JP4429690B2 - ピアノのハンマー - Google Patents

Description

本発明は、鍵の押鍵に連動して回動することにより弦を打弦し、演奏音を発音させるピアノのハンマーに関する。

従来のピアノのハンマーとして、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。図４（ａ）は、この従来のハンマー４０を示しており、このハンマー４０は、両端が開放した管状のハンマーシャンク４１と、その一端部に設けられたハンマーヘッド４２とを備えている。また、同図（ｂ）に示すように、ハンマーシャンク４１の内部空間には、一端から任意の長さを隔てた位置に仕切り４３が設けられており、この仕切り４３によって、ハンマーシャンク４１の内部空間が、２つに隔てられている。このような構成のハンマー４０によれば、ハンマーヘッド４２が打弦することにより発生した演奏音は、ハンマーシャンク４１のハンマーヘッド４２側の一端からその内部空間に進入し、一端と仕切り４３との間の空気柱が共鳴を起こすことにより、より大きな音量で発音される。

しかし、この従来のピアノのハンマー４０には、以下のような問題がある。演奏音は、振動数が互いに異なる多くの音が重ね合わされたものであるのに対し、ハンマーシャンク４１内の空気柱が共鳴するのは、その固有振動数に対応する周波数の音に対してのみである。すなわち、このハンマー４０のハンマーシャンク４１は、演奏音を構成する互いに異なる振動数の音の全てに対して共鳴を起こすものではないので、特定の周波数の音のみに共鳴が起きることにより、演奏音の波形が変化し、ピアノ本来の音色が得られないおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、演奏音の音色を変化させることなく、より豊かな音量を得ることができるピアノのハンマーを提供することを目的としている。

実開昭５７−１９９３９１号公報 （第１頁、第１，２図）

この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、鍵の押鍵に連動して回動することによって弦を打弦し、演奏音を発生させるピアノのハンマーであって、一端部において回動自在に取り付けられ、他端部に向かうにしたがって、幅が大きくなるように形成された棒状のハンマーシャンクと、ハンマーシャンクの他端部に設けられ、鍵の押鍵に伴い、ハンマーシャンクとともに回動することにより、弦を打弦するハンマーヘッドと、を備えていることを特徴とする。

このピアノのハンマーによれば、そのハンマーシャンクは、回動自在に支持された一端部から他端部に向かうにしたがって、その幅が大きくなるように形成されている。ハンマーは、鍵の押鍵に連動して回動し、他端部に設けられたハンマーヘッドが弦を打弦することにより、演奏音が発生する。このような構成によれば、ハンマーシャンクの幅が、ハンマーヘッド側に向かって大きくなっていることにより、ハンマーシャンクの重心が、ハンマーヘッド側に偏っている。それにより、ハンマー全体の重心が、ハンマーシャンクの幅が一定の通常のハンマーよりも、ハンマーヘッド側に位置しているので、ハンマーの慣性モーメントが、従来よりも大きくなっている。

すなわち、鍵が押鍵されたときに、ハンマーの回動速度が同じであれば、ハンマーが有する運動エネルギーは、通常のハンマーよりも大きいので、その分、打弦の際に、ハンマーから弦に伝達され、最終的に演奏音に変換されるエネルギーが大きくなる。したがって、演奏音の音量をより大きくすることができ、ピアノのダイナミックレンジ（発音可能な音量の範囲）を拡大することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のピアノのハンマーにおいて、ハンマーシャンクは、長繊維法で成形された、補強用の長繊維を含有する熱可塑性樹脂の成形品で構成されていることを特徴とする。

上記の構成における長繊維法とは、熱可塑性樹脂で被覆した同じ長さの繊維状の強化材を含むペレットを射出成形することによって、成形品を得るものである。この長繊維法によれば、成形品中に、例えば０．５ｍｍ以上の長さを有する比較的長い繊維状の強化材が含有されている。したがって、本発明のハンマーシャンクは、比較的長い補強用の長繊維を含有することにより、非常に高い剛性が得られ、木材と同等、またはそれ以上の十分な剛性を得ることができる。その結果、鍵が押鍵されたときのハンマーシャンクの撓みを抑制でき、押鍵エネルギーがハンマーから弦に効率よく伝達されることによって、より豊かな音量を得ることができる。また、長繊維法で形成された成形品は、保形性や寸法安定性に優れているので、木材の場合と比較して、ハンマーシャンク自身の反りおよびねじれなどの変形および乾湿による伸縮を、非常に小さく抑制することができる。以上により、ハンマーの安定した動作を確保することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載のピアノのハンマーにおいて、長繊維は炭素繊維であることを特徴とする。

一般に、炭素繊維は、他の補強用の長繊維、例えばガラス繊維よりも導電性が高い。したがって、上記のように、炭素繊維を補強用の長繊維として用いることにより、ハンマーシャンクの導電性が高められることによって、その帯電を防止することができる。それにより、ハンマーシャンクおよびその周辺へのほこりなどの付着を抑制でき、したがって、ハンマーの動作および外観を良好に維持することができる。

本発明によるグランドピアノのハンマーをシャンクフレンジとともに示す斜視図である。 図１のハンマーおよびシャンクフレンジを含むグランドピアノの鍵盤装置の側面図である。 図１のハンマーの変形例をシャンクフレンジとともに示す斜視図である。 従来のハンマーを示す斜視図（ａ）、およびそのハンマーシャンクの断面図（ｂ）である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明を適用したグランドピアノのハンマー（以下、単に「ハンマー」という）１およびシャンクフレンジ４を示している。このハンマー１は、ハンマーシャンク２およびハンマーヘッド３などを備えている。

ハンマーシャンク２は、本実施形態では、長繊維法で成形された熱可塑性樹脂の成形品で構成されており、例えば、以下に述べるようなペレットを用いた射出成形によって成形されている。このペレットは、炭素繊維で構成されたロービングを、所定の張力を加えた状態で揃えながら、ゴム状重合体を含む熱可塑性樹脂である、例えばＡＢＳ樹脂を押出機で押出したもので被覆することによって成形される。このような成形方法により、ペレットの成形時に炭素繊維のロービングが折れることがなく、成形されたペレット中にこれと等しい長さの炭素繊維を含有させることができる。本実施形態では、ペレットの長さは５〜１５ｍｍに設定されており、それにより、このペレットを用いて射出成形されたハンマーシャンクには、０．５〜２ｍｍの長さの炭素繊維が含有される。

図１および２に示すように、ハンマーシャンク２は、前後方向（図２の左右方向）に延びる棒状の本体部２ａと、本体部２ａの前端部（図２における右端部）に設けられた取付け部２ｃとを一体に備えている。本体部２ａは、その断面が円形で、後端部に向かうにしたがって、径が所定の一定の割合で徐々に大きくなっている。

取付け部２ｃは、ブロック状のものであり、その前端部に平行に延びる二股状の１対の腕部２ｂ，２ｂを一体に備えている。これらの腕部２ｂ，２ｂには、側方に貫通する孔２ｄ，２ｄ（１つのみ図示）が互いに直線上に並ぶように形成され、各孔２ｄに、ブッシングクロス（図示せず）を介してピン５が取り付けられている。取付け部２ｃの下面の後端部には、ハンマーシャンク２の長さ方向と直交する方向（図２の奥行き方向）に延びるように溝２ｅが形成されており、この溝２ｅにシャンクローラ芯１４が下方に突出するように取り付けられている。そして、このシャンクローラ芯１４の突出部を前後から覆うように円柱状のシャンクローラ６が取り付けられている。

また、ハンマーシャンク２の後端部には、前記ハンマーヘッド３が設けられている。このハンマーヘッド３は、ハンマーシャンク２の後端部に取り付けられ、木材などで構成されたハンマーウッド３ａと、その先端部を包むように順に巻かれたアンダーフェルト３ｂおよびトップフェルト３ｃを有している。ハンマーウッド３ａは、ハンマーシャンク２とほぼ直交するように上下方向に延びており、ハンマーシャンク２との連結部よりも上側の部分は、ほぼ前後対称に上方に向かってテーパ状に形成されている。ハンマーシャンク２よりも下側の部分は、下方に向かってテーパ状に形成されており、後面が外側に凸に、前面が内側に凸に若干、湾曲している。

シャンクフレンジ４は、木材または合成樹脂で構成されている。図１に示すように、シャンクフレンジ４は、断面がほぼ矩形の細長い本体部４ａと、その背面の中央部から後方に突出する係合部４ｂを一体に有している。係合部４ｂは、所定の幅を有し、その両側面が互いに平行に形成されており、ハンマーシャンク２の腕部２ｂ、２ｂの間に、若干のクリアランスを持って係合している。また、係合部４ｂには、孔（図示せず）が側方に貫通するように形成されている。そして、この孔に前記ピン５が通されることによって、ハンマーシャンク２は、このピン５を介してシャンクフレンジ４に、水平軸線回りに回動自在に支持されている。

また、本体部４ａの中央部には、シャンクフレンジ４を後述するハンマーシャンクレール１２に取り付けるための取付け孔４ｃが、上下方向に貫通するように形成されている。さらに、本体部４ａと係合部４ｂとの境界部付近には、上下方向に貫通するねじ孔４ｄが形成されており、このねじ孔４ｄに、後述するレペティションレバー９の上方への回動を規制するためのドロップスクリュー１３が、下方から進退自在にねじ込まれている。

次に、鍵１０およびアクション８の構成について図２を参照しながら説明する。多数の鍵１０（１つのみ図示）は、左右方向に並ぶように筬（図示せず）に載置されており、それぞれ矩形の断面を有し、前後方向に延びている。また、各鍵１０の前部には、図示しない重りが取り付けられていて、この重りとアクション８の重さとのバランスによって、鍵１０のタッチ重さが調整される。

アクション８は、鍵１０ごとに設けられており、前後方向に延びる回動自在のウィッペン１５と、ウィッペン１５に回動自在に取り付けられたレペティションレバー９およびジャック１１を備えていて、左右のブラケット１６、１６（一方のみ図示）の間に取り付けられている。左右のブラケット１６、１６は、鍵１０を載置する筬の左右端部にそれぞれ固定され、それらの間にウィッペンレール１７が渡されていて、このウィッペンレール１７にねじ止めした各ウィッペン１５は、対応する鍵１０の上面後部に設けられたキャプスタンボタン１９に、ウィッペンヒール２０を介して載置されている。また、左右のブラケット１６、１６の間には、ハンマーシャンクレール１２が渡されている。このハンマーシャンクレール１２には、多数のねじ孔（図示せず）が左右方向に並ぶように形成されており、シャンクフレンジ４は、その取付け孔４ｃに通したフレンジねじ７を、ハンマーシャンクレール１２のねじ孔にねじ込み、締め付けることによって、ハンマーシャンクレール１２に固定されている。

レペティションレバー９は、断面が矩形状で、斜め前上がりに前後方向に延びており、その中央部において、ウィッペン１５に回動自在に取り付けられている。レペティションレバー９の後端部には、レバースクリュー２１が上下方向に貫通した状態で進退自在に螺合しており、その下端部にレバーボタン２２が一体に設けられている。また、レペティションレバー９は、ウィッペン１５に取り付けたレペティションスプリング２３によって、復帰方向（図２の反時計方向）に付勢されている。以上の構成により、鍵１０の離鍵状態では、レペティションレバー９は、レペティションスプリング２３のばね力により復帰側に付勢されていて、レバーボタン２２がウィッペン１５の上面に当接しているとともに、レバースクリュー２１を回すことによって、離鍵状態におけるレペティションレバー９の角度を調整することが可能である。

レペティションレバー９の前部の所定位置には、上下方向に貫通するジャック案内孔９ａが形成されている。このレペティションレバー９の上面のジャック案内孔９ａ付近に、ハンマー１がシャンクローラ６を介して載置されている。また、レペティションレバー９の上面の前端部には、レバースキン２４が貼り付けられており、ドロップスクリュー１３に対向している。この構成により、ドロップスクリュー１３を回し、その下方への突出量を調整することによって、これにレペティションレバー９が当接するタイミングを調整することが可能である。

ジャック１１は、上下方向に延びる断面矩形のハンマー突上げ部１１ａと、その下端部から後方にほぼ直角に延びるレギュレーティングボタン当接部１１ｂとから、Ｌ字状に形成されており、その角部においてウィッペン１５の前端部に回動自在に取り付けられている。ハンマー突上げ部１１ａの上端部は、レペティションレバー９のジャック案内孔９ａに、前後方向に移動自在に係合するとともに、離鍵状態においてはシャンクローラ６と微小な間隔を存して対向している。また、ジャック１１は、レペティションレバー９を付勢するレペティションスプリング２３によって、復帰方向（図２の反時計方向）に付勢されている。

また、ジャック１１のハンマー突上げ部１１ａの中間部には、ジャック１１の角度位置を調整するためのジャックボタンスクリュー２５が、前後方向に貫通した状態で進退自在に螺合している。ジャックボタンスクリュー２５の先端部には、ジャックボタン２６が一体に設けられており、このジャックボタン２６は、離鍵状態では、ウィッペン１５に立設されたスプーン２７に当接している。したがって、このジャックボタンスクリュー２５を回すことによって、離鍵状態におけるジャック１１の角度位置を調整することが可能である。

一方、ハンマーシャンクレール１２の下面には、レギュレーティングレール２８がねじ止めされており、このレギュレーティングレール２８の下面に、ジャック１１の上方への回動を規制するレギュレーティングボタン２９が進退自在に螺合していて、ジャック１１のレギュレーティングボタン当接部１１ｂの前端部と所定の間隔をもって対向している。

以上の構成のアクション８によれば、図２に示す離鍵状態から鍵１０が押鍵されると、ウィッペン１５が、キャプスタンボタン１９を介して突き上げられることにより、上方に回動するとともに、ウィッペン１５に取り付けたレペティションレバー９およびジャック１１も上方に回動する。この回動に伴い、レペティションレバー９がドロップスクリュー１３に当接するとともに、ジャック１１がシャンクローラ６を介してハンマーシャンク２を突き上げる。これにより、ハンマー１が、腕部２ｂ、２ｂ、および係合部４ｂに案内されながら、上方に回動する。その後、ハンマーシャンク２およびこれと一体のハンマーヘッド３が、上方に張られた弦Ｓを打弦する直前まで回動した時点で、ジャック１１がレギュレーティングボタン２９に係合し、その回動が阻止されることによって、シャンクローラ６から抜ける。これにより、ハンマーシャンク２およびハンマーヘッド３は、アクション８および鍵１０との連結を解かれ、自由回動状態となり、ハンマーヘッド３が弦Ｓを打弦することによって、演奏音が発生する。

以上のように、本実施形態のハンマー１によれば、ハンマーシャンク２の径が、ハンマーヘッド３側に向かって大きくなっていることにより、ハンマーシャンク２の重心が、ハンマーヘッド３側、すなわち、ハンマー１の回動軸であるピン５から遠い側に偏っている。それにより、ハンマー１全体の重心が、ハンマーシャンクの幅が一定の通常のハンマーよりも、ハンマーヘッド３側に位置しているので、ハンマー１のピン５回りの慣性モーメントが、従来よりも大きくなっている。

一般に、軸線回りを回動する物体が有する運動エネルギーの大きさは、その慣性モーメントに比例する。したがって、本実施形態のハンマー１によれば、上述したように、ハンマー１が有する運動エネルギーは、その回動速度が同じであれば、通常のハンマーよりも大きい。このため、打弦の際に、ハンマー１から弦Ｓに伝達され、最終的に演奏音に変換されるエネルギーも、ハンマー１の運動エネルギーが大きくなっていることにより、より大きくなる。したがって、演奏音の音量をより大きくすることができ、ピアノのダイナミックレンジを拡大することができる。

また、ハンマー１の慣性モーメントが大きくなっていることに伴い、これを回動させるための力、すなわち鍵１０のタッチ重さもまた、従来のハンマーとは異なるが、前述した鍵１０の重りの重さを調整することにより、押鍵時のタッチ重さを、従来と同じ大きさに維持することができる。

また、ハンマーシャンク２は、長繊維法によって成形され、比較的長い補強用の長繊維を含有することにより、非常に高い剛性を有し、木材と同等、またはそれ以上の十分な剛性を有している。それにより、ハンマーシャンク２の撓みを抑制でき、押鍵エネルギーがハンマー１から弦Ｓに効率よく伝達されることによって、より豊かな音量を得ることができる。また、長繊維法で形成された成形品は、保形性や寸法安定性に優れているので、木材の場合と比較して、ハンマーシャンク２自身の反りおよびねじれなどの変形および乾湿による伸縮を、非常に小さく抑制することができる。以上により、ハンマー１の安定した動作を確保することができる。

また、炭素繊維を補強用の長繊維として用いていることにより、ハンマーシャンク２の導電性が高められることによって、その帯電を防止することができる。それにより、ハンマーシャンク２およびその周辺へのほこりなどの付着を抑制でき、したがって、ハンマー１の動作および外観を良好に維持することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、前述した実施形態では、ハンマーシャンク２の径を、ハンマーヘッド３側に向かうにしたがって徐々に大きくすることにより、その重心をハンマーヘッド３側に偏らせているが、これに限定されることなく、例えば、図３に示すハンマーシャンク２の本体部２ｆのように段階的にその幅を拡張したり、上下または左右方向の幅のみを拡張したりしてもよい。また、ハンマーシャンク２のハンマーヘッド３側の端部に重りを取り付けてもよい。また、実施形態は、補強用の長繊維として炭素繊維を用いた例であるが、他の適当な材料を用いることが可能であり、例えばガラス繊維を採用してもよい。

さらに、実施形態は、本発明をグランドピアノのハンマーに適用した例であるが、本発明を、他のタイプのピアノ、例えばハンマーを有するグランド型電子ピアノや自動演奏ピアノのハンマー、さらには、アップライトピアノのハンマーに適用してもよいことは、もちろんである。その他、細部の構成を、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することが可能である。

符号の説明

１ ハンマー
２ ハンマーシャンク
３ ハンマーヘッド
１０ 鍵
Ｓ 弦

Claims (3)

1. 鍵の押鍵に連動して回動することによって弦を打弦し、演奏音を発生させるピアノのハンマーであって、
   一端部において回動自在に取り付けられ、他端部に向かうにしたがって、幅が大きくなるように形成された棒状のハンマーシャンクと、
   当該ハンマーシャンクの他端部に設けられ、前記鍵の押鍵に伴い、前記ハンマーシャンクとともに回動することにより、前記弦を打弦するハンマーヘッドと、
   を備えていることを特徴とするピアノのハンマー。
2. 前記ハンマーシャンクは、長繊維法で成形された、補強用の長繊維を含有する熱可塑性樹脂の成形品で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のピアノのハンマー。
3. 前記長繊維は炭素繊維であることを特徴とする請求項２に記載のピアノのハンマー。

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