JPS6296997A - 弦楽器 - Google Patents

弦楽器

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JPS6296997A
JPS6296997A JP61194112A JP19411286A JPS6296997A JP S6296997 A JPS6296997 A JP S6296997A JP 61194112 A JP61194112 A JP 61194112A JP 19411286 A JP19411286 A JP 19411286A JP S6296997 A JPS6296997 A JP S6296997A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は弦楽器に関し、詳細には電気的弦楽器に関する
。
従来技術 弦を有する電気楽器ではブリッジに張り渡した弦の振動
に応じて、再生用に増幅可能な、そして場合によっては
更に変更可能な電気信号を発生する少なくとも１個の変
換器あるいはピックアップを使用することは周知である
。そのようなピックアップの多くは、機械的振動から直
ちに電気信号を発生することの出来るピエゾ変換器がお
るにも拘・ず、電磁変換器を利用しており、従って弦自
体が強磁性体−でなければならない。弦楽器用のピエゾ
変換器の代表例が英国特許第１５２４８３３号公報およ
び同第２０７０３１３号公報に示されている。これら従
来のピエゾ変換器には種々の問題があり、その一つは振
動する弦−の音質を電気信号として忠実に再生すること
にある。米国特許第４０３０３９６号公報はピエゾ変換
器を組込む楽器用のピックアップを、電気信号が本来の
振動する弦の音質を忠実にあるいは従来よシも忠実に再
生するように構成するだめの従来技術を示している。
発明が解決しようとする問題点 従来の弦楽器では振動する弦の所要長さをきめる主因子
は弦の材料の弾性係数である。これはまた所望範囲の音
階を得ることが出来るようにするために与えられた周波
数で振動する位置に置かれる弦にかかる張力にも影響す
る。周知の楽器ではこの張力は、特に４弦あるいは６弦
の場合には、少なくともギターのような楽器の場合、フ
ィンガーゼードまたはフレットデーｒを支持する楽器の
ネック部を曲がりを防止するため金属棒で補強する程に
充分高いものとされている。
太く且つ硬い弦を用いることによりこれまで共鳴チャン
ノこのない例えば電気パスギターのような楽器で低い音
域の音調を発生することが可能であるが、ダブル・８ス
のような楽器は所望の低い音調を発生するために共鳴チ
ャンｄと長い弦を必要としている。
問題点を解決するだめの手段 本発明の主目的は共鳴チャン・々を用いず、これまでよ
シ短い弦を用いて・ぐス音調を発生することのできる電
気楽器を提供することである。
本発明の他の目的はモノリシックな弦を有し、新規な音
調および演奏品質を備えた新しい楽器を提供することで
ある。
本発明の他の目的はこれまではダブル・々スのような大
型の楽器によってのみ発生することのできる低い音調を
小型の楽器で発生できる弦楽器を提供することであり、
その弦の振動が電気−音響変換器で検出されて適当に増
幅される。
本発明の更に他の目的はスチール棒のようなものによる
ネック部の補強が不要でアシそのため軽景且つ小型とな
った楽器を提供することである。
作用 本発明によれば、一端を第１点にそして他端に張力調整
機構を備え、それら端点間に張られて機械振動を電気信
号に変換するための１個以上のピエゾ変換素子を組込ん
だブリッージ部上を通る１本あるいは複数本の弦を有す
る弦楽器はその弦がエジストマ材料で形成されており、
上記変換素子かそれに直接に機械的接触を行わないこと
を特徴とする。
ここでは本発明をギター等に応用した場合について特に
説明するが、本発明はハープ、バンジョー、ダルシマー
のようなものあるいはピアノ、ハープシコーＰ等のよう
な弦を楽器内に配置したもののような振動する弦を使用
する任意の楽器に同様に適用できるものである。
好適には弦はほぼ円形断面をもつとよい。すなわち、８
角断面、６角断面および楕円断面でもよいが子供のおも
ちゃに用いられるような平板あるいは条片状の弦は除か
れる。
上記のような断面をもつエラストマ材料を従来のスチー
ルあるいはナイロン製の弦（円形断面のみ）の代シに用
いることによシ、従来不可避であった非常に高い張力を
弦にかけることなく所望の音域の音調を発生することが
可能である。そのような低い張力の使用により、そのよ
うな弦の振動の検出のためにブリッジ部に固定される高
感度のピエゾ素子を用いることができる。言い換えれば
、そのようなデリケートで高感度の変換器は従来の弦楽
器の高張力によシ加わる大きい力を受けない構成におい
てのみ使用できるのであり、従ってこの点も本発明の利
点である。スチールの弾性係数は一般に２０×１０１１
ｄｙｎｅ／ｃｒｎ２の程度であり、エラストマ材料のそ
れはこれより１０桁低く、本発明により構成された実際
の楽器について行われたテストでは５〜１５　Ｘ　１０
２ｄｙｎｅ／ｃｍ”　ＣＤ範囲ノ弾性係数をもつ弦が・
々スギターあるいはダブルノ々スに比肩しうる非常に良
好な結果をもたらすものであることを示している。
本発明の一実施例では弦の長さ、直径および材料は弦の
張力が所望の音階に調律されたとき２〜３　ｋｇを越え
ないように選ばれるのであり、一般に・々スギターとし
て調律された楽器の４本る の弦により与えられ張力は１０ゆまでの範囲内となる。
従来の楽器では低い音調を発生するための弦は中心に長
いコアをもちそのまわりに、弦の振動特性を変更し、特
に高調波を減衰させそして弦が低い基本波と低調波のみ
で振動するように弦を硬くするような特性をもつスチー
ルあるいは他の金属からなる線を巻きつけた複合構造を
もっている。しかしながら本発明の楽器では、そのよう
な複合弦構造は不要であり、そして最低の音調であって
も均質のモノリシック材料からなる弦を使用すれば充分
である。これは弦の製造技術を簡単にするばかシでなく
、長期間の使用後に弦を交換する場合のコストについて
経済的でもある。
一般に本発明の弦の直径は張力をかけない状態で１．５
　ｔｘから６朋の範囲にある。非常にヤング率の低いエ
ラストマ材料を使用するために、弦の直径は勿論張力が
加わるとき著しく変化し、場合によっては５０％を越え
る減径が後述するエラストマ材料を用いる場合にみられ
ている。
エラストマ材料を用いることによる他の利点は低い音調
の範囲がこれまで必要とされた長さより著しく短い弦を
用いて発生できることである。実際に・々スギターある
いはダブル、６スに対応する音階をもつ音調を発生する
ことのできる電気楽器はブリッジ部とナツトの固定端と
の間の長さが０．４５ｍを越えない長さの弦を用いて発
生できる。
弦の張力による応、力に適合することができるにも拘ら
ず変換器を音響的に弦に適当に形成された音響伝達素子
を介して結合することもできるケーシング内に内蔵され
る１個以上のノ々イモルフ形ピエゾ変換器でピックアッ
プを形成するとよい。そのような構成により、損傷のお
それなく高感度で微妙な変換器が使用できるようになる
。従来のピエゾ変換器はそのような高張力での動−作に
適するように特に設計されている。
高感度を有するノ々イモルフ構造を用いることにより、
比較的低いエネルギーの振動を検出することが可能にな
る。
実施例 第１図は１１で示すノ々スギターとして構成されそして
基体１３からヘッＰストック１４へと伸びるネック部１
２を有する弦楽器を示している。前述のように本発明は
他の形の楽器にも適用できる。。
図において、４本の弦１５．１６，１７．１８がネック
部１２に沿ってブリッジ部１９と固定ナラ）２０の間に
張られている。弦１５−１８は適当な穴２１，２２，２
３．２４を通り基体１３に固定されそしてヘツＰストッ
ク１４にキャプスタン形張力調整部材２５．２６．２７
．２８で固定されている。これら部材は、弦が比較的低
張力であり且つ弾性をもつために、ギターのような従来
の楽器に通常用いられる複雑なウオームねじとウオーム
ホイールの構成を必要とせず、摩擦ペグ程度のものでよ
い。
ブリッジ１９とナツト２０の間のネック部１２の長さは
約０．４５ｍであり、そして弦に加えられる張力が低い
ために従来の楽器で使用されているようなスチール棒の
ような補強材を使用することなく、木材あるいはプラス
チックのようなモノリシックな軽量材で形成することが
できる。更に、この楽器のネック部は演奏者の指による
弦のフィンガーゼードへの押しつけ圧力を弦を適正な点
で停止させるだけで充分であるから、振動する弦の２点
を限定するためにギターにはこれまで不可欠であったフ
レットノζ−を必要としていない。このようにフレット
は不要であるが、適正な音調を保持するときの指の位置
を示すマークを第１図のようにフィンガーゼードに設け
ると便利“である。
第１図の楽器の弦１５−１８はシリコンザムエジストマ
で形成され、張力のない状態でのその直径はそれぞれ３
Ｂ、　２．６４ｍｍ、　２．４ｍｍおよび１．７８１Ｒ
１ｊＬである。これら弦はスケール長さくすなわち、−
ナツト２ｏから第１図に２９で示す最高フレット位置ま
での長さ）を０．３８　ｍとして４５ｇ、５５．９，６
（ｌおよび７（ｌ程度の張力をそれぞれに加えることに
より音調Ｅ、Ａ。
Ｄ、Ｇに同調することができる。
上述の弦に対して行われたテストによれば、伸びと印加
負荷の関係は次表のようになる。
弦直径（ｍ）　　　　３　　２．６４　　２．４　　１
．７８自然長（ｃＩｎ）　　　２５　２５　　２５　　
２５伸張長１（ｃＩｎ）　　　４０　４４　　　６６　
　５５（負荷５０．１ 伸張長２（譚）　　　　５６　５６　　　９４　　７０
（負荷１００．９） テストされた弦に使用されたシリコンゴムのショア硬度
は３０と１００の間でアシ、これらから計算するとヤン
グ率は７　ｘ　ｌ　０２ｄｙｎｅ／ｃｒｎ２と１２．９
９　Ｘ　１０２ｄｙｎｅ／ｃ１ｒ１２ノ間テ変化スル。
ヤング率２０　Ｘ　１０１１．ｄ／ｎｅ／ｃＩｎ”　（
Ｄ、Ｘ、ｆ　−ル弦ト比較して本発明の楽器に用いられ
る弦の弾性係数はかなシ低くなっておシ、このため、短
いスケール長をもつ軽量の、補強材をもたない楽器を製
造することが可能となる。他の実施例では弦の直径はそ
れぞれ６ｍｍ、５．５ｍＸ５．００ｍ１ｔおよび４．５
　ｔｔｔｔｘであって４本全部に加えられる総合張力は
前述のように１０ｋｇよシ低くなる。
第１図には更に音量、トーンコントロール用の３個のコ
ントロールノブ３０．３１．３２とスイッチ３３があり
、このスイッチはピエゾ変換器と増幅器の間のパッシブ
トーンコントロール回路を選択的に断接するものでアシ
、スイッチ３３によシこの回路が切離されると変換器は
増幅器に直結するようになっている。楽器の増幅器への
接続は従来のごとく第１図に示すプラグ・ジャックソケ
ット３４により行われる。
弦１５−１８の機械振動の電気信号への変換はブリッジ
１９に組込まれたピエゾ変換器により行われる。ブリッ
ジ１９の構造は第３図に断面で示す通りでアシ、基体１
３に装着されるこのブリッジ１９はチャンネル部用外側
ケーシング３５を有し、このケーシングは力・々−プレ
ート３６により閉じられている。カッ々−プレート３６
は第２図に示す形状の弾性ガスケット３７を介してチャ
ンネル部の基体に接着されている。
ガスケット３７はチャンネル部のケーシング３５の上に
固定されると組立体に対し高いコンプライアンスを与え
るように複数のくぼみあるいは切欠き３８をその両面に
沿って有するエジストマ材料からなる平坦な条片形状を
有する。
力、２−プレート３６の上にはブリッジ部材３９が固定
されておシ、該ブリッジ部材は弦１５−１８と接触する
ようになっている。これらは図では適当な寸法を有する
くぼみに入るように示されているが、但し実際にはこれ
ら弦はブリッ・ジ部材３９の上面に直接置かれてもよい
。ガスケット３７の下面には４個の装着用パッド４０が
固定されておシ、これらパッドは対とされてそれぞれの
ピエゾ変換器４１．４２の両側になるようになっている
。これら変換器は２枚のプレートからなる・ζイモルフ
形であり、例えば・々−ニトロンリミテッド社のタイプ
ＰＺＴ５Ｂ変換器がそれに適している。これは高い電気
機械結合係数と高い電荷感度を有するジルコン酸チタン
酸鉛のセラミックから成る。
この・々イモルフ構造は面−面固定され外面上に電極を
有する２枚の横伸長板からなる変形しうるピエゾ素子を
含むものである。この素子の機械的な曲がりにより対応
する電圧が電極間に発生する。この・々イモルフ構成は
高いコンプライアンスと容量を与え、それにより変換器
を著しく高感度にするものである。そのような構造は張
力のかかった弦により加えられる力をじかに受けるには
デリケートすぎるものである。
チャンネル基体３５への変換器４１．４２の音響的結合
は展性のあるビード４３．４４により行われる。この実
施例では構成の簡略化のためにビードは合成プラスチッ
クであり、はじめに僅かに大きい寸法とされその後にピ
エゾ変換器＋１，４２を押しつけたとき可塑的に変形す
るようにし、力・々−プレート３６の装着によりその位
ｔでシールされるようになっている。この構成によりす
、弦の振動が確実に変換器により検出されそして確実に
電圧に変換されるのであり、この電圧はケーブル４５に
よりノブ３０−３２で制御されるパッシブトーンコント
ロール回路に送られ、そして増幅器への接続用のソケッ
ト３４に導かれる。
音響伝達部材４３．４４の厚さはパッド４゜より僅かに
厚く示されている。実際にはこれらは同じ厚さでもよく
、その場合には図示の場合よりも多少結果が悪くなるこ
ともある。いずれにしても・七ツＰ４０と部材４３．４
４の厚さは変換素子４１．４２からなるピエゾ変換器の
変形を許すに充分なスペースをとるために少なくとも１
龍とすべきである。
楽器自体の電子回路は第４図に示しである。
これらは高入力インピーダンスの・ξツシブトーンコン
トロール回路４６を含み、この回路は変換器４１からの
電気信号を音量コントロールユニット４７（ノブ３０に
より制御される）に通し、そこからソケット３４に入る
前に低利得の前置増幅器４８に送る。前置増幅器４８は
任意の固定・々スブーストを有するものでもよい。図示
しない他の実施例では、前置増幅器４８は省かれている
。基体１３に装着されるパッシブトーンコントロール回
路４６は任意のものでよいが、特に、増幅前の信号特性
を変更するだめの受動ＲＣ回路と、して高域および低域
フィルタを組込んだものである。このコントロール回路
が必要ない場合にはスイッチ３３（第４図には示してい
ない）によりそれを切離せばよい。本発明をテストする
ために組立てた実用モデルではこのコントロール回路の
適当な調整により楽器に・ζスギターあるいはダブル・
ζスと似た信号を発生させることができた。弦の張力が
低いために、演奏者の指によ、リフィンガーデードに加
えられるべき圧力はそれに応じて小さく、それにより楽
器の非常に速い演奏が可能となる。これは従来の低音調
楽器とは全く異っている。すなわち従来のそのような楽
器では弦の長さのために比較的高い指圧力と音調間の大
きな動作が必要であるが１、そのような大きな動作のた
めに楽器を高速で演奏することはむしろ困難となる。
本発明によればこの問題は解決する。
図示した以外の構造も使用可能である。例えば、弦を形
成するエラストマに磁性材料を含浸させて磁気変換器の
使用を可能とすることもできる。しかしながらこの場合
にも変換器の活性素子は弦と接触しないようにしなけれ
ばならない。同様に、そのような弦の場合には容量形の
変換器も使用可能であり、これらは弦の直交方向の振動
を検出するように配置してもよい。弦と直接には接触し
ない静電形、レーザ形等の他の変換器も使用できる・。
第５図は金属含浸エラストマからなる弦１５の振動を２
個の直交配置されたコンデンサ電極４９．８０により検
出する場合の回路構成を示している。これらコンデンサ
電極の一方はライン５１により接地され、他方は可変ト
リマコンデンサ５３を含む共振回路のインダクタンス５
２のタップに接続される。
コンデンサ５３はインダクタンス５２と並列となってＮ
ＰＮトランジスタ５４のコレクタに接続する。トランジ
スタ５４のエミッタはインダクタンス５５および抵抗５
６とコンデンサ５７の並列回路を通り接地される。トリ
マコンデンサ５８がトランジスタ５４のコレクターエミ
ッタ間に並列接続し、トランジスタ５４のベースハ正の
電源ラインと接地ラインとの間に接続する抵抗５９と６
０の直列回路からなる分圧器によ勺、ケ信号を発生し、
これが弦１５の振動周波数でのコンデンサ電極４９．８
０の容量振動により音声周波数で変調される。この変調
された搬送波信号は５０で示すアンテナから送信するこ
ともできる。搬送波信号は適正に同調された受信機で受
信され、増幅され、復調される等、従来通りに処理され
る。このようなシステムは舞台上での多数の電線の必要
性をなくシ、それによりＰ、Ａシステムを著しく簡単な
ものにするという大きな利点を有する。
発明の効−果 本発明によれば共鳴チャン・ζを用いず、短い弦を用い
ているにも拘ずパス音調を発生することができ、しかも
その弦はモノリシックであり、張力が少なくてすむため
小型軽量となる弦楽器が提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
ブリッジ部の平面図、第３図は第１図の線１−ＩＩＩに
おける断面図、第４図は楽器のブロック回路図、第５図
は本発明の他の実施例の回路図である。 １２・・・ネック、１３・・・基体、１４・・・ヘツＰ
ストック、１５−１８・・・弦、１９−・・ブリッジ、
２０・・・ナツト０．２１−２４・・・開口、２５−２
８・・・張力調整部材、３０７３２・・・コントロール
ノブ、３３・・・スイッチ、３５・・・ケーシング、３
６・・・カッコ−プレート、３７・・・ガスケット、３
８・・・くぼみ、３９・・・ブリッジ部材・、牛○・・
・パラｙＸ＋１゜４２・・・ピエゾ変換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、一端を第１点にそして他端を第２点として両点間に
    張設された少なくとも１本の弦を有すると共に、上記弦
    の機械的振動を電気信号に変換するように動作する少な
    くとも１個の変換素子とブリッジとを備えた、上記弦が
    前記ブリッジ上を通るようにした弦楽器において、上記
    弦がエラストマ材料からなり、上記変換素子が弦に直接
    的な機械的連結を行わないように維持されることを特徴
    とする弦楽器。 ２、少なくとも１本の弦が均質なモノリシックエラスト
    マ材料で形成される特許請求の範囲第１項記載の弦楽器
    。 ３、少なくとも１本の弦の直径が応力が加わつていない
    状態で１．５ｍｍから６ｍｍの範囲である特許請求の範
    囲第１項記載の弦楽器。 ４、少なくとも１本の弦の長さが４５０ｍｍ近傍である
    特許請求の範囲第１項記載の弦楽器。 ５、少なくとも１本の弦のショア硬度が３０−１００の
    範囲である特許請求の範囲第１項記載の弦楽器。 ６、少なくとも１個の変換素子は少なくとも１個のピエ
    ゾ素子からなり、このピエゾ素子が１個のビームとして
    弦に機械的に結合されて振動を上記弦から上記変換素子
    に伝達する支持体間に装着される特許請求の範囲第１項
    記載の弦楽器。 ７、ピエゾ素子はその支持体とは反対の側で弾性バッフ
    ァ素子と接触している特許請求の範囲第６項記載の弦楽
    器。 ８、弦はその全長にわたり実質的に円形の断面をもつ特
    許請求の範囲第１項記載の弦楽器。 ９、それぞれがシリコンゴムからなり、ネック部に沿つ
    たフィンガーボードに張設された複数の弦を有し、上記
    フィンガーボードが直角にもち上がるフレットを有さな
    い、ギターである特許請求の範囲第１項記載の弦楽器。 １０、少なくとも１つの弾性のある弦は導電性粒子で含
    浸されそして少なくとも１つの変換素子が上記弦の振動
    により変調される搬送波周波数信号を発生する発振回路
    の部分をなす特許請求の範囲第１項記載の弦楽器。
JP61194112A 1985-08-21 1986-08-21 弦楽器 Pending JPS6296997A (ja)

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