アクションで考えようダウンウエイトが鍵盤の重さでは無いという実例フリクションについてまとめ鍵盤の重さがダウンウエイトだというのは誤解どこかのインターネットのサイトでは「ダウンウエイトは50gが標準で、10円玉を使って鍵盤の重さを調べて50g以上あったら重いので調律師さんに軽くしてもらいましょう」みたいな事が紹介されているとかいないとか...結論から言うとこれは正確ではありません。鍵盤の重さはダウンウエイトではなく「慣性モーメント」の影響が大きいのです。私のところでは鍵盤の重さの精密な調整「タッチウエイトマネジメント」を承っているということもあって、「10円玉で鍵盤の重さを調べたら重かったので普通の重さに調整してください」といった問い合わせや作業依頼が多数あります。いった方々が10円玉を使って何を調べようとしているのかというと、それはダウンウエイト(DW)という数値です。私たちピアノ調律師が鍵盤の「静的重さ」を確認する時は専用の分銅を使います。いった分銅を一般の方々は普通持っていませんので、その代わりとして10円玉を使う訳です。10円玉は一枚4.5gで造られています。11枚重ねると49.5gになるので、それを載せて鍵盤がそろーりと下がり始めれば「標準的な重さだ」という話ですね。11枚載せて下りなければ重いし、ストンっ!と速く下り過ぎるなら軽いと判定します。ところが10円玉信者の方々のお宅にお伺いして、私が静的重さを計り直すとその数値はかなり違った値だったりする事が多いです。計り方が人によってまちまちなので、計測値も全く違った値になってるんです。10円玉を置く位置(計測点)が1mm手前や奥だったりするだけで値は変わります。棚板の下に軽いショックを与えているか否かや、アクションを引き出して計測する鍵盤の両脇のハンマーを跳ね上げて、ハンマーレールに3回軽いショックを与えて静摩擦を壊してから測定しているか否かなども。人によってはそもそもダンパーペダルを踏まずに測っていたりとか...で、10円玉信者さん達が苦労して調べたダウンウエイトという数値。実はダウンウエイトというのは鍵盤の重さの実態ではないんです。タッチは慣性モーメント・バランスウエイト・フリクション鍵盤の重さ(タッチウエイト)は大きく3つから成り立っています。バランスウエイト(静的重さ)慣性モーメント(動的重さ)フリクション(摩擦抵抗)鍵盤の重さは、大きくこの3つで構成され、そのうちの慣性モーメントの影響がとても大きいのです。タッチウエイト最先端の現場では、ダウンウエイト(DW)を鍵盤の重さの指標としては使っていません。ダウンウエイト(DW)というのは、ある重さの分銅を鍵盤の手前にそっと載せた時に、ゆっくりと鍵盤が下りていく時の静的重さで、アップウエイト(UW)は逆に下ろした状態の鍵盤が上がっていくときの静的重さです。精密なタッチウエイト調整を行う現場では、ダウンウエイト(DW)とアップウエイト(UW)の数値を足して2で割ることで求められる「バランスウエイト(BW)」という値を静的重さの指標として使っています。前述のように静的重さよりも、動的重さ「慣性モーメント」のほうが「鍵盤の重さの実態」と言ってもいいくらい重要な要素なので、ダウンウエイトの数値に必死に拘ることにあまり意味はありません。いえ私たちがタッチの調整をするときには、もちろん静的重さも精密に調整するのですが、今は話を分かりやすくするために「タッチウエイト=ダウンウエイト」ではないということを説明していきます。タッチの慣性モーメントって何?出来るだけ易しく分かりやすく説明します。誰でも出来る実験です。ここに2つの金槌があります。一つは金槌の頭が小ぶりなもの。一つはごっつい頭の金槌。小ぶりな頭の金槌を手に持って振ってみましょう。これは動的重さを体感する実験です。金槌の柄の端を持って手首だけで振ってみます。「手首が支点」「柄が鍵盤板」「頭(金槌の鉄の部分)が鍵盤鉛」というイメージで、腕では振らずに手首だけで振ります。振ってみると、手首から離れた位置に付いている「頭」の重さを感じられることと思います。最初は出来るだけゆっくりと振って、徐々に速くしていき、最後は可能な限り速く振ってみてください。速く振るのはとても大変でしたね?これは慣性モーメントが影響していることの分かりやすい例です。次に柄の真ん中あたりを持って、やはり腕は動かさずに手首だけで振ってみてください。柄の端を持って振った時より少し楽に振る事が出来ますよね。金槌を反対向きにして頭を持って、手首だけで振ってみます。するとどうですか?ものすごく楽に振ることが出来ますね。慣性モーメントは支点からの距離の二乗で効いてきます。普通に柄の端を持って金槌を振ると、支点(手首)から重みのある頭までの距離が長くなるので慣性モーメントが大きくなり重かったのです。柄の真ん中を持って振るときは、支点(手首)から金槌の頭までの距離が短くなったので、慣性モーメントの影響が小さくなり楽に振ることが出来たのです。金槌を反対向きに持って振った時は、支点と頭までの距離がゼロになったので慣性モーメントの影響はとても小さくなり、とても楽に振る事が出来た訳です。今度は頭のデカい(重い)金槌で同じことをやってみましょう。最初は柄の端を持って振ってみます。小ぶりな頭の金槌の端を持って振った時以上に重くて振るのが大変です。支点から遠くにある頭の質量が重く、その二乗で慣性モーメントが影響し振るのが大変なのです。柄の真ん中あたりを持って振ると幾分楽に振れますが、小ぶりな頭の金槌を振った時よりはやはり重い。金槌を反対向きにして振ると、すごく振りやすくなります。頭のデカい(重い)金槌を振ったときに小ぶりな金槌より重いのは、ピアノに置き換えればバランスピン(支点)から遠い位置に、大きくて重い鍵盤鉛がたくさん入っていたり、重たいハンマーヘッドが付いているのと同じ感じとイメージしてください。この実験から分かることは、頭が小さく(軽く)・柄が短ければそのぶん楽に振れるという事です。ピアノに置き換えてみると、鉛は小さく且つ支点に近いところに入っていれば鍵盤は軽くなる。鍵盤は長いよりも短い方がタッチは軽くなる。同じサイズの鍵盤鉛でも支点から遠い位置に入っているとタッチは重くなり、支点に近い位置に入っていればタッチは軽くなる。大きいサイズの鍵盤鉛を3つ入れるにしても、支点に近いところに入れれば軽くなる。鍵盤鉛は少ないほうが軽くなるし、なんだったら鍵盤鉛は入っていないほうがタッチは軽くなるということになります。実際のピアノの場合そう単純ではないのですが、動的重さだけで言えば基本的な考え方は概ねこの解釈になります。ピアノの場合支点の両側に重さのある部品があり、金槌を持って振る時は支点の片側にしか重さがありませんので、ピアノの場合はもう少し複雑になります。この実験でのポイントは、体感したのは動的重さ(慣性モーメント)であって、静的重さ(ダウンウエイト)ではないですよって事です。ピアノの鍵盤を実用域の速さで下ろす(音が鳴る速さで鍵盤を下ろす)時は、既にダウンウエイトではなく慣性モーメントの影響を大きく受ける速さで鍵盤は下りているのです。身近なもので慣性モーメントの影響を体感出来るのが自転車です。自転車を快適な乗り物にしようと思ったら、タイヤ・チューブ・リムを軽くするのが効果的です。自転車のタイヤの支点はハブ軸です。回転運動の軸(支点)から遠い位置にあるタイヤ・チューブ・リムの重さが、静止状態からの漕ぎ出しを楽にしたり、一定の速さで漕いでいるところからの加速のし易さに大きく影響してきます。600グラムのタイヤを300グラムのタイヤに交換したら、誰でもその違いを感じることでしょう。自転車のタイヤの場合は一定方向に回転します。一度スピードに乗ってしまえば一定の速さで走り続けるのはさほど大変ではありません。赤信号で止まり、青になって再び漕ぎ出すのが一苦労です。信号の数が多くストップアンドゴーが多い道ではなかなか大変な思いをします。ピアノの鍵盤は下がった後は再び上方向に戻るという別方向の動きを繰り返ししなければならないので、ストップアンドゴーを繰り返す自転車以上に慣性モーメントの影響を考える必要があります。ピアノと同じようにフリクションも存在します。ハブのベアリングの玉当たり調整が上手くなかったり、グリスアップされていないとハブの回転がスムーズでは無くなってしまいます。精度の高いベアリングに交換したり、回転性能の高いグリスを使用することでフリクションを軽減することも出来ます。タイヤと路面の設置面にも常にフリクションがあります。タイヤのコンパウンドの質やタイヤの形状・パターンで設置面のフリクションは変わります。これはタイヤの幅が10cm近くもある自転車で、雪の上や道なき道を進むことの出来るファットバイクというタイプの自転車です。リム幅は広いし、タイヤも馬鹿みたいに太いので普通に考えると支点から遠い位置にあるリムとタイヤが重くて漕ぐのが大変そうに見えますね。そこは慣性モーメントを考慮してあって、リムは連続して丸く肉抜きがしてあり、タイヤも軽く作られているので、乗ってみると思っている以上に普通に進みます。変な話そこらのシティサイクルよりも速く走ります。自転車は人力なので、ピアノと同じように慣性モーメントの影響を体でダイレクトに感じることが出来ます。今乗っている自転車のタイヤを交換する機会があったら、今履いているタイヤよりも軽いタイヤに交換してみると慣性モーメントの影響を体感出来ますよ。ダウンウエイトを計測するときの鍵盤の動きダウンウエイトを測定の際に鍵盤が下りはじめる時の動きはどんな感じかというと...例えば天秤があります。この天秤の両側の皿にそれぞれ50gの分銅を置きます。両側が同じ重さなので天秤は釣り合っています。そこへ片方の皿にだけ1gの分銅を載せます。すると1gの分銅を載せた皿の方がそろーりとゆっくり下がりはじめます。これが鍵盤に分銅や10円玉を載せてダウンウエイトを測っている時の鍵盤の動作に似ています。ここでよく考えてみましょう。ピアノの鍵盤で天秤と同じように、追加の分銅や10円玉を載せてゆっくりと鍵盤が下がっていく時に音が鳴るでしょうか?この場合は鍵盤が下がるのがゆっくり過ぎて音が鳴りません。ダウンウエイトを測定するときの鍵盤の動き(速さ)は、普段私たちがピアノを演奏する時に鍵盤を下ろす速さとは全く違います。非実用域のスローモーションで鍵盤が下りる時の重さがダウンウエイトなのです。考えるとダウンウエイトが鍵盤の重さの実態ではないというのが少しはご理解頂けるのではないでしょうか。アクションで考えようピアノの鍵盤の重さ(タッチウエイト)は、鍵盤だけで考えるのではありません。鍵盤の入力点(皆さんが指で鍵盤に触れる位置)からハンマーヘッドまでが一つの大きな梃子(テコ)と考えます。ピアノの鍵盤・ウイペン・ハンマーをパタンっパタンっと展開していって、一つの長い棒にすると1:5になるとしましょう。バランスピンを支点として、ハンマーのある側が右辺。鍵盤手前側(弾き手側)が左辺です。左辺と右辺は平衡状態で常に同じ数値になります。バランスピン(支点)から奥へ、比率が5の位置に10gのハンマーがあります。キャプスタン(0.5)の位置に20gのウイペンが載っています。右辺は60gということになりますね。左辺は20gのフロントウエイトです。何個かの鍵盤鉛が鍵盤に入っています。右辺が60gなので、このアクションをバランスさせるには20gのフロントウエイト(FW)に追加で40gのバランスウエイト(静的重さ)が必要になるという事です。40gのバランスウエイトを加えないと鍵盤が下りないこのピアノ。これを弾いた人が「鍵盤が重くて弾くのが大変なので少し軽くしてください」とタッチを軽くする作業を調律師さんに依頼したとします。事で、ある調律師さんが鍵盤の手前に鉛を追加してBWを40gから38gにすると、追加の鉛の分フロントウエイトは20gから22gと重くなってしまいました。鍵盤の手前側に鍵盤鉛を追加してバランスウエイトを軽くするという作業は、BWとFWの数値が入れ替わっているに過ぎません。鉛が追加されて鍵盤の手前側が重くなった状態は、先の金槌の例でいえば金槌の頭が大きく重くなった状態と似ています。これでは鍵盤を速く動かそうとしても慣性モーメントが大きくなってしまったので速く動かせないし、軽いというよりは寧ろ重く感じることになりかねません。鍵盤を軽くするためには、ハンマーの重さを軽くしたり、テコ比率を小さくしたり、鍵盤鉛の数を減らしたり鉛を支点側に寄せたりして、フロントウエイトがシーリング値マイナスとなるよう満たしつつバランスウエイトを標準的な重さにすることで、初めて弾きやすいタッチウエイトになるのです。私が実際に検証した実例があります。「88鍵のバランスウエイトはきっちり同じに調整してあるけど、ハンマーの重さやフロントウエイトは重さがまちまち」という1台のピアノ。それとは別のもう1台は「バランスウエイトはばらつきがあるけど、ハンマーの重さやフロントウエイトは滑らかに揃うよう調整されているピアノ」。実際に弾き比べてみたところ、後者のバランスウエイトはばらつきがあるけどハンマーの重さやフロントウエイトは88鍵滑らかに揃えてあるピアノの方がタッチが揃って感じられるのです。以前に興味深いピアノに遭遇しました。ボストン(カワイ)GP178というピアノのオーナーさんから作業のご依頼がありました。「鍵盤が重いので軽くしてほしい」とのことです。ピアノを拝見させてもらうと、すでに以前にも他の調律師さんに「鍵盤を軽くしてほしい」とお願いしていたようで、鍵盤の底側の目一杯手前側に貼り付け式の鍵盤鉛が貼ってあったのです。4key(C1)の静的重さを測ってみるとダウンウエイト(DW)52gアップウエイト(UW)19gバランスウエイト(BW)35.5gフリクション(F)16.5gダウンウエイト教の教えに従えば、最低音部でDW52gでUW19は決して悪い数値ではありません。