JPS61104417A - 回転ヘツド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は流体動圧軸受を用いた低振動・低騒音の回転ヘ
ッド装置に関する。

〔発明の背景〕

流体動圧軸受を用いた回転へヴド装量の公知構造例とし
ては特開昭５６−１９５２１号記載の構造がある。木構
造はビデオヘッドを上側ドラム忙固定して一体化しこれ
をＤＤモータで駆動する構成で、ビデオヘッド搭載の上
側ドラムを含む回転構体側に軸受ハウジングを設け、軸
を下側ドラムの中心に固定して該軸表面〜ハウジング内
周面間に流体動圧を発生させるようＫなっている。本構
造においては、上側ドラムをビデオヘッドと同速度で一
体回転させるため（１）上側ドラム表面の空気摩擦が大
きくかつ空気流ＩＩ（摩擦）音（風切り音）が高い。ま
たは）上側ドラムの回転振動分がテープ・ヘッド間接触
性を阻害しワウ・フラッタ、ジッタ等の性能を低下させ
る。さらＫ（５）上側ドラム表面〜テープ面間忙空気の
薄膜を形成し易いためテープが浮上り易くこのためヘッ
ド出力性能が低下し易い。また（４）テープ面をドラム
が摺動するためテープ面が損傷し易い。摺動により信号
のＳハも低下する。

さらに（５）周囲湿度条件や上側ドラムの表面状態によ
ってテープ走行性能が大きな影響を受は低下し易い、等
の短所を有する。特に回転構体を高速回転させる場合は
これらが極めて顕著となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記従来技術の欠点をなくし低振動・低
騒音・低ジツタ・低ワウフラツタ特性等高性能の回転ヘ
ッド装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記目的な実現するために本発明の回転ドラム装置では
、 ■ビデオヘッドを固定した回転構体を上側ドラ　ムと分
離した独立構造とし■回転支承部を流体動圧により非接
触支持し■該導体全体な上側ドラムと下側ドラムとで囲
まれるスペース内ＫＤＤモータとともに内蔵した構造と
し、かつ■上側ドラムは固定または低速回転構造とする
。■によりビデオテープの浮上り・振動をなくし■によ
り軸受の振動・騒音を低減し■により回転構体表面の空
気摩擦音・流動音（風切り音）や上記軸受騒音等を遮蔽
して低減化し■では■と同様、テープの浮上り・振動を
防止すると同時にテープ走行負荷を低減できるように図
った点が王たる特徴点である。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

第１図は本発明の回転ヘッド装置の第１実施例図、第２
図は同実施例Ｖｃ２けるジャーナル軸受部（α）とスラ
スト荷重受部（ｂ）の構造図である。

本実施例は軸１を固定する方式である。上側ドラム４を
その中心部において軸１に固定しさらに該軸下端部を下
側ドラム５の中心底部に固定しである。ビデオヘッド６
はディスク５の外周部に固定してあり該ディスク５の中
心部は軸１に対し軸受ハウジング部を形成し軸１のまわ
りに回転自在に係合している。軸１のディスク５との保
合部の上下端には全周にわたりくの字状の浅溝（ヘリン
グボーン形グループ）（第２図（α）２？を設けてあり
、ビデオヘッド６、ディスク５を含む回転構体の回転時
にディスク５のハウジング部との間に潤滑流体１００の
流動により半径方向（ジャーナル方向）の動圧を発生で
きるようＫなっている。下側ドラム５の底面中央部の軸
１固定部の周囲には潤滑流体溜片２５とスラスト荷重受
片２０とを設けである。ディスク５のスラスト荷重受片
２０への対向面または該スラスト荷重受片２０の表面に
は平面スパイラル状の浅溝（平面スパイラルグループ）
（第２図（ｂ）ａｏ２）を設けである。本部分ではビデ
オヘッド６、ディスクＳを含む回転構体のスラスト荷重
を支承する。すなわち該回転構体の回転により潤滑流体
１００が軸心方向に高速流動しスラスト荷重に打ち勝つ
動圧を発生して回転構体な軸方向にも非接触支持できる
ようにしである。スラスト荷重受片２０は潤滑流体の粘
度特性に対応した対温度伸縮特性を有するよう設計しで
ある。該回転構体中ディスク５の下面にはさらに直結駆
動用モータの回転子と回転トランスの回転側ヨーク１５
とを固定しである。モータは扁平状面対向形ブラシレス
モータで、扁平円環状の回転子マグネット７と回転ヨー
ク１日とで回転子部を形成している。扁平状モータ固定
子は扁平形コイル８と固定子ヨーク９とセンサ１０とで
形成してあり下側ドラム５の底面にあって上記回転子マ
グネット７の磁極面に対向させて固定しである。センサ
９は回転子マグネット７の磁極面磁界を検知する磁界検
出形素子で、本構造においては固定子ヨーク９の小孔や
切欠部中に挿入して固定しである。モータ用配線基板１
４は下側ドラム５の外部下面に固定してあり固定子コイ
ル７の端末接続やセンサ１０の端末接続及び駆動用電子
回路部品１５．１５’、１！：の接続等をここで行える
よう圧しである。さらに外部電子回路への接続はコネク
タ１６とリード線１７とで行う。回転トランス１２．１
５は上記モータ部の内周に設けである。回転ヨーク１５
の内側にはさらに同心状に固定ヨーク１２をその下部を
下側ドラム５の底面に固定して設げである。本実施例構
造忙おける回転トランス１２　、１５は略カップ状で固
定ヨーク１２と回転ヨーク１Ｓ相互間の周対向面部にビ
デオ信号授受用のチャンネル巻線を面内スロット中に設
けである。周対向面部は円錐状とし各チャンネル巻線の
直径を異ならせである。かかるトランス構造によりヨー
ク１２　、１５の製作及びチャンネル巻線の組込み作業
を容易化でき低コスト化を図れる。上側ドラム４の中心
上端面部及びディスク５の軸係合上端面部には潤滑流体
１００を保持するために凹部５０　、５１を設けである
。凹部５０の上部にはふた５２を設はゴミ等が侵入しな
いようにしである。ディスク５の上面には基板５Ｓを固
定してありここでビデオヘッド６のコイル端末と回転ト
ランスのチャンネル巻線端末とを接続する。直結駆動用
モータでヘッド６及びディスク５を含む回転構体を回転
させ上側ドラム４及び下側ドラム５の側面な摺動走行す
るビデオチー。

プ（図示してない）面上をビデオヘッドをしてヘリカル
スキャンさせる。流体勤王値はジャーナル支承部（ヘリ
ングボーン形グループ部）では該ヘリングボーン形グル
ープ２Ｐの頂点（くの字の頂点）で最大、またスラスト
支承部ではスパイラル状グループ４０ｆの最内径点で最
大の分布となる。該動圧値は流体１００の粘度と回転部
の回転角速度と回転すべり面部の半径の４乗との積に比
例し回転すべり面部のクリアランスの２乗に反比例する
。動圧発生用の潤滑流体としては油、グリース、磁性流
体または空気等がある。本実施例の構造では、（１）回
転体の支承を全一〔流体動圧で非接触構成にしであるた
め回転時に回転側及び固定側双方の振動・騒音を大幅に
低減化できる。またすべり面の摩耗をなくせるため長寿
命にできるｅ）ビデオヘヴド、ディスク。

モータ回転子等回転部を全て上側ドラムと下側ドラムで
囲まれた半閉状スペース内、に内蔵させるため特に騒音
マスキング作用が高（この点からの低騒音化効果が顕著
である（５）上側ドラムを固定式としであるためビデオ
ヘッド回転時もビデオチーブに対する空気流動圧が極め
て小さくテープ浮上りも生じない。従って低テープテン
シ１ン下でも常にテープ面一ヘッド間の接触性を良好に
保つことができ安定したヘッド出力性能が得られる。ま
た（４）該ヘッド出力に対し上側ドラムの偏心や回転振
動の影響をなくせるためこの点からもビデオ信号の鑓性
を改善できる等性能向上を図れる。さらに（５）上側ド
ラム表面状態のテープ走行性に対する影響を大幅に軽減
できる。このため上側ドラムの材質・表面形状・寸法精
度等を設計し易い（６）スラスト荷重受片として潤滑流
体の粘度の温度特性に対応し温度に対して軸方向に伸縮
する材質・寸法・形状な選んであるため流体粘度が変化
し流体動圧値が増減しても回転構体の軸方向高さ位置な
常に一定位置く保ちビデオヘッド高さ位置を安定忙保持
できる。すなわち低温時は粘度増大により流体動圧が増
大して構体浮揚量が増すがスラスト荷重受片がその分軸
方向に収縮するため構体の高さ位置は変わらない。高温
時も同様である（ハ上側ドラムの中心部上端、ディスク
中心部上端°　及びスラスト受部に潤滑流体を保持する
凹部な設けであるため該流体を多量忙保持でき各グルー
プ部分に安定してこれを供給でき潤滑を確実ならしめら
れる。流体の飛散・漏れも防止できるし流体の性能劣化
度を低め長寿命化できる（８）ジャーナル支承部を流体
動圧による支承構造としかつ回転トランスを軸方向にチ
ャンネル巻線を設けた略カップ状構造としているため内
蔵モータのスペースを大きくとれる。このためモータ効
率を高め消費電力を低減できる。モータの組込みも容易
になる。モータを薄形化し装置全体を薄形化することも
容易に可能である（９）上側ドラムをその中心部におい
て軸化同心状に固定する構造のため該ドラムの軸対称精
度を出し易い。このため組み込み作業も容易で低コスト
化できる。さらにドラム側面に固定用ブロックを設ける
必要がないため装置全体を小形軽量にできる、等の利点
がある。

第５図は本発明の回転ヘッド装置の第２実施例図で、ス
ラスト荷重支承部を軸１の上端部に形成した構造例であ
る。上側ドラム４は、上記第１実施例と同様、ヘッド回
転構体から分離して固定する方式である。上側ドラム４
は外周側面部忙おいて固定片６０により下側ドラム５の
外周側面に固定しである。スラスト荷重支承部は軸１の
先端に凹部５５を設けこの底面とスラスト荷重支持片４
１の下側先端面′との間に流体１００を流入させ動圧を
発生させて非接触圧支承する。

従って該スラスト荷重支持片４１はその根元の７ランク
部４２でディスク５の上端に連結固定してありかつ支持
片４１の先端面には上記第１実施例の場合と同様、スパ
イラル状グループを形成しである。ディスク５の中心部
上端面部には固定片５１を固定し中心部に高さ調整用ネ
ジ５０を設けである。該ネジ先頭部でスラスト支持片４
１の上面を下方に押しつけている。スラスト支持片の７
ランク部４２は固定片５１より剛性が低くネジ５０の締
めつけ力で上下忙変位するようにしである。

スラスト荷重支持片４１の根元部分外周とこれを取り付
けたディスク５の凹部の内周との間には潤滑流体１００
を保持するためのスペースを設けである。スラスト支持
片４１は第１実施例におけるスラスト荷重受片２０と同
様、潤滑流体１００の対温度粘度特性に対応して軸方向
に伸縮する材質・形状・寸法としである。ビデオヘッド
６、モータ部及びジャーナル支承部の構造及び回転トラ
ンス１２　、１５の取付構造は第１実施例の場合とほぼ
同じである。従って本構造ではスラスト支承部の高さ位
置はビデオヘッド６、ディスク５、モータ回転子等から
成る回転構体全体の重心よりも十分高い位置にある。回
転トランス１２゜１３は円錐形対向面を有する略円筒形
である。かかる本実施例の構造においては、前記第１実
施例の利点（１）〜（９）Ｋ加えさらに（１）スラスト
支承部を回転構体の重心エリも高位置く設けであるため
回転構体を安定に支承で鎗る（２）高さ調整用ネジな設
けであるため組込後のビデオヘッド６の高さ位置！ｉＡ
ｕを容易に行える（３）スラスト支承面を軸心部に集中
させて形成できるためこの部分で発生する動圧力の周上
での場所的アンバランスに基づく回転体の振れ回り・振
動をなくすことができる、等の利点がある。

第４図は本発明の装置の第５実施例図で、固定軸１を段
付構造とし該段付部に流体動圧によるスラスト荷重支承
部を設けた構造である。スラスト荷重受片２０をディス
ク５の中心上端に設は軸１の段付部の平面と対向させで
ある。軸１の上端には上側ドラム４の中心部を固定しで
ある。固定方法は圧入（（α））やネジ止め（（ｂ）　
、　（０）　）等がある。配線基板５５の面上にはビデ
オヘッド６の信号処理用ＩＣ等電子部品１５．１５を搭
載しである。本構造によれば、上記第２実施例と同様ス
ラスト荷重支承部な回転構体の重心位置よりも高位置く
できるため安定な支承が可能となる、と同時に前記第１
実施例と同様上側ドラム４をその中心部において軸１に
固定するため組込作業性・精度の向上や装置の小形化等
を実現できる。またビデオヘッド６の信号６理回路を配
線基板５５に搭載しであるため高Ｓ／Ｎ信号が得られコ
ンパクト構造にできる。他の効果については上記第１及
び第２実施例の場合と同様である。

第５図は本発明の第４実施例図で、固定軸１に固定した
上側ドラム４の下側面とディスク５の上面に扁平形回転
トランスの固定ヨーク１２と回転ヨーク１５とを固定し
上側ドラム４の上面には回転トランスのチャンネル巻線
の端末接続と出力を逃理するＩＣ等電子回路部品１５．
１５　　を搭載するための配線基板５５を設けである。

本実施例の構造ではディスク５の下部スペースに設ける
モータ寸法を増大できるためモータ効率を向上して装置
を低消費電力化できる。組込も容易である。

第６図は本発明の第５実施例図である。本実施例も上側
ドラム４は固定する方式であるが、ビデオヘッド６、デ
ィスク５を含む回転構体を軸ＩＫ固定して一体化し、該
軸１を下側ドラム５の中心部に設けたスリーブ状ハウジ
ングで回転自在に支承した軸回転構造である点が上記第
１〜第４実施例の構造と異なる。軸１にかかるジャーナ
ル荷重とスラスト荷重は前記実施例と同様潤滑流体１０
０の動圧で支承する。潤滑流体１００をまとめて保持す
る部分は下側ドラムのスリープ状ハウジング部の上下端
部に設けである。

本構造では下側ドラム５に一体化して軸受ハウジングを
設けるために下側ドラム５に対するハウジングの垂直度
等精度を容易に向上できる。

また軸先端面で流体動圧を発生させスラスト荷重を支承
する構造であるため該スラスト支承片側の高さ位置を下
側ドラム下端開口で調整することによりビデオヘッドの
高さ位置を容易に調整できる。また回転構体側忙全軸を
一体化して含むため回転の動バランスどりなし易いし該
バランス度を高め易い。非接触支持構造による効果及び
上側ドラム固定構造による効果については上記実施例と
同様である。

第７図は本発明の第６実施例図で、軸固定・ハウジング
回転の構成である。前記第１〜第５実施例と異なり、本
構成では上側ドラム４も軸１に対し回転自在にしである
。但し該上側ドラム４をビデオヘッド６、ディスクＳを
含む回転構体とは分離しであることは前記諸実施例のｉ
合と同様である。かかる構造忙よりビデオテープが上側
ドラム４の外周側面に巻き付き走行する時この摩擦力に
より上側ドラムもテープ走行方向に従層的に低速回転す
る。この回転摩擦は摺動摩擦より大幅に小さい。従って
テープの走行抵抗を大幅に減らせるため走行モータ等走
行駆動源の消費電力を低減できる。また摺動によるテー
プの高周波振動をなくせるためジッタ性能を向上できる
。さらにテープ百を損傷する危険性も低い。

第８図は本発明の第７実施例図で、上記第６実施例の構
造にさらに上側ドラム４＆Ｃ駆動力を与える構造を付加
した構成である。すなわち上側ドラム４の下面に鉄板等
磁性板９Ｓでシールドした銅板やアルミニウム板等の高
導電材板９２を固定し、一方これに対向してディスク５
の上面には周方向に複数極に分割着磁したマグネ、ット
９０を磁性板９１を介して固定しである。ディスク３、
ビデオヘッド６を含む回転構体が直結モータで回転させ
られるとマグネット９０の回転で磁場が回転し高導電材
板９２中に渦電流を発生する。

これと該マグネット９０の回転磁場との相互作用により
両者間に回転トルクが発生し高導電材板９２を含む上側
ドラム４がビデオヘッド６を含む回転構体と同方向にそ
れより低速かつ低トルクで回転する。またマグネット９
０と磁性板９５間には吸引力が作用しモータの回転子マ
グネット７と固定子ヨーク９間に働く吸引力とは逆方向
のためこれを軽減する。本構造によりビデオテープの走
行時に上側ドラムを少くともテープ速度以上の低速度で
回転させることかで會る・このためテープ走行負荷トル
クを軽減できるしまたテーブル上側ドラム間の摺動ノイ
ズを大幅に軽減できる。また上側ドラム外周接触面がテ
ープをヘッド回転方向に変移させることもない。従りて
高精度のトラッキングが可能となる。さらにマグネット
９０の吸引力によりモータのマグネット７による下方向
のスラスト吸引力を軽減で゛　きるためスラスト荷重支
承部の流体動圧発生面積を減らして起動待摩擦トルクを
軽減できる。

また潤滑流体の粘度を下げられるためこの点からも低摩
擦にできる。該粘度の温度特性も軽減できる。モータ構
成上の点においては回転子マグネットを大形化する等し
て磁束を増大できるためモータ効率を向上できる。本実
施例構造では回転構体の回転で渦電流トルクを得、これ
を駆動源として上側ドラム４を回転させたがこの他、回
転構体の回転で発生する風力忙より上側ドラム４を回転
させる方式や回転構体〜上側ドラム間に空気以外の粘性
流体を介在させ相互間の粘性や流動抗力を利用して上側
ドラムを回転させる方式やさらに上記諸方式を組合わせ
る方式等がある。いずれも本発明の範囲内である。４第
９図は本発明の第８実施例図である。水溝。

造はテープ走行摩擦やヘッド駆動用モータ以外。

の外力により軸１を低速回転させ該軸１の先端に固定し
た上側ドラム４をビデオヘッド６と同方向に低速回転さ
せる方式である。本構造は外部モータにより軸１をベル
ト伝達で駆動する。

下側ドラム５の中心下部に軸受部７５　、７６を設は回
転自在忙支承しである。軸受下部の軸１の端部忙は外力
伝達用のプーリ９８を設けである。ビデオヘッド６、デ
ィスク５を含む回転構体は該ディスク５の中心部をハウ
ジングとして軸１に係合し前記諸実施例と同様、潤滑流
体１００による動圧により非接触に支承しである。軸１
を低速駆動する手段としてはこの細工側ドラム５の下面
に軸直結式モータを設けてもよい。上記本実施例の構造
にすることにより上側ドラム４の速度を任意に調整でき
るためテープ走行系の諸条件に合わせ低振動、低ワウ・
７ラツタ、低ジツタ化等のための本装置条件を設定し易
い。

第１０図は本発明の第９実施例図である。本実施例は軸
回転かつ上側ドラム低速回転式で、ビデオヘッド６、デ
ィスク５等を含む回転構体を軸１の上端部で軸１に固定
し該軸１の下端面でスラスト荷重を潤滑流体１００の動
圧で支承する。

該軸１のジャーナル荷重も前記諸実施例と同様流体動圧
で支承する。上側ドラム４は軸１の最上端部において軸
受７５　、７６で回転自在に軸１に係合しである。本実
施例構造においても前記第５、第６実施例で述べたと同
様の効果が得られる。

以上の実施例構造においてはジャーナル支承部の動圧発
生グループを軸表面に設けたが、この他これをハウジン
グの内周面に設けたり軸表面とハウジング内周面の双方
に設けてもよい。

グループ形状もヘリングボーン形に限らない。

スラスト支承部についても同様で、グループを回転側、
固定側のいずれかまたは双方に設けてもよい。グループ
形状についてもスパイラル状に限らず直線放射状等信形
状でもよい。またハウジング部をディスク一体形や下側
ドラム一体形とせず別個の素材で製作した後所定部に組
み込む構造としてもよい。また上側ドラムを回転自在に
支承する軸受としてころがり軸受の他すべて軸受や流体
動圧軸受を用いてもよい。さらにスラスト荷重受材とし
て形状記憶合金を用いこの対温度伸縮性を利用して潤滑
流体の温度に対する粘度変化特性を補償する構造として
もよ〜）。

〔発明の効果〕

本発明によれば回転ヘッド装置として、（１）ビデオヘ
ッドを含む回転体を流体動圧軸受により非接触に支承す
る構造であるため該回転体の振動を大幅に低減化できる
。

（２）回転部を上側ドラム及び下側ドラム間く形成され
るスペース内に半閉的に内蔵するため回転時の騒音を大
幅に低減できる。

（５）上側、ドラムが゛可動な構造ではビデオテープの
走行抵抗を減らしモータ等走行駆動源を省電力化できる
。

（４）上側ドラムは固定または低速回転であるためビデ
オテープに対する外乱は極めて小さい。

従ってテープ振動を減らしてワウ・フラッタ。

ジシタ等を低減できる・。

（５）また上側ドラム側面において流動空気薄膜による
ビデオテープの浮上がりを防止できるため少ないヘッド
突出量や低テープテンシ１ン下でも良好なヘッドタッチ
が得られ安定したヘッド出力を得られる。またテープ面
のいたみやヘッド摩耗を改善できる。さらにテープ・へ
リド間の摩擦抵抗も減らせるため回転部駆動用モータの
電力を低減できる。

（６］低振動かつヘッドの高精度位置出しが可能な上回
転トランスも低り６ストークの多チヤンネル構造にし易
いため狭ビデオトラック幅のマルチチャンネルの高密度
記録方式のＶＴＲ。

用にも適応できる。

等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転ヘッド装置の第１実施例の断面図
、第２図は同実施例の構造中ジャーナル支承部の拡大図
とスラスト支承部の回転部先端の平面図、第３図は本発
明の回転ヘッド装置の第２実施例の断面図、第４図は同
第５実施例の断面図、第５図は第４実施例の断面図、第
６図は第５実施例の断面図、第７図は第６実施例の断面
図、Ｍ８図は第７実施例の断面図、第９図は第８実施例
の断面図、第１０図は第９実施例の断面図である。 １・・・軸　　　　　　　　１２　、１５・・・回転ト
ランス２・・・グループ形成部 ５・・・ディスク ４・・・上側ドラム ５・・・下側ドラム ６・・・ビデオヘッド ２６・・・スラスト荷重支承部 １００・・・潤滑流体 第　１　図 ２５　　ｔｚｒｂ　　ｔｌ 箋２図 （（Ｌ）　　　１ 纂３　図 第　４−　図 箋乙図 ２タ　　：ｌｌ　　　　；／（／　　　７（Ｊ革ｑ図 ｉ９図 （Ｑ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ビデオヘッドを固定した構体をこれに直結したモー
   タで回転駆動するＶＴＲ用回転ヘッド装置において、上
   側ドラムより同心状に分離して該上側ドラムに独立に回
   転可能とし該中心部に流体動圧による非接触回転支承部
   を有しかつモータ回転子を同心状に固定して成るビデオ
   ヘッド回転構体を上側ドラムと下側ドラムで囲まれた空
   間内に内蔵して設けて成る構成を特徴とする回転ヘッド
   装置。 ２、上側ドラムの中心部に回転自在の支承部を備えた構
   造を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載された回転
   ヘッド装置。