SOUND

令和２年度研究助成 【サウンド技術振興部門】より国産スギ間伐材を用いた純国産弦楽器の開発（音響特性の解明と制御・設計手法の確立）
富山県立大学 工学部 機械システム工学科
設計生産工学講座講師

寺島
１．はじめに

修

国内で入手し続けるためには課題が想定される点である。

弦楽器の製作に際し、木材は欠かすことので以下ではこの研究について甚だ簡単ではあるきない材料である。ギターでいえばボディやが記載させて頂く。なお、学術論文ではないたネックなどの主要部が木材で製作されている。

め専門的な記述や十分な数値データの掲載がな

しかし、日本国内に多くの木材があるにもかかい点について御容赦頂ければ幸いである。詳細

わらず、ローズウッドやハワイアンコアなどのについては今後論文等で報告する予定である。

海外からの輸入材を用いて製作する弦楽器はまた、本研究は富山県南砺市の辻四郎ギター工多い。海外からの輸入材が重用される数値的・房の辻隆親氏、富山県農林水産総合技術センタ

論理的な根拠は著者は生憎持ち合わせていな

ー木材研究所の藤澤泰士氏、富山県総合デザイ

いが、おそらく輸入材の方が弦楽器に適したンセンターの吉田絵美氏ら、富山県内の技術者・特性を有しており、製作した楽器の発音・共鳴・研究者による共同研究であることを書き添えさ減衰特性などが優れるためであると著者は考せて頂く。

えている。
このような状況に対し、著者は何とか日本

２．着想のきっかけ（これまでの研究より）国内にある木材を用いて輸入材を用いた場合

著者がこの研究に関心をもつきっかけとなっと同等、あるいはそれ以上の発音・共鳴・減たのは2018年から行ったエレクトリックギター

衰特性をもつ弦楽器をつくり出すことができ用のピックガードの研究ないかという思いでこの研究を始めた。このガードは弦を弾く際に使用されるピックにより理由は２つあり、１つ目は上述の通り、間伐ギターのボディが傷つくことを防ぐために取り材を始めとして日本国内には多くの木材があ付けられているものであるが、多くのギターはるため、それを輸入材の代替材として活用す樹脂製となっている。これは樹脂が安価で軽量ることができれば環境や経済面で多くのメリであるためと考えられる。これに対し、この研ットが得られる点である。また、２つ目として、究では富山県の伝統工芸品の一つである高岡銅

輸入材はワシントン条約などの国際取引規制

器の発色技法を用いて製作した金属製のピックや世界の状況・動向に左右されてその価格やガードに注目して研究を行った（図１参照）。

入手の難度が大きく変化するため、安定して金属製のピックガードは樹脂製に比べて重厚16１）−４）である。ピックSOUND

図２

ピックガードの材質を変更した場合の各弦振動時の出力電圧の比較

図１

金属製ピックガードを取り付けたエレク
トリックギターであるが、その独特な発色・光沢感から意匠面での独創性・オリジナリティが高く、エレクトリックギターの付加価値の一つとして多くの演奏家に受け入れられて好評を得た。その一方、このピックガードを取り付けることでエレクトリックギターの発音特性が、これまでの樹脂製のピックガードを取り付けたギターと異なるものになるという新たな発見も生まれた。また、この発音特性の差異はピックガードの板厚や材質によっても異なることが明らかとなった。例
えば、図２に示すように、各弦を弾いた際のエレクトリックギターの出力電圧の値を比較すると、ピックガード以外の部品は全て同一であるギターにも関わらず、使用するピックガードによってその値に差異が生まれた。

図３ （a）樹脂製、（b）銅製のピックガードの振動の様子（196Hz）

この差異の原因を明らかにするため、我々はギターの弦を弾いた際のボディの振動の計測を行った。同一の力で弦を弾いた際のボディの振ボディの振動が大きく異なり、また、振動しや動を調べた結果、使用するピックガードによりすい周波数、振動しにくい周波数が明確に存在17

SOUNDすることが明らかとなった（図３参照）。
そして、スギの木はそのままでは密度が小さく、明確これらの特徴がギターの発音特性と関連性を有にある輸入材（以下、輸入材Ａ）との差が生じしていたことから、ピックガードも含めたボデた。このため、本研究では圧縮成型技術を用いィの振動がギターの発音特性に大きく寄与するてスギの木の密度を高めた板材を使用することことが明らかとなった。とした。圧縮成型をしない場合は輸入材Ａの半これらの研究結果から、著者はギターのボデ
ィの振動特性の差異が我々の予想以上にギター分以下の密度であったが、圧縮成型後はほぼ同等の密度とすることができた。の発音特性に大きな影響を及ぼすこと、および、密度をほぼ同等とできた一方、別の課題が明その特性を数値的・論理的に把握・評価するこらかとなった。その一つが板材の音の通しやすとが可能であるという結論に達した。このたさである。スギの木に比べて輸入材Ａは通しやめ、ギターに代表される弦楽器の木材の特性をすい／通しにくい音の周波数がはっきりする傾制御・最適化することで、国産材を用いても輸向があり、メリハリがある特性を有することが入材を用いた場合と同等の発音特性を発現する明らかとなった。一方でスギの木はどの周波数ことができるのではないかと考え、本研究を始に対しても平均的で比較的フラットな特性を有めるに至った。また、海外の著名学術誌に投稿することが明らかとなった。また、音の通しやされているギターの論文を調べても、木材の差すさの差異に加えて、両板材の振動特性にも差異と発音特性について調べた研究は無く、近年異が見られた。両板材のもっとも振動しやすい

５）−８）周波数にさほど大きな差異は見られなかったもが多くなっている点も研究をのの、輸入材Ａはある周波数の振動が起きやす

ではエレクトリックギターのピックアップや音色の研究

９）、10）始める後押しとなった。

３．木材の特性の評価と楽器製作への反映

く、その他の周波数の振動は起きにくいことが明らかとなった。対してスギの木は輸入材Ａが振動する周波数でも振動しやすいものの、その本研究では、研究のタイトルにもなっている

振動のしやすさは輸入材Ａより小さく、なおかように、はじめに著者の勤務先がある富山県内つ、その他の周波数の振動も起きやすいことがのスギの木の間伐材を用いて弦楽器を製作する明らかとなった。加えて、スギの木は輸入材Ａことにした。まずはスギの木を用いて弦楽器をに比べて低周波数の振動を生じやすいことも明製作し、輸入材を用いた弦楽器との発音特性のらかとなった。

差異を比較することを目的とした。
18

ここまでの結果から、単純に圧縮成型したス

SOUND

ギの木を用いて弦楽器を製作すると輸入材Ａで製作した弦楽器と同等の発音特性は出せない。
しかし、木材の圧縮度や板材の厚さを弦楽器のする技術を構築し、目標の達成を目指す。

謝辞

各部位で適切に制御することで、弦楽器で重要研究の遂行に際し、富山県内の様々な分野のとなる周波数の音の発音特性を輸入材Ａで製作専門家の方々からご助言を得た。ここに記してしたものに近づけることができると考えられ謝意を表す。

る。例えば、音の通りやすさ／通りにくさが大きく影響を及ぼす部位は板材の圧縮度、振動特参考文献

性が大きく影響を及ぼす部位は板材の厚さを調１）Terashima, O., Ito, Y., Yamada, H.,

節するなど、板材の特性の分布を最適なものとMizukami, S., Morisaki, R., Miyajima, T.,することで、輸入材Ａを用いた場合の発音特性

Experimental study on the effects ofに近づけることができる可能性がある。また、

pickguard material on the sound quality

これは夢物語であるかもしれないが、輸入材Ａof electric guitars , Vibration Engineer-を用いるよりもさらに理想的な発音特性を発現

ing for a Sustainable Future（Experi-できる可能性もある。

ments, Materials and Signal Processing）

今後は上述の検討結果を踏まえて実際に弦楽（2021）,Chapter 12.

器を設計・製作し、その評価を行う予定である。

２）伊藤大世, 寺島修, 山田浩幸, 水上正太，「エまた、スギの木以外の国内で入手可能な木材にレクトリックギターのピックガードの差異ついても調査を進めており、より輸入材の代替が演奏音の差異をもたらすメカニズム」，

材料に適した木材の探索や、より良い発音特性

日本実験力学会 2019年度年次講演会 講演を発現できる木材の探索も進める予定である。

論文集，2019年，A002．

４．まとめ３）伊藤大世, 寺島修, 山田浩幸, 水上正太，「富山県の伝統工芸を活用したエレキギター

本研究では輸入材で製作した弦楽器と同等あ用金属製ピックガード使用時の演奏音にるいはそれ以上の発音特性を有する純国産弦楽関する研究」，日本機械学会 北陸信越支部

器の製作を目指して研究を進めている。現状で第56期総会・講演会 講演論文集，2019年，は国産材と輸入材の特性の差異は明確である

K011．

が、その差異を補いながら弦楽器を設計・製作

４）森崎稜磨, 寺島修, 宮島敏郎，「銅製弦楽器19SOUND部品が楽器発音特性に及ぼす影響」，日本機械学会 2020年度年次大会 講演論文集，2020年，S04204．

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