绳其祖武，万物长荣
——长荣琴轸发明纪实（下）

2022-09-26 08:20吴跃华

乐器 2022年9期

文/吴跃华

（接上期）

扩大安全调节范围

上期说过，琴轸不断拧下去，绒扣捻度达到极限就要打滑。打滑时候的捻度我们可以叫它“极限捻度”。而绒扣在完全放松的时候其实也有一个捻度，也就是把两股线绳绞在一起时所需要的“初始捻度”。绒扣的安全调节范围就是从“初始捻度”到“极限捻度”这么一段。比方说初始捻度是5圈，极限捻度是8圈（图4）。那么从完全放松状态开始，你拧了3圈就会打滑了。现在传统琴轸出厂时都附带绒扣，但这些绒扣很多情况下都已经被绞得很紧了，也就是说初始捻度就已经很高，稍微拧几下当然就打滑。老琴家看到这种情况往往会说这个绒扣“没量了”——没有调节余量了，需要拆下来重新搓绒扣。

图4

我这次重新设计传统琴轸，借鉴了著名琴家陶艺先生所藏清代老琴轸的设计（图5），使用无捻的“辫子绒扣”，使“初始捻度”直接为零，进一步扩展了绒扣的安全调节范围。

图5

绒扣半结固定法

我独创的绒扣半结固定法，已经在璇玑琴轸上得到成功验证，实现了绒扣长度的无极调整和在线调整，这次也被移植到传统琴轸上来。在绒扣达到“极限捻度”开始打滑时，如果蝇头还在岳山上的话，用户可以不必重新上弦，只要把绒扣完全放松到自由状态，然后在琴轸尾部拉出绒扣，重新把半结前移并系紧，就可以缩短绒扣并使初始捻度“回零”从而解决打滑的问题（图6）。

图6

这样，有了加长绒扣工作段的专利发明、初始捻度为零的辫子绒扣、以及绒扣半结固定法这三者的同时加持，重新设计的传统琴轸，理论预测的安全调节范围将增加35%以上，打滑的可能性大幅降低，而且安装更加方便快捷，可以在不拆弦的情况下调节绒扣长度，使绒扣始终处于最佳工作状态。

产品设计

产品设计是一项系统工程，需要考虑的因素很多。鉴于绞绳式琴轸必须依靠琴轸顶端与轸池板的摩擦来抵抗打滑退转的特点，首先应该考虑的是琴轸的材料。使用过传统木轸的朋友都有体会，拧琴轸的时候会感到非常“涩”（视不同轸池/琴轸材料的组合而程度不同）。劲小了它不动，劲大一点又忽然动起来，同时发出刺耳的“咯吱”声。尤其在快到标准音高时，总是在和你捉迷藏。这种现象在摩擦力学中叫做“粘滑现象”。接触面的两种材料密度相近时，粘滑现象会非常显著，而润滑剂可以显著减少粘滑现象。但别忘了传统绞绳式琴轸正是靠摩擦才能“定得住”的。加了润滑不就打滑了么？既要“拧得顺”又要“定得住”，这是传统琴轸特有的矛盾所在，不可能两者兼得，只能依靠材料和接触面形状的精细选择加以平衡。为此，我们从两方面着手解决。

一是选择木材的替代材料。在琴轸顶端与轸池板这一摩擦副的二者之中，轸池板这头，除了可以确定是木头的，其他条件则几乎是未知的。而琴轸这一头（材料、接触面形状、粗糙度）则是可以预先选择、设计和控制的。为了获得较宽的适应性，通过大量试验，最终选择了一种对木材的摩擦系数适中，而粘滑性较小的工程树脂，不但能够比较好地兼顾“拧得动，定得住”的要求，而且在与轸池板的粘滑运动中的冲击振动小而密（实际体验就是不像木头对木头摩擦那么“涩”），更好控制。

二是成本与工艺上的优化。相对于新做一个树脂的尾塞安装在木轸尾部的方案，使用整体注塑成型的方案，除了能够通过材料选择减少“粘滑现象”之外，从工艺和成本角度而言也有很多优越之处。尾塞这样的细小零部件安装，只能使用人工。除了成本上升之外，也由此带来很多不确定因素，比如溢胶、缺胶、木轸开孔公差大小等带来的胀裂、脱落、不稳固等一系列问题，导致成品率的下降。因此，采用工程树脂整体注塑成型，是综合考虑摩擦工况、强度、耐久性、一致性、成本、内孔夹持结构的精度保证等各方面因素后，最合理的成型工艺。但如果考虑到市场需求和传统审美习惯，未来也会推出硬木制作的轸体。

在顶端接触面形状上，则应用了我的另一项研究成果：“古琴琴轸的窝顶结构及其科学依据”，⑥在“知其所以然”的基础上继承了传统窝顶结构，而不是简单地模仿。轸体的形制设计，在人体工学方面同样具有创新之处。它采用的三瓣兰花花蕾的造型，并不仅仅是为了简洁美观的需要，而是希望能够创造一种既不硌手，又不打滑的拧动体验。采用拇指推动轸体边沿的拧转方式，与通常捏紧轸体的用力方式略有不同，希望早日获得琴友们在试用之后的反馈意见（图7）。

图7

产品打样之后，我们将其与传统琴轸在同样条件下进行了对比实测，结果表明，经过我们改良的琴轸，安全调节距离提高了32.1%，略低于理论预测。与此对应，在打滑之前所能调节到的音高也比传统琴轸高了一个小三度。