我眼中的現代鋼琴結構(4)

文/吳紅江

(接上期)

延留制音器裝置（Renner 模型）

延留制音器裝置（Kawai up）

四踏瓣裝置（Fazioli）

踏瓣功能分別為：抬起全部弦槌，減少擊弦距離；右移鍵盤、擊弦機，減少弦槌擊弦數量；延留制音器回落；開啟制音器。

四踏瓣裝置（海倫）

海倫諧振踏瓣裝置的琴內部分

相關鏈接：海倫諧振踏瓣

踏瓣分兩級。第一級制音器全部打開，每彈一個音之后，此音的制音器會下落制住此音，但是其它音的制音器仍處于打開狀態，被制住的音的能量會帶動其它未制音的琴弦振動產生諧音。繼續踩下踏瓣會將下落的制音器再次打開，鋼琴處于全部共振的效果。

II、激發系統

鋼琴琴弦的激發振動需要滿足這樣一些條件：音色能夠產生變化，琴弦能夠充分振動并能夠被不間斷地擊打。

呢氈包裹木芯的外柔內剛的結構使得現代鋼琴的音色表現豐富多彩。木芯的形狀、槌頭的形狀、槌氈的毛質及加工工藝無不對鋼琴所產生的音色施加影響。

弦槌（左：Renner；中：Renner-Baldwin；右：Abel）

相關鏈接：鋼琴的槌氈

鋼琴弦槌用毛氈是以純羊毛制成的，不但要求彈性好，還要求纖維梳理的方向符合結構設計要求。

弦槌纖維方向

直的毛纖維易于梳理，彎曲的毛纖維有彈性，要想兼顧就要找到合適的接合點。實踐證明，產于澳大利亞和英國的綿羊毛是制造弦槌最理想的材料，其毛纖維既有合適的波浪形曲線，又較易于梳理。根據德國貝希斯坦鋼琴廠的技術人員實驗分析：

弦槌毛纖維分層排列時呈現波浪形彎曲狀，若以3500倍的放大照片觀察，其波浪形彎曲結構就像歐洲屋頂上的瓦棱形狀。當無數根彎曲的羊毛被壓成氈以后，呈波浪形狀的毛纖維交錯疊加，相互牽連。彎曲疊加的毛纖維部分支撐著雙方，由于是不規則的曲線接觸，形成內部結構的不均衡性，從而儲存大量動能，其內部產生了強大的內應力，就構成了毛氈的彈性。這就是毛氈的內應力產生的結構原理。

弦槌木芯壓粘工藝過程示意圖（引自《鋼琴鍵盤機械的原理與工藝實踐》）

上圖中，為了易于觀察到毛氈受力以后產生的扭曲變形狀況，特意在圖中毛氈部分畫上棋盤格線。在不受力的情況下，棋盤格是正方形的；受力后，棋盤格將發生相應的扭曲。

弦槌應力分布示意圖

“琴弦能夠充分振動”要求弦槌擊弦要有一段慣性行程，擊弦后即刻脫開琴弦?！扒傧夷軌虮徊婚g斷地擊打”要求推動弦槌擊弦的部件能夠在弦槌擊弦后即刻復位于弦槌之下使之具備連續推動的可能。這兩項要求使得現代鋼琴具備了區分于古鋼琴的重要標志——擒縱裝置。

“縱裝置”就是使弦槌發生慣性行程的裝置——脫進調節鈕。它使推動弦槌擊弦的部件——頂桿，在上升推動弦槌的過程中受阻外揚并脫離弦槌裝置，使弦槌依靠慣性繼續前行并擊打琴弦。由于沒有固定支撐，擊弦后的弦槌受到琴弦的彈力作用回返而脫離琴弦，琴弦得以充分振動。

“擒裝置”就是在弦槌擊弦并回彈后接托住弦槌，使頂桿獲取復位時間的裝置。對于平臺鋼琴，是震奏杠桿和托木；對于豎式鋼琴，僅是托木。

擊弦機鍵盤模型（Renner）圖中：1脫進調節鈕，2震奏杠桿

擊弦機的運動狀況大致如下兩圖所描述。

平臺鋼琴擊弦機工作示意圖（引自《鋼琴與鋼琴音樂》）

立式鋼琴擊弦機工作示意圖（引自《鋼琴與鋼琴音樂》）

鋼琴的機芯部件大多采用單端“軸架—鳥眼”杠桿結構。軸架將杠桿固定到對應的總檔上。軸釘穿過軸架軸釘孔和對應的連結部件的鳥眼。軸釘孔內圍繞軸釘的軸襯起到軸承的作用。連結部件以軸釘為軸轉動。

單端“軸架—鳥眼”杠桿結構（圖中“◎”處；Renner擊弦機模型）

Steinway 弦槌總檔 脫進調節鈕總檔 聯動器總檔

鳥眼凸起的邊緣始終倚靠著對應的軸架臂，二者間必須留有適度的端隙。鳥眼的形狀很重要，決定二者接觸的表面積，為部件運動保留適度的摩擦力。

為避免摩擦過度，關聯部件要做潤滑處理。

豎式鋼琴制音器杠桿和頂柱的潤滑處理（圖中黑色的部分）

采用軸架軸襯作為“軸承”使用的最主要的原因是因為它的耐磨損及減噪性能。琴鍵也用軸襯作此功用，軸襯同時為琴鍵運動保持適度的摩擦力。為了鍵尾回落減噪，后檔粘有氈條。

鋼琴的琴鍵是標準的杠桿結構，靜棲于鍵架前、中、后三檔之上。中檔上的圓銷起支點作用，被稱作平衡銷；前檔上的扁銷決定鍵桿指向，被稱作導向銷。

琴鍵杠桿阻力臂的長度計算一般是從卡釘/頂柱到平衡銷；動力臂的長度計算一說是從平衡銷到導向銷，一說是從平衡銷到琴鍵前端。琴鍵杠桿比，豎式鋼琴一般滿足“3：2”的條件，平臺鋼琴一般滿足“2：1”的條件。

彈奏過程中，琴鍵前端（琴首）沿導向銷下滑，琴鍵后端抬起，卡釘/頂柱推動擊弦機部件運動。

鍵盤（Otto Heuss）

(待 續)