ピアノの構造はこんなふうになっていた! 誰でもわかるピアノの仕組み

2021.4.30

ピアノの構造はこんなふうになっていた! 誰でもわかるピアノの仕組み

ピアノはなぜ鍵盤を叩くだけで音が出るのか、子どものころ不思議に思ったことがある方もいるのではないでしょうか。

ピアノには白鍵と黒鍵合わせて88もの鍵盤が並んでいます。そしてその鍵盤ひとつひとつに弦が張られており、全体の張力はおよそ20トンもあるといわれています。
その鍵盤を叩くことで内部のハンマーが弦を叩き、音が出るという仕組みになっています。そしてそれをさらに響板という、音を響かせる板に伝えて増幅させることによって音に豊かさを与えているのです。

しかし、これはピアノの構造のごく一部。さらなる詳細についてご紹介していきます。

ピアノの音の高さを決める弦

ピアノの構造の中で、音を出すために重要な役割をしているのが「弦」です。ピアノの鍵盤は白鍵と黒鍵を合わせて88鍵あります。それに対して弦の数は230本前後あります。

なぜ88鍵に対して200本以上の弦があるのかというと、中音と高音は1つの鍵盤に対して3本ずつ弦を張っているからです。そしてさらに、低音は最低音に近付くにつれて3本・2本・1本と減らしているため、音の高さによってそれぞれ弦の本数が異なっています。

弦の長さは、低音から高音になるにつれて短くなっています。同じように弦の太さも音域によって異なり、高音に行くほど細くなっています。低音は巻き線弦ですが、中音と高音は銅線を巻かない裸線を使用しています。

このように音域によって弦の本数や太さを変えるのには理由があります。中音や高音の弦を3本にするのは、音量を大きくするという目的と、音の響きを豊かにするという目的があります。
1つの音に対して3本の弦をひとつのハンマーで叩いても、そのハンマーと弦との接触状態や弦の支持位置が1弦ごとに異なります。そのため、3本の弦はすべて等しい弦振動にはならず、そのことが打弦後の余韻を生じさせて響きに豊かさを与えるのです。
      ピアノの音の高さを決める弦

演者の運指を伝える鍵盤

鍵盤を押すとハンマーが弦を打つという、ピアノの仕組みを「アクション」といいます。

昔は鍵盤を押すとハンマーが上がって弦を打ち、一番下に降りてから次の打鍵に備えるのが普通でした。そのため、早い連打には耐えられない構造になっていたのです。

しかし、「レペティション機構」と呼ばれる、繰り返し運動ができる仕組みが発明されたおかげで、ハンマーが下まで完全に降りなくても、次の打鍵の準備ができるようになりました。機能上は1秒間に最大15回ほど連打することが可能といわれており、このことは現代のアクションにも大きな影響を与えています。

このレペティション機構はピアノの構造上、グランドピアノに採用され、アップライトピアノには採用されていません。そのため、表現の細かい曲や大曲を演奏するにはアップライトでは困難になってくるでしょう。
      演者の運指を伝える鍵盤

音の表現を増やすペダル

ピアノには、2本または3本のペダルがあります。

第1ペダル

一番右のペダルを「ダンパーペダル」といいます。このペダルを踏むと、すべてのダンパー(弦に触れることで振動を止め、音を消す役割をしている部分)が離れ、打鍵した音が伸びます。ペダルを放すとダンパーが戻り、伸びていた音は止まります。またペダルの踏み込み具合を半分などに調節することで、音の反響具合を調節することもできます。

第2ペダル

一番左のペダルを「ソフトペダル」もしくは「シフトペダル」といいます。このペダルを踏むと、グランドピアノでは、鍵盤とアクションが全体的に少し右側にスライドし、通常弦を叩いている位置から少しずれた、ハンマーフェルトの柔らかい部分で打弦することによって音色を変えることができます。アップライトピアノでは、ハンマーと弦の距離が短くなることにより、音量が少し弱くなります。

第3ペダル

中央のペダルです。グランドピアノでは、「ソステヌートペダル」と呼ばれます。 ある特定の音を弾いた直後にこのペダルを踏むと、その音だけを伸ばしておくことができます。ダンパーペダルの使用だけでは、ハーモニーが濁ってしまうときや、音域の離れたところの1音だけを残しておきたいときなどに使用します。

アップライトピアノでは、「弱音ペダル」とも呼ばれ、夜間練習など音を抑えたいときに使用します。弦とハンマーの間にフェルトを挟んで、音を弱くするもので、踏み込んだペダルを左右いずれかにずらすことでロックされ、踏みっぱなしにしておくこともできます。

ピアノの構造を理解しておくことは、よりよい演奏をするうえで非常に役立ちます。ただ演奏するだけでなく、内部構造を知ることも大切です。
          音の表現を増やすペダル

音を音楽的に増幅させる響版

ピアノの構造上、音の響きに欠かすことのできない「響板」の存在をみていきましょう。

音の響きを豊かにする響板は木で作られています。一方、音を出すためのピアノの弦は鋼鉄製です。音をただ増幅するだけなら、金属板の方が響くと考えられるかもしれません。しかし、そうではなく、木製の響板を使用するのには理由があるのです。

響板に木を利用する理由は、低音も高音も同じように増幅してしまう金属と違って、木は低音だけを増幅し、逆に高音は抑える性質があるからです。
鋼鉄製の弦を弾いてそれだけを聴いてみると、ノイズだらけの金属音になっています。もしこの音を金属製の響板によってそのまま増幅した場合、ピアノは巨大なノイズ発生器になってしまうでしょう。

そうならないのは、響板の材料である木が高い倍音成分をカットし、耳に心地よい楽音成分だけを残して豊かな響きに変えているからなのです。

つまり、響板は響かせるための板であると同時に、ある意味では響かせないための板でもあるということです。

まとめ

ピアノの構造は非常に複雑で、1つの音を出すためにおよそ70~80個の付随する部品が必要だといいます。つまり、そのどれかひとつでも欠けてしまっては、ピアノは音を出すことができないのです。とても繊細な楽器だということがわかります。

このようなピアノの構造を知っておくだけでも、演奏する際にどこの部品が動いているのかなどのイメージができるため、役立つでしょう。ご家庭にピアノが置いてあるのであれば、時間のある時に中を覗いてみるのもいいかもしれません。

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この記事を書いた人
編集者:しゅうじ
捨てる予定だった家具をリメイクしたところ、ちょっとした話題となった。その経験を活かし、家具・雑貨修理の記事を中心に作っている。

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