DE60111578T2

DE60111578T2 - Bandspule für Aufzeichnungsmedien

Info

Publication number: DE60111578T2
Application number: DE60111578T
Authority: DE
Inventors: Kiyoo Odawara-shi Morita
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: EP1416488A1; DE60107905D1; EP1168335B1; EP1416488B1; DE60107905T2; US20020005453A1; DE60111578D1; EP1168335A3; EP1168335A2; US6783094B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzeichnungsmedien-Bandspule mit Scheibenflanschen am oberen und am unteren Ende einer zylindrischen Nabe, die einen Außenumfang hat, auf den Band gewickelt ist.
Beschreibung der verwandten Technik
Magnetband wird als Aufzeichnungsmedium verwendet, das in einer externen Speichereinheit für Computer und andere Aufzeichnungs-Wiedergabe-Einheiten eingesetzt wird. Das Magnetband wird auf eine Spule aufgewickelt und in einem Kassettengehäuse aufgenommen. Wenn die Magnetbandkassette in eine Aufzeichnungs-Wiedergabe-Einheit eingelegt wird, bewirkt Drehung der Bandspule, dass das Magnetband läuft, und Aufzeichnung bzw. Wiedergabe von Daten in Bezug auf die Aufzeichnungsfläche des Magnetbandes wird durchgeführt.
Neuere Magnetbänder haben ein erhebliches Fassungsvermögen und können mehrere Zehn bis Hunderte Gigabyte pro Spule speichern. Um diese große Kapazität zu erreichen, wird ein Abstand zwischen Datenspuren verringert, oder die Banddicke wird verringert, oder Servo-Signale werden aufgezeichnet. Aus diesem Grund müssen der Bandlaufmechanismus einer Laufwerkseinheit und die Kassettenstruktur hohe Genauigkeit aufweisen. Insbesondere die Genauigkeit einer Spulenstruktur, auf die Magnetband gewickelt wird, muss hoch sein.
Die oben erwähnte Bandspule besteht aus einer zylindrischen Nabe mit ihrer Mittellinie als einer Drehachse sowie einem Paar Scheibenflansche, die sich radial vom oberen und vom unteren Ende der Nabe aus erstrecken. Raum zum Aufwickeln von Aufzeichnungs-Medienband ist zwischen dem Außenumfang der Nabe und den einander gegen überliegenden Innenflächen des Flanschpaares ausgebildet. Dokument GB-A 1 179 145, das die Basis für den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, beschreibt eine Bandspule zum Handhaben länglicher Bahnen, wie beispielsweise Aufzeichnungsband. Die Bandspule umfasst eine sich drehende zylindrische Nabe und ein Paar aus einem oberen und einem unteren Flansch, die axial zu der Nabe beabstandet und daran angebracht sind. Das Paar Flansche erstreckt sich in der radialen Richtung nach außen. Da die Nabe und das aufgewickelte Band sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten drehen können, können die Flansche von der Mitte aus leicht nach außen geneigt sein, um Widerstand auf ein Minimum zu verringern. Im Allgemeinen sind, wenn die Bandspule aus Harz-Formteilen besteht, der untere Flansch und die Nabe integral ausgebildet, und der separat ausgebildete obere Flansch wird fest am oberen Ende der Nabe angebracht.
Die feste Verbindung zwischen der Nabe und dem oberen Flansch wird normalerweise mit einem Ultraschallschweißverfahren hergestellt, bei dem Schweißwülste oder eine Energie-Leiteinrichtung eingesetzt werden. Das Ultraschallschweißen wird verbreitet bei der Herstellung von Bandspulen eingesetzt, da die Herstellungszeit dadurch verkürzt wird und ein von einem geformten Teil geschmolzener Abschnitt als ein Bindemittel dient und damit die Betriebskosten verringert werden.
Wenn bei einer Magnetbandkassette mit einer derartigen Bandspule die Innenfläche des Flansches, der gedreht wird, mit dem Magnetband in Kontakt kommt, besteht die Möglichkeit, dass das Problem auftritt, dass das Magnetband beschädigt wird oder es zu Staubbildung kommt. Dieses Problem wird zu einem wichtigeren Aspekt, wenn die Aufzeichnungsdichte des Magnetbandes zunimmt oder höhere Zuverlässigkeit erforderlich ist. Insbesondere, wenn die Dicke des Magnetbandes (einschließlich einer Magnetaufzeichnungsschicht) auf 20 μm oder weniger verringert wird, insbesondere 15 μm oder weniger, ist es wahrscheinlich, dass das Magnetband aufgrund des erwähnten Reibens beschädigt wird.
Die erwähnte Magnetbandkassette wird dabei in einen einspuligen Typ und einen zweispuligen Typ unterteilt. So hat beispielsweise eine Antriebseinheit, die einen einspuligen Typ Bandspule antreibt, ein ringförmiges Antriebsrad und einen Magneten an der Oberseite einer Drehwelle, so dass ein Festspannvorgang mit der Bandspule zuverlässig ausgeführt werden kann. Die Antriebseinheit ist so aufgebaut, dass das Antriebszahnrad mit einem Spulenzahnrad in Eingriff kommt, das an einer Abschlussfläche der Bandspule ausgebildet ist, und das Spulenzahnrad ohne Spiel zwischen ihnen antreibt.
Wenn die Bandspule durch den Eingriff zwischen dem Antriebszahnrad und dem Spulenzahnrad angetrieben wird, kann der Festspannvorgang zuverlässig durchgeführt werden, es ist jedoch recht schwierig, beide Zahnräder mit Präzision herzustellen. Daher kommt es, wenn die Bandspule durch den Eingriff zwischen beiden Zahnrädern gedreht wird, zu einem geringfügigem Oberflächen-Unrundlauf an den radial außenliegenden Enden des oberen und des unteren Flansches der Bandspule, und dadurch wird das radial außenliegende Ende des Flansches in Richtung des Magnetbandes, das von der Bandspule abgewickelt wird, oder von ihm weg bewegt.
So kommt es, wenn Oberflächen-Unrundlauf beim Eingriff zwischen dem Antriebszahnrad und dem Spulenzahnrad auftritt, zu einem geringfügigem Rundlauffehler in der Drehebene des Spulenzahnrads senkrecht zum Drehmittelpunkt des Antriebszahnrads, und der Oberflächen-Unrundlauf an dem radial außenliegenden Ende des Flansches aufgrund des Einflusses wird verstärkt. Des Weiteren tritt, wenn der Oberflächen-Unrundlauf, den die Bandspule selbst aufgrund geringer Präzision beim Formen hat, hinzukommt, ein größerer Oberflächen-Unrundlauf auf.
Jedoch ist die hohe Genauigkeit der Position, an der Magnetband läuft, erforderlich, um die Zuverlässigkeit der Aufnahme-Wiedergabe-Eigenschaften des Magnetbandes mit der erwähnten hohen Kapazität zu gewährleisten. Die hohe Genauigkeit der Flanschposition ist ebenfalls erforderlich, da die Möglichkeit besteht, dass der Flansch, wenn Oberflächen-Unrundlauf am Flansch zunimmt, mit Magnetband in Kontakt kommt und einen großen Einfluss auf die Bandlaufgenauigkeit hat.
Es gibt jedoch Fälle, bei denen es, was die Eingriffsgenauigkeit zwischen dem Antriebszahnrad und dem Spulenzahnrad und die Präzision beim Formen der Bandspule angeht, unter dem Aspekt der Massenherstellung schwierig ist, ausreichende Präzision zu gewährleisten und Verbesserungen bezüglich der Aufnahmedichte und der Aufnahmegenauigkeit zu erreichen.
Daher bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, bei einer Aufzeichnungsmedien-Bandspule, die mit einem Spulenzahnrad versehen ist, das mit einem Antriebszahnrad in Eingriff ist und gedreht wird, den Einfluss des Flansches auf den Bandlauf auszuschalten und zufriedenstellende Aufzeichnungs-Wiedergabe-Eigenschaften selbst dann zu gewährleisten, wenn es zu Oberflächen-Unrundlauf bei der gedrehten Bandspule kommt.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, wie sie oben erwähnt ist, wird eine Aufzeichnungsmedien-Bandspule geschaffen, die die Merkmale von Anspruch 1 umfasst.
Die Aufzeichnungsmedien-Bandspule der vorliegenden Erfindung umfasst eine zylindrische Nabe mit einem Außenumfang, auf den Aufzeichnungsmedien-Band gewickelt ist;
einen oberen und einen unteren Scheibenflansch, die sich vom oberen und vom unteren Ende der Nabe erstrecken; und
ein Spulenzahnrad, das mit einem Antriebszahnrad in Eingriff gebracht werden kann;
wobei, wenn das Spulenzahnrad mit dem Antriebszahnrad in Eingriff ist und gedreht wird, sich eine Höhe eines radial außenliegenden Endes des unteren Flansches an einer Position befindet, die niedriger ist als eine Höhe eines radial innenliegenden Endes des unteren Flansches, und eine Höhe eines radial außenliegenden Endes des oberen Flansches sich an einer Position befindet, die höher ist als eine Höhe eines radial innenliegenden Endes des oberen Flansches.
Der untere Flansch ist integral mit dem unteren Ende der Nabe ausgebildet, und der obere Flansch kann fest am oberen Ende der Nabe angebracht werden, und die Bedingung t₂ > t₁ wird erfüllt, wobei t₁ eine Differenz zwischen den Höhen des radial innenliegenden und des radial außenliegenden Endes des unteren Flansches darstellt und t₂ eine Differenz zwischen den Höhen des radial außenliegenden und des radial innenliegenden Endes des oberen Flansches darstellt.
Bei der Aufzeichnungsmedien-Bandspule der vorliegenden Erfindung befindet sich, wenn das Spulenzahnrad mit dem Antriebszahnrad in Eingriff ist und gedreht wird, die Höhe des radial außenliegenden Endes des unteren Flansches an einer Position, die niedriger ist als die Höhe des radial innenliegenden Endes des unteren Flansches, und die Höhe des radial außenliegenden Endes des oberen Flansches befindet sich an einer Position, die höher ist als die Höhe des radial innenliegenden Endes des oberen Flansches. Daher haben der obere und der untere Flansch selbst dann keinen Einfluss auf den Bandlauf, wenn sie dem Einfluss von Oberflächen-Unrundlauf unterliegen, der durch den Eingriff zwischen dem Antriebszahnrad und dem Spulenzahnrad verursacht wird. So kann, da zufriedenstellende Laufgenauigkeit gewährleistet ist, Aufzeichnungsmedien-Band, das die Anforderung nach hoher Dichte erfüllt, bei der Bandspule der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Des Weiteren wird der Wert von t₂ für den oberen Flansch größer festgelegt, als der von t₁ für den unteren Flansch (t₂ > t₁), da der Grad des Oberflächen-Unrundlaufs des oberen Flansches im Wesentlichen größer ist als der des unteren Flansches in der Nähe des Spulenzahnrads.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obenstehenden und weitere Aufgaben sowie Vorteile werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, wobei:
1 eine Schnittansicht ist, die eine Bandspule gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine vergrößerte Schnittansicht des Beispiels in 1 ist;
3 eine Schnittansicht ist, die eine Bandspule zeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
4 eine schematische Ansicht ist, die das Abmessungsverhältnis der in 3 dargestellten Bandspule zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Zweispulen-Bandspule, bei der die vorliegende Erfindung eingesetzt wird. Die Bandspule 1 enthält eine zylindrische Nabe 2, die integral mit einem unteren Flansch 3 ausgebildet ist, sowie einen oberen Flansch 4, der als ein separater Körper ausgebildet ist. Die zylindrische Nabe 2 und der obere Flansch 4 werden durch Ultraschallschweißen miteinander verschweißt. Zwischen dem Außenumfang 2a der Nabe 2 und den Innenflächen 3a, 4a des oberen und des unteren Flansches 3, 4 ist Raum zum Aufwickeln von Aufzeichungsmedien-Band (nicht dargestellt), wie beispielsweise Magnetband usw., ausgebildet.
In der zylindrischen Nabe 2 ist eine Vielzahl von Schweißbuckeln 5 in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung so vorhanden, dass sie parallel zu einer Drehachse R nach oben vorstehen, die mit der Mittellinie der Nabe 2 fluchtend ist. Des Weiteren hat der obere Scheibenflansch 4 Durchlasslöcher 6, in die die Schweißbuckel 5 eingeführt werden, an Positionen, die den Schweißbuckeln 5 entsprechen. Der obere Flansch 4 wird auf die Nabe 2 aufgelegt, und die Schweißbuckel 5 werden in die Durchlasslöcher 6 eingeführt, so dass die oberen Enden der Schweißbuckel 5 von dem oberen Flansch 4 vorstehen. Mit der ringförmigen vorderen Endfläche eines Schweißhorns, die an die oberen Endabschnitte der Schweißbuckel 5 gedrückt wird, werden Ultraschallwellen in die oberen Abschnitte der Schweißbuckel 5 geleitet, um die Schweißbuckel 5 zum Schmelzen zu bringen. Die geschmolzenen Schweißbuckel 5 werden abgeflacht, so dass der obere Flansch 4 fest an der Nabe 2 angebracht ist.
Die Unterseite 3b des unteren Flansches 3 hat koaxiale Rippen 7, 8. Eine Ebene P senkrecht zu der Drehachse R, die die flachen Unterseiten 7a, 8a der Rippen 7, 8 einschließt, ist als eine Bezugsebene entlang der Unterseite 3b des unteren Flansches 3 vorgegeben.
Die Bandspule 1 ist, wie in 2 dargestellt, so aufgebaut, dass sie die folgende Gleichung erfüllt: H₁-α>H₂+β, wobei H₁ ein Bezugswert für einen Abstand H_IN von der Bezugsebene P zu dem radial innenliegenden Ende S_IN der Innenfläche 3a des unteren Flansches 3, gemessen parallel zu der Drehachse R ist, α eine Toleranz auf der negativen Seite von H₁ ist, H₂ ein Bezugswert für einen Abstand H_OUT von der Bezugsebene P zu dem radial außenliegenden Ende S_OUT der Innenfläche 3a des unteren Flansches 3, gemessen parallel zu der Drehachse R ist, und β eine Toleranz auf der positiven Seite von H₂ ist.
Das heißt, die Innenfläche 3a des unteren Flansches 3 ist um einen Winkel θ zu der Bezugsebene P geneigt, so dass das radial außenliegenden Ende S_OUT der Innenfläche 3a des unteren Flansches 3 niedriger ist als das radial innenliegende Ende S_IN. Des Weiteren ist der Minimalwert von H_IN stets größer als der Maximalwert von H_OUT.
3 stellt eine einspulige Bandspule dar, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Abmessungsverhältnis der Bandspule 11 ist in 4 dargestellt. Die Bandspule 11 besteht aus einer zylindrischen Nabe 12, wobei Magnetband auf den Außenumfang gewickelt ist, sowie einem oberen und einem unteren Scheibenflansch 13, 14, die sich radial von dem oberen und dem unteren Ende des Außenumfangs der Nabe 12 erstrecken. Ein Ende (in der Figur das untere Ende) der Nabe 12 und der untere Flansch 13 sind integral aus Kunstharz ausgebildet. Der obere Flansch 14, der als ein separater Körper aus Kunstharz ausgebildet ist, ist durch Ultraschallschweißen usw. fest am anderen Ende (in der Figur das obere Ende) der Nabe 12 angebracht.
Die Nabe 12 hat eine Bodenwand 15, so dass der radial innenliegende Abschnitt des unteren Flansches 13 verschlossen ist. Der radial außenliegende Abschnitt der Bodenfläche 15 weist ein ringförmiges Spulenzahnrad 16 zum Drehen der Bandspule 11 auf. Im Inneren des ringförmigen Spulenzahnrads 16 ist eine Spulenplatte 17, die magnetische Anziehungskraft ausübt, durch Umspritzen ausgebildet. Wenn die Bandspule 11 mit Aufzeichnungsmedien-Band in einem Kassettengehäuse (nicht dargestellt) aufge nommen ist, liegt das Spulenzahnrad 16 der Bandspule 11 durch eine Öffnung hindurch frei, die in der Bodenfläche des Kassettengehäuses ausgebildet ist.
Des Weiteren ist eine Antriebseinheit 20 mit einem Antriebszahnrad 22 und einem Magneten (nicht dargestellt) ausgestattet und am oberen Ende einer Drehwelle 21 vorhanden. Wenn die Magnetbandkassette in eine Speichereinrichtung (nicht dargestellt) eingelegt und auf die Drehwelle 21 zu abgesenkt wird, kommt das Antriebszahnrad 22 mit dem Spulenzahnrad 16 in Eingriff. Der Magnet der Antriebseinheit 20 zieht die Spulenplatte 17 der Bandspule 11 an und hält den Eingriffszustand zwischen den Antriebszahnrad 22 und dem Spulenzahnrad 16 aufrecht.
Die Höhe des radial außenliegenden Endes 13a des unteren Flansches 13 befindet sich, wie in 4 dargestellt, an einer Position, die niedriger ist als die des radial innenliegenden Endes 13b des unteren Flansches 13. Des Weiteren befindet sich die Höhe des radial außenliegenden Endes 14a des oberen Flansches 14 an einer Position, die höher ist als die des radial innenliegenden Endes 14b des oberen Flansches 14. Es ist anzumerken, dass die Höhe zwischen den radial außenliegenden Enden 13a, 14a des oberen und des unteren Flansches 13, 14 die H_OUT zwischen den einander gegenüberliegenden Flansch-Innenflächen ist.
Desgleichen ist die Höhe zwischen den radial innenliegenden Enden 13b, 14b des oberen und des unteren Flansches 13, 14 die Höhe zwischen den einander gegenüberliegenden Flansch-Innenflächen. Das heißt, der Wert t₁ der Subtraktion der Höhe des radial außenliegenden Endes 13a des unteren Flansches 13 von der Höhe des radial innenliegenden Endes 13b des unteren Flansches 13 ist positiv (t₁ > 0). Der Wert t₂ der Subtraktion der Höhe des radial innenliegenden Endes 14b des oberen Flansches 14 von der Höhe des radial außenliegenden Endes 14a des oberen Flansches 14 ist ebenfalls positiv (t₂ > 0).
Das erwähnte Höhenverhältnis wird so festgelegt, dass es stets um den gesamten Umfang des oberen und des unteren Flansches 13, 14 herum gilt, wenn die Bandspule 11 durch den Eingriff zwischen dem Spulenzahnrad 16 und dem Antriebszahnrad 22 gedreht wird.
Das heißt, die Werte t₁ und t₂ werden unter Berücksichtigung einer Kombination der Einflüsse der Eingriffsgenauigkeit des Antriebszahnrads 22 und des Spulenzahnrads 12, der Form- und Herstellungsgenauigkeit des oberen und des unteren Flansches 13, 14 der Bandspule 11 usw. so festgelegt, dass der Oberflächen-Unrundlauf der radial außenliegenden Enden 13a, 14a des oberen und des unteren Flansches 13, 14 relativ zu einer Ebene senkrecht zu der Drehachse der Drehwelle 21 während der Drehung des Antriebszahnrads 22 nicht zu Kontakt mit den Seitenabschnitten des Aufzeichnungsmedien-Bandes führt, das von dem Außenumfang der Nabe 12 ab- oder auf ihn aufgewickelt wird. Es ist anzumerken, dass der Wert t₂ für den oberen Flansch 14 größer festgelegt wird als der von t₁ für den unteren Flansch 13 (t₂ > t₁), da der Grad des Oberflächen-Unrundlaufs des oberen Flansches 14 im Wesentlichen größer ist als der des unteren Flansches 13 in der Nähe des Spulenzahnrads 16.
Daher hat, selbst wenn ein geringfügiger Oberflächen-Unrundlauf beim Eingriff zwischen dem Antriebszahnrad 22 der Antriebseinheit 20 und dem Spulenzahnrad 16 auftritt, wenn das Antriebszahnrad 22 mit dem Spulenzahnrad 16 in Eingriff kommt und Lauf des Magnetbandes 11 bei Drehung des Spulenzahnrades 16 durchgeführt wird, ein Rundlauffehler am oberen und am unteren Flansch 13, 14 aufgrund des Einflusses der erwähnten Oberflächen-Unrundheit keinen Einfluss auf die Höhenposition usw. des laufenden Aufzeichnungsmedien-Bandes. So kann das Aufzeichnungsmedien-Band auf einem Laufweg in einer Aufzeichnungs-Wiedergabe-Einheit in genauer Höhe laufen, und zufrieden stellende Aufzeichnung und Wiedergabe mit hoher Aufzeichnungsdichte können durchgeführt werden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit verbessert.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungen derselben beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die hier aufgeführten Details zu beschränken, sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, wie er beansprucht wird, abgewandelt werden.

Claims

Aufzeichnungsmedien-Bandspule, die umfasst: eine zylindrische Nabe (12) mit einem Außenumfang, auf den Aufzeichnungsmedien-Band gewickelt ist; und einen oberen und einen unteren Scheibenflansch (13, 14), die sich vom oberen und vom unteren Ende der Nabe erstrecken, wobei sich eine Höhe eines radial außenliegenden Endes des unteren Flansches (13) an einer Position befindet, die niedriger ist als eine Höhe eines radial innenliegenden Endes des unteren Flansches, und sich eine Höhe eines radial außenliegenden Endes des oberen Flansches (14) an einer Position befindet, die höher ist als eine Höhe eines radial innenliegenden Endes des oberen Flansches, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren umfasst: ein Spulenzahnrad (16), das mit einem Antriebszahnrad (22) in Eingriff gebracht werden kann und von ihm gedreht wird; und dadurch, dass: der untere Flansch (13) integral mit dem unteren Ende der Nabe (12) ausgebildet ist; der obere Flansch (14) fest an dem oberen Ende der Nabe (12) angebracht ist; und t₂ > t₁ erfüllt ist, wobei t₁ eine Differenz zwischen den Höhen des radial innenliegenden und des radial außenliegenden Endes des unteren Flansches (13) darstellt und t₂ eine Differenz zwischen den Höhen des radial außenliegenden und des radial innenliegenden Endes des oberen Flansches (14) darstellt.
Aufzeichnungsmedien-Bandspule nach Anspruch 1, wobei die Aufzeichnungsmedien-Bandspule eine Magnetbandspule ist.