トップの材料特性

今まで、音を良くする為に、板厚やブレーシングを削り振動モードの周波数特性を調整してきました。

その他に音を良くする為にどういう風にアプローチするかを考えています。

目標とする具体的な値は、何があるのでしょうか？「モノポールモビリティ」もその１つであると思います。具体的な物に落とすと「材料特性を良くする」ということになります。「木材の特性が求めるギターに適しているか、どういう判断基準で見分けるのか？」ということです。

インパルスに対する応答が良い必要があります。モノポールモビリティの記事でも述べたように、

 

1/√Km

が大きい必要があり、完成したサウンドボードの質量が小さいほど、弦の振動力による加速度が大きくなります。よって、壊れない強度は必要ですが、サウンドボードの品質の最も重要な尺度は質量になります。

これを木材の特性に直すとヤング率と密度の間のトレードオフになります。材料の曲がりやすさ（ヤング率）と加速しやすさ（軽さ：密度）を組み合わせたものを音響放射係数といいます。

また、この記事で、楽器の音圧は、「等価トップ面積（A）/　等価質量（mp） に正比例する」ということが分かっています。

加えて、サウンドボードの木材は、内部減衰が低い木材で構成する必要もあります。これはサスティーンに効いてきます。

木材を考える場合、弾性異方性が大きいということも考慮する必要があります。

木は代表的な異方性材料です。ロング方向とクロス方向で強度が大きく違い、ロング方向の引張力には強いですが、クロス方向は弱いです。この性質を理解しておく必要があります。

木材のロング方向のヤング率は 10～30 GPa（樹幹方向）程度です。これは金属やガラスに近い値です。ヤング率はロング方向（繊維方向）に大きく、直交する放射・接線方向では1/10〜1/20の値になります。損失係数は 6〜15×10^-3 程度で、金属やガラスと比較して一桁ほど大きい値になります。（木材機能研究所：木の響きより）

まとめると、音響特性を良くするには、

１．密度が低い

２．ヤング率が大きい

３．木目に平行な内部摩擦が小さい

４．弾性異方性を考慮

です。

＊ヤング率:　E=σ/ε

Eはヤング率、σは応力度、εはひずみ　

ヤング率の単位は、MPa=MN/m^2=N/mm^2　応力度の単位はN/mm^2、εの単位は無し（無次元数）