弦樂器用弓杆的製造方法及弦樂器用弓杆的製作方法

2023-06-28 10:50:01 3

專利名稱：弦樂器用弓杆的製造方法及弦樂器用弓杆的製作方法
技術領域：
本發明涉及弦樂器用弓杆的製造方法及弦樂器用弓杆。
背景技術：
目前，在小提琴及中提琴、大提琴、低音大提琴等弦樂器用的弓(bow)中使用木製的弓杆(杆)，其中高密度、硬、耐溼氣、彎曲強度優異的伯南布哥木材作為適於弓杆的材料而被使用。然而，伯南布哥木材因原木的採伐，數量急減，根據近年國際貿易規定難以得到。因此，作為伯南布哥木材等木製弓杆的替代品，例如，開發有碳纖維強化塑料(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)及玻璃纖維強化塑料(CFRP:Glass FiberReinforced Plastics)等使用了纖維和樹脂的複合材料的纖維強化塑料(FRP:FiberReinforced Plastics)制的弓杆(例如，參照日本特公昭44 — 19189號公報)。另外，木製的弓杆從木材削出，一個一個通過手工作業精加工而成，因此，不能製造完全相同的弓杆，與之相對，FRP制的弓杆使用相同的材料和模具而製作，因此，工業上可再現性良好地製造相同的弓杆。另外，在製造木製的弓杆的情況下，因天然原材料即木材具有密度的偏差，所以不改變外形形狀及尺寸，難以調節例如弓杆的重量分布及重心位置、重
且雄裡寺。然而，作為中空狀纖維強化樹脂成形體的製造方法，可以舉出稱為內壓成形法的方法(例如，參照日本特開平11 - 48318號公報)。該內壓成形法中將使未固化的樹脂浸滲到纖維而得到的預浸料坯卷繞於由撓性原材料構成的加壓用袋後，設置於模具內。而且，合模後，使加壓用袋膨脹，將預浸料坯壓入模具的內面並加熱。由此，可以將預浸料坯成形為與形成於模具和加壓用袋之間的模腔對應的形狀。但是，在使用該內壓成形法的中空狀纖維強化樹脂成形體的製造方法中，使上述的加壓用袋膨脹時，預浸料坯在模具內變動，由此加壓用袋的膨脹具有產生偏差的情況。因此，在使用這種內壓成形法製造弓杆的情況下，上述的模腔的形狀每次成形時並不一定，成形的弓杆的重量分布及重心位置將產生偏差。另一方面，本發明者提出有一種中空構造物的成形方法，在該方法中，在前端越來越細的形狀即可回彈的金屬制的柱狀的芯棒上卷繞FRP預浸料坯，將卷繞了該FRP預浸料坯的芯棒設置於以中空構造物的外形部分作為模腔的模具內，隨後，對該模具加熱得到成形品後，將芯棒拔出(參照日本專利第3541756號公報)。在使用該中空構造物的成形方法製造弓杆的情況下，能夠在成形時將形成於模具和芯棒之間的模腔的形狀每次成形都保持一定。因此，可防止上述的成形後的弓杆產生重量分布及重心位置的偏差。然而，弦樂器用的弓杆因其重量分布及重心位置、重量等稍微不同而劃分使用者(弦樂器的演奏者)的愛好，所以在製造上述的FRP制的弓杆的情況下，期望按照這種使用者的愛好而預先準備多個細緻調節了弓杆的重量分布及重心位置、重量等的弓杆。

發明內容
本發明是鑑於這種現有的事情而開發的，其目的在於，提供可細微且容易地調節弓杆的重量分布及重心位置、重量的弦樂器用弓杆的製造方法以及使用這種製造方法高精度調節了重量分布及重心位置、重量的弦樂器用弓杆。為了實現上述目的，本發明的弦樂器用弓杆的製造方法製造在弦樂器使用的纖維強化塑料制的弓杆的方法，其具有將使樹脂浸滲到纖維而得到的預浸料坯卷繞於朝向前端直徑逐漸變細的芯棒的工序；將在芯棒上卷繞了預浸料坯的半成品設置於模具內後，將該半成品在模具內加熱加壓，由此成形為與形成於模具和芯棒之間的模腔對應的形狀的工序；從成形為與模腔對應的形狀的成形體拔出芯棒，由此得到中空長條狀的杆主體的工序；使用使直徑或直徑的變化率在軸線方向上階段性變化的所述芯棒，通過使所述模腔的形狀變化，調節所述杆主體的重量分布、重心位置、重量中至少一個的工序。另外，本發明的弦樂器用弓杆是在弦樂器使用的纖維強化塑料制的弓杆，具備具有朝向前端直徑逐漸變細的軸孔並被成形為中空長條狀的杆主體，通過使軸孔的直徑或直徑的變化率在軸線方向上階段性變化，杆主體的重量分布、重心位置、重量中至少一個被調節。發明效果如上所述，在本發明的弦樂器用弓杆的製造方法中，使用使芯棒的直徑或直徑的變化率在軸線方向上階段性變化的芯棒，使模腔的容積變化，由此可細微且容易地調節在該模具內成形的杆主體的重量分布及重心位置、重量而無需變更模具。另外，在本發明的弦樂器用弓杆中通過使軸孔的直徑或直徑的變化率在軸線方向上階段性變化，可高精度地調節該杆主體的重量分布及重心位置、重量而無需變更杆主體的外形形狀及尺寸。


圖1是表示本發明一實施方式的弦樂器用弓的平面圖；圖2A、2B及2C是表示圖1所示的弦樂器用弓的弓杆的平面圖、沿Xl — XI』線的剖面圖及沿X2 — X2』線的剖面圖；圖3是表示圖2A 2C所示的弓杆的製造方法的立體圖，Ca)表示在心軸上卷繞預浸料坯前的狀態，(b)表示在心軸上卷繞了預浸料坯的狀態；圖4是表示心軸及預浸料坯的形狀和成形的杆主體的重心位置之間的關係的圖；圖5是表示用於製造圖2A 2C所示的弓杆的模具的一方的平面圖；圖6是表示圖2A 2C所示的弓杆的製造方法的剖面圖，Ca)表示半成品設置於一方模具的狀態，(b)表示模具被合模後的狀態；圖7是表示圖2A 2C所示的弓杆的製造方法的圖，Ca)表示從成形體(杆主體)拔出了心軸的狀態，(b)表示杆主體(弓杆)從模具脫離後的狀態；圖8A是表示使心軸的直徑在軸線方向上階段性變化的一例的示意圖，圖8B是表示使心軸的錐形角在軸線方向上階段性變化的一例的示意圖。
具體實施例方式下面，對應用了本發明的弦樂器用弓杆的製造方法及弦樂器用弓杆，參照附圖詳細說明。另外，在下面的說明中使用的附圖有時為了易明確特徵，為了方便，示意性地表示特徵的部分，各構成要素的尺寸比率等與實際相同沒有限制。另外，在下面的說明中例示的材料、尺寸等為一例，本發明未必限定於此，在不變更其主要宗旨的範圍內可適當變更實施。作為本發明的一實施方式，圖1所示的弦樂器用弓(bow)例如，在小提琴及中提琴、大提琴、低音大提琴弦樂器中使用，作為伯南布哥木材等木製的弓杆(杆)的替代品，被稱為例如使用了 CFRP制的弓杆I的所謂碳弓。該圖1所示的弦樂器用弓在設置於弓杆I的前端側H的頭部IA和安裝於基端側B的外周部的飾扣2之間張設有絲3，並且通過旋轉安裝於該弓杆I的基端部的螺絲4，可調節絲3的張緊狀況(張力)。弓杆I如圖2A 2C所示，具備和頭部Ia—體成形的中空長條狀的杆主體1A。該杆主體IA具有向張設絲3側的相反側外彎的弓形形狀，張設了絲3時可向與向外彎的方向相反方向彎曲(彈性變形)。杆主體IA如圖2A所示，具有除了頭部Ia以外前端側H比基端側B整體變細的外形形狀。另外，杆主體IA的截面形狀如圖2B所示，在其軸線方向上形成大致圓形狀，但為了提高該杆主體IA的彎曲強度(剛性)及設計性等，其基端側的一部分形成圖2C所示的大致八邊形狀。在杆主體IA中心部在軸線方向上形成有截面大致圓形狀的軸孔lb。另外，軸孔Ib與上述的杆主體IA的外形形狀對應地，具有從其基端側B朝向前端側H直徑逐漸變細的所謂錐形狀(前端越來越細的形狀)(Φ:< Φ2)。另外，圖2Α 2C所示的杆主體IA的形狀僅為一例，該杆主體IA的形狀考慮上述的彎曲強度(剛性)及設計性等，可適當變更在該軸線方向的各位置的粗細及截面形狀等而實施。接著，對弓杆I的製造方法參照圖3 圖7進行說明。製造弓杆I時，首先，如圖3 (a)、(b)所示，在心軸(芯棒)10上卷繞預浸料坯11。心軸10與後述的圖5所示的模具20 —起規定將卷繞的預浸料坯11成形為弓杆I的空間(模腔)，例如，由可回彈的金屬杆構成。另外，為了使杆主體IA的軸孔Ib成形，心軸10具有從其基端側B朝向前端側H直徑逐漸變細的錐形狀(前端越來越細的形狀)。預浸料坯11為浸滲了未固化的熱固性樹脂的碳纖維。預浸料坯11可以使用例如，使碳纖維在一方向對齊而浸滲了熱固性樹脂的預浸料坯、使熱固性樹脂浸滲到平織、斜紋織或緞紋織的碳纖維的預浸料坯、利用熱固性樹脂固定短纖維化的碳纖維的預浸料坯等。另外，對於熱固性樹脂可以使用例如環氧樹脂及不飽和聚酯樹脂等。在本實施方式中，按照上述模腔的形狀，在軸線方向上調節卷繞於心軸10的預浸料坯11的面積。具體地說，通過變更卷繞於心軸10上的預浸料坯11的卷繞寬度的分布，按照上述模腔的大小(容積)調節由預浸料坯11形成的弓杆I的重量。如圖3的(a)所示，根據卷繞於心軸10的預浸料坯11的面積，可以變更所成形的杆主體IA的重量。即，如果使心軸10變細而增大預浸料坯11的面積，那麼就可增加卷繞於心軸10的預浸料坯11的卷繞量，可增加所成形的杆主體IA的重量。另一方面，如果使心軸10加粗而減小預浸料坯11的面積，那麼就可減少卷繞於心軸10上的預浸料坯11的卷繞量，可減輕所成形的杆主體IA的重量。根據卷繞於心軸10上的預浸料坯11的形狀即卷繞寬度的分布，可變更所成形的杆主體IA的重量分布及重心位置。即，在預浸料坯11的前端側H設有傾斜部11A，通過調節該傾斜部IlA的位置及角度，如圖3 (b)所示那樣被成形了的杆主體IA可調節其重量分布及重心位置。參照圖4，對心軸10及預浸料坯11的形狀和所成形的杆主體IlA的重心位置的關係進行說明。在圖4的第二實施例E2所示的平面形狀的心軸10 — 2上卷繞實施例E2所示的截面形狀的預浸料坯11 一 2時所成形的杆主體IA重心處於位置G2。在使重心處於比位置G2更靠基端側B的位置Gl的杆主體成形的情況下，如第一實施例El所示，使心軸10 -1的前端側H比心軸10 - 2粗。另外，改變預浸料坯11 一 I的卷繞寬度分布，使基端側B的寬度比預浸料坯11 一 2長，使前端側H的寬度比預浸料坯11 - 2短。預浸料坯11 -1的卷繞寬度的分布也可以通過僅使基端側B的寬度比預浸料坯11 一 2長，或僅使前端側H的寬度比預浸料坯11 一 2短來改變。在這種心軸10 — I上卷繞預浸料坯11 -1而成形的杆主體IA外形與第二實施例E2 —樣，但重心處於靠基端側B的位置Gl。在使重心處於比位置G2更靠前端側H的位置G3的杆主體成形的情況下，如第三實施例E3所示，使心軸10 - 3的基端側B比心軸10 - 2粗。另外，改變預浸料坯11 一 3的卷繞寬度分布，使基端側B的寬度比預浸料坯11 一 2短，使前端側H的寬度比預浸料坯11 一 2長。預浸料坯11 一 3的卷繞寬度的分布也可以通過僅使基端側B的寬度比預浸料坯11 一 2短，或僅使前端側H的寬度比預浸料坯11 一 2長來改變。在這樣的心軸10 - 3上卷繞預浸料坯11 一 3而成形的杆主體IA外形與第二實施例E2 —樣，但重心處於靠前端側H的位置G3。另外，在調節預浸料坯11的卷繞寬度分布時，也可以以成為與上述的預浸料坯11的面積及形狀匹配的卷繞寬度分布的方式將被分成多片的預浸料坯11層疊卷繞於心軸10上。該情況下也可在軸線方向上調節卷繞於心軸10的預浸料坯11的量。如圖6 (a)所示，在心軸10上卷繞了預浸料坯11的半成品IB設置在模具20內。如圖5及圖6 (a)及(b)所示，模具20規定杆主體IA (弓杆I)的外形形狀，具有在上下方向被分開的一對下模21及上模22。這些下模21及上模22夾著沿軸線方向的分割面左右對稱地對杆主體IA (弓杆I)進行成形，在相互的相向面上分別形成有形狀與杆主體IA (弓杆I)的外形形狀對應的凹部21a、22a。在使這些下模21和上模22嵌合時，通過使相互的凹部21a、22a相向，模具20形成與杆主體IA的外形形狀對應的空間。下模21和上模22除相互的凹部21a、22a左右對稱形成之外具有同樣的形狀，因此，在圖5隻圖示一方的模具20 (下模21)。如圖6 (a)所示，模具20在下模21的凹部21A內設置了半成品IB後，通過使下模21和上模22嵌合，如圖6 (b)所示成為合模的狀態。這時，在模具20和心軸10之間形成有形狀與杆主體IA (弓杆I)對應的模腔S。另外，半成品IB為充填於該模具20內的狀態。合模後，半成品IB在模具20內被加熱及加壓。由此，半成品IB使預浸料坯11中的熱固性樹脂固化，預浸料坯11將被成形為與模腔S對應的形狀。接著，如圖7 (a)、(b)所示，從成形為與模腔S對應的形狀的成形體即杆主體IA拔出心軸10。之後，解除下模21和上模22的嵌合，由此，可以使該杆主體IA (弓杆I)從模具20脫模。另外，心軸10在將杆主體IA從模具20脫模後，可從杆主體IA拔出。經過以上的工序，由此可製作圖2A所示的弓杆I。弓杆I的頭部Ia雖然省略圖示，但與半成品IB不同，將在中芯棒上卷繞了預浸料坯的半成品設置於模具20內後，通過與半成品IB —起在模具20內加熱加壓，與杆主體IA一體成形。但是，上述的弓杆I的製造方法在調節杆主體IA的重量分布、重心位置、重量中的至少一個時，使用使心軸10的直徑或直徑變化率(錐角)在軸線方向上階段性變化的部件，使模腔S的容積及形狀變化。具體地說，在上述的實施方式中，可以使用在圖8A中示意性表示的在軸線方向上使直徑階段性變化的心軸10A。在該心軸IOA上從其前端側H朝向基端側B逐漸增大了直徑的部分IOa IOe夾著臺階IOf IOi在軸線方向上並列設置。S卩，這些各部分IOa IOe的錐角雖然相同，但每隔一定的距離設有臺階IOf IOi而使各部分IOa IOe的直徑變化。另外，在本實施方式中，可以使用在圖8B中示意性表示的在軸線方向上使錐角階段性變化的心軸10B。在該心軸IOB上從其前端側H朝向基端側B逐漸增大了錐角的部分IOj IOn在軸線方向上並列設置。S卩，這些各部分IOj IOn的錐角不同，每隔一定距離使各部分IOj IOn的錐角變化。與心軸IOA比較，心軸IOB其實現性及精度更優異。通過調節這些心軸IOA及IOB的各部分IOa 10e、10j IOn的直徑、直徑的變化率(錐角)、而且各部分IOa 10e，IOj IOn的長度(臺階IOf IOi的間隔)等，可使模腔S的容積及形狀變化。與模腔S的容積及形狀變化相配合，進行預浸料坯11的卷繞寬度分布的調節。即，按照模腔S的容積及形狀，在軸線方向上調節卷繞於心軸10AU0B的預浸料坯11的面積。由此，可以細微且容易地調節在該模具20內所成形的杆主體IA的重量分布及重心位置、重量等而無需變更模具20。另外，可以得到該杆主體IA的重量分布及重心位置、重量等被高精度地調節了的弓杆I而無需變更杆主體IA的外形形狀及尺寸。如上所述，上述的弓杆I的製造方法中，使用在軸線方向上使心軸10的直徑或直徑的變化率(錐角)階段性變化的部件，使模腔S的容積及形狀變化，由此，可以細微且容易地調節在該模具20內所成形的杆主體IA的重量分布及重心位置、重量而無需變更模具20。另外，上述的弓杆I中，通過使軸孔Ib的直徑或直徑的變化率(錐角)在軸線方向上階段性變化，可以高精度地調節該杆主體IA的重量分布及重心位置、重量而無需更杆主體IA的外形形狀及尺寸。因此，根據本實施方式，按照使用圖1所示的弦樂器弓的使用者(弦樂器的演奏者)的愛好，可微細地調節弓杆I的重量分布及重心位置、重量等，可預先準備多個弦樂器弓。而且，使用者從中可選擇使用與本人愛好一致的弓杆。另外，本發明不必限於上述實施方式，在不脫離本發明的宗旨的範圍可施加各種變更。S卩，在本發明中，圖8A及8B所示的心軸10A、10B的形狀僅是一例，也不必限定於這些心軸10AU0B的形狀。例如，在圖8A所示的心軸IOA中，可適當變更使上述直徑變化了的部分IOa IOe及臺階IOf IOi的配置及數量等。另外，圖8A所示的心軸IOA中，也可以是臺階IOf IOi傾斜了的形式。同樣，在圖SB所示的心軸IOB中也可適當變更使上述錐角變化了的部分IOj IOn的配置及數量等。另外，在圖8A及8B所示的心軸10AU0B中，可使各部分IOa 10e、10j IOn的
直徑在軸線方向上直線狀地不同、或曲線狀地不同。另外，也可以組合這些形狀，使模腔S的容積變化。S卩，在上述的製造方法中，使用至少前端側H具有比基端側B整體細的形狀(前端越來越細的形狀)的心軸10以從成形體(杆主體1A)拔出，其中，可以在製作杆主體IA後在能夠確保必要的壁厚(模腔S)的範圍內使用使心軸10的形狀變化的心軸。另外，調節杆主體IA的重量分布、重心位置、重量中的至少一個時，準備多種使心軸10的直徑或直徑的變化率(錐角)在軸線方向上階段性變化的心軸，使用從中選擇的一個心軸，可使模腔S的容積及形狀變化。該情況下，在具有相同的外形形狀及尺寸的弓杆I中可備齊多個階段調節重量分布及重心位置、重量等的弓杆。另外，應用了本發明的弓杆I不限於上述的CFRP制的弓杆，例如，可以列舉GFRP制的弓杆及組合了 CFRP和GFRP的弓杆等，對於使用了這種纖維和樹脂的複合材料的FRP制的弓杆可廣泛地應用本發明。另外，預浸料坯11不限於使用上述的熱固性樹脂，例如，也可以使用尼龍樹脂及聚碳酸酯樹脂(PC)、聚苯硫醚樹脂(PPS)等熱塑性樹脂。另外，例如也可以對弓杆I實施木紋的外裝飾。由此，可得到與木製的弓杆近似的外觀。另外，也可以改變形成於模具20 (下模21及上模22)的凹部21a、22a的形狀，製作變更了弓杆I的外形形狀及尺寸等的弓杆。
權利要求
1.一種弦樂器用弓杆的製造方法，為製造在弦樂器中使用的纖維強化塑料制的弓杆的方法，其中，具有: 將使樹脂浸滲到纖維而得到的預浸料坯卷繞於朝向前端直徑逐漸變細的芯棒的工序; 將在所述芯棒上卷繞了所述預浸料坯的半成品設置於模具內的工序； 將所述半成品在所述模具內加熱及加壓，由此成形為與在所述模具和所述芯棒之間形成的模腔對應的形狀的工序； 通過從成形為與所述模腔對應的形狀的成形體拔出所述芯棒，得到中空長條狀的杆主體的工序； 通過使用使直徑或直徑的變化率在軸線方向上階段性變化的所述芯棒使所述模腔的形狀變化，調節所述杆主體的重量分布、重心位置、重量中的至少一個的工序。
2.如權利要求1所述的弦樂器用弓杆的製造方法，其中， 在調節所述杆主體的重量分布、重心位置、重量中的至少一個時，準備多根使所述直徑或直徑的變化率在軸線方向上階段性變化的芯棒，通過選擇使用選自其中的一個芯棒，使所述模腔的形狀變化。
3.如權利要求1或2所述的弦樂器用弓杆的製造方法，其中， 按照所述模腔的形狀，預先在軸線方向上調節卷繞於所述芯棒的預浸料坯的面積。
4.一種弦樂器用弓杆，為在弦樂器中使用的纖維強化塑料制的弓杆，其中， 具備杆主體，該杆主體具有朝向前端直徑逐漸變細的軸孔並成形為中空長條狀， 通過使所述軸孔的直徑或直徑的變化率在軸線方向上階段性變化，所述杆主體的重量分布、重心位置、重量中的至少一個被調節。
全文摘要
本發明提供一種弦樂器用弓杆的製造方法及弦樂器用弓杆，製造在弦樂器中使用的纖維強化塑料制的弓杆(1)的方法包含將使樹脂浸滲到纖維而得到的預浸料坯卷繞於朝向前端直徑逐漸變細的芯棒的工序；將在芯棒上卷繞了預浸料坯的半成品設置於模具內後，通過在模具內對半成品加熱加壓，成形為與形成於模具和芯棒之間的模腔對應的形狀的工序；通過從成形為與模腔對應的形狀的成形體中拔出芯棒，得到中空長條的杆主體(1A)的工序；在調節杆主體(1A)的重量分布、重心位置、重量中至少一個時，使用使芯棒的直徑或直徑的變化率在軸線方向上階段性變化的芯棒，使模腔的容積變化。
文檔編號B29C70/34GK103101196SQ20121042995
公開日2013年5月15日 申請日期2012年10月31日 優先權日2011年11月2日
發明者山本曉夫, 仲井一志, 平工達也, 福島敏晴 申請人:山葉株式會社