JPH0243263B2

JPH0243263B2 -

Info

Publication number: JPH0243263B2
Application number: JP57145023A
Authority: JP
Priority date: 1982-08-20
Filing date: 1982-08-20
Publication date: 1990-09-27
Also published as: WO1987002171A1; US4641214A; JPS5936361A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ビデオテープレコーダ（以下、
VTRと呼ぶ）の回転ヘツドアセンブリに関する
ものである。

従来例の構成とその問題点 VTRの回転ヘツドアセンブリは、第１図に示
すごとく、ほぼ等しい外径を有し、同軸上に固定
された上部固定シリンダ１及び下部固定シリンダ
２と、前記の上部及び下部固定シリンダの間隙部
において、その先端が、前記の２つの固定シリン
ダよりなる円筒面より外部へ突出し、前記の２つ
のシリンダと同軸の周りに回転する磁気ヘツド３
より構成される。

磁気テープ４は、この回転ヘツドアセンブリに
ヘリカルに巻きつけられ、一定速度で走行する。
５は磁気テープ４の巾方向の走行位置を規制する
段差部（以下リードと呼ぶ）である。磁気ヘツド
３は毎分1800rpmで回転し、磁気テープに対し
て、画像信号の記録、再生を行なう。第２図は、
上記回転ヘツドアセンブリの従来の構成例を断面
図により示したものである。

第２図において、６は回転軸であり、軸受７，
８により回転支持されており、駆動モータ（図示
せず）により回転駆動される。磁気ヘツド３は、
部材９を介して回転軸６に固定され、所定速度で
回転する。上部固定シリンダ１は、部材１０を介
して下部固定シリンダ２に同軸に結合されてお
り、更に下部固定シリンダ２は、VTRのベース
上に固定されている。１１，１２はカラー、１３
は軸受止め輪である。

さて、上記のような回転ヘツドアセンブリ上を
走行する磁気テープは、その磁性面が、回転ヘツ
ドアセンブリと摺動接触を行なう。このとき、上
下の固定シリンダ面との接触面圧はテープテンシ
ヨンによつて決まり、平均的には３〜60ｇｆ／cm²
である。又、磁気テープ走行速度は、記録再生モ
ードで１〜10cm／secのオーダーである。第３図
は、前記従来の回転ヘツドアセンブリ上の磁気テ
ープの摺動接触状態を模式的に示すもので、磁気
テープは極めて変形性に富むため、上下の固定シ
リンダ外周面上で一様な接触状態とはならず、場
所によつて接触状態は大きく変化する。つまり上
部固定シリンダ下端のエツジ１９および下部固定
シリンダ上端のエツジ２０においては、図に示す
如く局部的に過酷な接触状態を呈する。

更に、磁気テープは回転ヘツドアセンブリに対
してヘリカルに巻きついて走行するため、テープ
の長手方向の位置、つまり、回転ヘツドアセンブ
リ上の周方向の位置によつても、磁気テープとシ
リンダの接触状態は大きく変化する。特に、シリ
ンダのテープ出側部では、摩擦力によりテープテ
ンシヨンが大きくなるため、磁気テープと、上下
固定シリンダとの接触面圧は増大する。又、画像
信号の記録再生を行なう磁気ヘツドは、磁気テー
プに対し、所定の接触圧力のもとに約６ｍ／sec
の高速で接触摺動を行なう。

さて、上述の如く磁気テープは複雑な力学状態
のもとに回転ヘツドアセンブリ上を走行するが、
そこでの問題点を整理すると、以下の様になる。

１上下の固定シリンダでの接触摺動によるテー
プ鳴き現象の発生。；磁気テープが上下の固定
シリンダに接触摺動することにより、一種の自
励振動である摩擦振動が発生することがある。
この振動の発生条件は、テープテンシヨン、テ
ープおよびシリンダの表面性状、あるいは、周
辺の湿度によつて大きく左右される。振動の基
本的な形態は、テープの縦振動であり、VTR
の記録再生画像の色ムラ、ジツタを招来し、極
端な場合には、鋭い音（数百〜数千Hz）を発す
る。

２上下固定シリンダへのテープの付着現象の発
生。；一般に磁気テープ表面の粗さは数100Åの
オーダーであり極めて平滑である。又、シリン
ダ表面もテープダメージの発生を回避するた
め、平滑な面（面粗さ0.1S〜1S）が構成され
る。この様に極めて平滑な２面を接触させる
と、一般に両者は吸いつきを起こす。VTRの
テープ走行系においては、磁気テープが回転ヘ
ツドアセンブリ特に上下固定シリンダの外周面
に付着する現象となつて現われ、磁気テープが
走行不能の状態に陥いる。多湿の雰囲気中で発
生し易い。

３回転ヘツドアセンブリの各部と磁気テープの
間の摩耗によるテープダメージおよび摩耗の発
生。：前述の如く、磁気テープと回転ヘツドア
センブリは、平均的には５〜50ｇｆ／cm²の面圧
のもとに接触摺動しているため、回転ヘツドア
センブリのテープ走行面は摩耗を生じ、一方、
磁気テープ表面も摩耗、磁性体の剥離を生ず
る。特に磁気テープの損耗、つまり、テープダ
メージは、磁気記録信号の欠落となるばかりで
なく、脱落した磁性粉は、摺動各部での摩耗を
加速したり、さらに、ビデオヘツドのヘツドギ
ヤツプ部に堆積し、目づまりを起こせば、記録
再生自体が不可能になる。特にこのシリンダ摩
耗、テープダメージは、より過酷な摺動状態を
呈する、上下固定シリンダの各々下端、上端部
のエツジ部で顕著である。

これ等の問題はいずれも、磁気テープが、回転
ヘツドアセンブリに対し接触、摺動することが、
根本的な原因となつている。

一方、VTRの小形軽量化の動向の中にあつて
磁気テープへの信号記録密度の向上のため、従来
の酸化鉄或は２酸化クロムの磁性粉を樹脂のバイ
ンダと共に塗布したテープから、いわゆる合金テ
ープ、或いは蒸着テープを磁気テープとして採用
してゆく方向にある。従来のテープ磁性面が樹脂
と磁性粉とで形成されているのに対し、これ等の
新しいテープにおいてはテープ磁性面は、まさに
金属面となるため、例えば、ステンレス鋼との摺
動における摩擦係数は従来の0.2程度から0.5程度
に上昇する。したがつて、磁性面が摺動接触する
回転ヘツドアセンブリでの摺動に伴なう上記の問
題点は、従来のテープに増して大きくクローズア
ツプされる。

発明の目的本発明は上記従来の欠点を解消し、高い信頼性
のもとに、高品質の画像の記録再生を可能にする
回転ヘツドアセンブリを提供するものである。

発明の構成略同一の径を有し、軸方向に所定の間隙をおい
て、同軸上に配された一対の固定シリンダと、上
記間隙にあつて、前記固定シリンダの外周面より
外部へ突出し、上記一対の固定シリンダと同軸周
りに回転する磁気ヘツドを有し、磁気テープが、
上記一対の固定シリンダ外周面上に所定の角度巻
きついて案内され走行する、回転ヘツドアセンブ
リであつて、外周部に磁気ヘツドを塔載する回転
体形状を有する回転部材の外面に対し、前記一対
の固定シリンダが、微少すきまを隔てて対向する
面を有し、前記微少すきまに臨む、前記回転部材
の面、および前記一対の固定シリンダの面のいず
れか一方に、一対の固定シリンダの内部の空気を
外部へ吐出するポンプアウト型スパイラルグルー
ブを設けてない、戦行する磁気テープと、回転ヘ
ツドアセンブリ間の摺動摩擦を軽減し、磁気テー
プ、および、回転ヘツドアセンブリ自体の摩耗、
ダメージを大巾に低減し、更に、画像の記録、再
生の品質を向上することができる。

実施例の説明第４，５図に本発明の一実施例を示す。第４図
は本発明の実施例における回転ヘツドアセンブリ
の断面図、第５図はその上部固定シリンダの底面
図である。

第４図において、１４は固定軸、１５は軸受、
１７，１８は回転部材１６を回転駆動するダイレ
クトドライブモータを構成するマグネツトおよび
コイルであり、上部固定シリンダ１、下部固定シ
リンダ２の各々下端面、上端面には、ポンプアウ
ト型のスパイラルグループ２１および２２が設け
られている。又、回転部材１６の円板部は上下の
固定シリンダ端面に対し各々微少すきまδを隔て
て回転する構成となている。すなわちこのスパイ
ラルグルーブ２１，２２は、一端が上部固定シリ
ンダ１、下部固定シリンダ２の内周面に開口し、
他端が同外周面に開口しており、回転部材１６が
回転することにより、空気をシリンダ外周へ吹き
出すように形成されている。この空気の吐出は、
空気の粘性に起因する剪断力による圧力発生の効
果によるものである。スパイラルグルーブおよび
２２のパターンは概略、第５図に示すように、内
半径r₁、外半径r₂の上部固定シリンダの下端面に
放射螺旋状に設けられている。図中、黒く塗りつ
ぶした部分２１が溝部、その他の部分２３がラン
ド部を示している。この上部固定シリンダ１に対
して、回転ヘツド５を塔載した回転部材１６の円
板部上面が微小なすきまδを隔てて高速で回転す
ることにより、流体力学的な作用によつて回転ヘ
ツドアセンブリ内部の空気が、微少すきまδを通
じて外部へ吐出される。第５図において、破線で
示した矢印ａは、回転部材１６の回転の方向を示
すものである。下部固定シリンダの上端面のスパ
イラルグルーブ２２の形状は当然、第５図の上部
固定シリンダに設けたスパイラルグルーブ２１の
形状に対して、螺旋の方向を逆にしなければなら
ない。又、第４図の２４，２５は、回転ヘツドア
センブリの内部を連通する孔である。これは、上
記のスパイラルグルーブによつて、回転ヘツドア
センブリの内部の空気を外部へ吐出するに際し、
回転ヘツドアセンブリの内部が気密構造であれ
ば、内部気圧が低下し、所定の流量の吐出空気流
が得られなくなることを防ぐもので、可能な限り
大きな開口断面をもつ様に設定しなければならな
い。

本実施例の回転ヘツドアセンブリの構成におい
て、スパイラルグルーブ２１，２２によつて外部
に吐出された空気は磁気テープに対し、浮上力を
与え、回転ヘツドアセンブリ外周面上で磁気テー
プが摺動する部分全体にわたつて均一なエアーフ
イルムを形成し、磁気テープと回転ヘツドアセン
ブリの間の摺動接触を回避し、安定で、かつスム
ーズなテープ走行を実現するものである。

上記本発明の実施例における、テープ走行性改
善の原理をより詳細に説明する。第６図は、本発
明の実施例における回転ヘツドアセンブリの部分
断面図を示すものである。スパイラルグルーブ２
１，２２は、回転部材１６の回転により、図中、
矢印で示す如く空気流を発生する。この空気流の
圧力により、磁気テープ４は、回転ヘツドアセン
ブリに対して浮上、もしくは、接触面圧が低減さ
れ、従来の回転ヘツドアセンブリで問題となつて
いた磁気テープの摺動接触が回避あるいは、緩和
され、前述のテープ鳴き現象、付着現象、更に、
テープダメージ、シリンダ摩耗といつた問題が根
本的に回避される。

ちなみに、通常のVTRにおいて、磁気テープ
の浮上に必要な空気圧力は、平均的には0.003〜
0.06atgである。この空気圧力を得るためには微
少すきまδは、少なくとも50μ以下でなければな
らない、又、スパイラルグルーブの半径方向の長
さ（r₂−r₁）も可能な限り大きくとるのが良い。
スパイラルグルーブの深さは、微小すきまδ、あ
るいはスパイラルグルーブの半径方向の長さ（r₂
−r₁）によつて、その最適値が左右されるが通常
のVTRの回転ヘツドアセンブリの寸法諸元、磁
気ヘツドの回転速度等の条件より、概略100μ以
下でないと所定の効果は得られない。これ等の設
計条件は、基本的には、「Design of Gas
Bearing；MTI 1972」等を用いた。

なお、第４図の実施例では、スパイラルグルー
ブを上下の固定シリンダの端面に設けたが、第７
図に示す如く、上下の固定シリンダ１，２の端面
を円錐状とし、スパイラルグルーブを設けても良
いことは明らかである。特にこの構成は、スパイ
ラルグルーブの有効面積を大きくすることに効果
がある。

又、第８図に示す如く、スパイラルグルーブを
上下の固定シリンダ１，２と回転部材１６との間
の円筒状の部分に設けても良いことは明らかであ
る。

発明の効果以上のように、本発明は、上下一対の固定シリ
ンダに対し、相対運動する部材の間にスパイラル
グルーブを設けることにより、走行する磁気テー
プに、空気圧力による浮上力を発生させ、安定、
かつスムースなテープ走行を実現し、テープ鳴き
現象、あるいはテープ付着現象、更に、摺動に伴
なうテープダメージ、摩耗を根本的に解消し、高
品質の画像の記録、再生を可能にするものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転ヘツドアセンブリの斜視
図、第２図は従来の回転ヘツドアセンブリの断面
図、第３図は従来の回転ヘツドアセンブリにおけ
るテープの走行状態を説明する断面図、第４図は
本発明の第１の実施例における回転ヘツドアセン
ブリの断面図、第５図は同回転ヘツドアセンブリ
の上部回転シリンダの底面図、第６図は本発明の
回転ヘツドアセンブリ上でのテープ走行状態を説
明する断面図、第７図は本発明の第２の実施例に
おける回転ヘツドアセンブリの断面図、第８図は
本発明の第３の実施例における回転ヘツドアセン
ブリの断面図である。１……上部固定シリンダ、２……下部固定シリ
ンダ、３……磁気ヘツド、４……磁気テープ、１
６……回転部材、２１，２２……スパイラルグル
ーブ。

Claims

【特許請求の範囲】

１略同一の径を有し、軸方向に所定の間〓をお
いて同軸上に配された一対の固定シリンダと、上
記所定の間〓に設けられ、かつ前記固定シリンダ
の外周面より外部へ突出する磁気ヘツドを有し、
前記一対の固定シリンダと同軸周りに回転可能な
回転体を形成した回転部材からなり、前記回転部
材の外面に対し前記一対の固定シリンダが、50μ
ｍ以下の微小すきまを隔てて対向する面を有し、
前記微小すきまに臨む前記一対の固定シリンダの
面に、100μｍ以下の深さを有し、その一端が前
記一対の固定シリンダの外周面に、かつ他端が内
周面にそれぞれ開口を有するスパイラルグルーブ
を複数本設け、前記回転部材の回転に伴つて、前
記微小すきま内の空気をその粘性効果によりシリ
ンダ外周へ吐出するように構成した回転ヘツドア
センブリ。