电弦乐器的拾取单元的制作方法

专利名称：电弦乐器的拾取单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电弦乐器的拾取单元，该拾取单元拾取琴弦的振动并将振动转换 为电信号。
背景技术：
通常，诸如电吉他这样的电弦乐器和原声吉他已经配备有拾取单元，该拾取单元 拾取鞍状物(saddle)的振动以便于产生电信号。电弦乐器的拾取单元的公知实例在如下 的专利文献1和2中公开专利文献1 日本专利申请公开No. H07-239684专利文献2 日本专利申请公开No. H07-239685图5A和5B示出了适用于电弦乐器的拾取单元50的公知构造。拾取单元50被固 定到下琴马52的凹部52A内，该下琴马52附连到电弦乐器的外板51。拾取单元包括安装 在凹部52A中的U形框架55 (参见图5B，在侧视图中具有U形形状)、振动器57、多个压电 元件58和垫片59，该振动器57插入到U形框架并由其保持且该振动器的上端部支撑琴弦 56，该多个压电元件58插置在U形框架55和振动器57之间且被分别布置在琴弦56的正 下方，垫片59插置在凹部52A的底部部分和U形框架55之间。振动器57包括由树脂制成的鞍状件60和固定到鞍状件60下表面的引线板61， 并且该引线板与压电元件58的上表面导电联通。由于在张力下被伸长的琴弦56所施加的 向下力，压电元件58与引线板61接触。一旦演奏电弦乐器，则琴弦56的振动被传递到振 动器57 (支撑着琴弦56)并朝向压电元件58传递，该压电元件58由此形状变形以产生电。 由此可以将琴弦56的振动转换为电信号。在电弦乐器的制备中，需要手动操作来调整琴弦 56的高度并调整鞍状件60在下琴马52上方突出的长度。该手动操作使用多个具有不同厚 度的垫片59来执行，其中每一个垫片59可任意地选择并应用到拾取单元50，以执行上述机 械调整。图5A和5B中所示的拾取单元50的特点是琴弦56的向下的力会在电弦乐器的演 奏期间波动，且在琴弦56拉伸时鞍状件60会朝向电弦乐器的琴颈(neck)倾斜，从而使得 压电元件58和引线板61之间的紧密接触变松。这使得压电元件58和引线板61之间的接 触状态不稳定，从而压电元件58可能不会很好地随着鞍状件60的振动而变形。也就是说， 拾取单元50的不利之处在于在将振动传递到压电元件58时有很大的机械损耗、使得琴弦 56的振动不稳定和难于精确地将琴弦56的振动转换为电信号。此外，拾取单元50的不利之处在于难以保持压电元件58和引线板61之间的一致 的接触状态，这又很容易导致与琴弦56的音量有关的离散(dispersion)。压电元件58固 有一种倾向性取决于与引线板61的接触状态的微细差别而导致电力产生的剧烈波动，由 此易于暴露出上述缺陷。鞍状件60——其基部部分具有低精度的平滑性——可能会在各压 电元件58中引起电能产生的剧烈波动，这又导致会琴弦56的音量有关的离散。由此，在由 热塑性树脂制成的鞍状件60成型之后还需要进一步处理来改善平滑性的精度。
图5A和5B的拾取单元50被简单地组装，从而压电元件58、引线板61和鞍状件60 被依次安装到处于电弦乐器的外表面51上的下琴马52的凹部52A中。由此，即使当引线 板61的表面是平滑的时，还是难以在实践中在这些压电元件58中确保它们与引线板61有 相同的接触状态。由于压电元件58的接触压力通常由于琴弦56的振动而波动，所以压电 元件58在一瞬间部分地接触引线板61。这会降低电弦乐器的音质和音色。由于电弦乐器 的音色与初始拨弹期间有内在相关，所以接触压力的波动会极大地影响电弦乐器的音色， 因为这种波动倾向于在初始拨弹期间增大。此外，布置在下琴马52的凹部52A的底部部分中的垫片59在将振动传递到下琴 马52和电弦乐器的本体时导致机械损失。由此，难以使用公知的拾取单元50结构来重现 电弦乐器的生动声音(live sound)。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种电弦乐器的拾取单元，其能够有效地将琴弦的振动 传递到压电元件，并通过使得与琴弦音量的离散最小化而改善音色和音质。本发明的另一个目的是提供一种电弦乐器的拾取单元，其能保证琴弦的平稳高度 调整，并显著降低在将振动传递到下琴马时的机械损失。本发明的进一步目的是提供一种电弦乐器的拾取单元，其中压电元件可以容易地 从支撑部构件拆下。本发明涉及一种安装在电弦乐器的下琴马中的拾取单元。该拾取单元包括振动 器，支撑多根琴弦；支撑部，安装在下琴马中，以便于支撑振动器；多个压电元件，将经由振 动器传递到多个压电元件的琴弦振动转换为电信号；以及至少一个施压构件，插置在支撑 部和振动器之间，以便于施加压力将压电元件压到振动器上。在上文中，施压构件施加到压电元件的压力能被调整。支撑部包括保持振动器的 框架和固定到该框架并安装在下琴马内的基部，且其中，该基部的下表面具有可切削加工 性。这些压电元件每一个都经由导电粘结剂与多个调音板联接，并都插置在振动器和支撑 部之间。支撑部包括至少一个定位突起，该至少一个定位突起调节压电元件沿琴弦排列方 向的定位。振动器包括印刷电路板，该印刷电路板经由可拆卸地附接到振动器的连接器而 连接到引线。本发明的拾取单元被设计为使得压电元件被施压构件(例如螺钉)压到振动器 上；因此可以在电弦乐器的演奏期间琴弦施加到振动器的向下力波动或振动器被迫倾斜 时，防止振动器和压电元件之间的接触状态发生波动。这使得压电元件可以很好地变形以 跟随振动器的振动，由此实现各种效果。例如，可以有效地将琴弦的振动传递到压电元件而 没有任何传递损失，由此重现丰富和生动的声音。此外，可以通过精确地检测和再现琴弦的 振动来改善电弦乐器的音色和音质。施压构件使施加到压电元件的压力均一，由此使得在压电元件和振动器之间的接 触状态均一。即使在振动器的下表面具有较低程度的平滑性时，也可以可靠地防止压电元 件在电力产生方面的意外波动；因此，可以防止各琴弦的音色之中的离散的发生。使用“可调整”的施压构件，可以将优化的接触压力施加到产生电信号的压电元 件。
由于支撑部的基部下表面上的可切削加工性，可以容易地调整振动器在下琴马上 的突出长度并调整琴弦的高度。这消除了传统上用于电弦乐器的拾取单元的垫片；因此， 可以抑制琴弦的振动传递到电弦乐器的下琴马和本体的机械损失，由此重现非常生动的声
曰°此外，可以可靠地防止与调音板联接的压电元件在初始弹拨期间部分地接触振动 器，其中在该初始弹拨期间琴弦被以最大幅度弹拨；由此，可以改善产生电信号的压电元件 的保真度。这防止在重现中出现不期望的音色波动和声音质量的下降。调音板可以用作对 从琴弦传递到下琴马的振动进行矫正的调音过滤器，其中，可以抑制或消除不期望的振动 分量(例如特定音域(register)的振动)和噪声。此外，调音板不必放置为与振动器直接 接触，且由此可与振动器在实体上分离；这使得技术人员(或工程师)可以容易地拆卸压电 元件和振动器。 此外，支撑部的定位突起使得技术人员可以容易地建立压电元件相对于支撑部的 精确定位；这有助于设定操作，降低了工作量，并加快了组装操作。


将参考附图对本发明的这些或其他目的、方面和实施方式进行更加详细地描述， 在附图中图1是示出了根据本发明优选实施例的电弦乐器的拾取单元的构造的横截面视 图；图2是示出了拾取单元构成部件的组装的部分截面分解视图；图3是沿图1的A-A线截取的放大截面视图；图4是沿图1的B-B线截取的放大截面视图；图5A是示出了适用于电弦乐器的公知拾取单元的构造横截面视图；图5B是沿图5A的C-C线截取的截面视图。
具体实施例方式将通过实例并参考附图对本发明进行更加详细地描述。如图1到4所示，根据本发明优选实施例的拾取单元10被安装在诸如电吉他这样 的电弦乐器或原声吉他中。拾取单元10被安装在下琴马12中，该下琴马12形成在构成电 弦乐器本体的外表面11上(参见图1)。拾取单元10包括振动器15、支撑部16、多个压电 元件18和多个施压构件19，该振动器的上端支撑六根琴弦13，该支撑部固定到下琴马12 的凹部12A内以便于支撑振动器15，该压电元件将经由振动器15传递到该压电元件的、琴 弦13的振动转换为电信号，该施压构件插置在振动器15和支撑部16之间。振动器15包括鞍状件21和布置在鞍状件21的下表面上的印刷电路板22，其中， 该鞍状件用树脂制成且沿着琴弦13的排列方向伸长。印刷电路板22的上表面通过粘接完 全固定到鞍状件21的下表面。印刷电路板22的上表面用作接地表面，而下表面用作引线 构造表面。在支撑部16的左侧位置附近，连接器24通过螺钉25可拆卸地附连到振动器15 的下表面，该螺钉25拧到鞍状件21的下表面中。一对引线端子被一体地形成在连接器24 中，其中一个引线端子被连接到印刷电路板22的引线构造表面并与引线26的引线端子钎
5焊到一起，而另一个引线端子连接到印刷电路板22的接地表面并与引线26的接地端子钎 焊到一起。也就是说，印刷电路板22通过连接器24连接到引线26。支撑部16包括金属制成的框架28和固定到框架28的由树脂(例如脲醛树脂) 制成的基部29，该框架28支撑振动器15的下端。通过将框架28和基部29相结合而形成 支撑部16。如图3和4所示，框架28包括基部部分31和垂直地互连到基部部分31的左右端 部的一对侧部部分32，其中，框架28在侧视图中形成为U形，部分地保持振动器15的下端。 多个孔31A形成在框架28的基部部分31中，其中，每一个孔31A定位在相邻琴弦13之间 的中点的正下方。接地螺钉(ground screw) 33被放入到框架28的右端，该框架28的右端 从基部29的右端水平地突出。接地螺钉33被拧入到鞍状件21的下表面，以便于穿过框架 28和印刷电路板22以及插置在它们之间的间隔物34。间隔物34经由通孔连接到印刷电 路板22的接地表面，从而框架28、间隔物34以及印刷电路板22的接地表面经由接地螺钉 33彼此电导通。基部29定位为沿着在框架28的底部部分31的下表面并位于该下表面下方，并且 基部29包括安装在凹部12A的底部部分上的底座部分(f00tp0rti0n)36和突出到底座部 分36上方的多个定位突起37。基部29的底座部分36的下表面具有可切削加工性，其中， 使用适当的工具对该下表面进行切削以便于改变从凹部12A的底部部分到鞍状件21上端 的距离，由此调整琴弦13的高度。优选的是在基部29的底座部分36中的最大切削厚度被 设定为1. 5mm。在这方面，凹部12A的底部部分和连接器24之间形成有缝隙，以便于防止连 接器24接触凹部12A的底部部分，而无需考虑基部29的底座部分36的切削。定位突起37形成为沿着与压电元件18相关联的琴弦13的排列方向(即，左右方 向)毗邻在一起，由此调节压电元件18的侧向移动。每一个定位突起37设置为在每一个 孔31A周围位于在框架28的基部部分31的左右端部的上方。定位突起37通过使用树脂 材料外部模制成型(outsert molding)而与框架28以及与底座部分36合为一体。六个压电元件18被排列在六根琴弦13的正下方。压电元件18以相同的极化方 向布置在框架28内部，其中，每一个压电元件18沿厚度方向被极化，从而电荷产生在其上 面和下面两者上。压电元件18的上面被结合到印刷电路板22的下表面。调音板(tuning) (或板状构件)39被附连到压电元件18的下面；因此，与调音板39结合到一起的压电元件 18插置在鞍状件21和支撑部16之间。此处，具有导电性和粘结性的非硬化材料被用作粘 结剂并施加到压电元件18的上面和下面。也就是说，压电元件18通过足够的粘合性而连 接到振动器15和调音板39。这保证了随着时间的推移，即使在使用较大的力弹拨琴弦13 时，仍能在压电元件18和印刷电路板22之间保持一定水平的接触状态。在这方面，上述结 合可以利用具有上述特性的双面粘结带。定位突起37在框架28的基部部分31上方突起 的高度小于结合到一起的压电元件18和调音板39的总厚度，从而微小间隙形成在定位突 起37的上端和印刷电路板22的下表面之间。调音板39包括诸如黄铜这样的金属。调音板39共同地用作抑制或消除不期望的 谐音和噪音的调音过滤器，同时所述调音板通过适当地改变其材料和厚度而对于能稳定中 音和低音的效果和对于维持声音的效果有贡献。调音板39不必固定到框架28的基部部分 31上，而可以简单地安装到框架28的基部部分31上；因此，可以容易地将它们从支撑部16拆下并容易地执行压电元件18的维护。施压构件19包括从支撑部16的下表面放入到振动器15的下表面中的三个螺钉， 并且这三个螺钉沿琴弦13的排列方向(即左右方向)排列。施压构件19的螺钉穿过经由 框架28的底部部分31的孔31A所形成的定位突起37，其中第一螺钉定位在最低音调的琴 弦13和其相邻琴弦13之间的半途位置的正下方，第二螺钉定位在最高音调的琴弦13和其 相邻琴弦13之间的半途位置的正下方，而第三螺钉定位在位于六根琴弦13中间的两根琴 弦13之间的半途位置的正下方。旋拧施压构件19能使得框架28的基部部分31接近振动 器15的下表面，由此产生将压电元件18压向振动器15的向上压力。压电元件18被紧紧地 保持在印刷电路板22的下表面和框架28的基部部分31之间，且经受独立于由张紧力下拉 伸的琴弦13产生的向下压力的向上/向下的挤压力。换句话说，本实施例能够在琴弦13被 拉伸之前对压电元件18施加挤压力。可以通过改变施压构件19的旋拧扭矩来任意地调整 该压力，其中扭矩驱动器或类似物可被用来对施压构件19施加预设扭矩(presettorque)， 由此使施加到压电元件18的挤压压力均一。在电弦乐器(其琴弦13被弹拨)的表演中，琴弦13的振动经由振动器15传递到 压电元件18，从而压电元件18将振动转换为电信号。压电元件18的电信号经由印刷电路 板22和引线26输出到外部设备(未示出)，从而重现相应的声音(或人造电子音)。本实施例被设计为使得压电元件18被施压构件19压到印刷电路板22上；因此可 以防止在压电元件18和印刷电路板22之间的接触状态被意外地改变。由此，可以有效地 将琴弦13的振动传递到压电元件18，由此实现高的音质。此外，可以在压电元件18和印刷 电路板22之间建立均一的接触状态，并使施加到压电元件18的压缩力均一。简而言之，可 以抑制压电元件18的电力产生出现不期望的波动并保持在各琴弦13之间的音量的良好平 衡。本实施例被设计为使得压电元件18通过使用上述结合手段结合到印刷电路板22 和调音板39 ；因此，可以防止它们在初始弹拨期间瞬间地彼此部分地接触而显著地影响电 弦乐器的音色。由此，可以精确地将琴弦13的振动传递到压电元件18，并且由此可以重现 电弦乐器的丰富和生动的声音。此外，连接器24独立于支撑部16形成并可以连接到印刷 电路板22 ；因此，可以防止连接器24和引线26干扰到通过切削对振动器15的底座部分36 的厚度进行调整。本发明不必限制于上述实施例和实例，这些实施例和实例可以在由所附权利要求 所限定的本发明的范围内以多种方式进行适当修改，因为本领域技术人员可以容易地改变 电弦乐器的拾取单元的构成部件的名称、形状、尺寸、布置方式和阐述。例如，可以改变施压构件19的数量和它们的位置，从而施压构件19定位在相邻的 六根琴弦13所有中点的正下方、或它们定位在鞍状件21的左端和右端、或一个施压构件19 被布置在鞍状件21的左端和右端之间的中间位置处。此外，可以在结构和机构方面修改施压构件19，只要它们能够将压电元件18压到 振动器15上；例如，可以使用杆件和调节该杆件的可缩回运动的锁定机构来代替施压构件 19的螺钉。本发明要求日本专利申请No. 2009-133812的优先权(申请日2009年6月23 日)，其内容在此通过参考并入。
权利要求
一种安装在电弦乐器的下琴马中的拾取单元，包括振动器，支撑多根琴弦；支撑部，安装在下琴马中，以便于支撑所述振动器；多个压电元件，将经由所述振动器传递到所述多个压电元件的琴弦振动转换为电信号；以及至少一个施压构件，插置在所述支撑部和所述振动器之间，以便于将所述压电元件压到振动器上。
2.如权利要求1所述的拾取单元，其中，所述施压构件被调节，以压住所述压电元件。
3.如权利要求1所述的拾取单元，其中，所述支撑部包括保持所述振动器的框架和固 定到该框架并安装在所述下琴马内的基部，且其中，该基部的下表面具有可切削加工性。
4.如权利要求1所述的拾取单元，其中，所述多个压电元件每一个都经由导电粘结剂 与多个调音板联接并都插置在所述振动器和所述支撑部之间。
5.如权利要求1所述的拾取单元，其中，所述支撑部包括至少一个定位突起，该至少一 个定位突起调整所述压电元件沿琴弦排列方向的定位。
6.如权利要求1所述的拾取单元，其中，所述振动器包括印刷电路板，该印刷电路板经 由可拆卸地附接到所述振动器的连接器而连接到引线。
全文摘要
一种电弦乐器的拾取单元，包括支撑琴弦的振动器，安装在下琴马的凹部中以便于支撑振动器的支撑部，和多个压电元件，其将经由振动器传递到多个压电元件的琴弦振动转换为电信号。至少一个施压构件被插置在支撑部和振动器之间。施压构件包括从支撑部的下表面进入振动器的下表面的螺钉，由此将压电元件向上地压到振动器上。这使得可以有效地将琴弦的振动传递到压电元件，由此改善电弦乐器的音色和音质。
文档编号G10H3/18GK101908336SQ201010194890
公开日2010年12月8日 申请日期2010年6月1日 优先权日2009年6月3日
发明者高林洋次郎 申请人:雅马哈株式会社