DE2830801A1

DE2830801A1 - Stereo-tonabnehmer vom schwingspulentyp

Info

Publication number: DE2830801A1
Application number: DE19782830801
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ogawa; Katsuhiko Oguri; Tsuyoshi Ono; Kazuhiro Sato; Norio Shibata; Masayoshi Utida
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1977-07-13
Filing date: 1978-07-13
Publication date: 1979-01-18
Also published as: GB2002619A; US4374433A; DE2830801C2; GB2002619B

Description

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VICTOR COMPANY OF JAPAN LTD., No. 12, 3-Chome_f Moriya-Cho, Kanagawa-Ku, Yokohama-City, Kanagawa-Ken, Japan

Stereo-Tonabnehmer vom Schwingspulentyp

Die Erfindung betrifft Stereo-Tonabnehmer vom Schwingspulentyp und insbesondere einen Stereo-Tonabnehmer vom Schwingspulentyp, bei dem eine wirbeiförmig gestaltete Muster-Spule eines elektrisch-leitfähigen Films auf einer elektrisch isolierenden Platte in einem Schwingsystem ausgebildet ist und der so ausgelegt ist, daß er kein Übersprechen erzeugt.

Unter den bekannten Stereo-Tonabnehmern vom

Schwingspulentyp weist einer ein Schwingsystem mit einem Aufbau auf, bei dem ein quadratischer oder kreuzförmiger Kern, um welchen der Spulendraht gewickelt ist, am hinteren Ende eines freitragenden Armes befestigt ist. Bei einem anderen bekannten Tonabnehmer dieser Bauart sind zwei Ankerverbindungsstücke auf einem freitragenden Arm angeordnet und die Spulen werden dadurch gebildet, daß der Spulendraht um die Enden dieser Verbindungsstücke gewickelt wird.

Bei jeder dieser bekannten Tonabnehmeranordnungen besitzt die Schwingspulenanordnung, die an dem freitragenden Arm befestigt ist und die Spulenwicklung und den Kern oder die Spulenwicklungen und die Ankerverbindungsstücke umfaßt, eine große Masse. Daher ist auch die Äquivalenzmasse des Schwingsystems groß, wodurch die Charakteristika insbesondere im hochfrequenten Bereich schwach sind und eine Signaltonaufnahme mit guten Charakteristiken über ein breites Band nicht erzielt werden kann. Wird die Anzahl der Wicklungen der Spulen erniedrigt, um die Masse zu reduzieren, so fällt auch die Ausgangsleistung. Dementsprechend ist es mittels der be-

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kannten Tonabnehmer vom Schwingspulentyp nicht möglich, eine gute Signaltonwiedergabe mit hoher Leistung zu erreichen, ein günstiges Rauchsignalverhältnis und insbesondere flache Charakteristiken bis in den Hochfrequenzbereich über ein breites Band.

Eine weitere Schwierigkeit im Stand der Technik besteht darin, daß durch die Verwendung eines magnetischen Materials wie beispielsweise Eisen oder Permalloy für den Kern oder den Spulenwicklungsrahmen die Magnetostriktion infolge der Hysteresis und der magnetischen Sättigung groß ist. Eine andere Schwierigkeit ist die, daß die Dicke und das Vo-* lumen der Spulenstruktur groß sind, da die Spulenanordnung einen um einen Wickelrahmen gewickelten Spulendraht umfaßt. Aus diesem Grund muß der Spalt zwischen dem Joch und dem Polstück, in welchem die Spulenanordnung zwischengeschaltet ist, groß gemacht werden, wodurch die magnetische KonversionsWirksamkeit gering wird. Ein weiteres Problem besteht darin, daß das Aufwickeln des Spulendrahtes um den Wickelrahmen arbeitsintensiv bzw. schwierig ist. Insbesondere ist es notwendig, um einen hohen Wert der zuvor erwähnten magnetischen Konver- _: sionswirksamkeit zu erreichen, die Dicke und das Volumen der Spulenstruktur zu reduzieren, um dadurch den erwähnten Spalt zu verringern. Für diesen Zweck wird ein sehr dünner Draht, beispielsweise mit einem Durchmesser von 10 μ als Spulendraht benutzt, und dadurch ergeben sich Schwierigkeit bei der Spulenwickelarbeit, das Risiko eines Drahtreißens bzw. Bruches und eine Erniedrigung der Arbeitsleistung.

Bei einem anderen bekannten Stereo-Tonabnehmer des Schwingspulentyps werden zwei Spulen durch die Wicklung des Spulendrahts in der gleichen Ebene in D-Gestalt als Einheit, auf einem freitragenden Arm in einem Zustand befestigt, in welchem sie sich.gegenseitig zum Teil überlappen und in einer Stellung, in der sie die Polachse senkrecht schneiden. Auch bei diesem Tonabnehmer, da die Spulenmasse groß ist, ist

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auch die fiquivalentmasse des Schwingsystems groß und insbesondere sind die Charakteristiken bei den höheren Frequenzen sehr schlecht, wodurch der Tonabnehmer als praktisch nicht brauchbar beurteilt werden kann. Es gibt auch einen Vorschlag, daß diese Spulen als.gedruckte Schaltungen ausgebildet werden, jedoch ist die praktische Ausführung in jedem Fall innerhalb der zuvor beschriebenen Spulenanordnung schwierig. Ein Tonabnehmer nach dem zuvor beschriebenen Konzept wird noch nicht ausgeführt und befindet sich nicht auf dem Markt.

Von dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung wurde auch schon ein neuer Tonabnehmer des Schwingspulentyps vorgeschlagen, der die zuvor beschriebenen Schwierigkeiten nicht aufweist und der auch in der Praxis ausgeführt wird.

Bei diesem zuvor vorgeschlagenen Tonabnehmer ist ein Paar von Spulen in Gestalt eines dünnen Films ausgebildet und in einem im wesentlichen hexagonalen, wirbeiförmigen Muster auf einem dünnen Glassubstrat aufgebracht, das beispielsweise 1 mm mal 2 mm der Länge und Breite nach mißt, mit einer Dicke von 50 μια. Diese Spulenplatte, die sehr geringes Gewicht besitzt, beispielsweise in der Größenordnung von 0,15 mg, ist auf dem freitragenden Arm des Tonabnehmers befestigt. Die Herstellung der erwähnten Spulenmuster erfolgt in der Weise, daß ein dünner Film eines metallischen Materials hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Nickel, zunächst auf beiden Oberflächen des dünnen isolierenden Substrats durch einen⁴· Prozeß wie eines Bedampf ens im Vakuum ausgebildet wird. Dann werden Teile des aufgedampften Metallfilms durch einen Prozeß wie beispielsweise Fotoätzen entfernt, um den Metallfilm als spiralförmig gewundenes Muster der Spulen auf dem Substrat zu erhalten. Ein Vorteil dieses Tonabnehmers besteht darin, daß die Masse der Spulenplatte sehr gering ist, wodurch die Signaltonaufnahme mit guten Kennlinien bis und durch die höheren Frequenzen hindurch ausgeführt werden kann.

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Bei dem zuvor beschriebenen, bereits vorgeschlagenen Stereo-Tonabnehmer des Schwingspulentyps erzeugt ein Paar von Jochstücken ein Magnetfeld in einem Spalt, in welchem eine Spulenplatte zwischengeschaltet ist. Jedes der Jochstücke weist zwei Kantenteile auf, die untereinander einen Winkel von 90° einschließen und in bezug auf die senkrechte Richtung auf eine Schallplatte jeweils einen Winkel von 45° besitzen. Die Umfangslinien der Magnetflußdichte im Raum zwischen den beiden Kantenteilen sind nicht exakt parallel zu den Kantenteilen infolge des Einflusses der Magnetflußstreuung. Die Randlinien der Magnetflußdichte sind gekrümmt und insbesondere nahe des Verbindungsteils der Kantenteile, wodurch sie in bezug auf die Endkantenteile von einem parallelen Verlauf weitgehend entfernt sind.

In dem Fall, in dem die Randlinien der Magnetflußdichte nicht parallel mit den Jochendkantenteilen sind, die unter 45° jeweils zu der senkrechten Richtung auf die ,Schallplatte verlaufen, wird, wenn die Spuienplatte eine Bewegung ausführt, beispielsweise um ein Ausgangssignal entweder im linken oder rechten Kanal zu erzeugen, ein unerwartetes bzw. unerwünschtes Ausgangssignal in der Spule des anderen Kanals erzeugt, was Anlaß zu einem übersprechen bzw. überspielen gibt.

Die Rand- bzw. Umrißlinien der Magnetflußdichte verlaufen umso eher parallel mit den Endkantenteilen, je weiter sie von dem Zwischenteil der Endkantenteile entfernt sind. Aus diesem Grund spielt bei einer Anordnung, bei der die Endkantenteile des Jochstücks lang sind und die Spulenplatte relativ groß ist, wobei die linken und rechten Kanalspulen voneinander weit entfernt sind, das Problem des Übersprechens bzw. der Kopiereffekt keine große Rolle. Jedoch erhöht dieser Strukturaufbau die Masse der Spulenplatte, wodurch diese zu Störungen der Wiedergabecharakteristiken im Hochfrequenzbereich führen kann. Dementsprechend ist dieser Strukturaufbau für eine praktische Anwendung wenig geeignet.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stereo-Tonabnehmer mit einem neuen Schwingspulensystem zu schaffen, das die Schwierigkeit des vorgeschlagenen Tonabnehmers überwindet, bei dem des weiteren die geometrische Anordnung der Endkanten-Teile des Jochstücks derart festgelegt ist, daß die Randlinien der Magnetflußdichte auf der Spulenplatte im Spalt nicht mit dem Jochstück als Teil des Magnetkreises in Berührung gelangen,· das in bezug auf die Richtung senkrecht auf die Schallplatte von beiden Seiten her jeweils unter 45° geneigt ist und bei dem die geometrische Gestalt der Spule auf der Spulenplatte so bestimmt ist, daß in dem wiedergegebenen Signal in keinem Fall irgendeine Störung erzeugt wird, auch dann nicht, wenn die Position der Spulenplatte in bezug auf das Jochstück infolge eines Fehlers beim Zusammenbau und dergleichen von der exakten Lage etwas abweicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die kennzeichnenden Merkmale der folgenden Patentansprüche beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - im Schnitt eine Teilseitenansicht einer Ausführungsform eines Stereo-Tonabnehmers vom Schwingspulentyp nach der Erfindung,

Figur 2 - eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 - eine perspektivische Ansicht, teilweise aufgebrochen, des Stereo-Tonabnehmers nach Figur 1,

Figur 4 - eine vergrößerte Ansicht einer Spulenplatte, Figur 5A- eine Draufsicht auf das Joch und die Spulenplatte in einer gegenseitigen Lage zueinander, in der ein Feh-

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ler in der relativen Einbaustellung zwischen der Spulenplatte und dem Jochstück besteht.

Figur 5B- eine Draufsicht auf das Joch und die Spulenplatte mit den Randlinien der Magnetflußdichte bei dem bereits vorgeschlagenen Tonabnehmer vom Schwingspulentyp /

Figur 6 - eine Ansicht mit den wesentlichen Teilen einer Aus-· führungsform des Stereo-Tonabnehmers vom Schwingspulentyp, nach der Erfindung,

Figur 7 - eine Ansicht der wesentlichen Teile einer : weiteren Ausführungsform,

Figur 8 - eine Ansicht der wesentlichen Teile einer anderen Ausführungsform,

Figur 9 - eine Ansicht der wesentlichen Teile einer weiteren Ausführungsform,

Figur 10 - eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines Stereo-Tonabnehmers des Schwingspulentyps nach der Erfindung,

Figur 11 - eine Darstellung des Aufbaus einer Anordnung einer 'Spulenplatte und eines freitragenden Armes für den Stereo-Tonabnehmer des Schwingspulentyps gemäß der Erfindung,

Figur 12 - eine Ansicht der Anordnung nach Figur 11 zu einem Zeitpunkt, wenn die Schallplatte abgespielt wird,

Figur 13 - eine schematische Darstellung der Anordnung nach Figur 11,

Figur 14 - ein Diagramm der Beziehung der auf die Spulenplatte ausgeübten Kräfte, wenn die Schallplatte abgespielt wird,

Figuren 15 und 16 - eine Draufsicht und Seitenansicht der gegenseitigen Lage von der Spulenplatte und des Magnetkreises in dem Tonabnehmer nach Figur 1,

Figur 17 - eine Ansicht der Spulenplatte innerhalb eines Spaltes gemäß der Darstellung nach Figur 15, und

Figur 18 - eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform einer Spulenplatte, die in dem Tonabnehmer nach der Erfindung verwendet wird.

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Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 wird im folgenden ein schematischer Aufbau einer Ausfuhrungsform eines Stereo-Tonabnehmers vom Schwingspulentyp nach der Erfindung beschrieben. Ein freitragender Arm 12 weist eine Nadel 11 auf, die an seinem freien Ende befestigt ist. Der Arm 12 wird an seinem hinteren Endteil durch einen Halter 14 mittels eines dazwischengeschalteten Dämpfers 13 gehalten. Der Halter 14 wird durch einen Stützblock 16 gehalten, der an einem Gehäuse 15 befestigt ist. In einem Nuteinschnitt im Arm 12 in einer Position in Nähe seines freien Endes ist ein Spulenaufbau oder eine Spulenplatte 17 so befestigt, daß ihre Ebene quer zu der Achsenrichtung des Armes 12 verläuft.

Ein Permanentmagnet 18 von flacher plattenförmiger Gestalt und Paar plattenförmiger Joche 19a und 19b, die im wesentlichen die gleiche Form.besitzen, klemmen den Magneten 18 fest und sind am Vorderteil des Gehäuses 15 in dessen Innerem befestigt. Die unteren Endteile der Joche 19a und 19b erstrecken sich weiter nach abwärts als das untere Ende des Magneten 18 und liegen einander gegenüber. Die Spulenplatte 17 befindet sich innerhalb des Spaltes, der zwischen den sich gegenüberlxegenden. unteren Enden der Joche 19a und 19b ausgebildet ist.

Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, besitzt die Spulenplatte 17 einen Aufbau, der aus einem dünnen Glassubstrat 20 mit einer Höhe von beispielsweise 1 mm und einer Breite von 2 mm sowie einer Dicke von 50 μ und einem Paar von Spulen 21a und 21b besteht, die aus dünnen Filmen in spiralförmig gewundenen Mustern von ungefähr hexagonaler Gestalt auf dem Glassubstrat 20 gebildet sind. Ein weiteres Paar Spulen kann sich auf der Rückseite des Substrats 20 befinden und ist dann mit den Spulen 21a und 21b auf der Vorderseite des Substrats so verbunden, daß sich die Anzahl der Windungen dieser Spulen zu den Windungen der Spulen 21a und 21b addieren. An den Enden der Spulen 21a und 21b sind elektrisch leitende Teile 22a und 22b ausgebildet, deren Breiten größer als die

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Breiten der dünnen Filmspulendrähte sind. Zwei Anschlußdrähte 23a und zwei Anschlußdrähte 23b führen zu den elektrisch leitenden Teilen 22a hin, bzw. von den Teilen 22b weg. Das Gewicht der Spulenplatte 17 ist sehr gering und liegt in der Größenordnung von beispielsweise 0,15 mg.

Symmetrieachsen la und Ib erstrecken sich in Längsrichtung der Spulen 21a und 21b und besitzen Neigungswinkel von 45° nach links bzw. rechts in bezug auf eine Richtung Iv senkrecht zu der Schallplatte. Die Spulen 21a und 21b weisen parallele Teile 21ap und 21bp auf, die im wesentlichen parallel zu den Symmetrieachsen la und Ib verlaufen.

Das Jochstück 19a bzw. 19b besitzt an seinem unteren Kantenteil einen umgekehrten V-förmigen Ausschnitt 25, der Endkantenteile 25a und 25b aufweist, die sich mit den Symmetrieachsen la und Ib der Spulen im wesentlichen, unter rechten Winkeln schneiden.

In dem Fall, in dem die Spulenplatte 17, die an dem freitragenden Arm 12 befestigt ist, so angeordnet ist, daß eine Mittellinie IcT-von einer Mittellinie Ic2 des Ausschnitts 25 des Jochs 19a abweicht, stehen die Endkantenteile 25a und 25b des Ausschnitts 25 im Joch 19a weiterhin den parallelen Teilen 21ap und 21bp der Spulen 21a und 21b gegenüber.

Wenn die Spulenplatte 17 in die Richtungen der Symmetrieachsen la und Ib (das ist in die 45°-45°-Richtungen) schwingt, wenn die Nadel 11 sich längs der Tonspur der Schallplatte bewegt, schneiden die parallelen Teile 21ap und 21bp nicht den Magnetfluß, der im Raum zwischen den Jochteilen 19a und 19b besteht.. Dementsprechend wird kein Signal einzig und allein durch die parallelen Teile 21ap und 21bp induziert, vielmehr wird das Signal nur durch die nichtparallelen Teile der Spulen 21a und 21b induziert, die den Jochteilen 19a und 19b gegenüberstehen.

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Mit der Annahme, daß die Spulen 21a und 21b ohne parallele Teile 21ap und 21bp zu den Symmetrieachsen ausgebildet sind, ergibt sich aus dem zuvor beschriebenen Fehler beim Zusammenbau, daß die Fläche der nichtparallelen Teile der Spulen 21a und 21b, die den Jochteilen 19a und 19b gegenüberliegen, einen. Wert liefern, der unterschiedlich gegenüber einem vorgegebenen Wert ist. Dies gibt Anlaß zu dem fehlenden Abgleich der linken und -rechten Stereo-Wiedergabesignale und zur Erzeugung einer Störung in dem Wiedergabesignal.

Da jedoch die Spule des Tonabnehmers nach der Erfindung die parallelen Teile 21ap und 21bp besitzt, wie zuvor beschrieben ist, ergeben sich bei einem Fehler im Zusammenbau des Tonabnehmers keinerlei Störungen im Wiedergabesignal, und es treten die zuvor beschriebenen Probleme nicht auf.

Die nichtparallelen Teile der Spulen 21a und 21b, die den Jochteilen 19a und 19b nicht gegenüberliegen, sind so ausgebildet, daß sich die Symmetrieachsen la und Ib in eine Richtung erstrecken, die im wesentlichen lotrecht zu den Endkantenteilen der Joche ist, das ist eine Richtung, die von den Endkantenteilen wegführt. Diese Anordnung ergibt den verminderten Einfluß der Magnetflußstreuung im Ausschnitt

Für den Fall, in dem der Ausschnitt 25 des Jochteils 19a so ausgebildet ist, daß die Kantenteile 25a und 25b in bezug auf die Mittellinie Ic2 unter 45°-45° geneigt sind, sind die Randlinien der Magnetflußdichte, die durch Verbinden der Punkte erhalten wird, in denen die Dichte der Magnetflußstreuung im Raum innerhalb des Ausschnitts 25 erzeugt wird, durch die Kurven 26 in Figur 5B dargestellt. Da die Magnetflußstreuungen von den Endkantenteilen 25a und 25b des Jochs zusammengezählt sind, verlaufen die Randlinien 26 der Magnet-

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flußdichte nicht parallel zu den Endkantenteilen 25a und 25b, wie aus dieser Figur ersichtlich ist. Je weiter entfernt man auf diesen Kurven 26 von dem Schnittpunkt 27 der beiden Schenkel des umgekehrten V-förmigen Ausschnitts der Endkantenteile 25a und 25b ist, desto mehr nähert sich der Verlauf der Kurven

26 der Magnetflußdichte der Parallelität mit den gegenüberliegenden Endkantenteilen. Es gilt jedoch, daß der Grad der Hin- ■ zuzählung der Magnetflußstreuung durch die entsprechenden Endkantenteile groß wird, je stärker man sich dem Schnittpunkt

27 nähert, wodurch die Linien 26 der Magnetflußdichte so gekrümmt werden, daß sie nicht mehr parallel mit den Endkantenteilen 25a und 25b sind.

In diesem Zustand wird, wenn die Spulenplatte 17 eine schwingende Versetzung in Richtung des Pfeils Y beispielsweise ausführt, sobald die Nadel 11 die Tonspur der Schallplatte abtastet, eine elektromotorische Kraft von der Spule nahe einer Position (^) der Spule 21a erzeugt, die größer ist, als diejenige Kraft, die von der Spule nahe einer Position. (Ji) erzeugt wird. Daraus folgt, obwohl die Spule 21a keinen, wie immer gearteten Ausgang erzeugen sollte, wenn sie einer Schwingung in Richtung des Pfeils Y ausgesetzt ist, daß die Spule 21a unerwünschte Signale als tatsächliche Ausgangsgrößen erzeugt. Der unerwünschte Ausgang wird zu einer Übersprechenskomponente. Führt die Spulenplatte 17 eine schwingungsmäßige Versetzung in Richtung des Pfeils X aus, so tritt eine übersprechenskomponente in der gleichen Weise am Ausgang der Spule 21b auf.

Der Tonabnehmer nach der Erfindung ist in einer Weise aufgebaut, daß die geometrische Figur des Ausschnitts 25 im Jochstück 19a ('19b) wie nachstehend beschrieben wird, festgelegt ist, um ein Übersprechen zu verhindern.

Die Gestalt einer ersten Ausführungsform eines Ausschnitts in dem Jochstück 19a (19b) ist in Figur 6 dargestellt. Dieser Ausschnitt 30 weist eine Gestalt auf, die aus

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einem gekrümmten Einschnitt besteht, der im Vergleich zu dem Ausschnitt 25 weiter nach oben in Nähe des Punktes 27 geführt ist. Somit umfaßt der Ausschnitt 30 die Kantenteile 30a und 30b, die im wesentlichen die gleichen sind wie die Kantenteile 25a und 25b des zuvor beschriebenen Ausschnitts 25, und ferner einen Kantenteil 30c des gekrümmten Einschnitts.

Infolge des Vorhandenseins dieses eingeschnittenen Kantenteils 30c sinkt der hinzuzufügende Wert der Magnetflußstreuung nahe des Punktes 27 im Vergleich mit dem Fall, daß der eingeschnittene Kantenteil 30c fehlen sollte, wobei die Randlinien 31 der Magnetflußdichte bis nahe des Punktes 27 linear, das heißt geradlinig verlaufen. Dies bedeutet, daß die Randlinien der Magnetflußstreuungsdichte im Raum innerhalb des Ausschnitts 30 und gegenüber den Spulen 21a und 21b im wesentlichen die 45°-45"-Beziehung erfüllen, wodurch die in den entsprechenden Positionen (T) bis (4) erzeugten elektromotorischen Kräfte gleich groß werden. Daraus folgt, wenn die Spulenplatte 17 eine Schwingungsversetzung in X- und Y-Richtung ausführt, daß die elektromotorischen Kräfte in den Positionen [Tj und \2) der Spule 21a ausgelöscht werden und kein übersprechen daher in der Spule 21a erzeugt wird. Das gleiche Resultat wird auch für die Spule 21b erhalten und es wird in dieser Spule gleichfalls kein Übersprechensausgangssignal erzeugt.

Figur 7 zeigt eine zweite Ausführungsform des Ausschnitts des .Jochstückes. Ein Ausschnitt 32 weist Kantenteile 32a und 32b auf, die sich in die 45°-45"-Richtungen erstrekken und einen Kantenteil 32c eines quadratischen Einschnitts, der nach oben nahe des Punktes 27 ausgebildet ist. Entsprechend der Erfindung bewirkt das Vorhandensein des Kantenteils 32c, daß die Randlinien der Magnetflußdichte in der Nähe des Punktes 27 einen Verlauf aufweisen, der in den zuvor beschriebenen quadratisch geformten Einschnitt hineinführt. Die Randlinien der Magnetflußdichte innerhalb des Raumes des Ausschnitts 32 gegenüber den Spulen 21a und 21b verlaufen daher

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in die 45^p-45"-Richtungen. Dementsprechend wird die gleiche Wirkung wie in dem Fall der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform des Ausschnitts erhalten.

Eine dritte Äusführungsform des Ausschnitts im Jochstüek ist in Figur 8 gezeigt. Ein Ausschnitt 34 besitzt Kantenteile 34a und 34b, die in einem Punkt 35 sich schneiden, der oberhalb des Punktes 27 liegt. Ein Winkel α im Punkt 35 zwischen den Kantenteilen 34a und 34b ist kleiner als 90°, das heißt es gilt hier ganz allgemein α <90°. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise der Winkel α gleich 80°.

Der Zusatzwert der Magnetflußdichte'rings um den Punkt 27 wird bei der vorliegenden Ausführungsform gleichfalls niedriger, und die Randlinien 36 der Magnetflußdichte erstrecken sich im wesentlichen in die Richtungen 45°-45°.

• Es ist ersichtlich, daß bei der vorliegenden Ausfuhrungsform der Ausschnitt 34 mit Leichtigkeit ausgebildet werden kann.

Eine vierte Ausführungsform eines Ausschnitts in dem Jochstüek ist in Figur 9 dargestellt. Dieser Ausschnitt 37 weist eine Gestalt auf, die im wesentlichen in der Kombination oder überlagerung des Ausschnitts 34 nach Figur 8 und des quadratischen Kantenteils 32c nach Figur 7 besteht. Das bedeutet, der Ausschnitt 37 besitzt Kantenteile 37a und 37b, die sich in einem Punkt oberhalb des Punktes 27 und unter einem Winkel α < 90° schneiden, und ferner einen Kantenteil 37c, der einen Einschnitt darstellt, der den Punkt 27 umgibt.

Die hinzuzufügende Magnetflußstreuung nahe des Punktes 27 sinkt ab, und die Randlinien 38 der Magnetflußdichte erstrecken sich im wesentlichen in die Richtungen 45^Q-45°, wodurch die gleiche Wirkung wie bei der zuvor beschriebenen Äusführungsform erzielt wird.

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Die Gestalt des Ausschnitts in dem Jochstück ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, es genügt vielmehr, daß der Ausschnitt so ausgebildet wird, daß der Einfluß der Magnetflußstreuung nahe des Punktes 27 verringert wird. Um dies zu erreichen, genügt es, wenn ein Abschnitt jedes Kantenteils 25a, 25b nach oben über den Punkt 27 des Ausschnitts 25 hinweg eingeschnitten ist.

Figur 10 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Tonabnehmers nach der Erfindung. In dieser Figur sind diejenigen Teile, die denjenigen in Figur 1 entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine detaillierte Beschreibung dieser Teile erfolgt daher nicht.

Ein Magnetkreis 40, der im wesentlichen ähnlich dem Magnetkreis in Figur 1 ist, umfaßt einen flachen Permanentmagneten 18 aus einem Magnetmaterial, wie beispielsweise aus der Gruppe der seltenen Erde oder aus Ferrit, so daß dieser einen höheren Energieinhalt besitzt, und einem Paar Joch— stücken 19a und 19b, die im wesentlichen die gleiche Gestalt besitzen und so befestigt sind, daß sie zwischen sich den Magneten 18 festklemmen. Ein Spalt 41 besitzt eine bestimmte Neigung in Übereinstimmung mit der aufsteigenden Richtung der Spulenplatte 17, und der Magnetkreis 40 ist in einem Gehäuse 15 in vertikaler Lage eingebaut.

Das Paar von Jochstücken 19a und 19b wird durch den gleichen Bearbeitungsprozeß im wesentlichen erhalten,mit der Ausnahme der Endbearbeitung zur Ausbildung der den Spalt einschließenden Oberflächen. Es ist bei der Herstellung völlig ausreichend, Jochstücke einer einzigen Bauart vorzubereiten, die anschließend in der Endbearbeitung auf ihre Maße gebracht werden, so daß der Magnetkreis durch Verwendung von Jochstükken einer einzigen Bauart kostengünstig hergestellt werden kann.

Der Magnetkreis 40 ist im wesentlichen von symmetrischer Bauart, bei der der Spalt 41 in einem Zentralteil

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vorgesehen ist, wodurch die Dichte des Magnetflusses im Spalt 41 ansteigt. Von Vorteil ist, da der Magnetkreis 40 nur geringe Abmessungen besitzt, daß der Tonabnehmer klein wird.

In den Magnetkreisen, die in den Figuren 1 und 10 gezeigt sind, sind die Flächen der Jochstücke für die Ausbildung des Spalts eben. Es kann jedoch, um die Spaltbreite zu verringern, theoretisch erwünscht sein, den Spalt aus gekrümmten Flächen zu bilden, die einen Abschnitt einer sphärischen Fläche darstellen, in Übereinstimmung mit dem sich bewegenden geometrischen Ort der Spulenplatte, wenn eine Schallplatte abgespielt wird. Eine derartige Anordnung bewirkt, daß die Magnetflußdichte innerhalb.des Spalts ausreichend hoch wird und verbessert daher die Ausgangsspannungscharakteristiken des Tonabnehmers.

Jedoch ist die Bearbeitung der den Spalt bildenden Flächen der Jochstücke als gekrümmte Flächen mit großen Schwierigkeiten in der praktischen Anwendung auf vorgefertigte Jochstücke verbunden. Daher muß bei den Ausführurigsformen der Erfindung in einigen Punkten wie beispielsweise dem Befestigungswinkel der Spulenplatte an dem freitragenden Arm und der Anordnung der Spulenplatte innerhalb des Spalts entsprechende erfinderische Überlegung angestellt werden, um eine Vergrößerung der Ausgangsspannurigscharakteristiken des Tonabnehmers zu erreichen, wie nachstehend beschrieben wird.

• .

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Figuren 11 bis 17 die Befestigung der Spulenplatte an dem freitragenden Arm in dem Tonabnehmer nach Figur 1 erläutert.

Wie Figur 11 zeigt, ist die Spulenplatte 17 an dem freitragenden Arm 11 in einer Position P befestigt, die durch eine Distanz 1 von dem Vibrationspunkt 0 getrennt ist und unter einem Winkel β gegen den Schwingungspunkt in bezug auf eine Linie m geneigt ist, die senkrecht zu der Achse des

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freitragenden Armes verläuft, die durch eine strichpunktierte Linie angezeigt ist. In Figur 13 ist ein Schnittpunkt eines Kreisbogens η des Radius 1 um den Schwingungspunkt O und eines weiteren Kreisbogens ρ des Radius h, der gleich der Höhenabmessung der Spulenplatte 17 um den Punkt P ist, durch Q gekennzeichnet. Die Spulenplatte 17 ist geneigt befestigt, so daß ihre Spitze mit dem Punkt Q zusammenfällt.

Dementsprechend wird der Unterschied zwischen der Maximaldistanz 1 und der Minimaldistanz 11 der Spulenplatte 17 von dem Punkt O minimal und die Oberflächenausdehnungsrichtung der Spulenplatte 17 stimmt überein mit der Schwingungsrichtung der Spulenplatte 17 im Mittelpunkt S von dieser.

Ein Neigungswinkel β ist gleich dem Winkel SOP und ist durch sin -ψτ repräsentiert.

Wenn die Schallplatte abgespielt wird, führt der freitragende Arm 12 eine kreisende Bewegung in die durch den Pfeil Z1 angezeigte Richtung um einen Winkel δ durch, und die Spulenplatte 17 wird dabei längs der durch die zweifachpunktierten Linien angezeigten Richtung in Figur 12 bewegt. Dementsprechend nimmt die Spaltbreite des Magnetkreises eine Minimalabmessung w1 ein. Im Gegensatz dazu ist in dem Fall, in welchem die Spulenplatte 17' vertikal an dem freitragenden Arm 12 befestigt ist, wie dies durch die gebrochenen Linien in der gleichen Figur dargestellt ist, die Spaltbreite des Magnetkreises größer und besitzt eine Breitenabmessung w2 größer w1.

Wenn sich die Spulenplatte 17 bewegt, ist sie einer Kraft F1 im Mittelpunkt S und einer weiteren Kraft F2 an ihrer Spitze Q ausgesetzt. Die Kraft F1 wirkt in die Richtung, in der sich die Fläche der Spulenplatte 17 erstreckt, wobei eine Komponente der Kraft F1 senkrecht zu der Fläche der Spulenplatte 17 gleich Null ist. Eine Komponente der Kraft F2 senkrecht zu der Spulenplattenoberfläche lautet F2-1. Diese Komponente der Kraft F2 senkrecht zu der Spulen-

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platte 17 wirkt so, daß sie eine unerwünschte Schwingung der Spulenplatte 17 induziert.

In dem Fall, in welchem die Spulenplatte 17" vertikal zu dem freitragenden Arm 12 ist, wirken auf sie. beim Abspielen der Schallplatte Kräfte P3 und F4 im Mittelpunkt und in der Spitze. Die Kräfte F3 und F4 besitzen relativ große Komponenten F3-1 und F4-1 senkrecht zu der Spulenplatte 17¹.

Wie aus Figur 13 ersichtlich ist, wird die auf die geneigte Spulenplatte 17 in die Richtung senkrecht zu deren Oberfläche wirkende Kraft während des Schallplattenabspielens kleiner im Vergleich mit dem Fall der vertikalen Spülenplatte 17'. Die Spulenplatte 17 gibt daher keinen Anlaß, daß irgendeine Schwingung in die Richtung senkrecht zu ihrer Oberfläche auftritt.

Dies bedeutet, daß der Strukturaufbau der Spulenplatte 17, die um einen Winkel β geneigt befestigt ist, nicht nur die Ausgangsspannung des Tonabnehmers vergrößert,-sondern auch jede Störung in der Charakteristik infolge von einer unerwünschten Schwingung der Spulenplatte 17 verhindert.

In der in den Figuren 15 und 16 gezeigten Ausführungsform ist die Spulenplatte 17 innerhalb eines Spaltes 45 in einer Position angeordnet, die von der Position der Mittelebene T des Spaltes 45 zwischen den sich gegenüberlie-

l.

genden Flächen der Jochstücke 19a und 19b um einen Abstand t in Richtung des freien Endes des freitragenden Armes 12 abweicht.

Wenn der freitragende Arm 12 eine kreisende Versetzung in einer Horizontalebene in die durch den Pfeil Z2 angezeigte Richtung ausführt, liegt der geometrische Ort der sich bewegenden Spulenplatte 17 innerhalb einer Fläche, die durch die Kreisbögen si und s2, wie in Figur 17 gezeigt, be-

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stimmt ist. Eine sorgfältige Betrachtung des geometrischen Ortes zeigt, daß der Versetzungsbetrag gegen das freie Ende des freitragenden Armes in bezug zu der Position, in der die Spulenplatte 17 befestigt ist, klein ist, und daß der Versetzungsbetrag in die entgegengesetzte Richtung, das ist gegen das feste Ende des freitragenden Arms, groß ist. Der Spaltraum wird in Übereinstimmung mit dem sich bewegenden geometrischen Ort der Spulenplatte 17 bestimmt, während die Spulenplatte 17 abweichend von dem Mittelpunkt des Spalts in Richtung der Nadel 11 positioniert wird. In Verbindung hiermit wird die Spaltbreite w3 des Magnetkreises enger im Vergleich mit dem Spalt, in welchem die Spulenplatte in der Mittelposition angeordnet ist, und die Ausgangsspannung des Tonabnehmers steigt daher an.

Im vorliegenden Fall wird die Abmessung t, um welche die Spulenplatte von der Position der Mittelebene T des Spaltes abweicht, durch die Beziehung t = 1 - ^ (r + rcos Θ)

wiedergegeben, in der r eine Länge zwischen dem Schwingungs^· punkt O und der Kante der Spulenplatte 17 ist, θ einen Winkel zwischen einer Linie, die durch den Punkt O verläuft und dem äußeren Kantenteil der Spulenplatte 17 darstellt, wenn der freitragende Arm 12 sich um einen Winkel ψ gedreht hat und sich die Achse des freitragenden Armes 12 in ihrer neutralen Position befindet.

Eine Distanz u zwischen der Endfläche des vorderen Jochstückes und der Spulenplatte 17 ist durch die Beziehung

n-r-l- Vl²* (f)²'-l

gegeben, in der a die Breite der Spulenplatte 17 ist.

Eine Spulenplatte 50, die in Figur 18 dargestellt ist, kann als die Spulenplatte verwendet werden, die in den Tonabnehmer nach Figur 1 eingebaut ist. In Figur 18 sind die-

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jenigen Teile, die mit den entsprechenden Teilen in Figur 4 übereinstimmen, durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine detaillierte Beschreibung dieser Teile erfolgt nicht mehr.

Eine Spule 51a weist ein Muster 51aq auf, das zur Linken und im oberen Teil so angeordnet ist, daß es parallele Teile 51ap an jeder Seite der mittleren Symmetrielinie la verbindet und besteht aus einem Kreisbogen. In ähnlicher Weise ist eine Spule 51b aufgebaut, die ein Muster 51bq besitzt, das rechts und im oberen Teil so angeordnet ist, daß es die parallelen Teile 51bp an jeder Seite der mittleren Symmetrielinie Ib verbindet und von krexsbogenformiger gestalt ist. In Übereinstimmung mit der Anordnung sind die zuvor erwähnten Muster 51aq und 51bq in Positionen ausgebildet, die von den oberen ' linken und rechten Ecken 20a und 20b des dünnen Glassubstrats 20 entfernt und in Richtung des Mittelpunkts der Spulen 51a und 51b verschoben sind. Dies bedeutet, daß die Distanz ν relativ groß ist. Dementsprechend ergibt sich der Vorteil, daß die Spulen 51a und 51b nicht zerstört werden, auch nicht in dem Fall, wenn das Glassubstrat 20 in der oberen linken und rechten Ecke 20a bzw. 20b zerbricht, und daß der Tonabnehmer in seiner ursprünglichen Arbeitsweise nicht gestört wird. Die Ausbeute bei der Herstellung der Spulenplatte wird auf diese Weise verbessert.

Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, es ist nur bei allen denkbaren Ausführungsformen notwendig, daß die Gestalt des Kantenteils im wesentlichen einem umgekehrten V-förmigen Ausschnitt entspricht, der innerhalb eines Paars von Jochstücken angebracht ist, die Elemente zur Herstellung eines Magnetfelds in Zusammenarbeit mit einem einzelnen Permanentmagneten in einer Weise bilden, daß die Randlinien der Magnetflußdichte der Magnetflußstreuung innerhalb eines Raums des Ausschnitts und längs Flächen,die den Spulen gegenüberliegen, sich in einer Richtung, die im wesentlichen

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senkrecht zu den Symmetrielinien verläuft, erstrecken, und in bezug auf eine zentrale Vertikallinie der Spulenplatte unter 45°-45° geneigt sind.

Dieser Tonabnehmer nach der.Erfindung ist herkömmlichen Tonabnehmern überlegen in bezug auf die ausgezeichnete Signalwiedergabe und die Wiedergabe über ein breites Band bis in den Hochfrequenzbereich mit flacher Charakteristik.

Diese Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, wie schon erwähnt wurde, begrenzt, vielmehr sind verschiedene Änderungen und Abwandlungen denkbar, ohne daß von dem Erfindungsgedanken abgewichen wird.

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Claims

PoisnioB wolle

Dr.-ΐηα. ¥;iihtim üGichel 2830301

iüö. Woiieang ßeichel

FranMuri a. M. 1 Re-zr/9i46

Pcaketraße 13 11. Juli 1978

VICTOR COMPANY OF JAPAN LTD., No. 12, 3-Chome, Moriya-Cho, Kanagawa-Ku, Yokohama-City, Kanagawa-Ken, Japan

Patentansprüche

Stereo-Tonabnehmer vom Schwingspulentyp mit einem Schwingsystem, das eine Nadel zum Abtasten einer Tonspur einer Schallplatte und zumindest einer Spulenplatte enthält, die auf die Schwingungen der Nadel anspricht und mit Elementen zur Bildung eines Magnetfeldes für die Spulenplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenplatte (17) ein dünnes, isolierendes Substrat (20) und ein Paar linker und rechter Spulen (21a, 21b; 51a, 51b) umfaßt, die symmetrisch in bezug auf eine Mittellinie (Iv) angeordnet sind und durch einen elektrisch leitenden Dünnfilm als spiralförmig gewundenes Muster auf zumindest einer der Flächen des Substrats (20) ausgebildet sind, daß die Spulen Symmetrielinien (la, Ib) aufweisen, die sich in 45° - 45° Richtungen in bezug auf die Mittellinie (Iv) erstrecken und jede Spule symmetrisch zu der entsprechenden Symmetrielinie verläuft, daß die das Magnetfeld erzeugenden Elemente einen Permanentmagneten (18) und ein Paar von Jochstücken (19a, 19b) umfassen, die den Permanentmagneten zwischen sich festklemmen, daß die Jochstücke einander gegenüberliegende Flächen, 'die einen Spalt einschließen, in welchem die Spulenplatte (17) angeordnet ist und einen Ausschnitt (30; 32; 34; 37) aufweisen, der in umgekehrt V-förmiger Gestalt eingeschnitten ist, daß dieser Ausschnitt durch einen Kantenteil begrenzt ist, wobei der umriß des Kantenteils so festgelegt ist, daß sich die Randlinien (31; 33; 36; 38) der Magnetflußdichte der Magnetflußstreuung innerhalb eines Raumes, der zumindest die Flächen umfaßt, die den Spulen im Ausschnitt der Jochstücke gegenüberliegen, in eine Richtung senkrecht zu den Symmetrielinien der Spulen erstrecken.

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2. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenteil des Ausschnitts aus einem Paar von Kantenteilen (30a, 30b; 32a, 32b) besteht, die senkrecht zu den Symmetrielinien der entsprechenden Spule verlaufen, und daß ein Kantenteil (30c; 32c) das Paar von Kantenteilen als Einschnitt fortsetzt und einen Verlauf aufweist, der sich über die Länge der Kantenteile hinweg nach oben erstreckt und über und nahe dem Schnittpunkt (27) der Kantenteile verläuft.
3. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestalt des eingeschnittenen Kantenteils (30c) einem Bogen entspricht.
4. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeschnittene Kantenteil (32c) eine rechteckförmige Gestalt besitzt.
5. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenteil des Ausschnitts ein Paar von Kantenteilen (34a, 34b) umfaßt, die einen Winkel α kleiner als 90° untereinander einschließen.
6. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α gleich 80° beträgt.
7. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingsystem einen freitragenden Arm (12) umschließt, der an seinem freien Ende die Nadel trägt, und daß die Spulenplatte (17) geneigt unter einem Winkel β zu der Ebene senkrecht auf die Längsrichtung des freitragenden Armes an diesem befestigt ist.

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8. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenplatte innerhalb eines Spaltes zwischen dem Paar Jochstücke in einer von einer Mittelebene (T) um eine vorgegebene Distanz (t) in Richtung Nadel abweichenden Position zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen der Jochstücke angeordnet ist.
9. Stereo-Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (51a, 51b) auf der einen Fläche des isolierenden Substrats unter Ausklammerung der oberen linken und rechten Ecke (20a, 20b) des Substrats ausgebildet sind.

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