JP2017072633A - 電子打楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】打撃検出への影響を抑えつつ、打撃位置と発音位置とを一致させて違和感が小さく大音量の楽音を発音する。
【解決手段】パッド部２１は弾性体で構成される。板状部１２の裏面１２ａは電子打楽器１００の底面を成し、板状部１２に振動部１３が配設される。筒状部１１の上端に、フレーム２２及び弾性部材２３を介してパッド部２１の外縁部２１ｂが支持される。フレーム２２の下面に配設される打撃センサ２４は、パッド部２１の振動に応じた信号を出力し、その検出信号に基づいて信号出力ユニット１４により生成される駆動信号に応じて振動部１３が振動し、板状部１２の全体を振動させることで音響が発生する。パッド部２１と筐体１０とは直接接触せず、両者間に弾性部材２３が介在するので、パッド部２１と板状部１２との間の振動伝達が抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子打楽器に関する。

従来、打撃を検出し、その検出信号に基づきスピーカ等の音響発生部から楽音を発生させる電子打楽器が広く知られている。電子打楽器には、音響発生部が筐体に一体に設けられる構成（特許文献１）と、音響発生部がドラム部とは別体に設けられる構成（特許文献２）とがある。

このほか、電子打楽器の構成とは異なるが、アコースティック型のドラムに打撃センサとスピーカを設け、打撃センサで検出した打撃に応じた楽音をスピーカから発するようにした打楽器も知られている（特許文献３）。

特許第２５６４８２９号公報 特許第５３４７５５２号公報 米国特許第６９８２３７６（Ｂ２）号明細書

しかしながら、特許文献１のような、独立した音響発生部が筐体に一体に設けられる構成では、単体での使用を想定しているとともに、打撃面を避けて上方に放音することからスピーカの大きさが制限され、出力音はあまり大きくできない。また、特許文献２のような、音響発生部がドラム部とは別体に設けられる構成では、音響発生部がドラム部とは別配置になることから、打撃位置とは離れた大きく位置で発音がなされると演奏者にとって違和感が大きくなる。特許文献３の楽器では、打撃センサとスピーカとが物理的に強固な接続関係にあるので、スピーカの発音による振動が打撃センサに伝わり、検出精度に悪影響を与えるおそれがある。そのため、精度の高い打撃検出と大きな楽音の発音とを両立するのが困難である。

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、打撃検出への影響を抑えつつ、打撃位置と発音位置とを一致させて違和感が小さく大音量の楽音を発音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、電子打楽器であって、打撃操作されるパッド部（２１）と、前記パッド部を支持する支持部（１０）と、前記パッド部に設けられ、前記パッド部の振動を検出するセンサ（２４）と、前記センサの出力に基づいて駆動信号を出力する信号出力手段（１４）と、前記パッド部の下方において、当該電子打楽器の底面を成す底面部（１２、４２）に設けられ、前記信号出力手段から出力された駆動信号に基づいて振動する振動部（１３）と、前記パッド部と前記底面部との間の振動伝達を抑制するように前記パッド部から前記底面部までの間に介在する振動伝達抑制部材（２３、４３）と、を有することを特徴とする。

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、打撃検出への影響を抑えつつ、打撃位置と発音位置とを一致させて違和感が小さく大音量の楽音を発音することができる。

請求項２によれば、部品構成を簡素化すると共に、底面部を含む支持部全体を振動させて大きな音を効率的に発生させることができる。請求項３によれば、底面部をスピーカの振動板として用いて放音面積を大きくすることができる。請求項４によれば、底面部を極力大きく設計でき、放音効率を高めることができる。請求項５によれば、放音効率を高めることができる。請求項６によれば、振動部からの磁力線の影響を抑えることができる。

第１の実施の形態に係る電子打楽器の平面図、側面図、裏面図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 電子打楽器の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係る電子打楽器の断面図である。 各種の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る電子打楽器の平面図、側面図、裏面図である。図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。この電子打楽器１００は、一例として、不図示のスティックで打撃操作される電子ドラムとして構成される。電子打楽器１００は主に、筐体１０、パッド部２１、フレーム２２、弾性部材２３、振動部１３及び信号出力ユニット１４を有する。図２に示すように、パッド部２１の上面は、打撃される打撃面２１ａを提供する。平面視円形のパッド部２１の下面に平面視円形の補強用のフレーム２２が固着され、フレーム２２の外縁部２２ａの下面に環状の弾性部材２３が固着される。フレーム２２の下面に圧電素子等で成る打撃センサ２４が配設される。打撃センサ２４は、パッド部２１の振動を打撃操作として検出し、振動に応じた信号を出力する。パッド部２１は、ウレタンやゴム等の弾性体で構成されるが、打撃時に打撃センサ２４で検出できる構成であれば、その素材はウレタンやゴム等に限定されない。フレーム２２は、チタンやＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）等のパッド部２１や筐体部１０に比べて高剛性の非磁性体で構成される板状部材である。なお、フレーム２２に穴を形成するか、あるいはフレーム２２をパッド部２１に内装する等により、打撃センサ２４をパッド部２１に固着してもよい。

筐体１０は、樹脂等で構成され、シェル型の筒状部１１と、筒状部１１の下端に連接する板状部１２とを有する。板状部１２は、上方に凸となっているが、概ね板状であり、板状部１２の裏面１２ａは、電子打楽器１００の底面を成す。筒状部１１の上端に、フレーム２２及び弾性部材２３を介してパッド部２１の外縁部２１ｂが支持される。弾性部材２３は、振動絶縁を目的とするゴム等の部材で形成される。パッド部２１と筐体１０とは直接接触せず、両者間に弾性部材２３が介在するので、パッド部２１と板状部１２との間の振動伝達が抑制される。また、本実施の形態の電子打楽器は、ラック等に組み付けられて使用されることを前提とするため、不図示のラック組み付け部を有している。

パッド部２１の下方において、板状部１２の半径方向中央の上面に振動部１３が配設される。従って、振動部１３は、筒状部１１で囲まれる内部空間Ｓ内に配置される。本実施の形態では、振動部１３はトランスデューサである。また、筒状部１１の内面に信号出力ユニット１４が配設される。信号出力ユニット１４の配設位置は問わないが、板状部１２の振動を妨げないような位置において筐体１０に固定されるのが望ましい。なお、信号出力ユニット１４には、不図示の電源ソケットを介して外部から電源が供給される。信号出力ユニット１４に乾電池や充電可能なバッテリを収容可能に構成してもよい。振動部１３及び打撃センサ２４はそれぞれ、不図示の配線によって信号出力ユニット１４に電気的に接続されている。

図３は、電子打楽器１００の構成を示すブロック図である。電子打楽器１００は、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、タイマ５４、記憶装置５５、各種Ｉ／Ｆ（インターフェイス）５６、音源５７、アンプ５８、インターフェイス５９が、バス５１を介してＣＰＵ５０にそれぞれ接続されて構成される。各種Ｉ／Ｆ５６には、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）Ｉ／Ｆ）、通信Ｉ／Ｆが含まれる。打撃センサ２４からの信号がインターフェイス５９を介してＣＰＵ５０に入力される。ＣＰＵ５０にはタイマ５４が接続される。信号出力ユニット１４（図２）は、音源５７及びアンプ５８を備える。アンプ５８に振動部１３が接続される。

ＣＰＵ５０は、本楽器全体の制御を司る。ＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５０が実行する制御プログラムや各種テーブルデータ等を記憶する。ＲＡＭ５３は、各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算結果等を一時的に記憶する。タイマ５４は、タイマ割り込み処理における割り込み時間等の各種時間を計時する。記憶装置５５は、上記制御プログラムを含む各種アプリケーションプログラムや各種楽曲データ、各種データ等を記憶する。音源５７は、ＣＰＵ５０から入力される発音信号を楽音信号に変換する。アンプ５８は、楽音信号に各種効果を付与すると共に増幅して駆動信号を生成する。この駆動信号が振動部１３に供給されると、振動部１３が振動する。トランスデューサとしての振動部１３は公知の構造であり、電気信号（演奏信号乃至駆動信号）により自身が振動して、自身の重みによる反作用によって板状部１２を励振する。なお、トランスデューサとしての構造に特に限定はない。

パッド部２１が打撃され、その打撃が打撃センサ２４により検出されると、ＣＰＵ５０はその検出信号に基づいて、振動部１３を駆動するための駆動信号を信号出力ユニット１４に生成させる。そして、生成された駆動信号に応じて振動部１３が振動し、振動部１３が、板状部１２の全体を振動させることで、大きな音響が発生する。パッド部２１の直接の打撃音（スティックの衝突音）はもともとあまり大きくなく、むしろできるだけ小さく抑えられる。打撃による楽音は、専ら振動部１３の振動によってもたらされる。振動部１３はパッド部２１の下方に位置し、しかも筒状部１１の中心に位置するので、パッド部２１の真下で打撃による楽音が発生し、奏者にとっては、あたかもアコースティックのドラムを演奏したかのように違和感なく認識される。しかも、パッド部２１と板状部１２との間の振動伝達を抑制するように弾性部材２３が介在するので、板状部１２の振動を打撃センサ２４が拾ってしまうことがほとんどなく、打撃センサ２４はパッド部２１の打撃だけを正確に検出することができる。打撃センサ２４による検出精度に悪影響が及ばず、誤検出の抑制・ハウリング防止にも寄与するので、板状部１２を十分に大きく振動させることが容易となる。その結果、アコースティックドラムでの楽音に匹敵する音量の楽音を無理なく発生させることも可能となる。このような構成とすることで、アコースティックドラムに本電子打楽器を組み込んで演奏しても、自然な演奏を実現できるとともに、組込みにおいて音源と接続する配線ライン等がアコースティックドラムの間を這い回らず、外観上もアコースティックドラムの見た目を乱すことがなく、聴覚視覚ともにアコースティックドラムを演奏している感覚を維持することができる。なお、信号出力ユニット１４には音量調節機構が設けられている。

よって、実施の形態によれば、打撃検出への影響を抑えつつ、打撃位置と発音位置とを一致させて違和感が小さく大音量の楽音を発音することができる。

また、筐体１０の一部である板状部１２を振動板として利用するので、部品構成を簡素化すると共に、板状部１２を含む筐体１０全体を振動させて大きな音を効率的に発生させることができる。また、筐体１０の筒状部１１でパッド部２１の外縁部２１ｂを支持するので、楽器裏面（底面）でもある板状部１２を極力大きく設計でき、放音効率を高めることができる。また、パッド部２１には、非磁性体で成るフレーム２２が設けられたので、振動部１３からパッド部２１の上方への磁力線の影響を抑えることができる。なお、振動部１３の構成を防磁型で構成することで、フレーム２２を磁性体でなるものとしてもよい。パッド部２１は弾性体で成るので、チューニングも不要である。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、振動部１３はトランスデューサであるとした。これに対し、本発明の第２の実施の形態では、振動部１３はスピーカ部であるとする。従って、図２に代えて図４を用い、本実施の形態を説明する。

図４は、第２の実施の形態に係る電子打楽器１００の断面図であり、図２に対応している。筐体１０は、シェル型の筒状部１１を有する。筒状部１１の下端部に板状部４２の縁部が固定されている。板状部４２の半径方向中央に振動部１３が配設される。板状部４２は、第１の実施の形態における板状部１２に相当する部分であり、板状部４２の裏面４２ａ及び振動部１３の裏面が、電子打楽器１００の底面を成す。振動部１３は大口径のスピーカ部として構成され、板状部４２に一体に設けられるが、板状部４２に固定されてもよい。板状部４２は、振動部１３の支持だけでなく、振動板としての役割も果たし、振動部１３と板状部４２とで、スピーカユニットＳＰが構成される。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であり、第１の実施の形態の説明で用いた図番と同じ番号を付してその説明を省略する。

パッド部２１が打撃されると、打撃センサ２４による検出信号に基づいて生成された駆動信号によって振動部１３が振動し、音響が発生する。その際、振動部１３が板状部４２の全体を振動させることで大きな音響が発生する。振動部１３の配置位置は第１の実施の形態と同様であり、打撃による楽音の発生位置に違和感がない。

本実施の形態によれば、打撃検出への影響を抑えつつ、打撃位置と発音位置とを一致させて違和感が小さく大音量の楽音を発音することに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、板状部４２をスピーカの振動板として利用するので、放音面積を大きくすることができる。また、板状部４２を極力大きくし、放音効率を高める点、振動部１３からの磁力線の影響を抑える点についても第１の実施の形態と同様である。フレーム２２が非磁性体で成るので、防磁型スピーカを採用する必要性も小さい。なお、防磁型スピーカを採用することで、フレーム２２を磁性体でなるものとしてもよい。

次に、図５で各種の変形例を説明する。図５（ａ）は、変形例の電子打楽器１００の側面図である。第１、第２の実施の形態では、内部空間Ｓはほぼ密閉状態とすることも可能であった。しかし、放音の観点から、内部空間Ｓを外部に開放する隙間を設けてもよい。例えば、図５（ａ）に示すように、筒状部１１を、全体としては略筒状を呈するが、複数の柱部１１ａで構成し、隣接する柱部１１ａ間に隙間Ｃが形成されるようにしてもよい。隙間Ｃにより、内部空間Ｓが外部に連通することで、底板の上側から側方への放音と底板の下側への放音を利用できるので、第１、第２の実施の形態と比べて放音効率を高めることができる。

ところで、パッド部２１と板状部１２、４２との間の振動伝達を抑制するためには、パッド部２１から板状部１２、４２までの間に振動伝達抑制部材（弾性部材２３、４３）を介在させればよい。図５（ｂ）で、第２の実施の形態に対する変形例を例示する。図５（ｂ）は、変形例の電子打楽器１００の下部の断面図である。この例では、筒状部１１の下端部と板状部４２の縁部との固定部分に弾性部材４３を介在させる。弾性部材４３は弾性部材２３（図２）と同様の素材で構成される。弾性部材４３による固着方法は問わないが、接着等である。弾性部材２３は省略してもよい。弾性部材４３によって振動伝達が抑制され、打撃検出への影響を抑えることができる。

図５（ｃ）は、第１の実施の形態に対して弾性部材２３の形状を変えた変形例を示す電子打楽器１００の平面図である。図５（ｄ）は、図５（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。この例では、弾性部材２３の上部に複数の突起部２３ａを一体に形成する。突起部２３ａは、円周方向において複数設ける。突起部２３ａの先端でフレーム２２を支持する。これにより、振動伝達の抑制効果が一層高まる。それだけでなく、円周方向において隣接する突起部２３ａ間には隙間Ｃが形成されるので、放音効率を高める効果もある。なお、図５（ｃ）には、信号出力ユニット１４に内装される電池１５が示され、信号出力ユニット１４には電池１５から電力が供給されるとしている。しかし、ＡＣ電源から電力が供給されるとしてもよい。

なお、これら例示した変形例のほか、振動伝達抑制部材や隙間Ｃを設ける箇所については各種の変形が可能である。例えば、第１の実施の形態において、筒状部１１の下端部と板状部１２と間に振動伝達抑制部材を介在させてもよい。また、第２の実施の形態において、筒状部１１の下端部と板状部４２との間において、円周方向における複数箇所に、筒状部１１または板状部４２のいずれかに切欠等を形成することで隙間Ｃを設けてもよい。

なお、第１、第２の実施の形態では、放音効率を高める観点で、板状部１２、４２を極力大きくするべく、パッド部２１の外縁部２１ｂが支持される構成とした。しかし、この効果を重視しないならば、筐体１０の形状はパッド部２１の外縁部２１ｂを支持する形状に限定されない。アコースティックドラムとは異なる形状の筐体を採用可能であるので、デザインの自由度が非常に高くなる。

なお、第１の実施の形態において、筒状部１１と板状部１２とは別体で構成して両者を固定する構造としてもよい。一方、第２の実施の形態において、筒状部１１と板状部４２とを一体に形成してもよい。

なお、本発明の電子打楽器１００は、各種の電子ドラムに適用でき、例えば、スネアパッド、タムパッド、バスドラムパッド（キックパッド）、ハイハットパッド、シンバルパッド等のいずれにも適用可能である。さらに、本発明の電子打楽器１００は、電子ドラムに限らず、電子パーカッションやその他の各種の電子打楽器にも適用可能である。なお、パッド部２１と板状部１２との間の振動伝達を抑制するために、弾性部材で成る振動伝達抑制部材を両者間に介在させたが、振動絶縁をソフトウェアによって実現してもよい。すなわち、振動部１３の振動に起因するパッド部２１の振動を打撃による振動と切り分け、打撃による振動のみを楽音制御に反映させるようにする。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

１０ 筐体（支持部）、 １３ 振動部、 １４ 信号出力ユニット（信号出力手段）、 １２、４２ 板状部（底面部）、 ２１ パッド部、 ２１ｂ 外縁部、 ２２ フレーム、 ２３、４３ 弾性部材（振動伝達抑制部材）、 ２４ 打撃センサ、 １００ 電子打楽器、 ＳＰ スピーカユニット、 Ｓ 内部空間、 Ｃ 隙間

Claims (6)

1. 電子打楽器であって、
   打撃操作されるパッド部と、
   前記パッド部を支持する支持部と、
   前記パッド部に設けられ、前記パッド部の振動を検出するセンサと、
   前記センサの出力に基づいて駆動信号を出力する信号出力手段と、
   前記パッド部の下方において、当該電子打楽器の底面を成す底面部に設けられ、前記信号出力手段から出力された駆動信号に基づいて振動する振動部と、
   前記パッド部と前記底面部との間の振動伝達を抑制するように前記パッド部から前記底面部までの間に介在する振動伝達抑制部材と、を有することを特徴とする電子打楽器。
2. 前記底面部は前記支持部の一部であり、前記振動部はトランスデューサであることを特徴とする請求項１に記載の電子打楽器。
3. 前記底面部は前記支持部に接続され、前記底面部と前記振動部とでスピーカユニットが構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子打楽器。
4. 前記支持部は、前記パッド部の外縁部を支持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子打楽器。
5. 前記支持部は筒状部を有し、
   前記筒状部で囲まれる内部空間を外部に開放する隙間が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子打楽器。
6. 前記パッド部には、非磁性体で成るフレームが設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子打楽器。