一臺鋼琴彈奏時(shí)要能發(fā)出和美悅耳的聲音,彈奏性能是其重要指標(biāo),而鍵盤鍵子的行程、負(fù)重等指標(biāo)及鍵盤聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)又是影響鋼琴彈奏性能、手感的重要因素。
當(dāng)彈奏者用手指按下琴鍵前端時(shí),裝有頂柱(卡定)的后端就向上翹起,從而把聯(lián)動(dòng)桿抬起,通過聯(lián)動(dòng)作用使弦槌打在弦上。鍵子下沉的深度,即所謂的行程,在立式鋼琴中的標(biāo)準(zhǔn)尺寸一般介于9到11毫米之間。弦槌行程的尺寸,即從弦槌頭部到擊弦點(diǎn)的距離,大約是48到50毫米,也就是比鍵子行程大4倍。弦槌行程與鍵子行程之間的比例為5:1,這是鋼琴鍵盤機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則之一。
為了發(fā)音,必須使弦槌在敲擊后立即離開弦。假如彈奏者把鍵子按下去并在若干時(shí)間內(nèi)不抬起來,從而使頂桿把弦槌緊壓在弦上,那么弦的振動(dòng)就會被弦槌壓制住。為避免上述情況,現(xiàn)代鋼琴在頂桿凸出體的上面裝有調(diào)節(jié)器,使弦槌在擊弦后立即退回。頂桿在一定的運(yùn)動(dòng)力矩中,凸出體會抵在調(diào)節(jié)器上,當(dāng)再升高時(shí),頂桿就圍繞自己的軸反轉(zhuǎn)而脫出凸輪插口。頂桿與調(diào)節(jié)器之間的距離愈短,那么頂桿脫出凸輪插口就愈早。這個(gè)距離可以用調(diào)節(jié)器上的螺釘來調(diào)整。頂桿脫開凸輪后,弦槌靠慣性繼續(xù)運(yùn)動(dòng),在擊弦之后立即彈回。這樣,依靠調(diào)節(jié)器的幫助,弦的振動(dòng)就不會被弦槌壓住了。當(dāng)弦槌在頂桿脫開靠慣性繼續(xù)動(dòng)作時(shí),它的自由行程尺寸在現(xiàn)代鍵盤機(jī)械中一般是3毫米左右,增加這個(gè)行程的尺寸,就會使頂桿更早地脫開,這樣就會減弱弦槌的擊弦力;而縮短這一尺寸就容易造成推桿把弦槌壓在弦上的情況。
弦槌在強(qiáng)有力地?fù)粝液螅鸵暂^大的速度退回,如果不加抑制,弦槌在彈回后又會自己重復(fù)打在弦上,有時(shí)甚至?xí)孕衼砘卮蚝脦状巍榱耸瓜议吃趽粝液蠓祷赝局芯屯W。托枰诼?lián)動(dòng)杠桿上裝上擋接木。擋接木和凸輪尾枕接觸,它把尾枕托住,就使弦槌停住。要弦槌在什么時(shí)候停住,可以靠彎曲擋接木下邊的鐵絲桿來調(diào)整。弦槌從擊弦點(diǎn)返回到停住時(shí)的距離,應(yīng)該相當(dāng)于全部行程的1/3到1/2。
良好的振奏,即能夠在同一音弦上迅速重復(fù)敲擊,取決于頂桿能不能迅速地返回原位。立式鋼琴鍵盤機(jī)械每秒鐘至少要能夠傳送八次敲擊,在這樣快速敲擊下,鍵子會由于本身慣性而來不及返回原位,特別是彈奏者反復(fù)擊鍵時(shí),往往是當(dāng)鍵子最多只處在回程的半途時(shí)就又彈下去。因此,這就要求鍵子在回程的半途中,頂桿就應(yīng)返回原位,準(zhǔn)備做重復(fù)敲擊。頂桿是在彈簧的作用下回到凸輪插口里去的,彈簧的彈性愈大,頂桿返回原位的速度就愈快,但是在頂桿脫開時(shí),彈簧彈力大就會使鍵盤機(jī)械的靜阻力大為增加,這是極不合乎理想的。因此,這就要把彈簧的彈性設(shè)計(jì)控制在最適宜的數(shù)值范圍內(nèi)。
在立式鋼琴的機(jī)械中,鍵子的后臂總是比前臂要重一些。鍵子后臂做得較重的必要性可以解釋為:在踩下左踏瓣時(shí),靠活動(dòng)關(guān)節(jié)的幫助把弦槌枕木抬起,從而所有的弦槌都會稍微向弦靠近一些。這時(shí)凸輪把攀帶拉緊,并把聯(lián)動(dòng)杠桿拉起,結(jié)果就在頂柱與聯(lián)動(dòng)杠桿之間形成一個(gè)2.5到3.0毫米的間隙。如果鍵子前比后端重的話,那么鍵子前端就要下沉,鍵子行程的標(biāo)準(zhǔn)值(鍵子下沉深度)就會被破壞,因此鍵子后端總要做得比前端重一些。當(dāng)踩下左踏瓣后再按鍵子時(shí),鍵子在開始要空著走一部分行程,只有當(dāng)頂柱升高到抵住聯(lián)動(dòng)杠桿下部時(shí),才開始把聯(lián)動(dòng)杠桿頂上去,然后推動(dòng)弦槌。由于鍵子空行了一段行程,弦槌與弦之間的距離縮短了,弦槌的速度也變慢了,因而敲擊力就減弱了。制音器是在聯(lián)動(dòng)杠桿升起時(shí)開始工作的,當(dāng)聯(lián)動(dòng)杠桿升起時(shí),勺釘就推動(dòng)制音桿,使制音器在弦槌擊弦之前完全離開弦。當(dāng)聯(lián)動(dòng)杠桿回程時(shí),制音器又回落到弦上,壓制住弦的振動(dòng)。
鍵盤的手感與鍵子下沉深度及鍵子下沉負(fù)重這兩個(gè)重要的指標(biāo)相關(guān),也有設(shè)計(jì)者根據(jù)歐、亞洲人種身材的差異而設(shè)定不同的指標(biāo)。在平時(shí)鋼琴制造過程中,也對這指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格測定和統(tǒng)計(jì)分析。
通過對數(shù)據(jù)的分析,一方面使每臺鋼琴達(dá)到設(shè)計(jì)的要求,另一方面不斷改良,提高品質(zhì),在設(shè)計(jì)上提供客觀數(shù)據(jù)依據(jù)。