JPH05225537A - 回転ヘッドドラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＶＴＲ等の回転ヘッドドラムの圧入組立におい
て、下側ドラムに対して軸を持つ上側ドラムを圧入する
際の停止精度が高く、かつ圧入後の下側ドラムに対する
軸の垂直度が高いような下側ドラムの穴内壁形状を提供
することを目的とする。 【構成】下側ドラムの穴内壁形状において、高剛性部の
両端に突部を持つことを特徴とする回転ヘッドドラム

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＶＴＲ（ビデオテープ
レコーダ）やＤＡＴ（デジタルオーディオテープレコー
ダ）等に用いられる回転ヘッドドラム装置に係り、特
に、該種回転ヘッドドラム装置における軸の圧入構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】軸固定タイプの回転ヘッドドラム装置に
おいては、磁気ヘッド等を搭載するための回転ドラム
（上側ドラム）の構成要素に軸受を介して軸を予め取付
けておき、この軸を固定ドラム（下側ドラム）に圧入・
固定する構造をとるのが一般的である。公知のように、
回転ドラム側に設けられたロータリトランス即ち回転側
トランスコイルと、固定ドラム側に設けられたロータリ
トランス即ち固定側トランスコイルとは、所定の微小距
離を保って正確に面対向しなければ所期の性能が得られ
ず、このため上記軸を高精度に圧入する必要がある。

【０００３】そこで、特開平２ー９０１３号公報に記載
された回転ヘッドドラム装置においては、固定ドラムの
穴の回転ドラム側内周面と軸との接触長さを短くすると
共に、固定ドラムの穴の下端側内周面と軸との接触長さ
を長くして、初期の圧入力を小さくしてかじりの発生を
防止し、高い軸の倒れ精度が得るようにしている。

【０００４】図１２は、この先願に記載された軸の圧入
構造を示す図である。同図において、５１は軸で、図示
していないが、回転ドラムの構成要素が軸受を介して回
転可能に予め取付けられている。５２は固定ドラムで、
上記軸５１が圧入される穴（中心穴）５３が穿設されて
いる。この穴５３の内周面には、軸５１と接触し軸５１
を圧入・固定するための突部５４，５５，５６が形成さ
れており、まだ、突部５４と５５の間及び突部５５と５
６との間には、軸５１と非接触の逃げ溝５７，５８がそ
れぞれ形成されており、軸５１の圧入力は突部５４，５
５，５６の面より得る構造となっている。そして、軸の
圧入開始時のかじりを低減するため、穴５３の内周面の
突部５４，５５の軸方向の長さ即ち圧入長さを、穴５３
の下端部の内周面の突部５６の軸方向の長さ即ち圧入長
さに比べて短くし、高い軸垂直度を得る構造としてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来例の構造は、初期
圧入力が小さい為圧入初期に於て垂直度が高い。これが
一因となり、最終的にも垂直度は高く、２μｍの高垂直
精度が得られている。

【０００６】しかし、もう１つの重要仕様である圧入時
の軸の停止精度が考慮されていない。停止精度を高める
ためには、スティックスリップを小さくすることが大切
である。なぜならスティックスリップが大きいと、同じ
目標位置を指示しても、ある時は、全く動かず、ある時
は、逆に動き過ぎて目標位置を超えるという現象が生
じ、位置の高精度な制御ができない。そこでスティック
スリップを小さくするために、圧入力を下げることが必
要である。この為の最も有効な手段は２つある。締代
（軸径と穴径の差）を小さくすることと圧入長さ（圧
入後に軸と穴が接触している軸方向の長さ）を小さくす
ることである。まず締代であるが、量産を考慮すると、
締代のばらつきをある程度許容せざるを得ない。量産に
入るに当たり、締代の寸法を決めるが、この値は量産時
には締代の中央値となる。ばらつきのために、この中央
値をはさんで最大値と最小値ができる。圧入力を下げる
ためにはこの最大値を下げることが必要だが、現実に量
産時に指示できることは、この中央値を下げることであ
る。量産時に、中央値を下げると、これに伴って最小値
も下がることになる。最小値は製品の信頼性の確保の観
点から、ある値より大きくは、下げられない。下げすぎ
ると、軸が穴から抜ける恐れがあるからである。上記制
約のもとで締代の中央値を可能なだけ下げても、停止精
度２μｍ以内を達成することはできない。したがって、
停止精度２μｍ以内を達成するために、より一層、圧入
力を下げることが必要である。そこで次の手段として圧
入長さを短くすることが必要となる。しかし従来法で単
純に圧入長さを短くすると、圧入力が減少し停止精度の
目標値は達成されるものの、垂直精度が劣化する（理由
後述）。

【０００７】そこで、垂直精度は２μｍと高い精度を維
持しつつ、かつ停止精度も２μｍと高い精度を達成する
ために、如何にして圧入長さを短くするかが、重要なポ
イントとなる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】固定ドラム穴５３の内周
面の所定場所に所定長さの突部を少なくとも２個形成
し、また内周面の所定場所に必要長さの逃げ溝を形成す
ることによって、高垂直精度と高停止精度の両者を得る
ことができる。

【０００９】

【作用】固定ドラム穴５３の内周面の剛性の高い個所に
於て、できる限り離れた２点に突部を設けることによっ
て、回転剛性（後述）を高めることができ、これによっ
て高垂直精度が得られる。但し、この時の突部は、所定
以上の長さを持つことが必要である。また突部は離れた
２点に設ければ良く、別の目的のために、この２点間に
更に、１個あるいは複数個の突部を設けても高垂直精度
は劣化しない。

【００１０】また、上記２点間に逃げ溝を設け、この溝
の幅を増加させることによって圧入長さが減少し、従っ
てスティックスリップが下がり、高停止精度が得られ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図１〜図１１に示した各実施
例によって説明する。

【００１２】図１〜図３は本発明の実施例の説明に係
り、図１は回転ヘッドドラム装置の断面図である。同図
において、１は回転ドラム（上側ドラム）で、その内側
のディスク２が軸受３，４を介して軸５に回転自在に取
付けられており、ディスク２の下面側にはロータリトラ
ンスの回転側トランス６が接着固定されている。また、
上記ディスク２の上面側にはシリンダ部材７が固定され
ており、該シリンダ部材７に取付けられた磁気ヘッド
（ビデオヘッド）８が所定量だけ外方に突出している。
９は上記シリンダ部材７に取付けられたモータロータ
（ロータマグネット）で、上記軸５の上端側に適宜支持
部材を介して固定されたモータステータ（ステータコイ
ル）１０と所定距離をもって対向している。１１は固定
ドラムで、その穴（中心穴）１２に上記軸５の下端部が
高精度に圧入固定されている。この固定ドラム１１の上
面側には、ロータリトランスの固定側トランス１３が接
着固定されていて、上記ロータリトランスの回転側トラ
ンス６と所定の微小間隔をもって面対向している。

【００１３】図２，３は、前記軸５を固定ドラム１１の
穴１２へ圧入固定する工程を判り易く示したものであ
る。図２に示すように、回転側トランス６が接着固定さ
れた前記ディスク２と組み合わされている軸５を、同図
の矢印Ｑ方向に加圧していき、最終的に第３図に示すよ
うに、回転側トランス６と固定ドラム１１側の固定側ト
ランス１３とが所定のギャップＧをもつ位置で停止させ
る。ここで、ロータリトランスを用いて高効率で信号を
伝達するためには軸５を高精度に固定ドラム１１に圧入
する必要がある。尚、高精度とは、垂直精度（軸倒れ精
度）及び停止精度の両者の精度が高いことを意味する。

【００１４】既に、発明が解決しようとする課題及び課
題を解決するための手段の項で、量産ベースで、軸５の
固定ドラム１１に対する垂直精度２μｍ及び停止精度２
μｍの両者を達成するためには、固定ドラム１１の穴の
内周面に突部と逃げ溝（略して溝）を設けることが必要
であることを述べた。

【００１５】次に、１つの実施例について詳述する。ま
ず、突部は、十分に剛性の高い部分に於て、できるだけ
離れた２点に設定することが必要である。ドラムの断面
形状を図４に示すが、Ｑ方向から、軸５を固定ドラム１
１に対して圧入する時、既に述べた固定側トランス１３
を接着する位置の関係で、固定ドラム１１の先端部の外
周部の半径は小さい、即ち肉が薄い。その先の中央部
は、固定ドラム１１の中央部で半径は大きく、肉は厚
い。さらにその先の底部は、中央部に比べて半径は小さ
くなっている。この圧入深さと、各部の剛性即ち、同一
締代とした場合、圧入時に、軸５が、固定ドラム１１の
穴の円周部を変形させる際に軸５が固定ドラム１１から
受ける反力の大きさを示したものが図５である。縦軸に
圧入深さ、横軸に剛性を示す。

【００１６】図５からわかるように、底部は、中央部と
同程度の剛性を持つが、先端部は中央部、底部より、剛
性が極端に小さい。つまり、図５のＳの部分が、十分に
剛性の高い部分といえる。従って、このＳ部に突部を設
けないと、十分に剛性を得ることができない。そこで、
図６のようにＳ部に２個の突部を設け、この２つの突部
の最も離れた２点間の距離をｌとする。ただし、もし図
７のように突部の一部がＳ部を外れた時はあくまでＳ部
内での２つの突部の最も離れた２点間の距離をｌとす
る。

【００１７】次にｌが離れることの利点を述べる。図８
のようにｆを突部が軸に加える力、ｌを２つの突部の距
離とするとモーメントＴ（＝ｆ×ｌ）が大きいと、軸５
の回転方向の支えが強くなり、従って外からの回転方向
の外乱に対して固定ドラム１１は堅固に軸５の垂直度を
保つことができる。ここでｆは、軸１１が固定ドラム１
１から受ける反力であり、締代の値で決まる値である。
したがって、同じ締代でＴを最大とするには、ｌを大き
くするしかない。このようにしてＴを最大とするために
は、２つの突部を図９のようにＳ部の一番離れた所に設
置することが最も効果が高いと言える。しかし、ここ
で、突部の軸方向の長さｅがある値であると突部の効果
は低下する。この効果を保持するためには、ｅは０．３
〜０．５ｍｍ以上必要である。

【００１８】図９に示す２つの突部の位置、大きさが基
本であるが、図１０、１１に変形例を示す。まず図１０
に示すように突部（上部）は、図９の位置に留まらず上
方に伸びても本発明の効果は変わらない。また図１１の
ように、突部（上部）と突部（下部）が、図９だけの個
数に留まらず、単数または、複数の中間突部を設けても
本発明の効果は、変わらない。

【００１９】尚図１〜図３で述べたロータリトランス
は、トランスの機能を持てば良く、コイル形トランス、
プリント形トランスでも半導体形トランスでも良く製造
法を問わない。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高い回
転剛性を保持しつつ、圧入力を下げることができ、高垂
直精度と高停止精度の両者を同時に達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するための回転ヘッドド
ラム装置の断面図である。

【図２】本発明の実施例による圧入工程動作の様子を示
す説明図である。

【図３】本発明の実施例による圧入工程後の様子を示す
説明図である。

【図４】本発明の実施例を説明するために必要なＳ部
(高剛性部)を示す説明図である。

【図５】本発明の実施例と説明するために必要な圧入深
さと剛性の関係を示す説明図である。

【図６】本発明の実施例と説明するために必要な距離ｌ
の定義を示す説明図である。

【図７】本発明の実施例を説明するために必要な距離ｌ
を示す説明図である。

【図８】本発明の実施例を説明するために必要な、軸を
支える固定ドラムのモーメントを示す説明図である。

【図９】本発明の実施例であり、かつｅ（突部長さ）を
示す説明図である。

【図１０】本発明の実施例の突部（上部）を拡大した変
形例を示す図である。

【図１１】本発明の実施例の突部（上部）と突部（下
部）の中間に中間突部を追加した変形例を示す図であ
る。

【図１２】従来例による圧入構造を示す要部拡大断面説
明図である。

【符号の説明】

１…回転ドラム（上側ドラム）、 ２…ディスク、 ３，４…軸受、 ５…軸、 ６…ロータリトランスの回転側トランス、 ７…シリンダ部材、 ８…磁気ヘッド（ビデオヘッド）、 ９…モータロータ（ロータマグネット）、 １０…モータステータ（ステータコイル）、 １１…固定ドラム、 １２…穴（中心穴）、 １３…ロータリトランスの固定側トランス、 ５１…軸、 ５２…固定ドラム、 ５３…穴（中心穴）、 ５４…突部、 ５５…突部、 ５６…突部、 ５７…逃げ溝、 ５８…逃げ溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 正範 茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日 立製作所東海工場内 (72)発明者 中島 明弘 茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日 立製作所東海工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】その中心に軸が圧入・固定された固定ドラ
   ム（下側ドラム）とその前記軸に軸受を介して回転可能
   に取付けられかつ磁気ヘッドを搭載した回転ドラム（上
   側ドラム）を具備した回転ヘッドドラム装置において、
   前記軸が圧入されている前記固定ドラムの穴の内周面に
   関して、十分に剛性の高い部分に少なくとも２個の突部
   を設定し、前記の２個の突部を十分に剛性の高い部分の
   両端に設定したことを特徴とする回転ヘッドドラム装置