JP6098693B2 - 木管楽器及び整流部材 - Google Patents

Description

本発明は、木管楽器及び整流部材に係り、更に詳しくは、音孔から発生する雑音を軽減することができる木管楽器及び整流部材に関する。

従来より、クラリネット等の木管楽器が広く利用されており（特許文献１参照）、クラリネットにあっては、上管と下管とからなる本体管の前記下管にベルが連結されている。本体管には、その軸線方向に沿って音孔が所定間隔を隔てて穿設されており、当該音孔を開閉することで、管の有効長さを変化させて特定の音程で演奏できる構成となっている。各音孔は、指先により鍵等を操作することによりタンポ付きのキー等を介して開閉される。ここで、公知のクラリネットとして、低音（ＬｏｗＥ)の音程を補正するため、ベル部に音程補正専用の音孔を有するものが知られている。

特開平１−１５８４９１号公報

ところが、前述のように音程補正するクラリネットにあっては、本体管の音孔とは別に、ベル部に音孔を設けるので、部品点数が多くなり、下管とベル部に跨るキーの調整が複雑になる、という問題がある。また、部品点数が増加する上、部品同士の隙間等を調整する作業負担も大きくなり、製造コストが高くなるという問題もある。しかも、ユーザーがベル部と下管とを組み立てるときに、それらに跨るキーをぶつけて曲げる等、キーが損傷する可能性が高くなる、という問題も生じる。そこで、前述の各問題を改善すべく、音程補正専用の音孔を下管に設けることが考えられるが、この場合、等価な音程補正効果を得るためには、ベル部に設けた音孔に比べて小さい孔径の音孔にしなければならず、演奏時に音孔から風切り音（ヒスノイズのような音）となる雑音が発生する、という問題がある。ここで、音程補正専用の音孔を下管に設けつつ、雑音の発生を抑制する技術としては、以下に述べる従来技術１〜３が挙げられる。

［従来技術１］
音程補正専用の音孔の孔径を、演奏に利用される他の音孔の孔径より大きく形成する。
［従来技術２］
音程補正専用の音孔と、これを開閉する開放位置のタンポ付きキーとの間隔、すなわち、音程補正専用の音孔でのタンポ開きをなるべく大きく設定する。
［従来技術３］
下管の径方向に対し、音程補正専用の音孔の軸線方向を傾けて形成し、当該音孔から流れ出る空気が開放位置のタンポ付きキーに当たらないようにする。

しかしながら、従来技術１では、雑音をより良く軽減すべく音程補正専用の音孔の孔径をより大きくすると、タンポ皿が大きくなる分、当該タンポ皿とカギ管とを連結するウデの距離が短くなる。これにより、タンポ付きキーのストロークが不十分になり、演奏が困難になる、という不都合を招来する。ここで、ストロークを十分に確保するために、タンポ開きを大きくすることも考えられるが、この場合、運指の移動量が大きくなり、当該移動量を小さくしようとテコ比率を変えるとバネが重くなる等、結果として、演奏がより困難になる。なお、従来技術２にあっても、タンポ開きが大きくなるので、前述と同様に演奏することが困難になる。

また、従来技術３では、音程補正専用の音孔以外の音孔は本体管の径方向に孔空け加工されるので、音程補正専用の音孔だけを加工する機械を別に用意する必要がある。つまり、音程補正専用の音孔のための加工軸が増えることとなり、これに対応する高機能な工作機械の設備的な負担が大きくなる。

［発明の目的］
本発明の目的は、音孔の孔径を小さい寸法に設定しつつ、雑音の発生を軽減することができる木管楽器及び整流部材を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、木管楽器の部品点数や製造コストの削減を図ることができ、演奏が困難になることを防止することができる木管楽器及び整流部材を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、管体に形成された音孔の内部に、該音孔での空気の流入出可能に整流部材を設け、
前記整流部材は、弾性力を有する帯状の部材からなり、
前記整流部材の前記音孔内部での位置決めは、素材の弾性力により前記音孔の内部に当該整流部材の両側が押し当てられることで行われる、という構成を採っている。

本発明において、前記管体は上管及び下管を含み、当該下管に前記整流部材を設けた音孔が形成されることが好ましい。

また、前記整流部材を設けた音孔は、音程補正専用に利用される音孔であるとよい。

更に、前記整流部材は、フィルム部材を複数箇所で折り曲げることにより形成される、という構成を採用してもよい。

また、前記音孔の内周面に段差を設け、当該段差の形成面に前記整流部材を係合可能に設ける、という構成を採ることができる。

更に、本発明の整流部材は、木管楽器の管体に形成された音孔の内部に挿入可能に設けられる整流部材であって、
前記整流部材は、前記音孔での空気の流入出可能に設けられ、
弾性力を有する帯状の部材からなり、
前記音孔内部での位置決めは、素材の弾性力により前記音孔の内部に前記帯状部材の両側が押し当てられることで行われる、という構成を採っている。

本発明によれば、音孔の内部に整流部材を設けたので、演奏時に当該音孔において乱れる気流を後述のように整えることができ、孔径を小さくしつつ音孔から発生する雑音を軽減することが可能となる。これにより、木管楽器をクラリネットとした場合、下管に音程補正専用の音孔を設けることができ、部品点数を最小限にし、キーの調整作業等の負担軽減、製造コストの抑制を図ることができる。また、整流部材を設けた音孔の孔径を小さくできるので、従来技術で述べたようなタンポ付きキーのストローク不足や、運指の移動負担の増大を回避して演奏が困難になることを防止することが可能となる。更に、音程補正専用の音孔もそれ以外の音孔も従来の加工法、加工設備で形成可能となり、設備負担が大きくなることも回避することができる。

また、フィルム部材を複数箇所で折り曲げることで整流部材を形成した場合、構成を極めて簡略にすることができ、雑音の発生を簡単に軽減することが可能となる。しかも、整流部材の弾性力により、音孔の径方向に整流部材が伸縮するように変形可能となり、音孔内周面に整流部材を突っ張るように押し当てて容易且つ短時間で音孔に装着することができる。

更に、音孔内周面に段差を設け、当該段差に整流部材を係合可能とした場合、音孔内において整流部材の変位を規制でき、音孔から整流部材が不用意に脱落することを防止することが可能となる。

（Ａ）は、実施形態に係る木管楽器の概略正面図、（Ｂ）は、（Ａ）の部分背面図。 （Ａ）は、図１（Ｂ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（Ｂ）は、（Ａ）の音孔をＢ矢視した図、（Ｃ）は、整流部材の概略斜視図。 （Ａ）〜（Ｃ）は、最低音演奏時の第２部分音の周期変動を比較したグラフ。 変形例に係る木管楽器の図２（Ａ）と同様の断面図。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明において、特に明示しない限り、「上」、「下」は、図１を基準として用いる。

図１及び図２において、木管楽器１０は、本実施形態では、ベーム式Ｂ♭クラリネットとされる。木管楽器１０は、キー１１が外周面に配置された管体としての本体管１３と、当該本体管１３の下部に連結されたベル部１４とを備えて構成されている。本体管１３は、相互に連結される上管１７及び下管１８を備え、当該上管１７及び下管１８には、図１ではキー１１や背面側に位置することで隠れる複数の音孔が穿設されている。これら複数の音孔のうち、図１中、符号２０，２１で示す二つの音孔は、音程補正専用に利用される音孔（以下、「補正用音孔２０，２１」と称する）であり、それ以外の音孔２４は、クラリネットの通常の演奏のために開閉して利用される。なお、本実施形態のベル部１４では、音孔が非形成となっている。

下方の補正用音孔２０は、音孔２４の全てを塞いだ最低音（ＬｏｗＥ）の音程を補正し、上方の補正用音孔２１は、下方の補正用音孔２０と同時に開くことで、その半音上の音（ＬｏｗＦ）の音程を補正するために利用され、それらの音程を１０〜２０セント上げることができる。各補正用音孔２０，２１は、図２に示されるように、タンポ付きキー２６により開閉可能に設けられ、当該タンポ２６はウデ２７に連結されている。前記最低音の吹奏時に、本来使用するＬｏｗＥ／Ｂキー３１（図１参照）と同時にＬｏｗＥ／Ｆ音程補正キー３０を押すことで、前記ウデ２７が回動してタンポ付きキー２６を下管１８外周面から離し、補正用音孔２０が開くようになる。また、前記最低音の半音上（Ｆ）吹奏時に、本来使用するＬｏｗＦ／Ｃキー３２（図１参照）と同時にＬｏｗＥ／Ｆ音程補正キー３０を押すことで、補正用音孔２０，２１が開くようなキーメカニズムとなっている。各補正用音孔２０，２１は、その軸線方向が下管１８の径方向に向けられている。ここで、下方の補正用音孔２０の内部には、整流部材３３が設けられている。

前記整流部材３３は、ポリエステル等の樹脂素材からなる帯状のフィルム部材を複数箇所で折り曲げることによりＭ字形状（図２（Ｂ）及び（Ｃ）参照）に形成されている。整流部材３３は、図２（Ａ）の網点で示される位置及び大きさに設けられている。具体的には、整流部材３３は、補正用音孔２０の両端からはみ出ないように軸線方向中間部に配置され、音孔２０の端面側（同図中矢印Ｃ方向）から見ても、見えないように設けられている。整流部材３３は、ジグザグとなるＭ字形状に形成されるので、図２（Ｃ）の幅Ｈ方向の寸法が伸縮するように変形可能となる。従って、ピンセット等で幅Ｈ方向から整流部材３３を摘むことで畳んだ状態にすることができ、この状態で補正用音孔２０の内部に挿入することができる。そして、ピンセットによる摘みを解除すると、素材の弾性力により元の形状に復元しようとして幅Ｈの寸法が大きくなる。これにより、補正用音孔２０の内周面に整流部材３３の両端側を押し当てることができ、当該整流部材３３の補正用音孔２０内での位置決めを行えるようになっている。

次いで、前記実施形態の木管楽器１０において、最低音（記譜Ｅ，実音Ｄ）演奏時の第２部分音（２倍音）の周期変動を測定し、比較した結果を図３に示す。同図（Ａ）及び（Ｂ）は比較例であり、（Ａ）のグラフでは、補正用音孔２０をタンポ付きキー２６で閉塞し、（Ｂ）のグラフでは、補正用音孔２０に整流部材３３を設けずに、当該補正用音孔２０を開放して測定した。同図（Ｃ）は前記実施形態に対応し、（Ｃ）のグラフでは、補正用音孔２０に整流部材３３を設け、且つ、当該補正用音孔２０を開放して測定した。

（Ａ）のグラフ（音孔２０閉塞）では、平均周波数は望ましい音程より数Ｈｚ低いが、周波数の変動は少なく、雑音は少ない。（Ｂ）のグラフ（音孔２０開放・整流部材３３なし）では、平均周波数は音楽的に正しいが、周波数の変動が大きく、演奏音が歪みノイズと知覚される。（Ｃ）のグラフ（音孔２０開放・整流部材３３あり）では、平均周波数が音楽的に正しく、かつ周波数の変動が少なく雑音が少ない。これにより、本実施形態は、各比較例に比べ、最低音の音程をより良く補正でき、且つ、雑音の発生が抑制される点が理解できる。
ちなみに、演奏時における基音と第３〜１０部分音にはグラフのような有意な周波数変動は認められない。また、クラリネットは原理上奇数倍音しか出ないとされているが、実際には基音成分に対し第２部分音は−３０ｄＢ程度の音圧レベルを有しており、十分に知覚される。これは、気柱共鳴振動の１周期の間に空気粒子が楽器内部から音孔外側へ移動する半周期と、同じく音孔外部から楽器内部へ移動する半周期に、それぞれ副次的に生じる空気の擾乱に起因して第２部分音が発生すると理解されており、高速連続流動の乱流現象による風切音の発生メカニズムとは原理が異なるものである。

次に、前記木管楽器１０において、ＰＩＶ（可視化画像流速計測システム）を使用した計測について以下に述べる。
１μ程度のＰＩＶ専用の潤滑油の粒子（ＤＯＳ）をマウスピース側からエアーと一緒に本体管１３内に送り込み、暗幕で覆った簡易ＢＯＸ内でレーザーを垂直もしくは平行に当て、自動吹鳴装置で吹鳴させた最低音共鳴時の本体管１３内や音孔２０，２４近傍の粒子速度を計測した。補正用音孔２０近傍の流速と、補正用音孔２０位置に近い音孔２４近傍の流速とを計測、比較し、補正用音孔２０にあっては整流部材３３を挿入した場合と、挿入しない場合との流速の計測、比較も行った。結果として、音孔２４近傍の空気の流れは、補正用音孔２０近傍の空気の流れと異なることが分かった。音孔２４は、補正用音孔２０に比べ径が大きくなるので、下管１８外部から内部への流れも、下管１８内部から外部への流れも流速が小さく、また、上下方向に対して図１中左右方向の空気の流れに大きな差がないことが分かった。これに対し、補正用音孔２０近傍の空気の流れは、下管１８外部から内部への流れも、下管１８内部から外部への流れも流速が相対的に大きくなり、これが雑音を発生させる要因になっていると考えられる。加えて、補正用音孔２０からの下管１８外部から内部へ吸込む空気の流れは上下方向から、下管１８内部から外部へと噴出する空気の流れは前記左右方向となっているが、補正用音孔２０内部に整流部材３３を設けることで、外部への気流の噴出と内部への気流の吸込みとの両方の流速が抑えられた。特に、下管１８内部から外部への噴出の際、補正用音孔２０の周りの空気の流れが全周に亘って均一になっていることを確認できた。従って、補正用音孔２０近傍での空気の流れが、その内部に気流の圧力分布の境界条件を拘束させる整流部材３３を挿入することによって、上下方向と左右方向との空気の流れの差が生じなくなったことにより雑音が軽減されたと思われる。

なお、各補正用音孔２０，２１が補正音孔専用の用途として使用され、且つ、整流部材３３を挿入して雑音軽減の効果が期待される孔径の範囲は、下管１８の内径φＭを、補正用音孔２０，２１の孔径をφＴとしたときに、０．１≦φＴ／φＭ≦０．５の範囲内に設定され、本実施形態では、φＴ／φＭ＝３．５：１８．７７＝０．１９とされる。また、補正用音孔２０の上下方向位置の効果的範囲は、その中心位置が下管１８とベル部１４との境界位置（下管下端面１８）から上方に２３．０ｍｍ以内とされる。

従って、このような実施形態によれば、下管１８に設けた補正用音孔２０の孔径を通常の音孔２４の孔径より小さく設定でき、且つ、補正用音孔２０から発生する雑音の軽減を図ることが可能となる。これにより、ベル部１４に補正用音孔を設ける従来の技術に比べ、部品点数を減らすことができ、キーの調整等の負担を軽減してコストダウンを図ることが可能となる。しかも、補正用音孔２０の孔径が小さくなるので、タンポ付きキー２６のストロークが不十分になったり、運指の移動量が大きくなったりすることを回避でき、演奏が困難になることを防止可能となる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

前記補正用音孔２０の形状は、種々の変更が可能であり、例えば、図４に示される構成としてもよい。同図の補正用音孔２０は、その内周面における軸線方向中間を部分的に大径とした大径部３６を備え、この大径部３６内に整流部材３３を挿入可能となっている。従って、大径部３６によって設けられた段差の形成面に整流部材３３が係合可能となり、補正用音孔２０から整流部材３３が不用意に脱落することをより良く防止可能となる。

また、整流部材３３に予め接着剤を塗布してから、補正用音孔２０内に挿入してもよく、これにより、整流部材３３が強固に固定されて補正用音孔２０の周方向に整流部材３３が回ってしまうことを防止できる。

更に、整流部材３３の形状は、前述のＭ字形状の他、Ｖ字、Ｎ字、Ｗ字形状等、少なくとも一箇所折り曲げて形成したり、これらの形状に連なって補正用音孔２０の内周面に沿う領域を有するようにしたりしてもよい。また、複数枚の部材を組み合わせて十字形状、格子形状としたり、螺旋形状としたりしてもよい。更に、整流部材３３における補正用音孔２０の周方向の向きは、図示した向きに限られるものでなく、適宜変更してもよい。

更に、整流部材３３の素材は、紙や金属薄板等としてもよい。また、整流部材３３として、帯状のものに限らず、多孔質部材（発泡樹脂や軽石状の部材など）を補正用音孔２０の内部に挿入するようにしてもよい。

また、本発明の整流部材は、ベーム式Ｂ♭クラリネット以外のクラリネットや、他の木管楽器にも適用することが可能である。

１０・・・木管楽器、１３・・・本体管（管体）、１７・・・上管、１８・・・下管、２０・・・補正用音孔、３３・・・整流部材

Claims (5)

1. 管体に形成された音孔の内部に、該音孔での空気の流入出可能に整流部材を設け、
   前記整流部材は、弾性力を有する帯状の部材からなり、
   前記整流部材の前記音孔内部での位置決めは、素材の弾性力により前記音孔の内部に当該整流部材の両側が押し当てられることで行われることを特徴とする木管楽器。
2. 前記管体は上管及び下管を含み、当該下管に前記整流部材を設けた音孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載の木管楽器。
3. 前記整流部材を設けた音孔は、音程補正専用に利用される音孔であることを特徴とする請求項１又は２記載の木管楽器。
4. 前記音孔の内周面に段差を設け、当該段差の形成面に前記整流部材を係合可能に設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の木管楽器。
5. 木管楽器の管体に形成された音孔の内部に挿入可能に設けられる整流部材であって、
   前記整流部材は、前記音孔での空気の流入出可能に設けられ、
   弾性力を有する帯状の部材からなり、
   前記音孔内部での位置決めは、素材の弾性力により前記音孔の内部に前記帯状部材の両側が押し当てられることで行われることを特徴とする整流部材。

Images