JP2006201705A

JP2006201705A - 楽器用発音体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2006201705A
Application number: JP2005015824A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Muramatsu; 繁村松; Toshiro Sakai; 寿郎酒井
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2025-01-24
Also published as: US20060162530A1; JP4617896B2

Abstract

【課題】音高精度の高い楽器用発音体を容易に得る。
【解決手段】リード１０は、基端部１１と、該基端部１１から真っ直ぐ前方に延設された延設部１２とを有し、延設部１２は、先端部１４と薄板部１３とを有し、先端部１４には、質量部１５が設けられて質量の多くが集中している。リード１０は、ＭＩＭ成形により、全体がＳＫ材等の単一材料で一体に形成される。質量部１５の前部下部からは、切断除去して調律するための垂下片１６が、下方に垂下して一体に設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、オルゴール等の楽器に用いられるリード等の楽器用発音体及びその製造方法に関する。

従来、オルゴール等の楽器に用いられるリード等の発音体は、例えば、下記特許文献１に示されるように、振動板に、比重の高い樹脂で成るウェイト構成体を直接アウトサート成形して一体化したものを、マルチカッタで、切削加工により分断して、各音階に対応して独立に振動する振動弁群を櫛歯状に形成する。各振動弁の自由端部には、分断されたウェイトが帰属し、各振動弁は、基端部から延びる延設部が振動して発音する。

一方、このような振動弁の各々の調律は、例えば、下記特許文献２に示されるように、各振動弁の基端部と自由端部との間のやや薄板状の部分を研削乃至切削することでなされる。あるいは、調律は、自由端部に設けた鉛等の比重の高い部分を直接削ることによってなされる場合もある。
特開平２００２−１１６７５３号公報特開平５−３５２６４号公報

しかしながら、発音体の調律のために、発音体を研削乃至切削する際、加工による熱が発生し、発熱により発音体の発音音高が変化する。特に、薄板状の部分は、熱が発音音高に与える影響が大きい。そのため、正確な調律を行うためには、発音体を十分に冷却してから音高を確認しつつ研削等を少しずつ行う必要があり、作業性が悪いだけでなく、冷却が不十分のまま追加工がなされる等により、所望の音高に正確に調律することが容易でない。特に、上記特許文献１のように、各発音体を切り出しにより形成した場合は、各々の発音体の幅寸法等があまり正確でないため、調律の際に相当の量を研削乃至切削しなければならず、上記発熱の問題が大きい。従って、音高精度の高い楽器用発音体を容易に得ることが困難であるという問題があった。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、音高精度の高い楽器用発音体を容易に得ることができる楽器用発音体及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の楽器用発音体の製造方法は、支持体（９）に支持される基端部（１１、３１）と、該基端部から延びた延設部（１２、３２）と、該延設部の自由端近傍に設けられた質量部（１５、３５）とから成り、前記基端部が前記支持体に支持された状態で、前記延設部が振動して発音可能な楽器用発音体（１０、１００）を製造する、楽器用発音体の製造方法であって、前記楽器用発音体を、単一材料にて、ＭＩＭ成形により一体に形成することを特徴とする。

この構成によれば、楽器用発音体がＭＩＭ成形により一体に形成されるので、発音体の寸法精度及び振動する部分の質量も所望の通りとなりやすい。従って、音高調節のために除去すべき量が少なくて済むことから、調律が容易である。よって、音高精度の高い楽器用発音体を容易に得ることができる。

好ましくは、前記ＭＩＭ成形の工程中の焼結または焼き入れにより生じる前記楽器用発音体の変形を防止する方向に該楽器用発音体を拘束しつつ前記焼結及び前記焼き入れを行う（請求項２）。この構成によれば、焼結または焼き入れによる発音体の反り、ねじれ等の変形を抑制でき、音高精度が高くなり、音色も良好となる。

上記目的を達成するために本発明の請求項３の楽器用発音体は、支持体（９）に支持される基端部（１１、３１）と、該基端部から延びた延設部（１２、３２）と、該延設部の自由端近傍に設けられた質量部（１５、３５）とから成り、前記基端部が前記支持体に支持された状態で、前記延設部が振動して発音可能な楽器用発音体であって、前記質量部に一体に延設形成した薄肉片（１６、３６）を有し、当該楽器用発音体を、単一材料にて一体に形成したことを特徴とする。

この構成によれば、薄肉片をレーザ加工等で除去することで質量体の質量を変え調律することが可能であるので、切削や研削等により多量の肉を除去して質量調節する場合に比し加工熱の発生が少ない。また、薄肉片が質量体に設けられるので、延設部のうち質量部と基端部との間の主として振動する部分から遠く、且つ薄肉片が薄くて放熱性が良いことから、薄肉片の加工による熱が上記主として振動する部分にほとんど影響を与えない。これらから、熱による音高変化が生じにくいので、調律が精度よくでき、また、調律のために、加工後、冷却期間を長くとらなくてもよいので、作業性も良好である。よって、音高精度の高い楽器用発音体を容易に得ることができる。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明によれば、音高精度の高い楽器用発音体を容易に得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る楽器用発音体の側面図、同図（ｂ）は、同楽器用発音体の斜視図、同図（ｃ）は同楽器用発音体の垂下片の拡大図である。以降、図１（ａ）において右方を先端方向とする。

この楽器用発音体は、オルゴール用のリードの１本として構成される。１本のリード１０は、同図（ａ）、（ｂ）に示すように、基端部１１と、該基端部１１から真っ直ぐ前方に延設された延設部１２とを有し、平面視長尺の長方形を呈する。リード１０は、各部分において一様の幅に形成される。延設部１２は、自由端部である先端部１４と、先端部１４と基端部１１とを繋ぐ薄板部１３とを有し、先端部１４には、被駆動部１４ａが設けられると共に、質量部１５が設けられて質量の多くが集中している。

薄板部１３は、基端部１１及び先端部１４に比し高さ方向が薄く形成される。基端部１１は、固定部材９によって支持される部分である。基端部１１が、同図（ａ）に示すように、固定部材９によって支持された状態で、被駆動部１４ａが不図示のピック等で弾かれると、延設部１２の主に薄板部１３が上下方向に揺動することで先端部１４が振動し、これによりリード１０が固有の音高で発音する。

質量部１５の前部下部からは、垂下片１６が下方に垂下して設けられる。垂下片１６は、質量部１５と一体に形成され、前後方向に薄い板状で、下方ほど薄くなっている。同図（ｃ）に示すように、前後方向における垂下片１６の付け根部分の幅Ｂ１は約５ｍｍ、下端部の幅Ｂ２は約３ｍｍに設定されている。リード１０は、後述するように、ＭＩＭ（metal injection molding）成形により、垂下片１６を含む全体がＳＫ材等の単一材料で一体に形成される。

図１（ａ）、（ｂ）に示したリード１０は、１つのオルゴールに採用される複数リードの１つを例示したものであり、各リードの固有の発音音高は、その長さ、厚み等の形状のほか、質量部の質量等によって異なる。各リードは、正確な所望音高で発音するように、成形された後において、個々に音高の微調整、すなわち、調律がなされる。

同図（ａ）に示すように、リード１０のうち振動に関わる部分である延設部１２（薄板部１３及び先端部１４等、基端部１１の前端１１ａより前方部分すべてを含む）の全質量Ｍ（Ｎ）が重心Ｍ０に集中しているとみなしたとき、基端部１１の前端１１ａから重心Ｍ０までの長さを「Ｌ」（ｍｍ）とする。また、リード１０の薄板部１３の曲げ剛性を「ＥＩ」とする。すると、リード１０の発音音高、すなわち、発音周波数Ｆは、下記数式１に示す理論式により規定される。
［数１］
Ｆ＝（１／２π）×√（３ＥＩ／ＭＬ^３）
一般に、オルゴールリードの調律は、音高の変化を確認しつつ、研削や切削等で肉を少しずつ削ることでなされ、例えば、薄板部１３に相当する部分を削ると音高が下がり、質量部１５に相当する部分を削ると音高が上がる。しかし、このような部分を削ると、加工による発熱が生じ、加工を行う度に、リードを十分に冷却しなければならず、作業効率が悪く、また、加工の度の冷却が不十分になりがちで調律精度が悪い。

そこで、本実施の形態では、質量部１５に上記垂下片１６を設け、専らこの垂下片１６を切断除去することで調律を行えるようにしている。後述するように、ＭＩＭ成形によって、成型品であるリード１０の形状精度が高いことから、垂下片１６のような小さな部分の加工だけで調律が十分に可能になっている。

垂下片１６の加工は、例えば、レーザ加工により下方から所望の位置で切断することでなされる。音高に影響を与えるのは、主に薄板部１３の熱である。ところが、レーザ切断では、研削や切削等に比し、加工による発熱が少なく、しかも、垂下片１６が薄くて放熱性が良く、且つ薄板部１３から遠い位置にあるため、薄板部１３に伝わる熱が極めて少なくなっている。さらには、垂下片１６は、基端部１１の前端１１ａからは遠いため、少量の除去量で重心Ｍ０の位置を変化させることができることからも発熱量が少なくて済む。従って、調律において、熱影響をほとんど考慮しなくてもよく、冷却期間もほとんど設ける必要がなく、高精度な調律を短時間で行うことができる。

次に、リード１０の製造方法を説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、ＭＩＭ成形の工程中の焼結及び焼き入れ工程を示す模式図である。同図（ａ）は正面視により薄板部１３から後方を示す図であり、同図（ｂ）は側面図である。

本実施の形態におけるＭＩＭ成形においては、おおまかには次のような工程を経る。
（ａ）混練
（ｂ）金型射出成形
（ｃ）脱バインダ
（ｄ）焼結
（ｅ）焼き入れ
まず、単一材料であるＳＫ材（例えば、ＳＫＨ５７）の微粒子粉末及び熱可塑性のバインダを混練し（ａ）、金型により射出成形して（ｂ）、加熱して脱バインダを行う（ｃ）。次に、焼結及び焼き入れを行うが（（ｄ）、（ｅ））、通常、焼結及び焼き入れによって、成型品が縮小すると共に反り、ねじれ等の変形が生じる。そこで、本実施の形態では、焼結及び焼き入れの工程において、リード１０（完成前の）を拘束するようにしている。

すなわち、図２（ａ）に示すように、ベース２１の上にリード１０を仰向けに載置し、左右から左右のクランプ２３、２４でリード１０の側面全体を押圧すると共に、上方から上クランプ２２で薄板部１３の裏面１３ａを押圧する。なお、図２（ｂ）では、左右のクランプ２３、２４の図示が省略されている。焼結及び焼き入れ中、これらの押圧力を常時生じさせてリード１０を拘束した状態を維持する。これにより、リード１０の変形が防止される。特に、リード１０は薄板部１３において上下方向に反りやすく、また、薄板部１３においてねじれやすいため、上下方向は、薄板部１３を拘束するのが重要となる。なお、最低限、ベース２１と上クランプ２２のみによる拘束であっても、薄板部１３での変形抑制効果はある。

このようにして成形されたリード１０の成形品に対して、前述のように、垂下片１６をレーザ加工で切断除去することで調律を行うことで、１本のリード１０が完成する。発音音高の異なる他の複数のリード１０についても、担当音高に応じた長さ乃至形状に形成され、同様の調律がなされて、オルゴールに装着される。

本実施の形態によれば、リード１０を、単一材料にて、ＭＩＭ成形により一体に形成するので、成形品としてのリード１０は、その寸法精度及び主に質量部１５の質量である全質量Ｍもほぼ所望の通りとなる。従って、音高調節（調律）のために切削等すべき量が少なくて済むだけでなく、質量部１５に一体に延設形成した垂下片１６をレーザ加工で切断除去して調律可能であるので、切削や研削等により多量に肉を除去して質量調節する場合に比し加工熱の発生が少ない。しかも、垂下片１６が薄く、且つ薄板部１３に遠いので、薄板部１３に熱影響をほとんど与えない。これらから、熱による音高変化が生じにくいので、調律が精度よくでき、また、調律のために、加工後、冷却期間を長くとらなくてもよいので、作業性も良好である。よって、音高精度の高いリード１０を容易に得ることができる。

なお、垂下片１６は、形状は問わないが、放熱性を高くするため、薄く形成するのが望ましく、例えば、質量部１５から前方に延設されてもよい。また、垂下片１６は、除去量を削減するためには基端部１１の前端１１ａから遠い方がよく、音高への熱影響を少なくするためには薄板部１３から遠い方がよい。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る楽器用発音体の斜視図である。第１の実施の形態では、リード１０は１本単体で構成されたが、本第２の実施の形態では、複数リードが一体となった櫛歯状のリード構成体１００として構成される。

リード構成体１００は、共通基端部３１から複数のリード３０が同方向に延設されて構成される。各リード３０の構成は、基端部が共通である点を除けばリード１０と基本的に同様であり、共通基端部３１から延設部３２が複数延び、各延設部３２は、先端部３４と、先端部３４と共通基端部３１とを繋ぐ薄板部３３とを有する。各先端部３４に質量部３５が設けられ、また、垂下片１６と同様の垂下片３６が、各質量部３５の前部下部から下方に垂下して設けられている。各リード３０の全長（共通基端部３６からの延出長さ）は、担当音高に応じて異なっている。

第１の実施の形態のリード１０と同様に、リード構成体１００は、ＭＩＭ成形により、全体がＳＫ材等の単一材料で一体に形成される。また、焼結及び焼き入れ工程においては、リード構成体１００の薄板部３３を上下方向で拘束する。成形後は、対応する垂下片３６をレーザ加工等で切断除去することで、各々のリード３０毎に調律する。なお、共通基端部３１は、不図示の支持体によって支持されて、オルゴールに装着され、リード３０が各々独立に振動して発音する。

本実施の形態によれば、音高精度の高い複数のリード３０を備えたリード構成体１００を容易に得ることができる。

なお、複数のリードを一体に備えたリード構成体としては、第２の実施の形態で示したような、各リードが同一方向に延設される構成だけでなく、各リードが中心から放射状に延設されるような構成も採用可能である。

なお、上記各実施の形態において、リード１０乃至リード構成体１００の材料は例示したものに限定されず、ＭＩＭ成形が可能な材料であればよい。

なお、ＭＩＭ成形による形状精度が極めて高くなれば、垂下片１６、３６の除去等による調律を行わなくても所望の音高を得られる可能性はあり、特に、オルゴール玩具等に用いるリードであれば、調律不要にできる可能性が高い。

一方、垂下片１６の除去等による発熱が薄板部１３ほとんど影響を与えないことで調律容易にするという効果に限って言えば、リード１０乃至リード構成体１００はＭＩＭ成形で形成されたものに限定されない。

なお、ＭＩＭ成形の焼結及び焼き入れ工程中に、リード１０等を拘束するに際し、リード１０の変形を防止する方向にリード１０等を拘束しつつ焼結及び焼き入れを行うようにすればよく、拘束の態様は例示したものに限られない。

なお、本発明が適用される楽器用発音体としては、リード１０、リード構成体１００等の、オルゴールの形態の楽器に採用されるものに限定されない。

本発明の第１の実施の形態に係る楽器用発音体の側面図（図（ａ））、斜視図（図（ｂ））、及び垂下片の拡大図（図（ｃ））である。ＭＩＭ成形の工程中の焼結及び焼き入れ工程を示す模式図である。本発明の第２の実施の形態に係る楽器用発音体の斜視図である。

符号の説明

９固定部材（支持体）、１０リード（楽器用発音体）、１１基端部、１２、３２延設部、１３薄板部、１４先端部、１５、３５質量部、１６、３６垂下片（薄肉片）、３１共通基端部、１００リード構成体（楽器用発音体）

Claims

支持体に支持される基端部と、該基端部から延びた延設部と、該延設部の自由端近傍に設けられた質量部とから成り、前記基端部が前記支持体に支持された状態で、前記延設部が振動して発音可能な楽器用発音体を製造する、楽器用発音体の製造方法であって、
前記楽器用発音体を、単一材料にて、ＭＩＭ成形により一体に形成することを特徴とする楽器用発音体の製造方法。
前記ＭＩＭ成形の工程中の焼結または焼き入れにより生じる前記楽器用発音体の変形を防止する方向に該楽器用発音体を拘束しつつ前記焼結及び前記焼き入れを行うことを特徴とする請求項１記載の楽器用発音体の製造方法。
支持体に支持される基端部と、該基端部から延びた延設部と、該延設部の自由端近傍に設けられた質量部とから成り、前記基端部が前記支持体に支持された状態で、前記延設部が振動して発音可能な楽器用発音体であって、
前記質量部に一体に延設形成した薄肉片を有し、
当該楽器用発音体を、単一材料にて一体に形成したことを特徴とする楽器用発音体。