[发明专利]一种钢琴琴键

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢琴琴键，属于钢琴琴键领域。

背景技术

琴键是演奏者弹奏钢琴最先接触的部件，其作用是把演奏者手指的运动传递给钢琴。琴键自身的机械性能，包括转动惯量、强度、刚度、截面模量等等，都会对钢琴的“触感”产生影响（钢琴触感指的是弹奏者手指接触琴键的轻重，舒缓等感觉，是钢琴演奏性能的重要指标之一）。

三百多年以来，钢琴琴键一直采用木材材料制造，也有个别采用合成材料制造琴键的尝试性研究。由于木材的天然特性，木质琴键存在包括开裂，永久变形以及木材材质的稳定性（又称为木材的耐候性，指的是木材会随着环境的变化出现临时的弯曲，扭转等变形）等问题。对大型音乐会三角琴而言，木质琴键的弯曲刚度偏低是制约钢琴音量和声音传播性能的主要因素。

以九呎平台琴为代表的大型演奏钢琴，其琴键要比练习用的小型钢琴琴键长，演奏过程中长琴键的弯曲变形也比较大。实验表明，在大力度弹奏某品牌九呎钢琴低音的时候，琴键靠近演奏者一端在几乎触及前挡上面的垫圈（垫圈用来限制琴键前端继续下降，以保证琴键准备好重复下次运动）的时候，击弦机另一端的小棰（用于敲打琴弦发出声音）才开始出现明显的运动。小棰启动滞后于演奏者手指动作不仅影响琴键的触感，也表明了弹奏琴键的相当一部分能量被消耗在琴键弯曲变形过程中。由于琴键刚度不足造成小棰运动严重滞后，再强大的演奏者也不能把钢琴的音量发挥到极致，音乐厅声音辐射效果自然受到影响。

作为一种天然材料，木材会有年轮，疏密，结子等自然特性和缺陷。木质琴键对环境温湿度比较敏感，会随着环境湿度的变化出现变形，也就是木制零件存在性能不稳定性。为了避免木材自然特性造成的各种问题，钢琴制造者除了在选材和木材处理上采取措施以外，近些年还出现了多层板制造琴键的方法，即采用三层或者多层木材材料，木纹按照一定的设计规律相互交错制造琴键。这种多层结构的制造技术有效地限制了木材天然缺陷造成的包括扭曲和开裂等一些问题。但是多层板材料在制作过程中大量使用的胶粘剂难免增加琴键自身的密度和重量。从现实情况看，目前多层板主要用于普及和练习用琴的琴键制造，高档钢琴鲜有使用复合木板材料制作琴键的例子。

发明内容

本发明提供一种钢琴琴键，通过使用包括碳纤维在内的非传统材料，辅以琴键结构的合理设计，达到提高琴键强度和刚度，防止琴键开裂，有效抑制琴键变形，提高琴键机械性能等目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钢琴琴键，包括键身、键皮，在键身的上表面粘结有薄板或薄膜。

所述的键身的下表面粘结有薄板或薄膜。

所述的薄板或薄膜的长度或者贯穿整个琴键或者只在中间一段使用或者若干段使用。

所述的键身底部设置有加强层。

所述的加强层宽度与琴键同宽或者比琴键略窄。

所述的加强层与键身可是一体的，也可以是粘结在键身上。

所述的薄板或薄膜是由碳纤维及采用碳纤维强化的合成材料、玄武岩纤维及采用玄武岩纤维强化的材料、玻璃纤维及采用玻璃纤维强化的材料、芳纶纤维及采用芳纶纤维强化的材料中的一种或多种制成。

所述的加强层是由木材、塑料、碳纤维及采用碳纤维强化的合成材料、玄武岩纤维及采用玄武岩纤维强化的材料、玻璃纤维及采用玻璃纤维强化的材料、芳纶纤维及采用芳纶纤维强化的材料中的一种或多种制成。

一种钢琴琴键，包括键身和键皮，所述的键身采用碳纤维及采用碳纤维强化的合成材料、玄武岩纤维及采用玄武岩纤维强化的材料、玻璃纤维及采用玻璃纤维强化的材料、芳纶纤维及采用芳纶纤维强化的材料中的一种或多种制成，琴键前端即靠近演奏者一端的横截面采用“工”字形设计。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：就材料的强度而言，木材的顺纹断裂强度一般在0.07GPa到0.12GPa范围内，而碳纤维的断裂强度可以达到3.5GPa以上，两者相差几十倍。就影响琴键弯曲刚度的弹性模量而言，木材顺纹的杨氏弹性模量一般在9GPa到12GPa之间，而碳纤维材料的杨氏弹性模量可达到200GPa以上。传统的木材材料和以碳纤维材料为代表的非传统材料相比，机械性能差别巨大；碳纤维材料的密度小，材质轻。有效利用这类非传统材料在提升琴键机械性能的同时还可以有效控制琴键自身的重量，从而保证琴键轻质灵活。

附图说明

图1为发明一种钢琴琴键的结构示意图。

其中：1-键身；2薄板；3-键盖；4-白键皮。