JPH0585967B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は動圧型流体軸受を用いたビデオテープ
レコーダー（以下VTRと略す）用テープガイド
ドラム装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、VTRの普及率が高まるにつれ、VTRの
小型化、薄型化が要求されてきており、テープガ
イドドラム装置も薄型化が推進されてきている。
しかし、テープガイドドラム装置の薄型化につ
れ、各構成部品に対する寸法精度、加工精度が従
来に増して要求されている。

以下、図面を参照しながら、上述したような従
来のテープガイドドラム装置について説明する。

第１図は従来のテープガイドドラム装置の側断
面図である。

１は磁気テープ（図示せず）と当接し、磁気記
録再生を行なう磁気ヘツド、２は磁気ヘツド１を
支持した回転ドラム、３は磁気テープを案内し、
上下にラジアル軸受部を設け、後述する主軸を挿
入するスリーブを有した固定ドラム、４は固定ド
ラム３のスリーブの中で回転する主軸、５は主軸
４を焼きばめ支持し回転ドラム２をネジにて取付
けるデイスク、６は平面対向型の永久磁石より成
るローターマグネツト、７はローターマグネツト
６を接着支持し、デイスク５にネジ止めされるバ
ツクヨーク、８はローターマグネツト６に対向す
るステータ空芯コイルユニツト、９は前記ステー
タ空芯コイルユニツト８を一体に支持し表面に印
刷回路を施し鉄板より成るステータＰ板、１０は
固定ドラム３にネジ止めされた平面対向型の固定
側ロータリートランス、１１はバツクヨーク７と
ともにデイスク５にネジ止めされ、固定側ロータ
リートランス１０と対向する平面対向型の回転側
ロータリートランス、１２は主軸４にエツチング
加工等で加工された上側のヘリングボーン型クル
ーブ、１３は主軸４にエツチング加工等で加工さ
れた下側のヘリングボーン型グルーブ、１４は主
軸に着脱自在に取付けられた主軸ぬけ防止のため
のスナツプリングである。

１５は固定ドラム３の底面部に固定ドラム３の
軸に直角に取付けられたスラスト軸受部材、１６
はスラスト軸受部材にエツチング加工等で加工さ
れたスパイラルグルーブ、１７は軸受の圧力供給
用の通気穴、１８−Ａ，１８−Ｂ（第２図）は軸
受の圧力供給用の通気穴である。

以上のように構成されたテープガイドドラム装
置についてその動作を以下に説明する。

まず組立工程より説明する。

固定ドラムにステータ空芯コイルユニツトを一
体に支持したステータPCBをネジ止めした後、
デイスク・回転ロータリートランス・バツクヨー
ク・ローターマグネツト・主軸から成るデイスク
ユニツトを固定ドラムに挿入する。

この時、予め固定ドラムのスリーブ内周の上下
のラジアル軸受部には、オイルグリース等の潤滑
剤を塗布しておく。スリーブに挿入された主軸に
はスナツプリングが取付けられ、次に主軸の下端
面にオイル、グリース等の潤滑剤を塗布し、スラ
スト軸受部材を固定ドラムにネジ止めする。

次に固定側ロータリートランスを固定ドラムに
ネジ止めし、最後に回転ドラムをデイスクにネジ
止めし、回転体ユニツトを構成し、組立を完了す
る。この際に固定ドラムのVTR本体取付用の取
付面（Ｃ面）から磁気ヘツドまでの高さ２２l₄が
設定値通りになるように回転ドラムのデイスク取
付面から磁気ヘツド取付面までの高さ１９l₁、デ
イスクの回転ドラム取付面から主軸の下端面まで
の高さ２０l₂、固定ドラムのスラスト軸受部材取
付面からＣ面までの高さ２１l₃は精密に加工され
ており、その関係はl₄＝l₂−（l₁＋l₃）となる。

次に動作について説明する。

モーターユニツトに通電することにより、主軸
がスリーブの中で回転をはじめヘリングボール型
グルーブにはポンピング作用により、圧力が発生
し、潤滑剤の剛性が高まり、主軸はスリーブと非
接触で安定した回転をする。またスパイラルグル
ーブにもポンピング作用により圧力f₁が発生し、
主軸を第１図矢印Ａの方向に浮上させる。

この時、f₁よりも大きいローターマグネツトと
ステータＰ板が磁力によつて引き合う力f₂が第１
図矢印Ｂの方向に発生しているので浮上量は2μm
程度で安定する。

動圧型流体軸受ではボールベアリング軸受と比
較して軸受スパンが短かく構成できるので上記の
ような薄型のテープガイドドラム装置が可能とな
つた。しかしながら上記のような構成では、主軸
の下端面と軸の直角度、固定ドラムのスラスト軸
受部材取付面と軸の直角度の精度がでていない
と、主軸と軸受部が接触回転し、不安定な回転と
なり、装置の寿命が極端に短かくなるという欠点
を有していた。このため直角度の精度はおのおの
1μmを要求されていた。

第３図は主軸の下端面と軸の直角度の精度がよ
くない場合の状態を表した例である。軸中心では
主軸は浮上しているが、外周部ではスラスト軸受
部材に接触しており、このため主軸に振しを発生
している。また、磁気ヘツドの高さはl₁，l₂，l₃
で決まるため、寸法精度が±5μmときびしく要求
され、加工コストが高く、量産性が低いという問
題も有していた。

発明の目的 本発明の目的は上記欠点を踏まえ加工精度、寸
法精度を緩和しつつ、テープガイドドラム装置の
信頼性を増すと同時に、磁気ヘツドの高さを調節
可能とした量産性の高い優れたテープガイドドラ
ム装置を提供するものである。

発明の構成 本発明のテープガイドドラム装置は、磁気ヘツ
ドを有する回転ドラムと、前記回転ドラムと一体
回転をなす主軸と、前記主軸を同軸に固着支持
し、前記回転ドラムを載置するデイスクと、前記
主軸と同軸に設けられた円筒形状を成すロータリ
ートランスユニツトと、前記ロータリートランス
ユニツトの外側に前記主軸と同軸に設けられた周
対向型モーターユニツトと、前記主軸の下端面と
対向するスラスト軸受部材と、前記スラスト軸受
部材を揺動可能に支持する揺動部材と、前記揺動
部材を保持する軸受支持手段と、前記スラスト軸
受部材の側面部に滑らかに接する少なくとも１個
の接触部を設けた回転防止手段と、前記主軸と挿
入するスリーブを有し、前記回転防止手段を任意
の高さに支持する固定ドラムとから成り、前記ス
リーブの内周または前記主軸の外周のいずれか一
方にヘリングボーン型グルーブを有し、前記スラ
スト軸受部材の前記主軸対向面または前記主軸の
下端面のいずれか一方にスパイラルグルーブを有
し、前記ヘリングボーン型グルーブおよび前記ス
パイラルグルーブに潤滑剤を配するように構成し
たものであり、これによりデイスク、固定ドラ
ム、回転ドラム、主軸等の部品の加工精度、寸法
精度を緩和すると同時に磁気ヘツドの高さを調節
可能にしテープガイドドラム装置の信頼性を向上
するものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第４図は本発明の一実施例におけるテープガイ
ドドラム装置の側断面図である。

第４図において３１は磁気ヘツド、３２は回転
ドラム、３４は主軸、４４は上側のヘリングボー
ン型グルーブ、４５は下側のヘリングボーン型グ
ルーブ、４７はスナツプリング、４８はスパイラ
ルグルーブであり、以上の第１図の構成と同じも
のである。

３３は磁気テープを案内し、スリーブを設けた
固定ドラム、３５は主軸３４を焼きばめ支持し、
回転ドラム３２をネジ止めにて取付けるデイス
ク、３６は周対向型の永久磁石より成るローター
マグネツト、３７はローターマグネツト３６を接
着支持し、デイスク３５にネジ止めされる外ヨー
ク、３９はローターマグネツト３６に対向する内
ヨーク、３９は表面に印刷回路を施した鉄板より
なるステータＰ板、４０はローターマグネツト３
６の位置検出を行なうホール素子、４１はロータ
ーマグネツト３６に対向する周対向型ステータ空
芯コイルユニツト、４２はデイスク３５に接着支
持された周対向型の回転側ロータリートランス、
４３は固定ドラム３３に接着支持された周対向型
の固定側ロータリートランスである。４６は主軸
対向面の裏面の中心に後述する剛球をうける滑ら
かなすり鉢状の凹部を設け、側面をＨカツトした
スラスト軸受部材、４９は固定ドラム４３に接着
固定され、スラスト軸受部材４６の主軸３４の回
転に伴う回転を止める滑らかな表面をもつ突起を
２つ設け、その突起間の距離がスラスト軸受部材
のＨカツトの幅よりわずかに広くした潤滑剤に侵
されることのない樹脂より成る回転防止手段であ
る。

５０はスラスト軸受部材４６の凹部に接し、ス
ラスト軸受部材４６を揺動自在に支持する剛球、
５１は剛球５０を圧入固定し固定ドラム３３に高
さ方向に任意の位置で位置固定される軸受支持手
段、５２は軸受支持手段５１を任意の高さで固定
するために固定ドラムに装着されたセツトビス、
５３は軸受の圧力供給用の通気穴、５４は軸受の
圧力供給用の通気穴である。

第５図は主軸側より見たスラスト軸受部材と回
転防止手段の状態を示したものである。

以上のように構成された本実施例のテープガイ
ドドラム装置について以下にその動作を説明す
る。

まず組立工程を説明する。

固定ドラムの回転防止手段を接着固定する。次
に固定ドラムのスリーブの上下のラジアル軸受部
材にオイル、グリース等の潤滑剤を塗布したのち
主軸をスリーブに挿入する。次にスナツプリング
を主軸に取付け、主軸の下端面にオイル、グリー
ス等の潤滑剤を塗布する。次にスラスト軸受部材
を主軸の下端面に対向させて置き、軸受支持手段
を固定ドラムにはめ込み、固定ドラムにセツトビ
スを装着し、軸受支持手段を仮固定する。次に回
転ドラムをデイスクにネジ止めし、回転体ユニツ
トとする。最後に磁気ヘツドの高さを設定された
５７l′₄になるように軸受支持手段の高さを調整
し、組立を完了する。

次に動作について説明する。

モーターに通電することにより回転体ユニツト
は回転をはじめ、従来例と同様にラジアル軸受部
はヘリングボーン型グリーブのポンピング作用で
主軸はスリーブに非接触で回転を始める。一方ス
ラスト軸受部においては、第６図に示すように主
軸が矢印の方向に回転を始めるとスラスト軸受部
材も主軸の回転力を受け、同方向に回転するが、
回転防止手段の突起がスラスト軸受部材のＨカツ
トした側面部に接触し回転を止める。そして主軸
はスパイラルグルーブのポンピング作用により、
浮上し回転をつづけるが、従来例と同様にロータ
ーマグネツトとステータＰ板の引き合う力によつ
て一定の浮上量になる。このときスラスト軸受部
材は剛球により軸を中心に揺動運動が可能となつ
ているので、主軸の下端面にならないように揺動
する。したがつて主軸の下端面と軸の直角度が悪
くとも回転体ユニツトは軸受に非接触で安定して
回転する。なおこの揺動運動を妨げないように回
転防止手段の突起およびスラスト軸受部材のＨカ
ツト部は表面を滑らかに仕上げてある。

ここで磁気ヘツドの高さは調整できるのでデイ
スクの回転ドラム取付面から主軸の下端面までの
距離５６l₆、回転ドラムのデイスク取付面から磁
気ヘツドまでの高さ５５l₅の寸法公差は±20〜
30μmでよく、また従来必要であつた第１図の２
１l₃は必要となる。したがつて高さ調整量Δxは
最大60μmとなる。

従来平面対向型であつたロータリートランスユ
ニツト、モーターユニツトを周対向型としたの
で、回転体ユニツトをΔxだけ上下してもそのお
のおのの特性に大きく影響を与える周方向のエア
ギヤツプの変化がない。またホール素子の検出能
力、ロータリートランスユニツトの固定側、回転
側の相対ずれによる特性の影響はΔxが最大60μm
程度であるので殆んど問題はない。

以上のように本実施例によれば、揺動部材、回
転防止手段、軸受支持手段をもうけ、スラスト軸
受部材が主軸下端面にならうよう揺動可能にする
と同時に磁気ヘツドの高さを調整可能としたこと
により、第１図における固定ドラムの２１l₃を不
要とし、回転ドラムの５５l₅、デイスクの５６l₆
の寸法精度、主軸の下端面と軸の直角度を緩和
し、かつ信頼性のより高い、加工コストの安い、
量産性に優れたテープガイドドラム装置を実現し
ている。

なお上記の実施例では軸受支持手段をセツトビ
スで固定したが、ピツチの細いネジを固定ドラム
と軸受支持手段に設けて固定してもよい。また回
転防止手段を樹脂のリング状のものとしたが、金
属性のピンを軸受支持手段に圧入し、支持させて
もよい。また揺動部材は剛球をしたが、スラスト
軸受部材を揺動させるものであれば先端の丸いピ
ンでもよい。

第７図はピン形状をなした回転防止手段を圧入
支持し、細いピツチのネジを設けた軸受支持手段
を具備したテープガイドドラム装置の部分側断面
図である。６１は主軸、６３はスナツプリング、
６４はスラスト軸受部材、６５は剛球で以上は上
記本実施例と同じものである。６２はスラスト軸
受をネジ込む細いピツチのメネジを有した固定ド
ラム、６６は中心の剛球６５を圧入支持し、固定
ドラム６２の中心に剛球６をを圧入支持し、固定
ドラム６２のメネジと同じピツチのオネジを有し
た軸受支持手段、６７−Ａ，６７−Ｂはピン形状
をなし、その内側と内側の距離がスラスト軸受部
材６４のＨカツトの幅よりもわずかに大きくなる
ように軸受支持手段を圧入支持される回転防止手
段である。

第８図は主軸より見たスラスト軸受部材、軸受
支持手段、回転防止手段の状態図である。６９−
Ａ，６９−Ｂは軸受の圧力供給をなすと同時に軸
受支持手段を固定ドラムに取付けるときに用いる
通気穴である。

このような構成にすることにり回転防止手段を
より安価に、また磁気ヘツドの高さ調整より行な
いやすくできる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は周対
向型のスロツトレスモーターユニツトおよび周対
向型のロータリートランスユニツトと、主軸の下
端面と対向するスラスト軸受部材と回転防止手段
と揺動部材と軸受支持手段とヘリングボーン型グ
ルーブとスパイラルグルーブを設けることによ
り、固定ドラム、回転ドラム、デイスクおよび主
軸の寸法精度、加工精度を緩和すると同時に信頼
性を高め、また磁気ヘツドの高さ調整を可能とし
た量産性の高い優れたテープガイドドラム装置を
提供することができ、その実用的効果は大なるも
のがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のテープガイドドラム装置の側断
面図、第２図はスラスト軸受部材の正面図、第３
図は同要部側断面図、第４図は本発明のテープガ
イドドラム装置の第１の実施例の側断面図、第５
図は回転防止手段とスラスト軸受部材の正面停止
状態図、第６図は同運動状態図、第７図は本発明
の第２の実施例の要部側断面図、第８図は第２の
実施例の回転防止手段、スラスト軸受部材、軸受
支持手段の正面停止状態図である。 １，３１……磁気ヘツド、２，３２……回転ド
ラム、３，３３，６２……固定ドラム、４，３
４，６１……主軸、５，３５……デイスク、６，
３６……ローターマグネツト、７……バツクヨー
ク、８，４１……スロツトレスステータコイルユ
ニツト、９，３９……ステータPCB、１０，４
３……固定側ロータリートランス、１１，４２…
…回転側ロータリートランス、１２，１３，４
４，４５……ヘリングボーン型グルーブ、１４，
４７，６３……スナツプリング、１５，４６，６
４……スラスト軸受部材、１６，４８，６８……
スパイラルグルーブ、１７，１８−Ａ，１８−
Ｂ，５３，５４，６９−Ａ，６９−Ｂ……通気
穴、３７……外ヨーク、３８……内ヨーク、４０
……ホール素子、４９，６７−Ａ，６７−Ｂ……
回転防止手段、５０，６５……揺動部材、５１，
６６……軸受支持手段、５２……セツトビス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気ヘツドを有する回転ドラムと、前記回転
   ドラムと一体回転をなす主軸と、前記主軸を同軸
   に固着支持し、前記回転ドラムを載置するデイス
   クと、前記主軸と同軸に設けられた円筒形状を成
   すロータリートランスユニツトと、前記ロータリ
   ートランスユニツトの外側に前記主軸と同軸に設
   けられた周対向型モーターユニツトと、前記主軸
   の下端面と対向するスラスト軸受部材と、前記ス
   ラスト軸受部材を揺動可能に支持する揺動部材
   と、前記揺動部材を保持する軸受支持手段と、前
   記スラスト軸受部材の側面部に滑らかに接する少
   なくとも１個の接触部を設けた回転防止手段と、
   前記主軸を挿入するスリーブを有し前記回転防止
   手段を支持し、前記回転防止手段の下方に前記軸
   受支持手段を任意の高さに支持する固定ドラムと
   から成り、前記スリーブの内周または前記主軸の
   外周のいずれか一方にヘリングボーン型グルーブ
   を有し、前記スラスト軸受部材の前記主軸対向面
   または前記主軸の下端面のいずれか一方にスパイ
   ラルグルーブを有し、前記ヘリングボーン型グル
   ーブおよび前記スパイラルグルーブに潤滑剤を配
   したテープガイドドラム装置。 ２ 軸受支持手段はスラスト軸受部材の側面部に
   接する少なくとも１個の円柱棒を固着支持して成
   る特許請求の範囲第１項記載のテープガイドドラ
   ム装置。