(57)【要約】  弦楽器は、対応する音楽用の弦に張力を適用するためにバネを使用している。各バネは、完全な調律で弦の適切な張力にほぼ合致する弦の張力を伝える性能を有するように選択され構成される。バネは、時間と共に弦が伸長又は収縮する場合であっても弦の張力が完全な調律又は近いように選択され配置されることが好ましい。一実施例では、弦が適切な調律に配置されるように、機械的に視覚的なインジケータが設定される。このようにして、弦の調律が弦が伸長又は収縮することによって変化する場合でこの変化が聴覚的に検知できない場合でさえ、機械的に視覚的なインジケータのずれによって変化が示される。完全な調律は、インジケータを再調整することによって再度作り出すことができる。別の実施例において、荷重調節部材をバネと対応する音楽用の弦の間に配置する。荷重調節部材は、バネによって弦に実際に適用される張力がバネの長さが変化するときにバネによって及ぼされる力と線形関係ではないように構成される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弦楽器において：
第１及び第２の端部を有する音楽用の弦と；
前記第１の端部を受けて、調整可能な固定位置で前記第１の端部を保持するように構成された第１の受け部と；
前記第２の端部を受けるように構成された弦取付システムであって、完全な調律張力で前記弦を保持するよう前記弦の第２の端部に張力を適用するように構成されたバネアセンブリを具える弦取付システムとを具え；
前記弦取付システムは、前記音楽用の弦の第２の端部が弦の伸長又は収縮によって時間とともに縦方向に動くとき、前記弦の張力が前記完全な調律張力の周辺に規定された所望の範囲内にあるように構成することを特徴とする弦楽器。
【請求項２】
請求項１に記載の弦楽器において、前記所望の範囲が、前記完全な調律張力の約９０％内であることを特徴とする弦楽器。
【請求項３】
請求項２に記載の弦楽器において、前記弦取付システムが、前記第２の端部が前記弦の総長の約５％未満で縦方向に動くとき、前記バネが前記弦の張力を前記所望の範囲内に維持するように構成されていることを特徴とする弦楽器。
【請求項４】
請求項３に記載の弦楽器において、前記完全な調律張力が、約５ポンド乃至２００ポンドの間であることを特徴とする弦楽器。
【請求項５】
請求項１に記載の弦楽器において、前記所望の範囲が、前記完全な調律張力の約９８％内であることを特徴とする弦楽器。
【請求項６】
請求項１に記載の弦楽器において、前記所望の範囲が、前記完全な調律張力の約９９％内であることを特徴とする弦楽器。
【請求項７】
請求項１に記載の弦楽器において、前記所望の範囲が、前記完全な調律張力の約９９．５％内であることを特徴とする弦楽器。
【請求項８】
請求項１に記載の弦楽器において、前記バネアセンブリが単一のバネを具えることを特徴とする弦楽器。
【請求項９】
請求項１に記載の弦楽器において、前記バネアセンブリが複数のバネを具えることを特徴とする弦楽器。
【請求項１０】
請求項１に記載の弦楽器において、機械的な接合具が、前記弦の第２の端部が縦方向に動くと回動する荷重調節部材を具え、当該荷重調節部材は約１０度の回転範囲内で回動するように構成されていることを特徴とする弦楽器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の弦楽器がさらに、前記機械的な接合具の前方に配置されたローラブリッジを具え、当該ローラブリッジは、ローラと、心棒とを具え、前記ローラは前記弦を支持して前記心棒を中心に回転するように構成されており、前記ローラの直径の前記心棒の直径に対する比は約２０以上であることを特徴とする弦楽器。
【請求項１２】
請求項１０に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具が、回転方向に規定の位置を超えて回転することを防止するように構成された止め具を具えることを特徴とする弦楽器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具が、前記止め具が回転を防ぐように接触したときを検出して、この接触を検出すると信号を発生するように構成されたセンサを具えることを特徴とする弦楽器。
【請求項１４】
請求項１に記載の弦楽器において、前記バネアセンブリが、前記弦にほぼ全部の引張荷重を提供するように構成されていることを特徴とする弦楽器。
【請求項１５】
請求項１４に記載の弦楽器において、前記バネアセンブリが単一のバネを具えることを特徴とする弦楽器。
【請求項１６】
請求項１４に記載の弦楽器において、前記バネアセンブリが複数のバネを具えることを特徴とする弦楽器。
【請求項１７】
請求項１６に記載の弦楽器において、前記バネアセンブリは第１のバネ及び第２のバネを具え、前記第１のバネは、前記弦において前記第２のバネよりも大きな張力を支持するように構成され、前記第２のバネは、前記バネに対する前記第２のバネの機械的な利点又は不利点を調節できるように、機械的な接合具を介して前記弦に連結されることを特徴とする弦楽器。
【請求項１８】
弦楽器において：
音楽用の弦と；
バネと；
前記弦と前記バネの間に配置された機械的な接合具であって、前記バネが前記音楽用の弦にほぼ全ての張力を提供するように、前記バネから前記弦へ力を伝えるように構成された機械的な接合具とを具え；
前記音楽用の弦における張力の大きさが前記バネによって及ぼされる力の大きさと異なるように、前記機械的な接合具が前記バネによって及ぼされる力を修正するように構成されていることを特徴とする弦楽器。
【請求項１９】
請求項１８に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具が、前記バネによって及ぼされる力の変化率が前記弦の張力の変化率に対応し、前記弦の張力の変化率の大きさが前記バネによって及ぼされる力の変化率の大きさより小さくなるように構成されていることを特徴とする弦楽器。
【請求項２０】
請求項１９に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具が、前記弦に適用される張力の前記変化の大きさが、前記バネによって及ぼされる力の対応する変化量と線形の関係を有さないように構成されていることを特徴とする弦楽器。
【請求項２１】
請求項１９に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具がカムを具えることを特徴とする弦楽器。
【請求項２２】
請求項２１に記載の弦楽器において、前記カムが弦の受け部を具えることを特徴とする弦楽器。
【請求項２３】
請求項１９に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具が、前記バネの力が前記弦に対する機械的な利点又は不利点に作用するよう前記バネ及び前記弦に連結されることを特徴とする弦楽器。
【請求項２４】
請求項２３に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具が、前記バネの力の大きさが増加すると、前記弦に対する前記バネの機械的な利点を減少させるように構成されていることを特徴とする弦楽器。
【請求項２５】
請求項２４に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具が、弦の受け部を具えるカムを具えることを特徴とする弦楽器。
【請求項２６】
請求項２５に記載の弦楽器において、前記弦の受け部の半径が一定であることを特徴とする弦楽器。
【請求項２７】
請求項２５に記載の弦楽器において、前記弦の受け部のカム半径が変化することを特徴とする弦楽器。
【請求項２８】
弦楽器において：
音楽用の弦と；
バネを有するバネアセンブリを具える弦取付システムとを具え；
前記バネアセンブリが前記音楽用の弦にほぼ全ての張力を提供するように、前記バネアセンブリからの力が前記弦へ伝えられ；
前記弦取付システムが、変化するモーメントアームに沿って前記バネによって及ぼされる力を調整して、前記バネによって及ぼされる力の大きさの変化が、前記バネアセンブリによって前記バネへ適用される張力の大きさの変化をもたらすように構成され、それは前記バネによって及ぼされる力の大きさの変化よりも小さいことを特徴とする弦楽器。
【請求項２９】
請求項２８に記載の弦楽器において、前記弦取付システムが、前記バネと前記弦の間に配置された機械的な接合具を具え、当該機械的な接合具が、前記弦の張力に対する前記バネの力を調整することを特徴とする弦楽器。
【請求項３０】
請求項２９に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具がらせん状のトラックの円錐プーリを具え、前記音楽用の弦が前記トラックに支持されることを特徴とする弦楽器。
【請求項３１】
弦楽器において：
音楽用の弦と；
弦取付システムと；
前記弦取付システムが、弦取付具と、バネを有するバネアセンブリと、前記弦取付具と前記バネアセンブリの間に配置された機械的な接合具であって、前記バネアセンブリが前記音楽用の弦にほぼ全ての張力を提供するように構成された接合具とを具え；
前記バネが、前記音楽用の弦の最大伸長に対し１％未満で変化する力を及ぼすように構成された巻かれた、予め荷重をかけられたリボンを具える定荷重バネであることを特徴とする弦楽器。
【請求項３２】
請求項３１に記載の弦楽器において、前記機械的な接合具が、前記バネと前記弦の間に動作可能に配置されたモーメントアームを具え、当該モーメントアームを前記弦に関連して前記バネに提供される機械的な利点又は不利点を調律するために調整できることを特徴とする弦楽器。
【請求項３３】
請求項３２に記載の弦楽器において、前記定荷重バネが、前記音楽用の弦の完全な調律の張力にほぼ等しいほぼ一定の荷重を及ぼすように選択されることを特徴とする弦楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本出願は、２００６年３月１５日に出願された米国暫定出願第６０／７８２，６０２号、２００６年７月１２日に出願された米国暫定出願第６０／８３０，３２３号、２００６年１１月１０日に出願された米国暫定出願第６０／８５８，５５５号、２００７年１月１１日に出願された米国暫定出願第６０／８８０，２３０号に基づき、この利益を主張する。これらの優先出願はそれぞれ全体をここに参照によって組み込んでいる。この出願は、２００６年７月１１日に出願された同時係属の米国出願第１１／４８４，４６７の優先権を主張するものではないが、また、この出願は全体を参照によってここに組み込んでいる。ここに開示した実施例は、同様に上述の参照している出願に開示された態様を使用できることを意図している。
【０００２】
本発明は弦楽器に関する。
【背景技術】
【０００３】
所望の音符に対応する波周波数で楽器の弦を振動させると、弦楽器は音楽を奏でる。このような弦は、一般的に、特定の張力で保持され、弦が発する楽音は、弦の振動数、長さ、張力、材料、及び密度と相関関係にある。楽器を適切な調律で維持するために、これらのパラメータが維持される。一般に、音楽用の弦は、弦の張力における変化のために調律がおかしくなる。このような張力の変化は、例えば弦が時間とともに緩む場合に一般に起こる。また、張力は、温度や湿度などの雰囲気条件によって変化する。
【０００４】
弦楽器を調律することは、不便で面倒なプロセスである。例えば、ピアノを調律することは、通常、一時間かそれ以上かかるかなり複雑なプロセスである。ギターの調律は複雑ではないが、不便であり、動作および／または演奏を妨げる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、楽器が正確な調律を維持しやすく、調律が狂うのを遅くし、より簡単により早く調律して、弦の調律の繰り返し又は調整が簡単及び単純に達成されるように、弦楽器の弦を取り付ける方法および／または装置のための技術が必要である。また、調律を狂わせることなく弦の長さの変化を自動的に調整する弦楽器が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施例に従って、第１及び第２の端部を有する音楽用の弦と、前記第１の端部を受けて、調整可能な固定位置で前記第１の端部を保持するように構成された第１の受け部と、前記第２の端部を受けるように構成された弦取付システムとを具える弦楽器が提供されている。弦取付システムは、完全な調律張力で前記弦を保持するよう前記弦の第２の端部に張力を適用するように構成されたバネアセンブリを具える。前記弦取付システムは、前記音楽用の弦の第２の端部が弦の伸長又は収縮によって時間とともに縦方向に動くとき、前記弦の張力が前記完全な調律張力の周辺に規定された所望の範囲内にあるように構成する。
【０００７】
別の実施例において、前記所望の範囲が、前記完全な調律張力の約９０％内である。さらに別の実施例において、前記弦取付システムが、前記第２の端部が前記弦の総長の約５％未満で縦方向に動くとき、前記バネが前記弦の張力を前記所望の範囲内に維持するように構成されている。いくつかの実施例において、前記完全な調律張力が、約５ポンド乃至２００ポンドの間である。
【０００８】
一実施例において、前記所望の範囲が、前記完全な調律張力の約９８％内である。他の実施例において、前記所望の範囲が、前記完全な調律張力の約９９％又は９９．５％内である。
【０００９】
いくつかの実施例において、前記バネアセンブリが単一のバネを具える。他の実施例において、前記バネアセンブリが複数のバネを具える。他の実施例において、前記バネアセンブリは第１のバネ及び第２のバネを具え、前記第１のバネは、前記弦において前記第２のバネよりも大きな張力を支持するように構成される。前記第２のバネは、前記バネに対する前記第２のバネの機械的な利点又は不利点を調節できるように、機械的な接合具を介して前記弦に連結される。
【００１０】
さらなる実施例において、機械的な接合具が、前記弦の第２の端部が縦方向に動くと回動する荷重調節部材を具え、当該荷重調節部材は約１０度の回転範囲内で回動するように構成されている。他の実施例において、前記機械的な接合具が、回転方向に規定の位置を超えて回転することを防止するように構成された止め具を具える。さらなる実施例において、前記機械的な接合具が、前記止め具が回転を防ぐように接触したときを検出して、この接触を検出すると信号を発生するように構成されたセンサを具える。
【００１１】
さらなる実施例において、弦楽器がさらに、前記機械的な接合具の前方に配置されたローラブリッジを具える。当該ローラブリッジは、ローラと、心棒とを具え、前記ローラは前記弦を支持して前記心棒を中心に回転するように構成されており、前記ローラの直径の前記心棒の直径に対する比は約２０以上である。
【００１２】
別の実施例に従って、本発明は、音楽用の弦と、バネと、前記弦と前記バネの間に配置された機械的な接合具とを具える弦楽器を提供する。この機械的な接合具は、前記バネが前記音楽用の弦にほぼ全ての張力を提供するように、前記バネから前記弦へ力を伝えるように構成される。この機械的な接合具は、前記音楽用の弦における張力の大きさが前記バネによって及ぼされる力の大きさと異なるように、前記バネによって及ぼされる力を修正するように構成されている。
【００１３】
別の実施例では、前記機械的な接合具が、前記バネによって及ぼされる力の変化率が前記弦の張力の変化率に対応し、前記弦の張力の変化率の大きさが前記バネによって及ぼされる力の変化率の大きさより小さくなるように構成されている。いくつかの実施例において、前記機械的な接合具が、前記弦に適用される張力の前記変化の大きさが、前記バネによって及ぼされる力の対応する変化量と線形の関係を有さないように構成されている。
【００１４】
さらなる実施例において、前記機械的な接合具は、弦の受け部を具えるカムを具える。いくつかのこのような実施例において、前記機械的な接合具が、前記バネの力が前記弦に対する機械的な利点又は不利点に作用するよう前記バネ及び前記弦に連結される。いくつかの実施例において、前記機械的な接合具が、前記バネの力の大きさが増加すると、前記弦に対する前記バネの機械的な利点を減少させるように構成されている。いくつかの実施例において、前記弦の受け部の半径が一定であり、その他において、カム半径が変化する。
【００１５】
本発明のさらに別の実施例に従って、弦楽器は、音楽用の弦と、バネを有するバネアセンブリを具える弦取付システムとを具えて提供される。前記バネアセンブリからの力が、前記バネアセンブリが前記音楽用の弦にほぼ全ての張力を提供するように、前記弦へ伝えられる。また、前記弦取付システムが、変化するモーメントアームに沿って前記バネによって及ぼされる力を調整して、前記バネによって及ぼされる力の大きさの変化が、前記バネアセンブリによって前記バネへ適用される張力の大きさの変化をもたらすように構成され、それは前記バネによって及ぼされる力の大きさの変化よりも小さい。
【００１６】
いくつかの実施例において、前記弦取付システムが、前記バネと前記弦の間に配置された機械的な接合具を具え、当該機械的な接合具が、前記弦の張力に対する前記バネの力を調整する。このような一実施例において、前記機械的な接合具がらせん状のトラックの円錐プーリを具え、前記音楽用の弦が前記トラックに支持される。
【００１７】
本発明のさらに別の実施例に従って、弦楽器は、音楽用の弦と、弦取付システムとを具えて提供される。前記弦取付システムが、弦取付具と、バネを有するバネアセンブリと、前記弦取付具と前記バネアセンブリの間に配置された機械的な接合具とを具える。この接合具は、前記バネアセンブリが前記音楽用の弦にほぼ全ての張力を提供するように構成されている。前記バネが、前記音楽用の弦の最大伸長に対し１％未満で変化する力を及ぼすように構成された巻かれた、予め荷重をかけられたリボンを具える定荷重バネである。
【００１８】
いくつかの実施例において、前記機械的な接合具が、前記バネと前記弦の間に動作可能に配置されたモーメントアームを具える。当該モーメントアームは、前記弦に関連して前記バネに提供される機械的な利点又は不利点を調律するために調整できる。他の実施例において、、前記定荷重バネが、前記音楽用の弦の完全な調律の張力にほぼ等しいほぼ一定の荷重を及ぼすように選択される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下の記述は、本発明の態様を示す実施例を説明している。様々な種類の楽器はここに開示した態様及び原理を使用して構成でき、実施例は示したおよび／または特に記述した例に限定されず、この適用例において開示した様々な態様および／または原理を選択的に使用できると理解されるべきである。たとえば、参照しやすいように、実施例は６本の弦のギターに合わせて開示されている。しかしながら、ここに記述された原理は、例えば、バイオリン、ハープ、および／またはピアノなど他の弦楽器に用いることができる。
【００２０】
まず、図１を参照すると、ギター３０が示されている。ギター３０は、本体部３２と、細長いネック３４と、ヘッド３６とを具える。ネック３４の第１の端部３８は本体部３２に取り付けられており、ネック３４の第２の端部４０はヘッド３６に取り付けられている。複数のフレット４４を具えるフレットボード４２はネック３４に配置されており、ネック３４がヘッド３６に連結するとき、ナット４６がほぼその場所に配置される。６個の調律ノブ４８Ａ乃至Ｆがヘッド３６に配置されている。また、６本の音楽用の弦５０Ａ乃至Ｆが、それぞれ第１及び第２の端部５２、５４を有して設けられている。各弦５０の第１の端部５２は、対応する調律ノブ４８の心棒５６に取り付けられており、弦５０の少なくとも一部が調律ノブの心棒５６を中心に巻き付いている。各弦５０は調律ノブ４８からナット４６上へ引き出されており、ナット４６と本体部３２の表の面６２に配置された弦取付システム６０との間に掛架されている。各音楽用の弦５０の第２の端部５４は弦取付システム６０に取り付けられている。
【００２１】
従来のギターにおいて、弦取付システム６０は、弦に対応する複数の溝穴を具える止め具を具える。各弦の第２の端部は、溝穴の後ろに取り付けられるように構成されたボール又は同種のものを具え、弦のボールが溝穴を通って前へ動くことを防止することが好ましい。ブリッジは、普通、止め具の前に設けられている。調律ノブを調律することによって、ユーザは、ブリッジとナットの間で弦をピンと張り掛架する。この弦５０の掛架部分が振動すると、音が発せられ、弦の動作範囲６３を規定する。調律ノブ４８を使用して、所望の弦の調律が達成されるまで弦の張力を調整する。
【００２２】
説明する実施例は電気ギターであり、さらに、弦５０の振動を検知し、増幅器に伝達できる信号を発生するように構成されたセンサ６６を具える複数のピックアップ６４を設けている。また、音量制御のためのコントローラ６８や同種の物がギター３０に描かれている。
【００２３】
図１に示した実施例では、弦取付システム６０は概略的に示されている。出願人は、様々な構造を具える弦取付システムをこのようなギター３０に使用できることを意図している。
【００２４】
次に図２を参照すると、図１に示したギターとほぼ同じ特性を具えるギター３０の実施例が示されている。しかしながら、このギターはさらに、音楽用の弦５０に張力を適用するためのバネ７１を具える弦取付システム７０の一実施例を具える。
【００２５】
さらに、図３乃至４を参照すると、この弦取付システム７０は、ギター本体部３２に取り付けたフレーム７２を具える。フレーム７２は、ギター本体部３２の表の面６２と裏面７４の両方を把持している。このシステム７０は、対応する弦５０を収容するように構成された弦のトラック又はサドル７８を具えるブリッジ７６を具える。
【００２６】
特に、図３を参照すると、この弦取付システム７０は、複数のバネアセンブリ８０Ａ乃至Ｆを具え、各アセンブリは、対応する音楽用の弦５０Ａ乃至Ｆを固定するように示されている。各バネアセンブリ８０は、バネ７１を封入するバネホルダ又は管８２を具える。各細長いバネ７１は、第１の端部８２及び第２の端部８６を有する。ベース連結具８８は、バネの管８２の長さに沿って提供され、バネ７１の第１の端部８４がベース連結具８８に取り付けられている。また、細長いバネ連結具９０は、第１の端部９２と、第２の端部９４と、この間の細長い本体部９５とを具える。バネ連結具９０の第２の端部９４は、好ましくは管８２内でバネ７１の第２の端部８６に連結する開口９６又は同種の物を具えることが好ましい。バネ連結具９０の第１の端部９２は、本体部９５に対して拡大した幅を有するボール、ディスク、又はそのほかの機械的な接合構造物９８を具えることが好ましい。
【００２７】
複数の弦ホルダ１００が、それぞれ２つの受け部１０２、１０４を有して具えられている。第１の受け部１９２は、ボール９８をバネ連結具９０の第１の端部９４に当接させるように構成されている。各弦ホルダ１００の第２の受け部１０４は、ボール連結具１０８を受けてそれぞれの音楽用の弦５０の第２の端部５４を固定するように構成されている。このように、弦ホルダ１００は、音楽用の弦５０をバネ連結具９０に連結しており、バネ連結具９０は、弦ホルダ１００をバネ７１に連結している。従って、バネ７１は、対応する音楽用の弦５０に機械的に連結されており、バネの張力が弦５０に伝えられる。この実施例では、この連結は、バネ連結具９０及び弦ホルダ１００を具える機械的な接合具によって達成される。他の実施例では、異なる構造特性を具える機械的な接合具を弦５０をバネ７１に連結するために使用してもよい。
【００２８】
細長い止め具１１０は、各細長いバネ連結具９０に設けられ取り付けられている。好ましくは、各止め具１１０は、対応する弦５０が緩む又は連結していないときに、対応するバネ管８２の端部１１４と当接する大きさで構成されたリッジ１１２を具える。このようにして、対応する音楽用の弦５０が緩む又は取り付けられていないときにさえ、バネ７１は予め荷重をかけた状態に維持される。弦５０が器具に張られて連結するとき、バネはすでに予め荷重をかけられているので、これは比較的早く簡単に、対応する正確な調律の弦の張力へしっかりと張られる。従って、この構造によって早い最初の調律を実現できる。
【００２９】
各バネ７１は、この予め荷重をかけた状態が少なくとも対応する弦の適当な調律に関連する公称張力に近いように選択され配置される。たとえば、弦５０が、１７ｌｂの張力で正確に調律される場合、予め荷重をかけた状態のバネ７１は約１５ｌｂｓより大きいことが好ましく、ほぼ１７ｌｂｓでもよい。予め荷重をかけた状態は、正確な調律張力の約２５％内であることが好ましい。さらに、予め荷重をかけた状態は、正確な調律張力の約１０％内であることが好ましい。さらに、予め荷重をかけた状態は、正確な調律張力の約５％内であることが好ましい。
【００３０】
バネ７１に正確に予め荷重をかけることは、様々な方法で達成することができる。例えば、この実施例では、各バネ７１の第１の端部８４が管８２に配置された対応するベース連結具８８に取り付けられる。ベース連結具８８は管８２の長さに沿って配置されており、バネ７１の第１の端部８４がベース連結具８８に取り付けられ、バネ７１の第２の端部８６がバネ連結具９０に取り付けられ、バネ７１はこの適切な予め荷重をかけた張力で維持される。好適な実施例では、各ベース連結具８８の位置は、対応するバネ７１が連結されるときに所望の予め荷重をかけた張力で配置されるように選択される。しかしながら、その他の要素を変化させてもよいと理解するべきである。例えば、追加的に又はベース連結具８８の位置を変化させる代わりに、専用の選択されたバネ定数を具えるバネを使用するなどバネの特性を変化させることによって、特定の対応する弦用にバネ構成をカスタマイズしてもよい。
【００３１】
この実施例では、ベース連結具８８Ｂ、８８Ｃ、８８Ｅは、所望の位置で管８２を通って打ち込まれたねじを具える。さらなる実施例では、ベース連結具は異なる構造を有しても良い。たとえば、ベース連結具８８Ｆは管８２を通って延在するロッドである。他の実施例では、このようなベース連結構造物は、管に沿って特定の位置に取り付けられるか、溶接される、挟まれる、又は同様の方法で取り付けられる。また、連結具１１６が各管８２の遠位端部１１８に設けられており、ベース連結具８８Ａと同様にベース連結具として機能することができる。
【００３２】
バネ７１が予め荷重をかけた状態であると、ギター３０の初期の調律は比較的早く簡単である。図２乃至４に示したギター３０に弦を張るために、各弦５０Ａ乃至Ｆの第１の端部５２がこの対応する調律ノブ５８Ａ乃至Ｆに適切に取り付けられ、第２の端部５４が対応する弦ホルダ１００に取り付けられる。調律ノブ４８を回転させて弦５０のゆるみをとり、これによりバネ７１が接合する。さらに、バネ７１が接合した状態で調律ノブ４８を回転させて、バネ７１によって弦５０に適用される張力を大きくする。好ましくは、バネ７１は、調律ノブ４８を２、３回転させるだけで、正確な弦の調律に対応する音楽用の弦の調律を達成するように構成されたバネ定数（伸長１インチあたりにかけられる張力ｌｂｓの増加）を有するように選択されることが好ましい。
【００３３】
好適な実施例において、バネ定数約２０ｌｂ／ｉｎのバネ７１を使用する。しかしながら、範囲を広くバネ定数を使用できると理解されるべきである。例えば、バネ定数約４０ｌｂ／ｉｎのバネ７１を使用でき、より短いバネ管８２を使用できる。反対に、１乃至５ｌｂ／ｉｎのバネを使用することもできる。このようなバネでは、対応する音楽用の弦の当然におこる伸長は、弦の調律にほとんど影響を与えることなく、このような器具は、弦の伸長にかかわらず調律状態であるか、近い状態のままである。
【００３４】
示した実施例では、バネ連結具の本体部９５及び取付られた止め具１１０は螺合しており、各止め具１１０はこの対応する細長いバネ連結具９０上を移動可能である。さらに、調律インジケータライン１２０が各止め具１１０の一部の円周に提供されていることが好ましい。また、調律インジケータ基準ライン１２２が各管８２に設けられている。視覚用の穴１２４が各管８２を通って形成され、視覚用の穴１２４を通して管８２内の止め具１１０の一部を見ることができることが好ましい。、視覚用の穴１２４の近傍に管の基準ライン１２２が設けられることが好ましい。
【００３５】
図３Ａ及び３Ｂを参照すると、示したギターに視覚的に表される調律を達成するために、初めに、弦５０を取り付けて従来の方法で調律することが好ましい。最初の調律手順において、止め具１１０は必要ではなく、ストップ基準ライン１２０及び管基準ライン１２２が、図３Ａに示すように一致していないことがあり得る。弦５０を調律し、各止め具１１０をこの対応するバネ連結具９０に沿って移動させて、図３Ｂに示すようにこのストップ基準ライン１２０を対応する管８２の管基準ライン１２２と一致させる。このような配置によって、完全に調律した状態の機械的で視覚的なインジケータが作り出される。バネ連結具９０の止め具１１０の位置は弦５０に適用される張力に影響せず、従って、止め具１１０は、弦の張力に影響を与えることなく基準点を構成するように動く。
【００３６】
音楽用の弦は、環境変化又は他の要素によって動作中に伸びてしまうことがある。従来、演奏者は、この楽器を確認したり再度調律するために定期的に演奏をやめなければならない。こうして、弦５０を引っ張ったりその他の方法で音を鳴らして調律し、チューナ、耳、又はその他の方法を用いて調律を確かめるおよび／または調整する。センサを具えるある電子的な製品を用いて、調律を決定することもできる。また、センサに基づいて電子コントローラによって制御されるモータ駆動の調律ノブを用いる電気機械機器を使用することもできる。
【００３７】
示した実施例において、弦５０の伸長の変化は、ストップ及び管の基準インジケータ１２０、１２２の整列が狂うことによって機械的に示される。これは、ユーザによって視覚的に確認され、さらに、インジケータ１２０、１２２が再度一致するまで調律ノブ４８を調整することによって視覚的に直すことができる。インジケータ１２０、１２２が整列するように戻った状態において、バネ７１は、器具を最初に調律したときの測定値を規定する完全な調律に対応する変移（及び対応する張力）へ再び引っ張られ、器具は再び完全な調律になる。このように、弦５０を鳴らすことさえなく、調律を確認し補正することができる。また、弦５０の伸長を識別することができ、弦の調律に聞こえるほどの影響がある前にさえ補正することができる。
【００３８】
続いて、図３、３Ａ、及び３Ｂを参照すると、この実施例は、代替のインジケータライン形状を示す。例えば、管８２Ａ、Ｂ、及びＣにおいて、基準インジケータ１２２は管に直接印刷されている。管８２Ｄ、Ｅ、及びＦにおいて、ダークコーティング１２８が視覚用の穴１２４の周囲で管に配置されており、基準インジケータライン１２２は、対比し易くするためにダークコーティング１２８に印刷されている。
【００３９】
他の実施例は、インジケータライン１２０、１２２の可視性を増すために様々な構造や方法を使用できる。例えば、一実施例において、インジケータラインを蛍光物質又はその他の物質で作り、光らせるおよび／または光を反射しやすい線にできる。このようにして、薄暗い会場で演奏する演奏者はインジケータライン１２０、１２２の配置を簡単に観察することができる。さらに別の実施例では、ＬＥＤやレーザなどの光源を例えばフレーム７２で又は周囲で、バネ管８２内又は上で、またはその他の場所で取付システムに提供して、インジケータライン１２０、１２２を直接又は間接的に照らすおよび／またはインジケータラインの観察を補助するためのバックライトを提供する。さらに、ファイバーオプティックスや同種のものなどの照明構造及び方法を使用することもできる。
【００４０】
例えば、インジケータ１２２が開口を具えて、インジケータ１２０はレーザやファイバーオプティックなどからの正確に収束された光線を具えても良い。インジケータ１２０、１２２が適切に整列しているときには、開口を通して光は観察できる。別の実施例では、開口は、光がここに当たった時に光を放つ光を拡散する物質を具える。さらに別の実施例では、インジケータ１２０が開口を具えて、インジケータ１２２が光を具える。
【００４１】
さらに別の実施例では、基準の調律は、バネ管８２に視覚用の穴１２４を提供するのではなく、バネ管８２の端部１１４にストップ基準ライン１２０を一致させることによって決定される。さらに他の実施例において、ストップ１２０に一致する基準を、ギター本体部、フレーム、又は任意の他の好適な場所に提供することができる。
【００４２】
さらに別の実施例では、第１の光検出器が基準ライン１２２の第１の側部のすぐ近くに配置され、第２の光検出器が基準ライン１２２の第２の側部のすぐ近くに配置される。レーザ又は他の正確に収束された光の光源がストップ基準ライン１２０に提供される。光検出器は、前記ストップが正確に整列しているときにはこれらが光源を検知しないように構成されている。しかしながら、弦が十分に伸長又は収縮してストップ１００を動かすと、光源が光検出器の一つによって検出される。
【００４３】
各光検出器は、特定の弦５０が完全な調律から変化したことを示す信号を発生するように構成されることが好ましい。例えば、第１の光検出器が光源を検知すると黄色の信号ランプが点灯して、演奏者に弦をピンと張るように知らせ、第２の光検出器が光源を検知すると赤色の信号ランプが点灯して、演奏者に弦を緩ませるように知らせる。完全な調律が再び達成されると信号は消える。従って、可視的な調律は演奏者の目以外の他の媒体を用いて弦の張力及び調律の変化を検出して達成することができる。
【００４４】
さらに別の実施例において、光検出器の信号は、演奏者による直接の介在無く、自動的に調律を補正してもよい。米国特許第６，４３７，２２６は、ここに参照によって全体を組み込んでいるが、これは、トランスデューサが弦の振動を検出し、これが正確な調律かどうかを分析して決定するシステムを開示している。弦の調律が狂うと、モータが作動して、弦を引っ張る又は緩ませてこれを正確な調律へ戻す。本発明の実施例において、このようなモータは、弦の振動を検出及び分析する必要なく、光検出器の信号によって動作するようにしてもよい。弦の音を鳴らす必要なく弦が自動的に調律状態に保持されるようにしてもよい。
【００４５】
図２乃至４に示された実施例において、弦取付システム７０は、本体部３２の外側に取り付けられたフレーム７２によってギター本体部３３に取り付けられている。別の実施例において、弦取付システム７０は、ギター３０の本体部３２の内部に組み込まれ、これによって支持されているフレームを用いても良い。バネ管８２などの構成部品は、少なくとも部分的に見えなくても良い。さらなる実施例において、複数のバネ管ではなくバネボックスが提供されており、各ボックスに複数のバネが収容される。さらなる実施例において、ボックス又は管ではなく、さらに各バネ７１の第１の端部８４をギター本体部内に組み込まれているフレーム部分に取り付けてもよい。
【００４６】
さらなる実施例において、バネは、ギターの本体部内に少なくとも部分的に埋め込まれて、弦の方向を横断するおよび／または反対方向に動作してもよい。このような実施例において、バネは、プーリ、レバー、カム、又はその他の機械的な接合具によって弦に連結されて機械的な利点、不利点、および／またはバネの張力を変えるようにしても良い。
【００４７】
次に、図５を参照すると、弦取付システム１３４を使用したギター１３０の別の実施例が示されている。この実施例において、弦取付システム１３４は、ギター本体部３２の面６２に取り付けられて並んでいる一組の６個の弦の張力調整具１３５を使用している。一の張力調整具１３５が各音楽用の弦５０に対応している。詳細を以下に記述しているが、各張力調整具１３５はバネ１３８を用いて張力を対応する弦５０に適用する。しかしながら、カムなどバネの荷重調節部材１４０が、弦５０とバネ１３８の間に配置されており、バネ１３８によって弦５０に加えられる実際の張力は、バネ１３８の張力と同じである必要はない。調節部材１４０は、バネによって弦に与えられる張力の変化が対応するバネの長さの変化と線形関係ではないに構成されることが最も好ましい。さらに、バネ１３８の長さが変化するときにバネ１３８によって弦５０に実際に加えられる荷重の変化は、バネ１３８と弦５０の間に配置された機械的な部材１４０によって改良され、調節されることが好ましい。この実施例において、調節部材１４０は、弦５０とバネ１３８の間の機械的な接合具として機能する。
【００４８】
次に、図６乃至９を参照すると、いくつかの図面は弦の張力調整具１３５の好適な実施例を示している。この弦の張力調整具１３５は、ギター１３０の表の面６２に取り付けられるように構成された上面１４４及び下面１４６を有する細長い本体部１４２を具える。張力調整具の本体部１４２は、第１の端部１４８及び第２の端部１５０を具える。細長い本体部１４２は、対応するギターの弦５０にほぼ一致するようにギター本体部６２上に配置されることが好ましい。第１の端部１４８は、ギター１３０の後側に近い第２の端部１５０よりもネック３４に近い。
【００４９】
張力調整具の本体部１４２の第１の部分１５２は、第１の端部１４８近傍に規定される。オフセット部分１５４は、張力調整具の本体部１４２の第１の部分１５２と、第１の部分１５２の反対側のオフセット部分１５４の側部に規定されている第２の部分１５６との間に配置されている。このように、第１の部分１５２の縦方向の中心線１６０は、図７に最良に示すように、第２の部分１５６の縦方向の中心線１６２から間隔を空けてほぼ平行であることが好ましい。
【００５０】
付随部分１６４は、第１の部分１５２から下方に及び前に延在していることが好ましい。空洞１６６をギター本体部３２に形成して、付随部分１６４及び張力調整具の本体部１４２の下面１４６より下に配置されている弦の張力調整具１３５の他の部分を収容していることが好ましい（図１２参照）。
【００５１】
複数の取付具１７０を提供して、ギター本体部３２を連結し、弦の張力調整具１３５をその場所に保持することが好ましい。この実施例では、３つの開口１７２Ａ乃至Ｃが、張力調整具の本体部１４２の第２の部分１５６に形成されている。各開口１７２Ａ乃至Ｃはギター本体部３２内へ延在するように構成された細長い留め具１７４を収容するように構成されている。一実施例では、留め具１７４はねじから構成される。別の実施例では、留め具１７４はボルトから構成される。さらに別の実施例では、ボルト受け部（図示せず）がギター本体部３２内へ組み込まれており、留め具は、弦の張力調整具の本体部１４２をギター本体部３２のその場所へしっかりと保持するようにボルト受け部と螺合するように構成されたボルトから成る。
【００５２】
続いて、図６乃至９を参照すると、細長い開口１８０が張力調整具の本体部１４２の第２の部分１５６を通して形成されている。バネ荷重の調節部材１４０は、細長い開口１８０内を通って取り付けられるように構成されている。調節部材１４０は、回動点１８２によって本体部１４２に連結されている。この実施例では、回動点１８２は、細長い開口１８０を横断して延在する心棒を具える。調節部材１４０は回動点１８２を中心に回転する。この実施例では、回動点１８２は心棒を有する。その他の構造を用いても良いと理解されるべきである。例えば、別の実施例において、ウェッジ形部材は、時々「ナイフピボット(knife pivot)」と呼ばれる比較的細い上側縁部を有しており、調節部材１４０を支持するように構成されている。従って、調節部材１４０は、上側縁部を中心に揺動してほんのわずかな摩擦で回動できる。
【００５３】
調節部材１４０のカム部分１８４は回動点１８２から上方へ延在して、弦の受け部１９０を具える。図示するように、弦の受け部１９０は、図５及び６に示すように、ギターの弦５０を中に収容して保持するように構成されたサドル１９２又は弦のトラック１９２を具えることが好ましい。サドル１９２は、一対の突起部１９６の間の細長い空洞１９４によって規定されることが好ましい（図７参照）。サドル１９２のベース又はフロア１９７は、弓形であることが好ましく、回動点１８２からサドル１９２のベース１９７への寸法の半径１９８の弧にほぼ一致することが好ましい。回動点１８２からサドル１９２のベース１９７への距離１９８は、サドル１９２の長さに沿ってほぼ一定であることが好ましい。しかしながら、他の実施例において、この半径はサドル１９２の長さに沿って変化してもよい。
【００５４】
荷重調節部材１４０のアーム２００は、後方へ張力調整具の本体部下面１４６より下の地点へ本体部１４２を通って延在している。弦連結具２０２は、アーム２００から上方へ延在し、弦受け部１９０から間隔を空けていることが好ましい。この実施例において、弦連結具２０２は、音楽用の弦５０の端部５４に配置された対応する連結具２０６を連結するように構成されたほぼ円筒形ロッド２０４を具える。弦５０の連結具２０６は、ロッド２０４上を滑るアイレットを具えることが好ましい。他の弦の連結構造を他の実施例に使用してもよいと予期している。
【００５５】
バネ取付具２１０は、本体部１４２の下面１４６より下で調節部材のアーム２００に設けられている。バネ取付具２１０は、引張バネ１３８の端部を収容するように構成されたピン２１２を具えることが好ましい。ピン２１２は、ロッド、心棒、ボルト、ねじ、又は他の好適な構造物でもよい。この実施例において、引張バネは、ピン２１２によってアーム２００に連結されている。さらに、調節部材の回動点１８０とバネ取付ピン２１２の間の距離２１４は固定されており、アーム２００を付随する弦５０へ連結するバネの張力の釣り合いを規定することに役立つ。
【００５６】
アーム２００の止め接合部分２２０は、バネ取付具２１０に対して後方へ、好ましくは、張力調整具の本体部１４２の下面１４６より下に延在している。止め開口が張力調整具の本体部１４２を通って形成されている。止めボルト２２４が開口を通ってねじ込まれていることが好ましい。止めボルト２２４は、左回り方向のアーム２００の回動の限界を規定するアーム２００の止め接合部分２２０を連結するように構成されている。
【００５７】
続いて、図６乃至９を参照すると、複数の印２３０Ａ乃至Ｂが、基準のために荷重調節部材１４０に設けられていることが好ましい。さらに、インジケータ部材２３２が張力調整具の本体部１４２から上方に延在し、回動点１８０と一致していることが好ましい。インジケータ部材２３２は、先端部２３４を具えることが好ましい。使用中、張力調整具の本体部１４２に対する調節部材１４０の回転位置は、インジケータ部材の先端部２３４に対する基準の印２３０Ａ乃至Ｂの位置によって読み取ることができる。
【００５８】
細長いガイド部材２３６が、本体部１４２の第１の端部１４８近傍の第１の部分１５２に付随していることが好ましい。ガイド２３６は、ここに取り付けられている止め具２３８で終端していることが好ましい。この実施例において、細長い調整ボルト２４０もまた、細長いガイド２３６にほぼ平行な方向で本体部１４２の付随部分１６４に付随している。この実施例において、ガイド２３６及びボルト２４０は、張力調整具の本体部１４２から下及び前の方向に延在している。調整ボルト２４０はねじ式であることが好ましい。調整ボルト２４０の細長い胴部２４２が張力調整具の本体部１４２を通って規定される開口２４４を通って取り付けられており、ボルトのヘッド２４６は本体部１４２の上面１４４を介して接触でき、調整ボルト２４０を道具や同種のものを用いて回転させることができる。調整ボルトのヘッド２４６は、第２の部分１５６に対してオフセットされる第１の部分１５２内に配置されているので、ボルトヘッド２４６は、張力調整具１３５に対応する音楽用の弦５０と整列しない（例えば、図１７参照）。このようにして、道具は、弦５０に干渉することなくボルトヘッド２４６に接触できる。
【００５９】
シャトル２５０が、細長いガイド２３６及び調整ボルト２４０に設けられている。シャトル２５０は、細長いガイド２３６上を摺動可能に取り付けられるように構成された第１の開口２５２と、調整ボルト２４０のねじ山に螺合するように構成された第２の、ねじ式の開口２５４を具えることが好ましい。このように、調整ボルトのヘッド２４６が回転すると、シャトル２５０はボルト２４０及びガイド２３６に沿って進む又は引っ込む。例えば、図６乃至８は、調整ボルト２４０に沿った第１の位置のシャトル２５０を示し、図９は、調整ボルト２４０に沿った第２の位置のシャトル２５０を示す。ボルトが回転するとシャトルの位置にこのような変化が起こる。
【００６０】
続いて、図６乃至９を参照すると、シャトル２５０は、引張バネ１３８の端部を連結するように構成された心棒、ロッド、ボルト、ねじ、又は他の構造物などピン２６２を具えるバネ取付具２６０を追加的に具えていることが好ましい。引張バネ１３８は、第１及び第２の反対側の端部２６４、２６６を具えることが好ましい。バネ１３８の第１の端部２６４は、調節部材のアーム２００上のバネ取付具２１０に取り付けられており、バネ１３８の第２の端部２６６は、シャトル２５０のバネ取付具２６０に取り付けられている。このように、引張バネ１３８の長さ方向の軸２７０は、調節部材のバネ取付具２１０及びシャトルのバネ取付具２６０のピン２１２、２６２の間に延在している。バネの荷重はこの軸２７０に沿う方向である。
【００６１】
続いて、図５乃至１２を参照すると、ギター１３０などの複数の弦の楽器において、複数の弦の張力調整具１３５が、図５及び１０に示すように互いにほぼ隣接して並んで配置されていることが好ましい。この実施例において、６個の弦の張力調整具１３５は並んで提供され、ギター１３０の６本の音楽用の弦５０に張力を適切に固定して提供している。図５及び１２に最良に示すように、弦の張力調整具１３５は、ギター本体部３２の表の面６２に取り付けられていることが好ましい。各張力調整具の本体部１４２の下面１４６より下に付随する張力調整具１３５の構成部品は、ギター１３０の本体部３２に形成された空洞１６６内に延在している。ギター本体部の空洞１６６はギター本体部３２全体を通って延在することができ、図１２に示されるように、裏を貫通したアクセス２７４を提供する。別の実施例において、アクセスドアが、ギター本体部３２の裏７４を貫通した空洞１６６を選択的に閉じるよう提供されても良い。さらに別の実施例において、ギター本体部の空洞は、ギター本体部を完全には貫通して延在していない。
【００６２】
続いて図６を参照すると、個別の弦の張力調整具１３５の特定の特性及び特徴が示されている。図６に示されるように、各バネ１３８は、荷重調節アーム２００及びシャトル２５０それぞれに規定されたバネ取付具２１０、２６０の間に延在する。通常、コイルバネであるとき、バネ１３８の長さ２７８はバネが伸長する程度を決定し、すなわちバネが及ぼす荷重の大きさを決定する。図示するように、調整ボルト２４０は、バネの作用線又は長さ方向の軸２７０に対し角度を成しているので、シャトル２５０が動くことによって、調節部材アーム２００の得られた位置に対しバネ１３８の長さ２７８を増やす又は減らすように作用する。しかしながら、シャトル２５０が固定位置に保持され、すなわちシャトルのバネ取付具２６０が固定されている場合、回動点１８２を中心とした荷重調節部材１４０の回転は調節アームのバネ取付具２００の直線運動に対応し、この直線運動がバネ１３８の長さ２７８を増やす又は減らす。特に、調節部材１４０が左回りに回転すると、バネ１３８の長さ２７８は増えて、結果的に、バネが及ぼす荷重は増える。さらに図１３を参照すると、張力調整具１３５と同様の構造を具える見本の実施例の図が示されている。この実施例において、調節部材１４０が左回りに回転すると、バネの伸長に応じてバネが及ぼす荷重は、制限された範囲の回転（ここでは１０°）にわたってほぼ線形状に増加する。
【００６３】
続いて図６を参照すると、バネ１３８は、この長さ方向の軸２７０に沿ってほぼ直線上に動作する。長さ方向の軸２７０は、回動点１８２からレバーアームの距離２８０離れている。レバーアームの距離２８０は、機械的な利点（又は、いくつかの実施例では機械的な不利点）を決定し、バネ１３８は、この荷重、回動点１８２から離れた半径１９８を有する弦５０に関係している。シャトル２５０が固定位置に保持されているとき、荷重調節アーム２００の回転がレバーアームの距離２８０に変化をもたらす。
【００６４】
さらに図６Ａを参照すると、略ダイアグラムが図６に示した実施例の一定の関係を示している。例えば、回動点１８２、弦のサドルベース１９７、ピン２１２、及びピン２６２、とライン１９８、２１４、２７８及びこれらの点の間の距離を示す（ｂ）が示されている。
【００６５】
さらに図１４を参照すると、図は、調節部材１４０が、制限された範囲の調節部材の回転（ここでは１０°）で左回りに回転するときの、バネ１３８に対するレバーアームの距離２８０における変化を示している。図示するように、レバーアーム２８０の距離は、調節部材１４０が左回りに回転するとき、ほぼ線形で減少する。
【００６６】
これについて検討すると、弦５０がギター上で引っ張られる場合など荷重調節部材１４０が左回りに回転すると、バネ１３８は伸長し、従ってバネの張力は線形で増加する。しかしながら、同時に、バネ１３８が作用するレバーアームの距離２８０は線形に減少する。これらの効果は互いに反対に作用し合って、従って、このような角度変化にわたる弦の張力へ特別の利点の効果を作り出す。たとえばさらに図１５を参照すると、図は、弦の張力をバネ１３８から荷重調節部材１４０を介して弦５０へ実際に適用することを示している。この図は、調節部材が回転する場合のバネの荷重及びレバーアームの距離の変化の結果を組み合わせて示している。
【００６７】
図１５のスケールはかなり拡大されており、カーブが誇張されていることを理解すべきである。実際、これは、調節部材１４０の動作の小さい予想角度にわたる比較的平らなカーブである。例えば、好適な実施例において、調節部材１４０は約２度乃至７度の角度範囲の間で動作する。この実施例において、この５度の範囲の回転にわたって、弦の張力は約０．０２ポンドのみの範囲内で変化する。張力０．０２ポンドは、およそ音の高さ１セントに対応し、対応する弦によって発せられるこの小さな音の高さの変化に対応し、この音の高さの変化は人の耳で聞くことができないことを理解すべきである。このように、演奏又はその他の使用中、弦が調節部材１４０の約５度以下の回転で伸長する場合にさえ、調律の変化は聴覚的に聞くことはできない。
【００６８】
ギターなど弦楽器にとって、楽器の調律が狂うほとんどの通常の理由は、時間とともに弦が引っ張られるか、そうでなければ緩むことであり、従って張力が失われるときに弦によって発せられる音の高さは低くなる。弦を引っ張るおよび／またはギターナット又はブリッジにおける摩擦など他の要素、糸巻周りに巻き付くときの弦の干渉、又は湿度や熱などの環境要素、他の可能性のある要素によって弦は伸長し、すなわち緩む。
【００６９】
ここに開示した取付システム１３４を使用する器具において、バネ１３８は、弦５０が伸長する場合に弦５０にかかる張力を維持し、すなわち緩みを防止する。さらに、荷重調節部材１４０は右回りに回転する。図１３乃至１５の図に示すように、この右回りの回転によって、バネ１３８が及ぼす荷重は減少し、バネの動作に対してレバーアーム２８０は対応して増加し、張力が完全な調律レベルで又は近くにあることを確実にする。音楽用の弦は、通常、ほんの短い距離だけ伸長するので、弦の張力調整具１３５は、１０度、７度、５度、又はそれ以下のように比較的短い動作範囲であり、音楽用の弦が伸長した時にこの緩みを引き締めるためには十分な範囲を提供する。
【００７０】
特に、特定の要素は弦を収縮させようとする、すなわちきつく張るようにする。このようにきつく張ることは弦の調律を狂わせてしまう。この取付システム１３４は、また、弦が収縮するとき、弦５０にかかる適切な張力を維持し、すなわち張りを弱める。
【００７１】
通常のギターにおいて、弦が伸長するか、収縮しようとすると、弦の端部は固定されており、すなわち、弦が伸長すると緩み、弦が収縮するときつく張られる。この実施例において、弦の第２の端部５４が調節部材１４０に取り付けられており、これは弦の第２の端部５４を動かすことができる。弦が伸長又は収縮するとき第２の端部５４を動かすが、適切な張力を適用することができることによって、この実施例は緩み及び張りを弱める。
【００７２】
出願人は、バネの荷重を調節するための構造の実施例を試験した。図６の特性と同様の特性を具える実施例で行ったこの分析は、他の構造を具える実施例に使用できる原理を用いている。図６Ａを再度参照すると、弦の張力調整具１３５の部分の距離及び数学的な関係が概略で示されている。この略図を用いて特定の例示的な実施例を説明する。この説明のために、取付アームの長さ２１４を「ａ」、回動点１９８とピン２６２の間の距離を「ｂ」、バネの長さ２７８を「ｃ」、バネのレバーアーム２８０を「Ｌ」とする。ａとｂの間の角度をθとし、角度δはθに対する余角である。
【００７３】
一例として、
ａ＝０．９５ｉｎ．、
ｂ＝１．４５ｉｎ．、
ｃ０＝バネの自由長＝１．５４５ｉｎ．、
ｃ＝バネの伸長した長さ（このパラメータは、アーム２００が回転すると変化する）、
ｋ＝９．４９２ｌｂ．／ｉｎ．、
バネの予荷重＝１．３４４ｌｂ．である。
バネの張力Ｔは、Ｔ＝ｋ（ｃ−ｃ０）＋１．３４４ｌｂ．で計算される。また、余弦の法則によって、ｃ２＝ａ２＋ｂ２−２ａｂｃｏｓ（θ）である。θ＝１８０−δであるので、ｃｏｓ（１８０−δ）＝−ｃｏｓ（δ）である。したがって、ｃ２＝ａ２＋ｂ２＋２ａｂｃｏｓ（δ）、及びｃ＝（ａ２＋ｂ２＋２ａｂｃｏｓ（δ））１／２である。
三角法の特性によって、Ｌ＝ｂｓｉｎ（α）である。正弦の法則によって、ｓｉｎ（α）／ａ＝ｓｉｎ（θ）／ｃである。従って、ｓｉｎ（α）＝（ａ／ｃ）ｓｉｎ（θ）である。三角恒等式によって、ｓｉｎ（θ）＝ｓｉｎ（１８０−δ）＝ｓｉｎ（δ）である。従って、ｓｉｎ（α）＝（ａ／ｃ）ｓｉｎ（δ）である。Ｌの解法： Ｌ＝（ａｂ／ｃ）ｓｉｎ（δ）である。
【００７４】
上述の数学的関係を用いて、表Ａは角度δに対する例示的な実施例の荷重特性を示している。
2009530663.tif 000003
2009530663.tif 000004
【００７５】
上記の特定の例のデータに示されているように、バネによって回動点１８２にかけられるトルクがもっとも緩慢に変化するδ範囲は、約５５度乃至６５度の間である。従って、上記実施例は、角度δが約５５度乃至６５度の間であるときに、弦５０が完全な調律の張力であるように動作することが好ましい。さらに、実施例は、約５°未満などより小さな角度変化の範囲内で動作するように構成されていることが好ましい。さらに、この例は、動作パラメータ、具体的には、長さａ、ｂ、及びｃ０並びに任意のバネの予荷重が、バネによって回動点にかけられるトルクにおける比較的小さな変化によって角度範囲を決定することを示している。
【００７６】
回動点にかけられるトルクの変化の割合がゼロに達する「スィートスポット」又は点は決定できると理解すべきである。この点は、Ｔ＊Ｌの増加から減少する計算値の変移点を見つけることによって計算できる。弦取付システムは、弦が伸長する際にバネによって弦に掛けられる張力の変化の大きさを最小にするために、予想される弦の伸長がこのスィートスポットを中心とするアームの回転範囲（１０°未満、又はより好ましくは５°未満）に制限されるように構成されることが最も好ましい。この動作範囲は、予想される角度動作の範囲として簡単に規定できる又はこの器具自体によって機械的に決定できる。例えば、図６の弦の張力調整具１３５において、止め接合部分２２０は特定の角度位置を超えて左回りに回転しないように止めボルト２２４に連結する。別の実施例において、前止め接合部分（図示せず）が調節部材から延在し、所望の角度位置を超えて右回りに回転することを防ぐように細長い開口１８０の前方位置で張力調整具の本体部１４２に接触するよう構成されている。
【００７７】
さらに、図６Ａに示したようなダイアグラムは、多数の様式や示した実施例より異なるように見えるレバーアームタイプ構造の設計を作り出すことができる。例えば、図示した実施例において、ピン２６２は、取付アーム２００の端部２１２を引っ張るバネの作用点であり、バネはピン２１２と２６２の間に取り付けられる。他の実施例において、バネはピン２６２および／または２１２に直接取り付けられる必要がないが、ケーブル、プーリ、その他の部材、特定の結合構造、および／または同種の物によって点２６２を介してアーム取付具２１２に作用する。
【００７８】
上記例は、取付具から回動点への距離ａ、ｂに関する最適な要素に基く好ましい動作範囲を有する設計を示している。別の実施例において、半径１９８は、調節部材１４０のカム部分１８４の有効モーメントを変化させ、従って、回動点１８２のトルクの小さな変化を弱めるように、好適な動作範囲にわたって変化することもできると理解されるべきである。例えば、表Ａと併せて上述した特徴と組み合わせて使用される一実施例において、半径１９８は、δが５５°又は６５°のときよりもδが６０°のときにより短い。このように、半径１９８の変化は、音楽用の弦５０にかかる張力が特定の大きさにより近くなるように６０°においてわずかに増加するトルク（Ｔ＊Ｌ）を補償する。
【００７９】
さらに別の実施例において、上記のレバーアームタイプのバネ構造の代わりに、又は追加的に、カム１８４は、円錐滑車と同様にらせん状のトラックの円錐カム構造によって置き換えて、音楽用の弦に荷重をかけるために有効モーメントアームに対応する変化を提供することによって変化する適用荷重を補償することができる。
【００８０】
出願人は、図５乃至１５に関連して上述した構造を用いて成功している。特に、バネと弦の間に配置された機械的な構造１４０は、バネが及ぼす荷重と実際に弦にかけられる張力の間の関係を調節して、これらが線形関係にないようにしている。さらに機械的な構造は、電気又はアコースティックギターなどの通常の楽器の小さい領域内に取り付けうる比較的単純で簡単な構造を提供している。しかしながら、また、バネと対応する音楽用の弦の間に配置された他の型や機械的な構造の形によって、バネが対応する弦に及ぼす荷重の作用を調整できることを出願人は考慮していることを理解すべきである。さらに、出願人は、他の機械的な接合構造が、この対応するバネの張力のカーブに関する弦の張力のカーブを、カム、レバーアーム、プーリ、ギア、又は様々な形状の同種の物など様々な機械的構造を用いて効率的に均一にできることを考慮している。
【００８１】
図６に示した実施例を調律するために、第１に、弦の張力調整具１３５のシャトル２５０が、対応する音楽用の弦５０の張力に対し理想的な位置に配置されることが好ましい。このようにして、弦５０を荷重調節部材のアーム２００に連結して、弦の受け部１９０上でギターの調律ノブ４８内へ張りきつく張る場合、これが、調節部材１４０の弦のカム１８４の好適な調律基準の印２３０Ａに一致している張力調整具の基準の先端部２３４を示す図６に示した位置と非常に似た位置の理想の調律を達成しうる。しかしながら、特定の弦の張力にするためにシャトル２５０の位置を細かく調律するために、ユーザは、シャトル２５０を動かし調律ノブ４８を対応するように動かすプロセスを反復して、張力調整具の本体部のインジケータ先端部２３４が、カム部分１８４の好適な基準ライン２３０Ａと一致するときの完全な調律がある点で達成されるようにしてもよい。シャトル２５０の位置は調整可能であるが、演奏中および／または最初の調律後は固定位置にあることが好ましい。
【００８２】
調律の別の好適な方法は、第１にシャトル２５０を調整することなく行うことができる。この実施例において、弦は、従来のギターと同様の方法で初めに調律される。このプロセスの間、前及び後ろの止め接合部分２２０は、普通に接触しており、調節部材１４０が回転しないようにして、弦を調律する際の考慮事項からバネを除く。弦を適切に調律して、止め接合部分が接触しなくなるまでシャトルを調整する。
【００８３】
このようにして、完全な調律の視覚的なインジケータが提供される。上述のように、演奏中、弦５０が伸長して弦の張力調整具１３５が、実際の弦の張力を実質的に変化させることなくこのような伸長を補償すると、先端部２３４が好適なライン２３０Ａに一致しなくなり、従って、調節部材１４０の角度位置における変化が示されるので、弦の伸長が起こった事が視覚的及び機械的に表される。従って、弦のピッチ又は調律が人の耳で聞こえるほどの大きさに変化していなさそうなときでさえ、演奏者は、視覚的なインジケータを観察することによって弦５０が伸びた時を知ることができる。定期的に楽器を確認することによって、弦５０が完全な調律位置から移動したときに演奏者は気づいて、調律ノブ４８を用いて弦５０を徐々に引き締めて、整列した先端部２３４及び基準ライン２３０Ａによって示される完全な調律位置へ弦５０を戻すことができる。
【００８４】
一の一般的なギターの演奏方法は、ギター奏者が演奏中に音を「曲げる(bend)」ことである。これは、演奏者が弦５０をフラットボード４２に対して押して、比較的急に弦をそらすと、弦５０の張力が変わり、その弦によって発せられる音が対応して変化することで達成される。好適な実施例において、器具が調律された後、ユーザは、止めボルト２２４を止めボルト２２４の端部が対応する止め接合アーム２２０からわずかに離れている又は、わずかに連結している近い点まで締める。このように、ギター奏者が、調節部材１４０を左回りに回転させるのではなく、弦５０を急にそらして音を曲げ、これにより曲げ効果を打ち消す又は弱めるとき、接合アーム２２０は止めボルト２２４に当接し、この左回りの回転が防止される。従って、バネ１３８が考慮事項から除かれて、曲げ効果を和らげることを防ぎ、ギター奏者は通常の演奏中に十分な音の曲げ効果を得ることができる。
【００８５】
さらに別の実施例において、止めボルト２２４の位置の調節を補助するある構成が提供されてもよい。この実施例において、止めボルトは電気エネルギを与えられる。電気接触部は、止め接合アーム２２０に配置されており、ボルトが接触部と接触するとボルトと一致して電気回路が閉じられる。電気回路が閉じると信号が発生する。止めボルトの位置を調節する場合、このようなシステムは特に有用である。例えば、電気ギターは、電気回路が閉じたことを示す信号を検知して、増幅器への信号を切断する、照明又は聴覚的効果を作動させ、又は同種のものなどいくつかの効果をもたらして、ユーザにアーム２２０及びボルト２２４が連結したことを知らせる曲げ止め調整を具えている。ユーザは、信号が止まる、すなわち互いに非常に近くに配置されているがアーム２２０及びボルト２２４が連結していないことが表示されるまでボルト２２４を後退させる。この位置におけるアーム２２０及びボルト２２４の連結は、曲げ効果を得るためにギター奏者が弦を反らすほんの瞬時のことである。アーム２２０及びボルト２２４の位置を調整した後、ギターの調整は、演奏中、信号が演奏の邪魔をしないように変更されることが好ましい。
【００８６】
別の実施例において、アーム２２０及びボルト２２４は、曲げ効果を一般に避けるように互いに意図的に比較的遠くに配置される。この配置は、指の配置が不正確であることによって意図的ではなく音を曲げてしまい、シャープな音を発してしまう初心者のギター奏者にとって特に好ましい。
【００８７】
さらに別の実施例において、ボルト２２４及びアーム２２０が連結したとき選択的に閉じられる電気回路を用いて、演奏中、意図的に特定の効果を引き起こしても良い。例えば、一実施例において、回路を閉じることによって、電気ギターおよび／または増幅器のゆがみ効果を自動的に引き起こすなど聴覚的効果を引き起こしてもよい。別の実施例において、ＬＥＤなどの光源をギターに取り付けて、回路が閉じることによっていくつか又は全てのＬＥＤを一時的に点けるなど視覚的効果を引き起こしてもよい。
【００８８】
さらに別の実施例において、ギターが、有線又は無線接続によってコンピュータシステムに電子的に連結されて、回路が閉じたことをこのコンピュータシステムが検知して、他の効果を制御するようにしてもよい。例えば、舞台公演において、特定の照明、花火、又は他の効果がコンピュータ制御されても良い。弦が曲がったことを示すギターからの信号を検知すると、コンピュータシステムは、照明又は他の効果を発生させてギターによって既に作り出されている聴覚的効果を増強することができる。
【００８９】
さらに別の実施例において、アーム２２０の接触部は、圧力検知トランスデューサを具え、回路が閉じた際に発生した信号は曲げ効果の強さの表示も含む。上述の各実施例は、曲げ効果の検知した強さに依存して増強され改良されてもよい。
【００９０】
様々な電気回路構成を用いて、曲げ効果の接触及び効果の強さの両方を電気的に表示してもよいことを理解されるべきである。また、ギター、増幅器、又は他の装置を配置して、ユーザは、この配置構成、無効果構成、および／または特別な効果の構成、又は他の所望の構成の中で配置を変えられることも理解すべきである。
【００９１】
図５乃至１２に示した実施例において、ギター１３０は分離して形成されたブリッジ無く提供される。この実施例において、弦の受け部１９０、特にサドル１９２がブリッジとして機能する。次に図１６及び１７を参照すると、分離したブリッジ２９０は、弦の張力調整具１３５ときつく張られた弦５０の動作部分６３の間に配置されている。この実施例において、ブリッジ２９０は複数のブリッジ部材２９２を具え、それぞれが、対応する弦用のブリッジとして機能するように構成されたローラ３００を具える。一実施例において、各ブリッジ部材２９２及び対応するローラ３００は短い範囲で調整可能であり、所望される場合、弦５０に対するローラ３００の位置及びその他のローラを調整することができる。さらに、このブリッジ２９０は、第１及び第２の開口３０４、３０６を通って延在する留め具３０２によってギター本体部３２に取り付けられている。第１及び第２の開口３０４、３０６は細長く、留め具３０２を緩めてブリッジ２９０全体を縦方向に動かし、所望の位置で締め直される。ギターのブリッジは、ローラブリッジ部材以外の構造を使用する調節不可能な構造を含む様々な構造を具え、好適な実施例に従って使用することもできると理解するべきである。
【００９２】
次に、図１８及び１９を参照すると、弦の張力調整具３１０の別の実施例が提供されている。この実施例は、また、ギターと共に使用するように構成されている。この実施例において、弦の張力調整具３１０は、６本の隣接する音楽用の弦をきつく張るために使用される単一のフレーム３１２を具える。単一のフレーム３１２は６個の細長い開口３１４を使用する。荷重調節部材３２０は、各細長い開口３１４に回動可能に取り付けられている。留め具３２２を取り付けることによって、フレーム３１２をギター本体部に取り付ける。
【００９３】
弦の張力調整具３１０は上述の実施例と同じ原理で動作するが、構造は異なる。例えば、この実施例は、調整ボルト３３０に支持されているが、個別のガイド部材を具えていないシャトル３２４を具えている。好ましくは、調整ボルト３３０は、ボルトヘッド３２２の近傍及びボルト３３０の遠位端部３３４近傍に回転可能に固定されている。シャトル３２４は、ボルト３３０が回転すると、直線状に動く。さらに、バネ端部を取り付けるためのピンを用いず、シャトル３２４及び荷重調節部材３２０は両方とも、コイル引っ張りバネ１３８の端部を挿入できる開口３３６を具える。
【００９４】
さらに、上述の実施例は、調整するための道具を必要とする六角ボルト構造を具える止めボルト２２４を示している。この実施例において、止めボルトは、道具を使用せずに手で簡単に調節できる有翼ヘッド３４０を具える。これまたは他の構造を他の構成のために用いることができる。例えば、別の実施例において、調整ボルト３３０は個別の道具を使用することなく調整可能であるように構成されても良く、および／またはギターの裏を通って接触して調整できるようにしてもよい。さらに別の実施例において、ギターは、道具がこの器具に常に付随するよう調整ボルトおよび／またはその他の構成部品を調整するための調整用の道具を収納する大きさに構成された道具受け部分又は空洞を具えるように改良されても良い。
【００９５】
さらに別の実施例に従って、ローラブリッジ３４０は、各弦５０専用のローラ構造３４２を具えて提供されても良い。ローラ構造３４２は、使用中、ほんのわずかな摩擦を作り出すように構成される。このように、一実施例は、各ローラ構造３４２が、心棒支持部材３４８に回転可能に取り付けられた心棒３４６を中心に回転するように構成されたローラ３４４を具えることを考慮している。図１８に示した一実施例において、心棒３４６は約０．０３０インチなど小さな直径を有しており、ローラ３４４は約３／４インチなど比較的大きい直径を有している。このように、ローラの直径と心棒の直径の比は約２５である。このような比を有する実施例は、ここに開示されている弦の張力調整具１３５、３１０を用いて楽器の調律を確認及び修正するときなどの比較的小さい回転の際に、比較的小さな摩擦損失であると予想できる。低摩擦のローラブリッジは、心棒の直径に対する比が約１０以上、より好ましくは約１５以上、さらにこのましくは約２０以上である直径のローラを有して提供されることが好ましい。
【００９６】
図５乃至１２に関連して上述した実施例において、バネ１３８の作用線２７０は、弦のカム部材１８４のレバーアーム距離１９８より大きいレバーアーム距離２８０周辺に動作する。このように、バネ１３８は機械的利点を有し、バネ１３８によって生じる荷重よりも大きい張力を弦５０に及ぼすことができる。この構造は、弦とバネの間に端部と端部の連結がある場合よりも小さく、軽く、より高価ではないバネを用いることができる。これはまた、バネ１３８の作用線２７０が、対応する弦５０に対してほぼ横方向である構造を実現する。いくつかの異なる構造上の設計は、この実施例によって教示された本発明の原理を用いてもよく、説明した実施例とかなり違って見えても良いと理解されるべきである。
【００９７】
さらに別の実施例において、単一のバネは２又はそれ以上の弦に同時に張力を適用することができる。対応する音楽用の弦が異なる弦の張力で動作するように設計されている実施例において、異なるレバーアーム距離が、対応する荷重調節部材１４０に提供されて、同じバネが異なる作用張力を対応する弦にかけられることが好ましい。調節部材が回転するときのバネのレバーアームを動作させる際の変化の割合は、両方の弦と同じで、弦に実際にかけられる荷重の大きさが取り付けられた弦のそれぞれに対して均一に変化することが好ましい。
【００９８】
この実施例は、弦に張力を適用するためにコイル型のバネを用いる。しかしながら、様々な他の型や形状のバネを用いても良いと理解されるべきである。さらに、「バネ」という言葉は、上述の実施例や、弦に直接又は機械的な接合具を介して、機械的にエネルギ又は力を保存し伝えることができる一般的な構造を含む広い言葉であると理解されるべきであり、単一のバネ部材又は任意の方法で互いに作用する複数の部材を含んでも良い。
【００９９】
例えば、ガススプリングを用いて小型の大きさを維持している間、適切な張力を提供することができる。いくつかのガススプリングの選択物が利用でき、このようなガススプリングはＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ及び他の製造業者から入手することができる。別の可能な例は、フレキシブルな棒又はバネとして機能する同種のものである。このような棒は、連結点に対してモーメントアームを本質的に作り出す特有のバネの作用方向を作り出し、従って、単一部材におけるバネ及び荷重の調整を含む独特な幾何学的形状にすることができる。
【０１００】
次に図２０を参照すると、別の実施例において、Stock Drive Products／Sterling Instrument社から入手可能で、音楽用の弦に機械的に連結され、弦にほぼ一定の張力を適用するように構成されたネゲータ定トルクバネモータ（NEG'ATOR Constant Torque Spring ）など定トルクバネが提供されている。この実施例において、定トルクバネモータ３５０は、第１の取付具３５４で楽器に取り付けられた第１のコイル３５２と、回転可能な棒３５８に取り付けられた第２のコイル３５６とを具える。ねじ式のレバーアーム３６０は棒３５８から延在し、アーム３６０を回転させるように構成されたノブ３６２を具える。シャトル３６４はねじ式のアーム３６０上に配置されており、音楽用の弦５０はシャトル３６４に取り付けられている。このように、定荷重バネ３５０は棒３５８にほぼ一定のトルクをかけ、順にレバーアーム３６０によって一定の張力を弦５０に及ぼす。レバー３６０は調整できるので、ユーザはこの構成の有効モーメントアームを変えて、定荷重バネモータ３５０によって弦に実際にかけられる張力を特別に調律できる。
【０１０１】
次に図２１を参照すると、例えばTelford、ＰＡのVulcan Spring ＆ Mfg. Co. 社から入手可能な定荷重バネ３７０は、楽器の本体部に取り付けられた取付具３７２を具える単一ロールの予め荷重をかけたバネ鋼を具える。バネの取付端部３７４が、レバーアーム３８０に取り付けられており、これは回転可能な棒３８２に摺動可能に取り付けられている。この実施例において、レバーアーム３８０の一部は複数のギアの歯３８４を具える。回転可能なギア３８６が棒３８２に取り付けられており、ノブ３８８を介してユーザによって動作可能である。ノブ３８８をひねるとギアの歯が係合して、アーム３８０を摺動させ、レバー３８０の有効モーメントアームの長さを変える。この実施例において、棒３８２のトラック部分３９０は、その場所にレバーアーム３８０を収容する。
【０１０２】
続いて図２１を参照すると、第２のレバー３９２が棒３８２に設けられており、音楽用の弦５０は第２のレバー３９２に取り付けられている。このように、定荷重バネ３７０は、機械的な利点又は他の実施例において不利点であるほぼ一定の荷重を弦５０に対して適用する。また、レバー３８０の有効モーメントアームの長さを調整することによって、ユーザは、弦５０に適用される張力を細かく調律して、所望の調律を得て維持することができる。
【０１０３】
定荷重バネ３７０の巻回構造によって、バネの適用荷重は、動作の長さの約１％未満から２０％、４０％、６０％、８０％又はそれ以上など、この規定のレベルからほんのわずかに変化する。このように、定荷重バネは一定の適用荷重を提供して、一貫した、ほぼ一定の張力を音楽用の弦５０に提供し、従って、弦が伸長又は収縮するときでさえ弦がほぼ同じ張力を保つ、すなわち調律を保つことができる。
【０１０４】
上記実施例はモーメントアームを用いているが、特定の所望の出力の定荷重バネが、対応する音楽用の弦の端部と端部で取り付けられており、所望の張力が弦にかけられることを理解されるべきである。定荷重バネは、バネと弦の間の荷重を調整することなく所望の張力を適用するように選択されることが好ましい。
【０１０５】
この実施例は調整可能なレバーを用いているが、様々なラジアスプーリなど他の構造を用いて調整可能なモーメントアームを提供し、付随する音楽用の弦にバネが及ぼす正確な張力を細かく調律できることを理解すべきである。
【０１０６】
次に図２２を参照すると、別の実施例において、単一の音楽用の弦５０を動作させる２つのバネ４００、４１４が提供されている。この実施例において、定荷重バネ４００が、第１の取付具４０２でこの器具の本体部に取り付けられており、第１のレバー４１０に取り付けられた取付端部４０４を具える。弦５０は、また第１のレバー４１０に取り付けられており、回転可能なロッド４１２と共に回転するように構成されている。第２のバネ４１４は、第２の取付具４１６で楽器本体部に取り付けられており、また、例えば、歯４２２をレバーアーム４２０の一部に提供し、レバーアーム４２０の有効モーメントアームの長さを調整するために、ユーザが操作可能なノブ４２６を具えるギア４２４を有することによって調整可能なモーメントアームの長さを有する第２のレバー４２０に取り付けられている。
【０１０７】
図２２に示す実施例において、第１のバネ４００は、付随する弦５０に大部分の張力を提供するように構成されている。例えば、弦の名目上の所望の張力が約２１ポンドである場合、第２のバネ４１４がレバーアーム４２０を介して、張力約２ポンドを提供している間、第１の定トルクバネ４００は、レバーアーム４１０を介して、張力２０ポンドを提供するように構成しても良い。このように併せて作用する２つのバネは付随する弦５０に所望の張力を提供する。しかしながら、第２のバネ４１４は小さいので、弦に実際に及ぼされる張力を簡単に調整し調律することを補助し、これによってより正確な荷重及び調整特性を提供することができる。
【０１０８】
別の実施例において、第２のバネは、コイル型のバネなど異なる種類のバネにしてもよい。また、第２のバネが、示した実施例と同じ方法で又はいくつかの他の種類の荷重調節部材を介して弦５０に取り付けられてもよい。第２のバネは、比較的小さな張力のみに依存するので、比較的小さいバネ定数を有するコイルバネを選択しても良い。このようなバネは、弦の伸長又は収縮の特定の範囲にわたってより小さく変化する。このように、複数のバネの互いの作用を使用する構想によって、弦取付システムの選択者は利用可能な選択物が増える。
【０１０９】
次に、図２３Ａ及び２３Ｂを参照すると、弦の張力調整具１３５ａのさらに別の実施例が提供されている。この実施例において、弦の張力調整具は、回動点１８２ａを中心に制限された範囲で回動するように構成されたバネ荷重の調節部材１４０ａを支持する本体部１４２ａを具える。調節部材１４０ａは、音楽用の弦５０を受けて支持するように構成された弦の受け部１９０ａを具えるアーム２００ａを具える。アーム２００ａは、バネ１３８ａの第１の端部と接合するように構成されたバネ取付具２１０ａを具える。
【０１１０】
本体部１４２ａは、シャトル２５０ａが配置されているねじ式の調整ボルト２４０ａを支持する。ボルト２４０ａに沿ったシャトル２５０ａの縦方向の位置は、ノブ２４６ａを用いてボルトを回転させることによって調整できる。シャトル２５０ａは、バネ１３８ａの第２の端部を受けるように構成されたバネ取付具２６０ａを具える。
【０１１１】
この実施例において、荷重の調節部材１４０ａは回動点１８２ａを中心に回転し、バネ１３８ａからの荷重は調整され、図５乃至１２に関連して開示した実施例と機能的に同じ方法で弦５０に張力を提供する。調節部材１４０ａの止め接合部分２２０ａは、本体部１４２ａに形成された止め面２２４ａと接触して調節部材１４０ａの回動範囲を制限するように構成されている。図２３Ａは止め部２２０ａが接合した状態の張力調整具を示し、図２３Ｂは、止め部２２０ａから回転して離れた張力調整具１３５ａを示す。
【０１１２】
図２乃至４に関連して上述した実施例において、バネ７１はこれらのバネ荷重を対応する弦５０にほぼ直接及ぼし、バネと弦の間に配置される荷重調節部材はない。図５乃至１２に関連して上述した実施例において、バネ１３８は、荷重調節部材を介してこれらのバネ荷重を対応する弦５０に及ぼす。上述のように、様々な形、大きさ、形状の荷重調節部材が考慮される。出願人は、本発明の態様は、バネから弦へ直接に荷重を適用している実施例を介する、及びバネ荷重が弦に連結されつつ調整される実施例を介するという両方を有利に用いることができることを考慮している。特に好適な実施例において、弦が伸長するとバネ荷重が適用され、弦が完全な調律に対して容認できる音の範囲内にあるようにバネが張力を維持する。別の好適な実施例において、弦が伸長するにともない、バネは張力を適用し続けて、従来の器具と比較して弦の調律が比較的遅く変わるようにする。ほぼ完全な調律を保持することが好ましいが、調律が狂う過程を遅くするこのようなことは価値がある。
【０１１３】
以下の記述は、バネを用いて対応する音楽用の弦に張力を与える実施例を作るときに考慮されうる一定の数学的関係を導いており、この張力は、時間とともに弦が伸びる際に比較的遅く変化することが好ましく、ある範囲にわたって弦は伸びるがほぼ一定であることがより好ましい。
【０１１４】
特定の数学的方程式は、
１）弦の振動周波数：ｆ＝（１／２Ｌ）（Ｔ／ｄ）１／２
ここで、Ｌは弦の長さ、
Ｔは弦の張力、
ｄは弦の直径、である。
２）弾性ヤング率：ρ＝Ｆｌ／（Ａｘ）
ここで、ρは弾性率、
Ｆは材料の任意のＺ軸に沿う荷重、
ｌは材料の任意のＺ軸に沿う自然長、
ＡはＺ軸に沿う材料の断面積、
ｘは直線変位（伸び）、である。
３）Ｆ＝−Ｋｘ
ここで、Ｋはバネのバネ定数又はバネ比である。
【０１１５】
式２を整理すると、Ｆ＝（ρＡ／ｌ）ｘであり、式３は、ρＡ／ｌ＝Ｋである。鋼では、ρは約３０，０００，０００ｌｂｓ．／ｉｎ．＾２、ナイロンではρは約１，５００，０００ｌｂｓ．／ｉｎ．＾２である。このように、鋼はナイロンより約２０倍硬い。しかしながら、式１が示すように、密度は発せられる周波数で変化するので、ナイロンの弦は鋼製の弦と比較してより広い断面積にしうる。鋼の密度は約０．２８ｌｂｓ．／ｉｎ．＾３であり、ナイロンの密度は約０．０４ｌｂｓ．／ｉｎ．＾３である。従って、鋼製とナイロン製の弦の単位長さあたりの質量密度（式１を使用して）をほぼ同じに保つ場合、ナイロンの弦の断面積は、鋼製の弦の約７倍である(０．２８／０．０４)。弦の密度が一定に保持される場合、同じ張力のかかる同じ長さの弦は同じ周波数を発しうる。
【０１１６】
Ｋは断面積に比例するので、鋼製の弦の単位長さあたりの質量と同じであるナイロンの弦の「伸縮性」は、鋼製の弦の２０／７（〜３倍）である。言い換えればＫナイロン＝（７／２０）Ｋ鋼である。
【０１１７】
通常のギターにおいて、鋼製の高Ｅの弦（最大伸縮の弦）の公称直径は、約０．００９”であり、弦の最大自然長は約４０”である。これらのパラメータにより、この弦のバネ定数を計算することができ、鋼は約３０，０００，０００＊（０．００９／２）＾２＊ＰＩ／４０＝４７．７１ｌｂ．／ｉｎ．、ナイロンは約４７．７１／(２０／７)＝１６．７ｌｂ．／ｉｎ．である。鋼の最終強度は約２１３，０００ｌｂｓ．／ｉｎ．＾２であり、従って、鋼製の高Ｅの弦は、約２１３，０００＊ＰＩ＊（０．００９／２)＾２＝１３．５ｌｂｓ以上に伸びると壊れうる。この最大張力におけるＥの弦の最大の撓みは、１３．５ｌｂｓ．／(４７．７１ｌｂｓ．／ｉｎ．）＝０．２８ｉｎｃｈであり、これは、通常の４０”のギターの弦に対して約０．７％ 伸びている。
【０１１８】
同じく、これらの仮定及び計算に基づいて、従来のギターの最大伸縮材料（ナイロン）の最大伸縮の弦（Ｅ）は、約０．２８＊（２０／７）＝０．８１ｉｎｃｈ又は約３／４”伸び、これは、通常の４０”のギターの弦に対して約１．９％ 伸びている。
【０１１９】
さらなる実施例は、図２乃至４に関連して上述した構造とほぼ同じ構造を具えて、相対寸法を変更しうる。このような一実施例は、バネ定数が約１ｌｂ．／ｉｎ．である。張力１３．５ｌｂｓ．で０．２８ｉｎｃｈ撓む鋼製のＥの弦に対し、式３により張力の変化は０．２８ｌｂである。従って、バネによって適用される変化する張力は１３．２２ｌｂｓ．にしうる。他の要素が一定に保持されるとき、弦の周波数は張力の平方根と共に変化するので、周波数は、最初の周波数を約９９％維持して約１％変化させることができる。同じ理由から、約２ｌｂ．／ｉｎ．の定数のバネを使用して最初の周波数の約９８％の周波数をもたらす。同じ計算によって以下の追加の関係：バネ定数０．５ｌｂ．／ｉｎ．が最初の周波数の約９９．５％の周波数をもたらし；バネ定数０．２５ｌｂ．／ｉｎ．が最初の周波数の約９９．７％の周波数をもたらし；バネ定数０．１ｌｂ．／ｉｎ．が最初の周波数の約９９．９％の周波数をもたらすことが決定される。さらに、この記述は図２乃至４など直接的に連結された実施例を考慮しているが、荷重調節部材を使用することによって、バネ定数をさらに小さくして、弦の伸長の変化に伴う周波数の差をより小さくすることができる。
【０１２０】
１２音音階において、全音程（音符）の下降は、最初の音符の２（−２／１２）＝０．８９倍の周波数で成される。従って、調律された弦の最初の周波数の約９０％内で発した音の高さは、最初の音の高さの約１音程全体内にある。
【０１２１】
上述したことに加えて、バネ構成を選択して（４０ｉｎ．のギターの弦の）１又は２インチの伸長など弦のより大きい伸長によって、最初の完全な調律の周波数の９０％かそれ以上の周波数にすることができる。
【０１２２】
さらに別の実施例において、上述のＮＥＧ’ＡＴＯＲ製品など定トルクバネモータ、又は定荷重タイプのバネが弦に連結され、バネが数インチ伸びていてもほぼ定荷重を適用する。このように、バネがレバーアームに作用する場合さえもバネの張力の変化はとても小さく、たとえ弦が１、２インチ又はそれ以上伸長したとしても、使用中に予想される比較的小さな伸びはほぼ無視できる。
【０１２３】
さらなる実施例において、音楽用の弦はかなり厳しい公差で製造されたワイヤで作られる。例えば、高Ｅの弦であるように構成されたギターの弦は、公称直径が約０．００９インチであり、０．５％以下、より好ましくは０．２５％以下、さらに好ましくは０．１％以下の直径公差であることが好ましい。このように、特定の張力及び有効長さにおいて一貫した弦の実際の固有周波数が達成される。例えば、ギターの高Ｅの弦は名目上３３０Ｈｚで振動する。出願人は、公称直径からの弦の直径の変化が±０．２５％程度であり、約１．６５拍／秒に対して３２９．１７５Ｈｚ乃至３３０．８２５Ｈｚ間で振動しうることを測定した。０．１％の直径公差を保持することによって、０．６６拍／秒が生じ、これは調律において聞き取れないほどの差である。公差を作り出すことは、公称周波数の変化が２拍／秒、より好ましくは１．６５拍／秒、さらに好ましくは１拍／秒、最も好ましくは０．６６拍／秒より小さいビート周波数を作り出すようにすることである。
【０１２４】
厳しい公差の弦に関連して、一実施例は、弦に端部と端部を連結し、同様に厳しい公差を有するバネを使用しても良い。このように、実質上、調整具は必要ではない。この一実施例において、弦の作用張力を示すために印をバネ／弦の連結部近傍に提供しても良い。従って、弦を器具に取り付けるとき、ユーザは、調律ノブをバネ／弦連結部が適切な印に一致するまで締める。また、弦の長さが緩みやその他によって変化する場合も、ユーザは調律ノブを調整して適切な印と連結部を再調整してもよい。
【０１２５】
また、ここに開示した実施例は、様々な大きさ、トーン、長さ、及びその他の弦を具えて使用できるように構成できることを理解すべきである。例えば、様々なギターの弦は、通常、約１０乃至２０ｌｂ．の間、時々、約１０乃至３０ｌｂの間の理想的な（完全な調律）張力を有する。特定の比較的大きいピアノの弦は、複数の弦が組み合わされて単一のバネによって力を与えられており、このような張力の条件が１，０００ｌｂ．に近い場合、これらの完全な調律の張力は２００ｌｂ．に近いように構成されている。特定の音楽用の弦は、完全な調律の張力が５ｌｂ．又はそれ以下でもよいと考慮される。出願人は、このような範囲の弦の張力に適応する構成の実施例を考慮している。
【０１２６】
ここに開示した本発明は、特定の好適な実施例及び例を参照して開示されているが、本発明は、特定の開示した実施例以外に他の代替の実施例および／または本発明の使用、並びに明確な改良物及び均等物にわたることを当業者によって理解されうる。さらに、多くの変更が示され、詳細に記述されているが、本発明の範囲内の他の改良物はこの開示に基づいて当業者に容易に自明である。これらの実施例の特定の特徴及び態様の様々な組合せ又は副次的な組合せが本発明の範囲内で成され、さらに収まりうることも考慮される。従って、この開示した実施例の様々な特性及び態様は、組み合わせられるか、開示した発明の変形した態様を形成するために互いに代替できる。たとえば、図２乃至４に関連して開示された光源は、図５乃至１２に示した実施例又はここに教示したあるいは示唆した任意の実施例に関連して用いられても良く、図５乃至１２に示したコイルバネが図２２に示したような実施例に使用されても良い。従って、ここに開示した本発明の範囲は、上述した特定の開示された実施例によって制限されるべきではなく、請求の範囲によってのみ決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】図１は、概略を示した弦取付システムを使用し、ここに開示された態様のギターの一実施例を示す。
【図２】図２は、本発明の態様の弦取付システムの実施例を使用したギターの一実施例を示す。
【図３】図３は、図２のギターのライン３−３に沿った拡大図であり、弦取付システムの部分的な破断図である。
【図３Ａ】図３Ａは、対応する弦がちょうど正確な調律に配置されているときの対応する管及びバネ連結具に対する位置の止め部材の拡大図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、止め部材がストップ調律インジケータが管の基準インジケータに一致するよう動いた後の図３Ａの構成を示す。
【図４】図４は、図３に示したギターの一部分の側面図である。
【図５】図５は、本発明に従った態様を具える弦取付システムを具えるギターの別の実施例の拡大斜視図である。
【図６】図６は、図５に示した実施例に従って用いられる弦の張力調整具の概略側面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図６に示した実施例の一定の関係を示した略ダイアグラムである。
【図７】図７は、図６の弦の張力調整具の斜視図である。
【図８】図８は、図６の弦の張力調整具の別の斜視図である。
【図９】図９は、図６の弦の張力調整具の斜視図であるが異なる位置に配置された弦の張力調整具のシャトル２５０を示す。
【図１０】図１０は、ギターの弦取付システム内へ配置された複数の弦の張力調整具を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０の弦の張力調整具の後方斜視図である。
【図１２】図１２は、ギター本体部に形成された空洞内に配置された弦の張力調整システムの一部分を示す図５のギターの裏面斜視図である。
【図１３】図１３は、図６のバネの張力調整具が左回りに動く時のバネの荷重の変化を示すグラフである。
【図１４】図１４は、図６のバネの張力調整具のアームが左回りに動く時のバネの有効レバーアームの変化を示すグラフである。
【図１５】図１５は、バネの張力調整具のアームが左回りに動く時の図１３及び１４に示す結果から生じる有効弦張力の変化を示すグラフである。
【図１６】図１６は、本発明の態様の弦の張力調整システムの実施例を使用したギターの別の実施例の斜視図である。
【図１７】図１７は、図１６のギターの上面図である。
【図１８】図１８は、本発明に従った態様を具える弦の張力調整具のさらに別の実施例の側面図である。
【図１９】図１９は、図１８の張力調整具を使用した弦取付システムの別の実施例の上面図である。
【図２０】図２０は、本発明に従った態様を具える弦取付システムの別の実施例の概略図である。
【図２１】図２１は、本発明に従った態様を具える弦取付システムのさらに別の実施例の概略図である。
【図２２】図２２は、本発明に従った態様を具える弦取付システムのさらに別の実施例の概略図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、本発明に従った態様を具える弦の張力調整具のさらに別の実施例の側面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２３Ａの弦の張力調整具の側面図であり、異なる回転位置のバネ荷重の調節部材の一部を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【国際調査報告】
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