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不等厚实木复合音板的制作方法

归档日期:10-04       文本归类:不等厚      文章编辑:爱尚语录

  钢琴共鸣盘(包括音板Sound Board、肋木Rib、弦码Bridge、边框Round)接受来自弦的振动而增强音的共振辐射,按照音板的功能,它应该符合以下要求1、传导声音的速度快而衰减小。音板应能将弦振动传来的机械能尽可能转变成声能传播辐射到空气中去,具有很低的声阻抗和较少的因内部磨擦引起的能量损耗。弦通过音板增幅辐射出来的音,应具有优美悦耳的音色,足够亮度和持久性。2、能使不同键位的声音,具有均匀的共鸣。音板不应该对某些声音辐射性能好,而对另一些声音辐射性能差。音板的各个部位的声波相位差小。根据共鸣盘的结构原理,音板是一块半径很大的穹形膜片,物理学家已对其振动性能作了很好的研究,并可以作数学上的计算,在实际运用中,有时也应用这些计算。例如声辐射品质常数法、动弹模量法及声阻抗法等。但由于音板振动的复杂性、共鸣盘结构特殊性和材料各向异性,几百年的理论探求,尚未能形成一个绝对权威的规律性总结,钢琴设计制作专家仍然需要依靠部分经验指导自己的工作实践。钢琴音板的传统制作是采用松科云杉属实木板条横向拼接,再经定厚砂光而成,这种做法存在以下问题其一,要求选料精细入微,既不能有任何天然缺陷,而且对木材纹理色差等都有严格限制;其二,音板用木材必须具有传声速度快(>5000m/s),动弹模量合理(约为120×103kgf/cm2),振动衰减小(对数缩减量约为0.22)等声学品质,音板木材对声的传导,是一个振动传导和衰减过程。试验证明,木材的声传导受木材纤维长度、木材细胞的显微构造和声波沿木材纤维的传播方向等因素影响;木材声传导衰减率一般与含水率、纤维走向等因素相关。而前述传统做法并不刻意讲求采用径切单板拼接,而实践证实,径切云杉是制作钢琴音板的最佳材料;其三,前述传统制作方法决定了音板耐候性差。音板是木制品,木材随地理位置的变化,环境温度及湿度的突变会发生变形,甚至开裂,导致整台钢琴不能使用。提高音板的耐侯性是急待解决的问题。最后,传统制作方法成本太高,浪费木材资源。

  本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷及问题而提供一种不等厚实木复合音板,它具有更好的声学品质特性、良好的耐候性以及用材更为合理。该目的由以下技术方案加以实现一种不等厚实木用复合音板,包括由木材板条拼接而成的长方形芯板,其特征是,所述芯板由径切云杉或径切冷杉板条、或径弦切不分的泡桐或椴木板条拼接而成;还包括上、下表板分别与芯板上、下表面胶合固联;该上、下表板均由径切云杉单板分别按与音板长边保持一定倾斜角度拼接而成;上、下表板的厚度相同;所述芯板的厚度沿芯板宽度方向逐渐减小。从上述技术方案可见,本新型具有如下特点和优点1、用材更为合理、经济,提高了乐器的品位和档次,综合降低了用材材质要求,从而降低了产品成本。由于表板用材量少,比例小、取得表面贴面材便容易了,而色差、年轮等只影响感观,但不影响共振性能,这些木材可于芯板,另外细小天然缺陷还可以采用挖补加以种用,制作的音板不但提升了表面质量和外观档次,同时降低了约30%的成本。2、改善了乐器音色音亮。测试数据表明。径切云杉的振动性质十分优良。使用反映,如音板取用厚度适当,并略微增大肋木弯度即音板穹顶弧度,乐器出现最佳声学品质。复合音板在结构上呈三层交错层压,能提高音板强度均齐系数,这样更好帮助肋木在极短时间将振动沿纵横木纹传导到整个音板,因此音板这张拱形膜片更均质,更逼近理想振动膜料水平,利用复合音板的钢琴音量和延音都不错。3、提高了钢琴产品耐候性。钢琴是一个木制品,木材随着地理位置的变化、环境气候变化会产生变形或开裂,这一问题让木质产品制造者和使用者大伤脑筋,许多南方钢琴运抵北方,常见琴键故障也就是这个道理,键盘琴键的相互摩擦或不复位是个小毛病,音板开裂是大忌,音板的开裂导致整台琴不能使用,这类事故各工厂都常见。复合音板的应用,彻底解决了音板开裂问题。它由三层交错层压,正如胶合板之层间机械抑制作用,完全根除了音板开裂和变形难题。

  图1图2图3分别是本新型横拼芯、斜拼芯、竖拼芯实施例的主视图(部分剖面);图4图5分别是本新型对应于图1-3所示主视图的两种形式的左视图;图6图7图8图9分别是图1-3所示芯板中板条间的四种铣榫企口拼接方式示意图。

  图1图2图3分别示出,长方形芯板2、2a、2b分别由径切云杉(Picea)或径切冷杉(Abies)板条、或径弦切不分的泡桐(Paulownia)或椴木(Tilia)板条按照其纹理走向与音板长边平行方式、斜向方式和垂直方式拼接而成(对径切云杉而言,其纹理走向与音板长边夹角等同于其与音板长边的倾斜角度);图2示出芯板2a板条按照其纹理走向与音板长边保持一定倾斜度拼接而成,该倾角范围为38°~65°之间,最好为30°。芯板厚度沿芯板宽度方向逐渐减小,整个音板(芯板以及上、下表板)最厚端为7-9mm,最薄端为5.5~7.5mm,优选为最厚端7.8~8.2mm,最薄端6.2~6.6mm(整个音板长1440~1600mm,宽920~1100mm),上述芯板2c在宽度方向上的横截面形状为等腰三角形,芯板2d在宽度方向上的横截面形状为直角三角形。图6-9中,组成芯板的板条之间以铣榫企口方式拼接(图6中的企口角度为52°)。图1-图5中,上、下表板1、3均由径切云杉单板按与音板长边保持一定倾斜角度拼接而成。上、下表板厚度相同,厚度在0.5~2.0mm之间,最好为0.8-1.2mm;上表板1中单板的倾角在38°至55°之间(逆时针为正,以下同),下表板3中单板的倾角在-38°至-55°之间,最佳方式为上表板中单板倾角为42°,下表板中单板倾角为-42°。制作时,表板要求径切单板纹理通直均匀,年轮细腻清晰,色泽统一,材质无缺点,一段云杉创制的单板捆扎在一起以方便对花拼缝,含水率≤6%。单板拼缝严密无黑线,纹理走向与长边夹角呈42°左右。芯板要求实木板条无缺陷,含水率≤8%。拼板严缝牢固,横纹定厚砂光后平面度、光洁度优良。最后将表板与芯板贴面,在适宜温度、压力下胶合。由于共振材含水率在6-7%为好,所以音板制成后要尽快防潮包装,及时供应钢琴工厂利用。

  权利要求1.一种不等厚实木复合音板,包括由木材板条拼接而成的长方形芯板,其特征是,所述芯板由径切云杉或径切冷杉板条、或径弦切不分的泡桐或椴木板条拼接而成;还包括上、下表板(1、3)分别与芯板上、下表面胶合固联;该上、下表板(1、3)均由径切云杉单板分别按与音板长边保持一定倾斜角度拼接而成;上、下表板的厚度相同;所述芯板的厚度沿芯板宽度方向逐渐减小。

  2.如权利要求1所述的复合音板,其特征是,所述芯板(2)中板条按照其纹理走向与音板长边相平行方式拼接而成。

  3.如权利要求1所述的复合音板,其特征是,所述芯板(2a)中板条按照其纹理走向与音板长边保持一定倾斜角度拼接而成,该倾角范围为38°-65°之间。

  4.如权利要求1所述的复合音板,其特征是,所述芯板(2b)中板条按照其纹理走向与音板长边垂直方向拼接而成。

  5.如权利要求2或3或4所述的复合音板,其特征是,所述上、下表板(1、3)的厚度在0.5~2.0mm之间,上表板中单板的倾角在38°至55°之间,下表板中单板的倾角在-38°至-55°之间。

  6.如权利要求5所述的复合音板,其特征是,所述整个音板最厚端为7~9mm,最薄端为5.5~7.5mm;所述芯板的板条之间以铣榫企口方式或平面方式横向拼接。

  7.如权利要求6所述的复合音板,其特征是,所述上表板(1)中单板的倾角为42°,下表板(3)中单板的倾角为-42°;所述上、下表板(1、3)的厚度均为0.8~1.2mm;整个音板长1440-1600mm,宽920-1100mm,最厚端为7.8~8.2mm,最薄端为6.2~6.6mm。

  8.如权利要求7所述的复合音板,其特征是,所述芯板在其宽度方向上的横截面形状为等腰三角形。

  9.如权利要求8所述的复合音板,其特征是,所述芯板在其宽度方向上的横截面形状为直角梯形。

  专利摘要一种不等厚实木复合音板,包括由径切云杉或径切冷杉板条、或径弦切不分的泡桐或椴木板条拼接而成的长方形芯板;分别与芯板上、下表面贴合固联的上、下表板,该上、下表板均由径切云杉单板分别按与音板长边保持一定倾斜角度拼接而成;特别是芯板采用横拼、竖拼、斜拼方式。它用材合理经济,改善了乐器声学品质,提高了钢琴产品耐候性能。

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