スマートオルゴールMuro Boxの木箱と共鳴箱の設計経緯

オルゴールは楽器なのか?

オルゴールの音は必ずしも重要ではない

多くの人にとって、オルゴールはたくさんの思い出が詰まった宝箱です。それは、メリーゴーラウンドやバレリーナという典型的なイメージのように、純粋で美しいものです。そして、オルゴールの外観は、宝石箱や陶器人形、またはただの紙箱であってもかまいません。このような場合、音質の良し悪しを議論することに意味はありません。外観が美しくクリエイティブであり、メロディーがあなたの思い出を呼び起こすことができるなら、それが良いオルゴールなのです。

スマートオルゴールの創業者夫婦は、二人がオーストリアで購入した小さなオルゴールを手にしています。まさにこのオルゴールが、オルゴールのシリンダー構造を改造するインスピレーションとなり、オルゴールがそれぞれの人にとって特別な思い出を奏でるという夢を実現させたのです。
ただ紙箱に簡単に収められているだけのオルゴールですが、手に取るとオーストリアでの留学生活を思い出させてくれます。
Muro Box スマートオルゴールの創業者夫婦は、Nidec Sankyoの台北オフィスにあるOrpheus大型ディスクオルゴールを見学しました。
写真にある80音のディスクオルゴールはキャビネットに収められていますが、このようなデザインで本当に音が良くなるのでしょうか?

オルゴールの展示目的

一部の人にとって、オルゴールはコレクションです。展示するために、オルゴールは全透明のガラスケースや、美しく塗装された重厚な木箱に収められることがあります。また、大型のディスクオルゴールは、クローゼットのような大きなキャビネットに収められていることもあります。しかし、これらの華やかな装飾や重厚なケースは、本当に「音」をより良くするためにデザインされているのでしょうか?

かつて、誰もオルゴールを楽器として使っていなかった

Muro Boxは、オルゴールを自由に編曲でき、楽器として自由に演奏できるようにしました。これは多くのミュージシャンの夢でしたが、これまで実現されることはありませんでした。オルゴールを楽器として使うという点において、まだ誰も足を踏み入れていない新たな領域だと私は思っています。

Muro Box-N40 標準版スマートオルゴールは、アレンジャーがMIDIキーボードで演奏する際に、自作曲をリアルタイムで演奏します。また、その演奏データも同時にPCに保存でき、後で編曲の細部を修正した上で、再度オルゴールにアップロードして演奏させることもできます。
Muro Boxは、楽器として使用できる世界初のオルゴールです。そのため、私たちはユーザーのニーズを模索し続けています。

ケースは必ず木製でなければならないのか?

オルゴールのケースに、創意工夫が無限にある

私たちは、オルゴールの素材に関してさまざまな質問をよく受けます。例えば、「なぜプラスチックを採用してコストを削減しないのか」、「なぜスピーカーのように金属のケースを使わないのか」、「なぜクリスタルオルゴールのようにガラスを使わないのか」など、さまざまな疑問が寄せられています。

写真にあるのはすべてオルゴールですが、これらはどのように機能するか分かりますか?
写真にあるのはすべてオルゴールですが、これらはどのように機能するか分かりますか?
私たちは何度も台湾の苗栗にある吹きガラス工房を訪れ、ガラスを透明カバーの材質として使用する可能性について相談しました。しかし、ガラスの生産には多くの制約があるため、最終的には断念しました。
私たちは何度も台湾の苗栗にある吹きガラス工房を訪れ、ガラスを透明カバーの材質として使用する可能性について相談しました。しかし、ガラスの生産には多くの制約があるため、最終的には断念しました。

実は、各素材の可能性を考えたのですが

では、なぜMuro Boxは木箱を採用するのでしょうか?金属製やガラス製の楽器もよく見かけるではないでしょうか?私たちは陶器のサプライヤーやガラスのサプライヤー、スピーカーのメーカーを訪問し、木材以外の素材を使用することを真剣に検討したこともあります。しかし、どの素材にも明らかな欠点があります。

例えば、金属製の場合は音があまりにも鋭く聞こえ、プラスチック製は高音部で音割れを起こしやすいです。さらに、ガラス製の場合は、台湾からアメリカに発送する際に製品が破損するリスクを考えるだけで、頭がぼーっとしてしまいます。

では、ケースは必ず木製でなければならないのでしょうか?必ずしもそうではありません。しかし、総合的に考えると、木製のケースは音に関する議論をあまり引き起こさず、比較的容易に加工でき、実施しやすい傾向があります。

設計委託から得た痛切な教訓

最初、Muro Boxの外観デザインは外部に委託していました。デザイナーの提案の中から、私たちはUFO型の木箱デザインを選びました。

しかし、これが大変痛切な教訓となりました。そのデザインは非常にユニークでしたが、両端が開いた木箱は音響効果をまったく発揮せず、結局外観デザインをゼロからやり直さざるを得ませんでした。この経験がきっかけで、木箱がオルゴールの音に与える影響の大きさに初めて気づくことができました。

こちらは、初代Muro Box-N20が2018年にzeczecクラウドファンディングを実施する前の3Dレンダリング画像です。実際に出荷された際には、すでに木箱のデザインを大幅に変更し、音質を向上させました。
工業デザイナーが提案したデザインは非常に独創的でしたが、残念ながら音の品質は基準を満たしませんでした。
知音文創のオルゴールの展示ケース
知音文創のオルゴールの展示ケースです。撮影場所:台中国家歌劇院(National Taichung Theater)内にある知音文創の店舗。

Muro Boxの木箱デザインは模倣から始まった

当初、私たちはオルゴールの発声原理についてまだよく理解していなかったため、N20の木箱の素材やサイズは、市場最大手のオルゴールメーカーである知音文創の木箱を参考にして設計しました。しかし、この段階では、依然として多くの疑問が残っていました。例えば:

1. なぜメープル材を使用するのか?
2. 木箱のサイズが音にどのような影響を与えるのか?つまり、箱の高さ、面積、厚さが音に与える影響は?
3. 音孔の大きさや位置は音に影響を与えるのか?

オルゴールとスピーカーの原理は異なる

私たちは台湾の関連業界を訪れ、考えられる答えを探りましたが、得られた答えはどれも互いに矛盾していました。しかし、諸説を総合すると、楽器とスピーカーの用途には本質的な違いがあることが少なくとも分かりました。

スピーカーの目的は原音を忠実に再現することであり、その木箱の設計思想は、空気における音の伝達通路を最適化することです。スピーカーでは、意図的にボックス内部に小さな空間や通路を作り、音をその通路に沿って導くことで、特定の音を増幅したり抑制したりして、音響効果を発揮します。

一方、楽器の目的は独特な音を出すことであり、その木箱の設計思想は木材自体が持つ音の特性を引き出すことです。オルゴールの場合、櫛歯の振動が木箱を通じて音を発するため、私たちが追求すべき方向は、多くの人が直感的に考えるスピーカーの設計ではなく、楽器の設計にあるはずなのです。

N20の木箱デザインの進化は、私たちの学びの過程

音に対する理解を深めることで、N20オルゴールの木箱デザインも時間とともに進化し続けています。
音に対する理解を深めることで、N20オルゴールの木箱デザインも時間とともに進化し続けています。

楽器設計の要点を理解するために、私たちはバイオリン、ウクレレ、ギターの職人を訪ね、オルゴールの木箱設計の鍵を探ってきました。そして、これらの学びは、N20の木箱デザインの進化に徐々に反映されています

例えば、私たちはようやくメープル材が選ばれた理由を理解しました。メープル材の音響特性は「クリアで特に目立つ個性がない」ことが特徴です(そうです。無個性なのです)。そのため、楽器の発音機構にはあまり使われません。しかし、メープル材は入手しやすく、木目が安定しており、硬度も高く傷が付きにくいことから、家具や装飾品の主要な材料として広く使用されています。つまり、生産や加工がしやすいという点でメープル材が選ばれたのですね!

私たちはギター製造工場を訪れ、ギターボディが生み出す音のキーポイントを理解しようとしました。
私たちはギター製造工場を訪れ、ギターボディが生み出す音のキーポイントを理解しようとしました。
ギターのサウンドホールは弦の振動方向と垂直になっているため、オルゴールの場合も同様に、サウンドホールは正面ではなく上部に位置すべきです。実は、ギターには側面にサウンドホールが開いている特殊なモデルもあることをご存じでしょうか?(これは演奏時に、演奏者に音が良く聞こえるように開けているのですよ!)
ギターのサウンドホールは弦の振動方向と垂直になっているため、オルゴールの場合も同様に、サウンドホールは正面ではなく上部に位置すべきです。実は、ギターには側面にサウンドホールが開いている特殊なモデルもあることをご存じでしょうか?(これは演奏時に、演奏者に音が良く聞こえるように開けているのですよ!)

ギター職人からサウンドホールの役割と位置について説明を受け、私たちはサウンドホールの位置を正面から、櫛歯の振動方向と一致する上部に変更しました。また、バイオリン職人からバスバーの設計について説明を受けた後、クラウドファンディングIndiegogoのN20バージョンの木箱に、バスバーとサウンドポスト(魂柱)を追加することを試みました。

この過程では多くの失敗も経験しました。例えば、木箱の高さや板の厚さを何度も微調整しましたが、後にそれが効果がないことが判明しました。それでも、この試行錯誤の過程で職人さんや先輩方から学んだことが少しずつ積み重なり、未来のN40設計に向けたエネルギーとなりました。

楽器を出発点とした設計の転機

長年にわたり、ゆっくりと試行錯誤の末、ついに台湾の工業技術研究院(ITRI)の助けを得て突破口が見えてきました。ひょんなことから、工業技術研究院の陳懷恩博士が私たちのオルゴールを知った後、カリンバ(親指ピアノ)の職人である余至寬さん(キャプテン余)を紹介してくれました。余さんは、かつて楽曲の切り替えが可能なオルゴールを作る夢を諦め、その後カリンバに転向したという経緯があります。そのため、私たちの木箱設計を喜んで手伝ってくれると言ってくださいました。

このとき、私たちはようやく、模倣すべき楽器が一般的な弦楽器ではなく、カリンバであることに気付いたのです。

余さんのスタジオで、彼と一緒にオルゴールと共鳴箱の設計について話し合いました。
余さんのスタジオで、彼と一緒にオルゴールと共鳴箱の設計について話し合いました。
アフリカのカリンバこそが、実際に最もオルゴールに近い楽器です。
アフリカのカリンバこそが、実際に最もオルゴールに近い楽器です。

オルゴールに最も近い楽器はカリンバ(親指ピアノ)

オルゴールの仕組みは、シリンダーのピンが櫛歯(金属板)を弾いて音を出すというものです。楽器の分類において、オルゴールは体鳴楽器(Idiophone)の一種である摘奏体鳴楽器(Lamellaphones)に分類され、最もよく知られているのはアフリカのカリンバ(kalimba)です。残念ながら、これはヨーロッパ風とはまったく異なります。オルゴールがヨーロッパ発祥だという歴史にはそぐわないですね。

つまり、もし楽器を基にオルゴールを設計するのであれば、ピアノやギターなどの一般的な弦楽器を模倣すべきではなく、既存の西洋楽器と比較する必要もありません。なぜなら、優劣の基準は存在しないからです。オルゴールを設計する際には、全く新しい楽器として認識するのが最善です。音響効果を最適化したい場合、最も参考になる楽器はカリンバです。

N20共鳴箱は、楽器を目標とした初の試み

濃い色の天板と底板がゼブラウッドで、側板の明るい色がメープル材です。写真にあるサンプルは未塗装のため、木材の原色のままで、出荷時のバージョンとは異なります。
濃い色の天板と底板がゼブラウッドで、側板の明るい色がメープル材です。写真にあるサンプルは未塗装のため、木材の原色のままで、出荷時のバージョンとは異なります。

オルゴール本体の木箱設計を変更するのはハードルが高かったため、外部の共鳴箱を導入し、既存のN20オルゴールの音響効果を強化することにしました。

素材については、余さんのアドバイスでアフリカのゼブラウッドを天板と底板に採用しました。これは、摘奏体鳴楽器(Lamellaphones)にとって硬度の高い木材が必要だからです。一方、側板には最終的にメープル材を採用しました。その理由は、台湾ではゼブラウッドの供給が少なく、コストも高いため、量産には十分な量を確保できなかったためです。やむを得ず、生産のために妥協するしかありませんでした。

共鳴箱のサイズは、余さんが試作品を手作りし、何度もテストを重ねて得られた最適な共鳴効果のサイズです。特に、箱の高さと板の厚さが共鳴効果の重要な要素となります。このデータは、N40共鳴箱の設計にも活かされています。

Muro Box-N20スマートオルゴール標準版と専用のゼブラウッド材製共鳴箱。
N20オルゴールと専用共鳴箱。

N40オルゴールの木箱には、最初多くのクリエイティブな提案があった

N40モデルの開発に至ったとき、最初の方向性はN20共鳴箱で学んだ経験をそのままN40の木箱設計に応用することでした。簡単に言えば、N20の木箱と共鳴箱を統合し、共鳴箱をオルゴールの大型木箱にするというアイデアです。

N20共鳴箱のパラメータを基に設計されたN40の木箱です。画像の中で交錯して配置されたムーブメントは、デザインのためではなく、組み立てを容易にするためです。
N20共鳴箱のパラメータを基に設計されたN40の木箱です。画像の中で交錯して配置されたムーブメントは、デザインのためではなく、組み立てを容易にするためです。

これまでにも、オルゴールの外観が伝統的でないといったお客様の声が多く寄せられました。そのため、今回は伝統的なオルゴールの最も印象的な「宝石箱」というイメージに外観を変更することも検討しました。

伝統的なオルゴールのデザインに近い、上開き式の木箱です。画像の中で開けられるガラス蓋は、お客様の提案で、ムーブメントに直接触れられるように設計されています
伝統的なオルゴールのデザインに近い、上開き式の木箱です。画像の中で開けられるガラス蓋は、お客様の提案で、ムーブメントに直接触れられるように設計されています

また、反伝統的な提案もあり、オルゴールをギターの胴体部分に直接作り込むアイデアでした。そのため、私たちはわざわざ台湾の雲林にある「冠弦吉他社」(冠弦ギター社)を訪れ、ギターのボディの量産技術がN40モデルに応用できるかを調査しました。

ムーブメントをギターボディと組み合わせたデザインです。実はこれは量産可能ですよ!
ムーブメントをギターボディと組み合わせたデザインです。実はこれは量産可能ですよ!

お客様にどのように設計してほしいかを教えてもらう

最良の設計はお客様のご希望の設計です。そのため、N40をお待ちいただいているお客様にアンケートを送信し、N40の木箱をどのように設計してほしいかを教えていただきました。

以下に、私たちの最終的な意思決定に影響を与えた、いくつかの重要な顧客提案を挙げます:

1. 「丸みを帯びた四角で、四角を帯びた丸」というデザインを維持してほしいという声がありました。私は当初、ほとんどのお客様が宝石箱のような古典的なオルゴールのデザインを希望されると考えていましたが、実際はそうではありませんでした。多くの方は、楽曲の切り替えが可能な革新的な機能のように、オルゴールの外観も新しい変化を手にすることができると考えています。

2. オルゴールと楽器を組み合わせたデザインを望んでいない声がありました。お客様はオルゴールとほかの楽器の違いをすでに理解しているため、ギターとの組み合わせに反対意見を持っています。より良い音を追求することは重要ですが、それがオルゴールを特定の楽器の枠組みに直接組み込むという意味ではありません。

3. オルゴールの木箱設計には業界標準があります。Siegfriedさんから木箱設計に関する情報をご提供いただき、感謝申し上げます。これにより、オルゴール業界の設計基準を理解することができました。例えば、ベースの組み立て方法や木箱の厚さ、サウンドホールの設計などについて、大まかな方向性に沿って実行しています。

Een mechanische muziekdoos

Notes from siegfried.pattyn

Sankyo_Critical_Dimensions

N40共鳴箱の設計:原点回帰

写真の左側にあるのは、Muro Box-N40標準版オルゴールとクリア塗装のパイン材製共鳴箱の組み合わせで、右側はN40サブライム版オルゴールとアカシア材製共鳴箱の組み合わせです。N40モデルは、引き続きN20オルゴールと分離式共鳴箱のデザインを採用しています。
写真の左側にあるのは、Muro Box-N40標準版オルゴールとクリア塗装のパイン材製共鳴箱の組み合わせで、右側はN40サブライム版オルゴールとアカシア材製共鳴箱の組み合わせです。N40モデルは、引き続きN20オルゴールと分離式共鳴箱のデザインを採用しています。

すべてのアドバイスや提案を統合した結果、私たちは比較的保守的な決定を下しました。それは、N20オルゴールで確立された木箱設計を維持し、引き続き外部の共鳴箱を音響増強装置として使用するというものです。

一見すると変化がないように思えるかもしれませんが、実際にはこれは多くのお客様のご意見に基づいた結果です。なぜなら、お客様は私たちが最良の決断を下したと信じているからです。以下は、特筆すべき設計の詳細です:

アカシア材の選定

余さんのご提案を受け入れ、アフリカ産のゼブラウッドの代わりに台湾産のアカシア材を採用することにしました。アカシア材はゼブラウッドよりも硬度が高く、さらにキャラメルの香りがします。手作業でワックスを塗布し、価値の高いアカシア材を使用することで、オルゴールのコレクションのレベルをさらに向上させました。

台湾の宜蘭蘇澳に位置する熱処理アカシア材の供給元、昆儀実業を訪問しました。
台湾の宜蘭蘇澳に位置する熱処理アカシア材の供給元、昆儀実業を訪問しました。
N40オルゴールの設計は、共鳴箱を製品出荷時の輸送箱として使用し、オルゴールの付属品などをすべて共鳴箱の中に収納できるようになっています。
N40では共鳴箱の体積が大きすぎる問題がすべて解決されました。

共鳴箱を輸送箱としての設計

さらに、余さんからの共鳴箱とオルゴールを組み合わせる提案を採用しました。つまり、オルゴールは普段共鳴箱の中に収納され、使うときに取り出して共鳴箱の上に乗せるという形です。共鳴箱はオルゴールを保護する輸送箱の役割も果たし、過大な体積による高額な送料という問題も解決します。

多様な素材の共鳴箱

オルゴールの木箱に使用しているメープル材は、特に目立つ音色を生み出しませんが、分離式の共鳴箱設計には意外にも適していることに気付きました。メープル材はクリアな音を奏でるため、逆に共鳴箱の異なる木材の特性を十分に引き出すことができます。そのため、N40標準版では引き続きメープル材を木箱の材料として採用し、お好みの音の特徴をお選びいただけるよう、異なる素材の共鳴箱をリリースしました。

開発時には四種類の木材をテストしました:パイン材、スギ材、ウェンジ材(Millettia laurentii)、アカシア材。
開発時には四種類の木材をテストしました:パイン材、スギ材、ウェンジ材(Millettia laurentii)、アカシア材。
N40スマートオルゴールの専用共鳴箱-無塗装のパイン材モデル。
N40スマートオルゴールの専用共鳴箱-無塗装のパイン材モデル。

C字孔の設計

Siegfriedさんのご提案を受け入れ、共鳴箱の上部にあるサウンドホールはバイオリンの設計論文を参考にし、C字孔の最適設計を採用しました。一方、側面のサウンドホールは、協櫻のご提案を参考にし、持ち運びやすいように持ち手穴として設計しました。

サウンドポスト(魂柱)の設計

共鳴箱にバイオリンを模倣してサウンドポストを追加しました。サウンドポストは実際には必要なオプションではありませんが、その役割は共鳴箱の耐荷重を強化し、より薄い板でも同じ強度を実現できることです。サウンドポストがない場合、共鳴箱はより厚く、重くなり、使いにくくなります。

導音柱の高さを適切に調整してください。共鳴箱の深さよりも少し高めにすることができますが、上蓋を破らないように、1mm以上突き出しないようにしてください。箱の側で導音柱の高さを確認した後に、お好みの位置に移動させることをおすすめします。
サウンドポストは、箱体の強度を効果的に高め、箱体の共振周波数を上げることで、中高音域を強化します。

N40オルゴールと共鳴箱は、10年間積み重ねてきた技術の結晶

N40の木箱と共鳴箱の設計は、約10年間にわたるオルゴール設計の研究成果を反映しています。すべての設計決定が音質向上を目指しているため、外観がすべての方のご期待に完全に応えられないかもしれませんが、私たちはアドバイスやご意見を謙虚に受け入れております。Muro Boxの独特な音響効果をお楽しみいただくと同時に、この「ゼロから形にする」設計のプロセスをご理解いただけることを心より願っております。手元にあるオルゴールがなぜこのようなデザインになったのかを知ることこそ、Muro Boxブランドが提供する独特なオルゴール体験です。