СМЫЧОК Российский патент 2006 года по МПК G10D3/16 

Изобретение относится к смычкам струнных музыкальных инструментов и имеет область применения в исполнительском искусстве. Смычок является вибратором струн, колебания которых возбуждается его фрикционной составляющей (фрикционом) в виде натянутой ленты из конских волос, натертых канифолью. Современный смычок (например, для инструментов скрипичного семейства или для народных инструментов) состоит из 15 деталей как минимум и является статически и динамически напряженной конструкцией, включающей гибкую деревянную трость и винтовое устройство с подвижной колодочкой, которые натягивают конский волос, как фрикцион струн. На качество смычка одновременно влияют при исполнении ряд его конструктивных параметров: масса и ее распределение, размеры, гибкость трости и ее нестандартное распределение, момент инерции, положение центра тяжести, качество волоса и канифоли, износоустойчивость и другие.

Сложность и напряженность конструкции современного смычка предопределила ряд его исторических существенных недостатков:

1) вытягивание волоса (иногда разрывы) от нагрузок во время исполнения, что требует постоянных коррекций рукой нажима фрикционом на струны и адекватного его подтягивания винтом в подходящих паузах. Физические свойства волоса заметно зависят от влажности и температуры. Этот недостаток природного материала, включая его исходную нестандартность, осложняет игру и дополнительно утомляет исполнителя.

2) нестандартность гибкости и других физических свойств деревянной трости и их зависимость от материала, влажности и температуры, что осложняет изготовление, выбор и приспособление к смычку и исключает его заводское производство. Изготовлять серийно одинаковые смычки невозможно, как и поддерживать стабильными их свойства без тщательной подстройки.

3) статическая и динамическая неустойчивость смычка на струне при игре из-за расположения его центра тяжести по оси трости, т.е. много выше струны, затрудняет обучение и осложняет игру.

4) сложность техники получения равномерного звука, для чего необходимо нажимать с одинаковой силой на струну фрикционом, который неравномерно прогибается с максимумом в его середине при движении гибкой трости смычка. Эта комплексная техника в сочетании с функцией смычка так же, как рычага, требует многолетнего обучения на базе развития тактильно-слухового навыка, что значительно осложняет исполнение.

5) необходимость для производства современного смычка высокого мастерства ручного труда, трудоемкости и длительности изготовления и сборки его 15-ти деталей и сложность операций по их замене (например, волоса или эсика /1-3/) в сочетании с хрупкостью его конструкции.

6) высокая стоимость хорошего смычка (часто много выше рядового инструмента) из-за необходимости дорогих и редких природных материалов (фернамбуковая трость, черное дерево, слоновая кость, серебряная канитель, перламутр, лайковая кожа, подготовленные волосы хвоста жеребцов) и (5).

Проблему регуляции натяжения волоса как фрикциона смычка по ходу исполнения решает Патент США № 5918297 /4/ с помощью сложной конструкции трости, составленной из двух частей, вращаемых друг относительно друга по оси на винте. Других недостатков традиционного смычка патент не касается.

Прототипом предлагаемого изобретения избран Патент США № 4040322 /5/, где конские волосы заменены на синтетические нити диаметром 0,15-0,40 мм из поливинилхлорида (ПВХ) или его смеси, которые неровностями поверхности удерживают частицы канифоли аналогично волосу, но лишены недостатков этого природного материала по п.1. Трость выполнена как трубка из фибростеклопластика, что из-за неполной стандартности ее свойств решает лишь частично проблему по п.2. Однако остальные перечисленные серьезные недостатки смычка прототип не устраняет.

Цель изобретения состоит в устранении всех перечисленных недостатков принятого смычка и придании его конструкции новых преимуществ. Цель достигается заменой его напряженной конструкции из природных материалов основных деталей на стабильную конструкцию из фабричных стандартных трех деталей в виде твердой подложки особых профилей, к которой крепится ручка и фрикцион из съемной синтетической пленки, прочно удерживающей частицы канифоли неровностями рабочей поверхности (фиг.1).

Изобретение описывается следующими особенностями.

Твердая подложка может быть выполнена из дерева или бамбука, пластика (например, полиакрилата), армированного пластика (например, стеклопластика), металла (например, из тонкого листа титана) или их сочетаний (фиг.2). Ее длина соответствует длине соответствующего гибкого смычка или его фрикциона, а профиль есть внутренний желоб с внешними поверхностями как нижняя продольная плоскость, с одной стороны плавно переходящая в нарастающую кривизну (например, гиперболическую поверхность) и с другой - в поверхность под углом к плоскости и образующей с ней ребро (фиг.3, 1-3). Одна боковая поверхность подложки может быть выполнена продольно волнообразной (синусоидальной) для возможности новых эффектов звукоизвлечения смычком (фиг.2, 4). Подложка может быть выполнена и как эллиптическая трубка с соотношениями ее перпендикулярных осей, например, от 2:1 до 3:1 (фиг.3, 4). Подложка может быть выполнена и из сплошного материала подходящей плотности (фиг.3, 2). Подложка может быть слегка выпуклой в сторону струн для придания большей эргономичности звукоизвлечению смычком (фиг.2, 5). Подложки изготовляются фабрично, например, методом штамповки или выточкой из древесного материала, например, из бамбука с его природным желобом и высокими механическими свойствами.

Ручка смычка, близкая по дизайну к сумме деталей для держания принятого смычка кистью руки (конец трости с винтом и колодочкой), также изготовляется фабрично, например, штамповкой из пластика низкой плотности, и крепится любым известным способом постоянно или съемно на подложке (например, в желобе на клее) или в ее торце (например, при сплошной подложке) неподвижно или подвижно вне области фрикциона (фиг.2, 1-Б, 2-Б, 3-Б).

Фрикционом смычка служит самоклеющаяся синтетическая пленка на основе ПВХ или его смеси, которая прочно скрепляется с поверхностями твердой подложки (но легко может быть снята и заменена музыкантом) и имеет обратную рабочую матированную поверхность со специфическими неровностями ( например" Avery self-adhesive 500 Matt Film, Avery Dennison Graphics Division, /6/), которые прочно удерживают частицы канифоли после натирания ею фрикциона (фиг.4, 1-А). Внедрение прослойки (1- или 2-сторонняя самоклеющаяся синтетическая пленка, например, E.E.G. Klebebänder, gelifert Qualitat, Deutschland) между подложкой и фрикционом смягчает последний, чем повышает его динамический контакт со струной и позволяет извлекать смычком более богатое по тембрам звучание инструмента (фиг.4, 2-А).

Балансировку центра тяжести смычка для удобного распределения его массы при игре проводят точным и прочным прикреплением грузика у конца смычка, например приклеиванием его в желобе или сверху сплошной подложки вне области фрикциона (фиг.1, 4; фиг.2, 3).

Конструктивное решение дизайна подложек и ручек (фиг.1-3), их материалы и длины смычков обеспечивают достаточную прочность для стабильности смычка при любых игровых нагрузках. Область открытого желоба верха смычка может быть армирована и закрыта его же фрикционом, что повышает его продольную прочность и снижает отвлекающий интерес к его нетрадиционному виду. Их вес либо равен массам соответствующих классических смычков, либо меньше (например, бамбуковый смычок).

Смычки могут снабжаться расходуемыми рулонами фрикциона, прослойки и/или их композитами из склеенных пленок "фрикцион-подложка", полностью или частично (без канифоли, например) подготовленными к замене отработанного фрикциона, которые стандартно изготовляются фабрично с параметрами под соответствующий смычок, что значительно упрощает для музыканта подготовку к исполнению. Недорогой твердый смычок является полностью стандартным фабричным продуктом.

Следующие материалы поясняют изобретение и показывают достижение его цели, которые однако являются иллюстративными и не ограничивают объем его притязаний.

На фиг.1 дан общий вид твердого смычка:

1 - подложка с желобом,

2 - наклеенная пленка фрикциона, загнутая в желоб,

3 - одноопорная ручка, закрепленная в желобе,

4 - грузик-балансир, закрепленный в желобе у конца смычка.

На фиг.2 даны некоторые продольные профили подложек с ручками, последние такжетюказаны со стороны конца смычка:

1-А - прямая подложка с ручкой в желобе, 1-Б - ручка;

2-А - прямая сплошная подложка с ручкой в торце, 2-Б - ручка;

3-А - прямая подложка с двухопорной ручкой в желобе, 3-Б - ручка;

4 - прямая подложка с боковой синусоидальной поверхностью и ручкой в желобе (вид сверху, синусоида увеличила для наглядности).

5 - выпуклая подложка со смещенной двухопорной ручкой в желобе;

1 - подложка, 2 - ручка, 3 - грузик-балансир.

На фиг.3 даны некоторые поперечные профили подложек с продольными поверхностями (сверху против часовой стрелки):

1 - желоб-гипербола-плоскость-ребро-плоскость,

2 (сплошная) - плоскостъ-ребро-гипербола-плоскость-ребро-плоскость-ребро,

3 - желоб-гипербола-плоскость-ребро-синусоида,

4 - эллипсоидальная трубка с боковой плоскостью между двух ребер.

На фиг.4 даны поперечные профили смычков:

1-А - с наклеенным на подложку фрикционом,

2-Б - с наклеенным на подложку композитом прослойки и фрикциона.

1-подложка (по фиг.3, 1), 2 - фрикцион, 3 - прослойка.

Приводится порядок монтажа фрикциона и прослойки на подложке смычка.

Схема: Операции монтажа фрикциона на подложке

1) Из коммерческого рулона необходимой пленки вырезают заготовку под свой смычок, длиннее на 5-7 см длины подложки и с шириной, достаточной для ее закрепления в желобе или наверху подложки (или в нахлест по окружности профиля подложки с желобом). Также отрезают нужную длину подготовленной пленки из подходящего рулона под свой смычок.

2) Закрепляют заготовку на столе рабочей поверхностью вверх и, если необходимо, натирают ее канифолью. Последнюю операцию можно проводить и повторять на полностью приклеенном к подложке фрикционе.

3) Перевернув и закрепив заготовку, снимают предохранительную бумагу с клеевой поверхности.

4) Плоскую поверхность подложки плотно прижимают к середине липкой поверхности пленки и поворотом по оси с усилием накатывают боковые поверхности подложки на лежащую пленку, края которой загибают в желоб и приклеивают. Альтернатива: на пленку накат подложки проводят с кривой ее поверхности непрерывно от края желоба. К волнообразной поверхности подложки пленку прижимают накатом круглой пробки.

5) Выдвинутые края пленки с 2-х концов смычка прорезают до подложки вдоль по краям ее плоскости. Части разрезанных краев загибают внутрь желоба и закрепляют.

6) Смену фрикциона проводят при необходимости, сначала сняв в обратном порядке старую пленку и очистив следы акрилового клея чистой влажной тряпочкой с раствором слабого детергента (например, для мытья посуды), водой и затем просушив сухой чистой тряпкой.

7) При использовании прослойки ее сначала на столе склеивают с фрикционом, а затем, удалив предохранительную бумагу, обратной стороной склеивают с подложкой по п.п.2-5, а смену композита проводят по п.6. Коммерческий композит приклеивается к подложке по п.п.1-5 и удаляется по п.6.

Другие профили, дизайн или материалы твердой подложки и ручки, иные способы крепления пленок фрикциона и прослойки к подложке или между собой, иные материалы пленок со свойствами ПВХ удерживать поверхностью канифоль, как и иные материалы со свойствами канифоли на фрикционе динамически взаимодействовать со струнами не являются альтернативой и охватываются данной заявкой.

Изобретение функционирует следующим образом.

Общая поверхность фрикциона на твердой подложке позволяет стабильным смычком извлекать отличающиеся по широкому диапазону громкости и тембрам звуки, аналогично гибкому смычку: максимально громко на плоских поверхностях фрикциона при максимальном нажиме и контакте со струной, легко ослаблять звук и изменять тембры уменьшением нажима на струну и небольшим поворотом смычка по длинной оси на нарастающей кривизне его боковой поверхности и его скоростью или при минимальном, но акцентированном контакте со струной на ребре смычка. Волнобразная продольная боковая твердая поверхность фрикциона впервые позволяет извлекать эстетическое "смычковое вибрато" без помощи пальцев левой руки, что невыполнимо на гибком смычке. Тембр такого вибрато зависит от значений переменных формулы синусоиды боковой поверхности подложки, скорости движения смычка и силы давления его фрикциона на струну.

Смычок имеет следующие дополнительные преимущества.

Длина нового смычка полностью используется под фрикцион, чем повышаются его исполнительские возможности из-за удлинения более чем на 15%, чем у принятого смычка. В прямом твердом фрикционе заявляемого смычка отсутствует эффект "утопания" струны (т.е. ее заглушение), т.к. вибрирующая струна не зажимается с двух сторон, как для гибкого смычка частично огибающим ее ослабленным фрикционом, динамически прижатым на струне к трости. Слегка продольно выпуклый к струнам твердый смычок со смещенной ручкой в сторону его середины дает эргономические преимущества музыканту для извлечения звука.

Твердый фрикцион из матированной поливинилхлоридной пленки удерживает частицы канифоли примерно вдвое дольше, т.е. прочнее, чем конский волос при равных игровых нагрузках. Это преимущество возникает, возможно, от сочетания специфики неровностей поверхности пленки из ПВХ и нерастяжимости при игре фрикциона, приклееного к твердой подложке смычка, в отличие от растягиваемой "черепицы" поверхностых клеток конского волоса, удерживающей канифоль, при игровых нагрузках стандартного смычка. Твердый смычок позволяет извлекать значительно более громкое, чем принятый гибкий смычок, эстетическое звучание с более широким диапазоном громкости "рр-fff". Благодаря твердости фрикциона для нового смычка взятие тройных нот значительно легче, чем для принятого смычка с прогибающимся к трости фрикционом.

Виолончелисты-профессионалы не способны только на слух различать смычки стандартной и твердой конструкции по извлекаемым одинаковым нотам на одном и том же инструменте при "слепой" постановке статистического парного сравнения в одинаковых условиях.

Достижение целей заявки демонстрирует сводная таблица (Приложение) выявленных 19 преимуществ и отличий изобретения при его сравнениях с аналогичными качествами известного стандартного гибкого смычка.

Литература

1. Н.А.Дубинин, Ремонт смычковых музыкальных инструментов, М., 1992.

2. Л.А.Кузнецов, Акустика музыкальных инструментов. Справочник, М., 1985.

3. В.Стахов, Творчество скрипичного мастера. Л., 1988.

4. Патент США № 5918297.

5. Патент США № 4040322.

6. Avery Dennison Graphics Division, web-site: www. averygraphics. com

Приложение: Преимущества и отличия изотропного твердого смычка (заявка «Смычок», Нейфах Е.А. и Сафронов А.Е.)

ПризнакиСмычки Турта-ВильомаТвердый смычок по Заявке1. КонструкцияНапряженная. Натянутый фрикцион отклоняется струной неравномерно с максимумом в середине.Стабильная. Фрикцион на твердой подложке и изотропен.2. Число деталей153 (подложка, ручка, фрикцион).3. Опора фрикциодаГибкая деревянная трость и винт.Твердая подложка особого профиля.4. ФрикционНатянутая лента конских волос. Сложная подготовка и замена.Фабричная пленка ПВХ, наклеенная на подложку. Коммерчески готовый рулон. Замена проста в быстра.5. Расходуемые деталиКонский волос и канифоль. Требует сложной тех. подготовки и замены.Готовый фабричный фрикцион в рулоне.6. Стабильность конструкцииНапряженная и хрупкая. Фрикцион растягивается при исполнении и требует коррекций винтом в паузах.Отн. прочная. Фрикцион стабилен при исполнении по всей длине и изотропен.7. Доступность материаловРедкие и труднодоступные.Дешевые и стандартные.8. ИзготовлениеСложное и длительное. Индивидуальное мастерство.Простое. Все детали фабричные.9. СтоимостьВысокая для хорошего смычка.Отн. низкая. Качества смычка не связаны со стоимостью.10. Масса смычка и ее распределение, размеры, момент инерцииОдинаковые.Одинаковые. Масса может быть снижена (например, подложка из бамбука).11. Устойчивость на струнеНе устойчивы из-за высокого центра тяжести (по оси трости).Большая: ось центра тяжести у струны.12. Техника равномерного звукоизвлеченияТребует долгого обучения из-за неравномерности отклонений фрикциона и функции смычка как рычага при игре.Обучение и игра упрощаются из-за изотропности твердого фрикциона.13. Штрихи
Вибрато:Одинаковые.
пальцами.Одинаковые.
пальцами и смычком с волнообразной поверхностью фрикциона на подложке.Спикато:на струне и смычке.на струне.14. Диапазон громкости звукоизвлеченияpp-fрр - fff. Высокая громкость возможна из-за твердой подложки.15. Тройные нотыСложны.Просты.16. Утопание" струны в смычке Есть - при касании трости гибким слабым фрикционом на струне.Нет - из-за твердого и прямого фрикциона.17. Прочность удержания частиц канифоли фрикциономСредняя.Высокая.18. Отношение длин фрикцион / смычокменее 85%100%19. Обучение техникеСложное и длительное.Более легкое и быстрое.

Смычок для струнных музыкальных инструментов для повышения исполнительских возможностей: трость выполнена в виде твердой подложки, например, из древесного материала или пластика, металла или их сочетаний. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Смычок для струнных музыкальных инструментов, включающий трость и фрикцион для струн, отличающийся тем, что трость выполнена в виде твердой подложки, например, из древесного материала или пластика, металла и их сочетаний с прикрепленными ручкой и фрикционом в виде съемной синтетической пленки, прочно удерживающей частицы канифоли.2. Смычок по п.1, отличающийся тем, что фрикцион имеет длину подложки.3. Смычок по п.2, отличающийся тем, что подложка выполнена сплошной, или в виде трубки, или с верхним продольным желобом.4. Смычок по п.3, отличающийся тем, что подложка выполнена прямой по длинной оси и с нижней продольной плоскостью.5. Смычок по п.1, отличающийся тем, что подложка выполнена продольно выпуклой в направлении к струнам.6. Смычок по п.1, отличающийся тем, что как минимум одна боковая поверхность имеет кривизну, нарастающую от нижней поверхности подложки с ее равномерным поворотом по длинной оси, например, представляющую собой гиперболическую поверхность.7. Смычок по п.1, отличающийся тем, что вторая боковая поверхность образует плоскость с ребром к нижней поверхности подложки.8. Смычок по п.1, отличающийся тем, что вторая боковая поверхность подложки выполнена продольно синусоидальной.9. Смычок по п.1, отличающийся тем, что синтетическая самоклеющаяся пленка фрикциона выполнена из поливинилхлорида, или его смеси, или другого синтетического материала, способного с канифолью или самостоятельно адекватно возбуждать колебания струн.10. Смычок по п.1, отличающийся тем, что между фрикционом и подложкой расположена прослойка из самоклеющейся синтетической пленки.11. Смычок по п.1, отличающийся тем, что ручка расположена на торце подложки или на ней у торца с возможностью съема, неподвижного или подвижного соединения и вне размещения фрикциона.12. Смычок по п.1, отличающийся тем, что он имеет расположенный у конца подложки балансировочный грузик или масса подложки распределена по ее длине для образования балансировки.