KR100476735B1 - 다공성공기베어링을구비한테이프이송장치 - Google Patents

Abstract

테이프 이송장치 상에 사용하기 위한 공기 베어링(20)이 공기 공급원(80)에 연결 가능하고, 그리고 테이프가 이송될 때 공기 쿠션 상에서 테이프(14)를 지지한다. 상기 공기 베어링은 상기 공기 공급원으로의 연결에 적합한 공기 입구(34)를 갖춘 하우징(22)과, 그리고 상기 하우징 상에 배치되고 테이프가 베어링 표면을 가로질러서 이송되도록 위치하게 되는 베어링 부재(40)를 포함한다. 상기 하우징 및 상기 베어링 부재는 상기 공기 입구와 유동적으로 연결되는 내부 공간을 구비한 플레넘 챔버를 형성하도록 배열된다. 상기 베어링 부재의 적어도 일부분은 이곳을 통하여 플레넘 챔버 내의 가압된 공기가 통과되어서 상기 공기 쿠션을 생성하기 위하여 베어링 표면 밖으로 나오는 것을 허용하는 다공성 재료로 제작된다. 또한 이들 특징을 구비한 테이프 이송장치가 제공된다.

Description

다공성 공기 베어링을 구비한 테이프 이송장치

본 발명은 데이터 저장장치 산업 분야에서 사용되는 유형의 테이프 이송장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 테이프가 이송장치를 통하여 특히 읽기/쓰기 트랜스듀서를 가로질러서 이송되는 동안에 공기 쿠션 상에서 테이프를 지지하도록 작동하는 그러한 테이프 이송장치에 사용되는 공기 베어링에 관한 것이다.

정보화 시대의 도래는 온-라인 사용뿐만 아니라 기록 보관의 목적을 위하여 데이터의 축적과 저장 분야에서의 지수 함수적인 성장을 이룩하여 왔다. 초기 컴퓨터 시대에, 마그네틱 디스크와 광학 저장 어셈블리가 출현하기 이전에는 데이터가 통상적으로 릴 타입의 테이프 및 그 후속의 카세트와 같은 마그네틱 테이프 상에 저장되었다. 마그네틱 테이프 저장장치에서, 마그네틱 필름의 이동 밴드 상에 데이터를 자기적으로 각인하기 위한 트랜스듀서로서 마그네틱 코일이 사용되고, 그에 따라 필름이 트랜스듀서를 가로질러 진행할 때, 데이터가 읽혀져서 프로세서로 재입력될 수 있다. 마그네틱 테이프는 상대적으로 낮은 가격과 반복하여 삭제되고 재기록이 가능한 점에서 장점을 가지고 있다. 마그네틱 테이프 매체에 부가하여, 다른 테이프 저장 매체가 개발되었거나 이용이 가능하다. 예를 들어서, 광학 테이프와 레이저 테이프가 매체에 저장되는 데이터의 밀도를 증가시키기 위한 노력의 일환으로 사용될 수 있다.

빠른 데이터 억세스 능력은 덜 중요하고 오히려 비용이 관심사인 곳에서의 데이터 기록을 위하여서는, 여전히 마그네틱 테이프가 아주 바람직한 형식이 되고 있다. 데이터 억세스 능력은 2개의 변수, 즉 저장 밀도라는 변수와, 테이프 매체가 트랜스듀서를 가로질러 이동될 수 있고 이 트랜스듀서에 의해 정확하게 읽혀질 수 있는 속도라는 변수의 함수가 된다. 또한, 여기에서는 테이프의 측면 가장자리가 참조 평면, 소위 기준면을 따라서 적절하게 기록되어서 데이터가 정확하게 해석될 수 있도록 하는 것이 중요하다.

어떤 경우라도, 테이프 매체가 테이프 이송장치를 통하여 이송 방향으로 물리적으로 이동되는 곳에서, 이송하는 동안에 테이프를 지지하고 그리고 이 테이프의 측면 가장자리를 기준면에 접하도록 유지하는 것이 필수적이다. 그러나, 테이프 매체와 이송장치의 기계적 부분 사이의 접촉은 이것이 테이프 표면의 마모를 일으키거나 이와 다른 방법으로 테이프의 손상을 일으킬 수 있기 때문에 최소화되어야 한다. 이와 같은 마모와 손상은 테이프 상에 저장되는 데이터의 완전성을 침해할 수 있으며, 때로는 구동 매커니즘의 일부에 조차도 손상을 입힐 수 있다. 이리하여, 마찰과 접촉을 감소 또는 제거하도록 테이프를 지지하기 위한 다수개의 공기 베어링을 사용하는 것이 일반적이다.

통상의 공기 베어링은 폴리싱된 베어링 표면을 가지고, 이 베어링 표면을 관통하는 다수개의 포트가 드릴 가공되는 플레넘 챔버(Plenum Chamber)의 형태이다. 통상적으로 0.006 인치 내지 0,020 인치의 직경을 가지는 이들 포트는 베어링 표면 위에 매트릭스로서 연장되고 플레넘의 내부 공간과 통해 있다. 그런 다음, 이 플레넘은 공기로 가압되고, 이 공기가 상기 포트를 통하여 탈출함으로써 테이프 매체가 상기 베어링 표면을 가로질러서 이송될 때 이 테이프 매체를 지지하기 위한 공기 쿠션을 형성하는 공기 분출구를 제공하게 된다.

이런 유형의 공기 베어링은 기능 본위적인 반면에, 다음과 같은 단점이 필수적으로 뒤따른다. 그 첫째로는, 베어링 표면의 포트가 각기 개별적으로 드릴 가공되기 때문에, 이와 같은 공기 베어링의 제작 비용이 매우 비싸다는 점이다. 이리하여, 예컨대 1.5 내지 3.0 평방 인치의 표면 전체에 걸쳐서, 극히 작은 직경을 가진 50개 내지 200개의 개별적인 포트를 드릴 가공하는 것이 보기 드문 것은 아니다. 이와 같은 드릴링 작업에는 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 직경이 극히 작은 드릴 비트를 사용하게 되어서 이들 비트의 파손을 유발하기도 한다. 따라서, 파손된 드릴 비트가 드릴링 공정 동안에 포트 내에 박히게 될 수 있기 때문에 공기 베어링의 폐기율이 상대적으로 높다.

심지어 이런 유형의 공기 베어링이 성공적으로 형성된 곳에서도, 상기 표면의 단지 약 0.1% 만이 상기 포트로 인하여 개방되기 때문에 개방의 정도가 상대적으로 제한적이다. 따라서, 충분한 공기 쿠션력(완충력)을 제공하기 위해서는, 상기 플레넘 챔버가 충분한 압력, 통상적으로 1.0 내지 3.5 psi 크기의 압력에서 유지되어야만 한다. 공기의 압축으로 인하여 열이 발생하는데, 이 열은 반드시 방출 되어야 하며, 만일 그렇지 않으면 테이프에 대한 열 손상의 위험이 존재하게 된다.

전술한 바와 같이, 테이프의 하나의 측면 가장자리가 기준면에 접하게 유지되어야 하고 이로써 데이터가 트랜스듀서에 의해 정확하게 읽혀지거나 쓰여질 수 있게 되는 것이 또한 필수적이다. 과거에는 이 기술이, 기준면에 접하게 유지되는 상기 제 1측면 가장자리의 반대편에서 테이프의 제 2 측면 가장자리에 접하여 기대어 있는 미끄러운 버튼을 말단부에서 지탱하는 다수개의 스프링 핑거를 사용함으로써 성취되었다. 테이프를 기준면에 대하여 물리적으로 편향시키는 이 기술이 성공적이었던 반면에, 이것은 여전히 상기 공기 베어링을 통하여 테이프 매체가 높은 속도로 이송되는 경우에 테이프 매체와의 바람직하지 못한 접촉을 유발한다. 이는 과도한 마찰을 유발할 수 있고, 그리고 테이프의 기계적 편향은 테이프 가장자리에 손상을 일으킬 수 있다. 더욱이, 테이프 가장자리는 마침내 상기 버튼에 바람직하지 않은 홈을 만들게 된다.

따라서, 테이프 이송장치에 있어서 개선된 장치에 대한 필요성이 여전히 존재하며, 특히 이와 같은 장치를 통하여 빠른 속도로 이송되는 동안에 테이프를 지지할 수 있는 개선된 공기 베어링에 대한 필요성이 여전히 존재하고 있다. 또한, 테이프를 지지하는 공기 쿠션을 형성하도록 공기 분출구를 제공하기 위하여 베어링 표면을 통하여 포트를 개별적으로 드릴링하는 부수적인 단점을 제거하는 공기 베어링의 필요성도 있다. 본 발명은 이들 필요성을 충족시키는 것을 지향하고 있다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예를 따른 다수개의 에어 베어링을 포함하는 본 발명에 따른 테이프 이송장치의 테이프 다이아그램을 도시한 정면도이고,

도 2는 본 발명의 제 1실시예를 따른 에어 베어링의 사시도이고,

도 3은 도 2의 3-3 선을 따른 단면도이고,

도 4는 도 3의 4-4선을 따른 단면도이고,

도 5는 도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 제 1실시예를 따른 에어 베어링의 분해 사시도이고,

도 6은 본 발명의 제 1실시예를 따른 에어 베어링의 단면 다이아그램이고,

도 7은 도 3과 유사하나, 본 발명의 제 2실시예를 도시한 단면도이고,

도 8은 가압된 공기 공급원 및 제어기와 연결된 본 발명에 따른 한 쌍의 공기 베어링을 도시한 개략도이다.

본 발명의 목적은 테이프 이송장치를 제공하는 것으로, 특히 이를 위하여 이송하는 동안에 테이프 매체를 지지하는 공기 쿠션을 제공하기 위하여 구성되는 새롭고 유용한 공기 베어링을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제작하기 용이하고 종래의 공기 베어링 보다 대체로 저 비용이며 테이프 이송장치에 적합한 공기 베어링을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존의 공기 베어링 부재 보다 대체적으로 더 많이 개방되고, 따라서 보다 낮은 압력에서도 공기 베어링이 작동 가능하게 되는 공기 베어링을 위한 베어링 부재를 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 드릴 가공된 포트를 제거함이 가능토록 하는 방법으로 일체적으로 형성될 수 있는 공기 베어링을 위한 베어링 부재를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 이송하는 동안 테이프 매체가 자동적으로 기준면에 접하여 트랙킹될 수 있도록 이루어지는 공기 베어링 부재를 제공하는 것이다.

그리하여 본 발명은 이러한 목적들을 달성하기 위하여, 테이프 이송장치, 특히, 테이프가 테이프 이송장치를 가로질러 이송 방향으로 이송될 때 공기 베어링이 공기 쿠션 상에서 테이프를 지지할 수 있는 테이프 이송장치에 사용되는 공기 베어링을 제공하는 것을 지향한다. 대체로, 이 공기 베어링은 공기 공급원에 연결되기에 적합한 공기 입구를 가진 하우징과, 하우징 상에 배치되고 테이프가 베어링 표면을 가로질러 이송될 수 있도록 위치하게 되는 베어링 부재를 포함한다. 상기 하우징과 베어링 부재는 상기 공기 입구와 유체연통 가능하게 연결되어 있는 내부 공간을 가진 플레넘 챔버를 형성하도록 배열된다. 상기 베어링 부재의 적어도 일부분은 공기 쿠션을 발생하도록 플레넘 내에서 가압된 공기가 통과하여 상기 베어링 표면 밖으로 나갈 수 있도록 하는 다공성 재료로 제작된다.

상기 다공성 재료의 구성요소로서는 세라믹, 금속 또는 복합재료 등 다른 합성물이 가능함에도 불구하고, 알루미나가 바람직하다. 이들 재료는 필요에 따라서 소결될 수 있으며, 또한 소결되지 않을 수도 있다. 플레넘에 고정되는 공기 베어링은 전체가 상기 다공성 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 필요한 경우 상기 다공성 재료에 선택적인 접착제를 주입할 수도 있다. 상기 다공성 재료는 2% 내지 50% 사이에서 개방되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 베어링 부재는 테이프의 제 1측면 가장자리를 위한 가이드 표면을 형성하도록 작용하는 기준면을 포함하고, 이 기준면은 상기 이송장치를 통과하는 테이프의 이송 방향에 평행한 기준 평면 내에서 방향이 설정된다. 상기 기준면에 대하여 테이프의 상기 제 1측면 가장자리를 유지하기 위하여, 상기 베어링 표면은 기준면에 대하여 작은 둔각으로 형성된다. 바람직하기로는, 이 각은 상기 베어링 표면이 0.002 내지 0.020의 경사도로 기울어 지도록 선택된다. 이러한 구조를 가지기 때문에, 베어링 표면은 기준면의 반대측 말단 경계부 보다 기준면에 인접한 경계부를 따라 더 큰 반경의 곡률을 가지며, 따라서 상기 제 1측면 가장자리를 따른 제 1경계부에서 테이프 내의 장력이 제 2측면 가장자리를 따른 것보다 약간 큰 상태 하에 있을 것이다. 이러한 증가된 장력은 상기 테이프 매체가 상기 기준면에 접하여 트랙킹하도록 유도한다. 이와 달리, 다수개의 미끄러운 접촉 버튼 및 스프링 핑거를 포함한 종래의 탄성 가이드 부재가 상기 기준면과 상기 제 1측면 가장자리의 접촉을 유지하는데 사용될 수도 있다.

또한, 베어링 부재는 테이프 매체가 베어링 표면상으로 적재될 때 이 테이프 매체를 가이드하는 것을 도와주는 가이드 경사면을 포함할 수 있다. 상기 가이드 경사면이 상기 기준 평면에 대하여 예각으로 방향이 설정되면서, 이 가이드 경사면은 정점 라인을 따라 상기 기준면과 교차하게 된다. 바람직하기로는 이 각도가 약 5° 내지 25° 의 범위 내이고, 더욱 바람직하기로 20° 이다. 더욱이, 상기 베어링 표면과 상기 기준면 사이에는 홈이 형성되는데, 이 홈은 상기 기준면에 바로 인접하여 있다. 상기 홈은 테이프 매체의 상기 제 1측면 가장자리와 상기 기준면의 적절한 정합을 보증한다.

바람직하기로, 상기 하우징은 주조 알루미늄 재료로써 아치형의 U자형 채널 형태로 구성된다. 그런 다음, 상기 베어링 부재가 플레넘 챔버를 형성하기 위하여 이 채널 내에 배치된다. 상기 베어링 부재는 상기 플레넘 챔버 내에 위치하는 내부 플랜지를 포함할 수 있고, 이 플랜지는 예컨대 클램핑 요소에 의해 상기 하우징에 고정된다. 외부 플랜지도 상기 내부 플랜지에 대향하여 돌출될 수 있으며, 상기 기준면이 이 외부 플랜지 상에 형성될 수 있다. 그런 다음, 위치설정 기둥이 상기 베어링 표면을 선택된 방향으로 위치시키기 위하여 상기 하우징의 U자형 채널상에 위치될 수 있고, 단부-플레이트가 상기 플레넘을 완성하기 위하여 상기 채널의 마주보는 단부를 밀봉할 수 있다. 상기 베어링 부재의 마주보는 단부 표면을 밀봉하기 위하며, 그리고 상기 단부-플레이트를 상기 채널 피스에 체결시키기 위하여 적당한 접착제가 제공될 수 있다. 플레넘 챔버의 내에서 공기의 압력을 측정하기 위하여 압력 센서가 플레넘 챔버 내에 설치될 수 있다.

그리고는, 본 발명에 따른 테이프 이송장치가 테이프 부재 상의 데이터 읽기/쓰기를 위하여 작용하는 트랜스듀서와, 그리고 전술한 구성의 다수개 공기 베어링을 더 포함한다. 가압된 공기 공급원이 공기 베어링의 각 플레넘 챔버에 연결되고, 테이프 드라이버는 테이프를 공기 베어링 및 트랜스듀서를 가로지르는 이송 방향으로 진행시키도록 작동하며, 상기 테이프는 이와 같은 이송 동안에 각각의 공기 베어링에 의해 생성되는 공기 쿠션 상에서 지지된다.

본 발명의 이들 목적 및 기타 다른 목적들이 첨부 도면과 더불어서 상세하게 설명되는 실시예를 통하여 보다 용이하게 인식되고 이해될 수 있을 것이다.

대략적으로 본 발명은 그 위에 데이터가 놓여질 수 있는 테이프 매체와 함께 데이터 저장장치 산업 분야에 이용되는 테이프 이송장치에 관한 것이다. 이 테이프 이송장치는 테이프 상에 데이터를 저장하거나 또는 테이프 상의 데이터에 접근할 수 있도록 읽기/쓰기 트랜스듀서를 가로지르는 이송 방향으로 상기 테이프를 이송하도록 작동한다. 본 명세서에서 본 발명이 특히 마그네틱 테이프 매체에 관하여 설명되나, 여기에 기술된 원리는 아무런 제한 없이 다른 테이프 매체에도 적용될 수 있음에 유의하여야 한다. 더욱이, 본 명세서에서 사용되는 용어로서 "읽기/쓰기 트랜스듀서"는 쓰기 트랜스듀서나 읽기 트랜스듀서, 또는 읽기 기능과 쓰기 기능을 모두 수행할 수 있는 트랜스듀서를 지칭할 수 있다.

그러나, 본 발명은 특히 테이프가 테이프 이송장치를 가로질러 이송 방향으로 이송될 때 공기 쿠션 상에서 테이프를 지지할 수 있도록 공기 베어링의 표면을 따라서 공기 쿠션을 제공하기 위하여 가압된 공기 공급원에 연결될 수 있는 공기 베어링에 관한 것이다. 대체적으로, 본 발명에 따른 공기 베어링은 공기 공급원에 연결되기 적합한 공기 입구를 가진 하우징과, 가압된 공기와 유체연통가능하게 연결되는 플레넘 챔버를 형성하도록 상기 하우징 상에 배치되는 베어링 부재를 포함한다. 이 베어링 부재의 적어도 일부분은 공기 쿠션을 발생하도록 가압된 공기가 이들 통하여 통과하여 상기 베어링 표면 밖으로 나갈 수 있도록 하는 다공성 재료로 제작된다. 이 재료는 세라믹 재료, 금속 또는 복합 재료이고, 바람직하기로는 2% 내지 50%범위 내의 공극률을 가진다.

이를 염두에 두고서, 도 1에 도시된 대표적인 테이프 이송장치의 도면을 보자. 여기에서는, 테이프 이송장치(10)가 읽기/쓰기 트랜스듀서(12) 및 테이프 이송 방향 "T"로의 이송을 위하여 테이프(14)를 지지하는 다수개의 공기 베어링(20)을 포함한다. 적당한 테이프 드라이버(16 및 16')가 상기 이송 방향으로 테이프(14)를 이동시키기 위하여 제공된다.

대표적인 공기 베어링(20)이 도 2 내지 도 5에 도시되고, 여기에서 공기 베어링(20)이 아치형의 U자형 채널 피스(24)에 의해 형성되는 하우징(22)을 포함하는 것이 보여진다. 채널 피스(24)는 아치형 저면벽(26), 및 내부 공간(32)을 사이에 갖추게 되는 한 쌍의 평행한 측벽(28)(30)을 가지고 있다. U자형 채널 피스는 바람직하기로 주조 알루미늄 또는 공기 통과에 대해 불투과성인 다른 적당한 재료로 형성된다. 그러나, 하우징(22)에는 아치형 저면벽(26)을 통하는 구멍(34) 형상의 공기 입구가 제공되고, 상기 구멍(34)에는 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이 임의의 편리한 도관에 의해 가압된 공기의 공급원에 부착될 수 있는 공기 튜브 또는 나사식 주입구(36)가 제공된다.

베어링 부재(40)가 하우징(22) 상에 배치되고, 하우징(22)이 U자형 채널 피스(24)의 마주보는 단부를 폐쇄하도록 한 쌍의 단부-플레이트(38)가 제공된다. 단부-플레이트(38)는 필요에 따라 적당한 접착제 등의 기술 수단에 의해 채널 피스(24)에 체결된다. 따라서, 베어링 부재(40)와 함께 U자형 채널(24) 및 단부-플레이트(38)를 포함하는 하우징(22)은 내부 공간(32)을 갖춘 플레넘 챔버를 형성하고, 이 플레넘 챔버는 주입구(36)에 의해 형성된 공기 입구와 유체연통가능하게 연결된 상태가 된다.

또한, 베어링 부재(40)도 아치형 형상이고, U자형 채널 퍼스(24) 내에서의 장착과 위치 설정이 용이하도록 하기 위하여 베어링 부재(40)는 측벽(30)의 내측면(31) 상에 배치되는 다수개의 위치설정 기둥(46)과 정합하는 외부 아치형 플랜지(42)를 포함한다. 베어링 부재(40)는 장착 플랜지를 제공하기 위하여 내부 공간(32)으로 돌출된 내부 플랜지(44)를 포함하고, 따라서 베어링 부재(40)가 예컨대 측벽(30)에 스크류(50)에 의해 체결된 다수개의 클램핑 요소(48)에 의해 채널 피스(24)에 고정될 수 있다. 플랜지(42 및 44)는 대체로 밀봉되는 방법으로 측벽(30)의 내측면(31)에 접하는 연속적이고 중단되지 않은 편평벽(52)을 가진다. 베어링 부재(40)의 베어링 부분(54)은 플랜지(42 및 44)에 수직하게 돌출하여 베어링 표면(56)을 제공하고, 테이프(14)가 이 베어링 표면(56)을 가로질러 이송된다.

베어링 부분(54)의 적어도 일부분은 도 3에 도시된 바와 같이, 베어링 표면(56) 상부에 테이프(14)를 지지하는 공기 쿠션(58)을 생성하기 위하여 플레넘 챔버 내의 가압된 공기가 이를 통하여 통과되어서 베어링 표면(56) 밖으로 나오는 것을 허용하는 다공성 재료로 제작된다. 그러나, 플랜지(42), 플랜지(44), 및 베어링 부분(54)을 포함하는 베어링 부재(40)가 다공성 재료의 단일 피스로서 일체형으로 형성되고, 따라서 베어링 부재(40)가 전체적으로 다공성 재료로 제작되는 것이 바람직하다. 이 다공성 재료는 공기 쿠션을 생성하기에 양적으로 충분하게 공기의 통과를 허용하도록 개방된다면, 예컨대 세라믹, 금속, 그리고 복합재료와 같은 임의의 적당한 합성물이 될 수 있다. 상기 다공성 재료가 2% 내지 50%사이에서 개방되는 것이 바람직하다. 상기 다공성 재료는 그것의 조성에 따라 소결되거나 또는 소결되지 않을 수 있고, 그리고 역시 공극률을 조절하기 위하여 상기 다공성 재료에는 선택된 접착제가 주입될 수 있다. 금속이 사용되는 곳에서, 만일 마그네틱 테이프 매체와 함께 사용하는 것을 의도하는 경우라면 이 금속은 반드시 비-자성체 이어야 한다. 바람직한 다공성 재료는 알루미나이다.

베어링 부재(40)의 추가적인 구조가 도 3 내지 도 6에 도시되고, 여기에서는 베어링 부재(40)가 테이프(14)의 제 1측면 가장자리(62)를 위한 가이드 표면을 형성하도록 작용하는 기준면(60)을 포함하고 있는 것을 볼 수 있다. 이 기준면(60)은 통상적으로 테이프(14)의 이송 방향 "T"와 평행한 기준 평면 "D"로 방향이 설정된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 베어링 표면(56)은 상기 기준 평면 "D"에 대해 직각으로 방향이 설정되는 표면 "P"를 따라서 위치하게 된다. 그러나, 기준 평면 "D"는 약간 기울어져 있고, 따라서 베어링 표면(56)은 반대측 측면 가장자리 보다 기준 평면 "D"에 인접한 측면 가장자리의 높이가 더 높도록 기울어지게 된다. 따라서, 베어링 표면(56)이 형상적으로 아치형인 곳에서, 기준면(60)에 인접한 베어링 부분(54)의 인접 부분(64)이 곡률 반경 "r₂"를 가지는 말단 부분(66) 보다 더 큰 곡률 반경 "r₁"을 가진다. 이러한 방향 설정으로 인하여, 베어링 표면(56)은 테이프(14)의 시각으로부터 조망될 때 경사도를 가지고, 이 경사도는 바람직하기로 0.002와 0.020 사이가 된다. 달리 말하면, 베어링 표면(56)이 편평벽(52)에 수직인 라인에 대하여 약 2° 내지 5° 사이의 작은 예각 "c"로 있게 된다. 이리하여, 테이프(14)가 공기 쿠션(58) 상에서 베어링 표면(56)을 가로질러 트랙킹 되는 동안, 제 1측면 가장자리(62)에 인접한 경계부가 제 2측면 가장자리(63)에 인접한 경계부에서 보다 약간 더 큰 장력을 받는 상태에 있을 것이다. 이리하여, 상기 측면 가장자리(62)에서의 더 높은 장력은, 테이프(14)가 트랜스듀서(12)를 가로질러 통과하는 동안에, 적절한 정합을 위하여 테이프(14)가 기준면(60)에 접하여 트랙킹될 수 있도록 유도한다.

테이프(14)와 기준면(60)의 접합부에서의 형상 각도를 보장하기 위하여, 홈(68)이 베어링 표면(56)과 기준면(60)의 교차점에 형성된다. 베어링 표면(56)이 홈(68)의 폭 만큼 기준면(60)으로부터 이격되도록 이 홈이 베어링 부분(54)내에 형성될 수 있다. 베어링 부분(54)에 홈(68)을 절삭 형성함으로써, 기준면(60)을 따른 울퉁불퉁한 부분을 감소시켜 트랙킹의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 즉, 바람직하지 않은 울퉁불퉁한 부분이 기준면(60) 상에서의 제 1측면 가장자리(62)의 트랙킹을 방해하게 되는 베어링 표면(56)과 기준면(60) 사이의 접합부에서 임의의 곡률이 나타나는 것을 상기 홈(68)이 방지한다.

또한, 플랜지(42)는 기준면(60)에 대하여 큰 둔각 "a"로 방향이 설정되는 가이드 경사면(70)을 포함할 수 있고, 즉 기준 평면 "D"에 대하여 작은 예각 "d"로 방향이 설정되는 경사 평면 "R"에 가이드 경사면(70)을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 각 "d"는 5° 내지 25° 의 범위에 있는 것이 좋으며, 바람직하기로는 약 20° 이다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이, 가이드 경사면(70)은 정점 라인(72)을 따라서 기준면(60)과 교차한다.

공기 베어링(20) 어셈블리는 도 5를 참조하면 가장 잘 보일 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 플랜지(42)가 적절한 배열을 위한 위치설정 기둥(46)에 접하게 위치되면서 베어링 부재(40)가 내부 공간(32)으로 삽입될 수 있다. 그런 다음, 베어링 부재(40)는 그 위치에서 예컨대 나사구멍(49)으로 연장 설치되는 스크류(50)에 의해 측벽(30) 상에 장착되는 예시적인 클램프 부재(48)와 같은 다수개의 클램프 부재에 의해 클램핑된다. 베어링 부재(40)의 마주보는 단부면(74)에는 접착제 코팅(76)이 제공될 수 있으며, 채널(24)의 단부면(78)에도 또한 접착제(76)가 제공되어 플레넘 챔버를 형성하기 위하여 단부-플레이트(38)가 상기 단부면(74 및 78)에 고착될 수 있게 된다. 접착제(76)는 베어링 부재(40)의 단부면(74)을 공기가 빠져나가지 않도록 대체로 밀봉하도록 형성되는 임의의 접착성 있는 재료일 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 예컨대 공기 베어링(20)과 같은 각각의 공기 베어링은 적당한 도관(82 및 84)에 의해 공기 공급원(80)과 유체연통 가능하게 연결된 상태에 있을 수 있으며, 도관(84)은 주입구(36)에 연결된다. 예컨대 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 서로 다른 압력 센서(86)가 제공된다. 여기에서, 센서 튜브(81)는 포트(83 및 85)를 통하여 U자형 채널 피스(24) 및 베어링 부분(56) 내로 연장 설치되고, 공기 튜브(87)에 연결된다. 그리하여, 센서 튜브(81)는 테이프(14)와 베어링 표면(56) 사이에 존재하는 압력 상태에 있도록 베어링 표면(56)과 연통하는 개구부를 가지는 중앙 통로(89)를 가진다. 중앙 통로(89)의 직경은 약 0.040 인치이다. 대략 0.010 인치의 반경방향 포트(91)가 센서 튜브(81)의 측벽을 통하여 형성된다. 따라서, 상기 통로(89)는 테이프(14)와 베어링 표면(56) 사이의 압력 상태에 노출될 뿐만 아니라 플레넘 챔버 내부 공간(32)의 압력에도 노출된다. 이것은 플레넘 챔버의 가압을 제어하는 센서(86)에 의해 모니터되는 압력차를 생성하고, 따라서 테이프(14)에 공기 쿠션을 제공하는 압력을 제어한다. 전기 리드선(88)이 센서(86)로부터 이 제어신호를 공기 공급원(80)에 의해 인가되는 압력을 모니터하고 제어하는 제어기(90)로 보낸다. 필요하다면, 도 8에 도시된 바와 같이 도관(84)에 의해 공기 베어링(20)들이 공통 매니폴드(83)로 서로 연결될 수 있다.

베어링 부재(40)의 다른 선택적인 구성이 도 7에 도시되어 있다. 여기에서는, 경사진 베어링 표면(56)이 제거되고, 따라서 베어링 표면(156)은 베어링 부재(140)의 기준면(160)에 대체로 수직되게 방향이 설정된다. 여기에서, 다시 베어링 부분(154)은 다공성 재료로 만들어져서 공기 쿠션(158)이 베어링 표면(156)의 상부에서 테이프(14)를 지지한다. 그러나, 이러한 구성은 테이프(14)의 제 1측면 가장자리가 기준면(160)에 접하여 자동적으로 트랙킹하도록 유도하지는 않는다.

도 7에서, 가이드 부재(180)에 스프링 핑거(184)의 말단부에서 지지되는 세라믹 접촉 버튼(182)을 갖춘 다수개의 가이드 핑거가 제공되고, 스프링 핑거(184)는 상기 가이드(180)에 고정된다. 스프링 핑거(184)는 버튼(182)을 테이프(14)의 제 2측면 가장자리(63)에 대하여 편향시켜서 테이프(14)가 기준면(160)을 향해 탄성적으로 편향되게 한다. 이것은 제 1측면 가장자리(62)가 기준면(160)과 접촉하는 상태를 유지하게 하고, 따라서 테이프(14)는 트랜스듀서(162)에 대하여 적절히 정렬된다.

지금까지 본 발명의 실시예에 관한 몇 가지 실시 태양과 함께 본 발명이 설명되었으나, 그럼에도 불구하고 본 발명은 종래 기술에 비추어 구성된 첨부된 청구범위에 의해 정의되며, 여기에 포함된 발명적 사상에 벗어나지 않고서도 개조와 변형이 본 발명의 실시예에 가하여 질 수 있음에 유의하여야 한다.

Claims (27)

1. 테이프 이송장치 상에 사용되고, 공기 공급원과 연결 가능하며, 그리고 테이프가 이송 방향으로 이송될 때 공기 쿠션 상에서 테이프를 지지하는 공기 베어링으로서,

   (a) 저면과 한 쌍의 이격된 측벽을 가지는 채널 피스를 포함하고, 상기 채널 피스의 양 단부 각각에 배치되며 상기 측벽 사이에서 연장하여 내부 공간을 형성하는 단부 덮개를 포함하고, 상기 내부 공간과 유체연통 가능하게 연결되고 상기 공기 공급원에 연결된 공기 입구를 포함하는 하우징과, 그리고

   (b) 비-나선형 베어링 표면을 가지며, 상기 하우징 상에 배치되고 상기 채널 피스의 저면과 이격된 상태로 하나의 단부 덮개로부터 다른 단부 덮개까지 상기 측벽 사이에서 연장되어 상기 내부 공간을 폐쇄함으로써 상기 공기 입구와 유체연통 가능하게 연결되는 플레넘 챔버를 형성하며, 상기 테이프가 상기 비-나선형 베어링 표면을 가로질러서 하나의 단부 덮개로부터 다른 단부 덮개로 이송되도록 배치되며, 그리고 상기 플레넘 챔버 내의 가압된 공기가 통과되어서 베어링 표면 밖으로 나오는 것을 허용하여 상기 공기 쿠션을 생성하는 다공성 재료로 제작되는 베어링 부재를 포함하는 공기 베어링.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 재료는 세라믹, 금속, 및 복합재료로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 공기 베어링.
3. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 재료는 선택된 접착제가 주입된 세라믹 재료인 공기 베어링.
4. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 재료는 알루미나인 공기 베어링.
5. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 재료는 2% 내지 50% 사이에서 개방되는 공기 베어링.
6. 제 1항에 있어서, 상기 채널 피스가 아치형이며, 상기 저면이 아치형이고 상기 측벽은 서로 평행하여 상기 채널 피스가 U자형 단면을 가지는 공기 베어링.
7. 제 1항에 있어서, 상기 베어링 부재는 상기 테이프의 제 1측면 가장자리를 위한 가이드 표면을 형성하도록 작용하는 기준면을 포함하고, 상기 기준면은 상기 이송 방향에 평행한 기준 평면 내에서 방향이 설정되는 공기 베어링.
8. 제 7항에 있어서, 상기 베어링 표면은 0.002 내지 0.020 사이의 경사도를 가지는 공기 베어링.
9. 제 7항에 있어서, 상기 베어링 부재는 상기 기준면에 인접하여 상기 베어링 표면 내에 형성된 홈을 가지고, 상기 홈은 상기 베어링 표면이 상기 기준면으로부터 상기 홈의 폭 만큼 이격되도록 하는 홈 폭을 가지는 공기 베어링.
10. 제 7항에 있어서, 상기 기준면으로부터 이격되고, 상기 테이프의 제 2측면 가장자리와 결합되며, 상기 테이프를 편향시켜 상기 테이프의 상기 제 1 측면 가장자리와 상기 기준면 간의 접촉을 유지하는 탄성 가이드 부재를 포함하는 공기 베어링.
11. 제 10항에 있어서, 상기 탄성 가이드 부재는 상기 테이프의 상기 제 2측면 가장자리와 접촉하도록 작용하는 다수개의 접촉 버튼을 포함하고, 상기 버튼 각각은 각각의 스프링 핑거 상에 배치되어 상기 테이프의 상기 제 2측면 가장자리에 접하도록 편향되는 공기 베어링.
12. 제 7항에 있어서, 상기 베어링 부재는 정점 라인을 따라 상기 기준면과 교차하는 가이드 경사면을 포함하고, 상기 가이드 경사면 및 상기 기준 평면은 서로에 대하여 예각을 이루는 공기 베어링.
13. 제 12항에 있어서, 상기 예각은 5° 내지 25° 범위 내에 있는 공기 베어링.
14. 제 1항에 있어서, 상기 베어링 표면은 아치형인 공기 베어링.
15. 제 1항에 있어서는, 상기 플레넘 챔버 내의 공기압을 모니터하는 압력 센서를 포함하는 공기 베어링.
16. 테이프 이송장치에 사용되고, 공기 공급원과 연결 가능하며, 그리고 테이프가 이송 방향으로 이송될 때 공기 쿠션 상에서 테이프를 지지하는 공기 베어링으로서,

    (a) 상기 공기 공급원에 연결되는 공기 입구를 갖춘 하우징과,

    (b) 상기 하우징 상에 배치되고, 상기 테이프가 비-나선형 베어링 표면을 가로질러서 이송되도록 배치되며, 상기 공기 입구와 유체연통 가능하게 연결되는 내부 공간을 구비한 플레넘 챔버를 상기 하우징과 함께 형성하며, 그리고 상기 플레넘 챔버 내의 가압된 공기가 통과되어서 베어링 표면 밖으로 나오는 것을 허용하여 상기 공기 쿠션을 생성하는 다공성 재료로 제작되는 베어링 부재와, 그리고

    (c) 상기 테이프의 제 1측면 가장자리를 위한 가이드 표면을 형성하며, 상기 이송 방향에 평행한 기준 평면 내에서 방향이 설정되는 평면형의 기준면을 포함하고,

    상기 베어링 표면은 0.002 내지 0.020 사이의 경사도를 갖도록 상기 기준면에 대하여 작은 둔각으로 방향이 설정되며, 이로써 상기 베어링 표면을 가로질러서 상기 테이프가 이송되는 동안에 상기 베어링 표면이 상기 테이프의 가장자리를 상기 기준면에 접하게 압박하도록 작용하는 공기 베어링.
17. 제 16항에 있어서, 상기 베어링 부재는, 상기 플레넘 챔버 내에 배치되고 상기 하우징에 고정되어서 상기 베어링 부재를 상기 하우징에 장착할 수 있도록 하는 내부 플랜지를 포함하는 공기 베어링.
18. 제 17항에 있어서, 상기 베어링 부재는 상기 내부 플랜지의 반대편으로 돌출하는 외부 플랜지를 포함하고, 상기 기준면은 상기 외부 플랜지 상에 형성되는 공기 베어링.
19. 제 16항에 있어서, 상기 베어링 부재는 아치형인 공기 베어링.
20. 제 16항에 있어서, 상기 다공성 재료는 세라믹, 금속, 및 복합재료로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 공기 베어링.
21. 제 20항에 있어서, 상기 다공성 재료는 2% 내지 50% 사이에서 개방되는 공기 베어링.
22. 제 16항에 있어서, 상기 베어링 표면은 0.002 내지 0.020 사이의 경사도를 가지는 공기 베어링.
23. 제 16항에 있어서, 상기 베어링 부재는 상기 기준면에 인접하여 상기 베어링 표면 내에 형성되는 홈을 가지고, 상기 홈은 상기 베어링 표면이 상기 기준면으로부터 상기 홈의 폭 만큼 이격되도록 하는 홈 폭을 가지는 공기 베어링.
24. 제 16항에 있어서, 상기 하우징은 선택된 방향으로 상기 베어링 표면을 위치시킬 수 있도록 상기 베어링 부재와 맞물리게 위치하게 되는 다수개의 위치 설정 기둥을 포함하는 공기 베어링.
25. 테이프 매체를 수용하고, 상기 테이프 위에 데이터를 읽기/쓰기 하기 위하여 이송 방향으로 상기 테이프 매체를 이송하는 테이프 이송장치로서,

    (a) 상기 테이프 매체 상에서의 데이터 읽기/쓰기를 위한 트랜스듀서와,

    (b) 다수개의 공기 베어링으로서, 적어도 상기 이송 방향에 대하여 상기 트랜스듀서의 일 측면 상에는 제 1공기 베어링 그리고 상기 이송 방향에 대하여 상기 트랜스듀서의 반대 측면 상에는 제 2공기 베어링이 존재하며, 그 각각의 공기 베어링이

    (i) 상기 공기 공급원으로 연결되는 공기 입구를 갖춘 하우징, 및

    (ii) 상기 하우징 상에 위치되고, 상기 테이프가 비-나선형 베어링 표면을 가로질러서 이송되도록 배치되며, 상기 공기 입구와 유체연통 가능하게 연결되는 내부 공간을 구비한 플레넘 챔버를 상기 하우징과 함께 형성하며, 상기 플레넘 챔버 내의 가압된 공기가 통과되어서 베어링 표면 밖으로 나오는 것을 허용하여 상기 공기 쿠션을 생성하는 다공성 재료로 적어도 일부분이 제작되는 베어링 부재를 포함하는, 다수개의 공기 베어링과,

    (c) 상기 플레넘 챔버에 가압된 공기를 공급하는 가압 공기 공급원과, 그리고

    (d) 상기 각각의 공기 베어링에 의해 발생되는 공기 쿠션 상에서 이송되는 동안에 지지되는 상기 테이프를 상기 공기 베어링과 상기 트랜스듀서를 가로질러서 이송 방향으로 진행시키도록 작용하는 테이프 드라이버를 포함하는 테이프 이송장치.
26. 테이프 이송장치 상에 사용되고, 공기 공급원과 연결 가능하고, 그리고 테이프가 이송 방향으로 이송될 때 공기 쿠션 상에서 테이프를 지지하는 공기 베어링으로서,

    (a) 상기 공기 공급원으로 연결되는 공기 입구를 갖춘 하우징과,

    (b) 상기 하우징 상에 위치되고, 상기 테이프가 비-나선형 베어링 표면을 가로질러서 이송되도록 배치되며, 상기 공기 입구와 유체연통 가능하게 연결되는 내부 공간을 구비한 플레넘 챔버를 상기 하우징과 함께 형성하며, 그리고 상기 플레넘 챔버 내의 가압된 공기가 통과되어서 베어링 표면 밖으로 나오는 것을 허용하여 상기 공기 쿠션을 생성하는 다공성 재료로 제작되는 베어링 부재와,

    (c) 상기 테이프의 제 1측면 가장자리를 위한 가이드 표면을 형성하며, 상기 이송 방향에 평행한 기준 평면 내에서 방향이 설정되는 평면형의 기준면과, 그리고

    (d) 정점 라인을 따라 상기 기준면과 교차하며, 상기 기준 평면과 더불어 서로 예각으로 방향이 설정되는 가이드 경사면을 포함하는 공기 베어링.
27. 제 26항에 있어서, 상기 가이드 경사면 및 상기 기준면은 공통된 재료 피스 상에 서로 일체로 형성되는 공기 베어링.