KR100259668B1 - 초음파 테이프 안내 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테이프를 안내하기 위한 원통형 안내부재와 안내부재를 정재파 형태로 진동시키기 위하여 안내부재에 고정된 초음파 진동기와 안내부재를 지지하기 위한 지지부재를 갖는 테이프 안내 장치에 관한 것이다. 상기 테이프 안내 장치는 안내부재의 내부에 충분히 삽입되는 직경을 갖는 축과, 축과는 독립적으로 축상에 제공되어 안내부재를 안내부재의 정재파 진동의 정점부에 대응하는 위치에 지지하기 위한 링형 부재와 축상에 제공되어 안내부재의 적어도 한 단부의 위치를 제한하기 위한 위치 제한 부재를 포함한다.

Description

초음파 테이프 안내 장치

제1도는 종래 기술에 따른 테이프 안내 장치의 실시예의 단면도.

제2도는 제1도에 도시된 종래의 테이프 안내 장치의 실시예의 평면도.

제3도는 본 발명에 따른 테이프 안내 장치와 종래의 테이프 안내 장치의 설명에 사용된 그래프.

제4도는 본 발명에 따른 테이프 안내 장치의 제 1 실시예의 단면도.

제5도는 본 발명의 주요부를 설명하기 위해 기준이 형성된 본 발명에 따른 테이프 안내 장치의 제 1 실시예의 측면도.

제6도는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 테이프 안내 장치의 주요부를 도시한 평면도.

제7도는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 테이프 안내 장치의 일부를 도시한 단면도.

제8도는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 테이프 안내 장치를 설명하기 위해 기준이 형성된 리세스를 갖는 수지링을 도시한 개략도.

제9도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 테이프 안내 장치의 단면도.

제10도는 본 발명에 따른 테이프 안내 장치의 제 2 실시예의 주요부를 도시한 측면도.

제11도는 본 발명에 따른 테이프 안내 장치의 제 2 실시예의 주요부를 도시한 평면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 초음파 테이프 안내 장치

3 : 초음파 진동기 9 : 하부플랜지

10 : 상부 플랜지 13 : 초음파 진동기

16 : 회전 방지부재 20 : 구멍

35 : 코일 스프링 111 : 주축

119 : 지지축 121 : 안내부재

124 : 초음파 진동기

본 발명은 테이프 안내 장치에 관한 것으로서 특히 예를 들어 비디오 테이프 레코더 등에 사용하기 위한 초음파 테이프 안내 장치에 관한 것이다.

대강 분류해서 회전형 및 정지형 테이프 안내 장치가 비디오 테이프 레코더 등에 사용하기 위한 테이프 안내 장치로서 공지되어 있다.

회전형 테이프 안내 장치는 테이프가 이송될 때 테이프의 이송에 대한 저항이 작다는 특징을 갖는다. 그러나 회전형 테이프 안내 장치는 그 내부에 사용된 베어링이 규칙적으로 회전되지 않을 때 테이프가 규칙적으로 이송되지 않으며, 테이프 이송 방향이 롤러의 회전 방향에 수직이 아닐 때 테이프 롤러로부터 이에 가해진 힘에 의해 폭 방향으로 영향을 받는다는 단점을 피할 수가 없다. 특히 후자의 단점에서, 만일 테이프가 폭방향으로 이동된다면 테이프는 심하게 손상된다. 이러한 이유 때문에 회전형 테이프 안내 장치가 사용되는 경우 조립 부품은 매우 높은 정밀도로 생산되어야 하고 각 부품은 정밀하게 조립되야 하며 회전형 테이프 안내 장치의 제조 공정의 여러 어려움을 극복해야 한다.

정지형 테이프 안내 장치가 테이프의 안전 이송을 보장한다 하더라도 테이프가 커다란 저항을 받으면서 이송된다는 단점을 갖는다.

따라서, 테이프가 작은 저항을 받으면서 작동할 수 있는 정지형 테이프 안내 장치가 요구된다. 바람직한 테이프 안내 장치의 예로서 에어 테이프 안내부가 제안된다. 이러한 에어형 테이프 안내 장치에 따르면 테이프가 감소된 저항을 가지고 이송되도록 하기 위하여, 테이프를 떠받치는 안내부재의 면을 통하여 관통된 작은 구멍으로부터 에어가 취입된다. 그러나 상기 에어형 테이프 안내 장치조차도 에어 공급원 등으로서 압축기가 필요하다는 새로운 문제점을 갖는다.

전술한 단점을 제거하고 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 출원인은 일본국 특허출원 제 2-103627 호에 기재된 것처럼 초음파를 효과적으로 사용하게 하는 초음파 테이프 안내 장치를 이미 제안하였다. 상기 초음파 테이프 안내 장치는 정지형 테이프 안내 장치에 의해 제공되는 정지 테이프 이송과 같은 장점이 유지되면서 테이프에 대한 저항을 감소시킬 수 있다.

제 1 도는 부호 1로 도시된 종래의 초음파 테이프 안내 장치의 단면도이다.

제 1 도에 도시된 테이프 안내 장치에 있어서, 주축(5)은 베이스(18)에 끼워지며, 이에 고정된 초음파 진동기(3)를 가진 안내부재(2)는 지지 돌출부(7b)를 갖는 원통형 지지축(7)에 의해 지지된다. 하부 플랜지(9) 및 상부 플랜지(10)는 지지축(7)의 상하단부에 접촉되도록 배치됨으로써, 안내부재(2) 둘레에 감긴 테이프의 단부를 안내한다.

주축(5)은 상하부 플랜지(9, 10) 및 지지축(7)에 삽입되도록 구성된다. 높이조절 나사(6)는 지지축(7)의 상단부의 내원주부(inner circumferential part)와 결합되고, 주축(5)의 상단부에 형성된 나사(23)와도 결합된다. 따라서 주축(5), 지지축(7), 높이 조절 나사(6), 나사(23), 및 안내부재(2)는 지지부재(4)를 구성한다.

상부 플랜지(10)는 장착 나사(15)에 의해 장착부재(mount member)(8)의 상부에 고정되며, 하부 플랜지(9)는 고정 핀(22, 24)에 의해 장착부재(8)의 하부에 고정된다. 장착부재(8)는 제 2 도에 도시된 것처럼 측벽(8b)을 갖는 사각형의 고형(solid) 형태의 구멍인 소자 하우징부(8a)를 갖는다. 스톱퍼 결합 구멍(8c, 8c)은 두개의 측벽(8b, 8b)에 각각 형성된다.

각각의 스톱퍼 결합 구멍(8c)은 고무로 이루어진 디스크형 스톱퍼(39)의 결합 돌출부(39a)와 결합된다. 초음파 진동기(3)는 스톱퍼(39)에 의해 샌드위치됨으로써 안내부재(2)의 회전을 방지한다.

장착부재(2)는 상하부 플랜지(9, 10)를 서로 평행하게 함으로써 상하부 플랜지(9, 10)간 거리는 안내부재(2)의 길이보다 약 0.1mm 크게 된다.

제 1 도에 있어서, 하부 플랜지(9)는 하부 플랜지(9)와 베이스(18)사이에서 주축(5)의 외원주에 위치된 코일 스프링(35)의 스프링 편의력(spring-biasing force)에 의해 상향으로 가압된다.

베이스(18)는 하부 플랜지(9)의 하면상에 끼워진 고정핀(22)이 삽입되는 핀 삽입 구멍(20)을 갖는다.

상술의 배치에 의하면, 높이조절 나사(6)가 회전될 때 안내부재(2)의 높이는 코일 스프링(35)의 편의력에 대항하여 코일 스프링(35)의 편의력에 조절될 수 있다.

제 3 도는 진동 상태가 선 X-X을 따라 연장되는 것과 같은 조건하에서 초음파 진동기(3)에 AC 전압을 인가함으로써 안내부재(2) 내에 발생된 정재파(standing wave)의 진동 상태를 도시한 그래프이다. 제 3 도에 도시된 것처럼 점선 N-N은 진동의 중심점(node portion)을 표시하며 진동은 선 N-N상에서 제로가 된다. n이 안내부재(2)의 단면(end face)으로부터 중심부(node position)까지의 거리를 도시하는 것으로 가정한다면, 축방향으로의 지지 돌출부(7b)의 위치는 제 1 도에 도시된 것처럼 안내부재(2)의 단면으로부터 n으로 결정된다.

상술한 바와 같이 종래 기술의 실시예에 따르면 장착 부재(8)는 상하부 플랜지(9, 10)를 평행으로 유지하고 상하부 플랜지(9, 10)간의 공간을 안재부재(2)의 길이보다 약 0.1mm 크게 하기 위하여 고정밀도로 생산되어야 한다. 또한 제 2 도에 도시된 것처럼 상하부 플랜지(9, 10)는 원형이 아닌데 이것은 상하부 플랜지(9, 10)의 제조 공정을 어렵게 한다. 따라서 테이프 안내 장치는 소형으로 될 수 없고, 저렴하게 될 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 상술의 단점 및 종래 기술의 결점이 제거된 초음파 테이프 안내 장치를 제공하는 것이다.

특히 본 발명의 목적은 저렴하게 제조될 수 있는 초음파 테이프 안내 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 구조가 간단한 초음파 테이프 안내 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 테이프가 매우 안정적으로 이송될 수 있는 초음파 테이프 안내 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 비디오 테이프 레코더에 적절히 사용될 수 있는 초음파 테이프 안내 장치를 제고아는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면 테이프를 안내하는 원통형의 테이프 안내부재와, 안내부재를 정재파 형태로 진동시키기 위하여 안내부재에 고정된 초음파 진동기와, 안내부재를 지지하는 지지부재를 구비한 테이프 안내 장치는, 안내부재의 내측으로 충분히 삽입되는 직경을 가진 축과, 축과 독립적으로 축상에 제공되어 안내부재를 안내부재의 정재파 진동의 중심부에 대응한 위치에서 지지하기 위한 링형 부재와, 축상에 제공되어 안내부재의 적어도 한쪽 단부의 위치를 제한하기 위한 위치 제한 부재로 구성된다.

본 발명의 상술 및 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면과 함께 그 실시예의 상세한 서술에 의해 명확하게 될 것이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하기에 상세히 기술될 것이다.

제 4 도는 본 발명에 따른 테이프 안내 장치의 제 1 실시예의 단면도이다.

제 4도에 있어서, 도면 부호 17은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 테이프 안내 장치, 11은 베이스, 14는 베이스(11)상에 장착된 주축, 12는 세라믹 재료로 제조된 안내부재, 13은 안내부재(12)에 부착된 초음파 진동기, 14a는 주축(14)상에 제공된 보스(boss), 14b는 주축(14)의 두개의 돌출부상에 제공된 지지 돌출부, 15는 주축(14)의 단부상에 형성된 나사부(14d) 속으로 나사가 죄어진 록 너트(locking nut), 16은 베이스(11)에 부착된 회전 방지부재이다. 상기 회전 방지부재(16)는 제 5 도에 도시된 것처럼 그 오목부(16a)에 초음파 진동기(13)를 샌드위치시키기 위하여 제공된다.

주축(14)의 보스(14a)의 상단부로부터 그 견부(shoulder portion)까지의 거리(a)와 안내부재(12)의 길이(b)간의 관계는 a=b+0.1mm이다. 록 너트(15)는 견부 (14c)에 조여져서 안내부재(12)가 보스(14a)의 상단부와 록너트(15)의 하단부간의 공간내에 조립될 때 약 0.1mm의 공간이 제공된다.

안내부재(12)의 내면과 주축(14)의 외면사이에는 상당히 작은 공간이 제공되므로, 안내부재(12)는 주축(14) 주위에서 자유로이 회전가능하다. 이 경우에 제 5 도 및 6 도에 도시된 것처럼 초음파 진동기(13)가 회전 방지부재(16)의 오목부(16a)에 의해 샌드위치되기 때문에 안내부재(12)는 주축(14) 주위로 회전되는 것이 방지된다.

또한 상기 실시예에 따르면 제 7 도에 도시된 것처럼, 수지로 제조된 지지 돌출부(20)는 주축(14)상에 형성된 홈(14e) 내에 삽입된다. 조립 공정에서 수지 돌출부(20)는 소위 아웃서트(outsert) 방법에 의해 홈(14e)내에 성형된다. 또한 제 8도에 도시된 것처럼 컷아웃(cut-out)을 갖는 수지링(21)은 주축(14)내에 삽입되거나 또는 수지링은 확장되어 압력에 의해 주축(14) 내에 삽입된다. 상기 링은 그 평탄부 또는 굴곡부에서 안내 부재(12)와 접촉한다.

이와 같이 조립된 테이프 안내 장치에서 안내부재(12)의 공명 주파수인 AC 전압이 초음파 진동기(13)에 인가될 때, 안내부재(12)에서 정재파가 발생된다. 그 결과 테이프 안내 장치(17)에 의해 테이프 이송이 안내될 때 마찰계수는 AC 전압이 초음파 진동기(13)에 가해지지 않을 때 제공된 마찰 계수보다 작은 값(small fraction)으로 감소된다.

안내부재(12)상에 발생된 정재파의 상태가 제 3 도에 도시되어 있으며 상기 실시예에서 지지 돌출부(14b)의 위치는 거리(n)만큼 안내부재의 단면으로부터 멀어진 위치로 결정된다.

상술한 바와 같이 제 1 도에 도시된 종래 기술과 달리 고정밀도를 갖는 장착부재(8)를 사용하지 않고 장착부재(8) 대신에 베이스(11)에 직접 부착된 회전 방지부재(16)가 안내부재(12)의 회전 방지부재로 작용하며, 지지축(7)(제 1 도 참조)은 제거되며, 지지 돌출부(20)는 지지 돌출부(7b)(제 1도 참조)대신에 지지축(14)상에 제공됨으로써 테이프 안내장치는 소형화되며 저렴하게 된다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 테이프 안내 장치에 있어서, 지지부재는 안내부재의 내측에 충분히 삽입가능할 정도의 외경을 갖는, 안내부재보다 긴 축, 축상에 제공되어 안내부재의 정재파 진동의 정점부에 대응한 위치에서 안내 부재를 지지하기 위한 지지 돌출부, 및 축상에 제공되어 안내부재의 적어도 한 단부의 위치를 제한하는 위치 제한부를 포함하기 때문에, 조립 부품수가 감소되며 메카니즘이 간단하게 됨으로써 테이프 안내 장치는 소형으로 되며 저렴하게 된다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 테이프 안내 장치가 하기에 상세히 서술될 것 이다.

제 9 도는 본 발명에 따른 테이프 안내 장치의 제 2 실시예의 단면도이다.

제 9 도에서 부호 123은 베이스를 도시하며, 그 상부에 형성된 나사부(126)를 갖는 주축(111)은 베이스(123) 상에 삽입된다. 코일 스프링(127)은 주축(111)과 결합되며 하부 플랜지(112b)는 코일 스프링(127)상에 위치되도록 주축(111)과 결합된다.

부호 119는 주축(111)을 위한 원통형 지지축을 도시하며, 오목부(119b)는 지지축(119)의 각각의 단부로부터 거리(c)만큼 떨어진 위치에서 지지축(119)상에 형성된다.

예를 들어 수지로 제조된 지지링(125)은 오목부(119b)내에 삽입된다. 부호 121은 원통형 안내부재를 도시한다. 지지축(119)은 안내부재(121)와 결합되며, 안내부재(121)는 지지축(119)의 지지링(125)에 의해 지지된다. 부호 124는 초음파 진동기를 도시하며 초음파 진동기(124)의 전방 단부는 예를 들어 안내부재(121)의 설정부(predetermined position)에 결합된다.

안내부재(121)의 길이는 지지축(119)의 길이보다 예를 들어 약 0.1mm 짧게 설정된다. 지지축(119)의 지지링(125)에 지지된 안내부재(121)는 주축(111)에 삽입되며, 상부 플랜지(112a)는 안내부재(121)위에 위치되도록 주축(111)에 삽입된다. 또한 제 11 도에 도시된 것처럼, 상하부 플랜지(112a, 112b)는 각각 원형으로 이루어진다.

또한 주축(111)의 나사부(126) 및 높이 조절 나사(116)는 결합되어, 높이 조절 나사(116)를 회전시킴으로써 상부 플랜지(112a)는 하향으로, 즉 베이스(123)를 향하여 가압된다.

제 9 도에 도시된 것처럼 회전 방지부재(114) 및 베이스(123)는 하나의 몸체로 형성된다. 또한 제 10 도에 도시된 것처럼 오목부(114a)는 회전 방지부재(114)의 상부에 형성되며, 안내부재(121)에 장착된 초음파 진동기(124)는 상기 오목부(114a)에 의해 지지된다. 이때 초음파 진동기(124)는 오목부(114a)내로 예를 들어 약 3mm 삽입된다.

높이 조절 나사(116)가 회전할 때 테이프 안내 장치의 높이는 코일 스프링(127)의 스프링 편의력에 대항하거나 코일 스프링(127)의 스프링 편의력에 의해 조절될 수 있다. 높이 조절 범위는 약 0.5mm이며 초음파 진동기(124)는 테이프 안내 장치(117)의 높이가 조절될 때에도 상술한 바와 같이 회전 방지부재(114)의 오목부(114a)내로 약 3mm 삽입됨으로써 초음파 진동기(124)는 회전 방지 부재(114)와 분리되는 것이 방지된다.

상술한 테이프 안내 장치에 있어서, 안내부재(121)의 공명 주파수인 AC전압이 초음파 진동기(124)에 인가될 때 안내부재(121) 내에 정재파가 생성된다. 그 결과 테이프 안내 장치(117)에 의해 테이프 이송이 안내될 때 마찰계수는 AC전압이 초음파 진동기(124)에 가해지지 않을 때 제공된 마찰 계수보다 작은 값(reciprocate)까지 감소된다.

안내부재(121)상에 발생된 정재파의 상태가 제 3 도에 도시되어 있으며 상기 실시예에서 오목부(119b)의 위치는 제 9 도에 도시된 것처럼 거리 c 만큼 안내부재(121)의 단면으로부터 멀어진 위치로 결정된다.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따르면 제 1 도에 도시된 고정밀도를 갖는 장착부재(8)를 사용하지 않고서도 상기 장착부재(8)에 의해 기술된 안내부재(21)의 회전 방지 기능이 베이스(123)상에 직접 장착된 회전 방지부재(114)에 의해 실현됨으로써 테이프 안내 장치는 콤팩트하게 되며 저렴하게 된다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 테이프 안내 장치에 따르면, 초음파 진동기를 지지하는 회전 방지부재는 지지 부재가 장착된 베이스상에 장착되기 때문에 조립부품수가 감소되어 장치가 간단하게 된다. 따라서 테이프 안내 장치는 소형화되고 저렴하게 된다는 장점이 있다.

첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 양호한 실시예를 서술하였지만 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며 여러 변경 및 변화가 첨부된 청구범위에 기술된 본 발명의 범위 및 정신에 벗어나지 않고 당업자에 의해 이루어질 수 있음을 유의해야 한다.

Claims (8)

1. 테이프를 안내하기 위한 원통형의 안내부재와, 상기 안내부재를 정재파 형태로 진동시키기 위하여 상기 안내부재에 고정된 초음파 진동기와, 상기 안내부재를 지지하기 위한 지지부재를 포함하는 초음파 테이프 안내 장치에 있어서, 상기 안내부재 내에 삽입되는 주축 ; 상기 주축상에 제공되어, 상기 안내부재를 상기 안내부재의 정재파 진동의 노드(node)부에 대응하는 위치에서 지지하기 위한 링형 돌출부 ; 및 상기 주축상에 제공되어, 상기 안내부재의 적어도 한 단(end)의 위치를 제한하기 위한 위치 제한부재를 포함하고, 상기 주축은 상기 안내부재의 상기 정재파 진동의 상기 노드부에 대응하는 위치에서 상기 링형 돌출부가 삽입되는 홈(groove)을 가지는, 초음파 테이프 안내 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 링형 돌출부는 수지재로 제조되는 초음파 테이프 안내 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 위치 제한부재는 너트부재로 형성되며, 상기 너트부재는 상기 주축의 단부상에 형성된 나사부내에 나사결합되는 초음파 테이프 안내 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 지지부재가 고정되는 베이스를 더 포함하고, 상기 베이스는 상기 안내부재가 자유롭게 회전되는 것을 방지하기 위하여 상기 초음파 진동기를 지지하기 위한 방지 회전 부재를 갖는 초음파 테이프 안내장치.
5. 테이프를 안내하기 위한 원통형 안재부재와, 원통형의 안내부재와, 상기 안내부재를 정재파 형태로 진동시키기 위하여 상기 안내부재에 고정된 초음파 진동기와, 상기 안내부재를 지지하기 위한 지지부재를 포함하는 초음파 테이프 안내 장치에 있어서, 상기 안내부재의 측면으로 삽입될 정도로 직경이 충분한 축 ; 상기 축과 독립적으로 상기 축상에 제공되고, 상기 안내부재를 상기 안내부재의 정재파 진동의 노드(node)부에 대응하는 위치에서 지지하기 위한 링형 부재 ; 상기 축상에 제공되어, 상기 안내부재의 적어도 한 단(end)의 위치를 제한하기 위한 위치 제한부재를 포함하고, 상기 축은 상기 안내부재의 상기 정재파 진동의 상기 노드부에 대응하는 위치에서 상기 링형 부재가 삽입되는 홈(groove)을 가지는, 초음파 테이프 안내 장치.
6. 제6항에 있어서, 상기 링형 부재는 수지재로 제조되는 것을 초음파 테이프 안내 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 위치 제한부재는 너트부재로 형성되며, 상기 너트부재는 상기 축의 단부상에 형성된 나사부내에 나사결합되는 초음파 테이프 안내장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 지지부재가 고정되는 베이스를 더 포함하고, 상기 베이스는 상기 안내부재가 자유롭게 회전되는 것을 방지하기 위하여 상기 초음파 진동기를 지지하기 위한 회전 방지 부재를 갖는 초음파 테이프 안내 장치.