KR100282319B1

KR100282319B1 - 핀치롤러 및 핀치롤러 장치

Info

Publication number: KR100282319B1
Application number: KR1019970050929A
Authority: KR
Inventors: 유키하루 우에무라; 미쓰아키 히로세; 히로유키 야마자키
Original assignee: 야마우치 이치로; 야마우치 가부시키가이샤; 에구사 도시유키; 오일레스고교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2001-02-15
Also published as: JP2968225B2; US5934538A; MY118299A; ID21380A; KR19980069993A; JPH10228692A

Abstract

테이프의 주행안정성과 베어링의 내구성을 충분히 만족시킬 수 있는 핀치롤러장치를 제공한다. 롤러의 축(11)은 그 선단(11B)이 캡스턴(16)에 가까워지도록 경사져서 배치되어 있다. 슬라이드베어링(12)은 10kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하의 영율을 갖는 수지로 제조된다. 핀치롤러의 자동중심조정기능은 슬라이드베어링(12)이 탄성변형됨으로 발휘된다.

Description

핀치롤러 및 핀치롤러장치

본 발명은 데이프 레코더, VTR 등에 사용되는 핀치롤러(pinch roller)장치에 관한 것이다.

핀치롤러장치는 회전구동되는 캡스턴(capstan)과, 이 캡스턴에 눌리는 롤러 본체를 포함하는 핀치롤러를 구비한다. 테이프는 압축접촉되는 캡스턴과 롤러본체에 끼워져서 정해진 방향으로 이송된다.

핀치롤러에 대하여 일반적으로 요구되는 특성으로서, 테이프의 주행안정성, 및 핀치롤러 자체의 내구성을 들 수 있다.

테이프의 주행안정성을 결정하는 하나의 요인으로서, 핀치롤러의 자동 중심 조정기능이 있다. 자동 중심조정기능이란, 설계제작상 불가피한 캡스턴과 핀치롤러와의 축 중심의 평행도의 오차를 핀치롤러의 롤러본체가 롤러축에 대하여 갖는 경사방향의 유격(slack)으로 흡수함으로써, 캡스턴의 축선과 롤러본체의 회전축선을 평행하게 하는 것이다. 핀치롤러가 이와 같은 자동 중심조정기능을 갖지 않은 경우, 또는 이와 같은 기능이 부족한 경우에는 다음과 같은 현상이 나타나서, 테이프의 주행안정성을 저해한다. 가령, 테이프를 끼우는 압력에 편향(偏向)이 생겨서 테이프가 한쪽으로 쏠리는 일이 발생하기도 한다. 또는 테이프가 핀치롤러에서 빠지는 경우도 있다. 그리고, 테이프의 상하이동이나 주행속도에 변동이 생겨서 와우플러터(wow flutter)량이 증대하는 것이다.

종래의 핀치롤러의 전형적인 구조에서는 원통형 슬리브(sleeve)의 외주면에 고무 등의 탄성체를 고착시킨 롤러본체가 볼베어링을 거쳐서 롤러의 축에 회전이 자유롭게 설치되어 있다. 이와 같은 구조인 경우, 극히 고정밀도를 갖는 소형의 볼베어링이 필요하기 때문에 핀치롤러의 제작비용이 고가로 될 수밖에 없다.

그래서, 볼베어링 대신에, 구조가 간단하고 또한 값이 싼 수지제나 또는 소결금속제의 슬라이드 베어링(slide bearing)을 핀치롤러에 적용시키는 시험이 행해지고 있다. 도 8은 슬라이드 베어링을 사용한 핀치롤러의 자동 중심조정기능을 설명하기 위한 도면이다. 롤러축(1)이 캡스턴(6)에 대하여 경사지는 경우, 베어링(2)과 롤러축(1)의 사이에 설정된 간격(clearance)에 의해서 롤러본체(3)가 롤러축(1)에 대하여 경사져서 롤러본체(3)의 회전축선과 캡스턴(6)의 축선이 평행해진다. 도면중, 참조번호 7은 테이프를 지시하며, 4는 금속슬리브를 지시하고, 5는 원통형 탄성체를 지시하고 있다.

그러나, 베어링(2)과 롤러축(1)의 사이에 큰 간격을 설정하면, 베어링(2)의 상단부 또는 하단부만이 롤러축(1)과 접촉하여 국부적인 슬라이딩 동작으로 되기 때문에, 베어링(2)의 상단부 및 하단부가 극심한 마찰상태로 되어, 국부적인 마모가 촉진되므로 핀치롤러의 요구특성인 내구성을 만족시키는 것이 어렵게 된다.

또, 도 8에 도시한 구조의 경우, 롤러본체(3)는 캡스턴(6)의 방향만이 아니라, 그것과 직각으로 교차하는 테이프(7)의 주행방향에 대해서도 크게 경사질 가능성이 있다. 모드(mode) 전환시의 진동이나 충격 등의 임의의 원인에 의해 롤러본체(3)가 테이프 주행방향으로 크게 경사지게 되면, 롤러본체(3)와 캡스턴(6)이 선접촉이 아닌 점접촉으로 된다. 이 경우, 양자사이에 끼워져 있는 테이프(7)의 폭방향에 압력이 균등하게 작용하지 않아서, 테이프(7)가 한쪽으로 늘어나는 등의 원인이 되고, 또, 테이프(7)가 에스(S)자형 주행이나 상하이동에 의해서 와우플러터가 증대하여, 테이프의 주행안정성을 만족시키는 것이 어렵게 된다.

본 발명의 목적은, 수지제의 슬라이드 베어링을 사용한 핀치롤러이면서도, 자동 중심조정기능을 유효하게 발휘하여, 핀치롤러장치의 요구특성인 내구성과 테이프의 주행안정성을 충분히 만족시켜주는 핀치롤러 및 핀치롤러장치를 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 종단면도.

제2도는 슬라이드베어링의 일예를 도시하는 사시도.

제3도는 제2도에 도시한 슬라이드베어링의 종단면도.

제4도는 슬라이드베어링의 다른 예를 도시하는 종단면도.

제5도는 슬라이드베어링의 또 다른 예를 도시하는 종단면도.

제6도는 슬라이드베어링의 또 다른 예를 도시하는 종단면도.

제7도는 롤러축과 베어링과의 관계를 모식적으로 도시하는 종단면도.

제8도는 종래의 핀치롤러장치를 도시하는 종단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

11 : 롤러축 11a : 기단

11b : 선단 12,30,40,60 : 슬라이드베어링

13 : 롤러본체 16 : 캡스턴

19 : 아암 32,43 : 공극부

61 : 내각 62 : 링체

63 : 외각

본 발명에 따른 핀치롤러는 롤러축과, 표면이 탄성재료로 되고 롤러축에 슬라이드 베어링을 거쳐서 회전이 자유롭게 설치된 원통형 롤러본체를 구비하고, 자동 중심조정기능을 발휘한다. 이와 같은 핀치롤러에 있어서, 본 발명의 특징은 슬라이드베어링을 10kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하의 영율(young's modules)을 갖는 수지로 제조하고, 또 자동 중심조정기능을 슬라이드베어링의 탄성변형에 의해 발휘시키도록 한 것에 있다.

상기한 구성에 의해 얻어지는 작용효과를 도 7을 참조해서 설명한다. 설계제작상, 불가피한 캡스턴(106)과 핀치롤러(100)와의 축심의 평행도의 오차를 베어링(102)을 형성하는 수지의 탄성에 의해 흡수하고 자동 중심조정기능을 발휘시킬 수가 있다. 즉, 베어링(102)을 형성하는 수지의 탄성에 의해, 롤러본체(103)의 회전 축선과 캡스턴(106)의 축선이 평행해짐과 동시에 베어링(102)의 내주면은 경사진 롤러축(101)과 면접촉에 가까운 상태로 슬라이드 이동할 수 있다. 따라서, 자동 중심조정기능이 발휘된 상태에서도 롤러축(101)과 베어링(102)의 내주면은 점접촉상태로 되지 않기 때문에, 베어링(102)의 일부가 비정상적으로 마모되는 일이 없고, 수지제의 베어링이라도 충분히 핀치롤러로서의 내구성을 확보할 수가 있다. 또한 도면 중, 참조번호 104는 슬리브이며, 105는 탄성체이다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 베어링을 구성하는 수지의 탄성에 의해 자동 중심조정을 행하는 것이므로 롤러축과 베어링 내주면 사이의 간견에 의해 자동 중심조정을 행할 필요가 없다. 롤러축과 베어링 내주면 사이의 간격은 원활하게 회전할 수 있는 필요최소한을 확보하는 것만으로 된다. 따라서, 롤러본체는 테이프 주행방향으로 크게 경사지는 일이 없다. 무엇인가의 원인으로 롤러본체가 테이프 주행방향으로 일시적으로 경사진다고 해도, 이 롤러본체는 베어링을 구성하는 수지의 탄성에 의한 복원력으로 본래의 상태로 자동 복귀할 수가 있다. 이렇게 해서 롤러본체의 테이프 주행방향으로의 경사에 의한 테이프의 한쪽 늘어남이나 에스(S)자형 주행 또는 와우플러터 등을 억제할 수가 있고 양호한 테이프의 주행안정성을 확보할 수가 있다.

하나의 실시예에서는 슬라이드베어링은 중실원통형을 하고 있고, 수지의 영율은 10kgf/㎟ 이상 200kgf/㎟ 이하이다. 수지는 예를 들면, 폴리올레핀계수지, 불소계수지, 및 열가소성 탄성중합체로된 군으로부터 선택된다. 이 실시예에서는 베어링을 형성하는 수지 그것 자체가 탄성변형함으로써 자동 중심조정기능을 발휘한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 슬라이드베어링을 공극부를 포함하여 수지의 영율이 50kgf/㎟ 이상, 1500kgf/㎟ 이하이다. 이 실시예에서는 공극부의 존재에 의해 슬라이드베어링이 구조적으로 휘기 쉽게 된다. 자동 중심조정기능은 베어링을 형성하는 수지의 탄성에 추가해서 베어링의 구조적인 휨에 의해 발휘된다. 이 실시예에서는 수지의 탄성에 추가해서 베어링의 구조적인 휨도 이용하는 것이기 때문에, 베어링에 적용할 수 있는 수지의 영율을 보다 높은 범위까지 허용할 수가 있다. 즉, 공극부가 없는 베어링의 구조에서는 베어링의 변형을 수지의 탄성만에 의해 만족시켜야만 하기 때문에 비교적 낮은 영율을 갖는 수지를 선택하지 않으면 안된다. 그 때문에 기타의 특성, 예를 들면 형상안정성 등을 희생하지 않으면 안되게 된다. 한편, 베어링 중에 공극부를 형성하면 베어링이 구조적으로 휘게 되므로 다른 특성을 희생하는 일없이 영율이 높은 수지를 선택할 수 있게 된다. 공극부의 형상이나 수에 의해 베어링의 휨의 정도를 수지의 특성에 관계없이 제어할 수 있으므로, 수지의 종류와 그 구조를 적절히 선정함으로써 최적의 베어링으로 할 수가 있다.

하나의 실시예에서는 공극부는 슬라이드베어링의 축방향으로 연장되어 있다. 이 경우, 공극부는 예를 들면, 복수개가 있고 그들은 슬라이드베어링의 축심주위에서 방사상으로 형성된다.

다른 실시예에서는 공극부는 슬라이드베어링의 축심의 주위에 링형상으로 형성된다. 또 다른 실시예에서는 슬라이드베어링은 중심구멍을 갖는 내각과 다수의 공극부를 갖는 내각을 둘러싸는 발포수지로 된 링체와, 이 링체를 둘러싸는 외각을 구비하고 있다.

공극부를 갖는 슬라이드베어링을 형성하는 수지는 예를 들면, 폴리올레핀계수지, 불소계수지, 폴리아미드수지, 폴리옥시메틸렌수지, 폴리에스테르계수지, 폴리에테르술폰수지, 폴리페닐렌설파이드수지 및 폴리에테르에테르케톤수지로 이루어진 군으로부터 선택된다.

본 발명에 따른 핀치롤러장치는 회전구동되는 캡스턴과, 캡스턴에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있는 아암(arm)과, 기단이 아암에 부착된 롤러축과, 표면이 탄성재료로 되고 롤러축의 선단측에 슬라이드베어링을 거쳐서 회전이 자유롭게 부착된 원통형상의 롤러본체를 구비하고 있다. 롤러본체는 아암을 캡스턴에 근접하는 방향으로 이동시켰을 때에 캡스턴에 꽉 눌리는 것이다.

상술한 바와 같은 구성의 핀치롤러장치에 있어서, 본 발명의 한 형태에 의하면 슬라이드베어링은 10kgf/㎟이상 1500kgf/㎟이하의 영율을 갖는 수지로 제조되어 있다. 또, 롤러본체를 캡스턴에 눌렀을 때의 롤러축과 슬라이드베어링과의 접촉면적이 슬라이드베어링의 내주면의 투영면적에 대해서 30 내지 80%의 범위에서 설정되어 있다. 이 경우, 바람직한 실시예에서는, 롤러축은 그 선단이 캡스턴에 근접하도록 경사져 있고, 캡스턴의 축선에 대한 롤러축 축선의 경사각(α)은 0°〈α

7°의 범위 내에 있다. 슬라이드베어링은 예를 들면, 중실원통형을 하고 있고, 수지의 영율은 10kgf/㎟ 이상 200kgf/㎟ 이하이다. 다른 바람직한 실시예에서는, 슬라이드 베어링은 공극부를 포함하여 수지의 영율은 50kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하이다.

본 발명의 다른 형태에 있어서의 핀치롤러장치에서는, 슬라이드베어링은 10kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하의 영율을 갖는 수지로 제조되어 있다. 또, 롤러축은 그 선단이 캡스턴에 근접하도록 경사져 있고, 캡스턴의 축선에 대한 롤러축 축선의 경사각(α)은 0°〈α

7°의 범위 내에 있다. 바람직한 실시예에서는, 슬라이드베어링은 중실원통형을 하고 있고, 수지의 영율은 10kgf/㎟ 이상 200kgf/㎟ 이하이다. 다른 바람직한 실시예에서는, 슬라이드베어링은 공극부를 포함하여 수지의 영율은 50kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하이다.

또한, 어느 형태의 핀치롤러장치에 있어서도 캡스턴의 축선에 대한 롤러축 축선의 경사각의 바람직한 범위는 0°〈α

3°이다.

롤러축과 슬라이드베어링의 접촉면적을 슬라이드베어링 내주면의 투영면적에 대해 30 내지 80%의 범위로 설정하면, 롤러본체가 원활하게 회전함과 동시에 베어링의 마모를 최소한으로 할 수 있다. 접촉면적이 투영면적의 30%보다 적은 경우에는, 점접촉 상태에 가깝게 되어 베어링에 편향된 극심한 마모가 발생한다. 접촉면적이 투영면적의 80%를 초과하는 경우에는, 롤러본체의 회전슬라이드 이동성이 악화된다.

캡스턴의 축선에 대한 롤러축 축선의 경사각을 0°〈α

7°의 범위 내로 설정하면, 캡스턴에 대해 롤러본체를 눌렀을 때, 그 반력에 의해 롤러축은 캡스턴과 평행이 되도록 복귀한다. 따라서, 캡스턴의 축선과 롤러축 축선의 평행도의 오차를 적게 할 수가 있고, 휨(변형) 정도가 적은 베어링이라도 충분히 자동 중심조정기능을 발휘할 수가 있다. 이것은 롤러본체의 테이프 주행방향으로 경사의 자동복귀능력이 높다는 것을 의미하는 것이다. 이렇게 해서, 롤러본체의 테이프 주행방향으로의 경사에 의한 테이프의 한쪽 늘어남이나 에스(S)자 주행 또는 와우플러터 등을 효율적으로 억제할 수가 있고, 극히 양호한 테이프 주행안정성을 확보할 수가 있다.

[실시예]

도 1을 참조하면, 핀치롤러는 롤러축(11)과 롤러축(11)에 슬라이드 베어링(12)을 거쳐서 회전이 자유롭게 설치된 원통형 롤러본체(13)를 구비한다.

롤러본체(13)는 알루미늄이나 놋쇠 등의 금속제 슬리브(14)와 이 슬리브(14)의 외주면에 고착된 합성고무 등으로 된 원통형 탄성체(15)를 포함한다. 롤러본체(13)는 슬라이드베어링(12)과 일체로 되어 롤러축(11)의 주위를 회전한다. 롤러본체(13)의 내부에 슬라이드베어링(12)을 설치하는 방법은 특정하게 한정되는 것은 아니지만, 도 1의 실시예에서는, 슬리브(14)의 내주면의 한쪽 단부에 내측으로 돌출한 걸어맞춤부(14a)를 설치하며, 이 걸어맞춤부(14a)의 상단에서 베어링(12)을 지지하고 있다. 또, 슬리브(14) 내에 삽입된 탈락 방지부재(21)에 의해서, 슬라이드베어링(12)의 위치를 고정하고 있다. 롤러축(11)의 선단(11b)에는 스토퍼(stopper)부재(20)가 끼워져 있다. 이 스토퍼부재(20)는 롤러본체(13)가 롤러축(11)의 축방향으로 이동하지 않도록 하기 위한 것이다.

롤러축(11)은 그 선단(11b)이 캡스턴(16)에 근접하도록 미리 캡스턴(16)의 축선에 대하여 경사지도록 기단(11a)이 아암(19)에 설치되어 있다. 도면 중, 참조 번호 22는 와셔(washer)이며, 18은 접합부재이다. 롤러축(11)은 미리 경사상태로 배치되어 있으나, 롤러본체(13)를 캡스턴(16)에 누를 때, 캡스턴(16)으로부터 반력을 받아 되밀려서, 그 상태에서는 롤러축(11)의 회전축선과 캡스턴(16)의 축선이 거의 평행하게 된다.

도 1에 도시한 실시예의 경우, 롤러축(11)의 경사는 접합부재(18)와 와셔(22)에 의해서 아암(19)의 설치면에 대하여 경사상태로 설치되도록 설정되어 있다. 그러나, 이와 같은 경사의 조정방법은 도시한 바와 같이 한정되는 것은 아니며, 임의의 방법을 선택할 수 있다. 가령, 롤러축(11)을 설치하는 아암(19)자체를 경사지게 함으로써 롤러축(11)을 캡스턴(16)에 대하여 경사상태로 해도 좋다.

슬라이드베어링(12)은 10kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하의 영율을 갖는 수지로 제작되어 있다. 핀치롤러의 자동 중심조정기능은 슬라이드베어링(12)이 탄성변형함으로써 발휘된다.

도 1에 도시한 실시예에서는 슬라이드베어링(12)은 중실원통형을 하고 있고 수지의 영율은 10kgf/㎟ 이상 200kgf/㎟ 이하이다. 보다 바람직한 영율은 20kgf/㎟ 이상 180kgf/㎟ 이하이다. 롤러본체(13)가 캡스턴(16)에 눌릴 때 슬라이드베어링(12)이 탄성적으로 변형함으로써 자동 중심조정기능이 발휘된다.

베어링을 형성하는 수지의 영율이 200kgf/㎟보다 큰 경우, 캡스턴(16)의 축선과 롤러축(11)의 축선과의 평행도의 오차에 대해 슬라이드베어링(12)이 그 탄성 변형만에 의해 자동 중심조정기능을 발휘하는 것이 곤란하게 되고, 슬라이드베어링(12)과 롤러축(11)이 점접촉의 상태로 슬라이드 이동되어, 슬라이드베어링(12)에 편향된 극심한 마모가 발생한다. 한편, 영율이 10kgf/㎟보다 적은 경우 슬라이드베어링(12)의 강도가 약해지는데 추가해서 자동복귀능력이 약해지고 테이프 주행방향으로 경사진 롤러본체(13)가 바른 위치에 복귀되지 않게 된다.

중실원통형의 슬라이드베어링(12)을 형성하는 수지는 상기한 영율의 범위를 만족시키는 것이면 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 이와 같은 수지로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 그들을 주성분으로 하는 공중합체 등의 폴리올레핀계수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 테트라플루오르에틸렌-p-플로오르알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체, 에틸렌-테트라플루오르에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오르에틸렌, 폴리비닐리덴플로오라이드 등의 불소계수지, 폴리에스테르계 열가소성 탄성중합체 등의 열가소성 탄성중합체 등을 들 수가 있다.

슬라이드베어링(12)을 형성하는 수지의 다른 예로서, 상기한 영율을 만족시키는 범위에 있어서, 또한 슬라이드베어링(12)의 슬라이드 이동성능을 대폭으로 저하시키지 않은 범위 내에 있어서, 흑연, 불소수지, 이황화몰리브덴 등의 고체윤활제, 유리섬유, 탄소섬유 등의 강화재를 배합한 수지라도 된다.

슬라이드베어링(12)에 형성된 중앙의 관통구멍과, 이 관통구멍에 삽입관통되는 롤러축(11)과의 사이의 간격은 롤러축(11)에 대해서 슬라이드베어링(12)이 원할히 회전할 수 있는 필요최소한을 확보하면 된다. 예를 들면, 슬라이드베어링(12)의 재질로서 폴리올레핀계수지를 사용하는 경우에는 롤러축(11)의 외경과 슬라이드베어링(12)의 내경의 차이가 롤러축(11)의 외경에 대해서 1.0% 이상 8.0% 이하로 하는 것이 좋고, 바람직하게는 1.5% 이상 4.0% 이하로 하는 것이 좋다. 차이가 1.0% 미만이면, 롤러축(11)이나 슬라이드베어링(12)의 열팽창에 의해 슬라이드베어링(12)이 롤러축(11)에 달라붙어 슬라이드베어링(12)이 회전하지 않게 될 우려가 있다. 한편, 차이가 8.0%보다도 크면 롤러본체(13)의 테이프 주행방향으로의 경사가 지나치게 크게 되어 테이프의 주행안정성을 저해해 버린다.

롤러축(11)의 축선의 캡스턴(16)의 축선에 대한 경사각(α)은 0°〈α

7°의 범위 내이다. 경사각(α)이 0°이하가 되면, 롤러본체(13)를 캡스턴(16)에 눌렀을 때에서 캡스턴(16)의 축선과 롤러축(11)의 축선은 평행으로 되지 않는다. 한편, 경사각(α)이 7°보다 커지게 되면, 캡스턴(16)에 롤러본체(13)를 눌렀을 때에도, 그 반력만으로는 롤러축(11)의 경사가 평행상태로 되기까지 복귀되지 않아서 캡스턴(16)의 축선과 롤러축(11)의 축선은 평행이 되지 않는다. 상기의 어느 경우에도, 슬라이드베어링(12)의 탄성변형에 의한 자동 중심조정기능에 의해서는 평행으로부터의 오차를 보상할 수가 없다. 따라서, 롤러축(11)의 경사각(α)은 0°〈α

7°의 범위 이내로 할 필요가 있다. 더 바람직한 범위는 0°〈α

3°의 범위 이내이다. 또한, 경사각(α)은 롤러본체(13)가 캡스턴(16)에 눌리기 직전 상태에 있어서의 롤러축(11)의 축선과 캡스턴(16)의 축선이 만드는 각도를 의미한다.

롤러본체(13)가 캡스턴(16)에 눌려있는 상태에 있어서, 롤러축(11)과 슬라이드베어링(12)의 내주면과의 접촉면적은 슬라이드베어링(12)의 내주면의 투영면적의 30% 이상 80% 이하가 되도록 설정한다. 여기서 슬라이드베어링(12)의 내주면의 투영면적은 슬라이드베어링(12)의 길이와 슬라이드베어링(12)의 내경의 곱으로 구해지는 값이다. 접촉면적이 투영면적의 30%보다 적은 경우에는, 점접촉 상태에 가깝게 되고 슬라이드베어링(12)으로 편향한 극심한 마모가 발생한다. 접촉면적이 투영 면적의 80%를 초과하는 경우에는, 롤러본체(13)의 회전슬라이드 이동성이 악화된다.

도 1에 도시한 실시예의 경우, 슬라이드베어링(12)은 중실원통형이며 그 재질에 의해 초래되는 탄성변형에 의해 자동 중심조정기능을 발휘하는 것이다. 다른 실시예로서 슬라이드베어링이 복수개의 공극부를 포함하는 것이라도 된다. 이 경우, 슬라이드베어링을 형성하는 수지의 영율은 50kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하이다.

도 2 및 도 3에 도시한 슬라이드베어링(30)은 중심구멍(31)의 주위에 방사상으로 형성된 복수개의 공극부(32)를 갖는다. 공극부(32)는 슬라이드베어링(30)의 축방향으로 관통해서 연장되어 있다. 그리고 슬라이드베어링(30)은 외각(33) 및 내각(34)과 그들을 연결하는 리브(35: rib)를 포함하는 형태가 된다.

도 4에 도시한 슬라이드베어링(40)은 그 축심 주위에 링형상으로 형성된 2개의 링형상의 공극부(43)를 갖는다. 그리고, 슬라이드베어링(40)은 내각(41) 및 외각(42)과 양자를 연결하는 연결부(44)를 포함하는 형태가 된다.

도 5에 도시한 슬라이드베어링(50)은 중심구멍을 갖는 원통부(51)와 이 원통부(51)의 외주에 형성된 플랜지부(52)를 포함한다. 플랜지부(52)의 상하에 링형상의 공극부(53)가 형성된다. 도 6에 도시한 슬라이드베어링(60)은 중심구멍을 갖은 내각(61)과, 다수의 공극부(64)를 갖고 내각(61)을 둘러싸는 발포수지로 된 링체(62)와, 링체(62)를 둘러싸는 외각(63)을 구비하고 있다.

도 2 내지 도 6에 도시한 슬라이드베어링은 어느 것이나 복수개의 공극부를 갖고 있다. 이와 같은 공극부를 구비함으로써 슬라이드베어링은 수지자체의 특성인 탄성에 추가해서 그 구조상태에 의해 휨(변형)의 정도를 조정할 수가 있다. 따라서, 공극부를 형성한 슬라이드베어링은 공극부를 형성하지 않은 슬라이드베어링에 비해서 높은 영율의 수지를 사용하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 공극부를 형성한 베어링에 적용할 수 있는 수지의 영율은 50kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하이고, 바람직하게는 100kgf/㎟ 이상, 1000kgf/㎟ 이하이다.

공극부를 형성한 슬라이드베어링을 형성하는 수지로서는, 상기한 영율의 범위를 만족시키는 것이면 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 이와 같은 수지로서 폴리올레핀계수지, 불소수지에 추가해서 나일론6, 나일론 66 등의 폴리아미드수지, 아세탈코폴리머, 아세탈호모폴리머 등의 폴리옥시메틸렌 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계수지, 폴리에테르술폰수지, 폴리페닐렌설파이드수지, 폴리에테르에테르케톤수지 등을 들 수가 있다. 또한, 베어링을 형성하는 수지의 다른 예로서 상기한 영율을 만족시키는 범위 내에 있어서, 또 베어링의 슬라이드 이동성능을 대폭으로 저하시키지 않은 범위 내에 있어서, 흑연, 불소수지, 이황화몰리브덴 등의 고체윤활재, 유리섬유, 탄소섬유 등의 강화재를 배합한 수지라도 된다.

진술한 어느 실시예에 있어서도, 핀치롤러의 자동 중심조정기능은 슬라이드 베어링이 탄성변형하는 것에 의해 발휘되고 있다. 이것을 도 7을 참조해서 설명한다.

롤러축(10)이 캡스턴(106)에 대해서 소정의 각도(α)로 경사져 있는 상태에서, 롤러본체(103)가 테이프(107)를 거쳐서 캡스턴(106)에 눌려진다. 또한 롤러본체(103)는 금속성의 슬리브(104)와 그 주위를 둘러싸는 탄성체(105)를 포함한다. 롤러축(101)은 캡스턴(106)에 대해서 롤러본체(103)를 눌렀을 때 그 반력에 의해 캡스턴(106)과 평행하게 되도록 복귀된다. 그러나 캡스턴(106)과 롤러축(101)과는 완전히는 평행이 되지 않기 때문에, 베어링(102)의 내주면 중 롤러축(101)과 맞닿는 측이 하단으로부터 상단으로 향해서 수축되도록 변형하고, 평행으로부터의 오차를 수정해서 자동 중심조정기능을 발휘한다. 따라서 캡스턴(106)의 축선과 롤러본체(103)의 회전축선은 평행하게 되어서, 양호하게 테이프(107)를 주행시키고, 한편 베어링(102)의 내주부와 롤러축(101)과는 면접촉 상태로 슬라이드되기 때문에 베어링(102)의 높은 내구성을 확보할 수가 있다.

[실시예 1]

베어링을 형성하는 수지로서, 영율이 150kgf/㎟의 폴리에틸렌을 사용해서 외경이 7mm, 내경이 3.045mm, 길이가 3mm의 공극부가 없는 베어링을 제작했다. 이 베어링을 사용해서 도 1에 도시한 바와 같은 핀치롤러장치를 제작했다. 이 실시예에 있어서, 롤러본체는 알루미늄제 슬리브의 외주면에 합성고무로 된 원통형상의 탄성체를 고착시킨 것이며, 외경 10mm, 길이 14mm였다. 롤러축의 외경은 2.985mm였다. 즉, 롤러축의 외경과 베어링의 내경과의 차이(0.060mm)가 롤러축의 외경에 대해 2.0%가 되도록 했다. 또한, 롤러본체가 캡스턴에 눌리기 직전의 상태에 있어서, 캡스턴의 축선에 대한 롤러축 축선의 경사각(α)이 0.5°가 되도록 롤러축을 캡스턴의 방향으로 미리 경사지게 했다. 이 핀치롤러장치에 있어서, 롤러본체의 캡스턴으로 가압력을 800gf로 설정한 바, 롤러본체가 캡스턴에 눌려진 상태에 있어서, 롤러축 축선과 캡스턴 축선과는 거의 평행하게 되었다. 또 이 상태에 있어서, 롤러축과 베어링과의 접촉면적은 베어링 내주면의 투영면적에 대해 40%였다.

[실시예 2]

베어링을 형성하는 수지로서 영율이 150kgf/㎟의 폴리에틸렌을 사용해서 도 2에 도시한 형상, 즉 내각과 외각을 방사상으로 연장하는 8개의 리브로 연결한 슬라이드베어링을 제작했고, 이 슬라이드베어링의 외경은 7mm, 내각의 내경은 2.545mm, 길이는 4.5mm였다. 이 베어링을 사용해서 도 1에 도시한 바와 같은 핀치 롤러장치를 제작했다. 이 실시예에 있어서, 롤러본체는 알루미늄제 슬리브의 외주면에 합성고무로 된 원통형상의 탄성체를 고착시킨 것이며 외경이 14mm, 길이가 18mm였다. 또, 롤러축의 외경은 2.485mm였다. 즉, 롤러축의 외경과 베어링의 내경과의 차이(0.060mm)가 롤러축의 외경에 대해 2.4%가 되도록 했다. 또한, 롤러본체가 캡스턴에 눌리기 직전의 상태에 있어서, 캡스턴의 축선에 대한 롤러축 축선의 경사각(α)이 0.25°가 되도록 롤러축을 캡스턴의 방향으로 미리 경사지게 했다. 이 핀치롤러장치에 있어서, 롤러본체의 캡스턴으로 가압력을 1300gf로 설정한 바, 롤러본체가 캡스턴에 눌려진 상태에 있어서, 롤러축과 캡스턴은 거의 평행하게 되었다. 이 상태에 있어서, 롤러축과 베어링과의 접촉면적은 베어링 내주면의 투영면적에 대해 60%였다.

[비교예 1]

베어링을 형성하는 수지로서 영율이 290kgf/㎟의 폴리옥시메틸렌을 사용해서 외경이 7mm, 내경이 3.19mm, 길이가 3mm의 공극부가 없는 베어링을 제작했다. 이 베어링을 사용해서 핀치롤러장치를 제작했다. 이 비교예에 있어서, 롤러본체는 알루미늄제 슬리브의 외주면에 합성고무로 된 원통형상의 탄성체를 고착시킨 것이며, 외경 10mm, 길이 14mm였고, 롤러축의 외경은 2.94mm였다. 즉, 롤러축의 외경과 베어링의 내경과의 차이(0.25mm)가 롤러축의 외경에 대해 8.5%가 되도록 했다. 또 롤러축은 캡스턴에 대해서 미리 경사지게 하지 않았다. 이 핀치롤러장치에 있어서, 롤러본체의 캡스턴으로 가압력을 800gf로 설정한 바, 롤러본체가 캡스턴에 눌려진 상태에 있어서, 베어링과 롤러축의 사이의 간격이 자동 중심조정기능을 발휘하고 롤러본체와 캡스턴이 평행하게 되었다. 또, 이 상태에 있어서, 롤러축과 베어링의 접촉면적은 베어링 내주면의 투영면적에 대해 20%였다.

[평가시험]

실시예 1 및 실시예 2의 각 핀치롤러장치에 대해서, 상온, 0℃ 및 5℃의 각 온도조건에서 실제기계에 장착해서 비디오테이프의 재생, 빨리감기, 되돌리기를 랜덤으로 반복주행시험을 행한 바, 5,000시간을 초과해도 테이프가 안정해서 주행되고 있고, 자동 중심조정기능이 충분히 발휘되고 있고, 베어링이 충분한 내구성을 갖고 있는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 비교예의 핀치롤러장치에 대해서 같은 주행시험을 행한 바, 어느 온도 조건하에 있어서도 테이프 주행에 상하이동이 보이고 안정된 테이프 주행이 이루어지지 않았다. 또, 약 200시간의 주행으로 테이프에 주름이 잡히고, 늘어나고, 굴곡하는 등의 손상이 발생했다.

이상, 본 발명을 도면을 참조해서 설명했지만, 본 발명은 도시한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 균등의 범위 내에 있어서 각종 수정이나 변형이 가능하다.

본 발명은 수지제의 슬라이드 베어링을 사용한 핀치롤러이면서도, 자동 중심 조정기능을 유효하게 발휘하여 핀치롤러장치의 요구특성인 내구성과 테이프 주행안정성을 충분히 확보할 수 있게 되는 핀치롤러와 핀치롤러장치를 제공할 수 있다.

Claims

롤러축(11)과, 표면이 탄성재료로 이루어지며, 상기 롤러축(11)에 슬라이드베어링(12)을 거쳐서 회전이 자유롭게 설치된 원통형 롤러본체(13)를 구비한 자동 중심조정기능을 발휘하는 핀치롤러에 있어서, 상기 슬라이드베어링(12)은 10kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하의 영율을 갖는 수지로 제작되고, 상기 자동 중심조정기능은 상기 슬라이드베어링이 탄성변형하는 것에 의해 발휘되는 것을 특징으로 하는 핀치롤러.
제1항에 있어서, 상기 슬라이드베어링(12)은 중실원통형을 하고 있고, 상기 수지의 영율은 10kgf/㎟ 이상 200kgf/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 핀치롤러.
제2항에 있어서, 상기 슬라이드베어링(12)을 형성하는 수지는 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지 및 열가소성 탄성중합체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 핀치롤러.
제1항에 있어서, 상기 슬라이드베어링(30)은 공극부(32)를 포함하고, 상기 영율은 50kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 핀치롤러.
제4항에 있어서, 상기 공극부(32)는 슬라이드베어링(30)의 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 핀치롤러.
제5항에 있어서, 상기 공극부(32)는 복수개이고, 그들은 상기 슬라이드베어링(30)의 축중심의 주위에서 방사상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 핀치롤러.
제4항에 있어서, 상기 공극부(43)는 상기 슬라이드베어링(40)의 축중심의 주위에서 링형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 핀치롤러.
제4항에 있어서, 상기 슬라이드베어링(60)은 중심구멍을 갖은 내각(61)과, 다수의 공극부를 가지며 상기 내각(61)을 둘러싸는 발포수지로 된 링체(62)와, 상기 링체(62)를 둘러싸는 외각(63)을 구비하는 것을 특징으로 하는 핀치롤러.
제4항에 있어서, 상기 슬라이드베어링(30)을 형성하는 수지는 폴리올레핀계수지, 불소계수지, 폴리아미드수지, 폴리옥시메틸렌수지, 폴리에스테르계수지, 폴리에테르술폰수지, 폴리페닐렌설파이드수지 및 폴리에테르에테르케톤수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 핀치롤러.
회전구동되는 캡스턴(16)과, 상기 캡스턴(16)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있은 아암(19)과, 기단(11a)이 상기 아암(19)에 부착된 롤러축(11)과, 표면이 탄성재료로 이루어지고 상기 롤러축(11)의 선단측에 슬라이드베어링(12)을 거쳐서 회전이 자유롭게 부착된 원통형상의 롤러본체(13)를 포함하고, 상기 롤러본체(13)는 상기 아암(19)을 상기 캡스턴(16)에 근접하는 방향으로 이동시켰을 때, 상기 캡스턴(16)에 눌려지는 것이며, 상기 슬라이드베어링(12)은 10kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하의 영율을 갖는 수지로 제작되고, 상기 롤러본체(13)를 상기 캡스턴(16)에 눌렀을 때의 롤러축(11)과 슬라이드베어링(12)의 접촉면적이 슬라이드베어링(12)의 내주면의 투영면적에 대해 30 내지 80% 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 핀치롤러장치.
제10항에 있어서, 상기 롤러축(11)은 그 선단(11b)이 상기 캡스턴(16)에 근접하도록 경사져 있고, 상기 캡스턴(16)의 축선에 대한 상기 롤러축 축선의 경사각(α)은 0°〈α
7°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 핀치롤러장치.
제10항에 있어서, 상기 슬라이드베어링(12)은 중실원통형을 하고 있고, 상기 수지의 영율은 10kgf/㎟ 이상 200kgf/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 핀치롤러장치.
제10항에 있어서, 상기 슬라이드베어링(30)은 공극부(32)를 포함하고, 상기 수지의 영율은 50kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 핀치롤러장치.
회전구동되는 캡스턴(16)과, 상기 캡스턴(16)에 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있는 아암(19)과, 기단(11a)이 상기 아암(19)에 부착된 롤러축(11)과, 표면이 탄성재료로 이루어지고 상기 롤러축(11)의 선단측에 슬라이드베어링(12)을 거쳐서 회전이 자유롭게 부착된 원통형상의 롤러본체(13)를 포함하고, 상기 롤러본체(13)는 상기 아암(9)을 상기 캡스턴(16)에 근접하는 방향으로 이동시켰을 때, 상기 캡스턴(16)에 눌려지는 것이며, 상기 슬라이드베어링(12)은 10kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하의 영율을 갖는 수지로 제작되고, 상기 롤러축(11)은 그 선단(11b)이 상기 캡스턴(16)에 근접하도록 경사져 있고, 상기 캡스턴(16)의 축선에 대한 상기 롤러축 축선의 경사각(α)은 0°〈α
7°의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 핀치롤러장치.
제14항에 있어서, 상기 슬라이드베어링(12)은 중실원통형을 하고 있고, 상기 수지의 영율은 10kgf/㎟ 이상 200kgf/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 핀치롤러장치.
제14항에 있어서, 상기 슬라이드베어링은 공극부(32)를 포함하고, 상기 수지의 영율은 50kgf/㎟ 이상 1500kgf/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 핀치롤러장치.