KR19980041456A - 헤드드럼 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤드드럼 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체베어링을 이용하여 주축에 대해 회전하게 되는 드럼간의 윤활작용을 수행하는 헤드드럼 조립체의 조립성 및 윤활유의 손실을 최소화할 수 있는 헤드드럼 조립체개선에 관한 것으로서, 메인베이스(100)에 고정되는 드럼베이스(100)와; 하단이 드럼베이스(100)에 압입고정되고, 주연에 복수의 헤링본그루브(112)를 갖는 주축(110)과; 주축(110)에 회전가능하게 삽입되고 주축(110)과의 사이에 제공되는 오일 및 상기 헤링본그루브에 의한 유체베어링작용에 의해 베어링지지되는 하부드럼(120)과, 하부드럼(120)을 통과하는 주축(110)상단에 고정되는 상부드럼(130)과; 하부드럼(120)의 상면에 고정되는 회전자(144)와, 상부드럼(130)저면에 고정되어 회전자와 무접촉방식으로 신호를 주고받는 고정자(142)로 이루어진 로타리 트랜스포머(140)와; 드럼베이스(100)의 상면에 고정되는 스테이터(152)와, 하부드럼(120)상에 스테이터()와 대응하도록 설치되어 하부드럼의 회전력을 유발시키는 로터(154)로 이루어진 전기모터(150)와; 드럼베이스(100)와 하부드럼(120)사이에 설치되어 드럼베이스(100)에 대해 하부드럼(120)을 부상시키는 한 쌍의 마그네트(170)로 이루어진 헤드드럼 조립체를 특징으로 한다.

Description

헤드드럼 조립체

본 발명은 헤드드럼 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체베어링을 이용하여 주축에 대해 회전하게 되는 드럼간의 윤활작용을 수행하는 헤드드럼 조립체의 조립성 및 윤활유의 손실을 최소화할 수 있는 헤드드럼 조립체개선에 관한 것이다.

일반적으로 브이씨알은 메인베이스와, 카세트로부터 테이프를 인출하여 소정의 경로를 따라 이동시키도록 메인베이스에 설치되는 주행계와, 이 주행계의 적당개소에 배설되어 이동중인 테이프에 신호를 기록하거나 테이프로부터 신호를 재생하는 비디오헤드를 포함하는 헤드드럼 조립체를 갖추고 있다.

상기 헤드드럼조립체는 비디오헤드를 갖추고 고속회전하는 상부드럼을 구비하고 있어 회전시 떨림 및 진동등에 대해 매우 민감하게 반응하게되므로 정숙한 회전을 구현하기 위해 회전체와 비회전체사이에 베어링 수단이 제공된다. 상기 베어링 수단은 주로 한 쌍의 볼베어링 또는 메탈베어링등이 사용되는데, 전자의 경우는 반경방향부하(radial load)에 대한 지지는 효과적이나 축방향부하(thrust load)를 지지하는데 제한이 뒤따르고 있으므로 최근에는 메탈메어링을 이용하여 반경방향부하(radial load)와 축방향부하(thrust load)를 모두 지지할 수 있도록 한 헤드드럼 조립체가 개발되어 있다.

이러한 메탈베어링은 주로 다공질 소결합금으로 구성되어 오일을 함유하게 되므로 회전체와 비회전체 사이에 유막을 형성하여 두 부재간의 직접적인 접촉을 방지하여 이른바 유체마찰 상태로 하여 마찰 및 마모를 감소시키게 된다.

또한, 최근에는 상기와는 달리 주축과 회전체 사이에 오일을 춘분히 주입하고, 주축주연에 소정의 경사를 갖고 오일을 일정한 형태로 이동 지지력을 발생시키는 이른바 헤링본그루브 형성하여 회전의 윤활을 이루는 유체베어링이 개발되어 있다.

도 1에는 종래의 유체베어링을 채용한 헤드드럼 조립체의 일례가 도시되어 있는데, 이를 살펴보면, 메인베이스(도시되지 않음))에 고정지지되는 하부드럼(10)과, 이 하부드럼(10)을 관통해서 조립되는 주축(12)과, 이 주축(12)의 상단에 결합되는 것으로 주축(12)에 대해 회전하게 되는 드럼보스(16)와, 드럼보스(16)에 고정되어 드럼보스(16)와 함께 하부드럼(10)에 대하여 회전운동하는 상부드럼(14)과, 상기 주축(12)및 상부드럼(14)에 공급되는 회전동력을 발생하는 전기모터(16)로 구성된다. 그리고, 상기 상부드럼(14)의 저면에는, 예를 들면, 2개의 헤드베이스(18)가 스크류등에 의해서 180。 간격으로 높이조절가능하게 부착되며, 각각의 헤드베이스(18)는 그것의 반경방향 외측단부에 영상신호를 자기적으로 기록하거나 재생하기 위한 비디오 헤드(19)를 갖추고 있다. 또한, 드럼보스(16)와 하부드럼(10)사이에는 무접촉방식으로 신호를 전달할 수 있도록 로타리트랜스포머(20)가 설치되어 있으므로, 비디오헤드로 공급되거나 비디오헤드에서 출력되는 영상신호를 노이즈의 발생없이 주고 받을 수 있게 된다. 한편, 상기 전기모터(16)는 하부드럼(10)의 상부에 고정되어 스테이터(22)와, 드럼보스(16)의 하단에 고정되어 스테이터(22)에 대하여 회전운동하는 로터(24)로 이루어지며, 이 로터(24)는 스테이터(22)로 전류가 공급됨에 따라 주축(12)및 상부드럼(14)과 함께 고속으로 회전하므로써 비디오헤드(19)로 하여금 테이프의 신호트랙을 차례로 스캔하도록 한다.

한편, 상기 주축(12)과 드럼보스(16)의 사이는 비교적 미세한 틈새를 유지하고 있으며, 그 공간에는 오일의 충진되어 있다. 또한, 상기 드럼보스(16)의 상부를 커버하는 트러스트캡(17)이 고정된다.

상기의 주축(12)의 주연에는 오일을 일정한 형태로 이동시켜 드럼보스오의 사이에서 소정압을 유지토록하는 이른바 헤링본그루브(12a)가 형성되어 있다. 이 헤링본그루브(12a)는 축방향에 대해 소정의 경사를 갖는 홈을 단부에서 연토되도록 상호 대칭형성한 것으로, 주축(12)상에 적어도 두 개소 이상 형성되어 반경방향부하(radial load)를 지탱한다. 그리고 상기 트러스트캡(17)의 저면에는 상기 주축(12)의 상면과의 상대작용에 의하여 상부드럼의 절대높이를 유지시킴과 동시에 축방향부하(thrust load)를 지탱하는 헤링본그루브(17a)가 형성되어 있다.

상기와 같은 종래의 헤드드럼 조립체는 조립효율이떨어지는 것은 물론 하부메탈베어링으로 상부드럼의 절대높이를 정도있게 유지하는 데 어려움이 있으며, 특히, 오일의 변질 및 소진으로 인해 윤활 특성이 저하되는 문제를 갖고 있었다.

즉, 상기와 같은 헤드드럼 조립체는 드럼보스(16) 및 상부드럼(14)을 조립하는 공정이 추가되고, 여기에 트러스크캡(17)을 조립하여야 하므로 조립공수가 중가하여 조립성이 저하되는 것은 물론 상부드럼이 회전중에는 트러스트캡(17)의 헤링본그루브(17a)에 의해 비디오헤드의 높이가 규정되나 정지시에 상부드럼의 높이를 유지하지 못하므로 않으므로 초기구동시 과부하가 걸리게되고, 오일량의 변화에 따라 절대높이가 변화되므로 화질에 영향을 미치게 되는 문제를 갖고 있다.

특히, 상기와 같은 헤드드럼 조립체는 주축(12)과 상부드럼 사이에 충진되는 오일이 하단을 통해 누출되는 문제를 갖고 있어 일정기간이 경과하면 윤활특성이 급격하게 감소되어 화질의 저하를 초래하게 될 뿐만 아니라 나아가서 오일이 충분치 못한 상태에서 고속회전을 계속할 경우 과열로 인해 오일이 변질되어 윤활능력을 상실하게 되므로 헤드드럼 조립체의 중대한 고장의 원인으로 작용하는 문제를 갖고 있는 것이다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 조립성을 개선함과 동시에 상부드럼의 절대높이를 정도있게 규제하고, 오일의 누출을 최소화하여 윤활특성을 양호하게 유지시킬 수 있는 헤드드럼 조립체를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 헤드드럼조립체의 구성을 보인 종단면도

도 2는 본 발명에 따른 헤드드럼조립체 구성을 보인 종단면도

도 3은 본 발명에 따른 헤드드럼조립체의 완충홈의 구성을 보인 확대단면도

도 4는 본 발명에 따른 헤드드럼조립체의 하부드럼지지부의 확대단면도

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

100: 드럼베이스110: 주축

112: 헤링본그루브120: 하부드럼

122: 완충홈124: 트러스트유막

130: 상부드럼132: 돌출부

140: 로타리 트랜스포머150: 전기모터

172: 고정마그네트174: 이동마그네트

본 발명의 목적은 메인베이스에 고정되는 드럼베이스와; 하단이 드럼베이스에 압입고정되고, 주연에 복수의 헤링본그루브를 갖는 주축과; 주축에 회전가능하게 삽입되고 주축과의 사이에 제공되는 오일 및 상기 헤링본그루브에 의한 유체베어링작용에 의해 베어링지지되는 하부드럼과, 하부드럼을 통과하는 주축상단에 고정되는 상부드럼과; 하부드럼의 상면에 고정되는 회전자와, 상부드럼저면에 고정되어 회전자와 무접촉방식으로 신호를 주고받는 고정자로 이루어진 로타리 트랜스포머와; 드럼베이스의 상면에 고정되는 스테이터와, 하부드럼상에 스테이터와 대응하도록 설치되어 하부드럼의 회전력을 유발시키는 전기모터와; 드럼베이스와 하부드럼사이에 설치되어 드럼베이스에 대해 하부드럼을 부상시키는 한 쌍의 마그네트로 이루어진 헤드드럼 조립체에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 헤드드럼 조립체의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 헤드드럼 조립체의 구성을 보인 종단면도로서, 이에 따르면 본 발명은 메인베이스에 지지되는 드럼베이스(100)가 도시된다. 그리고 하단이 드럼베이스(100)에 압입 고정되는 주축(110)이 구비되고, 주축(110)에 대해 회전가능하게 결합되어 베이스의 상부에서 주축(110)에 대해 고속회전하는 하부드럼(120)이 구비된다. 하부드럼(120)에는 자기테이프로부터 영상신호를 읽어내거나 또는 기록하는 비디오헤드(162)를 갖춘 적어도 하나 이상의 헤드베이스(160)가 구비되어 있다. 상기 주축(110)과 하부드럼(120)사이에는 오일이 충진되어 유체베어링 역활을 수행토록하는 것으로, 주축(110)주연에는 오일을 정해진 방향으로 유동시키는 헤링본그루브(112)가 형성되어 있다.

또한, 하부드럼(120)통해 상부로 돌출되는 주축(110)의 상단에는 상부드럼(130)이 압입 고정된다.

상기 베이스(100)의 상면에 고정되는 스테이터(152) 및 하부드럼(120)의 저면에 스테이터(152)와 대응하도록 고정되어 스테이터(152)로 공급되는 전원에 의해 상부드럼(130)의 회전력을 유발시키는 로터(154)로 이루어진 전기모터(150)가 구비되어 있다.

상부드럼(130)과 하부드럼(120)사이에는 상기 상부드럼(130)의 저면에 고정되는 고정자(142)와, 하부드럼(120)의 상면에 고정되는 회전자(144)로 이루어져 비디오헤드에서 읽혀진 신호 또는 비디오헤드로 공급되는 신호를 무접촉방식으로 주고받는 로타리 트랜스포머(140)가 설치된다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이 상기 상부드럼(130)과 하부드럼(120)의 접촉면(이하 '트러스트 유막(124)'이라 함)에는 하부드럼(120)의 축공으로부터 반경방향 외측으로 소정거리 이격된 위치에 일정깊이(H)를 갖는 링상의 완충홈(122)이 형성된다. 이 완충홈(122)의 반경방향 길이(L)는 상기 완충홈(122)의 깊이(H)보다 크게 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 상부드럼(130)이 저면에는 상기 하부드럼(120)의 반경방향 외측 일부를 점유하도록 완충홈(122)내로 삽입되는 링상의 돌출부(132)가 형성된다. 이 돌출부(132)에 의해 완충홈(122)의 외측에서 상부드럼(130)과 하부드럼(120)사이에 소정의 유로가 형성된다.

한편, 본 발명은 베이스(100)와 하부드럼(120)사이에 서로 동일한 극성이 마주보도록 배열되는 한 쌍의 마그네트가 제공된다. 이 한 쌍의 마그네트는 도 4에 상세히 도시되어 있는 바와 같이 베이스(100)의 상면에 고정되는 고정마그네트(172)와, 고정마그네트(172)와 대응하도록 상부드럼(130)의 저면에 고정되어 고정마그네트(172)에 대해 멀어지는 힘, 즉, 상부드럼(130)의 부상력을 제공하는 이동마그네트(174)로 이루어진다. 상기 한 쌍의 마그네트는 링상으로 형성되어 고른 부상력을 제공토록 함이 바람직하다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명은 고정마그네트(172)와 이동마그네트(174)의 상호작용에 의해 하부드럼(120)이 부상하게 된다. 이때, 하부드럼(120)은 주축(110)과의 사이에 제공되는 오일에 의한 유체베어링작용에 의해 베어링지지되며 회전을 이루게 된다. 동시에 하부드럼(120)의 상면은 상기 한 쌍의 마그네트에 의해 부상하는 것에 의해 상부드럼(130)의 저면에 가압되는데, 이때 상기 오일이 그 접하는 면사이에 공급되어 이들면에 트러스트유막(124)을 형성하므로써 트러스트방향의 부하를 지탱하며 원활한 회전을 이룰 수 있게 한다.

한편, 본 발명은 상기와 같이 트러스트유막(124)이 형성되는 부분의 반경방향 외측에 트러스트유막(124)의 간격(h)보다 충분히 큰 깊이(H)를 갖는 완충홈(122)을 형성하고, 완충홈(122)의 반경방향 크기(L)를 상기 완충홈(122)의 깊이(H)보다 충분히 크게하므로써 트로스트유막(124)의 단부에서 오일에 표면장력이 발생토록하여 오일이 외부로 비산되는 것을 방지하게 된다.

또한, 유체베어링의 내부압력이 높아지는 것에 의해 트러스트유막(124)에서 외부로 누출되는 오일은 완충홈(122)에서 저장되고, 이 오일들은 완충홈(122)의 반경방향 외측에 구성되는 돌출부(132)에 의해 오일의 비산을 막게되므로 오일의 손실을 최소화할 수 있게 된다.

특히, 하부드럼(120)은 한 쌍의 마그네트에 의해 부상되고, 동시에 상단이 상부드럼(130)과의 사이에 형성되는 트러스트유막(124)에 의해 높이제한되므로 비디오헤드(162)의 절대높이의 변화가 거의 없게되므로 비디오헤드의 높이변화에 따른 화질의 열화를 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 헤드드럼 조립체는 하부드럼을 주축에대해 회전가능하게 지지하고, 동시에 한 쌍의 마그네트에 의해 하부드럼을 부상시키되 하부드럼의 상단을 상부드럼에 저면사이에 트러스트유막을 형성하여 지지시키고, 그 트러스트유막의 반경방향 외측에 오일의 비산방지 및 누출된 오일을 저장하는 완충홈을 형성하므로써 별도의 트러스트 하중을 지탱하는 구조를 필요로 하지 않게되므로 구조를 간단히 하고, 그로인해 조립성을 개선하 수 있게 된다.

또한, 완충홈으로 인해 오일 손실을 최소화하여 오일의 변화에 따른 하부드럼의 절대 높이를 안정되게 유지할 수 있으므로 화질을 양호하게 유지할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims (7)

1. 메인베이스(100)에 고정되는 드럼베이스(100)와;

   하단이 드럼베이스(100)에 압입고정되고, 주연에 복수의 헤링본그루브(112)를 갖는 주축(110)과;

   주축(110)에 회전가능하게 삽입되고 주축(110)과의 사이에 제공되는 오일 및 상기 헤링본그루브에 의한 유체베어링작용에 의해 베어링지지되는 하부드럼(120)과,

   하부드럼(120)을 통과하는 주축(110)상단에 고정되는 상부드럼(130)과;

   하부드럼(120)의 상면에 고정되는 회전자(142)와, 상부드럼(130)저면에 고정되어 회전자와 무접촉방식으로 신호를 주고받는 고정자(144)로 이루어진 로타리 트랜스포머(140)와;

   드럼베이스(100)의 상면에 고정되는 스테이터(152)와, 하부드럼(120)상에 스테이터(152)와 대응하도록 설치되어 하부드럼의 회전력을 유발시키는 로터(154)로 이루어진 전기모터(150)와;

   드럼베이스(100)와 하부드럼(120)사이에 설치되어 드럼베이스(100)에 대해 하부드럼(120)을 부상시키는 한 쌍의 마그네트(170)로 이루어진 헤드드럼 조립체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 한 쌍의 마그네트(170)는 드럼베이스(100)에 고정되는 고정마그네트(172)와, 고정마그네트(172)와 대응하는 면에 동일극성을 유지하도록 하부드럼(120)에 고정되어 하부드럼(120)의 부상력을 제공하는 이동마그네트(174)로 이루어진 것을 특징으로 하는 헤드드럼 조립체.
3. 제 1항에 있어서, 상기 한 쌍의 마그네트(170)에 의해 부상하는 하부드럼(120)의 상면과 그에 대응하는 상부드럼(130)의 저면사이에 트러스트 방향의 하중을 지탱하는 트러스트유막(124)이 형성되도록 함을 특징으로 하는 헤드드럼 조립체.
4. 제 3항에 있어서, 상기 하부드럼(120)과 하부드럼(120)사이에 형성되는 트로스트(124)유막의 반경방향 외측의 하부드럼(120) 상면에는 소정깊이를 갖는 링상의 완충홈(122)이 형성됨을 특징으로 하는 헤드드럼 조립체.
5. 제 4항에 있어서, 상기 완충홈(122)은 그 깊이(H)가 트러스트유막(124)의 간격(h)보다 충분히 크게 구성됨을 특징으로 하는 헤드드럼 조립체.
6. 제 5항에 있어서, 상기 완충홈(122)의 반경방향 길이(L)는 완충홈(122)의 깊이(H)보다 충분히 크게 구성됨을 특징으로 하는 헤드드럼 조립체.
7. 제 6항에 있어서, 상기 상부드럼(130)의 저면에는 완충홈(122)의 반경방향 외측부로 삽입되는 링상의 돌출부(132)를 형성하여 완충홈(122)내의 오일 비산을 방지토록함을 특징으로 하는 헤드드럼 조립체.