(57)【要約】      （修正有）【課題】ピアノ演奏者のタッチに適宜応答するように、鍵本体内に鉛ウェイトを配置するとき、動的パフォーマンスが悪くならないようにウェイトを配置する。【解決手段】ピアノ用のピアノ鍵組立体であって、ウェイトが鍵本体に取り付けられ、ウェイトの受信は、上記鍵本体に沿って鍵本体の回転軸とピアノ演奏者が打つ端部との中間にある第１のポイントと、回転軸と第１のポイントとの中間にある第２のポイントとの間にあり、すべてのウェイトは、鍵本体に対して回転軸と第１のポイントとの間に配置される、ピアノ用のピアノ鍵組立体。オプションとして、穴が鍵本体の第１のポイントとピアノ演奏者が打つ端部との間に作られる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽音をピアノに出させるピアノ用のピアノ鍵組立体であって、ａ）２つの端部を有する細長い鍵本体であって、一端部は人の指で押打されるように適合される、細長い鍵本体と、ｂ）該鍵本体を前記２つの端部の略中間にある回転軸に保持する支点と、を組み合わせて備え、ｃ）前記鍵本体は、所望の静的バランスウェイトを画定し、それにより、前記鍵本体の動的応答を改良し、該改良において、少なくとも１つのウェイトが、前記鍵本体の、ピアノ演奏者の指で打鍵されることを目的とする前記鍵本体の端部と前記回転軸との中間にある第１のポイントとの間に取り付けられて、最低音鍵組立体に対する５０ｇ〜６０ｇから徐々に低減されて最高音鍵組立体に対する４０ｇ〜５０ｇまでのバランスウェイトを実現し、前記鍵本体の他のすべての領域に追加ウェイトがない、ピアノ鍵組立体。
【請求項２】
鍵盤上に並んで配置され、低音部内の最低音鍵組立体から高音内の最高音鍵組立体まで連続して付番される、請求項１に記載の複数のピアノ鍵組立体を有するピアノであって、各鍵組立体のオフセットウェイトが、前記第１のポイントと、前記回転軸と前記第１のポイントとの中間にある第２のポイントとの間にある重心を提供する、ピアノ。
【請求項３】
請求項２に記載の複数のピアノ鍵組立体を有するピアノであって、超高音域は、重心が前記回転軸のいずれかの側のより近くに配置されるように、ウェイトを前記回転軸のより近くに配置することによりさらに変更される、ピアノ。
【請求項４】
前記鍵本体の前記第１のポイントと前記一端部との間に画定される穴をさらに備える、請求項１に記載のピアノ鍵組立体。
【請求項５】
超高音域において楽音をピアノに出させるピアノ用のピアノ鍵組立体であって、ａ）２つの端部を有する細長い鍵本体であって、一端部は人の指で押打されるように適合される、細長い鍵本体と、ｂ）該鍵本体を前記２つの端部の略中間にある回転軸に保持する支点とを組み合わせて備え、ｃ）前記鍵本体は、所望の静的バランスウェイトを画定し、それにより、前記鍵本体の動的応答を改良し、該改良において、前記鍵本体は概念上、４区画に分けられ、第１の区画は、前記ピアノ演奏者の前記指で打たれる前記端部にあり、第２の区画は前記回転軸と前記第１の区画との間にあり、第３の区画は前記第１の区画と反対側の端部にあり、第３の区画は前記回転軸と前記第４の区画との間にあり、前記鍵本体は、（ｉ）前記鍵本体の前記第２の区画に取り付けられる少なくとも１つの鉛ウェイト、（ｉｉ）前記第３の区画における少なくとも１つのウェイト、（ｉｉｉ）前記第２及び第３の各区画における少なくとも１つのウェイト、及び（ｉｖ）いずれの区画にもウェイトがないことのうちの１つに従って変更されて、最高音鍵組立体に対して４０ｇ〜５０ｇのバランスウェイトを実現し、前記鍵本体の他のすべての領域に追加ウェイトがない、ピアノ鍵組立体。
【請求項６】
前記鍵本体の前記第１の区画に画定される穴をさらに備える、請求項５に記載のピアノ鍵組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重付き鍵本体を有して動的応答の改良を実現するピアノフォルテ（グランドピアノ）のピアノ鍵組立体に対する改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピアノフォルテ（すなわち、グランドピアノ）の鍵本体を平衡させる技術は、過去１００年間でほとんど変化が見られない。Ｓｍｉｔｈに付与された米国特許第６３３，９１５号には、ピアノ演奏者のタッチに適宜応答するように、鍵を平衡させる鍵本体内に鉛ウェイトを配置することが教示されている。より最近になり、Ｓｔａｎｗｏｏｄに付与された米国特許第５，５８５，５８２号（「スタンウッド１」）には、演奏時により均等な感触を提供するために、製造中に鍵本体内に配置するのに適当なオフセット荷重量を判断する方法が教示されている。スタンウッドに付与された米国特許第５，７９６，０２４号（「スタンウッド２」）には、オフセット荷重量を修正し、追加の較正荷重を変更して、所望の平衡を実現する方法が教示されている。Ｄａｖｉｄｅに付与された米国特許第６，０９６，９５９号は、鉛ウェイトを鍵本体及びウィペンに追加して、鍵本体の平衡化をアップライトピアノの鍵機構に適用する。Ｋａｎｅｍｉｔｓｅｒ等に付与された米国特許第６，５３１，６５１号には、荷重の調整を簡易化する手段を有する楽器の鍵が開示されている。
【０００３】
これら等の従来の平衡方法及び最近の改良は、鍵本体の静的平衡を重視し、荷重オフが鍵の内部慣性に対して有する影響を無視している。ピアノ演奏者は、鍵本体の「アイボリー端部」付近に配置される鉛ウェイトがあるせいで、仮にウェイトが回転軸（支点）のより近くに配置された場合よりもウェイトを長い距離、より高速で移動させる必要がある。（以下、鍵本体の用語「アイボリー端部」は、鍵本体が「象牙（アイボリー）」を有しているか否かに関わりなく、又は鍵本体が「白」鍵に関連するのか、それとも「黒」鍵に関連するのかに関わりなく、ピアノ演奏者の指で押打される鍵本体の端部を示すことを意図する）。スタンウッド２及びダビデは両者とも、スタンウッド１の教示に対する改良であり、ウェイトの追加により鍵本体の慣性を増大させる。両者とも均等に平衡された鍵本体を有する楽器を作ることができるが、楽器の動的パフォーマンスは慣性の増大により負の影響を受ける。
【０００４】
Ｖｉｅｔｏｒに付与された米国特許第２，０３１，７４８号には、鉛ウェイトを鍵本体に配置することによりピアノ鍵盤の鍵を平衡させる教示が開示されている。その他の従来技術参照と異なり、この特許は、鍵の慣性を最大限に低減するようにオフセット荷重を配置することに関わる。特に、この特許は、大きなウェイト及び小さなウェイトを鍵本体の回転軸にすぐに隣接して配置することを教示している。この構成は、実際に、慣性を絶対最小値まで低減するが、ピアノの鍵に十分なオフセット荷重を提供しない。
【０００５】
米国特許第７，１８６，９０７号に示され特許権請求されている本発明者による初期の発明は、鉛ウェイトを使用して最適に平衡され、楽器の「感触」及び演奏を改良する、ピアノフォルテ、すなわちグランドピアノ用のピアノ鍵組立体を提供することを教示している。米国特許第７，１８６，９０７号の内容全体を参照により本明細書に援用する。これは、鉛ウェイトの重心を鍵組立体の各鍵本体に沿って適宜配置し、ピアノの最適な静的パフォーマンス及び動的パフォーマンスに向けて荷重量を調整することにより達成される。より具体的には、ウェイトの重心は、各鍵本体に沿って支点と鍵本体のアイボリー端部との中間にある第１のポイントと、各鍵本体に沿って第１のポイントと支点との中間にある第２のポイントとの間に配置される。この重心に適用される荷重量は、好ましくは、各鍵本体の静的ダウンウェイト及びアップウェイトの平均が、鍵盤上でその鍵盤が従来許容される値よりも１０ｇ〜２０ｇ重い範囲内にあるように調整される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の主な目的は、米国特許第７，１８６，９０７号に図示され記載されるピアノ鍵組立体を改良することである。この特許は、トップアクションの荷重を相殺する際に鉛ウェイトの重心を移動させて慣性を低減することにより、ピアノタッチを向上させることができる方法を記載している。しかし、これは、所望の平衡のとれた荷重を実現するために、必要時には、任意の数の鉛ウェイトを各鍵のアイボリー端部と支点との中間に配置される第１のポイントよりもアイボリー端部に近い領域に設置する可能性を完全にはなくさない。
【０００７】
新しく改良された本発明は、鍵の特定の事前に選択される場所（第１のポイントとアイボリー端部との間）にいかなる鉛ウェイトも追加せず、ウェイトのすべてではないとしても大半が、第１のポイントと支点との間にある鍵の第１の事前選択セクションに配置される。上記に対する唯一の例外は、ハンマーが非常に小さく軽量である超高音域に関わり、理想的な応答性を実現するために、第１の事前選択セクション（支点とキャプスタンとの間）に隣接する第２の事前選択セクションにウェイトを追加することを許すことができる。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、楽音をピアノに出させるピアノ用のピアノ鍵組立体であって、ａ）２つの端部を有する細長い鍵本体であって、一端部は人の指で押打されるように適合される、細長い鍵本体と、ｂ）該鍵本体を上記２つの端部の略中間にある回転軸に保持する支点と、ｃ）上記鍵本体上に配置されて、所望の静的バランスウェイトを付与する少なくとも１つのウェイトであって、上記鍵本体に沿って上記支点と上記アイボリー端部との中間にある第１のポイントと、第１のポイントと上記支点との中間にある第２のポイントとの間に重心を提供し、それにより、上記鍵本体の動的応答性を向上させる、少なくとも１つのウェイトとを組み合わせて備えるピアノ鍵組立体を提供することである。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、鍵盤上に並んで配置され、低音部内の最低音鍵組立体（＃１）から高音内の最高音鍵組立体（＃８８）まで連続して付番される、上記に定義したような複数のピアノ鍵組立体を有するピアノを提供することである。（鍵を付番するシステムは、当分野において普遍的に使用されているシステムである）。本発明の改良は、上記ウェイトが鍵本体の支点と第１のポイントとの間に取り付けられて、低音内の最低音鍵組立体（鍵＃１）に５０ｇ〜６０ｇのバランスウェイトを実現し、高音内の最高音鍵組立体（鍵＃８８）に４０ｇ〜５０ｇのバランスウェイトを実現し、他のすべての鍵がその間で滑らかに変化することに関わる。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、オプションとして、上記に定義したピアノ鍵組立体であって、上記鍵本体の第１のポイントとアイボリー端部との間にさらなる穴が画定される、ピアノ鍵組立体を提供することである。
【００１１】
この目的並びに以下の考察から明らかになる他の目的は、本発明により達成され、本発明により荷重されたピアノ鍵は、より良いコントロール、アクション、及びより美しい音を可能にする。
【００１２】
本発明を完全に理解するために、これより、添付図面に示す本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明を参照すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面の図１〜図３を参照して説明する初期の発明は、鉛ウェイトの最適な位置決め／配置及び鍵の動的動作に求められる力の量を示す。
【００１４】
図１は、スタンウッド１により教示される単一のピアノ鍵本体内のウェイトを表す。各鍵本体は、鍵本体２、回転軸１、ハンマー組立体、及びウィペンからなる単純な釣り合い梁であり、ハンマー組立体及びウィペンが力を鍵本体２に加える。ピアノ演奏者がピアノ鍵の一端部に加えた力は、鍵本体のアイボリー端部を下方に移動させる。下向きの力は、鍵本体から上向きに突出するキャプスタンスクリューにより、ウィペン及びハンマー組立体に加えられる上向きの力に変換される動きを生み出す。ピアノ演奏者は、鍵を押打する際、鍵の非平衡性、ウィペン及びハンマー組立体並びに鍵自体を含む様々な原因からの摩擦、及び鍵の内部慣性を克服しなければならない。
【００１５】
鍵本体の平衡化の従来のやり方は、オフセット鉛ウェイトを鍵本体に配置して、すべての鍵に対して均等なダウンウェイトを実現することである。適正な静的平衡を得るに当たって重要な要素は、ハンマー組立体及びウィペンにより及ぼされる静的力の下向きの力の相殺を生み出すのに正しい量のウェイトを選択することである。実際、静的平衡を実現するように鍵本体を平衡させる際、回転軸１に相対するウェイトの位置は無関係である。図２に示すように、回転軸１から距離Ｄのところに４０ｇを配置することは、距離２Ｄのところに２０ｇを配置すること、及び距離４Ｄのところに１０ｇを配置することに等しい。それぞれによって生成されるトルク量は４０Ｄｇに等しい。回転軸に相対するウェイトの位置決めは、静的平衡については無関係であるが、その配置は動的パフォーマンスに対しては極めて重要である。
【００１６】
図２を考慮することから分かるように、音を出すことは動的なプロセスである。鍵を押打すると、鍵本体のアイボリー端部が位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動する。この鍵本体の移動距離は、回転軸から鍵本体に沿った距離に正比例する。初期の特許によれば、動的パフォーマンスの改良は、オフセットウェイトの重心を鍵本体の回転軸のより近くに位置決めし直すことにより達成される。従来技術では、すべての鉛ウェイトの重心は、必要とされるウェイト数を最小に抑えるために、鍵のアイボリー端部に可能な限り近くに配置されていた。鍵本体に最も一般的に使用される各鉛ウェイトの重量は約１４．５ｇである。鍵に使用されるウェイトのサイズは、各種製造業者により異なる。例えば、Ｓｔｅｉｎｗａｙ＆Ｓｏｎｓは、主に１４ｇ（直径１／２インチ）のウェイト及びいくつかの８．５ｇ（直径３／８インチ）のウェイトを使用する。Ｙａｍａｈａは２０ｇ（直径７／１６インチ）のウェイトを使用する。これらのウェイトは鍵本体に作られる／穿孔される穴に配置され、鍵本体の構造的一体性を維持するために、穴と穴との間は、長さが少なくとも穴の直径に等しい中実木部で隔てられている必要がある。重心が鍵本体のアイボリー端部に可能な限り近くに配置される場合、従来のピアノの多くでは、低音域の各鍵本体に５個又は６個の鉛ウェイトが必要であり、中間部の各鍵本体に３個又は４個の鉛ウェイトが必要であり、高音域の各鍵本体に１個又は２個の鉛ウェイトが必要である。
【００１７】
図３を参照すると、実験により、オフセット鉛ウェイトの重心の最適位置が、回転軸１と鍵本体２のアイボリー端部との中間にある第１のポイント１０と、第１のポイント１０と回転軸１との中間にある第２のポイント１２との間にあることが分かった。換言すれば、回転軸と鍵本体のアイボリー端部との総距離がＬである場合、第１のポイント１０は鍵本体の端部からＬの半分の距離であり、第２のポイント１２は、回転軸１の方向において第１のポイント１０からＬの１／４の距離だけ離れたところにある。
【００１８】
鉛ウェイトの重心が、第１のポイント１０と鍵本体のアイボリー端部との間の従来の領域から第１のポイント１０と第２のポイント１２との間の領域に移動しても、追加の鉛ウェイトを鍵本体に追加する必要ないであろう。実験により、そのように平衡すると、鍵本体２の静的ダウンウェイト及び静的アップウェイトの平均が、鍵盤上でその鍵本体に従来受け入れられている値よりも１０ｇ〜２０ｇ重い範囲内にある場合に有利なことが分かった。従来の値はダウンウェイトの場合は４５ｇ〜５５ｇであり、アップライトの場合は１９ｇ〜２９ｇであり、従来の平均は３２ｇ〜４２ｇの範囲内にある。本発明によれば、この平均は、４２ｇ〜６２ｇの範囲に増大することができる。また、好ましくは、各鍵の静的ダウンウェイト及び静的アップウェイトの平均は、グランドピアノの最低音鍵組立体（例えば、鍵番号１）に対して少なくとも５０ｇであり、最高音鍵組立体（例えば、鍵番号８８）に対して少なくとも４０ｇである。
【００１９】
本発明者の初期の発明によれば、ダウンウェイト及びアップウェイトの平均のこの許容される増大にも関わらず、追加のウェイトが必要な場合には、鉛ウェイトを、鍵本体の下に接着するか、又は中間点１０よりも鍵本体のアイボリー端部に近い穴に配置することができる。
【００２０】
これより本発明の改良を参照し、注意を図４に向ける。図４は、考察しやすくするために、大まかに４区画又はセクション、すなわちセクションＡ−鍵本体２の正面端部から回転軸１に向かって１／２まで、セクションＢ−回転軸１から鍵本体２の正面端部に向かって１／２まで、セクションＣ−回転軸１からキャプスタンスクリュー６（トップアクション（ウィペン及びハンマー組立体）の荷重が鍵本体２に載るところ）まで、セクションＤ−キャプスタン６から鍵本体２の後方端部までに分けられた鍵本体２を示す。
【００２１】
本発明者の初期の特許は、鉛ウェイト１５の重心をセクションＢ１（斜線で示すＢの前半分）に移動して、トップアクションの荷重を相殺する際の慣性を低減することにより、ピアノタッチを改良することができる方法を記載している。すべてのウェイト１５をセクションＢに設置することが推奨されているが、これは、セクションＢに十分な余地がない場合、重心がセクションＢ１内のどこかにある限り、任意の数の鉛ウェイト１５をセクションＡに設置する可能性を完全にはなくさない。
【００２２】
本発明の改良された新技法は、いかなる鉛ウェイト１５のセクションＡへの追加も回避し、すべてのウェイト１５がセクションＢのみにある。セクションＡは、可能な限り軽量であるべきである。オプションとして、これを達成するために、１つ又は複数の穴１７を開け、空のまま残すことができる。
【００２３】
最適なウェイト平衡を達成するために十分な余地がセクションＢにない場合、追加のウェイトを鍵本体２の底に接着することがオプションである（棒形ウェイトが許容可能である）。別のオプションは、キャプスタンへのトップアクションの総荷重を低減することである。これを達成する多くの方法がある。さらに別のオプションは、鍵本体の比率（キャプスタンから回転軸と鍵本体正面と回転軸との比率）を変更して、必要なウェイト数を低減することである。
【００２４】
本発明によれば、規則として、重心はセクションＢ１のみにある。この規則への唯一の例外は、超高音域である。超高音域では、ハンマーが非常に小さく軽量であり、理想的な応答性を実現するために、セクションＣへのウェイトの追加を許すことができる。したがって、こういった状況下では、重心がセクションＢ２及び／又はセクションＣに向かって流れることが可能である。したがって、超高音部には、このセクションでの鉛ウェイトの配置に関して４つの異なる可能性がある。すなわち、（１）鉛ウェイト（複数可）が鍵本体のセクションＢのみに配置される（鍵のセクションＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤについては図４参照）、（２）鉛ウェイトが鍵に配置されない、（３）鉛ウェイトが鍵のセクションＢ及びセクションＣに配置される、及び（４）鉛ウェイト（複数可）が鍵のセクションＣのみに配置される。
【００２５】
これらの構造的改良は、後述する理論及び実験研究に基づく。
【００２６】
これより図５及び図６を参照して、鍵本体２の速度及び鍵本体の加速度のいずれも、１回の打鍵内で均等ではないことが分かる（グラフ参照）。これらのパラメータはまた、ピアノ演奏者毎に、楽器毎に、又は異なる音響条件毎に大きく変化する。以下は、加速度として表される様々なダイナミックレンジでのたった１人のピアノ演奏者のタッチの一例である。
ピアニッシモ    １〜２ｍ/秒２
ピアノ          ３〜５ｍ／秒２
メゾピアノ      ５〜１０ｍ／秒２
メゾフォルテ    １０〜２０ｍ／秒２
フォルテ        ２０〜３０ｍ／秒２
フォルテシモ    ３０〜６０ｍ／秒２
【００２７】
タッチ荷重（Ｆ）に対する鉛ウェイト１５の影響の計算に使用される式は以下である。
【００２８】
鍵本体に同時に作用している３つのトルクを考える場合、鉛の重量に起因するトルクと鉛の慣性に起因するトルクとの和は、打鍵する指に起因するトルクと釣り合う。
【００２９】
ピアノ演奏者の指が特定のダイナミックレベルで感じる鉛ウェイトの影響は、［（鉛の荷重に起因するトルク）＋（鉛の慣性に起因するトルク）］／（回転軸から鍵の正面端部までの距離）に等しい。別の言い方をすれば、タッチ荷重Ｆ＝［−（鉛の荷重）×（鉛の回転軸からの距離）＋（鉛の質量）×（鉛の加速度）×（鉛の回転軸からの距離）］／（旋回軸までの指の距離）に等しい。
【００３０】
鉛の荷重に起因するトルク＝−（ｗ×ｂ）
鉛の慣性に起因するトルク＝ｗ／ｇ×ａ×ｂ／ｃ×ｂ
鍵を押打する指に起因するトルク＝Ｆ×ｃ
Ｆ＝［−（ｗ×ｂ）＋（ｗ／ｇ×ａ×ｂ／ｃ×ｂ）］／ｃ          （式１）
式中
ｇ＝重力（９８００ｍｍ／秒２）
ｗ＝鉛ウェイトの荷重（ｇ）
ａ＝鍵の加速度（ｍｍ／秒２）
ｂ＝旋回軸からの鉛ウェイトの位置（ｍｍ）
ｃ＝回転軸から鍵本体の正面端部までの距離（ｍｍ）
ｗ／ｇ＝鉛の質量
ａ×ｂ／ｃ＝鉛の加速度
ａ／ｃ＝角加速度
【００３１】
鉛の慣性は回転軸からの鉛の距離の二乗に比例するため、距離が鉛自体の荷重よりもトルク荷重に対して大きな影響を有することが明らかである。
【００３２】
以下は、回転軸１からそれぞれ１８０ｍｍ及び９０ｍｍに配置された２０ｇウェイトと４０ｇウェイトの影響の比較である（音の各大きさに使用される鍵本体の加速度速度は、そのタッチの平均の大まかな推定にすぎず、回転軸までの指の距離は２４０ｍｍである）。表１参照。
Ｆ１＝｛−（２０×１８０）＋［（２０／９８０００）×（鉛の加速度）×１８０］｝／２４０
Ｆ２＝｛−（４０×９０）＋［（４０／９８０００）×（鉛の加速度）×９０］｝／２４０
【００３３】
【表１】
2009217234.tif 000003
【００３４】
鉛ウェイトの加速度が重力（９．８ｍ／秒２）よりも速くなると、意図する目的に対して逆に働くことが明らかになる。図７参照。複数の鉛ウェイトがセクションＡにある場合（３個又は４個の鉛が一般的である）、慣性の複合的な影響は甚大である。鉛ウェイトが示唆領域であるセクションＢに配置される限り、指の速度よりもはるかに遅く移動するため、鉛の慣性の悪影響は最低限に抑えられる。
【００３５】
ピアノは二重打楽器である（指が鍵を打ち、ハンマーが弦を打つ）ため、両方のソースからの振動は音響板に瞬時に伝わって混ざり、ピアノの音として我々が知っている音が生み出される。（最初の発見はＰｉａｎｏ  Ｑｕａｒｔｅｒｌｙ  １９７９において公表された）。鍵の慣性が大きいほど、鍵を打つ指の衝撃の雑音はより大きいため、これは「汚い」音を生み出す。鉛ウェイト１５をセクションＡからすべてなくした場合、鍵本体２の全体の慣性は大幅に低減され、タッチは大幅に改良される。
【００３６】
オプションの改良として、同じセクションに１〜４個の穴１７を開けることが、慣性のさらなる低減に役立ち、音質を大幅に向上させる。ウェイト１５のように、穴１７はその直径に等しい距離の間隔を有さなければならない。この恩恵は特にｆｆ−ｆｆｆｆタッチにおいて顕著であり、本質的により大きな慣性を有するより長い鍵を有するより大型のピアノほど顕著である。
【００３７】
音の「アタック」部分での雑音レベルの低減は、音の減衰をより美しく、持続し、且つより遅くするのに役立つ。音に雑音が多いほど（出だしにより多くのエネルギーがあるほど）、減衰は早い。鍵が速く上がるほど、これはダンパーも同様に速くダウンさせる。これらすべての要因が、極めて澄んで、クリアで、歯切れのよい音にするのに役立つ。
【００３８】
以下は、セクションＡに開けられた３つの穴１７（２０ｇのウェイト１５と同じ直径）の「慣性」の影響である（回転軸から１２５ｍｍ、１５０ｍｍ、１７５ｍｍ。指の位置は回転軸から２４０ｍｍ。除去される木の総重量は−３．３ｇ）。
ｐｐｐｐ（０ｍ／秒２）      ０ｇ
ｐ（２ｍ／秒２）            −０．２ｇ
ｍｆ（１０ｍ／秒２）        −１．３ｇ
ｆ（２０ｍ／秒２）          −２．６ｇ
ｆｆ（３０ｍ／秒２）        −３．９ｇ
ｆｆｆｆ（６０ｍ／秒２）    −７．９ｇ
【００３９】
理想的なバランスウェイトは、各鍵本体の「ダウンウェイト」及び「アップウェイト」を測定し（トップアクションがキャプスタンに載っている状態で）、これら２つの数を共に合算して２で割り、それにより摩擦係数をなくすことにより判断することができる。次に、グラフに＃１鍵〜＃８８鍵の番号を記録し、鉛ウェイトを追加することにより達成する目標バランスウェイトを判断する。（ダウンウェイト＝鍵をゆっくりと落下させる鍵の正面端部に配置される最小重量であり、アップウェイト＝鍵を持ち上げることができる最大重量である。バランスウェイト＝鍵を摩擦なく、すなわち、ダウンウェイト＝アップウェイト＝バランスウェイトのときに押下するのに必要な理論上の下向きの力）。
【００４０】
鍵の平衡を考える場合、各鍵の端部から１０ｍｍのところで測定される測定値（ダウンウェイト及びアップウェイト）のみが使用される。これは、測定ゲージ（およそ２０ｍｍ直径）を配置することができ、指がエッジから落ちることなく安全に押下できる、回転軸から多少なりとも最も遠いポイントである。実際の演奏の際に、ピアノ演奏者が鍵の打てる／見えるどこでも押下可能なことについて心配しない（白鍵の場合、鍵の正面エッジから回転軸に向かって１５０ｍｍ内側のところまでであり、黒鍵の場合、鍵の正面エッジから回転軸に向かって１００ｍｍ内側のところまでである）。したがって、この説明において、「鍵の正面端部」、「アイボリー端部」、及び「指の位置」はすべて１つの同じこと：鍵の正面エッジから１０ｍｍを意味する。
【００４１】
図８ａに示すように、従来、ピアノ製造業者は、慣性の影響を完全に無視して、５０ｇ±静的ダウンウェイトを達成しようとしている。本明細書に記載する新しい発明では、目標は理想的なバランスウェイトであり、図８ｂに示すように、これは低音において高い約５０ｇ〜６０ｇであり、高音において低い約４０ｇ〜５０ｇであり、低音から高音（鍵＃１〜鍵＃８８）まで慣性を最小に維持しながら滑らかに変化する。
【００４２】
しかし、覚えておく重要なポイントは、音質が、慣性の低減により劇的に向上し、部品が緩い、摩耗している、又は不良な品質の場合に、鍵の戻りが速いほど、時により、アクション機構での雑音レベルの増大に繋がり得ることである。これが当てはまる場合、鍵を遅くするか（目標バランスウェイトをより軽量側に下げることにより）、それともアクション部品を交換又は修理するかを選択しなければならない。
【００４３】
低音の鍵＃１に対して５０ｇ〜６０ｇであり、高音の鍵＃８８に対して４０ｇ〜５０ｇの変更後目標ウェイトの範囲を図８ｃ及び図８ｄにさらに示す。これらの範囲内で、これらを結ぶ徐々に変化する線は、図８ｄに示すように直線又はわずかに湾曲し得る。鍵盤の中央セクションは演奏される回数が多いため、ハンマーが摩耗及び削りからより軽量になる。これは、最終的にはどうしても平坦になる湾曲したバランスウェイト線になる（ハンマーが米国特許第７，２６２，３５１号に記載のようにボイシングテープ（ｖｏｉｃｉｎｇ  ｔａｐｅ）でカバーされない場合）。
【００４４】
ダウンウェイトが重いほど、鍵の感触は固くなり、柔らかく演奏される場合に制御がはるかに容易であり、慣性を低減すると、大きな音で演奏する場合に鍵の感触は軽くなる。アップウェイトが重いほど、鍵は跳ね返り又は揺動なしで元の位置に速く戻る。タッチ感度は最大化され、鍵の感触は極めて応答的であり、ピアノ演奏者のタッチに対して自然である。
【００４５】
本発明により変更された鍵組立体を有するピアノは、あらゆる点、すなわちあらゆるレベルの繰り返し性、柔軟性、及び制御の点で格別である。本発明はまた演奏を喜びにする特定の触知性を可能にし、物理的な邪魔なものをすべてなくして、演奏者が初めてここで、音楽に完全に没頭できるようにする。
【００４６】
アクション計測及び部品の仕様には多くの微妙なばらつきが多くあるため、鍵のセクションＢに配置すべき正確な荷重を判断する標準化された手順を生み出すことは単純ではない。必要なデータ及び測定値がすべて提供されれば、目標バランスウェイトの最適な範囲を、様々な製造業者からの各型のピアノに向けてカスタマイズすることができる。
【００４７】
こうして、得ようとするすべての目的及び利点を満たす、改良された新規のピアノ鍵組立体を図示し説明した。しかし、多くの変更、改変、変形、並びに本発明の他の使用法及び応用例が、本発明の好ましい実施形態を開示する本明細書及び添付の図面を検討した後に当業者に明らかになろう。本発明の精神及び範囲から逸脱しないこのような変更、改変、変形、並びに他の使用法及び応用例は、本発明に包含されるものとみなされ、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ制限されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明者の初期の発明である米国特許第７，１８６，９０７号による従来技術の状態及びスタンウッド１において示される、ウェイトがピアノ鍵に対して作用する理論上のモデルを示す。
【図２】本発明者の初期の発明である米国特許第７，１８６，９０７号による従来技術の状態を示し、適用されるウェイトの、回転軸からの距離を示すピアノ鍵の側面図である。
【図３】本発明者の初期の発明である米国特許第７，１８６，９０７号による従来技術の状態を示し、初期の発明により位置決めされた鉛ウェイトを有する鍵本体の側面図である。
【図４】４つのセクションに分けられたピアノ鍵を概略的に示す。
【図５】ｆｆ（フォルテシモ）、ｍｆ（メゾフォルテ）、及びｐｐ（ピアニッシモ）の打鍵中の鍵の速度を示す。
【図６】ｍｆ（メゾフォルテ）の打鍵中の鍵の加速度を示す。
【図７】ウェイトに触れる際の鉛ウェイトの異なる配置の影響を示す。
【図８ａ】従来のターゲットの低音から高音（鍵＃１から＃８８）へのダウンウェイト及び本発明による新たなターゲットのバランスウェイトの例を示す。
【図８ｂ】従来のターゲットの低音から高音（鍵＃１から＃８８）へのダウンウェイト及び本発明による新たなターゲットのバランスウェイトの例を示す。
【図８ｃ】使用により曲線がどのように平坦化するかを示す、本発明による新しいターゲットの低音から高音（鍵＃１〜＃８８）へのバランスウェイトを示す。
【図８ｄ】使用により曲線がどのように平坦化するかを示す、本発明による新しいターゲットの低音から高音（鍵＃１〜＃８８）へのバランスウェイトを示す。
【符号の説明】
【００４９】
１回転軸
２鍵本体
６キャプスタンスクリュー
１０第１のポイント
１２第２のポイント
１５鉛ウェイト
１７穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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