How It Works/仕組み

1st Generation

There are two main mechanisms, and 5 main parts:

Chopper Mechanism (where the sound is made!)
- Rotor (spins at around 3450 RPM, combusts air)
- Stator (stays in place, provides ports for air to exit)
Damper Mechanism
- Damper (controls air flow, rotates to reveal or conceal ports)
- Electromagnet (it's... it's an electromagnet)
- Armature (on an axis, connects to a notch on the damper & operates it)

**Siren enthusiasts, feel free to skip the below paragraph.

In more complicated terms, there is the rotor (highlighted in yellow), which rotates on a fixed shaft at around 3450 RPM. The rotor has fins inside of it to push air toward open holes (called 'ports' in siren terminology) on the sides. The stator (highlighted in blue) also has ports, which air can pass through. This is how a basic mechanical siren works.

But of course, with the Yamaha Music Siren being a unique siren, it has a unique mechanism that operates a damper. The damper (highlighted in bright red) rides on an axis and conceals the stator's ports when not in use.

When the electromagnet is charged, the armature will lower onto the magnet, and the armature will open the damper, thus revealing the ports and allowing air to flow freely and produce a note.

Different notes are achieved by using different port ratios- a term we siren enthusiasts use to denote the ratio between how many holes a siren has. For example, a 10/12 port ratio means that a section of a siren's chopper assembly has 10 ports or output holes, while another has 12.

Closed position; damper does not reveal stator ports, armature remains suspended above the electromagnet. Air is blocked from exiting choppers.

Open position; damper reveals stator ports, armature lowers onto the electromagnet. Air freely escapes and emits sound.

2nd Generation

Instead of using an electromagnet, the armature is operated via two pneumatic pistons. Air is fed into either piston via a small tube linking to a valve that controls when the damper is opened or closed. The valve leads into another small tube that feeds compressed air from an air compressor at the bottom of the assembly. The valve is operated via a MIDI reader in the siren's control box, which is why the 2nd generation siren plays notes with more accuracy than the 1st generation units.

The armature again connects to a notch on the damper, but this time, the damper is inside the stator. A little window is cut where a notch, welded to the damper and rides with the armature, moves accordingly with the stator.

Unlike the 1st generation model, the 2nd generation sirens' chopper assemblies are thrown together in pairs of 4, usually with port ratios of 4/6/9/12 (C3, F3, C4, F4), 6/8/9/12 (F3, Bb3, C4, F4), or others that are usually unique for a specific order. The reason why you hear so many different notes with just these assemblies alone is likely to do with the belt. The rotors in a given assembly are all fixed on a shaft that connects to a wheel on a belt assembly. Some of those wheels may be smaller than others to give the rotors a higher RPM. This would also explain why C3 is often the lowest note on most 2nd generation music sirens.

A recent discovery found by PhilavaniaSirenKid on Discord gives us the answer to how the rotors receive air. As it turns out, the stands for each chopper are hollow, presumably connecting to the rotor well. Under each stand in the panel supporting the music sirens is a slot for air to enter and feed each rotor.

To find port ratios and rotor speed, use Desmos and graph the equation y=60/x. Pick a point where x is a whole number on the resulting line. x is the amount of ports in a chopper. y doesn't have to be a whole number. Let y=a for the following equation: x=ay. You should get a linear equation, and if done right, it should show you the rotor's speed on the horizontal axis, and the resulting pitch frequency on the vertical axis. For example, y=60/x. I pick point 12,5. 12 ports, a=5. x=5y. The line now tells me 12 ports at 3450 rpm is 690 hz. If I manipulate the equation for a siren's pitch, f=rp/60, to r=f*60/p where f is frequency and p is ports, 690*60/12=3450 rpm. If r is equal to the pitch the graph gives you, then the graph is accurate.

Stay in school, kids. It's annoying but it helps you to indulge in your hobbies.

第1世代サイレン

主に二つのメカニズムと、五つの主要な部分があります：

チョッパー
- ローター（3450回転/分で回転し、空気を圧縮する）
- 固定子（所定の位置に留まり、空気が排出されるためのポートを提供する）
ダンパー
- ダンパー（空気の流れを制御し、ポートを露出または隠すために回転する）
- 電磁石
- アーマチュア（蝶番で取り付けられ、ダンパーの切り欠き部に接続して作動させる）

**サイレン愛好家の皆様、以下の段落はご自由にスキップしてください

固定軸上で約3450回転/分で回転するローター（黄色で強調表示）があります。ローター内部にはフィンがあり、空気を側面の開口部（「ポート」と呼ばれるサイレン用語）へ押し出します。ステーター（青色で強調表示）にもポートがあり、空気が通過できます。これが基本的な機械式サイレンの仕組みです。

しかしヤマハのミュージックサイレンは独特な構造のため、ダンパーを操作する機構を備えています。ダンパー（鮮やかな赤で強調）は軸上を移動し、使用しない際には固定子のポートを覆い隠します。

電磁石に電流が流れると、アーマチュアの一方が磁石に向かって下がり、もう一方がダンパーを開く。これによりポートが露出して空気が自由に流れ、音が生み出される。

異なる音程は異なるポート比率によって実現されます。これはサイレン愛好家が使用する用語で、サイレンのポート（出力孔）数の比率を指します。例えば、10/12のポート比率とは、サイレンのチョッパーアセンブリの一部が10個のポート（出力孔）を持ち、別の部分が12個持つことを意味します。

Closed position; damper does not reveal stator ports, armature remains suspended above the electromagnet. Air is blocked from exiting choppers.

Open position; damper reveals stator ports, armature lowers onto the electromagnet. Air freely escapes and emits sound.

第2世代サイレン

電磁石の代わりに、アーマチュアは2つの空気圧ピストンによって作動する。空気は、ダンパーの開閉を制御するバルブに接続された細いチューブを介して各ピストンに供給される。このバルブはさらに別の細いチューブにつながっており、装置下部の空気圧縮機から圧縮空気を供給する。バルブはサイレン制御ボックス内のMIDIリーダーによって作動されるため、第2世代サイレンは第1世代ユニットよりも正確な音程で音を鳴らす。

前モデルと同様に、電機子はダンパーの切り欠きに接続されるが、今回はダンパーが固定子内部に配置されている。ダンパーに溶接された切り欠きが電機子と共に移動し、固定子に応じて連動するよう、小さな窓が設けられている。

第1世代モデルとは異なり、第2世代サイレンのチョッパーアセンブリは4個ずつペアで組み合わされ、ポート比率は通常4/6/9/12（C3、F3、C4、F4）、6/8/9/12（F3、Bb3、C4、F4）など、特定の注文ごとに固有の組み合わせとなる。これらのアセンブリだけで多様な音程が得られる理由は、ベルト機構に起因する可能性が高い。特定のアセンブリ内のローターは全て、ベルトアセンブリの歯車に接続された軸に固定されている。歯車のサイズを一部小さくすることで、ローターの回転数を高めているのだ。これが、第2世代のミュージックサイレンでC3が最も低音となる理由でもある。

DiscordのユーザーPhilavaniaSirenKidによる最近の発見が、ローターへの空気供給方法の謎を解明した。各チョッパーの支柱は中空構造で、おそらくローターウェルと接続されている。音楽サイレンを支えるパネルの下部、各支柱の下には、空気を導入して各ローターに供給するためのスロットが設けられている。

ポート比とローター速度を求めるには、Desmosを使用し方程式 y=60/x をグラフ化します。得られた直線上で x が整数となる点を選びます。x はチョッパーのポート数です。y は整数である必要はありません。y=a とすると、次の式 x=ay が得られます。これにより一次方程式が得られ、正しく行えば横軸にローター速度、縦軸に結果のピッチ周波数が表示される。例：y=60/x。点12, 5を選択。12ポート、a=5。x=5y。この直線から、12ポートで3450 rpmのとき690 Hzとわかる。サイレンのピッチ計算式 f=rp/60 を r=f*60/p（f=周波数、p=ポート数）と変形すると、690*60/12=3450 rpm となる。もし r がグラフが示すピッチ値と一致すれば、グラフは正確である。

子供たちよ、学校には通い続けなさい。ww

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