JP4960377B2 - 楽器用バルブ機構及び楽器用バルブ機構を備えた金管楽器 - Google Patents

Description

本発明は、広い音域で音階調整が容易な楽器用バルブ機構及び楽器用バルブ機構を備えた金管楽器に関するものである。

金管楽器の中で、音階調整用バルブ機構（バルブ装置）は、楽器の長さや倍音の次数を問わず、音階の調整に必要な共鳴管をピストンホールを介して瞬時に連通できる利点があるため、共鳴管の入出力部として実用に共されている。ここで、「倍音」とは、トランペットのような金管楽器はアパチュア（息の束の大きさ）、息の抵抗感（圧力）、発音器官各部筋肉の緊張感（支え）の変化によって音の高低をコントロールするが、それらのコントロールによって、同じフィンガリングで出る音のことをいう。換言するなら、普通に吹いたときに「ソ（Ｇ）」の音が出るときに、同じ指使い（運指）で強く吹いたときに、１又は２以上高いオクターブの同じ「ソ（Ｇ）」の音を出すことができるが、この高い音のことを「倍音」というのである。金管楽器用バルブ機構は、バルブケーシングと呼ばれる柱状空洞部の側壁に各１本の共鳴管が連結された３バルブシステム（３本のバルブが直列連通されている）等、比較的少数の共鳴管とバルブを組み合わせて、管路全体の長さを調節し音の高さを変化させる音階調整を行うものが一般的である。このシステムでは、第１バルブ（トランペットの場合、マウスピースに最も近いバルブ）を操作すると全音分（１音分）だけ共鳴管１本が連通し、第２バルブを操作すると半音分の共鳴管１本が連通し、第３バルブを操作すると全音半分（１音半分）の共鳴管１本が連通される。各共鳴管の連通は、各共鳴管の分だけ管路を遠回りさせることによって管路全長が長くなって長くなった分だけ音が低くなる。そこで、上記した１音分、半音分及び１音半分の組み合わせることによって、バルブがないとしたら出すことのできない音が出せるようになっている。たとえば、トランペットのバルブがないとしたら、基本音列（倍音列ではない基本の音列）ではド（Ｃ）の次はソ（Ｇ）となり、レ（Ｄ）ミ（Ｅ）ファ（Ｆ）の音が出せないが、これら出せない音を出せるようにするのが、上記バルブの組み合わせ操作なのである。他方、バルブを設けたとしても、そのバルブ操作によって常に正しい音が出せるわけではない。上記した１音分、半音分、１音半分の長さは、全長に対する比率によって定まるため、たとえば、第１バルブを単独で操作して１音下げるときの１音分の長さと、第２バルブ及び第１バルブを同時に操作して１音半（半音＋１音）下げるときの１音分の長さが異なっている。すなわち、第１バルブから見れば、その単独操作に比べて、第２バルブ同時操作による遠回り分だけ全長が長くなり、１音分の長さ比率が変わってしまう。これが、バルブだけでは正しい音程を出すことができない理由である。このような全長の違いによる音程のズレは、抜き差し管や演奏者の唇を用いて修正されるようになっている。

複数のバルブを同時に操作（たとえば、上記した第１バルブと第２バルブとを同時操作）した場合の音程修正については、楽器演奏中の唇による音程の下方修正が比較的容易であることや純正律と平均律との差をも考慮して、共鳴管をわずかに短く設計することで余裕を持たせてあったが、第２バルブと第３バルブを同時に操作した場合に必要とされる音程補正が比較的小さいため、第３バルブの共鳴管を適当な長さに設定して、楽器演奏中の唇による音程の下方修正を行うのみで実用上充分であった。

しかし、比較的高次数の倍音を発音する高音域においては、隣り合う２つの倍音の間隔が狭いため発音の確実性が低下し、楽器演奏中に唇による音程の下方修正を行うのも容易ではない。従って、倍音の間隔を充分に確保できる音域ごとに、全長が比較的短い楽器に持ち換えることで、高音域における発音の確実性を得る必要があった。このように、倍音間隔が広い比較的低次数の倍音域を用いて音階調整の自由度を得られるのは、楽器１種類につき高音域または低音域の一方だけに限定されるという欠点があった。

音楽全般にわたり任意の楽曲を演奏する用途において、この欠点は演奏の自由度に関して大きな障害である。具体的には、倍音間隔が比較的狭い音域における複雑な音階調整の際に一部の音が欠けたり、高音域の音階調整の際に不必要な音をも発音したり、あるいは、低音域の不足によって楽曲の演奏に必要な音が発音できないなどの問題があった。

この改善策として、４バルブシステムを使用し、第４バルブにより迂回管を連結させることで最低音域をさらに２音半下まで拡張する方法がある。図２０はこの方法によるバルブ装置と共鳴管の連結経路を示すための管路図である。図２０で、２３は第１バルブ、２４は第２バルブ、２５は第３バルブ、２６は第４バルブ、３はマウスピース、５はベル、２３ｖ，２４ｖ，２５ｖはＵ字共鳴管、７は主管、９は迂回管である。しかしながらこの方法でも、楽器本体である主管の倍音間隔は変わらないため比較的高次数の倍音域における音階調整の確実性が向上することはなく、最低音域で複数のバルブを同時に操作する際にも大きな音程修正が必要である。コンペンセイティングシステムと呼ばれる自動音程補正機構（補正ピッチ方式）を備えたユーフォニウムやセミダブルホルン（図２１）のように、音域を２音半下げる第４バルブの迂回管路を第１、第２、第３バルブの各補正管と連通させて、第１、第２、第３バルブに連結された各共鳴管の全長を迂回管路の全長に合わせて自動調節する方法（特許文献１参照）では、共鳴管の連結される開口対の間隔程度の長さの補正管を確保する必要があるため、ピッコロトランペットのように短い共鳴管を持ち補正管が極端に短くなる楽器には適用できない。また第４バルブを操作すると、Ｃ管、Ｂ♭管といった楽器本来の基本的調性が変化するため、フィンガリング（運指）を移調させる必要がある。図２１はこの方法による管路図であって、図２０に示す符号のうち図１及び２に示す符合と同じものは、同じ部材を示す。また、３３ｖ，３４ｖ，３５ｖは補正管である。特許文献１において提案された自動音程補正機構は、そのような極端に短い長さの補正管を実現するための方法であるが、第１乃至第２バルブと第３乃至第４バルブとを同時に操作したときの音程補正を二者択一的な組み合わせに限り実現するものであるため、第３、第４バルブ各々に音程補正機構を備えるためには別々の迂回管路を設けて各迂回管路を第１乃至第２バルブと連通させることが必要である。一方、フルダブルホルンやフルトリプルホルンのように、異なる長さの共鳴管１組乃至２組を独立に連結させた第１、第２、第３バルブを使用し、第４バルブ等で調性の異なる迂回管路に切換える方法もあるが、楽器の重量がさらに大きくなり運指法も煩雑になる。図２２はこの方法による管路図であって、図２０に示す符号のうち図１及び２に示す符合と同じものは、同じ部材を示す。また、３３ｖ，３４ｖ，３５ｖは共鳴管である。図２３は、後述する本実施形態に係るピッコロトランペットの管路図である。図１及び２に示す符号と同じ符号を図２３に示してある。比較のために添付した。

米国特許第５０５２２６１号公報

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、調性の異なる迂回管や特別な運指法あるいは補正管を用いず、高音域においても比較的低次数の倍音が利用でき、広い音域にわたり音階調整の自由度と確実性を向上できる楽器用バルブ機構及び楽器用バルブ機構を備えた金管楽器を提供することを目的とする。その詳しい内容については、項を改めて説明する。なお、何れかの請求項記載の発明を説明するに当たって行う用語の定義等は、その記載順に関わらず、可能な範囲において他の請求項記載の発明にも適用があるものとする。

（請求項１記載の発明の特徴）
請求項１記載の発明に係る楽器用バルブ機構（以下、適宜「請求項１のバルブ機構」という）は、マウスピースとベルとの間に挿入する楽器用バルブ機構である。請求項１のバルブ機構は、マウスピースとベルとを直接連通する主管と、当該主管の途中に挿入した１個の切替バルブと、当該切替バルブのみの操作によって、操作前に直接連通していた当該主管を途中迂回により間接連通させる迂回管と、当該主管の途中に、当該切替バルブよりもマウスピース側又はベル側に直列連通挿入した主バルブ群と、当該迂回管の途中に直列連通挿入した当該主バルブ群と同数の副バルブ群と、当該主バルブ群と同数の連動機構群と、を含めて構成してある。ここで、当該主バルブ群を構成する各主バルブと、当該副バルブ群を構成する各副バルブと、当該連動機構群を構成する各連動機構と、を互いに対応させてあり、当該各主バルブを操作することによって、当該対応する連動機構を介して当該対応する副バルブを連動操作可能に構成してあり、当該迂回管が、間接連通させたときに、主管のみによって出す音よりも１オクターブ低い音を直接連通の状態で行う運指と同じ運指で出せる長さに設定してある。なお、各主バルブと各副バルブを対応させる各連動機構は、当該対応する各主バルブと各副バルブを一体形成させた場合をも含めて、当該連動機構群として定義されたものとする。

請求項１のバルブ機構によれば、マウスピースとベルとの間に挿入し、その操作をすることによって楽器の音階調整をすることができる。切替バルブを操作していないときの主バルブ群は、主管のみと直接連通し、その操作によって、主管のみによって出る音階の調整ができる。ここで、１個ある切替バルブのみを操作すると、主管の全長が間接連通による迂回管の分だけ長くなる。迂回管の長さを上記のように設定してあるから、切替バルブの操作によって１オクターブ分低い音を出せるようになる。間接連通の状態で主バルブ各々を操作すると、その操作によって副バルブ各々が連動機構各々を介して連動操作される。つまり、主バルブ各々の操作によって、それに対応する副バルブ各々の操作を併せて行うことができる。直接連通の状態で行うフィンガリング（運指）で出る音が、同じフィンガリングで間接連通の状態で行うことによって１オクターブ低い音になる。切替バルブを操作しないで出した音、たとえば、ド（Ｃ）が、そのままのフィンガリングで切替バルブを操作すると、１オクターブ低いド（Ｃ）の音になる。切替バルブの操作に関わらず、強く吹くことによって倍音を出すことができることは言うまでもない。請求項１のバルブ機構によれば、それを備えた楽器を用いて演奏する楽曲中の各旋律において、１個ある切替バルブを切り替えるだけで同じ調性のまま（Ｃ管、Ｂ♭管といった楽器の基本的調性は変化させずに）理想的な管長を選択して音階調整を行いながら、高音域においても比較的低次数の倍音を利用することができる。このため、従来の金管楽器の運指法および重量をほとんど変更することなく広い音域にわたり演奏の自由度と確実性を飛躍的に向上させることができるという利点がある。この利点は、比較的高い音を出す楽器（たとえば、ピッコロトランペット）において顕著である。なぜならば、ピッコロトランペットやトランペットにおいては、最も低い基音（第１倍音）の発音がユーフォニウムやホルンと比較して楽器の特性上困難であるため、上記コンペンセイティングシステムにより得られる低音域の範囲が当該第１倍音よりも上に限定されているからである。

（請求項２記載の発明の特徴）
請求項２記載の発明に係る楽器用バルブ機構（以下、適宜「請求項２のバルブ機構」という）は、マウスピースとベルとの間に挿入する楽器用バルブ機構である。請求項２のバルブ機構は、マウスピースとベルとを直接連通する主管と、当該主管の途中に挿入した１個の切替バルブと、当該切替バルブのみの操作によって、操作前に直接連通していた当該主管を途中迂回により間接連通させる迂回管と、当該主管の途中に、当該切替バルブよりもマウスピース側又はベル側に直列連通挿入した主バルブ群と、当該迂回管の途中に直列連通挿入した当該主バルブ群と同数の副バルブ群と、当該主バルブ群と同数の連動機構群と、を含めて構成してある。ここで、当該主バルブ群を構成する各主バルブと、当該副バルブ群を構成する各副バルブと、当該動機構群を構成する各連動機構と、を互いに対応させてあり、当該各主バルブを操作することによって、当該対応する連動機構を介して当該対応する副バルブを連動操作可能に構成してあり、当該迂回管の音響学的長さが、当該主管の音響学的長さをＬとしたときに、当該迂回管を介した間接連通によって略２Ｌとなるように設定してある。この設定により、直接連通の状態で行うフィンガリング（運指）で出る音が、同じフィンガリングで間接連通の状態（Ｌだった音響学的長さが略２Ｌ（略２倍）になった状態）で行うことによって１オクターブ低い音になる。

請求項２のバルブ機構によれば、マウスピースとベルとの間に挿入し、その操作をすることによって楽器の音程調整をすることができる。切替バルブを操作していないときの主バルブ群は、主管のみと直接連通し、その操作によって、主管のみによって出る音程の調整ができる。ここで、１個ある切替バルブのみを操作すると、主管の全長が間接連通による迂回管の分だけ長くなる。迂回管の長さを上記のように設定してあるから、切替バルブの操作によって１オクターブ分低い音を出せるようになる。間接連通の状態で主バルブ各々を操作すると、その操作によって副バルブ各々が連動機構各々を介して連動操作される。つまり、主バルブ各々の操作によって、それに対応する副バルブ各々の操作を併せて行うことができる。直接連通の状態で行うフィンガリング（運指）で出る音が、同じフィンガリングで間接連通の状態（Ｌだった音響学的長さが略２Ｌ（略２倍）になった状態）で行うことによって１オクターブ低い音になる。切替バルブを操作しないで出した音、たとえば、ド（Ｃ）が、そのままのフィンガリングで切替バルブを操作すると、１オクターブ低いド（Ｃ）の音になる。切替バルブの操作に関わらず、強く吹くことによって倍音を出すことができることは言うまでもない。請求項２のバルブ機構によれば、それを備えた楽器を用いて演奏する楽曲中の各旋律において、切替バルブを切り替えるだけで同じ調性のまま（Ｃ管、Ｂ♭管といった楽器の基本的調性は変化させずに）理想的な管長を選択して音階調整を行いながら、高音域においても比較的低次数の倍音を利用することができる。このため、従来の金管楽器の運指法および重量をほとんど変更することなく広い音域にわたり演奏の自由度と確実性を飛躍的に向上させることができるという利点がある。この利点は、比較的高い音を出す楽器（たとえば、ピッコロトランペット）において顕著である。なぜならば、ピッコロトランペットやトランペットにおいては、最も低い基音（第１倍音）の発音がユーフォニウムやホルンと比較して楽器の特性上困難であるため、上記コンペンセイティングシステムにより得られる低音域の範囲が当該第１倍音よりも上に限定されているからである。

（請求項３記載の発明の特徴）
請求項３記載の発明に係る楽器用バルブ機構（以下、適宜「請求項３のバルブ機構」という）には、請求項１又は２のバルブ機構の基本的構成を備えさせた上で、前記主バルブ各々と前記副バルブ各々とが、互いに構造を略同一に構成してある。

請求項３のバルブ機構によれば、シンプルな構造によって１オクターブ低い音を出すことができる。すなわち、切替バルブの切り替えによって１オクターブ低い音を出すためには、主管の管長を音響学的に２倍にする必要があるが、対応する主バルブ各々と副バルブ各々との音響学的構造を略同じにしておけば、複雑な構造を採用しなくてもその必要を満たすことができる。

（請求項４記載の発明の特徴）
請求項４記載の発明に係る楽器用バルブ機構（以下、適宜「請求項４のバルブ機構」という）には、請求項３のバルブ機構の基本的構成を備えさせた上で、前記主バルブ各々が、側壁に囲まれた柱状空洞部を有する主バルブケーシング各々と、当該主バルブケーシング各々内部に長さ方向摺動可能に封入したピストンホール付き主ピストン各々と、当該主バルブケーシング各々外部に設けた当該柱状空洞部と両端連通する互いに長さの異なる主Ｕ字共鳴管各々と、を備え、前記副バルブ各々が、側壁に囲まれた柱状空洞部を有する副バルブケーシング各々と、当該副バルブケーシング各々内部に長さ方向摺動可能に封入したピストンホール付き副ピストン各々と、当該副バルブケーシング各々外部に設けた当該柱状空洞部と両端連通する互いに長さの異なる副Ｕ字共鳴管各々と、当該主バルブケーシング各々及び／又は当該副バルブケーシング各々内に配した付勢部材（たとえば、コイルバネ）各々と、を備え、当該副Ｕ字共鳴管各々の音響学的長さが、対応する当該主Ｕ字共鳴管各々の音響学的長さと略同じに設定してある。付勢部材各々は、主バルブケーシング各々と副バルブケーシング各々の何れか一方又は双方の内部に配してある。

請求項４のバルブ機構によれば、請求項３のバルブ機構の作用効果を、効果的に発揮させることができる。バルブ各々の操作は主ピストン各々及び副ピストン各々を、付勢部材の付勢力に抗しながら主バルブケーシング各々及び副バルブケーシング内で長さ方向に移動させる。移動によって、移動前は閉鎖されていた主Ｕ字共鳴管各々及び副Ｕ字共鳴管各々が連通される。連通によって、連通前に直接連通していた主管が主Ｕ字共鳴管各々及び副Ｕ字共鳴管を介した（遠回りした）連通（間接連通）し、これらによって、操作に係るバルブについて音程調整がなされる。バルブ操作各々を解除すると、解除に係る付勢部材各々が主ピストン各々及び副ピストン各々を元の位置に復帰させ、これによって、復帰に係る主Ｕ字共鳴管各々及び副Ｕ字共鳴管各々の連通が遮断される。主Ｕ字共鳴管各々と、これに対応する副Ｕ字共鳴管各々の音響学的長さを略同じに設定してあるから、主バルブとこれに対応する副バルブの連動によって、主管において下がる音程と迂回管において下がる音程とが、音響学的に略同じとなる。この結果、切替バルブの切替によって、主管単独の長さに比べた、主管及び主Ｕ字共鳴管と迂回管及び副Ｕ字共鳴管とを合わせた長さが音響学的に略２倍となり、これによって主管単独の場合に対して迂回管併用によって１オクターブ低い音程を確実に出すことができる。

（請求項５記載の発明の特徴）
請求項５記載の発明に係る楽器用バルブ機構（以下、適宜「請求項５のバルブ機構」という）には、請求項１乃至４何れかのバルブ機構の基本的構成を備えさせた上で、前記主Ｕ字共鳴管各々のうち少なくとも１個と前記副Ｕ字共鳴管各々のうち少なくとも１個とが、抜き差し管によって構成してある。

請求項５のバルブ機構によれば、請求項１乃至４何れかのバルブ機構の作用効果に加え、抜き差し管によって構成した主Ｕ字共鳴管各々及び副Ｕ字共鳴管各々は、その抜き差し調整によって主Ｕ字共鳴管及び対応する副Ｕ字共鳴管の長さを微調整することによって、音程の微調整を行うことができる。微調整を可能とすることによって、より確実な調性（主音を中心に他の音が秩序付けられ従属的な関係をもつこと）での演奏を可能とする。

（請求項６記載の発明の特徴）
請求項６記載の発明に係る楽器用バルブ機構（以下、適宜「請求項６のバルブ機構」という）には、請求項１乃至３何れかのバルブ機構の基本的構成を備えさせた上で、前記主バルブ各々と前記副バルブ各々が、ロータリーバルブにより構成してある。

請求項６のバルブ機構によれば、請求項１乃至３何れかのバルブ機構の作用効果をロータリーバルブによって生じさせることができる。柱状空洞部内部においてその円周方向にロータを回転させる方式のロータリーバルブを、主管及び迂回管の双方に挿入することによって好適な状態で上記作用効果を生じさせることができる。ロータリーバルブ以外のバルブ（たとえば、前掲したピストンバルブ）を排除する趣旨ではなく本発明の目的を達成可能なバルブであれば、その形式を問うものではないが、一般にロータリーバルブを用いることによって弦楽器や他の管楽器と響き合うやわらかい音が出せるといわれている。華やかで、他の楽器の上から聞こえるような目立つ音が出るといわれるピストンバルブと対照的である。好みに合わせて、ロータリーバルブ、ピストンバルブ、さらにこれら以外のバルブを選択するとよい。

（請求項７記載の発明の特徴）
請求項７記載の発明に係る金管楽器（以下、適宜「請求項７の金管楽器」という）は、請求項１乃至６何れかのバルブ機構を有するものである。トランペットやホルンが、金管楽器の代表例である。

請求項７の金管楽器によれば、請求項１乃至６何れかのバルブ機構の作用効果を発揮した演奏、すなわち、切替バルブの操作によって１オクターブ低い音を出すことができる。

（請求項８記載の発明の特徴）
請求項８記載の発明に係る金管楽器（以下、適宜「請求項８の金管楽器」という）では、請求項７の金管楽器を前提としてトランペットを、金管楽器とした。

請求項８の金楽器によれば、請求項１乃至６何れかのバルブ機構の作用効果をトランペットにて実現することができる。金管楽器をトランペットに限定する趣旨ではないが、ピストンバルブやロータリーバルブを採用したトランペットが広く普及しているので、そのようなトランペットに本発明を適用すれば広く普及を図ることができる。

（請求項９記載の発明の特徴）
請求項９記載の発明に係る楽器用バルブ機構（以下、適宜「請求項９のバルブ機構」という）は、マウスピースからベルに向かって順に挿入された各々ボトムスクリュー付の、第１乃至第４ピストンバルブと、当該第４ピストンバルブが備える抜き差し共鳴管と、を含む金管楽器（典型例として、ピッコロトランペットがある）に着脱可能なバルブ機構である。請求項９のバルブ機構は、一端と他端とを有する迂回管と、当該迂回管の途中に直列連通挿入した第１乃至第３副ピストンバルブと、当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々の内部に配した３個の連動機構と、を含めて構成してある。当該迂回管の一端及び他端は、取り外した抜き差し共鳴管の代わりに第４ピストンバルブに差し込み固定可能に構成してあり、当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々は、取り外したボトムスクリュー各々の代わりに当該第１乃至第３ピストンバルブ各々にスクリュー固定可能に構成してある。当該第１乃至第３副ピストンバルブのピストン上端各々と当該第１乃至第３ピストンバルブのピストン下端各々とを当該３個の連動機構各々により連結するとともに当該主バルブケーシング各々及び／又は当該副バルブケーシング各々内に付勢部材各々を配することによって、当該第１乃至第３ピストンバルブ各々の操作で当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々を連動操作可能に構成してある。ここで、当該迂回管が、当該第４ピストンバルブの操作によって、操作前に直接連通していた当該主管を途中迂回により間接連通させたときに、主管のみによって出す音よりも１オクターブ低い音を出せる長さに設定してある。

請求項９のバルブ機構によれば、たとえば、ピッコロトランペットのような既存の金管楽器に取り付けることによって、その金管楽器によって１オクターブ低い音が出せるようになる。ここで、ピッコロトランペットを例にとって説明する。ピッコロトランペットは、第１乃至４ピストンバルブを備え、第１乃至３ピストンバルブそれぞれが１音、半音、１音半下げるための共鳴管又は抜き差し管を必要に応じて備え、第４ピストンバルブは２音半下げるための抜き差し管を備えている。さらに、各ピストンバルブは、その底部にボトムスクリューを備えている。第１乃至３ピストンバルブのボトムスクリューを取り外し、その代わりに第１乃至第３の副ピストンバルブをスクリュー固定する。第４ピストンバルブのボトムスクリューは、取り外す必要がない。固定に先駆けて、第１乃至３副ピストンバルブ各々の上端と第１乃至３主ピストンバルブ各々の下端とを連動機構で両者連動可能に連結するとともに、付勢部材各々を内部に配する。付勢部材は金管楽器の構造に合わせて、主ピストンバルブ各々又は副ピストンバルブ各々の内部のみ、又は、双方の内部に配するとよい。付勢部材は、金管楽器内にもともと配されてものを、可能であれば流用してもよいし、配されていたものとは別の付勢部材を用いてもよい。第４ピストンバルブは、２音半下げるための抜き差し共鳴管を備えているが、この抜き差し共鳴管を引き抜いて、その代わりに迂回管の一端と他端を差し込み固定する。本来の第４ピストンバルブは、その操作によって抜き差し管を介した連通を行うためのものであるが、迂回管に差し替えることによって、迂回管を介した連通を行うことができる。迂回管を介した連通（間接連通）によってピッコロトランペットの音をオクターブ低くすることができる。運指は、第４ピストンバルブの操作を除いて、ピッコロトランペット単独の場合と同じである。ピッコロトランペットを含む金管楽器の「ソ（Ｇ）」は、「ド（Ｃ）」の倍音を利用して出す音である。請求項９のバルブ機構を備えたピッコロトランペットは、１オクターブ下げることができることは上述のとおりであるが、その１オクターブ下げた音そのものに加え、下げた音の倍音をも出すことができるようになる。すなわち、直接連通時の主管の音（音高）が第２倍音の「ド（２点ｃ）」であるとするなら、第４ピストンバルブの操作により発音可能な音は、１オクターブ下の「ド（１点ｃ）」、２音半下の「ソ（１点ｇ）」、同じ高さの「ド（２点ｃ）」、２音上の「ミ（２点ｅ）」、３音半上の「ソ（２点ｇ）」等となる。ここで、上記括弧内の記載は音の高さの区別を含んだ音名の表記である。ここで、請求項９のバルブ機構を取り付けていない従来のピッコロトランペットを考える。従来のピッコロトランペットは第４ピストンバルブの操作によって「ソ（１点ｇ）」の音を出すことができる。この従来のピッコロトランペットに請求項９のバルブ機構を取り付けると、上記第４ピストンバルブの機能を失うことになり「ソ（１点ｇ）」の音が出せなくなるようにも見える。しかし、上述したように、１オクターブ下げた「ド（１点ｃ）」が出せるなら、その倍音の１つである「ソ（１点ｇ）」を出すことができるから、第４ピストンバルブの機能を失わせることにならないのである。つまり、従来のピッコロトランペットが出すことのできる音をカバーした上で、それらの音に対し１オクターブ低い音をも出すことができるようになる。当該倍音を利用する限り、請求項９のバルブ機構の有無に関わらず同じ運指法を用いることができる。このように、請求項９のバルブ機構によれば、ピッコロトランペットのような既存の金管楽器を、ほぼ既存機能を保たせたまま１オクターブ低い音を出せる楽器に改良することができる。また、特別な接続方法を採用していないから、バルブ機構を簡単に取り外すことができ、これによって、既存の金管楽器に戻すこともできる。なお、上記作用効果は、他の請求項に係るバルブ機構及び金管楽器についても同じである。

（請求項１０記載の発明の特徴）
請求項１０記載の発明に係る楽器用バルブ機構（以下、適宜「請求項１０のバルブ機構」という）は、マウスピースからベルに向かって順に挿入された各々ボトムスクリュー付の、第１乃至第４ピストンバルブと、当該第４ピストンバルブが備える抜き差し共鳴管と、を含む金管楽器（典型例として、ピッコロトランペットがある）に着脱可能なバルブ機構である。請求項１０のバルブ機構は、一端と他端とを有する迂回管と、当該迂回管の途中に直列連通挿入した第１乃至第３副ピストンバルブと、当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々の内部に配した３個の連動機構と、を含めて構成してある。当該迂回管の一端及び他端は、取り外した抜き差し共鳴管の代わりに第４ピストンバルブに差し込み固定可能に構成してある。当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々を、取り外したボトムスクリュー各々の代わりに当該第１乃至第３ピストンバルブ各々にスクリュー固定可能に構成してある。当該第１乃至第３副ピストンバルブのピストン上端各々と当該第１乃至第３ピストンバルブのピストン下端各々とを当該３個の連動機構各々により連結するとともに当該主バルブケーシング各々及び／又は当該副バルブケーシング各々内に付勢部材各々を配することによって、当該第１乃至第３ピストンバルブ各々の操作で当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々を連動操作可能に構成してある。ここで、当該迂回管の音響学的長さが、当該主管の音響学的長さをＬとしたときに、当該第４ピストンバルブの操作によって操作前に直接連通していた当該主管を途中迂回により間接連通させたことによって略２Ｌとなるように設定してある。

請求項１０のバルブ機構によれば、たとえば、ピッコロトランペットのような既存の金管楽器に取り付けることによって、その金管楽器によって１オクターブ低い音が出せるようになる。ここで、ピッコロトランペットを例にとって説明する。ピッコロトランペットは、第１乃至４ピストンバルブを備え、第１乃至３ピストンバルブそれぞれが１音、半音、１音半下げるための共鳴管又は抜き差し管を必要に応じて備え、第４ピストンバルブは２音半下げるための抜き差し管を備えている。さらに、各ピストンバルブは、その底部にボトムスクリューを備えている。第１乃至３ピストンバルブのボトムスクリューを取り外し、その代わりに第１乃至第３の副ピストンバルブをスクリュー固定する。第４ピストンバルブのボトムスクリューは、取り外す必要がない。固定に先駆けて、第１乃至３副ピストンバルブ各々の上端と第１乃至３主ピストンバルブ各々の下端とを連動機構で両者連動可能に連結するとともに、付勢部材各々を内部に配する。付勢部材は金管楽器の構造に合わせて、主ピストンバルブ各々又は副ピストンバルブ各々の内部のみ、又は、双方の内部に配するとよい。付勢部材は、金管楽器内にもともと配されてものを、可能であれば流用してもよいし、配されていたものとは別の付勢部材を用いてもよい。第４ピストンバルブは、２音半下げるための抜き差し共鳴管を備えているが、この抜き差し共鳴管を引き抜いて、その代わりに迂回管の一端と他端を差し込み固定する。本来の第４ピストンバルブは、その操作によって抜き差し管を介した連通を行うためのものであるが、迂回管に差し替えることによって、迂回管を介した連通を行うことができる。迂回管を介した連通（間接連通）によって直接連通のときＬだった管長が略２Ｌとなるからピッコロトランペットの音をオクターブ低くすることができる。運指は、第４ピストンバルブの操作を除いて、ピッコロトランペット単独の場合と同じである。ピッコロトランペットを含む金管楽器の「ソ（Ｇ）」は、「ド（Ｃ）」の倍音を利用して出す音である。請求項１０のバルブ機構を備えたピッコロトランペットは、１オクターブ下げることができることは上述のとおりであるが、その１オクターブ下げた音そのものに加え、下げた音の倍音をも出すことができるようになる。すなわち、直接連通時の主管の音（音高）が第２倍音の「ド（２点ｃ）」であるとするなら、第４ピストンバルブの操作により発音可能な音は、１オクターブ下の「ド（１点ｃ）」、２音半下の「ソ（１点ｇ）」、同じ高さの「ド（２点ｃ）」、２音上の「ミ（２点ｅ）」、３音半上の「ソ（２点ｇ）」等となる。ここで、上記括弧内の記載は音の高さの区別を含んだ音名の表記である。ここで、請求項１０のバルブ機構を取り付けていない従来のピッコロトランペットを考える。従来のピッコロトランペットは第４ピストンバルブの操作によって「ソ（１点ｇ）」の音を出すことができる。この従来のピッコロトランペットに請求項１０のバルブ機構を取り付けると、上記第４ピストンバルブの機能を失うことになり「ソ（１点ｇ）」の音が出せなくなるようにも見える。しかし、上述したように、１オクターブ下げた「ド（１点ｃ）」が出せるなら、その倍音の１つである「ソ（１点ｇ）」を出すことができるから、第４ピストンバルブの機能を失わせることにならないのである。つまり、従来のピッコロトランペットが出すことのできる音をカバーした上で、それらの音に対し１オクターブ低い音をも出すことができるようになる。当該倍音を利用する限り、請求項１０のバルブ機構の有無に関わらず同じ運指法を用いることができる。このように、請求項１０のバルブ機構によれば、ピッコロトランペットのような既存の金管楽器を、ほぼ既存機能を保たせたまま１オクターブ低い音を出せる楽器に改良することができる。また、特別な接続方法を採用していないから、バルブ機構を簡単に取り外すことができ、これによって、既存の金管楽器に戻すこともできる。なお、上記作用効果は、他の請求項に係るバルブ機構及び金管楽器についても同じである。

（請求項１１記載の発明の特徴）
請求項１１記載の発明に係る金管楽器（以下、適宜「請求項１１の金管楽器」という）は、請求項９又は１０のバルブ機構を有するものである。トランペットやホルンが、金管楽器の代表例である。

請求項１１の金管楽器によれば、請求項９又は１０のバルブ機構の作用効果を発揮した演奏、すなわち、切替バルブの操作によって１オクターブ低い音を出すことができる。

（請求項１２記載の発明の特徴）
請求項１２記載の発明に係る金管楽器（以下、適宜「請求項１２の金管楽器」という）では、請求項１１の金管楽器を前提としてトランペットを、金管楽器とした。

請求項１２の金管楽器によれば、請求項１１のバルブ機構の作用効果をトランペットにて実現することができる。金管楽器をトランペットに限定する趣旨ではないが、ピストンバルブやロータリーバルブを採用したトランペットが広く普及しているので、そのようなトランペットに本発明を適用すれば広く普及を図ることができる。

本発明によれば、演奏される楽曲中の各旋律において同じ調性のまま瞬時に理想的な管長を選択して音階調整を行いながら、高音域においても比較的低次数の倍音を利用できるため、従来の金管楽器の運指法および重量をほとんど変更することなく広い音域にわたり演奏の自由度と確実性を飛躍的に向上させることができるという利点がある。

本実施形態に係るピッコロトランペットの正面図である。 本実施形態に係るピッコロトランペットの背面図である。 本実施形態に係るピッコロトランペットの平面図である。 第３バルブのバルブケーシング管路の縦断面図である。 図４に示す第３バルブの変形例を示す縦断面図である。 既存のピッコロトランペットの正面図である。 既存のピッコロトランペットにバルブ機構を取り付ける様子を示す正面図で ある。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 ピッコロトランペットの作用を示す図である。 従来技術を示す管路図である。 従来技術を示す管路図である。 従来技術を示す管路図である。 本実施形態に係る金管楽器の管路である。

各図を参照しながら、本発明の実施をするための最良の形態（以下、適宜「本実施形態」という）について説明する。図１は、本実施形態に係るピッコロトランペットの正面図であり、図２は、同じく背面図であり、図３は、同じく平面図である。図４は、第３バルブのバルブケーシング管路の縦断面図である。図５は、図４に示す第３バルブの変形例を示す縦断面図である。図６は、既存のピッコロトランペットの正面図である。図７は、既存のピッコロトランペットにバルブ機構を取り付ける様子を示す正面図である。図８〜１９は、ピッコロトランペットの作用を示す図である。図２０〜２２は、従来技術を示す管路図である。図２３は、本実施形態に係る金管楽器の管路である。

（バルブ機構と金管楽器）
図１〜５に基づいて。本実施形態に係る楽器用バルブ機構（以下、単に「バルブ機構」という）及びバルブ機構を備えた金管楽器について説明する。本実施形態では、金楽器の典型例であるピッコロトランペット（以下、適宜「トランペット」という）を取り上げて説明を行う。さらに、特に断らない限り、本明細書では「ピストンバルブ」のことを、特に断らない限り、単に「バルブ」と呼ぶ。

（トランペットの概略構造）
図１〜５に示すように、トランペット１は、マウスピース３とベル５との間に挿入したバルブ機構１５と、を備えている。バルブ機構１５は、マウスピース３とベル５とを直接連通する主管７と、主管７の途中に挿入した第４バルブ２６（切替バルブ２６）１個と、第４バルブ２６の操作によって、操作前に直接連通していた主管７を途中迂回により間接連通させる迂回管９と、主管７の途中に、第４バルブ２６よりもマウスピース３側（ベル５側でもよい）に直列連通挿入した主バルブ群２１と、迂回管９の途中に直列連通挿入した主バルブ群２１と同数の副バルブ群３１と、主バルブ群２１（副バルブ群３１）と同数の連動機構群４１と、を含めて構成してある。主バルブ群２１を構成する各主バルブ（第１主バルブ２３、第２主バルブ２４、第３主バルブ２５）と、副バルブ群３１を構成する各副バルブ（第１副バルブ３３、第２副バルブ３４、第３副バルブ３５）と、連動機構群を構成する各連動機構４１，・・（図４及び５参照）と、を互いに対応させてある。図１及び２が示すように、迂回管９は、第４バルブ２６と第１副バルブ３３とを連通するＬ字状の第１迂回部分管９ａと、第３副バルブ３５と第４バルブ２６とを連通するＵ字状の第２迂回部分管９ｂと、各副バルブ間を連通する枝管９ｃ，９ｃを含めて構成してある。ここで、第１主バルブ２３、第２主バルブ２４、第３主バルブ２５の何れか１又は２以上を操作することによって、その操作された主バルブに対応する（主バルブ内に配された）連動機構４１を介して対応する副バルブ（第１副バルブ３３、第２副バルブ３４、第３副バルブ３５）を連動操作可能に構成してある。さらに、迂回管９が、間接連通させたときに、主管７のみによって出す音よりも１オクターブ低い音を出せる長さ（主管７の音響学的長さをＬとしたときに、間接連通による主管７と第４バルブ２６を介した迂回管９との合計長さが略２Ｌとなる長さ）設定してある。本実施形態における連動機構４１は、ユニバーサルジョイント（自在継ぎ手）により構成してある。

（バルブ機構の構造）
引き続き、図１から５を参照する。主バルブ群２１を構成する第１主バルブ２３、第２主バルブ２４、第３主バルブ２５は、互いに略同じ構造を備えているので、ここでは、第３主バルブ２５を中心に説明する。第３主バルブ２５は、側壁２５ａに囲まれた柱状空洞部２５ｂを有する主バルブケーシング２５ｇと、主バルブケーシング２５ｇ内部に長さ方向摺動可能に封入したピストンホール２５ｈ付き主ピストン２５ｃと、主バルブケーシング２５ｇ外部に設けた柱状空洞部２５ｂと両端連通する主Ｕ字共鳴管２５ｖと、を備えている。主Ｕ字共鳴管２５ｖは、操作によって１音半下がる長さに設定してある。第３主バルブ２５が、第１主バルブ２３、第２主バルブ２４と構造的に異なるのは、主Ｕ字共鳴管の長さのみである。第１主バルブ２３の主Ｕ字共鳴管２３ｖは１音下がる長さ、第２主バルブ２４の主Ｕ字共鳴管２４ｖは半音下がる長さ、にそれぞれ設定してある。

副バルブ群３１を構成する第１副バルブ３３、第２副バルブ３４、第３副バルブ３５は、互いに略同じ構造を備えているので、ここでは、第３主バルブ２５と対応させた第３副バルブ３５を中心に説明する。第３主バルブ２５の側壁２５ａと一体に構成した側壁３５ａに囲まれた柱状空洞部３５ｂ（柱状空洞部２５ｂと連通している）を有する副バルブケーシング３５ｇと、副バルブケーシング３５ｇ内部に長さ方向摺動可能に封入したピストンホール３５ｈ付き副ピストン３５ｃと、副バルブケーシング３５ｇ外部に設けた柱状空洞部３５ｂと両端連通する副Ｕ字共鳴管３５ｖと、さらに、副バルブケーシング３５ｇ底部に配されたコイルバネ（付勢部材）４５と、を備えている。副Ｕ字共鳴管３５ｖは、主バルブ２５の操作によって連動操作されることによって１音半下がる長さに設定してある。第３副バルブ３５が、第１副バルブ３３、第２副バルブ３４と構造的に異なるのは、副Ｕ字共鳴管の長さのみである。第１副バルブ３３の副Ｕ字共鳴管３３ｖは１音下がる長さ、第２副バルブ３４の副Ｕ字共鳴管３４ｖは半音下がる長さ、にそれぞれ設定してある。副Ｕ字共鳴管各々の音響学的長さが、対応する当該主Ｕ字共鳴管各々の音響学的長さと略同じに設定してある。つまり、主Ｕ字共鳴管２３ｖは副Ｕ字共鳴管３３ｖと、主Ｕ字共鳴管２４ｖは副Ｕ字共鳴管３４ｖと、主Ｕ字共鳴管２５ｖは副Ｕ字共鳴管３５ｖと、それぞれ同じ長さ（音響学的に同じ長さ）になっている。上述した主及び副のＵ字共鳴管は、それぞれ対応する主及び副のバルブの操作によって連通され、操作解除によって閉鎖されるようになっている。なお、第３主バルブ２５（第３副バルブ３５）に設けた主Ｕ字共鳴管２５ｖ（副Ｕ字共鳴管３５ｖ）は、これを抜き差し管によって構成してある。長さ調整を可能とすることによって音程の修正を行えるようにするためである。同じ理由から、上記以外の主及び副Ｕ字共鳴管も併せて抜き差し管によって構成することもよい。

各連動機構４１は、第１主バルブ２３（第２主バルブ２４、第３主バルブ２５）の操作を対応する第１副バルブ３３（第２副バルブ３４、第３副バルブ３５）に伝達して連動させる役割を持ち、各コイルバネ４５は操作によって押し下げられた主ピストン２３ｃ（主ピストン２４ｃ、主ピストン２５ｃ）及びこれらに連動して押し下げられた副ピストン３３ｃ（副ピストン３４ｃ、副ピストン３５ｃ）を元の位置（操作前の位置）に弾性復帰させる役割を持っている。なお、本実施形態におけるコイルバネ４５は、副バルブケーシング３３，３４，３５の内部に配してあるが、これと共に主バルブケーシング２３，２４，２５の内部にも配してもよいし、これの代わりに主バルブケーシング２３，２４，２５の内部のみに配してもよい。第１主バルブ２３（第１副バルブ３３）と第２主バルブ２４（第２副バルブ３４）との間、第２主バルブ２４（第２副バルブ３４）と第３主バルブ２５（第３副バルブ３５）との間、第３主バルブ２５（第３副バルブ３５）と第４バルブ（切替バルブ）２６との間は、それぞれ主管７の一部を構成する枝管７ａ，・・（迂回管９の一部を構成する９ａ，・・）によって連通可能に連結してある。本発明の主体はバルブ機構１５とＵ字共鳴管を連結する組み合わせ方法にあるので、各バルブの作用説明は省略する。なお、図５に示す第３主バルブ２５（第３副バルブ３５）は、図４に示す第３主バルブ２５（第３副バルブ３５）の変形例であって、後者では別体であった主ピストン２５ｃと副ピストン３５ｃを前者では一体化した点、及び、後者では主バルブケーシング２５ａ内部にもコイルバネ（付勢部材）４５´を配した点のみ異がなっている。図５における符号４１´が連動機構として図４における連動機構４１に該当する。その他については両者共通であるから、共通の部材については図４で用いた符号をそのまま図５で用いた。

（トランペットの製造）
図６及び７を参照しながら、トランペット製造の１態様について説明する。本実施形態に係るトランペット１は、前述した構成を備え、それらの構成を組み合わせることによって製造することができる。一方、既存のトランペットを改良することによって製造することもできる。改良に好都合のトランペットは、ピッコロトランペットである。ピッコロトランペットは、第１乃至３バルブとともに第４バルブを備え、この第４バルブを主管の直接連通と迂回管を介した間接連通との切替に流用可能だからである。したがって、既存のピッコロトランペットが存在する場合、次に述べるバルブ機構を購入することにより入手して、その入手したバルブ機構を既存のピッコロトランペットに取り付けることにより、既存の音とともに、既存の音より１オクターブ低い音をも出すことのできるピッコロトランペットに改良することができる。項を改めて、具体的に説明する。

図６及び７において、マウスピース３からベル５に向かって順に挿入されたボトムスクリュー２３ｓ，２４ｓ，２５ｓ、２６ｓ付の、第１〜４バルブ（改良後、主バルブ１〜４となる）２３，２４，２５，２６と、少なくとも第４バルブ２６が備える抜き差し共鳴管９´と、を含む金管楽器、すなわち、典型例として、ピッコロトランペットが存在することを前提とする。このピッコロトランペット１にバルブ機構１５を着脱する。バルブ機構１５は、一端９ａ−１と他端９ｂ−１とを有する迂回管９と、迂回管９の途中に直列連通挿入した第１〜３副バルブ３３，３４，３５と、第１〜３副バルブ３３，３４，３５の内部に配した３個の連動機構（図７では図示を省略、図４参照）と、を含めて構成してある。迂回管の一端９ａ−１及び他端９ｂ−１は、取り外した抜き差し共鳴管（Ｕ字共鳴管２５ｖ）の代わりに第４バルブ２６の差し込み口２６−１，２３−１に差し込み固定可能に構成してある。迂回管９の途中への第１〜３副バルブ３３，３４，３５の挿入は、一端９ａ−１を一端に持つ第１迂回部分管９ａの他端９ａ−２を第１副バルブ３３の差し込み口３３−２に差し込み固定するとともに、他端９ｂ−１を一端に持つ第２迂回部分管９ｂの他端９ｂ−２を第３副バルブ３５の差し込み口３５−２に差し込み固定することによって行う。

ここで、ボトムスクリュー２３ｓ，２４ｓ，２５ｓ３個を取り外し、主バルブケーシング２３ａ，２４ａ，２５ａ内にあるピストン（図６及び７で省略、図４参照）の下端と、副バルブケーシング３３ａ，３４ａ，３５ａ内にあるピストン（図６及び７で省略、図４参照）の上端とを連動機構（図６及び７で省略、図４参照）によって連結する。副バルブケーシング３３ａ，３４ａ，３５ａ各々の上端には、主バルブケーシング２３ａ，２４ａ，２５ａのボトムスクリュー２３ｓ，２４ｓ，２５ｓを取り外したネジ跡と噛み合わせてスクリュー固定できるネジを形成してあり、このスクリュー固定によって両者を一体化させることができる。副バルブケーシング３３ａ，３４ａ，３５ａの底部には、付勢部材（図６及び７で省略、図４参照）を配してある。底部以外の１箇所又は２箇所以上に付勢部材を設けるようにしてもよい。以上により、第１〜３バルブ２３，２４，２５各々の操作で第１〜３副バルブ３３，３４，３５を各々連動操作可能な状態になる。さらに、迂回管９が、第４バルブ２６の操作によって、操作前に直接連通していた主管７を途中迂回により間接連通させたときに、主管７のみによって出す音よりも１オクターブ低い音を出せる長さに設定してあることは言うまでもない。このように既存のピッコロトランペットに本発明に係るバルブ機構１５を取り付けることによって、そのピッコロトランペットの本来の音とともに、その音よりも１オクターブ低い音が出せるようになる。このように、本実施形態によれば、任意の音域または可能な限り広い音域にわたり音階調整の自由度と確実性を向上させるという目的を、最小の部品数量で、運指の実用性と楽器の持ちやすさを損なわずに実現することができる。項を改めてより詳しく説明する。

すなわち、ピッコロトランペット１の第４バルブ２６は、本来、その操作によって抜き差し管９´（図６参照）を介した連通を行うためのものであるが、迂回管９に差し替えることによって、迂回管９を介した連通を行うことになる。迂回管９を介した連通（間接連通）によって直接連通のときＬだった管長が略２Ｌとなるからピッコロトランペット１の音をオクターブ低くすることができる。図８に示すピッコロトランペット１は、何れのバルブも操作していない状態（主管７が直接連通の状態）を示す。色濃く表示した部分が連通する部分であって、矢印は息の通過方向を示す（以下、同じ）。図９は、第４バルブ２６のみ操作した状態を示す。迂回路９を介した間接連通の様子を示す。運指は、第４バルブ２６の操作を除いて、ピッコロトランペット単独の場合と同じである。ピッコロトランペッ１の「ソ（Ｇ）」は、「ド（Ｃ）」の倍音を利用して出す音である。バルブ機構１５を備えたピッコロトランペット１は、１オクターブ下げることができることは前述のとおりであるが、その１オクターブ下げた音そのものに加え、下げた音の倍音をも出すことができるようになる。すなわち、直接連通時の主管の音（音高）が第２倍音の「ド（２点ｃ）」であるとするなら（図８参照）、第４ピストンバルブの操作により発音可能な音は、１オクターブ下の「ド（１点ｃ）」、２音半下の「ソ（１点ｇ）」、同じ高さの「ド（２点ｃ）」、２音上の「ミ（２点ｅ）」、３音半上の「ソ（２点ｇ）」等となる（図９参照）。バルブ機構１５を取り付けていない従来のピッコロトランペット１（図６参照）は第４バルブ２６の操作によって「ソ（１点ｇ）」の音を出すことができる。この従来のピッコロトランペット１にバルブ機構１５を取り付けると、第４バルブ２６の機能を失うことになり「ソ（１点ｇ）」の音が出せなくなるようにも見える。しかし、前述したように、１オクターブ下げた「ド（１点ｃ）」が出せるなら、その倍音の１つである「ソ（１点ｇ）」を出すことができるから、第４バルブ２６の機能を失わせることにならないのである。つまり、従来のピッコロトランペット１が出すことのできる音をカバーした上で、それらの音に対し１オクターブ低い音をも出すことができるようになる。当該倍音を利用する限り、バルブ機構１５の有無に関わらず同じ運指法を用いることができる。ちなみに、図１０〜１２に示すように第１主バルブ２３（第１副バルブ３３）のみを操作したときは「ファ（Ｆ）」とその倍音を、第１主バルブ２３（第１副バルブ３３）とともに、図１３〜１５第４バルブ２６を操作したときには、それらの１オクターブ低い音とそれらの倍音を出すことができる。図１６に示すように第２主バルブ２４（第２副バルブ３４）のみを操作したときは「シ（Ｂ）」とその倍音を、これととともに第４バルブ２６を操作したとき（図１７参照）には、それらの１オクターブ低い音とそれらの倍音を出すことができる。上記以外の運指についても同じことが言える。

（本実施形態の第１変形例）
図１８を参照しながら、本実施形態の第１変形例について説明する。第１変形例に係るトランペット１Ａが、図１及び２に係るトランペット１と異なるのは、部材の並び順であるから、図１８で使用する符号は、図１及び２で使用する符号と同じである。トランペット１Ａのマウスピース３は、第４バルブ２６に連通され、第４バルブ２６から第３主バルブ２５、第２主バルブ２４及び第１主バルブの順で連通され、第１主バルブ２３にベル５が連通している。迂回管９は、第３副バルブ３５と第４バルブ２６を連通する第１迂回部分管９ｂと、第４バルブ２６と第１副バルブ３３とを連通する第２迂回部分管９ａと、を含めて構成してある。

同じ長さのＵ字共鳴管２３ｖとＵ字共鳴管３３ｖが連結された第１主バルブ２３を操作すると全音分だけ主管７が延長され、同じ長さのＵ字共鳴管２４ｖとＵ字共鳴管３４ｖが連結された第２主バルブ２４を操作すると半音分だけ主管７が延長され、同じ長さのＵ字共鳴管２５ｖとＵ字共鳴管３５ｖが連結された第３主バルブ２５を操作すると全音半分だけ主管７が延長される。このように第１〜第３主バルブ２３〜２５を操作した場合はＵ字共鳴管３３ｖ，３４ｖ，３５ｖが迂回管９に連通しており、第４バルブ２６の操作によって主管７を迂回管９に連通（間接連通）させると主管７およびＵ字共鳴管２３ｖ，２４ｖ，２５ｖの長さが略２倍になる。また、第４バルブ２６の操作によって迂回管９を主管７から遮断する逆の方式も同様に実現可能である。

一般に金管楽器の倍音の各音程は、管の長さを２倍にすると１オクターブ下がることが音響学的にすでにわかっている。従って、もとの短い主管の音程が第２倍音のド（２点ｃ）であれば、バルブ４の操作により発音可能な音程は、１オクターブ下のド（１点ｃ）、２音半下のソ（１点ｇ）、同じ高さのド（２点ｃ）、２音上のミ（２点ｅ）、３音半上のソ（２点ｇ）等となる。ここで、括弧内は音の高さの区別を含んだ音名の表記である。

このようなバルブ装置と共鳴管の実装形態を採用したので、複数のバルブを同時に操作した場合の音程補正については、従来の金管楽器と同様に楽器演奏中の唇による音程の下方修正を行うのみで実用上充分であり、運指法や楽器の重量をほとんど変更することなく、比較的低次数の倍音域から確実に音を発音できる。また、演奏者は第４バルブ４の操作により１オクターブだけ音域が異なる２種類の楽器を常時選択でき、演奏中における楽器の切換え、即興的効果の創出が容易になる。さらに、長い主管に切換えた場合でも高次数の倍音を発音することができ、短い主管による同じ音域の音と比較あるいは瞬時に交換できるので、発音可能な音色の種類を増やす効果がある。

（本実施形態の第２変形例）
図１９に基づいて、本実施形態の第２変形例について説明する。ピッコロトランペット１´が、先に説明したピッコロトランペット１と異なるのは、ピッコロトランペット１のバルブ機構１５は主として２段重ねのピストンバルブによって構成したのに対し、ピッコロトランペット１´のバルブ機構２１´は、主として２段重ねのロータリーバルブによって構成した点である。以下、この点を中心に説明する。符号２３´は第１重ねロータリーバルブ、符号２４´は第２重ねロータリーバルブ、符号２５´は第３重ねロータリーバルブ、そして、符号２６´は第４ロータリーバルブを示す。第４ロータリーバルブ２６´は、単体バルブである。その他の部材については、図１及び２に示した部材と同じであるから、同じ部材については図１９に図１及び２に示した符号と同じ符号を示すに留め、それらの部材についての説明は省略する。各ロータリーバルブは第１〜４ロータリーバルブ２３´，２４´，２５´，２６´の柱状空洞部内で円周方向に回転するロータを有するバルブ装置を意味するが、本発明の主体はバルブとＵ字共鳴管を連結する組み合わせ方法にあるので、ロータリーバルブ装置内部の説明は省略する。

同じ長さのＵ字共鳴管２３ｖとＵ字共鳴管３３ｖとが連結された第１ロータリーバルブ２３´を操作すると全音分だけ主管７が延長され、同じ長さのＵ字共鳴管２４ｖとＵ字共鳴管３４ｖが連結された第２ロータリーバルブ２４´を操作すると半音分だけ主管７が延長され、同じ長さのＵ字共鳴管２５ｖとＵ字共鳴管３５ｖが連結された第３ロータリーバルブ２５´を操作すると全音半分だけ主管７が延長される。このように第１〜第３ロータリーバルブ２３´，２４´，２５´，２６´を操作した場合はＵ字共鳴管３３ｖ，３４ｖ，３５ｖが迂回管９に連通しており、第４ロータリーバルブ２６´の操作によって主管７を迂回管９に連通させると主管７及びＵ字共鳴管３３ｖ，３４ｖ，３５ｖの音響学的長さが略２倍になる。また、第４ロータリーバルブ２６´の操作によって迂回管９を主管７から遮断する逆の方式も同様に実現可能である。

同じ長さの共鳴管と迂回管路を連結させて同じ調性のまま容易に管路の選択ができ、主管の長さを瞬時に切換えるバルブ装置を取付けることによって、広い音域にわたり比較的低次数の倍音による音階調整を行えることが必要かつ運指法や重量をほとんど変更しないことが不可欠な金管楽器に好適である。

１ 金管楽器（トランペット、ピッコロトランペット）
３ マウスピース
５ ベル
７ 主管
９ 迂回管
１５ バルブ機構
２１ 主バルブ
２３ 第１主バルブ
２３´ 第１重ねロータリーバルブ
２４ 第２主バルブ
２４´ 第２重ねロータリーバルブ
２５ 第３主バルブ
２５´ 第３重ねロータリーバルブ
２６ 第４バルブ（切替バルブ）
２６´ 第４ロータリーバルブ（第４バルブ、切替バルブ）
２３ｖ，２４ｖ，２５ｖ、２６ｖ Ｕ字共鳴管
３１ 副バルブ機構
３３ 第１副バルブ
３４ 第２副バルブ
３５ 第３副バルブ
３３ｖ，３４ｖ，３５ｖ、３６ｖ Ｕ字共鳴管
４１ 連動機構
４５ コイルバネ（付勢部材）

Claims (12)

1. マウスピースとベルとの間に挿入する楽器用バルブ機構であって、
   マウスピースとベルとを直接連通する主管と、
   当該主管の途中に挿入した１個の切替バルブと、
   当該切替バルブのみの操作によって、操作前に直接連通していた当該主管を途中迂回により間接連通させる迂回管と、
   当該主管の途中に、当該切替バルブよりもマウスピース側又はベル側に直列連通挿入した主バルブ群と、
   当該迂回管の途中に直列連通挿入した当該主バルブ群と同数の副バルブ群と、
   当該主バルブ群と同数の連動機構群と、を含めて構成してあり、
   当該主バルブ群を構成する各主バルブと、当該副バルブ群を構成する各副バルブと、当該連動機構群を構成する各連動機構と、を互いに対応させてあり、
   当該各主バルブを操作することによって、当該対応する連動機構を介して当該対応する副バルブを連動操作可能に構成してあり、
   当該迂回管が、間接連通させたときに、主管のみによって出す音よりも１オクターブ低い音を直接連通の状態で行う運指と同じ運指で出せる長さに設定してある
   ことを特徴とする楽器用バルブ機構。
2. マウスピースとベルとの間に挿入する楽器用バルブ機構であって、
   マウスピースとベルとを直接連通する主管と、
   当該主管の途中に挿入した１個の切替バルブと、
   当該切替バルブのみの操作によって、操作前に直接連通していた当該主管を途中迂回により間接連通させる迂回管と、
   当該主管の途中に、当該切替バルブよりもマウスピース側又はベル側に直列連通挿入した主バルブ群と、
   当該迂回管の途中に直列連通挿入した当該主バルブ群と同数の副バルブ群と、
   当該主バルブ群と同数の連動機構群と、を含めて構成してあり、
   当該主バルブ群を構成する各主バルブと、当該副バルブ群を構成する各副バルブと、当該連動機構群を構成する各連動機構と、を互いに対応させてあり、
   当該各主バルブを操作することによって、当該対応する連動機構を介して当該対応する副バルブを連動操作可能に構成してあり、
   当該迂回管の音響学的長さが、当該主管の音響学的長さをＬとしたときに、当該迂回管を介した間接連通によって略２Ｌとなるように設定してあることにより、
   直接連通の状態で出る音が、間接連通の状態で直接連通の状態で行う運指と同じ運指を行うことにより１オクターブ低い音になるように構成してある
   ことを特徴とする楽器用バルブ機構。
3. 前記主バルブ各々と前記副バルブ各々とが、互いに音響学的構造を略同一に構成してある
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の楽器用バルブ機構。
4. 前記主バルブ各々が、側壁に囲まれた柱状空洞部を有する主バルブケーシング各々と、当該主バルブケーシング各々内部に長さ方向摺動可能に封入したピストンホール付き主ピストン各々と、当該主バルブケーシング各々外部に設けた当該柱状空洞部と両端連通する互いに長さの異なる主Ｕ字共鳴管各々と、を備え、
   前記副バルブ各々が、側壁に囲まれた柱状空洞部を有する副バルブケーシング各々と、当該副バルブケーシング各々内部に長さ方向摺動可能に封入したピストンホール付き副ピストン各々と、当該副バルブケーシング各々外部に設けた当該柱状空洞部と両端連通する互いに長さの異なる副Ｕ字共鳴管各々と、
   当該主バルブケーシング各々及び／又は当該副バルブケーシング各々内に配した付勢部材各々と、を備え、
   当該副Ｕ字共鳴管各々の音響学的長さが、対応する当該主Ｕ字共鳴管各々の音響学的長さと略同じに設定してある
   ことを特徴とする請求項３記載の楽器用バルブ機構。
5. 前記主Ｕ字共鳴管各々のうち少なくとも１個と前記副Ｕ字共鳴管各々のうち少なくとも１個とが、抜き差し管によって構成してある
   ことを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の楽器用バルブ機構。
6. 前記主バルブ各々と前記副バルブ各々が、ロータリーバルブにより構成してある
   ことを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の楽器用バルブ機構。
7. 請求項１乃至６何れか記載の楽器用バルブ機構を有する
   ことを特徴とする金管楽器。
8. トランペットである
   ことを特徴とする請求項７記載の金管楽器。
9. マウスピースとベルとを直接連通する主管と、
   マウスピースからベルに向かって順に挿入された各々ボトムスクリュー付の、第１乃至第４ピストンバルブと、当該第４ピストンバルブが備える抜き差し共鳴管と、を含む金管楽器に着脱可能な楽器用バルブ機構であって、
   一端と他端とを有する迂回管と、当該迂回管の途中に直列連通挿入した第１乃至第３副ピストンバルブと、当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々の内部に配した３個の連動機構と、を含めて構成してあり、
   当該迂回管の一端及び他端を、取り外した抜き差し共鳴管の代わりに第４ピストンバルブに差し込み固定可能に構成してあり、
   当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々を、取り外したボトムスクリュー各々の代わりに当該第１乃至第３ピストンバルブ各々にスクリュー固定可能に構成してあり、
   当該第１乃至第３副ピストンバルブのピストン上端各々と当該第１乃至第３ピストンバルブのピストン下端各々とを当該３個の連動機構各々により連結するとともに当該ピストンバルブ各々の主バルブケーシング各々及び／又は当該副ピストンバルブ各々の副バルブケーシング各々内に付勢部材各々を配することによって、当該第１乃至第３ピストンバルブ各々の操作で当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々を連動操作可能に構成してあり、
   当該迂回管が、当該第４ピストンバルブの操作によって、操作前に直接連通していた当該主管を途中迂回により間接連通させたときに、主管のみによって出す音よりも１オクターブ低い音を出せる長さに設定してある
   ことを特徴とする金管楽器に着脱可能な楽器用バルブ機構。
10. マウスピースとベルとを直接連通する主管と、
    マウスピースからベルに向かって順に挿入された各々ボトムスクリュー付の、第１乃至第４ピストンバルブと、当該第４ピストンバルブが備える抜き差し共鳴管と、を含む金管楽器に着脱可能な楽器用バルブ機構であって、
    一端と他端とを有する迂回管と、当該迂回管の途中に直列連通挿入した第１乃至第３副ピストンバルブと、当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々の内部に配した３個の連動機構と、を含めて構成してあり、
    当該迂回管の一端及び他端を、取り外した抜き差し共鳴管の代わりに第４ピストンバルブに差し込み固定可能に構成してあり、
    当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々を、取り外したボトムスクリュー各々の代わりに当該第１乃至第３ピストンバルブ各々にスクリュー固定可能に構成してあり、
    当該第１乃至第３副ピストンバルブのピストン上端各々と当該第１乃至第３ピストンバルブのピストン下端各々とを当該３個の連動機構各々により連結するとともに当該ピストンバルブ各々の主バルブケーシング各々及び／又は当該副ピストンバルブ各々の副バルブケーシング各々内に付勢部材各々を配することによって、当該第１乃至第３ピストンバルブ各々の操作で当該第１乃至第３副ピストンバルブ各々を連動操作可能に構成してあり、
    当該迂回管の音響学的長さが、当該主管の音響学的長さをＬとしたときに、当該第４ピストンバルブの操作によって操作前に直接連通していた当該主管を途中迂回により間接連通させたことによって略２Ｌとなるように設定してある
    ことを特徴とする金管楽器に着脱可能な楽器用バルブ機構。
11. 請求項９又は１０記載のバルブ機構を備えた金管楽器。
12. トランペットである
    ことを特徴とする請求項１１記載の金管楽器。

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