幅）の１／２が好ましい。一方、歪みセンサ９の短手方向の幅の上限としては、特に限定されず、リード本体８からはみ出さなければよい。歪みセンサ９の短手方向の幅が前記下限以上であることで、全ての振動モードの振動を効率よく検出できる。 As a lower limit of the width (maximum width) of the lead 1 for woodwind instrument of the distortion sensor 9 in the short direction, 1/2 of the width (maximum width) of the bump 10 in the short direction is preferable. On the other hand, the upper limit of the width in the lateral direction of the strain sensor 9 is not particularly limited, and may not protrude from the lead body 8. Since the width of the strain sensor 9 in the short direction is equal to or greater than the lower limit, vibrations in all vibration modes can be efficiently detected.
また、歪みセンサ９の短手方向の配置としては、リード本体８の短手方向中央に配置することが好ましい。 Further, as the arrangement of the strain sensor 9 in the short direction, it is preferable to arrange the strain sensor 9 at the center of the lead body 8 in the short direction.
＜利点＞
当該木管楽器用リード１は、木管楽器（サクソフォン）の演奏時に、キイ５の開閉操作によって有効な共鳴長さが変化する管体部４の有効部分の一端に常に位置する。このため、キイ５の開閉によって振幅が変化しないので、歪みセンサ９によって検出される振動の強度が、音階にかかわらず吹奏強度に略比例する。
<Advantages>
The woodwind instrument lead 1 is always located at one end of the effective portion of the tubular body portion 4 in which the effective resonance length is changed by opening / closing the key 5 when the woodwind instrument (saxophone) is played. For this reason, since the amplitude does not change by opening and closing the key 5, the intensity of vibration detected by the distortion sensor 9 is substantially proportional to the playing intensity regardless of the scale.
また、当該木管楽器用リード１は、管体部４の共鳴部分の一端に位置することによって、管体部４の全ての部分の影響がフィードバックされ、実際の放射音に近い振動波形で振動する。このため当該木管楽器用リード１は、歪みセンサ９によって放射音に近い振動を検出できる。 Further, the woodwind instrument lead 1 is positioned at one end of the resonance portion of the tube body portion 4 so that the influence of all the portions of the tube body portion 4 is fed back and vibrates with a vibration waveform close to the actual radiated sound. . Therefore, the woodwind instrument lead 1 can detect vibration close to the radiated sound by the strain sensor 9.
また、当該木管楽器用リード１は、歪みセンサ９がリード本体８のバンプ形成部分の長手方向及び短手方向の歪みを重畳して検出つまり、バンプ１０の面歪みを検出するので、リード本体８のバンプ１０の歪みセンサ９が積層されている範囲の各点の振動波形を重畳した検出波が得られる。このため、従来のピックアップのように一点で振動を検出する場合と異なり、特定の周波数に対する感度の落ち込みがなく、周波数特性にピークディップを生じない。 Further, the lead 1 for woodwind instrument is detected by the strain sensor 9 by superimposing the distortion in the longitudinal direction and the short direction of the bump forming portion of the lead body 8, that is, the surface distortion of the bump 10 is detected. A detection wave is obtained by superimposing the vibration waveform of each point in the range where the strain sensors 9 of the bumps 10 are stacked. For this reason, unlike the case of detecting vibration at a single point as in the conventional pickup, there is no drop in sensitivity to a specific frequency, and no peak dip occurs in the frequency characteristics.
また、当該木管楽器用リード１は、リード本体８のバンプ形成部分のたわみ、つまりバンプ１０上の異なる地点間の相対変位を検出する。このため、リード本体８全体の絶対位置が変化しても、そのような変位が検出されない。また、キイ５の操作による管体部４の振動は、マウスピース３を介してリード本体８に伝達されるので、バンプ１０上では略同位相となり、歪みセンサ９によっては検出され難い。これにより、当該木管楽器用リード１は、検出信号中のノイズが少ない。 Further, the woodwind instrument lead 1 detects the deflection of the bump forming portion of the lead body 8, that is, the relative displacement between different points on the bump 10. For this reason, even if the absolute position of the entire lead body 8 changes, such a displacement is not detected. Further, the vibration of the tubular body portion 4 due to the operation of the key 5 is transmitted to the lead body 8 via the mouthpiece 3, so that it has substantially the same phase on the bump 10 and is difficult to be detected by the strain sensor 9. As a result, the woodwind instrument lead 1 has less noise in the detection signal.
また、当該木管楽器用リード１は、放射音に近い振動を検出できるので、検出信号の加工による音色の補正や音響効果の付与が容易である。つまり、当該木管楽器用リード１の検出信号は、比較的小さい演算負荷で様々な加工を行うことができる。 Further, since the woodwind instrument lead 1 can detect vibration close to a radiated sound, it is easy to correct a tone color and to apply an acoustic effect by processing a detection signal. That is, the detection signal of the woodwind instrument lead 1 can be variously processed with a relatively small calculation load.
具体的には、例えば歪みセンサ９により当該木管楽器用リード１の振動を検出すると共に、木管楽器から離れた位置に設置したマイクロフォンによって放射音を信号化する。そして、当該木管楽器用リード１の歪みセンサ９が検出した信号とマイクロフォンによって放射音を信号化した信号との間の伝達関数を算出することにより、応答フィルタを作成する。このようにして作成した応答フィルタを用いて演奏中の歪みセンサ９の検出信号を補正することで、木管楽器から離れた位置に設置したマイクロフォンで収音したような電気信号を生成することが可能となる。 Specifically, for example, the vibration of the woodwind instrument lead 1 is detected by the distortion sensor 9 and the radiated sound is converted into a signal by a microphone installed at a position away from the woodwind instrument. Then, a response filter is created by calculating a transfer function between the signal detected by the strain sensor 9 of the woodwind instrument lead 1 and the signal obtained by converting the sound emitted by the microphone. By correcting the detection signal of the distortion sensor 9 during performance using the response filter created in this way, it is possible to generate an electrical signal that is picked up by a microphone installed at a position away from the woodwind instrument. It becomes.
また、同一の当該木管楽器用リード１を異なるサクソフォン本体２に使用して、同様の応答フィルタを作成することで、サクソフォン本体毎の管共鳴の特性の違いの確認やその違いの補正をすることができる。つまり、より高価で音のよいサクソフォン本体２の管共鳴の特性を付加するよう補正した応答フィルタを作成すれば、安価なサクソフォン本体を使用しても、歪みセンサ９の検出信号をフィルタ処理した信号をスピーカやヘッドフォンで空気振動に変換することで、よりよい音を聞くことができる。 In addition, by using the same woodwind instrument lead 1 for different saxophone bodies 2 and creating a similar response filter, the difference in tube resonance characteristics for each saxophone body can be confirmed and corrected. Can do. That is, if a response filter corrected to add the tube resonance characteristic of the saxophone body 2 that is more expensive and has better sound is created, the signal obtained by filtering the detection signal of the distortion sensor 9 even if an inexpensive saxophone body is used. By converting the sound into air vibration with a speaker or headphones, a better sound can be heard.
また、例えばコンサートホールの客席にマイクロフォンを配置して応答フィルタの作成を行うことで、コンサートホールの建物の反響を含む応答フィルタを作成できる。従って、同様に様々な場所の音響効果を含む応答フィルタを作成することによって、実際に足を運ばなくても様々な場所での演奏を体験して臨場感を楽しむことができる。また、当該木管楽器用リード１を用いて、マイクロフォンの音響効果を再現する応答フィルタを作成することもできる。 Also, for example, by creating a response filter by placing a microphone in the seats of a concert hall, a response filter including the reverberation of a building in the concert hall can be created. Therefore, by similarly creating response filters including acoustic effects at various places, it is possible to experience playing at various places and enjoy a sense of realism without actually visiting. Moreover, the response filter which reproduces the acoustic effect of a microphone can also be created using the said lead 1 for woodwind instruments.
［その他の実施形態］
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
[Other Embodiments]
The said embodiment does not limit the structure of this invention. Therefore, in the above-described embodiment, components of each part of the above-described embodiment can be omitted, replaced, or added based on the description and common general knowledge of the present specification, and they are all interpreted as belonging to the scope of the invention. Should.
例えば、本発明では、図５に示す木管楽器用リード１ａのように、歪みセンサ９の設置位置を適宜選択することができる。 For example, in the present invention, the installation position of the strain sensor 9 can be appropriately selected as in the woodwind instrument lead 1a shown in FIG.
このように、歪みセンサ９の設置位置を変更することによって検出信号の波形、つまり空気振動に変換した場合の音色を選択することができる。具体的には、歪みセンサ９の設置位置を先端側に移動することによって、より低次の振動モードの腹の振動を効率よく検出できるようになり、検出感度が大きくなると共に低音域のゲインが大きくなる。 In this way, by changing the installation position of the strain sensor 9, it is possible to select the waveform of the detection signal, that is, the tone color when converted to air vibration. Specifically, by moving the installation position of the strain sensor 9 toward the distal end side, it becomes possible to efficiently detect antinode vibrations in a lower order vibration mode, increasing the detection sensitivity and increasing the gain in the low sound range. growing.
また、本発明では、図６に示す木管楽器用リード１ｂのように、歪みセンサ９の形状及び大きさを変更してもよい。 In the present invention, the shape and size of the strain sensor 9 may be changed as in the woodwind instrument lead 1b shown in FIG.
このように、歪みセンサ９の形状及び大きさによっても、検出感度及び音色を選択することができる。具体的には、歪みセンサ９の幅を大きくすることによって、リード本体８のねじれを検出し易くなり、高音域のゲインが大きくなる。 Thus, the detection sensitivity and tone color can also be selected depending on the shape and size of the strain sensor 9. Specifically, by increasing the width of the strain sensor 9, it becomes easier to detect torsion of the lead body 8, and the gain in the high sound range is increased.
本発明は、図７に示すように、長手方向一端側の表面にバンプ１０が形成された概略長方形板状のリード本体８と、このリード本体８のバンプ形成部分の裏面に設置される歪みセンサ９とを備える木管楽器用リード１ｃを含む。 As shown in FIG. 7, the present invention includes a lead body 8 having a substantially rectangular plate shape in which bumps 10 are formed on the surface on one end side in the longitudinal direction, and a strain sensor installed on the back surface of the bump forming portion of the lead body 8. 9 and woodwind instrument lead 1c.
このように、歪みセンサ９をバンプ形成部分の裏面に設置することによって、歪みセンサ９が奏者の唇に触れることがないため、歪みセンサ９の設置位置の自由度が高く、歪みセンサの設置位置による音色の選択範囲が広い。 Thus, since the strain sensor 9 does not touch the player's lips by installing the strain sensor 9 on the back surface of the bump forming portion, the strain sensor 9 can be installed at a high degree of freedom. Wide selection range of tones.
また、本発明では、図８に示す木管楽器用リード１ｄのように、リード本体８に形成した凹部内に歪みセンサ９を設置してもよい。 Further, in the present invention, a strain sensor 9 may be installed in a recess formed in the lead main body 8, like a woodwind instrument lead 1d shown in FIG.
このように、リード本体８に歪みセンサ９を埋め込むことによって、歪みセンサ９がサクソフォン本体２内の管共鳴に影響を与えないようにできる。また、この場合リード本体８の凹部内に樹脂を充填することにより、管共鳴に影響するリード本体８の裏面の形状を従来のリードと同様に平坦にすることができる。 Thus, by embedding the strain sensor 9 in the lead body 8, the strain sensor 9 can be prevented from affecting the tube resonance in the saxophone body 2. Further, in this case, by filling the recess in the lead body 8 with resin, the shape of the back surface of the lead body 8 that affects the tube resonance can be made flat as in the case of the conventional lead.
当該木管楽器用リードにおいて、歪みセンサの積層方法は接着に限られない。例えば、歪みセンサを形成する材料をリード本体に塗工、蒸着等の方法により順に積層することにより歪みセンサを形成してもよい。また、リード本体を樹脂でモールド形成する場合には、金型内に歪みセンサを配置して、インサート成形してもよい。このように、接着剤を使用しないことにより、損失を低減し、特に高音域のゲイン低下を防止できる。 In the woodwind instrument lead, the strain sensor stacking method is not limited to adhesion. For example, the strain sensor may be formed by sequentially laminating a material for forming the strain sensor on the lead body by a method such as coating or vapor deposition. When the lead body is molded with resin, a strain sensor may be placed in the mold and insert molding may be performed. Thus, by not using an adhesive, it is possible to reduce loss and prevent gain reduction particularly in the high sound range.
当該木管楽器用リードにおいて、歪みセンサは、面歪みを検出できることが好ましいが、少なくとも一方向の歪みを検出できればよい。一方向の歪みを検出する場合、長手方向の歪みを検出することが好ましいが、短手方向又はこれに傾斜する方向の歪みを検出してもよい。 In the woodwind instrument lead, it is preferable that the strain sensor can detect surface distortion, but it is sufficient that it can detect distortion in at least one direction. When detecting distortion in one direction, it is preferable to detect distortion in the longitudinal direction, but distortion in the short direction or in a direction inclined thereto may be detected.
当該木管楽器用リードは、サクソフォンだけでなく、リードを使用する他の木管楽器に広く利用することができる。また、本発明は、２枚のリードを有する木管楽器にも適用することが可能である。 The reed for woodwind instruments can be widely used not only for saxophones but also for other woodwind instruments that use reeds. The present invention can also be applied to a woodwind instrument having two leads.
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is explained in full detail based on an Example, this invention is not interpreted limitedly based on description of this Example.
［実施例１］
市販のテナーサックス用リードのバンプ形成部分にポリフッ化ビニリデンを圧電材料とするフィルム状の歪みセンサを貼り付けることにより、本発明に係る木管楽器用リードの実施例１を作成した。使用したリードは、バンプの長さが４２ｍｍであり、バンプの幅が１６ｍｍであった。また、著着した歪みセンサは、リード長手方向の長さが２５ｍｍであり、リード短手方向の幅が１０ｍｍであった。また、歪みセンサは、バンプのヒール側端部から２ｍｍの隙間を空けて貼り付けした。
[Example 1]
Example 1 of a woodwind instrument lead according to the present invention was prepared by attaching a film-shaped strain sensor using polyvinylidene fluoride as a piezoelectric material to a bump forming portion of a commercially available tenor saxophone lead. The used lead had a bump length of 42 mm and a bump width of 16 mm. Further, the attached strain sensor had a length in the longitudinal direction of the lead of 25 mm and a width in the short direction of the lead of 10 mm. The strain sensor was attached with a gap of 2 mm from the heel side end of the bump.
前記実施例１のリードは、マウスピースに固定してテナーサックスに装着することにより、振動波形を検出する後述の各実験を行った。 The lead of Example 1 was fixed to a mouthpiece and attached to a tenor saxophone, and each experiment described below for detecting a vibration waveform was performed.
［比較例１］
また、比較例１として、同じテナーサックスのベル（管体部のマウスピースと反対側の端部開口部）にコンデンサマイクロフォンを設置し放射音を検出できるようにした。
[Comparative Example 1]
Further, as Comparative Example 1, a condenser microphone was installed in the same tenor sax bell (end opening portion on the opposite side to the mouthpiece of the tube portion) so that radiated sound could be detected.
［比較例２］
また、比較例２として、実施例１の作成に使用したものと同じ市販品のテナーサックス用リードを用意し、実施例１の歪みセンサの貼り付け位置と同じ位置に、市販の加速度ピックアップを貼り付けしたものを作成した。
[Comparative Example 2]
Also, as Comparative Example 2, the same commercially available lead for tenor saxophone as that used to create Example 1 was prepared, and a commercially available acceleration pickup was attached at the same position as the strain sensor attachment position of Example 1. I made something with it.
［実験１］
実験１として、前記実施例１のリードを使用するテナーサックスを一定の強さ（ｍｆ：メゾフォルテ）で演奏し、キイ操作によって検出信号がどのように変化するかを確認した。キイ操作としては、低音域の「ド」の音階から、「ミ」、「ソ」、「ド」、「ミ」、「ソ」、「ド」の順に音階を上げた。
[Experiment 1]
As Experiment 1, a tenor saxophone using the lead of Example 1 was played with a certain strength (mf: mesoforte), and it was confirmed how the detection signal changed by the key operation. As a key operation, the scales were raised in the order of “mi”, “so”, “do”, “mi”, “so”, “do” from the “do” scale in the low frequency range.
また、比較例１を用い、同様の演奏による検出信号の変化を確認した。 Moreover, the change of the detection signal by the same performance was confirmed using the comparative example 1.
この実験１で確認された検出信号の変化を図９に示す。なお、図９において、上の波形が実施例１のものであり、下の波形が比較例１のものである。 The change of the detection signal confirmed in this experiment 1 is shown in FIG. In FIG. 9, the upper waveform is that of Example 1, and the lower waveform is that of Comparative Example 1.
図示するように、実施例１は、音階によっては検出信号の振幅、つまりスピーカから出力した場合の音圧レベルが大きく変化しなかった。一方、比較例１は、中音域の「ド」及び高音域の「ド」の音圧レベルが他の音階に比べて著しく小さくなった。 As shown in the figure, in Example 1, the amplitude of the detection signal, that is, the sound pressure level when output from the speaker did not change greatly depending on the scale. On the other hand, in Comparative Example 1, the sound pressure levels of “do” in the middle sound range and “do” in the high sound range are remarkably smaller than those of other scales.
この実験１により、本発明の木管楽器用リードは、どの音階でも、吹奏強度に比例する音圧の検出信号が得られることが確認できた。 From Experiment 1, it was confirmed that the woodwind instrument lead of the present invention can obtain a sound pressure detection signal proportional to the wind intensity at any scale.
［実験２］
続いて、実験２として、実施例１及び比較例２のリードを使用したテナーサックスを用い、先ず、息を吹き込むことなくキイ操作を行い、続いて、一定の強さ（ｍｆ：メゾフォルテ）で息を吹き込んで同様のキイ操作を行って実際に音を出して演奏した。これにより得られた検出信号を図１０に示す。
[Experiment 2]
Subsequently, as Experiment 2, a tenor saxophone using the leads of Example 1 and Comparative Example 2 was used, and first, a key operation was performed without blowing in, followed by breathing at a certain strength (mf: mesoforte). The same key operation was performed by blowing in, and the sound was actually played. FIG. 10 shows the detection signal thus obtained.
図示するように、実施例１のリードを用いた場合、キイ操作のみによる検出信号、つまりキイ操作音によるノイズは、音を出して演奏したときの信号と比べて非常に小さいものであった。一方、比較例２のリードを用いた場合、キイ操作音によるノイズが演奏時の信号と比較して無視できない程大きなものであった。 As shown in the drawing, when the lead of Example 1 was used, the detection signal only due to the key operation, that is, the noise due to the key operation sound was very small compared to the signal when the sound was played. On the other hand, when the lead of Comparative Example 2 was used, the noise due to the key operation sound was so large that it could not be ignored compared with the signal at the time of performance.
この実験２により、本発明の木管楽器用リードは、キイ操作によるノイズが小さく、主として放射音に近い振動を検出できることが確認できた。 From Experiment 2, it was confirmed that the woodwind musical instrument lead according to the present invention has small noise due to the key operation and can detect mainly vibrations close to radiated sound.
［実験３］
さらに、実験３として、実施例１及び比較例２のリードを使用したテナーサックスを同じ音階で演奏し、検出信号をフーリエ変換して周波数毎の音圧レベルを算出したものを図１１に示す。
[Experiment 3]
Further, FIG. 11 shows the experiment 3 in which the tenor saxophone using the leads of Example 1 and Comparative Example 2 was played with the same scale, and the sound pressure level for each frequency was calculated by Fourier transforming the detection signal.
図示するように、実施例１では、その波形のエンベロープ（ピークを繋ぐ包絡線の形状）が低音域では一定のレベルであり、高音域で一定割合でなだらかに低下している。これに対して、比較例２では、低音域のピークが小さく、エンベロープが不規則に増減している。 As shown in the figure, in Example 1, the envelope of the waveform (the shape of the envelope connecting the peaks) is a constant level in the low sound range, and gently decreases at a constant rate in the high sound range. On the other hand, in the comparative example 2, the peak of the low frequency range is small, and the envelope increases and decreases irregularly.
この実験３により、本発明の木管楽器用リードは、ピークディップがなく比較的フラットな周波数特性を有しており、歪みのない振動を検出できることが確認できた。 From Experiment 3, it was confirmed that the woodwind instrument lead of the present invention has no peak dip, has a relatively flat frequency characteristic, and can detect vibration without distortion.
本発明は、リードを用いる多様な木管楽器の音を検出するために利用できる。 The present invention can be used to detect the sound of various woodwind instruments using leads.
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 木管楽器用リード
２ サクソフォン本体
３ マウスピース
４ 管体部
５ キイ
６ レバー
７ リガチャ
８ リード本体
９ 歪みセンサ
１０ バンプ
１１ 溝
１２ 配線
1, 1a, 1b, 1c, 1d Woodwind instrument lead 2 Saxophone body 3 Mouthpiece 4 Tube section 5 Key 6 Lever 7 Ligature 8 Lead body 9 Strain sensor 10 Bump 11 Groove 12 Wiring
Claims (3)
バンプ形成部分の表面に歪みを検出する歪みセンサが積層され、
前記歪みセンサが、前記バンプ形成部分の面歪みを検出することを特徴とする木管楽器用リード。 A lead for a woodwind instrument in which a bump is formed on one end side surface in the longitudinal direction,
A strain sensor that detects strain is laminated on the surface of the bump formation part ,
The woodwind instrument lead , wherein the strain sensor detects a surface strain of the bump forming portion .
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