JP2009128426A - 電子打楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】打撃タイミング及び打撃強さの検出誤差を小さくする。
【解決手段】ドラム本体１０において、ヘッド部３０がシェル１１に配設支持される。シェル１１の内側に、第１フレーム１４を介して第２フレーム１５が固定され、第２フレーム１５の舌部１５ａには、下側弾性材２５、ピエゾ素子２６、上側弾性材２７が順に配設される。上側弾性材２７の裏面２７ａにピエゾ素子２６が接着される。上側弾性材２７の奏者側の端面は、粘着剤や両面テープ等によってヘッド部３０の平坦部３１の裏面３１ｂに接着されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、打撃によるヘッド部の振動を打撃センサで電気信号に変換して楽音を発生させる電子打楽器に関する。

従来、打撃によるヘッド部の振動を打撃センサで検出し、その検出信号に基づいて楽音を発生させる電子打楽器が知られている。例えば、下記特許文献１の電子打楽器は、電子バスドラムとして構成され、打撃検出部が、打撃センサである圧電素子の上面に弾性部であるクッション部材が接着されてなる。クッション部材の先端が、ヘッド部の裏面に接触するように打撃センサが配設される。そして、フットペダルの踏み込み操作により、ヘッド部がビータによって打撃される。すると、ヘッド部の振動が、クッション部材を介して圧電素子に伝わり、電気信号に変換され、これにより打撃が検出される。
特開平１１−２１２５６６号公報

しかしながら、上記特許文献１の電子打楽器では、打撃センサとヘッド部との間に介在する弾性部が、ヘッド部の裏面に対して接触するだけの構成であるので、以下に説明するように、打撃の態様によって、打撃センサにおける検出信号波形の現れ方が不安定となる。

図５、図６は、１回の打撃時における打撃センサの出力波形を示す図である。いずれも、横軸に時間、縦軸に信号の出力レベルをとっている。理想的には、図５に示すように、最初に正（プラス）の第１波がレベル０から立ち上がり、一旦、負の第１波が出現した後、正の第２波が出現する。第１波が最もレベルが大きく、第２波以降は徐々に（理想的には急速に）減衰していく。

ここで、図５の例では、打撃時ｔ０では、信号レベルが０で、信号レベルが最初に閾値ＴＨを超えた時点ｔ１において、打撃がされたことが検出される。打撃時ｔ０から時点ｔ１までの時間間隔はＴ１である。

ところが、上記特許文献１の電子打楽器のような、弾性部がヘッド部の裏面に接触するだけの構成においては、打撃態様によっては、図６に示すように、最初に負（マイナス）の第１波が現れ、その後に正の第１波が現れることがある。このような場合は、打撃時ｔ０から、信号レベルが最初に閾値ＴＨを超える時点ｔ１までの時間間隔Ｔ１は、図５の例に比し長くなる。すなわち、打撃時ｔ０から、信号レベルが負から０に戻る時点ｔ２までの時間間隔Ｔ２分だけ、図５の例に比し、検出遅れが生じることになる。当然に、検出遅れは、発音遅れを招く。

それだけでなく、最初に負の波形が現れるような状態においては、そうでない場合に比し、正の第１波（の振幅）が小さくなる。そのため、第１波が打撃強さに応じた大きさとならず、打撃強さを正確に検出することができない、という問題もある。

従って、打撃タイミング及び打撃強さを正確に検出し、それらを楽音発生に忠実に反映させる上で、改善の余地があった。

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、打撃タイミング及び打撃強さの検出誤差を小さくすることができる電子打楽器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の電子打楽器は、筒状の筐体部（１１）と、表面である打撃面（３１ａ）、該打撃面の反対側の面である裏面（３１ｂ）、及び周縁部（３２）を有し、前記周縁部が前記筐体部に支持され、弾性材でなるヘッド部（３０）と、前記筐体部の内側に固定的に設けられたフレーム部（１５）と、前記ヘッド部の前記裏面に突設されて前記ヘッド部と一体に構成された一体弾性部（２７）と、前記一体弾性部の、前記ヘッド部に対する反対側の面（２７ａ）に固定されて前記フレーム部に配設され、前記ヘッド部の前記打撃面への打撃により前記一体弾性部を介して伝わる前記ヘッド部の振動を電気信号に変換する打撃センサ（２６）とを有することを特徴とする。

好ましくは、前記一体弾性部は、前記ヘッド部とは別体に形成されて、前記ヘッド部の前記裏面に接着されることで、前記ヘッド部と一体に構成される（請求項２）。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明の請求項１によれば、打撃タイミング及び打撃強さの検出誤差を小さくすることができる。

請求項２によれば、製造が容易である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電子打楽器を奏者側からみた図（正面図）である。この電子打楽器は、電子バスドラムとして構成され、ドラム本体１０が、ライザ２０及び２本の脚部１９Ｌ、１９Ｒで支持されてなる。本電子打楽器の奏者側には、図示はしないが、フットペダル装置が取り付けられる。以下、ドラム本体１０の前後左右の方向は、奏者側からの視点（正面視）を基準として呼称する。

取り付けられるフットペダル装置は一般的なものであり、ペダル操作によってそのビータがドラム本体１０のヘッド部３０を打撃する。フットペダル装置によっては、ビータは１つとは限らない。単一ビータの構成のものでは、通常、図１に示すように、ビータがヘッド部３０の中心Ｐ０を打撃するようにフットペダル装置が設置される。一方、ツインペダルによって２つのビータが操作される構成のものでは、各ビータが、中心Ｐ０の左側及び右側をそれぞれ打撃するようにフットペダル装置が設置される。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

図２、図３に示すように、ドラム本体１０は、筒状のシェル１１を有し、シェル１１の奏者側の開口部を閉塞するように、正面視円形のヘッド部３０がシェル１１に配設支持される。詳細には、まず、シェル１１の内側に、複数の連結部材１２がネジ１３で固定され、各連結部材１２間に、正面視略円形の第１フレーム１４が懸架されるように固定される。第１フレーム１４には、略円環状の第２フレーム１５が固定される。第２フレーム１５は、例えば、中密度繊維板（ＭＤＦ）でなる。第２フレーム１５の上部からは、舌部１５ａが垂下して一体に形成されている（図１も参照）。

第１フレーム１４の半径方向中央部には、ビータの沈み込み防止用の円柱状の中央クッション２２が接着等によって固着されている（図１も参照）。ヘッド部３０は、ゴム等の弾性を有する部材で一体に形成され、平坦部３１と周縁部３２とを有する。中央クッション２２の先端が、ヘッド部３０の平坦部３１の裏面３１ｂに当接している。ヘッド部３０の平坦部３１の表面３１ａのうち、正面視において中央クッション２２に対応している領域が、打撃が想定されている打撃領域Ｒ０である（図２、図３参照）。

フットペダル装置が取り付けられる際には、ビータの打撃位置が、打撃領域Ｒ０内となるように設置され、上述のように、通常、中心Ｐ０（図１も参照）に合わせられる。中心Ｐ０は、円形である打撃領域Ｒ０の中心に相当する位置でもある。複数ビータを採用する場合は、いずれのビータの打撃位置も、打撃領域Ｒ０内となるようにフットペダル装置が設置される。

第２フレーム１５の周縁部には、奏者側で且つ斜め外周方向を向いた傾斜面１５ｂが形成されている。ヘッド部３０の周縁部３２は、半径方向内側に開口した凹部３２ｂが形成され、この凹部３２ｂが第２フレーム１５に嵌合されている。この状態では、ヘッド部３０における平坦部３１と周縁部３２との間の部分が第２フレーム１５の傾斜面１５ｂに密着当接する程度に、ヘッド部３０が周縁方向に引っ張られ、適当なテンションがかかるようになっている。ヘッド部３０の周縁部３２には、外周方向に向かって突条部３２ａが一体に突設されている。

シェル１１の奏者側端部に、それぞれ円環状のフープ１７及びリムカバー２１が取り付けられている。フープ１７の円周方向における複数箇所には、係着部１７ａが一体に形成されている（図１、図３参照）。係着部１７ａに対応する位置において、シェル１１の外周側に、ラグ１６が配設される（図３参照）。ラグ１６は、ネジ１８によって係着部１７ａに螺合固定される。これにより、リムカバー２１を介して、フープ１７とシェル１１の奏者側端部との間に、ヘッド部３０の突条部３２ａが挟持される。ひいては、ヘッド部３０がシェル１１に対して固定される。

第１フレーム１４には、中央クッション２２の外周側において、ダンパクッション２３が配設される。ダンパクッション２３は、図１に示すように、断続部２３ａで断続するドーナツ型に構成され、正面視において、中央クッション２２を囲むように配設される。ダンパクッション２３は、第１フレーム１４に固着されると共に、その奏者側の先端面に滑り止めシート２４が固着されている（図２、図３参照）。そして、滑り止めシート２４が、ヘッド部３０の平坦部３１の裏面３１ｂに当接している。

第２フレーム１５の舌部１５ａには、奏者側に向かって、下側弾性材２５、ピエゾ素子２６、上側弾性材２７が順に配設されている。これらは、ダンパクッション２３の円周上における断続部２３ａの間に位置する。ピエゾ素子２６は、下側弾性材２５、上側弾性材２７の双方に接着されている。また、上側弾性材２７の奏者側の端面は、粘着剤や両面テープ等によってヘッド部３０の平坦部３１の裏面３１ｂに接着されている。これにより、ヘッド部３０側からみれば、ヘッド部３０の裏面３１ｂに上側弾性材２７が固着されてこれらが一体に構成されていて、且つこの上側弾性材２７の裏面２７ａにピエゾ素子２６が接着等によって固定されていることと同じとなる。

非演奏時である初期状態において、中央クッション２２、ダンパクッション２３及び上側弾性材２７は、いずれもヘッド部３０から僅かに圧縮力を受けている。特に、上側弾性材２７は、圧縮力が作用することで、ヘッド部３０の裏面３１ｂから剥がれにくくなっている。滑り止めシート２４は、ヘッド部３０との間で高い摩擦力を発揮する材質であればよく、クロロプレンゴム（ＣＲゴム）等が採用されるが、種類は問わない。ダンパクッション２３、上側弾性材２７、下側弾性材２５の各材質としては、ポロンスポンジやゴム等の、ヘッド部３０よりも柔らかい弾性材が採用されるが、その種類は問わない。

かかる構成において、ヘッド部３０の打撃領域Ｒ０がビータによって打撃されると、ヘッド部３０が振動し、その振動が、上側弾性材２７を介してピエゾ素子２６に伝わる。ピエゾ素子２６は、受けた振動を電気信号（電圧）に変換して、検出信号として出力する。そして、検出信号が所定の閾値ＴＨを超えると、打撃があったことが検出される（図５参照）。その検出結果、すなわち、検出されたタイミングに基づくタイミングで、且つ検出信号のレベルに応じた音量にて、不図示の楽音発生機構によって楽音が発生する。

図１に示すように、ヘッド部３０の正面視において、打撃領域Ｒ０の中心である中心Ｐ０と、ピエゾ素子２６の中心Ｐｓ（図２、図３も参照）とを真っ直ぐに結ぶ直線をＬ１とする。単一ビータで中心Ｐ０を打撃した場合においては、振動波が、打撃位置である中心Ｐ０から半径方向外側に放射状に伝搬するが、打撃位置からピエゾ素子２６の中心Ｐｓまでの最短の振動伝搬経路は直線Ｌ１を通る。ここで、ピエゾ素子２６は、ダンパクッション２３の断続部２３ａに配置されていることから、直線Ｌ１は、ダンパクッション２３に対して、ヘッド部３０の正面視において干渉していない。すなわち、ダンパクッション２３によって振動伝搬経路が遮られていない。従って、振動波形の正の第１波は、ダンパクッション２３によってほとんど減衰させられることなくピエゾ素子２６で検出される。

その一方、ヘッド部３０の振動波は、周縁部３２で跳ね返る等によって、振動が継続する。しかし、振動波が、ダンパクッション２３で減衰させられるので、第２波以降の波は、ダンパクッション２３がない構成に比し、小さくなる。すなわち、ダンパクッション２３は、打撃振動の減衰効果を発揮する。しかも、ダンパクッション２３は、滑り止めシート２４を介してヘッド部３０に当接しているので、一層効果的に振動が減衰し、検出波形が理想的な形となる。

その結果、第１波に対する第２波以降の信号レベルの減衰の程度が、従来に比し明瞭となるため、出力波形の第１波のみから打撃を正確に検出することができる。例えば、第１波と第２波以降のレベル差が大きくなることから、２度鳴りを防止することに有利である。しかも、第１波のレベルに応じた音量等の楽音制御を行う場合において、ダイナミックレンジを大きくすることにおいても有利となる。また、ダンパクッション２３による衝撃吸収効果が、ペダルを通じて足に感じる打撃感触の向上にも寄与している。

また、上側弾性材２７が、ヘッド部３０の裏面３１ｂに対して、単なる当接ではなく接着されているので、検出波形において、負（マイナス）の波（図６参照）が現れることなく、最初から正の第１波が現れる。これにより、正の第１波が打撃強さに応じた大きさとなり、出力波形の正の第１波のみから打撃強さを正確に検出することができる。しかも、負の波が現れないことから、検出遅れによる発音遅れも回避される。ちなみに、負の波による誤検出や検出遅れは、通常、半波整流器等によって電気的に補正可能であるが、本実施の形態では、このような補正器が不要であり、構成が簡単である。

本実施の形態によれば、振動伝搬経路（直線Ｌ１）がダンパクッション２３と干渉しないようにダンパクッション２３とピエゾ素子２６との位置関係を設定し、しかも、ダンパクッション２３を、滑り止めシート２４を介してヘッド部３０に当接させた。これらにより、打撃振動の減衰を効果的に速めて、ピエゾ素子２６の出力波形の第１波から打撃を正確に検出すると共に、打撃感触を向上させることができる。

また、ピエゾ素子２６は、ダンパクッション２３の断続部２３ａに配置されているので、配置スペースを有効に利用して省スペースを図ることができる。

本実施の形態によればまた、上側弾性材２７が、ヘッド部３０の裏面３１ｂに接着されているので、打撃タイミング及び打撃強さの検出誤差を小さくすることができる。

ところで、上側弾性材２７は、ヘッド部３０とは別体に構成され、裏面３１ｂに接着されたので、製造が容易であった。しかし、これに限られず、打撃タイミング及び打撃強さの検出誤差を小さくする観点に限れば、一体成形によって、上側弾性材２７をヘッド部３０と一体に形成してもよい。また、同じ観点に限れば、ピエゾ素子２６が固定される上側弾性材２７をヘッド部３０と一体に構成する構成は、バスドラムに限られず、他の打楽器にも適用可能である。

なお、打撃センサとしてピエゾ素子２６を採用したが、ヘッド部３０の打撃振動を電気信号に変換するものであれば、他のセンサを採用可能である。

なお、打撃振動の減衰を効果的に速めて、出力波形の第１波から打撃を正確に検出するという観点に限れば、ダンパクッション２３とピエゾ素子２６との位置関係の設定は、想定される打撃領域が定まっているものなら、バスドラムに限られず、他の打楽器にも適用可能である。また、ピエゾ素子２６は、打点（打撃領域Ｒ０の中心Ｐ０）から上側にシフトした位置に設けられたが、シフトさせる方向は上側に限られない。

また、同じ観点からは、ダンパクッション２３とピエゾ素子２６との位置関係や、ダンパクッション２３の形状は、例示したものに限られず、図４に示すような変形例を採用してもよい。

図４（ａ）〜（ｄ）は、ダンパクッション２３及びピエゾ素子２６の配設態様の変形例を示す模式図である。これらの図は、ダンパクッション２３の正面視に相当する図である。

いずれの例も、ダンパクッション２３は、打撃領域Ｒ０を囲むように配設され、且つ、打撃領域Ｒ０の中心である中心Ｐ０からピエゾ素子２６の中心Ｐｓまでの振動伝搬経路（直線Ｌ１）が、ダンパクッション２３によって遮られないようになっている。

まず、ダンパクッション２３の形状については、ダンパクッション２３は、連続でなく複数箇所で断続する形状でもよい（図４（ａ）参照）。その場合は、断続部２３ａのうち１つ（例えば、断続部２３ａ１）の位置にピエゾ素子２６を配置する。また、ダンパクッション２３は、断続部２３ａを除く円形でなくてもよく、断続部２３ａを除く矩形であってもよいし（図４（ｃ）参照）、完全に連続する形状（円形に限られない）であってもよい（図４（ｄ）参照）。ただし、完全に連続する形状（図４（ｄ））を採用する場合は、ピエゾ素子２６は、ダンパクッション２３の内側において、中心Ｐ０とは離れた位置に配置する必要がある。

また、ピエゾ素子２６については、断続部２３ａの位置ではなく、図４（ｂ）に例示するように、ダンパクッション２３の断続部２３ａに近接して断続部２３ａの外側に配置してもよい。あるいは、断続部２３ａよりも内側に配設してもよい。

また、ダンパクッション２３は、打撃領域Ｒ０を囲むように配設されればよく、打撃が想定される打撃領域Ｒ０の形状も、円形に限られない（図４（ｃ）参照）。

上記のような条件を満たせば、ツインペダルによりビータが２カ所を打撃する構成であっても、打撃位置が打撃領域Ｒ０内であれば、いずれの打撃位置からの打撃振動も、ほぼ、阻害されることなく、ピエゾ素子２６に直接伝搬することができる。

なお、ピエゾ素子２６は、第２フレーム１５に配設され、ダンパクッション２３は、第１フレーム１４に配設されたが、これらは、筐体であるシェル１１の内側に固定的に設けられた部分に配設されればよい。また、第１フレーム１４と第２フレーム１５とは、別体でなく一体でもよい。

本発明の一実施の形態に係る電子打楽器を奏者側からみた図（正面図）である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 ダンパクッション及びピエゾ素子の配設態様の変形例を示す模式図（（ａ）〜（ｄ））である。 １回の打撃時における打撃センサの出力波形を示す図である。 １回の打撃時における打撃センサの出力波形を示す図である。

符号の説明

１１ シェル（筐体部）、 １５ 第２フレーム（フレーム部）、 ２６ ピエゾ素子（打撃センサ）、 ２７ 上側弾性材（一体弾性部）、 ２７ａ 裏面、 ３０ ヘッド部、 ３１ａ 表面（打撃面）、 ３１ｂ 裏面、 ３２ 周縁部

Claims (2)

1. 筒状の筐体部と、
   表面である打撃面、該打撃面の反対側の面である裏面、及び周縁部を有し、前記周縁部が前記筐体部に支持され、弾性材でなるヘッド部と、
   前記筐体部の内側に固定的に設けられたフレーム部と、
   前記ヘッド部の前記裏面に突設されて前記ヘッド部と一体に構成された一体弾性部と、
   前記一体弾性部の、前記ヘッド部に対する反対側の面に固定されて前記フレーム部に配設され、前記ヘッド部の前記打撃面への打撃により前記一体弾性部を介して伝わる前記ヘッド部の振動を電気信号に変換する打撃センサとを有することを特徴とする電子打楽器。
2. 前記一体弾性部は、前記ヘッド部とは別体に形成されて、前記ヘッド部の前記裏面に接着されることで、前記ヘッド部と一体に構成されたことを特徴とする請求項１記載の電子打楽器。

Images