CN105070275B - 用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构，包括由非吸湿性复合材料制成的击弦机杠杆部分的基体，在基体上的旋转中心位置成型的安装孔，匹配地嵌合在安装孔内的由非吸湿性自润滑塑性材料制成的硬质套管，以及贯穿硬质套管的中心通孔并与之过盈配合连接的中心销；在一个击弦机杠杆结构内，作为旋转中心支撑部的基体端部呈U型叉状，呈圆形的安装孔分别位于U型叉状的基体端部两支上，且两安装孔的中心轴线重合，作为转动杠杆的基体部分上设置安装孔的位置周围被配置为与U型叉状的基体端部两支之间的间距匹配的厚度。通过上述设置，可保持击弦机在环境湿度变化期间动作稳定，并能提供受控制的转动阻力，有利于钢琴师演奏。

Description

用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构

技术领域

本发明涉及钢琴击弦机技术领域，具体地讲，涉及的是一种用于钢琴击弦机中利用过盈配合的硬质套管提供受控制的转动阻力的结构。

背景技术

钢琴击弦机是一台钢琴的核心，其中的各个动作零件都是旋转杠杆。其通过转动连接提供旋转中心，此旋转中心必须以某种方式固定。对于主要零件来说，是通过将轴架固定到档条上实现的，这样旋转中心就固定到了档条上了。对于其他零件，旋转中心是位于击弦机其中一个主要杠杆上的，这样在主要杠杆围绕固定的旋转中心旋转时，顶杆或平衡杆就能够在相应的范围内旋转，从而实现推动琴锤击打琴弦的效果。

在钢琴击弦机中，旋转中心还提供一定的阻尼，允许钢琴师在弹奏的同时完全控制击弦机，避免各个旋转杠杆机构因灵活的机械连接结构联动产生意外的撞击发出不必要的响动，而影响钢琴演奏。根据各个零件所设计的功能，击弦机中每个旋转中心都有一个限定的阻力，不同位置的旋转中心的阻力并不一定相同。例如，顶杆的旋转中心应当拥有的转动阻力就比平衡杆处的限定阻力小。

具体地，以下有击弦机中几个典型的旋转中心的限定阻力的规格：弦锤柄处旋转中心通常拥有2至4克的阻力，联动杆轴架处旋转中心通常拥有2至4克的阻力，顶杆处旋转中心通常拥有0.75克以内的阻力，平衡杆处旋转中心通常拥有12.5克左右的阻力。需要说明的是，所有旋转中心的阻力都是在与中心点一定的距离位置进行测量的，如上述规格中要求的距离是20毫米，如果没有一个限定在何处测量旋转阻力的尺寸，那规格也是没有意义的；绝对精确是在理想状态下，那么实测数据可以有一定范围内的浮动误差。

目前现有的击弦机的旋转中心是由黄铜中心销和毛毡材质的软质销套构成，其相互套接后填充在相应的木质杠杆上开设的孔中，利用毛毡材料较软的特性维持旋转中心的正常转动和利用毛毡材料粗糙表面的强大摩擦力来维持旋转中心所需的满足设计要求的旋转阻力。在理想世界中，中心销和销套应当要满足下述情形：①湿度环境变化时，二者之间的阻力不会明显改变，②二者尽可能精确地以限定弧度支撑零件的旋转，③旋转期间转动的杠杆部分的非转动方向偏移运动(左右)尽可能轻微，④二者能够承受高强度的弹奏和数百万次的敲击，其阻力不会出现显著变化。要非常匹配地满足上述情形，现有的这种结构是有问题的，在我们的实际演奏中就会发现，一些因素的改变会导致预先调节好的钢琴击弦机位置发生偏离，而不得不克服这些因素再次调节，否则将影响演奏效果，这使得钢琴调节师的工作重复度很高。

具体讲，以往的钢琴击弦机的主要杠杆部分都是由木材制成，这是钢琴诞生以来一直传承下来的经典特色。当木材的平衡湿量(EMC)变化时，木材的尺寸是不稳定的，在周围环境的湿度变化时，木材要么吸收要么排出水分，以便与环境保持平衡，因而木材的平衡湿量(EMC)随着环境的改变而不断改变，使得在木材的平衡湿量变化时其尺寸也在变化。我们在门窗中都见过这种情况。当木制击弦机零件的尺寸由于湿度而变化时，用于安装中心销和销套的孔也会相应发生变化，这种变化导致孔和销套以及销之间的配合关系变化，引起杠杆内的旋转阻力发生变化。在钢琴击弦机中，一旦旋转阻力变化那么会使得击弦机的传动动作发生偏差，就会影响钢琴演奏。而且，以往的销套是毛毡材料制成的软质，这种材料是吸湿性的，而且它们趋向为中心销提供“柔软的”支撑，不仅导致杠杆零件可能以不太精确的轨迹旋转，而且当乐器周围的环境发生变化时，销套吸收水分后引起旋转阻力的变化。这种情况比木材的变化更为明显，在实际中，使用者常常因为这个原因导致高昂的维修费用。

因此，本发明将在现有的存在问题的情况下作出一些改进，在尽可能地满足理想情况条件的要求下，降低不同环境中钢琴击弦机零件可能出现的变化，从而减少重复的调节和高昂的维修。

发明内容

为克服现有技术存在的上述问题，本发明提供一种构思新颖、设计巧妙、方便实用的用于钢琴击弦机中利用过盈配合的硬质套管提供受控制的转动阻力的结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构，包括由非吸湿性复合材料制成的击弦机杠杆部分的基体，在基体上的旋转中心位置预先成型设置好的呈圆形的安装孔，匹配地嵌合在安装孔内的由非吸湿性自润滑塑性材料制成的并带有中心通孔的硬质套管，以及贯穿硬质套管的中心通孔并与之过盈配合连接的中心销，其中，在一个击弦机杠杆结构内，相对固定的作为旋转中心支撑部的基体端部呈U型叉状，呈圆形的安装孔分别位于U型叉状的基体端部两支上，且两安装孔的中心轴线重合，作为转动杠杆的基体部分上设置安装孔的位置周围被配置为与U型叉状的基体端部两支之间的间距匹配的厚度，以便于杠杆的转动。

具体地，所述非吸湿性复合材料由80％的PPS塑料与20％的尼龙纤维复合构成，这种材料由于是非吸湿性的，其因湿度变化呈现出的尺寸变化很小，远小于木材，因此能够很好地保证击弦机部件基体和其上的安装孔的形状稳定和孔径稳定，使环境湿度改变不能影响孔的尺寸，从而不会引起转动阻力的变化；非吸湿性自润滑塑性材料由80％的ABS工程塑料与20％的玻璃纤维复合构成，由于这种材料密实耐用，能够为中心销提供更稳固的支撑，相比毛毡材质能够大幅度提高零件动作的稳定性，而且能够与中心销构成稳定可控的过盈配合体系，提高对旋转阻力的控制；所述中心销由不锈钢材料制成，其表面精细研磨，表面粗糙度不超过2.5um。

进一步地，所述中心销的直径误差不超过0.00005英寸。

进一步地，所述基体包括联动杆、平衡杆、顶杆、弦锤柄。

进一步地，所述过盈配合的公差范围在0.0001英寸和0.0005英寸之间。

还需要说明的是，以往的钢琴击弦机使用的是黄铜中心销，这些销是由拉制线材制成的，工艺上能够达到0.0005英寸的尺寸误差，其调节旋转阻力的方式就是通过更换不同尺寸的中心销来完成的，销的直径越大，产生的阻力越大，销的直径越小，产生的阻力就越小，这些中心销在尺寸上的差别是0.001英寸的增量，这个精度水平适合现目前的软质销套。但是硬质套管更为致密，与中心销之间的误差变化会使得二者之间的旋转阻力大大增加，传统的黄铜中心销相对不精确，可能产生的增量非常大，以致于不能在硬质套管中合理地控制旋转阻力，即上述0.001英寸的尺寸增量会造成硬质套管和中心销之间非常大的旋转阻力变化，因此要达到要求的旋转阻力非常困难。而本发明中采用精细研磨的不锈钢材质的中心销，相比黄铜中心销能够提高一个数量级的精确度，即，本发明的中心销的达到0.00005英寸的尺寸误差精度，如此要实现一套中心销中0.0001英寸的增量就非常容易。另一方面，不锈钢材质在表面光泽度/粗糙度上的处理也比黄铜材质好的多，能够较为容易地达到6级光洁度要求，即2.5um粗糙度，使得硬质套管和中心销之间的内部摩擦力更小，硬质套筒的耐磨性也得以提高，旋转阻力更容易控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明利用自润滑塑性材料制成的硬质套管代替常规毛毡材质的销套，并配以高精度的中心销，通过可调的过盈配合关系有效地保证了硬质套管和中心销之间旋转阻力，将其作为旋转中心的设置能够提供可控制可调节的转动阻力，加上非木质的非吸湿性复合材料制成的基体，使得击弦机系统在湿度变化间期也能够非常稳定地运作，不必根据环境湿度反复调整旋转中心的转动阻力，大大减小了钢琴调节师的工作，并使钢琴击弦机更耐用，使钢琴师能够更好地操控钢琴演奏，本发明构思新颖，设计巧妙，方便实用，具有广泛的应用前景，适合推广应用。

附图说明

图1为击弦机的侧视结构示意图。

图2为本发明中击弦机的部分结构示意图。

图3为本发明中弦锤柄旋转中心处的侧视结构示意图。

图4为本发明中弦锤柄旋转中心处的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图4所示，该用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构，包括由非吸湿性复合材料制成的击弦机杠杆部分的基体1，在基体上的旋转中心位置预先成型设置好的呈圆形的安装孔2，匹配地嵌合在安装孔内的由非吸湿性自润滑塑性材料制成的并带有中心通孔的硬质套管3，以及贯穿硬质套管的中心通孔4并与之过盈配合连接的中心销5。

如图1所示的钢琴击弦机结构，包括与钢琴中盘连接的支架20，分别与支架连接的联动轴架固定座21和弦锤轴架固定座22，与联动轴架固定座连接的联动轴架13，与联动轴架通过旋转中心转动连接的联动杆12，分别与联动杆通过旋转中心转动连接的平衡杆14和顶杆15，平衡杆和联动杆、顶杆和联动杆之间均设有缓冲器18，与弦锤轴架固定座连接的弦锤轴架17，与弦锤轴架通过旋转中心转动连接的弦锤柄16，以及与弦锤柄连接的圆杆19，其中，基体1包括有联动杆12、联动轴架13、平衡杆14、顶杆15、弦锤柄16、弦锤轴架17等杠杆部分。在一个杠杆结构内，相对固定的作为旋转中心支撑部的基体端部10呈U型叉状，呈圆形的安装孔分别位于U型叉状的基体端部两支上，且两安装孔的中心轴线重合，作为转动杠杆的基体部分上设置安装孔的位置11周围被配置为与U型叉状的基体端部两支之间的间距匹配的厚度，以便于杠杆的转动。

具体地，所述非吸湿性复合材料由80％的PPS塑料与20％的尼龙纤维复合构成，这种材料由于是非吸湿性的，其因湿度变化呈现出的尺寸变化很小，远小于木材，因此能够很好地保证击弦机部件基体和其上的安装孔的形状稳定和孔径稳定，使环境湿度改变不能影响孔的尺寸，从而不会引起转动阻力的变化；非吸湿性自润滑塑性材料由80％的ABS工程塑料与20％的玻璃纤维复合构成，由于这种材料密实耐用，能够为中心销提供更稳固的支撑，相比毛毡材质能够大幅度提高零件动作的稳定性，而且能够与中心销构成稳定可控的过盈配合体系，提高对旋转阻力的控制；所述中心销由不锈钢材料制成，其表面精细研磨，表面粗糙度不超过2.5um。进一步地，所述中心销的直径误差不超过0.00005英寸，所述过盈配合的公差范围在0.0001英寸和0.0005英寸之间。

通过上述设置，钢琴击弦机在环境湿度变化时不会发生旋转阻力的改变，并且以旋转中心为基础的杠杆结构能够平稳地以限定弧度位置旋转，同时大幅度提高了旋转中心的使用寿命。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构，其特征在于，包括由非吸湿性复合材料制成的击弦机杠杆部分的基体，在基体上的旋转中心位置预先成型设置好的呈圆形的安装孔，匹配地嵌合在安装孔内的由非吸湿性自润滑塑性材料制成的并带有中心通孔的硬质套管，以及贯穿硬质套管的中心通孔并与之过盈配合连接的中心销，其中，在一个击弦机杠杆结构内，相对固定的作为旋转中心支撑部的基体端部呈U型叉状，呈圆形的安装孔分别位于U型叉状的基体端部两支上，且两安装孔的中心轴线重合，作为转动杠杆的基体部分上设置安装孔的位置周围被配置为与U型叉状的基体端部两支之间的间距匹配的厚度，以便于杠杆的转动。

2.根据权利要求1所述的用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构，其特征在于，所述中心销由不锈钢材料制成，其表面精细研磨，表面粗糙度不超过2.5um。

3.根据权利要求2所述的用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构，其特征在于，所述中心销的直径误差不超过0.00005英寸。

4.根据权利要求1所述的用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构，其特征在于，所述基体包括联动杆、平衡杆、顶杆、弦锤柄。

5.根据权利要求1所述的用于钢琴击弦机中提供受控制转动阻力的结构，其特征在于，所述过盈配合的公差范围在0.0001英寸和0.0005英寸之间。