JP2000511681A - 記録／再生装置に使用する回転可能な構成部材を支持するための軸受け - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の装置は、磁気テープ（５）の形状の情報キャリアから情報を読み出し、および／またはこの情報キャリアに情報を書き込むための磁気ヘッド（１１）を含む。このヘッド（１１）を、ドラムの（１０）の回りに巻回されている情報キャリア（５）に対してヘッド（１１）を移動させるための回転可能なドラム（１０）上に装着する。この回転可能なドラム（１０）を、流動的な軸受け（２５、２６）により放射状方向に支持し、スラスト軸受け（２３）により放射状方向で支持する。このスラスト軸受け（２３）はスラストプレート（２０）の軸受け表面（２１）と、シャフト（１４）の凸状端部（２２）とを含む。スラストプレート（２０）がセメントで固められたタングステンカーバイドにより形成され、シャフト（１４）がスチールで形成されているので、スラスト軸受け（２３）の摩擦および磨耗は小さなものである。このスチールシャフト、軸受け（２３）およびスラストプレート（２０）を支持する金属キャップ（１３）によってグランドシステムを形成し、このシステムは回転可能なドラム（１０）に供給する静電荷を制限するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 記録／再生装置に使用する回転可能な構成部材を支持するための軸受け 本発明は、情報を情報キャリアから読み出しおよび／または情報を情報キャリ アに書き込むためのヘッドと、 前記ヘッドと情報キャリアを互いに移動するための回転可能な構成部材と、 前記回転可能な構成部材の回転を回転体の軸線の回りで可能とするようにフレ ームに対して回転可能な構成部材を支持するための軸受けと、 前記回転可能な構成部材に満たす静電荷を制限するように、前記回転可能な構 成部材と固定されたターミナルとの間に電気結合を含むグランドシステムと、 前記フレームに対して軸線方向に回転可能な構成部材の位置を決定するために 互いに協働する軸受け表面を含む軸受けと を具える情報キャリア上に情報を記録および／または再生するための装置に関 するものである。 このような装置は、米国特許明細書第５０１９９２６号に記載されている。こ の既知の装置は磁気ヘッドドラムシステムを含み、このシステムはフレームに堅 固に接続した下側ドラムと、磁気ヘッドを支持する上側ドラムとを有する。上側 ドラムは、下側ドラムに堅固に連結したシャフトによって支持し、上側ドラムは このシャフトによって規定された回転軸線の回りで回転可能である。このシャフ トは、放射状方向で上側ドラムを支持する放射つるまき状溝を有する軸受けを形 成するためのポンプ溝により形成される。シャフトの上側端部には、ポンプ溝に 形成し且つ上側ドラムに連結したスラスト軸受けプレートを配置する。シャフト の上側端部およびスラスト軸受けプレートにより、軸線つるまき状の溝を有する 軸受けを形成して、下側ドラムに対して軸線方向に上側ドラムの位置を決定する 。さらに、既知の装置は橋梁構造を含み、この構造がグランドスプリングを支持 し、このスプリングの自由端付近を圧力構成部材に連結する。このスプリングに よって、スラスト軸受け構成部材の表面に対して圧力構成部材を加圧し、表面は シャフトに対向する軸受け表面に対向する。上側ドラムを動作させている最中に は、圧力構成部材およびスラスト軸受けプレートがスライディング接点中にある ので、上側ドラムに生じた静電荷がグランドスプリングを介して放出することが できる。 この既知の装置の欠点は、圧力構成部材とスラスト軸受けプレートとの間のス ライディング接点によりグランドスプリングのバリエーションが生じ、このバリ エーションが、この装置によって得られるサウンドレベルと、接点圧力を制限し たことにより接点の質が効果的でなくなることとに影響を与えることである。 本発明の目的は、この欠点を軽減する装置を提供することにある。そこで、本 発明による装置は、回転な構成部材が回転している間には、軸受け表面が互いに 接触し、 少なくとも１つの軸受け表面がタングステンカーバイドを含み、 電気的結合を接触軸受け表面により形成したことを特徴とする。これら手段に より、２つの機能が一対の表面に遂行される。これらの機能の１つは、軸線方向 において、回転可能な構成部材を支持することである。もう一つの機能は、回転 可能な構成部材とフレームとの間に電気的な結合を提供することである。既知の 装置においては、流体が軸受けの協働平面の間で吸い上げられるので、軸受け表 面が互いに接触することはなく、その結果電気的な結合は不十分なものとなる。 この既知の装置においては、電気的な接続がカーボンを金属表面に接触させるこ とにより得られる。しかしながらカーボンは、ベアリングを形成するには適当で はない。その理由は、カーボンの磨耗性が高いからである。また、最も硬い材料 を使用すると、満足のいくグランドシステムが得られないことが判明した。驚く べきことに、本発明による手段により、回転可能な構成部材上に供給された静電 荷が制限されるので、スパーク放電が所望に妨害されると同時に軸受けの磨耗は 低いものとなる。軸受けのこの二重の機能によりグランドスプリングを使用しな くてもよく、本装置により生じたサウンドレベルは抑制される。 本発明による装置の実施例は、少なくとも一つのベアリング表面がタングステ ンカーバイドとコバルトとからなる合金を含むことを特徴とする。タングステン カーバイドとコバルトとからなる合金は電気抵抗が低く（約１５乃至２０μΩ． ｃｍ）、硬さおよび小さなグレインサイズにより、破壊靱性、溶接性および耐食 性のような機械的特性を有する。 本発明による装置の実施例は、少なくとも１個の軸受け表面が９０乃至９７％ のタングステンカーバイドと１０乃至３％のコバルトとからなる合金を含むこと を特徴とする。これらの範囲により、軸受けが、装置の輸送中に機械的な衝撃か ら生じる高加速度に耐えることができるという更なる利点を有することが判明し た。 本発明による装置の実施例は、少なくとも１つの軸受け表面を０．３乃至１． ２マイクロメータの範囲の平均直径を有するセメントで固められたタングステン カーバイドグレインにより形成したことを特徴とする。この範囲では、磨耗が小 さく良好な電気結合が得られることが判明した。また小さなグレインでは気孔が 小さく、欠陥が少ないことが判明した。 本発明にる装置の実施例は、一つの軸受け表面がほぼ平坦であり、もう一つの 軸受け表面が回転軸線の回りで回転対称である凸型表面である。これらの手段に より、これら軸受け表面は回転軸線付近で互いに接触するので、これらの相対速 度が最小となり、その結果、回転可能な構成部材の軸線状にランアウト(run-out )を最小限にする際に生じる軸受けの摩擦および磨耗が小さくなる。更に、接点 表面が非常に狭いので、軸受け表面が軸線方向で軸受け上で通常妨害する力で回 転中には互いに接触する。 本発明による装置の実施例は、軸受けは放射状方向で回転可能な構成部材を支 持するための流動性の軸受けを含むことを特徴とする。この手段により、回転軸 線は、定位置に維持され、この位置により軸受け表面の磨耗は小さく、回転可能 な構成部材の放射状のランアウト(run-out)は低いものとなる。流動的な軸受け の非導電性は、回転可能な構成部材の位置を放射状方向に決定するための軸受け が導電性を有する場合は、問題ない。 本発明による装置の実施例は、前記軸受け表面にオイルを供給したことを特徴 とする。先行技術によりよく知られているように、オイルは軸受けの寿命を延ば す。オイルを使用した場合には、電気接点がスパーク放電を防止するのにまだ十 分であることが判明した。 本発明による装置の実施例は、このオイルがエーテルオイルを含むことを特徴 とする。エーテルオイルは、高圧かつ広範囲の温度の下で非常に安定するという 利点を有する。 本発明による装置の実施例は、少なくとも１つの軸受け表面が０．００８マイ クロメータと０．０５マイクロメータとの間の表面荒さＲａを有することを特徴 とする。この手段により、寿命期間中には回転可能な構成部材が安定した軸線状 の位置をとることができる。例えば、回転可能な構成部材を、テープ形状の情報 キャリアをつるまき状に走査するための回転ドラムとした場合には、このドラム の軸線状の位置によって、情報トラックの位置をテープ形状の情報キャリアに規 定する場合には、このドラムの軸線状の位置は重要なものである。この手段によ り、トラックは定位置で読み書きされるので、他の装置に適合することが保証さ れる。この表面荒さが０．００８マイクロメータよりも小さい場合には、この電 気的な結合はスパーク放電を防止するのには不十分である。その理由は、この場 合いは、オイルをさしたフィルムが軸受け表面を分離し接触しないからである。 本発明による装置の実施例は、この回転可能な構成部材を、テープ形状の情報 キャリアをつるまき状に走査するための回転ドラムとしたことを特徴とする。回 転ドラムを使用してテープ形状の情報キャリアを走査する場合には、ドラムと情 報キャリアとの相対的な移動すると、テープとテープ案内表面との間の摩擦によ り非常に早く回転ドラムに静電気を供給することとなる。またテープは使用初期 の間ではこのような摩擦により電荷を供給することができる。この静電気の供給 によってスパーク放電が生じ、このスパーク放電により情報を情報キャリアから 読み出しおよび／または情報キャリアに書き込むことができなくなる。それゆえ に、第１に、スパーク放電の回避が要求される。上述したように、このような回 転ドラムの軸線状の位置は装置の全寿命中に狭い範囲で維持しなければならない 。それゆえに、第２には、軸線状の軸受けの磨耗を小さくすることが要求される 。以前は、全ての回転ドラム装置がこの第１および第２の要件に直面するような 個々の規定を有していた。個々のグランドシステムはこのような装置の適当な動 作に対して「必須要件」であると考えられていた。本発明の利点は、この第１お 飛び第２の要求に直面する単一且つ簡単な解決法を考えて提供することにある。 本発明による装置の実施例は、回転可能な構成部材を、テープ形状の情報キャ リアを駆動するためのキャプスタンとしたことを特徴とする。このキャプスタン とテープ形状キャリアとの間の接点により、キャプスタンも静電荷が蓄積される 傾向にあるが、この静電荷によりスパーク放電の分布が生じる。このようなキャ プスタンは、通常はオイルをさしたスリーブ軸受けによって放射状の方向に支持 することができるので、このキャプスタンは十分な電気的な結合を提供しない。 本発明によるこれら手段によって、軸線状の軸受け表面が十分な電気的な結合を 提供することができ、磨耗を小さくすることができる。 本発明による装置の実施例は、回転可能な構成部材を、ディスク形状の情報キ ャリアを駆動するためのハブとしたことを特微とする。また、ディスク形状の情 報キャリアはその回転によって静電気で満たすことができる。更に、ディスク形 状の情報キャリアの振動レベルを低くすることが要求されるので、本発明による 手段は、グランドスプリングが無いので相当な利点を提供することができる。好 適には、いわゆる非反復ランアウトエラーが非常に小さいことにより、本発明に よる手段を、つるまき状の溝付き軸受けと組合わせる。 本発明の実施例を図面に示し、さらに以下に示す。 図１は、本発明による装置の実施例の頂上面を示したものである。 図２は、つるまき状のスキャニングユニットの断面図を示したものである。 図３は、キャプスタンユニットの断面図を示したものである。 図４は、ディスクドライブの模式図を示したものである。 図１は、本発明による装置の実施例の頂上図を示したものである。本装置１は 、磁気テープ５の形態で情報キャリアから読み取りおよび／または情報キャリア に書き込むための磁気ヘッド１１を具える。この磁気ヘッド１１は、ドラム１０ を取り巻く情報キャリア５に対してヘッド１１を移動させるための回転可能なド ラム１０上に装着される。ドラム１０は装置１のフレーム２に対してモータ（図 ２参照）により駆動することができる。キャプスタン１１０（図３参照）および ローラ１１５を、テープ５をドラム１０およびヘッド１１に対して移動するよう に設ける。テープ５をカセット６の２個のスプール３および４に巻回する。テー プ５をドラムの後ろに移動すると同時にドラムを回転することにより、磁気ヘッ ド１１によりテープ５の斜角の付いたトラックを走査し、例えばビデオ信号のよ うな情報をテープ５に書き込みおよび／またはテープ５から読み出す。 図２は、図１に示した回転可能なドラム１０と固定されたドラム１２とを含む つるまき状の走査ユニットの断面図を示したものである。このつるまき状の走査 ユニットは回転可能なドラム１０に固着されたシャフト１４を含む。このシャフ トは流動性の軸受け２５および２６によって放射状方向に支持され、スラスト軸 受け２３により軸線方向に支持される。回転可能なドラム１０は、固定されたド ラム１２に装着されたコイル３１と、シャフト１４に装着された永久磁石とによ り形成された電気モータによって駆動することができる。ドラム１０が回転する 場合には、ドラム１０上に装着された磁気ヘッド１１は、あるトラックに沿って 磁気テープ５を走査する。このトラックの位置は固定されたドラム１１上のテー プ支持体１６に対する磁気ヘッド１１の高さｈによって決定される。 このスラスト軸受け２３は、スラストプレート２０の平坦な軸受け表面２１と 、シャフト１４の凸端部２２とを具える。表面２１および２２は、互いに協働し て固定したドラムに対して軸線方向に回転可能なドラム１０を位置づける。この スラストプレート２０は、セメントで固めたタングステンカーバイドによって構 成されており、このシャフト１４はスチールで構成されているので、軸受け２３ は低摩擦および低磨耗を示す。 回転可能な構成部材１０を回転させている最中には、軸受け表面２１および２ ２が互いに接触するが、その理由はスチールおよびセメントで固めたタングステ ンカーバイドの導電性により電気結合が形成されるからである。スチールシャフ ト、軸受け２３およびスラストプレート２０を支持する金属キャップ１３によっ て、回転可能なドラム１０に満たす静電気を限定するグランドシステムが得られ る。 好適には、スラストプレート２０は、９０乃至９７％のタングステンカーバイ ド粉と１０乃至３％のコバルト粉との混合物を焼結して形成する。重量％で３％ のコバルトを使用して平均グレーン寸法を０．８マイクロメータとした場合、ま たは重量％で６％のコバルトを使用して平均グレーン寸法を０．５マイクロメー タとした場合には、１ｋΩより小さな抵抗および低い磨耗により電気結合が達成 されることが判明した。これらのパラメータにより、軸気表面２１の硬さは２０ ００ＨＶよりも大きなものとなった。 摩擦が小さく、磨耗が小さいことにより、軸受け表面２１はほぼ平坦であり、 もう一つの軸受け表面２２は凸状の表面であり、この表面は回転体２０の軸線の 回りでは回転対称である。軸受け表面２１は磨かれているので約０．０１マイク ロメータの表面荒さが得られる。０．００８マイクロメータよりも小さな表面荒 さでは、電気結合が不十分なものとなり、０．０５マイクロメータよりも大きな 表面荒さでは、軸受け２３の磨耗が過度となる。この摩擦および磨耗は、少量の エーテルオイルにより表面２１および２２を形成することによりさらに抑制する ことができる。この軸受け表面２１および２２がシャフト１４および回転可能な ドラム１０の重量により互いに押しつけられる場合には、オイルによって電気結 合が妨害されることはない。 図３は、図１で示したような装置のテープ形状の情報キャリアを駆動するため に適合するキャプスタンユニットの断面図を示したものである。このキャプスタ ンユニットはスリーブ軸受け１２５および１２６により金属フレーム１３３に対 して放射方向に支持するキャプスタン１１０を含む。このキャプスタン１１０は 、一組のコイルおよび永久磁石１３２により形成された電気モータによって駆動 可能である。キャプスタン１１０は、スラスト軸受けプレート１２０により軸線 方向に位置し、このプレートはキャプスタン１１０の上側端面１２２と軸受け表 面１２１とを接触させる。キャプスタン１１０の端面１２２を、永久磁石１３２ と金属フレーム１３３との間の磁力により軸受け表面１２１に対して負荷する。 このスラスト軸受け面１２０はタングステンカーバイドを含むので、キャプスタ ン１１０上に負荷された静電荷が、表面１２１および１２２、導電支持構成部材 １１３および金属フレーム１３３の電気的結合を含むグラウンドシステムにより 放出される。 図４は、ディスクドライブを線図的に示したものである。ディスクドライブ２ ０１は、一組の磁気ディスク２０５を駆動するためのハブ２１０を有する。情報 は、磁気ヘッド２１１によりディスク２０５から読まれ、このディスクに書き込 まれる。ディスクドライブはシャシ２３に固着されたシャフト２１４を含む。ハ ブ２１０を、流動的なベアリング２２５および２２６により放射状の方向にシャ フト２１４に対して支持し、スラスト軸受け２２３のにより放射状方向に支持す る。ハブ２１０はシャフト２１４に装着されたコイル２３１と、ハブ２１０上に 装着された永久磁石２３２とにより形成された電気モータにより駆動することが できる。 このスラスト軸受け２２３は、ハブ２１０に接続されたスラストプレート２２ ０の軸受け表面２２１と、シャフト２１４の凸型端部２２２を有する。このスラ ストプレート２２０がセメントで固められたタングステンカーバイドにより形成 され、シャフト２１４がスチールで形成されているので、軸受け２３の摩擦は小 さく、磨耗も小さく、その結果ハブ２１０上に負荷された静電荷が表面２２１、 ２２２、シャフト２１４およびフレーム２３３の電気結合を含むグランドシステ ムによって放出される。 以上の通り、本発明は、磁気ヘッドと磁気情報キャリアを有する実施例につい てて記載した。しかしながら、情報を光学テープまたは光学ディスクから読み出 し、および／または情報を光学テープまたは光学ディスクに書き込む装置におい て、同一の利点により本発明を使用できることに注意すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 のである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．情報を情報キャリア（５）から読み出しおよび／または情報を情報キャリア に書き込むためのヘッド（１１）と、 前記ヘッド（１１；１２１）と情報キャリア（５；２０５）を互いに移動す るための回転可能な構成部材（１０；１１０；２１０）と、 前記回転可能な構成部材の回転を回転体（２９）の軸線の回りで可能とする ようにフレーム（２；１３３；２３３）に対して回転可能な構成部材を支持す るための軸受けと、 前記回転可能な構成部材に満たす静電荷を制限するように、前記回転可能な 構成部材と固定されたターミナル（２；１３；１３３；２３３）との間に電気 結合（２１；２２；１２１；１２２；２２１；２２２）を含むグランドシステ ムと、 前記フレームに対して軸線方向に回転可能な構成部材の位置を決定するため に互いに協働する軸受け表面（２１；２２；１２１；１２２；２２１；２２２ ）を含む軸受けと を具える情報キャリア（５）上に情報を記録および／または再生するための装 置（１；２０１）において、 前記回転な構成部材（１０；１１０；２１０）が回転している間には、前記 軸受け表面（２１；２２）が互いに接触し、 少なくとも１つの軸受け表面（２１）がタングステンカーバイドを含み、 前記電気的結合を前記接触軸受け表面により形成したことを特徴とする当該 装置（１；２０１）。 ２．少なくとも１個の軸受け表面（２１）がタングステンカーバイドとコバルト とから成る合金を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置（１；２０１） 。 ３．少なくとも１個の軸受け表面（２１）が９０乃至９７％のタングステンカー バイドと１０乃至３％のコバルトとから成る合金を含むことを特徴とする請求 項２に記載の装置（１；２０１）。 ４．前記少なくとも１個の軸受け表面（２１）を、０．３から１．２マイクロメ ータの範囲の平均直径を有するセメントで固定したタングステンカーバイドグ レインにより形成したことを特徴とする請求項１、２または３に記載の装置（ １；２０１）。 ５．一つの軸受け表面（２１）をほぼ平坦とし、もう一つの軸受け表面（２２） を回転体（２０）の前記軸線の回りで回転対称である凸型の表面としたことを 特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置（１；２０１）。 ６．前記軸受けが、放射方向で回転可能な構成部材を支持するための流動的な軸 受け（２５、２６）を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に 記載の装置（１；２０１）。 ７．前記軸受け表面（２１，，２２）にオイルを供給したことを特徴とする請求 項 １乃至６のいずれか１項に記載の装置（１；２０１）。 ８．前記オイルがエーテルオイルを含むことを特徴とする請求項７に記載の装置 （１；２０１）。 ９．前記少なくとも一つの軸受け表面（２１）が、０．００８および０．０５マ イクロメータの間の表面荒さＲａを有することを特徴とする請求項１乃至８の いずれか１項に記載の装置（１；２０１）。 １０．前記回転可能な構成部材を、テープ形状の情報キャリア（５）をつるまき 状に走査するための回転ドラム（１０）としたことを特徴とする請求項１乃至 ９のいずれか１項に記載の装置（１；２０１）。 １１．前記回転可能な構成部材を、テープ形状の情報キャリア（５）を駆動する ためのキャプスタン（１１０）としたことを特徴とする請求項１乃至１０のい ずれか１項に記載の装置（１；２０１）。 １２．前記回転可能な構成部材を、ディスク形状の情報キャリア（２０５）を駆 動するためのハブ（２１０）としたことを特徴とする請求項１乃至１１のいず れか１項に記載の装置（１；２０１）。