[发明专利]一种有琴弦的乐器的音板

说明书

技术领域

本发明属于乐器技术领域，具体地涉及一种有琴弦的乐器的音板。

背景技术

有琴弦的乐器，诸如小提琴、中提琴、大提琴、钢琴、电贝司、竖琴、吉它、古琴、琵琶和筝等，这些乐器弹奏时发出的声音，不是直接来自弦的振动，而是通过音板将从弦振动中所获得的能量转变为声能辐射到空气中。音板承受来自琴弦的振动而增强音幅射，这样不但增大了音量，也美化了音色。尽管这些有琴弦的乐器演奏的方式不同、音板的结构不同，如小提琴和吉它是琴弦下方音板上有开孔的共鸣箱、古筝乐器的音板没有开孔，而是在共鸣箱底板上有开孔，而弹奏钢琴触键时，是通过击弦机弦槌激发琴弦发音，琴弦振动时，通过紧附在音板上弦码的传递，使得音板振动发生的，但这些音板起的作用是相同的。

传统音板材料多选用云衫、泡桐木等木质材料。就乐器的发声原理而言，因音板的传导效果与振动状态与材料有直接的因果关系，所以，音板材料也决定了乐器声学品质的优劣。音板材料的选择要求严格，但木质材料自然形成一定程度的各向异性，不可避免存在纹路与质地松软程度不一的差异和疤结、内损、虫蛀等问题，音板的纹路与质地对乐器的发音影响较大，例如，乐器音板通常就是根据板材的纹路与疏松程度来划分等级的。木质材料的缺点还有易受温度、湿度影响，容易开裂和变形，加之由于木质材料强度小，不得不把木质材料制成的音板做得很厚，以增加强度，从而影响声音的吸收和传导。此外，还有制作乐器木材品质要求高、木材紧缺的问题。

随着新材料技术的发展，具有诸多优良特性的碳纤维材料给乐器的制作技术带来新的改革契机。碳纤维材料具有轻质、高模量、高强度、不变形、不开裂、抗疲劳和抗腐蚀，还有抗温度和湿度等环境条件变化的优异性能。这些优异性能无疑可以被用来改革乐器制作技术，提高乐器频响特性。已经有人尝试了利用碳纤维材料制备音板，但都存在问题。

公开号CN 101281743A的中国专利涉及了“高模量声辐射板”。通过把高强度高模碳纤维、镁铝合金与密度较小的松木基体结合为复合板壳结构声辐射板。具体的是由三层松木板叠合成基体，在松木板间分别复合一层模量不小于300Gpa的碳纤维网或织布；在叠合后的基体的上下表面又分别复合一层厚度0.2-0.5的高强度镁铝合金。

公开号CN 1919586A的中国专利涉及了“碳纤维复合材料制造的提琴发音板”，采用编制的碳纤维与工程塑料模压复合而成，或采用短切碳纤维铸塑而成发音膜。

上述的中国专利都缺少数据支撑和说明，也没有实验方面的说明。我们做了大量的对比实验和测试。测试结果显示：对于乐器音板来说，在一定的范围内，比动弹性模量越大越好。但是也有弹性模量过大影响音板振动的问题。碳纤维与镁铝合金复合或与工程塑料复合都没有产生良好的音质和音效，没有乐器应该有的优美的余音，发音尖、硬。

授权公告号为CN 201946282U的中国专利涉及了由纯碳纤维板和木质材料制成钢琴共振板，是在纯碳纤维板的双面或单面粘着薄木质材料而制成的钢琴共振板。碳纤维板的厚度在1到1.5毫米，而为美观粘贴的木皮材料是2毫米厚，已经在结构和效果上初步实现了比较理想的预期效果，并充分利用了碳纤维材料的优异特性。但是，也有制成的钢琴共振板碳纤维板过厚、弹性模量过大会使音板振动所需要的力越大，乐器演奏时反应会迟钝的问题。

对于乐器音板来说，其性能受环境影响越小越好，此外，薄的音板可以在小的策动力情况下充分振动，产生更好的音响效果。然而，过薄的木质音板又有支撑力度不够的问题，这是以前的木质材料音板之所以做得比较厚的原因。

发明内容

为了解决存在的问题，本发明提供了一种有琴弦的乐器的音板。为此，我们对木质材料、碳纤维及玻璃纤维材料、木质材料和纤维材料结合制成的音板进行了一系列科学的研究和测试。

如图4中所示的为西加云衫木振动频谱曲线。图5中所示的为泡桐木振动频谱曲线。测试件的尺寸都为300mm×30mm×5mm。结果表明，作为最佳传统音板材料的云衫木、泡桐木等木质材料的振动频谱曲线过渡比较平滑。云杉木和泡桐木的各阶共振频率的共振峰面积相对比较大，随着共振频率阶次的提高，振幅呈下降趋势，符合文献中给出的人耳的响度曲线(如图6所示)，可以使人感到舒适。