楽器
【課題】 気柱共振の共鳴音を利用して独特な音色を発する楽器に更なる機能を付加する。
【解決手段】 単数、または平行もしくはこれに準じた形で配置される複数の共鳴管２と、該共鳴管２の内部の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように各共鳴管２内に所定量ずつ収められている液体３と、共鳴管２内の液体３に向けて共鳴音発生用流体４を噴出するノズル装置５と、共鳴管２の下側から香りを有する気体を供給して気泡７を発生させる芳香性気体供給装置６とを備える。共鳴管２の下側から供給される気体の気泡７が液体３の液面３ａで崩壊するタイミングと、共鳴音発生用流体４が液体３の液面３ａに衝突するタイミングの同期をとる制御装置を備えていることが好ましい。
【解決手段】 単数、または平行もしくはこれに準じた形で配置される複数の共鳴管２と、該共鳴管２の内部の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように各共鳴管２内に所定量ずつ収められている液体３と、共鳴管２内の液体３に向けて共鳴音発生用流体４を噴出するノズル装置５と、共鳴管２の下側から香りを有する気体を供給して気泡７を発生させる芳香性気体供給装置６とを備える。共鳴管２の下側から供給される気体の気泡７が液体３の液面３ａで崩壊するタイミングと、共鳴音発生用流体４が液体３の液面３ａに衝突するタイミングの同期をとる制御装置を備えていることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は楽器に関する。さらに詳述すると、本発明は共鳴管内の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように構成された楽器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプオルガンは、複数の共鳴管を用意して共鳴音が音階となるように気柱長さを設定しておき、演奏時には共鳴管に空気を送り込んで気柱共振を起こすようにした楽器のとしては例えばパイプオルガンがある。また、他にも、気柱共振による共鳴音を利用した楽器として、各共鳴管の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように液体を貯めた複数の共鳴管を用意しておき、この共鳴管中に共鳴音発生用の液体を垂らして気柱共振音を生じさせるようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４６０６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の水の楽器は共鳴管が立ち並び、各共鳴管に水滴を噴出ないしは垂下させることによって美しい音色を響かせるというものではあるが、これのみの構成にとどまらない斬新で新たな付加価値を提供しうる楽器があれば需要者の選択の幅も広がることになる。
【０００５】
本発明は、気柱共振の共鳴音を利用して独特な音色を発することに加えて更なる機能を付加した楽器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者はかかる付加機能の内容とそのための構成について検討した。従来の楽器によれば共鳴管に共鳴音発生用の液体を垂らすことによって共鳴音を生じさせ、美しい音色を奏でることができる。したがって、このような特有の作用効果を損なうことなく別の機能を付加しうる技術について検討し、新たな知見を得るに至った。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づくものであり、請求項１に記載の発明の楽器は、単数、または平行もしくはこれに準じた形で配置される複数の共鳴管と、該共鳴管内部の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように各共鳴管内に所定量ずつ収められている液体と、共鳴管内の液体に向けて共鳴音発生用流体を噴出するノズル装置と、共鳴管の下側から香りを有する気体を供給して気泡を発生させる芳香性気体供給装置とを備えるというものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の楽器において、共鳴管の下側から供給される気体の気泡が液体の液面で崩壊するタイミングと、共鳴音発生用流体が液体の液面に衝突するタイミングの同期をとる制御装置を備えているというものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の楽器において、液体を流動させて気泡群を生じさせる液体流動装置を備え、当該気泡群が崩壊することにより液体が流動していない場合とは異なった音質の音を発生させるというものである。
【００１０】
さらに請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかひとつに記載の楽器において、共鳴管は相対スライド可能な内管と外管とからなる二重構造であり、スライダおよび制御装置によって所定の気柱長さＬが得られるように内管と外管とを相対スライドさせることによって所定の音階の音を発生させるというものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の楽器によれば、共鳴音発生用流体を噴出して液面に衝突させることにより気泡を生じさせ、この気泡によって「ぽちゃん」というような音（本明細書ではこの音を「気泡音」と呼ぶ）が発生する。この気泡音は、共鳴管内で気柱共振を起こして大きな共鳴音を生じさせる。このようにして共鳴管から発せられる音は、基礎的な周波数の音（１次モード、ｍ１）と、その高調波音（例えば２次モード、ｍ２）と、気泡音とが入り交じった複雑で独特のものになる。また、水どうしが衝突して発生する音は静けさや心の安らぎを感じることができる癒しの効果を有するものであり、本発明に係る楽器は、このような安らぎのある音を利用することでこれと同様の効果を得ることができ、いわば水琴窟のようでもある。よって、単調な共鳴音を発するパイプオルガンとは異なり、音を聴くだけでも心地良くなれるような音楽を奏でることができる。
【００１２】
しかも、本発明に係る楽器は、水面下に沈んだ部分の共鳴管の下部から香りを伴う気泡を発生させる構成となっていることから、気泡が水面に到達して崩壊したとき、共鳴音が生じると同時に香りを放つことになる。したがってこの楽器は、美しい音色を奏でることができるという特有の作用効果を損なうことなく、これと同時に香りを放つこともできるという斬新で新たな付加価値を有するものである。この場合、香りを放つだけであれば種々の方法を採りうるが、本発明においては気泡の中に香りを閉じ込め、それを水面にて崩壊させるという点が特徴的であり、例えば個々の共鳴管に異なった香りを入れて放つことも可能である。
【００１３】
また、請求項２に記載の楽器によれば、水面にて気泡が崩壊する瞬間あるいはその前後に共鳴音発生用流体を当該気泡部分に衝突させることで通常とは異なる音色を生じさせることができる。また、音質が変わる上に香りも同時に放たれることになる。さらには、水面に気泡を形成しておいてそこに共鳴音発生用流体を勢いよく衝突させれば崩壊後の気泡の形や大きさが異なってくることになり、気泡から生じる音色が更に変わってくる。
【００１４】
請求項３に記載の楽器によれば、揺れた液体３の一部を例えば共鳴管など衝突させ、場合によっては水跳ねを生じさせ、これらによって気泡群を生じさせることが可能となる。これら気泡群は、崩壊する際、液体が静止していたときとは異なった音源を作り出し、異なる音質の音を発生させることが可能となる。
【００１５】
さらに、請求項４に記載の楽器ならば、少なくとも１本（１組）の共鳴管で構成することが可能となる。また、このように外管と内管とを組み合わせて構成した共鳴管を数本（数組）設ければ和音を奏でることも可能となる。さらには、気柱長さの異なる共鳴管を組み合わせれば音階を低周波数から高周波数の音域までさらに広げることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図５に本発明の一実施形態を示す。本発明にかかる楽器１は、単数、または平行もしくはこれに準じた形で配置される複数の共鳴管２と、該共鳴管２の内部の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように各共鳴管２内に所定量ずつ収められている液体３と、共鳴管２内の液体３に向けて共鳴音発生用流体４を噴出するノズル装置５と、共鳴管２の下側から香りを有する気体を供給して気泡７を発生させる芳香性気体供給装置６とを備えているものである（図１参照）。共鳴管２の下側から香りを有する気体が供給されることによって発生した気泡７は、液体３を上昇し、水面３ａに到達したとき崩壊することによって周囲に香りを放つ。
【００１８】
共鳴管２には上端と下端のそれぞれが開口している筒状の開管が利用されている（図１参照）。なお、図１等においては共鳴管２が開管であることを解りやすく示すため実際には図面上に表れる線を一部省略している（図１等参照）。また本実施形態における共鳴管２は、下端側の開口縁が外側に開いた裾広がりの形状となっており、芳香性気体が管内に導入されやすくなるようになっている（図１参照）。また、共鳴管２は複数の管が平行にまたはこれに準じた形で配置されることによって構成されている。ここでいう「平行に準じた形」というのは、厳密な意味では平行ではないが平行とほぼ同様の状態となっているものをいう。具体的には、管長および曲率の異なる複数の曲管を並べて配置したような場合が該当する。これら共鳴管２の本数に関しては、楽器１として必要とする音階の数と同数ということになる。また、これら共鳴管２としてガラス管やアクリル管を用いて透明ないしは半透明にすると、管内の気泡の動きおよび気泡が崩壊する様子を観察することが可能となり、視覚的にも楽しめる構造となる。さらに、共鳴管２ごとに異なったＬＥＤ等を取り付けて光らせると更に気泡の色も楽しめるようになる。
【００１９】
これら複数の共鳴管２の内部には液体３が収められた状態となっている。例えば本実施形態の場合であれば、容器１５に液体（例えば水）３を張っておき、この液体３に共鳴管２の下部の一部を浸漬させた状態で保持している（図１参照）。こうした場合の各共鳴管２は、その下部側の一部に液体３が収まった状態となっている。また、この場合は液面から各共鳴管２の上部開口端までの気柱の長さＬｋ（ｋ＝１，２，３，…，ｎ）によって共鳴音つまり音階が定まることになるから、各共鳴管２は所望の気柱長さＬｋが得られる高さに配置されている。したがって、この共鳴管２中の液面３ａに共鳴音発生用流体４が衝突すると各音階の音（共鳴音）が発生することになる。
【００２０】
ここで、気柱共振を利用した共鳴音の周波数を数式で表すと次の数式１のようになる。
［数１］
ｆ＝ｍ・ａ０／（４・（Ｌ＋ΔＬ））
但し、ｍ＝１，３，５，… ：モード数
ａ０＝３４０（ｍ／ｓ） ：音速
Ｌ：気柱長さ
ΔＬ＝０．６×（ｄ２／２）
ｄ２：共鳴管２の内径
【００２１】
すなわち、気柱長さＬを変更することにより共鳴音の周波数ｆを調整することができる。このため、共鳴管２内の液体３の液位を相対的に変更すれば楽器１から発せられる音の高さを調整でき、例えばパイプオルガンのように共鳴管の固定された底部を移動させる必要はない。したがって気柱長さＬないしは音階高さの調整作業が比較的容易である。しかも、気柱長さＬを数値計算で容易に求めることができるので設計が容易になるという利点もある。
【００２２】
なお、特に図示していないが、各共鳴管２の背面側には音響反射板が設置されている。この音響反射板は、各共鳴管２から背面側に発生する共鳴音を正面側に反射させるものであり、これによって楽器１の正面側に大きな音を発生させることができるようになる。
【００２３】
ノズル装置５は、共鳴管２内の液面に向けて共鳴音発生用流体（以下、「ジェット水」ともいう）４を噴出するノズル５ａと、このノズル５ａを開閉する電磁弁５ｂ等によって構成されている（図１参照）。電磁弁５ｂは電子制御可能なバルブで、いずれかの電磁弁５ｂを選択して開閉することにより対応する共鳴管２にジェット水４を噴出して共鳴音を生じさせることができるようになっている。このような電子制御可能なバルブを利用した場合には、例えばコンピュータやシーケンサ回路等を用いて自動演奏を行うことも可能となる。また、特に図示していないが、このノズル装置５の他、ジェット水４を貯めるタンク、このタンクに水（ジェット水）を供給する給水管、タンクの貯水量が一定量を越えた場合のその分を排水するための排水管などが併せて設けられている。このようなノズル装置５は、各共鳴管２毎に一対一で設置されている（図１参照）。以上のようなノズル装置５には、ノズル５ａの先端から滴を自然落下させる（滴下させる）装置も含まれるが、本実施形態では電磁弁５ｂに接続された図示しないポンプ装置を利用し、ジェット水４を高圧噴出するようにしている。この場合、ポンプの圧力を調整することにことによりジェット水４の速度を変えて発生する音の強弱を変えることができる。
【００２４】
各ノズル５ａの開放時間は、発生させる共鳴音の長さに応じ、また音の強さなど他の要素も加味して適宜変えることができる。例えば、短い共鳴音を発生させる場合にはこの開放時間を一例として０．５秒ないし１秒程度の短い間隔に設定すればよく、この場合のジェット水４は滴のような状態で噴出されることになる。また、長い共鳴音を発生させる場合には開放時間をもっと長くすればよく、この場合のジェット水４は液流のような状態で噴出されることになる。
【００２５】
芳香性気体供給装置６は、共鳴管２の下部開口端側から香りを有する気体（以下「香気」とも表現し、図１中においては符号１１で表す）を供給して気泡７を発生させるために設置されている装置であり、例えば本実施形態の装置は、空気１２を供給するノズル１０と、香気１１を供給して空気１２に香りを付加するための香り供給管１３と、香気１１が混合した空気１２を送り出す空気管８と、この空気管８から送り出された空気１２および香気１１を気泡７の状態で共鳴管２の下側開口端に導く供給管９と、ノズル１０および供給管９の間に設置された空気弁１４とを備えた構成となっている（図１参照）。また、特に図示していないがこのような構成の他にも送風機あるいは圧縮機を備えている。
【００２６】
ここで芳香性気体供給装置６による動作について説明すると、まず送風機あるいは圧縮機を利用して空気１２をノズル１０へと供給し、このノズル１０から空気管８へと空気１２を送り込むようにする。この際、ジェット水４のような流れが形成されることにより空気管８の内部が負圧となり、香り供給管１３の開口部から香気１１がジェット水４の周囲の負圧によって吸い込まれるようになり、空気１２とこの香気１１とが混合する（図１参照）。この際、空気弁１４を開いておけば香気１１が混合したこの空気１２を連続的に供給管９側へと送り込むことができるし、空気弁１４を適宜開閉することによって気泡７の供給量や供給タイミングを制御することもできる。空気弁１４を通過した後、香気１１が混合した空気１２は液体（水）３で満たされた供給管９に送られ、ここで気泡７を形成する。当然、この気泡７中には香気（香り）も封じ込められた状態となっている。気泡７は浮力により上昇し、供給管９を出て共鳴管２に入り、水面３ａで崩壊する。この時、水面３ａ上に香気（香り）１１が放たれる。
【００２７】
なお、本実施形態では上述したようにジェット水４の周囲の負圧を利用して空気１２と香気１１とを混合する構造としたがこれは一例に過ぎず、この他にも、例えばベンチュリー管の喉部での負圧を利用して混合させる等の構成としてもよい。あるいは、香り供給管１３で香気１１を供給する代わり、空気１２の流路のいずれかに香気１１を発する芳香性物質（香料）を設置しておき、ここに空気１２を流して芳香性の気体となるような構成としてもよい。あるいは、遅くとも共鳴管２に供給される時点で香りを有していればいいという考え方からすれば、あらかじめ香りが付されている芳香性の気体をそのまま利用しても構わない。
【００２８】
以上のような構成の楽器１においては、もちろん、空気１２および香気１１を送らない状態で、つまり気泡７を生じさせない状態で動作させることもできる。この場合には、ジェット水４が液面３ａに衝突して気泡７ができ、「ぽちゃん」という気泡音が発生し、この気泡音が共鳴管２内で気柱共振を起こして共鳴音を発する。一方で、空気１２および香気１１を送り込みながらジェット水４を衝突させるようにした場合にはこれとは異なった気泡群が形成され、上記の場合とは異なった共鳴音が得られるようになる。さらにこの場合には、気泡７の崩壊とジェット水４の噴出との同期をとることも好ましい。より具体的には、水面３ａにて気泡７が崩壊する瞬間あるいはその前後にジェット水４を当該気泡部分に衝突させることで通常とは異なる音色を生じさせることができる。また、音質が変わる上に香りも同時に放たれることになる。さらには、水面３ａに気泡７を形成しておいてそこにジェット水４を勢いよく衝突させれば崩壊後の気泡７の形や大きさが異なってくることになり、気泡７から生じる音色が更に変わってくることになる。以上のように、気泡７の崩壊とジェット水４の噴出との同期をとった場合にはそれ以外の場合と異なる音色を生じさせることができ、例えば、楽器１の動作途中で意図的に音色を変えることも可能となる。
【００２９】
ここで、気泡７の崩壊とジェット水４の噴出との同期をとる手法の一例としてはセンサによるセンシングを挙げることができる。具体的には、例えば共鳴管２の出口（上側開口端）付近に圧力センサ（図示省略）を設置しておき、共鳴管２に気泡７を生じさせたときこの圧力センサで感知して信号をフィードバックする。この信号に基づき、気泡７が液面３ａに達する時間を考慮して電磁弁５ｂおよび空気弁１４を開放することによりジェット水４を制御する。
【００３０】
あるいはフィードバック以外の制御とすることもできる。例えば、空気弁１４を開放してから気泡７が水面３ａに到達するまでの時間、およびノズル５ａで噴出したジェット水４が水面３ａに到達するまでの時間をデータとして事前に用意しておき、このデータに基づき電磁弁５ｂおよび空気弁１４を動作させるというようなプログラム制御あるいはこれに基づくシーケンス制御を行うことも可能である。このように気泡７が発生してから崩壊するまでに要する時間と、ジェット水４が水面３ａに到達するまでの時間を事前に求めておけば、電磁弁５ｂと空気弁１４の一方を開放した後、所定時間遅らせてもう一方の弁を開放すれば水面３ａ付近で気泡７とジェット水４との同期をとることができる。この場合、気泡７は必ずしも厳密に水面３ａに到達している必要はなく、例えば水面３ａ付近にありさえすれば上部からジェット水４が衝突することによって崩壊し、音と香りを放つことができる。また、この場合には、
・供給管９の管長を短くする
・供給管９の上部開口端から水面３ａまでの距離を短くする（例えば数ｍｍ〜数ｃｍ程度）
・供給管９の上部開口端と共鳴管２との間隔を狭める
等の条件をできるだけ採り入れることが好ましい。これらの条件を満たすようにすれば気泡７が発生してから水面３ａに到達するまでの時間にばらつきが少なくなり、同期をとりやすくなる。また、空気の圧力が変わると気泡７の上昇スピードも変わるので、気泡７を発生させる供給管９の圧力を一定に保つようにする。
【００３１】
以上のように、異なる長さの共鳴管２を複数本設け、尚かつ各共鳴管２と対となるノズル装置５を共鳴管２と同数だけ設けてジェット水４の噴出をコンピュータやシーケンサ等で制御することにより、希望する音楽を演奏することが可能となる。このとき、共鳴管２から周囲に響く音は、水面３ａにて発生するジェット水４の衝突音、あるいは気泡７により発生する気泡音を音源とするものであり、これらの音が共鳴管２内で気柱共振を起こして大きな共鳴音を発する。
【００３２】
また、この共鳴音の音質と音階は共鳴管２中の水面３ａから上部開口端までの距離すなわち気柱長さＬｋに影響を受ける。あるいは、気柱長さＬｋは変えることなく水中に浸されている管の長さを徐々に長くしても音質と音階を変えることができる。水中に浸されている管長によって気泡７の形成ないし上昇の様子が変わるためであり、例えばこの管長を長くすると音圧スペクトルのピークが低周波数側にシフトして音色が低くなる。
【００３３】
ここで、水面から上部がなく水面下のみに配置された共鳴管２に液を落下させた場合の様子を参考までに簡単に説明しておく（図２〜図５参照）。水面３ａ下の管長さが長くなるにつれ、ジェット水４の衝突時にできる凹状の気柱部（凹部の底部分３ｃから頂上部３ｂまでの部分）の高さが高くなる（図３参照）。ここで気柱部における音質を近似的に考える手法の一つとして、ジェット水４の衝突時にできる気柱部を円柱形状に置き換えるというものがある（図４参照）。例えば、ジェット水４の通過領域を底面積とし、尚かつ上述した底部分３ｃから頂上部３ｂまでの高さを高さとした円柱に近似して音質を考えることができる（図５参照）。この場合、ジェット水４の最大直径と円柱直径とがほぼ一致することになる。発生音源の音は、気泡の振動のみならず、この気柱長さによっても左右される。この場合、気柱長さが長くなるにつれてこの音源から発生する音は低周波数側にシフトすることになる。ただし、水面下の長さが３０ｍｍを超えると音のシフトはない。すなわち、水中長さが３０ｍｍ以下の範囲内に限って長さが長くなるとともに音色が低くなる。これら水面下の管に水面上の共鳴部を取り付けると、共鳴周波数は水面から共鳴管２の開口端部までの長さ（気柱長さＬｋ）に依存することになるので、発生する音の共鳴周波数に変わりはないが、音源の音が変わるので全体的な音圧レベルにわずかに影響を及ぼすことになる。
【００３４】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態においては、複数の共鳴管２のそれぞれに供給管９を配するという構成としたが、これは好適な一例であって他の態様、例えば横向きに配置した１本の供給管９によって空気１２や香気１１を供給することも可能である。すなわち、図６に示すように、共鳴管２の下部開口端に対応して複数の空気孔９ａを設けた横向きの供給管９を利用すれば、単一の供給管９によって空気１２と香気１１を同時に供給することができる（図６参照）。あるいは、共鳴管２の下部開口端に対応する位置以外にも空気孔９ａを設けることができる。こうした場合、気泡７の崩壊・振動によるブクブク音が聞こえるようになり、これらブクブク音と、ジェット水４が液面３ａに到達したときに発生する共鳴音とが一緒に聞こえるように融合させることが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態では蓋のない開放容器１５に複数本の共鳴管２を配置して楽器１を構成したが、蓋付きの密閉容器１５’を利用することもできる（図７参照）。こうした場合、液体３が揺れるといった影響を受けにくいという利点がある。この場合、共鳴管２の管長のうち液体３に沈んでいる部分の長さＡは０ｍｍ（Ａ＝０）でもかまわない。また、図示するように容器１５’の側面に設けられた連通管１６およびこの連通管１６の上部に設けられた液体３の貯液部１７を利用すれば、貯液部１７内の貯液量を変えることによって各共鳴管２内における液面３ａの液位を変えることができる。
【００３６】
また、共鳴管２の下部から香りを有する気体を供給するにあたり、上述した実施形態においては香気１１と空気１２を混合して供給することとしていたが、これも好適な実施の一例に過ぎない。上述のようにあらかじめ香りが付加された気体を供給してもよい。また、空気１２以外の気体を利用してもよい。例えば、気体に希ガス等を利用することによって空気１２の場合とは異なる周波数の音色を生じさせることも可能となる。
【００３７】
また、ここまでは共鳴管２を直立させた構成の楽器１について説明してきたが、このように直立した場合に限られることはなく、例えば鉛直軸に対して角度θだけ傾斜させることもできる（図８参照）。こうした場合、ノズル装置５によるジェット水４の噴出速度、噴出角度、噴出位置、さらに気柱長さＬなどは少なくとも噴出されたジェット水４が液面３ａに到達できるように設定されている必要がある（図８参照）。ジェット水４が液面３ａに到達した場合、共鳴管２の気柱長さＬに応じた周波数の共鳴音が発生する。なお、このような楽器１においてはジェット水４が水面３ａに斜めに衝突しているので、鉛直に衝突する場合と比べると音源の音（音圧スペクトル）が変わる。すなわち、共鳴管２の出口から放射される音は音源の音と共鳴管２の共鳴音に左右されるので、共鳴管２の出口から放射される音圧スペクトルが変化することになる。
【００３８】
あるいは、図８に示したような傾斜した直管以外として、曲管を共鳴管２として利用することもできる（図９参照）。具体例を挙げると、例えばビニールチューブ等を利用してこのような曲管を構成してもよい。この場合にも、ノズル装置５によるジェット水４の噴出速度、噴出角度、噴出位置、さらに気柱長さＬなどは少なくとも噴出されたジェット水４が液面３ａに到達できるように設定されている必要があることは上述の場合と同様である（図９参照）。つまり、ジェット水４の軌跡が共鳴管２の内面に接触しないようになっている必要がある。このような楽器１においては共鳴管２の形状に合わせてジェット水４が斜めに飛ぶことになり、あたかも噴水が上がっているような雰囲気をかもし出ことができる。特に、図１０に示すように複数の曲管で共鳴管２を構成した場合にはさらに雰囲気作りしやすい構成となる。なお、複数の曲管群を利用する場合において複数の音階を生じさせるには、各々の共鳴管２の長さ（気柱長さＬ）を異ならせる必要が生じる。この場合の一例としては、各曲管の曲率を異ならせることによって気柱長さＬを異ならせることが考えられる。こうした場合、各曲管は平行あるいはこれに準じた形で配置されることになる（図１０参照）。
【００３９】
また、ここまで説明した実施形態では、共鳴管２から生じる共鳴音の音色を変化させる手法として気泡７の崩壊とジェット水４の噴出との同期をとる場合について説明したが、音色を変化させる手法はこれには限られない。一例として、液体３を流動させることによって音色を変化させるという手法も採用可能である。これは、液体３を流動することにより揺れた液体３の一部が共鳴管２に衝突することになり、あるいは別個に設けられた障害物（例えば石や突起など）に衝突することになり、場合によってはさらに水跳ねが生じ、これらによって生じる気泡群が崩壊することにより、液体３が静止していたときの音源とは異なった音源が作り出されることになる。この場合、液面３ａが揺れることによって液位が変化するが、共鳴管２の内部まで大きな影響を受けることはなく、共鳴管２内の液面が大きく変化するようなことはない。このような楽器１においては、上述した楽器１とは異なる音質の音が発生することになる。本実施形態では特に図示していないが、このように流体３を流動させるための装置としてはモータを駆動源として液体３を周期的に揺らす波動装置等が考えられる。
【００４０】
さらには、気柱長さＬが可変の共鳴管２によって楽器１を構成することもできる。図１１にその一例を示す。ここに示す共鳴管２は外管２ａと内管２ｂとが相対スライド可能な二重管構造であり、管長を自在に変化させることによって気柱長さＬを変えることができるというものである。例えば図１１においては固定的な内管２ｂに対し外管２ａを上下にスライドさせる構造としている。具体的には、この外管２ａの外周には突起１８が設けられ、この突起１８に環状や矩形状など、スライド軸２０の形状に合わせて形成されたスライダ１９が設けられている。スライド軸２０は、共鳴管２の中心軸と平行（この実施形態であれば鉛直）に設置されている。ここでは特に図示していないが、スライダ１９には駆動源であるモータおよびコンピュータが接続され、高速移動が可能なリニアスライダを構成している。外管２ａの下端付近には両管２ａ，２ｂ間の隙間を塞ぐシール２１が設けられている。
【００４１】
このような楽器１の動作について簡単に説明すると、コンピュータから送られた信号が電磁弁５ｂ、空気弁１４、モータ（図示省略）に送信される。これに応じてノズル５ａがジェット水４を噴出し、その瞬間にモータも作動して外管２ａを所定の音階を発する所定位置までスライドさせる。ちなみに、コンピュータからモータヘの信号は電磁弁５ｂへの信号と同時にあるいはそれより若干早く送られる。また、次の音階に対応した信号が続けざまに送信され、これに対応して電磁弁５ｂ、空気弁１４、モータが引き続き動作する。以上の動作を繰り返して音楽が奏でられる。
【００４２】
以上のような可動式の楽器１によれば共鳴管２が１本で済むという利点がある。すなわち、非可動式の楽器１においては例えば１オクターブの音階（半音を含む）を発生させるには少なくとも１３本の共鳴管２を要していたが、上述のように外管２ａをスライドさせるだけで１本（１組）の管で足りるようになる。また、このように外管２ａと内管２ｂとを組み合わせて構成した共鳴管２を数本（数組）設ければ和音を奏でることも可能となる。さらには、気柱長さＬの異なる共鳴管２を組み合わせれば、音階を低周波数から高周波数の音域までさらに広げることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明にかかる楽器の一実施形態を示す図であり、正面からみた場合の構成の概略を表したものである。
【図２】水面から上部がなく水面下のみに配置された共鳴管内にジェット水が衝突する瞬間の様子を示す図である。
【図３】ジェット水の衝突時にできる凹状の気柱部の形状を示す図である。
【図４】ジェット水の衝突時にできる気柱部を円柱形状に置き換える考え方を示す図である。
【図５】近似された円柱の直径と高さを示す図である。
【図６】共鳴管に対して横向きの供給管を利用する構成とした楽器の構成を示す図である。
【図７】蓋付きの密閉容器を利用した楽器の構成を示す図である。
【図８】鉛直軸に対して共鳴管を傾斜させた楽器の構成を示す図である。
【図９】曲管を共鳴管として利用した楽器の構成を示す図である。
【図１０】複数の曲管で共鳴管を構成した楽器の構成を示す図である。
【図１１】外管と内管とが相対スライド可能な二重管構造の楽器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 楽器
２ 共鳴管
２ａ 外管
２ｂ 内管
３ 液体
４ ジェット水（共鳴音発生用流体）
５ ノズル装置
６ 芳香性気体供給装置
７ 気泡
Ｌ 気柱長さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は楽器に関する。さらに詳述すると、本発明は共鳴管内の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように構成された楽器の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプオルガンは、複数の共鳴管を用意して共鳴音が音階となるように気柱長さを設定しておき、演奏時には共鳴管に空気を送り込んで気柱共振を起こすようにした楽器のとしては例えばパイプオルガンがある。また、他にも、気柱共振による共鳴音を利用した楽器として、各共鳴管の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように液体を貯めた複数の共鳴管を用意しておき、この共鳴管中に共鳴音発生用の液体を垂らして気柱共振音を生じさせるようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４６０６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の水の楽器は共鳴管が立ち並び、各共鳴管に水滴を噴出ないしは垂下させることによって美しい音色を響かせるというものではあるが、これのみの構成にとどまらない斬新で新たな付加価値を提供しうる楽器があれば需要者の選択の幅も広がることになる。
【０００５】
本発明は、気柱共振の共鳴音を利用して独特な音色を発することに加えて更なる機能を付加した楽器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者はかかる付加機能の内容とそのための構成について検討した。従来の楽器によれば共鳴管に共鳴音発生用の液体を垂らすことによって共鳴音を生じさせ、美しい音色を奏でることができる。したがって、このような特有の作用効果を損なうことなく別の機能を付加しうる技術について検討し、新たな知見を得るに至った。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づくものであり、請求項１に記載の発明の楽器は、単数、または平行もしくはこれに準じた形で配置される複数の共鳴管と、該共鳴管内部の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように各共鳴管内に所定量ずつ収められている液体と、共鳴管内の液体に向けて共鳴音発生用流体を噴出するノズル装置と、共鳴管の下側から香りを有する気体を供給して気泡を発生させる芳香性気体供給装置とを備えるというものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の楽器において、共鳴管の下側から供給される気体の気泡が液体の液面で崩壊するタイミングと、共鳴音発生用流体が液体の液面に衝突するタイミングの同期をとる制御装置を備えているというものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の楽器において、液体を流動させて気泡群を生じさせる液体流動装置を備え、当該気泡群が崩壊することにより液体が流動していない場合とは異なった音質の音を発生させるというものである。
【００１０】
さらに請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかひとつに記載の楽器において、共鳴管は相対スライド可能な内管と外管とからなる二重構造であり、スライダおよび制御装置によって所定の気柱長さＬが得られるように内管と外管とを相対スライドさせることによって所定の音階の音を発生させるというものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の楽器によれば、共鳴音発生用流体を噴出して液面に衝突させることにより気泡を生じさせ、この気泡によって「ぽちゃん」というような音（本明細書ではこの音を「気泡音」と呼ぶ）が発生する。この気泡音は、共鳴管内で気柱共振を起こして大きな共鳴音を生じさせる。このようにして共鳴管から発せられる音は、基礎的な周波数の音（１次モード、ｍ１）と、その高調波音（例えば２次モード、ｍ２）と、気泡音とが入り交じった複雑で独特のものになる。また、水どうしが衝突して発生する音は静けさや心の安らぎを感じることができる癒しの効果を有するものであり、本発明に係る楽器は、このような安らぎのある音を利用することでこれと同様の効果を得ることができ、いわば水琴窟のようでもある。よって、単調な共鳴音を発するパイプオルガンとは異なり、音を聴くだけでも心地良くなれるような音楽を奏でることができる。
【００１２】
しかも、本発明に係る楽器は、水面下に沈んだ部分の共鳴管の下部から香りを伴う気泡を発生させる構成となっていることから、気泡が水面に到達して崩壊したとき、共鳴音が生じると同時に香りを放つことになる。したがってこの楽器は、美しい音色を奏でることができるという特有の作用効果を損なうことなく、これと同時に香りを放つこともできるという斬新で新たな付加価値を有するものである。この場合、香りを放つだけであれば種々の方法を採りうるが、本発明においては気泡の中に香りを閉じ込め、それを水面にて崩壊させるという点が特徴的であり、例えば個々の共鳴管に異なった香りを入れて放つことも可能である。
【００１３】
また、請求項２に記載の楽器によれば、水面にて気泡が崩壊する瞬間あるいはその前後に共鳴音発生用流体を当該気泡部分に衝突させることで通常とは異なる音色を生じさせることができる。また、音質が変わる上に香りも同時に放たれることになる。さらには、水面に気泡を形成しておいてそこに共鳴音発生用流体を勢いよく衝突させれば崩壊後の気泡の形や大きさが異なってくることになり、気泡から生じる音色が更に変わってくる。
【００１４】
請求項３に記載の楽器によれば、揺れた液体３の一部を例えば共鳴管など衝突させ、場合によっては水跳ねを生じさせ、これらによって気泡群を生じさせることが可能となる。これら気泡群は、崩壊する際、液体が静止していたときとは異なった音源を作り出し、異なる音質の音を発生させることが可能となる。
【００１５】
さらに、請求項４に記載の楽器ならば、少なくとも１本（１組）の共鳴管で構成することが可能となる。また、このように外管と内管とを組み合わせて構成した共鳴管を数本（数組）設ければ和音を奏でることも可能となる。さらには、気柱長さの異なる共鳴管を組み合わせれば音階を低周波数から高周波数の音域までさらに広げることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１〜図５に本発明の一実施形態を示す。本発明にかかる楽器１は、単数、または平行もしくはこれに準じた形で配置される複数の共鳴管２と、該共鳴管２の内部の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように各共鳴管２内に所定量ずつ収められている液体３と、共鳴管２内の液体３に向けて共鳴音発生用流体４を噴出するノズル装置５と、共鳴管２の下側から香りを有する気体を供給して気泡７を発生させる芳香性気体供給装置６とを備えているものである（図１参照）。共鳴管２の下側から香りを有する気体が供給されることによって発生した気泡７は、液体３を上昇し、水面３ａに到達したとき崩壊することによって周囲に香りを放つ。
【００１８】
共鳴管２には上端と下端のそれぞれが開口している筒状の開管が利用されている（図１参照）。なお、図１等においては共鳴管２が開管であることを解りやすく示すため実際には図面上に表れる線を一部省略している（図１等参照）。また本実施形態における共鳴管２は、下端側の開口縁が外側に開いた裾広がりの形状となっており、芳香性気体が管内に導入されやすくなるようになっている（図１参照）。また、共鳴管２は複数の管が平行にまたはこれに準じた形で配置されることによって構成されている。ここでいう「平行に準じた形」というのは、厳密な意味では平行ではないが平行とほぼ同様の状態となっているものをいう。具体的には、管長および曲率の異なる複数の曲管を並べて配置したような場合が該当する。これら共鳴管２の本数に関しては、楽器１として必要とする音階の数と同数ということになる。また、これら共鳴管２としてガラス管やアクリル管を用いて透明ないしは半透明にすると、管内の気泡の動きおよび気泡が崩壊する様子を観察することが可能となり、視覚的にも楽しめる構造となる。さらに、共鳴管２ごとに異なったＬＥＤ等を取り付けて光らせると更に気泡の色も楽しめるようになる。
【００１９】
これら複数の共鳴管２の内部には液体３が収められた状態となっている。例えば本実施形態の場合であれば、容器１５に液体（例えば水）３を張っておき、この液体３に共鳴管２の下部の一部を浸漬させた状態で保持している（図１参照）。こうした場合の各共鳴管２は、その下部側の一部に液体３が収まった状態となっている。また、この場合は液面から各共鳴管２の上部開口端までの気柱の長さＬｋ（ｋ＝１，２，３，…，ｎ）によって共鳴音つまり音階が定まることになるから、各共鳴管２は所望の気柱長さＬｋが得られる高さに配置されている。したがって、この共鳴管２中の液面３ａに共鳴音発生用流体４が衝突すると各音階の音（共鳴音）が発生することになる。
【００２０】
ここで、気柱共振を利用した共鳴音の周波数を数式で表すと次の数式１のようになる。
［数１］
ｆ＝ｍ・ａ０／（４・（Ｌ＋ΔＬ））
但し、ｍ＝１，３，５，… ：モード数
ａ０＝３４０（ｍ／ｓ） ：音速
Ｌ：気柱長さ
ΔＬ＝０．６×（ｄ２／２）
ｄ２：共鳴管２の内径
【００２１】
すなわち、気柱長さＬを変更することにより共鳴音の周波数ｆを調整することができる。このため、共鳴管２内の液体３の液位を相対的に変更すれば楽器１から発せられる音の高さを調整でき、例えばパイプオルガンのように共鳴管の固定された底部を移動させる必要はない。したがって気柱長さＬないしは音階高さの調整作業が比較的容易である。しかも、気柱長さＬを数値計算で容易に求めることができるので設計が容易になるという利点もある。
【００２２】
なお、特に図示していないが、各共鳴管２の背面側には音響反射板が設置されている。この音響反射板は、各共鳴管２から背面側に発生する共鳴音を正面側に反射させるものであり、これによって楽器１の正面側に大きな音を発生させることができるようになる。
【００２３】
ノズル装置５は、共鳴管２内の液面に向けて共鳴音発生用流体（以下、「ジェット水」ともいう）４を噴出するノズル５ａと、このノズル５ａを開閉する電磁弁５ｂ等によって構成されている（図１参照）。電磁弁５ｂは電子制御可能なバルブで、いずれかの電磁弁５ｂを選択して開閉することにより対応する共鳴管２にジェット水４を噴出して共鳴音を生じさせることができるようになっている。このような電子制御可能なバルブを利用した場合には、例えばコンピュータやシーケンサ回路等を用いて自動演奏を行うことも可能となる。また、特に図示していないが、このノズル装置５の他、ジェット水４を貯めるタンク、このタンクに水（ジェット水）を供給する給水管、タンクの貯水量が一定量を越えた場合のその分を排水するための排水管などが併せて設けられている。このようなノズル装置５は、各共鳴管２毎に一対一で設置されている（図１参照）。以上のようなノズル装置５には、ノズル５ａの先端から滴を自然落下させる（滴下させる）装置も含まれるが、本実施形態では電磁弁５ｂに接続された図示しないポンプ装置を利用し、ジェット水４を高圧噴出するようにしている。この場合、ポンプの圧力を調整することにことによりジェット水４の速度を変えて発生する音の強弱を変えることができる。
【００２４】
各ノズル５ａの開放時間は、発生させる共鳴音の長さに応じ、また音の強さなど他の要素も加味して適宜変えることができる。例えば、短い共鳴音を発生させる場合にはこの開放時間を一例として０．５秒ないし１秒程度の短い間隔に設定すればよく、この場合のジェット水４は滴のような状態で噴出されることになる。また、長い共鳴音を発生させる場合には開放時間をもっと長くすればよく、この場合のジェット水４は液流のような状態で噴出されることになる。
【００２５】
芳香性気体供給装置６は、共鳴管２の下部開口端側から香りを有する気体（以下「香気」とも表現し、図１中においては符号１１で表す）を供給して気泡７を発生させるために設置されている装置であり、例えば本実施形態の装置は、空気１２を供給するノズル１０と、香気１１を供給して空気１２に香りを付加するための香り供給管１３と、香気１１が混合した空気１２を送り出す空気管８と、この空気管８から送り出された空気１２および香気１１を気泡７の状態で共鳴管２の下側開口端に導く供給管９と、ノズル１０および供給管９の間に設置された空気弁１４とを備えた構成となっている（図１参照）。また、特に図示していないがこのような構成の他にも送風機あるいは圧縮機を備えている。
【００２６】
ここで芳香性気体供給装置６による動作について説明すると、まず送風機あるいは圧縮機を利用して空気１２をノズル１０へと供給し、このノズル１０から空気管８へと空気１２を送り込むようにする。この際、ジェット水４のような流れが形成されることにより空気管８の内部が負圧となり、香り供給管１３の開口部から香気１１がジェット水４の周囲の負圧によって吸い込まれるようになり、空気１２とこの香気１１とが混合する（図１参照）。この際、空気弁１４を開いておけば香気１１が混合したこの空気１２を連続的に供給管９側へと送り込むことができるし、空気弁１４を適宜開閉することによって気泡７の供給量や供給タイミングを制御することもできる。空気弁１４を通過した後、香気１１が混合した空気１２は液体（水）３で満たされた供給管９に送られ、ここで気泡７を形成する。当然、この気泡７中には香気（香り）も封じ込められた状態となっている。気泡７は浮力により上昇し、供給管９を出て共鳴管２に入り、水面３ａで崩壊する。この時、水面３ａ上に香気（香り）１１が放たれる。
【００２７】
なお、本実施形態では上述したようにジェット水４の周囲の負圧を利用して空気１２と香気１１とを混合する構造としたがこれは一例に過ぎず、この他にも、例えばベンチュリー管の喉部での負圧を利用して混合させる等の構成としてもよい。あるいは、香り供給管１３で香気１１を供給する代わり、空気１２の流路のいずれかに香気１１を発する芳香性物質（香料）を設置しておき、ここに空気１２を流して芳香性の気体となるような構成としてもよい。あるいは、遅くとも共鳴管２に供給される時点で香りを有していればいいという考え方からすれば、あらかじめ香りが付されている芳香性の気体をそのまま利用しても構わない。
【００２８】
以上のような構成の楽器１においては、もちろん、空気１２および香気１１を送らない状態で、つまり気泡７を生じさせない状態で動作させることもできる。この場合には、ジェット水４が液面３ａに衝突して気泡７ができ、「ぽちゃん」という気泡音が発生し、この気泡音が共鳴管２内で気柱共振を起こして共鳴音を発する。一方で、空気１２および香気１１を送り込みながらジェット水４を衝突させるようにした場合にはこれとは異なった気泡群が形成され、上記の場合とは異なった共鳴音が得られるようになる。さらにこの場合には、気泡７の崩壊とジェット水４の噴出との同期をとることも好ましい。より具体的には、水面３ａにて気泡７が崩壊する瞬間あるいはその前後にジェット水４を当該気泡部分に衝突させることで通常とは異なる音色を生じさせることができる。また、音質が変わる上に香りも同時に放たれることになる。さらには、水面３ａに気泡７を形成しておいてそこにジェット水４を勢いよく衝突させれば崩壊後の気泡７の形や大きさが異なってくることになり、気泡７から生じる音色が更に変わってくることになる。以上のように、気泡７の崩壊とジェット水４の噴出との同期をとった場合にはそれ以外の場合と異なる音色を生じさせることができ、例えば、楽器１の動作途中で意図的に音色を変えることも可能となる。
【００２９】
ここで、気泡７の崩壊とジェット水４の噴出との同期をとる手法の一例としてはセンサによるセンシングを挙げることができる。具体的には、例えば共鳴管２の出口（上側開口端）付近に圧力センサ（図示省略）を設置しておき、共鳴管２に気泡７を生じさせたときこの圧力センサで感知して信号をフィードバックする。この信号に基づき、気泡７が液面３ａに達する時間を考慮して電磁弁５ｂおよび空気弁１４を開放することによりジェット水４を制御する。
【００３０】
あるいはフィードバック以外の制御とすることもできる。例えば、空気弁１４を開放してから気泡７が水面３ａに到達するまでの時間、およびノズル５ａで噴出したジェット水４が水面３ａに到達するまでの時間をデータとして事前に用意しておき、このデータに基づき電磁弁５ｂおよび空気弁１４を動作させるというようなプログラム制御あるいはこれに基づくシーケンス制御を行うことも可能である。このように気泡７が発生してから崩壊するまでに要する時間と、ジェット水４が水面３ａに到達するまでの時間を事前に求めておけば、電磁弁５ｂと空気弁１４の一方を開放した後、所定時間遅らせてもう一方の弁を開放すれば水面３ａ付近で気泡７とジェット水４との同期をとることができる。この場合、気泡７は必ずしも厳密に水面３ａに到達している必要はなく、例えば水面３ａ付近にありさえすれば上部からジェット水４が衝突することによって崩壊し、音と香りを放つことができる。また、この場合には、
・供給管９の管長を短くする
・供給管９の上部開口端から水面３ａまでの距離を短くする（例えば数ｍｍ〜数ｃｍ程度）
・供給管９の上部開口端と共鳴管２との間隔を狭める
等の条件をできるだけ採り入れることが好ましい。これらの条件を満たすようにすれば気泡７が発生してから水面３ａに到達するまでの時間にばらつきが少なくなり、同期をとりやすくなる。また、空気の圧力が変わると気泡７の上昇スピードも変わるので、気泡７を発生させる供給管９の圧力を一定に保つようにする。
【００３１】
以上のように、異なる長さの共鳴管２を複数本設け、尚かつ各共鳴管２と対となるノズル装置５を共鳴管２と同数だけ設けてジェット水４の噴出をコンピュータやシーケンサ等で制御することにより、希望する音楽を演奏することが可能となる。このとき、共鳴管２から周囲に響く音は、水面３ａにて発生するジェット水４の衝突音、あるいは気泡７により発生する気泡音を音源とするものであり、これらの音が共鳴管２内で気柱共振を起こして大きな共鳴音を発する。
【００３２】
また、この共鳴音の音質と音階は共鳴管２中の水面３ａから上部開口端までの距離すなわち気柱長さＬｋに影響を受ける。あるいは、気柱長さＬｋは変えることなく水中に浸されている管の長さを徐々に長くしても音質と音階を変えることができる。水中に浸されている管長によって気泡７の形成ないし上昇の様子が変わるためであり、例えばこの管長を長くすると音圧スペクトルのピークが低周波数側にシフトして音色が低くなる。
【００３３】
ここで、水面から上部がなく水面下のみに配置された共鳴管２に液を落下させた場合の様子を参考までに簡単に説明しておく（図２〜図５参照）。水面３ａ下の管長さが長くなるにつれ、ジェット水４の衝突時にできる凹状の気柱部（凹部の底部分３ｃから頂上部３ｂまでの部分）の高さが高くなる（図３参照）。ここで気柱部における音質を近似的に考える手法の一つとして、ジェット水４の衝突時にできる気柱部を円柱形状に置き換えるというものがある（図４参照）。例えば、ジェット水４の通過領域を底面積とし、尚かつ上述した底部分３ｃから頂上部３ｂまでの高さを高さとした円柱に近似して音質を考えることができる（図５参照）。この場合、ジェット水４の最大直径と円柱直径とがほぼ一致することになる。発生音源の音は、気泡の振動のみならず、この気柱長さによっても左右される。この場合、気柱長さが長くなるにつれてこの音源から発生する音は低周波数側にシフトすることになる。ただし、水面下の長さが３０ｍｍを超えると音のシフトはない。すなわち、水中長さが３０ｍｍ以下の範囲内に限って長さが長くなるとともに音色が低くなる。これら水面下の管に水面上の共鳴部を取り付けると、共鳴周波数は水面から共鳴管２の開口端部までの長さ（気柱長さＬｋ）に依存することになるので、発生する音の共鳴周波数に変わりはないが、音源の音が変わるので全体的な音圧レベルにわずかに影響を及ぼすことになる。
【００３４】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態においては、複数の共鳴管２のそれぞれに供給管９を配するという構成としたが、これは好適な一例であって他の態様、例えば横向きに配置した１本の供給管９によって空気１２や香気１１を供給することも可能である。すなわち、図６に示すように、共鳴管２の下部開口端に対応して複数の空気孔９ａを設けた横向きの供給管９を利用すれば、単一の供給管９によって空気１２と香気１１を同時に供給することができる（図６参照）。あるいは、共鳴管２の下部開口端に対応する位置以外にも空気孔９ａを設けることができる。こうした場合、気泡７の崩壊・振動によるブクブク音が聞こえるようになり、これらブクブク音と、ジェット水４が液面３ａに到達したときに発生する共鳴音とが一緒に聞こえるように融合させることが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態では蓋のない開放容器１５に複数本の共鳴管２を配置して楽器１を構成したが、蓋付きの密閉容器１５’を利用することもできる（図７参照）。こうした場合、液体３が揺れるといった影響を受けにくいという利点がある。この場合、共鳴管２の管長のうち液体３に沈んでいる部分の長さＡは０ｍｍ（Ａ＝０）でもかまわない。また、図示するように容器１５’の側面に設けられた連通管１６およびこの連通管１６の上部に設けられた液体３の貯液部１７を利用すれば、貯液部１７内の貯液量を変えることによって各共鳴管２内における液面３ａの液位を変えることができる。
【００３６】
また、共鳴管２の下部から香りを有する気体を供給するにあたり、上述した実施形態においては香気１１と空気１２を混合して供給することとしていたが、これも好適な実施の一例に過ぎない。上述のようにあらかじめ香りが付加された気体を供給してもよい。また、空気１２以外の気体を利用してもよい。例えば、気体に希ガス等を利用することによって空気１２の場合とは異なる周波数の音色を生じさせることも可能となる。
【００３７】
また、ここまでは共鳴管２を直立させた構成の楽器１について説明してきたが、このように直立した場合に限られることはなく、例えば鉛直軸に対して角度θだけ傾斜させることもできる（図８参照）。こうした場合、ノズル装置５によるジェット水４の噴出速度、噴出角度、噴出位置、さらに気柱長さＬなどは少なくとも噴出されたジェット水４が液面３ａに到達できるように設定されている必要がある（図８参照）。ジェット水４が液面３ａに到達した場合、共鳴管２の気柱長さＬに応じた周波数の共鳴音が発生する。なお、このような楽器１においてはジェット水４が水面３ａに斜めに衝突しているので、鉛直に衝突する場合と比べると音源の音（音圧スペクトル）が変わる。すなわち、共鳴管２の出口から放射される音は音源の音と共鳴管２の共鳴音に左右されるので、共鳴管２の出口から放射される音圧スペクトルが変化することになる。
【００３８】
あるいは、図８に示したような傾斜した直管以外として、曲管を共鳴管２として利用することもできる（図９参照）。具体例を挙げると、例えばビニールチューブ等を利用してこのような曲管を構成してもよい。この場合にも、ノズル装置５によるジェット水４の噴出速度、噴出角度、噴出位置、さらに気柱長さＬなどは少なくとも噴出されたジェット水４が液面３ａに到達できるように設定されている必要があることは上述の場合と同様である（図９参照）。つまり、ジェット水４の軌跡が共鳴管２の内面に接触しないようになっている必要がある。このような楽器１においては共鳴管２の形状に合わせてジェット水４が斜めに飛ぶことになり、あたかも噴水が上がっているような雰囲気をかもし出ことができる。特に、図１０に示すように複数の曲管で共鳴管２を構成した場合にはさらに雰囲気作りしやすい構成となる。なお、複数の曲管群を利用する場合において複数の音階を生じさせるには、各々の共鳴管２の長さ（気柱長さＬ）を異ならせる必要が生じる。この場合の一例としては、各曲管の曲率を異ならせることによって気柱長さＬを異ならせることが考えられる。こうした場合、各曲管は平行あるいはこれに準じた形で配置されることになる（図１０参照）。
【００３９】
また、ここまで説明した実施形態では、共鳴管２から生じる共鳴音の音色を変化させる手法として気泡７の崩壊とジェット水４の噴出との同期をとる場合について説明したが、音色を変化させる手法はこれには限られない。一例として、液体３を流動させることによって音色を変化させるという手法も採用可能である。これは、液体３を流動することにより揺れた液体３の一部が共鳴管２に衝突することになり、あるいは別個に設けられた障害物（例えば石や突起など）に衝突することになり、場合によってはさらに水跳ねが生じ、これらによって生じる気泡群が崩壊することにより、液体３が静止していたときの音源とは異なった音源が作り出されることになる。この場合、液面３ａが揺れることによって液位が変化するが、共鳴管２の内部まで大きな影響を受けることはなく、共鳴管２内の液面が大きく変化するようなことはない。このような楽器１においては、上述した楽器１とは異なる音質の音が発生することになる。本実施形態では特に図示していないが、このように流体３を流動させるための装置としてはモータを駆動源として液体３を周期的に揺らす波動装置等が考えられる。
【００４０】
さらには、気柱長さＬが可変の共鳴管２によって楽器１を構成することもできる。図１１にその一例を示す。ここに示す共鳴管２は外管２ａと内管２ｂとが相対スライド可能な二重管構造であり、管長を自在に変化させることによって気柱長さＬを変えることができるというものである。例えば図１１においては固定的な内管２ｂに対し外管２ａを上下にスライドさせる構造としている。具体的には、この外管２ａの外周には突起１８が設けられ、この突起１８に環状や矩形状など、スライド軸２０の形状に合わせて形成されたスライダ１９が設けられている。スライド軸２０は、共鳴管２の中心軸と平行（この実施形態であれば鉛直）に設置されている。ここでは特に図示していないが、スライダ１９には駆動源であるモータおよびコンピュータが接続され、高速移動が可能なリニアスライダを構成している。外管２ａの下端付近には両管２ａ，２ｂ間の隙間を塞ぐシール２１が設けられている。
【００４１】
このような楽器１の動作について簡単に説明すると、コンピュータから送られた信号が電磁弁５ｂ、空気弁１４、モータ（図示省略）に送信される。これに応じてノズル５ａがジェット水４を噴出し、その瞬間にモータも作動して外管２ａを所定の音階を発する所定位置までスライドさせる。ちなみに、コンピュータからモータヘの信号は電磁弁５ｂへの信号と同時にあるいはそれより若干早く送られる。また、次の音階に対応した信号が続けざまに送信され、これに対応して電磁弁５ｂ、空気弁１４、モータが引き続き動作する。以上の動作を繰り返して音楽が奏でられる。
【００４２】
以上のような可動式の楽器１によれば共鳴管２が１本で済むという利点がある。すなわち、非可動式の楽器１においては例えば１オクターブの音階（半音を含む）を発生させるには少なくとも１３本の共鳴管２を要していたが、上述のように外管２ａをスライドさせるだけで１本（１組）の管で足りるようになる。また、このように外管２ａと内管２ｂとを組み合わせて構成した共鳴管２を数本（数組）設ければ和音を奏でることも可能となる。さらには、気柱長さＬの異なる共鳴管２を組み合わせれば、音階を低周波数から高周波数の音域までさらに広げることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明にかかる楽器の一実施形態を示す図であり、正面からみた場合の構成の概略を表したものである。
【図２】水面から上部がなく水面下のみに配置された共鳴管内にジェット水が衝突する瞬間の様子を示す図である。
【図３】ジェット水の衝突時にできる凹状の気柱部の形状を示す図である。
【図４】ジェット水の衝突時にできる気柱部を円柱形状に置き換える考え方を示す図である。
【図５】近似された円柱の直径と高さを示す図である。
【図６】共鳴管に対して横向きの供給管を利用する構成とした楽器の構成を示す図である。
【図７】蓋付きの密閉容器を利用した楽器の構成を示す図である。
【図８】鉛直軸に対して共鳴管を傾斜させた楽器の構成を示す図である。
【図９】曲管を共鳴管として利用した楽器の構成を示す図である。
【図１０】複数の曲管で共鳴管を構成した楽器の構成を示す図である。
【図１１】外管と内管とが相対スライド可能な二重管構造の楽器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 楽器
２ 共鳴管
２ａ 外管
２ｂ 内管
３ 液体
４ ジェット水（共鳴音発生用流体）
５ ノズル装置
６ 芳香性気体供給装置
７ 気泡
Ｌ 気柱長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単数、または平行もしくはこれに準じた形で配置される複数の共鳴管と、該共鳴管内部の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように各共鳴管内に所定量ずつ収められている液体と、前記共鳴管内の液体に向けて共鳴音発生用流体を噴出するノズル装置と、前記共鳴管の下側から香りを有する気体を供給して気泡を発生させる芳香性気体供給装置とを備えることを特徴とする楽器。
【請求項２】
前記共鳴管の下側から供給される気体の気泡が前記液体の液面で崩壊するタイミングと、前記共鳴音発生用流体が前記液体の液面に衝突するタイミングの同期をとる制御装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の楽器。
【請求項３】
前記液体を流動させて気泡群を生じさせる液体流動装置を備え、当該気泡群が崩壊することにより前記液体が流動していない場合とは異なった音質の音を発生させることを特徴とする請求項１または２に記載の楽器。
【請求項４】
前記共鳴管は相対スライド可能な内管と外管とからなる二重構造であり、スライダおよび制御装置によって所定の気柱長さが得られるように前記内管と外管とを相対スライドさせることによって所定の音階の音を発生させることを特徴とする請求項１から３のいずれかひとつに記載の楽器。
【請求項１】
単数、または平行もしくはこれに準じた形で配置される複数の共鳴管と、該共鳴管内部の気柱の共鳴周波数が音階を形成するように各共鳴管内に所定量ずつ収められている液体と、前記共鳴管内の液体に向けて共鳴音発生用流体を噴出するノズル装置と、前記共鳴管の下側から香りを有する気体を供給して気泡を発生させる芳香性気体供給装置とを備えることを特徴とする楽器。
【請求項２】
前記共鳴管の下側から供給される気体の気泡が前記液体の液面で崩壊するタイミングと、前記共鳴音発生用流体が前記液体の液面に衝突するタイミングの同期をとる制御装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の楽器。
【請求項３】
前記液体を流動させて気泡群を生じさせる液体流動装置を備え、当該気泡群が崩壊することにより前記液体が流動していない場合とは異なった音質の音を発生させることを特徴とする請求項１または２に記載の楽器。
【請求項４】
前記共鳴管は相対スライド可能な内管と外管とからなる二重構造であり、スライダおよび制御装置によって所定の気柱長さが得られるように前記内管と外管とを相対スライドさせることによって所定の音階の音を発生させることを特徴とする請求項１から３のいずれかひとつに記載の楽器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−４７４５０（Ｐ２００６−４７４５０Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２５２３４（Ｐ２００４−２２５２３４）
【出願日】平成１６年８月２日（２００４．８．２）
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２日（２００４．８．２）
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
[ Back to top ]