当乐器的弦线以对应于所需的音符的波动频率振动时，弦线乐器产生音 乐。这些弦线一般保持在相对较高的张力下，并且由弦线发出的音符是振动频 率、长度、张力、材料以及弦密度的函数。振动弦线的固有频率通过以下波动 方程式加以说明：
f＝(1/2L)(T/d)1/2
在该方程式中，f是固有频率，T是弦线上的张力，d是弦线的密度(单 位长度的质量)，以及L是弦线相关部分的长度。弦线乐器一般包括总体彼此 平行布置的多根音乐弦线。优选地，设置弦乐器以使其引起振动时发出不同的 声调。在使用过程中，为了改变弦线的有效长度，乐师可以通过下压弦线上的 某个点来改变弦线的频率，从而相应地改变固有振动频率。所述发出的音符随 着振动频率的改变而改变。如所述方程式所示，所述振动频率与所述弦线振动 部分的长度成反比；因而，当乐师有效地缩短弦线时，所述振动频率增加，因 此所述发出的音符的音高相应地增加。
为了促进可预测演奏和弦和音阶，弦线乐器的每一根弦线一般在相应的音 调内拉紧到另一根弦线。这种状态，通常称之为“合调”，意味着所述弦线的 固有频率通过预设的音程相互变化。比如，吉他的常规的调音使最低频率的弦 线调到E，且随后的弦线调到A、D、G、B和E。这样，每一根弦线比之前的 弦线高五个半音(最小的频率分别地用于标准12音阶)，除了G到B音程为 4拍。将所有音程加起来，为24个半音，也就是两个八度音阶(12个半音为 一个八度音阶)。
八度音阶是较高音符的频率正好为较低音符频率两倍的音程。吉他的低E 弦线和高E弦线的振动频率使得所发出的音符彼此相距两个八度音阶。如方 程式所示，当弦线的张力和密度保持不变时，可以通过将音弦的长度减半来使 频率加倍。使用不同的途径，所依靠的倍数需要保持恒定。比如，为了使在弦 线长度相等的吉他中的低E弦线和高E弦线相隔两个八度音阶，高E弦线上 的张力必须是低E弦线张力的16倍，或者高E弦线的密度必须是低E弦线密 度的1/16，或者张力和密度差的组合必须产生一个16的倍数以使数值T/d的 平方根的结果为4，这表示根据两个八度音阶音程的频率的四倍。
在常规的乐器中，比如吉他，多是由于关系到实际，弦线的张力互相之间 不会剧烈地变化。比如，太大的张力可以引起弦线尤其易断裂；过小的张力可 以导致弦线如此松弛以致于当演奏过程中振动时它可接触乐器主体或与干涉 其它弦线。因此，为了获取一套具有所需要的固有频率的弦线，一般弦线之间 的弦线密度(单位长度的质量)在弦线之间宽泛地变化。对于吉他来说，弦线 以六根一套出售，每根弦线被加重量以在所要求的张力范围内产生其独特要求 的频率。
一般地，吉他弦线的一端固定于吉他，另一端连接到可旋转的调音旋钮上， 因此每一根弦线可以以合适的张力拉紧。每一根弦线一般有其自己的旋钮(也 叫调音键)。为吉他架弦包括将每一根吉他弦线的一端固定于吉他主体上的固 定件，在通过颈部的位置对准弦线，并通过将其连接到相应的调音键来张紧并 调准所述弦线的音调。这种架弦是一个耗时的过程。
通过转动每一个旋钮来执行吉他的调音，以便拉紧或者放松弦线，直到获 得所要求的频率。调准弦乐器音调，比如吉他，是耗时并困难的。一般地，吉 他手首先正确调准低E弦线的音调，然后顺序的调准相邻的弦线。比如，缩 短E弦线(通过相对吉他颈部推进)到产生A音符的位置，并且相邻的A弦 线靠耳朵调音到与E弦线上演奏的音符相匹配。与A弦线相邻的D弦线相对 于A弦线类似地调音，其余的G、B和E弦线也相对于相邻的弦线顺序地调 谐。这种靠耳朵的调音对于初学者和那些不具有较好乐感的人来说一般是非常 困难的。同样，这种调音需要一个基准音来开始，且该基准音通常由不同乐器 提供，且其具有与吉他不同的音色，从而又使调音复杂化。
一架钢琴一般包括大约220根弦。一般地，钢琴调音与吉他调音以几乎相 同的方式完成，且所有220根弦线都相对于彼此调整。
有时，为了演奏一首特别的歌曲，吉他手希望改变其乐器的音高。这可以 通过利用通称为品柱的装置来完成，该装置包裹在吉他颈部的周围并能有效地 缩短所有吉他弦线的长度，从而在将弦线保持在相应音调时增加所述频率并相 应地增加所有弦线发出的音高，然而，该操作相对地缩短了吉他的颈部，这是 所不希望的。同样，吉他手必须沿颈部改变其手指的位置来拨动弦等等。因此， 希望将吉他彻底地重新调到更高的音高。这一般需要重新调准低E弦线，然 后A、D等等，这将是困难并耗时的。因此，在演奏期间重调一般的吉他是不 切实际的。

因此，本领域需要一种相对迅速且容易调弦的弦线乐器。还需要一种弦线 能容易地设置进相应音调并保持于相应音调的弦线乐器。另外，需要一种弦线 能被容易地设置进绝对音调并保持于该绝对音调一段时间的弦线乐器。进一步 地，本领域需要一种当在弦线之间保持相应音调时能容易地改变弦线发出的音 高的乐器。
根据一个实施例，提供一种弦线乐器，包括音乐弦线和弦线安装系统。所 述音乐弦线包括第一细长弦段和第二细长弦段，第一和第二弦段彼此相连。设 置安装系统以使第一弦段中的谐波振动基本上隔离于第二弦段。
在另一实施例中，所述安装系统设置成将第一和第二弦段保持为基本相同 的弦线张力。在另一个实施例中，所述安装系统包括枢轴，且所述音乐弦线至 少部分卷绕所述枢轴以便所述弦线的方向在所述枢轴处改变。在一个实施例 中，弦线张力越过所述枢轴传递以使所述枢轴两侧的音乐弦线的部分基本上具 有相同的张力。
在另外的实施例中，所述弦线的第一端连接于锚定器且所述弦线的第二端 连接于张紧装置，并且该张紧装置适用于改变所述弦线中的张力。在更进一步 的实施例中，所述音乐弦线按连续循环设置。
在又一个实施例中，所述安装系统和振动分离器设置成保持第一和第二弦 段具有基本相同的弦线张力。在仍然进一步的实施例中，第一和第二弦段具有 不同的每单位长度的质量。在仍然的另一个实施例中，所述弦线安装系统设置 成保持所述第一弦线段的张力与所述第二弦线段的张力基本恒定的比率。
根据仍然另一个实施例，本发明提供一种弦线乐器。所述乐器包括多个音 乐弦线段，每一个弦线段具有相应于弦线张力和弦线长度的谐频。所述弦线段 以所述谐频的振动发出相应音符的声音，并且调准多个根弦线段的音以使每个 段根据相应的调音模式发出不同的音符。设置弦线安装系统来将每一个弦线段 保持在所要求的张力。设置弦线张力调节系统来同时在某种方式改变多个弦线 段中每一个的张力，以使所述弦线段所发出的音符随张力的改变而变化，但由 各自相应的弦线段发出的声调的相应调音模式保持基本相同。
在另一实施例中，设置所述张力调节系统以使调整系统的启动所改变的一 个所述段中的张力大于另一段中的张力。
根据本发明的更进一步的实施例，提供一种音乐弦线系统，包括多个首尾 相连的弦线段以使每个弦线段具有基本相同的张力。设置所述系统以使每一个 弦线段在所述张力下具有不同的谐频。
根据又一个实施例，提供一种弦线乐器。该乐器包括组合弦线和弦线安装 系统。所述组合弦线包括首尾相连的第一细长弦段和第二细长弦段。所述第二 弦段比第一弦段更易弯曲。所述弦线安装系统具有枢轴构件。所述第二弦段至 少部分地卷绕所述枢轴构件以便所述组合弦线的方向在所述枢轴处改变。
在另一实施例中振动分离器限定演奏区域和固定区域，并且弦线振动被所 述演奏区域和固定区域之间的振动分离器隔离。在另一实施例中，所述枢轴构 件设置在所述固定区域内。在仍然另一个实施例中，所述第一弦段延伸通过所 述演奏区域，且第二弦段设置在所述固定区域内。
在一个实施例中，所述枢轴构件包括调音旋钮。在另一实施例中，所述枢 轴构件包括滑轮。在另一实施例中，所述组合弦线内基本上没有用于绕所述滑 轮弯曲所述第二弦段的张力。
在又一个实施例中，所述第一和第二弦段有选择地相互可分离。在其它实 施例中，所述第二弦段具有宽度和厚度，且所述宽度大于所述厚度。在仍然其 它实施例中，所述第二弦段包括多根细丝。
附图说明
图1示意性地说明了具有分成多段的单根弦线的音乐弦线安装系统的实 施例。
图2示意性地说明音乐弦线安装系统的另一实施例。
图3是采用根据一个实施例的弦线安装系统的吉他的实施例的侧视图。
图4示出音乐弦线的实施例。
图5示出与另一弦线首尾相连的图4的弦线的一部分。
图6示意性地示出根据另一实施例的音乐弦线安装布置。
图6a示意性地示出根据又一实施例的音乐弦线安装布置。
图7示意性地示出音乐弦线安装布置的再一实施例。
图8是在图7的实施例中用于线性调节滑动轮位置的装置的俯视图。
图9是图8的装置沿线9-9的截面侧视图。
图10示出仍然是音乐弦线安装布置的再一实施例。
图11示出能够微调每一弦线部分的音乐弦线安装布置的又一实施例。
图12a示出膜片张力调节滑轮的实施例。
图12b是沿图12实施例的线12b-12b的横截面。
图13a-c示出具有用于微调弦线的结构的弦线安装系统的又一实施例，示 出为不同的布置。
图14示出音乐弦线安装布置的另一实施例的一部分，其中相邻弦线段以 相对张力固定。
图15示出一种12弦音乐弦线安装布置的实施例，其中弦线次级系统以相 对张力保持。
图16示出具有用于同时调整多路弦线的调音旋钮的音乐弦线安装布置的 实施例。
图17是图16中调音旋钮的侧视图，显示弦线彼此不同地相对地拉紧。
图18示出音乐弦线安装布置的又一实施例的一部分，其中在弦线段之间 保持相对张力关系。
图19示出所采用的用于与本发明的实施例相关的张力计的实施例。
图20示意性地示出根据仍是另一实施例的音乐弦线安装布置。

以下说明介绍图示本发明的各方面的实施例。应当理解利用像在此所述的 方面和原理可以建造各种类型的乐器，并且实施例并不限于所述图示的和/或 具体论述的例子，但可有选择地采用本申请中公开的各个方面和/或原理。
首先参照图1，图示乐器弦线布置30的一个实施例。在该图示的实施例 中，单根音乐弦线32穿过多个可旋转滑轮34布线。弦线32的固定端36固定 于锚定机构上，该锚定机构优选地固定于相应乐器的主体。弦线32的扭矩端 38与机械结构(比如调音旋钮)相连，也即用于拉紧弦线，因而增加整根音 乐弦线32的张力。
在该图示的实施例中，弦线在可旋转滑轮34之间分成六个总体平行的弦 段40a-f。优选地，每一个滑轮34绕轴42旋转，且因此沿着整根弦线32均匀 地分配张力。因而，弦段40a-f的每一根上具有基本相同的张力。另外，滑轮 34优选将每一弦段中的振动与其它弦段隔开。优选地，所述弦段40a-f具有基 本相同的长度。在该图示的实施例中，由于长度和张力基本上相同，且弦段由 具有基本恒定密度的单根弦线32组成，因此每一弦线段40a-f的振动频率基本 相同。
在另外的实施例中，各个弦段的振动频率能通过设置一定的调节机构来改 变。比如，可以布置滑轮34的位置来改变不同弦段40a-f的长度，从而产生不 同的频率。另外，在另一个图示的实施例中，弦线段可以具有不同的密度，比 如通过绕各弦线段增加一圈额外的音乐弦线。在一个实施例中，连续弦线32 的每一弦段40a-f被加工成和/或修改成具有不同的密度。因而，尽管每一弦线 段都在相同张力作用之下，但是由于密度和/或其它加工的差异每根弦线振动 的频率都不同。可以理解，这些密度可以按乐师的要求进行定制。因此，图示 了六个弦线段40a-f的图1的实施例可以修改以使其适用于一般包括六根弦线 的吉他。当然，可以利用这些原理制造出其它更简单或更复杂的乐器。
在图1图示的实施例中，采用多个可旋转滑轮32来改变弦线32的方向， 并且使弦线段40a-f互相振动地隔开，沿着弦线32基本均匀地传递张力。应当 理解，在另外的实施例中，可以采用除滑轮之外的结构。对本说明书来说，术 语“张力传递枢轴”，或只是“枢轴”指的是弦线至少部分地卷绕其上的结构， 且该结构改变弦线的方向，同时还通过枢轴传递张力以使枢轴两侧上弦线的张 力基本相同。因而，张力传递枢轴结构一般允许弦线越过和/或穿过枢轴移动 以易于分配张力。
像在该图示的实施例中，合适的张力传递枢轴包括旋转滑轮，但还包括其 它结构，比如球轴承、轮、齿轮和/或具有低摩擦面(比如抛光面或聚四氟乙 烯涂层)的栓或棒。还可以理解，在一定的环境中，并非专门采用弦线部分卷 绕其上来改变弦线方向的枢轴结构进行期间的张力传递。比如，栓、棒或类似 物上一定的表面涂层或处理可以增加磨擦以便阻止或抵制弦线越过枢轴表面 的运动，且因此阻止张力穿过枢轴传递。然而，对本说明书来说，除非特别说 明，否则引用“枢轴”指的是张力传递枢轴。
以下参照图2，图示音乐弦线安装系统50的另一实施例。在该图示的实 施例中，单根弦线52包括锚定端54和自由端56。在该实施例中，所述锚定 器54固定于相应的乐器，且绕枢轴58旋转并返回张紧器60。自由端56连接 到张紧器60上，该张紧器优选地包括设置在乐器上的调音键。旋转调音键60 时，弦线52被拉紧。在该图示的实施例中，枢轴58包括绕轴63旋转的滑轮 62，并穿过滑轮62传递张力。弦线52的第一弦段64限定在锚定器54和滑轮 62之间，以及弦线52的第二弦段66限定在滑轮52和张紧器60之间。
在该图示的实施例中，设置一对振动分离器部分70。每个振动分离器部 分70包括分离器固定件72，其上旋转地设置有分离器主体74。图示的分离器 主体74一般包括圆柱辊，每个圆柱辊具有作为使弦线52保持为要求的校准的 鞍部的凹形槽76或凹口。分离器70适用于传递其间的张力，但基本上从分离 器70交叉开始隔离振动。
继续参考图2，在振动分离器部分70之间限定了演奏区域80。固定区域 82、84限定在演奏区域80相对的分离器部分70的侧面。具体地说，第一固 定区域82包括枢轴滑轮62；第二固定区域84包括锚定器54和张紧器60。演 奏区域80中的弦线段64、66的部分与固定区域82、84中的弦线振动地隔离。 可以预见，演奏区域80中的弦线部分将被乐师用来演奏音乐。
再参照图3，吉他90包括主体92、颈部94和头部96。优选地，采用图2 所述系统的原理的音乐弦线安装系统100配置在吉他90上。如上所示，第一 振动分离器部分102限定在颈部94和头部96之间，并相当于传统吉他的松紧 旋纽(nut)。第二振动分离器部分104位于主体92上，并相当于与传统吉他 的琴马(bridge)。在第一和第二振动分离器部分102、104之间限定演奏区域 110。第一固定区域112限定在演奏区域110相对的颈部94/头部96上。第二 固定区域114限定在从演奏区域110相对于第二间隔部分104的主体92上。 第二固定区域114相当于统吉他的停止尾翼(tailpiece)。在该图示的实施例中， 吉他主体92包括凹座部分116，该凹座部分协助向琴马分离器部分104施加 一定的压力以便辅助隔振。然而，可以理解其它的实施例可能不采用这样的凹 座116。在该图示的实施例中，在演奏区域110中的弦线部分振动地隔离于在 固定区域112、114任何一个中产生的振动。
接着参照附图4和5，介绍的是弦线系统的实施例。特别参照图4，细长 的音乐弦线120的实施例优选地包括在第一端124的连接器122和在第二端 128或与其相邻的多个间隔开的球状物126。优选地，连接器122包括有一定 尺寸并适合于容纳弦线120的槽130和有一定尺寸并适合于容纳一个球状物 126的球架132。
接着特别的参照图5，两个弦线段120能通过将一根弦线120的球126嵌 入邻接弦线120的连接器122的球架132内而首尾相连。使用者可以根据所要 求弦线段的长度选择多个球126中的一个。优选地，多余的弦线已做修整。于 是，弦线段120能首尾相连形成单根的合成弦线134。优选地，单个弦线段120 具有不同特性，比如具有不同的密度。还应考虑其它变化，比如影响音品、音 色等等的特性。
尽管图4和5图示的实施例采用了球和连接器的结构，可以理解可以方便 地采用其它结构来首尾相连地连接弦线段120。比如，可以是随意地修改球126 和/或连接器122的形状。另外，可以采用其它的方法，比如套筒锁、接合的 吊钩和环、焊接、系接、打结及其组合方式、以及其它结构变化来首尾相连地 连接弦线段。
以下参照图6，仍然提供音乐弦线安装系统140的另一实施例。如图所示， 弦线安装系统140包括包含在连接器148处首尾连接的第一和第二弦线段 144、146的细长的合成音乐弦线142，并优选地以如上所述与图4和5有关的 方式。合成音乐弦线142的第一端150包括固定在相应乐器的锚定器154上的 连接器152。音乐弦线142的第二端156连接于同样固定在乐器上的张紧器158 上，该张紧器适用于有选择地拉紧弦线142。在该图示的实施例中，细长的音 乐弦线142卷绕包括旋转滑轮的枢轴160。设置分离器162来从第一和第二固 定区域166、168振动地隔离出弦线142的演奏区域164，并在演奏区域164 中建立每个相应弦线段144、146的部分的有效长度。优选地，第一和第二弦 段144、146之间的连接器148布置在固定区域166中以免干涉或影响演奏区 域164中弦线的振动。在该图示的实施例中，示意性地示出了分离器162。可 以理解，它们从结构上类似如上所述与图2有关的分离器部分70，或具有不 同类型的结构，只要穿过分离器162传递张力并基本从交叉分离器隔离振动。
在图6图示的实施例中，第一和第二弦线段144、146优选地具有不同的 密度和/或其它特性。因而，尽管它们具有基本相同的张力，但弦线段144、146 将以不同的频率振动，从而发出不同的音符。在另外的实施例中，图6中图示 的原理可以应用于另外的弦段。比如，可以在固定区域166、168增加另外的 枢轴，并且通过连接器，首尾相连地连接另外的弦线段以产生具有任意数量弦 段的音乐弦线系统。弦线段优选之字形来回弯折，形成具有几个弦线段的演奏 区域。优选地，每一个弦线段都采用具有不同密度的弦线，但配置有枢轴、分 离器、锚定器等等使整根弦线上的张力基本上相同。
比如，以下参照图3和6A，上述关于图6的原理可以适用于具有单根合 成音乐弦线142的吉他，所述合成音乐弦线具有六个首尾相连的弦线段170a-f。 优选地，该多弦段合成音乐弦线142在枢轴160之间之字形来回弯折以便产生 演奏区域164中的六个弦线部分172a-f。每一个演奏区域弦线部分172a-f优选 对应于合成音乐弦线142的弦段170a-f。优选地，六个弦线段170a-f中的每一 个具有不同的密度，但以总体相同的张力固定。
优选地，选择邻接弦线段的密度和/或其它特性以便在相邻弦线部分之间 提供所需要的相应音调。比如，在图6A图示的实施例中，选择第二弦线部分 172b的密度，以使在与第一弦线部分172a张力和有效长度相同时，它以某一 频率振动发出比由第一弦线部分172a发出的音符高五个半音的音符。类似地， 第三弦线部分172c具有发出比第二部分172b高五个半音的音符的选定密度； 第四弦线部分172d具有发出比第三部分172c高五个半音的音符的选定密度； 第五部分172e具有发出比由第四弦线部分172d发出的音符高四个半音的音符 的选定密度；且第六弦线部分172f具有发出比第五弦线部分172e发出的音符 高五个半音的音符的选定密度。因此，本实施例对在弦线之间采用这种相应调 音的吉他特别有用。当然，在其它实施例中，可以随意地采用不同的相应调音 装置。
在刚刚论述的实施例中，所有弦线部分172a-f为相对于彼此的音调，而没 考虑弦线的总的音高。如上所述，吉他的第一或低音弦线一般是调音到E，且 其余弦线相对于第一弦线调音。这是在该图示的实施例中的例子。如果拉紧弦 线以使第一弦线部分172a发出E音，然后所有弦线部分172a-f为相对于第一 弦线部分172a的音调(且为常规音调)，从而吉他的所有弦线部分通过仅调音 一个部分就能迅速并容易地调音。如果乐师希望改变吉他的音高，则乐师可以 简单的增加合成音乐弦线142的张力。由于张力增大，所有的弦线部分172a-f 的张力同时增大，从而发出更高的音符。然而，弦线部分将保持相对的音调， 此时由弦线部分172a-f发出的音符之间半音的数目相同。因此，为了增加其吉 他的音高，乐师简单的拉紧弦线142上的张力，同时增加弦线的音高，仍然将 乐器保持为相应的音调。
上述关于图6A的实施例包括采用由六个弦线段170a-f组成的单根合成音 乐弦线142的乐器，所述六个弦线段对应于演奏区域164中的六个弦线部分 172a-f。在其它实施例中，乐器可以采用一根以上的合成弦线。比如，可以采 用上述关于图6和6A的原理来制造具有，比如，基本上独立操作的且每个包 括三个弦线段的两个合成音乐弦线的吉他。作为替代方案，吉他可以包括三根 合成音乐弦线，其中每一根合成弦线包括两个弦线段。这样，采用在此所述原 理的弦线安装系统可以采用一个、两个、三个或更多弦线次级系统，而不必直 接彼此相连。在其它实施例中，如以下将要描述的那样，在音乐弦线安装系统 中，弦线次级系统可以连接在一起。
下面参照图7，提供音乐弦线安装系统180的另一实施例。在该图示的实 施例中，第一和第二弦线段182、184在连接器186外首尾相连以形成单根连 续成环的合成弦线190。像在其它实施例中一样，设置振动分离器192来限定 演奏区域194以及第一和第二固定区域196、198，并且弦段182、184卷绕起 张力传递枢轴作用的旋转滑轮200，以使整根连续弦线190的张力基本上相同。 优选地，第一和第二弦线段182、184具有不同的密度以使所述弦段以所需要 的相应音调发出不同的音符。
在该图示的实施例中，第一个滑轮202是线性可移动的。更具体地说，优 选第一滑轮202的轴204设置在轨道或类似物上以使滑轮202能被有选择地线 性移动。当滑轮202向外移动远离演奏区域194时，合成弦线190中的张力增 大，反之亦然。
另外参照图8和9，介绍线性运动装置210的实施例。图示的线性运动装 置210适合于设置在乐器上以提供如上所述关于图7中的选择性的线性运动。 在该图示的实施例中，该装置210包括安装于外部螺纹杆或螺杆的调音键或手 柄212。手柄212和杆214优选安装于设置在乐器上的托架216中。具有内螺 纹的卡块218拧到杆214上。卡块218包括连杆220和衬套222。托架216还 包括连杆220和衬套222装配其中的细长槽224。因此，随着手柄212和螺纹 杆214旋转，卡块218以及伴行的连杆220和衬套222在槽224内沿杆214 线性移动。优选地，实施例的第一滑轮202(比如图7所示的实施例)固定于 连杆220以使连杆220起到第一滑轮202的轮轴204的作用。
可以理解，可以采用其它合适的结构来线性地移动滑轮轴204。比如，在 另一实施例中，采用可以齿条和小齿轮式传动装置。还应考虑包括采用棘齿等 结构并适于使用的其它结构。
下面参照图10，图示了音乐弦线固定布置250的又一实施例。图示实施 例包括由通过连接器256首尾相连的六个弦线段254a-f组成的单根合成弦线 252。图示的合成弦线252自身相连以形成连续环。具体地说，第一弦段254a 与第二弦段254b首尾相连，第二弦段与第三弦段254c首尾相连，第三弦段与 第四弦段254d首尾相连，第四弦段与第五弦段254e首尾相连，第五弦段与第 六弦段254f首尾相连，第六弦段与第一弦段254a首尾相连。
合成弦线252通过可旋转滑轮260的阵列258布线，所述可旋转滑轮起保 持整根合成弦线252上分布的张力基本上相同的作用。每一个滑轮260优选地 绕轴262旋转。设置振动分离器的第一组264和第二组266来限定与第一和第 二固定区域272、274振动地分离的演奏区域270。在该图示的实施例中，每 一个振动分离器266包括用于绕总体垂直的轴278旋转的基本圆柱形主体 276。然而应考虑，可以根据要求将其它结构用于振动分离器。另外，图示的 弦线安装系统250包括演奏区域270中的六个弦线部分280a-f，因此特别适用 于像图3实施例中那样的吉他。可以理解，能随意地调整弦线部分280a-f之间 的间隔以使演奏区域280a-f中的弦线部分280a-f相互均匀的间隔开来，或以 任意其它所需要的布置进行调整。
在图10图示的实施例中，滑轮中的一个为张力调节滑轮284。优选地， 张力调节滑轮284相对于另一个滑轮260可线性移动以便同时增大或减小所有 弦线部分280a-f的张力以及音高。在该图示的实施例中，张力调节滑轮284 通过任意合适的结构可线性地移动，比如通过上述关于图8和9的结构210。
优选地，张力调节滑轮284提供一种允许乐师迅速地将弦线系统250调谐 到或非常接近所需调准音调的宏观、或粗略的音调调整。在该图示的实施例中， 还设置有微调构件286。该图示的微调构件286包括与合成弦线252接合的可 旋转滑轮，该微调构件线性并递增地移动进入和退出与弦线252的接合以便选 择性地使弦线252挠曲，从而增大或减小弦线252中的张力。
优选地，微调滑轮286比粗调滑轮284小，并比粗调滑轮284总体较少地 与弦线252相接合。比如，在该图示的实施例中，弦线252卷绕粗调滑轮284 约180度，而微调滑轮286则与音乐弦线252接触较少。因而，微调滑轮286 的线性运动对弦线张力的影响比粗调滑轮284相同数量的线性运动要小。因 此，在完成粗调之后，乐师利用微调滑轮286比用粗调滑轮284能更容易调出 乐器的完美音调。当然，在另外的实施例中，可以只采用单个调整滑轮。
当采用低品质乃至一般品质的音乐弦线时，可以预料弦线段的密度将有显 著的制造差异。比如，弦线段的密度在制造过程中不能被严格地控制，从而引 起弦线在指定张力下的实际振动频率的差异。因此，弦线段不能发出在指定弦 线张力和长度时期望的精确的声调。由于这种差异，当所有弦线段都保持相同 的张力时有可能不能处于所要求的相应音调；但是它们可能十分接近于相应的 音调。
继续参照图10，在一个实施例中，与第二固定区域274相邻的振动分离 器266优选为选择性地可线性移动。优选地，每一个这种振动分离器266独立 地移动。在适用于吉他的实施例中，设置有约1/2-2英寸或更优选约1英寸的 移动范围。其它乐器还包括取决于弦线密度和长度的这样的移动范围。在另外 的实施例中，演奏区域270两侧的振动分离器264、266可线性移动。然而， 在其中的演奏区域中的弦线的有效长度被乐师的弹奏(比如吉他、小提琴等等) 缩短的乐器中，优选地只有乐器主体(比如吉他的琴马)上的振动分离器是可 移动的。
可移动振动分离器采用与上述关于图8和9的装置类似的调整结构，但也 可以采用其它结构。合适结构的例子包括但不限于递增的栓和孔布置、具有或 没有棘爪的滑道、滑道和夹具布置、棘轮或任意其它合适的结构。
在另一实施例中，线性可移动滑轮284与弹簧构件相连以使滑轮偏向于拉 紧弦线252(远离图10中图示布置的演奏区域270)。优选地，弹簧的第一端 固定于乐器且第二端固定于滑轮284。最优选地，弹簧具有选定的弹簧常数使 得弹簧通过短距离的挠度施加相对恒定的作用力。因此，即使弦线252超时拉 伸或伸长，弹簧承接了该松弛并向弦线252施加相对恒定的张力以使发出的声 调听起来没有改变。
申请人注意到一般吉他上音乐弦线相对小的“拉伸”会导致弦线张力减小 从而引起弦线段走调。比如，即使音乐弦线伸长不到1/8英寸也可以引起音调 听得见的变化。因此，优选选择弹簧通过约1/8英寸的移动范围来施加相对恒 定的作用力。相对恒定的作用力包括相应弦线上没有听得见的音调变化的作用 力的范围。因此，在本实施例中，一旦弦线合调，即使有少量拉伸也会保持合 调。同样，本实施例具有乐器的自动调音功能。比如，一旦弦线252拉的足够 紧在恒力范围内与弹簧接合，则弹簧将确保校正弦线张力。
在另一实施例中，弹簧的第二端连接于调整构件，以便通过驱动调整构件 来有效地改变弹簧的线位移，从而能通过调整弹簧的位移来调整弹簧施加到弦 线上的作用力/张力。
上述原理还可用于其它的实施例。比如，多弦线乐器的每一根单独弦线都 包括弹簧负载弦线架。同样，多弦段音乐弦线的第一端可以连接于弹簧负载弦 线架，或该弦线的两端都连接于弹簧负载弦线架。
接着参照图11，提供音乐弦线安装系统288的又一个实施例。图示的实 施例与上述关于图10的实施例250共有很多结构点和优点，包括所述连续成 环合成音乐弦线252和所述粗调滑轮284。但是，在这实施例中，优选每一弦 线滑轮260可以有选择性地锁定在一个位置以使其不能旋转，相应地，不再通 过滑轮传递张力。
在该图示的实施例中，每一个滑轮260、284包括具有齿290的外部边缘。 优选设置齿290以使其不干涉滑轮260、284上的弦线252。与每一个滑轮邻 接设置有卡爪(latch)292，其适用于有选择地与齿290啮合来阻止滑轮260、 284旋转。优选地，该卡爪292由弹簧加载，所以一旦触发，将保持在适当位 置。微调构件294、296设置在或邻近滑轮260、284之间的每个张力弦线段 254a-f。第一种微调构件294与上述关于图9的微调滑轮286非常地相似。第 二种微调构件296根据另一实施例建立。更具体地说，每一个第二微调构件 296包括旋转设置在轴302上的凸轮300，且用于接合并挠曲相应的弦线段 254a-f。旋转凸轮300可以增加或减少相应的弦线段254a-f的挠度，从而相应 地增加或减少相应弦线部分280a-f中的张力。
在该图示的实施例中，弦线系统288通过调整滑轮284被首次拉拔到所要 求的张力以便将弦线部分180a调音到所要求的一个，比如，吉他的低E弦线。 优选地，另一个弦线部分180a-f适合于被恰当的调音到一般吉他的另一个弦 线，但由于生产工艺的差异(比如宽的公差)不能在低E弦线段合调的张力 下精确的调到适当的相应音调。然后卡爪292被触发将每一个弦线部分280a-f 保持在它的粗调张力下，且振动并拉紧地相互隔离滑轮260、284之间的弦线 部分280a-f。优选地，滑轮具有相对较高的摩擦表面使弦线252不能跨越滑轮， 因此当阻止滑轮旋转时，张力不能通过滑轮260、284来传递。然后乐师根据 需要调整微调构件294、296来改变弦线部分280a-f的张力并按要求微调每个 弦线部分以确保校准相应的音调。
可以理解，可以采用其它结构布置来达到如上所述关于图11的目的。比 如，为了便于使用，可采用单个卡爪机构来同时与固定区域272、274一个中 的所有三个滑轮260啮合。另外，在每一个固定区域设置多个并可连接在一起 的接合滑轮的卡爪，以便通过单个按钮、开关等等有选择地触发。在又一个实 施例中，固定区域齿轮适合于啮合多个滑轮的齿，因此与滑轮旋转。为啮合固 定区域齿轮设置卡爪、止动器或其它止动机构以便有选择地阻止固定区域齿轮 的旋转，从而有选择地限制与固定区域齿轮相啮合的滑轮的旋转。可以在每一 个固定区域272、274设置一个或多个固定区域齿轮，并可根据要求独立地操 作或连接起来以便一致动作。比如，链条、皮带等等可以延伸在固定区域齿轮 之间以便所有固定区域齿轮，以及滑轮，一致地旋转或一致地被阻止旋转。在 一些实施例中，位于演奏区域270的相对侧上固定区域272、274的固定区域 齿轮可以这样连接。优选地，可采用滑轮在其中可自由旋转并有选择地被锁定 在某一位置而不能旋转的任何结构。
在上述关于图11的实施例中，滑轮260、284具有它们在其中旋转并起张 力传递枢轴作用的第一倾向，以及它们在其中不旋转但起不传递张力的枢轴作 用的第二倾向。当处于第一倾向时，乐师调整张力以同时完成对所有弦线部分 280a-f的宏观或粗略的调音。然后乐师通过驱动一个或多个触发按钮或手动驱 动卡爪292等等来触发止动机构，以便将弦线系统288切换到第二倾向。当系 统处于第二倾向时，乐师能分别地微调每一个弦线部分280a-f的张力。
图11图示的实施例示出了微调装置294、296的两个不同实施例。可以理 解可以采用第一种装置294、第二种装置296或这些装置的组合。同样可以理 解，可以使用便于改变弦线部分的张力的其它结构。
优选地，凸轮式微调构件296具有凸轮能够或增大或减小弦线张力的中间 位置。比如，在图11图示的实施例中，凸轮装置300的顺时针旋转将增加相 应弦线部分280的挠度并因此增大弦线张力，而凸轮300沿逆时针方向的旋转 将减少相应弦线部分280的挠度并因此减小张力。在一个实施例中，凸轮式微 调构件296被加载弹簧以便通过触发按钮、开关或类似装置使凸轮构件300 恢复到其中间位置。
以下参照附图12a和12b，图示张力调节滑轮310的另一实施例。在该图 示的实施例中，张力调节滑轮310是一种“膜(iris)”式滑轮，其中滑轮的有效 直径可以调整。更具体地说，当滑轮的有效直径增大时，音乐弦线的张力相应 地增加。当滑轮的有效直径减小时，张力相应地减小。
附图12a和12b中图示的张力调节滑轮310包括具有顶部314、底部316 和接合面320的基本锥形滑轮构件312。优选地，上部314是平的，以使滑轮 构件312为一种局部锥体。优选地，滑轮构件312可旋转地安装在相应的乐器 上。形成穿过表面320的细长的槽322。细长螺栓324从滑轮构件312的顶部 314向下延伸并与引弦器330接合。引弦器330包括内部带螺纹以便与螺栓322 的螺纹啮合的螺母部分332。多个臂334从螺母332向外径向延伸，并通过表 面320延伸贯穿相应的细长槽322。每一个臂334优选包括顶部部分336和以 至少以等于音乐弦线直径的距离隔开的底部部分338。
操作中，随着螺栓324的旋转，螺栓螺纹与螺母螺纹啮合以便线性地上下 移动螺母和相应的臂334。弦线座340限定在顶和底臂部分336、338之间并 在滑轮构件312的表面320上。弦线座340的位置随臂334在滑轮312的表面 320上的上下移动而改变。张力调节滑轮310的有效直径由滑轮构件312在弦 线座340处的直径来限定。当转动螺栓324来向上移动弦线保持装置330时， 滑轮构件312的有效直径减小，反之亦然。
膜片张力调节滑轮310(比如上述关于附图12a和12b的实施例)能像图 10的张力调节滑轮284一样完成张力调整，而不需要线性运动机构。因此， 在另外的实施例中，除此之外，膜片张力调节滑轮310可以用于具有线性可移 动张力调节滑轮284的地方。另外，可以预料可采用具有除了上述实施例中所 示的具体结构之外的构造的膜片式张力调节滑轮。
下面参照附图1和13a-c，提供音乐弦线固定布置350的另一实施例。本 实施例也启用调整机构来微调弦乐器。比如，图13a示出其中音乐弦线352通 过一对滑轮354拉伸并保持为第一张力的实施例。弦线352的第一和第二弦线 段360、362沿着默认路径。多个栓364优选设置邻接但又间隔开该弦线的默 认路径。
图13b图示第一弦线段360绕过一个栓364拉伸的实施例。在本实施例中， 弦线360沿其默认路径挠曲，且该路径被加长，因此增加了弦线352的张力。 图13c图示其中第二弦线段362和另一个栓364相接合并进一步增加弦线张力 的更进一步的布置。在更进一步的布置中，弦线段可以接合多个栓364。
在附图13a-c所图示的布置中，栓364也起振动分离器的作用。另外，如 果有栓，弦线352的走线取决于该栓，缩短了弦线段360、362的有效振动长 度，因此至少在那一弦段上改变了音乐弦线的自振频率。因此，就像在图12c 图示的布置一样，尽管弦线352的张力在滑轮的两侧相同，但弦线段360、362 的有效长度在一侧比在另一侧的短，导致不同的自振频率。在另一实施例中， 栓364配置在固定区域，并设置振动分离器以便通过栓364走线弦线352而不 影响弦线段360、362的有效长度。在进一步另外的实施例中，有选择地终止 滑轮354旋转以便使一个弦线段张紧地隔离于另一个，然后弦线段绕过栓364 走线以便按要求的张力分离地微调每一弦线段360、362。
在该图示的实施例中，栓364固定地设置到乐器上。在另一实施例中，一 组棘爪或孔设置在乐器上，且栓可旋转的装配到孔中。在更进一步的实施例中， 直到按使用者的要求有选择地展开之前在乐器内保持缩回状态。这种可缩回的 栓由弹簧加载以便于容易的展开。更进一步的实施例采用具有表面处理的栓， 该表面处理具有基本的高度抛光和/或涂层(比如聚四氟乙烯涂层)以便使弦 线通过栓的低摩擦面顺利地滑动，从而通过栓的两侧传递张力。作为替代方案， 栓可具有高摩擦面处理和/或涂层以阻挡弦线通过栓的运动并从而不通过栓传 递张力。
以下参照图14，介绍音乐弦线固定布置370的另一实施例，其中相邻的 弦线部分在张力调整过程中保持并维持在相对张力。在该图示的实施例中，组 合滑轮372包括具有第一半径R1的第一滑轮构件374和具有第二半径R2的第 二滑轮构件376。滑轮构件374、376绕轴378一起旋转。第一弦线段380优 选通过弦段380的第一端384上的连接器382与乐器相连。第一弦线段380 的第二端386与第一滑轮构件374相连。优选地，弦线段380至少部分地卷绕 滑轮构件374，且滑轮374的连接器部分390、392与弦线段380相互接合。 第二弦线段396的第一端394与第二滑轮构件376相连。优选地，弦线段396 至少部分地卷绕滑轮构件376，且滑轮376的连接器部分390、392与弦线段 396相互接合。第二弦线段396的第二端398与连接于乐器的张力调节旋钮或 者键400相连。优选地，设置振动分离器402以在第一和第二固定区域406、 408之间限定演奏区域404。
在该图示的实施例中，第一半径R1不同于第二半径R2。因此，当转动调 音键400以增大或减小第二弦线段396中的张力时，张力也会受到第一弦线段 380的影响；然而，第一和第二弦线段380、396中的张力将根据相应的关系 有所不同。更具体地说，当滑轮372处于组合滑轮372不旋转的平衡状态时， 各第一和第二弦线段380、396将施加足够的作用力或张力以在滑轮372上产 生大小相等方向相反的力矩惯量，且弦线段380、396中的张力将依照数学关 系T1R1＝T2R2彼此相关，其中T1为第一弦线段380中的张力，R1为第一滑轮 构件374的半径，T2为第二弦线段396中的张力，且R2为第二滑轮构件376 的半径。因此，弦线段380、396中的张力将始终依照以滑轮构件374、376 的相对半径为基础的数学关系(比如T1＝(R2/R1)T2)而不同。
在另一实施例中，像在图14所示的实施例一样，设置的组合滑轮采用具 有第一半径的第一滑轮构件。但是，与第一滑轮构件旋转的第二滑轮构件优选 具有可变的半径。比如，第二滑轮构件可以采用如上所述关于图12的“膜片” 结构。这样，就能够调整相邻弦线段之间的张力关系。这种布置将允许微调弦 线段之间的相应调间关系。一旦该调间关系调整恰当，当保持相应音调的同时 能改变弦线段的音高。
接着参照图15，图示音乐弦线固定布置420的另一实施例。在本实施例 中，多个弦线次级系统422的每一个包括绕具有轴427的线性可移动滑轮426 走线的音乐弦线424。每个音乐弦线424的第一端428固定于乐器的连接器 430；第二端432连接于张紧装置434(比如调音键)。优选地，在每一个次级 系统422中，振动分离器436在第一和第二固定区域442、444之间限定演奏 区域440。每一个次级系统422优选地通过利用相应的张紧装置434进行独立 地调音。
音高调整系统适用于同时增大或减小每个次级系统422中的张力以便改 变整个弦线系统420的音高或者键。该图示的音高调整系统450包括多个主要 调整线454至少部分地卷绕其上的音高调整钮452。
设置多个成比例的调整滑轮460，一个成比例的调整滑轮460对应于每个 主调整线454。每一个成比例的调整滑轮460优选包括第一和第二同轴布置的 滑轮构件462、464，所述滑轮构件绕轴466彼此旋转。主调整线454连接于 第一滑轮构件462。专用的线性运动线470在第一端472与相应的第二滑轮构 件464连接。每一个专用线性运动弦线470的第二端474连接于相应的次级系 统滑轮426的轴427。
优选地，每一个次级系统滑轮426是可线性移动的，优选沿基本与乐器的 演奏区域440中的弦线424的纵轴平行的线。这样，当成比例的调整滑轮460 旋转时，线性运动线470引起次级系统滑轮426线性移动，从而拉伸或放松相 应的弦线424。与滑轮426相关的弦线424由方程式F＝-kx决定，其中F是弦 线中的作用力或张力，“x”是弦线的线位移，而“k”是弹簧的弹簧常数。所 以，当滑轮426线性移动时，相应弦线424中的张力基于弦线的位移和弹簧常 数而增加或减小。优选地，为了保持校准弦线424之间相应的音调，每一个成 比例的滑轮460都考虑这些材料性质来确定尺寸。
主调整线454和线性运动线470优选由例如线、弦线或类似材料构造，使 其能卷绕滑轮，但也可沿其长度传递张力。
在该图示的实施例中，每个成比例的滑轮460的第一滑轮构件462和第二 滑轮构件466具有不同的半径。这样，滑轮构件462、464的半径之间的数学 比例关系决定了发生在旋转音高调整钮452时相应的弦线次级系统422中弦线 424的张力的变化。优选地，构造音高调整钮452以便通过旋转使每个主调整 线454基本上移动相同的直线距离。但是，由于对应于每个次级系统422的成 比例的滑轮462、464的半径不同，主调整线454的这种线位移导致用于每个 弦线次级系统422的不同、特殊地配置的张力调整。这些相应的调整机构由每 个成比例的调整滑轮460的半径的比例关系与其它因素(比如各个弦线的弹簧 常数)结合起来决定。因而，每个弦线次级系统422的张力通过旋转音高调整 钮452进行调整，且这种在次级系统之间的张力调节机构是数学相关的，因此 弦线次级系统422之间的相应调音仍然取决于这种数学关系，而且每个弦线次 级系统与另一个次级系统保持在相应的音调。因此，每一个成比例滑轮460 的第一和第二滑轮构件462、464的相对半径优选地考虑相应的弦线次级系统 422的性质(例如密度和弹簧常数)进行选择。总之，旋转音高调整钮452将 在次级系统422之间保持所要求的相应的音调时同时调整整组弦线次级系统 422的音高。
在图15图示的实施例中，振动分离器436包括非旋转柱。但是，优选地 该柱具有表面处理以使相应的音乐弦线顺利地移动越过该柱，并且张力容易地 通过该柱进行传递，但是弦线振动基本上不通过该柱传递。
在该优选实施例中，当预计施加于音高调整钮452上的作用力非常大时， 音高调整钮452优选包括棘轮机构以有选择地将钮保持在所要求张力。该棘轮 机构可以有选择地通过卡爪、按钮等等的触发来松开。
在另一实施例中，旋钮452是电动的以便更容易地调整弦线系统。这在更 复杂和包含更多弦线次级系统的实施例中比在该图示的实施例中介绍的尤其 有用。比如，采用上述关于图15的实施例方面的钢琴可包括一个或多个弦线 拼合的几个次级系统，并且尤其受益于电动的调整旋钮。在仍然进一步的实施 例中，将电动机用于感知弦线张力并根据这种检测的张力自动地调整位置。比 如，该系统可以自动地自身调整以保持合调，从而维持该对应于特殊要求的音 调的校准张力。同样，该系统可用于通过使用者的促动增大或减小弦线张力来 改变钢琴的键。更具体地说，通过促动，该系统感知目前的张力，并操作电动 机来旋转旋钮以使张力增大或减小到由使用者指示的音高或键。这种音高由在 旋钮感知的张力所指示。
接着参照附图16和17，图示音乐弦线固定布置490的另一实施例。在该 图示的实施例中，多个音乐弦线段492a-f中的每一个具有固定于乐器的第一端 494，以及连接于张紧旋钮500的第二端496。该张紧旋钮500可旋转的设置 在乐器上，且包括帮助致动的手柄502。每一个弦线段492分别设置有一对振 动分离器504，并在第一和第二固定区域512、514之间限定演奏区域510。
如在图17中最佳图示的，张紧旋钮500优选包括多个弦线夹持器518a-f， 每个弦线夹持器518具有不同的半径。该弦线夹持器518适用于当转动旋钮 500时一起旋转。优选地，每个弦线492a-f的第二端496与弦线夹持器518a-f 中相应的一个相连。当使用者旋转调音构件500时，由于弦线夹持器518a-f 的半径的变化，所以每一根弦线492a-f上施加了与其它弦线不同的唯一的距离 或拉紧度，从而向每一个相应的弦线段492a-f施加特定的张力。优选地，选定 每一个弦线夹持器518a-f的半径，以便在调音旋钮500旋转时，相应的弦线 492a-f的张力根据相对于另一根弦线492所要求的关系而变化。在该方式中， 当在单独的弦线段492a-f之间保持相应的音调时能改变弦线段492的总音高。
在附图16-17图示的实施例中，旋钮500的结构，包括弦线夹持器518的 半径是专门设计的，以与具有一定特性的弦线492结合使用。在另一实施例中， 旋钮500和弦线492设置为预先相对调音并且是能被整体更换/安装的组装单 元。更具体地说，旋钮可旋转的安装到乐器上，且每一根弦线492可旋转地安 装在乐器上。
在另外的实施例中，每个弦线段492的第一端494设置于乐器的调音键处， 该调音键实现一些张紧弦线段492的调节。弦线段492的第二端496以如上所 述关于附图16和17的方式连接于张紧旋钮500。这样，在保持相邻弦线段492 的相应音调的情况下，调音旋钮500有助于调整音高。另外，这种弦线段的初 调，甚至微调都能通过利用对应于每一个弦线段492的调谐音来完成。
下一步参照图18，介绍音乐弦线固定布置530的又一个实施例。在该图 示的实施例中，滑轮532绕轴534旋转。音乐弦线540的第一端542优选通过 连接器544与乐器相连。弦线540至少部分卷绕滑轮532，并且弦线540的第 二端546与连接于乐器的张力调节旋钮或调音键550相连。优选地，设置振动 分离器552以在第一和第二固定区域556、558之间限定演奏区域554。音乐 弦线540的第一弦段557从连接器544延伸到滑轮532；音乐弦线540的第二 弦段559从滑轮532延伸到调音键550。优选地，滑轮532包括绕滑轮532的 周边设置的一个或多个柱560。张力调节柱562设置在乐器上并远离滑轮532。 在该图示的实施例中，弹簧构件564(比如橡皮筋)有选择地连接于张力柱562 和一个或多个滑轮柱560。
继续参照图18，在操作中，首先安装弦线540并通过调音键550拉紧弦 线540的粗略的方式调音。由于生产工艺的差异，当第一和第二弦线段557、 559具有基本相同的张力时，它们可能发出不完全在相应音调的频率。通过将 弹簧构件用于一个滑轮柱560和张力调节柱562，当减小相邻弦线段中的张力 时使用者能有效地增大一个弦线段上的张力。比如，在该图示的布置中，设置 橡皮筋564以便稍微地增大第二弦线段559中的张力，但同时减小第一弦线段 557中的张力。这种细微的调整可能将弦线段557、559设置进相应的音调。 另外，这种布置建立了弦线段之间的数学张力关系。该数学关系取决于弹性构 件的弹性及其位置。因而，在弹性构件564在适当位置时一旦弦线段557、559 处于适当的相应音调，即使越过有限范围进一步调整调音键550，也保持了该 数学张力关系，并当在弦段间保持相应的音调的同时改变了弦段557、559的 音高。
在该图示的实施例中，为了便于微调调整机构，张力调节柱562可线性移 动。可以理解，在其它实施例中，调音调整柱562不必可线性地移动，并可有 选择地采用其他结构用于按所要求的滑轮旋转方向偏置弹簧力。同样，在另一 实施例中，设置有多个调整柱。在一个布置中，多个柱总体布置成连续间隔开。 在另一布置中，设置有一组柱。同样，弹性构件564可以从具有各种弹性的弹 性构件的选择中选择，以便定制弦段557、559之间相应的调音关系。
下面参照图19，介绍张力计570的实施例。图示的张力计570设置在首 尾相连的第一和第二弦线段574、576的末端之间。张力计570包括具有第一 弦线段574的末端连接于其的第一连接部分578的细长张力计主体572。弹簧 580在第一端582处连接于第一连接部分578，并具有连接于第二弦线段576 的第二端584。线导向器592稳定计量器主体572相对于第二弦段576的位置。
继续参照图19，指针588沿弹簧设置，优选地设置在第二端584。通过关 联指针588相对于印制在张力计主体572上的刻度590的位置，使用者能确定 弦线张力。优选地，刻度对应于与乐师有关的信息作标记，比如预期的频率或 对应于特定弦线的测量的张力。另外，该刻度能整体地标定弦线系统的各个音 高键。
上述的几个实施例可以采用张力计，比如图19中所示的张力计570。比 如，在关于图10所述的实施例中，张力计570可用在一个或多个连接器256 的位置。另外，张力计可以插入到任意实施例的每一个弦段中测量其张力。另 外，张力计不只插入到两个弦段之间，也能布置在其它地方，比如在弦线连接 到乐器的地方。
在该图示的实施例中，当指针588与刻度590相应的标记对准后，计量器 570能起到校正弦线音调的视觉指示器的作用。如果由于弦线松弛、环境因素 等等使得弦线张力改变，则当指针588完成改变校准后，张力计570将指示张 力的变化。这样，使用者可以通过简单地查看张力计而不用利用调音装置来凭 视觉检查其乐器的音调。因此，可以不必实际地弹奏任何弦线就能检查并调整 弦线音调。
上述关于图19的实施例在弦线段之间的连接器处采用了张力计570。可 以理解，在另一实施例中，弦线乐器具有更加常规的弦线系统，其中独立的弦 线并不彼此相连且能独立地调音。在这样的实施例中，为每一根弦线提供一个 计量器570。这样，使用者就在每一根弦线上有一个可视的音调指针以便进行 快速调音并简易地检查/核对音调。
仍在另一实施例中，刻度590的一部分是可移动的，比如越过螺纹连接。 这样，一旦相应的弦线被恰当地调音，刻度被“标定”，意味着刻度的一部分 被移动以完全地与指针588对准。因此，指针588相对于刻度的任意移动或变 化将会很容易地被使用者凭视觉注意到，因为精确对准中的变化是很容易看到 的。这种移动将指示对应于音调变化的弦线中张力的改变。弦线的调音还可以 通过改变张力再一次获得精确对准来顺利地完成。这样，音调的细微变化甚至 在它们变得听力可察觉到之前就能凭视觉被检测出并校正。
以下参照图20，介绍音乐弦线安装系统600的另一实施例。在该图示的 实施例中，弦线系统600包括从锚定器608到张紧器609沿弯曲的之字形路径、 卷绕多个枢轴604的细长的组合弦线602。在该图示的实施例中，枢轴604包 括旋转滑轮。设置振动分离器606并与弦线602接合以便隔离每一个分离器 606两侧弦线602中的振动，但会传递其中的弦线张力。组合弦线602与位于 演奏区域616的相对侧的第一和第二固定区域610、612中的滑轮604、锚定 器608和张紧器609接合。振动分离器606将演奏区域616中弦线602的部分 振动地隔离于固定区域610、612中弦线602的部分。
继续参照图20，优选地，组合弦线602包括六个音乐弦线段620a-f。每一 个音乐弦线段620都通过连接器626首尾相连地连接到五个弯曲弦段630a-e 的至少一个上。如图所示，每一个音乐弦段620都布置成穿过演奏区域616 并与固定区域610、612一个中的弯曲弦段630相连。弯曲弦段630接合枢轴 604并绕其弯曲，且在固定区域610、612内连接于穿过演奏区域616的下一 个音乐弦段620。
在优选实施例中，音乐弦线段620由音品弦线组成以便在张紧时发出所要 求的音调和音符。优选地，弯曲弦段630由一种纵向上非常坚固但相对易弯曲 的材料制成。优选地，弯曲弦段630比相应的音乐弦段620更易弯曲。最优选 地，弯曲弦段630几乎没有阻力地、很容易地绕滑轮604弯曲。因此，组合弦 线602中的张力并不用于绕枢轴604弯曲弦线602，但专用于沿弦线系统600 保持适当的音调。由于存储在绕滑轮604弯曲的材料中的张力几乎为零，所以 滑轮604两侧以及整个组合弦线602的张力能维持相对地一致。
最优选地，音乐弦线段620比弯曲弦段630更容易纵向拉伸。这样，通过 音乐弦段620而不是弯曲弦段630的纵向拉伸来控制弦线系统600的张力。
在一个实施例中，弯曲弦段630由布置在带或其它将细丝编制或组织在一 起的结构中的许多细丝组成。在本说明书中，术语“细丝”是根据其常规含意 使用的广义术语，且包括细长的结构，比如天然的或人造纤维、细金属丝等等。 细丝材料包括，比如钢、铝或其它金属和合金，聚合物，比如尼龙、碳、芳族 聚酰胺或玻璃纤维等等。也可以采用细丝材料的组合物。
在另一实施例中，弯曲弦段的至少一个设置为宽度大于其厚度的带。在这 样的实施例中，滑轮设置来容纳该容易弯曲但抵抗拉长的宽带。在一个实施例 中，带包括织物或纤维增强橡胶。在另一实施例中，带包括由纤维织物增强的 多个细的、伸长的细丝。在又一个实施例中，带包括一种细的带状材料。在更 进一步的实施例中，弯曲弦段由单根细长的线构成。在仍然的另一实施例中， 弯曲弦段被偏置成曲线以便更容易地并以更小的阻力绕滑轮604转动。
在一个优选实施例中，连接器626采用一种如上所述关于附图4和5的球 与连接器的结构。然而，可以理解，可以方便地采用其它结构来首尾相连的连 接弦线段。
图20中图示的弦线系统600的实施例具有六个音乐弦线段620并且适用 于乐器，比如吉他。当然，关于图示的实施例中所述的原理能应用于具有包括 比六个音乐弦线段或多或少的弦线系统的各种乐器上。
在又一个实施例中，具有用于张紧弦线的调音旋钮的弦乐器可以采用一个 或多个组合弦线，每一个组合弦线包括连接于音乐弦线段的弯曲弦段。弯曲弦 段被设置并用于卷绕调音旋钮，离开音乐弦段以总体保持为直的。由于弯曲弦 段专门用于容易地卷绕调音旋钮，所以每一个组合弦线的调音对于使用者来说 是很容易的，基本上没有专用于调音乐器的音乐弦段的弦线张力。这样，弯曲 弦段适用于有或者没有滑轮的实施例。
上述实施例的变化可用于弦线乐器的几种式样和变形。这些乐器可以是常 规的，比如六弦吉他，或非常规的。比如，在一个实施例中，吉他在颈部的相 对侧有弦线演奏部分。在该实施例中，单个或两个(参见图1)滑轮布置用于 将弦线段传递到颈部的两侧以便将一根弦线的至少两个弦段布置在相对侧上 的演奏部分内。在另一实施例中，滑轮布置适用于将弦线以总体螺旋状布置引 导到两侧之间。
如上所述，音乐弦线的自振频率由方程式f＝(1/2L)(T/d)1/2来确定。在 此公开的几个实施例中，相邻弦线段的固有频率是数学相关的。比如，第一弦 线段的固有频率f1与第二弦线段的固有频率f2具有由方程式，比如f2＝K1f1的 关系，其中K1是常数。一般地，K1是第一弦线段与第二弦线段相比的性质决 定，比如用于制造弦线段的材料的密度、有效长度L、甚至张力T和/或弹簧 常数k。一旦建立该数学关系，同时调整弦线段比如通过同时增大或减小弦段 的张力T将改变弦段固有频率，但仍然保持弦段固有频率之间的数学关系。 因此，弦线段保持相应的音调。这同样适用于在比如以组合滑轮的机构限定弦 线之间相应比例张力关系的实施例。在这种实施例中，尽管在相关弦线段中的 张力变化不同，但张力仍然根据成比例的数学关系变化。这些成比例的张力调 节机构在保持发出的固有频率的数学关系时改变各个弦段的音高。
根据一些实施例，音乐弦线是由根据非常精密的公差制造的线构成。比如， 优选地用于吉他的高E弦线的弦线具有约0.009英寸的公称直径，小于1％的 直径公差，更优选地小于0.25％，且最优选地在0.1％以下。这样，就获得了 弦线在指定张力和有效长度时实际固有频率的一致性。比如，吉他高E弦线 公称地以330Hz振动。申请人已经确定弦线直径从公称直径变化±0.25％将在 329.175和330.825Hz之间振动，相当于每秒约1.65拍。保持0.1％的直径公差 将产生每秒0.66次以下的搏动，这种音调的差异是听不出来的。优选地，制 造公差使得从公称频率的变化产生的音拍频率小于约每秒2拍，更优选地小于 约每秒1.65拍，更加优选地小于约每秒1拍，且最优选地每秒约0.66拍或更 少。
尽管本发明已在上下文中公开了一些优选的实施例和例子，但本领域技术 人员可以理解本发明远超出具体公开的实施例，还包括其它可选择的实施例和 /或本发明的应用以及明显的改进和其等同。另外，尽管本发明的许多变形已 经展示并做了详细说明，但是在本发明范围内的其它改进，在本公开的基础上 对于本领域技术人员来说是显而易见的。还可以理解，可以对实施例的具体特 征和方面进行各种组合或再组合，其仍然落入本发明的范围。因此，可以理解， 公开的实施例的各个特征和方面可以组合起来或彼此替换来形成本公开发明 的各种模式。比如，附图16和17设置的调音旋钮构件可被用于图15中所示 的类似实施例中；或者关于图11所述实施例中公开的轮齿也能应用于具有比 如附图12a和12b中实施例的特征的滑轮上。进一步地，在此所述的任何实施 例都适于采用如上所述关于图20的弯曲弦段。因此，希望本发明在此公开的 范围不应受到上述具体公开的实施例的限制，而应当仅由下述权利要求清楚读 出的内容确定。
有关申请的交叉参考
本申请要求于2006年2月17日提交的美国专利申请No.11/356486的优 先权，以及于2005年7月11日提交的美国临时申请No.60/698027的优先权。 每个优先权申请全部在此引入作为参考。