DE102018008972A1

DE102018008972A1 - Aufrecht stehendes Klavier

Info

Publication number: DE102018008972A1
Application number: DE102018008972.0A
Authority: DE
Inventors: Keiichi Fukatsu; Azumi Yoshida; Hiroshi Komada; Hitoshi Izutani; Taishi SHINOHARA
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2038-11-15
Also published as: US20190147835A1; JP2019090981A; CN110010101B; DE102018008972B4; US10424275B2; CN110010101A

Abstract

Ein aufrecht stehendes Klavier umfasst einen Innenraum, der von einem Gehäuse umschlossen ist, das eine obere Frontplatte, die über einem Tastenbett angeordnet ist, und eine untere Frontplatte, die unter dem Tastenbett angeordnet ist, und ein Resonanzrohr, in dem eine hohle Region, die eine Öffnung aufweist, gebildet ist, und das in dem Innenraum angeordnet ist, wobei die Öffnung am linken Ende des unteren Endes der oberen Frontplatte oder des oberen Endes der unteren Frontplatte, oder am rechten Ende des unteren Endes der oberen Frontplatte oder des oberen Endes der unteren Frontplatte angeordnet ist, aufweist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Es wird Priorität beansprucht aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-221322 , eingereicht am 16. November 2017, deren Inhalt hierin durch Verweis eingeschlossen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein aufrecht stehendes Klavier, das mit einem akustischen Resonator ausgestattet ist.
Beschreibung des Stands der Technik
Stehende Wellen, die in dem Schrank eines aufrechten Klaviers erzeugt werden, beeinflussen die Frequenzeigenschaften des akustischen Raums. Beispielsweise tritt ein Phänomen auf, in dem die Klänge von Frequenzen, die bestimmten Tasten entsprechen, intensiviert oder gedämpft gehört werden. Konventionell ist als Technik für die Unterdrückung von stehenden Wellen, die in dem akustischen Raum erzeigt werden, eine Resonatorklangabsorption unter Verwendung eines Resonanzrohrs bekannt.
Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2012-185330 beschreibt ein elektrisches Musikinstrument, das die Frequenzeigenschaft durch Steuerung des festen Vibrationsmodus einer spezifischen Resonanzfrequenz, die in dem Gehäuse während der Klangemission erzeugt wird, anpasst. Es ist möglich, den Schalldruck einer spezifischen Frequenz in dem Gehäuse zu verringern, indem die Öffnung des akustischen Resonators in mindestens einem der Antiknoten des Schalldrucks in dem festen Vibrationsmodus einer spezifischen Frequenz zu verringern.
In dem elektronischen Musikinstrument, das in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2012-185330 beschrieben ist, ändert sich jedoch die Frequenzeigenschaft in dem Gehäuse gelegentlich durch die Anordnung eines akustischen Resonators in dem Gehäuse. Ein aufrechtes Klavier weist einen weiteren dynamischen Bereich auf, als ein elektronisches Musikinstrument und weist außerdem eine komplizierte Frequenzeigenschaft auf. Aufgrund dessen kann die Anordnung eines akustischen Resonators in dem Gehäuse eines aufrechten Klaviers zu ungewünschten Wirkungen auf die Frequenzeigenschaft führen, wie etwa beispielsweise einer Störung des Klangfelds in dem Gehäuse in dem Hochfrequenzband.
Weiterhin verringert der akustische Resonator, wenn die Öffnung des akustischen Resonators in einem festen Vibrationsmodus bei mehreren Frequenzen an dem Antiknoten des Schalldrucks platziert ist, den Schalldruck ungewollter Frequenzen und führt in einigen Fällen zu Auftreten ungewollter Wirkungen auf die Frequenzeigenschaft.
Bei der Anordnung des akustischen Resonators in dem Gehäuse eines aufrechten Klaviers ist es auch notwendig, eine Beeinträchtigung der äußeren Erscheinungsform soweit wie möglich zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf den obigen Umstand erreicht. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines aufrechten Klaviers, das durch Aufweisen eines akustischen Resonators, der in einem Gehäuse davon angeordnet ist, in der Lage ist, stehende Wellen einer spezifischen Resonanzfrequenz zu unterdrücken, die in dem Gehäuse erzeugt werden, wobei die ungewollten Wirkungen auf die Frequenzeigenschaft minimal sind und die äußre Erscheinung nicht beeinträchtig ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um das obige Problem zu lösen, enthält ein aufrechtes Klavier nach der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse, einschließlich einer oberen Frontplatte, einem Tastenbett, das unter der oberen Frontplatte angeordnet ist, und eine untere Frontplatte, die unter dem Tastenbett angeordnet ist und einen Innenraum definiert; und ein Resonanzrohr, das mit einer hohlen Region und einer Öffnung ausgestattet ist, das in dem Innenraum angeordnet ist, wobei die Öffnung an der linken oder rechten Seite einer unteren Seite der oberen Frontplatte oder einer oberen Seite der unteren Frontplatte angeordnet ist.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein aufrechtes Klavier nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B' des aufrechten Klaviers aus 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen akustischen Resonator zeigt, der in dem aufrechten Klavier nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
4 ist eine Querschnittsansicht, die den akustischen Resonator zeigt, der in 3 gezeigt ist.
5 ist eine Kurve, die Messergebnisse des inneren Schalldrucks des aufrechten Klaviers zeigt, das in 1 dargestellt ist.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein aufrechtes Klavier nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B' des aufrechten Klaviers, das in 6 dargestellt ist.
8A und 8B sind Kurven, die Messergebnisse der Schalldruckverteilung in einem konventionellen aufrechten Klavier zeigen.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die ein aufrechtes Klavier nach einer Änderung der zweiten Ausführungsform zeigt.
10 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B' des aufrechten Klaviers aus 6.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
(Erste Ausführungsform)
Nachfolgend wird ein aufrechtes Klavier 100 nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, mit Verweis auf 1 bis 5. Um die Zeichnungen leichter zu verstehen zu machen, wurden die Dicke und das Abmessungsverhältnis der einzelnen Elemente, aus denen sie bestehen, leicht angepasst.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die die gesamte Zusammensetzung des aufrechten Klaviers 100 darstellt. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B' des aufrechten Klaviers 100 aus in 1.
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist ein aufrechtes Klavier 100 mit einem Gehäuse 2 versehen, das einen akustischen Resonator (Resonanzrohr) 1, eine Pedaleinheit 3, eine Tastatur 4 und eine Klangerzeugungseinheit 5 enthält. In der vorliegenden Ausführungsform ist der akustische Resonator 1 ein linkes und rechtes Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren (Resonanzrohre) 1L und 1R, und ein Element, mit dem die Pilaster eines aufrechten Klaviers ersetzt wurden.
Wie in 1 und 2 dargestellt, enthält das Gehäuse 2 das linke und recht Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R, eine obere Frontplatte 20, eine untere Frontplatte 21, ein Steckbrett 22, ein linkes und rechtes Paar Seitenplatten 23L und 23R, eine hintere obere Platte 24B, eine vordere obere Platte 24F, ein Tastenbett 25 und eine vordere Schiene 26. Das Gehäuse 2 enthält ferner ein linkes und rechtes Paar Seitenarme 27L und 27R, ein linkes und rechtes Paar Spurblocks 28L und 28R, und ein linkes und rechtes Paar Beine 29L und 29R. In der folgenden Beschreibung wird die Links-Rechts-Richtung als X-Achse bezeichnet.
Wie in 1 und 2 dargestellt, sind die obere Frontplatte 20 und die untere Frontplatte 21 in vertikaler Richtung in einem Abstand voneinander angeordnet (nachfolgend bezeichnet als Y-Achsenrichtung) . Die obere Frontplatte 20 ist ober dem Tastenbett 25 angeordnet und die untere Frontplatte 21 ist unter dem Tastenbett 25 angeordnet. Ein Soundboard 51 ist gegenüber der oberen Frontplatte 20 und der unteren Frontplatte 21 in der Vorne-Hinten-Richtung (Z-Achsenrichtung) angeordnet, die im rechten Winkel zur X-Achse und Y-Achse steht.
Wie in 1 und 2 dargestellt, besteht die obere Frontplatte 20 integral aus dem linken und rechten Paar pilasterförmiger akustische Resonatoren 1L und 1R, die an beiden Seiten der oberen Frontplatte 20 befestigt sind. Die obere Frontplatte 20 ist links und rechts durch das Paar Seitenplatten 23L und 23R umgeben. Die untere Frontplatte 21, das Soundboard 51 und das Steckbrett 22 sind ebenfalls in der linken und rechten Richtung durch das Paar Seitenplatten 23L und 23R umgeben.
Wie in 1 und 2 dargestellt, bedecken die hintere obere Platte 24B und die vordere obere Platte 24F die oberen Enden der oberen Frontplatte 20, der unteren Frontplatte 21, des Steckbretts 22 und der Seitenplatten 23L und 23R. Das Tastenbett 25, die vordere Schiene 26 und das Paar Seitenarme 27L und 27R springen aus einer Öffnung, die durch ein unteres Ende der oberen Frontplatte 20, ein oberes Ende der unteren Frontplatte 21 und Innenwandflächen des Paars Seitenplatten 23L und 23R umgeben sind, vor.
Wie in 1 und 2 dargestellt, springt das Paar Spurblöcke 28L und 28R vorwärts von linken bzw. rechten Enden eines unteren Abschnitts der unteren Frontplatte 21 vor. Das Paar Beine 29L und 29R ist zwischen der hinteren Fläche des Tastenbetts 25 und jedem der Spurblöcke 28L und 28R installiert.
Wie in 1 dargestellt, ist die Pedaleinheit 3 ein Bedienelement, das durch den Fuß des Spielers betätigt wird. Die Pedaleinheit 3 wird von der unteren Mitte der unteren Frontplatte 21 des Gehäuses 2 freigelegt.
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist die Tastatur 4 an dem Tastenbett 25 bereitgestellt. Die Tastatur 4 weist Tasten 41, eine Ausgleichsschiene 42, eine vordere Schiene 43, eine hintere Schiene 44 und eine Fallplatte 45 auf. Die Tasten 41 sind zwischen dem Seitenarm 27L und dem Seitenarm 27R des Tastenbetts 25 des Gehäuses 2 angeordnet. Die Tasten 41 werden durch die Ausgleichsschiene 42 auf dem Tastenbett 25 getragen. Die vordere Schiene 43 und die hintere Schiene 44 sind jeweils vor und hinter der Ausgleichsschiene 42 an dem Tastenbett 25 angeordnet. Die Fallplatte 45 ist am distalen Ende der vorderen Schiene 26 bereitgestellt.
Wie in 2 dargestellt, ist die Klangerzeugungseinheit 5 in einem Innenraum (akustischer Raum) bereitgestellt, der durch die obere Frontplatte 20, die untere Frontplatte 21, das Steckbrett 22, das Soundboard 51, die hintere obere Platte 24B und die vordere obere Platte 24F des Gehäuses 2 umgeben ist. Die Klangerzeugungseinheit 5 weist das Soundboard 51, Saiten 52, einen Aktionsmechanismus 53 und einen Dämpfermechanismus 54 auf.
Das Soundboard 51 ist unter dem Steckbrett 22 angeordnet. Die Saiten 52 als Klangkörper sind über die Fläche des Soundboards 51 in Richtung der Tasten 41 gestreckt. Der Aktionsmechanismus 53 und der Dämpfermechanismus 54 sind über dem hinteren Endabschnitt der Tasten 41 bereitgestellt. Der Aktionsmechanismus 53 ist ein Mechanismus zur Umwandlung einer Tastendruckkraft, mit der der Finger des Spielers die Taste 41 in eine Saitenanschlagkraft drückt, mit der der Hammer 55 auf die Saite 52 schlägt. Der Dämpfermechanismus 54 wandelt die Tastendruckkraft, die die Taste 41 niederdrückt und eine Trittkraft des Spielers, der auf ein Dämpferpedal 33 tritt, in eine Saitentrennkraft um, die den Dämpfer 56 veranlasst, sich von den Saiten 52 zu trennen.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die gesamte Konfiguration des pilasterförmigen akustischen Resonators 1L zeigt, der einer des Paars pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R ist. Da das Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R in Links-Rechts-Richtung symmetrisch ist, erfolgt die Erklärung bezüglich des Paars pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R mit Bezug auf nur den pilasterförmigen akustischen Resonator 1L.
Wie in 3 dargestellt, ist der pilasterförmige akustische Resonator 1L ein Resonanzrohr, das ein offenes Ende aufweist. Das heißt, der akustische Resonator 1L weist ein erstes Ende 11, das eine Öffnung 10 an seinem einen Ende aufweist, und ein zweites Ende 12 an seinem gegenüberliegenden Ende auf. Der pilasterförmige akustische Resonator 1L ist in einer quadratischen Säulenform gebildet, die eine hohle Region 17 dargestellt.
Die hohle Region 17 ist durch das erste Ende 11 und das zweite Ende 12 umschlossen, die sich in der vertikalen Richtung (Y-Achsenrichtung) gegenüberstehen, einer linken Seite 13 und einer rechten Seite 14, die sich in der Links-Rechts-Richtung (X-Achsenrichtung) gegenüberstehen, und einer Vorderseite 15 und einer Hinterseite 16 m die sich in der Vorne-Hinten-Richtung (Z-Achsenrichtung) gegenüberstehen. In der Nähe der Öffnung 10 ist ein schallabsorbierendes Element 18 bereitgestellt.
Der pilasterförmige akustische Resonator 1L weist mit Ausnahme der Öffnung im Wesentlichen dieselbe Außenform auf, wie ein Pilaster eines aufrechten Klaviers. Die rechte Seite 13 ist an die obere Frontplatte 20 geschraubt, sodass das erste Ende 11 das untere Ende und das zweite Ende 12 das obere Ende ist, und die linke Seite 14 mit der Seitenplatte 23L in Kontakt steht.
Da die Vorderseite 15 ein Abschnitt ist, der der Außenseite des Gehäuses 2 offenliegt, ist es vorzuziehen, dass die Vorderseite 15 ähnlich wie ein typischer Pilaster gestrichten ist.
Das schallabsorbierende Element 18 besteht aus Urethanschaum, der als Widerstand gegen Bewegung von Gaspartikeln dient und die Bewegung der Gaspartikel hemmt. Das schallabsorbierende Element 18 weist eine hohe schallabsorbierende Wirkung auf, indem es an einer Stelle hoher Partikelgeschwindigkeiten angeordnet ist. Stehende Wellen, die in der hohlen Region 17 des pilasterförmigen akustischen Resonators 1L erzeugt werden, erleiden einen Energieverlust, der durch das schallabsorbierende Element 18 verursacht wird, das an der Öffnung 10 bereitgestellt ist. Aufgrund dessen ist es möglich, den Grad der unterdrücktun stehender Wellen in dem aufrechten Klavier anzupassen.
Hier kann ein anderes Material als Urethanschaum verwendet werden, solange das Material die Bewegung von Gaspartikeln verhindert und den Widerstand gegen die Bewegung erzeugt (erhöht). Urethanschraub ist ein Beispiel eines offenzelligen porösen Materials, aber ein offenzelliges poröses Material, das ein anderes Harzmaterial verwendet (beispielsweise ein geschäumtes Harz) kann ebenfalls verwendet werden. Ferner kann ein Material, das mindestens teilweise ein geschlossenzelliges poröses Material aufweist, verwendet werden.
Weiterhin sind Elemente, die für das schallabsorbierende Element 18 gelten, nicht auf solche beschränkt, die Strukturen mit zahlreichen Löchern aufweisen, und enthalten Strukturen, die als porös für Schallwellen angesehen werden können. Beispiele enthalten Elemente, die eine Struktur bilden, die als ein poröses Material angesehen werden kann, da sie mit Gasfasern wie etwa Glaswolle verworren sind. Diese Elemente enthalten nicht nur solche, die durch Weben von Textilmaterial entstehen, sondern auch solche, die ohne das Weben von Textilmaterial entstehen (beispielsweise Gewirk, Metallicfaserplatte). Weiterhin ist es auch möglich, verschiedene Materialien für das schallabsorbierende Material 18 zu verwenden, wie etwa Metall (beispielsweise Aluminiumschaummetall, Metallicfaserplatte), Holz (beispielsweise Holzspäne oder Fragmente davon), Papier (Holzfaser, Zellulosefaser), Gas (beispielsweise eine mikroperforierte Tafel, Mikrolochtafel und eine, in der feine Poren durch Ätzbehandlung gebildet sind), Tier- und Pflanzenfasern (Rinderfilz, zurückgewonnener Wollfilz, Wolle, Baumwolle, Gewirke, Stoff, Synthetikfaser, Holzpulverformmaterial, Papierformmaterial).
4 ist eine Querschnittsansicht des pilasterförmigen akustischen Resonators 1L in der Y-Z-Ebene. Beachten Sie, dass in 4 der pilasterförmige akustische Resonator 1L dargestellt ist, sodass die Y-Achse die horizontale Achse und die Z-Achse die vertikale Achse ist.
In der folgenden Beschreibung ist, wie in 4 dargestellt, eine Distanz in der Y-Achsenrichtung zwischen dem ersten Ende 11 und dem zweiten Ende 12 auf L gestellt. Ferner ist die Y-Z-Koordinate der Schnittstelle zwischen der Y-Achse und dem zweiten Ende 12 als (Y,Z) = (L,0) ausgedrückt, wobei der Schnittpunkt der Y-Achse und des ersten Endes 11 der Ursprung der YZ-Koordinate ist.
Die Linie mit doppelten Punkten und Strichen, die in 4 dargestellt ist, drückt die Partikelgeschwindigkeitsverteilung (Amplitudenverteilung) von Gaspartikeln (hier: Luft) im Verhältnis mit einer stehenden Welle SW1 aus, die unter den stehenden Wellen, die in der hohlen Region 17 des pilasterförmigen akustischen Resonators 1L auftreten können, die niedrigste Frequenz aufweist, das heißt, die Resonanzfrequenz erster Ordnung.
Wie in 4 dargestellt, wird eine stehende Welle in der hohlen Region 17 des pilasterförmiger akustischen Resonators 1L erzeugt, um die Grenzbedingung zu erfüllen, in der die Partikelgeschwindigkeit am zweiten Ende 12 Null ist. Das heißt, in der stehenden Welle SW gibt es einen „Knoten“ der Partikelgeschwindigkeitsverteilung an der Position des zweiten Endes 12. wo die Partikelgeschwindigkeit minimal wird. Außerdem gibt es einen „Antiknoten“ der Partikelgeschwindigkeitsverteilung an der Position des ersten Endes 11, wo die Partikelgeschwindigkeit maximal wird.
Die stehende Welle SW1 entwickelt sich durch das Auftreten der Resonanz in dem pilasterförmigen akustischen Resonator 1L in Reaktion auf Schallwellen der Wellenlänge λc (L = λc/4) die vier Mal der Länge L der hohlen Region 17 entsprechen. Zu diesem Zeitpunkt strahlt der pilasterförmige akustische Resonator 1L eine reflektierte Welle, die eine reflektierte Welle ist, die durch Resonanz erfolgt und eine Phase aufweist, die sich von der Phase der eingehenden Welle unterscheidet, in den externen Raum über das erste Ende 11 aus. Der Phasendifferenz zwischen der reflektierten Welle und der eingehenden Welle zu diesem Zeitpunkt entsprechend, stören sich Schallwellen der Resonanzfrequenz, die der Wellenlänge λc entsprechen und löschen sich gegenseitig aus. Dadurch wird der Effekt erreicht, den Schalldruck in der Nähe des ersten Endes 11, das auf der Resonanzfrequenz des pilasterförmigen akustischen Resonators 1L zentriert ist, zu verhindern. Als Ergebnis davon kann der pilasterförmige akustische Resonator 1L stehenden Wellen mit der Resonanzfrequenz in dem akustischen Raum (Innenraum) des Gehäuses 2 unterdrücken.
Das heißt, mit der Annahme, dass die Resonanzfrequenz der stehenden Welle, die in dem akustischen Raum in dem Gehäuse 2 unterdrückt werden soll, eine Resonanzfrequenz ist, die leicht in dem pilasterförmigen akustischen Resonator 1L resoniert (nachfolgend bezeichnet als die „erste Resonanzfrequenz“), kann der pilasterförmige akustische Resonator 1L die stehende Welle der Resonanzfrequenz in dem akustischer Raum in dem Gehäuse 2 unterdrücken. Der pilasterförmige akustische Resonator 1L ist angepasst, die Resonanz mit der ersten Resonanzfrequenz zu ermöglichen.
In dem aufrechten Klavier 100 nach der vorliegenden Ausführungsform sind stehende Wellen, die eine Resonanzfrequenz von etwa 180 Hz aufweisen, die einen „gedämpften Klang“ verursachen, das Ziel für die Unterdrückung unter stehenden Wellen, die in dem akustischen Raum in dem Gehäuse auftreten können. Das heißt, der pilasterförmige akustische Resonator 1L ist angepasst, die Erzeugung von stehenden Wellen mit einer Resonanzfrequenz von etwa 180 Hz (die erste Resonanzfrequenz) in dem akustischen Raum in dem Gehäuse des aufrechten Klaviers 100 zu unterdrücken. In der vorliegenden Ausführungsform ist der pilasterförmige akustische Resonator 1L angepasst, sodass die primäre Resonanzfrequenz des pilasterförmigen akustischen Resonators 1L etwa 180 Hz (die erste Resonanzfrequenz) beträgt.
Die Anpassung der Resonanzfrequenz des pilasterförmigen akustischen Resonators 1L erfolgt vornehmlich durch die Länge L der hohlen Region 17, aber eine Feineinstellung kann durch das schallabsorbierende Element 18 durchgeführt werden. Beispielsweise kann durch Erhöhung des Bereichs, der der Öffnung 10 des schallabsorbierenden Elements 18 ausgesetzt ist, das in der Nähe der Öffnung 10 angeordnet ist, die Resonanzfrequenz durch Verwendung der Übergangseigenschaft von Rohrresonanz zu Helmholtz-Resonanz verringert werden.
Wie in 2 dargestellt, ist die Öffnung 10 jedes des Paars pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R an dem unteren Ende der oberen Frontplatte 20 und den linken und rechten Enden der oberen Frontplatte 20 angeordnet. Nach einem Experiment, das durch die Erfinder durchgeführt wurde, befindet sich diese Position in einem aufrechten Klavier in der Nähe der Position eines „Antiknotens“ des Schalldrucks von stehenden Wellen niedriger Ordnung der fünften Ordnung oder weniger, und in der Nähe der Position eines „Knotens“ des Schalldrucks von stehenden Wellen höherer Ordnung von der sechsten Ordnung bis zur 10. Ordnung, unter den stehenden Wellen, die in dem akustischen Raum des Gehäuses 2 erzeugt werden.
Das Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R der vorliegenden Ausführungsform ist entworfen, das Auftreten des „gedämpften Klangs“ in der Nähe von 180 Hz zu unterdrücken. Jede Öffnung 10 ist in der Nähe der Position des „Antiknotens“ des Schalldrucks von stehenden Wellen niedriger Ordnung angeordnet (das heißt, näher an der Position des Antiknotens des Schalldrucks als an der Position des Knotens des Schalldrucks) . Dadurch ist es im Vergleich mit dem Fall der Anordnung an einem Ort, an dem der „Antiknoten“ des Schalldrucks nicht platziert ist, möglich. stehende Wellen der ersten Resonanzfrequenz in dem akustischen Raum in dem Gehäuse 2 vorteilhaft zu unterdrücken.
Umgekehrt ist jede der Öffnungen 10 ist in der Nähe der Position des „Knotens“ statt der Position des „Antiknotens“ des Schalldrucks von stehenden Wellen höherer Ordnung angeordnet (das heißt, näher an der Position des Knotens des Schalldrucks als an der Position des Antiknotens des Schalldrucks). Daher kommt es kaum zu einer Unterdrückung von stehenden Wellen höherer Ordnung in dem akustischen Raum in dem Gehäuse 2.
Durch Anordnung der Öffnung 10 jedes des Paars pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R an der oben genannten Position, ist es möglich, stehende Wellen geringer Ordnung günstig zu unterdrücken, und es ist möglich, ungewollte Wirkungen auf stehende Wellen höherer Ordnung zu verringern, die nicht das Ziel der Unterdrückung sind.
Ferner ist, wie in 1 dargestellt, das Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R an den linken und rechten Enden der oberen Frontplatte 20 angeordnet. Diese Positionen sind Endabschnitte in dem akustischen Raum in dem Gehäuse 2 und sind Positionen, an denen jeder Pilaster ursprünglich angeordnet war. Daher führt die Anordnung des Paars pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R an diesen Positionen nicht leicht zu Störungen des Klangfelds in dem akustischen Raum in dem Gehäuse 2, und hat außerdem nur eine minimale unerwünschte Wirkung auf die Frequenzeigenschaft.
(Vorteilhafte Wirkung der ersten Ausführungsform)
Nach dem aufrechten Klavier 100, das mit dem akustischen Resonator 1 dieser Ausführungsform versehen ist, wie oben beschrieben, können stehenden Wellen der ersten Resonanzfrequenz, die in dem Gehäuse 2 erzeugt werden, unterdrückt werden. Durch Anordnung der Öffnung 10 in der Nähe des „Antiknotens“ des Schalldrucks von stehenden Wellen niedriger Ordnung ist es möglich, das Auftreten von stehenden Wellen niedriger Ordnung zu unterdrücken, die das „Klangdämpfen“ verursachen.
Ferner ist nach dem aufrechten Klavier 100, das den akustischen Resonator 1 der vorliegenden Ausführungsform enthält, die Öffnung 10 in der Nähe des „Knotens“ des Schalldrucks der stehenden Wellen höherer Ordnung angeordnet. Daher kommt es kaum zu einer Unterdrückung von stehenden Wellen höherer Ordnung in dem akustischen Raum in dem Gehäuse 2.
Ferner weist nach dem aufrechten Klavier 100, das den akustischen Resonator der vorliegenden Ausführungsform enthält, der pilasterförmige akustische Resonator 1 weist fast dieselbe äußere Erscheinung auf, wie ein Pilaster und ist so angeordnet, dass er jeden Pilaster ersetzt. Dadurch wird kaum eine Störung des Klangfelds in dem akustischen Raum verursacht, und unerwünschte Wirkungen auf die Frequenzeigenschaft sind minimal. Weiterhin wird die äußere Erscheinung des akustischen Klaviers nicht gestört.
Es wurde ein Experiment ausgeführt, um den inneren Schalldruck des aufrechten Klaviers 100, das mit dem Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R versehen ist (das heißt, das Resonanzrohre aufweist) und der interne Schalldruck eines aufrechten Klaviers, das mit existierenden Pilsastern 2aL und 2aR statt der pilasterförmigen akustischen Resonatoren 1L und 1R (das heißt, das keine Resonanzrohre aufweist) versehen ist, zu messen. In dem Experiment wurde ein Lautsprecher in dem Gehäuse jedes aufrechten Klaviers angeordnet und veranlasst, weißes Rauschen auszugeben, wobei der Schalldruck an einem Punkt in dem Gehäuse des aufrechten Klaviers gemessen wurde. Das Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R wurde angepasst, sodass die Resonanzfrequenz erster Ordnung um 180 Hz lag (die erste Resonanzfrequenz), ähnlich wie in der ersten Ausführungsform.
5 zeigt die Messergebnisse des Experiments. Wie in 5 dargestellt, sank der Schalldruckpegel im Vergleich mit der Frequenzeigenschaft des aufrechten Klaviers, das nicht das Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R aufwies, in der Frequenzeigenschaft des aufrechten Klaviers 100, das das Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R aufwies, um etwa 180 Hz (wobei dieser Schalldruckverringerungspegel zu einer Verringerung des oben genannten „Dämpfungsklangs“) führte. Es wurde daher bestätigt, dass der Schalldruckpegel um das Unterdrückungsziel von 180 Hz (der ersten Resonanzfrequenz) durch Ersetzen der Pilaster durch das Paar pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R unterdrückt werden konnte.
Während die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben mit Verweis auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben und illustriert wurde, ist zu verstehen, dass spezifische Zusammensetzungen nicht auf die vorliegenden Ausführungsformen beschränkt sind. Ergänzungen, Auslassungen, Ersetzungen und andere Änderungen können erfolgen, ohne vom Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung eingeschränkt betrachtet werden, und wird nur durch den Umfang der anhängenden Ansprüche eingeschränkt. Weiterhin können die enthaltenen Elemente, die in der ersten Ausführungsform gezeigt sind, und die Modifizierungsbeispiele, die nachfolgend beschrieben sind, angemessen kombiniert werden.
(Modifizierung 1)
Beispielsweise haben in der oben beschriebenen Ausführungsform, die pilasterförmigen akustischen Resonatoren 1L und 1R die Pilaster ersetzt, aber die Elemente, die ersetz werden sollen, sind nicht auf die Pilaster beschränkt. Beispielsweise kann der akustische Resonator in der Form der Seitenplatte oder des Tastenbetts geformt sein, um alles oder einen Teil der Seitenplatte oder des Tastenbetts zu ersetzen. Wenn der akustische Resonator in einer Weise angeordnet ist, in der er ein bestehendes Element ersetzt, wird kaum eine Störung des Klangfelds in dem akustischen Raum verursacht, und unerwünschte Wirkungen auf die Frequenzeigenschaft sind minimal. Weiterhin wird die äußere Erscheinung des akustischen Klaviers nicht gestört.
(Modifizierung 2)
Beispielsweise haben in der oben beschriebenen Ausführungsform die pilasterförmigen akustischen Resonatoren 1L und 1R die rechten und linken Pilaster ersetzt, aber der Anordnungsmodus der akustischen Resonatoren ist nicht darauf beschränkt. Als akustischer Resonator kann auch nur einer des Paars pilasterförmiger akustischer Resonatoren 1L und 1R in einer Weise angeordnet sein, in der er einen Pilaster ersetzt. Auch, wenn nur einer der Pilaster ersetzt wird, ist es möglich, die Erzeugung stehender Wellen der ersten Resonanzfrequenz zu unterdrücken, und außerdem ist es möglich, die Installationskosten zu verringern.
(Modifizierung 3)
Beispielsweise sind zwar die zuvor genannten pilasterförmigen akustischen Resonatoren 1L und 1R in der obigen Ausführungsform Resonanzrohre, der Modus des akustischen Resonators ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der akustische Resonator kann beispielsweise ein Helmholtzresonator sein. Außerdem kann der akustische Resonator ein Resonanzrohr mit Öffnungen an beiden Enden sein. Jede Art von akustischem Resonator kann verwendet werden, solange der Resonator in einer Weise angeordnet werden kann, in der der einen Teil des Gehäuses ersetzt.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Verweis auf 6 bis 10 beschrieben. In der zweiten Ausführungsform ist der akustische Resonator (Resonanzrohr) in dem akustischen Raum (Innenraum) in dem Gehäuse gleich wie in der ersten Ausführungsform angeordnet. Andererseits unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform indem der akustische Resonator (Resonanzrohr) nicht einen Teil des Gehäuses ersetzt. In der folgenden Beschreibung werden gleiche Referenzziffern für dieselben Bauteile verwendete, die in der ersten Ausführungsform bereits beschrieben wurden, und redundante Beschreibungen davon werden ausgelassen.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die die gesamte Konfiguration des aufrechten Klaviers 200 darstellt. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie BB' des aufrechten Klaviers 200 aus in 6.
Wie in 6 und 7 dargestellt, ist ein aufrechtes Klavier 200 mit einem Gehäuse 2B versehen, das einen akustischen Resonator (Resonanzrohr) 1B, eine Pedaleinheit 3, eine Tastatur 4 und eine Klangerzeugungseinheit 5 enthält.
Wie in 6 und 7 dargestellt, weist das Gehäuse 2B ein linkes und rechtes Paar Pilaster 2aL und 2aR neben einem akustischen Resonator 1B, einer oberen Frontplatte 20, einer unteren Frontplatte 21, einem Steckbrett 22, einem linken und rechten Paar Seitenplatten 23L und 23R, einer hinteren oberen Platte 24B, einer vorderen oberen Platte 24F, einem Tastenbett 25, einer vorderen Schiene 26, einem linken und rechten Paar Seitenarme 27L und 27R, einem linken und rechtem Paar Spurblöcke 28L und 28R, und einem linken und rechten Paar Beine 29L und 29R auf.
Das Gehäuse 2B, das keinen akustischen Resonator 1B enthält, weist dieselbe Konfiguration auf, die für ein aufrechtes Klavier typisch ist. Das heißt, in dem aufrechten Klavier 200 ist das Gehäuse 2B eines, in dem der akustische Resonator 1B zu einem Gehäuse eines typischen aufrechten Klaviers hinzugeführt wird.
Der akustische Resonator 1B weist dieselbe Konfiguration auf, wie der zuvor genannte pilasterförmige akustische Resonator 1L der ersten Ausführungsform. Wie in 6 und 7 dargestellt, sind zwei der akustischen Resonatoren 1B an der linken und rechten Seite der unteren Frontplatte 21 angeordnet. Der akustische Resonator 1B ist mit einer Hinterseite 16 in Kontakt mit der unteren Frontplatte 21 angebracht, sodass ein erstes Ende 11 oben und ein zweites Ende 12 unten ist. Wie in 6 und 7 dargestellt, ist eine Öffnung 10 an einer Position in der Nähe der Öffnung in jedem der akustischen Resonatoren 1R und 1L in der ersten Ausführungsform angeordnet. Das heißt, die Öffnung 10 ist am oberen Ende der unteren Vorderplatte 21 bereitgestellt.
8A und 8B zeigen die Ergebnisse der Berechnung durch Simulation der Schalldruckverteilung der stehenden Wellen (erste bis 10. Ordnung), die in dem Gehäuse in einem typischen aufrechten Klavier erzeugt werden, das nicht den akustischen Resonator 1B aufweist. Genauer gesagt, wurde die Schalldruckverteilung durch Simulation an der oberen Frontplatte 20 und der unteren Frontplatte 21, die das Gehäuse des Klaviers darstellen, berechnet. 8A zeigt stehende Wellen der ersten Ordnung bis zur fünften Ordnung, die an der oberen Frontplatte 20 und der unteren Frontplatte 21 erzeigt werden, während 8B stehende Wellen der sechsten Ordnung bis zur 10. Ordnung zeigt, die an der oberen Frontplatte 20 und der unteren Frontplatte 21 erzeigt werden.
In jeder der Kurven, die in 8A und 8B dargestellt sind, zeigt der obere rechteckige Abschnitt eine stehende Welle. die in der oberen Frontplatte 20 erzeugt ist, und der untere rechteckige Abschnitt zeigt eine stehende Welle an, die an der unteren Frontplatte 21 erzeugt ist. Daher entsprechen die vertikale Achse und die horizontale Achse dieser Kurven jeweils der Y-Achse und der X-Achse. Die Ziffern der vertikalen Achse und der horizontalen Achse dieser Kurven zeigen die Länge (m) von der Vorderseite des Klaviers aus gesehen an, wobei sich der Ursprung unten links befindet. In jedem rechteckigen Teil zeigt der dichte Teil des Graustufenbilds den Antiknoten einer stehenden Welle an, während der blasse Teil den Knoten einer stehenden Welle darstellt.
Wie in 8A der stehenden Wellen, die in dem akustischen Raum (Innenraum) in dem Gehäuse 2 erzeugt werden, gezeigt, sind die „Antiknoten“ des Schalldrucks von stehenden Wellen niedriger Ordnung der fünften Ordnung oder weniger in der Nähe der Stelle platziert, an der sich die Öffnung 10 befindet (der Abschnitt, den das Symbol 0 in 8A zeigt) . Aus diesem Grund ist es durch Anordnung der Öffnung 10 an der Stelle, an der viele der Antiknoten von stehenden Wellen niedriger Ordnung auftreten, möglich, das Auftreten stehender Wellen vorteilhaft zu unterdrücken, die das Ziel der Unterdrückung sind.
Umgekehrt sind, wie in 8B zu gezeigt, die „Knoten“ des Schalldrucks stehender Wellen höherer Ordnung etwa der sechsen Ordnung bis etwa der 10. Ordnung, die nicht unterdrückt werden sollen (der Abschnitt, der durch das Symbol x dargestellt wird), in der Nähe der Stelle angeordnet, an der sich die Öffnung 10 befindet. Hier ist der „Knoten“ des Schalldrucks der stehenden Wellen ein Abschnitt, an dem die Schalldruckamplitude einen Mindestwert annimmt. Daher erfolgt kaum eine Unterdrückung on stehenden Wellen höherer Ordnung, bei stehenden Wellen höherer Ordnung, selbst, wenn die Öffnung 10 in der Nähe der Stelle angeordnet ist, an der viele solche Knoten auftreten.
(Vorteilhafte Wirkung der zweiten Ausführungsform)
Nach dem aufrechten Klavier 200, das mit dem akustischen Resonator dieser Ausführungsform versehen ist, wie oben beschrieben, ist es möglich, stehenden Wellen der ersten Resonanzfrequenz, die in dem Gehäuse 2B erzeugt werden, zu unterdrücken. Der akustische Resonator 1B ist an der linken und rechten Seite des akustischen Raums in dem Gehäuse 2B angeordnet. Daher wird, selbst, wenn ein Paar akustische Resonatoren 1B an diesen Orten angeordnet sind, kaum eine Störung des Klangfelds in dem akustischen Raum verursacht und ungewollte Einflüsse auf die Frequenzeigenschaft sind gering.
Weiterhin ist es nach dem aufrechten Klavier 200, das den akustischen Resonator der vorliegenden Ausführungsform enthält, durch Anordnung der Öffnung 10 in der Nähe des „Antiknotens“ des Schalldrucks der stehenden Wellen niedriger Ordnung wie in der ersten Ausführungsform möglich, das Auftreten stehender Wellen niedriger Ordnung zu unterdrücken, die eine Ursache für „Klangdämpfung“ sind. Ferner ist die Öffnung 10 in der Nähe der „Knoten“ des Schalldrucks von stehenden Wellen hoher Ordnung angeordnet. Daher kommt es kaum zu einer Unterdrückung von stehenden Wellen höherer Ordnung in dem akustischen Raum in dem Gehäuse 2B.
Ferner ist es nach dem aufrechten Klavier 200, das mit dem akustischen Resonator der vorliegenden Ausführungsform ausgestattet ist, im Vergleich mit dem Gehäuse, in dem der akustische Resonator 1 in einer Weise angeordnet ist, in der er ein existierendes Element des aufrechten Klaviers ersetzt, wie ein der ersten Ausführungsform, möglich, den Resonator 1 leicht in dem Gehäuse 2B neu anzuordnen.
Während die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben mit Verweis auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben und illustriert wurde, ist zu verstehen, dass spezifischen Zusammensetzungen nicht auf die vorliegenden Ausführungsformen beschränkt sind. Ergänzungen, Auslassungen, Ersetzungen und andere Änderungen können erfolgen, ohne vom Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung eingeschränkt betrachtet werden, und wird nur durch den Umfang der anhängenden Ansprüche eingeschränkt. Weiterhin können die enthaltenen Elemente, die in der zweiten Ausführungsform gezeigt sind, und die Modifizierungsbeispiele, die nachfolgend beschrieben sind, angemessen kombiniert werden.
(Modifizierung)
In der zweiten Ausführungsform ist der akustische Resonator 1B an der unteren Frontplatte 21 befestigt, aber der Ort der Befestigung des akustischen Resonators 1B ist nicht darauf beschränkt, sofern der Raum der Befestigung der akustische Raum (Innenraum) des Gehäuses ist. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die die gesamte Konfiguration eines aufrechten Klaviers 200B nach einer Modifizierung des aufrechten Klaviers 200 zeigt. 10 ist eine Querschnittsansicht des aufrechten Klaviers 200B, die in 9 dargestellt ist, entlang Linie B-B'.
Wie in 9 und 10 dargestellt, sind die beiden akustischen Resonatoren (Resonanzrohre) 1B in der Nähe des unteren Endes der oberen Frontplatte 20 befestigt, sodass das zweite Ende 12 von jedem davon sich in der X-Achsenrichtung gegenüberstehen. Die beiden akustischen Resonatoren 1B sind an der oberen Frontplatte 20 befestigt, sodass sich die erste Enden 11 auf der linken und rechten Seite und die zweiten Enden 12 auf der mittleren Seite befinden. Wie in 9 und 10 dargestellt, ist die Öffnung 10 an einer Position in der Nähe der Öffnung 10 der ersten Ausführungsform angeordnet. Das heißt, die Öffnung 10 des akustischen Resonators 1B ist an dem unteren Ende der oberen Vorderplatte 20 angeordnet.
Außerdem ist es bei dem aufrechten Klavier 200B ähnlich wie in der ersten Ausführungsform, durch Anordnung der Öffnung 10 in der Nähe des „Antiknotens“ des Schalldrucks der stehenden Wellen niedriger Ordnung möglich, das Auftreten stehender Wellen niedriger Ordnung zu unterdrücken, die eine Ursache für „Klangdämpfung“ sind. Ferner ist die Öffnung 10 in der Nähe der „Knoten“ des Schalldrucks von stehenden Wellen hoher Ordnung angeordnet. Daher kommt es kaum zu einer Unterdrückung von stehenden Wellen höherer Ordnung in dem akustischen Raum in dem Gehäuse 2B.
Der akustische Resonator 1B kann dieselbe Wirkung aufweisen, wie die zuvor beschriebenen Ausführungsformen, indem die Öffnung 10 in der Nähe der „Antiknoten“ des Schalldrucks von stehenden Wellen niedriger Ordnung und in der Nähe von „Knoten“ des Schalldrucks von stehenden Wellen höherer Ordnung in der Schalldruckverteilung, die in 8 gezeigt ist, angeordnet werden.
Wie oben beschrieben ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, ein aufrechtes Klavier bereitzustellen, das durch Aufweisen eines akustischen Resonators, der in einem Gehäuse davon angeordnet ist, in der Lage ist, stehende Wellen einer spezifischen Resonanzfrequenz zu unterdrücken, die durch einen akustischen Resonator, der in dem Gehäuse angeordnet ist, in dem Gehäuse erzeugt werden, wobei die ungewollten Wirkungen auf die Frequenzeigenschaft minimal sind und die äußre Erscheinung nicht beeinträchtig ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017221322 [0001]
JP 2012185330 [0004, 0005]

Claims

Beansprucht wird:
Aufrecht stehendes Klavier aufweisend: ein Gehäuse, das eine obere Frontplatte, ein unter der oberen Frontplatte angeordnetes Tastenbett und eine untere Frontplatte aufweist, die unter dem Tastenbett angeordnet ist, und einen Innenraum definiert; und eine Resonanzröhre, die mit einem hohlen Bereich und einer Öffnung versehen ist, die in dem Innenraum angeordnet ist, wobei die Öffnung an einer linken oder rechten Seite von entweder einer unteren Seite der oberen Frontplatte oder einer oberen Seite der unteren Frontplatte angeordnet ist.
Aufrecht stehendes Klavier nach Anspruch 1, wobei ein Abschnitt der Resonanzröhre aus einem Abschnitt des Gehäuses besteht.
Aufrecht stehendes Klavier nach Anspruch 2, wobei: das Gehäuse sowohl an der linken als auch an der rechten Seite der oberen Frontplatte einen dort angeordneten Pilaster aufweist, und ein Teil der Resonanzröhre aus einem der Pilaster besteht.
Aufrecht stehendes Klavier nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Öffnung an einer Position von Antiknoten des Schalldrucks in stehenden Wellen erster bis fünfter Ordnung unter den stehenden Wellen, die in dem Innenraum erzeugt werden, angeordnet ist.
Aufrecht stehendes Klavier nach Anspruch 4, wobei die Öffnung an einer Position von Knoten des Schalldrucks in stehenden Wellen sechster bis 10. Ordnung unter den stehenden Wellen, die in dem Innenraum erzeugt werden, angeordnet ist.