JPS6354199B2

JPS6354199B2 -

Info

Publication number: JPS6354199B2
Application number: JP53080877A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Shimizu
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1978-07-05
Filing date: 1978-07-05
Publication date: 1988-10-27
Also published as: JPS559504A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は音板楽器用音板に関し、さらに詳し
くは、シロホンやマリンバなどの音板楽器の音板
に関する。シロホンやマリンバなどの音板楽器の音板（以
下、音板という）は、従来、そのほとんどがロー
ズウツドやくるみなどの木材や高強力アルミニウ
ム合金などの金属で作られている。しかしなが
ら、かかる従来の音板には、以下において説明す
るような欠点がある。すなわち、木材の音板は、温度や湿度によつて
音程や音色が変わつてしまう。また、木材は天燃
材料であるから、特性の揃つたものを大量に入手
するのが難しい。さらに、音板楽器は、低音部か
ら高音部まで同一厚みで、かつ高音になるほど短
い音板を使用するため、高音になるほど振幅が小
さくなるという固有の性質を有するが、木材のよ
うに弾性率が低く、かつ振動減衰性の大きい材料
で作られた音板は、特に高音或における振幅の低
下が大きく、高音部ほど音が小さくなつて響きが
悪くなり、また音程が不明瞭になるという欠点が
ある。また、金属製の音板は、キーンという、鋭い、
いわゆる金属音を発するので音にまろやかさがな
い。また、余韻が長すぎ、特に低音域では後に出
した音が前の音と重なつてしまうことさえある。一方、特開昭50−93132号公報には、気泡を有
しない熱硬化性樹脂と炭素繊維を複合してなる音
板が記載されている。しかしながら、気泡を有し
ない熱硬化性樹脂を使用すると、特に中低音域
（1046.50Hz未満）の音が金属的になつてまろやか
さが不足する。その理由は、気泡を有しない熱硬
化性樹脂を使用したのでは、振動減衰性、特に周
波数の高い部分における倍音の振動減衰性が低く
なり、その倍音が減衰せずにいつまでも残るため
である。また、振動減衰性が低いことから余韻も
長すぎる。すなわち、この従来の音板は金属製の
音板に近い特性を示す。この発明の目的は、従来の音板の上記欠点を解
決し、低音域から高音域まで全音域にわたつてま
ろやかな音を発し、適当な余韻をもち、高音域の
響きがよく、しかも音量の大きい音板を提供する
にある。上記目的を達成するためのこの発明は、独立気
泡樹脂と強化用繊維との複合材料からなり、前記
樹脂の気泡率は30〜50％であり、前記樹脂に対す
る前記強化用繊維の体積割合は40〜120％である
音板楽器用音板を特徴とするものである。この発明の音板の一実施態様を説明するに、第
１図において、音板１は、独立気泡３を有する樹
脂２と、強化用繊維４との複合材料からなる。強
化用繊維４は連続繊維からなり、音板１の長手方
向に引き揃えて配置されている。このような音板
１は、低音用から高音用まで同一厚みであるが、
高音用ほど短く作られる。しかして、音板はばち
で打つとそれ自身が振動して音を出す発音体であ
るから、打撃によつて破壊したり変形せず、かつ
√₃（Ｅ：音板の長手方向の弾性率、ρ：音
板の比重）が大きく、また音色に大きな影響を及
ぼす振動減衰性が適度であることが要求される。上記において、樹脂は、たとえばエポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、フエノール樹脂、
ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリア
ミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂
などの熱可塑性樹脂である。これらの樹脂は、音
板の成形と同時に発泡剤によつて発泡され、互に
独立した非連続な気泡を有する樹脂、つまり独立
気泡樹脂となる。たとえば、エポキシ樹脂の発泡
にはアゾジカルボンアミドが使用される。上述したように、気泡は互に独立していて連続
していないが、その気泡率［（音板の全体積−樹
脂の体積−強化用繊維の体積）×100／音板の全体
積］は30〜50％である必要がある。すなわち、気
泡率が30％未満では振動減衰性が小さく、特に中
低音域の音が金属的でまろやかさを欠き、かつ余
韻が長くなりすぎる。また、50％を越えると機械
的強度が著しく低くなり、ばちによる打撃に耐え
得なくなるばかりか、音の響きが悪くなる。強化用繊維は、炭素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊
維、有機高弾性繊維（たとえば、ポリアラミド繊
維）などの高強度、高弾性繊維である。なかで
も、樹脂の補強効果が大きく、かつ√₃を大
きくできる炭素繊維や黒鉛繊維が最も好ましい。
これらの強化用繊維は、単独で使用することもで
きるし、異なる強化用繊維を組み合わせて使用す
ることもできる。また、強化用繊維は、実施態様
に示したように連続繊維の形態であるのが最も好
ましいが、短繊維の形態であつてもよい。なお、
強化用繊維が連続繊維である場合、音板の長手方
向に引き揃えて配置するのが好ましいが、長手方
向に対して角度をもつように配置したり、これら
両者の組み合せとして配置してもよい。樹脂に対する強化用繊維の体積割合は、40〜
120％である必要がある。すなわち、体積割合が
40％未満では、樹脂の補強効果が著しく低くなつ
て音板として必要な機械的強度を維持することが
できなくなるばかりか、弾性率が著しく低下して
特に高音域の音が小さくなり、響きが悪くなるう
えり音程も不明瞭になる。逆に120％を越えると、
強化用繊維相互間の樹脂による結着強度が著しく
下がり、やはり機械的強度を維持できなくなる。
また、音の響も悪くなる。この発明の音板は、たとえば次のようにして成
形する。すなわち、まず未硬化（Ｂ−ステージ）の熱硬
化性樹脂にその樹脂の硬化温度に近い分解温度を
もつ発泡剤を混入し、これを強化用繊維に含浸し
てプリプレグシートを作る。次に、所望数のプリ
プレグシートを積層し、加圧、加熱して成形と樹
脂の発泡を行う。次に、この発明の音板の作用効果を従来の音板
と比較しながら説明する。第２図Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ従来の木材の音
板（以下、従来品イという）、特開昭50−93132号
公報に記載された従来の音板（以下、従来品ロと
いう）および第１図に示したこの発明の音板（以
下、発明品という）について、中音域F₅（698.46
Hz）の振動数をもつ音板を、共鳴管を付けた状態
でほぼ同じ力で叩いたときの時間（横軸）と音量
（縦軸）との関係を振動波形の包絡線として示す
グラフである。ここにおいて、従来品イは、音板
用木材では最高級品とされ、最も多用されてるホ
ンジユラス産のローズウツドを材料としたもので
ある。また、従来品ロは、気泡を一切有しないエ
ポキシ樹脂と音板の長手方向に引き揃えた炭素繊
維を複合したもので、エポキシ樹脂に対する炭素
繊維の体積割合は約55％である。さらに、発明品
は、気泡率が約40％である独立気泡エポキシ樹脂
と音板の長手方向に引き揃えた炭素繊維を複合し
たもので、エポキシ樹脂に対する炭素繊維の体積
割合は約75％である。第２図において、音板を叩いた後、音量がピー
クに達するまでの時間ｔと音量がピーク時の二分
の一に減衰するまでの時間Ｔとの関係Ｔ−ｔを余
韻の評価指数としてみると、従来品イは約61ミリ
秒である。これは、音楽家が理想とする約80ミリ
秒という値にくらべてやや短い。従来品ロは、約
162ミリ秒と長すぎる。これに対して、発明品は
約81ミリ秒で、ほぼ理想値を満足している。ま
た、ピーク時の音量に関しては、発明品は従来品
ロと同程度であるものの、従来品イよりも約20％
ほど大きい。すなわち、発明品は、余韻に関して
最も好ましいとされる特性をもち、また金属的で
ないまろやかな音を発するばかりか音量も大き
い。一方、音の響きのよさに関しては、音板を叩い
てから音量がピークに達するまでの時間が約30ミ
リ秒であること、振動波形の包絡線に凹凸がな
く、かつ指数関数的に単純に減衰していることの
２点が要求されるが、発明品の波形の包絡線は従
来品イのそれとよく似ており、中音域における響
きが大変よいことがわかる。この特性は、低音域
においても変わらない。これに対して、従来品ロ
は音量がピークに達するまでに従来品イや発明品
の２倍程度もかかつている。また、音量は指数関
数的に減少しているが、包絡線に著しい凹凸がで
きている。第３図Ａ，Ｂは、それぞれ上記従来品イおよび
発明品について、高音域E₇（2637.02Hz）の振動数
をもつものについて上記と同様の試験をした結果
を示すグラフである。第３図から、従来品イは立ち上り時間がほとん
どなく、コツという響きのない音であるのに対
し、発明品は約６ミリ秒で立ち上がり、その後指
数関数的に単調に減少していて、ポーンという響
きのよい音であることがわかる。さて、同じ振動数の音板を同じ力で叩いた場合
の音量はほぼ√³に比例する。次表は、上記従来品イ、従来品ロおよび発明品
の√₃の値を示したものである。

【表】上表から、この発明の音板は、従来品イ，ロの
どれよりも√₃が大きい。従来品イの実に約
３倍、従来品ロにくらべても約1.45倍も大きい。
すなわち、この発明の音板は、同じ力で叩いても
それだけ大きな音を発する。以上説明したように、この発明の音板は、独立
気泡樹脂と強化用繊維との複合材料からなり、樹
脂の気泡率が30〜50％であり、樹脂に対する強化
用繊維の体積割合が40〜120％であるからして、
低音域から高音域まで全音域にわたつてまろやか
な音を発し、適当な余韻をもち、高音域の響きが
よく、しかも音量が大きいという、音板として顕
著な作用効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の音板の一実施態様を示す
概略斜視図である。第２図Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞ
れ木材の音板、気泡を有しない樹脂と炭素繊維と
の複合材料からなる音板およびこの発明の音板で
あつて、かつ中音域F₅（698.46Hz）の振動数をも
つ音板を、共鳴管を付けた状態でほぼ同じ力で叩
いたときの時間（横軸）と音量（縦軸）との関係
を振動波形の包絡線で示すグラフである。第３図
Ａ，Ｂは、それぞれ上記木材の音板およびこの発
明の音板であつて、かつ高音域E₇（2637.02Hz）の
振動数をもつ音板について上記第２図と同様の試
験を行つた結果を示すグラフである。１：音板、２：独立気泡樹脂、３：気泡、４：
強化用繊維。

Claims

【特許請求の範囲】

１独立気泡樹脂と強化用繊維との複合材料から
なり、前記樹脂の気泡率は30〜50％であり、前記
樹脂に対する前記強化用繊維の体積割合は40〜
120％であることを特徴とする音板楽器用音板。