JP4479688B2

JP4479688B2 - 演奏アシスト用マウスピース及び演奏アシスト装置付き管楽器

Info

Publication number: JP4479688B2
Application number: JP2006094763A
Authority: JP
Inventors: 隆二橋本
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP2007271738A

Description

本発明は、管楽器に装備される演奏アシスト装置に用いられる演奏アシスト用マウスピース及び演奏アシスト装置付き管楽器に関する。

近年、吹奏楽器を自動的に演奏する機械が開発されており、特許文献１〜４には金管楽器を自動的に演奏する装置が開示されている。
一方、金管楽器を演奏してみたいという要求を持つ人も多く、演奏技術が未熟であっても自分の操作によって楽器を奏でて楽しみたいという要望も多い。
しかしながら、上述した従来のものは、全ての演奏を機械が自動的に行うものであり、利用者は演奏を聴くだけであって、このような楽器を演奏したいという要求に対応することができなかった。

そこで、このような要求に対応するため、本出願人は、管楽器における演奏者の演奏を補助することのできる演奏アシスト装置を提案している（特願２００５−３７６１０１号）。
図６は、該提案されている演奏アシスト装置の構成を示す図である。
この図において、７０はトランペット、７１はトランペット７０に装着して用いられるマウスピースである。また、７２は音圧を検出するマイクロフォン、７３は息圧を検出する静圧センサ（圧力センサ）であり、いずれも、前記マウスピース７１の管路に露出して装着されている。７４は制御・駆動部であり、前記マイクロフォン７２で収音された音圧信号を前記静圧センサ７３により検出された息圧信号に対応した増幅度で増幅して出力する。７５は、前記マウスピース７１の管路に露出して取り付けられたアクチュエータであり、前記制御・駆動部７４からの出力信号により駆動される。

演奏者がマウスピース７１に唇をつけて息を吹き込みつつ演奏を行なうと、マイクロフォン７２はマウスピース７１内で発生する音を収音し、その振動波形を示す音圧信号を出力する。また、静圧センサ７３はマウスピース７１内の息圧を示す息圧信号を出力する。ここで、前記マイクロフォン７２から出力される音圧信号には、マウスピース７１内の圧力変化の交流分のみが含まれており、前記静圧センサ７３から出力される息圧信号には、マウスピース７１内の圧力変化の交流分と直流分とが含まれている。
前記制御・駆動部７４は、入力される音圧信号と息圧信号からマウスピース７１内の圧力の直流分、すなわち、演奏者の息圧の強さを検出し、前記音圧信号を該検出した息圧の強さに応じたゲインで増幅してアクチュエータ７５に駆動信号として出力する。この駆動信号により、アクチュエータ７５は演奏者の息圧の強さに応じた振幅で駆動され、マウスピース７１内に音圧が発生する。これにより、演奏者による実際の演奏音にアクチュエータ７５の振動による音が加えられることとなり、演奏者の演奏操作が微力であっても、良好な演奏が可能となる。
特開２００４−１７７８２８号公報特開２００４−２５８４４３号公報特開２００６−００３５８１号公報特開２００６−００３５８２号公報

上記提案されている演奏アシスト装置におけるマイクロフォン、静圧センサ及びアクチュエータはマウスピース内に露出して装着されるものであるが、その具体的な構成については言及されていない。
アクチュエータとしては、楽器の音域で効率の良いスピーカを用いることが望ましいが、スピーカをそのまま取り付けると、マウスピースの内部よりも奥まったところで振動が発生することとなるので、マウスピースの内部形状が大きく変更されることとなる。
管楽器においては、マウスピースの内部の形状を大きく変えてしまうと、演奏感に大きな影響を与える。例えば、マウスピース内部の体積が増加すると音が低くなってしまうなど、音色にもかかわる問題となる。
そこで、マウスピースや管部の内部形状を変えることなく、演奏をアシストすることができるアクチュエータが求められている。

そこで本発明は、内部形状を大きく変更することなく、演奏者の演奏をアシストすることができる演奏アシスト用マウスピース及び演奏アシスト装置付き管楽器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の演奏アシスト用マウスピースは、管楽器の演奏アシスト装置に用いられる演奏アシスト用マウスピースであって、マウスピース内の音圧と演奏者の息圧を検出するセンサが装着される加工穴と、マウスピースの内部壁面に穿たれた加工穴とを有するとともに、アクチュエータが取り付けられており、前記アクチュエータは、演奏者による演奏をアシストするアシスト信号で駆動されるスピーカと振動伝達ロッドとを有するものであって、前記振動伝達ロッドの一端は前記スピーカの振動面に固着されており、他端は前記内部壁面に穿たれた加工穴に導入され、その端面が前記マウスピースの内部壁面と同一面となるように配置されているものである。
また、本発明の他の演奏アシスト用マウスピースは、管楽器の演奏アシスト装置に用いられる演奏アシスト用マウスピースであって、マウスピース内の音圧と演奏者の息圧を検出するセンサが装着される加工穴と、マウスピースの内部壁面に穿たれた加工穴を有するとともに、アクチュエータが取り付けられており、前記内部壁面に穿たれた加工穴には、該穴を塞ぐように振動膜が取り付けられており、前記アクチュエータは演奏者による演奏をアシストするアシスト信号で駆動されるスピーカを有するものであって、該スピーカの振動面の振動が前記振動膜に伝達するように前記マウスピースに取り付けられているものである。
さらに、本発明の演奏アシスト装置付き管楽器は、管楽器の内部における音圧と演奏者の息圧を検出するセンサが装着される加工穴と、内部壁面に穿たれた加工穴を有するとともに、演奏者による演奏をアシストするアシスト信号で駆動されるスピーカと振動伝達ロッドを揺するアクチュエータが取り付けられており、前記振動伝達ロッドの一端は前記スピーカの振動面に固着されており、他端は前記内部壁面に穿たれた加工穴に導入され、その端面が前記内部壁面と同一面となるように配置されているものである。
さらにまた、本発明の他の演奏アシスト装置付き管楽器は、管楽器の内部における音圧と演奏者の息圧を検出するセンサが装着される加工穴と、内部壁面に穿たれた加工穴を有するとともに、演奏者による演奏をアシストするアシスト信号で駆動されるスピーカを有するアクチュエータが取り付けられており、前記内部壁面に穿たれた加工穴には、該穴を塞ぐように振動膜が取り付けられており、前記アクチュエータは、前記スピーカの振動面の振動が前記振動膜に伝達するように取り付けられているものである。

本発明の演奏アシスト用マウスピース又は演奏アシスト装置付き管楽器によれば、スピーカによる振動面をマウスピース又は管楽器の内側の面の近傍に形成することができるため、その内部形状を変更することがない。
したがって、従来の吹奏感を損なうことなく、また、音質の変化を引き起こすことなく、演奏者の演奏をアシストすることができる。
また、本発明の演奏アシスト用マウスピースによれば、マイクロフォン、静圧センサ及びアクチュエータがマウスピースに取り付けられているため、管楽器本体には加工や改良が必要なく、従来のマウスピースを本発明の演奏アシスト用マウスピースに付け替えるだけで簡単にアシスト効果が得られるようになる。

図１の（ａ）は、本発明の一実施の形態である演奏アシスト用マウスピースが用いられる演奏アシスト装置の外観を示す図であり、（ｂ）はその構成を説明するためのブロック図である。なお、本発明の演奏アシスト用マウスピースは、マウスピースが取り付けられる管楽器であれば、どのような管楽器にも適用することができるものであるが、ここでは、トランペット用のマウスピースを例にとって説明する。
図１の（ａ）において、１０はトランペット、１１は該トランペット１０に装着される演奏アシスト用マウスピースである。図示するように、このマウスピース１１には、その内部の音圧を検出するマイクロフォン１２、その内部の静圧（圧力）を検出する静圧センサ（圧力センサ）１３及び内部壁面に音圧を発生するアクチュエータ１４が取り付けられている。また、前記マイクロフォン１２、静圧センサ１３及びアクチュエータ１４は、ケーブル１６を介して制御・駆動部１５に接続されている。

図１の（ｂ）に示すように、演奏者がマウスピース１１に唇をつけて息を吹き込みつつ演奏を行なうと、マイクロフォン１２からはその音圧を示す音圧信号が出力され、静圧センサ１３からはその息圧を示す静圧信号が出力され、これらの信号は、制御・駆動部１５に入力される。前述と同様に、制御・駆動部１５には、マイクロフォンから入力される音圧信号を増幅する可変利得増幅器、入力される音圧信号と静圧信号とから静圧信号に含まれる直流分（演奏者の息圧）を検出する信号演算回路、前記可変利得増幅器の出力を増幅してアシスト信号として出力する増幅器等が設けられており、前記信号演算回路で検出された直流分の大きさに応じて前記可変利得増幅器のゲインが制御されるようになされている。これにより、演奏者の息圧（息を吹き込む強さ）に応じた振幅とされた音圧信号がアシスト信号として前記アクチュエータ１４に供給され、アクチュエータ１４によって、マウスピース１１の内部壁面に演奏者の息圧に応じた強さの音圧（アシスト音）が発生される。これにより、演奏者による演奏音とアクチュエータ１４によるアシスト音が楽器本体に入力されることとなり、演奏者による演奏音が微小であっても十分な音量が得られることとなる。また、演奏者が息を吹き込む強さが強ければ強いほど強くアシストされることとなるため、自然なアシストが可能となる。

以下、前記マウスピース１１の構成について詳細に説明する。
図２は本発明の一実施の形態における前記マウスピース１１の構成を示す図であり、（ａ）はマウスピースの軸方向の断面を示す図、（ｂ）はマウスピースの径方向の断面を示す図である。ここで、マウスピース１１の各部の名称について説明する。リムは演奏者の唇に触れる部分、カップはマウスピース内部の椀型の部分、スロートはマウスピースの内側の最も細い部分、バックボアはスロートから楽器本体へ向かって広がる内側の部分、シャンクは楽器本体との接合部分である。
前記マイクロフォン１２、静圧センサ１３及びアクチュエータ１４は、効率の良い検出及びアシストのために、演奏者の唇の近傍に設けることが求められる。
マイクロフォン１２及び静圧センサ１３は十分に小型の形状であるため、マウスピース１１のカップ部に開口する加工穴２１及び加工穴２２を設けて取り付けるようにしている。これにより、マイクロフォン１２及び静圧センサ１３はマウスピース１１の内部形状を変化することなく装着されている。
これに対し、アクチュエータ１４は、マイクロフォンや静圧センサに比べて大きいため、図示する構造をもってマウスピース内部壁面での振動アシストを実現している。

図示するように、アクチュエータ１４は大きく分けて、振動装置（スピーカ）３１、振動伝達ロッド３４、筐体部（３５，３６，３７）から構成されている。
振動装置３１は、前記制御・駆動部１５から供給されるアシスト信号に応じて振動を行う装置であり、ブザーなどではなく、楽器の持つ周波数帯域に対応した広帯域のスピーカを用いるのが好適である。スピーカを使用する場合、圧電セラミックスピーカやダイナミックスピーカなど各種のスピーカを用いることができる。この実施の形態においては圧電セラミックスピーカを用いており、振動面である振動板３２及びケーシング３３から構成されている。

振動伝達ロッド３４は軽量の樹脂製ロッドであり、その一端はスピーカの振動板３２に例えば接着剤を用いて固着されており、他端はマウスピース１１のバックボア部に設けられた加工穴２３に導入され、その端面がマウスピース１１の内部壁面と同一面となるように取り付けられている。前記振動板３２が振動すると、取り付けられた振動伝達ロッド３４も同時に振動するため、マウスピース内部壁面で振動伝達ロッドの先端部が振動する。この振動伝達ロッド３４の材質に比重の軽い樹脂を用いることで、振動装置３１の振動を抑制することなく、効率良くかつ応答性良く振動を伝達することが可能となっている。なお、前記振動伝達ロッド３４と加工穴２３とのクリアランス（隙間）は、小さすぎると振動が妨げられることがあり、大きすぎると音の高さが低くなるので、0.1mm程度とするのが好適である。また、上記のように接着剤を使用するかわりに、熱可塑性の振動伝達ロッド３４と振動板３２を熱圧による圧着により固着するようにしても良い。

筐体部は、筐体３５、筐体カバー３６及び筐体側面３７から構成されており、その内部に振動装置３１と振動伝達ロッド３４を収容している。図示するように、振動装置３１の後方（振動伝達ロッド３４と反対の側）には振動板３２の振動を妨げることがないように空間３９が形成されており、さらに、消音を施すためにグラスウール等の吸音材４０が詰められている。これにより、振動装置３１からの直接音が奏者の耳に入り、演奏を妨げることを防止している。筐体３５、筐体側面３７及び筐体カバー３６はゴムワッシャなどの気密部材３８を介して、筐体固定ネジ４１により気密に固着されている。
前記筐体３５はマウスピース１１に形成された加工平面２４に当接されており、筐体固定部品４２を用いてマウスピース１１を挟み込んで、マウスピース・筐体固定ネジ４３を用いて、マウスピース１１に固定されている。
なお、図示していないが、前記制御・駆動部１５に接続されたケーブル１６が前記筐体カバー３６又は筐体側面３７を通って前記スピーカ３１に接続されている。

このように、マイクロフォン１２、静圧センサ１３及びアクチュエータ１４からなるアシスト装置を装備するために、マウスピース１１には、マイクロフォン１２を装着するための加工穴２１、静圧センサ１３を装着するための加工穴２２、筐体３５を固定するための加工平面２４、及び、振動伝達ロッド３４をマウスピース内部壁面に導入するための加工穴２３の４点の加工が施されている。
このような構造とするにより、マウスピース１１の内部形状は変化しないまま演奏をアシストすることができ、演奏者は従来の吹奏感と音色を損なうことなく演奏音量を増大することが可能となる。

前記図２に示した実施の形態では、振動装置として圧電スピーカを使用していたが、ダイナミックスピーカを使用することもできる。
図３は振動装置としてダイナミックスピーカを使用した実施の形態の構成を示す断面図である。この図において、前記図１及び図２と同一の構成要素には同一の番号を付す。
図３において、５１は振動装置であるダイナミックスピーカであり、フレーム５２、マグネット５３、ボイスコイル５４、振動板５５、センターキャップ５６などから構成されている。図示するように、ダイナミックスピーカ５１は、前記筐体カバー３６とフレーム５２との間に配置された例えばゴム製の支持部材５７と、前記筐体３５と前記フレーム５２との間に配置された例えばゴム製の支持部材５８とにより支持されている。そして、前記振動伝達ロッド３４が、前記振動板５５に取り付けられたセンターキャップ５６に例えば接着剤を用いて固着されている。すなわち、この実施の形態では、振動伝達ロッド３４が固着されるスピーカの振動面としてセンターキャップ５６を使用している。また、前記フレーム５２と筐体との間にはグラスウール等の吸音材４０が詰められている。その他の構成は、前記図２の場合と同一である。
このように、ダイナミックスピーカを用いることもできる。

前記図２及び図３に示した実施の形態においては、振動装置の振動を振動伝達ロッド３４を用いてマウスピース１１の内部壁面に伝達するものであったが、必ずしも、振動伝達ロッド３４を用いる必要はない。
図４は、マウスピースの内部壁面に振動膜を形成し、振動装置の振動を空気を伝達媒体として前記振動膜に伝達するようにした実施の形態の構成を示す断面図である。この図において、前記図２ないし図３と同一の構成要素には同一の番号を付す。
図４において、６１は、前記マウスピース１１のバックボアに形成した加工穴２３に取り付けられた振動膜である。この振動膜６１は、例えば、厚さ0.08mmのポリウレタンシートで構成することができる。そして、前記筐体３５をゴムワッシャなどの気密部材６２を介して、マウスピース１１に取り付けている。その他の構成は、前記図２の場合と同一である。
このような構成により、前記振動板３２の振動は、空間６３中の空気を介して、マウスピース１１の内部壁面に設けられた振動膜６１に伝搬し、マウスピース１１の内部にアシスト信号に応じた音圧が発生することとなる。これにより、前述の場合と同様に、演奏者の演奏をアシストすることができる。なお、前述と同様にダイナミックスピーカを使用してもよい。

上述した実施形態においては、音圧を検出するマイクロフォン１２と静圧を検出する静圧センサ１３を設けていたが、これに限られることはない。例えば、単一の圧力センサを設け、該圧力センサの出力信号のうち直流分を演奏者の息圧として検出し、交流分を音圧として検出するようにしてもよい。この場合には、前記マウスピース１１内に圧力センサを装着するために単一の加工穴（前記図２における２１又は２２の何れか一方）のみを設ければよい。

なお、上述した各実施の形態においては、トランペットに装着するマウスピースを例にとって説明したが、本発明の演奏アシスト用マウスピースは、マウスピースが装着される管楽器であれば、同様に適用することができる。例えば、トロンボーンやホルンなどの金管楽器、及び、クラリネットやサクソフォーンなどの木管楽器にも適用することができる。

上述した実施の形態は、演奏アシスト用マウスピースに関するものであったが、マウスピースを装着しない、すなわち、マウスピースと楽器本体が一体となった管楽器に対しても同様に構成することにより、内部形状を変更することがなく演奏感に大きな影響を与えることのない演奏アシスト装置付き管楽器を実現することができる。
図５は、本発明の演奏アシスト装置付き管楽器の一実施の形態の外観を示す図である。この図において、前記図１と同一の構成要素には同一の番号を付して説明の重複を避ける。また、ここでは、トランペット型の管楽器を例にとって説明する。
図５に示すように、トランペット型管楽器１００は、マウスピースが取り付けられておらず、演奏者の唇が当たる歌口の近傍に、その内部の音圧を検出するマイクロフォン１２、その内部の静圧（圧力）を検出する静圧センサ（圧力センサ）１３及び内部壁面に音圧を発生するアクチュエータ１４が取り付けられており、前記マイクロフォン１２、静圧センサ１３及びアクチュエータ１４は、ケーブル１６を介して制御・駆動部１５に接続されている。

ここで、前記マイクロフォン１２、静圧センサ１３及びアクチュエータ１４は、前記図２〜図４を用いて説明したのと同様の構成によって、前記管楽器１００に取り付けられている。
すなわち、前記図２又は図３に示した構成において、マウスピース１１を管楽器１００本体に置き換えればよい。これにより、アシスト信号で駆動されるスピーカ３１と振動伝達ロッド３４を有するアクチュエータ１４が取り付けられ、前記振動伝達ロッド３４の一端が前記スピーカ３１の振動面に固着され、他端が管楽器１００本体の内部壁面に穿たれた加工穴に導入されて、その端面が管楽器１００本体の内部壁面と同一面となるように配置された演奏アシスト装置付き管楽器を実現することができる。
また、図４に示した構成を採用するときは、図４においてマウスピース１１を管楽器１００本体に置き換えることにより、管楽器本体１００の内部壁面に穿たれた加工穴を有し、該加工穴に取り付けられた振動膜に、アシスト信号により駆動されるスピーカ３１の振動膜の振動を伝達するようにした演奏アシスト装置付き管楽器を実現することができる。

このように、マウスピースが装着されない管楽器の場合には、その楽器本体の歌口近傍に、前記図２〜図４に示した各実施の形態と同様の構成でマイクロフォン１２、静圧センサ１３及びアクチュエータ１４を取り付けることにより、演奏感に影響を与えることのない演奏アシスト装置付き管楽器を構成することができる。

本発明の演奏アシスト用マウスピースが用いられる演奏アシスト装置の構成を示す図であり、（ａ）は装置全体の外観を示す図、（ｂ）はブロック図である。本発明の演奏アシスト用マウスピースの一実施の形態の構成を示す図であり、（ａ）は軸方向の断面図、（ｂ）は径方向の断面図である。本発明の演奏アシスト用マウスピースの他の実施の形態の構成を示す図である。本発明の演奏アシスト用マウスピースのさらに他の実施の形態の構成を示す図である。本発明の演奏アシスト装置付き管楽器の一実施の形態の外観を示す図である。提案されている演奏アシスト装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０：トランペット、１１：マウスピース、１２：マイクロフォン、１３：静圧センサ、１４：アクチュエータ、１５：制御・駆動部、１６：ケーブル、２１〜２３：加工穴、２４：加工平面、３１：圧電セラミックスピーカ、３２：振動板、３３：ケーシング、３４：振動伝達ロッド、３５：筐体、３６：筐体カバー、３７：筐体側面、３８：気密部材、３９：空間、４０：吸音材、４１：筐体固定ネジ、４２：筐体固定部品、４３：マウスピース・筐体固定ネジ、５１：ダイナミックスピーカ、５２：フレーム、５３：マグネット、５４：ボイスコイル、５５：振動板、５６：センターキャップ、５７，５８：支持部材、６１：振動膜、６２：気密部材、６３：空間、１００：トランペット型管楽器

Claims

管楽器の演奏アシスト装置に用いられる演奏アシスト用マウスピースであって、
マウスピース内の音圧と演奏者の息圧を検出するセンサが装着される加工穴と、マウスピースの内部壁面に穿たれた加工穴とを有するとともに、アクチュエータが取り付けられており、
前記アクチュエータは、演奏者による演奏をアシストするアシスト信号で駆動されるスピーカと振動伝達ロッドとを有するものであって、
前記振動伝達ロッドの一端は前記スピーカの振動面に固着されており、他端は前記内部壁面に穿たれた加工穴に導入され、その端面が前記マウスピースの内部壁面と同一面となるように配置されている
ことを特徴とする演奏アシスト用マウスピース。
管楽器の演奏アシスト装置に用いられる演奏アシスト用マウスピースであって、
マウスピース内の音圧と演奏者の息圧を検出するセンサが装着される加工穴と、マウスピースの内部壁面に穿たれた加工穴を有するとともに、アクチュエータが取り付けられており、
前記内部壁面に穿たれた加工穴には、該穴を塞ぐように振動膜が取り付けられており、
前記アクチュエータは演奏者による演奏をアシストするアシスト信号で駆動されるスピーカを有するものであって、該スピーカの振動面の振動が前記振動膜に伝達するように前記マウスピースに取り付けられている
ことを特徴とする演奏アシスト用マウスピース。
管楽器の内部における音圧と演奏者の息圧を検出するセンサが装着される加工穴と、内部壁面に穿たれた加工穴を有するとともに、演奏者による演奏をアシストするアシスト信号で駆動されるスピーカと振動伝達ロッドを揺するアクチュエータが取り付けられており、
前記振動伝達ロッドの一端は前記スピーカの振動面に固着されており、他端は前記内部壁面に穿たれた加工穴に導入され、その端面が前記内部壁面と同一面となるように配置されていることを特徴とする演奏アシスト装置付き管楽器。
管楽器の内部における音圧と演奏者の息圧を検出するセンサが装着される加工穴と、内部壁面に穿たれた加工穴を有するとともに、演奏者による演奏をアシストするアシスト信号で駆動されるスピーカを有するアクチュエータが取り付けられており、
前記内部壁面に穿たれた加工穴には、該穴を塞ぐように振動膜が取り付けられており、
前記アクチュエータは、前記スピーカの振動面の振動が前記振動膜に伝達するように取り付けられていることを特徴とする演奏アシスト装置付き管楽器。