專利名稱：鋼琴用的機(jī)械裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼琴用的機(jī)械裝置，響應(yīng)于對琴鍵的按壓而致動，使琴槌擺動以擊打琴弦。
背景技術(shù)：
公知的鋼琴用的普通機(jī)械裝置，例如，已經(jīng)在特開平NO.6-83326號公報中公開了。圖1表示在琴鍵松開狀態(tài)下機(jī)械裝置51的主要部件。機(jī)械裝置51適用于立式鋼琴，并且設(shè)置在琴鍵50后端的上方(以圖1中的左側(cè)為后側(cè))。機(jī)械裝置51包括下列部件載置在琴鍵50后端的橫桿52；轉(zhuǎn)動自如地安裝在橫桿52上的頂桿53；及設(shè)置在橫桿52上方預(yù)定位置上的調(diào)節(jié)按鈕56。頂桿53形成為L字形，包括沿著前后方向延伸的調(diào)節(jié)按鈕接觸凸出部分54、和基本上與調(diào)節(jié)按鈕接觸凸出部分54的后端部成直角地向上延伸的琴槌上推桿55，并且頂桿53在兩個部件54、55的角部轉(zhuǎn)動自如地由橫桿52支承。此外，在琴鍵松開的狀態(tài)下，琴槌上推桿55與琴槌60的槌板61接合，并且上述調(diào)節(jié)按鈕接觸凸出部分54的調(diào)節(jié)按鈕接觸表面54a從下方與調(diào)節(jié)按鈕56對置。上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面54a形成為曲面。槌板61是這樣布置的，槌柄62從槌板向上延伸，而琴槌60的槌頭(圖中未表示)則安裝在該槌柄62的上端。此外，在槌板61上設(shè)有向圖1中的順時針方向推壓琴槌60的槌板彈簧61a。
當(dāng)按壓如上所述的立式鋼琴中的琴鍵50時，橫桿52就被琴鍵50的后端推起而向上轉(zhuǎn)動，頂桿53就與橫桿52一起向上運(yùn)動。這樣，琴槌60經(jīng)由槌板61被頂桿53向上推動，克服槌板彈簧61a的壓力，向著在后方的沿著垂直方向上拉緊的琴弦(圖中未表示)運(yùn)動。然后，當(dāng)頂桿53的調(diào)節(jié)按鈕接觸凸出部分54與調(diào)節(jié)按鈕56接觸時，便阻止頂桿53向上運(yùn)動。當(dāng)橫桿52進(jìn)一步轉(zhuǎn)動時，在從調(diào)節(jié)按鈕56對頂桿53作用反力的狀態(tài)下，頂桿53的調(diào)節(jié)按鈕接觸凸出部分54便相對于橫桿52轉(zhuǎn)動，同時還沿著調(diào)節(jié)按鈕56的下表面滑動，結(jié)果，頂桿53便脫離琴槌60。因此，在琴鍵50的接觸重量(施加在指尖上的載荷)中就減少了琴槌60的重量，使得演奏者有脫離的感覺。在頂桿53脫離琴槌60之后，琴槌60便借助于慣性敲擊相應(yīng)的琴弦。
通常，為了豐富演奏的表現(xiàn)力，正確掌握頂桿53脫離琴槌60的時機(jī)(即、脫離的時機(jī))從而精細(xì)地調(diào)節(jié)琴槌60敲擊琴弦的速度，是很重要的。例如，像極弱音這樣的弱音可以通過使琴槌60暫時轉(zhuǎn)動到琴弦的附近，并讓它從該位置進(jìn)行擺動，以降低琴槌60敲擊琴弦的速度。換言之，一個弱音可以這樣產(chǎn)生，即按壓琴鍵50直到頂桿53即將脫離琴槌60為止，在該狀態(tài)下把琴鍵50壓下去。
另一方面，在使用以往機(jī)械裝置的立式鋼琴中，如上所述，槌柄62是垂直地延伸的，由于琴槌60重心的位置靠近其轉(zhuǎn)動的支軸，所以由于琴槌60的自重產(chǎn)生的繞著支軸擺動的力矩很小。這樣，由于在剛要脫離之前的接觸重量、即脫離載荷比較小，脫離前后的接觸重量的變化量也很小，因而很難掌握脫離的時機(jī)。結(jié)果，由于很難精細(xì)地調(diào)節(jié)琴槌60敲擊琴弦的速度，鋼琴的表現(xiàn)力和演奏性能降低了。
此外，為了豐富演奏時的表現(xiàn)力，要求有良好的連續(xù)擊打性能。在大鋼琴的情況下，琴槌幾乎是水平地延伸的，其重心的位置在水平方向上處于離開琴槌一端的轉(zhuǎn)動支軸很大間隔的琴槌頭部附近。因此，琴槌在敲擊上方的琴弦之后，能依靠本身的重量迅速地擺動，回到能由頂桿再次向上推動的位置上，結(jié)果，大鋼琴具有很好的連續(xù)擊打性能。另一方面，在上面提到的立式鋼琴中，由于琴槌60在敲擊琴弦之后是借助于槌板彈簧61a的壓力而擺動回來的，所以琴槌60和頂桿53回到能使琴槌60再次被向上推動的狀態(tài)，需要比較長的時間，結(jié)果，立式鋼琴的連續(xù)擊打性能就比大鋼琴差。為了改善立式鋼琴的連續(xù)擊打性能，曾經(jīng)考慮加大槌板彈簧61a的彈力，以減少琴槌60回到能讓它再次被頂桿53向上推動的位置的時間。然而，在這種情況下，由于彈簧的彈力增大了，頂桿53在向上推動琴槌60時的接觸重量也相應(yīng)地增大，結(jié)果，對觸健的感覺產(chǎn)生了不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決以上所說的問題而提出，其目的是提供一種鋼琴用的機(jī)械裝置，不會對觸健的感覺產(chǎn)生不良影響，結(jié)構(gòu)簡單，能夠明確地分清脫離時機(jī)，改善連續(xù)擊打的性能，從而實現(xiàn)具有很高的表現(xiàn)力的演奏性能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種鋼琴用的機(jī)械裝置，響應(yīng)于琴鍵的按壓而致動，使琴槌擺動以敲擊琴弦。這種機(jī)械裝置的特征在于具有當(dāng)壓下上述琴鍵時，由上述琴鍵向上推動而向上轉(zhuǎn)動的橫桿；在下端具有平坦的頂桿接觸表面，并且固定在橫桿上方的預(yù)定位置上的調(diào)節(jié)按鈕；以及頂桿，在上端具有包括平坦的調(diào)節(jié)按鈕接觸表面的調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起，并且能繞著頂桿支軸轉(zhuǎn)動地布置在上述橫桿上，與上述琴槌接合，以便借助上述橫桿的轉(zhuǎn)動使頂桿向上推動上述琴槌，在上述轉(zhuǎn)動過程中，上述頂桿設(shè)計成能借助上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面與上述頂桿接觸表面接觸而相對于橫桿轉(zhuǎn)動，從而脫離琴槌。
按照以上所述的鋼琴用的機(jī)械裝置，上述頂桿是在琴鍵松開的狀態(tài)下與琴槌接觸的，當(dāng)琴鍵從該狀態(tài)下壓下時，橫桿由于被琴鍵向上推動而向上轉(zhuǎn)動，而頂桿也與橫桿一起向上運(yùn)動。這樣，上述琴槌是被頂桿推動而轉(zhuǎn)動的。在橫桿轉(zhuǎn)動的過程中，上述頂桿的調(diào)節(jié)按鈕接觸表面與調(diào)節(jié)按鈕的頂桿接觸表面接觸，從而防止頂桿向上運(yùn)動。然后，當(dāng)橫桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，在從上述調(diào)節(jié)按鈕作用反力的狀態(tài)下，上述頂桿便相對于橫桿轉(zhuǎn)動，同時上述調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起沿著頂桿接觸表面滑動。當(dāng)上述轉(zhuǎn)動達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)動量時，頂桿便離開琴槌。然后，琴槌以慣性進(jìn)行轉(zhuǎn)動，敲擊琴弦。
如上所述，頂桿在與調(diào)節(jié)按鈕接觸之后，在從上述調(diào)節(jié)按鈕作用反力的狀態(tài)下相對于橫桿轉(zhuǎn)動，同時，調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起沿著頂桿接觸表面滑動。在這種情況下，上述調(diào)節(jié)按鈕的反力將通過頂桿和橫桿傳遞給琴鍵，結(jié)果，相應(yīng)地增大了接觸重量。在該情況下，在本發(fā)明中，上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面和頂桿接觸表面都是平坦的表面，所以調(diào)節(jié)按鈕接觸表面與頂桿接觸表面以平坦的表面進(jìn)行面接觸，與以上所說的以往調(diào)節(jié)按鈕由曲面構(gòu)成相比，使得兩者的接觸面積增大了，結(jié)果，調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起與調(diào)節(jié)按鈕之間的摩擦阻力增大了。這就使得調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起難以沿著頂桿接觸表面滑動，因而頂桿也難以轉(zhuǎn)動，于是，在頂桿脫離之前，通過頂桿和橫桿傳遞給調(diào)節(jié)按鈕的反力進(jìn)一步增大了。這樣，在剛要脫離之前的接觸重量變大，即，脫離載荷變大，脫離前后的接觸重量的變化量變大，從而能明確地分清脫離的時機(jī)。與這種明確分清脫離的時機(jī)相對應(yīng)地，演奏者就能精確地調(diào)節(jié)琴槌敲擊琴弦的速度，從而實現(xiàn)具有很高的表現(xiàn)力的演奏性能。此外，以上所說的良好的效果，只要把頂桿接觸表面和調(diào)節(jié)按鈕接觸表面做成平坦的表面，就能用很簡單的結(jié)構(gòu)來達(dá)到。
優(yōu)選地，在以上描述的鋼琴用的機(jī)械裝置中，上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面的角度設(shè)定成，使得上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面與上述頂桿接觸表面發(fā)生平面接觸。
按照鋼琴用的機(jī)械裝置的這個優(yōu)選實施例，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面就能牢靠地與頂桿接觸表面發(fā)生平面接觸。這樣，就在調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起與調(diào)節(jié)按鈕之間產(chǎn)生了很大的摩擦阻力，這種阻力使得頂桿難以轉(zhuǎn)動，并增大了脫離載荷，從而能保證以上所說的良好的效果。
優(yōu)選地，在以上所描述的鋼琴用的機(jī)械裝置中，在頂桿接觸表面或者調(diào)節(jié)按鈕接觸表面中的至少一個表面上具有片狀的緩沖材料；其中，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面的角度設(shè)定成，當(dāng)調(diào)節(jié)按鈕接觸表面經(jīng)由緩沖材料而與頂桿接觸表面接觸時，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面在靠近頂桿支軸的頂桿接觸表面的端部接觸，并且，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面在接近頂桿接觸表面的狀態(tài)下傾斜地延伸。
按照鋼琴用的機(jī)械裝置的這個優(yōu)選實施例，在橫桿隨著琴鍵的按壓而轉(zhuǎn)動的過程中，上述調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起的調(diào)節(jié)按鈕接觸表面，通過片狀的緩沖材料而與頂桿接觸表面接觸，從而使頂桿相對于橫桿轉(zhuǎn)動。此外，當(dāng)發(fā)生這種接觸時，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面在靠近頂桿支軸的頂桿接觸表面的端部接觸，并且，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面在接近頂桿接觸表面的狀態(tài)下傾斜地延伸，即，在稍成微小角度的狀態(tài)下與頂桿接觸表面傾斜地接觸。此時，由于夾在中間的片狀緩沖材料受到壓縮，所以調(diào)節(jié)按鈕接觸表面的頂桿支軸側(cè)的端部及其附近的部分，通過上述緩沖材料而與頂桿接觸表面平面接觸，從而保證了較大的摩擦阻力。此外，這種平面接觸將使平面接觸的中心、即從調(diào)節(jié)按鈕產(chǎn)生的反力所作用的點(diǎn)靠近上述頂桿支軸，結(jié)果，為了使頂桿轉(zhuǎn)動所需要的調(diào)節(jié)按鈕的反力變大。因此，按照本發(fā)明，由于平面接觸保證了較大的摩擦阻力、以及調(diào)節(jié)按鈕的反力靠近頂桿支軸，使得脫離載荷增大，從而保證了以上所述的機(jī)械裝置的良好效果。
優(yōu)選地，在以上描述的用于鋼琴用的機(jī)械裝置中，頂桿具有從頂桿支軸向上延伸并與琴槌接合的琴槌上推桿，并且，具有沿著其與上述調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起相對的上表面的邊緣形成的凸起。
按照鋼琴用的機(jī)械裝置的這個優(yōu)選實施例，伴隨著琴鍵的按壓而產(chǎn)生的頂桿的轉(zhuǎn)動，從頂桿支軸向上延伸的琴槌上推桿的上表面沿著琴槌的下表面在調(diào)節(jié)按鈕側(cè)滑動。此外，因為具有沿著與調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起相對的頂面的邊緣形成的凸起，所以在如上所述地沿著琴槌滑動時，該突起起到阻礙的作用，由此使得頂桿難以從琴槌脫落。由此，脫離載荷進(jìn)一步變大，可以更加明確了解脫離的時機(jī)。
優(yōu)選地，在以上描述的用于鋼琴用的機(jī)械裝置中，上述頂桿包括合成樹脂制的成型品。
按照鋼琴用的機(jī)械裝置的這個優(yōu)選實施例，可高精度地成型頂桿，因此，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面和在琴槌上推桿的凸起能容易地以高精度做成所需要的形狀，并且與頂桿接觸表面的位置和角度關(guān)系能容易地設(shè)定成所要求的關(guān)系。此外，由于頂桿是用合成樹脂制成的，具有合成樹脂的所有優(yōu)點(diǎn)，包括很高的加工精度和尺寸穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，在以上描述的用于鋼琴用的機(jī)械裝置中，上述頂桿包括成型品，所述成型品由長纖維法成型，并且由含有加強(qiáng)用的長纖維的熱塑性樹脂制成。
按照鋼琴用的機(jī)械裝置的這個優(yōu)選實施例，頂桿包括成型品，所述成型品由長纖維法成型，并且由含有加強(qiáng)用的長纖維的熱塑性樹脂制成。這里，長纖維法，是把用熱塑性樹脂所包覆的、含有相同長度的纖維狀強(qiáng)化材料的顆粒進(jìn)行注射成型而得到成型品。按照這種長纖維法，在成型品中含有例如長度為0.5mm以上的較長纖維的加強(qiáng)材料。因此，與用合成樹脂制成的頂桿相比，這種頂桿含有用于加強(qiáng)的比較長的纖維，因而表現(xiàn)出很高的剛性。
結(jié)果，就可以在保證所要求的剛性的前提下，比以往頂桿重量更輕。在這種情況下，由于頂桿能隨著琴鍵的松開很快回到再一次向上推動琴槌的狀態(tài)，所以就能改善連續(xù)敲擊的性能，實現(xiàn)具有豐富表現(xiàn)力的很高的演奏性能，而不會對接觸琴鍵的感覺產(chǎn)生不利的影響。
優(yōu)選地，在以上描述的用于鋼琴用的機(jī)械裝置中，上述長纖維是碳纖維。
灰塵附著在機(jī)械裝置的可動部分上會使它們的運(yùn)動減慢，因而降低機(jī)械裝置的響應(yīng)性能。此外，一般說來，碳纖維的導(dǎo)電性能優(yōu)于其它加強(qiáng)用的長纖維，例如優(yōu)于玻璃纖維。因此，使用含有碳纖維作為加強(qiáng)用的長纖維的熱塑性樹脂來制造頂桿，就能改善這種頂桿的導(dǎo)電性能，降低其帶電性。因此，抑制灰塵粘附在頂桿上，保證頂桿具有良好的響應(yīng)性能，總是能靈活地活動。此外，阻止灰塵粘附在頂桿上，還能使頂桿的外觀保持清潔，防止操作人員的手和衣服在調(diào)節(jié)這種機(jī)械裝置的操作過程中被污染。
優(yōu)選地，在以上描述的用于鋼琴用的機(jī)械裝置中，上述熱塑性樹脂是ABS樹脂。
由于在各種樹脂中，ABS樹脂的成型收縮率很小，所以，使用ABS樹脂作為熱塑性樹脂能提高加工精度，并限制各頂桿在尺寸上的離散。
通常，當(dāng)對含有例如碳纖維的加強(qiáng)材料的熱塑性樹脂進(jìn)行注射成型時，若熔融流速高，則熱塑性樹脂流入模具中的速度較高，由于加強(qiáng)材料易于在成型品中沿著特定的方向排列，因而成型品的剛性很容易具有各向異性。此外，因為ABS樹脂是含有橡膠狀聚合物的熱塑性樹脂，所以其熔融流速較低。因此，頂桿如上所述地用ABS樹脂制成，可抑制頂桿的各向異性，得到較高的剛性。還有，ABS樹脂所具有的延展性還能增強(qiáng)頂桿的沖擊強(qiáng)度。


圖1是說明在琴鍵松開狀態(tài)下，以往機(jī)械裝置的主要部件等的側(cè)視圖；圖2是說明在琴鍵松開狀態(tài)下，按照具有輔助部件的本發(fā)明的第一實施例的機(jī)械裝置的側(cè)視圖；圖3是說明在琴鍵松開狀態(tài)下，圖2中的機(jī)械裝置的頂桿與輔助部件的局部放大圖；圖4是說明當(dāng)調(diào)節(jié)按鈕接觸表面經(jīng)由通孔而與頂桿接觸表面接觸時，圖2中的機(jī)械裝置的頂桿與輔助部件的側(cè)視圖；圖5是圖4中的局部放大圖；圖6是曲線圖，表示當(dāng)使用圖2中的機(jī)械裝置與比較例時，琴鍵的壓下量與彈力載荷之間的關(guān)系；圖7是說明在琴鍵松開狀態(tài)下，按照具有輔助部件的第二實施例的機(jī)械裝置的頂桿的側(cè)視圖；圖8是圖7中的琴槌上推桿的局部放大圖；圖9是局部放大側(cè)視圖，說明當(dāng)調(diào)節(jié)按鈕接觸表面經(jīng)由通孔而與頂桿接觸表面接觸時，按照具有輔助部件的第三實施例的機(jī)械裝置的頂桿。
具體實施例方式
下面，參照

按照本發(fā)明的一個實施例的機(jī)械裝置。圖2說明在琴鍵松開狀態(tài)下，按照本發(fā)明的第一實施例的立式鋼琴用的機(jī)械裝置1，鍵盤2和琴槌3等。鍵盤2具有許多從左向右并排排列(沿著圖2的縱深方向排列)的琴鍵4(圖中只表示了一個)，每一個琴鍵4在前后方向(以圖2中的右側(cè)為前側(cè))大致中央處可擺動地由支軸支承，上述支軸是植入琴鍵底板5的平衡銷5a。
機(jī)械裝置1在鍵盤2后端的上方安裝于左、右支架(圖中未表示)上，并在上述兩個支架之間延伸，所述左、右支架布置在琴鍵底板5的左、右端。機(jī)械裝置1還為每一個琴鍵4設(shè)置了橫桿6和頂桿7(圖中都只表示了一個)。此外，在左、右支架之間還延伸著中央軌道15和琴槌軌道16。
用諸如合成樹脂做成預(yù)定形狀的橫桿6具有從前方向下延伸的根部6a，并且，通過根部6a壓在布置于相應(yīng)的琴鍵4的上表面后端部位上的立式按鈕4a上。橫桿6通過銷子形狀的支軸6c而轉(zhuǎn)動自如地安裝在固定在中央軌道15上的橫桿凸緣6b上。后止擋鋼絲繩11a立設(shè)在上述橫桿6前端部位的頂面，而后止擋11則安裝在后止擋鋼絲繩11a的前端。在橫桿6的支軸6c的后部的部分還立設(shè)有匙形物12，用來驅(qū)動后面將要描述的阻尼器21。
頂桿7是用長纖維法形成的，是利用下面將要描述的顆粒進(jìn)行注射成型得到的。這種顆粒是用擠壓機(jī)擠壓出來的含有橡膠狀聚合物的熱塑性樹脂、例如合成樹脂的一種的ABS樹脂，把由碳纖維構(gòu)成的、預(yù)先施加了張力的成束細(xì)線包裹起來而制成的。這樣，就能在顆粒成型時把碳纖維的成束細(xì)線包含在顆粒里，而不會使成束纖維彎曲，結(jié)果，顆粒里就包含了長度與顆粒相等的碳纖維。在本實施例中，顆粒的長度設(shè)定在5～15mm的范圍內(nèi)，因而，使用這種顆粒進(jìn)行注射成型得到的頂桿7中便含有長度為0.5～2mm的碳纖維。上述橡膠狀聚合物的熔融液的流量比設(shè)定為較小的值，例如，在溫度230℃，加載2.12公斤的測試條件下，設(shè)定在0.1～50克/10分鐘的范圍。
如圖3所示，用如上所述的長纖維法形成為L形的頂桿7，具有沿著前后方向延伸的調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起8、和長度比調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起8長并從其后端向上延伸的琴槌上推桿9。此外，頂桿7在調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起8與琴槌上推桿9之間的角部處，經(jīng)由銷子形狀的頂桿支軸10而可轉(zhuǎn)動地安裝在橫桿6的中央部位。這個調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起8的前端稍微向上凸出，頂端成為平坦的調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a的角度設(shè)定為后述的預(yù)定角度。此外，頂桿7在其左側(cè)和右側(cè)的大致整個表面上都形成了凹槽7a，以便減輕它的重量。在頂桿7的調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起8與橫桿6之間設(shè)有頂桿彈簧13，用于在松開琴鍵4時使頂桿7恢復(fù)原位。
在頂桿7的調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起8的上方設(shè)有調(diào)節(jié)按鈕17。針對每一個琴鍵4設(shè)置調(diào)節(jié)按鈕17，這些調(diào)節(jié)按鈕17是通過設(shè)置在中央軌道15上的多個調(diào)節(jié)托架18(圖中只表示了一個)、和從左向右延伸并固定在其前方的調(diào)節(jié)軌道19而設(shè)置的。調(diào)節(jié)按鈕17的下端成為平坦的頂桿接觸表面17a，在琴鍵松開的狀態(tài)下，頂桿接觸表面17a與頂桿7的調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a對置。頂桿接觸表面17a的前方相對于水平線稍微向下傾斜一個預(yù)定的角度。在頂桿接觸表面17a上粘接了例如用毛氈制成的片狀的沖擊墊17b(緩沖材料)。
琴槌3具有槌板3a，槌桿3b和槌頭3c。槌板3a通過銷子狀的支軸3e可轉(zhuǎn)動地安裝在固定于中央軌道15上的槌桿凸緣3d上，因而能讓琴槌3擺動。槌桿3b從槌板3a向上延伸，而槌頭3c安裝在其上端。在琴鍵松開的狀態(tài)下，槌頭3c與在槌頭3c后方垂直地張緊的一根琴弦S對置。限制器3f安裝在槌板3a的前表面上。在琴鍵松開的狀態(tài)下，限制器3f位于上述后止擋11的后方，并與其對置。而且，在槌板3a上設(shè)有槌板彈簧3g，向著圖2中的順時針方向?qū)η匍?施力。在琴鍵松開的狀態(tài)下，頂桿7的琴槌上推桿9從下方與槌板3a接合。
在機(jī)械裝置1的后方，對應(yīng)于每一個琴鍵4設(shè)置了緩沖器21。緩沖器21具有下列各部分通過緩沖器凸緣21a轉(zhuǎn)動自如地安裝在中央軌道15上的緩沖器杠桿21b；通過緩沖器鋼絲繩21c安裝在緩沖器杠桿21b上端的緩沖器頭部21d；以及用于向著琴弦S側(cè)對緩沖器頭部21d施力的緩沖器杠桿彈簧21e等。緩沖器21用于在琴鍵4松開時，借助于緩沖器杠桿彈簧21e的彈力，使緩沖器頭部21d與琴弦S接觸，停止琴弦S發(fā)出聲音。
下面，描述從按下琴鍵開始到終了為止，由機(jī)械裝置1和琴槌3等所完成的一連串操作。當(dāng)演奏者按下松開的琴鍵4時，琴鍵4便向著圖2中的順時針方向轉(zhuǎn)動，并向上推動安裝在其后端部位上的橫桿6，從而使它繞著支軸6c向上(向逆時針方向)轉(zhuǎn)動。隨著橫桿6的轉(zhuǎn)動，頂桿7與它一起向上運(yùn)動，于是頂桿7的琴槌上推桿9便推動琴槌3，使它沿逆時針方向向著位于后方的琴弦S轉(zhuǎn)動。
然后，如圖4所示，當(dāng)橫桿6轉(zhuǎn)動到預(yù)定角度時，頂桿7的調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起8便與調(diào)節(jié)按鈕17接觸，阻止頂桿7繼續(xù)向上運(yùn)動。如圖5所示，在發(fā)生上述接觸的時候，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a在其后端處經(jīng)由沖擊墊17b接觸頂桿接觸表面17a，并且在接近頂桿接觸表面17a的狀態(tài)下傾斜地延伸、即、在具有很小的角度的狀態(tài)下與頂桿接觸表面17a傾斜地接觸。此外，由于沖擊墊17b由于這種接觸而受到壓縮，所以調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a的后部區(qū)域便通過沖擊墊17b處于與頂桿接觸表面17a平面接觸的狀態(tài)。這樣，當(dāng)與調(diào)節(jié)按鈕17接觸時，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a的靠近頂桿支軸10的一部分，便能通過沖擊墊17b與頂桿接觸表面17a發(fā)生平面接觸。
然后，隨著琴鍵4的越來越往下壓，橫桿6進(jìn)一步轉(zhuǎn)動，使頂桿7在從調(diào)節(jié)按鈕17作用有反力的狀態(tài)下克服頂桿彈簧13的彈力，沿著逆時針方向相對于橫桿6轉(zhuǎn)動，同時，調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起8則沿著沖擊墊17b滑動。此外，隨著頂桿7的轉(zhuǎn)動，琴槌上推桿9的上表面便沿著槌板3a的底部向前滑動。
然后，當(dāng)頂桿7轉(zhuǎn)動到預(yù)定量時，琴槌上推桿9便向前脫離槌板3a，使頂桿7離開琴槌3。然后，琴槌3由于慣性而敲擊琴弦S，從而產(chǎn)生演奏的音樂。此外，當(dāng)頂桿7脫離琴槌3，突然從琴鍵4的接觸重量中減少了琴槌3的重量，使演奏者產(chǎn)生一種脫離(let off)的感覺。琴槌3在敲擊了琴弦S之后，由于琴弦S的反彈力和槌板彈簧3g的推力，使得它向順時針方向擺動，并由于限制器3f被后止擋11擋住而暫時停止運(yùn)動。
然后，在接觸琴鍵之后松開琴鍵4時，琴鍵4和橫桿6便向著與按壓琴鍵4時相反的方向轉(zhuǎn)動。橫桿6的這種復(fù)位轉(zhuǎn)動使得后止擋11離開限制器3f，允許琴槌3向順時針方向擺動，使得槌桿3b與琴槌軌道16接觸。此外，隨著橫桿6的復(fù)位轉(zhuǎn)動，頂桿7便離開調(diào)節(jié)按鈕17，結(jié)果，頂桿7便由于被頂桿彈簧13的彈力所推動，向逆時針方向轉(zhuǎn)動而復(fù)位。在此過程中，頂桿7重量的減輕促使它與橫桿6等的復(fù)位轉(zhuǎn)動一起，向逆時針方向作復(fù)位轉(zhuǎn)動。隨著這一轉(zhuǎn)動，琴槌上推桿9上方的后角便與槌板3a接觸，然后沿著槌板3a的底部向后滑動，進(jìn)入槌板3a下側(cè)并與之接合，允許頂桿7回到琴鍵松開狀態(tài)下的原始位置。這樣，琴鍵4、橫桿6、琴槌3和頂桿7都回到琴鍵松開狀態(tài)下的原始位置，從而完成了壓下琴鍵和松開琴鍵的一連串操作。
在連續(xù)敲擊琴鍵4的情況下，就是在琴槌3、橫桿6等完全回到琴鍵松開狀態(tài)之前，反復(fù)接觸琴鍵4。此時，隨著橫桿6的復(fù)位轉(zhuǎn)動，頂桿7也在下一次敲擊琴鍵之前，向逆時針方向轉(zhuǎn)動后立刻就返回。因此，即使連續(xù)敲擊琴鍵4，頂桿7也能隨著琴鍵的敲擊，在每一次敲擊琴鍵4時，毫不延遲地推動琴槌3擊打琴弦S。
圖6表示當(dāng)使用圖2的機(jī)械裝置與比較例時，琴鍵的壓下量與接觸重量之間的關(guān)系。這個比較例表明這樣一種關(guān)系，即，當(dāng)調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8是與以上圖1中所描述的現(xiàn)有技術(shù)一樣呈曲線狀時的關(guān)系。
如圖6所示，無論是在本實施例中(用實線表示)，還是在比較例中(用單點(diǎn)劃線表示)，從敲擊琴鍵4的時間開始，到頂桿7與調(diào)節(jié)按鈕17接觸為止(圖6中的A段)，接觸重量的大小基本上與琴鍵4、機(jī)械裝置1和琴槌3相應(yīng)的自重繞著支軸5a、6c、3e的力矩相對應(yīng)，處于大致一定的狀態(tài)。
此外，隨著琴鍵4進(jìn)一步下壓而使得頂桿7與調(diào)節(jié)按鈕17接觸時，接觸重量由于除了機(jī)械裝置1等的自重所產(chǎn)生的力矩之外還有調(diào)節(jié)按鈕17所產(chǎn)生的反力的作用，而突然增大了(圖6中的B、B’段)。然后，當(dāng)頂桿7脫離琴槌3時，由于突然失去了琴槌3的重量，接觸重量又突然減小了(圖6中的C、C’段)。在這個過程中，在比較例中，由于調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a是曲面的，在頂桿7就要離開琴槌3之前的脫離載荷L’，以及在脫離之前和之后的接觸重量的變化量DL’，都小于本實施例。當(dāng)琴鍵4的前端與鍵盤5的前方軌道(圖中未表示)接觸，阻止琴鍵4進(jìn)一步轉(zhuǎn)動，使得琴鍵的接觸暫停時，由于從鍵盤5傳遞過來的反力，上述接觸重量便突然增大(圖6中的D段)。
另一方面，在本實施例的機(jī)械裝置1中，當(dāng)調(diào)節(jié)按鈕17與頂桿7接觸時，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a的靠近頂桿支軸10側(cè)的一部分，便如上所述，通過沖擊墊17b而與頂桿接觸表面17a發(fā)生平面接觸。由于上述平面接觸保證了很大的摩擦阻力，以及調(diào)節(jié)按鈕17的反力作用在靠近頂桿支軸10的位置，所以本實施例的脫離載荷L大于比較例的脫離載荷L’，而且，在脫離之前和之后的接觸重量的變化量DL，也大于比較例的變化量DL’。這樣，按照本實施例，由于增大了脫離載荷和脫離前后接觸重量的變化量，能把脫離的時機(jī)明顯地區(qū)分開來，從而能實現(xiàn)具有優(yōu)良表現(xiàn)力的很高的演奏性能。此外，只要把調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a和頂桿接觸表面17a做成平坦的表面這種簡單的結(jié)構(gòu)，就能獲得如此優(yōu)良的效果。
此外，由于頂桿7是由在樹脂類中成型收縮率很小的ABS樹脂制成的成型品，所以可提高頂桿7的加工精度，從而可將調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a高精度且快速地形成為所需要的形狀，并且能容易地將上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a與頂桿接觸表面17a的位置和角度關(guān)系設(shè)定成所希望的關(guān)系。還可以限制頂桿7在尺寸上的離散。
頂桿7因為用長纖維法成型而含有加強(qiáng)用的長纖維，所以具有很高的剛性。這樣，就能在確保必要的剛性的同時，形成左、右凹部7a，使頂桿7做得比以往的輕。結(jié)果，隨著松開琴鍵4，就能使得頂桿7本身迅速恢復(fù)到再次向上推動琴槌3的狀態(tài)。
此外，由于減輕了頂桿7的重量，即使在連續(xù)敲擊琴鍵4的情況下，頂桿7也能在下一次敲擊琴鍵之前，迅速恢復(fù)到能向上推壓琴槌3的狀態(tài)。因此，即使快速地連續(xù)敲擊琴鍵，頂桿7也能毫不延遲地隨著敲擊琴鍵，在每一次敲擊琴鍵時，可靠地通過推動琴槌3來擊打琴弦S。因此，不會對琴鍵4的接觸感產(chǎn)生壞的影響，能提高琴鍵4的連擊性能，從而能實現(xiàn)具有優(yōu)良表現(xiàn)力的演奏性能。另外，雖然沒有詳細(xì)說明，但本實施例的頂桿7的重量，與由不含長纖維的合成樹脂(例如，ABS樹脂)構(gòu)成且具有相同形狀和尺寸的以往頂桿相比，減輕了大約0.065g，結(jié)果，確認(rèn)了以下事實，即，琴鍵4的連續(xù)敲擊的能力提高了大約1.2次/每秒。
此外，由于頂桿7在ABS樹脂中含有加強(qiáng)用的長纖維，所以改善了頂桿7的導(dǎo)電性能，降低其帶電性。由此，減少了附著在頂桿7上的灰塵，因而能使頂桿7保持良好的運(yùn)動性能和響應(yīng)性能。此外，通過減少附著在頂桿7上的灰塵，能使頂桿7的外觀保持清潔，并防止操作人員在操作和調(diào)整機(jī)械裝置1等時，作業(yè)者的手和衣服被弄臟。
通常，當(dāng)對含有例如碳纖維的加強(qiáng)材料的熱塑性樹脂進(jìn)行注射成型時，若熔融流速高，則上述熱塑性樹脂流入模具中的速度較高，由于加強(qiáng)材料易于在成型品中沿著特定的方向排列，因而成型品的剛性很容易具有各向異性。另一方面，在本實施例中，由于頂桿7是用ABS樹脂制成的，這種樹脂是含有橡膠狀聚合物的熱塑性樹脂且熔融流速較低，所以可抑制頂桿7的各向異性，并且穩(wěn)定地得到高剛性。還有，ABS樹脂所具有的延展性還能增強(qiáng)頂桿7的沖擊強(qiáng)度。
下面，參照圖7和8說明按照本發(fā)明第二實施例的機(jī)械裝置。該機(jī)械裝置31的結(jié)構(gòu)基本上與第一實施例中的機(jī)械裝置1相同，只有頂桿7的琴槌上推桿32的結(jié)構(gòu)不同。在琴槌上推桿32的上表面32a的后端部上，設(shè)有在其整個左右方向上延伸的凸起32b。上述凸起32b呈大致三角形，從上表面32a向上方稍稍突出，并具有弧形的頂部。在琴槌上推桿32上，在凸起32b的后方形成了傾斜表面32c。這個傾斜表面32c從凸起32b的頂面傾斜地延伸到琴槌上推桿32的上表面32a，并與琴槌上推桿32的背面32d相交。
由于按照上述方式沿著琴槌上推桿32的上表面32a的后端部邊緣形成了凸起32b，在敲擊琴鍵時，當(dāng)頂桿7離開琴槌3時，上述凸起32b在脫離時起了阻礙作用，從而使得頂桿7更難以離開琴槌3。這樣，就進(jìn)一步增大了脫離載荷，使得脫離的時機(jī)更加明確。
此外，上述傾斜表面32c是在琴槌上推桿32的凸起32b的后方形成的，并且傾斜表面32c從凸起32b的頂部到背面32d延伸得很長。借助該傾斜表面32c能讓琴槌上推桿32順利地滑動到槌板3a的下方，而不會被擋住。這樣就能提高連續(xù)敲擊琴鍵4的性能。此外，由于頂桿7是用合成樹脂制成的成型品，所以能容易地以高精度將琴槌上推桿32的凸起32b和傾斜表面32c形成為所需要形狀。
下面，參照圖9說明按照本發(fā)明第三實施例的機(jī)械裝置。這個機(jī)械裝置與第一實施例中的機(jī)械裝置1的區(qū)別僅在于調(diào)節(jié)按鈕接觸表面41的角度。如圖9所示，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面41的角度是這樣設(shè)定的，即，當(dāng)調(diào)節(jié)按鈕接觸表面41與頂桿接觸表面17a接觸時，它們之間是完整的平面接觸。接觸區(qū)域大的結(jié)果是，在調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起8與調(diào)節(jié)按鈕17之間的摩擦阻力增大了，從而使得脫離的時機(jī)更加明顯。在這種結(jié)構(gòu)中，可以省略沖擊墊17b。
應(yīng)該了解，本發(fā)明并不是僅限于以上所描述的實施例，而是還可以用其它各種實施方式。例如，在以上的實施例中，調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a、41是完全平坦的，但它們可以稍呈弧形，只要能保證與頂桿接觸表面17a有充分的面接觸就可以。此外，在以上的實施例中，緩沖墊17b安裝在頂桿接觸表面17a上，但它也可以改成安裝在調(diào)節(jié)按鈕接觸表面8a或41上。還有，在第二實施例中，凸起32b做成在從左到右的方向上橫跨琴槌上推桿32，但它也可以在局部形成。還有，也可以形成多個這樣的凸起。
此外，在上述實施例中，由于頂桿7具有很高的剛性，它的重量減輕了，從而使它能隨著琴鍵的松開很快地通過轉(zhuǎn)動回復(fù)到原位，提高它連續(xù)敲擊琴鍵的性能。由于減小了頂桿7的重量，敲擊琴鍵4的力量減小了，因而琴槌3的槌板彈簧3g的彈力便相應(yīng)地增大了，除了頂桿7之外、也提高了琴槌3擺動到原來位置的速度，從而進(jìn)一步改善了連續(xù)敲擊琴鍵的性能。此外，在上述實施例中，本發(fā)明是應(yīng)用在立式鋼琴用的機(jī)械裝置上的，但本發(fā)明并不是僅限于此，它也可以應(yīng)用在大鋼琴的機(jī)械裝置上。此外，在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)，還可以對機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種鋼琴用的機(jī)械裝置，響應(yīng)于對琴鍵的按壓而致動，使琴槌擺動以敲擊琴弦，其特征在于，所述機(jī)械裝置具有當(dāng)壓下上述琴鍵時，由上述琴鍵向上推動而向上轉(zhuǎn)動的橫桿；在下端具有平坦的頂桿接觸表面，并且固定在橫桿上方的預(yù)定位置上的調(diào)節(jié)按鈕；以及頂桿，在上端具有包括平坦的調(diào)節(jié)按鈕接觸表面的調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起，并且能繞著頂桿支軸轉(zhuǎn)動地布置在上述橫桿上，與上述琴槌接合，以便借助上述橫桿的轉(zhuǎn)動使頂桿向上推動上述琴槌，在上述轉(zhuǎn)動過程中，上述頂桿設(shè)計成能借助上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面與上述頂桿接觸表面接觸而相對于上述橫桿轉(zhuǎn)動，從而脫離上述琴槌。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼琴用的機(jī)械裝置，其特征在于，上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面的角度設(shè)定成，使得上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面與上述頂桿接觸表面發(fā)生平面接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的鋼琴用的機(jī)械裝置，其特征在于，在上述頂桿接觸表面或者上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面中的至少一個表面上具有片狀的緩沖材料；其中，上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面的角度設(shè)定成，當(dāng)上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面經(jīng)由上述緩沖材料而與上述頂桿接觸表面接觸時，上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面在靠近上述頂桿支軸的頂桿接觸表面的端部接觸，并且，上述調(diào)節(jié)按鈕接觸表面在接近上述頂桿接觸表面的狀態(tài)下傾斜地延伸。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼琴用的機(jī)械裝置，其特征在于，上述頂桿具有從上述頂桿支軸向上延伸并與上述琴槌接合的琴槌上推桿，并且，具有沿著其與上述調(diào)節(jié)按鈕接觸凸起相對的上表面的邊緣形成的凸起。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼琴用的機(jī)械裝置，其特征在于，上述頂桿包括合成樹脂制的成型品。
6.如權(quán)利要求5所述的鋼琴用的機(jī)械裝置，其特征在于，上述頂桿包括成型品，所述成型品由長纖維法成型，并且由含有加強(qiáng)用的長纖維的熱塑性樹脂制成。
7.如權(quán)利要求6所述的鋼琴用的機(jī)械裝置，其特征在于，上述長纖維是碳纖維。
8.如權(quán)利要求6或7所述的鋼琴用的機(jī)械裝置，其特征在于，上述熱塑性樹脂是ABS樹脂。
全文摘要
一種鋼琴用的機(jī)械裝置，以簡單的結(jié)構(gòu)明確脫離的時機(jī)，改善連續(xù)擊打的性能，并從而實現(xiàn)具有很高的表現(xiàn)力的演奏性能，而不會對觸鍵的感覺產(chǎn)生有害的影響。這種鋼琴用的機(jī)械裝置能使琴槌隨著琴鍵的敲擊而擺動，它具有下列部件由上述琴鍵向上推動而轉(zhuǎn)動的橫桿；在下端具有平坦的頂桿接觸表面的調(diào)節(jié)按鈕；以及具有在敲擊琴鍵時與頂桿接觸表面接觸的平坦的調(diào)節(jié)按鈕接觸表面的頂桿。上述頂桿是用含有加強(qiáng)長纖維的熱塑性樹脂制成的成型品。
文檔編號G10C3/00GK1831935SQ20061005150
公開日2006年9月13日 申請日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者田中功介 申請人:株式會社河合樂器制作所