(57)【要約】【課題】  ドラムヘッドのテンションの不均一を詳細に求めることができる技術的手段を提供する。【解決手段】スピーカ２は、ホワイトノイズ等の音波をドラムヘッド１２に音波を与えて加振し、全ての（１，１）モードの振動をドラムヘッド１２に生じさせる。複数の振動検出表示部３は、ドラムヘッド１２におけるチューニングボルト１５の近傍の位置の振動を検出し、その振動を生じさせているテンションを表示する。演奏者は、この振動検出表示部３の表示に基づいて、ドラムヘッド１２のテンションの状態を把握し、チューニングボルト１５の締め具合を調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラムヘッドの複数箇所の振動を検出する複数の振動検出部を備えることを特徴とするドラムのチューニング支援装置。
【請求項２】
前記ドラムヘッドに音波を与えて加振する音響加振部を備えることを特徴とする請求項１に記載のチューニング支援装置。
【請求項３】
前記音響加振部は、前記ドラムヘッドに（１，１）モードの振動を励起可能な周波数成分を含む音波を与えることを特徴とする請求項２に記載のチューニング支援装置。
【請求項４】
前記振動検出部は、前記ドラムヘッドにおいて対角関係にあるチューニングボルトの対の間の経路上の振動を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載のチューニング支援装置。
【請求項５】
前記振動検出部が前記ドラムヘッドの振動波形を検出するセンサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載のチューニング支援装置。
【請求項６】
前記振動検出部が光学式センサであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載のチューニング支援装置。
【請求項７】
ドラムヘッドに音波を与えて加振する音響加振過程と、
前記ドラムヘッドの複数箇所の振動を検出する振動検出過程と
を備えることを特徴とするドラムのチューニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ドラムのチューニングを支援する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラムでは、ドラムヘッドの周囲を押さえるフープと、シェルの外周に固定された複数のラグとが複数のチューニングボルトを介して連結されている。そして、演奏者は、ドラム音を耳で確認しつつ、複数のチューニングボルトの締め具合を調整してドラムヘッドのテンションを調整することで、ドラムのチューニングを行う。このようなチューニングの作業は、耳に頼った試行錯誤の繰り返しであり、慣れない演奏者にとっては面倒な作業である。このため、ドラムのチューニング作業の負担を軽減する技術が提案されている。例えば特許文献１は、ドラムヘッドの打撃により発生するドラム音の周波数解析を行い、ドラムのチューニングに利用する技術を開示している。この特許文献１に開示の技術では、ドラム音の周波数解析結果に基づいてドラムのチューニングを行うので、耳に頼ったチューニングに比べれば、客観的な判断に基づくチューニングをすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１５−５０３１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、良いドラム音を得るためには、ドラムヘッドのテンションが均一になるようにチューニングを行うことが望ましい。しかしながら、上述した特許文献１に開示の技術は、ドラムヘッド上の一点における振動波形の周波数解析を行うのみであるので、ドラムヘッド上のテンションが均一であるかどうかが分からないという問題がある。また、特許文献１に開示の技術は、ドラムヘッド上のどの領域のテンションが高くてどの領域のテンションが低いかといったテンションの不均一の詳細を判断することができないため、ドラムのチューニング作業を容易にすることができないという問題がある。
【０００５】
この発明は、ドラムヘッドのテンションの不均一を詳細に求めることができる技術的手段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】
【０００６】
この発明は、ドラムヘッドの複数箇所の振動を検出する複数の振動検出部を備えることを特徴とするチューニング支援装置を提供する。
【０００７】
この発明によれば、ドラムヘッドに振動が励起されると、ドラムヘッドの複数箇所の振動が複数の振動検出部により検出される。従って、複数の振動検出部の振動検出結果に基づいて、ドラムヘッドのテンションの不均一を詳細に求めることができ、チューニング作業を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の第１実施形態であるチューニング支援装置の構成を示す側面図である。
【図２】同実施形態のチューニング対象のドラムの構成を示す平面図である。
【図３】同ドラムのチューニングボルトの近傍領域の詳細な構成を示す断面図である。
【図４】この発明の第２実施形態であるチューニング支援装置の構成を示す断面図である。
【図５】ドラムに（０，１）モードの振動が発生している様子を示す断面図である。
【図６】同ドラムに（１，１）モードの振動が発生している様子を示す断面図である。
【図７】同ドラムに（１，１）モードの振動が発生している様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１はこの発明の第１実施形態であるチューニング支援装置１００Ａの構成を示す側面図である。本実施形態によるチューニング支援装置は、ドラム１のチューニング、より具体的にはドラム１におけるドラムヘッド１２のテンションのチューニングを支援する装置である。なお、図１では、ドラム１をその中心軸を含む平面により切断した断面構造が示されている。図２は本実施形態におけるドラム１を上方から見た平面図である。また、図３はドラム１のチューニングボルト１５近傍の領域を拡大して示した断面図である。
【００１１】
図１において、チューニング支援装置１００Ａは、スピーカ２と、ドラム１に設けられた複数の振動検出表示部３とにより構成されている。ここで、スピーカ２は、ドラム１のドラムヘッド１２に音波を与えて加振する音響加振部として機能する。複数の振動検出表示部３は、ドラムヘッド１２の複数箇所の振動を検出して表示する手段として機能する。
【００１２】
このチューニング支援装置１００Ａの構成要素の詳細を説明するのに先立ち、チューニング対象であるドラム１について説明し、次いでドラム１について一般的に行われるチューニングについて説明する。
【００１３】
ドラム１において、シェル１１は、両端が開口した円筒形状を有し、ドラム１の胴部を構成する。シェル１１の両端の開口は、２つのドラムヘッド１２により閉塞されている。なお、図１〜図３では、２つのドラムヘッド１２のうちの一方のドラムヘッド１２のみが図示され、他方のドラムヘッド１２は図示が省略されている。以下では、説明の便宜のため、２つのドラムヘッド１２のうちチューニング対象である一方のドラムヘッド１２を表ヘッド１２、他方のドラムヘッド１２を裏ヘッド１２と呼ぶ場合がある。
【００１４】
ドラムヘッド１２は、ヘッド部１２ａおよび支持部１２ｂを有する。ヘッド部１２ａは円状の形状を有する。支持部１２ｂは環状の形状を有し、ヘッド部１２ａの外周縁部に連結されている。この支持部１２ｂは、ヘッド部１２ａに張力を与え、ヘッド部１２ａを円形に保持する。フープ１３は、円筒形状を有し、シェル１１の外周縁部を取り巻くように設置される。フープ１３は、支持部１２ｂと係合する係合部およびチューニングボルト１５を挿通するための挿通穴を有する。
【００１５】
ラグ１４は、シェル１１の外周面上に固定され、シェル１１の外周面に平行して伸びるねじ穴を有する。図２に示す例では、シェル１１の外周面には６個のラグ１４が固定されている。チューニングボルト１５は、フープ１３の挿通穴に挿通され、ラグ１４のねじ穴に螺合するようになっている。このチューニングボルト１５を締めることにより、チューニングボルト１５の挿通されたフープ１３が支持部１２ｂをラグ１４側に押し、ヘッド部１２ａのテンションが高められる。
【００１６】
次に一般的に行われているドラム１のチューニングについて説明する。図５はドラム１に（０，１）モードの振動Ｓ０１が発生している様子を示す断面図である。図６はドラム１に（１，１）モードの振動Ｓ１１が発生している様子を示す断面図である。また、図７は、ドラム１に図６と同様な（１，１）モードの振動Ｓ１１が発生している様子を示す斜視図である。
【００１７】
裏ヘッド１２のミュートを行わず、表ヘッド１２を打撃すると、図５に示すように、表ヘッド１２の中央付近を振動の速度成分の腹とする（０，１）モードの振動Ｓ０１が発生する。
【００１８】
一方、裏ヘッド１２を床に置く等して裏ヘッド１２のミュートを行い、表ヘッド１２を打撃すると、（１，１）モードの振動が表ヘッド１２に発生する。この（１，１）モードの振動では、図６および図７に示すように、表ヘッド１２の中央付近が振動の速度成分の節となり、表ヘッド１２の中央と周辺との間の位置が振動の速度成分の腹となる。
【００１９】
図７には、表ヘッド１２を直径により２分割した一方の半円領域に同心の楕円群が示されており、もう一方の半円領域にもこの楕円群と対称な楕円群が示されている。これらの楕円群の各楕円は、互いに等しい速度で振動する等速線を示している。図７に例示するように、（１，１）モードの振動では、２つの楕円群の外側の領域（すなわち、表ヘッド１２の直径および周囲の近傍領域）が最も速度の小さな節領域となっており、２つの楕円群の内側の楕円に進むに従って、速度の絶対値が大きくなっている。
【００２０】
ここで、良いドラム音を得るためには、ドラムヘッド１２の各部のテンションを均一にする必要がある。しかしながら、ドラムヘッド１２のテンションの状態は、複数のチューニングボルト１５の締め具合により複雑に変化するため、テンションは不均一になり易い。そこで、通常、ドラム１のチューニングでは、ドラム音の音高、音色、音質が所望のものになるまで、（１，１）モードの振動Ｓ１１をドラムヘッドに発生させる過程と、ドラム音を確認する過程と、チューニングボルトの締め具合を調節する過程とを繰り返すことになる。
【００２１】
本実施形態の目的は、ドラムヘッド１２のテンションが均一か否か、また、不均一である場合のその詳細を容易に判断することができるようにし、ドラムのチューニングの作業を容易にすることにある。
【００２２】
次に本実施形態によるチューニング支援装置１００Ａの構成要素について説明する。図２に示す例では、シェル１１に６個のラグ１４が固定されており、それらのラグ１４にチューニングボルト１５Ａ〜１５Ｆが締結されている。そして、フープ１３におけるチューニングボルト１５Ａ〜１５Ｆの挿通箇所の近傍には、振動検出表示部３Ａ〜３Ｆが各々固定される。なお、以下では、チューニングボルト１５Ａ〜１５Ｆおよび振動検出表示部３Ａ〜３Ｆを区別する必要がない場合には、チューニングボルト１５および振動検出表示部３という総称を用いる。振動検出表示部３は、フープ１３を挟むクリップ等によりフープ１３に固定されてもよいし、マグネット等によりフープ１３に固定されてもよい。
【００２３】
各振動検出表示部３は、板状の筐体を有しており、この筐体はチューニングボルト１５を露出させる切り欠き部３ｃを有している。そして、振動検出表示部３の筐体において、ドラムヘッド１２と対向する側の面には振動検出部３１があり、その反対側の面には表示部３２がある。
【００２４】
ここで、振動検出部３１は、ドラムヘッド１２において対角関係にあるチューニングボルト（例えばチューニボルト１５Ａおよび１５Ｄ）の対の間の経路上の振動を検出するセンサである。より具体的には、本実施形態において、振動検出部３１は、ドラムヘッド１２におけるチューニングボルト１５の近傍の領域に生じる振動波形または振動の周波数を検出する。振動検出部３１としては、ドラムヘッド１２の振動を阻害しないために、非接触で振動検出ができるものが望ましく、例えばフォトリフレクタ、レーザードップラー振動計などの光学式センサが好ましい。なお、音圧検出型のマイクロフォンなどは、スピーカからの音波を直接検出するため、振動検出部３１として好ましくない。
【００２５】
表示部３２は、ＣＰＵを内蔵している。このＣＰＵは、振動検出部３１の出力信号波形を解析することにより、表示部３２に表示させる表示情報を生成する。ある好ましい態様において、ＣＰＵは、振動検出部３１の出力信号波形の基音周波数（すなわち、表ヘッド１２において振動検出部３１と対向している箇所の振動の基音周波数）を求め、この基音周波数に基づいて、表ヘッド１２のテンションに関する表示情報を生成する。
【００２６】
このテンションに関する表示態様に関しては各種の態様が考えられる。ある好ましい態様において、表示部３２は、テンションに応じた長さのバーを表示する。他の好ましい態様において、表示部３２は、テンションに応じた輝度でＬＥＤ等のランプを点灯させる。また、他の好ましい態様では、ＬＥＤ等のランプをテンションに応じた周波数で点滅させる。なお、このようにテンションを表示する代わりに、振動の基音周波数を表示してもよい。
【００２７】
スピーカ２は、インパルス、ホワイトノイズ、バンドノイズ等、広い周波数帯域の周波数成分を含む音波を表ヘッド１２に与えて音響加振を行う。このスピーカ２から放音する音は、ドラムヘッド１２に（１，１）モードの振動を励起することができる周波数成分（すなわち、（１，１）モードの振動周波数に一致する周波数成分）を含む。具体的には、バスドラムからスネアドラムまで対応させるには、スピーカ２から例えば５０〜５００Ｈｚの周波数成分を含む音を放音して音響加振を行う。好ましい態様において、スピーカ２は、ドラム１のチューニング作業中、ホワイトノイズ等を継続的に表ヘッド１２に放音する。
以上が本実施形態によるチューニング支援装置の構成である。
【００２８】
本実施形態において、演奏者は、ドラム１のチューニングを行う際に、裏ヘッド１２をミュートして、スピーカ２により表ヘッド１２に対してホワイトノイズ等を継続的に放音する。これにより表ヘッド１２に全ての（１，１）モードの振動が継続的に励起される。ここで、（１、１）モードの振動を発生させるのは、ドラム１のチューニングは（１、１）モードの振動を調整するのが基本となるためである。また、局所的な打撃ではなく、音響加振を行うのは、多くの（１、１）モードの振動を発生させ、複数のチューニングボルト１５の近傍に振動の腹を発生させるためである。そして、ドラム１では、複数の振動検出表示部３の振動検出部３１により、表ヘッド１２に生じる複数の（１，１）モードの振動が検出され、複数の振動検出表示部３の表示部３２によりそれらの（１，１）モードの振動を発生させている表ヘッド１２のテンションが表示される。演奏者は、この表示部３２の表示に基づいて、複数の（１，１）モードの振動を発生させている表ヘッド１２のテンションの状態を把握し、チューニングボルト１５の締め具合の調節を行うことができる。
【００２９】
具体的には、図２の振動検出表示部３Ａおよび３Ｄの各表示部３２には、チューニングボルト１５Ａおよび１５Ｄ間の経路上に節と腹を有する（１，１）モードの振動を発生させているテンションが表示される。また、振動検出表示部３Ｂおよび３Ｅの各表示部３２には、チューニングボルト１５Ｂおよび１５Ｅ間の経路上に節と腹を有する（１，１）モードの振動を発生させているテンションが表示される。また、振動検出表示部３Ｃおよび３Ｆの各表示部３２には、チューニングボルト１５Ｃおよび１５Ｆ間の経路上に節と腹を有する（１，１）モードの振動を発生させているテンションが表示される。これらのうち例えばチューニングボルト１５Ｂおよび１５Ｅ間の経路上の振動を発生させているテンションが他の経路上の振動を発生させているテンションよりも弱く、かつ、ドラム音の音高を高くする必要がある場合、演奏者は、チューニングボルト１５Ｂまたは１５Ｅの締め具合を強くして各経路の振動を生じさせているテンションを均一化することが可能である。
【００３０】
次に一般的なドラムのチューニングを比較例として挙げ、本実施形態の効果を説明する。一般にドラムのチューニングでは、裏ヘッドをミュートした状態で、表ヘッドのある一部を打撃し、ヘッドの振動に伴って放射された音をマイクロフォンなどで計測し、チューニングの状態を把握し、所望の状態になるまで複数のチューニングボルトの締め具合の調節を繰り返す。
【００３１】
この方法では、打撃した部分が腹となるような（１，１）モードの振動しか表ヘッドに発生させることができない。従って、表ヘッドにおいて発生し得る全ての（１，１）モードの振動について表ヘッドのテンションの調節を行うために、各チューニングボルト位置など、複数箇所で打撃を行い、テンションの調節の必要性を逐一確認する必要がある。
【００３２】
これに対し、本実施形態によれば、音響的に表ヘッド１２の全面を加振するため、同時に全ての（１，１）モードの振動が表ヘッド１２に励起され、複数の（１，１）モードの振動を発生させている表ヘッド１２のテンションが複数の振動検出表示部３Ａ〜３Ｆの表示部３２に表示される。従って、比較例のように複数回打撃を行うことなく、複数の（１，１）モードの振動を発生させているテンションの状態を一度に把握することができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、スピーカ２による音響加振を持続することにより、複数の（１，１）モードの振動を生じさせる表ヘッド１２のテンションの状態を複数の振動検出表示部３Ａ〜３Ｆの表示部３２に継続的に表示させることができる。従って、この表示に基づいて複数のチューニングボルト１５の締め具合を調整することができ、チューニング作業が容易になる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
図４はこの発明の第２実施形態であるチューニング支援装置１００Ｂの構成を示す断面図である。なお、同図では、チューニング支援装置１００Ｂの機能の理解を容易にするため、チューニング支援装置１００Ｂとともにドラム１が図示されている。
【００３５】
本実施形態によるチューニング支援装置１００Ｂは、ドラムヘッド１２に音波を与える音響加振部とドラムヘッド１２の振動を検出する手段（上記第１実施形態における振動検出表示部３に相当）とを一体化したものである。
【００３６】
本実施形態によるチューニング支援装置１００Ｂは、中空円盤形状の筐体１０１Ｂを有している。この筐体１０１Ｂの底面には、下方に突出した円環領域１０２Ｂが設けられている。この円環領域１０２Ｂの内側には、ドラム１のフープ１３の上端が丁度収まるようになっている。ドラム１のチューニングの際、筐体１０１Ｂは、円環領域１０２Ｂ内にドラム１のフープ１３の上端を収めてフープ１３の上端に載せられる。
【００３７】
筐体１０１Ｂの底面には、音響加振部２Ｂと、これを取り囲む複数のセンサ３１’が配置されている。この音響加振部２Ｂおよび複数のセンサ３１’は筐体１０１Ｂの底面から露出し、ドラムヘッド１２と対向する。
【００３８】
ここで、音響加振部２Ｂは、ホワイトノイズ等の広い周波数帯域の周波数成分を含む音波をドラムヘッド１２に与える手段である。また、複数のセンサ３１’は、音響加振部２Ｂによりドラムヘッド１２に励起された振動を複数箇所において検出する振動検出部である。このセンサ３１’は、ドラム１における複数のチューニングボルト１５の位置の間隔に合わせて、その設置位置が決定されている。例えばドラム１において６本のチューニングボルト１５が６０°間隔で設けられている場合、６個のセンサ３１’が音響加振部２Ｂの周囲に６０°間隔で設けられる。
【００３９】
ドラム１のチューニング時、各センサ３１’は、各チューニングボルト１５の近傍にあることが好ましい。そこで、各センサ３１’の位置を各チューニングボルト１５の位置に合わせる作業を容易にするため、筐体１０１Ｂには、センサ３１’の位置を示すマークが印刷されている。
【００４０】
筐体１０１Ｂの上面には、複数のセンサ３１’に対応付けて複数の表示部３２’が設けられている。この複数の表示部３２’は、筐体１０１Ｂの上面から露出している。上記第１実施形態と同様、各表示部３２’は、ＣＰＵを内蔵している。各表示部３２’のＣＰＵは、センサ３１’の出力信号波形を解析することにより、ドラムヘッド１２のテンションを算出し、表示部３２’に表示させる。
【００４１】
本実施形態においても上記第１実施形態と同様な効果が得られる。また、本実施形態によれば、ドラムヘッド１２の音響加振を行う手段とドラムヘッド１２の振動を検出する手段とが一体化されているため、ドラム１のチューニングを行う作業が上記第１実施形態よりも容易になるという効果がある。
【００４２】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の各種の実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
【００４３】
（１）上記各実施形態において、対角の関係にある振動検出表示部（例えば図２における振動検出表示部３Ａおよび３Ｄ）では、（１，１）モードの振動波形の位相が常に逆相になり、（０，１）モードの振動波形の位相が常に同相になる。従って、例えば対角の関係にある振動検出表示部が検出する振動波形の差分を求めることにより、この差分の波形の基音周波数に基づいて表ヘッドのテンションを算出するようにしてもよい。この態様によれば、裏ヘッドをミュートせずに表ヘッドの音響加振を行ったとしても、差分の演算により（０，１）モードの振動波形が相殺され、（１，１）モードの振動波形のみが残るので、（１，１）モードの振動波形に基づくテンションの算出を行うことができる。
【００４４】
（２）上記各実施形態では、１個の表示部が１個の振動検出部の検出結果に基づいてドラムヘッドのテンションを表示した。しかし、そのようにする代わりに、複数個の振動検出部の検出結果を１個の表示部に集約し、１個の表示部が複数の（１，１）モードの振動を発生させているテンションのバランスを表示するようにしてもよい。例えば振動検出表示部３Ａおよび３Ｄ間のテンションが他の区間のテンションよりも不足している場合にはその旨を表示するという具合である。
【００４５】
（３）上記各実施形態では、全てのチューニングボルトに対応付けて振動検出部を設けたが、例えば図２におけるチューニングボルト１５Ａ、１５Ｃおよび１５Ｅ等、対角関係にない複数のチューニングボルトに対応させて振動検出部を設け、その検出結果に基づいてテンションを表示させてもよい。対角関係にあるチューニングボルトに対応付けられた振動検出部が検出する振動波形は、互いに近い波形になることが多いからである。
【００４６】
（４）上記第２実施形態のチューニング支援装置１００Ｂでは、筐体１０１Ｂの底面に、音響加振部２Ｂと、これを取り囲む複数のセンサ３１’が配置した。しかし、音響加振部２Ｂを設けず、その代わりに筐体１０１Ｂの上面および底面に複数のセンサ３１’および複数の表示部３２’の配置領域を避けて開口部を設け、この開口部を介して外部の音響加振部からの音波をドラムヘッド１２に伝搬させてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１００Ａ，１００Ｂ……チューニング支援装置、１……ドラム、１１……シェル、１２……ドラムヘッド、１２ａ……ヘッド部、１２ｂ……支持部、１３……フープ、１４……ラグ、１５，１５Ａ〜１５Ｆ……チューニングボルト、２……スピーカ、３，３Ａ〜３Ｆ……振幅検出表示部、１０１Ｂ……筐体、１０２Ｂ……円環領域、３１’……センサ、２Ｂ……音響加振部、３２，３２’……表示部。
【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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