JPH0250552B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の関連する技術分野〕 この発明は、信号ピツクアツプ容器構体に、更
に詳しくはたとえばキヤパシタンス・ビデオ・デ
イスク装置のような高密度デイスク・レコード再
生装置用のピツクアツプ・カートリツジに関する
ものである。

〔従来の技術〕

市販されているビデオ・デイスク装置はデイス
ク・レコードから記録信号を再生する装置を持つ
ている。この信号は、デイスク・レコードの情報
トラツク中に幾何学的な（形状、寸法等の）変化
として極めて高密度の形で記録されている。信号
トラツクの密度は2.54cm（１インチ）当り大体
10000本程度で、幾何学的変化のピツチは2.54cm
当り約50000である。記録されている信号の上記
寸法により、(イ)信号の漏話を除くためには信号再
生用変換器が少なくともデイスクとの対接点で上
記と同等の寸法を持つていること、(ロ)変換器に信
号トラツクを追随させる何等かの手段を設けるこ
と、および(ハ)異物やデイスクの撓みが変換器を持
上げて信号再生を中断させることがないように変
換器とデイスクの相互作用すなわち圧力の一様性
を確保するための手段を設けること、が必要とな
る。

この装置では、ピツクアツプ変換器とデイスク
間に相対速度を生じさせることにより信号が再生
される。変換器とデイスクの相対速度の変移を補
償するために、信号トラツクに沿つてピツクアツ
プ変換器を動かす手段、すなわちアーム伸長手段
が設けられている。

市販の装置においては、信号ピツクアツプ変換
器はサービスと取換えの便のためにカートリツジ
中に支持されている。ピツクアツプ変換器は、ピ
ツクアツプ電極が形成された誘電体スタイラスで
ある。このスタイラスの電極と前記の幾何学的変
化とは共働して、記録されている信号に従つて時
間的に変化するキヤパシタンスを生成する。この
時間的に変化するキヤパシタンスは、次にプレー
ヤの回路中で上記記録されている信号の電気的表
徴に変換される。スタイラスは、比較的長くかつ
軽量のスタイラス・アームの一端に固着されてい
る。スタイラス・アームの他端は、スタイラスを
突出させてデイスクに接触させるための手段が構
じられているカートリツジ容器の内部に弾性的に
取付けられている。このスタイラス・アームの一
端とカートリツジ本体との間には板ばねがあつ
て、スタイラス電極に対する電気的接続をなすと
共に、レコード再生動作時に適切なスタイラス・
デイスク接触圧を与えるようになつている。アレ
ン氏に与えられた米国特許第4030124号には、市
販のビデオ・デイスク・プレーヤに現に供給され
ている形式の信号ピツクアツプ・カートリツジが
開示されている。

スタイラスとスタイラス・アームとの組合せ構
体は寸法が小さいので、たとえばプレーヤ内でカ
ートリツジのサービス、組込みまたは交換をする
ときのような、取扱い時に非常に損傷を受けやす
い。その様な損傷を防ぐために、取扱い中にはこ
のスタイラス−スタイラス・アーム組合せ構体を
カートリツジ容器の内部に引込めて保持しておく
ことが望ましい。従来、市販のカートリツジで
は、スタイラス・アームは、或る間隔を隔てた１
対の脚部を持つた比較的長いＵ字形ばねとこの間
隔を隔てた両脚部を結合する交差片とによつてカ
ートリツジ内に保持されていた。この脚部の両端
は、所要の弾性力を生ずるようにコイル状にされ
て、両脚をスタイラス・アームに平行にしまた交
差片をスタイラス・アームに係合させてこれを容
器内に保持するようにして、カートリツジ本体内
に取付けられている。このばねは、カートリツジ
をプレーヤに取付けたときその上を閉塞する蓋体
に固着した突起部材によつて抑えられる（詳細は
米国特許第4030124号参照）。

〔発明の開示〕

この発明は、カートリツジ内の引込み位置にス
タイラス・アームを抑止するための保持器に関す
るもので、この保持器は、価格が安く、製造容易
でかつカートリツジ本体に組込み易く、更に比較
的小型でカートリツジ容器内の比較的小さな体積
と面積としか占有しないという特長がある。

この保持器の一実施形態は、薄いシート状の弾
性材料（たとえば燐青銅ばね材）を、向い合つた
両側壁の各一辺から延びる指状延長部を持つ３面
体に切断成形して作られた、一体構造の基体より
成る。この基体の両側には、この保持器をカート
リツジに取り付けるためにカートリツジの対応孔
に保持器を挿入したときカートリツジ頂壁の相対
向する両面に係合する、互に外向きに離反するよ
うな形をとる弾性タブがある。

指状延長部はカートリツジ容器中に突出して、
その両末端がこの容器の両側面間の中央で互に会
合するように曲げられている。両指状延長部は互
に加圧関係に係合している。指状延長部の両末端
は互に相手方に向つて僅かにわん曲して、スタイ
ラス・アームがその引込み位置をとつたときスタ
イラス・アームを包むように位置づけられた丸み
のついたアーチを形成している。

スタイラス・アームは、カートリツジがプレー
ヤに取付けられているとき、両指状延長部間に挿
込まれて両延長部を外方に曲げるためのプレーヤ
に取付けられた突片によつて指状延長部から外さ
れる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して詳細に説明する。

第１図には、信号ピツクアツプ・カートリツジ
１０が拡大された切開図の形で示されている。こ
のカートリツジは、側壁１１（一方のみ示す）
と、これら２つの側壁を或る間隔をもつてしつか
りと保持している頂壁１２とを持つている。カー
トリツジ１０の底面は開口している。頂壁１２と
側壁１１とは内部に信号ピツクアツプ・スタイラ
ス２１を支持する容器を形成している。

ピツクアツプ・スタイラス２１は、細長い軽量
のスタイラス・アーム１９の先端に固着されたス
タイラス・ホルダ２３（たとえば、プラスチツク
成形品）に取付けられている。スタイラス・アー
ム１９の基体部は、柔軟性（コンプライアント）
支持体２５によつてカートリツジの頂面１２に支
持されている。スタイラス・アーム１９の先端と
カートリツジ容器と一体のたな１４との間には弧
状に加圧変形された板ばね１６が接続されてい
て、カートリツジの底面を通つてスタイラスを押
出すように構成されている。板ばね１６は金属製
のリベツト１５によつてたな１４に固着されてい
る。この板ばねは、通常、導電性であつて、２つ
の機能すなわち、(イ)カートリツジが信号再生位置
をとつたとき所要のスタイラス−デイスク間圧力
を与える、および(ロ)ピツクアツプ・スタイラス電
極と信号処理回路（図示せず）との間の電気的接
続を形成する作用を行なう。

第１図の形態において、スタイラス・アームの
少なくとも基端部は、Ｎ極とＳ極をスタイラス・
アームの長軸に沿つて並べた永久磁石１８を受入
れ得るように、中空になつている。磁石１８は、
プレーヤ内に設けられた電磁コイルと共働して、
信号の再生期間中、スタイラスとデイスク間の速
度修正のためにスタイラス・アームを長手方向に
直線運動を与える作用すなわちアーム伸長作用を
行なうものである。

第２の大体細長い永久磁石１７がスタイラス・
アーム１９の基端部に近い位置に固着されてい
る。磁石１７はスタイラス・アームに直交するよ
うに取付けられ、またその長軸が実質的に垂直に
すなわちカートリツジ頂壁１２に実質的に直角に
なるようにされている。磁石１７の幅はスタイラ
ス・アームの直径（幅）よりも小さくスタイラ
ス・アームの通孔に挿入されている。磁石１７の
Ｎ極およびＳ極はその垂直軸に沿つて形成されて
いる。

磁石１７は、プレーヤ内に取付けられた前記と
は別の電磁コイル（図示せず）と共してスタイラ
ス・アームを捩つてスタイラスに横方向変位を与
えるように構成されている（米国特許第4183059
号および同第4258233号参照）。

このカートリツジ構体は、カートリツジがプレ
ーヤ外に在るとき、たとえば貯蔵時または取扱い
時にスタイラス・アームをカートリツジ容器の内
部の引込位置に保持するための保持器２０を持つ
ている。この引込位置で、スタイラス・アーム１
９はカートリツジ本体と一体的にモールドされた
倒立クレードル１３に当接する。保持器２０は１
対の弾性指状部４１，４２を有し、これらはスタ
イラス・アーム１９を囲んでこれを係止しクレー
ドル１３中に保持するように構成されている。カ
ートリツジをプレーヤ中に取付けると、保持器の
上記指状部は互に拡張離反してスタイラス・アー
ムを解放し、重力と板ばねによりスタイラス・ア
ームの先端が下方に回動変位されるようにする。
信号再生期間中のスタイラスの大体の位置すなわ
ち向きは破線で画いたスタイラス・アームによつ
て示されている。

カートリツジの設計は幾つかの商業的なおよび
装置としての制限事項に基いている。これらの制
限としては、スタイラス・アームに固着するアー
ム伸張器用磁石（たとえば１８）は小さいものを
使用すること、およびスタイラスの横方向変位は
スタイラスの中心位置すなわち非拘束位置に対し
て可成り広範囲の横方向スタイラス位置にわたつ
て予測可能であることなどがある。より具体的に
言えば、その装置はスタイラスを、それがレコー
ド上で係合することになるトラツクを中心として
その両側の或る範囲（たとえば、トラツク本数で
表わせば上記トラツクの内外側のそれぞれ100本
に及ぶ範囲）内のどのトラツクに係合していて
も、第１トラツク、第２トラツク……という具合
にトラツク相互間で正確に再位置付けできるもの
でなければならない。この融通性を実現するため
に、板ばねは、所要のスタイラス−デイスク間ト
ラツキング圧を維持しつつ、この範囲にわたつて
横方向の動きに対して比較的一様な柔軟性（コン
プライアンス）を呈するものでなければならな
い。1982年６月29日付でテイラー氏に与えられた
米国特許第4337536号には両端部付近にくびれた
部分を設けたフライリード（板ばね）が開示され
ているが、これはスタイラスの横方向運動に対し
一般に可成り大きな柔軟性を与えるものである。
この構造で所望の垂直方向の力を得るには、フラ
イリードがスタイラス・ホルダから或る特定角度
たとえばスタイラス・アームの軸線に対して60度
の角度で延長離反することが必要である。このく
びれ部分を持つフライリードは市販カートリツジ
用として良好なものであることが判つたが、組立
に費用がかかると共に取扱い難く、従つてこの発
明にとつては適していない。

この発明に必要な諸パラメータは、板ばねの両
端をそれぞれカートリツジの頂壁１２とスタイラ
ス・アームの長軸との平面に実質的に平行になる
ように取付けることによつて、実現できる。この
構成と板ばねの適切な寸法形状の選択によつて、
一様な横方向柔軟性（ラテラル・コンプライアン
ス）と実効縦方向弾性（レジリエンス）に関して
適切な構成が得られる。

スタイラスの横方向変位は、スタイラス・アー
ムを比較的ゆつくりと所望移動方向に捩つてその
取付部に対して巻ききるようにし、次に急速にス
タイラス・アームを放す。この捩りによつて、ス
タイラス・アーム構体の質量中心がスタイラス−
デイスク対接点の回りにゆすられて、質量中心を
所望方向に移動させることになる。捩り力を急速
に緩めると、スタイラス・アーム取付部（板ばね
１６と支持体２５）に生じた復元トルクがスタイ
ラス・アームをその質量中心の周りに回動させて
スタイラス・チツプを所望方向に移動させる。

捩りは、永久磁石１７の一方の極を、その何れ
かの側に配置した電磁コイルを選択的に付勢して
発生させたほぼ均一な磁界に作用させることによ
つて、与えることができる。この機構は、米国特
許第4258233号に明示されているが、それによれ
ば永久磁石はスタイラス・アームの先端部付近に
取付けられていて、コイルで生じた磁界がスタイ
ラス・アームに捩りを与えるのみならず、正味磁
気吸引力および／または反撥力によつて同アーム
に直流横方向作用力を与える。この直流横方向作
用力はコイルに対する永久磁石の相対的位置によ
つて決まる。スタイラス位置の比較的広い範囲に
わたつて正確なスタイラス位置付けを行なう要の
ある現用途に対しては、上記直流作用力の位置依
存性を小さくすることが必要であつた。直流横方
向作用力の影響は、現在のカートリツジでは永久
磁石１７をスタイラス・アームの基端部により近
く配置することによつて低減している。支点に近
くすればする程、磁石１７は大きな横方向変位を
受けず従つて直流横方向作用力の位置依存性はよ
り小さくなる。更に、スタイラスに対するこの直
流作用力の効果は、磁石がレバー腕の短い方の端
部にあることによつて大幅に低減される。

スタイラス・アームの復元捩り運動は主として
スタイラス・アーム支持体２５によつて与えられ
る。しかし、捩りとその復元が可能な支持体の設
計は必要なアーム伸張作用（速度修正）を可能に
する支持体設計条件と調和せねばならない。既述
のように、アーム伸張作用は、永久磁石１８と相
互作用してスタイラス・アームにその長手方向運
動を与える可変磁界を生成する電磁石によつて行
なわれる。この様な構造のために選ばれる一例ス
タイラス・アームの内径は1.016mm（0.04インチ）
で、非常に小さな磁石を収容し得るに過ぎない。
小さな永久磁石はその発生磁界が小さいから、そ
の磁界と電磁コイルとの相互作用により大きな力
を発生させるには不充分である。従つて、その様
な磁石でスタイラス・アームにその長手方向運動
を生じさせるためには、スタイラス・アームがそ
の長手軸に沿つて可成り自由に動き得るものでな
ければならない。軸方向運動の自由度はスタイラ
ス・アーム支持体２５の柔軟性の関数である。そ
して最後に、スタイラス・アームの先端部はエネ
ルギ蓄積素子すなわち板ばねによつてカートリツ
ジに取付けられているので、支持体２５はスタイ
ラス・アームの軸方向運動に対して或程度の制動
作用を与え得るものでなければならない。

支持体２５の物理的な形状は第２図Ａ，Ｂおよ
びＣに良く示されている。第２図Ａは、この支持
体が第１図のカートリツジ内にあるときの側面図
を示している。支持体は、その幅に比べて厚さの
薄い大体長い扁平な本体をもつ柔軟性のあるエラ
ストマで作られている。この支持体には、それを
カートリツジの頂壁１２に取付けるため、短小部
２７で隔てられた２つの拡大部２６と２８が設け
られている。カートリツジにこの支持体を取付け
るには、拡大部２６を絞つてすなわち圧縮してカ
ートリツジ頂壁１２に設けてある開孔１２′に挿
通する。そして拡大部２６が開孔１２′を通過し
て拡大部２８が頂壁１２の下面に衝き当るまで、
上記開孔を通してこの支持体を引張る。両拡大部
の中間の短小部２７は開孔１２′の長さよりも短
く、そのため拡大部２６を放して頂部１２の反対
側の面上で再び拡張させると、短小部２７には張
力が生ずる。従つて、拡大部２６と２８はこの支
持体を緊縮力でカートリツジにしつかりと固定す
る。

拡大部２８は、頂部１２中の同形の凹部に陥入
し得るような形をしているので、この支持体をカ
ートリツジ内に適正に位置付けする役目も果す。
カートリツジ構体１０をプレーヤ内に取付ける際
には、この構体はアーム移動架台中の同形凹部中
に置かれるが、拡大部２６はサービス時にこの移
動架台からカートリツジを取外すための把手とな
る。

支持体の本体２９は細長く扁平でカートリツジ
表面１２の頂部からほぼ垂直に吊下される。拡大
部２８から距離Ｌの位置にはスタイラス・アーム
を受入れるための孔３１がある。この孔３１は、
スタイラス・アームの外径よりも小さくてその中
にスタイラス・アームを圧縮力により保持する
が、また、若し必要ならスタイラス・アームを接
着剤で固着することも可能である。この取付孔３
１の部分でスタイラス・アームが過度に支持体に
歪を与えることがないように、またはスタイラ
ス・アームを一層緊密に支持体に取付ける手段と
なるように、破線で示されるカラー３２を付設す
ることもできる。長さＬ、幅Ｗおよび厚さｔは、
扁平な面に直角方向に所要の柔軟性（コンプライ
アンス）を呈するような寸法に選ばれる。外径が
1.14mm（0.045インチ）の薄肉アルミニウム管製
で長さが41.9mm（1.65インチ）のスタイラス・ア
ームを有するカートリツジ用の支持体の或る一例
寸法は、長さＬが7.6mm（0.3インチ）、幅Ｗが3.05
mm（0.12インチ）、厚さが0.38mm（0.015インチ）
で、材料はシヨア“Ａ”型押込み硬度計による硬
度が30のブチルゴムである。

一様な、長さ、幅および厚さを有する支持体が
同時にアーム伸張作用に関する所望の長手方向柔
軟性とスタイラスの横方向変位すなわち捩りに対
する捩り柔軟性とを呈することがないことが判つ
た。所望の捩り柔軟性（トーシヨナル・コンプラ
イアンス）は、取付孔３１から比較的短い距離
L₂の位置にある比較的小部分３０の本体２９の
幅を小さくすることで、この系の長手方向柔軟性
を実質的に損なわずに、得ることができる。第１
図においてスタイラス・アームの向きは、デイス
ク上に静置したスタイラスと支持体２５によつて
吊下げられているその基端部とによつて決められ
ていることに注意すべきである。アーム伸張作用
力は孔３１と同軸的にスタイラス・アームに沿う
方向に与えられる。長手方向の柔軟性に影響のあ
る狭小部３０のために、スタイラス・アームは支
持体のその部分で曲がつてまたは首振り状態に配
設されるであろうが、スタイラス・アームの向き
とアーム伸張器の作用力の方向とがその様な曲が
りを防止するのでこの狭小部３０が長手方向柔軟
性に及ぼす影響は重要なものではない。上記実施
例の狭小部３０は、幅が約0.76mm（0.03インチ）
の長さにわたつて0.508mm（0.02インチ）であつ
て、拡大部２８から約5.59mm（0.22インチ）の所
に設けられている。

永久磁石１７に磁界を作用させてスタイラス・
アームに反時計方向の捩り力を与える場合につ
き考える。磁石１７に働く吸引力（反撥力）は、
スタイラス・アームを横方向に動かそうとすると
直流力F₈を発生する（第２図Ｂの作用力図参
照）。この捩りトルクに対する支持体の反作用で、
直流力F₈によつて与えられる方向に抗する上向
きおよび横向きの作用力F₇が生ずる。両方の力
の横方向成分は相殺し合つてスタイラス・アーム
の基端部の横方向運動を最小にする。狭小部３０
は支持体が孔３１の軸線に平行な軸線を中心とし
てわん曲できるようにする。スタイラス・アーム
の反反時計方向捩れによつて、狭小部３０の左側
および右側にそれぞれ張力と圧縮力が生じ、また
スタイラス・アームの基端部が大体上昇する。支
持体中に生じたこの張力と圧縮力は、磁気的な捩
り作用力が除かれたときスタイラス・アームを平
衡位置に捩り戻すような復元力を生ずる。更に、
スタイラス・アームの基端部をその上昇位置から
元通りに下降させようとする重力がこの支持体に
よる復元トルクを助勢する。

ここまでの説明で、支持体をカートリツジに取
付けるため索環型構造が、カートリツジの組立て
に便利であるのみならず、支持体の主体部を自由
吊下することによつて支持体本体２９の機械的パ
ラメータに影響を与えないという効果を呈するこ
とが理解されよう。こうして、本体２９の共振周
波数は事実上取付機構の影響を受けることはな
い。

次に第３図と第４図について、スタイラス・ア
ーム保持器について説明する。保持器２０は、た
とえば厚さが0.152mm（0.006インチ）のＣ級スプ
リングテンパーの燐青銅ばね材或いは厚さが
0.152mmの301番４分の３硬質ステンレス鋼などの
連続的な弾性材料シートを選択的に成形し所要の
形状に曲げて形成した一つの素子である。この保
持器は、相対する両側壁の各一辺から延長する指
状部材４１と４２を有する３面体の本体４０を持
つている。両指状部材は、相対する２つの側壁の
ほぼ中間の平面上で本体４０から離れたある点で
相互に会合するように、内向きに或る角度がつけ
られている。本体の両側壁の底部先端は外方にお
よび上向きにわん曲してタブすなわちフランジ４
５と４５′を形成している。各側壁の上記フラン
ジ４５，４５′の上方には３辺切込み部が形成さ
れ、その３片に囲まれた部分は外方に押出されて
クリツプ係止具またはタブ４６，４６′となつて
いる。この保持器４０をカートリツジ１０中に入
れると、フランジ４５（４５′）とクリツプ係止
具４６（４６′）は頂壁１２の対向両面上に圧縮
状態で配置されて、保持器２０をカートリツジに
しつかりと保持する。

指状部材４１と４２の先端は、それぞれその幅
の２分の１づつ矩形状に切り取られて、幅が半分
になつており、残つた先端部４３と４４は十字に
交叉し、抑制されなければ上記切り取りによつて
出来た相手方の肩部に互に当接できるようになつ
ている。指状部材４３と４４の各先端部は内側に
僅かに弧状をなしている。

この保持器２０は、その指状部材が支持用クレ
ードル１３のそれぞれの側に在るようにして、頂
壁１２中の同形の孔を介してカートリツジ中に挿
入される。指状部材４１と４２は、スタイラス・
アームが引込位置にあるときその先端部４３と４
４がこれを包み込む形で、クレードルに加圧衝合
するように上記両側壁からわん曲している。スタ
イラス・アームは、両指状部材間に、第４図に破
線で示すように、ほぼ矩形の強固な舌片５０を挿
入することによつて指状部材間から解放される。
舌片５０は、カートリツジをプレーヤ中に入れた
ときその上を閉じるカバー（図示せず）に固着さ
れている。スタイラス・アームは、指状部材が外
側に開いたとき、重力と板ばねの弾力によつてク
レードルから離れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はビデオデイスク・プレーヤの信号ピツ
クアツプ・カートリツジの要部切開図、第２図
Ａ，ＢおよびＣは柔軟性スタイラス・アーム支持
部材の側面、正面および頂面図、第３図は第１図
のカートリツジに設けられるこの発明によるスタ
イラス・アーム保持器の一例斜視図、第４図は第
３図の保持器がスタイラス・アームを解放する方
法を示す解説図である。 １０…カートリツジ、１９…スタイラス・アー
ム、２１…スタイラス、２０…保持器、４０…保
持器の本体、４１，４２…扁平な延長部（指状部
材）、４３，４４…指状部材の先端部、４５，４
５′…フランジ、４６，４６′…クリツプ係止具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ それぞれ上辺と底辺とを有し、第３の側壁に
   よつて互に離隔されている実質的に平行な第１と
   第２の側壁を有する基体と、上記第１と第２の側
   壁の上辺から互に会合するような角度をもつてそ
   れぞれ延長し実質的に上記第１と第２の側壁の中
   間の面上で互に加圧係合する第１と第２の平坦な
   延長部と、上記第１と第２の側壁の外側面に固着
   していて上記基体をカートリツジ容器の一つの壁
   に保持する手段とを具備する信号ピツクアツプ・
   カートリツジ容器におけるスタイラス支持アーム
   の保持器。