JP2009053174A - Bow vibration measuring device - Google Patents

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峰雄 原田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To grasp the basic performance of hair tension and ease of handling in a bow for a bowed string instrument with a quantitative numerical proof instead of a sensational judgment. <P>SOLUTION: While the hair of the bow of the bowed string instrument has been tensioned, the metal ring section of a frog is placed on a support that becomes the rotation center of the bow. While the hair of the bow is being placed on the other support, the rotational movement of the bow by the interaction between the elasticity of a rod-like member tensioning the hair and the mass of the bow is excited, thus allowing the bow to be subjected to pendulum vibration. By measuring the frequency of the pendulum at this time, the quality of the essential performance of the bow determined by the elastic strength of the stick of the bow, the tension of the hair, and the like can be grasped. Therefore, a performer can select a bow having appropriate performance with a numeric proof instead of a sensational judgment based on experience as before, and the manufacturer and seller of the bow can display appropriate performance of the bow. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本出願に係る発明は、バイオリンやチェロのような擦弦楽器の演奏に用いる弓に関するものである。The invention according to the present application relates to a bow used to play a bowed instrument such as a violin or cello.

余暇の充実、拡大により従来は聞くだけであった音楽を、自ら楽器を演奏することにより楽しむ愛好者が増加している。このような愛好者にとっては、楽器を始めて手にした初心者でも僅かな練習による訓練でも、音楽表現力があり、音楽性の豊かな本格的な演奏が出来ることが望ましい。更に訓練を積めばより高度な表現力で演奏できることは、更に重要である。Increasing number of lovers enjoy music by playing their own musical instruments because of their leisure time. For such enthusiasts, it is desirable that even beginners who have acquired a musical instrument for the first time or training with a few exercises should be able to perform full-fledged performance with musical expressive power and rich musicality. It is even more important to be able to perform with a higher level of expression if further training is performed.

そのような愛好者が使用する楽器としてバイオリンやチェロのような擦弦楽器がある。このような擦弦楽器は楽器の本体に通常4本張られた弦を木材やカーボンファイバー繊維入り樹脂材で作られる棒状スティックに張力をもって張られた毛を押し付けた状態で、弦を擦ることに弦を振動させ演奏を行なうものである。There are bowed instruments such as violins and cellos as instruments used by such enthusiasts. Such a stringed instrument is usually a string of four strings on the body of the instrument, with the stringed stick pressed against a stick made of wood or a resin material containing carbon fiber fibers with the tensioned hair pressed against the string. Is performed by vibrating.

弦を振動させるためには毛は十分な張力を持っていることが不可欠である。しかしながら、棒状スティックに用いられる木材やカーボンファイバー繊維入り樹脂材の強度によっては演奏に必要な十分な毛張力を確保できないものもあり、満足のゆく演奏ができないこともある。In order to vibrate the strings, it is essential that the hair has sufficient tension. However, depending on the strength of the wood or carbon fiber fiber-containing resin material used for the stick-shaped stick, it may not be possible to ensure sufficient hair tension necessary for performance, and satisfactory performance may not be achieved.

従来の弓の構造と毛に張力を与える方法を、図1により説明する。この図に示した弓の構造は近代のバイオリンやチェロなどの擦弦楽器では同様である。A conventional bow structure and a method of applying tension to hair will be described with reference to FIG. The bow structure shown in this figure is the same for bowed instruments such as modern violins and cellos.

図1−(a)は弓の毛を張る前の状態を示す。スティック1の先端部にスティック1の長手方向に対して直角に伸びたヘッド2が構成され毛3の一端が固定されている。スティック1のもう一方の端には毛3の張力を調整するためのアジャスター4が配置され、アジャスター4を回すことによって毛3のもう一方の端が固定されたフロッグ5を移動させることが出来る。FIG. 1- (a) shows a state before the hair of the bow is stretched. A head 2 extending perpendicularly to the longitudinal direction of the stick 1 is formed at the tip of the stick 1 and one end of the bristles 3 is fixed. An adjuster 4 for adjusting the tension of the hair 3 is disposed at the other end of the stick 1, and the frog 5 to which the other end of the hair 3 is fixed can be moved by turning the adjuster 4.

図1−(b)にアジャスター4の内部構造を示す。アジャスター4はスティック1にあけられたスクリューホール6に挿入され、一部が雄ネジ状に構成されているスクリュー7が設けられている。一方フロッグ5には雌ねじ穴が開けられたアイレット8が取り付けられており、スティック1に設けられた溝9に挿入されている。アイレット8の雌ねじ穴にはアジャンター4のスクリュー7の雄ネジが嵌合されている。この状態でアジャスター4を回転させるとフロッグ5はスティック1の長手方向に前後に移動する。FIG. 1B shows the internal structure of the adjuster 4. The adjuster 4 is inserted into a screw hole 6 formed in the stick 1 and is provided with a screw 7 that is partially configured as a male screw. On the other hand, an eyelet 8 with a female screw hole is attached to the frog 5 and is inserted into a groove 9 provided in the stick 1. The male screw of the screw 7 of the ajanta 4 is fitted in the female screw hole of the eyelet 8. When the adjuster 4 is rotated in this state, the frog 5 moves back and forth in the longitudinal direction of the stick 1.

図1−(c)に弓の毛を張った状態を示す。フロッグ5がヘッド2から遠ざかる方向にアジャスター4を回転すると毛3は引っ張られる。この時スティック1が曲げられてその程度に従って弓の毛3に張力が発生する。その状況を次に示す。FIG. 1- (c) shows a state where the hair of the bow is stretched. When the adjuster 4 is rotated in a direction in which the frog 5 moves away from the head 2, the hair 3 is pulled. At this time, the stick 1 is bent and tension is generated in the bow hair 3 according to the degree. The situation is as follows.

図2−(a)は弓の毛を張る前の状態を示す。弓のスティック1には弓の毛3の張力がほぼゼロになる状態にアジャスター4を回転させると弓の中央付近と毛3の間隔が一番小さくなるように予め反りが付けられている。このときの弓の中央部におけるスティック1と毛3の間隔をd1とする。FIG. 2- (a) shows a state before the hair of the bow is stretched. The bow stick 1 is warped in advance so that when the adjuster 4 is rotated in a state where the tension of the bow hair 3 is almost zero, the distance between the center of the bow and the hair 3 is minimized. The distance between the stick 1 and the hair 3 at the center of the bow at this time is defined as d1.

図2−(b)は弓の毛を張った状態を示す。アジャスター4を回転させて毛3を引っ張ることによってスティック1は曲げられてスティック1と毛3の間隔はd2に拡大する。この状態でスティックの中央部はdt=(d2−d1)の寸法だけ曲げられたことになる。このような曲げを今後「撓み」と呼ぶ。文献ELEMENTS of STRENGTH of MATERIALS by Timoshenkoによると棒状部材の両端に曲げモーメントが作用した時の棒状部材の撓みを計算する公式が記載されている。この公式を図2−(c)に示す。棒状部材の両端に作用する曲げモーメントをM、材料の縦弾性係数をE、棒状部材の断面2次モーメントをIとした時、棒状部材の中央の撓みdは、図2−(c)に示す計算式によって計算できる。FIG. 2- (b) shows a state in which the bow hair is stretched. By rotating the adjuster 4 and pulling the hair 3, the stick 1 is bent, and the distance between the stick 1 and the hair 3 is increased to d2. In this state, the center portion of the stick is bent by a dimension of dt = (d2−d1). Such bending is hereinafter referred to as “deflection”. According to the document ELEMENTS of STRENGTH of MATERIALS by Timoshenko, a formula for calculating the deflection of a rod-shaped member when a bending moment acts on both ends of the rod-shaped member is described. This formula is shown in Fig. 2- (c). When the bending moment acting on both ends of the rod-shaped member is M, the longitudinal elastic modulus of the material is E, and the cross-sectional secondary moment of the rod-shaped member is I, the deflection d at the center of the rod-shaped member is shown in FIG. It can be calculated by the calculation formula.

この公式を弓の毛3の張力計算に応用すると毛の張力を計算することができる。弓の場合ヘッド2の高さとフロッグ5の高さはほぼ等しくその値をhとする。通常スティック5の太さはヘッド2に近いところは細く、またフロッグ5の部分は太く作られている。しかし弓の毛3を張った状態では弓の中央部が最も大きく撓むことから張力を計算する時のスティック1の断面2次モーメントIを算出する断面の太さは弓中央部の太さに近似してもよい。従ってスティック1の断面2次モーメントをIとする。スティック1の長さは毛3の張られている長さlとする。毛3の張力をThとするとスティックの中央部がdt=(d2−d1)だけ撓んでいる場合の毛張力Thは図2−(d)に示す計算式によって計算できる。When this formula is applied to the calculation of the tension of the bow hair 3, the tension of the hair can be calculated. In the case of a bow, the height of the head 2 and the height of the frog 5 are substantially equal, and the value is h. The thickness of the stick 5 is usually thin near the head 2 and the frog 5 is thick. However, in the state where the bow hair 3 is stretched, the central part of the bow is bent most greatly, so that the thickness of the cross section for calculating the secondary moment I of the cross section of the stick 1 when calculating the tension is the thickness of the central part of the bow. You may approximate. Therefore, let the moment of inertia of the cross section of the stick 1 be I. The length of the stick 1 is the length l on which the hair 3 is stretched. When the tension of the hair 3 is Th, the hair tension Th when the central portion of the stick is bent by dt = (d2−d1) can be calculated by the calculation formula shown in FIG.

すなわち、毛張力Thは、Th=8×E×I(d2−d1)/(h×l×l)の計算式で計算できる値になっていることが分かる。ここでα=8×E×I/(h×l×l)と定義しスティック係数αと命名する。弓を使ってバイオリンやチェロのような擦弦楽器を演奏する場合に重要なことは毛張力Thが十分に確保できている必要がある。毛張力は材料の曲げ強さを決めている縦弾性係数Eの数値によってその大きさが変わってしまう。仮に弓に使われている材料の縦弾性係数Eの値が小さな材料であった場合は、所定の毛張力を確保するために毛3を張ったときのスティック中央部の毛3とスティック1の間隔であるd2の寸法を大きくしスティック1の撓みを増やす必要が生ずる。That is, it can be seen that the hair tension Th is a value that can be calculated by the formula Th = 8 × E × I (d2−d1) / (h × l × l). Here, α = 8 × E × I / (h × l × l) is defined and named as a stick coefficient α. What is important when playing a bowed instrument such as a violin or cello is that the hair tension Th must be sufficiently secured. The magnitude of the hair tension varies depending on the value of the longitudinal elastic modulus E that determines the bending strength of the material. If the material used for the bow has a small value of the longitudinal elastic modulus E, the hair 3 and the stick 1 at the center of the stick when the hair 3 is stretched to secure a predetermined hair tension. It is necessary to increase the dimension of the distance d2 and increase the deflection of the stick 1.

バイオリンやチェロのような擦弦楽器を演奏する時に演奏者はフロッグ5の部分のスティック1を右手で支えて毛3を弦に押し当て圧力を掛けた状態で、弦を擦って演奏する。このときスティック中央部の毛3とスティック1の間隔であるd2の寸法が大きいと、スティック1の力が毛3に対して垂直に作用せずスティック1が横に振れてしまい演奏が極端にし難くなってしまう。When playing a stringed instrument such as a violin or cello, the performer performs the performance by rubbing the string while holding the stick 1 of the frog 5 with the right hand and pressing the hair 3 against the string to apply pressure. At this time, if the dimension of d2 which is the distance between the bristles 3 at the center of the stick and the stick 1 is large, the force of the stick 1 does not act perpendicularly to the bristles 3 and the stick 1 swings sideways, making it difficult to play extremely. turn into.

この現象を防止するためにバイオリンやチェロのような擦弦楽器を演奏するための弓のスティック1の材料には縦弾性係数Eの値の大きな木材やカーボンファイバー繊維入り樹脂材が用いられている。木材の場合は「ケヤキ」や「カシ」などの通常堅い材料の約2倍程度の縦弾性係数Eの値を有するフェルナンブコと言う木材が使われている。しかしながら木材のような材料においては素材の特性値に大きなバラツキがあるのでその数値は一定のものではない。因みにフェルナンブコ材の縦弾性係数Eの値は3,000(Kg/mm×mm)前後の数値である。In order to prevent this phenomenon, wood or carbon fiber fiber-containing resin material having a large longitudinal elastic modulus E is used for the material of the bow stick 1 for playing a bowed instrument such as a violin or cello. In the case of wood, Fernanbuco wood having a value of the longitudinal elastic modulus E that is about twice that of normally hard materials such as “zelkova” and “oak” is used. However, in materials such as wood, there are large variations in the characteristic values of the materials, so the numerical values are not constant. Incidentally, the value of the longitudinal elastic modulus E of the Fernanbuco material is a value around 3,000 (Kg / mm × mm).

演奏者が弓を選ぶ時などでは、すでに出来上がっている弓がどの程度の縦弾性係数Eの値の材料で作られているかを端的に知る方法がなく、手でスティック1を曲げたりあるいはフロッグ5の部分を持って弓全体を振ってみるなどして感覚的に判断する方法しかないということが一つの難点といえる。When the player chooses a bow, for example, there is no way of knowing how much the already-made bow is made of a material having a value of the longitudinal elastic modulus E, and the stick 1 is bent by hand or the frog 5 One of the difficulties is that there is no other way to judge it sensuously by holding the part and shaking the entire bow.

弓の材料の縦弾性係数Eの値に起因する別な問題点もある。次にその現象と問題点を述べる。
図3−(a)は演奏状態の弓の姿勢を示したものである。演奏者が右手11で弓を支えて弦12に毛3を当てている。右手12の親指13はフロッグ5の先端の位置にあり人差し指14の位置はそれより数センチ先に置かれる。親指12の位置を支点として人差し指14に荷重Pを加えることによって毛3が弦12に圧力を掛け、その状態で弦を擦ることに弦を振動させ演奏を行なっている。
There is another problem due to the value of the longitudinal elastic modulus E of the bow material. Next, the phenomenon and problems are described.
FIG. 3A shows the posture of the bow in the playing state. The performer supports the bow with the right hand 11 and hits the hair 3 against the string 12. The thumb 13 of the right hand 12 is at the tip of the frog 5 and the index finger 14 is placed several centimeters ahead of it. The hair 3 applies pressure to the index finger 14 by applying the load P to the index finger 14 with the position of the thumb 12 as a fulcrum, and the string is vibrated to perform the performance by rubbing the string in this state.

弓の毛3の長さをl、人差し指14の置かれている位置までの距離をl2、弦12に毛3が当たっている位置を先端からx・lの位置とした場合、人差し指14がスティック1を押し付ける荷重Pと弦12が毛3を押し上げる毛荷重Phには次の関係が生まれている。ここで、xは弓の長さに対して弦12が当たっている位置を示す先端からの係数。
Ph=(P×l2)/(l×(1−x))
When the length of the bow hair 3 is l, the distance to the position where the index finger 14 is placed is 12, and the position where the hair 3 hits the string 12 is the position x · l from the tip, the index finger 14 sticks. The following relationship is born between the load P for pressing 1 and the hair load Ph for pushing the hair 3 by the string 12. Here, x is a coefficient from the tip indicating the position where the string 12 hits against the length of the bow.
Ph = (P × l2) / (l × (1-x))

この状態の時、スティック1には(P×l2)のモーメントが加わり、それによってスティック1自身には撓みが生ずる。文献ELEMENTS of STRENGTH of MATERIALS by Timoshenkoによると支えられている棒状部材の特定位置にモーメントが作用した場合の棒状部材の中央の撓みdpを計算する公式が記載されている。この公式を図3−(b)に示す。この状態ではスティック1は当初毛を張った状態より中央の撓みはdpだけ増加したと考えられることから、毛張力Thは増えることになる。このときの増加状態の毛張力をTpとするとその値は次の計算式で求めることができる。
Tp=Th+α×dp=α(d2−d1)+α×dp
In this state, a moment of (P × 12) is applied to the stick 1, thereby causing the stick 1 itself to bend. According to the document ELEMENTS of STRENGTH of MATERIALS by Timoshenko, there is a formula for calculating the central deflection dp of a rod-shaped member when a moment is applied to a specific position of the supported rod-shaped member. This formula is shown in FIG. In this state, since the stick 1 is considered to have increased by dp in the center compared to the state in which the hair is initially stretched, the hair tension Th increases. Assuming that the increased hair tension at this time is Tp, the value can be obtained by the following equation.
Tp = Th + α × dp = α (d2−d1) + α × dp

毛3を弦12当てた状態でスティック1に荷重Pを掛けると図3−(a)に示したように毛3には曲りが生じ弓は回転したことになる。この状態で弓の姿勢を保っているモーメントのつり合いは、荷重Pと荷重点までの距離l2で加えられたモーメントと、増加状態の毛張力Tpの上向き方向ベクトル成分の力と毛3が弦12に当たって位置までの距離である l(1−x)を掛けたモーメントがつり合っているものである。荷重Pと荷重点までの距離l2で加えられたモーメントの値をMpとし、弓の回転角θが小さい場合を考えると図3−(c)に示す様なモーメントと回転角θの関係が生まれる。
Mp=k(x)・θ
ただしk(x)=Tp・l・(1−x)/x
ここでk(x)を「振り子バネ定数」と定義する。k(x)は毛3が弦12に当たる位置(x)の値によって異なる値を示す。
When a load P is applied to the stick 1 with the hair 3 applied to the string 12, the hair 3 is bent and the bow is rotated as shown in FIG. The balance of the moment maintaining the bow posture in this state is that the moment applied at the load P and the distance l2 to the load point, the force of the upward vector component of the increased hair tension Tp, and the hair 3 are the string 12 The moment multiplied by l (1-x), which is the distance to the position, is balanced. Considering the case where the value of the moment applied at the load P and the distance l2 to the load point is Mp and the rotation angle θ of the bow is small, the relationship between the moment and the rotation angle θ as shown in FIG. .
Mp = k (x) · θ
However, k (x) = Tp · l · (1-x) / x
Here, k (x) is defined as a “pendulum spring constant”. k (x) indicates a different value depending on the value of the position (x) where the hair 3 hits the string 12.

一方、弓には重量があるため右手11の親指13の位置を回転中心と考えた場合にある量の慣性モーメントIbが存在する。従って弓の毛3を弦12に押し当てた状態では、毛張力Tpによる弾性と弓の重量から決まる慣性モーメントIbによって回転振動系が生まれてしまうことになる。On the other hand, since the bow is heavy, there is a certain amount of moment of inertia Ib when the position of the thumb 13 of the right hand 11 is considered as the center of rotation. Therefore, in a state where the bow hair 3 is pressed against the string 12, a rotational vibration system is generated by the inertial moment Ib determined from the elasticity of the hair tension Tp and the weight of the bow.

この弓の回転振動系は演奏する場合において長所にもなり、また短所にもなっている。毛張力Tpによる弓の弾性を上手く利用することによって、弦12に当てた毛3をすばやく弦12から離すことができる。すなわち極短い時間だけ弦12に毛3を当ててその跳ね返りを利用して毛3を弦12離し、その動作を繰り返す様な奏法である「スピッカート奏法」すなわち極短い音を連続して演奏する場合は、弓の回転振動系の長所を利用することになる。This bow vibration system is both an advantage and a disadvantage when playing. By making good use of the elasticity of the bow due to the hair tension Tp, the hair 3 applied to the string 12 can be quickly separated from the string 12. In other words, when the hair 3 is applied to the string 12 for a very short time and the bounce 3 is used to release the hair 3 to release the string 12, and the “Spiccato” technique, that is, a technique of repeating the action, is performed continuously. Will take advantage of the rotational vibration system of the bow.

逆に弓の回転振動系が短所になる場合としては、弦12の上で毛3をすばやく擦る様な場合は、途中で弓が振動してしまい音が揺れてしまうことがある。特に演奏者が演奏に不慣れな初心者の場合はこの現象が発生しやすい。さらに弦12に弓の毛3を当てただけで弓に振動が発生してしまい演奏の妨げになる場合もある。Conversely, when the rotational vibration system of the bow is disadvantageous, when the hair 3 is rubbed quickly on the string 12, the bow may vibrate in the middle and the sound may be shaken. This phenomenon is likely to occur especially when the performer is a beginner who is unfamiliar with the performance. In addition, the bow 12 may vibrate just by applying the bow hair 3 to the string 12, which may hinder the performance.

図4に弓の回転振動系の固有振動数の関係を示す。ここで、弓の回転振動系から発生する振動を「弓の振り子振動」と名前をつける。「弓の振り子振動」の固有振動数foは毛張力Tp、慣性モーメントIb、毛3が弦12に当たる位置(x)の値によって求まる振動数比Cの値から誘導された。ここでx=0.25のときC=1.73となり、x=0.5のときC=1となり、x=0.75のときC=0.58となり、弓の毛3が弦12当たる位置が弓の先に行くほど「弓の振り子振動」の固有振動数foは高い値になることが誘導されている。FIG. 4 shows the relationship of the natural frequency of the rotational vibration system of the bow. Here, the vibration generated from the rotational vibration system of the bow is named “bow pendulum vibration”. The natural frequency fo of the “pendulum vibration of the bow” was derived from the value of the frequency ratio C determined by the values of the hair tension Tp, the moment of inertia Ib, and the position (x) where the hair 3 hits the string 12. Here, C = 1.73 when x = 0.25, C = 1 when x = 0.5, C = 0.58 when x = 0.75, and the bow hair 3 hits the string 12 It is induced that the natural frequency fo of the “bow pendulum vibration” becomes higher as the position goes beyond the bow.

「弓の振り子振動」の固有振動数が低い弓の場合、上で述べた「スピッカート奏法」のような演奏が極端にし難いという問題がある。それは固有振動数を決めている毛張力Tpが小さく弓の弾性を利用しにくいことが主因である。すなわちこの現象も毛張力Tpを確保するために必要な縦弾性係数Eの値が小さい材料で作られているためである。弦12の上で毛3をすばやく擦る様な場合に途中で弓が振動してしまい音が揺れてしまう問題も「弓の振り子振動」の固有振動数が低い弓に発生しやすい傾向がある。In the case of a bow whose natural frequency of “bow pendulum vibration” is low, there is a problem that it is difficult to perform extremely like the “spiccato performance” described above. This is mainly because the hair tension Tp that determines the natural frequency is small and it is difficult to use the elasticity of the bow. That is, this phenomenon is also made of a material having a small value of the longitudinal elastic modulus E necessary for securing the hair tension Tp. When the hair 3 is quickly rubbed on the string 12, the problem that the bow vibrates in the middle and the sound oscillates also tends to occur in a bow having a low natural frequency of “bow pendulum vibration”.

このように、弓がどの程度の縦弾性係数Eを持つ材料で作られたものかということはバイオリンやチェロのような擦弦楽器の演奏に使用する弓にとって基本となる毛張力Tpを確保するための最重要な数値であるにも拘わらず、すでに出来上がっている弓においてはその値を端的に知る方法がないのが実態である。従って、演奏者が適切な弓を求めるときに適切な判断が出来ないという現実がある。
ELEMENTS of STRENGTH of MATERIALS by Timoshenko(昭和37年9月20日第5刷発行 丸善)
Thus, how much the bow is made of a material having a longitudinal elastic modulus E is to secure a basic hair tension Tp for a bow used to play a bowed instrument such as a violin or cello. In spite of being the most important numerical value, there is no way to know the value of the already-made bow. Therefore, there is a reality that a player cannot make an appropriate judgment when seeking an appropriate bow.
ELEMENTS of STRENGTH of MATERIALS by Timoshenko (published on September 20, 1957, Maruzen)

本出願に係る発明は、弓が演奏に適切な毛張力Tpを確保できるものであるか否かを容易に知ることを可能とすることにある。The invention according to the present application is to make it possible to easily know whether or not a bow can secure a hair tension Tp suitable for performance.

棒状部材の材料の縦弾性係数Eの値は、文献ELEMENTS of STRENGTH of MATERIALS by Timoshenko(昭和37年9月20日第5刷発行 丸善)などによれば棒状部材の両端部を支持して中央に錘を載せその時の撓みを計測すれば材料力学の一般的な公式から縦弾性係数Eの値は算出できる。しかしこのような計測方法を弓のような曲った構造物で行うには計測方法が難しい難点がある。According to the document ELEMENTS of STRENGTH of MATERIALS by Timoshenko (published on September 20, 1957, Maruzen), the value of the longitudinal elastic modulus E of the material of the rod-shaped member is supported in the center. The value of the longitudinal elastic modulus E can be calculated from a general formula of material mechanics by placing a weight and measuring the deflection at that time. However, it is difficult to perform such a measurement method with a curved structure such as a bow.

弓の材料の縦弾性係数Eの値は毛張力Tpを決める数値であると同時に「弓の振り子振動」の固有振動数を決めている数値であるので、その固有振動数を計測することによって弓が演奏に適切な毛張力Tpを確保できるものであるか否かを判断できる。本出願に係る発明によれば、容易に「弓の振り子振動」の固有振動数を計測出来るので演奏に使用する弓の適否を容易に判断できる。The value of the longitudinal elastic modulus E of the material of the bow is a numerical value that determines the bristle tension Tp and at the same time determines the natural frequency of the “bow pendulum vibration”. Therefore, by measuring the natural frequency, the bow is measured. It can be determined whether or not the hair tension Tp suitable for performance can be secured. According to the invention of the present application, the natural frequency of the “bow pendulum vibration” can be easily measured, so that the suitability of the bow used for the performance can be easily determined.

以下、図を参照して本発明の実施例を説明する。本発明の弓振動計測装置の例を図5−(a)に示す。
ベース21の上にベース21の長手方向と直角に上面が凸状のブロック22を固定する。ブロック22の上に弓のフロッグ5に毛3を留めている金環部23を載せ弓をベース21の長手方向と平行に置く。この時弓の毛3は演奏する状態に毛張力Thを張っておく。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An example of the bow vibration measuring apparatus of the present invention is shown in FIG.
On the base 21, a block 22 having a convex upper surface perpendicular to the longitudinal direction of the base 21 is fixed. On the block 22, the metal ring part 23 which fastens the hair 3 to the frog 5 of the bow is placed, and the bow is placed parallel to the longitudinal direction of the base 21. At this time, the hair 3 of the bow is set to have a hair tension Th in a state of playing.

上面が凸状のブロック24を毛3の長手方向と直角に置きその上に毛3を載せる。ブロック24はその位置を移動可能とする。「弓の振り子振動」の固有振動数foは毛3が弦12に当たる位置(x)の値によって変わるので、ブロック24を置く位置は例えば弓先のヘッド2から毛3の長さの0.25の位置、0.5の位置、0.75の位置などに移動して「弓の振り子振動」の固有振動数foを計測する。毛3の長さの0.25の位置をx=0.25、毛3の長さの0.5の位置をx=0.5、毛3の長さの0.75の位置をx=0.75と定義する。図5−(a)に示したブロック24の位置はx=0.25の位置である。すなわちブロック24に毛3が載っている位置が実際の演奏時では毛3が弦12に当たっている位置に相当する。A block 24 having a convex upper surface is placed at right angles to the longitudinal direction of the bristles 3 and the bristles 3 are placed thereon. Block 24 allows the position to move. Since the natural frequency fo of the “pendulum vibration of the bow” varies depending on the value of the position (x) where the hair 3 hits the string 12, the position where the block 24 is placed is, for example, 0.25 of the length of the hair 3 from the head 2 at the bow tip. And the natural frequency fo of the “bow pendulum vibration” is measured. The position of 0.25 of the length of the hair 3 is x = 0.25, the position of 0.5 of the length of the hair 3 is x = 0.5, and the position of 0.75 of the length of the hair 3 is x = It is defined as 0.75. The position of the block 24 shown in FIG. 5- (a) is a position of x = 0.25. That is, the position where the hair 3 is placed on the block 24 corresponds to the position where the hair 3 hits the string 12 during actual performance.

ベース両側面25−1,25−2にピン26を配置しピン25−1、25−2にゴム輪27を掛けフロッグ5の先端から数センチ先の位置に約150gの荷重をかける。これは計測時に毛3がブロック22やブロック24から浮き上がらなくする目的である。Pins 26 are arranged on both sides 25-1 and 25-2 of the base, and rubber rings 27 are hung on the pins 25-1 and 25-2, and a load of about 150 g is applied to a position several centimeters ahead of the tip of the frog 5. This is for the purpose of preventing the hair 3 from floating from the block 22 or the block 24 at the time of measurement.

細い棒31の先端にゴムや樹脂製の錘32を固定しハンマー33を作る。ハンマー33の打撃面にはフェルト34を貼り付け打撃時に弓に傷を付けない配慮をする。このハンマー33でスティック1の上面を軽く打撃すると弓はブロック22に載っている位置を中心に回転振動が発生する。この振動が「弓の振り子振動」である。なお、弓に「弓の振り子振動」を励起させる別な方法としては、弓の先端部であるヘッド2を手で2−3mm持ち上げて毛3を一旦ブロック24から浮かせた状態から手をヘッド2から離して毛3をブロック24に落とすことによっても「弓の振り子振動」は発生する。
次にその固有振動数foの計測について述べる。
A hammer 33 is made by fixing a weight 32 made of rubber or resin to the tip of a thin rod 31. A felt 34 is attached to the striking surface of the hammer 33 so that the bow is not damaged when hit. When the hammer 33 is struck lightly on the upper surface of the stick 1, rotational vibration is generated around the position of the bow on the block 22. This vibration is “bow pendulum vibration”. In addition, as another method of exciting the “bow pendulum vibration” in the bow, the head 2 which is the tip of the bow is lifted by 2-3 mm by hand and the hair 3 is once lifted from the block 24 and then the hand is moved to the head 2. The “bow pendulum vibration” is also generated by dropping the hair 3 on the block 24 away from the head.
Next, measurement of the natural frequency fo will be described.

ベース21の上にスティック1の両側にダイオードハウジング41とトランジスタハウジング42をスティック1の長さの中央付近に配置する。図5−(b)にスティック1、ダイオードハウジング41、トランジスタハウジング42の断面図を示す。ダイオードハウジング41にスティック1の上面が中心となる位置に穴43をあけその中にスティック1の方向に光軸が向くように発光ダイオード44を配置する。トランジスタハウジング42にスティック1の上面が中心となる位置に穴45をあけその中にスティック1の方向に光軸が向くようにフォトトランジスタ46を配置する。このように配置することによって発光ダイオード44から出た光47はスティック1によってその一部が遮蔽されフォトトランジスタ46に届いている。A diode housing 41 and a transistor housing 42 are arranged on both sides of the stick 1 on the base 21 in the vicinity of the center of the length of the stick 1. FIG. 5B shows a cross-sectional view of the stick 1, the diode housing 41, and the transistor housing. A hole 43 is formed in the diode housing 41 at a position where the upper surface of the stick 1 is the center, and the light emitting diode 44 is disposed so that the optical axis is directed in the direction of the stick 1. A hole 45 is formed in the transistor housing 42 at a position where the upper surface of the stick 1 is the center, and a phototransistor 46 is disposed in the hole 45 so that the optical axis is directed in the direction of the stick 1. With this arrangement, the light 47 emitted from the light emitting diode 44 is partially blocked by the stick 1 and reaches the phototransistor 46.

図6−(a)にスティック1の振動計測装置の一実施例を示す。発光ダイオード44の発光を駆動する電源はセンサーアンプ51から供給される。センサーアンプ51にはフォトトランジスタ46からの電気信号を増幅する増幅回路が設けられており、外部にその信号を出力できる。FIG. 6A shows an embodiment of the vibration measuring device for the stick 1. Power for driving the light emission of the light emitting diode 44 is supplied from the sensor amplifier 51. The sensor amplifier 51 is provided with an amplifier circuit for amplifying an electric signal from the phototransistor 46, and the signal can be output to the outside.

ハンマー33でスティック1の上面を軽く打撃すると弓はブロック22に載っている位置を中心に回転振動が発生する。この時スティック1の上面が上下に振動し発光ダイオード44から出てフォトトランジスタ46に届いている光47は時間と共に変化する。従ってこの時センサーアンプ51からは時間と共に変化する電気信号52が出力される。When the upper surface of the stick 1 is lightly struck with the hammer 33, a rotational vibration is generated around the position where the bow is placed on the block 22. At this time, the upper surface of the stick 1 vibrates up and down, and the light 47 coming out of the light emitting diode 44 and reaching the phototransistor 46 changes with time. Therefore, at this time, the sensor amplifier 51 outputs an electric signal 52 that changes with time.

近年のパーソナルコンピュータ53では音楽などのオーディオコンテンツを再生し音声として出力する機能や外部からの音声信号をデジタル信号としてパーソナルコンピュータ53に取り込む機能が付属しているものが一般的となっている。このような機能を有するパーソナルコンピュータ53にオーディオ編集ソフトを組み込むことによってセンサーアンプ51から出力される時間と共に変化する電気信号52を表示したり編集することができる。In recent years, personal computers 53 are generally provided with a function of reproducing audio contents such as music and outputting them as audio, and a function of importing external audio signals into the personal computer 53 as digital signals. By incorporating audio editing software into the personal computer 53 having such a function, it is possible to display or edit the electric signal 52 that changes with time output from the sensor amplifier 51.

オーディオ編集ソフトの例としては、Adobe社製のAdobe Audition2.0等がある。Adobe社製のAdobe Audition2.0には入力された電気信号52をデイスプレイ画面54に波形表示する機能がある。この機能を使用することによってセンサーアンプ51から出力された電気信号52はデイスプレイ画面54に減衰振動波形として表示される。この減衰振動波形をデイスプレイ画面54上で単位時間の波形のピークの数を数えることによって「弓の振り子振動」の固有振動数foが分かる。As an example of the audio editing software, there is Adobe Audition 2.0 manufactured by Adobe. Adobe Audition 2.0 manufactured by Adobe has a function of displaying the input electric signal 52 in a waveform on the display screen 54. By using this function, the electric signal 52 output from the sensor amplifier 51 is displayed on the display screen 54 as a damped vibration waveform. The natural frequency fo of “bow pendulum vibration” can be obtained by counting the number of peaks of the waveform per unit time on the display screen 54 of this damped vibration waveform.

Adobe社製のAdobe Audition2.0には入力された電気信号52の周波数をパーソナルコンピュータ53の内部で周波数分析し電気信号52に含まれる周波数成分を表示する機能も有している。したがってこの機能を利用して電気信号52に含まれている周波数を読み取ることによっても「弓の振り子振動」の固有振動数foは分かる。Adobe Audition 2.0 manufactured by Adobe also has a function of analyzing the frequency of the input electrical signal 52 inside the personal computer 53 and displaying the frequency component contained in the electrical signal 52. Therefore, the natural frequency fo of the “pendulum vibration of the bow” can also be found by reading the frequency included in the electrical signal 52 using this function.

図6−(b)にスティック1の振動計測装置の別な実施例を示す。
周波数カウンター装置55はセンサーアンプ51から出力された電気信号52に関して単位時間の波形のピークの数を自動的に計測して表示器にその値を表示する機能を有する周波数カウンターである。この装置を用いることによって「弓の振り子振動」の固有振動数foは表示器に自動的に表示されるので簡単に計測ができる。
FIG. 6B shows another embodiment of the vibration measuring device for the stick 1.
The frequency counter device 55 is a frequency counter having a function of automatically measuring the number of peak of the waveform of unit time with respect to the electric signal 52 output from the sensor amplifier 51 and displaying the value on the display. By using this device, the natural frequency fo of the “pendulum vibration of the bow” is automatically displayed on the display, so that it can be easily measured.

図5−(a)(b)と図6−(a)に示したスティック1の振動計測装置で表1に示す実際のチェロ弓13本について「弓の振り子振動」の固有振動数foを計測した結果を表2に示す。供試弓は低価格の普及品クラスのものや専門の弓製作家の製作による上級品まであり、その材質、形状も様々な種類のものが含まれている。表1の材質欄は、Peはフェルナンブコ材、CFRPはカーボンファイバー繊維入り樹脂材、Hwは一般的にハードウッド呼ばれている材料、Bwはブラジルウッド材である。

Figure 2009053174
Figure 2009053174
The natural frequency fo of “pendulum vibration of the bow” is measured for 13 actual cello bows shown in Table 1 with the vibration measuring device of the stick 1 shown in FIGS. 5 (a) and 6 (b). The results are shown in Table 2. Test bows range from low-priced popular products and advanced products made by specialized bow maker, including various types of materials and shapes. In the material column of Table 1, Pe is Fernanbuco material, CFRP is a resin material containing carbon fiber, Hw is a material generally called hardwood, and Bw is Brazil wood material.
Figure 2009053174
Figure 2009053174

表1の弓の重量・寸法欄には弓の外形や重量を計測した結果を示してある。表2の振り子振動の振動数fo欄に「弓の振り子振動」の固有振動数foの計測結果を示した。ブロック24を置く位置は弓先のヘッド2から毛3の長さの0.25の位置、0.5の位置、0.75の位置の3ヶ所で「弓の振り子振動」の固有振動数foを計測した。その結果によると先端から0.25の位置では、固有振動数foの最も低いものは20.3Hzとなり最も固有振動数foの最も高いものは29.8Hzとなっている。The bow weight / dimension column in Table 1 shows the results of measuring the outer shape and weight of the bow. The measurement result of the natural frequency fo of the “pendulum vibration of the bow” is shown in the frequency fo column of the pendulum vibration in Table 2. The position where the block 24 is placed is the natural frequency fo of the “bow pendulum vibration” at the three positions of the head 2 at the bow tip, the position of 0.25, the position of 0.5, and the position of 0.75. Was measured. According to the result, at the position of 0.25 from the tip, the lowest natural frequency fo is 20.3 Hz, and the highest natural frequency fo is 29.8 Hz.

「弓の振り子振動」の固有振動数foは毛3が弦12に当たる位置(x)の値によってx=0.25のときC=1.73、x=0.5のときC=1.0、x=0.75のときC=0.58の振動数比Cとなることが分かっているので実際に計測された固有振動数foの振動数比Cの値を振動数比C実測値欄に記載した。それによると実際に計測された「弓の振り子振動」の固有振動数foの振動数比は殆ど理論値に一致していることがわかり、従って図5−(a)(b)と図6−(a)に示したスティック1の振動計測装置で計測された「弓の振り子振動」の固有振動数foは信頼性のある数値と考えられる。その数値を図7でグラフに表示した。The natural frequency fo of the “pendulum vibration of the bow” is C = 1.73 when x = 0.25 and C = 1.0 when x = 0.5 according to the value of the position (x) where the hair 3 hits the string 12. Since it is known that the frequency ratio C is C = 0.58 when x = 0.75, the value of the frequency ratio C of the natural frequency fo actually measured is shown in the frequency ratio C actual measurement value column. It was described in. According to this, it can be seen that the frequency ratio of the natural frequency fo of the actually measured “bow pendulum vibration” almost coincides with the theoretical value, and accordingly, FIGS. It is considered that the natural frequency fo of the “bow pendulum vibration” measured by the vibration measuring device of the stick 1 shown in FIG. The numerical values are displayed in a graph in FIG.

図4に示したように「弓の振り子振動」の固有振動数foは毛張力Tp、慣性モーメントIb、毛3が弦12に当たる位置(x)の値によって求まる振動数比Cの値から誘導された。固有振動数foが計測されたので弓の慣性モーメントIbが分かれば毛張力Tpの値が分かることになる。図8に弓の慣性モーメントIbの計測方法を示す。「弓の振り子振動」の回転中心はフロッグ5の先端部であるのでその位置をに摩擦の少ない棒61を置き弓の毛を張った状態で垂直に吊るし弓先端のヘッド2を左右に振って弓を振り子運動させる。As shown in FIG. 4, the natural frequency fo of the “bow pendulum vibration” is derived from the value of the frequency ratio C determined by the values of the hair tension Tp, the moment of inertia Ib, and the position (x) where the hair 3 hits the string 12. It was. Since the natural frequency fo is measured, the value of the hair tension Tp can be known if the inertia moment Ib of the bow is known. FIG. 8 shows a method for measuring the inertia moment Ib of the bow. The center of rotation of the “bow pendulum vibration” is the tip of the frog 5, and a rod 61 with less friction is placed at that position, and the head 2 at the tip of the bow is swung left and right by hanging vertically with the bow hair stretched. Pendulum movement of the bow.

この状態は一般的に剛体振り子と呼ばれている。剛体振り子の振動の周期Tが分かれば剛体振り子の慣性モーメントは図8に示す計算式で計算できる。剛体振り子の振動の周期Tは10サイクルの時間を2回計測し平均値を求め1サイクルの周期Tを求めた。その結果を表2の周期欄に記載した。その値で慣性モーメントIbを計算し慣性モーメント欄に記載した。This state is generally called a rigid pendulum. If the period T of the vibration of the rigid pendulum is known, the moment of inertia of the rigid pendulum can be calculated by the calculation formula shown in FIG. The period T of the vibration of the rigid pendulum was obtained by measuring the time of 10 cycles twice to obtain an average value and obtaining the period T of 1 cycle. The results are shown in the period column of Table 2. The moment of inertia Ib was calculated from that value and listed in the column of moment of inertia.

求められた慣性モーメントIbと「弓の振り子振動」の固有振動数foと振動数比Cの数値を使い毛張力Tpの値を求めた。その結果を表3のTp毛張力欄に記載した。さらにこの値を用いてTp=Th+α×dp=α(d2−d1)+α×dpの関係からスティック係数αを求めた。ただし「弓の振り子振動」の固有振動数foを計測するときに弓に加えた荷重は約150gと小さくそれによるスティックの撓みdpの値は無視できるレベルであるのでTp=α(d2−d1)とした。算出されたスティック係数αの数値を表3の推定スティック係数α欄に示した。

Figure 2009053174
The value of the hair tension Tp was determined using the calculated values of the inertia moment Ib, the natural frequency fo of the “bow pendulum vibration”, and the frequency ratio C. The results are shown in the Tp hair tension column of Table 3. Further, using this value, the stick coefficient α was obtained from the relationship of Tp = Th + α × dp = α (d2−d1) + α × dp. However, the load applied to the bow when measuring the natural frequency fo of the “bow pendulum vibration” is as small as about 150 g, and the value of the deflection dp of the stick is negligible, so Tp = α (d2−d1) It was. The numerical value of the calculated stick coefficient α is shown in the estimated stick coefficient α column of Table 3.
Figure 2009053174

以上の方法によれば「弓の振り子振動」の固有振動数foと慣性モーメントIbを計測することによって、弓がどの程度の縦弾性係数Eの値の材料で作られているかが分からなくても毛張力Tpの数値を知ることが出来ることになる。表3に記載した毛張力Tpの数値を見るとその値が大きい弓では12Kg以上の値を示している物もあるが小さい物では5−8Kg台と小さく、このような弓は毛張力不足で演奏し難い弓と判断できる。According to the above method, the natural frequency fo and the moment of inertia Ib of the “bow pendulum vibration” are measured, so that it is not possible to know how long the bow is made of the material having the value of the elastic modulus E. The numerical value of the hair tension Tp can be known. Looking at the numerical values of the hair tension Tp shown in Table 3, some bows show a value of 12 Kg or more for large bows, but small ones are as small as 5-8 Kg. It can be judged as a bow that is difficult to play.

またスティック係数αの数値も、弓がどの程度の縦弾性係数Eの値の材料で作られているかが分からなくても知ることが出来るのでスティック1と毛3の間隔d2の値を限界と考えられる12mmまで毛3を張った場合の毛張力を知ることが出来る。その値を表3の限界d2毛張力欄に記載した。このような場合でも毛張力が5−8Kg台と小さい値に留まっている弓は毛張力不足で演奏し難い弓と確実に判断できる。Also, the value of the stick coefficient α can be known without knowing how much the bow is made of the material of the longitudinal elastic modulus E. Therefore, the value of the distance d2 between the stick 1 and the hair 3 is considered as the limit. It is possible to know the hair tension when the hair 3 is stretched up to 12 mm. The value is shown in the limit d2 hair tension column of Table 3. Even in such a case, a bow whose bristle tension is as small as 5-8 kg can be reliably determined as a bow that is difficult to play due to lack of bristle tension.

「弓の振り子振動」の固有振動数foを計測してその値の大小で弓の基本性能である毛張力の適否を判断できるということが分かった。次は13本の供試弓について更にその妥当性を検証する。図9はセンサーアンプ51から出力された電気信号52がデイスプレイ画面54に減衰振動波形として表示されたものの一例である。供試弓の中で「弓の振り子振動」の固有振動数foが先端から0.25の位置で28.6Hzと比較的高い値を示したJ.B.Gabriel G−30と20.3Hzと最も低い値を示したAC−30の減衰振動波形を示したものである。The natural frequency fo of the “bow pendulum vibration” was measured, and it was found that the appropriateness of the hair tension, which is the basic performance of the bow, can be determined by the magnitude of the value. Next, the validity of the 13 test bows will be further verified. FIG. 9 shows an example in which the electrical signal 52 output from the sensor amplifier 51 is displayed on the display screen 54 as a damped vibration waveform. Among the test bows, the natural frequency fo of the “bow pendulum vibration” showed a relatively high value of 28.6 Hz at a position of 0.25 from the tip. B. The damped vibration waveform of AC-30 which showed the lowest value with Gabriel G-30 and 20.3 Hz is shown.

減衰振動においては振動の減衰能力の大小を示す数値として隣り合う二つのピークの値の比の自然対数から求められる減衰比が定義されている。その誘導式を図9に示す。13本のチェロ供試弓に関して「弓の振り子振動」の固有振動数foを計測した際にデイスプレイ画面54に表示された減衰振動波形からそれぞれの弓の減衰比を算出した結果を表3の(実測値)減衰振動減衰比欄に示した。In the damped vibration, the damping ratio obtained from the natural logarithm of the ratio between the values of two adjacent peaks is defined as a numerical value indicating the magnitude of the damping capacity of the vibration. The induction formula is shown in FIG. Table 3 shows the results of calculating the attenuation ratio of each bow from the damped vibration waveform displayed on the display screen 54 when the natural frequency fo of the “pendulum vibration of the bow” was measured for the 13 cello test bows. Actual measurement value) Shown in the Damping vibration damping ratio column.

図10は「弓の振り子振動」の固有振動数foと減衰比の関係を図示したものである。「弓の振り子振動」の固有振動数foが高い弓は減衰比の値は比例的に大きい傾向があり「弓の振り子振動」が発生した場合でも早く振動が減衰し弓の操作が安定すると考えられる。図10の中に記入した三つの評価は13本の供試弓を実際に演奏した時の扱い易さのレベルを示したものである。FIG. 10 illustrates the relationship between the natural frequency fo and the damping ratio of the “bow pendulum vibration”. A bow with a high natural frequency fo of “bow pendulum vibration” tends to have a proportionally large damping ratio value, and even if “bow pendulum vibration” occurs, the vibration is attenuated quickly and the operation of the bow is stabilized. It is done. The three evaluations entered in FIG. 10 indicate the level of ease of handling when the 13 bows were actually played.

弓を使ってバイオリンやチェロのような擦弦楽器を演奏する時の弓の操作に関するテクニック一つに前述の「スピッカート奏法」がある。このテクニックは弓の毛を弦に打ち下ろすような奏法でありこの場合に打ち下ろされた弓には必然的に振動現象が発生することは否めない。このような場合その振動が速く収まってくれることが望ましい。図10の中に記入した三つの評価は13本の供試弓を同じ条件で打ち下ろした際に弓に発生した「振れ」の程度を3段階にクラス分けした結果である。これによれば、「弓の振り子振動」の固有振動数foが高く減衰比も大きい弓の方が弓に発生する「振れ」が小さく演奏し易いことが実際の演奏からもわかった。One of the techniques related to bow operation when playing bowed instruments such as violins and cellos using the bow is the aforementioned “Spikkato technique”. This technique is a performance technique in which the bow hair is pushed down to the string. In this case, it is inevitable that a vibration phenomenon will inevitably occur in the bow that is down. In such a case, it is desirable for the vibration to settle quickly. The three evaluations entered in FIG. 10 are the results of classifying the degree of “runout” generated in the bow when the 13 test bows are downed under the same conditions into three stages. According to this, it has been found from actual performance that the bow having a high natural frequency fo and a large damping ratio of the “bow pendulum vibration” has a smaller “shake” generated in the bow and is easy to play.

図11に13本のチェロ供試弓に関して計測された「弓の振り子振動」の固有振動数foと、別に求めた慣性モーメントIbの値から計算されたスティック係数αの関係を示した。この結果と図10に示した演奏し易い弓の評価とを比較すると、たとえば固有振動数foが28Hz以上の弓であればスティック係数αの値も大きいので十分に毛張力は確保でき、しかも「スピッカート奏法」のような高度な演奏テクニックにも問題なく使用できる弓であるこをがわかる。固有振動数foが25Hz以上の弓であれば「スピッカート奏法」のような高度な演奏テクニックには多少の訓練や慣れが必要と考えられるが演奏に必要な毛張力は確保できているので使用には十分耐えられる弓と考えられる。それに対し固有振動数foが25Hzを下回るような場合は、中には十分な毛張力が確保できない弓があり、毛張力は確保できるにも拘わらず慣性モーメントIbが大きいために弓の振り回しやすさが損なわれているような場合が考えられる。FIG. 11 shows the relationship between the natural frequency fo of the “bow pendulum vibration” measured for 13 cello test bows and the stick coefficient α calculated from the value of the inertia moment Ib obtained separately. Comparing this result with the evaluation of an easy-to-play bow shown in FIG. 10, for example, if the bow has a natural frequency fo of 28 Hz or higher, the stick coefficient α is large, so that the hair tension can be sufficiently secured, and “ You can see that it is a bow that can be used without problems even in advanced performance techniques such as "Spiccato". If the bow has a natural frequency fo of 25 Hz or more, advanced performance techniques such as “Spikkato” may require some training and habituation. Is considered a well tolerated bow. On the other hand, when the natural frequency fo is less than 25 Hz, there is a bow in which sufficient bristle tension cannot be secured, and since the inertia moment Ib is large although the bristle tension can be secured, the bow is easy to swing. There are cases where the damage is impaired.

以上のように「弓の振り子振動」の固有振動数foを計測することによって演奏者は弓が演奏に適切な毛張力Tpを確保でき、扱い易いものであるか否かを容易に知ることができる。また弓の製造者や販売者は弓の性能をグレード分けすることが可能となる。例えば28Hz以上の弓は「最上級品」、25Hz以上の弓は「上級品」、25Hz未満の弓は「普及品」などはその一例である。As described above, by measuring the natural frequency fo of the “pendulum vibration of the bow”, the performer can easily know whether or not the bow can secure the proper hair tension Tp for performance and is easy to handle. it can. Bow manufacturers and sellers can also grade bow performance. For example, bows of 28 Hz or higher are “superlative products”, bows of 25 Hz or higher are “advanced products”, bows of less than 25 Hz are “popular products”, and the like.

一般のオーディオ製品の場合ではその装置の音声の周波数の再生可能な範囲が周波数特性値などとして表示されて販売されているのが通例である。しかし楽器本体やその付属品である弓のようなものに関して従来はその性能やグレードを定量的に表示して販売されることはなかった。近年インターネットの普及などにより購入者が現品を直接見たり触れたりしないで品物を求めるカタログ通信販売が普及している。この様な場合にこれらの楽器本体やその付属品である弓のようなものに関してその性能が表示されて販売されることは消費者にとって品物を選定する際に大きなメリットとなり、また製造者や販売者にとっても適正な性能の商品を適正な価格で販売できるという点で消費者からの信頼を増すことが出来る。In the case of a general audio product, the reproducible range of the audio frequency of the device is usually displayed as a frequency characteristic value and sold. However, in the past, musical instruments and accessories such as bows were not sold with quantitative display of performance and grade. In recent years, catalog mail-order sales that require purchases without directly looking at or touching the actual product have become widespread due to the spread of the Internet and the like. In such a case, the performance of the instrument body and its accessories, such as a bow, is displayed and sold, which is a great advantage for consumers when selecting goods, and the manufacturer and sales Consumers can increase their trust in that they can sell products with appropriate performance at an appropriate price.

本発明によれば、バイオリンやチェロのような擦弦楽器の演奏者が演奏に必要な十分な毛張力を有する弓を定量的なデータの裏付けをもって選定することが可能となる。また、その製造者や販売者は適正な性能の弓を適正な価格で販売できるという点で消費者からの信頼を増すことが出来る。According to the present invention, it becomes possible for a player of a bowed instrument such as a violin or cello to select a bow having sufficient hair tension necessary for performance with quantitative data support. In addition, the manufacturers and sellers can increase consumer confidence in that they can sell bows with the right performance at the right price.

擦弦楽器用弓の構造図Structure diagram of bow for bowed instruments 弓の毛張力を計算する説明図Illustration to calculate bow hair tension 弓に圧力を掛けた状態の説明図Illustration of pressure applied to the bow 弓の振り子運動の説明図Illustration of bow pendulum movement 本発明の弓振動計測装置の実施例Embodiment of bow vibration measuring apparatus of the present invention 本発明の弓振動計測装置の振動数計測方法の実施例Embodiment of the vibration frequency measuring method of the bow vibration measuring device of the present invention 弓の振り子振動数の計測結果の例Example of measurement results of bow pendulum frequency 弓の慣性モーメント測定法の例Example of measuring the moment of inertia of a bow 弓の振り子振動数の減衰比の例Example of bow pendulum frequency damping ratio 弓の振り子振動数と減衰比の例Example of bow pendulum frequency and damping ratio 弓のスティック係数と振り子振動数の例Example of bow stick coefficient and pendulum frequency

符号の説明Explanation of symbols

1 スティック
2 ヘッド
3 毛
4 アジャスター
5 フロッグ
6 スクリューホール
7 スクリュー
8 アイレット
9 溝
11 右手
12 弦
13 親指
14 人差し指
21 ベース
22 ブロック
23 金環部
24 ブロック
25−1,25−2 ベース両側面
26 ピン
27 ゴム輪
31 細い棒
32 錘
33 ハンマー
34 フェルト
41 ダイオードハウジング
42 トランジスタハウジング
43 穴
44 発光ダイオード
45 穴
46 フォトトランジスタ
51 センサーアンプ
52 電気信号
53 パーソナルコンピュータ
54 デイスプレイ画面
55 周波数カウンター装置
1 Stick 2 Head 3 Hair 4 Adjuster 5 Frog 6 Screw hole 7 Screw 8 Eyelet 9 Groove 11 Right hand 12 String 13 Thumb 14 Index finger 21 Base 22 Block 23 Ring part 24 Block 25-1, 25-2 Base both sides 26 Pin 27 Rubber Wheel 31 Thin rod 32 Weight 33 Hammer 34 Felt 41 Diode housing 42 Transistor housing 43 Hole 44 Light emitting diode 45 Hole 46 Phototransistor 51 Sensor amplifier 52 Electric signal 53 Personal computer 54 Display screen 55 Frequency counter device

Claims (4)

擦弦楽器の演奏者が弓を支持する位置に設けられた第1の支点と弓の毛が弦に当たる位置に設けられた移動可能な第2の支点を有し、第1の支点と第2の支点の間で第1の支点近傍に配置され第2の支点に弓の毛を押圧する押圧手段を有し、第1の支点と第2の支点に毛を張った状態の弓を配置し、押圧手段で弓の毛を第1の支点と第2の支点に押し付けた状態で毛に張力を与えている棒状部材の弾性力と弓の質量との相互作用による弓の回転振動を発生可能とした弓振動計測装置。  A bowed instrument player has a first fulcrum provided at a position supporting the bow and a movable second fulcrum provided at a position where the bow hair hits the string. The first fulcrum and the second fulcrum Between the fulcrums, disposed near the first fulcrum and having a pressing means for pressing the hair of the bow on the second fulcrum, the bow in a state where the hair is stretched on the first fulcrum and the second fulcrum is disposed, Rotation vibration of the bow can be generated by the interaction between the elastic force of the rod-like member that applies tension to the hair and the mass of the bow in a state where the hair of the bow is pressed against the first fulcrum and the second fulcrum by the pressing means. Bow vibration measuring device. 前記請求項1記載の弓振動計測装置は、弓の棒状部材の振動を検知する振動検知手段を有し、第1の支点と第2の支点に毛を張った状態の弓を配置し、押圧手段で弓の毛を第1の支点と第2の支点に押し付けた状態で毛に張力を与えている棒状部材の弾性力と弓の質量との相互作用による弓の回転振動を発生させた状態で棒状部材の振動を検知可能とした前記請求項1記載の弓振動計測装置。  The bow vibration measuring apparatus according to claim 1 has vibration detecting means for detecting vibration of a rod-shaped member of the bow, and a bow having a hair stretched on the first fulcrum and the second fulcrum is arranged and pressed. A state in which rotational vibration of the bow is generated by the interaction between the elastic force of the rod-like member that applies tension to the hair and the mass of the bow while the bow hair is pressed against the first fulcrum and the second fulcrum by the means The bow vibration measuring apparatus according to claim 1, wherein the vibration of the rod-shaped member can be detected by the step. 前記請求項2記載の振動検知手段は、棒状部材に非接触で棒状部材の振動を検知可能とした前記請求項2記載の弓振動計測装置。  3. The bow vibration measuring apparatus according to claim 2, wherein the vibration detecting means according to claim 2 can detect the vibration of the rod-shaped member without contacting the rod-shaped member. 前記請求項2記載の弓振動計測装置は、検知された棒状部材の振動の振動数を計測しその値を表示する振動数計測手段を有し、押圧手段で弓の毛を第1の支点と第2の支点に押し付けた状態で毛に張力を与えている棒状部材の弾性力と弓の質量との相互作用による弓の回転振動を発生させた状態で棒状部材の振動数を計測可能とした前記請求項2記載の弓振動計測装置。  The bow vibration measuring device according to claim 2 has a frequency measuring means for measuring the vibration frequency of the detected vibration of the rod-shaped member and displaying the value, and the bow hair is defined as the first fulcrum by the pressing means. The frequency of the rod-like member can be measured in a state where the rotational vibration of the bow is generated by the interaction between the elastic force of the rod-like member that gives tension to the hair and the mass of the bow while being pressed against the second fulcrum. The bow vibration measuring device according to claim 2.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109443513A (en) * 2018-10-18 2019-03-08 湖南城市学院 A kind of violin bridge vibration detecting system
CN110085197A (en) * 2019-05-05 2019-08-02 郑伟 A kind of novel violin structure
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