КОНСТРУКЦИЯ МУЗЫКАЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 2001 года по МПК G10C3/00 

Изобретение относится к конструкции музыкальных инструментов, в частности фортепиано, клавесина.

Известна конструкция музыкального инструмента, состоящая из основных звукообразующих узлов, включающих акустические заглушки, вирбельбанк с задней доской, футор в виде брусков и резонансный узел со щитом, штегами и рипками (Дьяконов Н.А. Рояли и пианино. Конструирование и производство. М.: Лесная промышленность, 1966, с. 64-87).

Недостатком известной конструкции музыкального инструмента являются низкие акустические характеристики.

Техническим результатом изобретения является повышение акустических характеристик музыкального инструмента.

Достигается это тем, что заглушка состоит из расположенных параллельно или под углом одна относительно другой пластин, близких или равных по площадям и конфигурации и соединенных между собой деревянными продольными брусками-лучами, между которыми на внутренней стороне расположены деревянные фигуры в виде ромбов, прямоугольников, задняя часть вирбельбанка, примыкающая к футору, состоит из полой многоступенчатой конструкции, образованной из деревянных металлических деталей разнообразной формы, а в задней доске образованы отверстия для передачи колебаний во внешнюю среду, причем одна из пластин заглушки выполнена из склеенных хвойных, широколиственных, экзотических пород древесины или из комбинации разных по твердости пород дерева, а в брусках футора выполнены отверстия, вырезы и углубления различных видов для создания необходимой гаммы обертонов в области низких и средних частот, при этом в резонансном щите между брусками хвойных пород вклеены клиновые бруски для изменения общей звуковой гаммы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на
фиг. 1 изображен акустический футор,
фиг 2 - рипки, заглушки, дискантовый штег, лейстик басового штега и гармонический брусок,
фиг. 3 - изображена фигура, представляющая нижнюю часть акустической заглушки, обращенную к полику фортепиано,
фиг. 4 - плоскость акустической заглушки,
фиг. 5 - резонансный щит с рипками, акустическими фигурами,
фиг. 6 - изображены фигуры, относящиеся к данной системе конфигурации рипок в сечении,
фиг. 7 - один из вариантов полой акустической заглушки в сечении,
фиг. 8 - резонансный щит из брусков со вставками,
фиг. 9 - другое исполнение резонансного щита,
фиг. 10 - вариант нетрадиционного изготовления рипок (вид сбоку),
фиг. 11 - вариант формы выполнения рипки (вид сбоку).

Конструкция музыкального инструмента состоит из основных звукообразующих узлов, включающих акустические заглушки 1, 2, вирбельбанк 3 с задней доской (не показана), футор в виде брусков 4, 5, 6, 7 и резонансный узел со щитом 8, штегами 9, 10 и рипками 11.

Заглушка 1, 2 состоит из расположенных параллельно или под углом одна относительно другой пластин, близких или равных по площадям и конфигурации и соединенных между собой деревянными продольными брусками-лучами 12, между которыми на внутренней стороне расположены деревянные фигуры 13 в виде ромбов, прямоугольников; задняя часть вирбельбанка 3, примыкающая к футору. состоит из полой многоступенчатой конструкции, образованной из деревянных 14 и металлических 15 деталей разнообразной формы, а в задней доске образованы отверстия для передачи колебаний во внешнюю среду.

Одна из пластин заглушки 1, 2 выполнена из склеенных хвойных, ширколиственных, экзотических пород древесины или из комбинации разных по твердости пород дерева, а в брусках 4, 5, 6, 7 футора выполнены отверстия 16, вырезы 17 и углубления различных видов для создания необходимой гаммы обертонов в области низких и средних частот.

В резонансном щите 8 между брусками 18 хвойных пород вклеены кленовые бруски 19 для изменения общей звуковой гаммы.

Имеется гармонический брусок 20, наклеенный на деку.

Позициями 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 обозначены рипки 11, выполненные различной формы.

Рипки 24 - 27 имеют высоту, в 1,5, 2, 3 раза превышающую ширину основания, соединенного с декой.

С помощью вырезов по бокам рипок 22, 23 происходит обогащение спектра самих рипок и соответственно меняется спектральный состав звуковых волн, излучаемых декой.

При применении тонких, высоких рипок 24, 25, 26, 27 появляется возможность изготовления более тонкой и, как следствие, более низкой по основному тону деки. Жесткость, потерянная при утоньчении деки, компенсируется жесткими высокими тонкими рипками. При жестких рипках исключается вероятность провала деки под давлением струн, что обеспечивает гораздо большую стабильность звучания инструмента. Одновременно жесткая система резонансного узла увеличивает продолжительность звучания нот по всем регистрам.

Рипки 11 без срезов на концах, но имеющие плавное утоньчение к середине рипки создают оригинальный тембр.

Рипки 11 имеют на концах по три среза.

Применение новых конструкций рипок в различных сочетаниях существенно обогащают звуковую палитру излучений деки.

Позицией 28 обозначена угловая плоская часть деки, а позицией 29 - противоположная плоскость.

Отличие новой конструкции от прототипа состоит в том, что ее основные узлы - вирбельбанк, футор, резонансный узел имеют существенные изменения и дополнения, качественно влияющие на результат. Кроме того, использована принципиально новая технология изготовления деталей фортепиано.

При последовательном рассмотрении отдельных элементов общей конструкции, имеющих изменения, конструкция отличается и дополнена новыми составными элементами, ранее не применяемыми в фортепианостроении.

Известно, что резонансный узел фортепиано (фиг. 2, 5-11) состоит из резонансного щита с рипками 11, заглушками 1, 2, штегами 9. Резонансный щит 8 состоит из листа фанеры или склеенных дощечек 18 хвойной породы древесины. Рипки 11 - длинные рейки со срезами на концах. Высота срезов уменьшается по мере приближения к концам рипок.

Известно, что заглушки 1, 2 состоят из плоского массивного деревянного или фанерного треугольника и прямых деревянных брусков, имеющих в сечении прямоугольник, приклеенных к деке. Заглушки 1, 2 размещаются по углам резонансного щита.

Футор (фиг. 1) состоит из продольных деревянных брусков 4, 5, 6, скрепленных между собой.

Вирбельбанк 3 (фиг. 1) представляет из себя клеенные твердые дощечки с отверстиями для колков, держащих струны в натяжении.

Известно, что заглушки состоят из массивного плоского треугольного деревянного бруска и бруска, имеющего в сечении прямоугольник. К противоположной от деки стороне бруска крепится фанерная или деревянная пластина, клеенная вдоль волокон дерева. Назначение традиционной заглушки - отражать и ограничивать по углам резонансного щита звуковые волны, расходящиеся по деке.

Полая акустическая заглушка (фиг. 4) представляет собой две пластины 2, близкие или равные по площади и конфигурации, не треугольной формы и расположенные параллельно или под углом одна к другой. Одна из плоскостей является продолжением деки. Вторая плоскость склеена из хвойных, широколиственных, экзотических пород древесины или представляет комбинацию равных по твердости пластин дерева. Обе плоскости соединены между собой деревянными продольными брусками-лучами 12 (фиг. 4), расходящимися под разными углами один относительно другого и исходящими из одной точки. Лучи 12 делят заглушку на секторы, каждый из которых имеет резонаторное отверстие, обращенное вниз. Лучи двумя своими сторонами соединяют внутренние поверхности плоскостей. Плоскость, противоположная деке, может быть заменена сферически выпуклой, или вогнутой (фиг. 7), или волнообразной фигурой.

Предназначение акустической заглушкой - усиление волновых процессов и создание заданного акустического эффекта. Не имея аналогов, акустическая заглушка способна улучшать различные конструкции резонансного щита многофункциональной спектральной палитрой, образуемой вибрациями всех составных частей акустической заглушки.

Между лучами с внутренней или внешней стороны плоскостей приклеены деревянные фигуры 13 (фиг. 4): ромбы, прямоугольники, треугольники, круги, окружности и другие плоские фигуры и рельефы. Эти фигуры или комбинации фигур одной стороной приклеены к плоскостям акустической заглушки. Другая сторона фигур не примыкает к противоположной плоскости в отличие от брусков-лучей 12 (фиг. 4). Фигуры не имеют функции соединения двух плоскостей полой акустической заглушки. Брусок 20 (фиг. 2) приклеен к деке со стороны струн.

Известно, что вирбельбанк представляет массив, склеенный из трех и более слоев древесины с просверленными отверстиями для вирбелей, на которые крепятся струны. Акустический вирбельбанк представляет собственно вирбельбанк 3 (фиг. 1), измененный в противоположной по отношению к струнам стороне. Нововведение заключается в том, что акустический вирбельбанк активно включается в работу разонансного щита ввиду того, что задняя часть вирбельбанка, примыкающая к футору, представляет сложную, полую внутри, многоступенчатую конструкцию из деревянных 14 (фиг. 1) и металлических деталей разнообразной формы. Деревянные детали 14 (фиг. 1) полого акустического вирбельбанка приклеены к клеенному массиву задней доски и верхней обвязке футора 5 (фиг. 1) и шпрейцам 6 (фиг. 1). В задней доске просверлены или вырезаны отверстия для передачи колебаний во внешнюю среду.

Применение акустического вирбельбанка позволяет воздействовать на область низких частот вместе с футором.

Изменения носят новый принципиальный характер гармонического воздействия вирбельбанка не только с футором, но и с чугунной рамой, декой, боковыми стенками корпуса.

Известно, что футор представляет собой конструкцию (фиг. 1), состоящую из нескольких горизонтально и вертикально расположенных брусков 7, 4, 5 (фиг. 1), образующих по внешнему периметру прямоугольник. Футор предназначен для усиления чугунной рамы и предотвращении ее от поломок и удержания вирбельбанка, подвергающегося деформации от натяжения струн. Средние бруски-шпрейцы 6 (фиг. 1) могут перекрещиваться.

Футор акустический в отличие от традиционного имеет двойное назначение. Кроме собственно опорной и несущей функции акустический футор предназначен для создания необходимой гаммы обертонов в области низких и средних частот. Звукообразующая роль данного акустического футора состоит в том, что он активно включается в общую резонансную структуру ввиду различных нововведений, предназначенных для выполнения не только опорной функции, но и для решения прямых акустических задач. Бруски футора имеют отверстия 16, вырезы 17(фиг. 1) и углубления различных видов. К брускам футора, имеющим названия "верхняя обвязка" и "шпрейцы", кроме того, приклеены деревянные детали различных конфигураций 14 (фиг. 1), прикреплены металлические конструкции различных форм 14 (фиг. 1).

Новое конструктивное выполнение футора позволяет подавлять нежелательные резонансы деки. И, наоборот, усиливать, подчеркивать нужные обертоны резонансного щита. Данное конструктивное выполнение футора позволяет решать сложные акустические задачи, невозможные при применении традиционного футора.

Резонансные щиты новой конструкции (фиг. 8) изготавливаются следующим образом. Между брусками хвойных пород 18 в определенных, акустически выгодных узлах вклеиваются кленовые бруски 19. Вставки из кленовых брусков 19 резко изменяют общую звуковую гамму. Одновременно кленовые вставки, расположенные по углам деки, частично могут выполнять роль заглушки. Бруски-вставки 18 могут быть изготовлены и из иных пород дерева, в зависимости от художественно-акустических задач.

Конструкция набора делянок щита, изготовленных из хвойных пород, расположенных горизонтально и чередующихся со вставками 19, показана на фиг. 9.

Подобное расположение делянок щита предполагает вертикальное расположение рипок по отношению к верхней и нижней обвязкам. Часть рипок располагается под острыми углами к вертикальным рипкам.

На фиг. 1 изображен вирбельбанк 3, состоящий из шпрейцев 4, 5, 7, 6.

В верхнюю обвязку 5 и нижнюю обвязку 4 врезаны средние шпрейцы 6. Боковые шпрейцы имеют отфрезерованную выемку, которая играет важную роль в акустической форманте футора.

Четыре средних шпрейца 6 расставлены асимметрично, создавая благоприятный фон в области низких частот. На шпрейцах имеются деревянные фигуры 14, усиливающие желательные резонансы. Металлические фигуры 15 выполняют ту же функцию в сочетании с корректировкой баланса по весу. В шпрейцах имеются сквозные отверстия 16 и углубления, дополняющие добавочными обертонами основной тон футора.

В верхней части фигуры расположен вирбельбанк 3 с приклеенными акустическими фигурами 14.

Акустический вирбельбанк в отличие от прототипа снабжен также металлическими фигурами 15. Металлические фигуры 15 выполняют роль гармонического баланса и связывают различного рода гармоники акустического футора и акустического вирбельбанка в единую гармоническую структуру.

На фиг. 2 изображены рипки 11, заглушки 1, 2, дискантовый штенг 9, лейстик басового штега 10, гармонический брусок 20, наклеенный на деку. Заглушки 1, 2 имеют мягкие овальные линии в отличие от прототипа с прямыми линиями. Заглушки демпфируют нежелательные резонансы, возникающие по углам деки.

На фиг. 3 изображена фигура, представляющая нижнюю часть акустической заглушки, обращенную к полику фортепиано. Угловая плоская часть деки - позиция 28, противоположная плоскость - 29. Деревянные бруски-лучи соединяют обе плоскости. Фигуры 13 дополняют общий звуковой фон заглушки, вызывая диссонирующие интервалы.

На фиг. 4 изображена плоскость акустической заглушки. Стройная система брусков-лучей 12 в сочетании с фигурами 13 позволяет добиваться звуковых необходимых эффектов.

На фиг. 5 изображен резонансный щит 8 с рипками 11, брусками-лучами 12. На противоположной стороне резонансного щита 8 расположен гармонический деревянный брусок 20.

К шпрейцам футора 7 прикреплены ручки для переноса фортепиано.

В верхней части фигуры изображен вирбельбанк.

На концах некоторых рипок 11, врезанных в обвязки футора 4, 5, в отличие от прототипа, имеющего по одну срезу, отфрезерованы ступенеобразные двойные и тройные скосы. Рипки различаются по высоте одна относительно другой и по профилю в сечении.

На фиг. 6 изображены фигуры, относящиеся к данной системе конфигурации рипок в сечении.

Различные варианты рипок 11 в сечении 22, 23, 24, 25, 26, 27, кроме традиционного прототипа, поз. 21 активно воздействуют на спектр излучения деки.

На фиг. 7 изображен один из вариантов полой акустической заглушки в сечении: 8 - часть деки, 2 - полусфера, 12 - бруски-лучи, 13 - фигуры акустические, 11 - рипки.

На фиг. 8 изображен резонансный щит 8, собранный из брусков 18 со вставками-брусками из других пород древесины, расположенных под углом к боковым кромкам резонансного щита.

На фиг. 9 изображен резонансный щит 8, собранный из брусков 18 со вставками-брусками из других пород древесины, расположенных параллельно нижней и верхней кромкам резонансного щита.

На фиг. 10 изображен вариант нетрадиционного изготовления рипок 11 (вид сбоку), рипка не имеет срезов на концах.

На фиг. 11 изображен вариант формы рипки 11 (вид сбоку), рипка имеет по 2 - 3 скоса на концах.

При игре на музыкальном инструменте, в конструкцию которого входят вышеперечисленные конструктивные элементы, повышаются его акустические характеристики.

Промышленная применимость.

Изобретение может быть использовано в производстве музыкальных инструментов.

Конструкция музыкального инструмента для повышения акустических характеристик имеет заглушки, состоящие из расположенных параллельно или под углом одна относительно другой пластин, близких или равных по площадям и конфигурации и соединенных между собой деревянными продольными брусками-лучами, между которыми на внутренней стороне расположены деревянные фигуры в виде ромбов, прямоугольников, а задняя часть вирбельбанка, примыкающая к футору состоит из полой многоступенчатой конструкции, образованной из деревянных и металлических деталей разнообразной формы. 11 ил.

Конструкция музыкального инструмента, состоящая из основных звукообразующих узлов, включающих акустические заглушки, вирбельбанк с задней доской, футор в виде брусков и резонансный узел со щитом, штегами и рипками, отличающаяся тем, что заглушки состоят из расположенных параллельно или под углом одна относительно другой пластин, близких или равных по площадям и конфигурации и соединенных между собой деревянными продольными брусками-лучами, между которыми на внутренней стороне расположены деревянные фигуры в виде ромбов, прямоугольников, задняя часть вирбельбанка, примыкающая к футору, состоит из полой многоступенчатой конструкции, образованной из деревянных и металлических деталей разнообразной формы, а в задней доске образованы отверстия для передачи колебаний во внешнюю среду, причем одна из пластин заглушки выполнена из склеенных хвойных, широколиственных, экзотических пород древесины или из комбинации разных по твердости пород дерева, а в брусках футора выполнены отверстия, вырезы и углубления различных видов для создания необходимой гаммы обертонов в области низких и средних частот, при этом в резонансном щите между брусками хвойных пород вклеены клиновые бруски для изменения общей звуковой гаммы.