JP2008026350A - 電子打楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】アコースティックドラムの打感に近く、音色もアコースティックドラムのそれに近い音色の音を発生することができる電子打楽器を提供する。
【解決手段】合成繊維によって形成された網が環状支持体の開口面に張られて構成されたドラムヘッドと、円筒体によって構成されるシェルと、このシェルの一方の開口端に緩衝材を介して積層された環状リブと、ドラムヘッドを構成する環状支持体にシェルの軸方向に張力を与える張力付加手段と、環状リブに貼着され、ドラムヘッドの振動を電気信号に変換する振動ピックアップと、ドラムヘッドの打点部と対向して配置され、シェルの中空部を塞ぐ閉塞板と、この閉塞板によって支持されるドラムヘッドと対向して配置された吸音材とによって構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は打点部から発生する打撃音は最適の音量に抑圧される代わりに、振動ピックアップを備え、振動ビックアップを備え、振動ピックアップで検出した打撃信号から所望の周波数成分を持つ打撃音信号を抽出し、任意の音高を持つドラム音信号を生成することを可能とした電子打楽器に関する。

図６乃至図９に従来から用いられている電子ドラムの構造を示す。図６及び図７に示す電子ドラムは例えばアルミダイキャストで作られた盆状のシェル１の外底面にゴムパッド２を敷き、内底面に振動ピックアップ３を装着し、ゴムパッド２を叩くことにより、ゴムパッド２を介してシェル１の底面に衝撃を与え、その衝撃を振動ピックアップ３で電気信号に変換し、変換された電気信号をトリガとしてメモリに記憶したドラム信号を読み出し、そのドラム信号をスピーカ（特に図示しない）から音として放音させる。

図８と図９に示した電子ドラムは特許文献１に開示されたドラムヘッドを示す。円筒状のシェル４の一方の開口面に合成繊維で形成した網５を張る。網５のほぼ中央にスポンジ６を介して振動ピックアップ３を接触させ、この振動ピックアップ３により網５の振動を電気信号に変換し、取り出した信号をドラム音信号をメモリから読み出すためのトリガ信号として利用している。

上述したように、従来の電子ドラムにあっては打点部（ヘッド部）には、何らかのセンサー（振動ピックアップ）を取り付け、叩かれた打撃振動を電気的トリガー信号として取り出し、その量で音量コントロールおよび打撃のタイミング信号として取り出し、電子的に合成、又はメモリーされた打楽器音をコントロールして読み出し、楽音とする形式の電子ドラムである。

これに対し、本出願人が提案した電子ドラム（特許文献２）ではドラムヘッドはアコースティックドラムと同様に皮を用いた構造とし、この皮で構成されたドラムヘッドの周縁に振動ピックアップを接触させ、ドラムヘッドの振動を振動ピックアップによって直接検出する構造とすると共に、振動ピックアップの接触点と、ドラムヘッドの中心点を結ぶ線と直交する向の緩衝帯を配置し、打撃点から打撃波が直接振動ピックアップに伝達されない構造とした点を特徴としている。
特開２００５−３０１３１８号公報 特許第３５０６３４０号明細書

図６及び図７に示した打点部にゴムパッド２を貼り付けたドラムヘッドの欠点としては、叩いた反力が腕に強く作用し、腕にダメージを与えるおそれがある。またゴムを叩いた場合に、ゴム特有の音がする点である。

これに対し、特許文献１に開示されたドラムヘッドの構造（図８及び図９に示した構造）によれば、合成繊維で作られたメッシュ状のヘッドは腕に対する反発力が図６及び図７に示したゴムパッド２を用いたドラムヘッドより弱く、音も網が二重に重ねられていることから打撃音はかなり消音され、改善されている。ただし、本物のヘッドに比べ反発の感触は、トランポリンのように跳ね過ぎ、打撃時の時の腕や手で感じる打撃感覚と、本来耳で感じるヘッドからの打撃音が聞こえないため、発音時に自分がいつ叩いたかの感触があいまいになり、違和感を感じ、叩きにくい欠点がある。

この理由を以下に説明する。特許文献２で提案した電子ドラムはドラムヘッドに打撃を与え、その打撃によって発生した打撃検出信号に含まれる周波数成分から任意の周波数成分の打撃信号を抽出し、その打撃信号を打楽器音として出力する方法を採っているため、打撃の強弱、打撃位置の変化等によって音量及び音色等を自在変化させることができる。つまり、通常のアコースティックドラムと同等の奏法によりドラムの音を表現することができる。この奏法を習得するにはアコースティックドラムの奏法を習得するするのと同様に打撃を与えた時点でドラムヘッドから発生する音をたよりに学習しなければならない。演奏時もドラムヘッドが発生する音をたよりに演奏表現を付すことに利用するため、ドラムヘッドから発生する音が小さ過ぎると聞き取り難くなり、打撃感を習得するための練習用には特許文献１に示したドラムヘッドは不向きである。また演奏時も違和感が発生する。
要するに特許文献１で提案されたドラムヘッドは打撃を検出するだけに用いられる性質であるため、打撃音が発生しなくとも違和感の発生は全く生じない。

本発明の目的は打撃時に適度の音量の打撃音を発生し、然も打感がアコースティックドラムのそれに近く、更に、簡素な構造により、ドラムヘッドの打撃強度の違い及びドラムヘッドの打撃位置の違いを検出し、それぞれの違いに基づいて音量、音色を変化させることができ、アコースティックドラムと同等の演奏感が得られる電子ドラムの構造を提案するものである。

本発明による電子打楽器は合成繊維によって形成された網が環状支持体の開口面に張られて構成されたドラムヘッドと、ドラムヘッドを構成する環状支持体の内径より小さい外径を有する円筒体によって構成されるシェルと、このシェルの一方の開口端に緩衝材を介して積層された環状リブと、ドラムヘッドを構成する環状支持体をシェルの軸方向に牽引し、ドラムヘッドを構成する網に張力を与え、更に環状リブに対してシェルの軸方向に圧接力を与える張力発生手段と、環状リブに貼着され、ドラムヘッドの振動を電気信号に変換する振動ピックアップと、ドラムヘッドの打点部と対向して配置され、シェルの中空部を塞ぐ閉塞板と、この閉塞板によって支持され、ヘッドと対向して配置された吸音材とによって構成したことを特徴とする。

本発明による電子打楽器は更に、環状リブはドラムヘッドを構成する網と対向する面に外拡がりのテーパ面を有し、このテーパ面に上記振動ピックアップが装着され、テーパ面の上端にドラムヘッドを構成する網が圧接されていることを特徴とする。

本発明による電子打楽器の構造によれば打点面を合成繊維による網を用い、この網を一重としたから、打撃時の打感をアコースティックドラムのそれに近い打感を得ることができた。更に打撃時に適度の打撃音を発生させることができる。特にドラムヘッドを構成する網と対向して吸音材を配置したから、この吸音材の量及び吸音材を配置する位置を適宜選択することにより発生する音の音量を適当値に設定することができる。この結果打撃時に発生する音量を最適値に設定することができる。

円筒状のシェルの一方の開口端に緩衝材を介して環状リブを積層する。環状リブはシェルの開口端に向かって漸次直径が大きくなる方向のテーパ面を有し、テーパ面の上端がシェルの最外周位置に対向して配置される。

環状リブの下端側に閉塞板が装着され、この閉塞板によって、シェルの中空部を一方の開口端と他方の開口端の間で閉塞する。環状リブのテーパ面の上端に合成樹脂繊維で編まれた網が被せられる。網の外周にはシェルの外径より大きい内径を持つ環状支持体が装着されており、網と環状支持体によってドラムヘッドが構成される。

ドラムヘッドを構成する環状支持体はリムに係合し、リムはテンションボルトによってシェルの他端側の開口端側に向かって牽引力が与えられることにより網に環状リブの開口部分に適度の張力が与えられた状態で張られる。

閉塞板にはドラムヘッドを構成する網と対向する面に吸音材を装着する。吸音材の量或いは吸音材と網との間の間隔等を適宜に設定して、網に打撃が与えられた際に発生する打撃音を適度の音量に調整する。環状リブのテーパ面に振動ピックアップを装着し、この振動ピックアップによりドラムヘッドを構成する網の振動を電気信号に変換する。振動ピックアップで検出された電気信号は電子打楽器の出力信号として出力する。

図１及び図２に本発明による電子打楽器の一実施例を示す。図中１０はドラムヘッド、２０はこのドラムヘッドの張りを支持する環状リブ、３０はこの環状リブ２０に貼着した振動ピックアップ、４０は円筒状のシェル、５０は緩衝材、６０−１は第１閉塞板、６０−２は第２閉塞板、７０は吸音材、８０はドラムヘッド１０に張力を与える張力発生手段を示す。

本発明の特徴とする構造はドラムヘッド１０を網１１で構成した点と、網１１と対向して吸音材７０を配置した点と、環状リブ２０に振動ピックアップ３０を貼着した点にある。

ドラムヘッド１０は周知のように打面を構成するためのヘッド部材と、このヘッド部材の周縁を環状に支持する環状支持体１２とによって構成される。この発明ではヘッド部材を合成樹脂材で形成した単繊維を編んで構成した網１１を用いる。環状支持体１２はシェル４０の外径よりわずかに大きい程度の内径を持つ環状体によって構成し、この環状支持体によって網１１の周縁を支持する。

シェル４０の一方の開口端に緩衝材５０を介して環状リブ２０を積層して配置する。この実施例では環状リブ２０と第１閉塞板６０−１とを板金加工によって一体に形成した場合を示す。つまり、円盤状の金属板をプレス加工して、第１閉塞板６０−１の周縁に外向に拡がる環状のテーパ面２１を形成し、この環状テーパ面２１によって環状リブ２０を構成した場合を示す。環状テーパ面２１には例えば圧電素子のような振動ピックアップ３０を貼着する。振動ピックアップ３０は周方向に等角間隔に例えば３個程度貼着する。これら複数の振動ピックアップは直列又は並列に接続され、各振動ピックアップで検出した検出信号を合成し、図２に示すコネクタ９０（図２）を通じて出力し、特許文献２に説明している共振回路に入力し、所望の打楽器音を合成してドラム音信号として利用する。

環状のテーパ面２１は最外周に環状のエッジ部２２を有し、この環状のエッジ部２２でドラムヘッド１０を構成する網１１を受け止める。環状リブ２０とシェル４０との間には例えば硬質ゴムのような緩衝材５０を介挿する。この緩衝材５０により主にシェル４０に与えられた振動が振動ピックアップ３０に伝達されることを阻止する。

網１１の周縁に取り付けた環状支持体１２はシェル４０の外径よりわずかに大きい内径を有し、シェル４０の外周と対向して配置される。環状支持体１２に張力発生手段８０によりシェル４０の軸芯方向に牽引力を与え、網１１に外向きの張力を与える。張力発生手段８０は環状支持体１２に係合するリム８１とシェル４０の外周に装着したラグ８２と、リム８１とラグ８２との間に差し渡したテンションボルト８３によって構成することができる。テンションボルト８３は先端側に雄ネジを有し、この雄ネジをラグ８２にネジ込み、テンションボルト８３のネジ込み量に応じて網１１に適度の張力を与える。これと共に、環状リブ２０にもシェル４０に向かう圧接力を与え、環状リブ２０の位置を固定する。

第１閉塞板６０−１の網１１と対向する面に吸音材７０を貼着する。吸音材７０としては既製の例えばガラスウールのような吸音材を用いることができる。吸音材の吸音効果は第１閉塞板６０−１に支持する吸音材７０の量と、網１１との間の間隔等によって変化する。従って、これらのパラメータを適度に調整することによって網１１が発生する打撃音の音量を適当値に設定することができる。シェル４０の他方の開口面は第２閉塞板６０−２で閉塞し、極力音の漏れを少なくしている。音の漏れを考慮しない場合は第２閉塞板６０−２は必ずしも必要としない。

本発明では吸音材７０による吸音効果に加えて網１１自体の特性によって打撃音の音量と、音質を特許文献２で提案した電子打楽器に適用して望ましい特性に設定する。

特許文献２で提案した電子打楽器に網を適用する場合に、網に求められる特性を列記すると、
Ａ．打撃音のみが良く検出でき、膜振動、共鳴音の部分のエンベロープ（耳で聴こえる音のエンベロープ）が極力少ないこと。
Ｂ．打撃音がアコースティックドラムのそれに極力同じ音色であること。
Ｃ．叩き心地がアコースティックドラムのそれに近く、過度のバウンドが無いこと。
Ｄ．打撃音の音量は奏者にある程度の音量で聞こえること。
Ｅ．打撃音が直接シェルを共鳴させないこと。
Ｆ．スリップ音を発生しないこと。
（１）以上の特性を満たす素材として、本発明では合成繊維（単線）で編んだ網を用いることにした。
（２）上記Ｂの特性を満たすためには例えば強度が強いポリエステル樹脂製の単線繊維が望ましい。またＡの特性を満たすにはメッシュ数（１インチ当たりの線の本数）を９０〜１５０程度に選定すると良い結果が得られた。つまり、メッシュ数を９０以下とした場合にはエンベロープの音が長くなり、Ａの特性を満たさない。メッシュ数を１５０以上に採った場合にはエンベロープは短くなるが、網の線材の線径が細くなるため、網の厚さが薄くなり、バウンドが大きくなり、Ｃの特性を満たさなくなる。また打撃音の音量が大きくなり、Ｄ、Ｅの条件を満たさなくなる。

打撃音の音量が上がる理由は、メッシュ数の増加により振動させる空気の面積が増え、膜としての性質に似てくるものと考えられる。

メッシュ数の増加に伴ってエンベロープ音が短くなる原因は、線材のクロスポイント数に反比例してエンベロープ音は短くなる。理由は与えられた打撃エネルギーが網全体を振動させず、クロスポイントで摩擦熱に変換されて消滅するためである。従ってメッシュ数が多いとクロスポイント数が増えることになり、これにより、打撃音の音量は増大する代りにエンベロープ音は短くなる。
（３）開孔率（単位面積と単位面積内の開口面積の比）を３０％〜１０％程度とすることにより適度の音質と音量の打撃音が得られる。開孔率を１０％より下げると打撃音の音量が大きすぎ、Ｄ、Ｅの条件を満たさなくなる。開孔率を３０％より上げるとかなりの消音となるが上記Ｂの特性を満たさなくなる。また、開孔率に比例してクロスポイントの摩擦面積が反比例するため、上記Ａの特性を満たさないことになる。

上記Ｆの条件を満たすために、本発明では網１１を構成する樹脂繊維の表面に均一に微細な傷を付した構造を提案する。樹脂繊維の表面に均一に傷を付す方法としては例えば網１１の表面にサンドブラスト法により砂を吹き付ける方法で良い結果が得られることを確認した。

表面に微細な傷を付した網と、傷を付さない網との外観上の見分けは、傷を付した網は全体が白色化するので傷の存在を見分けることができる。網１１の表面に微細な傷を付すことにより、例えばスティックが網１１に対してスリップしながら打撃された場合に、スリップ音の発生（音としてのスリップ音と、電気信号としてのスリップ音の双方）を抑える効果が得られることに加えて、ブラシにより網１１の表面を擦る奏法の場合に、高周波成分を多量に含む良質なブラシ音を得ることができる効果が得られる。

図３に本発明の第２の実施例を示す。この実施例２では環状リブ２０をアルミダイキャストで成形するか、或いは樹脂成形によって構成した場合を示す。従って、第１閉塞板６０−１は環状リブ２０とは別々に作られ、ビス６１によって合体する構造とした場合を示す。この構造とする場合も環状リブ２０は一方の開口端部側から他方の開口端に向かって直径が漸次大きくなる向のテーパ面２１を有し、このテーパ面２１に振動ピックアップ３０を貼着する。閉塞板６０のドラムヘッド１０を構成する網１１と対向する面に吸音材７０を装着し、網１１が発生する音を適度に吸音させる構造としている。その他の構造は実施例１と同じであるから、ここではこれ以上の説明は省略する。

図４にこの発明の更に他の実施例を示す。この実施例では第１閉塞板６０−１をシェル４０の中空孔内を閉塞する閉塞板で構成した場合を示す。つまりシェル４０の内壁面に取付金具４３を突設し、この取付金具４３によって第１閉塞板６０−１を支持し、シェル４０の軸芯方向を２分する構造とした場合を示す。この場合も、閉塞板６０のドラムヘッド１０と対向する側の面に吸音材７０を装着し、ドラムヘッド１０が発生した打撃音を適度に吸音し、周囲に与える影響を低減する構造とした場合を示す。

図５は本発明の第４の実施例を示す。この実施例では第１閉塞板６０−１を除去し、第２閉塞板６０−２のみで閉塞した構造とした場合を示す。この実施例４の構造によれば吸音材７０の収容容積を大きく得ることができるため、吸音材７０を多量に必要な場合に適用して好適である。

ドラムヘッドから発生する打撃音がアコースティックドラムの音色に近いにも係わらず音量が抑制されているため、練習用ドラムとして好適である。また振動ピックアップを備え、この振動ピックアップで検出した信号を共振回路で所望の周波数を持つ打撃信号を抽出し、抽出した打撃信号を拡声装置で放音させることができるため、演奏会用としても利用することができる。

本発明の実施例１を説明するための断面図。 図１に示した実施例１の平面図。 本発明の実施例２を説明するための断面図。 本発明の実施例３を説明するための断面図。 本発明の実施例４を説明するための断面図。 従来の電子ドラムの一例を示すための平面図。 図６に示した電子ドラムの構造を説明するための断面図。 従来の電子ドラムの他の例を説明するための平面図。 図８に示した電子ドラムの構造を説明するための断面図。

符号の説明

１０ ドラムヘッド ３０ 振動ピックアップ
１１ 網 ４０ シェル
１２ 環状支持体 ５０ 緩衝材
２０ 環状リブ ６０ 閉塞板
２１ テーパ面 ７０ 吸音材

Claims (3)

1. 合成繊維によって形成された網が環状支持体の開口面に張られて構成されたドラムヘッドと、
   上記ドラムヘッドを構成する環状支持体の内径より小さい外径を有する円筒体によって構成されるシェルと、
   このシェルの一方の開口端に緩衝材を介して積層された環状リブと、
   上記ドラムヘッドを構成する環状支持体を上記シェルの軸方向に牽引し、上記ドラムヘッドを構成する網に張力を与え、更に上記環状リブに対して上記シェルの軸方向に圧接力を与える張力発生手段と、
   上記環状リブに貼着され、上記ドラムヘッドの振動を電気信号に変換する振動ピックアップと、
   上記ドラムヘッドの打点部と対向して配置され、上記シェルの中空部を塞ぐ閉塞板と、
   この閉塞板によって支持され、上記ドラムヘッドと対向して配置された吸音材と、
   によって構成したことを特徴とする電子打楽器。
2. 請求項１記載の電子打楽器において、上記環状リブは上記ドラムヘッドを構成する網と対向する面に外拡がりのテーパ面を有し、このテーパ面に上記振動ピックアップが装着され、上記テーパ面の上端に上記ドラムヘッドを構成する網が圧接されていることを特徴とする電子打楽器。
3. 上記ドラムヘッドを構成する網の繊維の表面に、均一に微細な傷を付した構造としたことを特徴とする電子打楽器。

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