マウスピース考（その9）

（ショルダー及び、スロート、ボア、バックボア、シャンク周りからの視点）

前回のマウスピース考その8の終わりに、
今回はシャンク（*Ｎ）とスロート（*Ｉ）の関連性について書くと予告しましたが、
その後の考察により、上記二点には特記する程の大きな直接の相関関係はあまり無いと判断したので、
それを訂正し、
スロート（*Ｉ）、ボア（*J）、バックボア（*K）、 シャンク（ギャップ問題を含む）（*Ｎ）等から観た
カップ容積、カップ形状（*Ｇ）やカップショルダー（*H）等の関係性について
考えてみようと思います。


本文中の各部位については今まで同様下図に示します。



以下文中の“*”印の文字をクリックすると上図が開きます。


私自身がマウスピースのカスタマイズを実践してみた上での
マウスピース考（その4）への追記にもあたるのですが、
カップショルダー（*H）は鋭いほど、スロート（*Ｉ）は狭いほど、
言い換えれば、この部位の形状によって抵抗が増大する場合は
音色は柔らかく、暗めになる傾向があるようです。

しかし、カップ容積(*Ｇ）が小さくなった場合は
抵抗が増大するにもかかわらず逆に音色は明るく、きらびやかになる傾向があります。

また、ボア（*J）、バックボア（*K）、形状は、
太く大きく“抵抗が少なくなるほど”音が明るくなる傾向があります。

何故このような矛盾が生じるのでしょうか？

マウスピース内（大きく考えればベル先端まで含めた気柱内）に段差や突起等、
形状の変化があるとその部位から気流に細かい“渦”が生じます。
そして当然その渦により気流の滑らかな流れは妨げられ、
気流はその場に留まろうとするため“返り”とよく表現される
独特の抵抗感になります。

少し見方を広げるとボア（*J）部分もマウスピース全体からみると
大きな形状の変化である“くびれ”部分でありカップ内(*Ｇ）を主として全体に大きな渦を作ります。

＊	流体物理の研究論文ではないので“気柱内の渦の回転速度が速いほど大きな 抵抗を作り出す”事の検証はとりあえず割愛して話を先に進めます。

以上の事から
“気柱内の渦の回転速度が速いほど抵抗が大きくなり音色は柔らかく暗めになる”
のではないかと私は考えました。

しかし、では何故
“カップ容積(*Ｇ)が小さくなり抵抗が増えるはずの時に逆に音色はきらびやかに明るくなる傾向”
をもってしまうのでしょうか？

これは恐らく、各部位を切り離して単体で考えようと
してしまうことに原因があるように思います。

BachのTrpマウスピース「1-1/2C」と「10-1/2C」とを比較すると
「1-1/2C」が内径(*F)17.0mmに対して「10-1/2C」は15.90mmで1.1mmの差があります。
しかしスロートサイズ(ボア径 *J)はどちらもNo.27ドリルで3.66mmです。
「1-1/2C」の内径(*F)は「10-1/2C」の1.06918…倍なので
内径(*F)とスロートサイズ(ボア径 *J)の比率を同程度にするためには
「1-1/2C」のスロートサイズ(ボア径 *J)は4サイズ大きい
No.23ドリル、3.91mm強でなければいけません。

実験してみたところ、No.23ドリルの「1-1/2C」は
抵抗が少なすぎるため大きな内径(*F)を持つにもかかわらず、
低音のピッチが安定せずインターバル等のコントロール性も不如意なものでしたが、
No.27ドリルの「10-1/2C」よりも明るい音がしました。

バックボア（*K）は「10-1/2C」のほうが開きの小さいものだったようですが、
これはカップ(*F,G)に対して相対的に大きなボア径(*J)を持つ
「10-1/2C」をコントローラブルにするためのセッティングだと推測できます。

このことから
“流体通路のくびれ”にあたるボア径(*J)と“流体入路の直径”であるカップ内径(*F)との差が
大きいほど“速い渦”になるものだと思われます。
言い換えれば、
ボア径(*J)が同じ場合はカップ内径(*F)が小さいほうがゆっくりした渦になるため、
カップ内径(*F)とボア径(*J)の差が大きいマウスピースと比較した場合、その差が小さいものは
“渦”による抵抗が大きく発生しないためカップ容積(*G)が小さくなることによって増大する抵抗
よりもマウスピース全体の抵抗値の和が小さくなり音色が明るくなる
ということです。

以上は図の*Ｇ~Ｋのいわゆるスロート（*Ｉ）周り全体に
当てはめることができると思います。

“渦”の抵抗を作り出す力はその大きさと速さで決定されます。
流れの速さが同じ場合は大きなのほうが当然渦の効果は大きいのですが、
マウスピース内の限られた空間では他の小さな渦の速い流れの影響を大きく受け、
安定して存在することが難しいのではないかと想像できます。
この事は、
カップ形状(*G)がＵカップのものはＶカップと比較して
スロート（*Ｉ）周りに大きな空間があるため渦はＵカップであるほど大きく速い渦となり、
Ｖカップでは小さめのゆっくりした渦になると考えられます。

また、
バックボア（*K）形状についても広がりが早く急激なほど(ボア *J部分のくびれが大きいほど)
速い渦になるといえるのではないでしょうか。
ただし、これはバックボア（*K）部分の容積が同じだと仮定したうえでの話で、
もしもボア(*J)を過ぎたところで急激にシャンク部(*Ｎ)直径近くまで一気に広がり、
そのままその直径を保ったままシャンク(*Ｎ)先端まで筒状のバックボア（*K）があれば
その場合はその直筒部分に整流されてしまい流れの速い渦の効果は減じられると思います。

ちなみに、シャンク(*Ｎ)部分の特にTrp奏者の間で近年最も話題にされている
マウスピースとリードパイプの間に生じる環形のギャップ(間隔)についても、
この“渦”による抵抗効果で説明できそうです。

いわゆる“ギャップ”は大きいほど抵抗が大きくなることになっていますが、
これも程度問題で、もしも３０mmものギャップがあればバックボア(*Ｋ)の場合と同様、
ギャップ内で気流が渦になりきれずに安定してしまい逆に抵抗は小さくなってしまうはずです。
当然、構造上レシーバー部分の無いBACHタイプのTrbではリードパイプの入り口に段差はないので
シャンク(*Ｎ)の入り具合だけでは抵抗自体はあまり変わりません。

当然のことですが念のため書いておくと、
マウスピース内部のカップ(*G)やバックボア（*K）の容積、及びボア径 (*J)等の絶対値が
小さい場合は“渦”の速度の大小や緩急にかかわらず絶対値としての抵抗は大きくなります。
マウスピース内の各部位のサイズ（容積）を小さくすることによって得られる抵抗は
ほとんどの場合“渦”の作用によって生まれる“返り”よりも大きいものです。

また、ここで“明るい音”と表現している音はクラッシック奏者の耳で聞けば
多少ピッコロ的な“硬く、線の細い音”に聞こえるかも知れません。


今回は、リム周りの形状の影響に因るアパチュアの開き等から生まれる
半間接的なものも含めた“マウスピースが影響する吹奏上の抵抗”の問題について、
および、“抵抗”の観点からの楽器とのバランスやセッティング等のこと
についての考えも書いてみようと思っていたのですが、
あまりにも長くなりそうなので次回以降に順延します。