CN114375473A - 具有部分锥形音板反曲部的原声弦乐器主体 - Google Patents

Abstract

一种用于乐器的音板，所述乐器具有主体、背板和侧板，其中所述音板、背板和侧板限定乐器的音腔。所述音板沿着纵向轴线延伸并具有厚度。所述音板还具有围绕纵向轴线不对称地设置的部分锥形反曲部。所述反曲部包括第一反曲段、第二反曲段以及第三反曲段，其中所述第一反曲段形成与音板的厚度齐平地开始的向下斜面，所述第二反曲段限定部分锥形反曲部的全深度，所述第三反曲段形成与音板的厚度齐平地终止的向上斜面。还公开了一种包括该音板的乐器。乐器可以是吉他。

Description

具有部分锥形音板反曲部的原声弦乐器主体

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月23日提交的美国临时专利申请第62/904,196号，以及2020年9月10日提交的美国非临时专利申请第17/016,986号的优先权，它们的内容通过引用并入本申请。

技术领域

本发明总体上涉及诸如吉他的弦乐器的音板，更具体地，本发明涉及包括遵循不对称路径的部分锥形反曲部的音板。

背景技术

音乐在我们的日常生活中扮演着重要的角色，并且融入了社会的结构中。许多人将音乐作为一种消遣、爱好或职业。作为乐器的主要分支之一，弦鸣乐器是通过在两点之间拉伸的一根或多根振动弦发出声音的乐器。弦鸣乐器，尤其是弦乐器，在世界范围内非常流行，因为它们用途广泛，适合不同类型的音乐。最受欢迎的弦乐器可能是现代吉他，包括通过声学发出声音的原声吉他和通过电放大发出声音的电吉他。

传统的原声吉他和电吉他包括主体和琴颈，所述琴颈通过接头附接到主体，其中一根或多根细长的柔性琴弦沿着品板在主体和琴颈的远端之间延伸。(术语“远侧”或“远端”用于限定元件的距用户最远的部分或表面)。主体具有称为音板的顶表面，其通常由木头制成，该顶表面在乐器演奏时振动。为了给乐器提供最悦耳的音色，音板通常是锥形的或羽状的，以使音板在其周边边缘附近变薄，从而允许音板相对于乐器的侧壁进行更多(更自由)的运动。因此，音板从其中心向周边逐渐变薄。然而，使音板变薄的过程既困难又耗时，并且经常需要由熟练工匠(制琴师)进行数小时的手工打磨，以在音板的边缘处形成视觉上不明显的锥度(即音板的表面优选具有平坦外观)。锥度加工中的误差会导致不均匀锥度或不期望的薄部分，从而导致开裂和断裂。

因此，与传统音板相关联的一个缺点是使音板变薄的困难且耗时的过程。与传统音板相关联的另一个缺点是对高质量乐器音板形成锥度的高成本。与传统音板相关联的另一个缺点涉及使用木材作为音板材料。木质音板在潮湿条件下容易膨胀，导致视觉外观和音质发生变化。此外，在干燥条件下，木质音板可能会出现开裂。

授予Taylor-Listug,Inc.的、标题为“Acoustic Stringed Instrument Bodywith Relief Cut(具有卸荷切口的原声弦乐器主体)”的美国专利第6,759,581号试图解决上面强调的缺点。正如标题所暗示的，提供了一种原声弦乐器主体，其包括音板，所述音板围绕其周边具有对称的卸荷切口。卸荷切口位于音板的外表面或内表面上并靠近该表面的周边。然而，卸荷切口可位于其它位置，包括更靠近音孔。卸荷切口在表面上在乐器的音板和侧壁之间形成更柔性联接，这表现为通过使音板更自由地振动来改善乐器的音色。音板中的卸荷切口也表示允许木制音板由于大气条件的变化而拉伸和收缩。

根据该专利公开，使音板表面形成锥度的耗时过程被局部的卸荷切口取代。参考该专利的图1，沿着音板30的轮廓的虚线45存在于音板30的周边内。该虚线45代表卸荷切口100、110、120、130、140和150在音板30上的大致位置。卸荷切口100的截面面积可以沿着音板30变化，并且卸荷切口100也可以具有不同的形状和尺寸。然而，’581专利公开的带有卸荷切口的音板要求音板在音板与侧面的胶合表面处恢复到其全部厚度。

鉴于上述缺点，需要一种不需要其自身的锥度来实现良好音质的原声乐器音板。还需要一种木质原声乐器音板，其被强固地设计以能够抵抗大气条件(诸如湿度和温度水平)的变化。存在对音板的另一需要，尤其当与乐器的其它部件结合时，实现音调优化。

发明内容

为了满足这些和其它需求并克服现有设计的缺点，提供了一种包括部分锥形反曲部的音板。本公开的一个目的是在音板的关键区域中实现更大灵活性。一个相关目的是为具有音板的乐器产生期望的音调效果。另一相关目的是允许基于具有音板的乐器的主体形状进行音调优化。还有一个目的是针对音板的特定区域以最大化所需的音调效果。本公开的又一目的是允许选择音板上的卸荷区域的宽度和位置。

为了实现这些和其它目的，并且鉴于其目的，本公开提供了一种用于乐器的音板，该乐器具有主体、背板和侧板，其中所述音板、背板和侧板限定乐器的音腔。音板沿着纵向轴线延伸并具有厚度。音板还具有围绕纵向轴线不对称地设置的部分锥形反曲部。所述反曲部包括第一反曲段、第二反曲段以及第三反曲段，其中所述第一反曲段形成与音板的厚度齐平地开始的向下斜面，所述第二反曲段限定部分锥形反曲部的全深度，所述第三反曲段形成与音板的厚度齐平地终止的向上斜面。还公开了一种包括该音板的乐器。乐器可以是吉他。

应当理解，对本发明的先前概述和以下详细描述都是示例性，而非限制性的。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最好地理解本公开。需要强调的是，按照惯例，附图的各种特征不是按比例绘制的。相反，为清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。附图中包括下列图：

图1是传统吉他的示意性透视图；

图2是图1所示吉他的示意性侧视图；

图3是吉他的透视图，突出显示了切缝衬里；

图4是音板的底表面或内表面的透视图，突出显示了部分锥形音板反曲部；

图5是图4所示的音板的底视图；

图5A是沿着图5的线5A-5A的截面图，示出了反曲部的第一反曲段的边缘；

图5B是沿着图5的线5B-5B的截面图，示出了反曲部的第二反曲段的边缘；

图5C是沿着图5的线5C-5C的截面图，示出了反曲部的第三反曲段的边缘；

图6是图4和图5所示音板的底视图，突出显示了反曲部的特定尺寸；以及

图7仅示出了适用于吉他音板的支架的一个示例。

具体实施方式

根据本发明的弦乐器可以包括吉他，例如原声吉他、实心电吉他和原声电吉他，但也可以包括其它弦乐器，例如班卓琴、曼陀铃、小提琴、琵琶和/或其它类似乐器。尽管结合吉他描述了本公开的原理，但应当理解，所公开的原理也适用于具有乐器主体和细长琴颈的其它弦乐器，琴弦沿着该细长琴颈拉伸。

现在参考附图，其中，相同的附图标记在构成附图的各图中指代相同元件。首先转向图1和图2，现在将简要讨论根据现有技术和本发明的关于弦乐器的各种部件的简要描述。如这些图所示，吉他1具有以常规方式连接到琴颈4的吉他主体2。主体2由具有圆形音孔28的前板18a、面向前板18a的背板18b、以及侧板18c组成，前板18a和背板18b的边缘与侧板18c结合在一起从而彼此间隔开。在由前板18a、背板18b和侧板18c形成的内部空间中产生声音谐振。此外，在主体2的一侧形成有供琴颈4插入的孔。

琴颈4采用梁3的形式，梁3具有相当大的厚度，且具有顶表面5a和底表面5b。琴颈4通常包括适合于承受连续的琴弦拉力而不会翘曲或扭曲的木材或一些其它类似或常规材料。琴颈4具有一体式琴头6，所述一体式琴头6保持多个单独的调音栓8(通常为六个或可能十二个调音栓)，每个调音栓又以常规方式分别保持期望琴弦10的自由端。琴弦10以相当大的张力(例如，每根琴弦约30磅的张力)串起来，并且从第一固定点或第一固定轴12延伸到第二固定轴20，其中该第一固定点或第一固定轴12由琴鞍14形成，所述琴鞍14由永久地固定在吉他主体2的前板18a上的琴马16支撑，所述第二固定轴20由弦枕22形成，所述弦枕22永久地固定在琴颈4的顶表面5a上且靠近琴头6。此外，调节杆(未示出)安装在琴颈4的梁3内，用于防止琴颈4因吉他弦10的张力而弯曲或扭曲。

指板(也称为有品乐器上的品板24)是大多数弦乐器的重要组成部分。品板24是硬质材料的细长条带，通常是强化聚合物或木材(诸如花梨木或乌木)，它与琴颈4的顶表面5a配合并且形成在琴颈4的顶表面5a上，以便位于琴颈4的其余部分与琴弦10之间，并将琴颈4的其余部分与琴弦10分开。制造品板24的材料应该足够坚固、耐用和稳定，以支撑并保持金属品部(metal frets)9，金属品部9以规则间隔安装在品板24的顶部处，并且经受多年使用的演奏磨损。琴弦10在品板24上在弦枕22和琴马16之间延伸。对于传统吉他，跟部26与琴颈4的其余部分一体形成并从琴颈4的底表面5b延伸。“一体”是指单件或单个整体部件，其本身是完整的而没有额外部件，即该部件是与另一部件形成为一个单元的一个整体部件。

如图1所示，上边部(upper bout)30是吉他主体2的最靠近琴颈4的部分；上边部30大致从主体2的顶部延伸到音孔28的中间。下边部(lower bout)32是吉他主体2的最大部分，其最靠近琴马16处的琴弦末端；下边部32大致从音孔28的中部延伸到主体2的底部。

如图3所示，吉他1可以在前板18a和侧板18c之间的接合部处以及在背板18b(图3中未示出)和侧板18c之间的接合部处包括切缝衬里34。对吉他1“形成切缝”的过程形成用于胶合和加固吉他1的前板18a、背板18b和侧板18c的表面。每个衬里34被切缝(开槽)，以允许易弯曲性来适配吉他1的弯曲部件。

当使用吉他1时，音乐家在琴颈4上下移动他或她的手指，按压琴弦10以缩短琴弦，并且在琴弦10被轻弹、弹拨或以其它方式激发时产生各种音高。通常，品板24上的品部9延伸跨越琴颈4的宽度，以便提供用以将缩短的琴弦10的端部锚固在确定或期望位置处的地方。

通常，琴弦10在琴颈4的顶部或琴头6处被调谐到合适音高，在琴头6处，调音栓8增加或减少每根琴弦10上的张力。然后，用户通过将在琴颈4上延伸的琴弦10按压到与琴颈4的顶表面5a附接的品板24上，同时在吉他主体2的中间附近轻弹琴弦10，来演奏所需的音符。产生的音符的音调取决于琴弦10的张力和琴弦10在此处被压在琴颈4上的品部9与下锚固点之间的距离。压下的琴弦10和琴马16之间的距离越小，得到的音高就越高。增加琴弦10的张力也将产生具有更高音高的音符。

在原声乐器(诸如原声吉他1)的情况下，主体2包围谐振音腔。轻弹、弹拨或以其它方式激发琴弦10使琴弦10振动。该振动继而引起琴弦10在其上延伸的琴马16振动。事实上，琴马16为每个演奏的音符形成琴弦10的振动端点。在演奏乐器时，琴马16的振动继而引起原声乐器的前板18a(称为音板)也振动，这继而导致截留在音腔中的空气移动以产生通过音孔28听到的声音。音板18a的振动对吉他1的音色影响很大。一般来说，音板18a振动得越自由，吉他1的音色就越大和越好。

回到吉他1的结构，音板18a在图4和图5中突出显示。图4是音板18a的底表面或内表面的透视图，音板18a的底表面或内表面是音板18a的有助于限定音腔的表面。音板18a具有位于该内表面上的部分锥形音板反曲部50。图5是音板18a的底视图。可以以多种不同方式制造反曲部50。如工匠所知，机械切割和使用砂轮磨削去除是两个示例性的制造工艺。

在一个示例性实施例中，音板18a的反曲部50在点60处在高音侧X形支架的末端处或附近(即，接近该末端)处开始，并且延伸到低音侧腰部正下方的点62处或附近(即，接近点62)。反曲部50关于主体2的纵向轴线A不对称，并且因为它形成主体2的一部分，所以是音板18a的一部分。反曲部50包括三个主要部件：第一反曲段52、中间或第二反曲段54，和第三反曲段56。

第一反曲段52限定反曲部50的开始，并形成与音板18a的初始厚度齐平地开始的向下斜面。在一个示例性实施例中，如图6所示，第一反曲段52形成第一尺寸64，该第一尺寸64限定从背侧的下边部周边切出至音板18a的水平面的六英寸(15.25cm)斜面。图5A是沿着图5的线5A-5A的截面图，示出了第一反曲段52的边缘。

在第二反曲段54中，反曲部50已经达到其全深度。在所示示例中，第一反曲段52和第二反曲段54之间的过渡由沿着底切部切割的半径为1.5英寸(3.8cm)的第一半径拐角融合部70形成。图5B是沿着图5的线5B-5B的截面图，示出了第二反曲段54的边缘。图5B还示出了示例的边缘厚度72，其可以是约0.070英寸(0.18厘米)。在所示示例中，第二反曲段54和第三反曲段56之间的过渡由沿着底切部切割的半径为1.5英寸(3.8cm)的第二半径拐角融合部74形成。

第三反曲段56限定了反曲部50的端部，第三反曲段56形成与音板18a的初始厚度齐平地终止的向上斜面。在一个示例性实施例中，如图6所示，第三反曲段56形成第二尺寸66，该第二尺寸66限定切入音板18a的下边部背侧至约0.050英寸(0.125cm)深度的六英寸(15.25cm)斜面。图5C是沿着图5的线5C-5C的截面图，示出了第三反曲段56的边缘。图5B示出了第三反曲段56的第二半径拐角融合部74和示例边缘厚度76(其近似于音板18a的全厚度)。

可以结合(在吉他1的其它结构特征中的)同样位于音板18a底部上的支撑来调整反曲部50的精确几何形状，以实现期望音质。吉他支撑是指支柱系统(通常是木制的)，该支柱系统在内部支撑和加固原声吉他的音板18a和后板或背板18b。对音板18a的支撑(或顶部支撑)将由琴弦10施加的力从琴马16传递到边框或侧板18c。制琴师面临的挑战在于，支撑吉他1以承受琴弦10施加的应力且扭曲最小，同时使音板18a尽可能充分地响应琴弦10产生的音调。支架设计对吉他1将产生的声音类型有很大影响。吉他1的背板18b被支撑，以帮助分配由琴颈4施加在主体2上的力，并且保持音箱的音调响应性和结构完整性。支架可以由顶级木材(云杉或雪松)、轻木或在某些乐器中由碳纤维复合材料制成。

图7仅示出了适用于吉他1的音板18a的支撑的一个示例。在所示示例中，音板18a使用X形支架系统或X形支架系统的变体进行支撑，通常归因于克里斯蒂安·弗雷德里克·马丁(Christian Frederick Martin)在1840年至1845年间用于肠弦吉他。该系统由两个支架80、82组成，这两个支架80、82在音孔28的顶部下方形成跨越音板18a的“X”形。“X”形的下臂横跨并支撑琴马16的端部。在琴马16下方是琴马贴片84(通常是硬木)，其防止琴弦10的球端损坏音板18a的下侧。在琴马贴片84下方是一个或多个音调条86，所述一个或多个音调条86支撑音板18a的底部。音调条86邻接X形支架中的一个，例如X形支架80，并且通常向下朝向音板18a的底部边缘倾斜。在大多数乐器中，顶部音调条86抵靠琴马贴片84的一部分。成角度的支架88在音孔28的任一侧上，支架88在竖直方向上跨过音板18a的上边部30和下边部32之间的水平过渡。围绕下边部32，小手指支架90支撑位于X形支架80、82与音板18a的边缘之间的区域。

总之，具有带部分锥形音板反曲部50的音板18a的原声弦乐器主体2以不对称反曲部50为特征，该反曲部50与音板18a的初始厚度齐平地开始和终止。此外，部分音板锥形反曲部50从主体周边内部经过切缝衬里34，延伸到弦乐器侧的边缘。(然而，在替代实施例中，反曲部50可以应用于音板18a的内部或底部的不会延伸到音板18a边缘的区域。)反曲部50延伸到主体2的最边缘，并且附接到由吉他1的侧板18c限定的边框。部分锥形音板反曲部50的可变宽度允许基于主体风格的音调优化。部分锥形音板反曲部50在可变距离上倾斜至其全深度，并且在可变距离上回升倾斜，其长度可以针对特定弦乐器进行优化。

吉他主体2通常由木材制成。然而，根据其它实施例，吉他主体2可以由塑料、石墨或其它合适的材料制成。部分锥形音板反曲部50适用于木质材料以及替代材料，包括但不限于复合材料、碳纤维和层压板，并且可以直接形成这些材料而无需任何类型的切割。

当被胶合到正常打磨的弦乐器边框时，带有部分锥形音板反曲部50的音板18a将显示出轻微向下倾斜的拱形(相对于弦乐器琴马16的扭转)，该轻微向下倾斜的拱形坚固且稳定。部分锥形反曲部50遵循不对称路径，导致朝向胶合表面变薄的锥形边缘，其朝向音板18a的中间凹回至全深度。部分锥形反曲部50在音板18a的关键区域产生更大柔性，以产生期望音调效果。

与传统构造的原声弦乐器相比，反曲部50实现了音调响应的改进。反曲部50可以离散地应用于不同的原声弦乐器主体形状和支撑样式。与本领域已知的具有卸荷切口的音板(其要求乐器的音板在音板和侧面的胶合表面处恢复到其全厚度)不同，反曲部50允许音板18a在最佳音调响应所需的区域中将音板18a改变的深度保持到完整边缘。此外，具有卸荷切口的已知音板仅影响原声弦乐器的内部几何形状的变化；部分锥形音板反曲部50改变原声弦乐器的整体外部尺寸，使得在关键区域引起轻微拱形，以减轻在施加琴弦张力时的音板变形。因此，具有带有部分锥形音板反曲部50的音板18a的原声弦乐器主体2影响原声弦乐器音板顶部和/或背部的内部和外部。一个视觉优势是音板18a仍然看起来像传统的平顶吉他，因为不对称的反曲部50在音板18a的底部或内表面上。

相对于已知技术的另一个优点是部分锥形音板反曲部50允许选择卸荷区域的宽度和位置。还有一个优点是反曲部50针对音板18a的特定区域以最大化期望的音调效果。部分锥形音板反曲部50的可变宽度允许基于主体形状的音调优化。

尽管以上参照某些特定实施例和示例进行了说明和描述，但是本发明并不旨在限于所示的细节。相反，在不脱离本发明的精神的情况下，可以在权利要求的等同物的领域和范围内对细节进行各种修改。例如，本文件中广泛引用的所有范围都明确表示在其范围内包括落入较宽范围内的所有较窄范围。

Claims (20)

1.一种用于乐器的音板，所述乐器具有主体、背板和侧板，其中所述音板、所述背板和所述侧板限定所述乐器的音腔，所述音板沿着纵向轴线延伸并且包括：

厚度；以及

部分锥形反曲部，所述部分锥形反曲部围绕所述纵向轴线不对称地设置，并且所述部分锥形反曲部包括第一反曲段、第二反曲段以及第三反曲段，其中所述第一反曲段形成与所述音板的厚度齐平地开始的向下斜面，所述第二反曲段限定所述部分锥形反曲部的全深度，并且所述第三反曲段形成与所述音板的厚度齐平地终止的向上斜面。

2.根据权利要求1所述的音板，其中，所述部分锥形反曲部具有可变宽度。

3.根据权利要求1所述的音板，其中，所述第一反曲段在第一距离上从所述音板的所述厚度倾斜到所述部分锥形反曲部的全深度，所述第三反曲段在第二距离上从所述部分锥形反曲部的全深度倾斜到所述音板的厚度，并且所述第一距离和所述第二距离是变化的以优化乐器的音调表现。

4.根据权利要求1所述的音板，其中，所述第一反曲段和所述第二反曲段之间的过渡由第一半径拐角融合部形成。

5.根据权利要求4所述的音板，其中，所述第一半径拐角融合部为约3.8cm。

6.根据权利要求1所述的音板，其中，所述第二反曲段和所述第三反曲段之间的过渡由第二半径拐角融合部形成。

7.根据权利要求6所述的音板，其中，所述第二半径拐角融合部为大约3.8cm。

8.根据权利要求1所述的音板，还包括构造用以支撑所述音板的X形支架系统。

9.根据权利要求1所述的音板，其中，由所述第一反曲段形成的向下斜面和由所述第三反曲段形成的向上斜面中的至少一个斜面延伸约15.25cm。

10.一种乐器，包括根据权利要求1所述的音板。

11.根据权利要求10所述的乐器，其中，所述乐器是吉他。

12.根据权利要求11所述的乐器，其中，所述吉他具有低音侧腰部和具有末端的高音侧X形支架，并且所述部分锥形反曲部在所述高音侧X形支架的所述末端处或所述末端附近开始，并且延伸至或接近所述低音侧腰部的正下方的点。

13.根据权利要求11所述的乐器，其中，所述第一反曲段和所述第二反曲段之间的过渡由第一半径拐角融合部形成。

14.根据权利要求11所述的乐器，其中，所述第二反曲段和所述第三反曲段之间的过渡由第二半径拐角融合部形成。

15.根据权利要求11所述的乐器，还包括被构造用以支撑所述音板的X形支架系统。

16.根据权利要求11所述的乐器，其中，所述吉他的主体具有边缘，并且所述吉他的侧板限定了边框，并且所述部分锥形反曲部延伸到所述主体的所述边缘并且附接到由所述侧板限定的所述边框。

17.根据权利要求11所述的乐器，还包括在所述音板和所述侧板之间的接合部、在所述背板和所述侧板之间的接合部以及在所述接合部中的一个或两者处的切缝衬里。

18.一种乐器，包括：

主体；

背板；

侧板；以及

音板，所述音板沿着纵向轴线延伸并且具有厚度和部分锥形反曲部，所述部分锥形反曲部围绕所述纵向轴线不对称地设置，并且包括第一反曲段、第二反曲段以及第三反曲段，其中所述第一反曲段形成与所述音板的厚度齐平地开始的向下斜面，所述第二反曲段限定所述部分锥形反曲部的全深度，所述第三反曲段形成与所述音板的厚度齐平地终止的向上斜面，其中，所述部分锥形反曲部具有可变宽度，所述第一反曲段在第一距离上从所述音板的厚度倾斜到所述部分锥形反曲部的全深度，所述第三反曲段在第二距离上从所述部分锥形反曲部的全深度倾斜到所述音板的厚度，并且所述第一距离和所述第二距离是变化的以优化乐器的音调表现，所述第一反曲段和所述第二反曲段之间的过渡由第一半径拐角融合部形成，并且所述第二反曲段和所述第三反曲段之间的过渡由第二半径拐角融合部形成，

其中，所述音板、所述背板和所述侧板限定所述乐器的音腔。

19.根据权利要求18所述的乐器，还包括被构造用以支撑所述音板的X形支架系统。

20.根据权利要求18所述的乐器，其中，所述乐器是吉他。

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