JP2023529111A - 複数の音響板を有する楽器 - Google Patents

Abstract

音響板を使用して音を発現する楽器類の構造設計に関するもので、詳細には、楽器の広いホールでの演奏のための音量増大と美しく優雅で幅広い音楽的表現のために音響効果の極大化を実現するための楽器の構造設計に関する。複数のそれぞれ特殊な構造で設計された音響板を同時に使用して音量を大きく増幅させ、本発明に係る新しい楽器設計要素である傾斜音響板４、縮小音響板５、立体ブリッジ７、音響増幅器付きの立体ブリッジ８、音増幅器１７、ラッパ型共鳴パイプ１８、音響板の溝２１、立体音響板２３などの様々な要素を互いに組み合わせて使用することにより、良い楽器が備えなければならない様々な要素である大きな音量と音の色彩感、多様な音の個性、音の立体感、倍音の豊かさ、音の深さ感など音響効果の最大化をもたらし、楽器演奏時の音楽的幅を広げ、1つの楽器として雄壮でスペクトルの広いオーケストラのような演奏が可能となるように楽器を設計した。【選択図】 図２

Description

本発明は、音響板（木材、金属、合成素材、または革など）を使用して音を発現する楽器類（弦楽器、擦弦楽器、ギター、ギター属楽器、バイオリン、バイオリン属楽器、ピアノ、胡弓類楽器など）の構造設計に関するもので、より詳細には、本発明により特殊に考案された複数の音響板を１つの楽器内で同時に使用して楽器音の音量を大きく上げ、楽器の演奏時に音響効果を極大化し、かつその他に本発明により新たに考案された楽器設計要素である傾斜音響板４、縮小音響板５、立体ブリッジ７、音増幅器付きの立体ブリッジ８、ラッパ型共鳴パイプ１８、音響板の溝２１、立体音響板２３など様々な要素を組み合わせて形成することにより、楽器演奏時の音響効果を極大化し、美しく華やかな演奏をすることができるようにして音楽的表現の幅を広げ、雄壮でスペクトルの広いオーケストラのような演奏を１つの楽器として可能にした楽器構造の設計に関するものである。

既存の音響板を使用して発現する楽器においては、１つまたは２つの音響板のみを使用するように設計されているため、楽器の演奏時に大きな音量を出すのに限界があり、広いホールでの演奏時やオーケストラなどとの協演時に音量が小さく、舞台から遠い聴衆に音が十分に伝達されないか、又は他の楽器の音に埋もれて独奏楽器としての旋律が続かず途切れるなど、音楽の流れにおいて断絶性が発生して音楽的表現に支障をきたす場合が頻繁に発生する問題点があり、また、その簡単な構造により単純な音質の音だけを出すしかなく良い楽器が要求する高い水準の音響効果、すなわち、豊かな音量、音の立体感、色体感のある美麗な音色、倍音の豊かさ、豊かな共鳴、音の深さ感、多様で個性的な音色の駆使などが不足して豊かな音響効果を出すことができないため、演奏が比較的単純でより美しく華やかで幅広い音楽的表現をするにあたって限界点を持っている問題点があった。

Acoustic Guitar, Hal Leonard Corporation Teja Gerken, Michael Simons, Frank Ford, Richard Johnson ISBN 978-0-364-07920-7, 154～155頁 Cross or X-bracing Violin-making, Alpha Editions Edward Heron-Allen ISBN 978-93-89465-13-6, 147～154頁 The Interior Of The Violin

本発明は、音響板を使用して発現する楽器類において、本発明に係る複数の特殊に考案された音響板を使用して楽器を設計することにより楽器音の音量を豊富に上げ、かつ、本発明に係る様々な新しい楽器設計要素を組み合わせて形成することにより、楽器演奏時に良い楽器が備えなければならない音響効果である豊かな音量、音の立体感、色体感のある美しい音色、倍音の豊かさ、豊かな共鳴、音の深さ感、個性的な音色、多様な音色駆使などの音響効果の極大化をもたらし、楽器演奏時に幅広い音楽的表現を可能にすることで１つの楽器として雄壮でスペクトルの広い演奏が可能なように楽器を設計したことにその特徴がある。

その課題を解決する方法として、本発明に係る特殊設計された複数の音響板及び新たに考案された要素、すなわち、傾斜音響板４、縮小音響板５、音増幅器１７、立体ブリッジ７、音増幅器付きの立体ブリッジ８、ラッパ型共鳴パイプ１８、音響板の溝２１、立体音響板２３などの様々な考案を組み合わせて１つの楽器内で同時に使用することにより音響効果の極大化をもたらし、音楽的表現を広げ、１つの楽器としてオーケストラのような雄壮でスペクトルの広い演奏が可能にしたことにその特徴がある。

より具体的に本発明の要素と効果を、添付の図面を参照して説明すると以下の通りである。

本発明に係る楽器の多様に構成された内部構造を示す断面斜視図である。 従来の楽器の内部を示す断面斜視図である。 本発明に係る楽器の構造断面図である。 音の立体化の原理を説明する音波波形図である。 本発明に係る音増幅器付きの立体ブリッジ８の断面図及び平面図である。 本発明に係る音増幅器１７の楽器内の設置位置図である。 立体ブリッジ７の構造を拡大して示す立体ブリッジ７の断面斜視図である。 音響板に形成したラッパ型共鳴パイプ１８の斜視図（ア）及びサウンドホール９に形成したラッパ型共鳴パイプ１８の斜視図（イ）である。 音響板に形成した音響板の溝２１の平面図及び断面図である。 音響板の溝２１の様々な形態の例を示す図である。 本発明に係るバイオリン属楽器の一例を示す断面図である。 既存のピアノ音響板の前面及び背面の構造図である。 本発明に係る複数の音響板で設計されたピアノ音響板の前面（ア、ウ）と背面（イ、エ）の構造図である。

本発明は、（図１）のように複数の特殊な音響板を１つの楽器に同時に使用し、各音響板においては本発明により考案された特殊な音響板の構造的要素をそれぞれ適用させ、その他に新たに考案された他の要素を組み合わせて形成することにより、楽器演奏時に複数の音響板が一度に同時に鳴ることによりなされる音量増大と、音の立体感と、複数の多様な構造の音響板から出てくる個性的な音色などで楽器演奏時に幅広い音楽的表現を可能にする。

（図２）は従来の楽器組であって、
１つの共鳴空間でのみ音が発現し、その構造の単純さにより音色も単純で演奏が比較的単調であるしかない。

本発明に係る傾斜音響板（４）において、
（図３）に示すように、他の音響板と異なり傾斜するように形成されており、音の音波進行が円滑になり、他の音響板から出る音波とよく混ざって共鳴し、豊かな共鳴感と個性的な音色の発現など音響効果の向上をもたらす。また、楽器内部で共鳴空間を横切って対角線方向に形成されることによりその長さが長くなり音響板の面積が大きくなるので、楽器の音量増大をもたらすことができる。
縮小音響板５において、

音響板の大きさが他の音響板と同じではなく縮小させて形成し、楽器音の発現時、一部は音を共鳴し、残りの部分の空間は音を通過させて音波の流れを加速化させ、多様化させて音色変化及び共鳴感の向上と複数の音響板と共に似合い、（図４）における波形原理図のように音の立体感をもたらすようにしたものである。（図４）は波形原理として、（ア）は１つの音響板のみ使用した楽器の音波の模様であり、（イ）は３つの音響板で設計された楽器の音波が合わさって立体化を成すようになる音の立体化の原理を説明する図である。また、縮小音響板５は、音響板の重量の軽さにより発現時音共鳴が容易に行われるため、楽器演奏の容易性ももたらす。

音増幅器付きの立体ブリッジ（８）において、
（図５）のように、音響板の下方にその内部に複数の格子棒１６からなる音増幅器１７を形成し、下方の音響板に音振動を伝達するのに効率的な形態である立体ブリッジ７を結合して一体に形成する。楽器演奏時に複数の音響板を一度の弾弦で同時に全部振動させるためには多くのエネルギーが必要なので、前方の音響板の音振動を大きく増幅させて次の音響板に伝達する必要がある。音増幅器１７の構造は内部に複数の格子棒１６を設置して音響板の剛性を高め、その上を薄い板状の木材又は合成樹脂で蓋板２６を覆って密閉させることにより数多くの独立した共鳴空間が形成されてそれぞれ共鳴することにより音振動を大きく増幅させ、音振動の伝達に効率的な形態である中が空いている形態の立体ブリッジ７と一体に結合させることにより、音振動の伝達においてシナジー効果を上げることができる。

立体ブリッジ７において、
複数の音響板が同時に音を発現するためには、前方板の振動エネルギーがその次の音響板にエネルギーの損失を最小化して最大限に伝達されなければならない。

（図３）に示すように、一連の音響板と音響板を連結して音振動に効率的な四角形の立体の形態として重量を減らすためにその中が空いており、軽くて強い材質の木材や合成樹脂などを使用して形成し、弦がかかる直下の位置にはより硬くて強い材質のブリッジ芯１４を形成し、直接的に音振動が下方音響板に伝達され得るように音振動伝達に効果的な立体形態の立体ブリッジ７を形成して、音振動エネルギーがそれぞれの音響板に十分に伝達され得るようにした構造である。

立体音響板２３において、
２つの音響板を１つに格子棒１６により結合させた形態で、２つの音響板が１つに合わさって強い剛性を有する音響板となり、ダイナミックな音の発現が可能になり、２つの音響板から出る音が１つに合わさって立体的な音色が発現し、格子棒１６により作られる数多くの四角形の密閉された共鳴空間の集合体によって共鳴効果の増大及び音量の増大をもたらすようになる。

ラッパ型共鳴パイプ１８において、
前方の共鳴空間で発現した音が次の共鳴空間に移動するとき、応援用素手マイクのように引込部は狭く、退出部は広いラッパ型の共鳴パイプを音響板に形成することにより、図８のように音の回折現象により音波が拡大していくことにより音量が増大する。（図３）のように、１つの音響板に複数を形成して音響板の振動エネルギーの減少を最大限に防ぐために、非常に薄くて軽い木材や合成樹脂を使用して形成する。サウンドホール９にはサウンドホールの大きさと同じ大きさで退出部を一致させ、下方の音響板に狭い腰部分を固定して複数の音響板から出る音を増幅して楽器の外に出して雄壮な音量の演奏を可能にする。（図８）の（ア）は音響板に形成されたラッパ型共鳴パイプ１８の構造であり、（イ）はサウンドホール９に形成したラッパ型共鳴パイプ１８の構造である。

音響板の溝（マイナスブレイシング）２１において、
一般的に音響板を使用する楽器においては、楽器の音程を調整するために音響板の裏面に突出した形態の棒１５を付着する方法（ブレイシング）を使用する。これとは反対に本発明においては図９のように、音響板上に陰刻をして凹んだ一連の溝を形成し、薄くて軽い材質の板材（蓋板２６）を覆って空間を密閉すると音響板の重量は減り剛性は増加して共鳴効果が増大し、音量の増大と強いトーンの音を出すことができるようになり、楽器の音程を容易に調整することができるようになる。楽器の製作者たちは音響板の重量を減らして小さなエネルギーにも楽器がよく共鳴されることができる楽器を作るために常に苦労しており、その解決策として音響板の厚さを下げる方法をよく使用している。しかし、音響板の材質（木材、合成樹脂など）は、各素材が持つ材料の特性において限界厚さ以上になってこそ音振動によく反応して音楽的に共鳴することができ、その限界厚さを超えて過度に薄く製作するようになると音程が不安定だったり音色が美しくなくなり、耐久性にも問題が発生するようになる。本発明においては音響板の素材の特性を生かすことができる範囲の最小限の厚さを使用し、音響板上に溝を掘って空間を作りその上を軽くて強い軽い素材で薄く蓋板２６を覆って音響板の重量は減り音響板の剛性は増加し、大音量の演奏が可能となるように考案されたものである。

また、蓋板２６上に従来の一般的な方法の棒を付着する方法のブレイシングを追加して形成すると、個性的な音色とさらに強いトーンの発現が可能となる。

溝の模様は、図１０のように螺旋形（ア）と格子型（ｓ）及び扇子（ウ）の形態にすることができ、その他に製作者が追求する音の個性に応じて無限の形態にデザインすることができる。

本発明に係る様々な要素を組み合わせて設計することができる楽器としては、代表的にギター属楽器とバイオリン属楽器、ピアノなど音響板を使用して発現する全ての種類の楽器に適用が可能である。

（図１１）は本発明をバイオリンに適用した例であり、（図１２）と（図１３）はピアノに適用した例である。

このように、本発明に係る特殊な構造の複数の音響板とその他に新たに考案された様々な要素を組み合わせて楽器を設計することにより楽器の音量増大と音響効果の極大化をもたらし、１つの楽器としてオーケストラのような雄壮で幅広い演奏が可能となるように楽器を設計したことにその特徴がある。

１ 音響板
２ 横板
３ 裏板
４ 傾斜音響板
５ 縮小音響板
６ ブリッジ
７ 立体ブリッジ
８ 音増幅器付きの立体ブリッジ
９ サウンドホール
１０ 指板
１１ ヒール
１２ ヘッド
１３ 糸巻き
１４ ブリッジ芯
１５ 棒
１６ 格子棒
１７ 音増幅器
１８ ラッパ型共鳴パイプ
１９ ネック
２０ I型連結ブリッジ
２１ 音響板の溝（マイナスブレイシング）
２２ サウンドポスト
２３ 立体音響板
２４ 上木
２５ 音移動穴
２６ 蓋板

Claims (8)

1. 音響板を使用して発現する楽器類において、複数の音響板を１つの楽器に同時に使用して共鳴空間を複数に分離させることにより豊富で様々な音の共鳴を引き出し、複数のそれぞれの音響板に多様で新しい考案をそれぞれ適用させることにより音量の増大はもちろん、個性的な音色の発現、音の深さ感、音の立体感など楽器演奏時に必要な高次元的な音響効果を実現し、１つの楽器としてオーケストラのような雄壮でスペクトルの広い演奏が可能となるように設計した
   ことを特徴とする楽器。
2. 音響板が他の音響板と平衡することなく傾斜するように形成されることにより音音波の進行を円滑にし、他の音響板から出た音波とよく混ざり合って共鳴することにより個性的な音色と音響効果の向上をもたらし、楽器内部の共鳴空間を対角線方向に横切って音響板が形成されるので、音響板の面積が大きくなることにより楽器音量の増大をもたらすことができるように傾斜音響板４を形成した
   請求項１に記載の楽器。
3. 音響板が他の音響板とその大きさが同じではなく小さく形成し、音響板の一部は音を共鳴し、残りの部分は音を通過させて楽器内部の音波の流れを多様化させ、音色の変化と共鳴の向上をもたらすようにし、音響板の重量が軽くて容易に鳴ることができるので、演奏の容易性をもたらすことができるようにその大きさを縮小した縮小音響板５を形成した
   請求項１に記載の楽器。
4. 複数の音響板で設計された楽器において、一度の弾弦でそれぞれの音響板を同時に発現するためには、前方音響板の振動エネルギーを最大限増幅させて次の音響板に伝達しなければならないため、格子棒を内蔵させ、その上を薄い素材の蓋板を覆って空間を密閉させることにより、格子棒により複数の四角形の共鳴空間に分かれて共鳴効果を高めることができる構造の音増幅器とともに、このように増幅された音の振動を次の音響板にエネルギーの損失なく最大限に伝達させるために考案された、重量を減らすために中が空いており振動の伝達に効率的な四角形の立体形態の立体ブリッジを１つに一体化させ、音の振動を伝達するのにシナジー効果を上げることができるように、「音増幅器付きの立体ブリッジ８」を音響板に形成した
   請求項１に記載の楽器。
5. ２つの音響板を１つの音響板に格子棒により一体化させた音響板で発現する強く立体的な音色と格子棒により作られる数多くの四角形の密閉された共鳴空間の集合体による共鳴効果の増大及び音量の増大をもたらすことができるように立体音響板２３を形成した
   請求項１に記載の楽器。
6. 複数の音響板が同時に振動エネルギーを伝達されて音を出すことができるようにするために一連の音響板と音響板を連結して音を伝達するブリッジにおいて、振動エネルギーの減少を最小化するために薄くて軽い材質を使用し、重量を減らすために中が空いている形態であり振動エネルギー伝達に効率的な形態である四角形の立体形態であり、かつ直接的に音振動を伝達するために音響板の弦がかかる部分の直下には硬くて軽い材質のブリッジ芯を使用し、それぞれの音響板に垂直方向に連続して一列に立体ブリッジ７を形成した
   請求項１に記載の楽器。
7. 前方の共鳴空間で共鳴した音が次の共鳴空間に移動するときの移動通路において、音の引込部は狭く退出部は広い応援用素手マイクのような形態の音移動用パイプを形成することにより、音が通過するとき音波の回折現象により音波が拡大されて音量が増加するように音響板とサウンドホールにラッパ型共鳴パイプ１８を形成した
   請求項１に記載の楽器。
8. 一般的に音響板を使用して発現する楽器において、音程を調整するために音響板の裏面に突出した形態の棒を付着する方法（ブレイシング）を使用するが、これとは正反対に音響板上に陰刻の凹状に一連の溝を形成し、その上を薄くて軽い材質の板材を覆って空間を密閉させる方法で（マイナスブレイシング）音響板の重量は減り剛性は高めて共鳴効果を増大させ、楽器の音程を易く容易に調整することができ、音量の増大と演奏の容易性を実現することができるように音響板の周辺部と中央部に音響板の溝２１を形成した
   請求項１に記載の楽器。
   
   

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