JP5825276B2 - 消音器 - Google Patents

Description

本発明は消音器に関する。

金管楽器に使用される消音器として、従来、消音器の外周面が金管楽器のベルの内周面に接するように取り付けられる消音器が知られている。例えば、特許文献１においては、椀状の底部と胴部からなる内部空間を有する消音器において、内部空間に連通して呼気を外部空間に排出する所定の長さを有する呼気排出通路部が設けられた構成が開示されている。

特許第４１１４１７１号公報

従来の技術において、消音器内部に存在する呼気排出通路部が消音器の性能に大きく影響を与えることが判明した。しかし、特許文献１においては「呼気排出通路部は音波の通る抵抗になる長さであれば良く、特に限定されない」とされており、従来の技術においては、消音器の性能を向上させるように消音器内部に呼気排出通路部を構成することはできなかった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、高性能の消音器（弱音器を含む）を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明においては、筒状部および閉塞部を備える本体と、本体の内側で第１の端部が開口するとともに本体の外側に第２の端部が開口する性能調整パイプとを備える消音器を構成し、第１の端部が閉塞部の近傍に配置されるとともに、第１の端部と第２の端部との間において性能調整パイプが曲がっているように当該性能調整パイプを構成した。

すなわち、消音器を構成する筒状部の外周面が金管楽器のベルの内周面に接するように取り付けられることにより、消音器の外周面とベルの内周面との間からは演奏者の呼気が漏れないように構成されている。このため、演奏者の呼気を排出する必要があり、筒状部と閉塞部とによって消音器の本体が中空となるように構成され、当該筒状部の閉塞部が存在しない側の端部が開口することによって演奏者の呼気が金管楽器から消音器の本体内に導入されるように構成されている。さらに、性能調整パイプの第１の端部が本体の内側で開口し、第２の端部が本体の外側に開口しているため、演奏者の呼気は第１の端部から性能調整パイプ内に導入され、第２の端部から本体の外側に排出されるように構成されている。

このような構成の消音器において閉塞部は、金管楽器によって出力される音の反射面となり、消音器の内側においては、閉塞部に向かって進行する直接音の音波と閉塞部で反射されて演奏者に向かって進行する反射音の音波とが併存する状態となる。従って、消音器の内側で開口する性能調整パイプの第１の端部の付近においても、直接音の音波と反射波の音波とが併存する。このため、第１の端部と閉塞部との距離の２倍（直接音と反射音との経路差）が音波の半波長の奇数倍あるいは波長の整数倍である場合、直接音の音波と反射波の音波とが干渉し、当該音波が過度に小さくあるいは大きくなる。この結果、第１の端部と閉塞部との距離に応じた特定の周波数でディップやピークのある音波が性能調整パイプから出力される。

そこで、本発明においては、第１の端部を閉塞部の近傍に配置することにより、可聴域の音において当該ディップやピークが発生しないように構成されている。すなわち、消音器の本体の内側に性能調整パイプの第１の端部を配置する際に、第１の端部を閉塞部の近傍に配置した状態で性能調整パイプが本体に取り付けられるように構成されている。そして、第１の端部を閉塞部の近傍に配置すれば、ディップやピークとなる周波数（第１の端部と閉塞部との距離に応じた特定の周波数）を可聴域外の周波数とすることができる。

具体的には、第１の端部と閉塞部との距離を数ｍｍ程度に設定すれば、第１の端部と閉塞部との距離を可聴域の音での干渉が生じない距離とすることができる。すなわち、経路差（第１の端部と閉塞部との距離の２倍）が波長／２となるようにするためには、第１の端部と閉塞部との距離を波長／４とすればよい。そこで、可聴域の音の上限周波数を５ｋＨｚとすれば、音速を３４０ｍ／ｓとした場合に波長は０．０６８ｍ（＝３４０／５０００）であり、第１の端部と閉塞部との距離を波長／４である１７ｍｍより小さくすれば、可聴域の音波でディップやピークのある癖のある音が性能調整パイプから出力されなくなる。また、可聴域の音の上限周波数を２０ｋＨｚとすれば、音速を３４０ｍ／ｓとした場合に波長は０．０１７ｍ（＝３４０／２００００）であり、第１の端部と閉塞部との距離を波長／４である４．２５ｍｍより小さくすることで、可聴域の音波でディップやピークのある癖のある音が性能調整パイプから出力されなくなる。従って、高性能の消音器を提供することができる。

さらに、消音器を使用した演奏を行う際に、演奏者は、マウスピースと消音器との間に存在する気体を振動させることによって音を出力させるが、消音器内において音響抵抗体（音響的な抵抗を与える物体）が存在すると気体の振動の発生自由度が抑制され、消音器内に生成される音波が安定化する。そこで、本発明にかかる消音器においては、本体の内側で第１の端部が開口するとともに本体の外側に第２の端部が開口する性能調整パイプが備えられ、消音器の内側で性能調整パイプ内に導入された演奏者の呼気が性能調整パイプを通って消音器の外側に排出されるように構成されている。従って、性能調整パイプが消音器内に存在しない場合と比較して、性能調整パイプを消音器内に存在させる構成においては、音波を安定化させやすくなる。

消音器内に音響抵抗体としての性能調整パイプを存在させることによって音波を安定化させる構成においては、性能調整パイプの長さが長いほど気体の振動の発生自由度を容易に抑制することができるため、性能調整パイプの長さが長いほど消音器内に生成される音波が安定化させやすくなる。そこで、本発明においては、第１の端部と第２の端部との間において性能調整パイプが曲がっているように構成した。すなわち、第１の端部と第２の端部との間において性能調整パイプが曲がっていることにより、消音器の内側に存在する限られた空間に性能調整パイプを配置する構成であっても当該性能調整パイプの長さを長くすることができる。この結果、消音器の小型化と消音器内に生成される音波の安定化を両立させることができ、総合的な性能の高い消音器を提供することができる。

さらに、消音器を構成する筒状部の外周面が金管楽器のベルの内周面に接するように取り付けられ、当該筒状部の開口端（ベル側の端部）が閉塞部によって閉塞されている構成の消音器において、当該閉塞部は金管楽器によって出力される音の反射面となる。そして、この構成においては、一般的に、消音器を使用した場合に金管楽器から出力される音の音程と消音器を使用しない場合に金管楽器から出力される音の音程との変動を抑制するため、消音器が金管楽器に取り付けられる位置が調整される。

閉塞部は音波の反射面として機能する必要があるため、当該閉塞部に消音器内外を直接的に通じさせる穴（閉塞部の表と裏（本体の外側と内側）を通じさせる穴）が形成されている場合や、性能調整パイプの長さが十分でない場合には、閉塞部の音波の反射面としての機能が減殺され、音波の安定化が困難になる。しかし、本発明にかかる消音器においては、第１の端部から導入された演奏者の呼気が性能調整パイプを通じて第２の端部から排出されるように構成されているため、仮に、閉塞部に形成された穴に性能調整パイプの第２の端部が取り付けられる構成であったとしても、閉塞部に消音器内外を直接的に通じさせる穴を形成する必要はない。従って、閉塞部に消音器内外を直接的に通じさせる穴が形成されている場合や、性能調整パイプの長さが十分でない場合と比較して、容易に音波を安定化させることができる。さらに、当該閉塞部が音波の反射面として機能する構成においては、性能調整パイプの長さが長いほど反射面としての閉塞部の機能が明確に発現し（閉塞部に直接的に穴が形成されている状況と異なった状況となり）、閉塞部の機能が減殺される消音器を使用した場合と比較して、金管楽器から出力される音の変動を抑制することができる。

ここで、消音器の本体を構成する筒状部は、当該筒状部の外周面が金管楽器のベルの内周面に接するように取り付けられることで、消音器の外周面とベルの内周面との間からは演奏者の呼気が漏れないように構成されていればよい。従って、筒状部の外周面にベルの内周面との接触性を高める部材が取り付けられていてもよいし、外周面が金管楽器のベルの形状に沿ってベルの形状よりも緩やかに変化するように（例えば、外側に向けてベルよりも緩やかに外周の径が徐々に大きくなるように）構成されていても良い。また、筒状部は、薄い板状の壁面が軸の周囲に存在することで軸方向の両端が開口するように構成された部材であれば良く、素材や外周径、内周径は限定されない。

閉塞部は、筒状部の一方の端部を閉塞する壁面を構成すれば良く、例えば、薄い板状の部材が筒状部の一方の端部に取り付けられる構成等を採用可能である。すなわち、閉塞部が取り付けられた筒状部の端部（一方の端部）と逆側の端部を金管楽器に挿入するとともに、筒状部の外周面を金管楽器のベルの内周面に接触させることによって本体を金管楽器に取り付けるように構成されている。この結果、閉塞部が金管楽器の外側に露出し、筒状部における閉塞部と逆側の端部が金管楽器の内側に隠れた状態、例えば、トランペットであれば、閉塞部が演奏者と反対側に配置され、筒状部における閉塞部と逆側の端部が演奏者側に配置された状態となる。むろん、閉塞部と筒状部とは一体的に形成されてもよいし、別体であった閉塞部と筒状部とが連結される構成であっても良い。

性能調整パイプは、両端が開口したパイプであれば良く、本体の内側で第１の端部が開口するとともに本体の外側に第２の端部が開口するように、第１の端部と第２の端部との間において性能調整パイプが曲げられていればよい。第１の端部と第２の端部との間における曲率の変化は特に限定されず、直線状の部位と曲げられた部位とが接合された形状であっても良いし、曲率が連続的に変化するように曲げられた形状（例えばらせん状）であってもよい。なお、曲率は離散的に変化してもよいが、特定の音波でディップやピークが生じることや吹奏感の悪化等を防止するためには曲率が連続的に変化する構成の方が好ましい。

第２の端部は筒状部で開口してもよいし閉塞部で開口してもよい。閉塞部で第２の端部が開口する構成としては、例えば、閉塞部に性能調整パイプが取り付けられる穴が形成され、性能調整パイプが当該穴に取り付けられることによって第２の端部が本体の外側に開口する構成を採用可能である。すなわち、第１の端部は閉塞部の近傍に配置されるため、性能調整パイプの第１の端部が閉塞部の近傍で開口し、性能調整パイプが閉塞部の穴に取り付けられて当該穴を塞ぐとともに第２の端部が消音器の外側に開口するように構成される。

曲がっている性能調整パイプによって当該構成を実現するためには、閉塞部の近傍の第１の端部から性能調整パイプが閉塞部の逆側（すなわち、演奏者側）に延び、再度閉塞部に向かって延びるように曲げられ、性能調整パイプが閉塞部に到達する位置に穴が形成されており、性能調整パイプが当該穴に取り付けられて当該穴を塞ぐとともに第２の端部が消音器の外側に開口する構成となる。

従って、第２の端部が閉塞部以外の部位（筒状部）に形成された穴を介して開口する構成と比較して、消音器本体内の限られた空間を有効に使用して性能調整パイプの長さを長くすることができる。また、通常の金管楽器においてはベルの端面周辺を除くほとんどの管体が細長い管体である。従って、ベルに取り付けられる消音器の筒状部も細長い形状となることが多く、このような場合において、閉塞部の近傍の第１の端部から性能調整パイプが閉塞部の逆側に延び、再度閉塞部に向かって延びるように曲げられる構成とすれば、細長い筒状部内の空間を有効に使用しながら性能調整パイプの長さを長くすることが可能になる。例えば、従来技術（特許第４１１４１７１号公報等）では実現されていないような、消音器の最大径（筒状部の軸に垂直な方向における消音器内の空間の長さの最大値）よりも長い性能調整パイプを消音器内に設置する構成を容易に実現することが可能である。

なお、音程の変化の抑制や音波の安定化のためには、上述のように性能調整パイプが長いほど好ましいが、他の視点から性能調整パイプの長さの上限を規定してもよい。例えば、性能調整パイプの長さを、金管楽器の各実用音で共鳴しない長さとしてもよい。すなわち、上述のように金管楽器には実際の演奏に使用される複数個の実用音が存在し、過度に性能調整パイプの長さを長くすると、性能調整パイプの長さが各実用音で共鳴し得る長さとなる。このような場合、金管楽器の演奏中に、演奏者が気体に与えたエネルギーが共鳴に消費され、本来の演奏音を出力するためのエネルギーが損失するため、吹奏感が悪くなってしまう。そこで、性能調整パイプの長さを、金管楽器の各実用音で共鳴しない長さとすれば、エネルギー損失が発生せずに快適に演奏可能な消音器を提供することが可能になる。

このように、性能調整パイプを金管楽器の各実用音で共鳴しない長さにするためには、金管楽器で使用される音の周波数が離散的（ＣとＣ♯の間には周波数の隔たりがある等）であることを利用し、離散的な周波数の間の周波数の音波と性能調整パイプとが共鳴し得るように性能調整パイプの長さを設定してもよい。すなわち、性能調整パイプの長さが金管楽器の各実用音の半波長と異なる長さとなるように構成してもよい。

さらに、性能調整パイプを金管楽器の実用音で共鳴しない長さにするために、性能調整パイプを金管楽器の実用音域内の最高音の半波長より短くしてもよい。すなわち、この長さであれば、金管楽器の実用音域内の音の全ての音に対して実質的に共鳴しないように性能調整パイプを構成することができる。例えば、トランペットの実用音域の最高音を９２０Ｈｚ程度と見なし、音速を３４０ｍ／ｓとした場合、実用音域の最高音の波長の１／２は１８５ｍｍ程度となる（１８５≒（３４０／９２０／２）×１０００）。従って、性能調整パイプの長さを１８５ｍｍより短くすれば、性能調整パイプをトランペットの実用音域内の最高音の半波長より短くすることができる。

むろん、実用音域の最高音は演奏者や演奏目的によって変動させることが可能であり、例えば、ジャズ演奏の場合に実用音域の最高音が１０５０Ｈｚである場合に、性能調整パイプの長さを１６２ｍｍ（１６２≒（３４０／１０５０／２）×１０００）より短くする構成等を採用してもよい。

さらに、第１の端部は閉塞部の近傍であれば良く、第１の端部が閉塞部に近いほどディップやピークが生じ得る音波の周波数が可聴域から離れるものの、演奏者の呼気が性能調整パイプに導入されにくくなるほど第１の端部を閉塞部に接近させることはできない。そこで、第１の端部と閉塞部との距離を、演奏者の呼気が性能調整パイプに導入される際に演奏者に抵抗を感じさせない距離に設定することが好ましい。

このような構成の例としては、例えば、第１の端部と閉塞部との間に形成される演奏者の呼気の流路の演奏者の呼気の流れに垂直な方向の断面積が、性能調整パイプの内周の軸に垂直な方向の断面積以上であるような構成を採用可能である。すなわち、演奏者の呼気は、第１の端部が閉塞部の近傍に配置されることによって第１の端部と閉塞部との間に形成される空間を通って性能調整パイプ内に導入されるため、第１の端部と閉塞部との間には演奏者の呼気の流路が形成される。そして、当該演奏者の呼気の流路における演奏者の呼気の流れ（複数の方向に流れる場合には代表的な流れ）に垂直な方向の断面積によって流路の大きさを定義できる。また、性能調整パイプの内側も演奏者の呼気の流路となっており、この場合における流路の大きさは性能調整パイプの内周の軸に垂直な方向の断面積によって定義できる。そして、前者が後者より大きければ性能調整パイプ内に演奏者の呼気が導入される際に過度の抵抗となることはない。そこで、第１の端部と閉塞部との間に形成される演奏者の呼気の流路の演奏者の呼気の流れに垂直な方向の断面積が、性能調整パイプの内周の軸に垂直な方向の断面積以上であるように構成すれば、演奏者の呼気が性能調整パイプに導入される際に演奏者に抵抗を感じさせないように第１の端部を配置することが可能である。

（１Ａ）は消音器の断面図、（１Ｂ）は消音器を閉塞部側から眺めた図である。 （２Ａ）（２Ｂ）は共鳴強度の強さの周波数特性を性能調整パイプの長さ毎に示す図である。 共鳴強度の強さの周波数特性を性能調整パイプの長さ毎に示す図である。 （４Ａ）は消音器の断面図、（４Ｂ）は消音器を閉塞部側から眺めた図である。 消音器の断面図である。 消音器の断面図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）消音器の構成：
（２）性能調整パイプの長さ：
（３）他の実施形態：

（１）消音器の構成：
図１Ａ、１Ｂは、本発明の一実施形態にかかる消音器を示す図である。図１Ａはトランペットのベル１に装着された消音器をトランペットの管の軸に沿って切断した場合の断面図である。本実施形態にかかる消音器は筒状部１１と閉塞部１２とからなる本体１０を備えており、当該本体１０の内側には性能調整パイプ２０が取り付けられている。また、本体１０には音程調整のための音程調整部材３１が取り付けられている。

筒状部１１は板状の部材で構成されており、軸に沿って内径及び外径が徐々に変化する形状である。すなわち、筒状部１１は、略円錐台の形状であり、本実施形態において、円錐台の側面に相当する壁面は図１Ａに示す断面において直線ではなく曲線であり、軸に沿って徐々に曲率が変化する。また、筒状部１１における軸方向の一方の端部は他方の端部よりも内径が大きい。本実施形態においては、内径が大きい方の端部１４（下底に相当する端部）に閉塞部１２が連結され、内径が小さい方の端部１３（上底に相当する端部）は開口している。従って、本体１０は一端が開口した中空の部材である。

閉塞部１２は板状の部材で構成されており、本体１０の外部に露出する閉塞部１２の外面は略椀状の形状である。閉塞部１２の内面も略椀状の形状であるが、その中央（筒状部１１の軸と閉塞部１２との交点）には音程調整部材３１から延びる棒状部材３２を固定するための柱状部材であるボス１２ａが形成されている。ボス１２ａは、本体１０の内側において筒状部１１の軸方向に沿って延びる部材であり、筒状部１１の軸と同一の軸を有する円柱状の穴１２ｂが形成されている。

棒状部材３２は、金属製（例えば、アルミ製）の円筒部材であり、棒状部材３２の外径はボス１２ａの穴１２ｂの内径よりもわずかに小さくなっている。従って、棒状部材３２を穴１２ｂに挿入することによって棒状部材３２をボス１２ａに固定することができる。

音程調整部材３１は、板状の部材で構成された略円錐台の形状の部材であり、本実施形態において、円錐台の側面は図１Ａに示す断面において直線である。また、音程調整部材３１の円錐台における内径が小さい方の端部３１ｃ（上底に相当する端部）は閉塞しており、内径が大きい方の端部３１ａ（下底に相当する端部）は開口している。従って、音程調整部材３１も一端が開口した中空の部材である。音程調整部材３１の端部３１ｃには棒状部材３２を固定するための柱状部材であるボス３１ｂが形成されている。ボス３１ｂは、音程調整部材３１の内側において音程調整部材３１の軸方向に沿って延びる部材であり、音程調整部材３１の軸と同一の軸を有する円柱状の穴が形成されている。当該穴の内径は、棒状部材３２の外径よりわずかに大きくなっている。従って、棒状部材３２を当該穴に挿入することによって棒状部材３２をボス３１ｂに固定することができる。

図１Ａにおいては、棒状部材３２がボス１２ａの穴１２ｂおよびボス３１ｂの穴に挿入されることにより、棒状部材３２を介して音程調整部材３１が本体１０に対して取り付けられた状態を示している。なお、音程調整部材３１を軸に垂直な方向の面に投影した図は、筒状部１１の端部１３に形成される開口部を軸に垂直な方向の面に投影した図に内包される。従って、棒状部材３２を穴１２ｂに押し込みながら音程調整部材３１を本体１０側に移動させることにより、端部１３よりも本体１０の内側に音程調整部材３１を挿入することが可能であるとともに、棒状部材３２を穴１２ｂに挿入した状態で音程調整部材３１を本体１０と逆側に移動させることにより、棒状部材３２が穴１２ｂに固定されなくなるまで音程調整部材３１を引き出すことが可能である。ここで、トランペットに装着されたマウスピースに演奏者が唇をつけて呼気を導入した場合、演奏者の唇の振動による音波が伝搬する。この音波によってトランペット内部に定在波が発生し、発生した定在波によってトランペットから出力される音の音程が定まる。よって、音程調整部材３１の位置を変化させると、前述の音波が伝搬する経路の断面積を変化させることができ、トランペットから出力される音の音程を調整することが可能である。

本実施形態にかかる筒状部１１においては、外周に摩擦係数の大きい緩衝材（スポンジ等の樹脂）１１ａが巻き付けられている。また、筒状部１１における曲率は、本体１０の装着対象となるトランペットのベル１の曲率よりも軸方向の単位距離あたりの変化が小さい。従って、本体１０の端部１３をベル１内に挿入して本体１０をベル１内に移動させると、やがて、筒状部１１の外周に取り付けられた緩衝材１１ａの外周がベル１の内周に密着する。この状態においてさらに本体１０をベル１内に押し込むと、緩衝材１１ａが変形するとともに摩擦力によって本体１０がベル１に固定された状態となる。

本実施形態においては、緩衝材１１ａの厚さを所定の厚さとしており、緩衝材１１ａの変形量にある程度の幅があるため、本体１０をベル１に固定する位置にある程度の幅がある。従って、本体１０をベル１に固定する位置を調整することによって音程を調整することが可能である。

性能調整パイプ２０は、円筒部材であり、一方の端部から他方の端部までの軸の形状が、直線状の部位と円弧状の部位と直線状の部位とが連結された形状となるような円筒形状である。すなわち、性能調整パイプ２０は、図１Ａに示すように略平行の直線状の部位と各直線状の部位に連結する円弧状の部位とによって構成されている。

性能調整パイプ２０の両端は開口しており、図１Ｂ（閉塞部１２を本体１０の外側から見た図）に示すように、第１の端部２０ａは消音器の本体１０の内側で開口し、第２の端部２０ｂは消音器の本体１０の外側に開口する。すなわち、閉塞部１２においては、裏側（本体１０の内側）に、演奏者方向に延びるボス１２ｃが形成されており、当該ボス１２ｃは筒状部１１の軸に平行な円柱状の穴が形成され、当該穴は閉塞部１２の表裏（本体１０の外側と内側）を貫通している。当該穴の内径は性能調整パイプ２０の外径よりもわずかに大きくなっており、当該穴に対して性能調整パイプ２０の第２の端部２０ｂを挿入して性能調整パイプ２０を固定することができる。そして、性能調整パイプ２０の第２の端部２０ｂがボス１２ｃに挿入されることにより、第２の端部２０ｂが本体１０の外側に開口することになる。

性能調整パイプ２０は、第１の端部２０ａと第２の端部２０ｂとの間で半円状に曲がっているため、性能調整パイプ２０の第２の端部２０ｂがボス１２ｃに挿入されて固定された状態において性能調整パイプ２０の第１の端部２０ａは第２の端部２０ｂと同方向に開口している。さらに、性能調整パイプ２０は直線状の部位と曲がった部位と直線状の部位とが連結された形状であるが、第２の端部２０ｂ側の直線状の部位は第１の端部２０ａ側の直線状の部位よりも長い。従って、第１の端部２０ａは閉塞部１２に到達せず、第１の端部２０ａは閉塞部の近傍で閉塞部１２側に開口した状態となる。この結果、本実施形態においては、演奏者の呼気がトランペットの管から本体１０内に導入され、本体１０内の呼気がさらに性能調整パイプ２０の第１の端部２０ａに導入され、性能調整パイプ２０内の呼気は性能調整パイプ２０の第２の端部２０ｂから本体１０の外側に排出されることになる。

さらに、本実施形態においては、第１の端部２０ａと閉塞部１２の内壁との距離Ｌが４．２５ｍｍより小さくなるように、性能調整パイプ２０の長さおよび曲率が調整されている。すなわち、閉塞部１２は、音波の反射面となるため、第１の端部２０ａと閉塞部１２の内壁との距離Ｌの２倍が、半波長の奇数倍あるいは波長の整数倍と等しい音波においては、閉塞部１２への進行波と反射波とで減衰あるいは共鳴が生じる。従って、他の波長の音波と比較してディップやピークが現れることになる。閉塞部１２への進行波と反射波とで減衰あるいは共鳴が生じる条件の中で最も距離Ｌが短くなる条件は、２×Ｌ＝波長／２であるため、周波数＝音速／波長の式を利用して距離Ｌを周波数ｆに変換すると、ｆ＝ｖ／（４Ｌ）である（ｖは音速）。従って、音速を３４０ｍ／ｓとすると、距離Ｌ＝４．２５ｍｍに対応する周波数は２００００Ｈｚ（＝３４０／（４×（４．２５／１０００）））である。このため、距離Ｌ＝４．２５ｍｍは可聴域の上限の周波数で減衰あるいは共鳴が生じる長さであり、本実施形態においては、第１の端部２０ａと閉塞部１２の内壁との距離Ｌが４．２５ｍｍより小さくなるようにすることで可聴域の音波でディップやピークが生じないように構成されている。

第１の端部２０ａと閉塞部１２の内壁との距離Ｌが４．２５ｍｍより短い場合には可聴域の音波でディップやピークが生じないが、過度に距離Ｌを小さくすると演奏者の呼気が性能調整パイプ２０に導入される際に抵抗になるため、演奏者が演奏する際に抵抗を感じない距離となるように距離Ｌが設定される。すなわち、第１の端部２０ａと閉塞部１２との間に形成される演奏者の呼気の流路の演奏者の呼気の流れに垂直な方向の断面積が、性能調整パイプ２０の内周の軸に垂直な方向の断面積以上であるように構成されている。

本実施形態においては、性能調整パイプ２０の外周を第１の端部２０ａと閉塞部１２との間に形成される空間に延長することを想定し、性能調整パイプ２０の延長部分における外周の表面積が第１の端部２０ａと閉塞部１２との間に形成される演奏者の呼気の流路の演奏者の呼気の流れに垂直な方向の断面積と見なし、当該断面積が、性能調整パイプ２０の内周の軸に垂直な方向の断面積以上であるように構成される。この構成によれば、演奏者の呼気が性能調整パイプに導入される際に演奏者に抵抗を感じさせないように第１の端部２０ａを配置することが可能である。

（２）性能調整パイプの長さ：
消音器をトランペットに装着して演奏を行う場合、演奏者はマウスピースと消音器との間に存在する気体を振動させることによって音を出力させるが、消音器内に音響抵抗体が存在すると気体の振動の発生自由度が抑制され、消音器内に生成される音波が安定化する。本実施形態においては、本体１０の内側で第１の端部２０ａが開口するとともに本体１０の外側に第２の端部２０ｂが開口する性能調整パイプ２０が取り付けられる。従って、本実施形態においては、性能調整パイプ２０が本体１０内に存在しない場合と比較して音波を安定化させやすくなる。

そして、性能調整パイプ２０の長さが長いほど気体の振動の発生自由度を容易に抑制することができるため、性能調整パイプ２０の長さが長いほど本体１０内に生成される音波が安定化させやすくなる。本実施形態においては、第１の端部２０ａと第２の端部２０ｂとの間において、性能調整パイプ２０が曲がっているため、消音器の本体１０の内側に存在する限られた空間内で性能調整パイプ２０の長さをできるだけ長くすることができる。従って、消音器の小型化と消音器内に生成される音波の安定化を両立させることができ、総合的な性能の高い消音器を提供することができる。

さらに、本実施形態においては、第１の端部２０ａから導入された演奏者の呼気が性能調整パイプ２０を通じて第２の端部２０ｂから排出されるように構成されているため、閉塞部１２には、消音器の本体１０の内外を直接的に通じさせる穴を形成する必要はない。そして、閉塞部１２に消音器の本体１０の内外を直接的に通じさせる穴が形成されている場合や、性能調整パイプ２０の長さが十分でない場合には、閉塞部１２の音波の反射面としての機能が減殺されるが、本実施形態においては、閉塞部１２が音波の反射面として確実に機能する。この結果、容易に音波を安定化させることができる。

なお、当該閉塞部１２が音波の反射面として機能する構成においては、性能調整パイプ２０の長さが長いほど反射面としての閉塞部の機能が明確に発現し、閉塞部の機能が減殺される消音器を使用した場合と比較して、金管楽器から出力される音の変動を抑制することができる。従って、第１の端部２０ａと第２の端部２０ｂとの間において性能調整パイプ２０が曲がっている本実施形態においては、消音器を使用しない場合における演奏音に類似した演奏音を出力することが可能である。

以下、性能調整パイプ２０の長さが長いことによる効果を図とともに説明する。図２Ａは共鳴強度の強さの周波数特性を性能調整パイプ２０の長さ毎に示す図であり、一点鎖線は性能調整パイプ２０が２０ｍｍの直線状である場合、破線は性能調整パイプ２０が１６０ｍｍであり図１Ａに示すように曲がっている場合の周波数特性を示している。なお、実線は消音器をベル１に装着しない場合における共鳴強度の強さの周波数特性を示している。従って、実線で示す周波数特性において共鳴強度の強さのピークとなっている部分が、消音器を使用しない状態でトランペットから出力される通常の音に相当する。

図２Ａに示す全周波数域において、２０ｍｍの性能調整パイプ２０よりも１６０ｍｍの性能調整パイプ２０の方が、消音器を使用しない状態での共鳴強度のピーク周波数に近い周波数で共鳴強度がピークになっている。従って、性能調整パイプ２０が長い方が、消音器をしない状態で出力される音の音程に近い音を出力することが可能である。

図２Ｂは、図２Ａにおけるピーク強度付近（共鳴強度８４〜９２）を拡大した図である。同図２Ｂに示すように、２０ｍｍの性能調整パイプ２０と１６０ｍｍの性能調整パイプ２０とを比較すると、図２Ｂに示す全周波数域において、２０ｍｍの性能調整パイプ２０よりも１６０ｍｍの性能調整パイプ２０の方がピークの共鳴強度が大きくなっている。従って、２０ｍｍの性能調整パイプ２０よりも１６０ｍｍの性能調整パイプ２０の方が容易に共鳴音を発生させることが可能であり、演奏者が容易に音波を安定化させることが可能であることが裏付けられる。

このように、音程の変化の抑制や音波の安定化のためには性能調整パイプができるだけ長い方が好ましいが、本実施形態においては他の視点から性能調整パイプの長さの上限も規定されている。すなわち、本実施形態においては、性能調整パイプ２０の長さは、トランペットの実用音域内の最高音の半波長より短くなるように構成されている。この結果、トランペットの実用音で共鳴しないように構成されている。

図３は、共鳴強度の強さの周波数特性を性能調整パイプ２０の長さ毎に示す図であり、破線は性能調整パイプ２０が１８５ｍｍであり図１Ａに示すように曲がっている場合、実線は性能調整パイプ２０が１６０ｍｍであり図１Ａに示すように曲がっている場合の周波数特性を示している。同図３に示すように、１８５ｍｍの性能調整パイプ２０においては、トランペットの通常の実用音域の最高音である９２０Ｈｚの音において、１６０ｍｍの性能調整パイプ２０よりもピークの共鳴強度が小さくなっている。

このようにピークの共鳴強度が小さくなる原因は、トランペットの演奏中に演奏者が気体に与えたエネルギーが性能調整パイプ２０における共鳴に消費され、本来の演奏音を出力するためのエネルギーが損失することにあると考えられる。すなわち、音波の波長の１／２と性能調整パイプ２０の長さとが等しい場合には、本来の演奏音を出力するためのエネルギーが損失すると考えられる。ここで、トランペットの実用音域の最高音を９２０Ｈｚ程度と見なし、音速を３４０ｍ／ｓとした場合、実用音域の最高音の波長の１／２は１８５ｍｍ程度となる（１８５≒（３４０／９２０／２）×１０００）。よって、１８５ｍｍの性能調整パイプ２０の９２０Ｈｚ付近のピークの共鳴強度は、エネルギー損失によって、１６０ｍｍの性能調整パイプ２０の９２０Ｈｚ付近のピークの共鳴強度よりも小さくなる。そこで、性能調整パイプ２０の長さを１８５ｍｍより短く（例えば、図３に示すように１６０ｍｍ）とすれば、エネルギー損失が発生せずに快適に演奏可能な消音器を提供することが可能になる。

（３）他の実施形態：
本発明においては、消音器の本体内に曲げられた性能調整パイプが取り付けられていればよく、他にも種々の構成を採用可能である。例えば、性能調整パイプの形状や曲がる方向は図１Ａに示す構成に限定されない。

図４Ａ、図４Ｂは、性能調整パイプが閉塞部の周に沿って形成された実施形態を示す図であり、図４Ａはトランペットの軸に沿って消音器を切断した状態の断面図、図４Ｂは消音器を閉塞部側から眺めた図である。これらの図において、図１Ａおよび図１Ｂと同様の構成については同一の符号で示している。本実施形態において、性能調整パイプ２００は、椀状の閉塞部１２の周に渡って形成されている。すなわち、性能調整パイプ２００は椀状の閉塞部１２の周において閉塞部１２の内側に形成されており、当該椀状の部位の周に平行な軸を有する円筒部材が閉塞部１２の周に結合された形状である。

また、性能調整パイプ２００は、一カ所の開口部２００ａにおいて本体１０の内側に開口しており、一カ所の開口部２００ｂにおいて本体１０の外側に開口している。従って、本実施形態において、本体１０の内側に導入された演奏者の呼気は、開口部２００ａから性能調整パイプ２００内に導入され、性能調整パイプ２００の内部を通って開口部２００ｂから本体１０の外側に排出される。また、性能調整パイプ２００は閉塞部１２の外周に沿って形成されるため、本体１０の内側の限られた空間内に長い性能調整パイプ２００を配置することが可能である。

なお、上述の図１Ａにおいては、音程調整部材３１が取り付けられていたが、図１Ａに示す音程調整部材３１と異なる大きさおよび形状の音程調整部材３１を本体１０に取り付けてもよいし、図５に示すように、音程調整部材３１が取り付けられずに使用される消音器を構成しても良い。

さらに、消音器から出力される音は各種の手法で調整されてよく、閉塞部１２の内側に特定周波数の音域を吸収する吸音材を取り付ける構成としてもよい。例えば、金管楽器の使用音域の中の中高音域の音波を吸収する吸音材を閉塞部１２の内側や性能調整パイプ２０の外周の第１の端部２０ａの近傍に取り付ければ、性能調整パイプ２０に進入する中高音成分が相対的に少なくなり、出力音を柔らかくすることが可能である。

さらに、消音器によって消音を行いつつマイクによって集音し、集音された音を特定の者（演奏者等）が聞くことができるようにする構成を追加しても良い。図６は、消音器にマイクを取り付けることができる構成の例を示す図である。図６においては、図１Ａに示す構成と同様の構成については同一の符号で示している。図６に示す構成例においては、棒状部材３２が音程調整部材３１の端部３１ｃを貫通するように取り付けられており、棒状部材３２の端部にマイク３２０ａが取り付けられている。また、閉塞部１２の中央には端子１２０ａが取り付けられており、マイク３２０ａおよび端子１２０ａには信号線３２０ｂが接続されている。この構成にかかる消音器１０を金管楽器のベルに取り付けた状態で端子１２０ａにアンプ等への出力信号線を接続すれば、金管楽器からの出力音を消音しつつ、アンプ等によって演奏音を所望の大きさの音に変換し、特定の者に聞かせることが可能である。なお、マイク３２０ａの位置は棒状部材３２の端部に限定されるものではなく、消音器内で演奏音を検出できる場所であればどこでもよい。また、マイク３２０ａの出力信号をアンプ等に送る手段は有線通信に限定されるものではなく、無線通信でもよい。

１０…本体、１１…筒状部、１１ａ…緩衝材、１２…閉塞部、１２ａ…ボス、１２ｂ…穴、１２ｃ…ボス、１３…端部、１４…端部、２０…性能調整パイプ、２０ａ…第１の端部、２０ｂ…第２の端部、３１…音程調整部材、３１ａ…端部、３１ｂ…ボス、３１ｃ…端部、３２…棒状部材

Claims (7)

1. 筒状部と前記筒状部の一方の端部を閉塞する閉塞部とを備える本体と、
   前記本体の内側で第１の端部が開口し、前記本体の外側に第２の端部が開口する性能調整パイプとを備える消音器であって、
   前記第１の端部が前記閉塞部の近傍に配置され、
   前記第１の端部と前記第２の端部との間において前記性能調整パイプが曲がっており、
   前記閉塞部には前記性能調整パイプが取り付けられる穴が形成されており、
   前記性能調整パイプが前記穴に取り付けられることによって前記第２の端部が前記本体の外側に開口する、
   消音器。
2. 前記筒状部は、外周面が金管楽器のベルの内周面に接するように取り付けられ、
   前記性能調整パイプは、前記金管楽器の各実用音の半波長とは異なる長さである、
   請求項１に記載の消音器。
3. 前記筒状部は、外周面が金管楽器のベルの内周面に接するように取り付けられ、
   前記性能調整パイプは、前記金管楽器の実用音域内の最高音の半波長より短い、
   請求項１に記載の消音器。
4. 外周面が金管楽器のベルの内周面に接するように取り付けられる筒状部と前記筒状部の一方の端部を閉塞する閉塞部とを備える本体と、
   前記本体の内側で第１の端部が開口し、前記本体の外側に第２の端部が開口する性能調整パイプとを備える消音器であって、
   前記第１の端部が前記閉塞部の近傍に配置され、
   前記第１の端部と前記第２の端部との間において前記性能調整パイプが曲がっており、
   前記性能調整パイプは、前記金管楽器の各実用音の半波長とは異なる長さである、
   消音器。
5. 外周面が金管楽器のベルの内周面に接するように取り付けられる筒状部と前記筒状部の一方の端部を閉塞する閉塞部とを備える本体と、
   前記本体の内側で第１の端部が開口し、前記本体の外側に第２の端部が開口する性能調整パイプとを備える消音器であって、
   前記第１の端部が前記閉塞部の近傍に配置され、
   前記第１の端部と前記第２の端部との間において前記性能調整パイプが曲がっており、
   前記性能調整パイプは、前記金管楽器の実用音域内の最高音の半波長より短い、
   消音器。
6. 前記第１の端部と前記閉塞部との距離は１７ｍｍより小さい、
   請求項１乃至５のいずれかに記載の消音器。
7. 前記本体は端子を備え、
   前記端子にはマイクから延びる信号線が接続される、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の消音器。

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