JPH05144131A - テープガイド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガイド部材以外の部品に対する加振を防止し
て周波数特性を単純にし、これにより制御を容易にする
と共に超音波加振子と支持部材等の材質の熱膨張係数の
差によって発生する超音波加振子の剥離事故を防止し、
更に装置の小型と低価格化を図ることを目的とする。 【構成】 テープ１０９をガイドする中実棒状のガイド
部材１０２と、このガイド部材１０２を支持する支持部
材１０５、１０６と、一面を自由とし、他面をガイド部
材１０２に固着されたガイド部材１０２に定在波を形成
せしめる平板型の超音波加振子１０４とを有し、ガイド
部材１０２を振動させるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオ・テープ
・レコーダ等に適用して好適なテープガイド装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ビデオ・テープ・レコーダ等に使用され
るテープガイド装置は、大別すると回転型と固定型とが
挙げられる。

【０００３】回転型には、テープに与える走行抵抗が少
ないといった特徴がある。しかしながら、例えば、使用
するベアリングの回転ムラがテープの走行ムラとなって
表れることや、回転ローラーの回転方向に対しテープの
走行方向が直角になっていないと、テープがローラーか
ら幅方向の力を受けること等の欠点があった。

【０００４】特に後者の欠点においては、更に、テープ
が幅方向に移動して、テープのエッジを損傷することも
あった。従って、回転型のテープガイド装置を使用する
場合には、部品精度や組立精度が頗る高くなるようにし
なければならなく、製造が困難であった。

【０００５】一方、固定型はテープの走行が安定したも
のとなるが、テープの走行抵抗が大きいといった欠点が
あった。

【０００６】このような理由により、固定型でしかもテ
ープの走行抵抗の小さいテープガイド装置が要望されて
おり、一例として、エアーガイドが挙げられる。

【０００７】このエアーガイドは、ガイド体の表面に設
けた小孔よりエアーを噴出し、テープを浮上させてテー
プの走行抵抗を減じる方式である。しかしながら、この
エアーガイドを以てしても、エアー源としてコンプレッ
サーが必要となる等新たな問題が生ずる。

【０００８】このような欠点や問題を解消すべく、本出
願人は先に超音波を用いた超音波加振テープガイド装置
（特願平０２−１０３６２７号）を提案している。

【０００９】この超音波加振テープガイド装置では、固
定型のテープ走行の安定性を有しながら、テープの走行
抵抗を減じることができるようになされている。

【００１０】また、この超音波加振テープガイド装置は
高さ調節が可能とされている。以下、図６を参照して、
このテープガイド装置１について説明する。

【００１１】この図６において、５は基台１８に植立さ
れた主軸である。積層型の超音波加振子３が固着された
ガイド部材２は、支持突起７ｂを有する円筒状の真鍮製
の支持軸７により支持されている。

【００１２】またこの積層型の超音波加振子３は、ガイ
ド部材２の径方向に対して略４．５ｍｍの長さを有す
る。

【００１３】この４．５ｍｍという長さは、この超音波
加振子３の適当な伸縮により振幅を得るための長さであ
る。

【００１４】下及び上フランジ９及び１０は支持軸７の
上下端部に当接するように配置され、ガイド部材２に巻
き付けられるテープのエッジ部をガイドする役目を果た
すようにされる。

【００１５】主軸５は下及び上フランジ９及び１０並び
に支持軸７を挿通するように構成される。

【００１６】６は支持軸７の上端部の内周に嵌合される
と共に主軸５の端部に形成されたねじ２３に螺合される
高さ調整ねじである。

【００１７】８は取り付け部材で、この取り付け部材８
の上部に上フランジ１０が取り付けねじ１５により固定
され、この取り付け部材８の下部に下フランジ９が固定
ピン２２及び２４にて固定されている。

【００１８】図７に示すように、取り付け部材８の素子
収容部８ａは両側に側壁８ｂを残した直方体の孔を形成
することにより構成され、その両側壁８ｂにはストッパ
嵌合孔８ｃが形成されている。

【００１９】このストッパ嵌合孔８ｃには、ゴムからな
る円盤状のストッパ３９の係止突起３９ａが嵌合され、
このストッパ３９にて超音波加振子３が挟持されること
によって、ガイド部材２の回転が阻止されている。

【００２０】取り付け部材８は、下及び上フランジ９及
び１０を平行に保ち、その間隔をガイド部材２の長さよ
り０．１ｍｍ程大きく保つ役目を果たしている。

【００２１】図６に示すように、下フランジ９及びベー
ス１８間の主軸５の外周に配設されたコイルばね３５の
偏倚力にて下フランジ９が上方向に押されるようになさ
れている。

【００２２】ベース１８にはピン挿入孔２０が形成さ
れ、この挿入孔２０には、下フランジ９下面に植立され
た固定ピン２２が挿入されている。

【００２３】このような構成において、高さ調整ねじ６
が回転されると、コイルばね３５の偏倚力により、ま
た、この偏倚力に坑してガイド部材２の高さが調整でき
るようになされている。

【００２４】図８は、超音波加振子３に交流電圧を印加
し、ガイド部材２に発生する定在波振動の状態を線Ｘ−
Ｘで切って展開して表示したものである。

【００２５】この図８に示すように、点線Ｎ−Ｎは節の
部分であり、この線上では振幅がゼロとなっている。ガ
イド部材２の端面より節の位置までの距離をｎとする
と、支持突起７ｂの軸方向の位置はガイド部材２の端面
よりｎの距離に設けられる。

【００２６】ところで、上述のテープガイド装置１は、
テープの幅方向の位置を規制する上下フランジ１０及び
９付きテープガイド装置であり、高さ方向、即ち、テー
プの幅方向におけるテープガイド装置の位置を調整する
場合に有効な構成となっている。

【００２７】しかしながら、テープに対して幅方向の規
制を加えなくて良いテープガイド装置の場合には、上述
したようなパイプ状のガイド部材２を用いることは、構
造的に複雑となる欠点がある。

【００２８】このような欠点や問題を解消すべく、本出
願人は先に超音波を用いたテープガイド装置（特願平０
２−２３２８４８号）を提案している。

【００２９】以下、このテープガイド装置を図９を参照
して説明する。

【００３０】この図１１において、７０は全体としてテ
ープガイド装置本体を示す。

【００３１】７１は円柱状のガイド部材で、このガイド
部材７１の一方の面（図において右側）の上下所定位置
には夫々穴７１ａ及び７１ｂが形成されている。

【００３２】７３は支柱で、この支柱７３の取り付け面
７３ｃの上下所定位置には夫々穴７３ａ及び７３ｂが形
成されている。

【００３３】７２ａは支持軸で、この支持軸７２ａの一
方の端部がガイド部材７１の穴７１ａに嵌合され、この
支持軸７２ａの他方の端部が支柱７３の穴７３ａに嵌合
されている。

【００３４】７２ｂは支持軸で、この支持軸７２ｂの一
方の端部がガイド部材７１の穴７１ｂに嵌合され、この
支持軸７２ｂの他方の端部が支柱７３の穴７３ｂに嵌合
されている。

【００３５】そしてガイド部材７１及び支柱７３が連結
される。

【００３６】また、７４は積層型の超音波加振子で、こ
の超音波加振子７４が上述の支持軸７２ａ及び７２ｂの
中間部に配されると共に、この超音波加振子７４の一端
がガイド部材７１の内側面に固着され、この超音波加振
子７４の他端が支柱７３の取り付け面７３ｃに固着され
る。

【００３７】この図９に示す如くガイド部材７１によっ
てテープを案内、走行させ、図示を省略した駆動回路等
により、このテープガイド装置本体７０にこれの共振周
波数に相当する交流電圧をリード線７４ａ及び７４ｂを
介して供給すると、図中一点鎖線の中心線Ｔで示す如く
ガイド部材７１が変形してガイド部材７１に定在波が発
生する。

【００３８】このとき、テープ及びガイド部材７１間の
摩擦係数は、交流電圧を供給しないで、テープを走行さ
せた場合と比較して、数分の１に減少する。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のテー
プガイド装置においてはガイド部材７１及び支柱７３間
を支持軸７２ａ及び７２ｂによって連結し、更に、これ
らガイド部材７１、支持軸７２ａ及び７２ｂ並びに支柱
７３によって形成される中央部分に超音波加振子７４を
配し、一端をガイド部材７１に固着し、他端を支柱７３
の取り付け面７３ｃに固着するようにしている。

【００４０】しかしながら、このような構造にすると、
超音波加振子７４の加振により、支持軸７２ａ及び７２
ｂ、支柱７３も振動することになり、振動系が複雑とな
り、ガイド部材７１以外の共振が周波数特性に現れ、加
振制御が困難となる不都合があった。

【００４１】また、上述の例においては、超音波加振子
７４並びにガイド部材７１、支持軸７２ａ及び７２ｂ、
支柱７３の材質が夫々異なり、熱膨張係数が異なるの
で、周囲の温度変化により、超音波加振子７４がガイド
部材７１や支柱７３より剥離する事故を引き起こす不都
合があった。また超音波加振子が積層型の圧電素子で構
成されているため、超音波加振子が高価になる、装置が
特にガイド部材の径方向において装置が大型になる等の
不都合があった。

【００４２】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、超音波加振子に平板型の圧電素子採用して装置の小
型化と低価格化を計り、ガイド部材以外の部品に対する
加振を防止して周波数特性を単純にし、これにより制御
を容易にすると共に、超音波加振子と支持軸等の材質の
熱膨張係数の差によって発生する超音波加振子の剥離事
故を防止することができるテープガイド装置を提案しよ
うとするものである。

【００４３】

【課題を解決するための手段】本発明テープガイド装置
は例えば図１〜図４に示す如く、テープ１０９をガイド
する中実棒状のガイド部材１０２と、このガイド部材１
０２を支持する支持部材１０５、１０６と、一面を自由
とし、他面をガイド部材１０２に固着されたガイド部材
１０２に定在波を形成せしめる平板型の超音波加振子１
０４とを有し、ガイド部材１０２を振動させるようにし
たものである。

【００４４】

【作用】上述せる本発明によれば、テープ１０９をガイ
ドする中実棒状のガイド部材１０２と、このガイド部材
を支持する支持部材１０５、１０６と、一面を自由とさ
れ他面をガイド部材１０２に固着され、ガイド部材１０
２に定在波を形成せしめる平板型の超音波加振子１０４
とを有し、ガイド部材１０２をガイド部材１０２の径方
向に振動させるようにしたので、ガイド部材以外の部品
に対する加振を防止して周波数特性を単純にし、これに
より制御を容易にすると共に、超音波加振子と支持部材
等の材質の熱膨張係数の差によって発生する超音波加振
子の剥離事故を防止し、更に装置の構造を簡単にすると
共に、装置を小型、且つ、価格低廉とすることができ
る。

【００４５】

【実施例】以下に、図１〜図３を参照して本発明テープ
ガイド装置の一実施例について詳細に説明する。

【００４６】この図１〜図３において、２００は全体と
してテープガイド装置本体を示す。

【００４７】１００はねじ１０７を挿通する孔１００ａ
を形成した基台（例えばビデオ・テープ・レコーダ等
の）で、この基台１００にガイド部材１０２の外周面と
一致する形状とした支柱１０１を植立する如く取り付け
る。

【００４８】この支柱１０１の基台１００への取り付け
は、基台１００の孔１００ａにねじ１０７を挿通すると
共に、支柱１０１の下部に形成したねじ穴１０１ｃにね
じ１０７を螺合することにより行う。

【００４９】またこの支柱１０１の上下部分に夫々孔１
０１ａ及び１０１ｂを形成し、更にこれら孔１０１ａ及
び１０１ｂの中間位置に孔１０１ｄを形成する如くす
る。

【００５０】ガイド部材１０２には円筒面部（図におい
て左側）１０２ｄと平面部１０２ｅが有り、平面部１０
２ｅには超音波加振子１０４を固着する。

【００５１】ガイド部材１０２の内側面上下部分に夫々
穴１０２ａ及び１０２ｂを形成する。

【００５２】この超音波加振子１０４は単層の平板型の
圧電素子よりなり、リード線１０３ａ及び１０３ｂによ
り電圧を印加すると面内方向に伸縮するため、図３中一
点鎖線の中心線Ｔで示す如くガイド部材１０２が変形し
てガイド部材１０２に定在波が発生する。

【００５３】１０５及び１０６は夫々支持軸で、図３に
示すように、その中心部分を径の小さな小径部１０５ａ
及び１０６ｂにし、ガイド部材１０２が振動により変形
したときにこれら支持軸１０５及び１０６の小径部１０
５ａ及び１０６ａが夫々挿入されるガイド部材１０２の
孔１０２ａ及び１０２ｂの内壁部分に接触しないように
する。

【００５４】さて、図３に示すように、ガイド部材１０
２の平面部１０２ｅに超音波加振子１０４の一端面を接
着材等により固着し、支持軸１０５、１０６を超音波加
振子１０４に設けた孔１０４ａ、１０４ｂに捜通させ、
それぞれの一端をガイド部材１０２の穴１０２ａ、１０
２ｂに圧入固定し、この支持軸１０５、１０６の他端を
支柱１０１の孔１０１ａ、１０１ｂに圧入固定する。

【００５５】これと共に、ガイド部材１０２の平面部１
０２ｅにその一端面が固着された超音波加振子１０４の
リ─ド線１０３ａ、１０３ｂを支柱１０１の孔１０１ｄ
挿通せしめる。

【００５６】上述の支持軸１０５、１０６及びガイド部
材１０２間の連結位置、即ち、支柱１０１の上下部分に
夫々形成する孔１０１ａ及び１０１ｂ並びにガイド部材
１０２の内側上下部分に夫々形成する穴１０２ａ及び１
０２ｂの位置を次のようにしてきめる。

【００５７】図５に長さＳの棒状の物体１１０の共振に
おける節の位置をＮとして、共振モードにおける振動の
状態を示す。

【００５８】図５Ａは基本共振モードにおける振動の状
態を示し、この図５Ａに示すように、節Ｎは物体１１０
の両端面より夫々略０．２２Ｓの位置となる。

【００５９】図５Ｂは高次の共振モードの内の第２次の
共振モードにおける振動の状態を示し、この図５Ｂに示
すように、節Ｎは物体１１０の両端面より夫々略０．１
３Ｓの位置及び中央の位置となる。

【００６０】更に高次の、第３次、第４次と言った共振
モードにおいても、夫々に対応した位置に節が形成され
る。

【００６１】棒状の物体１１０の長さＳと共振における
節Ｎの位置の関係は、本例において用いるガイド部材１
０２にも適用される。

【００６２】従って、ガイド部材１０２の上下部分に形
成する穴１０２ａ及び１０２ｂの位置は、ガイド部材１
０２の長さＳに対して、両端面より夫々例えば０．２２
Ｓの距離の位置にし、支柱１０１の上下部分に形成する
孔１０１ａ及び１０１ｂの位置は、ガイド部材１０２に
形成する穴１０２ａ及び１０２ｂに夫々対応した部分に
する。

【００６３】従って、支持軸１０５、１０６及びガイド
部材１０２間の連結位置は上述の節Ｎの位置となる。

【００６４】尚、ガイド部材１０２の長さをＳとし、ガ
イド部材１０２のヤング率をＥとし、ガイド部材１０２
の断面の回転半径をＲとすると、基本モードにおける共
振周波数ｆ₁ はｆ₁ ＝１．１３π／Ｓ² ・（ＥＲ² ／ρ
₀ ）^0.5 として示すことができ、第２次モードにおける
共振周波数ｆ₂ はｆ₂ ＝２．８ｆ₁ として示すことがで
きる。

【００６５】即ち、超音波加振子１０４にリード線１０
３ａ及び１０３ｂを介して、図示を省略した駆動回路よ
りの交流電圧を供給したときには、ガイド部材１０２上
に形成される定在波の振幅が“０”となるところとす
る。

【００６６】さて、図１に示す如くガイド部材１０２に
よって図示を省略したテープ１０９を案内、走行させ、
図示を省略した駆動回路等により、このテープガイド装
置本体２００にこれの共振周波数に相当する交流電圧を
リード線１０３ａ及び１０３ｂを介して供給すると、ガ
イド部材１０２には定在波が発生し、テープ１０９及び
ガイド部材１０２間の摩擦係数は、交流電圧を供給しな
いで、テープ１０９を走行させた場合と比較して、数分
の１に減少する。

【００６７】このように、本例においては、ガイド部材
１０２をソリッドなものとし、このガイド部材１０２及
び支持軸１０５、１０６間をガイド部材１０２に発生す
る定在波の節Ｎの部分で連結し、ガイド部材１０２の平
面部に平板型の超音波加振子１０４を取り付け、ガイド
部材１０２を長さ方向に加振するようにしたので、ガイ
ド部材１０２上に発生する定在波を極めて単純、且つ、
整った波形とでき、ガイド部材１０２以外の部品に対す
る加振を防止して周波数特性を単純にし、これにより制
御を容易にすると共に、超音波加振子１０４と支持軸１
０５、１０６等の材質の熱膨張係数の差によって発生す
る超音波加振子１０４の剥離事故を防止することがで
き、更に、超音波加振子１０４に単層の平板型の圧電素
子を採用したので装置を小型、且つ、価格低廉とでき
る。また、これにより、テープガイド装置の製造工程を
簡単にすることができる。

【００６８】尚、上述の例においては、ガイド部材１０
２に対する超音波加振子１０４の取り付けはガイド部材
の一部に平面部を設け平板状の超音波加振子を接着剤な
どで固着する構造となっているが、ガイド部材の形状
は、純円柱状等各種の曲面形状でも良い。曲面に対する
超音波加振子の取り付けは、超音波加振子を単層の圧電
素子をガイド部材の曲面形状と合致するように成形した
ものとして接着剤などにより固着するか、超音波加振子
を平板型としてガイド部材と超音波加振子の間に、ガイ
ド部材に合致する曲面と平面を両面に備える中間部材を
介在せしめ接着剤等により、中間部材の曲面側をガイド
部材に、平面側に超音波加振子をそれぞれ接着剤などで
固着する方法を採用する。

【００６９】図４は本発明の他の例のテ─プガイド装置
２０１を示している。

【００７０】以下、この図４を参照してテープガイド装
置２０１について説明するに、図１〜図３及び図５を参
照して説明したテープガイド装置と対応する部分には同
一符号を付してその詳細説明を省略する。

【００７１】この図４に示すテープガイド装置２０１
は、ガイド部材１０２の傾斜角度を調整できる傾斜角調
整機能を有する。

【００７２】この図４においては、図１〜図３及び図５
を参照して説明したテープガイド装置のガイド部材１０
２の穴１０２ａ及び支柱１０１の孔１０１ａに両端を圧
入固定した支持軸１０５及びこの連結部分を次のように
構成する。

【００７３】即ち、支持軸１２０の左側をガイド部材１
０２の穴１０２ａの内壁と接触しないようにするための
小径部１２０ａとし、この支持軸１２０の略中間部分に
フランジ１２０ｂを配し、この支持軸１２０の右端側に
ねじ１２０ｃを形成する。

【００７４】そしてこの支持軸１２０の左端をガイド部
材１０２の穴１０２ａに圧入固定し、この支持軸１２０
のフランジ１２０ｂ及びねじ１２０ｃ間に板ばね１２１
を配すると共に、この支持軸１２０の右端を支柱１０１
の孔１０１ａにスライド可能に嵌合し、更に支柱１０１
より突出した支持軸１２０のねじ１２０ｃにねじ１２２
を螺合する。

【００７５】尚、支持軸１２０の両端及びガイド部材１
０２の孔１０２ａ、支柱１０１の孔１０１ａ間の連結位
置は図１〜図３において説明したテープガイド装置と同
様に、ガイド部材１０２上に発生する定在波の節Ｎの部
分とする。

【００７６】さて、上述の支持軸１２０に螺合したねじ
１２２を回転すると、板ばね１２１の反発力により、ま
たは反発力に抗して支持軸１２０が図において左右に移
動する。

【００７７】支持軸１０６は固定しているので、支持軸
１２０の左右の移動によってガイド部材１０２の上部が
図中実線の矢印ｘで示す方向に移動し、ガイド部材１０
２の傾斜角度、即ち、ガイド部材１０２及び基台１００
間のなす角度θが変化する。

【００７８】従ってテープをガイドするためのガイド部
材１０２の角度を最適な角度とし、テープの案内及びテ
ープ走行を良好にすることができる。

【００７９】さて、ガイド部材１０２によって図示を省
略したテープを案内、走行させ、図示を省略した駆動回
路等により、このテープガイド装置本体２００にこれの
共振周波数に相当する交流電圧をリード線１０３ａ及び
１０３ｂを介して供給すると、ガイド部材１０２には定
在波が発生し、テープ及びガイド部材１０２間の摩擦係
数は、交流電圧を供給しないで、テープを走行させた場
合と比較して、数分の１に減少する。

【００８０】このように、本例においては、ガイド部材
１０２をソリッドなものとし、このガイド部材１０２及
び支持軸１２０、１０６間をガイド部材１０２に発生す
る定在波の節Ｎの部分で連結し、支持軸１２０に板バネ
１２１とねじ１２２による調整機構を組み込んだので、
ガイド部材の基台１００に対する角度を調整することが
できるので、テ─プの走行を最適な状態にすることが出
来る。更に、超音波加振子１０４に単層の平板型の圧電
素子を採用したので装置を小型、且つ、価格低廉とでき
る等のテ─プガイド装置２００の特徴も兼ね備えてい
る。

【００８１】本発明の実施例では、超音波加振子１０４
を単層の圧電素子で構成したが、これを複層の圧電素子
としても本発明の趣旨を逸脱することはない。たとえば
バイモルフと呼ばれる２層の圧電素子で構成しても本発
明の目的を達成することが出来る。

【００８２】なお、ガイド部材上に形成される定在波に
は、ガイド部材の形状や振動モ─ドよって種々の形があ
り、図５や理論式で示したものに限定されるものではな
い。

【００８３】尚、本発明は上述の実施例に限ることなく
本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が
取り得ることは勿論である。

【００８４】

【発明の効果】上述せる本発明によれば、テープをガイ
ドする中実棒状のガイド部材と、このガイド部材を支持
する支持部材と、平板型でその一面がガイド部材に固着
された超音波加振子を有し、ガイド部材とガイド部材の
径方向に振動させるようにしたので、ガイド部材以外の
部品に対する加振を防止して周波数特性を単純にし、こ
れにより制御を容易にすると共に、超音波加振子と支持
部材等の材質の熱膨張係数の差によって発生する超音波
加振子の剥離事故を防止し、更に装置の構造を簡単にす
ると共に、装置を小型、且つ、価格低廉とすることがで
きる利益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明テープガイド装置の一実施例の説明に供
する支持軸を示す斜視図である。

【図２】本発明テープガイド装置の一実施例を示す分解
斜視図である。

【図３】本発明テープガイド装置の一実施例を示す断面
図である。

【図４】本発明テープガイド装置の他の例を示す断面図
である。

【図５】本発明テープガイド装置の一実施例の説明に供
する説明図である。

【図６】従来のテープガイド装置の例を示す断面図であ
る。

【図７】従来のテープガイド装置の例の平面図である。

【図８】従来のテープガイド装置の説明に供するグラフ
である。

【図９】従来のテープガイド装置の例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１００ 基台 １０１ 支柱 １０２ ガイド部材 １０３ａ、１０３ｂ リード線 １０４ 超音波加振子 １０５、１０６、１２０ 支持軸 １０７、１２２ ねじ １０９ テープ １２１ 板ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テープをガイドする中実棒状のガイド部
   材と、一面が自由とされ、他面が上記ガイド部材に固着
   され、上記ガイド部材に定在波を形成せしめる平板型の
   超音波加振子とを有することを特徴とするテープガイド
   装置。