KR800000764B1 - 전동형 픽업(pickup) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전동형 픽업(pickup)

제1도는 본 발명의 카아트리지를 일부 절결하여 조립구성을 나타낸 사시도.

제2도는 각각 본 발명의 카아트리지의 구조 단면도.

제3도는 본 발명의 카아트리지의 코일과 바늘 캔틸레버와 일체로된 자석의 관계도.

제4도는 제3도의 A-A′선에 따라 취한 크로스토크(crosstalk)의 설명도.

제5도는 본 발명의 카아트리지의 자기회로를 나타낸 발전 원리도.

제6도는 본 발명의 카아트리지의 코일을 2등분으로 분할한 다른 상태의 조립구성을 일부 절결하여 나타낸 사시도.

제7도는 본 발명의 카아트리지의 코일을 2등분으로 분할한 코일과 자석의 관계도.

제8도는 본 발명의 카아트리지의 코일을 2등분으로 분할한 자기회로를 나타낸 발전 원리도.

제9도는 본 발명의 카아트리지의 코일을 2등분으로 분할하여 감은 각각의 코일의 권취방향을역으로 한 코일의 접속도.

제10도는 본 발명의 카아트리지의 코일을 2등분으로 분할하여 감은 각각의 코일을 동일 권취방향으로 한 코일의 접속도.

제11도는 본 발명의 카아트리지의 자기회로에 요오드(yoke)를 사용한 다른 상태의 조립구성을 나타낸 사시도.

제12도는 제11도의 자기회로도.

제13도는 본 발명의 카아트리지의 자기회로에 요오크를 사용한 바늘진동계 자기투과재료를 사용한 다른 상태의 조립구성을 나타낸 사시도.

제14도는 제13도의 자기회로도.

본 발명은 전자형(電磁型) 카아트리지에 있어서 기계적 진동신호를 전기적신호로 변환시키는 시스텐에 관한 것이며, 더 구체적으로 진동계를 이동자석형 또는 유도자석형과 같은 간단한 구조를 사용하고, 변환계를 극편(pole pieces)과 같은 매개체를 사용하지 않고, 직접 자속(磁束 : magneticflux)이 코일을 커트하는 변환시스템에 관한 것이다.

이들 전자형의 변환기는 2종류로 구분할 수 있는데, 그중의 하나는 이동자석형(이후 “MM 형”이라고 함) 또는 유도자석형(이후 “IM 형”이라고 함)에 관한 것이고, 다른 하나는 이동 코일형(이후 “MC형”이라고 함)에 관한 것이다.

앞의 형, 즉 MM형이나 또는 IM형의 변환기에 있어서는 자석 또는 자기투과성 재료로부터의 자속은 극편이 배열된것에 상응하여 진동되고, 자기회로가 극편으로 형성되어 코일이 코일중에 전압을 도입하기 위한 자속의 증감변화를 감지할 수 있는 형태이다. 환언하면, 자석 또는 전기자(armature)가 진동됨으로써 자속의 변화가 처음에 극편에 전달되고, 이것을 통해 전압이 코일에 유도된다.

후자형의 카아트리지는 코일자체가 매개물 없이 자속을 직접 커트하기 위해 일정한 자속밀도로 이동되는 장치이다.

이들 두 장치의 장점과 결점을 각각 비교하면, 전자에 있어서 기계진동계는 자석 또는 전기자와 캔틸레버(contilever) 및 바늘팁(stylustip) 만으로 구성되어 구조가 간단하고, 바늘팁의 유효질량을 적개할 수 있다.

또, 이 형태는 권선수를 증가시켜 고출력전압을 낼 수 있는 이점을 갖고 있다. 따라서, 이 형태의 카아트리지는 전자형 카아트리지에 주로 사용되고, 고급 및 대중용에도 널리 사용되고 있다. 그러나, 한편 기계적신호를 전기적 신호로 변환시킴에 있어서 극편과 같은 중개물을 전기한 바와 같이 필연적으로 사용해야만 하고, 이것을 통해 출력전압을 코일중에 도입하며, 그의 전압은 극편의 자기재료(磁氣材料)의 자기 왜곡(magnetostriction)이나 또는 주파수 특성에 의해 영향을 받으므로 기계적 진동신호를 전기신호로 고충실도로 전환시킬 수 없으므로 이 형태의 카아트리지는 하이파이(highfidelity)의 재생음을 얻을 수 없는 결점을 갖고 있다.

한편, 바늘 캔티레버와 일체로 형성된 코일을 일전한 자속밀도를 갖는 자계중에 배치하고, 또 직류자계의 자속을 직각으로 커트하도록 배열한 후자의 카아트리지에 있어서는 코일과 직류자계 사이에 왜곡이나 또는 기타의 바람직하지 않는 영향을 일으키는 극편과 같은 중간 매개물이 없기 때문에 코일의 이동에 따라서 하이파이로 코일에 출력전압을 유도할 수 있는 잇점이 있다.

다시말하면, 기계적 진동신호로 부터 전기적신호로 직접 전환시키기 때문에 이 형태의 카아트리지는 하이파이의 재생음이 얻어지는 이점이 있다.

그러나, 코일자체가 진동함으로서 기계진동계가 복잡하게되고, 바늘팁의 기계 임피이던스가 필연적으로 증가하는 결점이 있다. 또, 권취수를 증가시킬 수 없으므로 고출력전압을 얻을 수 없고 실용작동에 있어서는 거의 부스터 변압기(booster transformer)를 필요로 하게된다. 이러한 형태의 카아트리지는 코일의 기계진동계에 일체로 형성되어 있기 때문에 바늘을 교환할 수 없고, 제조공정수가 증가하여 필연적으로 제품가격을 증대시키는 결점을 갖는다.

그러므로 이러한 형태의 카아트리지늘 고급제품에만 사용될 수 있다.

그리하여, 본 발명은 이들 종래의 2방식의 장점들을 결합하고, 또 종래 제품들의 결점을 제거한 새로운 방식을 제안한 것이다. 즉, 진동계를 MM형 또는 IM형과 같은 구조가 간단한 것을 사용하고, 한편 기계신호를 전기신호로 변환하는 변환계에 있어서, 극편과 같은 매개물을 사용하지 않는다.

그러므로, 본 발명의 목적은 기계신호를 전기신호로 변환시킴에 있어서 어떤 매개물을 사용하지 않고 자속이 직접코일을 커트하는 고변환효율을 갖는 전동형 카아트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 코일이 2개 부분으로 분할되어 자석이 분할된 코일의 경계선상에 위치되고, 자속이 코일을 커트하는 성분만이 출력전압으로서 검출되는 양호한 S/N비를 갖는 전동형 카아트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 바늘팁, 캔틸레버 및 자석 또는 자기투 과재료의 전기자만으로 구성되는 간단한 바늘캔틸레버 조립체(assembly)를 사용하여 바늘팁의 유효질량을 경감시키고, 또 이 조립체를 교환할 수 있는 전동형 카아트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 기타 목적은 변환계에 있어서, 코일의 권취수를 증가시켜 변압기를 사용하지 않고 고출력전압을 얻을 수 있는 전동형 카아트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 주요구성부분을 서로 평행하게 배치한 코일에 의해 감은 2개부분 만으로 구성하여 그 구성을 간단히 하고, 조립 공정수를 대폭적으로 격감시킬 수 있는 간단한 전동형 카아트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 입체음향조작이 가능한 전동형카아트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 기타 목적과 특징들은 이후 도면을 참조함으로써 명백해 질 것이다.

제1도에 있어서(1) 및 (2)는 각각 오른쪽 채널 및 왼쪽 채널용 코일프레임을 나타내며, 그 주위에 코일(3) 및 (4)가 각각 코일 프레임의 길이방향에 대해서 직각방향으로 감겨진다.

(5) 및 (6)은 각각 코일프레임(1) 및 (2)를 지지하기 위한 고정판이다. 코일 프레임(1) 및 (2)는 도시한바와 같이 서로 평행하고, 일정한 각도로 대향되며, 이 각도내에 자석(9), 캔틸레버(10) 및 바늘팁(11)을 보유하늘 바늘캔틸레버 조립체가 배치된다. 이 조립체는 댐퍼고무(8)로 제동되어 바늘 호울더(7)에 의해 지지되고, 음구(sound grooves)에서 진동되어 이 조립체의 자석(9)으로부터 나오는 자속을 2개의 코일에 대해 직각으로 커트하도록 하여 바늘팁의 이동에 따른 신호를 낼 수 있도록 가동식으로 구성되어 있다.

(13)은 재생된 신호를 증폭시키는 증폭기와 접속된 터어미널판(13)으로부터 돌출되어 터어미널핀(14)을 설치한 터어미널판이다. 오른쪽 채널에 대해서도 동일하게 구성한다.

(15)는 코일고정판(5) 및 (6)과 터어미널판(13)를 지지하기 위한 고정용 블록이다.

다음에 제3도, 제4도 및 5도에 의하여 조작원리를 구체적으로 설명한다. 원리의 이해를 돕기위해 불필요한 부분은 생략했다.

제5도에 있어서, L-채널(왼쪽채널)은 오른쪽 채널과 유사하게 작동하는 것으로 간주된다. 자석(9)의 N극으로 부터의 자속은 자기투과 재료로 만든 코일프레임(2)을 통해 자석(9)의 S극 까지의 자기통로로서 자기회로를 형성한다. 그러므로, 자석(9)과 코일프레임(2) 사이의 부분은 일정한 자속밀도를 유지한다.

음구의 신호를 포착하는 바늘팁(11)은 “X” 표로 표시한 바와같이 진동지점 0의 주위를 이동하며, 코일(4)의 표면에 인접한 자석(9)의 운동은 “Y” 표로 표시한 바와같이 진동지점 0의 주위를 회전운동하기 시작한다.

그리하여, 자석으로부터 형성되는 자속은 코일을 직각으로 커트하게 되고, 가장 효율이 좋다. 즉, 다음과 같은 기전력이 코일에 유도된다.

e=Blv(Ⅴ)

여기에서,

B는 코일부분의 자속밀도

1는 코일의 유효길이

v는 자속의 운동속도이다.

자석(9)와 코일(4)는 코일(4)의 일단에 인접되어 자속이늘 코일을 동일한 방향으로 커트하게 된다.

이것은 다음과 같은 이유 때문이다. 자석(9)의 자속의 방향은 N극과 S극 사이에 있어서 서로 반대이고, 한편 자속의 운동 방향은 동일하다. 그러므로, 만약 자석을 코일의 중간 위치에 놓는다면, 역상전압(逆相電壓)이 유도되어 그 사이에서 취소된 전압으로부터 잔여분의 전압만이 나타날 것이다. 이 현상을 피하기 위해 자석(9)을 코일(4)의 일측방에 인접 배치시켜 N극 혹은 S극에만 대응하는 전압을 유도시키고, 타극에는 대응하는 전압을 유도시키지 않는다. 또한, 코일 부분의 자속 밀도를 높이기 위해, 코일 프레임(2)을 코일이 감긴 부분보다 길게 외부로 신장하여 자기 저항을 적게한다.

오른쪽 채널에 대해서도 동일하게 구성되며, 제4도는 좌우채널의 배치 관계를 나타내는 단면도이다.

제6도는 각각의 코일을 2등분으로 분할하여 그의 권취수를 실질적으로 동일하게 한 다른 실시예를 나타낸 것이다. (20)은 분리판이다. (18) 및 (19)는 좌우 채널용으로 각각 분리한 코일을 나타낸 것이다.

다른 부분들은 제1도의 것들과 상응한다.

제7도 및 제8도에 나타낸 바와 같이, 자석(9)을 코일의 중심부분에 위치시킨 경우, 전술한 바와같이 출력 전압을 취출하는 것이 불가능하다. 이 현상을 피하기 위해 코일을 분할하여 각각의 분리된 코일을 감아서 정상전압(正相電壓)이 자석(9)의 N극의 자속에 의해 커트되는 코일의 부분과 S극의 자속에 의해 커트되는 코일의 부분에 유도되도록 접속하면 좋다. 즉, 제9도에 나타낸 바와 같이, 자석(9)의 N극면과 S극면을 동간격으로 분할한 경계면의 반대측상에 분할된 각각의 코일을 코일프레임에 대해 반대 방향으로 권취하는데, 여기에서 한쪽분리 코일의 권취의 종단(ending)(b)과 다른 한쪽 분리 코일의 초단(beginning)(c)을 함께 접속하고, 각각의 분리된 코일의 잔류단 즉, 한쪽 분리코일의 초단(a)와 다른 한쪽코일의 종단(d)으로 부터 출력 전압을 취출한다.

또는, 제10도에 나타낸 바와 같이, 2개의 분리 코일의 방향은 동일하며, 여기에서 각각의 분리된 코일의 권취의 종단(b′,d′)을 함께 접속하여 출력전압을 권취의 잔류 초단(a′,c′)으로 부터 취출하거나 또는 역으로 초단(a′,c′)을 함께 접속하여 출력전압을 종단(b′,d′)으로부터 취출한다. 이러한 상태에서, 코일을 커트하는 자석(9)의 N극 부분의 자속에 의해 유도된 전압과 S극 부분의 자속에 의해 유도된 전압은 정상(positive phase)이므로 출력전압으로서 각 코일의 전압의 화가 얻어진다.

제11도 및 제13도는 자기회로를 상기 실시예와 달리 형성하였으나, 다른 부분들과 유사하게 비치한 다른 실시예를 나타낸 것이다.

제12도는 제11도의 자기회로를 설명한 것이며, 여기에서 바늘 캔틸레버와 일체로 형성된 자석(9)의 N극으로부터 도출되는 자속은 코일프레임(2)을 거쳐 니들호울더(7)를 통해 자기투과재료로 형성한 요오크(21)를 통해 자석의 S극으로 복귀해서 폐쇄된 자기회로를 형성한다. 이 실시예는 자기회로의 점에 있어서만 제1도의 실시예와 다르며, 발전 원리면에서는 모두 동일하여 출력전압을 상기의 실시예 에서와 같이 코일(4)의 양단에 유도할 수 있다.

제13도에 있어서, 자석(24)는 바늘 진동계에 설치하지 않지만, 다른 자기회로내에 삽입하며, 한편 진동계에는 그 대신에 캔틸레버와 일체로 형성되고, 철 또는 퍼어멘더(permendur)와 같이 높은 자기포화치를 갖는 자도재료로 만든 전기자를 설치한다. 이 실시예의 발전원리를 제14도를 참조하여 설명하면 자석(24)의 극으로부터 도출한 자속은 화살표로 표시한 바와같이 요오크(25), 자기투과재료로 만든 니들호울더(7)를 통해 바늘 캔틸레버와 일체로 형성된 전기자(22)를 거쳐 코일프레임(2), 그 다음에 요오크(23)를 통해 자석(24)의 극에 복귀하여 밀폐된 자기회로를 형성한다.

전기자(22)에 있어서, 자속(24)으로 부터 도출된 자속이 자기경로로서 요오크(25)를 통해 니들 호울더(7)를 거쳐 유도된다. 레코딩된 음구로 부터 바늘 끝까지 신호가 전달되면 일체로 형성된 전기자(22)는 필연적으로 레코딩된 음구에 따라서 진동하게 될것이다.

진동형식은 전기한 바와 동일하며, 또 발전원리도 전기의 실시예와 동일한데 그 이유는 전기자를 자석으로 부터 철 또는 퍼어멘더와 같은 높은 자기포화치를 갖는 자기투과재료로 대체할 수 있는 점에 있어서만 구조상의 차이가 있기 때문이다.

그리하여, 전기한 바와같은 자속은 코일(4)을 직각으로 유효하게 커토하여 코일(4)의 양단에 출력전압을 유도할 수 있게한다. 전기한 설명은 1개의 코일체, 즉 한쪽 채널에 대한 발전원리에 관한 것이지만, 입체 음향조작의 원리는 제4도를 참조하여 설명하는데 그 이유는 다른 실시예 들은 또한 발전원리와 동일하기 때문이다.

왼쪽신호를 검출하는 경우, 만약 자석(9)을 C-C′축을 중심으로 하여 회전운동 시키면, 왼쪽 채널코일(4)에 면한 자석(9)의 부분은 도면의 지면(紙面)에 대해 수직방향으로 운동하게 되고, 그리하여 그의 자속도 마찬가지로 운동하게 된다.

왼쪽 채널신호용 코일(4)은 전기한 자석의 운동방향에 대해 직각으로 코일이 자속에 의해 커트될 수 있도록 감겨져 있으므로 최대로 유효한 출력전압은 왼쪽 채널의 검출용코일에 유도될 수 있다. 한편, 오른쪽 채널의 검출용 코일(3)에 면한 자석(9)의 면을 고려하면, 자석이 C-C′축을 중심으로 하여 회전운동을 하고 있으므로 C-C′축에 대해 양측상에서 운동방향은 반대로 된다.

그리하여, C-C′축의 좌우측에 유도된 전압은 또한 역상이 되어 서로 취소되어서 코일(3)의 양단에 출력전압이 유도되지 않는다.

이와 유사하게, 오른쪽 채널신호용 코일(3)내에서 출력전압을 검출하기 위해 자석을 B-B′축을 중심으로 하여 회전운동 시키면 왼쪽 채널의 경우도 동일한 동작을하여 입체음향조작이 가능하게 된다.

전술한 바와같이, 본 발명에 있어서는 코일의 권선수를 제한하는 것이 없으므로 코일을 MM형 만큼 감을 수 있어 MM형 보다 높은 출력전압을 얻을 수 있어 보다 좋은 변환효율을 얻을 수 있는 잇점이 있다.

바늘 대체는 MM형과 동일하게 가능하며, 자속이 직접 코일을 커트하므로 동작원리도 MC형과 동일하다. 그리하여, 본 발명은 MM형과 MC형의 이점을 결합할 수 있고, 이들 두형태의 카아트리지의 결점을 배제할 수 있다.

끝으로, 본 발명의 이점들을 구체적으로 기술하면 다음과 같다.

(1) MM형 또는 IM형과 유사한 기계 진동계를 사용하기 때문에 진동계 간단하며, 또 바늘팁의 유효질량을 가볍게 할 수 있으므로 기계진동계는 레코딩된 음구를 충실하게 재생할 수 있다.

(2) 기기신호로 부터 전기신호로 변환함에 있어서 자속이 직접 코일을 커트함으로서 기계신호가 변환손실 없이 충실하게 전기신호로 변환될 수 있다.

(3) 자기회로가 코일의 측면으로 부터 보아서 폐쇄된 회로가 아니므로 인덕턴스성분이 적고, 코일의 출력임피이던스가 거의 직류저항성분이므로 높은 주파수까지 주파수 특성이 평탄하다.

(4) 자기회로에 있어서, 자석(9)과 전기자(22)의 운동은 코일프레임에 대해서 거리변화는 없으나, 거의 평행운동(MM형의 경우, 극편내의 자속은 극편에 대해 자석의 거리변환에 따라 증감변화를 한다)이므로 자기회로내에서는 자속의 대부분이 직류자속이고, 교류자속의 성분이 대단히 적으므로 자기회로 내에서는 거의 주파수 특성이 없다.

(5) 코일을 2등분으로 분할하여 그의 경계선에 자석(9)을 배치한 실시예에 있어서, 코일프레임과 자석 사이에 있어서 거리변화가 약간 일어난다 할지라도, 거리변화에 의해 유도된 전압은 서로 취소되는데, 그 이유는 권취방향과 그의 접속방향이 서로 역상이 되도록 구성되었기 때문이며, 이 때문에 이들은 서로 취소되어 코일중에 출력전압이 나타나지 않는다. 즉, 자속이 완전히 코일을 커트하는 성분만이 코일의 양단에 출력전압을 도출할 수 있다. 또 외부소음에 의해 소음성분을 갖는 자속변화가 코일내에 존재할지라도, 유도된 전압은 비슷하게 취소되어 소음성분에 대한 출력전압이 코일의 양단에 나타나지 않는다. 환언하며 자속이 완전히 코일을 커트하는 성분만이 출력전압을 코일의 양단에서 검출될 수 있고, 또 코일의 양단에는 외부소음이 생기지 않아 S/N 비가 증대하데 된다.

(6) 카아트리지의 부분배치 구성에 있어서, 그의 주요부분은 2개의 코일체만으로 되고, 이 코일체는 서로 평행으로 배치되어 전체로서 그 구조를 간단하게 하고, 조립공정수를 대폭 줄일 수 있다.

Claims (1)

1. 전동형 카아트리지에 있어서, 그 길이방향에 대해 수직되게 각 코일에 의해 권취된 자기 투과재료로 만든 2개의 기둥형 프레임 또는 코어로 구성되며 그 중심축이 그것과 평행으로 배치된 2개의 코일체와, 축들과 평행되고 축 사이의 거리를 균등하게 분할하는 평면상에 축을 포함하는 평면과 수직되는 위치에 그 중심축이 배치되어 각 프레임과 자기회로를 구성하는 카아트리지 바늘 캔틸레비와 일체로 형성된 자석으로 구성되며, 각 코일체의 코일이 프레임과 자석 사이의 간격을 통해 권취되고, 자석은 자속이 각 코일프레임에 권취된 코일을 대략 수직되게 커트하기 위해 이동할 수 있도록 배치되며, 또한 상기 자석은 코일의 1단부에 위치하여 코일내 역상 전압의 유도를 방지하며, 상기 각 코일체의 코일은 그 권취수가 대략 동일한 2개부로 분할되고 각기 권취되며, 서로 접속되어서 그 유도전압은 동일한 위상을 가지고, 상기 자석은 2개 코일내에 분리된 코일의 경계선에 위치하며, 그 N-S 극 코일체와 평행으로 배치되며, 가 코일체의 분리된 코일은 서로 반대 방향으로 권취되고 1개 분리된 코일의 종단과 다른분리된 코일의 초단은 함께 연결되며, 각 분리된 코일의 잔류단으로 부터 출력전압이 취해지거나, 각 코일체의 분리된 코일이 서로 동일한 방향으로 권취되고, 1개 분리된 코일의 초단과 다른 분리된 코일의 초단이 함께 연결되며, 각 분리된 코일의 잔류단으로부터 출력의 전압이 취해지는 전동형 픽업.

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