WO1993001585A1 - Corde pour instrument de musique - Google Patents

Description

明糸田書

楽器用弦

技術分野

本発明は、 延性のある物質として知られる金、 銀、 白金、 銅等の 貴金属、 さらに延性のある樹脂等をピアノやギター、 バイオリン等 の弦楽器に使用可能ならしめる楽器用弦に関する。 背景技術

楽器に使用される楽器用弦は打弦、 撥弦及び弓奏弦に分類され、 これらの楽器用弦には従来より鐧鉄製弦、 鋼鉄線に軟銅線を巻線し た弦、 合成樹脂製弦、 羊腸ガツ 卜弦等が用いられている。 楽器用弦 はその性質上、 楽器に弦を張設且つ調律するため、 強い引張りと経 時安定性が要求されている。 また弓奏することにより弦が伸びたり 弾きまた打弦することにより弦が切れたりしては、 楽器用弦として 安定して用いることができない。

それ故に、 金や銀、 白金等の延性に優れた金属は例え線化したと しても、 その金属線は張力をかけると直ちに延びてしまい楽器弦と して用いることが出来ないことは自明のこととされてきた。 又、 貴 金属の一種である銅にあっては、 芯線として用いられないことは前 記同様であるが熱処理を施し軟化せしめ軟銅線として鐧鉄線に卷線 することにより適切な倍音を得る手段として広く用いられている。 一方、 金や銀等の貴金属が響かせる音色は良いとされており、 管 楽器の一部に合金として用いられ実証されている。

本発明は、 従来より楽器用の弦を製造する素材として不向きであ るとされていた金や銀、 白金等の貴金属を弦又は芯線及び巻線とし て、 更に銅にあっては芯線とする楽器用弦を製作することを目的と し、 且つ高分子樹脂等にあっては調律不安定または調律不能とされ る素材においても楽器用弦とする途を拓く ことを目的とする。 発明の開示

本発明の楽器用弦の要旨とするところは、 1又は複数本の高引張 強度を有する炭素繊維、 炭化珪素繊維、 セラミック繊維の長繊維も しくは金属極細線又はこれらの長繊維もしくは極細線の組合わせか ら成る線を芯線としたことにある。

又、 かかる楽器用弦において、 前記芯線を金、 銀、 白金、 パラジ ユーム、 銅等の貴金属、 その他の延性に優れた金属、 又はこれらの 金属の合金によって重厚に被覆したことにある。

更に、 かかる楽器用弦において、 前記芯線を合成樹脂又はセラミ ックにより重厚に被覆したことにある。

又、 これらの楽器用弦における打弦部、 撥弦部、 弓奏部又は弦支 持部のいずれか 1つ又は 2以上に耐摩耗処理を施したことにある。 更に又、 前記によって製造された線材を同じ線材または鑭線に巻 線したことにある。

本発明の楽器用弦は高引張強度を有する炭素繊維、 金属極細線あ るいは炭化珪素繊維やセラミック繊維の長繊維を 1本又は複数本用 いた芯線により構成されることにより、 高張力を保持し且つ伸びが 極めて低い弦が得られる。 かかる芯線の周囲に巻線を施して楽器用 弦として用いることも可能であるが、 その芯線の周囲を金や銀、 白 金、 パラジュ一ムあるいはこれらの貴金属を含む合金によって被覆 することにより、 従来では管楽器、 コイン、 鈴、 鐘等の主として平 面を有するものに限られていた音色を弦楽器の領域に新規に提供可 能ならしめるものであり、 且つ従来において楽器用弦は専ら消耗品 として扱われていたが、 その素材に貴金属を用いることにより付随 して貴金属の価値に応じて資産的価値を生ずることになる。 更に、 金等により作られた弦はその金属色や光沢により り従来にない美観 を与えるごとになる。

本発明の楽器用弦は高引張強度を有する芯線を用いているため、 従来ではその延性故に弦として使用出来なかった種類の樹脂あるい は脆性故に使用出来なかったセラミ ック等の物質を楽器甩弦として 使用可能とするものである。

本発明の楽器用弦は楽器に張設させられるとき、 弦に作用する引 張り張力は芯線がその大部分を負担し、 一方において、 弾奏、 打奏 、 弓奏されて弦が振動して発する音は弦の断面積及び質量の大部分 を占める金や銀の音色に極めて近い音色となり、 且つ従来弦音とし て存在しなかった物質においても弦奏の対象とすることが可能とな るものである。 又、 従来は主として軟銅が用いられていた巻線にあ つては金や銀等延性による障害が除去されるため、 巻線として使用 可能となり音色の変化と色調の変化を楽しむことが可能と成るもの である。

得られた楽器用の弦で芯線の周りを硬度の低い金、 銀等の延性の 高い金属によって被覆した場合には、 弦支持部や打弦部、 撥弦部、 弓奏部、 フレッ ト接触部は特に摩耗し易いため、 これら弦支持部に ついてのみ耐摩耗処理を施しておく ことが好ましい。 例えば、 延性 金属として金を使用する場合、 1乃至 1 0 %、 好ましくは 5 %のク ロムかあるいは鉄、 銅を溶かした金の合金に所望箇所にのみポロン 粉末を接触させ、 熱処理をすることによって表面硬度の高い金が得 られる。 又、 基材が合金である場合には、 リン酸塩被覆法や気相法 、 溶射法、 イオンブレーティグ法等によって表面硬度を高めること も可能である。

又、 延性の高い金属を巻線又は芯線とする場合は、 弦の繰返えさ れる振動によって芯線と巻線との間の摩擦係数が大きくなり、 打弦 あるいは撥弦した時の振動エネルギ一の一部がこの両者間の摩擦に よって損失することにより音量が減少し、 摩擦による雑音の発生に よって音色の濁りや不明確さが生じることがあるため、 巻線時の巻 線あるいは芯線に、 金はんだ、 あるいは金ろうや銀ろうを接触面又 は全面に溶着し、 熱処理を施しつつ巻線するか、 巻線後に熱処理を 施して両者間を固定することができる。 図面の簡単な説明

第 1図は本発明の楽器用弦の一実施例を示す拡大断面図である。 第 2図は耐摩耗処理した線を拡大して示す拡大断面図である。 第 3図は本発明の楽器用弦の巻線を示す拡大斜視図である。

第 4図は本発明の楽器用弦の巻線が芯線に巻着された状態の一実 施例を示す拡大断面図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説明するために、 添付の図面に従ってこれを 説明する。

第 1図において、 符号 2は炭素繊維の長繊維であり、 符号 3は炭 素繊維 2の表面にメツキされた金属薄膜である。 複数の該長繊維が 束ねられた外表面には従来においては楽器用の弦を製造するのには 不適当とされていた延性に優れた符号 5の延性金属が重厚に被覆さ れている。

本発明において使用した炭素繊維 2の引張強度は約 7 2 0 kg/mnf 前後であり、 その単繊維の直径は 5 . 5 前後であって、 楽器用 の弦の芯線として十分使用し得るものである。 炭素繊維 2は空気中 では約 4 5 0 °C、 真空中又は不活性ガス中では約 2 5 0 0 °Cの耐熱 温度性能を有する。 一方、 炭素繊維は溶融金属中に直接含浸させて も濡性が不良であるため、 炭素繊維 2の表面には電解メッキ法によ りメッキ厚が約 0 . 2 mの銅及び二ッケルをそれぞれコーティ ン グした。 又、 炭素繊維の単繊維は空気中において 4 0 0 °C以上の温 度領域においては表面劣化を生じるため金属コ一ティ ングは濡性の 改善とともに劣化防止のための有効な手段となる。

上記の炭素繊維のニッケルにてコーティ ングした素線 1 0 6 9 8 本を長さ Γ 0 0 c mに切断し両端部 1 c mを金ろうにて結束した。 次に周方向に深さ 0 . 3 m mの溝を持つ径 1 5 m mのロール上に繊 維を横展開し、 該ロールと平行に連結する磁器ロールに巻き取った 。 次に出口径 9 0 0 ix mで、 融液中に存りコアに相当する径 5 5 0 の両細孔を有するキヤビラリに繊維束端を貫通装着し、 磁器口 —ルをキヤビラリの下部に回転可能に装着するとともにこれらを坩 堝上に移動し、 K 1 8金融液中に含浸した。 坩堝中には金 7 5 %， 銀 1 5 %， 銅 7 %ニッケル 3 %のカラッ ト 1 8金を約 9 8 0 °Cにて 溶融状態にしてあり、 溶融は窒素ガスによる不活性ガス雰囲気を保 持して行った。 以上により 9 0 0 μ πι Φの 1 5 1/2 番程ピアノ線に 相当するの線状体を作成した。

第 2図においては前述したワイヤ一 1の表面に長さ 5 c mにわた りボロン硬化法により耐摩耗処理層 6が形成されている。 ボロン粉 末によつて鉄等を包み熱処理することにより表面を硬化させる方法 は公知の技術として知られている力 この方法は銅二ッケル合金に おいても有効であり、 打弦部のみを硬化させることは容易に可能で ある。

第 3図並びに第 4図においては、 芯線 1にこの芯線と同様の構造 を持つ線径の小さいワイヤー 7を巻線した状態を示す。 巻線弦の打 弦部の表面硬化法は前記同様の方法をとることが可能である。

楽器弦の音色に関連する関係式として、 以下のものがある。

T

f 0 =

2 £ P

上記式において f 。 は振動数、 は弦の長さ、 Tは張力、 Pは単 位長さ当りの質量を示す。 楽器弦から発せられる音にあっては、 上 式で与えられる振動数 f 。 の基本振動とそれ以外の上振動はすべて 倍振動として存在する。 弦の規準振動数 （固有振動数） は張力の平 方根に比例し、 弦の長さとその線密度の平方根とに反比例すること は判明している。

本発明は'、 上記式中 Pで示す単位長さ当りの雷量 （密度） を自由 に変換することが可能でありながら、 楽器が宴求する張力において も構成する長繊維数の増減をもって対応することが可能である。 こ のことは従来の楽器弦に比して大幅に固有振動数の選択を可能にな らしめることになるものである。

更に、 第 3図の低音部弦の巻線をする場合においては、 巻線の引 張強度は芯線ほど高くする必要性はなく、 通常の軟銅線と同等の強 度が得られれば良く炭素繊維の長繊維の本数を芯線と比較して大幅 に減少させることが可能となるため、 金や銀等の貴金属又はその合 金、 更に高分子系の樹脂等の単位面積当りの質量が増加可能となる ため、 巻線とする物質の密度はより本来の炭素繊維を除いた構成物 の密度に近く成る。

又、 本実施例の炭素繊維ばかりでなく巻線を実施可能な靭性と強 度を併せ持つ他の長繊維又は金属極細線を芯線にした横巻線も製作 可能であり、 一例としては引張強度 5 1 5 kg/mm² ， 線径 2 0 u rn ， 耐熱温度 4 5 0 °Cの F e - C - S i - M n系の金属極細線束に融 点が 2 6 0 °Cの金ー鍚 ( 2 0 % ) ， 融点が 3 7 0 °Cの金一シリ コン ( 3 . 1 5 ) の金はんだを重厚に被覆することも可能である。 巻 線の芯線としては本発明の弦を芯線とするもの、 従来の鋼線を芯線 とするものを選択して製作可能であり、 更に本発明の弦を芯線とし て従来の軟銅線を巻線とすることもできる。 上述の何れの場合にお いても必要とする引張強度を保持しつつ線密度の調整と使用物質の 振動減衰率、 楽器の種類、 さらに楽器演奏上の調和性等の諸条件を 勘案して選択的に製造し得るものである。 産業上の利用可能性

本発明の楽器用弦並びに横巻線は、 各種の延性を原因とする楽器 弦として不適当とされていた金属、 特に金や銀、 プラチナ等の貴金 族、 そして高分子樹脂等を楽器用弦の素材として利用可能とするも のである。 従来より鋼、 軟銅、 羊腸、 絹、 ナイロン等によって制作 され、 その楽器張設時に要求される引張強度は断面積均等に負担す るため材質には制限が存在した。 本発明の楽器用弦は引張強度の大 部分を芯線が担当し、 断面積当りの質量の大部分を該芯線に重厚に 被覆された金や銀、 白金、 パラジューム等の貴金属をはじめ合成樹 脂やセラミックにすることが可能となり、 さらに又、 芯線の密度を 炭素繊維にタングステン等の金属極細線との複合構成とすることに より調整することも可能となるため楽器弦の密度の選択が大幅に可 能となる。 又、 貴金属を重厚に被覆した弦はその特有の音色を楽し むことができるとともにその貴金属の価値に応じて従来の消耗品と しての扱いから転じて資産価値を高めることができ、 さらに音質や 弦表面の色彩を種々変化させて楽しむことが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 1又は複数本の高引張強度を有する炭素繊維、 炭化珪素繊維、 セラミツク繊維の長繊維若しくは金属極細線又はこれらの長繊維 若しくは金属極細線の組合せから成る線を芯線とし、 該芯線を金 、 銀、 白金、 パラジュ一ム、 銅等の貴金属、 その他の延性に優れ た金属又はこれらの金属との合金によって、 又は合成樹脂やセラ ミックによって重厚に被覆したことを特徴とする楽器弦用ワイヤ

2 . 前記の請求項 1の楽器弦用ワイヤー又は鋼線又は有機質線に、 前記芯線を金、 銀、 白金、 パラジューム、 銅等の貴金属、 その他 の延性に優れた金属又はこれらの金属との合金によって重厚に被 覆されたワイヤーにて巻線したことを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の楽器弦用ワイヤー。

3 . 楽器弦用ワイヤーにおける打弦部、 撥弦部、 弓奏部又は弦支持 部の 1又は 2箇所以上に耐摩耗処理を施したことを特徴とする請 求の範囲第 1項又は第 2項に記載する楽器弦用ワイヤー。

- 巻線をした楽器弦用ワイヤーの巻線と芯線との界面が溶着され たことを特徴とする請求の範囲第 2項記載の楽器弦用ワイヤー。