JP2016048393A - 管楽器の管体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】管楽器10nの管体20nは、管状の主管部22nと、主管部22nに沿って配置された管状の副管部23nと、副管部23nの終端部もしくは副管部23nの一部が開口した状態で所望の音高を得るための音高調整部とを備える。主管部22nの長手方向の端部に開口する開口部22n2と副管部23nの長手方向の端部に開口する開口部23n2とがマウスピース30nに向くように配置される。
【選択図】図20
Description
図1(c)は、共鳴管200を近似する管体220の断面図である。管体220は、断面積がSで長さLのストレート管224と断面積がHSで長さHRのストレート管225とを接続させた形状に形成されている。ストレート管224は、内部に長さがLの気柱を有する。管体220においては、矢印D2が示すストレート管224とストレート管225との接続部に音を入力するものとする。
図3(b)は、分岐管を備える管楽器を示す図である。この管楽器は、例えばサキソフォーンのように、マウスピース内から管体が開始する図3(a)のような構造を持つ管体全体を分岐管で近似する。このような構造から、マウスピース300内に存在するストレート管231とマウスピース300との継ぎ目の部分にマウスピース300およびストレート管231を貫通する開口部800が形成されており、この開口部800に中空円筒形状のアタッチメント801が嵌め込まれるようになっている。このアタッチメント801は、上述の説明における長さがHRであり、かつ、断面積がHSであるストレート管としての機能を果すために装着されるものである。以下、説明の便宜上、ストレート管231を主管部、アタッチメント801を副管部、主管部と副管部とによって構成される部分を分岐管という。
後述する音孔と上記副管部の違いは、音孔の終端部は所望の音高を得る用途のために開状態と閉状態が変化するのに対し、副管部の終端部は、所望の音高を得る用途のために常に開状態とする点である。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、分岐管を有する管楽器において、管楽器が発音する音域における音色の変化を抑制することを目的とする。
図4は、テーパー管122aを備える管楽器100aを説明する図である。この管楽器の形状は図3(a)と全く同じであるが説明の都合上テーパー管を2分割し、新たに寸法や符号が振られている。よってS2aは図3(a)のSに等しく、RaとLaの合計長は図3(a)のRとLの合計長と等しい、という関係にある。図4は、管楽器100aの断面図である。管楽器100aは、管体120aとマウスピース130aとで構成されている。管体120aは、真鍮等の金属またはプラスチックなどで形成されている。管体120aは、テーパー管122aとテーパー管122aに連続するテーパー管124aとで構成されている。ここで、円錐形における回転軸に沿った単位長さ当たりの広がりの大きさをテーパー率TRといい、円錐形の広がり方の度合いを示す尺度として用いる。このとき、テーパー管122aおよびテーパー管124aのテーパー率は同じである。テーパー管122aは、高さがLa、上底面における断面積がSa、上底面から頂点までの長さがRaのテーパー管である。テーパー管124aは、下底面における断面積がSa、上底面における断面積がS2aである。テーパー管124aには、上底面側からマウスピース130aが装着される。
これらを比較すると、第1実施形態(線C)では、図3(b)に示すように、副管部がマウスピースの内部で分岐する従来の分岐管楽器(線B)に比べ、特に低音の入力インピーダンスカーブのピーク値が、近似前の図4に示す管楽器100a(線A)に近く、良好な音響特性を持つことがわかる。
図7は、テーパー率の異なるテーパー管122bを備える管楽器100bの断面図である。管楽器100bは、管体120bとマウスピース130bとで構成されている。管体120bは、真鍮等の金属またはプラスチックなどで形成されている。管体120bは、テーパー管122bとテーパー管122bに接続するテーパー管124bとで構成されている。テーパー管122bは、高さがLb、上底面における断面積がSb、上底面から頂点までの長さがRbのテーパー管である。テーパー管124bは、下底面における断面積がSb、上底面における断面積がS2bである。テーパー管124bには、上底面側からマウスピース130bが装着される。
図9は、第3実施形態に係る管楽器10cの管体20cを説明する図である。図9は、管楽器10cの断面図である。図9では、管楽器10aと同じ構成には、同一の符号を用いて説明を省略する。また、管楽器10aの部分と寸法や数量のみ異なり同じ特徴を有する部分は、対応する管楽器10aの部分を示し説明を省略する。管楽器10cは、主管部22cの接続部22c2付近にオクターブ孔26cが設けられている。オクターブ孔26cを閉じた状態で演奏されると、管体20c内部に音孔25aの設定音に応じた波長の定在波が生じる。ここで、オクターブ孔26cを開いて管楽器10cが演奏されると、管体20c内部の定在波が影響を受けて波長が半分となる定在波に変化し、音孔25aにおける設定音の1オクターブ上の音を発音することができる。
図10は、第4実施形態に係る管楽器10dの管体20dを説明する図である。図10は、管楽器10dの断面図である。図10では、管楽器10aと同じ構成には、同一の符号を用いて説明を省略する。また、管楽器10aの部分と寸法や数量のみ異なり同じ特徴を有する部分は、対応する管楽器10aの部分を示し説明を省略する。管体20dは、主管部22a、副管部23dおよび吹込部24aを備える。管体20dは、主管部22aの接続部22a2付近にオクターブ孔26dを有する。副管部23dは、ストレート管状に形成され、一方の端部で主管部22aと接続し、他方側の端部は開口している。主管部22aおよび副管部23dの内部の空間は接続している。副管部23dは、演奏者によって操作されると開閉する開閉孔27dを側壁に有する。開閉孔27dは、副管部23dの主管部22a側の端部から長さLdの位置に設けられている。ここで、副管部23dの中心線Ddと音孔25aとの間の距離をLt(以下、「音孔距離Lt」という。)とする。例えば、音孔25a7と中心線Ddとの間の距離はLt7という。音孔距離Ltは、主管部22a内部の共鳴する気柱の長さを表わしている。
上述した第1、3、4実施形態においては、テーパー管状の吹込部24aを用いたが、ストレート管状の吹込部を用いてもよい。この場合、管体はいずれもストレート管状の主管部、副管部および吹込部で構成される。この管体を有する管楽器は、図4に示すテーパー管122aならびに124aを有する管楽器を近似する。
る。コルク40eが接着された吹込部24eに装着されたマウスピース30eは着脱可能である。吹込部24eのマウスピース30eを着脱する部分を着脱部24e3という。なお、マウスピース30eは管体20eに固定してもよい。
これらを比較すると、変形例1(線E)では、吹込部24eがストレート管のような単純形状ではあるが、図6(b)のように吹込部24a以降で分岐する実施形態(線D)とほぼ同等の入力インピーダンスカーブとなっているので、変形例1における管楽器10eは、図6(b)の管楽器10aと同様、良好な音響特性を持つことがわかる。
このように着脱部を含む吹込部の形状をストレート管とすることにより、所望の音響的特性を極力満足させながら楽器の製造を簡単とすることができる。
上述した実施形態においては、管楽器に1枚の薄片状のリードを有するシングルリードのマウスピースを用いたが、ダブルリードまたはリップリードのマウスピースを用いてもよい。以下、図を用いて変形例2を適用した管楽器の例を示す。
上述した第3実施形態においては、主管部22cにオクターブ孔26cを配置したが、管体20cの他の箇所に設けてもよい。例えば、副管部の長さに比べて音孔距離Lt7が短い場合、第2モードの定在波の節は、副管部23a内部にできる。この場合、音孔25a7に設定された設定音の1オクターブ上の音は、主管部22cの開口部22c2付近に配置されたオクターブ孔26cを開けても発音させることができない。この場合、副管部にオクターブ孔を設けてもよい。また、主管部および副管部の両方にオクターブ孔を設けてもよい。
上述した第3実施形態または変形例3においては、主管部22cまたは副管部23gにそれぞれオクターブ孔26cならびに26g2を設けたが、管体20cならびに20gの他の箇所に設けてもよい。例えば、吹込部24aの長さに比べて音孔距離Lt7が短い場合、第2モードの定在波の節は、吹込部24a内部にできる。この場合、音孔25a7の設定音Cは、主管部22cの開口部22c2付近に配置されたオクターブ孔26cを開けても発音させることができない。この場合、吹込部にオクターブ孔を設けてもよい。また、主管部および吹込部または主管部、副管部および吹込部にオクターブ孔を設けてもよい。
上述した第4実施形態においては、開閉孔27dを操作することで管楽器10dの音高や音色を演奏途中で変化させたが、副管部の長さを変化させることで管楽器10dの音高や音色を演奏途中で変化させてもよい。
上述した実施形態においては、音孔によって発音される音高を変化させたが、迂回部を用いて音高を変化させてもよい。例えば、トランペットなどで用いられる迂回部を用いる。以下、図を用いて変形例6を適用した管楽器の一例を説明する。
迂回部28jによって音高を操作する管楽器10jは、演奏時に音孔を開くことがないため、開口部22j1および開口部23j1にミュートを設置すると静音演奏または消音演奏を実現できる。なお、他の実施例または変形例においても、ミュートを適用してもよい。
なお、図17では、フレンチホルンなどの金管楽器に用いられるロータリーバルブによる経路の切替機構を用いたが、通常のトランペットなどの金管楽器に用いられるピストンバルブによる経路の切替機構を用いてもよい。
上述した実施形態においては、主管部に設けた音孔によって音高を変化させたが、主管部に設けた移動するストレート管によって音高を変化させてもよい。例えば、トロンボーンなどで用いられるスライド管を設けてもよい。
上述した実施形態においては、管軸方向が直線状の真っ直ぐなストレート管を用いたが、管体が曲がったストレート管を用いてもよい。例えば、主管部、副管部または吹込部のいずれかに曲がったストレート管を用いてもよい。なお、そのうちの複数に曲がったストレート管を用いてもよい。
上述した実施形態および変形例に係る管楽器は、副管部を主管部の側壁に接続したが、主管部のマウスピース側の開口部と副管部の開口部とを並べて構成してもよい。この場合、主管部および副管部の形状は、円筒とは異なっていてもよい。
図3(b)のような副管部がマウスピースの内部で分岐する従来の分岐管楽器では、図3(a)のような近似前の管楽器200の吹込管入口部(円錐管204の上底面)の断面積Sと、主管部(ストレート管231)の断面積Sがほぼ等しいので、主管部(ストレート管231)の断面積Sと副管部(アタッチメント801)の断面積HSの和が、吹込管入口部の断面積Sよりも大きくなるため、吹鳴時の抵抗は、近似前の図3(a)よりも小さい。吹鳴の抵抗が小さいと、音を持続させて吹鳴するロングトーン時に息が続かなくなるなどの弊害が出る場合がある。変形例9はこれを改善する例である。
主管部22nの中空部分の断面積Sn、副管部23nの中空部分の断面積H×Snの和が、図3(a)に示す近似前の管楽器200の吹込部の入口部(円錐管204の上底面)の断面積Sにほぼ等しいので、この形態の管であれば、他の管の形態に比較して、他の形態で得られる効果に加えて、従来のアコースティック楽器と比較しても、吹奏感を良好に保つことができる。
この例では、主管部22nの中空部分の断面積Sn、副管部23nの中空部分の断面積H×Snの和が、図3(a)に示す近似前の管楽器200の吹込部の入口部(円錐管204の上底面)の断面積Sにほぼ等しくなるように設定したが、吹奏感を調整するため、主管部22nの中空部分の断面積Sn、副管部23nの中空部分の断面積H×Snの和が、図3(a)に示す近似前の管楽器200の吹込部の入口部(円錐管204の上底面)の断面積Sよりも小さくなるように設定してもよい。
上述した実施形態に係る管楽器は、主管部の一方の端部には開口する開口部を設けたが、この端部にベルまたはテーパー管等のテーパー率を有する管体を設けてもよい。例えば、主管部22aにおいて、吹込部24aが接続された側とは反対側にベルを接続して構成する。この場合、発音される音の量がベルの働きにより大きくなる。また、ベルの代わりに先が狭くなる形状のテーパー管を接続して主管部を構成してもよい。この場合、発音される音の量がテーパー管の働きにより小さくなる。以上のとおり構成されることで、テーパー率を有する管体は、分岐管21aから外部へ出力される音の量を変化させる。
上述した実施形態においては、副管部は主管部の側面に接続し、吹込部が主管部における開口部とは反対側の中空の接続部と接続したが、副管部と吹込部とが接続する位置を反対にしてもよい。この場合、主管部と副管部とは、図1(c)に示した管体220と同様の位置関係となる。
上述した第2から4までの実施形態および各々の変形例においては、マウスピースは吹込部に対して着脱可能としたが、吹込部に固定されていてもよい。例えば、マウスピースは、吹込部が有する着脱部に接着材などにより固定されたものであってもよいし、吹込部と一体に形成されたものであってもよい。
上述した実施形態においては、断面の形状が円形のストレート管を用いたが、断面の形状が楕円形または多角形のストレート管を用いてもよい。この場合、切り取る位置によって断面の形状および断面積が変化しないストレート管を用いればよい。
上述した実施形態においては、断面の形状が円形のテーパー管を用いたが、断面の形状が楕円形または多角形のテーパー管を用いてもよい。この場合、両端の開口部における中空部分の形状が相似の関係にあり、この中空部分の面積が異なるテーパー管を用いればよい。
上述した実施形態においては、主管部は副管部よりも長さが長い関係となっていたが、これに限らず、主管部と副管部とが同じ長さであってもよいし、副管部が主管部よりも長くてもよい。
上述した実施形態においては、分岐管を構成する主管部および副管部はストレート管としたが、これに限らず、いずれかまたは両方がテーパー管であってもよい。この場合、管楽器は、テーパー管の形状の影響を受けて分岐管の内部に生じる定在波が変化して、全てストレート管である場合に比べて音色や音高が変化する。
上述した第2実施形態においては、吹込部24b内部の共鳴する気柱の長さが変化しなかったが、上述した音孔を吹込部に設けて吹込部24b内部の共鳴する気柱の長さを変化させてもよい。吹込部に音孔を設けた場合、この音孔を開いた状態にすると分岐管内部の気柱は共鳴しなくなるため、音孔を閉じた状態と比べて発音される音色や音高が大幅に変化する。本変形例においては、吹込部に設けられた音孔が、本発明における「音高調整部」に相当する。
上述した第2実施形態においては、吹込部24b内部の共鳴する気柱の長さが変化しなかったが、上述した迂回管を吹込部に設けて吹込部24b内部の共鳴する気柱の長さを変化させてもよい。吹込部に迂回管を設けた場合、マウスピースから主管や副管までの距離が変化して演奏者が感じる吹奏感に変化を与えるとともに音高が変化する。本変形例においては、吹込部に設けられた迂回管が、本発明における「音高調整部」に相当する。
すなわち、迂回部128uは、ストレート管124u2内部で共鳴する気柱の長さを変化させて所望の音高を得る。
上述した第2実施形態においては、吹込部24b内部の共鳴する気柱の長さが変化しなかったが、上述したスライド管を吹込部に設けて吹込部24b内部の共鳴する気柱の長さを変化させてもよい。吹込部にスライド管を設けた場合、マウスピースから副管までの距離が変化して演奏者が感じる吹奏感に変化を与えるとともに音高が変化する。本変形例においては、吹込部に設けられたスライド管が、本発明における「音高調整部」に相当する。
上述した変形例17、18、19においては、吹込部に音高調整部を設けたが、主管部および吹込部の両方に音高調整部を設けてもよい。この場合、主管部および吹込部に設ける音高調整部(音孔、迂回部またはスライド管)は、これらの組み合わせが異なっていてもよい。
変形例9に係る管楽器10nは、主管部22nのマウスピース側の開口部と副管部23nの開口部とを上下に並べて構成したが、内側と外側の関係でもよい。
主管部22wは、長手方向の端部に開口する開口部22w1,22w2を有する。副管部23wは、長手方向の端部に開口する開口部23w1,23w2を有する。開口部22w2および開口部23w2は同じ面上に位置し、各々がマウスピース30wに向いている。マウスピース30wは、コルク40wを差し込んで副管部23wと接続する。副管部23wは支柱41wを介して主管部22wと接続する。
管楽器10wは、副管部23wが主管部22wの外側に沿って配置されているため、かさばらず収容性の高い形状となっている。
この例では、主管部の中空部分の断面積Sw、副管部の中空部分の断面積H×Swの和が、図3(a)に示す近似前の管楽器200の吹込部の入口部(円錐管204の上底面)の断面積Sにほぼ等しくなるように設定したが、吹奏感を調整するため、主管部22wの中空部分の断面積Sw、副管部23wの中空部分の断面積H×Swの和が、図3(a)に示す近似前の楽器の吹込部の入口部(円錐管204の上底面)の断面積Sよりも小さくなるように設定してもよい。
図6に示す第1実施形態に係る管楽器100aは、主管部22aの断面積と吹込部24aの終端部の断面積がSaと等しい。したがって、主管部22aの断面積Saと副管部23aの断面積H×Saの和が、吹込部24aの終端部の断面積Saよりも大きくなるため、吹鳴時の抵抗は、図3(b)のマウスピース内部で分岐している場合よりは良好なものの、近似前の図4に示す管楽器100aよりも小さい。吹鳴時の抵抗が小さいと、音を持続させて吹鳴するロングトーン時に息が続かなくなるなどの弊害が出る場合がある。変形例22はこれを改善する例である。
主管部22xは、長手方向の端部に開口する開口部22x1,22x2を有する。副管部23xは、長手方向の端部に開口する開口部23x1,23x2を有する。開口部22x2および開口部23x2は同じ面上に位置し、各々がマウスピース30xに向いている。マウスピース30xは、コルク40xを差し込んで吹込部24xと接続する。副管部23xは支柱41xを介して主管部22xと接続する。
管楽器10xは、副管部23xが主管部22xの外側に沿って配置されているため、かさばらず収容性の高い形状となっている。
副管部23xは主管部22xの外側に沿って配置される以外に、吹込部24xの終端の管壁から管の外側に向かって垂直に設置される配置を取ってもよい。
この例では、主管部22xの中空部分の断面積Sx、副管部23xの中空部分の断面積H×Sxの和が、図4に示す近似前の管楽器100aの吹込部(テーパー管124a)の終端部の断面積Saにほぼ等しくなるように設定したが、吹奏感を調整するため、主管部22xの中空部分の断面積Sx、副管部23xの中空部分の断面積H×Sxの和が、図4に示す近似前の管楽器100aの吹込部(テーパー管124a)の終端部の断面積Saよりも小さくなるように設定してもよい。すなわち、主管部22xの入口部の断面積Sxと副管部23xの入口部の断面積H×Sxとの和が、吹込部24xの終端部の断面積Sa以下となっていれば、吹奏時の抵抗を大きくすることができる。
Claims (4)
- 管状の主管部と、
前記主管部に沿って配置された管状の副管部と、
前記副管部の終端部もしくは前記副管部の一部が開口した状態で所望の音高を得るための音高調整部と
を備え、
前記主管部の長手方向の端部に開口する開口部と前記副管部の長手方向の端部に開口する開口部とがマウスピースに向くように配置される
ことを特徴とする管楽器の管体。 - 前記副管部は、前記主管部と隣り合わせて配置され、
前記主管部の長手方向の端部に開口する開口部と前記副管部の長手方向の端部に開口する開口部とが前記マウスピースに接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の管楽器の管体。 - 前記副管部は、前記主管部を内部に収容し、前記主管部の外壁と当該副管部の内壁との間に空間を設けて配置され、
前記副管部の長手方向の端部に開口する開口部が前記マウスピースに接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の管楽器の管体。 - マウスピースに接続される管状の吹込部を備え、
前記副管部は、前記主管部を内部に収容し、前記主管部の外壁と当該副管部の内壁との間に空間を設けて配置され、
前記副管部の長手方向の端部に開口する開口部が前記吹込部に接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の管楽器の管体。
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