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J-GLOBAL ID：201702273288461907   整理番号：17A0918374

自作ハンドベルに関する研究 (音高に与える加工誤差の影響)

Study on the Self-Made Handbell (Influence of Processing Error on Pitch)

著者 (4件)： 田中好一 (小山工業高等専門学校) ,  平田克己 (小山工業高等専門学校) ,  伊澤悟 (小山工業高等専門学校) ,  堀三計 (筑波大学研究基盤総合センター)
資料名： 設計工学(Web)  (Journal of Japan Society for Design Engineering (Web))
巻： 52  号： 1  ページ： 41-50(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： U0886A  ISSN： 2188-9023  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ハンドベルは,キャスティングと言われる青銅(銅とすずの合金)製のベル本体を,その内部に取り付けられたクラッパーが一部分を叩くことで音が発生する。また,ハンドベルは高音域になる程小さな形状となり,その重さは約200g,低音域になると大きく重く,約8kgにもなり,低音域のハンドベルを演奏するには大きな力が必要となる。さらに,ハンドベルから発生する音は,ベル本体やクラッパーの材質や形状により異なり,市販されるメーカーによっても微妙に異なる。ハンドベルを設計・製作する上での技術的報告はほとんどなく,ベル本体を加工するための基礎データがほとんど見当たらない。本研究者らは,ハンドベルの一部であるベル本体を色々な材質を用いて実際に製作し,ベルの材質と音質との関係を調べ,利用目的に合ったベルの製作方法と利用方法について研究を行っている。本報では,ベル本体の設計・製作方法を考察し,ベルを実際に製作したときの加工誤差と音高(周波数)との関係を調べ,検討した。その結果,自作した黄銅製のベルと市販される青銅製のベル(C#7)の音は,ほぼ同じような周波数分布であることが分かった。しかし,自作ハンドベルの場合,FEM解析で求めた音高を決定する基音の振動周波数が 36~41Hz程小さい値となった。その原因を調べるため,3次元測定器で自作したベルを測定すると,ベルの肉厚が設計図に対し-0.09~-0.03mmの範囲で薄くなり,ベルの直径では-0.08~+0.02mm の範囲で加工誤差が生じていた。このように,ベル本体を自作する場合の注意点としては,数十マイクロメートルの加工誤差がベルの音高に約36~41Hz程の影響を与えるため,FEM解析が有効な手段であること,使用する工作機械には数値制御型の旋盤が必要であり,ベル本体を仕上げるときは設計図に対する寸法管理(特に肉厚)を十分注意して行うことが重要である。

シソーラス用語： *楽器 ,  *ベル ,  *振動解析 ,  振動数 ,  音の高さ ,  誤差 ,  加工 ,  工作精度 ,  数値解析 ,  有限要素法
準シソーラス用語： FEM解析 ,  音高 ,  加工誤差 ,  振動周波数

著者キーワード (10件)： self-made handbell ,  pitch ,  frequency ,  finite element method ,  processing error ,  self-made handbell ,  pitch ,  frequency ,  finite element method ,  processing error

分類 (1件)： 楽器音響  (BB03070Y)

引用文献 (8件)：

• 1) 日本ハンドベル連盟:ハンドベル連盟の歴史と歩み,http://www.handbell.org/
• 2) Rossing, T.D., Sathoff, H.J.: Modes of vibration and sound radiation from tuned handbells, J. Acoust. Soc. Am. 68(6), December (1980), 40.
• 3) Rossing, T.D., Perring, R., Sathoff, H.J., Peterson, R.W.: Vibrational modes of a tuned handbell, J. Acoust. Soc. Am. 76(4), October (1984), 1263.
• 4) Rossing, T.D., Gangadharan, D., Mansell, E.R. and Malta, J.H.: Bass Handbell of aluminum, MRS BULLETIN, March (1995), 40.
• 5) N.H.フレッチャー,T.D.ロッシング著/岸 憲史,久保田秀美,吉川 茂(訳):楽器の物理学,シュプリンガー・フェアラーク東京.

タイトルに関連する用語 (4件)： ベル ,  研究 ,  音高 ,  加工誤差