СТРУННЫЙ ЩИПКОВЫЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2003 года по МПК G10D1/08 

Изобретение относится к способу изготовления струнных щипковых музыкальных инструментов и может быть использовано в производстве музыкальных инструментов семейства гитарных, а также народных инструментов типа домр, балалаек, гуслей, мандолин.

В качестве аналога рассмотрен струнный щипковый музыкальный инструмент по патенту МКИ 4 G 10 D 1/08, ФРГ, (DE) заявка os 3440245, публикация 850818 29 "Акустическая гитара".

Известен классический струнный щипковый музыкальный инструмент (например гитара), взятый в качестве прототипа МКИ G 10 D 3/02, G 10 D 3/00, НКИ 102 G 23, Япония, заявка 54-32567, публикация 1979 г., 15 X, 6-815, приоритет США 8 VIII 75 г., 603031 "Гитара", содержащий корпус с резонаторным отверстием, имеющий верхнюю и нижнюю деки, соединенные по периметру обечайкой. С одной стороны корпуса имеется гриф с головкой и колками.

В известных способах изготовления дек пружинам, расположенным на их внутренних поверхностях, отведена роль элементов, лишь механически укрепляющих деки и усиливающих сопротивление дек деформациям. Вследствие ограниченной лишь этими задачами роли пружин известные способы изготовления дек не позволяют создавать в деках оптимальные условия для возбуждения и усиления обертонов, в полной мере использовать способности материалов дек к резонированию.

Известные способы изготовления обечаек, которым отведена роль корпусообразующих элементов, соединяющих верхнюю и нижнюю деки, не позволяют использовать возможности корпуса к реверберации.

Вследствие чего общим недостатком известных способов изготовления струнных щипковых музыкальных инструментов является неполнота использования свойств и возможностей материалов этих инструментов для получения максимально высоких акустических характеристик.

Задачей настоящего изобретения является создание струнного щипкового музыкального инструмента, конструкция которого позволит максимально использовать возможности материалов дек, обечайки и инструмента в целом к резонансу и реверберации, увеличить звуковое давление, мощность и продолжительность звучания, чистоту и насыщенность тембра, равномерность тембральной окраски во всем звуковом диапазоне инструмента, оптимально распределить механические нагрузки в его конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в струнном щипковом музыкальном инструменте, содержащем корпус из двух дек с пружинами, соединенных по периметру обечайкой с делительными элементами, образующий резонирующий объем, сообщающийся с внешней средой через резонаторное отверстие, гриф, колки, подставку на верхней деке, согласно изобретению площади дек разделены звуковыми пружинами в определенных пропорциях, а именно: пружина 10 (фиг.1) делит площадь верхней деки (без учета площади голосника и площади деки, контактирующей с накладкой грифа) в отношении 2:3, пружины 11 и 12 делят правую нижнюю часть деки на три равные части, имеющие по 1/5 площади деки, пружина 13 делит каждую из трех образованных пружинами 11 и 12 частей пополам и совместно с пружиной 10 отсекает в басовой части деки сегмент, площадь которого равна 1/7 части площади деки, пружина 14 делит площадь верхнего сегмента деки, ограниченного частью пружин 10, 13 и обечайкой, пополам; кроме того, площадь нижней деки разделена двумя пружинами, расположенными либо вертикально (фиг.2, 15 и 16) на три равные части, либо горизонтально (фиг.3), тогда одна из пружин (17) делит площадь деки пополам, а другая (18) делит пополам нижнюю часть деки, отсеченную пружиной 17, а использование пружин 15, 16, 17, 18 (фиг. 4) одновременно объединяет оба способа деления площади деки; обечайка по всей длине снабжена делительными элементами, расположенными по принципу соотношения полутонов симметрично по обеим половинам обечайки, начиная от нижнего клеца, приняв за мензуру общую длину обечайки, свободную от клецев (фиг.5, 5).

Данные соотношения получены путем акустических расчетов и подтверждены практикой.

Изобретение пояснено чертежами.

Фиг. 1. Верхняя дека со звуковыми пружинами, голосником, зоной контакта деки с накладкой грифа, верхним и нижним клецами.

Фиг.2. Нижняя дека с вертикальными пружинами.

Фиг.3. Нижняя дека с горизонтальными пружинами.

Фиг.4. Нижняя дека с комбинированным расположением пружин.

Фиг.5. Обечайка с верхним и нижним клецами и делительными элементами.

Фиг. 6. Общее расположение элементов струнного щипкового музыкального инструмента.

Струнный щипковый музыкальный инструмент содержит:
1. Верхняя дека
2. Резонаторное отверстие
3. Накладка грифа
4. Нижняя дека
5. Обечайка
6. Нижний клец
7. Верхний клец
8. Гриф
9. Головка грифа
10, 11, 12, 13, 14. Пружины верхней деки
15, 16, 17, 18. Пружины нижней деки
19-40. Делительные элементы.

Работа резонирующего корпуса основана на возбуждении и усилении в деках обертонов, кратных числам натурального ряда (1, 2, 3, 4 и т.д.).

Являясь частью верхней деки и принимая участие в колебаниях деки на частоте основного тона или любого возбужденного, каждый из участков деки, ограниченный какими-либо пружинами и обечайкой, представляет собой резонатор, частота резонанса которого в целое число раз больше частоты резонанса всей деки. Любой из участков деки является умножителем частоты, коэффициент умножения которого соответствует отношению площади участка к площади всей деки (х2, х3, х5, х7 и комбинации этих чисел) - возбуждаются обертоны нечетных (преимущественно) и четных (в меньшей степени) гармоник. И наоборот, попадая в резонанс на своей собственной частоте, любой из участков деки возбуждает колебания всей деки в целом - дека становится делителем частоты с соответствующим отношению площадей "участок - дека" коэффициентом.

Кратность целым числам соотношения площадей каких-либо соседних или удаленных участков деки и любых их (участков) комбинаций дает множество кратных основному (или возбужденному) тону комбинационных частот, особую значимость среди которых в образовании тембра музыкального инструмента имеют нечетные гармоники.

Несимметричность расположения пружин верхней деки обусловлено также различием масс и рабочих частот басовых и дискантовых струн, что определяет зеркальное (по вертикальной оси) расположение пружин в инструменте для исполнителей - левшей.

Работа нижней деки помимо обеспечения механической прочности корпуса музыкального инструмента заключается в том, что она, дека, являясь звуковым рефлектором, одновременно представляет собой умножитель частоты воспринимаемых колебаний либо х3 в варианте с вертикальным расположением пружин, что дает усиление квинты, либо х2, х4, х8 и т.д., что дает усиление октавы с горизонтальным расположением пружин; совмещение обоих вариантов уменьшает эффект деления частоты и усиливает рефлекторные качества нижней деки.

Работа обечайки, имеющей делительные элементы, расположенные перпендикулярно декам по всей длине обечайки, начиная от нижнего клеца симметрично по обеим половинам обечайки, по закону темперированного звукоряда где а и в - соседние полутоны, состоит в возбуждении обертонов, соотносящихся между собой по упомянутому закону, т.е. обертонов темперированного ряда, что в совокупности с обертонами натурального ряда, возбуждаемыми в деках, при имеющейся между ними неидентичности по абсолютной величине приводит к разности фаз колебаний в корпусе и создает эффект реверберации. Одновременно являясь ребрами жесткости, делительные элементы препятствуют резонансу обечайки на низких частотах в направлении, перпендикулярном поверхности обечайки, уменьшая тем самым ее демпфирующее действие и увеличивая звуковое давление корпуса в целом. Обечайка, имеющая такие элементы, резонирует на высоких частотах, усиливает обертоны и хорошо передает колебания низких частот звукового диапазона музыкального инструмента от деки к деке.

Созданный на основе изобретения струнный щипковый музыкальный инструмент, имеющий корпус, состоящий из верхней и нижней дек с пружинами, обечайки с делительными элементами, образующими в совокупности резонирующий объем, сообщающийся с внешней средой через резонаторное отверстие (отверстия), гриф с головкой, снабженный (не снабженный) ладовыми порожками, колки, на верхней деке имеется подставка, - имеет плотный сильный звук, большое звуковое давление, яркий насыщенный и ровный на всех струнах во всем диапазоне тембр, большую амплитуду и длительность колебательных процессов в инструменте, большую длительность звучания струн, легкость звукоизвлечения, эффект реверберации.

Изобретение позволило создать в деках условия возбуждения и усиления обертонов натурального ряда, в обечайке - обертонов темперированного ряда, в корпусе - условия для проявления эффекта реверберации, а также оптимально распределить механические нагрузки в деках и инструменте в целом, что, в свою очередь, допустило применение различных мензур без изменения геометрии корпуса внутри видов инструментов, а также позволило использовать струны различных масс, натяжения, материалов.

Технологически элементы струнного щипкового музыкального инструмента могут быть изготовлены как дискретно, так и интегрально с использованием различных материалов и технологий.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
1. Аналог - МКИ 4 G 10 D1/08, ФРГ (DE), заявка os 3440245, публикация 850818, 29 "Акустическая гитара".

2. Прототип - МКИ G 10 D 3/02, G 10 D 3/00, НКИ 102 G 23, Япония, заявка 54-32567, публикация 1979 г. , 15 X, 6-815, приоритет США 8 VIII 75 г., 603031 "Гитара".

Струнный щипковый музыкальный инструмент для повышения качества звучания содержит деки, площади которых разделены звуковыми пружинами в определенных пропорциях, первая из которых делит площадь верхней деки в отношении 2: 3. 6 ил.

Струнный щипковый музыкальный инструмент, содержащий корпус, состоящий из двух дек с пружинами, соединенных по периметру обечайкой с делительными элементами, гриф, колки, подставку на верхней деке, резонаторное отверстие, отличающийся тем, что в нем площади дек разделены звуковыми пружинами в определенных пропорциях: первая пружина (10) делит площадь верхней деки в отношении 2:3, вторая и третья (11,12) пружины делят нижнюю (большую) часть деки, отсеченную первой пружиной, на три равные части, имеющие по 1/5 от обшей площади деки, четвертая пружина (13) делит площади каждого из трех равных участков, образованных второй и третьей пружинами пополам и совместно с первой пружиной отсекает в басовой части деки сегмент, имеющий 1/7 часть от обшей площади деки, пятая (14) пружина делит площадь верхнего сегмента деки, отсеченной первой и четвертой пружинами, пополам, а также площадь нижней деки поделена двумя пружинами, расположенными либо вертикально (15, 16), - на три равные части, либо горизонтально - тогда одна (17) из пружин делит площадь деки пополам, а другая (18) делит пополам нижнюю часть, отсеченную первой пружиной, а обечайка снабжена делительными элементами, расположенными перпендикулярно декам по принципу соотношения полутонов - -, начиная от нижнего клеца симметрично по обеим половинам обечайки, вся длина которой (без клецев) принята за мензуру.