用于弦乐器的装置的制作方法

专利名称：用于弦乐器的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于弦乐器的装置，其包括具有多个音档的指板，音档 被设置为沿指板的纵向尺寸相互分开一定距离并横向地穿越指板。纵长张紧
弦垂直于音档并在音档上方越过指板，且被设置为振动以产生声音(tone generation),其中，弦的振动部分的长度通过将弦压靠向可选择的音档而 是可变的用以改变音高。本发明还涉及用于制造这种装置的过程。
背景技术：
在如上所述类型的弦乐器中，存在的困难在于，对指板的不同部分校准 音准(intonation)。可以通过将更多音档应用于例如吉他的指板上而改进音 准。不过，这样的解决方案将需要费力地学习一种新的演奏方法，这对于乐 师而言将不具有吸引力。
为实现对所述类型乐器上的音程(note intervals)的音准的改进，另一 方法是将乐器的音档设计为横越指板的弯曲形状，参见US 5 760 322和SE 522 974。在US 5 760 322描述的弦乐器上，通过设计在每个对应弦下具有 朝向乐器头部的弯尖(bend pointing )的两个音档而校准两个音，从而以这 种方式降低两个音。这将导致对特定音程的音准的改进以及特定和弦 (chords)的改进，但使用相同音的其他近音程的音准以及其他和弦会恶化。 与相同音可在乐器上不同弦上的不同位置处演奏的事实相关的出现在例如 吉他上的其他音准问题也不能通过这种技术解决。
已显示出，在演奏例如吉他时，当乐师通过其手指将一根或多根弦压向 指板时，他们几乎总是使弦侧向移位一定的程度。通过根据上述文献的早期 已知技术，其中音档的弯曲部或曲线集中围绕处于音档上方的弦的就位部位，则沿弦与音档的4妄触部位的任何移位(displacement)将导致音高(pitch ) 的被夸大的改变，这本身将导致音准不纯。

发明内容
本发明的目的在于解决上述问题。
这一目的将通过在如上介绍中所述类型的装置而实现，此装置具有根据 权利要求1所述的特性。
将音档i殳计为具有位于弦下的直音档部分(straight fret segments )，其 中，所述音档部分相对于所涉及到的音档的其他部分沿着弦一皮纵向移位，乂人 而帮助了^^准音程的可能性，而同时，由于弦;故压靠向音档部分而所致的音 (note)则基本上保持不变，也就是说，任何音高的变化将是最小的，即使 弦与音档部分的接触部位在演奏时被侧向移位。
根据本发明装置的优选应用，直音档部分和相关的弦相对于彼此居中， 使得弦在其就位位置基本定位在音档部分的中心上方，直音档部分在弦的就 位位置的每侧延伸，优选地延伸到与相邻弦之间的间隙的中心。以这种方式， 弦与音档部分的接触部位在沿音档部分的任一方向上的轻微移位将不会产 生音高的任何显著变化，而且，通过使直音档部分基本上延伸到与相邻弦之 间的间隙的中心，达到的设计允许在保持音高的情况弦接触位置能够有最大 的移位。
根据本发明的装置的又一优选实施例，每个音档包括直音档部分，其位 于每个在上方定位的弦之下。以这种方式，如所需要的可以调节整个指板上 的每个和所有音的音高，而且，所述调节可包括音的上升或者下降。
本发明还涉及一种用于吉他、曼陀林(mandolin )、大型曼陀林 (mandola)、班卓琴(banjo)、低音吉他(bass guitar)、或类似弦乐器的 琴颈的指板，其包括上述装置，本发明还涉及包括上述装置的琴颈和包含这 种琴颈的弦乐器。在具有胶粘琴颈的乐器中，可通过使用刀具从琴颈上去除 旧的指板而更换指板，从而新的指板可胶粘就位。将上述类型的传统弦乐器上的已有琴颈更换为根据本发明的琴颈，在通常情况下是相对简单的操作， 而其结果将是音准显著改善的乐器。
根据本发明的装置的又 一 实施例，指板设置为使得可获得八度音程
(octave)内的19品音(nineteen notes )，或者更佳地，可获得八度音程内 的31品音。与在八度音程内具有12品音的今天常用的平均音律(叫ual temperament)相比，在八度音程内的19品音显示出显著的音准改进。在八 度音程内的31品音实现了在音准与实际的可演奏性之间的完美平衡。
本发明还涉及用于制造根据本发明装置的根据权利要求13的方法。
根据本发明的方法的优选实施例，音档由CuNi制成。CuNi是具有低摩 擦系数的相对较硬的合金，这导致材料以及音档的磨损减缓。
本发明还涉及用于弦乐器的包括玻璃金属材料的弦。这些弦具有很长的 延持时间，而且由于这种材料的彈度和柔性的j虫特組企，这些弦显示出优—越 的耐久性和音准特性。
根据本发明的弦的优选实施例，芯(core)具有圆形或六角形截面。六 角形截面在绕线弦(wound string)上特别有利，这是因为，由于芯更有效 地抓紧绕线(wounding),因而绕线牢固保持在芯上就位而没有任何滑脱风 险。


为了更具体地说明本发明，现在将参照附图更详细地描述本发明的优选 实施例，其中
图1显示出具有根据本发明装置的吉他形状弦乐器示例的前视图；和 图2显示出所述类型弦乐器的最接近弦钮头部的琴颈的一部分的放大 图，此琴颈设置有根据本发明的装置。
具体实施例方式
图1显示出具有根据本发明的装置吉他形状的弦乐器的示例。该乐器包括主体2和具有弦4丑头部(peghead) 6的长方形琴颈4。弦8在位于弦4丑头 部6处的调节螺钉(tuning screws) 10与位于主体2上的桥12处的弦保持 器11之间被张紧，并且在琴颈4的前方并沿纵向位于琴颈4的上方。
琴颈4被设计为具有指板，指板在琴颈4的上区域终止于琴马(nut) 16，弦8在指板上方延伸。指板显示出具有横向音档14，音档14限定了弦 8的在音档14与琴桥12之间的振动部分的长度，其中通过演奏者的手指使 弦8暂时压靠向音档14。
采用调节螺钉IO增大或减小弦8上的张力，从而调节乐器。
平均音律常用于西方音乐，其将八度音阶分为12个相等的半音(equal semitones)，这种调和导致音准不纯。减少这种不便的一种方式是，将音档 14设计为以适当的方式弯曲。音档14可例如被弯曲而使得在乐器上的所有 三度音(thirds)纯正。
采用根据本发明的装置，每个音档14包括直音档部分(straight fret segment) 18,直音档部分18处于每个音档上由弦8越过的部分内，具体参 见图2。这些音档部分18在垂直于指板的纵向方向上延伸并且相对于每个 弦8的各自的就位位置被居中(centred),使得弦8在其就位位置处位于直 音档部分18的中部的上方。希望的是，直音档部分18在弦8的就位位置的 每侧上尽可能远地延伸至少数毫米，而不干扰属于最近邻的弦8的直音档部 分。因此优选的是，使直音档部分18基本上延伸到与相邻弦之间的间隙的 中心。
在演奏时，当弦8被演奏者的手指操控时，弦很少被直接向下压靠向直 音档部分18的中心，而是几乎总是侧向移位一定程度，在和弦时和演奏主 调时均是如此。如果音档14在恰在弦8下的区域处弯曲，则每个微小的侧 向移位将导致不需要的大的、千扰的音高变化，结果导致恶化的音准。这一 问题通过以下方式解决，即将音档14设计为具有处于弦8下方区域的直 音档部分18,此音档部分18通常地相对于音档部分18的终结处(close) 而被移位，以获得正确音准。在每个音档14内的直音档部分18本身通过位于各弦8之间的间隙处的 弯曲过渡部204皮此连接，乂人而实现连续的音档14,参见图2。
可替代地，音档可以包括若干独立的直音档部分，每个直音档部分用于 一根弦，各直音档部分之间沿指板纵向移位，各音档部分不被连接为横越指 板的连续的音档。
根据本发明的装置可优选地用于所描述类型的弦乐器的替代琴颈。改变 琴颈至少对于某些类型的弦乐器是相对简单的操作。在这种情况下，可通过 相当简单的方式并由此以合理成本实现本发明，甚至应用于现有乐器。
为了在将特定音律(specific temperament)应用于所描述类型的弦乐器 时有可能获得优化音准，乐器的指板上的所有音位(note positions )通常必 须被校准。因而制造根据本发明的装置需要监控指板上每个音位的音，且适 合地通过麦克风监控，并且测量其频率。这需要传感测量设备，例如，频率 计或频闪观测调节器(stroboscope tuner )。当然也可使用监听。
当在指板上的音高测量之后，通过针对指板上的每个音位从例如琴马之 类的适当的基准点开始的距离测量而确定坐标。为此，使用微型音档，其在 弦下沿指板可移动直到获得正确的音高，由此测量出微型音档至基准点的距 离。这种所称的动态音准(Dynamic Intonation)已经显示出必要性，这是因 为音位设置的单纯地数学计算没有考虑到弦的动态特性，例如，在弦的不同 部分的质量、重量和硬度，这些特性影响弦的振动。
已经显示出，由被称为玻璃金属材料或玻璃金属合金制成的弦在此方面 具有显著优点。
玻璃金属合金以多种不同的形式存在。玻璃金属合金包括原子尺寸显著 不同的至少三种元素，例如，铁、钽和硼。进一步地，所述原子在材料固化 时本身不以结晶结构排列，而是保持处于在金属中普遍的无序状态，类似于 例如玻璃的存在状态。这些弦显示出强度和柔性的独特组合。结果，所述弦 在其第一最外节点(outermost nodal point)处的一展动将达到更4妻近,皮下压的 音档位置处，而所述弦的其他最外节点处的振动也将达到更接近桥鞍(bridgesaddle )的弦断点(string break point)处。这才羊，4十对普通金属弦的特性石更 度而补偿音位的需要将减小。因此，音位的调节能够因此被限制到针对使用 中的特定音律进行的音高校准，从而实现纯正音程。
玻璃金属可用于构造绕线弦和无绕线弦。绕线玻璃金属弦的总直径可在 0.5mm以上的范围内变化。绕线弦包括由玻璃金属制成的具有圆形或六角形 截面的芯线。芯线通过较细的绕线包覆，这种较细的线也由玻璃金属制成或 其他适合的目前使用的线制成，例如青铜。
具有0.1mm至0.5mm直径的较细的弦适合地制成为无绕线的圆形玻璃 金属弦。
玻璃金属弦的另 一优点是其较长的延持时间，这是因为其与由晶体原子 结构材料制成的传统弦相比而在材料上具有较低的能量损耗。长的延持时间 对于具有根据本发明装置的乐器的动态音准是特别希望的。弦在演奏之后的 长延持时间为演奏者和听众提供更好的机会来感受可通过本发明获得的动 态调准优点。
重要的是应注意，在整个指板上的所有音位必须包括在动态音准中，以 实现预计音律的正确结果。因此，根据本发明的装置的每个音档在每个音位 处包括直音档部分，换句话说，即，针对所有弦均设置直音档部分。音位， 即直音档部分相对位置，根据需要，两者都沿朝向琴马以降音的方向和与之 相反的沿朝向琴桥以升音的方向被调节。
直音档部分的移位尺寸通常在接近于乐器头部处最大，并根据常用规格 长度可在那里达到数毫米，例如最大约20毫米。在其他方面，移位的量取 决于所应用的音律、如上所述的弦的类型、和最接近乐器琴桥的音档上方的 弦的高度。
在已经如前所述确定音位的坐标之后，这些坐标值被提供到CNC刻制 机或类似物以在指板中磨制出槽，用于所涉及的音档。为了达到槽设计的足 够精度，对于越过一个吉他指板的每个槽使用132个测量值。
为了制造音档，通过以下方式制成每个音档的原型，即使用由诸如Ag的相对较软材料形成的制作原型的物质向下压入所磨制的音档槽中。重 要的是，此材料相对较软而使其顺应于音档槽设计并准确采取音档槽的形 状。
通过这种方式制成的音档原型此后从指板中的音档槽中去除，并且通过
原型制成铸造模具。此后，通过优选为硅青铜(silicon bronze )的较硬材料 在这些模具中铸造音档，并被插入指板中各个槽中。所用的硅青铜材料具有 的优点在于，其相对于弦的摩擦低于由铜/镍制成的常用音档相对于弦的摩 擦，这导致弦和音档的磨损均减少。而且，所建议的硅青铜材料对于苦于镍 过敏的人也是优选的。
用于铸造音档的其他优选材料是前述的玻璃金属材料。这些材料由于其 在材料中的能量损耗最小而具有优良的声音传导特性，为此，这些材料可优 选地用于实际上乐器的所有部件，来自弦的振动通过这些乐器部件传送到乐 器主体。
通过所描述的制造技术，在维修情况下，也可在指板上更换音档。
权利要求
1、一种用于弦乐器的装置，其包括指板，所述指板包括多个横越所述指板的音档(14)，所述音档(14)相互分开一定距离排布并且横向地越过所述指板，所述装置还具有垂直于并且处于所述音档上方的沿所述指板纵向地被张紧的弦(8)，所述弦(8)设置用于振动以产生声音，其中，通过将所述弦压靠向可选择的音档，所述弦的振动部分的长度是可变的用以改变音高，其特征在于，每个音档(14)包括直音档部分(18)，所述直音档部分(18)位于每根在上方定位的弦(8)之下，所述直音档部分相对于所涉及音档的其他部分沿所述弦纵向移位，用于独立地为每个音档校准音程。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述直音档部分(18) 和相关的弦(8)相对于彼此居中，使得所述弦在其就位位置处实质上延伸 越过所述音档部分的中心。
3、 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述直音档部分(18) 在所述弦(8)的就位位置两侧上延伸数毫米的距离。
4、 根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，每个所述直音档部 分(18)在所述弦(8)的就位位置两侧上延伸，实质上延伸到与相邻弦之 间的间隙的中心。
5、 根据前述权利要求中任一项的装置，其特征在于，音档(14)内的 每个所述移位的直音档部分(18)通过过渡部分(20)相连彼此连接，所述 过渡部分在所述弦(8)之间的间隙处弯曲，以将相对于#:此沿所述弦纵向 移位的相邻直音档部分联接为一个连贯音档。
6、 根据权利要求1 - 4中任一项的装置，其特征在于，所述音档包括在 所述弦下居中定位的分开的直音档部分。
7、 一种用于吉他、曼陀林、大型曼陀林、班卓琴、低音乐器、或类似 弦乐器的指板，其特征在于，该指板包括根据前述任一权利要求所述的装置。
8、 一种用于吉他、曼陀林、大型曼陀林、班卓琴、低音乐器、或类似 弦乐器的琴颈，其特征在于，该琴颈包括根据权利要求7所述的指板。
9、 一种弦乐器，其特征在于，该弦乐器包括根据权利要求8所述的琴 颈(4)。
10、 根据权利要求9所述的弦乐器，其特征在于，所述音档(14)设置 为使得所述弦乐器的所有三度音纯正。
11、 根据权利要求9所述的弦乐器，其特征在于，所述音档(14)设置 为使得在八度音程内能够使用19品音。
12、 根据权利要求9所述的弦乐器，其特征在于，所述音档(14)设置 为使得在八度音程内能够使用31品音。
13、 一种用于制造根据权利要求1-6所述的装置的方法， 其特征在于，测量用于每个音正确音准的在指板上的弦(8)与音档(14)之间接触部位的位置值，由此，通过确定在指板上的接触部位位置的^皮测量 的所述位置值，独立地磨制出横越所述指板的相应的音档槽，此后，由相对 较软材料形成的原型物质被压入所述槽中，从而制成具有与所述槽相应形状 的音档原型，并通过所述音档原型制成铸造模具，此后，在所述模具中铸造 音档，所述制造出的音档被插入相应的各自的音档槽中。
14、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述原型物质由银形成。
15、 根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述音档(14) 由硅青铜铸造。
16、 根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述音档(14) 由玻璃金属材料铸造。
全文摘要
本发明提供一种用于弦乐器的装置，其包括具有多个音档的指板，音档沿指板纵向相互分开一定距离排布并且横向通过指板。在指板上，纵向张紧的弦垂直于音档且处于音档上方，弦设置用于振动以产生声音，其中，通过将弦压靠可选择的音档，弦的振动部分的长度可变以改变音高。至少一些音档包括位于至少一根弦之下的直音档部分(18)，直音档部分相对于所涉及音档的其他部分沿弦纵向移位。在所述装置的制造过程中，测量在指板上在弦(8)与音档之间接触部位的用于正确音准的位置值，由此，通过确定用于指板上的接触部位位置的所述测量值，在指板上分别磨制出对应的音档槽，此后，将包括相对较软材料的原型物质压入槽中，从而制成具有对应形状的音档原型。通过所述原型制成铸造模具，此后在模具中铸造音档，此后音档被插入音档槽中。还描述了具有玻璃金属材料的乐器用弦。
文档编号G10D3/06GK101416234SQ200780012204
公开日2009年4月22日 申请日期2007年4月2日 优先权日2006年4月6日
发明者安德斯·蒂德尔 申请人:安德斯·蒂德尔