JPS633384B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は走行中のテープテンシヨンを一定に保
持するためのテープテンシヨン制御装置に関し、
特にテープ走行方向に関連した自動的な動作切換
機能を有し、順方向走行中のテープに対してはテ
ンシヨン制御の動作状態となり、逆方向走行中の
テープに対してはテンシヨン制御の不動作状態と
なるようなテープテンシヨン制御装置に関する。

一般に、ビデオテープレコーダ等においては、
その記録・再生動作中に、磁気テープを一定なテ
ープテンシヨン状態で定速度走行させる必要があ
る。従来、走行中の磁気テープのテープテンシヨ
ンを一定に制御するには、磁気テープの巻装され
ている供給側テープリールにブレーキ力を与えて
テープテンシヨンを可変せしめるブレーキ手段
と、該磁気テープのテープテンシヨンを機械的に
検出するテンシヨン検出手段とを関連せしめて成
るいわゆるメカニカルテンシヨンレギユレータが
用いられている。上記ブレーキ手段は、供給側テ
ープリールの装着されるリール台に設けたブレー
キドラムと、このブレーキドラムに摺接されるブ
レーキバンドとから成る。また、テンシヨン検出
手段は、磁気テープの摺接されているテンシヨン
ピンが自由端に設けられ、枢動自在なテンシヨン
アームを備えて成り、該磁気テープのテープテン
シヨンに応じて枢動するテンシヨンアームの枢動
により上記ブレーキバンドの弛緩量を制御する。
このようなメカニカルテンシヨンレギユレータに
おいては、従来、磁気テープを逆方向走行させる
ときに、リンク機構等を介してプランジヤにより
上記テンシヨンアームを強制的に移動せしめ、ブ
レーキバンドをブレーキドラムから離している。

しかし、従来のメカニカルテンシヨンレギユレ
ータにおいては、磁気テープの走行方向を切換え
るときに、テンシヨンレギユレータを強制的に不
動作状態にするのにリンク機構等を動作させるこ
とによるメカニカルデイレーが発生するので、瞬
間的にテープ走行方向を切換えることが極めて困
難である。また、上記テンシヨンアームを強制的
に移動させるためのリンク機構等を必要とするの
で、構成が複雑になるとともに構成部品点数が増
加し製造コストが高くなつてしまう。

そこで、本発明は、上述の如き従来例の問題点
に鑑み、テープを巻装したテープリールの装着さ
れるリール台にブレーキ力を与えるブレーキ手段
とテープテンシヨンを検出するテンシヨン検出手
段とを関連動作させてテープテンシヨンの制御を
行うテープテンシヨン制御装置において、一端が
回転軸上に回転自在に取り付けられ、他端部にテ
ープをガイドするテープガイド部を有するテンシ
ヨンアームと、上記テンシヨンアームの回転軸か
ら距離ｂの位置において、上記テンシヨンアーム
をテープに接触させる方向にＰなる力で付勢する
付勢手段と、一端が固定され他端部が上記テンシ
ヨンアームの回転軸より距離ａの位置に取り付け
られ、上記テンシヨンアームのテープ方向への回
動により摺接部が上記リール台に摺接して制動力
を与えるバンドブレーキとを有し、上記回転軸か
ら距離ｃの位置に取り付けられた上記テープガイ
ド部に巻き付けられたテープが順方向に走行する
時に上記テンシヨンアームを回動させる力をF_F
とし、逆方向走行時に発生する力をF_Rとし、上
記バンドブレーキを効かせるときに上記バンドブ
レーキの他端部に生じる上記テンシヨンアームを
テープから遠ざける方向に回転させる力をQ_Bと
して、 Ｐ・ｂ＝Q_B・ａ＋F_F・ｃ＜F_R・ｃ Q_B・（ａ／ｃ）＋F_F＜F_R の両不等式を満たすように設定して、テープの順
方向走行時には上記テンシヨン検出手段により検
出されるテープテンシヨンに応じたブレーキ力を
上記リール台に与えて該テープテンシヨンを一定
に保持し、テープの逆方向走行時には上記テンシ
ヨン検出手段により検出されるテープテンシヨン
により自動的に上記ブレーキ手段を不動作状態に
切換えるようにした新規な構成のテープテンシヨ
ン制御装置を提供するものである。

以下、本発明について、一実施例を示す図面に
従い詳細に説明する。

第１図ないし第３図は、本発明を適用して構成
したビデオテープレコーダの一実施例について、
その要部の構成を動作状態別に示す各概略平面図
である。第１図は、磁気テープ１を回転磁気ヘツ
ド装置２に巻装する前のアンローデイング状態を
示し、第２図は回転磁気ヘツド装置２に巻装した
磁気テープ１を順方向走行させた状態を示し、さ
らに第３図は同じく磁気テープ１を逆方向走行さ
せた状態を示している。

この実施例において、磁気テープ１は、その一
端が供給側テープリール３に巻装され、その他端
が巻取側テープリール（図示せず）に巻装されて
いるとともに、供給側テープリール３近傍の各ガ
イドピン４，５および巻取側テープリール近傍の
各ガイドピン（図示せず）により案内された状態
にて、図示しないテープカセツト内に収納されて
いる。

上記磁気テープ１の巻装された供給側テープリ
ール３は、図示しないリールモータによつて磁気
テープ１の逆方向走行時に回転駆動されるリール
台６に装着されている。また巻取側テープリール
は同じく図示しないリール台に装着されている。

上記供給側テープリール３の装着されるリール
台６には、ブレーキドラム７が設けられており、
このブレーキドラム７にブレーキバンド８が摺接
されることによつて、ブレーキ力が与えられるよ
うになつている。上記ブレーキバンド８は、その
一端が取付板９を介してブレーキレバー１０の自
由端側に植設されている支持ピン１１に連結され
ている。このブレーキレバー１０は、支軸１２を
中心に枢動自在に設けられており、該支軸１２を
間にして上記支持ピン１１と反対側の端部がプラ
ンジヤ１３の作動軸１４に連結されている。また
上記ブレーキバンドは、その他端がテンシヨンア
ーム１５に植設された支持ピン１６に取付板１７
を介して連結されている。このテンシヨンアーム
１５は、支軸１８を中心に枢動自在に設けられて
おり、上記支持ピン１６側の自由端にテンシヨン
ピン１９が植設されている。さらに、上記テンシ
ヨンアーム１５は、上記支軸１８を間にして上記
支持ピン１６の反対側に端部長孔２０が形成され
ており、該支軸１８を中心として枢動自在に設け
られた連結アーム２１の連結ピン２２が上記長孔
２０に挿入されて、該連結アーム２１に連結され
ている。この連結アーム２１は、コイルスプリン
グ２３を介して枢動レバー２４に連結されてい
る。この枢動レバー２４は、上記コイルスプリン
グ２３の一端が取付けられる係止孔２５ａを有す
る第１アーム２５と、該第１アーム２５の長手方
向に対して略同方向および略直交方向に各々突設
された第２アーム２６および第３アーム２７とを
有するとともに、上記回転磁気ヘツド装置２を囲
むように設けられたローデイングリング３０の内
周壁により案内されるカム板２８を有して成り、
支軸２９を中心に枢動自在に設けられている。上
記駆動レバー２４は、図示しないシステムコント
ローラが操作され上記ローデイングリング３０が
第１図中矢印Ａ方向に回転され磁気テープ１のロ
ーデイング動作が行われると、ローデイング動作
の途中において、該ローデイングリング３０の内
周壁によりカム板２８が案内されることによつて
支軸２９を中心に第１図中矢印Ｂ方向に回転す
る。なお、ローデイング動作の開始時には、プラ
ンジヤ１３の駆動が解除されることによつて、ブ
レーキアーム１０が支軸１２を中心に第１図中矢
印Ｃ方向に回転し、ブレーキバンド８の緊張が緩
められ、リール台６へのブレーキが解除される。

上記枢動レバー２４が第１図中矢印Ｂ方向に回
動されるとコイルスプリング２３を介して該枢動
レバー２４に連結されている連結アーム２１が支
軸１８を中心に第１図中矢印Ｄ方向に回動するの
で、該連結アーム２１に連動してテンシヨンアー
ム１５も矢印Ｄ方向に回動する。

上述の如きローデイング動作により、磁気テー
プ１は、第２図に示すように回転磁気ヘツド装置
２に巻装される。上記磁気テープ１がテープカセ
ツトから引出されて回転磁気ヘツド装置２に至る
までのテープパス中には、各ガイドピン３１ａ，
３１ｂ、固定磁気ヘツド３２および各ガイドピン
３３ａ，３３ｂが配設されており、上記テンシヨ
ンアーム１５の一端自由端に植設したテンシヨン
ピン１９が上記固定磁気ヘツド３２とガイドピン
３３ａとの間に位置される。なお、ローデイング
動作完了時には、支軸３４を中心に枢動自在な操
作レバー３５が図示しない操作機構の動作ピンの
移動により第１図中矢印Ｅ方向に回動されること
によつて、該操作レバー３５の一端自由端に植設
した支持ピン３６によつて、上記枢動レバー２４
の第２アーム２６が係止される。

上述の如き構成の実施例において、磁気テープ
１を第２図中矢印Ｘ方向に走行させる順方向走行
時には、該磁気テープ１のテープテンシヨンに応
じてテンシヨンアーム１５が支軸１８を中心に枢
動することによつて、ブレーキバンド８の弛緩状
態が制御され、リール台６に与えられるブレーキ
力が変化することによつて上記磁気テープ１のテ
ープテンシヨンを一定に保持することができる。

また、リール台６が図示しないリールモータに
よつて回転駆動され、磁気テープ１を第３図中矢
印方向に走行させる逆方向走行時には、上記リ
ール台６の回転駆動による磁気テープ１の巻取り
トルクによるテープテンシヨンをテンシヨンピン
１９に与えることによつて、テンシヨンアーム１
５が第３図中矢印方向に回転されるので、ブレ
ーキバンド８が緩められてリール台６へのブレー
キが解除される。なお、この逆方向走行時には、
磁気テープ１のテープテンシヨンをガイドピン３
１ａの枢動によりテンシヨン検出器３６で検出し
て得られる検出信号を用いてリールモータにサー
ボ制御を施すことによつてテンシヨン制御を行
う。

次に、上述の実施例において、テンシヨン制御
状態を磁気テープ１の走行方向に応じて自動的に
切換るための原理的な動作について第４図により
説明する。第４図は、上述の実施例におけるテー
プテンシヨン制御装置の構成を等価的に示す説明
図である。

すなわち、上述の実施例において、供給側テー
プリール３、リール台６およびブレーキドラム７
は、同心的な回転中心O₁をもつて配設されてい
る。上記ブレーキドラム７には、ブレーキバンド
８が巻付角θ₁をもつて巻装されている。支点O₃
を中心として枢動自在なテンシヨンアーム１５の
自由端には、中心O₂を有するテンシヨンピン１
９が設けられている。線分_{2 3}上の点a′にはブ
レーキバンド８の一端が連結されており、また該
線分_{2 3}上の点b′にはコイルスプリング２３の
一端が連結されている。そして、上記供給側テー
プリール３に一端側から巻装された磁気テープ１
がテープガイド３１からテンシヨンピン１９を通
じてテープガイド３３に案内されている。

そこで、磁気テープ１の順方向走行時に、テン
シヨンピン１９とガイドピン３３との間の磁気テ
ープ１のテープテンシヨンをT₁、ガイドピン３
１とテンシヨンピン１９との間の磁気テープ１の
テープテンシヨンをT₂とすると、上記テープテ
ンシヨンT₂は、 T₂＝T₁・e^-〓²〓² ………第１式 なる第１式にて表すことができる。なお、第１式
において、μ₂、θ₂はテンシヨンピン１９と磁気テ
ープ１との摩擦係数および巻付角である。

上記各テープテンシヨンT₁，T₂により上記テ
ンシヨンピン１９には、 F_F′＝T₁＋T₂ なる合成力F_F′の上記線分_{2 3}に対する垂線方向
成分の力F_Fが支点O₂を中心とするテンシヨンア
ーム１５の回転モーメントに寄与する力として与
えられることになる。上記力F_Fは、 F_F＝（T₁・cosφ₁＋T₂・cosφ₂）・cosα＝T₁・（cosφ
₁＋e^-〓²〓²・cosφ₂）・cosα………第２式 なる第２式にて表わすことができる。ここで、上
記第２式において、φ₁、φ₂は、T₁およびT₂が
F_F′となす各角度であり、 φ₁＝tan^-1T₂・sinθ₃／T₁＋T₂＋cosθ₃＝tan^-
1sinθ₃／e〓²〓²＋cosθ₃………第３式 φ₂＝tan^-1T₁・sinθ₃／T₂＋T₁・cosθ₃＝tan^-
1e〓²〓²・sinθ₃／１＋e〓²〓²・cosθ₃………第４式 なる第３式および第４式にて与えられる。また、
αはF_F′が線分_{2 3}と直交する線となす角度であ
る。さらに、第３式および第４式におけるθ₃はθ₂
の補角である。

また、磁気テープ１が逆方向走行される場合に
は、走行開始時におけるテンシヨンピン１９の位
置が順方向走行時と同位置にあるので、上記テン
シヨンピン１９への磁気テープ１の巻付角θ₂およ
び該巻付角θ₂の補角θ₃は、順方向走行時に等し
い。そこで、逆方向走行時におけるテープガイド
３３とテンシヨンピン１９との間の磁気テープ１
のテープテンシヨンをT₁′とし、同じくテンシヨ
ンピン１９とテープガイド３１との間に磁気テー
プ１のテープテンシヨンをT₃とすると、上記テ
ープテンシヨンT₃は、 T₃＝T₁′×e〓²〓² ………第５式 なる第５式にて表すことができる。ここで、順方
向走行時のテープテンシヨンT₁に対して、逆方
向走行時のテープテンシヨンT₁′は、 T₁′＝T₁・ξ ………第６式 なる関係がある。なお、第６式におけるξは比例
定数である。

上記各テープテンシヨンT₁′，T₃によりテンシ
ヨンピン１９には、 F_R′＝T₁′＋T₃ なる合成力がF_R′の上記線分_{2 3}に対する垂直方
向成分の力F_Rが支点O₂を中心とするテンシヨン
アーム１５の回転モーメントに寄与する力として
与えられることになる。

上記力F_Rは、 F_R＝（T₁′・cosφ₃＋T₃・cosφ₄）・cosβ＝T₁・ξ
・（cosφ₃＋e〓²〓²・cosφ₄）×cosβ………第７式 なる第７式にて表すことができる。ここで、上記
第７式において、φ₃、φ₄は、T₁′、T₃がF_R′とな
す各角度であり、またβはF_R′が線分_{2 3}と直交
する線となす角度である。

上記角度φ₃は、 φ₃＝tan^-1T₃・sinθ₃／T₁′＋T₃・cosθ₃＝ta
n^-1e〓²〓²・sinθ₃／１＋e〓²〓²・cosθ₃………第８
式 なる第８式にて与えられる。また、上記各角度
φ₁、φ₂、φ₃、φ₄、θ₃の間には、 φ₁＋φ₂＝φ₃＋φ₄＝θ₃ ………第９式 なる第９式で示される関係があり、上記第４式お
よび第８式から、 φ₂＝φ₃ ………第10式 ∴φ₁＝φ₄ ………第11式 なる関係がある。また、上記角度βは、 β＝α＋φ₁−φ₂ ………第12式 なる第12式にて与えられる。

そこで、上記第７式は、第10式、第11式および
第12式を代入することによつて、 F_R＝T₁・ξ・（cosφ₂＋e〓²〓²・cosφ₁） ×cos（α＋φ₁−φ₂） ………第13式 なる第13式に変形することができる。

さらに、供給側テープリール３の装着されてい
るリール台６の回転中心O₁におけるモーメント
の釣合いは、 T_o・Ｒ＝Ｑ・ｒ ………第14式 なる条件下において保たれる。上記第14式におい
て、Ｒは磁気テープ１の巻径／２、ｒはリール台
６の半径である。またT_oは供給側リール３をガ
イドピン３１との間の磁気テープ１のテープテン
シヨンであり、 T_o＝T₁・e^-〓²〓²・e^-〓ⁿ〓ⁿ ………第15式 なる第15式で与えられる。上記μ_o、θ_oはガイドピ
ン３１と磁気テープ１との摩擦係数および巻付角
である。さらに、上記Ｑはリール台６に設けたブ
レーキドラム７とブレーキバンド８の摩擦による
ブレーキ力であり、 Ｑ＝Q_B−Q_G＝Q_B（１−e^-〓¹〓¹） ………第16式 なる第16式にて示すことができる。

そこで、上記テンシヨンアーム１５には、線分
O₂O₃上の点a′に上記第14式、第15式および第16
式から求められる。

Q_B＝T₁・e^-〓²〓²・e^-〓ⁿ〓ⁿ／１−e^-〓¹〓¹・Ｒ／ｒ…
……第17式 なる第17式で示される力Q_Bが与えられている。
また、上記線分_{2 3}上の点b′にはコイルスプリ
ング２３によりＰなる弾性力が与えられているの
で、磁気テープ１の順方向走行時にメカニカルテ
ンシヨンレギユレータが成立している状態でテン
シヨンアーム１５の支点O₃でのモーメントの釣
合いは、 Ｐ・ｂ＝Q_B・ａ＋F_F＋ｃ ………第18式 なる条件下において保たれる。なお、上記第18式
において、ａは線分₃′の長さ、ｂは₃′の長
さ、ｃは線分_{3 2}の長さである。

従つて、磁気テープ１の走行方向を順方向から
逆方向に切換える際にテンシヨンピン１９に与え
られる力F_Rによつて自動的にテンシヨンアーム
１５を移動させるには、 Ｐ・ｂ＝Q_B・ａ＋F_F・ｃ＜F_Rｃ Q_B（ａ／ｃ）＋F_F＜F_R ………第19式 なる第19式の不等式を成立させるようにすれば良
い。上記第19式は、第２式で与えられるF_F、第
７式で与えられるF_Rおよび第17式で与えられる
Q_Bを代入するとともに、 Ｋ＝e〓²〓² ｋ＝e〓ⁿ〓ⁿ／１−e^-〓¹〓¹・Ｒ／ｒ・ａ／ｃ と置くことにより、 ｋ＋（Ｋ・cosφ₁＋cosφ₂）・cosα＜ξ・Ｋ・（Ｋ・c
osφ₁＋cosφ₂）・cos（α＋φ₁−φ₂）………第20式 なる第20式に変形することができる。

この第20式を整理すると （Ｋ・cosφ₁＋cosφ₂）・｛ξ・Ｋ・cos（α ＋φ₁−φ₂）−cosα｝＞ｋ ………第21式 なる第21式が得られる。

上記Ｋを示す式において、μ₂は磁気テープ１お
よびテンシヨンピン１９を定めることによつて一
義的に決定され、θ₂はテープパスの設計上前もつ
て決められるのでe〓²〓²は定数となり、Ｋは定数で
ある。また、φ₁、φ₂も上記第３式および第４式
によつて与えられる。さらに、テープパスの設計
上からe〓ⁿ〓ⁿが定まるとともに、テンシヨンレギユ
レータのブレーキ性能から諸定数e〓¹〓¹、ｒ、ａ、
ｃが決まるので、上記ｋは磁気テープ１の巻径／
２なるＲの関数となつている。従つて、角度αす
なわちテープテンシヨンT₁，T₂の合成力F′_Fの方
向に対する線分_{2 3}の角度γを第21式がＲの全
範囲に亘つて成立するように決定すれば、磁気テ
ープ１の逆方向走行時に自動的にテンシヨンアー
ム１５を移動してブレーキバンド８をブレーキド
ラム７から離すことができる。

例えば、上述の実施例において、具体的な数値
例について上記第21式よりｋを求めると、 φ₁＝25゜ φ₂＝45゜ α＝40゜ θ₁＝180゜ θ₂＝110゜ ｒ＝15mm ａ＝９mm ｃ＝55mm μ₁＝0.2 μ₂＝0.3 e〓ⁿ〓ⁿ＝2.325 ξ＝１ とすれば、 ｋ＝e^-〓ⁿ〓ⁿ／１−e^-〓¹〓¹・Ｒ／ｒ・ａ／ｃ＝1.006
×10^-2×Ｒ となる。そして、磁気テープ１の巻半径Ｒが最大
で35mmとすれ、上記ｋは0.3521となる。また、上
記第２式における左辺の値は、 （Ｋ・cosφ₁＋cosφ₂）・｛ξ・Ｋ・cos（α ＋φ₁−φ₂）−cosα｝＝2.1001 となる。従つて上述の実施例では、第21式の不等
式が成立し、磁気テープ１の走行方向に応じてテ
ンシヨン制御の動作を自動的に切換ることができ
る。すなわち、リールモータを駆動して磁気テー
プ１を逆方向走行させるだけで、自動的にブレー
キバンド８をブレーキドラム７から離すことがで
きる。上記走行方向の切換動作とテンシヨンアア
ーム１５の移動動作との間には、メカニカルデイ
レーが介在していないので応答性に優れている。
しかも、上記テンシヨンアーム１５の移動動作に
は、プランジヤやリンク機構等の複雑な機構部品
を必要としない。

上述の実施例の説明から明らかなように、本発
明によれば、テープの走行方向に応じてテンシヨ
ン制御の動作状態を自動的に且つ優れた応答性に
て切換えることができるテープテンシヨン制御装
置を、極めて簡単な構成にて提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は本発明を適用し
て構成したビデオテープレコーダの一実施例の要
部の構成を示す各概略平面図であり、第１図は磁
気テープのアンローデイング状態を示し、第２図
は磁気テープの順方向走行状態を示し、第３図は
磁気テープの逆方向走行状態を示している。第４
図は上記実施例に適用した本発明に係るテープテ
ンシヨン制御装置の原理的な構成および動作を説
明するための説明図である。 １……磁気テープ、３……テープリール、６…
…リール台、７……ブレーキドラム、８……ブレ
ーキバンド、１５……テンシヨンアーム、１９…
…テンシヨンピン、２３……コイルスプリング、
O₁……リール台の回転中心、O₂……テンシヨン
ピンの中心、O₃……テンシヨンアームの支点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テープを巻装したテープリールの装着される
   リール台にブレーキ力を与えるブレーキ手段とテ
   ープテンシヨンを検出するテンシヨン検出手段と
   を関連動作させてテープテンシヨンの制御を行う
   テープテンシヨン制御装置において、 一端が回転軸上に回転自在に取り付けられ、他
   端部にテープをガイドするテープガイド部を有す
   るテンシヨンアームと、上記テンシヨンアームの
   回転軸から距離ｂの位置において、上記テンシヨ
   ンアームをテープに接触させる方向にＰなる力で
   付勢する付勢手段と、一端が固定され他端部が上
   記テンシヨンアームの回転軸より距離ａの位置に
   取り付けられ、上記テンシヨンアームのテープ方
   向への回動により摺接部が上記リール台に摺接し
   て制動力を与えるバンドブレーキとを有し、 上記回転軸から距離ｃの位置に取り付けられた
   上記テープガイド部に巻き付けられたテープが順
   方向に走行する時に上記テンシヨンアームを回動
   させる力をF_Fとし、逆方向走行時に発生する力
   をF_Rとし、上記バンドブレーキを効かせるとき
   に上記バンドブレーキの他端部に生じる上記テン
   シヨンアームをテープから遠ざける方向に回転さ
   せる力をQ_Bとして、 Ｐ・ｂ＝Q_B・ａ＋F_F・Ｃ＜F_R・ｃ Q_B・（ａ／ｃ）＋F_F＜F_R の両不等式を満たすように設定して、テープの順
   方向走行時には上記テンシヨン検出手段により検
   出されるテープテンシヨンに応じたブレーキ力を
   上記リール台に与えて該テープテンシヨンを一定
   に保持し、テープの逆方向走行時には上記テンシ
   ヨン検出手段により検出されるテープテンシヨン
   により自動的に上記ブレーキ手段を不動作状態に
   切換えるようにしたことを特徴とするテープテン
   シヨン制御装置。