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用于音乐弦 乐器的共鸣板支柱结构系统

阅读：33发布：2020-06-22

专利汇可以提供用于音乐弦乐器的共鸣板支柱结构系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及支柱结构，其形成在声学音乐弦乐器的下侧共鸣板表面上，包括两个支柱杆(1、2)，经由通过邻接三角形块 (3、4)提供的琴弦方向载荷张力的再对准，该支柱杆用来以间接的方式支撑共鸣板和琴马的琴弦方向载荷张力，琴弦方向载荷张力的再对准采用与琴弦的线成锐角并且集中在杆(1、2)上找到的预定点上，该杆也设置成远离琴弦的线并且与琴弦的线成锐角，该锐角允许琴弦振动大量地转向远离直接载荷线，并且经由薄的半圆形块(5)且通过以稍微轮辐状样式布置的精制杆支柱(10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24)改变方向到共鸣板中。，下面是用于音乐弦乐器的共鸣板支柱结构系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种声学音乐弦乐器（50），其具有中空琴体（49、64）以及从所述中空琴体（49）延伸出的琴颈（37），所述中空琴体（49、64）具有包括一个或多个音孔（30）的共鸣板（52），所述共鸣板（52）为所述中空琴体（49）的一个组成部分，具有附接至所述共鸣板（52）的嵌入式琴马鞍座（32）的琴马（29、59），共鸣板支柱结构，多个锚定到所述琴马（29、59）的琴弦（40），所述琴弦从低频的低音琴弦到高频的高音琴弦顺序地排列，并且所述琴弦遍布且接触所述琴马鞍座（32），所述琴弦（40）持续纵向地延伸至位于所述琴颈（37）一端的锚定装置（35），并且具有被分为多个所述低音琴弦和多个所述高音琴弦的琴弦排列，所述低音琴弦跨过所述琴马鞍座（32）的一部分的一端成组而作为低音琴弦排列侧，所述高音琴弦跨过所述琴马鞍座（32）的其余部分成组而作为高音琴弦排列侧，所述低音琴弦排列侧和所述高音琴弦排列侧通过所述琴马鞍座（32）在声学上联接到所述共鸣板（52）中，相应地对于所述共鸣板（52）的一个部分产生低音发声侧，而对于所述共鸣板（52）的另一个部分产生高音发声侧；
其特征在于，所述共鸣板支柱结构系统包括两个块（3、4），所述两个块（3、4）固定到所述共鸣板（52）的下侧以支撑所述共鸣板（52）和所述琴马（29、59），每一个所述块（3、4）的其中一个侧部定位成与琴马鞍座（32）对准并且位于所述琴马鞍座（32）正下方，而另一个侧部固定且对接到两个纵向杆支柱（1、2）中的一个，其中每一个纵向杆支柱以其一个端部定位于所述琴马鞍座（32）的任一侧的下方，且与最外侧琴弦（40）的线成锐角地间接延伸，并且所述乐器在所述琴弦（40）下方具有音孔（30），所述纵向杆支柱（1、2）沿音孔（30）两侧的任一侧延伸，并且所述纵向杆支柱（1、2）的两个其它端部与共同的横向支柱（25）互连。
2.如权利要求1所述的声学音乐弦乐器，其中，所述共鸣板支柱结构进一步包括反射块（6、7），所述反射块（6、7）与所述横向支柱（25）的与和所述纵向杆支柱（1、2）相连的侧部相对的侧部邻接，并且与位于所述反射块（6，7）之间的指板支撑块（26）对接。
3.如权利要求2所述的声学音乐弦乐器，其中，所述共鸣板支柱结构进一步包括固定在所述指板支撑块（26）和琴颈弓尾端块（27）之间的支柱块（8、9）。
4.如上述权利要求中的任意一项所述的声学音乐弦乐器，其中，所述共鸣板支柱结构进一步包括与所述两个块（3、4）和所述纵向杆支柱（1、2）连接的支柱构件（5），所述支柱构件（5）的平面固定到所述共鸣板（52）的下侧。
5.如权利要求4所述的声学音乐弦乐器，其中，所述支柱构件（5）的形状为半圆形，其中心固定到由所述两个块（3、4）的所述侧部形成的结合侧，所述两个块（3、4）定位成对准所述琴马鞍座（32）且位于所述琴马鞍座（32）正下方，并且所述纵向杆支柱（12）的端部位于所述琴马鞍座（32）的任一侧的下方。
6.如权利要求4所述的声学音乐弦乐器，其中，多个传递杆支柱（10-22）从所述支柱构件（5）以轮辐状样式向外延伸。
7.如权利要求5所述的声学音乐弦乐器，其中，多个传递杆支柱（10-22）从所述支柱构件（5）以轮辐状样式向外延伸。
8.如权利要求4所述的声学音乐弦乐器，其中，传递杆支柱（16）从所述支柱构件（5）上的位于低音琴弦排列和高音琴弦排列之间的一点延伸到一个端部块（28）。
9.如权利要求4所述的声学音乐弦乐器，其中，传递杆支柱（17）从所述支柱构件（5）上的与最低频率的低音琴弦大致对齐的一点延伸到一个端部块（28）。
10.如权利要求4所述的声学音乐弦乐器，其中所述声学音乐弦乐器为吉他。
11.如权利要求10所述的声学音乐弦乐器，其中所述声学音乐弦乐器为钢丝琴弦声学吉他。
12.如权利要求10所述的声学音乐弦乐器，其中所述声学音乐弦乐器为古典尼龙或肠线琴弦声学吉他。

说明书全文

用于音乐弦 乐器的共鸣板支柱结构系统

背景技术

[0001] 1.本发明的技术领域

[0002] 本发明涉及声学音乐弦乐器，更具体地，本发明涉及改进由这种乐器发出的音乐声品质的新型共鸣板结构系统。

[0003] 2.现有技术的描述

[0004] 音乐弦乐器(例如声学钢或尼龙吉他、琵琶和类似物)通常包括附接到中空琴体的琴颈。琴体通常包括被称为共鸣板的顶面，侧壁绕着共鸣板的周边形成并附接到共鸣板上，侧壁还附接到背板，封装形成充气室。充气室也被称为共鸣器，其尺寸、形状或形式可以变化。传统上是由不同的木材类型构造而成，但是近年来使用现代化材料，例如聚酯玻璃增强树脂或者甚至是碳纤维复合材料。

[0005] 共鸣板通常具有一个或多个开口，该开口被称为“音孔”，其形状和位置可以变化。琴马结构接合至共鸣板，并且琴马结构被制造得足够大，以将多个琴弦附接到该琴马结构上。琴马结构可以简单地为矩形或者一些其它形状的硬木片，或者可以由其它合适的材料制成。连接到琴马结构上的琴弦穿过但是稳固地接触到硬材料(例如骨或黄铜)的薄带上，该薄带凹入到琴马中并且通常被称为琴马“鞍座”。

[0006] 琴弦继续通过鞍座并且伸展到琴颈的端部，在该端部处，琴弦穿过但是稳固地接触到硬材料的带凹口的厚带上，该厚带被称为“琴弓”，琴弓固定到乐器的颈部端部。然后琴弦被紧固到可转动栓或调音器上，该可转动栓或调音器在琴颈的自由端部处固定到“琴头”板上。栓或调音器用来独立地将琴弦张紧到预定的音调，从而在打击或拨动时产生某一频率的音符。

[0007] 振动琴弦与凹入的琴马鞍座接触的地方是琴弦的振动穿过进入到共鸣板中的地方。声音通常是空气波动。与共鸣板的振动表面区域相比，能够单独被振动琴弦的表面区域扰动的空气几乎可以忽略不计。理想的是，整个共鸣板将同声地振动，振动琴弦使得中空琴体内的空气波动、反射，并且基本上通过音孔谐振和发射。从而实现振动琴弦的放大。

[0008] 以上大致是声学音乐弦乐器的工作原理的简化。事实上，有许多因素要考虑，包括力、参数、材料特性。

[0009] 音乐弦乐器的最近审查显示，与其表面区域相比，共鸣板通常是极薄的，并且通常由诸如云杉或松木的软木材制成。这样的共鸣板能够比较厚的共鸣板更自由地或有力地振动，因此能够在中空琴体内转移更多量的空气，从而基本上产生更加放大的声音。

[0010] 不幸的是，共鸣板并非自保持的，并且其对琴弦的张力的抵抗能力较小。因此，传统的和现代的声学音乐弦乐器具有粘接到共鸣板下侧上的支柱。已经提出有许多设计和样式来试图产生可能最好的音量和音质结果。设计者已经试图使用支柱系统不仅支撑共鸣板，而且还在整个共鸣板表面区域上传播振动。对于六根琴弦的吉他，当前有两种支柱系统用作工业标准，并且每一种可以从一个吉他制造者到另一个吉他制造者进行微小的改变。一种是由C.F.Martin & Company在十九世纪中期提出的“X”形支柱系统，其主要用于较大的钢丝琴弦吉他，例如重型吉他；其形状和尺寸也归因于C.F.Martin & Company。另一种是“扇”形(FAN)支柱系统，主要用于较小琴体的肠线或尼龙琴弦吉他，这是由Antonio Torres在十八世纪中期提出的。他还公开已经设计了现代“西班牙古典吉他”琴体的当前形状和尺寸。

[0011] 具有“X”形支柱系统的共鸣板存在的缺陷在于由于压缩和膨胀而导致的偏转和变形。从观察可以看出，琴马前部的区域变得向下压缩，同时琴马后方的区域朝向端部块凸出部分向上延伸。偏转还发生在沿着“X”形支柱的四个臂中间位置的区域中，在该位置处，较小的支柱通常固定到共鸣板上。在“X”形支柱臂的端部处还能够发现另外的偏转，在这些点处的变形是不可能在视觉上注意到的。重要的是，琴体的侧壁吸收某些琴弦载荷张力，并且更重要的是，共鸣板设置在应力下且由于所有的累加偏转而不能均匀地振动，这是由于对琴弦的方向载荷张力缺乏直接的支撑而导致的。

[0012] “扇”形支柱系统通常用于尼龙琴弦古典西班牙式吉他。扇形支柱通常包括粘接在共鸣板下方的基本支柱，处于音孔正下方并且与琴弦线垂直。有效的是，共鸣板的较大部分从琴体的腰部向下到琴体的端部块与上部部分隔绝。在共鸣板的较大部分中，几个长而薄的支柱杆沿着与琴弦相同的方向以扇形样式布置并且固定到下侧共鸣板表面。粘接到共鸣板顶部上的长的矩形琴马大致位于中心并且与扇形支柱样式垂直。扇形支柱样式的整个功能是将来自琴马的振动传播到共鸣板中。即使这种类型的吉他通常仅仅呈现钢丝琴弦吉他上发现的琴弦张力的大约一半，但是在“X”形支柱系统上发现的相同种类的问题也出现在“扇”形支柱系统中。在主支柱上方在上部琴体区域中可以注意到共鸣板的偏转，并且在琴体的下部部分的琴马区域前后有较大程度的偏转。所有的偏转和变形是由于对经由琴马施加到共鸣板上的琴弦方向载荷张力缺乏直接支撑。

[0013] 当前被吉他制造者使用的“X”形和“扇”形支柱系统都趋于限制共鸣板的均匀振动，如上所述。使用这些所述支柱系统的主要原因是，共鸣板不会被过度地硬化，从而允许琴弦使共鸣板有力地振动。

[0014] 处于载荷张力下的琴弦在其两个固定端部位置处施加力，其中一个端部附接到共鸣板的琴马，另一个端部附接到琴颈的琴头板。转矩力也可能部分地施加到为琴弓和鞍座的节点上。在鞍座节点源处出现可获取的直接到共鸣板中的振动琴弦能量传递，但是琴弦振动持续时间主要由保持琴弦的支撑结构控制。如果通过脊形支撑结构保持琴弦，那么可以仅仅出现振动琴弦的持续(维持)。

[0015] 然而，使用脊形支撑结构以允许延长琴弦维持周期(由此还减小共鸣板的琴弦张力，使其还能够均匀地振动)不是新概念也不是容易实现的。所有过去的尝试都会不利地影响乐器的音质并且减小振动琴弦到共鸣板中的传递。

[0016] 事实上，已经提出了许多支柱样式来解决该问题。早在十九世纪早期就已经提交的这样的专利，其中整个琴颈通过中空琴体延伸并且牢固地固定到琴体的端部块上，从美国专利中可以看出，例如：1754263；1426852；1889408；2793556以及最近的5679910。一些模型在预张紧的作用中结合有固体梁，或者固定在琴颈复原(heal)块和琴体端部块之间的一个或两个钢杆，在杆中间或者在端部块位置处具有拧出插孔；并且由此减小共鸣板的琴弦张力。

[0017] 通过杆型系统的使用在共鸣板上施加应力。由于相反的张力，所以发生杆的中心弯曲并且使共鸣板产生不一致的振动，由此使共鸣板处于阻尼效应下。该阻尼效应缩减了由琴弦产生的固有谐振频率，因此缓冲了声音的内在品质。

[0018] 即使在共鸣板下方已经使用纵向和横向支柱时，通过将贯通琴体琴颈梁部分定位成靠近共鸣板来支撑琴弦张力的其它尝试仍然具有相同的问题。

[0019] 类似于美国专利5025695的其它专利提出了，贯通琴体琴颈梁被粘接到共鸣板上并且其终止于琴马区域处。这需要音孔远离琴颈线。或者，该专利提出通过直接地粘接到共鸣板下方而简单地固定两个或多个支柱杆支撑件，其中贯通琴体琴颈梁将正常地穿过但终止于且粘接到琴马下方的区域。

[0020] 因此，大多数琴弦振动保持在琴弦中，并且部分地传递到保持琴弦张力的脊形支撑结构中，而不是转向到共鸣板中，这将是最有用的。

[0021] 显然，虽然试图支撑琴弦的张力，但是使用上述支柱结构和/或所述的支柱样式系统，振动琴弦能量不易于被传递到共鸣板中。

[0022] 还明显的是，共鸣板由于不期望的共鸣板偏转而不能均匀地振动。因为无论偏转区域大还是小或者量级不同，它们都是处于应力或应变下的区域，并且因为这个事实，它们将通过共鸣板抵抗即将来临的振动并且使该振动变形。

[0023] 共鸣板可以被看作是薄膜。薄膜的统一运动是这样的运动，其中膜的中心区域上下波动(与其表面区域垂直)，从其中心位置沿每一个方向朝向其周边向外延伸相等的距离。这样，膜还均匀地转移其上方和下方的空气，以确实可能的形式传播空气-声音波，但是仅仅在无应力状态下开始。

[0024] 3.音调和音符的内容的大致说明

[0025] 音调和音符的结构是解释产生协调声音的声波特性的已知科学。

[0026] 通常，由振动琴弦产生的音调由几个纯正弦谐波连同其基础正弦波频率(f1)一起构成。基本上，谐波是基础频率的倍数(即2xf1、3xf1、4xf1等)，频率增大但是不幸的是振幅(声级)快速下降。

[0027] 所产生的少数第一谐波是产生音调声乐的谐波，这些谐波能够被听到的越多，则声音就变得越丰富和饱满。

[0028] 可以产生高声学声音强度值(音量幅值)的声学音乐弦乐器具有期望的品质，但是从上述说明中可以看出，由振动琴弦的作用产生的谐波的声音强度通常比音调重要。

[0029] 当演奏多个旋律音符时，还可能需要维持旋律中音符的持续时间。对于谐波声级中的快速损失，这是不容易实现的。音符可以显著地减低至通常所称的“止音”。

[0030] 演奏家可以通过利用被称为颤音的技术来对抗止音，其中琴弦被较大力地压下并且通过手指的摇动而更加振动。这种颤音作用产生更多的摇摆声音，而不是长的持续声音，长的持续声音才是期望的更正确的维持。

[0031] 从以上的信息中可以理解，虽然高声学声音强度值是期望的，但是谐波的声音强度与维持的谐波声级比音调的内容和产生更加重要。在没有维持音量水平和用于音符的谐波内容的高音量水平的情况下，不会产生丰富饱满声音的品质因素。

[0032] 为了在琴弦的排列中产生相等的维持周期，例如对于当前普遍生产的吉他的六根琴弦而言，这是不能实现的。

[0033] 当考虑每长度单元的质量重量时，从低音琴弦到高音琴弦有着极大的不同。单个琴弦的这种质量重量控制将要振动的周期有多长。对于由相同支撑结构保持的所有六根琴弦，通常是低音琴弦将维持得比高音琴弦长。

[0034] 幸运的是，撇开起始音量水平，琴弦排列的单个琴弦之间维持的限制条件不是大问题。当考虑高频高音琴弦产生的单个音符时，在经过乐谱的4/4节时通常将不会需要维持超过整个音符周期。虽然正好相同，但是在当前生产的工业标准吉他的高音范围内很少发现要维持这个短的时间周期。

[0035] 共同地，由多个琴弦一起发声的几个音符也必须具有相等的声级(被平衡)。也就是它们不会阻碍或妨碍彼此的音乐潜力。

[0036] 描述“琴弦排列平衡”的特征为：在所有琴弦之间的初始相等的声级，在琴弦之间能够操纵的声级的维持周期，以及具有所有音调或音符的谐波内容的纯净声音。具有这些品质的声学音乐弦乐器可以被描述为良好平衡的乐器。例如，当前生产的从低音到高音排列通常具有延伸3个八度音阶的六根琴弦的吉他，具有大而响亮的低音以及降低的高音，因此它们的琴弦排列在音乐上受到限制。

[0037] 如今，演奏家能够选择声学音乐弦乐器，例如由大的工业制造者生产的吉他。演奏家将根据经验试验该乐器，简单地了解趋于醇厚的音调、暖音调或者明亮的音调。

[0038] 用于共鸣板的不同种类的木材通过其自身的特性能够产生各种音调，并且将影响演奏家的选择，例如由雪松生产的暖音调和由云杉生产的明亮音调。

[0039] 古典吉他的尼龙或肠线琴弦将产生醇厚的音调，与雪松或云杉共鸣板结合将具有偏暖或偏亮的醇厚音调。

[0040] 考虑其它更重要的品质，例如良好平衡的琴弦排列响应，演奏家将试验由不同材料制成且由此产生不同音调品质的多种类型的琴弦，并且根据琴弦直径或密度也将在振动时产生变化的维持周期。通常，试验产生不被接受的或受限的结果。

[0041] 在申请人过去三十年的修复和服务声学音乐弦乐器的商业经验中，申请人经常听到演奏家的抱怨，这些抱怨涉及“琴弦排列平衡”，使用的评论例如：“声音太小，不中性，过度低音，没有维持，止音太多，不干净，哑”或者“浑浊且阴暗”。

[0042] 因为基本上消除了上述问题，所以申请人将在下面说明的本发明的新型支柱结构系统增强了演奏家以及听众的演奏体验。

[0043] 发明目的

[0044] 考虑前述背景技术中的第1、2和3点，本发明的主要目的在于提供一种用于声学吉他、琵琶和类似物的可用的共鸣板支柱结构系统，其与方向琴弦长度大致对准；由此还能够承受预定的琴弦长度张力，以便允许维持振动琴弦长度。

[0045] 本发明的第二个目的在于，主要目的还能够足够坚固，以基本上减小共鸣板的不期望的变形，由此允许共鸣板具有均匀的运动，真实反映其声源。

[0046] 本发明的第三个目的在于，主要目的不用来抵抗或捕获振动琴弦能量而不能够将其释放，而是尤其以可预测的受控方式进行作用，以作为输出源传递振动琴弦能量，从其主要目的的支柱结构传递到共鸣板中。

[0047] 本发明的第四个目的在于，主要目的也能够与使用其它目的支柱装置一起进一步在整个共鸣板表面区域内散布可获取的振动琴弦能量，由此，所述其它支柱目的装置还允许良好平衡的琴弦排列响应于共鸣板；并且一起还提供进一步的目的支柱装置，以用于产生纯净丰富的音调。

发明内容

[0048] 根据前述目的，本发明提供一种支柱系统结构，其形成到具有低频低音到高频高音排列组的诸如吉他、琵琶和类似物的声学音乐弦乐器的下侧共鸣板表面上。振动琴弦能量通过其琴马鞍座节点和共鸣板传递到如下的支柱结构装置中。

[0049] 该支柱结构使用新型的均衡方法，涉及在其两个节点之间出现的反射弹性能量的振动琴弦的方向线，由此，借助以下的固定到下侧木材共鸣板表面上的支柱结构部分，反射的第三点与琴弦线独特地成锐角并且与琴弦线隔开。

[0050] 使用两个三角形块(这里也被称为“LMBD块”)；每一个三角形块的侧部之一定位成与琴马鞍座对准并且位于琴马鞍座正下方，其它侧部之一固定且对接到两个纵向杆支柱中的一个。两个纵向杆支柱(这里也被称为“间接杆”支柱)定位成每一个纵向杆支柱的端部之一位于琴马鞍座的任一侧的下方，并且定位到位于上方的琴弦排列组跨距的外侧，其长度与最外侧琴弦的线成锐角地间接延伸；该乐器在琴弦排列组跨距下方具有音孔，与通常使用的横向支柱互连的两个其它端部继续在音孔上方在该音孔的任一侧延伸。通过保持方向预定的琴弦长度张力(这里也被称为“PST”)，两个纵向杆支柱与两个三角形块的组合还用来支撑且减小共鸣板的显著的不期望变形。

[0051] 三角形块的功能在于：首先从附接的琴弦排列组在琴马处与琴弦长度成锐角地将PST加载到纵向杆支柱上，这以锐角发生是因为两个三角形块彼此分隔开并且仅仅主要被间接杆支柱支撑；PST被改变方向且被加载到间接杆支柱上的点(这里也被称为“点A”)是PST能够被支持或加载而不会失效的位置，这些点A基本上是三角形块跑出到间接杆支柱上的位置，并且也是前述远离并与琴弦线隔开的三个反射点；间接杆支柱自身也与改变方向的PST载荷线成相反的钝角。LMBD块的其它功能在于：其次，能够从两个或多个振动琴弦获取的声学能量将跟随相同的改变方向的PST载荷线，这样做时是混合并会聚到点A；第三，其由于大的质量而用来缓冲非活动琴弦的同步振动，从而允许纯净的音调；第四，通过独立地设置在下方，它们用来将低音琴弦排列与高音琴弦排列分隔和分开，从而有效地产生用于共鸣板低音或高音侧的单独响应。

[0052] 点A被规格化而靠近与横向支柱互连的间接杆支柱的端部(这些“端部”在这里也被称为“点B”)。通过与横向支柱的上述相对侧部邻接的两个块(这里也被称为“反射块”)，与横向支柱互连的间接杆支柱在该处(点B)被良好地支撑，并且还对接至通常使用的指板支撑块。反射块用来通过其大的质量有效地反射声学压力波，从点B返回通过间接杆支柱，到达其相对端部(这些“端部”在这里也被称为“点C”)并且到达邻接的三角形块；所有这些支柱部分形成直线侧，该直线侧处于琴马鞍座的正下方，并且半圆形支柱构件(这里也被称为“传音片”)固定到该直线侧。于是，因为从该位置没有对于PST的直接支撑，所以首先通过传音片、其次通过使用附接到传音片上并且朝向共鸣板的近端周边以轮辐状样式向外延伸的长精制支柱杆(这里也被称为“传递杆”)，声学压力波分布在整个共鸣板表面区域内。关于琴弦之间的声级及其维持，传递杆朝向共鸣板周边的方向定位允许良好平衡的琴弦排列响应。

[0053] 通过以下利用附图示出的本发明的优选实施例的详细说明或最佳模式，本发明的前述和其它目的、特征和优点将会得到更加清楚的理解。

附图说明

[0054] 图1是具有大琴体的第一吉他实例的透视图，该大琴体具有钢丝琴弦，并且本发明的支柱结构系统可以应用于该第一吉他。

[0055] 图2是具有小琴体的第二吉他实例的透视图，该小琴体具有尼龙琴弦，并且本发明的支柱结构系统可以应用于该第二吉他。

[0056] 图3是去除了共鸣板的暴露的局部平面图，并且详细示出了支柱杆或构件，可感知的琴弦载荷力集中于本发明的任一个实施例的主支柱结构系统；为了简单起见省略了本发明的其它支柱构件。

[0057] 图4是部分地去除了共鸣板的暴露的局部透视图，总体上示出了用于图3的主支柱杆和支柱构件的维数，尤其指示了主支柱杆内的可感知的声学压力波的三维平面。

[0058] 图5是去除了背板的琴体的内部局部透视图，其示出了各种支柱构件，但是特别用来示出图6、8和9的实施例中任一个的通常位于指板下方的下侧共鸣板区域的阻隔。

[0059] 图6是具有适合于图1的吉他实例的本发明的优选第一实施例的支柱结构系统的下侧共鸣板的平面图。

[0060] 图7是具有本发明的第二实施例的支柱结构系统的下侧共鸣板的平面图。

[0061] 图8是具有适合于图2的吉他实例的本发明的优选第三实施例的支柱结构系统的下侧共鸣板的平面图。

[0062] 图9是具有本发明的第四实施例的支柱结构系统的下侧共鸣板的平面图。

[0063] 图10是图6、7、8和9的实施例中任一个的支柱杆的典型样式的选择或用于平面图的升高的侧视图和剖视图。

[0064] 图11是沿图1的线11截取的琴马和其它相关部分的局部剖视图。

[0065] 图12是图4的下侧共鸣板局部透视图。

[0066] 图13是图4的下侧共鸣板局部透视图，具体示出了可替代的支柱构件。

具体实施方式

[0067] 虽然本发明的非常平衡的支柱系统结构的新型目的、特征和优点可以应用于不止一种类型的声学音乐弦乐器的共鸣板，但是为了说明和阐明本发明的工作原理，本文使用了两个声学吉他的实例。

[0068] 将参考附图阐明吉他实例的实施例的操作方法；但是应当清楚地理解，附图仅仅是为了图示和说明的目的，并不是用于限制本发明。

[0069] 现在参考图1，其示出了第一吉他实例50的透视图，该第一吉他为由木材制成的大琴体49钢丝琴弦声学吉他，本发明的支柱结构系统能够应用到该第一吉他。该吉他具有中空琴体49，该中空琴体49具有位于弯曲的上段44和弯曲的下段60之间的腰部41，由此给出了附接到侧壁38的共鸣板52的形状，侧壁38还附接到未示出的背板，由此封装形成充气室。琴颈37以其弓尾端56从中空琴体49向外延伸，其自由端具有琴头板34，可转动栓或调音器35安装到琴头板34上并且被用来张紧所附接的六根琴弦40的琴弦排列组。

[0070] 具有多个固定音柱43的指板36附接到琴颈37和共鸣板52。共鸣板52具有贯通的音孔30，并且具有位于音孔下方的用于容纳鞍座32的固定的琴马29。具有球形端部53的琴弦排列组40插入到琴马销孔57中，并且通过琴马销39的插入而被稳固地固定。锚定的琴弦40与琴马29的表面成一定角度以便与琴马鞍座32稳固地接触，这可以从图11中看出。然后，琴弦40沿着琴颈37的穿过琴弓33并与其稳固接触的指板36延伸，并附接至调音器35，调音器35用来将琴弦40张紧至预定的音调。琴弦直径分别为大约1.35mm至0.3mm的六根琴弦40的琴弦排列组能够产生从低音到高音的频率，并且还从图1的左侧到图1的右侧被分别地布置。

[0071] 现在参考图2，其示出了第二吉他实例51的透视图，总体上采用与图1的第一吉他实例50所示相同的附图标记进行图示和说明，除了琴马59不同之外，其中琴弦40系到该琴马59上，该琴马59为西班牙古典型，具有较小的琴体64并且由木材构成，具有尼龙或肠线琴弦；其从低音到高音的琴弦排列组的直径为：1.12、0.91、0.76、1.04、0.83、0.73并且以与第一钢丝琴弦吉他实例50相同的顺序布置。对于上述两个吉他实例而言，在琴马鞍座32处横跨六根琴弦的距离将被称为“琴弦排列组跨距”63，这可以从图3中看出。

[0072] 声学吉他分析

[0073] 为了阐明本发明的工作原理，需要明确一些显而易见的特性，以下将对吉他实例50、51进行简短的声学处理分析。在该分析中，大概描述了工作原理和期望的不同阶段的结果，形成某些技术概念或对象，并且由此包含在详细说明中可能始终涉及的术语和/或本发明的最佳实施方式。对于新型支柱构件，为了简化说明，只取首字母的缩写词用于本发明的某些对象，更具体地是用于某些已知的能量或力的物理状态，只取首字母的缩写词可以紧随所描述的或所述的物理能量或力之后，处于括号之中，之后只取首字母的缩写词可仅仅出现在讨论中。

[0074] 六根琴弦40的排列组的长度利用调音器35拉伸至预定张力，这在本文中也被称为PST并且前面已经描述过，对于钢丝琴弦吉他实例50而言，琴弦的固定点之间的静态载荷张力被设定为大约730牛顿(N)，对于尼龙琴弦吉他实例51而言则为390N。沿着每根琴弦的整个长度，也就是在琴弦的球形端部53与鞍座32之间，以及在琴弦的调音器35至琴弓33之间，PST都是静态的，但是具有转矩(RT)力的分量。RT分量是由于琴弦的角度而产生的，这可以从图11和图1中看出。

[0075] 每一根琴弦40的可弹琴弦长度由每一根琴弦的由两个RT分量牢固地保持的琴弦琴弓33的节点与鞍座32的节点之间的距离限定。

[0076] 基本上，由吉他实例50和51产生的期望的音乐声是在构成整个系统的四个独立阶段中产生的。每一个阶段都可以被看作是其自身的系统，但是在输出对输入不仅具有最大功率传输而且具有稳定性的情况下每一个阶段都还需要推移到下一个阶段中。

[0077] 以第一阶段的处理开始，通过演奏家的手的输入运动，振动琴弦40进行简单地振动。基本上，振动琴弦40将弹性能量(EE)扩散在其预定的琴弦张力(PST)状态之中和周围，使得其琴弓33和鞍座32的琴弦长度节点可能以声学压力波(APW)进行振动。琴弦的节点是第一阶段的潜在输出源。显然，用于琴弦40的琴弓33的节点通过琴颈37的固态结构而保持刚性，其振动的程度远比鞍座32的节点的振动程度小。用于每一根琴弦的鞍座32的每一个节点都具有能够在共鸣板52的中部获得APW能量(APWE)的最大潜在输出。用于振动琴弦40的支撑支柱系统是第二阶段；其具有要处理的三个处理功能。第一个功能是其应当制造得足够坚固以承受PST，由此允许维持振动琴弦40。其第二个功能是使来自鞍座32的节点的APW转向，以便不与琴弦直接对准，并将来自主支撑支柱结构系统的APW仅仅反射到共鸣板52中。第三个功能是其还应当制造得足够坚固以便能实质上减小共鸣板52在PST力下的所有应力，由此允许共鸣板52自由地且均匀地振动。

[0078] 第三阶段是处于运动中的共鸣板52。如果第一和第二阶段的处理已经在稳定的情况下允许最大功率传递，那么在第三阶段，运动中的共鸣板52能够以均匀的运动进行振动。因此也能够产生可靠的放大的琴弦振动频率表示，利用空气波的纯净声音位移幅值进入第四阶段，该第四阶段分别为吉他实例50或51的中空琴体49或64。在空气波接下来在内部反射的情况下，基本上通过音孔30进行谐振和发射。

[0079] 上述声学吉他分析显示了第二阶段是四阶段系统的主要控制部分，并且主要是在本发明涉及的这个阶段为支撑支柱结构系统。

[0080] 上述声学吉他分析现在也将用于结合附图并参考本发明的所有以下详细说明。考虑第二阶段的第一个功能，仅仅通过承受琴弦的静态PST才能够维持琴弦40振动的持续时间。前述针对图1的钢丝琴弦吉他50的施加到其琴体49的共鸣板52以及琴颈37上的PST力为730N，该力等同于具有75千克(kg)的配重质量；而对于图2的尼龙琴弦吉他51，施加到其琴体64的共鸣板52以及琴颈37上的力为390N，可认为具有40kg的配重质量。

[0081] 现在参考图3，其是去除了共鸣板52的暴露的局部平面图，示出了支柱杆以及本发明主支柱系统结构中心和边缘处的部件或构件，为了简单起见省略了本发明的其它支柱。圆形点划线示出了音孔30通常所处的位置。位于图6、7、8和9中的共鸣板52的相对下侧可以看到的两个纵向杆支柱1和2(如之前别的地方所述，在下文中将被称为间接杆支柱1和/或2)被使用并且需要被制造得足够坚固以承受前述PST力。因为间接杆支柱1和2与平面几乎平行地布置并且也大致沿着与琴弦排列组40的长度方向延伸，所以它们不需要制造得非常大以承受前述PST力。

[0082] 对第二个功能的处理的调查出现了直接明显的阻碍，如果间接杆支柱1和2被布置在琴弦排列组跨距63的区域内和/或与预定琴弦长度张力直接对准，那么将会导致明显的音质损失和较弱的声级。这是简单地因为在该直接对准中，支柱1和2将在其内部前后地反射琴弦40的鞍座节点的APW振动，而不是反射到共鸣板中。基本上，在振动琴弦之间以及在将琴马29连接到与琴弦40直接对准的琴颈37的支柱1和2内，将会产生锁上的纵向振动环。

[0083] 尽管支柱1和2的直接对准看起来是理想的布置以允许维持振动琴弦40；但是在任意给定时刻支柱内的任何位置将会产生和出现的APW的波腹和节点，沿着其长度和端部受到极大的遏制和限制。锁上源的波腹和节点不能用于或者几乎不能用于将APW传送(传递)到共鸣板52中。

[0084] 仍然参考图3，为了避免本发明中的这种震动环，间接杆支柱1和2中的每一个(在点C处)的一个自由端部位于琴弦排列组跨距63的任一侧的琴马鞍座32下方并且远离琴弦排列组跨距63。同样重要的是，间接杆支柱1和2的点C处的自由端部定位成与琴弦排列组跨距63相距一段短的距离。间接杆支柱1和2不进入琴弦排列组跨距63内或者与其太靠近的任何位置，它们通过从琴弦排列组跨距63的外侧保持琴弦排列组40的张力——PST和琴弦40的EE进行非直接、尤其是间接的操作；因此，被称为间接杆支柱1和2。从图3中可以看到，间接杆支柱1和2通常也被布置和固定成锐角——通常用参考符号“θ”表示，并且间接杆支柱1和2临近但是远离琴弦线和琴颈，以便它们的振动反射不会容易地反射回到琴颈37中。

[0085] 作为附加的优点，间接杆支柱1和2的锐角θ也有助于平衡或稳定共鸣板52的上下运动，以便仅用于低音侧或高音侧或者同时用于该两侧的运动，结合图4将会更好地理解可从图3中看到的本发明的其它特征、优点和目的。

[0086] 现在参考图4，其是部分地去除了共鸣板52的暴露透视图，示出了间接杆支柱1和2以及本发明主支柱系统结构中心和边缘处的部件或构件，为了简单起见省略了本发明的其它支柱。圆形点划线示出了音孔30通常所处的位置，同时直的短虚线轮廓线58示出了鞍座32将定位在共鸣板52的顶部上的琴马29的位置。半圆形支柱构件5与间接杆支柱
1和2以及三角形块3和4相互连接，这可从图12的透视图的下侧共鸣板52中看出，并且半圆形支柱构件5在本文中也被称为“传音片”5，其名称和功能将在详细说明中进一步变得明显。

[0087] 回过来参考图3，并且参考对第二个功能的进一步说明，琴弦排列组40使鞍座32的节点振动是下一个要考虑的问题。三角形块3和4用来机械地加载PST并且联接APW，将来自鞍座32的节点32的振动传递到间接杆支柱1和2。PST处于静态张力载荷线，这由直的短虚线61表示，从琴马销孔57延伸通过三角形块3和4而到达点A。来自每一根琴弦40的所有PST载荷线61都以锐角改变方向——通常用角度参考符号“ω”表示，并且集中到且归因于最弱点A，在该点A处三角形块3和4脱离或终止于间接杆支柱1和2上。

[0088] 通常，图3中的点A基本上通过改变方向的ω静态PST 61进行质量加载，并且由一个或多个活动琴弦40通过鞍座32节点传递而形成APW的振动接下来跟随改变方向的ωPST 61的短虚线61到达点A。APW在点A处继续沿着“x”方向会聚，如图4所示，并且以相等但是相反的角度在点A的所有侧上反射，如图3中的短虚线的延长线(朝向波腹56)所示，在“y”和“z”平面中反射，如图4所示。

[0089] 从图3中可以看到，在APW收敛到节点B之前，在点A和B之间形成波腹56，由短虚线的角部表示。每一个间接杆支柱的点A和点B之间的横截面积大于间接杆支柱的其余部分的横截面积，这从图4中可以看出，以便APWE不会在波腹56的区域中被横向地浪费，另一个额外的优点是支持了PST的完整性。

[0090] 接下来，由改变方向的ωPST 61进行质量加载的新的活动传递节点存在于收敛点A。事实上，对于第二阶段已经以锐角θ产生输入输出源，并且该输入输出源能够将APW扩散而不与琴弦排列长度直接对准，同时保持第一阶段的PST力的完整性。

[0091] 在点B处，间接杆支柱1和2牢固地固定到共用的横向支柱25或者与该共用的横向支柱25互锁，并且进一步被琴颈区域支撑块6、26、7、8、9和27支撑，这可以从图4中并且结合图5看出，这些块的功能将在详细说明中进一步讨论。

[0092] 现在参考图5，其是去除了背板的琴体49或64的内侧局部透视图，示出了下侧共鸣板52区域的阻隔，通常在未示出的指板36下方，并且通常用来支撑与共用的横向支柱25互锁的间接杆支柱1和2。块7具有一个与侧壁38相适应的弯曲侧部，并且具有一个自由侧部，另外两个侧部形成与横向支柱25和共用指板支撑块26对接的直角。支撑块6具有三角形形状，并且其也于指板块26和横向支柱25对接。块7、26和6相当厚，与横向支柱25的高度相匹配，同时，附接到块26和琴颈弓尾端块27上的三角形支柱块9和8具有较薄的侧部，并且被用来进一步防止指板支撑块26的振动。琴颈弓尾端块27允许琴颈37的弓尾端56固定到琴体49或64上。内衬62简单地用来辅助将共鸣板52附接到侧壁38上。

[0093] 共鸣板52的通常在指板下方的区域的稳定，并且更具体地是利用在指板支撑块26的任一侧上使用的块6和7，实质上为点B提供了稳定的质量加载。块6和7将APWE的损失最小化并且方便波反射，因此，块6和7在本文中被称为“反射块”。然后，点B能够提供其它的节点，以帮助APWE反射回来沿着点B到点A到点C的方向通过间接杆支柱1和2的木纹。

[0094] 阶段一到阶段二的输入输出处理已经实现到最大的可能性。点A与琴弦40的鞍座32节点一起并且由于它们重新排列的ωPST，并不能容易地将声学压力波能量反射回到振动琴弦支柱环构造中，否则可能已经是这种情况。相反，所有的所述点A、B和C与琴弦40的鞍座32节点一起将传递的APWE直接扩散到以下的共鸣板52支柱结构系统中。

[0095] 再次参考图3和4，点C通常与直接PST无关；因此，即将到来的反射的APWE在点C处为敞开的波腹形式，并且接下来能够溢出到传音片5中。传音片5还能够收集来自琴弦40的鞍座32节点的相对于重新排列的ωPST以相等但相反的角度反射的APWE，这是因为琴弦40在琴马29或59下方的该区域中不是直接被支撑来抵抗PST。

[0096] 现在参考图6，其示出了下侧共鸣板52的平面图，该下侧共鸣板52具有最适合于图1的吉他实例50的本发明的优选第一实施例的支柱结构系统。

[0097] 传音片5用作共鸣板52的中心毂，现在可以理解，传音片5与点C一起的功能是允许APWE通过用于附图标记10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22表示的精制横截面传递杆支柱进行分布，这些传递杆支柱布置且固定成轮辐状样式，也可以从图7、8和9中看到。传递杆支柱16用来将共鸣板52的低音侧与高音侧有效地隔离或隔绝开，从而用作“分隔杆”16——其具有直的减缩长度，和/或用作“分隔拉条杆”16——其横截面积在其整个长度范围内是均匀的并且其端部固定到端部块28和传音片5上。拉条杆或分隔拉条杆16的功能大致是增加支撑、平衡、缓冲或以分隔的方式隔绝低音和高音的两个琴弦排列，用于共鸣板52在其低音频率和高音频率的两侧之间的响应运动。传递杆支柱15和17还可以合并为拉条杆，该拉条杆因为不同的原因而提供了另外的优点，这将在详细说明中进一步变得明显。

[0098] 传递杆支柱10至22用作振动横向声学波能量(TAWE)到共鸣板52表面中的传递装置，也就是说，它们在其长度范围内横向地发射比纵向更多的能量。传递杆支柱10至22的TAWE横向比纵向多是由于与其长度相比(可以从图10中看出)以及还与较大的主结构支柱相比其具有微小或小的横截面积。传递杆支柱10至22的布置和尺寸是被构造和定位成允许共鸣板52区域的良好平衡的均匀运动，该运动独立地发生在共鸣板52区域的低音侧或高音侧上，或者两侧成一体地运动。

[0099] 现在参考图7，其示出了下侧共鸣板52的平面图，该下侧共鸣板52具有较适合于四弦低音吉他的本发明的第二实施例的支柱结构系统，与图1的吉他实例50相比，该四弦低音吉他具有相似的形状但是琴体较大，其具有较长的琴颈，但是由于各种其它的希望音调原因，该实施例也可以用于图1的吉他实例50。所有的附图标记表示的部分都与图6的相同，但是位置和/或尺寸可能不同。

[0100] 现在参考图8，其示出了下侧共鸣板52的平面图，该下侧共鸣板52具有最适合于图2的古典吉他实例51的本发明的优选第三实施例的支柱结构系统。所有的附图标记表示的部分都与图6的相同，但是位置和/或尺寸可能不同。

[0101] 现在参考图9，其示出了下侧共鸣板52的平面图，该下侧共鸣板52具有最适合于小琴体的轻量型钢丝琴弦吉他的本发明的第四实施例的支柱结构系统，与图2的古典吉他实例51相比，该小琴体的轻量型钢丝琴弦吉他具有相似的形状和尺寸，但是通常具有较薄的琴颈。所有的附图标记表示的部分都与图6的相同，但是位置和/或尺寸可能不同。

[0102] 考虑图6、7、8和9的下侧共鸣板52的实施例，可以看到，支柱结构系统被分割为或分隔为两个几乎相同的镜像，即共鸣板52的低音侧与高音侧几乎相同。独立地，三角形块3处理三个低音琴弦，同时三角形块4处理三个高音琴弦。除了三角形块3和4具有如前所述的ωPST机械载荷和APW相关功能之外，其还用作混合输入阶段和缓冲阶段。三角形块3和4的混合作用是由于所有的APW都随着ωPST加载线会聚到点A而实现的，从图3中可以看出。为了阐明缓冲的重要功能，需要理解的是，当一起听基础频率以及其少数几个第一低声级和声时，音符声音要协调。对于全部六根琴弦40，并且当一根琴弦被设定为仅仅通过演奏家的手而进行振动时，如果其它的琴弦不受物理质量的限制，那么它们还将振动到与周围振动干扰共鸣的某一明显程度。来自其它琴弦的这些共鸣的振动将有效地阻碍或妨碍音符声音的内容中的起始低声级音量。每一个三角形块3或4的基本质量缓冲不活动琴弦的周围振动，由此实现纯净音乐声的处理。

[0103] 由于多功能三角形块3和4的功能：加载、混合、缓冲以及分隔琴弦排列组40，所以它们在本文中还可以指的是使用只取首字母的缩写词“LMBD块”3和/或4。

[0104] 第三个功能的处理使得能够通过减少PST力在共鸣板上的应力来实现共鸣板的均匀运动。事实上，这已经由于第一个和第二个功能的完整性而得以实现。

[0105] 通过LMBD块3和4的所述布置并且通过间接杆支柱1和2的合适尺寸和定位，利用点A至点B吸收PST力。更具体地，点A变成用于共鸣板52上的琴马29或59的中心区域的铰接点。

[0106] 点A至琴马29或59之间的结构刚度以及部分地与传音片5的基本质量一起，消除了琴马29或59后方的共鸣板52的向上变形(凸出)。这种布置还支撑并且允许共鸣板52在中心琴马29或59区域处的运动，以通过仅仅沿与其表面区域垂直的方向扩大而进行振动。因此，对于阶段三而言，实现了共鸣板52的均匀运动。

[0107] 此外，从图11的局部剖视图中可以看到，通过LMBD块3和4的质量稳定了由于非常短的琴弦40长度而在用销39固定的琴弦40的锚定球形端部53到鞍座32的接触点之间产生转矩分力。因此也消除了共鸣板52在琴马29的前方的向内变形，从而支撑琴弦40的EE并且使得琴弦40的鞍座32节点能够有效地吸收APWE的传递。

[0108] 从而现在应当注意到，也减少了共鸣板52的周边的变形，否则可能通过PST力引起该变形。从而，吉他50或51的共鸣板52从其中心琴马29或59位置的声音摇摆终止于该周边而不会产生干涉。

[0109] 现在参考图11，其是琴马29、鞍座32、暴露的琴马销孔57、共鸣板52传音片5的沿图1的线11截取的放大剖视图，并且示出了一根琴弦40，该琴弦40的球形端部53被琴马销39锚定。所关心的是三角形块3的局部剖视图，该三角形块3与传音片5互锁，该图示出了其互锁侧相对于上方的鞍座32的位置和该侧与琴马销孔57对准的近端位置，从图12中也可以看出，与传音片5重叠。三角形块3和4与传音片5的互锁侧以及它们相对于上方的鞍座的定位的重要方面允许将APW闭合直接传递到三角形块3和4以及传音片5中。

[0110] 现在参考图12，其示出了在共鸣板52下侧与间接杆支柱1和2邻接的LMBD块3和4的局部透视图，该间接杆支柱1和2行程组合侧并且与传音片5互锁。理想的是，传音片5由四开硬木材片制成，并且应当具有与琴弦40的方向对准的年轮线54或者木纹，以优化性能；因为通常本文所述的木材沿着木纹具有比横跨其木纹大的强度。通过将传音片5的年轮线54与琴弦40的方向对准，通过两个LMBD块3和4被中心地分隔的传音片5的低音和高音平坦表面区域侧都能够彼此更加独立地运动(振动)。年轮线54对准的其它优点包括：LMBD块3和4的进一步支撑抵抗PST力；但是更重要的是在与传递杆支柱10至22连接的传音片5内允许传递来自点C和琴弦40的鞍座32节点的APW，从而具有强的支撑路径。

[0111] 现在再次参考图9并且结合图2，为了最有可能地利用在传递杆支柱10至22内能够获得的TAWE，本文中还提到的是，尽管没有要求保护，但是本发明是将琴马59或29定位且固定到共鸣板52上，比当今生产的传统吉他上发现的更加居中于弯曲底段60的末端。通过采取从琴马鞍座32的中心到琴体的腰部41之外的半径并且清除由圆形圆周点划线42表示的圆形区域，从图9中可以看出，应当包围下共鸣板52区域的较大的主要部分，直到端部块28的近边缘。

[0112] 从传音片5朝向共鸣板52的周边穿过传递杆支柱10至22的课获得的声学横向波能量在遭遇越来越多的结构质量时逐渐消散。简单地，横向声学波能量(TAWE)在延伸至远处时在共鸣板52上具有较小的影响。因此，需要更加居中的琴马59或29位置，以允许传递杆支柱10至22具有更加均匀且相等的长度，从而允许能够获得的TAWE在共鸣板52区域42的较大的主要部分范围内具有更加均匀且相等的长度。

[0113] 在当前普遍生产的吉他上使琴马居中将改变乐器的琴弦长度，如果琴弦长度保持相同，那么从琴颈的琴弓到琴马的鞍座的整个固定琴弦长度必须全部一起移动。这意味着，琴颈将必须在不同的音柱位置处连接琴马，或者琴体的形状将必须是能够再调节的。当前生产的大琴体钢丝琴弦吉他的琴颈通常具有在琴体外的十四个音柱，而具有较小琴体的西班牙古典吉他的琴颈仅仅具有在琴体上的十二个音柱。

[0114] 为了克服这个问题，琴颈37相对于琴体49或64的布置，在本发明中，对于图1的大琴体49钢丝琴弦声学吉他实例50而言，通过琴体49的合适上段肩部44的弯曲，琴颈37仍然能够在琴体49之外具有十四个音柱43，这从图1中可以看出。同时，对于图2的西班牙古典吉他实例51而言，在本发明中，简单地通过琴颈37与琴体64在十三个音柱处连接而不改变琴体的形状，解决了琴颈37相对于琴体64布置的这个问题，这从图2中可以看出。

[0115] 在本发明中，为了允许可处理的六根琴弦40的琴弦排列组的维持声级，并且由此在琴弦40之间提供良好平衡的响应，通过使用有关传递杆支柱10至22的定位的新型方法来克服以下问题。

[0116] 如上在本文的别处所述的，与最高频率高音琴弦40相比，最低频率低音琴弦40的质量重量有很大的不同，事实上，对于使用当前其它吉他上通常使用的六根琴弦排列组40的吉他实例50和51而言分别为大约十六倍。考虑到这个实际情况，由于其质量内在的可获取的能量，低音琴弦将比高音琴弦振动更长的周期；在本发明中，通过以下的新型方法来克服对于六根琴弦40的琴弦排列组而言允许维持声级的可处理周期的问题。在本发明中，为了在从共鸣板52的整个琴弦排列组40的范围内获得平衡的可处理的维持声级，从共鸣板52的一侧到另一侧包括结构差异。通常，共鸣板52相对于振动的阻力在低音侧上需要比在高音侧上高，以下考虑被采用来实现这一点的新型方法。

[0117] 从图1、2和4中可以看出，木材共鸣板具有年轮线31，与琴弦40平行地或对齐地延伸。共鸣板自身在横跨年轮线(木纹)上柔性最大。传递杆支柱10至22的布置具有这个事实的优点并且因为共鸣板52现在事实上不承受PST或者得到显著地减小，所以其对阻力的响应仅仅可能归因于传递杆支柱10至22的布置。

[0118] 通过以下的传递杆支柱10至22的布置来实现良好地平衡的共鸣板52响应。

[0119] 为了延长高音范围的声级维持周期，传递杆支柱10至15被定位且固定到共鸣板52的高音侧，到点C并且到传音片5的圆形周边；使得它们将要对准的角度更是沿着垂直的方向共同地跨过共鸣板的年轮线，这可以从图6、7、8和9中看出。沿这个方向具有TAWE的支柱遭遇较少的来自共鸣板的阻力；因此，高音范围被维持较长的周期。

[0120] 同时，在共鸣板52的低音侧上，传递杆支柱17至22更是沿着与共鸣板的年轮线平行的方向共同地对准，这可以从图6、7、8和9中看出，从而有效地增大传递杆支柱17至22的刚度，并且同时增大待振动的共鸣板52的阻力，由此限制了低音范围的声级的维持周期。

[0121] 参考图6，其具有非常适合于图1的声学吉他实例50的优选第一实施例的共鸣板52支柱结构系统；传递杆支柱20与木材共鸣板31的年轮线垂直地对准并且固定到共鸣板
52的低音侧上；在这个传递杆支柱20中由于其对准产生的TAWE能够使共鸣板52有力地振动。

[0122] 在共鸣板52的这个低音侧上，产生横向声学波能量(TAWE)的低音琴弦比共鸣板52的相对的高音侧上的琴弦延伸的更多，并且假定左侧的未经校验的将过平衡传递杆支柱
10至15。为了平衡低音侧，通常围绕传递杆支柱20、两个较小支柱23和24的共鸣板52区域附接到传递杆支柱20上并且以锐角固定到共鸣板52上，以便加强共鸣板52并且由此抵抗即将到来的TAWE。

[0123] 现在参考图10，仅仅与图6、7、8和9的实施例中的任一个的单个共鸣板52支柱结构系统相比，其示出了用附图标记表示的主支柱杆和精制传递杆的典型轮廓(升高的侧视图)和剖视图。在这里要注意到，支柱15、16和17具有两种轮廓选择，至于使用哪一种轮廓，取决于在这里涉及图6、7、8或9的实施例中的哪一个实施例。

[0124] 现在再次参考图7，其是更适合于四琴弦声学低音吉他的本发明的第二实施例，支柱的横截面区域通常成比例地被放大。所关心的是，可替代的支柱构件55代替传递杆支柱12和20，由此更加适合于声学低音吉他。从图13中可以看到支柱55的装配，图13示出了具有横跨传音片5的重叠接头的支柱55。还关心的是，从图7中并且结合图10可以看出，传递杆支柱15、16和17具有一致的横截面长度并且附接至传音片5和端部块28，并且用作拉条杆支柱；这是因为声学低音吉他的低音琴弦将较大的PST力施加到共鸣板52上。

[0125] 现在再次参考图6，所关心的是，用作拉条杆支柱17的传递杆支柱17——具有一致的横截面长度、固定到共鸣板52的低音侧、其端部附接到端部块28和传音片5——用来有效地消除由于最低低音琴弦40而产生的过长维持周期。

[0126] 现在再次参考图8，可以看到，传递杆支柱17不用作拉条杆支柱，而是用作典型的传递杆支柱，其轮廓与图10中可以看到和识别的本发明的其它传递杆支柱相似，通过以下说明：从其具有相等横截面积的较大端部延伸其总长度的六分之一部分，并且从其保持长度朝向其较小端部继续减小横截面积，被比作逐渐凹入的指数曲线。图8的分隔杆支柱16通过放大从其较大端部具有直的渐缩长度，这还可以从图10中看出。图8的上述传递杆支柱17和分隔杆支柱16的该优选第三实施例非常适合于图2的古典尼龙琴弦吉他实例51，并且通常归因于加载到琴体64的共鸣板52上的较轻PST载荷。

[0127] 虽然已经具体涉及给出的声学吉他实例对优选的和可替代的实施例进行了前述说明分析，但是从所解释的单个支柱构件或实施例的支柱构件的组合的功能性还应当理解，较宽的应用能够用于其它声学音乐弦乐器的共鸣板。

[0128] 所解释的实施例的支柱结构系统中单个支柱构件的功能性还将给出在不脱离本发明的精神和范围的情况下可做出的其它可能的选择、改变或修改。

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弦乐器、其系统和其使用方法	2020-06-24	922
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用于音乐弦乐器的共鸣板支柱结构系统

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