JP3419120B2 - テープ巻取り装置の巻取り方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テープレコーダのリー
ル駆動用等に使用されるテープ類を所定のトルクで巻き
取る機能を備えたテープ巻取り装置の巻取り方式に係わ
り、特に、テープ装填時等におけるテープ類に対する衝
撃を除去し、テープ類にやさしいテープ巻取り装置の巻
取り方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、テープレコーダ等に使用される
従来のテープ巻取り装置の構成を示すものである。同図
において、テープ１の先端部１ａは固定ローラ２ａ、可
動ローラ３及び固定ローラ２ｂを経由した後、巻取りリ
ール４に巻き込まれる。巻取りリール４の回転軸、即
ち、テープ巻取り軸４ａは、パウダクラッチ１５の出力
軸に結合され、このパウダクラッチ１５の入力軸は所定
の回転速度で回転するテープ巻取り軸４ａの回転駆動機
能である電動機１６の出力軸に結合されている。電動機
１６は駆動回路１６Ａによって駆動されている。可動ロ
ーラ３の回転軸は、圧力センサ８の荷重伝達ロッド８ａ
に結合されている。従って、テープ１の先端部１ａが巻
取りリール４に巻き込まれて張力がかかると、２個の固
定ローラ２ａ、２ｂの働きによって可動ローラ３は圧力
センサ８の方向に押されるので、その押し込み力を検知
した圧力センサ８の検出値はテープ１の張力を示してい
る。即ち、固定ローラ２ａ、２ｂ、可動ローラ３及び圧
力センサ８は張力センサＳを構成している。

【０００３】張力センサＳの検出値は、このテープ巻取
り装置の上位制御装置、例えばテープレコーダの張力設
定器１０から出力される、予め設定された基準信号１０
ａと比較増幅機能１９で比較増幅される。即ち、基準信
号１０ａは比較増幅機能１９の入力部である比較部１９
ａの基準信号入力端子（＋）に入力し、張力センサＳの
検出値は比較部１９ａの比較信号入力端子（−）に入力
して両信号の偏差値は積分機能を備えた増幅機能１９ｂ
で増幅されてトルク制御信号となり、出力増幅機能１７
を介して前述したパウダクラッチ１５の制御電流入力部
に供給される。

【０００４】図４はパウダクラッチの概要特性図であ
る。同図において、横軸に入力電流値を、縦軸に入力電
流値に対応する出力トルク値を示している。テープ巻取
り装置は上述のように構成した機能によって、テープ１
の張力変動値を張力センサＳが検出し、パウダクラッチ
１５に入力する制御電流値を変化させてテープ巻取り軸
４ａの巻取りトルクを操作する。従って、テープ１の張
力は基準信号１０ａによって定まる一定の張力に制御さ
れ維持される。テープ巻取り装置には、前述した手段の
他に、比較増幅機能１９の出力信号によって制御される
サーボモータにより直接テープ巻取り軸４ａを駆動して
テープ１の張力を一定値に維持する方式も用いられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来のテープ巻取り装置の巻取り方式によると、テ
ープを巻き取る当初はパウダクラッチ１５を起動した瞬
間にたるんでいたテープ１が急激に牽引されて衝撃がか
かる。従って、瞬間的に張力が大きくなった張力を張力
センサＳが検知してパウダクラッチ１５の出力トルクを
低減させる。このために張力センサの検出値が小さくな
ってパウダクラッチ１５の出力トルクを大きくする。こ
のような作用が繰り返されると、図５に示すようなテー
プ１の巻き込みトルク値が振動を発生する恐れがあり、
このようなテープに対する衝撃と振動はテープに悪影響
を及ぼすという問題点があった。また、巻取りリールの
駆動にサーボモータを使用した場合にも、同様な問題が
発生する恐れがあった。一方、このようなテープに対す
る衝撃を除くために、比較増幅機能１９に設けた積分機
能の時定数を大きくすると、定常運転時におけるテープ
送り速度の変動補正特性が劣化する恐れが存在する。本
発明は従来のものの上記課題（問題点）を解決し、テー
プの巻取り開始時にも定常運転時にもテープに悪影響を
及ぼさないで安定したテープ巻取り軸を駆動するテープ
巻取り装置の巻取り方式を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に基づくテープ巻取り装置の巻取り方式にお
いては、テープに発生する張力を計測し、この計測値と
設定値との偏差値を比較増幅機能によって検出増幅し、
所定の立ち上がり速度特性を備えた回転駆動機能に与
え、この回転駆動機能の回転出力を渦電流クラッチを介
してテープ巻取り軸を駆動するようにした。この場合、
上述した比較増幅機能には所定時定数を備えた積分機能
を設けるのが望ましい。

【０００７】

【作用】本発明は、上述のような方式にしたので、回転
駆動機能とその負荷機構のもつＧＤ²を適切に活用する
ことによる積分特性によって定まる回転速度の立ち上が
り特性と渦電流クラッチの特性が適切に合成され、テー
プ巻取り装置の巻取りトルクは巻き始め時に悪影響を及
ぼすような衝撃をテープに与える恐れなしに安定した出
力によりテープを巻き取る。さらに、適切な回転速度の
立ち上がり特性によって、定常運転時にも所望される精
度の良い巻取り特性が得られる。比較増幅機能に積分機
能を設けてその時定数を適切に設定することによって、
張力計測値と基準値夫々の値に対応した回転駆動機能に
対する回転速度指令値が得られるとともに、回転駆動機
能の起動特性が所望される起動特性よりも早い場合にも
適切な衝撃吸収特性が得られる。

【０００８】

【実施例】本発明に基づく実施例を図１、図２を参照し
て詳細に説明する。図１において、従来の技術の構成と
対応する要素機能については図３と同一の符号を使用
し、その詳細な説明は省略する。

【０００９】図１において、巻取りリール４の回転軸、
即ちテープ巻取り軸４ａは、渦電流クラッチ５の出力軸
に結合され、この渦電流クラッチ５の入力軸は回転駆動
機能６、例えばＡＣサーボモータの出力軸に結合されて
いる。回転駆動機能６の回転速度はこの回転駆動機能６
の機能に対応する駆動回路７、例えばインバータによっ
て駆動されている。なお、この駆動回路７はＡＣサーボ
ドライバであっても良い。張力センサＳの出力はこのテ
ープ巻取り装置の上位制御装置、例えばテープレコーダ
の張力設定器１０から出力される予め設定された基準信
号１０ａと積分機能を設けた比較増幅機能９、例えば所
定の性能を備えたサーボ増幅器で比較増幅される。即
ち、基準信号１０ａは比較増幅機能９の入力部である比
較部９ａの基準信号入力端子（＋）に入力し、張力セン
サＳの検出値は比較部９ａの比較信号入力端子（−）に
入力して両信号の偏差値は積分機能を備えた増幅機能９
ｂで増幅されて回転速度制御信号となり、駆動回路７に
入力する。

【００１０】渦電流クラッチ５は、入力回転軸を結合し
表面に等間隔で磁極Ｎ、Ｓを構成した磁性体の入力クラ
ッチ板と、入力クラッチ板に対向して表面にリング状に
導電線を形成し出力軸を結合した磁性体の出力クラッチ
板とから構成されている。従って、入力回転軸の回転に
伴って入力クラッチ板が回転すると磁極が回転するので
磁極によって形成される磁束が回転し、この磁束によっ
て出力クラッチ板の導電線に渦電流が流れ、この渦電流
と前述した磁束との相互作用によって出力クラッチ板が
回転し、入力クラッチ板と出力クラッチ板との相対回転
速度に比例するトルクが出力クラッチ板から得られる。
渦電流クラッチの動特性は図２に示すような特性を有し
ている。図２は、横軸に入力クラッチ板と出力クラッチ
板との相対回転速度、縦軸に横軸に示す相対回転速度に
対応する出力トルクを示している。

【００１１】上述の構成において、テープ１の先端部１
ａが巻取りリール４に巻き込まれて張力がかかると、テ
ープ１の張力は張力センサＳによって検出されて比較増
幅機能９の比較部９ａに入力して基準信号１０ａと比較
される。両信号の偏差値は増幅機能９ｂで増幅され出力
する回転速度制御信号は駆動回路７に入力する。駆動回
路７がインバータで、回転駆動機能６がＡＣサーボモー
タで構成されている場合は、インバータ（駆動回路）は
予め設定された機能によって入力する回転速度制御信号
に従った周波数の交流電力を出力するように出力周波数
を所定の変化速度で上昇させる。従ってＡＣサーボモー
タ（回転駆動機能）はその起動特性に従った立ち上がり
で回転速度を上昇させる。回転駆動機能６によって駆動
回転される渦電流クラッチ５は図２に示した特性に従っ
たトルクを出力して巻取りリール４を駆動する。従っ
て、巻取りリール４はテープ１に無理な張力をかけない
で速やかな速度で回転を開始する。テープに予め設定さ
れた張力が安定して発生するようになると、上述した比
較増幅機能９、駆動回路７、回転駆動機能６、渦電流ク
ラッチ５、巻取りリール４の機能と特性によって所望さ
れる特性を継続してテープ１を巻取りリール４に巻き取
る。即ち、上述した各時定数を有する機能の時定数を適
切に構成しておくことによってテープの巻き始めにテー
プに有害な衝撃や振動を与えず、定常運転になると所望
される安定したテープの巻取り動作が実行される。

【００１２】上述の説明は本発明の技術思想を実現する
ための基本手法と構成を示したものであって、種々応用
改変することができることは当然である。例えば、比較
増幅機能９から巻取りリール４までの起動特性は上述し
たように、起動時にはテープに衝撃や振動を与えず、定
常運転時にはテープの巻取り速度に変動を与えないよう
に適切に安定したトルクを発生すれば、任意適切な機能
構成にすれば良い。即ち、回転駆動機能６は適切な応答
特性をもてばＤＣモータでも任意形式のＡＣモータでも
良く、この回転駆動機能の種類と特性に対応して駆動回
路の構造と特性を定めれば良い。さらに、回転部のＧＤ
²と必要な動特性に対応して比較増幅機能９には適切な
時定数の積分機能の他、必要に応じては比例、微分機能
を設けても良い。また、夫々の要素機能はアナログ回路
で構成されても、ディジタル回路で構成されても良く、
張力設定器１０と共通でマイクロコンピュータ等による
ソフト処理でも良い。アナログ回路とディジタル回路が
複合されている場合等には、各回路間に信号変換機能を
設けることは当然である。また、本発明はテープレコー
ダに使用するように説明したが、同様の巻取り機能が必
要な装置の各種テープやフイルム等の巻取り装置に使用
できることも当然である。

【００１３】

【発明の効果】本発明におけるテープ巻取り装置の巻き
取り方式は、上記のように回転駆動機能は急激に回転速
度が上昇しないのでテープの巻き始めにはテープに衝撃
や振動を与える恐れがなく、定常運転時には安定したテ
ープの巻取り運転が実行できるという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくテープ巻取り装置の回転部の概
念を示す模式構造図と制御駆動回路の概要を示す回路図
とを合成したブロック図である。

【図２】本発明に適用する渦電流クラッチの入出力特性
を示す概略特性図である。

【図３】従来のテープ巻取り装置の回転部の概念を示す
模式構造図と制御駆動回路の概要を示す回路図とを合成
したブロック図である。

【図４】従来のテープ巻取り装置の回転部に使用するパ
ウダクラッチの入出力特性を示す概略特性図である。

【図５】従来のテープ巻取り装置の問題点を示す動特性
図である。

【符号の説明】

１：テープ ２ａ、２ｂ：固定ローラ ３：可動ローラ ４：巻取りリール ５：渦電流クラッチ ６：回転駆動機能（ＡＣモータ） ７：駆動回路（インバータ、ＡＣサーボドライバ） ８：圧力センサ ９：比較増幅機能（サーボ増幅器） １０：張力設定器 Ｓ：張力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 15/43 B65H 59/38 H02P 7/00 H02P 15/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テープ巻取り軸の駆動トルクを制御する
   機能を備えたテープ巻取り装置において、当該巻き取ら
   れるテープに発生する張力を計測し、該計測値と予め設
   定した設定値との偏差値を回転速度指令信号として、該
   テープ巻取り装置に設けた所定の立ち上がり速度特性を
   備えた回転駆動機能に与え、前記回転速度指令信号によ
   って操作される前記回転駆動機能の回転出力を渦電流ク
   ラッチを介して前記テープ巻取り軸を駆動するようにし
   たことを特徴とするテープ巻取り装置の巻取り方式。
2. 【請求項２】 テープ巻取り軸の駆動トルクを制御する
   機能を備えたテープ巻取り装置において、当該巻き取ら
   れるテープに発生する張力を計測し、該計測値と予め設
   定した設定値との偏差値を所定時定数を備えた積分機能
   を有する比較増幅機能によって検出増幅して回転速度指
   令信号とし、該回転速度指令信号を該巻取り装置に設け
   た所定の立ち上がり速度特性を備えた回転駆動機能に与
   え、前記回転速度指令信号によって操作される前記回転
   駆動機能の回転出力を渦電流クラッチを介して前記テー
   プ巻取り軸を駆動するようにしたことを特徴とするテー
   プ巻取り装置の巻取り方式。