ギター弦のテンション、ゲージ、音の減衰に関する統計(2026年):テンション、非調和性、腐食に関する40以上のデータポイント

ギター弦のテンション、ゲージ、減衰の統計2026:人工汗に96時間さらすと弦の減衰(損失係数)が0.0015から0.0137へ9倍に増加。テンションのデータも収録。

人工汗に96時間さらすと、巻き弦の基音147 Hzにおける減衰(損失係数)は0.0015から0.0137へ、およそ9倍に上昇した(Segura Alcarazら、Heliyon 2024)。 実験室では、「死んだ弦」はこのような姿をしている。塩水噴霧による劣化は、345時間後にアコースティックギター弦の剛性を63.9%低下させ(Rodriguez-Tejonら、Corrosion and Materials Degradation 2026)、補正のない弦を1フレットに押さえると音は64.3セント高くなった(VarieschiとGower、American Journal of Physics 2010)。市場データは当社のギター販売統計にあり、このまとめは弦そのものに何が起きているかを扱う。Journal of the Acoustical Society of America、Acta Acustica、Acoustical Science and Technology、American Journal of Physics、Heliyon、MDPIのMaterialsとAcoustics、ISMAとDAFxの論文集、米国特許1件、D’Addarioの技術ノートからデータを集計した。

主なポイント

  • 巻き弦のD弦の損失係数は、人工汗に96時間さらされた後に0.0015から0.0137へ上昇した(Segura Alcarazら、Heliyon 2024)。
  • 促進塩水噴霧により、345時間後に弦の剛性が63.9%低下した(Rodriguez-Tejonら、Corrosion and Materials Degradation 2026)。
  • フォスファーブロンズ弦セットの0.300 mmの1弦は112 Nのテンションを担っていた(Kodamaら、Acoustical Science and Technology 2023)。
  • 同じスケール長で弦のピッチを2倍にするには4倍のテンションが必要(D’Addarioのテンション式、メーカーの技術ノート)。
  • 開放低音Eのアコースティックの音は、約1.12 x 10^-4の非調和性係数を示した(Hodgkinson、Timoney、Lazzarini、DAFx 2010)。
  • 弦を1フレットに押さえると、補正前は最大64.3セント高くなった(VarieschiとGower、American Journal of Physics 2010)。
  • 実験室試験のナイロン弦は、放置するとクリープが止まるまでに数週間かかった(Lynch-AirdとWoodhouse、Materials 2017)。
  • 開放低音Eの基音が15 dB低下するのに5.45秒かかったのに対し、第3高調波はわずか0.86秒だった(Rauら、ISMA 2017)。
  • デッドポイントは、隣接フレットに対して2秒を超える減衰時間の差を生んだ(Pate、Le Carrou、Fabre、JASA 2014)。
  • 平均して21人中16.7人の聴取者が表板の減衰の変化を聞き分けたが、好みに有意な変化はなかった(Acoustics 2025)。

1. ゲージごとのテンション:物理と実際のニュートン値

弦のテンションとは、チューニングされた弦がネックとブリッジに及ぼす引っ張り力のことである。これを決めるのは3つ、弦の単位長さあたりの重さ(「単位重量」または線密度)、振動する長さ(スケール長)、そして目標のピッチだ。テンションは周波数の2乗に比例して増えるため、同じ長さで弦を1オクターブ上げるには4倍の張力が必要になり、指に感じるセットの張り具合は、チューニングだけでなくゲージによっても決まる。

この表は、3本の査読付き研究の値とメーカー側の行を組み合わせている。D’Addarioの式はヤード・ポンド法で書かれた標準的な物理であり、「バランスドテンション」の数値は同社自身の設計上の主張だ。研究の行は、ばらつきの大きさを示している。同じ1弦の位置でも、あるナイロンセットでは82 N、フォスファーブロンズセットでは112 Nだった(Kodamaら、Acoustical Science and Technology 2023)。

指標値出典
テンションの式(テンションはポンド単位、UW = 単位重量(ポンド/インチ)、L = スケール長(インチ)、F = 周波数(Hz))T = (UW x (2 x L x F)^2) / 386.4。ニュートンにするには4.45を掛けるD’Addario、All About String Tension(メーカーの技術ノート)
同じスケール長の同じ弦で周波数を2倍にするために必要なテンションの変化4倍(上の式の(2F)^2 = 4F^2より)D’Addarioの式からの算出
フォスファーブロンズ弦セットの1弦で報告されたテンション(0.300 mm、0.600 g/m)112 NKodamaら、Acoustical Science and Technology 2023
同じセットの巻き弦である3弦で報告されたテンション(0.634 mm、2.300 g/m)148 NKodamaら、Acoustical Science and Technology 2023
ナイロン1弦とフロロカーボン1弦で報告されたテンション(それぞれ2セット)81から82 N 対 100から107 NKodamaら、Acoustical Science and Technology 2023
Les Paul Juniorのレプリカ上のG弦(開放G3、196 Hz、振動長0.629 m)のテンション69.43 NPate、Le Carrou、Fabre、JASA 2014
147 HzにチューニングしたD’Addario NW026巻き弦の軸方向の力89 NSegura Alcarazら、Heliyon 2024
D’Addarioのバランスドテンションセットにおける弦間のテンションのばらつき通常1ポンド以内D’Addario(メーカー自身の主張)

補足:フロロカーボンの高音弦はナイロンより密度が高いため、より細いフロロカーボン弦は、より高いテンションで同じピッチに達する。Les Paulの数値は、JASA 2014の論文にある弦パラメータ表(表I)に記載されたテンションである。

2. ピッチの安定性:クリープ、温度、フレットの押さえ

弦のテンションは、チューニングした後も固定されたままではない。ポリマー弦は伸び続け(クリープ)、温度はピッチを変え、弦をフレットに押さえると弦がわずかに引き伸ばされて音が高くなる。補正のないテスト弦では、1フレットが64.3セント高くなり、これは半音の半分を超える値で、ギターのサドルが後ろにずらされ角度が付けられている理由もここにある(VarieschiとGower、American Journal of Physics 2010)。

ナイロンの行は、音楽的なテンションの下にあるモノフィラメントナイロンについて公表されている最も近い長期データであるハープ弦に由来する(Lynch-AirdとWoodhouse、Materials 2017)。入手できる最新のデータ:Lynch-AirdとWoodhouse 2017、SN Applied Sciences 2020、VarieschiとGower 2010、Hodgkinsonら 2010。

指標値出典
モノフィラメントナイロン弦の実効テンションと、伸ばしていない状態の線密度から予測される値との比較約10%低いLynch-AirdとWoodhouse、Materials 2017
張力下でナイロンのハープ弦に生じるひずみ(伸び)最大20%Lynch-AirdとWoodhouse、Materials 2017
新品のナイロン弦のクリープが止まるまでの時間、放置した場合と約3日間6%(約半音1つ分)高めに張った場合数週間 対 約1週間Lynch-AirdとWoodhouse、Materials 2017
試験した多くのナイロン弦における温度によるピッチのドリフト(知覚できる最小のピッチ変化:約3セント)1°Cあたり1.5セント超Lynch-AirdとWoodhouse、Materials 2017
弾弦直後のピッチグライド、アコースティックギターの開放低音Eの音開始時83.4 Hzから静止時82.8 Hz(約12.5セント)Hodgkinson、Timoney、Lazzarini、DAFx 2010
テーパー型ベース弦(開放)と集中型構造のベース弦(全ポジション)のピッチグライド1秒あたり1.75セント 対 1秒あたり4セント未満SN Applied Sciences 2020、ベースギター弦の非調和性
補正なしでフレットを押さえた音のシャープ化(C3のテスト弦、スケール長645 mm)+14.3から+64.3セント(1フレットで+64.3、12フレットで+30.9)VarieschiとGower、American Journal of Physics 2010
サドルとナットの補正後の同じテスト弦-7.9から+7.3セントVarieschiとGower、American Journal of Physics 2010

計算メモ:12.5セントのグライドは、論文の2つの周波数からの当社の換算値で、1200 x log2(83.4 / 82.8) = 12.5セントである。グライドが起きるのは、強い弾弦が平均テンションを一時的に引き上げ、それが振動の減衰とともに緩むためだ。ベースのグライドの数値は、テーパー型と集中型の弦設計を扱ったSN Applied Sciences 2020の研究に由来する。

3. 非調和性:倍音がわずかに高くなる理由

理想的な弦であれば、基音の正確な整数倍に倍音が生じる。実際の弦は細くて硬い棒であり、その剛性が高次の部分音をそれぞれわずかに高い方へ押しやる。その度合いを表すのが係数Bだ。アコースティックギターの開放低音Eの音ではBが約1.12 x 10^-4と測定され、その値は音が減衰するにつれて変化し続けた(Hodgkinson、Timoney、Lazzarini、DAFx 2010)。小さく見えるが、Jont Allenは2005年に「Bのごくわずかな値が…大きな知覚上の効果をもたらす」と書いている。

素材もゲージと同じくらい重要で、13フレットの3弦では、ナイロンセットはフォスファーブロンズセットよりも第10部分音を大きく引き伸ばした。巻き弦は、プレーン弦よりも予測が難しい。MurrayとWhitfieldは、測定したBがモノフィラメント弦ではモデルとよく一致したが、巻き弦では一致が悪かったと報告している(American Journal of Physics 2022)。入手できる最新のデータ:Kodamaら 2023、MurrayとWhitfield 2022、Hodgkinsonら 2010。

指標値出典
非調和性係数B、アコースティックギターの開放低音Eの音約1.12 x 10^-4Hodgkinson、Timoney、Lazzarini、DAFx 2010
音の開始時のBと、音が落ち着いた後のB1.1 x 10^-4 対 1.14 x 10^-4Hodgkinson、Timoney、Lazzarini、DAFx 2010
同じ音での、ピッチ低下の時定数とBの変化の時定数0.38秒 対 0.23秒Hodgkinson、Timoney、Lazzarini、DAFx 2010
基音に対する第10部分音の測定比、13フレットの3弦、フォスファーブロンズセット(完全な調和なら10.00)10.05Kodamaら、Acoustical Science and Technology 2023
同じ比、ナイロン2セットとフロロカーボン2セット10.28と10.24 対 10.15と10.13Kodamaら、Acoustical Science and Technology 2023
測定したBと、弦モデルから計算したBの一致度モノフィラメント弦では非常に良好、巻き弦では不良MurrayとWhitfield、American Journal of Physics 2022

補足:Bは1つの音の中でも動く。DAFxの音では、Bは時定数0.23秒で落ち着き、これはピッチ自体(0.38秒)より速かったため、弾弦の最初の一瞬が音の中で最も非調和的な部分になる。

4. 部分音の減衰:各倍音が消える速さ

サステインは単一の数値ではない。すべての部分音はそれぞれ独自の速さで減衰し、音の明るさは、ほぼそれらの競争によって決まる。ホローボディのエレクトリックギターの開放低音Eでは、基音が15 dB低下するのに5.45秒かかったのに対し、第3高調波はわずか0.86秒で済んだ(Rauら、ISMA 2017)。2026年のベース弦の研究も同じ結論に達しており、高次の高調波は「低次のものよりはるかに速く減衰する」としている(Vibration 2026)。

弦自体が1周期あたりに失うエネルギーはごくわずかであり、残りはボディ、フレット、弦の素材が担う。スチール弦ギターのモードは、バンジョーの100から200 msに対して300から400 msの時定数で減衰した(Woodhouseら、Acta Acustica 2021)。ほとんどの行について入手できる最新のデータ:Kodamaら 2023、Woodhouseら 2021、Rauら 2017。サステインは耳で判断され、しかもステージの音量であることが多いため、当社のミュージシャンの難聴と騒音曝露の統計では、その音量が判断を下す耳に何をもたらすかを扱っている。

指標値出典
開放低音Eの第1高調波が15 dB低下するまでの時間(ホローボディのエレクトリック、フラットワウンド弦)5.45秒Rauら、ISMA 2017
同じ指標、第2高調波4.49秒Rauら、ISMA 2017
同じ指標、第3、第4、第5高調波0.86秒、0.87秒、1.12秒Rauら、ISMA 2017
約1 kHzまでの弦モードの減衰時定数、スチール弦ギター 対 バンジョー300から400 ms 対 100から200 msWoodhouseら、Acta Acustica 2021
弦モードとボディモードのQ値(Qが高いほど減衰が遅い)数千 対 約100以下Woodhouseら、Acta Acustica 2021
13フレットと1フレットで押さえたナイロン弦およびフロロカーボン弦における第10モードの減衰約10倍高く、時定数はわずか0.05秒Kodamaら、Acoustical Science and Technology 2023
フロロカーボン弦とナイロン弦の弦損失係数、論文の式から推定約0.37倍Kodamaら、Acoustical Science and Technology 2023

補足:各研究は異なる尺度(15 dBの低下、時定数、減衰係数)を使っているため、秒数そのものではなく傾向を比較してほしい。Rauらはまた、基音についてモデルが13.29秒を予測したのに対し、実測は5.45秒だったと報告しており、ネックでの損失は「無視すべきではない」ことを改めて示している。

5. 経年劣化、腐食、コーティング:弦が死ぬ仕組み

俗説では、古い弦がこもった音になるのは、ピッチ構造の何かが変わるからだとされる。しかし測定結果は違うことを示している。Jont Allenは、非調和性係数が経年で変化すると予想していたが、実際には「高次の部分音の減衰が変化しており、それこそが経年劣化の効果の真の原因だった」と結論づけた(Allen、Catgut Acoustical Society Newsletter 1976、著者による説明)。2024年の汗の試験では、保護されていない弦の全音響パワー密度が2.9927 x 10^-4から2.2467 x 10^-5 Pa²/Hzへ、約13分の1に低下し、2000 Hz以上で「顕著な高調波の損失」が見られた(Segura Alcarazら、Heliyon 2024)。

人工汗は、0.5%の塩化ナトリウム、0.1%の乳酸、0.1%の尿素を含み、pHは6.5だった。高炭素鋼の芯線とブロンズの巻き線を持つアコースティック弦を対象にした2026年の促進試験は、金属自体にも同じ方向の変化を確認した。分極抵抗は塩水噴霧の最初の1時間で25,027から15,445 Ω·cm²へ低下し、剛性は60%超低下した(Rodriguez-Tejonら、Corrosion and Materials Degradation 2026)。コーティングに関するデータは乏しく、コーティング弦と非コーティング弦の減衰を数値で比較した試験は、コーティングメーカーの特許にあるものしか見つからなかったため、その旨を明記している。

指標値出典
基音147 Hzでの損失係数、新品の弦と、人工汗に96時間さらされた保護なしの弦0.0015 対 0.0137Segura Alcarazら、Heliyon 2024
同じ損失係数、強制電流による電気防食で保護された弦(96時間後)0.0041Segura Alcarazら、Heliyon 2024
人工汗に96時間さらした後の質量減少、保護なしの弦と保護された弦0.0245 g(1%) 対 0.0153 g(0.6%)Segura Alcarazら、Heliyon 2024
345時間の塩水噴霧後の弦の剛性(貯蔵弾性率)の低下63.9%(2.02 x 10^11 Paから0.73 x 10^11 Pa)Rodriguez-Tejonら、Corrosion and Materials Degradation 2026
塩水噴霧0時間、1時間、170時間での分極抵抗(腐食への抵抗性)25,027、15,445、1,387 Ω·cm²Rodriguez-Tejonら、Corrosion and Materials Degradation 2026
低音E(46E)弦の減衰率、コーティングあり 対 なし-3.41 対 -4.61 dB/秒US Patent 9502008、Cleartone(コーティングメーカーの特許)
A(36A)弦の減衰率、コーティングあり 対 なし-4.48 対 -4.17 dB/秒US Patent 9502008、Cleartone(コーティングメーカーの特許)

補足:特許のD(26D)弦は、コーティングありで-4.21 dB/秒、なしで-5.12だったため、コーティングは3本中2本で減衰を遅くし、1本では速めたことになる(US Patent 9502008)。ニッケルメッキのエレクトリック弦を扱った以前の実験的な学位論文では、応力による劣化と腐食による劣化の間に有意な依存関係は見つからなかった(Connolly、Trinity College Dublin 2010)。

6. 構造によるサステイン:ネック、奏者、デッドポイント

弦自体が失うエネルギーはごくわずかなので、弦が固定されている構造がサステインの多くを決める。デッドポイントとは、ネックがその音の周波数で共振し、弦からエネルギーを奪い取るフレットのことである。Les Paul Juniorのレプリカとして作られたエレクトリックギターでは、12フレットのデッドポイントが隣接フレットとの間に2秒を超える減衰時間の差を生み、電磁ピックアップによる減衰の追加はまったくなかった(Pate、Le Carrou、Fabre、JASA 2014)。

ギターを構えても共振はほとんど動かないが、減衰は変化する(Le Carrou、Pate、Chomette、JASA 2019)。アコースティックギターの製造側については、当社のアコースティックギター製造統計をご覧ください。エレクトリックギターの行について入手できる最新のデータ:Le Carrouら 2019、Pateら 2014、Fleischer 1999。

指標値出典
12フレットのデッドポイントと隣接フレットの減衰時間の差、G弦、Les Paul Juniorのレプリカ2秒超Pate、Le Carrou、Fabre、JASA 2014
実測とモデル予測の減衰時間(T30、30 dB低下するまでの時間)の最大差0.6秒Pate、Le Carrou、Fabre、JASA 2014
ギターを自由に吊るした状態(奏者なし)で合成したエレクトリックギターの音のT303から8秒Le Carrou、Pate、Chomette、JASA 2019
奏者がギターを構えたときの構造モード周波数の変化5%未満(モード1と2)、2.5%未満(モード3から6)Le Carrou、Pate、Chomette、JASA 2019
12フレットのデッドポイントの背後にあるネックモードと、吸収される音約373.81 Hz 対 392.00 HzのG4Le Carrou、Pate、Chomette、JASA 2019
ストラトキャスタータイプのギターのD弦4フレットのデッドポイントの背後にあるネック共振430 Hzの面外共振Fleischer、ASA/EAA/DAGA Berlin 1999
300 Hz超でのバンジョーとギターのブリッジのアドミタンス(ブリッジの動きやすさ)20から30 dB高いWoodhouseら、Acta Acustica 2021
表板の減衰が異なるスチール弦ギターの中から、隠された基準を正しく選んだ聴取者平均21人中16.7人Acoustics 2025、表板の減衰に関する研究

補足:2025年の表板の研究で、著者らは、表板の減衰を変えても、検証したギターには「実用上意味のある影響はないように思われた」と結論づけたが、ほとんどの聴取者は違いを聞き分けられた(Acoustics 2025)。Fleischerはサステインを30 dB低下するまでの時間と定義し、ネックのコンダクタンスをデッドポイントの診断における重要なパラメータと呼んだ(Fleischer、ASAの一般向け論文 1999)。2025年のForum Acusticumの論文は、開放弦のサステインを5段階評価で、基準ギターは4.1 ± 0.9、3Dプリントギターは3.1 ± 1.2と評価した(Espinozaら、Forum Acusticum 2025)。

数字で見るギター弦のテンション、ゲージ、音の減衰(まとめ)

指標値出典
147 Hzでの損失係数、新品の弦と、人工汗に96時間さらした後0.0015 対 0.0137Segura Alcarazら、Heliyon 2024
345時間の塩水噴霧で失われた弦の剛性63.9%Rodriguez-Tejonら、Corrosion and Materials Degradation 2026
分極抵抗、開始時と170時間の塩水噴霧後25,027 対 1,387 Ω·cm²Rodriguez-Tejonら、Corrosion and Materials Degradation 2026
同じ長さで弦の周波数を2倍にするためのテンションの変化4倍D’Addarioの式からの算出
ナイロンの実効テンションと、伸ばしていない状態の密度から求めた値との比較約10%低いLynch-AirdとWoodhouse、Materials 2017
1フレットでの補正なしのシャープ化+64.3セントVarieschiとGower、American Journal of Physics 2010
サドルとナットの補正後のフレット押さえの誤差の範囲-7.9から+7.3セントVarieschiとGower、American Journal of Physics 2010
弾弦後のピッチグライド、アコースティックの開放低音Eの音83.4 Hzから82.8 Hz(約12.5セント)Hodgkinson、Timoney、Lazzarini、DAFx 2010
非調和性係数B、アコースティックの開放低音Eの音約1.12 x 10^-4Hodgkinson、Timoney、Lazzarini、DAFx 2010
基音に対する第10部分音、ナイロンとフォスファーブロンズ(理想は10.00)10.28 対 10.05Kodamaら、Acoustical Science and Technology 2023
測定したBとモデルのBの一致モノフィラメントでは非常に良好、巻き弦では不良MurrayとWhitfield、American Journal of Physics 2022
15 dBの減衰、第1高調波と第3高調波、開放低音E5.45秒 対 0.86秒Rauら、ISMA 2017
減衰時定数、ギターとバンジョーの弦モード300から400 ms 対 100から200 msWoodhouseら、Acta Acustica 2021
コーティングあり・なしの低音E弦の減衰率-3.41 対 -4.61 dB/秒US Patent 9502008、Cleartone(メーカーの特許)
コーティングあり・なしのA弦の減衰率-4.48 対 -4.17 dB/秒US Patent 9502008、Cleartone(メーカーの特許)
12フレットのデッドポイントの減衰時間の差2秒超Pate、Le Carrou、Fabre、JASA 2014
D弦のデッドポイントの背後にあるネック共振430 HzFleischer、ASA/EAA/DAGA Berlin 1999
表板の減衰の変化を聞き分けた聴取者平均21人中16.7人Acoustics 2025、表板の減衰に関する研究

方法論と出典

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