WO2021246738A1 - 복수의 음향판을 가진 악기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향판을 사용하여 발현하는 악기류의 구조설계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 악기의 넓은홀에서의 연주를 위한 음량증대와 아름답고 우아하며 폭넓은 음악적 표현을 위해 음향효과의 극대화를 실현하기 위한 악기의 구조설계에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 여러개의 각각 특수한 구조로 설계된 음향판을 동시에 사용하여 음량을 크게 증폭시키며, 본 발명에 의한 새로운 악기 설계요소인 경사음향판(4), 축소음향판(5), 입체브릿지(7), 소리증폭기가 달린 입체브릿지(8), 소리증폭기(17), 나팔형 공명파이프(18), 음향판의 홈(21), 입체음향판(23)등의 여러요소들을 서로 조합하여 사용함으로써 좋은 악기가 갖추어야할 여러 가지 요소인 큰 음량과 소리의 색체감, 다양한 소리개성, 소리의 입체감, 배음의 풍부함, 음의 깊이감등 음향효과의 극대화를 가져와 악기 연주시 음악적 폭을 넓혀 하나의 악기로써 웅장하고 스펙트럼이 넓은 오케스트라와 같은 연주가 가능하도록 악기를 설계한데에 그 특징이 있다

Description

복수의 음향판을 가진 악기

본 발명은 음향판(목재,금속,합성소재,또는 가죽등)을 사용하여 소리를 발현하는 악기류(현악기,찰현악기,기타,기타족악기,바이올린,바이올린족악기,피아노,호궁류악기등)의 구조설계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본발명에 의해 특수하게 고안된 여러개의 음향판을 한 악기내에서 동시에 사용하여 악기소리의 음량을 크게 키우고 악기의 연주시 음향효과를 극대화하며 또한 그 외에 본발명에 의해 새로이 고안된 악기설계요소인 경사음향판(4),축소음향판(5),입체브릿지(7),소리증폭기가 달린 입체브릿지(8),나팔형 공명파이프(18),음향판의홈(21),입체음향판(23)등 여러요소들을 조합하여 형성함으로써 악기연주시 음향효과를 극대화하여 아름답고 화려한 연주를 할수 있게하여 음악적 표현의 폭을 넓혀 웅장하고 스펙트럼이 넓은 오케스트라와 같은 연주를 하나의 악기로써 가능하도록 한 악기구조 설계에 관한 것이다.

기존의 음향판을 사용하여 발현하는 악기에 있어서는, 한두개의 음향판만을 사용하도록 설계되어 있어 악기연주시 큰음량을 내는데 한계가 있어 넓은 홀에서의 연주시나 오케스트라등과의 협연시에 음량이 작아 무대에서 먼 청중들에게 소리가 충분히 전달되지 않거나 다른 악기들의 소리에 묻혀 독주악기로서의 선율이 이어지지 않고 끊어지는등 음악의 흐름에 있어 단절성이 발생하여 음악적 표현에 지장을 초래하는 경우가 자주 발생하는 문제점이 있으며 또한, 그 간단한 구조로 인해 단순한 음질의 소리만을 낼 수밖에 없어 좋은 악기가 요구하는 높은수준의 음향효과 즉, 풍부한 음량, 음의 입체감, 색체감이 있는 미려한 음색, 배음의 풍부함, 풍부한 공명, 음의 깊이감, 다양하고 개성적인 음색의 구사등이 부족하여 풍부한 음향효과를 낼수 없어 연주가 비교적 단순하여 보다 더 아름답고 화려하며 폭넓은 음악적 표현을 하는데 있어 한계점을 가지고 있는 문제점이 있었다.

(선행기술문헌)

비특허문원 0001

Acoustic Guitar, Hal Leonard Coporation Teja Gerken, Michale Simons, Frank Ford, Richard Johnston ISBN 978-0-634-07920-7 , 154~155쪽 Cross or X-bracing

비특허문헌 0002

Violin-making, Alpha Editions Edward Heron-Allen ISBN 978-93-89465-13-6, 147~154쪽 The Interior Of The Violin

[발명의 개시]

본 발명은 음향판을 사용하여 발현하는 악기류에 있어서, 본 발명에 의한 여러개의 특수하게 고안된 음향판을 사용하여 악기를 설계하므로써 악기 소리의 음량을 풍부하게 키우며 또한, 본 발명에 의한 여러 가지 새로운 악기 설계요소들을 조합하여 형성하므로써 악기연주시 좋은 악기가 갖추어야할 음향효과인 풍부한 음량, 음의 입체감, 색체감이 있는 아름다운 음색, 배음의 풍부함, 풍부한 공명, 음의 깊이감, 개성적인 음색, 다양한 음색 구사등의 음향효과의 극대화를 가져와 악기 연주시 폭넓은 음악적표현을 가능케 함으로써 하나의 악기로서 웅장하고 스펙트럼이 넓은 연주가 가능하도록 악기를 설계한데에 그 특징이 있다. 그 과제를 해결하는 방법으로서, 본 발명에 의한 특수하게 설계된 여러개의 음향판 및 새롭게 고안된 요소 즉, 경사음향판(4),축소음향판(5), 소리증폭기(17), 입체브릿지(7), 소리증폭기가 달린 입체브릿지(8), 나팔형 공명파이프(18), 음향판의 홈(21), 입체음향판(23)등의 여러고안들을 조합하여 한악기 내에서 동시에 사용하므로써 음향효과의 극대화를 가져오고 음악적 표현을 넓혀, 한악기로서 오케스트라와 같은 웅장하고 스펙트럼이 넓은 연주가 가능하도록 한 데에 그 특징이 있다.

보다 구체적으로 본 발명의 요소와 효과를, 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 (도1)과 같이 여러개의 특수한 음향판을 한악기에 동시에 사용하고 각 음향판에 있어서는 본 발명에 의해 고안된 특수한 음향판의 구조적 요소들을 각각 적용시키고, 그 외에 새로이 고안된 다른요소들을 조합시켜 형성함으로써 악기 연주시 여러개의 음향판이 한꺼번에 동시에 울림으로써 이루어지는 음량 증대와 음의 입체감과 여러개의 다양한 구조의 음향판 들에서 나오는 개성적인 음색등으로 악기 연주시 폭넓은 음악적 표현을 가능케한다.

(도2)는 종래의 악기구조로서,

하나의 공명공간에서만 소리가 발현되고 그구조의 단순함으로 인해 음색 또한 단순하여 연주가 비교적 단조로울수 밖에 없다.

본 발명에 의한 경사음향판(4)에 있어서,

(도3)에서 보는 바와 같이 다른 음향판들과 달리 경사지게 형성되어 있어 소리의 음파진행이 원활해져 다른 음향판들에서 나오는 음파와 잘 섞여 공명되어 풍부한 공명감과 개성적인 음색의 발현등 음향효과의 향상을 가져온다. 또한 악기 내부에서 공명공간을 가로질러 대각선 방향으로 형성됨으로써 그길이가 길어져 음향판의 면적이 커지므로 악기의 음량증대를 가져올수 있다.

축소 음향판(5)에 있어서,

음향판의 크기가 다른 음향판과 같지않고 축소시켜 형성하여 악기소리의 발현시 일부는 소리를 공명하고 나머지 부분의 공간은 소리를 통과시켜 음파의 흐름을 가속화 시키고 다양화 시켜 음색변화 및 공명감의 향상과 여러개의 음향판들과 같이 어울려 (도4)에 있어서의 파형 원리도와 같이 음의 입체감을 가져오도록 한 것이다. (도4)는 음파 파형원리로서 (가)는 하나의 음향판만 사용한 악기의 음파의 모양이며 (나)는 3개의 음향판으로 설계된 악기의 음파가 합쳐져 입체화를 이루게 되는 음의 입체화의 원리를 설명하는 그림이다. 또한 축소 음향판(5)은 음향판의 중량의 가벼움으로 인해 발현시 소리공명이 쉽게 이루어지므로 악기연주의 용이성도 가져온다.

소리증폭기가 달린 입체브릿지(8)에 있어서,

(도5)와 같이 음향판의 아래쪽으로 그 내부에 여러개의 격자살대(16)로 되어 있는 소리증폭기(17)를 형성하고 아래쪽의 음향판으로 소리진동을 전달하기에 효율적인 형태인 입체브릿지(7)를 결합하여 일체로 형성한다. 악기연주시에 여러개의 음향판을 한번의 탄현으로 동시에 전부 진동시키기 위해서는 많은 에너지가 필요하므로 앞쪽의 음향판의 소리진동을 크게 증폭시켜 다음의 음향판으로 전달할 필요가 있다. 소리증폭기(17)의 구조는 내부에 여러개의 격자살대(16)를 설치하여 음향판의 강성을 높이고 그위를 얇은 판상의 목재 또는 합성수지로 덮개판(26)을 덮어 밀폐시킴으로써 수많은 독립된 공명공간들이 형성되어 각각 공명함으로써 소리진동을 크게 증폭시키며, 소리진동 전달에 효율적인 형태인 속이 비어있는 형태의 입체브릿지(7)와 일체로 결합시킴으로써 소리진동의 전달에 있어서 시너지 효과를 낼수 있다.

입체브릿지(7)에 있어서,

여러개의 음향판이 동시에 소리를 발현하기 위해서는 앞쪽판의 진동에너지가 그다음의 음향판으로 에너지의 손실을 최소화 하여 최대한 전달되어야 한다.

(도3)에서 보는 바와같이 일련의 음향판과 음향판을 연결하여 소리진동에 효율적인 4각형의 입체의 형태로서 중량을 줄이기 위해 그 속이 비어있고 가볍고 강한 재질의 목재나 합성수지등을 사용하여 형성하고 현이 걸리는 바로 아래의 위치에는 좀더 단단하고 강한 재질의 브릿지심(14)을 형성하여 직접적으로 소리진동이 아래쪽 음향판으로 전달될수 있도록 소리진동 전달에 효과적인 입체형태의 입체브릿지(7)를 형성하여 소리진동 에너지가 각각의 음향판들에 잘 전달될 수 있도록 한 구조이다.

입체음향판(23)에 있어서,

두 개의 음향판을 하나로 격자살대(16)에 의해서 결합시킨 형태로, 두 개의 음향판이 하나로 합해져 강한 강성을 가진 음향판이 되어 다이나믹한 소리의 발현이 가능하게 되며 두음향판에서 나오는 소리가 하나로 합쳐져 입체적인 음색이 발현되며 격자살대(16)에 의해서 만들어지는 수많은 4각형의 밀폐된 공명공간들의 집합체에 의해 공명효과의 증대 및 음량의 증대를 가져오게 된다.

나팔형 공명파이프(18)에 있어서,

앞쪽의 공명공간에서 발현된 소리가 다음의 공명공간으로 이동할때 응원용 맨손 마이크와 같이 인입부는 좁고 퇴출부는 넓은 나팔형의 공명 파이프를 음향판에 형성 함으로써 도(8)에서와 같이 소리의 회절현상에 의해 음파가 확대되어 나감으로써 음량이 증대된다.

(도3)과 같이 하나의 음향판에 여러개를 형성하며 음향판의 진동에너지의 감소를 최대한 방지하기 위해 아주 얇고 가벼운 목재나 합성수지를 사용하여 형성한다. 사운드 홀(9)에는 사운드홀의 크기와 동일한 크기로 퇴출부를 일치시키고 아래쪽의 음향판에 좁은 허리부분을 고정하여 여러개의 음향판들로부터 나오는 소리를 증폭하여 악기밖으로 내보내어 웅장한 음량의 연주를 가능케한다.

(도8)의 (가)는 음향판에 형성된 나팔형 공명파이프(18)의 구조이며 (나)는 사운드홀(9)에 형성한 나팔형 공명파이프(18)의 구조이다.

음향판의 홈(마이너스 브리이싱)(21)에 있어서,

일반적으로 음향판을 사용하는 악기에 있어서는 악기의 음정을 조정하기 위해서 음향판의 뒷면에 돌출된 형태의 살대(15)를 부착하는 방법(브레이싱)을 사용한다. 이와는 반대로 본 발명에 있어서는 도(9)와 같이 음향판상에 음각을 하여 움푹들어간 일련의 홈을 형성하고 얇고 가벼운 재질의 판재(덮개판(26))을 덮어 공간을 밀폐하면 음향판의 중량은 줄어들고 강성은 증가되어 공명효과가 증대되어 음량의 증대와 강한톤의 소리를 낼수 있게 되며 악기의 음정을 용이하게 조정할수 있게 된다. 악기의 제작자들은 음향판의 무게를 줄여 작은 에너지에도 악기가 잘 공명될수 있는 악기를 만들기 위해 항상 고심하고 있는데 그 해결책으로 음향판의 두께를 낮추는 방법을 자주 사용하고 있다. 그러나 음향판의 재질(목재,합성수지 등)은 각 소재가 가지는 재료의 특성에 있어 한계 두께 이상이 되어야만 소리진동에 잘 반응하여 음악적으로 공명할수 있고 그 한계 두께를 초과하여 지나치게 얇게 제작하게 되면 음정이 불안하거나 음색이 아름답지 않게 되며 내구성에도 문제가 발생하게 된다. 본 발명에 있어서는 음향판의 소재의 특성을 살릴수 있는 범위의 최소한의 두께를 사용하고 음향판상에 홈을 파서 공간을 만들어 그위를 가볍고 강한 가벼운 소재로 얇게 덮개판(26)을 덮어 음향판의 중량은 줄어들고 음향판의 강성은 증가되어 큰음량의 연주가 가능하도록 고안된 것이다.

또한 덮개판(26) 위에 종래의 일반적인 방법의 살대를 부착하는 방법의 브레이싱을 추가하여 형성하면 개성적인 음색과 더욱더 강한 톤의 발현이 가능해진다.

홈의 모양은 도(10)과 같이 나선형(가)과 격자형(s)및 부채살(다)의 형태로 할수 있으며 그 외에 제작자가 추구하는 소리개성에 따라 무한한 형태로 디자인 할수 있다.

본 발명에 의한 여러요소들을 조합하여 설계할수 있는 악기로는 대표적으로 기타족악기와 바이올린족 악기, 피아노등 음향판을 사용하여 발현하는 모든 종류의 악기에 적용이 가능하다.

(도11)은 본 발명을 바이올린에 적용한 예이며 (도12)와 (도13)은 피아노에 적용한 예이다.

이와같이, 본 발명에 의한 특수한 구조의 여러개의 음향판과 그 외 새롭게 고안된 여러요소들을 조합하여 악기를 설계함으로써 악기의 음량증대와 음향효과의 극대화를 가져와 한악기로서 오케스트라와 같은 웅장하고 폭넓은 연주가 가능하도록 악기를 설계한 데에 그 특징이 있다.

(도1) 본 발명에 의한 악기의 다양하게 구성된 내부 구조를 보여주는 단면 사시도.

(도2) 종래 악기의 내부를 보여주는 단면 사시도.

(도3) 본 발명에 의한 악기의 구조 단면도.

(도4) 음의 입체화의 원리를 설명하는 음파파형도.

(도5) 본 발명에 의한 소리증폭기가 달린 입체브릿지(8)의 단면도 및 평면도.

(도6) 본 발명에 의한 소리증폭기(17)의 악기 내의 설치 위치도.

(도7) 입체브릿지(7)의 구조를 확대하여 보여주는 입체브릿지(7)의 단면 사시도.

(도8) 음향판에 형성한 나팔형 공명파이프(18)의 사시도(가) 및 사운드홀(9)에 형성한 나팔형 공명파이프(18)의 사시도(나).

(도9) 음향판에 형성한 음향판의 홈(21)의 평면도 및 단면도.

(도10) 음향판의 홈(21)의 여러가지 형태의 예를 도시한 그림.

(도11) 본 발명에 의한 바이올린족 악기의 한 예를 보여주는 단면도.

(도12) 기존의 피아노 음향판의 전면 및 배면의 구조도.

(도13) 본 발명에 의한 복수의 음향판으로 설계된 피아노 음향판의 전면(가,다)과 배면(나,라)의 구조도.

(부호의 설명)

1. 음향판

2. 옆판

3. 뒤판

4. 경사 음향판

5. 축소 음향판

6. 브릿지

7. 입체브릿지

8. 소리증폭기가 달린 입체브릿지

9. 사운드 홀

10. 지판

11. 힐

12. 헤드

13. 줄감개

14. 브릿지 심

15. 살대

16. 격자살대

17. 소리증폭기

18. 나팔형 공명파이프

19. 넥

20. I형 연결브릿지

21. 음향판의 홈(마이너스 브레이싱)

22. 사운드 포스트

23. 입체음향판

24. 상목

25. 소리이동구멍

26. 덮개판

Claims (8)

1. 음향판을 사용하여 발현하는 악기류에 있어서, 여러개의 음향판을 하나의 악기에 동시에 사용하여 공명공간을 여러개로 분리시킴으로써 풍부하며 다양한 소리의 공명을 이끌어내며, 여러개의 각각의 음향판에 다양하고 새로운 고안들을 각각 적용시킴으로써 음량의 증대는 물론 개성적인 음색의 발현, 음의 깊이감, 음의 입체감등 악기 연주시에 필요한 고차원적인 음향효과를 실현하여 하나의 악기로써 오케스트라와 같은 웅장하고 스펙트럼이 넓은 연주가 가능하도록 설계한 악기.
2. 제1항에 있어서,

   음향판이 다른 음향판과 평형하지않고 경사지게 형성 됨으로써 소리음파의 진행을 원활하게 하여 다른 음향판에서 나온 음파와 서로 잘섞여 공명됨으로써 개성적인 음색과 음향효과의 향상을 가져오고, 악기내부의 공명공간을 대각선 방향으로 가로질러 음향판이 형성되므로 음향판의 면적이 커짐으로써 악기 음량의 증대를 가져올수 있도록 경사음향판(4)을 형성한 것을 특징으로 하는 악기.
3. 제1항에 있어서,

   음향판이 다른 음향판과 그 크기가 같지않고 작게 형성하여 음향판의 일부는 소리를 공명하고 나머지부분은 소리를 통과시켜 악기내부의 음파의 흐름을 다양화 시켜 음색의 변화와 공명의 향상을 가져오도록 하며, 음향판의 중량이 가벼워 쉽게 울릴수 있으므로 연주의 용이성을 가져올수 있도록 그 크기를 축소한 축소음향판(5)을 형성한 것을 특징으로 하는 악기.
4. 제1항에 있어서,

   여러개의 음향판으로 설계된 악기에 있어서 한번의 탄현으로 각각의 음향판을 동시에 발현하기 위해서는 앞쪽 음향판의 진동에너지를 최대한 증폭시켜 다음의 음향판에 전달해야 하므로, 격자살대를 내장시키고 그 위를 얇은소재의 덮개판을 덮어 공간을 밀폐시킴으로써 격자살대에 의해 여러개의 4각형의 공명공간으로 나누어져 공명효과를 키울수 있는 구조의 소리증폭기와 함께 이렇게 증폭된 소리의 진동을 다음의 음향판에 에너지의 손실없이 최대한 전달키위해 고안된, 중량을 줄이기위해 속이 비어있고 진동의 전달에 효율적인 4각형의 입체형태의 입체브릿지를 하나로 일체화시켜 소리의 진동을 전달하는 데에 시너지 효과를 낼수 있도록 "소리증폭기가 달린 입체브릿지(8)"를 음향판에 형성한 것을 특징으로 하는 악기.
5. 제1항에 있어서,

   두 개의 음향판을 하나의 음향판으로 격자살대에 의해 일체화 시킨 음향판에서 발현되는 강하고 입체적인 음색과 격자갈대에 의해 만들어지는 수많은 4각형의 밀폐된 공명공간들의 집합체에 의한 공명효과의 증대 및 음량의 증대를 가져올수 있도록 입체음향판(23)을 형성한 것을 특징으로 하는 악기.
6. 제1항에 있어서,

   여러개의 음향판이 동시에 진동에너지를 전달받아 소리를 낼수 있도록 하기위해 일련의 음향판과 음향판을 연결하여 소리를 전달하는 브릿지에 있어 진동에너지의 감소를 최소화하기 위해 얇고 가벼운 재질을 사용하고 중량을 줄이기 위해 속이 비어있는 형태이며 진동 에너지 전달에 효율적인 형태인 4각형의 입체형태이고 또한 직접적으로 소리진동을 전달키위해 음향판의 현이 걸리는 부분의 바로 아래에는 단단하면서도 가벼운 재질의 브릿지심을 사용하여, 각각의 음향판에 수직방향으로 연속하여 일렬로 입체브릿지(7)를 형성한 것을 특징으로 하는 악기.
7. 제1항에 있어서,

   앞쪽의 공명공간에서 공명된 소리가 다음의 공명공간으로 이동할때의 이동통로에 있어 소리의 인입부는 좁고 퇴출부는 넓은 응원용 맨손 마이크와 같은 형태의 소리이동용 파이프를 형성함으로써 소리가 통과할 때 음파의 회절현상에 의해 음파가 확대되어 음량이 증가되도록 음향판과 사운드홀에 나팔형 공명 파이프(18)를 형성한 것을 특징으로 하는 악기.
8. 제1항에 있어서,

   일반적으로 음향판을 사용하여 발현하는 악기에 있어서 음정을 조정하기 위해 음향판의 뒷면에 돌출된 형태의 살대를 부착하는 방법(브레이싱)을 사용하나, 이와는 정반대로 음향판상에 음각의 움푹들어간 모양으로 일련의 홈을 형성하고 그위를 얇고 가벼운 재질의 판재를 덮어 공간을 밀폐시키는 방법으로(마이너스 브레이싱) 음향판의 중량은 줄이고 강성은 높여 공명효과를 증대시켜 악기의 음정을 쉽고 용이하게 조정할수 있고 음량의증대와 연주의 용이성을 실현할수 있도록 음향판의 주변부와 중앙부에 음향판의 홈(21)을 형성한 것을 특징으로 하는 악기.

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