JPH08254976A

JPH08254976A - 音板および音板打楽器

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Publication number: JPH08254976A
Application number: JP7056325A
Authority: JP
Inventors: Junji Fujii; 順治藤井
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-10-01
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: JP3503247B2

Abstract

(57)【要約】【目的】和音の協和性および音量感を向上させること
ができ、しかも優れた音程感を得ることができる音板お
よび音板打楽器を提供する。【構成】基本振動の節Ｑを含む部分と、この節Ｑを含
む部分よりも端部側の部分とに、肉厚方向へくぼむ凹部
Ｐａ，Ｐｂを設けることにより、基本振動、１次上振動
および２次上振動の振動数の比をほぼ１：２：４に調律
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マリンバ、ヴィブラ
フォンなどの音板打楽器およびその音板に係り、特に、
和音の協和性および音量感に優れ、かつ音程感の豊かな
音を発することができる音板打楽器用音板に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、木琴類のマリンバや鉄琴類のヴ
ィブラフォンなどの音板打楽器は、音板をマレットで叩
いて演奏するようになっている。これらは、音板の中央
よりも外側にある基本振動の節点を紐やフェルトなどで
支持することにより、マレットで叩かれた際に音板が振
動して所定の音が発生する。ここで、音板の振動には、
縦方向の振動、横方向の振動（撓み振動）、ねじ
れ振動があるが、音板打楽器では、音板の長手方向と直
交する２方向のうちマレットで叩く方向の振動である撓
み振動を主として考慮した設計や調律が行われる。

【０００３】図７は、音板の振動を説明するための図で
あって、叩かれた音板の振動を解析したものである。図
７においてｆ₀は音板の基本振動を示すもので、この基
本振動の振動音によりある音高の音を余韻に残すように
なっている。また、ｆ₁は音板の基本振動の１次上の振
動（以下、１次上振動とする）、ｆ₂は基本振動の２次
上の振動（以下、２次上振動とする）を示すもので、こ
れら上次の振動は音色や音程感に影響を及ぼす。なお、
以下の説明においては各振動をモードと称する。また、
３次上以上の振動については図示を省略してある。

【０００４】音板の横断面が一様である場合には、基本
振動を基準とする各モードの振動数は、１：２．７５
６：５．４０４：８．９３３……となり、上次のモード
の振動数は基本モードの振動数の整数倍とはならない。
このことは、音板打楽器が発生する音は完全な楽音では
ないことを表している。なお、楽音とは、そもそも音楽
に使用する音を意味するが、従来、物理学的には周期的
振動をする音とされていて、非楽音は周期的振動をしな
い音とされている。

【０００５】これに対して、たとえば弦楽器では、振動
体である弦の断面積を近似的にゼロとみなすことができ
るので、上次のモードの各振動数は、理論上は基本振動
の振動数のほぼ整数倍となる。また、管楽器において
は、基本モードの振動のみが存在する。そして、このよ
うな管楽器の弦楽器における上次モードに該当する振動
音は、振動体であるリードの基本モードの高振幅の非線
形性により高調波歪みとなって発生し音色を決定する要
素となる。故に、このリードの振動を豊かに発生させる
ために管楽器では、整数倍の共鳴ピッチ系をもつ直管を
接続したり、共鳴ピッチ系が整数倍近くになるようにテ
ーパ形状を工夫したテーパ管を接続している。このテー
パ管のテーパ形状を工夫することは、音板打楽器の音板
形状を工夫することで基本モードと上次のモードの振動
数の比を調律することに相当する。ただし、管は発音体
ではなく、共鳴要素であるので共鳴ピッチ系が正確に整
数倍にならなくても、レベルが低下した倍音が常に発生
する。故に、弦楽器や管楽器では基本振動と１次上振動
の純音間で１オクターブの差が生じ、１次上振動と２次
上振動の純音間で５度の差が生じる。このため、そのよ
うな楽器が発生する音は、その高さをはっきりと感じる
ことができる楽音となる（すなわち、harmonics系の振
動ピッチを有する音となる）。

【０００６】一方、和太鼓のような打楽器は、概して広
い周波数範囲にわたる複雑な構成の振動音から構成され
た音を発生する。このような楽器では、強い成分の存在
する周波数帯域の高低に応じて漠然とした音の高低感
（音程感）はあるが、弦、管楽器のように音の高さを正
確な音階として同定することはできない。このような打
楽器の音は、楽音と非楽音の中間に位置付けることがで
きる。また、ティンパニーのようにある程度の音程を有
する打楽器があるが、このような打楽器は、膜下にいわ
ゆるケトルを装着することにより、harmonics系の振動
ピッチに近付くように工夫がなされている。

【０００７】円形膜打楽器の振動モードは、図９に示す
ようなもので、ｎ，ｓはそれぞれ０〜∞まで存在する。
しかしながら、ティンパニーの中央を打撃しても鳴らな
いという事実より、経験的にもｎ＝０，ｓ＝０の振動モ
ードはケトルを装着すると殆ど発生しない事はよく知ら
れている。これは、振動の断面図が図１０の様であり、
振動の各瞬間においてケトルと膜とによって仕切られた
体積が一定ではなく、しかも、普通の太鼓のように膜の
下側が開放（あるいは開放に近い下側の膜付き）ではな
く、さらに、空気の排出、吸入が不可能で、振動により
空気を（局所的ではなく）平均的に圧縮しなければなら
ないからである。

【０００８】同様のことがｓ＝１以上の各振動モードで
もおこっており、それらの振動モードでは、計算上は、
各瞬間には体積が振動していないときと同じに見える。
これについては、図１１および図１２に示すｎ＝０，ｓ
＝１およびｎ＝０，ｓ＝２の場合を見れば分かる。これ
らの図に示すように、膜の変位による体積変化を中心よ
り膜の外端まで積分すると、膜の外端でゼロになってい
ない。これは、各瞬間において上記仕切られた体積が変
化することを意味する。その反面、ｓ＝０でｎ≧１の振
動モードは、図形的に明らかに各瞬間における変位の総
和による上記体積の変化は常にゼロであり、非常にバラ
ンスのよい安定した振動となる。このような理由で実際
的なティンパニーの振動モードは、ｓ＝０でｎ≧１のも
ののみである。ところが、この内で低い方から３つの振
動モードのｓ＝０でｎ＝１，ｎ＝２，ｎ＝３の場合の振
動数の比は、たまたま概略２：３：４となる。これがテ
ィンパニーの音が楽音的に聞こえる理由である。

【０００９】さて、マリンバやヴィブラフォンのような
音板打楽器は、従来より完全な楽音を発生するものでは
ないとされていたが、音の高低感をよりクリアに感じる
ことができる音程感のある音を発生させたいという要望
が近年高まりつつある。たとえば、前述の特開昭６０ー
１５９８９４号では、音板の断面形状を変化させること
によって、各モードにおける振動数を整数倍とした音板
が開示されている。また、図８（Ａ）および（Ｂ）は、
従来のマリンバ（ビブラフォンもほぼ同一形状）の音板
を示すもので、これらの図に示す音板Ｐは、その中央部
に薄肉部Ｐｔを形成することにより、各モードにおける
振動数ｆ₀：ｆ₁：ｆ₂が１：４：１０あるいは１：４：
９となるように調律されている。あるいは、図８（Ｃ）
および（Ｄ）は、従来のシロフォンの音板を示すもの
で、これらの図に示す音板Ｐは、その基本モードの節点
Ｑと中央部の間に薄肉部Ｐｔを２箇所形成することによ
り、各モードにおける振動数ｆ₀：ｆ₁：ｆ₂が１：３：
７となるように調律されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような音板にあっては、各モードにおける振動数の比が
大きいため、音の周波数スペクトルが疎となる。このた
め、単音では単純で澄んだ音に聞こえるが、協和性に欠
け、複音で演奏する場合に協和音なのか不協和音なのか
が非常に判りづらいという欠点があった。すなわち、上
記のように１次上モードが基本モードの３倍音または４
倍音を発する場合には、複音のうちの高い方の音の基本
振動音と低い方の音の１次上振動音との振動数の差が大
きすぎて、両者が干渉する場合が希となる。そして、和
音の協和性は、複数の音の要素が干渉して緩やかな唸り
を生じることにより得られるものであるから、上記のよ
うな音板では、和音の協和性が少なく、２つの音を同時
に鳴らしても協和音なのか不協和音なのか判然としない
全く無関係な２つの音に聞こえてしまうのである。

【００１１】さらに、上記のような音板では、振動のス
ペクトル密度が疎であるために、音量感に欠けるという
欠点もある。すなわち、音の大きさは音圧レベル（ｄ
Ｂ）で物理的に測定することができ、音圧レベルが大き
ければ大きな音に聞こえる。例えば、音さは、１つの振
動音である純音に近い音を発生するが、この音の大きさ
はほぼ単純にｄＢで表すことができる。そして、この音
さの音は、音圧の割には音量感に乏しいことが知られて
いる。一方、楽器の音は複数の純音からなる複合音であ
るから、１つの音に含まれる純音の多さも重要な音量感
のファクターである。よって、音の振動スペクトルが疎
であると、ある振動数の音の音圧レベルが高くて音を大
きく感じたとしても、聞き取れる純音の量が少ないため
に音量感には乏しいものとなってしまうのである。加え
て、音程感については、前記のような改良により若干の
向上は見られるものの、弦、管楽器ほどの音程感とはか
なりの隔たりがあった。

【００１２】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、和音の協和性および音量感に優れ、しか
も音程感に優れた音板および音板打楽器を提供すること
を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の音板
は、基本振動の節部が支持され、打撃されることにより
発音する音板打楽器用の音板であって、基本振動、基本
振動の１次以上の振動および基本振動の２次以上の振動
の振動数の比をほぼ１：２：４に調律したことを特徴と
している。

【００１４】請求項２に記載の音板は、基本振動の節部
が支持され、打撃されることにより発音する音板打楽器
用の音板であって、基本振動の節を含む部分と、この節
を含む部分よりも端部側の部分とに、肉厚方向へくぼむ
凹部を設けたことを特徴としている。

【００１５】請求項３に記載の音板打楽器は、複数の音
板を支持した音板打楽器であって、上記音板の基本振動
の節を含む部分と、この節を含む部分よりも端部側の部
分とに、肉厚方向へくぼむ凹部を設け、上記音板を、上
記基本振動の節の位置を支持部材に載置して支持したこ
とを特徴としている。

【００１６】

【作用】たとえば、４４０Ｈｚの「Ａ」の純音と８８０
Ｈｚの「Ａ」の純音を同時に聞くと、単に異なる２つの
音が鳴っているように聞こえる。つまり、これら２つの
音の間の協和性（オクターブ感）は少ない。しかしなが
ら、基本、１次上および２次上のモードの振動数の比が
ほぼ１：２：４であると、４４０Ｈｚの「Ａ」の音の１
次上モードの振動数と、８８０Ｈｚの「Ａ」の音の基本
モードの振動数とがほぼ一致する。また、４４０Ｈｚの
「Ａ」の音の２次上モードの振動数と、８８０Ｈｚの
「Ａ」の音の１次上モードの振動数もほぼ一致する。よ
って、これら２つの音を同時に発すると、振動数のほぼ
等しい音の要素どうしが互いに干渉し、緩やかな唸りを
発して音に協和性を感じることができる。これにより、
２つの音を同じ「Ａ」の音であると認識することができ
る。このように、オクターブが違っても聞き手に同じ音
であると認識させるから、「Ａ」の音を聞いたというイ
メージが強く印象に残る。

【００１７】また、４４０Ｈｚの「Ａ」の音の１次上モ
ードの音は、基本モードの１オクターブ高い「Ａ」の音
であり、２次上モードの音は、位相が一致した１オクタ
ーブさらに高い「Ａ」の音であるから、１つの音を鳴ら
した場合にも、「Ａ」の音を聞いたというイメージが強
く印象に残る。このように、請求項１に記載の音板によ
れば、ある音程の音を聞いたというイメージが強く印象
に残るので、優れた音程感を得ることができる。

【００１８】さらに、本発明では音の振動スペクトルが
密であるため、複数の音を発した場合に上記した緩やか
な唸りの発生頻度が高い。よって、和音を鳴らした場合
の協和性が良くなるのは勿論のこと、聞き取れる純音の
量が多いために音量感が豊かになる。

【００１９】上記のような音板は、その基本モードの節
を含む部分と、この節を含む部分よりも端部側の部分
に、肉厚方向へくぼむ凹部を設けることにより製造する
ことができる。前述のように、音板が直棒の場合には、
各モードの振動数の比（ｆ₀：ｆ₁：ｆ₃）は、１：２．
７６５：５．４０４となる。よって、この比を１：２：
４とするには、まずｆ₀をｆ₁，ｆ₂に対して相対的に上
げる必要がある。

【００２０】請求項２に記載の音板では、基本振動の節
を含む部分よりも端部側の部分に凹部を設けているた
め、その部分の質量が小さくなる。一方、音板の両端に
近付くほど振動の撓みによる曲げモーメントが小さくな
り、音板の両端においてゼロとなる。つまり、音板の両
端近傍はバネとしてあまり機能せず、振動の復元力にあ
まり寄与しない反面、それ自体の質量により振動ピッチ
を抑制する働きがある。よって、音板の両端近傍の質量
を小さくすることにより音板が振動し易くなる。これに
より、全てのモードにおける振動数が増加するが、図７
に示すように、１次上モード、２次上モードの節は、基
本モードの節よりも外側にあり、上次のモードの節が必
ず凹部よりも外側にあるとは限らない。故に、基本モー
ドが両端の軽量化の影響を最も大きく受け、その結果、
ｆ₀がｆ₁，ｆ₂に対して相対的に上がる。

【００２１】次に、１次上モードおよび２次上モードの
振動数の比を２：４にするには、直棒におけるｆ₁をｆ₂
に対して相対的に下げる必要がある（すなわち、直棒で
はｆ₁／ｆ₂＝０．５１）。請求項２に記載の音板では、
基本モードの節を含む部分に凹部を設けることにより、
その部分の質量を小さくしている。この部分では基本モ
ードの振幅がなく、しかも基本モードの振動の発生にバ
ネとして寄与することが少ないため、そこを薄肉化して
もｆ₀はあまり影響を受けない。しかしながら、基本モ
ードの節の位置は１次上モードおよび２次上モードの腹
（撓みの中央部分）に近いから、薄肉化によりその部分
のバネ力が弱くなると、１次上モードおよび２次上モー
ドの振動数が下がる。この場合において、節と節との間
隔がより広い１次上モードの方が２次上モードよりもバ
ネ力低下の影響を受けるため、ｆ₁がｆ₂に対して相対的
に上がることになる。

【００２２】以上により、請求項２に記載の音板にあっ
ては、直棒におけるｆ₀をｆ₁，ｆ₂に対して相対的に上
げ、かつ、直棒におけるｆ₁をｆ₂に対して相対的に下げ
るので、ｆ₀：ｆ₁：ｆ₂を１：２：４に設定して協和
性、音量感および音程感を向上させることができる。

【００２３】次に、請求項３に記載の音板打楽器にあっ
ては、上記のような音板を基本モードの節の位置で支持
部材に載置したものであるから、凹部を設けることによ
り薄肉化した位置での支持が可能となる。

【００２４】

【実施例】

（１）実施例の構成以下、図面を参照しながら本発明の第１実施例について
説明する。図１および図２において符号１は、実施例の
マリンバのフレームを構成する長枠であり、長枠１，…
は、図１中左右方向に伸びるように４本配置されてい
る。なお、互いに向かい合った長枠１，１どうしの間隔
は、図中右側へ向かうに従って狭くなる。演奏者から見
て手前側（図１中下側）の一対の長枠１，１の上面に
は、幹音側音板列１０Ａが配置されている。また、他の
一対の長枠１，１の上面には、派生音側音板列１０Ｂが
配置されている。幹音側音板列１０Ａは、長枠１，１の
上面に複数の音板Ｐ，…を配置して構成され、派生音側
音板列１０Ｂは、音板Ｐ，…を幹音側音板列１０Ａの音
板Ｐ，Ｐの中間に位置するように配置して構成されてい
る。

【００２５】音板Ｐは、図３に示すように矩形板状をな
しており、その表面は平坦に形成されている。音板Ｐの
裏面には、その基本モードの節Ｑに位置する第１凹部
（凹部）Ｐａが形成されている。また、音板Ｐの裏面の
節Ｑよりも端部側には、第２凹部（凹部）Ｐｂが形成さ
れている。さらに、音板Ｐの裏面の中央部には、第３凹
部Ｐｃが形成され、この第３凹部Ｐｃと第１凹部Ｐａの
中間部には第４凹部Ｐｄが形成されている。そして、こ
れら第１ないし第４凹部Ｐａ〜Ｐｄの形状を適宜選定す
ることにより、１次、２次および３次モードにおける振
動数の比が１：２：４に設定されている。このように構
成された音板Ｐは、以下のようにして長枠１，…に取り
付けられている。

【００２６】図に示すように、長枠１，…の上面にはピ
ン１１が立てられ、ピン１１の間に位置してフェルト枕
（支持部材）１２が取り付けられている。音板Ｐの第１
凹部Ｐａは、基本モードの節Ｑがピン１１の位置と一致
するようにフェルト枕１２の上面に載置されている。ま
た、ピン１１，…には、組紐１３が挿通され、音板Ｐ，
…が浮き上がらないように軽く押さえている。この構成
により、音板Ｐの図１中左右方向への移動がピン１１，
…によって規制され、音板Ｐの上方及び前後方向への移
動がフェルト枕１２および組紐１３で挟持されることに
より規制されている。

【００２７】次に、長枠１，１どうしの中間部には、一
対の共鳴パイプレール１５，１５が互いに平行に配置さ
れ、共鳴パイプレール１５，１５には、共鳴パイプ１６
がリベットによって固定されている。共鳴パイプ１５
は、各音板Ｐの下側に配置され、音板Ｐが叩かれて発す
る音を共鳴させる。

【００２８】（２）実施例の作用・効果音板Ｐの表面がマレット等で叩かれると、音板Ｐが振動
してその長さや厚さ等により決定される音程の音が発生
する。この場合において、基本、１次上および２次上モ
ードの振動数の比が１：２：４となるように音板Ｐが調
律されているので、各モードの音はオクターブ違いの音
となる。よって、音板Ｐを叩いたときに当該音板Ｐの音
程の音が強く印象に残るので、優れた音程感を得ること
ができる。また、上記構成のマリンバでは、音の振動ス
ペクトルが密であるため、複数の音を発した場合に緩や
かな唸りの発生頻度が高い。よって、和音を鳴らした場
合の協和性が良くなるのは勿論のこと、聞き取れる純音
の量が多いために音量感が豊かになる。

【００２９】（３）変更例上記実施例では、第１凹部Ｐａおよび第２凹部Ｐｂの他
に、第３凹部Ｐｃおよび第４凹部Ｐｄを音板Ｐに形成し
ているが、これら第３、第４凹部Ｐｃ，Ｐｄは、本発明
の課題を達成するためには必ずしも必要ではない。従来
の音板においてその中央部に凹部を形成しているのは、
基本モードの振動数を１次上モードおよび２次上モード
に対して相対的に下げて、所定の振動数比（例えば１：
４：１０）にするためである。本発明は、逆に基本モー
ドの振動数を相対的に上げるものであるが、実際の演奏
では音板Ｐの中央部を叩くことが多いため、その際の抵
抗感を少なくするとともに、基本モードの振幅を所定量
確保するために第３、第４凹部Ｐｃ，Ｐｄを形成してい
る。

【００３０】図４は音板Ｐのさらに他の変更例を示すも
のである。この図に示す音板Ｐは、第４凹部を形成する
代わりに第３凹部Ｐｃの長さを長くしたものである。ま
た、図５は、図３における第４凹部を形成しない音板Ｐ
の例を示すもので、これら音板Ｐ，Ｐにおいても上記実
施例と同等の効果を奏する。さらに、これまで説明した
音板Ｐは、図６（Ａ）に示すように、凹部Ｐａ〜Ｐｄと
音板Ｐの裏面との境界部にエッジＥが残されていたが、
同図（Ｂ）に示すように、エッジＥを円弧状に削って仕
上げの調律を行っても良い。また、凹部Ｐａ〜Ｐｄを機
械加工する際に、エッジＥを除去しても良い。このよう
に、エッジＥを円弧状に削ることにより、よりソフトな
音色とすることができる。

【００３１】本発明は上記のようなマリンバに限らず、
木琴類、鉄琴類などのあらゆる音板打楽器に適用するこ
とができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の音板およ
び音板打楽器においては、和音の協和性および音量感を
向上させることができ、しかも優れた音程感を得ること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のマリンバを示す斜視図であ
る。

【図２】図１の線II−II断面図である。

【図３】音板を示す図であって、（Ａ）はその裏面
図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。

【図４】音板の他の例を示す図であって、（Ａ）はそ
の裏面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。

【図５】音板のさらに他の例を示す図であって、
（Ａ）はその裏面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図
である。

【図６】（Ａ）はエッジを残した音板の側面図、
（Ｂ）はエッジを円弧状に除去した音板の側面図であ
る。

【図７】振動の各モードを示す線図である。

【図８】従来の音板を示す図であって、（Ａ）はその
側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は他の音板の側面図、
（Ｄ）はその正面図である。

【図９】ティンパニーの各振動モードを示す図であ
る。

【図１０】ティンパニーにおける膜の振動を説明する
ための線図である。

【図１１】ティンパニーにおける膜の振動を説明する
ための線図である。

【図１２】ティンパニーにおける膜の振動を説明する
ための線図である。

【符号の説明】

１２…フェルト枕（支持部材）、Ｐ…音板、Ｐａ…第１凹部（凹部）、Ｐｂ…第２凹部（凹部）、Ｑ…節。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基本振動の節部が支持され、打撃される
ことにより発音する音板打楽器用の音板であって、基本
振動、基本振動の１次上の振動および基本振動の２次上
の振動の振動数の比をほぼ１：２：４に調律したことを
特徴とする音板。
【請求項２】基本振動の節部が支持され、打撃される
ことにより発音する音板打楽器用の音板であって、基本
振動の節を含む部分と、この節を含む部分よりも端部側
の部分とに、肉厚方向へくぼむ凹部を設けたことを特徴
とする音板。
【請求項３】複数の音板を支持した音板打楽器であっ
て、上記音板の基本振動の節を含む部分と、この節を含
む部分よりも端部側の部分とに、肉厚方向へくぼむ凹部
を設け、上記音板を、上記基本振動の節の位置を支持部
材に載置して支持したことを特徴とする音板打楽器。