[实用新型]琴弦-琴马连接系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及音乐器具，并且更具体地，涉及有琴弦的音乐器具。

本申请是2009年3月11日递交的美国专利申请No.12/402,467的连续申请的部分，该美国专利申请的内容被整体地并入，并且要求2009年2月29日递交的美国临时专利申请No.61/148,320的利益，其内容被整体地并入。

背景技术

诸如钢琴、小提琴、低音提琴和大键琴的很多有琴弦的器具具有音板，音板有助于将琴弦的振动能量转换成作为声音的空气的振动能量。在乐器中可以使用一个或多个声音琴马(至少部分地)作为琴弦和音板之间的中间物。不幸地，用于连接琴弦到声音琴马的传统的方式具有不良的结果，诸如过度的繁重作用力被施加到关联的音板，其降低乐器的耐久性，并且在琴弦进路中的不协调的偏差引起声音保真度的降低。

大钢琴经过几百年已经常规地设计为具有被拉紧和保持在水平的竖琴形状的铸件金属框架中的大约230根琴弦。铸件框架位于木制子框架上并且通过木制子框架加强，在早期的钢琴中木制子框架提供保持产生于琴弦中张力载荷的唯一装置。对来自钢琴的更强有力的声音的要求，需要采用更粗重的琴弦。为确保在所需音调处的这些振动，更粗的琴弦需要更高的张力。为了包含额外的压力，引入铸件框架。

钢琴的操作通过由一列85至97毛毡覆盖的击锤从下面击打琴弦的方式以引起琴弦振动来实现，每个击锤击打琴弦的单个、两个、三个和弦或者偶尔击打相同张力和相同的几何形状的二次-和弦组，因而发出相同音调的声音。振动琴弦具有足够的表面区域以在乐器周围的空气中感应音波，因而振动能量通过琴马或者连接到音板的矩形条带木材给予，以引起 音板与琴弦一致振动并且因而在周围空气中产生声音波。

琴马的顶表面和琴弦之间的接触方式高度地影响琴弦中能量符合要求的传递到琴马并且其后到音板。在传统钢琴中，琴马的顶部和琴弦之间的接触被两个销保持，两个销大约15度到垂直的角度驱动进入。这些销被如此设置，使得当通过第一顺时针然后逆时针接连地围绕每个销时，琴弦变化方向约15度。销的倾斜加上当琴弦经过销时琴弦角度的改变导致在琴弦上的向下作用力的结果，导致琴弦靠着琴马顶部保持。结果，当琴弦穿过琴马时，琴弦向侧面移动。移动量被称为侧牵引。几何形状通常设置为使在琴马两侧的琴弦线平行。侧牵引引导琴弦线的对称性，被认为是导致钢琴声音清楚和纯净度损失的原因。系统在琴马上施加扭矩并且销被装载悬臂在琴马上。在销上的横向地作用力可能导致琴马顶部木材的破裂。如果发生这种情况，销变松并且音调可能改变或者出现错误。

在琴马的声音长度侧上的第一琴马销限定琴弦声音长度的终端。关键在于无论琴弦在哪个平面中振动这个声音长度将一致，当琴弦的振动平面变化时音符的音调将改变。为此理由，琴马的顶部典型地被雕刻，从而琴弦与琴马顶部的接触点与第一琴马销的中心精确地一致。如果不精确，这个雕刻将允许琴弦的音调根据琴弦的振动平面改变。这个并存是被认为是不正确。琴马雕刻需要技巧并且是钢琴生产的成本因素。

通过以上描述所产生的琴弦和琴马顶部之间的接触作用力足够以在钢琴操作的全部条件下保持琴弦与琴马顶部接触，具体地，当从下面强有力地冲击时，琴弦可能从琴马顶部分开。这破坏了从琴弦到琴马的能量传递的接触路径，并且声音能量损失。额外的接触作用力传统地通过如下设置琴弦产生，即当琴弦穿过琴马时，每个琴弦在垂直平面上变化大约2至5度的角度。角度的这个改变产生保持琴弦靠着琴马顶部的向下作用力。在典型的钢琴中，来自在钢琴中很多琴弦全部作用力的上部位置导致总体向下支撑作用力大约半吨。该作用力由音板来保持和支撑。音板必须被设计在没有变质或者破坏钢琴的寿命的情况下抵抗这个载荷。这意味着音板的硬度和强度使其作为在空气周围产生声音波的振动部件的性能需要折中。在现实中，音板破坏和向下支撑损失的问题在钢琴中是平常的，并且是在一段时间后钢琴的能量和声音质量退化的最普遍理由。

已知，钢琴琴弦不仅横向地振动，而且还纵向地振动，虽然以非常高的频率。在上述传统概念中，用于保持琴弦靠着琴马顶部，琴弦的长度的部分位于在琴马顶部上并且保持靠着琴马顶部。在琴弦中的任何纵向振动运动因而被摩擦力有效地阻尼，并且由此原理导致来自琴弦的能量损失和随后的可用于产生声音波的振动能量减小。