特許 6803062 クラヴィコード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6803062

(24)【登録日】2020年12月2日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】クラヴィコード

(51)【国際特許分類】

   G10C 1/06 20060101AFI20201214BHJP

   G10C 3/18 20060101ALI20201214BHJP

   G10C 3/26 20190101ALI20201214BHJP

   G10C 3/08 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   G10C1/06

   G10C3/18

   G10C3/26 210

   G10C3/08

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-196642(P2016-196642)

(22)【出願日】2016年10月4日

(65)【公開番号】特開2018-60020(P2018-60020A)

(43)【公開日】2018年4月12日

【審査請求日】2019年8月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】391022614

【氏名又は名称】学校法人幾徳学園

(74)【代理人】

【識別番号】110000420

【氏名又は名称】特許業務法人エム・アイ・ピー

(72)【発明者】

【氏名】西口 磯春

【審査官】 上田 雄

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５１−０３７９２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５４−０３０９２２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−２２１９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５１−０４３１１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５２−０３５２１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１５−５３１８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５３８５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４０４８８４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１０Ｃ １／００−９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キーの押し下げに連動して、該キーに固定されたタンジェントが打弦することによって発音するクラヴィコードにおいて、
各キーの押し下げ量に対するピッチの変動率が全てのキーにおいて略等しくなるように設計されていることを特徴とする、
クラヴィコード。

【請求項2】

キーの押し下げに連動して、該キーに固定されたタンジェントが打弦することによって発音するクラヴィコードにおいて、
キーの押し下げ量に対するピッチの変動率がキーの配列方向においてなだらかに変化するように設計されていることを特徴とする、
クラヴィコード。

【請求項3】

各キーに対応する弦の横剛性が所定の値に設計されていることを特徴とする、
請求項１または２に記載のクラヴィコード。

【請求項4】

キーに対応する弦の横剛性が全てのキーにおいて略等しくなるように設計されていることを特徴とする、
請求項３に記載のクラヴィコード。

【請求項5】

キーに対応する弦の横剛性がキーの配列方向においてなだらかに変化するように設計されていることを特徴とする、
請求項３に記載のクラヴィコード。

【請求項6】

全てのキーの押し下げ量を略等しく制限する制限手段を含む、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のクラヴィコード。

【請求項7】

前記制限手段は、前記押し下げ量の限界値を可変制限することを特徴とする、
請求項６に記載のクラヴィコード。

【請求項8】

各キーに対応する弦の芯線の直径ｄおよび細線の直径ｔが下記式（１）〜（５）を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のクラヴィコード。

（上記式において、Ｔは弦の張力を示し、Ｅ_ｃは芯線の縦弾性係数を示し、ρ_ｃは芯線の体積密度を示し、Ａ_ｃは芯線の断面積を示し、ｄは芯線の直径を示し、ρ_ｗは細線の体積密度を示し、Ａ_ｗは細線部分の断面積を示し、ｔは細線の直径を示し、Ｌは弦の全長を示し、ａは弦の固定端から打弦点までの距離を示し、σ_ｃは芯線の応力を示し、ｓは芯線の応力σ_ｃに対する細線の応力の比率を示し、ｕは芯線の体積密度ρ_ｃに対する細線の体積密度ρ_ｗの比率を示し、ｑは芯線の断面積Ａ_ｃに対する細線部分の断面積Ａ_ｗの比率を示し、ｆは弦の基本周波数を示し、ｋ_ｃｐは弦の横剛性を示し、δは打弦点における変位を示し、ｒはピッチ変動率を示す。）

【請求項9】

各キーに対応する弦の全長Ｌおよび弦の固定端から打弦点までの距離ａが下記式（１）〜（３）を満たすように設計されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のクラヴィコード。

（上記式において、Ｔは弦の張力を示し、Ｅ_ｃは芯線の縦弾性係数を示し、ρ_ｃは芯線の体積密度を示し、Ａ_ｃは芯線の断面積を示し、ｄは芯線の直径を示し、ρ_ｗは細線の体積密度を示し、Ａ_ｗは細線部分の断面積を示し、Ｌは弦の全長を示し、ａは弦の固定端から打弦点までの距離を示し、σ_ｃは芯線の応力を示し、ｓは芯線の応力σ_ｃに対する細線の応力の比率を示し、ｕは芯線の体積密度ρ_ｃに対する細線の体積密度ρ_ｗの比率を示し、ｑは芯線の断面積Ａ_ｃに対する細線部分の断面積Ａ_ｗの比率を示し、ｆは弦の基本周波数を示し、ｋ_ｃｐは弦の横剛性を示し、δは打弦点における変位を示し、ｒはピッチ変動率を示す。）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クラヴィコードに関する。

【背景技術】

【0002】

クラヴィコードは、１４世紀頃に誕生し、１６世紀から１８世紀にかけて主にドイツ語圏で愛好された鍵盤楽器であり、ピアノなどの他の鍵盤楽器とは異なる特徴的な音色を奏でることから、現在でも多くの愛好家が存在する。

【0003】

クラヴィコードの特徴的な音色は、その発音機構に因る。ピアノでは、キーと連動したハンマーで打弦することで発音するところ、クラヴィコードでは、キーと連動したタンジェントと呼ばれる棒状の部品で弦を突くように打弦することにより発音する。そして、発音直後にハンマーが弦から離脱するピアノと異なり、クラヴィコードでは、発音中、タンジェントが弦との接触を維持するため、発音中にキーを押し込むことによって、ピッチ（音高）を変化させることができる。

【0004】

ただし、従来のクラヴィコードは、キーの押し込みに伴うピッチの変動量を制御する仕組みを持っていなかったため、そのピッチ可変機構は、専ら、ビブラートのような音の表現を奏でるのに利用されるに留まり、積極的な音楽表現のために活用されるまでには至らなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２−２２１９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、キーの押し込みに伴うピッチの変動量が制御されたクラヴィコードを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、キーの押し込みに伴うピッチの変動量が制御されたクラヴィコードの構成につき鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。

【0008】

すなわち、本発明によれば、キーの押し下げに連動して、該キーに固定されたタンジェントが打弦することによって発音するクラヴィコードにおいて、キーの押し下げ量に対するピッチの変動率が所定の値に設計されていることを特徴とする、クラヴィコードが提供される。

【発明の効果】

【0009】

上述したように、本発明によれば、キーの押し込みに伴うピッチの変動量が制御されたクラヴィコードが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】クラヴィコードの内部構造を示す模式図。

【図2】クラヴィコードの設計に使用する基本式を説明するための図。

【図3】キーの押し込み量を制御する機構を示す図。

【図4】検証実験の結果を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。

【0012】

本実施形態は、クラヴィコードにおいて、キーの押し込みに伴うピッチの変動量を制御する方法を開示する。具体的には、クラヴィコードにおいて、キーの押し下げ量に対するピッチの変動率を所定の値に設計する方法を開示する。

【0013】

本実施形態は、キーの押し下げ量に対するピッチの変動率が全てのキーにおいて等しくなるようにクラヴィコードを設計する方法を開示する。

【0014】

また、本実施形態は、キーを押し込む際の押し心地が全てのキーにおいて同じように感じられるようにクラヴィコードを設計する方法を開示する。

【0015】

さらに、本実施形態は、クラヴィコードにおいて、キーの押し下げ量を制御するための制限手段を開示する。

【0016】

ここで、本実施形態のクラヴィコードの説明に入る前に、前提事項として、一般的なクラヴィコードの基本構造について説明する。

【0017】

一般的なクラヴィコードは長方形の箱型構造を有しており、長方形の一方の長辺に沿って鍵盤が並設され、長辺とほぼ平行に弦が張られている。図１は、クラヴィコードの内部構造を模式的に示す。図１に示すように、クラヴィコードでは、キーを押し下げることにより、キーの先端に固定され、キーに連動するタンジェントと呼ばれる金属製の棒が上昇して、キーの直上に水平に張られた弦を突くようにして打弦する。このとき、タンジェントと弦の接触点を節とする弦振動が生じ、発音に至る。一方、打弦点から見てブリッジ（駒）とは反対側に位置する弦の部分にはミュート用のフェルトが巻かれており、キーから手を離すと、弦振動の節となっていたタンジェントが弦から離脱する結果、弦振動がフェルトに到達して音が止まる。

【0018】

以上、クラヴィコードの基本構造について説明したので、本実施形態のクラヴィコードの説明を始める。

【0019】

ここでは、まず、本実施形態のクラヴィコードの設計に用いる３つの基本式について説明する。なお、以下の説明においては、適宜、図２を参照するものとする。

【0020】

＜基本式（１）：弦の寸法と基本周波数に関する基本式＞
弦の寸法と基本周波数に関する基本式（１）は、以下のように導出される。

【0021】

弦の基本周波数ｆと張力Ｔの関係は下記式（１−１）で表される。なお、下記式（１−１）において、Ｌは弦の全長を示し、ａは弦の固定端から打弦点（弦とタンジェントの接触点）までの距離を示し、Ｌ‐ａは弦の発音部分の長さを示し、μは弦の線密度を示す。（以下に挙げる別式においても同様。）

【0022】

【数1】

【0023】

ここで、弦の線密度μは下記式（１−２）で表される。なお、下記式（１−２）において、ρ_ｃは弦の芯線の体積密度を示し、ρ_ｗは弦が巻線であった場合に芯線に巻き付ける細い線（以下、細線という）の体積密度を示し、Ａ_ｃは芯線の断面積を示し、Ａ_ｗは巻線の全断面積のうち細線の占める部分の断面積を示す。（以下に挙げる別式においても同様。）

【0024】

【数2】

【0025】

そして、上記式（１−１）と式（１−２）を整理すると、下記式（１−３）が求まる。

【0026】

【数3】

【0027】

ここで、張力Ｔと、芯線の応力σ_ｃおよび細線の応力σ_ｗとの関係は、下記式（１−４）で表される。

【0028】

【数4】

【0029】

また、芯線の断面積Ａ_ｃに対する細線部分の断面積Ａ_ｗの比率ｑは下記式（１−５）で表される。

【0030】

【数5】

【0031】

そして、上記式（１−４）および式（１−５）に基づいて上記式（１−３）を変形することによって、弦の寸法と基本周波数ｆに関する基本式（１）が下記のように導出される。

【0032】

【数6】

【0033】

ここで、上記基本式（１）において、ｓは芯線の応力σ_ｃに対する細線の応力σ_ｗの比率（σ_ｗ／σ_ｃ）を意味し、ｕは芯線の体積密度ρ_ｃに対する細線の体積密度ρ_ｗの比率（ρ_ｗ／ρ_ｃ）を意味する（以下に挙げる別式においても同様）。また、上記基本式（１）における芯線の断面積Ａ_ｃは芯線の直径ｄを用いた下記式（１−６）で表される。

【0034】

【数7】

【0035】

また、上記基本式（１）における細線の実効的な断面積Ａ_ｗは芯線の直径ｄと細線の直径ｔを用いた下記式（１−７）で表すことができる。ここで、巻線の全断面積を直径ｄ＋２ｔの円の面積で近似している。

【0036】

【数8】

【0037】

以上、弦の寸法と基本周波数に関する基本式（１）を説明したので、続いて、基本式（２）について説明する。

【0038】

＜基本式（２）：弦の横剛性に関する基本式＞
本実施形態では、弦の軸方向に対する垂直方向の荷重（横荷重）を打弦点（荷重作用点）における垂直方向の変位で割ったばね定数を、弦の横剛性ｋ_ｃｐと定義する。本実施形態では、弦の横剛性ｋ_ｃｐを当該弦に対応するキーの押し心地の指標として用いてクラヴィコードを設計する。

【0039】

弦の横剛性ｋ_ｃｐに関する基本式（２）は、以下のように導出される。

【0040】

タンジェントが弦に接触する打弦点（荷重作用点）における、弦に作用する集中力Ｆと弦の張力Ｔのつり合いから、下記式（２−１）が成り立つ。

【0041】

【数9】

【0042】

ここで、上記式（２−１）におけるθ_１、θ_２は微小量なので、打弦点における垂直方向の変位をδとすると、弦に作用する集中力Ｆは下記式（２−２）で近似することができる。

【0043】

【数10】

【0044】

一方、弦に作用する集中力Ｆは、下記式（２−３）に示すように、弦の横剛性ｋ_ｃｐと変位δの積として表される。

【0045】

【数11】

【0046】

よって、上記式（２−２）に上記式（２−３）を代入して整理すれば、下記式（２−４）が得られる。

【0047】

【数12】

【0048】

さらに、先に挙げた式（１−４）および式（１−６）に基づいて上記式（２−４）を変形すると、弦の横剛性ｋ_ｃｐに関する基本式（２）が下記のように導出される。

【0049】

【数13】

【0050】

以上、弦の横剛性と変位に関する基本式（２）を説明したので、続いて、基本式（３）について説明する。

【0051】

＜基本式（３）：打弦点における変位とピッチ変動率に関する基本式＞
打弦点における変位とピッチ変動率に関する基本式（３）は、以下のように導出される。

【0052】

タンジェントが接触する打弦点における押し込みによる引き張りひずみの増加量Δεは下記式（３−１）で表される。なお、下記式（３−１）において、δは打弦点における変位を示す。

【0053】

【数14】

【0054】

ここで、上記式（３−１）の分子第一項目の括弧内の２つの項は下記式（３−２）および式（３−３）で近似することができる。

【0055】

【数15】

【0056】

よって、上記式（３−１）の分子第一項目の括弧内は下記式（３−４）のように表すことができる。

【0057】

【数16】

【0058】

そこで、上記式（３−１）の分子第一項目に上記式（３−４）を代入して整理すると、引き張りひずみの増加量Δεは下記式（３−５）で表される。

【0059】

【数17】

【0060】

そして、打弦点における押し込みによる芯線の引き張り応力の増加量をΔσ_ｃとすると、Δσ_ｃとΔεの関係から下記式（３−６）が導出される。なお、下記式（３−６）において、Ｅ_ｃは芯線の縦弾性係数を示す。（以下に挙げる別式においても同様。）

【0061】

【数18】

【0062】

ここで、細線についても上記式（３−６）と同様の式が成立するので、打弦点における押し込みによる張力Ｔの増加量をΔＴとすると、ΔＴは、芯線および細線のひずみの増加量Δεが等しいとの仮定のもとで、芯線の引き張り応力の増加量Δσ_ｃ、芯線の断面積Ａ_ｃ、細線の引き張り応力の増加量Δσ_ｗ、細線部分の断面積Ａ_ｗを用いて下記式（３−７）で表すことができる。ただし、Ｅ(＿)_ｗは細線の等価縦弾性係数であり、ｓ＝（σ_ｗ／σ_ｃ）により、Ｅ(＿)_ｗ＝ｓＥ_ｃである。

【0063】

【数19】

【0064】

ここで、打弦点における押し込みによる基本周波数の増加量をΔｆとすれば、弦の基本周波数ｆと張力Ｔの関係を示す先に挙げた上記式（１−１）に基づいて下記式（３−８）が成立する。

【0065】

【数20】

【0066】

さらに、打弦点における押し込みによる基本周波数の変化率（ｆ+Δｆ）／ｆは、式（１−１）、式（３−７）、式（３−８）を用いて、下記式（３−９）で表わされる。

【0067】

【数21】

【0068】

そして、上記式（３−９）を整理することにより、ピッチ変動率ｒ（＝Δｆ／ｆ）が下記式（３−１０）で表わされる。

【0069】

【数22】

【0070】

さらに、先に挙げた式（１−４）に基づいて上記式（３−１０）を変形することにより、打弦点における変位δとピッチ変動率rに関する基本式（３）が下記のように導出される。

【0071】

【数23】

【0072】

以上、基本式（１）〜（３）の導出過程について説明してきたので、続いて、基本式（１）〜（３）を利用したクラヴィコードの発音機構の設計方法について説明する。

【0073】

下記表１は、上述した基本式（１）〜（３）に登場する１３個の変数（３つの材料定数、５つの形状パラメータ、５つの特性パラメータ）をまとめて示す。

【0074】

【表1】

【0075】

ここで、クラヴィコードの発音機構の設計にあたり、上記表１に挙げた１３個の変数のうち、５つの変数（ｆ、ｋ_ｃｐ、δ、ｒ、ｓ）の値は以下のように与えることができる。

【0076】

まず、基本周波数ｆは、それぞれの弦（キー）が受け持つ音高に対応する値を与える。例えば、注目する弦（キー）が受け持つ音高を「中央のラ（Ａ）」とし、ｆの値として「440Hz」を与える。

【0077】

次に、弦の横剛性ｋ_ｃｐは、実現したいキーの押し心地に応じた適切な値を与える。なお、本実施形態では、演奏性を考慮して、キーを押し込む際の押し心地が全てのキーにおいて同じように感じられるように、弦の横剛性ｋ_ｃｐは、全ての弦（キー）に対して共通の値を与える。

【0078】

同様に、キーの押し下げ量に対するピッチの変動率が全てのキーにおいて等しくなるように、打弦点における変位δとピッチ変動率ｒについても、全ての弦（キー）に対して共通の値を与える。なお、変位δは、キーの押し下げ量に正比例する値なので、キーの押し下げ量の設計値に基づいて、これに比例する変位δ（例えば、10mm）を算出して与える。また、ピッチ変動率ｒは、キーの押し下げ量の設計値（すなわち、変位δに設定する値）に対して実現したいピッチ変動ｃ（例えば、半音：100セント）を下記式（４）に代入して得た計算値を与える。

【0079】

【数24】

【0080】

また、弦が巻線でない場合、または、弦が巻線であるが細線に張力が作用しない場合には、ｓ＝０とする。一方、弦が巻線であり、且つ、細線に張力が作用する場合には、ｓとして、芯線の縦弾性係数に対する細線の等価な縦弾性係数の比率を与える。

【0081】

クラヴィコードの発音機構の設計にあたっては、実現したい仕様（キーの押し込み量に対するピッチの変動率、キーの押し心地）に応じて、上記表１に挙げた１３個の変数のうち、５つの変数（ｆ、ｋ_ｃｐ、δ、ｒ、ｓ）の値を事前に与えることができるので、さらに、残り８個の変数（Ｅ_ｃ、ρ_ｃ、ρ_ｗ、Ｌ、ａ、ｄ、ｔ、σ_ｃ）の中から、５個の変数を任意に選出して、その値を決めれば、残った３個の変数の値を、上述した基本式（１）〜（３）を用いて導出することができる。なお、クラヴィコードの発音機構の設計にあたり、８個の変数（Ｅ_ｃ、ρ_ｃ、ρ_ｗ、Ｌ、ａ、ｄ、ｔ、σ_ｃ）のうち、どの変数に対して予め値を与え、どの変数を上述した基本式（１）〜（３）を用いて導出するかは自由であり、様々な態様を想定することができるが、以下では、設計の具体例として、２つのケースを説明する。

【0082】

（ケース１）
ケース１では、上述した８個の変数のうち、Ｅ_ｃ、ρ_ｃ、ρ_ｗ、Ｌ、ａの値を予め与えた上で、ｄ、ｔ、σ_ｃを基本式（１）〜（３）を用いて導出する。

【0083】

まず、上述した基本式（３）を変形して得られる下記式（５）において、δ、ｒ、Ｅ_ｃ、Ｌ、ａ、ｓに与えられた値を代入することにより、σ_ｃを導出する。

【0084】

【数25】

【0085】

続いて、上述した基本式（１）を変形して得られる下記式（６）において、ｆ、ρ_ｃ、ρ_ｗ、Ｌ、ａに与えられた値を代入し、σ_ｃに上記式（５）で導出した値を代入することによって、ｑを導出する。

【0086】

【数26】

【0087】

続いて、上述した基本式（２）を変形して得られる下記式（７）において、ｋ_ｃｐ、Ｌ、ａ、ｓに与えられた値を代入し、σ_ｃに上記式（５）で導出した値を代入することによって、ｄを導出する。

【0088】

【数27】

【0089】

続いて、下記式（８）に示す関係式に、上記式（７）で導出したｄと、上記式（６）で導出したｑを代入してＡ_ｗを求める。

【0090】

【数28】

【0091】

最後に、下記式（９）に示す関係式に、上記式（７）で導出したｄと、上記式（８）で導出したＡ_ｗを代入してｔを導出する。

【0092】

【数29】

【0093】

上述したケース１では、各弦（キー）について得られたｄ、ｔに基づいて、弦の芯線の直径と細線の直径を設計することにより、キーの押し下げ量に対するピッチの変動率と、キーを押し込む際の押し心地が、全てのキーにおいて揃ったクラヴィコードが提供される。なお、ｄ、ｔの解が存在しない場合には、事前の設定値を変更する必要がある。

【0094】

（ケース２）
ケース２では、弦に巻線を使用しない前提で、Ｅ_ｃ、ρ_ｃ、ρ_ｗ（＝０）、ｔ（＝０）、ｓ（＝０）、σ_ｃを予め与えた上で、基本式（１）〜（３）を用いて、Ｌ、ａ、ｄを導出する。この場合、芯線の応力σ_ｃには、弦の破断応力を照らして、キーを押し下げたときに弦が破断しない適切な値を与える。

【0095】

まず、上述した基本式（１）を変形して得られる下記式（１０）において、ｆ、ρ_ｃ、σ_ｃに与えられた値を代入することによって、Ｌ-ａを導出する。

【0096】

【数30】

【0097】

次に、上述した基本式（３）を変形して得られる下記式（１１）において、Ｅ_ｃ、δ、ｒ、σ_ｃに与えられた値を代入し、Ｌ-ａに上記式（１０）で導出した値を代入することによりａを導出する。

【0098】

【数31】

【0099】

これにより，弦の長さＬが、上記式（１０）で導出したＬ-ａと、上記式（１１）で導出したａの和として導出される。

【0100】

最後に、上述した基本式（２）を変形して得られる下記式（１２）において、ｋ_ｃｐに与えられた値を代入し、Ｌ、ａに先に導出した値を代入することによって、ｄを導出する。

【0101】

【数32】

【0102】

上述したケース２では、各弦（キー）について得られたＬ、ａ、ｄに基づいて、弦の芯線の直径、弦の長さ、タンジェントの固定位置を設計することにより、キーの押し下げ量に対するピッチの変動率と、キーを押し込む際の押し心地が、全てのキーにおいて揃ったクラヴィコードが提供される。

【0103】

以上、クラヴィコードの発音機構の設計方法について説明したので、次に、キーの押し下げ量を制御するための制限手段について説明する。

【0104】

図３は、キーの押し下げ量を制御するための制限手段の一例を示す。図３に示す制限手段１０は、レバー１２と、レバー１２にリンク１４を介して連結されるテーパ状のくさび１６を含んで構成されている。制限手段１０では、くさび１６がキー１８の先端に向かって斜面が形成される台座１９とキー１８の間に挿入されることで、全てのキー１８の押し下げ量が等しく制限されるようになっている。これにより、演奏者は、キーの押しすぎによる弦の破断を心配することなく、演奏に没頭できるので、演奏性が向上する。これに加えて、制限手段１０が制限する押し下げ量を、所望のピッチ変動（半音、全音）に対応した押し下げ量とすれば、演奏者は、１つのキーを限界まで押し下げる操作で、２種類の音高を表現できるようになる。

【0105】

さらに、制限手段１０では、図３（ａ）に示すように、レバー１２を持ち上げると，くさび１６が台座１９の斜面を上がって、キー１８の押し下げ深さをＤ１に制限し、図３（ｂ）に示すように、レバー１２を押し下げると、くさび１６が台座１９の斜面を下って、キー１８の押し下げ深さをＤ２に制限するようになっており、レバー１２を上下することにより、キー１８の押し下げ量の限界値が可変制御されるようになっている。これにより、演奏者は、演奏中にレバー１２を操作することによって、弦のピッチの変動範囲を変化させることができるので、多彩な演奏が可能となる。

【0106】

以上、説明したように、本実施形態によれば、キーの押し下げ量に対するピッチの変動率が全てのキーにおいて等しく、且つ、キーを押し込む際の押し心地が全てのキーにおいて同じように感じられるクラヴィコードが提供される。

【0107】

なお、上述した実施形態では、全ての弦（キー）の３つのパラメータ（ｋ_ｃｐ、δ、ｒ）に対して共通の値を与える設計方法を説明したが、他の実施形態では、３つのパラメータ（ｋ_ｃｐ、δ、ｒ）の少なくとも１つが弦ごとに異なるように設計してもよい。例えば、キーの押し下げ量に対するピッチの変動率ｒがキーの配列方向においてなだらかに変化するように設計してもよいし、キーに対応する弦の横剛性ｋ_ｃｐがキーの配列方向においてなだらかに変化するように設計してもよい。

【0108】

以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が推考しうるその他の実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

【実施例】

【0109】

弦の変位δとピッチ変動率γに関する基本式(３）の妥当性を検証すべく、実際のクラヴィコードを使用して検証実験を行った。

【0110】

【数33】

【0111】

（１）実験方法
基本周波数 f＝440HzのA4弦を対象弦とし、キーの押し下げによる対象弦の変位δをダイヤルゲージで測定すると共に、基本周波数の変化をチューナーで測定した。なお、対象弦の形状パラメータは、以下の通りである。
弦の全長L ： 532mm
固定端から弦とタンジェントの接触点までの距離a ： 70mm
弦の芯線の直径d ： 0.33mm
巻線における細線の直径t ： 0mm

【0112】

（２）実験結果
図４は、対象弦の変位δ(mm)とピッチ変動ｃ（cents）の関係について、測定値と基本式(３）に基づく理論値を併せて示す（ピッチ変動ｃとピッチ変動率rの関係は、先出の式（４）を参照のこと）。なお、理論値は、芯線の体積密度ρ_ｃ＝7.8×10³kg/m³、弦の縦弾性係数Ｅ＝2.0×10¹¹Pa、弦の張力Ｔ＝110.2Nとして算出した。図４に示すように、測定値と理論値は概ね一致しており、基本式(３）の妥当性が確認された。

【符号の説明】

【0113】

１０…制限手段、１２…レバー、１４…リンク、１６…くさび、１８…キー、１９…台座

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】