ピアノの構造と機能

　チェンバロ（ハープシコード）やクラヴィコードから発展して作られたと言われるピアノが、現在の形へと完成されるまでの過程には、過渡的な形式のものがいろいろと出現したが、１９世紀後半ともなると、構造も機構もほとんど固まっていた。
　ピアノを形態によって大別すると、グランド（平型）とアップライト（竪型）の２種類である。それぞれ、サイズによってさらに呼び方が分かれるが、グランドピアノでは、大きなものからいうと、フルコンサート、続いてセミコンサート、ベビーグランドとなる。アップライトピアノは大きい方からフルサイズ・アップライト、スタジオ・アップライト、コンソール、スピネットと続く。このうち、コンソールとスピネットは、高さが８０数センチから１００センチくらいしかないが、これらは置き場所をとらず、しかも安く作れるので、不況の中で需要が激減した１９３０年代以降、販売の促進を狙って増産され、大いに普及したのだった。
　アップライトそのものが、場所をとらないための工夫として生まれたものだが、グランドピアノと比べると、音質がやや劣る。その理由は、グランドピアノのハンマーが水平で、弦を叩いて跳ね返る際に、自身の重力の力を借りているからで、動きも合理的で自然である。さらにアクションの機構からして、レペティション（同じ音をスピーディーに繰り返し弾く連続彈奏）効果が優れている。また、響板を覆うトップボードを開くことが出来るため、アップライトと比較にならないほど大きな音が出て広がりもあり、音質もよい。それに比べて、アップライトはハンマーを含めたアクションの動きに無理があり、しかも響板のある背面が壁に向かって置かれることが多いため、音がこもって広がりが制限される。
　ピアノの主な構造と機能について説明する。最も大きな部品となるのは外側のケースである。昔はムクの１枚板で作ったが、現在のものはベニアードストックと呼ばれる、柔らかい木を芯に使い、まわりに見栄えのするオークやメープル、ウオールナットなどの硬木の化粧板をかぶせたものである。ピアノの味わい深い美的外観を出すため、外面の塗装には神経を使い、工芸品としても重要な要素となる。
　次に、ピアノのケースの内部は、複雑で微妙に入り組んでいるため、簡単に説明することは難しいが、グランドピアノの場合、構造と強度を受け持つ部分、音を直接出す部分、動きを伝える機構部分の３つに分けることが出来る。
　まず構造部分としては、ピアノケースの底面に放射状あるいは平行に太い木製の支柱（バックポスト）が数本通っていて全体の強度を保つための骨組み（ウッドフレーム）を構成している。ウッドフレームとともに全体の強度を引き受けている鉄フレーム（メタルプレート）があるが、ピアノケースのトップボードを開けると目に入る無数の弦の下にあって、頑丈な鋳鉄で作られている。丈夫な支柱と鋳鉄で作られた板状のフレームが側板と一体となって、約２３０本もある弦の大きな張力（約２０トン）をしっかりと支える役割をしている。

　音に関わる部分について説明すると、まずはピアノの生命と言われる響板または音響板（サウンドボード）と呼ばれる薄板がある。響板は幅約５センチ、厚さ約１センチ弱の薄板をはぎ合わせてピアノの全面に近い大きさで作られる。響板の背面には一定間隔で響棒が取り付けられて、強度を確保している。
　響板は音を響かせる木の板であり、音質や音量にも微妙に関係してピアノに命を吹き込むものであるだけに、そのメーカーならではの音を生み出す上で、最も重要な部分である。
　このため、響板の設計は長年にわたる経験と技術の蓄積が込められていて、決して明かすことのない極秘事項である。極めてデリケートで、精密に作られているため、分解して科学的な解析をしたところでその秘密のノウハウを知り尽くすことは出来ない。
　というのも、響板は木目や厚さ、材質、組み合わせ方法、接着剤、乾燥具合などによって音が微妙に違ってくるからである。響板に使う木板は、一定の規則正しい木目（木理）で、しかも軽くて弾力性に富んでいることが条件である。となると、自然の産物である木材に、まったく同じものはあり得ないから、そこで１台ごとに、わずかに形状や厚さ、反りを変えるなどのさまざまな工夫が必要となってくる。そこがまたメーカー独自のノウハウとなる。
　次に、音を出す部品としてミュージックワイヤー（ピアノストリング）と呼ばれるスチール線の弦がある。標準的な８８鍵のピアノには、合計約２３０本の弦が張られている。中音部から高音部にかけては裸線である。弦は高音部が細く短く、低音部にいくにしたがって太く長くなる。低音部は、弦の質量を増やすため、芯線のミュージックワイヤーに銅線を巻いたもの（巻線）を用いる。
　弦の張力はほぼ平均していて、バランスがとれていることが極めて重要である。そうでないと、音色や構造的にも問題となるからだが、なにしろ、これらの張力の合計は２０トン近くにもなるため、調整はなかなか難しいのが実状である。
　次に、弦を叩くハンマーヘッドがある。どのピアノでも木槌のような似た形に見えるが、形や大きさ、重さなどが微妙に異なっている。弦と接する部分はフェルトが使われているが、この品質も重要になる。
　残るは動きを伝える部分で、大物としては鍵盤とアクション機構である。演奏者の指で叩いたキーの運動をハンマーに伝達する機構をアクションと呼び、極めて複雑に部品が組み合わされている。

　１個のキーに使われるアクション部品の数はおよそ６０個で、これが８８鍵あるから、合計およそ５３００個にもなる。構成部品には木、金属、布、革およびフェルトなどの材質が使われ、構造的にも華奢であって、相互に組み付けた関節箇所がいくつもあるため、使っているうちに狂いや摩滅が生じやすい。わずかな狂いが音を変化させるので、弦のバランスのとれた張り具合と合わせて、調整が極めて精巧でなければならず、組み立て作業者や調律師が悪戦苦闘するところである。
　最後に、演奏者が叩く白黒の鍵盤があり、標準タイプが合計８８個である。それぞれ、ナチュラルと呼ばれる白鍵が５２個、シャープと呼ばれる黒鍵が３６個である。