JPS60500463A - 摩擦弦楽器用の高性能複合材料製の弓棒の型及び製造−検査の方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 摩擦弦楽器用の高性能複合月利製の相棒数年来、弦楽器製造業の専門筋では弦楽 器の構成材料となる木材の少なさ、品質及び価格について検討が加えられている 。

例えばブラシルから輸入されるベルナンブーク（ＰＥＲＮＡＮＢＯＵＣ）のよう な機械的性能が高い硬質木材を必要とする弓に関しては、同様に供給の問題も色 々と起きている。過去数十年間の、建築や家具に対する消費量の法外な増加のた めに必要な伐採は、益々、より暑く、より多湿の森の中心の方で行われることが 多くなっている。

その結果、木質の繊維組織は益々たるんで来ており、このために、品物の機械的 特性か低下して来ている。

更に、かかる状況に直面し、欠乏の見通しを承知している輸出業者等はくこれら の木材の種類の再生サイクルは何百年もかかる）、これらを値」二けする傾向に あり、特にロットの選択は自由なのに対して、益々きびしい供給規制を設けよう としている。

従ってこの事情に刺激されて、この芸術的分野を保護ツるため、満足な代替によ る解決か探究されている。

従って、最近上布されたカーボン繊維のような機械的性能の高い（低比重なのに 高弾性係数月つ高強度）新複合材料こそこれを解決できる唯一のちのであり、こ のことは以下に説明する方法に従う原型の製作によって我々が立証し得た通りで ある。

我々が詳述せんとしている本発明の方法は、従来の原型棒の対称面を基準に対称 な半金型鋳造の技術く第１図）と、室温重合樹脂を被覆した単一方向性の細いｌ ！雉から成る材料のドラパーシュ（ｄｒａｐａｇｅ　）又は成層の技術とに属す るものである。

更に詳しくは、本発明の方法（第２図）は、顔料を煎した樹脂を予め含浸したカ ーボン繊維の芯の束（２０１）を、２個の鋳型の半空洞部に縦に配置することに ある。

これらの半金型鋳型には接着（ｃｏｌｌａｇｅ　）又は再複製＜　ＳｌＩｒｍ０ ＵｌａＯｅ）によるそれらの組立ての際、これらの２要素の完全な位置決めを保 証する２個の必用じこま（ｐｉｏｎ）が装着されている。更にこれらの鋳型には 、従来の心棒の一切の機能的なくり抜き部の再現性を保証する「中子」か具備さ れている（第１図及び第２図）、即ち、−先端のほぞ穴＜２０２＞、 一毛に張力を与えるビス及びナツト装置を収納するほぞ穴（２０３）、 一制御ボタンのビスを通す孔（２０４）、−このヒスの前方スパン。

これらの鋳型は空洞部を彫った金属であってもよく、更に経済的に製作しようど すれば原型棒の直接再複製を保証覆るシリコン樹脂を充填した木製の枠を用いて もよい。

棒の機械的諸性質を決定的に左右Ｊる、朱（２０１＞を構成づるカーボン製の芯 の数と様々な長さは、繊維の特性く比重、断面、弾性係数）と、樹脂の特性（比 重、弾性係数）及び棒に与えたいと思う剛性を配慮した計韓にＪ、って決定され る。

断面Ｄ（棒に沿って変化する）との関係において、芯の数Ｎを示す式は１個の半 空洞部について次の通りである。

８　Ｌ’／’　−ＥＲＳに こに、 ［Ｅ　Ｉはカーボン繊維の弾性係数、 ＥＲは樹脂の弾性係数、 ＥＢは代替を提案する木材の弾性係数、Ｄは棒の、その長さの考慮点における直 径Ｓ、はカーボン繊維雑の芯の断面 カーボン繊維被覆用の樹脂の系は次の基準との関係で選定しｌこ。

−特に、湿潤性の見地から、カーボン繊維と良く両マｌ合）、 −良好な弾性（衝撃強さ）、 −顔料の塗布し易さ。

採用した系は、所期の諸性質を賦与する「冷間」重合の「軟化エポキシ樹脂」型 のものである。即ち−弾性係数は２０００ＭＰａ　、また、−破壊伸びは８乃至 １０％。

チェ口の相棒を、例として、本方法によって製作した。

その定義はベルナンブーク木材製の従来の相棒の重さと弾性の特性から定めた。

第３図によってめた結果を判断することができる。

芯の束の調製は、第４図に示すように適当な作業面において実施する。この装置 によれば、芯（４０２）のフィー１〜、コーティング（４０１＞及び束の所望の 長さの構成の操作を再編成することかできる。

鋳型の空洞部に分離剤（Ｎ型剤）を施した後予め混合し、顔料を施した若干量の 樹脂を流して、部品の外「皮」を構成するようにする。

鋳型内での束のドラパージコは第２図に略図を示したような形態に従って実施さ れるが、先ず、始めに、１束か先端（２０６＞に拡がりつつ、ずっと拡がって行 く。はぞ穴（２０２）の補強用の芯＜２０７＞の幾つかは１束の流跡線に垂直に 配置される。

他の束の配置が終ると、２個の単素子の軸又は軸線に、低密度材料（バルサ又は 発泡ポリスチレン〉製の特定の形が与えられた中心中子＜２０８）を挿入し固定 する。

室温における重合に必要な時間の後、離型を行い、棒の２素子の厚さの寸法を合 わせ、次に両面接着によってそれらの仮組立を行い質量と重心の位置の検査かで きるようにする。

相棒の重心の位置に関する仕様書は未だ存在しないが、本方法のこの段階で、先 端部に於て、或は形取修正（ｄｅｔｏｕｒａｇｅ　）又はバランス添加（ｌｅｓ ｔａｑｅ　）により、或はボタンのビスの前方スパン＜２０５＞の延長部分にバ ランス添加を行って修正を行うことができる。

棒の２要素の最終組立ては、次に、上に説明した同一樹脂系を用いて、空温で加 圧接着により実施されるが、かようにして、このことにより全体の完全な機械的 均一性か保証されるだろう。

接着剤の硬化中の２要素の相対的位置を正しく維持することは、これらをそれぞ れの中子を装着した空洞部に納めることによって行なわれる。鋳型を閉じた後、 機械的圧力加えて余分の接着剤を追い出すようにする。

弓の従来の組立の前の、最後の仕上げ操作は余分の接着剤のぼり取りをし、棒を みがき、つや出しをする。

棒の弾性特性の検査の実施には一端固定型の折曲げ試験を採用づる（第３図に添 記の略図参照）。この簡単な試験は、その原理を第５図に示す装置を用いて容易 に実施することかできる。これには相棒の弦の張りを加減する部分の側の端末を 締める装置（５０２＞を支持するフレーム（５０１）が含まれていて、これによ って望み通りのはめごみが確実に行われる。

この締め付は装置はフレームに対して垂直な、万力（５０２）の側面の面内の位 置を調節して、棒の種類に応じた様々の形や寸法の変化を配慮するようにするこ とができる。弓の先端の右において、フレームには応力を加える装置が設（プら れているが、その装置は下記のように構成される。即ち、 −フレームに固定された取イ」具（５０４）内を螺進じ、部材（５０５）に作用 するビス（５０３）は、標定されたばね（５０６）の圧縮を確実にする。部材（ ５０５）には２つの支持部（５０７）と（５０８）が取付けられており、これら によって、一方ではフレームに固定された目盛付きの小定規（５０９）上の弓の 先端の移動を読取ることかでき、又一方では、小定規（５１０）上で加えられた 力を読みとることができる。

複合材料製の相棒の本発明の製造法を採用することによる、従来の技術的状態と 較べた長所は沢山ある。実際、この方法によって天然材料がたまたま欠乏してい る状態を充足する対症療法となる他、次のような利点も伴っている。

即ち −格別の人的熟練を必要とする従来の木製心棒の製造に較べて、工業的に製造が 簡単で或は、特殊の巻取り機械を必要とする繊維の周辺巻付けによる他の方法に ト）に較べても、機械加工が余り必要でない。

−棒の質量と、剛性上の機械的諸性質を正確に連続的に調節することができ、従 って芸術家の個人的希望に応じた弓の仕様決定を迅速に最適化することができる 。

−各種の楽器に固有の現在の一般的な形は長年月を経た長い変遷の所産であるが 、この形を尊守することができる。

−他の配列又は、組織の方向は正しいが、組織が切断バイトによって任意に中断 されている木製の弓の場合に較べて、繊維束が弓の中心繊維に並行に縦に配列さ れているため、質量が従来の弓と等しくても総体的な機械的強さはより大きい。

−　この特徴は、棒の幹の十束の芯の軌道の延長（２０６）の！こめと、先端の 全中に亙るその分布のため、この場合、丈夫さが木製棒より明らかに優れている 先端の臨界域において更に有利である。

＊　特許第１５１５００７号、Ｇ１０Ｄ、出願番号第７７６８２号、「楽器の弓 の改良」経年劣化において、又室内雰囲気の温度と湿度の変化に対して安定性が 優れている。炭素は老化しないし、その熱膨服係数は実際上無視可能である。

更に、この相棒の鋳造方法によって、鋳造法で製作される取付付属品（弦の張り の調節部分と緒どめホタン）との互換性が保証される。現在、これらの付属品の 互換性は手工業的製作のための不可能となっている。

最後に、繊維の束の配列を縦方向に選定することによって、或程度、木目をしの ばせるような美的外観が保証される。つまり、木目の組織の方向は本発明方法の 炭素芯のｒｊ＆雑の方向と一致するからである。

ｆｉｇ、４ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　複合材料〈高機械強度繊維による強化樹脂）による心棒型の構成にして、次 のような点を特徴とするもの。 −所望の弾性率に合わせることのできる繊維量の投与、即ち鋳型の半空洞部に対 する流点（ｐａｉｎｔ　Ｃ０ｕｒａｎｔ　）に於ける棒の直径りの関数として下 記の式によって示される数の繊維の芯の投与、即ち、 く但し、ＥＢは所望の弾性係数、 ＥＦは繊維の弾性係数、 ＥＲは樹脂の弾性係数、 ＳＣはｍ維の芯の断面である。） −先端域における芯（２０６＞の生束の延長と拡ｈ＼りによる棒と先端の一体的 結合（ｌｉａｉｓｏｎ　ｃｏｒｐｓ　＞の強化、 −１束の延長流跡線に垂直に配置された強化芯（２０７＞によるほぞ孔（２０８ ）の右の（ａｕｄｒｏｉｔ　ｄｅ）先端自体の強化、 −　バルサ材類の軽い材料（２０８）で製作した中子の挿入による棒の軽量化、 −毛（２０５）の張力調節用のビスのス１＜ンの延長内にある空洞を調整するこ とによる棒のバランス。 ■　半金型のドラバ−ジュー含浸−鋳造の技術による請求の範囲第１項に記載の 心棒の製造法にして下記のような工程を有するこを特徴とするもの。 −　エレメントの各種の長さのフィードを保証する装置（第４図）による、棒骨 組構成芯束の調製、−鋳型に、樹脂と、骨組と、機能的なくり抜きの中子を配置 した後の、軽量化中子の半部分の各空洞部への配置、 −重合、表面仕上げ、ぼり取りの後の、先端の形取り又はバランス調整（ｌｅｓ ｔａ（ｌｅ　）又は凹所のバランス調整による質量と重心の調節を行うための、 棒の２要素の仮組立、 一１８造に使用したのと同系統の樹脂を用いての、加圧接着による棒の２要素仕 上げ組立。 ■　前記請求の範囲の何れかの応用によって得た心棒の物理−機械的特性を検査 する方法にして、次のことを含むことを特徴とするもの −質量の検査、 −重心の位置の検査、 −弾性の検査。 ■　請求の範囲第３項による心棒の重心の位置の調節にして先端における材料の 添加又は除去によって、或は、この目的で設けた凹所（２０５）への添加によっ て調節を行うことを特徴とするもの。 ■　簡単な固定型（ｅｎｃａｓｔｒｅｍｅｎｔ　）の曲げ試験によって心棒の弾 性を測定することができ、請求の範囲第３項による方法を実施するための装置（ 第５図）にして、次のような要素を有することを特徴とするもの。 −確実に固定を実施する締付は装＠（５０２）、−力を加える装置（５０３，５ ０４，５０５，５０６）、 一力読取用の小定規（５１０）、 −たわみ読取用の小定規（５０９）。