[发明专利]用于音乐弦乐器的共鸣板支柱结构系统

说明书

背景技术

1.本发明的技术领域

本发明涉及声学音乐弦乐器，更具体地，本发明涉及改进由这种乐器发出的音乐声品质的新型共鸣板结构系统。

2.现有技术的描述

音乐弦乐器(例如声学钢或尼龙吉他、琵琶和类似物)通常包括附接到中空琴体的琴颈。琴体通常包括被称为共鸣板的顶面，侧壁绕着共鸣板的周边形成并附接到共鸣板上，侧壁还附接到背板，封装形成充气室。充气室也被称为共鸣器，其尺寸、形状或形式可以变化。传统上是由不同的木材类型构造而成，但是近年来使用现代化材料，例如聚酯玻璃增强树脂或者甚至是碳纤维复合材料。

共鸣板通常具有一个或多个开口，该开口被称为“音孔”，其形状和位置可以变化。琴马结构接合至共鸣板，并且琴马结构被制造得足够大，以将多个琴弦附接到该琴马结构上。琴马结构可以简单地为矩形或者一些其它形状的硬木片，或者可以由其它合适的材料制成。连接到琴马结构上的琴弦穿过但是稳固地接触到硬材料(例如骨或黄铜)的薄带上，该薄带凹入到琴马中并且通常被称为琴马“鞍座”。

琴弦继续通过鞍座并且伸展到琴颈的端部，在该端部处，琴弦穿过但是稳固地接触到硬材料的带凹口的厚带上，该厚带被称为“琴弓”，琴弓固定到乐器的颈部端部。然后琴弦被紧固到可转动栓或调音器上，该可转动栓或调音器在琴颈的自由端部处固定到“琴头”板上。栓或调音器用来独立地将琴弦张紧到预定的音调，从而在打击或拨动时产生某一频率的音符。

振动琴弦与凹入的琴马鞍座接触的地方是琴弦的振动穿过进入到共鸣板中的地方。声音通常是空气波动。与共鸣板的振动表面区域相比，能够单独被振动琴弦的表面区域扰动的空气几乎可以忽略不计。理想的是，整个共鸣板将同声地振动，振动琴弦使得中空琴体内的空气波动、反射，并且基本上通过音孔谐振和发射。从而实现振动琴弦的放大。

以上大致是声学音乐弦乐器的工作原理的简化。事实上，有许多因素要考虑，包括力、参数、材料特性。

音乐弦乐器的最近审查显示，与其表面区域相比，共鸣板通常是极薄的，并且通常由诸如云杉或松木的软木材制成。这样的共鸣板能够比较厚的共鸣板更自由地或有力地振动，因此能够在中空琴体内转移更多量的空气，从而基本上产生更加放大的声音。

不幸的是，共鸣板并非自保持的，并且其对琴弦的张力的抵抗能力较小。因此，传统的和现代的声学音乐弦乐器具有粘接到共鸣板下侧上的支柱。已经提出有许多设计和样式来试图产生可能最好的音量和音质结果。设计者已经试图使用支柱系统不仅支撑共鸣板，而且还在整个共鸣板表面区域上传播振动。对于六根琴弦的吉他，当前有两种支柱系统用作工业标准，并且每一种可以从一个吉他制造者到另一个吉他制造者进行微小的改变。一种是由C.F.Martin & Company在十九世纪中期提出的“X”形支柱系统，其主要用于较大的钢丝琴弦吉他，例如重型吉他；其形状和尺寸也归因于C.F.Martin & Company。另一种是“扇”形(FAN)支柱系统，主要用于较小琴体的肠线或尼龙琴弦吉他，这是由Antonio Torres在十八世纪中期提出的。他还公开已经设计了现代“西班牙古典吉他”琴体的当前形状和尺寸。

具有“X”形支柱系统的共鸣板存在的缺陷在于由于压缩和膨胀而导致的偏转和变形。从观察可以看出，琴马前部的区域变得向下压缩，同时琴马后方的区域朝向端部块凸出部分向上延伸。偏转还发生在沿着“X”形支柱的四个臂中间位置的区域中，在该位置处，较小的支柱通常固定到共鸣板上。在“X”形支柱臂的端部处还能够发现另外的偏转，在这些点处的变形是不可能在视觉上注意到的。重要的是，琴体的侧壁吸收某些琴弦载荷张力，并且更重要的是，共鸣板设置在应力下且由于所有的累加偏转而不能均匀地振动，这是由于对琴弦的方向载荷张力缺乏直接的支撑而导致的。