JP2016122999A - 可動コイル型ステレオピックアップカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】高い生産性と均一な品質を得ることが可能であり、クロストークも効果的に低減し得る可動コイル型ステレオピックアップカートリッジを提供すること。
【解決手段】カンチレバー１４に取り付けられたスタイラス１５の振動に応答して振動する左右一対のコイル１７Ａ，１７Ｂを含む振動部１３と、磁石３と一対のヨーク４，５を含み磁路を形成する磁気回路２とが備えられる。前記一対のヨーク間の間隙に配置されるコイル１７Ａ，１７Ｂは、真円形状の平面コイルであり、前記一対のヨーク４，５には、前記コイルを間にした対向する面にＶ字状の切欠き１９がそれぞれ形成され、前記Ｖ字状切欠きの交差角度θは、前記一対のコイルより得られる左右の出力信号のチャンネルセパレーションが、２０ｄｂ以上となる角度に設定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、４５−４５方式のステレオレコードから信号を抽出する可動コイル型ピックアップカートリッジに関し、特に単純な形状の発電コイルを利用することで、高い生産性と均一な品質を得ることが可能であると共に、左右の出力信号間のクロストークを低減し得る可動コイル型ステレオピックアップカートリッジに関する。

この種の可動コイル型ステレオピックアップカートリッジ（以下、単にＭＣカートリッジとも言う。）は、大きく分けて鉄芯型と空芯型が提案されている。
前者の鉄芯型のＭＣカートリッジは、代表的なものとしてオルトフォンタイプと呼ばれるものが存在し、これはアーマチュアと称される発電コイルの巻き芯に強磁性体が用いられている。したがって信号の発電効率が良好であるという特質を有しており、ＭＣカートリッジの大半に鉄芯型が採用されている。

一方、後者の空芯型のＭＣカートリッジは、信号の発電効率が低いという技術的な課題を有するものの、再生信号は前記した鉄芯型に採用される強磁性体による磁気歪み（ヒステリシス歪み）の影響を受けることはない。
したがって、再生音の音色にクセのない、より率直な再生音を得ることができると言われており、マニアの間においては根強い人気がある。

前記した可動コイル型ピックアップカートリッジの発電メカニズムは、周知のとおりスタイラスによりレコード信号を拾い、カンチレバーを介して磁気回路中の発電コイルを振動させることにより、発電コイルの両端部に信号電圧を出力させる。
しかしながら、カンチレバーを介して発電をするために、カンチレバーのたわみやモーメントによる歪みを生じさせて音質を損なうという技術的な課題を有している。しかも、発電コイルはカンチレバーの根元部分に配置されているために、発電コイルの振幅動作はレコードに刻まれた音溝の振幅よりもさらに小さく、したがって発電効率はきわめて小さいものとなる。

そこで、カンチレバーの途中に発電コイルを配置するなどして、空芯型のＭＣカートリッジでありながら、音質を損なうことなく発電効率も向上させたＭＣカートリッジの提案がなされており、これは次に示す特許文献１〜４などに開示されている。

米国特許第４３７４４３３号公報 特開昭５２−１０１０５号公報 特開昭５１−１４００２号公報 実開昭５１−３４４０６号公報

ところで、この種のＭＣカートリッジは、信号発生源となる発電コイルのインピーダンスは極力低く、かつ高出力を得られることが望ましく、この条件が整うことにより、広いダイナミックレンジ、ハイ・トランジェント、低歪み、高Ｓ／Ｎなどの各要件を備えることができると言われている。

これに対して前記した特許文献１に開示されたＭＣカートリッジは、その発電コイルとして、それぞれ８角形状に形成されたプリントコイルによる構成が採用されている。これによると発電コイルとしての実効質量は小さくできるものの、信号源となる発電コイルのインピーダンスが大きく、結果としてＭＣカートリッジとしての前項に記載した要件を整えることは難しいものとなる。

また、前記した特許文献２に開示されたＭＣカートリッジは、カンチレバーに連結されたパンタグラフ状に成形されたアーマチュアの対向する両端部に、角を丸めた３角形状（いわゆるおむすび型）の左右の発電コイルをそれぞれ取り付けた構成が採用されている。
これによると、パンタグラフ状のアーマチュアの繊細なメカニズムと、いわゆるおむすび型の発電コイルの製作が難しく、高い生産性と均一な品質のＭＣカートリッジを得ることが困難となる。

さらに、前記した特許文献３および４に開示されたＭＣカートリッジは、一方のチャンネルの発電コイルに交差するようにして、他方のチャンネルの発電コイルを互いに井桁状に重畳して巻回した構成が採用されている。
これによると、四辺形状の巻き枠を利用して、発電コイルを互いに井桁状に重畳して巻回するために、左右の発電コイルの巻回操作が複雑で容易ではない。したがって同様に、高い生産性と均一な品質のＭＣカートリッジを得ることが困難である。

この発明は、前記した各特許文献に開示された従来の可動コイル型ステレオピックアップカートリッジの技術的な問題点に着目してなされたものであり、単純な形状の発電コイルを利用することで高い生産性と均一な品質を得ることが可能な可動コイル型ステレオピックアップカートリッジを得ようとするものである。
加えて、発電コイルのインピーダンスが極力低く、高出力を得ることができるように構成すると共に、左右チャンネル間のクロストークも効果的に低減し得る可動コイル型ステレオピックアップカートリッジを提供することを課題とするものである。

前記した課題を達成するためになされたこの発明に係る可動コイル型ステレオピックアップカートリッジは、カンチレバーと、前記カンチレバーに取り付けられたスタイラスと、前記カンチレバーに取り付けられ前記スタイラスの振動に応答して振動する左右一対のコイルとを含む振動部と、磁石と一対のヨークを含み磁路を形成する磁気回路とを備えた可動コイル型ステレオピックアップカートリッジであって、前記一対のヨーク間に間隙が形成され、この間隙に前記コイルが配置されると共に、前記磁路は前記間隙を通過し、前記コイルは真円形状の平面コイルであり、前記一対のヨークには、前記コイルを間にした対向する面にＶ字状の切欠きがそれぞれ形成され、前記Ｖ字状切欠きの交差角度θは、前記一対のコイルより得られる左右の出力信号のチャンネルセパレーションが、２０ｄＢ以上となる角度に設定されていることを特徴とする。

この場合、好ましい形態においては前記左右一対の平面コイルは、前記スタイラスの直上におけるカンチレバーの前端部に取り付けられた非磁性体により構成されたコイル支持体の面に沿って配置される。
加えて、真円形状の左右一対の平面コイルの各中心と、前記カンチレバーの軸芯とにおいて二等辺三角形が形成されるように、前記コイルが前記コイル支持体に配置されることが望ましい。

そして、前記左右一対の平面コイルは、接着剤を付着させた被覆導線を利用し、これを円形状に巻き固めて形成することができる自己融着線を好適に利用することができる。

前記した構成のＭＣカートリッジによると、発電コイルとして機能する左右一対の真円形状の平面コイルは、対向する面にＶ字状の切欠きがそれぞれ形成された一対のヨーク間に配置される。そして、左右一対の平面コイルは、前記スタイラスの直上におけるカンチレバーの前端部に取り付けられたコイル支持体の面に沿って配置されることで、コイル振幅を大きく採ることができる。

左右一対の真円形状の平面コイルは、例えば銅線にエナメル被覆が施されると共に、接着剤がオーバコートされた自己融着線を利用することにより、比較的容易に成形することができるので、単純な真円形状の発電コイルを利用することで高い生産性と均一な品質を得ることができる。これによりインピーダンスが低く、高出力を得ることができるＭＣカートリッジを提供することが可能となる。

さらに、一対のヨークの対向する面にはＶ字状の切欠きが形成されると共に、このＶ字状の交差角度を、９０度以下の最適値に設定することで、漏洩磁束を考慮した磁束の仮想角度を実質的に９０度となるように設定することができる。これにより左右チャンネル間のクロストークも効果的に低減し得るＭＣカートリッジを提供することが可能となる。この交差角度は６３度以上８０度以下の範囲に設定するのが望ましく、さらに望ましくは６６度以上７０度以下の範囲に設定するのが望ましい。

この発明に係るＭＣカートリッジの全体構成について一部を透視状態で示した正面図である。 磁気回路と左右一対のコイル等を含む振動部の拡大図である。 図２におけるＡ−Ａ線より矢印方向に見た一部断面図である。 ヨークに形成されたＶ字状の切欠きの交差角度とクロストーク（チャンネルセパレーション）との関係を示した特性図である。

この発明に係るＭＣカートリッジについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する各図においては、それぞれ同一部分を同一符号で示しているが、紙面の都合により一部の図面においては代表的な部分に符号を付けて、その詳細な構成は他の図面に付けた符号を引用して説明する場合もある。

図１に全体構成で示したとおり、このＭＣカートリッジはその要素を大きくわけると、振動部と磁気回路およびこれらを支持するケーシングとにより構成されている。
すなわち、ケーシング１の前端部には、磁気回路２を構成する角柱状の磁石３と、この磁石３の磁極に対向して磁石３を挟むように配置された一対のヨーク４，５とが、これらを貫通するボルト６によって取り付けられている。そして図１に示されているように、前記磁気回路２はケーシング１の前端面における傾斜角度に対応して、若干下向きとなるようにケーシング１の前面側に取り付けられている。

また、磁気回路２を構成する前記一対のヨーク４，５の下端部は、図２に示したように、互いに内側に近接するように折り曲げ形成されており、また一対のヨーク４，５の下端部の内側は、対向するようにせり出して肉厚部４ａ，５ａが形成されている。
そして、ヨーク４，５の下端部と肉厚部４ａ，５ａとの間には、平行面による間隙（磁気ギャップとも言う。）７が形成されている。これにより、磁石３を挟む一対のヨーク４，５と、前記磁気ギャップ７とにより磁路が形成されている。
なお、一対のヨーク４，５の内側に向かってせり出した肉厚部４ａ，５ａは、前記磁気ギャップ７の磁束密度をより高めるように機能するものとなる。

図１に示すように前記ケーシング１の下側面と、ケーシング１の底面に取り付けられた底面カバー１ａとの間には、空間部が形成されている。そしてこの空間部にはケーシング１に取り付けられた支持具９によって、図示せぬダンパー等を含み円柱状に形成されたホルダー１０が取り付けられている。
なお、前記ホルダー１０は、その前端部が若干下向きとなるように前記支持具９に取り付けられており、このホルダー１０の中央部に取り付けられた止めネジ１１は、後述するカンチレバーの抜け止めの機能を果たす。

前記ホルダー１０は、このホルダー１０の前端部に取り付けられたカンチレバー１４を含む振動部１３を揺動可能に支持するものであり、カンチレバー１４の前端部には、下向きにスタイラス１５が取り付けられている。
そして、図２にも示されているように、スタイラス１５の直上におけるカンチレバー１４の前端部には、樹脂フィルムなどの非磁性体により形成されたコイル支持体１６が、カンチレバー１４の軸方向に直交するように、例えばエポキシ樹脂などの接着剤を利用して取り付けられている。

このコイル支持体１６には真円形状に巻回された一対の平面コイル１７Ａ，１７Ｂが配置され、コイル支持体１６に配置された一対の平面コイル１７Ａ，１７Ｂは前記磁気ギャップ７内に位置するように構成されている。
なお、図２に符号３１で示す線は、カンチレバー１４の前端部に取り付けられたスタイラス１５がトレースするレコード盤の音溝を示している。

図３は、コイル支持体１６に配置された左右一対のコイル１７Ａ，１７Ｂと、ヨーク４，５による磁気ギャップ７に対向するようにして、それぞれのヨークに形成されたＶ字状切欠きとの好ましい位置関係を示している。
左右一対のコイル１７Ａ，１７Ｂは、例えば接着剤を付着させた被覆導線（エナメル線）を真円形状に巻き固めて形成されている。
これには、好ましくはφ２０μｍ程度の高純度銅線が用いられ、例えば円柱状の治具を利用してφ０．９ｍｍで７ターン程度巻回することでコイル状に成形する。

そして被覆導線にオーバコートされた接着剤を、熱または溶剤により活性化することで、コイル状の被覆導線は自己融着により固まり、平面状のコイル１７Ａ，１７Ｂを成形することができる。
真円形状に巻回された平面状コイル１７Ａ，１７Ｂは、図３に仮想線（一点鎖線）で示したように、平面状コイル１７Ａ，１７Ｂの各中心と、前記カンチレバーの軸芯とにおいて二等辺三角形が形成されるように、前記コイル支持体１６を介して、カンチレバー１４の前端部に取り付けられる。

なお、前記各コイル１７Ａ，１７Ｂの各引き出し線１８は、図２に示すようにカンチレバー１４の長手方向に沿って接着剤により固着され、ケーシング１の後端部に取り付けられた端子ピン２０ａ，２０ｂに接続されている。

前記した構成の平面コイル１７Ａ，１７Ｂによると、それぞれのインピーダンスは３Ω程度と、きわめて低い数値のものを得ることができる。
加えて、平面コイル１７Ａ，１７Ｂが配置されたコイル支持体１６は、スタイラス１５の直上におけるカンチレバー１４の前端部に取り付けられるので、コイル１７Ａ，１７Ｂによる発電効率は高く、その出力電圧値は０．１５〜０．２５ｍＶ／５ｃｍの特性を得ることができる。
なお、前記したコイル１７Ａ，１７Ｂを構成する素材としては、前記した銅線以外にアルミニウム線、金線、銀線などを利用することができる。

一方、前記したコイル１７Ａ，１７Ｂを間にした一対のヨーク４，５の対向する面、すなわち磁気ギャップ７におけるヨーク４，５の対向する面には、それぞれＶ字状の切欠き１９が形成されている。
なお、図３においては一方のヨーク５に形成されたＶ字状の切欠きを符号１９で示しているが、他方のヨーク４おいても対向する位置に、同様のＶ字状の切欠きが形成されている。

ヨーク４，５に形成されたＶ字状切欠き１９に対して、予め定められた針圧が加わった状態における前記一対のコイル１７Ａ，１７Ｂの位置関係は、好ましくは図３に示した状態になされる。
すなわちコイル１７Ａ，１７Ｂは、対向するヨーク４，５の間に位置して磁束に交差する部分（磁束を切る部分）と、Ｖ字状の切欠き１９によって磁束を切らない部分が存在するように位置される。

この場合、Ｖ字状の切欠き１９に沿って漏洩磁束が発生するため、好ましくは真円形状のコイル１７Ａ，１７Ｂの中心が、図３に示したようにＶ字状の切欠き１９の若干外側に位置するように設定される。
この状態において、スタイラスが１５がレコード盤の音溝をトレースし、コイル１７Ａ，１７Ｂが矢印Ｘ方向およびＹ方向に振動する。これによりコイル１７Ａ，１７Ｂが、磁束を横切ることにより生ずる起電力が左右の出力信号として取り出される。

ところで前記した構成によると、ヨーク４，５に形成されたＶ字状切欠き１９に沿って漏洩磁束が発生し、その漏洩磁束の磁束密度はＶ字状切欠きの頂部付近が高く、Ｖ字状切欠きの裾野付近は低くなることが知られている。
したがって、Ｖ字状切欠き１９の交差角度θを、例えば９０度に設定した場合には、前記した漏洩磁束の不均衡な分布により、漏洩磁束による等磁束密度線（磁束の仮想角度）は実質的に９０度よりも拡がり、これがクロストークを発生させる原因となる。

すなわち、図３においてコイル支持体１６が例えば矢印Ｘ方向に振動変位した場合には、コイル１７Ａには起電力が発生すべきではないところ、コイル１７ＡにおけるＶ字状切欠き１９の頂部付近と裾野付近においては、横切る磁束密度に差が生じ、これがクロストークとなる。
同様に、コイル支持体１６が例えば矢印Ｙ方向に振動変位した場合には、コイル１７Ｂには起電力が発生すべきではないところ、コイル１７ＢにおけるＶ字状切欠き１９の頂部付近と裾野付近においては、横切る磁束密度に差が生じ、これがクロストークとなる。

したがって、ヨーク４，５に形成されるＶ字状切欠き１９の交差角度θを９０度以下となるように設定して、Ｖ字状切欠き１９に沿って生ずる漏洩磁束による等磁束密度線が実質的に９０度となるようにすることで、クロストークの少ないＭＣカートリッジを得ることができる。

図４は、ヨーク４，５に形成されるＶ字状切欠き１９の交差角度に対するクロストーク特性を示したものであり、横軸はＶ字状切欠き１９の交差角度θを示し、縦軸はクロストーク特性に代わる１ｋＨｚの信号出力のチャンネルセパレーションの値を示している。
この図４に示すようにＶ字状切欠き１９の交差角度θが、６６度〜７０度付近が最良のクロストーク特性（チャンネルセパレーションが２７ｄＢ以上）を得ることができる。
そして、チャンネルセパレーションが２０ｄＢ以上となるＶ字状切欠き１９の交差角度θは６３度〜８０度であり、この範囲がＭＣカートリッジとして実用上において好適に採用し得るものであると言うことができる。

以上のとおり、この発明に係るＭＣカートリッジによると、単純な真円形状の発電コイルを利用することで、高い生産性と均一な品質を得ることができ、インピーダンスが低く高出力を得ることができるＭＣカートリッジを提供することが可能となる。
そして、対向する各ヨークに形成されるＶ字状切欠きの交差角度θを、６３度〜８０度の範囲に設定することで、クロストーク特性に優れたＭＣカートリッジを提供することができるなど、前記した発明の効果の欄に記載したとおりの作用効果を得ることができる。

１ ケーシング
２ 磁気回路
３ 磁石
４，５ ヨーク
６ ボルト
７ 間隙（磁気ギャップ）
９ 支持具
１０ ホルダー
１１ 支軸
１３ 振動部
１４ カンチレバー
１５ スタイラス
１６ コイル支持体
１７Ａ，１７Ｂ コイル
１９ Ｖ字状切欠き
３１ 音溝

Claims (6)

1. カンチレバーと、前記カンチレバーに取り付けられたスタイラスと、前記カンチレバーに取り付けられ前記スタイラスの振動に応答して振動する左右一対のコイルとを含む振動部と、磁石と一対のヨークを含み磁路を形成する磁気回路と、
   を備えた可動コイル型ステレオピックアップカートリッジであって、
   前記一対のヨーク間に間隙が形成され、この間隙に前記コイルが配置されると共に、前記磁路は前記間隙を通過し、
   前記コイルは真円形状の平面コイルであり、
   前記一対のヨークには、前記コイルを間にした対向する面にＶ字状の切欠きがそれぞれ形成され、
   前記Ｖ字状切欠きの交差角度θは、前記一対のコイルより得られる左右の出力信号のチャンネルセパレーションが、２０ｄｂ以上となる角度に設定されていることを特徴とする可動コイル型ステレオピックアップカートリッジ。
2. 前記左右一対の平面コイルは、前記スタイラスの直上におけるカンチレバーの前端部に取り付けられた非磁性体により形成されたコイル支持体の面に沿って配置されていることを特徴とする請求項１に記載された可動コイル型ステレオピックアップカートリッジ。
3. 真円形状の左右一対の平面コイルの各中心と、前記カンチレバーの軸芯とにおいて二等辺三角形が形成されるように、前記平面コイルが前記コイル支持体に配置されていることを特徴とする請求項２に記載された可動コイル型ステレオピックアップカートリッジ。
4. 前記左右一対の平面コイルは、接着剤を付着させた被覆導線を円形状に巻き固めて形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された可動コイル型ステレオピックアップカートリッジ。
5. 前記交差角度θは、６３度以上８０度以下の範囲にあることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載された可動コイル型ステレオピックアップカートリッジ。
6. 前記交差角度θは、６６度以上７０度以下の範囲にあることを特徴とする請求項５に記載された可動コイル型ステレオピックアップカートリッジ。

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