JP2871282B2 - 定肉厚鐘体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音楽演奏に用いられる
定肉厚鐘体に関し、軸対称形状の発音体である楽器にも
適用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】音楽演奏に使用される複数の鐘体の形状
は、従来、図３に示すように相似形状により設計されて
いる。

【０００３】先ず、基本となる形状の鐘体０１を意匠本
位として設計する。次いで、必要とする音階の音を発す
る鐘体０２の形状を、基本となる形状の鐘体０１と相似
な形状として設計する。

【０００４】ここで、基本となる形状の鐘体０１の固有
振動数ｆ₀と、その相似な形状の鐘体０２の固有振動数
ｆ₁との間には、次の関係がある。但し、基本となる形
状の鐘体０１に対する鐘体０２の相似比をαとする。

【０００５】α＝ｆ₀／ｆ₁ …（１） これにより、必要とする音階の音を発生する鐘体を得る
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の鐘体の設計方法
では、寸法を全体的に相似させるため、各鐘体の寸法
は、固有振動数の逆数（１／ｆ₁）に比例する。

【０００７】この為、固有周波数ｆ₁の変化に対して、
鐘体の寸法が比較的大きく変化し、例えば、音楽演奏が
広範囲に行える２オクターブの音階の場合、最低音の鐘
体と最高音の鐘体の寸法比は４倍となる。

【０００８】従って、固有振動数が高くなるほど、鐘体
の寸法は小さくなるので、鐘体に演奏装置を内蔵する場
合には収納の障害となり、また、肉厚が極端に薄くなる
ため、鋳造が困難となる。

【０００９】また、鐘表面積に関しては、上記例で言え
ば、最低音の鐘体と最高音の鐘体では１６倍の比となる
ため、発生する音量の相違が大きく異なり、演奏時の高
音と低温の音量バランスがくずれてしまう。

【００１０】更に、体積に関しては、上記例で言えば、
最低音の鐘体と最高音の鐘体では６４倍となるため、デ
ザインのバランスが取れなくなる。本発明は、上記従来
技術に鑑みてなされたものであり、必要とする音階の変
化に対して鐘形状の変化が少なくてすむようにした定肉
厚鐘体を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成は音楽演奏に用いられる複数の鐘体におい
て、各鐘体は肉厚が等しく、且つ、肉厚以外の寸法が音
階に応じて異なることを特徴とする。

【００１２】

【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。図１に本発明の一実施例を示
す。同図に示すように基本となる鐘体１は、回転中心軸
２を中心とする軸対称な形状であり、その回転中心軸２
の通る断面において、肉厚の真中を通る破線を肉厚中心
線３とする。

【００１３】この肉厚中心線３を任意の相似比αで拡大
縮小した肉厚中心線を相似肉厚中心線５とする。この相
似肉厚中心線５を、その回転中心軸６を中心として回転
させた厚みのない鐘形状を得る。更に、その鐘形状に対
し、鐘体１の肉厚４と同じ厚みの肉厚７を付けることに
より、必要とする鐘体８の形状を得る。

【００１４】このとき、基本となる形状の鐘体１の固有
振動数ｆ₀と、この鐘体８の固有振動数ｆ₂との間には、
次の関係が成り立つ。 ｆ₀＝ｆ₂・α² …（２） 書き換えると、次の関係が成り立つ。 α＝（ｆ₀／ｆ₂）^1/2 …（３）

【００１５】このように本実施例は、肉厚中心線のみ相
似形状とするため、鐘体の寸法は、固有振動数の逆数の
平方根（１／ｆ₂）^1/2 に比例する。この為、必要とす
る音階に対する鐘体の寸法の変化は従来に対して大幅に
小さくなる。また、肉厚が一定の為、鋳造が容易とな
る。

【００１６】次に、定肉厚鐘体を実際に求める要領につ
いて図２を参照して具体的に説明する。先ず、基本とな
る鐘体の形状を意匠、機能、振動解析を各方面から考え
て決定する。但し、鐘体の製作、取り付けを容易とする
ために、図中斜線を入れて示す鐘体上部は、鐘体の大き
さに関係なく一定とする。

【００１７】図２に示すように基本となる鐘体の外周面
は、ａ′−ｂ′間で直線とし、ｂ′−ｃ′、ｃ′−ｏ間
で円弧とした。尚、ｂ′−ｃ′間の円弧は直線ａ′−
ｂ′に接し、また、ｃ′−ｏ間の円弧は円弧ｂ′−ｃ′
に接することを条件とする。

【００１８】また、内周面においても同様な関係が成り
立つものとし、ａ−ｂ間で直線、ｂ−ｃ、ｃ−ｏ間で円
弧とする。尚、ｂ−ｃ間の円弧は直線ａ−ｂに接し、ま
た、ｃ−ｏ間の円弧は円弧ｂ−ｃに接することを条件と
する。

【００１９】従って、ａ−ａ′の中点ａ″、ｂ−ｂ′の
中点ｂ″、ｃ−ｃ′の中点ｃ″の３点を結ぶと図中破線
で示すように肉厚中心線を求めることができる。尚、肉
厚中心線は、上記の条件により、ａ″−ｂ″間で直線、
ｂ″−ｃ″の間で円弧、ｃ″−ｏ間で直線となる。

【００２０】引き続き、必要な音階の音（固有振動数
ｆ′）を発生する鐘体について、その肉厚中心線が通る
３点α、β、ξの座標（ｘ₄，ｙ₄），（ｘ₅，ｙ₅），
（ｘ₆，ｙ₆）を求める。但し、基本となる鐘体の中点
ａ″，ｂ″，ｃ″の座標を（ｘ₁，ｙ₁）（ｘ₂，ｙ₂）
（ｘ₃，ｙ₃）とし、その周波数をｆとする。 ｘ₄＝（ｆ／ｆ′）^1/2・ｘ₁ …（４） ｙ₄＝（ｆ／ｆ′）^1/2・ｙ₁ …（５） ｘ₅＝（ｆ／ｆ′）^1/2・ｘ₂ …（６） ｙ₅＝（ｆ／ｆ′）^1/2・ｙ₂ …（７） ｘ₆＝（ｆ／ｆ′）^1/2・ｘ₃ …（８） ｙ₆＝（ｆ／ｆ′）^1/2・ｙ₃ …（９）

【００２１】そして、外周面及び内周面の各点の座標
α′，α″，β′，β″，ξ′，ξ″について、｜α′
−α″｜＝｜ａ−ａ′｜、｜β′−β″｜＝｜ｂ−ｂ′
｜｜ξ′−ξ″｜＝｜ｃ−ｃ′｜となるように決定す
る。このようにして求めた外周面及び内周面の各点の座
標α′，β′，ξ′及びα″，β″，ξ″を、ａ，ｂ，
ｃ及びａ′，ｂ′，ｃ′の関係が成立するように線で結
ぶ。

【００２２】このようにα′，β′，ξ′及びα″，
β″，ξ″を結んでできた形状は、われわれが求めよう
とする鐘体の断面形状である。従って、この形状を形成
するようにマシニングセンター等により切削加工する。

【００２３】このように本実施例では、各鐘体の肉厚を
等しくし、且つ、必要な音階が得られるように肉厚以外
の寸法を固有振動数の比の平方根（１／ｆ′）^1/2 に逆
比例させた。

【００２４】従って、寸法が固有振動数の比に逆比例す
る従来の鐘体設定方法に比較して、本発明の鐘体は寸法
変化が小さくなる。また、表面積、体積の変化も小さく
なるので、音量バランスが良好となり、軽量化が可能と
なる。

【００２５】更に、本実施例では肉厚が一定であるた
め、高い音程の鐘体であっても極端に薄く鋳造する必要
がなく、この為、従来に比較して広範な音程の鐘体を容
易に鋳造することが可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明は音楽演奏に使用される複数の鐘体に
おいて、各鐘体の肉厚を等しくし、且つ、肉厚以外の寸
法を音階に応じて異ならせたので、寸法変化を少なく
し、これにより、表面積、体積の変化を少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る定肉厚鐘体の設計方法
を示す説明図である。

【図２】定肉厚鐘体の設計方法の具体例を示す説明図で
ある。

【図３】従来の鐘体設計方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 基本となる鐘体 ２ 回転中心軸 ３ 肉厚中心線 ４ 肉厚 ５ 相似肉厚中心線 ６ 回転中心軸 ７ 肉厚 ８ 鐘体 ０１ 基本となる鐘体 ０２ 鐘体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音楽演奏に用いられる複数の鐘体におい
   て、各鐘体は肉厚が等しく、且つ、肉厚以外の寸法が音
   階に応じて異なることを特徴とする定肉厚鐘体。