(57)【要約】  ポリマー材料を含む打楽器である。具体的には、ポリマー製シェル本体およびポリマー製テンションリングを使用して、打楽器が構成され得る。ポリマー製テンションリングは、テンションリングの剛性を向上させ、テンションリング使用してドラムヘッドに張力をかけるときの望ましくない歪みを低減するように構成され得る。実施例では、強化用繊維を含む複合ポリマー材料が使用され得る。得られる打楽器は、より軽量で寸法安定性が向上し得るので、マーチングバンド等の過酷な環境条件で使用される打楽器に特に適し得る。
2022501648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打楽器であって、
外周縁部分および第１の厚さを有する円筒状部材を含むシェル本体であって、前記円筒状部材は中心軸の周りに延び、前記シェル本体は第１のポリマー材料を含む、シェル本体と、
前記外周縁部分に配置されたリム部分であって、前記リム部分は前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有しかつ外径を画定し、前記リム部分は前記第１のポリマー材料を含む、リム部分と、
テンションリングであって、前記テンションリングは、前記外径よりも大きい内径を有することで前記リム部分と前記テンションリングとの間の滑り嵌め境界面を実現し、前記テンションリングは、前記中心軸に平行な方向にリングの高さが増加した１つまたは複数の補強部分を含み、前記テンションリングは第２のポリマー材料を含む、テンションリングと、を備える打楽器。
【請求項２】
前記シェル本体の外面に配置され、前記中心軸から離れる方向に延びる複数のテンションラグと、
前記複数のテンションラグに対応して前記テンションリングに画定された複数のテンション開口であって、リングの高さが増加した前記１つまたは複数の補強部分は、隣接する前記複数のテンション開口の間に延びる、複数のテンション開口と、をさらに備える請求項１に記載の打楽器。
【請求項３】
前記テンションリングは、
環状壁と、
ドラムヘッドのビードと接触可能に係合可能な捕捉面を含むフランジであって、前記１つまたは複数の補強部分は、前記フランジの前記捕捉面の外側で前記フランジから延びる、フランジと、を含む請求項２に記載の打楽器。
【請求項４】
前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料は、約１０重量％以上の強化用繊維を有する複合ポリマー材料を含む、請求項１に記載の打楽器。
【請求項５】
前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料は、約２０重量％以上の強化用繊維を有する複合ポリマー材料を含む、請求項１に記載の打楽器。
【請求項６】
前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料は、約３０重量％以上の強化用繊維を有する複合ポリマー材料を含む、請求項１に記載の打楽器。
【請求項７】
前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料は、約１重量％以上および約７５重量％以下の強化用繊維を有する複合ポリマー材料を含む、請求項１に記載の打楽器。
【請求項８】
前記シェル本体は、前記円筒状部材を画定するよう一体に接合された複数のセグメントを含む、請求項１に記載の打楽器。
【請求項９】
前記内径は、前記外径よりも約０．２００インチ（５．８ｍｍ）を超えない大きさである、請求項１に記載の打楽器。
【請求項１０】
前記内径は、前記外径よりも約０．１００インチ（２．５４ｍｍ）を超えない大きさである、請求項１に記載の打楽器。
【請求項１１】
前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料は、熱可塑性材料を含む、請求項１に記載の打楽器。
【請求項１２】
前記第１のポリマー材料および前記第２のポリマー材料は、熱硬化性材料を含む、請求項１に記載の打楽器。
【請求項１３】
前記シェル本体は、前記円筒状部材を画定するよう積層された複数の層を含む、請求項１に記載の打楽器。
【請求項１４】
前記複数の層のうちの少なくとも１つは、複数のセル状の空洞を含む、請求項１３に記載の打楽器。
【請求項１５】
打楽器の組み立て方法であって、前記組み立て方法は、
中心軸を有するポリマー製シェル本体のリム部分とテンションリングとの間にドラムヘッドを捕捉することであって、前記ドラムヘッドのビードは前記シェル本体の前記リム部分の外径を超えて延びる、ことと、
前記リム部分との滑り嵌め係合によって、前記外径よりも大きい内径を有する前記テンションリングを配置することと、
前記リム部分と前記テンションリングとの間に捕捉された前記ドラムヘッドに張力を与えるために、前記ポリマー製シェル本体と前記テンションリングとの間に延びる複数のテンション部材に張力をかけることであって、前記テンションリングは、前記中心軸に平行な方向にリングの高さが増加した１つまたは複数の補強部分を含む、ことと、
前記張力をかけることに応じて前記ドラムヘッドの実質的に均一な張力を維持することと、を含む組み立て方法。
【請求項１６】
複数のセグメントを一体に接合して前記シェル本体の円筒状部材を画定することによって、前記シェル本体を組み立てること、をさらに含む請求項１５に記載の組み立て方法。
【請求項１７】
前記リム部分を前記円筒状部材の外周縁部分に接合することをさらに含み、
前記リム部分は、前記外周縁部分の周りに延びる連続構造を有する、請求項１６に記載の組み立て方法。
【請求項１８】
少なくとも１つのセグメントの成形型が前記少なくとも１つのセグメントに対する径方向に分離するように、前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つを成形すること、をさらに含む請求項１６に記載の組み立て方法。
【請求項１９】
少なくとも１つのセグメントの成形型が前記少なくとも１つのセグメントに対する軸方向に分離するように、前記複数のセグメントのうちの少なくとも１つを成形すること、をさらに含む請求項１６に記載の組み立て方法。
【請求項２０】
前記ポリマー製シェル本体を形成するために材料の複数の層を積層すること、をさらに含む請求項１５に記載の組み立て方法。
【請求項２１】
打楽器用のポリマー製テンションリングであって、前記ポリマー製テンションリングは、
中心軸の周りに延びる環状壁と、
前記中心軸に対して径方向に延在しつつドラムヘッドのビードと接触可能に係合可能な捕捉面を含むフランジと、
前記中心軸に平行な方向にリングの高さが増加した１つまたは複数の補強部分と、を備え、前記１つまたは複数の補強部分は、前記フランジの前記捕捉面の外側で前記フランジから延びる、ポリマー製テンションリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ポリマー材料で構成された打楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラムや膜鳴楽器等の打楽器は、人類が使用する楽器のおそらく最古の形式であり、紀元前６０００年から存在している。基本的な概念は、手、棒、または木槌で叩く筒の上部、場合によっては下部にも張られるシート材料（例えば、最初期の種類では動物の皮）を含む。ドラムを構成する材料は、主に木材を含む。近年（例えば、過去１００から１５０年間）、ドラムのハードウェア構成部分（例えば、クランプリム、テンションラグ等）を構成する材料として、また場合によってはドラムシェルの材料として、金属が導入されてきた。
【０００３】
本開示は、一般に、ポリマーマトリックスの繊維強化材を含む複合繊維材料等のポリマー材料で構成された打楽器に関する。打楽器は、外周縁部分および第１の厚さを有する円筒状部材を含むシェル本体を備える。円筒状部材は、中心軸の周りに延びる。シェル本体は、第１のポリマー材料でできている。リム部分は、外周縁部分に配置され、第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する。リムは外径を画定し、第１のポリマー材料でできている。該外径よりも大きい内径を有するテンションリングは、リム部分とテンションリングとの間に滑り嵌め境界面を提供してよい。テンションリングは、中心軸に平行な方向にリングの高さが増加した１つまたは複数の補強部分を含む。テンションリングは、第２のポリマー材料でできている。
【０００４】
発明の概要は、概念の選択を簡略化された形式で紹介するために提供され、概念は、以下の詳細な説明でさらに説明される。発明の概要は、請求される発明の主題の中心的な特徴または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、請求される発明の主題の範囲を制限するために使用されることも意図していない。
【０００５】
他の実装もまた、本明細書に記載および説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示によるポリマー製打楽器の例を示す図。
【図２】円筒状のポリマー製シェル本体の例を示す図。
【図３】ポリマー製テンションリングの例を示す図。
【図４】ドラムヘッドの外周囲の周りに延びるビードを有するドラムヘッドの例を示す図。
【図５】様々な層を示すためにシェル本体が部分的に切り欠きで示された、本開示による打楽器の例の分解図。
【図６】例示的な打楽器の中心軸と交差する平面に沿った断面図。
【図７】例示的なテンションリングの断面の詳細図。
【図８】例示的なシェル本体の部分切欠図。
【図９】例示的なシェル本体の部分切欠図。
【図１０】例示的なシェル本体の部分切欠図。
【図１１】シェル本体に一体形成されたテンションラグを備えた、本開示によるポリマー製打楽器の別の例を示す図。
【図１２】分解状態および組み立て状態のシェル本体の複数のセグメントの上面図。
【図１３】シェル本体の複数のセグメントの間で使用され得るジョイントの例を示す図。
【図１４】シェル本体のリム部分の例、およびリム部分をシェル本体のセグメントに接合する例を示す図。
【図１５】セグメントに対して径方向に開く、シェル本体のセグメントを成形するための型枠の例を示す図。
【図１６】セグメントに対して軸方向に開く、シェル本体のセグメントを成形するための型枠の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示は、一般に、１つまたは複数のポリマー材料製のシェル本体およびテンションリングを含む、ドラムや膜鳴楽器等の打楽器に関する。上記のように、現在入手可能な大部分のドラムは、ドラムのシェル本体が木材で作られるよう構成される。さらに、ドラムヘッドを捕捉してシェル本体に対して張力をかけるために使用される大部分のテンションリングは、鋼等の金属材料で構成される。しかし現在では、木材や鋼等の材料で構成されたドラムには重大な欠点があると認識されている。
【０００８】
木材および／または鋼で構成された従来の打楽器は、特に炭素繊維強化ポリマーマトリックス等の繊維強化ポリマーマトリックスで構成された場合、ポリマー材料で構成された同じ寸法の打楽器よりも著しく重い。打楽器の重量は、多くの状況において考慮すべき要素になり得る。例えば、ある状況では、打楽器は演奏者によって演奏中に運ばれる。この状況のよくある例には、演奏者が楽器を演奏している間、楽器の重量を支えなければならないマーチングバンドが含まれる。さらに、マーチングバンドのメンバーは、ドラムの重量を支えながら動き回らなければならないことがよくある。したがって、過大な重量は演奏者を疲弊させ、怪我等の可能性が高まることにより長期的な健康問題さえ起こしかねない。演奏者が楽器の重量を物理的に支えなければならない場合以外の状況においても、楽器はしばしば輸送される（例えば、会場間等）。したがって、軽量のドラムは、そのような輸送に関して有利になり、会場間の楽器の移動をより容易かつ安価にし得る。
【０００９】
ポリマー材料を含み本明細書に記載の検討される打楽器はまた、そのような楽器の環境安定性に関して利点を提供し得る。例えば、打楽器は、変動する湿度レベルおよび温度を含む、様々な環境条件に晒され得る。ドラムの製造に使用される従来の材料（例えば、木材および鋼）は、このような変化する環境条件の影響を受ける可能性がある。例えば、鋼は一般にポリマー材料よりもはるかに高い熱膨張率（Coefficient of Thermal Expansion,ＣＴＥ）を有するため、変動する温度に晒されると鋼が膨張および収縮する可能性がある。さらに、木材は変動する湿度レベルで膨張または収縮する可能性がある。いずれにせよ、ドラムの寸法安定性は、そのような材料を使用すると損なわれかねない。さらに、鋼および／または木材は悪条件（例えば、鋼の酸化、および木材の膨張または腐敗）で劣化する可能性があり、これにより、そのような楽器の寿命が短くなる。
【００１０】
一方、例えば、複合繊維強化ポリマー材料を含むポリマー材料は、変動する湿度レベルおよび温度に対して高い寸法安定性を示し得る。したがって、ポリマー材料で構成された打楽器は、変動する環境条件において改善された寸法安定性を示し得る。これにより、楽器はより強固かつ再現性の高いチューニングを得ることが可能である。打楽器の寸法安定性は、極端な温度、大きな温度変化、および例えば雨や雪等の湿度の高い環境を含む過酷な環境条件に晒されることが多い、マーチングバンドのドラムに特に関係し得る。
【００１１】
本明細書に記載の打楽器の一実施例では、楽器の１つまたは複数の構成部分は、ポリマーマトリックスおよび強化用繊維を含む複合材料で構成され得る。ポリマーマトリックスは、ＰＡ１１またはＰＡ１２等のポリアミド（ＰＡ）材料を含んでよい。このようなポリアミドは、他のポリマーマトリックスと比較して比較的低い比重を有し得る（例えば、０．９から１．１の範囲等、１．０に近い比重を有する）ので、より軽量な構造になり、強化用繊維の含有を増加することが可能である。このようなポリアミドはまた、吸湿に対して特に耐性を有し得るので、得られる構成部分の寸法安定性の改善が可能である。ポリアミド材料は、１重量％から７５重量％の繊維含有量範囲の繊維強化材（例えば、炭素繊維、ガラス繊維、または他の繊維）で強化されてよい。繊維強化材の繊維長は、いくつかの例では、５ｍｍから３０ｍｍの間でよい。
【００１２】
本開示はまた、熱可塑性ポリエステルＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を含むドラムヘッドを備えてよい。ＰＥＴドラムヘッドはまた、繊維がＰＥＴポリマーマトリックスに含まれる複合材料であってよい。このような強化用繊維を含むと、耐衝撃性が向上し得る（例えば、張力と疲労抵抗による強い力の衝撃とクリープの結果としてドラムヘッド表面に一般的に見られるへこみが減少し得る）。不連続または連続繊維複合材料を使用でき、ポリマーのみの場合と比較して衝撃強度が大幅に向上し得る。さらに、熱膨張率（ＣＴＥ）がゼロまたは負の強化用繊維を追加することで、スキンの安定化により、一貫したアコースティック音およびチューニングを提供し得る。
【００１３】
様々な例において、打楽器は、ポリマー材料の複数の層を含む（例えば、炭素繊維シート等の強化材料の１つまたは複数の層を含む）シェル本体を備えてよい。これらの層は、各層に含まれる強化用繊維が、複合材料における他の層に対して特定の態様で配向され得るように設けられてよい。これは、直交配向および／または平行配向、および／またはその間の任意の変形例で層を提供することを含んでよい。層はさらに、打楽器の重量をさらに減少し得る追加的材料および／または構造を含んでよい。このような層は、発泡体、セル状の空隙を有する材料、または複合材料の層の間に配置される他の充填材料を含んでよい。さらに、このような層は、打楽器の総重量を減少しながら、構造的完全性の保持を可能にするハニカムまたは他の連続気泡構造を含んでよい。
【００１４】
一実施例では、打楽器は、セグメント化されたシェル本体を含んでよい。セグメント化されたシェル本体は、ポリマーまたはポリマー複合材料をそれぞれ含む複数のセグメント（例えば、３つ以上）を含んでよい。セグメントは、機械的固定、接着剤、熱溶着、連結、またはその他の適切な接合技術を含む任意の適切な手段によって接合されてよい。セグメント化されたシェル本体のセグメントは、複合材料で個別に構成されてよい。これは、個々のセグメントに有利な構造的特性を提供し、製造を容易にし、シェル全体を成形する場合と比較して個々のセグメントの成形性を改善する圧縮成形処理の使用を可能にし得る。
【００１５】
本明細書に記載のいくつかの実施形態では、打楽器は、圧縮成形された構成部分でできた構造的な構成部分を含み得るが、他の製造技術もまた、限定なしに利用されてよい。このような技術には、射出成形技術、付加製造技術（例えば、３次元印刷）、または他の適切な製造技術が含まれるが、これらに限定されない。
【００１６】
ポリマー材料の使用は、上記のように従来の材料（例えば、鋼および木材）に対する利点を提供し得ると考えられるが、このようなポリマー材料の構造的特性は、打楽器の状況において課題があるとも理解される。例えば、このような材料は、鋼に比べてはるかに剛性が低くなり得る。ドラムヘッドの張力は、ドラムヘッドに張力を加えるためにシェル本体のテンションラグと係合するテンションファスナーを介してドラムヘッドに張力をかけ得るテンションリングを介して外部に提供されてよい。本明細書で検討される例は、３００ＫＳＩ（２．０６ＧＰａ）から１００００ＫＳＩ（６９．０ＧＰａ）の引張弾性率（Modulus Of Elasticity,ＭＯＥ）を有するポリマー材料またはポリマーマトリックス複合材料を利用してよい。これらの材料は、５ＫＳＩ（３４．５ＭＰａ）の最小降伏圧縮および引張強度を有してもよい。３００ＫＳＩ（２．０６ＧＰａ）から２００ＫＳＩ（１．４０ＧＰａ）未満の引張および圧縮ＭＯＥポリマー値は、ＭＯＥが減少するにつれて半硬質材料に移行し、最終的にはエラストマーに移行する。これは、本明細書で検討する打楽器の構成部分の製造には適さないおそれがある。
【００１７】
さらに、脆弱であるか、または衝撃時に脆くなる可能性がある材料を使用しないことで、耐衝撃性を高めるように特定の特性が選択されてよい。例えば、５％の降伏時最小伸び強度により、材料は十分に適合し、脆性挙動のしきい値を上回る。脆性は、衝撃破損の可能性を高めることに加えて、テンションリングの張力付与およびトルク付与中の亀裂に繋がりかねないので、脆性挙動は不利である。破断時に８％以上の高い伸びを有する複合材料およびポリマー材料は、用途に対して適切な適合特性を示す。さらに、高い強度と伸びにより、ミュージシャンがリムを、ドラムスティック、マレット等で叩いたときの「リムショット」の結果として、寿命における使用中に単一の領域において大きな衝撃に晒され得る特にリムに対して、複数打撃の耐衝撃性が提供される。直径が大きい打楽器や、音響性能や所望の音のために膜の張力を高くする必要がある打楽器には、追加的な強度が必要になり得る。
【００１８】
一実施形態では、打楽器は、４０ＫＳＩ（２７６ＭＰａ）の上限降伏強度および１００００ＫＳＩ（６９．０ＧＰａ）の最大ＭＯＥの材料で構成されると考えられる。さらに、ラグトルクが１０インチポンド（１．１３Ｎｍ）以下の小型ドラム楽器の場合、材料の応力レベル要件ははるかに低くてよい。本発明者らによって試験された実施形態は、４３０ＫＳＩ（２．９６ＧＰａ）から１１００ＫＳＩ（７．５８ＧＰａ）の材料引張ＭＯＥを有する。さらに、５％以上の降伏時複合伸び特性を有する熱可塑性または熱硬化性マトリックス中の長い炭素繊維（例えば、約１２ｍｍを超える繊維長）は、より高いトルク張力に適切になり得る。また、高い耐クリープ性は通常、強度、ＭＯＥの機能であり、耐熱性もドラム全体の機能にとって重要であることに注意する必要がある。本明細書に記載されているこれらの特性は、ドラムシステムの適切な性能のために十分であると言える。本明細書で使用されるように、長い繊維長とは、重量による繊維の大部分に基づき、一般に長さが１２ｍｍ以上である繊維を指してよい。短い繊維長とは、重量による繊維の大部分に基づき、一般に長さが１ｍｍ以下の繊維を指してよい。中程度の繊維長とは、重量による繊維の大部分に基づき、一般に長さが１ｍｍから１２ｍｍの繊維を指してよい。
【００１９】
これに関して、本明細書で検討される打楽器材料の引張ＭＯＥ範囲は、３００ＫＳＩ（２．０６ＧＰａ）から１００００ＫＳＩ（６９．０ＧＰａ）の間でよく、降伏時強度は、ほとんどの典型的なドラムセットおよびマーチングバンドへの適用で最低５ＫＳＩ（３４．５ＭＰａ）である。結果として得られる、ＭＯＥの降伏強度に対する比率の範囲は、低い方から高い方までで（２０ＫＳＩ（１３８ＭＰａ）の上限降伏強度を想定すると）６０から１５０でよい。対照的に、従来のドラムリム膜テンションリングは、高い剛性および強度を有する材料（ほとんどの場合は鋼）で作られるよう意図されてきた。２９０００ＫＳＩ（２００ＧＰａ）の典型的なＭＯＥを有する、熱間圧延鋼と冷間圧延鋼の降伏強度の範囲が７０ＫＳＩ（４８３ＭＰａ）から４５ＫＳＩ（３１０ＭＰａ）の標準的な鋼製品の場合、ＭＯＥの降伏強度に対する比率の範囲はそれぞれ４１４から６４４になる。理解されるように、本明細書で利用される複合材料またはポリマーについて想定される６０から１５０の比率は、鋼等の従来の材料の比率よりもはるかに低い。したがって、以下でより詳細に説明するように、本開示は、改善された性能を達成するためテンションリングの剛性を改善し得るポリマー製テンションリングのテンションリング構成を検討する。
【００２０】
一例として、典型的なスネアドラムは、５０インチポンド（５．６５Ｎｍ）より大きいラグトルクを通常は有さない。この用途では、１０ＫＳＩ（６９ＭＰａ）の圧縮および引張りにおける降伏強度は、脆性を回避するのに十分な延性を維持しながら、引張りの結果として加えられる力に耐えるのに十分と言える。例えば、降伏時の５％以上の母材の延長能力は許容できると言える。
【００２１】
以下でより詳細に説明するように、複合またはポリマー打楽器の製造は、付加製造により達成し得る。一実施形態では、ＰＡ１２および、１１００ＫＳＩ（７．５８ＧＰａ）のＭＯＥと９ＫＳＩ（６２．０ＭＰａ）の引張降伏強度とを有する長さの短い炭素繊維（例えば、約１ｍｍ未満）を利用してよい。別の実施形態は、リム保持リング用のポリエチレンイミン（ＰＥＩ）から製造してよく、シェルは、ポリカーボネートから製造してよい。ＰＥＩを使用した適合するリムは、４３０ＫＳＩ（２．９６ＧＰａ）の引張ＭＯＥと４８０ＫＳＩ（３．３１ＧＰａ）の圧縮ＭＯＥを有してよい。伸びは降伏時に７から８％でよく、破断時に４０％でよい。剪断強度も１５ＫＳＩ（１０３ＭＰａ）と非常に高くてよい。
【００２２】
ドラムの音響音質性能および音量はまた、主に引張弾性率の機能であり、ドラムシェル、ドラム膜、およびテンションリングの間で可能にされた密接な滑り嵌めによることが分かった。シェルおよびリムまたはフープに対する本発明の音調整の主な動作範囲は、３００ＫＳＩ（２．０６ＧＰａ）から１００００ＫＳＩ（６９ＧＰａ）の引張ＭＯＥ範囲である。ポリマーのみを使用する場合（例えば、強化用繊維なしで）、範囲は最低３００ＫＳＩ（２．０６ＧＰａ）である必要があり、上限はなくてもよい。ガラス、炭素、炭素繊維、再生炭素繊維グラファイト、ケブラー（登録商標）、麻、玄武岩、またはその他の繊維等の繊維を複合材料に使用する場合、引張ＭＯＥの合計は１０，０００ＫＳＩ（６９ＧＰａ）を超えなくてよい。実用的な繊維は、１重量％から７５重量％の範囲でよい。ポリマーによっては、一般に、繊維を追加すると、材料の降伏時の伸びと最終的な破断強度の両方が低下し得る。降伏時の伸びが５％以上、破断時の伸びが１０％以上のものが、テンションリングの耐衝撃性が求められる大部分の用途に使用される。コンガやケトルドラム等の他のパーカッション用途の場合、テンションリングおよび／またはドラムシェルが演奏者によって叩かれることが典型的ではないので伸び特性は「リムショット」ほどは重要ではない。
【００２３】
したがって、打楽器を構成するために使用される材料の材料特性は、打楽器の音響性能に直接関係し得ることが分かった。例えば、弾性率の高いシェルおよびリムは、弾性率の低いシェルおよびリムとは区別可能に異なる音を出し得る。具体的には、高い弾性率の材料は、ドラムヘッドの中央部分を叩かれた場合、より強い迫力かつ増加した音のレベルで、より硬質かつよりロック調の音を生成し得ることが分かった。対照的に、上記の範囲の下限の弾性率値を有する実施形態は、どちらかというとラテン、ジャズ、およびマーチングバンドのスネアドラムの音響性能に類似した音を提供し得る。つまり、変形例は主要な機械的特性、主に引張ＭＯＥ、強度、衝撃、降伏時および破断時の伸びを調整して、付随する音響性能の変化を提供する。繊維の重量または体積を調整すると、音響性能および振動特性の変化に最も大きく寄与する引張ＭＯＥに影響を与え得る。密度もまた音響性能の主要な要因である。ポリマーの種類と繊維の種類は、音響性能および、音量レベル、周波数出力、振動特性等の出力特性の変化が可能なように採用されてよい。これに関して、固有の音響特性を達成するために、異なる材料を含む複数のテンションリングが設けられてよい。例えば、第１の音響特性を達成するために、第１の材料を含む第１のテンションリングが設けられてよく、第２の音響特性を達成するために、第２の材料を含む第２のテンションリングが設けられてよい。第１および第２のテンションリングは、演奏者の所望の音響特性を達成するために、シェル本体と共に交換可能に利用されてよい。これに関して、キットは、ドラムシェルと、異なる材料を含む複数の異なるテンションリングとを含んでよい。
【００２４】
演奏の観点から、繊維含有量は変更してもよく、射出成形および３Ｄ印刷を通じて、高い材料引張弾性率が達成されてよい。弾性率の変動性は、明るさと持続性の点で音響性能に関連する。つまり、弾性率が高いほど、生成可能な高い共振周波数に基づき音が明るくなる。さらに、ドラムヘッドへの所与の衝撃の減衰率はより長く持続し、減衰時間と減衰曲線の特性／曲率が変化する。
【００２５】
本明細書の実施例では、特定のポリマー材料が意図されているが、他のポリマー材料が使用されてもよい。このようなポリマー材料またはポリマーマトリックスは、例えば、熱可塑性または熱硬化性ポリマーであってよい。本明細書に記載されるように、ポリマー材料は、複合材料のポリマーマトリックスを包含することを意図しており、これは、強化用繊維等を含み得る。したがって、ポリマー材料は、バルク繊維、繊維トウ、繊維シート（一方向または織り）、または限定されない別の繊維形態等の繊維強化材料に適用されるポリマー樹脂を含み得る。ポリマー材料の非限定的な例は、ポリプロピレン、ポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高分子量（ＨＭＷ）ポリエチレン、超高分子量（ＵＨＭＷ）ポリエチレン）、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリカーボネート、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、サーモセットウレタン、エポキシ、ポリエステル、ビニルエステル、カーボンエポキシ、およびグラファイトエポキシを含む。
【００２６】
これに関して、本開示は、改善された性能を可能にするため、１つまたは複数のポリマー成分の構造的構成を検討する。例えば、本明細書に記載の打楽器は、複合材料を含むテンションリングを含む。テンションリングは、シェル本体に対して取り付けられた場合、テンションリングによって張られるドラムヘッドに均一な張力を加える能力を可能にするように特に構成されている。具体的には、テンションファスナーの間に補強部分を設けて、テンションリングの剛性を向上させ、テンションファスナー間のテンションリングの歪みを低減してよい。そして、テンションラグ間の張力の望ましくない変動なしに、より均一な張力がドラムヘッドに加えられてよい。クランプリングは、テンションリングの選択された領域（例えば、テンションファスナーを受ける開口の間）で補強されてよい。したがって、補強部分は、ドラムヘッドにおいてテンションファスナー位置の間で均一な張力が達成されるように、テンションリングの屈曲を低減し得る。例えば、開口近くのドラムヘッドの張力は、加えられた張力に応じたテンションリングの屈曲または他の変形のために、チューニングラグ間のテンションリングによって、ドラムヘッドに加えられた張力よりも高くなり得る。これに関して、テンションリングの補強部分は、そのような変形を低減するために設けられてよく、これによりテンションリングの剛性を増加し、改善された張力性能を可能にする。
【００２７】
本明細書に記載の手法に基づき、本明細書に記載の打楽器は、従来の打楽器の分野では一般的に提供されていない通常とは異なる形状の形態をとり得る。具体的には、打楽器の形状、大きさ、および／または構造は、打楽器に望まれる所与の音響特性を可能にするために具体的に設けられてよい。これは、非円筒状のドラムシェルおよび／または有利な音の特性を可能にし得る開口または他の不連続性を含むドラムシェルを含んでよい。したがって、本明細書では概して円筒状の形状が記載されているが、本開示はこの構成に限定されず、打楽器の他の形状および／または構成が制限なく実現されてよい。さらに、本明細書に提示される開示された技術を使用して、任意の種類の打楽器または膜鳴楽器が実現されてよい。そして、本開示は、スネアドラム、持ち上げられたタムタムドラム、フロアタムドラム、およびバスドラムを含むがこれらに限定されない例を含んでよく、これらのいずれかまたは全ては、以下の開示に従って構成されてよい。例えば、ティンバレス（ｔｉｍｂｏｌｉｅｓ）、ティンパニ、コンガ、ジャンベ、ドゥナン（Ｄｕｎｕｍ）、ダラブッカ、ダマル、および／またはドールを含む他の打楽器の種類も意図されている。
【００２８】
本明細書に記載されるポリマー材料の使用によって達成される可能な寸法安定性を考慮すると、本明細書に記載の打楽器の単一のドラムヘッドに関して複数の異なるチューニングを提供することが実現可能であってよい。したがって、本明細書では、補強部分を含むテンションリングを使用して均一な張力を達成し得ると記載しているが、ドラムヘッド全体に対する意図的に不均一なチューニングが達成されてもよい。つまり、ドラムヘッドの異なる領域が、異なる音響特性のために個別にチューニングされてよい。ポリマー材料の使用によるテンションリングおよび／またはドラムシェルの寸法安定性を考えると、所与のドラムヘッドにおいて様々なチューニングを達成するためにドラムヘッドに加えられる不均一な張力は、打楽器をチューニングしたりそうでない場合は変える必要なく、比較的長い期間（例えば、数日、数週間、数ヶ月等）一貫して維持されてよい。したがって、張力の意図的な変動は、テンションリングを使用して達成され得るが、テンションリングの歪みによる望ましくない張力の変動は、本明細書に記載のテンションリングの実施例においては低減され得る。
【００２９】
さらに、本明細書に記載のポリマー材料は、本明細書に記載の打楽器が、寿命の終わりまたは製造プロセスに欠陥がある場合、製造中の構成部分も容易にリサイクルされ、製造上の欠陥が発生した場合の材料の浪費に関連するコストを減少し得るように、のいずれかで選択的にリサイクルされ得るように、容易にリサイクル可能であってよい。具体的には、ライフサイクル分析（ＬＣＡ）、つまり所与の材料と製品の組み合わせの実施されたエネルギー／カーボンフットプリントは、生産者と消費者の両方にとって重要な要素になっている。本開示は、延長された耐用年数を有し、また他の製品で使用するためにリサイクルおよび再利用される能力を有する打楽器を可能にし得る。これは、一連の副産物をシュレッダーにかけ、リサイクルして製造に戻し、および／または打楽器の耐用年数の終わりに同じことを実行するか、シュレッダー済み材料の圧縮成形用に他の製品を生産するために再利用するか、マトリックス結合剤に熱可塑性ポリマーを使用する複合材料の場合の射出成形ペレットに転用することで達成可能である。熱硬化性の複合材料は、シュレッダーにかけて充填材として使用するか、制御された熱分解によってエネルギーおよび再利用のための再生繊維に変換することが可能である。化学洗浄システムについても、典型的には熱硬化性プリプレグ状態で、場合によっては硬化状態で、エポキシおよびポリエステルマトリックス系等を除去するために使用することができる。さらに、本発明の目的は、現在市販されている複合材料の主成分として、再生繊維およびバイオベースのマトリックス系を使用することである。そのような材料としては、ひまし油から製造されたアルケマ社のリルサン（Ｒｉｌｓａｎ、登録商標）ＰＡ１１がある。
【００３０】
さらに、本開示は、打楽器をチューニングするために使用され得るチューニングシステムを検討する。チューニングシステムは、打楽器の自動化または部分的に自動化されたチューニングを可能にするために適切なセンサおよびアクチュエータを含み得るコンピュータに実行されるシステムに依存してよい。以下でより詳細に議論されるように、このようなシステムの使用は、ポリマー打楽器の状況に対して、少なくとも部分的にそのような楽器に提供されるチューニングの利点があるため、特に適し得る。
【００３１】
前述のことを考慮して、本開示は、ポリマー材料を含む打楽器に関連する実施例を提示する。このようなポリマー材料は、炭素繊維強化ポリマー等の強化複合材料であってよいが、必ずしもその必要はない。具体的には、本明細書に提示される記載によりポリマー材料で打楽器を製造することで、ドラムのテンション装置に使用される金属材料を有する木材で典型的には構成される従来の打楽器に比べて多くの利点が提供され得ることが現在認識されている。本明細書に記載されるように、打楽器の主要な構成部分のいずれも、本明細書に記載されるようなポリマー材料で構成されてよい。特に、打楽器のドラムシェル、ドラム膜（またはドラムヘッド）、テンションリング、および／またはテンションハードウェアは、１つまたは複数のポリマー材料で構成されてよい。例えば、打楽器の全ての構成部分は、共通のポリマー材料で構成されてよく、または打楽器の異なる構成部分は、異なるポリマー材料で構成されてよい（例えば、各構成部分に対する特定の利点を達成するため）。
【００３２】
図１は、打楽器１００の実施例を示す。以下でより詳細に説明するように、打楽器１００の１つまたは複数の構成部分は、強化複合ポリマー材料であり得るポリマー材料を含んでよい。打楽器１００は、シェル本体１１０を含む。シェル本体１１０は、外径を有する円筒状部材であってよい。円筒状シェル本体１１０は、シェル本体を構成する円筒状部材がその周りに延びる中心軸１１２を画定してよい。シェル本体１１０の外径よりも大きい内径を有するテンションリング１２０が設けられる。次に、テンションリング１２０は、シェル本体１１０に対して軸方向に配列された際に、テンションリング１２０がシェル本体１１０の外側の周りに同心円状に配置され得る滑り嵌め係合を有するように、シェル本体１１０に対して配置されてよい。図示されるように、テンションリング１２０は、シェル本体１１０の第１端部１１４および第２端部１１６に設けられてよい。しかしながら、他の実施例では、テンションリング１２０は、シェル本体１１０の一端にのみ設けられてよい。
【００３３】
以下により詳細に説明するように、ドラムヘッド１３０は、テンションリング１２０とシェル本体１１０との間に捕捉されてよい。これに関して、テンションリング１２０を使用して、シェル本体１１０に対してドラムヘッド１３０に張力をかけてよい。具体的には、複数のテンションラグ１４０をシェル本体１１０の周りに配置してよい。テンションファスナー１４２は、テンションリング１２０を通過し、テンションラグ１４０と係合してよい。例えば、テンションファスナー１４２は、テンションラグ１４０の対応するねじ付き部分と係合するねじ付き端部を含んでよい。次に、テンションラグ１４０に対するテンションファスナー１４２のねじ前進および後退は、テンションリング１２０を動かして、ドラムヘッド１３０に与えられる張力を制御し得る。
【００３４】
図２は、シェル本体２１０の実施例を示す。上記のように、シェル本体２１０は、中心軸２１２の周りに延びる円筒状部材２１４を含んでよい。第１リム部分２１６は、円筒状部材２１４の第１の縁部分に設けられ、第２リム部分２１８は、円筒状部材２１４の第２の縁部分に設けられている。複数の取り付け位置２２０が設けられてよい。一例として、テンションラグは、取り付け位置２２０を使用して円筒状部材２１４に固定されてよい。取り付け位置２２０は、テンションラグを円筒状部材２１４の外面に固定するためのファスナーを受ける円筒状部材２１４に形成される貫通穴を含んでよい。
【００３５】
図３は、テンションリング３２０の実施例を示す。テンションリング３２０は、環状壁３２２を含む。さらに、複数の開口３２６がテンションリング３２０に画定されている。テンションリング３２０の開口３２６は、ドラムヘッドに張力をかける際に使用するテンションファスナーを受け入れてよい。さらに、テンションリング３２０は、複数の補強部分３２８を含む。理解されるように、補強部分３２８は通常、テンションリング３２０の隣接する開口３２６の間に延在してよい。
【００３６】
図４は、ドラムヘッド４３０の実施例を示す。ドラムヘッド４３０は、ドラムスキン４３４およびビード４３２を含んでよい。ドラムスキン４３４は、ビード４３２に取り付けられてよい。ビード４３２は、例えば、ドラムスキン４３４に取り付けられた金属リングまたはフープを含む堅い環状部材を含んでよい。上記のように、いくつかの例では、ドラムスキン４３４および／またはビード４３２は、繊維強化材料を含むポリマーマトリックス等のポリマー材料を含んでよい。
【００３７】
図５は、打楽器５００の実施例を分解図で示す。打楽器５００は、第１テンションリング５２０ａとシェル本体５１０との間に配置されたドラムヘッド５３０ａを含む。理解されるように、ドラムヘッド５３０ａ（例えば、そのビード５３２）は、テンションリング５２０ａに接触して係合されてよい。次に、テンションリング５２０ａは、滑り嵌め係合で係合するようシェル本体５１０に対して配置されるので、ドラムヘッド５３０のビード５３２は、テンションリング５２０ａに接触して係合され得る。次に、テンションリング５２０ａがテンションラグ５４０に向かう方向（すなわち、シェル本体５１０の高さの中間線に向かう方向）に移動することで、ドラムヘッド５３０に張力を与え、シェル本体５１０のリム５１６に対してドラムヘッド５３０を伸ばしてよい。
【００３８】
テンションファスナー５４２は、テンションリング５２０ａの開口５２６を通して配置されて、シェル本体５１０に固定され得る対応するテンションラグ５４０と係合してよい。上記のように、テンションファスナー５４２は、テンションラグ５４０の対応するねじと係合するねじ付き部分を含んでよい。次に、テンションファスナー５４２を使用して、シェル本体５１０の周りに配置された際のテンションリング５２０ａの位置を調整することによって、ドラムヘッド５３０に与えられる張力を調整してよい。図５にも示されるように、同様の配置が、第２テンションリング５２０ｂに設けられることで、リム５１６の反対側のシェル本体５１０の縁部分で第２ドラムヘッド５３０ｂを同様に係合してよい。さらに、シェル本体５１０は、以下により詳細に説明されるように、シェル本体５１０の円筒状部材に設けられてよい複数の層を示すために、部分的に切り欠きで示されている。
【００３９】
図６は、打楽器６００の中心軸に平行な平面に沿った断面図を示す。図６において理解されるように、ドラムヘッド６３０は、シェル本体６１０とテンションリング６２０との間に捕捉される。テンションリング６２０の環状壁６２２の内径は、テンションリング６２０がシェル本体６１０と滑り嵌め係合するよう、シェル本体６１０の外径よりも大きい。
【００４０】
上記のように、テンションリング６２０の内径は、シェル本体６１０の外径よりも大きい。従来のドラムでは、シェル本体に対するテンションリングの公差が大きくなりがちなため、上記のように構成部分において寸法の比較的大きなばらつきに繋がっていた。テンションリング６２０およびシェル本体６１０のポリマー材料は、はるかに大きな寸法安定性を有し得るので、テンションリング６２０とシェル本体６１０との間の公差は、従来のドラムよりもはるかに小さくなり得る。例えば、テンションリング６２０の内径は、シェル本体６１０の外径よりも約０．２００インチ（５．８ｍｍ）を超えない大きさでよい。あるいは、テンションリング６２０の内径は、シェル本体６１０の外径よりも約０．１００インチ（２．５４ｍｍ）を超えない大きさでよい。
【００４１】
次に、ドラムヘッド６３０のビード６３２は、テンションリング６２０の捕捉面６２４と接触して係合してよい。次に、テンションリング６２０がテンションラグ６４０に向かって移動するにつれて（例えば、１つまたは複数のテンションファスナー６４２の影響によるテンションリング６２０の前進によって）、ドラムヘッド６３０のビード６３２は、捕捉面６２４に接触して係合することで、ドラムヘッド６３０がシェル本体６１０のリム部分６１６に張られてよい。捕捉面６２４は、テンションリング６２０と同時に移動するビード６３２を捕捉するよう径方向に延びてよい。図６にも示されるように、テンションリング６２０は、複数の補強部分６２８を含む。シェル本体６１０のリム部分６１６は、シェル本体６１０の残りの側壁に対する肉厚部分を含んでよい。これは、ドラムヘッド６３０がシェル本体６１０に接触し得るリム部分６１６に追加的強度を提供し得る。
【００４２】
図７は、補強部分７２８が示されているテンションリング７２０の詳細な断面図を示す。テンションリング７２０は、環状壁７２２およびフランジ７３０を含む。フランジ７３０は、テンションリング７２０の肉厚部分を含んでよい。フランジ７３０は、捕捉面７２４を含んでよい。補強部分７２８は、隣接する複数のテンション開口の間に延びる増加したリング高さを有する。補強部分７２８は、フランジ７３０の捕捉面７２４の外側の位置におけるフランジ７３０から延びる。
【００４３】
図８は、シェル本体８１０の部分切欠図を示す。シェル本体８１０は、複数の層を含んでよい。複数の層を積層して、シェル本体８１０の円筒状部材を形成してよい。例えば、図示されるように、シェル本体８１０は、第１繊維強化材料８１２、第１ラミネート層８１４、第２繊維強化材料８１６、および第２ラミネート層８１８を含んでよい。図８に示されるように、第１繊維強化材料８１２および第２繊維強化材料８１６は、強化用繊維がシェル本体８１０内で円周方向に延びる共通の配向にあってよい。第１ラミネート層８１４および第２ラミネート層８１８は、ポリマー材料を含んでよい。第１繊維強化材料８１２、第１ラミネート層８１４、第２繊維強化材料８１６、および第２ラミネート層８１８をそれぞれ積層して、シェル本体８１０を形成してよい。
【００４４】
図９は、シェル本体９１０の別の実施例の部分切欠図を示す。シェル本体９１０は、複数の層を含んでよい。複数の層を積層して、シェル本体９１０の円筒状部材を形成してよい。例えば、図示されるように、シェル本体９１０は、第１繊維強化材料９１２、第１ラミネート層９１４、第２繊維強化材料９１６、第２ラミネート層９１８、および第３ラミネート層９２０を含んでよい。図９に示されるように、第１繊維強化材料９１２および第２繊維強化材料９１６は、異なる配向を有してよい。例えば、第１繊維強化材料９１２は、強化用繊維がシェル本体９１０に対して実質的に軸方向に延びるような配向を有してよい。対照的に、第２繊維強化材料９１６は、強化用繊維がシェル本体９１０に対して実質的に円周方向に延びるような配向を有してよい。第１ラミネート層９１４、第２ラミネート層９１８、および第３ラミネート層９２０は、ポリマー材料を含んでよい。第１繊維強化材料９１２、第１ラミネート層９１４、第２繊維強化材料９１６、第２ラミネート層９１８、および第３ラミネート層９２０をそれぞれ積層して、シェル本体９１０を形成してよい。
【００４５】
図１０は、シェル本体１０１０のさらに別の実施例を示す。シェル本体１０１０は、第１層１０１２、第２層１０１４、および第３層１０１６を含む。第１層１０１２および第３層１０１６は、例えば、繊維強化ポリマーシート材料を含むポリマーシート材料等の任意の適切なシート材料を含んでよい。第２層１０１４は、セル状の空隙を含む材料を含んでよい。例えば、第２層１０１４は、セル状の空隙を画定するハニカム材料を含んでよい。第２層１０１４はまた、例えば、繊維強化ポリマー材料を含むポリマー材料を含んでよい。次に、積層されると、第１層１０１２および第３層１０１６は、第２層１０１４のセル状の空隙を取り囲んでよい。このように、ハニカムまたはセル状の空隙を画定する他の材料は、シェル本体１０１０の重量を減少するために使用されてよい。
【００４６】
別の実施例では、シェル本体１１１０は、図１１に示されるように、一体型テンションラグ１１４０を含んでよい。これに関して、テンションラグを固定する取り付け位置を含む上記のようなシェル本体の代わりに、シェル本体１１１０は、テンションラグ１１４０をシェル本体１１１０に組み込む側壁を含んでよい。
【００４７】
シェル本体１２１０はまた、図１２に示されるように、複数のシェル本体セグメント１２１２を含んでよい。図１２は、第１セグメント１２１２ａ、第２セグメント１２１２ｂ、および第３セグメント１２１２ｃの上面図を示す。しかしながら、追加的なまたはより少ないセグメント１２１２が制限なく設けられてよい。図１２は、第１の分解構成１２０２および、セグメント１２１２ａ、１２１２ｂ、および１２１２ｃがそれぞれの端部で接合されて、円筒体１２２０を画定し得る、第２の組み立て済み構成１２０４におけるセグメント１２１２を示す。
【００４８】
さらに図１３を参照すると、シェル本体のセグメントは、任意の適切な種類のジョイントを使用して、それぞれの端部で接合され得る。図１３は、さねはぎジョイント１３０２、重ねジョイント１３０４、垂直蟻継ぎジョイント１３０６、および水平横蟻継ぎジョイント１３０８を含むがこれらに限定されない例を示している。
【００４９】
さらに、ユニット式またはセグメント化されたシェル本体の状況であっても、ユニット式リム部分は、図１４に示されるように、シェル本体に接合される別個の構成部分として提供されてよい。図１４は、ユニット式リム部分１４２０の上面図および側面図を含む第１図１４００を含む。第２図１４０２は、シェル本体１４１０に対して取り付けられていない構成のリム部分１４２０の断面図を示す。第３図１４０４は、シェル本体１４１０に固定されたユニット式リム部分１４２０を示す。タングイングルーブジョイントが図１４に示されているが、ユニット式リム部分１４２０とシェル本体１４１０との間の任意の他の種類のジョイントが制限なしに設けられ得ることが理解されてよい。ユニット式リム部分１４２０は、シェル本体１４１０と同じまたは異なり得るポリマー材料を含んでよい。
【００５０】
複数のセグメントを含むシェル本体は、シェル本体セグメントの製造に関して利点を提供し得る。これに関して、図１５および図１６は、シェルセグメントを成形するために使用され得る例示的な成形構成を示す。図１５では、成形型１５００は、第１成形型部分１５０２および第２成形型部分１５０４を含んでよい。セグメント１５１２は、第１成形型部分１５０２および第２成形型部分１５０４がセグメント１５１２に対する径方向に分離するように成形されてよい。対照的に、図１６では、成形型１６００は、第１成形型部分１６０２および第２成形型部分１６０４を含んでよい。セグメント１６１２は、第１成形型部分１６０２および第２成形型部分１６０４がセグメント１６１２に対する軸方向に分離するように成形されてよい。図１６に示されるように、テンションラグ１６４０はまた、セグメント１６１２と一体的に形成されてよい。
【００５１】
本発明の実施例は、シェル本体、リム部分、およびテンションリングを含む打楽器を含む。シェル本体は、外周縁部分および第１の厚さを有する円筒状部材を画定する。円筒状部材は、中心軸の周りに延びる。さらに、シェル本体は、第１のポリマー材料でできている。リム部分は外周縁部分に配置され、リム部分は第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有し、外径を画定する。リム部分は、第１のポリマー材料でできている。テンションリングは該外径よりも大きい内径を有することで、リム部分とテンションリングとの間の滑り嵌め境界面を実現する。テンションリングは、中心軸に平行な方向にリングの高さが増加した１つまたは複数の補強部分を含む。テンションリングは、第２のポリマー材料でできている。
【００５２】
実施例では、複数のテンションラグが、シェル本体の外面に設けられ、中心軸から離れる方向に延びる。複数のテンションラグに対応して、テンションリングに複数のテンション開口を設けてよい。リングの高さが増加した１つまたは複数の補強部分は、隣接する複数のテンション開口の間に延びてよい。例えば、テンションリングは、環状壁およびフランジを含んでよい。フランジは、ドラムヘッドのビードと接触可能に係合可能な捕捉面を含む。１つまたは複数の補強部分は、フランジの捕捉面の外側でフランジから延びてよい。
【００５３】
実施例では、第１のポリマー材料および第２のポリマー材料は、同じ材料であってよい。他の実施例では、第１のポリマー材料および第２のポリマー材料は、異なっていてもよい。実施例では、第１のポリマー材料および／または第２のポリマー材料は、約１０重量％以上の強化用繊維を有する複合ポリマー材料であってよい。別の実施例では、第１のポリマー材料および／または第２のポリマー材料は、約２０重量％以上の強化用繊維を有する複合ポリマー材料であってよい。さらに別の実施例では、第１のポリマー材料および／または第２のポリマー材料は、約３０重量％以上の強化用繊維を有する複合ポリマー材料であってよい。第１のポリマー材料および／または第２のポリマー材料は、約１重量％以上および約７５重量％以下の強化用繊維を有する複合ポリマー材料であってよい。
【００５４】
実施例では、シェル本体は、円筒状部材を画定するよう一体に接合された複数のセグメントを含んでよい。
実施例では、内径は、外径よりも約０．２００インチ（５．８ｍｍ）を超えない大きさである。別の実施例では、内径は、外径よりも約０．１００インチ（２．５４ｍｍ）を超えない大きさである。
【００５５】
実施例では、第１のポリマー材料および／または第２のポリマー材料は、熱可塑性材料を含む。第１のポリマー材料および／または第２のポリマー材料は、熱硬化性材料を含む。実施例では、シェル本体は、円筒状部材を画定するよう積層された複数の層を含む。複数の層のうちの少なくとも１つは、複数のセル状の空洞を含んでよい。
【００５６】
本開示の別の実施例は、打楽器の組み立て方法を含む。該方法は、中心軸を有するポリマー製シェル本体のリム部分とテンションリングとの間にドラムヘッドを捕捉することを含む。捕捉する作業では、ドラムヘッドのビードがシェル本体のリム部分の外径を超えて延びる。方法はまた、リム部分との滑り嵌め係合によって、該外径よりも大きい内径を有するテンションリングを配置することを含む。次に、方法は、リム部分とテンションリングとの間に捕捉されたドラムヘッドに張力を与えるために、ポリマー製シェル本体とテンションリングとの間に延びる複数のテンション部材に張力をかけることを含む。テンションリングは、中心軸に平行な方向にリングの高さが増加した１つまたは複数の補強部分を含む。方法はまた、張力をかけることに応じてドラムヘッドの実質的に均一な張力を維持することを含む。
【００５７】
実施例では、方法はまた、複数のセグメントを一体に接合してシェル本体の円筒状部材を画定することによって、シェル本体を組み立てることを含む。別の実施例では、方法は、リム部分を円筒状部材の外周縁部分に接合することを含む。リム部分は、外周縁部分の周りに延びる連続構造であってよい。
【００５８】
実施例では、方法は、少なくとも１つのセグメントの成形型が少なくとも１つのセグメントに対する径方向に分離するように、複数のセグメントのうちの少なくとも１つを成形することを含む。別の実施例では、方法は、少なくとも１つのセグメントの成形型が少なくとも１つのセグメントに対する軸方向に分離するように、複数のセグメントのうちの少なくとも１つを成形することを含む。
【００５９】
実施例では、この方法は、ポリマー製シェル本体を形成するために材料の複数の層を積層することを含む。
本発明の別の実施例は、打楽器用のポリマー製テンションリングを含む。テンションリングは、中心軸の周りに延びる環状壁と、中心軸に対して径方向に延在しつつドラムヘッドのビードと接触可能に係合可能な捕捉面を含むフランジとを含む。テンションリングはまた、中心軸に平行な方向にリングの高さが増加した１つまたは複数の補強部分を含み、１つまたは複数の補強部分は、フランジの捕捉面の外側でフランジから延びる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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