ＥＭＧマーク７をメインとした蓄音器ミュージアム

【はじめに】

ＥＭＧのサウンドボックスに使用されているダイアフラムの厚さはオリジナルが0.10ｍｍのようです。この厚さがどのようにして決まったのかと云う資料がどこにも見当たりません。そこでこの厚さをもっと薄くしたら音はどう変わるのか、もっと厚くしたら音はどう変わるのか、オリジナルの0.10ｍｍの厚さで本当に良いのかと云う疑問が湧きました。たまたま私の中学時代の同級生で金属加工の会社（ノアテック株式会社）を立ち上げ私も監査役として関わっている会社に、ダイアフラムを作ることを持ちかけました。そして直ぐに杉崎信さんにダイアフラムを作ることを電話で連絡しましたら、なんとその日の内に杉崎さんはＥＭＧのオリジナルのダイアフラムを持って来てくださり、これと同じ物を作って欲しいと言われました。金型を造るのに８か月位かかりましたが、この日から私の音響学における楽しい研究がまたスタートしました。

【使用したＥＭＧのサウンドボックス】

ＥＭＧのサウンドボックスには大きく分けて４種類、存在するようです。（写真―１）２枚板バネ付きナイフエッジと４枚板バネ付きナイフエッジ、ダイアフラムの直径が48ｍｍと44ｍｍ。今回の実験に使用したサウンドボックスは２枚板バネでダイアフラムの直径が44ｍｍのものです。（写真―２）

【ダイアフラムの作製】

オリジナルのダイアフラムを参考にして、同じ形になるような雄、雌の金型を作製（写真―３）し旋盤に装着（写真―４）、回転しながら徐々に圧力をかけ、ＥＭＧのオリジナルに近い形状のダイアフラムを作製しました。（写真―５）

【実験に使用したダイアフラムの材質と厚さについて】

今回使用したダイアフラムの材質は純アルミで純度99.3％以上のものを使用しました。また厚さは0.36ｍｍ、0.07ｍｍ、0.08ｍｍ、0.10ｍｍ、0.12ｍｍの５種類の厚さの物を使用しました。またアルミ材は全て焼鈍しの状態の物を使用しました。（焼き入れたアルミ材と焼鈍したアルミ材の周波数特性の違いについては次回にでも発表します）

【測定条件】

サウンドボックスを裏返すとバックプレートの部分に３か所のネジが見えます。（写真―６）この３か所のネジを外すと裏蓋が開き、ダイアフラムの交換が出来るようになっています。従ってダイアフラムを交換するためには、このネジを毎回外さなくてはなりません。しかし、このネジは強く締めると、ダイアフラムを支えているゴムダンパーに圧力が掛かり、ダイアフラムの振動にも影響を及ぼします、逆もしかりです。今回の実験では、ダイアフラムを毎回、交換しなくてはならず、この３か所のネジも毎回動かさなくてはなりません。ネジの締め具合の違いで周波数特性が２〜３ｄＢも変化するようではこの実験は成立しません。そこで基礎実験として、このネジの位置が０度から360度、−360度動いた時の周波数特性を測定する必要性が出てきました。 　また、この全ての実験で使用する針は鉄針で太さは直径1.57ｍｍを使用、針圧は100ｇで統一しました。即ちダイアフラムの厚さだけが異なり、他は全て同じと云う条件を設定しました。

【サウンドボックスの裏蓋の３か所のネジを３６０度〜−３６０度、即ちネジを２周り分動かした時の周波数特性の変化について】

３か所のネジは共に緩過ぎず、硬過ぎずの位置をニュートラル（０度）とし、次に３か所のネジを共に一回り360度締めたとき、次にニュートラルからー360度緩めた時の３種類の周波数特性を測定しました。（図−１）この図から３つの周波数は略一致していることが分かります。即ち全周波数において誤差は１ｄＢ以下と云うことです。これがもし５ｄＢも音が変化するようでは、ネジの位置もピタリと合わせなくてはなりません。今回の実験ではネジは2回り以内であれば周波数特性にはそれ程影響を与えないと云うことで、この実験が実現出来ました。だからと云ってこのネジの位置は適当で良いと云う訳では決してありません。この１ｄＢ以下の周波数特性で測定出来ないほど微妙な音の変化は最後に生の耳で音を聞きながら微調整を行っていく最も大事な調整になるのです。１ｄＢ以下で周波数特性では差が出ない部分のために、なかなか研究が進まない分野なのですが私はこの部分をしっかりと微調整した蓄音機はその性能を最大限に発揮出来るものになると確信しています。私は今から約40年前にはこの分野で仕事をしておりました。とは云え、今回の実験では、ネジの位置も出来る限り同じ締め具合になることを心掛けました。

【測定結果】

図―２にはダイアフラムの厚さが0.06ｍｍの時の周波数特性を示しました。この図を見ると、１ＫＨｚをピークに高音域がスキースロープのように急斜面で下降しています。３ＫＨｚでは７５ｄＢＳＰＬの音圧しか出ていません。このダイアフラムで音楽を聞くと腰が無い為、少し大きな音になると音ビレが起きてしまい、この薄さでは、とても使用出来るものではありませんでした。 　図―３はダイアフラムの厚さが0.07ｍｍの時の周波数特性です。３ＫＨｚでは８０ｄＢＳＰＬで先程と比較すると約５ｄＢ高音域が出ています、また音ビレはそれほど気にならなくなりましたが、しかしまだ高音域が不足でマイカで聞いているような音の感じでした。 　図―４はダイアフラムの厚さが0.08ｍｍのものです。３ＫＨｚで８６ｄＢＳＰＬの音が出ており、音ビレもなく高音域が不足していると云う感じもしません。充分に聞くことが出来る音です。ＥＭＧのサウンドボックスにはこの0.08ｍｍの厚さを使用しているものも見受けられます。 図―５はダイアフラムの厚さが0.10ｍｍのもので、ＥＭＧサウンドボックスのオリジナルに付いている厚さです。３ＫＨｚでは９４ｄＢＳＰＬも出ており音楽的にも申し分ない音と言えます。ここまでの結果から分かることは、ダイアフラムの厚さが0.01ｍｍずつ増える毎に３ＫＨｚの音が約５ｄＢずつ増加していることです。即ちダイアフラムの厚さを厚くしていくと、高音域、特に３ＫＨｚがそれに比例して増加していくと云う結果でした。増加幅は約２０ｄＢもありました。次に５００Ｈｚに注目して下さい。厚さが0.06ｍｍでは８０ｄＢＳＰＬ，厚さが0.07ｍｍでは８５ｄＢＳＰＬ、厚さが0.08ｍｍ８６ｄＢＳＰＬ，厚さが0.10ｍｍでは９０ｄＢＳＰＬとなっており、低音域５００Ｈｚも厚さに比例して増加しているのが分かります。増加幅は約１０ｄＢです。 図―６はダイアフラムの厚さが0.12ｍｍの時の周波数特性です。流石にこの厚さになると高音域が落ちて来ます。0.10ｍｍの厚さで３ＫＨｚが９４ｄＢＳＰＬ出ていましたが、0.12ｍｍでは９０ｄＢＳＰＬと約４ｄＢ音が小さくなっています。アルミ板が厚くなるので、高音域のように速い振動に追従出来なくなったことが当然考えられます。しかし５００Ｈｚに注目すると0.10ｍｍの厚さでは９０ｄＢＳＰＬの音の大きさでしたが、0.12ｍｍの厚さでは９４ｄＢＳＰＬと更に４ｄＢも音が大きくなっていることが分かります。

【考察】

ダイアフラムを薄くすれば、質量が軽くなるので高音域が出ると期待して実験に挑みましたが、結果は私の想像を全く覆す結果でした。やはり実験に勝るものは無いと言ったところです。４０年以上も音の実験をして学会に発表して来ましたが、こんなに予想と異なった実験は久々です。私にとっても大変利益ある実験となりました。高音域を出すためには振動板の厚さを厚くしていく必要がある、しかしそのピークは厚さが0.10ｍｍであること。また５００Ｈｚ以下の低音域は振動板の厚さを厚くすればする程に音は大きくなっていくと云う結果でした。そこでＥＭＧ推薦のダイアフラムの厚さが0.10ｍｍと自作の0.12ｍｍとで音楽を聴いて比較してみました。この辺になると当然好みの領域になりますが、私にとっては５００Ｈｚの出力が出た方が、音がふくよかで心地よい音に聞こえます。今では好んで0.12ｍｍの厚さのダイアフラムで蓄音機を聞いています。

【おわりに】

今回はダイアフラムの直径が４４ｍｍで実験しましたが、ＥＭＧエキスパートのサウンドボックスで使用されている直径が４８ｍｍのダイアフラムでも同じ実験を予定しています。蓄音機の分野ではダイアフラムの厚さを変化させた時の周波数特性を測定した結果が未だ発表されていないようでしたので、私がやってみたい実験の一つでした。今回の実験結果が何かの参考になれば幸いです。また今後、このような音響実験を続けて発表して行く予定です、乞うご期待下さい。