JP6395141B1 - 制振ダンパー、ターンテーブルおよびレコードプレイヤー - Google Patents

Abstract

【課題】ターンテーブルに加えられた振動を効率よく減衰させ、レコード針によってピックアップするノイズの量を激減させ、これによってノイズに埋もれて聞こえにくくなっていた原音を聴取可能にすることができる各手段の提供を目的とする。
【解決手段】
レコードプレイヤーのターンテーブル７に装着する制振ダンパー１であって、外周壁面２から内周壁面３に亘って連通させたハニカム構造の隔壁４によって区画された複数の小孔５を形成した環状体を構成し、当該環状体の前記外周壁面２若しくは内周壁面３を前記ターンテーブル７外周縁部８の内側面１１若しくは外側面に接触させた状態で装着可能に構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動を減衰させる制振ダンパーに関するものであり、特にレコードプレイヤーのターンテーブルの振動を抑制するターンテーブル用制振ダンパーに関するものである。

レコードによる音の再生は、レコードに形成した音溝内に針先を通過させることによって行われる。音溝内には微細な凹凸が形成されており、この微細な凹凸に衝突して生じる針先の振動エネルギーを電圧に変換することで音を電気的な信号として取得するようになっている。
針先が音溝内の凹凸に衝突して振動する際、その反作用としてレコード側も同等の衝撃を受けており、その衝撃がレコードを載置するゴム等のターンテーブルシートを介して金属製のターンテーブル（プラッター）にも伝わる。すなわち、針先がレコードを叩いた衝撃がターンテーブルに伝達されて共鳴を起こし、その共鳴音が再び針先で検出されることによって「プラッターの鳴き」という現象が生じる。この現象は、それなりの音響的な環境を有する人々の間では、原音には無いノイズとして認識されている。
一般的なレコードプレイヤーは、ターンテーブルの上面（天面）に、振動の抑制とレコードの保護を目的としたゴム製のターンテーブルシートを設けており、ターンテーブルからレコードにできるだけ振動が伝わらないような配慮が行われている。このようなターンテーブルシートとして、振動防止層を設けた特許文献1記載のレコード盤用ターンテーブルマットがあるが、ゴムはエネルギーを消すのではなくエネルギーを溜め込む性質があり、何時までも振動が止まないいわゆる鈍い「ゴムの音」として再生される性質がある。

音質を重視したレコードプレイヤーの多くは、回転時の慣性を利用して回転数を安定させるために、ターンテーブルをアルミニウム、鉄、真鍮等の金属によって形成した比較的重量のある金属円盤として形成する場合が多い。特に回転に伴う慣性力によって回転ムラを無くす目的から、外周縁に下方に垂下させた肉厚の周壁を設けることによって回転中心から最も遠い外周縁部分の重量を重くして回転時の慣性力を高めている。このような形状のターンテーブルは、与えられた振動が釣鐘のように共鳴して長時間残存する傾向がある。このようなターンテーブルの振動の抑制を目的としてプチルゴムや粘土等の貼り付けを行う場合があるが、顕著な制振効果は得られていない。

特開２０１３−９３０７９号公報

前述したように、ターンテーブルは外部から与えられた僅かな振動によって共鳴しやすく、その共鳴がレコード針を介してピックアップされ、レコードに記録された本来の音響信号とともに再生されノイズになる。このため、レコードプレイヤーで再生される音響信号の品質を高めるには、ターンテーブルの共鳴を防止することが望ましい。
本発明は、当該事情に鑑み発明したものであって、ターンテーブルに加えられた振動を効率よく減衰させ、レコード針によってピックアップするノイズの量を激減させ、これによってノイズに埋もれて聞こえにくくなっていた原音を聴取可能にする各手段の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。すなわち、
レコードプレイヤーのターンテーブルに装着する制振ダンパーであって、
外周壁面から内周壁面に亘って連通させたハニカム構造の隔壁によって区画された複数の小孔を形成した環状体を構成し、当該環状体を前記ターンテーブルの外周縁部に装着可能に構成したことを特徴とする制振ダンパー。

また、本発明は以下の構成を有する。すなわち、
レコードプレイヤーのターンテーブルに装着する制振ダンパーであって、
外周壁面から内周壁面に亘って連通させたハニカム構造の隔壁によって区画された複数の小孔を形成した環状体を構成し、
当該環状体の前記外周壁面若しくは内周壁面を前記ターンテーブル外周縁部の内側面若しくは外側面に接触させた状態で装着可能に構成したことを特徴とする制振ダンパー。

また、本発明は上記発明において以下の構成を有する。すなわち、
直径を縮めることによって生じた伸張力若しくは直径を広げたことによって生じた収縮力によって、前記ターンテーブル外周縁部に保持させたことを特徴とする。

また、本発明は上記発明において以下の構成を有する。すなわち、
前記ハニカム構造を構成する隔壁を、薄箔片（幅を狭く形成した薄板状のリボン）をスポット溶接により結合したリボン結合体として構成したことを特徴とする。

また、本発明は以下の構成を有する。すなわち、
制振機能を有するレコードプレイヤーのターンテーブルであって、
当該ターンテーブルの外周縁部に、外周壁面から内周壁面に亘って連通させたハニカム構造の隔壁によって区画された複数の小孔を形成した環状体からなる制振ダンパーを装着したことを特徴とするターンテーブル。

また、本発明は以下の構成を有する。すなわち、
制振機能を有するターンテーブルを有するレコードプレイヤーであって、
前記ターンテーブルの外周縁部に、外周壁面から内周壁面に亘って連通させたハニカム構造の隔壁によって区画された複数の小孔を形成した環状体からなる制振ダンパーを装着したことを特徴とするレコードプレイヤー。

本発明に係る制振ダンパーは、ターンテーブルの外周縁部に装着するハニカム構造を有した環状体として形成したものである。このハニカム構造は、互いに制振しあう微細なリボンの結合体として構成されているため、ターンテーブルに接触させることによってターンテーブルに生じている振動を速やかに吸収、減衰させることが可能になっている。このため、ターンテーブルの振動に伴うノイズの発生を極めて小さくすることができるという効果を有している。

本実施の形態に係る制振ダンパー１の外観斜視図である。 本実施の形態に係る制振ダンパーが有するハニカム構造の説明図である。 ターンテーブルを上方から見た状態の斜視図である。 ターンテーブルを下方から見た状態の斜視図である。 ターンテーブル外周縁部の内周面に制振ダンパーを取り付けた状態の外観斜視図である。 試験結果の報告書に掲載されている測定方法の概要を表した図 ハニカムリングを装着していないプラッター単体の振動変化を示したグラフ ハニカムリングを装着したプラッターの振動変化を示したグラフ ハニカムリングを装着していないプラッター単体のスペクトル分析として、衝撃加振に対する振動加速度の周波数応答関数を測定した結果を表したグラフ ハニカムリングを装着したプラッターのスペクトル分析として、衝撃加振に対する振動加速度の周波数応答関数を測定した結果を表したグラフ

以下、本発明を実施するための形態を図を用いて説明する。
図１は、本実施の形態に係る制振ダンパー１の外観斜視図である。制振ダンパー１は、外周面（外周壁面）２と内周面（内周壁面）３を有する環状体として構成されており、短い筒状（リング状）の外観を有している。
図２は、制振ダンパー１が有するハニカム構造の説明図であり、図１に示したA矢示部の構造を表したものである。制振ダンパー１は、ハニカム構造を有する隔壁４によって区画された複数の小孔５によって外周壁面２と内周壁面３を連通させた構造を有している。
以下、このハニカム構造を有するリング状に形成した制振ダンパー１を適宜「ハニカムリング」と称する。

環状体として形成されている制振ダンパー１は、ハニカム構造の隔壁４を形成した棒状の素体を、小孔５の一端が外周面２となり小孔の他端が内周面３を向く配置となるように、丸めて円環状にしたものである。このように棒状に形成したものを湾曲させて円環状に丸めたものであるので、制振ダンパー１の外周ではハニカム形状（小孔の断面形状）が円周方向に沿ってやや伸び、制振ダンパー１の内周ではハニカム形状が円周方向に沿ってやや縮んだ形状になっている。

制振ダンパー１を構成するハニカム構造は、薄い隔壁４を連続的に組み合わせることによって形成したものである。
隔壁４によって小孔５を形成する六角形状の区画（以下「セル」という）のサイズは、制振ダンパー１の外観全体の寸法と比較してかなり微細なものである。本実施の形態におけるセルのサイズは、一例として対辺間の内寸法が0.8mm（概ね0.7〜0.9mmの範囲）、セルの長辺を構成するリボン（薄箔片）６の長さが10.0mm（概ね9.5mm〜10.5mm）、リボンの板厚が0.05〜0.08mmである。本実施の形態では、このようなリボンをスポット溶接により部分的に結合したリボン結合体によってハニカム状の隔壁を構成している。

ハニカム状を成す隔壁４は、上記のような微細な薄箔片として形成されたリボン６を抵抗マイクロスポット溶接によって点接続することで構成されている。点接続の位置は1〜2ヵ所である。スポット溶接による接合部は、リボンが振動する際の「節」等として振動数や振動状体を左右する部位であるとともに、弾性体として制振ダンパー１が複雑なバネ性を得るための条件ともなっている。

１枚のリボン６は薄箔片であるため弾性変形が可能である。そして、このリボン６によって構成したセルを複数の層を成すように積層した形状のハニカム構造は、セルの積層方向に対して一定の範囲で弾性変形が可能となっている。制振ダンパー１は、この弾性変形可能な性質を利用して、弾性限度を超えない範囲で棒状の素体を環状に丸めて形成したものである。

また、このように形成した制振ダンパー１は、外周方向Ｂに沿って一定の範囲で伸縮可能であり、環状を成した形状の直径を伸張若しくは縮小させることが可能である。このため、制振ダンパー１には無荷重の状態と比較して直径を縮める方向に変形させると外周方向に広がろうとする力が生じ、直径を広げる方向に変形させると中心方向に縮小しようとする力が生じる。
この性質を利用すると、後述するように制振ダンパー１をターンテーブル７の外周縁部８に密着させることができるようになっている。すなわち、制振ダンパー１の直径を縮めた状態でターンテーブル７の外周縁部８の内周面１１に装着すると、その伸張力によってターンテーブル７の内周面１１に制振ダンパー１の外周面２が弾性的に密着する。

なお、本実施の形態では主としてターンテーブル７の内周面１１に制振ダンパー１を装着する例を説明しているが、制振ダンパー１の直径を伸ばした状態でターンテーブル７の外周縁部８の外周に装着すると、その収縮力によってターンテーブルの外周に制振ダンパー１の内周面３を弾性的に密着させることも可能である。このように、ターンテーブル７の外周に制振ダンパー１を装着しても差し支えないものである。

図３および図４は、レコードプレイヤーに装着して回転させるターンテーブル７の説明図であり、図３はターンテーブル７を上方から見た状態の斜視図、図４はターンテーブル７を下方から見た状態の斜視図である。
図示したターンテーブル７は金属製の円盤として形成されたものであり、回転ムラを低減するために、回転に伴う慣性力が大きくなるように外周縁部８を肉厚に形成し、回転中心９に至る領域の裏面を削る等して肉を薄く形成した構造を有している。この構造によって、ターンテーブル７の外周部に筒状の内周面が形成されている。ターンテーブル７の上面（天面）１０は、ゴム製のシート等を介してレコードを載置する載置面となっている。

図５は、ターンテーブル７の外周縁部８の内周面１１に制振ダンパー１を取り付けた状態の外観図である。制振ダンパー１は、この内周面１１に密着させた形で装着されるようになっている。
前述したように、制振ダンパー１の自然状態の外形寸法をターンテーブル７外周縁部８の内周面１１の内径よりも大きく形成しておくと、装着した際に直径を伸張させようとする弾性力が働いて制振ダンパー１の外周面（外周壁面）２を内周面１１に保持させることができる。この方法を主な取り付け方法として制振ダンパー１をターンテーブル７に装着するように構成すると、制振ダンパー１をターンテーブル７対して着脱可能に装着できるようになる。
この場合、制振効果や性質の異なる複数種類の制振ダンパーを用意した場合、利用者の好みや、ターンテーブルとの組み合わせに応じて最適な制振効果を発揮するように最適なものを選択し交換可能に装着することが可能になる。
なお、制振ダンパー１をスポット溶接や他の手段によってターンテーブル７に固定する場合であっても、溶接部等の固定部以外の部分はターンテーブル７に密着するので制振効果が損なわれることはない。

レコードプレイヤーに装着されたターンテーブル７は、一定の速度で安定的に回転することが求められるものであり、回転ムラの発生を最小限に抑えることが必要である。このため、ターンテーブル７単体では、レコードプレイヤーのスピンドルに対する装着孔を回転中心９として偏芯することなく回転するよう、バランスをとった切削加工が施されている。
制振ダンパー１は、このように高い精度で形成されたターンテーブル７に対して装着するものである。このため、制振ダンパー１は均質な重量分布を有する環状体として形成されており、真円に近い精度で加工されているターンテーブル７の外周縁部８の内周面１１に装着されても、回転バランスを悪化させることなくターンテーブル７と一体化して回転する。

なお、ターンテーブル７に対する制振ダンパー１の装着方法は、ターンテーブル７の回転バランスを悪化させることがなければ、上記した溶接以外の固定方法を採用してもよい。例えば、ターンテーブル７と制振ダンパー１のそれぞれに互いに係合可能な係合手段を設け、この係合手段を用いて両者を結合するように構成してもよい。

金属の削り出しによって形成したターンテーブル７は、外周縁部８に上面（天面）１０を構成する天板部から垂下した環状の壁部１２を有している。壁部１２は、回転時の慣性を高めるために必要な要素であるが、ターンテーブル７に振動が与えられると震動しゴーンという鐘鳴り現象が生じさせる部位である。この鐘鳴り現象に伴う振動がレコード針によってピックアップされ増幅されて不可聴音を含めてノイズとして出力されることになる。制振ダンパー１は、壁部１２に生じた振動を速やかに減衰させ鐘鳴り現象を解消することができるものとなっている。

制振ダンパー１を構成するハニカム構造は、その構造的な特徴として鋼体としての性質と弾性体としての性質の双方を持ち合わせている。具体的には、セルの長手方向への変形には剛体としての性質が強く働き、６角形を成す小孔５の形状を変形させる方向には比較的柔軟に弾性変形可能である。円環状に成型した制振ダンパー１の内部では、収縮しようとする外周面（外周壁面）２側に作用する力と、伸張しようとする周面（内周壁面）３側に作用する力が釣り合った状態になっている。

前述したように、本実施の形態に用いるハニカム状の構造体を構成するリボンは、幅が狭く軽量な金属箔である。ハニカム状の構造体は、このようなリボンをスポット溶接によって点接合することで形成されている。点接合であるスポット溶接の位置は各リボンによって少しずつ異なるものであり、組立時に発生するリボンの微妙なズレなどの様々な要素によって各リボンの共振周波数、負荷を受けた場合の変形の仕方等は異なるものである。このため、構造体全体としてのバネ定数は複雑かつ広範囲なものとなり、接合しているリボン間における互いの制振効果も生じるので制振ダンパー１自体は共振しにくい性質を有したもとなっている。

また、前述したようにリボンを構成する素材自体は軽く薄いため、接触した部材が有する広範囲な周波数の微振動を吸収することに適している。吸収した振動は、リボン自体の振動や変形、リボン同士を接合している溶接部を中心として摩擦等によって生じる熱エネルギー及び音波エネルギーに変換され大気中に拡散し消費される。
制振ダンパー１は、上記のような共振しにくい形状と構造に組み上げた多枚数のリボンによって構成されているので、ターンテーブル７に生じた広範囲な周波数の振動を吸収し、短時間に減衰させるようになっている。

また、前述したように直径を縮めた状態でターンテーブル７に装着されている制振ダンパー１は、その弾性力による拡大しようとする力によってターンテーブル７の内側に押しつけられている。また、ターンテーブル７に接触している部位はリボンの長手方向であるセルの端部であり、セルはこの長手方向に対して鋼体としての性質を有しているので、ターンテーブル７の振動が直接かつ効率的にセルに伝達されるようになっている。本実施の形態に係る制振ダンパー１は、振動が伝達されやすいセルの接触方向を、自然長からの復元力を利用した弾性を利用した密着方向に一致させた点も特徴の一つになっている。

制振ダンパー１に伝達されたターンテーブル７の振動は、セル内の空気の層によって吸収され、熱や音波として空気中に放出される。ハニカム構造は、表面積の大きな構造体であるので放熱性も良好であるため、振動の減衰効率を高めている。
制振ダンパー１のセルを構成する材質は、耐腐食性と溶接性などの面から一例として耐熱ニッケル合金（AMS5536、ASTM B435、JIS H4551）を使用している。また、耐熱性と耐腐食性があり、軽量であることを特徴とするチタン合金も制振ダンパー１のセルを構成する材質として適している。
なお、これらの素材が最適であるが、当然ながら同等の性質を有する金属に代替することは可能であるし、用途に応じて他の性質を有する金属に代替しても差し支えないものである。

上記構成の制振ダンパー１（ハニカムリング）の性能を確認するために、プラッター（ターンテーブル）の振動特性測定である波形分析およびスペクトル分析を東京都立産業技術センターに依頼した。図６は、試験結果の報告書に掲載されている測定方法の概要を表しものであり、図中に示された備考図１は「依頼品形状」として、制振ダンパー１を構成するハニカムリング、プラッター及び台座（プラッターを装着する試験用の治具）、ハニカムリングを装着したプラッターの写真を表している。また、備考図２は「測定方法」としてハニカムリング、プラッター及び台座の装着関係を断面図的に表したものである。振動の測定は、台座（支持台）の上面に凸設した支軸にハニカムリングを装着したプラッターを取り付け、専用の叩打装置（小野測器社製のインパルスハンマGK−３１００）によってプラッターを叩き（叩いた部位が「加振点」である）、測定装置によって振動の変化を計測するものである。測定部位はこの「加振点」の近傍であり、プラッター外縁部の振動の変化を計測している。測定に用いる加速度ピックアップには小野測器社製のＮＰ−３２１１が使用されている。また、分析機にはブリュエル・ケアー社のマルチアナライザplusが使用されている。

図７はハニカムリングを装着していないプラッター単体の振動変化、図８はハニカムリングを装着したプラッターの振動変化を示したグラフである。両グラフの縦軸は振幅であり、両グラフとも最大振幅を１として時間の経過に伴う振幅の変化を表したものである。
図７に表されているプラッター単体の振動変化は、時間の経過とともに徐々に振幅が減衰する傾向を示しているが、０．１秒後の振幅が約０．６、０．４秒後の振幅が約０．２、２秒後の振幅が０．１をやや下回る程度となっている。傾向として、一度振動を始めると振動が完全に無くなるには数秒以上の長い時間を要することがわかる。プラッターはレコードプレイヤーに装着されると継続的に微少振動を受けることになるが、このグラフに示された傾向から、プラッターが微少振動を受けている場合には減衰しにくく、振動する（鳴く）状態が長く継続することが理解される。

図８に表されているハニカムリングを装着したプラッターの振動変化は、叩打後０．１〜０．２秒程度で振幅がほぼ０になっている。傾向として、与えられた振動が直ちに減衰し始め、極めて短時間で振動が消失していることがわかる。プラッターはレコードプレイヤーに装着されると継続的に微少振動を受けることになるが、このグラフから解るように、振動を受けてもプラッターが振動し続ける（鳴く）ことがないことが理解される。

また、図９はハニカムリングを装着していないプラッター単体のスペクトル分析、図１０はハニカムリングを装着したプラッターのスペクトル分析として、衝撃加振に対する振動加速度の周波数応答関数を測定した結果を表したグラフである。周波数の測定レンジは、０Ｈｚ〜７０００Ｈｚである。両グラフの比較から、ハニカムリングを装着したプラッターは、ハニカムリングを装着していないプラッターと比較して周波数レンジ全体に亘って周波数応答関数の値が小さいことがわかる。
以上の実験結果からも分かるように、ハニカムリングを装着した場合におけるプラッターのノイズ抑制効果は非常に大きいものである。

また、装着するターンテーブル７の素材とは異ならせることが好ましく、ターンテーブル７が銅合金であるならばこれ以外の素材、ターンテーブル７がステンレスであるならばこれ以外の素材、ターンテーブル７がアルミ合金であるならばこれ以外の素材を用いることが望ましい。両者が同一の金属である場合には共振する可能性が考えられるので、物性の異なる異種の金属を用いることが最適である。

制振ダンパー１を取り付けたターンテーブル７はモーターによって回転するものであるが、このモーターの負担にならないようにターンテーブル７の重量を極力増加させないことが求められる。このため制振ダンパー１は軽量であることが必要である。
ハニカム構造を有する制振ダンパー１は、見かけ上の体積と比較して内部空間の比率が高く極めて軽量である。また、ハニカム構造のセルを構成する組み合わされたリボンは、接触しているリボン同士が互いの制振機能を果たすため、極めて効率的に短時間に振動を吸収するようになっている。
以上説明した各種の説明および手段は、特許請求の範囲に記載した発明を逸脱しない範囲において適宜組み合わせるコトが可能であり、本発明の技術的範囲に属するものである。

本発明は、レコードプレイヤーのターンテーブルの制振用ダンパーに利用可能である。

１ 制振ダンパー
２ 外周面（外周壁面）
３ 内周面（内周壁面）
４ 隔壁
５ 小孔
６ リボン
７ ターンテーブル
８ 外周縁部
９ 回転中心
１０ 上面（天面）
１１ 内周面
１２ 壁部

Claims (6)

1. レコードプレイヤーのターンテーブルに装着する制振ダンパーであって、
   外周壁面から内周壁面に亘って連通させたハニカム構造の隔壁によって区画された複数の小孔を形成した環状体を構成し、当該環状体を前記ターンテーブルの外周縁部に装着可能に構成したことを特徴とする制振ダンパー。
2. レコードプレイヤーのターンテーブルに装着する制振ダンパーであって、
   外周壁面から内周壁面に亘って連通させたハニカム構造の隔壁によって区画された複数の小孔を形成した環状体を構成し、
   当該環状体の前記外周壁面若しくは内周壁面を前記ターンテーブル外周縁部の内側面若しくは外側面に接触させた状態で装着可能に構成したことを特徴とする制振ダンパー。
3. 直径を縮めることによって生じた伸張力若しくは直径を広げたことによって生じた収縮力によって、前記ターンテーブル外周縁部に保持させたことを特徴とする請求項１又は２記載の制振ダンパー。
4. 前記ハニカム構造を構成する隔壁を、薄箔片（リボン）をスポット溶接により結合したリボン結合体とし構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項記載の制振ダンパー。
5. 制振機能を有するレコードプレイヤーのターンテーブルであって、
   当該ターンテーブルの外周縁部に、外周壁面から内周壁面に亘って連通させたハニカム構造の隔壁によって区画された複数の小孔を形成した環状体からなる制振ダンパーを装着したことを特徴とするターンテーブル。
6. 制振機能を有するターンテーブルを有するレコードプレイヤーであって、
   前記ターンテーブルの外周縁部に、外周壁面から内周壁面に亘って連通させたハニカム構造の隔壁によって区画された複数の小孔を形成した環状体からなる制振ダンパーを装着したことを特徴とするレコードプレイヤー。
   
   

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