피아노의 작동원리와 구조적 특징
 
 
현을 진동 시켜 소리를 내기 때문에 ‘피아노는 현악기이다(?)’ 이러한 주장은 태생부터 계속 되어 왔습니다. 그러나 전통적으로 피아노는 항상 건반 악기로 분류되었습니다.
피아노의 근본적인 작동원리는 건반을 누르면 뒤에 연결된 해머가 움직여 현을 때리는 , 즉 액션에 의해서 소리가 나도록 되어있기 때문에 피아노의 소리(현에서 나는 어떤 종류의 소리든)는 액션이 얼마나 좋은가에 따라 달라지게 마련입니다.
좋은 액션을 위해서는 적절한 무게(건반, 헤머)가 관건입니다.
너무 ‘무거운’ 액션은 연주자가 건반을 누르기 위해 너무 많은 힘을 소비하게 되어 지치게 만들 수 있고, 너무 ‘가벼운’ 액션의 경우, 처음에는 연주하기 쉬어 보이지만 건반을 살짝만 건드려도 소리가 나기 때문에 연주자가 의도하지 않은 음이 발생할 수도 있습니다.
또한 각각의 해머는 동일한 무게로 제작되어야 하며 각 현과의 거리도 같아야 합니다. 그렇지 않을 경우 특정 음이 다른 음들보다 빠르거나 늦게 소리가 나게 됩니다.
현을 타현시켜 발생된 소리는 마치 진동판처럼 작동하여 피아노의 공명을 향상시켜주는 향판에 의해 증폭됩니다. 또한 기타의 울림통과 같은 역할을 하는 나무 케이스(본체)는 소리를 더욱 증폭시켜주며, 피아노 맨 위 뚜껑을 열었을 때 음량은 증가됩니다.
 
 
 
▷ 재질(materials)
 
피아노의 주요 재료는 목재입니다. 일반적으로 피아노 제작회사에는 엄청난 양의 목재를 쌓아 두기 위해 넓은 공간이 필요하답니다. 굵은 나무 몸통만을 잘라 공장까지 운반하기 때문에 대부분 50~60% 이상의 수분을 함유하게 됩니다.
그래서 자연건조 과정을 거쳐 수분을 6% 미만으로 낮추어 주는데 이 과정에서 갈라지거나 수축된 목재들을 제외 하고 엄선된 목재들을 피아노의 재료로 이용할 수 있습니다.
통나무를 평평하게 4등분하여 대부분 피아노의 본체 뼈대 및 외장에 사용됩니다.
메이플(maple)과 스프르스(spruce), 마호가니(mahogany), 월넛(walnut) 등의 나무가 주로 사용됩니다.
 
 
▷ 본체(case)
 
철제 프레임은 현의 장력을 유지시켜 주기 때문에 피아노의 소리를 보다 강하게 증폭시킬 수 있습니다. 물론 현의 조율 상태를 유지해 주기도 합니다.
 

▷ 조율핀(tuning pins)과 핀 블록(pin block)
 
보통 니켈로 도금된 조율핀은 피아노의 정면에 있는 작은 못으로 플레이트 밑부분에 부착된 핀 블록에 꽂히게 됩니다. 피아노를 조율할 때 조율핀을 시계방향으로 돌리면 음은 올라가고 장력은 감소시켜 줍니다.
한편 피아노 외부로부터 볼 수 없는 위치에 핀 블록이 있습니다. 현을 팽팽하게 유지시켜 주기 위해 전체 조율핀에 걸리는 하중은 거의 18톤에 달하기 때문에 이를 견뎌야 하는 핀 블록은 여러 겹의 합판으로 만들어 집니다. 이처럼 핀 블록은 피아노를 연주하기 위한 중요한 부분 중에 하나입니다.
 

▷ 현(strings)
 
피아노의 현은 강철로 만들어졌으며 특히 베이스 현은 강철 현 위에 구리로 감아서 만듭니다. 간혹 일반 현보다 훨씬 좋은 음색을 얻기 위해 카본 합금을 사용하기도 합니다.
저음에서 고음으로 갈수록 현의 굵기는 얇아지고 길이는 짧아지는데 현이 짧을수록 풍부한 음색을 내는 반면 음량은 작습니다. 기타, 바이올린과 같은 작은 현악기의 현과는 달리 피아노의 현은 20년 이상의 수명을 유지하지만 한번 교체하는 데 드는 비용이 비싸기 때문에 중고피아노를 구입할 경우에는 주의해야 합니다.
 
 
사진은 업라이트 피아노의 내부입니다. 현을 대각선으로 교차 시켜 배치하면 서스테인이 길어지고 현의 진동이 더 강력해지기 때문에 풍부한 음량을 낼 수 있습니다. 또한 현의 장력을 프레임으로 분산시켜 주는 효과도 있습니다.

 
▷ 브릿지(bridge)
 
현을 지지해주고 현의 진동을 향판에 전달해 주는 역할을 하는 브릿지는 목재를 이용해서 곡선의 띠 형태로 만들어집니다. 현의 장력을 버텨야 되기 때문에 단단해야 될 뿐만 아니라 소리의 진동을 향판까지 충분히 전달해 줄 수 있어야 합니다.
브릿지는 얇고 단단한 나무판을 아교나 본드로 여러 장 겹쳐 붙인 판목으로 만들어 집니다. 일반적으로 판목을 만들 때는 각각의 나무판을 수평으로 평행하게 붙이는 방법을 쓰지만 어떤 판목은 나무판을 수직으로 붙여서 만들기도 합니다. 이런 제작방식의 판목은 비용면에서 다소 비싸긴 하지만 소리의 진동이 접착면으로 흡수가 되지 않기때문에 진동 전달력에 있어서 훨씬 뛰어납니다.
또한 브릿지 위 표면에 나무조각(정목)을 덧붙여 브릿지 핀(현을 고정하기 위해 꽂혀있음)에 작용하는 현의 장력을 분산시켜주는 형태의 브릿지도 있습니다. 요즘은 일반 브릿지 보다 정목과 수직형 판목을 사용한 브릿지로 제작하는 추세입니다.

 
▷ 향판(sound board)
 
향판은 피아노의 소리를 증폭시키는 역할을 합니다. 대부분의 피아니스트들에 의하면 스프러스(spruce)로 만든 향판이 가장 풍부하게 소리를 증폭시킨다고 합니다.
피아노 제작사에 따라 여러 장의 얇은 나무판을 겹친 합판을 사용하기도 하는데, 일반적으로 합판이 원목을 통째로 사용한 것보다 훨씬 단단하고 제작비용도 싸기 때문입니다.
(반면 소리를 증폭시키는 능력은 원목을 통째로 사용한 향판이 더 뛰어날 수밖에 없습니다.) 한편 모든 향판은 “크라운”이라는 곡선의 형태를 취하는데 그 모양이나 각도가 제작사 또는 재목(합판 또는 원목)에 따라 다르게 나타납니다. 어떤 제작사는 원목과 합판의 장점을 접목시키기 위해 원목에 합판을 덧붙이는 방법을 사용하기도 합니다.
 
또 향판 중심에서 바깥쪽으로 갈수록 점점 두께가 두꺼워지는 형태의 향판(diaphragmatic soundboard)도 제작, 사용되는데 이 향판은 긴 서스테인과 진동의 움직임이 보다 더 자연스럽다는 장점을 가지고 있습니다.
이렇듯 여러 방식의 향판이 있으나 어느 것이 월등히 낫다고 말하기는 없습니다.

 
 ▷ 해머(hammer)와 뎀퍼(damper)
 
피아노의 건반을 눌렀을 때 그 힘을 받은 해머가 현을 때리게 되며, 현이 진동하면서 소리가 나옵니다.
댐퍼는 진동하고 있는 현을 눌러 멈추게 함으로써 원하지 않는 음을 제거하는 역할을 하며 3가지 방법에 의해 작동됩니다.
서스테인 페달을 이용한 방법 : 피아노의 오른쪽에 위치한 이 페달을 밟으면 전체 댐퍼가 현에서 떨어지게 되고 현의 진동이 길어지게 됩니다. 반대로 페달을 떼면 댐퍼가 현으로 내려와 진동을 멈추게 되어 소리가 나지 않게됩니다.

건반을 이용한 방법 : 특정 음의 건반을 누르면 댐퍼가 올라가는데 이때 계속 누르고 있으면 댐퍼는 현에서 떨어진 상태를 유지하게 됩니다. 음을 멈추고 싶을 때 건반에서 손을 떼면 댐퍼는 현으로 내려와 소리를 제거합니다.
 
소스테누토 페달을 이용하는 방법 : 피아노의 가운데에 위치한 소스테누토 페달을 밟으면 이미 특정 음의 건반을 눌러 현에서 떨어진 댐퍼가 페달을 밟는 동안 계속 떨어진 상태로 유지되게 됩니다. 이런 방법으로 연주자는 특정 음을 길게 소리 낼 수 있게 됩니다.
 

▷ 소프트 페달(soft pedal), 소스테누토 페달(sostenuto pedal), 서스테인 페달(sustain
pedal)
 
소프트 페달은 해머를 현과 가깝게 위치를 변화시켜서 부드럽게 현을 때리게 되므로 부드러운 사운드가 나옵니다. 어떤 소프트 페달은 펠트(felt: 천의 한 종류) 조각을 해머와 현 사이로 올려넣어 소리를 부드럽게 만들기도 합니다.
가운데 있는 페달이 소스테누토 페달인데 주로 그랜드 피아노에서 볼 수 있습니다. 이 페달을 사용하면 손으로 누르고 있는 건반의 댐퍼만 현에서 떨어져 특정 음의 진동을 길게 할 수 있습니다.
 
오른 쪽 페달은 서스테인 페달(혹은 댐퍼페달)입니다
건반을 누르고 있는 동안 현에서 댐퍼가 떨어져 있다가 건반에 손을 떼면 다시 제자리로 돌아와 음을 멈추게 되지만, 서스테인 페달을 밟으면 건반을 누르지 않더라도 전체 댐퍼는 현에서 떨어져 있게 되므로 특정 음이나 화음을 지속시켜줄 수 있습니다.