JP4181073B2 - テープカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、非使用時にブレーキロック部材によりリールハブの回転が制限され、使用時にそのロックが解除されるテープカートリッジに関する。

１リールタイプのテープカートリッジは単一のリールハブ部を内部に有し、そのハブ周囲にテープ状記録媒体が巻回されており、コンピュータ用のバックアップデータ保存等のために使用されている。かかるテープカートリッジがコンピュータ用の磁気記録再生装置に装着されると、リールハブ部のハブ周囲に巻回されたテープ状記録媒体が引き出されて磁気記録再生装置側のリールハブ部に巻回されて両者間でテープ状記録媒体が走行することで、記録・再生が行われる。

上述のような従来のテープカートリッジ（図７）では、非使用時において上ケース１２０と下ケース２２０とからなるケース内に回転可能に収容されるリールハブ部１３０に巻回されるテープ状記録媒体の弛みを防止するために、リールハブ部１３０の不要な回転を制限することが必要である（例えば、下記特許文献１参照）。このために、図７（ａ）のように、非使用時にブレーキロック部材１５０の歯１５１がリールハブ部１３０の歯１３５と噛み合うことでリールハブ部１３０を回転しないようにロックする。使用時には、ブレーキ解除部材１６０が接触面でブレーキロック部材１５０の軸受部１５２と当接してブレーキロック部材１５０を図７（ｂ）の上方に移動させることでブレーキロック部材１５０によるロックが解除される。なお、ブレーキロック部材１５０は先端が略曲面の凸状の軸受部１５２を有しており、対向するブレーキ解除部材１６０の面は平面である。ブレーキロック部材１５０は図示しない付勢力手段（ばね）によりブレーキ解除部材１６０の方向に付勢されており、ブレーキ解除部材１６０はリールハブ部１３０とともに回転する構造である。
特開２００２−３４３０５８公報

ブレーキロック部材１５０と上ケース１２０は、組み込みクリアランスを設けているので、ブレーキロック部材１５０が傾き、この傾きが大きいとブレーキロック部材１５０の歯１５１とリールハブ部１３０の歯１３５とが当り、異音が発生したり削れてしまうという問題が発生するおそれがあった。

また、コンピュータ用のバックアップデータ保存等に使用される上述のようなテープカートリッジに対しては記憶容量の更なる増大が求められており、データの転送レートが速くなるのでテープの送り速度が速くなり、このため、使用時にリールハブ部１３０の回転速度が速くなる。使用時においては図７（ｂ）のようにリールハブ部１３０の回転にともなってブレーキ解除部材１６０も回転する。この場合、回転するブレーキ解除部材１６０が平面であり、回転しないブレーキロック部材１５０の軸受部１５２は略曲面の凸状であるため、回転の中心軸であるブレーキ解除部材１６０の中心軸と固定部であるブレーキロック部材１５０の軸受部１５２の中心軸とがずれる場合がある。外周方向にずれると半径方向において周速度差が発生し、ブレーキロック部材１５０がこの影響を受けて外周方向に移動しようとする力を受ける。しかし、ばねによる付勢力があるので逆に元の位置に戻ろうとする力が働く。これが繰り返されることで振動し、振動音が発生する。更に、回転摩擦力を大きく受け固定されているブレーキロック部材１５０の軸受部１５２が摩耗するおそれがある。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、リールハブ部が大容量化による高回転速度で回転する使用時またはリールハブ部がテープ状記録媒体の巻き取りのために高回転速度で回転する生産時にブレーキロック部材における異音発生や歯の削れ及び振動音の発生や摩耗の発生を防止できるテープカートリッジを提供することを目的とする。

本発明によるテープカートリッジは、ケース内に回転可能に収容されるとともにテープ状記録媒体がその周囲に巻回される単一のリールハブ部と、非使用時に前記リールハブ部の回転を制限するために前記リールハブ部の被係合部と係合する係合部と略中心部に設けられた凸状の軸受部とを有するブレーキロック部材と、使用時に前記ブレーキロック部材の係合部と前記リールハブ部側の被係合部との係合を解除するように前記ブレーキロック部材を移動させるブレーキ解除部材と、前記ブレーキロック部材の凸状の軸受部が前記ブレーキ解除部材の接触面と当接するように前記ブレーキロック部材を付勢する付勢部材と、を備え、前記ブレーキロック部材は、前記ブレーキ解除部材が前記リールハブ部とともに回転するときの回転中心軸に対し、前記軸受部の中心軸をずらして設けられていることを特徴とする。

このテープカートリッジによれば、非回転側のブレーキロック部材には、軸受部の中心軸が回転側のブレーキ解除部材の回転中心軸に対しずれることで軸受部の中心軸から外側に移動しようとする力が加わる一方、付勢部材による付勢力で戻ろうとする力が働くため、両者がバランスすることで、使用時や生産時にリールハブ部が高回転速度で回転しても、ブレーキロック部材が安定し、移動したり傾くことがない。このため、ブレーキロック部材の係合部とリールハブ部側の被係合部との接触を防止でき使用時や生産時における異音発生・削れを防止できるとともに、ブレーキロック部材における振動音の発生及び摩耗の発生を防止できる。

上記テープカートリッジにおいて前記軸受部の中心軸は前記ブレーキ解除部材の回転中心軸に対しほぼ平行に設定されるように構成される。

また、前記軸受部の中心軸の前記ブレーキ解除部材の回転中心軸に対するずれ量が０．１乃至１．５ｍｍに設定されることが好ましく、０．２乃至１．５ｍｍであることが更に好ましい。ずれ量が０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上であると、高回転速度であってもびびり音等の振動音が発生せず、また１．５ｍｍ以下であると、高回転速度により周速が大きくなっても軸受部の接触面で摩耗が発生し難い。

また、前記凸状の軸受部は前記中心軸を中心にして設けられ前記接触面と接触する曲面部を有し、前記曲面部の半径は１０乃至３０ｍｍの範囲内に設定されていることが好ましい。これにより、ケースとブレーキロック部材の組み込みクリアランスによるブレーキロック部材の傾きを抑えることができるため、ブレーキロック部材が軸受部で安定することができ、異音発生を確実に防止できるとともに、ブレーキロック部材における振動音の発生及び摩耗の発生を確実に防止できる。

本発明のテープカートリッジによれば、リールハブ部が大容量化による高回転速度で回転する使用時またはリールハブ部がテープ状記録媒体の巻き取りのために高回転速度で回転する生産時においてブレーキロック部材が安定し移動せず大きく傾くことがなく異音発生・削れを防止できるとともに、ブレーキロック部材における振動音の発生及び摩耗の発生を防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態によるテープカートリッジの分解斜視図、図２は図１のテープカートリッジでリールハブ部がロックされている状態を示す縦断面図、図３は同じくリールハブ部がロック解除されている状態を示す縦断面図である。

図１に示すテープカートリッジ１００は、上ケース１と下ケース２とからなる１リールタイプのテープカートリッジに構成され、テープ状記録媒体である磁気記録テープ（以下、単に「テープ」という場合もある。）を巻回するリールハブ部３を内部に有し、記録再生装置に装着されたときに、リールハブ部３が回転可能になるように構成されている。上ケース１と下ケース２は、組み合わされて矩形または略正方形の平面状のケースを構成し、それぞれ樹脂材料から成形により製造できる。

リールハブ部３は、上フランジ３１と、下フランジ３３と、下フランジ３３と一体に形成されその周面に磁気記録テープを巻回するハブ３２とを備える。また、図１〜図３のように、ハブ３２の下面３２ａ側には軟磁性体よりなる円形状の金属板３４が一体に設けられている。金属板３４の周囲には記録再生装置側の駆動部材８５（図３）の歯部と係合する係合歯３４ａが円周方向に三分割して設けられており、各係合歯３４ａの間には複数の孔３４ｂが下面３２ａの反対面に貫通して形成されている。金属板３４、係合歯３４ａ及び複数の孔３４ｂは下ケース２の貫通孔２１を通して外部に露出する。

また、ハブ３２の内側であって下面３２ａの反対面にはブレーキロック部材５の歯部５１と噛み合い係合するように多数の歯が円形状に並んだ歯部３５が円周方向に複数に分割して設けられている。歯部３５はポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂材料から成形で製造できるが、この場合、ガラス繊維を混入することで強度を高めるようにしてもよい。

図１〜図３のように、ブレーキロック部材５は、ハブ３２の内側に配置され、ハブ３２の歯部３５と噛み合い係合するように多数の歯が円形状に並んだ歯部５１と、歯部５１よりも小径の円筒端面に形成された十字状の係合穴５ａと、十字状の穴５ａの周囲の端部５ｂと、歯部５１の裏面側にブレーキロックスプリング４の端部４ｂが収まるように形成されたリング状溝５ｃとを備える。ブレーキロック部材５はＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂材料から成形で製造できる。

ブレーキロック部材５は、図１，図２のように、その十字状の穴５ａに上ケース１の内面１ａに直立して設けられた複数の係合突起部１ｃが入り込んで図の上下方向に移動可能に係合して上ケース１に取り付けられる。ブレーキロックスプリング４は、その先端４ａが上ケース１の内面１ａのリング状溝１ｂにはまり込むようになっており、上ケース１のリング状溝１ｂとブレーキロック部材５のリング状溝５ｃとの間に位置し、ブレーキロック部材５を図２の方向Ｂに常時付勢して、歯部５１とハブ３２の歯部３５とが噛み合い係合することでリールハブ部３の回転を妨げてブレーキ状態にする。

ブレーキ解除部材６は、ハブ３２とブレーキロック部材５との間に配置され、主板６ａと、主板６ａの周囲の複数箇所から図の下方に突き出た複数の脚部６ｂとを備える。複数の脚部６ｂは、ハブ３２の下面の複数の孔３４ｂに挿入され、テープカートリッジが記録再生装置に装着されると、ブレーキ解除部材６の脚部６ｂが図の下から押されて上方に持ち上げられる。これにより、図３のようにブレーキロック部材５がブレーキ解除部材６の平面状の当て板６１を介して中心の凸状の軸受部５２でブレーキロックスプリング４の付勢力に抗して上方へ持ち上げられて端部５ｂが内面１ａに接近するように非ロック位置に移動するようになっている。

また、図１のリールハブ部３に巻回された磁気記録テープの先端（図示省略）がリーダ部材８に固定される。リーダ部材８では、磁気記録テープの先端がピン部材８１に巻きつけられ、その上からクランプ部材８２が嵌め込まれることで固定される。テープカートリッジが記録再生装置に装着されると、リーダ部材８が装置側の保持部材に係合し保持されてテープ引き出し開口７３（図１）を通して装置側に引き出されるようになっている。

また、テープ引き出し開口７３はドア部材７によって開閉され、ドア部材７は、ばね部材１０により常時テープ引き出し開口７３を閉鎖する方向へ付勢されており、記録再生装置に装着されると、装置側の開放部材（図示省略）によりばね部材１０の付勢力に抗して開放されるようになっている。

図１〜図３に示すテープカートリッジは、保管時等の非使用時にはブレーキロック部材５がブレーキロックスプリング４により付勢されて図２のようにロック位置まで移動し、ブレーキロック部材５の歯部５１の各歯５４とリールハブ部３のハブ３２の歯部３５の各歯とが噛み合い係合することで、リールハブ部３がブレーキ状態となって回転できず、不要な回転が防止され磁気記録テープの緩みを防止できる。

次に、ブレーキロック部材５の軸受部５２について図４，図５を参照して説明する。図４は図１乃至図３のブレーキロック部材の軸受部とブレーキ解除部材の当て板との接触部分を示す要部縦断面図である。図５は図４を更に拡大して示す要部縦断面図である。

図１乃至図３に示すブレーキロック部材５は図４の中心軸ｍの軸対象に形成されており、図４のように凸状の軸受部５２は、中心軸ｍを中心とした曲面を有しブレーキ解除部材６の当て板６１と接触する曲面部５２ａを有する。

図４のように、ブレーキロック部材５は、ブレーキ解除部材６がリールハブ部３とともに回転するときの回転中心軸ｎに対し中心軸ｍがほぼ平行であるようにずれて配置されている。このずれ（オフセット）量（ｎ−ｍ）は、０．１乃至１．５ｍｍが好ましく、０．２乃至１．５ｍｍが更に好ましい。

なお、上述の中心軸ｍと回転中心軸ｎとずれ（オフセット）量は、上ケース１の内面１ａに直立して設けた複数の係合突起１ｃ（図２）の位置を所定位置にずらして設けることで設定することができる。

次に、テープカートリッジが記録再生装置に装着された場合を図６を更に参照して説明する。図６は記録再生装置において図１〜図３のテープカートリッジから引き出されたテープの走行経路を概念的に示す正面図である。

図６に示す装置２００は、図３に示す駆動部材８５を有し、ハブ３２の係合歯３４ａに係合する歯部８８がその外周に形成され、歯部８８の内周側にリング状のマグネット８７が埋め込まれている。

図６のように、テープカートリッジ１００が記録再生装置２００に装着されると、図３のように、装置２００側の駆動部材８５とテープカートリッジ１００とが相対的に接近し、駆動部材８５が下ケース２の貫通孔２１をとおり、駆動部材８５のマグネット８７がハブ３２の下面３２ａ側の軟磁性体よりなる金属板３４に接近し金属板３４を磁気的に吸引し、駆動部材８５の歯部８８がハブ３２の係合歯３４ａに係合する。そして、駆動部材８５の歯部８８の突起によりブレーキ解除部材６が脚部６ｂで図２の方向Ｂ’（方向Ｂと反対方向）に移動することで、ブレーキロック部材５がブレーキロックスプリング４の付勢力に抗して一定のストロークだけ移動し、図３のように非ロック位置に至り、歯部５１と歯部３５との間に隙間ができて両者の噛み合いが解除される。この結果、駆動部材８５の駆動軸８６の回転によりリールハブ部３が回転できるようになる。

次に、ドア部材７が記録再生装置２００側の開放部材（図示省略）により開放され、リーダ部材８が装置２００側の保持部材（図示省略）に係合し保持された状態で磁気記録テープを引っ張りながらテープ引き出し開口７３を通して装置２００側に引き出され、磁気記録テープＴがリールハブ部２０４のハブ周囲に巻回される。

そして、テープカートリッジ１００のリールハブ部３と記録再生装置２００のリールハブ部２０４とが回転駆動されることで、図６のように、磁気記録テープＴが図の水平方向Ｘまたはその反対の水平方向Ｘ’に記録再生ヘッド２０２の両側でガイド２０１，２０３にガイドされて走行しながら記録再生ヘッド２０２により磁気記録テープＴに対し記録または再生が行われる。

図４，図５を参照して、上述の記録または再生のとき、ブレーキ解除部材６が回転しながら当て板６１においてブレーキロック部材５の凸状の軸受部５２と接触するが、リールハブ部３が大容量化のため高回転速度で回転した場合に、非回転側のブレーキロック部材５には、軸受部５２の中心軸ｍが回転側のブレーキ解除部材６の回転中心軸ｎに対しずれることで中心軸ｍから外側方向ｋ（図４）に移動しようとする力が加わる一方、ブレーキロックスプリング４の付勢力により内側方向ｋ’（図４）に戻ろうとする力が働くため、両者がバランスすることで、ブレーキロック部材５が安定し、移動し難くかつ傾きが生じ難くなる。

具体的には、軸受部５２の中心軸ｍのブレーキ解除部材６の回転中心軸ｎに対するずれ量（ｎ−ｍ）が０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上であると、かかるびびり音等の振動音の発生を確実に防止できる。また、ずれ量が１．５ｍｍ以下であると、高回転速度により周速が大きくなっても軸受部５２の曲面部５２ａ及び当て板６１において摩耗が発生し難くなる。

図２，図４，図５を参照して、軸受部５２の曲面部５２ａの半径Ｒを大きくすることで上ケース１とブレーキロック部材５の組み込みクリアランスによるブレーキロック部材５の傾きを抑えることができるため、各歯５４と歯部３５との接触を防止できる。しかし、半径Ｒが３０ｍｍ以上になると摩耗が発生し易くなる。従って、半径Ｒを１０〜３０ｍｍの範囲内に設定することでブレーキロック部材５の傾きを抑えることができ、各歯５４と歯部３５との接触を防止することができる。そして摩耗が発生することもない。

従って、高回転速度での使用時に、または磁気記録テープＴを高速でリールハブ部３に巻き取るテープカートリッジの生産時に、従来のような異音や歯の削れの発生がない。

次に、本発明を実施例により更に具体的に説明する。下記表１のように、実施例１乃至６として、テープ幅１２．６５ｍｍの図１のような１リールタイプのテープカートリッジを、図４のオフセット量（ｎ−ｍ）をそれぞれ、０．１，０．２，０．３，０．５，１．０，１．５ｍｍに変えて作製した。また、ブレーキロック部材５の曲面部５２ａの半径Ｒを８，１０，１５，２５，３０，３５ｍｍに変えた。また、比較例１としてオフセット量なしの同様のテープカートリッジを作製した。また、比較例２としてオフセット量が２ｍｍの同様のテープカートリッジを作製した。更に、比較例３としてオフセット量０〜１．５ｍｍとし、ブレーキロック部材５の曲面部５２ａの半径Ｒを３５ｍｍに変えた。

実施例１乃至６、及び比較例１，２，３の各テープカートリッジについて比較的高回転速度の一定速度で回転させることで次の項目について観察し、その結果を表１に示す。表１で、○（丸）印は項目(1)〜(3)のすべてが良好な結果であることを示し、△（三角）印は良好とはいえないが実用上問題なしの結果を示し、(1)〜(3)が示されている例は、その項目が良好ではなかったことを示す。
(1)振動音の発生頻度
(2)歯と歯との当たりによる異音の発生頻度
(3)曲面部の摺動面における摩耗状態

表１の結果から、オフセット量を０．１乃至１．５ｍｍとし、曲面部の半径Ｒを１０ｍｍ乃至３０ｍｍとすることで、すべての場合に項目(1)〜(3)のすべてが良好な結果であった。一方、オフセットしない比較例１では曲面部の半径Ｒが大きい場合、振動音の発生頻度が増す結果となった。オフセット量が２ｍｍの比較例２では曲面部の半径Ｒが大きくなるに従い、曲面部の摺動面における摩耗量が増える結果となった。また、比較例３では、曲面部の半径Ｒが３５ｍｍと大きくなると、オフセット量が小さい場合は振動音の発生頻度が増え、オフセット量が大きくなると、曲面部の摺動面における摩耗量が増える結果となった。

以上のように本発明を実施の形態及び実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。

本実施の形態によるテープカートリッジの分解斜視図である。 リールハブ部がロック位置でロックされている状態の図１のテープカートリッジの縦断面図である。 リールハブ部が非ロック位置でロック解除されている状態の図１のテープカートリッジの縦断面図である。 図１乃至図３のブレーキロック部材の軸受部とブレーキ解除部材の当て板との接触部分を示す要部縦断面図である。 図４を更に拡大して示す要部縦断面図である。 図１〜図３のテープカートリッジから記録再生装置に引き出されたテープの走行経路を概念的に示す正面図である。 従来の１リールタイプのテープカートリッジを示す図であり、非使用時にブレーキロック部材の歯がリールハブ部の歯と噛み合いリールハブ部がロックした状態を示す要部縦断面図（ａ）、使用時にブレーキロック部材によるロックが解除された状態を示す要部縦断面図（ｂ）、及びリールハブ部の高速回転時にブレーキロック部材が傾いた状態を示す要部縦断面図（ｃ）である。

符号の説明

１００ テープカートリッジ
１ 上ケース
２ 下ケース
３ リールハブ部
３２ ハブ
３５ 歯部
４ ブレーキロックスプリング（付勢部材）
５ ブレーキロック部材
５１ 歯部
５２ 軸受部
５２ａ 曲面部
５４ 歯
６ ブレーキ解除部材
６１ 当て板
Ｒ 曲面部５２ａの半径
Ｔ 磁気記録テープ（テープ状記録媒体）
ｍ ブレーキロック部材の中心軸
ｎ ブレーキ解除部材の回転中心軸

Claims (4)

1. ケース内に回転可能に収容されるとともにテープ状記録媒体がその周囲に巻回される単一のリールハブ部と、
   非使用時に前記リールハブ部の回転を制限するために前記リールハブ部の被係合部と係合する係合部と略中心部に設けられた凸状の軸受部とを有するブレーキロック部材と、
   使用時に前記ブレーキロック部材の係合部と前記リールハブ部側の被係合部との係合を解除するように前記ブレーキロック部材を移動させるブレーキ解除部材と、
   前記ブレーキロック部材の凸状の軸受部が前記ブレーキ解除部材の接触面と当接するように前記ブレーキロック部材を付勢する付勢部材と、を備え、
   前記ブレーキロック部材は、前記ブレーキ解除部材が前記リールハブ部とともに回転するときの回転中心軸に対し、前記軸受部の中心軸をずらして設けられていることを特徴とするテープカートリッジ。
2. 前記軸受部の中心軸は前記ブレーキ解除部材の回転中心軸に対しほぼ平行に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のテープカートリッジ。
3. 前記軸受部の中心軸の前記ブレーキ解除部材の回転中心軸に対するずれ量が０．１乃至１．５ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のテープカートリッジ。
4. 前記凸状の軸受部は前記中心軸を中心にして設けられ前記接触面と接触する曲面部を有し、前記曲面部の半径は１０乃至３０ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載のテープカートリッジ。

Images