JPH0512603A - 回転ドラム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 磁気ヘッド２を有する上ドラム１をディスク
４を介して回転軸６に取り付ける。回転軸６を固定状態
の下ドラム１１の軸心位置に転がり軸受９・１０を介し
て回転自在に支持する。回転軸６の外周に溝９ａを転が
り軸受９の内輪となるように形成する。磁気ヘッド２か
らの信号を伝送する円筒型のロータリートランス７を、
上ドラム１と下ドラム１１との間の内部空間に配設す
る。 【効果】 従来必要であった転がり軸受の内輪を省ける
ので、転がり軸受９を小径化できる。よって、大きくな
った内部空間を利用してロータリートランス７を多重化
して多チャンネル化でき、かつ、ロータリートランス７
の軸方向長さを短かくできる。これにより、ディスク４
の外径を大きくして、ディスク４に対する上ドラム１の
取り付け精度を高め、上ドラム１の回転精度が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘリカルスキャン方式
による磁気テープにおける信号の記録・再生を行うため
のビデオテープレコーダ（以下、ＶＴＲという）等の磁
気記録再生装置に用いられる回転ドラム装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転ドラム装置には、例えば
図２に示すように、上ドラム５１が回転自在に設けら
れ、その上ドラム５１には磁気ヘッド５２が所定の精度
で高精度に取り付けられている。磁気ヘッド５２は同一
種のもの２個が通常 180°の対向位置にそれぞれ取り付
けられることが多く、さらに、長時間モード用等のよう
に多機能化に伴い複数種の磁気ヘッド５２が取り付けら
れることも多い。

【０００３】また、前記上ドラム５１の回転精度を高め
るため、その上ドラム５１を精度良く取りつける台とし
てのディスク５３が設けられ、このディスク５３はドラ
ムシャフト５４に焼嵌めにて固定されている。一方、上
ドラム５１における磁気ヘッド５２と、外部の電気回路
（図示せず）との間で信号を伝送するためのロータリー
トランス５５が設置され、このロータリートランス５５
は径の異なる２個の略円筒状のフェライトからなるコア
材としてのロータリートランスローター５５ａおよびロ
ータリートランスステーター５５ｂを同軸に所定の間隔
で対向させてなっている。

【０００４】また、固定側ドラムである下ドラム５６に
は２箇所の軸受け５７・５８が所定の上下間隔で同軸に
配置され固定されている。これら２つの軸受け５７・５
８を固定方法は同一であり、一方の軸受け５７を例とし
てその固定方法を説明すると、軸受け５７の外輪５７ａ
は軽圧入もしくは焼嵌めにて下ドラム５６に固定される
一方、軸受け５７の内輪５７ｂはドラムシャフト５４に
微少すきま嵌合されており、外輪５７ａと内輪５７ｂと
は転動体としてのボール５７ｃと点接触していて、ボー
ル５７ｃがころがり外輪５７ａが回転する。

【０００５】一方、前記各軸受け５７・５８のスラスト
方向のガタを取るために、各軸受け５７・５８の各内輪
５７ｂ・５８ｂを前記ディスク５３の端面とドラムシャ
フト５４下端部に固定された与圧カラー６２の端面とに
てはさみ込み、適正な与圧（プリロード）をかけてい
る。ネジ６３はその与圧をかけたときのドラムシャフト
５４と与圧カラー６２とを固定するためのものである。

【０００６】前記ロータリートランス５５における外側
のロータリートランスローター５５ａは前記上ドラム５
１に直接取り付けられており、上ドラム５１と一体的に
回転する。また、下ドラム５６には固定側である内側の
ロータリートランスステーター５５ｂがロータリートラ
ンスホルダー５９を介して接着剤などで固定されてお
り、そのロータリートランスホルダー５９にはロータリ
ートランス用のＦＰＣ（Flexible Print Circuit）６０
が取りつけられ、ロータリートランスステーター５５ｂ
における不図示のコイルからの信号が、半田付け等によ
りＦＰＣ６０に接続され、さらに、そのＦＰＣ６０を介
して不図示の外部回路へと導かれる。

【０００７】また、上ドラム５１を回転させる手段とし
てダイレクトドライブモーターが設けられており、その
ダイレクトドライブモーターは、下ドラム５６に不図示
のネジによって固定されたモーターステーター６４と、
与圧カラー６２の端面に取付ビス６６により固定された
モーターローター６５とからなっている。

【０００８】ロータリートランスローター５５ａおよび
ロータリートランスステーター５５ｂの各対向面間には
微少間隔（約70μm)が設けられており、それらの対向面
には、向かい合うように巻線溝６１を軸方向に並べて同
数ずつそれぞれ設けて、向かい合う巻線溝６１・６１間
で信号を伝送する信号伝送経路（以下、チャンネルとい
う）が形成されている。通常は、前記磁気ヘッド５２に
対応する数だけの巻線溝６１が各対向面にそれぞれ設け
られる場合が多く、その上、隣接する巻線溝６１間の信
号の干渉（クロストーク）を防止するショートリングと
呼ばれる溝を設けることも極めて多い。

【０００９】そこで、本従来例の構成においては、近年
の磁気ヘッド５２の多ヘッド化に対応するために、ロー
タリートランス５５を多チャンネル化しており、例えば
９ヘッド（磁気ヘッドを９個用いている）回転ドラムを
想定して巻線溝６１を９個ずつ設けて９チャンネル化し
ている。また、ショートリング溝（図示せず）が隣合う
巻線溝６１間に配設されている。

【００１０】上記のようなロータリートランス５５で
は、隣合う巻線溝６１間の距離を、クロストークを回避
するため、所定値以上に保つ必要があることから、上記
ロータリートランス５５における多チャンネル化を図る
には、ロータリートランス５５におけるギャップ対向面
を長くする必要がある。このため、前記構成では、その
スペースを確保するためにディスク５３の外径を小さく
してロータリートランス５５を軸方向上方に延ばしてい
る。

【００１１】ここで、上記構成における主要寸法例を参
考のために示すと、上ドラム上端面５１ａと下ドラム基
準面５６ａとの間の長さＡ’は約31mmである。この長さ
Ａ’は、上記回転ドラム装置が適用されるＶＴＲ等の小
型化のために、それ以上大きくできない。また、上記の
ようにディスク５３の外径を小さくしてロータリートラ
ンス５５を軸方向上方に延ばすことにより、回転ドラム
内部に取りつけられたロータリートランス５５における
ギャップ対向面の軸方向の長さＢ’は約20mmとなってい
る。

【００１２】ところで、上記のような９ヘッドには、長
時間モード専用の19μｍジャストトラッキングヘッドが
含まれることが多く、そのような回転ドラム装置では、
狭トラック化に伴う回転精度の向上が重要である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、ディスク５３を小径化しているため、上ドラ
ム５１のディスク５３への取り付け精度が劣化し、上ド
ラム５１の振れ精度が悪化して上ドラム５１の回転精度
が低下しているという問題を生じている。

【００１４】また、回転ドラム装置の寸法制限から、ロ
ータリートランス５５のギャップ対向面の長大化にも限
界があり、ロータリートランス５５の多チャンネル化に
も制限があるという問題も生じている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の回転ドラム装置
は、上記課題を解決するために、磁気ヘッドを有する上
ドラムがディスクを介して回転軸に取り付けられる一
方、上記回転軸が固定状態の下ドラムの軸心位置に転が
り軸受を介して回転自在に支持されると共に、上記磁気
ヘッドへの信号、またはその磁気ヘッドからの信号を伝
送するチャンネルを備える少なくとも３個の径の異なる
略円筒状のコア材を同心状にそれぞれ周面が対向するよ
うに配置してなるロータリートランスが、上記上ドラム
と下ドラムとの間の内部空間に配設されている回転ドラ
ム装置であって、前記回転軸の外周に溝が前記転がり軸
受の内輪となるように形成されていることを特徴として
いる。

【００１６】

【作用】上記の構成によれば、転がり軸受における外輪
と転動体としてのボールと上記溝とによって転がり軸受
としての機能を備えることができる。したがって、従来
の転がり軸受において必要であった内輪を省いて、上記
構成における転がり軸受を小径化できる。これにより、
上ドラムと下ドラムとの間における転がり軸受回りのス
ペースをより広く確保することができる。

【００１７】したがって、そのスペースに、少なくとも
３個の径の異なる略円筒状のコア材を同心状にそれぞれ
周面が対向するように配置してなるロータリートランス
を設けることができる。このようにロータリートランス
を多重化できることにより、各コア材間の対向面におけ
る軸方向長さの合計を従来より大きくできる。

【００１８】また、従来は上ドラムのディスクの外径の
縮小によってロータリートランスの軸方向への長大化を
図り、ロータリートランスの多チャンネル化を図ってい
たが、上記構成では従来と同様に多チャンネル化を図っ
ても、ロータリートランスにおける軸方向の長さを従来
より小さくできるので、ディスクの外径をロータリート
ランスにおける最外周のコア材の外径より大きく設ける
ことができて、ディスクの大径化を図ることができる。

【００１９】

【実施例】本発明の一実施例を図１に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。回転ドラム装置には、図１に示
すように、回転する略円筒状の上ドラム１が設けられ、
その上ドラム１下端面には複数個の磁気ヘッド２がその
ギャップを外周面から突出させて取付ビス３により所定
の高精度で取り付けられている。同一機能の２個の磁気
ヘッド２は通常 180°の対向位置に取り付けられてお
り、特に近年、多機能、高機能化されたり、またディジ
タル記録やハイビジョンＶＴＲなどに利用されたりする
ため、多ヘッド化され、上記回転ドラム装置では、例え
ば９個の磁気ヘッド２…が搭載されている。

【００２０】前記上ドラム１の回転精度を高めるため
に、その上ドラム１を精度よく取り付ける台としての略
円盤状のディスク４が設けられ、上ドラム１はディスク
４に固定ビス５で上ドラム１の外周振れや上ドラム１の
上端面振れが数μｍ以下となるよう高精度に取り付けら
れている。また、ディスク４は、回転シャフト（回転
軸）６の上端部に焼嵌め、軽圧入または接着、あるいは
それらの組み合わせ等により固定され、回転シャフト６
と一体となって回転する。ディスク４にはそのディスク
４を回転シャフト６に接着するときの接着剤の注入穴４
ａが穿設され、一方、回転シャフト６にはディスク４を
回転シャフト６に接着する際の回転シャフト６外周に溝
状の接着剤たまり６ａが形成されている。

【００２１】さらに、ディスク４の外周縁部には、磁気
ヘッド２からの信号を、不図示の外部回路側へ伝達する
ためのロータリートランス７を構成する略円筒状のフェ
ライト等からなるコア材としてのロータリートランスロ
ーター７ａが下方に延びるように接着にて取り付けられ
ている。そのロータリートランスローター７ａと磁気ヘ
ッド２との電気的な接続として、磁気ヘッド２からの信
号は不図示のリード線や中継基板により、ロータリート
ランスローター７ａから出た中継端子８と半田付けなど
により電気的な接続がなされる。

【００２２】そして、回転シャフト６の上部に上部転が
り軸受９が設けられており、その上部転がり軸受９は、
回転シャフト６の上部外周に沿って形成された断面半円
状の溝９ａと、その溝９ａの径方向外側に転動体である
ボール９ｂを介して配設された外輪９ｃとからなってい
る。

【００２３】上記溝９ａは通常の転がり軸受、つまりボ
ールベアリングの内輪溝に相当し、すなわち、溝９ａと
外輪９ｃとボール９ｂとからなる転がり軸受９および回
転シャフト６が一体型の玉軸受構造となっており、回転
シャフト６に溝９ａという内輪溝に相当するものが形成
加工されている。このような転がり軸受９を軸付ベアリ
ング、もしくは軸一体型ベアリングと呼ぶ。

【００２４】この転がり軸受の特徴は内輪を省くことが
できるので、軸剛性を低下させないで従来の内輪の分だ
け転がり軸受部を小径化、つまり省スペース化でき、か
つ、従来の内輪と軸との微少すきまといったものが存在
しない。これらのことから、省スペースで高精度な転が
り軸受を提供することができる。なお、回転シャフト６
の下部に上記と同様の下部転がり軸受１０が設置されて
いて、その下部転がり軸受１０は前記上部転がり軸受９
と同様の構造を有し、その外径は上部転がり軸受９の外
径と比べて組み立て上、上部転がり軸受９より小径とな
っているのが普通である。

【００２５】回転シャフト６は固定状態である下ドラム
１１の軸心位置に上記各転がり軸受９・１０を介して回
転自在に支持されるおり、その支持方法として上部転が
り軸受９の外輪９ｃと下ドラム１１とは軽圧入もしくは
焼嵌めで、下部転がり軸受１０と下ドラム１１とはＯ−
Ｏ結合、もしくは、すきま嵌合で、接着剤の注入孔１２
から接着剤を注入して支持する方法がとられる。

【００２６】一方、下ドラム１１には径の異なる２本の
略円筒状のフェライト等からなるコア材であるロータリ
ートランスステーター７ｂ・７ｃがロータリートランス
ローター７ａを挟んで同心状となると共に前記ロータリ
ートランスローター７ａとの間を所定のギャップ、つま
り微少間隔となるように高精度に取り付けられていて、
外側のロータリートランスステーター７ｂの内周面と、
内側のロータリートランスステーター７ｃの外周面とに
は、一次側巻線用の巻線溝１３が軸方向に所定の間隔で
相互に平行にそれぞれ形成されている。

【００２７】また、これらロータリートランスステータ
ー７ｂ・７ｃの間に挟まれた中間位置のロータリートラ
ンスローター７ａには、上記ロータリートランスロータ
ー７ａの内周面に対面する外周面と、ロータリートラン
スステーター７ｃの外周面に対面する内周面とに二次側
巻線用の巻線溝１３が、各一次側巻線溝とそれぞれ対面
する位置にそれぞれ形成されている。

【００２８】こうして相互に対面する位置に形成されて
いる一次側巻線溝と二次側巻線溝に巻線を施すことによ
って、対向する各巻線溝１３・１３間に電磁誘導による
信号伝達経路（以下、チャンネルという）がそれぞれ形
成されている。したがって、上記実施例の構成では、３
本の略円筒状のコア材によって２系列のチャンネルを備
えるロータリートランス７となっている。なお、隣接す
る巻線溝１３間の信号の干渉（クロストーク）を防止す
るショートリングと呼ばれる溝をそれらの間に設ける
が、本実施例ではショートリング用の溝については省略
している。

【００２９】上記ロータリートランス７では、１系列当
たりに５組の対向する巻線溝１３が形成されており、２
系列で１０組の巻線溝１３、つまり１０チャンネルまで
対応できるものとなっている。その上、上記のように多
重化したロータリートランス７では、ロータリートラン
スローター７ａと各ロータリートランスステーター７ｂ
・７ｃとの対向面の軸方向の長さを、例えば15mmと従来
より短くすることができ、その場合はその対向面に５組
の巻線溝１３が形成されていることから、隣接する巻線
溝１３間のピッチは15／６＝2.5mm となる。したがっ
て、従来では、例えば20mmの対向面に９組の巻線溝を形
成していたため、20／10＝2.0mm となっており、上記で
は従来より巻線溝１３のピッチに余裕がある。よって、
隣合う巻線溝１３間におけるクロストークを低減するこ
とができる。

【００３０】また、前記ロータリートランスアウタステ
ーター７ｂおよびロータリートランスインナステーター
７ｃの下ドラム１１への取付には略リング状のステータ
ー取付板１４が用いられていて、ステーター取付板１４
には不図示の外部回路側に信号を伝達するためのロータ
リートランス用のＦＰＣ（Flexible Print Circuit）１
５が貼り付けられていて不図示の各ロータリートランス
ステーター７ｂ・７ｃにおけるコイル巻線と、ＦＰＣ１
５における不図示のランドとが半田付けにより電気的に
結合される。

【００３１】前記ステーター取付板１４は装着ビス１６
を用いて下ドラム１１に固定される。また、回転シャフ
ト６の下端部には不図示のビスにより略リング状のモー
タロータ取付用のカラー１７が嵌着されており、そのカ
ラー１７の下端面には略円環状のモータロータ１８がモ
ータロータ取付板１８ａを介して取付ビス１９により同
軸に取り付けられている。一方、下ドラム１１には、そ
のモータロータ１８の内周面と対向するように略円環状
のモータステーター２０が同軸に不図示のビスにより配
設されている。これらモータロータ１８およびモータス
テーター２０によりダイレクトドライブモータが構成さ
れ、このモータで上記回転シャフト６およびその回転シ
ャフト６への取付部品、すなわち上ドラム１などの回転
駆動が行われる。

【００３２】このように上記実施例の構成では、上部転
がり軸受９を小径化でき省スペース化できるため、２本
のコア材から成るロータリートランスしか配置できなか
った従来と比べて、少なくとも３本の径の異なる略円筒
状のコア材からなる多重化したロータリートランス７を
配置することができる。したがって、ロータリートラン
ス７の軸方向の長さを従来より短くしても、ロータリー
トランス７におけるギャップ対向面の軸方向の長さの合
計を増加させることができるので、そのギャップ対向面
上にチャンネルを形成する巻線溝１３を多く設けること
ができ、ロータリートランス７の多チャンネル化を図る
ことができる。

【００３３】そこで、従来の回転ドラム装置と主要寸法
を比較すると、上記では上ドラム１の上端面１ａから下
ドラム１１の基準面１１ａまでの長さＡは、例えば31mm
と、従来と同様とすることができる一方、ロータリート
ランス７におけるギャップ対向面の軸方向の長さＢは、
15mmと従来例の20mmと比べて短いが、２系列のギャップ
対向面を備えているため、合計の長さは逆に30mmと従来
の 1.5倍の長さというように従来より大きくでき、ロー
タリートランス７を多チャンネル化できた。

【００３４】また、従来は上ドラムが取り付けられてい
るディスクにおける外径の小径化によってロータリート
ランスの軸方向への長大化を図り、ロータリートランス
の多チャンネル化を図っていたが、上記構成では従来と
同様に多チャンネル化を図っても、多重化したロータリ
ートランス７における軸方向の長さを従来より小さくで
きるので、ディスク４の外径をロータリートランスにお
ける最外周のコア材であるロータリートランスステータ
ー７ｂの外径より大きくできる。よって、ディスク４の
外径を従来より大きく、つまり、ディスク４における上
ドラム１の取り付け端面外径を大きくできる。これによ
り、上ドラム１をディスク４に対してより高精度で安定
な状態で取り付けることができて、回転する上ドラム１
における振れ精度の向上を図ることができ、上ドラム１
の回転精度の向上を図ることができる。

【００３５】一方、近年注目されているハイビジョン方
式ＶＴＲやディジタルＶＴＲ方式などにおいては、その
情報量の多さと、一定量の磁気テープで長時間の記録再
生への要求とから、回転ドラム装置における多ヘッド化
と高速回転化が図られており、磁気ヘッドにおいて狭ト
ラック化が進められており、回転ドラム装置の回転精度
の向上が望まれているが、上記構成は、回転する上ドラ
ム１の振れ精度の向上を図ることができると共にロータ
リートランス７における多チャンネル化を図ることがで
きるので、狭トラック化に伴う上ドラム１の回転精度向
上の要求にも対応できるものとなっている。

【００３６】なお、上記実施例の構成では、ロータリー
トランス７に３個の径の異なるコア材を径方向に対面さ
せて設けた例を挙げたが、上部転がり軸受９の小径化に
より、ディスク４の大径化による上ドラム１の振れ精度
を確保しながら、さらなるロータリートランス７の多重
化が従来より容易なものとなっている。また、上記構成
では、転がり軸受９・１０に玉軸受を用いた例を挙げた
が、ころ軸受を用いることも可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明の回転ドラム装置は、以上のよう
に、上ドラムがディスクを介して回転軸に取り付けられ
る一方、上記回転軸が固定状態の下ドラムの軸心位置に
転がり軸受を介して回転自在に支持され、上記回転軸の
外周に溝が前記転がり軸受の内輪となるように形成され
てことで、信号を伝送するチャンネルを備える少なくと
も３個の径の異なる略円筒状のコア材を同心状にそれぞ
れ周面が対向するように配置してなるロータリートラン
スが、上記上ドラムと下ドラムとの間の内部空間に配設
されている構成である。

【００３８】これにより、転がり軸受を小径化できて、
上ドラムと下ドラムとの間における転がり軸受回りの内
部空間をより広く確保することができ、よって、その内
部空間を利用してロータリートランスを、少なくとも３
重化というように多重化できて、ロータリートランスを
軸方向の長さを短くしても、それら対向面における軸方
向の長さの合計を大きくでき、ロータリートランスの多
チャンネル化を図ることができる。

【００３９】また、ロータリートランスを軸方向の長さ
を短くできるので、ディスクの外径をロータリートラン
スにおける最外周のコア材の外径より大きく設けること
ができ、上ドラムのディスクに対する取り付け精度を高
めることができる。

【００４０】これらの結果、ロータリートランスにおけ
る多チャンネル化を図ることができると共に上ドラムの
回転精度の向上を図ることができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転ドラム装置の縦断面図である。

【図２】従来例の回転ドラム装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 上ドラム ２ 磁気ヘッド ４ ディスク ６ 回転シャフト（回転軸） ７ ロータリートランス ７ａ ロータリートランスローター（コア材） ７ｂ ロータリートランスステーター（コア材） ７ｃ ロータリートランスステーター（コア材） ９ 上部転がり軸受（転がり軸受） ９ａ 溝 １１ 下ドラム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】磁気ヘッドを有する上ドラムがディスクを
   介して回転軸に取り付けられる一方、上記回転軸が固定
   状態の下ドラムの軸心位置に転がり軸受を介して回転自
   在に支持されると共に、上記磁気ヘッドへの信号、また
   はその磁気ヘッドからの信号を伝送するチャンネルを備
   える少なくとも３個の径の異なる略円筒状のコア材を同
   心状にそれぞれ周面が対向するように配置してなるロー
   タリートランスが、上記上ドラムと下ドラムとの間の内
   部空間に配設されている回転ドラム装置であって、 前記回転軸の外周に溝が前記転がり軸受の内輪となるよ
   うに形成されていることを特徴とする回転ドラム装置。