专利名称：新型笛子结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中国传统民族乐器，具体涉及笛子。
背景技术：
近年来，围绕着如何进一步改善笛子的性能、丰富笛子的表现力，广大的专业和业余音乐工作者以及乐器制作部门进行了不懈的努力，使笛子的改革已经颇有成效，出现了一些比较成功的例子。其中，有以增加半音解决部分转调问题的各类多孔笛；有以保持笛子的基本演奏法，增加笛子半音，解决笛子转调问题，增加笛子的音域，变换笛子音色为目的的加键笛；有将高、中、低三种笛子绑在一起使用以增加笛子的音域，增加音色对比的“排笛”；有将笛塞改成滑动式，以改善笛子的滑音、半音的音色，增加笛子音域的“活塞笛”；有设制调节笛膜松紧的开关，以稳定笛子音色的“调膜笛”等等，品种多样，不一枚举。这些经改良的笛子尽管还有待于深入探讨，但是对笛子进行改进的尝试毕竟改善了笛子的性能，丰富了笛子的表现力，在不同的程度上使笛子克服了原有的缺点，并使笛子的改革工作迈出了可喜的一步。尽管如此，目前的笛子仍存在许多不足，比如相对其它乐器来说音准较差、音域太窄、半音不全、音色不稳定、演奏滑音很有限等等。这些缺点除了与笛子选材以及制作工艺有关而外，最重要的是与笛子结构有关，也就是说，现有笛子的结构不合理，因此导致笛子在音准和音色方面存在许多不足1、笛管粗细端的布置不合理在制笛的竹材中，内径完全均匀的竹材是极少的，而绝大部分竹材是粗细不均的。千百年来，人们常习惯于将粗的一端放在上端作为笛头，而将细的一端放在下端作为笛尾，使笛子的结构成为倒锥体，这是不合理的其一，倒锥体是造成音不准的主要因素。因为倒锥体结构的笛子由于不均匀截面积的引入，使泛音与基音变得不谐和，而与谐音差一个小的百分数，所以，严格说来，任何锥体的音准都是有一定差距的，只有内径均匀管才比较准，也就是说，泛音与基音的音程关系与笛管的长短、粗细无关，而与内径均匀状况有关。在倒锥体结构的笛子中，两端粗细差别越大，则八度音程关系越小，即高音越低，低音越高，虽然靠笛塞可以作调解，但是，是很有限的。
其二，倒锥体结构不符合笛子发音的最佳比例。根据对各调笛子的分析可以发现笛管的有效长度往往是笛管内直径的20倍左右，符合这个比例的笛子音色正常，不符合这个比例的笛子的音色特点就受到影响。按照这种比例，笛子越短，内径越小；笛子越长，内径越大，长度和内径成正比关系。而倒锥体结构的笛子虽然从大小来看是符合比例的，但从具体笛子本身的发音孔来看却成了反比关系，即空气柱越长，内直径越小；空气柱越短，内直径却越大，这就违反了笛子空气柱长度应与内直径成正比关系的原则。
其三，倒锥体结构影响笛子的音色。倒锥体结构的笛子笛头一端内径大，笛尾一端内径小，使得笛子在共振时声阻略小(两端粗细差别越大，共振时声阻越小)，而在反共振时，声阻略大(两端粗细差别越大，反共振时声阻越大)。共振时声阻越小，越容易使共振散失，而不利于共振；反共振时声阻越大，越不容易使反共振散失，而使反共振得到保持，因此，倒锥体结构的笛子不利于共振，而利于反共振，并且不利于声音向外辐射，所以，倒锥体结构使笛子的音色受到了影响。
2、笛尾长短不规则笛尾作为笛身的一部分，它是笛子筒音空气柱长度的延伸，因此，它的长短必定影响某些泛音的发出。
目前，现有笛子中有的只有后出音孔，而无前出音孔；有的前后出音孔都有；有的既无前出音孔，也无后出音孔，因此，笛尾也是长短不一的，即使是前后出音孔都有的笛子，笛尾的长短也不尽相同。前出音孔的设置和位置完全是盲目的，有人说是为调音，实际上，前出音孔所能调的音后出音孔也完全能办到。所以，长期以来，实际上是忽视了笛尾的设置问题。根据以上分析，既然笛尾的长短心定影响某些泛音的发出，那么，笛尾长短的不规则状况就是许多笛子高音难以发出的主要原因所在。
3、笛塞的结构和材质不合理笛塞是笛子重要的组成部分，它阻塞在吹孔的一边，使笛管内振动的空气在它的反射下沿笛尾方向运动，它是笛管空气柱的顶端，是笛管振动的起点，因此，笛塞的质量直接影响着笛子的振动，影响着笛子的音色。
现今大多数笛塞由软木制成，或由碎纸等混合物填塞而成，这些材料有一定的伸缩性，能随笛管内壁的形状而变化，堵塞较严密，制作简便、不易跑气，但是，这些材料结构松软，光洁度差，所以，这种笛塞不仅不能对笛管内气流的振动起到很好的反射作用，反而在某种程度上抵消了气流的振动，并且，也使笛身的振动受到影响，因此，使用这些材料制成的笛塞不利于改善笛子的音量和音色。
4、笛头长度长短不一、任意取舍乐器任何部位的存在都应该是有意义的。笛头作为笛子的组成部分，是笛子竹管向笛尾相反方向的延伸，它和笛尾相呼应，构成笛子头尾相平衡的态势，笛头的存在是符合人们的审美观念的。但笛头的设置一直是盲目的，长短不一、任意取舍。
在笛子结构中，笛塞将笛管内的空气柱分为两个部分。通常所说的“笛管空气柱”是指笛塞以下的部分，笛子的振动发音都是在这一部分进行的。笛塞以上的部分，由于笛塞的隔绝不参与笛子的发音和振动，成为一个孤立的空气柱。
任何空气柱都具有一定的体积，被激荡以后会发出一定的音高，当周围有这个音高发音时，就会引起这个空气柱的“共振”，所以，笛头的空气柱虽然本身不能发音，但是，它能和一定的音高发生共振。如果能使笛子组成部分中这个孤立的空气柱与笛子音阶中的某些音发生共振，那么，必然增加笛子这些音的“谐振”，而利于笛子的振动和音色。尽管这种“共振”是微小的，但却是有利的，也是必要的。以上分析表明，盲目地设置笛头是错误的，往往造成笛头不但不能与笛音发生共振，反而有碍于笛子的振动，起到反共振的作用。
发明内容
本实用新型目的是通过改进现有笛子结构的方式来改善笛子的音准和音色，从而进一步改善笛子的性能、丰富笛子的表现力。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种新型笛子结构，其主体由笛管构成，笛管内设有笛塞，笛管上排列有吹孔、膜孔以及至少六个音孔，将笛管细的一端作为笛头，粗的一端作为笛尾，使笛管布置呈正锥体结构；笛尾的长度为一个全音长度的共鸣管；笛塞采用表面坚硬、光洁的塞体结构。
上述技术方案中的有关内容和变化解释如下1、关于笛管呈正锥体结构布置的说明本方案将笛管结构由原来的倒锥体改为正锥体，即将细的一端作为笛头，粗的一端作为笛尾，以首尾内径相差1mm左右(但不超过2mm)为最好。这种结构的笛子虽然也由于不均匀截面积的引入，使泛音与基音变得不谐和，与谐音差一个小的百分数，使基音与泛音的音程关系发生一定的变化，但是，正锥体结构和倒锥体结构的变化恰恰相反。在正锥体结构中，两端粗细差别越大，不是八度关系越小，而八度关系越大了，即高音越高，低音越低。而这种现象是容易靠笛塞调解的，可以将笛塞向上顶，使其向笛头方向移动，而且余地很大。所以，正锥体结构的笛子虽然也存在基音与泛音的音程关系不准的问题，但是，可以靠调节笛塞来予以纠正，因此，正锥体结构大大地改善了笛子的音准。
正锥体结构基本符合笛子发音的最佳比例。正锥体结构的笛子本身以及各音孔所形成的空气柱长度与内直径成正比关系，即空气柱越长，内直径越大；空气柱越短，内直径越小，这种正比关系是符合笛子发音最佳比例的原则的。
正锥体结构的笛子笛头一端内径略小，笛尾一端内径略大，使得笛子在共振时声阻略大(两端粗细差别越大，共振声阻越大)，而在反共振时，声阻略小(两端粗细差别越大，反共振声阻越小)，因此，恰恰相反，正锥体结构的笛子利于共振，不利于反共振，并且，由于笛管的小幅张开对于声音的辐射更为有效，所以，正锥体结构，有利于改善笛子的音色。
那么，正锥体结构的笛子会不会太费气呢？其实不必担心，管乐器费气与否取决于该乐器是否容易发音以及发音的饱和点状况，既然正锥体结构的笛子容易发音，而且共振好，那么就容易得到较好的发音饱和点，是不会费气的。更何况排气量大小决定于“风门”的大小和气流压力的大小，而这些又完全是由演奏者控制的，而不是完全受客观条件制约的，所以，这一点无须顾虑。
实践证明，正锥体结构的笛子远远优越于倒锥体结构的笛子，正锥体结构对改善笛子的音准和音色，充分地利用竹材具有一定的意义。
2、关于笛尾长度以及出音孔的设计本方案笛尾的长度为一个全音长度的共鸣管，也就是说，如果筒音作 的话，笛子全长所发出的音应该是 根据泛音原理，这个以 为基音的空气柱，它的泛音列是 4、 该泛音列中 4、 能与笛子音阶中同度的音和八度的音引起谐振，其中 4、 是筒音作 的主音，筒音作 的下属音，筒音作 的属音，而其中的 是筒音作 的主音，筒音作 的属音，筒音作“1”的下属音，这几个调又是笛子常用的调，加强这几个调骨干音的谐振是具有一定意义的。而尤其值得注意的是该泛音列中 三个音里笛子高音区比较关键的三个音，这三个音的介入，加强了笛子这三个音的谐振，那么，再依靠“交替指法”，这三个音必然就容易发出了。在笛子中，这三个音能发出，整个高音区的问题就相对地解决了(高音中其他几个音 可以作为筒音泛音列中的音)。随着，就是前出音孔问题，前出音孔存在的意义是不大的，它的调音功能可以由后出音孔替代，如果作为装饰的话，也未必好看。它的存在却破坏了笛尾共鸣的作用，而且破坏了高音区“交替指法“的运用，影响了高音的发出，也破坏了笛子的筒音及其泛音与其他各音孔所发出的音的音色统一。所以，不应该设前出音孔，而应该使笛子尾部成完整一体，起到笛管空气柱共鸣管的作用，并加强声音的辐射，使它在特定的条件下成为笛子筒音空气柱长度的延伸。
实践证明，不用前出音孔，稍扩大后出音孔，使笛尾保持一个全音的长度，大大地改善了笛子的高音区，并扩大了笛子的音域，在保证笛子内壁基本平整光滑、笛膜不太松的条件下，再使用“交替指法”，笛子的音域可达两个八度另四五个音。在常用音域中，高音区是轻松易奏的，同时，在一定程度上改善了笛子各个音区的音色。
3、关于笛塞的改进实验证明，采用质地坚硬、结构紧密、表面光洁度高、振动系数好的材料制作笛塞有利于改善笛子的音量和音色。
银、铜、不锈钢、乌木、红木、竹、有机玻璃等材料基本符合以上条件，经加工后，可作笛塞使用，但由于这些材料质地坚硬，缺乏伸缩性，为防止笛塞和笛管之间因不严密而跑气，可涂以油脂，或在中间夹一层软木，以丝扣固定，铆住，然后打磨抛光，参见附图2所示。
笛塞的厚度等于笛子内径为好，不宜过厚，太厚的笛塞容易影响笛身的振动。
4、关于笛头长度的设计本方案中，笛头的长度宜选择在吹孔至后出音孔距离的45％～55％，最佳在50％左右。从理论上讲，1/2的长度是笛子筒音高八度的空气柱长度，但由于发音状况不同和笛管内径不一致等原因，实际上这个长度的笛头音高是筒音上方纯五度音，也就是说，笛头空气柱共振音高宜选择在笛子第四孔(九孔笛的第七孔)所发的音高上。
如果筒音作 的话，第四孔所发的基音是“2”，笛头空气柱的共振音高也就是这个“2”。该音的泛音列是2、 那么，当笛子吹出该泛音列中的这些音时，必然引起笛头空气柱某种程度的共振。
笛头空气柱选择这个高度的优点在于该空气柱的基音以及其第一泛音、第三泛音属于筒音作“1”的属音，是常用调筒音作 的小调的主音，其第二泛音属于筒音作 的小调的主音，它的音高与笛子常用音域中最高的音相同，所以，加强这些音的谐振是必要的。并且，笛头空气柱选择这个高度使笛头的长度适宜，使笛子的各个部分较为协调、匀称。
由于笛管内壁的不规则现象，笛管各段粗细不均，因此，以上所提到的笛头长度只能是大概的距离，具体测量笛头的音高可用嘴试吹，使其音高同于笛子第四孔(九孔笛第七孔)音高。
以上分析表明，盲目地设置笛头是错误的，往往造成笛头不但不能与笛音发生共振，反而有碍于笛子的振动，起到反共振的作用。合理的笛头设置，会增加笛子的振动，有利于改善笛子的音色。
5、关于铜套接头的改进上述方案中，为了使铜套接头结构保证在一定范围内调整音高的同时，对笛子发音音准和音色更加有利，当笛管由两段拼接构成时，铜套接头采用内外双套结构为最佳，而且外套长度为笛管内径的三倍为宜，参见附图3所示。
6、关于笛子音孔数量问题本方案笛子的音孔数量至少为六孔，因此可以制成六孔笛、九孔笛、十一孔笛等笛子的形式。
附图1为本实用新型九孔笛结构示意图；附图2为本实用新型夹层笛塞结构示意图；附图3为本实用新型内、外双层套结构示意图。
以上附图中1、笛管；2、笛头；3、笛尾；4、笛塞；5、吹孔；6、膜孔；7、第一孔；8、第二孔；9、第三孔；10、第四孔；11、第五孔；12、第六孔；13、第七孔；14、第八孔；15、第九孔；16、铜套接头；17、后出音孔；18、软木层；19、硬质层；20、内套A；21、外套A；22、内套B；23、外套B；L1、笛头长度L2、笛尾长度。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一参见附图1所示，一种新型九孔笛结构，其主体由竹制笛管1构成，笛管1一端略粗，另一端略细，粗细端内径之差一般控制2mm内，最好控制在1mm内。将笛管1细的一端作为笛头2，粗的一端作为笛尾3，使笛管1布置呈正锥体结构。
笛管1内设有笛塞4，笛塞4采用夹层结构，即中间为软木层18，两端为硬质层19，硬质层19表面坚硬、光洁、振动系数好，可以用银、铜、不锈钢、乌木、红木、竹、有机玻璃等材料制作。软木层18与硬质层19可以用丝扣铆接固定。笛塞4的厚度等于笛子内径为好，不宜过厚，太厚的笛塞4容易影响笛身的振动。为防止笛塞4和笛管1之间因不严密而跑气，可涂以油脂，设置软木层18的目的也是为些。
笛管1上排列有吹孔5、膜孔6以及九个音孔，也就是在普通六孔笛基础上增加三个音孔，即右手小指支撑处增加第一孔7，此音比六孔笛第一孔低小二度；左手小指支撑处增加第六孔12，此音比六孔笛第四孔低小二度；将六孔笛第三孔音移至笛身下方靠里侧，即右手拇指支撑处增加第五孔11。右手无名指、中指、食指在笛身上侧按孔，该三个孔8、9、10的音程皆为半音，其中，无名指按孔8是筒音的大二度，相当于六孔笛第一孔的音高，中指按孔9是筒音的小三度，相当于六孔笛第二孔半开孔音高，食指按孔10是筒音的大三度，相当于六孔笛开第二孔音高。九孔笛音孔的名称以靠近笛尾3的为第一孔7，依次靠近膜孔6为第九孔15。右手小指按第一孔7，无名指按第二孔8，中指按第三孔9，食指按第四孔10，拇指按第五孔11；左手小指按第六孔12，无名指按第七孔13，中指按第八孔14，食指按第九孔15。笛身托于左手第三关节处，左手拇指托于笛身内侧。
笛尾3两侧分别设有后出音孔17，笛尾3的长度L2为一个全音长度的共鸣管，也就是说，如果筒音作 的话，笛子全长所发出的音应该是 笛头2的长度L1为吹孔至后出音孔距离的50％。也就是说，笛头2空气柱共振音高宜选择在六孔笛的第四孔(九孔笛的第七孔)所发的音高上。
笛管1由两段管体拼接构成，且铜套接头为内外双套结构。该双套结构由内套A20、内套B22、外套A21、外套B23四个铜套组成，外套A21的外径同笛管外径，内套A20的内径同笛管内径，A套分别固定在笛头的接头一端。外套B23的外径同外套A20的内径，内套B22内径同内套A20的外径，B套分别固定在靠近笛尾方向接头的一端，并且完整的镶嵌在笛管上。为了使铜套接头结构保证在一定范围内调整音高的同时，对笛子发音音准和音色更加有利，内套20与外套21长度为笛管1内径的三倍为宜。
由于九孔笛增加了笛子转调中常用的半音，因此，在笛子常用的转调中音阶准确。如果熟练掌握，能够吹出十二个调，大大地减少了在伴奏中过多地换笛子的现象，增加了笛的表现力。
九孔笛不用加键，制作简便，虽然和传统笛子的指法略有不同，但并不影响传统技巧的运用和发挥，笛子上的任何技巧都适用于九孔笛。
实施例二一种新型十一孔笛结构，与实施例一不同之处在于十一孔笛充分地运用了手指按孔，除十个手指按十个音孔以外，左手食指第三关节托笛处还开有一孔，共十一音孔，加上筒音所有半音齐全。因此，转调方便。
十一孔笛不开膜孔，不设前后出音孔，其音色柔和，近于洞箫，但比洞箫音量大，在乐队中易与其他乐器融和。
其它与实施例一基本结构相同。
实施例三一种新型六孔笛，除音孔采用现有传统的六孔外，其它正锥体布置、笛尾长度设计、笛头长度设计、笛塞设置、铜管接头等结构与实施例一基本相同，这里不重复描述。
权利要求1.一种新型笛子结构，其主体由笛管构成，笛管内设有笛塞，笛管上排列有吹孔、膜孔以及至少六个音孔，其特征在于将笛管细的一端作为笛头，粗的一端作为笛尾，使笛管布置呈正锥体结构；笛尾的长度为一个全音长度的共鸣管；笛塞采用表面坚硬、光洁的塞体结构。
2.根据权利要求1所述的新型笛子结构，其特征在于所述笛塞的厚度为笛管对应处内径尺寸。
3.根据权利要求1所述的新型笛子结构，其特征在于所述笛头的长度为吹孔至后出音孔距离的45％～55％。
4.根据权利要求3所述的新型笛子结构，其特征在于所述笛头的长度为吹孔至后出音孔距离的48％～52％。
5.根据权利要求1所述的新型笛子结构，其特征在于所述正锥体布置的笛管尾首内径之差小于2mm。
6.根据权利要求1所述的新型笛子结构，其特征在于所述笛管由两段拼接构成，且铜套接头为内外双套结构。
7.根据权利要求6所述的新型笛子结构，其特征在于所述内外双套结构中，外套长度为笛管内径三倍。
8.根据权利要求7所述的新型笛子结构，其特征在于所述音孔为九孔，即在普通六孔笛基础上，增加三个音孔，其中右手小指支撑处增加第一孔；左手小指支撑处增加第六孔；右手拇指支撑处增加第五孔。
9.根据权利要求1所述的新型笛子结构，其特征在于所述音孔为十一孔。
10.根据权利要求1所述的新型笛子结构，其特征在于所述音孔为六孔。
专利摘要一种新型笛子结构，其主体由笛管构成，笛管内设有笛塞，笛管上排列有吹孔、膜孔以及至少六个音孔，其特征在于将笛管细的一端作为笛头，粗的一端作为笛尾，使笛管布置呈正锥体结构；笛尾的长度为一个全音长度的共鸣管；笛塞采用表面坚硬、光洁的塞体结构，厚度以内径尺寸为最佳；笛头长度为吹孔至后出音孔距离的50％左右；铜套接头采用内外双套结构。本实用新型可以制作成六孔笛、九孔笛、十一孔笛等。其特点是结构新颖，设计合理，改善了笛子的音准和音色，从而进一步改善了笛子的性能、丰富了笛子的表现力。
文档编号G10D7/02GK2590117SQ0229297
公开日2003年12月3日 申请日期2002年12月21日 优先权日2002年12月21日
发明者王汉华 申请人:王汉华