クラドニパターンでみるアコースティックギター振動モードとその周波数の変化
クラドニパターンとは振動する平面に粉状のものを撒いて振動している部分と節の部分を可視化する方法です。
Resonance Experiment! (Full Version - With Tones)(※音量注意)
ギターの表板、裏板でも同じことができます。
実験中の動画です。
今回はこのクラドニパターンを使って製作中のギターの振動モードとその周波数がどのように変化するか、また完成時の音色にどのように影響するのか実験してみました。
実験に使用したのはヴォイジャーギターズVJ-45モデル2本です。ギブソンラウンドショルダーに準じた仕様です。
測定は表板と横板を接着したあと5段階で行いました。
- In mold バ ック未接着、ヴォイシング前、モールドに固定した状態
- Out mold バック未接着、ヴォイシング前、モールドから外した状態
- In mold voiced バック未接着、ヴォイシング後、モールドに固定した状態
- Out mold voiced バック未接着、ヴォイシング後、モールドから外した状態
- Back glued バック接着後、モールドから外した状態
測定結果です。
まず1本目のギター(以下No.1とします)。こちらはいつも通りにヴォイシングしました。
2本目のギター(以下No.2)はクラドニパターンでの周波数を確認しながら各モードの周波数がより均等に分布するようにヴォイシングしました。特にクロスダイポールの周波数がNo.1に比べて高いことが分かると思います。
まずモノポールについてですがモールドに入った状態の方が入っていない状態に比べ周波数が低めになります。写真を見るとわかりますがこれはモールドによってサイドが固定されている場合、表板のより広い面積が振動することで周波数が下がると考えられます。 ロングダイポール、クロスダイポールは同じ傾向であるものの変化量は少ない結果となりました。
サイドが動くとトップの「節」が内側に移動する。
周波数はヴォイシング作業によって表板強度が下がるのでそれにつれて下がりますがバックを接着し箱状になると一気に上がり約200Hzになります。ボディ共鳴(ヘルムホルツ共鳴)のほぼ倍の周波数であることからこの2つ(もしくはバック板も含めて3つ)の要素が互いに影響しあっていると考えられます。
次にロングダイポールを見てみるとヴォイシング前とヴォイシング後、バック接着後でも周波数があまり変化していない事が分かります。このモードはＸブレイシングやトーンバーを削ってもあまり影響されないようです。ブレイシングパターンなど初期段階での設計で決まってくる部分なのでしょうか。
一方クロスダイポールはＸブレイシングのスキャロップ加工でかなり変わることが分かりました。いつも通り削ったNo.1場合はロングダイポールとクロスダイポールの周波数が近づいています。NO.2は意図的にクロスダイポールの周波数が低くなりすぎないように気を付けてヴォイシングしました。
結果、まったく同じ仕様のギターですので根本的な音の方向性は同じなのですが、
No.1はいわゆるギブソン系でコンプレッションの効いたストロークで気持ちの良いサウンド。1,2弦はやや線が細い印象をうけます(ギブソンよりは断然よいが…)。
No.2はマホガニーサイドバックの要素は持ちつつも1,2弦のハイポジションでも良く鳴り、遠鳴りのする、クラシックギター的響きのギターになり「ギブソンぽさ」には欠けます。
イメージとしてはボディ共鳴(Air cavity)、表板(Top)、裏板(Back)の固有振動周波数が偏っていて谷間(Gap)のある状態がNo.1のギター。均等に分布している状態がNo.2のギター。ソモギに代表されるピアノトーンはNo.2の方向と思います。
どちらが良いという訳でなく求める音や楽器に合わせて調整することが大事で、クラドニパターンはその一つの方法として有効であると思います。
