オルゴールはなぜ曲を奏でるのか｜櫛歯の長さと厚み、ピンの位置が音を決める仕組み

オルゴールの曲は、シリンダーに並んだピンで決まっています。では、音の高さもピンで決まっているのでしょうか。

私は長いあいだ、ピンの位置が音の高さも決めていると思っていました。調べてみると、音の高さを決めているのは、ピンに弾かれる側の金属の歯です。ピンが決めるのは、どの歯を、いつ弾くかだけでした。この記事では、2026年11月時点で確かめられた資料をもとに、櫛歯の長さと厚み、ピンやディスクの役割、ぜんまいの速度調整を順に説明します。

• 音の高さを決めるのは櫛歯で、ピンはどの歯をいつ弾くかを決める
• 低音の歯は長くするだけでなく厚くして、本体を小さく収めている
• シリンダー式はピンが直接歯を弾き、ディスク式はスターホイールを介して弾く
• 国産最初期の18弁ムーブメントは、2026年度の機械遺産に認定された

オルゴールの音の高さを決めているのは、ピンではなく櫛歯です

ピンは、どの歯をいつ弾くかを決めている

オルゴールの音源は、長さの異なる金属の歯が櫛のように並んだ部品で、櫛歯と呼ばれます。ニデックオルゴール記念館すわのねの解説によると、シリンダー式の曲はピンが埋め込まれたシリンダーに記録されていて、シリンダーがぜんまいの力で回ると、ピンが歯をはじいてメロディーが鳴ります。

ピンは、歯を弾くタイミングと、どの歯を弾くかを決めています。1本の歯から出る音の高さは、歯の側で決まっています。ピンをどこに打っても、その歯が鳴らせる音は変わりません。

使う音は最初から曲に合わせて選ばれている

Wikipediaのオルゴールの項目によると、櫛歯の具体的な音の配列は曲によって異なります。その曲に使わない音は最初から含めず、同じ音が連打される曲では、同じ音の歯を複数用意します。

すわのねの解説も、オルゴールは一般の楽器と違って、使える音と演奏時間が限られていて、すべてのオルゴールがオルゴール用に編曲されていると書いています。ピアノのように、どんな曲でも弾ける楽器ではありません。

低音の歯は、長くするだけでなく厚くしてあります

長さと音の高さの関係は、見た目どおりには並んでいない

浜島書店の「天神のページ」は、櫛歯の裏側の写真を載せて、振動体の固有振動数はおよそ長さに反比例すると説明しています。1オクターブ違えば振動数は2倍になるので、長さが半分になりそうですが、実物はそうなっていません。

理由は小型化にあります。低音側は歯を厚くしてあり、刃先が重ければ振動しにくいので、音程が低くなります。長さだけで低音を出そうとすると、櫛が大きくなりすぎます。

1オクターブ分を長さだけで作るとどうなるか

資料の「およそ反比例」を、そのまま信じてよいのか気になって、梁の振動を扱う一般的な式で自分で計算してみました。同じ材質・同じ幅の一様な板が片側だけ固定されているという前提で、固有振動数は厚さに比例し、長さの2乗に反比例します。

計算の前提：厚さが同じなら、振動数を2倍（1オクターブ上）にするには、長さを 1÷√2 ≒ 0.71倍にします。長さが同じなら、振動数を2倍にするには厚さを2倍にします。実物の歯は先端の重さや断面の形が一様ではないため、この式どおりにはなりません。

同じ材質なら、長さを半分にしたときの音は、1オクターブどころか2オクターブ上がる計算になります。資料の「半分になりそう」という書き方とは差がありますが、実物の歯が理想的な板ではないことを考えると、ここは私の計算が実物と一致するかどうかまでは確かめられていません。確かなのは、低音ほど厚く作って、櫛の大きさを抑えているという資料の説明です。

調律用の鉛で、低音側の響きを整える

オルゴールの小さな博物館（2013年に閉館）の解説では、ディスク・オルゴールでは櫛歯を大型化し、櫛歯の数も増やせたと説明されています。あわせて、調律用の鉛も重量を増し、低音がより効果的になったと書かれています。

歯の先端側に重さを足すと、歯は振動しにくくなって音が下がります。歯を削るのではなく、重さを足して整えるやり方があるということです。同じ資料は、ディスク式で高音まで音域が広がり、高度な演奏が可能になったとも述べています。

音の高さが1本ずつ決まっているという点は、平均律と純正律の違いを周波数の数字で読んだ記事とも共通します。半音ひとつ分の差は、周波数にすると約6%です。

半音1つ分の周波数の比は 2の12乗根 ≒ 1.0595倍です。厚さを同じにして歯の長さだけで半音上げる場合は、長さを 1÷√1.0595 ≒ 0.97倍（約3%短く）します。

シリンダー式とディスク式は、歯を弾く仕組みが違います

シリンダー式は、ピンが直接歯を弾く

オルゴールの小さな博物館の解説によると、シリンダー・オルゴールではシリンダーのピンが直接歯を弾いて音を出します。ピンの本数と位置が、そのまま曲になります。

円筒の大きさで1回転に入る曲の長さが決まります。ニデックインスツルメンツの製品紹介によると、18弁は1回転が約15秒、23弁は1回転が約30秒です。

ディスク式は、スターホイールが間に入る

オルゴールの小さな博物館によると、ディスク・オルゴールは1886年にドイツのパウル・ロッホマンによって初めて製品化されました。ディスクを交換すれば、1台で何曲でも聞けます。

ディスクのピンは、歯を直接弾きません。スターホイールという歯車を使い、ディスクのピンがスターホイールの凸起にかかって回ると、別の凸起が歯を弾きます。スターホイールの凸起はシリンダーのピンより大きいので、弾くストロークも強くなり、音量が豊かになったと説明されています。

ここで、シリンダーを大きくしなくて済むようになったことが効いています。重く大きなシリンダーが要らなくなって、機構を大きくでき、櫛歯の数を増やせました。

速さを一定に保つのは、ぜんまいと調速機です

ぜんまいを巻いて、数分から1時間以上も演奏する

Wikipediaのオルゴールの項目によると、動力のぜんまいは、長時間動かすために複数使うことがあります。数分から、長いものでは1時間以上も演奏できます。ぜんまい式の場合は、羽根車などを使った調速機で回転を調整します。

ぜんまいは、巻いたばかりのときは力が強く、ほどけるにつれて弱くなります。調速機がなければ、曲の始めは速く、終わりは遅くなってしまいます。この仕組みは、機械式時計の仕組みを書いた記事の、ぜんまいと調速の関係とほとんど同じです。

歯の数が増えると、曲の長さと音の厚みが変わる

すわのねの解説によると、使う音の数は弁数で区別され、弁数が多くなると演奏時の音に厚みが増します。Wikipediaは、櫛歯の数として18弁を最も一般的なものとし、23弁、30弁、50弁、72弁などのタイプがあると書いています。

計算：18弁の約15秒と23弁の約30秒を比べると、弁の数は 23÷18 ≒ 1.28倍ですが、1回転の長さは 30÷15 ＝ 2倍です。弁が増えた分より、曲が長くなる割合のほうが大きくなっています。

オルゴールは、鐘を鳴らす機構から金属の歯へ小さくなりました

起源は、町に時を知らせたカリヨン

すわのねの解説は、オルゴールの起源を中世ヨーロッパのカリヨンとしています。木製の円筒を回してハンマーを動かし、音の異なる鐘を打って、自動的にメロディーを奏で、町中に時を知らせました。円筒のピンで打つ相手が、鐘から金属の歯に変わったのが現在のオルゴールです。

18世紀末に、鐘の代わりに薄い鋼鉄の板をはじく機構が生まれた

同じ解説によると、18世紀末には、鐘の代わりに長さの異なる何枚かの薄い鋼鉄製の板をはじく機構が考案されました。Wikipediaは、1796年にスイスの時計職人アントワーヌ・ファーブルが、懐中時計で複雑な音楽を鳴らすための小型の音楽再生機器を発明したとしています。ファーブルの発明の歯は、改良されてまとめられ、最終的に櫛歯の金属板になりました。

鐘に比べて、金属の歯は小さく作れます。ファーブルの発明には、将来的により小さくできるという利点があったと、Wikipediaは書いています。

蓄音機の登場で、オルゴールの出番が減った

すわのねの解説は、エジソンの蓄音機の発明がきっかけで、オルゴールは衰退に向かったと説明しています。オルゴールの小さな博物館は、エジソンの蓄音機の発明を1877年とし、ディスク・オルゴールはこうした新しい再生技術と同じ時代に成長しなければならなかったと述べています。

音の記録の仕方は、レコードの溝から音が出る仕組みの記事で説明しています。レコードは溝の形そのものを音に変えますが、オルゴールの曲は、ピンの位置という形で保存されています。

国産最初期の18弁ムーブメントが、2026年度の機械遺産になりました

認定されたのは、1951年ごろの国産の18弁ムーブメント

ニデックインスツルメンツの発表によると、前身の三協精機製作所が1951年ごろに製造したと推定される、国産最初期の18弁オルゴール・ムーブメントが、日本機械学会の2026年度の機械遺産に認定されました。認定番号は第135号です。

この木箱は、朝鮮戦争に従軍した米兵が土産として持ち帰ったと伝えられています。米国の古道具店で購入した長野県在住の個人が、約70年を経た2024年11月に、同社へ寄贈しました。ゼンマイのカバーには「SANKYO」の刻印があります。

認定の理由は、小型化と低価格化でオルゴールを大衆化したこと

認定の理由は、小型化と低価格化によってオルゴールを大衆化し、外貨獲得産業として日本のオルゴール産業を発展させたことだと、同じ発表は説明しています。電波新聞デジタルも、この評価を報じています。

発表によると、1948年に諏訪地方の町工場だった三協精機製作所が、当時世界一だったスイス製品を目標に、国産オルゴール・ムーブメントの量産化に成功しました。1960年代にはスイスを抜いて世界一になり、ピーク時の1991年には年間生産8,500万個、世界シェア90%を記録したとあります。この90%は、同社の推計（当時）と注記されています。

計算：年間8,500万個を365日で割ると、1日あたり約23万個です。8,500万÷365 ≒ 23.3万個。

この数字を見たとき、私はしばらく止まって、もう一度桁を数えました。1日に約23万個という数は、オルゴールを1個ずつ丁寧に作る工芸品のイメージとは、まったく別のものです。日本のオルゴールは、アンティークの高級品と違って、玩具や小物に組み込まれる、メロディーを奏でる部品として広がったと、発表は説明しています。

オルゴールを選ぶとき、実物を見るときの確認点

弁数と1回転の長さを見る

ニデックインスツルメンツの製品紹介では、弁数と1回転の演奏時間が書かれています。短い曲を何度も聞きたいなら18弁、少し長く聞きたいなら23弁、という比べ方ができます。ただし、これは同じ社の紹介で確かめられた2つの例であって、どのメーカーでも当てはまる規則とは言えません。

ふたを開けたら、櫛歯の長さの並びを見る

実物を見る機会があれば、櫛歯の並びを見てください。端に向かって歯が長くなり、低音側ほど厚くなっているはずです。ピンの並んだシリンダーと歯の位置を見比べると、どのピンがどの歯を弾いているか、目で追えます。

体験できる場所としては、ニデックオルゴール記念館すわのね（長野県下諏訪町）があります。機械遺産の木箱を展示した期間は、発表によると2026年7月28日からの期間限定でした。展示が今も続いているかどうかは、記念館の案内で確認してください。

オルゴールの仕組みの限界と注意点

使える音が限られていて、曲を後から変えられない

櫛歯の数が決まっていて、曲に使わない音は最初から含めません。そのため、あとから別の曲に差し替えることはできません。シリンダー式で曲を替えたいときは、シリンダーごと取り替えることになります。

音の高さのずれは、歯の調整でしか直せない

音の高さは歯の長さと厚み、先端の重さで決まります。弦楽器のように、ペグを回して調弦することはできません。ずれたときの直し方については、今回の資料では確かめられませんでした。修理は専門の業者に任せるのが安全です。

編曲のせいで、聞き慣れた曲と違って聞こえることがある

すわのねの解説のとおり、オルゴールの曲は、すべてオルゴール用に編曲されています。使える音が弁数で限られているので、原曲とまったく同じ響きにはなりません。

オルゴールのよくある誤解

ピンの位置が音の高さを決めているのでしょうか

決めているのは歯です。ピンは、どの歯を弾くか、いつ弾くかを決めています。ピンの位置を変えても、その歯の音の高さは変わりません。

低音の歯は、ほかの歯より長いだけでしょうか

長いだけではありません。低音側は小型化のために歯を厚くしてあり、先端が重いほど振動しにくくなって、音が低くなります。調律用の鉛で重さを足す方法もあります。

ディスク式でも、ピンが歯を直接弾いているのでしょうか

ディスク式では、ディスクのピンが直接弾くのではなく、スターホイールの凸起を回し、別の凸起が歯を弾きます。

まとめ：オルゴールの音の高さと曲を決めているもの

オルゴールの音の高さを決めているのは、櫛歯の長さ、厚み、先端の重さです。ピンは、どの歯をいつ弾くかを決めて、曲のメロディーを作ります。

低音の歯を厚くするのは、櫛を小さく収めるためです。シリンダー式はピンが直接歯を弾き、ディスク式はスターホイールが間に入って歯を弾きます。ぜんまいの速度を一定に保つのは調速機です。

国産最初期の18弁ムーブメントは、1951年ごろの製造と推定され、2026年度の機械遺産に認定されました。次にオルゴールを聞く機会があれば、櫛歯の長さの並びを見て、低音側の歯がどれだけ厚いかを確かめてみてください。