用于产生乐音的键盘乐器 本申请是一项分案申请，相应母案的申请日为2002年11月8日，申请号为02154231.7，发明名称为具有由稳固键平衡件调节的键的键盘乐器，申请人为雅马哈株式会社。
【技术领域】
本发明涉及一种键盘乐器，更具体的，涉及一种具有由键平衡件调节的键的键盘乐器。
背景技术
键盘乐器被分为三类。第一类为电动或者电子键盘乐器，第二类为声学键盘乐器。声学钢琴，即大三角钢琴或者竖式钢琴是典型的声学键盘乐器的例子。第三类是该电动/电子键盘乐器与该声学键盘乐器之间的一种中间乐器。静音钢琴(silent piano)是一种声学钢琴与电子键盘之间的复合键盘乐器的例子。使用者可在声学钢琴乐音与电子乐音之间选择。这意味着使用者可用声学乐音或者电子乐音演奏一段。
在任一种键盘乐器中，键盘都是该键盘乐器不可缺少的组成部件，其作为键盘乐器与使用者之间的一种界面。使用者经由该键盘确定所要产生的乐音。声学键盘乐器例如钢琴为演奏者提供了独特的触摸式按键(key-touch)，同时电子键盘上的触摸式按键不同于声学键盘乐器上的按键。由于演奏者熟悉他们的键盘乐器上的触摸式按键，通常在声学钢琴上演奏的演奏者会对电子键盘上的键感到不习惯，同时用手指在电子键盘上弹奏曲目的演奏者会对声学钢琴地键感到不习惯。职业钢琴家可分清他们自己钢琴的触摸式按键与其它钢琴的触摸式按键的差别。
该触摸式按键的一个要素是施加在各个键上的力矩与反力矩之间要有适当差异。触摸式按键的另一个要素是各个键要有很大的惯性。该键被放在平衡导轨上，这样该平衡导轨给该键提供了支点。每个键都支撑着动作单元，该动作单元位于每个键的后部分并施加力矩于该键上。另一方面，例如嵌入大三角，钢琴上键的前部分内的键平衡件施加反力矩于该键上。在竖式钢琴上键平衡件通常嵌入键的后部分内。该力矩大于静止位置的反力矩，这样前部分就在键座的上方浮动。当钢琴家压下前部分时，前部分就凹陷下去。键平衡件越重，静态的触摸式键就越轻。与之相反的是，键平衡件越重，动态的触摸式键就越重。因此，力矩与反力矩之间的差异以及大惯性力矩都对触摸式键有影响。
图1表示了声学钢琴主要部件的一种典型例子。在以下说明中，术语“前”指相对于“后”位置而言更靠近坐在凳子上用手指弹奏的钢琴家的位置。术语“前—后”指前位置与相应的后位置之间的一条虚拟线，而术语“横向”限定为垂直于该前—后方向。
键盘1安装在键座2上，以及前导轨3a、平衡导轨3b以及后导轨在键架4上横向延伸。黑键5a和白键5b平行地放在平衡导轨3b上，并沿前—后方向延伸。平衡导轨3b为黑白键5a/5b提供了支点3d，这样黑白键5a/5b就可绕平衡导轨3b转动。白键5b的前部分用合成树脂制造的薄装饰板5c覆盖。
绞盘按钮6(capstan button)自该黑/白键5a/5b的后部分突起，并与动作单元7相接触。该动作单元7可转动地与一种击打横杆8相连，该击打横杆8横向地延伸过该黑白键5a/5b列的后部分。利用动作托架9将该击打横杆8支撑在键架4上。该动作托架9还支撑着一种柄宽底轨10(shank flange rail)，该柄宽底轨10横向地延伸过该黑白键5a/5b列。锤状部件11可转动地与该柄宽底轨10相连。动作单元7可操作地与锤状部件11相连，并承受相应的锤状部件11的重量。当钢琴家压下一个黑/白键5a/5b时，就驱动了相应的动作单元7，以使锤状部件11转动。该动作单元7的插孔离开锤状部件11，同时锤状部件开始自由转动。在自由转动的结尾，锤状部件11撞击一种相关的细绳12，然后返回至动作单元7上。
该锤状部件11及该动作单元7的重量经由铰盘按钮6作用给相应黑/白键5a/5b的后部分，同时相应的，力矩沿顺时针方向施加给黑/白键5b。为部分地抵消该力矩，给黑/白键5a/5b施加反力矩，将键平衡件5d嵌入黑/白键5a/5b的前部分内以施加反力矩。该反力矩小于该力矩，这样前部分就在前导轨3a的上方浮动。
该键平衡件5d通常为圆柱形，两端暴露于黑/白键5a/5b的侧面。该键平衡件5d的直径大约为10毫米。该键平衡件5d也嵌在其余的黑/白键5a/5b内。键平衡件5d由铅制成。按如下所述将该键平衡件5d嵌在黑/白键5a/5b内。首先，在黑/白键5a/5b的前部分内形成通孔5e(见图2)。预制直径小于该通孔5e直径的圆柱形铅件。将该圆柱形铅件平滑地插入该通孔5e内。将一对锥体12压向该圆柱形铅件的每个暴露面。该圆柱形铅件发生弹性变形，同时其两端部分迅速地扩展。结果，已变形的端部分5f牢牢地固定在黑/白键5a/5b的内表面上。从而，利用该已变形的端部分5f将键铅件5d固定在相应的黑/白键5a/5b上。
采用铅的第一个理由是铅具有较大的比重。铅的比重为11.34，其是最重的工业用金属之一。这意味着较小的铅件可产生较大的力矩，同时对于较小的铅件仅需要较小的空间例如较窄的通孔5e。该铅制的键平衡件5d可给黑白键5a/5b施加较大的力矩。换句话说，调音师可将黑/白键5a/5b调节至轻触摸式键与重触摸式键之间最理想的触摸式键。
采用铅的另一个理由是铅的弹性较强。如前所述，经由弹性变形过程将键平衡件5d固定在相应的黑/白键5a/5b上。如果圆柱形平衡件由硬金属制成，必须向该两端部分施加较大的力，已变形端部分才重重地压向该内表面。如果黑/白键5a/5b由木头制成，木制的键5a/5b易于断裂。另外，硬金属件不易于固定到黑/白键5a/5b的内表面上，并且容易掉落。
还有另一个原因是铅比较便宜。尽管金和铂的比重大且弹性强，但它们如此昂贵，使得人们不可能购买这种声学钢琴。铅就不贵，这样制造商就减少了该声学钢琴的制造成本。
因此，铅制的键平衡件5d优于木制键5a/5b。但是，铅对健康有害，且污染环境。人们已经提出了几种替换的材料。
日本专利申请2001-142454中公开了一种替换材料。该日本专利申请中公开的键平衡件由一种复合材料制成。该复合材料包括弹性材料和非铅金属。该弹性材料与该非铅金属相混合，同时该复合材料的形状为圆柱形。弹性材料增加了复合材料的弹性。
按如下所述将复合材料制成的键平衡件嵌入键内。首先，在木制的键内形成通孔，然后将圆柱形件紧密地插入该通孔内。利用弹性将该圆柱形件压向通孔的内表面，从而将键平衡件固定在木制键上。即，将复合材料制成的键平衡件嵌入木制键内类似于以上所述现有技术的键5a/5b。
因此，黑/白键5a/5b仅仅依赖于复合材料的弹性。但是，不总是将该通孔调节到目标直径，在较长的服务时间里该木制键趋向于收缩。在通孔具有较窄通孔的情况下，木制键易于破裂。另一方面，如果该通孔太宽，弹力就不足以保持使圆柱形件位于通孔内。当钢琴家压下该键时，键平衡件就在孔内振荡。如果松散状况较严重，该键平衡件就漏出。因此，日本专利申请No.2001-142454所公开的键平衡件遇到这样一个问题，即，键平衡件没有牢固地固定在键上。
日本专利申请No.2001-147685中公开了另一种键平衡件。在该日本专利申请No.2001-147685中公开的键平衡件是一种管形件与一种刚性柱状物的结合物。该管形件由弹性材料制成，同时该刚性柱状物由复合材料制成。以将该复合材料调节到目标比重值的这样一种方式混合许多种具有不同比重的非铅材料。刚性柱状物容纳在弹性管形件内，同时经由压配合将该弹性管形件插入形成在键内的孔中。
弹性管形件良好地固定在孔中。但是，仅依靠该弹性管形件的弹性作用保持刚性柱状物于弹性管形件内。当所制成的刚性柱状物小于设计图的情况时，该刚性柱状物易于从弹性管形件内掉出。
日本专利申请No.2001-154661也公开了另一种键平衡件。在该日本专利申请中公开的该键平衡件由复合材料制成，同时在键平衡件的外表面上形成较小的半球状突起。该复合材料由许多种非铅金属和合成树脂组成。经由压配合将键平衡件插入形成在键上的孔内，同时该小突起卡在内表面上。尽管绝大多数的小突起都与键的内表面接触，但由于该半球形突起具有圆形接触面，其易于在键的内表面上滑动。换句话说，该半球形突起很难卡在键的内表面上。由于这个原因，该键平衡件易于掉落。
日本专利申请No.2001-175248公开了另一种键平衡件。在该日本专利申请中公开的该键平衡件由复合材料制成。将金属或者合金例如铜、黄铜铁及钨与流体材料相混合，该流体材料例如热固性合成树脂、热弹性合成树脂、易熔合金及有机化合物系中的粘附剂。将金属或者合金与流体材料相混合，然后将该混合物倒入形成在键内的空腔内。该混合物固化，这样就将键平衡件嵌入键内。但是，用混合物填注空腔是不容易的。如果混合物太多，残余物就会污染该键。另一方面，如果混合物太少，键平衡件在固化后易于掉落。
日本专利申请No.2001-195056公开了另一种键平衡件。在该日本专利申请中公开的该键平衡件由一种管形件和一种刚性柱状物组成。该管形件由热收缩性合成树脂制成，同时该刚性柱状物由非铅金属制成。刚性柱状物容纳在管形件内，同时经由压配合将管形件插入形成在键上的孔内。尽管该管形件由热收缩性合成树脂制成，但由管形件与刚性柱状物结合而组成的键平衡件，类似于在日本专利申请No.2001-142454中公开的键平衡件。由于这个原因，该平衡件也是不稳定的，易于掉落。
这些文件中所公开的键平衡件是经由压配合或者流体材料的固化而嵌入键内的。但是，键平衡件是经由摩擦作用而保持在孔或者空腔内的。由于这个原因，该键平衡件易于从键内掉落。
键平衡件也用于电子键盘内的键，并类似于用于声学钢琴的键。这意味着该键平衡件也易于从键内掉落。
【发明内容】
因此，本发明的一个重要目的是提供一种键盘乐器，其具有可用稳固的键平衡件来调节的键。
依照本发明，提供了一种用于产生乐音的键盘乐器，包括：
具有多个键的键盘，所述键用于确定所要产生的乐音的音调，并被施加以力矩以使所述多个键处于其休止位置，且所述键具有各自的杆，每个所述多个键都具有至少一个键平衡件，所述键平衡件用于施加一调节力矩给每个所述多个键以改变力矩，
所述至少一个键平衡件具有配重件以及固定件，所述配重件由非铅材料制成且被嵌入每个所述多个键的所述杆内，所述固定件用于将所述配重件固定于每个所述多个键的所述杆；以及
一乐音发生系统，与所述多个键相连，并产生具有所述音调的乐音；
其特征在于，所述配重件具有一对副配重件，
以及所述固定件以这样一种方式将所述对副配重件彼此固紧，使得所述对副配重件压紧于所述杆的表面。
优选地，所述杆上形成有至少一个通孔，所述对副配重件压紧于部分地限定所述通孔的内表面。
优选地，所述至少一个通孔具有窄部分和各宽部分，所述宽部分接续于所述窄部分的两端并暴露于所述杆的侧表面，且所述副配重件装设于所述宽部分以及所述窄部分的一部分中，使得所述固定件将所述副配重件固紧于所述宽部分与所述窄部分之间的边界处的台阶面上。
优选地，所述固定件由螺栓和螺帽构成，所述螺栓与位于形成在所述副配重件上的通孔中的所述螺帽相啮合。
优选地，所述固定件由螺栓以及在所述副配重件之一上形成的内螺纹构成。
优选地，所述螺栓与所述副配重件之一形成一体。
优选地，所述螺帽与所述副配重件之一形成一体。
优选地，所述固定件包括一凸起(64j)以及一圆筒，所述凸起形成有绕其外表面延伸的环部，所述圆筒形成有一环形槽和狭缝，所述凸起容纳在所述圆筒的内部空间中，使得所述环部容纳在所述环形槽内。
优选地，所述至少一个通孔的横截面从其中心线上的某一点朝向两端增加，以及所述配重件包括一对副配重件，所述副配重件具有横截面增大的相应截面，使得样所述副配重件容纳在所述至少一个通孔内。
【附图说明】
从以下结合附图的说明将更清晰地理解该键盘乐器的特点和优点，其中
图1为侧视图，表示现有技术的声学钢琴的主要部件；
图2为横截面图，表示嵌入键内的铅制键件；
图3为透视图，表示依照本发明的一种声学钢琴上的一种白键；
图4为沿图3中线A-A的横截面图，表示嵌入白键内的一种键平衡件；
图5为透视图，表示依照本发明的键平衡件的第一种变化形式；
图6为前视图，表示依照本发明的键平衡件的第二种变化形式；
图7为透视图，表示依照本发明的键平衡件的第三种变化形式；
图8A和8B分别为横截面图和透视图，表示依照本发明的键平衡件的第四种变化形式；
图9为一幅透视图，表示依照本发明的另一种声学钢琴上的一种白键；
图10为沿图9中线B-B的横截面图，表示嵌入白键内的一种键平衡件的构造；
图11为横截面图，表示图10所示的键平衡件的第一种变化形式；
图12为横截面图，表示图10所示的键平衡件的第二种变化形式；
图13为横截面图，表示图10所示的键平衡件的第三种变化形式；
图14为横截面图，表示图10所示的键平衡件的第四种变化形式；
图15为横截面图，表示图10所示的键平衡件的第六种变化形式；
图16为横截面图，表示图10所示的键平衡件的第七种变化形式；
图17为横截面图，表示图10所示的键平衡件的第八种变化形式；
图18为透视图，表示依照本发明的另一种声学钢琴上的一种白键；
图19为沿图18中线C-C的横截面图，表示该白键内的一种键平衡件；
图20为横截面图，表示用于形成一种固定件的填缝锥体；
图21为横截面图，表示键平衡件的第一种变化形式；
图22为透视图，表示该键平衡件的第二种变化形式。
【具体实施方式】
第一实施例
图3表示了形成键盘一个部分的一种键21，键盘又包含在一种声学钢琴内。除了键21外，声学钢琴类似于图1所示的声学钢琴。由此，集中说明键21，同时用图1中表示相应部件的附图标记来表示其它的组成部件。
键21用作一种白键，其包括一木杆22、一装饰板23以及键平衡件24。木杆22由日本云杉制成，日本云杉属于银杉类。尽管图3示出了前部分和后部分，但在木杆22的中间部分内形成有一垂直孔(未表示)，同时一平衡销(未表示)穿过垂直孔。平衡销为放置在平衡导轨3b上的白键21提供了支点3d。
用装饰板23覆盖白键21前部分的上表面和前端表面。装饰板23类似于一种角，并被粘附在木杆22上。装饰板23由合成树脂制成，同时合成树脂的颜色为白色。
在木杆22的前部分内形成有两通孔22a和22b。通孔22a/22b相互平行，且每个通孔22a/22b的位于木杆22侧表面上的两端都向外敞开。将键平衡件24插入通孔22a/22b内，以给白键21施加反力矩。
键平衡件24具有如图4所示类似于一种截头圆锥件24a的集合体的轮廓。平截头圆锥件，即锥形平截头件24a具有各自的中心线，中心线相互对齐。锥形平截头件24a相对于穿过其中心线上中点的横截面是不对称的，且其顶环面与底环面相互平行。例如，最左端的截头圆锥件24a相对于穿过其中心线上中点的横截面C1是不对称的。底环面的面积大于顶环面的面积，这样就沿键平衡件24的中心线以规定间隔出现锐脊24b。尽管顶环面24c的面积小于通孔22a/22b横截面的面积，但底环面24d的面积稍大于横截面的面积，这样就经由压配合将键平衡件24如箭头25所示插入通孔22a/22b内。对于键平衡件24而言，这种锐脊24b是优选的。但是，锐脊的直径必须稍大于通孔22a/22b的内径。如果锐脊24b的直径远远大于通孔22a/22b的内径，在压配合过程中木杆22就会破裂。尽管锐脊24b使得通孔22a/22b在压配合过程中的面积大于通孔22a/22b的原始横截面积，但由于锐脊24b与木杆22的内壁部分相啮合，因此不能从通孔22a/22b内拔出键平衡件24。此外，由于通孔22a/22b剩余部分的横截面直径仍旧小于锐脊24b的直径，因此键平衡件24不能进一步地进入通孔22a/22b内。
键平衡件24用除了有害的金属例如铅和汞之外的重金属制成。可用于键平衡件24的重金属例如铁、铜、钨及烧结金属。复合材料也可用于键平衡件24。复合材料由重金属和合成树脂组成。尽管任何一种无害金属都可用于键平衡件24，但优选为钨。钨的比重为19.24，比铅重。即使将钨与合成树脂相混合，复合材料的比重也同铅一样大。复合材料的硬度大于木杆22的硬度。可用于键平衡件24的合成树脂例如尿烷系、聚酯系、环氧系、苯酚系、尿素系以及蜜胺系的热固性树脂，或者ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)系和丙烯酸树脂系的热弹性树脂。因为键平衡件24要给键21施加较大的反力矩，最好加大复合材料中重金属的量。在键平衡件24由铁制成的情况下，必须保护键平衡件24的暴露面。
如下所述装配键21。在木杆22内形成通孔22a/22b，然后使每个键平衡件24的中心线大致与相应的一个通孔22a/22b的中心线对齐。将键平衡件24的一部分插入相关通孔22a/22b内。但是，第一个锐脊24b不允许键平衡件24进一步地进入通孔22a/22b内。于是，工人将键平衡件24压入木杆22。键平衡件24被推入通孔22a/22b内，这样将锐脊24b牢牢地卡在木杆22的内表面上。对于另一个键平衡件24，工人重复压配合。由于锐脊24b与限定木杆22的内壁表面相啮合，所以不容易从通孔22a/22b内拔出键平衡件24。
在这种情况下，锐脊24b作为一种固定件。如自前述描述中所理解的，固定件，即，锐脊24b牢牢地与木杆22的内壁表面相啮合，并防止键平衡件24从键21内掉出。
图5表示了键平衡件24的第一种变化形式24A。键平衡件24A用除了有害的金属例如铅和汞之外的重金属制成。铁、铜、钨及烧结金属可用于键平衡件24A。由无害金属和合成树脂组成的复合材料也可用于键平衡件24A。
键平衡件24A具有主干部分26a及锐齿26b。锐齿26b排列成四列，每列锐齿26b都与相邻列的锐齿26b间隔90度。锐齿26b具有一种棱锥形。棱锥形齿26b的底面26d与主干部分26a的端面26c共面或者平行，这样就出现了尖头26e。
假想如虚拟线26f所示将键平衡件24A分割为许多部分26e。每个部分26e都具有四个相互间隔90度的锐齿26b，且相对于一虚拟的横截面26h不对称。
将键平衡件24A如箭头27所示插入通孔22a/22b内。尖头26e与木杆22的内壁表面相啮合，这样键平衡件24A就稳定地位于通孔22a/22b内。在第一种变化形式中，尖头26e作为一种固定件。
图6表示了键平衡件24的第二种变化形式24B。键平衡件24B用除了有害金属例如铅和汞之外的重金属制成。铁、铜、钨及烧结金属可用于键平衡件24B。由无害金属和合成树脂组成的复合材料也可用于键平衡件24B。
键平衡件24B通常为圆柱形，同时在外表面部分上形成有旋脊28a。旋脊28a由两螺旋面28b和28c限定。在这种情况下，旋脊28a具有三角形横截面。但是，键旋脊28a也可具有矩形横截面或者其它多边形横截面。旋脊28a或者左旋或者右旋。如果如箭头29a所示方向将键平衡件24B插入键内形成的通孔内，最好令螺旋面28b的倾斜角度大于另一螺旋面28c的倾斜角度，因为旋脊28a要以与箭头29a相反的动作牢牢与键的内表面部分相啮合。
假想如虚拟线29b所示将键平衡件24B也分割为许多部分28d，每个部分28d都相对于一虚拟横截面29c不对称，虚拟横截面29c位于中心线的中点处且平行于键平衡件24B的两端面。
工人如下所述将键平衡件24B嵌入键内。首先，工人在木杆22内加工成通孔22a/22b，然后使键平衡件24B的中心线大致与通孔22a的中心线对齐。工人驱使键平衡件24B转动。接着，键平衡件24B通过螺旋运动进入通孔22a内。对于另一个键平衡件24B，工人重复操作。即使向后拉键平衡件24B，锐脊28a也与键21的内表面啮合，从而防止键平衡件24B掉出。
图7表示了键平衡件24的第三种变化形式24C。键平衡件24C由除了有害金属例如铅和汞之外的重金属制成。铁、铜、钨及烧结金属可用于键平衡件24C。由无害金属和合成树脂组成的复合材料也可用于键平衡件24C。
键平衡件24C通常为六角柱，相应的，沿六角柱的中心线具有六个脊30a。在六角柱内形成了许多槽30b，这样沿中心线以一定间隔使许多六角柱部分30c相互分离。槽30b来到达中心线，这样多个六角柱部分30c结成一体。许多六角柱部分30c具有尖锐的外围30d。
如下所述将键平衡件24C嵌入键21内。首先，工人在木杆22内形成通孔22a/22b，然后使键平衡件24C的中心线大致与通孔22a的中心线对齐。工人利用压配合强制地将键平衡件24C插入通孔22a/22b内。即使向后拉键平衡件24C，尖锐外围30d也与键21的内表面部分啮合，很难向后方移动键平衡件24C。六个脊30d防止键平衡件24C在通孔22a/22b内转动。
图8A和8B表示键平衡件24的第四种变化形式24D。键平衡件24D是一种弹性管形件31与一种配重件32的结合物。配重件32由除了有害金属例如铅和汞之外的重金属制成。铁、铜、钨及烧结金属可用于键平衡件24D。由无害金属和合成树脂组成的复合材料也可用于键平衡件24D。
配重件32的形状类似于桶状。沿其中心线，配重件32的横截面自一端起朝向中间部分逐渐增大，然后从中间部分起朝向另一端逐渐减小。因此，配重件32从中间部分起朝向两端逐渐变细，形成了一种脊32a。中间部分上的最大直径稍大于通孔22a/22b的直径。
另一方面，弹性管形件31的直径近似等于通孔22a/22b的直径。当配重件32在管形件31之外时，管形件31具有如图8B所示的直线外表面31a。但是，当配重件32位于管形件31内，弹性管形件31就如图8A所示部分地隆起。
如下所述将键平衡件24D嵌入键21内。首先在木杆22内形成通孔22a/22b，然后分别将弹性管形件31插入通孔22a/22b内。工人使配重件32的中心线大致与弹性管形件31的中心线对齐。工人利用压配合强制地将配重件32插入弹性管形件31内。在脊32a的作用下，弹性管形件31b部分地隆起，并被强有力地压向木杆22的内表面。弹性管形件31的隆起部分31b可防止键平衡件24D掉出。在这种情况下，隆起部分31b和脊32a作为一种固定件。一个或多个配重件32也可用于键平衡件24的第五种变形方式。
如前述所理解的，键平衡件24/24A/24B/24C/24D具有固定件24b，26b，28a，30d以及31b/32a，这样键平衡件24/24A/24B/24C/24D就很难从通孔内掉出，而不使用任何粘附剂。特别的是，固定件24b，26b以及30d相对于单元部分24a，26e以及28d的虚拟横截面C1/26h/29c是不对称的，因此是尖锐的。这就使得尖锐固定件24b/26b/30d牢牢地与木杆22的内表面部分相啮合。从而固定件24b/26b/30d可保持键平衡件24/24A/24B稳定地位于通孔内。
经由压配合或者螺旋运动将键平衡件24/24A/24B/24C/24D插入通孔22a/22b内。组装工作是简单且容易的。这就降低了制造成本。
键平衡件24/24A/24B不含有任何有害成分，同时从人体健康和环境安全的观点来看也是可取的。
第二实施例
图9表示了形成键盘一个部分的一种键51，键盘包含在一种声学钢琴内。除了键51外，声学钢琴类似于图1所示的声学钢琴。由此，集中说明键51，同时用图1中表示相应部件的附图标记来表示其它的组成部件。
键51用作一种白键，其包括一木杆52、一装饰板53以及键平衡件54。木杆52由日本云杉制成，日本云杉属于银杉类。尽管图9表示了前部分和后部分，但在木杆52的中间部分内形成有一垂直孔(未表示)，同时一平衡销(未表示)穿过垂直孔。平衡销为放置在平衡导轨3b上的白键51提供了支点3d。
用装饰板53覆盖白键51前部分的上表面和前端表面。装饰板53类似于一种角，并被粘附在木杆52上。装饰板53由合成树脂制成，同时合成树脂的颜色为白色。
在木杆52的前部分内形成有两通孔52a和52b。通孔52a/52b相互平行，且每个通孔52a/52b的位于木杆52侧表面上的两端都向外敞开。每个通孔52a/52b都具有一窄部分52c和一宽部分52d。如图10中所见，宽部分52d暴露于木杆52的侧表面，且形成在窄部分52c的两侧上。在这种情况下，宽部分52d的深度和直径相互相等。将键平衡件54插入通孔52a/52b内，以给白键51施加反力矩。
每个键平衡件54都包括配重件54a以及一紧固件54b。紧固件54b作为一固定件。每个配重件54a都具有一杆部分54c以及一头部分54d。杆部分54c的直径近似等于窄部分52c的直径，同时杆部分54c的长度小于窄部分52c长度的一半。头部分54d的直径和厚度近似等于宽部分52d的直径和深度。头部分54d的厚度可小于宽部分52d的深度。从两侧面将配重件54a插入每个通孔52a/52b内。头部分54d与宽部分52d之间的差值相当大，这样头部分54d就相当松地分别位于宽部分52d内。类似的，杆部分54c与窄部分52c之间的差值较大，杆部分54c就松弛地延伸于窄部分52c内。头部分54d基本与木杆52的侧表面共面。杆部分54c在窄部分52c内相互分隔。因此，在杆部分54c之间就出现了如图10所示的一间隙52f。
沿配重件54a的中心线形成了一通孔54g。形成在其中一个配重件54a内的通孔54g具有一窄部分54h/54k以及一六边形宽部分54j，同时六边形宽部分54j和窄部分54h形成了一种梯级。另一方面，形成在另一个配重件54a内的通孔54g具有一窄部分54h以及一截头圆锥部分54m。窄部分54h的直径等于窄部分54k的直径。
紧固件54b包括一平头螺栓54e以及一六边形螺帽54f。平头螺栓54e具有一螺杆54n以及一头部54r，螺杆54n比窄部分54h/54k更细。六边形螺帽54f的厚度等于六边形宽部分54j的深度，这样六边形螺帽54f可容纳在六边形宽部分54j内，而不从木杆52的侧面凸起。另一方面，头部54r容纳在截头圆锥部分54m内，同时螺杆54n在窄部分54k/54h内延伸。六边形螺帽54f与螺杆54n相啮合，这样通过平头螺栓54e和六边形螺帽54f就将配重件54a固定到木杆52上。即使将平头螺栓54e深深地旋入六边形螺帽54f内，距离d也不会减少至零，同时六边形螺帽54f也不会松开。
即使将配重件54a松弛地装配到木杆52上，紧固件54b也可保持配重件54a稳定地位于键51内。此外，其中一个配重件54a与另一个配重件54a一样，两配重件54a都由随后将要详细描述的某种材料制成。尽管头部分54r的重量不同于六边形螺帽54f的重量，但配重件54a的重量远远大于头部分54r与六边形螺帽54f之间的重量差，同时键51决不会因为不平衡而扭曲。如果用一种六边形锚栓来代替平头螺栓，可缩小重量差。
配重件54a用除了有害金属例如铅和汞之外的重金属制成。可用于配重件54a的重金属例如铁、铜、钨及烧结金属。复合材料也可用于配重件54a。复合材料由重金属和合成树脂组成。尽管任何一种无害金属都可用于配重件54a，但优选为钨。钨的比重为19.3，比铅重。即使将钨与合成树脂相混合，复合材料的比重也同铅一样大或者比铅更大。复合材料的硬度大于木杆52的硬度。可用于配重件54a的合成树脂例如尿烷系、聚酯系、环氧系、苯酚系、尿素系以及蜜胺系的热固性树脂，或者ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)系和丙烯酸树脂系的热弹性树脂。因为配重件54a要给键51施加较大的反力矩，最好加大复合材料中重金属的量。在配重件54a由铁制成的情况下，必须保护配重件54a的暴露面。
如前述中所理解的，根据本发明的声学钢琴包括键51，其中紧固件54b用以保持键平衡件54稳定。紧固件54b，即，固定件使得工人可以容易地将重量键平衡件54嵌入木杆52内。当紧固件54b为螺栓54e与螺帽54f的结合的情况下，工人可以容易地自木杆52上将键平衡件54拆卸下来。键平衡件54不是由任何有害材料制成的，这样从健康和环境的观点来看，键平衡件是优选的。
有许多种变形方式。图11表示了平衡件54的第一种变形方式54A。键平衡件54A也包括配重件56a/56b以及一紧固件56c。配重件56a与配重件54a相同。但，另一配重件56b和紧固件56c分别不同于配重件54b和紧固件54c。紧固件56c仅依靠平头螺栓56d，内螺纹56e形成在配重件56b的内表面部分上。平头螺栓56d与内螺纹56e相啮合，从而将配重件56a/56b固定到木杆52上。紧固件56c仅由一个部件56d构成，由此降低了制造成本。
图12表示了键平衡件54的第二种变形方式54B。键平衡件54B包括配重件58a/58b以及一紧固件58c。紧固件58c作为一种固定件。在木杆52内形成一个通孔52f，同时通孔52f具有一直线部分52h和锥形部分52j。锥形部分52j形成在直线部分52h的两端上，同时暴露于木杆52的侧面。配重件58a/58b具有各自的边缘部分58d，边缘部分58d各自具有锥形面58e。配重件58a/58b容纳在通孔52f内，同时锥形面58e面对面地分别与限定锥形部分52j的内表面相接触。配重件58a/58b在通孔52f内相互间隔。
在配重件58a/58b内形成有通孔58f。在配重件58b内的通孔58f的直径呈阶梯式变化，而另一个通孔58f部分呈锥形。紧固件58c依靠一平头螺栓58h和一六边形螺帽58j来实现。六边形螺帽58j容纳在阶梯式变化的通孔58f内，同时将平头螺栓58h插入另一个通孔58f内。六边形螺帽58j与平头螺栓58h的螺杆相啮合。从而，利用紧固件58c将配重件58a/58b固定到木杆52上。
图13表示了平衡件54的第三种变形方式54C。键平衡件54C包括一配重件60a，配重件54a(图13中未表示)以及一紧固件60c。紧固件60c通过平头螺栓54e与六边形螺帽54f(图13中未表示)的结合来实现。配重件60a具有一头部60d以及一杆部60e。经由插入模压将平头螺栓54e嵌入杆部60e内，同时螺栓54e如图所示从杆部60e内凸出。在头部60d内形成有一六边形凹进60f，同时一六边形扳手刚好贴切地容纳在六边形凹槽60f内。当要将键平衡件54C装配到木杆52上时，将配重件54a插入通孔52a/52b内，同时使六边形螺帽54f容纳在宽部分54j内。将配重件60a部分地插入通孔52a/52b内，然后工人用扳手转动配重件60a。于是，平头螺栓54e与六边形螺帽54f相啮合，从而将配重件60a/54a固定到木杆52上。因此，螺栓54e以及螺帽54f，即紧固件作为一种固定件。
图14表示了平衡件54的第四种变形方式54D。键平衡件54D包括一配重件62a，配重件54a以及一紧固件62b。紧固件62b通过螺栓54e与螺帽54f的结合来实现。经由插入模压将六边形螺帽54f嵌入配重件62a内。配重件62a具有一头部62c以及一杆部62d，同时在头部62c内形成有一种六边形凹槽62e。将配重件62a/54a插入通孔52a/52b内，然后工人用插入六边形凹槽62e内的扳手保持配重件62a的稳定。工人驱使平锚栓54e转动，这样螺栓54e就与螺帽54f相啮合。
配重件60a/62a以及紧固件54e/54f可形成键平衡件54的第五种变形方式。在这种情况下，工人将配重件60a/62a插入通孔52a/52b内，并用一扳手驱使其中一个配重件60a/62a转动。第五种变形方式是可取的，因为螺栓与螺帽不会不小心丢失。
图15表示了平衡件54的第六种变形方式54E。键平衡件54E包括配重件64a/64b以及一紧固件64c。如随后将要详细描述的，紧固件64c与配重件64a/64b一体形成。配重件64a具有一头部64c’以及一杆部64d，同时另一个配重件64b通过一圆盘64e来实现。头部64c’和圆盘64e分别容纳在通孔52a/52b的宽部分52d内，并且杆部64d被插入通孔52a/52b的窄部分52f内。
紧固件64c通过一凸起64f与一接收件64h来实现。凸起64f具有一杆部64j以及一环部64k。杆部64j形成在环部64k内。环部64k沿杆部64j的圆周延伸。接收件64h通过一圆筒64m来实现，同时圆筒64m的一端向外敞开。圆筒64m的外径等于通孔52a/52b的窄部分52f的内径，同时圆筒64m的内径等于杆部64j的外径。在圆筒64m内形成有许多狭缝64n，这样圆筒64m可以径向向外扩展。沿着限定圆筒64m内部空间的内表面形成有一种环形槽64p，这样环部64k就容纳在环形槽64p内。
当工人将键平衡件54E嵌入木杆52内时，工人从木杆52的两侧面将配重件64a/64b插入通孔52a/52b内。杆部64j进入圆筒64m的内部空间，同时环部64k与圆筒64m相接触。工人强力推进配重件64a/64b。于是，环部64k使得圆筒64m发生径向朝外的变形，这样环部64k就到达环形槽64p。环部64k容纳在环形槽64p内，同时圆筒64m恢复到初始形状。很难从环形槽64p内移出环部64k。从而，紧固件64c就保持键平衡件54E稳定地位于通孔52a/52b内。
当工人拆卸键平衡件54E时，工人将一销66a插入形成在配重件64b内的一孔66b内，同时撞击销66a的头部。于是，环部64k就移出环形槽64p，凸起64f与接收部64h相分离。工人从通孔52a/52b内取出配重件64a/64b。
图16表示了平衡件54的第七种变形方式54F。键52形成有一通孔52m而不是通孔52a/52b。通孔52m的横截面积从其中点起朝向其两端增加。因此，通孔52m相对于与其中心线的中点相垂直的一虚拟横截面是对称的。键平衡件54F包括配重件68a/68b以及一紧固件68c。配重件68a/68b的形状为截头圆锥形，同时在配重件68a/68b内分别形成有通孔68d/68e。通孔68d的直径是阶梯式变化的，同时另一通孔68e为部分锥形。平头螺栓54e和六边形螺帽54f作为紧固件68c，且在通孔68d/68e内相互啮合。当将配重件68a/68b插入通孔52m内时，保持配重件68a/68b面对面地与限定通孔52m的内表面相接触，同时底面68f与木杆52的侧面共面。配重件68a/68b在通孔52m内相互隔开。利用螺栓和螺帽54e/54f将配重件68a/68b固定到木杆52上。
图17表示了平衡件54的第八种变形方式54G。木杆52形成有一通孔52n而不是通孔52a/52b。尽管通孔52n朝向木杆52的侧面也呈锥形，但横截面在距中点偏左的某一点处达到最小。由此，锥形内表面相对于穿过通孔52n中心线上那一点的一种虚拟横截面是不对称的，并且虚拟横截面左侧的锥形内表面的角度不同于右侧的锥形内表面的角度。
键平衡件54G包括配重件70a/70b以及一紧固件70c。配重件70a/70b具有各自相互不同的截头圆锥形构造。配重件70a将插入通孔52n的左部内，而另一配重件70b将放置在通孔52n的右部内。当将配重件70a/70b插入通孔52n内时，保持配重件70a/70b面对面地与限定通孔52n的锥形内表面相接触，同时底面70d与木杆52的侧面共面。紧固件70c利用螺栓54e和螺帽54f来实现。当螺栓54e与螺帽54f相啮合时，就将配重件70a/70b固定在木杆52上。
这些变形方式54A/54B/54C/54D/54E/54F/54G具有键平衡件54的所有优点。
第三实施例
转到图18，一种键91形成了键盘的一个部分，键盘包含在一种声学钢琴内。除了键91外，声学钢琴类似于图1所示的声学钢琴。由此，集中说明键91，同时用图1中表示相应部件的附图标记来表示其它的组成部件。
键91用作一种白键，其包括一木杆92、一装饰板93以及键平衡件94。木杆92由日本云杉制成，日本云杉属于银杉类。尽管图18表示了前部分和后部分，但在木杆92的中间部分内形成有一垂直孔(未表示)，同时一平衡销(未表示)穿过垂直孔。平衡销为放置在平衡导轨3b上的白键91提供了支点3d。
用装饰板93覆盖木杆92的前部分的上表面和前端表面。装饰板93类似于一种角，并被粘附在木杆92上。装饰板93由合成树脂制成，合成树脂的颜色为白色。
在木杆92的前部分内形成有两通孔92a和92b。通孔92a/92b相互平行，且每个通孔92a/92b的位于木杆92侧表面上的两端都向外敞开。每个通孔92a/92b都具有一窄部分92c和一宽部分92d。如自图19中所见，宽部分92d暴露于木杆92的侧表面，且形成在窄部分92c的两侧上。在这种情况下，宽部分92d的深度和直径相互相等。将键平衡件94插入通孔92a/92b内，以给白键91施加反力矩。
每个键平衡件94都包括配重件96a以及一紧固件96b。配重件96a具有一配重柱形件96c，一管96d以及一销96e。管96d的直径等于窄部分92c的直径，且其两端部分96f向外展开。向外展开的端部分96f的直径大于窄部分92c的直径，且作为紧固件96b。另一方面，配重柱96c的外径等于或稍小于管96d的内径，同时配重柱96c的长度等于窄部分92c的长度。在管和配重柱96c/96d内都形成有孔，且孔的直径等于或稍小于销96e的直径。
如下所述将管、配重柱以及销96d/96c/96e装配到配重件96a内。对配重柱和管96c/96d钻孔。将配重柱96c插入管96d内，同时使形成在管96d内的孔与形成在配重柱96c内的孔对齐。驱使销96e进入两孔内，这样就利用销96e将配重柱96c固定到管96d上。或者，将配重柱96c插入管96d内，然后同时对配重柱和管96c/96d钻孔，从而在其内形成孔。将销96e驱动进入两孔内，这样就将配重柱96c固定到管96d上。
配重柱96c用除了有害金属例如铅和汞之外的重金属制成。可用于配重柱96c的重金属例如铁、铜、钨及烧结金属。复合材料也可用于配重柱96c。复合材料由重金属和合成树脂组成。尽管任何一种无害金属都可用于配重柱96c，但优选为钨。钨的比重为19.3，比铅重。即使将钨与合成树脂相混合，复合材料的比重也同铅一样大或者比铅更大。复合材料的硬度大于木杆52的硬度。可用于配重柱96c的合成树脂例如尿烷系、聚酯系、环氧系、苯酚系、尿素系以及蜜胺系的热固性树脂，或者ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)系和丙烯酸树脂系的热弹性树脂。因为配重柱96c要给键91施加较大的反力矩，最好加大复合材料中重金属的量。在配重柱96c由铁制成的情况下，必须保护配重柱96c的暴露面。
为使管96d可充分地变形，管96d由金属例如铜或者黄铜制成。或者，管96d由金属与合成树脂组成的复合材料制成。除了有害金属例如铅和泵之外的任何金属都可用于复合材料。
在将管/配重柱96d/96c插入通孔92a之后，如下所述形成紧固件96b。图20表示了刚被插入通孔92a内的管/配重柱96d/96c。管96d是直的，且管96d的长度近似等于木杆92的宽度。预先准备一对堵缝钻98a。堵缝钻98a具有各自的锥形部分98b，且锥形部分98b的最小直径等于管96d的内径。工人将锥形部分98b与管96d的内部空间对齐，然后将堵缝钻98a压靠管96d的两端。端部分向外张开，这样就将配重件96a填塞在木杆92内。因此，向外张开的端部分96f，即紧固件就作为一种固定件。
如前述中所理解的，向外张开的端部分96f保持配重件96a稳定地位于木杆92内。配重件96a既不会在木杆92内卡嗒作响，也不会从木杆92内掉出，并且通过堵缝容易地将配重件96a装配在木杆92上。紧固件利用管96d的向外张开的端部分96f来实现，这样不需要任何用于紧固的部件。结果，降低了制造成本。
对于键平衡件94不需要压配合。沿木杆92的厚度方向，不需要施加任何力给木杆92，相应的，木杆92决不会破裂。
图21表示了键平衡件94的第一种变形方式94A。通过采用一冲头102形成的凸起99a，将管96d固定到配重柱96c上。对于键平衡件94A的配重件不需要销96e，从而进一步降低了制造成本。在插入到通孔92a内后，管96d的两端部向外张开。管96d和配重柱96c可以是整体式的。
图22表示了键平衡件94的第二种变形方式94B。在木杆92内形成有直通孔92r，同时键平衡件94B利用一配重柱103来实现。在配重柱103内形成有槽104，且半柱部分103a/103b经由槽104而相对。在半柱部分103a/103b内形成有一对半圆锥形凹槽105，且半圆锥形凹槽105比一冲头106要窄。首先分别将配重柱103插入通孔92r内。工人使冲头106与一对半圆锥形凹槽105对齐，然后将冲头106的尖端插入一对半圆锥形凹槽105内。工人撞击冲头106，使尖端深深地插入一对半圆锥形凹进105内。半柱部分103a/103b发生弹性变形并相互分离。将半柱部分103a/103b的外表面压向限定通孔92r的内表面，这样就将配重柱103固定在木杆92上。在这种情况下，半柱部分103a/103b作为一固定件。
最好槽104如图22所示朝向垂直方向，因为这样木杆92不会破裂。换句话说，已扩张的半柱部分103a/103b不会施加朝向木杆92厚度方向的力，木杆92经受得起已扩张的半柱部分103a/103b。
在第一至第三种实施例以及它们的变形方式中，动作单元7、锤状部件11以及细绳组成了乐音发生系统的部件。
在第一至第三种实施例以及它们的变形方式中，将键平衡件嵌入木杆的前部分内。但为了改变惯性力矩，也可将键平衡件嵌入木杆的后部分里。在竖式钢琴模式下，触摸式按键由惯性力矩支配，且键平衡件嵌入木杆的后部分里。
从触摸式按键的观点来看，术语“力矩”既指力矩又指惯性力矩，同时术语“调节力矩”指反力矩和改变惯性力矩的因素。
尽管已经表示并描述了本发明的特定实施例，但显而易见的是，在不脱离本发明实质与范围的情况下，本领域技术人员可作出许多改变和变形。
在制造商不使黑/白键的侧面平坦的情况下，在木杆内形成直通孔。换句话说，不需要宽部分，例如92d，从而降低了机械加工成本。
键21、51和91可用于电子键盘以及复合式键盘乐器。在电子键盘上，可用合成树脂制成的杆来代替木杆22、52、92，同时利用销使杆可摆动地与一框架相连。在电子键盘里，一键盘扫描器、一信息处理系统、一乐音发生器以及一音响系统相结合，形成了乐音发生系统。利用键盘扫描器周期性地扫描键盘，以观察演奏者是否压下任何一个键。键盘扫描器与键盘传感器相连，以监控键盘。并且键扫描器提供键扫描信号，显示演奏者按压或释放一个键或多个键。键扫描器连接信息处理系统，同时信息处理系统分析键盘扫描信号，以确定一个或多个键。信息处理系统产生音乐数据码，音乐数据码代表所要产生或减弱的一个或多个乐音，同时将音乐数据码提供给乐音发生器。乐音发生器根据音乐数据码产生数字乐音信号，并将数字乐音信号转换成一种模拟乐音信号。将模拟乐音信号供应给音响系统，并由模拟乐音信号生成电子乐音。