КЛАВИШНЫЙ МЕХАНИЗМ ПИАНИНО Российский патент 2003 года по МПК G10C3/16 

Изобретение относится к производству музыкальных инструментов.

Известен клавишный механизм пианино, в котором толкатель гаммерштиля шарнирно закреплен на фигуре, взаимодействующей с клавишей (Патент США 5353671, МПК G 10 G 3/18, 1994 г.).

Известен также клавишный механизм пианино, включающий управляемую клавишей фигуру, молоточек, гаммерштиль на шультере, соединенном осью с держателем, и толкатель, верхняя часть которого соединена осью с шультером, а нижняя часть имеет возможность взаимодействовать с фигурой (Патент Гермении 3543064, G 10 С 3/16, 1989 г.). При этом поворот толкателя ограничен постоянно действующими на него возвращающими пружинами, которые прижимают толкатель к упору шультера либо к выступам фигуры, что усложняет конструкцию.

Предлагаемый клавишный механизм пианино также включает управляемую клавишей фигуру, молоточек, гаммерштиль на шультере, соединенном осью с держателем, и толкатель, верхняя часть которого соединена осью с шультером, а нижняя часть имеет возможность взаимодействовать с фигурой. Новым является то, что в верхней части толкателя выполнена консоль, ориентированная в направлении, противоположном прямому ходу молоточка, и несущая груз в виде расширения на свободном конце консоли. Кроме того, между осями шультера и толкателя на шультере закреплена консольная пружина, свободный конец которой имеет возможность взаимодействовать со сторонами толкателя, тыльной по отношению к грузу. Толкатель имеет подшипники, на которые опирается его ось. Взаимодействующий с толкателем участок фигуры имеет поверхность с монотонным рельефом между крайними положениями толкателя в контакте с фигурой.

В частности, указанная поверхность участка взаимодействия может быть выполнена непрерывной и плоской. Такое выполнение механизма упрощает его конструкцию и регулировку, улучшает его репетиционные качества. Необходимый для возврата толкателя момент силы создается консольно установленным грузом, что позволяет обойтись без пружин. Ровная поверхность участка взаимодействия обеспечивает возможность извлечения звука при любом положении контакта толкателя с фигурой.

На фиг.1 показан общий вид клавишного механизма пианино; на фиг.2 - соединение шультера с толкателем; на фиг.3 - схема свободного поворота толкателя и его скольжения вдоль участка взаимодействия с фигурой.

Клавишный механизм пианино содержит клавишу 1 с пилотом 2, фигуру 3 на оси 4, шультер 5 на оси 6, держатель 7, молоточек 8 с гаммерштилем 9, упор 10. Толкатель 11 имеет форму стержня 12 с вилкой 13 на его верхнем конце 14. Шарнир 15 с осью 16 соединяет толкатель с шультером. Подшипники 17 шарнира уменьшают трение. Толкатель снабжен грузом 18, установленным на консоли 19, ориентированной в направлении от струн (струны не показаны) или, что то же, в направлении от держателя 7 шультера. Консоль выполнена в форме винта 20, который имеет возможность взаимодействовать с П-образной пружиной 21. Эта пружина скреплена с шультером и фиксирована упором 22. На нижний конец 23 толкателя одет резиновый колпачок 24, упирающийся во фрикционную пластину 25, которая склеена с фигурой и образует участок взаимодействия фигуры с толкателем. При этом нижний конец толкателя имеет возможность занять любое положение на пластине 25 между порогом 26 и ограничительным винтом 27.

Узел 28 фенгера не является необходимым в новой конструкции механизма, однако совместим с этой конструкцией. П-образная пружина 21 консольно закреплена на шультере между осью 6 шультера и осью 16 толкателя. Свободный конец этой пружины имеет возможность взаимодействовать со стороной толкателя, тыльной по отношению к грузу 18. Консольная пружина 21 может быть заменена пружиной 29 (пунктирная линия) для взаимодействия толкателя с держателем 7 или с другой неподвижной деталью, закрепленной на раме 30. При таком выполнении механизма столкновение пружины 29 с держателем 7 способствует повороту толкателя.

Клавишный механизм пианино работает следующим образом. Прямой ход молоточка состоит из двух частей и соответствует дуге М₀М₁М₂, описываемой осью 16 толкателя при ее движении вокруг неподвижного центра 0, находящегося на оси 6 шультера. В первой части хода молоточка фигура 3, поднимаемая клавишей 1 из положения F₀ в положение F₁, сообщает импульс концу 23 толкателя. Вторая часть хода молоточка начинается после достижения клавишей предельного положения. Шультер продолжает вращаться. Сила трения между толкателем и фигурой исчезает и П-образная консольная пружина 21 отбрасывает толкатель, который начинает свободно вращаться по инерции.

При достаточно сильном нажатии на клавишу, соответствующем игре "форте", начальный бросок толкателя может быть осуществлен без консольной пружины 21 благодаря инерции груза 18. Такой бросок выполним из любого положения толкателя 11 в контакте с фигурой 3 без обязательного возврата гаммерштиля 9 к упору 10. Последнее, в частности, обеспечивает работоспособность механизма без фенгера.

Вскоре после соударения молоточка со струнами нижний конец 23 толкателя опускается на фрикционную пластину 25 фигуры и останавливается в промежуточном положении M₁N₁ на определенном удалении от исходного положения M₀N₀. Следующий импульс может быть сообщен толкателю из его нового положения после любого относительно малого подъема клавиши, опущенной ранее до предела.

Если же клавиша освобождена полностью для ее максимального подъема, толкатель 11 возвращается в исходное положение М₀N₀ путем непрерывного скольжения его нижнего конца 23 вдоль плоской поверхности фрикционной пластины 25.

Необходимым условием работы описанного механизма является выполнение неравенства М₀N₀<M₀l₀(ϕ_N>ϕ_L); π/2-ϕ_N<ψ_f, где ψ_f - угол трения в паре колпачок 24 - фрикционная пластина 25. Возможен вариант выполнения устройства, в котором поверхность трения в указанной паре деталей выполнена ступенчатой или гофрированной с произвольным, в частности, достаточно мелким шагом.

Клавишный механизм пианино для повышения удобства при исполнении содержит толкатель, в верхней части которого выполнена консоль, ориентированная в направлении, противоположном прямому ходу молоточка, и несущая груз в виде расширения на свободном конце консоли. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Клавишный механизм пианино, включающий управляемую клавишей фигуру, молоточек, гаммерштиль на шультере, соединенном осью с держателем, и толкатель, верхняя часть которого соединена осью с шультером, а нижняя часть имеет возможность взаимодействовать с фигурой, отличающийся тем, что в верхней части толкателя выполнена консоль, ориентированная в направлении, противоположном прямому ходу молоточка, и несущая груз в виде расширения на свободном конце консоли. 2. Клавишный механизм пианино по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействующий с толкателем участок фигуры имеет монотонный рельеф поверхности между крайними положениями толкателя в контакте с фигурой. 3. Клавишный механизм пианино по п. 2, отличающийся тем, что поверхность взаимодействующего с толкателем участка фигуры выполнена непрерывной и плоской. 4. Клавишный механизм пианино по п. 1, отличающийся тем, что между осями шультера и толкателя на шультере закреплена консольная пружина, свободный конец которой имеет возможность взаимодействовать со сторонами толкателя, тыльной по отношению к грузу. 5. Клавишный механизм пианино по п. 1, отличающийся тем, что толкатель имеет подшипники, на которые опирается его ось.