JP2843757B2 - ねじり剛性が高く軸方向たわみ剛性が低いドライブ・シャフト・システム - Google Patents

ねじり剛性が高く軸方向たわみ剛性が低いドライブ・シャフト・システム

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JP2843757B2 JP6108226A JP10822694A JP2843757B2 JP 2843757 B2 JP2843757 B2 JP 2843757B2 JP 6108226 A JP6108226 A JP 6108226A JP 10822694 A JP10822694 A JP 10822694A JP 2843757 B2 JP2843757 B2 JP 2843757B2
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    • G11B15/50—Controlling, regulating, or indicating speed by mechanical linkage, e.g. clutch

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープ磁気ディス
ク、ビデオ・ディスクなどの、回転する記録媒体のため
の、ねじり剛性が高く軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ド
ライブ・シャフト・システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】駆動モータをテープ・ドライブ中の１個
または複数のテープ・リールに結合するには、少なくと
も３つの方法がある。すべての場合に、偏心駆動の問題
があるが、これはそれぞれ異なる方法で処理されてい
る。第１の方法は、ベルト駆動を使用するデータ・カー
トリッジである。カートリッジ内部のベルトは、偏心駆
動の問題を解決する以外にも機能を有するが、これは問
題を解決する１つの方法である。第２の方法は、すべて
のオーディオおよびビデオ・カセット・システムに使用
されているもので、テープ・リールをカートリッジ内部
で「浮動」させるものである。このようなシステムでの
テープ・リールは、カートリッジに強固に取り付けられ
た軸上では回転しない。リールは、ある範囲内で移動し
て、駆動軸と心合わせすることができる。通常、噛み合
わせ方法は、スパイダ・ギアなどある種の自己調心装置
を有し、またはリールをわずかにウオッブルさせる（オ
ーディオおよびビデオ・テープ・カセット）。第３の方
法は、テープ・リールをカセット・ハウジングに強固に
接続した軸上で回転させ、ドライブ・シャフトの軸をカ
セット・リールに合わせて調整させるものである。この
種のシステムの利点は、精密なテープ通路が完全にカセ
ット内部で画定でき、案内が優れ、破片の発生が少ない
などである。第１の方法もテープ通路は完全にカセット
内部で画定されることに留意されたい。
【０００３】第３の方法では、各リールは、締りばめを
有するように設計されたベアリングに取り付けた軸を有
する。しかし、この軸は、テープ駆動機構（テープ・ド
ライブ）が軸と心が合っていない場合、わずかに横揺れ
する。この横揺れにより、テープ通路の信頼性が低下
し、磁気テープの記録・再生品質が低下する。
【０００４】ある種の磁気テープ・カセットは、各リー
ルの軸に接続した歯車を有する。同様に、テープ・ドラ
イブは１対の駆動歯車を有し、各駆動歯車は、各リール
軸歯車と噛み合って、テープ駆動機能を実施する。テー
プの性能が低品質である以外に、駆動系とリール軸との
位置ずれにより、歯車の噛み合いが不正になる。このよ
うな不正な噛み合いによって、歯車の摩耗が生じ、破片
が発生して装置の性能に悪影響を与えることがある。
【０００５】偏心駆動の問題は、古典的な機械的問題で
あり、従来の技術で多くの解決方法がある。たとえば、
自動車の駆動装置では、１対の自在継手と、テレスコー
プ型継手を使用してこの問題を解決することが多い。農
業用機械やその他の重機械では一般に弾性継手を使用し
て偏心を調節している。精密装置では、ベローズ継手、
オルダム継手、およびスパイダ継手を使用することが多
い。これらの従来の技術はいずれもカセットの偏心駆動
の問題を解決しない。磁気テープ・カセットのテープ・
ドライブは、ねじり剛性が高く、軸方向のたわみ剛性が
低く、しかもスラスト荷重を支持できなければならな
い。ねじり剛性が高いことは、カセット・リールを回転
させるために必要であり、軸方向のたわみ剛性が低いこ
とは、リール軸にチッピング・トルクがかかるのを防止
するために必要である。チッピング・トルクが過大にな
ると、リールが前後に横揺れする。困難な問題は、軸方
向のたわみ剛性を低くすると同時に、駆動のための噛み
合いに必要なスラスト荷重を支持することである。テー
プ・ドライブはまた、低い抗力で一定速度を伝えなけれ
ばならない。このことは、磁気媒体の記録および再生の
ための、信頼性の高いテープ通路を得るために必要であ
る。さらに、歯車の摩耗と破片の発生を最少限に抑える
ために、テープ・ドライブと各カセットの駆動軸との間
の噛み合いが正確であることが必要である。
【０００６】磁気テープ・ドライブに付随する上記の問
題の多くは、磁気またはビデオ・ディスク・ドライブに
も適用される。これらのドライブは、磁気または光ディ
スクを受ける。このようなディスクは、通常ディスクを
回転させるための動力が与えられる駆動システムのグラ
ベットと噛み合う中央開口を有する。ディスク・ドライ
ブとディスクの中心軸との心合わせは、再生または記録
通路に影響を与える横揺れ運動を防止するために必要で
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、容易
にかつ確実にたわんで、駆動系と駆動される物体との位
置ずれまたは軸の偏心に適合することのできる、柔軟性
ドライブ・シャフト・システムを提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、記録媒体を確実に回
転させるための、ねじり剛性が高く軸方向のたわみ剛性
が低い、柔軟性ドライブ・シャフト・システムを提供す
ることにある。
【０００９】本発明の他の目的は、テープ・ドライブの
軸およびどのリールの軸が偏心していても、磁気テープ
・カセットのリールを確実に駆動できる、ねじり剛性が
高く軸方向のたわみ剛性が低い、柔軟性ドライブ・シャ
フト装置を提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、記録媒体を再生また
は記録するための信頼性のあるシステムを提供すること
にある。
【００１１】本発明の他の目的は、柔軟性ドライブ・シ
ステムに使用することができる、独特の柔軟性ダイアフ
ラムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では、従来の技術
による記録媒体駆動装置に付随する上記の問題は、ドラ
イブ・シャフトと記録媒体のリールとの間に軸の位置ず
れがあっても、移送機能（サーチまたは送り／巻き戻し
など）および再生または記録動作のために、記録媒体を
確実に回転させることができる、柔軟性ドライブ・シャ
フト装置を提供することによって解決される。この問題
は、カセット・ハウジングに固定された軸に取り付けた
１対のリールを有する磁気テープ・カセットでは特に面
倒である。本発明は、テープ・ドライブとカセット・リ
ールの軸との偏心の問題を、エレメントの独特の組み合
わせによって解決する。この組み合わせは、回転軸に沿
って相対する駆動端を有するドライブ・シャフトと、歯
車など回転軸を有する噛み合わせ装置と、１対の柔軟性
ダイアフラムとで構成される。本発明の重要な特徴は、
これらの各種のエレメントをいかに結合して、本発明の
重要な結合装置にするかにある。１組の部品をドライブ
・シャフトの１端に接続し、第１の柔軟性ダイアフラム
に接続し、さらにモータなどの回転する動力源に接続可
能である。この１組の接続部品の特徴は、モータからの
ねじり力を柔軟性ダイアフラムを介してドライブ・シャ
フトに伝達することにある。他の１組の部品は、ドライ
ブ・シャフトの他端と、第２の柔軟性ダイアフラムと、
上記の歯車などの噛み合い装置とに接続される。この１
組の部品は、ドライブ・シャフトからのねじり力を他方
の柔軟性ダイアフラムを介して噛み合い装置に伝達す
る。これで、柔軟性ダイアフラムが、それぞれ記録媒体
を駆動するのに必要なねじり力を伝達するので、本発明
の重要なエレメントであることが理解できよう。本発明
では、これらの柔軟性ダイアフラムを、軸の偏心に対し
て容易にたわみ、しかも記録媒体を回転させるためのね
じり剛性の高い伝達トルクを有するように、独特に構成
している。ねじり剛性は、ダイアフラムの中心が外部の
接続点の平面から外れるにつれて、急速に低下する。こ
の問題を解決するため、本発明は、軸方向のスラスト荷
重を伝達し、ダイアフラムの中心を外部の接続点の平面
内に維持するため、各ダイアフラムに付随する独特の装
置を提供する。
【００１３】
【実施例】以下の図面に、既知の磁気または光学的方法
で情報をテープに書き込み、テープから読み取る磁気テ
ープ装置への本発明の応用を示す。このようなテープ
は、個々のリールに巻かれ、「カセット」または「カー
トリッジ」と呼ばれる１本または２本リール型のテープ
容器に収納されている。カートリッジおよびテープ・ド
ライブによって画定されたすべての種類のテープ通路に
は、テープに近接して、テープに書き込みまたはテープ
から読み取るための１個または複数の変換器エレメント
を有するテープ・ヘッドがある。テープは、テープ容器
中のリールの回転によって駆動され、テープ・ヘッドを
通過する。
【００１４】図を参照すると、同様の部品には同じ参照
番号が付けてある。図１にはテープ・リール２２を駆動
する装置２０が示されている。テープ駆動装置２０は、
モータ２８の出力シャフト２６に接続されたスパイダ・
ギア２４を有する。出力シャフト２６は、回転軸３０を
有する。テープ・リールはスパイダ・ギア３２を有し、
カセット・ハウジング３８に接続された軸３６により軸
３４の周りを回転するように取り付けられている。図１
から分かるように、モータ・シャフトの軸３０とリール
の軸３４は位置がずれている。このため、スパイダ・ギ
ア２４と３２が正しく噛み合わなくなる。この結果、軸
３４上でのテープ・リール２２の横揺れと歯車の摩耗が
生じる。これは、高性能の装置では受け入れられない。
【００１５】図２は、モータの軸３０とリールの軸３４
との間に横方向の偏心があった場合にドライブ・シャフ
ト装置を位置合わせするための本発明の原理を示す。こ
れは、モータ・シャフト２６とスバイダ・ギア・ドライ
バ２４とを相互接続する柔軟性ドライブ・アセンブリ４
０によって達成される。ドライブ・アセンブリ４０は、
ドライブ・シャフト・アセンブリ４６の１端とモータ・
シャフト２６、およびドライブ・シャフト・アセンブリ
４６の他端とスパイダ・ギア２４を相互接続する１対の
たわみ継手４２および４４を有する。ドライブ・シャフ
ト４６には、テレスコープ型継手４８を設けてもよい。
継手４２および４４の屈曲により、ドライブ・アセンブ
リ４０は、リールの軸３４がモータ・シャフトの軸３０
から偏心していても、リールの軸３４と整合する。
【００１６】図３は、さらに本発明の詳細を示す概略図
である。図に示すように、柔軟性ドライブ・アセンブリ
４０は、対向する駆動端５０および５２を有するドライ
ブ・シャフト・アセンブリ４６を有する。１対の柔軟性
ダイアフラム５４および５６を設けることができ、各ダ
イアフラムは、以下に詳細に示すように、対向する実質
的に平坦な側面を有する。ダイアフラムは、たわんでい
ないときは平坦である。本発明では、各ダイアフラム５
４および５６をシャフトの両端５０および５２に接続
し、各ダイアフラムの平坦な側面はそれぞれ横方向の平
面内を延び、各横方向の平面はドライブ・シャフト２６
の回転軸３０に実質的に垂直である。シャフトの下端５
０をダイアフラム５４に接続する機構は、ボルト６０で
ダイアフラムに接続されたハブ５８を有する。シャフト
の他端５２をダイアフラム５６に接続する機構は、ボル
ト６３でダイアフラム５６に接続されたハブ６２を有す
る。
【００１７】柔軟性ドライブ・シャフト装置のスパイダ
・ギア２４は、磁気テープのリール２２のスパイダ・ギ
ア３２と噛み合う。本発明では、スパイダ・ギア２４
は、ドライブ・シャフトの端部５２と反対の位置で柔軟
性ダイアフラム５６に接続されている。この接続部は、
ボルト６６などの適当な手段により、外側の位置で外端
部が柔軟性ダイアフラム５６に接続されたヨーク６４を
含んでいる。このヨーク６４についてはあとで詳細に説
明する。駆動装置４０の動力手段は、出力エレメント、
すなわちモータ・シャフト２６を有するモータ２８によ
って得られる。本発明では、モータ・シャフト２６は、
他の柔軟性ダイアフラム５４に接続されている。この接
続部は、ボルト７０などの適当な手段により外側の位置
で外端部が柔軟性ダイアフラム５４に接続された、ヨー
ク６４と同一のヨーク６８を含んでいる。
【００１８】ハブ５８とヨーク６８がともに柔軟性ダイ
アフラム５４に接続されていることにより、モータ２８
からの軸のまわりに回転させるためのねじり力を柔軟性
ダイアフラム５４を介してドライブ・シャフト・アセン
ブリ４６に伝達することができる。同様に、ハブ６２と
ヨーク６４がともに柔軟性ダイアフラム５６に接続され
ていることにより、ドライブ・シャフト・アセンブリ４
６からのねじり力を柔軟性ダイアフラム５６を介してス
パイダ・ギア２４に伝達することができる。ダイアフラ
ム５４および５６は、非常に薄く設計されているが、以
下にその詳細を説明する。ダイアフラムの構造の薄さに
より、軸３０および３４の位置ずれを吸収する所望のた
わみが得られる。しかし、この薄い構造のため、柔軟性
ダイアフラムは特にモータ・シャフト２６、ドライブ・
シャフト・アセンブリ４６、およびスパイダ・ギア２４
の回転軸に沿って加えられる軸方向の力に弱い（図２参
照）。この問題を解決するため、たわみ継手４２、４４
がそれぞれ、上記すべての回転軸に沿って加えられるス
ラスト荷重を伝達できるようになっている。スラスト荷
重は１対の球形のボールまたはボールの部分７２および
７４によって伝達されるのが好ましく、各ボールの平坦
な部分が中心で、エポキシ接着剤などの適当な手段によ
り各ヨーク６８、６４内に接続される。各ボール７２、
７４の円形部分は、それぞれハブ５８、６２を介してシ
ャフト端５０、５２に噛み合い、軸方向の荷重を、モー
タ・シャフト２６からドライブ・シャフト・アセンブリ
４６に、続いてドライブ・シャフト・アセンブリ４６か
らヨークとスパイダ・ギアの組み合わせ６４および２４
に伝達する。この配置により、柔軟性ダイアフラム５
４、５６上の軸方向の応力が緩和される。
【００１９】図３は、端部５０、５２間の距離を広げ、
すなわち長くするために伸縮するドライブ・シャフト・
アセンブリ４６の概略を例示する。伸縮は、中空のシリ
ンダ７８内を摺動可能に往復するロッド７６によって行
われる。ロッド７６は、ハブ５８に固定され、中空のシ
リンダ７８はハブ６２に固定されている。ロッド７６
は、横方向に伸び、中空のシリンダ７８中のスロット８
２に支えられたるピン８０を有する。中空シリンダ７８
は、外方向に延びる環状のカラー８４を有するものでも
よい。ドライブ・シャフトのスパイダ・ギア２４を押し
てリールのスパイダ・ギア２２と噛み合わせるための圧
縮スプリング８５が、フランジ８４とハブ５８との間に
置かれている。このテレスコープ形機構により、柔軟性
ドライブ・アセンブリ４０は、必要なスラストを与え
て、スパイダ・ギア２４と３２との間に正しい駆動のた
めの噛み合いを行わせる。スパイダ・ギア２４をリール
のスパイダ・ギア３２から外して引き込むために、選択
的に圧縮スプリングに打ち勝ってスパイダ・ギア２４を
モータ２８の方向に押しやる引き込みアセンブリを、テ
レスコープ形ドライブ・シャフト・アセンブリ４６に動
作可能に接続する。この引き込みアセンブリは、カラー
８４の上方の中空シリンダ７８の周囲にはめ込まれたヨ
ーク８６を有する。ヨーク８６は、シャフト９０により
縦長のソレノイド８８に接続される。縦長のソレノイド
８８が付勢されると、ヨーク８６が下方に移動して、カ
ラー８４の上に乗り、スパイダ・ギア２４をスパイダ・
ギア３２から引き込む。
【００２０】図４は、たわみ継手の１つの概略図で、ヨ
ーク６８に接続されたモータ・シャフト２６を示す。ヨ
ーク６８はダイアフラム５４に接続され、ダイアフラム
５４はドライブ・シャフト・アセンブリ４６に接続され
ている。この図で、シャフト２６と４６との位置ずれ
が、柔軟性ダイアフラム５４のたわみによりどのように
完全に吸収されるかがわかるであろう。図３はまた、こ
れらのシャフトに沿った軸方向の損傷を引き起こす荷重
が、どのようにダイアフラムに伝達されるかを示す。こ
れは、ドライブ・シャフト・アセンブリ４６の下端５０
上で横揺れするようにヨーク６８の中心に固定されたボ
ール部分７２によって克服される。この横揺れ動作は実
際に、ドライブ・シャフト・アセンブリ４６の下端５０
を形成するハブ５８上で起こる。ボール７２の球形部分
が、柔軟性ダイアフラム５４の２つの平坦な側面の間の
中間平面と実質的に同一平面上にある平面で、シャフト
端５０と噛み合うことが重要である。この配置を図４に
示すが、ダイアフラム５４は太線で表してある。この配
置により、柔軟性ダイアフラム５４がシャフト２６と４
６との軸の位置ずれのためにたわみを生じても、ボール
７２とシャフト端５０との間には横揺れのみが生じる。
この平面が柔軟性ダイアフラム５４の上または下にある
場合は、ボール７２とシャフト端５０との間に好ましく
ないこすれ作用が生じ、磨耗および破片が発生する。同
様の配置は、柔軟性ダイアフラム５６に関するボール７
４とシャフト端５２にも適用できる。（図３参照）
【００２１】柔軟性ダイアフラム５４または５６の１個
の上面図を図５に示す。この説明では参照番号５４を使
用するが、この説明はどちらの柔軟性ダイアフラムにも
適用される。図５に示すように、ダイアフラム５４は実
質的に平坦で、中心軸９２を有するほぼ円形のエレメン
トである。柔軟性ダイアフラム・エレメント５４は、ボ
ール部分７２（図４参照）がシャフト端５０に直接噛み
合うように、中心軸９２に対して中央開口９４を有す
る。ダイアフラム・エレメント５４は、中央開口９４の
周囲に少なくとも２対の弓形の開口９６、９８を有し、
各対の開口の弧の長さは実質的に等しい。１対の開口９
８は内円に沿って延び、他の対の開口９６は外円に沿っ
て延びる。両方の円は、中心軸９２を中心とする同心円
である。各対の開口はまた、中心軸９２に関して対称
で、各対の開口の弓形の長さを２等分する各対称軸１０
０、１０２を画定する。図５に示すように、これらの対
称軸１００、１０２は、中心軸９２を中心として互いに
９０゜ずれている。ダイアフラム・エレメント５４はさ
らに、１対の取り付け開口１０４を有する。この開口１
０４は、外側開口の対９６の外側に、外側開口の対９６
の対称軸１０２に沿って、中心軸９２と反対の直径方向
に位置する。ダイアフラム・エレメントはさらに、中央
開口９４と内円開口対９８との間に取り付け開口１０６
を有する。取り付け開口１０４は、ボルト７０および６
６を通すためのものであり、取り付け開口１０６はボル
ト６０および６３を通すためのものである。ダイアフラ
ム・エレメントは、厚みが０．０５ないし０．２５ｍｍ
のステンレス・スチール製のものが、最適なねじりおよ
びたわみ特性を有することが判明した。実施例によって
は、ダイアフラム５４、５６およびその開口が円形でな
くてもよいことを理解されたい。
【００２２】図６は、あるパラメータが与えられた最適
な厚みのステンレス・スチール製柔軟性ダイアフラム５
４を確立するための、設計基準の例を示す。たわみ継手
４２、４４は、ねじり剛性が高く、回転トルクをリール
に伝達する。これらは高トルクを与え、張力制御を良好
に維持し、テープ速度およびテンション・サーボに悪影
響を与えるねじり振動を排除する。第２の種類のトルク
は「リール・チッピング」トルクで、これは方向が反対
である。このチッピング・トルクは、リールがはっきり
した独自の位置に留まり、使用中にその軸上で振動しな
いように、小さく保たなければならない。このチッピン
グ・トルクは、カップリングが容易にたわんで軸の偏心
を吸収するようにさせることにより最小限に抑えられ
る。全軸方向（スラスト）荷重および偏心の量もチッピ
ング・トルクに影響を与える。リール上の正味のチッピ
ング・トルクは下記の３つの成分を有する。１）テープ
張力によるトルクＮten＝ＴＷ／２（Ｔ＝テープ張力、
ｗ＝テープ幅）、２）軸を外れたスラスト荷重によるト
ルクＮthr＝Ｌｈｓｉｎθ（Ｌ＝スラスト荷重、ｈ＝ピ
ボット高さ、θ＝たわみ角）、３）柔軟性ダイアフラム
の屈曲によるトルクＮflx＝Ｋθ（Ｋ＝柔軟性ダイアフ
ラムのたわみトルク定数、θ＝たわみ角）。安定性のた
めの条件は、Ｎten＞Ｎthr＋Ｎflxである。磁気テープ
・リール・カセットの代表的な値は、最大スラスト荷重
Ｌが２ニュートン、最大たわみ角θが１．６゜、テープ
幅ｗが８ｍｍ、最大テープ張力ｔが７１ｇ、ピボット高
さｈが１５ｍｍである。安定条件は、テープ張力による
トルクが常に卓越して、リール２２を軸３６に関して一
定の位置にバイアスすることであることがわかるであろ
う。上記パラメータを使用する場合、テープ張力による
トルクは約０．００３Ｎ−ｍ、軸を外れた荷重による最
大トルクは０．０００８Ｎ−ｍである。直径が２０ｍｍ
の柔軟性ダイアフラムでは、下記のたわみ定数が得られ
ている。１）厚みが０．０７６ｍｍの高張力ステンレス
・スチールの場合０．０００１Ｎ−ｍ／度、２）厚みが
０．１２６ｍｍの高張力ステンレス・スチールの場合
０．０００８Ｎ−ｍ／度。どの方向にも１．６゜のたわ
みを許容した場合、これら２種類の薄いステンレスの柔
軟性ダイアフラムは、どちらもリールのチッピングを防
止するのに十分であることが明らかである。これらの条
件に最適なのは、リールを傾かせることなく耐久性と回
転剛性を最大にできる、０．１２６ｍｍの材料を使用す
ることである。
【００２３】本発明のその他の細部を、図７、８および
９に示す。図８に示すように、ボルト７０が開口９６の
外環を二分する対称軸１０２（図５参照）に沿って柔軟
性ダイアフラム５４をヨーク６８に固定することが好ま
しい。この配列により、ダイアフラム５４のたわみは、
たわみが開口９８の対称軸１００（図５参照）の周囲に
生じた場合、開口９６の間のダイアフラムの中実部分１
０７の耐たわみ性により最適になる。たわみが開口９６
の対称軸１０２（図５参照）の周囲に生じた場合、ねじ
り力が開口９６の間の中実部分１０７から開口９８の間
中実部分１０８に伝達され、この場合も良好なたわみ特
性が得られる。開口対９６および９８の間の中実部分１
０７、１０８により、柔軟性ダイアフラムがたわみを生
じても、良好な駆動力が得られる。柔軟性ダイアフラム
５２についても同様である。図９に示すように、ボール
７２、７４は部分的でなく全体であっても良く、エポキ
シ接着剤など簡単な手段により各カラーのくぼみ１０
９、１１０内に固定してもよい。また、図９に示すよう
に、スパイダ・ギア２４は、ボルト１１２でカラー６４
に固定してもよい。図８および９に示すように、モータ
の出力シャフト２６は、スリーブ１１４および固定ネジ
またはピン１１６によりヨーク６８に固定することがで
きる。図７は、必要に応じてスプリング８５に打ち勝っ
てスパイダ・ギア２４を引き込むように、カラー８４と
噛み合い、ソレノイド８８により作動するヨーク８６を
示す。図８および９は、ヨーク６８がダイアフラム５４
の外環の小部分だけを剛性に保ち、ハブ５８がダイアフ
ラムの内環全体を剛性に保つことを示す。他方のダイア
フラム５２にも同様な配置が適用される。
【００２４】図１０および１１は、柔軟性ダイアフラム
５４、５６とドライブ・シャフト手段４６との間のたわ
み角を制限するための、各たわみ継手４２、４４（図３
参照）用の停止機構の概略を示す。図１０に示すよう
に、停止機構は、横位置でハブ５８に固定されたプレー
ト１１８、およびプレートの開口１２２を通って延び、
カラー６８にねじ込まれたボルト１２０を有する。穴１
２２が、プレート１１８がボルトの頭の下部と噛み合う
まで柔軟性ダイアフラム５４がたわむように、ボルト１
２０との間に隙間を有する。これは、図３、７、８およ
び９に示す本発明の実施例における１つの可能な停止機
構である。もう１つの可能な停止機構は図１１、１２お
よび１３に示すもので、ヨーク６８の代わりに、スロッ
ト１２６を有する円形のプレート１２４を、横方向にモ
ータ・シャフト２６に接続したものである。図３、７、
８および９に示すハブ５８の代わりに、プレート１２８
を、スロット１２６中に突き出すフック１３０でロッド
７６の下部に接続してもよい。この停止機構を組み立て
るとき、柔軟性ダイアフラム５４のたわみがある点を超
えると、フック１３０の１つがプレート１２４の下部に
噛み合い、たわみ角を制限する。この後者の停止機構
は、ハブ５８および６２をそれぞれヨーク６４および６
８に変えても、本発明の趣旨の範囲に含まれることを示
唆するものである。
【００２５】本発明のもうひとつの変更態様を図１４に
示すが、この態様ではモータ２８が中空のシャフト１３
２を有する。部材６８は、柔軟性ダイアフラム５４およ
びボール部分７２を含む環状エレメントで、中空のシャ
フト１３２の下部と接続するためのハブを形成する。ド
ライブ・シャフト・アセンブリ４６は、ハブ５８によっ
て柔軟性ダイアフラム５４に接続され、柔軟性ダイアフ
ラム５２との接続のため、中空のモータ・シャフト１３
２中を通って軸方向に延びている。この本発明の変更態
様により、柔軟性ドライブ・シャフト装置の高さが低く
なり、限られた空間で動作できるようになる。さらに、
空間が限られている場合、モータとテープ・リールとの
間に中間軸４６のための適当な長さをとる余裕がない場
合がある（たとえば図３など）。中間軸が非常に短い
と、所与の偏心に対してたわみ角θ（図６）が長いほう
の中間軸に対する角より長くなる。θが大きくなるにつ
れて、傾きトルクが増大し、ダイアフラムが平坦でなく
なるという２つの悪影響が生じ、ねじり剛性が低くな
る。したがって、この変更態様は、たわみ角を減少させ
るために湾曲部の間を長くするためにも使用される。
【００２６】図１５、１６および１７は、本発明を磁気
テープ・カセットなどの記録媒体を操作するためのシス
テムで使用した例を示す。本システムは、磁気テープの
再生または記録、送りおよび巻き戻し機能、磁気テープ
・カセットからの柔軟性駆動装置の引き込みなど、多数
の機能を実行する。図に示すように、本システムは切り
欠き上面１３６付きのキャビネット１３４を有するテー
プ・ドライブを有する。従来の受け機構１３８が 磁気
テープ・カセット１４０を受けるためにキャビネット１
３４中に取り付けられている。カセットは、テープ・リ
ールに接続された上記のスパイダ・ギア３２を有する。
スパイダ・ギア２４は、間隔を開けた１対の柔軟性ドラ
イブ・アセンブリ４０に接続され、スパイダ・ギア３２
を、本発明の教示に従ってカセット１４０中のテープに
噛み合わせる。モータ２８およびソレノイド８８は、図
１５に示すように、キャビネットの底部に固定すること
ができる。モータ２８には、オン、オフおよび変速モー
ドがある。図１７に示すように、これらのモードを制御
するために、コントローラ１４１がモータ２８に接続さ
れている。さらに、コントローラは、柔軟性ドライブ・
シャフトのスパイダ・ギア２４を磁気テープ・カセット
のスパイダ・ギア３２から引き込む動作を制御するため
に、ソレノイド８８に接続することができる。図１６お
よび１７に示すように、読み書きトランスジューサのヘ
ッド１４２が、カセット１４０の磁気テープに関して従
来通り動作できるように、キャビネット１３４の内部に
取り付けられている。コントローラ１４１は、記録／再
生部品１４４の操作のためにこのヘッド１４２に接続さ
れている。自動運転が必要な場合は、適切にプログラミ
ングしたコンピュータ１４６をコントローラ１４０に接
続して、各種の駆動操作を行うことができる。
【００２７】本発明が、磁気テープ・カセットと駆動機
構との間に位置ずれがあっても、磁気テープ・カセット
を確実に駆動させるために特に有用であることは、容易
に理解されよう。しかし、本発明は、磁気および光学的
ディスク・ドライブや、軸方向の位置ずれがあっても確
実に回転する必要のある精密試験装置や工作装置などの
他の装置にも使用できることを理解されたい。本発明に
よれば、特に高い回転トルクを与え、付随するたわみに
よる角トルクを非常に少なくすることができる。これ
は、それ自体が独特な構成部品エレメントの独特な組み
合わせとよって達成される。本発明は、図１５、１６お
よび１７に示すテープ通路の信頼性が必要な実施例に特
に適合する。さらに、本発明は、システムの寿命を短く
する部品の磨耗や、磨耗によって生じる破片を防止す
る。
【００２８】本発明を、特定の実施例について説明した
が、当業者には、本発明の各種部品の変更および置換が
思いつくはずであり、したがって、それらの変更や置換
も本発明の範囲内に含まれるものである。
【００２９】以下に、実施例を整理して記載する。 （１）物体を回転させるための動力手段により、回転可
能な物体を駆動するための、ねじり剛性が高く軸方向た
わみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト装置におい
て、回転軸に沿って対向する駆動端を有するドライブ・
シャフトと、回転可能な物体と噛み合う手段と、一対の
柔軟性ダイアフラムと、第１の駆動端および第１の柔軟
性ダイアフラムに接続され、さらに動力手段に接続し
て、動力手段から柔軟性ダイアフラムを介してドライブ
・シャフトにねじり力を伝達することの可能な第１の手
段と、第２の駆動端、第２の柔軟性ダイアフラム、およ
び物体と噛み合う手段に接続され、ドライブ・シャフト
から上記第２の柔軟性ダイアフラムを介して物体と噛み
合う手段にねじり力を伝達するための第２の手段と、各
ねじり力伝達手段に接続され、すべての回転軸に沿って
加えられるスラスト荷重を伝達する手段とを具備し、こ
れにより、柔軟性ドライブ・シャフト装置がたわんで、
駆動装置と回転可能な物体との位置ずれまたは軸のオフ
セットに順応できることを特徴とする装置である。 （２）さらに、ドライブ・シャフトに接続され、上記駆
動端の１つを上記回転軸に沿って出し入れする手段を具
備することを特徴とする、（１）記載の装置である。 （３）各柔軟性ダイアフラムが実質的に円形で、中心軸
が実質的に回転軸に位置合わせされ、各柔軟性ダイアフ
ラムが少なくとも２対の弓状開口を有し、１対の弓状開
口が内円に沿って延び、他の１対の弓状開口が外円に沿
って延び、内円と外円および柔軟性ダイアフラムが実質
的に同心であることを特徴とする、（１）記載の装置で
ある。 （４）他のドライブ・シャフト、他の噛み合い手段、他
の１対の柔軟性ダイアフラム、他の第１および第２のね
じり力伝達手段、および他のスラスト荷重伝達手段を有
する他のドライブ・シャフト装置と、各ドライブ・シャ
フト装置に接続され、それらの装置を各回転軸が互いに
実質的に平行な状態で横方向に間隔を置いて定位置に固
定する手段とを具備し、各組の噛み合い手段が歯車を有
することを特徴とする、（３）記載の装置である。 （５）各ドライブ・シャフトに接続され、上記駆動端の
１つを上記回転軸に沿って出し入れする手段を具備する
ことを特徴とする、（４）記載の装置である。 （６）回転可能な媒体を駆動するための、ねじり剛性が
高く軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト
装置において、回転軸に沿って対向する駆動端を有する
ドライブ・シャフトと、対向する実質的に平行な平坦な
側面を有する１対の柔軟性ダイアフラムと、各ダイアフ
ラムを、ドライブ・シャフト手段の各端に、各ダイアフ
ラムの平坦な側面が第１の回転軸に実質的に垂直な各平
面内に広がるように接続する手段と、第２の回転軸の周
りで回転する出力エレメントを有する動力源と、動力源
の出力エレメントを第１の柔軟性ダイアフラムに、ドラ
イブ・シャフト手段の端部とほぼ反対の位置で接続し、
第１および第２の回転軸が実質的に位置合わせされて、
ねじり力が出力エレメントから第１の柔軟性ダイアフラ
ムを介してドライブ・シャフト手段に伝達されるように
する第１の手段と、第３の回転軸を有し、記録媒体と噛
み合う手段と、噛み合い手段を第２の柔軟性ダイアフラ
ムと接続し、第１および第３の回転軸が実質的に位置合
わせされて、ねじり力がドライブ・シャフト手段から第
２の柔軟性ダイアフラムを介して噛み合い手段に伝達さ
れるようにする第２の手段と、第１のダイアフラムと第
１の接続手段との間、および第２のダイアフラムと第２
の接続手段との間に取り付けられ、第１、第２、および
第３の回転軸に沿って広がるスラスト荷重を伝達する手
段とを具備することを特徴とする装置である。 （７）各柔軟性ダイアフラムが実質的に円形で、その中
心軸が実質的に第１の回転軸に位置合わせされ、各柔軟
性ダイアフラムが少なくとも２対の弓状開口を有し、１
対の弓状開口が内円に沿って延び、他の１対の弓状開口
が外円に沿って延び、内円と外円および柔軟性ダイアフ
ラムが実質的に同心であることを特徴とする、（６）記
載の柔軟性ドライブ・シャフト装置である。 （８）柔軟性ダイアフラムがそれぞれ、厚み０．０５な
いし０．２５ｍｍのステンレス・スチールであることを
特徴とする、（７）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装
置である。 （９）記録媒体と噛み合う手段が歯車であることを特徴
とする、（６）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装置で
ある。 （１０）ドライブ・シャフト手段が、両端間の距離を伸
ばし、すなわち長くするテレスコープ形手段を有するこ
とを特徴とする、（６）記載の柔軟性ドライブ・シャフ
ト装置である。 （１１）テレスコープ形手段に接続された、記録媒体と
噛み合う手段を動力源から押し離すためのスプリング手
段を具備することを特徴とする、（１０）記載の柔軟性
ドライブ・シャフト装置である。 （１２）テレスコープ形手段に動作可能に接続された、
スプリング手段に選択的に打ち勝ち、記録媒体と噛み合
う手段を動力源に向かって押しやるための引き込み手段
を具備することを特徴とする、（１１）記載の柔軟性ド
ライブ・シャフト装置である。 （１３）柔軟性ダイアフラムとドライブ・シャフト手段
の間のたわみ角を制限する停止手段を具備することを特
徴とする、（６）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装置
である。 （１４）柔軟性ダイアフラムをドライブ・シャフト手段
の各端に接続する手段が、それぞれハブを有し、第１の
接続手段と、第２の接続手段がそれぞれヨークを有し、
各ハブが各柔軟性ダイアフラムの内部に接続され、各ヨ
ークが各柔軟性ダイアフラムの外部に接続されることを
特徴とする、（６）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装
置である。 （１５）各柔軟性ダイアフラムが実質的に円形で、中心
軸が実質的に回転軸に位置合わせされ、各柔軟性ダイア
フラムが内側接続部と外側接続部の間に環状部を有し、
各柔軟性ダイアフラムの環状部が、少なくとも２対の弓
状開口を有し、１対の弓状開口が内円に沿って延び、他
の１対の弓状開口が外円に沿って延び、内円と外円およ
び柔軟性ダイアフラムが実質的に同心であることを特徴
とする、（１４）の柔軟性ドライブ・シャフト装置であ
る。 （１６）記録媒体を回転させるための駆動を受ける手段
を有する記録媒体を作動させるシステムにおいて、シス
テム・プラットフォームと、プラットフォーム中にあっ
て、記録媒体を受けるリセプタクル手段と、プラットフ
ォームに取り付けられ、記録媒体手段を回転させるため
の駆動を受ける手段と噛み合い可能な駆動手段とを具備
し、駆動手段が、対向する端部を有する、第１回転軸上
で回転するためのドライブ・シャフト手段と、第２回転
軸である出力エレメントを有する動力源と、第３回転軸
を有し、記録媒体手段の駆動を受ける手段と噛み合う手
段と、それぞれ対向する平行な平坦側面を有する第１の
柔軟性ダイアフラムおよび第２の柔軟性ダイアフラム
と、動力源の出力エレメントと第１の柔軟性ダイアフラ
ムとドライブ・シャフト手段の第１の端部とに接続さ
れ、ねじり力を動力源から第１の柔軟性ダイアフラムを
介してドライブ・シャフト手段に伝達し、第１の柔軟性
ダイアフラムがねじり力に応答してたわむことにより、
第１の回転軸と第２の回転軸の位置ずれを補正する第１
の手段と、ドライブ・シャフトの第２の端部と第２の柔
軟性ダイアフラムと駆動を受ける手段に噛み合う手段と
に接続され、ねじり力を動力源から第２の柔軟性ダイア
フラムを介して上記駆動を受ける手段に伝達し、第２の
柔軟性ダイアフラムがねじり力に応答してたわむことに
より、第１の回転軸と第３の回転軸の位置ずれを補正す
る第２の手段とを有することを特徴とするシステムであ
る。 （１７）オン、オフ、および変速モードを有する動力源
と、上記電力源に接続された、上記モードを制御する制
御手段と、制御手段に接続された、記録媒体手段の自動
操作を可能にするコンピュータ手段とを有することを特
徴とする、（１６）記載のシステムである。 （１８）ドライブ・シャフト手段に接続され、駆動を受
ける手段に対して、噛み合い手段を噛み合わせまた外す
手段を有することを特徴とする、（１６）記載のシステ
ムである。 （１９）各柔軟性ダイアフラムが実質的に円形で、その
中心軸が実質的に回転軸に位置合わせされ、各柔軟性ダ
イアフラムが少なくとも２対の弓状開口を有し、１対の
弓状開口が内円に沿って延び、他の１対の弓状開口が外
円に沿って延び、内円と外円および柔軟性ダイアフラム
が実質的に同心であり、かつ第１および第２の手段のそ
れぞれに接続され、各柔軟性ダイアフラムの応力を緩和
するように、第１、第２、および第３の軸に沿って加え
られるスラスト荷重を伝達する手段を具備することを特
徴とする、（１６）記載のシステムである。 （２０）中心軸を有し、実質的に平坦でほぼ円形のエレ
メントを具備し、上記エレメントが、中心軸に関して中
央開口部を有し、上記エレメントが、中央開口部の周囲
に少なくとも第１対および第２対の弓状開口を有し、各
対の開口の弧の長さが実質的に等しく、第１の対の弓状
開口が内円に沿って延び、第２の対の弓状開口が外円に
沿って延び、内円と外円と上記エレメントが実質的に同
心であり、各対の弓状開口が中心軸の周りで対称で、各
対称軸が各対の開口の弧の長さを二等分し、各対の弓状
開口の対称軸が中心軸の周りで９０゜ずれていることを
特徴とする、たわみ継手用ダイアフラムである。 （２１）上記エレメントが、中心軸と反対方向に、第２
対の弓状開口の外側に位置する１対の取り付け開口を有
し、上記エレメントが、中央開口と第１対の弓状開口と
の間に、複数の取り付け開口を有することを特徴とす
る、（２０）記載のダイアフラムである。 （２２）上記エレメントが、厚み０．０５ないし０．２
５ｍｍのステンレス・スチールであることを特徴とす
る、（２１）記載のダイアフラムである。 （２３）記録媒体を駆動するための、ねじり剛性が高く
軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト装置
において、第１の回転軸上で回転する対向する端部を有
するドライブ・シャフト手段と、それぞれが対向する実
質的に平行な平坦側面を有する１対の柔軟性ダイアフラ
ムと、各ダイアフラムの平坦側面が当該の平面内を延
び、当該の各平面が第１回転軸に対して実質的に垂直と
なるように、各ダイアフラムをドライブ・シャフト手段
の当該の端部に接続する手段と、第２の回転軸上で回転
する出力エレメントを有する動力源と、たわみ力が出力
エレメントから第１の柔軟性ダイアフラムを介してドラ
イブ・シャフト手段に伝達できるように、第１回転軸と
第２回転軸を実質的に整列させて、動力源の出力エレメ
ントを一般にドライブ・シャフト手段の一端部に対向す
る位置で第１の柔軟性ダイアフラムに接続する第１の手
段と、第３の回転軸を有する、記録媒体と噛み合う手段
と、たわみ力がドライブ・シャフト手段から第２の柔軟
性ダイアフラムを介して係合手段に伝達できるように、
第１回転軸と第３回転軸を実質的に整列させて、噛み合
い手段を第２の柔軟性ダイアフラムに接続する第２の手
段と、第１ダイアフラムと第１接続手段の間、および第
２ダイアフラムと第２接続手段の間に取り付けられた、
スラスト荷重を第１、第２および第３の回転軸に沿って
伝達する手段とを具備し、動力源が、ステータと中空シ
ャフトである出力エレメントとを有するモータであり、
ステータが、ドライブ・シャフト手段が中空シャフト中
を延びるように柔軟性ダイアフラムの相互間に取り付け
られることを特徴とする、柔軟性ドライブ・シャフト装
置である。 （２４）スラスト荷重伝達手段が、１対の球形ボールそ
れぞれの少なくとも一部分であり、各球形ボール部分が
それぞれ当該の各接続手段に固定され、各ボール部分の
球形部分が、それぞれドライブ・シャフト手段の当該の
各端部に回転可能に係合することを特徴とする、（２
３）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装置である。 （２５）各球形ボール部分が、それぞれ当該の各柔軟性
ダイアフラムの平坦側面と実質的に共平面にある平面内
でドライブ・シャフト手段の当該の各端部と噛み合うこ
とを特徴とする、（２４）記載の柔軟性ドライブ・シャ
フト装置である。 （２６）記録媒体を駆動するための、ねじり剛性が高く
軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト装置
において、第１の回転軸上で回転する対向する端部を有
するドライブ・シャフト手段と、それぞれが第１の回転
軸と実質上整列した中心軸を有し、対向する実質的に平
行な平坦側面を有する、１対の実質的に円形の柔軟性ダ
イアフラムと、ハブを含み、各ダイアフラムの平坦側面
が、それぞれ第１回転軸に対して実質的に垂直な当該の
平面中を延びるように、各ダイアフラムをドライブ・シ
ャフト手段の当該の各端部に接続する手段と、第２回転
軸上で回転する出力エレメントを有する動力源と、ヨー
クを含み、たわみ力が出力エレメントから第１の柔軟性
ダイアフラムを介してドライブ・シャフト手段に伝達で
きるように、第１回転軸と第２回転軸を実質的に整列さ
せて、動力源の出力エレメントを一般にドライブ・シャ
フト手段の一端部に対向する位置で第１の柔軟性ダイア
フラムに接続する第１の手段と、第３の回転軸を有す
る、記録媒体と噛み合う手段と、ヨークを含み、たわみ
力がドライブ・シャフト手段から第２の柔軟性ダイアフ
ラムを介して係合手段に伝達できるように、第１回転軸
と第３回転軸を実質的に整列させて、噛み合い手段を第
２の柔軟性ダイアフラムに接続する第２の手段とを具備
し、各ハブが、それぞれ当該の各柔軟性ダイアフラムの
内側部分に接続され、各ヨークが、それぞれ当該の各柔
軟性ダイアフラムの外側部分に接続され、各柔軟性ダイ
アフラムがその内側の接続された部分と外側の接続され
た部分の間に環状部分を有し、さらに、第１ダイアフラ
ムと第１接続手段の間、および第２ダイアフラムと第２
接続手段の間に取り付けられた、スラスト荷重を第１、
第２および第３の回転軸に沿って伝達する手段とを具備
し、各スラスト荷重伝達手段が、球形ボールの少なくと
も一部分であり、各球形ボール部分がそれぞれ当該の各
ヨークに固定され、各ハブが、それぞれドライブ・シャ
フト手段に固定されて、その当該の各端部を形成し、各
ボール部分の球形部分が、それぞれ当該の各柔軟性ダイ
アフラムの平坦側面と実質的に共平面にある平面内で当
該の各ハブと滑動可能に噛み合うことを特徴とする、柔
軟性ドライブ・シャフト装置である。 （２７）ドライブ・シャフト手段が、対向する両端間の
距離を伸ばし、すなわち長くするテレスコープ形手段を
有することを特徴とする、（２６）記載の柔軟性ドライ
ブ・シャフト装置である。 （２８）動力源が、ステータと中空シャフトである出力
エレメントとを有するモータであり、ステータが、ドラ
イブ・シャフト手段が中空シャフト中を延びるように柔
軟性ダイアフラムの相互間に取り付けられることを特徴
とする、（２７）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装置
である。 （２９）各ハブとヨークの間に相互接続された、柔軟性
ダイアフラムとドライブ・シャフト手段の間のたわみ角
を制限する各停止手段を具備することを特徴とする（２
８）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装置である。 （３０）記録媒体と噛み合う手段が歯車であることを特
徴とする、（２９）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装
置である。 （３１）テレスコープ形手段に接続された、記録媒体と
噛み合う手段を選択的に延ばし引っ込める手段を具備す
ることを特徴とする、（３０）に記載の柔軟性ドライブ
・シャフト装置である。 （３２）柔軟性ダイアフラムがそれぞれ、厚み０．０５
ないし０．２５ｍｍのステンレス・スチールであること
を特徴とする、（３１）に記載の柔軟性ドライブ・シャ
フト装置である。 （３３）ねじり荷重を伝達するための少なくとも１つの
柔軟性ダイアフラムと、それぞれダイアフラムの内側部
分および外側部分に接続された、軸方向荷重およびねじ
り荷重を伝達するための第１および第２の駆動エレメン
トと、第１および第２の駆動エレメントと噛み合ってそ
れらの間で軸方向荷重を伝達する軸方向荷重伝達手段と
を具備するドライブ・シャフトである。 （３４）ダイアフラムが中心孔を有し、軸方向荷重伝達
手段が、ダイアフラムの中心孔を介して第１駆動エレメ
ントと噛み合うことを特徴とする、（３３）記載の柔軟
性ドライブ・シャフト装置である。 （３５）軸方向荷重伝達手段が、一方の駆動エレメント
に固定して接続され他方の駆動エレメントと滑動可能に
噛み合う、球形ボールの少なくとも一部分を含むことを
特徴とする、（３４）記載の柔軟性ドライブ・シャフト
装置である。 （３６）ダイアフラムが一般に、一平面内にある平坦な
表面を有し、ボールが、前記他方の駆動エレメントと滑
動可能に噛み合う球形表面を有し、ボールの球形表面と
前記他方の駆動エレメントの噛み合い位置が、一般にダ
イアフラムの前記平面内にあることを特徴とする、（３
５）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装置である。 （３７）ダイアフラムが厚さ０．０７６ないし０．１２
７ｍｍのステンレス・スチールであることを特徴とす
る、（３６）記載の柔軟性ドライブ・シャフト装置であ
る。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、駆
動システムと駆動される物体との間に位置ずれがあって
も、これを容易に吸収できる柔軟性ドライブ・シャフト
・アセンブリが与えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】背景情報を提供するための概略図である。
【図２】駆動装置とリールの軸との偏心の問題を解決す
るための、本発明の原理を説明する概略図である。
【図３】本発明の１実施例を示す概略図である。
【図４】駆動装置のたわみ継手の１つを示す概略図であ
る。
【図５】駆動装置の継手として使用する柔軟性ダイアフ
ラムの１つの詳細を示す平面図である。
【図６】柔軟性ダイアフラムの設計パラメータを説明す
るための、磁気テープのリールに噛み合う駆動装置の概
略図である。
【図７】柔軟性シャフト・ドライブ装置の側面図であ
る。
【図８】柔軟性シャフト・ドライブ装置の等角図であ
る。
【図９】各部の細部が見えるように、図８の面ＩＸに沿
って全般的に切開した、柔軟性シャフト・ドライブ装置
の等角図である。
【図１０】柔軟性ダイアフラムのたわみ角を制限するた
めの、一種の停止装置を示す略図である。
【図１１】柔軟性ダイアフラムのたわみ角を制限するた
めの、他の種類の停止装置を示す展開概略図である。
【図１２】図１１の面ＸII−ＸIIに沿った断面図であ
る。
【図１３】図１１の面ＸIII−ＸIIIに沿った断面図であ
る。
【図１４】駆動装置の長さが最小になるようにモータの
中空軸をドライブ・シャフトの周囲に取り付けた、本発
明の変更態様を示す概略図である。
【図１５】テープ・カセット・リセプタクル、１対のド
ライブ・シャフト装置、およびドライブ・シャフト装置
をリールの軸に対して伸縮させる装置を有するテープ・
ドライブ・システムの概略図である。
【図１６】図１３の上面の概略図である。
【図１７】各種の再生または記録機能のため、磁気テー
プ・カセットを作動させる例示的システムを示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
２０ テープ駆動装置 ２２ テープ・リール ２４ スパイダ・ギア ２６ モータ出力シャフト ２８ モータ ３０ 回転軸 ３２ スパイダ・ギア ３４ リールの軸 ３６ カセット・ハウジングの軸 ３８ カセット・ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ・ハワード・イートン アメリカ合衆国95037 カリフォルニア 州モーガン・ヒル キャスル・ヒル・ド ライブ18750 (56)参考文献 特開 平３−292419（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−2424（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−56921（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−14652（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭34−859（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 15/26

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】物体を回転させるための動力手段により、
    回転可能な物体を駆動するための、ねじり剛性が高く軸
    方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト装置に
    おいて、 回転軸に沿って対向する駆動端を有するドライブ・シャ
    フトと、 回転可能な物体と噛み合う手段と、 対向する平坦な面を有していて、当該平坦な面が回転軸
    に対して垂直であって、回転軸に沿った方向に互いに離
    されている、一対の柔軟性ダイアフラムとを有してい
    て、 ドライブ・シャフトとドライブ・シャフトの対向する駆
    動端とは一対の柔軟性ダイヤフラムの間の空間に位置づ
    けられていて、 ドライブ・シャフトの第１の駆動端および前記柔軟性ダ
    イアフラムの何れか一方に接続される第１の手段であっ
    て、動力手段から当該一方の柔軟性ダイアフラムを介し
    て前記ドライブ・シャフトに軸のまわりに回転させるた
    めのねじり力を伝達するように動力手段に接続可能な、
    第１の手段と、 ドライブ・シャフトの第２の駆動端および前記柔軟性ダ
    イアフラムの他方に接続される第２の手段であって、前
    記ドライブ・シャフトから当該他方の柔軟性ダイアフラ
    ムを介して前記噛み合う手段に軸のまわりに回転させる
    ためのねじり力を伝達する、第２の手段と、 第１の手段及び第２の手段の各々に作動可能に接続さ
    れ、前記ドライブ・シャフトの対向する駆動端の両方に
    移動可能に接続され、前記ドライブ・シャフトの全ての
    回転軸に沿ってドライブ・シャフトにかかる前記動力手
    段と前記噛み合う手段とによって及ぼされるスラスト荷
    重を伝達する、手段とを有していて、 スラスト荷重の存在下において、容易にたわんで、回転
    可能な物体との位置ずれまたは軸のオフセットに順応で
    きることを特徴とする前記装置。
  2. 【請求項２】記録媒体を駆動するための、ねじり剛性が
    高く軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト
    装置において、 第１の回転軸に沿って対向する駆動端を有するドライブ
    ・シャフト手段と、 対向する平行な平坦な面を有する、第１及び第２の柔軟
    性ダイアフラムとを有し、 前記第１及び第２の柔軟性ダイアフラムは、回転軸に沿
    った方向に互いに離されていて、前記第１の柔軟性ダイ
    アフラムの平坦な面は前記第２の柔軟性ダイアフラムの
    平坦な面に平行であって、 前記ドライブ・シャフト手段と前記対向する駆動端と
    は、前記第１の柔軟性ダイアフラムと前記第２の柔軟性
    ダイアフラムとの間に位置する空間に存在していて、 前記第１及び第２の柔軟性ダイアフラムの各々を、各ダ
    イアフラムの平坦面を前記ドライブ・シャフト手段の各
    駆動端に接続し、当該平坦面が第１の回転軸に垂直な各
    平面内に広がるように接続する手段と、 第２の回転軸の周りで回転する出力エレメントを有する
    動力源と、 動力源の出力エレメントを第１の柔軟性ダイアフラム
    に、前記ドライブ・シャフト手段の端部とほぼ反対の位
    置で接続し、第１および第２の回転軸がほぼ同軸にされ
    て、軸のまわりに回転させるためのねじり力が出力エレ
    メントから前記第１の柔軟性ダイアフラムを介してドラ
    イブ・シャフト手段に伝達されるようにする第１の手段
    と、 第３の回転軸を有し、記録媒体と噛み合う手段と、 当該噛み合う手段を前記第２の柔軟性ダイアフラムと接
    続し、第１および第３の回転軸がほぼ同軸にされて、軸
    のまわりに回転させるためのねじり力がドライブ・シャ
    フト手段から第２の柔軟性ダイアフラムを介して当該噛
    み合う手段に伝達されるようにする第２の手段と、 第１のダイアフラムと第１の手段との間、および第２の
    ダイアフラムと第２の手段との間に取り付けられ、第
    １、第２、および、第３の回転軸に沿ってスラスト荷重
    を伝達する手段とを具備することを特徴とする前記装
    置。
  3. 【請求項３】記録媒体を回転させるための駆動を受ける
    手段を有する記録媒体を作動させるシステムにおいて、 システム基盤と、 前記システム基盤中にあって、記録媒体を受ける、受け
    機構手段と、 前記システム基盤に取り付けられ、記録媒体を回転させ
    るための駆動を受ける手段と噛み合うことが可能な駆動
    手段とを具備し、 駆動手段が、 対向する端部を有する、第１回転軸で回転するためのド
    ライブ・シャフト手段と、 第２回転軸で回転可能な出力エレメントを有する動力源
    と、 第３回転軸で回転可能であって、記録媒体を回転させる
    ための駆動を受ける手段に噛み合う手段と、 それぞれ対向する平行な平坦面を有する第１の柔軟性ダ
    イアフラムおよび第２の柔軟性ダイアフラムと、 動力源の出力エレメントと、第１の柔軟性ダイアフラム
    を介してドライブ・シャフト手段の第１の端部とに接続
    され、軸のまわりに回転させるためのねじり力を動力源
    から第１の柔軟性ダイアフラムを介してドライブ・シャ
    フト手段に伝達し、第１の柔軟性ダイアフラムが軸のま
    わりに回転させるためのねじり力に応答してたわむこと
    により、第１の回転軸と第２の回転軸の位置ずれを補正
    する第１の手段と、 駆動を受ける手段に噛み合う手段と、第２の柔軟性ダイ
    アフラムを介してドライブ・シャフト手段の第２の端部
    とに接続され、軸のまわりに回転させるためのねじり力
    をドライブ・シャフト手段から第２の柔軟性ダイアフラ
    ムを介して前記駆動を受ける手段に噛み合う手段に伝達
    し、第２の柔軟性ダイアフラムが軸のまわりに回転させ
    るためのねじり力に応答してたわむことにより、第１の
    回転軸と第３の回転軸の位置ずれを補正する第２の手段
    と、を有することを特徴とする前記システム。
  4. 【請求項４】記録媒体を駆動するための、ねじり剛性が
    高く軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト
    装置において、 第１の回転軸おいて回転し、対向する駆動端を有するド
    ライブ・シャフト手段と、 各々が対向する平行な平坦な面を有する、一対の柔軟性
    ダイアフラムと、 各ダイアフラムの平坦な面が第１の回転軸に垂直である
    ような平面に延びるようにして、各ダイアフラムをドラ
    イブ・シャフト手段の各駆動端に接続する手段と、 第２の回転軸において回転し、出力エレメントを有する
    駆動源と、 駆動源の出力エレメントを前記一対の柔軟性ダイアフラ
    ムのうちの第１のダイアフラムに第１の回転軸及び第２
    の回転軸がドライブ・シャフト手段の端部に同軸にされ
    る位置に接続して、軸のまわりに回転させるためのねじ
    り力が出力エレメントから第１の柔軟性ダイアフラムを
    介してドライブ・シャフト手段に伝達できるようにす
    る、第１手段と、 第３の回転軸を有する、記録可能媒体に噛み合う手段
    と、 当該噛み合う手段を、前記一対の柔軟性ダイアフラムの
    うちの第２のダイアフラムに第１の回転軸及び第３の回
    転軸がドライブ・シャフト手段の端部において同軸にさ
    れる位置に接続して、軸のまわりに回転させるためのね
    じり力がドライブ・シャフト手段から第２の柔軟性ダイ
    アフラムを介して当該噛み合う手段に伝達できるように
    する、第２手段と、 前記第１のダイアフラムと前記第１の手段との間に取り
    付けられるとともに、前記第２のダイアフラムと前記第
    ２の手段の間に取り付けられ、前記第１の回転軸、前記
    第２の回転軸、及び、前記第３の回転軸に沿ってスラス
    ト荷重を伝達する手段とを有していて、 前記駆動源が、ステータと中空シャフトである出力エレ
    メントとを有するモータであって、 前記ドライブ・シャフト手段が中空シャフト中を延びる
    ように一対の柔軟性ダイアフラムの間に取り付けられ
    る、 前記装置。
  5. 【請求項５】記録媒体を駆動するための、ねじり剛性が
    高く軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト
    装置において、 対向する端部を有し、第１の回転軸上で回転する、ドラ
    イブ・シャフト手段と、 それぞれが第１の回転軸に同軸にされた中心軸を有し、
    対向する平行な平坦面を有する、１対の円形の柔軟性ダ
    イアフラムと、 ハブを含み、各ダイアフラムの平坦面が、それぞれ第１
    回転軸に対して垂直な平面中を延びるように、各ダイア
    フラムをドライブ・シャフト手段の各端部に接続する手
    段と、 出力エレメントを有し、第２回転軸上で回転する、動力
    源と、 ヨークを含み、軸のまわりに回転させるためのねじり力
    が出力エレメントから第１の柔軟性ダイアフラムを介し
    てドライブ・シャフト手段に伝達できるように、第１回
    転軸と第２回転軸とが同軸にされて、動力源の出力エレ
    メントをほぼドライブ・シャフト手段の一端部に対向す
    る位置で第１の柔軟性ダイアフラムに接続する第１の手
    段と、 第３の回転軸を有する、記録媒体と噛み合う手段と、 ヨークを含み、軸のまわりに回転させるためのねじり力
    がドライブ・シャフト手段から第２の柔軟性ダイアフラ
    ムを介して噛み合う手段に伝達できるように、第１回転
    軸と第３回転軸とを同軸にさせて、噛み合う手段を第２
    の柔軟性ダイアフラムに接続する第２の手段とを具備
    し、 各ハブが、それぞれの各柔軟性ダイアフラムの内側部分
    に接続され、各ヨークが、それぞれの各柔軟性ダイアフ
    ラムの外側部分に接続され、 各柔軟性ダイアフラムがその内側の接続された部分と外
    側の接続された部分の間に環状部を有し、 さらに、第１ダイアフラムと第１の手段の間に取り付け
    られるとともに、第２ダイアフラムと第２の手段の間に
    取り付けられた、スラスト荷重を第１、第２および第３
    の回転軸に沿って伝達する、複数の荷重伝達手段とを具
    備し、 荷重伝達手段の各々が、球形ボールの構成のうちの少な
    くとも一部分であり、当該各球形ボール部分がそれぞれ
    当該の各ヨークに固定され、 各ハブが、それぞれドライブ・シャフト手段に固定され
    て、その当該の各端部を形成するようにされ、 各球形ボール部分が、それぞれ各柔軟性ダイアフラムの
    平坦面と共平面にある平面内において各ハブと噛み合う
    ことを特徴とする、 前記装置。
  6. 【請求項６】記録媒体を駆動するための、ねじり剛性が
    高く軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト
    装置において、 第１の回転軸上で回転し、対向する端部を有する、ドラ
    イブ・シャフト手段と、 それぞれ対向する平行な平坦面を有する、一対の柔軟性
    ダイアフラムと、 各ダイアフラムの平坦面が、それぞれ第１回転軸に対し
    て垂直な平面中を延びるように、各ダイアフラムをドラ
    イブ・シャフト手段の各端部に接続する手段と、 出力エレメントを有し、第２回転軸上で回転する、動力
    源と、 軸のまわりに回転させるためのねじり力が出力エレメン
    トから第１の柔軟性ダイアフラムを介してドライブ・シ
    ャフト手段に伝達できるように、第１回転軸と第２回転
    軸とを同軸にさせて、動力源の出力エレメントをほぼド
    ライブ・シャフト手段の一端部に対向する位置で第１の
    柔軟性ダイアフラムに接続する第１の手段と、 第３の回転軸を有する、記録媒体と噛み合う手段と、 軸のまわりに回転させるためのねじり力がドライブ・シ
    ャフト手段から第２の柔軟性ダイアフラムを介して噛み
    合う手段に伝達できるように、第１回転軸と第３回転軸
    とを同軸にさせて、噛み合う手段を第２の柔軟性ダイア
    フラムに接続する第２の手段と、 第１のダイアフラムと第１の手段との間、および第２の
    ダイアフラムと第２の手段との間に取り付けられ、第
    １、第２、および、第３の回転軸に沿ってスラスト荷重
    を伝達する手段とを具備することを特徴とする前記装
    置。
  7. 【請求項７】記録媒体を駆動するための、ねじり剛性が
    高く軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト
    装置において、 中央開口を有していて、ねじり荷重を伝達する、少なく
    とも１つの柔軟性ダイアフラムと、 軸荷重及びねじり荷重を伝達するための第１の駆動要素
    及び第２の駆動要素とを有し、 当該第１の駆動要素はダイアフラムの内側部分に接続さ
    れ、当該第２の駆動要素はダイアフラムの外側部分に接
    続され、 前記第１の駆動要素及び前記第２の駆動要素に噛み合っ
    て、軸荷重を前記第１の駆動要素及び前記第２の駆動要
    素の間で伝達する、軸荷重伝達手段とを具備していて、 前記軸荷重伝達手段が、ダイアフラムの中央開口を介し
    て前記第１の駆動要素に噛み合い、前記第１の駆動要素
    及び前記第２の駆動要素の何れか一方の駆動要素に固定
    的に接続されて他方の駆動要素に噛み合うような少なく
    とも一部が球形ボールである部分を含んでいる、 前記装置。
  8. 【請求項８】記録媒体を駆動するための、ねじり剛性が
    高く軸方向たわみ剛性が低い柔軟性ドライブ・シャフト
    装置において、 互いに共通軸に沿って軸方向に同軸にさせるようにし
    て、上部シャフトと下部シャフトとの間に位置する、中
    部シャフトと、 前記中部シャフトの上端と前記上部シャフトの下部との
    間に位置している上部ダイアフラムと、前記下部シャフ
    トの上端と前記中部シャフトの下部との間に位置してい
    る下部ダイアフラムとを含み、各ダイアフラムが前記共
    通軸に垂直に広がる上部平面及び下部平面を有する、複
    数のダイアフラムと、 前記中部シャフトの上端を前記上部シャフトの下部に上
    部ダイアフラムを介して接続する上部ハブ及び上部ヨー
    クと、前記中部シャフトの下端を前記下部シャフトの上
    部に下部ダイアフラムを介して接続する下部ハブ及び下
    部ヨークとを含み、ねじり荷重が複数のシャフト間で伝
    達できるようにする、複数のハブ及びヨークと、 少なくとも一部に球形部分を有していて、前記中部シャ
    フトの上部又は前記上部シャフトの下部のうちの何れか
    一方に取り付けられて、前記中部シャフトの上部及び前
    記上部シャフトの下部のうちの他方をささえて、前記中
    部シャフトと前記上部シャフトとの間で軸荷重を伝達す
    る、上部エレメントと、 少なくとも一部に球形部分を有していて、前記中部シャ
    フトの下部又は前記下部シャフトの上部のうちの何れか
    一方に取り付けられて、前記中部シャフトの下部及び前
    記下部シャフトの上部のうちの他方をささえて、前記中
    部シャフトと前記下部シャフトとの間で軸荷重を伝達す
    る、下部エレメントと、 を有する、 前記装置。
  9. 【請求項９】ねじり剛性が高く軸方向たわみ剛性が低い
    柔軟性ドライブ・シャフトであって、 ねじり荷重を伝達するための、少なくとも１つの柔軟性
    ダイアフラムと、 長手方向軸として共通であるような共通軸に沿って共通
    軸の周りに軸荷重及びねじれ荷重を伝達する、細長状の
    第１の駆動要素と第２の駆動要素とを有し、 当該第１の駆動要素は前記共通軸の周りの第１の円によ
    って画定される柔軟性ダイアフラムの内径部分にのみ固
    定的に接続されて、当該第２の駆動要素は前記共通軸の
    周りの当該第１の円よりも大きい第２の円によって画定
    される柔軟性ダイアフラムの外径部分にのみ固定的に接
    続されて、前記ダイアフラムは当該内径部と当該外径部
    とが接続されることなく当該内径部と当該外径部との間
    に環状部を有していて、 前記第１の駆動要素または前記第２の駆動要素の何れか
    一方に取り付けられて、前記第１の駆動要素または前記
    第２の駆動要素の他方に移動可能に噛み合い前記第１の
    駆動要素と前記第２の駆動要素との間において軸荷重を
    伝達する球形部分を有する、軸荷重伝達手段をも有して
    いて、 前記第１の駆動要素または前記第２の駆動要素の何れか
    一方が回転することによって、前記環状部が軸のまわり
    に回転させるためのねじり力を伝達して前記第１の駆動
    要素と前記第２の駆動要素との両者の長手方向軸の位置
    ずれを調整する、 前記ドライブ・シャフト。
  10. 【請求項１０】ねじり剛性が高く軸方向たわみ剛性が低
    い、記録媒体を駆動するための、柔軟性ドライブ・シャ
    フトであって、 互いに共通軸に沿って位置合わせされるような関係にあ
    る、上部シャフト及び下部シャフトと、 下部シャフトの上端部と上部シャフトの下端部との間に
    位置して、前記共通軸に対して垂直に延びている上部平
    面と下部平面とを有する、１つの柔軟性ダイアフラム
    と、 前記共通軸の周りに実質的な中心が置かれている第１の
    円に沿って、前記上部シャフトを分離した位置において
    前記柔軟性ダイアフラムに固定的に接続する手段と、 前記共通軸の周りに実質的な中心が置かれている第２の
    円に沿って、前記下部シャフトを分離した位置において
    前記柔軟性ダイアフラムに固定的に接続する手段とを有
    していて、 前記第１の円及び前記第２の円は、前記柔軟性ダイアフ
    ラムが環状部を前記第１の円と前記第２の円との間にも
    つように異なる直径をもっており、 下部シャフトの上端部または上部シャフトの下端部の何
    れか一方に取り付けられていて、下部シャフトの上端部
    または上部シャフトの下端部の他方を圧する球形部分を
    有する、要素をも有していて、 前記下部シャフトまたは前記上部シャフトが回転して位
    置ずれがあると、前記環状部がねじれ力を一方のシャフ
    トから他方のシャフトへ伝達し、または、位置ずれに対
    応して曲がる、 前記ドライブ・シャフト。
  11. 【請求項１１】ねじり剛性が高く軸方向たわみ剛性が低
    い、記録媒体を駆動するための、柔軟性ドライブ・シャ
    フトであって、 ねじれ荷重を伝達するための、少なくとも１つの柔軟性
    ダイアフラムと、 軸荷重及びねじれ荷重を伝達するための、第１の駆動要
    素及び第２の駆動要素とを有していて、 当該第１の駆動要素は前記第１の駆動要素の周りに実質
    的な中心が置かれている第１の円に沿って柔軟性ダイア
    フラムの内径部分に固定的に接続されて、当該第２の駆
    動要素は前記第２の駆動要素の周りに実質的な中心が置
    かれている第２の円に沿って柔軟性ダイアフラムの外径
    部分に固定的に接続されていて、 前記第１の円は前記第２の円よりも小さい直径であっ
    て、前記第１の円と前記第２の円とはこれらの間に柔軟
    性ダイアフラムが環状部をもつように同心状にされてい
    て、 前記第１の駆動要素または前記第２の駆動要素の何れか
    一方に取り付けられて、前記第１の駆動要素または前記
    第２の駆動要素の他方に移動可能に噛み合い前記第１の
    駆動要素と前記第２の駆動要素との間において軸荷重を
    伝達する球形部分を有する、軸荷重伝達手段をも有して
    いて、 前記第１の駆動要素または前記第２の駆動要素の何れか
    一方が回転することによって、前記環状部が軸のまわり
    に回転させるためのねじり力を伝達して前記第１の駆動
    要素と前記第２の駆動要素との両者の位置ずれを調整す
    る、 前記ドライブ・シャフト。
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