变调夹的制作方法

本发明涉及用于诸如吉他或班卓琴(banjo)等弦乐器的变调夹(capo)。具体来说涉及这样的变调夹，其能够适应应用该变调夹的指板和/或琴弦的弯曲。

背景技术：

变调夹(有时也被称为弦枕(capodastro、capodaster)、品位卡(capotasto)或移调夹(cejilla))是一种用于弦乐器的已知装置，这些弦乐器具有琴颈和沿着琴颈的长度延伸的一组琴弦。当将变调夹应用于乐器琴颈时，该变调夹用于将琴弦夹在指板(fingerboard)上，具体地说，将琴弦夹在沿着指板长度设置的多个品丝(fretbar)之间或其中的一个品丝之上。实践中，变调夹用于减小琴弦的有效长度，从而调节音高(pitch)；即，音高(pitch)随着琴弦有效长度的缩短而提高。

已知许多不同类型的变调夹，每一种都具有不同的优点或技术上的考虑。然而，大多数标准变调夹的设计以相对刚性的夹紧杆为特征，该夹紧杆越过琴弦以便向琴弦施加向下的压力。夹紧杆通常是具有橡胶接触面的金属材料，该橡胶接触面具有一定的弹性，以便适应琴弦和横跨乐器琴颈的任何微小弯曲。然而，可预料的是吉他指板的半径是多样化的，从古典吉他的平面到一些电吉他上的大约7.25英寸(18.4厘米)的半径都有。许多现代钢弦原声吉他的横跨指板的半径为12至16英寸(30.5至40.6厘米)。沿着指板的长度采用变化的(复合)半径也是已知的。

指板的半径也受乐器上使用的弦的规格的影响。例如，如附图的图1所示，吉他琴颈n被示出为具有指板b和相关联的品丝(fret)f，琴颈n的半径由于从右到左直径增加的六根弦s的规格(为了产生较低的频率)而有效地向一侧偏置。根据该乐器是左手式还是右手式，该结构可以倒转设置。本领域技术人员会注意到，图1有效地显示了按压在指板b的品丝f上的所有琴弦s，如同应用了变调夹一样。

显然必须考虑的是，任何变调夹夹臂的半径应设计为以均匀压力压在指板/品丝上，以使琴弦能够与品丝紧密地接触并避免弦的任何“打品(buzzing)”。变调夹制造商解决这个问题的一个常见方法是使用弹性材料(如橡胶)按压到琴弦上。这样允许在琴弦之间，琴弦以相对均匀的压力局部地压入橡胶中。然而，已知的是，这种方法仅一定程度上有效，并可能对某些琴弦施加过多的压力，从而导致刺耳的音调。或者，不足的压力则会导致不需要的振动或“打品”。

当然演奏者可以通过调音来进行补偿，然而很显然这不太理想，因为在演奏期间，调音将妨碍在应用了变调夹或者沿着吉他琴颈调整其位置时的快速切换。

使用更柔软的橡胶可以向变调夹提供更好的柔韧性/适应性，并更好地适应于不同的弯曲，然而已知的是，软橡胶也在一定程度上会降低(deaden)吉他琴弦的音调(tone)。

为了解决不同的琴颈半径和琴弦规格所产生的问题，us20160247490提出了一种将流体插入物结合到位于琴弦接触垫后面的变调夹，使得流体的相对不可压缩的性质适应弦接触垫(由具有弹性但相对硬的材料制成)的弯曲以匹配琴弦和乐器指板本身的组合弯曲。该方案虽然有效，但需要将流体容纳并结合在变调夹夹臂中，使制造过程复杂化。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种具有机械装置的变调夹以考虑并适应指板的弯曲。它还可以在夹紧过程中施加相等的压力，从而避免音调的不一致。根据本发明更宽泛的方面，根据权利要求1、9和13提供了用于弦乐器的变调夹。

本发明的变调夹通过使用与其相关联(即安装在变调夹的夹臂内部)的凸轮表面、支柱或摇摆块体元件，使弦接触面适应指板的弯曲。在第一实施例中，当变调夹通过与指板弯曲的顶点接触而经由弦接触面夹持在指板上时，这将移动夹持臂内的滑动元件，该滑动元件随后通过线性凸轮配合部件或铰链支柱而使得弦接触面响应于压入其内的指板形状而变得弯曲。由于其结构性质，在将明显的作用力施加到琴弦之前形成弯曲。一般而言，弦接触面可以以直线化或最大弯曲的形式开始，其中当变调夹夹在乐器上时，来自指板弯曲的力(在平坦接触面的顶点处或在弯曲初始构造情况下的一侧或两侧边缘)产生一个反馈力，该反馈力产生弯曲以适应特定的指板弯曲。

本发明提出了纯机械的弯曲自适应装置，与通过压印(impression)形成为流体、凝胶等的弯曲相反。这种方案有助于制造和维护的便利性，因为不需要流体(即，会渗漏的)部件。

以已知的方式，弦接触面通常具有由一定厚度和/或硬度提供的固体/刚硬特性，以便提供一个用于将琴弦夹紧在其上的适当牢固的表面。优选地，该元件是有弹性的，即能够弹回到原来的形状，但更重要的是，它将提供用于与琴弦接触的牢固表面，同时能够弯曲到指板/品丝加上琴弦的总曲率。替代形式可以具有弦阻尼方面，其中较软的材料用于接触琴弦，但是另外还包括根据本发明的凸轮表面和弯曲适应。

作为夹臂的整体构件的本发明可以结合到任何类型的变调夹中，例如(但不限于)弹簧、离合器、弹性或螺丝紧固装置。

附图说明

图1示出了现有技术中公知的吉他琴颈横截面；

图2至图4示出了根据本发明的弯曲适应机构的使用阶段的侧视图；

图5示出了标准吉他类型的指板弯曲的总体视图；

图6和7示出了根据本发明的弯曲适应机构的使用阶段的第二实施例；

图8和图9示出了根据本发明的弯曲适应机构的使用阶段的第三实施例；

图10示出了包含图2至图4的弯曲适应机构的变调夹的组装视图；和

图11和12示出了根据本发明的变调夹的第四实施例。

具体实施方式

图2示出了根据本发明的变调夹机构的侧截面/内部视图。该机构用于结合到变调夹的顶部或夹臂(图2中未具体示出，但通常与限定壁腔17的壳体相关联)，即在琴颈上横向延伸并与夹紧机构协作而将琴弦压在指板的品丝上从而调节其音高的臂。对于尺寸大小，吉他琴颈在其头部的横向宽度通常小于约5厘米(2英寸)，并且相应地，变调夹的长度通常是相似但略大的尺寸。变调夹的厚度通常小于1cm，并且本发明可能符合类似的尺寸(即，所示的变调夹机构的深度约为1cm或更小)。

根据图2，弦垫11被布置为在使用时面向指板并与乐器弦接触的弦接触面。弦垫11优选为具有一定的挠曲度以形成弯曲的弹性材料。在弦垫11的后侧突出形成一系列凸轮从动接触面12，它们在未使用状态下将弦垫11保持在相对扁平的构型中。在图示的实施例中，最中心的突起13用作致动器(actuator)并且可以比其余间隔开的凸轮从动表面12更突出。在图示的形式中，有六个凸轮从动件12，致动器13的每一侧各有三个。优选地，每个凸轮从动接触面12被倒圆以便与它们所处的主凸轮表面14平滑地接触并配合。主凸轮表面14包括大致平行于弦垫11的两个可朝向彼此和远离彼此滑动的凸轮支承元件15。远端凸轮表面16具有用于与最外侧的凸轮从动件12接触的倾斜构型。这样的线性凸轮结构将凸轮支承元件15的横向运动l转换成弦垫11的每个远端边缘处的垂直(向下)力p，从而形成如参照图3和图4可以观察到的弯曲。

所示的凸轮机构容纳在与变调夹的夹臂/顶杆成一体的壁腔17中。凸轮机构可以包括另外的凸轮16(18)和对应的从动件12以提供额外的支撑，然而，只要弦垫11具有足够的刚度，则所示的七个接触位置就足够了。优选地，弦垫11在其整个长度上具有弹性，以形成本发明所要求的平滑弯曲，但是在支撑件(从动件12)之间足够刚硬，以便在来自弦的压力下不会弯曲或变形太多。优选地，通过对材料进行选择而保持弦的音调特性(tonalcharacteristics)。

图3示出了与乐器指板(未示出)的初始接合，其中指板弯曲的顶点将与接近致动器13的弦垫11接触，其中该致动器13从其相对侧突出。沿箭头u方向的向上的压力通过致动器13接触最内侧的倾斜的凸轮表面，以迫使凸轮支承元件15沿横向l滑动，从而使远端凸轮表面16与最外侧的凸轮从动件12接合。中间凸轮表面18还以图示形式接合，以允许从动件在中心稍微移动远离指板，从而形成弯曲。很显然，凸轮表面14根据特定凸轮的位置对整体弯曲产生不同的效果。实际上，凸轮表面的一部分可以是平坦的，例如与凸轮从动件12接触的区域19所表示的那样。不管怎样，弯曲适应机构的目的是在变调夹的夹臂施加全部力之前主动地在接触面中形成弯曲，从而将变调夹固定到乐器琴颈。由于接触面本身形成弯曲结构，所以这种效果可以在弦上产生更均匀的夹紧力。

图4示出了弦垫11的最大弯曲状态，其中致动器13(由变调夹所夹紧的指板/弦弯曲的顶点推动)最大程度地延伸，同样地，远端凸轮表面16也处于彼此分开的最大横向距离。

在图2至图4的所示形式中，凸轮表面16被示为斜面，但是也可以形成弧面轮廓，以向弦垫11提供不同的弯曲特性。类似地，中间凸轮表面18和19也可以被修改以改善或指定除近似通用半径之外的其它弯曲。这些修改和改进都在本发明的范围内。

图10提供了安装在吉他变调夹中的上述第一实施例的概览。

图5仅用于说明不同的指板弯曲f1、f2和f3之间的相对尺寸关系。特别地，应注意到，各弯曲在位置a穿过它们大致共同的点(从每个弯曲的远端向内大致六分之一处)。通过选择设计用于该观测结果的凸轮表面16、18和19，由于“凸轮”19可以是平坦的，所以可以使排布更简单。

图6和7示出了凸轮表面16、18和19能够与变调夹的顶部/夹紧杆20一体形成的替代实施例。用于使可滑动的凸轮从动件支承元件21和22分开的的“致动器”13形成在凸轮表面14的中心并向下延伸。在其他方面，其工作原理类似于图2至图4的实施例；即，由于从指板顶点(未示出)所赋予的向上的压力u，凸轮从动件支承元件21和22沿箭头l的方向横向分开。同时，多个凸轮从动件12与凸轮表面16、18、19和23接合。凸轮表面的相对斜率赋予或多或少剧烈的向下的力p，其组合以在弦垫11中形成弯曲。在第二实施例中，弦垫11由复合层形成，其中加强件24支撑弦垫11的材料。以这种方式，当加强背衬24是硬的(例如金属)时，接触垫11可以比第一实施例更柔软(甚至具有弦阻尼特性)，而且能挠曲以适应弯曲。

图8和9示出了本发明的替代方案，其也采用实现自适应半径的机械装置，但是利用杠杆/支柱而不是凸轮。

根据图8，与弦接触垫11的后(内)侧相关联的一对可移动(例如可滑动)元件25和26通过支柱或杠杆27连接到刚性表面28(例如变调夹的夹臂的内壁)。在所示的形式中，支柱27采用方向偏离的铰链29进行铰接安装，使得至少一些支柱大致倾斜地布置。

图9示出了弯曲机构的动作，其中如前所述，弯曲指板(未示出)的顶点与弦垫11接触，赋予向上的压力u，该向上的压力u使可滑动元件25/26沿着箭头l的方向横向分开。铰接安装的支柱27由它们的固定尺寸所决定的运动而引起旋转，使得在弦垫11中形成受控的弯曲。支柱的长度、角度和位置可以被布置成产生所需的弯曲。

图11和12示出了根据本发明的另一种方案，其中一对块体元件30位于夹臂的壁腔17内，与乐器的弦s接触(或者包括薄的橡胶接触面31)，用于通过枢轴销32产生摇摆运动。图11示出了指板/品丝弯曲f相对较浅的情况；而图12示出了更明显的弯曲f。该机构在响应于向上的力u而适应于弯曲方面的工作原理是相同的。

图11和12的实施例基于将乐器的弦s分成两个(或多个)组(例如将六根弦分成三组)的原理。每个组中的指板/品丝弯曲f相对不太明显，使得与每个组相关联的块体元件(即使具有平坦的接触面31)将能够相当紧密地适应弯曲并对各根弦施加相对相等的压力。一层薄的橡胶可以解决任何微小的变化。

块体元件方案的优点在于，它能使固体材料承载到弦上，从而对音调(tone)和延音(sustain)产生最小的负面影响。

摇摆块体元件方案可以通过如图所示位于每个块体30的中点处的枢轴销32来实现，或者通过形成在与接触面相对的表面上的半径(与夹臂壳体的内表面17配合)来实现。

如上所述，块体元件的摇摆运动也可以响应于从弯曲的指板表面f施加的压力而由凸轮致动。

本发明的所有实施方案可以适用于任何已知的变调夹类型。

在所构思的本发明的范围内，可以作进一步的修改。例如，该设计可以形成适应机构，从而以最大弯曲而不是从中心压力开始，在最外端的压力使其变平；即，这将是如图所示实施例的相反实施例。在本发明的上下文中，顶点力将由更一般的指板弯曲力代替，在这种情况下，该力将从边缘施加。