WO2023234256A1 - 電子打楽器 - Google Patents

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WO2023234256A1
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piezoelectric element
mounting surface
percussion instrument
electronic percussion
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良彰 森
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株式会社エフノート
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    • G10D13/10Details of, or accessories for, percussion musical instruments
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00Details of electrophonic musical instruments
    • GPHYSICS
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    • G10H3/00Instruments in which the tones are generated by electromechanical means
    • G10H3/12Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument
    • G10H3/14Instruments in which the tones are generated by electromechanical means using mechanical resonant generators, e.g. strings or percussive instruments, the tones of which are picked up by electromechanical transducers, the electrical signals being further manipulated or amplified and subsequently converted to sound by a loudspeaker or equivalent instrument using mechanically actuated vibrators with pick-up means

Definitions

  • the present invention relates to an electronic percussion instrument that can output electrical signals generated by piezoelectric elements.
  • an electronic cymbal as a conventional electronic percussion instrument includes a pad section having a striking surface that can be struck by a player, and a frame section that supports the back side of the pad section.
  • the cymbal was equipped with an electronic cymbal main body, a vibration sensor capable of detecting a strike of the pad against the striking surface, and an output cable for outputting a detection signal detected by the vibration sensor to the outside.
  • the vibration sensor can detect it and output it to the outside, making it possible to play the electronic cymbal in the same way as an acoustic cymbal.
  • the piezoelectric element is attached to a mounting surface formed on the main body, and consists of an element that converts vibrations generated by hitting the hitting surface into electrical signals. Since vibration in the direction perpendicular to the mounting surface has higher output characteristics, if it is struck in a direction parallel to the mounting surface, it will not be possible to generate a good electrical signal, making it difficult to generate the desired output. There is a possibility that it will not be possible.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to stably and reliably convert it into an electrical signal and output it using a piezoelectric element even when hitting the hitting surface from any of various directions.
  • Our goal is to provide electronic percussion instruments that can.
  • the invention according to claim 1 is provided with a main body having a striking surface that can be struck by a player, and a mounting surface formed on the main body, which converts vibrations generated by striking the striking surface into electrical signals. and a piezoelectric element having a higher output characteristic for vibrations in a direction perpendicular to the mounting surface than vibrations in a direction parallel to the mounting surface,
  • the electronic percussion instrument is capable of outputting an electrical signal
  • the mounting surface is a surface that is inclined vertically from a horizontal plane toward the center of the main body, and the piezoelectric element is arranged such that the piezoelectric element is arranged so that the central axis of the main body is They are characterized by being mounted concentrically at equal intervals around the center.
  • the invention according to claim 2 is the electronic percussion instrument according to claim 1, characterized in that three or more piezoelectric elements are mounted concentrically at equal intervals around the central axis of the main body.
  • the invention according to claim 3 is the electronic percussion instrument according to claim 1, in which when a shape centered on the central axis including a predetermined area of the main body is assumed to be a virtual conical shape, each mounting surface has a virtual cone shape.
  • the conical side surface is formed concentrically around the central axis, and the mounting surface is provided along the circumferential direction on the outer circumferential surface or inner circumferential surface of the main body.
  • the invention according to claim 4 is the electronic percussion instrument according to claim 1, wherein the mounting surface is formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the main body portion, and corresponds to the mounting portion of the piezoelectric element. It is characterized by being made of a flat surface.
  • the invention according to claim 5 is the electronic percussion instrument according to claim 4, wherein the mounting surface has substantially the same shape and dimensions as the outer shape of the piezoelectric element.
  • the invention according to claim 6 is the electronic percussion instrument according to claim 1, wherein the piezoelectric element is attached to a buffer member and is attached to the mounting surface with the buffer member in contact with the piezoelectric element.
  • the mounting surface is a surface that is inclined from a horizontal plane to a vertical direction toward the center of the main body, and the piezoelectric elements are arranged concentrically at equal intervals around the central axis of the main body. Since it is attached, even if the hitting surface is hit from any of various directions, the piezoelectric element can stably and reliably convert it into an electrical signal and output it.
  • three or more piezoelectric elements are attached concentrically at equal intervals around the central axis of the main body, so that the hitting on the hitting surface can be stably converted into an electric signal by the piezoelectric elements. By doing so, it is possible to output uniformly evenly when hitting in various directions.
  • each mounting surface is formed on the side surface of the virtual conical shape with the central axis as the center. Since the piezoelectric element is formed concentrically and the mounting surface is provided along the circumferential direction on the outer or inner circumferential surface of the main body, the piezoelectric element absorbs vibrations caused by hitting the hitting surface over the entire circumference of the hitting surface. Since the electric signal is received evenly, it is possible to suppress variations in the output of the electric signal due to differences in the striking part.
  • the mounting surface is formed along the circumferential direction on the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the main body, and is a flat surface corresponding to the mounting portion of the piezoelectric element, so that the piezoelectric The element can be stably fixed.
  • the mounting surface has substantially the same shape and dimensions as the external shape of the piezoelectric element, it is possible to accurately attach the piezoelectric element to the inner circumferential surface of the main body when mounting the piezoelectric element.
  • the positioning accuracy of the piezoelectric element can be improved. That is, by attaching the piezoelectric element in correspondence with the mounting surface, the piezoelectric element can be positioned naturally and the positioning accuracy can be improved.
  • the piezoelectric element is attached with a buffer member and is attached to the mounting surface with the buffer member in contact with the piezoelectric element, thereby avoiding damage to the piezoelectric element due to vibrations caused by hitting. be able to.
  • FIG. 1 A perspective view showing the overall appearance of an electronic cymbal according to an embodiment of the present invention
  • Three-view diagram showing the main body of the electronic cymbal III-III line sectional view in Figure 2 Exploded perspective view showing the main body of the electronic cymbal Bottom view showing the main body with the cover member removed
  • Bottom view showing the main body with the cover member and piezoelectric element removed VII-VII line sectional view in Figure 6
  • Schematic diagram showing the piezoelectric element attached to the electronic cymbal Cross-sectional view taken along line IX-IX in Figure 8
  • Three-view diagram showing the pad section of the electronic cymbal Perspective view of the pad section viewed from below Three-view diagram showing the frame part of the electronic cymbal Perspective view of the frame seen from below
  • Three-view diagram showing the cover member of the electronic cymbal A perspective view of the cover member seen from below.
  • Schematic cross-sectional diagram showing the piezoelectric element attached to the electronic cymbal A three-sided view showing the buffer member attached to the piezoelectric element of the electronic cymbal.
  • the electronic cymbal includes a main body 1 that includes a pad section 2 and a frame section 3 and has a striking surface F that can be struck by a player;
  • the device includes a piezoelectric element 4 (vibration sensor) attached to the inner circumferential surface S of the frame portion 3 of the portion 1 and a cover member 8.
  • the main body portion 1 is supported at a predetermined height by a support stand T extending vertically by stand leg portions Ta.
  • the main body 1 includes a pad 2 having a hitting surface F that can be hit by a player, and a frame 3 that supports the back side of the pad 2. Further, a plurality of openings Ha are formed in the pad portion 2, and a plurality of openings Hb are formed in the frame portion 3, and these openings Ha and Hb communicate with each other to form a main body. 1 opening H is formed.
  • the reference numeral L in the figure indicates a tightening member for tightening and fixing the main body portion 1 to the support stand T.
  • the pad part 2 is made of a rubber material or soft resin (silicone rubber in this embodiment) that can be hit with a stick, and has an insertion hole in the center through which the support stand T can be inserted, as shown in FIGS. 10 and 11. It consists of a disk-shaped member in which 2a is formed. Further, the hitting surface F formed on the upper surface of the pad section 2 includes a cup section Fb formed by bulging at the center of the pad section 2, an edge section Fc formed at the peripheral edge of the pad section 2, and a cup section Fc formed at the periphery of the pad section 2. Fb and a bow portion Fa consisting of a region between the edge portion Fc.
  • the frame part 3 is made of hard resin or metal (ABS resin in this embodiment), and is a circular plate having an insertion hole 3a in the center thereof through which the support stand T can be inserted, as shown in FIGS. 12 and 13. It consists of a shaped member. Further, the pad portion 2 is attached to the surface of the frame portion 3 and integrated to form the main body portion 1, and a bulge is formed in the center portion corresponding to the cup portion Fb of the pad portion 2. A bulging portion 3b is formed.
  • a mounting surface Sa for mounting the piezoelectric element 4 is formed on the inner circumferential surface S of the bulging portion 3b in the frame portion 3. As shown in FIGS. 12 and 13, a plurality of such mounting surfaces Sa (four in this embodiment) are formed along the circumferential direction (circumferential direction) on the inner circumferential surface S of the frame section 3 of the main body section 1. A piezoelectric element 4 is attached to each attachment surface Sa.
  • the cover member 8 is made of an annular member having an opening 8a in the center through which a support stand T etc. can be inserted, and as shown in FIGS. It is attached so as to cover the inner circumferential surface S of the bulging portion 3b on the back side, as well as the substrate 5 (see FIGS. 3 to 6) on which a predetermined electric circuit is formed.
  • This substrate 5 is electrically connected to each piezoelectric element 4 so that a detection signal from each piezoelectric element 4 is transmitted to the substrate 5.
  • a piezoelectric element 4 as a vibration sensor is attached to a mounting surface Sa formed on the main body part 1 (frame part 3) via a buffer member D, and converts vibrations generated by hitting the hitting surface F into electrical signals.
  • the upper electrode 4a is connected to the wiring h1
  • the lower electrode 4b is connected to the wiring h2.
  • the piezoelectric element 4 generates a voltage and outputs an electric signal by bending in the direction b perpendicular to the mounting surface Sa, it has a structure that makes it difficult to bend in the direction a parallel to the mounting surface Sa. Therefore, vibration in the direction b perpendicular to the mounting surface Sa has higher output characteristics (output characteristics resulting in a higher voltage or higher current) than vibration in the direction a parallel to the mounting surface Sa. It looks like this.
  • the piezoelectric element 4 has a cushioning member D made of polyurethane foam or the like attached to its bottom surface, and as shown in FIG. It is attached with an adhesive or the like in close contact with the surface Sa.
  • the buffer member D is formed in a cylindrical shape, and as shown in FIG. (preferably about 67%), so that the deflection of the piezoelectric element 4 due to vibration can be ensured.
  • an edge sensor E is attached to the periphery on the front side of the frame portion 3, and is capable of detecting a strike against the edge portion Fc of the pad portion 2.
  • the edge sensor E is electrically connected to the substrate 5 via wiring, and a detection signal is transmitted to the substrate 5.
  • the output cable 6 is connected to the piezoelectric element 4 (vibration sensor) and the edge sensor E via the substrate 5, and is capable of outputting detection signals detected by the piezoelectric element 4 and the edge sensor E to the outside.
  • the output cable 6 has an output jack J formed at its tip, and is connectable to an external signal processing device (not shown).
  • the performer When the performer hits the hitting surface F of the pad section 2 with a stick to vibrate the main body 1, the strength of the hitting is detected by the piezoelectric element 4, and an electrical signal corresponding to the strength is output. The signal will be output to an external signal processing device (not shown) via the cable 6.
  • a strike against the edge portion Fc is identified according to the on/off state of the edge sensor E, and if a strike is detected when the edge sensor E is off, it is determined that a strike has been made against the bow portion Fa or the cup portion Fb. The determination is made and a predetermined musical tone is output.
  • the shaft sleeve 7 is made of a cylindrical elastic member (in this embodiment, a rubber material) with an insertion hole formed in its center.
  • the shaft sleeve 7 is attached to the support stand T in the insertion hole 3a of the frame portion 3, and suppresses vibrations generated by hitting the main body portion 1 from being transmitted to the support stand T. It is now possible to do so.
  • the mounting surface Sa is a surface that is inclined from a horizontal surface (a surface including a horizontal direction ⁇ ) toward a vertical direction ⁇ toward the center of the main body portion 1.
  • the piezoelectric elements 4 are mounted concentrically at equal intervals around the central axis C (see FIGS. 3 and 7) of the main body 1. That is, since the inner peripheral surface S formed in the frame part 3 of the main body part 1 is formed in the shape of a truncated cone, a plurality of (main) In the embodiment, four mounting surfaces Sa are formed at equal intervals, and the piezoelectric elements 4 are mounted concentrically on each mounting surface Sa.
  • each mounting surface Sa is in the virtual conical shape.
  • a plurality of mounting surfaces Sa are formed concentrically around the central axis C on the side surface (a fan-shaped surface in the developed view, the same applies hereinafter), and each mounting surface Sa is attached to the frame section of the main body section 1.
  • the piezoelectric element 4 can be arranged three-dimensionally (three-dimensionally composed of the horizontal direction ⁇ and the vertical direction ⁇ ).
  • the piezoelectric element 4 can be sufficiently bent by vibration in either the horizontal direction ⁇ or the vertical direction ⁇ . Thereby, it is possible to output an electric signal favorably and uniformly against vibrations in both the horizontal direction ⁇ and the vertical direction ⁇ due to striking of the hitting surface F.
  • each mounting surface Sa is concentrically formed around the central axis C on the side surface of the virtual conical shape.
  • a plurality of (four in the present embodiment) mounting surfaces Sa according to the present embodiment are formed along the circumferential direction on the inner circumferential surface S of the frame portion 3 in the main body portion 1, and are formed along the circumferential direction.
  • FIGS. 5 and 6 it consists of a plane (flat surface) corresponding to the attachment part of the piezoelectric element 4 (the buffer member D in this embodiment), and as shown in FIGS. They have the same shape (circular shape) and dimensions (diameter dimension).
  • the piezoelectric element 4 is not limited to having a circular outer shape, and may have an elliptical or rectangular outer shape. Shape.
  • the mounting surface Sa is provided along the circumferential direction on the inner circumferential surface S of the frame section 3 in the main body section 1; It may be provided along the circumferential direction (on the surface of the bulging portion 3b).
  • four piezoelectric elements 4 according to the present embodiment are attached concentrically at equal intervals around the central axis C of the main body 1; It is preferable to attach three or more piezoelectric elements 4 at intervals.
  • FIG. 16 shows a state in which three piezoelectric elements 4 are arranged concentrically at equal intervals
  • FIG. 17 shows a state in which five piezoelectric elements 4 are arranged concentrically at equal intervals.
  • the mounting surface Sa is a surface inclined from a horizontal plane (a plane including the horizontal direction ⁇ ) toward the center of the main body 1 in the vertical direction ⁇ , and the piezoelectric element 4 is attached to the main body 1. Since they are mounted concentrically at equal intervals around the central axis C, even if the striking surface F is struck from any of various directions, the piezoelectric element 4 can stably and reliably convert it into an electrical signal and output it. can.
  • the piezoelectric elements 4 can stabilize the hitting against the hitting surface F. It is possible to convert it into an electric signal and output it uniformly in response to strikes in various directions. Furthermore, since the mounting surface Sa according to the present embodiment is provided along the circumferential direction on the outer circumferential surface or the inner circumferential surface of the main body portion 1, the piezoelectric element 4 absorbs vibrations caused by hitting the striking surface F from the striking surface F. Since the impact is received more evenly over the entire circumference, it is possible to suppress variations in the output of the electrical signal due to differences in the location of the impact.
  • the mounting surface Sa is formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface of the main body part 1, and is a flat surface (flat surface) corresponding to the mounting part (buffer member D) of the piezoelectric element 4. Since the piezoelectric element 4 can be fixed to the mounting surface Sa more stably than when it is fixed to a curved surface.
  • the mounting surface Sa is not limited to a flat surface, but may be a curved surface forming the inner circumferential surface S (or outer circumferential surface).
  • the mounting surface Sa since the mounting surface Sa according to the present embodiment has substantially the same shape and dimensions as the outer shape of the piezoelectric element 4, when the piezoelectric element 4 is attached, the piezoelectric element 4 is attached to the inner circumferential surface S of the main body 1.
  • the mounting position of the piezoelectric element 4 can be accurately grasped, and the positioning accuracy of the piezoelectric element 4 can be improved. That is, by attaching the piezoelectric element 4 in correspondence with the attachment surface Sa, the positioning of the piezoelectric element 4 is performed naturally, and the positioning accuracy can be improved.
  • the piezoelectric element 4 according to this embodiment is attached with the buffer member D and is attached to the mounting surface Sa with the buffer member D in contact with the piezoelectric element 4, so that the piezoelectric element 4 is prevented from being damaged by vibrations caused by hitting. can be avoided.
  • the material and shape of the buffer member D are not limited as long as it has cushioning properties and can be attached to the bottom surface of the piezoelectric element 4.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the inner peripheral surface S (the outer peripheral surface may be ) in which a plurality of piezoelectric elements 4 are arranged concentrically in the circumferential direction, as shown in FIG. ) in which a plurality of piezoelectric elements 4 are arranged concentrically in the circumferential direction, or as shown in FIG.
  • a plurality of piezoelectric elements 4 may be arranged concentrically in the circumferential direction.
  • the buffer member D is not limited to a cylindrical shape as in the above embodiment, but may be an annular shape as shown in FIGS. 21 and 22.
  • the back surface Db of such an annular buffer member D is attached to the bottom surface (lower electrode 4b) of the piezoelectric element 4 with an adhesive or the like, and the front surface Da is attached to the mounting surface Sa with an adhesive or the like. It is considered a thing.
  • the annular buffer member D has an outer diameter t1 that is approximately equal to the outer diameter of the piezoelectric element 4. This allows the piezoelectric element 4 to follow the deflection of the main body 1 well while suppressing excessive free vibration of the piezoelectric element 4 itself due to hitting, thereby ensuring the voltage of the output electric signal.
  • the buffer member D it is possible to accelerate the attenuation and prevent mispronunciation. Further, by forming the buffer member D into an annular shape, it is possible to ensure some degree of free vibration in the inner diameter region of the buffer member D, and it is possible to prevent a decrease in sensitivity when hitting the hitting surface F weakly.
  • the inner diameter t2 of the inner hollow part is 60 to 80% of the outer diameter t1
  • the inner diameter t2 of the inner hollow part is 60% to 80% of the outer diameter t1. Most preferably it is 70%.
  • the surface Da that comes into close contact with the mounting surface Sa is a flat surface, but a slit is formed on a part or the entire circumference of the surface Da.
  • the ratio between the inner diameter t2 and the outer diameter t1 may be another ratio.
  • the main body part 1 is composed of the pad part 2 and the frame part 3, and the mounting surface Sa is formed on the inner circumferential surface S of the frame part 3.
  • a mounting surface may be formed on the inner peripheral surface.
  • the present invention is applied to an electronic cymbal, but the present invention may be applied to other electronic percussion instruments such as an electronic drum having the piezoelectric element 4.
  • the mounting surface is a surface that is inclined vertically from the horizontal plane toward the center of the main body, and the piezoelectric elements are mounted concentrically at equal intervals around the central axis of the main body. It can also be applied to items with different external shapes or items with other functions added.

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Abstract

打面に対して任意の種々方向から叩打しても圧電素子によって安定且つ確実に電気信号に変換して出力させることができる電子打楽器を提供する。 演奏者による叩打が可能とされた打面を有する本体部1と、本体部1に形成された取付面Saに取り付けられ、打面Fに対する叩打により発生した振動を電気信号に変換するとともに、取付面Saに対する平行な方向の振動に比較して取付面Saに対して直交する方向の振動の方が高い出力特性を有する圧電素子4とを具備し、圧電素子4で生成された電気信号を出力可能な電子シンバルであって、取付面Saは、本体部1の中心に向かって水平面から鉛直方向βに傾斜した面から成るとともに、圧電素子4は、本体部1の中心軸Cを中心として同心円状に等間隔に取り付けられたものである。

Description

電子打楽器
 本発明は、圧電素子で生成された電気信号を出力可能な電子打楽器に関するものである。
 従来の電子打楽器としての電子シンバルは、例えば特許文献1にて開示されているように、演奏者による叩打が可能とされた打面を有するパッド部、及びパッド部の裏面側を支持するフレーム部を有して構成された電子シンバル本体と、パッド部の打面に対する叩打を検出可能な振動センサと、振動センサで検出された検出信号を外部に出力するための出力ケーブルとを具備していた。そして、演奏者がスティックによって電子シンバル本体の打面を叩打すると、振動センサが検出して外部に出力することができ、アコースティックのシンバルと同様の演奏が可能とされていた。
特開2005-331972号公報
 しかしながら、上記従来技術においては、振動センサとして圧電素子が用いられていたため、以下のような不具合があった。
 すなわち、圧電素子は、本体部に形成された取付面に取り付けられ、打面に対する叩打により発生した振動を電気信号に変換する素子から成り、取付面に対する平行な方向の振動に比較して取付面に対して直交する方向の振動の方が高い出力特性を有するので、取付面に対して平行な方向に叩打した場合、電気信号を良好に発生させることができず、所望の出力を行わせることができない虞がある。
 しかるに、複数の圧電素子が取り付けられた電子シンバルにおいて、鉛直方向の振動による出力は均一化されるものの、水平方向に近い振動による出力はむらが大きく不安定になってしまうのである。このような問題は、電子シンバルに限らず、打面の叩打を圧電素子にて検出して出力させる電子楽器一般に生じるものであり、本出願人は、かかる不具合の解消を鋭意検討するに至った。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、打面に対して任意の種々方向から叩打しても圧電素子によって安定且つ確実に電気信号に変換して出力させることができる電子打楽器を提供することにある。
 請求項1記載の発明は、演奏者による叩打が可能とされた打面を有する本体部と、前記本体部に形成された取付面に取り付けられ、前記打面に対する叩打により発生した振動を電気信号に変換するとともに、前記取付面に対する平行な方向の振動に比較して前記取付面に対して直交する方向の振動の方が高い出力特性を有する圧電素子とを具備し、前記圧電素子で生成された電気信号を出力可能な電子打楽器であって、前記取付面は、前記本体部の中心に向かって水平面から鉛直方向に傾斜した面から成るとともに、前記圧電素子は、前記本体部の中心軸を中心として同心円状に等間隔に取り付けられたことを特徴とする。
 請求項2記載の発明は、請求項1記載の電子打楽器において、前記圧電素子は、前記本体部の中心軸を中心として同心円状に等間隔で3つ以上取り付けられたことを特徴とする。
 請求項3記載の発明は、請求項1記載の電子打楽器において、前記本体部の所定領域を含む前記中心軸を中心とした形状を仮想の錐形状と見立てた場合、各取付面は、仮想の錐形状の側面において前記中心軸を中心として同心円状に形成され、且つ、前記取付面は、前記本体部の外周面又は内周面において周方向に沿って設けられていることを特徴とする。
 請求項4記載の発明は、請求項1記載の電子打楽器において、前記取付面は、前記本体部の外周面又は内周面において周方向に沿って形成され、前記圧電素子の取付部に対応した平面から成ることを特徴とする。
 請求項5記載の発明は、請求項4記載の電子打楽器において、前記取付面は、前記圧電素子の外形と略同一の形状及び寸法とされたことを特徴とする。
 請求項6記載の発明は、請求項1記載の電子打楽器において、前記圧電素子は、緩衝部材が取り付けられ、当該緩衝部材を接触させて前記取付面に取り付けられることを特徴とする。
 請求項1の発明によれば、取付面は、本体部の中心に向かって水平面から鉛直方向に傾斜した面から成るとともに、圧電素子は、本体部の中心軸を中心として同心円状に等間隔に取り付けられたので、打面に対して任意の種々方向から叩打しても圧電素子によって安定且つ確実に電気信号に変換して出力させることができる。
 請求項2の発明によれば、圧電素子は、本体部の中心軸を中心として同心円状に等間隔で3つ以上取り付けられたので、打面に対する叩打を圧電素子によって安定して電気信号に変換して種々方向の叩打に対して均一に出力させることができる。
 請求項3の発明によれば、本体部の所定領域を含む中心軸を中心とした形状を仮想の錐形状と見立てた場合、各取付面は、仮想の錐形状の側面において中心軸を中心として同心円状に形成され、且つ、取付面は、本体部の外周面又は内周面において周方向に沿って設けられているので、圧電素子は、打面の叩打による振動を打面全周にわたってより均等に受けられるため、叩打部位の違いによる電気信号の出力のばらつきを抑えることができる。
 請求項4の発明によれば、取付面は、本体部の外周面又は内周面において周方向に沿って形成され、圧電素子の取付部に対応した平面から成るので、取付面に対して圧電素子を安定して固定させることができる。
 請求項5の発明によれば、取付面は、圧電素子の外形と略同一の形状及び寸法とされたので、圧電素子の取り付け作業時、本体部の内周面に対する圧電素子の取り付け位置を正確に把握させることができ、圧電素子の位置決め精度を向上させることができる。すなわち、取付面に対応させて圧電素子を取り付けることにより、圧電素子の位置決めが自然と行われて位置決め精度を向上させることができるのである。
 請求項6の発明によれば、圧電素子は、緩衝部材が取り付けられ、当該緩衝部材を接触させて取付面に取り付けられるので、叩打で生じた振動により圧電素子が破損してしまうのを回避することができる。
本発明の実施形態に係る電子シンバルの外観全体を示す斜視図 同電子シンバルの本体部を示す3面図 図2におけるIII-III線断面図 同電子シンバルの本体部を示す分解斜視図 同本体部においてカバー部材を取り外した状態を示す底面図 同本体部においてカバー部材及び圧電素子を取り外した状態を示す底面図 図6におけるVII-VII線断面図 同電子シンバルに取り付けられた圧電素子を示す模式図 図8におけるIX-IX線断面図 同電子シンバルのパッド部を示す3面図 同パッド部を下方から見た斜視図 同電子シンバルのフレーム部を示す3面図 同フレーム部を下方から見た斜視図 同電子シンバルのカバー部材を示す3面図 同カバー部材を下方から見た斜視図 本発明の他の実施形態に係る電子シンバルにおいて圧電素子が3つ取り付けられる場合を示す斜視図 本発明の他の実施形態に係る電子シンバルにおいて圧電素子が5つ取り付けられる場合を示す斜視図 本発明の他の実施形態に係る電子打楽器の圧電素子の取り付け形態を示す模式図 本発明の他の実施形態に係る電子打楽器の圧電素子の取り付け形態を示す模式図 本発明の他の実施形態に係る電子打楽器の圧電素子の取り付け形態を示す模式図 同電子シンバルに取り付けられた圧電素子を示す断面模式図 同電子シンバルの圧電素子に取り付けられた緩衝部材を示す3面図
 以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
 本実施形態に係る電子シンバルは、図1~6に示すように、パッド部2及びフレーム部3にて構成されて演奏者による叩打が可能とされた打面Fを有する本体部1と、本体部1におけるフレーム部3の内周面Sに取り付けられた圧電素子4(振動センサ)と、カバー部材8とを具備して構成されている。
 本体部1は、図1に示すように、スタンド脚部Taにて上下方向に延設された支持スタンドTにより所定高さで支持されている。かかる本体部1は、演奏者による叩打が可能とされた打面Fを有するパッド部2、及びパッド部2の裏面側を支持するフレーム部3を有して構成されている。また、パッド部2には、複数の開口部Haが形成されるとともに、フレーム部3には、複数の開口部Hbが形成されており、これら開口部Ha及び開口部Hbが連通して本体部1の開口部Hを構成している。なお、図中符号Lは、支持スタンドTに対して本体部1を締め上げて固定するための締め上げ部材を示している。
 パッド部2は、スティックで叩打可能なゴム材又は軟質樹脂等(本実施形態においては、シリコンラバー)から成り、図10、11に示すように、中央位置に支持スタンドTを挿通可能な挿通孔2aが形成された円板状部材から成る。また、パッド部2の上面に形成された打面Fは、パッド部2の中央で膨出して形成されたカップ部Fbと、パッド部2の周縁部に形成されたエッジ部Fcと、カップ部Fb及びエッジ部Fcの間の領域から成るボウ部Faとを有して構成されている。
 フレーム部3は、硬質樹脂又は金属(本実施形態においては、ABS樹脂)から成り、図12、13に示すように、中央位置に支持スタンドTを挿通可能な挿通孔3aが形成された円板状部材から成る。また、フレーム部3の表面には、パッド部2が取り付けられて一体化することにより本体部1が形成されるとともに、その中央部には、パッド部2のカップ部Fbに対応して膨出した膨出部3bが形成されている。
 さらに、フレーム部3における膨出部3bの内周面Sには、圧電素子4を取り付けるための取付面Saが形成されている。かかる取付面Saは、図12、13に示すように、本体部1におけるフレーム部3の内周面Sにおいて周方向(円周方向)に沿って複数(本実施形態においては4つ)形成されており、各取付面Saに圧電素子4が取り付けられるようになっている。
 カバー部材8は、図14、15に示すように、中央に支持スタンドT等を挿通可能な開口部8aが形成された円環状部材から成り、図2、3に示すように、フレーム部3の裏面側において膨出部3bの内周面Sを覆うとともに、所定の電気回路が形成された基板5(図3~6参照)を覆うように取り付けられている。この基板5は、各圧電素子4と電気的に接続されており、それぞれの圧電素子4の検出信号が基板5に送信されるようになっている。
 振動センサとしての圧電素子4は、本体部1(フレーム部3)に形成された取付面Saに対して緩衝部材Dを介して取り付けられ、打面Fに対する叩打により発生した振動を電気信号に変換可能なセンサから成り、図8、9に示すように、例えば銀導体から成る上部電極4aと、例えば真鍮板から成る下部電極4bと、上部電極4a及び下部電極4bの間に介在する圧電セラミックス4cとを有して構成されている。
 また、上部電極4aは、配線h1が接続されるとともに、下部電極4bは、配線h2が接続されており、演奏者が打面Fを叩打して圧電素子4に振動が伝達されると、振動により全体が撓み、その撓み量に応じた電圧が発生するようになっている。こうして電圧が発生すると、上部電極4aがプラス電極及び下部電極4bがマイナス電極として作用して配線h1、h2を介して電流が流れるので、基板5及び出力ケーブル6を介して電気信号として出力されることとなる。
 しかるに、圧電素子4は、取付面Saに対して直交する方向bに撓むことにより電圧が発生して電気信号が出力されるものの、取付面Saに対して平行な方向aに撓み難い構造となっているため、取付面Saに対する平行な方向aの振動に比較して取付面Saに対して直交する方向bの振動の方が高い出力特性(高い電圧又は高い電流となる出力特性)を有するようになっている。
 また、本実施形態に係る圧電素子4は、その底面にポリウレタン発泡体などから成るクッション性を有した緩衝部材Dが取り付けられており、図9に示すように、当該緩衝部材Dの表面を取付面Saに密着させつつ接着剤等で貼着されている。また、緩衝部材Dは、円柱状に形成されて成り、図9に示すように、圧電素子4の外径より小さな寸法の外形(圧電素子4の振動の節となる、圧電素子の直径の約67%程度が好ましい)とされ、振動に伴う圧電素子4の撓みを確保し得るようになっている。
 さらに、フレーム部3の表面側における周縁には、エッジセンサEが取り付けられており、パッド部2におけるエッジ部Fcに対する叩打を検出可能とされている。かかるエッジセンサEは、圧電素子4と同様、配線を介して基板5と電気的に接続されており、検出信号が基板5に送信されるようになっている。出力ケーブル6は、基板5を介して圧電素子4(振動センサ)及びエッジセンサEと接続されるとともに、圧電素子4及びエッジセンサEで検出された検出信号を外部に出力可能とされている。なお、出力ケーブル6は、その先端に出力ジャックJが形成されており、外部の信号処理装置(不図示)に接続可能とされている。
 そして、演奏者がスティックにてパッド部2の打面Fを叩打して本体部1を振動させると、圧電素子4にて叩打の強さが検出され、その強さに応じた電気信号が出力ケーブル6を介して外部の信号処理装置(不図示)に出力されることとなる。なお、エッジセンサEのオン・オフ状態に応じてエッジ部Fcに対する叩打が識別され、エッジセンサEがオフの場合に叩打が検出されると、ボウ部Fa又はカップ部Fbに対して叩打したと判断されて所定の楽音が出力されることとなる。
 軸スリーブ7は、図3、4に示すように、その中央部に挿通孔が形成された円筒状の弾性部材(本実施形態においては、ゴム材)から成る。かかる軸スリーブ7は、フレーム部3の挿通孔3a内において支持スタンドTとの間に介在して取り付けられており、本体部1に対する叩打で生じた振動が支持スタンドTに伝達されるのを抑制し得るようになっている。
 ここで、本実施形態に係る取付面Saは、図6、7に示すように、本体部1の中心に向かって水平面(水平方向αを含む面)から鉛直方向βに傾斜した面から成るとともに、圧電素子4は、本体部1の中心軸C(図3、7参照)を中心として同心円状に等間隔に取り付けられている。すなわち、本体部1のフレーム部3に形成された内周面Sは、円錐台状に形成されているため、その内周面Sにおいて中心軸Cを中心とした周方向に沿って複数(本実施形態においては4つ)取付面Saが等間隔に形成され、それぞれの取付面Saにおいて同心円状に圧電素子4が取り付けられているのである。
 また、本体部1の所定領域(内周面又は外周面における所定領域)を含む中心軸Cを中心とした形状を仮想の錐形状と見立てた場合、各取付面Saは、仮想の錐形状の側面(展開した図で扇形の面、以下同じ)において中心軸Cを中心として同心円状に複数(本実施形態においては4つ)形成され、且つ、各取付面Saは、本体部1におけるフレーム部3の中心に向かって水平面から鉛直方向βに所定角度傾斜した面から成るので、圧電素子4を3次元的(水平方向α及び鉛直方向βで構成される3次元)に配置することができ、水平方向α及び鉛直方向βの何れの方向の振動によっても圧電素子4を十分に撓ませることができる。これにより、打面Fの叩打に伴う水平方向α及び鉛直方向βの両方の振動に対して良好且つ均一に電気信号を出力させることができる。
 さらに、本体部1の所定領域を含む中心軸Cを中心とした形状を仮想の錐形状と見立てた場合、各取付面Saは、仮想の錐形状の側面において中心軸Cを中心として同心円状に複数(本実施形態においては4つ)形成され、且つ、本実施形態に係る取付面Saは、本体部1におけるフレーム部3の内周面Sにおいて周方向に沿って形成され、図6、7に示すように、圧電素子4の取付部(本実施形態においては緩衝部材D)に対応した平面(平坦な面)から成るとともに、図5、6に示すように、圧電素子4の外形と略同一の形状(円形状)及び寸法(径寸法)とされている。なお、圧電素子4は、外形が円形状のものに限らず、楕円形状又は矩形状のものであってもよく、その場合であっても取付面Saは、圧電素子4の外形と略同一の形状とされる。
 しかるに、本実施形態においては、取付面Saが本体部1におけるフレーム部3の内周面Sにおいて周方向に沿って設けられているが、取付面Saが本体部1におけるフレーム部3の外周面(膨出部3bの表面)において周方向に沿って設けられたものであってもよい。また、本実施形態に係る圧電素子4は、本体部1の中心軸Cを中心として同心円状に等間隔で4つ取り付けられているが、本体部1の中心軸Cを中心として同心円状に等間隔で3つ以上圧電素子4を取り付けるのが好ましい。例えば、3つの圧電素子4が同心円状に等間隔に配設された状態を図16に示し、5つの圧電素子4が同心円状に等間隔に配設された状態を図17に示す。
 本実施形態によれば、取付面Saは、本体部1の中心に向かって水平面(水平方向αを含む面)から鉛直方向βに傾斜した面から成るとともに、圧電素子4は、本体部1の中心軸Cを中心として同心円状に等間隔に取り付けられたので、打面Fに対して任意の種々方向から叩打しても圧電素子4によって安定且つ確実に電気信号に変換して出力させることができる。
 また、本実施形態に係る圧電素子4は、本体部1の中心軸Cを中心として同心円状に等間隔で3つ以上取り付けられるようにすれば、打面Fに対する叩打を圧電素子4によって安定して電気信号に変換して種々方向の叩打に対して均一に出力させることができる。さらに、本実施形態に係る取付面Saは、本体部1の外周面又は内周面において周方向に沿って設けられているので、圧電素子4は、打面Fの叩打による振動を打面F全周にわたってより均等に受けられるため、叩打部位の違いによる電気信号の出力のばらつきを抑えることができる。
 またさらに、本実施形態に係る取付面Saは、本体部1の外周面又は内周面において周方向に沿って形成され、圧電素子4の取付部(緩衝部材D)に対応した平面(平坦な面)から成るので、曲面に固定させるものに比べて、取付面Saに対して圧電素子4を安定して固定させることができる。なお、取付面Saは平面に限らず、内周面S(又は外周面)を成す曲面であってもよい。
 加えて、本実施形態に係る取付面Saは、圧電素子4の外形と略同一の形状及び寸法とされたので、圧電素子4の取り付け作業時、本体部1の内周面Sに対する圧電素子4の取り付け位置を正確に把握させることができ、圧電素子4の位置決め精度を向上させることができる。すなわち、取付面Saに対応させて圧電素子4を取り付けることにより、圧電素子4の位置決めが自然と行われて位置決め精度を向上させることができるのである。
 さらに、本実施形態に係る圧電素子4は、緩衝部材Dが取り付けられ、当該緩衝部材Dを接触させて取付面Saに取り付けられるので、叩打で生じた振動により圧電素子4が破損してしまうのを回避することができる。緩衝部材Dは、クッション性を有しつつ圧電素子4の底面に取り付け可能であれば足り、材質及び形状は限定されない。
 以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば図18に示すように、円錐状(円錐台状)に形成された内周面S(外周面であってもよい)の周方向に同心円状に複数の圧電素子4を配設するものの他、図19に示すように、上下逆の円錐状(円錐台状)に形成された内周面S(外周面であってもよい)の周方向に同心円状に複数の圧電素子4を配設するもの、或いは図20に示すように、多面体状に形成された内周面S(外周面であってもよい)の周方向に同心円状に複数の圧電素子4を配設するものであってもよい。
 さらに、緩衝部材Dは、上記実施形態の如く円筒状のものに限らず、図21、22に示すように、円環状のものであってもよい。かかる円環状の緩衝部材Dは、裏面Dbが圧電素子4の底面(下部電極4b)に接着剤等にて貼着されるとともに、表面Daが取付面Saに接着剤等にて貼着されるものとされている。また、円環状の緩衝部材Dは、その外径寸法t1が圧電素子4の外径寸法と略等しい円環形状とされている。これにより、叩打による圧電素子4自体の過剰な自由振動を抑制しながら、本体部1の撓みに圧電素子4を良好に追従させることができるため、出力される電気信号の電圧を確保しつつ、減衰を早めて誤発音を防ぐことができる。さらに、緩衝部材Dが環状とされることにより、緩衝部材Dの内径領域においてある程度自由振動を確保することができ、打面Fに対する弱打時の感度低下を防止することができる。
 しかるに、円環状の緩衝部材Dは、その内部の中空部の内径t2が外径t1に対して60~80%とされるのが好ましく、内部の中空部の内径t2が外径t1に対して70%とされるのが最も好ましい。なお、他の実施形態に係る円環状の緩衝部材Dにおいては、取付面Saと密着する表面Daが平坦な面とされているが、表面Daの一部又は全周に亘ってスリットが形成されたもの、或いは内径t2と外径t1との比率が他の比率であるもの等であってもよい。
 なお、本実施形態においては、本体部1がパッド部2及びフレーム部3にて構成され、フレーム部3の内周面Sに取付面Saが形成されているが、単一の本体部1における内周面に取付面が形成されたものであってもよい。また、本実施形態においては、電子シンバルに適用されているが、圧電素子4を有した電子ドラムなど他の電子打楽器に適用するようにしてもよい。
 取付面は、本体部の中心に向かって水平面から鉛直方向に傾斜した面から成るとともに、圧電素子は、本体部の中心軸を中心として同心円状に等間隔に取り付けられた電子打楽器であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
1 本体部
2 パッド部
2a 挿通孔
3 フレーム部
3a 挿通孔
3b 膨出部
4 圧電素子(振動センサ)
5 基板
6 出力ケーブル
7 軸スリーブ
7a 挿通孔
8 カバー部材
8a 開口部
S 内周面
Sa 取付面
T 支持スタンド
Ta スタンド脚部
J 出力ジャック
F 打面
Fa ボウ部
Fb カップ部
Fc エッジ部
L 締め上げ部材
H、Ha、Hb 開口部
D 緩衝部材
Da 表面
Db 裏面
E エッジセンサ

Claims (6)

  1.  演奏者による叩打が可能とされた打面を有する本体部と、
     前記本体部に形成された取付面に取り付けられ、前記打面に対する叩打により発生した振動を電気信号に変換するとともに、前記取付面に対する平行な方向の振動に比較して前記取付面に対して直交する方向の振動の方が高い出力特性を有する圧電素子と、
    を具備し、前記圧電素子で生成された電気信号を出力可能な電子打楽器であって、
     前記取付面は、前記本体部の中心に向かって水平面から鉛直方向に傾斜した面から成るとともに、前記圧電素子は、前記本体部の中心軸を中心として同心円状に等間隔に取り付けられたことを特徴とする電子打楽器。
  2.  前記圧電素子は、前記本体部の中心軸を中心として同心円状に等間隔で3つ以上取り付けられたことを特徴とする請求項1記載の電子打楽器。
  3.  前記本体部の所定領域を含む前記中心軸を中心とした形状を仮想の錐形状と見立てた場合、各取付面は、仮想の錐形状の側面において前記中心軸を中心として同心円状に形成され、且つ、前記取付面は、前記本体部の外周面又は内周面において周方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項1記載の電子打楽器。
  4.  前記取付面は、前記本体部の外周面又は内周面において周方向に沿って形成され、前記圧電素子の取付部に対応した平面から成ることを特徴とする請求項1記載の電子打楽器。
  5.  前記取付面は、前記圧電素子の外形と略同一の形状及び寸法とされたことを特徴とする請求項4記載の電子打楽器。
  6.  前記圧電素子は、緩衝部材が取り付けられ、当該緩衝部材を接触させて前記取付面に取り付けられることを特徴とする請求項1記載の電子打楽器。
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