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楽器・付属品 120 Comments
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ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2007年06月10日 00:56
投稿者:catgut(ID:KVYiWHM)
ヴァイオリンの音について、イメージ的にはなんとなく理解できるけれど、
よく分からないものがあります。それらについて仕組みを強引に考察してみました。補足や疑問がありましたらコメントをお願いします。

・こもった音
一般に「こもった音」とは高周波成分が少ない音です。ステレオのイコライザーなどで高音を出なくすると「こもった音」になります。
ヴァイオリンで「こもった音」にする簡単な方法は魂柱をきつく立てることです。こうすると表板が振動しにくくなり、高音が出ずに「こもった音」になります。通販品や安価な楽器は魂柱が倒れないようにきつく立ててあるため、「こもった音」になりがちです。表板が厚いプレス製造の楽器などでも同様の傾向があります。

・新作の音とモダン・オールドの音の違い
新作の多くは「硬い音」と言われ、モダン・オールド楽器の多くは「柔らかい音」と言われます。一般に「硬い音」とは高周波成分が多い音です。経年変化により木の性質が変わります。
実測結果によると、確かに新作では高周波成分が多く、オールド楽器では一定レベル以上の高周波成分は急激に減少する傾向があるそうです。オールド楽器のフォルマントは人間の声によく似ているそうです(もともと人間の声に似た楽器が尊重されて残ったのかもしれませんが)。

仕組みは私にはよく分かりませんが、新しい表板は高周波振動をしやすく、古い表板はよりまったりと振動するようです。

・枯れた音、鼻声、シルバートーン
モダン・オールド楽器の音を形容するのに「枯れた音」「鼻声」「シルバートーン」といった言葉がよく使われます。「枯れた音」とは木の経年変化によりレスポンスが早く、粒立ちの良いはっきりした音の意味で使われることが多いようです。「鼻声」は説明不要と思いますが、結果的により人間くさい音になるとも考えられます。特定の周波数の出方が強いか、「うなり」のような特殊な振動があるのかもしれません。「シルバートーン」はもっとも良く分かりませんが、やはり「うなり」のような振動に関係するような気がします。

新作楽器でも、使用する木材を選んだり削り方などの工夫でモダン・オールド楽器にある程度近い音が出せるようです。
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Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月18日 20:23
投稿者:catgut(ID:M2QVMiY)
セロ轢きのGoshさま、

私はどこがおかしいのかわかりません。ぜひどこが間違い
なのか教えていただけないでしょうか。
直径0.26ミリのスチール線が約7kg重の張力でかなり塑性変形する
はずだということでしょうか?
[36257]

Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月18日 20:46
投稿者:道楽ヴァイオリン弾き(ID:J4cAQxU)
皆様、ご議論お疲れ様でございます。
-------------
弦の固有振動数∝{(張力÷線密度)^1/2}÷弦長
ですね。これは簡単な物理法則ではないかと思います。

弦長を半分にしたと仮定すると、張力÷線密度を4分の1に低下させなくてはいけません。
もし線密度が変わらなければ張力だけを下げてピッチを合わせるのでしょう。

分数ヴァイオリンでは何パーセントか弦長が短縮されます。
線密度は上げられませんから張力を下げる必要があります。
本局終了。
[36261]

Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月18日 21:11
投稿者:catgut(ID:M2QVMiY)
道楽ヴァイオリン弾きさま、
なるほど、理解しました。ありがとうございます。
説明が不足していたようです。

あくまで4/4の楽器として、ナイロン弦はかなり伸びるので使用している
うちに弦の線密度が下がり、同じ音高を保つためには張力が下がります。
しかしスチール単線のE線はほとんど伸びないので弦の線密度はほとんど
変わらず古くなっても「張力がほとんど変わりません」という意味です。

4/4のナイロン弦のG,D,Aと、4/4のE線の線密度の比は、古くなると
相対的にE線のほうが伸びない分大きくなるのですから、
同じサイズの分数楽器に付けた場合、E線は相対的に強くなると
考えられます。

もし上記に誤りがありましたらお手数ですがご指摘ください。
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Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月18日 22:09
投稿者:セロ轢きのGosh(ID:GFgECRA)
Catgut様、

> ナイロン弦はかなり伸びるので

「かなり」とは具体的に何%くらいでしょうか?
但し、1/2に張ると張力は4/4に比べて8割弱になると思います。 こういうオーダー感で議論しているのに対して意味があるほど伸びるものなんですか? 一音下がったとして張力変化は20%強ですが、これは弦が20%伸びたという意味では無いことはお判りですね。
ただ、実際どれだけ伸びるかは小生もデータがないので断言できません。

問題は、「このため」と来ているところです。
伸びようがどうしようが、4/4に張っている限りはそれで(その、伸びたなりの線密度で)所定の音程になるように張力をかけている筈。 それを1/2に移せば当然張力は変わります。 弦が伸びていようがいまいが関係ありません。

> E線は相対的に強くなると

ADG線に対して相対的に、という意味ですか? そうは読めませんでしたが。
そもそも弦の張力はそれぞれ違いますから(一般にはEが高いようです)意味の無いコメントです。
ADGと比べて(1/2に付け替えたときに)張力の落ち方が少ない、というつもりでしたら、それも上記のとおり間違いです。
4/4に張りっぱなしにした時にADGと比べて張力の落ち方が少ない、というなら定性的にはそうでしょう。 ただし、元の文章では問題にしていたのは、「1/2に付け替えたときにどうなるか」ですよね?

これくらいで勘弁してください。
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Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月18日 22:48
投稿者:catgut(ID:M2QVMiY)
セロ轢きのGoshさま、

4/4用ヴァイオリンのG,D,A線の場合、もっとも張力の弱い弦と張力の
強い弦では1.4-1.5倍程度の差が製品自体として存在しているようです。
つまりある4/4ヴァイオリンでは伸びて張力が弱めの弦が、ある1/2ヴァイ
オリンではちょっと強め程度の弦になるケースは十分にありえます。
実際に私が試したケースでは十分実用の範囲でした。
[36266]

Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月18日 23:51
投稿者:CABIN(ID:FiVSgyI)
[36109]
[36109]

Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2007年12月31日 00:33
投稿者:catgut(ID:ExeREWM)
切れた弦を分数楽器に付ける実験をしてみました。

分数楽器は弦長が短いので、その分張力が弱い弦が
使われています。例えばヴィジョン1/2用は公称で
G,D,A,Eがそれぞれ6.0,4.5,4.0,3.9k重の張力です。
4/4用はそれぞれ8.0,5.5,4.5,4.6k重です。

切れた弦(Olivおよびナイロン弦とTONICA E線)は最低数ヶ月は
使用しているので、E線以外は伸びて張力は下がっているはずです。
このため、1/2程度にならばさほど違和感なく使用できることが期待
できます。

実際にやってみると予想通りで、4/4用の古い弦を1/2の楽器に付け
てもほとんど違和感なく使用できました。ただし、4/4用のE線だけは張力
がほとんど変わらないため分数楽器ではかなり強くなります。

また、4/4の楽器でスクロールボックスの中で弦が切れた場合、
G,D,E線はペグが近いので1/2の楽器ならなんとかペグに巻けますが、
A線はペグが遠いので切れた弦を結ばないと無理だと思います。

今回はA線はOlivを結んで使いましたが、かなり良い音でした。
捨てるしかないと思っていたものが生き返った印象です。
E線だけは分数楽器用を使うか、4/4用ならゴールドブラカット0.25
など細いものを使うといいかもしれません。

試しに4/4用のG,D線は1/4でも試してみましたが、これもそれほど
違和感を感じませんでした。緊急時や普通の練習には十分使えそうな感じです。逆に1/4用の弦を1/2で使うと結構張力が強くなりました。これはちょっと厳しそうです。
catgut さん
もはや蛇足ですが,参考まで
thomastik-infeldのHPにvisionのデータがありますがcutgutさんの記述と弦の順番が逆です。
(1/2のE線が6.0)誤転記でしょうか?
またHPでの単位はkg重でなく,kp(キロパスカル)に見えますが,もしそうなら張力でなく,応力(単位面積当たりの力)でしょうね。
相対的な数値の議論であれば,あまり影響は無いのですが....
でも,パスカルだと機会屋のようでしっくりこない,cutgutさんのようにkgwかkgfがイメージしやすいですね。
[36267]

Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月19日 00:38
投稿者:catgut(ID:M2QVMiY)
CABINさま、ご指摘の通りです。G,D,A,Eの転記が逆でした。
E,A,D,Gです。ありがとうございます。
キロパスカルは普通はkPaですよね。

ちなみに最近ゴールドブラカットの分数弦が発売されています。
ttp://www.shirakawaviolins.co.jp/newstopics/index.html
長さだけが4/4と違うようで、1/4用でも4/4と太さは変わらず、
やはり0.26と0.27です。

裸ガット弦の時代は特に分数弦は売られていなかったようなので、
ゲージで測って細めのものを使っていたのでしょう。
[36268]

Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月19日 00:39
投稿者:セロ轢きのGosh(ID:MDR0ZIM)
> 4/4ヴァイオリンでは伸びて張力が弱めの弦が、ある1/2ヴァイオリンではちょっと強め程度の弦になるケースは

ありえないと思いますが?
定量的に検証(例示)してみて下さい。

 念のために申し添えますが、小生、catgutさんが実際に試した結果として「違和感がない」、「実用に堪える」と思われたことを批判する気は全くありません。 E線が強いと感じたなら、それも「感じた」ことは事実でしょう。
 問題は事実と事実をつなぐ因果関係の考察の部分で、物理の常識からかけ離れたことを書いておられる点なんです。 なまじ興味深い実験なだけに、物理・数学に疎い人は(世の中の多数派でしょうが)納得してしまう恐れがあります。
 catgutさんは、この実験で弦の張力を(直接にせよ間接にせよ)計った訳ではないでしょ? 弾いた感触として強い・弱いを仰っていると推測しますが如何ですか? もしそうなら、手が感じる弦の「強さ」には張力以外にも多くの要因が関わるであろうことを指摘させていただきます。
[36269]

Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月19日 03:08
投稿者:セロ轢きのGosh(ID:MDR0ZIM)
ヒントになるデータがありました。 例によって
ttp://www.sasakivn.com/werkstatt/report/saitenschpan.htm
ですが、
「実際に幾つかの弦の伸び率を求めてみたところ、どれも1.01から1.03くらいで」
とのこと。
ここでいう「伸び」は自然長(張力ゼロの時の長さ)に対して、規定の音程になるよう張力をかけたときの伸びです(と解釈して間違いないと思います)。

さてそこで小生の[36262]
[36262]

Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月18日 22:09
投稿者:セロ轢きのGosh(ID:GFgECRA)
Catgut様、

> ナイロン弦はかなり伸びるので

「かなり」とは具体的に何%くらいでしょうか?
但し、1/2に張ると張力は4/4に比べて8割弱になると思います。 こういうオーダー感で議論しているのに対して意味があるほど伸びるものなんですか? 一音下がったとして張力変化は20%強ですが、これは弦が20%伸びたという意味では無いことはお判りですね。
ただ、実際どれだけ伸びるかは小生もデータがないので断言できません。

問題は、「このため」と来ているところです。
伸びようがどうしようが、4/4に張っている限りはそれで(その、伸びたなりの線密度で)所定の音程になるように張力をかけている筈。 それを1/2に移せば当然張力は変わります。 弦が伸びていようがいまいが関係ありません。

> E線は相対的に強くなると

ADG線に対して相対的に、という意味ですか? そうは読めませんでしたが。
そもそも弦の張力はそれぞれ違いますから(一般にはEが高いようです)意味の無いコメントです。
ADGと比べて(1/2に付け替えたときに)張力の落ち方が少ない、というつもりでしたら、それも上記のとおり間違いです。
4/4に張りっぱなしにした時にADGと比べて張力の落ち方が少ない、というなら定性的にはそうでしょう。 ただし、元の文章では問題にしていたのは、「1/2に付け替えたときにどうなるか」ですよね?

これくらいで勘弁してください。
ですが、
大雑把に、張力は伸びに比例するとして、調弦が半音狂う(下がる)ということは張力が10%ほど落ちた、すなわち、バネとしての伸びは0.03がその9割、0.027になった。 0.003は何処へ行ったかというと、弦の自然長(張力ゼロのときの長さ)が1.000から1.003に伸びた訳です。 この(自然長の)伸びが、皆さんがよく問題にしている「弦が伸びる」という奴です。

 例えば毎日半音ずつ下がったとして、一週間して「やっと落ち着いてきたかな」と思ったら、自然長の伸びは概ね2~3%、ということになります。 小生はスチールしか使ったことないのでこの辺りの感覚が判らないのですが、オーダー感としては当たらずとも遠からず、ではないでしょうか? (突っ込み歓迎)

 自然長が伸びれば線密度はそれだけ下がります。 調弦後の張力は線密度に比例しますから、伸びた弦では新品時に比べて張力は下がっていることはほぼ間違いないでしょう。 その程度は上記のとおり、やや大きめに見積もって2~3%のオーダーと予想されます。
 これを以って「張力が下がった!」と言うかどうかは、どのレベルで物を考えるかで変わります。 プロの演奏家が本番で使うには違和感を覚えるかも知れません。 でも、弦の銘柄によっても4割5割平気で変わりますし、4/4で使った弦を1/2で再利用するときは弦長(これは駒~ナットまでの長さ)が短くなる分で張力は2割程も変わる訳で、それと比べれば誤差の範囲内と言えるかも知れません。
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Re: ヴァイオリンの音の仕組みについて

投稿日時:2008年01月19日 11:16
投稿者:catgut(ID:M2QVMiY)
たまたま約6ヶ月経過したOliv D(Silver)と新品があったので
実際に長さを比較してみました。どちらもゲージは13 1/2です。
製造時のばらつきもありうる(6ヶ月経過したものの最初の長さは
測っていない)ので1つの参考としてください。

測定したのはテールピース側のボールに結んだ部分から、
ペグ側のリボンの部分までです。

6ヶ月経過したもの:43cm
新品:41.5cm

この二つの弦が同じサイズで作られたのであれば、
3.5%伸びていることになります。感覚的にはD線はそれほど
伸びないので、ガットA線で比較するともう少し差が出るような
気がします。
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