键盘乐器以及将平衡器固定到琴键上的方法

专利名称：键盘乐器以及将平衡器固定到琴键上的方法
技术领域：
本申请通常涉及一种键盘乐器，并且更加特别地，涉及一种琴键装有平衡器的键盘乐器以及将平衡器与琴键装配到一起的方法。
背景技术：
声学钢琴属于键盘乐器。演奏者在他或他的表演过程中通过键盘来指定将要产生的乐音的音高。换句话说，键盘为演奏者提供了一个界面。
键盘包括多个按已知模式放置的琴键。动作单元分别与琴键的后部分保持接触，并且与相关联琴弦相对的音锤分别与动作单元连接。因此，动作单元和音锤的总重量就施加到每个琴键的后部分上。
当演奏者抵抗着相关联动作单元和音锤的总重量而压下琴键的前部分时，被压下的琴键使得动作单元旋转，然后动作单元迫使音锤旋转。演奏者会感觉施加于手指上的动作单元和音锤的总重量就象是抵抗琴键运动的负载。当组成动作单元一部分的顶起件与调节按钮(regulating button)接触时，该顶起件从音锤上脱离，然后音锤开始朝着相关联琴弦自由旋转。于是，演奏者会感觉到被压下的琴键要比以前轻。这种抵抗琴键运动的阻力的变化是钢琴所独有的，它被称作“钢琴琴键触觉”。
钢琴琴键触觉源自于因动作单元和音锤而产生的变化负载。动作单元和音锤的总重量在琴键中不是相等的。而且，演奏者已经使自己习惯了负载从低音部分到高音部分逐渐减少的琴键。在这种情况下，制造者也曾使用由铅制成的平衡器来将琴键调节成斜坡式的负载。铅这种材料很重，很适于琴键使用。但是，铅是有害的。为此人们已经提出了各种由非铅材料制成的平衡器。
一种现有技术的平衡器公开在日本专利申请公开2002-265793中。该日本专利申请公开中公开的这种现有技术的平衡器由包含人造树脂的钨粉制成，并且被制成圆柱体。其圆周表面是光滑的，并且没有任何脊状突出从该圆周表面伸出。一个或多个圆柱形孔形成于木制琴键的前部分中，并且在木制琴键的两个侧表面上朝外开口。该圆柱形孔的直径稍小于该现有技术的柱状平衡器。该现有技术的平衡器被压入孔中从而紧贴地容纳于其中。当该现有技术的柱状平衡器被迫使进入圆柱形孔中时，该圆柱形孔被该现有技术的平衡器铰大，从而该现有技术的平衡器得以与琴键相配合。
虽然在插入以后该现有技术的柱状平衡器在木制琴键的圆柱形孔中很稳定，但是该木制琴键在长时间的工作中往往会失去弹性，导致该现有技术的柱状平衡器很容易脱落。这是该现有技术的柱状平衡器的第一个固有问题。如果钢琴被放置在湿度较高的环境中，则木制琴键会膨胀，从而不能紧固地保持该现有技术的柱状平衡器。该现有技术的柱状平衡器的另一个固有问题是木制琴键容易破裂。木材的纹理通常沿与木制琴键纵向平行的方向延伸，并且木材在与纹理平行而不是垂直的方向上具有较大的机械强度。当工人将该现有技术的柱状平衡器压入圆柱形孔时，该现有技术的柱状平衡器因为含人造树脂的缘故而稍稍收缩，但同时将弹性力施加到限定出该圆柱形孔的内表面上。虽然木制琴键在与木材纹理平行的方向上可以很好的承受弹性力，但是该木制琴键会因为与木材纹理垂直的方向上施加的弹性力而导致它沿着与木材纹理平行的方向破裂。该日本专利申请公开中公开的这种柱状平衡器在下文中被称作“第一现有技术的平衡器”。
另一现有技术的平衡器公开在日本专利申请公开2003-162279中。其中公开的这种现有技术的平衡器在下文中被称作“第二现有技术的平衡器”。该第二现有技术的平衡器由一对重量块和一螺钉组成。该重量块具有象帽子一样的构造。换句话说，一边缘从冠部的外周伸出，并且一通孔形成于重量块中。重量块中的一个沿通孔形成有内螺纹。一个或多个圆柱形孔形成于琴键的前部，并且直径与冠部近似相等。然而，边缘的直径要大于圆柱形孔。重量块从琴键的两侧分别插入圆柱形孔中，直到其边缘与琴键的侧表面接触为止。螺钉被插入重量块中一个的通孔中，并且与内螺纹相啮合。重量块在圆柱形孔中通过螺钉彼此连接。
边缘不允许重量块穿过圆柱形孔，并且螺钉将重量块连接起来。为此，第二现有技术的平衡器不会从琴键上脱落。而且，第二现有技术的平衡器没有给琴键施加任何的弹性力，因而琴键也不会破裂。然而，该第二现有技术的平衡器所遇到的另一个问题是需要花大量的时间和劳动来进行装配工作。这是因为该第二现有技术的平衡器是由物理上独立的三部分组成的。
还有另一种现有技术的平衡器公开在日本专利申请公开2003-150148中，它在下文中被称作“第三现有技术的平衡器”。该第三现有技术的平衡器具有象一根竹子一样的构造。该第三现有技术的平衡器具有几个象竹节一样的节点。该节点从主干部分径向伸出，并且咬住限定出通孔的木制琴键内表面部分。当工人将该第三现有技术的平衡器与木制琴键进行装配时，他首先将该第三现有技术的平衡器与通孔大致对齐，然后将其压入通孔中。当该第三现有技术的平衡器进入通孔时，节点将刮掉木材并且将通孔镗大。因此，仅仅引导节点强有力地咬住木制琴键，而其它节点与木制琴键轻轻地啮合。当第三现有技术的平衡器的末端表面与木制琴键的侧表面成为共面时，工人一点也不用再给该第三现有技术的平衡器施加力。因此其装配工作要比第二现有技术的平衡器简单。而且，该第三现有技术的平衡器不会使木制琴键破裂。
然而，与第一现有技术的平衡器相似，第三平衡器在木制琴键中是不稳定的。虽然节点不允许第三现有技术的平衡器穿过孔，但是该节点抵抗朝通孔入口的向后运动的效果较差。当琴键被反复压下和松开时，引导节点往往会从大孔径和小孔径之间的台阶脱离。结果，该第三现有技术的平衡器容易在通孔中发出卡搭声，并且最终从木制琴键上脱落。
可以理解，在装配工作的简易度和现有技术平衡器在琴键内的稳定度之间有一个折衷。

发明内容
因此本发明的一个重要目的在于提供一种键盘乐器，该键盘乐器不仅平衡器在琴键中是稳定的而且还不用牺牲装配工作的简易度。
本发明还有一个重要目的在于提供一种琴键，该琴键被用在键盘乐器中。
本发明的另一个重要目的在于提供一种将平衡器与琴键装配到一起的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种键盘乐器，包括产生乐音并且具有自重的乐音产生器以及多个琴键，所述琴键包括棒材各自的末端部分以及另外末端部分，所述末端部分连接到所述乐音产生器上从而使所述自重被施加于其上，所述另外末端部分相对于所述棒材各自的支点位于所述末端部分的相对侧，并且所述另外末端部分被平衡器加重，所述平衡器用来消除部分所述自重，并且所述琴键被弹奏者有选择地压下以指定所述乐音的音高，并且每个所述平衡器都具有塑性变形部分，所述塑性变形部分使得每个所述平衡器与所述棒材中相关联的一个接合。
根据本发明的另一个方面，提供了一种键盘乐器，包括产生乐音并且具有自重的乐音产生器以及多个琴键，所述琴键包括棒材各自的末端部分以及另外末端部分，所述末端部分连接到所述乐音产生器上从而使所述自重被施加于其上，所述另外末端部分相对于所述棒材各自的支点位于所述末端部分的相对侧，并且所述另外末端部分被弹性变形的平衡器加重，所述平衡器用来消除部分所述自重，并且所述琴键被弹奏者有选择地压下以指定所述乐音的音高，并且所述多个琴键的每一个都形成有至少一个孔，所述至少一个孔的横截面与所述弹性变形的平衡器中相关联的一个不同，从而允许所述弹性变形的平衡器中所述相关联的一个在与所述棒材中相关联的一个的纵向平行的方向上将弹性力施加于部分内表面上，所述内表面限定出所述至少一个孔。
根据本发明的又另一个方面，提供了一种键盘乐器，包括产生乐音并且具有自重的乐音产生器以及多个琴键，所述琴键包括棒材各自的末端部分以及另外末端部分，所述末端部分连接到所述乐音产生器上从而使所述自重被施加于其上，所述另外末端部分相对于所述棒材各自的支点位于所述末端部分的相对侧，并且所述另外末端部分被弹性变形的平衡器加重，所述平衡器用来消除部分所述自重，并且所述琴键被弹奏者有选择地压下以指定所述乐音的音高，并且所述多个琴键的每一个都形成有至少一个收缩孔，在所述至少一个收缩孔中容纳有所述弹性变形的平衡器中相关联的一个，从而允许所述弹性变形的平衡器中所述相关联的一个将弹性力施加于一内表面上，所述内表面限定出所述收缩孔的收缩部分。
仍根据本发明另一个方面，提供了一种将平衡器固定到琴键棒材上的方法，所述琴键包括于键盘乐器中，所述方法包括步骤a)准备具有至少一个卡固部分的平衡器和形成有一孔的棒材，b)将所述平衡器插入所述孔中，以及c)在所述孔中移动所述平衡器，从而使所述至少一个卡固部分卡固入所述棒材中。


从下面结合附图的说明中可以更加清楚地理解该键盘乐器、琴键和方法的特征和优点，在这些附图中图1是一个侧视图，示出了本发明的大钢琴的结构，图2是一个透视图，示出了包括在大钢琴中的实施第一实施例的琴键，图3是一个透视图，示出了形成于琴键前部中的孔，图4是一个透视图，示出了插入琴键之前的平衡器的构造，图5A是平衡器的前视图，图5B是平衡器的侧视图，图6是一个沿点划线5的横截面图，示出了平衡器的可压扁部分，图7A和7B是侧视图，示出了将平衡器与琴键装配到一起的方法，图8是一个横截面图，示出了包括于第一实施例中的平衡器的第一种变形，图9是一个横截面图，示出了包括于第二实施例中的平衡器的第二种变形，图10是一个横截面图，示出了包括于第三实施例中的平衡器的第三种变形，图11A和11B是侧视图，示出了在给其上施加力之前和之后的平衡器的第四种变形，图12A和12B是侧视图，示出了在给其上施加力之前和之后的平衡器的第五种变形，图13是一个横截面图，示出了在第五种变形中，相对于圆盘部分的可压扁部分(crushable portion)的相关联部分，图14A和14B是侧视图，示出了在给其上施加力之前和之后的平衡器的第六种变形，图15是一个透视图，示出了实施第二实施例的木制棒材中的另一类平衡器，图16是一个透视图，示出了平衡器的构造，图17A是一个侧视图，示出了在将平衡器固定到木制棒材上的方法的第一步骤中被插入到木制棒材中的平衡器，
图17B是一个沿图17A的4A-4A线的横截面图，示出了被插入到木制棒材中的平衡器，图17C是一个侧视图，示出了在该方法的第二步骤中于木制棒材中旋转的平衡器，图17D是一个沿图17C中6A-6A线的横截面图，示出了木制棒材中的平衡器，图18是一个透视图，示出了将要通过该方法的第一种变形而被固定到木制棒材上的平衡器，图19A是一个侧示图，示出了在该方法第一种变形的第一步骤中被插入到木制棒材中的平衡器，图19B是一个沿图19A的9B-9B线的横截面图，示出了插入到木制棒材中的平衡器，图19C是一个侧视图，示出了在该方法第一种变形的第二步骤中于木制棒材中旋转的平衡器，图19D是一个沿图19C的9B-9B线的横截面图，示出了木制棒材中的平衡器，图20是一个透视图，示出了将通过该方法的第二种变形而被固定到木制棒材上的平衡器，图21A是一个侧视图，示出了在该方法第二种变形的第一步骤中被插入到木制棒材中的平衡器，图21B是一个沿图21A的14B-14B线的横截面图，示出了插入到木制棒材中的平衡器，图21C是一个侧视图，示出了在该方法第二种变形的第二步骤中于木制棒材中旋转的平衡器，图21D示沿图21C的16B-16B线的横截面图，示出了木制棒材中的平衡器，图22是一个横截面图，示出了在该方法第二种变形的倾斜步骤中木制棒材中的另一个平衡器，图23是一个透视图，示出了实施第三实施例的木制棒材中的又另一类平衡器的构造，图24是一个透视图，示出了平衡器的构造，
图25A和25B是侧视图，示出了将平衡器固定到木制棒材上的方法，图26是一个透视图，示出了平衡器的第一种变形的构造，图27A和27B是侧视图，示出了将第一种变形固定到木制棒材上的方法，图28是一个透视图，示出了实施第四实施例的木制棒材中的仍是另一类平衡器的构造，图29是一个横截面图，示出了形成于木制棒材中的收缩孔，图30是一个部分切除透视图，示出了形成有收缩孔的木制棒材的一部分，图31是一个透视图，示出了平衡器的构造，图32A和32B是一个横截面图，示出了将平衡器固定到木制棒材上的方法，图33是一个横截面图，示出了被插入另一个收缩孔中的平衡器的第一种变形，图34是一个横截面图，示出了被插入又另一个收缩孔中的平衡器的第二种变形，图35是一个横截面图，示出了被插入仍是另一个收缩孔中的平衡器的第三种变形，以及图36是一个透视图，示出了实施第五实施例的又另一类平衡器的构造。
优选实施例的说明在下面的描述中，术语“前方”是指相对于“后方”而言，更靠近坐着进行弹奏的钢琴手的位置。在前方点和相应后方点之间画出的线是在“前后方向”上延伸，并且横向方向与前后方向相交成直角。
首先参照图1来描述本发明的大钢琴。大钢琴大体上包括键盘1、乐音产生系统2和钢琴箱3。键盘1安装在钢琴箱3的前部，并且暴露给钢琴手。乐音产生系统2容放在钢琴箱3内，并且与键盘1连接。当钢琴手在键盘1上弹奏时，键盘1告知乐音产生系统2将要产生的乐音的音高，然后通过乐音产生系统2产生该乐音。
键盘1安装在键床3a上，并且包括一些黑琴键4和白琴键10。黑琴键4和白琴键10按已知的模式横向放置，并且如箭头AR1所示，黑/白琴键4/10可以独立地绕平衡销3b旋转。乐音产生系统2包括多个动作单元5、音锤6、减振器7、琴弦8和踏板系统9。黑/白琴键4/10分别在绞盘螺钉12b处与动作单元5连接并且在后端部与减振器7连接。因此，黑/白琴键4/10在从各自的休息位置到各自的末端位置的途中启动相关联动作单元5和相关联减振器7。音锤6分别在各自的顶起件5a处与动作单元5连接，并且琴弦8伸展于相关联音锤6之上。减振器7目的在于限制琴弦8的振动，而踏板系统9赋予乐音已知的人为表现力。
减振器7在朝末端位置运动的途中与相关联琴弦8间隔开以允许琴弦8振动。顶起件5a也在朝末端位置运动的途中从音锤6脱离以让音锤6自由旋转，并且相关联琴弦8在自由旋转的末端被音锤6撞击。然后，琴弦8开始振动从而产生黑/白琴键4/10所指定音高的乐音。当钢琴手松开被压下的琴键4/10时，黑/白琴键4/10开始返回各自的末端位置。减振器6在朝休息位置运动的途中与振动的琴弦8接触，并且使振动衰减。因此，动作单元5、音锤6、减振器7、琴弦8以及踏板系统9按照与标准大钢琴的那些部件相似的方式运转，并且因为简明的缘故在下文中不再赘述。
木制棒材11、平衡器12和盖板12a组成了每个白琴键10，并且黑琴键4也是相似的组成。木制棒材11在前后方向上是细长的，并且被放置在平衡轨12c上。一对平衡器12嵌入琴键4/10的前部，并且琴键4/10的上表面和前端表面通过盖板12a加以装饰。
如前所述，黑白琴键4/10通过绞盘螺钉(capstan screws)12b连接到动作单元5，并且动作单元5在顶起件5a的头部分别连接到音锤6。这使得音锤6和动作单元5将它们的重量通过绞盘螺钉12b施加到相关联琴键4或10的后部上。当钢琴手压下黑或白琴键4/10时，他或她必须在琴键4/10的前部上施加力来抵抗动作单元和音锤5/6的总重量。如果平衡器12没有嵌入琴键4/10中，则钢琴手将会感觉琴键4/10过重。平衡器12部分地消除了黑白琴键4/10上的负载。为此，钢琴手可以容易地压下黑/白琴键4/10。
为了实现本发明的目的，根据本发明数种类型的平衡器12可以用在琴键4/10中。下面将集中描述这数种类型的平衡器12。
第一实施例参照图2，第一种平衡器12c被嵌入琴键11中。木制棒材11通常为长方体构造，并且盖板12a从前部的上表面延伸至前末端。木材的纹理11G沿着与木制棒材纵向平行的方向延伸。从图3可以更清楚地看出，孔11a和11b形成于木制棒材11的前部。并且在木制棒材11的纵向上彼此间隔开。孔11a和11b为圆柱形，其中心轴分别被标以“a”和“b”。中心轴a和b与木制棒材11的纵向直角相交。孔11a的尺寸与另一孔11b近似相等，并且孔11a和11b在木制棒材11的横向上直线延伸，并且直径没有任何变化。孔11a和11b在木制棒材11的两个侧表面上朝外开口，从而孔11a和11b的长度等于木制棒材11的宽度。平衡器12c被稳定地保持在孔11a和11b中，并且从图2可以看出来从木制棒材11的侧表面稍稍回缩。如下文将要详细描述的，虽然平衡器12c的两个末端部分的直径近似等于孔11a和11b，但是平衡器12c在其中间部分部分地膨胀，并且该中间部分被压到限定孔11a和11b的内表面上。
图4、5A和5B示出了在插入孔11a和11b之前的平衡器12c。该平衡器12c由铜制成。然而，合金、烧结金属或金属和人造树脂之间的合成材料也可用于该平衡器12c。虽然重金属是理想的材料，但考虑到环境污染的问题铅是应当避免的。平衡器12c可以由铁、铜、黄铜或钨制成。
平衡器12c被分成圆盘部分15a和15b以及圆盘部分15a和15b之间的可压扁部分14。在这种情况下，该圆盘部分15a和15b和可压扁部分14是整体式的，并且，因而由上述多种材料中的一种制成。圆盘部分15a和15b的直径与孔11a和11b近似相等，或者圆盘部分15a和15b的直径稍小于孔11a和11b的直径。可压扁部分14具有小于圆盘部分15a和15b直径的宽度，从而圆盘部分15a和15b被可压扁部分14彼此间隔开。圆盘部分15a和15b具有各自的左内表面13a和右内表面13b，并且圆盘部分15a的左右内表面13a和13b通过中空空间14a和14b分别与圆盘部分15b的左右内表面13a和13b相对。在图5A中每个平衡器15a或15b的中心轴被标以“C1”，并且在该同一图中，与中心轴C1直角相交的可压扁部分14的中心轴被标以“C2”。中空空间14a与另一中空间14b对称。如图6所示，可压扁部分14具有圆形的端面，并且该圆形端面光滑地延续至圆盘部分15a和15b的圆周表面。
平衡器12c按下述方法固定到木制棒材11上。首先，装配工人将平衡器12c的中心轴C1与孔11a和11b的中心轴“a”和“b”对齐，并且将图4到6所示的平衡器12c插入孔11a和11b中，其插入方式是使中心轴C2分别按与木制棒材11纵向平行的方向延伸。接着，如图7A所示，装配工人在平衡器12c的两个端面上施加力F1/F2。装配工人可以使用冲头、模具模具(die)和锤子。装配工人将木制棒材11放置在模具上，并且将平衡器12c插入孔11a和11b中。然后使平衡器12c的端面与模具表面接触。接着，装配工人将冲头放在平衡器12c的另一端面上，然后用锤子敲击冲头。
于是，可压扁部分14被塑性变形或被压扁，从而膨胀成图7B中14C所表示的部分。中空空间14a和14b可以留在右内表面13a之间和左内表面13b之间。然而，内表面13a和13b之间的间隙被减小。膨胀部分14c从圆盘部分15a和15b的圆周表面径向伸出，并且咬入木制棒材11的内表面部分中。结果，平衡器12c被固定到木制棒材11上。由于膨胀部分14c使得木制棒材11的内表面部分永久变形，因此平衡器12c不会从孔11a和11b中脱落。
如结合木制棒材11所描述的，纹理11G与木制棒材11的纵向平行地延伸，并且中间部分14c在木材纹理11G延伸的方向上伸出。为此，木制棒材11不会破裂。
整体式的平衡器12c可以经济地进行大批量生产，从而琴键4和10的生产成本可以大大地减少。而且，仅要求装配工人在平衡器12c的两个端面上施加力F1/F2，因此装配工作也很简单。这同样减少了琴键4和10的生产成本。
第一实施例的一些变形图8示出了平衡器12c第一种变形12d的横截面。该横截面是从与图6所示横截面相同的方向进行观察的。平衡器12d同样被分成一对圆盘部分17和一可压扁部分18。这对圆盘部分17与图14所示的相似，而可压扁部分18被收缩以在可压扁部分18的两侧产生中空空间16。该可压扁部分18具有象弓一样弯曲的侧表面18a。
平衡器12d按照与平衡器12c相似的方式固定到木制棒材11上。当装配工人将力F1/F2施加到圆盘部分17上时，可压扁部分18向外伸出，并且咬入木制棒材11。
图9示出了平衡器12c第二种变形12e的横截面。该横截面也是从与图6和8所示横截面相同的方向进行观察的。平衡器12e同样被分成一对圆盘部分17a和一可压扁部分18a。该可压扁部分18a具有象十字一样的横截面，从而产生出四个扇形的中空空间16a。
平衡器12e按照与平衡器12c和12d相似的方式固定到木制棒材11上。当装配工人将力F1/F2施加到圆盘部分17a上时，可压扁部分18a从四端向外伸出，并且咬入木制棒材11。
图10示出了平衡器12c第三种变形12f的横截面。该平衡器12f同样被分成一对圆盘部分17b和一对可压扁部分18b。该可压扁部分18b彼此间隔开，从而使中空空间16b产生于它们之间。换句话说，可压扁部分18b占据了中空空间14a和14b，并且中空空间17b产生于分配给可压扁部分14的区域。然而，中空空间17b宽于可压扁部分14。
平衡器12f按照与平衡器12c相似的方式固定到木制棒材11上。当力F1/F2被施加到圆盘部分17b上时，弯曲表面向外伸出并咬入木制棒材11。
图11A和11B示出了平衡器12c的第四种变形22。平衡器22被分成一对圆盘部分23a和25b以及一可压扁部分24。可压扁部分24和圆盘部分25a之间的边界朝着平衡器22的一侧偏离圆盘部分25a的中心区域，并且可压扁部分24与另一圆盘部分25b之间的边界朝着平衡器22的另一侧偏离该圆盘部分25b的中心区域。然而，如果该平衡器22沿着与图6相同的线剖开，则该平衡器22的横截面图与平衡器12c的相同。
在插入到木制棒材11中之前，如点划线d所表示的，圆盘部分25a的中心轴与另一圆盘部分25b的中心轴重合，并且相应地，如图11A所示圆盘部分25a的圆周表面与另一圆盘部分25b的圆周表面是邻接(contiguous)的，并且不存在任何台阶部。
当装配工人将力F1/F2施加到圆盘部分25a和25b上时，如图11B所示，可压扁部分24被压扁，并且进而朝着平衡器的右侧倾斜。换句话说，圆盘部分25a和25b从可压扁部分24朝侧向滑动，并且圆盘部分25a的中心轴d1偏离另一圆盘部分25b的中心轴d2。因此，圆盘部分25a从可压扁部分24朝右伸出d3距离，而圆盘部分25b从可压扁部分24朝左伸出d3距离。圆盘部分25a和25b使木制棒材11的内表面部分发生塑性变形，并且咬入木制棒材11。
图12A和12B示出了平衡器12c的第五种变形32。平衡器32同样被分成一对圆盘部分35a和35b以及一可压扁部分34。该圆盘部分35a和35b以及可压扁部分34的构造分别与圆盘部分15a和15b以及可压扁部分14相似。然而，如图12A和13所示，与中心轴C2直角相交的垂直线e0，从圆盘部分35a和35b的中心轴e偏移。换句话说，圆盘部分35a和35b的右部分大于左部分。
当装配工人将力F1/F2施加到圆盘部分35a和35b上时，如图12B所示，可压扁部分34使得圆盘部分35a和35b倾斜，并且使得圆盘部分35a和35b的中心轴e1和e2彼此相交。结果，外端面圆周的一些部分36a和37b以及内端面圆周的一些部分36b和37a在压扁之前从圆周伸出，从而在木制棒材11的内表面产生塑性变形。为此，这些部分36a、36b、37a和37b咬入木制棒材11，从而将平衡器32稳定地保持在木制棒材11中。
图14a和14b示出了平衡器12c的第六种变形42。平衡器42同样被分成一对圆盘部分45a和45b、一可压扁圆盘部分44以及填充物例如粘性化合物49。在这种情况下，可压扁圆盘部分与圆盘部分45a和45b为同心的。可压扁圆盘部分44的直径小于圆盘部分45a和45b，从而围绕着可压扁圆盘部分44形成环形的中空空间。如图14A所示，该中空空间填充有粘性化合物49。
当装配工人将力F1/F2施加到圆盘部分45a和45b上时，可压扁圆盘部分44被压扁从而减小了环形空间的体积。于是，如图14B所示，粘性化合物从该环形空间中被挤出来，并且蔓延在木制棒材11的内表面和平衡器42之间的边界上。然后粘性化合物被固化，从而将平衡器42粘接到木制棒材11上。
从前面的描述可以理解，平衡器12c、12d、12e、12f、22、32和42具有各自的可压扁部分14、18、18a、18b、24、34和44，并且通过将力F1/F2施加到圆盘部分15a/15b、17、17a、17b、25a/25b、35a/35b和45a/45b上，使得可压扁部分14、18、18a、18b、24、34和44在形成于木制棒材11上的孔11a和11b中塑性变形。可压扁部分14、18、18a、18b、24和34使得木制棒材11产生塑性变形并且咬入其中。或者，被压扁部分44将粘性化合物从中空空间排入平衡器42和木制棒材11的内表面之间的边界中。结果，平衡器12c、12d、12e、12f、22、32和42被稳定地保持在木制棒材11中，并且可以抵抗木制棒材11的老化恶化而几乎不会脱落。
第二实施例参照图15，平衡器12A被插入形成于白琴键10前部的孔11a和11b中。平衡器12A在木制棒材11的纵向上相互间隔开。
平衡器12A是整体式的。然而，平衡器12A被分成杆部13A、头部14A和刺15A。在这种情况下，平衡器12A由铜制成。然而，铁、黄铜、钨、烧结金属或金属粉末和人造树脂之间的合成材料也可以用于平衡器12A。虽然重金属是理想的材料，但考虑到环境污染的问题铅是应当避免的。
杆部13A被制成圆柱体，并且被制成截头圆锥形的头部14A形成于杆部13A的一个端面上。该杆部13A的直径约略等于孔11a/11b的直径。头部14a较窄端的直径等于杆部13A，并且较宽端的直径大于杆部13A。为此，头部14A从杆部13A径向伸出，并且六角形承窝16A在头部14A的较宽端表面14Aa上朝外开口。四对刺15A从杆部13A的圆周表面上伸出。一对刺15A与相邻的两对刺15A以90度间隔开，并且每一对的刺15a沿与平衡器12A的中心轴CL1平行的方向间隔开。
每一个刺15A被制成小金字塔形，并且具有基本与较宽端表面14Aa平行的后表面15a，而剩余的两个表面15b和15c形成锐利的脊部。该锐利脊部朝着另一端面13Aa，从而当平衡器12A在箭头AR1所示的方向上前进时，刺15A被切入木制棒材11中。
平衡器12A按照下述方法固定到木制棒材11上。首先，装配工人将中心轴CL1与中心轴“a”或“b”对齐，并且将平衡器12A推入孔11a或11b中。装配工人可以使用冲头和锤子。装配工人将冲头的削尖端与头部14A接触，然后用锤子敲击冲头。于是，平衡器12A向前进入孔11a或11b，并且刺15A切入木制棒材11中。结果，如图17A和17B所示，在木制棒材11上留下四道槽，并且如18A所示的，头部14A将孔11a或11b镗大。
接着，装配工人将六角形板手插入六角形承窝16A中，并且绕中心轴CL1转动平衡器45度。刺15A进一步切入木制棒材11中，并且如图17C和17D所示，弧形槽17a与杆部13A的圆周表面平行地形成。表面15a与限定弧形槽17a的内表面保持接触。在这种情况下，即使在平衡器12A上向后施加力，刺15A也可以被木材绊住，从而平衡器12A也几乎不会从孔11a或11b中脱落。另一方面，如果在平衡器12A上施加向前的力，只要该力等于或大于插入过程施加于其上的力，平衡器12A也不会前进。因而，平衡器12A被稳定地保持在木制棒材11中，并且几乎不会从其上脱落。
从上面的描述可以理解，平衡器12A在插入孔11a和11b以后被旋转以使刺15A从槽17A转向。限定弧形槽17a的内表面与刺15A保持紧密接触，并且不允许刺15A向后移动。将平衡器12A与木制棒材11装配到一起的方法与现有技术方法的不同仅在于装配工人仅仅旋转平衡器12A。该方法使得装配工作简单易行，从而可以大大地减少黑白琴键4和10的生产成本。由于平衡器12A是整体式的，因而有可能大批量的生产平衡器12A，并且不需要任何其它的附加零件。这有益于成本的降低。
第二实施例的一些变形图18示出了用在黑/白琴键4或10中的平衡器22B。该平衡器22B由铜制成，并且被分成多个六角盘部分23B和圆柱部分24B。每个六角盘部分23B具有六个边缘25B。圆柱部分24B具有小于六角盘部分23B对角线1的外直径，并且被插入六角盘部分23B之间。虽然对角线1要比形成于木制棒材11中的孔11a和11b的直径长，但是还是有可能将平衡器22B压入孔11a和11b中。六角孔26B形成于平衡器22B中，并且在平衡器22B的两个端面上朝外开口。
平衡器22B按照下述方法固定到木制棒材11上。首先，工人将平衡器22B的中心轴与孔11a的中心轴“a”对齐，然后使冲头与六角盘部分23B接触。接着工人用锤子敲击冲头。如图19A和19B所示，边缘25B切入木制棒材11中以让平衡器22B被压入孔11a中。于是在木制棒材11上留下六道直槽。
接着，工人将六角板手插入六角孔26B中，并且如图19C和19D所示，在孔11a中将平衡器22B旋转30度。于是边缘25B从直槽转向，并且在木制棒材11中留下弧形槽。如果边缘25B达到相邻的直槽，则边缘25B变成可在相邻的直槽中向后移动。为了防止平衡器22B成为这种不想要的状态，平衡器22B的旋转应当小于60度。即使在与插入方向相反的方向上给平衡器22B施加力，该平衡器22B也几乎不会从孔11A中脱落，因为将弧形槽彼此分离的木材部分21b抵挡了该力。
图20示出了另一种将要被固定到木制棒材11上的平衡器32B。该平衡器32B由铜制成，并且被分成杆部33A和数对叶片35B。这数对叶片35B从杆部33B的圆周表面伸出，并且相互平行地螺旋延伸。每一对的叶片35B彼此以180度间隔开。因此，这数对叶片35B就像部分被切除了的螺纹圈(turns of a screw)。
每一个叶片35B都沿顺时针方向增加宽度。六角孔36B形成于杆部33A上，并且在杆部33A的两个端面上朝外开口。
平衡器按照下述方法被固定到黑/白琴键4或10上。虽然黑/白琴键4/10包括与图15所示相似的木制棒材11和盖板12a，但是木制棒材11形成有椭圆形孔31a而不是圆形孔11a和11b。
椭圆形孔31a的长轴稍短于叶片35B的顶点35Ba之间的距离，而短轴近似等于杆部33B的直径。
工人按下述方法将平衡器32B固定到木制棒材11上。首先，工人将平衡器32B与椭圆形孔31a对齐，然后使冲头与杆部33B的端面接触。工人用锤子敲击冲头。叶片35B切入木制棒材11中，并且如图21A和21B所示，平衡器32被压入椭圆形孔31a中。
接着，工人将六角板手插入六角孔36B中，然后用六角板手旋转平衡器32B。叶片35B切入木制棒材11中，并且从椭圆形孔31a转向。如图21C和21D所示，在木制棒材11上留下弧形槽37B，并且叶片35B被夹在限定弧形槽37B的木制棒材11的内壁部分之间。
即使在与插入方向相反的方向上给平衡器32B施加力，该内壁部分也不允许平衡器35B向后移动。因此，平衡器32B被稳定地保持在木制棒材11中。
图22示出了将通过该方法的第二种变形固定到木制棒材11中的平衡器42B。该平衡器42B具有圆柱主体43B，并且该圆柱主体43B的直径稍小于形成于木制棒材11上的孔11a。圆柱形通孔46B形成于圆柱主体43B上，并且在圆柱主体43B的两个端面上朝外开口。
平衡器42B按下述方法固定到木制棒材11上。首先，工人将平衡器42B与孔11a对齐，然后将平衡器42B压入孔11a中。接着，工人将杆47B插入圆柱形通孔46B中，并且将杆47B朝着任一侧倾斜。于是，如图所示平衡器42B也同样在孔11a中倾斜，并且在端面圆周的一些部分45a和45b处咬入木制棒材11中。换句话说，当平衡器42B被倾斜时，平衡器42B在木制棒材11的内表面部分中形成凹部47a和47b，并且圆周这些部分45a和45b紧贴地容纳在这些凹部47a和47b中。
即使在插入方向或相反方向上给平衡器42B施加力，该凹部47a和47b也不允许平衡器42B移动。结果，平衡器42B几乎不会从孔11a中脱落。
而且圆柱主体42B要比其它平衡器22B和32B容易制造得多，并且装配工作也与平衡器22B和32B上的装配工作一样简单。因此，这第二种变形有益于进一步减少生产成本。
可以理解，在本发明的方法中，仅仅使平衡器12A、22B、32B和42B从进入木制棒材11的途中转向。结果，平衡器12A、22B、32B和42B咬入木制棒材11中，并且木制棒材11抵抗着非希望施加于平衡器12A、22B、32B和42B上的力。这使得平衡器12A、22B、32B和42B可以抵抗木制棒材11的老化恶化而被稳定地保持在木制棒材11中。这种方法是如此的简单，因而它大大地减少了琴键4/10的生产成本。
第三实施例图23示出了又另一种包括在白琴键10中的平衡器12C。木制棒材11具有沿木制棒材11纵向延伸的木材纹理11G。换句话说，木材纹理11G在木制棒材11的宽度方向上分层。孔11a和11b形成于木制棒材11的前部，并且为圆柱形。
平衡器12C由合成材料制成，例如包含人造树脂的钨粉，并且可以弹性变形。在这种情况下，钨粉散布在尼龙中。钨粉的量多到使包含尼龙的钨粉具有相对较大的比重。即使该比重增加到14，该包含尼龙的钨粉也不会失去弹性。
如图24所示，平衡器12C被制成椭圆柱。并且其长轴和短轴分别被标以“a1”和“b1”，并且孔11a和11b的直径大于长轴a1而小于短轴b1。
平衡器12C按照下述方法被固定到木制棒材11上。工人拿起平衡器12C靠近孔11a，并且如图25A所示，引导平衡器12C使其长轴a1与木制棒材11的纵向平行。然后工人给长轴a1两端的两个端部12a1和12b1施加力，以使平衡器12C在长轴a1的方向上收缩。
接着，工人将收缩的平衡器12C与孔11a对齐，并且通过用锤子敲击收缩的平衡器12C而将其压入孔11a中。如图25B所示，弹性力在与木制棒材11纵向平行的方向X上被施加于木制棒材内表面。如前所述，木材纹理11G与木制棒材纵向平行地延伸，从而使木制棒材11可以很好地承受X方向以及相反方向上的力。由于短轴b1要短于孔11a的直径，因此平衡器12C在Y方向以及相反方向上没有给木制棒材11的内表面施加任何的力，或者仅仅给其上施加了数量可忽略的力。在这些情况下，木制棒材11几乎不会被平衡器12C撑破。
可以理解，平衡器12C仅仅在与纵向平行的X方向上给木制棒材11的内表面施加弹性力，并且在Y方向上的力可以忽略不计。由于木材可以很好地承受与纹理11G平行方向的力，因此白琴键10不会发生任何破裂并且经久耐用。
第三实施例的一些变形图26示出了平衡器12C的第一种变形22C。该平衡器22C由合成材料制成，并且具有在短轴的两端没有月牙部分的大致椭圆柱构造。换句话说，平衡器22C具有延伸于圆形表面22a和22b之间的与长轴c1平行的平表面23a和23b。
平衡器22C按下述方法固定到木制棒材11上。首先，如图27A所示，工人引导平衡器22C使其长轴与木制棒材11的纵向平行，然后在圆形表面22a和22b上施加力。于是，平衡器22C在长轴c1的方向上收缩。
工人将收缩的平衡器22C与孔11a对齐，并且如图27B所示将收缩的平衡器22C压入孔11a中。该收缩的平衡器22C在两个与木制棒材11纵向平行的方向上给木制棒材11的内表面施加弹性力。平表面23a和23b与木制棒材11的内表面间隔开，从而使垂直方向Y上的力可以忽略不计。因此，白琴键10不会发生任何破裂并且经久耐用。
第四实施例图28示出了仍是另一种将要固定到白琴键10的木制棒材11上的平衡器13D。该木制棒材具有与木制棒材11纵向平行延伸的木材纹理11G。孔11a’和11b’形成于木制棒材11的前部，并且其中心轴在与木制棒材11纵向垂直的方向上相互平行延伸。孔11a’和11b’具有圆形的横截面，并且该圆形横截面的面积在中心轴方向上有所变化。简而言之，虽然木制棒材11形成有与第一到第三实施例相似的孔11a’和11b’，但是该孔11a’和11b’在构造上与孔11a和11b不同。
从图29和30可以看出，孔11a’和11b’在中间收缩。具体言之，由内表面14a’/14b’限定的孔11a’和11b’的入口要比由内壁16D限定的中心区域宽。该入口通过由斜面15a’/15b’限定的中间区域连接到中心区域。该入口和中间区域关于中心区域对称布置。因此，孔11a/11b的内直径从入口朝着中心区域逐渐减小。
图31示出了平衡器13D。平衡器13D由具有相对较大比重值的合成弹性材料制成。在这种情况下，合成弹性材料是包含尼龙的钨粉，即钨粉分散在尼龙中。平衡器13D大致为圆柱形。制造商可以通过改变钨粉的量来优化平衡器13D的重量。事实上，即使比重增加到14，该合成弹性材料也仍然具有弹性。
虽然大部分圆周表面与其中心轴平行地延伸，但如13a’所表示的，在两端却逐渐变细。逐渐变细的表面被称作“引导部分13a”。如图32A所示，平衡器13D具有外直径“d”，并且入口和中心区域分别具有内直径“D1”、“D2”。外直径d等于或小于内直径D1，而大于内直径D2。合成材料的弹性允许平衡器13D的外直径从d收缩到D2。
平衡器13D按下述方法固定到木制棒材11上。首先，工人将平衡器13D与孔11a’对齐，然后将引导部分13a’插入入口。工人可以将平衡器13D插入任一入口14a’或14b’中。当引导部分13a’到达斜面15a’时，工人可以感觉到抵抗插入的阻力。于是，工人将平衡器13D压入孔11a’中。工人可以用锤子敲击平衡器13D的端面。平衡器13D被弹性变形，并且移动进入中心区域。
工人进一步将平衡器13D压入孔11a’中。平衡器13D在被压入通过中心区域以后恢复到原始形状。当末端部分到达另一入口14b’或14a’时，工人就停止给平衡器13D施加力。平衡器13D给斜面15a’和15b’以及内表面16D施加弹性力，并且该弹性可以保持平衡器13D在孔11a’中几乎不会被移动。因此，平衡器13D被固定到木制棒材11上。
即使孔11a和11b由于老化恶化而被拓宽，则至少中心区域仍具有小于平衡器13D外直径d的内直径D2，并且平衡器13D仍继续将弹性力至少施加到内表面16D上。为此，平衡器既不会在孔11a’和11b’中震颤也不会从孔11a’和11b’中脱落。
从前面的描述可以理解，收缩孔11a’和11b’使得平衡器13D部分地收缩，并且合成弹性材料的弹性将平衡器13D稳定地保持在收缩孔11a’和11b’中以抵抗木制棒材11的老化恶化。
而且，还要求工人在收缩孔11a’和11b’的中心轴方向上给平衡器13D施加力以进行插入工作。因此，装配工作非常简单，而简单的装配工作又减少了黑白琴键4和10的生产成本。
第四实施例的一些变形图33示出了收缩孔11a’和11b’的第一种变形21a’。平衡器13D被插入21a’中，并且被与孔21a’一致地弹性变形。
收缩孔21a’具有入口24a’和24b’，这些入口在木制棒材11的侧表面上朝外开口。入口24a’和24b’的直径等于而长度大于入口14a’和14b’。一对斜面25a’/25b’形成于入口24a’和24b’之间，并且该斜面25a’/25b’彼此对称。斜面25a’使得孔21a’的直径从入口24a’变化到孔21a’的中间26D，而斜面25b’使得孔21b’的直径从另一入口24b’变化到中间26D。为此，直径在孔21a’的中间26D成为最小。斜面25a’/25b’比斜面15a’/15b’要短，并且中间26D等于中心区域的内直径。为此，斜面25a’/25b’是陡峭地倾斜而不是象斜面15a’和15b’一样倾斜。
平衡器13D按照与第四实施例相似的方法固定到木制棒材11上，并且因为简明的缘故不再赘述。第一种变形将平衡器13D稳定地保持在收缩孔21a’中。而且，斜面25a’和25b’非常锐利，从而使木制棒材11可以强有力地抓住平衡器13D。
图24示出了收缩孔11a’/11b’的第二种变形31a’。收缩孔31a’具有长度和直径等于入口24a’和24b’的入口34a’和34b’，以及夹在入口34a’和34b’之间的中心区域35D。该中心区域的直径从入口34a’和34b’中的一个朝着中心区域35D的中间减小，并且从该中间朝着入口34a’和34b’中的另一个增大。为此，中心区域35D的外周在纵截面上表示为双曲线。中心区域35D的中间的直径等于中心区域的中间26D。
平衡器13d按照与第四实施例相似的方法固定到木制棒材11上，并且同样可以实现所有的优点。而且，柔和弯曲的中心区域35D允许工人顺利地将平衡器13D插入到收缩孔31a’中。
图35示出了收缩孔11a’/11b’的第三种变形41a’。收缩孔41a’具有两个直径和长度等于入口24a’和24b’的末端部分44a’和44b’。中心区域仅仅由末端部分44a’和44b’之间的一个斜面45’形成。斜面45’使中心区域的直径从一个末端部分44b’朝着另一个末端部分44a’减小。为此，直径在中心区域或斜面45’与末端部分44a’之间的边界处突然地增加。换句话说，止动壁44b’形成于斜面45a’和末端部分44a’之间的边界处。因此，收缩孔41a’在中心区域和末端部分44a’之间的边界处具有最小的直径。该最小直径等于中心区域的中间26D。
由于直径在中心区域或斜面45’与末端部分45a’之间的边界处突然地增加，因此如箭头arl1所示工人应将平衡器从末端部分44b’插入进去。止动壁46’不允许平衡器在与箭头arl1相反的方向上移动。因此，斜面45’使得平衡器13D可以平滑地按箭头arl1所示方向进入末端部分44a’，并且阻止它进行相反的运动。
从前面的描述可以理解，第四实施例及其变形不用进行任何复杂的装配工作，就可以将平衡器13D稳定地保持在收缩孔11a’/11b’、21a’、31a’和41a’中以抵抗木制棒材11的老化恶化。
第五实施例图36示出了又另一种将要固定到琴键4和10上的平衡器52E。该平衡器53E由铜制成，并且被分成杆部13E，头部14E和刺15E。除了六角孔16A以外，该平衡器53E的构造与平衡器12A相似。也就是，在平衡器52E上既没有孔也没有凹部。头部14E的直径大于孔11a/11b，而杆部13E的直径等于或小于孔11a/11b。
平衡器52E按下述方法固定到木制棒材11上。首先，工人将平衡器52E与孔11a或11b对齐，然后将其压入孔11a/11b中。冲头和锤子可用来进行插入工作。与平衡器12A相似，刺15E在插入过程中形成沟槽。
接着，工人用合适的工具或夹具夹紧两个端面，这两个端面通过木制棒材侧表面上的两个开口暴露给外部，然后在孔11a/11b中转动平衡器52E。刺15E从沟槽转向，并且咬入木制棒材11中。
木制棒材11提供了抵抗平衡器5E逆向运动的阻力。因此，咬入木制棒材11中的刺15E阻止了平衡器52E从木制棒材11上脱落。
任何工具或夹具都可以用于平衡器52E只要它可以使平衡器52E在孔11a/11b中转动即可。与两端保持接触的一对弹性杆，或真空小钳子都可以用作这种工具。
第五实施例的一些变形除了六角孔26B、36B和46B以外，第五实施例的第一到第三种变形与变形22B、32B和42B相似。也就是，在第五实施例的第一到第三种变形中没有形成任何的孔。在工人使边缘25B、叶片35B或圆周的部分从沟槽转向时，他可以使用工具或夹具来夹紧第一、第二或第三变形的平衡器，然后旋转平衡器。
虽然已经示出和说明了本发明的一些特别实施例，但是对那些本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可以对本发明进行各种改变和变形。
本发明的技术范围不限于大钢琴。本发明可用于竖式钢琴或任意琴键嵌有平衡器的键盘乐器。
例如，静音钢琴是键盘乐器的一个例子。在该钢琴中安装有音锤止动器和电子乐音产生系统。音锤止动器移动进入或者离开音锤的轨道，并且电子乐音产生系统监测琴键以产生音乐数据段，该音乐数据段代表着将要通过电子方式产生的乐音。当使用者希望不发出任何声学钢琴乐音地练习弹奏时，使用者可以将音锤止动器移入音锤的轨道从而使音锤在敲击琴弦之前从音锤止动器回弹。使用者听见的是电子乐音而不是声学钢琴乐音。
另一个例子是其中装有自动演奏系统的自动演奏钢琴。该自动演奏系统包括琴键下方的螺线管操作的琴键致动器，并且不用弹奏就使该螺线管操作的琴键致动器移动琴键。因此，该自动演奏系统不用在键盘上弹奏就可以再现一段音乐。
又另一个例子是练习键盘。当使用者在键盘上弹奏时，吸收器与音锤或拟音锤撞击，从而让使用者不发出任何乐音地练习弹奏。
本发明的技术范围也不限于整体式平衡器(monolithic balancer)12a。可压扁部分14、18、18a、18b、24、34和44可以连接到圆盘部分15a/15b/17、17a、17b、25a/25b，35a/35b以及45a/45b上。这种变形被称作“组合式平衡器(composite balancer)”。在这种情况下，有可能用比圆盘部分15a和15b的材料更容易压扁的某些材料来制造可压扁部分14。而且圆盘部分15a和15b的比重可以大于可压扁部分14。在这种情况下，理想的是将可压扁部分14与圆盘部分15a和15b装配到一起以便处理。组合式平衡器的优点在于可压扁部分可以较宽地伸出，并且圆盘部分可以设计成易于装配到孔中。
本发明的技术范围不限于圆柱形孔11a/11b和通常为柱状的平衡器12c、12d、12e、12f、22、32和42。孔11a/11b可以具有三角形的横截面、矩形横截面、多边形横截面或椭圆形横截面，并且相应地，平衡器也可以具有与孔相对应的横截面。
本发明的技术范围不限于可压扁同心圆盘部分44。平衡器42的可压扁部分可以具有与其它平衡器12c、12d、12e、12f、22和32中任一种相同的构造。而且可压扁圆盘部分可以偏离圆盘部分45a/45b。
本发明的技术范围不限于粘性化合物49。填充物可以是人造树脂、橡胶或软金属。
本发明的技术范围不限于木制棒材11。黑琴键4和白琴键10可以在合成棒材而不是木制棒材11的基础上制造而成。在这种情况下，制造商不用考虑纹理11G的方向。可压扁部分也允许在任何方向上伸出。
为了使平衡器12A、22B和32B从直槽转向(swerve)，工人需要在孔11a中转动平衡器12A、22B和32B。然而，工人可以滑动平衡器12A、22B和32B。于是，一些刺15A、一些边缘25B和一些叶片35B咬入木制棒材11中。
刺或爪可以形成于圆柱主体43B的末端表面上。另外，圆周也可以部分地反弯(recurred)。六角盘部分23B可以由三角盘部分、矩形盘部分或五角盘部分替代。
在第三实施例及其变形中，椭圆柱形平衡器和大致为椭圆柱形的平衡器22C被压入圆形孔11a中。然而，平衡器和孔的其它组合也可以用于琴键4和10。孔和平衡器可以被制成椭圆柱和圆柱。另外，可以将立方体形平衡器压入长方体形的孔内。琴键可以形成有凹部而不是孔11a和11b。
本发明的技术范围不限于钨粉和尼龙。合成材料可以由另一种重金属粉末和另一种人造树脂制成。另外，也可以用人造树脂将一固体金属块包裹起来。然而，铅是应当避免的。例如，一重金属圆柱体外包裹有一层包含人造树脂的金属粉末，并且平衡器12C/22C可以由这种平衡器代替。
合成弹性材料可以由另一种重金属例如铁或铜和另一种人造树脂制成。任意合适的组合都可用来制造平衡器，只要这种合成材料具有弹性和较大的比重即可。
虽然平衡器13D是整体式的，但本发明的技术范围不限于整体式主体。平衡器13D的一种变形可以由内核和外层组成，该内核由重金属制成，该外层由弹性材料例如人造树脂或橡胶制成。然而，从环境污染的观点考虑，推荐避免使用铅。外层的厚度应大于收缩孔的最大直径与其最小直径之差。内核的直径应小于收缩孔的最小直径。
收缩孔可以具有椭圆形横截面、三角形横截面或矩形横截面。当椭圆柱形成于木制棒材中时，理想的是该椭圆柱具有沿与木制纹理11G平行延伸的长轴。
本发明的技术范围不限于具有圆形横截面的平衡器13D。该平衡器可以具有与前段中所述的收缩孔相对应的横截面。而且，环形槽可以形成于柱状平衡器13D的中心部分来接纳限定中心区域的内壁部分。一种可用于本发明的琴键4和10的平衡器可以具有稍大于入口直径的直径，只要合成材料允许平衡器进行如此宽范围的变形即可。
在第四个实施例及其变形中，入口14a’/14b’，24a’/24b’和34a’/34b’的直径和长度彼此相等。然而，本发明的技术范围不限于这种特征。在另一变形中，入口的尺寸和/或长度互不相同。
杆部13E的直径可以小于孔11a/11b，只要刺15E的曲率半径大于孔11a/11b即可。
为了使平衡器52E从直槽转向，工人可以滑动平衡器52E。第二实施例的变化也可以用于第五实施例。
权利要求中的用语与各实施例及其变形中的部件按下述方式相互对应。动作单元5、音锤6和琴弦8整体组成“乐音产生器”。黑琴键4和白琴键10用作“多个琴键”，并且后部和前部分别对应着“末端部分”和“另外的末端部分”。木制棒材对应着“棒材”，平衡销3b为琴键提供“支点”。
膨胀部分14c和被压扁部分24、34、44对应着“塑性变形的部分”，并且它们使平衡器12c、12d、12e、12f、22、32和42在膨胀部分14a处、圆盘部分25a的部分处、圆周36a/36b/37a/37b的一些部分处以及粘性化合物49处咬入木制棒材11。孔11a和11b用作“中空空间”，成对圆盘部分15a/15b，17，17a，17b，25a/25b，35a/35b或45a/45b对应着“紧贴部分”。
平衡器12C和22C用作“弹性变形的平衡器”，并且平衡器12C和22C在长轴的两端12a/12b和22a/22b将弹性力施加到“限定所述至少一个孔的内表面的部分”上。方向X对应着“与所述棒材中相关联的一个的纵向平行的方向”。
收缩孔11a’/11b’、21a’/31a’用作“至少一个收缩孔”，并且平衡器13D对应着“所述弹性变形的平衡器中相关联的一个”。内表面16D、26D、35D和46’用作限定出所述收缩孔收缩部分的“内表面”。
刺15A/15E、边缘25B、叶片35B以及圆周的部分45a/45b用作“至少一个卡固部分”，并且对应着“至少一个突起”。杆部和头部13A/14A、圆柱部分24B和除边缘25B以外的六角盘部分23B、杆部33B或柱状主体43B对应着“主体”。六角盘部分23B用作“多边形部分”。
权利要求
1.一种键盘乐器，包括一产生乐音并且具有自重的乐音产生器(5，6，8)；以及多个琴键(4，10)，所述琴键包括棒材(11)各自的末端部分以及另外末端部分，所述末端部分连接到所述乐音产生器(5，6，8)上从而使所述自重被施加于其上，所述另外末端部分相对于所述棒材(11)各自的支点(3b)位于所述末端部分的相对侧，并且所述另外末端部分被平衡器(12)加重，所述平衡器用来消除部分所述自重，并且所述琴键被弹奏者有选择地压下以指定所述乐音的音高，其特征在于每个所述平衡器(12c；12d；12e；12f；22；32；42)都具有塑性变形部分(14；14c；18；18a；18b；24；34；44)，所述塑性变形部分使得每个所述平衡器(12c；12d；12e；12f；22；32；42)与所述棒材中相关联的一个接合。
2.如权利要求1所述的键盘乐器，其中每个所述平衡器(12c；12d；12e；12f)还具有紧贴部分(15a，15b；17；17a；17b)，该紧贴部分贴身地容纳在中空空间(11a，11b)内，该中空空间形成于所述棒材(11)的所述相关联一个的另外末端部分中，并且所述塑性变形部分(14；14c；18；18a；18b)从所述紧贴部分(15a，15b；17；17a；17b)的外周伸出从而咬入所述棒材(11)的所述相关联一个内。
3.如权利要求2所述的键盘乐器，其中所述紧贴部分通过一对重量部分(15a，15b；17；17a；17b)来实现，并且所述塑性变形部分(14；14c；18；18a；18b)连接在所述对的重量部分(15a，15b；17；17a；17b)之间。
4.如权利要求2所述的键盘乐器，其中所述塑性变形部分(14；14c；18；18a；18b)与所述重量部分对(15a，15b；17；17a；17b)为整体式。
5.如权利要求2所述的键盘乐器，其中所述塑性变形部分(14；14c；18；18a；18b)从所述紧贴部分(15a，15b；17；17a；17b)外周的一部分伸出，从而咬入所述棒材(11)的所述相关联一个内。
6.如权利要求5所述的键盘乐器，其中所述塑性变形部分(14；14c；18；18a；18b)在与所述木制棒材(11)的所述相关联一个的纵向基本平行的方向上伸出，并且从所述外周的剩余部分缩回。
7.如权利要求1所述的键盘乐器，其中每个所述平衡器(22)还具有紧贴部分(25a，25b)，该紧贴部分贴身地容纳在中空空间(11a，11b)内，该中空空间形成于所述棒材(11)的所述相关联一个的所述另外末端部分中，并且所述塑性变形部分(24)使所述紧贴部分的一部分(25a)偏离所述紧贴部分的剩余部分(25b)，从而使所述紧贴部分的所述部分(25a)咬入所述棒材(11)的所述相关联一个内。
8.如权利要求1所述的键盘乐器，其中每个所述平衡器(32)还具有紧贴部分(35a，35b)，该紧贴部分贴身地容纳在中空空间(11a，11b)内，该中空空间形成于所述棒材(11)的所述相关联一个的所述另外末端部分中，并且所述塑性变形部分(34)被倾斜，从而使所述紧贴部分(35a，35b)在其外周的一部分处咬入所述棒材(11)的所述相关联一个内。
9.如权利要求1所述的键盘乐器，其中每个所述平衡器(42)还具有紧贴部分(45a，45b)，该紧贴部分贴身地容纳在中空空间(11a，11b)内，该中空空间形成于所述棒材(11)的所述相关联一个的所述另外末端部分中，并且一块填充物(49)被挤入所述紧贴部分(45a，45b)与限定所述中空空间(11a，11b)的内壁之间的边界，从而使每个所述平衡器(42)在所述中空空间(11a，11b)内不能移动。
10.如权利要求9所述的键盘乐器，其中所述填充物(49)是粘性化合物。
11.一种键盘乐器，包括一产生乐音并且具有自重的乐音产生器(5，6，8)；以及多个琴键(4，10)，所述琴键包括棒材(11)各自的末端部分以及另外末端部分，所述末端部分连接到所述乐音产生器(5，6，8)上从而使所述自重被施加于其上，所述另外末端部分相对于所述棒材(11)各自的支点(3b)位于所述末端部分的相对侧，并且所述另外末端部分被弹性变形的平衡器(12)加重，所述平衡器用来消除部分所述自重，并且所述琴键被弹奏者有选择地压下以指定所述乐音的音高，其特征在于所述多个琴键(4，10)的每一个都形成有至少一个孔(11a)，所述至少一个孔的横截面与所述弹性变形的平衡器(12C；22C)中相关联的一个不同，从而允许所述弹性变形的平衡器(12C；22C)中所述相关联的一个将弹性力在与所述棒材(11)中相关联的一个的纵向平行的方向上施加于限定出所述至少一个孔(11a；11b)的内表面的部分上。
12.如权利要求11所述的键盘乐器，其中所述至少一个孔(11a，11b)和所述弹性变形的平衡器(12C)的所述相关联一个分别具有圆形横截面和椭圆柱形状，并且所述至少一个孔(11a，11b)具有大于所述椭圆柱短轴(b1)小于所述椭圆柱长轴(a1)的内直径。
13.如权利要求12所述的键盘乐器，其中所述长轴基本上与所述木制棒材(11)的所述相关联一个的纵向平行，并且所述木材具有与所述纵向平行延伸的纹理(11G)。
14.如权利要求11所述的键盘乐器，其中所述至少一个孔(11a，11b)和所述弹性变形的平衡器(22C)的所述相关联一个分别具有圆形横截面和柱状形状，该柱状形状相当于沿与长轴(c1)平行的方向部分切除短轴两端的椭圆柱，并且所述至少一个孔(11a，11b)具有大于所述短轴小于所述长轴(c1)的内直径。
15.如权利要求11所述的键盘乐器，其中所述弹性变形的平衡器(12C；22C)的所述相关联一个的至少外周部分由包含人造树脂的金属粉末制成。
16.一种键盘乐器，包括一产生乐音并且具有自重的乐音产生器(5，6，8)；以及多个琴键(4，10)，所述琴键包括棒材(11)各自的末端部分以及另外末端部分，所述末端部分连接到所述乐音产生器上从而使所述自重被施加于其上，所述另外末端部分相对于所述棒材(11)各自的支点(3b)位于所述末端部分的相对侧，并且所述另外末端部分被弹性变形的平衡器(12)加重，所述平衡器用来消除部分所述自重，并且所述琴键被弹奏者有选择地压下以指定所述乐音的音高，其特征在于所述多个琴键(4，10)的每一个都形成有至少一个收缩孔(11a’；11b’；21a’；31a’；41a’)，在所述至少一个收缩孔中接收有所述弹性变形的平衡器(13D)中相关联的一个，从而允许所述弹性变形的平衡器(13D)中所述相关联的一个将弹性力施加于一内表面上，所述内表面限定出所述收缩孔(11a’；11b’；21a’；31a’；41a’)的收缩部分(16D；26D；35D；46’)。
17.如权利要求16所述的键盘乐器，其中所述至少一个收缩孔(11a’；11b’；21a’；31a’；41a’)具有一入口(14b’；24b’；45’)和一中间部分(15b’；25b’；45’)，所述入口在所述多个琴键的每一个的棒材(11)的一个表面上朝外开口并且在横截面中比所述收缩部分(16D；26D；35D；46’)宽，所述中间部分(15b’；25b’；45)在横截面中是变化的从而将所述入口(14b’；24b’；45’)与所述收缩部分(16D；26D；35D；46’)相连。
18.如权利要求17所述的键盘乐器，其中所述中间部分(15b’；25b’；45)由斜面所限定。
19.如权利要求17所述的键盘乐器，其中所述中间部分由弯曲的内表面所限定。
20.如权利要求17所述的键盘乐器，其中所述至少一个收缩孔(11a’；11b’；21a’；31a’)还具有关于所述收缩部分(16D；26D；35D；46’)对称布置的另一入口(14a’；24a’；34a’)和另一中间部分(15a’；25a’)。
21.如权利要求20所述的键盘乐器，其中所述收缩部分(25D)是所述中间部分(25a’)与所述另一中间部分(25b’)之间的边界。
22.如权利要求17所述的键盘乐器，其中所述至少一个收缩孔(41a’)还具有另一入口(44a’)，该另一入口在所述棒材(11)的另一表面上朝外开口并且在横截面中宽于所述收缩部分(46’)，所述中间部分(45’)与所述另一入口(44a’)之间的突变边界用作所述收缩部分(46’)。
23.一种将平衡器(12A；22B；32B；42B；52E)固定到琴键(4；10)的棒材(11)上的方法，所述琴键包括于键盘乐器中，所述方法包括以下步骤a)准备一具有至少一个卡固部分(15A；25B；35B；45a，45b；15E)的平衡器(12A；22B；32B；42B；52E)和一形成有孔(11a，11b；31a)的棒材(11)；b)将所述平衡器(12A；22B；32B；42B；52E)插入所述孔(11a，11b；31a)中；以及c)在所述孔中(11a，11b；31a)移动所述平衡器(12A；22B；32B；42B；52E)，从而使所述至少一个卡固部分(15A；25B；35B；45a，45b；15E)卡固入所述棒材(11)中。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述平衡器(12A；22B；32B；42B；52E)包括主体(13A，14A；23B，24B；33B；13E，14E)和从所述主体(13A，14A；23B，24B；33B；13E，14E)外周伸出的突起(15A；25B；35B；15E)，从而使所述突起(15A；25B；35B；15E)作为所述至少一个卡固部分卡固入所述棒材(11)中。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述突起通过刺(15A；15E)来实现，并且所述刺(15A；15E)通过所述步骤c)的动作从所述孔(11a，11b)中转向从而咬入所述棒材(11)中。
26.如权利要求24所述的方法，其中所述主体具有多个多边形部分(23B)，并且所述多个多边形部分(23B)具有用作所述突起的边缘(25B)。
27.如权利要求24所述的方法，其中所述突起通过叶片(35B)来实现，并且所述叶片(35B)通过所述步骤c)的动作从所述孔(31a)中转向从而咬入所述棒材(11)中。
28.如权利要求23所述的方法，其中所平衡器(42B)具有柱状形状，并且所述柱状形状末端表面圆周的部分(45a，45b)用作所述至少一个卡固部分。
29.如权利要求23所述的方法，其中所述至少一个卡固部分(15A；25B；35B；45a，45b；15E)通过所述平衡器的动作卡固入所述棒材(11)中，该动作从旋转、滑动和倾斜中进行选择。
30.如权利要求23所述的方法，其中所述平衡器形成有(12A；22B；32B；42B)多边形中空空间(16A；26B；36B；46B)，并且在所述步骤c)中将工具插入所述多边形中空空间中来移动所述平衡器。
31.如权利要求23所述的方法，其中在步骤c)中使用工具来夹紧所述平衡器(52E)从而移动所述平衡器。
全文摘要
键盘乐器以及将平衡器固定到琴键上的方法。声学钢琴的琴键(4，10)需要平衡器(12)来消除动作单元/音锤(5/6)的部分自重；然而，平衡器(12)因为木制棒材(11)的老化恶化而容易脱落；为了抵抗这种老化恶化而将平衡器(12)稳定地保持在琴键(4，10)中，平衡器(12C)被塑性变形以咬入木制棒材(11)中，形成有刺(15A)的平衡器(12A)被旋转从而使刺(15A)咬入木制棒材(11)中，平衡器(12C)被制成与孔(11a，11b)不同的构造，从而将弹性力沿与木材纹理(11G)平行的方向施加到内表面上，或者平衡器(13D)被插入收缩孔(11a’)中，从而强有力地将弹性力施加到内表面上，因此防止了平衡器从琴键上脱落。
文档编号G10C3/12GK1670812SQ20051005513
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月17日 优先权日2004年3月17日
发明者泉谷仁, 山下升, 井上敏 申请人:雅马哈株式会社