ピアノの仕組み：鍵盤から音が出るまで

ピアノは、打って鳴らす弦楽器です。鍵盤を押すと、アクションと呼ばれる一連のてこがフェルトのハンマーを弦に向かって投げ出します。ハンマーはすぐに跳ね返り、弦が振動します。

弦だけではほとんど空気を動かせないので、音はかすかにしか聞こえません。弦の振動は木製の駒を通って響板に伝わります。響板は弦の下にある大きく薄いスプルース（トウヒ）の板で、これが空気を動かし、音を大きくします。鍵盤から指を離すと、フェルトのダンパーが弦の上に戻り、音が止まります。

ピアノのほかの部分はすべて、この数ステップを速く、均一に、思いどおりに行うため、そして弦を正しい音の高さに保つためにあります。ひとつずつ見ていきましょう。

鍵盤は長い木のてこです。中ほどにある支点、バランスレールに載っているので、手前を押し下げると奥の端が上がります。

鍵盤の奥の端が、小さなてこの組み合わせであるウィペンを持ち上げます。ウィペンの上にはジャックがあり、これがハンマーを押し上げます。ハンマーが弦に届く直前、ジャックの先端がレットオフボタンに当たり、ハンマーの下から外れます。これがエスケープメントです。最後の数ミリ、ハンマーは押されるのではなく投げ出されるので、弦を打ったらすぐに戻り、弦に押しつけられて音を殺すことがありません。

バルトロメオ・クリストフォリは1700年ごろ、フィレンツェで作った最初のピアノにこの仕組みを組み込みました。1820年代、グランドピアノにはもうひとつのてこが加わります。セバスチャン・エラールのダブルエスケープメントのレペティションレバーです。落ちてくるハンマーを受け止めて途中の高さで支え、鍵盤が上がりきる前にジャックがハンマーの下に戻れるようにします。これによって、ピアニストは同じ音をすばやく連打したり、速いトリルを弾いたりできるのです。

落ちてきたハンマーはバックチェックで受け止められるので、跳ね上がってもう一度弦を打つことはありません。

ハンマーは、木の芯（ハンマーウッド）を、強い力で圧縮した何層もの羊毛フェルトで包んだものです。細い木のハンマーシャンクに取り付けられ、シャンクはフレンジという小さな蝶番を軸に動きます。

ハンマーには大小の段階があります。弦の太い低音部では大きく重く、高音部では小さく軽くなります。それぞれが自分の打つ弦に合っていなければなりません。

ピアノの音色の多くはフェルトで決まります。硬いフェルトは明るく、柔らかいフェルトは温かく響きます。技術者は整音でこれを調整します。きつい音はフェルトに針を刺して柔らかくし、こもった音はフェルトを硬くして明るくします。長年弾くうちに弦がフェルトに溝を刻み、音色がきつくなるので、すり減ったハンマーは削り直すか交換します。

ダンパーがなければ、弾いた音はすべて鳴り続け、次の音と混ざってしまいます。ダンパーはそれぞれ、下にフェルトを貼った小さな木のブロックで、自分の弦の上に載っています。ワイヤーで吊られており、そのワイヤーはガイドレールを通ってダンパーレバーまで下りています。

鍵盤を押すと、ハンマーが弦を打つ直前に、鍵盤の奥がその音のダンパーを弦から持ち上げます。指を離すとダンパーが下りて音が止まります。だから音は、鍵盤を押さえている間だけちょうど鳴り続けるのです。

いちばん高い音域、ふつうは上から1オクターブ半ほどには、ダンパーがまったくありません。弦がとても短いので、音はほとんどすぐに自然と消えるからです。

グランドピアノには、高張力の鋼線でできた弦が200本以上あります。ほとんどの音には同じ高さに調律された3本の弦（ユニゾン）があり、やや低い中低音域では2本、最低音域では1本です。低音弦には銅線が巻かれています。重くすることで、とてつもなく長くしなくても低い音が出せるのです。

弦はそれぞれ、鉄骨の奥の端にあるヒッチピンから始まり、駒の上を通って小さな駒ピンで位置を決められ、アグラフを通るかカポダストロの下をくぐり、最後にチューニングピンに巻きつきます。振動するのは駒とアグラフまたはカポダストロの間の部分だけで、これを弦の発音長といいます。

チューニングピンはピン板に打ち込まれています。ピン板は、木目を交差させた硬い木の層を貼り合わせたブロックです。ピンを固定しているのは摩擦だけです。ピンをほんのわずか回すと張力が変わり、それとともに音の高さも変わります。調律師がしているのはまさにこれで、1音ずつ合わせていきます。

鋼の弦には硬さがあるので、倍音は基音のきれいな整数倍よりわずかに高くなります。調律師はこれを見越してオクターブを少し広げて調律します。弦の短いピアノほど広げ方は大きく、コンサートグランドでは小さくなります。

響板はピアノのスピーカーです。幅広く薄いスプルースの板で、細い板を貼り合わせて作ります。スタインウェイの響板は中央で8 mm、縁に向かって5 mmまで薄くなります。駒は響板の上に接着されているので、弦はまっすぐ響板を押し下げています。

響板の裏側には、木目と交差する向きに木の響棒が渡されています。響棒は板を補強し、わずかに上向きに反らせています。この反りをクラウンといいます。クラウンは弦が下へ押す力に対して押し返し、響板の反応を生き生きとさせ、音を力強く保ちます。

木は湿気を吸ったり吐いたりします。湿度が高いと響板が膨らみ、クラウンが高くなって駒を押し上げ、弦が張ってピアノの音が上ずります。乾燥すると響板が縮み、音が下がります。これが、季節によってピアノの調律が狂ういちばんの理由です。

1本の弦が引っぱる力は何キログラムにもなり、それが200本以上あります。合わせると最大20トンにもなります。木の枠だけではこれを長く支えられないので、現代のピアノには鋳鉄製の鉄骨が入っています。ふたを開けたとき、弦の下に見える枠がそれです。

弦の奥の端は鉄骨のヒッチピンに留められ、鉄骨の支柱がヒッチピン側からチューニングピン側へ荷重を伝えます。鉄骨はピアノの中でいちばん重い単体の部品で、ピアノの移動が大変なのはこのためです。

現代のピアノを可能にしたのは、この鉄骨でした。より太い弦をより高い張力で張れるようになり、モーツァルトの時代の木製フレームのピアノより大きく豊かな音が出せるようになったのです。

ペダルは鍵盤の下にあるペダルライヤーという枠に取り付けられ、ピアノの中へ伸びる棒とてこを通して働きます。

右のペダルはダンパーペダル（サスティンペダル）です。すべてのダンパーを一度に持ち上げるので、鍵盤から指を離しても音が鳴り続け、ほかの弦も共鳴して響きます。

左のペダルはシフトペダル、またはウナ・コルダです。グランドピアノでは鍵盤とアクション全体が少し横にずれ、3本の弦がある音ではハンマーが打つ弦が1本減ります。音は小さくなり、音色も柔らかくなります。

グランドピアノの真ん中のペダルはソステヌートペダルです。踏んだときにすでに上がっているダンパーだけを上げたままにするので、低音を1音だけ伸ばしながら、ほかの音をすっきり弾くことができます。1874年にアルバート・スタインウェイが特許を取りましたが、それより前の1844年に、マルセイユのボワスロが初期の形を発表していました。

アップライトピアノは弦と響板を縦に立てているので、壁際に置けます。すべてが90度回転し、ハンマーは上ではなく前に向かって弦を打ち、重力ではなくばねの力で戻ります。

ダンパーは弦の手前にあり、ばねで弦に押しつけられています。鍵盤を押すと、ウィペンについたダンパースプーンがダンパーレバーを奥へ押し、ダンパーを弦から離します。

アップライトのアクションにはレペティションレバーがないので、同じ音をもう一度弾くには鍵盤がほとんど上がりきるまで待たなければなりません。コンサートピアニストが速い連打にグランドを好むのはこのためです。ペダルも違います。アップライトのソフトペダルはハンマーを弦に近づけ、真ん中のペダルはたいてい練習用の弱音ペダルで、ハンマーと弦の間にフェルトの帯を下ろします。

これで、調律がずっとそのままでいられない理由がわかります。弦は何トンもの力で、摩擦だけで留まっているピンを引っぱっています。響板は湿度によって上下し、駒とその上のすべての弦を動かします。新しい弦は少しずつ伸びます。どの音も木と鋼線と鉄のバランスの上に成り立っていて、そのバランスは変わり続けるのです。

ピアノの音はゆっくり、不均一にずれていくので、ほとんどの持ち主は気づきません。たいていのピアノは少なくとも年に2回の調律が必要で、新しいピアノや気候の変化が大きい場所にあるピアノは、もっと頻繁に調律するのがよいでしょう。

どのピアノも同じ部品からできていますが、それぞれに自分のメーカー、製造年、そしてストーリーがあります。ふつうは鉄骨に記されている製造番号から、あなたのピアノがいつ作られたかがわかります。パスポートを作ってギャラリーに加え、世界中のピアノと並べてみましょう。