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更換平台鋼琴鼓輪

平台鋼琴與直立式鋼琴彈奏上最大的區別在於,平台鋼琴可以更快速地重複彈奏同一個音。假設我們分別在平台鋼琴以及立式鋼琴按下某一個鍵不放,按到底時它們都一樣會發出琴音,接下來就不太一樣:在平台鋼琴上,手指稍微鬆開讓琴鍵上升微微的距離之後,可以馬上再按下琴鍵發出第二個琴音,這個上升距離不到整個琴鍵上下運動距離的三分之一。在立式鋼琴上,如果要順利發出第二聲琴音,手指至少要放鬆到琴鍵上升一半甚至更多,才能再次按下琴鍵。兩者所需要的距離差別一倍以上,因此兩者重複彈奏的速度差異也在一倍以上。

平台鋼琴能夠快速連擊得利於其打弦機構的設計,在整個運動過程中,兩支槓桿一先一後接力推送擊槌,使其撞擊琴弦發出琴音,它們分別是Repetition Lever(反覆支撐桿)以及Jack(舉起桿),設計巧妙處在於擊槌的重量任何一個瞬間都只會由其中一支承受,另一支則處於待命狀態。

在手指下壓的過程中,指力先透過反覆支撐桿將擊槌抬起,擊槌接近琴弦時,反覆支撐桿停止運動,舉起桿取而代之繼續將擊槌推往琴弦,直到快要擊中琴弦的瞬間,舉起桿"Escape",意思是舉起桿發生一「滑開」的動作,停止對擊槌施力,讓擊槌自己藉由慣性前進撞擊琴弦,如此才能確保擊槌撞擊琴弦後立即彈開,從而確保琴弦自由震動。

發出琴音之後,彈奏者的手指稍微鬆開琴鍵,此時反覆支撐桿會回復工作狀態,重新撐起擊槌,而剛剛「滑開」的舉起桿會在這個瞬間,重新「滑回」原本的待命位置,蓄勢待發準備再次推送擊槌。如果彈奏者在這一刻又壓下琴鍵,反覆支撐桿會再次停止運動,由已經歸位的舉起桿重新推送擊槌。這個流程反覆發生,就是平台鋼琴連續彈奏同音時連桿的運動方式。

上述連桿運動中有幾個重點,首先,反覆支撐桿與舉起桿彼此獨立運作,但兩者工作的時序是連續的,在反覆支撐桿停止運動的瞬間,舉起桿就接手繼續推起送擊槌,由此可知兩者都有獨立推送擊槌的施力方式,且兩種施力方式非常近似。第二點,舉起桿在施力過程中有「滑開」與「滑回」的動作,換句話說,舉起桿不僅要有支撐力道可以推送擊槌,也要在特定的瞬間讓這個支撐力道消失,隨後又在特定的瞬間重新出現。

在平台鋼琴的連桿中,Knuckle(鼓輪,又稱圓托、Roller、落喇)就是完成這些工作的關鍵零件。鼓輪由高密度的纖維製成,外覆鹿皮,中心有一木片做為骨幹,約略成圓柱狀。它被固定在擊槌桿上,其運動就等於擊槌的運動,反覆支撐桿以及舉起桿都是透過對鼓輪施力來推送擊槌。
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圖一:紅色箭頭處即鼓輪,固定於擊槌桿
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圖二:鼓輪特寫
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圖三:平台鋼琴打弦機構的核心連桿。黃色框為反覆支撐桿Repetition Lever,紅色L型框為舉起桿Jack
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圖四:鼓輪與連桿的相對位置
反覆支撐桿與舉起桿之所以能既獨立運作又連續無間斷,是因為它們兩者與鼓輪接觸的位置相同,由下圖中可見,反覆支撐桿接觸鼓輪之處並不是實心的,它中間有一孔洞,舉起桿就在孔中。這個構造使得反覆支撐桿與舉起桿幾乎是同步地與鼓輪運動。

不受力時,舉起桿的桿頂平面並不與鼓輪接觸,它距離鼓輪一個很小的距離,大約0.1mm。在反覆支撐桿向上舉起鼓輪的過程中,舉起桿雖然不與鼓輪接觸,但一直維持在0.1mm處,當反覆支撐桿停止運動時,舉起桿就突出反覆支撐桿接續著頂起鼓輪。

​在擊槌快要接觸琴弦時,舉起桿會順著鼓輪的圓形輪廓滑開,這個動作就是Escape,擊弦後又會順著圓弧滑回,回到原處待命,兩者合稱Escapement Mechanism(鬆脫機制)。按運動方式看來,鼓輪的確必須是輪狀的才可能提供這樣的功能,因為圓形可以在垂直切面處提供支撐力道,而偏離此面時又有弧線可供滑開滑回。
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圖五:安裝於鋼琴上的狀態,紅色箭頭處為鼓輪與反覆支撐桿以及舉起桿的接觸位置
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圖六:反覆支撐桿的孔,可供舉起桿在其中活動
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圖七:未受力狀態下,舉起桿略低於反覆支撐桿
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圖八:當反覆支撐桿停止運動時,舉起桿會從孔中突出繼續推送鼓輪
鼓輪是鋼琴打弦系統中極少數有大面積摩擦的零件,在正常工作狀態下,舉起桿的桿頂會不停地在鼓輪上磨來磨去。為了減少磨耗,新出廠的鋼琴在鼓輪與桿頂處都抹了薄薄的黑鉛(石墨)作為潤滑,所以看起來黑黑的。但是再怎麼潤滑也都有些許磨損,經年累月之後,鼓輪會如照片所示,中央呈現凹槽狀,這個凹槽就是舉起桿滑開滑回的痕跡。
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圖九:磨損的鼓輪
照片中看到的是嚴重磨損的鼓輪,此琴已經60年歷史,這樣的磨耗屬於正常,不過它會影響彈琴者的手感,因為舉起桿距離鼓輪的距離變大,使得舉起桿與反覆支撐桿的運動稍有不同步,當反覆支撐桿停止運動時,舉起桿未能馬上接續著頂起鼓輪,這個不連續會讓敏銳的彈琴者感覺遲滯。其二是每個鼓輪的磨耗程度不一,也會影響彈琴者手感。當舉起桿滑開時,壓下琴鍵的手指會感受到一個小小的回饋,此稱After Touch。After Touch的基本標準是每個鍵必須一致,在磨損的狀態下,每個鼓輪不再是相同的圓弧,舉起桿滑開的點也就不同,手感無法一致了。
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圖十:磨損的鼓輪
​解決方式是換新鼓輪。照片中所見是一台份的全新鼓輪,與舊鼓輪差異甚大。
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圖十一:全新鼓輪
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圖十二:新舊鼓輪比較
​備妥材料後,首先將擊槌桿拆下,接著將鼓輪黏接處以蒸汽加熱,此處大多以動物膠接著,動物膠受熱與受潮之後會軟化,可輕鬆取下鼓輪。
​接下來將溝槽內的殘膠清理乾淨,稍微修磨新鼓輪的木心,使之能與溝槽密合,再上膠以萬力鉗固定,等待乾燥:
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圖十三:清理擊槌桿上的殘膠
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圖十四:確認新鼓輪與擊槌桿溝槽的密合程度
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圖十五:修整新鼓輪的木心
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圖十六:上膠固定密合
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圖十七:更換完畢後等待乾燥
八十八個鼓輪全部換新之後,將它們一一安裝回原處。然後在鼓輪與連桿接處的地方上潤滑劑,這次不用傳統石墨,改用新材料,俗稱鐵氟龍的PTFE粉末,成本較高,不過潤滑力比石墨粉更好,也不會沾得到處黑,是相當理想的乾式潤滑。
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圖十八:重新安裝擊槌桿
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圖十九:以PTFE粉末潤滑新鼓輪
​安裝完成後,擊槌位置以及手感都明顯與先前大不相同,最後的工作就是將每一個動作都重新調整至標準。打弦機構在鋼琴外調整只能調整到接近標準,就算有工具輔助最後放進鋼琴中都還是需要再微調,因為琴內的木頭與琴外工作檯面不盡相同,而微小的傾斜或起伏或不平整,都可能對打弦機構的運動與位置有影響。
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圖二十:擊槌位置參差不齊
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圖二十一:琴外調整用的輔助支架
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圖二十二:調整中
最後將打弦機構重新放回鋼琴裡,微調各個運動都達標準後就大功告成了!下圖是拆下的舊鼓輪,感謝幾十年來的辛勤工作,請功成身退吧!
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