技术领域
[0001] 本发明涉及一种音响装置，特别是涉及一种能够安装在钢琴上的音响装置。
相关背景技术
[0002] 以往，有些钢琴能够自动演奏。在日本，它主要在1980年代至1990年代在商店内部展出。但是，与演奏者演奏时类似，因为涉及用弦槌敲击琴弦等物理驱动，因此，它的故障较多。即使是因长期使用而导致的故障，钢琴的调音师也无法进行电气方面的修理，或者没有用于修理更换的部件。由于这些情况，虽然目前能够自动演奏的钢琴的业务仍在继续，但长远来看正在减少。
[0003] 另一方面，即使是普通家庭，有时也购买三角钢琴或立式钢琴，但是，它们经常不使用。此外，许多钢琴以相对较低的价格在二手市场上流通。
[0004] 此外，在有些电钢琴中，复制作为自然乐器的真钢琴(三角钢琴或立式钢琴)的音板，将其用作音响装置(例如，专利文献1)。
[0005] 近年来，随着数字技术的发展，由电子设备来播放音乐变得容易起来。
[0006] 基于上述多种背景，尝试了使用现有的三角钢琴或立式钢琴的音板作为音响装置，由来自音频播放器、计算机、智能电话等电子设备的音响信号来播放音乐(例如，专利文献2)。
[0007] 具有上述音响装置的钢琴允许演奏者在播放音乐的同时进行演奏，适于新的演奏手法或音乐教育。
[0008] 专利文献1：日本特开2017‑067913号公报
[0009] 专利文献2：日本特开2015‑114457号公报
具体实施方式
[0047] ～三角钢琴概要～
[0048] 图1是三角钢琴的示意性剖视图。图2是分解立体图。以下简要说明三角钢琴的基本结构。
[0049] 三角钢琴由键盘、弦槌、制音器、琴弦、音板、弦码等组成。
[0050] 琴弦在水平方向上并且在演奏者的正面方向上张紧。
[0051] 敲击键盘时，随着与之连动的制音器抬起，弦槌敲击琴弦使之振动，琴弦的振动通过弦码传递到音板并且放大。当手从键盘离开时，制音器下降，振动停止。
[0052] 此外，如果通过踏板抬起全部制音器，则未被敲击的其它琴弦也产生共鸣，从而产生钢琴特有的声音。
[0053] 三角钢琴有覆盖琴弦的顶盖，通过抬起它，可以产生更大的音量。顶盖由支撑杆以大约45度斜着固定。由此，使声音具有指向性。
[0054] 音板和肋木位于琴弦的下方，将通过弦码而传递来的琴弦的振动有效地传递到空气中。音板具有纹路，纹路的方向通常与弦码的长尺寸方向一致。肋木位于音板的与弦码相反侧，并且也具有纹路。
[0055] 肋木在相对于音板的纹路方向即弦码的长尺寸方向交叉的方向上配置。肋木起到支撑音板的骨架的作用。通过音板、肋木传递的声音在纹路方向和横切纹路方向上具有预定比率。肋木有助于振动向着音板的横切纹路方向传播，由此，振动被均匀地传递到整个音板。
[0056] 音板1在水平方向上支撑在支柱上方。在音板1的下表面，并排设置多个肋木2。在音板1的上表面，弦码3在与肋木2的轴向交叉的方向上延伸设置。
[0057] 图3和图4是弦码周围的详细结构图。为了方便起见，键盘侧在前面。
[0058] 琴弦4的端部由钉固定。在钉的前侧，琴弦4通过前后弦码钉与弦码3连接。弦码3包括短弦码和长弦码。短弦码与低音琴弦连接，长弦码与中音高琴弦连接。其结果是，琴弦4的振动传递到弦码3。
[0059] 音响装置10被安装为通过琴弦4与弦码3抵接。在图中所示的例子中，安装有对应于短弦码和长弦码的两个音响装置。
[0060] 音板1能够在从高音到低音的宽广音域内发声。换句话说，音板1选择音域，高音在高音侧发声，低音在低音侧发声。当包含从高音到低音的音响信号输入到两个音响装置时，音板1选择适当的音域。由此，能够再现从高音到低音的宽广音域的音乐。
[0061] ～立式钢琴概要～
[0062] 与三角钢琴类似，音响装置10也可以适用于立式钢琴。
[0063] 图5是立式钢琴的分解立体图。图6是从正面看内部的示意性结构图。与三角钢琴比较着来说明立式钢琴的基本结构。
[0064] 在三角钢琴中，铁骨架、琴弦、音板等沿着水平方向配置，与之相对地，在立式钢琴中，铁骨架、琴弦、音板等沿着竖直方向配置。其结果是，与三角钢琴相比，放置立式钢琴所需的空间更小。
[0065] 在三角钢琴中，弦槌由于反冲和重力而自然落下，与之相对地，在立式钢琴中，由弹簧使弦槌返回。
[0066] 立式钢琴的其它结构与三角钢琴相同，并且操作也与三角钢琴相同。也就是说，当敲击键盘时，随着与之连动的制音器抬起，弦槌敲击琴弦使之振动。该振动从琴弦的端部之一即琴桥传递到音板并且放大。当手从键盘离开时，制音器下降，振动停止。
[0067] 音板1的一个表面设置有弦码3，相反侧的表面设置有多个肋木2。多个支柱在竖直方向上支撑立式钢琴。
[0068] 图7和图8是弦码周围的详细结构图。为了方便起见，键盘侧在前面。立式钢琴的弦码周围的结构与三角钢琴相同。
[0069] 音响装置10被安装为通过琴弦4与弦码3抵接。在图中所示的例子中，安装有对应于短弦码和长弦码的两个音响装置。
[0070] ～音响装置～
[0071] 图9是音响装置的侧视图。
[0072] 音响装置10包括振动机构11、基部12、压弦部13、通孔14、挂弦部15以及移位机构18。
[0073] 振动机构11是音响装置10的主要结构，将在后面说明。当安装音响装置时，振动机构11的振子31与弦码3的表面抵接。
[0074] 基部12是板状构件，被配置为其长尺寸方向与琴弦方向一致。基部12被设置为与振动机构11相连接。例如，振动机构11可以装配在设置在基部12端部的环部。基部12的端部和振动机构11可以一体形成，从而彼此连接。材料没有限制，优选具有适度的弹性和刚性。
[0075] 压弦部13在基部12的与振动机构相反侧的端部在与板面垂直的方向上延伸。当安装音响装置时，从音板1的相反侧对多个琴弦4施压。压弦部13的长尺寸方向与琴弦方向垂直。
[0076] 通孔14在基部12的大体中央在板的厚度方向上贯穿。
[0077] 挂弦部15由杆部16和伸出部17构成。杆部16被设置为能够在通孔中在杆轴方向和杆轴的周向上自由移位。
[0078] 伸出部17设置在杆部16的头端，在与杆轴大体垂直的方向上伸出。当安装音响装置时，伸出部17的长尺寸方向与琴弦方向垂直，从音板1侧将琴弦4挂在对应于弦码的位置和对应于压弦部的位置之间。
[0079] 在音响装置10中，基部12用作杠杆本体，压弦部13用作支点，挂弦部15用作施力点，振子31用作作用点。
[0080] 移位机构18使挂弦部15在靠近音板1的位置和远离音板1的位置之间移位。移位机构18例如是凸轮杆。
[0081] 凸轮杆18由L形杆和基部构成。L形杆由销连接到杆部16的头部，并且由销连接到基部。当L形杆相对于基部转动时，杆部16通过销连接而在杆轴方向上移位。
[0082] 图10是振动机构11的示意性剖视图。振动机构11基于来自外部的音响信号而振动。
[0083] 振动机构11包括永磁体32，围绕永磁体32的磁轭33，以及音圈34，音圈34由制音器35支撑在磁轭33中，位于磁隙内(参照图9和图10)。在音圈34，固定有作为输出端的杆状的振子31。磁轭33的外周由壳体覆盖。制音器35通过将平坦的板簧切成预定形状而形成。
[0084] 在振动机构11中，通过向音圈34供给与音响信号相对应的电流，音圈34使振子31振动。
[0085] ～安装和卸下～
[0086] 图11和图12是用于说明安装音响装置10从而使音响装置10通过琴弦4抵接弦码3的操作的图。
[0087] 首先，将音响装置10配置在当从键盘看时比弦码3更远的位置。使音响装置10倾斜，从而使振子31与弦码3的表面抵接。凸轮杆18的L形杆呈翘起状态。
[0088] 通过凸轮杆18，使伸出部17移位成琴弦方向，使伸出部17插穿在琴弦与琴弦之间，并且使压弦部13与多个琴弦4抵接。然后，通过凸轮杆18，使伸出部17移位成与琴弦垂直的方向。
[0089] 当下压凸轮杆18的L形杆时，由于凸轮作用，杆部16向基部12方向移动。与之相伴地，挂弦部15成为位于远离音板1的位置。伸出部17成为挂住琴弦4的状态。
[0090] 琴弦4的弹力在作为施力点的挂弦部15处产生。以压弦部13为支点，施加将振子31压在弦码3上的力。这样，基部12成为第三类杠杆。由此，能够适当调整将振子31压在弦码3上的力，并且能够可靠地施加力。
[0091] 换句话说，在将音响装置10可靠地安装在琴弦4的同时，通过第三类杠杆作用将振子31轻轻地压在弦码3上。振子31的振动通过弦码3传递到音板1。
[0092] 接下来，说明从琴弦4卸下音响装置10的操作(省略了图示)。
[0093] 当上压凸轮杆18的L形杆时，杆部16向音板1方向移动。与之相伴地，挂弦部15成为靠近音板1的位置。伸出部17对琴弦4的挂住被解除。琴弦4的弹力也被解除。
[0094] 通过凸轮杆18，使伸出部17移位成琴弦方向，伸出部17从琴弦与琴弦之间拔出。
[0095] 如上所述，能够容易地进行音响装置10的安装和卸下。
[0096] ～效果～
[0097] 即使振子31仅从弦码3稍微离开，振动也不传递到音板1。如果对弦码3的压力过弱，则振子31将跳动，产生颤动声。另一方面，如果振子31对弦码3的压力过大，则振子31的振动被限制，其结果是，音板1不振动。
[0098] 在音响装置10中，适当调整振子31对弦码3的压力。由此，能够适当地再现音乐。
[0099] 此外，当安装音响装置10时，不对音板1施加力学载荷。而且，通过将音响装置10配置在从键盘看时比弦码3更远的位置，几乎对琴弦4没有影响。其结果是，当作为钢琴进行演奏时，能够保持钢琴本来的音色。
[0100] ～微调机构～
[0101] 图13是微调机构21、22的结构图。
[0102] 以上说明了将音响装置10安装到钢琴的例子。钢琴的琴弦的张力比吉他或小提琴的琴弦的张力强。换句话说，钢琴的琴弦与吉他或小提琴的琴弦相比难以变形。因此，容易因为琴弦的过度变形而导致振子31对弦码3的压力增大。过大的压力会限制振子31的振动。此外，过大的压力会损坏音响装置10。
[0103] 琴弦4与弦码3的表面之间的空间(距离)根据钢琴的种类而略有不同。此外，钢琴琴弦的数量多，并且各琴弦的张力不同。可能由于距离的差异和张力的差异而产生问题。
[0104] 对此，可以将微调机构21追加到音响装置10。
[0105] 在挂弦部15，杆部16和伸出部17能够分离。微调机构21设置在杆部16与伸出部17之间的结合部。
[0106] 例如，在杆部16的端面设置螺孔，在伸出部17设置螺钉进行螺合。在螺合时，可以调节拧入程度，也可以从拧入量不同的多个伸出部17进行选择。可以将螺母插入螺合部，适当改变螺母的尺寸。
[0107] 通过在杆部16设置伸缩机构，可以对伸出部17在杆轴方向上的位置进行微调。
[0108] 只要能够调整伸出部17和杆部16之间在杆轴方向上的位置关系，换句话说，只要能够对伸出部17在杆轴方向上进行微调，则微调机构21不限于上述结构。
[0109] 通过微调机构21，能够对伸出部17与琴弦4之间的位置关系进行微调。其结果是，即使琴弦4几乎没有移位，也能够调整为适度的压力。
[0110] 此外，压弦部13从音板1的相反侧对琴弦4施压，伸出部17从音板1侧挂住琴弦4。不同琴弦4的粗细不同。特别地，由于钢琴琴弦的数量多，因此，可能由于琴弦粗细的差异而产生问题。
[0111] 对此，可以将微调机构22追加到音响装置10。
[0112] 压弦部13能够与基部12分离。微调机构22设置在压弦部13与基部12之间的结合部。
[0113] 在基部12的与结合部相对应的位置设置配合孔，用于与压弦部13的杆部相配合。如果配合孔和杆部是圆形以外的形状(例如，六边形)，则它们彼此不转动地稳定地结合。此时，插入构件22A以能够卸下的方式设置在压弦部13的杆部的头部。通过插入构件的有无，或者通过改变插入构件的尺寸，能够调整压弦部13与基部12之间的位置关系。其结果是，能够调整压弦部13和伸出部17之间的位置关系。
[0114] ～微调机构的变形例～
[0115] 微调机构21可以进行各种变形，只要能够调整伸出部17和杆部16之间在杆轴方向上的位置关系，换句话说，只要能够对伸出部17在杆轴方向上进行微调即可。
[0116] 在微调机构21中，可以在杆部16的端面设置配合孔以与伸出部17相配合，并且将插入构件以能够卸下的方式设置在伸出部17的头部。
[0117] 微调机构22可以进行各种变形，只要能够调整压弦部13与基部12之间的位置关系，换句话说，只要能够调整压弦部13与伸出部17之间的位置关系即可。
[0118] 在微调机构22中，可以通过没有头部的插入构件22B(追加图示)来结合压弦部13和基部12。此外，可以将压弦部13和基部12螺合在一起，调节螺合时的拧入程度，可以将螺母插入螺合部，改变螺母的尺寸。
[0119] 如果能够通过微调机构21来调整伸出部17的位置并且调整伸出部17和压弦部13之间的位置关系，则可以仅追加微调机构21。
[0120] ～移位机构的变形例～
[0121] 作为移位机构18的例子，例举了凸轮杆18，但是，移位机构可以进行各种变形，只要能够使挂弦部15在靠近音板1的位置与远离音板1的位置之间移位即可。例如，代替凸轮杆18，可以使用螺入式移位机构19。
[0122] 图14是螺入式移位机构19的操作说明图。螺入式移位机构19与杆部16一体形成，并且在头部具有旋钮。杆部16和通孔14形成螺纹机构。当旋钮旋转时，杆部16在旋转的同时在杆轴方向上移位。
[0123] 通过螺入式移位机构19的旋钮，使伸出部17移位成琴弦方向，使伸出部17插穿在琴弦与琴弦之间。如果旋钮的长尺寸方向与伸出部17的长尺寸方向一致，则容易想象伸出部17的方向。然后，使压弦部13与多个琴弦4抵接。然后，通过螺入式移位机构19的旋钮，使伸出部17移位成与琴弦垂直的方向。
[0124] 当螺入式移位机构19的旋钮旋转时，杆部16向基部12方向移动。与之相伴地，挂弦部15成为从音板1离开的位置。伸出部17成为挂住琴弦4的状态。由于琴弦4的弹力，基部12用作第三类杠杆，振子31被压在弦码3上。
[0125] 当螺入式移位机构19的旋钮沿相反方向旋转时，杆部16向音板1方向移动。与之相伴地，挂弦部15成为靠近音板1的位置。伸出部17对琴弦4的挂住被解除。琴弦4的弹力也被解除。
[0126] 通过螺入式移位机构19的旋钮，使伸出部17移位成琴弦方向，伸出部17从琴弦与琴弦之间拔出。
[0127] 通过下压/上压凸轮杆18的L形杆，选择性地使琴弦4的弹力起作用。钢琴的琴弦与吉他或小提琴的琴弦相比难以变形。如果过度变形，振子31对弦码3的压力可能过大，限制振子31的振动，损坏音响装置10。
[0128] 对此，在螺入式移位机构19中，能够根据旋钮的旋转程度来在杆轴方向上调整伸出部17的位置，能够调整为适度的压力。
[0129] 即，螺入式移位机构19兼具凸轮杆式移位机构18和微调机构21的特征。
[0130] 此外，如果仅通过螺入式移位机构19就能够获得与微调机构21相同的效果，则微调机构21不是必须的。
[0131] 钢琴的琴弦与吉他或小提琴的琴弦相比难以变形，杆部16的移动也短，容易进行螺入式移位机构19的拧入操作。
[0132] ～适用于其它乐器～
[0133] 尽管说明了将音响装置安装到钢琴的例子，但是，音响装置可以适用于拨弦乐器、擦弦乐器和击弦乐器。拨弦乐器、擦弦乐器和击弦乐器的共同点在于，琴弦沿着板张紧，琴弦的振动通过弦码传递到板。
[0134] 在拨弦乐器中，通过拨弦来发出声音。作为例子，可以例举吉他、贝斯、竖琴、筝、日本三弦琴、大键琴、锡塔琴等。在擦弦乐器中，通过使用弓或杆来摩擦琴弦来发出声音。作为例子，可以例举小提琴、中提琴、大提琴、低音提琴、日本胡弓等。在击弦乐器中，以某种方式敲击琴弦来发出声音。作为例子，可以例举钢琴。
[0135] 但是，在竖琴中，琴弦不沿着板张紧，因此，说明书中的“板”应理解为“支柱侧的虚拟面”。
[0136] 本发明特别适合于琴弦的张力强的弦乐器，例如钢琴和低音提琴等。
[0137] 图15是当将音响装置10安装到低音提琴时的图。如果担心由于音响装置10的振动而使琴弦也振动从而产生不协和的声音，则将音响装置10配置在当从琴颈看时比弦码更近的位置，并且使振子31抵接弦码的表面。压弦部13抑制不必要的琴弦振动。当像钢琴那样希望同时演奏时，则将音响装置10配置在当从琴颈看时比弦码更近的位置，并且使振子31抵接弦码的表面。
[0138] ～备注1～
[0139] 本发明人已经提出了一种音响设备，安装在主要以原声吉他为对象的弦乐器上(日本专利第5849172号)。振动机构安装在吉他的琴弦上。
[0140] 原声吉他的弦码设置在琴弦的端部。因此，安装位置被唯一地确定。当将振动机构安装在原声吉他的琴弦上时，琴弦的振动发生变化。因此，难以在安装有音响装置的状态下作为乐器来使用。此外，由于原声吉他的琴弦露出在外，因此，音响装置的安装和卸下比较容易，在将原声吉他作为乐器使用的情况下，可以将音响装置卸下。不会想到在音响装置安装在原声吉他等上的情况下作为乐器来使用。
[0141] 此外，随着音响装置的动作，琴弦也振动，导致不协和的声音。因此，压弦(静音)是必须的。从这一点看，也不会想到在音响装置安装在原声吉他等上的情况下作为乐器来使用。
[0142] 接下来，本发明人提出了将音响装置安装到钢琴上(日本专利第6304576号，日本专利第6390069号)。钢琴的结构比吉他的结构复杂，并且安装费力，一旦安装后就比较难以卸下音响装置。另一方面，对于钢琴，为了新的演奏手法或音乐教育，经常希望演奏者在播放音乐的同时进行演奏。因此，振动机构的安装位置较为重要。换句话说，用于吉他的音响装置安装机构(使用琴弦)不能原封不动地直接转用在钢琴上。
[0143] 以往，大的钢琴制造商一直尝试将钢琴的音板用作电子设备的音响装置。大的钢琴制造商熟悉钢琴的结构，将振动直接传递到音板，从而最大限度地发挥音板的特性。但是，难以将振动机构直接安装在音板上。
[0144] 对此，本发明人进行了将支柱用在安装机构中以将振动机构的振动传递到肋木，以及将肋木用在安装机构中以将振动机构的振动传递到肋木等试错。
[0145] 然后，反复试错的结果是，因为吉他是拨弦乐器，钢琴是击弦乐器，两者都具有弦乐器的特征，因此，再次研究了能否将吉他的安装机构转用在钢琴上。着眼于当张力像钢琴琴弦那样强时，音响装置的动作对琴弦的振动的影响小。因此，发现即使将振动机构安装在钢琴的琴弦上，如果位于钢琴琴弦中的当从键盘看时比弦码更远的位置，则不对琴弦的振动产生影响。也就是说，能够在安装有音响装置的状态下作为乐器来使用(同时演奏)。经过以上思考过程，完成了本发明。
[0146] ～备注2～
[0147] 吉他和小提琴的琴弦的张力为10kgf/根以下。当琴弦的张力像吉他或小提琴这样弱时，只是相对较弱的力就容易使琴弦变形。当挂弦部挂住琴弦时，琴弦的形状随之变化。其结果是，难以产生过大的弹力，容易通过琴弦的移位来进行位置调整。
[0148] 另一方面，大提琴的琴弦的张力约为10至20kgf/根，低音提琴的琴弦的张力约为25至35kgf/根，钢琴的琴弦的张力约为75至90kgf/根，这些张力都比较强。即使施加较强的力，琴弦也难以变形。此外，如果施加较强的力，装置可能损坏。因此，挂弦部的移位相对较短。其结果是，微调机构变得重要。
[0149] 即，本发明特别适合于琴弦的张力强的场合，例如钢琴或低音提琴等。
[0150] 附图标记说明
[0151] 1：音板
[0152] 2：肋木
[0153] 3：弦码
[0154] 10：音响装置
[0155] 11：振动机构
[0156] 12：基部
[0157] 13：压弦部
[0158] 14：通孔
[0159] 15：挂弦部
[0160] 16：杆部
[0161] 17：伸出部
[0162] 18：移位机构(凸轮杆式)
[0163] 19：移位机构(螺入式)
[0164] 21：微调机构(挂弦部侧)
[0165] 22：微调机构(压弦部侧)
[0166] 31：振子
[0167] 32：永磁体
[0168] 33：磁轭
[0169] 34：音圈
[0170] 35：制音器
