JPH03286414A - Ｖｔｒドラム軸挿入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＶＴＲに用いられる画像再生用ドラムの下ド
ラムに貫通している下ドラム孔に、該画像再生用ドラム
の上ドラムが回転するときの軸となる上ドラム軸を挿入
するＶＴＲドラム軸挿入方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の上ドラム軸は、下ドラム孔に圧入されている。は
じめに、その圧入時の下ドラム孔および上ドラム軸など
について簡単に説明する。

下ドラムは、アルミニウムなどの材料からなり、その底
部中央には、該下ドラムの外周面の中心軸線に一致した
中心軸線を有する、常温で、内径約φ３ｍｍの下ドラム
孔が貫通している。また、環状で円盤状のロータリー　
トランス固足部が、そ−の中心軸線を下ドラム孔の中心
軸線に一致させて下ドラムの内部の底面に接着剤により
固着されている。

方、鋼なとからなる一Ｌトドラム軸、前記したドラム孔
に対して、常温で、しめしろ数μｍのしまりばめとなる
外径を有するものであり、また、環状で円盤状のロータ
リートランス回転部が、その中心軸線を上ドラム軸の中
心軸線に一致させて軸受を介して回転自在に一七ドラム
軸の中央部に：取り付けられている。

つぎに、従来の圧入方法について説明すると、前記下ド
ラムは、＠斤久装置の保持台に保持され、一方、前記上
ドラム軸の上端部は、前記軸圧入装置の把持手段により
把持されている。ついで、前記把持手段が移動され、上
ドラム軸の中心軸線と一トドラム孔の中心軸線とが一致
するようにトドラム軸が下ドラム孔に常温で圧入される
。

圧入後の、−トドラムのロータリトランス固定部と七ド
ラム軸のロータリートランス同転部とのずきまは、上ド
ラム軸の下端面か下ドラム孔を通過して前記保持台に設
けられたストッパに突き当たるまて圧スされることによ
り、管理されている。

〔発明が解決しようとする課題］ 上記従来の軸圧入方法においては、 その圧入時、１ドラム孔の内壁が削れたりまｋは変形し
たり、あるいは下ドラム自体の形状が変形したりして、
下ドラム孔の中心軸線に対して士ドラム軸の中心線が、
数分類いてしまう場合がある。この場合には、上ドラム
軸の中心軸線を基環として下ドラムを修正角］−シなけ
ればならないという問題点がある。

−にドラム軸の上端部の把持可能な範囲は、その上端か
ら数ｍｍまでのところしかなく、＠に人装置は、このわ
ずかな範囲の上端部を把持して下ドラム孔の中心軸線と
−Ｌトドラム軸軸中心縁線を高精度に一致させるように
大きな圧入力でＨ人しなければならない。１７たがって
、前記軸圧入装置は、非常に高価子犬きく重いものとな
ってしまい、また、その高精度を維持することは容易で
ないという問題点がある。

その上、保持台に設けられたストッパは、大きな圧入力
か上ドラム軸を通して加わっても容易に移動しないよう
に強固に固定されている必要かあるので、ｈドラム軸の
挿入量を高精度に調節可能なストッパを設けることは、
非常に困難であるという問題点がある。

さらに、大きな圧入力を軽減１−るための逃げの形状な
どを下ドラム孔に加工する場合には、下ｉ・ラムの製造
コストが１かつてしまうという問題点かある。

本発明は、上記従来の技術の有する問題点に鑑みてなさ
れたものであり、下ドラム孔に上ドラム軸を高精度に挿
入でき、−トドラムの修正加工を必要とせず、高精度の
維持が困難で大きく重い軸圧入装置を必要としない、上
ドラム軸の挿入量を高精度に調節ｉ■能なＶＴＲドラム
軸挿入方法を提供することを目的どするものである。

〔課題を解決するためのＴ段〕

上記目的を達成するための本発明のＶＴＲドラム軸挿入
方法は、 一１ドラム軸を、トドラム孔に対して常温でしまりばめ
の関係となるように予め加工しておき、ｎＤ記下ドラム
を加熱して約８０℃に保ち、前記トドラム軸を一２０℃
以下に冷却し、前記−２０℃以ドに冷却された上ｌ・ラ
ム軸を、前記約８０℃に加熱された下ドラム孔に、ずき
まばめの関係か維持されている間に素１＋ｌ、　（抽入
することを特徴と１−るものである。

また、本発明の前記ＶＴＲ）ラム＠押入方法において、
下ドラムの材料の線膨脹係数か０．２×１０−４ｍｍ／
”Ｃから０．２３Ｘ　１０−４ｍｍ／”Ｃの範囲てあり
、かつ十ドラム軸の材料の線膨脹係数が０．Ｉ　Ｘ　１
０−４ｍｍ／”Ｃ以−トであるもの、あるいは、下ドラ
ムの材料がアルミニウムであり、かつ［ドラム軸の材料
か鋼であるものもある。

さらに、本発明の前記各ＶＴＲドラム軸挿入方法におい
て、すきまばめの関係は、−２０℃以下の上ドラム軸と
約８０℃の下ドラム孔と間の１きまか２μｍであるもの
もある。

〔作　　　用〕

上記のように構成された本発明のＶＴＲドラム軸挿入方
法において、例えば、内径φ３ｍｍの下ドラム孔が貫通
している下ドラムが、アルミニウムなどの材料からなり
、また、前記下ドラム孔に対して、常温で、しめしろ数
μｍのしまりばめの関係となる外径の上ドラム軸が、鋼
などの材料からなる場合、 前記下ドラムは、加熱手段により加熱されて約８０℃に
保たれるので、その下ドラム孔の内径は、常温時よりも
数μｍ大きくなる。また、その温度約８０℃は、下ドラ
ムにロータリートランス固定部を固着させている接着剤
の耐熱温度の上限より低い温度である。

一方、前記上ドラム軸は、冷却手段により一２０℃以下
に冷却されてその外径は常温時よりも数μｍ小さくなり
、前記約８０℃の下ドラム孔に対してすきま数μｍのす
きまばめの関係にされる。

前記−２０℃以下の上ドラム軸は、前記約８０℃の下ド
ラム孔に前記すきまばめの関係が維持されている間に素
早く挿入されるので、その挿入の最中、上ドラム軸は、
下ドラム孔により拘束されることはなく、わずかな挿入
力だけで、保持台に設けられたストッパに当接するまで
挿入が行われる。

挿入後、それぞれ常温に戻ったときの下ドラム孔と上ド
ラム軸のはめあい関係は、元のしめしろ数μｍのしまり
ばめの関係に戻るので、上ドラム軸は下ドラム孔に固着
された状態となる。

〔実　施　例〕

本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、本実施例の方法の実施に使用される画像形成用ド
ラムの下ドラム、上ドラム軸および軸挿入装置などにつ
いて順に説明する。

第３図（Ｃ）において、アルミニウム製の下ドラム１は
、外周面１ｃを有するごく浅いはかま状のものである。

下ドラム１の底部中央に貫通している下ドラム孔１ａと
外周面１ｃとは、同時に旋盤加工されて互いに中心［ｉ
！が一致している。また、後述する基準面１ｂは、下ド
ラム孔１ａおよび外周面１ｃと同時に旋盤加工されてい
るため、該下ドラム孔１ａおよび外周面ＩＣの中心軸線
と高精度に直交する平面となっている。下ドラム孔１ａ
は、常温（以下、「常温」は２０℃とする。）て内径φ
３．０００ｍｍを有し、その上端の内周縁は面取り加工
されており、後述する上ドラム軸５の下端面が挿入され
るときにガイドの作用をする。下ドラム１の図示下方に
面した底面には、下ドラム孔１ａの中心＠線に対して垂
直な基準面１ｂと、該基準面１ｂより図示下方に突出し
た円筒形の突出部１ｄとが形成されており、該突出部１
ｄの中心軸線は、下ドラム孔１ａの中心軸線と一致して
いる。環状で円盤状のロータリートランス固定部２は、
その中心軸線を下ドラム孔１ａの中心軸線に一致させて
不図示の接着剤により下ドラム１の図示上方に面した底
面に固着されている。

また。常温から加熱されて８０℃に保たれる下ドラム孔
１ａの内径は、つぎのように計算される。

膨脹量＝０．２０７Ｘ１０−’Ｘ３．０００ｘ　　（８
０−２０） ＝０．００３７　　（ｍｍ） ここで、０．２０７ｘｌＯ−’（ｍｍ／−Ｃ）はアルミ
ニウムの線膨脹係数、３．０００　（ｍｍ）は常温での
下ドラム孔１ａの内径、（８０−２０）（”Ｃ）は温度
差である。よって、８０℃のＦドラム孔１ａの内径は、
φ３．００３７ｍｍとなる。

第３図（Ｂ）において、鋼製の上ドラム軸５は、前記し
たドラム孔１ａに対して常温てしめしろ３μｍのしまり
ばめとなる外径φ３．００３ｍｍを有するものてあり、
その下端面の周縁は、面取り加工させている。ハウジン
グ６は、軸受４を介して回転自在に上ドラム輔５の中央
部に装着されており、環状で円盤状のロータリートラン
ス回転部３が、その中心軸線を上ドラム＃ｉ５の中心軸
線に一致させて該ハウジング６に装着されている。また
、常温から一２０℃に冷却された上ドラム軸５の外形は
、つきのように計算される。

膨脂量＝０．１１０ｘｌＯ−’ｘ３．００３Ｘ　　（−
２０−２０） ＝−０，００１３（ｍｍ） ここで、０．１１０　ｘ　１０−’　（ｍｍ７℃）は鋼
の線膨脹係数、３．００３　（ｍｒｎ）は常温での上ト
・ラム軸５の外径、（−２０−２０）（”Ｃ）は温度差
である。よって、−２０℃の上ドラム軸５の外径は、φ
３．００１７ｍｍとなる。

つぎに、本発明の方法の実施に使用される軸挿入装置に
ついて説明する。

第１図（Ａ）において、保持台１０は、断熱材２２ａ、
２２ｂを介してベース２２に固定されており、その上面
１０ａに前記下ドラム１が基準面１ｂを当接させて載せ
られるものである。保持台１０の中央には、下ドラム１
の突出部１ｄが嵌合する大きさの内径を有する孔１０ｂ
が上下に貫通している。孔１０ｂは、下ドラム１が保持
台１０に載せられるときに、突出部１ｄが孔１０ｂの上
端部に嵌太さねることにより、保持台１０上で下ドラム
孔１ａの位置決めを±０．１ｍｍ程度の精度で行なうた
めのものである。

ストッパ１４は、上面１４ａが形成されたピストン状の
ものであり、前記保持台１０に載せられる下ドラム１の
下ドラム孔１ａの中心軸線の方向に慴動自在に前記保持
台１０の孔１０ｂに嵌合されており、ベース２２に取り
付けられた位置調節手段１３を、断熱材２２ｃを介して
自重により押圧している。位置調節手段１３は、断熱材
２２ｃを介してストッパ１４の位置を、圧電効果により
高精度に調節する公知のものである。

電熱、流体加熱などからなる複数の加熱手段である６個
の円筒形ピータｌｌａ〜ｉｆｆは、保持台１０の内部に
それぞれ埋設されており、また、温度センサ１２は、保
持台１０の内部で、孔１０ｂの上端部近傍に埋設されて
いる。各ヒータ１１ａ〜ｉｆｆおよび温度センサ１２は
、それぞれ不図示のコントローラに接続されており、該
コントローラにより制御されて保持台１０を加熱して該
保持台１０に載せられた下ドラム１を約８０℃に保つこ
とができる。

方、把持手段１５は、一対の把持部材 １５ａ、１５ｂのそれぞれの先端部にまり上ドラム軸５
の上端部を把持するものであり（」ニドラム軸５を把持
することができるものであればよく、公知の手段を用い
ることができる。）、上ドラム軸５との当接面にはそれ
ぞれ断熱材１５Ｃ９１５ｄが固着されている。

前記把持手段１５の上面には、中空の内筒１６ａが取り
付けられており、該内筒１６ａは、外８１６ｂに上ドラ
ム軸５の中心軸線の方向に摺動自在に嵌合されている。

ばね１６ｃは、内筒１６ａの内部に挿入されて把持手段
１５の上面と外％ｉ　１６　ｂの内部の上面とを、押し
広げる方向にそれぞれ押圧している。前記摺動距離は、
円筒１６ａの外周面の上端部と外筒１６ｂの内周面の上
部とにそれぞれ設けられた互いに係合する係止部により
、制限されている。外筒１６ｂの−Ｆ面は、コンプライ
アンス機構１７の第１平板１７ａの下面に取り付けられ
ている。

ここで、コンプライアンス機構１７について説明する。

第１図（Ｂ）において、第１平板１７ａは、−１面およ
び下面か正方形の平板であり、第２平板１７ｂおよび第
３平板１７ｅも、第１平板１７ａと同一形状、同一材質
である。また、一対の第１ばね板１７ｄ、１７ｅと一対
の第２ばね板１７ｆ、１７ｇとは、同一形状、同一材質
である。前記第１ｖ−板ｆ７ａの互いに反対側に位置す
る両側面には、一対の７ｇ１ばね板１７ｄ、１７ｅの下
端部かそれぞれビスなどにより固着されており、該一対
の第１ばね板１７ｄ、１７ｅの上端部は、第２平板１７
ｂの互いに反対側に位置する両側向にそれぞれビスなど
により固着されている。

さらに、前記第２平板１７ｂの残りの両側面には、一対
の第２ばね板１７ｆ、１７ｇの下端部がそれぞれビスな
どにより固着されており、その対の第２ばね板１７ｆ、
１７ｇの上端部は、第３平板１７ｃの互いに反対側に位
置する両側面にそれぞれビスなどにより固着されている
。前記一対の第１ばね板１７ｄ、１７ｅは、それぞれ第
１および第２平板１７ａ、１７ｂに直角であり、同様に
、前記一対の第２ばね板１７’ｆ、１７ｇも第２および
第３平板１７ｂ、１７ｃに直角である。前記第１平板１
７ａ、第２平板１７ｂおよび第３平板１７ｃはそれぞれ
互いに平行となっている。このようにしてコンプライア
ンス機構１７が構成されている。

コンプライアンス機構１７の第３平板１７ｃの上面は、
産業用ロボットの移動機構１８に装着されており、その
移動機構１８は、保持台１０に載せられた下ドラム孔１
ａの中心軸線の方向および該中心軸線に垂直な方向に移
動自在である。

第２図に示す冷却手段３０は、ベース２２上の前記保持
台１０とは別の場所に配設されており、内部に台３０ａ
を有し、上方が開放した形状のものであり、移動機構１
８の移動範囲内にある。前記上ドラム軸５は、移動機構
１８により移動され、冷却手段３０の台３０ａに載せら
れた状態で一２０℃以下に冷却される。

ここで、前記コンプライアンス機構１７の動作について
説明する。挿入の際、把持手段１５により把持された上
ドラム軸５の位置が、下ドラム孔１ａに対して多少ずれ
ていても、コンプライアンス機構１７の各平板１７ａ、
１７ｂ、１７ｃがそれぞれ相対移動されることにより、
把持手段１５の位置ずれが吸収され、支障なく挿入が行
なわれる。また、冷却手段３０の台３０ａに載せられた
上ドラム軸５が把持手段１５により把持されるときにも
、把持手段１５の位置ずれが同様に吸収される。コンプ
ライアンス機構１７に外力が加わらないときには、各平
板１７ａ、１７ｂ、１７ｃはそれぞれ平衡状態の位置に
常に戻っている。また、前記移動機構１８が高速で移動
しているときに、各平板１７ａ、１７ｂ、１７ｃが振動
しないように固定すると、さらに有効なものとなる。

ついで、前記内筒１６ａ、外筒１６ｂおよびばね１６ｃ
が構成するものの動作について説明する。挿入の際、移
動機構１８が、上ドラム軸５の下端面をストッパ１４の
上面１４ａに当接させたあとも、さらに適宜距離だけ下
降し、その適宜距離だけ内筒１６ａと外筒１６ｂとが、
縮む方向に相対移動される。このとき、ばね１６ｃに加
わった荷重の分だけ上ドラム軸５の下端面かストッパ１
４の上面１４ａを押圧する。これにより、ストッパ１４
、位置調節手段１３などが破損されることなく、上ドラ
ム軸５は、所定の挿入量だけ下ドラム孔１ａに挿入され
る。

つきに、上記の軸挿入装置を使用した本実施例の方法に
ついて説明する。

まず、下ドラム１の基準面１ｂからロータリートランス
固定部２の上面までの距１１ＬＩ　　（第３図（Ｃ）参
照）を常温で測定し、上ドラム軸５の下端面からロータ
リートランス回転部３の下面までの距１！ＩＬ２　　（
第３図（Ｂ）参照）を常温で測定する。つぎに、ロータ
リートランス固定部２の上部とロータリートランス回転
部３の下面との所定のすきま、ならびに挿入時の下ドラ
ム１および上ドラム軸５のそれぞれの熱膨脹などを考慮
して、挿入完了時の上ドラム軸５の下端面から下ドラム
１の基準面１ｂまでの距１１１ｉＬ３　　（第３図（Ａ
）参照）を決める。ついで、位置調節手段１３（第１図
（Ａ）参照）を操作してストッパの上面１４ａから保持
台１０の上面までの距離を前記距離Ｌ３と同一となるよ
うに調節する。

上記作業を終えたのち、下ドラム１を各ヒータ１１ａ〜
ｉｆｆにより加熱された保持台１０に載せて約８０℃に
保つ。このときの約８０℃の下ドラム孔１ａの内径は、
約φ３．００３７ｍｍとなっている。

また、上ドラム軸５を、冷却手段３０の台３０ａに載せ
て−２０”Ｃ以下に冷却する。このときの−２０℃以下
の上ドラム軸５の外径は、φ３．００１７ｍｍあるいは
これより小径になり、前記的８０℃の下ドラム孔１ａに
対してすきま約２μｍ以上のすきまばめの関係になる。

つぎに、前記−２０℃以下の上ドラム軸５の上端部を把
持手段１５により把持させ、その上ドラムＩＩｋ５を、
移動機構１８により冷却手段３ｏの台３０ａから保持台
１０に載せられた前記的８０℃の下ドラム孔１ａの上方
まで、高速に、移動させたのち下降させて下ドラム孔１
ａに素早く挿入する。このとき、上ドラムＩ！Ｉｌ］５
の下端面か、ばね１６ｃの荷重を受Ｃ′ｊてストッパ１
４の上面１４ａを押圧する状態になる位置まで、−１−
ドラム軸５は下降させられるものとする。これにより、
下ドラム１のロータリートランス固定部２と上下ラム軸
５のロータリトランス回転＠２とのすきまを高精度に管
理することができる。

また、特に上ドラム軸５か下ドラム孔１ａに挿入される
ときの移動機構１８の挿入速度については、２００　ｍ
　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃ　〜５００　ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ
　ｃの範囲のものとする。この範囲の挿入速度で素早く
挿入することにより、前記すきまばめの関係が維持され
ている間に挿入を完γさぜることができる。

挿入完了後は、上ドラム＃Ｉ５の温度が、数秒のうちに
下ドラム１の温度まで上昇し、１ニドラム軸５は屈服し
て下ドラム１に固着した状態になる。

上ドラム軸５ど下ドラム軸１とが、それぞれ常温に戻っ
たときには、しめしろ３μｍのしまりばねの関係に戻る
。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。

挿入の際、わずかな挿入力だけで挿入が行なわれるので
、大きな圧入力を必要とせず、Ｉｆ人の際、上ドラム軸
、下ドラム孔あるいは下ドラムが変形されることはなく
なり、挿入前の上ドラム軸および下ドラム孔の加工精度
とほぼ等しい高精度で、互いに中心軸線を一致させて、
上ドラム軸を下ドラム孔に固着することができ、下ドラ
ムの修正加工も不要となる。また、大きな圧入力を必要
としないので、下ドラム孔に対して上ドラム軸の挿入量
を自在に設定でき、ロータリートランス固定部とロータ
リートランス回転部とのすきまを高精度に管理すること
ができる。

これらのことにより、ＶＴＲテープ信号−を上ドラムか
ら下ドラムへさらに高品位に伝送することができる画像
再生用ドラムの製造が可能となる。

また、加熱された下ドラムの温度は、約８０℃なので下
ドラムの接着剤などに代表される下ドラムに対する熱に
よる悪影響を与えることもない。

さらに、非常に高価で大きく重いものであった軸圧入装
置も不便となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の一実施例の実施に使用する軸挿
入装置の要部断面図、第１図（Ｂ）はその軸挿入装置の
コンプライアンス機構の斜視図、第２図はその軸挿入装
置の冷却手段の断面図、第３図（Ａ）は上ドラム軸が下
ドラム孔に挿入された状態を示を断面図、第３図（Ｂ）
は１□１−ラム軸を爪ず断面図、第３図（Ｃ）は−トド
ラム孔を示す断面図。 １・・・下ドラム、　　１ａ・・・下ドラム孔、１ｂ・
・・基準面、　　ｌｃ・・・外周＋／＋４　。 ２・・・ロータリートランス固定部、 ３・・・ロータリートランス回転部、 ４・・・軸受、５・・・五ドラム軸、 ６・・・ハウジンク、１０・・・保持台、１０ａ・・・
上面、　　１０ｂ・・・孔、１１ａ、ｌｔｂ、ｔｉｃ、
ｌｉｄ、１！ｅ。 １１ｆ　　・ １３　・　・ １４ａ　　・ １５　ａ。 １５　ｃ。 １６ａ　　・ １６ｃ　　・ １７　・　・ １７ａ　　・ １７ｃ　　・ １７ｄ。 １７　ｆ。 １８　・　・ ２２ａ。 ３０　・　・ ・・ヒータ、　　１２・・・温度センサ、・位置調節手
段、１４・・・ストッパ、・・上面、　　　　１５・・
・把持手段、ｉｓｂ・・・把持部材、 １５ｄ・・・断熱材、 ・・内筒、　　　１６ｂ・・・外筒、 ・・ばね、 ・コンプライアンス機構、 ・・第１）Ｐ板、１　’７　ｂ・・・第２平板、・・第
３平板、 １７ｅ・・・第１ばね板、 １７ｇ・・・第２ばね板、 ・移動機構、 ２２ｂ、２２ｃｍ　−−断熱材、 ・冷却手段、３０ａ・・・台。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上ドラム軸を、下ドラム孔に対して常温でしまりば
   めの関係となるように予め加工しておき、 前記下ドラムを加熱して約８０℃に保ち、 前記上ドラム軸を−２０℃以下に冷却し、 前記−２０℃以下に冷却された上ドラム軸を、前記約８
   ０℃に加熱された下ドラム孔に、すきまばめの関係が維
   持されている間に素早く挿入することを特徴とするＶＴ
   Ｒドラム軸挿入方法。 ２、下ドラムの材料の線膨脹係数が０．２×１０＾−＾
   ４ｍｍ／℃から０．２３×１０＾−＾４ｍｍ／℃の範囲
   であり、かつ上ドラム軸の材料の線膨脹係数が０．１×
   １０＾−＾４ｍｍ／℃以上である請求項１に記載のＶＴ
   Ｒドラム軸挿入方法。 ３、下ドラムの材料がアルミニウムであり、かつ上ドラ
   ム軸の材料が鋼である請求項１に記載のＶＴＲドラム軸
   挿入方法。 ４、すきまばめの関係は、−２０℃以下の上ドラム軸と
   約８０℃の下ドラム孔との間のすきまが２μｍである請
   求項１、２または３に記載のＶＴＲドラム軸挿入方法。