金管楽器のバルブは、金管楽器の管の長さを変えて、演奏者が様々な倍音列の音に到達できるようにするために使用されるバルブです。各バルブが押されるたびに、空気の流れは追加の管を単独で、または他のバルブと組み合わせて通過します。これにより、振動する空気柱が長くなり、楽器によって生成される基音と関連する倍音列が低下します。金管楽器のバルブは、迅速かつ確実な動作を確保するために、定期的なメンテナンスと潤滑が必要です。
ピストンバルブ
ピストンバルブを備えた最初の楽器は、19世紀初頭に開発されました。
シュテルツェルバルブ
このタイプの最初のものはシュテルツェルバルブで、発明者ハインリッヒ・シュテルツェルの名を冠しています。彼は1814年に初めてこのバルブをフレンチホルンに適用しました。それまでは、成功したバルブの設計はなく、ホルン奏者は部分的な半音階を実現するために、楽器のベルを閉めなければならず、音質が大きく損なわれていました。[1]
シュテルツェルバルブでは、空気はバルブケーシングの底部から入り、ピストンの中空下端を上昇し、ポートを通ってバルブループに送られます。その後、空気はピストンの斜めのポートからバルブを接続する短いチューブに導かれ、2番目のバルブを通って底部から排出されます。しかし、このタイプのバルブには固有の問題がありました。空気は強制的に2回折り返され、90度の曲がりによってボアが乱され、望ましくない大きな背圧が発生しました。これらの問題は、後にダブルピストンバルブによって改善されました。[2]
ダブルピストンバルブ
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ダブルピストンバルブは、ウィーンバルブまたはポンペンバルブとも呼ばれ、現代のピストンバルブに先立つタイプのバルブです。1821年にライプツィヒのクリスチャン・フリードリヒ・ザトラーが製作したトランペットで初めて報告され、後に1823年に製作者のジョセフ・リードルとホルン奏者のジョセフ・カイルによって特許を取得しました。[3]このタイプのバルブでは、2つのピストンが同時に動くことで空気の流れが2つの直角に曲げられ、追加のバルブループが形成されます。これらの曲げによってボア内に狭まりが生じ、楽器の演奏が難しくなります。当初、2つのピストンは支柱で接続されたレバーで操作されていましたが、後のバルブは1830年に楽器製作者のレオポルド・ウールマンによって特許が取得された機構を使用しています。これらは、ピストンを楽器の反対側のキーに接続し、クロックスプリングが取り付けられた長いロッドによって操作されます。
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現代のバルブに比べてほとんどすべての場所で不人気になっていますが、オーストリアのウィーンでは現在でもほぼ独占的に使用されているため、「ウィーンバルブ」と呼ばれることがよくあります。ウィーンでは、滑らかなレガートとナチュラルホルンのような音色が好まれます。ウィーンシステムは、1850年までドイツではトランペットを含む多くの金管楽器で一般的に使用されており、20世紀初頭までベルギーではバルブトロンボーンで Système Belgeとして使用されていました。
ベルリンバルブ
1833年、プロイセン軍楽隊長ヴィルヘルム・フリードリヒ・ヴィープレヒトは、ピストンを用いて経路を切り替えるポンペンベンティル・バルブ設計の特許を申請しました。このバルブは、入口、出口、バルブポートが同一平面内で外側のバルブシリンダーに垂直に接続されています。彼は1838年、ベルリンの楽器製作者ヨハン・ゴットフリート・モーリッツと共に、最初のチューバであるF管バス・チューバの特許を取得しました。後にベルリン・ポンペンベンティルとして知られるパリの楽器製作者アドルフ・サックスも、1840年代に初期のサクソルンやその他の金管楽器 にベルリン・バルブを使用し、1860年までにペリネ・バルブに切り替えました。
ペリネ・バルブ
現代のピストンバルブはフランソワ・ペリネによって発明され、1839年に特許を取得しました。発明者にちなんでペリネバルブと呼ばれることもあります。[4]ピストンバルブは、バルブのストックにあるポートを通して空気を斜めに流すことで作動します。これにより、空気流にチューブのループが形成され、ピッチが低下します。バルブのストックは円筒形で、より大きな円筒形のケーシング内を上下に動きます。
トロンボーンのマウスピースにシャンクに対して垂直に取り付けられた小型のペリネバルブは、高音域を容易にするためにスロート径を変えるもので、1924年にチャールズ・E・ステイシーによって特許を取得しました。[5] [6]
アドルフ・サックスは6つの独立したピストンバルブ（片手に3つずつ）を備えた楽器を発明しましたが、非常に器用な演奏者しか演奏できませんでした。6つのバルブそれぞれに使用される長い追加チューブは、楽器を重く、演奏しにくいものにしていました。[7]
ロータリーバルブもウィーンバルブも使用しない現代のバルブ式金管楽器では、このタイプのバルブを3つセットで使用し、それぞれ楽器の音程を半音2、半音1、半音3下げるように構成されています。これにより、楽器の音程は最大で全音まで下がります。一部の楽器（チューバやユーフォニアムなど）では、さらに音程を完全4度下げる4つ目のバルブが追加されています。
ロータリーバルブ
現代のロータリーバルブは、「ストック」または「プラグ」とも呼ばれる短い円筒形のローターを採用しており、スピンドル上で回転し、バルブケーシングに収納されています。ローターには2つのエルボ状のポート、つまり「ナックル」があり、90°回転させると空気の流れが別のループ状のチューブへと導かれ、ピッチが下がります。
代替チューブ経路を選択するための回転機構の最初の記録例は、1820年頃に遡ります。フィンランドのクオピオ文化史博物館にあるホルンは、1840年頃に製造されました 1820年、ドイツ生まれのサンクトペテルブルクの楽器製作者ヨハン・フリードリヒ・アンデルストが開発したトランペットは、「バタフライ」機構を備えており、回転ピンと2つの羽根がチャンバー内で90度回転して気流の経路を切り替える。[8] 1821年には、イタリアのパルマ出身のホルン奏者ルイージ・ピーニが、歯付きロッドを使ったバルブを独自に発明した。このロッドを押すと左右2つの歯車が回転し、それぞれに付属のシングルポートローターが90度回転して気流の経路を変える。このバルブを備えた楽器は、1822年にイタリアの製作者ロレンツォ・ダッラスタによって製作され、ボローニャ音楽博物館に現存している。[9]アメリカ合衆国では、楽器製作者で海軍楽長でもあったネイサン・アダムス（1783-1864）が、 1824年から1825年頃に、現代のロータリーバルブに非常によく似たバルブを備えたトランペットを製作したが、より小型で、ポート出口のチューブが平らになっていた。[10] [11]
これらの先駆者にもかかわらず、現代の金管楽器に使用されているロータリーバルブの発明は、 1832年に特許を取得したドイツの音楽家で発明家のジョセフ・リードルによるものとされることが多い。[2]
20世紀に入っても、リードルの設計のバリエーションとして、ローターポートは真鍮の薄片から作られたローターから切り出されたり、穴を開けられたり、あるいは短いチューブが組み立てられたローターや鋳造ローターにろう付けされたりしていました。20世紀後半以降、伝統的なロータリーバルブの設計と製造において、抵抗やその他の演奏特性を向上させるための多くの革新が行われました。ウィルソン・ロータックス、CAIDEXバルブ、そしてグリーンホーバルブは、ポート間に通気孔を設け、ローターの位置が切り替わる際にローターから空気を逃がしています。これにより、従来のロータリーバルブで聞こえたり感じられたりする「ポップ音」が解消されています。他の設計では、円形または定面積のポートチューブを収容するために、より大きな直径のローターが採用されています。これは、バルブの「詰まった感じ」を軽減するのに役立ちます。初期の設計では、より小さな直径のローターに細い楕円形のチューブが取り付けられていました。ドイツのメーカーであるマインルシュミットは、ロータースピンドルに自己潤滑性の螺旋状のチャネルと開放された円形のポートを備えた「オープンフロー」ローターの特許を取得しています。[12]
ホルンにはほぼ必ずロータリーバルブが装備されており、オーケストラのF管、CC管、チンバッソのほとんどに搭載されています。ヨーロッパのオーケストラ、特にドイツでは、トランペット、バストランペット、ワーグナーチューバにもロータリーバルブが使用されています。
トロンボーンの Fアタッチメントバルブは通常ロータリー式ですが、バルブとチューブの90度曲げをなくすことでバルブセクション全体の「開放性」を維持したいという要望から、1970年代以降、セイヤーアキシャルフローバルブやハグマンバルブなど、多くの革新的なバルブ設計が生まれました。
セイヤー/アキシャルフローバルブ
アキシャルフローバルブは、バルブアタッチメント付きのトロンボーンに見られる従来のロータリーバルブの代替品です。1978年にオーラ・エド・セイヤーによって特許取得されたこのバルブは、スピンドル軸がチューブと平行な円錐形のローターを使用し、気流の方向をわずか28°以下しか偏向させません。その後のいくつかの特許では、スプリングテンショナーと軽量のローター材料を用いて信頼性と漏れの問題に対処しようと試みられ、2011年の特許では、ロータースピンドルの両端にベアリングを取り付けることで、バルブの動作、安定性、信頼性を大幅に向上させました。[13] ヴィンセント・バックは、この設計を「AF」トロンボーンの「インフィニティバルブ」に採用し、現在は製造中止となっている「T」指定トロンボーンの古いセイヤー設計に代わるものです。[14]
ハグマンバルブ
出典：図1A～1E（先行技術）、Shires Tru-Bore特許。[15]
従来のローターポートによって生じるチューブのきついねじれを回避し、バルブを通る空気経路を作成しようとする試みから、ロータリーバルブの他の設計がいくつか生まれました。これらの中で最も広く採用されているハグマンバルブでは、ローターに3つのポートがあります。1つはまっすぐに貫通し、もう2つはバルブ作動時に45°だけ曲がり、ローター面ではなくバルブケーシングの上部から発生します。SE Shiresの「Tru-Bore」バルブも同様ですが、デフォルト位置では完全にまっすぐな経路を使用し、製造が簡単で信頼性が向上しています。[15]ミラーバルブやセルマーの「K」バルブなどの初期の3ポートバルブ設計では、空気をバルブケーシングの上部からではなく、2つのS字型のナックルを通して偏向させるために、より高いシリンダーを使用しています。[16]
参考文献
- ^ Ericson, John. 「Why Valves Were Invented」. Horn Articles Online . Arizona State University . 2022年9月5日閲覧
- ^ ab Ericson, John. 「初期のバルブ設計」. Horn Articles Online . アリゾナ州立大学. 2022年9月5日閲覧。
- ^ 「ホーム | 国立音楽博物館 | バーミリオン」.
- ^ 「ホーム | 国立音楽博物館 | バーミリオン」. 2012年4月25日時点のオリジナルよりアーカイブ
- ^ Stewart, Robb. 「Olds Trombone Mouthpieces」. robbstewart.com . 2024年2月15日閲覧。
- ^ 米国特許1504526A、ステイシー、チャールズ・E.、「デュプレックス開口マウスピース」、1924年8月12日発行、フランク・C・オールズに譲渡
- ^ カース、アダム（2002年）。『Musical wind instruments（管楽器）』、クーリエ・ドーバー出版、259ページ。ISBN 0-486-42422-7。
- ^ メウチ＆ロッケッティ 2023、241～243ページ。
- ^ メウチ＆ロッケッティ 2023、237～240ページ。
- ^ エリアソン 1970、89～91ページ、プレートXI（c、d、e）。
- ^ No. 22、ドン・エッシグ・コレクション、セントラル・ミズーリ大学。エリアソン（1970）で引用
- ^ EU特許1424681、Patermann, Josef、「金管楽器およびそのための回転バルブ」、2005年4月6日発行、J. Meinlschmidt GmbHに譲渡、クラスG10D9/04
- ^ 米国特許7910815、Olsen, Michael L.、「精密軸流バルブ」、2011年3月22日発行、クラスG10D9/04
- ^ Woodwind & Brasswind（2013年9月10日）。Bach 42AF インフィニティバルブトロンボーン（ビデオ）。Vincent Bach Corporation 。 2022年9月1日閲覧- YouTube経由。
- ^ 米国特許7112735、Shires, Stephen E.、「吹奏楽器、そのためのバルブ、およびその製造方法」、2006年9月26日発行、SE Shires, Incに譲渡、クラスG10D9/04
- ^ 米国特許5396825、Kirts, Herbert L.、「楽器用エアフローバルブ」、1995年3月14日発行、Selmer Corporationに譲渡、クラスG10D9/04
参考文献
外部リンク
- 国立音楽博物館、金管楽器構造の要素
