(57)【要約】【課題】本発明は、金属材料に近い打感が得られると共に振動減衰率が大きい打楽器用振動材料、電子シンバル及び打楽器用振動材料の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の打楽器用振動材料は、層状に配設したカーボン繊維と、このカーボン繊維に含浸した合成樹脂製マトリックスとを含むＣＦＲＰ層を少なくとも表層かつその表層の少なくとも一領域に備える。本発明の電子シンバルは、前記打楽器用振動材料と、この打楽器用振動材料の振動を検出するセンサーとを備える。本発明の打楽器用振動材料の製造方法は、カーボン繊維を層状に配設する工程と、前記カーボン繊維に熱硬化性樹脂組成物を含浸する工程と、前記カーボン繊維に熱硬化性樹脂組成物を含浸したものへの予備加圧によりシート状のプリプレグを形成する工程と、前記プリプレグを金型でプレス成形する工程とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状に配設したカーボン繊維と、このカーボン繊維に含浸した合成樹脂製マトリックスとを含むＣＦＲＰ層を少なくとも表層かつその表層の少なくとも一領域に備える打楽器用振動材料。
【請求項２】
前記カーボン繊維が、繊維方向が引き揃えられた平均繊維長５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の複数の短繊維束をそれらの繊維方向が略均等になるよう分散されてなる請求項１に記載の打楽器用振動材料。
【請求項３】
前記ＣＦＲＰ層におけるカーボン繊維の含有量が、３０質量％以上５０質量％以下である請求項１又は請求項２に記載の打楽器用振動材料。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３に記載の打楽器用振動材料と、この打楽器用振動材料の振動を検出するセンサーとを備える電子シンバル。
【請求項５】
カーボン繊維を層状に配設する工程と、
前記カーボン繊維に熱硬化性樹脂組成物を含浸する工程と、
前記カーボン繊維に熱硬化性樹脂組成物を含浸したものへの予備加圧によりシート状のプリプレグを形成する工程と、
前記プリプレグを金型でプレス成形する工程と
を備える打楽器用振動材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、打楽器用振動材料、電子シンバル及び打楽器用振動材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
打撃を受ける振動部材の振動をセンサーで検出し、このセンサーの検出値に基づいて電子音を生成する電子打楽器が市場に流通している。このような電子打楽器では、センサーで検出した振動部材の振動から、先の打撃による振動の成分と、後の打撃による振動の成分とを分離しなければ適切な電子音を生成することができない。このため、一般的に、電子打楽器用振動材料は、先の打撃による振動を後の打撃時までに可能な限り低減できるよう振動減衰率が大きいことが望ましい。
【０００３】
例えば、電子打楽器の一形態である電子シンバルとして、合成樹脂で形成される板状の本体と、この本体の上面及び外周部を覆い、被打撃面を形成するゴム板と、前記本体の下面に配設され、本体の振動を検出するセンサーとを備える電子シンバルが提案されている（特開平１０−２０７４５１号公報参照）。
【０００４】
前記公報に記載される従来の電子シンバルは、ゴム板により比較的大きな振動減衰率を有するが、このゴム板により被打撃面が形成されるため、金属製の一般的なシンバルとは、打感、つまり演奏者が演奏時に感じる手ごたえが異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２０７４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記不都合に鑑みて、本発明は、金属材料に近い打感が得られると共に振動減衰率が大きい打楽器用振動材料、電子シンバル及び打楽器用振動材料の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためになされた発明は、層状に配設したカーボン繊維と、このカーボン繊維に含浸した合成樹脂製マトリックスとを含むＣＦＲＰ層を少なくとも表層かつその表層の少なくとも一領域に備える打楽器用振動材料である。
【０００８】
当該打楽器用振動材料は、カーボン繊維に合成樹脂製マトリックスを含浸した炭素繊維強化プラスチックからなるＣＦＲＰ層を少なくとも表層かつその表層の少なくとも一領域に備えるので、ＣＦＲＰ層が硬質であり、このＣＦＲＰ層に起因して金属材料に近い打感が得られる。また、ＣＦＲＰ層はカーボン繊維により固有振動数が高くなるため、当該打楽器用振動材料は、振動減衰率が比較的大きい。
【０００９】
前記カーボン繊維が、繊維方向が引き揃えられた平均繊維長５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の複数の短繊維束をそれらの繊維方向が略均等になるよう分散されてなるとよい。このように、平均繊維長１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の複数の短繊維束を使用することにより、カーボン繊維の取り扱い及び合成樹脂製マトリックスの含浸を容易化でき、かつそれらの繊維方向が略均等になるよう分散することによって、ＣＦＲＰ層の等方性を向上させられる。
【００１０】
前記ＣＦＲＰ層におけるカーボン繊維の含有量としては、３０質量％以上５０質量％以下が好ましい。このように、ＣＦＲＰ層におけるカーボン繊維の含有量が前記範囲内であることによって、空隙ができないよう合成樹脂製マトリックスを含浸することができ、かつ高い剛性を得ることができる。
【００１１】
前記課題を解決するためになされた別の発明は、前記打楽器用振動材料と、この打楽器用振動材料の振動を検出するセンサーとを備える電子シンバルである。
【００１２】
当該電子シンバルは、前記打楽器用振動材料を備えるため、打感が通常の金属製シンバルに近く、かつ振動減衰率が大きい。
【００１３】
前記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、カーボン繊維を層状に配設する工程と、前記カーボン繊維に熱硬化性樹脂組成物を含浸する工程と、前記カーボン繊維に熱硬化性樹脂組成物を含浸したものへの予備加圧によりシート状のプリプレグを形成する工程と、前記プリプレグを金型でプレス成形する工程とを備える打楽器用振動材料の製造方法である。
【００１４】
当該製造方法によれば、硬質で金属材料に近い打感が得られると共に振動減衰率が大きい打楽器用振動材料を製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の打楽器用振動材料は、少なくとも表層かつその表層の少なくとも一領域の被打撃面を構成する領域に硬質のＣＦＲＰ層を備えるので、金属材料に近い打感が得られると共に振動減衰率が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態の打楽器用振動材料を示す模式的断面図である。
【図２】図１の打楽器用振動材料の製造方法を示す流れ図である。
【図３】本発明の図１とは異なる実施形態の打楽器用振動材料を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の図１及び図３とは異なる実施形態の打楽器用振動材料を示す模式的断面図である。
【図５】図４の打楽器用振動材料の模式的平面図である。
【図６】本発明の図１及び図３から図５とは異なる実施形態の打楽器用振動材料を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の図１及び図３から図６とは異なる実施形態の打楽器用振動材料を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の図１及び図３から図７とは異なる実施形態の打楽器用振動材料を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の一実施形態の電子シンバルを示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
【００１８】
［第一実施形態］
図１の打楽器用振動材料１は、層状に配設したカーボン繊維と、このカーボン繊維に含浸した合成樹脂製マトリックスとを含むＣＦＲＰ層２からなる板状の材料である。
【００１９】
＜カーボン繊維＞
カーボン繊維としては、繊維方向が引き揃えられた複数のフィラメントからなるカーボン繊維束を用いることができる。このカーボン繊維束は、短く切断された短繊維束とされることが好ましい。
【００２０】
このカーボン繊維束は、繊維方向が略均等になるよう分散されて層を形成することが好ましい。
【００２１】
カーボン繊維のフィラメントとしては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を原料とするＰＡＮ系カーボン繊維、ピッチを原料とするピッチ系カーボン繊維等が挙げられる。このようなカーボン繊維のフィラメントの太さとしては、例えば５μｍ以上１０μｍ以下とされる。このようなカーボン繊維束としては、例えば「パイロフィル」等が使用される。
【００２２】
前記カーボン繊維束のフィラメント数の下限としては、１Ｋ（１０００フィラメント）が好ましく、６Ｋ（６０００フィラメント）がより好ましい。一方、カーボン繊維束のフィラメント数の上限としては、４８Ｋ（４８０００フィラメント）が好ましく、２４Ｋ（２４０００フィラメント）がより好ましい。カーボン繊維束のフィラメント数が前記下限に満たない場合、製造工程でのカーボン繊維束の取り扱いが煩雑となるおそれや、カーボン繊維の層に合成樹脂製マトリックスを十分に含浸させることが容易ではなくなるおそれがある。また、カーボン繊維束のフィラメント数が前記上限を超える場合、カーボン繊維の隙間が大きくなり、ＣＦＲＰ層２の強度や硬さが不十分となるおそれがある。
【００２３】
また、カーボン繊維の短繊維束の平均繊維長の下限としては、５ｍｍが好ましく、８ｍｍがより好ましい。一方、カーボン繊維の短繊維束の平均繊維長の上限としては、５０ｍｍが好ましく、２８ｍｍがより好ましい。カーボン繊維の短繊維束の平均繊維長が前記下限に満たない場合、当該打楽器用振動材料１の強度や硬さが不十分となるおそれがある。また、カーボン繊維の短繊維束の平均繊維長が前記上限を超える場合、カーボン繊維の樹脂への分散性が悪くなると共に、ＣＦＲＰ層２ひいては当該打楽器用振動材料１を所望の形状に成形することが困難となるおそれがある。カーボン繊維の平均繊維長が長い場合は
意匠性にも影響を及ぼす。
【００２４】
ＣＦＲＰ層２におけるカーボン繊維の含有量の下限としては、３０質量％が好ましく、３５質量％がより好ましい。一方、ＣＦＲＰ層２におけるカーボン繊維の含有量の上限としては、５０質量％が好ましく、４５質量％がより好ましい。ＣＦＲＰ層２におけるカーボン繊維の含有量が前記下限に満たない場合、ＣＦＲＰ層２の強度や硬さが不十分となるおそれがある。また、ＣＦＲＰ層２におけるカーボン繊維の含有量が前記上限を超える場合、カーボン繊維の層全体に合成樹脂製マトリックスを含浸できず、ＣＦＲＰ層２の内部に空隙が生じるおそれや、ＣＦＲＰ層２の成形性が不十分となるおそれがある。
【００２５】
＜合成樹脂製マトリックス＞
ＣＦＲＰ層２の合成樹脂製マトリックスの主成分としては、熱可塑性樹脂でもよいが、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。ＣＦＲＰ層２の合成樹脂製マトリックスの主成分とされる熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂等が挙げられ、中でも不飽和ポリエステルが好ましい。なお、主成分とは、最も質量含有量の大きい成分を意味し、好ましくは５０質量％以上含まれる成分を意味する。
【００２６】
＜製造方法＞
打楽器用振動材料１は、図２に示すように、カーボン繊維束を切断して短繊維束を形成する工程（ステップＳ１）と、前記短繊維束を層状に配設してカーボン繊維の層を形成する工程（ステップＳ２）と、合成樹脂組成物（好ましくは熱硬化性樹脂組成物）を調製する工程（ステップＳ３）と、カーボン繊維束の層に合成樹脂組成物を塗布する工程（ステップＳ４）と、真空引きによりカーボン繊維束の層に合成樹脂組成物を含浸させる工程（ステップＳ５）と、この層状体を予備加圧する工程（ステップＳ６）と、この層状体を放置して増粘させる工程（ステップＳ７）と、この層状体を金型に合わせてトリミングする工程（ステップＳ８）と、この層状体を金型でプレス成形する工程（ステップＳ９）とを備える製造方法により製造することができる。
【００２７】
（短繊維束形成工程）
ステップＳ１の短繊維束形成工程では、カーボン繊維束を例えばグラスファイバーカッター等を用いて略一定の長さに切断し、上述のカーボン繊維の短繊維束を得る。
【００２８】
（カーボン繊維層形成工程）
ステップＳ２のカーボン繊維層形成工程では、離型フィルムの上にカーボン繊維の短繊維束を散布して、カーボン繊維を層状に配設する。ここでは、短繊維束の繊維方向が略均等になるよう、つまり繊維方向に偏りを生じないよう短繊維束を積層する。
【００２９】
短繊維束の具体的な積層方法としては、スリット状の開口を有するホッパーを用い、複数回に分けて異なる方向に短繊維束を散布する方法がある。詳しくは、スリットから排出される短繊維束の繊維方向がスリットに沿う方向に偏るようなホッパーを使用し、このホッパーをスリットに直交する方向に一定速度で移動させることによって、短繊維束がスリット方向に偏向した薄い層を形成することができる。このように形成される薄い層を繊維方向が異なるよう、向きを変えて重ねて形成することで、全体として繊維方向が略均等に短繊維束が分散されたカーボン繊維層を形成することができる。
【００３０】
また、このようにカーボン繊維の短繊維束を散布して層を形成する場合、カーボン繊維を形成しようとする領域が開口したマスキングシートを離型フィルムの上に配置しておき、カーボン繊維の短繊維束の層を形成した後、マスキングシートと共に余分なカーボン繊維の短繊維束を取り除くようにしてもよい。
【００３１】
このカーボン繊維層形成工程において形成されるカーボン繊維層の単位面積当たりの積層量の下限としては、０．０２ｇ／ｃｍ２が好ましく、０．０５ｇ／ｃｍ２がより好ましい。一方、カーボン繊維層の単位面積当たりの積層量の上限としては、０．５ｇ／ｃｍ２が好ましく、０．３ｇ／ｃｍ２がより好ましい。カーボン繊維層の単位面積当たりの積層量が前記下限に満たない場合、後述するステップＳ４の合成樹脂組成物塗布工程において合成樹脂組成物を均一に塗布することが困難となるおそれや、後述するステップＳ９のプレス成形工程において多数のプリプレグを使用する必要が生じて、当該打楽器用振動材料１の製造コストが過度に大きくなるおそれがある。また、カーボン繊維層の単位面積当たりの積層量が前記上限を超える場合、合成樹脂組成物を均等に含浸することが困難となるおそれがある。
【００３２】
（合成樹脂組成物調製工程）
ステップＳ３の合成樹脂組成物調製工程では、ＣＦＲＰ層２の合成樹脂製マトリックスを形成する合成樹脂組成物を調製する。合成樹脂組成物は、合成樹脂製マトリックスの主成分となる樹脂を構成するためのモノマー又はプレポリマーとその硬化剤とを含む。この合成樹脂組成物は、増粘剤をさらに含むことが好ましい。また、この合成樹脂組成物は、他の添加剤をさらに含んでもよい。この合成樹脂組成物調製工程では、これらの材料を混合することにより、合成樹脂組成物を調製する。
【００３３】
〈モノマー又はプレポリマー〉
合成樹脂組成物のモノマー又はプレポリマーとしては、例えばエポキシ系、ビニルエステル系、不飽和ポリエステル系、フェノール系等のものが使用され、不飽和ポリエステル系のモノマー又はプレポリマーが好適に使用される。また、前記モノマー又はプレポリマーは、一種を単独で使用してもよく、複数種を混合して使用してもよい。前記不飽和ポリエステル系のモノマーとしては、例えばスチレン型不飽和ポリエステル樹脂（例として、ＤＨマテリアル社の「サンドーマ  ＸＯ−ＰＳ−１２−６」）等が好適に使用される。
【００３４】
〈硬化剤〉
硬化剤としては、使用されるモノマー又はプレポリマーを重合して硬化させられるものが選択される。不飽和ポリエステル系のモノマー又はプレポリマーを用いる場合、例えばアルキルパーエステル類（例として、化薬アクゾ社の「トリゴノックス１２１−５０Ｅ」）等を用いることができる。
【００３５】
硬化剤の配合量としては、前記モノマー又はプレポリマー１００質量部に対して例えば１質量部以上３質量部以下とされる。
【００３６】
〈増粘剤〉
前記増粘剤は、カーボン繊維に合成樹脂組成物を含浸したプリプレグの状態での取り扱い性を向上するために配合される。不飽和ポリエステル系のモノマー又はプレポリマーを用いる場合の増粘剤としては、アルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物、例えば酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等を用いることができる。これら増粘剤は、不飽和ポリエステル末端基（カルボキシル基、水酸基）と反応してポリマーの分子量を増大させ、合成樹脂組成物を高粘度のパテ状又はゲル状にする。
【００３７】
増粘剤の配合量としては、前記モノマー又はプレポリマー１００質量部に対して例えば１質量部以上３質量部以下とされる。
【００３８】
増粘剤として酸化マグネシウム等を用いる場合、少量の水（精製水）を添加することによって、増粘剤の増粘作用を促進することができる。
【００３９】
水の配合量としては、例えば前記増粘剤の配合量の１０質量％以上５０質量％以下とされる。
【００４０】
（合成樹脂組成物塗布工程）
ステップＳ４の合成樹脂組成物塗布工程では、前記カーボン繊維層の表面に前記合成樹脂組成物を塗布する。このとき、カーボン繊維層の質量を測定し、塗布する合成樹脂組成物の質量を調節することによって、最終的に得られるＣＦＲＰ層２におけるカーボン繊維の含有割合を調整することができる。
【００４１】
カーボン繊維層の表面に合成樹脂組成物を均一に塗布した後、その上に離型フィルムを積層して、ローラー等を用いてカーボン繊維層の表面の合成樹脂組成物を均一化するとよい。
【００４２】
（合成樹脂組成物含浸工程）
ステップＳ５の合成樹脂組成物含浸工程で、真空含浸装置を用い、前記カーボン繊維層に合成樹脂組成物を塗布した層状体を真空引きすることによって、カーボン繊維層表面の合成樹脂組成物をカーボン繊維層内部に含浸させる。カーボン繊維層内部に合成樹脂組成物を十分に含浸させるために、一定の真空状態、例えばゲージ圧で−０．０２ＭＰａ以上−０．０１ＭＰａ以下の状態を一定時間、例えば２分以上保持することが好ましい。
【００４３】
（予備加圧工程）
ステップＳ６の予備加圧工程では、プレス機を用いて前記層状体を予備加圧することでシート状のプリプレグを形成する。この予備加圧において、前記層状体の平均厚さを予備加圧前の平均厚さの例えば約５０％以下になるまで減少させるよう圧延する。これにより、プリプレグが平坦で略均一な厚さを有するものとなり、後述するステップＳ９のプレス成形工程における成形性が向上する。
【００４４】
この予備加圧では数ＭＰａの圧力を加えたのち、プレス機から取り出す。具体的には２ＭＰａの圧力が加わったことが確認された場合に、予備加圧を終了する。また、一般に、２ＭＰａの圧力が印可されるまでには３分以上１０分以下程度の時間がかかる。
【００４５】
（増粘工程）
ステップＳ７の増粘工程では、例えば常温で２４時間以上放置することにより、増粘剤の作用によりプリプレグを増粘させてパテ状又はゲル状にする。また、必要に応じて、合成樹脂組成物をＢステージ状態にするために加熱してもよい。
【００４６】
（トリミング工程）
ステップＳ８のトリミング工程では、プリプレグを離型フィルムから剥離して、次のステップＳ９のプレス成形工程において使用する金型に合う形状となるよう外周部を切除するトリミングを行う。
【００４７】
（プレス成形工程）
ステップＳ９のプレス成形工程では、１又は複数のプリプレグを金型内に配置して加熱及び加圧することにより、プリプレグを金型の形状に合致させ、その合成樹脂組成物を硬化させることによってＣＦＲＰ層２からなる打楽器用振動材料１を形成する。
【００４８】
形成するＣＦＲＰ層２が厚さの異なる部分を有する場合、金型内のこの部分に相当する領域に配置するプリプレグの枚数を多くするとよい。つまり、金型の形状に合わせて、大きさや形状が異なる複数のプリプレグを積層して金型内に配置してもよい。
【００４９】
このプレス成形工程での加熱温度としては、例えば１３０℃以上１４０℃以下とされる。また、プレス成形工程でのプレス圧力としては、例えば５ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下とされる。また、プレス成形工程での加圧時間としては、例えば３０分以上とされる。
【００５０】
＜利点＞
当該打楽器用振動材料１は、カーボン繊維に合成樹脂製マトリックスを含浸した炭素繊維強化プラスチックからなるＣＦＲＰ層２により形成されているので、硬質であり、金属材料に近い打感が得られる。また、ＣＦＲＰ層２は固有振動数が大きいため、当該打楽器用振動材料は、振動減衰率が大きい。
【００５１】
当該打楽器用振動材料１は、少なくとも表面にカーボン繊維を含むＣＦＲＰ層２を備えるため、歪みや変形が生じ難く、かつ表面に割れが生じ難い。
【００５２】
また、当該打楽器用振動材料１では、繊維方向が略均等になるようカーボン繊維の短繊維束が分散されているので、等方性が大きい。
【００５３】
また、当該打楽器用振動材料の製造方法は、上述のように、カーボン繊維を層状に配設する工程（ステップＳ２）と、前記カーボン繊維に熱硬化性樹脂組成物を含浸する工程（ステップＳ４、Ｓ５）と、予備加圧によりシート状のプリプレグを形成する工程（ステップＳ６）と、プリプレグを金型でプレス成形する工程（ステップＳ９）とを備える。これにより、カーボン繊維に合成樹脂製マトリックスを含浸した炭素繊維強化プラスチックからなるＣＦＲＰ層２を形成することができ、このＣＦＲＰ層２が硬質であるために、当該打楽器用振動材料の製造方法により得られる打楽器用振動材料は、金属材料に近い打感が得られると共に振動減衰率が大きい。
【００５４】
［第二実施形態］
図３の打楽器用振動材料１ａは、板状に形成された部材であり、カーボン繊維とこのカーボン繊維に含浸した合成樹脂製マトリックスとを備えるＣＦＲＰ層２ａを表層に備え、ＣＦＲＰ層２ａと異なる材質からなるコア層３を内層に備える。
【００５５】
＜ＣＦＲＰ層＞
図２の打楽器用振動材料１ａのＣＦＲＰ層２ａは、図１の打楽器用振動材料１のＣＦＲＰ層２と、その形状が異なるだけであり、材質や製造方法等については同様であるため、重複する説明は省略する。
【００５６】
ＣＦＲＰ層２ａは、当該打楽器用振動材料１ａの少なくとも表層かつその表層の少なくとも一領域に配設される。つまり、ＣＦＲＰ層２ａは、当該打楽器用振動材料１ａの少なくとも被打撃面を含む領域に配設される。
【００５７】
＜コア層＞
コア層３は、打楽器用振動材料１ａの強度、振動特性、打感等を調整する目的で配設される。
【００５８】
当該打楽器用振動材料１ａが、電子打楽器用の振動材料である場合、コア層３として多孔性材料を用いることが好ましい。
【００５９】
コア層３として用いられる多孔性材料としては、例えば発泡樹脂材料、繊維織布、繊維不織シート等が挙げられる。前記発泡樹脂材料としては、硬質アクリル発泡体（例えば積水化成品工業社の「フォーマック」等）やスポンジ（ウレタンスポンジ等）が例示される。また、前記繊維織布としては、ポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）（例えば東洋紡社の「ザイロン」）製織布が例示される。また、前記繊維不織シートとしては、ポリフェニレンサルファイド製不織布やアラミド繊維性不織布が例示される。また、前記繊維織布及び繊維不織布の材料として木綿、麻、羊毛、木質繊維等の天然繊維を用いてもよい。
【００６０】
他にも、コア層３を構成する多孔質材料としては、炭素繊維の層に熱発泡性粒子を含有する合成樹脂組成物を含浸したプリプレグを熱プレスすることにより得られる発泡ＣＦＲＰを使用することができる。この発泡ＣＦＲＰを形成するためのプリプレグの炭素繊維及び合成樹脂組成物としては、ＣＦＲＰ層２ａを形成するための炭素繊維及び合成樹脂組成物と同様のものを用いることができる。前記熱発泡性粒子としては、熱プレスの温度等に応じて周知の熱発泡性粒子の中から適宜選択したものを用いることができる。熱発泡性粒子は、炭素繊維の層に含浸する前に合成樹脂組成物に混合されることが好ましい。このような発泡ＣＦＲＰを形成するためのプリプレグとしては、ＣＦＲＰ層２ａを形成するプリプレグの合成樹脂組成物中に周知の熱発泡性粒子を含有させたものを使用してもよい。
【００６１】
このように、コア層３を構成する多孔質材料として発泡ＣＦＲＰを使用する場合、ＣＦＲＰ層２ａを形成するための熱発泡性粒子を含有しないプリプレグと、発泡ＣＦＲＰを形成するための熱発泡性粒子を含有するプリプレグとを積層して金型内に配置し、これらを一体にプレス成形するとよい。これによって、ＣＦＲＰ層２ａを形成すると同時に、熱発泡性粒子を発泡させて多孔質化した発泡ＣＦＲＰからなるコア層３を形成し、容易に多孔質材料からなるコア層３を有する当該打楽器用振動材料１ａを製造することができる。
【００６２】
＜利点＞
当該打楽器用振動材料１ａは、コア層３としてこのような多孔性材料を使用することによって、金属材料に近い打感を有しながら、振動減衰率が大きく、木質材料に近い小さくて短い打撃音を発生する。このため、多孔性材料からなるコア層３を備える打楽器用振動材料１ａは、打撃音が小さい方が好ましい電子打楽器用の振動材料として好適である。
【００６３】
［第三実施形態］
図４及び図５の打楽器用振動材料１ｂは、板状に形成された部材であり、平面視で外周部にカーボン繊維とこのカーボン繊維に含浸した合成樹脂製マトリックスとを備える円環板状のＣＦＲＰ層２ｂと、平面視でＣＦＲＰ層２ｂの内側に配設され、ＣＦＲＰ層２ｂと異なる材質からなる円板状のコア層３ｂとを有する。この打楽器用振動材料１ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２ｂ及びコア層３ｂの表面は、いずれも被打撃面とすることができる。
【００６４】
＜ＣＦＲＰ層＞
図４及び図５の打楽器用振動材料１ｂのＣＦＲＰ層２ｂは、図１の打楽器用振動材料１のＣＦＲＰ層２と、その形状が異なるだけであり、材質や製造方法等については同様であるため、重複する説明は省略する。
【００６５】
＜コア層＞
図４及び図５の打楽器用振動材料１ｂのコア層３ｂを形成する材料としては、例えば樹脂、金属等が挙げられ、ＣＦＲＰ層２ｂとの振動特性の差異が大きい金属が好適に使用される。コア層３ｂのＣＦＲＰ層２ｂと接合される外周面は、ＣＦＲＰ層２ｂとの接着性を高めるために、例えば粗面化、プライマー処理等の下処理が施されてもよい。
【００６６】
＜利点＞
当該打楽器用振動材料１ｂは、ＣＦＲＰ層２ｂ及びコア層３ｂが打感及び振動特性が異なる被打撃面を提供する。このため、当該打楽器用振動材料１ｂを用いることにより、多様な音を出す電子打楽器を提供できる。
【００６７】
［第四実施形態］
図６の打楽器用振動材料１ｃは、板状に形成された部材であり、カーボン繊維とこのカーボン繊維に含浸した合成樹脂製マトリックスとを備え、表側中央部に円形の凹部が形成された円板状のＣＦＲＰ層２ｃと、ＣＦＲＰ層２ｃの前記凹部内に配設され、ＣＦＲＰ層２ｃと異なる材質からなる円板状のコア層３ｃとを有する。この打楽器用振動材料１ｃにおいて、ＣＦＲＰ層２ｃ及びコア層３ｃの表面はいずれも被打撃面とすることができる。
【００６８】
＜ＣＦＲＰ層＞
図６の打楽器用振動材料１ｃのＣＦＲＰ層２ｃは、図１の打楽器用振動材料１のＣＦＲＰ層２と、その形状が異なるだけであり、材質や製造方法等については同様であるため、重複する説明は省略する。
【００６９】
＜コア層＞
図６の打楽器用振動材料１ｃのコア層３ｃは、ＣＦＲＰ層２ｃと接合される裏面に、孔状又は溝状の凹部４が形成されている。このコア層３ｃを形成する材料としては、例えば樹脂、金属等が挙げられ、ＣＦＲＰ層２ｃとの振動特性の差異が大きい金属が好適に使用される。
【００７０】
＜利点＞
当該打楽器用振動材料１ｃは、ＣＦＲＰ層２ｃ及びコア層３ｃが互いに打感の異なる２種類の被打撃面を提供する。また、当該打楽器用振動材料１ｃでは、コア層３ｃの裏面に凹部４が形成されているため、プレス成形によりこの凹部４にＣＦＲＰ層２ｃの少なくとも合成樹脂製マトリックスが入り込んでＣＦＲＰ層２ｃとコア層３ｃとの接合強度を向上させる。
【００７１】
［第五実施形態］
図７の打楽器用振動材料１ｄは、板状に形成された部材であり、カーボン繊維とこのカーボン繊維に含浸した合成樹脂製マトリックスとを備える円板状のＣＦＲＰ層２ｄと、ＣＦＲＰ層２ｄと異なる材質からなり、平面視でＣＦＲＰ層２ｄの外周を取り囲む円環板状の外周部５及びＣＦＲＰ層２ｄの裏面に積層される円板状の薄板部６を有するシェル層３ｄとを有する。この打楽器用振動材料１ｄにおいて、ＣＦＲＰ層２ｄ及びシェル層３ｄの表面は、いずれも被打撃面とすることができる。
【００７２】
＜ＣＦＲＰ層＞
図７の打楽器用振動材料１ｄのＣＦＲＰ層２ｄは、図１の打楽器用振動材料１のＣＦＲＰ層２と、その形状が異なるだけであり、材質や製造方法等については同様であるため、重複する説明は省略する。
【００７３】
＜シェル層＞
図７の打楽器用振動材料１ｄのシェル層３ｄを形成する材料としては、例えば樹脂、金属等が挙げられ、ＣＦＲＰ層２ｄとの振動特性の差異が大きい金属が好適に使用される。
【００７４】
＜利点＞
当該打楽器用振動材料１ｄは、ＣＦＲＰ層２ｄ及びシェル層３ｄが打感が異なる２種類の被打撃面を提供する。また、当該打楽器用振動材料１ｄは、シェル層３ｄにＣＦＲＰ層２ｄが充填されていると考えることができる。つまり、ＣＦＲＰ層２ｄがシェル層３ｄの振動を抑制して素早く減衰させる機能を果たすので、当該打楽器用振動材料１ｄは、シェル層３ｄを従来の打楽器用振動材料と同様の金属材料で形成した場合に、シェル層３ｄによって違和感のない金属質な打感を提供しつつ、音量が小さくかつ減衰が早い打撃音を発する。
【００７５】
［第六実施形態］
図８の打楽器用振動材料１ｅは、板状に形成された部材であり、カーボン繊維とこのカーボン繊維に含浸した合成樹脂製マトリックスとを備える円板状のＣＦＲＰ層２ｅと、ＣＦＲＰ層２ｅと異なる材質からなり、平面視でＣＦＲＰ層２ｅの外周を取り囲む円環板状の外周部５ｅ及びＣＦＲＰ層２ｅの裏面に積層される円板状の薄板部６ｅを有するシェル層３ｅとを有する。この打楽器用振動材料１ｅにおいて、ＣＦＲＰ層２ｅ及びシェル層３ｅの表面は、いずれも被打撃面とすることができる。
【００７６】
＜ＣＦＲＰ層＞
図８の打楽器用振動材料１ｅのＣＦＲＰ層２ｅは、図１の打楽器用振動材料１のＣＦＲＰ層２と、その形状が異なるだけであり、材質や製造方法等については同様であるため、重複する説明は省略する。
【００７７】
＜シェル層＞
図８の打楽器用振動材料１ｅのシェル層３ｅは、ＣＦＲＰ層２ｅと接合される薄板部６ｅの表面側に、ピン状又は板状の突起７が形成されている。このシェル層３ｅを形成する材料としては、例えば樹脂、金属等が挙げられ、ＣＦＲＰ層２ｅとの振動特性の差異が大きい金属が好適に使用される。
【００７８】
＜利点＞
当該打楽器用振動材料１ｅは、ＣＦＲＰ層２ｅ及びシェル層３ｅが打感が異なる被打撃面を提供する。また、当該打楽器用振動材料１ｅでは、シェル層３ｅにより好ましい打感を提供しつつ、ＣＦＲＰ層２ｅによりシェル層３ｅの振動を抑制できる。また、当該打楽器用振動材料１ｅは、シェル層３ｅが突起７を有することにより、ＣＦＲＰ層２ｅとシェル層３ｅとの接合強度が高い。
【００７９】
［電子シンバル］
図９に示す電子シンバルは、図１の打楽器用振動材料１からなる薄い円盤状の振動板１１と、振動板１１の裏面に配設され、振動板１１の振動を検出するセンサー１２とを備える。
【００８０】
振動板１１は、中央にシャフト１３が貫通しており、このシャフト１３の座金１４上にフェルトワッシャ１５を介して載置され、フェルトワッシャ１６を介して蝶ナット１７により係止されている。
【００８１】
当該電子シンバルは、振動板１１がスティック等で打撃されると、この振動板１１の振動をセンサー１２が検出し、このセンサー１２の検出信号によって不図示の音源において電子音が生成される。
【００８２】
＜利点＞
当該電子シンバルは、振動板１１として打楽器用振動材料１を備えるので、この振動板１１の打感が金属製シンバルと近似している。このため、当該電子シンバルは、演奏者に違和感を抱かせない。
【００８３】
また、当該電子シンバルは、振動板１１として打楽器用振動材料１を備えるので、この振動板１１の振動減衰率が大きい。このため、当該電子シンバルは、センサー１２によって感度よくスティック等による振動板１１への打撃を検出することができ、適切な電子音を発生することができる。
【００８４】
さらに、当該電子シンバルは、振動板１１として打楽器用振動材料１を備えることによって、打撃音が小さいので、無音に近い演奏ができ、練習用に好適である。
【００８５】
［その他の実施形態］
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらはすべて本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【００８６】
当該打楽器用振動材料は、上述のような電子打楽器だけでなく、センサーを有せず、電子音を生成しない楽器にも適用できる。例えば、当該打楽器用振動材料は、打撃音が小さいことが要求される練習用打楽器の振動板を形成するために有効である。
【００８７】
また、図３の打楽器用振動材料において、コア層が露出してもよい。例えば、当該打楽器用振動材料裏面や、打楽器用振動材料表面の被打撃面とされない領域にコア層が露出してもよい。
【００８８】
コア層は、ＣＦＲＰ層を形成するためのプリプレグと積層して金型の中に配置することによってＣＦＲＰ層と一体化してもよく、金型成形した１又は複数のＣＦＲＰ層に接着剤によって接着してもよい。
【００８９】
コア層又はシェル層により被打撃面を提供する場合であっても、コア層又はシェル層が表出する領域は周方向に連続していなくてもよい。例えばＣＦＲＰ層が形成する被打撃面とコア層又はシェル層が形成する被打撃面とが平面視で放射状に区分されて配置されてもよい。
【００９０】
また、ＣＦＲＰ層とコア層又はシェル層との密着性を高めるための形状は、上述の凹部や突起に限られず、任意の凹凸形状とすることができる。
【００９１】
当該打楽器用振動材料は、カーボン繊維が一定方向に配向されていてもよく、カーボン繊維が長繊維であってもよい。
【００９２】
また、当該打楽器用振動材料は、図２の製造方法によって製造されるものに限定されない。例えば、短繊維束形成工程、予備加圧工程及びトリミング工程は省略してもよい。
【００９３】
また、当該打楽器用振動材料は、金型でプレス成形したものに限られず、プリプレグを焼成して形成してもよい。
【実施例】
【００９４】
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
【００９５】
前記実施形態に準じて、電子シンバル用振動材料を試作した。
【００９６】
先ず、市販の金属製シンバルの形状をトレースした金型を用意した。この金属製シンバルは、中央部での平均厚さが２ｍｍで外周部での平均厚さが１ｍｍであり、その質量が７７６ｇであった。
【００９７】
前記実施形態に準じ、短繊維束形成工程、カーボン繊維層形成工程、合成樹脂組成物調製工程、合成樹脂組成物塗布工程、合成樹脂組成物含浸工程、予備加圧工程、増粘工程、トリミング工程及び金型プレス形成工程を経て、前記金属製シンバルに近似する形状を有する電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１〜６を形成した。
【００９８】
短繊維束としては、三菱レイヨン社のカーボン繊維「パイロフィルＴＲ  ５０Ｓ１２Ｌ」（フィラメント数１２Ｋ、フィラメント径７μｍ、目付８００ｍｇ／ｍ）をグラスファイバーカッターを用いて１／２インチの長さに切断した。また、合成樹脂製マトリックスを形成する合成樹脂組成物としては、ＤＨマテリアル社の不飽和ポリエステル「サンドーマ  ＸＯ−ＰＳ−１２−６」を使用した。これらを用いて形成したプリプレグにおけるカーボン繊維の含有量は、３８質量％とした。
【００９９】
（電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１）
電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１は、平均厚さ１．４ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径２５０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径１２５ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径１００ｍｍの円形に切断したものとをこの順番に積層して金型内に配置することによって形成した。
【０１００】
（電子シンバル用振動材料Ｎｏ．２）
電子シンバル用振動材料Ｎｏ．２は、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ１ｍｍの発泡樹脂材料を直径２５０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径１００ｍｍの円形に切断したものとをこの順番に積層して金型内に配置することによって形成した。なお、前記発泡樹脂材料としては、積水化成品工業社の「フォーマック」（硬質アクリル発泡体）を使用した。
【０１０１】
（電子シンバル用振動材料Ｎｏ．３）
電子シンバル用振動材料Ｎｏ．３は、平均厚さ１ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．２５ｍｍの合成繊維織布を直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ１．４ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径１００ｍｍの円形に切断したものとをこの順番に積層して金型内に配置することによって形成した。なお、前記合成繊維織布としては、東洋紡社の「ザイロン」製織布「ＬＺＹ１６１３」を使用した。
【０１０２】
（電子シンバル用振動材料Ｎｏ．４）
電子シンバル用振動材料Ｎｏ．４は、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．２５ｍｍの合成繊維織布を直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径１００ｍｍの円形に切断したものとをこの順番に積層して金型内に配置することによって形成した。なお、前記合成繊維織布としては、東洋紡社の「ザイロン」製織布「ＬＺＹ１６１３」を使用した。
【０１０３】
（電子シンバル用振動材料Ｎｏ．５）
電子シンバル用振動材料Ｎｏ．５は、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ２３μｍの合成繊維不織シートを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径１００ｍｍの円形に切断したものとをこの順番に積層して金型内に配置することによって形成した。なお、前記合成繊維不織シートとしては、ＫＢセーレン社のポリフェニレンサルファイド製不織布「Ｇｒａｄｉｏ  ＰＰＳ１００」を使用した。
【０１０４】
（電子シンバル用振動材料Ｎｏ．６）
電子シンバル用振動材料Ｎｏ．６は、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ２３μｍの合成繊維不織シートを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ１．４ｍｍのプリプレグを直径３２０ｍｍの円形に切断したものと、平均厚さ０．７ｍｍのプリプレグを直径１００ｍｍの円形に切断したものとをこの順番に積層して金型内に配置することによって形成した。なお、前記合成繊維不織シートとしては、ＫＢセーレン社のポリフェニレンサルファイド製不織布「Ｇｒａｄｉｏ  ＰＰＳ１００」を使用した。
【０１０５】
前記電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１の質量は、２５１ｇであった。前記電子シンバル用振動材料Ｎｏ．２の質量は、４５８ｇであった。前記電子シンバル用振動材料Ｎｏ．３の質量は、３０４ｇであった。前記電子シンバル用振動材料Ｎｏ．４の質量は、２２２ｇであった。前記電子シンバル用振動材料Ｎｏ．５の質量は、２７４ｇであった。前記電子シンバル用振動材料Ｎｏ．６の質量は、２９５ｇであった。
【０１０６】
以上の電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１〜６を振動板として使用した電子シンバルは、金属材料に近い打感を有し、音が小さく振動が短時間で減衰した。これら電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１〜６の特徴をより詳しく説明すると、電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１は、打撃音が金属音であり、振動減衰率が大きかった。電子シンバル用振動材料Ｎｏ．２は、打撃音が木質音であり、電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１よりもさらに減衰率が大きかった。電子シンバル用振動材料Ｎｏ．３は、打撃音が電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１よりもさらに金属質であった。電子シンバル用振動材料Ｎｏ．４は、打撃音が電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１よりも低い金属音であった。電子シンバル用振動材料Ｎｏ．５は、打撃音が電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１よりもさらに金属質であった。電子シンバル用振動材料Ｎｏ．６も、打撃音が電子シンバル用振動材料Ｎｏ．１よりもさらに金属質であった。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、打楽器用振動材料として広く利用することができ、シンバルのように金属製振動板を有する楽器を代替する電子打楽器に好適に利用される。
【符号の説明】
【０１０８】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ  打楽器用振動材料
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ  ＣＦＲＰ層
３，３ｂ，３ｃ  コア層
３ｄ，３ｅ  シェル層
４  凹部
５，５ｅ  外周部
６，６ｅ  薄板部
７  突起
１１  振動板
１２  センサー
１３  シャフト
１４  座金
１５，１６  フェルトワッシャ
１７  蝶ナット
【図１】
2016051109.tif 000003
【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】
2016051109.tif 000009
【図８】
2016051109.tif 000010
【図９】
2016051109.tif 000011