一种采用轴承的铜管乐器转阀及铜管乐器的制作方法

本发明涉及管乐器设备技术领域，具体涉及一种采用轴承的铜管乐器转阀及使用该转阀的铜管乐器。

背景技术：

在西洋铜管乐器上常使用一种转阀来切换吹奏时气体流经管道的长短，以达到调节音高的目的。这种转阀结构一般包括：侧壁设有多个通孔的圆筒形阀壳体、安装在该阀壳体内的阀芯、以及封闭阀壳体开口端的阀壳体盖，阀芯具有一个或者以轴线中心对称的多个凹部，阀芯的两端为具有一定锥度的转轴，转轴与阀壳体和阀壳体盖的锥孔配合，并通过润滑油实现较为顺滑的转动，通过转动阀芯来改变凹部相对于阀壳体侧壁上的通孔的位置，以对经由阀芯通过阀壳体的气流通道进行切换，而改变气体流经管道的长短，从而改变音调的高低。

但是，上述结构具有以下缺陷：

1、生产工艺复杂。现有结构对加工精度要求较高，而且在装配阶段还需要使用研磨膏对阀芯与外套、子盖的配合面进行细致研磨，从而达到既能紧密配合又能平顺转动的状态。研磨过程稍有不慎造成研磨过度，就会导致转阀整体报废。

2、转阀转动阻力较大。由于轴与孔之间是滑动摩擦，因此转阀转动的阻力较大，甚至经常出现卡死等现象。

3、由于轴和孔始终处于接触状态，乐器长期不使用容易出现转阀锈死等问题。

4、寿命短。相比于弦乐器、木管乐器来说，铜管乐器的寿命普遍偏短，一般只有10年左右。而导致铜管乐器寿命短的最主要因素就是转阀的寿命极为有限。转阀阀芯与外套、子盖的配合间隙及配合精度随着铜管乐器的不断使用而逐渐变差，轴与孔的配合间隙逐渐增大，导致阀芯在外套内转动的同时出现转轴摆动现象，并伴随有漏气等问题，而且在转动过程中会发出很大的噪音，严重影响乐器演奏效果。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种采用轴承的铜管乐器转阀。具体技术方案如下：

1、一种采用轴承的铜管乐器转阀，包括：子盖，其内设有第一轴孔，所述轴孔内安装有第一轴承；具有多个凹部的阀芯，其上端与所述盖体相连接，所述阀芯的两端分别设有上转轴和下转轴，所述上转轴与所述第一轴承相连接；外套，所述阀芯置于所述外套内，所述外套的顶端与所述子盖相连接，所述外套的侧壁设有多个与所述凹部相配合的通孔，所述外套的底壁设有第二轴孔；第二轴承，其安装在所述第二轴孔内并与所述阀芯的下转轴相连接；止动臂，其与所述阀芯底端相连接并限位所述阀芯的转动范围。

根据本发明提供的采用轴承的铜管乐器转阀，只要在车削加工阀芯、外套、子盖等零件时采用一次装夹来保证关键圆柱面的同轴度，即能保证零件之间完美的配合效果，阀芯、转轴、子盖通孔、外套通孔等在现有转阀中均为圆锥面的部位，在本发明中均为圆柱面，不需要通过精细研磨来实现零件之间的精密配合，降低了装配难度，简化了生产流程；本发明将现有转阀的滑动摩擦改为轴承的滚动摩擦，摩擦力大幅降低，而且不会出现卡死等现象；阀芯与子盖和外套并不直接接触，不会出现磨损和锈死问题，延长使用寿命。

另外，根据本发明提供的采用轴承的铜管乐器转阀还具有以下附加技术特征：

根据本发明的一个示例，所述上转轴的顶端设有注油孔，所述阀芯的上部设有与所述注油孔相连通的出油孔。

根据本发明的一个示例，所述凹部至少为一排且每排凹部的数量为沿阀芯周向分布的一个或多个，所述通孔的数量为至少一排，且每排通孔沿所述外套的圆周方向布设。

根据本发明的一个示例，所述下转轴向下延伸有连接端，所述止动臂本体套接在所述连接端上，且止动臂靠近所述第二轴承的一端压紧所述第二轴承，所述止动臂包括柱状或筒状的止动臂本体和安装在止动臂本体一侧的止动杆，所述外套底部设有与所述止动杆限位配合的配合部。

根据本发明的一个示例，所述配合部为设置在所述外套的底壁上的限位架，所述限位架的左右两侧设有第一限位端和第二限位端。

根据本发明的一个示例，所述止动臂本体的一侧焊接有垂直于轴线的连接耳，所述止动杆焊接在所述连接耳上，并与所述止动臂本体的轴向平行设置。

根据本发明的一个示例，所述第一轴承、第二轴承为滚动轴承或滑动轴承。

根据本发明的一个示例，所述第一轴承和/或第二轴承的材质包括表面通过硬化处理的轴承钢。

根据本发明的一个示例，所述子盖与所述外套过盈配合。

另外，本发明还提供一种铜管乐器，其具有上述技术方案所述的采用轴承的铜管乐器转阀，该铜管乐器转阀可以是圆号、长号、小号、大号等使用转阀的铜管乐器。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本实施例的采用轴承的铜管乐器转阀的结构示意图；

图2是本实施例的采用轴承的铜管乐器转阀的子盖的结构示意图；

图3是本实施例的采用轴承的铜管乐器转阀的阀芯的结构示意图；

图4是本实施例的采用轴承的铜管乐器转阀的外套的结构示意图；

图5是本实施例的采用轴承的铜管乐器转阀的止动臂的结构示意图；

图6是本实施例的采用轴承的铜管乐器转阀的装配体结构示意图；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述根据本发明的采用轴承的铜管乐器转阀。

结合附图1-5所示，本实施例提出了一种采用轴承的铜管乐器转阀，包括以下部件：子盖1、第一轴承2(即上轴承)、阀芯3、外套4、第二轴承5(即下轴承)、止动臂6、螺钉7、限位架8、限位端9、紧固螺钉10。

如图1和2所示，本实施例的子盖1呈圆环状，其内设有第一轴孔101，轴孔101内安装有第一轴承2，轴孔101与第一轴承2的外圈过盈配合。阀芯3的整体呈圆柱状，且在阀芯3上设有一排至多排凹部301，每一排凹部由一个或多个凹部组成，凹部的布设形式可以根据具体的乐器规格设计，凹部是由球头铣刀沿弧线运动扫过阀芯3加工而成，其剖面大约呈3/4左右的圆形。如图1和3所示，在阀芯3的两端分别设有圆柱状的上转轴302和下转轴303，上转轴302与第一轴承2的内圈过盈配合，下转轴与第二轴承5的内圈过渡配合，使得阀芯可以在两个轴承之间转动，并且将现有转阀的滑动摩擦改为轴承的滚动摩擦，摩擦力大幅降低，而且不会出现卡死等现象。

另外，现有技术需要定期在阀芯的轴端添加润滑油以保证轴与轴孔之间运转顺滑，但是由于本实施例的阀芯两端安装了轴承，轴承在出厂前会在内部加入膏状润滑脂，为了避免乐器专用润滑油稀释、溶解轴承润滑脂，因此乐器使用者在对本发明阀芯进行润滑时，不能直接将乐器专用润滑油滴在轴承上。因此申请人在阀芯上特意设计了注油孔，便于用户进行轴承和阀芯的润滑，并且防止乐器专用润滑油稀释、溶解轴承润滑脂，如图1所示，注油孔304设置在上转轴中心部位，出油孔305位于阀芯3上部的外圆柱面上，注油孔304和出油孔305之间相互连通，注油孔及出油孔的位置和数量均可调整，用户可以在注油孔304上添加乐器专用润滑油，进而润滑油通过出油孔305对阀芯与外套之间的间隙进行润滑，而且不会流入到第一轴承内，进而保护了轴承润滑脂不被稀释，延长了轴承和阀芯的使用寿命。

如图1和4所示，外套4起到保护内部结构和与阀芯3的凹部301配合实现音调的变化，另外，外套4还起到固定上述的第一轴承2和第二轴承5的作用，阀芯3安装在外套内，外套4的上端与子盖1过盈配合，即在子盖1的下端面设有环形开槽，在外套4的上端面设有与环形槽相适配的凸缘，两者过盈配合，保证了结构的稳定性，当然子盖1和外套4的配合关系不止于此，其他固定连接方式也适用于本实施例的铜管乐器转阀。

在外套4的侧壁设有多个与阀芯3的凹部301相配合的通孔401，即凹部301用于连通两个或多个通孔401，在本实施例中，通孔401的数量为至少一排，且每排通孔401沿外套4的圆周方向布设，通孔401的形状为圆形，当然通孔的形式和位置设计不止于此，具体的根据乐器设计要求确定。在外套的底壁设有第二轴孔402，上述的第二轴承5安装在第二轴孔402内，第二轴承5的外圈与第二轴孔402过渡配合。另外本实施例的阀芯3的下转轴303的底端延伸出有连接端3031，连接端3031连接有止动臂6，止动臂将第二轴承的内圈压紧在阀芯3的台阶上，防止阀芯3与第二轴承5的内圈之间出现相对转动。

如图1和5所示，止动臂6包括柱状或筒状的止动臂本体601和安装在止动臂本体601一侧的止动杆602，下转轴303向下延伸有连接端3031，止动臂本体601与连接端3031相连，外套4的底部设有与止动杆限位配合的配合部，具体的，本实施例的配合部为设置在外套的底壁上的限位架8，限位架通过两个紧固螺钉10固定在外套4的底壁上，限位架的左右设有两个限位端9，限位端9的材料为与止动杆相适配的软木材质，当然其他可消除噪音的材质也可以作为本实施例的限位端的可选材料，以防止在与止动臂的止动杆602发生碰撞时产生噪音，而干扰乐器的发声，当然也可以是其他限位结构，例如挡片等，这里不过多赘述，只要能够限制止动臂6的转动角度和范围即可。

如图5和6所示，本实施例的止动臂本体601通过螺钉7压在第二轴承的内圈上，其一侧设置有垂直安装的连接耳603，止动杆602安装在连接耳603上，并与止动臂本体601的轴向平行设置，这样在阀芯3带动止动臂本体601转动时，止动杆602的运动轨迹为环形，便于设计限位结构。

具体的，本实施例的第一轴承2、第二轴承5为滚动轴承或滑动轴承，当然这里所述的轴承是能够支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度的结构，只要能够满足上述功能要求，均在本发明的保护范围之内。

有利的，本实施例的第一轴承2和第二轴承5的材质为包括表面通过硬化处理的轴承钢，其具有较强的耐磨性，使用寿命极长，并且有润滑脂保证润滑，因此轴承也不存在生锈卡死的问题。

另外，本实施例还提供了一种应用上述转阀的乐器，该乐器可以是小号、长号、大号、次中音号、小低音号等所有的铜管乐器上。不同的铜管乐器所用转阀的基本结构一致，只是在尺寸和通孔与凹部的布设方式上略有不同。

综上所述，本实施例提供的采用轴承的铜管乐器转阀及铜管乐器具有以下有益效果：

1、生产工艺简单。仅需在车削加工零件时通过一次装夹来保证关键圆柱面之间的同轴度关系即能保证零件之间完美的配合效果，阀芯、转轴、子盖通孔、外套通孔等在本发明中均为圆柱面，不需要通过精细研磨来实现零件之间的精密配合，降低了装配难度，简化了生产流程；

3、在阀芯上特意设计了注油孔，便于进行阀芯的润滑，防止乐器专用润滑油稀释、溶解轴承润滑脂；

4、由于阀芯与子盖和外套并不直接接触，不会出现阀芯与子盖、外套的锈死问题。轴承使用的材料为轴承钢，并且有润滑脂保证润滑，因此轴承也不存在生锈卡死的问题。

5、转阀阀芯与子盖、外套并不直接接触，不存在磨损问题。轴承采用的轴承钢耐磨性远优于阀芯、外套、子盖所使用的黄铜材料，且经过表面硬化处理，因此轴承在铜管乐器这种极低强度负载的应用场合中寿命极长，铜管乐器的寿命因此得以大幅度延长。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。