JP6544705B2 - 打楽器演奏装置 - Google Patents

Description

本発明は打面を有する打楽器を演奏する打楽器演奏装置に関する。

従来より、演奏者が一人で複数の楽器を同時に演奏することを目的として、様々な楽器の演奏装置が提供されている。例えば、特許文献１、２には、打楽器の一種であるカホンの演奏装置が記載されている。カホンは木製の直方体状の中空箱体から成る楽器で、その打面である前面の裏側に弦や鈴が取り付けられ、後面にサウンドホールと呼ばれる円形の開口が形成されている。演奏者は、床面に置かれたカホンの上面に座り、カホンの前面（場合によっては上面、或いは側面）を片手又は両手で叩いて演奏する。カホンは、打面を叩く箇所によってバス音やスネア音等、様々な打音を発生させることができるため、また、持ち運びが容易であるため、ドラムセットに代わる楽器として屋内・屋外の演奏施設のみならず、野外での演奏に広く利用されている。

特許文献１、２に記載されている演奏装置は、いずれもカホンの前側の下部に配置されたフットペダルと、該フットペダルに取り付けられたビーターを備えており、演奏者がフットペダルを足で踏むとこれに連動してビーターがカホンの打面に衝突することでカホンを演奏する。つまり、演奏者は、足を使ってカホンを、手を使ってカホンとは別の楽器を、それぞれ同時に演奏することができる。

しかしながら、上記演奏装置は、演奏者がフットペダルを踏む強さやタイミング、踏む回数がそのままビーターがカホンの打面に衝突する強さやタイミング、回数となるため、例えばテンポの速い曲や、テンポが遅い曲であってもリズムが不規則な曲の場合に、リズムに合わせて演奏することが難しく、リズム音の表現の幅に限界があった。
なお、ここでは、打楽器としてカホンを例に挙げて説明したが、ドラム（ドラムセット）やコンガ、ボンゴ、鼓、和太鼓等の打面を叩いて演奏する楽器であれば同様の問題がある。

実用新案登録第3158678号公報 特開2016-118596号公報

本発明が解決しようとする課題は、打面を有する打楽器を自由に且つ容易に演奏することができるようにすることである。

本発明の一態様の打楽器演奏装置は、前面または上面に打面が形成された打楽器の前側または上側に着脱可能に固定された本体部、前記本体部に対してアーム支持部によって一端が固定されたアーム、前記アームの他端に着脱可能に固定されたアームヘッドから成り、電子制御によって駆動された一つ以上の前記アームの前記アームヘッドが前記打楽器の同一打面を叩くことで音が発せられる。

また、本発明の別の態様の打楽器演奏装置は、打面を有する打楽器を演奏するための装置であって、
a) 前記打楽器の打面と所定の間隔をおいて対向するように該打楽器に取り付けられる本体部と、
b) 前記本体部に固定されたアーム支持部と、
c) 前記アーム支持部に回動可能に支持された、先端部にアームヘッドを有するアームと、
d) 前記アームヘッドが前記打面を押圧する状態と前記打面から離間する状態に前記アームを回動変位させる駆動装置と、
e) 制御プログラムに基づき前記駆動装置を制御する制御装置と、
f) 使用者による操作に基づき駆動指令信号を前記制御装置に出力する操作装置と
を備える。

本発明によれば、打面を有する打楽器を自由に且つ容易に演奏することができる。

本発明に係る打楽器演奏装置の対象となる打楽器の一例であるカホンの正面図 カホンを左後方から見た斜視図（ｂ）。 第１実施形態による打楽器演奏装置の装置本体の正面図。 カホンに取り付けられた状態で示す装置本体の斜視図。 アーム支持部の内部に収容されたソレノイドアクチュエータとアームの基端部との連結構造を示す図。 ソレノイドコイルに電磁力が発生していないときの、アーム支持部の内部構造を示す図。 ソレノイドコイルに電磁力が発生しているときの、アーム支持部の内部構造を示す図。 第１実施形態に係る打楽器演奏装置の全体構成を示す概略図。 第２実施形態に係る打楽器演奏装置の全体構成を示す概略図。 カホンに取り付けられた状態で示す装置本体の正面図。 本体部の正面図。 本体部の下面図。 本体部の背面図。 本体部とカホンの打面との位置関係を説明するための図。 アーム支持部とアームの正面図。 アーム支持部とアームの側面図。 アームヘッドの側面図。 アームヘッドの背面図。 第２実施形態に係る打楽器演奏装置の機能ブロック図 アームの重量及び音量の違いによる、ソレノイドアクチュエータの駆動制御の違いを説明するための図。 発光装置の変形例を示す正面図。 発光装置の変形例を示す側面図。 アーム支持部の変形例を示す図。 アーム支持部の別の変形例を示す図。 アーム支持部のさらに別の変形例を示す図。 アーム支持部のさらにまた別の変形例を示す図。 本体部に対するアーム支持部の取り付け方の変形例を示す図。 本体部に対するアーム支持部の取り付け方の別の変形例を示す図。 操作装置の変形例を示す図。

本発明に係る打楽器演奏装置は、打面を叩いて演奏する打楽器の演奏に用いられる。このような打楽器の例として、前面または上面を打面とするカホン、或いは上面及び／又は前面と、左右の側面及び後面のうちの２面の計３面又は４面を打面とするカホンが挙げられる。この他、上面や前面を打面とするドラム（ドラムセット）、コンゴ、ボンゴ、鼓、和太鼓等にも前記打楽器用演奏装置は利用可能である。このように本発明に係る打楽器演奏装置の対象は典型的には側面（前面を含む）や上面の少なくとも一つを打面とする打楽器であるが、打楽器以外の楽器であって打面として利用可能な面を有する楽器（例えばピアノやギター、バイオリン等）も演奏対象に含まれる。また、本来は楽器として利用されない器具（例えば食器や鍋等の調理具、タンスや机等の家具）や資材（例えば木板、鉄板等の板材、空き缶、ガラス瓶）等を、前記打楽器演奏装置により演奏することも可能である。

本発明に係る打楽器演奏装置の一態様としては、前面または上面に打面が形成された打楽器の前側または上側に着脱可能に固定された本体部、前記本体部に対してアーム支持部によって一端が固定されたアーム、前記アームの他端に着脱可能に固定されたアームヘッドから成り、電子制御によって駆動された前記アームの前記アームヘッドが前記打楽器の同一打面を叩くことで音が発せられる装置が挙げられる。

また、別の態様の打楽器演奏装置は、
a) 前記打楽器の打面と所定の間隔をおいて対向するように該打楽器に取り付けられる本体部と、
b) 前記本体部に取り付けられたアーム支持部と、
c) 前記アーム支持部に回動可能に支持された、先端部にアームヘッドを有するアームと、
d) 前記アームヘッドが前記打面を押圧する状態と前記打面から離間する状態に前記アームを回動変位させる駆動装置と、
e) 制御プログラムに基づき前記駆動装置を制御する制御装置と、
f) 使用者による操作に基づき駆動指令信号を前記制御装置に出力する操作装置と
を備える。

上記打楽器用演奏装置を使用するときは、打楽器の打面と所定の間隔をおいて、且つ前記打面と対向するように本体部を打楽器に取り付ける。つまり、打楽器の前面が打面であるときは打面の前側に、打楽器の上面が打面であるときは上面の上側に本体部が取り付けられることになる。本体部を取り付ける位置（高さ位置、左右位置、または前後位置）によってアームヘッドが打面を押圧する箇所が異なるため、本体部の取り付け位置を調整することにより、任意の打音を発生させることができる。

前記本体部は、接着剤やネジ、釘等によって前記打楽器に固定するようにしても良いが、前記本体部が該本体部を前記打楽器に着脱可能に取り付けるための取付部材を備えるようにすると、打楽器を演奏する毎に任意の位置に本体部を取り付けることができる。

また、前記本体部及び前記アーム支持部が、それぞれ該本体部に該アーム支持部を取り付けるための取付部を備え、前記本体部の取付部及び前記アーム支持部の取付部の少なくとも一方が、該本体部に対する該アーム支持部の取り付け位置を変更可能に構成されていることが好ましい。この構成によれば、アームヘッドが打面を叩く位置を変更することができる。打楽器の種類によっては、打面の叩く位置によって音色が大きく変わることがあり、そのような打楽器の場合にアーム支持部の取り付け位置を変更することにより、音色の調整を行うことができる。例えばカホンは、打面の中央を叩くと低い音を発し、角（かど）付近を叩くと高い音が発する。また、打面のうち、その裏面に弦が張られている箇所の近くの箇所を叩いた場合と、前記弦が張られた箇所から遠い箇所を叩いた場合とでは、近くの箇所を叩いた方が弦の音が大きく鳴る。また、打楽器に本体部が取り付けられた状態で本体部に対するアーム支持部の取り付け位置を変更することができる。

また、前記アーム支持部が、前記本体部に着脱可能に取り付けられることが好ましい。さらに、前記本体部に取り付けられるアーム支持部の数は１個に限らず複数個でも良い。前記本体部に複数のアーム支持部が取り付けられる構成（つまり、本体部が、アーム支持部を取り付けるための支持部取付部を複数備える構成）においては、前記駆動装置が、前記複数のアーム支持部に支持された前記アームをそれぞれ独立的に駆動する複数の駆動部を備えると良い。この構成によれば、打面の異なる複数箇所を複数のアームヘッドで同時に叩いたり、タイミングをずらして叩いたりすることができる。また、この構成と、前述の打面を叩く位置を変更可能な構成とを組み合わせることで、アームヘッド毎に異なる音色を発生させることができ、音色の組み合わせのバリエーションを広げることができる。さらに、一部のアームヘッドは打面を押圧したまま、残りのアームヘッドで打面を叩くようにすることもできるため、打音のバリエーションを広げることができる。

上記打楽器演奏装置は、打楽器に本体部が取り付けられた状態で使用者が操作装置を操作すると、該操作装置から駆動指令信号が出力され、この駆動指令信号に基づき制御装置は制御プログラムに従って駆動装置を駆動させる。この結果、アームが回動変位してアームヘッドが打楽器の打面を押圧した状態と打面から離間した状態とに変化する（つまり、アームヘッドが打面を叩く）。演奏したい楽曲に合わせたテンポやリズム、強さ等でアームヘッドが打面を叩くように駆動装置を駆動させる制御プログラムを予め設定しておくことにより、使用者は操作装置を操作するだけで打楽器を演奏することができる。

好ましくは、上記打楽器演奏装置では駆動装置は本体部又はアーム支持部に設けられる。また、操作装置は本体部に設けてもよいが、本体部とは別に設け、操作装置と制御装置とが有線または無線で相互に信号を送受信できるようにすると良い。なお、制御装置は本体部または本体部と操作装置の両方に設けられるのが好ましい。前記操作装置を本体部とは別に設ける構成では、操作装置をフットスイッチにすれば、本発明の打楽器用演奏装置が取り付けられる打楽器とは別の楽器を手で演奏することができる。

操作装置や制御装置は、打楽器演奏装置専用の装置として構成しても良いが、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の電子機器に専用の制御・処理ソフトウエアをインストールし、このソフトウエアを該電子機器上で動作させることで具現化される構成としても良い。また、操作装置や制御装置の機能の一部を、例えばインターネットなどの情報通信技術により、遠隔地で実行可能な構成にしても良い。

また、使用者による操作装置の操作によりアームヘッドが打面を叩く強さ、テンポ、リズムを含む演奏条件を変更できるようにしても良い。この構成は、例えば、前記操作装置が、前記演奏条件を設定するための複数の操作部を備え、これら操作部の操作に応じた演奏条件を含む駆動指示信号を出力することで実現することができる。このような構成によれば、即興の演奏など、楽曲に縛られない自由な演奏を行うことができる。

また、本発明の打楽器用演奏装置においては、前記アームヘッドが前記打面を叩く力を調整するための調整部材を備えることが好ましい。これにより、打楽器の種類に基づき設定された、或いは、演奏する楽曲の種類に基づき設定された強さでアームヘッドに打面を叩かせることができる。

また、前記駆動装置は、ソレノイドアクチュエータ等の、電磁力を利用した駆動機構から構成することが好ましい。この構成では、駆動装置に供給する電流を制御することにより、アームヘッドが打面を叩く力を調整することができる。

また、前記本体部、前記アーム、及び前記アームヘッドのうちの少なくとも一つが、前記アームヘッドが前記打面を押圧するタイミングに応じて発光、消光を繰り返す発光装置を備えると、打楽器の演奏を華やかなものにすることができる。

また、上記打楽器演奏装置は、
前記本体部に着脱可能に取り付けられる複数種類のアーム支持部であって、それぞれ重量が異なるアームヘッドを先端に有するアームを支持するアーム支持部と、
前記複数種類のアーム支持部について、それぞれが支持する前記アームの回動変位特性に関する情報であるアーム情報を記憶するアーム情報記憶部とを備え、
前記制御装置は、前記本体部に取り付けられた前記アーム支持部が支持する前記アームのアーム情報と前記制御プログラムに基づき前記駆動装置を制御することが好ましい。
前記アームの回動変位特性とは、或るアームに回動を開始させるために必要な力の大きさとそのアームの重量の関係、同じ力をアームに加えたときの回動変位量とアームの重量との関係等をいう。また、アームの回動変位特性に関する情報とは、前記回動変位特性に基づき求められた、各アームに適した駆動装置の制御パターン等をいう。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。
各実施形態の打楽器演奏装置の説明に先立ち、該演奏装置により演奏される打楽器の一例であるカホンについて図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。なお、以下の実施形態では、演奏対象となる打楽器としてカホンを例に挙げて説明するが、上述したように、本発明は、カホンを含め、打面を有する打楽器全般（例えば、ドラム（ドラムセット）、コンゴ、ボンゴ、鼓、和太鼓等の太鼓類）、その他の楽器、器具等を演奏対象とすることができる。

カホン１００は、木製の縦長の直方体状の中空箱体からなり、通常、床１８の上に直接置いて演奏される。カホン１００は前面１０１の厚みがその他の面の厚みよりも薄くなっており、一般的には前面１０１が打面とされるが、場合によっては上面１０２や左側面１０３及び右側面１０４も打面とされる。図１Ａ及び図１Ｂに示すカホン１００は、後面１０５に１個の円形状のサウンドホール１０６が形成されているが、左側面１０３又は右側面１０４にサウンドホールが形成されていても良い。例えば左側面１０３にサウンドホールが形成されている場合は、カホン１００の内部であって前面１０１の裏側に複数本（図１Ａでは４本）の弦１０７が張られている。

＜第１実施形態＞

図７は本実施形態に係る打楽器演奏装置１０（以下、演奏装置１０という）の全体構成を示す概略図である。演奏装置１０は、装置本体１０Ａと操作装置１７とを備える。図２は、装置本体１０Ａの正面図であり、図３はカホン１００の前面に取り付けられた状態で示す装置本体１０Ａの斜視図である。図２及び図３に示すように、装置本体１０Ａは、本体部１１と、該本体部１１に固定された３個のアーム支持部１４と、これらアーム支持部１４のそれぞれに回動自在に取り付けられたアーム１２と、該アーム１２の先端に固定されたアームヘッド１３とを備えている。

本体部１１は、カホン１００の打面（前面）の前側に配置されたアーム取付プレート１１ａと、該アーム取付プレート１１ａの両端から後方に延びる挟持部１１ｂ、１１ｃ（挟持部１１ｂは図７にのみ示す）とから構成されている。挟持部１１ｂ、１１ｃの間隔はカホン１００の前面の左右の幅よりもやや小さく設定されており、挟持部１１ｂ、１１ｃの間にカホン１００の打面の左右の縁部を嵌め込むことにより本体部１１はカホン１００に固定される。このとき、アーム取付プレート１１ａをカホン１００の打面から1〜2mm程度離間させる。これにより、カホン１００の打面をアームヘッド１３が叩いたときの、本体部１１による、打面の振動への影響を低減できる。

３個のアーム支持部１４は、アーム取付プレート１１ａに固定されている。詳しい図示は省略するが、３個のアーム支持部１４はネジによってアーム取付プレート１１ａに固定される。また、図４に示すように、アーム１２は、アーム支持部１４の外部に位置するアーム本体１２１と、アーム支持部１４の内部に位置するＬ字状の基端部１２２とから成る。アーム本体１２１の先端部にアームヘッド１３が取り付けられている。

カホン１００に対する本体部１１の取り付け高さを変更したり、アーム１２の長さを変更したりすることで、アームヘッド１３がカホン１００の打面を叩く部位を変更することができる。また、アーム取付プレート１１ａに対するアーム支持部１４の、該プレート１１ａにおける幅方向及び高さ方向の取り付け位置も適宜変更可能である。アーム支持部１４の取り付け位置をカホン１００の打面の幅方向及び高さ方向にスライドすることで、両手でカホン１００を叩くときのような高低さまざまなドラム音を発生させることができる。

アームヘッド１３は天然ゴム、シリコーンゴムやその他の合成ゴム、軟質ウレタンフォーム、硬質ウレタンフォーム、繊維、木材、樹皮（コルク）、樹脂など様々な材料から形成することができる。また、アームヘッド１３の形状は直方体状、円柱状、球状など種々の形状にすることができる。アームヘッド１３の材料や形状を変化させることで、アームヘッド１３がカホン１００を叩いたときのドラム音の音色や音量を変化させることができる。

図４〜図６に示すように、アーム１２の基端部１２２にはシャフト２４が固定されている。シャフト２４はアーム支持部１４内の軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。また、アーム支持部１４内には、軸受に支持されたシャフト２４とほぼ平行となるようにバネ支え軸２３が固定されている。シャフト２４の基端部１２２の両側に位置する部分にはダブルトーションバネ２５の２個のコイル部がそれぞれ挿通されており、ダブルトーションバネ２５の２個のコイル部を連結する部分は基端部１２２の下側に掛け渡されている。また、ダブルトーションバネ２５の両端部はバネ支え軸２３に係止されている。ダブルトーションバネ２５は、アームヘッド１３が打面を叩く力を調整するための調整部材として機能する。

アーム１２の基端部１２２には、ジョイント２６を介してプル型のソレノイドアクチュエータ２０が連結されている。ソレノイドアクチュエータ２０は本発明の駆動装置（駆動部）に相当する。ソレノイドアクチュエータ２０は、ハウジング２０１と該ハウジング２０１の内部に収容された円筒状のソレノイドコイル２０２と、該ソレノイドコイル２０２の内部に配置された可動鉄芯２０３とを有している。
ソレノイドコイル２０２に電流が流れることにより発生する電磁力によって、可動鉄芯２０３はソレノイドコイル２０２内に引き込まれる。

図５に示すように、ソレノイドコイル２０２に電磁力が発生していないときは、可動鉄芯２０３はソレノイドコイル２０２の外に突出している状態にあり、このとき、アーム１２はバネ２５による負荷が小さい。一方、図６に示すように、ソレノイドコイル２０２に電流が流れて電磁力が発生すると、矢印Ｂで示すように、可動鉄芯２０３がソレノイドコイル２０２の中に引き込まれ、これに伴いアーム本体１２１が、ダブルトーションバネ２５の弾性力に抗して、シャフト２４を中心に矢印Ａ方向に回動し、この結果、アーム本体１２１の先端のアームヘッド１３が打面を押圧する。このとき、アーム１２はバネ２５による負荷が大きい。ソレノイドコイル２０２の電磁力がなくなると、ダブルトーションバネ２５の復元力によって、アーム本体１２１がシャフト２４を中心に反矢印Ａ方向に回動し、図５に示す位置に戻る。なお、ソレノイドコイル２０２の位置やバネ２５の配置は一例であり、適宜変更することができる。

図７に示すように、カホン１００の左側面の前部には制御箱１５が配置されている。この制御箱１５は、本体部１１の左側の挟持部１１ｂに固定されている。制御箱１５の内部には、アーム１２の駆動に必要な電子回路が収容されている。この電子回路は、３個のアーム支持部１４の内部に収容されたソレノイドアクチュエータ２０に接続されている。また、制御箱１５には、電源アダプタ１６と前記操作装置１７が接続されている。操作装置１７は４個のフットスイッチを備えており、これらのフットスイッチが押圧操作されると、該フットスイッチは所定の駆動指令信号を電子回路に出力する。電子回路には、フットスイッチ毎の電流供給リズム（各アーム支持部１４内のソレノイドコイル２０２に供給される電流の周期、電流値等）が予め記憶されており、電子回路に各フットスイッチからの駆動指令信号が入力されると、そのフットスイッチに応じたリズムで、本体部１１に取り付けられているアーム支持部１４内のソレノイドアクチュエータ２０のソレノイドコイル２０２にそれぞれ電流を供給する。

従って、電源アダプタ１６から制御箱１５（電子回路）に電力が供給された状態で４個のフットスイッチのいずれかが操作されることにより、所定の周期及び強さで各アーム支持部１４が備えるアーム１２が繰り返し回動してアームヘッド１３がカホン１００の打面に対して振り下ろされ、アームヘッド１３がカホン１００の打面を叩くことで音が発生する。また、操作されるフットスイッチが切り換えられることにより、アームヘッド１３がカホン１００の打面を叩くリズムが変更される。つまり、使用者は、フットスイッチを選択的に押圧操作するだけで、カホン１００を演奏することができる。

なお、上記実施形態では、制御箱１５内の電子回路にフットスイッチ毎の電流供給リズムを予め記憶しておくようにしたが、制御箱１５内にパソコンやスマートフォンなどの電子端末機器１９と双方向通信可能な通信回路を収容し、該通信回路を通じて電子端末機器１９から電流供給リズムに関するデータを受信するようにしても良い。また、使用者はフットスイッチの操作に代えて電子端末機器１９を通じて、ソレノイドコイル２０２に対する電流供給の開始や停止を指示したり、電子回路に記憶されている電流供給リズムの内容を変更したりするようにしても良い。

＜第２実施形態＞
図８〜図１３を参照して第２実施形態に係る打楽器演奏装置の構成を説明する。なお、ここでは、既に説明した第１実施形態と同一又は対応する構成要素については数字の下二桁が共通する符号を付し、適宜説明を省略する。
図８は本実施形態に係る打楽器演奏装置１１０（以下、演奏装置１１０という）の全体構成を示している。この図に示すように、演奏装置１１０は装置本体１１０Ａと制御装置１１５Ａと操作装置１１７とを備えている。操作装置１１７は、５個のフットスイッチ１１７ａ〜１１７ｅ、これらフットスイッチの操作に応じて点灯するＬＥＤランプ１１８ａ〜１１８ｅ、制御盤１１５Ｂを備えている。フットスイッチ１１７ａは演奏装置１１０による演奏の開始及び停止を指示するためのスイッチであり、フットスイッチ１１７ｂ〜１１７ｅは、演奏装置１１０が演奏する楽曲データを指定するためのものである。詳しくは後述する。

図９はカホン１００に取り付けられた状態で示す装置本体１１０Ａの正面図である。図８及び図９に示すように、装置本体１１０Ａは、１個の本体部１１１と、これに取り付けられた１ないし複数個のアーム支持部１１４と、該アーム支持部１１４が備えるアーム１１２及びアームヘッド１１３等とを有する。なお、図９では制御装置１１５Ａの図示を省略している。

図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、本体部１１１は、Ｕ字状の金属製のフレーム１３１と、該フレーム１３１の両端部に取り付けられた挟持部１３２、１３３とから構成されている。フレーム１３１は、本体部１１１をカホン１００に取り付けたときに打面とほぼ平行な状態で該打面と対向する平板部１３１ａと、その上下のＵ字状部１３１ｂとから成る。フレーム１３１は１枚の金属板を折曲することにより、平板部１３１ａとＵ字状部１３１ｂを形成しており、該フレーム１３１の内部は中空になっている。平板部１３１ａには、アーム支持部１１４を取り付けるための孔１３１ｃが複数形成されている。本実施形態では、孔１３１ｃが支持部取付部として機能する。

挟持部１３２、１３３はフレーム１３１の両側にそれぞれ取り付けられている。このうち、一方の挟持部１３２は、フレーム１３１にネジ止めされたプラスチック製のブロック１３２ａと、該ブロック１３２ａに貼り付けられたゴム製のシート１３２ｂとから構成されている。他方の挟持部１３３は、フレーム１３１にネジ止めされたプラスチック製のブロック１３３ａと、該ブロック１３３ａに２本のボルト１３３ｂを介して連結されたプラスチック製の可動板１３３ｃと、該可動板１３３ｃに貼り付けられたゴム製のシート１３３ｄとから構成されている。シート１３２ｂとシート１３３ｄは互いに向かい合うようにブロック１３２ａと可動板１３３ｃに貼り付けられている。

また、本体部１１１の内部であってフレーム１３１のＵ字状部１３１ｂの裏側にはテープ状の発光部材２００が貼り付けられている。この発光部材２００は、シート材に多数のＬＥＤが装着されたものである。

本体部１１１は次のようにカホン１００に取り付けられる。まず、挟持部１３２のシート１３２ｂと挟持部１３３のシート１３３ｄをカホン１００側に向けて、カホン１００の打面（前面）の前側に該打面と平行に平板部１３１ａを配置する。そして、本体部１１１を後方に移動させてカホン１００の打面に近づけるとともに挟持部１３２、１３３のシート１３２ｂ、１３３ｄをカホン１００の打面の左右側部に宛がう。このとき、シート１３２ｂ、１３３ｄは、その平板部１３１ａ側の端部の一部がカホン１００の打面とフレーム１３１の間に突出しているため、本体部１１１をカホン側に近づけても必ずカホン１００の打面との間にシート１３２ｂ、１３３ｄの厚み分（1〜2mm程度）だけ隙間が生じる（図１１参照）。そして、シート１３２ｂ、１３３ｄとカホン１００の左右側部の間が空いているときは、ボルト１３３ｂを回して可動板１３３ｃを挟持部１３２のブロック１３２ａ側に近づける。これにより、ブロック１３２ａと可動板１３３ｃによってカホン１００が強く挟持され、以て本体部１１１がカホン１００に固定される。カホン１００から本体部１１１を取り外すときはボルト１３３ｂを逆に回せば良い。このように、本実施形態では、ブロック１３２ａ、１３３ａ、可動板１３３ｃ、ボルト１３３ｂ等が取付部材を構成する。

図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、アーム支持部１１４は、収容部１１４ａとアーム支持部１１４を平板部１３１ａの孔１３１ｃにネジにより固定するための例えば４個の長孔１１４ｂとを有する。収容部１１４ａの内部にはソレノイドアクチュエータと該アクチュエータの動きをアーム１１２に伝えるジョイント等が収容されている。アクチュエータ及びジョイント並びにジョイントとアーム１１２の連結構造等は第１実施形態と同じであるため、図示及び説明を省略する。

アーム支持部１１４の４個の長孔１１４ｂを、平板部１３１ａの孔１３１ｃのいずれかにあてがい、ネジを螺挿することにより、アーム支持部１１４が平板部１３１ａに取り付けられる。長孔１１４ｂをあてがう孔１３１ｃの位置によって平板部１３１ａに対するアーム支持部１１４の左右方向位置が決まり、ネジを取り付ける長孔１１４ｂの位置によって平板部１３１ａに取り付けるアーム支持部１１４の上下方向の位置が決まる。このような構成により、平板部１３１ａに対するアーム支持部１１４の左右方向及び上下方向の取り付け位置を適宜変更することができる。

アーム１１２の先端にはヘッド取付部１１２ａが固定されている。ヘッド取付部１１２ａにはアリ溝１１２ｂが形成されており、アームヘッド１１３はこのアリ溝１１２ｂに嵌合する突部１１３ａを有している。従って、ヘッド取付部１１２ａに対してアームヘッド１１３を着脱自在に取り付けることができる。図１２Ａ及び図１２Ｂに示すアームヘッド１１３は、円形状の基板に、この基板とほぼ同じ直径の円形状のパッドを取り付けた構成を有する。また、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すアームヘッド１１３は、三角形状の基板の３個の角部に円形状のパッドを取り付けた構成を有する。このように打面を押圧する部分の形状やパッドの材質が異なる複数種のアームヘッド１１３を用意しておき、演奏する楽曲の種類に応じてアームヘッド１１３を付け替えるようにすると、より、演奏のバリエーションを広げることができる。また、劣化したアームヘッド１１３の交換も容易に行うことができる。

図８に示すように、本体部１１１の左側には電子回路が収容された制御箱１１５Ａが取り付けられている。この制御箱１１５Ａには、電源アダプタ１１６と前記操作装置１１７が接続されている。

図１４は、本実施形態に係る演奏装置１１０の機能ブロック図である。この図に示すように、制御箱１１５Ａの電子回路は、Ｉ／Ｏインターフェース１１５１、アーム検出部１１５２、アーム駆動部と発光駆動部を有する駆動部１１５３、制御部１１５４、入力部１１５５、アーム情報記憶部１１５６を備えている。また、制御盤１１５Ｂは、制御部１１５７、入力部１１５８、曲情報記憶部１１５９を備えている。

制御盤１１５Ｂの曲情報記憶部１１５９には楽曲データが記憶されている。楽曲データとしては、例えばＭＩＤＩ規格による楽曲データが挙げられるが、これに限定されない。楽曲データには、演奏開始からの時間、拍数、リズムパターン等に関するデータが含まれる。

入力部１１５８は、例えばスマートフォンやパソコン等の外部機器１１９を通じて曲情報記憶部１１５９に記憶する楽曲データを入力するためのものである。なお、外部機器１１９には、インターネットを通じて取得した楽曲データ、外部機器１１９上で作成した楽曲データを保持しており、これらの楽曲データが利用される。また、外部機器１１９を操作することにより、入力部１１５８を通じて曲情報記憶部１１５９に記憶されている楽曲データの内容を書き換えたり、４個のフットスイッチ１１７ｂ〜１１７ｅに割り当てる４種類の楽曲データを設定したりすることもできる。なお、必ずしも４個のフットスイッチ１１７ｂ〜１１７ｅのそれぞれに異なる種類の楽曲データを割り当てる必要はなく、複数のフットスイッチに同じ楽曲データを割り当てるようにしても良い。また、４個のフットスイッチの全てに楽曲データを割り当てる必要はなく、楽曲データが割り当てられていないフットスイッチが存在しても良い。

本体部１１１はアーム支持部１１４用の複数の接続端子（図示せず）を備える。Ｉ／Ｏインターフェース１１５１は、発光部材２００及び前記接続端子に接続されたアーム支持部１１４が備えるソレノイドアクチュエータと制御箱１１５Ａとの間の信号の入出力を制御する。

アーム情報記憶部１１５６には、本体部１１１に取り付けられているアーム支持部１１４が備えるアーム１１２の回動変位特性に関する情報（アーム情報）が記憶されている。アーム情報は、例えばアーム１１２の種類と、アームヘッド１１３が打面を叩く強さ（音量）と、ソレノイドアクチュエータの駆動制御に関する情報からなる。ソレノイドアクチュエータの駆動制御に関する情報は、各種類のアーム１１２の重量や長さ、ダブルトーションバネ２５（図４〜６参照）の弾性力、ソレノイドアクチュエータ２０の大きさ（図４〜６参照）等に基づいて設定されたものである。詳しくは後述する。

入力部１１５５は、信号線ＳＬを通じて制御盤１１５Ｂから送られてくるデータを制御部１１５４に入力する。制御盤１１５Ｂから送られてくるデータには、曲情報記憶部１１５９に記憶されている楽曲データ、スマートフォンやパソコン等の外部機器１１９から入力部１１５８を通じて制御盤１１５Ｂに入力されたアーム情報が含まれる。つまり、アーム情報記憶部１１５６に記憶されるアーム情報は、外部機器１１９から制御盤１１５Ｂを通じて入力される。また、外部機器１１９を操作することにより、制御盤１１５Ｂを通じて、或いは、直接アーム情報記憶部１１５６に記憶されているアーム情報の内容を変更することも可能である。

そのため、外部機器１１９には、本体部１１１に取り付け可能な複数種類のアームのアーム情報が予め記憶されている。外部機器１１９はインターネットを通じて取得したアーム情報、或いは外部機器１１９上で作成したアーム情報を記憶している。そして、使用者が外部機器１１９を操作して、複数種類のアーム情報の中から、本体部１１１の各接続端子に取り付けられたアーム支持部１１４が備えるアーム１１２のアーム情報を選択し、送信すると、制御盤１１５Ｂの制御部１１５７は、入力部１１５８を通じて外部機器１１９から送られてくるアーム情報を受信し、これを制御箱１１５Ａに送る。制御箱１１５Ａの制御部１１５４は、入力部１１５５を通じてアーム情報を受信し、アーム情報記憶部１１５６に記憶する。アーム情報記憶部１１５６は、本体部１１１の接続端子のそれぞれに対応した記憶域を備えており、受信されたアーム情報は、対応する記憶域に保存される。

次に、演奏装置１１０によりカホン１００を演奏するときの具体的な動作について説明する。
まず、演奏装置１１０がカホン１００を演奏していない状態において「再生及び停止」を指示するフットスイッチ１１７ａが操作されると、制御部１１５７はフットスイッチ１１７ｂ（スイッチ１）に割り当てられている楽曲データを曲情報記憶部１１５９から読み出して制御箱１１５Ａに送信する。このとき、制御部１１５７は、フットスイッチ１１７ａ及び１１７ｂに対応するＬＥＤランプ１１８ａ及び１１８ｂをそれぞれ点灯させる。

制御部１１５４は、制御盤１１５Ｂから送られてくる楽曲データを入力部１１５５を通じて受信すると、この楽曲データとアーム情報記憶部１１５６から読み出したアーム情報とに基づき、駆動部１１５３を制御して各アーム１１２のソレノイドアクチュエータを駆動する。これにより、本体部１１１に取り付けられているアーム支持部１１４（図９に示す例では３個のアーム支持部１１４）のアーム１１２が適宜のリズムで回動してアームヘッド１１３がカホン１００の打面１０１を叩く。
また、制御部１１５４は、楽曲データに基づき駆動部１１５３を制御し、例えばアームヘッド１１３がカホン１００の打面１０１を叩くタイミングに合わせて発光部材２００のＬＥＤを発光させる。

演奏装置１１０がカホン１００を演奏している状態で「再生及び停止」を指示するフットスイッチ１１７ａが操作されると、演奏が停止される。また、演奏装置１１０が演奏している楽曲データが割り当てられているフットスイッチ（スイッチ１）とは別のフットスイッチ（スイッチ２〜４）が操作されると、制御部１１５７はそのフットスイッチに対応する楽曲データを曲情報記憶部１１５９から読み出して制御箱１１５Ａに送信する。これにより、制御部１１５４は、新たに送られてきた楽曲データに基づき駆動部１１５３を制御してソレノイドアクチュエータを駆動させる。この結果、それまでとは異なるリズムでアーム１１２が回動してアームヘッド１１３がカホン１００の打面１０１を叩く。このようにして、演奏装置１１０は４種類の楽曲データから選ばれた任意の楽曲データに基づく演奏を繰り返す。なお、制御部１１５４は、新たな楽曲データ送られてくると、それまでの楽曲データに基づく制御を新たな楽曲データに基づく制御に直ちに切り替えても良いが、適切なタイミング（例えば、演奏ループの切れ目）で切り替えることが好ましい。

ここで、アーム情報の一つであるアーム重量と楽曲データとに基づくソレノイドアクチュエータの駆動制御について図１５を参照しつつ説明する。この実施形態では、制御部１１５４はＰＷＭ制御により駆動部１１５３を制御してソレノイドアクチュエータを駆動させることとする。アームの重量はアームの素材や長さ、アームヘッドの種類によって決まる。
図１５の（１）〜（４）の各チャートの横軸は時間を、縦軸は電圧値を示している。また、各チャート中、長方形状の図形は駆動パルスを、太線の実線は実効電圧を、Ｔは発音時刻を、ｔ０は楽曲データの入力時刻を、Ｓ１〜Ｓ４はソレノイドアクチュエータの駆動開始時刻を、ｍ１〜ｍ４はソレノイドアクチュエータの駆動開始から発音までの時間を、ｒ１、ｒ２、ｒ３１、ｒ３２、ｒ４１、ｒ４２は実効電圧値を、それぞれ示している。

図１５（１）は重量が大きいアームを用いて大音量で打面を叩くときの制御パターンを示しており、図１５（２）は重量が小さいアームを用いて大音量で打面を叩くときの制御パターンを示している。重量が大きいアームは重量が小さいアームよりも追従性が悪いため、ソレノイドコイルへの電流の供給が開始されてアームが回動を開始し、アームヘッドが打面に当接する位置に達するまでに時間がかかる。つまり、ソレノイドアクチュエータの駆動開始からアームヘッドが打面を叩くまで（発音まで）に時間がかかる（ｍ１＞ｍ２）。そこで、楽曲データを受信してから駆動開始までの時間を短くする（Ｓ１＜Ｓ２）。

図１５（３）は重量が大きいアームを用いて小音量で打面を叩くときの制御パターンを示しており、図１５（４）は重量が小さいアームを用いて小音量で打面を叩くときの制御パターンを示している。大音量で打面を叩くときと同様、小音量で打面と叩くときも、重量が小さいアームよりも重量が大きいアームを、楽曲データを受信してから駆動開始までの時間を短くする（Ｓ３＜Ｓ４）。ただし、小音量のときは、アームが打面を叩く力を小さくするために、駆動開始から所定の時間が経過するまでは、アームの駆動を開始させるために必要な実効電圧値を確保し、その後、実効電圧を小さくすべくパルスのデューティー比を小さくする。
なお、ここではアーム１１２の重量を例に挙げて説明したが、アーム１１２の長さによってソレノイドアクチュエータの制御パターンを変更しても良い。また、アームの重量と長さの両方に基づいてソレノイドアクチュエータの制御パターンを変更しても良い。

このようにアームの重量に応じてソレノイドアクチュエータの駆動を制御することにより、楽曲データによるアームヘッド１１３がカホン１００の打面１０１を叩くタイミングと、実際にアームヘッド１１３が打面１０１を叩くタイミングの間に生じるずれを小さくすることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような適宜の変更が可能である。

＜発光装置の変形例＞
図１６Ａ、図１６Ｂは、アーム１１２に沿ってテープ状のＬＥＤ３０１を貼り付けるとともに、アームヘッド１１３の周囲にテープ状のＬＥＤ３０２を貼り付けた例を示す。この場合、アームヘッド１１３が打面を叩くタイミングに合わせてＬＥＤ３０１、３０２が点灯するように該ＬＥＤ３０１、３０２の発光を制御すると良い。また、アーム１１２の回動する方向に応じてＬＥＤ３０１が矢印Ｃ方向又は反矢印Ｃ方向に順に点灯するようにしても良い。

＜アーム支持部の変形例＞
図１７は、２個のアーム１１２を備えたアーム支持部１１４Ａが２個、本体部１１１に取り付けられた例を示す。
図１８は、長さが異なるアームをそれぞれ１個ずつ備えた３個のアーム支持部１１４が本体部１１１に取り付けられた例を示している。
図１９は、２個のアーム１１２を備えたアーム支持部１１４Ａが１個、１個のアームを備えたアーム支持部１１４が２個、それぞれ本体部１１１に取り付けられた例を示している。
図１７及び図１９に示すアーム支持部１１４Ａは２個のアーム１１２を駆動するための駆動装置（図示せず）を備える。該駆動装置は、１個の駆動部（例えばソレノイドアクチュエータ）によって２個のアーム１１２をまとめて駆動する構成でも良く、２個の駆動部を備え、これら駆動部がそれぞれ１個のアーム１１２を駆動する構成でも良い。

図２０は、本体部１１１に３個のアーム支持部が取り付けられた例を示している。これらのうち中央のアーム支持部１１４Ｂは左右両側のアーム支持部１１４よりもサイズが大きく、且つ、アーム支持部１１４のアームヘッドよりも重いアームヘッド１１３のアーム１１２が支持されている。また、アーム支持部１１４が備える駆動装置よりも大型で高パワーの駆動装置（図示せず）を備えている。この構成により、アーム支持部１１４Ｂ及びアーム支持部１１４のアームヘッド１１３が打面を叩く強さの組み合わせを幅広くすることができる。また、アーム支持部１１４が備えるアームよりも重いアームヘッドを備えたアームを扱うことができる。

＜本体部に対するアーム支持部の取り付け方の変形例＞
図２１、図２２は、１個のアームを備えたアーム支持部１１４が３個、本体部１１１に取り付けられた例を示している。図２１は３個のアーム支持部１１４のうち２個はアーム１１２が上向きに、１個のアーム支持部１１４はアーム１１２が下向きに、本体部１１１に取り付けられている。図２２は、３個のアーム支持部１１４がいずれもアーム１１２が下向きになるように本体部１１１に取り付けられている。

なお、図１７〜図２２に示す構成は一例にすぎず、本体部１１１にどのような形態のアーム支持部を取り付けるか、どのような向きでアーム支持部を取り付けるか、或いは本体部１１１に取り付けるアーム支持部の個数や組み合わせは適宜変更が可能である。また、本体部１１１に取り付けられるアーム支持部の数は複数に限らず１個でも良い。

＜操作装置の変形例＞
図２３は、外部機器としてのパソコン２１９が操作装置を兼用する例を示している。この構成では、フットスイッチではなくパソコン２１９の操作によって装置本体１１０Ａやアーム１１２の駆動開始や停止等が指示される。

＜アームの駆動制御の変形例＞
上述の第２実施形態では、使用者が本体部１１１に取り付けられたアーム支持部１１４の種類に応じたアーム情報を外部機器１１９を通じて入力するようにしたが、アーム支持部１１４に識別子を取り付け、本体部１１１のフレーム１３１にアーム支持部１１４が取り付けられると、制御部１１５４がアーム支持部１１４の識別子を読み出すようにしても良い。識別子が入力された制御部１１５４は、その識別子に対応するアーム情報をアーム情報記憶部１１５６から読み出し、そのアーム情報に基づく適宜のプロトコルで駆動部１１５３を制御してソレノイドアクチュエータを駆動する。

＜その他の変形例＞
操作装置は、使用者が発する音声を認識して駆動指令信号を出力するようにしても良い。この構成においては、使用者が音声を発することが、「使用者による操作」に相当する。

上述の第２実施形態では、曲情報記憶部１１５９に予め記憶された楽曲データに基づき制御部１１５４がソレノイドアクチュエータを駆動する構成としたが、制御装置に楽曲データ生成部を接続し、この楽曲データ生成部が生成した楽曲データに基づき制御装置が駆動装置を制御するようにしても良い。この例では、例えば楽曲データ生成部が、打楽器演奏装置の対象とする打楽器とは別の楽器が演奏するリズムに合う楽曲データを自動的に生成する構成にすると良い。

本発明は、打面を叩くことによって音を発生させる打楽器の演奏に用いることができる。

１００…打楽器（カホン）
１０、１１０…打楽器演奏装置
１０Ａ、１１０Ａ…装置本体
１１、１１１…本体部
１１ａ…アーム取付プレート
１１ｂ、１１ｃ…挟持部
１２、１１２…アーム
１２１…アーム本体
１２２…基端部
１３、１１３…アームヘッド
１４、１１４…アーム支持部
１５、１１５Ａ…制御箱
１１５Ｂ…制御盤
１１５４、１１５７…制御部
１１５５、１１５８…入力部
１６、１１６…電源アダプタ
１７、１１７…操作装置
１７１〜１７４…フットスイッチ
１１７ａ〜１１７ｅ…フットスイッチ
１８…床
１９…電子端末機器
２０…ソレノイドアクチュエータ
２０１…ハウジング
２０２…ソレノイドコイル
２４…シャフト
２５…ダブルトーションバネ
２６…ジョイント

Claims (10)

1. 前面または上面に打面が形成された打楽器の前側または上側に着脱可能に固定される本体部であって、前記打楽器の打面の両側部に着脱可能に固定される２個の固定部と、該２個の固定部の間に掛け渡されたアーム取付部とを有し、前記２個の固定部が前記打楽器の打面の両側部にそれぞれ固定されたときに前記アーム取付部が前記打面と所定の間隔をおいて対向する、本体部と、
   前記アーム取付部に取り付けられたアーム支持部と、
   前記アーム支持部に一端が固定された１つ以上のアームと、
   前記アームの他端に着脱可能に固定されたアームヘッドと、
   前記アームを電子制御によって駆動する駆動部と
   を備え、
   前記アームの前記アームヘッドが前記打楽器の同一打面を叩くことで前記打楽器から音を発生させる、打楽器演奏装置。
2. 打面を有する打楽器を演奏するための打楽器演奏装置であって、
   a) アーム取付部を有し、該アーム取付部が前記打楽器の打面と所定の間隔をおいて対向するように、該打楽器の外側に取り付けられる本体部と、
   b) 前記アーム取付部に取り付けられたアーム支持部と、
   c) 前記アーム支持部に回動可能に支持された、先端部にアームヘッドを有するアームと、
   d) 前記本体部を前記打楽器に取り付けたときに、前記アームヘッドが前記打面を押圧する状態と前記打面から離間する状態に交互になるように前記アームを回動変位させる駆動装置と、
   e) 制御プログラムに従い前記駆動装置を制御する制御装置と、
   f) 使用者による操作に基づき駆動指令信号を前記制御装置に出力する操作装置と
   を備える打楽器演奏装置。
3. 請求項２に記載の打楽器演奏装置において、
   前記アーム取付部及び前記アーム支持部のそれぞれが、該アーム取付部に該アーム支持部を取り付けるための取付部を備え、前記アーム取付部の取付部及び前記アーム支持部の取付部の少なくとも一方が、該本体部に対する該アーム支持部の取り付け位置を変更可能に構成されている打楽器演奏装置。
4. 請求項２又は３に記載の打楽器演奏装置において、
   前記アーム取付部が、前記アーム支持部を取り付けるための支持部取付部を複数備える打楽器演奏装置。
5. 請求項４に記載の打楽器演奏装置において、
   前記駆動装置が、前記複数の支持部取付部に取り付けられるアーム支持部のアームをそれぞれ独立的に駆動する複数の駆動部を備える打楽器演奏装置。
6. 請求項２〜５のいずれかに記載の打楽器演奏装置において、
   前記本体部、前記アーム、及び前記アームヘッドのうちの少なくとも一つが、前記アームヘッドが前記打面を押圧するタイミングに応じて発光、消光を繰り返す発光装置を備える打楽器演奏装置。
7. 請求項２〜６のいずれかに記載の打楽器演奏装置において、
   前記アームヘッドが前記打面を叩く力を調整するための調整部材を備える打楽器演奏装置。
8. 請求項２〜７のいずれかに記載の打楽器演奏装置において、
   前記アーム取付部に着脱可能に取り付けられる複数種類のアーム支持部であって、それぞれ重量が異なるアームヘッドを先端に有するアームを支持するアーム支持部と、
   前記複数種類のアーム支持部について、それぞれが支持する前記アームの回動変位特性に関する情報であるアーム情報を記憶するアーム情報記憶部とを備え、
   前記制御装置は、前記本体部に取り付けられた前記アーム支持部が支持する前記アームのアーム情報と前記制御プログラムに基づき前記駆動装置を制御する打楽器演奏装置。
9. 請求項２〜８のいずれかに記載の打楽器演奏装置において、
   前記本体部が、前記打面を両側から挟持するように前記打楽器の打面の両側部に取り付けられる一対の挟持部を備え、
   前記アーム取付部が、前記一対の挟持部の間に掛け渡されている、打楽器演奏装置。
10. 前記打楽器がカホンである請求項１〜９のいずれかに記載の打楽器演奏装置。

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