(57)【要約】【課題】豊かな音楽表現力を保ちながら大幅な小型化ができるだけでなく音質劣化もないパイプオルガンを提供することを目的とする。【解決手段】低音域のフルーパイプ１３０のレゾネータ内部の音圧を検出するマイクロホン１６０と、前記マイクロホンの検出信号を増幅するアンプ１７０と、前記アンプで駆動されるスピーカ１８０とを備え、前記スピーカは前記低音域のフルーパイプの少なくとも基本波を拡声するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低音域のフルーパイプのレゾネータ内部の音圧を検出するマイクロホンと、前記マイクロホンの検出信号を増幅するアンプと、前記アンプで駆動されるスピーカとを備え、前記スピーカは前記低音域のフルーパイプの少なくとも基本波を拡声するように構成されたことを特徴とするパイプオルガン。
【請求項２】
フルーパイプをヘルムホルツレゾネータで構成したことを特徴とする、請求項１に記載のパイプオルガン。
【請求項３】
マイクロホンの音圧検出位置を、レゾネータの歌口よりも長手方向奥の位置としたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のパイプオルガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楽器であるパイプオルガンに関し、特に家庭用としても用いることのできる小型のパイプオルガンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パイプオルガンと言えば礼拝堂や音楽ホールに備え付けられている巨大な楽器を思い浮かべるが、近年では古典音楽ブームと相まって、家庭にも設置できるような小型のパイプオルガンの需要が少しずつ高まってきている。そしてパイプオルガンを小型化するために古くから、足鍵盤を省略して手鍵盤だけとしたり、フルーパイプを閉管として短くしたり、また鍵盤とパレットとの連結機構を簡略化したりしている。
【０００３】
このような小型の手鍵盤だけのパイプオルガンはポジティフオルガンと呼ばれており、非特許文献１の１２７頁にポジティフオルガンのチェスト廻りの基本的な構造断面の例が図示されている。図５はその構造断面の例に基づいて、より実際的な手鍵盤だけの従来のパイプオルガンのチェスト廻りの低音側における断面を示したものである。図６はそのパイプオルガンのチェスト廻りの外観イメージ図であり、見やすくするために縮尺を適宜調整するとともに、低音側の最前列パイプを外した状態で図示している。
【０００４】
図５、図６において、５１０はチェストである。５１１はパレットボックスであり、送風機の空気がここに送り込まれる。５１２はパレットであり、空気流の開閉弁である。５１３はパレットスプリングであり、パレット５１２に閉まる力を与えている。５２０は鍵盤である。５１４はトラッカーピンであり、鍵盤５２０が押された時にパレット５１２を押し開かせる連結機構である。５１５はトーンチャンネルであり、パレット５１２が開いた時に空気が流れる溝である。
【０００５】
５３０は基音フルーパイプつまり８フィート管であり、譜面上の音符通りの音程の音を出す。５４０は４フィートピッチの倍音パイプであり、譜面上の音符の１オクターブ上の音を出す。倍音パイプ５４０もフルーパイプである。倍音パイプ５４０には開管を用いている。５１８はチェストの天板であり、基音フルーパイプ５３０と倍音パイプ５４０がこの上に並べられている。５１６は基音フルーパイプのスライダーであり、基音フルーパイプ５３０のパイプ列全体の発音のオンオフを行う。５１７は倍音パイプのスライダーであり、倍音パイプ５４０のパイプ列全体の発音のオンオフを行う。
【０００６】
基音フルーパイプ５３０にはパイプの長さが開管の約半分で済む閉管を用いている。しかし、それでも必要な閉管の有効長は波長の１／４より僅かに短いだけなので、基音フルーパイプ５３０の有効長は鍵盤の最低音Ｃ（周波数６５．４Ｈｚ、波長５．２ｍ）では１．２５ｍ程度になり、十分な低音の音量を得るために、その外形断面サイズは一般的に幅８〜１０ｃｍ、奥行き１０〜１２ｃｍ程度の大きなものとなる。このため基音フルーパイプ５３０は何列にも配置して並べたりする必要がある。
【０００７】
このように基音フルーパイプ５３０が低音域で非常に大きなものになって広いスペースを占めることが、パイプオルガンを小型化する上での最大の妨げとなっていた。この課題に対して、基音フルーパイプの低音を電子音で代用して大きな基音フルーパイプを省略する方法も一部で実用化されている。しかし、実物の基音フルーパイプであれば鍵盤タッチの深さや速度をコントロールして、発音立ち上がり時の音質に変化を与えることができるのに対して、電子音は鍵盤タッチに関わらず発音が単純なオンかオフにしかならず、発音立ち上がり時の音質に変化を与えることができない。このためパイプオルガンの音楽表現力が乏しくなるという問題点がある。
【０００８】
ところで、特許文献１には、発音体であるリード列全体を遮音ボックス内に収納し、遮音ボックス内のリードの音を１個のマイクロホンで収音してスピーカで拡声するリードオルガンが開示されている。この従来技術をパイプオルガンに応用すれば実物の基音フルーパイプ自体を小型化できると考えられるので、豊かな音楽表現力を保ちながらパイプオルガンの小型化が図れると期待できる。
【０００９】
図７は特許文献１に開示された技術を応用して小型化を図った、従来のパイプオルガンのチェスト廻りの低音側における断面を示したものである。図８は、その小型化を図った従来のパイプオルガンのチェスト廻りの外観イメージ図であり、見やすくするために縮尺を適宜調整するとともに、低音側の最前列パイプを外した状態で図示している。
【００１０】
図７、図８において、６１０はチェスト、６１１はパレットボックス、６１２はパレット、６１３はパレットスプリング、６１４はトラッカーピン、６１５はトーンチャンネル、６１８はチェストの天板、６４０は倍音パイプ、６１６は基音フルーパイプのスライダー、６１７は倍音パイプのスライダー、５２０は鍵盤であり、これらについては先に説明した図５、図６と全く同様なので説明は省略する。
【００１１】
そして、図７、図８に示す特許文献１に開示された技術を応用して小型化を図った従来のパイプオルガンにおいては、低音域の基音フルーパイプ６３０にやはり閉管を用いて、さらにこの断面形状を細くすることで小型化し、複数の基音フルーパイプ６３０の低音域全体を遮音ボックス６５０で覆っている。そして、遮音ボックス６５０の一箇所にはマイクロホン６６０が取付けられ、複数の基音フルーパイプ６３０の音を収音する。マイクロホン６６０の検出信号は、アンプ６７０で増幅されてスピーカ６８０で拡声される。遮音ボックス６５０は、スピーカ６８０からの音がマイクロホン６６０に帰還することを抑えて、つまり遮音をしてハウリングの発生を防ぐ働きをしている。また、遮音ボックス６５０は基音フルーパイプ６３０に流れる空気を排出できるように構成している。
【００１２】
このように構成された小型化を図った従来のパイプオルガンによれば、基音フルーパイプ６３０が細くなって低音の音量が小さくなってもスピーカ６８０で基音フルーパイプ６３０の低音の音量を拡大することができるので、基音フルーパイプ６３０を細くすることができる。従って、低音域の基音フルーパイプ６３０が占めるスペースが小さくなるので、パイプオルガンを小型化することができると期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭５０−１５６９２２
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Wolfgang Adelung著「Einfuhrung in den Orgelbau」Breitkopf & Hartel・Wiesbaden，1982年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前述の図７、図８に示すような小型化を図った従来のパイプオルガンにおいては遮音ボックス６５０が余分に必要となるので、基音フルーパイプ６３０自体をせっかく小型化してもパイプオルガン全体の大幅な小型化は難しいという課題がある。また遮音ボックス６５０の内部には定在波が発生するので、いくつかの特定の周波数の音が強められたり弱められたりする。このため、基音フルーパイプ６３０の低音が音階によって不均一な音圧レベルになってマイクロホン６６０で収音されることになるので、音階によって不均一な音量で基音フルーパイプ６３０の低音がスピーカ６８０で拡声されるため、パイプオルガンの音質劣化を招くという課題もある。
【００１６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、豊かな音楽表現力を保ちながら大幅な小型化ができるだけでなく音質劣化もないパイプオルガンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明のパイプオルガンは、低音域のフルーパイプのレゾネータ内部の音圧を検出するマイクロホンと、前記マイクロホンの検出信号を増幅するアンプと、前記アンプで駆動されるスピーカとを備え、前記スピーカは前記低音域のフルーパイプの少なくとも基本波を拡声するように構成したものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のパイプオルガンによれば、低音域のフルーパイプのレゾネータ内部の極めて高い低音の音圧をマイクロホンが検出できるので、遮音ボックスを設けなくてもハウリングを発生させることなく低音域のフルーパイプの低音を十分に拡声することができる。従って、低音域のフルーパイプの大幅な小型化ができ、且つ遮音ボックスを必要としないので、豊かな音楽表現力を保ちながら大幅な小型化ができるだけでなく、遮音ボックスによる定在波も発生しないので、音質劣化もないパイプオルガンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１のパイプオルガンの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態２のパイプオルガンの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態１のパイプオルガンにおけるフルーパイプの音圧検出実験でのマイクロホン位置を示す平面図及び断面図である。
【図４】本発明の実施形態２のパイプオルガンにおけるフルーパイプの音圧検出実験でのマイクロホン位置を示す平面図及び断面図である。
【図５】従来のパイプオルガンのチェスト廻りの低音側における断面図である。
【図６】従来のパイプオルガンのチェスト廻りの外観イメージ図である。
【図７】特許文献１に開示された技術を応用して小型化を図った従来のパイプオルガンのチェスト廻りの低音側における断面図である。
【図８】特許文献１に開示された技術を応用して小型化を図った従来のパイプオルガンのチェスト廻りの外観イメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
（実施形態１）
本発明の実施形態１におけるパイプオルガンの構成について、図１、図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態１のパイプオルガンの構成を示す断面図である。図３は、本発明の実施形態１のパイプオルガンにおけるフルーパイプの音圧検出実験でのマイクロホン位置を示す断面図である。
【００２２】
図１において、１１０はチェスト、１１１はパレットボックス、１１２はパレット、１１３はパレットスプリング、１１４はトラッカーピン、１１５はトーンチャンネル、１１６は基音フルーパイプのスライダー、１１７は倍音パイプのスライダー、１１８はチェストの天板、１２０は鍵盤、１４０は倍音パイプであり、これらについては上で説明した図５，図６に示す従来のパイプオルガンと全く同様なので説明は省略する。
【００２３】
１３０は基音フルーパイプであり、８フィート閉管を用い、さらに細くすることで小型化を図っている。その大きさは鍵盤の最低音Ｃ（６５．４Ｈｚ）において、有効長は約１．２５ｍ、断面内寸は幅３．５ｃｍ、奥行き４．５ｃｍ程度、断面外寸は幅５ｃｍ、奥行き６．５ｃｍ程度と細いものである。１６０はマイクロホンであり、低音域の基音フルーパイプ１３０のレゾネータの管壁の一部に、レゾネータ内部の低音の音圧を検出するように取り付けられている。マイクロホン１６０は超小型のエレクトレットコンデンサ型マイクロホンである。
【００２４】
１７０はアンプであり、マイクロホン１６０の検出信号を増幅する。アンプ１７０の出力は約１５Ｗである。１８０はスピーカであり、アンプ１７０で駆動される。スピーカ１８０は基音フルーパイプ１３０の低音の音圧を拡大する。スピーカ１８０は口径１０ｃｍのスピーカユニットを約６リットルのスピーカボックスに収納したものであり、チェスト１１０の下部後方に配置されている。図示は省略しているが、スピーカ１８０の低音は、チェスト１１０の底面から後方に放射されるようにパイプオルガン全体としては組立てられている。こうして、スピーカ１８０は低音域のフルーパイプの少なくとも基本波を拡声するように構成されている。
【００２５】
本実施形態１では、鍵盤の最低音Ｃから１オクターブ上までの計１３本の低音域の各基音フルーパイプ１３０に対して上記のように構成した。つまり、計１３本の各基音フルーパイプ１３０のいずれにもマイクロホン１６０が取り付けられている。マイクロホン１６０はいずれも、基音フルーパイプ１３０のレゾネータの長手方向の中央よりもやや奥の方に取り付けられている。
【００２６】
本発明においては、マイクロホンの音圧検出位置の実験を行い、従来の技術に比べて大幅に高い音圧を検出できるだけでなく雑音も少ない位置を見出した。図３において、３３０は基音フルーパイプであり、本実施形態１のパイプオルガンの鍵盤の最低音Ｃの基音フルーパイプと同じものである。３３１はレゾネータである。３３２は核と呼ばれ、空気流であるエアリードを作るとともにレゾネータ３３１の開口端に相当する。３３３は風路でありエアリードを作る隙間である。３３４は歌口でありその幅は３．５ｃｍ、高さは２ｃｍ程度である。３３５は上唇であり歌口３３４の上端部に相当する。３３６は閉管のストッパーでありレゾネータ３３１の閉管の終端に相当する。Ｌは核３３２からストッパー３３６までの全長つまりレゾネータ３３１の有効長であり約１．２５ｍである。
【００２７】
図３において、３６０は図１に示したのと同じ仕様のマイクロホンであり、ａからｌまでの位置に取り付けて音圧検出レベルを測定した。ａは、図７、図８で説明した従来技術を応用したパイプオルガンにおけるマイクロホンの取り付け位置に相当し、歌口から約１０ｃｍ離れた位置である。ｂは歌口３３４の中央前方２ｃｍの至近距離であり、マイクロホンに風が当たって発生する所謂ウインドノイズが出ない限界の最小距離である。ｃは歌口３３４の根元の約１ｃｍ上方の位置である。
【００２８】
ｄはレゾネータ３３１の内部における開口端位置である。ｌはレゾネータ３３１の内部における終端位置である。ｅからｋは、レゾネータ３３１の内部における有効長Ｌを８等分したそれぞれの位置である。例えばｈはレゾネータ３３１の内部における中間点に相当する。ｊは本実施形態１におけるマイクロホン１６０の位置に相当する。
【００２９】
ａ、ｂ、ｃの位置は歌口３３４よりも外側にあり、レゾネータ３３１の外側の音を検出することになる。これに対してｄからｌまでの位置は歌口３３４よりも内側にあり、レゾネータ３３１の内部の音を検出することになる。
【００３０】
下記の表１は、ａからｌまでの各マイクロホン位置における音圧検出レベルの測定結果を示したものであるが、ｂのマイクロホン位置での音圧検出レベルを０ｄＢとして、ａからｌまでの各マイクロホン位置での相対音圧検出レベルを示している。本実験の結果、レゾネータ３３１の内部では極めて高い音圧検出レベルが得られることを見出した。また、ストッパー３３６の位置に近いほど音圧検出レベルが高くなることも分かった。本実施形態１におけるマイクロホン１６０に相当するｊの位置での音圧検出レベルは、ａの位置に比べて約５４ｄＢも高い。なお、ａからｌまでのマイクロホン３６０は別個のものではなく、同一のマイクロホンを用いて取り付け位置をａからｌまで変えながら実験を行い、マイクロホンの個体差による音圧検出感度の誤差を排除した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
ここで、図７、図８で説明した遮音ボックス６５０を省略することができるマイクロホンの音圧検出位置の条件について考える。空気を排出できるように構成した遮音ボックス６５０の低音域での遮音減衰レベルは、空気が流通できるように構成されている市販のポータブル発電機用防音ボックスと同程度であり、１０ｄＢ前後である。また、１３本の各基音フルーパイプ１３０のいずれにもマイクロホン１６０を取り付けたことにより、全マイクロホンの総合感度レベルはマイクロホンが１個だけの場合に比べて約２２ｄＢ高くなる。従って、図７、図８におけるマイクロホンの音圧検出レベルよりも約３２ｄＢ（＝１０ｄＢ＋２２ｄＢ）以上高い音圧検出レベルが得られれば、遮音ボックスを設けなくてもハウリングを起こすことなく複数個の基音フルーパイプ１３０の低音を十分に拡声することができる。
【００３３】
表１において、マイクロホン位置がｄからｌでの音圧検出レベルは、マイクロホン位置がａの場合よりも約３５〜５５ｄＢほど高く、上記条件である３２ｄＢを上回っている。従って、マイクロホンでレゾネータ内部の音圧を検出することにより、遮音ボックスを設けなくても、ハウリングを起こすことなく多数個の基音フルーパイプの低音を十分に拡声することができる。
【００３４】
マイクロホン位置がｃでの音圧検出レベルは、ａの場合に比べて約２４ｄＢ高いが、上記条件である３２ｄＢには届かない。つまり、レゾネータの外部の音圧を検出する従来の技術では、遮音ボックスを設けずにハウリングを起こすことなく多数個の基音フルーパイプの低音を十分に拡声することができない。
【００３５】
マイクロホン位置をｂ、ｃとしてレゾネータの外部のできるだけ高い音圧を検出しようとすると、マイクロホン３６０が風路３３３から噴出されるエアリードの至近距離となるために、エアリード自体の雑音が大きく検出されることになる。このため、マイクロホン３６０をレゾネータの外部から歌口３３４に近接させて検出した音圧信号には、エアリード雑音が大きく混じることになり検出信号の低音の音質が悪くなるという問題もあった。
【００３６】
これに対して、マイクロホン３６０でレゾネータ３３１の内部の音圧を検出する場合は、マイクロホン３６０の位置をエアリードから離すことができるので、エアリード雑音が大きく検出されることがない。つまり、マイクロホンでレゾネータ内部の音圧を検出することは、極めて高い検出レベルが得られるだけでなく検出信号の音質も優れていることを見出した。特にマイクロホン３６０の位置をレゾネータの歌口よりも長手方向奥の位置、つまりｅからｌの位置にすると、ｄの位置よりも一層高い音圧検出レベルが得られるだけでなくエアリード雑音の検出レベルも一層低くなり、検出信号の音質も一層良くなった。
【００３７】
以上のように構成した本実施形態１のパイプオルガンは、図７，図８で説明した従来技術を応用したパイプオルガンよりもマイクロホン１６０の音圧検出レベルが約５４ｄＢも高いので、遮音ボックスを用いなくてもハウリングを発生させずに多数個の基音フルーパイプ１３０の低音を十分に拡声することができる。
【００３８】
図５，図６で説明した従来のパイプオルガンの全体の奥行きは約５５ｃｍであるのに対して、従来技術を応用して小型化を図った図７、図８のパイプオルガンの全体の奥行きは約４５ｃｍ止まりであった。それに対し、本実施形態１のパイプオルガンでは全体の奥行きを約３５ｃｍまでと大幅に小さくすることができた。
【００３９】
以上のように本実施形態１のパイプオルガンによれば、低音域のフルーパイプのレゾネータ内部の極めて高い低音の音圧をマイクロホンが検出できるので、遮音ボックスを設けなくてもハウリングを発生させることなく低音域のフルーパイプの低音を十分に拡声することができる。従って、低音域のフルーパイプの大幅な小型化ができ、且つ遮音ボックスを必要としないので、豊かな音楽表現力を保ちながら大幅な小型化ができるだけでなく、遮音ボックスによる定在波も発生しないので音質劣化もないパイプオルガンを提供できる。
【００４０】
（実施形態２）
本発明の実施形態２におけるパイプオルガンの構成について、図２、図４を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施形態２のパイプオルガンの構成を示す断面図である。図４は、本発明の実施形態２のパイプオルガンにおけるフルーパイプの音圧検出実験でのマイクロホン位置を示す断面図である。
【００４１】
図２において、２１０はチェスト、２１１はパレットボックス、２１２はパレット、２１３はパレットスプリング、２１４はトラッカーピン、２１５はトーンチャンネル、２１６は基音フルーパイプのスライダー、２１７は倍音パイプのスライダー、２１８はチェストの天板、２２０は鍵盤であり、これらについては上で説明した図５，図６に示す従来のパイプオルガンと全く同様なので説明は省略する。
【００４２】
２４０は４フィートピッチの倍音パイプであり、本実施形態２ではこれを半閉管として、パイプの全長を実施形態１の開管から約半分の長さに縮小した。鍵盤の最低音Ｃにおける倍音パイプ２４０の全長は約６５ｃｍである。
【００４３】
本実施形態２においては、８フィート管に相当する基音フルーパイプ２３０をヘルムホルツレゾネータで構成することにより大幅に小型化した。その構造については図４で詳しく述べるが、基音フルーパイプ２３０は円筒形であり、その大きさは鍵盤の最低音Ｃ（６５．４Ｈｚ）において、全長が約６５ｃｍ、外径が約４．５ｃｍという超小型である。
【００４４】
２６０はマイクロホンであり、低音域の基音フルーパイプ２３０のレゾネータの管壁の一部に設けられた孔から、レゾネータ内部の低音の音圧を検出するように取り付けられている。マイクロホン２６０は実施形態１で用いたのと同じ超小型のエレクトレットコンデンサ型マイクロホンである。
【００４５】
２７０はアンプであり、マイクロホン２６０の検出信号を増幅する。２８０はスピーカでありアンプ２７０で駆動される。つまりスピーカ２８０は基音フルーパイプ２３０の低音を拡声する。アンプ２７０とスピーカ２８０は、実施形態１で用いたのと同じ仕様である。
【００４６】
本実施形態２では、鍵盤の最低音Ｃから１３音上までの計１４本の低音域の各基音フルーパイプ２３０に対して上記のように構成した。つまり計１４本の各基音フルーパイプ２３０のいずれにもマイクロホン２６０が取り付けられている。マイクロホン２６０はいずれも、基音フルーパイプ２３０のレゾネータの管壁下端部に取り付けられている。上記よりも上の音階の基音フルーパイプについては閉管で構成した。
【００４７】
本実施形態２においても、マイクロホンの音圧検出位置の実験を行い、従来技術に比べて大幅に高い音圧を検出できるだけでなく雑音も少ない位置を見出した。図４において、４３０は基音フルーパイプであり、本実施形態２のパイプオルガンの鍵盤の最低音Ｃの基音フルーパイプと同じものである。４３１はヘルムホルツレゾネータである。ヘルムホルツレゾネータとは容積を持つ胴体とその容積に結合されたポートとからなる共鳴器であり、ヘルムホルツレゾネータのポートは一般的に首または頸部と呼ばれている。
【００４８】
４３７は胴体であり、その内径は約４ｃｍ、内寸長さＬは約５０ｃｍである。４３８は首であり、内径は約１．３ｃｍ、長さは約１１ｃｍである。４３２は核であり、空気流であるエアリードを作るとともにヘルムホルツレゾネータ４３１の開口端に相当する。４３３は風路でありエアリードを作る隙間である。４３４は歌口でありその幅は約１ｃｍ、高さは約１．８ｃｍである。４３５は上唇であり歌口４３４の上端部に相当する。４３６は胴体４３７のストッパーでありヘルムホルツレゾネータ４３１の終端に相当する。
【００４９】
つまり、本実施形態２の基音フルーパイプ４３０は、ヘルムホルツレゾネータの首の開口端部に歌口を設けることにより、通常の低音用オルガンパイプと同様に空気を送ることで低音が鳴るフルーパイプとして構成したものである。
【００５０】
ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数をｆ、胴体の内容積をＶ、首の長さをｌ、首の断面積をＳ、音速をｃとすると、ｆ＝ｃ（Ｓ／Ｖｌ）１／２／２πの近似式関係が成り立つ。そのため、胴体を小さくしても、首を細くまたは長くすることにより低い共鳴周波数を得ることができる。従ってヘルムホルツレゾネータは閉管レゾネータに比べて、同じ低音の共鳴周波数を保ちながら超小型化することが可能であり、ヘルムホルツレゾネータをフルーパイプとして構成することで超小型の低音用フルーパイプが実現できた。
【００５１】
図４において、４６０は図２に示したのと同じ仕様のマイクロホンであり、ｍからｘまでの位置に取り付けて音圧検出レベルを測定した。ｍは、図７、図８で説明した従来技術を応用したパイプオルガンにおけるマイクロホンの取り付け位置に相当し、歌口から約１０ｃｍ離れた位置である。ｎは歌口４３４の中央前方１ｃｍの至近距離であり、マイクロホンに風が当たって発生する所謂ウインドノイズが出ない限界の最小距離である。ｏは歌口４３４の根元の約３ｍｍ上方の位置である。
【００５２】
ｐはヘルムホルツレゾネータ４３１の内部における開口端位置である。ｘはヘルムホルツレゾネータ４３１の内部における終端位置である。ｔからｗは、胴体４３７の内寸長さＬを５等分したそれぞれの位置である。ｓとｒは胴体４３７の終端と反対側にある端部の位置である。ｒは本実施形態２におけるマイクロホン４６０の位置に相当する。
【００５３】
ｍ、ｎ、ｏの位置は歌口４３４よりも外側にあり、ヘルムホルツレゾネータ４３１の外側の音を検出することになる。これに対してｐからｘまでの位置は歌口４３４よりも内側にあり、ヘルムホルツレゾネータ４３１の内部の音を検出することになる。
【００５４】
下記の表２はｍからｘまでの各マイクロホン位置における音圧検出レベルの測定結果を示したものであるが、ｎのマイクロホン位置での音圧検出レベルを０ｄＢとして、ｍからｘまでの各マイクロホン位置での相対音圧検出レベルを示している。そしてヘルムホルツレゾネータ４３１の内部で極めて高い音圧検出レベルが得られることを見出した。またヘルムホルツレゾネータの胴体の内部においては、位置による音圧検出レベルの変化が小さいことも見出した。本実施形態２におけるマイクロホン４６０に相当するｒの位置での音圧検出レベルは、図７、図８で示した従来技術に相当するｍの位置に比べて約６０ｄＢも高い。なお、ｍからｘまでのマイクロホン４６０は別個のものではなく、同一のマイクロホンを用いて取り付け位置をｍからｘまで変えながら実験を行い、マイクロホンの個体差による音圧検出感度の誤差を排除した。
【００５５】
【表２】
2020118761.tif 000004
【００５６】
ここで、図７、図８で説明した遮音ボックス６５０を省略することができるマイクロホンの音圧検出位置の条件について考える。遮音ボックス６５０の低音域での遮音減衰レベルは前述の通り１０ｄＢ前後である。また１４本の各基音フルーパイプ２３０のいずれにもマイクロホン２６０を取り付けたことにより、全マイクロホンの総合感度レベルはマイクロホンが１個だけの場合に比べて約２３ｄＢ高くなる。従って図７、図８におけるマイクロホンの音圧検出レベルよりも約３３ｄＢ（＝１０ｄＢ＋２３ｄＢ）以上高い音圧検出レベルが得られれば、遮音ボックスを設けなくてもハウリングを起こすことなく複数個の基音フルーパイプ２３０の低音を十分に拡声することができる。
【００５７】
表２において、マイクロホン位置がｐからｘでの音圧検出レベルは、マイクロホン位置がｍの場合よりも約４１〜６２ｄＢほど高く、上記条件である３３ｄＢを上回っている。従ってマイクロホンでヘルムホルツレゾネータ内部の音圧を検出することにより、遮音ボックスを設けなくてもハウリングを起こすことなく基音フルーパイプの低音を十分に拡声することができる。
【００５８】
マイクロホン位置がｏでの音圧検出レベルは、ｍの場合に比べて約３０ｄＢ高いが、上記条件である３３ｄＢには届かない。つまりヘルムホルツレゾネータの外部の音圧を検出するような従来の技術では、遮音ボックスを設けずにハウリングを起こすことなく多数本の基音フルーパイプの低音を十分に拡声することができない。
【００５９】
また、上述の実施形態１と同様に、マイクロホン３６０の位置をヘルムホルツレゾネータの歌口よりも長手方向奥の位置、つまりｑからｘの位置にすると、ｐの位置よりも一層高い音圧検出レベルが得られるだけでなくエアリード雑音の検出レベルも一層低くなり、検出信号の音質も一層良くなった。
【００６０】
以上のように構成した本実施形態２のパイプオルガンは、図７，図８で説明した従来技術を応用したパイプオルガンよりもマイクロホン２６０の音圧検出レベルが約６０ｄＢも高いので、遮音ボックスを用いなくてもハウリングを発生させずに基音フルーパイプ２３０の低音を十分に拡声することができる。
【００６１】
本実施形態２のパイプオルガンでは、全体の奥行きを実施形態１と同様に約３５ｃｍまで小さくすることができたことに加え、基音フルーパイプ２３０をヘルムホルツレゾネータで構成したことによりパイプオルガン全体の高さも大幅に低くすることができた。図５，図６で説明した従来のパイプオルガンの全体の高さは約１４５ｃｍであるのに対して、従来技術を応用して小型化を図った図７、図８のパイプオルガンの全体の高さは約１５０ｃｍであった。しかし本実施形態２のパイプオルガンでは全体の高さを約８０ｃｍと大幅に小さくすることができ、一般家庭の普通の部屋にも容易に設置できるほどの超小型のパイプオルガンを実現できた。
【００６２】
以上のように本実施形態２のパイプオルガンによれば、低音域のフルーパイプのレゾネータ内部の極めて高い低音の音圧をマイクロホンが検出できるので、遮音ボックスを設けなくてもハウリングを発生させることなく低音域のフルーパイプの低音を十分に拡声することができる。さらに、基音フルーパイプをヘルムホルツレゾネータで構成したことにより、パイプの長さを大幅に短くすることができる。従って、低音域のフルーパイプの一層大幅な小型化ができ、且つ遮音ボックスを必要としないので、豊かな音楽表現力を保ちながら一層大幅な小型化ができるだけでなく、遮音ボックスによる定在波も発生しないので音質劣化もないパイプオルガンを提供できる。
【００６３】
なお、実施形態１、２は、２個のストップを持つパイプオルガンの一例を示したに過ぎず、本発明は様々な仕様のパイプオルガンに適用が可能である。例えばパイプオルガンの規模や鍵盤音域によって、基音フルーパイプが１６フィート管になったり、４フィート管または２フィート管などとなったりしても適用できることは言うまでもない。また、パイプオルガンによって倍音パイプの種類や数は様々であり、フルーパイプだけでなくリードパイプの場合もある。また、倍音パイプを持たない基音フルーパイプだけのストップを持たないパイプオルガンもあり、そのような場合にも本発明が適用できることは勿論である。また、例えば足鍵盤付きパイプオルガンの、足鍵盤用１６フィート管などに本発明を適用することも可能である。
【００６４】
さらにまた、実施形態１、２を組み合わせることも可能である。つまり、基音フルーパイプをヘルムホルツレゾネータで構成した実施形態２のパイプオルガンにおいて、倍音パイプの低音域にも実施形態１を適用すれば、さらにパイプオルガンを超小型化することができる。
【００６５】
また、実施形態１においてマイクロホン１６０は、基音フルーパイプ１３０のレゾネータ内部の長手方向の中央よりもやや奥の位置の音圧を検出するように構成したが、音圧検出位置によって基本波（基音）と高調波（倍音）の音圧比率が変わることを考慮すると良い。
【００６６】
例えば、閉管のレゾネータ内部の３次高調波の音圧分布は、閉管の終端位置および閉管の開口端から１／３の長さの位置で音圧が最大となり、閉管の開口端位置および開口端から２／３の長さの位置で音圧が最小となる。また、５次高調波の音圧分布は、閉管の終端位置および閉管の開口端から１／５と３／５の長さの位置で音圧が最大となり、閉管の開口端位置および開口端から２／５と４／５の長さの位置で音圧が最小となる。
【００６７】
つまり、マイクロホンの音圧検出位置を調整することにより、検出音圧の基本波と高調波のバランスを調整することができるので、拡声される低音の音質をコントロールすることができる。例えば、低域側の基音フルーパイプを拡声した低音の音質と、拡声を行わない上側の音域の基音フルーパイプの音質とを揃えるには、両者の基本波レベルと高調波レベルの比率が同じになるようなマイクロホンの音圧検出位置を選べばよい。
【００６８】
実施形態２のように基音フルーパイプ２３０をヘルムホルツレゾネータで構成した場合は、胴体の内部ではいずれの位置でも基本波の音圧が支配的であった。ただし、ヘルムホルツレゾネータの胴体の長さが、共鳴周波数の波長の１／４に近づいた場合は、閉管レゾネータ的な音圧分布が現れるようになり、高調波の音圧分布が現れる。このような場合はマイクロホン２６０の音圧検出位置によって検出音圧の低音の音質が変化するので、所望の音質で低音の音圧が検出できるように音圧検出位置を調整すればよい。
【００６９】
また、実施形態１において基音フルーパイプ１３０は閉管としたが、開管や半開管、円錐管など、その他のフルーパイプに本発明を適用することができる。例えば、基音フルーパイプとして閉管ではなく開管の音色が欲しいと同時にパイプオルガンを小型化したい場合に、低音域の開管フルーパイプに本発明を適用することができる。
【００７０】
また、実施形態２の基音フルーパイプ２３０のヘルムホルツレゾネータは円筒形としたが、胴体の形状を直方体、球形、または折り曲げ形状など、その他様々な形状とすることができる。また、ヘルムホルツレゾネータの首についても円筒形以外の形状、例えば角柱形状、テーパー付き円筒形状など、様々な形状とすることができる。
【００７１】
また、実施形態１、２のアンプについては、マイクロホン検出信号の音質に応じて電気フィルタ処理を施すと良い。マイクロホン検出信号には基音フルーパイプの低音の基本波成分の他に、高調波成分、雑音成分などが含まれるが、例えば高調波成分や雑音成分が強すぎる場合は、ローパス電気フィルタなどでこれらを減衰させれば良い音質で低音を拡声することができる。要は低音の基本波を十分に拡声することが重要であり、その他の信号成分はアンプの電気フィルタ処理などで適宜レベル調整すれば良い。
【００７２】
また、実施形態１においては、マイクロホン１６０を基音フルーパイプ１３０のレゾネータの管壁の一部にはめ込むように取り付けたが、マイクロホンをレゾネータの内部に配置したりしても構わない。または、実施形態２で示したように管壁に孔をあけて、そこからレゾネータ内部の音圧を検出しても構わない。あるいは、管壁にあけた孔からチューブを延長して、離れた場所のマイクロホンに音圧を導いたりすることも可能である。また、レゾネータのストッパー側からレゾネータ内部の音圧を検出しても良い。また、図１で示したように基音フルーパイプの裏面からレゾネータ内部の音圧を検出することに限定されるものではなく、前側や側面などから検出しても構わないことは言うまでもない。要はレゾネータ内部の音圧を検出できれば良く、その具体的方法は様々なものが考えられる。実施形態２についても上記と同様のことが言える。
【００７３】
また、実施形態１、２においては、スピーカをチェストの下部後方に配置したが、人は、低音域では音の方向感覚が鈍くなるという聴覚生理を持っているので、極端に遠い場所でなければスピーカを離れた場所に配置しても構わない。例えば、パイプオルガン本体とは別の場所にスピーカを置いても構わない。その他、本発明は上記説明した例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明によれば、低音域のフルーパイプのレゾネータ内部の極めて高い低音の音圧をマイクロホンが検出できるので、遮音ボックスを設けなくてもハウリングを発生させることなく低音域のフルーパイプの低音を十分に拡声することができる。従って、低音域のフルーパイプの大幅な小型化ができ、且つ遮音ボックスを必要としないので、豊かな音楽表現力を保ちながら大幅な小型化ができるだけでなく、遮音ボックスによる定在波も発生しないので音質劣化もないパイプオルガンを提供できる。
【００７５】
そのため、本発明はポジティフオルガンなどの手鍵盤だけの小型パイプオルガンの他に、ペダル鍵盤付きのパイプオルガンなど、あらゆるタイプのパイプオルガンに適用でき、一般家庭へのパイプオルガン設置も容易にするほどの小型化ができるなど、本発明のパイプオルガンは極めて実用的価値の高いものである。
【符号の説明】
【００７６】
１１０  チェスト
１１１  パレットボックス
１１２  パレット
１１３  パレットスプリング
１１４  トラッカーピン
１１５  トーンチャンネル
１１６  基音フルーパイプのスライダー
１１７  倍音パイプのスライダー
１１８  天板
１２０  鍵盤
１３０  基音フルーパイプ
１４０  倍音パイプ
１６０  マイクロホン
１７０  アンプ
１８０  スピーカ
２１０  チェスト
２１１  パレットボックス
２１２  パレット
２１３  パレットスプリング
２１４  トラッカーピン
２１５  トーンチャンネル
２１６  基音フルーパイプのスライダー
２１７  倍音パイプのスライダー
２１８  天板
２２０  鍵盤
２３０  基音フルーパイプ
２４０  倍音パイプ
２６０  マイクロホン
２７０  アンプ
２８０  スピーカ
３３０  基音フルーパイプ
３３１  レゾネータ
３３２  核
３３３  風路
３３４  歌口
３３５  上唇
３３６  ストッパー
３６０  マイクロホン
４３０  基音フルーパイプ
４３１  ヘルムホルツレゾネータ
４３２  核
４３３  風路
４３４  歌口
４３５  上唇
４３６  ストッパー
４３７  胴体
４３８  首
４６０  マイクロホン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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