(57)【要約】【課題】打撃部材を打撃したときの打感及び静粛性を向上させた電子打楽器のヘッド装置を提供する【解決手段】演奏者によって打撃される打撃面を有する打撃部材１１ａを設ける。打撃部材１１ａは、薄い膜状のシート状に形成される。打撃部材１１ａの打撃面に対向するように円板状の振動板１１ｂを配置する。打撃部材１１ａと振動板１１ｂの間に複数のバネ１１ｃを設ける。打撃部材１１ａは、複数のバネ１１ｃの上部を覆うようにして、振動板１１ｂとともにフレームＦＲに固定される。このとき、打撃部材１１ａは弾性変形して、その形状は、内部に空間を有するように下方に開放された円錐台状になる。バネ１１ｃの伸縮方向の一端を打撃部材１１ａの上底部１１ａ３の下面にて支持し、他端を振動板１１ｂの上面部にて支持する。振動板１１ｂの下面の中央に振動板１１ｂの振動を検出するセンサ１１ｄを組み付ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
演奏者によって打撃される打撃面を有する打撃部材と、
前記打撃部材に対向して配置された振動板と、
前記打撃部材と前記振動板の間に介装され、伸縮方向の一端にて前記打撃部材に支持され、他端にて前記振動板に支持された複数のバネと、
前記振動板に組み付けられ、前記振動板の振動を検出するセンサとを備えたことを特徴とする電子打楽器のヘッド装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子楽器のヘッド装置において、
前記打撃面の周縁部よりも中心部における前記バネの密集度を大きくしたことを特徴とする電子打楽器のヘッド装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子打楽器のヘッド装置において、
前記打撃面の周縁部に配置したバネのバネ定数に比べて、前記打撃面の中心部に配置したバネのバネ定数を小さくしたことを特徴とする電子打楽器のヘッド装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の電子打楽器のヘッド装置において、
前記バネの変形開始から変形量が増加するに従ってバネ定数が増加するようにしたことを特徴とする電子打楽器のヘッド装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の電子打楽器のヘッド装置において、
前記バネの変形開始から変形量が小さい第１領域におけるバネ定数に比べて、前記第１領域よりも変形量の大きい第２領域におけるバネ定数を大きくしたことを特徴とする電子打楽器のヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ドラム、電子シンバルなどの電子打楽器のヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば下記特許文献１に示されているように、アコースティックドラムを模擬した電子打楽器は知られている。この電子打楽器のヘッド装置は、演奏者によって打撃される打撃面を有する打撃部材と打撃の強弱を検出するセンサを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２４４６３３号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかし、上記従来の電子打楽器のヘッド装置においては、打撃部材が硬質のゴムによって板状に形成されていて、スティックで打撃したときの打感が硬く、アコースティックドラムのような打感が得られなかった。また、打撃部材の打撃面を打撃したときに、打撃部材から放音される音の音量が大きく、演奏上好ましくなかった。
【０００５】
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、打撃部材を打撃したときの打感及び静粛性を向上させた電子打楽器のヘッド装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、演奏者によって打撃される打撃面を有する打撃部材（１１ａ）と、打撃部材に対向して配置された振動板（１１ｂ）と、打撃部材と振動板の間に介装され、伸縮方向の一端にて打撃部材に支持され、他端にて振動板に支持された複数のバネ（１１ｃ）と、振動板に組み付けられ、前記振動板の振動を検出するセンサ（１１ｄ）とを備えたことにある。この場合、バネの変形開始から変形量が増加するに従ってバネ定数が増加するようにしてもよい。また、バネの変形開始から変形量が小さい第１領域におけるバネ定数に比べて、第１領域よりも変形量の大きい第２領域におけるバネ定数を大きくしてもよい。
【０００７】
上記のように構成した電子打楽器のヘッド装置においては、打撃部材が打撃されると、主に、打撃部材の打撃された部分が弾性変形するとともに、打撃された部分のバネが変形して、打撃に対する反発力を発生する。これにより、アコースティックドラムの打感を模擬できる。また、打撃面の全体が振動するのではなく、主に打撃された部分が振動するので、打撃部材から放音される音の音量を小さくすることができる。そして、打撃による衝撃の一部がバネによって吸収され、残りの衝撃がバネを介して振動板に伝達されて、振動板が振動する。この振動板の振動はセンサによって、打楽器音発生のためのトリガ信号として検出される。そして、このヘッド装置が適用された電子打楽器においては、前記トリガ信号を用いて、打楽器音の発生、前記発生される打楽器音の音色、音量などを制御する。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、打撃面の周縁部よりも中心部におけるバネの密集度を大きくしたことにある。打楽器の演奏においては、打撃面の周縁部よりも中心部を打撃されることが多い。したがって、上記のように構成すれば、打撃部材の耐久性を高めることができる。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、打撃面の周縁部に配置したバネのバネ定数に比べて、打撃面の中心部に配置したバネのバネ定数を小さくしたことにある。これによれば、打撃面の周縁部を打撃したときの打感に比べて、中心部を打撃したときの打感を軟らかくすることができるので、アコースティックドラムのような打撃位置の違いによる打感の違いを模擬できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッド装置が適用された電子打楽器の全体ブロック図である。
【図２】図１のヘッド装置の縦断側面図である。
【図３Ａ】図２のヘッド装置のバネの正面図である。
【図３Ｂ】図２のヘッド装置のバネの特性を示す特性図である。
【図４】本発明の変形例に係り、バネ支持部を格子状に設けた振動板にバネを組み付けた状態を示す平面図である。
【図５】本発明の他の変形例に係り、バネを振動板に接着したヘッド装置の縦断側面図である。
【図６Ａ】本発明のさらに他の変形例に係るヘッド装置のバネの正面図である。
【図６Ｂ】図６Ａのバネの特性を示す特性図である。
【図７Ａ】本発明のさらに他の変形例に係るヘッド装置のバネの正面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのバネの特性を示す特性図である。
【図８】本発明のさらに他の変形例に係り、バネとゴムを一体的に形成したヘッド装置の縦断側面図である。
【図９】アコースティックドラムの打撃面の変形量と反発力との関係を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るヘッド装置１１が適用された電子打楽器の全体ブロック図である。この電子打楽器は、ヘッド装置１１、パネル操作子１２、操作子インターフェース回路１３、表示器１４、音源回路１６、サウンドシステム１７、コンピュータ部１８、記憶装置１９及び外部インターフェース回路２１を備えている。
【００１２】
ヘッド装置１１は、スティック又は演奏者の手によって打撃されて、楽音信号の発生を指示する。パネル操作子１２は、電子打楽器の操作パネル上に設けられ、演奏者の手によって操作されて、発生される楽音信号の音色、音量、効果などの楽音特性を設定するとともに、電子打楽器全体の動作を設定するためのものである。
【００１３】
ヘッド装置１１及びパネル操作子１２は、バス２２に接続された操作子インターフェース回路１３に接続されている。そして、ヘッド装置１１及びパネル操作子１２の操作を表す演奏情報が、操作子インターフェース回路１３及びバス２２を介して後述するコンピュータ部１８に供給される。表示器１４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）によって構成され、表示画面上に文字、図形などを表示する。この表示器１４の表示は、バス２２を介してコンピュータ部１８によって制御される。
【００１４】
音源回路１６は、複数の波形データを記憶した波形メモリＷＭを含み、波形メモリＷＭから、ＣＰＵ１８ａによって指定された波形データを読み出してディジタル楽音信号を生成し、サウンドシステム１７に供給する。サウンドシステム１７は、音源回路１６から供給されたディジタル楽音信号をアナログ楽音信号にＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器、変換したアナログ楽音信号を増幅するアンプ、及び増幅されたアナログ楽音信号を音響信号に変換して出力するスピーカを備えている。
【００１５】
コンピュータ部１８は、バス２２にそれぞれ接続されたＣＰＵ１８ａ、タイマ１８ｂ、ＲＯＭ１８ｃ及びＲＡＭ１８ｄからなる。ＣＰＵ１８ａは、操作子インターフェース回路１３及び外部インターフェース回路２１から供給される演奏情報に応じて、音源回路１６に発音のために必要な情報を供給する。とくに、ＣＰＵ１８ａは、演奏者によるヘッド装置１１の打撃によって発生する演奏情報及び外部インターフェース回路２１を介して外部機器から供給される演奏情報又は記憶装置１９に記憶されていて再生される演奏情報に応じて、音源回路１６に発音指示を行う。
【００１６】
また、記憶装置１９は、ＨＤＤ、ＦＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどの大容量の不揮発性記録媒体と、同各記録媒体に対応するドライブユニットを含むものであり、各種データ及びプログラムの記憶及び読出しを可能にしている。これらのデータ及びプログラムは予め記憶装置１９に記憶されていてもよいし、外部インターフェース回路２１を介して外部から取り込んでもよい。そして、記憶装置１９に記憶された各種データ及びプログラムは、ＣＰＵ１８ａによって読み込まれ、電子打楽器の制御に利用される。外部インターフェース回路２１は、ＭＩＤＩインターフェース回路及び通信インターフェース回路を含んでおり、この電子打楽器を他の電子音楽装置、パーソナルコンピュータなどのＭＩＤＩ対応の外部機器に接続可能にするとともに、インターネットなどの通信ネットワークに接続可能にしている。
【００１７】
つぎに、本発明に係るヘッド装置１１の構成について詳しく説明する。ヘッド装置１１は、図２に示すように、演奏者によって打撃される打撃部材１１ａを備える。打撃部材１１ａは、布、ゴムなどにより薄い膜状のシート状に形成されている。そして、打撃部材１１ａは、後述する複数のバネ１１ｃの上部を覆うようにしてフレームＦＲに組み付けられ、内部に空間を有するように下方に開放された円錐台状となる。すなわち、打撃部材１１ａの周縁部には、周方向に等間隔に貫通孔１１ａ１が設けられており、貫通孔１１ａ１に通されるネジ１１ａ２によって、打撃部材１１ａの周縁部が下方へ引っ張られることにより、打撃部材１１ａは、全体的に引き延ばされて弾性変形し、円錐台状となる。この円錐台状となった打撃部材１１ａの上底部１１ａ３が、演奏者によって打撃される。なお、詳しくは後述するように、打撃部材１１ａとフレームＦＲとの間には、振動板１１ｂが挟み込まれ、打撃部材１１ａの上底部１１ａ３と振動板１１ｂが対向する。フレームＦＲは、樹脂により椀状に形成され、ヘッド装置１１の種々の部品を支持する。なお、フレームＦＲは、樹脂製に限られず、例えば、金属製であってもよい。また、フレームＦＲの形状は、椀状に限られず、例えば、底面が閉じた円筒状であってもよい。
【００１８】
振動板１１ｂは、樹脂により円板状に形成されている。振動板１１ｂは、円形に形成された振動部１１ｂ１と、振動部１１ｂ１の外周から外側へ連続して設けられたフランジ１１ｂ２からなる。振動部１１ｂ１の直径は、打撃部材１１ａの上底部１１ａ３の直径と同一である。また、フランジ１１ｂ２の直径は、弾性変形して円錐台状となった打撃部材１１ａの下端部の直径と同一である。振動部１１ｂ１の上面には、複数のバネ１１ｃの下端部をそれぞれ支持する複数のバネ支持部１１ｂ３が設けられている。バネ１１ｃは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、上端から下端までの直径が同一に形成されたコイルバネであり、たわみ量と付勢力が比例する。バネ支持部１１ｂ３は、振動部１１ｂ１の上面に設けられた座繰りであって、この座繰りの内径は、バネ１１ｃの外径と同一に設定されている。バネ支持部１１ｂ３は、振動部１１ｂ１の上面に等間隔に設けられている。バネ支持部１１ｂ３にバネ１１ｃの下端部が挿入されて、バネ１１ｃがバネ支持部１１ｂ３に支持される。これにより、バネ１１ｃが振動板１１ｂ上で横方向に移動しないようにして、バネ１１ｃ同士が干渉するのを防止している。また、バネ１１ｃの上端は、打撃部材１１ａの上底部１１ａ３に支持される。上記のように、打撃部材１１ａは、バネ１１ｃの上部を覆うようにしてフレームＦＲに組み付けられるときに引き延ばされて弾性変形している。したがって、各バネ１１ｃは、自由長から若干押し縮められた状態で、上端が打撃部材１１ａの上底部１１ａ３の下面に当接している。このように、打撃部材１１ａの打撃面全体にバネ１１ｃが等間隔に配置されている。そして、打撃部材１１ａの打撃方向とバネ１１ｃの伸縮方向が一致している。なお、バネ支持部１１ｂ３を、切削により設けてもよいし、成型により設けてもよい。また、振動板１１ｂは、樹脂製に限られず、例えば、金属製であってもよい。この場合、バネ支持部１１ｂ３を、切削により設けてもよいし、鋳造により設けてもよい。また、プレス加工により設けてもよい。
【００１９】
フランジ１１ｂ２には、打撃部材１１ａの貫通孔１１ａ１と同じ位置に貫通孔１１ｂ４が設けられていて、貫通孔１１ａ１及び貫通孔１１ｂ４に通されたネジ１１ａ２によって、打撃部材１１ａとフレームＦＲとの間に振動板１１ｂが挟まれて固定される。
【００２０】
振動板１１ｂの下面の中央には、振動板１１ｂの振動を検出するセンサ１１ｄが組み付けられている。センサ１１ｄは、振動を電圧に変換する圧電素子を備えている。センサ１１ｄは、操作子インターフェース回路１３に接続されていて、センサ１１ｄの検出結果が操作子インターフェース回路１３を介してＣＰＵ１８ａに供給される。
【００２１】
演奏者が打撃部材１１ａの上底部１１ａ３をスティック又は手で打撃すると、打撃部材１１ａは、主に打撃された部分が弾性変形する。そして、打撃部材１１ａの弾性変形した部分の下方に配置されているバネ１１ｃが変形して反発力を発生する。そして、打撃による衝撃の一部が、前記バネ１１ｃによって吸収され、残りの衝撃は、振動板１１ｂに伝達されて振動板１１ｂを振動させる。振動板１１ｂの振動は、センサ１１ｄによって検出され、検出結果がＣＰＵ１８ａに供給される。ＣＰＵ１８ａは、検出結果に応じて楽音信号の発生を音源回路１６に指示する。音源回路１６は、ＣＰＵ１８ａからの指示に応答して、対応する楽音波形を波形メモリから読み出してディジタル楽音信号を合成し、サウンドシステム１７に供給する。サウンドシステム１７は、供給されたディジタル楽音信号に対応する楽音を放音する。
【００２２】
上記のように構成した電子打楽器のヘッド装置１１においては、打撃部材１１ａを打撃したときに、主に打撃された部分のバネ１１ｃを変形させて打撃に対する反発力を発生させることによりアコースティックドラムの打感を模擬できる。そして、打撃部材１１ａを薄い膜状に形成し、主に打撃された部分が弾性変形するようにした。すなわち、打撃部材１１ａの上底部１１ａ３の全体が振動するのではなく、主に打撃された部分が振動するようにした。したがって、打撃時に、打撃部材１１ａの上底部１１ａ３から放音される音の音量を小さくできる。また、打撃時に生じた衝撃の一部がバネ１１ｃによって吸収されるので、振動板１１ｂに伝達される衝撃は減衰している。したがって、振動板１１ｂの振動は小さいので、振動板１１ｂから放音される音の音量を小さくすることができる。
【００２３】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００２４】
上記実施形態においては、バネ支持部１１ｂ３を座繰りにより構成したが、バネ支持部１１ｂ３はこれに限られず、バネ１１ｃの下端を挿入可能な凹状に形成されていればよい。例えば、バネ支持部１１ｂ３は、図４に示すように、振動板１１ｂの上面から垂直に突出する垂直壁を格子状に設けて複数の方形状の凹部を形成することにより構成してもよい。この場合、バネ支持部１１ｂ３を構成する垂直壁の対向する壁同士の間隔を、バネ１１ｃの直径と同一に設定し、バネ１１ｃの下端側の側面とバネ支持部１１ｂ３の垂直壁とを当接させればよい。また、バネ支持部１１ｂ１を設けることなく、振動板１１ｂの上面にバネ１１ｃの下端を接着して、バネ１１ｃが振動板１１ｂ上で横方向に移動しないようにしてもよい。この場合、図５に示すように、接着剤が振動板１１ｂ上から流れ出さないように、振動板１１ｂの上面から垂直に突出して振動部１１ｂ１の外周を取り囲む垂直壁１１ｂ５を設けておくとよい。これらのように構成しても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００２５】
また、上記実施形態においては、バネ１１ｃは、コイルバネとしたが、これに限られず、圧縮されて反発力を発生するバネであればよい。例えば、板バネであってもよい。ただし、コイルバネの場合、打撃方向と同じ方向（すなわち、垂直方向）に伸縮するので、バネの周囲に、バネの変形のためのスペースを確保しておく必要が無い。しかし、板バネの場合、変形によりバネの一部が横方向に張り出すように移動して隣り合うバネと干渉するのを避けるために、予めバネの周囲に、スペースを設けておく必要がある。したがって、コイルバネを採用するのが好ましい。
【００２６】
また、上記実施形態においては、バネ１１ｃは、上端から下端までの直径が同一に形成され、たわみ量と付勢力が比例するコイルバネとした。しかし、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、上端から下端に向かって徐々に直径が大きくなるように形成し、たわみ量が大きくなるに従って付勢力の変化率が増大するコイルバネを採用してもよい。このコイルバネを開放状態から圧縮していくと、コイル径が大きく変形し易い下端部の線材同士が当接する。そして、さらに圧縮していくと、中間部の線材、さらには上端部の線材同士が当接するようになる。これにより、バネのたわみ量の変化に対する付勢力の変化率（すなわち、バネ定数）を連続的に変化させることができる。
【００２７】
また、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、上端部のピッチを広く、下端部のピッチを狭く形成して、たわみ量が小さい第１領域においては、たわみ量の変化に対して第１変化率で付勢力が変化し、第１領域よりもたわみ量が大きい第２領域においては、たわみ量の変化に対して第１変化率よりも大きな第２変化率で付勢力が変化するようにしたコイルバネを採用してもよい。このコイルバネを開放状態から圧縮していくと、第１領域においては、上端部及び下端部が縮まる。そして、第１領域と第２領域の境界においては、下端部の線材同士が当接して、下端部はそれ以上縮まらなくなり、第２領域においては、上端部のみが縮まるようになる。これにより、バネ定数を２段階に変化させることができる。なお、バネ定数をより多くの段階に変化させてもよい。例えば、中間部のピッチを上端部のピッチより狭く、かつ下端部のピッチよりも広く形成して、バネ定数が３段階に変化するコイルバネを採用してもよい。
【００２８】
また、上記変形例においては、ピッチを多段階に変更することによりバネ定数が多段階に変化するようにしたが、ピッチは一定とし、コイルを形成する線材の線径を多段階に変更することにより、バネ定数が多段階に変化するようにしてもよい。例えば、上端部の線径を太く、下端部の線径を細くしたコイルバネを採用してもよい。このコイルバネを開放状態から圧縮していくと、図７Ａに示すバネと同様に、最初、上端部及び下端部が縮まるが、線形の細い下端部の方が縮まり易い。その後、下端部の線材同士が当接し、さらに圧縮すると上端部のみが縮まるようになる。したがって、バネ定数を２段階に変化させることができる。また、コイル径、ピッチ及び線径のいずれか２つ又は全てを連続的又は段階的に変更することにより、バネ定数が連続的又は段階的に変化するようにしてもよい。上記のように構成すれば、バネ特性をアコースティックドラムの打撃面のたわみ量と反発力の関係を表す反発力特性（図９参照）に近づけることができるので、打撃部材１１ａの打感をアコースティックドラムの打感により近づけることができる。
【００２９】
また、図８に示すように、バネと打撃部材１１ａの打撃によって弾性変形可能なゴム、スポンジなど（図８の網掛けの部分）を一体的に形成してもよい。これによれば、主に打撃された部分の打撃部材１１ａが弾性変形する。そして、打撃部材１１ａの弾性変形した部分の下方に配置されたバネ及びゴム、スポンジなどが弾性変形して適度な反発力を発生するので、アコースティックドラムの打感を模擬できる。さらに、ゴム、スポンジなどにより、衝撃を効率よく吸収できるので、振動板１１ｂの振動をさらに抑制して、振動板１１ｂから放音される音の音量をさらに小さくできる。
【００３０】
また、上記実施形態及びその変形例においては、バネ１１ｃを等間隔に配置した。しかし、必ずしもこのように構成する必要はなく、例えば、打撃部材１１ａの上底部１１ａ３の周縁部よりも中心部のバネ１１ｃの密集度を大きくしてもよい。上底部１１ａ３は、周縁部よりも中心部を打撃されることが多い。したがって、上記のように構成すれば、打撃部材１１ａの耐久性を向上させることができる。
【００３１】
また、上記実施形態及びその変形例においては、複数のバネ１１ｃは全て共通とした。しかし、上底部１１ａ３の中心部にバネ定数が小さいバネを配置し、上底部１１ａ３の周縁部にバネ定数が大きいバネを配置するようにしてもよい。これによれば、打撃部材１１ａの周縁部の打感に比べて中心部の打感を軟らかくすることができ、アコースティックドラムのような打撃位置の違いによる打感の違いを模擬できる。
【符号の説明】
【００３２】
１１…ヘッド装置、１１ａ…打撃部材、１１ｂ…振動板、１１ｃ…バネ、１１ｄ…センサ
【図１】
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【図２】
2011227139.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
2011227139.tif 000009
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2011227139.tif 000012
【図８】
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【図９】
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