JPWO2002056291A1

JPWO2002056291A1 - 弦楽器用糸巻装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPWO2002056291A1
Application number: JP2002556873A
Authority: JP
Inventors: 後藤　孝夫
Original assignee: Gotoh Gut Co Ltd
Current assignee: Gotoh Gut Co Ltd
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2004-05-20
Also published as: CN1486483A; US20040060419A1; DE60121622D1; CN1218292C; DE60121622T2; KR20030067750A; EP1351215A4; EP1351215B1; ES2269341T3; EP1351215A1; US6989482B2; WO2002056291A1; KR100681798B1

Abstract

本体１０と、この本体１０の両側部から立ち上がって互いに相対向する軸受１２と、この軸受１２の大径孔１５および小径孔１６に回転自在に支持されて一端部に摘み２９を有するウオームギヤ２１と、このウオームギヤ２１にウオームホイール４０を介して接続された巻取軸３０とを備えた弦楽器用糸巻装置である。軸受１２をばね性材料で構成したことにより、弾性限界を高めて変形を防止した。

Description

発　明　の　背　景
１．技術分野
本発明は、ギターなどの弦楽器の糸巻装置およびその製造方法に係り、特に、ウオームギヤと軸受とのガタが生じないようにすることにより、ギヤどうしのバックラッシュを低減する技術に関する。
２．背景技術
第９図は従来のクラシックギター用の糸巻装置の一例を示す図である。この図に示す糸巻装置は、ギターのヘッドに取り付けられる本体１に、一端部に摘み２が固定されたウオームギヤ３を回転自在に支持し、本体１にウオームギヤ３と噛み合うウオームホイール４を回転自在に支持するとともに、ウオームホール４にこれと軸線を一致させた巻取軸５をネジ６で取り付けて構成されている。
ここで、本体１には、普通鋼板をプレス成形してほぼ直角に曲げ起こされた複数対の軸受７が形成されている。軸受７は、側部が開放されてなるＵ字状の凹部７ａを備え、凹部７ａにウオームギヤ３の両端部に形成された溝３ａを嵌合させることによって、ウオームギヤ３の両端部を支持している。
また、２つの軸受７，７によってウオームギヤ３の壁部を両側から挟み込むことによって、ウオームギヤ３の回転に抵抗を与え、その逆転（弦の緩み側への回転）防止としている。そして、この糸巻装置は、巻取軸５の巻取面５ａに弦を巻き、摘み２を回転させて弦を巻き取ったり巻き解いたりすることによって、チューニングを行うようになっている。
しかしながら、上記のような糸巻装置にあっては、ウオームギヤ３とウオームホイール４との間のバックラッシュが大きく、さらに、使用している間にバックラッシュが徐々に大きくなるため、チューニングがやり難くしかも演奏にも支障を来すという問題があった。
すなわち、上記のような糸巻装置では、軸受７の側方が開放されているので組立が簡単ではあるが、そのためにウオームギヤ３とウオームホイール４との間に比較的大きなクリアランスを設定しており、ウオームギヤ３がウオームホイール４に対してクリアランスの分だけ移動可能となる。このため、両者の間のバックラッシュが大きく、摘み２を少し回転させただけでは巻取軸５が追従しないために、微妙なチューニングがやり難くいという問題がある。
また、ウオームギヤ３を第９図における側方から見て時計方向へ回転させると、ウオームギヤ３に作用する図中点Ｐを中心とする時計回りのモーメントにより、ウオームギヤ３がウオームホイール４側へ移動する。その結果、両者の歯面どうしの擦過により歯面が摩耗し、ギヤのバックラッシュがさらに大きくなってしまう。さらに、上記糸巻装置では、軸受７が強度の低い普通鋼板で製造され、しかも、軸受７の側方が開放されているために丸穴の軸受と比べて軸を支える壁部が少ない。
一方、ウオームギヤ３の溝３ａは、軸受７の製造誤差と組立作業性を考慮して、軸受７の厚さよりも広く形成されている。このため、ウオームギヤ３から受けるスラスト荷重により、当初はウオームギヤ３の溝３ａ，３ａを両側から挟み込んでいた軸受７，７が変形して開いてしまい、その結果、ウオームギヤ３は、そのスラスト方向（軸線方向）へも移動可能となってしまう。そのようなスラスト方向のガタが生じた場合には、ウオームギヤ３を回転させても、その溝３ａが軸受７に当接するまでは空回りの状態となるから、摘み２を回転させたときの遊びが大きくチューニングが非常にやり難くなる。
さらに、ウオームギヤ３と軸受７との間にガタがあってウオームギヤ３がフリーな状態であると、演奏中に弦の振動がウオームギヤ３に伝わって異音を発生したり、また、ウオームギヤ３が振動によって逆転し、チューニングが狂うという問題も生じる。
軸受を丸穴のものにすれば、ウオームギヤ３のウオームホイール４側への移動を阻止し、大きなバックラッシュとギヤ歯面の摩耗によるバックラッシュの拡大という問題は解決される。しかしながら、軸受が丸穴であるから軸受の強度も向上するものの、それだけではウオームギヤから受けるスラスト荷重による変形防止には不充分であり、したがって、軸受の変形によるガタの発生と、これに起因する異音の発生およびウオームギヤの逆転といった問題は依然として残っていた。
ここで、本体と軸受とを別々に作製し、両者を溶接やかしめ加工で接合した糸巻装置も提供されている。この糸巻装置では、ウオームギヤに形成したフランジやワッシャおよびネジなどを用いて軸受のそれぞれを両側から完全に挟み込んでいる。このような糸巻装置では、いずれの方向のスラスト荷重も一対の軸受で支持しているから、軸受の変形に対する抵抗が高い。しかしながら、この軸受では、それぞれの軸受を挟み込むための多くの部品を必要とするばかりでなく、ウオームギヤの抜止めのためのかしめ加工も必要となり、組立の工数も大きいという問題がある。
また、本体と軸受とをプレス成形で一体的に作製する糸巻装置の中には、ウオームギヤの一端部にリングを回転自在に支持し、このリングの外周にネジを形成し、軸受の内周に形成したネジと螺合させるようにしたものもある。このような糸巻装置では、リングを移動させてウオームギヤのウオーム端面を押圧することにより、軸受を外側に開くように締め付けることができ、軸受とウオームギヤとのスラスト方向のガタを消失させることができる。その他、ウオームギヤの軸にネジを形成してそこに螺合させたリングで軸受を締め付けるように構成したものもある。しかしながら、このような糸巻装置においても、複雑な部品の点数が増加して製造コストが割高になるという問題がある。
本発明は、製造コストをさ程増加させることなく軸受のスラスト方向への変形を抑制することができるとともに、ウオームギヤと軸受のスラスト方向のガタを消失させることができ、したがって、チューニングがやり易く異音の発生やウオームギヤの逆転といったトラブルも生じない糸巻装置を提供することを目的としている。
発　明　の　概　要
本発明の弦楽器の糸巻装置は、弦楽器のヘッド部に取り付けられる本体と、この本体と一体的に構成されるとともにその両側部から立ち上がって互いに相対向する一対の軸受と、これら一対の軸受に相互に対向するように設けられた丸孔に両端部が回転自在に支持されるとともに一端部に摘みを有するウオームギヤと、このウオームギヤにウオームホイールを介して接続された巻取軸とを備えた弦楽器用糸巻装置において、軸受をばね性材料で構成したことを特徴としている。
上記構成の糸巻装置にあっては、軸受がばね性材料で構成され、しかも丸孔のものであるから、ウオームギヤからスラスト荷重が入力されても変形し難い。したがって、ウオームギヤと軸受との間にガタが発生し難く、バックラッシュの増加や異音あるいはウオームギヤの逆転によるチューニングの狂いといったトラブルの発生が抑制される。
ここで、ばね性材料とは、たとえば、ばね用ステンレス板材、ＳＵＰ材やばね用リン青銅といったばね用材料は勿論のこと、普通の材料に熱処理等を施して弾性限界を高めたものも含まれる。たとえば、冷間圧延軟鋼板（ＳＰＣ材）のような普通鋼板に、表面から好ましくは深さ０．０５〜０．３ｍｍ、より好ましくは深さ０．１〜０．１５ｍｍまでの浸炭焼入れ処理を施したものを用いることにより、表面の抗張力が高まり、弾性限度が高くなってばね性を付与することができる。あるいは、普通鋼板に窒化や炭窒化を施したものを用いても良い。ただし、これらの場合には弾性限界の上昇（ばね性）が充分ではなく、また、メッキ処理が困難となるので浸炭焼入れの方が好ましい。なお、浸炭焼入れ等の処理は、軸受（本体との境界部分も含む）に施されていれば足りる。
軸受は、立ち上がる方向へ向けて僅かに拡開するように本体に対して傾斜して設け、ウオームギヤの両端部に、軸受を接近方向へ向けて両側から締め付ける締結手段を設けことが望ましい。このような構成では、軸受を締結手段で締め付けることにより軸受が弾性変形し、軸受のばね性による反発力でウオームギヤとの間に摩擦抵抗が付与される。これにより、軸受とウオームギヤとのスラスト方向のガタが無くなるとともに、摘みを回す際に適度な抵抗が生じてチューニングがやり易くなる。
さらに、ウオームギヤに振動が伝わっても異音の発生や巻取軸の逆転といったトラブルの発生が抑制される。また、予め拡開させた軸受を締め付けると、それらが互いに平行またはそれに近い状態となるので、軸受のばね性による反発力が軸方向へ直接作用し、ウオームギヤとの摩擦抵抗が効率よく生成される。さらに、軸受の丸孔が真円の状態でウオームギヤと嵌合し、軸受特性が良好に維持される。なお、軸受の本体に対する傾斜角度は、本体と直交する面に対して０〜６°の範囲が適度な締付け力を得る上で好適である。
具体的には、締結手段は、ウオームギヤの基端部側に設けたフランジ部と、同ウオームギヤの先端部に圧入したプッシュナットを備え、ウオームギヤの先端部に、プッシュナットの内周が係合するべく周方向へ刻設された溝を設けるのが好ましく、そのような溝を複数条設ければさらに好適である。プッシュナットは、一般にワッシャ状の部材の中央部を板厚方向に窪ませて、そこに放射状にスリットを形成したものである。プッシュナットに軸を挿入したときにスリットが開く方向へは挿通できるが、逆方向ではスリットが閉じ、プッシュナットが軸に噛み込んで抜けないようになっている。
一方、ウオームギヤは、一般にはメッキを施して使用されるので、そのままでは摩擦係数が小さく、プッシュナットがウオームギヤから抜ける可能性がある。したがって、上記のように、ウオームギヤの先端部に溝を形成してプッシュナットの内周と係合させることが好ましい。これにより、ウオームギヤの軸受からの抜け止めと、スラスト方向への締め付け力の設定をワンタッチで行うことができ、組立の工数を低減することができる。
また、溝を複数連設することにより、軸受のスラスト方向への締付け力を適正に調整することができるとともに、溝の位置や間隔（例えば０．１ｍｍ）を厳格に管理し、どの溝にプッシュナットを係合させるかも規格化することによって、軸受のスラスト方向の締め付け力を一定にして品質を安定させることができる。さらに、万が一軸受が内側へ変形した場合には、プッシュナットをさらに締め付けてウオームギヤと軸受とのガタを消失させることができる。
ウオームギヤの基端部側に設けるフランジ部の軸受側の面は、軸線に対して直角であっても良く、また、軸受の傾斜に合わせてテーパ状にすることもできる。また、フランジ部と軸受およびプッシュナットと軸受との間には、合成樹脂製または表面に潤滑被膜を設けた金属製のワッシャを介装することが望ましい。これにより、金属どうしの面接触を防止し、ウオームギヤを回転させたときの摺接面の焼付きを防止することができるとともに、チューニング時にソフトで滑らかな感触を得ることができる。
ワッシャの材質としては、ポリアセタール樹脂にポリテトラフルオロエチレンを１０重量％以上含むもの、あるいは、金属製のワッシャの表面に二硫化モリブデンなどの固体潤滑材を被膜したものや、表面をメッキした後にテフロン混合被膜を設けたものなどを用いることができる。
次に、上記のような糸巻装置は、普通鋼板を板金成形して両側から軸受が互いに相対向するように立ち上がる本体を形成し、この本体に浸炭焼入れを施した後メッキ等の仕上げ加工を施し、次いで、軸受に、一端部に摘みを有するウオームギヤを回転自在に装着するとともに、本体に、ウオームギヤと噛み合うウオームホイールを有する巻取軸を装着することにより製造すると好適である。この製造方法では普通鋼板を板金成形するから、ばね用材料を用いる場合と比較して材料費を大幅に低減することができる。また、ばね用材料や浸炭焼入れをした普通鋼板を加工するものではないから、加工費も大幅に低減することができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の実施の形態について第１図〜第６図を参照して説明する。
第１図は実施の形態の糸巻装置を示す組立図である。図において符号１０は本体、２０はウオームギヤ組立体、３０は巻取軸、４０はウオームホイールである。以下、これらの構成を順に説明する。第２図は本体１０を示す平面図である。この図に示すように、本体１０は平面視略長方形状をなし、平らな基部１１と、基部１１の両側から立ち上がる軸受１２とから概略構成されている。基部１１には、巻取軸３０を回転自在に支持するための支持孔１３が形成されている。また、基部１１には、糸巻装置をクラシックギターのヘッドにネジで取り付けるための孔１４が形成されている。
一方の軸受１２には、ウオームギヤ組立体２０の基部を回転自在に支持する大径孔１５が形成され、他方の軸受１２には、ウオームギヤ組立体２０の先端部を回転自在に支持する小径孔１６が形成されている。第３図（Ｂ）に示すように、軸受１２は、基部１１に対してそれぞれ外側へ傾斜している。その傾斜角度は、第３図（Ｂ）における鉛直方向に対して最大６°とされている。
なお、第２図および第３図に示す本体は、ギターのヘッドの一側に取り付けられるもので、他側に取り付けられるものは、第４図に示すように勝手違いとなる。以上の構成からなる本体１０は、ＳＰＣ材等の普通鋼板からプレスにより一体成形された後、浸炭焼入れが施されることによりばね性が付与されている。
第５図はウオームギヤ２１を示す側面図である。ウオームギヤ２１は、ウオーム２２とウオーム軸２３とから概略構成されている。ウオーム２２とウオーム軸２３との間には、フランジ２４が形成されている。フランジ２４のウオーム２２側の端面は、テーパ状とされ、そのテーパ角θは６°以下とされている。ウオーム２２の一端部には、軸受１２の小径孔１６と回転自在に嵌合する小径軸２５が形成されている。小径軸２５の先端部には、さらに小径の係合部２６が形成され、係合部２６の外周には、その全周に亘って延在する複数の溝２７が等間隔に形成されている。また、ウオーム軸２３の他端部には、それよりも小径な取付部２８が形成され、取付部２８の両側面には平坦な切欠２８ａが形成されている。そして、取付部２８には、第１図に示すように摘み２９が切欠２８ａと回転方向に係合する状態で取り付けられ、接着等の適宜な手段で固定されている。
第１図に示すように、巻取軸３０の一端部には、鼓状に中央部が縮径した巻取面３１が形成されている。巻取面３１の中央部には、貫通孔３２が形成され、そこに弦の端部を挿通して弦を巻き始めるようになっている。また、巻取軸３０の他端部には、本体１０の支持孔１３と回転自在に嵌合する小径軸３３が形成されている。小径軸３３の先端部には、さらに小径な取付軸３４が形成され、取付軸３４の両側面には、平坦な切欠３５が形成されている。
ウオームホイール４０は、ウオーム２２と噛み合うようになっている。ウオームホイール４０の中央一端部には、巻取軸３０の取付軸３４と嵌合する孔４１が形成され（第６図参照）、孔４１は取付軸３４の切欠３５と回転方向において係合している。また、ウオームホイール４０の中央他端部には、孔４１よりも大径の座ぐり穴４２が形成されている。そして、ウオームホイール４０は、頭部４３ａを座ぐり穴４２に収容されて取付軸３４のネジ穴３４ａに螺合されたネジ４３により、基部１１を挟むようにして巻取軸３０に取り付けられている。第１図および第６図において符号５０，５１はワッシャ、５２はプッシュナットである。ワッシャ５０，５１は合成樹脂により構成されている。
以上の構成の糸巻装置を組み立てるに際しては、第１図に示す状態からワッシャ５０をウオームギヤ組立体２０に挿通し、ウオームギヤ組立体２０を軸受１２の大径孔１５に挿通する。そして、ウオームギヤ２１の小径軸２５を軸受の小径孔１６に嵌合させ、小径軸２５にワッシャ５１を嵌合させて係合部２６にプッシュナット５２を圧入する。これにより、プッシュナット５２の内周が溝２７に係合し、プッシュナット５２は抜けない状態となる。次いで、巻取軸３０の小径軸３３を本体１０の支持孔１３に嵌合させ、巻取軸３０の取付軸３４にウオームホイール４０の孔４１を嵌合させる。そして、ネジ４３を取付軸３４のネジ穴３４ａに螺合させて糸巻装置の組立が完了する。
第６図は以上のようにして組み立てられた糸巻装置を示す図である。図に示すように、軸受１２，１２は、プッシュナット５２を係合部２６に圧入することにより、ウオームギヤ２１のフランジ２４とプッシュナット５２との間で締め付けられ、弾性変形することで互いにほぼ平行となっている。この状態でウオームギヤ２１にスラスト荷重が作用すると、軸受１２にフランジ２４またはプッシュナット５２を介してスラスト荷重が入力される。上記構成の糸巻装置にあっては、軸受１２がばね性材料で構成され、しかもウオームギヤ２１を支持する大径孔１５および小径孔１６は丸孔とされているから軸受１２の変形が生じ難い。したがって、ウオームギヤ２１と軸受１２との間にガタが発生し難く、バックラッシュの増加や異音あるいはウオームギヤ２１の逆転によるチューニングの狂いといったトラブルの発生が生じ難い。
特に、上記実施形態では、プッシュナット５２を圧入することで軸受１２，１２を内側に弾性変形させているから、軸受１２のばね性による反発力でウオームギヤ２１との間に摩擦抵抗が付与され、これにより、軸受１２とウオームギヤ２１とのスラスト方向のガタが無くなるとともに、摘み２９を回す際に適度な抵抗が生じてチューニングがやり易くなる。また、ウオームギヤ２１に振動が伝わっても異音の発生や巻取軸３０の逆転といったトラブルの発生が抑制される。さらに、フランジ２４と軸受１２およびプッシュナット５２と軸受１２との間に、合成樹脂製のワッシャ５０，５１を介装しているから、金属どうしの面接触を防止し、ウオームギヤ２１を回転させたときの摺接面の焼付きを防止することができるとともに、チューニング時にソフトで滑らかな感触を得ることができる。
また、上記実施形態では、軸受１２が基部１１に対して僅かに拡開するように傾斜させられており、プッシュナット５２を圧入することで互いにほぼ平行とされているから、軸受１２のばね性による反発力が軸方向へ直接作用し、ウオームギヤ２１との摩擦抵抗が効率よく生成されるとともに、軸受１２の大径孔１５と小径孔１６が真円の状態でウオームギヤ２１と嵌合し、軸受特性が良好に維持される。
さらに、上記実施形態では、プッシュナット５２をウオームギヤ２１の溝２７に係合させるようにしているから、ウオームギヤ２１の軸受１２からの抜け止めとスラスト方向への締め付け力の設定をワンタッチで行うことができ、組立の工数を低減することができる。加えて、第１図〜第６図に示すように溝２７を複数連設しておけば、軸受１２のスラスト方向への締付け力を適正に調整することができるとともに、溝２７の位置や間隔を厳格に管理し、どの溝２７にプッシュナット５２を係合させるかも規格化することによって、軸受１２のスラスト方向の締め付け力を一定にして品質を安定させることができる。
次に、第７図および第８図は本発明の他の実施形態を示すものである。この実施形態は、ウオームギヤ２１の係合部２６の外周に、溝２７を１個だけ形成した点においてのみ前記実施形態と異なっており、同一の構成要素には同符号を付してある。この実施形態においても、複数の溝２７を連設したことによる前記実施形態の作用・効果以外については同等のものを得ることができる。
以上説明したように本発明によれば、軸受をばね性材料で構成しているので、製造コストをさ程増加させることなく軸受のスラスト方向への変形を抑制することができるとともに、ウオームギヤと軸受のスラスト方向のガタを消失させることができ、したがって、チューニングがやり易く異音の発生やウオームギヤの逆転といったトラブルも生じない等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施形態の糸巻装置を示す組立平面図である。
第２図は実施形態における本体を示す平面図である。
である。
第３図Ａは実施形態における本体の側面図であり、第３図Ｂは第２図の線Ｂ−Ｂ断面図である。
第４図Ａは第３図に示す本体の勝手違いのものを示す側面図、第４図Ｂはその断面図である。
第５図は実施形態におけるウオームギヤを示す側面図である。
第６図は実施形態の糸巻装置を示す側断面図である。
第７図は本発明の他の実施形態の糸巻装置を示す側断面図である。
第８図は他の実施形態におけるウオームギヤを示す側面図である。
第９図は従来の糸巻装置を示す組立斜視図である。

Claims

弦楽器のヘッド部に取り付けられる本体と、この本体と一体的に構成されるとともにその両側部から立ち上がって互いに相対向する一対の軸受と、これら一対の軸受に相互に対向するように設けられた丸孔に両端部が回転自在に支持されるとともに一端部に摘みを有するウオームギヤと、このウオームギヤにウオームホイールを介して接続された巻取軸とを備えた弦楽器用糸巻装置において、上記軸受をばね性材料で構成したことを特徴とする弦楽器用糸巻装置。
前記軸受は、普通鋼板に浸炭焼入れを施したものであることを特徴とする請求項１に記載の弦楽器用糸巻装置。
前記軸受を、立ち上がる方向へ向けて僅かに拡開するように前記本体に対して傾斜して設け、前記ウオームギヤの両端部に、上記軸受を両側から締め付ける締結手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の弦楽器用糸巻装置。
前記締結手段は、前記ウオームギヤの基端部側に設けたフランジ部と、同ウオームギヤの先端部に圧入したプッシュナットを備え、ウオームギヤの上記先端部に、上記プッシュナットの内周が係合するべく周方向へ刻設された溝を少なくとも１条設けたことを特徴とする請求項３に記載の弦楽器用糸巻装置。
前記フランジ部と前記軸受および前記プッシュナットと軸受との間に、合成樹脂製または表面に潤滑被膜を設けた金属製のワッシャを介装したことを特徴とする請求項４または５に記載の弦楽器用糸巻装置。
普通銅板を板金成形して両側から軸受が互いに相対向するように立ち上がる本体を形成し、この本体に浸炭焼入れを施した後メッキ等の仕上げ加工を施し、次いで、軸受に、一端部に摘みを有するウオームギヤを回転自在に装着するとともに、上記本体に、上記ウオームギヤと噛み合うウオームホイールを有する巻取軸を装着することを特徴とする弦楽器用糸巻装置の製造方法。