Piano électrique
La présente invention concerne un piano électrique. Le terme piano électrique , utilisé dans la présente description, désigne un instrument comportant un sommier et un dispositif de mise en vibration des cordes, sans table d'harmonie ni chevalet, ce dispositif étant muni de moyens permettant de convertir les vibrations de cordes en pulsations électriques qui sont elles-mêmes transformées en sons à l'aide d'un hautparleur.
Des sons, produits par un piano électrique, ressemblent étroitement aux sons d'un piano acoustique classique. On a rencontré de grandes difficultés pour obtenir une qualité parfaite de sons dans un piano électrique, en particulier du fait que le chevalet et la table d'harmonie du piano acoustique produisent un couplage étroit des cordes de l'instrument et contrôlent également, dans une large mesure, les caractéristiques d'atténuation des sons d'un piano acoustique.
Dans ce dernier, les cordes sont mises en mouvement par les marteaux du mécanisme d'actionnement qui, immédiatement après les avoir percutées, en sont écartés. La diminution du son est réglée par différents facteurs, parmi lesquels la longueur et le couplage des cordes, I'impédance de la partie de terminaison et l'amortissement par la matière et la structure de cette partie de terminaison. Lorsque les sourdines d'un piano mécano-acoustique sont relevées par l'actionnement de la pédale, il se produit une interaction considérable entre les cordes représentant des notes de diférentes fréquences fondamentales. L'inte ration entre les cordes est extrêmement complexe, parce qu'elle fait intervenir les nombreux modes de vibration de chacune d'elles, et en correspondance elle donne au son d'un piano acoustique une qualité reconnaissable.
Si cette qualité n'est pas obtenue dans un piano électrique, ce dernier ne constitue pas un instrument optimal.
Dans le passé, on a cherché à résoudre les problèmes définis plus haut. Ainsi, le brevet des Etats
Unis d'Amérique No 3 049 958 concerne l'agencement de transducteurs pour notes individuelles d'un piano électrique et la production d'effets d'amortissement appropriés. La solution proposée consiste à améliorer des sons individuels, mais la structure portante et d'amortissement utilisée fait intervenir des vibrations entrant en résonance dans des cordes de groupes adjacents < > 11 ou distants. distants. Ce dispositif ne permet pas de contrebalancer la tendance à la génération simultanée de sons lors d'un jeu rapide d'un morceau.
I1 est courant, dans l'art antérieur, d'utiliser un transducteur pour chaque corde ou groupe de cordes produisant une seule note. L'emploi d'un transducteur par note nécessite une structure relativement complexe, coûteuse et difficile à maintenir accordée.
La présente invention remédie aux défauts de l'art antérieur. Suivant l'invention, le piano électrique comprenant une pluralité de cordes, s'étendant entre des points de fixation à un sommier, et un ensemble transducteur placé transversalement en-dessous des cordes, est caractérisé en ce que ledit ensemble transducteur comporte une barre profilée, à section droite en U, située sous toutes ou partie des cordes, cette barre comprenant une base supportée par le sommier et un bras en porte-à-faux, sur lequel s'appuient les dites cordes, les éléments transducteurs de l'ensemble étant fixés dans l'intervalle compris entre la base et le bras en porte-à-faux de la barre qui est acoustiquement conductrice suivant sa longueur, et dont la base est isolée acoustiquement du dit sommier.
La barre profilée peut être extrudée de façon à comporter un bord, sur leauel se terminent les seg ments accordés des cordes. Immédiatement au-delà du segment accordé d'une corde, on peut prévoir un élément d'amortissement pour cette corde, de préférence fixé directement sur la barre extrudée. De plréférence l'élément d'amortissement a la forme d'un tampon en caoutchouc ou en matière plastique, placé en contact avec la corde. L'effet d'amortissement est fonction des dimensions, du profil, de la densité et de la dureté de la matière.
D'autres avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés.
Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'un premier mode de réalisation de l'invention.
Fig. 2 est une vue en plan du piano de la figure 1.
Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2.
Fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3.
Fig. 5 est une coupe partielle d'une variante des systèmes des figures 1 à 4, mettant en évidence un mode de réglage du taux de diminution de la vibration d'une corde.
Un sommier 10 supporte plusieurs cordes de piano
1 1 tendues entre des broches d'ancrage 12 et des broches d'accord 13. Chaque corde passe sur un élément d'agrafage 14, placé dans une position adjacente aux broches d'accord 13, et sur un ensemble transducteur 15 voisin des broches d'ancrage 12. En ce qui concerne les cordes, il y en a une par note, en particulier dans la gamme des basses du piano, et trois cordes par note dans la gamme des aigus, ou bien, comme dans le cas de certains pianos électriques, on peut utiliser dans tout le piano une corde par note.
L'ensemble transducteur 15 comprend une bar-re profilée allongée 9 en aluminium dont la section transversale est en U, comprenant par exemple une branche de base 16, une branche en porte-à-faux 17 et un élément court 18 reliant la base 16 à la branche
17 d'un côté seulement; l'autre côté de la barre extrudée 9 est ouvert à la manière d'un U s'appuyant sur un côté. Une seule barre extrudée 9 s'étend transversalement à toutes les cordes let agit comme élément d'agrafage, l'instrument ne contenant pas de chevalet ou de table d'harmonie. La barre extrudée
9 peut ensuite être incurvée de manière à épouser la disposition désirée des points de terminaison; éventuellement, elle peut être coulée initialement avec un profil incurvé.
L'ensemble 15 comporte environ 20 à 25 éléments transducteurs 20 pour un piano complet, en supposant que ce dernier a 88 notes. Les éléments 20 sont répartis le long de la barre 9 de manière que la sonorité de chaque note séparée corresponde à la sonorité de la même note dans un piano acoustique. A cet égard, le rapprochement d'un élément transducteur d'une corde améliore le son produit en réponse à une percussion de cette corde.
Les transducteurs 20 sont de préférence des éléments piézo-électriques en céramique et ils sont munis d'électrodes en argent, de façon à fonctionner suivant
le mode en épaisseur. Les électrodes inférieures des
éléments piézo-électriques 20 sont toutes en contact
avec le bras de base 16, de sorte que ce bras constitue un support commun pour tous les éléments transducteurs. Les électrodes supérieures des éléments piézoélectriques 20 sont en contact avec des cales en bronze 25 qui s'appliquent à leur tour contre une couche de matière isolante 26 du genre caoutchouc, qui a également un effet d'amortissement acoustique.
Les cales 25 sont toutes reliées ensemble par un fil commun 28 qui aboutit à une borne de sortie 29. L'élément de base 16 s'appuie sur une couche de matière acoustiquement isolante 30, par exemple du feutre, qui isole acoustiquement l'ensemble 15 du sommier 10 et qui fait en sorte que la résonance du sommier ne soit pas transmise intempestivement à l'ensemble transducteur.
Les éléments transducteurs 20, lorsqu'ils sont assemblés dans un instrument, sont soumis à une compression suffisante pour que les signaux de courant alternatifs soient transformés avec précision et pour que des éléments 20 ne soient pas débloqués sous l'effet d'une vibration puissante.
D'autres types d'éléments transducteurs peuvent être utilisés dans la barre 9. Par exemple, la barre peut être constituée d'une matière magnétique, telle que du fer doux, des bobines magnétiques transduo trices pouvant remplacer les éléments céramiques 20, avec ou sans amortisseurs en caoutchouc 26.
Pour positionner l'ensemble 15 par rapport au sommier 10, on prévoit, dans la base 16, des trous 31 munis d'une fourrure 32, et dans lesquelles sont engagées des broches 33 fixées sur le sommier. Le bras en porte-à-faux 17 est par conséquent laissé libre, du fait que les fourrures ne sont pas rigides, ce qui permet la vibration des éléments piézo-électriques 20 par rapport à la base 16 et également la transmission des vibrations dans le sens longitudinal, jusqu'à des cordes non soumises à percussion; ces dernières sont mises en vibration de façon à produire des signaux électriques à leurs fréquences propres de résonance, en vue de leur transmission à la borne de sortie 29.
Cette action simule de très près l'action d'un piano acoustique classique, sauf que, dans un piano acoustique, un couplage entre cordes est produit principalement à l'aide d'un chevalet et d'une table d'harmonie alors que, dans le piano décrit, ce couplage est réalisé par l'intermédiaire de l'ensemble transducteur. Cela permet également de remédier au défaut habituel des pianos électriques connus, à savoir que la caractéristique d'affaiblissement de sons est tout à fait différentes de celle d'un piano acoustique. Ce dernier a essentiellement un double taux d'atténuation: un taux rapide jusqu'à un niveau infé- rieur, suivi d'un taux très lent. Des pianos électriques ont habituellement des taux d'atténuation presque linéaires.
Egalement, un amortisseur en caoutchouc 40, sous la forme d'une bande ou d'une pièce séparée, en une telle matière, à Iraison d'une pièce par corde (ou par groupe de cordes), est placé en-dessous des cordes, en contact avec elles et juste à l'extérieur du segment accordé des cordes. Une position appropriée est située sur l'élément en parte-à-faux. Pour maintenir l'amortisseur en caoutchouc 40 en position, un évidement 41 peut être ménagé dans la face supérieure de l'élément en porte-à-faux 17, dont l'amortisseur 40 épouse généralement le profil. Cette action d'amortissement simule l'amortissement d'une corde par le bois du chevalet de piano classique, situé à l'extrémité des segments accordé des cordes.
Lorsque les amor tisseurs 40 sont placés directement sur les points de la partie en porte-à-faux 17, où s'appuient les cordes, ou bien le long des segments accordés, l'effet d'amortissement est brutal et plus difficile à contrôler.
Sur la figure 5, on a représenté une variante de la figure 3, dans laquelle les amortisseurs 40 sont montés sur une tige mobile 45, de manière qu'ils puissent être écartés des cordes 11 ou appliqués contre ces cordes, ou bien de manière que des pressions réglables puissent être exercées contre les cordes.
Cela permet d'obtenir des taux de diminution de sons différents de ceux d'un piano classique.
Dans cet exemple de réalisation de l'invention, une seule barre transductrice, montée en porte-à-faux, obtenue par exemple par filage d'aluminium, est utilisée en commun pour toutes les cordes du piano, bien que le cas échéant, pour des commodités de construction, on puisse employer deux ou trois sections d'une telle barre extrudée. Dans le dernier cas, l'ensemlble est identique à la fois mécaniquement et électriquement à la pièce unique extrudée. En utilisant une seule barre transductrice pour toutes les notes du piano, on peut employer un nombre d'éléments transducteurs inférieur à celui des notes du piano.
Par exemple, dans un piano à 88 touches, il est possible d'utiliser seulement 20 à 25 éléments transducteurs piézo-électriques. Du fait que tous les éléments transducteurs sont montés sur une barre commune, métallique à grande capacité de transmission à la fois du point de vue acoustique et du point de vue structural, il existe un couplage intrinsèque entre les différentes cordes: ainsi, une vibration, se produisant en n'importe quel endroit sur la longueur de la barre, est transmise le long de celle-ci à d'autres cordes.
La matière d'amortissement peut être répartie en éléments individuels, ou bien constituée par une bande continue, pour faciliter le montage. Elle peut être rapprochée ou éloignée de l'extrémité du segment accordé, en vue d'augmenter ou de réduire le taux de diminution en concordance avec les tonalités nécessaires dans les différentes gammes. Pour faoiliter la fabrication, il est préférable de prévoir, dans la barre extrudée, une rainure peu profonde, dans laquelle on place la matière d'amortissement de façon optimale. Les différents paramètres, constitués par l'épaisseur, la largeur ou le diamètre de la matière d'amortissement, sont utilisés pour faire varier le taux d'amortissement dans différentes gammes.
Bien que ce procédé soit idéal pour régler des taux de diminution fixes, pour les cordes de notes ou gammes individuelles, il est également possible d'obtenir aisément, dans le même instrument, la faculté de réglage de taux de diminution analogues à ceux d'un piano acoustique ou plus soutenus, par exemple des sons analogues à ceux d'un orgue par un montage différent de la matière d'amortissement. Dans ce but, suivant un autre mode de réalisation de l'invention, la matière d'amortissement est placée sur une tige particulière, placée le long de et dans une position adjacente à la barre transductrice. La tige étant poussée mécaniquement par un poids ou un ressort, en vue de maintenir la matière en contact avec les prolongements des cordes, et obtenir ainsi des taux de diminution analogues à ceux d'un piano acoustique.
Lorsqu'on désire obtenir des sons plus soutenus, cette tige est écartée à l'aide d'une pédale ou bien d'un dispositif de commande manuelle ou électrique, de façon à éloigner temporairement la matière d'amortissement des prolongements de cordes.