JP6004159B2 - 楽器用消音器 - Google Patents

Description

本発明は、楽器の演奏音を消音する楽器用消音器に関する。

従来から、例えば下記特許文献１，２に示されているように、サクソフォンを密閉型の筐体内に収容し、演奏音を消音する消音器は知られている。この消音器においては、筐体の上部にリード取出し口を設けてマウスピースを外部に突出させ、演奏者にマウスピースをくわえさせることを許容し、かつ筐体の側部に入手口を設けて演奏者の左右両手を筐体内に挿入させてキー操作させることを許容して、楽器演奏を可能としている。

特許第４０６９９８５号公報 特許第４５２１７７８号公報

しかしながら、本発明者は、上記従来技術のような消音器を用いて楽器演奏をした場合、消音器内は狭い空間になるために、消音器を用いない通常の演奏と、消音器を用いた演奏とでは、吹奏感、ピッチなどに変化が生じることを発見した。特に、最低音などの低い音になるほど、楽器音を安定して発音させることが難しくなることも発見した。

図４は、消音器を用いない場合のアルトサックスにおける最低音の運指での共鳴特性を実線で示し、従来の消音器を用いた場合のアルトサックスにおける最低音の運指での共鳴特性を破線で示している。以降、共鳴特性と実施形態に係る説明では、最低音の運指における場合を前提としている。また、これらの共鳴特性は、第２モードのピークレベルが同じになるように表示している。さらに、これらの共鳴特性は、測定用信号に対する楽器の唄口端（閉口端）に設置したマイクロフォンで収音した音響信号の周波数特性である。具体的には、唄口端に小さな孔を残して閉塞した状態でスピーカからホワイトノイズ音を管内に入力し、唄口端内部に組み込んだマイクロフォンで収音した音響信号の周波数特性である。

図４の共鳴特性からも理解できるように、消音器を用いた場合におけるアルトサックスの共鳴特性は、消音器を用いない場合におけるアルトサックスの共鳴特性と比べると、第１モードのピークレベルが相対的に低下すると同時に、第１モードの周波数（ピッチ）が若干変化していることが分かる。また、もともとのアルトサックスの共鳴特性、すなわち消音器を用いない場合におけるアルトサックスの共鳴特性において、第１モードのピークレベルは第２モードのピークレベルよりも相対的に若干小さくなる傾向にある。したがって、演奏時に、低い音はオクターブ上の音に裏返り易い傾向にある。そして、前記従来の消音器を用いた場合には、第１モードのピークレベルが消音器を用いない場合に比べて相対的に低下するように共鳴特性が変化する。その結果、従来の消音器を用いた場合には、低い音はオクターブ上の音にさらに裏返り易くなり、楽器音を安定して発音させることがさらに難しくなる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、消音器内における楽器又は楽器周辺の音響特性を変化させることにより、消音器を用いた楽器演奏においても、消音器を用いない場合と比べて、吹奏感、ピッチなどの変化を少なくすると同時に、安定した楽器音を発音させることができるようにした楽器用消音器を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、後述する実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、この実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、楽器（２０）を筐体（１１，１３）内に収容して、筐体の外部から楽器演奏を可能とし、所定の周波数で共振する共振装置（１２）を筐体に設けて、筐体内の楽器周辺の音響特性を変更するようにした楽器用消音器において、共振装置を、楽器を筐体内に収容して演奏した状態で、前記所定の周波数における音圧が楽器を筐体内に収容しないで演奏した状態よりも高くなっている位置と、共振装置による共振における音圧の定常波で節が存在する位置とを一致させるように配置したことにある。この場合、共振装置は、楽器を筐体内に収容しないで演奏した状態の音圧分布に対する、楽器を筐体内に収容して演奏した状態の音圧分布の変化を補正するものであるとよい。

これによれば、所定の周波数における共振（共鳴）を強めることになり、所定の周波数の音圧レベルは上昇して、楽器を筐体内に収容しない状態における吹奏感及び安定した演奏を再現できる。

さらに、本発明の他の構成上の特徴は、共振装置を、少なくとも一端が開口した構造物で構成し、少なくとも構造物の開口した一端を筐体内に位置させるようにしたことにある。この場合、構造物は、例えば円筒状のパイプ又は開口部を有する容器であり、前記開口した一端は共振装置の音圧が低くなる位置に対応する。これによれば、共振装置を簡単に構成することができる。

本発明の一実施形態に係る消音器内にアルトサックスを収容した概略断面図である。 前記実施形態の変形例に係る消音器内にアルトサックスを収容した概略断面図である。 前記実施形態の変形例に係る消音器内にアルトサックスを収容した概略断面図である。 前記実施形態の変形例に係る消音器内にアルトサックスを収容した概略断面図である。 消音器を用いない場合のアルトサックスの共鳴特性と、従来の消音器を用いた場合のアルトサックスの共鳴特性と、前記実施形態に係る消音器を用いた場合のアルトサックスの共鳴特性を示すグラフである。 消音器を用いない場合のアルトサックスの共鳴特性と、従来の消音器を用いた場合のアルトサックスの共鳴特性を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係る楽器用消音器について説明する。図１Ａは、前記実施形態に係る消音器１０内にアルトサックス２０を収容した概略断面図である。

消音器１０は、アルトサックス２０を収容するための筐体１１を有する。筐体１１は、左右に一対の樹脂製のシェルを備え、一対のシェルは裏側に設けた蝶番により開閉可能に構成され、表側には複数のパッチン錠が設けられている。パッチン錠による施錠を解除して一対のシェルを開いた状態で、アルトサックス２０を筐体１１内に収容し、アルトサックス２０の収容後にパッチン錠を施錠することで一対のシェルは閉じられる。この一対のシェルを閉じた状態では、筐体１１は密閉され、筐体１１内には密閉空間が形成される。

筐体１１の上部にはリード取出し口１１ａが設けられており、アルトサックス２０を収容する際には、このリード取出し口１１ａを介して、アルトサックス２０のマウスピース２１が外部に突出される。これにより、演奏者はマウスピースをくわえることができる。なお、リード取出し口１１ａには、内部を密閉して外部に音を漏らさないための、弾力性のあるシール部材が設けられている。また、筐体１１の側面すなわち左右一対のシェルの側面には図示しない左右一対の入手口が設けられている。左右一対の入手口は、一対のシェルに設けた円形の貫通孔部に、手首が入る程度の挿入孔を有する弾力性のあるゴムなどの樹脂で成形した挿入用シートが張り付けて構成されている。演奏者は、挿入用シートの挿入孔を介して左右両手を筐体１１内に挿入して、アルトサックス２０のキー２２を操作することができる。なお、この挿入孔の大きさは、演奏者のキー２２の操作を支障なく行え、かつ外部との機密がなるべく保持されるように設計されている。

筐体１１内には、共振装置１２が設けられている。共振装置１２は、本実施形態では、一端にて開口するとともに他端にて閉口した樹脂などで成形した円筒状パイプ（共鳴管又は音響管）で構成されており、ピークレベルが調節されるべき周波数で共振（共鳴）するように設計されている。なお、本実施形態においては、例えば、内径が数センチメートル程度で、変形可能な樹脂によって成形されている。この共振装置１２は、変形可能な円筒状のパイプであるので、共振装置１２を筐体１１内に収容する場合には簡単に収容することができるが、共振装置１２を筐体１１内に収容する際に支障がなければ変形不能な円筒状のパイプでもよい。また、この共振装置１２は開口端側をアルトサックス２０のベルに向けて配置されている。なお、この共振装置１２の特性及び配置に関しては詳しく後述する。

上記実施形態では、共振装置１２の全体が筐体１１内に収容されるようにしたが、図１Ｂに示すように、共振装置１２を筐体１１から外部に突出させるように配置してもよい。この場合、筐体１１に貫通孔１１ｂを設けて、共振装置１２の閉口端側を筐体１１の外側に向けて共振装置１２を貫通孔１１ｂに貫通させるとともに、共振装置１２の外周面を筐体１１に密着させて、筐体１１内部の機密性を保つ。

また、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、筐体１１の外側に、筐体１１を囲むように、さらに別の筐体１３を設けた多層構造にしてもよい。例えば、この筐体１３も、左右に一対のシェルを備え、一対のシェルは裏側に設けた蝶番により開閉可能に構成され、表側には複数のパッチン錠が設けられており、内側は筐体１１と一体化している。そして、パッチン錠による施錠を解除した状態で、アルトサックス２０を一体化させた筐体１１及び筐体１３内に収容し、収容後にパッチン錠を施錠することで一対の多層構造のシェルは閉じられる。この一対のシェルを閉じた状態では、筐体１１，１３は密閉され、筐体１１，１３内には密閉空間が形成される。なお、これらの場合には、筐体１１のみの場合よりも外部に漏れる音を小さくすることができる。図２Ａ及び図２Ｂに示した消音器１０は２重構造であるが、消音器１０に求められる性能に応じてより多層の構造になっていてもよく、共振装置１２の開口端が最外面より内部に位置していれば、種々の形態で実施できる。

また、これらの筐体１３に関しても、筐体１３の上部にリード取出し口１３ａが設けられており、アルトサックス２０を筐体１１及び筐体１３内に収容する際には、このリード取出し口１３ａを介して、アルトサックス２０のマウスピース２１が外部に突出される。これにより、演奏者はマウスピースをくわえることができる。また、リード取出し口１３ａには、内部を密閉して外部に音を漏らさないための、弾力性のあるシール部材が設けられている。また、筐体１３の側面すなわち左右一対のシェルの側面にも、上記筐体１１と同様に構成した左右一対の入手口を設けられている。これにより、筐体１１，１３内の密閉がある程度保たれた状態で、演奏者は左右両手を筐体１３を介して筐体１１内に挿入してアルトサックス２０のキー２２を操作することができる。

また、共振装置１２に関しては、図２Ａに示すように、筐体１１の外側であって、筐体１３の内側に共振装置１２を配置する。また、図２Ｂに示すように、貫通孔１１ｂに組み付けた共振装置１２の閉口端を筐体１３の内部に位置させるようにしてもよい。さらには、筐体１３に前記貫通孔１１ｂと同様な貫通孔を設けて、共振装置１２を前記筐体１３に設けた貫通孔を貫通させて共振装置１２の閉口端を筐体１３の外部に位置させるとともに、共振装置１２の開口端を筐体１１の内部に位置させてもよい。また、この場合の共振装置１２の開口端に関しては、筐体１１の外側であって筐体１３の内側に位置させるようにしてもよい。

次に、共振装置１２の特性及び配置について説明する。この共振装置１２としては、調整しようとする周波数で共振（共鳴）する特性を有する共振装置を用いる。そして、この共振装置１２を、基本的には、消音器１０内に収容したアルトサックス２０の管内及び管外の音圧分布が、消音器１０内にアルトサックス２０を収容しない状態でのアルトサックス２０の管内及び管外の音圧分布に近づくような位置に配置する。具体的には、次の第１の方法及び第２の方法がある。

まず、第１の方法は、共振装置１２を有さない消音器において、音圧が低下した周波数成分の音圧を絶対的に上昇させるための方法である。本実施形態では、この音圧が低下した周波数成分は、図３及び図４の第１モードに対応し、この音圧が低下した周波数成分の周波数を調整周波数とする。図３は、上記図４の第１及び第２モード部分を拡大して、一点鎖線で上記実施形態の共振装置１２を有する消音器１０を用いた場合におけるアルトサックス２０の共鳴特性を示している。なお、この図３においても、上記図４と同様に、消音器１０を用いない場合のアルトサックスの共鳴特性を実線で示し、従来の消音器を用いた場合のアルトサックスの共鳴特性を破線で示しており、第２モードのピークレベルが同じになるように表示している。

この場合、共振装置１２の特性に関しては、調整周波数を共振（共鳴）周波数とする共振装置１２を用意する。具体的には、共振装置１２を構成する円筒状のパイプの長さが第１モードの周波数で共振する長さ、例えば第１モードの振動波の波長の１／４分と開口端補正を考慮した長さである共振装置１２を用意する。

共振装置１２の配置に関しては、共振装置１２を有さない消音器内にアルトサックス２０を収容することにより、調整周波数（すなわち、第１モード）における音圧が本来低くなるべき位置で高くなっている位置、すなわち共振装置１２を有さない消音器の存在により、調整周波数における音圧が上昇してしまう位置を見つけ出す。そして、前記見つけ出した位置と、前記用意した共振装置１２の音圧が低くなる位置とを一致させて、前記用意した共振装置１２を筐体１１（又は筐体１３）に組み付ける。この共振装置１２の音圧が低くなる位置とは、共振装置１２による共振における音圧の定常波の節の部分、本実施形態では共振装置１２である円筒状のパイプの開口端である。この第１の方法によれば、調整周波数における共振（共鳴）を強めることになり、図３の一点鎖線で示すように、第１モードのピークレベルは上昇して、消音器１０を用いない場合のアルトサックスの共鳴特性に近づく。

第２の方法は、共振装置１２を有さない消音器において、２つの周波数成分の音圧のバランスがずれたことを相対的に修正するための方法である。図３及び図４の破線で示すように、共振装置１２を有さない消音器内にアルトサックス２０を収容した場合には、消音器内にアルトサックス２０を収容しない場合よりも、第１モードのピークレベルが第２モードのピークレベルに対して相対的に低下し、共振装置１２を有さない消音器内にアルトサックス２０を収容した場合と、消音器内にアルトサックス２０を収容しない場合とでは、第１モードの音圧と第２の音圧とはバランスが乱れる。そして、この第２の方法では、第２モードの周波数を調整周波数とする。

この場合も、共振装置１２の特性に関しては、調整周波数を共振（共鳴）周波数とする共振装置１２を用意する。具体的には、共振装置１２を構成する円筒状のパイプの長さが第２モードの周波数で共振する長さ、例えば第２モードの振動波の波長の１／４分と開口端補正を考慮した長さである共振装置１２を用意する。

共振装置１２の配置に関しては、共振装置１２を有さない消音器１０内にアルトサックス２０を収容することにより、調整周波数（すなわち第２モード）における音圧が高くなっている位置を見つけ出す。そして、前記見つけ出した位置と、前記用意した共振装置１２の音圧が低くなる位置とを一致させて、前記用意した共振装置１２を筐体１１（又は筐体１３）に組み付ける。この場合も、共振装置１２の音圧が低くなる位置とは、共振装置１２による共振における定常波の節の部分、本実施形態では共振装置１２である円筒状のパイプの開口端である。この第２の方法によれば、調整周波数における共振（共鳴）を弱めることになり、第２モードのピークレベルは下降して、第１モードのピークレベルと第２モードのピークレベルとの相対関係が、消音器１０を用いない場合のアルトサックスの共鳴特性における第１モードのピークレベルと第２モードのピークレベルとの相対関係に近づく。

上記のように構成した消音器１０の使用について説明する。演奏者は、上記のように共振装置１２を組み付けた筐体１１（又は筐体１１，１３）を、パッチン錠による施錠を解除することによって開く。そして、アルトサックス２０を筐体１１（又は筐体１１，１３）内に入れ、リード取出し口１１ａ（又はリード取出し口１１ａ，１３ａ）を介してマウスピース２１を外部に突出させた状態で、筐体１１（又は筐体１１，１３）を閉じてパッチン錠を施錠する。この状態で、演奏者は、アルトサックス２０のマウスピース２１をくわえ、左右両手を入手口から内部に挿入させて、アルトサックス２０のキー２２を操作しながら、マウスピース２１に息を吹き込む。その結果、アルトサックス２０は発音される。この場合のアルトサックス２０の発生音は消音器１０により消音されるので、外部には大きな音は発生されない。

このとき、共振装置１２は、音圧における第１モード又は第２モードのピークレベルを調整する。上述した第１の方法による共振装置１２を採用すれば、第１モードの周波数による共振（共鳴）を強めることになり、第１モードの周波数の音圧レベルは上昇して、アルトサックス２０を筐体１１（又は筐体１１，１３）内に収容しない状態における吹奏感及び安定した演奏を再現できる。一方、上述した第２の方法による共振装置１２を採用すれば、第２モードの周波数による共振（共鳴）を弱めることになり、アルトサックス２０を筐体１１（又は筐体１１，１３）内に収容したことによりピークレベルが下降した第１モードの周波数による共振（共鳴）が弱まった場合でも、第１モードの周波数と第２モードの周波数とのピークレベルの相対関係を、アルトサックス２０を筐体１１（又は筐体１１，１３）内に収容しない場合と同様にでき、安定した演奏、低い音のオクターブ上への音の裏返りをし難くすることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態では、共振装置１２を一つのみ設けるようにしたが、複数の共振装置１２を設けるようにしてもよい。特に、複数の異なる調節されるべき周波数が存在する場合には、調節されるべき周波数でそれぞれ共振（共鳴）する複数の共振装置１２を設けるようにするとよい。

また、上記実施形態では、調整周波数として、第１モード又は第２モードの周波数を採用した。しかし、これに代えて、調整周波数として所定のモードに対応した周波数であって、所定のモードの周波数から僅かにずれた周波数を採用することにより、共振装置１２の共振（共鳴）周波数を前記所定のモードの周波数から僅かにずれた周波数に設定するようにしてもよい。これによれば、演奏時におけるピッチを僅かに変更させることができ、消音器１０内にアルトサックス２０を採用したことによるピッチのずれも解消できる。具体的には、図３及び図４の共鳴特性に示されている第１モードのピッチずれも解消できる。

また、上記実施形態では、共振装置１２の共振（共鳴）周波数を調整すべき周波数に設定するとともに、共振装置１２の組付け位置を固定するようにした。しかし、これに代えて、演奏者が共振装置１２の共振（共鳴）周波数を任意に設定できるようにしたり、共振装置１２の組付け位置を演奏者が任意に設定できるようにしてもよい。共振装置１２の共振（共鳴）周波数を変更するには、例えば、上記実施形態の共振装置１２である円筒状のパイプを蛇腹付にして、円筒状のパイプの長さをユーザの好みに応じて変更すればよい。これらによれば、演奏者が好みの共鳴効果を有する楽器音が発生されるようになる。

また、上記実施形態においては、図３及び図４の第１モード又は第２モードのピークレベルを変更するようにした。しかし、これに代えて、又はこれに加えて、他のモードのピークレベルを共振装置１２により変更するようにしてもよい。具体的には、第１モード及び第２モード以外の複数のモードの周波数をそれぞれ共振（共鳴）周波数とする複数の共振装置１２を用意して筐体１１に組み付け、第１モード及び第２モード以外のモードのピークレベルを変更するようにすればよい。ピークレベルを変更するには、上記実施形態による円筒状のパイプを共振装置とする場合には、共振装置１２の長さ、太さなどを異ならせればよい。また、この場合も、複数の共振装置１２の共振（共鳴）周波数は固定であってもよいし、前記変形例のように円筒状のパイプの長さの変更により共振装置１２の共振（共鳴）周波数を演奏者の好みに応じて変更できるようにしてもよい。これによれば、各モードのピークレベルの変更により、発生される楽器音の音色を変化させることも可能である。

また、上記実施形態では、消音器１０内に収容される楽器としてアルトサックス２０を例にして説明したが、上記実施形態に係る消音器１０を、フルート、オーボエ、クラリネット等の木管楽器、又はホルン、トランペット等の金管楽器に適用してもよい。また、ギター、マンドリン等の木管楽器及び金管楽器以外の他の楽器に適用してもよい。

さらに、上記実施形態では、共振装置１２として円筒状のパイプ（共鳴管又は音響管）を利用するようにしたが、共振装置１２としては本発明の目的を達成できるものであれば、種々の共振装置を利用できる。例えば、ヘルムホルツ共鳴器を利用したり、板、膜、棒、弦、バネなどの機械系振動体を利用することもできる。また、機械系の共振装置に限らず、マイクロフォン、スピーカなどを配置して、信号処理によって仮想的な共振系を生成する電気系の共振装置を利用することもできる。

１０…消音器、１１，１３…筐体、１１ａ，１３ａ…リード取出し口、１１ｂ…貫通孔、１２…共振装置、２０…アルトサックス、２１…マウスピース、２２…キー

Claims (3)

1. 楽器を筐体内に収容して、前記筐体の外部から楽器演奏を可能とし、所定の周波数で共振する共振装置を前記筐体に設けて、前記筐体内の楽器周辺の音響特性を変更するようにした楽器用消音器において、
   前記共振装置を、楽器を前記筐体内に収容して演奏した状態で、前記所定の周波数における音圧が楽器を前記筐体内に収容しないで演奏した状態よりも高くなっている位置と、前記共振装置による共振における音圧の定常波で節が存在する位置とを一致させるように配置したことを特徴とする楽器用消音器。
2. 前記共振装置は、楽器を前記筐体内に収容しないで演奏した状態の音圧分布に対する、楽器を前記筐体内に収容して演奏した状態の音圧分布の変化を補正するものである請求項１に記載の楽器用消音器。
3. 前記共振装置を、少なくとも一端が開口した構造物で構成し、少なくとも前記構造物の開口した一端を前記筐体内に位置させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の楽器用消音器。

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