裏板と表板の剛性に関する問題

9. 【  割合で言えば ヴァイオリンよりチェロの方が薄いのです。

チェロを製作するときには、4本の弦によりおよそ47kg~61kg の張力がかかることを念頭に置かなければなりません。

これはヴァイオリンの弦張力合計 18kg~26.5kg の 2.3倍程で、チェロは個体差が大きいので単純比較が難しいですが 表板の面積比率は4倍以上もありますので、その分だけ ヴァイオリンより「つり合いの破れ」を起こすリスクは高くなっています。

Giovanni Battista Guadagnini ( 1711-1786 )  Cello  “Teschenmacher”  Milan,  1757年

Front 717.0 – 339.3 – 247.1 – 420.9                                                                        Back 712.2 – 332.7 – 237 – 419                                                                             Stop 391.1                                                                                                                               総重量 2584g                                                                                                                      表板の重さ 319g ( アーチ 28.4mm )                                                                     裏板の重さ 464g ( アーチ 36.4mm )

Giovanni Battista Guadagnini ( 1711-1786 )  Cello                                          “Ngeringa”  Piacenza,  1743年頃

Front 716.8 – 338.8 – 231.2 – 425.9                                                                  Back 716.6 – 340 – 228.7 – 423.3                                                                               Stop 391.0                                                                                                                                総重量 2456g                                                                                                                         表板の重さ 387g  ( アーチ 25.4mm )                                                                         裏板の重さ 482g  ( アーチ 30.9mm )

ところで‥ 昨今では 『オールド・バイオリン』などを製作するための秘密があったと本当に信じている方がいらっしゃるようですが、現在の状況の本質は技術力の低下にあると 私は思っています。

その一つが剛性を立体的形状によって高めるという基礎的な技術です。

たとえば 冒頭の写真は、工業製品をダンボール箱に納める時に緩衝材として使用される 古紙を主原材料とした パルプモールドの立体成型品を平にしたものです。

このイメージを一歩進めて、もし 古紙を主原材料とした パルプモールドの紙があったとすると 皆さんは どの程度の剛性を想像されますか?

因みに、写真のパルプモールドは 私がパソコンのプリンターを購入した際にダンボール箱の中の緩衝材として使用されていたものです。もちろん、そのまま輸出しても 大丈夫なようになっていました。

現代では ヴァイオリンやチェロにおいての「剛性」を 板厚だけでコントロール出来ると考える方が増えてしまいましたが、オールド弦楽器では板の厚さに加えてその立体的形状が重要な条件とされていたようです。

このような 立体的形状によって剛性が高められるという事について考えていくと、私たちの身の回りには 同様な事例があふれていることが分ります。例えば、この缶コーヒーの容器もそうです。

あるいは、柔らかいアルミ缶の剛性を高くするために工夫された口部や底部なども そうだと思います。

ところで‥このように立体的形状によって剛性が高くできることについてヴァイオリンなどの弦楽器が発明された時代には どのように認識されていたでしょうか。

今から 500年程前に 彼らの身の回りにあるものとして考えてみると、私は 昆虫の羽などの立体的な形状については知られていたと思います。

たとえば、トンボの羽は断面形状がジグザグしているのは よく知られています。

トンボは飛翔中に、この凸凹した部分に小さな空気の渦が生じることにより揚力を得ているそうです。

また強い風の中であっても、このように発生する渦のおかげで、羽の周りを流れる風は大きく乱れることが無く、トンボは安定して滑空することができるとされています。

その上に、トンボは羽の表面にトゲ状の突起までもっています。 飛行機の場合は乱流翼と言うそうですが 突起物によって乱流を生み出し、翼面がいつも乱流境界層に覆われるために 低速でも揚力が失われ難いようになっているそうです。

これについては、1960年にイギリスで 世界初の実用垂直離発着機 ( VTOL機 )として開発され 現在も製造されている、ホーカー・シドレー ハリアー攻撃機の 翼上面の突起 ( タービュレーター ) が類似の事例といえるでしょう。

 

さて、ヴァイオリンなどのオールド弦楽器が発明されたルネサンスの晩期のヨーロッパを考えるとき コペルニクス ( 1473-1543 )や ガリレオ・ガリレイ ( 1564-1642 )達の活躍より前では、レオナルド・ダ・ヴィンチ  ( Leonardo da Vinci 1452-1519 ) が残したノートや作品ほど 観察や実験による その当時の自然科学的認識を伝えるものはないと思います。

1851年、ロンドンで世界初の万国博覧会が開催されました。
会場となったのは ジョセフ・パクストン ( Sir Joseph Paxton 1803-1865 ) によって設計されたクリスタルパレスです。彼はアマゾン原産のオオオニバスの栽培を初めて成功させた優秀なガーデナーでしたが、建築家としても才能がありました。

クリスタルパレスは パクストンのプランにより工事はフォックス・アンド・ヘンダーソン社が担当し、幅 552m、奥行き 122m そしてドーム頂上部の高さは 41m だったそうです。

この建物は 大量生産した規格部材を現場で組立てるプレハブ工法がとられことで有名です。それは 約 3300本の柱、2224本の梁、8万 1000m2のガラスを用いながら工期は 9ヵ月と当時の常識をやぶる短さを誇り、広々とした空間を確保したうえに明るさがある 近代建築の初期を飾る最も代表的な建築として完成しました。

万国博覧会後、解体されて ロンドンのシデナムの新しい敷地に恒久的な施設として移築されたことも特記に価します。移築後の建物は、改良がなされていて一段と良い施設となっていたそうです。

このクリスタルパレスの設計にあたり ジョセフ・パクストンが 参考にしたと伝えられているのが、オオオニバスの巨大な葉を支える葉脈の構造と葉柄( リブ )です。


彼は 30万枚ほどのガラス板を、オオオニバスの葉脈のように交差した鋳鉄の支柱に埋め込みました。そして屋根を直接支える骨組みの部分に、オオオニバスのリブのようなパイプ状の鉄柱を使用したそうです。この骨組みと鉄柱は 雨水を集めて流す雨どいとしての役割も担っていたのが 白眉とされています。

石やレンガ造りの建物が当たり前だった時代にガラスと鉄筋によって作られたクリスタルパレスは、とても画期的で、多くの人の心を虜にしたそうです。