JP2654663B2 - 回転ヘッド装置における共振防止機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、VTRなどのテープ記録再生部に使用される
回転ヘッド装置に係るものであって、回転軸のねじり振
動による共振が実際の回転周波数領域にて生じるのを防
止できるようにした共振防止機構に関する。

〔従来の技術〕

第５図は回転ヘッド装置の構造の概略を示した断面図
であり、回転部分を実線で示し固定部分を鎖線によって
示したものである。

固定ドラム１には軸受２が保持されており、この軸受
２によって回転軸３が回転自在に支持されている。回転
軸３の上端には、回転ドラム４がスリーブ５を介して取
付けられている。この回転ドラム４の下面縁部にはヘッ
ドベース６が固定されており、このヘッドベース６の先
端にヘッド７が固定されている。また回転軸３の下端に
はロータ８がスリーブ９に支持されて固定されており、
このロータ８にマグネットＭが固定されている。また固
定ドラム１の下端には支持部材1aによって支持されたス
テータコイルＣが設けられている。このステータコイル
ＣとマグネットＭとによってモータが構成されており、
このモータの駆動力によってロータ８ならびに回転軸３
が回転駆動され、回転軸３の上端に固定されている回転
ドラム４が回転駆動される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の回転ヘッド装置では、第５図にて実線で示す部
分、すなわち回転軸３とその両端に設けられている回転
ドラム４部分ならびにロータ８部分によって自由振動系
（回転軸３のねじりによる振動系）が形成されている。
したがって、マグネットＭとステータコイルＣとによっ
て構成されるモータの回転むらによって上記の自由振動
系が振動する場合がある。またこの振動は、回転ドラム
４の重量分布のアンバランスによって生じることも考え
られる（磁気ヘッドの配置あるいは磁気ヘッドの搭載数
などもアンバランスの要因となる）。この場合の自由振
動系の固有振動数は、回転軸３の自由長さ（両端の質量
部分の支持スパン）ｌ、回転軸３の直径、回転軸３の横
弾性係数、ならびに回転ドラム４の部分ならびにロータ
８の部分の回転軸中心に対する慣性モーメントによって
決定される。この固有振動数が、モータの回転むらなど
に起因する振動の周波数に一致した場合には、自由振動
系が共振し、回転ドラム４の回転むらが継続的に生じる
ことになる。この共振による回転むらが生じると、VTR
の場合には再生画像の時間軸変動（ジッター）が顕著に
生じはじめる。

そこで、この種の自由振動系の共振が生じないように
するため、従来種々の対策が行なわれている。この対策
のひとつとしては、回転ドラム４の外形を部分的に切削
する方法がある。この部分的な切削によって、回転ドラ
ム４の質量の分布の不均一を矯正し、質量バランスの不
均一な回転ドラム４の回転による振動の発生を防止し、
あるいは回転ドラム部分の慣性モーメントを変化させて
自由振動系の固有振動数を、使用回転領域によって生じ
る振動数から遠ざけるようにしている。

また他の対策としては、実開昭54−11609号公報に開
示されているものがある。この対策では、回転ドラム４
の回転軸３に対する固定（第５図ではスリーブ５の回転
軸３に対する固定）をねじ止めとし、このねじ止め箇所
を予めS1またはS2のように複数箇所設けておき、取付け
る回転ドラム４の種別あるいは使用回転数の相違などに
応じてねじ止め位置をS1またはS2に選択している。これ
によって回転ドラム４部分の回転軸３に対する固定点が
S1またはS2に変わることになり、回転軸３の自由部分
（ねじりが生じる部分）の長さｌを変化させることがで
きるようにしている。このように回転軸３の自由部分の
長さｌを変えることにより、実線で示す自由振動系を構
成している部分の固有振動数を変化させ、実際の使用回
転領域においてモータの回転むらあるいは回転ドラム４
の質量分布の不均一などに起因する振動の周波数と、自
由振動系における固有振動数とを相違させている。

しかしながら、まず回転ドラム４の外形を部分的に切
削する対策では、回転ドラムの外観を損ね、商品価値を
低下させることになる。また回転ドラムの切削によって
質量の分布の不均一を解消するためには、回転ドラムの
複数箇所を切削しなくてはならず、また切削量も多くな
る。また切削のみによって質量バランスを完全にとるこ
とは不可能である。また実開昭54−11609号公報に開示
されている対策では、スリーブ５に複数箇所のねじ穴を
形成しなくてはならならず、しかもこのねじ穴を軸方向
にある程度の間隔を開けて形成しなくてはならないた
め、スリーブ５の構造がねじ穴の配置によって制約を受
けることになる。また回転軸３に対する取付けをねじ止
めによって行なっているため、ねじの弛みの問題ならび
にねじ止め作業の追加など製品の性能ならびに製造技術
上の新たな問題が生じることになる。

本発明は上記課題を解決するものであり、回転ドラム
の回転軸に対する取付部あるいはロータの回転軸に対す
る取付部において、ねじ止めを使用することなく回転軸
に対する固定点の位置を変更できるようにし、回転軸の
ねじりによるばね定数を変化させ、固有振動数を実際の
使用回転領域にて発生する振動の周波数と相違させるよ
うにしたことを目的としている。

また本発明では、固有振動数を実際の使用領域から遠
ざけて、回転ドラムの質量分布のアンバランスを切削な
どによって解消する必要をなくし、回転ドラムの外観を
損ねないようにしたことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による共振防止機構は、固定ドラムに保持され
た軸受によって回転軸が回転自在に支持されており、こ
の回転軸にモータのロータと、磁気ヘッドを搭載した回
転ドラムとが間隔を開けて取付けられている回転ヘッド
装置において、モータのロータもしくは回転ドラムの少
なくとも一方の回転軸への取付部には、回転軸の外周に
嵌着固定される固定しろと、この固定しろに連続してロ
ータと回転ドラムとが対向する側へ向かって軸方向へ延
びる切欠きとが形成されており、前記固定しろと切欠き
との境界点により、ロータと回転ドラム間での回転軸の
自由長が決められていることを特徴とするものである。

〔作 用〕

本発明では、回転ドラムの回転軸に対する取付部ある
いはロータの回転軸に対する取付部において、例えば取
付用のスリーブにロータと回転ドラムとが対向する側へ
向かって軸方向に延びる切欠きおよびこれに連続する固
定しろが形成され、この固定しろと切欠きの形成位置に
応じて、スリーブの回転軸に対する焼ばめあるいは圧入
などによる嵌着固定点を軸方向へ変化させることができ
るようになっている。これによって搭載ヘッド数などの
回転ドラムの仕様の変更または仕様回転数の変更などに
応じて、回転軸の自由長さ（ねじり変形できる部分の長
さ）を変えることができるようにし、回転軸ならびにそ
の両端に設けられている質量とからなる自由振動系の固
有振動数を変化させている。これによって自由振動系の
固有振動数を実際の回転ヘッド装置の使用回転数におい
て生じる振動の周波数から遠ざけ、共振による回転ドラ
ムの回転むらが生じないようにできるようになる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第１図〜第４図の図面によって
説明する。

第１図は本発明による回転ヘッド装置の共振防止機構
を示す断面図、第２図は第１図と異なる固有振動数とな
るように調整されたものを示す部分断面図、第３図と第
４図はそれぞれ異なる固有振動数に調整された回転ヘッ
ド装置のスリーブの部分を拡大して示す断面図である。

第１図に示すように、固定ドラム11には軸受12が保持
されており、この軸受12によって回転軸13が回転自在に
支持されている。回転ドラム14は支持スリーブ27にねじ
26によって固定されており、さらに支持スリーブ27は嵌
着スリーブ15a（第１図と第３図）あるいは嵌着スリー
ブ15b（第２図と第４図）を介して回転軸13に固定され
ている。この回転ドラム14の下面縁部にはヘッドベース
16が固定されており、このヘッドベース16の先端にヘッ
ド17が固定されている。また回転軸13の下端にはロータ
18がスリーブ19に支持されて固定されており、このロー
タ18にマグネット21が固定されている。また固定ドラム
11の下端には支持部材22によって支持されたステータコ
イル23が設けられている。なお、符号24はロータトラン
ス、25はステータトランスである。

この実施例では、回転ドラム14を回転軸13に固定する
ための取付部を構成しているスリーブとして15aと15bで
示す２種類のものが使用されている。第１図と第３図で
は、嵌着スリーブ15aの上面方向から軸方向に向かう切
欠きA1が形成されている。そして嵌着スリーブ15aは切
欠きA1以外の部分すなわち固定しろB1の部分によって回
転軸13に対して焼ばめあるいは圧入などの嵌着手段によ
って固定されている。一方、第２図と第４図では、嵌着
スリーブ15bの下面から軸方向に切欠きA2が形成されて
いる。そして切欠きA2以外の部分すなわち固定しろB2の
部分によって回転軸13に対して焼ばめあるいは圧入され
て固定されている。また図の実施例では、ロータ18を固
定しているスリーブ19はその軸方向全長部分が、回転軸
13に対して焼ばめあるいは圧入により嵌着されている。
したがって、第１図と第３図では、スリーブ19の上端か
ら嵌着スリーブ15aの下端（固定しろB1の下端、すなわ
ち固定しろB1におけるロータ18と回転ドラム14との対向
側の縁部）までが回転軸13の自由長（ねじりを生じる長
さ）ｌとなる。また第２図と第４図では、スリーブ19の
上端から嵌着スリーブ15bの切欠きA2の上端（固定しろB
2の下端、すなわち固定しろB2における回転ドラム14と
ロータ18との対向側の縁部）までが回転軸13の自由長ｌ
となる。もちろん嵌着スリーブ15bにおいて切欠きA2を
切削加工し、その軸方向の深さを変化させれば、回転軸
13の自由長ｌをさらに無段階にて任意に変化させること
が可能である。

上記の回転ヘッド装置では、同じ構造でありながら仕
様が相違するそれぞれの種別の装置に対応して嵌着スリ
ーブ15aまたは15bが使い分けられる。例えば、PAL/SECA
M用（回転数は50Hz）では第１図と第３図に示す嵌着ス
リーブ15aが使用され、NTSC用（回転数は60Hz）では第
２図と第４図に示す嵌着スリーブ15bが使用される。こ
の使い分けによって、回転軸13の自由長さｌを変え、回
転軸13、回転ドラム14部分（回転ドラム14、各スリー
ブ、ねじ26、ヘッドベース16など）ならびにロータ18部
分（ロータ18、スリーブ19、マグネット21など）とから
成る自由振動系の固有振動数を変えることができる。す
なわち各仕様別の回転数において、モータの回転むらや
回転部分（回転ドラム部分）の質量分布の不均一によっ
て生じる回転軸13のねじり振動の周波数から上記自由振
動系の固有振動数を相違させることができるようにな
る。よって上記自由振動系の共振を防止でき、回転ドラ
ム14の回転むらの発生による再生画面の時間軸変動など
を防止できるようになる。

ここで、軸とその両端に質量が固定されている自由振
動系の固有振動数ｆは以下の式によって求められる。

J1とJ2は軸の両側に固定されている質量の軸回転中心
に対する慣性モーメントであり、この場合例えばJ1は回
転ドラム14部分（回転ドラム14ならびにその他の部品）
の慣性モーメントの総和となり、J2はロータ18部分（ロ
ータ18とその他の部品）の慣性モーメントの総和とな
る。

またＫは回転軸13のばね定数である。このＫは以下の
式で表わされる。

Ｋ＝πd⁴G/32l ｄは回転軸13の直径、ｌは回転軸13の自由長さ、Ｇは
回転軸13の材質の横弾性係数である。

以上の式において、回転軸の自由長さｌが変化すれ
ば、ばね定数Ｋが変化し、よって自由振動系における固
有振動数ｆが変化することになる。前記実施例では嵌着
スリーブを15aまたは15bに使い分けることによって、回
転軸13の自由長さｌを変え固有振動数を変化させて、実
際の使用回転領域によって生じる振動の周波数と固有振
動数とを相違させ、共振が生じないようにしている。な
お、スリーブ15bでは切欠きA2の深さを変えることによ
って、さらに回転軸13の自由長ｌを連続的に任意に変化
させることができ、ヘッド搭載数などによって変化する
回転部の慣性モーメンとの変化に応じて固有振動数を使
用領域からさらに相違させる領域に設定することが可能
になる。

なお、図の実施例では、回転ドラム14の取付け部が焼
ばめを想定した嵌着スリーブ15aまたは15bとなっている
が、支持スリーブ27を回転軸13に直接焼ばめあるいは冷
間ばめさらには圧入する構造の場合には、支持スリーブ
27の軸穴に軸方向に延びる切欠きを設けることになる。
また回転ドラム14を回転軸13に直接圧入などする場合に
は、回転ドラム14に切欠きを設けることになる。

さらにロータ18を回転軸13に固定しているスリーブ19
に対し、嵌着スリーブ15aまたは15bに相当する切欠きを
設け、このスリーブ19と回転軸13との固定しろの位置を
変化させてｌを変えることも可能である。あるいは上方
のスリーブ15a,15bと下方のスリーブ19の両者に切欠き
を設け、両者の固定しろによって回転軸13の自由長ｌを
変化させることも可能である。

〔効 果〕

以上のように本発明によれば、回転ドラムまたはモー
タのロータの回転軸に対する取付部のいずれか少なくと
も一方において、回転軸の外周部に嵌着される固定しろ
およびこの固定しろに連続して軸方向に延びる切欠きを
形成し、固定しろと切欠きの形成位置さらに詳しくは固
定しろにおけるローラと回転ドラムとの対向側の縁部の
位置に応じて回転軸の自由長ｌを変えて、回転軸ならび
にその両端の質量による自由振動系の固有振動数を変化
させている。よって実際の使用回転数においてモータの
回転むらあるいは回転ドラムの質量の分布の不均一など
によって生じようとする振動の周波数と固有振動数とを
相違させることによって共振を防ぎ、回転ドラムの回転
むらによる再生画像の時間軸の変動などが生じるのを防
止できるようになる。

特に本発明では、回転軸に対する取付部に切欠きを設
けているので、他の部品を加工したり取付け位置を変更
する必要はなく、スリーブなどの取付部において固定し
ろと切欠きとの境界点を適正に設定することにより、共
振の防止ができるようになる。また固有振動数そのもの
を実際の回転による周波数領域から相違させているた
め、従来のように回転ドラムの外形を切削して回転ドラ
ムの質量のアンバランスを矯正する必要はなくなる。ま
たねじ止め位置を変化させる場合のように複数箇所にね
じ穴を設けることも不要になり、スリーブなどの構造が
制約を受けることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示すものであり、第
１図は回転ヘッド装置の共振防止機構を示す断面図、第
２図は第１図と異なる固有振動数となるように調整され
たものを示す部分断面図、第３図と第４図はそれぞれ異
なる固有振動数に調整された回転ヘッド装置のスリーブ
の部分を拡大して示す断面図、第５図は従来の回転ヘッ
ド装置ならびに従来の共振防止機構を示す断面図であ
る。 11……固定ドラム、12……軸受、13……回転軸、14……
回転ドラム、15a,15b……嵌着スリーブ、16……ヘッド
ベース、17……ヘッド、18……ロータ、19……ロータ取
付け用スリーブ、21……マグネット、23……ステータコ
イル。A1,A2……嵌着スリーブの切欠き、B1,B2……嵌着
スリーブの固定しろ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定ドラムに保持された軸受によって回転
   軸が回転自在に支持されており、この回転軸にモータの
   ロータと、磁気ヘッドを搭載した回転ドラムとが間隔を
   開けて取付けられている回転ヘッド装置において、 モータのロータもしくは回転ドラムの少なくとも一方の
   回転軸への取付部には、回転軸の外周に嵌着固定される
   固定しろと、この固定しろに連続してロータと回転ドラ
   ムとが対向する側へ向かって軸方向へ延びる切欠きとが
   形成されており、前記固定しろと切欠きとの境界点によ
   り、ロータと回転ドラム間での回転軸の自由長が決めら
   れていることを特徴とする回転ヘッド装置における共振
   防止機構。