KR101430601B1 - 공명음량 증가장치가 설치된 목관악기용 리드 - Google Patents

Abstract

목관악기의 마우스피스에 사용되는 리드(reed)의 뱀프(vamp)부 뿌리부분에 공명음을 만드는 공명통을 형성하여 음량을 증가시키므로써 악기의 음량을 증대시킬 수 있는 목관악기용 리드(reed)의 공명음량 증가장치에 관한 것으로, 리드(1)의 떨림음을 공명시키는 공명통(2)과 공명통(2)을 리드(1)의 뱀프(vamp)(11) 뿌리부분의 상부면 또는 하부면 중 어느 하나로 선택된 최강 떨림점(111) 상에 부착시키기 위한 접착부재(23)로 구성되며, 연주자가 토출호흡(숨을 내뱉음)을 통해 신체 내부에서 최초 떨림(비트)으로 공명된 육성음이 만들어지면, 폐부에서 일정한 압력과 공기의 양으로 밀어내는 풍압에 의해 리드가 일정한 파장으로 진동하게 되고, 이 과정에서 육성의 공명음이 합쳐져 실리게 되는 리드에의 공명이 이루어지고, 이와 동시에 리드(1)와 접하게 설치된 공명통(2) 내부는 일정한 파장으로 공진하는 공명이 발생하고 진동이 증가 되면서 음량이 증가하는 과정을 갖게 되는 것이다.
상기한 공명통(2)이 부가된 리드(1)는 악기의 초기음의 음량을 증가시켜 연주자의 호흡력에 미세하게 맞지 않는 일정한 규격의 리드를 사용하더라도 연주 중 호흡을 무리하게 주거나 낮추지 않고서도 풍부하고 완전한 연주를 가능하게 하며, 상기 공명통(2)의 소재로 고유진동수가 높은 다양한 진동매질을 적용하여 악기의 음색과 음폭, 음량, 음장을 향상시켜 저렴한 악기의 연주에서도 고급악기와 같거나 보다 강화되고 보다 고품질의 음으로 연주할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

Description

공명음량 증가장치가 설치된 목관악기용 리드{Volume increased device for lead of wood-wind instrument}

본 발명은 공명음량 증가장치가 설치된 목관악기용 리드(reed)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 목관악기의 마우스피스에 사용되는 리드(reed)의 뱀프(vamp)부 뿌리부분에 공명음을 만드는 공명통을 형성하여 음량을 증가시키므로써 악기의 음량을 증대시킬 수 있는 공명음량 증가장치가 설치된 목관악기용 리드(reed)에 관한 것이다.

일반적으로, 관악기는 목관악기와 금관관악기로 구분되며, 악기에 있어 소리를 내는 음원이 목재로 된 소재일 경우 목관악기라 하며, 소리를 내는 음원이 금속으로 된 소재일 경우는 금관악기로 구분한다.

목관악기로는 플루트, 오보에, 클라리넷, 바순, 색소폰, 대금, 중금, 소금, 피리, 퉁소, 단소 등이 있으며, 플루트, 대금, 중금, 소금, 피리, 퉁소, 단소 등은 악기 몸체를 음원의 진동 발원점으로 사용하며, 클라리넷, 색소폰, 오보에, 바순 등은 악기 몸체가 아닌 별도의 부가기구(리드)를 음원의 진동 발원점으로 사용한다.

상기와 같이 악기 몸체가 아닌 별도의 부가기구를 사용하여 음원을 만들어 내게 하는 리드는 마우스피스의 하단에 밀착되게 부착되고, 마우스피스 외면을 감싸고 움직이지 않게 조여주는 리가춰를 사용하여 고정된다.

상기한 리드는 납작한 막대형상으로 된 것으로, 중앙에서 일측 끝단으로 갈수록 완만한 경사를 이루며 얇아지도록 형성되어 떨림을 만들고 악기의 발음체 역할을 하는 뱀프(vamp)부분과, 마우스피스에 결합되기 쉽도록 판형으로 된 스톡(stock)부분으로 구성되어 있다.

또한, 리드는 재질에 따라 목재 리드와 합성수지 리드로 구분하며, 뱀프(vamp)부분의 두께를 달리하여 떨림 강도를 변화시키고 호수를 지정한 것으로 분류되어 진다.

목재 리드는 소재의 특성으로 따뜻하고 고운 음색을 보이며, 합성수지 리드는 오래동안 사용하여도 변형이 없는 반면 나무재질에 비해 상대적으로 소리가 부드럽고 풍부하지 못한 단점을 보인다.

일반적인 리드는 연주자의 다양한 호흡력에 맞게 뱀프(vamp)부분의 두께를 아주 다양한 규격으로 생산하여 제공하지 못하고 있다.

즉, 양적 생산을 위해 리드 제조사가 임의로 설정한 두께를 기준으로 2호, 2호반, 3호, 3호반, 4호 등으로 손가락으로 셀 정도의 규격만 제공되고 있다.

따라서, 연주자는 자신의 호흡력에 정확히 맞는 규격으로 선택할 수 없으며, 제공되는 가장 가까운 치수의 규격을 선택하고 자신의 호흡력을 높이거나 낮추어 연주하는 것이 일반적이다,

물론, 특별한 연주자는 사포로 뱀프(vamp)부분의 두께를 미세하게 조정하여 사용하고 있다.

이와 같이 리드의 뱀프(vamp)부분의 두께가 자신의 호흡력에 맞지 않게 되면, 리드의 완전한 떨림을 만들기 위해 연주자는 연주 중 호흡을 무리하게 주거나 낮추게 되어 불완전한 연주를 만들게 되는 문제점이 항상 존재하여 왔다.

본 발명은 리드의 음량을 증가시키는 장치를 리드에 부가하여, 연주자의 호흡력에 미세하게 맞지 않는 일정 규격의 리드를 사용하더라도 연주 중 호흡을 무리하게 주거나 낮추지 않고서도 풍부하고 완전한 연주를 가능하게 하도록 하는 것이다.

리드의 음량 증가기술은 리드를 사용하는 목관악기의 음원의 발생과 공명음이 형성되는 과정과 원리의 이해가 필요로 하며, 공명원리와 악기에서의 공명과정을 설명하면 다음과 같다.

공명은 소리와 같은 역학적 진동, 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상을 말하며, 전기적이나 기계적 공명일 경우에는 공진(共振)이라고도 한다.

외부에서 진동체를 진동하게 하는 힘이 가해질 경우, 진동체의 고유진동수와 외부로부터 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 많아지고 진폭도 커진다. 또 진동체가 서로 인접한 경우 양쪽의 진동수가 같으면 공명에 의해 에너지를 서로 교환하기가 쉽게 된다.

즉, 동일한 고유진동수의 소리굽쇠를 가까이하여 한쪽을 울리면 다른 쪽 소리굽쇠도 울게 되는데, 이것은 공기라는 매질을 통해 발생한 소리굽쇠의 공명현상이다. 또한, 공명상자를 이용하면 소리가 강해지는 현상이 나타나거나, 동조회로 상에서 특정한 파장을 선택하여 검출하는 것 등이 모두 공명에 의해 이루어지는 것이다.

공명이라는 원리를 활용하면 약한 진동의 힘을 반복 되풀이함으로써 강하고 큰 진동을 얻을 수 있다.

공명이 발생하는 형상은 진동에 대한 저항의 크기에 따라 달라진다.

진동이 이동되기 쉽게 되는 저항이 큰 진동계에서의 공명형상은 진폭이 조금 작게 증가하지만, 진동체의 고유진동수와 외부 진동 힘의 진동수에 큰 차이가 있어도 공명에 가까운 진동을 한다.

반대로, 진동 이동이 어렵게 되는 작은 저항의 진동계에서의 공명형상은 진동수에 작은 차이만 있어도 공명 때보다 진폭의 증가가 많이 작아지고, 대신 진동수가 같아지는 공명 때의 진폭은 매우 커진다.

일반적인 악기는 상기한 원리를 근간으로 하는 과학적인 구조와 물리학적 공명원리가 적용된 기술결합체라고 볼 수 있다.

색소폰이라는 악기를 하나의 예로 하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

색소폰은 "자체 고유진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다."라는 물리학적 원리를 적용한 것으로, 악기 내부공간인 공기층에서의 진동수(육성의 진동수)와 악기가 갖는 매질에서의 진동수를 같게 함으로써 공명 배가가 적용되고 비교적 작은 육성의 진동으로도 악기 몸체의 진동을 강렬하게 하는 공명원리를 1차 원리로 하고 있다.

또한, 색소폰은 "공명을 활용하면 약한 힘을 반복 되풀이함으로써 큰 진동을 얻을 수 있으며, 진동 이동이 어려운 작은 저항의 진동계에서도 공명이 이루어질 때는 진폭이 매우 커진다" 라는 물리학적 원리를 적용한 것으로, 육성의 진동수를 악기 매질에서의 진동수와 같게 하고 저항이 작은 매질인 악기 내부공간의 공기층에서 약한 진동 힘(육성의 진동 힘)을 반복 되풀이함으로써 비교적 작은 육성의 진동수로 악기 몸체의 진동 진폭을 크게 상승시키는 공명원리를 2차 원리로 하는 2가지 원리가 복합된 음의 생성 기구이다.

상기한 공명원리로 이루어진 악기에 있어서 최초의 비트 음이 만들어지고 리드에서 공명이 이루어지는 과정만을 잘라서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

1. 최초 떨림(비트)을 만들고 공명 육성음이 만들어지는 과정

우선, 연주자의 신체 내부에서 최초 떨림(비트)이 만들어지고 육성음이 만들어진다.

즉, 육성은 토출호흡(숨을 내뱉음)을 하며 폐의 공기를 기도로 올라오게 하여 입천장 뒷쪽 연구개를 터치하면서 떨림(비트)을 만들며, 이 떨림은 신체의 공명점을 찾아 공간 공명을 시켜, 음(육성)이 나도록 만든다. 즉, 진동연주학을 기초로 한 악기 연주에 있어 음원의 진동 발원점은 노래를 부를 때의 발성점인 연주자 신체의 공명점이 된다.

이러한 육성의 공명음은 신체의 비어 있는 공간을 택하여 울림 공명점으로 삼고 그곳을 진동시켜 소리를 만들게 되는 것이다.

즉, 신체의 가슴을 울림 공명점으로 삼아 그곳을 진동시켜 소리를 만들면 흉성(말을 할 때 가슴에 손을 대면 가슴이 울리는 것을 쉽게 확인할 수 있다)이 되고, 신체의 두부 뒷쪽의 숨골이 위치한 넓은 연질부 공간을 울림 공명점으로 삼아 그곳을 진동시켜 소리를 만들면 두성(성악가들이 주로 사용한다)이 되고, 신체의 비강을 울림 공명점으로 삼아 그곳을 진동시켜 소리를 만들면 비성(코맹맹이 소리가 남)이 된다.

여기서, 육성의 진동파장은 음량(크기)이 결정된 가성 고주파(수직파)와 음고(음정)에 해당하는 저주파(수평파)가 합성된 합성주파수의 파장으로 나타난다.

2. 육성 공명음에 의한 리드에의 공명 과정

폐부에서 일정한 압력과 공기의 양으로 밀어내는 풍압에 의해 리드가 일정한 파장으로 진동하게 되며, 이 과정에서 육성의 공명음이 합쳐져 실리게 되는 리드에의 공명이 이루어진다.

리드는 악음을 만드는 중요 핵심부라 할 수 있으며, 악기구조학을 다루는 학자들은 리드에서의 음원 발생을 악기음 발생의 시발점으로 보는 이유도 연주음의 품질을 좌우하는 비중이 매우 큰 부분이기 때문이기도 하다.

리드는 그 두께와 밀도, 경도, 함유습도. 탄성도, 표면 윤활도, 재질의 구조, 매질의 진동수 등 수없이 많은 변화요소를 갖는 기술적으로 상당히 까다롭고 민감한 변화를 갖는 부분에 해당한다.

따라서, 리드의 기술적 접근은 연주음질과 음량의 향상을 위한 큰 비중을 변화시키는 요소가 된다.

리드에의 공명음 발생에는 그 소재 자체의 선택도 중요하지만 탁월한 공명을 만들게 하는 여러 구조적 환경이 필연적인 사항으로 존재한다.

그 중에서도 정확한 암부슈어(embouchure: 최고 양질의 음이 발생하게 되는 윗 앞니와 마우스피스의 접촉 상태와 구강의 모양)의 유지는 무엇보다 중요한 부분이 된다.

통상의 목관악기는 마우스피스 비크(Beak)의 상부와 연주자의 상악 앞니가 닿아 최고 효율의 음이 발생하는 최적접촉점(악기 소리가 가장 잘 나는 지점)에 상악 앞니를 정확히 위치시키지 않으면 최적의 암부슈어를 구성하지 못하며, 이 때문에 리드가 정상 진동을 하지 못해 이음이나 소음을 만들게 되며, 악음의 연주 음을 만들지 못한다.

악기의 성능에 따라 음색은 달라지지만, 리드의 진동 품질이 좋은 공명음으로 안정되게 이루어지지 않으면 아무리 좋은 악기로 연주해도 질 좋은 연주를 만들지 못하게 된다.

또한, 색소폰 연주법으로 윗니와 아래입술을 모두 마우스피스에 꽉 대는 더블립 상태의 연주법과 아래입술을 조금 말아 아랫니를 덮고 윗니는 마우스피스에 가볍게 대는 싱글립 상태의 연주법이 있지만, 어느 연주법으로 연주하더라도 최고 효율의 음이 발생하는 최적접촉점에 상악 앞니를 정확히 위치시키는 최적의 암부슈어를 유지해야하다.

상기한 공명 과정에서의 리드 진동파장은 일정크기의 음량을 갖는 육성의 진동파장과 공명되어 만들어진 리드의 진동(buzzing) 고주파와 육성의 음고를 갖는 진동파장에 공명이 이루어진 저주파가 합성된 합성주파수의 파장으로 나타난다.

3. 리드 공명음에 의한 피스에의 공명 과정

리드가 일정한 파장으로 진동하게 되면, 그 진동에 의해 연접해 설치된 마우스피스 내부 공간에서 공명하여, 1차 악기음의 색깔(음색)이 만들어진다.

물론, 피스의 모양과 오프닝, 배블의 모양, 피스내부 두께와 밀도, 경도, 습도. 탄성도, 재질, 매질의 진동수 등등에 따라 1차 악기음의 음색이 민감하게 변한다.

따라서, 피스의 기술적 접근은 연주 음색(색깔)의 만들기 위한 변화요소가 된다.

피스에의 공명에는 음색을 위한 소재와 구조의 선택도 중요하지만 탁월한 공명을 만들게 하는 기초적이고도 기본적 사항이 존재한다.

피스는 연주자의 폐활량과 폐근력, 복압력 등에 맞추어 오프닝(리드의 끝 부분과 피스의 팁레일 사이에 벌어진 간격)의 규격을 결정해야 하는 중요한 전제 조건이 있다.

연주자의 신체 조건과 맞지 않는 오프닝을 선택한 경우에 있어, 오프닝의 간격이 너무 넓으면 힘찬 음이 나지만 불기가 힘들며, 간격이 좁으면 힘찬 음을 낼 수 없으나 쉽게 부드러운 음을 만든다.

이 공명 과정에서의 피스 진동파장은 일정크기의 음량을 갖는 리드의 진동파장과 공명되어 만들어진 피스의 진동(buzzing) 고주파와 리드의 음고를 갖는 진동파장에 공명이 이루어진 저주파가 합성된 합성주파수의 파장으로 나타난다.

상기한 3단계의 진행과정으로 악기의 초기음이 발생하며, 최초음 형성과정의 진동과 공명은 좋은 악기음을 만드는 중요한 역할을 하며, 악기음의 소스가 되는 음이 나쁘면 악기 내부에서 아무리 증폭공명과 확산공명을 잘 만들어 내어도 결과는 질 낮은 증폭과 확산의 결과를 만들게 된다.

따라서, 항상 연주자는 최초음 형성과정인 리드의 진동과 공명에 아주 민감하게 노력을 하지만, 새로운 리드로 교체할 때 마다 자신의 호흡에 완벽히 매칭되지 않는 리드를 사용할 수 밖에 없어 늘 편안하고 완전한 연주를 만드는데 어려움을 겪는다.

상기이유로, 자신의 호흡에 완벽히 매칭되지 않는 리드를 사용하게 되더라도 연주 중 호흡을 무리하게 주거나 낮추지 않고서도 풍부하고 완전한 연주를 가능하게 하는 기구 제공의 필연성이 존재한다.

이와 더불어, 리드의 음량을 증가시키는 것은 물론 초기음 발생에서 음질과 음색도 향상시킬 필요성도 함께 존재한다.

공명이 발생하는 지점에 큰 고유진동수의 진동매질을 부가하는 방법으로의 악기 초기음 공명강화는 종전 악기에서의 한계적 음질을 혁신적으로 바꿀 수 있는 중요한 맥락이 될 수 있다.

소리는 물리적 압력으로 공기밀도를 변화시켜 발생하며, 이러한 공기밀도의 변화는 실제 공기입자들이 날라 다니며 움직이는 것이 아니라, 공기입자들이 서로 진동하며 밀도의 변화를 인접한 입자에 물리적으로 밀치는 힘을 서로에게 전달시켜 이동한다.

공기밀도를 변화시키는 힘이 약하면 인접한 공기입자를 미는 힘이 약하여 멀리 전달되지 못해 쉽게 소멸하고, 힘이 강하면 인접한 공기입자를 강하게 계속 밀어주는 힘이 강해 멀리 전달하게 되며, 공명이 되는 두 매질의 밀도 차이에 의해서는 진동의 힘이 배가가 되기도 하고 쉽게 소멸 되기도 한다.

공명은 진동 에너지의 물리적 전달을 통해 진동이 옮겨가는 것을 말하며, 이러한 공명에 있어서 각기 다른 진동체가 접촉되면 에너지 전달이 더욱 용이하며, 진동에너지를 가진 매질체의 진동수와 진동 에너지를 받는 매질체의 고유 진동수가 근접할수록 더 큰 공명의 효과를 얻을 수 있다.

공명을 활용할 경우, 약한 힘을 반복 되풀이함으로써 큰 진동을 얻을 수 있으며, 진동 이동이 어려운 작은 저항의 진동계에서도 공명이 이루어질 때는 진폭이 매우 커진다.

따라서, 진동하는 매질의 고유진동수에 따라 진동효과가 달라지는 원리를 음질과 음색조절의 근간 기술로 적용되어야 하고, 매질체의 고유진동수와 진동에너지는 선택되는 소재의 비중과 강도에 연관되는 핵심요소가 된다.

즉, 공명강화를 목적으로 진동매질체를 다르게 적용하여 악기에 적용할 경우 큰 비중의 매질을 선택하고 선택된 매질의 강도를 높게 하여 목적을 달성할 수 있게 된다.

아래는 적어도 비중이 6 이상인 소재를 나열한 소재별 비중치를 보인 것이다.

Ir(이리듐) 22.5 / Pt(백금) 21.45 / Au(금) 19.32 / 텅스텐 19.3 / 탄탈늄 16.6 / Hg(수은) 13.6 / Rh(로듐) 12.4 / Pd(팔라듐) 12 / Th(토륨) 11.5 / Pb(납) 11.34 / Ag(은) 10.497 / Mo(몰리브덴) 10.2 / Bi(비스무트) 9.8 / 비스마스 9.8 / 청동 9 / Cu(구리) 8.96 / Co(코발트) 8.9 / Ni(니겔) 8.85 / 황동 8.73 / BC(청동) 8.71 / Cd(카드뮴) 8.65 / 스탠 7.9 / 철 7.87 / SS(아연강제) 7.85 / STKM(탄소강) 7.85 / 망간 7.43 / In(인듐) 7.31 / Sn(주석) 7.3 / Zn(아연) 7.14 / Cr(크롬) 7.09 / Ce(세륨) 6.9 / Sb(안티늄) 6.62 / Zr(지르코늄) 6.5 / Te(텔루르) 6.24 / 등 상당히 많은 소재가 존재한다.

그러나, 매질로 선택되어야 할 소재는 가공성과 산업성이 좋아 비교적 경제적인 것이어야 하며, 소재의 비중이 크면 매질의 진동 에너지의 크기가 배가가 되므로 적용효과 면에서 볼 때 큰 비중의 것이 바람직하다.

또한, 소재의 강도가 강하면 매질의 진동 에너지의 힘이 배가가 되므로 적용효과 면에서 볼 때 단순금속 보다는 강도가 급격히 상승하는 특수합금소재를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

즉, 금(Au)은 연하므로 단독으로 잘 사용하지 않으며, 구리나 은과 합금하여 사용한다. 치과용 금(Au)은 금65~90%, 은5~12%, 구리4~12%의 합금이 가장 많으며, 때로는 백금2~10%의 합금 또는 팔라듐을 합금시킨 것이 있다.

백금(Pt)은 전성과 연성이 있으며, 냉간가공(冷間加工)도 할 수 있고, 보통은 800∼1,000℃로 가열 가공하며, 백색의 귀금속으로 은보다 단단한 소재이다. 소량의 이리듐을 가하면 순수한 백금의 장점은 그대로 유지되면서 더 단단하고 강한 합금이 된다. 팽창률은 유리와 거의 같아서, 유리기구의 접합에 편리하다. 미세한 분말로 한 백금은 그 부피의 100배 이상의 수소를 흡수하며, 적열(赤熱)한 백금은 수소를 흡수하여 투과시킨다. 공기나 수분 등에는 매우 안정하여 고온으로 가열해도 변하지 않는다.

백금 합금으로는 로듐10~13%을 포함하는 열전쌍용 소재와 인과 반응하여 저융점의 합금을 만들고, 비소.안티몬.비스무트.주석.납과도 합금을 만든다.

또, 철.코발트.니켈.구리.금과 모든 비율로서 고용체(固溶體)를 만들며, 팔라듐과는 달리 은과의 상호 용해도에는 한계가 있다.

은(Ag)은 귀금속이기 때문에 값이 비싸고, 백금보다 상당히 단단하다. 은(Ag)은 수은(Hg), 주석(Sn) 등의 금속들과 실온에서 합금을 잘 만든다. 은 아말감(수은과의 합금)은 은과 다른 금속 분말을 수은과 혼합하여 얻는데 몇 분 안에 단단해 진다. 치과에서 쓰는 아말감(Hg/Ag3Sn)은 1826년부터 충치 충진에 사용되고 있는데, 비록 수은 자체는 유해한 물질이지만 아말감은 인체 유해성이 없는 것으로 알려져 있다.

은(Ag) 합금은 땜납으로도 광범위하게 사용되며, 또한 베어링에 얇게 입혀 마찰 면이 마모되거나 떨어져 나가는 것을 줄이는 데도 사용된다. 한편, 은은 중성자를 잘 흡수하기 때문에 가압중수형 원자로에서 핵분열 연쇄 반응의 제어봉에 쓰이는데, 이 목적으로는 보통 80% 은(Ag)-15% 인듐(In)-5% 카드뮴(Cd) 합금이 사용된다. 은과 은 합금은 또한 여러 고급 관악기를 제작하는 데 사용되는데, 플루트는 보통 은 합금으로 만들거나 은 도금을 한다

구리(Cu)는 아연5∼20%의 각종 금색합금(金色合金)과 아연30%의 황동이 있으며, 아연35% 황동은 연신성이 좋고 강도가 있어 봉·판·관·선 등의 연신재료(延伸材料)로 많이 사용되고, 가공성이 뛰어나 전등의 소켓, 탄환의 약협(藥莢) 등에도 사용된다. 황동은 냉간가공으로 경화되고, 가공 후 저온에서 풀림하면 풀림경화가 되므로 탄성재료(彈性材料)로도 사용한다. 황동에 철·납·주석·니켈·규소·망간 등 다른 원소를 첨가하여 기계적 성질, 내식성, 내마모성, 빛깔 등을 개선한 합금을 특수황동이라고 한다.

아연30% 황동에 철 1∼2%를 첨가하면 결정입자가 미세하고, 내식성이 좋으며 연신성이 있으면서도 강도가 증가된 델타메탈(delta metal)이 된다. 납 2%까지 첨가한 특수황동은 절삭성(切削性)이 좋아서 나사나 시계부품에 사용된다. 주석을 첨가하면 내식성·내해수성이 향상되므로 선박용 기구에 사용된다. 아연30% 황동에 주석 1%를 첨가한 것을 애드머럴티 메탈(admiralty metal), 아연60% 황동에 주석을 1% 이내 첨가한 것을 해군황동(naval brass)이라 한다. 니켈 2∼5%, 때로는 10%까지 첨가한 것은 니켈황동이라 부르며, 내식성이 강하다.

아연60% 황동에 3%까지의 알루미늄을 첨가하면 강도가 향상된다. 아연60% 황동에 아연을 약간 줄이고, 망간을 첨가한 것을 망간청동이라 한다. 이 밖에 알루미늄·철·주석을 각각 1% 이하 첨가한 합금도 실용되고 있다. 아연 10∼16%, 규소 4∼5%를 첨가한 합금을 실리콘청동(silicon bronze)이라 하며, 내해수성이 양호하여 선박용 부품으로 사용된다.

청동이란 구리에 주석을 배합한 합금이며, 역사시대 이전부터 인류가 사용해 왔다. 청동은 옛날부터 구리합금의 대표적인 것인데, 기계적·화학적 성질이 황동보다 우수하며, 구리 중의 주석의 최대용해도는 11%이며, 저온에서는 1% 이하로 감소된다.

포금(砲金)이란 8∼12% 주석을 배합한 청동이며, 여기에 소량의 아연을 첨가한 합금은 애드머럴티 포금이라 불린다. 옛날부터 미술품에 사용되는 청동은 2∼8% 주석에 1∼12% 아연, 1∼3% 납을 첨가하여 주조성을 좋게 한 것이다. 13∼18%주석을 첨가한 청동은 2상 합금이며, 강도가 크고 내마모성이 좋아서 베어링(bearing) 제조에 사용된다. 85-5-5-5 및 81-3-7-9합금은 구리-주석-납-아연을 각각 위 순서의 %로 함유하는 청동으로 내수압용(耐水壓用) 주물에 사용한다.

특수청동은 청동에 다른 원소를 첨가한 것과 구리에 특수원소를 배합하여 청동과 비슷한 성질을 가지는 합금이라는 2가지의 뜻을 가지고 있다. 전자의 예 중 하나는 인청동(燐靑銅)인데, 여기에는 청동을 인으로 탈산한 것, 10% 주석의 청동에 소량의 인을 남긴 것, 이것에 0.3∼1.5%인을 첨가한 것 등이 있는데, 0.3∼1.5%의 것은 탄성재료로서 중요한 합금이다. 특수원소를 배합한 청동으로 0.03∼3%의 규소를 배합한 규소청동합금이 있으며, 인장강도가 커서 전도선(電導線)으로 사용된다. 12% 이하의 알루미늄을 배합한 알루미늄청동 중 9% 이하의 알루미늄합금은 연신재로, 그 이상을 배합한 것은 주조재로 사용된다. 이 합금은 강(鋼)처럼 열처리가 되며, 내해수성도 양호하여 선박부품으로 사용되고 있다.

알루미늄청동에 철·망간·니켈 등을 첨가하면 기계적 성질이 더욱 향상된다. 구리에 1∼2.5%의 베릴륨을 배합한 베릴륨청동은 근래에는 베릴륨구리라 불리며, 실용합금의 표준조성은 1.9% 베릴륨과 0.3% 코발트로 되어 있고, 시효경화(時效硬化)에 의하여 구리합금 중에서는 최대탄성값을 가지므로, 비자성(非磁性)의 최고급 탄성재료로 사용되고 있다. 황동계·청동계 외에 중요한 구리합금으로는 코르슨(corson)합금 또는 C합금이라 불리는 구리-니켈-규소합금과, 이것에 알루미늄 또는 알루미늄과 아연을 첨가하여 그 성질을 개량한 CA합금, CAZ합금이 있다. 서양에서는 구리에 니켈과 망간을 1:1의 비율로 첨가한 합금이 베릴륨구리의 대용으로 고력탄성재료가 되어 있으며, 구리-티탄계의 합금도 인청동과 베릴륨구리의 중간 정도의 탄성재료로 사용되고 있다.

저베릴륨구리(0.5%)·카드뮴구리·지르코늄구리 등도 구리의 전도도를 떨어뜨리지 않고 강도를 증가시킨 것으로서, 고력·고전도 재료로 사용된다. 12% 망간, 4% 주석의 망간청동은 망가닌(manganin)·이사벨린(isabellin)·노보콘스탄트 (novoconstant)·A합금 등으로 불리며, 표준 저항재료로 사용된다. 20% 망간, 9% 알루미늄합금은 강자성(强磁性) 재료로 사용된다.

상기한 바에 따라, 진동매질체는 비중이 큰 금속 중에서 산업성, 가공성, 경제성의 면에서 금, 백금, 은, 구리, 황동, 청동을 주된 소재로 하되, 금속소재의 강도를 더 강하게 할 목적으로 다른 원소를 고용(固溶)시켜 강도를 강화시키는 고용체 경화방법을 택해 팔라듐, 로듐, 안티몬, 비스무트, 망간, 납, 철, 코발트, 규소, 알루미늄, 베릴륨, 지르코늄, 비소, 인듐, 카드뮴, 주석, 아연을 하나 이상을 추가하여 합금소재로 되는 것이 효과적이다.

여기에 부가하여, 금속 결정체(結晶體)에 재결정이 일어나는 온도보다 상당히 낮은 온도에서 소성변형(塑性變形)을 주어 결정격자(結晶格子) 속에 격자결합을 만들어 금속의 강도를 더 강하게 경화하는 냉간가공 경화방법을 추가로 택하는 것이 더 효과적이 된다.

결론적으로, 진동매질체는 합금의 종류와 함량을 달리하는 방법과 냉간가공 경화방법을 추가로 택하여 다양하게 제공될 수 있으며, 이러한 방법으로 제공된 진동매질체를 악기의 초기음 발생부에 부가하는 기술은 음의 진동(음량, 음폭, 음밀도, 음진장)을 강화시켜, 고음. 중음. 저음별로 풍부한 음량을 만들고, 음량이 대폭으로 증폭되며, 음의 밀도를 높게 하며, 음의 진장(음의 진동길이)을 길게 만들어 꽉 찬듯한 음 등으로 헤아릴 수 없을 정도의 다양한 표현을 만들어 내게 한다.

또한, 상기 기술은 음의 색깔(음의 명암.중량.농도.탁도.강도.온도)을 변화시켜 밝게, 어둡게, 가볍게, 무겁게, 경쾌하게, 중후하게, 시원하게, 끈적끈적하게. 컬컬하게, 탁하게, 죽 죽 뻗게, 날카롭게, 힘있게, 포근하게, 동글동글하게, 구슬프게, 차갑게, 뜨겁게 등으로 헤아릴 수 없을 정도의 다양하고 복합적인 색깔로 표현되게 한다.

최근, 리드에서의 음량증가를 위한 기술은 대한민국 등록실용신안 20-0456255에서 "리드의 몸체(10) 상부면에는 결합턱(110)이 구비된 에코부(100)와, 상기 에코부(100)의 결합턱(110)에 대응되어 형성되되, 상기 에코부를 밀폐하도록 결합되는 커버(200)가 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 에코활성부가 구비된 악기용 리드"가 제공되고 있다.

그러나, 상기 기술은 마우스피스에 결합되기 쉽도록 판형으로 형성되고, 마우스피스와 단단히 고정하기 위한 리가춰 사이에 끼워지게 되는 리드의 스톡(stock)부분에 에코활성부가 구비되어 있어, 리가춰로 결착 고정되는 곳에 형성된 위치상의 이유로 피스의 떨림에 대한 공명음이 거의 활성화되지 못하는 치명적인 문제점이 있다.

또한, 상기 에코활성부의 소재는 단순한 합성수지로 되는 소재만으로 형성되는 기술로 제한되어 있어, 최종 연주음의 품질을 결정하는 최초 소스음의 음질과 음색의 변화를 주지 못하는 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 목적은 상기한 배경기술에서의 문제점을 해결하기 위해,

첫째, 리드의 스톡(stock)부분에 에코활성부가 구비되어 피스의 떨림에 대한 공명음이 거의 활성화되지 못하여 리드의 공명음량이 증가되지 못하는 치명적인 문제점이 해결되고,

둘째, 최종 연주음의 품질을 결정하는 최초 소스음의 음질 고품질화와 음색 변화를 시키지 못하는 치명적인 문제점이 해결되도록 하는 목관악기용 리드의 공명음량 증가장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 해결 수단은,

"첫째, 리드의 떨림과 공명이 최상으로 발생하는 위치인 경사진 뱀프(vamp)의 상부면 또는 하부면 중 어느 하나로 선택된 최강 떨림점 상에 공명통을 구비하고,

둘째, 상기한 공명통은 공명 강도가 극대화되고, 리드의 공명 시 다양한 음색 변화가 이루어지도록, 고유진동수가 높은 비중이 높은 금속재질로 구성하되,

상기 공명통의 금속재질은 금, 백금, 은, 구리, 황동, 청동 중 어느 하나로 구성하거나,

상기 공명통의 금속재질은 금, 백금, 은, 구리, 황동, 청동 중 어느 하나 이상에 팔라듐, 로듐, 안티몬, 비스무트, 망간, 납, 철, 코발트, 규소, 알루미늄, 베릴륨, 지르코늄, 비소, 인듐, 카드뮴, 주석, 아연을 하나 이상 더 추가한 고형체의 합금소재로 되고,

상기 공명통의 판재는 상기 금속소재 또는 합금소재 중 적어도 둘 이상을 선택하고 적층구조화 하되, 도금 또는 도포방식에 의한 다층재로 되거나,

상기 공명통의 판재는 상기 금속소재 또는 합금소재 중 적어도 둘 이상을 선택하고 적층구조화 하되, 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetat resin, 이하 EVA라고 함), 아교액, 본드, 접착테이프, 수성접착제, 유성접착제, 화학접착제중 어느 하나로 면 접합한 다층재로 되고,

상기 공명통의 금속재질은 매질의 소성을 고르고 강하게 하기 위해 가열과 극저온으로 급냉시키는 과정으로 가공경화 처리되고,

상기 공명통의 내,외부면은 부식과 인체 접촉의 안전을 위해 EVA, 비닐, 실리콘수지 중 어느 하나로 코팅 처리되고,

상기 공명통은 리드 뱀프(vamp)의 뿌리부 외부면 또는 내부면에 EVA, 아교액, 본드, 접착테이프E, 수성접착제, 유성접착제, 화학접착제 중 어느 하나로 부착되는 것을 특징으로 하는 목관악기용 리드의 공명음량 증가장치를 특징으로 한다." 라는 것이 포함된 것을 그 구성적 특징으로 함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 목관악기용 리드의 공명음량 증가장치는 악기의 초기음의 음량을 증가시키고 악기의 음질과 음색을 변화시키는 고유진동수가 높은 진동매질체의 공명통을 리드 뱀프(vamp)의 뿌리부 외부면 또는 내부면에 부착시켜, 연주자의 호흡력에 미세하게 맞지 않는 일정한 규격의 리드를 사용하더라도 연주 중 호흡을 무리하게 주거나 낮추지 않고서도 풍부하고 완전한 연주를 가능하게 하는 효과를 제공하며, 공명통의 소재를 달리 적용하여 연주자의 취향에 맞는 음색과 음폭, 음량, 음장(진동길이)으로 설정할 수 있게 되므로 저렴한 악기의 연주에서도 고급악기와 같거나 보다 강화되고 보다 고품질의 음으로 연주할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공명음량 증가장치의 사시도와 리드에 부착된모습을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공명음량 증가장치의 사시도와 리드에 부착된모습을 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 실시예를 마우스피스 상에 결합한 모습을 보인 사시도 이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공명음량 증가장치의 사시도와 리드에 부착된모습을 나타낸 사시도 이다.

도 1의 A는 리드의 공명음량 증가장치인 공명통(2)의 상부면을 보인 사시도 이며, 도 1의 B, C는 리드의 공명음량 증가장치인 공명통(2)의 측부면을 보인 사시도 이며, 도 1의 D는 리드의 공명음량 증가장치인 공명통(2)의 하부면을 보인 사시도 이다.

도 1의 F는 공명통(2)을 리드(1)의 경사부인 뱀프(vamp)(11) 뿌리부분의 상부면에 부착된 모습을 보인 사시도 이며, 도 1의 G는 도 1 F의 측면부 모습을 보인 사시도 이며, 도 1의 H는 공명통(2)을 리드(1)의 경사부인 뱀프(vamp)(11) 뿌리부분의 하부면에 부착된 측면부 모습을 보인 사시도 이다.

도 1에서와 같이 리드의 공명음량 증가장치는 리드(1)의 떨림음을 공명시키는 공명통(2)과 공명통(2)을 리드(1)의 뱀프(vamp)(11) 뿌리부분의 상부면 또는 하부면 중 어느 하나로 선택된 최강 떨림점(111) 상에 부착시키기 위한 접착부재(23)로 구성된다.

상기 공명통(2)은 반원구형 또는 타원반구형 또는 다각반구형으로 형성되며, 볼록거울처럼 중앙이 튀어나온 외부면(21)과 오목거울처럼 중앙이 들어간 내부면(22)으로 형성되고, 상기 내부면(22)의 원주 가장자리에는 접착부재(23)를 처리하여 구성되며, 상기 접착부재(23)는 EVA, 아교액, 본드, 접착테이프, 수성접착제, 유성접착제, 화학접착제 중 어느 하나로 선택 적용된다.

상기 공명통(2)의 재질은 금, 백금, 은, 구리, 황동, 청동 중 어느 하나인 금속으로 구성하거나, 상기 금속인 금, 백금, 은, 구리, 황동, 청동 중 어느 하나 이상에 팔라듐, 로듐, 안티몬, 비스무트, 망간, 납, 철, 코발트, 규소, 알루미늄, 베릴륨, 지르코늄, 비소, 인듐, 카드뮴, 주석, 아연을 하나 이상 더 추가한 고형체의 합금소재로 구성하여 공명음 증가량 목표에 맞추어 재질을 다르게 적용할 수 있다.

또한, 공명강도의 증대와 음색의 변경을 위한 목적으로, 상기 공명통(2)의 판재는 상기 금속 또는 합금소재 중 적어도 둘 이상을 선택하고 적층구조화 하되, 도금 또는 도포방식에 의한 다층재로 만들거나, 상기 금속소재 또는 합금소재 중 적어도 둘 이상을 선택하고 적층구조화 하되, EVA, 아교액, 본드, 접착테이프, 수성접착제, 유성접착제, 화학접착제 중 어느 하나로 면 접합한 다층재를 만들어 사용할 수 있다.

이와 더불어, 상기 공명통의 금속재질은 매질의 소성을 고르고 강하게 하기 위해 가열과 극저온으로 급냉시키는 과정으로 가공경화 처리하여 재질의 경도를 높이는 방법을 적용하여 보다 공명 효과를 높이는 방법을 택하는 것도 필요로 한다.

상기와 같이 이루어진 공명통(2)은 제작이 완료되고 접착부재(23)를 붙이기 직전 단계에서 표면부식과 인체 접촉의 안전을 위해 내,외부면에 EVA, 비닐, 실리콘수지 중 어느 하나로 아주 엷게 코팅 처리된다.

상기 공명통(2)의 크기는 공명 증가효과를 만들기 위해 리드(1)의 가로 폭보다 작게 형성하되 공명통(2)의 지름이 1~15mm 사이의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 공명통(2)이 리드(1)에 부착되는 위치는 도 1 F의 a - a' 중심선 상에 위치하고, 뱀프(vamp)(11)인 경사부의 총 세로길이 중 끝단에서 내측으로 63% 지점인 최강 떨림점(111)과 공명통(2)의 중심점(25)이 일치되게 위치하는 것이 가장 효과적이다.

그러나, 연주자의 구강 구조와 암부슈어(embouchure) 위치의 다양함을 고려할 경우, 공명통(2)의 중심점(25)은 도 1 F의 a - a' 중심선 상에 위치하되, 적어도 뱀프(vamp)(11)인 경사부 총 세로길이 중 끝단에서 내측으로 50% ~100% 지점 사이에 위치되게 하여야 한다.

상기 공명통(2)의 판재 두께는 공명의 증가를 원활히 하기 위해 두께가 얇을수록 효과적이지만 0.01mm ~ 5mm 사이의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 공명통(2)의 반구 높이는 연주 시 아래 입술의 밀착을 원화히 하기 위해 높이가 낮을수록 효과적이지만 0.01mm ~ 5mm 사이의 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공명음량 증가장치의 사시도와 리드에 부착된모습을 나타낸 사시도이다.

도 2의 A, B, C는 도 1에서의 공명통(2)의 고정성을 높이기 위해 추가로 구성한 공명통 고정구(3)의 상면, 측면, 하면을 보인 사시도 이며, 도 2의 D는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공명통(2)과 공명통 고정구(3)가 결합된 모습의 하부면을 보인 사시도 이고, 도 2의 E, F는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공명음량 증가장치를 리드(1)에 결합한 모습을 보인 사시도 이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공명음량 증가장치는 리드에 고정을 좀더 단단히 하기위해 도 2의 A, B, C에서와 같이 공명통(2) 안착홈(31)과 공명통(2) 지지대(32)가 한 몸으로 구성된 공명통 고정구(3)를 추가로 형성한 것이다.

공명통(2)의 접착부재(23)는 오목하게 들어간 안착홈(31)의 내면에 부착되고, 지지대(32)의 내면 끝단 부위에 별도의 접착부재(33)가 위치하게 된다.

즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공명음량 증가장치는 접착부재(23)를 갖는 공명통(2)과; 오목하게 들어간 안착홈(31)과 안착홈(31) 일측이 길게 연장되어 형성되고 끝단 부위에는 스톡(stock)(12) 부분에만 접착 고정되게 하는 접착부재(33)를 내장한 지지대(32)를 포함하는 공명통 고정구(3);로 구성된 것이다.

상기 공명통(2)의 재질과 모양과 크기와 작용은 도 1에서의 설명과 동일하므로 도 1에서의 설명을 참고로 한다.

상기 공명통 고정구(3)는 공명통(2)의 재질과 동일하게 적용하되, 도 1 설명에서와 동일한 위치에 공명통(2)이 위치하도록 하면서 리드(1)의 스톡(stock)(12) 부분에 접착부재(33)가 접착될 수 있는 길이로 형성하고, 리드(1)의 스톡(stock)(12) 부분 접합부위에는 스톡(stock)(12) 부분의 외형과 동일하게 휘어진 형상으로 된 것이다.

즉, 도 2의 E, F에서와 같은 모습으로 리드(1)에 결합 된다.

도 3은 도 2의 실시예를 마우스피스 상에 결합한 모습을 보인 사시도이다.

도 3의 B와 같이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공명음량 증가장치는 도 3의 A와 C에서의 모습으로, 공명통 고정구(3)에 연결된 공명통(2)이 부착된 리드(1)가 마우스피스(4)에 올려지고, 마우스피스(4)와 리드(1)를 고정하는 리가춰(5)로 결합하여 조립이 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3과 같이 조립된 마우스피스를 악기의 넥에 연결 한 후, 연주자가 토출호흡(숨을 내뱉음)을 통해 신체 내부에서 최초 떨림(비트)으로 공명된 육성음이 만들어지면, 폐부에서 일정한 압력과 공기의 양으로 밀어내는 풍압에 의해 리드가 일정한 파장으로 진동하게 되고, 이 과정에서 육성의 공명음이 합쳐져 실리게 되는 리드에의 공명이 이루어진다.

이와 동시에 리드(1)와 접하게 설치된 공명통(2) 내부는 일정한 파장으로 공진하는 공명이 발생하고 진동이 증가 되면서 음량이 증가하는 과정을 갖는다.

즉, "공명은 진동 에너지의 물리적 전달을 통해 진동이 옮겨가는 것을 말하며, 이러한 공명에 있어서 각기 다른 진동체가 접촉되면 에너지 전달이 더욱 용이하며, 진동에너지를 가진 매질체의 진동수와 진동 에너지를 받는 매질체의 고유 진동수가 근접할수록 더 큰 공명의 효과를 얻을 수 있으며, 공명을 활용할 경우, 약한 힘을 반복 되풀이함으로써 큰 진동을 얻을 수 있고, 진동 이동이 어려운 작은 저항의 진동계에서도 공명이 이루어질 때는 진폭이 매우 커진다." 라는 공명원리가 적용되어 리드의 진동 폭이 커지면서 리드의 공명음량을 높일 수 있다.

상기한 본 발명의 목관악기용 리드의 공명음량 증가장치인 공명통(2)은 기존의 리드(1)에 부착되게 하는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 비닐 수지나 프라스틱 등으로 사출되는 합성리드의 경우에는 사출성형에 의한 제조 시에 복합사출성형 또는 진공성형기술인 NGF성형이나 삼차원 표면가식 성형기술을 이용하여 리드(1)와 공명통(2)을 일체화 되게 형성시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 범주에서 벗어 나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이며, 본 발명의 실질적인 범위는 상술된 실시예에 의해 한정되어져서는 안되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 청구범위와 균등한 구성에 의해 정해져야 함은 당연하다.

1 : 리드
11 : 뱀프(vamp) 111 : 최강 떨림점 12 : 스톡(stock)
2 : 공명통
21 : 외부면 22 : 외부면 23 : 접착부재 25 : 중심점
3 : 공명통 고정구
31 : 안착홈 32 : 지지대 33 : 접착부재
4 : 마우스피스
5 : 리가춰

Claims (3)

1. 목관악기용 마우스피스에 장착하여 사용되며, 중앙에서 일측 끝단으로 갈수록 완만한 경사를 이루며 얇아지도록 형성된 뱀프(vamp)(11) 부분과 마우스피스에 결합되기 쉽게 판형으로 된 스톡(stock)(12) 부분으로 구성된 리드에
   떨림을 만들고 악기의 발음체 역할을 하는 뱀프(vamp)(11) 부분에 위치시켜 리드의 공명음을 증가시키는 공명음량 증가장치가 설치된 목관악기용 리드(1)에 있어서,
   
   상기 공명음량 증가장치는,
   
   상기 뱀프(vamp)(11)의 상부면 또는 하부면 중 어느 하나의 면에 위치하게 되는 공명통(2)과;
   상기 공명통(2)을 삽입하고 접착부재(23)로 접착하여 한 몸이 되는 공명통 고정구(3)의 안착홈(31)과;
   상기 공명통(2)의 진동을 스톡(stock)(12) 부분에서 단단히 잡아주도록 하는 공명통 고정구(3)의 지지대(32); 및
   상기 지지대(32)를 스톡(stock)(12) 부분과 접착 고정하는 공명통 고정구(3)의 접착부재(33)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공명음량 증가장치가 설치된 목관악기용 리드.
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