JPS5843078Y2 - 一定巻取張力を備えたテ−プ送り装置 - Google Patents

一定巻取張力を備えたテ−プ送り装置

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JPS5843078Y2
JPS5843078Y2 JP13081777U JP13081777U JPS5843078Y2 JP S5843078 Y2 JPS5843078 Y2 JP S5843078Y2 JP 13081777 U JP13081777 U JP 13081777U JP 13081777 U JP13081777 U JP 13081777U JP S5843078 Y2 JPS5843078 Y2 JP S5843078Y2
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デルマー・アール・ジヨンソン
レイモンド・ジエイ・プレシン
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アムペックス コ−ポレ−ション
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、磁気記録・再生装置に関し、さらに詳しく言
えば、その装置に用いるテープ送りおよび張力装置に関
する。
磁気テープ記録・再生装置用のテープ送り装置は、一般
に供給リールと巻取リールとからなり、それらのリール
間にテープを伸長させている。
さらに詳しく言えば、テープは供給リールから一連のテ
ープ案内を通り、記録または再生ヘッドを通過し、供給
リールから張力をかげてテープを引っ張るキャプスタン
をまわって縫通される。
巻取リールは、キャプスタンと巻取リールとの間に延び
るテープに張力を維持するように駆動される。
般に、所定のテープ送り装置用の巻取リールについて特
定の値の巻取張力があり、その巻取張力はキャプスタン
の仕事量を最少にし、また、キャプスタンがほぼ一定の
速度でテープを駆動するように助成する。
すなわち、理想的には、キャプスタンにかかるテープ張
力の変化はゼロに減じられる。
なぜならば、すべてのテープ対キャプスタン結合力はテ
ープ張力の変動がテープ速度に及ぼす効果を絶縁するの
に有効だからである。
このような一定のテープ張力を得るために、テープ張力
を監視したり巻取リールを駆動したりするサーボ機構が
提案され、いままでにいくつかの実施例に使われてきた
巻取リールに釦げるテープ張力を制御するために、この
ようなサーボ装置を設けるさいに余分な費用を要するの
で、安価な費用の記録・再生装置では、巻取リール用の
サーボ装置を使用しないで、巻取電動機につながる滑り
クラッチ駆動装置をかいして一定トルクで巻取リールを
駆動していた。
しかし、巻取リールに加えられる一定トルクは、巻取リ
ール上のテープのコイルの径が増加するに従ってテープ
に対する巻取張力が著しく減少し、そして、巻取リール
回転軸と、テープがリールに接する点との間に大きなモ
ーメント腕を生じる。
このモーメント腕の増加は通常非常に大きくなり、たと
えば、コイルの直径は満載リールと空リールとの間では
通常2倍にもなり、同様に、一定トルクが巻取リールに
加えられているときに、テープ張力は2対1の係数で変
えられる。
さらに、前述した装置においては、巻取リールは、それ
が空のときにテープを巻き取るのに要求されるよりもい
くぶん大きな回転速度で必ず駆動されなければならない
巻取リールが満載で、かつ、より遅い巻取リール回転速
度75Li求される場合、巻取リール駆動速度は大きく
なり過き゛、滑りクラッチを滑らせ、1駆動装置を極端
に摩耗させる。
したがって、本考案の一般的目的は、磁気テープ記録・
再生装置の巻取リールにおいて磁気テープ用の低兼でほ
ぼ;ξ巻取張力機構を設けるために、新規で改良された
テープ送り装置を得ることにある。
図示するように、本考案は磁気テープ記録・再生装置1
1に実施され、この装置11は供給IJ−ル1Tのよう
なテープ供給支持機器と巻取リール21の形体の巻取機
器との間で走査集合体19を通過して走行するように磁
気テープ15を送るテプ送り装置12を有している。
詳細に述べるように、装置11は従来のビデオ・テープ
・レコーダであり、そのレコーダにおち・て走査集合体
は、走査集合体のまわりにら旋状に巻き付けられている
テープと係合するように、磁気変換ヘッド(図示せず)
を支持する上側回転ドラム23からできている。
変換ヘッドは、情報をテープ上に記録したり、あるいは
テープ上にすでに記録された情報から電気的信号を再生
するように動作する。
テープは供給リール17から引き出されてキャプスタン
27によって走査集合体19を通過して送られ、そして
、キャプスタン27からテープは伸びて巻取リール21
のボス29のまわりに巻き付く。
ビデオ信号の調時情報の精度は、正確で安定したテープ
寸法およびテープの一定速度を維持することによって定
まる。
比較的に手の込んだ高価なサーボ装置が提案され、そし
て、一定巻取張力を得るために用いられている。
このような装置は、前述したような種類の安価な装置に
とっては、あまりにも高価で精巧すき゛ろのである。
従来、ここに述べる種類の簡便で安価なビデオ・テープ
・レコーダ装置においては、巻取リールはそれに対する
ほぼ一定の巻取トルクを与えるモータによって駆動され
ていた。
しかし、磁気テープ15が巻取リールのボス29に巻き
付けられるに従って、巻取半径、すなわち、巻取り−ル
21用の軸34とテープ15の接点33との間の距離が
増加する。
一定トルクで、かつ、巻取リール上にテープのコイルま
たはパック35がより多く巻き付いて巻取半径が増加す
ると、テープの張力は最初の空のリールのときのテープ
の張力よりも相当に減少される。
たとえば、図示した装置に釦いては、巻付は半径は、空
のリールの5,7cIrL(2,25インチ)から満載
のリールの11.7cr/L(4,625インチ)まで
ほぼ2倍になる。
巻取リール上のコイルの直径が2倍に増加する間に、モ
ーメントまたは巻付は半径も2倍になり、テープ張力は
半減される。
このようなテープ張力の相当な減少は、テープ15をほ
ぼ一定の速度で最少の仕事量で送るというキャプスタン
27の機能に逆効果を与える。
すなわち、巻取張力の相当な変動は、キャプスタン27
と、走査集合体19を通過するテープ送りのほぼ一定速
度を維持する機能とを相互に干渉させる。
巻取張力は、テープのパック35のコイル巻きの固さま
たは緩さをも制御する。
巻取リールにテープを巻き付けているときにテープ張力
に相当な減少を生じることによって、テープ・コイルの
内側コイルは、テープ・パック35の外側を巻き付ける
ためにテープ張力が著しく低くなっている時期よりも、
強い張力の開始時期に、より固く巻き付けられる。
本考案によれば、巻取リール21とキャプスタン27と
の間の磁気テープ15の長さにおける巻取張力は、最小
巻付は半径と最大巻付は半径との間でテープ・コイルの
直径の非常に著しい増加にかかわらず、一定値に維持さ
れ、これによって、テープ送りのより一定な速度が磁気
テープ記録・再生装置11に対して達成される。
この磁気テプに対する一定巻取張力は、巻取リール21
に対する最初の巻付は半径位置と最終の巻付は半径位置
との間で、巻取モータ41と巻取リール21とのトルク
および速度特性をほぼ整合させることによって達成され
る。
さらに詳しく言えば、巻取モータ41のトルク−速度特
性は、その角速度が減少するにつれて、増加するトルク
出力をもつように選択される。
このようなトルク速度特性は、直流電動機が一定電圧源
から駆動されるときに、般に起こる。
そのとき、一定速度で動いているテープを受ける巻取リ
ールの回転数が、巻付は半径の増加にともなって減少す
るので、巻取モータと巻取リールとの間で正しい歯車比
すなわち変速比を選ぶことによってほぼ一定の張力巻取
装置をつくり出すことができる。
本考案の図示する実施例をさらに詳細に説明すれば、変
速機39ば、巻取モータ41の動作速度を巻取り−ル2
1に必要な速度まで減速するように、本実施例では用い
られ、また、モータ・トルクを巻取リールの駆動シャフ
ト43に加えられる所望のトルクまで比例的に増加させ
る働きをする。
本実施例においては、変速機39はモータ・シャフト4
7に固定された駆動プーリ45を備えている。
モータ・シャフト47はベルト49を駆動するようにモ
ータ41によって1駆動され、ベルト49は大径の被駆
動プーリ51まで延び、かつ、そのまわりに接続される
巻取リールの駆動ンヤフト43に固定されたホイール5
9の外周に固定されている円筒形被駆動タイヤ57と、
駆動係合を行なうように、所定の直径の同軸駆動ホイー
ル53が被駆動プーリ51に固定される。
このようにして、モータ41はそのモータ・シャフト4
7にトルクおよび入力速度を与え、そして、これらは変
速機39をかいして巻取駆動シャフト43に伝達される
ブー!J 45 、51およびホイール53.59の各
寸法が変速比を決定し、一例として、後述する本考案の
実施例においては、10対1の減速比で、1対10のト
ルク増加率である。
巻取リール21上に巻き付けられるテープ15に対する
一定巻取張力を与えるために、適当な連速機39を選択
し、そして、モータ41を駆動する場合に、テープ送り
装置の動作速度、巻取の動作張力、および送られるべき
テープの量は知られている。
たとえば、本考案の図示する実施例にち−いては、テー
プ15ば、再生または記録のさいに24.4crrL/
sec (9,6ips )の動作速度で送られ、ま
た、テープ巻取張力は283.5グラム(10オンス)
に維持される。
巻取リールが空の場合、巻取リールの巻取ボス29にお
ける巻付は半径は5.7CrrL(2,25インチ)テ
アリ、マタ、供給リール17からのテープが巻取リール
21にいっばいに巻き付けられた場合、最大巻付は半径
は約11.7CrrL(4,625インチ)”Ic−、
S6゜トルクは巻付は半径に張力を掛けたものに等しい
したがって、空の巻取リールに対する最初のトルクは5
.7CrrL×283.5g−1616CrrL−g(
22,25in−oZ・)となり、また、最大トルクは
11.7crrL×283.5g−3327crrL−
g(46,25in・、oz、) に等しくなる。
24.4CrfL/ sec (9,61ps)の接線
速度に対して5.7 cm(2,25in 、)の巻付
は半径でボスのまわりにテープを巻き付けるのに要する
最初のリール角速度は、次式で計算される。
同様に、9.6ips の接線速度で4.625inの
巻付は半径でテープを巻き付けるのに要する最終のリー
ル角速度は、次式で計算される。
したがって、一定の巻取張力を得るためには、巻取リー
ルの回転速度が2対1の係数によって減速するに従って
、巻取トルクは2対1の係数によつて増加する必要があ
ることがわかるであろう。
直流電動機の代表的なトルク速度曲線が第3図に示され
ている。
下記の式は、特定の供給電圧に対するこのようなモータ
のトルクとrpm (毎分回転数)との間の関係を表わ
す。
TmC−KN ここで、T:出力トルク C:失速トルク(供給電圧とともに変わ る) K:電動機定数(回転子巻線、磁界強さ によって定まる) N:rpm このようにして、第1の回転子巻線と磁界強さを有する
直流電動機に対して、トルク速度特性は直線64で示さ
れ、他方、異なる回転子巻線むよび異なる磁界強さを有
する異なる直流電動機に対しては、トルク速度特性は直
線63で示される。
直線63で示されるトルク速度特性を有する所定の直流
電動機につ(・では、供給電圧の増加または減少は直線
71によって表わされているように、連の平行な直線と
なる。
巻取モータ41ば、所定の電圧に対するトルク速度特性
直線の勾配としてここで定義されている電動機定数Kを
有する。
本発明の図示した実施例においては、29ボルトの一定
電圧がモータに加えられているときには、巻取モータ4
1はトルク−速度特性直線63を有している。
モータのトルク−速度特性直線と歯数比すなわち変速比
を適当に糺み合わせることによって、巻取リール21の
トルク−速度特性はほぼ整合されることができる。
トルク−速度特性直線63を解析すれば、第3図に示す
ように、巻取モータ41の速度は、線63上の点67.
68に示すように40Orpmから200rpmに半減
され、他方、トルクば161CIrL、 p(2,25
in、oz、)から322crrL。
p(4,50in、oz、) まで倍増している。
モータに所望の電動機定数Kを与えたならば、変速機3
9の変速比が決定されうる。
前述した装置についてのリールの開始と終了との間のテ
ープ張力変化を除去すべき適切な変速比は、次のように
して計算されうる。
(Tmz−Tm] ) GR=TR2−TRx(Tm
2− Tm4 )=K(Nm1−Nm2 )K(NRI
−NR2)GR ここで、 Tmz:’)−ルが満載のときの、モータ出力トルクT
ml:リールが空のときのモータ出力トルクGR:変速
比(歯数比) TRx:!J−ルが空のときの所望の巻取トルク・−・
1616C1rLJ’(22,25in、oz )TR
2:リールが満載のときの所望の巻取トルク=3327
crfL、f(46,25in、oz )K:電動機定
数(第3図から) Nm 1 : ’)−ルが空のときのモータ回転数Nm
2:’J−ルが満載のときのモータ回転数NR1:リー
ルが空のときのリール回転数40.8rpm NRz : ’)−ルが満載のときのリール回転数−1
9,8rpm 代入すれば、 (Tmz−Tm1)GR= 46.25−22.252
4 in、oz 。
Tm2−Tm1= o、o 1 ]、 25 (40,
819,8)GRO1236GR O,236GR2=24 GR2=101 GR=10 よって、10:1が正しい歯数比すなわち変速比となる
前述の結果は、第4図に示すように、テープのパック3
5の直径にともなうテープの巻取張力を測定しかつその
結果を記録することによって、実際に確められた。
したがって、巻取モータ供給電圧が特定の29ボルトで
ある場合に、曲線79は10オンス(283,5グラム
)の張力レベルにあ・いて垂直な直線に近づく。
モータ供給電圧が29ボルト以上または以Fに変化した
場合、テープ張力は変化し、そして、リールのパック直
径の変化にともなってもはや一定ではなくなる。
15対1の変速比の効果は、第4図の曲線81にも示さ
れている。
15対1の変速比用の曲線81の変化する勾配は、一定
の直線張力が35ボルトを越えた電動機電圧において、
16オンス〔452グラム)を越える張力になるであろ
うということを示している。
直流電動機の特性は、ある電動機と別の電動機とでは実
際に変わるので、微調整を与えるようにモータを制御す
るための調整器77を設けることが好ましいことがわか
った。
さらに詳しく言えば、調整器77はポテンショメータ7
8の形体をしていてもよく、このポテンショメータ78
は29ボルトの公称電圧かられずかに電圧レベルを調整
して各モータのトルク−速度特性を、トルク−速度特性
直線63を有する巻取モータ41のそれに整合させる。
本考案の図示した実施例に卦いては、モータ41を非常
に高速度で動作させるためにモータ41に印加される電
圧を非常に著しく増加させることによって、モータ対リ
ールの変速比を変えずに、早巻き動作が行なわれる。
たとえば、モータ41は再生または記録に対しては29
ボルトで作動され、また、再生速度の約15倍のテープ
平巻き速度を生じる手巻きに対しては130ボルトで作
動されろ。
図示するテープ送り装置12についてさらに詳しく説明
すれば、その装置は使用されうる数種類のうちの一つで
あり、以下簡単に記載する。
リル17と21との間に延びるテープ15の長さは、下
側ドラム80のまわりにら旋状に巻き付けられる。
F側ドラム80は円筒形をしていて上側回転ドラム23
と同軸であり、また、これらのドラムは走査集合体19
からできている。
下側ドラム80はテープ・デツキ上に固定支持され、ま
た、上側ドラム23は回転自在に取り付けられて、テー
プ・デツキに支持されている駆動モータ(図示せず)に
よって非常に高速度で回転させられる。
磁気変換ヘッドが上側ドラム23の下側リムに取り付け
られ、そして、ヘッド上のチップがテープに係合するよ
うにドラム23ち・よびドラム80から半径方向外側に
延びている。
走査集合体19のまわりにテープをら旋状に案内しかつ
、駆動することを助成するために、テープ、駆動キャプ
スタン27が走査集合体に関して前方に間隔をあげて平
行にデツキ上に回転自在に取り付けられる。
円筒形人口むよび出口案内84゜85は、キャプスタン
の軸に対して平行であり、キャプスタンと走査集合体と
の間にあるデツキ上に取り付けられ、また、走査集合体
の軸とキャブメタンの軸との間に延びる線の両側上に取
り付けられる。
さらに、1組の後退自在のテープ案内86.87は、キ
ャプスタンの軸と走査集合体の軸との間の線上の両側で
案内84,85と走査集合体との間の地点で滑動自在に
取り付けられる。
第1図に示すように、供給リール17を離れ去るテープ
15はテープ張力腕に係合され、第1案内84のまわり
に延び、キャプスタン27の下方部分をまわって延び、
入口案内86の右側の下方にテーパの付いた下半分をま
わり、そして、走査集合体の下側ドラム80に接する。
入口案内86の形状によって、テープ15はわずかにね
じられてテープの下半分をキャプスタンの軸とドラムの
軸との間にある線から外側に傾ける。
このねじれによって、テープがドラム23,80のまわ
りを約360まわって出口案内87まで延びるさいに、
走査集合体19に入るテープを上方走行路へ横断させる
このようにして、テープ15はら旋行路中を走査集合体
19のまわりに延びることになる。
入口案内86のテーパは、ら旋走行路に対してピンチを
与えるようにさらに選択され、そのら旋走行路は案内8
7の左側に隣接した地点で上側ドラム23を越えてテー
プの全幅にほぼ位置している。
テープは、次に上側ドラム23に接しながら離れ去って
左側の出口案内87のまわりにまで延びる。
出て行くテープは出口案内の上方にテーパの付いた上半
分をまわり、キャプスタン27の上方部分をまわり、固
定案内85をまわり、巻取リール21まで延びる。
出口案内87の上半分のテーパは、入口案内86のテー
パと等しいが逆になっているので、テープ15はねじら
れて、ら旋走行路をつくる最初のねじれから生じるf縁
の外側への傾きに等しい量だけドラムの軸とキャプスタ
ンの軸との間の線から外側にテープの上縁を傾ける。
このようにして、出て行くテープは、それがキャプスタ
ン27の上方部分に達するまでに、デツキに平行な面内
にある走行路に戻されるので、テープはもつれたりねじ
れたすせずに、巻取り−ル23上に均等に向けられるよ
うにキャプスタンのまわりに均等に延びる。
ら旋走行路について前述したように、テープ15はドラ
ム23,80をまわって通過しらがら上昇する。
したがって、巻取リール21かデツキの昇段された部分
上に設けられているのはその理由による。
テープ・タイマ90ば、キャプスタンと巻取リールとの
間に配置される。
テープ送り装置12の案内配置をここに記載した図面で
説明してきたけれども、つまり、その配置は走査集合体
19のまわりにオメガ(Ω)ら旋走行路を与えるように
説明してきたが、この走行路の特別な形体は純粋に例示
的なものであり、350もしくはそれ以上または360
以下に延びるその他のら旋走行路が適当な変更とテープ
案内装置によって本考案とともに用いられることに注意
されたい。
たとえば1.180°巻きはヘッド・ドラム上の直径方
向両側の直径上の対向点に取り付けられた2個のヘッド
とともに用いられるか、あるいは、たとえばその原理が
走査集合体を備えていない縦方向記録器にも適用できる
いずれにしても、巻取張力は、巻付は半径が増加するに
従って必要な巻取トルクの増加率を巻取リールに与える
ように巻取モータおよび変速比を適当に選択することに
よって、はぼ一定に維持されることができる。
ここに述べた本考案の実施例においては、巻取モータ4
1ば、イリノイ州オグレスビにあるインジアナ・ジェネ
ラル・コーポレーションによって商標名「23Tram
e Indox PermanentMagnet
MotorJとして市販されている永久磁石直流電動
機であって、130ボルト・モータである。
モータ41は、スイッチ接点揺動子92(第2図)が電
源導線88と接触するように揺動されたとき、早春き(
または巻戻し)だけについて130ボルトで作動される
導線90と電源導線91との接触をつくるようにスイッ
チ接点揺動子92を揺動させることによって、公称29
ボルトの電圧がモータ41に加えられ、そして、ポテン
ショメータ78が調節されて、巻取り−ル21まで延び
かつそこに巻き付けられるテープに対してほぼ一定の張
力を得るように29ボルトから精密な電圧調整を行なう
他の要求を有する他の磁気テープ記録・再生装置が本考
案と協働できるので、本考案は最大重よび最小巻付は半
径または磁気テープ用の巻取張力についての図示した実
施例にチ・(・で与えられた値またはこの特定のモータ
に限定されるものではないことは明らかであろう。
前述したことから明らかなように、巻取リールにおける
一定テープ張力に要するトルク−速度特性は、選択され
た巻取モータ釦よび所定の変速比を有する変速機のトル
ク−速度特性を利用することによって整合されることが
できる。
速度とともに逆転したり直線的に変わるトルクを有する
モータが、変速機に結合されて、トルクの直線的増加と
ともに速度の所定の直線的減少を与えなからリルを駆動
する。
モータに高電圧を供給することによって、モータは、早
春きまたは早春戻し動作期間中テープ早送りを行なうよ
うに相当に高速度でリールを駆動することができる。
モータは記録または再生動作期間中に遭遇する公称動作
速度でテープを巻き付けるために、高速度でかつ滑りク
ラッチをかいして動作する必要はない。
このようにして、ザーボ装置の利用に比較して、余分な
費用のいらない相当に一定の巻取張力を得るための安価
な装置を求めることができろ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案が適用されるべき磁気テープ記録・再生
装置の概略斜視図、第2図は本考案にもとすく巻取リー
ル駆動用モータと卦よび変速機との概略説明図、第3図
は最適電動機用の直線性速度トよびトルク特性の概略説
明図、第4図は巻取張力対テープのパンク半径の曲線を
描いたグラフ。 11・・・磁気テープ記録・再生装置、12・・・テー
プ送り装置、15・・・磁気テープ、17・・・供給リ
ール、19・・・走査集合体、21・・・巻取リール、
23・・・上側回転ドラム、27・・・キャプスタン、
29・・・ボス、34・・・軸、35・・・テープのパ
ック、39・・・i速[41・・・巻取モータ、43・
・・駆動シャフト、47・・・モータ・シャフト、77
・・・調整器、80・・・下側ドラム。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 磁気テープ装置に於いて該テープを一定速度で送りかつ
    ほぼ一定で予定の巻取張力を維持するテプ送り装置に於
    いて、磁気テープを巻回状に支持するための供給リール
    と、上記供給リールから送られているテープを受けかつ
    リールがほぼ空の状態の最小巻回半径位置とほぼ全ての
    テープが巻かれた状態の最大巻回半径位置との間でテー
    プを巻くための巻取リールと、上記供給及び巻取リール
    間でテープと係合してむりかつ記録及び再生のためほぼ
    一定の速度で上記テープを駆動するキャプスタン装置と
    、一定の電圧で駆動される際に速度に従って反比例関係
    でしかも直線的に変化するトルクを有し、上記巻取リー
    ルを上記最小及び最大巻取り位置間で駆動する際に予定
    の速度範囲及びトルク範囲に渡って附勢される電動機と
    、上記電動機と上記巻取リールとの間に連結されて予め
    選択された変速比を有していて上記電動機から上記巻取
    リールに与えられるトルク範囲を比例的に変化すると共
    に上記巻取リールの回転速度を比例的に変化させる変速
    装置とよりなり、上記速度及びトルクの変化の割り合は
    上記電動機に対する速度及びトルクの変化の割り合と整
    合せしめられてむり、上記一定の速度での上記巻取リー
    ルに対する上記速度・トルク比は上記テープが上記巻取
    リールに巻取られるほぼ一定の巻取張力を与えることを
    特徴とするテープ送り装置。
JP13081777U 1977-09-30 1977-09-30 一定巻取張力を備えたテ−プ送り装置 Expired JPS5843078Y2 (ja)

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JP13081777U JPS5843078Y2 (ja) 1977-09-30 1977-09-30 一定巻取張力を備えたテ−プ送り装置

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JPS5347803U JPS5347803U (ja) 1978-04-22
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JPS553509A (en) * 1978-06-21 1980-01-11 Hitachi Ltd Controller for cooling and heating conditioner

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JPS5347803U (ja) 1978-04-22

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