CN104217708A - 一种琴弦微调机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种琴弦微调机构，包括旋转柱(10)、第一固定柱(20)、齿轮机构(30)、紧固部件(4)和壳体(50)。把旋转柱间隙穿过第一固定柱后，再把从动齿轮卡在齿轮卡位上，主动齿轮绕轴均匀分布并同时与固定齿轮和从动齿轮啮合，再把紧固部件装在突出轴上，然后合上壳体。琴弦是缠绕在旋转柱上的第一圆柱体。弦乐器装上本发明后，可以直接用手轻松转动壳体来调弦，更加方便。由于从动齿轮齿数与固定齿轮齿数不同，从动齿轮与旋转柱是可转动的，而固定齿轮是固定不动的。当主动齿轮绕轴转动时，就会带动从动齿轮与旋转柱微小地转动起来，从而实现微调功能，而且本发明也具有自锁功能。

Description

一种琴弦微调机构

技术领域

本发明涉及乐器领域，特别是一种用于弦乐器上的琴弦微调机构。

背景技术

弦乐器在使用前，要经过调弦，使其音准达到最佳效果。现有技术的调弦机构是直接将弦轴插入到弦轴箱对应的安装孔中，把琴弦缠绕在弦轴上，通过直接转动弦轴来调整弦的紧绷度以调整音准，其在调弦时的精度不高，难以实现微调。而且在弦乐器使用过程中，会因气候和温度的变化以及琴弦的张力会使得弦轴转动，琴者必须费很大力气来把弦轴插入到弦轴箱，增加弦轴与弦轴箱的摩擦力，给琴者使用带来不便，对于未成年人来说则更加困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在基本不改变现有技术调弦机构外观的前提下，以机械方式提供一种可轻松、快速调弦并且具有自锁功能的琴弦微调机构。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种琴弦微调机构，包括旋转柱、第一固定柱、齿轮机构、紧固部件和作为调弦手柄的壳体；

所述旋转柱包括同轴相连的第二圆柱体和供琴弦缠绕的第一圆柱体，所述第一圆柱体直径大于第二圆柱体；

所述第一固定柱包括同轴相连的第三圆柱体和第四圆柱体，所述第三圆柱体直径大于第四圆柱体；所述第四圆柱体外端同轴地依次固定设有可使第一固定柱限位于壳体中的凸缘在和所述固定齿轮；

所述齿轮机构包括一个所述固定齿轮、一个从动齿轮和两个主动齿轮；

所述第二圆柱体间隙穿过所述第一固定柱，且其末端露出于第一固定柱之处同轴固定有一个所述从动齿轮；所述从动齿轮同轴地位于所述固定齿轮的上方；所述第三圆柱体外端面与第一圆柱体内端面抵触限位，而在所述第二圆柱的末端还设有一个突出轴，在所述突出轴上且位于从动齿轮外侧设有限制旋转柱轴向移动的紧固部件；

所述第三圆柱体上近所述第一圆柱体的那段柱体至少局部带有便于把琴弦微调机构插接在弦乐器上的锥度；

所述主动齿轮绕固定齿轮均匀分布并同时与固定齿轮和从动齿轮啮合；所述从动齿轮齿数与固定齿轮齿数不同，两者之差为2n，其中n为自然数；

所述壳体具有内部空间，所述壳体内部具有只允许凸缘、固定齿轮、主动齿轮、从动齿轮进行周向旋转运动的隔板和槽位，所述壳体外端面与第三圆柱体内端面抵触限位。

进一步地，所述突出轴自所述第二圆柱体端部处轴向一体延伸而出。

进一步地，所述突出轴与所述第二圆柱体为分体结构；

所述琴弦微调机构还包括一个第二固定柱，与所述第二固定柱同轴固定相连一根轴；

所述轴间隙穿过所述旋转柱，所述第一圆柱体外端面与第二固定柱内端面抵触限位；

所述轴的长度大于旋转柱的长度，所述轴间隙穿过旋转柱后突出的部分即为所述突出轴；

所述第二固定柱远离轴的那段柱体至少局部带有便于把琴弦微调机构插接在弦乐器上的锥度。

进一步地，所述第二圆柱体在远离第一圆柱体的一端设有沿周向切除部分材料而成的齿轮卡位，所述从动齿轮卡在第二圆柱体上的齿轮卡位上。

进一步地，在所述第一固定柱的第三圆柱体上沿周向分别设置多个增加第三圆柱体与弦乐器接触摩擦力的突起物。

进一步地，在所述第一固定柱的第三圆柱体上沿周向分别设置多个增加第三圆柱体与弦乐器接触摩擦力的突起物；在所述第二固定柱上沿周向分别设置多个增加第二固定柱与弦乐器接触摩擦力的突起物。

进一步地，所述主动齿轮为带轴的齿轮；所述壳体由两个对称的半壳体组合而成，在所述壳体内中部两侧各设置一个可转动容置所述主动齿轮的轴的槽位，在壳体中还设有承接所述凸缘的隔板。

进一步地，所述紧固部件为轴用弹性挡圈或梅花孔挡圈，所述突出轴在对应位置上开有紧固部件的固定槽。

进一步地，所述第三圆柱体上设有与螺母配合使用以把第三圆柱体固定在弦乐器上的外螺纹。

进一步地，所述第三圆柱体材料为金属，第四圆柱体、凸缘和固定齿轮材料则为塑料。

与现有技术相比，琴弦微调机构包括旋转柱、第一固定柱、齿轮机构、紧固部件和壳体。所述旋转柱包括同轴相连的第一圆柱体和第二圆柱体，第二圆柱体在远离第一圆柱体的一端设有齿轮卡位来卡住从动齿轮。在第二圆柱体端部还设有一突出轴，在突出轴上设有限制旋转柱的轴向移动的紧固部件。

齿轮机构包括固定齿轮、从动齿轮和主动齿轮。把旋转柱间隙穿过第一固定柱后，再把从动齿轮卡在齿轮卡位上，主动齿轮围绕固定齿轮均匀分布并同时与设置固定齿轮和从动齿轮啮合，再把紧固部件装在突出轴上，然后合上壳体。琴弦是缠绕在旋转柱上的第一圆柱体。在弦乐器上装上本发明琴弦微调机构后，可以直接用手轻松转动壳体来调弦，更加方便。

用手转动壳体时，可以带动主动齿轮围绕从动齿轮和固定齿轮转动，由于从动齿轮齿数与固定齿轮齿数不同，同时从动齿轮与旋转柱是同步转动的，而固定齿轮是固定不动的。这样每当主动齿轮绕从动齿轮和固定齿轮转动时，就会带动从动齿轮与旋转柱微小地转动起来，从而实现微调功能，同时这样的齿轮机构也为自锁式设计。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步地详细说明：

图1为本发明实施例1的立体分解图。

图2为本发明实施例1的立体图，其中把壳体及紧固部件分解出来。

图3为本发明实施例1的立体图，其中壳体去掉一半。

图4为本发明实施例1的立体图。

图5为本发明实施例2的立体分解图。

图6为本发明实施例2的立体图，其中壳体去掉一半。

图7为本发明实施例2的立体图。

具体实施方式

实施例1

如图1～4所示，琴弦微调机构，包括旋转柱10、第一固定柱20、齿轮机构30、紧固部件4和壳体50。

旋转柱10为阶梯形圆柱体，包括同轴相连的第一圆柱体11和第二圆柱体12，第一圆柱体11直径大于第二圆柱体12。实际使用中，弦乐器的琴弦会缠绕在第一圆柱体11上。

第一固定柱20也为阶梯形圆柱体，包括同轴相连的第三圆柱体21和第四圆柱体22，第三圆柱体21直径大于第四圆柱体22。第一固定柱20穿有与第二圆柱体12间隙配合的通孔，把第二圆柱体12间隙穿过第一固定柱20后，第三圆柱体21的外端面与第一圆柱体11的内端面抵触限位。

因为第三圆柱体21直径大于第四圆柱体22，所以安装壳体50时，可以直接把壳体50的外端面与第三圆柱体21的内端面相抵触以限位，安装好后，整体外观只能看见旋转柱10的第一圆柱体11、第一固定柱20的第三圆柱体21还有壳体50，整体外观简洁大方。

在把琴弦微调机构安装在弦乐器上时，第三圆柱体21是直接插接在弦乐器对应的安装孔上的，为了便于插接琴弦微调机构，第三圆柱体21靠近第一圆柱体11的那段柱体至少局部带有锥度。

同时为了加强第三圆柱体21与弦乐器的接触摩擦力以把琴弦微调机构固定在弦乐器上，优选在第三圆柱体21上沿周向设置多个突起物214。或者优选在第三圆柱体21上设置外螺纹211，再利用螺母212和垫片213把琴弦微调机构固定在弦乐器上。使用时，先把垫片213套接在第三圆柱体21上，然后琴弦微调机构穿过弦乐器上的安装孔，最后把螺母212旋接在外螺纹211上，垫片213和螺母212之间的外螺纹211段是与安装孔接触的，这样就可以把琴弦微调机构固定在弦乐器上了。

第四圆柱体22远离第三圆柱体21的一端则依次设有凸缘23和固定齿轮24，凸缘23远离固定齿轮24的一侧与设置在壳体50内的隔板51相接触以把第一固定柱20限位于壳体50中。第三圆柱体21和第四圆柱体22可以由塑料材料一体注塑而成。优选方案是，第三圆柱体21材料为金属，第四圆柱体22、凸缘23和固定齿轮24材料则为塑料，利用热熔胶把其固定连接起来。由于第三圆柱体21需要直接插接在弦乐器对应的安装孔上的，金属材料可以增加其强度，不容易变形。

所述第二圆柱体12长度大于第一固定柱20长度，这样在把第二圆柱体12穿过第一固定柱20上后，第二圆柱体12末端突出来，从动齿轮31可以直接设在第二圆柱体12的末端上，使得旋转柱10可以随着从动齿轮31同步转动。优选方案是，第二圆柱体12在远离第一圆柱体11的一端则设有齿轮卡位13，所述齿轮卡位13通过沿周向切除部分材料而成。从动齿轮31设有与齿轮卡位13相配合的通孔以把从动齿轮31卡住，这样从动齿轮31就可以卡在第二圆柱体12一端的齿轮卡位13上，转动从动齿轮31就能带动旋转柱10一起转动。卡住从动齿轮31后，从动齿轮31的一侧会很靠近但不接触第一固定柱20上的固定齿轮24。

为了限制旋转柱10在使用中的轴向移动，在第二圆柱体12的靠近齿轮卡位13处的端部设有一突出轴14，在所述突出轴14上设有限制旋转柱10的轴向移动的紧固部件4。所述突出轴14可以通过直接从第二圆柱体12端部处轴向一体延伸而成。

紧固部件4可以为轴用弹性挡圈或者梅花孔挡圈，突出轴14在对应位置上开有固定槽，需要用卡簧钳把轴用弹性挡圈或者梅花孔挡圈扩大使其顺利安装在轴槽上。在使用中，由于第一固定柱20的限制，旋转柱10是不会向靠近第一固定柱20的方向轴向移动的。而紧固部件4是设置在从动齿轮31一侧的，当旋转柱10向远离第一固定柱20的方向轴向移动时，紧固部件4就会碰到从动齿轮31，从而也限制了这一轴向移动。

安装时，先把旋转柱10间隙穿过第一固定柱20，使得第三圆柱体21的外端面与第一圆柱体11的内端面相接触，然后把从动齿轮31卡在齿轮卡位13上，主动齿轮32绕固定齿轮24均匀分布并同时与固定齿轮24和从动齿轮31啮合，再把紧固部件4装在突出轴14上，合上壳体50。为了便于安装壳体50，优选方案是，壳体50由两个对称的半壳体组合而成。使用时，两者固定为一个整体。

壳体50具有足够的内部空间，在壳体50内部还设有隔板51和槽位52，这样就可以直接把第三圆柱体21、凸缘23、固定齿轮24、从动齿轮31和主动齿轮32放置在相应空间内，放置好后，由于隔板51和槽位52的设置，第三圆柱体21、凸缘23、固定齿轮24、主动齿轮32和从动齿轮31就不能进行轴向移动，只能进行周向旋转运动。优选方案是，所述主动齿轮32为带轴321的齿轮，在壳体内中部两侧各设置一个可转动容置所述主动齿轮32的轴321的槽位52，这样的话就可以把转动壳体50时，就可以带动主动齿轮32绕着固定齿轮24和从动齿轮31转动起来。在壳体中还设有承接所述凸缘23的隔板51，这样可以把凸缘24直接卡在上面来进行限位。壳体50也可以在旋转柱10对应的位置设有隔板51，可以把旋转柱10的突出轴14卡在上面，这样可以减少突出轴14在旋转中产生偏移的可能性。

安装好所有结构后，只需要用手转动壳体50就可以带动主动齿轮32绕着固定齿轮24和从动齿轮31转动，从而方便轻松得进行调弦了。

该琴弦微调机构利用齿轮机构30实现微调功能和自锁功能，所述齿轮机构30包括个固定齿轮24、一个从动齿轮31和两个主动齿轮32。主动齿轮32绕固定齿轮24均匀分布并同时与固定齿轮24和从动齿轮31啮合，从动齿轮31齿数与固定齿轮24齿数不同，两者之差为2n，其中n为自然数。

所述琴弦微调机构微调功能是这样实现的，由于从动齿轮31齿数与固定齿轮24齿数不同，现设定固定齿轮24齿轮为n₁，从动齿轮31齿数为n₂。由于固定齿轮24是固定在第一固定柱20上的，而第一固定柱20在使用中是与弦乐器固定一起的，所以固定齿轮24是固定不动的。如果n₁＜n₂，当主动齿轮32绕着固定齿轮24转了一个齿位时，主动齿轮32等于绕轴转了而主动齿轮32绕着从动齿轮31转了一个齿位时，只能转多余的度数差，即只能从动齿轮31自身转动来进行补偿，而从动齿轮31是卡在旋转柱10的一端上，这样从动齿轮31会带动旋转柱10转动相应度数。即主动齿轮32每绕固定齿轮24和从动齿轮31旋转一个齿位时，从动齿轮31带动旋转柱10转动当主动齿轮32绕固定齿轮24和从动齿轮31旋转一周时，从动齿轮31带动旋转柱10只转动从而起到微调作用。如果n₁＞n₂，当主动齿轮32绕着固定齿轮24和从动齿轮31转时，从动齿轮31和旋转柱10的转动方向与主动齿轮32相反。

优选方案是n₁＝15，n₂＝17，这样当把主动齿轮32绕着固定齿轮24转了一圈，即360°后，从动齿轮31带动旋转柱10一起转动了约42°。

在使用中，在旋转柱10的第一圆柱体11上缠绕了琴弦，而所述固定齿轮24是固定不动的，主动齿轮32是从动齿轮31的传动桥梁，尽管琴弦会对旋转柱10产生一定扭矩力,旋转柱10和从动齿轮31也不会回弹，只有通过转动壳体50带动主动齿轮32转动起来，才能迫使从动齿轮31和旋转柱10的转动，这样就实现了琴弦微调机构的自锁功能。

本实施例只有一个固定柱插接在弦乐器上，故适合于二胡、胡琴等弦乐器。

实施例2

如图5～7所示，实施例2与实施例1大致相同，所不同的是，实施例2还包括第二固定柱60和与第二固定柱60一端固定连接的轴7。第二固定柱60也是插接在弦乐器上的，这样就可以同时有两个固定柱插接在弦乐器上，增加了稳固性，适合于琵琶、柳琴、月琴和三弦等中外弦乐器。

在旋转柱10上开有与轴7间隙配合的通孔，安装时，把轴7间隙穿过旋转柱10后，旋转柱10的第一圆柱体11的内端面与第一固定柱20的外端面接触。而所述轴7的长度大于旋转柱10的长度，这样轴7穿过旋转柱10通孔后就会突出一部分，该部分可直接作为突出轴14来安装紧固部件4，即紧固部件4安装在轴7上。

安装时，先把轴7间隙穿过旋转柱10，然后把旋转柱10间隙穿过第一固定柱20，再把从动齿轮31卡在齿轮卡位13上，主动齿轮32绕固定齿轮24均匀分布并同时与固定齿轮24和从动齿轮31啮合，再把紧固部件4装在轴7上，再合上壳体50。

为了便于把琴弦微调机构插接到弦乐器对应的安装孔上，第三圆柱体21靠近第一圆柱体11的那段柱体和第二固定柱60远离轴7的那段柱体都至少局部带有锥度。使用时，第二固定柱60与第三圆柱体21是同时与弦乐器对应的安装孔接触的，为了加强他们与弦乐器的接触摩擦力，优选在第二固定柱60上沿周向设置多个突起物61和在第一固定柱20的第三圆柱体21上沿周向分别设置多个突起物214。

Claims (10)

1.一种琴弦微调机构，其特征在于，包括旋转柱(10)、第一固定柱(20)、齿轮机构(30)、紧固部件(4)和作为调弦手柄的壳体(50)；

所述旋转柱(10)包括同轴相连的第二圆柱体(12)和供琴弦缠绕的第一圆柱体(11)，所述第一圆柱体(11)直径大于第二圆柱体(12)；

所述第一固定柱(20)包括同轴相连的第三圆柱体(21)和第四圆柱体(22)，所述第三圆柱体(21)直径大于第四圆柱体(22)；所述第四圆柱体(22)外端同轴地依次固定设有可使第一固定柱(20)限位于壳体(50)中的凸缘(23)在和所述固定齿轮(24)；

所述齿轮机构(30)包括一个所述固定齿轮(24)、一个从动齿轮(31)和两个主动齿轮(32)；

所述第二圆柱体(12)间隙穿过所述第一固定柱(20)，且其末端露出于第一固定柱(20)之处同轴固定有一个所述从动齿轮(31)；所述从动齿轮(31)同轴地位于所述固定齿轮(24)的上方；所述第三圆柱体(21)外端面与第一圆柱体(11)内端面抵触限位，而在所述第二圆柱的末端还设有一个突出轴(14)，在所述突出轴(14)上且位于从动齿轮(31)外侧设有限制旋转柱(10)轴向移动的紧固部件(4)；

所述第三圆柱体(21)上近所述第一圆柱体(11)的那段柱体至少局部带有便于把琴弦微调机构插接在弦乐器上的锥度；

所述主动齿轮(32)绕固定齿轮(24)均匀分布并同时与固定齿轮(24)和从动齿轮(31)啮合；所述从动齿轮(31)齿数与固定齿轮(24)齿数不同，两者之差为2n，其中n为自然数；

所述壳体(50)具有内部空间，所述壳体(50)内部具有只允许凸缘(23)、固定齿轮(24)、主动齿轮(32)、从动齿轮(31)进行周向旋转运动的隔板(51)和槽位(52)，所述壳体(50)外端面与第三圆柱体内端面抵触限位。

2.根据权利要求1所述的琴弦微调机构，其特征在于，所述突出轴(14)自所述第二圆柱体(12)端部处轴向一体延伸而出。

3.根据权利要求1所述的琴弦微调机构，其特征在于，所述突出轴(14)与所述第二圆柱体(12)为分体结构；

所述琴弦微调机构还包括一个第二固定柱(60)，与所述第二固定柱(60)同轴固定相连一根轴(7)；

所述轴(7)间隙穿过所述旋转柱(10)，所述第一圆柱体(11)外端面与第二固定柱(60)内端面抵触限位；

所述轴(7)的长度大于旋转柱(10)的长度，所述轴(7)间隙穿过旋转柱(10)后突出的部分即为所述突出轴(14)；

所述第二固定柱(60)远离轴(7)的那段柱体至少局部带有便于把琴弦微调机构插接在弦乐器上的锥度。

4.根据权利要求1～3任一项所述的琴弦微调机构，其特征在于，所述第二圆柱体(12)在远离第一圆柱体(11)的一端设有沿周向切除部分材料而成的齿轮卡位(13)，所述从动齿轮(31)卡在第二圆柱体(12)上的齿轮卡位(13)上。

5.根据权利要求2项所述的琴弦微调机构，其特征在于，在所述第一固定柱(20)的第三圆柱体(21)上沿周向分别设置多个增加第三圆柱体(21)与弦乐器接触摩擦力的突起物(214)。

6.根据权利要求3项所述的琴弦微调机构，其特征在于，在所述第一固定柱(20)的第三圆柱体(21)上沿周向分别设置多个增加第三圆柱体(21)与弦乐器接触摩擦力的突起物(214)；在所述第二固定柱(60)上沿周向分别设置多个增加第二固定柱(60)与弦乐器接触摩擦力的突起物(61)。

7.根据权利要求1～3任一项所述的琴弦微调机构，其特征在于，所述主动齿轮(32)为带轴(321)的齿轮；所述壳体(50)由两个对称的半壳体组合而成，在所述壳体内中部两侧各设置一个可转动容置所述主动齿轮(32)的轴(321)的槽位(52)，在壳体中还设有承接所述凸缘(23)的隔板(51)。

8.根据权利要求1～3任一项所述的琴弦微调机构，其特征在于，所述紧固部件(4)为轴用弹性挡圈或梅花孔挡圈，所述突出轴(14)在对应位置上开有紧固部件(4)的固定槽。

9.根据权利要求1～3任一项所述的琴弦微调机构，其特征在于，所述第三圆柱体(21)上设有与螺母配合使用以把第三圆柱体(21)固定在弦乐器上的外螺纹(211)。

10.根据权利要求9所述的琴弦微调机构，其特征在于，所述第三圆柱体(21)材料为金属，第四圆柱体(22)、凸缘(23)和固定齿轮(24)材料则为塑料。