CN103101196B - 弦乐器用弓杆的制造方法及弦乐器用弓杆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种弦乐器用弓杆的制造方法及弦乐器用弓杆，制造在弦乐器中使用的纤维强化塑料制的弓杆（1）的方法包含：将使树脂浸渗到纤维而得到的预浸料坯卷绕于朝向前端直径逐渐变细的芯棒的工序；将在芯棒上卷绕了预浸料坯的半成品设置于模具内后，通过在模具内对半成品加热加压，成形为与形成于模具和芯棒之间的模腔对应的形状的工序；通过从成形为与模腔对应的形状的成形体中拔出芯棒，得到中空长条的杆主体（1A）的工序；在调节杆主体（1A）的重量分布、重心位置、重量中至少一个时，使用使芯棒的直径或直径的变化率在轴线方向上阶段性变化的芯棒，使模腔的容积变化。

Description

弦乐器用弓杆的制造方法及弦乐器用弓杆

本申请基于2011年11月2日提出的日本专利申请2011－241461号要求优先权，其内容援引于此。

技术领域

本发明涉及弦乐器用弓杆的制造方法及弦乐器用弓杆。

背景技术

目前，在小提琴及中提琴、大提琴、低音大提琴等弦乐器用的弓（bow）中使用木制的弓杆（杆），其中高密度、硬、耐湿气、弯曲强度优异的伯南布哥木材作为适于弓杆的材料而被使用。然而，伯南布哥木材因原木的采伐，数量急减，根据近年国际贸易规定难以得到。

因此，作为伯南布哥木材等木制弓杆的替代品，例如，开发有碳纤维强化塑料(CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics)及玻璃纤维强化塑料(CFRP：Glass Fiber Reinforced Plastics)等使用了纤维和树脂的复合材料的纤维强化塑料(FRP：Fiber Reinforced Plastics)制的弓杆（例如，参照日本特公昭44－19189号公报）。

另外，木制的弓杆从木材削出，一个一个通过手工作业精加工而成，因此，不能制造完全相同的弓杆，与之相对，FRP制的弓杆使用相同的材料和模具而制作，因此，工业上可再现性良好地制造相同的弓杆。另外，在制造木制的弓杆的情况下，因天然原材料即木材具有密度的偏差，所以不改变外形形状及尺寸，难以调节例如弓杆的重量分布及重心位置、重量等。

然而，作为中空状纤维强化树脂成形体的制造方法，可以举出称为内压成形法的方法（例如，参照日本特开平11－48318号公报）。该内压成形法中将使未固化的树脂浸渗到纤维而得到的预浸料坯卷绕于由挠性原材料构成的加压用袋后，设置于模具内。而且，合模后，使加压用袋膨胀，将预浸料坯压入模具的内面并加热。由此，可以将预浸料坯成形为与形成于模具和加压用袋之间的模腔对应的形状。

但是，在使用该内压成形法的中空状纤维强化树脂成形体的制造方法中，使上述的加压用袋膨胀时，预浸料坯在模具内变动，由此加压用袋的膨胀具有产生偏差的情况。

因此，在使用这种内压成形法制造弓杆的情况下，上述的模腔的形状每次成形时并不一定，成形的弓杆的重量分布及重心位置将产生偏差。

另一方面，本发明者提出有一种中空构造物的成形方法，在该方法中，在前端越来越细的形状即可回弹的金属制的柱状的芯棒上卷绕FRP预浸料坯，将卷绕了该FRP预浸料坯的芯棒设置于以中空构造物的外形部分作为模腔的模具内，随后，对该模具加热得到成形品后，将芯棒拔出（参照日本专利第3541756号公报）。

在使用该中空构造物的成形方法制造弓杆的情况下，能够在成形时将形成于模具和芯棒之间的模腔的形状每次成形都保持一定。因此，可防止上述的成形后的弓杆产生重量分布及重心位置的偏差。

然而，弦乐器用的弓杆因其重量分布及重心位置、重量等稍微不同而划分使用者（弦乐器的演奏者）的爱好，所以在制造上述的FRP制的弓杆的情况下，期望按照这种使用者的爱好而预先准备多个细致调节了弓杆的重量分布及重心位置、重量等的弓杆。

发明内容

本发明是鉴于这种现有的事情而开发的，其目的在于，提供可细微且容易地调节弓杆的重量分布及重心位置、重量的弦乐器用弓杆的制造方法以及使用这种制造方法高精度调节了重量分布及重心位置、重量的弦乐器用弓杆。

为了实现上述目的，本发明的弦乐器用弓杆的制造方法制造在弦乐器使用的纤维强化塑料制的弓杆的方法，其具有将使树脂浸渗到纤维而得到的预浸料坯卷绕于朝向前端直径逐渐变细的芯棒的工序；将在芯棒上卷绕了预浸料坯的半成品设置于模具内后，将该半成品在模具内加热加压，由此成形为与形成于模具和芯棒之间的模腔对应的形状的工序；从成形为与模腔对应的形状的成形体拔出芯棒，由此得到中空长条状的杆主体的工序；使用使直径或直径的变化率在轴线方向上阶段性变化的所述芯棒，通过使所述模腔的形状变化，调节所述杆主体的重量分布、重心位置、重量中至少一个的工序。

另外，本发明的弦乐器用弓杆是在弦乐器使用的纤维强化塑料制的弓杆，具备具有朝向前端直径逐渐变细的轴孔并被成形为中空长条状的杆主体，通过使轴孔的直径或直径的变化率在轴线方向上阶段性变化，杆主体的重量分布、重心位置、重量中至少一个被调节。

发明效果

如上所述，在本发明的弦乐器用弓杆的制造方法中，使用使芯棒的直径或直径的变化率在轴线方向上阶段性变化的芯棒，使模腔的容积变化，由此可细微且容易地调节在该模具内成形的杆主体的重量分布及重心位置、重量而无需变更模具。

另外，在本发明的弦乐器用弓杆中通过使轴孔的直径或直径的变化率在轴线方向上阶段性变化，可高精度地调节该杆主体的重量分布及重心位置、重量而无需变更杆主体的外形形状及尺寸。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的弦乐器用弓的平面图；

图2A、2B及2C是表示图1所示的弦乐器用弓的弓杆的平面图、沿X1－X1’线的剖面图及沿X2－X2’线的剖面图；

图3是表示图2A～2C所示的弓杆的制造方法的立体图，（a）表示在心轴上卷绕预浸料坯前的状态，（b）表示在心轴上卷绕了预浸料坯的状态；

图4是表示心轴及预浸料坯的形状和成形的杆主体的重心位置之间的关系的图；

图5是表示用于制造图2A～2C所示的弓杆的模具的一方的平面图；

图6是表示图2A～2C所示的弓杆的制造方法的剖面图，（a）表示半成品设置于一方模具的状态，（b）表示模具被合模后的状态；

图7是表示图2A～2C所示的弓杆的制造方法的图，（a）表示从成形体（杆主体）拔出了心轴的状态，（b）表示杆主体（弓杆）从模具脱离后的状态；

图8A是表示使心轴的直径在轴线方向上阶段性变化的一例的示意图，图8B是表示使心轴的锥形角在轴线方向上阶段性变化的一例的示意图。

具体实施方式

下面，对应用了本发明的弦乐器用弓杆的制造方法及弦乐器用弓杆，参照附图详细说明。

另外，在下面的说明中使用的附图有时为了易明确特征，为了方便，示意性地表示特征的部分，各构成要素的尺寸比率等与实际相同没有限制。另外，在下面的说明中例示的材料、尺寸等为一例，本发明未必限定于此，在不变更其主要宗旨的范围内可适当变更实施。

作为本发明的一实施方式，图1所示的弦乐器用弓（bow）例如，在小提琴及中提琴、大提琴、低音大提琴弦乐器中使用，作为伯南布哥木材等木制的弓杆（杆）的替代品，被称为例如使用了CFRP制的弓杆1的所谓碳弓。

该图1所示的弦乐器用弓在设置于弓杆1的前端侧H的头部1A和安装于基端侧B的外周部的饰扣2之间张设有丝3，并且通过旋转安装于该弓杆1的基端部的螺丝4，可调节丝3的张紧状况（张力）。

弓杆1如图2A～2C所示，具备和头部1a一体成形的中空长条状的杆主体1A。该杆主体1A具有向张设丝3侧的相反侧外弯的弓形形状，张设了丝3时可向与向外弯的方向相反方向弯曲（弹性变形）。

杆主体1A如图2A所示，具有除了头部1a以外前端侧H比基端侧B整体变细的外形形状。另外，杆主体1A的截面形状如图2B所示，在其轴线方向上形成大致圆形状，但为了提高该杆主体1A的弯曲强度（刚性）及设计性等，其基端侧的一部分形成图2C所示的大致八边形状。

在杆主体1A中心部在轴线方向上形成有截面大致圆形状的轴孔1b。另外，轴孔1b与上述的杆主体1A的外形形状对应地，具有从其基端侧B朝向前端侧H直径逐渐变细的所谓锥形状（前端越来越细的形状）（φ₁＜φ₂）。

另外，图2A～2C所示的杆主体1A的形状仅为一例，该杆主体1A的形状考虑上述的弯曲强度（刚性）及设计性等，可适当变更在该轴线方向的各位置的粗细及截面形状等而实施。

接着，对弓杆1的制造方法参照图3～图7进行说明。

制造弓杆1时，首先，如图3（a）、（b）所示，在心轴（芯棒）10上卷绕预浸料坯11。

心轴10与后述的图5所示的模具20一起规定将卷绕的预浸料坯11成形为弓杆1的空间（模腔），例如，由可回弹的金属杆构成。另外，为了使杆主体1A的轴孔1b成形，心轴10具有从其基端侧B朝向前端侧H直径逐渐变细的锥形状（前端越来越细的形状）。

预浸料坯11为浸渗了未固化的热固性树脂的碳纤维。预浸料坯11可以使用例如，使碳纤维在一方向对齐而浸渗了热固性树脂的预浸料坯、使热固性树脂浸渗到平织、斜纹织或缎纹织的碳纤维的预浸料坯、利用热固性树脂固定短纤维化的碳纤维的预浸料坯等。另外，对于热固性树脂可以使用例如环氧树脂及不饱和聚酯树脂等。

在本实施方式中，按照上述模腔的形状，在轴线方向上调节卷绕于心轴10的预浸料坯11的面积。具体地说，通过变更卷绕于心轴10上的预浸料坯11的卷绕宽度的分布，按照上述模腔的大小（容积）调节由预浸料坯11形成的弓杆1的重量。

如图3的（a）所示，根据卷绕于心轴10的预浸料坯11的面积，可以变更所成形的杆主体1A的重量。即，如果使心轴10变细而增大预浸料坯11的面积，那么就可增加卷绕于心轴10的预浸料坯11的卷绕量，可增加所成形的杆主体1A的重量。另一方面，如果使心轴10加粗而减小预浸料坯11的面积，那么就可减少卷绕于心轴10上的预浸料坯11的卷绕量，可减轻所成形的杆主体1A的重量。

根据卷绕于心轴10上的预浸料坯11的形状即卷绕宽度的分布，可变更所成形的杆主体1A的重量分布及重心位置。即，在预浸料坯11的前端侧H设有倾斜部11A，通过调节该倾斜部11A的位置及角度，如图3（b）所示那样被成形了的杆主体1A可调节其重量分布及重心位置。

参照图4，对心轴10及预浸料坯11的形状和所成形的杆主体11A的重心位置的关系进行说明。

在图4的第二实施例E2所示的平面形状的心轴10－2上卷绕实施例E2所示的截面形状的预浸料坯11－2时所成形的杆主体1A重心处于位置G2。

在使重心处于比位置G2更靠基端侧B的位置G1的杆主体成形的情况下，如第一实施例E1所示，使心轴10－1的前端侧H比心轴10－2粗。另外，改变预浸料坯11－1的卷绕宽度分布，使基端侧B的宽度比预浸料坯11－2长，使前端侧H的宽度比预浸料坯11－2短。预浸料坯11－1的卷绕宽度的分布也可以通过仅使基端侧B的宽度比预浸料坯11－2长，或仅使前端侧H的宽度比预浸料坯11－2短来改变。在这种心轴10－1上卷绕预浸料坯11－1而成形的杆主体1A外形与第二实施例E2一样，但重心处于靠基端侧B的位置G1。

在使重心处于比位置G2更靠前端侧H的位置G3的杆主体成形的情况下，如第三实施例E3所示，使心轴10－3的基端侧B比心轴10－2粗。另外，改变预浸料坯11－3的卷绕宽度分布，使基端侧B的宽度比预浸料坯11－2短，使前端侧H的宽度比预浸料坯11－2长。预浸料坯11－3的卷绕宽度的分布也可以通过仅使基端侧B的宽度比预浸料坯11－2短，或仅使前端侧H的宽度比预浸料坯11－2长来改变。在这样的心轴10－3上卷绕预浸料坯11－3而成形的杆主体1A外形与第二实施例E2一样，但重心处于靠前端侧H的位置G3。

另外，在调节预浸料坯11的卷绕宽度分布时，也可以以成为与上述的预浸料坯11的面积及形状匹配的卷绕宽度分布的方式将被分成多片的预浸料坯11层叠卷绕于心轴10上。该情况下也可在轴线方向上调节卷绕于心轴10的预浸料坯11的量。

如图6（a）所示，在心轴10上卷绕了预浸料坯11的半成品1B设置在模具20内。

如图5及图6（a）及（b）所示，模具20规定杆主体1A（弓杆1）的外形形状，具有在上下方向被分开的一对下模21及上模22。这些下模21及上模22夹着沿轴线方向的分割面左右对称地对杆主体1A（弓杆1）进行成形，在相互的相向面上分别形成有形状与杆主体1A（弓杆1）的外形形状对应的凹部21a、22a。

在使这些下模21和上模22嵌合时，通过使相互的凹部21a、22a相向，模具20形成与杆主体1A的外形形状对应的空间。

下模21和上模22除相互的凹部21a、22a左右对称形成之外具有同样的形状，因此，在图5只图示一方的模具20（下模21）。

如图6（a）所示，模具20在下模21的凹部21A内设置了半成品1B后，通过使下模21和上模22嵌合，如图6（b）所示成为合模的状态。

这时，在模具20和心轴10之间形成有形状与杆主体1A（弓杆1）对应的模腔S。另外，半成品1B为充填于该模具20内的状态。

合模后，半成品1B在模具20内被加热及加压。由此，半成品1B使预浸料坯11中的热固性树脂固化，预浸料坯11将被成形为与模腔S对应的形状。

接着，如图7（a）、（b）所示，从成形为与模腔S对应的形状的成形体即杆主体1A拔出心轴10。之后，解除下模21和上模22的嵌合，由此，可以使该杆主体1A（弓杆1）从模具20脱模。另外，心轴10在将杆主体1A从模具20脱模后，可从杆主体1A拔出。

经过以上的工序，由此可制作图2A所示的弓杆1。

弓杆1的头部1a虽然省略图示，但与半成品1B不同，将在中芯棒上卷绕了预浸料坯的半成品设置于模具20内后，通过与半成品1B一起在模具20内加热加压，与杆主体1A一体成形。

但是，上述的弓杆1的制造方法在调节杆主体1A的重量分布、重心位置、重量中的至少一个时，使用使心轴10的直径或直径变化率（锥角）在轴线方向上阶段性变化的部件，使模腔S的容积及形状变化。

具体地说，在上述的实施方式中，可以使用在图8A中示意性表示的在轴线方向上使直径阶段性变化的心轴10A。在该心轴10A上从其前端侧H朝向基端侧B逐渐增大了直径的部分10a～10e夹着台阶10f～10i在轴线方向上并列设置。即，这些各部分10a～10e的锥角虽然相同，但每隔一定的距离设有台阶10f～10i而使各部分10a～10e的直径变化。

另外，在本实施方式中，可以使用在图8B中示意性表示的在轴线方向上使锥角阶段性变化的心轴10B。在该心轴10B上从其前端侧H朝向基端侧B逐渐增大了锥角的部分10j～10n在轴线方向上并列设置。即，这些各部分10j～10n的锥角不同，每隔一定距离使各部分10j～10n的锥角变化。

与心轴10A比较，心轴10B其实现性及精度更优异。

通过调节这些心轴10A及10B的各部分10a～10e、10j～10n的直径、直径的变化率（锥角）、而且各部分10a～10e，10j～10n的长度（台阶10f～10i的间隔）等，可使模腔S的容积及形状变化。

与模腔S的容积及形状变化相配合，进行预浸料坯11的卷绕宽度分布的调节。即，按照模腔S的容积及形状，在轴线方向上调节卷绕于心轴10A、10B的预浸料坯11的面积。

由此，可以细微且容易地调节在该模具20内所成形的杆主体1A的重量分布及重心位置、重量等而无需变更模具20。另外，可以得到该杆主体1A的重量分布及重心位置、重量等被高精度地调节了的弓杆1而无需变更杆主体1A的外形形状及尺寸。

如上所述，上述的弓杆1的制造方法中，使用在轴线方向上使心轴10的直径或直径的变化率（锥角）阶段性变化的部件，使模腔S的容积及形状变化，由此，可以细微且容易地调节在该模具20内所成形的杆主体1A的重量分布及重心位置、重量而无需变更模具20。

另外，上述的弓杆1中，通过使轴孔1b的直径或直径的变化率（锥角）在轴线方向上阶段性变化，可以高精度地调节该杆主体1A的重量分布及重心位置、重量而无需更杆主体1A的外形形状及尺寸。

因此，根据本实施方式，按照使用图1所示的弦乐器弓的使用者（弦乐器的演奏者）的爱好，可微细地调节弓杆1的重量分布及重心位置、重量等，可预先准备多个弦乐器弓。而且，使用者从中可选择使用与本人爱好一致的弓杆。

另外，本发明不必限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围可施加各种变更。

即，在本发明中，图8A及8B所示的心轴10A、10B的形状仅是一例，也不必限定于这些心轴10A、10B的形状。

例如，在图8A所示的心轴10A中，可适当变更使上述直径变化了的部分10a～10e及台阶10f～10i的配置及数量等。另外，图8A所示的心轴10A中，也可以是台阶10f～10i倾斜了的形式。同样，在图8B所示的心轴10B中也可适当变更使上述锥角变化了的部分10j～10n的配置及数量等。

另外，在图8A及8B所示的心轴10A、10B中，可使各部分10a～10e、10j～10n的直径在轴线方向上直线状地不同、或曲线状地不同。另外，也可以组合这些形状，使模腔S的容积变化。

即，在上述的制造方法中，使用至少前端侧H具有比基端侧B整体细的形状（前端越来越细的形状）的心轴10以从成形体（杆主体1A）拔出，其中，可以在制作杆主体1A后在能够确保必要的壁厚（模腔S）的范围内使用使心轴10的形状变化的心轴。

另外，调节杆主体1A的重量分布、重心位置、重量中的至少一个时，准备多种使心轴10的直径或直径的变化率（锥角）在轴线方向上阶段性变化的心轴，使用从中选择的一个心轴，可使模腔S的容积及形状变化。

该情况下，在具有相同的外形形状及尺寸的弓杆1中可备齐多个阶段调节重量分布及重心位置、重量等的弓杆。

另外，应用了本发明的弓杆1不限于上述的CFRP制的弓杆，例如，可以列举GFRP制的弓杆及组合了CFRP和GFRP的弓杆等，对于使用了这种纤维和树脂的复合材料的FRP制的弓杆可广泛地应用本发明。

另外，预浸料坯11不限于使用上述的热固性树脂，例如，也可以使用尼龙树脂及聚碳酸酯树脂（PC）、聚苯硫醚树脂（PPS）等热塑性树脂。

另外，例如也可以对弓杆1实施木纹的外装饰。由此，可得到与木制的弓杆近似的外观。

另外，也可以改变形成于模具20（下模21及上模22）的凹部21a、22a的形状，制作变更了弓杆1的外形形状及尺寸等的弓杆。

Claims (4)

1.一种弦乐器用弓杆的制造方法，为制造在弦乐器中使用的纤维强化塑料制的弓杆的方法，其中，具有：

将使树脂浸渗到纤维而得到的预浸料坯卷绕于朝向前端直径逐渐变细的芯棒的工序；

将在所述芯棒上卷绕了所述预浸料坯的半成品设置于模具内的工序；

将所述半成品在所述模具内加热及加压，由此成形为与在所述模具和所述芯棒之间形成的模腔对应的形状的工序；

通过从成形为与所述模腔对应的形状的成形体拔出所述芯棒，得到中空长条状的杆主体的工序；

通过使用使直径或直径的变化率在轴线方向上阶段性变化的所述芯棒使所述模腔的形状变化，调节所述杆主体的重量分布、重心位置、重量中的至少一个的工序，所述芯棒具有从前端侧(H)朝向基端侧(B)逐渐增大了锥角的部分(10j～10n)，各部分(10j～10n)的锥角每隔一定距离而变化。

2.如权利要求1所述的弦乐器用弓杆的制造方法，其中，

在调节所述杆主体的重量分布、重心位置、重量中的至少一个时，准备多根使所述直径或直径的变化率在轴线方向上阶段性变化的芯棒，通过选择使用选自其中的一个芯棒，使所述模腔的形状变化。

3.如权利要求1或2所述的弦乐器用弓杆的制造方法，其中，

按照所述模腔的形状，预先在轴线方向上调节卷绕于所述芯棒的预浸料坯的面积。

4.一种弦乐器用弓杆，为在弦乐器中使用的纤维强化塑料制的弓杆，其中，

具备杆主体，该杆主体具有朝向前端直径逐渐变细的轴孔并成形为中空长条状，

通过使所述轴孔的直径或直径的变化率在轴线方向上阶段性变化，所述杆主体的重量分布、重心位置、重量中的至少一个被调节，所述轴孔具有从前端侧(H)朝向基端侧(B)逐渐增大的锥角，所述锥角每隔一定距离而变化。