钢琴等乐器的发音 方法及其装置 本发明涉及到钢琴等常规击弦键盘乐器的发音方法，以及实现该方法的装置。
本发明装置由一组弦线组成，每根弦线可由一音锤敲击，每一音锤由一琴键致动；每根弦线带有一个制音器，当制音器不被起动时，它压靠在弦线上以阻止弦线振动，而当制音器被起动时，它从弦线上离开而使弦线发音。
制音器在两种情形下被起动：
由续音杆直接作用到与上述制音器连接的一排支承板上，或者由泛音杆作用到与上述制音器支承板相连的一排擒纵元件上，而使所有的制音器一同被起动。上述续音杆和泛音杆由一双重作用踏板操纵，当双重作用踏板被半踏下时即为处于所谓的“泛音把位”，而当双音作用踏板被完全踏下时即为处于所谓的“续音把位”；或者
由被称为琴键“尾部”的那一部分或与琴键相连的勺钉单个起动。
泛音杆和续音杆都具有使所有制音器离开弦线的功能。然而，与续音杆不同的是，泛音杆能使制音器支承板够着所述的琴键尾部。
更确切地说，本发明涉及到这样一种装置，它能使演奏者中断续音杆对即将被演奏的音符的作用，同时却能延续续音杆对刚被演奏地音符的作用。通过这种装置，使得被演奏的琶音能够在续音把位得到继续共鸣，而在泛音把位被止住。
上述该类装置在以Denis de La ROCHEFORDIERE为名义的专利EP-0271527中已经公知，该装置如简图1所示。在这种已有装置中，如应用到立式钢琴时，每根弦线107带有一个制音器106，制音器由两个可分开的擒纵机构起动。其中之一是一个固定在泛音杆上的擒纵片110，泛音杆由泛音踏板操纵，它同时也是续音踏板。泛音把位对应于踏板处于被半压下状态，而续音把位对应于踏板处于完全压下状态。而两个擒纵机构中的另一个是安装在制音器106支承板104上的擒纵弹簧109、在这种发音方法中，沿方向F1转动泛音杆111将引起作用在擒纵弹簧109上与其啮合的擒纵片110运动，从而使制音器106从弦线107上挪开。当在泛音把位演奏一个音符时，由于连接在琴键101上的勺钉103直接与制音器支承板104作用，当琴键101被压下时，将引起擒纵机构109，110分离，从而使制音器远离弦线；音符一直振动直到琴键被放松制音器返回到弦线107上时为止。此时，尽管低音弦线仍在继续共振，被奏音符却被制止。
然而，这个在先期文本中公布的装置有其不足之处。即当所述琴键101被放松时，擒纵机构109，110不会退回去相互啮合，因为擒纵弹簧109会回复到它在泛音杆111上的静止位置，而擒纵片110已经对应上述泛音杆111的旋转运动转过了一定的角度A，这种擒纵部分不能自复位的后果会引起演奏者的麻烦。如同可料想的那样，问题在于当踏板处于泛音把位的时候压下一个琴键，然后踏板又被完全压到续音把位，以便续音杆112倚靠在制音器支承板104上，被演奏的音符会继续振动，因为此时制音器106已被续音杆112起动而离开弦线，然而，当踏板在琴键101被放开后再一次放松而回到泛音把位时，制音器106不再由续音杆112或者固定在琴键101上的勺钉抬起；另外，由于装置不能自复位，泛音杆也就失去了作用。被演奏的音符因而受到制止。为了避免这类烦恼，演奏者在回到泛音把位之前不得不完全放松踏板以复位有问题的琴键/弦线的擒纵机构109，110。踏板的这种放松将对在续音把位演奏的任何音符的发音起中止作用，而“泛音”与“续音”功能之间的转调也不够精确，这是附加错误的根源。
因此本发明的目的是提供一种发音方法和一个踏板装置，以消除已有装置的上述弊端。
所发明的方法达到这个目的，是通过用这样一种方法连接所述泛音杆到所述续音杆之间的运动：
(1)一旦双重作用踏板被压到超出泛音把位的范围，所有擒纵元件都将同时被置位到所述琴键尾部或者上述勺钉不能够着的地方，此时，对演奏者来说，对应于踏板压到超出泛音把位范围后被放开的每一个音符，都将得到续音的作用，而不管所述琴键被按下时踏板的位置如何。并且，泛音功能与续音功能之间的转调对应于双重作用踏板行程中的一个精确的位置点。
(2)一旦双重作用踏板在被完全压到续音把位后再轻轻地放松，所述泛音杆使所有的擒纵元件得到啮合。
就这样在泛音把位当一个琴键先被按下接着又被放松后，泛音杆和擒纵机件能够相互重新啮合。而不管是先完全放开接着轻轻压下踏板，还是先将踏板完全压到续音把位再接着轻轻地放开。
为了达到这个目的，本发明的装置由一个把泛音杆和续音杆连接到双重作用踏板的连杆系统组成。
在本发明的一个优选实施例中，泛音杆和续音杆各自铰接在一根杆的所谓“远”端上并随其运动，而连杆的另外一端，即所谓“近”端，在一根由双重作用踏板操纵的致动杆作用下产生摆动。
更可取的是，每根连杆的近端随一个称为“曲柄块”的公共零件转动，曲柄块由致动杆作用。
在一个适用于卧式钢琴的实施例中，每个擒纵元件呈片状，它可在与其相连的制音器支承板所相对的邻接位置和其重力平衡位置(对应于相对制音器支承板的另一个邻接位置)之间，或者下述位置之间自由转动，在这个位置，擒纵元件倚靠在一个止动片上，这个止动片可能就是所述琴键的所谓的“尾”端或者就是泛音杆。
在一个适用于立式钢琴的实施例中，每个呈片状的擒纵元件在两个位置之间转动，在弹簧装置的作用下，使得上述擒纵元件保持在上述位置中的一个或者使它返回这个位置。
在卧式钢琴和立式钢琴中，有益的是上述每个擒纵元件具有两个接触区域，其中一个区域能够接触到所述琴键的尾部或者勺钉，而另一个能够接触到所述泛音杆。
从下列参照附图的描述中可更加清楚地理解本发明，在这里：
图1是，正如前面已经指出，是EP-0271527中所述装置的结构示意简图，所述装置被应用到立式钢琴中，当双重作用踏板被踏到泛音把位的情形；
图2是本发明装置被应用到卧式钢琴中处于静止状态时的结构示意简图；
图3是和图2类似的示意简图，只是琴键已被压下；
图4所示的是与图2相同的实施例，只是双重作用踏板已被踏到泛音把位，而琴键未被按下；
图5所示的是与图4相同的实施例，对应于琴键先被按下接着又被放松后的状态
图6所示的实施例与图2相同，只是双重作用踏板已被踏到续音把位；而
图7和图8所示的是本发明装置应用于立式钢琴，处于静止状态时的示意实施例。其中，图7为了清楚起见只画出了擒纵元件/制动器部分而略去了连杆部分；相反，图8只画出了连杆部分而未画出擒纵元件/制动器部分。
如图2所示，本发明装置包含一踏板1，踏板处于静止时其基本方向X1-X1′与水平方向大致成30°角，踏板这样安装其目的是使它在其中部绕安装在卧式钢琴竖直支架3上的销轴2转动。踏板1在其与演奏者操作端相对的一端即其尾部支承致动杆4的一端，致动杆大致与踏板垂直，致动杆的一端或球端与曲柄块5啮合，曲柄块的大体形状为一圆角等边三角形。为此，曲柄块5在它的顶角5a处、靠在致动杆4上，包含一近似成直角的槽口6，尽管槽口6的形状不一定非是直角不可。静止时，与上述槽口6相邻，远离所述踏板1的三角形5的边51，与水平方向成大约45°角，与槽口外侧的致动杆4成钝角。
曲柄块5，在邻近所述边51的另一个顶点5b处，与销轴7铰接，销轴7固定在一个吊住曲柄块5的轭架的圆顶角8a处，轭架近似成直角三角形，当装置静止时，其斜边位于曲柄块5的所述边51的延长线上。所述轭架8与所述圆顶角8a相对的一边固定在处于水平状态的键床9上。凸毂10与轭架8相对竖立在键床9上。这个装置同时包括一排阻尼器支承板，如104，每块支承板对应于一个琴键和一根弦。下面介绍对应于琴键101和弦107的阻尼器支承板104。阻尼器支承板104的一端连接在凸毂10的自由端，并绕销轴12转动，静止时，阻尼器支承板104处于水平状态。阻尼器支承板的另一端形成一个支座面54，从这里伸出两个支承销轴30的耳形支座55，擒纵元件13绕销轴转动，它包括一鼻状部分14，一击指15和一止推面56，静止时，止推面56的上部与支座面54分离，下部靠在支座面54上，从而使得擒纵元件13的鼻状部分14几乎靠在琴键101的后部，也即演奏者所演奏的琴键的另一端。
曲柄块5的第三个顶点5C上固定有销轴16在它上面以可旋转方式铰接了连杆19的一端，而连杆的另一端也以可旋转方式铰接于安装在板47的销轴40上，板47用于移动泛音杆111，大致安装在曲柄块5中部的销轴17与连杆20的一端铰接，而连杆20的另一端铰接在销轴41上，销轴41安装在用于移动续音杆112的板48上。如图1所示近似平行的泛音杆111和续音杆112，分别由4个一排的泛音杆支承板22和4个一排的续音杆支承板23支承，这两排支承板22，23铰接在前述销轴12上，在图2到图5中，支承板组23遮住了支承板组22，它们在图6中则分别可见。
销轴25横穿制音器支承板104，固定住制音器钢丝绳26的一端，而钢丝绳26的另一端安装在制音器106的重心处，阻尼器104上有两个毡垫，29a和29b，静止时，这两块毡垫与弦线107接触。
上述组件的运作方式如图3到图6所示。
图3所示为本发明的装置在琴键101按下(箭头F2)、而踏板1处于静止时的状态，与琴键101相连的音锤(图中未示出)此时敲击弦107，正如图中所见，当键101的后部沿方向F3旋转时，它托起擒纵元件13的鼻状部分14，使它绕销轴30转动，直到止推面56的上部与支座面54接触为止：随后擒纵元件13和制音器支承板104就象单个整体部件一样一起绕销轴12转动，钢丝绳26被抬起(箭头F4)，结果使制音器106从弦线107抬开，所演奏的音符就这样一直振动，直到琴键101被放开为止，而装置返回到图2所示的状态。
图4所示为本发明的装置在踏板1被轻轻地压到泛音把位(通常在X2-X2′方向)、而琴键101静止时的装置。施加在踏板1上沿F5方向的压力，通过致动杆4在方向F6转变成曲柄块5绕销轴7沿F7-F8方向的旋转运动，再经过连杆19变成达到泛音杆111向上的位移，从而使泛音杆111与所有象13一样的擒纵元件的击指15接触，装置在踏板1被操纵那一刻的组态是击指15与泛音杆111的触点处于曲销轴30和40所构成的平面内，以使擒纵元件13不绕销轴30转动却能抬起制音器支承板104和钢丝绳26，其它擒纵元件也会一样，从而起到使所有的制音器，如106，从弦线，如107抬起的作用。转动的曲柄块5同时还通过连杆20，抬起续音杆112。
如果对于给定的这个位置，琴键101沿方向F2按下，它的后部将把擒纵元件13的鼻状部分14向上推起，其结果使擒纵元件13绕销轴30转动，同时使击指15将与泛音杆111分离。接着(如图5所示)，如果琴键101被放开，不再向上推鼻状部分14，将随着琴键101的尾部向下转动，一直倚靠在琴键101上直到它被完全放开为止。同时，击指15将与泛音杆111接近，靠在它的前面，即离键盘最近的那一面，制音器因而返回到弦线107上，所有其它制音器继续维持抬起状态，原因是制音器106返回到弦线107上是琴键101被压下的结果，而其它琴键却没有动。
某些擒纵元件因此将处于图4所示的位置(对应于没有按下的琴键)而另一些却处于图5所示的位置(对应于那些一开始被按下而后又被放开的琴键)。
如果这时进一步踏下踏板1-但仅是非常轻轻地踏下-由于擒纵元件处于图4所示的位置，被压靠在一排如13的擒纵元件的如15的击指上的泛音杆111将抬起所述擒纵元件，从而使得琴键如101被压下时，擒纵元件鼻状部分14触不到琴键，处于“不动作”状态。
由于擒纵元件处于图5所示的位置，上述踏板1的任何轻微的运动将同时立即引起续音杆112的向上运动，从而与制音器支承板104接触使它绕销轴12产生微量的转动。以致使制音器如106，与弦线如107脱离，从而使鼻状部分如14不再被琴键如101触及，然而，在这个位置，击指如15不再回到与泛音杆接触的位置；此时擒纵元件如13被称为“没有复位”。
在每一种情形下，对钢琴演奏者来说不管怎样按动琴键，所得效果都是续音踏板的效果，也就是说，所有的制音器都与弦线分离，音符从而不被制止。两个把位之间的转调-泛音与续音-非常迅速，也就是说踏板的行程非常小，换而言之，好象产生了一个临界效应，只要踏板踏过泛音把位，不管它被踏得多低，它都象续音踏板一样作用。
如果踏板1被进一步沿F12方向踏下，(踏板处于完全压下状态，如图6中X3-X3′方位)，曲柄块5将最终达到一个使销轴16处于最高的位置，即泛音杆111不能再被提高的位置，由于续音杆112的零件继续向上运动，使得两连杆19和20最终成交叉状，如图6所示，在图中，续音杆112已经与一排制音器支承板如104接触，制音器支承板上的擒纵元件如13，早已处于前述非演奏位置同时续音杆112使制音器支承板(如104)和与其相连的没有复位的擒纵元件进一步绕销轴12向上转动，结果是擒纵元件如13的击指15处在泛音杆111的上面，此外，所有的制音器处于同一平面，从这个位置踏板1只须稍微放松一点，就能使所有的擒纵元件处于“置位”或“复位”状态。图4所示的状态通过进一步放松踏板使其处于泛音把位就可很容易地恢复到，这样，即使在泛音把位通过先按下再放松琴键演奏一个音符(如图5所示)，在此把位被奏音符得到制止，然后在续音把位重奏此音符，在此把位被奏音符不被制止，并且即使踏板返回到泛音把位后(见图4)。还将继续振动。这种功能在已有装置中却不具备。当踏板1返回到接近图2所示的位置时，可观察到这种“复位”现象的发生。这种复位是通过先完全放松然后非常轻轻地踏下而获得。
本发明装置应用到立式钢琴中时，如图7所示和图8所示，与上面讨论的无本质区别。在这两个图中，与图2到图6相类似的零件以带撇号的完全相同的数字编号。本发明的装置应用到立式钢琴中时，如图7所示，与前述图1所示的已有装置的本质区别是，勺钉103不直接作用在制动器支承板104′上，而是通过泛音杆111′也能够作用到的擒纵元件13′间接作用在制音器支承板104′上。更确切地说，由弹性金属制成的勺钉103连接到勺钉支承板43上，而支承板43又连接到琴键(图中未画出)上，并可沿琴键相反的方向转动。勺钉103与直角形的鼻部14′相接触，这个鼻部成形在擒纵元件13′上，含一个可容纳螺旋弹簧42一端的凹槽，弹簧的另一端固定在制音器支承板104′上，制音器支承板104′能够绕安装在水平零件45上的销轴48转动。水平零件45本身固定在钢琴立架31上，制音器支承板104静止时，由固定在零件45上的压簧44压靠在弦线107′上。对所有的立式钢琴来说，制音器106′，弦线107′也都是竖直安装的。
除了泛音杆111′之外，还有续音杆112′，他们都分别固定在相应的支承板组22′和23′上，绕销轴12′转动。静止时，泛音杆111′与擒纵元件13′的击指15′相接触。
图8所示是本发明装置连杆机构的详细示意图，包含一致动杆4′，其一端吊接在曲柄块5′上，曲柄块5′的形状与图2至图6所示的曲柄块有显著的差别，曲柄块5′的基本结构大致呈不规则多边形，其短边开有一个形状不规则的缺口52，致动杆4′的球端就啮合在其中，曲柄块5′绕不规则多边形端角5b处横穿的销轴、相对于轭架8′转动，轭架固定在上述立式钢琴结构的竖直支架31上。连杆19′的一端铰接在销轴16′上，销轴16′在曲柄块5′的顶角5′c处嵌入曲柄块中，连杆的另一端与嵌入板47′中的销轴40′铰接；从而用来移动泛音杆111′，同样，连杆20′的一端铰接在嵌入曲柄块5′端角5′a处的销轴17′上，而另一端与嵌入板48′中的销轴41′铰接，用来移动续音杆112′。
装置零部件的运作基本上与图2至图6所示的装置相同，特别是，续音杆112′对制音器支承板如104′的作用，以及泛音杆111′对擒纵元件如13′的击指如15′的作用均相同。然而，弦线107′，制音器106′及其支承板104′的竖直布局而非水平放置，将导致两者的一些差异，因此，装置应用到卧式钢琴中时，如前所述，琴键101′的尾部(直到泛音把位)可直接与擒纵元件13的鼻状部分14接触，当琴键101按下时，能举起上述擒纵元件，从而引起铰接擒纵元件13的制音器支承板104向上转动，导致常靠在弦线107上的制音器与弦线分离。当琴键101放开时，擒纵元件13不受任何约束，在重力作用下返回静平衡位置。把这种装置运用到立式钢琴中，如图7所示，当琴键(未画出)轻轻按下时，勺钉支承板43就会沿方向F9转动，和支承板一起，压靠在鼻部14′上的勺钉103，使擒纵元件113′逆着弹簧42的作用力向F10方向转动，并压住擒纵元件。当琴键将近按至其行程一半时，鼻部14′的底面将与制音器支承板104′的下部相接，这时，擒纵元件13′达到其最大回退位置，如果将琴键再往下压，将迫使制音器支承板104′自己绕销轴48转动。压簧44将沿F11方向发生变形，同时制音器从弦线107′处往后移。当琴键放松时，弹簧42再次伸长，擒纵元件13又会恢复到图7所示的静止位置，同时制音器在压簧44的作用下返回到弦线上，必须指出，为了使装置正常工作，弹簧44的张力要大于弹簧42的张力。
从前面的叙述可以清楚地知道，本发明能使钢琴演奏者在泛音与续音功能之间产生连续的转调，具有制止音符振动的中间步骤效果(琴键放松而踏板没有同时踏下或处于泛音把位)和一些音符直到最后都不被制止的效果(超出泛音把位琴键松开)，如果踏板在任何位置都不完全放松的话。
此外，从续音到泛音功能的转调，或者与此相反，都可由机构准确地控制，并取决于上述各零件的尺寸和相对位置关系，这两种功能之间的转换，通过向装置附加一可动零件，就可以使演奏者非常容易察觉，即当踏板通过泛音把位时，将遇到一个提醒演奏者克服踏板行程中一个阻力点的障碍物。
装置的其它参数也能被调整，特别是踏板总行程的大小-通过改变致动杆的长度-和/或踏板行程中的泛音点位置-它可在踏板一半行程位置点附近变动10％左右。