TW201333930A - 弦樂器之拉弓桿之製造方法及弦樂器之拉弓桿 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種一拉弓桿之製造方法，其包含將浸漬有樹脂之纖維所形成之一預浸漬體纏繞在朝向一末梢端而直徑逐漸減小之一心軸上，將以該預浸漬體纏繞在該心軸上所形成之一半成品安放於一模具中並藉由對該模具中之該半成品加熱及加壓而使該半成品模製為對應於形成於該模具與該心軸之間之一模穴之一形狀，然後將該心軸從模製成對應於該模穴之該形狀之一已模製產品中取出以獲得一長且中空桿體。當調整該桿體之重量分佈、重心及重量之至少一者時，係使用直徑或直徑變化在一軸向上逐漸改變之該心軸來改變該模穴之體積。

Description

弦樂器之拉弓桿之製造方法及弦樂器之拉弓桿
本發明係關於弦樂器之拉弓桿之製造方法及弦樂器之拉弓桿。
主張2011年11月2日申請之日本專利申請案第2011-241461號之優先權，其內容以引用的方式併入本文中。
習知地，木製拉弓桿(桿)已被用作弦樂器(諸如小提琴、中提琴、大提琴或低音提琴)之弓。尤其硬、密度高、耐潮且具有出色彎曲強度之伯南布哥(Pernambuco)木已被用作適於拉弓桿之材料。但是，伯南布哥木的可用性已歸因於樹木砍伐而大大降低且歸因於當前的國際貿易限制已難以取得伯南布哥木。
因此，作為由木(諸如伯南布哥木)形成之拉弓桿之替代，由使用纖維及樹脂之複合材料之纖維強化塑膠(FRP)(諸如碳纖維強化塑膠(CFRP)或玻璃纖維強化塑膠(GFRP))形成之拉弓桿已被開發出來(舉例而言，見日本專利授權公開案第S44-19189號)。
由於木製拉弓桿從木材中切削出來且手工完成，故無法製造完全相同之桿。但是，由於FRP拉弓桿使用相同材料及模具製作，故可以極佳的可複製性製造工業上相同之桿。當製造木製拉弓桿時，歸因於木材作為天然材料之密度差異，難以在不改變外部形狀或大小的情況下調整例如拉弓桿之重量分佈、重心及重量。
作為中空纖維強化樹脂模製產品之製造方法，已知被稱作內壓模製法之方法(例如，見日本未實審專利申請案，第一公開案第H11-48318號)。在內壓模製方法中，纖維用非固化樹脂浸漬之預浸漬體纏繞在由可撓材料形成之加壓袋上且所得物安放在模具中。隨後，模具被夾箝且隨後在給加壓袋充氣以將預浸漬體推入模具之內表面的同時被加熱。因此，預浸漬體可成型為對應於形成在模具與加壓袋之間之模穴之形狀。
但是，在使用內壓模製法之中空纖維強化樹脂模製產品之製造方法中，由於預浸漬體在使加壓袋膨脹時移進模具，故加壓袋之膨脹可能不均勻。
因此，當拉弓桿使用內壓模製法製造時，每次模製時模穴之形狀非恆定且將模製之拉弓桿之重量分佈或重心不均勻。
另一方面，本發明之發明者提出一種使中空結構產品模製之方法，其中FRP預浸漬體圍繞具有錐形末端且能夠回彈之柱狀金屬心軸纏繞，FRP預浸漬體圍繞其纏繞之心軸被安放至具有中空結構產品之外部作為模穴之模具中，模具被加熱以獲得模製產品且隨後心軸從其中移除(例如，見日本專利第3541756號)。
當拉弓桿使用使中空結構產品模製之方法製造時，形成在模具與心軸之間之模穴之形狀可在模製時每次模製皆保持均勻。因此，可防止模製拉弓桿之重量分佈或重心之不均勻。
使用者(弦樂器演奏者)體驗取決於弦樂器之拉弓桿之重量分佈、重心、重量及類似物之微小不同而不同。因此，當製作由FRP形成之拉弓桿時，需製備基於使用者之體驗而微調拉弓桿之重量分佈、重心、重量及類似物之複數個拉弓桿。
已考慮此等情況提出本發明且其目的係提供可微調及易於調整拉弓桿之重量分佈、重心及重量之製作弦樂器之拉弓桿之方法及其重量分佈、重心及重量被精確調整之弦樂器之拉弓桿。
根據本發明之一態樣，提供製作用於弦樂器且由纖維強化塑膠形成之拉弓桿之方法，其包含下列步驟：將其中纖維用樹脂浸漬之預浸漬體纏繞在朝向末梢端而直徑逐漸減小之直徑之心軸上；將以預浸漬體纏繞在心軸上所形成之半成品安放至模具中；藉由對模具中之半成品加熱及加壓而使半成品模製為對應於形成於模具與心軸之間之模穴之形狀；將心軸從模製為對應於模穴之形狀之模製產品中取出以獲得長且中空桿體；及藉由使用直徑或直徑變化在軸向上逐漸改變之心軸改變模穴之形狀而調整桿體之拉弓桿之重量分佈、重心及重量之至少一者。
根據本發明之另一態樣，提供用於弦樂器且由纖維強化塑膠形成之弦樂器之拉弓桿，其包含具有朝向末梢端而直徑減小之軸向孔且模製為長且中空形狀之桿體，其中藉由在軸向上逐漸改變軸孔之直徑或直徑變化而調整桿體之拉 弓桿之重量分佈、重心及重量之至少一者。
如上所述，在根據本發明之態樣之弦樂器之拉弓桿之製造方法中，可藉由使用直徑或直徑變化在軸向上逐漸改變之心軸改變模穴之體積而在不改變模具的情況下微調及易於調整在模具中模製之桿體之重量分佈、重心及重量。
在根據本發明之態樣之弦樂器之拉弓桿中，可藉由在軸向上逐漸改變軸孔之直徑或直徑變化而在不改變桿體之外部形狀或大小的情況下精確調整桿體之重量分佈、重心及重量。
下文中將參考附圖詳細描述根據本發明之弦樂器之拉弓桿之製造方法及弦樂器之拉弓桿。
在下文實施方式中參考之圖中，為了方便理解特徵，特徵部分示意繪示且元件之縮尺比據稱無法與實際相同。下列實施方式中例證之材料、大小及類似物僅為實例且本發明不限於該等實例。本發明可適當修改而不脫離本發明之概念。
本發明之一實施例中，圖1所示之弦樂器之弓用於弦樂器，諸如小提琴、中提琴、大提琴及低音提琴且被稱作碳弓，其採用舉例而言由CFRP形成之拉弓桿1取代由木材諸如伯南布哥木形成之拉弓桿(桿)。
在圖1所示之弦樂器之弓中，弓弦3安裝在安置於拉弓桿1之末梢端H上之頭部1a與安置於底端B之外圓周上之弓根2之間且弓弦3之張力可藉由被安置於旋轉拉弓桿1之底端 上之螺絲4而調整。
如圖2A至圖2C所示，拉弓桿1包含具有長且中空形狀且形成主體連同頭部1a之桿體1A。桿體1A具有彎回至弓弦3安裝側之相反側之弓形且可在弓弦3安裝時可在彎回方向之相反方向上彎曲(彈性變形)。
如圖2A所示，桿體1A具有外部形狀，其中末梢端H整體細於底端B，頭部1a除外。如圖2B所示，桿體1A之截面在軸向上具有實質上呈圓形形狀，但是底端之一部分具有圖2C所示之實質上呈八角形形狀以改良桿體1A之彎曲強度(剛性)或結構性。
具有大致圓形截面之軸向孔1b在軸向上形成於桿體1A之中心上。軸向孔1b具有所謂錐形形狀，直徑從底端B逐漸減小至末梢端H以對應於桿體1A之外部形狀(Φ1<Φ2)。
圖2A至圖2C所示之桿體1A之形狀僅為實例且桿體1A可考慮彎曲強度(剛度)、結構性及類似參數而在軸向上之各位置上藉由適當地改變粗細度或截面形狀而形成為適當形狀。
下文將參考圖3至圖7描述拉弓桿1之製造方法。
如圖3之(a)及(b)所示，當製作拉弓桿1時，首先將預浸漬體11纏繞在心軸10上。
心軸10連同圖5所示之模具20界定用於使所纏繞預浸漬體11成型為拉弓桿1之空間(模穴)，且將在下文描述且由舉例而言能夠回彈之金屬棒形成。心軸10具有錐形形狀，直徑從底端B逐漸減小至末梢端H以形成桿體1A之軸向孔 1b。
預浸漬體11係用非固化熱固性樹脂浸漬之碳纖維。預浸漬體11之實例包含碳纖維配置在一方向上且用熱固性樹脂浸漬之纖維；平紋編織、斜紋編織或緞紋編織碳纖維用熱固性樹脂浸漬之纖維；及短纖維碳纖維用熱固性樹脂固化之纖維。熱固性樹脂之實例包含環氧樹脂及不飽和聚酯樹脂。
在本實施例中，纏繞在心軸10上之預浸漬體11之面積在軸向上調整以對應於模穴之形狀。具體言之，由預浸漬體11形成之拉弓桿1之重量藉由改變纏繞在心軸10上之預浸漬體11之纏繞寬度分佈而調整以對應於模穴之大小(體積)。
如圖3之(a)所示，將模製之桿體1A之重量可基於纏繞在心軸10上之預浸漬體11之面積而改變。即，當心軸10之粗細度減小以增大預浸漬體11之面積時，纏繞在心軸10上之預浸漬體11之數量可增大以增大將模製之桿體1A之重量。另一方面，當心軸10之粗細度增大以減小預浸漬體11之面積時，纏繞在心軸10上之預浸漬體11之數量可減小以減小將模製之桿體1A之重量。
將模製之桿體1A之重量分佈及重心可取決於纏繞在心軸10上之預浸漬體11之形狀(即纏繞寬度分佈)而改變。即，如圖3之(b)所示，藉由提供傾斜部11a至預浸漬體11之末梢端H及調整傾斜部11a之位置或角度，可在重量分佈及重心上調整模製桿體1A。
下文將參考圖4描述心軸10及預浸漬體11之形狀與將模製之桿體11A之重心之間之關係。
當具有第二實例E2所示之截面形狀之預浸漬體11-2纏繞在具有圖4中第二實例E2所示之平坦形狀之心軸10-2上時，將模製之桿體1A之重心位於位置G2上。
如第一實例E1所示，當重心位於比位置G2更靠近底端B之位置G1上之桿體模製時，心軸10-1之末梢端H設為粗於心軸10-2。此外，預浸漬體11-1之纏繞寬度分佈改變以將底端B之寬度設為大於預浸漬體11-2之寬度及將末梢端H之寬度小於預浸漬體11-2之寬度。預浸漬體11-1之纏繞寬度分佈亦可改變以僅將底端B之寬度設為大於預浸漬體11-2之寬度或僅將末梢端H之寬度設為小於預浸漬體11-2之寬度。藉由將預浸漬體11-1纏繞在心軸10-1上而形成之桿體1A具有與第二實例E2相同之外部形狀但其重心位於更靠近底端B之位置G1上。
如第三實例E3所示，當重心位於比位置G2更靠近末梢端H之位置G3上之桿體模製時，心軸10-3之底端B設為粗於心軸10-2。此外，預浸漬體11-3之纏繞寬度分佈改變以將底端B之寬度設為小於預浸漬體11-2之寬度及將末梢端H之寬度設為大於預浸漬體11-2之寬度。預浸漬體11-3之纏繞寬度分佈亦可改變以僅將底端B之寬度設為小於預浸漬體11-2之寬度或僅將末梢端H之寬度設為大於預浸漬體11-2之寬度。藉由將預浸漬體11-3纏繞在心軸10-3上而形成之桿體1A具有與第二實例E2相同之外部形狀但重心位於更 靠近末梢端H之位置G3上。
當調整預浸漬體11之纏繞寬度分佈時，細分為複數個部分之預浸漬體11可堆疊並纏繞在心軸10上以獲得對應於預浸漬體11之面積及形狀之纏繞寬度分佈。在此情況中，纏繞在心軸10上之預浸漬體11之數量可在軸向上調整。
如圖6之(a)所示，以預浸漬體11纏繞在心軸10上所形成之半成品1B安裝在模具20中。
如圖5及圖6之(a)及(b)所示，模具20界定桿體1A(拉弓桿1)之外部形狀且包含在垂直方向上細分之一對下部模具21及上部模具22。下部模具21及上部模具22使桿體1A(拉弓桿1)模製為沿著軸向與分隔平面對稱且對應於桿體1A(拉弓桿1)之外部形狀之凹部21a及22a形成在其相對表面上。
模具20藉由在將下部模具21及上部模具22彼此裝配時使凹部21a及22a彼此面對而形成對應於桿體1A之外部形狀之空間。
下部模具21及上部模具22具有相同形狀，凹部21a及22a對稱形成除外，在圖5中僅繪示一模具20(下部模具21)。
模具20如圖6之(b)所示藉由將半成品1B安放至下部模具21之凹部21a而夾箝及隨後如圖6之(a)所示將下部模具21及上部模具22彼此裝配。
此時，具有對應於於桿體1A(拉弓桿1)之形狀之模穴S形成在模具20與心軸10之間。半成品1B填充模具20。
在夾箝後，半成品1B在模具20中被加熱及加壓。因此，半成品1B之預浸漬體11中之熱固性樹脂被固化以使預浸漬 體11模製為對應於模穴S之形狀。
如圖7之(a)及(b)所示，心軸10隨後從模製為對應於模穴S之形狀之模製產品即桿體1A中取出。隨後，藉由釋放下部模具21與上部模具22之裝配，桿體1A(拉弓桿1)可從模具20中釋放。心軸10可在將桿體1A從模具20中釋放後從桿體1A中取出。
透過此等製程，可製作圖2A所示之拉弓桿1。
雖然圖中未繪示，但是拉弓桿1之頭部1a藉由將以預浸漬體纏繞在核心上所形成之半成品1B安放至模具20中且隨後對半成品連同模具20中之半成品1B加熱及加壓而模製以形成主體連同桿體1A。
在拉弓桿1之製造方法中，模穴S之體積及形狀使用其直徑或直徑變化(錐角)在調整桿體1A之重量分佈、重心及重量之至少一者時在軸向上逐漸改變之心軸10而改變。
具體言之，在上述實施例中，可採用如圖8A示意繪示直徑在軸向上逐漸改變之心軸10A。在心軸10A中，直徑從末梢端H逐漸增大至底端B之部分10a至10e在軸向上配置，其間插入階狀物10f至10i。即，部分10a至10e之錐角相同，但是部分10a至10e之直徑藉由按每個預定距離安置階狀物10f至10i而改變。
在本實施例中，可採用如圖8B示意繪示錐角在軸向上逐漸改變之心軸10B。心軸10B包含部分10j至10n，其中錐角從末梢端H逐漸增大至底端B。即，部分10j至10n之錐角不同且部分10j至10n之錐角按每個預定距離改變。
心軸10B之可複製性及精度比心軸10A更優秀。
模穴S之體積及形狀可藉由調整部分10a至10e及10j至10n之直徑或心軸10A及10B中之直徑變化(錐角)或部分10a至10e及10j至10n之長度(階狀物10f至10i之間隔)而改變。
預浸漬體11之纏繞寬度分佈經調整以對應於模穴S之體積及形狀之改變。即，纏繞在心軸10A或10B上之預浸漬體11之面積在軸向上調整以對應於模穴S之體積及形狀。
因此，可在不改變模具20的情況下微調及易於調整模製在模具20中之桿體1A之重量分佈、重心、重量及類似物。亦可獲得桿體1A之重量分佈、重心、重量及類似物在不改變桿體1A之外部形狀或大小的情況下精確調整之拉弓桿1。
如上所述，在拉弓桿1之製造方法中，可藉由使用直徑或直徑變化(錐角)在軸向上逐漸改變之心軸10改變模穴S之體積及形狀而在不改變模具20的情況下微調及易於調整在模具20中模製之桿體1A之重量分佈、重心及重量。
在拉弓桿1中，可藉由在軸向上逐漸改變軸向孔1b之直徑或直徑變化(錐角)而在不改變桿體1A之外部形狀或大小的情況下精確調整桿體1A之重量分佈、重心及重量。
因此，根據本實施例，拉弓桿1之重量分佈、重心、重量及類似物微調之弦樂器之複數個弓可提供以對應於使用圖1所示之弦樂器之弓之使用者(弦樂器演奏者)之體驗。使用者可基於其體驗選擇及使用弓。
本發明不限於上述實施例，但是可以各種形式修改而不 脫離本發明之概念。
即，圖8A及圖8B所示之心軸10A及10B之形狀僅為本發明之實例且本發明不限於心軸10A及10B之形狀。
舉例而言，在圖8A所示之心軸10A中，具有不同直徑之部分10a至10e及階狀物10f至10i之配置或數量可適當改變。在圖8A所示之心軸10A中，階狀物10f至10i可傾斜。類似地，在圖8B所示之心軸10B中，具有不同錐角之部分10j至10n之配置或數量可適當改變。
在圖8A及圖8B所示之心軸10A及10B中，部分10a至10e及10j至10n之直徑可設為不同的直線形狀或彎曲形狀。模穴S之體積可結合此等形狀改變。
即，在上述製造方法中，可使用具有至少末梢端H整體細於底端B之形狀(錐形形狀)之心軸10以將心軸從已模製產品(桿體1A)中取出。尤其，可使用藉由在製作桿體1A所需之粗細度(模穴S)可得到保證之範圍內改變心軸10之形狀而獲得之心軸。
在調整桿體1A之重量分佈、重心及重量之至少一者時，可製備直徑或直徑變化(錐角)在軸向上逐漸改變之複數個類型之心軸10且可使用所選擇之心軸10改變模穴S之體積及形狀。
在此情況中，可製備具有相同外部形狀及大小且重量分佈、重心、重量及類似物經逐漸調整之複數個拉弓桿1。
根據本發明之拉弓桿1不限於由CFRP形成之上述拉弓桿，但是可使用由GFRP形成之拉弓桿或由CFRP與GFRP之 組合形成之拉弓桿。本發明可廣泛應用於使用纖維及樹脂之複合材料之FRP形成之拉弓桿。
預浸漬體11不限於熱固性樹脂，而是可由熱塑性樹脂形成，諸如耐綸樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂及聚苯硫醚(PPS)樹脂。
拉弓桿1可覆蓋有木紋圖案。因此，可獲得類似於木製拉弓桿之外觀。
拉弓桿1之外部形狀、大小或類似物可藉由改變形成在模具20(下部模具21及上部模具22)中之凹部21a及22a之形狀而改變。
雖然上文已描述及繪示本發明之較佳實施例，但是應瞭解此等為本發明之例示且不得視作限制。可進行增加、忽略、替代及其他修改而不脫離本發明之精神或範圍。因此，本發明不得視作受限於上述實施方式，而僅受限於隨附申請專利範圍之範疇。
1‧‧‧拉弓桿
1A‧‧‧桿體
1a‧‧‧頭部
1B‧‧‧半成品
1b‧‧‧軸向孔
2‧‧‧弓根
3‧‧‧弓弦
4‧‧‧螺絲
10‧‧‧心軸
10-1‧‧‧心軸
10-2‧‧‧心軸
10-3‧‧‧心軸
10A‧‧‧心軸
10a‧‧‧部分
10B‧‧‧心軸
10b‧‧‧部分
10c‧‧‧部分
10d‧‧‧部分
10e‧‧‧部分
10f‧‧‧階狀物
10g‧‧‧階狀物
10h‧‧‧階狀物
10i‧‧‧階狀物
10j‧‧‧部分
10k‧‧‧部分
10l‧‧‧部分
10m‧‧‧部分
10n‧‧‧部分
11‧‧‧預浸漬體
11-1‧‧‧預浸漬體
11-2‧‧‧預浸漬體
11-3‧‧‧預浸漬體
11a‧‧‧傾斜部
20‧‧‧模具
21‧‧‧下部模具
21a‧‧‧凹部
22‧‧‧上部模具
22a‧‧‧凹部
B‧‧‧底端
G1‧‧‧位置
G2‧‧‧位置
G3‧‧‧位置
H‧‧‧末梢端
X1-X1'‧‧‧線
X2-X2'‧‧‧線
圖1係繪製根據本發明之一實施例之弦樂器之弓之平面圖。
圖2A、圖2B及圖2C分別係圖1所示之弦樂器之弓之桿之平面圖、沿著線X1-X1'取得之截面圖及沿著線X2-X2'取得之截面圖。
圖3係圖2A至圖2C所示之拉弓桿之製造方法之透視圖，其中圖3之(a)繪製預浸漬體未纏繞在心軸上之狀態及圖3之(b)繪示預浸漬體纏繞在心軸上之狀態。
圖4係繪示心軸及預浸漬體之形狀與將模製之桿體之重心之間之關係之圖。
圖5係繪示用於製作圖2A至圖2C所示之拉弓桿之一模具之平面圖。
圖6係繪示圖2A至圖2C所示之拉弓桿之製造方法之截面圖，其中圖6之(a)繪示半成品被安放至一模具中之狀態且圖6之(b)繪示模具被夾箝之狀態。
圖7係繪示圖2A至圖2C所示之拉弓桿之製造方法之截面圖，其中圖7之(a)繪示心軸從模製產品(桿體)中取出之狀態且圖7之(b)繪示桿體(拉弓桿)從模具釋放之狀態。
圖8A係繪示心軸之直徑在軸向上逐漸改變之實例之示意圖且圖8B係繪示心軸之錐角在軸向上逐漸改變之實例之示意圖。
1‧‧‧拉弓桿
1a‧‧‧頭部
1A‧‧‧桿體
2‧‧‧弓根
3‧‧‧弓弦
4‧‧‧螺絲
B‧‧‧底端
H‧‧‧末梢端

Claims (4)

  1. 一種用於弦樂器且由纖維強化塑膠形成之拉弓桿之製造方法，其包括以下步驟：將用樹脂浸漬纖維所形成之一預浸漬體纏繞在朝向一末梢端而直徑逐漸減小之一心軸上；將以該預浸漬體纏繞在該心軸上所形成之一半成品安放於一模具中；藉由對該模具中之該半成品加熱及加壓而使該半成品模製為對應於形成於該模具與該心軸之間之一模穴之一形狀；將該心軸從模製成對應於該模穴之該形狀之一已模製產品中取出以獲得一長且中空桿體；及藉由使用直徑或直徑變化在一軸向上逐漸改變之該心軸來改變該模穴之該形狀而調整該桿體之該拉弓桿之重量分佈、重心及重量之至少一者。
  2. 如請求項1之拉弓桿之製造方法，其中在調整該桿體之該重量分佈、該重心及該重量之至少一者時，可藉由製備直徑或直徑變化在該軸向上逐漸改變之複數個類型之心軸及選擇性地使用該複數個類型之心軸中之一心軸而改變該模穴之該形狀。
  3. 如請求項1或2之拉弓桿之製造方法，其中事先基於該模穴之該形狀調整纏繞在該心軸上之該預浸漬體之面積。
  4. 一種用於弦樂器且由纖維強化塑膠形成之弦樂器之拉弓桿，其包括： 一桿體，其具有朝向一末梢端而直徑減小且經模製為一長且中空形狀之一軸向孔，其中藉由在一軸向上逐漸改變該軸孔之該直徑或直徑變化而調整該桿體之該拉弓桿之重量分佈、重心及重量之至少一者。
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