JPH0612059A

JPH0612059A - ドラム

Info

Publication number: JPH0612059A
Application number: JP4188917A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsuda; 勉松田; Akira Goto; 陽後藤; Mitsumasa Goto; 光正後藤; Makoto Kurosaki; 誠黒崎
Original assignee: Yamaha Corp; Teijin Ltd
Current assignee: Yamaha Corp; Teijin Ltd
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量でかつ良好な音響特性を有する新規な構
造のドラム、すなわちサスペンションリングの厚みを小
さくでき、ボルト、ナットの大きさや本数も減らし軽量
化でき、しかもドラム内部が一体の平滑は構造で継ぎ目
や段差などが無いため音響特性にも優れた新規な構造の
ドラムを提供する。【構成】筒状のドラムシェルと該ドラムシェルの少な
くとも一端に設置されたフランジ付き環状サスペンショ
ンリングと、該サスペンションリングを介してドラムシ
ェルの開口部に張設したドラムヘッドを有する両ヘッド
または片ヘッドドラムにおいて、サスペンションリング
の内周面にドラムシェルの先端部の外周面が当接するよ
うに嵌挿され、該当接部分で両者が接合一体化したドラ
ム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な構造を有するド
ラムに関するものである。さらに詳しくは、軽量で強度
などの機械特性が優れかつ良好な音響特性を有する新規
構造のドラムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドラムは、木製あるいは金属製の
筒状のドラムシェルの開口部の少なくとも一方に皮革、
フィルムなどのドラムヘッドを張設して構成されている
が、ドラムシェルの開口部にドラムヘッドを張設する手
段として、例えば次のようなものが知られている。

【０００３】（ａ）ドラムシェルの端部にドラムヘッド
との接合性を高めるベアリングエッジ加工を施し、これ
をドラムヘッドで覆い、該ドラムヘッドの外周縁を押さ
えフープで押圧し、このフープの円周方向に穿設された
孔を通して押さえボルトを挿入し、この押さえボルトを
ドラムシェルの外側面に固定されたラグナットに螺入す
ることにより、ドラムシェルの開口部にドラムヘッドを
張設するもの。

【０００４】（ｂ）ドラムシェルの一端にドラムヘッド
との接合性を高めるベアリングエッジ加工を施し、これ
に直接ドラムヘッドを張り、その外周縁を押さえフープ
で押圧すると共に、ドラムシェルの他端にはベアリング
エッジ加工を施したサスペンションリングをゴム、フェ
ルトなどのクッション材を介して重ね、このサスペンシ
ョンリングには別のドラムヘッドと押さえフープが設置
され、ボルトとナットを用いてサスペンションリングと
フープを締結することによりこのドラムヘッドを張設
し、そしてこのサスペンションリングに複数のパイプ状
ナットを固設しこれらのパイプ状ナットに押さえフープ
を締め付けるボルトを螺入することにより、サスペンシ
ョンリングをドラムシェルへ固定したもの（特公昭６２
−３８７１０号公報、米国特許４，４４８，１０５号明
細書）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（ａ）〜（ｂ）のごとき従来公知のドラムは一長一短が
あり、必ずしも満足出来るものではなく、特に軽量化が
困難なため可搬性に劣り、マーチングドラムなどの分野
には適さない。すなわち、上記（ａ）タイプのものは、
構造的にドラムヘッドを支える部位と音響を高めるドラ
ムシェルが同一の部材で構成され、かつドラムシェルに
ラグナットなどの金具を直接取り付けるため音質に問題
がある。しかも、マーチングドラムのように高張力でド
ラムヘッドを張設する場合においては、その張力に十分
抗し得るようにドラムシェルの剛性を高める必要がある
ため、必然的にドラムシェルの厚みが増し、重量が大き
くなる。さらに、ヘッドを張設するためにドラムシェル
に固定されたラグナットは、大きな張力に耐えかつ固定
のための座を有することが必要なため、金属で構成され
かなりの重量を占める。

【０００６】一方、上記（ｂ）タイプのものは、高張力
でドラムヘッドを張設する側にドラムシェルとは別にフ
ランジ付きの環状サスペンションリングを設け、これで
高張力を支えることにより、ドラムシェルの肉厚が必要
以上に増大しないようにしたものである。このため、こ
のドラムは上記（ａ）タイプのものに比べてある程度の
軽量化が可能である。しかし、このものは、サスペンシ
ョンリングがクッション材を介してドラムシェルに固定
され構造となっているため、ヘッドに加えられた振動の
減衰が著しく、音質的にかなり劣ったものとなってい
る。また、サスペンションリングとドラムシェルを固定
するためのパイプ状ナットはドラムの胴長にほぼ等しい
長さを有するため、重量的に無視できないものとなり、
かつ多数の本数使用するため外観上も好ましくない。

【０００７】本発明は、前記従来技術の課題を背景にな
されたもので、フランジ付きの環状サスペンションリン
グを用いる上記のドラムの欠点を解消し、軽量化と良好
な音質とを兼ね備えた新規な構造のドラムを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、筒状のドラム
シェルと該ドラムシェルの少なくとも一端に設置された
フランジ付き環状サスペンションリングと、該サスペン
ションリングを介してドラムシェルの開口部に張設した
ドラムヘッドとを有する両ヘッドまたは片ヘッドドラム
において、サスペンションリングの内周面にドラムシェ
ルの先端部の外周面が当接するように嵌挿され、該当接
部分で両者が接合一体化されていることを特徴とするド
ラムである。

【０００９】本発明のドラムは、筒状のドラムシェルと
フランジ付き環状サスペンションリングとドラムヘッド
とを有するものであり、必要に応じ押さえフープによっ
てドラムヘッドをサスペンションリング上に張設してい
る。この点では、従来公知の上記（ｂ）のドラムと類似
するが、従来のものは、サスペンションリングとドラム
シェルとをクッション材を介していわば直列に接合して
いるのに対し、本発明のドラムは、サスペンションリン
グ内にドラムシェルの先端部を嵌挿して、サスペンショ
ンリングの内周面にドラムシェルの先端部の外周面を接
合して一体化させた点を最大の特徴とする。

【００１０】本発明のドラムを構成する筒状のドラムシ
ェルは、木材、金属、合成樹脂など任意の材質にて構成
されるが、強度と軽量性を兼ね備えたドラムとするには
ドラムシェルを繊維強化樹脂複合材料で構成するのが好
ましい。繊維強化樹脂複合材料を構成する強化用繊維
は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などの高弾性
率の連続繊維が適当であり、織編物、特に織物として用
いるのが好ましい。また、マトリックス樹脂としては、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ナイロン、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂
が好ましいが、強化用繊維として短繊維やミルドファイ
バーなどを用いても良く、マトリックス樹脂としてエポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂
を用いても良い。ドラムシェルの形状は、通常は円筒形
であるが、ドラムの種類によっては、他の形状の筒形で
も良い。

【００１１】ドラムシェルの成型は、長繊維強化熱可塑
性樹脂複合材料を用いる場合には、オートクレーブ成
型、ＴＥＭ成型、圧縮成型などが好ましく用いられる。
また、短繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を用いる場合
は、インジェクション成型が好ましい。ドラムシェルの
厚み（肉厚）ｔは、通常０．５〜８ｍｍが適当であり、
またドラムシェルを構成する円筒シートの弾性率（曲げ
モジュラス）Ｅは、通常５，０００〜１０，０００ｋｇ
／ｍｍ²が好ましい。本発明者らの研究によれば、ドラ
ムシェルの外径とシェル材質とシート厚みに関連するフ
ァクターである、

【００１２】

【数３】√（ＥＩ／Ａρ）／Ｄ

【００１３】が下記式（１）を満足すると、振動特性が
良好となり音質的に好ましいことが判明した。

【００１４】

【数４】 19.5×10³＜√（Ｅ・Ｉ／Ａ・ρ）／Ｄ＜19.6×10³・・・（１）

【００１５】ただし、式（１）において、Ｅはドラムシ
ェルを構成する円筒シートの弾性率（ｋｇ／ｍｍ²）、
Ｉはドラムシェル円筒の断面２次モーメント（ｍ
ｍ⁴）、Ａはドラムシェル円筒の断面積（ｍｍ²）、ρ
はドラムシェルを構成する円筒シートの密度（ｇ／ｃｍ
³）、Ｄはドラムシェル外径（ｍｍ）を表す。このよう
な条件を満足するドラムシェルとしては、例えば炭素繊
維の連続繊維織物（平織、朱子織など）で強化した上記
厚みの繊維強化ナイロン樹脂シートが好ましい。ドラム
シェルの外径、長さ（胴長）などは、ドラムの種類、用
途などに応じて適宜選択されるが、マーチングドラムの
場合、一般に外径１５０〜４６０ｍｍ、長さ（胴長）１
５０〜４６０ｍｍの範囲とするのが好ましい。

【００１６】また、ドラムシェルの少なくとも一方の端
部に外嵌するフランジ付きサスペンションリングは、金
属、プラスチックなどで構成されるが、軽量性と強靭性
の観点からは、繊維強化複合材料が好ましい。特に、強
化用繊維として炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維な
どの高弾性率の連続繊維を織編物として用い、マトリッ
クス樹脂としてポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、ナイロン、ポリカーボネートなど
の熱可塑性樹脂を用いたものが好ましい。

【００１７】本発明のごときサスペンションリングを介
してドラムヘッドを張設するドラムにおいては、サスペ
ンションリングが張力を支えるため、シェルにはさほど
の強度は要求されない。必要以上に剛いシェルを使用す
ると、音響特性に影響する。また、必要以上に肉厚のシ
ェルを用いるとドラムの重量増につながる。しかるに、
上記の式を満足する場合は、強度、音質共に良好であ
り、かつ軽量なドラムとなる。一方、サスペンションリ
ングの内径Ｄは、これに内挿するドラムシェルの端部の
外径に見合う値とする。一般に、リングの高さＨは２０
〜６０ｍｍ、フランジの幅Ｌは、２０〜４０ｍｍとされ
るが、本発明者らの研究では、サスペンションリングに
おけるリング高さＨとフランジの幅Ｌとが下記式（２）
を満足すると、リングの強度が大きくかつ軽量なものと
なるので好ましいことが判明した。

【００１８】

【数５】 1.0 ＜Ｈ／Ｌ＜2.0 ・・・（２）

【００１９】近年、マーチング径ドラムヘッドの材質の
改良と共にヘッドの張力は高張力化の傾向にあり、６屯
を上回る張力が採用されつつある。このため、高張力に
耐えるよう、サスペンションリングの肉厚を大きくする
必要があるが、これはドラムの重量増につながる。しか
るに、本発明者らの研究によれば、リングの内径と高さ
とフランジ幅とが上記式（２）を満足する場合には、強
度が大きくなって最小の肉厚でヘッド張力に耐え得るよ
うになることが判明した。したがって、本発明におい
て、ドラムシェルが上記式（１）を満足しかつサスペン
ションリングが上記式（２）を満足するのが特に効果的
である。

【００２０】サスペンションリングの内周面とドラムシ
ェル端部外周面との接合は、サスペンションリング内に
ドラムシェル端部を、サスペンションリングの内周面全
般にドラムシェル端部の外周面が接するよう後者の先端
がベアリングエッジ加工部に達する直前迄挿入し、その
状態で接着または融着などの手段で接合させ、一体化す
る。この際、ドラムシェルの先端がベアリングエッジ加
工部に及ばないように注意する必要がある。接着の手段
としては、接着剤を使用するのが一般的であるが、少な
くとも一方が合成樹脂製または繊維強化樹脂複合材料で
構成されている場合は、溶剤を使用して接着する方法、
加熱融着する方法も採用される。

【００２１】

【作用】すなわち、従来の（ａ）タイプのドラムでは、
ドラムシェルに穴をあけてこれに固定ボルトを通してベ
ース部材を取り付けているため、この部分に応力集中が
起き易く、また音質面でも好ましくない。また、（ｂ）
タイプのものは、ドラムシェルの端にクッション材を介
してサスペンションリングを載置し、これを多数のパイ
プ状ナットで締め付け固定しているため、サスペンショ
ンリングとシェルとが切り離された構造となり、大きな
振動減衰が生じ、音質が悪化する。これに対し、本発明
のものは、サスペンションリングの内側にドラムシェル
を嵌挿し、両者の接触面で接着、熱融着などにより接合
しているため、十分な接合面積を確保でき、強固に一体
化することが出来る。しかも、シェルの内径が均一で段
差、凹凸がなく平滑であるため、音響的に好ましい結果
を与える。さらに、ドラムシェルとの接合によりサスペ
ンションリングが補強されることになるので、サスペン
ションリングの肉厚を小さくすることも可能で、軽量化
が促進できる。さらに、ドラムの外周近傍の配する多数
の大きなパイプ状ナットが不要となり、軽量性が向上す
る。

【００２２】本発明において、サスペンションリングに
ドラムヘッドを張設するために使用するラグナットは、
自動調芯機構を有するボルトとナットとで構成するのが
好ましい。自動調芯機構を付与するには、ナットをサス
ペンションリングのフランジ部に遊嵌した状態とする。
かくすることにより、ナットを締結することによって、
ボルトをナットに螺合するに当たりセンターを調節する
余裕ができ、ボルトとナットとは同軸上に位置して螺合
するためサスペンションリングのフランジに無理な力が
加わることがなくなり、その部分の破損を防ぐことが出
来る。また、ボルトの頭部の断面形状を偏平にすること
によって、ナットの回転防止機能を付与でき、締結した
ボルトの回転を抑止出来る。

【００２３】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明に係るドラムの一例を示す部分断面
図である。図１において、両端が開口した円筒形のドラ
ムシェル本体（１）の端部に、サスペンションリング
（２）が嵌着されており、その外周の全部または一部に
外側へ広がったつば状のフランジ（３）が形成されてい
る。そして、サスペンションリング（２）の開口部の内
周面の先端（図では上方）は、ベアリングエッジ加工に
よりテーパー状に形成されており、その開口部を覆うよ
うにドラムヘッド（４）が張られている。ドラムヘッド
（４）の外縁部は環状体（５）に形成されており、環状
の押さえフープ（６）によって、ドラムヘッド（４）の
外縁部を押圧することにより、ドラムヘッド（４）を緊
張した状態で張設するようになっている。

【００２４】本発明のドラムにおいて、ドラムシェル本
体（１）とサスペンションリング（２）とを接続するに
当たり、ドラムシェル本体（１）の外径とサスペンショ
ンリング（２）の内径（Ｄ）とをほぼ一致させ、ドラム
シェル本体（１）の端部をサスペンションリング（２）
の内側に挿入し、ドラムシェル本体（１）の端部の外周
面とサスペンションリング（２）の全内周面とを当接さ
せ、その部分を接着または融着にて接合一体化してい
る。そして、図１の例では、サスペンションリング
（２）のフランジ（３）及び押さえフープ（６）にはそ
れぞれ複数の貫通孔が穿設され、これらを自動調芯機構
を有するボルト（７）及びラグナット（８）で締結して
いる。この際、サスペンションリング（２）の各貫通孔
を設ける部位を凹状に切り込んで段差部を設け、一端に
フランジを有するラグナット（８）をそのフランジが段
差部に当接するように設けて、使用中にボルトが回転す
るのを防止している。また、スナップリング（９）によ
って未締結状態でもラグナット（８）は落下することは
ない。

【００２５】しかし、図２のように、ラグナット（８）
のフランジをサスペンションリング（３）の下部に突出
させてもよく、この場合、ラグナットのフランジの断面
形状を図３の如く長円形などの非対称形状として、使用
中における回転を防止するようにすれば、サスペンショ
ンリング（３）の下部に切り込みを設けて段差部を形成
する必要がなくなり、この段差部への応力集中も避けら
れるので、サスペンションリングの高さ（Ｈ）を減少さ
せることが可能となり、さらに軽量化を達成することが
出来る。次に、実際に本発明のドラムを作成して、機械
特性及び音響特性を調べた結果を説明する。

【００２６】（試作例）炭素繊維（連続繊維）からなる
目付３００ｇ／ｍｍ²の織物にナイロン６を含浸させた
弾性率４，３８０ｋｇ／ｍｍ²、密度１．４１ｇ／ｃｍ
³の複合材料シートをＴＥＭ法（熱膨脹成型法）で円筒
形に成形し、繊維含有率５０容量％の厚み２．０ｍｍ、
外径３４１．２ｍｍ、高さ２７６ｍｍのドラムシェル円
筒（断面積２，１２９ｍｍ²、断面２次モーメント３．
０６×１０⁷ｍｍ⁴）を作成した。この両端部に、別途
同じ材料で成形した厚み６ｍｍ、リング内径３４１．４
ｍｍ、リング高さ３７ｍｍ、フランジ幅２４．８ｍｍの
上方サスペンションリングと、厚み４ｍｍ、リング内径
３４１．４ｍｍ、リング高さ４２ｍｍ、フランジ幅２
５．８ｍｍの下方サスペンションリングとをそれぞれ外
嵌し、円筒と欠く各サスペンションリングとの接合部を
２００℃に加熱することにより接合一体化しドラム胴を
作成した。このドラム胴の厚み６ｍｍの上方サスペンシ
ョンリング側にアラミド製のヘッドを、厚み４ｍｍの下
方サスペンションリング側にポリエチレンテレフタレー
ト製のヘッドを押さえフープおよび自動調芯機構を有す
るボルトとナットを用いて張設し、マーチングドラムを
作成した。このドラムは、総重量が５．８ｋｇであり、
従来の（ｂ）タイプの最軽量ドラムと比較して約１．５
ｋｇも重量が小さくなった。また、音量は、約２倍に増
大し、音質面でも優れたドラムであった。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、従来のドラムに較べ
て、サスペンションリングの厚みを小さくできかつドラ
ムの外周に多数配設する支柱（パイプ状ナット）が不要
となるので、大巾な軽量化が可能であり、かつドラム内
面が均一で段差や継ぎ目などが無いので、音質も良好で
ある。従って、本発明によれば総重量６ｋｇ以下の可搬
性にすぐれたマーチングドラムを提供出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドラムの構造の一例を示す部分断面図
である。

【図２】本発明のドラムの構造の他の例を示す部分断面
図である。

【図３】本発明で使用する自動回転防止機能を有するボ
ルト、ナットの取付け例を示す平面図である。

【符号の説明】

１ドラムシェル２サスペンションリング３サスペンションリングのフランジ４ドラムヘッド５ドラムヘッド外縁の環状体６押さえフープ７ボルト８ラグナット９スナップリング

フロントページの続き (72)発明者後藤光正静岡県浜松市中沢町10番１号ヤマハ株式会社内 (72)発明者黒崎誠静岡県浜松市中沢町10番１号ヤマハ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状のドラムシェルと該ドラムシェルの
少なくとも一端に設置されたフランジ付き環状サスペン
ションリングと、該サスペンションリングを介してドラ
ムシェルの開口部に張設したドラムヘッドとを有する両
ヘッドまたは片ヘッドドラムにおいて、サスペンション
リングの内周面にドラムシェルの先端部の外周面が当接
するように嵌挿され、該当接部分で両者が接合一体化さ
れていることを特徴とするドラム。
【請求項２】筒状のドラムシェルが、下記式（１）を
満足する請求項１記載のドラム。【数１】 19.5×10³＜√（Ｅ・Ｉ／Ａ・ρ）／Ｄ＜19.6×10³・・・（１）ただし、式（１）においてＥ：ドラムシェルを構成する円筒シートの弾性率（ｋｇ
／ｍｍ²）Ｉ：ドラムシェル円筒の断面２次モーメント（ｍｍ⁴）Ａ：ドラムシェル円筒の断面積（ｍｍ²） ρ：ドラムシェルを構成する円筒シートの密度（ｇ／ｃ
ｍ³）Ｄ：ドラムシェル外径（ｍｍ）
【請求項３】サスペンションリングが、下記式（２）
を満足する高さ（Ｈ）とフランジ幅（Ｌ）を有する請求
項１記載のドラム。【数２】 1.0 ＜Ｈ／Ｌ＜2.0 ・・・（２）ただし、式（２）においてＨ：サスペンションリングの高さ（ｍｍ）Ｌ：サスペンションリングのフランジ幅（ｍｍ）
【請求項４】筒状のドラムシェルおよびサスペンショ
ンリングがともに長繊維織物強化熱可塑性樹脂複合材料
で構成され、かつサスペンションリングの内周面とドラ
ムシェルの先端部の外周面とが熱的に接合一体化されて
いる請求項１記載のドラム。
【請求項５】サスペンションリングの開口部を覆うド
ラムヘッドが、該ドラムヘッドの外縁部をサスペンショ
ンリングに挟圧する締め枠（フープ）と、螺合するボル
トおよびナットによってサスペンションリングに張設さ
れており、かつ上記ボルトおよびナットが自動調芯機構
を有する請求項１、２、３または４記載のドラム。