JPH0626077U

JPH0626077U - テープカートリッジ

Info

Publication number: JPH0626077U
Application number: JP044390U
Authority: JP
Inventors: ロバート・アーノルド・ボン・ベーレン
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1993-08-13
Publication date: 1994-04-08
Also published as: DE69312405T2; US5374004A; DE69312405D1; EP0584751A1; EP0584751B1

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動時における摩擦が小さく、従って、小さ
いモータで駆動することができ、熱の発生量が小さい、
２つのリールを備えたベルト駆動式テープカートリッジ
を提供する。【構成】このベルト駆動式テープカートリッジ１０
は、各リールにテープ２０が巻かれて形成される１対の
テープパック１５，１６と、各テープパック１５，１６
に隣接して一端部がこのテープカートリッジ１０のベー
スプレート１２に回動自在に取り付けられたアーム２
７，２８と、各アーム２７，２８の自由端側に回動自在
に設けられたアイドルローラ３７，３８と、テープパッ
ク間に位置するベルト駆動ローラ１８とを備えており、
このベルト２０は、その外周面の一部が各テープパック
に圧接するように各アイドルローラ３７，３８とベルト
駆動ローラ１８とに張架されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、２つのリールを有するテープカートリッジに関し、詳しくは、テープを正接方向に駆動するべく弾性ベルトがテープパックの回りにかけられたテープカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ボン・べーレン氏の米国特許第３６９２２５５号明細書には、２つリールを有し、テープを両方向に駆動するべく逆転自在のモータにより弾性ベルトが駆動されるように構成されたテープカートリッジが開示されている。このベルトは、テープパックと、ベルト駆動ローラと、カートリッジのコーナ部に設けられた固定ピンに回転自在に軸支された１対のアイドルローラ（たとえば、図１，２に示すベルトガイドローラ２１，２２）の回りに弾性的にかけられている。アイドルローラとその固定ピンとの間には所定の摩擦カップリングが設けられており、この摩擦カップリングにより、ベルトに所定の抵抗がかかるようになっている。また、ベルトにより、供給パック側のテープよりも巻き取りパック側のテープがより速く駆動されるようになっており、テープに張力をかけて、リール間に位置するテープに形成される可能性があるタルミが生じないようにしている。

【０００３】上記ボン・べーレン氏の発明に係るカートリッジは、データ記録用に使用されるため、このカートリッジは、一般的に、データカートリッジと呼ばれている。最近では、これらのカートリッジは、０．８〜２．５ｍ／ｓｅｃ以上の速度でテープが駆動される装置に広く用いられている。実質的に、テープ速度を増すためには、駆動モータの力を大きくする必要があるが、テープ速度が増すと、ベルトとテープの巻きとの間に空気が入り込んで空転する傾向がある。このように、テープ速度が増せば増す程、カートリッジの動作は不確かなものになる。さらに、モータの容量が大きくなるにつれて発生する熱量も大きくなり、これに加えて、アイドルローラとの抵抗により発生する熱によって、ベルトは高温となり、その寿命が短くなる。

【０００４】一方、ベルトにより駆動され、２つのリールを有する、今一つの２つ目のタイプに属するテープカートリッジにおいては、回転自在に軸支されるアイドルローラの使用を廃することによって摩擦抵抗を減少させている。このテープカートリッジにおいては、アイドルローラに代わってフローティングローラが使用されており、該フローティングローラはベルト及びテープパックの外周面に押圧されている（米国特許第３９０７２３０号［メルル氏］，４１４６１９４号［マジセック氏］，４２０９１４４号［マジセック氏］，４２０５８０８号［ハーティグ氏等］各明細書を参照）。メルル氏の発明について、ハーティグ氏は、上記フローティングローラは不安定になりがちであり、従って、ベルトを、ひいてはテープまでをも不安定にするものであると指摘している。ハーティグ氏の解決策は、フローティングローラの表面を円錐型に形成するためにその表面を先細りにすることであり、これによって、ベルトをフローティングローラのアッパリップに移動させることができる。

【０００５】ところで、上記フローティングローラの位置を安定させる問題に関して、マジセック氏の特許明細書は、この２つ目のタイプに属するベルト駆動式カートリッジはテープを急激に加速したり減速したりすることができないため、この問題を少しでも解決するには、厚さが十分に小さく、しかも、ベルトとテープパックとを押圧するフローティングローラの圧力に対して伸縮率が十分に小さいベルトを使用する必要がある、と指摘している。マジセック氏の上記米国特許第’１９４号明細書に記載の装置には、ベルトの幅よりも小さい幅を有するフローティングローラが備えられており、これによって、フローティングローラの位置を安定させている。マジセック氏の上記米国特許第’１４４号明細書に記載されている装置には、硬い外周面を有するフローティングローラと、厚さが小さく、しかもフローティングローラによりベルトをテープパックに押圧させて幾らかのテープの張力を生じさせるべくそれらを変形させるに十分に伸縮率が小さいベルトとが備えられている。

【０００６】この二つ目のタイプに属するベルト駆動式カートリッジは、数年前から市場に出回っているが、その市場性についてはまだ検証の余地がある。

【０００７】

【考案の要旨】

本発明によれば、ボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジと比較して、駆動時における摩擦が有意に小さく、従って、小さいモータで駆動することができ、しかも、熱の発生量が小さい、２つのリールを備えたベルト駆動式テープカートリッジが提供される。

【０００８】ボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジと同様に、この低摩擦のベルト駆動式テープカートリッジは、箱状のエンクロージャを備え、該エンクロージャは、互いに隔てられかつ互いに平行な軸に回転自在に支持された１対のリールと、各リールに夫々逆方向に巻かれて各テープパックを形成するテープと、上記各リールの軸に平行な軸を有するベルト駆動ローラと、該軸に平行な軸を有する１対のアイドルローラと、上記各テープパックと上記ベルト駆動ローラと上記各アイドルローラの回りに伸張した状態でかけられた弾性ベルトとを備える。このテープカートリッジは、ボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジに対して、次の点で相違している。

【０００９】すなわち、各アイドルローラを固定位置に設ける代わりに、各アイドルローラは、エンクロージャに一端部が回動自在に取り付けられたアームの他端部から突出する軸に回転自在に取り付けられる。そして、弾性ベルトにより、各アイドルローラは、該ベルト及び該ベルトの下に位置するテープパックに押圧せしめられる。

【００１０】上記各アイドルローラは回動自在なアームにより支持されているため、これらのアイドルローラは、上記従来例の２つ目のタイプに属するベルト駆動式テープカートリッジに備えられる不支持のアイドルローラと比較して、はるかに高い安定性を備えている。

【００１１】ボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジに備えられる弾性ベルトは、このテープカートリッジに使用することができ、０．００５〜０．０５ｍ／ｎｔｍの弾性係数を備えたポリウレタン製ベルトであることが好ましい。このベルトは、少なくとも１．５ｎｔのプレテンションを有している必要があり、２〜５ｎｔのプレテンションを有することが好ましい。また、このベルトは、各リールに対して、少なくとも６０°の全巻き角を有している必要があり、少なくとも９０°の全巻き角を有することが好ましい。

【００１２】本件テープカートリッジにおいて、テープを巻き取る側の巻き取りパックと、テープを供給する側の供給パック間の速度における巻き取り比率は、次の数式により与えられる。

【００１３】Ｔｒ＝ｔ／Ｄ₁＋ｔ／Ｄｒこの数式において、ｔはベルトの厚さ、Ｄ₁は供給パックの直径、そして、Ｄｒは巻き取りパックに当接するアイドルローラの直径を示している。ＤｒはＤ₁ よりもはるかに小さいことが好ましく、ｔ／Ｄｒは、不必要な摩滅が防止されヘッドとの当接が良好に維持されるに十分なテープの張力を得るために、２５〜２５０μｍの範囲内にあることが好ましい。

【００１４】本件テープカートリッジの巻き取り比率は、主に、ベルトが、巻き取りパックに隣接しているアイドルローラを通過するときのベルトの外周面の伸びの効果と関係しており、このベルトの外周面の伸びによって、巻き取りパックの最も外側に位置するテープの巻きがベルトよりも早く駆動される。また、より重要でない程度において、この巻き取り比率は、ベルトが供給パックに接するときのベルト内周面の速度の低下と収縮との効果に関係している。

【００１５】従って、本件テープカートリッジの巻き取り比率は、ボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジと比較して、実質的に摩擦抵抗による損失なしに達成される。本件テープカートリッジの他の構成部材、たとえば、アイドルローラやベルト駆動ローラのベアリング等は、その摩擦を最小限度に抑えて駆動時における動作上の損失が生じないように、潤滑されることが好ましい。

【００１６】

【実施例】

以下に、本発明の第１実施例に係るテープカートリッジ１０について、図１に従って詳細に説明する。

【００１７】このテープカートリッジ１０は、ベースプレート１２とカバー１３とからなる箱型のエンクロージャ１１を備えている。このベースプレート１２からシャフトが突出しており、１対のリール１５，１６と、エンクロージャ１１の第１側面１９に隣接しリール１５，１６間に位置するベルト駆動ローラ１８とが、該シャフトにより回転自在に軸支されている。磁気記録テープ２０は、渦巻き状に各リール１５，１６に巻き付けられるが、その巻き付け方向は互いに逆方向になっている。この磁気記録テープ２０は、１対のラップピン２１，２２と、１対のガイドピン２３，２４とにより案内された状態で、エンクロージャ１１の上記第１側面１９沿いに延在している。図において、２５は切り欠きであり、該切り欠き２５により、不図示のテープレコーダの記録用ヘッドを上記テープ２０に当接させることができるようになっている。

【００１８】自由端を有する１対のアーム２７，２８がベースプレート１２に回動自在に軸支されている。これらの自由端は、エンクロージャ１１の上記第１側面１９に平行な第２側面３０に向けて延在している。上記１対のアーム２７，２８を軸支している軸支点２７ａ，２８ａは、夫々、エンクロージャ１１の第３，４側面３１，３２に隣接して位置しており、また、リール１５，１６の軸を結ぶライン３４（本明細書では、ハブラインと称することにする）よりわずかに下に、つまり、ハブライン３４と、エンクロージャ１１の上記第１側面１９との間に位置している。各アーム２７，２８の自由端側に位置する各フィンガーからはシャフトが突出しており、該各シャフトには、夫々、アイドルローラ３７，３８が備えられている。これらのアイドルローラ３７，３８は互いに同一構成となっており、該各アイドルローラ３７，３８の各軸は、リール１５，１６及びベルト駆動ローラ１８の各軸に平行になるように設けられている。各アーム２７，２８は、テープ２０に接しないように、緩やかな湾曲状に形成されている。

【００１９】図において、４０は弾性ベルトであり、図に示すように、この弾性ベルト４０は、各アイドルローラ３７，３８とベルト駆動ローラ１８とに、該各アイドルローラ３７，３８と該ベルト駆動ローラ１８間に位置する該ベルトの外周面が各テープパックに圧接するように張架されており、これによって、各アイドルローラ３７，３８は、ベルト４０と、その下に位置するテープパックとに対して押圧せしめられる。

【００２０】上記アイドルローラ３７，３８を軸支するシャフトは、十分な強度を備えた小さい直径を有するものであることが好ましく、また、摩擦力を最小限度に維持するために注油されることが好ましい。

【００２１】ボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジと同様に、ベルト駆動ローラ１８はより大きな直径を有しており、該ローラ１８の部分は、不図示のテープレコーダの駆動ローラにより当接せしめられるように、１対のガイドピン２３，２４の間に位置するテープの搬送経路上に延在している。

【００２２】各アイドルローラ３７，３８と、ベルト駆動ローラ１８のベルト４０当接部の各外周面にはクラウンが形成されており、ベルト４０を案内するためのエッジガイドを設けなくても、ベルト４０が各アイドルローラ３７，３８及びベルト駆動ローラ１８の各中心に位置せしめられるようになっている。ボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジでは、各アイドルローラとベルト駆動ローラとは、その外周面中央部にベルトガイド用のスロットが設けられているが、クラウンが形成されたローラは、その特許が付与されて以来製造されているベルト駆動式テープカートリッジに使用されている。

【００２３】次に、本発明の第２実施例に係るテープカートリッジ１０’について、図２に従って詳細に説明する。

【００２４】図２に示すテープカートリッジ１０’は、図１に示すテープカートリッジと類似に構成されている。図において、対応する各部は、プライム符号を除いて同一の参照番号により示している。

【００２５】図２のテープカートリッジ１０’は、図１のテープカートリッジ１０に対して次の点で相違している。すなわち、このテープカートリッジ１０’の１対のアーム２７’，２８’は、その箱状のエンクロージャ１１’の第２側面３０’に隣接して備えられており、該各アーム２７’，２８’の自由端側に設けられている各フィンガーは、夫々、エンクロージャ１１’の第３，４側面３１’，３２’側に設けられている。

【００２６】（具体例１）図１に示した低摩擦のベルト駆動式テープカートリッジは次のように構成される。

【００２７】ベースプレート１２アルミ製；厚さ２．５ｍｍカバー１３ポリカーボネート樹脂リール１５，１６直径４０ｍｍ磁気記録テープ２０長さ２００ｍｍテープパックの直径７３ｍｍ（最大）ベルト駆動ローラ１８直径１７．４ｍｍ；最大直径部２２．６ｍｍアーム２７，２８軸支点から各アイドルローラ３７，３８の回転軸までの長さ４３ｍｍ軸支点２７ａ，２７ｂハブライン３４の８．５ｍｍ下アイドルローラ３７，３８アセタール樹脂製；直径１５．８ｍｍシャフト焼き入れ鋼製；直径１．６ｍｍ弾性ベルト４０ポリウレタン製；長さ３９．２ｃｍ；厚さ０．１ｍｍここで使用された弾性ベルト４０のプレテンションは３．３ｎｔであり、リール１５，１６における最小、最大全巻き角は、夫々、１１０°及び１７０°であった。このテープカートリッジ１０は、５．１ｍ／ｓｅｃ以内のテープ速度で駆動され、また、加速度及び減速度を７５ｍ／ｓｅｃ²とすることにより、繰り返し行われたテストを通してテープ２０の張力は少なくとも０．１７ｎｔに保たれた。また、各テストを通して、ベルト４０もテープ２０も、常に、完全にトラッキングした。テープ速度を２．３ｍ／ｓｅｃとするために必要とされるモータの力は０．７ｎｔであった。

【００２８】比較検討のために、同一寸法のボン・べーレン氏の発明に係るベルト駆動式テープカートリッジがテストされた。その駆動ベルトには、プレテンションが４．４ｎｔであるものが使用された。というのは、２．３ｍ／ｓｅｃまでの速度でテープを駆動するべく加速時又は減速時において動作不良を防止するために、少なくとも約４．４ｎｔのプレテンションが必要とされたからである。（上記具体例１に示すカートリッジのプレテンションと比較して）プレテンションの値がこのように高いにもかかわらず、テープの張力は、３．４ｍ／ｓｅｃの速度でゼロ以下となった。２．３ｍ／ｓｅｃのテープ速度を得るためのモータの力は、０．９ｎｔであった。

【００２９】アイドルローラにより、ベルトの下から空気が駆逐されると共にテープの巻きの間の空気が駆逐されるため、ボン・べーレン氏の発明に係るベルト駆動式テープカートリッジと比較して、このテープカートリッジは、ベルトの張力が小さくても動作させることができ、これによって、テープが超高速度で駆動されたときにボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジが有していた滑りの問題が実質的に解決される。

【００３０】（図３）各テープパックの直径は、テープが一方のテープパックから他方のテープパックへ巻き取られるにつれて夫々変化するが、このとき、アイドルローラのテープパックに対する圧力とベルトの伸びとは、夫々、一定であることが好ましい。図３において、直線４４，４５は、上記第３，４側面３１，３２に対して平行な一直線沿いに軸支点２７ａ，２８ａが移動した場合における、アイドルローラ３７，３８の一つによってテープパックに作用せしめられる最大の力と、最小の力とを示している。これらのラインの集中点は、軸支点２７ａ，２８ａがハブライン３４の下方、つまり、該ハブライン３４と、エンクロージャ１１の第１側面１９との間に位置せしめられることが好ましいことを示している。直線４７は、軸支点２７ａ，２８ａが変化した場合のベルトの長さの変化を示している。この直線４７は、軸支点２７ａ，２８ａがハブラインよりも上方に位置する場合には、ベルトの長さの変化、従ってベルトの張力の変化がゼロになることを示している。図３は、図１に示す如く軸支点２７ａ，２８ａがハブライン３４よりも僅かに下に位置することが好ましいことを示している。

【００３１】 ( 図４ ) 図４において、曲線５０は駆動力を示しており、曲線５２は、上記具体例１に示したテープカートリッジのテープが一方のリールから他方のリール、つまり、テープの始端（Ｂｏｔ）からテープの終端(Ｅｏｔ)へ２．３ｍ／ｓｅｃで駆動されたときのテープの張力を示している。図において、グラフ５４，５６は、夫々、ボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジの駆動力と、テープの張力とを示している。これらの各グラフは、上記具体例１に係るテープカートリッジを使用した場合の方が、ボン・べーレン氏の発明に係るテープカートリッジを使用した場合よりも、実質的により小さい駆動力で略同一のテープ張力が得られることを示している。

【００３２】 ( 具体例２ ) 低摩擦のベルト駆動式テープカートリッジが図２に示す如く構成された。しかし、このテープカートリッジは、ベルト４０’とテープ２０’との間に滑りが生じるため、図１に示したテープカートリッジ１０の方がこのテープカートリッジ１０’よりも、その構成において好ましいことが判明した。

【００３３】上記第１，２実施例に使用されているテープは、磁気記録テープである。しかし、このテープは、磁気記録テープに限定されず、１対のリール間で搬送されるものとして、たとえば、マイクロフィルムや、ペーパーウェブや、細長形状の柔軟なウェブ等であっても良いことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るベルト駆動式テー
プカートリッジの平面断面図である。

【図２】本発明の第２実施例に係るベルト駆動式テー
プカートリッジの平面断面図である。

【図３】図１に示すテープカートリッジにおいて、ア
ームの軸支点の位置をハブラインに対して変化させた場
合の、アイドルローラに作用する力と弾性ベルトの伸張
率との関係を示すグラフである。

【図４】図１に示すテープカートリッジと、ボン・べ
ーレン氏の発明に係るテープカートリッジとの、テープ
張力と駆動力との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０，１０’ テープカートリッジ１１，１
１’ エンクロージャ１２，１２’ ベースプレート１３，１
３’ カバー１５，１５’，１６，１６’ リール１８，１
８’ ベルト駆動ローラ１９，１９’ 第１側面２０，２
０’ 磁気記録テープ２１，２１’，２２，２２’ ラップピン２３，２３’，２４，２４’ ガイドピン２５，２５’ 切り欠き２７，２
７’ アーム２７ａ，２７’ａ軸支点２８，２
８’ アーム２８ａ，２８’ａ軸支点３０，３
０’ 第２側面３１，３１’ 第３側面３２，３
２’ 第４側面３４，３４’ ハブライン３７，３７’，３８，３８’ アイドルローラ４０，４０’ 弾性ベルト

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】箱状のエンクロージャを備えたテープカ
ートリッジにおいて、該エンクロージャは、互いに隔てられかつ互いに平行な
軸に回転自在に支持された１対のリールと、該各リールに夫々逆方向に巻かれて各テープパックを形
成するテープと、エンクロージャの一つの側面に隣接しかつ上記１対のリ
ール間に位置する固定軸、に回転自在に支持されかつエ
ンクロージャ内に備えられたベルト駆動ローラと、各一端側が各軸支点を介してエンクロージャに回動自在
に取り付けられた１対のアームと、該各アームの他端側に設けられかつ各リールとベルト駆
動ローラの各軸に平行に設けられた軸、に回転自在に取
り付けられたアイドルローラと、上記各テープパックと上記ベルト駆動ローラと上記各ア
イドルローラの回りに伸張した状態でかけられた弾性ベ
ルトであって、各アイドルローラを該弾性ベルトと、該
弾性ベルトの下に位置するテープパックとに押圧するベ
ルトとを備えたことを特徴とするテープカートリッジ。
【請求項２】上記各アームの上記各一端側は、上記各
リールの軸と軸とを結ぶ直線に隣接しかつ上記エンクロ
ージャの側面に隣接した位置に位置することを特徴とす
る請求項１記載のテープカートリッジ。
【請求項３】上記各アームの上記各一端側に設けられ
た上記各軸支点は、上記各リールの上記軸と軸とを結ぶ
上記直線と、上記エンクロージャの上記一つの側面との
間に位置することを特徴とする請求項２記載のテープカ
ートリッジ。
【請求項４】上記各アームは、上記テープに隣接する
側が凹となるような湾曲状に形成されたことを特徴とす
る請求項３記載のテープカートリッジ。
【請求項５】上記弾性ベルトの上記各テープパックに
対する全巻き角は、少なくとも９０°であることを特徴
とする請求項１記載のテープカートリッジ。
【請求項６】上記ベルトの弾性係数は、０．００５〜
０．０５ｍ／ｎｔｍであることを特徴とする請求項１記
載のテープカートリッジ。
【請求項７】上記ベルトは、２〜５ｎｔのプレテンシ
ョンを有することを特徴とする請求項６記載のテープカ
ートリッジ。
【請求項８】上記各アームの上記他端部には夫々フィ
ンガーが備えられ、上記各アイドルローラが取り付けら
れた上記軸は、該各フィンガーに備えられたことを特徴
とする請求項６記載のテープカートリッジ。
【請求項９】箱状のエンクロージャを備えたテープカ
ートリッジであって、該エンクロージャは、互いに隔て
られかつ互いに平行な軸に回転自在に支持された１対の
リールと、各リールに逆方向に巻かれたテープと、ベル
ト駆動ローラと、１対のアイドルローラと、テープとベ
ルト駆動ローラと各アイドルローラの回りに伸張した状
態でかけられた弾性ベルトとを備え、ベルト駆動ローラ
と上記１対のアイドルローラは、夫々、上記各リールの
軸に平行な軸を有するテープカートリッジにおいて、一
端側が上記エンクロージャに回動自在に軸支され、他端
側に軸を介して回転自在に上記各アイドルローラが備え
られたアームを有し、上記弾性ベルトにより、上記各ア
イドルローラは、該弾性ベルトと、該弾性ベルトの下に
位置するテープとに押圧されることを特徴とするテープ
カートリッジ。