テューバ奏者の自習室
楽器にまつわる“よく言われること”を、音響シミュレーションで一つずつ確かめています。
音響シミュレーションで、テューバの定説や金管楽器のメカニズムを再現できるか実験しています。 あくまで理論上の計算結果や、他の研究者の方の研究内容の紹介ですが、 何か皆さんのご参考になればと思います。
一般社団法人LFコンサート 代表理事 テューバ奏者 小林悠真
いま、どこまで言えるか
形・寸法
計算上、2本以上の組合せ11通りはすべて上ずる方向にずれ、1+2+3+4 で +163.65 セント（約1.6半音）。管の長さは足し算だが音程は比で動くので、数学的な必然として起きる。
ただし — 数値はモード2〜8の平均で、個々の音では大きく散る（1+2 では7モード中4モードが逆に下がる）。
計算上、テューバは平均 −0.57 セント/mm。よく言われる 2 セント/mm の約 1/3.5 しかない。
ただし — 2 セント/mm はトランペットの通説で、管が長いテューバにそのまま持ち込めない。
計算したのは音のツボの深さ（共鳴の山の高さ）。ベル径 400→500mm で深くなったモードは無く最大 −0.7dB、逆に 350mm に絞ると高い音域で最大 +1.09dB 深くなった。低い音域（モード2〜5）は 0.15dB 未満でほぼ動かない。
ただし — 音量そのもの（放射される音）は計算していないので、「音量が出るか」にはこの計算では答えられない。
状態・環境
計算上、現実的な膜厚 2µm では 0.072 セントで、知覚の閾値の 1/69 にしかならない。あり得ない 200µm まで盛っても 7.25 セント。
ただし — 見ているのは膜が内径を狭める形の経路だけ。粘度・操作感、そして膜による減衰の増加は評価していない。
計算上、堆積 0.1mm で 3.6 セント、1.0mm ではモード2が 38.9 セント下がりモード4が 36.9 セント上がって、モード間が 76 セント開く。オイルとの境界はおよそ 140µm。
ただし — 見ているのは堆積による形の変化だけで、表面が粗くなることによる損失増は評価できていない。奏者の「鳴らない」という体感はそちらが本命の可能性があり、この結論は過小評価の疑いがある。
計算上、一様な温度変化では約 2.9 セント/℃ で、経験則と合う（理想気体の音速∝√T から解析的にも出る値）。ただし管内に温度の勾配があると揃わず、吹き始めでモード間が 9.02 セント、暖まった状態でも 3.05 セントばらつく。
ただし — つまりマウスピース側だけ暖めても全体は揃わない。呼気のCO2・水蒸気と真鍮の熱膨張は未考慮。
現在調査中
計算がこれからのもの、計算はできても記事にしていないもの、いまの計算では扱えないものが混ざっています。 結果が出たものから記事にしていきます。
- 「ベルの開き方（フレア）で鳴りが変わる」
- 「マウスパイプは長いほうがいい」
- 「デント（へこみ）は音に悪い」
- 「マウスピースのギャップに最適値がある」
- 「マウスピースのカップが深いと暗い音になる」
- 「バルブ区間を太くすると吹きやすくなる」
- 「ボアが太いと音が暗くなる・音量が出る」
- 「管に穴が開いたら音はどうなるのか（ウォーターキーの隙間も）」
- 「マウスピースのスロートやバックボアで何が変わるのか」
- 「マウスピースの挿し込み深さで音が変わる」
- 「管の断面が真円でなくなると音が変わるのか」
- 「管の曲がり（巻きのR）のきつさで音が変わる」
- 「ロータリーとピストンで音色が違う」
- 「5番バルブ・コンペンセイティングの優劣」
- 「ラッカーは暗い音、銀メッキは明るい音」
- 「一枚取りのベルは金属が硬く音がいい」
- 「極低温処理で音が良くなる」
- 「壁の振動が音に影響する」
- 「銅の含有量が多いと温かい音になる」
- 「メッキの種類（金・銀・ピンクゴールド）で音が変わる」
- 「ベルの肉厚で音が変わる」
- 「はんだ付けのやり方で音が変わる」
- 「吹き込むと楽器が育つ（エージング）」
- 「ヴィンテージの楽器は音程が悪い」
- 「標高の高い場所では音程が変わるのか」
- 「湿度で音程が変わるのか」
- 「管の中に水が溜まると音が変わる」
- 「重いマウスピースはパワフルに鳴る」
- 「ヘビーバルブキャップで音が締まる」
- 「楽器が重いほど豊かな音になる」
- 「クランツ（ベル縁の補強リング）で音が変わる」
- 「支柱の位置や本数で音が変わる」
- 「音を作っているのは楽器か、奏者か」
- 「ペダルトーンはなぜ鳴るのか」
- 「高い音域が出にくいのはなぜか」
- 「テューバは他の金管より息をたくさん使う」
- 「息のスピードが速いほど音が飛ぶ・太くなる」
- 「タ・ティ・トゥなど口の中の形で音色が変わる」
- 「テューバは音の出だしが遅い」
- 「バルブは素早く切り替えたほうがいい」
- 「抵抗のある楽器・ない楽器は何が違うのか」
- 「「ツボが深い」と「ツボが広い」は同じことなのか」
- 「息が入りやすい楽器・入りにくい楽器は何が違うのか」
- 「楽器の抱え方（手や体の当て方）で音が変わる」
- 「音が飛ぶ人と飛ばない人がいるのはなぜか」
- 「自分の近くで聞こえる音と客席で聞こえる音は違うのか」
- 「ホールによって響きが変わるのはなぜか」
- 「弱音器をつけると何が変わるのか」
- 「ベルの向きで客席への届き方が変わるのか」
- 「譜面台や壁が近いと音が変わるのか」
- 「明るい音と暗い音は波形の何が違うのか」
- 「フォルティシモで音が硬くなるのはなぜか」
- 「F管とB♭管は何が違うのか」
- 「トランペットやトロンボーンとテューバは何が違うのか」