低雑音ベルトドライブプレヤー

u.D.C.d81.844.089.14-83:d21.852
ブプレヤー
低雑音ベルトドライ
Low
Noise
Belt-drive
Turntable
戸
六
Akira
要
彰*
島
河
Yukihiko
Rokunohe
幸
彦**
Kawasllima
旨
ラソプル音はレコード信号をごく低周波まで再生するときに耳ぎわりとなる｡特に高級ステレオでほ品質の
一つの目安ともなる重要事項である｡このランプルすなわちゴロ音を低減する目的で,従来広く用いられてい
たアイドラリムドライブ方式を検討した結果アイドラ部がゴロ音発生源の主要部分となっており,従来のよう
なリムドライブではゴロ音をじゅうぷんに小さくすることが量産的に問題が多いので,アイドラを使用しない
べルトドライブ方式にして,より有効にゴロ音の低減を行なった｡またレコード自体に含まれているゴロ音測
定結果からプレヤーのゴロ音許容限を決定することを試みた｡これらに基づき低雑音ベルトドライブプレヤー
を設計し,従来マニア用とされていたベルトドライブ方式のプレヤーを量産セットに組み込み発売することに
し,ステレオセットにおいてESP法による基本方針であるひずみの除去の方策の一つとして用いた｡
l.緒
イコライザ
▼7㌧十･
R
レコードを聴(き)く場合,雑音があると非常に耳ざわりであり不
図1
周波数分析器
レ〈こルレコMデ
分析装置のブロックダイヤグラム
快なものである｡この雑音のうちレコード再生時に聴こえるゴロゴ
ロといった感じの低い周波数の音が特にレベルが高くしばしば問題
ゴロ音レベル=2010g
となる｡この音は数百サイクル以下に分布し一般にゴロ音といわれ
無音溝再生時出力
1,000Hz50mm/s再生時出力
ているもので機械振動に伴って発生する雑音やレコードに含まれて
図1ほ分析装置のブロックダイヤグラムを示したものであー子)｡
いる雑音などが原田である｡ステレオが高級化するにつれ,このゴ
2.2
ロ音に対する要求もきびしくなってきているが,プレヤーのゴロ音
ステレオレコードの場合左右のみぞは互に90度の角度を持ち左
がレコードに含まれているゴロ音より数段低ければ良いわけで,そ
右信号が同相の場合はレコード面にそった構振動が,左右逆位相の
のためにまずレコード自体のゴロ音を測定しゴロ音許容限決定の参
場合ほ上下方向の縦振動が出力としてあらわれる.｡
考とした｡
レコードに含まれるゴロ音
ここではレコードのゴロ音レベルを縦,横,45度方向について
測定するとともにラッカー原盤のゴロ音レベルも同様に測定し,レ
またプレヤーについては量産プレヤーのゴロ音発生源を検討しア
イドラがゴロ音の発生源の一つであることおよびアイドラを用いる
コード盤との比較を行なった｡
ことによってモートルの振動が伝わりやすくなることなどを考え,
測定結果の一例を示したのが図2∼図5である｡.
従来から量産しているプレヤーと駆動方式の異なるベルトドライブ
レコードのゴロ音データから次の結論を得る｡
プレヤーを設計し現在ゴロ音の少ないプレヤーを高級機種に使用し
(1)レコード盤の縦振動と横振動では,縦振動が圧倒的に多く
ている｡ここではまずゴロ音レベルの決定法を述べ次にベルトドラ
20∼50Hzで12∼15dB,50打z以上で10dB以上の差と
イブプレヤーの構造,データの一例について記述する｡
なる｡
(2)
2.ゴロ音許容限決定基準
レコード盤円周と外周とでは内周のほうが良く,特に低い
周波数で差がでてくる｡この傾向はラッカー盤でも同様で
ある｡
ゴロ音は大別してプレヤー部から発生するものとレコードから出
るものとがある｡プレヤー部のゴロ音はモートル,アイドラ,ター
(3)
ラッカー盤は60Hz以上ではほとんど-70dB以下となる｡
ンテーブルなどの回転部分から発生しこれにプレヤー構成部品の共
(4)
ラッカー盤はレコード盤にくらベ40Hz以上が特に良く,
振などが加わったものである｡
75Hzで8∼10dB,100Hzで6∼8dB,150Hz以上で10
dB以上の差がでる｡
2.1ゴロ音のスペクトル分析
以上からこのレコード盤の場合50Hz以上では-50dB,100Hz
ゴロ音ほ機械振動によるものであり,ゴロ音の周波数スペクトル
以上では-55dB程度がゴロ音レベルとなっている｡ゴロ音レベル
ほ固有スペクトルと連続スペクトルの混合したものであるからカー
トリッジの電気的出力として積分値レベルが等しいゴロ音でも25
はレコードによって異なると思われるが一般のレコードもはぽこの
Hzの低い周波数スペクトルの多いゴロ音と100Ⅰ王zの高い周波数ス
程度のレベルと考えられる｡
ペクトルの多いゴロ音では聴感上その大きさが異なって聴こえるは
2.3
レコードプレヤーのゴロ音許容限
プレヤーのゴロ音はレコード盤のゴロ音より数段良いことが必要
ずである｡このことから聴感と合うゴロ音の評価方法としてわれわ
れは以前からゴロ音を周波数分析する方法をとっている｡
と考える｡ただし周波数が低くなると再生系の特性,耳の特性など
からゴロ青も感じにくくなるので低周波域のゴロ音レベルはあまり
ゴロ音のレベルの基準は1,000Hz,速度振幅50mm/sの音溝を
再生したときの出力をOdBとし,レコードの無音溝を再生したと
良い必要はないが,低音域の振動ほ直接耳には聴こえなくても高音
きのゴロ音のスペクトル成分の出力との比でゴロ音レべ/レを表示
を変調する場合があるからこれらも考慮して低音域のゴロ音レベル
する｡
を決定する必要がある｡一例を表1に示す｡
*
日立製作所豊川工場
**
日立製作所豊川工場理学博士
このようにして設定されるゴロ音レベルおよびレコードに含まれ
るゴロ音レベルがどの程度耳につくものであるか,おおよその見当
ー61-
654
立
昭和舶年7月
(-篭)
評
論
第51巻
縦振動
---
一
3
一
(閂勺)
一
ミマム也･ロうn
上｢マム鞭D¶
一
株振動
一
4
一
一
第7号
+
＼
5
一
＼､､】､
＼-､
6
一
ゝ一､
＼
20
50
100
200
500
50
20
100
周波数(Hz)
周波数(Hz)
図2
500
200
(A)レコード盤45度方向ゴロ音レベル
(A)レコード盤縦および横方向ゴロ音レベル
囲4
縦振動
一一一
ー30
(凸七)
苗￣30
｢コ
ミて上如D㍉
モ ー40
て
.二ゝ
た+50
D
h
横振動
一
一
一
･d八U
5O
6O
-60
さ､).
20
20
50
100
200
100
50
500
500
周 波数(Hz)
周波数(Hz)
図3
200
図5
ラッカー盤45度方向ゴロ音レベル
ラッカー盤従および枚方向ゴロ音レベル
0｢○(U50
32211
をつけておくことは必要である｡騒音の評価方法は種々去即昌されて
いるがゴロ音に適用できそうな方法はあまり見あたらないのが現状
音ほその雑音レベルだけでなく,その昔色によっても雑音としての
聴感上の大きさが異なるなど必ずしもゴロ音評価に適した方法であ
るとはいえないがゴロ音の一応の目安として用いてみた｡
騒音評価数はまず騒音をその帯域フィルタの中心周波数が62ふ
O
八じ
9
爪U
ハ火U
[NE＼Z7〇一×N巴竺〕〕
方法の一つである騒音評価数(N数)(1)を用いることを試みた｡ゴロ
50505
0nU99〔凸
である｡ここではISOで取り上げられている騒音評価の国際的な
】卜■■L.■■L.■■ト■■ト.■■+■■
nU
7 ハU
上｢て上≠∵一軍苧＼.1ヘヘ七
125,250,……のオクターブ帯域分析器で周波数分析し,おのおの
の帯域幅内の音圧レベルをN数で表示するものである｡ゴロ音は前
述のような分析計を用いて測定しているからこのデータから直接N
数を求めることはできないが換算することによって算出できる｡
ここでゴロ音の音圧レベルをたとえば次のように設定してみる｡
50mm/s,1,000Hzのレコード信号を再生したときの分析計の出力
6O
5O
･斗
nU
3O
をOdBに設定する｡この信号をアンプ入力とし子ニ時のアンプ出力
を6Wと仮定する｡スピーカ系はフラット音圧周波数特性をもち,
0
かつスピーカ能率は98dI∋であるとする｡したがって1mの距離で
10
62,5
250
125
の音圧レベルほ6W入力時には100dBの音圧となる｡ここでたと
1,000
500
図6
4,000
2,000
N
数表
軌000
オクターブ常軌一式の■f】心周波数
えば表lのような雑音レベルの場合の音圧レベルを例にとり途中の
換算式を省略し,結果のみを述べる｡
蓑1
バンドⅠ(中心周波数62.5Hz)の音圧レベル……60dB
周
波
ゴロ音レベルの一例
数(Hz)l
バンドⅡ(中心周波数125Hz)の音圧レベル……52.5dB
ゴロ音レベル(dB)
【
バンドⅢ(中心周波数250Hz)の音圧レベル‥…･45.5dB
一一一
となる｡騒音のオクターブ帯域周波数によってN数を求めるための
図表,図るよりN数を求めると,
バンドⅠ‥…‥‥.Ⅳ≡31
バンドⅡ･････…･一Ⅳ⊆29
表2
バンドⅢ………A｢⊆35
室内のN数とその音響状態としての適当さとの関係
N
となる｡
数
20∼30
N数と騒音の関係を表2に,N数補正のための数値表を表3に
寝室,病室,テレビスタジオ,居間,教会,
コンサートホール,読書室,会議室,教室
示す｡
30∼40
大事務宝,デ′ミート,商店,応接室,静かな
レストラこ/
以上から(A)レコードの低域ノイズはたとえば6W出力時には
コンサートホール,読書室,静かなレストラン程度の騒音といえる｡
一例としてレコード(A)のゴロ音レベルとN数の関係を示すと図7
のようになる｡
-62-
40∼50
大レストヲソ,(タイプのある)秘書室,体育館
50∼60
大きなタイプライタ墓
60∼70
工
場
賓軽 音
低
蓑3
N
ド
ト
ル
ラ
ブ
イ
プ
ヤ
レ
655
ー
N数補正のための数値表
数
スのスペクト
/イ
ベ
補
の
純
ル
r(㌶暴
値
正
音
広
]或
帯
30
ズ
イ
lOOHz
-50dB
-55dB
Aレコーー トr)ゴロ1｢レベル
＋5
ノ
50rIz
[コ内放′j■::まN紋を小す.
0
スピーカ能呼98(胤
イ
パ
ン
非
イ
パ
ン
ル
連続およぴ1分1回まで
(ノイズが約0.5分つづ
1時間あたi)10∼60回
/[亘司
慣
れ
あ
れ
慣
少
慣
り
4∼20回
1
1∼4回
2
1回だけ■
2
な
い
れ
い
て
0
る
5
る
一
けり
た
問
-60
0
5
一＋一
問
20
｡い諸櫨敏(Hz)
図7
ゴロ音レベルとN数
5
5
1.0
(U
差
500
50(62.5)100(125)200
一5一胡
い
て
34
い
一1
慣 か
に
昼夜冬夏
節
て
し
非 常
間
テニ
一一一一
1∼10回
1日
〕
レコードプ)ゴロ√ユニとN
0
一1
くものとして)
カゝごっの距馳1什】
＋5
性
ス
く りかえし
時
ス
′ン
い
か
ニッも㌫ル(猥晶芳ぎ駁する
0,5
一一
一1
内
外帝都叩帯
地布地
地
な㍑業
市業工
邦都軽重
工
＋
1
なお参考までにゴロ音レベルと振動量(振幅)との関係を示したの
-40dB
が図8である｡
二碧
0.1
3･ベルトドライブプレヤーの設計
略
3.1概
仕
二古
様
ー50dl】
0.05
低雑音を主目的とし,そのほか量産セットに組み込み可能となる
ような諸性能を入れ概略仕様を下記のようにする｡
ゴ
ロ
音
レ
ベ
ル
レコードのゴロ音より数段低いゴロ音
0.02
レベルであること｡
転
回
自
動
機
ー60dB
数
2
構
オートリターン,オートカット付
プレヤーベッド外形
速
度
50
構
200
500
1.000
周波数(Hz)
セットに組み込むプレヤーであるから
図8
できるだけコンパクトであること｡
3.2
100
ゴロ音レベルと振幅関係
造
プレヤーの構造ほ種々の制約条件を加味して決定されるが,留意
ベルトより丸ベルトの形状が有利であること,一方ターンテー
点の一例を述べると,
ブル部は丸ベルトのかかるみぞを加工するのがむずかしいこと
(1)プレヤーベッド外形を小形化すること
からモートルとターンテーブル間に中間プーリを設けモートル
と中間プーリ間をシリコン丸ベルトで連絡する方式が有利と考
セットに組み込んで使用するプレヤーの場合プレヤーベッドの
外形の大きさほキャビネットの大きさに直接関係する｡市販さ
えられる｡
れているマニア向けのベルトドライブプレヤーがモートルをター
(iii)モートルの振動を断つためにほ振動方向に対してベルト
ンテーブルの外側に置く方式をとっているため非常に大形になっ
のコンプライアンスを大きくとる必要がある｡この意味からは
ているのに対し,モートルをターンテーブルの内側へ入れる方式
丸ベルトより薄手の平ベルトが有利と考えられるが中間プーリ
を用いることによってプレヤーベッド外形を小さくすることがで
をもうけることによってベルトのコンプライアンスをあまり大
き,これによりキャビネットの必要面積を現在量産中のアイドラ
きくせずに比較的容易にモートルの振動を断つことが可能と
リムドライブプレヤーとほぼ同程度に小さくすることができる｡
なる｡
(2)二重ベルト駆動方式を採用する｡
(3)異なる電源周波数地域でも容易に周波数切換が可能である
(i)モートルをターンテーブルの内側へ入れた場合モートル
こと｡
プーリ径が非常に小さくなり,オートリターン機構動作など
電源周波数の異なる地域で使用する場合,従来はモートル軸に
の負荷トルクによるスリップが起こりやすく,かつプーリの曲
ついているプーリを交換していたがこのプーリは入手に手間どる
率半径を小さくすることによるベルトの変形が大きくなること
ほかiこ交換作業も容易ではない｡このプレヤーではモートルプー
などが欠点とされるが,これを防ぐため中間にプーリを設け二
リおよび中間プーリをそれぞれ上下2段にみぞを切り電源周波数
重ベルト方式を用いてプーリの径を大きくし,変形やスリップ
iこよってベルトをかけかえる方式を新しく採用した｡図9∼図12
を防止する｡
はプレヤーの構造,外観を示したものである｡
(ii)モートル部の温度は比較的高くモートルプーリにかかる
4.ゴロ音の検討
ベルトは耐熱性の良いシリコンベルトが有利である｡しかるに
シリコンベルトは一般に比較的破断しやすくこれに対しては平
ー63-
ゴロ音のおもな振動源として次の事項が考えられる｡
656
昭和44年7月
日
カートリソシ
モ【トルプーリ
中間プーリ
評
止
論
第51巻
第7号
トーンア【ム
ユドベルト
71レヤーーベット
ターンテーブル
モ【トル
九ベル
二二ニコ
▲
タlンテーブル軸受
図9
構
｢
造
二芯=丁こズム
図
図11プレヤー外観(2)
国10
プレヤー外観(1)
(a)モートルの振動
(b)軸受から発生する振動
図12
(c)平ベルト,丸ベルトの振動
ベルト部の拡大
(d)構成部晶の共振
以下にプレヤーとしてのゴロ音特性データを掲げる｡
トーンアーム
プレヤベット
モートル
針
4,1ゴロ昔の伝達経路
ゴロ音伝達経路ほ図13に示すとおりである｡
タ川ンテー一丁Jし
レコート
ゴロ音伝達経路を次の6とおりに分類して考えるのが有利であ
る｡経路
図13
ゴロ音伝達経路
(1)(モートル)→(プレヤーベッド)→(ターンテーブル)→
(レコード)
(2)(モートル)→(プレヤーベッド)→(トーンアーム)→
30
(針)
ロコ
(3)(モートル)---一寸(九ベルト)-→(中間プーリ)→(プレヤー
【
心
璃
-40
∈T
r
竜一50
ベッド)→(トーンアーム)→(レコード)
〉
媒
(4)(モートル)→(九べノント)--一十(中間プーリ)→(プレヤー
ネ
【
亡P＼ハ
-60
ベッド)→(トーンアーム)一･→｢計)
20
50
(5)ミニ￣ト…きギニニ?
ト)ニ=プチプレヤ￣ベッド》
100
---→(中間プーリ)→(平ベル
200
500
周 絃数(Hz)
図14
(ターンテープノンノ､･→;ニレコード)
(ターンテープノンノ､･→;ニレニ
モートル回転による振動
(6)琵二:≡だ蒜宗男ニニ)こ芸ごニ
ンアーム)-→(針)
(皿ヱ
4.2
30
一
ゴロ音レベル
ゴロ音伝達経路iこそった振動測定値の一例を以下に示す｡
4 nU
一
瑠
■+J
一
針先の振動の速度振幅を
宗達
ここにレコード面の振動の速度振幅をぎT
冒P
一
O
′ヽ
6 <U
∩.
で表わす｡
(A)モートル回転による振動
経路(1),(2)
20
50
100
200
屈 沌 致(Hz)
(B)モートルおよび中間プーリ回転による振動経路(3),(4)
結果
囲15
ー64-
モートル中間プーリ回転による振動
500
雑
低
音
ベ
ド
ト
ル
ブ
イ
ラ
プ
ヤ
レ
657
ー
経路(5),(6)
(C)ターンテーブル回転による振動
結果
(1)ターンテーブルを回転させることによって25Hz,100Hz
-30
[q
｢コ
以外の周波数の振動が発生する｡
-40
亡1､
【㈱
噛l
(2)ターンテーブルを外部から糸ドライブした状態でのぞrと
-50
ベルトドライブの場合のぞTとを比較するとほとんど差は
山当
なくわずかに100Hzが4dB程度後者が大きくなるだけで
-60
あり,またぎタについてもほぼ同様のことがいえる｡
200
100
50
20
500
ん3
問 波数(Hz)
総合のゴロ昔
総合のゴロ音レベルの一例を示すと図17のようになる｡
図16
ターンテーブル回転による振動
固からわかるようにモートルの回転による25Hz,100Hz以外に
は大きなピークはなく,アイドラリムドライブプレヤーのゴロ音レ
ベルより数段良い結果がでている｡なおベルトドライブの場合問題
30
となる回転むらは0.12%以下とじゅうぷん満足できる結果が得ら
(的P)
れている｡
40
咄
毒蛇
5.緒
r
言
低雑音プレヤーの開発を目的とL従来用いられていたアイドラリ
60
ムドライブと方式の異なるダブルベルトドライブ方式を採用するこ
+
50
20
20■
100
500
とによって,低雑音プレヤーをコンパクトにまとめることができ,
J∴j沌 放(Hヱ)
図17
絵 合
の
ゴ
ロ
現在量産中の各種のセットに組み込み市販されている｡
音
ここでほまずゴロ音レベルの設計目標値の設定方法の一例として
レコードの雑音レベルを測定しこれによってゴロ音レベ′レを設定す
る方法を述べ,これに基づいて設計したベルトドライブプレヤーの
(1)中間プーリを回転させたことによる影響はほとんど無視で
測定結果の一例について記載した｡ベルトドライブ方式のベルトに
きる｡
付随する問題点については省略した｡
(2)丸ベルトの共振による影響はあまりみられないが,モート
参
ルプーリと中間プーリのみぞが不平行の場合丸ベルトは振
(1)二村,奥軋
動しだすことがある｡したがってプーリの高さにはある程
考
献
文
城戸,曽田:電気音響工学
Ⅱ(昭38-12)
度気を配る必要がある｡
特
言午 の
紹
介
柴
特許葬478141号(特公昭40-28985号)
誘
導
円
筒
形
継
電
田
満
男
器
この発明は,一つの誘導円筒に二つの人力電気量を与えて継電動
作をなす継電器において,いずれか一力もしくは両方の入力電気量
路定数iこしたがって振動しつつ減衰することになり,不正規の瞬間
の消滅時に発生する磁束の急変に基づく瞬間的な不正規トルクを防
に共振せしめれば,効率よ
止するために,外部回路定数により,この回路に緩衝作用をもたせ
前記磁束の急変を緩慢ならしめるようにしたものである｡図につい
なくなる｡
的なトルクの発生する余地はなくなる｡また振動回路を電源周波数
く減衰電流による位相ずれなどの心配も
(西宮)
て1は鉄心で極磁極11∼14および｢トL､極15を有し,極磁極と中心
極との間に空げき2を形成L,この空げき2に回転可能に誘導円筒
3が介装される｡極磁極11､13および12,14はそれぞれ同一磁束
≠-
が通過する一対の磁極として形蚊さ加たとえば極磁極11,13にほ電
圧端子4,5よりの電圧が,極磁極12,14には電流端子6,7よりの
11
電流あるいはこの電流に比例Lた電圧がそれぞれ与えられるように
臣∋
声2
コイル8,9が巻かれる｡すなわち極磁極11,14の相対する2極を
一対として励磁することにより発生する磁束を￠1,￠2とすると円
筒3にはそれぞれの磁束に対応した洞電流が流れ,この円筒3に誘
12
起されるトルクは磁束￠1による渦電流と磁束￠2とによるトルク
と,磁束￠2による渦電流と￠1によるトルクの合成値となり結局ト
ノンクTは∬￠1･￠2Sinβとなる｡Lたがっていずjtか一方の入力が
消滅すれば,これにより瞬間1伽こ大きな渦電流が発生し,ほかの入
21
力による磁束との間に瞬間的に大きいトルクが発生し,このトルク
が継電器を誤動作に導くことになる｡
ヽへ/＼+･････････････ペア
この対策としてこの発明では電流端子6,7の電流回路に空げき付
変流器20を設け,電流を電圧に変換し,コンデンサ21と振動回路
図
を形成し,入力電流が急激に消滅しても,この振動回路の電流は回
-65-
1