JP3460670B2

JP3460670B2 - 楽器

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Publication number: JP3460670B2
Application number: JP2000121623A
Authority: JP
Inventors: 与一中園
Original assignee: Tokai University Educational Systems
Current assignee: Tokai University Educational Systems
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2003-10-27
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: JP2001306060A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共鳴管を利用した
楽器に関する。更に詳述すると、本発明は気柱共振の共
鳴音を発生させる方法を改良した楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】気柱共振による共鳴音を利用した楽器と
して、例えばパイプオルガンが知られている。パイプオ
ルガンでは、複数の共鳴管を用意して共鳴音が音階とな
るように気柱長さを設定しておく。そして、演奏時には
共鳴管に空気を送り込んで気柱共振を起こすようにして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たパイプオルガンでは、気柱に空気を送り込んで共鳴音
を発生させているので、この共鳴音以外には音の成分が
殆ど無く、音質としては単調で心理的に訴える音色でも
ない。

【０００４】また、共鳴の周波数は気柱長さによって固
有に決定されるが、共鳴管の底の高さを変更するには大
がかりな装置が必要となってしまうので、共鳴の周波数
を容易に変更することはできなかった。

【０００５】そこで、本発明は、気柱共振の共鳴音を利
用しながらも従来のパイプオルガン等には無い独特な音
色を発することができると共に周波数の変更が容易にな
る楽器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の楽器は、鉛直方向を長手方向にして
設置した複数の共鳴管と、各共鳴管の気柱の共鳴周波数
が音階を形成するように各共鳴管に貯めた液体と、各共
鳴管の液体に液体を垂らすことができる垂液装置と、共
鳴管の液面の下方に取り付けられた連通管と、該連通管
に取り付けられて液体の液位を一定に維持する液位堰と
を備えるとともに、垂液装置は、滴下する液体を貯める
タンク部と、該タンク部の液体を噴出するノズル部と、
このノズル部の開放時間を変えて液体噴出時間を変化さ
せるバルブ部とを備えるようにしている。ここで、本明
細書中で「気柱」とは、共鳴管内の液体の液面から共鳴
管の開口端までの長さＬの部分を意味している。また、
液体を垂らすとは、重力による自然落下のみならず液体
をポンプ等で加圧して共鳴管内に吐出することも含めた
意味としている。

【０００７】したがって、垂液装置により液体を垂らす
と、共鳴管の液体の液面に衝突して音が発生する。これ
は衝突によってできた気泡により発生する「ぽちゃん」
という音であり、以下「気泡音」と呼ぶ。この気泡音が
共鳴管内で気柱共振を起こして大きな共鳴音を発する。
これにより、この共鳴管から発せられる音は、図５に示
すように基礎的な周波数の音（１次モード、ｍ１）と、
その高調波音（例えば２次モード、ｍ２）と、気泡音と
が入り交じった複雑で独特のものになる。また、水の滴
り落ちる音は静けさや心の安らぎを感じることができる
癒しの効果を有するものであり、この楽器ではこの液体
の音を利用することでこれと同様の効果を得ることがで
きる。よって、単調な共鳴音を発するパイプオルガンと
は異なり、音を聴くだけでも心地良くなれるような楽器
を得ることができる。さらにこの楽器は、共鳴管の液面
の下方に取り付けられた連通管と、該連通管に取り付け
られて液体の液位を一定に維持する液位堰とを備えてい
ることから、液体を垂らすことにより共鳴管内の液体が
増えると、連通管を伝わって液位堰付近の液体が液位堰
を越えて溢れ出る。これにより、共鳴管内の液位が液体
の滴下に拘わらず常に一定に維持されるので、気柱長さ
を一定に保つことができ、共鳴音の高さを維持すること
ができる。

【０００８】また、一般に気柱共振を利用した共鳴音の
周波数は次の数式１で与えられる。

【数１】ｆ＝ｍ・ａ_０／（４・（Ｌ＋ΔＬ））但し、ｍ＝１，３，５…：モード数ａ_０＝３４０（ｍ／ｓ）：音速Ｌ：気柱長さ ΔＬ＝０．６×（ｄ_２／２）ｄ_２：共鳴管の内径

【０００９】すなわち、気柱長さＬを変更することによ
り共鳴音の周波数ｆを調整することができる。このた
め、共鳴管内の液体の液位を変更すれば楽器から発せら
れる音の高さを調整できるので、パイプオルガンのよう
に共鳴管の固定された底部を移動させる必要が無く調整
作業を容易にすることができる。しかも、気柱長さＬを
数値計算で容易に求めることができるので、設計が容易
である。

【００１０】

【００１１】

【００１２】さらに、垂液装置は、滴下する液体を貯め
るタンク部と、タンク部の液体を噴出するノズル部と、
ノズル部を開閉するバルブ部とを備えるようにしてい
る。

【００１３】ここで、ノズル部から噴出する液体の速度
ｖは、数式２に示すようにタンク部の高さＨの平方根に
比例する。

【数２】ｖ＝ｃ・（２・ｇ・Ｈ）^１／２但し、ｖ：速度（ｍ／ｓ）ｃ：係数（ｃ＜１であるが１に近い）ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ^２）Ｈ：ノズル部とタンク部の液面との距離（ｍ）

【００１４】このため、タンク部の高さをノズル部に対
して上下することにより、ノズル部から噴出する液体の
速度を変更して落下後の気泡音の大きさを調整すること
ができる。よって、共鳴音の大きさを変更して共鳴管か
ら発せられる音の強弱を調整することができる。請求項
２記載の発明は、請求項１記載の楽器において、液体を
加圧して共鳴管に吐出させるとともにその際の吐出圧力
を調整して発生音の強弱を変えるポンプを備えるもので
ある。請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の
楽器において、バルブ部のうち選択したものを開閉して
自動演奏する制御装置を備えるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施形態に基づいて詳細に説明する。本実施形態の楽器
１は、図１〜図３に示すように鉛直方向を長手方向にし
て設置した複数の共鳴管２と、各共鳴管２に貯めた液体
３と、各共鳴管２の液体３に液体４を垂らすことができ
る垂液装置５とを備えている。各共鳴管２内の液体３
は、各共鳴管２の気柱の共鳴周波数が音階を形成するよ
うに気柱長さＬを定めている。このため、垂液装置５に
より液体４を垂らすと、共鳴管２の液体３の液面（各図
中で符号３ａはその液位を示している）に衝突して気泡
音が発生する。この気泡音が共鳴管２内で気柱共振を起
こして大きな共鳴音を発する。これにより、この共鳴管
２から発せられる音は、水の滴り落ちる音と同様のスペ
クトルを有するように成るので、静けさや心の安らぎを
感じられる癒しの効果を有する音色になる。よって、音
を聴くだけでも心地良くなれるような楽器１を得ること
ができる。そして、各共鳴管２の気柱の共鳴周波数が音
階となるように設定してあるので、液体４を垂らす共鳴
管２を旋律に合わせて次々に変えていくことによりメロ
ディーを奏でることができる。

【００１６】共鳴管２はステンレス製で８本設けてい
る。これにより、各共鳴管２に半音無しの１オクターブ
分の音階を割り当てることができる。液体３，４として
は水を使用している。

【００１７】また、この楽器１では、共鳴管２の液位３
ａの下方に取り付けられた連通管６と、該連通管６に取
り付けられて液体３の液位３ａを一定に維持する液位堰
７とを備えている。このため、液体４を垂らすことによ
り共鳴管２内の液体３が増えると、連通管６を伝わって
液位堰７付近の液体３が液位堰７を越えて溢れ出る。こ
れにより、共鳴管２内の液位が液体４の滴下に拘わらず
常に一定に維持されるので、気柱長さＬを一定に保つこ
とができ、発生する共鳴音の高さを維持することができ
る。

【００１８】連通管６は、全ての共鳴管２の底部を連通
している。このため、全ての共鳴管２の液位３ａが同じ
高さになる。本実施形態では、各共鳴管２の開口の高さ
を順に異ならせることにより気柱の長さＬを段階的に異
ならせるようにしている。これにより、液位３ａが同じ
高さであっても複数の共鳴管２で音階を形成することが
できるようになる。

【００１９】ここで、気柱長さＬを変更することにより
共鳴音の周波数ｆを調整することができるので、共鳴管
２内の液体３の液位３ａを上下させれば楽器１から発せ
られる音の高さを調整できる。このため、楽器１の音の
高さの調整作業を容易にすることができる。

【００２０】そして、連通管６の一端には、液位３ａの
高さに設けられた堰用タンク８が連通されている。さら
に、この堰用タンク８の側部には、該堰用タンク８から
下方に向いた排液管９が取り付けられている。この排液
管９の堰用タンク８への開口部分の下端を液位３ａの高
さに設定している。これにより、排液管９の堰用タンク
８への開口部分の下端が液位堰７と成っている。

【００２１】また、垂液装置５は、垂らす液体４を貯め
るタンク部１０と、タンク部１０の液体４を噴出するノ
ズル部１１と、ノズル部１１を開閉するバルブ部１２と
を備えている。そして、タンク部１０の上面には、タン
ク部１０に液体を供給する給水管１３が設けられてい
る。また、タンク部１０の側面には、貯水量が一定量を
越えたときに液体をタンク部１０から排出する排水管１
４が設けられている。これにより、垂らす液体４よりも
多くの液体を給水管１３から供給し続けることにより、
タンク部１０内の液体４の液面４ａを常に一定に維持す
ることができる。よって、共鳴管２に滴下する液体４の
位置水頭を一定にできるので、発生する共鳴音の大きさ
を一定にすることができる。

【００２２】ノズル部１１およびバルブ部１２は、各共
鳴管２ごとに１組ずつ対応して設けられている。バルブ
部１２は電磁制御の電磁バルブを使用している。このた
め、いずれかのバルブ部１２を選択して電気的にオンオ
フして開閉することにより対応する共鳴管２に液体４を
垂らして鳴らすことができるので、コンピュータやシー
ケンサ回路等を用いた自動演奏を行うことができるよう
になる。

【００２３】そして、各ノズル部１１の開放時間ｓを例
えば０．５秒や１秒程度に設定することにより、液体４
は滴となって滴下するようになる。また、各ノズル部１
１の開放時間ｓをもっと長くすれば、液体４が液流とし
て垂れるようになる。ここで、図８に示すように、各ノ
ズル部１１の開放時間ｓが音圧レベルに与える影響は極
めて小さいので、この開放時間ｓは単純に音の長さに応
じて設定すれば良い。

【００２４】さらに、各共鳴管２の背面側には音響反射
板１５が設置されている。これにより、各共鳴管２から
背面側に発生する共鳴音を正面側に反射させるので、楽
器１の正面側に大きな音を発生させることができるよう
になる。

【００２５】上述した楽器１により演奏を行う際の動作
を以下に説明する。

【００２６】予め、垂液装置５のタンク部１０に液体４
を供給しておく。タンク部１０内の液体４を排水管１４
から溢れるまで供給しておくことにより、共鳴管２に垂
れる液体４の位置水頭を一定にして音圧レベルを一定に
する。

【００２７】また、各共鳴管２に液体３を給水して液位
堰７から溢れる程度にしておく。そして、これ以降、液
体４が垂れてきても共鳴管２内の液体３の液位３ａを一
定にして共鳴音の高さを一定にする。

【００２８】この状態で、各共鳴管２に対応するバルブ
部１２を開閉して液体４を垂らして各共鳴管２から音を
発生する。そして、鳴らす共鳴管２を旋律に合わせて次
々に変えていくことにより、メロディーを奏でることが
できる。また、演奏形態としては、例えばＣＰＵ等を備
えるコンピュータとその入出力装置を利用して電子的に
選択したバルブ部１２を開閉できるようにしてコンピュ
ータソフトに基づいて自動演奏をするようにしたり、あ
るいは各バルブ部１２を個別にオンオフする鍵盤状のス
イッチを設けておき演奏者が鍵盤を操作することにより
手動で演奏するようにしても良い。

【００２９】ところで、この楽器１は例えば室内に設置
しても良いが、これ以外にも例えば公園の噴水の近くや
モールおよびアミューズメントセンター等の水場の近く
にそのまま設置するようにしても良い。この場合、この
楽器１が水を連想させるような音を出すことから、近く
の水場の雰囲気に適合した心地良い音楽を奏でることが
できるようになる。

【００３０】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態では各共鳴管２にノズル部１
１を１本ずつ設置しているが、これには限られず各共鳴
管２ごとにノズル部１１を複数本設置するようにしても
良い。この場合、１本の共鳴管２のノズル部１１ごとに
連結されるタンク部１０の液面４ａの高さを異ならせる
ことができるので、これらのノズル部１１ごとに気泡音
および共鳴音の大きさを異ならせることができる。この
ため、当該共鳴管２自体を何ら変更することなく、発生
する音の大きさを変えることができるようになり、演奏
の自由度を大きくできる。

【００３１】また、上述した実施形態では各共鳴管２の
背後に音響反射板１５を設けているが、これには限られ
ず音響反射板１５を設けずに各共鳴管２からの音が四方
に拡散するようにしても良い。この場合、楽器１を例え
ば部屋の中心に設置して演奏するような場合に、部屋中
に音を均一に響かせることができる。

【００３２】そして、上述した実施形態では全ての共鳴
管２を１本の連通管６に連通させて共通の液位堰７を利
用するようにしているが、これには限られず各共鳴管２
ごとに別個に連通管６に連結して別個の液位堰７を利用
するようにしても良い。この場合、各共鳴管２ごとに液
位３ａを異ならせることができるので、例えば全ての共
鳴管２の開口の高さを同じにしても液位３ａの高さを段
階的にすることにより気柱の長さＬを順に段階的に設け
ることができる。この場合も気柱の長さＬが段階的にな
るので音階を形成することができる。このように、共鳴
管２の開口の高さを段階状にするか、あるいは同じにす
るかを選択できるので、楽器１のデザインの自由度を大
きくすることができる。

【００３３】また、上述した実施形態では垂液装置５か
ら液体４を共鳴管２に自然落下させているが、これには
限られず例えば垂液装置５にポンプ機構を設けて液体４
を共鳴管２に向けて高圧噴出するようにしても良い。こ
の場合、ポンプの吐出圧力を調整することにより、発生
する音の強弱を変えることができる。

【００３４】さらに、上述した実施形態では共鳴管２を
ステンレス製としているが、これには限られずガラス製
やその他の材質製としても良い。さらに、共鳴管２の内
径や肉厚を変えても良い。これにより、周波数範囲を広
くしたり、また音色も変えることが可能になる。

【００３５】ところで、上述した各実施形態では楽器１
を独立した単体のものとしているが、これには限られず
公園や美術館等に設置されたオブジェに組み込んでも良
い。例えば、図１０に示すように、２つの岩１９、２０
を上下に離して設置して、上側の岩１９に垂液装置５を
埋め込んで設けると共に下側の岩２０に共鳴管２等を埋
め込んで設けるようにする。そして、各ノズル部１１の
真下に各共鳴管２を位置させて、上側の岩１９のノズル
部１１から滴り落ちた液体４が下側の岩２０の共鳴管２
の液体３に当たって共鳴するようにする。共鳴管２の配
置としては、例えば縦横に碁盤の目のように並べたり、
または直線状に並べたり、あるいはランダムに並べても
良い。この場合、各共鳴管の２の開口を下側の岩２０の
斜面に沿って異ならせることにより、液位３ａの高さが
一定であっても気柱長さＬを異ならせて音階を形成する
ことができる。あるいは、各共鳴管２ごとに液位３ａの
高さを異ならせることにより気柱長さＬを異ならせても
良い。

【００３６】この図１０に示す実施形態の楽器１によれ
ば、岩１９から岩２０に落ちる水滴を利用しているの
で、自然に近い形態で音楽を奏でることができる。よっ
て、静かさを醸し出す岩１９，２０と水滴４の組み合わ
せに加えて、この水滴４を利用した音楽が与えられるこ
とにより、今までに無い独特な雰囲気を提供することが
できるようになる。

【００３７】また、家屋の周囲の雨樋に小さな孔を幾つ
か形成して、各小孔の真下に共鳴管２を設置するように
しても良い。この場合、降雨時には小孔から水滴が滴下
するので、各共鳴管２で音が発せられる。このとき、ど
の共鳴管２に滴下されるか、並びにどの程度の高さから
滴下されるかがランダムになるので、予想がつかず飽き
の来ない心地よい響きを得られるようになる。

【００３８】さらに、この音をマイクで拾って屋内のス
ピーカで再生するようにすれば、家の内部で音楽を聴く
こともできる。これにより、梅雨のように毎日うっとう
しく、うんざりするような季節でも、寝ころびながら雨
を音楽として聴くことができるので、まんざら梅雨も悪
くはないと感じることができるようになり精神衛生上、
非常に良い効果を上げることができる。

【００３９】あるいは、雨水を屋内に導いてタンクに貯
水して、この水を利用して楽器１を鳴らすようにしても
良い。

【００４０】また、上述した実施形態では各液体３，４
として水を利用しているが、これには限られず例えば油
やその他の液体を利用するようにしても良い。この場
合、液体ごとに比重や粘性などの特性が水とは異なるの
で、気泡音の周波数が異なるようになる。これにより、
共鳴管２からの音色や音量を変更することができる。

【００４１】

【実施例】図４に示す実験装置を利用して、気柱共振に
関する以下の各種実験を行った。共鳴管２としては、内
径３０ｍｍ、肉厚１ｍｍのステンレス管を利用した。こ
の共鳴管２の下端にＵ字形状の連通管６を連結した。該
連通管６の他端は開放すると共に共鳴管２の開口よりも
低く設けて液位堰７とした。

【００４２】垂液装置５のタンク部１０は、内容量２０
リットル、高さ４００ｍｍのものを利用した。タンク部
１０の上面から５０ｍｍ下方の側面に排水管１４を設置
した。バルブ部１２の制御は直流電源１６により行うよ
うにした。

【００４３】また、ノズル内径は２ｍｍとした。そし
て、ノズル部１１の先端から共鳴管２の開口までの距離
をｈ、共鳴管２の開口から共鳴管２内の液体３の液位３
ａまでの距離（気柱の長さ）をＬとしている。

【００４４】（実施例１）共鳴管２の開口付近に騒音計
１７のマイクロホンを設置して、液体４の気泡音および
共鳴音の音圧スペクトルを測定した。図４中、符号１８
はＦＦＴアナライザを示す。ｈ＝１５０ｍｍとした。気
柱の長さＬは、２００ｍｍ、０ｍｍ、５ｍｍとした。そ
の結果を図５に示す。

【００４５】同図から明らかなように、気柱の長さＬ＝
２００ｍｍのときはモードがほぼ等間隔になっているの
で、気柱共振が現れていると判断される。逆に、Ｌ＝０
ｍｍ、５ｍｍのときは等間隔のモードが見られず気泡音
であると判断される。そして、気柱共振の共鳴音が気泡
音に比べて遙かに大きいことが判明した。なお、図５に
は２ｋＨｚ迄しか図示されていないが、２ｋＨｚ以上の
高周波数音は小さかった。

【００４６】また、同時に暗騒音についても検討した
が、暗騒音の音圧レベルは極めて小さく本実施例は暗騒
音による影響は殆どないことが分かった。

【００４７】（実施例２）図５に示す結果において、共
鳴音の最も低い周波数（１次モード）の音圧レベルｍ１
を基準として、気柱の長さＬと共鳴周波数との関係を求
めた。結果を計算値と共に図６に示す。同図から明らか
なように、実施例による値は気柱共振の計算値と一致し
た。またｈを変えて実験したが、ｈ＝１５０ｍｍ以内の
実験では音圧スペクトルにｈの影響はなく、また水を連
続的に落下した場合と瞬間的に落下した場合の音圧スペ
クトルに差異はみられなかった。

【００４８】したがって、実施例１および２の結果によ
り、共鳴管２から発せられる音は共鳴音と気泡音とが入
り交じったものであるものの、主音源は共鳴音であると
言える。そして、共鳴管２を楽器１に利用するために
は、気泡音や暗騒音を無視して気柱共振を中心に検討す
れば良いことが分かった。

【００４９】（実施例３）図５に示す結果において、共
鳴音の最も低い周波数（１次モード）の音圧レベルｍ１
とその次の周波数（２次モード）の音圧レベルｍ２との
差（△ＳＰＬ＝ＳＰＬ１−ＳＰＬ２、ＳＰＬ１はｍ１の
音圧レベル、ＳＰＬ２はｍ２の音圧レベル）をＬの関数
として測定した。音圧レベル差が大きい方が、音階が正
しく聞こえるようになるので楽器１として望ましい。そ
の結果を図７に示す。

【００５０】同図から明らかなように、ノズル部１１か
ら水が噴出する時間ｓとは無関係に、Ｌ＝４８０ｍｍ当
たりになると音圧レベルの差が０になる。つまり、正し
い音階が聞こえなくなる。このため、この実施例では気
柱の長さＬは４８０ｍｍ以下にする必要があることが判
明した。これに基づき本実施例のようにステンレス管で
内径３０ｍｍの場合に実施可能な音階の高さを算出する
と、その範囲はソ（Ｇ）の１９６Ｈｚからファ（Ｆ）の
１３９６．９Ｈｚであることがわかった。この周波数範
囲はオーボエより若干広い周波数範囲に相当する。

【００５１】（実施例４）ノズル部１１から液体４を噴
出する時間ｓを０．５秒と１．０秒と連続噴出とに変化
させ、このときの気柱長さＬと音圧レベルとの関係を求
めた。ノズル高さｈは７０ｍｍで固定した。その結果を
図８に示す。同図から明らかなように、気柱長さＬを変
化させてもｓごとの音圧レベルはほぼ同じになった。す
なわち、噴出時間ｓの変化による影響は殆どないことが
判明した。

【００５２】このため、バルブ部１２の開放時間に誤差
があっても、共鳴音の大きさは殆ど変わらないので、バ
ルブ部１２の制御を簡易にしても良いことが分かった。

【００５３】（実施例５）ノズル高さｈを２０ｍｍ、７
０ｍｍ、１５０ｍｍに変化させ、このときの気柱長さＬ
と音圧レベルとの関係を求めた。液体４の噴出時間ｓは
０．５秒で固定した。その結果を図９に示す。同図から
明らかなように、気柱長さＬを変化させてもｈごとの音
圧レベルはほぼ同じになった。すなわち、ノズル高さｈ
の変化による影響は殆どないことが判明した。但し、気
柱長さＬが４００ｍｍ以上になるとｈ＝７０ｍｍのとき
に音圧レベルが高くなった。このため、この実施例にお
いては、ノズル高さｈとして７０ｍｍが最適であると判
断される。

【００５４】（実施例６）タンク部１０の高さを変化さ
せ、このときの気柱長さＬと音圧レベルとの関係を求め
た。液体４の噴出時間ｓおよびノズル高さｈは、いずれ
も固定した。その結果、タンク部１０を高くするほど音
圧レベルが高くなった。これは、タンク部１０の高さを
高くする事によって、噴出される水圧を大きくできるの
で発生する音が大きくなると推測される。

【００５５】このため、１本の共鳴管２に異なる高さの
タンク部１０に連結された複数のノズル部１１を設ける
ことにより、共鳴管２自体を何ら変更することなく、共
鳴音の大きさを変えることができるようになり、演奏の
自由度を大きくできる。

【００５６】（実施例７）図１〜図３に示す楽器１の共
鳴管２を図３に示す寸法で作製した。これにより、ド
（２６１．６Ｈｚ）から１オクターブ高いド（５２３．
３Ｈｚ）までの半音なしの楽器１を実現することができ
た。

【００５７】また、音響反射板１５を取り付けることに
より、取り付けない場合よりも５〜１０ｄＢ音圧レベル
が大きくなった。

【００５８】そして、この楽器１を用いて実際に演奏し
たところ、５ｍほど離れたところで音を聞いてもかなり
大きな音を発生した。また音楽も十分に明瞭であった。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の楽器によれば、水の滴り落ちる音を利用してい
るので、共鳴音と気泡音とが入り交じった独特な音を発
することができる。よって、単調な共鳴音を発するパイ
プオルガンとは異なり、水滴音のように静けさや心の安
らぎを感じることができる音を発することができ、音を
聴くだけでも心地良くなれるような楽器を得ることがで
きる。

【００６０】また、共鳴管内の液体の液位を変更すれば
楽器から発せられる音の高さを調整できるので、パイプ
オルガンのように共鳴管の固定された底部を移動させる
必要が無く、また数値計算は単純であり調整作業を容易
にすることができる。

【００６１】また、共鳴管内の液位が常に一定に維持さ
れるので、気柱長さを一定に保つことができ、共鳴音の
高さを維持することができる。

【００６２】さらに、請求項１記載の楽器によれば、共
鳴音の大きさを変更して共鳴管から発せられる音の強弱
を調整することができる。また、液体を加圧して共鳴管
に吐出させるポンプを備えた請求項２記載の楽器によれ
ば、ポンプの吐出圧力を調整することにより、発生する
音の強弱を変えることができる。さらに、バルブ部のう
ち選択したものを開閉して自動演奏する制御装置を備え
た請求項３記載の楽器によれば、鳴らす共鳴管を旋律に
合わせて次々に変えていくことにより、メロディーを奏
でることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の楽器を示す図であり、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は右側面図である。

【図２】共鳴管およびその内部の液体を示す斜視図であ
る。

【図３】共鳴管の寸法を示す正面図である。

【図４】気柱共振の実験を行うための実験装置を示す正
面図である。

【図５】気泡音と共鳴音との音圧スペクトルを示すグラ
フである。

【図６】実験値と計算値との比較を示すグラフである。

【図７】ｍ１とｍ２の音圧レベルの差を示すグラフであ
る。

【図８】液体の噴出時間の違いによる音圧レベルの差を
示すグラフである。

【図９】ノズル高さの違いによる音圧レベルの差を示す
グラフである。

【図１０】楽器の他の実施形態を示す側面図である。

【符号の説明】

１楽器２共鳴管３共鳴管内の液体３ａ共鳴管内の液面の液位４滴下される液体５垂液装置６連通管７液位堰１０タンク部１１ノズル部１２バルブ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10K 15/04 G10B 1/06 G10D 17/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鉛直方向を長手方向にして設置した複数
の共鳴管と、各共鳴管の気柱の共鳴周波数が音階を形成
するように各共鳴管に貯めた液体と、各共鳴管の前記液
体に液体を垂らすことができる垂液装置と、前記共鳴管
の液面の下方に取り付けられた連通管と、該連通管に取
り付けられて前記液体の液位を一定に維持する液位堰と
を備えるとともに、前記垂液装置は、滴下する前記液体
を貯めるタンク部と、該タンク部の前記液体を噴出する
ノズル部と、このノズル部の開放時間を変えて液体噴出
時間を変化させるバルブ部とを備えることを特徴とする
楽器。
【請求項２】前記液体を加圧して前記共鳴管に吐出さ
せるとともにその際の吐出圧力を調整して発生音の強弱
を変えるポンプを備えることを特徴とする請求項１記載
の楽器。
【請求項３】前記バルブ部のうち選択したものを開閉
して自動演奏する制御装置を備えることを特徴とする請
求項１または２記載の楽器。