JP2012141509A - 分岐管および管楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】すでに所持している管楽器を利用して、簡易な形状の管体を組み合わせた分岐管により様々な形状の管体の共鳴特性を再現する。
【解決手段】分岐管１００は、予め決められた音階のいずれかの音高で発音するように、共鳴する気柱の長さを調整する音高調整管８１、および音高調整管８１に着脱可能に構成された着脱管を有する管楽器における着脱管に代えて、音高調整管８１に取り付けられる分岐管１００であって、主管部１０に流入する気体が、連結部分において第１副管部２１に分岐して流入するように連結された主管部１０および第１副管部２１と、主管部１０に設けられ、音高調整管８１に着脱可能に構成された着脱部１８とを具備する。
【選択図】図４

Description

本発明は、分岐管および管楽器に関する。

自然楽器における発音メカニズムをシミュレートして楽音を合成する技術が知られている。特許文献１においては、円錐面を有するテーパ管における共鳴特性を、分岐させた２種のストレート管により近似して再現する技術が開示されている。

図４１は、従来のテーパ管４５０を有する管楽器１０００Ａの構造を説明する図である。図４２は、図４１に示すテーパ管４５０の共鳴特性を近似したストレート管４１０、４２０を有する管楽器１０００Ｂの構造を説明する図である。管楽器１０００Ａは、テーパ管４５０を有する管体４００Ａ、およびマウスピース５００Ａを有する。管楽器１０００Ｂは、ストレート管４１０、４２０が分岐した構造の管体４００Ｂ、およびマウスピース５００Ｂを有する。ストレート管４１０、４２０の長さ、管の径を特許文献１に開示された技術を用いて設計すると、テーパ管４５０の共鳴特性を近似して再現することができる。

特許第２７０７９１３号公報

特許文献１における技術においては、所望の共鳴特性を得るために適宜設計されたストレート管を分岐させた管体を用いた管楽器を構成することができる。一方、この管楽器は、特定の共鳴特性を得るための専用の管楽器として構成されているため、異なる共鳴特性の管楽器を用いたい場合には、それぞれの共鳴特性を再現した管楽器を所持する必要があった。

本発明は、すでに所持している管楽器を利用して、簡易な形状の管体を組み合わせた分岐管により様々な形状の管体の共鳴特性を再現することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、予め決められた音階のいずれかの音高で発音するように、共鳴する気柱の長さを調整する音高調整管、および当該音高調整管に着脱可能に構成された着脱管を有する管楽器における前記着脱管に代えて、前記音高調整管に取り付けられる分岐管であって、一の管体に流入する気体が、各管体の内部空間の連結部分において他の管体に分岐して流入するように連結された複数の管体と、いずれかの前記管体に設けられ、前記音高調整管に着脱可能に構成された着脱部とを具備することを特徴とする分岐管を提供する。

また、別の好ましい態様において、前記音高調整管に前記分岐管が取り付けられた場合に、前記複数の管体の少なくとも一の管体における一部分が開口した状態で、前記音高調整部によって前記共鳴する気柱の長さが調整されると、予め決められた音階のいずれかの音高で発音するように、前記複数の管体の管長、断面積および連結位置が決められていることを特徴とする。

また、別の好ましい態様において、前記着脱管は、ベル管であることを特徴とする。

また、別の好ましい態様において、前記着脱管は、当該着脱管の両端が前記音高調整管に取り付けられ、前記着脱部は、２つ設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、上記記載の分岐管と、前記分岐管が取り付けられ、予め決められた音階のいずれかの音高で発音するように、共鳴する気柱の長さを調整する音高調整管とを具備する管楽器を提供する。

本発明によれば、すでに所持している管楽器を利用して、簡易な形状の管体を組み合わせた分岐管により様々な形状の管体の共鳴特性を再現することができる。

実施形態におけるベル管が取り付けられた管楽器の構成を説明する図である。 実施形態におけるベル管を取り外された状態の管楽器の構成を説明する図である。 実施形態における分岐管の形状を説明する図である。 実施形態における分岐管が取り付けられた管楽器の構成を説明する図である。 実施形態における分岐管の構造を説明する図である。 図２における矢視Ａ−Ａ方向から見た断面図である。 変形例１における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例２における分岐管の構造を説明する断面図である。 図８とは別の構造の変形例２における分岐管の構造を説明する図である。 変形例３における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例４における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例４における分岐管の形状を説明する図である。 変形例４における分岐管が取り付けられた管楽器の構成を説明する図である。 変形例５における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例６における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例７における分岐管の構造を説明する断面図である。 図１６における矢視Ｂ−Ｂ方向から見た断面図である。 変形例８における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例９における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例１０における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例１１におけるベル管が取り付けられた管楽器の構成を説明する図である。 変形例１１におけるベル管を取り外された状態の管楽器の構成を説明する図である。 変形例１１における分岐管の形状を説明する図である。 変形例１１における分岐管が取り付けられた管楽器の構成を説明する図である。 変形例１２における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例１３における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例１５における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例１６における分岐管の構造を説明する断面図である。 図２８における矢視Ｃ−Ｃ方向から見た断面図である。 変形例１７における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例２１における着脱管と分岐管との関係を説明する図である。 変形例２１における分岐管の構造を説明する断面図である。 変形例２１におけるベル管部分をさらに置き換えた管楽器の構成を説明する図である。 変形例２２における管楽器の構成を説明する図である。 テーパ管を含む分岐管と、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管との関係の第１の例について説明する図である。 テーパ管を含む分岐管と、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管との関係の第２の例について説明する図である。 テーパ管を含む分岐管と、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管との関係の第３の例について説明する図である。 テーパ管を含む分岐管と、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管との関係の第４の例について説明する図である。 一般的なトランペット、１段分岐管を用いたトランペット、２段分岐管を用いたトランペットの外観図である。 一般的なトランペット、１段分岐管を用いたトランペット、２段分岐管を用いたトランペットの音響特性を説明する図である。 従来のテーパ管を有する管楽器の構造を説明する図である。 図４１に示すテーパ管の共鳴特性を近似したストレート管を有する従来の管楽器の構造を説明する図である。

＜実施形態＞
図１は、実施形態におけるベル管が取り付けられた管楽器１ｙの構成を説明する図である。管楽器１ｙは、一般的なトランペットであり、ベル管（以下、着脱管７１という）および着脱管７１以外のトランペットの構成要素（以下、音高調整管８１という）とを有する。
着脱管７１は、音高調整管８１に着脱可能に構成され、演奏者の息が吹き込まれる側（以下、上流側という）の端部（以下、上流側端部７５Ｕという）から息が抜ける側（以下、下流側という）の開口した端部（以下、下流側端部７５Ｌという）にわたった長さである。上流側端部７５Ｕは、音高調整管８１に接続される部分である。また、下流側端部７５Ｌは、ある曲率（曲率が位置によって変化してもよい）を有する管体形状に構成されたベルの開口端部である。着脱管７１は、ベル管であるから、テーパ率が急激に増加するベル形状の部分とテーパ率が徐々に増加するテーパ管の部分とを有する。後者のテーパ管部に関しては、一部にテーパ率が一定の部分を、もしくはストレート管の部分を有していてもよい。
音高調整管８１は、音高調整部４１およびマウスピース５１を有する。音高調整部４１は、操作されることにより迂回管への経由の有無を変化させて管楽器１ｙにおける管長を変化させるピストンバルブおよび迂回管を有する。音高調整部４１は、予め決められた音階のいずれかの音高の発音をするように、管楽器１ｙにおいて共鳴する気柱の長さを調整する。

図２は、実施形態におけるベル管（着脱管７１）を取り外された状態の管楽器１ｙの構成を説明する図である。図２（ａ）は、着脱管７１が取り外された状態の管楽器１ｙにおける音高調整管８１を示す図である。図２（ｂ）は、着脱管７１が取り外された状態の管楽器１ｙにおける着脱管７１を示す図である。図２（ａ）に示すように、音高調整管８１は、着脱管７１が取り付けられる部分に、着脱部８５Ｌを有する。着脱部８５Ｌは、この例においては、着脱管７１の上流側端部７５Ｕ近傍の着脱部７８の管体内部に入り込むように構成されている。この着脱部７８は外管などにより構成され、この部分の内径は他の部分より大きく構成されている。演奏者は、着脱部８５Ｌを着脱管７１の着脱部７８の管体内部に差し込み嵌合させることにより、着脱管７１を音高調整管８１に取り付ける。

図３は、実施形態における分岐管１００の形状を説明する図である。分岐管１００は、内部空間が連結された３つの管体を有する。この例においては、３つの管体は、主管部１０、第１副管部２１および第２副管部２２であり、それぞれ、断面形状が円形のストレート管である。ストレート管は、管軸方向のどの位置においても管体の断面形状が変化しないように形成された管体であり、真っ直ぐな管体であってもよいし曲がった形状の管体であってもよい。そのため、ストレート管において、管軸方向を法線とする面で切った場合の開口面積（以下、単に断面積といった場合には、この開口面積をいう）は、管軸方向のどの位置においても変化しない。

分岐管１００は、演奏者の息が吹き込まれる側（以下、上流側という）の端部（以下、上流側端部１５Ｕという）から息が抜ける側（以下、下流側という）の開口した端部（以下、下流側端部１５Ｌという）にわたった長さである。分岐管１００の上流側端部１５Ｕ近傍の着脱部１８においては、着脱管７１の上流側端部７５Ｕ近傍の着脱部７６と同様に、管体の内径は他の部分（主管部１０）より大きく構成され、着脱部８５Ｌが差し込まれると嵌合するようになっている。そのため、内径が大きくなっている着脱部１８は、内径が大きくなっている分だけ主管部１０より断面積が大きくなっている。
第１副管部２１および第２副管部２２は、それぞれ主管部１０と内部空間が連結されている。第１副管部２１の内部空間が主管部１０の内部空間に連結されている位置は、第２副管部２２の内部空間が主管部１０の内部空間に連結されている位置より上流側である。

図４は、実施形態における分岐管１００が取り付けられた管楽器１の構成を説明する図である。演奏者は、上述した図１に示す管楽器１ｙの着脱管７１を音高調整管８１から取り外す。その後、取り外した着脱管７１に代えて、演奏者は、音高調整管８１の着脱部８５Ｌを、分岐管１００の上流側端部１５Ｕから着脱部１８に差し込むようにして、分岐管１００を音高調整管８１に取り付ける。このようにして分岐管１００が音高調整管８１に取り付けられた管楽器の構成が、図４に示す構成である。

演奏者によってマウスピース５１から吹き込まれる息は、矢印Ｆに示すように、分岐管１００の内部空間を流れる。以下に説明する各図において矢印Ｆは、演奏者によって吹き込まれた息が分岐管１００の内部空間を流れる方向を示すものとする。なお、マウスピース５１から吹き込まれる息は、演奏者によるものに限らず、機械的に吹き込まれた気体であってもよい。

図５は、実施形態における分岐管１００の構造を説明する図である。図６は、図５における矢視Ａ−Ａ方向から見た断面図である。図３に示す分岐管１００は、曲がった形状のストレート管であったが、図５、６の説明においては、真っ直ぐな形状のストレート管であるものとして説明する。分岐管１００の上流側端部１５Ｕ近傍において主管部１０よりも管体の内径が大きくなっている部分は、着脱部１８という。主管部１０はストレート管であるから、図５に示すように、主管部１０の上流側の上流側端部１８Ｕの断面積（網目部分）は、下流側端部１５Ｌの開口面積（網目部分）と同じ面積である。この例においては、上流側端部１８Ｕおよび下流側端部１５Ｌのそれぞれが形成する開口面は、管軸を法線とする面であるものとする。

図６に示すように、主管部１０に流入する演奏者の息は、主管部１０と第１副管部２１との内部空間の連結部分である連結部分Ｐ１において第１副管部２１に分岐して流入し、また、主管部１０と第２副管部２２との内部空間の連結部分である連結部分Ｐ２において第２副管部２２に分岐して流入する。このように、分岐管１００には、演奏者に吹き込まれた息が分岐する部分として、連結部分Ｐ１、Ｐ２の２つが設けられている。

第１副管部２１は、下流側の端部２５１Ｌが開口している。また、第２副管部２２も、下流側の端部２５２Ｌが開口している。したがって、主管部１０の上流側端部１８Ｕから流入する演奏者の息は、主管部１０の下流側端部１５Ｌ、第１副管部２１の端部２５１Ｌ、および第２副管部２２の端部２５２Ｌから、外部に流出する。

上述した音高調整部４１は、分岐管１００が音高調整管８１に取り付けられた管楽器１においては、この端部２５１Ｌ、２５２Ｌが開口した状態で、共鳴する気柱の長さを予め決められた長さに調整する。管楽器１は、予め決められた長さに調整した気柱の共鳴により、特定の音階を構成する各音高で発音する。すなわち、音高調整部４１は、この端部２５１Ｌ、２５２Ｌが開口した状態で、予め決められた音階のいずれかの音高の発音をするように、共鳴する気柱の長さを調整する。したがって、演奏者は、管楽器１を演奏するときには、端部２５１Ｌ、２５２Ｌを開口させた状態で、ピストンバルブを操作して演奏する。

このように、音高調整管８１に着脱管７１が取り付けられているか、分岐管１００が取り付けられているかにかかわらず、音高調整部４１によって、共鳴する気柱の長さが調整されると、予め決められた音階のいずれかの音高で発音するように、分岐管１００における主管１０、第１副管部２１および第２副管部２２の管長、断面積および連結位置が決められている。

分岐管１００は、第１副管部２１および第２副管部２２の主管部１０への連結位置（主管部１０の管軸方向）、第１副管部２１および第２副管部２２の形状（管長、内部空間の断面積）など、分岐管１００の形状に関するパラメータの内容に応じて、様々な共鳴特性を持つ。例えば、図６に示すように、第１副管部２１の管長（連結部分Ｐ１から端部２５１Ｌまでの長さ）は、第２副管部２２の管長（連結部分Ｐ２から端部２５２Ｌまでの長さ）よりも長くなるように構成すると、ベル管のベル形状のように、一部が円錐形状ではなく、一定の曲率を有する形状の管体であっても共鳴特性を再現することもできる。

このとき、第１副管部２１および第２副管部２２の主管部１０への連結位置、第１副管部２１および第２副管部２２の内部空間の断面積を適宜設定して分岐管１００が構成されるようにすれば、一般的なトランペットのベル形状を有するベル管、すなわち着脱管７１の共鳴特性を再現することもできる。また、主管部１０の下流側端部１５Ｌがベル形状のように広がっていないため、管楽器１から発音される音量を抑えることもできる。

一般的には、演奏者は、管楽器１ｙのようなトランペットの音量を抑える場合にはベル部分にミュートをつけて演奏する。しかし、ミュートをつけると発音される音質が変化する。また、ミュートにより演奏者の息の吹き抜けが抑えられるため、吹込み感も変わってしまう。一方、本発明の実施形態における管楽器１は、ミュートをつけたときのように音量を抑えつつも、管楽器１ｙのような一般的なトランペットの共鳴特性を再現することができるから、音質の変化も抑えられる。また、急激に息の吹き抜けが抑えられる部分がないため、一般的なトランペットとの吹込み感の違いも少ない。

このように、演奏者は、トランペットのベル管を取り外し、代わりに分岐管１００を取り付けることにより、ベル管にミュートを取り付けた場合に比べて、音質が変化しないようにしつつ、音量を抑えた演奏をすることができる。また、演奏者に与える吹込み感の変化も少なくすることができる。

また、上記のように、トランペットのベル管を再現するのではなく、全く別の形状の管体を想定した共鳴特性を再現したい場合には、その管体の形状に応じて、第１副管部２１および第２副管部２２の主管部１０への連結位置、第１副管部２１および第２副管部２２の形状を設定した分岐管１００を、管楽器１に用いればよい。これにより、様々な管楽器の音を再現することができる。この場合には、下流側の第２副管部２２の管長が第１副管部２１の管長より短くなくてもよい。
このような場合には、演奏者は、ベル管を取り外し、代わりに分岐管１００を取り付けることにより、トランペットの演奏方法により様々な音での演奏をすることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態およびその実施例について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。

[変形例１]
上述した実施形態においては、連結部分Ｐ１は、連結部分Ｐ２より上流側であったが、主管部１０の開口端部から管軸方向に沿った距離が概ね一致した位置に設けられていてもよい。

図７は、変形例１における分岐管１００ａの構造を説明する断面図である。分岐管１００ａは、主管部１０ａ、主管部１０ａと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ａ、および主管部１０ａと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ａを有する。連結部分Ｐ１、Ｐ２は、主管部１０ａの開口端部から管軸方向に沿った距離が同じ位置であり、互いに対向した位置に設けられている。このように、第１副管部と第２副管部との位置関係は、上流、下流の位置関係でなくても、様々な位置関係にすることができる。

[変形例２]
上述した実施形態においては、主管部１０に連結される管体は、第１副管部２１および第２副管部２２の２つの管体であり、３つの管体から分岐管１００が構成されていたが、さらに多くの管体が連結されてもよい。３つの管体が主管部１０ｂに連結され、４つの管体から分岐管１００ｂが構成されている例を図８に示す。

図８は、変形例２における分岐管１００ｂの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｂは、主管部１０ｂ、主管部１０ｂと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｂ、主管部１０ｂと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｂ、および主管部１０ｂと内部空間が連結部分Ｐ３で連結された第３副管部２３ｂを有する。このように、分岐管は、４つ以上の管体が連結され、演奏者が吹き込んだ息が分岐する連結部分を３つ以上有していてもよい。
また、変形例２における構成を変形例１に示す例のようにして、３つ以上の連結部分が管１０ｂの開口端部から管軸方向に沿った距離が同じ位置に設けられていてもよい。この場合の構成について図９を用いて説明する。

図９は、図８とは別の構造の変形例２における分岐管１００ｃの構造を説明する図である。分岐管１００ｃにおける第１副管部２１ｃ、第２副管部２２ｃおよび第３副管部２３ｃは、主管部１０ｃの開口端部から管軸方向に沿った距離が同じ位置が連結部分となるように設けられている。このように、一の管体に連結される管体が３つ以上であっても、これらの管体の位置関係は、様々な位置関係にすることができる。

[変形例３]
上述した実施形態においては、主管部１０に第１副管部２１および第２副管部２２が連結され、連結部分Ｐ１、Ｐ２が主管部１０の側面に設けられていたが、２つの連結部分Ｐ１、Ｐ２が別々の管体の側面に設けられていてもよい。

図１０は、変形例３における分岐管１００ｄの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｄは、主管部１０ｄ、主管部１０ｄ側面の連結部分Ｐ１で内部空間が連結された第１副管部２１ｄ、および第１副管部２１ｄ側面の連結部分Ｐ２で内部空間が連結された第１副副管部３１ｄを有する。このように、主管部１０ｄに流入する演奏者の息が分岐して第１副管部２１ｄに流入し、第１副管部２１ｄに流入した演奏者の息が分岐して第１副副管部３１ｄに流入するように、それぞれの管体が連結されていてもよい。

[変形例４]
上述した実施形態においては、第１副管部２１及び第２副管部２２は真っ直ぐなストレート管であったが、曲がったストレート管であってもよい。

図１１は、変形例４における分岐管１００ｅの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｅは、主管部１０ｅ、主管部１０ｅと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｅ、および主管部１０ｅと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｅを有する。この例においては、第１副管部２１ｅおよび第２副管部２２ｅともに、分岐して流入した息が主管部１０ｅの下流側の方向に流れるように、主管部１０ｅの管軸方向に沿って曲がっている。なお、第１副管部２１ｅおよび第２副管部２２ｅは、図１１に示す方向とは反対方向、または主管部１０ｅの管軸方向に沿わない方向に曲がっていてもよく、互いに異なる方向に曲がっていてもよい。曲がっている箇所は第１副管部２１ｅおよび第２副管部２２ｅの主管部１０ｅとの連結部分近傍からだけでなく、管体の途中部分であってもよい。曲がっている箇所は複数であってもよいし、管体が螺旋状になるように曲がっていてもよい。

図１２は、変形例４における分岐管１００ｅの形状を説明する図である。図１２に示す分岐管１００ｅは、図３に示す分岐管１００の形状に対応するものであって、音高調整管８１に取り付ける場合の形状を示している。

図１３は、変形例４における分岐管１００ｅが取り付けられた管楽器１ｅの構成を説明する図である。このように、管楽器１ｙの着脱管７１を取り外し、着脱管７１に代えて分岐管１００を取り付けた場合と比べて、第１副管部２１ｅおよび第２副管部２２ｅを主管部１０ｅに沿って曲げた構成の分岐管１００ｅを着脱部１８ｅを用いて取り付けることにより、楽器全体としての外観を容易に異ならせることができる。

なお、分岐管１００ｅにおいて、主管部１０ｅは、第１副管部２１ｅおよび第２副管部２２ｅと同様に、様々な形状に曲がっていてもよい。また、主管部１０ｅが曲がった形状であり、第１副管部２１ｅおよび第２副管部２２ｅが真っ直ぐな形状であってもよい。

[変形例５]
上述した変形例３においては、第１副管部２１ｄに流入した演奏者の息は、第１副管部２１ｄを流れる方向はそのままに、第１副副管部３１ｄへ分岐した息の流れる方向だけが変わっていたが、分岐した双方の息の流れる方向が変わるようにしてもよい。

図１４は、変形例５における分岐管１００ｆの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｆは、主管部１０ｆ、主管部１０ｆと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｆ、および第１副管部２１ｆと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第１副副管部３１ｆを有する。図１４に示すように、主管部１０ｆに流入した演奏者の息が連結部分Ｐ１において垂直方向に分岐して第１副管部２１ｆに流入する。第１副管部２１ｆに流入した演奏者の息は、さらに連結部分Ｐ２において垂直方向に分岐して第１副副管部３１ｆに流入する。この連結部分Ｐ２における分岐後の第１副管部２１ｆに流入した息は、第１副副管部３１に流入した演奏者の息の方向とは逆の方向になっている。このように、分岐元の管体（この例においては第１副管部２１ｆ）が分岐先の管体（この例においては第１副副管部３１ｆ）との連結部分において流入する息の向きを変えるように曲がっていてもよい。この例を、実施形態における分岐管１００に適用すると、例えば、主管部１０が第１副管部２１との連結部分において曲がった形状にすればよい。

[変形例６]
上述した実施形態においては、第１副管部２１の内部空間は、主管部１０とは独立した管体により構成されていたが、主管部１０の一部とともに構成されていてもよい。

図１５は、変形例６における分岐管１００ｇの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｇは、主管部１０ｇ、主管部１０ｇと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｇ、および主管部１０ｇと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｇを有する。図１５に示すように、第１副管部２１ｇの内部空間は、第１副管部２１ｇの管体と主管部１０ｇの管体の一部により構成されている。この例においては、第１副管部２１ｇは、主管部１０ｇの管軸方向からみて主管部１０ｇのある角度範囲を覆い、第１副管部２１ｇの内部空間は、主管部１０ｇの表面形状に沿った形状になっている。
なお、第２副管部２２ｇについても、第１副管部２１ｇと同様に構成してもよい。

[変形例７]
上述した変形例３においては、第１副管部２１ｇが主管部１０ｇの周囲を覆うように構成されていてもよい。

図１６は、変形例７における分岐管１００ｈの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｈは、主管部１０ｈ、主管部１０ｈと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｈ、および主管部１０ｈと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｈを有する。第１副管部２１ｈは、主管部１０ｈの一部を覆う形状になっている。この例においては、第１副管部２１ｈは、主管部１０ｈの管軸方向からみて主管部１０ｈの周囲全体を覆い、第１副管部２１ｈの内部空間は、主管部１０ｈの表面形状に沿った形状になっている。

主管部１０ｈは、互いに分離した第１主管部１０ｈ１と第２主管部１０ｈ２とにより構成され、第１主管部１０ｈ１と第２主管部１０ｈ２との間に構成される連結部分Ｐ１において、主管部１０ｈに流入する演奏者の息が分岐して第１副管部２１ｈに流入する。第１副管部２１ｈは、第１主管部１０ｈ１と接続されている。また、第１副管部２１ｈは、内部空間に設けられた支柱を介して第２主管部１０ｈ２と接続されている。

図１７は、図１６における矢視Ｂ−Ｂ方向から見た断面図である。図１７に示すように、第２主管部１０ｈ２とその周囲を覆う第１副管部２１ｈとの間に支柱１０ｈ３が設けられている。このように、第１主管部１０ｈ１と第２主管部１０ｈ２とは、この支柱１０ｈ３および第１副管部２１ｈを介して接続され、互いに支持する関係となる。
なお、支柱１０ｈ３とともに、または支柱１０ｈ３に代えて、第１主管部１０ｈ１と第２主管部１０ｈ２とを接続する支柱を有していてもよい。

[変形例８]
上述した変形例５における第１副管部２１ｆおよび第１副副管部３１ｆを、変形例７に示すように主管部を覆うように構成してもよい。

図１８は、変形例８における分岐管１００ｋの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｋは、主管部１０ｋ、主管部１０ｋと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｋ、および第１副管部２１ｋと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第１副副管部３１ｋを有する。第１副管部２１ｋと第１副副管部３１ｋとが連結された管体が、主管部１０ｋを覆っている。主管部１０ｋは、互いに分離した第１主管部１０ｋ１および第２主管部１０ｋ２により構成されている。この例においては、第１副管部２１ｋは、第２主管部１０ｋ２の一部を覆う形状になっている。一方、第１副副管部３１ｋは、第１主管部１０ｋ１の一部を覆う形状になっている。

第１主管部１０ｋ１と第２主管部１０ｋ２との間に構成される連結部分Ｐ１において、主管部１０ｋに流入する演奏者の息が分岐して第１副管部２１ｋに流入する。また、第１副管部２１ｋと第１副副管部３１ｋとの連結部分Ｐ２において、第１副管部２１ｋに流入する演奏者の息が分岐して第１副副管部３１ｋに流入する。
なお、第１副管部２１ｋと第１副副管部３１ｋとが連結された管体と主管部１０ｋとは、変形例７における図１７に説明したように、支柱により接続されている。

[変形例９]
上述した実施形態においては、主管部１０の側面に他の管体の連結部分Ｐ１、Ｐ２が設けられていたが、主管部１０の内部空間に連結部分が設けられるようにしてもよい。

図１９は、変形例９における分岐管１００ｍの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｍは、互いに分離した第１主管部１０ｍ１と第２主管部１０ｍ２とにより構成された主管部１０ｍ、第１主管部１０ｍ１に接続され、第２主管部１０ｍ２との間に形成される内部空間が第１主管部１０ｍ１の内部空間と連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｍ、および第２主管部１０ｍ２と内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｍを有する。第２主管部１０ｍ２は、第１主管部１０ｍ１と第１副管部２１ｍとで構成される管体の内部空間に挿入されている。
この場合、主管部１０ｍに流入する演奏者の息は、連結部分Ｐ１において分岐して第１副管部２１ｍと第２主管部１０ｍ２に流入する。なお、第１副管部２１ｍと主管部１０ｍとは、変形例７における図１７に説明したように、支柱により接続されている。

[変形例１０]
上述した実施形態においては、第１副管部２１および第２副管部２２は、ストレート管であったが、テーパ管であってもよいし、ベル形状のように一定の曲率を有した管体であってもよいし、その他の形状の管体であってもよい。また、ストレート管とテーパ管などを組み合わせた管体であってもよいし、他の形状の管体であってもよい。第１副管部２１および第２副管部２２がテーパ管である場合について、図２０を用いて説明する。

図２０は、変形例１０における分岐管１００ｎの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｎは、主管部１０ｎ、主管部１０ｎと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｎ、および主管部１０ｎと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｎを有する。この例においては、第１副管部２１ｎは、テーパ管であり、開口している下流側の端部２５１ｎＬに近くなるほど断面積が広がっている。以下、このように下流側で断面積が広がるテーパ管を順テーパ管という。一方、第２副管部２２ｎは、テーパ管であり、開口している下流側の端部２５２ｎＬに近くなるほど断面積が狭くなっている。以下、このように下流側で断面積が狭くなるテーパ管を逆テーパ管という。
この例においては、第１副管部２１ｎは順テーパ管、第２副管部２２ｎは逆テーパ管であったが、これらは逆の関係であってもよいし、それぞれが順テーパ管であってもよいし、逆テーパ管であってもよい。また、テーパ管の傾斜の程度を示すテーパ率がそれぞれの管体で異なっていてもよい。

また、主管部１０ｎについても、第１副管部２１ｎおよび第２副管部２２ｎと同様に、テーパ管であってもよいし、ベル形状のように一定の曲率を有した管体であってもよいし、その他の形状の管体であってもよい。また、上流側端部１８ｎＵから連結部分Ｐ１までの管体１０ｎ１、連結部分Ｐ１から連結部分Ｐ２までの管体１０ｎ２、および連結部分Ｐ２から下流側端部１５ｎＬまでの管体１０ｎ３がそれぞれ、ストレート管、順テーパ管または逆テーパ管のいずれかにより形成されていてもよい。例えば、管体１０ｎ１が順テーパ管であり、管体１０ｎ２がストレート管、管体１０ｎ３が逆テーパ管で形成されていてもよい。

[変形例１１]
上述した実施形態においては、管楽器１は、トランペットのベル管部分（着脱管７１）に代えて分岐管１００を取り付けた構成であったが、トランペット以外の管楽器にも適用できる。例えば、トロンボーンにおけるベル管部分を取り外して分岐管を取り付けることができる。

図２１は、変形例１１におけるベル管（着脱管７２）が取り付けられた管楽器２ｙの構成を説明する図である。管楽器２ｙは、一般的なトロンボーンであり、着脱管７２および着脱管７２以外のトロンボーンの構成要素（以下、音高調整管８２という）を有する。
着脱管７２は、音高調整管８２に着脱可能に構成され、上流側端部７６Ｕから下流側端部７６Ｌにわたった長さである。上流側端部７６Ｕは、音高調整管８２に接続される部分である。また、下流側端部７６Ｌは、ある曲率（曲率が位置によって変化してもよい）を有する管体形状に構成されたベルの開口端部である。
音高調整管８２は、音高調整部４２およびマウスピース５２を有する。音高調整部４２は、スライド管であり、管楽器２ｙにおける管長を変化させる。これにより、音高調整部４２は、共鳴する気柱の長さを調整する。

図２２は、変形例１１におけるベル管（着脱管７２）を取り外された状態の管楽器２ｙの構成を説明する図である。図２２（ａ）は、着脱管７２が取り外された状態の管楽器２ｙにおける音高調整管８２を示す図である。図２２（ｂ）は、着脱管７２が取り外された状態の管楽器２ｙにおける着脱管７２を示す図である。図２２（ａ）に示すように、音高調整管８２は、着脱管７２が取り付けられる部分に、着脱部８６Ｌを有する。着脱部８６Ｌは、この例においては、着脱管７２の上流側端部７６Ｕ近傍の着脱部７９の管体内部に入り込むように構成されている。この着脱管７２の上流側端部７６Ｕ近傍の着脱部７９は外管などにより構成され、この部分の内径は他の部分より大きく構成されている。演奏者は、着脱部８６Ｌを着脱管７２の着脱部７９の管体内部に差し込み嵌合させることにより、着脱管７２を音高調整管８２に取り付ける。

図２３は、変形例１１における分岐管１００ｐの形状を説明する図である。分岐管１００ｐは、分岐管１００と同様に３つの管体、すなわち主管部１０ｐ、第１副管部２１ｐおよび第２副管部２２ｐを有する。分岐管１００ｐは、上流側端部１５ｐＵから下流側端部１５ｐＬにわたった長さである。分岐管１００ｐの構成は、実施形態における分岐管１００とほぼ同じであるため説明を省略する。

図２４は、変形例１１における分岐管１００ｐが取り付けられた管楽器２の構成を説明する図である。演奏者は、上述した図２１に示す管楽器２ｙの着脱管７２を音高調整管８２から取り外す。その後、取り外した着脱管７２に代えて、演奏者は、音高調整管８２の着脱部８６Ｌを、分岐管１００ｐの上流側端部１５ｐＵから着脱部１８ｐに差し込むようにして、分岐管１００ｐを音高調整管８２に取り付ける。このようにして分岐管１００ｐが音高調整管８２に取り付けられた管楽器の構成が、図２４に示す構成である。

なお、トロンボーンの場合には、音高調整部４２によって、共鳴する気柱の長さを連続的に変更させることができるため、分岐管１００における主管部１０、第１副管部２１および第２副管部２２の管長、断面積および連結位置が決められる自由度が、実施形態における場合に比べて高くなる。すなわち、同じ音高を発音させるためのスライド管の位置は、音高調整管８２に着脱管７２が取り付けられている場合と、分岐管１００ｐが取り付けられている場合とで異なっていてもよい。

[変形例１２]
上述した実施形態において、分岐管１００の一部に開口部が設けられていてもよい。

図２５は、変形例１２における分岐管１００ｑの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｑは、主管部１０ｑ、主管部１０ｑと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｑ、および主管部１０ｑと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｑを有する。この例においては、開口部ｔｈは、第１副管部２１ｑの側面に設けられている。なお、開口部ｔｈは、分岐管１００ｑのどの部分に設けられていてもよい。

[変形例１３]
上述した実施形態においては、分岐管１００は、主管部１０に設けられた着脱部１８を有していた。管楽器１ｙにおける着脱部がベル管部分ではなく、抜差管などの両端が他の管体と接続する部分となる場合にも適用できる。この場合には、分岐管が、２つの着脱部を有するようにすればよい。

図２６は、変形例１３における分岐管１００ｒの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｒは、主管部１０ｒ、主管部１０ｒと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｒ、および主管部１０ｒと内部空間が連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｒを有する。主管部１０ｒは、実施形態における着脱部１８に対応する着脱部１８ｒ１、および着脱部１８ｒ１とは反対側の端部、すなわち下流側に設けられた着脱部１８ｒ２が設けられている。このように、管楽器の着脱管が２つの着脱部を有する場合には、着脱部１８ｒ１および着脱部１８ｒ２を有する分岐管１００ｒをこの着脱管に代えて取り付ければよい。
なお、着脱部１８ｒ２は、着脱部１８ｒ１のように、主管部１０ｒの外管のようにして構成されるようにしてもよいし、逆に、着脱部１８ｒ１は、着脱部１８ｒ２のように、主管部１０ｒの一部として構成されるようにしてもよい。また、着脱部１８ｒ１または着脱部１８ｒ２の一方が、第１副管部２１ｒまたは第２副管部２２ｒに設けられていてもよい。

[変形例１４]
上述した実施形態においては、音高調整部４１は、第１副管部２１の端部２５１Ｌ、および第２副管部２２の端部２５２Ｌが開口した状態で、特定の音階を構成する各音高で発音するように構成されていた。音高調整部４１は、第１副管部２１の管体の一部分に開口している部分があれば、端部２５１Ｌが開口せず管体の一部分が開口した状態で、特定の音階を構成する各音高で発音するように構成されていてもよい。

[変形例１５]
上述した実施形態においては、第１副管部２１および第２副管部２２は、管長は変化しなかったが、管長が変化するように構成されてもよい。

図２７は、変形例１５における分岐管１００ｓの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｓは、主管部１０ｓ、主管部１０ｓと連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｓ、および主管部１０ｓと連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｓを有する。この例においては、第１副管部２１ｓは、スライド管２１３ｓを有し、管長が変化するように構成されている。このように構成すると、演奏者は、スライド管２１３ｓを演奏中に操作して、共鳴特性を変化させることができる。
なお、スライド管で管長を変化させるだけでなく、迂回管と、ピストンバルブまたはロータリーバルブなどのバルブとを用いた構成により管長を変化させてもよい。また、音孔のような開口部を設けて開口部を塞ぐか塞がないかにより管長を変化させてもよい。
これらの構成を主管部１０ｓに適用してもよい。主管部１０ｓに適用した場合には、単に管長を伸ばすだけでなく、第１副管部２１ｓと第２副管部２２ｓとの距離を変化させることもできる。

[変形例１６]
上述した実施形態においては、主管部１０の断面積は、連結部分Ｐ１の上流側と下流側とで断面積が変化していなかったが、変化してもよい。この場合、変形例９に示す場合の他、連結部分Ｐ１の上流側における主管部の外周と、下流側における主管部と第１副管部とをあわせた外周とが概ね一致した形状になるように構成されていてもよい。この場合、主管部１０の内部空間の断面積が、連結部分Ｐ１の上流側と下流側とで異なっている。この場合の例について、図２８、図２９を用いて説明する。

図２８は、変形例１５における分岐管１００ｔの構造を説明する断面図である。分岐管１００ｔは、主管部１０ｔ、主管部１０ｔと連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１ｔ、および主管部１０ｔと連結部分Ｐ２で連結された第２副管部２２ｔを有する。この例においては、主管部１０ｔは、連結部分Ｐ１より上流側の第１主管部１０ｔ１と、下流側の第２主管部１０ｔ２とにより構成されている。第１主管部１０ｔ１は、断面形状が円形である。

図２９は、図２８における矢視Ｃ−Ｃ方向から見た断面図である。図２９に示すように、第２主管部１０ｔ２と第１副管部２１ｔとは、それぞれ断面形状が半円形である。第２主管部１０ｔ２の平面部分と第１副管部２１ｔの平面部分とが接触して全体として断面形状が円形となり、第１主管部１０ｔ１の断面形状と同じ形状になっている。
なお、連結部分Ｐ１の上流側と下流側とで断面積が変化する例について説明したが、他の連結部分（連結部分Ｐ２など）においても同様に、上流側と下流側とで断面積が変化するようにしてもよい。また、複数の連結部分において、上流側と下流側とで断面積が変化するようにしてもよい。

[変形例１７]
上述した実施形態においては、分岐管１００は、連結部分Ｐ１、Ｐ２の２つの連結部分を有していたが、１つの連結部分だけであってもよい。

図３０は、変形例１７における分岐管１００Ａの構造を説明する断面図である。分岐管１００Ａは、主管部１０Ａ、および主管部１０Ａと内部空間が連結部分Ｐ１で連結された第１副管部２１Ａを有する。このように、分岐管１００Ａは、第２副管部２２に相当する構成を有していない。このように、連結部分が１つの分岐管１００Ａが、着脱管７１に代えて、音高調整管８１に取り付けられるようにしてもよい。

[変形例１８]
上述した実施形態においては、各管体の断面形状は円形であったが、楕円、多角形など他の形状であってもよい。また、管体の断面形状が管軸方向の位置により異なっていてもよい。なお、管体の断面積が管軸方向に沿って連続的にまたは不連続的に変化するものであってもよい。

[変形例１９]
上述した実施形態において、分岐管１００を構成する各管体は、それぞれ分離可能に構成されていてもよい。また、各管体がさらに複数の管体に分離可能な構成になっていてもよい。例えば、主管部１０は、第１副管部２１および第２副管部２２と分離可能に構成されていてもよいし、主管部１０が複数の管体に分離可能に構成されていてもよい。分離可能に構成されることにより、管体の収納が容易になる。

[変形例２０]
上述した実施形態または各変形例においては、各管体の管軸方向は、互いに垂直、または概ね平行の関係であったが、互いの管体の管軸のなす角は０度、９０度以外であってもよい。例えば、主管部１０の管軸方向に対して第１副管部２１の管軸方向が斜め方向に伸びていてもよい。

[変形例２１]
上述した実施形態においては、ベル管部分の着脱管７１を取り外して、分岐管１００を取り付けていたが、管楽器１のうちベル管部分ではない部分を取り外して、分岐管が取り付けられるようになっていてもよい。

図３１は、変形例２１における着脱管７３と分岐管１００Ｂとの関係を説明する図である。図３２は、変形例２１における分岐管１００Ｂの構造を説明する断面図である。この例においては、図３１（ａ）に示すように、マウスピース５１と音高調整部４１との間の管体を着脱管７３とし、図３１（ｂ）に示すように分岐管１００Ｂとなっている。ここで、図３１においては、実施形態における着脱管７１に相当する構成は取り外した状態を示している。
図３２に示すように、分岐管１００Ｂは、主管部１０Ｂおよび第１副管部２１Ｂを有している。主管部１０Ｂの両端には、着脱部１８Ｂ１、１８Ｂ２が設けられている。着脱部１８Ｂ１は、マウスピース５１の一端側の着脱部５８が差し込まれて嵌合することにより、マウスピース５１と分岐管１００Ｂとを接続する。着脱部１８Ｂ２は、音高調整部４１の管体の一端側の着脱部４８が差し込まれて嵌合することにより、音高調整部４１の管体と分岐管１００Ｂとを接続する。このように、分岐管は、ベル管部分ではない部分を置き換えることができる分岐管１００Ｂであってもよい。このとき、実施形態と同様に、ベル管部分の着脱部７１を他の管体に置き換えてもよい。

図３３は、変形例２１におけるベル管部分をさらに置き換えた管楽器１Ｂの構成を説明する図である。図３３（ａ）に示すように着脱管７１に代えて音高調整部４１に取り付ける着脱管７１Ｂは、曲がった形状のストレート管である。この着脱管７１Ｂは、分岐管であってもよい。図３３（ｂ）は、この着脱管７１Ｂが取り付けられた管楽器１Ｂの構成を示す図である。

[変形例２２]
上述した実施形態においては、一般的なトランペットなどの金管楽器に分岐管を取り付ける例を示したが、フルートなどの木管楽器に適用してもよい。

図３４は、変形例２２における管楽器３ｙ、３Ｃの構成を説明する図である。図３４（ａ）に示すように管楽器３ｙは、一般的なフルートであり、演奏者の息が吹き込まれるマウスピース５３および音孔の開閉により音高を調整する音高調整部４３を有する。図３４（ｂ）に示すように、マウスピース５３と音高調整部４３とは分離可能に構成され、マウスピース５３は音高調整部４３の管体内部に差し込まれて取り付けられる。
図３４（ｃ）に示すように、分岐管１００Ｃおよびマウスピース５００Ｃが音高調整管４３に取り付けられる。マウスピース５００Ｃは、一般的なサックスなどにおいて用いられるマウスピースである。分岐管１００Ｃは、音高調整部４３の管体の内部に差し込まれて取り付けられ、また、マウスピース５００Ｃの内部に差し込まれて取り付けられる。分岐管１００Ｃのマウスピース５００Ｃが取り付けられる側にはコルクなどの着脱部が設けられていてもよい。図３４（ｄ）は、音高調整部４３に分岐管１００Ｃおよびマウスピース５００Ｃが取り付けられた管楽器３Ｃの構成を示す図である。

＜分岐管の関係＞
続いて、テーパ管を含む分岐管と、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管との関係について、４つの例を挙げて説明する。なお、以下に説明する各図においては、対応関係がわかりやすくなるように、各管体の内壁のみを示した模式図により説明する。

図３５は、テーパ管を含む分岐管１００Ｕと、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管１００ｕとの関係の第１の例について説明する図である。
図３５（ａ）は、テーパ管である主管部１０Ｕとストレート管である第１副管部２１Ｕにより構成される分岐管１００Ｕであり、図３５（ｂ）は、図３５（ａ）に示す分岐管１００Ｕを再現するストレート管の主管部１０ｕ、第１副管部２１ｕおよび第２副管部２２ｕから構成される分岐管１００ｕである。各部の寸法については、図３５に示すとおりである。具体的には、Ｌ１は、主管部１０Ｕ、１０ｕの管長（分岐部分から下流側端部までの長さ）、φｉｎ１は、主管部１０Ｕ、１０ｕの分岐部分の内径、φｉｎ２は、第１副管部２１Ｕの分岐部分の内径、第１副管部２１ｕの内径、Ｌｓｕｂ１は、第２副管部２２ｕの管長、φｓｕｂ１は、第２副管部２２ｕの内径である。また、ｒ１は、主管部１０Ｕのテーパ形状の広がり中心から分岐部分までの長さである。

図３５（ａ）の主管部１０Ｕが円錐形状の場合、この主管部１０ＵのアドミタンスＹは、以下の式（１）となる。
Ｙ ＝ Ｓ／ｊρｃｋｒ１ ＋ Ｓ／ｊρｃｔａｎ（ｋＬ１） ・・・（１）
但し、ρは媒質密度（ｋｇ／ｍ^３）、ｃは音速（ｍ／ｓｅｃ）、ｋは波数（ｒａｄ／ｍ）であり、音の波長をλ（ｍ）とした場合、ｋ＝２π／λとなる。また、Ｓは円錐管の初期面積であり、以下の式（２）となる。
Ｓ＝π・（φｉｎ１／２）^２ ・・・（２）
Ｙの第１項目Ｙｒ１＝Ｓ／ｊρｃｋｒ１の分母分子にＨ１を掛けたものを考えると、Ｈ１が小さい場合には、以下の式（３）に近似可能である。
Ｙｒ１＝Ｈ１・Ｓ／ｊρｃｋＨ１・ｒ１
≒Ｈ１・Ｓ／ｊρｃｔａｎ（ｋＨ１・ｒ１）・・・（３）
これは、断面積Ｈ１Ｓ、長さＨ１・ｒ１のストレート管のアドミタンスとなる。Ｙの第２項目ＹＬ１は断面積Ｓ、長さＬ１のストレート管のアドミタンスとなる。
よって、主管部１０Ｕのような円錐管は、アドミタンスＹｒ１に相当するストレート管と、アドミタンスＹＬ１に相当するストレート管の並列となる分岐接続で近似実現が可能である。ここで、Ｈ１が小さいほど概して円錐を精度良く近似できることから、Ｈ１を円錐近似係数と呼ぶ。

第２副管部の断面積がＨ１・Ｓであるのでφｓｕｂ１との関係は、以下の式（４）となる。
Ｈ１Ｓ＝π・（φｓｕｂ１／２）^２ ・・・（４）
これと式（２）より、円錐近似係数Ｈ１は以下の式（５）で計算される。
Ｈ１＝（φｓｕｂ１／φｉｎ１）^２＞０ ・・・（５）
この場合、Ｌｓｕｂ１とφｓｕｂ１との関係は以下の式（６）で表される。
Ｌｓｕｂ１＝Ｈ１・ｒ１＝（φｓｕｂ１／φｉｎ１）^２・ｒ１ ・・・（６）
そのため、分岐管１００Ｕを再現する分岐管１００ｕの第２副管部２２ｕは、内径が大きければ、管長も長くなるという関係を有する。

図３６は、テーパ管を含む分岐管１００Ｖと、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管１００ｖとの関係の第２の例について説明する図である。
図３６（ａ）は、ストレート管である主管部１０Ｖとテーパ管である第１副管部２１Ｖにより構成される分岐管１００Ｖであり、図３６（ｂ）は、図３６（ａ）に示す分岐管１００Ｖを再現するストレート管の主管部１０ｖ、第１副管部２１ｖおよび第２副管部２２ｖから構成される分岐管１００ｖである。各部の寸法については、図３６に示すとおりである。具体的には、Ｌ２は、第１副管部２１Ｖ、２１ｖの管長、φｉｎ１は、主管部１０Ｖ、１０ｖの分岐部分の内径、φｉｎ２は、第１副管部２１Ｖの分岐部分の内径、第１副管部２１ｖの内径、Ｌｓｕｂ２は、第２副管部２２ｖの管長、φｓｕｂ２は、第２副管部２２ｖの内径である。また、ｒ２は、第１副管部２１Ｖのテーパ形状の広がり中心から分岐部分までの長さである。

この場合、Ｌｓｕｂ２とφｓｕｂ２との関係は以下の式（７）で表される。
Ｌｓｕｂ２＝（φｓｕｂ２／φｉｎ２）^２・ｒ２ ・・・（７）
ここで、円錐近似係数Ｈ２＝（φｓｕｂ２／φｉｎ２）^２＞０である。
そのため、分岐管１００Ｖを再現する分岐管１００ｖの第２副管部２２ｖは、内径が大きければ、管長も長くなるという関係を有する。ここで、円錐近似係数Ｈ２が小さいほど、概して円錐近似度が高いものとなる。

図３７は、テーパ管を含む分岐管１００Ｗと、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管１００ｗとの関係の第３の例について説明する図である。
図３７（ａ）は、テーパ管である主管部１０Ｗおよび第１副管部２１Ｗにより構成される分岐管１００Ｗであり、図３７（ｂ）は、図３７（ａ）に示す分岐管１００Ｗを再現するストレート管の主管部１０ｗ、第１副管部２１ｗ、第２副管部２２ｗおよび第３副管部２３ｗから構成される分岐管１００ｗである。図３７（ｃ）は、分岐管１００Ｗを主管部１０ｗの管軸方向に沿ってみた場合の各副管部の位置関係を示す図である。各部の寸法については、図３７に示すとおりである。具体的には、Ｌ１は、主管部１０Ｗ、１０ｗの管長、Ｌ２は、第１副管部２１Ｗ、２１ｗの管長、φｉｎ１は、主管部１０Ｗ、１０ｗの分岐部分の内径、φｉｎ２は、第１副管部２１Ｗの分岐部分の内径、第１副管部２１ｗの内径、Ｌｓｕｂ１は、第２副管部２２ｗの管長、φｓｕｂ１は、第２副管部２２ｗの内径、Ｌｓｕｂ２は、第３副管部２３ｗの管長、φｓｕｂ２は、第３副管部２３ｗの内径である。また、ｒ１は、主管部１０Ｗのテーパ形状の広がり中心から分岐部分までの長さであり、ｒ２は、第１副管部２１Ｗのテーパ形状の広がり中心から分岐部分までの長さである。

この場合、Ｌｓｕｂ１とφｓｕｂ１との関係は以下の式（８）で表される。
Ｌｓｕｂ１＝（φｓｕｂ１／φｉｎ１）^２・ｒ１ ・・・（８）
ここで、円錐近似係数Ｈ１＝（φｓｕｂ１／φｉｎ１）^２＞０である。
また、Ｌｓｕｂ２とφｓｕｂ２との関係は以下の式（９）で表される。
Ｌｓｕｂ２＝（φｓｕｂ２／φｉｎ２）^２・ｒ２ ・・・（９）
ここで、円錐近似係数Ｈ２＝（φｓｕｂ２／φｉｎ２）^２＞０である。
そのため、分岐管１００Ｗを再現する分岐管１００ｗの第２副管部２２ｗおよび第３副管部２３ｗは、内径が大きければ、管長も長くなるという関係を有する。ここで、円錐近似係数Ｈ１、Ｈ２が小さいほど、概して円錐近似度が高いものとなる。

図３８は、テーパ管を含む分岐管１００Ｘと、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管１００ｘとの関係の第４の例について説明する図である。
図３８（ａ）は、ストレート管である第１主管部１０Ｘ１、テーパ管である第２主管部１０Ｘ２、およびストレート管である第１副管部２１Ｘにより構成される分岐管１００Ｘであり、図３８（ｂ）は、図３８（ａ）に示す分岐管１００Ｘを再現するストレート管の第１主管部１０ｘ１、第２主管部１０ｘ２、第１副管部２１ｘおよび第２副管部２２ｘから構成される分岐管１００ｘである。第１主管部１０Ｘ１と第２主管部１０Ｘ２とにより主管部１０Ｘが構成され、第１主管部１０ｘ１と第２主管部１０ｘ２とにより主管部１０ｘが構成される。各部の寸法については、図３８に示すとおりである。具体的には、Ｌ２は、第２主管部１０Ｘ２、１０ｘ２の管長、φｉｎ１は、第２主管部１０Ｘ２の第１主管部１０Ｘ１との接続部分の内径、第２主管部１０ｘ２の分岐部分の内径、φｉｎ２は、第１副管部２１Ｘの分岐部分の内径、第１副管部２１ｘの内径、Ｌｓｕｂ２は、第２副管部２２ｘの管長、φｓｕｂ２は、第２副管部２２ｘの内径である。また、ｒ２は、第２主管部１０Ｘ２のテーパ形状の広がり中心から第１主管部１０Ｘ１との接続部分までの長さである。

この場合、Ｌｓｕｂ２とφｓｕｂ２との関係は以下の式（１０）で表される。
Ｌｓｕｂ２＝（φｓｕｂ２／φｉｎ１）^２・ｒ２ ・・・（１０）
ここで、円錐近似係数Ｈ２＝（φｓｕｂ２／φｉｎ１）^２＞０である。
そのため、分岐管１００Ｘを再現する分岐管１００ｘの第２副管部２２ｘは、内径が大きければ、管長も長くなるという関係を有する。ここで、円錐近似係数Ｈ２が小さいほど、概して円錐近似度が高いものとなる。
以上が、テーパ管を含む分岐管と、この分岐管を再現するストレート管のみから構成される分岐管との関係についての説明である。

以上のように、主管や副管の一部もしくは全部に円錐管を含む楽器を実現する場合は、図３５〜図３８に示すようにストレート管による分岐管で近似実現することができるが、円錐ではないテーパ管体を近似的にある円錐形状とみなすことにより、同様の方法で、主管や副管の一部もしくは全部にテーパ管を含む管体をストレート管による分岐管で実現することができる。
先に述べた図１〜図３４の各実施例、各変形例は、このような考えを元に設計された寸法を用いてもよいし、このような考えを用いずに、所望の楽器の特性に近くなるように複数の分岐管の寸法を最適に定めても良い。

＜シミュレーション結果＞
続いて、一般的なトランペットと、分岐管を用いたトランペットとの音響特性について説明する。以下の説明においては、分岐管としては、実施形態における分岐管１００のように第１副管部２１および第２副管部２２の２つの副管部を有する分岐管（以下、２段分岐管という）を用いたものと、第２副管部２２を持たず１つの副管部を持つ分岐管（以下、１段分岐管という）を用いたものについて、一般的なトランペットとの音響特性の比較を行う。

図３９は、一般的なトランペット、１段分岐管を用いたトランペット、２段分岐管を用いたトランペットの外観図である。図３９（ａ）は、一般的なトランペット１ｙを示し、図３９（ｂ）は、１段分岐管を用いたトランペット１ｚを示し、図３９（ｃ）は、２段分岐管を用いたトランペット（管楽器１）を示す。２段分岐管を用いたトランペットについては、実施形態の図１に示す管楽器１であり、以下に説明する入力インピーダンスが一般的なトランペット１ｙになるべく近くなるように、主管部１０の長さ、第１副管部２１の長さや内径、第２副管部２２の長さや内径、第１副管部２１の主管部１０からの分岐位置、第２副管部２１の主管部１０からの分岐位置を設計した一例である。１段分岐管を用いたトランペット１ｚについても同様に、以下に説明する入力インピーダンスが一般的なトランペット１ｙになるべく近くなるように、主管部１０ｚの長さ、第１副管部２１ｚの長さや内径、第１副管部２１ｚの主管部１０ｚからの分岐位置を設計した一例である。この設計例では、図３９（ｂ）、（ｃ）を比較してわかるように、主管部１０ｚの長さは主管部１０の長さより短く、第１副管部２１ｚの長さは第１副管部２１および第２副管部２２のいずれの長さより短く、第１副管部２１ｚ分岐位置は、第１副管部２１の分岐位置と第２副管部２２の分岐位置との中間に位置している。

図４０は、一般的なトランペット１ｙと１段分岐管を用いたトランペット１ｚ、２段分岐管を用いたトランペット１の音響特性を説明する図である。図４０に示す音響特性は、横軸が周波数、縦軸が入力インピーダンスの対数値を示している。また、スペクトルＡ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、一般的なトランペット１ｙ、１段分岐管を用いたトランペット１ｚ、２段分岐管を用いたトランペット１の入力インピーダンスの周波数依存性を示したものである。ここで、入力インピーダンスは｜Ｚｉｎ（ω）｜で表され、管体の入力部端面での粒子速度をｕ（ω）、音圧をｐ（ω）とすると、
Ｚｉｎ（ω）＝ｐ（ω）／ｕ（ω） [Ｎ・ｓ／ｍ^３] （ω＝２πｆ）
の関係を満たしている。

図４０に示すように、１段分岐管を用いたトランペット１ｚにおいては、一般的なトランペット１ｙに比べて、第３次モードの共鳴ピーク周波数が高く、第５次モードの共鳴ピーク周波数が低く、また、第７次モード以上の共鳴ピーク周波数が全体的に高くなっている。一方、２段分岐管を用いたトランペット１においては、全周波数にわたって、一般的なトランペット１ｙと共鳴ピーク周波数が近くなっている。したがって、１段分岐管を用いたトランペット１ｚよりも２段分岐管を用いたトランペット１の方が、一般的なトランペット１ｙに近いピッチでの吹鳴が可能となる。ただし、上記説明においては、１段分岐管の使用を否定するものではない。すなわち、１段分岐管を用いた場合であっても一般的なトランペット１ｙとある程度の共鳴ピーク周波数の一致が見られ、２段分岐管を用いるとさらに共鳴ピーク周波数がよい一致を示すということの説明をしたものである。

１，１ｅ，１ｙ，１ｚ，１Ｂ，２，２ｙ，３ｙ，３Ｃ，１０００Ａ，１０００Ｂ…管楽器、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｋ，１０ｍ，１０ｎ，１０ｐ，１０ｑ，１０ｒ，１０ｓ，１０ｔ，１０Ｕ，１０ｕ，１０Ｖ，１０ｖ，１０Ｗ，１０ｗ，１０Ｘ，１０ｘ，１０ｚ，１０Ａ，１０Ｂ…主管部、１０ｈ１，１０ｋ１，１０ｍ１，１０ｔ１，１０Ｘ１，１０ｘ１…第１主管部、１０ｈ２，１０ｋ２，１０ｍ２，１０ｔ２，１０Ｘ２，１０ｘ２…第２主管部、１０ｈ３…支柱、１５Ｌ，１５ｎＬ，１５ｐＬ，７５Ｌ，７６Ｌ…下流側端部、１５Ｕ，１５ｎＵ，１５ｐＵ，１８Ｕ，７５Ｕ，７６Ｕ…上流側端部、１８，１８ｅ，１８ｒ１，１８ｒ２，１８Ｂ１，１８Ｂ２，４８，５８，７８，７９…着脱部、２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｋ，２１ｍ，２１ｎ，２１ｐ，２１ｑ，２１ｒ，２１ｓ，２１ｔ，２１Ｕ，２１ｕ，２１Ｖ，２１ｖ，２１Ｗ，２１ｗ，２１Ｘ，２１ｘ，２１ｚ，２１Ａ，２１Ｂ…第１副管部、２１３ｓ…スライド管、２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｅ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｍ，２２ｎ，２２ｐ，２２ｑ，２２ｒ，２２ｓ，２２ｔ，２２Ｕ，２２ｕ，２２Ｖ，２２ｖ，２２Ｗ，２２ｗ，２２Ｘ，２２ｘ…第２副管部、２３，２３ｃ，２３ｗ…第３副管部、２５１Ｌ，２５１ｎＬ，２５２Ｌ，２５２ｎＬ…端部、３１ｄ，３１ｆ，３１ｋ…第１副副管部、４１，４２…音高調整部、５１，５２，５３，５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃ…マウスピース、７１，７１Ｂ，７２，７３…着脱管、８１，８２…音高調整管、８５Ｌ，８６Ｌ…着脱部、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈ，１００ｋ，１００ｍ，１００ｎ，１００ｐ，１００ｑ，１００ｒ，１００ｓ，１００ｔ，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｕ，１００ｕ，１００Ｖ，１００ｖ，１００Ｗ，１００ｗ，１００Ｘ，１００ｘ…分岐管、４００Ａ，４００Ｂ…管体、４１０，４２０…ストレート管、４５０…テーパ管

Claims (5)

1. 予め決められた音階のいずれかの音高で発音するように、共鳴する気柱の長さを調整する音高調整管、および当該音高調整管に着脱可能に構成された着脱管を有する管楽器における前記着脱管に代えて、前記音高調整管に取り付けられる分岐管であって、
   一の管体に流入する気体が、各管体の内部空間の連結部分において他の管体に分岐して流入するように連結された複数の管体と、
   いずれかの前記管体に設けられ、前記音高調整管に着脱可能に構成された着脱部と
   を具備することを特徴とする分岐管。
2. 前記音高調整管に前記分岐管が取り付けられた場合に、前記複数の管体の少なくとも一の管体における一部分が開口した状態で、前記音高調整部によって前記共鳴する気柱の長さが調整されると、予め決められた音階のいずれかの音高で発音するように、前記複数の管体の管長、断面積および連結位置が決められている
   ことを特徴とする請求項１に記載の分岐管。
3. 前記着脱管は、ベル管である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分岐管。
4. 前記着脱管は、当該着脱管の両端が前記音高調整管に取り付けられ、
   前記着脱部は、２つ設けられている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分岐管。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の分岐管と、
   前記分岐管が取り付けられ、予め決められた音階のいずれかの音高で発音するように、共鳴する気柱の長さを調整する音高調整管と
   を具備する管楽器。

Images