KR0145030B1

KR0145030B1 - 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동샤프트 장치 및 자기 테이프 릴 구동장치

Info

Publication number: KR0145030B1
Application number: KR1019940010185A
Authority: KR
Inventors: 알. 알브레히트 토마스; 하워드 이튼 제임스
Original assignee: 윌리암 티. 엘리스; 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1998-07-15
Also published as: JPH0714252A; CN1151502C; CN1104362A; EP0630009A3; EP0630009A2; JP2843757B2; US5490020A; US5625510A; KR950001672A; TW245792B

Abstract

자기 테이프 카세트를 구동하기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축변형 강성을 갖는 가요성 구동축 장치가 제공되며, 상기 가요성 구동축 장치는 서로 반대편에 위치한 단부를 갖는 구동축과, 자기 테이프 카세트의 결합 장치와, 한 쌍의 가요성 다이어프램을 구비한다. 한 장치가 구동축 한 단부 및 상기 가요성 다이어프램 중 하나와 연결되며 또한 모터와 연결되어, 상기 가요성 다이어프램을 통해 비틀림 힘을 상기 구동축으로 전달한다. 다른 장치가 상기 구동축의 다른 단부와, 다른 가요성 다이어프램 및 상기 테이프 카세트 결합장치와 연결되어, 비틀림 힘을 상기 가요성 다이어프램을 통해 상기 구동축에서 상기 테이프 카세트 결합장치로 전달한다. 상기 다이어프램의 중심이 외측 구동 지점에 대하여 축방향으로 이동함에 따라 상기 다이어프램의 비틀림 강성이 빠르게 열화되고, 또한 상기 다이어프램은 너무 민감하여 스러스트 부하를 다룰 수 없기 때문에, 어떤 장치가 각각의 비틀림 힘 전달 장치에 작동가능하게 연결되어, 상기 구동 장치의 회전축선을 따라 가해지는 스러스트 부하를 전달한다. 이러한 구조에 의하면, 상기 구동장치는 자기 테이프 카세트와 상기 구동장치의 오정렬을 용이하게 맞출 수 있어 회전력을 확실하게 전달할 수 있다.

Description

높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동 샤프트 장치 및 자기 테이프 릴 구동장치

제1도는 배경정보를 제공하는 개략도

제2도는 구동장치와 릴 축 사이의 편심 문제를 해결하기 위한 본 발명의 원리를 설명하는 개략도

제3도는 본 발명의 실시예를 도시한 개략도

제4도는 구동 장치의 가용성 조인트의 한 실시예를 도시한 개략도

제5도는 구동 장치의 조인트용으로 사용되는 가요성 다이어프램의 한 실시예를 상세하게 도시한 평면도

제6도는 가요성 다이어프램의 설계변수를 설명하기 위해, 자기 테이프 릴과 결합한 구동 장치의 개략도

제7도는 가요성 구동 장치의 측면도

제8도는 가요성 샤프트 구동 장치의 사시도

제9도는 구동장치의 세부를 나타내기 위하여, 제8도의 IX 평면을 따라 부분 절단하여 도시한 가요성 샤프트 구동 장치의 사시도

제10도는 가요성 다이어프램의 변형 각도를 제한하기 위한 정지장치의 일형태를 도시한 개략도

제11도는 가요성 다이어프램의 변형 각도를 제한하기 위한 정지장치의 다른형태를 도시하는 분해도

제12도는 제11도의 XII-XII 면을 바라본 도면

제13도는 제11도의 XIII-XIII 면을 바라본 도면

제14도는 모터의 중공축을 구동 샤프트 주위에 설치하여 구동 장치의 길이를 초소화한 본 발명의 다른 실시예의 개략도

제15도는 테이프 카세트 수납부와, 한 쌍의 구동 샤프트 장치와, 상기 구동 샤프트 장치를 릴 축에 대하여 전진 및 후퇴시키는 장치를 구비한 테이프 구동 시스템의 개략도

제16도는 제15도의 상면의 개략도

제17도는 자기 테이프 카세트가 다양한 재생 및/또는 기록 기능으로 동작하게 하기 위한 예시적인 시스템의 블록도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

22:릴 24,32:스파이더 기어

28:모터 40:가요성 구동 샤프트 장치

46:구동 샤프트 조립체 54,56:다이어프램

64,68:요크 72,74:볼 (볼 부분)

본 발명은 자기테이프나 디스크 또는 비디오 디스크와 같은 기록 매체(recordable media)를 회전시키기 위한 높은 비틀림 강성 (high torsional stiffness) 및 낮은 축방향 변형 강성(low axial deflection stiffness)을 갖는 가요성 구동 샤프트 시스템(flexible drive shaft system)에 관한 것이다.

테이프 구동 장치에 있어서, 구동 모터를 하나 또는 그 이상의 테이프 릴에 결합하는 것은 적어도 3가지의 방법이 있다. 편심 구동(off-center drive)의 일반적인 문제는 모든 경우에 존재하지만, 상이한 방법으로 처리되고 있다. 제1의 방법은 벨트 구동을 사용하는 데이타 카트리지(data cartridge)이다. 카트리지 내부의 벨트는 편심 구동 문제를 해결하는 것 이외에도 다른 기능을 갖지만, 그런데도 편심 구동 문제를 해결하는 한가지 방법이 될 수 있다. 제2의 방법은 모든 오디오 및 비디오 카세트 시스템에 사용하는 것으로, 테이프 릴이 카트리지 내부에서 부동(float)되게 하는 것이다. 이러한 시스템의 테이프 릴은 카트리지에 견고하게 부착된 축(axes) 상에서 회전하지 않는다. 상기 테이프 릴은 소정의 범위 내에서 이동하여 구동 축과 정렬한다. 통상, 상기 결합 방법은 스파이더 기어(spider gears)와 같은 어떤 종류의 자동 조심 장치(self-centering device)를 구비하거나, 또는 테이프 릴이 (오디오 및 비디오 테이프 카세트를) 약간 흔들리게 할 수 있다. 제3의 방법은 테이프 릴을 카세트 하우징(cassette housing)에 견고하게 접속된 축상에서 회전시키고, 또 구동 샤프트의 축선을 카세트 릴과 맞추어 주는 것이다. 이러한 종류의 시스템이 갖는 장점은 정밀한 테이프 경로를 완전히 카세트 내부에 규정할 수 있어서, 우수한 안내를 제공할 수 있고, 파편의 발생(debris generation)을 적게 할 수 있다는 점 등이다. 상기 제1의 방법은 또한 테이프 경로를 카세트 내부에 규정할 수 있다.

제3의 방법에 있어서, 각각의 릴은 꼭 맞게 끼우도록 설계한 베어링을 갖는 축을 구비한다. 그러나 테이프 구동 기구[테이프 구동기(tape drive)]가 축과 정열되지 않은 경우에는, 이 축은 약간 요동(rock)할 것이다. 이러한 요동 운동은 테이프 경로의 신뢰도가 저하되는 결과를 초래하게 되어, 자기 테이프의 기록 또는 재생 품질을 저하시킨다.

약간의 자기 테이프 카세트는 각각의 릴 축에 접속된 기어를 갖는다. 유사한 방법으로, 테이프 구동기는 한 쌍의 구동 기어를 구비하며, 각각의 구동 기어는 각 릴 축 기어와 맛물려서, 테이프 구동 기능을 수행하게 된다. 테이프 성능의 품질이 저하되는 것 이외에도, 구동 시스템과 릴 축 사이에 오정렬(misalignment)이 있게 되면, 기어의 부적절한 물림이 일어나게 된다. 이러한 부적절한 기어 물림이 있으면, 기어의 마모가 생기고, 파편이 발생하여 시스템의 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 편심 구동의 문제는 일반적인 기계적 문제이며, 종래의 기술에는 많은 해결책이 있다. 예를 들면, 자동차 구동 트레인 (automobile drive trains)에서는 한 쌍의 유니버셜 조인트와 신축형 조인트(telescoping joint)를 사용하여, 이 문제를 해결한다. 농업용 기계 및 다른 중기계는 통상 탄성 조인트를 사용하여 편심을 조절한다. 정밀 장비에서는 종종 벨로스 커플링(bellows couplings), 올덤 커플링(Oldham couplings), 및 스파이더 커플링 (spider couplings)을 채용한다. 이러한 종래의 기술로는 카세트 편심 구동의 문제를 해결할 수 없다. 자기 테이프 카세트의 테이프 구동기는 비틀림 강성이 높고 축방향 변형 강성이 낮아야 하며, 또 스러스트 하중(thrust load)을 지지할 수 있어야 한다. 비틀림 강성이 높아야 하는 것은 카세트 릴을 회전시키기 위해 필요하고, 축방향 변형 강성이 낮아야 하는 것은 릴 축에 티핑 토크(tipping torque)를 가하는 것을 방지하기 위해 필요하다. 티핑 토크가 너무 크면, 릴이 앞뒤로 요동한다. 어려운 문제는 축방향 변형 강성을 낮게 하는 것과 동시에, 구동 결합을 이루는 데에 필요한 스러스트 하중을 지지하는 것이다. 테이프 구동기는 또한 낮은 항력(low drag)으로 일정한 속도를 전달해야 한다. 이것은 자기 매체에 기록하고 재생하기 위하여 신뢰성 있는 테이프 경로를 얻는 데에 필요하다. 또한, 테이프 구동기와 각각의 카세트 구동축간의 정확한 결합은 기어의 마모와 파편의 발생을 최소화하기 위해 필요하다.

자기 테이프 구동기에 관련된 상기 많은 문제점은 자기 또는 비디오 디스크 구동기에도 적용된다. 이들 구동기는 자기 또는 광학 디스크를 수납한다. 이러한 디스크는 통상 디스크를 회전시키기 위해 동력이 부여되는 구동 시스템의 그래베테(grabette)와 결합하는 중앙 개구를 구비한다. 디스크 구동기와 디스크의 중심축간의 정렬은 어떤 재생 또는 기록 경로에 영향을 주게 되는 어떠한 요동운동을 방지하기 위해 필요하다.

본 발명은 종래 기술의 기록 매체 구동기에 관련한 상기 문제점을 해결하는데 있으며, 이러한 종래 기술의 문제점은 구동 샤프트와 기록 매체의 릴간에 축선의 오정렬이 존재하더라도, 이송 기능(탐색 또는 감기/되감기와 같은 기능) 및 재생 또는 기록 동작을 위하여 기록 매체를 확실하게 회전시키는 가요성 구동 샤프트 장치를 제공하는 것에 의하여 해결된다. 상기 문제점은, 카세트 하우징에 고정된 축상에 장착된 한쌍의 릴을 구비하는 자기 테이프 카세트에서 특히 문제로 된다. 본 발명은 요소들의 독특한 조합체를 제공하는 것에 의하여 테이프 구동기와 카세트 릴 축 사이에 존재하는 편심 문제를 해결한다. 이 조합체는 회전축선을 따라 대향하는 구동 단부(opposite drive ends)를 갖는 구동 샤프트와, 회전축을 갖는 기어와 같은 결합 장치와, 한 쌍의 가요성 다이어프램(flexible diaphragms)을 구비한다. 본 발명의 중요한 특징은 이들 여러 가지 부품들을 서로 결합하여, 본 발명의 중요한 결합 장치를 구현하는데 있다. 한 셋트의 부품은 구동 샤프트의 한 단부에 접속되고, 또 가요성 다이어프램 중 제1 다이어프램에 접속되며, 또한 모터같은 회전 동력원에 접속될 수 있다. 이러한 셋트의 접속부품의 특징은 비틀림 힘(torsional force)을 제1 가요성 다이어프램을 통해 모터로부터 구동 샤프트로 전달한다는 것이다. 다른 셋트의 부품은 구동 샤프트의 다른 단부와, 가요성 다이어프램 중 제2 다이어프램과 상기 기어같은 결합 장치에 접속된다. 이러한 셋트의 부품은 비틀림힘을 제2 가요성 다이어프램을 통해 구동 샤프트로부터 결합 장치로 전달한다. 이러한 점에서, 가요성 다이어프램이 본 발명의 중요한 요소임을 알 수 있는데, 그 이유는 각각의 다이어프램이 그 자체로 기록 매체의 구동에 필요한 비틀림 힘을 전달하기 때문이다. 본 발명은 이들 가요성 다이어프램을 독특하게 구성하였으므로, 상기 가요성 다이어프램은 축선 편심에 대해 용이하게 벼형할 것이고, 또한 기록 매체를 회전시키기 위한 토크를 전달하는 높은 비틀림 강성을 가질 것이다. 다이어프램의 중심이 외부의 부착점의 평면 밖으로 이동하게 되면, 비틀림 강성은 급속하게 저하된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 축방향 스러스트 하중을 전달하고 그리고 다이어프램의 중심을 외부의 부착점의 평면내에 유지시키기 위해 각각의 다이어프램에 연관된 독특한 장치를 제공한다.

본 발명의 목적은 용이하고 신뢰성 있게 변형되어 구동 시스템과 구동될 물체간의 오정렬 또는 축선 편심(axes offset)에 적응할 수 있는 가요성 구동 샤프트 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기록 매체를 확실하게 회전시키기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구도 샤프트 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 테이프 구동기의 축과 어떠한 릴 축이 편심된다 하더라도, 자기 테이프 카세트 릴을 확실하게 구동하게 되는 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동 샤프트 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기록 매체를 재생 및/또는 기록하기 위한 신뢰성 있는 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가요성 구동 시스템에 사용할 수도 있는 독특한 가요성 다이어프램을 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적과 다른 목적은 다음의 상세한 설명과 도면을 참조하면 잘 이해할 수 있을 것이다.

첨부한 도면은, 공지의 자기적 또는 광학적 방법에 의해 정보를 통상 테이프에 기록하고 테이프에서 판독하는 자기 테이프 장치에 적용하는 것으로서 본 발명을 도시한다. 이러한 테이프는 개개의 릴에 감겨 있으며, 카세트(cassette) 또는 카트리지(cartridge)로 알려져 있는 단일 또는 이중 릴 유형의 테이프 콘테이너(tape container)에 수납되어 있다. 카트리지 및 테이프 구동기에 의해 임의 유형의 테이프에 대하여 규정된 테이프 경로는 테이프 헤드(tape head)를 구비하는데, 이 테이프 헤드는 테이프에 근접하여 있고, 테이프에 기록 및/또는 테이프에서 판독하는 하나 또는 rm 이상의 변환기 소자(transducer elements)를 갖는다. 테이프는 테이프 콘테이너내에 있는 릴의 회전제 의하여 테이프 헤드를 지나도록 구동된다.

도면을 참조하면, 여러 도면을 통하여 동일한 참조부호는 동일한 또는 유사한 부품들을 가리킨다. 제1도에는 테이프 릴(22)을 구동하는 장치(20)가 도시되어 있다. 테이프 구동 장치(20)는 모터(28)의 출력 샤프트(26)에 접속된 스파이더 기어(24)를 구비한다. 이 출력 샤프트(26)는 회전축선(30)을 갖는다. 테이프 릴은 스파이더 기어(spider gear)(32)를 구비하며, 카세트 하우징(38)에 접속된 축(36)에 의하여 축선(34)을 중심으로 회전하도록 장착되어 있다. 제1도에서 알 수 있는 바와 같이, 모터 샤프트의 축선(30)과 릴의 축선(34)은 어긋나 있다. 이러한 이유로, 각 스파이더 기어(24,32)는 적절하게 결합하지 못한다. 그결과, 테이프 릴(22)이 축선(34) 상에서 요동하며, 기어 사이에 마모가 생긴다. 이것은 고성능 시스템에서는 허용될 수 없다.

제2도는 모터의 축선(30)과 릴의 축선(34) 사이에 횡방향 편심(lateral offset)이 있는 경우에 구동 샤프트 장치를 정렬하는 본 발명의 원리를 도시한다. 이것은 모터 샤프트(26)와 스파이더 기어(24)를 상호접속하는 가요성 구동 조립체(40)를 제공함으로써 달성된다. 이 가용성 구동 조립체(40)는 구동 샤프트 조립체(46)의 한 단부와 모터 샤프트(26)를 상호접속하고 또 구동 샤프트 조립체(46)의 다른 단부와 스파이더 기어(24)를 상호접속하는 한 쌍의 갸요성 조인트(flexible joints)(42,44)를 구비한다. 구동 샤프트 조립체(46)에는 또한 신축형 조인트(telescoping joint)(48)를 설치할 수도 있다. 조인트(42,44)의 가요성으로 인하여, 릴의 축선(34)이 모터 샤프트의 축선(30)으로부터 편심된다 하더라도, 구동 조립체(40)는 릴의 축선(34)과 바로 정렬될 것이다.

제3도는 본 발명의 세부를 도시한 다른 개략도이다. 도시한 바와 같이, 가요성 구동 조립체(40)는 대향하는 구동 단부(50,52)를 갖는 구동 샤프트 조립체(46)를 구비한다. 한 쌍의 가요성 다이어프램(54,56)이 설치될 수도 있으며, 각각의 다이어프램은 이후에 상세히 도시되는 바와 같이 대향하는 실질적으로 평탄한 측면을 갖는다. 이들 다이어프램은 굽힘이 없는 경우에는 평탄하다. 본 발명은 각각의 다이어프램(54,56)을 각 샤프트의 단부(50,52)에 접속하는 것을 제공하며, 각 다이어프램의 평탄한 측면은 각각의 횡방향 평면 내로 연장되며, 각각의 횡방향 평면은 구동 샤프트(26)의 회전축선(30)에 대하여 실질적으로 수직이다. 샤프트의 하측 단부(50)를 다이어프램(54)에 접속하는 기구는 볼트(60)에 의해 다이어프램에 체결된 허브(hub)(58)를 구비한다. 샤프트의 다른 단부(52)를 다이어프램(56)에 접속하는 기구는 볼트(63)에 의해 다이어프램(56)에 체결된 허브(62)를 구비한다.

가요성 구동 샤프트 장치의 스파이더 기어(24)는 자기 테이프 릴(22)의 스파이더 기어(32)와 맞물린다. 본 발명은 스파이더 기어(24)를 구동 샤프트의 단부(52)와 반대의 위치에 있는 가요성 다이어프램(56)에 접속시키는 것을 제공한다. 이 접속부는 볼트(66)와 같은 어떤 적절한 수단에 의하여, 외측 단부들이 외측의 위치에서 가요성 다이어프램에 접속된 요크(yoke)(64)를 구비한다. 상기 요크(64)는 이후에 더 상세히 설명하겠다. 구동 장치(40)의 동력 수단은 출력 요소를 갖는 모터에 의해 제공되는데, 상기 출력 요소는 모터 샤프트(26)일 수도 있다. 본 발명은 모터 샤프트(26)를 다른 가요성 다이어프램(54) 에 접속하는 것을 제공한다. 이 접속부는 전술한 요크(64)와 동일한 다른 요크(68)를 구비하며, 상기 요크(68)의 외측 단부들은 볼트(70)같은 어떤 적절한 수단에 의하여 외측 위치에서 가요성 다이어프램(54) 에 고정된다.

허브(58)와 요크(68)를 가요성 다이어프램(54) 에 조합하여 접속하는 것에 의하여, 비틀림 힘을 가용성 다이어프램(54)을 통해 모터(28)로부터 구동 샤프트 조립체(46)에 전달해 줄 수 있다. 유사한 방법으로, 허브(62)와 요크(64)를 가요성 다이어프램(56) 에 조합하여 접속하는 것에 의하여, 비틀림 힘을 가요성 다이어프램(56)을 통해 구동 샤프트 조립체(46)로부터 스파이더 기어(24)로 전달해 준다. 상기 다이어프램(54,56)은 매우 얇게 설계되며, 이하에서 더 상세히 설명하겠다. 다이어프램의 두께가 얇으면, 소망의 정도로 굽혀져서 축선(30,34)의 오정렬(편심)(misalignment)을 흡수할 수 있다. 그러나, 다이어프램의 얇은 구조로 인하여 가요성 다이어프램은 특히 모터 샤프트(26), 구동 샤프트 조립체(46) 및 스파이더 기어(24)의 회전축선을 따라 가해지는 축방향 힘에 취약하다(제2도 참조). 이러한 문제를 해결하기 위하여, 각각의 가요성 조인트(42,44)에는 위에서 설명한 모든 회전축선을 따라 가해지는 스러스트 하중을 전달하기 위한 수단이 마련되어 있다. 스러스트 하중은 한 쌍의 구형 볼 또는 볼 부분(72,74)에 의해 전달되고, 각 볼의 평탄한 부분이 중심에서 에폭시 접착과 같은 어떤 적합한 수단으로 각 요크(68,64)내에 접속되는 것이 바람직하다. 각 볼(72,74)의 둥근 부분은 허브(58,62)를 통해 각 샤프트의 단부(50,52)와 결합되어, 축방향 하중을 모터 샤프트(26)로부터 구동 샤프트 조립체(46)로 전달한 다음, 구동 샤프트 조립체(46)로부터 요크(64) 및 스파이더 기어(24)의 조합체로 전달한다. 이러한 배열에 의하면, 각각의 가요성 다이어프램(54,56)상에 작용하는 축방향 응력이 완화된다.

제3도는 또한 구동 샤프트 조립체의 단부(50,52) 사이의 거리를 확장하거나 길게 하기 위해 신축작용을 하는 본 발명의 예시적인 구동 샤프트 조립체(46)를 개략적으로 도시한다. 신축작용은 중공 실린더(78) 내에서 미끄럼 가능하게 왕복운동하는 로드(76)에 의해서 행해진다. 이 로드(76)는 허브(58)에 고정되며, 중공 실린더(78)는 허브(62)에 고정된다. 로드(76)는 중공 실린더(78)의 슬롯(82) 내에서 이동하는 횡방향으로 연장된 핀(80)을 구비한다. 중공 실린더(78)는 외측으로 연장된 환상의 플랜지(84)를 구비할 수도 있다. 압축 스프링(85)이 플랜지(84)와 허브(58) 사이에 위치되어, 구동 샤프트의 스파이더 기어(24)를 가압하여 릴의 스파이더 기어(22)와 결합되게 할 수도 있다. 이러한 신축형 기구에 의하면, 가용성 구동 조립체(40)는 필요한 스러스트 하중을 가하여, 스파이더 기어(24,32) 사이에 적절한 구동결합을 제공할 수 있다. 구동 샤프트의 스파이더 기어(24)를 릴의 스파이더 기어(32)로부터 분리하기 위하여, 후퇴용 조립체를 신축형 구동 샤프트 조립체(46)에 작동가능하게 접속하여, 선택적으로 압축 스프링을 이기고 스파이더 기어(24)를 모터(28) 쪽으로 밀게 할 수도 있다. 이러한 후퇴용 조립체는 플랜지(84) 위에서 중공 실린더(78)의 주위에 끼워진 요크(86)를 구비한다. 이 요크(86)는 샤프트(90)에 의하여 종방향의 솔레노이드(88)에 접속된니다. 종방향의 솔레노이드(88)가 작동하면, 요크(86)는 하측으로 이동하여 플랜지(84)를 밀어서, 구동 샤프트의 스파이더 기어(24)를 릴의 스파이더 기어(32)로부터 떨어지게 한다.

제4도는 가요성 조인트 중 하나를 단순화시킨 개략도이며, 모터 샤프트(26)가 요크(68)에 접속되고, 이어서 요크는 다이어프램(54)에 접속되며, 이 다이어프램은 구동 샤프트 조립체(46)에 접속된 것을 도시하고 있다. 이 도면으로부터 샤프트(26,46)의 축선의 오정렬이 가요성 다이어프램(54)의 변형에 의하여 완전히 흡수되는 방법을 알 수 있을 것이다. 제3도는 또한 이들 샤프트를 따라 작용하는 축방향 하중이 다이어프램에 어떻게 손상을 입히는지를 도시하고 있다. 이것은 구동 샤프트조립체(46)의 하측 단부(50)상에서 구름 작용을 하도록 요크(68)의 중심에 고정된 볼 부분(ball portion) 에 의해서 해결된다. 이러한 구름 작용은 실제로 구동 샤프트 조립체(46)의 단부(50)를 형성하는 허브(58)위에서 이루어진다. 볼(72)의 구형 부분이 가요성 다이어프램(54)의 두 평탄한 측면 사이의 중간 평면과 실질적으로 동일 평면상에 있는 평면에서 샤프트 단부(50)와 결합하는 것이 중요하다. 제4도에 이러한 구조가 도시되어 있으며, 다이어프램(54)은 굵은 선으로 표시되어 있다. 이러한 구조에 의하면, 가요성 다이어프램(54)이 샤프트(26,46)간의 축선 오정렬로 인하여 변형된다 하더라도, 볼(72)과 샤프트 단부(50)사이에는 구름 작용만이 있다. 이 평면이 가요성 다이어프램(54)의 위 또는 아래에 있으면, 볼 부분(72)과 샤프트 단부(50) 사이에 바람직스럽지 못한 마찰 작용이 일어나 마모와 파편 발생을 초래하게 된다. 동일한 구조를 가요성 다이어프램(56)에 대해 다른 볼(74)과 샤프트 단부(52)에 적용할 수 있다(제3도 참조).

제5도는 가요성 다이어프램(54,56)중 하나를 평면도로 도시한 것이다. 설명의 목적상 참조 부호(54)를 사용하지만, 이러한 설명은 가요성 다이어프램 모두에 적용할 수 있다. 제5도에 도시된 바와 같이, 다이어프램(54)은 실질적으로 평탄하고, 중심축(92)을 갖는 대체로 원형요소로 되어 있다. 가요성 다이어프램(54)은 볼 부분(72)(제4도 참조)이 샤프트 단부(50)와 직접 결합할 수 있도록 중심축(92)에 대해 중앙 개구(94)를 갖는다. 다이어프램(54)은 중앙 개구(94)의 주위에 적어도 두 쌍의 활모양 개구(arcuate apertures)(96,98)를 구비하며, 각쌍의 개구의 원호 길이는 실질적으로 동일하다. 한 쌍의 개구(98)는 내측 원을 따라 연장되며, 다른 쌍의 개구(96)는 외측 원을 따라 연장된다. 두쌍의 원은 중심축(92)을 중심으로 서로 동심원을 이룬다. 또한, 각 쌍의 개구는 중심축(92)에 대해 대칭으로 되어, 각 쌍의 개구의 원호 길이를 이동분하는 각 대칭축(100,102)을 규정한다. 제5도에 도시한 바와 같이, 이들 대칭축(100,102)은 중심축(92)을 중심으로 서로 90°를 이루고 있다. 다이어프램(54)은 한 쌍의 장착 개구(104)를 구비하며, 상기 장착 개구(104)는 외측 쌍의 개구(96)의 외측에서 외측 쌍의 개구(96)의 대칭축(102)을 따라서 중심축(92)으로부터 반대의 직경방향에 위치한다. 상기 다이어프램은 중앙 개구(94)와 내측 쌍의 개구(98) 사이에 다수의 장착 개구(106)를 더 포함한다. 장착 개구(104)는 볼트(70,66)의 통로일 수도 있으며, 장착 개구(106)는 볼트(60,63)의 통로일 수도 있다. 다이어프램은 두께가 0.002 인치 내지 0.010 인치의 스테인레스 스틸로 제조되는 것이 최적의 비틀림 및 휨 특성을 제공한다는 것을 발견하였다. 몇몇 실시예에서, 다이어프램(54,56) 및 그의 개구는 원형이 아닐 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.

제6도는 소정의 변수가 부여된 스테인레스 스틸 가요성 다이어프램(54)의 최적 두께를 설정하기 위한 예시적인 설계 기준을 도시한 것이다. 가요성 조인트(42,44)는 회전 토크를 릴에 전달하기 위한 비틀림 강성을 갖고 있다. 이 가요성 조인트는 큰 토크를 제공하고, 양호한 장력 제어를 유지하며, 테이프 속도와 장력 서보(tension servo)에 악영향을 미치는 비틀림 진동(torsional vibration)을 제어한다. 제2의 토크는 상이한 방향에 있는 “릴 티핑(reel tipping) 토크이다. 이 티핑 토크는 릴이 소정의 규정된 위치에 정확하게 유지되고 또 사용중 릴의 축상에서 요동하지 않도록 작게 하여야 한다. 이 티핑토크는 커플링이 용이하게 변형되어 축선의 편심을 수용하도록 하는 것에 의하여 최소화된다. 또한, 전체 축방향(스러스트) 하중 및 편심의 양은 티핑 토크에 영향을 미친다. 릴에 작용하는 정미 티핑 토크(net tipping torque)는 다음 3가지 성분의 토크가 있다. 즉: 1) 테이프의 장력(tape tension)으로 인한 토크로, 이 토크는 Nten= T W / 2 (여기서 T=테이프의 장력, W=테이프의 폭임)이고; 2)축방향 편심 스러스트 하중(off axis thrust load)으로 인한 토크로, 이 토크는 Nthr=L h sin θ(여기서 L=스러스트 하중, h=피봇 높이, θ=변형 각도임)이며; 3) 가요성 다이어프램의 굽힘으로 인한 토크로, 이토크는 Nflx=Kθ(여기서 K= 가요성 다이어프램의 변형 토크 상수, θ=변형 각도임)이다. 안정성을 위한 조건은 Nten Nthr + Nflx 이다. 자기 테이프 릴 카세트의 대표적인 수치는, 최대 스러스트 하중(L)이 2N 이고, 최대 변형 각도(θ)는 1.6°이며, 테이프의 폭(W)은 8㎜ 이고, 최대 테이프 장력(T)은 2.5oz 이며, 그리고 피봇 높이(h)는 15㎜ 이다. 안정 조건은 테이프 장력으로 인한 토크가 항상 지배적이어서 릴(22)을 축(36)에 대해 일정한 위치로 가압시키는 것임을 알 수 있다. 상기 변수를 사용하는 경우, 테이프 장력으로 인한 토크가 항상 지배적이어서 릴(22)을 축(36)에 대해 일정한 위치로 가압시키는 것임을 알 수 있다. 상기 변수를 사용하는 경우, 테이프 장력으로 인한 토크는 대략 0.003 N-m 이고, 축방향 편심 하중으로 인한 최대 토크는 0.008 N-m 이다. 직경이 20㎜ 인 가요성 다이어프램에 대하여 다음의 변형 상수를 구하였다. 즉: 1) 0.003 인치 두께의 고강도 스테인레스 스틸에 대하여 0.0001 N-m/도, 그리고 2) 0.005 인치 두께의 고강도 스테인레스 스틸에 대하여 0.0008 N-m/도 이다. 어떤 방향으로도 1.6°의 변형을 허용한다면, 상기 두 얇은 스테인레스 가요성 다이어프램 중 어느 것이든 릴 티핑을 방지하는 데에 적절하다는 것은 분명하다. 최적 조건은 0.005 인치 두께의 재료를 사용하는 것인데, 그 이유는 내구성과 회전 강성이 릴 티핑을 발생시키는 일 없이 최대로 되기 때문이다.

제7도, 제8도 및 제9도에는 본 발명의 추가 세부 사항이 도시되어 있다. 제8도에 도시한 바와같이, 볼트(70)로 외측 링형 개구(96)를 이등분하는 대칭축(102)(제 5 도 참조)을 따라 가요성 다이어프램(54)을 요크(68)에 고정하는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 의하면, 변형이 개구(98)의 대칭축(100)(제5도 참조)을 중심으로 발생되는 경우, 다이어프램(54)의 변형은 개구(96) 사이의 중실 부분(solid portions)(107 )의 변형 저항으로 최적화된다. 변형이 개구(96)의 대칭축(102)(제5도 참조)을 중심으로 발생되는 경우, 비틀림 힘이 개구(96) 사이의 중실 부분(107)으로부터 개구(98) 사이의 중실 부분(108)으로 전달되므로, 다시 양호한 변형 특성을 형성한다. 각 쌍의 개구(96,98) 사이의 중실 부분(107,108)으로 인하여, 가요성 다이어프램(52)이 변형되었다 하더라도 양호한 구동력을 얻을 수 있다. 이것은 가요성 다이어프램(52) 에 대해서도 동일하게 적용된다. 제9도에 도시한 바와 같이 , 볼(72,74)은 부분적인 구형이 아니라 완전한 구형체일 수도 있으며, 또 에폭시 접착과 같은 어떠한 단순한 수단에 의해 각각의 대응 칼라 요홈(109,110) 내에 고정될 수도 있다. 또한 제9도에 도시한 바와 같이, 스파이더 기어(24)는 볼트(112)로 요크(64)에 고정할 수도 있다. 제8도 및 제9도에 도시한 바와 같이, 모터의 출력 샤프트(26)는 슬리브(114) 및 고정나사 또는 핀(116)으로 요크(68)에 고정할 수도 있다. 제7도는 플랜지(84)와 결합되어 있는 요크(86)를 도시한 것이며, 이 요크(86)는 필요에 따라 솔레노이드(88)에 의해 작동되어 스프링(85)을 이기고 스파이더 기어(24)를 후퇴시킬 수 있다. 제8도 및 제9도에는 요크(68)가 다이어프램(54)의 외측 환상링의 단지 일부만을 견고하게 지지하는 반면에, 허브(58)는 다이어프램의 내부 환상부 전체를 견고하게 지지하는 것이 도시되어 있다. 동일한 구조가 다른 가요성 다이어프램(52)에도 적용된다.

제10도 및 제11도는 가요성 다이어프램(54,56)과 구동 샤프트 조립체(46) 사이의 변형 각도를 제한하기 위해 각각의 가요성 조인트(42,44)(제3도 참조)용 정지기구(stopping mechanism)를 개략적으로 도시한 것이다. 제10도에 도시한 바와 같이, 상기 정지기구는 허브(58)에 횡위치로 고정된 플레이트(118)와, 플레이트의 개구(122)를 통하여 연장되고 요크(68) 내에 나사결합되는 볼트(120)를 포함한다. 개구(122)와 볼트(120) 사이에는 간격(clearance)이 제공되어 있으므로, 가요성 다이어프램(54)은 플레이트(118)가 볼트 중 한 볼트의 머리 하부에 결합할 때까지 변형할 수 있다. 이것은 제3도, 제7도 내지 제9도에 도시한 본 발명의 실시예에 적용가능한 정지기구 중 하나이다. 다른 가능한 정지기구는 제11도 내지 제13도에 도시되어 있는데, 이 정지기구에 있어서, 요크(68) 대신에, 슬롯(slots)(126)을 구비한 원형플레이트(124)가 모터 샤프트(26)에 횡방향으로 접속되어 있다 제3도, 제7도 내지 제9도에 도시한 허브(58) 대신에, 플레이트(128)가 로드(76)의 하부에 접속되고, 슬롯(126)내에 돌출되는 후크(hooks)(130)를 구비할 수도 있다. 이 정지기구가 조립될 때, 가요성 다이어프램(54)의 변형이 소정의 지점을 초과하면, 후크(130)중 하나가 플레이트(124)의 하부에 결합하여 변형 각도를 제한한다. 이 후자의 정지기구는 허브(58,62)를 각기 요크(64,68)로 변경하는 경우에도, 이는 여전히 본 발명의 취지의 범위내에 속한다는 것을 나타낸다.

본 발명의 또 다른 실시예가 제14도에 도시되어 있으며, 이 실시예에서, 모터(28)는 중공 샤프트(132)를 구비한다. 부호(68)로 표시된 부재는 가요성 다이어프램(54) 및 볼 부분(72)을 수용하는 환상의 요소일 수도 있으며, 또한 이 환상의 요소는 중공 샤프트(132)의 하부와 접속하기 위한 허브를 형성한다. 구동 샤프트 조립체(46)는 허브(58)에 의해 가요성 다이어프램(54)에 접속되며, 그리고 가요성 다이어프램(52)과의 접속을 위해 중공 모터 샤프트(132)를 통하여 축방향으로 연장된다. 본 발명의 이러한 변형 실시예에 의하면, 가요성 구동 샤프트 장치의 높이가 감소되므로, 한정된 공간 내에서도 작동할 수 있다. 또한, 공간이 제한되는 경우, 모터와 테이프 릴 사이의 공간은 (예를 들면, 제3도에서) 중간의 구동 샤프트 조립체(46)가 적절한 길이를 갖게 하는 데에 불충분할 수도 있다. 중간의 구동 샤프트 조립체가 매우 짧으면, 소정의 편심에 대하여 변형각(θ)(제 6 도)이 보다 긴 중간의 구동 샤프트 조립체에 대한 각도보다 크게 된다. 변형 각(θ)이 크게 되면 2가지 좋지 않은 효과를 일으킨다. 즉 티핑 토크가 증가하고, 다이어프램이 덜 평탄해져서, 다이어프램의 비틀림 강성을 감소시키게 된다. 따라서, 이러한 변형 실시예는 또한 만곡부간의 길이를 보다 길게 하여 변형 각을 감소시키는데 사용될 수 있다.

제15도 내지 제17도는 자기 테이프 카세트와 같은 기록 매체를 작동시키는 시스템에 채용한 본 발명을 도시한 것이다. 이 시스템은 많은 기능, 즉 자기 테이프에 기록 또는 재생, 감기 및 되감기 기능 및 가요성 구동 장치를 자기 테이프 카세트로부터 후퇴시키는 기능과 같은 다수의 기능을 수행한다. 도면에 도시된 바와 같이, 이 시스템은 상부(136)를 절개하여 도시한 캐비넷(cabinet)(134)을 갖는 테이프 구동기를 구비한다. 통상의 수납기구(138)가 자기 테이프 카세트(140)를 수납하기 위해 캐비넷(134)내에 장착되어 있다. 상기 카세트는 테이프 릴에 접속된 상기한 스파이더 기어(32)를 구비한다. 본 발명에 따르면, 스파이더 기어(24)는 한 쌍의 이격된 가요성 구동 조립체(40)에 접속되고, 스파이더 기어(32)와 결합되어 카세트(140)내의 테이프를 구동한다. 모터(28) 및 솔레노이드(88)는 제15도에 도시된 바와 같이 캐비넷의 하부에 고정할 수도 있다. 모터(28)에는 온,오프 및 변속 모드가 제공되어 있다. 제17도에 도시한 바와 같이, 콘트롤러(controller)(141)가 모터(28)에 접속되어 이러한 모드를 제어한다. 또한, 콘트롤러는 솔레노이드(88)에 접속되어 가요성 구동 샤프트 스파이더 기어(24)를 자기 테이프 카세트 스파이더 기어(32)로부터 후퇴시키는 것을 제어할 수도 있다. 제16도 및 제17도에 도시한 바와 같이, 판독/기록 변환 헤드(read/write transducer head)(142)가 카세트(140)의 자기 테이프에 대하여 통상의 동작을 하도록 캐비넷(134) 내에 설치되어 있다. 또한, 콘트롤러(141)는 기록/재생 부품(144)의 동작을 위해 이러한 헤드(142)에 접속될 수도 있다. 자동화가 필요하다면, 적절하게 프로그램된 컴퓨터(146)를 콘트롤러(140)에 접속하여 다양한 구동 동작을 수행하게 할 수도 있다.

본 발명은 테이프 카세트와 구동기구 사이에 오정렬이 있을 때 자기 테이프 카세트를 확실하게 구동하는 데에 특히 유용하다는 것이 명백하다. 그러나, 본 발명은 자기 및 광디스크 구동장치 뿐만 아니라, 축방향 오정렬이 있어도 확실하게 회전할 필요가 있는 정밀 시험 장비 또는 공작 장비와 같은 다른 물품에도 사용할 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명은 특히 변형으로 인한 매우 작은 각 토크를 수반하여 높은 회전 토크를 전달할 수 있다. 이것은 그 자체의 독특한 요소에 의해서 뿐만아니라, 요소들의 전체적인 독특한 조합에 의해서 달성된다. 본 발명은 특히 제15도 내지 제17도에 도시한 실시예, 즉 신뢰성있는 테이프 경로가 필요한 실시예에 적합하다. 또한 본 발명은 시스템의 수명을 단축시키는 부품들의 마모 및 파편 생성을 방지한다.

본 발명은 특정 실시예를 통하여 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 여러 부품들을 수정하고 대체할 수 있으며, 이러한 수정과 대체는 다음의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위내에 포함된다 할 것이다.

Claims

회전가능한 물체를 회전시키는 동력수단(power means)에 의해 상기 회전가능한 물체를 구동하기 위한, 높은 비틀림 강성(high torsional stiffness) 및 낮은 축방향 변형 강성(low axial deflection stiffness)을 갖는 가요성 구동 샤프트 장치에 있어서, ① 회전축선(axis of rotation)을 따라 대향하는 구동 단부를 갖는 황방향의 강성 구동 샤프트와, ② 상기 회전가능한 물체와 결합하는 수단과, ③대향하는 평탄한 측면을 각기 갖는 한 쌍의 가요성 다이어프램(a pair of flexible diaphragms)-상기 쌍의 가요성 다이어프램은 상기 회전축선을 따라 서로로부터 이격되고, 상기 평탄한 측면은 상기 회전축선에 대해 실질적으로 수직이며, 상기 구동 샤프트와 상기 대향하는 구동 단부는 상기 쌍의 가요성 다이어프램 사이의 공간내에 위치됨-와, ④ 상기 구동 샤프트의 제1구동 단부 및 상기 가요성 다이어프램 중 제1 가요성 다이어프램에 접속되고 또 상기 동력수단에 접속되어, 비틀림 힘(torsional force)을 상기 제1 가요성 다이어프램을 통해 상기 동력수단 으로부터 상기 구동 샤프트로 전달하는 제1수단과, ⑤ 상기 구동 샤프트의 제2 구동 단부, 상기 가요성 다이어프램 중 제2 가요성 다이어프램 및 상기 물체 결합수단에 접속되어, 비틀림 힘을 상기 제2 가요성 다이어프램을 통해 상기 구동 샤프트로부터 상기 물체 결합수단으로 전달하는 제2 수단과, ⑥ 상기 각 제1 및 제2 비틀림 힘 전달 수단에 작동가능하게 접속되고 그리고 상기 구동 샤프트의 상기 대향하는 구동 단부에 이동가능하게 결합되어, 상기 동력수단 및 상기 물체 결합수단에 의하여 상기 구동 샤프트의 모든 회전축선을 따라 상기 구동 샤프트상에 가해지는 스러스트 하중(thrust load)을 전달하는 수단을 포함하며, 상기 가요성 구동 샤프트 장치는 스러스트 하중하에서 용이하게 변형되어, 상기 가요성 구동 샤프트 장치와 상기 회전가능한 물체간의 오정렬(misalignment) 또는 축선 편심(axis offset)에 순응할 수 있는 가요성 구동 샤프트 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동 단부의 중간에서 상기 구동 샤프트에 접속되고, 상기 구동 샤프트를 상기 회전축선을 따라 신축시키는 수단을 더 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제1항에 있어서, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 실질적으로 원형이고, 그의 중심축이 상기 회전축선과 실질적으로 정렬되며, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 적어도 두 쌍의 활모양 개구(arcuate apertures)를 가지며, 상기 한 쌍의 활모양 개구는 내측 원을 따라 연장되고, 상기 다른 쌍의 활모양 개구는 외측 원을 따라 연장되며, 상기 내,외측 원과 상기 가요성 다이어프램은 실질적으로 동심을 이루는 가요성 구동 샤프트 장치.
제3항에 있어서, 다른 하나의 구동 샤프트와, 다른 하나의 물체 결합수단과, 다른 한 쌍의 가요성 다이어프램과, 다른 하나의 제1 및 제2 비틀림 힘 전달 수단과, 다른 하나의 스러스트 하중 전달 수단을 구비하는 다른 하나의 가요성 구동 샤프트 장치와, 상기 각각의 구동 샤프트 장치에 접속되고, 상기 각각의 구동 샤프트 장치를 그들의 각 회전축선이 서로에 대해 실질적으로 평행한 상태로 횡방향으로 이격된 관계로 확고하게 위치시키는 수단을 더 포함하며, 상기 각각의 구동 샤프트 장치의 상기 물체 결합수단은 기어를 구비하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제4항에 있어서, 상기 구동 단부의 중간에서 상기 각각의 구동 샤프트에 접속되고, 상기 구동 샤프트를 그 구동 샤프트의 회전축선을 따라 신축시키는 수단을 더 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
기록 매체를 구동하기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동 샤프트 장치에 있어서, ① 대향 단부를 가지며, 제1회전축선 상에서 회전하는 구동 샤프트 수단(drive shaft means)과, ② 대향하는 실질적으로 평행하고 평탄한 측면을 각기 갖는 제1 및 제2 가요성 다이어프램-상기 제1 및 제2 가요성 다이어프램은 상기 회전축선을 따라 서로로부터 이격되고, 상기 제1 가요성 다이어프램의 평탄한 측면은 상기 제2 가요성 다이어프램의 평탄한 측면과 실질적으로 평행하며, 상기 구동 샤프트 수단과 상기 대향 단부는 상기 제1 및 제2 가요성 다이어프램 사이의 공간내에 위치됨-과, ③ 상기 각각의 가요성 다이어프램의 평탄한 측면이 상기 제1 회전축선에 실질적으로 수직한 각각의 평면내로 연장되도록 상기 각각의 가요성 다이어프램을 상기 구동 샤프트 수단의 각 단부에 접속하는 수단과, ④ 제2 회전축선상에서 회전하는 출력요소를 갖는 동력원과, ⑤ 상기 제1 회전축선과 상기 제2 회전축선이 실질적으로 정렬되어 비틀림 힘이 상기 제1 가요성 다이어프램을 통해 상기 출력요소로부터 상기 구동 샤프트 수단으로 전달되도록, 상기 구동 샤프트 수단의 단부와 반대되는 위치에서 상기 동력원의 출력요소를 상기 제1 가요성 다이어프램에 접속하는 제1 수단과, ⑥ 제3 회전축선을 가지며, 상기 기록 매체와 결합하는 수단과, ⑦ 상기 제1 회전축선과 상기 제3 회전축선이 실질적으로 정렬되어 비틀림 힘이 상기 제2 가요성 다이어프램을 통해 상기 구동 샤프트 수단으로부터 상기 결합수단으로 전달되도록, 상기 결합수단을 상기 제2 가요성 다이어프램에 접속하는 제2 수단과, ⑧ 상기 제1 가요성 다이어프램과 상기 제1 접속수단 사이에 및 상기 제2 가요성 다이어프램과 상기 제2 접속수단 사이에 장착되고, 상기 제1, 제2 및 제3 회전축선을 따라 스러스트 하중을 전달하는 수단을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제6항에 있어서, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 실질적으로 원형이고, 상기 제1 회전축선과 실질적으로 정렬된 중심축을 가지며, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 적어도 두 쌍의 활모양 개구를 가지며, 상기 한 쌍의 활모양 개구는 내측 원을 따라 연장되고, 상기 다른 쌍의 활모양 개구는 외측 원을 따라 연장되며, 상기 내,외측 원과 상기 가요성 다이어프램은 실질적으로 동심을 이루는 가요성 구동 샤프트 장치.
제7항에 있어서, 상기 가요성 다이어프램은 각기 0.002 인치 내지 0.010 인치 두께의 스테인레스 스틸인 가요성 구동 샤프트 장치.
기록 매체를 구동하기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구도 샤프트 장치에 있어서, ① 대향 단부를 가지며, 제1 회전축선상에서 회전하는 구동 샤프트 수단과, ② 대향하는 실질적으로 평행하고 평탄한 측면을 각기 갖는 한쌍의 가요성 다이어프램과, ③ 상기 각각의 가요성 다이어프램의 평탄한 측면중 한 측면이 상기 제1 회전축선에 실질적으로 수직한 각각의 평면내로 연장되도록 상기 각각의 가요성 다이어프램을 상기 구동 샤프트 수단의 각 단부에 접속하는 수단과, ④ 제2 회전축선 상에서 회전하는 출력요소를 갖는 동력원과, ⑤ 상기 제1 회전축선과 상기 제2 회전축선이 실질적으로 정렬되어 비틀림 힘이 상기 쌍의 가요성 다이어프램 중 제1 가요성 다이어프램을 통해 상기 출력요소로부터 상기 구동 샤프트 수단으로 전달되도록, 상기 구동 샤프트 수단의 단부와 반대되는 위치에서 상기 동력원 출력요소를 상기 제1 가요성 다이어프램에 접속하는 제1 수단과, ⑥ 제3 회전축선을 가지며, 상기 기록 매체와 결합하는 수단과, ⑦ 상기 제1 회전축선과 상기 제3 회전축선이 실질적으로 정렬되어 비틀림 힘이 상기 쌍의 가요성 다이어프램 중 제2 다이어프램을 통해 상기 구동 샤프트 수단으로부터 상기 결합수단으로 전달되도록, 상기 결합수단을 상기 제2 다이어프램에 접속하는 제2 수단과, ⑧ 상기 제1 가요성 다이어프램과 상기 제1 접속수단 사이에 및 상기 제2 다이어프램과 상기 제2 접속수단 사이에 장착되고, 상기 제1, 제2 및 제3 회전축선을 따라 스러스트 하중을 전달하는 수단을 포함하며, 상기 동력원은 고정자(a stator)와 중공 샤프트인 출력요소를 갖는 모터이며, 상기 고정자는 상기 제1 및 제2 가요성 다이어프램 사이에 장착되고, 상기 구동 샤프트 수단이 상기 중공 샤프트를 통해 연장되는 가요성 구동 샤프트 장치.
제9항에 있어서, 상기 스러스트 하중 전달수단은 한쌍의 구형 볼의 각각의 적어도 일부분이고, 상기 각각의 구형 볼의 일부분은 상기 각각의 접속수단에 고정되며, 상기 각각의 볼부분의 구형 부분은 상기 구동 샤프트 수단의 각 단부에 회전가능하게 결합되는 가요성 구동 샤프트 장치.
제10항에 있어서, 상기 각각의 구형 볼 부분은 상기 각각의 가요성 다이어프램의 평탄한 측면과 실질적으로 동일 평면을 이루는 평면으로 상기 구동 샤프트 수단의 각 단부와 결합하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제6항에 있어서, 상기 기록 매체 결합수단은 기어인 가요성 구동 샤프트 장치.
제6항에 있어서, 상기 구동 샤프트 수단은 상기 대향 단부 사이의 거리를 확장하거나 길게하기 위한 신축수단(telescoping means)을 구비하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제13항에 있어서, 상기 신축수단에 접속되고, 상기 기록 매체 결합수단을 상기 동력원으로부터 떨어지게 가압하는 스프링 수단을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제14항에 있어서, 상기 신축수단에 작동가능하게 접속되고, 상기 스프링 수단을 선택적으로 이기고 그리고 상기 기록 매체 결합수단을 상기 동력원을 향하여 가압하는 후퇴수단(retracting means)을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제6항에 있어서, 상기 가요성 다이어프램과 상기 구동 샤프트 수단사이의 변형각을 제한하는 정지수단을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
기록 매체를 구동하기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동 샤프트 장치에 있어서, ① 대향 단부를 가지며, 제1 회전축선상에서 회전하는 구동 샤프트 수단과, ② 상기 제1 회전축선과 실질적으로 정렬되는 중심축과, 대향하는 실질적으로 평행하고 평탄한 측면을 각기 갖는 한 쌍의 실질적으로 원형의 가요성 다이어프램과, ③ 허브(a hub)를 구비하며, 상기 각각의 가요성 다이어프램의 상기 평탄한 측면 중 한 측면이 상기 제1 회전축선에 실질적으로 수직한 각각의 평면내로 연장되도록 상기 각각의 가요성 다이어프램을 상기 구동 샤프트 수단의 각 단부에 접속하는 수단과, ④ 제2 회전축선 상에서 회전하는 출력요소를 갖는 동력원과, ⑤ 요크(ayoke)를 구비하며, 상기 제1 회전축선과 상기 제2 회전축선이 실질적으로 정렬되어 비틀림 힘이 상기 쌍의 가요성 다이어프램 중 제1 가요성 다이어프램을 통해 상기 출력요소로부터 상기 구동 샤프트 수단으로 전달되도록, 상기 구동 샤프트 수단의 단부와 반대되는 위치에서 상기 동력원의 출력요소를 상기 제1 가요성 다이어프램에 접속하는 제1 수단과, ⑥ 제3 회전축선을 가지며, 상기 기록 매체와 결합하는 수단과, ⑦ 요크를 구비하며, 상기 제1 회전축선과 상기 제3 회전축선이 실질적으로 정렬되어 비틀림 힘이 상기 쌍의 가요성 다이어프램 중 제2 가요성 다이어프램을 통해 상기 구동 샤프트 수단으로부터 상기 결합수단으로 전달되도록, 상기 결합수단을 상기 제2 다이어프램에 접속하는 제2 수단과, ⑧ 상기 제1 가요성 다이어프램과 상기 제1 접속수단 사이에 및 상기 제2 가요성 다이어프램과 상기 제2 접속수단 사이에 장착되고, 상기 제1, 제2 및 제3 회전축선을 따라 스러스트 하중을 전달하는 수단을 포함하며, 상기 각각의 허브는 상기 각 가요성 다이어프램의 내측 부분에 접속되고, 상기 각각의 요크는 상기 각 가요성 다이어프램의 외측 부분에 접속되며, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 그의 내측의 접속된 부분과 외측의 접속된 부분 사이에 환상 부분을 가지며, 상기 각각의 스러스트 하중 전달수단은 구형볼의 적어도 일부분이며, 상기 각각의 구형 볼 부분은 상기 각각의 요크에 고정되고, 상기 각각의 허브는 상기 구동 샤프트 수단에 고정되고, 그의 각 단부를 형성하며, 상기 각각의 볼 부분의 구형 부분은 상기 각각의 가요성 다이어프램의 평탄한 측면과 실질적으로 동일 평면을 이루는 평면으로 상기 각각의 허브에 미끄럼 가능하게 결합되는 가요성 구동 샤프트 장치.
제17항에 있어서, 상기 구동 샤프트 수단은 상기 대향 단부 사이의 거리를 확장하거나 길게하기 위한 신축수단을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제18항에 있어서, 상기 동력원은 고정자와 중공 샤프트인 상기 출력요소를 갖는 모터이고, 상기 고정자는 상기 가요성 다이어프램에 장착되며, 상기 구동 샤프트 수단은 상기 중공 샤프트를 통해 연장되는 가요성 구동 샤프트 장치.
제19항에 있어서, 상기 각각의 허브와 요크사이에 상호접속되고, 상기 가요성 다이어프램과 상기 구동 샤프트 수단사이의 변형각을 제한하는 각각의 정지수단을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제20항에 있어서, 상기 기록 매체와 결합하는 수단은 기어인 가요성 구동 샤프트 장치.
제21항에 있어서, 상기 신축수단에 접속되고, 상기 기록 매체와 결합하는 수단을 선택적으로 신축시키는 수단을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제22항에 있어서, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 0.002 인치 내지 0.080 인치 두께의 스테인레스 스틸인 가요성 구동 샤프트 장치.
기록 매체를 회전시키기 위한 구동기 수납 수단(drive receiving means)을 갖는 기록 매체의 작동 시스템에 있어서, ① 시스템 플랫폼(a system platform)과, ② 상기 시스템 플랫폼내에 있고 상기 기록 매체를 수용하기 위한 수납 수단(receptacle means)과 ③ 상기 시스템 플랫폼에 장착되고, 상기 기록 매체를 회전시키기 위해 상기 구동기 수납 수단과 결합가능한 구동 수단(drive means)을 포함하되, 상기 구동 수단이, ⒜ 대향 단부를 가지며, 제1 회전축선을 중심으로 회전하는 강성의 구동 샤프트 수단과, ⒝ 제2 회전축선을 중심으로 회전가능한 출력요소를 갖는 동력원과, ⒞ 제3 회전축선을 중심으로 회전가능하며, 상기 기록 매체의 상기 구동기 수납 수단과 결합하는 수단과, ⒟ 대향하는 실질적으로 평행하고 평탄한 측면을 각기 갖는 제1 가요성 다이어프램 및 제2 가요성 다이어프램-상기 제1 및 제2 가요성 다이어프램은 상기 회전축선을 따라 서로로부터 이격되고, 그들의 평탄한 측면은 상기 회전축선에 대해 실질적으로 수직이며, 상기 구동 샤프트 수단과 상기 대향 단부는 상기 제1 및 제2 가요성 다이어프램 사이의 공간내에 전적으로 위치됨-과, ⒠ 상기 동력원의 출력요소, 상기 제1 가요성 다이어프램 및 상기 구동 샤프트 수단의 제1 단부에 접속되어, 비틀림 힘을 상기 제1 가요성 다이어프램 을 통해 상기 동력원으로부터 상기 구동 샤프트 수단으로 전달하기 위한 것으로, 상기 제1 가요성 다이어프램 이 비틀림 힘에 응답하여 변형하는 것에 의하여 상기 제1 회전축선과 상기 제2 회전축선간의 오정렬을 보정하는 제1 수단과, ⒡ 상기 구동 샤프트 수단의 제2 단부, 상기 제2 가요성 다이어프램 및 상기 구동기 수납 수단에 결합하는 수단에 접속되어, 비틀림 힘을 상기 제2 가요성 다이어프램 을 통해 상기 구동 샤프트 수단으로부터 상기 구동기 수납 수단에 결합하는 수단으로 전달하기 위한 것으로, 상기 제2 가요성 다이어프램 이 비틀림 힘에 응답하여 변형하는 것에 의하여 상기 제1 회전축선과 상기 제3 최전축선간의 오정렬을 보정하는 제2 수단과, ⒢ 상기 제1 및 제2 수단의 각각에 접속되어, 상기 제1, 제2 및 제3 회전축선을 따라 가해지는 스러스트 하중을 전달하여 상기 각 다이어프램상의 축방향 응력을 완화시키는 수단을 구비하는 기록 매체의 작동 시스템.
제24항에 있어서, 온, 오프 및 변속 모드(on, off and variable speed modes)를 갖는 상기 동력원과, 상기 동력원에 접속되고, 상기 모드를 제어하기 위한 제어 수단과, 상기 제어 수단에 접속되고, 상기 기록 매체의 자동작동을 가능하게 하는 컴퓨터 수단을 포함하는 기록 매체의 작동 시스템.
제24항에 있어서, 상기 구동 샤프트 수단에 접속되고, 상기 구동기 수납 수단에 대하여 상기 결합수단을 결합 및 분리시키는 수단을 포함하는 기록 매체의 작동 시스템.
제24항에 있어서, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 실질적으로 원형이고, 그의 중심축이 실직적으로 상기 구동 샤프트 수단의 축선과 정렬되며, 상기 각각의 가요성 다이어 프램은 적어도 두 쌍의 활모양 개구를 가지며, 상기 한 쌍의 활모양 개구는 내측 원을 따라 연장되고, 상기 다른 쌍의 활모양 개구는 외측 원을 따라 연장되며, 상기 내,외측 원과 상기 가요성 다이어프램은 실질적으로 동심을 이루는 기록 매체의 작동 시스템.
기록 매체를 구동하기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동 샤프트 장치에 있어서, ① 대향 단부를 가지며, 제1 회전축선상에 회전하는 구동 샤프트 수단과, ② 대향하는 실질적으로 평행하고 평탄한 측면을 각기 갖는 한 쌍의 가요성 다이어프램과, ③ 상기 각각의 가요성 다이어프램의 상기 평탄한 측면 중 한 측면이 상기 제1 회전축선에 실질적으로 수직한 각각의 평면내로 연장되도록 상기 각각의 가요성 다이어프램을 상기 구동 샤프트 수단의 각 단부에 접속하는 수단-상기 각각의 접속수단은 대향하는 평탄한 표면을 갖는 허브를 구비하며, 상기 각각의 허브는 상기 각각의 가요성 다이어프램의 내측 부분에 접속되고, 상기 각 허브의 상기 각각의 평탄한 표면은 상기 각각의 가요성 다이어프램에 직접적으로 결합됨-과, ④ 제2 회전축선 상에서 회전하는 출력요소를 갖는 동력원과, ⑤ 상기 쌍의 가요성 다이어프램 중 제1 가요성 다이어프램의 외측 부분에 접속된 요크를 구비하며, 상기 제1 회전축선과 상기 제2 회전축선이 실질적으로 정렬되어 비틀림 힘이 상기 제1 가요성 다이어프램을 통해 상기 출력요소로부터 상기 구동 샤프트 수단으로 전달되도록, 상기 구동 샤프트 수단의 단부와 반대되는 위치에서 상기 동력원의 출력요소를 상기 제1 가요성 다이어프램에 접속하는 제1 수단과, ⑥ 제3 회전축선을 가지며, 상기 기록 매체와 결합하는 수단과, ⑦ 상기 쌍의 가요성 다이어프램 중 제2 가요성 다이어프램의 외측 부분에 접속된 요크를 구비하며, 상기 제1 회전축선과 상기 제3 회전축선이 실질적으로 정렬되어 비틀림 힘이 상기 제2 가요성 다이어프램을 통해 상기 구동 샤프트 수단으로부터 상기 결합수단으로 전달되도록, 상기 결합수단을 상기 제2 다이어프램에 접속하는 제2 수단과, ⑧ 상기 제1 가요성 다이어프램과 상기 제1 접속수단 사이에 및 상기 제2 가요성 다이어프램과 상기 제2 접속수단 사이에 장착되고, 상기 제1, 제2 및 제3 회전축선을 따라 스러스트 하중을 전달하는 수단을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제28항에 있어서, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 실질적으로 원형이고, 그의 중심축이 상기 제1 회전축선과 실질적으로 정렬되며, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 상기 내측의 접속된 부분과 상기 외측의 접속된 부분사이에 환상 부분을 가지고, 상기 각각의 가요성 다이어프램의 상기 환상 부분은 적어도 두 쌍의 활모양 개구를 가지며, 상기 한 쌍의 활모양 개구는 상기 각각의 가요성 다이어프램의 내측 원을 따라 연장되고, 상기 다른 쌍의 활모양 개구는 상기 각각의 가요성 다이어프램의 외측 원을 따라 연장되며, 상기 내,외측 원과 상기 각각의 가요성 다이어프램은 실질적으로 동심을 이루는 가요성 구동 샤프트 장치.
기록 매체를 구동하기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동 샤프트 장치에 있어서, ① 중앙 개구를 구비하며, 비틀림 하중을 전달하는 적어도 하나의 가요성 다이어프램과, ② 축방향 하중 및 비틀림 하중을 전달하는 제1 및 제2 구동요소와, ③ 상기 제1 구동요소와 상기 제2 구동요소를 결합하여 그들 사이에 축방향 하중을 전달하는 축방향 하중 전달 수단을 포함하며, 상기 제1 구동요소는 상기 가요성 다이어프램의 내측 부분에 접속되고, 상기 제2 구동요소는 상기 가요성 다이어프램의 외측 부분에 접속되며, 상기 축방향 하중 전달수단은 상기 가요성 다이어프램의 중앙 개구를 통하여 상기 제1 구동요소에 결합되고, 또 상기 구동요소 중 하나에 고정되며 다른 구동요소에 미끄럼가능하게 결합되는 구형 볼의 적어도 일부분을 구비하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제30항에 있어서, 상기 가요성 다이어프램은 평면상으로 놓인 대체로 평탄한 표면을 가지고 상기 볼은 상기 다른 구동요소와 미그럼가능하게 결합하는 구형 표면을 가지며, 상기 볼의 구형 표면과 상기 다른 구동 요소의 결합위치는 대체로 상기 가요성 다이어프램의 상기 평면내에 놓이는 가요성 구동 샤프트 장치.
제31항에 있어서, 상기 가요성 다이어프램은 0.003 인치 내지 0.005 인치 두께의 스테인레스 스틸인 가요성 구동 샤프트 장치.
기록 매체를 구동하기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동 샤프트 장치에 있어서, ① 상부 샤프트와 하부 샤프트 사이에 위치된 중간 샤프트-상기 샤프트들은 공통축을 따라 서로에 대해 축방향으로 정렬됨-와, ② 상기 중간 샤프트의 상단부와 상기 상부 샤프트의 하단부사이에 위치된 상부 다이어프램 및 상기 하부 샤프트의 상단부와 상기 중간 샤프트의 하단부사이에 위치된 하부 다이어프램-상기 각각의 다이어프램은 상기 공통축에 대해 수직하게 연장되는 상부 및 하부 평면의 표면을 구비함-과, ③ 비틀림 힘이 상기 샤프트들 사이에 전달될 수 있도록 하는, 상기 상부 다이어프램을 통해 상기 중간 샤프트의 상단부를 상기 상부 샤프트의 하단부에 접속하는 상부 허브 및 요크 조립체 및 상기 하부 다이어프램을 통해 상기 중간 샤프트의 하단부를 상기 하부 샤프트의 상단부에 접속하는 하부 허브 및 요크 조립체와, ④ 상기 중간 샤프트와 상기 상부 샤프트 사이에 축방향 하중을 전달하기 위하여, 상기 중간 샤프트의 상단부 및 상기 상부 샤프트의 하단부 중 한 단부상에 장착되고, 또한 상기 중간 샤프트의 상단부 및 상기 상부 샤프트의 하단부 중 다른 단부상에 지지되는 둥근 부분을 구비하는 상부 요소와, ⑤ 상기 중간 샤프트와 상기하부 샤프트사이에 축방향 하중을 전달하기 위하여, 상기 중간 샤프트의 하단부 및 상기 하부 샤프트의 상단부 중 한 단부상에 장착되고, 또한 상기 중간 샤프트의 하단부 및 상기 하부 샤프트의 상단부 중 다른 단부상에 지지되는 둥근 부분을 구비하는 하부 요소를 포함한 가요성 구동 샤프트 장치.
제33항에 기재된 바와 같은 가요성 구동 샤프트 장치로 구성된 한 쌍의 가요성 구동 샤프트 장치를 구비한 자기 테이프 릴 구동장치에 있어서, ① 플랫폼과, ② 상기 플랫폼상에 장착되고, 한 쌍의 테이프 릴을 수납하는 한 쌍의 수납체(a pair of receptacles)와, ③ 상기 플랫폼상에 장착되고, 상기 쌍의 태이프 릴 사이의 테이프와 변환관계를 이루는 자기 헤드와, ④ 상기 상부 샤프트의 상단부에 위치되고, 상기 수납체를 통해 상기 테이프 릴과 결합하는 릴 결합수단과, ⑤ 상기 하부 샤프트의 하단부에 접속되고, 상기 샤프트들을 통해 상기 릴 결합수단을 회전시키는 모터와, ⑥ 상기 모터 및 상기 자기 헤드에 접속되고, 상기 모터의 작동을 제어하는 제어수단과, ⑦ 상기 제어수단에 접속되어, 상기 제어수단을 선택적으로 작동시키는 컴퓨터 수단을 포함하는 자기 테이프 릴 구동장치.
제33항에 있어서, 상기 각각의 상부요소 및 하부요소의 둥근 부분은, 상기 각각의 가요성 다이어프램이 비굴곡된 평면 상태에 있을 때 각 샤프트의 단부의 중앙 부분상에 지지되는 가요성 구동 샤프트 장치.
제33항에 있어서, 상기 각각의 상부요소 및 하부요소는 구형 볼인 가요성 구동 샤프트 장치.
제33항에 있어서, 상기 각각의 상부요소 및 하부요소의 둥근 부분은 구형 볼의 적어도 일부부분인 가요성 구동 샤프트 장치.
제37항에 있어서, 상기 각각의 상부요소 및 하부요소의 둥근 부분은, 상기 각각의 가요성 다이어프램이 비굴곡된 상태에 있을 때 각 샤프트의 단부의 중앙 부분상에 지지되는 가요성 구동 샤프트 장치.
제33항에 있어서, 상기 각각의 상부요소 및 하부요소의 둥근 부분은, 상기 각각의 가요성 다이어 프램의 상부 및 하부 평면 사이의 및 이들 평면을 포함하는 위치에서 각 샤프트의 단부상에 지지되는 가요성 구동 샤프트 장치.
제39항에 있어서, 상기 각각의 상부요소 및 하부요소의 둥근 부분은 구형 볼의 적어도 일부분인 가요성 구동 샤프트 장치.
제40항에 있어서, 상기 각각의 상부요소 및 하부요소의 상기 적어도 구형 볼 부분은, 상기 각각의 가요성 다이어프램이 비굴곡된 평면 상태에 있을 때 각 샤프트의 단부상에 지지되고 그리고 상기 각각의 가요성 다이어프램이 상기 각 샤프트의 오정렬에 의하여 굴곡된 비평면 상태로 가압되었을 때 상기 샤프트의 각 단부상에 회전가능하게 지지되는 가요성 구동 샤프트 장치.
제41항에 있어서, 상기 각각의 가요성 다이어프램은0.002 인치 내지 0.010 인치 범위 두께의 스테인레스 스틸인 가요성 구동 샤프트 장치.
제42항에 있어서, 상기 각각의 허브 및 요크 조립체는 상기 각각의 가요성 다이어프램이 그의 비변형된 평면 상태로부터 사전설정된 변형에 이른후에 상기 각 샤프트의 오정렬을 정지시키기 위한 수단을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제43항에 있어서, 상기 상부 샤프트의 상단부는 물체 결합수단을 구비하며, 상기 중간 샤프트는 제1 및 제2 샤프트를 구비하고, 상기 제1 샤프트는 상기 제2 샤프트의 내부에서 신축되며, 스프링이 상기 제1 샤프트를 상기 제2 샤프트로부터 떨어지게 가압하여 상기 물체 결합수단을 물체쪽으로 가압하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제44항에 있어서, 상기 중간 샤프트의 제1 샤프트에 결합되고, 상기 물체 결합수단이 상기 물체로부터 후퇴될 수 있도록 상기 제1 샤프트를 스프링 힘에 대항하여 상기 제2 샤프트내로 후퇴시키는 수단을 포함하는 가요성 구동 샤프트 장치.
제45항에 기재된 바와 같은 가요성 구동 샤프트 장치로 구성된 한 쌍의 가요성 구동 샤프트 장치를 구비한 자기 테이프 릴 구동장치에 있어서, ① 플랫폼과, ② 상기 플랫폼상에 장착되고, 한 쌍의 테이프 릴을 수납하는 한 쌍의 수납체와, ③ 상기 플랫폼 상에 장착되고, 상기 쌍의 테이프 릴 사이의 테이프와 변환관계를 이루는 자기 헤드와, ④ 상기 상부 샤프트의 상단부에 위치되고, 상기 수납체를 통해 상기 테이프 릴과 결합하는 테이프 릴 결합수단인 물체 결합수단과, ⑤ 상기 하부 샤프트의 하단부에 접속되고, 상기 하부 샤프트를 통해 상기 테이프 릴 결합수단을 회전시키느 모터와, ⑥ 상기 모터 및 상기 자기 헤드에 접속되고, 상기 모터의 작동을 제어하는 제어수단과, ⑦ 상기 제어수단에접속되어, 상기 제어수단에 접속되어, 상기 제어수단을 선택적으로 작동시키는 컴퓨터수단을 포함하는 자기 테이프 릴 구동장치.
제 46항에 있어서, 상기 각각의 가요성 다이어프램은 두 쌍의 활모양 개구만을 구비하며, 상기 각 쌍의 활모양 개구는 그 가요성 다이어프램 상에 대칭적으로 배열되고, 또 상기 각 쌍의 활모양 개구의 대칭축은 서로에 대해 수직인 자기 테이프 릴 구동장치.
높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동샤프트에 있어서, ① 비틀림 하중을 전달하는 적어도 하나의 가요성 다이어프램과, ② 축방향 하중 및 비틀림 하중을 각기 공통축을 따라 및 그 공통축의 주위에 전달하는 제1 및 제2 기다란 구동요소-상기 공통축은 상기 각각의 제1 및 제2 기다란 구동요소의 종축에 대해 공통임-와, ③ 상기 제1 구동요소와 상기 제2 구동요소 사이에 축방향 하중을 전달하기 위하여, 상기 제1 및 제2 구동요소 중 한 구동요소에 장착되고 그리고 상기 제1 및 제2 구동요소 중 다른 구동요소에이동가능하게 결합되는 둥근 부분을 구비하는 축방향 하중 전달 수단을 포함하며, 상기 제1 구동요소는 상기 공통축의 주위에 제1 원으로 규정되는 상기 가요성 다이어프램의 내측 반경방향 부분에만 고정적으로 접속되고, 상기 제2 구동요소는 상기 공통축의 주위에 제2 원으로 규정되는 상기 가요성 다이어프램의 외측 반경방향 부분에만 고정적으로 접속되며, 상기 제2 원은 상기 제1 원보다 크고, 상기 가요성 다이어프램은 어떠한 접속부도 없이 상기 내측 및 외측 반경방향 부분사이에환상의 밴드(band)를 구비하며, 그에 따라, 구동 샤프트의 회전시에, 상기 환상의 밴드는 비틀림 힘을 전달하고 또 상기 제1 및 제2 구동요소의 종축의 어떠한 오정렬도 조절하는 가요성 구동 샤프트.
제48항에 있어서, 상기 가요성 다이어프램은 중앙 개구를 구비하며, 상기 축방향 하중 전달수단은 상기 가요성 다이어프램의 중앙 개구를 통해 상기 제1 및 제2 구동요소 중 상기 다른 구동요소에 이동가능하게 결합되는 가요성 구동 샤프트.
기록 매체를 구동하기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동 샤프트에 있어서, ① 공통축을 따라 서로에대해 축방향으로 정렬되는 상부 샤프트 및 하부 샤프트와, ② 상기 하부 샤프트의 상단부와 상기 상부 샤프트의 하단부 사이에 위치되고, 또 상기 공통축에대해 수직하게연장되는 상부 및 하부 평면의 표면을 구비하는 하나의 가요성 다이어프램과, ③ 중심이 상기 공통축의 주위에 있는 제1 원을 따라 분리된 위치에서 상기 상부 샤프트를 상기 가요성 다이어프램에고정적으로 접속하는 수단과, ④ 중심이 상기 공통축의 주위에 있는 제2 원을 따라 분리된 위치에서 상기 하부 샤프트를 상기 가요성 다이어프램에고정적으로 접속하는 수단과, ⑤ 상기 하부 샤프트의 상단부 및 상기 상부 샤프트의 하단부 중 하단부상에장착되고, 또 상기 하부 샤프트의 상단부 및 상기 상부 샤프트의 하단부 중 다른 단부상에지지되는 둥근 부분을 구비하는 요소를 포함하며, 상기 제1 및 제2 원은 상기 가요성 다이어프램이 상기 제1 및 제2 원사이에 환상의 밴드를 갖도록 상이한 직경을 구비하고, 그에 따라, 상기 상부 및 하부 샤프트 중 하나가 회전하거나 및/또는 양샤프트가 오정렬될 때, 상기 환상의 밴드는 비틀림 힘을 다른 샤프트에 전달하거나 및/또는 오정렬로 인해 굴곡되는 가요성 구동 샤프트.
제50항에 있어서, 상기 요소의 둥근 부분은 상기 가요성 다이어프램의 상부 평면 및 하부 평면 사이의 및 이들 평면을 포함하는 위치에서 각 샤프트의 단부상에 지지되는 가요성 구동 샤프트.
제51항에 있어서, 상기 요소의 둥근 부분은 구형볼의 적어도 일부분인 가요성 구동 샤프트.
제52항에 있어서, 상기 요소의 상기 적어도 구형 볼 부분은, 상기 가요성 다이어프램이 비굴곡된 평면 상태에 있을 때 각 샤프트의 단부상에 지지되고 그리고 상기 가요성 다이어프램이 각 샤프트의 오정렬에 의하여 굴곡된 비평면 상태로 가압되었을 때 상기 샤프트의 각 단부상에 회전가능하게 지지되는 가요성 구동 샤프트.
제53항에 있어서, 상기 가요성 다이어프램은 스테인레스 스틸이고 그리고 0.002 인치 내지 0.010 인치 범위의 두께를 갖는 가요성 구동 샤프트.
제54항에 있어서, 상기 가요성 다이어프램은 두 쌍의 활모양 개구를 구비하며, 상기 각 쌍의 활모양 개구는 상기 가요성 다이어프램상에 대칭적으로 배열되고, 상기 쌍의 활모양 개구의 대칭축은 서로에 대해 수직인 가요성 구동 샤프트.
기록 매체를 구동하기 위한 높은 비틀림 강성 및 낮은 축방향 변형 강성을 갖는 가요성 구동 샤프트에 있어서, ① 비틀림 하중을 전달하는 적어도 하나의 가요성 다이어프램과, ② 축방향 하중 및 비틀림 하중을 전달하는 제1 및 제2 구동요소와, ③ 상기 제1 구동요소와 상기 제2 구동요소 사이에 축방향 하중을 전달하기 위하여, 상기 제1 및 제2 구동요소 중 한 구동요소에 장착되고 그리고 상기 제1 및 제2 구동요소 중 다른 구동요소에 이동가능하게 결합되는 둥근 부분을 구비하는 축방향 하중 전달수단을 포함하며, 상기 제1 구동요소는 중심이 상기 제1 구동요소의 주위에 있는 제1 원을 따라 상기 가요성 다이어프램의 내측 부분에 고정적으로 접속되고, 상기 제2 구동요소는 중심이 상기 제2 구동요소의 주위에 있는 제2 원을 따라 상기 가요성 다이어프램의 외측 부분에 고정적으로 접속되며, 상기 제1 원은 상기 제2 원보다 작은 직경을 가지며 그리고 서로 실질적으로 동심을 이루고, 상기 가요성 다이어프램은 상기 제1 및 제2 원 사이에 환상의 밴드를 구비하며, 그에 따라, 구동 샤프트의 회전시에, 상기 환상의 밴드는 비틀림 힘을 전달하고 또 상기 제1 및 제2 구동요소의 어떠한 오정렬도 조절하는 가요성 구동 샤프트.
제56항에 있어서, 상기 각각의 제1 및 제2 구동요소는 상기 적어도 하나의 가요성 다이어프램에 견고하게 접속되는 가요성 구동 샤프트.
제57항에 있어서, 상기 제1 구동요소는 보스 (a boss)에 의하여 상기 가요성 다이어프램의 내측 부분에 접속되고, 상기 제2 구동요소는 요크에 의하여 상기 가요성 다이어프램의 외측 부분에 접속되는 가요성 구동 샤프트.
제58항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가요성 다이어프램은 제1 및 제2 의 대향하는 평탄한 표면을 구비하며, 상기 보스는 상기 가요성 다이어프램의 평탄한 표면사이에 위치되고 그리고 이들 표면을 포함하는 평탄한 표면을 구비하는 가요성 구동 샤프트.
제59항에 있어서, 상기 둥근 부분은 구형 부분인 가요성 구동 샤프트.
제60항에 있어서, 상기 축방향 하중 전달수단은 상기 제2 구동요소에 장착되고, 그의 구형 부분은 상기 보스의 평탄한 표면상에 회전 가능하게 지지되는 가요성 구동 샤프트.
제61항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가요성 다이어프램은 두 쌍의 활모양 개구를 구비하고, 상기 각 쌍의 활모양 개구는 상기 가요성 다이어프램 상에 대칭적으로 배열되며, 상기 쌍의 활모양 개구의 대칭축은 서로에 대해 수직인 가요성 구동 샤프트.
제62항에 있어서, 상기 가요성 다이어프램은 스테인레스 스틸이고 그리고 0.002 인치 내지 0.010 인치 범위의 두께를 갖는 가요성 구동 샤프트.