木管楽器用の新素材リードの研究開発

2012115日    永井 洋平    

 
楽器を作るために使う木材、金属などの伝統的材料をプラスチックなどの人工合成材料に置き替えることは広い範囲で成功しているとは云えない。図体が大きく重いスーザホンの管体をグラスファーバー強化プラスチックに替えることには成功し今や大半のスーザホンに用いられている。しかしながらピアノ・アクションのプラスチック化は永年の研究課題ではあるが限られたメーカーでごく一部の部品に採用されただけの状況が続いている。プラスチック管体のクラリネットも普及品には多いがなかなか高級モデルには応用されていない。本稿では材料の置換が出来そうなテーマでなかなか実現が出来ていないテーマの代表例のひとつとして木管楽器のリードの人工材料化について採りあげてみよう。

木管楽器におけるリードの良し悪しは楽器から出す音の品質に大きく影響する。したがってリードは超重要部品であるので奏者は自分自身で入手することが実行可能な安定したリード調達方法を知っておく必要がある。そして演奏前には必ず良いリードを獲得しておかねばならない。現状ではそれがどのように行われているかというと奏者は販売業者から伝統的材料であるケーン(葦)製のリードを枚数多く購入して、その中から良いものを選んでいる。製品にバラツキがあるから一枚ずつ吹いて音を出して確かめねばならない。プロ奏者の多くは自らペーパーヤスリで厚さ調整作業を行って使えるリード数枚を演奏前には準備している。良いリードでもある程度吹き続けると使えなくなることがあるので予備のリードが必要なのだ。こんな状態であるから伝統的材料であるケーンを用いたリードについては近代工業技術の視点からの問題点として、「品質のバラツキが大きすぎる」、「最終製品の品質が(ユーザーの調整加工を必要とするので)不十分である」、「製品寿命が短すぎる」、という問題がある。従って材料を人工材料にして「材料の性質を均一にする」、経年変化の少ない材料を採用し「製品寿命を長くする」、理想的な設計仕様を獲得し製作精度を上げてその設計通りに作ることで「最終製品の品質を十分なものにする」、ことを目的としたリード用の新規材料およびその製法の開発が大いに期待されるわけである。

リードの材料であるケーン(葦の種類)は南仏の地中海沿岸にあるコゴラン(Cogolin) からイェール(Hyere)あたりに続く地域で最も多く産出される。ケーンを栽培し、採取し、加工してリードに仕上げるメーカーも主としてこの地域にある。40年ほど前に代表的なリードメーカーを訪れたときにケーンが密集して生えている現場とケーンをリードに加工する工場を実際に見せてもらったことがある。近代化されているとは言い難い少人数の会社で技術改良に取り組めそうな技術者が社員の中には見当たらず経営者の改革意欲も少ないのでおそらく現在でもあまり変わっていないのではないかと思われる。それでもケーンを材料として単純な形状に加工するだけで製品が完成するリードが木管楽器世界の主流として使われている限りこの会社は強力な競合会社が生まれそうもないこの業界では安泰なのであろう。

リードは前述のように超重要部品なのだが科学的には分からないことが多い。地中海のケーンがどういう性質を持っているから採用されて居るのか、他の種類の葦ではダメなのか、加工前の素材の持つべき特性は何か、リード製品が持つべき特性は何か、などが科学的によく分かっていない。もしこれらの解明が進めば素材の特性、素材に施す材質処理、加工方式、最終形状、長期的品質維持の方法などが追及出来ようが、まだとても十分には分かっていないのが実情である。言い換えれば研究の余地が多分にあり研究成果の実用的効果を期待できるテーマがここにあるのである。

木管楽器のリードが奏者の口の中でどのような挙動をしているか、については約50年前にバッカス(John Backus, 当時南カリフォルニア大学)等が行ったリードとマウスピース(唄口)間の空気流量の周期波形などの研究をはじめ、それ以降の研究も幾つか重ねられて科学的な知見も少しは深くなりつつあるのだがまだリードの新しい製作方法を示唆できるほど詳しくは解明されて居ない。残念なことだが簡単な研究では出来そうもないことは分かる。マウスピースに取り付けられたリードは唇や舌と接触しているので精細な観察が出来にくい。実験室では観察用にゴム系などの材料で人工唇を作って空気流を送る人工吹鳴装置で研究する方法がよく採られるのだが、なかなか人間の口唇とそっくりには出来ない。吹鳴される音も人間が吹いた時ほどきれいには発生せず発音可能な音域も人間吹奏と比べて限られた範囲である。従ってリードの挙動が十分解明出来ず研究の出発点がまだ固まっていないと考えるべきであろう。

リードの挙動を十分な精度で解明し、挙動の発生に必要なリードの性質、挙動の改善に関する着想まで研究を進めることはたしかに容易ではなかろう。リード素材に必要な性質が分からないうちは現在のケーンの特性を把握し、特性がそっくりな材料あるいは特性が似ている材料を探して求める仕事も有益であろう。しかし理想的にはその域から脱した研究を進めてさらに改善することが望まれるのであり、それは優秀で熱心に取り組む研究者が出現すれば不可能でないことは間違いない。将来そのような研究者に仕事をしやすい環境が与えられることを待たざるを得ない。

木管楽器用リードの新材料の研究開発で顕在化している例として、次の2件をここに紹介させていただく。

前回のこの欄で記した石森管楽器から輸入販売されると云うニック・レジェール社で開発した人工材料のリードはポリプロピレン・プラスチック製とのことで、一枚が4200円と高価なので同社製のマウスピースとの組み合わせで売って行くとのことである。耐久性はケーンリードよりも優れていることは確実らしく最近ウイーンフィルやベルリンフィルメンバー達もこのリードをテスト用に使い始めたとのことだ。しかしながらこの価格では一部のマニアックユーザーだけが使用する結果になるのではないだろうか。組み合わせて使うマウスピースが特別に良くて商品競争力があれば別だが、そうでない場合は一般に普及することは困難と思われる。理想的にはどんなマウスピースにも合わせられるリードを開発することを目的とすべきであろう。

第2の例は筑波大学の小幡谷英一先生のグループが木材(スプルース)を処理(圧縮とアセチル化処理)した材料からリードを作る研究をしている。一般には等方性であるプラスチックで異方性を持たせた材料は作りにくいのに対して、木材の木目を持つ方向を利用して葦と同じように異方性を持たせてケーンと似た性質を得ようとしている。詳細は

http://www.u.tsukuba.ac.jp/~obataya.eiichi.fu/research/03_reed.html を参照されたい。

既に試作品は少なくともケーン製リードに匹敵するくらいの品質までは達しているとのことなので、今後の発展が楽しみな研究のひとつであろう。