JP2008533534A - 弦楽器の自動調弦装置 - Google Patents

Abstract

ギターまたはベースの弦を調律する自動調律装置である。弦(6a〜6f)を弾いて発生する音を捕捉装置で捕捉して対応する信号を送信する。必要とする音に対応した信号を予め記憶装置に入力して記憶する。捕捉装置から送信された信号と記憶装置に記憶させた信号とを比較装置で比較する。比較装置で比較した差を示す信号に基づいて、制御装置にて駆動装置を制御して、位置調整装置(10)にて弦の張力を調整する。音響特性に極力影響を与えず、可能な限り小型かつ少数の構成要素で、ギターまたはベースに組み込むことができる。捕捉装置を、位置調整装置上に直接設置した圧電抽出装置(16)とする。構成要素毎の構造にして様々な構成に変更できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ギターまたはベース、好ましくはエレキギターまたはエレキベースなどの弦楽器の自動調弦装置に関する。

一般に楽器を調律するには、訓練された聴覚とともに時間を要し、特に未熟な演奏者や趣味で楽器を演奏するホビーミュージシャンにとっては、調律ができるようになるまで多くの時間を必要とする。従来の調律方法では、叩くと所望の音を発する音叉を用い、手作業で弦の長さや張力を変更しながら各弦の音を調整する。弦と音叉とを幾度も叩き、この結果を比較して、希望する弦を調律する。この方法で１つの弦の調律を終了してから、次の弦の調律へ順次移行していく。

楽器の弦は、素材が伸びて緩みが生じるため定期的に調律する必要があり、気象条件によって長さが変化する。例えばコンサートホールのステージ上は、比較的乾燥し、温度が低い練習室に比べて温度や湿度が高くなる。このため、ステージ上のギターは、弦が延びるため、頻繁に調弦する必要がある。また、新しい弦を張った後には、必ず調弦をしなければならない。

このような調律の困難性を緩和するため、米国特許明細書第４８０３９０８号に記載の弦楽器の自動調弦装置が知られている。この自動調律装置は、英語で「ストラマー」と呼ばれる補助具をギターのボディに取り付けることによって、全ての弦を同時に弾くことが可能となる。そして、この自動調律装置は、弦を弾いて発生した音を電子機器が捕捉し、これを予め保存した基準音と比較して、保存した音に一致するように弦に連結された調整装置で弦の張力を調整する。

このため、この自動調律装置は、自動的に調弦ができ、扱い易く、特に不慣れな演奏者だけでなく、プロの演奏家にとっても調弦に掛かる費用を大幅に低減できる点で、極めて好ましい。しかしながら、この自動調律装置には、重大な問題がある。すなわち、この自動調律装置は、大型で形状も良くなく、ギターのボディの大幅な変更が必要である。また、アコースティックな面、すなわち音響だけでなく、重さが変わってしまうから、取り扱い性に影響を与えてしまうという問題がある。また、この問題以外にも、ギターの外見を変えてしまうという問題もある。

さらに、ギターは、全体が音響特性にとって重要な共鳴体になっているため、形状および重さの変化が加えられると音響特性も変化してしまう。このため、上記自動調律装置を既存の楽器に後付けすることはほぼ不可能であり、また新しいギターに一体化して取り付けることも容易ではない。特に、音響面に関しては、設計段階で二種類のギター、すなわち上記自動調律装置を取り付けたギターと、この自動調律装置を取り付けないギターとが別々に開発されていた。

本発明は、上記問題から鑑みなされたもので、音響特性に極力影響を与えず、可能な限り小型かつ少数の構成要素で、楽器、特にギターまたはベースに組み込むことができる自動調弦装置を提供することを課題としている。また、本発明は、構成要素毎の構造にし、様々な構造に変更できることも課題としている。

上記課題を解決する構成は、請求項１の特徴を有する弦楽器の自動調弦装置である。そして、請求項２ないし９は、好ましい例を示している。

本発明は、弦を弾いて発生する音を捕捉する装置またはセンサの構成要素として、位置調整装置上に直接設置した圧電抽出装置を用いる。この圧電抽出装置は、固体内を伝わる音を捕捉して電気信号に変換する固体音響センサである。このため、この圧電抽出装置は、極めて小型の構成要素にできる。また、位置調整装置上に直接設置した圧電抽出装置を用いるため、大きな設置スペースを必要とせず、弦楽器に取り付けても外見上目立たない効果がある。さらに、ギターのネックに圧電抽出装置を取り付ける方法は知られている。この方法では、外見上に問題があるとともに、実際に振動する弦に直接接続されているボディに圧電抽出装置が直接接続されていないため、これら弦と圧電抽出装置との間の空間を介して音波を捕捉しなければならず、精度の点で不十分である。また、この方法では、弦を弾いて発生する音を高い精度で正確に捕捉する点で、圧電抽出装置にて十分な精度が得られない。これに対し、本発明では、圧電抽出装置が位置調整装置上に直接設置されている。具体的には、弦が位置調整装置上に直接取り付けられ、この位置調整装置とともに弦が直接ボディに接触している。このため、振動する弦の音は、直接かつ正確に位置調整装置の本体に伝わり、この位置調整装置に直接設置されている圧電抽出装置によって正確に捕捉される。

また、本発明は、圧電抽出装置を弦楽器の位置調整装置に直接取り付けた構造であるため、構成要素毎の構造にすることも可能である。構成要素毎の構造にすることにより、弦が巻き付けられている一端側の自由な位置に位置調整装置を取り付けることができるとともに、弦を弾いて発生した音を弦の一端側で捕捉できる。同時に、他の構成要素をまとめて弦の端部に設置でき、これら構成要素の一部または全部を弦の他端側に設置することも可能である。

さらに、ギターまたはベース、好ましくはエレキギターまたはエレキベースの楽器を例にすると、位置調整装置は、ペグポストと、このペグポストを調整するペグとを備えた機械装置にでき、この圧電抽出装置を少なくとも１つの機械装置に直接取り付けることができる。また、この機械装置は、上記の楽器の場合に、通常その他の構成要素を設置する設置スペースが少ないヘッドに設置されている。本発明は、原理的に構成要素毎の構造にできるから、上記の楽器の場合に、他の構成要素のすべてまたは一部をボディに取り付けた構造となる。このため、電圧などの信号を楽器のボディからヘッドへ送り、少なくとも１つの位置調整装置を確実に制御または駆動できる構成にする必要がある。この点から、電流を流す構成要素として弦を利用することで実施可能となる。

さらに、圧電抽出装置は、請求項３に記載のように、位置調整装置に貼り付ける方法や、請求項４に記載のように、ねじ込みまたは押し込みによって位置調整装置の内部に挿入する方法などで取り付けることが可能である。しかしながら、これらの方法は、機械装置という構造の位置調整装置に限定されるものではなく、内部に圧電抽出装置が組み込まれた位置調整装置や、圧電抽出装置が貼り付けられて取り付けられた位置調整装置などであっても良い。

本発明の好ましい例としては、請求項５に記載のように、機械的な構造の位置調整装置を駆動させる駆動装置を、少なくとも１つのモータで構成する。この場合に、１台または２台のモータに切り換え可能な伝達手段および可撓性ケーブルを配置することによって、複数のペグポストを駆動でき、これらペグポスト専用のモータを取り付けることもできる。

請求項６によれば、比較装置を備えた制御装置がヘッド設置されている。

この場合は、請求項７に記載のように、本装置の構成要素の少なくとも１つに電流を供給する電源をヘッドに設置できる。

また、圧電抽出装置は、弦楽器の自動調律装置用の捕捉装置として機能するだけではなく、別の機能を有している。請求項８の記載によれば、圧電抽出装置にて捕捉された信号をＭＩＤＩ信号などの制御信号として利用できる。また、この圧電抽出装置の信号を、弦楽器の音を音響として再現するために用い、この信号を増幅器へ送ることもできる。特に、エレキギターまたはエレキベースなどの場合は、電磁式のいわゆるピックアップによって楽器の音を増幅できる。また、この圧電抽出装置を補助的に用いる場合には、信号ケーブルを用い、この信号ケーブルで圧電抽出装置が捕捉した信号を楽器の対応する出力部に伝える必要がある。

可能な場合は、請求項９に記載のように、各弦のそれぞれに１つずつ位置調整装置を設置し、これら位置置調整装置に圧電抽出装置を直接取り付けることが好ましい。

本発明では、位置調整装置に直接設置した圧電抽出装置をギターの自動調律装置で使用するだけではなく、主として調律補助装置として使用することもできる。そして、この場合には、位置調整装置を駆動する駆動装置が不要となり、その代わりとしてＬＥＤディスプレイやダイヤルインジケータなどの基準音との誤差を表示する表示装置を制御装置に接続する必要がある。なお、各請求項に記載の弦楽器の自動調律装置にもまた、この種の表示装置を取り付けることも可能である。

次に、本発明の実施の形態を添付の図面を用いて説明する。以下の図面では、エレキギターを例に本発明の実施の形態を説明しているが、基本的に、本発明は、エレキギターに限定されるものではなく、既存の弦楽器のすべてに使用できる。

各図面は、同一または同種の構成要素に同じ番号が付されている。

図１には、本発明の弦楽器の自動調弦装置の実施の一形態を、弦楽器であるエレキギター１に取り付けた状態が示されている。そして、このエレキギター１は、大きく分けてボディ２、ネック３およびヘッド４にて構成されている。ボディ２には、固定ブロックであるトレモロシステムブロック５が取り付けられている。このトレモロシステムブロック５には、エレキギター１に取り付けられた６本の弦6a〜6fの一端が固定されている。図２、図３ａ、図３ｂ、図４及び図５に示すように、これら弦6a〜6fは、ボディ２からネック３を通過してヘッド４まで延伸している。さらに、これら弦6a〜6fは、ヘッド４に取り付けられた機械装置10のペグポスト７に巻き付けられている。この機械装置10には、ペグポスト７の調整用としてペグ８が取り付けられている。エレキギター１のボディ２の弦6a〜6fの下には、ピックガード９が取り付けられている。

ここで、機械装置10は、位置調整装置として構成されている。

図２、図３ａおよび図３ｂに示すように、圧電抽出装置16は、位置調整装置である機械装置10に直接取り付けられている。ここで、図２、図３ａおよび図３ｂには、機械装置10に圧電抽出装置16を取り付ける方法として、２つの異なる方法が示されている。図２に示す実施の一形態では、圧電抽出装置16は、機械装置10の一部である１つの構造上に貼り付けられて取り付けられている。また、図３ａおよび図３ｂに示す別の実施の形態では、圧電抽出装置16は、機械装置10の一部である１つの部品の内部に埋め込まれて取り付けられている。図３ｂには、圧電抽出装置16が埋め込まれた状態が示されている。この図３ｂに示す別の実施の形態では、圧電抽出装置16が円錐状に形成され、機械装置10の内部であって、この圧電抽出装置16の円錐状の部分に対応した形状の保持部の中に押し込まれて取り付けられている。信号ケーブル17は、圧電抽出装置16用であって、この圧電抽出装置16で捕捉した音響信号を比較装置または制御装置へ伝える。

さらに、図２には、駆動装置であるモータ15に接続され、このモータ15に接続可能なケーブルに接続する連結部18が示されている。基本的に、この連結部18は、図３ａおよび図３ｂに示す別の実施の形態の場合にも存在するが、これら図３ａおよび図３ｂでは省略されて図示されていない。

図４および図５には、機械装置10を駆動するモータ15が取り付けられた状態が示されている。これら図４および図５の場合は、２台のモータ15が線対称の位置関係であって、互いに向い合った状態に配置されている。これらモータ15は、同一方向に回転し、これらモータ15の駆動力を、これらモータ15に取り付けられている駆動ドラム14に直接伝達する。これら駆動ドラム14が取り付けられている領域内には、リダクションギア13が取り付けられている。これらリダクションギア13は、駆動ドラム14のいずれか一方と噛み合わされて構成されている。このため、これら駆動ドラム14およびリダクションギア13それぞれの表面は、極めて高い摩擦力を得ることができトルクを確実に伝達できるようにゴム製である。これらリダクションギア13は、計６個ほど取り付けられているが、図４には、これらリダクションギア13のうちの３個のみが示されている。これらリダクションギア13のうちの残りの３個は、図４に示されているリダクションギア13の下方に位置している。これら各リダクションギア13には、機械装置10に設けられこれらリダクションギア13に対応した連結部18までに亘って延伸した可撓性ケーブル11が接続されている。

次に、上記エレキギター１に取り付けた本発明の弦楽器の自動調弦装置の作用および機能について説明する。

まず、対応するスイッチなどを操作して、エレキギター１を調律モードに切り換える。次いで、調律する少なくとも１本の弦を実際に弾く。このとき、発生する音または音響は、対応した機械装置10の各ペグポスト７に巻き付けられている弦の端部を通じて機械装置10へ伝わる。そして、この機械装置10の上に直接設置されている圧電抽出装置16によって音響信号が捕捉され、この音響信号が信号ケーブル17を介して図示しない比較装置へ送られる。この比較装置もまた、エレキギター１のヘッド４に取り付けられている。この比較装置では、実際に捕捉した音を周波数などを用いて、エレキギター１のヘッド４に取り付けられた図示しない記憶装置に予め記憶させた基準値と比較する。

そして、実際に捕捉した音と基準値との誤差は、エレキギター１のヘッド４に取り付けられた図示しない制御装置へ送られる。この制御装置は、送られてきた誤差から、弦を移動させるべき方向、すなわち弦を締める方向または緩める方向を検出する。この後、この制御装置は、弦を移動させるべき方向を示す信号を、リダクションギア13および駆動ドラム14にて構成された伝達手段を介して、図４および図５に示すモータ15にて構成された機械装置10へ送る。さらに、この信号を受けて、調律すべき弦が巻き付けられている機械装置10が取り付けられているリダクションギア13が、弦の調整方向に応じて駆動ドラム14のいずれか一方に押し付けられるとともに、この駆動ドラム14が取り付けられていない側のモータ15のスイッチが遮断される。この駆動ドラム14の回転によって発生するトルクは、対応するリダクションギア13に接続された可撓性ケーブル11を介して機械装置10に送られる。そして、このトルクは、最終的にペグポスト７に伝わって弦の張力を変更させる。この結果、弦から発する音の周波数が変化して、この周波数の変化を圧電抽出装置16が再度捕捉して比較装置へ伝える。そして、この比較装置へ伝わった値と基準値とが一致しているかを比較装置で比較し一致している段階で、初めて制御装置のモータ15と、リダクションギア13および駆動ドラム14にて構成された伝達手段とが制御されて、弦の張力の調整が固定される。

エレキギターを示す概略平面図である。 圧電抽出装置および駆動モータのコード用連結部を備えたエレキギターの機械装置の実施の一形態を示す斜視図である。 図３ａおよび図３ｂは、圧電抽出装置を備え、この圧電抽出装置が円錐状の機械装置に収納された他の実施の形態を示す図面である。 ２つのモータと１つの伝達手段とで構成されエレキギターのヘッドに取り付けられたペグポスト用の駆動装置の設置状態を示す図面である。 図４中の線IV−IV線に沿って切断した状態を示す断面図である。

符号の説明

１ エレキギター
２ ボディ
３ ネック
４ ヘッド
５ トレモロシステムブロック
6a〜6f 弦
７ ペグポスト
８ ペグ
９ ピックガード
10 機械装置
11 可撓性ケーブル
12 伝達手段
13 リダクションギア
14 駆動ドラム
15 モータ
16 圧電抽出装置
17 信号ケーブル
18 連結部

Claims (9)

1. 弦(6a〜6f)を有し、ギターまたはベース、好ましくはエレキギターまたはエレキベースである弦楽器(１)の少なくとも１本の前記弦(6a〜6f)を調律する弦楽器の自動調弦装置であって、
   ａ）前記弦(6a〜6f)を弾いて発生する音を捕捉し、この捕捉した音に対応する信号を送信する捕捉装置と、
   ｂ）必要とする音に対応した信号を予め入力して記憶させた記憶装置と、
   ｃ）前記捕捉装置から送信された信号と、前記記憶装置に記憶させた必要とする音に対応した信号とを比較する比較装置と、
   ｄ）少なくとも１本の前記弦(6a〜6f)の張力を調整する位置調整装置(10)と、
   ｅ）この位置調整装置(10)を駆動する少なくとも１つの駆動装置(15)と、
   ｆ）前記比較装置に接続され、かつこの比較装置で捕捉した音と必要とする音との差を示す信号に基づいて、調製用ケーブルを介して少なくとも１つの前記駆動装置(11)を制御する制御装置と
   を具備し、
   前記捕捉装置は、前記位置調整装置上に直接設置された圧電抽出装置(16)である
   ことを特徴とした弦楽器の自動調弦装置。
2. 弦楽器(１)は、ヘッド(４)を有するギターまたはベース、好ましくはエレキギターまたはエレキベースであり、
   位置調整装置(10)は、前記ヘッド(４)に取り付けられたペグポスト(７)と、このペグポスト(７)を調整するペグ(８)とを備えた機械装置であり、
   圧電抽出装置(16)は、前記機械装置上に直接設置されている
   ことを特徴とした請求項１記載の弦楽器の自動調弦装置。
3. 圧電抽出装置(16)は、機械装置上に貼り付けられて取り付けられている
   ことを特徴とした請求項２記載の弦楽器の自動調弦装置。
4. 圧電抽出装置(16)は、機械装置の内部にねじ込みおよび押し込みのいずれかにて挿入されて取り付けられている
   ことを特徴とした請求項２記載の弦楽器の自動調弦装置。
5. 駆動装置(15)は、ヘッド(４)に取り付けられ、位置調整装置(10)を駆動する少なくとも１つのモータ(15)である
   ことを特徴とした請求項２ないし４いずれか記載の弦楽器の自動調弦装置。
6. 制御装置は、比較装置とともにヘッド(４)に取り付けられている
   ことを特徴とした請求項２ないし５いずれか記載の弦楽器の自動調弦装置。
7. ヘッド(４)に取り付けられ、捕捉装置、記憶装置、比較装置、位置調整装置(10)、駆動装置(15)および制御装置の少なくとも１つに電流を供給する電源を具備した
   ことを特徴とした請求項２ないし６いずれか記載の弦楽器の自動調弦装置。
8. 圧電抽出装置(16)は、ＭＩＤＩ信号などの制御信号として利用できる信号を出力可能な出力部を備えた
   ことを特徴とした請求項１ないし７いずれか記載の弦楽器の自動調弦装置。
9. 弦楽器(１)の各弦(6a〜6f)には、圧電抽出装置(16)に直接取り付けられた位置調整装置(10)がそれぞれ１つずつ取り付けられている
   ことを特徴とした請求項１ないし８いずれか記載の弦楽器の自動調弦装置。

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