CN108538274A - 乐器用层压胶合板及其制造方法以及乐器 - Google Patents

乐器用层压胶合板及其制造方法以及乐器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种乐器用层压胶合板，该乐器用层压胶合板在以低成本确保高刚度的同时使由于内部摩擦而产生的振动能量的损失减小。层压胶合板(20)包括：第一层部分(S1)，其包括层(24)和层(25)；第二层部分(S2)，其包括层(26)和层(27)，以及浸渍层(21)，其浸渍有苯酚并且夹置在第一层部分(S1)与第二层部分(S2)之间。浸渍层(21)的刚度系数高于构成第一层部分(S1)和第二层部分(S2)的层(24)至层(27)中的每一个的刚度系数。

Description

乐器用层压胶合板及其制造方法以及乐器
技术领域
本发明涉及用于鼓的外壳等的乐器用层压胶合板及制造乐器用层压胶合板的方法，以及诸如鼓等乐器。
背景技术
常规地，各种乐器用层压胶合板是已知的，并且层压胶合板例如用于诸如鼓等乐器。在鼓中，例如，将层压胶合板用于供鼓皮展开的外壳(鼓体)。作为用于外壳的层压胶合板，层压胶合板中的许多层由木材制成，这是由于就音质而言这样可以获得暖声(warmsound)。
在日本专利申请公开(Kokai)No.11-45087A中描述的鼓中，使用木质材料或非木质材料作为用于主体的材料而形成多边形体(外壳)。顺便提及，在具有内部单板(被夹置在均具有高比重的胶合板之间且具有低比重)的外壳中，内部单板被具有高比重的胶合板从内部单板的外侧保持，从而由于振动能量的内部摩擦，使得能量损失较大。因此，存在这样的问题：当这样的外壳应用于鼓时衰减太快并且音量倾向于变得相对较小。为了处理该问题，在日本专利公开(Kokai)No.2009-163112A中，鼓体由这样的胶合板制成：其具有布置在胶合板的中央部分的具有高比重(高刚度)的内部单板，内部单板被朝外的具有低比重(低刚度)的外侧单板保持。
然而，在日本专利公开(Kokai)No.11-45087A中，外壳具有多边形的结构，并且由此鼓皮的展开结构具有特殊结构，并且不能使用通常的鼓皮框架。此外，在日本专利公开(Kokai)No.2009-163112 A中，鼓体的胶合板的所有单板由木材制成，并且由此成本变得很高。特别地，内部单板具有高比重，而具有高比重的木材难以获得并且价格昂贵，或在某些情况下，交易受到限制。因此，存在这样的问题：不容易在抑制成本的增加并确保高刚度的同时使由于内部摩擦而产生的振动能量的损失降低。
发明内容
本发明提供了在以低成本确保高刚度的同时使由于内部摩擦而产生的振动能量的损失减小的乐器用层压胶合板、该乐器用层压胶合板的制造方法、以及乐器。
相应地，本发明的第一方面提供乐器用层压胶合板，该层压胶合板包括：第一层部分，其具有至少一个层；第二层部分，其具有至少一个层，以及浸渍层，其浸渍有苯酚并且夹置在所述第一层部分与所述第二层部分之间，其中所述浸渍层的刚度系数高于构成所述第一层部分的每个层的刚度系数并且高于构成所述第二层部分的每个层的刚度系数。
相应地，本发明的第二方面提供包括上述乐器用层压胶合板的乐器。
根据本发明的第一方面，可以以低的成本，在确保高刚度的同时减小由于内部摩擦而产生的振动能量的损失。
根据本发明的第一方面，可以实现没有失真(distortion)的声音。另外，根据本发明的第一方面，容易通过粘贴进行制造。
根据本发明的第二方面，可以以低的成本，在确保高刚度的同时减小由于内部摩擦而产生的振动能量的损失，并且可以获得良好的声音特性。
根据以下示例性实施例的描述(参考附图)，本发明的进一步特征将变得显而易见。
附图说明
图1A是应用根据本发明的实施例的乐器用层压胶合板的鼓的外观透视图；
图1B是设置在图1A所示的鼓中的外壳的透视图；
图2A是外壳的局部纵向剖视图；
图2B是堆叠有两层层压胶合板的外壳的局部纵向剖视图；
图3A是使用根据第一变型例的层压胶合板的外壳的局部纵向剖视图；
图3B是使用根据第二变型例的层压胶合板的外壳的局部纵向剖视图；
图3C是使用根据第三变型例的层压胶合板的外壳的局部纵向剖视图；
图4A是表示用于层压层压胶合板中的两个层的方法的第一变型例的视图；
图4B是表示用于层压层压胶合板中的两个层的方法的第二变型例的视图；并且
图4C是表示用于层压层压胶合板中的两个层的方法的第三变型例的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本发明的实施例进行描述。
图1A是应用根据本发明的实施例的乐器用层压胶合板的鼓的外观透视图。图1A中的鼓10例如是响弦鼓。鼓10包括：外壳12，其是形成为两端敞开的筒状形状的鼓体；以及两个鼓皮13(仅示出了背面鼓皮)，其被展开为覆盖外壳12的两个开口。正面和背面上的鼓皮13由鼓皮支撑张紧部分14支撑。响弦15在背面的鼓皮13上伸展。响弦15通过末端机构(backend mechanism)16等选择性地与背面的鼓皮13接触和分离。
图1B是外壳12的透视图。图2A是外壳12的局部纵向剖视图。外壳12的主要部分使用层压胶合板20。层压胶合板20根据外壳12的形状而呈环状地变形并使用。如图2A所示，在层压胶合板20的外周表面侧粘贴有装饰胶合板22，并且在层压胶合板20的内周表面侧粘贴有装饰胶合板23。装饰胶合板22的外周表面用作外壳12的外周表面12a并且装饰胶合板23的内周表面用作外壳12的内周表面12b。
在本实施例中，层压胶合板20具有这样的三层结构：浸渍有苯酚的浸渍层21夹置并层压在第一层部分S1与第二层部分S2之间。因此，第一层部分S1和第二层部分S2都是单板，并且第二层部分S2隔着浸渍层21层压在第一层部分的相对侧。通过将苯酚树脂浸渍到诸如纸等基材中而形成浸渍层21。浸渍层21的比重为1.0至2.0并且例如为约1.2，并且浸渍层21的厚度例如为约0.8mm。浸渍层21的比重大于木材中的孪叶苏木(Jatoba)的比重(比重：0.9)。
第一层部分S1和第二层部分S2的材料是普通的天然木材。作为适于层部分S1和S2的木材，选择比重小于浸渍层21的木材，例如比重为0.7至0.4的木材。木材的具体实例包括枫木(比重：0.7)、杨木(比重：0.45)、桦木(比重：0.71)、桃花心木(比重：0.65)以及梅兰蒂木(比重：0.55)。
从弹性系数和刚度系数的角度考虑，浸渍层21的弹性系数(Pa)和刚度系数(Pa)分别高于层部分S1和层部分S2中的每一个的弹性系数(Pa)和刚度系数(Pa)。在图2A的实例中，层部分S1和S2中的每一个具有单层结构，并且由此层部分S1和S2的材料的弹性系数和刚度系数直接反映到层部分S1和S2中。
第一层部分S1和第二层部分S2厚度相同，并且该厚度例如为0.9mm。这里，将穿过浸渍层21在厚度方向上的中央且与厚度方向垂直的轴线定义为中心轴线C。层压胶合板20在变形为外壳12之前的板状态下具有关于中心轴线C对称的结构。在图2A的实例中，中心轴线C与外壳12的轴向平行。从中心轴线C到第一层部分S1的端表面的距离L1以及从中心轴线C到第二层部分S2的端表面的距离L2在浸渍层21的厚度方向上大致相等。
由于层部分S1和S2的厚度和材料均相同，因此第一层部分S1相对于中心轴线C的抗弯刚度(EI：E是杨氏模量并且I是截面惯性矩)(Pa·m4)与第二层部分S2相对于中心轴线C的抗弯刚度大致相等。这里提到的抗弯刚度是当将第一层部分S1和第二层部分S2中的每一个视为梁时其相对于中心轴线C的抗弯刚度。中心轴线C与梁的中性轴对应。应注意的是，在层压胶合板20变形为外壳12之前的板状态下，即使当将穿过浸渍层21在厚度方向上的中央且与厚度方向垂直的任何轴线用作中性轴(中心轴线C)时，也假定层部分S1和S2的抗弯刚度大致相等。
可以将与木材的粘贴方法类似的粘贴方法用于浸渍有苯酚的浸渍层21，并且由此可以使用常规的设施和处理步骤。应注意的是，装饰胶合板22和装饰胶合板23中的每一个均具有例如木材双层结构。
夹置在层部分S1与层部分S2之间的浸渍层21的比重(或密度)大于层部分S1和层部分S2中的每一个的比重(或密度)，并且浸渍层21的弹性系数和刚度系数分别高于层部分S1和层部分S2中的每一个的弹性系数和刚度系数。根据这些事实，当将层压胶合板20用于层压胶合板20会发生振动的环境中时，振动能量的由于内部摩擦而产生的能量损失变得相对较小。因此，通过将层压胶合板20用于鼓10的外壳12，延迟了打击产生的声音的衰减，可以听到相对大音量的声音，并且实现了强有力的声音和良好的声音(混响声音)。由于层压胶合板20包括位于中央的高刚度的浸渍层21，因此层压胶合板20的总刚度也很高。应注意的是，苯酚树脂的表面比木材的表面更平滑并且更加均匀，并且由此通常将苯酚树脂的表面用作层压材料的最外表面以作为粘贴装饰纸(板)等以及涂布涂料的材料。然而，在本实施例中，注意到苯酚树脂的材料特性，将浸渍层21夹置并层压在具有比浸渍层21低的刚度系数(更小的比重)的木材之间，从而实现高刚度并降低能量损失。
此外，第一层部分S1和第二层部分S2相对于中心轴线C的抗弯刚度大致彼此相等。因此，振动被类似地传递到浸渍层21在厚度方向上的两侧。结果，可以获得固有振动特性和声学特性，而不是产生带有失真(包括具有水平差(level difference)的特定频率分量)的声音。另外，尽管具有高比重的木材难以获得并且价格昂贵，但浸渍有苯酚的浸渍层21便宜且容易制造。
根据本实施例，在层压胶合板20中，浸渍层21的刚度系数高于层部分S1和层部分S2中的每一个的刚度系数。因此，在以低成本确保高刚度的同时可以减小由于内部摩擦而产生的振动能量的损失。通过将层压胶合板20应用于外壳12，可以获得良好的声学特性。
此外，第一层部分S1和第二层部分S2的厚度和材料相同，关于中心轴线C对称地布置，并且相对于中心轴线C的抗弯刚度大致相同。利用该构造，可以实现没有失真的声音。另外，由于层部分S1和层部分S2中的每一个均由单层形成，因此结构简单且容易制造。
应注意的是，在将层压胶合板20应用于外壳12的情况下，层压胶合板20的数量不限于一个，并且可以堆叠和使用两个层压胶合板20，如图2B所示。应注意的是，所堆叠的层压胶合板20的数量不受限制。
应注意的是，在本实施例中，夹置浸渍层21的层部分S1和层部分S2的厚度和材料大致相同，并且由层压胶合板20中的单层形成。然而，层部分S1和层部分S2中的每一个可以由至少一个层形成，并且在层部分S1和层部分S2之间，可以采用不同的材料或具有不同厚度的层。将参考图3A至图3C对变型例进行描述。
图3A至图3C分别是使用根据第一至第三变型例中的一者的层压胶合板20的外壳12的局部纵向剖视图。在这些附图中，省略了对装饰胶合板22和装饰胶合板23的图示。在图3A的实例中，第一层部分S1具有层压层24和层25(将层24和层25层压在一起)的双层结构，并且第二层部分S2具有层压层26和层27的双层结构。层24、层25、层26和层27全部为木材。第一层部分S1的厚度和第二层部分S2的厚度相同。在该构造中，浸渍层21的比重大于构成第一层部分S1的层24和层25以及构成第二层部分S2的层26和层27中任一层(每一层)的比重。此外，浸渍层21的刚度系数和弹性系数分别高于层24至层27中的每一个的刚度系数和弹性系数。此外，第一层部分S1相对于中心轴线C的抗弯刚度大致等于第二层部分S2相对于中心轴线C的抗弯刚度。
构成第一层部分S1的层的厚度和布置与构成第二层部分S2的层的厚度和布置关于中心轴线C对称。作为关于中心轴线C布置在对称位置处的层，层25和层26的厚度和材料相同，并且层24和层27的厚度和材料相同。利用该构造，就实现无失真的声音而言表现出与图2A的实例类似的效果。然而，即使构成第一层部分S1的层的厚度和布置与构成第二层部分S2的层的厚度和布置不关于中心轴线C对称，也使第一层部分S1相对于中心轴线C的抗弯刚度与第二层部分S2相对于中心轴线C的抗弯刚度大致相等，从而可以获得使由于内部摩擦而产生的振动能量的损失减小以获得有利的声学特性的效果。因此，层压胶合板20关于中心轴线C对称的结构并非是必不可少的。
例如，如在图3B的实例中那样，第一层部分S1可以具有层压层24和层25的双层结构，并且第二层部分S2可以具有单层结构。在本实例中，第一层部分S1相对于中心轴线C的抗弯刚度已调节为与第二层部分S2的抗弯刚度大致相等。这里，第一层部分S1的抗弯刚度取决于要应用于层24、层25的木材的材料和厚度，并且意味着作为整体的第一层部分S1的抗弯刚度。应注意的是，严格地说，粘合层24和层25的粘合剂也会影响抗弯刚度。
此外，如在图3C的实例中那样，第一层部分S1可以具有层压层28、层29和层30的三层结构，并且第二层部分S2可以具有单层结构。在本实例中，第一层部分S1和第二层部分S2的用来构成层部分的层不仅数量不同而且厚度也不同。此外，从中心轴线C到第一层部分S1的端表面的距离L1与从中心轴线C到第二层部分S2的端表面的距离L2不同。在本实例中，为了使第一层部分S1相对于中心轴线C的抗弯刚度大致等于第二层部分S2相对于中心轴线C的抗弯刚度，对层28、层29和层30以及第二层部分S2中的每一者的厚度和材料进行选择。
应注意到的是，可以将图3A至图3C中的任何层压胶合板20应用于如图2B所示的多个层压胶合板20相堆叠的构造。此外，应注意到的是，浸渍层21不限于单板构造，而是可以具有多个浸渍有苯酚的层相堆叠的构造。另外，本发明中的浸渍层21可以包括除浸渍有苯酚的层以外的薄层或粘合剂层。例如，通过将装饰纸展开并粘合在苯酚树脂压层上而获得的层可以被视为浸渍层21。
此外，层24和层25可以被层压为，当沿图3A中的箭头观看层压胶合板20时，层24的木纹24a与层25的木纹25a彼此偏转(图4A)。应注意的是，在图4A中，层24的木纹24a由实线示出，并且层25的木纹25a由虚线示出。通常，木材沿着木纹具有最高的抗弯刚度。通过使层24的木纹24a与层25的木纹25a彼此偏转，层压胶合板20可以在两个方向上具有高的抗弯刚度。因此，可以增强层压胶合板20的整体刚度。特别地，随着层24的木纹24a与层25的木纹25a之间的角度增加，可以增强层压胶合板20的整体刚度。例如，有利的是，木纹24a与木纹25a彼此偏转45°以上(图4B)。当木纹24a与木纹25a彼此偏转90°时(图4C)，可以使层压胶合板20的整体刚度最大化。此外，如果将位于层25的外侧且引人注意的层24布置为使得层24的木纹24a沿外壳12的周向取向，则可以为观看者提供讨人喜欢的美感。
应注意的是，层压胶合板20不仅适用于响弦鼓，还适用于诸如低音鼓和嗵嗵鼓(tom-tom)等各种类型的打击乐器。此外，本发明不限于应用于鼓，而是可以应用于乐器中与声音相关的部分。例如，本发明可以应用于吉他的主体(前板、后板和/或侧板)、钢琴的侧板等。此外，尽管层压胶合板20构造为用于乐器的层压胶合板，但层压胶合板20还可以应用于除乐器以外的各种其它用途。
尽管已参考示例性实施例对本发明进行了描述，但应理解的是，本发明不限于所披露的示例性实施例。以下权利要求的范围被赋予最宽泛的解释，从而包含全部这种修改和等同的结构和功能。
本申请要求2017年3月2日提交的日本专利申请No.2017-039293的优先权，该专利的全部内容以引用的方式并入本文。

Claims (16)

1.一种乐器用层压胶合板，所述层压胶合板包括：
第一层部分，其包括至少一个层；
第二层部分，其包括至少一个层；以及
浸渍层，其浸渍有苯酚并且夹置在所述第一层部分与所述第二层部分之间，其中
所述浸渍层的刚度系数高于构成所述第一层部分的每个层的刚度系数并且高于构成所述第二层部分的每个层的刚度系数。
2.根据权利要求1所述的乐器用层压胶合板，其中，所述浸渍层由浸渍有苯酚的纸制成。
3.根据权利要求1所述的乐器用层压胶合板，其中，所述浸渍层的比重为1.0至2.0，并且所述第一层部分和所述第二层部分的比重为0.4至0.7。
4.根据权利要求1所述的乐器用层压胶合板，其中，构成所述第一层部分的层以及构成所述第二层部分的层都由木材制成。
5.根据权利要求4所述的乐器用层压胶合板，其中，所述第一层部分具有沿所述乐器用层压胶合板的厚度方向层压两个层的双层结构。
6.根据权利要求5所述的乐器用层压胶合板，其中，所述第二层部分具有沿所述乐器用层压胶合板的厚度方向层压两个层的双层结构。
7.根据权利要求6所述的乐器用层压胶合板，其中，所述第一层部分的在所述浸渍层的相反侧的表面附接有装饰胶合板。
8.根据权利要求5所述的乐器用层压胶合板，其中，所述两个层被层压为：被层压的所述两个层的木纹彼此偏转。
9.根据权利要求8所述的乐器用层压胶合板，其中，被层压的所述两个层的木纹彼此偏转45°以上。
10.根据权利要求9所述的乐器用层压胶合板，其中，被层压的所述两个层的木纹彼此偏转90°。
11.根据权利要求1所述的乐器用层压胶合板，其中，所述第一层部分相对于穿过所述浸渍层在厚度方向上的中央且与所述厚度方向垂直的中心轴线的抗弯刚度等于所述第二层部分相对于所述中心轴线的抗弯刚度。
12.根据权利要求1所述的乐器用层压胶合板，其中，构成所述第一层部分的层的厚度和布置与构成所述第二层部分的层的厚度和布置关于所述浸渍层在厚度方向上的中央而对称，并且布置在对称位置处的层的材料是相同的。
13.根据权利要求1所述的乐器用层压胶合板，其中，所述第一层部分和所述第二层部分具有大致相同的厚度并且均由单层制成，并且
各个单层的刚度系数相等。
14.一种乐器，包括：
根据权利要求1所述的乐器用层压胶合板。
15.根据权利要求14所述的乐器，其中，
所述乐器是鼓，并且
所述乐器用层压胶合板用于所述鼓的外壳。
16.一种用于制造乐器用层压胶合板的方法，所述方法包括：
用包括至少一个层的第一层部分以及包括至少一个层的第二层部分夹置浸渍有苯酚的浸渍层，其中，所述浸渍层的刚度系数高于构成所述第一层部分的每个层的刚度系数并且高于构成所述第二层部分的每个层的刚度系数。
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