FR2626707A1

FR2626707A1 - Plucked or struck stringed instrument fitted with diaphragm resonators

Info

Publication number: FR2626707A1
Application number: FR8801184A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-02-02
Filing date: 1988-02-02
Publication date: 1989-08-04

Abstract

The instrument according to the invention comprises an acoustic assembly in which the strings 2 are connected to resonant cavities by a bridge 5 resting on diaphragms 6a to 6d forming the upper wall of the resonating cavities.

Description

INSTRUMENT A CORDES PINCEES OU FRAPPEES
MUNI DE RESONNATEURS A MEMBRANES
La presente invention concerne un instrument de musique a cordes pincees ou frappées å l'aide d'un clavier et son mode de réalisation.INSTRUMENT WITH PICKED OR HIT STRINGS
PROVIDED WITH MEMBRANE RESONATORS
The present invention relates to a musical instrument with plucked or struck strings using a keyboard and its embodiment.

Le son emis par une corde se décompose en une série de partiels, pour une corde sans raideur ces partiels sont appeles des sons harmoniques, multiples entlers du son fondamental C'est la raison pour laquelle les facteurs d'instruments ont
toujours recflercne oes conditions oe fonctionnement telles que les sons produits soient quasiment harmonloues Pour le clavecin comme pour le piano il y a intérêt,
particulièrement Pour les sons graves à avoir des cordes longues et peu raides, correctement tendues Des que l'on raccourcit trop les cordes pour les sons graves on est obligé d'en augmenter le diamètre ce qui accroit corrélativement la raideur et rend
un son faux, cest a dire in@armonique
Le e calcul de cette in@armonicité est un resultat classique (Rayleih), il montre que plus la corde est raids, plus les partiels divergent de la série d'un son harmonique (intervalle constant entre e le; composantes) oans e sens d'un accroissement des intervalles entre les partiels
Considéront ma@@tenant une corde théorique sans raideur dont l'une des extrémités est solidaire oun Doint d'attache mobile; ce point d'attache est caractérisé
par une masse M et un coefficient d'élasticité K, le calcul de l'inharmonicité du son
résultant est un résultat tout aussi classique (boutasse) donnant la fréquence du
partiel en fonction de son rano et des parametres M et K du point d'attache, il montre que les partiels du son divergent de ceux d'un son harmonique dans le sens d'un resserrement des intervalles entre les partiels.The sound emitted by a string is broken down into a series of partials, for a string without stiffness these partials are called harmonic sounds, multiple entlers of the fundamental sound This is why the instrument factors have
always reflective of the operating conditions such that the sounds produced are almost harmonized For the harpsichord as for the piano there is interest,
Particularly for bass sounds with long, slightly stiff strings, correctly stretched As soon as the strings are shortened too much for bass sounds, you have to increase their diameter, which correlatively increases the stiffness and makes
a false sound, that is to say in @ armonique
The calculation of this in @ armonicity is a classic result (Rayleih), it shows that the stiffer the string, the more the partials diverge from the series of a harmonic sound (constant interval between e the; components) in the sense of 'an increase in the intervals between the partials
Consider my @@ holding a theoretical cord without stiffness, one of the ends of which is integral or a mobile attachment point; this attachment point is characterized
by a mass M and a coefficient of elasticity K, the calculation of the inharmonicity of the sound
resulting is an equally classic result (bolt) giving the frequency of
partial according to its rano and the parameters M and K of the attachment point, it shows that the partial of the sound diverge from those of a harmonic sound in the direction of a narrowing of the intervals between the partials.

Le calcul de l'inharmonicité de raideur (corde courte, grave et peu tendue) et de l'inharmonicité de couplage au chevalet permet de connaitre la valeur des divers paramétres pour aue les aeur effets se compensent, afin d'obtenir dans des conditions ad hoc un son harmonique. The calculation of the inharmonicity of stiffness (short string, low and not very tight) and of the inharmonicity of coupling to the bridge makes it possible to know the value of the various parameters for the effect of their compensation, in order to obtain under ad conditions hoc a harmonic sound.

L'invention a pour objet les moyens particuliers mis en oeuvre pour atteindre ce resultat; l'objectif etant de reahser un instrument de petite taille (donc avec des cordes très courtes), susceptible d'être portatif et léger, possédant néanmoins
la tessiture du clavecin ou du p@ano, avec un timbre sonore musical. The subject of the invention is the particular means used to achieve this result; the objective being to reahser a small instrument (therefore with very short strings), likely to be portable and light, having nevertheless
the tessitura of the harpsichord or p @ ano, with a musical timbre.

A cet effet, I'invention concerne un instrument de musique à cordes pincées ou frappées comprenant un clavier, des mécanismes de transmissions du mouvement de chacune aes toucnes du clavier à des moyens (marteaux ou sautereaux) cooperant avec chacune des cordes, celles-çi étant tendues parallélement entre elles dans un plan. To this end, the invention relates to a musical instrument with plucked or struck strings comprising a keyboard, mechanisms for transmitting the movement of each of the keys of the keyboard to means (hammers or locusts) cooperating with each of the strings, these being stretched parallel to each other in a plane.

Selon l'une des caractéristiques principales de l'invention chacune des cordes est assoclée a une cavité résonnante formée par un caisson dont la parol supérieure est constituée par une membrane, au moyen d'un chevalet supporté par la dite membrane.According to one of the main characteristics of the invention, each of the strings is associated with a resonant cavity formed by a box, the upper floor of which is constituted by a membrane, by means of a bridge supported by said membrane.

En d'autres termes la présente invention concerne par l'une de ses caractéritioues le système de couplage de cordes très courtes, graves et faiblement tendues à un corps de résonnance tout en permettant l'obtention d'un son harmonique. In other words, the present invention relates, by one of its characteristics, to the system of coupling very short, low and low strings to a resonance body while allowing a harmonic sound to be obtained.

Plusleurs instruments à plectre extra-européens utilisent des peaux pour membranes comme le târ iranien, le qânùn turc ou bien le sarod indien, mais aucun d'eux n'a une tessiture dépassant deux octaves alors que les instruments européens ont au moins quatre octaves et demi. Several non-European plectrum instruments use skins for membranes such as the Iranian tar, the Turkish qânùn or the Indian sarod, but none of them has a tessitura exceeding two octaves while European instruments have at least four octaves and half.

Dans l'invention la masse du chevalet représente la masse M du point mobile et
l'élasticite de la membrane represente le coéfficient K. On voit qu'ainsl on peut compenser l'inharmonicité due à la faible longueur de la corde, et ce de manière simple en louant sur la masse du chevalet et l'élasticité de la membrane. Pour réaliser les conditions correctes de couplage sur une grande etendue fréquentlelle du graves a. In the invention, the mass of the bridge represents the mass M of the movable point and
the elasticity of the membrane represents the coefficient K. We see that we can thus compensate for the inharmonicity due to the short length of the string, and this in a simple way by renting on the mass of the bridge and the elasticity of the membrane . To achieve the correct coupling conditions over a large frequency range of bass a.

I'aigü, le chevalet possède plusieurs pieds qui reposent sur des membranes de tailles différentes, elles-mêmes constitutives de cavités rèsopnantes de volumes différents. Le rayonnement acoustique se lait principalement par les membranes. Ces membranes peuvent être de matériaux divers tel que: organiques, parchemins, peaux de poissons, etc...; synthetiques, polyester, etc...; ou bien encore metalliques
La pression acoustique à l'intérieur des cavités est trés importante et le
rayonnement des seules membranes n'évacue pas toute l'énergie acoustique. aussi afin d'augmenter le renouement acoustique de l'instrument, il y a interet à mettre en.The treble, the bridge has several feet which rest on membranes of different sizes, themselves constituting resopnating cavities of different volumes. Acoustic radiation is mainly milked through the membranes. These membranes can be of various materials such as: organic, parchments, fish skins, etc ...; synthetics, polyester, etc ...; or even metallic
The acoustic pressure inside the cavities is very high and the
radiation from the membranes alone does not dissipate all the acoustic energy. also in order to increase the acoustic revival of the instrument, there is interest to put in.

communication le volume intérieur des cavités avec l'extérieur par l'intermédiaire de cornets acoustiques, par exemple, de type exponentiel et de taille adaptée, ou bien par I'intermedlaire d'autre cavites resonnantes, ou bien encore par les deux sytemes à la fois. L'orifice par lequel s'effectue la mise en communication pouvant être variable au gré du musicien, realise alors un moyen pour modifier le timbre et le sonorité de l'instrument
Pour rendre l'instrument facile à construire et réparer, il a été conclu
modulaire. Alnsl l'ensemble acoustique (cordes + résonnateuri d'une part, le clavier
d'autre part constituent des éléments totalement séparés et indépendants qui peuvent
être associés dans un meuble simple en forme de coffre, équipé accéssoirement d'un piétement.communicating the interior volume of the cavities with the exterior by means of acoustic horns, for example, of exponential type and of suitable size, or by means of other resonant cavities, or even by the two systems at the time. The opening through which the communication is carried out, which can be variable at the discretion of the musician, then provides a means of modifying the timbre and the sound of the instrument.
To make the instrument easy to build and repair, it was concluded
modular. Alnsl the acoustic unit (strings + resonatori on the one hand, the keyboard
on the other hand constitute completely separate and independent elements which can
be combined in a simple piece of furniture in the form of a safe, fitted with a base.

L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée çi-après à
titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui permettra d'en dégager les
avantages et les caractéristiques secondaires
11 sera fa't référence aux dessins annexés dans lesquels:
-la figure 1 illustre schématiquement les divers éléments de l'instrument
-la figure 2 est un plan de la vue de dessus de l'instrument.The invention will be better understood during the description given below to
title of example purely indicative and not limiting which will make it possible to release the
advantages and secondary characteristics
Reference will be made to the attached drawings in which:
FIG. 1 schematically illustrates the various elements of the instrument
FIG. 2 is a plan of the top view of the instrument.

la figure 3 montre le sytème des résonnateurs. Figure 3 shows the resonator system.

-la figure 4 permet de voir l'orifice à section variable qui met en communication
l'intérieur du résonnateur avec l'extérieur, c'est à dire soit un cornet acoustique, soit
un autre resonnateur.FIG. 4 makes it possible to see the orifice with variable section which puts in communication
the interior of the resonator with the exterior, i.e. either an acoustic horn or
another resonator.

En se rePortant tout d'abord à la figure 1 on voit, schématiquement représenté,
un Instrument d@ type clavecin, conforme à l'invention. Celui-çi comporte un
ensemble acoustique A comprenant un support plan 1 pouvant notament étre en forme
de caisson, de forme généralement rectangulaire et à la surface duquel sont tendues des
cordes 2, comme on le verra sur les figures cl-après, parallèlement à l'une des
diagonales du rectangle En 3 sont représenté les chevilles de mise en tension des
cordes alors qu'en 4 sont les pointes d'attaches qui sont symbolisées.Les cordes
passent sur un cnevaiet 5 (ici une barre continue) prenant appul sur quatre membranes 6a, 6b, 6c, 6d, qui forment les parois supérieures de cavités résonnantes
représentées plus en détail en regard des figures suivantes.Referring first to Figure 1 we see, schematically represented,
an Instrument of harpsichord type, according to the invention. This one has a
acoustic assembly A comprising a flat support 1 which can in particular be shaped
of box, generally rectangular in shape and on the surface of which are stretched
strings 2, as will be seen in the figures cl-after, parallel to one of the
diagonals of the rectangle In 3 are shown the dowels for tensioning the
strings while in 4 are the attachment points which are symbolized.
pass on a cnevaiet 5 (here a continuous bar) taking support on four membranes 6a, 6b, 6c, 6d, which form the upper walls of resonant cavities
shown in more detail with reference to the following figures.

Sous le support supérieur 1, un clavier B est schématiquement représenté avec des touches 7 qui par l'intermédiaire de leviers et de sautereaux, agissent sur les
cordes 2 au travers d'orifices prévus (registre) dans le corps 1. Les leviers de lialson des toucnes aux sautereaux peuvent entre disposés en bials de manière a prendre en
compte la disposition diagonale des cordes et l'encombrement des cavités résonnantes.Under the upper support 1, a keyboard B is schematically represented with keys 7 which, by means of levers and locusts, act on the
strings 2 through holes provided (register) in the body 1. The lialson levers of the toucnes with the locusts can between arranged in bials so as to take
counts the diagonal arrangement of the strings and the size of the resonant cavities.

Un coffre C -qul reçolt le clavier B et l'ensemble acoustique A, comporte un couvercle 8 pouvant jouer le rôle de déflecteur acoustique, tout en permettant la fermeture complète de l'instrument pour son transport- peut être équipé d'un pietement D
La figure 2, qui est un schéma vu de dessus des ensembles A et B superposés, montre en 9 la zone dans laquelle les sautereaux traversent le support 1 pour atteindre
les cordes, le trait mixte 10 symbolisant la forme coudée des leviers de liaison des touches et des sautereaux sous le support 1.A safe C -which receives the keyboard B and the acoustic assembly A, has a cover 8 which can play the role of acoustic deflector, while allowing the complete closure of the instrument for its transport- can be fitted with a base D
Figure 2, which is a diagram seen from above of the superimposed sets A and B, shows at 9 the area in which the locusts cross the support 1 to reach
the strings, the dotted line 10 symbolizing the bent shape of the connecting levers for the keys and the locusts under the support 1.

La figure 3 est une vue de détail illustrent la constitution des cavités
résonnantes il a à Il d qui portent respectivement les membranes 6a à 6d. Le chevalet 5 repose sur les membranes au moyen d'un pied i 2a à 12d placé au centre de chacunes d'elles Des orifices i 3a à 13d font communiquer les cavités résonnantes avec l'extérieur pour favoriser l'évacuation de l'énergie acoustique. On notera la progression de la dimension des résonnateurs ( la-l 1 1d). En effet, plus la corde est grave -donc
longue- plus le volume du résonateur doit être important, ainsl que la surface de sa
membrane (6a-6d).Figure 3 is a detail view illustrating the constitution of the cavities
resonant it has to Il d which respectively carry the membranes 6a to 6d. The bridge 5 rests on the membranes by means of a foot i 2a to 12d placed in the center of each of them Orifices i 3a to 13d make the resonant cavities communicate with the outside to promote the evacuation of acoustic energy . Note the progression of the dimension of the resonators (la-l 1 1d). Indeed, the more the string is serious - so
long - the larger the volume of the resonator, as well as the surface of its
membrane (6a-6d).

Ces orifices 13a à 13d peuvent ètre associés soit à d'autre volumes résonnants soit à des cornets acoustiques non représentés. Leur dimension peut étre réglée par
l'instrumentiste au moyen d'organes prévus à cet effet et accessibles à l'extrémité
droite du clavier comme illuté en 14 sur la figure 1.These orifices 13a to 13d can be associated either with other resonant volumes or with acoustic horns not shown. Their size can be adjusted by
the instrumentalist by means of organs provided for this purpose and accessible at the end
right of the keyboard as illustrated in 14 in Figure 1.

La figure 4 fait apparaitre le système utilisé pour faire varier la section de la
lumière 13 au moyen de la tirette 15 coulissant dans la rainure 16 disposé en façade d'une cavité résonnante 11. On peut ainsl modifier le couplage du résonateur il avec
l'extérieur et donc modifier le timbre et la sonorité de l'instrument.Figure 4 shows the system used to vary the section of the
light 13 by means of the pull tab 15 sliding in the groove 16 disposed on the front of a resonant cavity 11. It is thus possible to modify the coupling of the resonator therewith
the exterior and therefore modify the timbre and the sound of the instrument.

L'lnvention trouve une application intéressante dans le domaine de la facture
des instruments à cordes notament du type clavecin ou piano. En effet, on peut tout à
fait prévoir des marteaux agissant sur les cordes , placées dans un plan vertical ou
horizontal, et rechercher en déterminant les dimensions des cavités résonnantes, la
tension des membranes et de leur surface, ainsi que de la longueur, la masse et la
tension des cordes, un timbre de piano. The invention finds an interesting application in the field of invoicing
string instruments including the harpsichord or piano type. Indeed, we can do everything
requires hammers acting on the ropes, placed in a vertical plane or
horizontal, and research by determining the dimensions of the resonant cavities, the
tension of membranes and their surface, as well as length, mass and
string tension, a piano timbre.

Claims

1- Musical instrument with plucked or struck strings comprising a keyboard (7), mechanisms (10) for transmitting the movement of each key of the keyboard by means of hammers or locusts cooperating with each strings (2), these @ being associated with resonant cavities (11a-11 d) -formed by a box and closed by a membrane (6a-6d) - by means of an easel (5) supported by the membranes.

2- Instrument according to claim 1 characterized in that it comprises a plurality of resonant cavities (1 le- 1 1d) of decreasing dimension with the length of the strings and whose membranes (6a-6d) carry a single bridge (5) for all the strings coupled to the membranes by feet 12).

3- Instrument according to claim 1 or claim 2 characterized in that each cavity (11) deduces on the outside by an orifice (13), forming an acoustic horn whose opening is adjustable.

4- Instrument of the harpsichord type, according to any one of the preceding claims, characterized in that it consists of a first upper acoustic assembly (A) comprising a planar support (1) substantially rectangular on which the resonant cavities are fixed ( 11) and the strings (2) are stretched 2) parallel to its diagonal, by a keyboard assembly (B) located under the acoustic assembly (A) and by a box (C) enclosing the two superimposed assemblies (A, B).