JP3589749B2

JP3589749B2 - 磁気テープ駆動機構

Info

Publication number: JP3589749B2
Application number: JP21102695A
Authority: JP
Inventors: ケネス・ジー・リチャードソン; グレゴリー・エー・スタンディフォード
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2015-07-27
Also published as: US5712745A; US5862009A; JPH0845135A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般に磁気テープ駆動機構、キャプスタン・ドライブモータ及び磁気ヘッド位置決めに関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９７２年に、ベルト駆動テープカートリッジ設計法（ロバート・エー・ホンベーレン（ＲｏｖｅｒｔＡ．ＶｏｎＢｅｈｒｅｎ）に対して発行された米国特許第３，６９２，２５５号明細書に記載）が、ディジタルテープ記録に使用するためにコンピュータ業界で導入された。１９７２年に一般に使用されているカートリッジは、１００ｍｍ×１５０ｍｍであって、磁気テープは６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の幅であった。そのサイズのカートリッジ及び対応する駆動機構は、今なお商業上入手可能である。「アラン。ジェー・リチャーズ（ＡｌａｎＪ．Ｒｉｃｈａｒｄｓ）著、ミニデータカートリッジ：低コストの取り外し可能記憶装置のための説得力のある可能な選択法（ＡＣｏｎｖｉｎｃｉｎｇＡｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｆｏｒＬｏｗ‐Ｃｏｓｔ，ＲｅｍｏｖｅａｂｌｅＳｔｏｒａｇｅ）、ヒューレットパッカード・ジャーナル（Ｈｅｗｌｅｔｔ‐ＰａｃｋａｒｄＪｏｕｒｎａｌ）、５月、１９７６年」に記載されているように１９７６年に、より小さいカートリッジが開発された。このミニカートリッジのサイズは、６３．５ｍｍ×８２．５ｍｍである。ミニカートリッジのバージョンは、３．８１ｍｍ（０．１５インチ）から６．３５ｍｍ（０．２５インチ）まで変動するテープ幅に対していろいろなベンダーから商業上入手可能である。８．００ｍｍ（０．３１５インチ）のテープ幅を有するミニカートリッジの新しいバージョンが提案された。この提案されたカートリッジの外側寸法は、現在のミニカートリッジと同一であるが、より広いテープを収容するために多数の内部変更がある。
【０００３】
上記二つのサイズのカートリッジは両方とも一つのエッジ壁に２つの開口を有する。第１の開口は、磁気ヘッドによるテープへのアクセスをもたらす。磁気ヘッドは、テープ幅を横切って移動し、即ちテープ移動方向を横断して移動し、読み出し又は書き込みのために一度に１トラックをアクセスする。第２の開口は、駆動機構の外部駆動ローラ（パック）によるカートリッジ内部の被駆動ローラ（キャプスタン）へのアクセスをもたらす。外部駆動ローラ（パック）は駆動機構のモータによって回転される。最大限の高さの駆動機構及び半分の高さの駆動機構では、外部駆動ローラ（パック）は、一般に駆動モータによって直接に駆動される。駆動機構の高さが減少するにつれ、ドライブモータと磁気ヘッド間に機械的干渉があることがある。干渉問題が、８．００ｍｍ（０．３１５インチ）のテープ幅を有する提案されたカートリッジでさらに悪化し、磁気ヘッドが移動しなければならない距離が増加する。したがって、より新しい低い駆動機構では、ドライブモータが、駆動ローラ（パック）に対して一般に変位され、ベルト又は中間ローラによって駆動ローラ（パック）に接続される。例えば、１９９３年１１月、マーク・ダブリュー・ペロナ（ＭａｒｋＷ．Ｐｅｒｏｎａ）に対して発行された米国特許第５，２１０，６６４号明細書を参照のこと。ベルト及び中間ローラは費用を増し、滑りや他の速度問題を引き起こしたりする。ダイレクトドライブは、最低コスト及びドライブモータを駆動ローラ（パック）に接続するための最も信頼できる方法として望ましい。直接に駆動される（即ちダイレクトドライブ）ローラ（パック）及び磁気ヘッドの最大移動ための空間の両方を有する駆動機構が必要とされる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
直接駆動駆動ローラ（パック）及び磁気ヘッドの最大の移動範囲のための空間を有するテープ駆動機構が設けられる。２つの実施例が提供され、第１の実施例は、外部固定子を有するドライブモータを有しており、第２の実施例は、内部固定子を有するドライブモータを有している。内部固定子を有するドライブモータを有している駆動機構では、固定子の一部が取り除かれ、磁気的に遮蔽された領域がヘッド移動のために真空排気された固定子領域に設けらている。外部固定子を有するドライブモータを有しているいくつかの駆動機構では、抜き孔穴が、ヘッドがモータキャップの中に進入移動することを可能にするためにモータカバーに設けられている。
【０００５】
【実施例】
図１は、駆動機構１０２に挿入されたテープカートリッジ１００を示している。テープカートリッジ１００の中の磁気テープ１０４は、駆動機構１０２の磁気ヘッド１０６と接触している。テープカートリッジの中の被駆動ローラ（キャプスタン）１０８は、駆動機構１０２の駆動ローラ（パック）１１０と接触している。駆動ローラ（パック）１１０はモータ１１２によって駆動される。
【０００６】
図２は、図１に示された構成部分の上面図である。図１で示されるように、テープカートリッジ１００の中の磁気テープ１０４は、駆動機構１０２の磁気ヘッド１０６と接触している。テープカートリッジの中の被駆動ローラ（キャプスタン）１０８は、駆動機構１０２の駆動ローラ（パック）１１０と接触している。駆動ローラ（パック）１１０はモータ１１２によって駆動される。図２に示される構造では、モータ１１２がヘッド１０６を超えて延在するので、ヘッドの移動がいろいろな構成部品の高さにより潜在的に拘束されることに注目しなければならない。
【０００７】
図３は、（磁気）テープ１０４、（磁気）ヘッド１０６及びモータ１１２の一部のみの側面図である。図３で示されるように、ヘッド１０６の移動方向が両頭矢印２００によって示される。モータ１１２が図３で示されるようにヘッド１０６の下に延びるならば、モータ１１２は、ヘッド１０６が移動できる移動範囲を制限する。必要とされるヘッド移動を与えることが全部の駆動機構の高さを制限する。本発明では、ヘッド１０６が、モータの本体の中へ移動することを可能にされ、破線２０２で示されるような空洞又はくぼみのような磁気的に遮蔽された領域の中へ移動するか又はモータの上部カバーの中の抜き孔を通して移動するかのいずれかを可能にされる。
【０００８】
図４及び図５は、テープ機構及びディスク機構で一般に使用されるある種のモータの簡略化された断面を示す。説明の便宜上、図４及び図５のモータは、１２の固定子極を有する３相ブラシレス直流モータとして示されるが、相数及び極数の変更は種々可能である。図４では、固定子３００は、電磁石を形成するために磁極の周りに巻かれた電線（図示せず）のコイルを有する。回転子３０２は複数の永久磁石領域を有する。回転子３０２は、カップ状のカバーによって内部軸３０４に接続される。図４において、図示された固定子が、Ａ１−Ａ４、Ｂ１−Ｂ４及びＣ１−Ｃ４で示された１２の固定子極を有する。この固定子極は、３つの電気相（Ａ、Ｂ、Ｃ）の各々に対して４つの極（例えば、Ａ１−Ａ４）があるように接続される。各電気相のための全ての極は一緒に接続される。例えば、相Ａに関しては、極Ａ１−Ａ４は全て付勢される。各相が順次付勢されるで、回転子の永久磁気領域が追随する。例えば、図４では、電磁極Ａ１−Ａ４は、回転子３０２の逆極性の永久磁化領域が相Ａ極の各々と整列されるように付勢される。したがって、極Ａ１−Ａ４が消勢され、かつ極Ｂ１−Ｂ４が付勢されるならば、回転子３０２は相Ｂ極と整列するように右回りに回転するだろう。同様に、その上に極Ｂ１−Ｂ４が消勢され、かつ極Ｃ１−Ｃ４が付勢される。
【０００９】
本発明では、図４で示されるような内部固定子モータに関して、ヘッド移動に場所をあけるために選ばれたモータの極を固定子から除去してモータを構成する。単一の極（例えば、Ａ１（３１２））が除去されるならば、モータはそれでもなお回転するが、一方の電気相（例えば、相Ａ）は、他方の２つの相よりも小さいトルクを有する。トルクバランスを確保するために、電気相の各々から等しい極数が除去されねばならない。したがって、極Ａ１が除去されるならば、極群Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４の一つの構成要素が除去されなければならないし、極群Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４の一つの構成要素も除去されなければならない。３つの隣接した極、例えばＡ１（３１２）、Ｂ１（３１４）及びＣ１（３１６）が除去されてもよい。明らかに、他のＡ１（３１２）、Ｃ１（３１６）、Ｂ２（３１８）又はＡ１（３１２）、Ｂ１（３１８）、Ｃ３（３２０）のような他の組み合わせもまた除去可能である。組み合わせの各々において、回転トルクがバランスをとられるが、回転に交差する方向でベアリングにいくらかの力を生じさせる回転子上の非対称力がある。適当なベアリングを使えば、回転子３０２の震えはたいしたことはない。
【００１０】
図５は、外部固定子３０６、内部回転子３０８及び中心軸３１０に取り付けられた回転子を有するモータを示す。図９とともに後述されるように、外部固定子モータは固定子の変更なしに付加されるヘッド移動を受け入れるように変更され得る。
【００１１】
図６は、図４で示すような内部固定子を有し、かつ除去された３つの隣接した極を有するモータを示す。すなわち、図６は、図４のＡ１（３１２）、Ｂ１（３１４）及びＣ１（３１６）の除去に対応する。図６でカップ４００が回転子３０２を中心軸３０４に接続することに注目。図６はまたベアリングアセンブリ４０２を示す。本発明とともに、モータは、固定子３００の内部の電磁界から磁気ヘッドを絶縁することができるスチール又は他の金属のような材料で作られた上部カバーをつけられる。（図３の２０２に対応する）空洞又はくぼみ４０６は、極が除去された固定子領域の中へ磁気ヘッドが移動することを可能にするように上部カバー４０４の中に形成される。ヘッドを受け入れる領域は、形成されたくぼみ４０６として示されているが、ヘッドがモータ本体の中に入り込むことが出来る限りで、かつヘッドを受け入れる領域がモータの動作と干渉しない限り、密閉された端部を有する金属シリンダ又はボックスあるいは他の磁気的に遮蔽された形状であればどんなものでも使用できる。
【００１２】
図７及び図８は、図６のモータと同様であるが、除去される固定子極の異なる組み合わせを有するモータを示している。図７は、図４で極Ａ１（３１２）、Ｃ１（３１６）、Ｂ２（３１８）を除去したモータに対応する。図８は、図４で極Ａ１（３１２）、Ｂ２（３１８）、Ｃ３（３２０）のような第４の極毎の除去に対応する。
【００１３】
図９は、図５で示した外部固定子モータを示している。図９で示されるように、回転子３０８の内部のカップ７００は、回転子３０８を中心軸３０４に接続する。図９はまたベアリングアセンブリ７０２を示す。一般に、カップ７００は、回転子３０８の永久磁気領域から及び固定子３０６から生じる電磁界からカップ７００の内部を絶縁するスチールのような材料から作られて一方に開放領域を有する。したがって、外部固定子の直径が十分大きく遮蔽も十分であれば、上部カバー７０４に抜き孔７０６を設け磁気ヘッドがモータの内部に移動できるようにしうる。固定子３０６のいかなる変更も必要とされない。カップ７００が適当な遮蔽を与えないときは、図６の４０６で示すように形成された空洞又はくぼみが使用される。
【００１４】
本発明の前述の記載は説明のために提示されたもので、それは、完全であることを又は本発明を開示された正確な形態に限定することを意図したものではない。他の修正例及び変更例が上記の教示に照らして可能であり得る。特定の使用形態に応じて適切な実施例や変更例に本発明を利用しやすいように、本発明の原理及びその実際の適用を説明するために実施例が選ばれ、かつ記載されたものである。特許請求の範囲は、従来例によって限定されない限りにおいて、本発明の他の実施例を含むように解釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】テープカートリッジ及びシャーシーの透視図である。
【図２】図１のテープカートリッジ及びシャーシーの一部の上面図である。
【図３】図２のテープカートリッジ及びシャーシーの一部の側面である。
【図４】内部固定子を有するモータの断面である。
【図５】外部固定子を有するモータの断面である。
【図６】磁気ヘッドの移動距離に適応させるために取り除かれた一部のための第１の代替例を有する内部固定子を有しているモータの透視図である。
【図７】磁気ヘッドの移動距離に適応させるために取り除かれた一部のための第２の代替例を有する内部固定子を有しているモータの透視図である。
【図８】磁気ヘッドの移動距離に適応させるために取り除かれた一部のための第３の代替例を有する内部固定子を有しているモータの透視図である。
【図９】磁気ヘッドの移動距離に適応させるために回転子の内部に開口を有する外部固定子を有しているモータの透視図である。
【符号の説明】
１０２磁気テープ駆動機構
１０４磁気テープ
１０６磁気ヘッド
１１０駆動ローラ
１１２モータ
２０２、４０６空洞
３００、３０６固定子
３０２、３０８回転子
４００、７００回転カップ
４０４、７０４カバー
７０６穴

Claims

磁気テープ駆動機構において、
移動範囲に亙って移動可能である磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドに隣接したモータとを含み、
前記モータは回転子を有し、該回転子は回転面を有し、
前記モータは固定子を有し、該固定子は前記回転子の内部に位置し、
前記磁気テープ駆動機構はさらに、
モータ上のカバーと、
前記固定子の中に突き出る前記カバーの中の空洞とを含み、
前記空洞が、前記磁気ヘッドの前記移動範囲の少なくとも一部を前記空洞の内部に含み、前記回転子の回転面を横切り、それによって前記回転子の回転面を横切る磁気テープ駆動機構の寸法を小さくするように位置決めされる、
磁気テープ駆動機構。
前記磁気テープ駆動機構はさらに、テープカートリッジの内部に駆動ローラを有するようにテープカートリッジを受けるように適合され、前記駆動ローラが前記モータにより直接駆動される、請求項１に記載の磁気テープ駆動機構。
磁気テープ駆動機構において、
移動範囲に亙って移動可能である磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドに隣接したモータであって、該モータは回転子及び固定子を有し、該固定子は前記回転子の外部に位置し、前記回転子は回転面を有する、前記モータと、
前記モータ内の回転カップであって、該回転カップは前記回転子に取り付けられ、前記磁気ヘッドに向かって空領域を有する、前記回転カップと、
モータ上のカバーであって、前記回転カップの空領域と前記磁気ヘッドとの間にある、前記カバーと、
前記カバー内の穴とを含み、
前記穴が、前記磁気ヘッドの前記移動範囲の少なくとも一部が前記穴の中を通って前記モータの空領域内にあり、前記回転子の回転面を横切り、それによって前記回転子の回転面を横切る磁気テープ駆動機構の寸法を小さくするように位置決めされる、
磁気テープ駆動機構。
前記磁気テープ駆動機構はさらに、テープカートリッジの内部に駆動ローラを有するようにテープカートリッジを受けるように適合され、前記駆動ローラが前記モータにより直接駆動される、請求項３に記載の磁気テープ駆動機構。