JP2018155969A - シンバル - Google Patents

Abstract

【課題】シンバルにおいて特定の周波数の音を強調させる。【解決手段】隣接する部分と比較して剛性が低い低剛性部５が、シンバル１の振動モードにおける定在波の腹に相当する部分の少なくとも一部と重なるように形成されている。前記低剛性部５は、前記シンバルに形成された凹部によって構成されていてもよい。また、前記低剛性部５は、前記隣接する部分の材質と比べて剛性が低い材質で形成されていてもよい。また、前記シンバルには複数の貫通孔が形成されていてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、特定の周波数の音を強調させたシンバルに関する。

シンバルの音は非常に複雑な倍音構成で成り立っている。このような特徴を持つシンバルの音の周波数特性は、シンバルの形状、材質、加工方法等によって特徴づけられている。シンバルの形状、材質、加工方法等を変更した様々なシンバルが製造されている（特許文献１）。

例えば、シンバルに複数の小さな貫通孔を設けた「穴開きシンバル」は、穴が開いていない通常のシンバルと比べ、音程が高く、サスティーンが短いといった特徴を有している（特許文献２）。

シンバルには、シンバルの構造（形状、材質、加工方法等）が持つ振動的な特性である振動モードが励起する。振動モードに対応する固有振動数が、シンバルの音の周波数特性におけるピーク周波数に大きな影響を与える。スティックなどの打撃体で打撃されたシンバルには、様々な振動モードが入り混じって励起しており、これがシンバルの音の複雑な倍音の発生要因の一つとなっている。

このような複雑な倍音構成を発生させるシンバルにおいて、シンバルの構造（形状、材質、加工方法等）がシンバルの音の周波数特性に与えている影響を明確にすることは難しい。例えば、特定の周波数の音を強調させたい場合、シンバルの構造のいずれを変更すればよいかを明確にすることは困難である。

特開平１−３７５９７号公報 米国特許出願公開第２０１５−０２６９９２１号明細書

このように、一般的なシンバルにおいて、特定の周波数の音を強調させることは難しい。特に、上記の「穴開きシンバル」は、音程が高く、低音の音量が小さいため、低音を強調したいという要望が強い。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、特定の周波数の音を強調させたシンバルを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るシンバルは、隣接する部分と比較して剛性が低い低剛性部が、シンバルの振動モードにおける定在波の腹に相当する部分の少なくとも一部と重なるように形成されている。

本発明によれば、特定の周波数の音を強調させたシンバルを提供することができる。

本発明の第一実施形態に係るシンバルの全体構成を示す図である。 本発明の第一実施形態に係るシンバルの断面図である。 本発明の第一実施形態に係るシンバルのモード形状を例示する図である。 本発明の第二実施形態に係るシンバルの全体構成を示す図である。

（第一実施形態）
以下、本発明に係るシンバルの第一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。なお、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜調整されている。

図１に示すように、本実施形態に係るシンバル１は、カップ部２と、エッジ部３と、ボウ部４と、低剛性部５と、ホール６と、を備えている。

シンバル１は、打撃されることで放射音を発する打楽器であり、厚さが薄い略円盤状に形成されている。

シンバル１は、例えば、銅、錫、銀の合金などの任意の金属材料で形成されてよい。シンバル１の材質は、シンバルの音質に大きな影響を与える。
金属以外の材料、例えばＰＰ（ポリプロピレン）やＰＡ（ポリアミド）などの剛性の高い樹脂材料が使用されてもよい。

カップ部２は、図２に示すように、シンバル１の中央部においてシンバル１の厚さ方向（Ｚ軸方向）の一方に半球状に膨らんだ部分あり、カップ部２の外周は、後述するホール６を中心とした円形状に形成されている。カップ部２は、打撃されることで澄んだ高音を発する。
ここで、シンバル１のうちカップ部２が膨らんでいる側の面を、シンバルの表面１ａと称する。シンバルの表面１ａの反対側の面をシンバルの裏面１ｂと称する。

エッジ部３は、シンバル１の外周側の端部である。エッジ部３を打撃することでシンバル１からは荒いクラッシュ音が発せられる。

ボウ部４は、カップ部２とエッジ部３とに挟まれた円環状の部分である。カップ部２の外周部からエッジ部３に向かうに従って、ボウ部４の肉厚は薄くなっている。ボウ部４を打撃することで、シンバル１からはきれいなシンバル音が発せられる。

低剛性部５は、図２に示すように、シンバル１の表面１ａに形成された凹部によって構成されている。凹部は、シンバル１の厚み方向に見て、中心部の深さが最も深い曲面状に形成されている。また、低剛性部５は、平面視で、外周部が略円状に形成されている。低剛性部５は、ホール６を中心とした同心円上に等間隔に４つ設けられている。いずれも同じ寸法である。
低剛性部５をシンバルの表面１ａに形成することで、シンバル１の低剛性部５が形成された部分の肉厚が薄くなっている。シンバル１の低剛性部５が形成された部分は、シンバル１の低剛性部５が形成された部分に隣接する部分（他の部分）と比較して、剛性は低くなっている。

シンバル１の厚み方向に見て、シンバル１の中央には、シンバル１の厚さ方向に貫通するホール６が設けられている。ホール６に図示しない支持具を通し、支持具によりシンバル１を支持する。支持具は通常、シンバルの表面１ａが垂直方向の上側を向くようにシンバル１を支持する。例えば、支持具とは、ドラムセット等でシンバル１を取り付けるために用いられるスタンドである。支持具によって支持されたシンバル１は打撃体によって打撃されると、エッジ部３が自由端となって振動する。

シンバル１の形状（サイズ、肉厚等）はシンバルの音質に大きな影響を与える。シンバル１のサイズが大きくなるほど、音程が低くなり、音量が大きくなり、サスティーンが長くなる。一方、シンバル１のサイズが小さくなるほど、音程が高くなり、音量が小さくなり、サスティーンが短くなる。
また、シンバル１の肉厚が厚くなるほど、音程は高くなり、サスティーンが長くなる。一方、肉厚が薄くなるほど、音程は低くなり、サスティーンが短く、切れのあるサウンドになる。

シンバル１では、シンバル１の構造（形状、材質、加工方法等）が持つ振動的な特性である振動モードが励起する。振動モードに対応する固有振動数は、シンバル１の音の周波数特性におけるピーク周波数に大きな影響を与える。

図３は、シンバル１に励起する振動モードにおける、シンバル1の振動による変形形状を示す「モード形状」の一例を示している。グレースケールにおいて、白い部分がより振動の変位が大きく、黒い部分がより振動の変位が小さいことを示している。
図３（ａ）は、（１，１）の振動モードが励起した際のモード形状を示している。
図３（ｂ）は、（１，２）の振動モードが励起した際のモード形状を示している。
図３（ｃ）は、（２，１）の振動モードが励起した際のモード形状を示している。
図３（ｄ）は、（２，２）の振動モードが励起した際のモード形状を示している。
図３（ｅ）は、（３，１）の振動モードが励起した際のモード形状を示している。
図３（ｆ）は、（３，２）の振動モードが励起した際のモード形状を示している。
ここで（ｍ、ｎ）の振動モードとは、節直径数ｍ、節円数ｎで振動する振動モードを表す。

スティックなどの打撃体で打撃されたシンバル１には、様々な振動モードが入り混じって励起しており、これがシンバル１の音の複雑な倍音の発生要因の一つとなっている。
シンバル１の構造（形状、材質、加工方法等）から、発生しやすい振動モードが決まる。最も発生しやすい振動モードに対応する固有振動数の振動が、シンバル１に発生しやすい。その振動により発生する音が最も音圧が大きい音となり、シンバル１の音質を特徴づける。

最も発生しやすい振動モードをシンバル１に励起しやすくすることで、その振動モードに対応する固有振動数の振動により発生する音をより大きく鮮明に生成させることができる。様々な振動モードが入り混じって励起されて生成されるシンバル１の複雑な倍音のなかで、特定の周波数の音を強調して生成させることができる。

モード形状において振動の変位が大きい箇所、すなわち定在波の腹に相当する箇所の剛性を低下させると、そのモード形状に対応した振動モードが発生しやすくなる。
図３に例示するモード形状において、振動の変位が大きい部分（図３中のグレースケールにおける白い部分）の剛性を低下させると、対応する振動モードが発生しやすくなる。

本実施形態のシンバル１は、（２，２）の振動モードが発生しやすく、図１および図３（ｄ）に示すように、モード形状において振動の変位が大きい箇所、すなわち定在波の腹に相当する部分の少なくとも一部と重なる箇所に、低剛性部５を設けている。これにより、シンバル１に、（２，２）の振動モードが発生しやすくなる。その結果、（２，２）の振動モードに対応する固有振動数の振動によって発生する音をより大きく鮮明に生成させることができる。

例えば（２，２）の振動モードのような低次の振動モードを発生させやすくすることで、シンバル１に低次の振動モードを発生させやすくし、シンバル１の低音域の音を強調して生成させることができる。

なお、低剛性部５を設ける箇所と、モード形状において振動の変位が大きい部分（図３中のグレースケールにおける白い部分）とは、厳密に一致している必要はない。一部が重複していれば、上記の効果を発揮させることができる。

以上のように構成される本実施形態のシンバル１は、特定の振動モードにおいて発生する定在波の腹に相当する部分の少なくとも一部と重なる箇所の剛性を低下させることで、特定の振動モードを強調して発生させて、対応する固有振動数の振動を強調して発生させる。構造自体を変更するのではなく、一部の剛性を低下させることで、特定の振動モードを発生させやすくする。
これにより、その振動モードに対応する固有振動数の振動により発生する音をより大きく鮮明に生成させることができる。

（変形例）
以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第一実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

シンバルの形状は、上記実施形態のシンバル１のような円状に限られず、例えば多角形状であってもよい。また、例えばチャイナシンバルのように、シンバルのボウ部４は、厚み方向に図１や図２に例示したシンバル１よりも複雑に湾曲していてもよい。また、シンバル１は、カップ部２を有していなくてもよい。
シンバル１の形状がどのような形状であっても、シンバル１の構造から発生しやすい振動モードを解析し、その振動モードを強調して発生させるように低剛性部５を形成することで、上記実施形態と同様の効果を発揮させることができる。

低剛性部５は、曲面状の凹部でなくてもよい。低剛性部５は、円柱状や多角柱状のくぼみにより形成された凹部であってもよい。シンバル１において低剛性部５が形成された部分の肉厚が薄くなっていればよい。シンバル１において低剛性部５が形成された部分の剛性を隣接する部分より低くすることができる。

また、低剛性部５は、シンバル１の裏面１ｂに形成された凹部であってもよい。凹部がシンバル１の表面１ａに形成されたシンバル１は、凹部が形成されていないシンバルと比較すると、多少であるが演奏者がシンバル１の表面１ａを打撃しにくい。演奏者が凹部を打撃した際の打撃体への反作用力の向きを予測しにくいためである。凹部をシンバル１の裏面１ｂに形成することで、シンバル１の表面１ａに凹部を形成する必要がない。そのため、演奏者がシンバル１の表面１ａを打撃しやすい。
また、低剛性部５は、シンバル１の厚さ方向に重なるように、シンバルの表面１ａと裏面１ｂの両面に形成されていてもよい。シンバル１の一部の肉厚をより効果的に薄く形成できる。

低剛性部５は、シンバル１に凹部を形成して剛性を低下させているが、剛性を低下させる方法は、この方法に限定されない。例えば、低剛性部５を、シンバル１の低剛性部５が形成された部分に隣接する部分の材質と比べて剛性（ヤング率）が低い材質で形成してもよい。この場合、シンバル１に凹部を形成しなくても効果を発揮する。そのため、演奏者がシンバル１を打撃しやすい。
なお、低剛性部５は、凹部を形成して剛性を低下させ、さらに、剛性（ヤング率）が低い材質で形成して剛性を低下させてもよい。

本実施形態のシンバル１は、（２，２）の振動モードが発生しやすくなるように低剛性部５が設けられている。図３に例示する他の振動モードや、図３に例示しない他の振動モードを発生しやすくするために、低剛性部５を設けてもよい。発生させたい振動モードにおいて発生する定在波の腹に相当する部分の少なくとも一部と重なる箇所の剛性を低下させることで、その振動モードを強調して発生させて、対応する固有振動数を強調して発生させることができる。

モード形状において振動の変位が大きい部分は、シンバル１の周方向に等間隔に偶数個発生する。これに合わせて低剛性部５を設けてもよい。

（第二実施形態）
次に本発明の第二実施形態について、図４を参照して説明する。なお、以降の説明において、すでに説明したものと共通する構成等については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図４は本実施形態に係るシンバル１０の全体構成を示す図である。図４に示すように、本実施形態に係るシンバル１０は、カップ部２０と、エッジ部３、ボウ部４０と、低剛性部５と、ホール６と、を備えている。

シンバル１０は、カップ部２０とボウ部４０とに小さな貫通孔７を多数開けることによって振動面積を減らして、振動の減衰を促進させた「穴開きシンバル」の一種である。シンバル１０は、貫通孔７が多数設けられているため、シンバル１と比較して音響放射面積が小さく、音量が小さい。また、振動が貫通孔７によって遮断されて、シンバル１０全体に伝わりにくく、振動の減衰を促進し、減衰を早められる。このシンバル１０は小音量シンバルとして使用されることが多い。

シンバル１０は、穴が開いていない通常のシンバルと比べ、音程が高く、サスティーンが短いといった特徴を有している。穴開きシンバルは、低音の音量が特に小さいため、低音を強調したいという要望がある。

シンバル１０は、第一実施形態と同様、低剛性部５を備えている。シンバル１０の低剛性部５が形成された部分は、シンバル１０の低剛性部５が形成された部分に隣接する部分と比較して、剛性は低くなっている。

シンバル１０の低剛性部５が形成された部分は、剛性が低下している。これにより、（２、２）の振動モードにおいて発生する定在波の腹に相当する部分の少なくとも一部と重なる箇所の剛性を低下させることができる。（２、２）の振動モードを強調して発生させて、対応する固有振動数を強調して発生させることができる。

以上のように構成される本実施形態のシンバル１０は、特定の振動モードにおいて発生する定在波の腹に相当する部分の少なくとも一部と重なる箇所の剛性を低下させることで、特定の振動モードを強調して発生させて、対応する固有振動数を強調して発生させる。構造自体を変更するのではなく、一部の剛性を低下させることで、特定の振動モードを発生させやすくする。
これにより、その振動モードに対応する固有振動数の振動により発生する音をより大きく鮮明に生成させることができる。さらに、低音の音量が小さい穴開きシンバルにおいて、低音を強調することができる。

（変形例）
以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第二実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

１，１０，１０Ａ…シンバル、２，２０…カップ部、３…エッジ部、４，４０…ボウ部、５…低剛性部、６…ホール、７…貫通孔

Claims (6)

1. 隣接する部分と比較して剛性が低い低剛性部が、シンバルの振動モードにおける定在波の腹に相当する部分の少なくとも一部と重なるように形成されている、
   シンバル。
2. 前記低剛性部が、前記シンバルに形成された凹部によって構成されている、
   請求項１に記載のシンバル。
3. 前記低剛性部が、前記隣接する部分の材質と比べて剛性が低い材質で形成されている、
   請求項１または請求項２に記載のシンバル。
4. 前記シンバルには複数の貫通孔が形成されている、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシンバル。
5. 前記低剛性部は、前記シンバルの周方向に等間隔で偶数個配列されている、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシンバル。
6. 前記低剛性部の個数が４個である請求項５に記載のシンバル。

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