JPH0631942B2 - 楽器用響板 - Google Patents

楽器用響板

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JPH0631942B2
JPH0631942B2 JP1196017A JP19601789A JPH0631942B2 JP H0631942 B2 JPH0631942 B2 JP H0631942B2 JP 1196017 A JP1196017 A JP 1196017A JP 19601789 A JP19601789 A JP 19601789A JP H0631942 B2 JPH0631942 B2 JP H0631942B2
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soundboard
wooden board
musical instruments
elastic modulus
wire rods
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勝彦 今川
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Yamaha Corp
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10CPIANOS, HARPSICHORDS, SPINETS OR SIMILAR STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS WITH ONE OR MORE KEYBOARDS
    • G10C3/00Details or accessories
    • G10C3/06Resonating means, e.g. soundboards or resonant strings; Fastenings thereof

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ピアノ、オルガン、ギター、バイオリンなど
の楽器用響板に関し、木質板の繊維方向の弾性率を向上
させて音響特性を改善しようとするものである。
[従来の技術] 一般に響板は、弦の振動に共鳴して豊かな音色を奏する
ものである。そして従来この種の響板には、弦の振動エ
ネルギーを効率良く音響エネルギーに変換することがで
き、かつ加えられた力に対して良く振動することのでき
るものが好ましいとして、スプールス、カエデなどの木
質板が広く使用されている。
[発明が解決しようとする課題] ところで一般に、響板に入射した音のエネルギーは、空
気中へ音として放射される際に、高次倍音成分を減衰さ
せて柔らかな音色を得るためには、繊維方向の引張弾性
率ELと木質板の剪断弾性率Gとの比を大きくすること
が有用であることが知られている。
そこで優れた音響特性を有する響板には、一般にEL/
Gが大きいことと、EL/ρが大きいことが要求され
る。
ところが、上述のような天然の木材を利用した木質板で
は、繊維方向の引張弾性率ELが不十分であり、満足し
得る音色が得られない不満があった。
そこで、この欠点を解消するべく提案されたものの一つ
に、例えば特開昭57−136693号公報に記載のも
のがある。
これは、上記木質板の表面にカーボン繊維強化樹脂(C
FRP)からなるシートを貼り合わせたものである。
ところが、このものは、木質板の繊維方向だけでなく、
繊維方向と直交する方向の引張弾性率ERをも増加させ
るので、音色の改良には十分な効果を発揮し得ず、大き
な音は出るが単純な音色しか得られず柔らか味のある音
色が得られない不満があった。
そこで、本発明では、このような課題を解消して、柔ら
か味のある美しい音色を奏でることのできる楽器用響板
を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 本発明は、木質板の表面に、該木質板の引張弾性率より
大きな引張弾性率を有する多数の線材を、間隔を隔てて
上記木質板の繊維方向と平行方向に設けたことを解決手
段とした。
[作用] このためこの楽器用響板にあっては、繊維方向と直角方
向の引張弾性率ERは変化させずに、繊維方向の引張弾
性率ELを増加させることができる。また、密度の増加
に対して繊維方向の引張弾性率の増加が大きいので、響
板全体としてはEL/ρが増大する。このEL/ρの値の
増大に伴って、伸びの良い大きな音を出すことができて
優れた音響特性を発揮するようになる。また響板の剪断
弾性率は維持したまま上記引張弾性率が増加するので、
響板全体のEL/Gの値が増大する。このEL/Gの値は
特に高次倍音成分に影響して、高次倍音の音圧レベルが
低下し、柔らかで深みのある美しい音色を奏することが
できるようになる。
以下、本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第1図は、本発明の楽器用響板の一例を示すものであ
り、特にグランドピアノ用の響板の一例を示したもので
ある。
図中符号1が木質板であって、この木質板1の形状は、
第1図に示すようなグランドピアノの平型面と略同一形
状を有しており、木材の繊維の方向が、グランドピアノ
の手前(演奏側)から後方へ向けて斜め方向となるよう
に、適宜の木材が切出されて構成されたものである。そ
してこの木質板1の片面あるいは両面に、この木質板の
引張弾性率より大きな引張弾性率を有する多数の線材
2,2…が、間隔を隔てて、木質板1の繊維方向と平行
方向に設けられて、この例の響板3が構成されている。
これらの線材2,2…を木質板1の両面に設ける場合、
第1図に示すように、その両面(上下面)で同一の垂直
面上となるように設けてもよいが、第2図に示したよう
に、上下面で千鳥状となるように配置してもよい。
木質板1には、振動エネルギーを効率良く音響エネルギ
ーに変換することができ、かつ加えられた力に対して良
く振動することのできるものが選んで使用され、スプル
ースやカエデなどが好適に用いられる。
ところが一般に、これらの木質板1の繊維方向の引張弾
性率は13〜15GPa程度であり、この木質板1を響
板として用いて優れた音響特性を得るには、不十分な値
である。
そこで、この木質板1の表面に設けられて上記引張弾性
率を増加させるべく使用される上記の線材2,2…に
は、少なくともこの木質板1の繊維方向の引張弾性率よ
り大きな引張弾性率を有することが要求され、例えばア
ルミニウム線、鋼線、各種ウィスカー、あるいは繊維強
化樹脂などが用いられる。特に線材2,2…の引張弾性
率としては、通常140〜250GPa程度のものが好
適に使用され、エポキシ樹脂やポリエステル系樹脂など
の熱硬化性樹脂の未硬化液状物をカーボンファイバやボ
ロン繊維などの強化繊維に含浸し硬化してなる繊維強化
樹脂製の線材などが好適に用いられる。この線材2,2
…を製造する際は、強化繊維に合成樹脂未硬化液状物を
含浸し、予め該繊維に張力を印加しつつ硬化させること
が望ましい。またこの線材2,2…の径は特に限定され
ないが、響板に所望の弾性率を付加するもので、0.3
〜3mm程度のものが好適に用いられる。またこれら線材
2,2…の断面形状は丸形に限定されず、角形であって
もよい。
これらの線材2,2…は多数本用意されて、適宜の間隔
を隔てて上記木質板1の表面に設けられる。ここで線材
2,2…の間隔は、木質板1の繊維方向と直角方向の引
張弾性率ERを増加させずに、繊維方向の引張弾性率EL
を増加させるとともに、EL/ρおよびEL/Gの値を増
加させるように決定させることが必要である。またこの
各線材2,2…の間隔は全ての線材2,2…間において
均一であってもよいが、あるいは第3図に示したよう
に、響板3の中央部においては、比較的狭い間隔を有
し、その両側で中央部から遠ざかって両端部に近付くに
伴い徐々に間隔が広くなるように、間隔を決めて線材
2,2…を配してもよく、こうすることによって、より
一層優れた音響特性を有する響板3が得られる。
次に、これらの線材2,2…を、上記木質板1の表面に
設ける方法について説明する。この方法には、主に、以
下に述べる三つの方法を用いることができる。
一つは、木質板1の表面の所望の位置に、線材2,2…
の径とほぼ同一の幅および深さの溝を形成し、この溝内
に接着剤を塗布するとともに、線材2,2…を嵌入せし
めて接着一体化する方法である。接着剤には、レゾルシ
ノール樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系などの
合成樹脂系のものが使用されるが、この合成樹脂系接着
剤は、上記木質板1や線材2,2…に比べてその弾性率
が格段に小さいので、接着剤層の厚さはでき得る限り薄
くなるように塗布することが好ましい。この方法は、線
材2,2…と木質板1との接触面積が大きく、補強効果
が得られる利点があるが、一方で上記のような溝の切削
作業を要する面倒もある。
次の方法は、上記木質板1の表面の所望の位置に、線材
2,2…を接着剤とともに載置し、加熱加圧して、接着
硬化するものである。この方法は、作業が簡便である
が、響板3の表面が凹凸状態となり響棒づけなどの後加
工がし難い。
さらに次の方法は、線材2,2…として繊維強化樹脂製
線材を用いる場合に適用できるものであって、まず補強
用繊維に未硬化状態の上記樹脂液を含浸せしめて、これ
を予め半硬化状態としたプリプレグ繊維を用意し、この
プリプレグ繊維を木質板1表面の所望の位置に載置し
て、加熱加圧して硬化させるとともに、木質板1に接着
一体化させるものである。この方法によれば、簡便な作
業で高い強度を有する響板を得ることができる。またこ
の際、この線材2,2…に適当な張力をかけた状態で木
質板表面に固定し、上記熱硬化性樹脂を硬化せしめれ
ば、より一層改善された音響特性を有する響板3が得ら
れる。
またさらにこの響板3の表面には、さらに木製の厚さ
0.2〜0.5mm程度の表面化粧板を貼付して、美観を
高めるとともに上記線材2,2…を覆って補強すること
もでき、これによって音響特性を低下せしめる不都合は
何等生じない。
尚この例ではグランドピアノ用の響板の例について述べ
たが、弦楽器用の響板であれば、他にもアップライトピ
アノやオルガン、あるいはギター、バイオリンなどの楽
器用の響板にも適宜応用できることはもちろんである。
以下、実施例を示して、本発明をさらに詳しく説明す
る。
[実施例] (実施例1) 繊維方向の引張弾性率が14.40GPa、密度が0.
4g/cm3、厚さ10mmのスプルース板を木質板として
用意した。
一方線材として、エポキシ樹脂をカーボンファイバに含
浸し硬化してなる径0.5mmの繊維強化樹脂製線材を多
数本用意した。この線材の引張弾性率は240GPaで
あった。上記スプルース板の表面に適宜の間隔を隔てて
溝を形成し、この線材を常温硬化型エポキシ樹脂接着剤
とともに載置し、ロールで押え込み、線材を上記スプル
ース板に埋設して響板を製造した。
この時、各線材間の間隔を種々に変えて、種々の物性値
を有する響板を得、この響板を用いてグランドピアノを
試作し、それぞれの音響特性を調べた。
各線材間の間隔および得られた響板の各物性値、音響特
性を、まとめて第1表に示した。
第1表より、線材を9, 5.5, 4, 3mmと狭い間隔で配する
程、高い引張弾性率ELおよび密度ρが得られ、これに
伴ってEL/Gの値が増大し、またこの範囲の間隔では
EL/ρの値も増大していることが明らかとなった。そ
して、このEL/GおよびEL/ρの値が増加するに伴っ
て、音響特性も良好となることが明らかとなった。
(実施例2) 各線材間の間隔が、響板中央部付近においては3mmであ
って、この中央部から端部へと離れるに伴って徐々に広
くなり最大30mmとなるように、各線材を配して以外
は、実施例1と同様にして響板を得た。
このようにして得られた響板にあっては、実施例1の響
板よりさらにバランスの良い音色が得られ、優れた音響
特性を有していた。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の楽器用響板は、木質板の
表面に、該木質板の引張弾性率より大きな引張弾性率を
有する多数の線材を、間隔を隔てて上記木質板の繊維方
向と平行方向に設けたものであるので、音響放射による
減衰率の大きな優れた音響特性を有する響板を得ること
ができる。すなわち、この響板においては、上記線材を
配しない響板に比べて、EL/ρの値が増加するので、
このEL/ρが関与する音響特性が大幅に改善され、伸
びの良い大きな音が得られるようになる。またこの響板
では、剪断弾性率Gは維持したまま、木質板の繊維方向
の弾性率ELが増大するので、響板全体のEL/Gが大き
くなる。したがって、EL/Gが大きくなると、高次倍
音の音圧レベルが低下することとなる。よって、柔らか
く深みのある美しい音色が得られる。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の楽器用響板の一実施例を示す斜視図
であり、 第2図は、第1図の例とは異なる一例を示す断面図であ
り、 第3図は、第1図の例とは異なる一例を示す斜視図であ
る。 1……木質板、2……線材、3……響板。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】木質板(1)の表面に、該木質板(1)の
    引張弾性率より大きな引張弾性率を有する多数の線材
    (2)が、間隔を隔てて上記木質板(1)の繊維方向と
    平行方向に設けられたことを特徴とする楽器用響板。
  2. 【請求項2】木質板(1)の表面に、間隔を隔てて上記
    木質板(1)の繊維方向と平行に形成された多数の溝
    に、上記木質板(1)の引張弾性率より大きな引張弾性
    率を有する線材(2)が嵌入、固定されたことを特徴と
    する楽器用響板。
  3. 【請求項3】木質板(1)の表面に、該木質板(1)の
    引張弾性率より大きな引張弾性率を有する多数の線材
    (2)が、間隔を隔てて上記木質板(1)の繊維方向と
    平行方向に接着されたことを特徴とする楽器用響板。
  4. 【請求項4】多数本の線材(2)の配置が、響板(3)
    の中央部では密に、響板(3)の端部では粗に徐々に変
    化していることを特徴とする請求項(1)ないし(3)のい
    ずれかに記載の楽器用響板。
  5. 【請求項5】木質板(1)の表面に設けられた線材
    (2)と裏面に設けられた線材(2)とが千鳥状に配置
    されたことを特徴とする請求項(1)ないし(3)のいずれ
    かに記載の楽器用響板。
  6. 【請求項6】線材(2)が、強化繊維に熱硬化性樹脂未
    硬化液状物を含浸し、強化繊維に張力を印加しつつ硬化
    させて得られた繊維強化樹脂からなることを特徴とする
    請求項(1)ないし(5)のいずれかに記載の楽器用響板。
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US07/556,422 US5072642A (en) 1989-07-28 1990-07-24 Reinforced sound board used in musical instrument

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JPH0359697A JPH0359697A (ja) 1991-03-14
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