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「アナログプレーヤーの仕組み」オーディオ解説書その2

アナログプレーヤーとは、アナログレコードを再生するオーディオ機器のことです。レコードプレーヤ(Record player)と呼ばれることもあります。一世代も二世代も昔のプレーヤーと思われがちですが、今なお高い人気を誇るのは、よく調整されたアナログプレーヤーはCDからは得難い彫琢に優れ、躍動感あるサウンドが得られるからです。

ターンテーブルとは。
カートリッジとは。

アナログプレーヤーの仕組みに迫ってみました。

目次

  1. 概要
  2. ターンテーブル
    2-1.ターンテーブル詳細
    2-2.駆動方式
  3. トーンアーム
    3-1.トーンアーム詳細
    3-2.アームの形状
    3-3.ダイナミック・バランス型とスタティック・バランス型
    3-4.インサイドフォース
  4. カートリッジ
    4-1.MM型
    4-2.MC型
  5. アナログプレーヤーをアンプにつなぐ
    5-1.カートリッジからアンプまで信号が流れる仕組み
    5-2.アンプに接続する方法
  6. ターンテーブルマット
    6-1.ターンテーブルマット
    6-2.スリップマット
  7. まとめ

 

1.概要

アナログプレーヤーは6つの主要パーツで構成されています。

・ターンテーブル
・トーンアーム
・カートリッジ
・モーター
・電源
・キャビネット

「ターンテーブル」は、レコード盤を乗せる土台です。プラッターとも呼ばれ、アルミや樹脂といった非磁性体の重い素材でできています。DJ用語ではアナログプレーヤ自体を表しますが、オーディオの世界では、アナログプレーヤーを構成するパーツの一部の名称です。

「トーンアーム」は、先端にカートリッジを取り付ける腕状部分です。カートリッジがレコードの音溝を正確にトレースするため針に一定の圧力(針圧)をかけるための装置です。

「カートリッジ」は、一言でいえばレコード針です。レコード盤面から音をピックアップする最も重要なパーツです。

「モーター」は、プラッターを回転させる駆動力です。一般的にAC(交流)シンクロナスモーターが使用されていますが、50Hz地域と60Hz地域とではそれぞれ回転スピードが異なるため、ベルトをかけるプーリーは50Hz用と60Hzの径の異なる2つが用意されます。

「電源」は各メーカーが注力している部分です。一般に交流電源は電圧が一定ではなく常に変動しています。そのため、モーターもその影響を受け、モーターの回転がぎくしゃくするコギング発生は避けられません。したがって、水晶発振子の搭載や、従来のコンデンサーから電子回路(アクティブ方式)に変更するなど、安定した回転を実現するため多様なアイデアが盛り込まれている部分です。決して100Vの家庭用交流をモーターが必要とする電圧に変換させるためだけのパーツではありません。

「キャビネット」は、現在多様化が進んでいます。昔はウッドキャビネットが一般的でしたが、今では一枚の厚いボード上に構成部品を並べたものや、スケルトンタイプといってアルミの骨組みに各パーツが取り付けられているタイプも多く見られます。さらに、各タイプにスプリングなどを使用したサスペンション構造のものと、サスペンションを持たないリジット型があります。

さて、ここまででアナログプレーヤーの概要を抑えてきましたから、次はさらに詳しい仕組みをみてみましょう。

2.ターンテーブル

2-1.ターンテーブル詳細

ターンテーブルはフォノモーターに連結されていて、レコードを乗せて一定速度で回転する回転台です。別名は「プラッター」。一般的な回転数は、33 1/3(LP盤)・45(EP盤)・78(SP盤)rpm。ただ、近年の製品に78回転のSP盤対応機は非常に少なく、また、SP盤の再生には専用カートリッジ(もしくは専用交換針)が必要となります。

初期の蓄音機はゼンマイ仕掛けでターンテーブルを駆動していましたが、現在は電気を使ってモーターを駆動するのが一般的です。つまり、レコード盤を常に一定速度で回転させるため、モーターの回転数規整が必要となるわけですが、日本は東日本と西日本で周波数が異なります。そのため、昔は東日本/西日本を移動する際、回転数に応じた調整改造を受ける必要がありました。(今はサーボモーターやPLLなどの電子技術により、独自にモーター回転数の制御が可能となり、回転数の安定とレコード盤に対応した回転数切り替えもモーターサイドで実施が可能です)

2-2.駆動方式

プラッターを回転させるフォノモーターは、その駆動方式によって大きく4つに分類されます。古い順に、アイドラドライブ、ベルトドライブ、そして、糸ドライブとダイレクトドライブの4つです。

最初のアイドラドライブは、アイドラというゴム製のアソビ車を介して、プラッターを回転させるものです。ベルトドライブはその伝達道具がゴムベルトになり、糸ドライブはそれが糸になります。そして、ダイレクトドライブはモーターの回転をコントロールして、直接プラッターを回転させる方式です。

2-2-1.アイドラドライブ

もともとはイギリスのガラード社が製造した局用プレーヤーです。一般的に大型で力強いモーターが採用され、硬いゴムのアイドラがプラッターに力強い回転を伝えます。強力なトルクでレコードを回転させるため、針圧の大きなカートリッジを使用してもほぼ問題ありません。ただ、このドライブ方式を採用するプレーヤーは数十年も経っています。そのため、多くの場合、十分な整備が必要となりますが、整備をすることで良い音が得られ、耐久性は現代の新品ものより良くなるケースが多いのが特徴です。

古くは安価なプレーヤーに多用された方式ですが、中には高級品もあり、ガラードやEMTなどの海外メーカーのヴィンテージ品は高価で取引されています。

2-2-2.ベルトドライブ

プーリーと呼ばれるモーター軸とプラッターの間にベルトをかけ、減速しつつ回転を伝える方式です。一昔前にとても広く流行しました。ベルトをプラッター外周に掛けるタイプと、ベルトが外から見えないインナータイプがあります。ほとんどの場合、ベルトはゴム製の弾性ベルトを採用しており、ベルトの張力で掛かっています。

安価な上、SN比を重視した製品が多いのが特徴です。しかし、ベルトが伸びたり切れたり、あるいは硬化するなどの経年劣化は避けられない問題です。

当時は中級品から高級品まで広く用いられました。

2-2-3.糸ドライブ

プーリーと呼ばれるモーター軸とプラッター外周の間に糸をかけ、減速しつつ回転を伝える方式です。糸はモーターの駆動力を充分に伝達することはできませんが、大きな質量を持たせたプラッター自体の慣性により定速性を乱しません。この方式を採用するプレーヤーのほとんどは日本製で、プラッターの素材には砲金やアルミ、ステンレスが使用されています。

今ではほとんど生産されていない方式です。

2-2-4.ダイレクトドライブ

モーター軸がプラッターを直接駆動する方式、あるいはプラッターがモーターの一部である構造のものです。ベルトや減速機等の減速機構をなくし、回転テーブルを直接モーターで駆動します。

最大の特徴は、高速回転が原因の振動や伝達機構が原因となる回転むら及び経年劣化がないことです。しかし、モーター自体が超低速で大トルクを発生し滑らかに回転しなければならないため、サーボ回路を搭載する回転速度制御や極数の多い特殊モーターが必要となります。

ソニーの「TTS-4000」や松下電器テクニクスの「SP-10」が発売された70年当時は高級機のみに採用されていた方式ですが、70年代中頃からモーターの回転制御が自由に出来るようになり低価格化が急速に進行。80年代にはレコードプレーヤー市場を席巻しました。

当初はDCモーター採用型とACモーター採用型がありましたが、今はトルクむらが少なく回転が滑らかなACモーター採用型より、駆動回路が簡単で済み、高効率で振動や発熱が少なく大トルクを発生させやすいDCモーター採用型が主流のようです。

3.トーンアーム

3-1.トーンアーム詳細

トーンアームは、アームと、アームを支えるベース部分、およびヘッドシェルと呼ばれるアームにカートリッジを取り付けるアダプターの3つで構成されています。カートリッジがレコードの音溝(おんこう)を正確にトレースするために、カートリッジのバランスをキープし、針に一定の圧力(針圧)をかけるための装置です。軸受けにベアリングを採用したり、アームの端にウエイトをつけたりして、水平・垂直のバランスを取りながら音溝をトレースします。

トーンアームの形状は多様で、その形状によって音が変化します。したがって、カートリッジやヘッドシェルなどとの組み合わせにより、音の調整を図ります。

レコードに刻み込まれた情報をもれなく拾い上げる(ピックアップする)ため、別名「ピックアップ」とも呼ばれる重要なパーツです。

3-2.トーンアームの形状

レコードに音を刻むカッターは、外周から内周に向かって平行移動で溝を刻みます。しかし、それを再生するトーンアームは、軸受を中心とした円弧状にトレースします。そのため、レコードの外側と内側で音溝と針先の角度にズレが生じてきます。

この針先とレコードの溝の誤差角がトラッキング・エラー角です。エラー角が大きくなれば、正しくトレースできないため正しい音になりませんし、あるいはエラー角が大きすぎると、針先がトレースしきれなくなって針が溝から飛び出すこともあります。

トラッキング・エラー角を小さくする、つまりトラッキングエラーを減少させるための方法は二つあります。針先の位置をアーム支点からターンテーブル中心よりも遠くにオーバーハングする位置に調整し、カートリッジに角度(オフセット角)をつけて解消するか、アームを長くするかです。

※オーバーハングとは、実効長(トーンアームの支点とレコード盤の中心との距離)よりも、有効長(支点と針の接点の距離)を長くとることです。

トーンアームは、アームパイプ自体の長さにより「ショートアーム」と「ロングアーム」に分類されます。ロングアームはオフセット角を小さくできるためトラッキングエラーは少なくなりますが、プレーヤー自体のサイズは大きくなります。一方、ショートアームは慣性モーメント(回転に対する抵抗)が低いため、アーム自体の動きやバランスの維持がしやすくなります。

3-2-1.アームの形状

アームの形状は「S字」「J字」「ストレート」に大別できます。
「J字型タイプ」はアームパイプの先端自体を左側に曲げてオフセット角をとったタイプです。
「S字型タイプ」はアームパイプをS字に曲げたタイプです。S字に曲げることでラテラルバランスをを狙った構造です。
「ストレートタイプ」は、まっすぐなアームパイプに対しカートリッジ部分を右に向けて取り付けてオフセット角をとっているタイプです。

3-2-2.先端形状

先端の形状は、「ユニバーサルアーム」と「インテグレーテッドアーム」の二つの代表的な形状に分類できます。

ユニバーサルアームは、アーム先端のヘッドシェルが取外し可能なタイプです。カートリッジの交換が簡単なため、カートリッジとヘッドシェルのセットを複数用意しておけば様々な音を手軽に楽しむことができます。オルトフォン社が提唱し、後に共通規格となりました。

インテグレーテッドアームは、ヘッドシェルとトーンアームが一体化されたタイプです。カートリッジの交換に手間はかかりますが、電気接点が少ないため不用意な接点不良の問題は軽減できます。海外製のアームに多く見られます。

3-3.ダイナミック・バランス型とスタティック・バランス型

トーンアームは針圧を加える方式の違いによって二つの型に分けられます。「ダイナミック・バランス型」と「スタティック・バランス型」です。

ダイナミック・バランス型は、針圧の調整にバネなどの能動的な圧力を使用するタイプです。
スタティック・バランス型は、錘の調節により重力で針圧を得るタイプです。

3-4.インサイドフォース

トーンアームにはオフセット角が存在するため、回転するレコード盤にカートリッジを落とすと、より内側に向かって行こうとする力「インサイドフォース」が発生します。このインサイドフォースを打ち消し、音の飛び越しなどを回避するための機構「インサイドフォースキャンセラー」あるいは「アンチスケーティング」と呼ばれる外側にウエイトかかる機構で調整します。

4.カートリッジ


カートリッジ(正しくは「フォノカートリッジ」)は、レコードの音溝に針先を接触させて振動を拾い、拾った振動を電気的な信号に変換するという重要な役割を担っています。この部分で正確に盤面に刻まれた情報をピックアップできないと、それ以降のアンプやスピーカーがいくら優秀であっても高音質再生は望めません。そのためカートリッジのアームへの取り付けと調整は非常に重要です。

カートリッジは、先端に針先(スタイラスチップ)が装着されたカンチレバーと、そのカンチレバーの動きをコイルとマグネットによって電気的信号に変える発電機構、そして4ピンの出力端子にて構成されています。さらに、カートッリッジは発電の方式(磁界とコイルの組み合わせ)によっていくつか種類がありますが、現在は「MM型」と「MC型」の二種類が主流です。

4-1.MM型

MM型は、Moving Magnet(ムービング・マグネット)の略型です。
固定されたコイルが作る磁界の中を、カンチレバー根元に取り付けられたマグネットが針先の振動に応じて動くことで発電します。

振動素子のマグネットが小さいためコイルの巻き数が多くしてあり、MC型と比べて10倍以上の高い出力が期待できます。また、MC型より軽針圧にでき、動作が安定しています。

構造上、誰でも針交換が容易にでき、摩耗した針先や古くなったゴム製ダンパーは新品に置き換えることが可能なのも特徴です。

4-2.MC型

MC型は、Moving Coil(ムービング・コイル)の略系です。
カートリッジ内部に差し込まれたカンチレバー後端部分にコイルを取り付け、その磁界中をコイルが動くことで発電します。

コイルの巻き数が少ないため、インピーダンスは非常に低く、発電する電流はMM型よりも大きくなります。そのため、傾向としてエネルギッシュな音が得やすくなります。しかし、出力が低いためヘッドアンプや昇圧トランスなどで電圧を上げる必要が多々あります。

構造上、針交換ができるモデルがあまりありません。

5.アナログプレーヤーをアンプにつなぐ

5-1.カートリッジからアンプまで信号が流れる仕組み

アナログレコードは逆RIAA特性といって、高域を強め、低域はレベルを下げてカッティングされています。これは低域の振幅が非常に大きく、レコードのカッティング時に溝が極端に太くなり、隣の溝に接触することがないようレベルを下げてカッティングする必要があるからです。

一方で、高域は逆にレベルを上げてカッティングし、再生時には逆に同じ量を下げることでレコードのスクラッチノイズを抑えます。

このように、周波数特性を最終的にフラットにすることが、フォノイコライザーの役割です。そのため、アナログプレーヤーをアンプに接続する際には、アンプにPHONO入力があるかどうか、つまりフォノイコライザーを内蔵しているかどうかが非常に重要になってきます。

5-2.アンプに接続する方法

5-2-1.フォノイコライザーを内蔵している

プリメインアンプがフォノイコライザーを搭載している場合は、カートリッジの出力をプリメインアンプのPHONO入力に接続します。

しかし、MCカートリッジを使用する場合は、アンプがMCカートリッジに対応しているかどうかを確認してください。MMカートリッジのみの対応プリメインアンプが多いからです。その場合は昇圧トランスを使って入力レベル(ゲイン)を10倍ほど上げ、アンプのPHONO端子に入力してください。

5-2-2.フォノイコライザーを内蔵していない

アンプにPHONO入力端子がない場合は、フォノイコライザーを購入する必要があります。その上で、アンプのAUXかTUNER端子に入力してください。フォノイコライザーアンプはMM型・MC型の両カートリッジ対応モデルが一般的ですが、中にはMM専用もあります。MCカートリッジの場合は昇圧トランスを使って入力してください。

5-2-3.その他

MMカートリッジをMCカートリッジに換えたくても、使用するアンプあるいはフォノイコライザーアンプがMCカートリッジに対応しない場合は、MCカートリッジ→昇圧トランス→MM対応フォノイコライザーアンプ→プリメインアンプのAUX端子という流れで接続します。

6.ターンテーブルマット

6-1.ターンテーブルマット

ターンテーブルマットはレコード盤が回転するプラッターに載せるマットです。レコード盤をキズから守ること、安定した回転を保つために滑りにくくすること、静電気を減衰させること、そして音に悪影響をおよぼす外部振動の抑制などがターンテーブルマットの役割です。レコード盤の上を針がトレースして音を再生するというのがレコード再生のメカニズムです。したがって、ターンテーブルマットは意外と多くの役割を担っていて、密かに重要なパーツともいえます。

素材にはゴム系のものからステンレスなどの金属を採用した重量級のもの、またはコルクやレザー、フェルト、さらにはカーボンファイバーや電磁波吸収シートを採用したものなど、その種類は多岐にわたります。

専門的な知識をそこまで要さず音質改善が行えるとあって、ターンテーブルマットは今や非常に注目されています。

6-2.スリップマット

一方、このターンテーブルマットによく似たアイテムで「スリップマット」というものも存在します。こちらはその名称から想像できる通り、DJプレイなどで使用されるマットです。そのため、使い方こそ全く同じですが、使用目的はターンテーブルマットとは大きく異なります。

スリップマットでは音質的優位性よりもスクラッチなどで適度に滑る操作性などが重視されています。素材も一般的にはウレタン樹脂などを採用しているケースが目立ちます。また、素材バリエーションは少ないけど、デザインバリエーションが豊富なこともスリップマットの特徴です。

7.まとめ

ここ数年の音楽パッケージ市場では、CDの売上激減が話題になっています。しかし、一方でアナログレコードは確実に売上を伸ばしてきており、そんな市場のニーズを汲み取って、ヨーロッパの大手ディスカウントストアの商品にターンテーブルが加えられたことが大きなニュースとなりました。

アナログレコードというと、どうしてもアメリカでの盛り上がりばかりが伝えられがちですが、実は欧州市場でも、イギリスではTesco(テスコ)やAldi(アルディ)のような代表的スーパーが、90年代の取扱い中止からおよそ20年の時を経て復活させており、スーパーの大手Sainsbury(セインズペリー)はイギリスで最大のアナログレコード販売の小売店になったと発表しました。この活況はレコードがCDに取って替わられる寸前に、マーケット最大の売上をイギリスで記録した1988年以来のことです。

その波は日本にも押し寄せてきており、国内でもディスカウントストアにはレコードプレーヤーが並び始めています。

再び注目を集め始めたアナログプレーヤー
普及期からハイエンド期まで、多種多様なプレーヤーがありますが、まずはアナログの音に身を委ねてみてはいかがでしょうか。

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