JPH0638284B2 - 回転ヘツド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はＶＴＲ用回転ヘッド装置の構造に係り、特に小
形コンパクトかつ低コストで多機能高性能が得られる構
造に関する。

〔発明の背景〕

従来のＶＴＲ用回転ヘッド装置では、特開昭53−55007
等にあるようにビデオヘッド回転機能のみを有する構造
で他に回転作動機能を有する構造例はない。目的は異な
るが同一軸線上から複数の回転動力を得るモータの構造
例としては特公昭57−40574号記載の構造がある。この
例はＶＴＲ用キャプスタン及びリール軸の同時駆動を目
的としている。二動力を得る部分の基本構成は以下の通
りである。すなわち、同一軸線上に、第１の回転子を固
定した第１の回転出力軸と第２の回転子を固定した第２
の回転出力軸とを有し、第１の回転子をこれに対応した
モータ固定子への給電により回転せしめこれに電磁的に
カップリングしてある第２の回転子もこれに追随させて
回転せしめる構成である。従ってこの構造は第１のモー
タ回転子の回転力から第１及び第２両方の回転軸出力を
得る構成であり各出力を単独に分離して得ることはでき
ないし制御も難しい。また回転部として１個の回転子と
１個の回転軸とから成る結合体を単位回転構体としてこ
れを２個設けるため各回転結合体間の同心度等組み込み
精度を高めるには製作上の工夫が必要である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は小形軽量コンパクト構造でビデオヘッド
回転動作の他ＶＴＲ機構の回転動作を行わしめ得る複数
機能を有した回転ヘッド装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を実現するために本発明の回転ヘッド装置で
は、ビデオヘッド駆動用ＤＤモータを下側ドラム底面よ
り上部位置に内蔵等して設けさらにこれに同軸に独立回
転駆動する第２のモータを設け小形軽量かつコンパクト
な装置構成下でキャプスタン軸やリール軸を同時に駆動
できる機能を持つ構造としている点が特徴である。特に
本発明構造中中心軸を下側ドラムの底面部中心に直接ま
たは間接に固定し、上部にはハウジング回転形のビデオ
ヘッド回転構体を、また下部には同形のキャプスタン軸
等駆動用回転部る係合する構造では装置の小形軽量化及
びコンパクト化を図り易く、さらにジッタ，ワウ・フラ
ッタ，振動等の低減化改善等高性能化も容易に実現でき
る。また組み込みの作業性も高められ低コスト化も実現
できる。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。第１図は本発明
の回転ヘッド装置の第１実施例図である。本実施例は中
心軸を固定し上側ドラムの下部に設けた第２のドラムを
回転させるいわゆる軸固定形中ドラム回転構造で、中心
軸１を下側ドラム３の底面中心部に圧入等により固定
し、下側ドラム３の内部に内蔵した扁平状の第１の駆動
モータでビデオヘッド８を搭載したドラム７を含む回転
部を回転駆動し、第２のモータは第１のモータと同様扁
平状モータで下側ドラム３の底部下面にあって下面側に
貫通突出させた中心軸１の周囲に同心状に設けてある。
上側ドラム２は中心軸１の最上端部に固定ディスク10を
介し間接的に固定してある。ビデオヘッド搭載ドラム７
は回転構体４に対し同心状に固定してある。回転構体４
はその中心部の上下２箇所に玉軸受等のころがり軸受5
a，5bを用いてあり中心軸１に対し回転自在に係合させ
てある。回転構体４の外周部にあってビデオヘッド搭載
ドラム７の上側には扁平平面形の回転トランスの回転側
ヨーク15を固定してあり、またビデオヘッド搭載ドラム
７の下側には第１のモータの回転子（回転子マグネット
18と回転子ヨーク19から成る）を固定してある。上部に
おいて回転トランスの固定側ヨーク14は固定ディスク10
の下面に固定してある。一方第１のモータの固定子は下
側ドラム３の底面上に設け回転子と対向させてある。該
固定子はコイル21，固定子ヨーク22，配線基板25，位置
センサ40，ビデオヘッド回転位置検出センサ（タックセ
ンサ）41等より成る。回転構体の下端部外周に設けたビ
デオヘッド位置検知信号源（タック信号源）50は微小寸
法マグネット等で構成し、上記タックセンサ41と同一の
軸方向高さ位置に設けてある。ビデオヘッド搭載ドラム
７は外周部に円環状凸部を有した形状で動的釣り合い修
正用おもりをこの内周凹部に付着させ易いようにしてあ
る。これに固定した基板28はビデオヘッド８の端末と回
転トランス15の端末を接続するためにある。固定ディス
ク10の上面に固定した上側ドラム２の上面には回転トラ
ンス14の端末を接続し、外部に別途設けたビデオ信号処
理電子回路と接続するための基板29を固定してある。36
は該電子回路への接続リード線、30コネクタである。第
１のモータの回転子の外周には磁性材で構成したシール
ドケース20をドラム内面に固定してあり、マグネット18
の漏洩磁界をここで吸収するようにしてある。予圧金具
６は軸受5a，5b間に予圧を与え軸１との間のガタをなく
すためのものである。第１のモータに駆動電子回路から
制御給電することによりビデオヘッド８を含む第１の回
転部を回転せしめ、該ヘッドでドラム側面を走行するビ
デオテープ面上を摺動スキャンさせ、ビデオ信号を記録
・再生する。

下側ドラム３の下面に設けた第２のモータもマグネット
18′，固定子コイル21′，固定子ヨーク22′，配線基板
25′，センサ類等電磁部の構成は上記第１のモータの場
合とほぼ同じである。第２のモータの固定子は下側ドラ
ム３に最下面200の面部に固定し、回転子マグネット1
8′の磁極面を上向き方向にしてこれに対向させてあ
る。第２のモータの回転子の回転子ヨーク19′の中心下
端部にはプーリ60を設けベルト150で動力を他部に伝達
できるようにしてある。また同ヨーク19′の外周部には
円環状に凹部を設け動的釣り合わせ用おもりを付着させ
得るようにしてある。51はすべり軸受ボスである。駆動
電子回路からリード線35′を経て給電することによりこ
の第２のモータを回転せしめ上部の第１のモータとは別
個に独立して回転動力を取り出し、ＶＴＲの他部機構を
回転駆動する。本実施例構造の回転ヘッド装置によれ
ば、(1)下側ドドラム中央に固定した中心軸上にビデオ
ヘッド回転用モータ及びＶＴＲ他部署駆動用モータを設
けるため小形軽量コンパクトな構造のＶＴＲセットを構
成できる。(2)中心軸を固定してあるためモータ回転時
の振動が少ない。また１本の軸を用いてあるため第１，
第２のモータ及び各回転部を高精度に組み立て易い。特
に第１，第２の各独立回転形モータを極めて近接した位
置に容易に構成できる。回転の安定性も高い。(3)第２
のモータで駆動する負荷系も含め部品点数や組み込み工
数の削減を実現できるため低コストにこれを製作でき
る。(4)第２のモータを他部分に別個に設ける場合に比
べ本実施例構造では下側ドラム下面にこれを設けるた
め、取り付け強度及び精度を極めて高くできる。薄形シ
ャーシ構造の場合には特にこの点が有利である。(5)Ｖ
ＴＲとして必要なモータのうち複数を同一箇所内の小ス
ペース内に収納できるためこれらモータに起因する磁気
漏洩を容易にシールド等して低減化し易い。(6)固定部
を共有する同一軸上に回転部を近接させて設けた構成の
ため、各回転部の動的釣り合い試験作業において治具交
換や取り付けのし直し、試験機の交換等を不要にできる
ため能率的な作業が可能である。(7)第２モータでこれ
に連結した負荷回転体を減速駆動し定速回転させる場
合、第２モータは高速回転させるため速度制御用周波数
信号発電器（ＦＧ）低レート・高精度にでき、かつ負荷
回転体軸換算の回転イナーシャを大幅に増大できるた
め、サーボ系の性能を高められ回転むらを低レベルに抑
えられる。従って低ジッタ，低ワウ・フラッタの高性能
ＶＴＲを実現きる。(8)ヘッド回転体を上側ドラムと下
側ドラム間に形成されるスペース内に半閉的に内蔵させ
るため回転時騒音をマスクしてこれを大幅に低減でき
る。また回転部の表面積も減らせるため空気摩擦も少な
くできこれによる騒音（風切り音）や損失（風損）も低
減できる。(9)軸固定構造のため軸のねじり振動がなく
これによる回転むらをなくせる。(10)第１のモータで駆
動する回転部を小形・軽量・低イナーシャにできるた
め、回転部の動的不釣り合い量を少なくしてこれに基づ
く振動を低減できる。また起動立ち上がり時間を短縮で
きる。(11)軸受が下側ドラムに直結されていないため下
側ドラムの振動を低レベルにできる。(12)軸間距離を短
縮した構造にできるため装置全体を薄形にでき、かつ、
組み立て時に軸受にかける予圧を軽減できるため軸受摩
擦を減らして低消費電力にできる。(13)上側ドラムは固
定構造のため走行テープに与える上側ドラムの外乱要因
は極めて少ないし小さい。このためテープ振動を減らし
ワウ・フラッタ，ジッタ等を低減改善できる。(14)上側
ドラムは固定してあり、この下に位置する幅の狭いビデ
オヘッド搭載ドラムを回転させるため、ビデオテープの
浮き上がりを防止でき少ないヘッドチップ突出量や低テ
ープテンション下でも良好なヘッドタッチが得られ、安
定した高ヘッド出力が得られる。またテープ面のいたみ
やヘッド摩耗を改善できる。さらに上側ドラム，ビデオ
ヘッド搭載ドラム等の表面の形状・寸法・材質に対する
制約が少ないため、これらの加工が容易で低コストにで
きる。(15)ドラム側面にはカプラ等の上側ドラム支持用
部材を一切設けない構造のため、テープ巻き付け角を容
易に拡大できこのためドラム径を縮少して小形化も図れ
る。(16)上側ドラムを固定する構造のため上側ドラム側
面等にテープ走行姿勢を規制するリード構造を設けたり
他の構体片を付帯させたりできる。(17)ビデオヘッド搭
載ドラムの外周部に円環状の凸部を設けるため、動的釣
り合い作業を能率的にできる。この凸部の外周縁は釣り
合い試験機の駆ベルトを掛ける場所として利用できる。
等の諸利点がある。

第２図は本発明の回転ヘッド装置の第２実施例図で、下
側ドラム３の下方に設けた第２のモータを複数（２個）
とした場合の構成例である。軸１の取り付け構造，上下
ドラム構造，ビデオヘッド搭載ドラム７の構造，第１の
モータ部構造等は全て上記第１実施例の場合と同じであ
る。この実施例のごとく第２モータ部を２個設けること
によりこの部分から独立した回転動力を２個以上得るこ
とができる。第２のモータのうち下側に配置したモータ
の回転子はプーリ60′の径を小径とするために軸１の先
端に突出させた形状にしてある。軸１の先端は段付き形
状とし、軸受はすべり軸受としてすべり軸受ボス51′を
この部分に係合してある。

第３図は本発明の装置の第３実施例図で、モータ固定子
を固定する下側ドラム３の底面部を別片（モータ固定
片）170に分割した構造例である。第１，第２のモータ
の固定子はこのモータ固定片170の表裏面に固定する。
中心軸１は本固定片170の中心に圧入等により固定す
る。本実施例の構造にすると軸１，第１，第２のモータ
部及びビデオヘッド８，同搭載ドラム７，回転トランス
等を全て予め固定片170をベースとし、この上に組み込
んでアセンブリ化できるため動的釣り合い試験，回転性
能試験等までも下側ドラム３組み込み前のこの状態で実
施できモータ，ヘッド等各部の精度チェックや性能チェ
ック，修正・交換等を容易に行え最終的に下側ドラム３
に組み込む状態を調整度の高い状態に仕上げることがき
る。

第４図は本発明の装置の第４実施例図で、第１，第２の
モータの固定子ヨークを一体化構造とした構造例であ
る。固定子ヨーク22の表裏両面に第１，第２のモータの
固定子コイル21，21′配線基板25，25′を設ける。本構
造によればより一層の薄形構造化を実現できる。上記第
３実施例の場合と同様固定子ヨーク22をベースに予めほ
ぼフルアセンブリ化できる。組み立て及び調整作業の改
善効果については上記第３実施例の場合とほぼ同様であ
る。

第５図は本発明の装置の第５実施例図で、第２のモータ
を固定軸１の上下端２箇所に分割して設けた構造例であ
る。本構造によれば上方部からも回転駆動力を得られ
る。上側ドラム２の上面部に固定子ヨーク22d′を固定
したり上側ドラム上面を磁性材で構成しそのまま固定子
ヨークとしてもよい。

第６図は本発明の装置の第６実施例図で、上側ドラム２
は軸１の先端に固定せず側面に設けたカプラ210で下側
ドラム３に固定した構造である。本構造では軸１の先端
の質量が極めて小さいため軸１の固有振動数を高くでき
回転外乱に対する共振性を低減緩和できる。

第７図は軸受部に流体動圧軸受を用いた場合の構造例で
ある。軸１の表面にくの字形の複数の浅溝（グループ）
190を形成し、グリース等の潤滑剤をハウジングボス195
との間に満たした構造である。回転構体４を第１のモー
タで駆動させる（この場合上方からみて反時計方向）と
グループ190内に潤滑剤が高速で流入し流体動圧を発生
して軸１の表面からハウジングボス195を半径方向押し
上げる。スラスト支承片185の表面にも例えばら旋状等
のグループをその中心に集結する方向に設けると、上記
と同様の流体動圧がここで発生したスラスト方向にもハ
ウジングボス195を押し上げる力が生ずる。このように
して回転構体４は軸１に対し非接触状態で支承される。
本構造の軸受を用いると玉軸受にあるごとき玉の接触転
動振動等をなくすことができるため低振動の装置を実現
できる。スラスト部の摩擦を減らすモータ構造としては
第１のモータにはラジアルギャップ形モータが適する。
第２のモータの軸受はすべり軸受を用いている。スラス
ト部には小径ボール65を用いこの部分でも低スラスト摩
擦化を図ってある。

第８図は本発明の装置の第７実施例図で、ビデオヘッド
８を上側ドラム２の下面に搭載しこれを軸１の周囲に回
転係合した回転構体４に固定して全体を回転させる、い
わゆる上側ドラム回転形構造である。軸１は前記各実施
例の場合と同様下側ドラム３の底面中心部に固定してあ
る。該軸１の上端には固定ディスク10を固定し回転トラ
ンスの固定ヨーク14とその端末接続基板29及び電磁界シ
ールド用導電板85を固定してある。基板29の面上には増
幅器等ビデオ信号処理電子回路のＩＣ80や電子部品81等
を接続固定してある。第１，第２モータ部構造について
は前記各実施例の場合と同様である。本構造によればビ
デオ信号のＳ／Ｎを向上した上側ドラム回転形装置を実
現できる。

第９図は本発明の装置の第８実施例図で、流体動圧軸受
を用いた上側ドラム回転形構造である。スラスト支承片
185は軸１の先端に接触させて設けてある。回転トラン
ス14，15は円筒形状で第１のモータの内周部に設けてあ
る。第２モータにおいて軸受部にはスラスト片45を設
け、これでスラスト荷重を受けるようにしてある。本構
造によれば、振動を低減でき、またビデオヘッド８を交
換する場合にも回転トランス14，15を取りはずすことな
く、これには無関係にその作業を能率的に容易に行うこ
とができる。

第１０図は本発明の装置の第９実施例図で、下側ドラム
３の下方に設けた第２のモータの軸１′を上部第１のモ
ータ軸１から分離し回転形構造とした場合の構造例であ
る。下側ドラム３の下方にすべり軸受ボス51ｂと軸受５
ｃとを嵌合し、これに回転軸１′を挿入してある。回転
軸１′の先端部にはプーリ60を一体化した第２のモータ
回転子を固定してあり一体で回転できるようになってい
る。

第11図は本発明の装置の第10実施例図で、下側ドラム３
の中心部に軸受５ａ，５ｂを設けこれに軸１を回転自在
に挿入係合した構造である。第１のモータ及びこれで駆
動するビデオヘッド搭載ドラム７または上側ドラム２
（いずれも図中省略）等は軸に固定する。下側ドラム３
の下方に設ける第２のモータ，軸１′及びこれに固定し
た回転子部等の構造は上記第９実施例（第10図）の場合
と同様である。

第12図は本発明の装置の第11実施例図で、第１のモータ
でビデオヘッド８及びこれを固定した回転部の他、これ
に電磁的にカップリングした同心状の従属回転部をも一
緒に回転させる構造例である。同図において、118は多
極の渦電流力発生マグネット，119はヨーク，120，121
はシールドケース，９は第２回転ドラムである。第１の
モータにより回転子４，ビデオヘッド８，ビデオヘッド
搭載ドラム７等回転部が回転すると、回転構体４の先端
に固定した過電流力発生マグネット118も一体回転し、
その磁極面に対向した第２回転ドラム９の下面部に渦電
流を発生し磁束との相互作用によってここに渦電流力を
発生する。このため第２２回転ドラム渦電流力発生マグ
ネット118と同方向に一定のすべりをもってこれに追随
し回転する。シールドケース120，121はマグネット118
の磁界漏洩を防止するためにある。上側ドラム２は下側
ドラム３の底面に固定した軸１の先端に固定してある。
第２のモータ及びプーリ60は下側ドラム３の底面下部に
設けてある。かかる本実施例構造によると上側ドラム２
の下部に低速回転する第２回転ドラム９を設けてあるた
め、これらドラム表面をテープが走行する場合、該第２
回転ドラム９の表面でもテープに対しトルクリップルの
ない滑らかな走行力を与えることががきるため、テープ
走行系の駆動力やテープテンションを低減でき、同時に
テープ振動を大幅低減して滑らかな走行を実現できる。
また薄手テープ等に対してもドラム面へのはり付き等を
なくして滑らかな正常走行をさせ得る。

第13図は本発明の第12実施例図で、本構造は上記第11実
施例（12図）と異なり第２回転ドラム９の駆動源として
第３のモータを設けた構造例である。218は回転子マグ
ネット，219は同ヨーク，221は固定子コイル，222は同
ヨーク，220はシールドケースである。上側ドラム２の
下面にモータ固定子（固定子コイル221，固定子ヨーク2
22，配線基板34等）を固定し、これに対向した第２回転
ドラム９の上面に回転子（回転子マグネット218，固定
子ヨーク219等）を固定してある。コイルに給電してマ
グネット218に駆動力を与え第２回転ドラム９を回転さ
せる。本実施例構造によると第２回転ドラム９の速度を
負荷トルクによらず一定に保持でき、またこの速度を走
行条件等に合わせて自由に選択可変できる。従って、上
記第11実施例の場合より一層テープ走行性能を高められ
る。また種々のテープの走行にも問題なく対応できる。
ビデオヘッド回転用の第１モータの負荷も軽減されるた
めモータの振動や回転むらも低く抑えられ、低ジッタ，
低ワウ・フラッタの高性能性を容易に実現できる。

第14図は本発明の回転ヘッド装置を用いた負荷駆動方式
の一例を示す図で、(a)は側面図、(b)は平面略図であ
る。本構成はキャプスタン軸70を第１負荷として減速駆
動する例である。プーリ60と61をベルト150で連結して
ある。プーリ61はその中心にキャプスタン軸70を固定し
てあり、さらに裏側には第２のプーリ62を固定してあ
る。ここには第２のベルト150′を掛けてあり、さらに
他の第２負荷に連結してある。プーリ60に対しプーリ61
の直径は数倍以上にしてあり、プーリ61の回転数の数倍
で60が回転するようにしてある。かかるキャプスタン軸
負荷駆動方式によると、駆動モータ（第２のモータ）の
回転数を高くできるため速度制御信号発生用ＦＧを低レ
ートにできる。このためＦＧ信号の精度を高精度なもの
にできる。またキャプスタン軸の見掛けの回転シナーシ
ャとして第２のモータ回転子のシナーシャ分も減速比に
対応した値に増大された形でプーリ61のイナーシャに加
算されるため、キャプスタン軸の回転イナーシャは見掛
け上極めて大きな値となる。従って上記ＦＧ精度の向上
とイナーシャの増大の両改善によりキャプスタン軸回転
のサーボ制御性の大幅な改善向上を図ることができる。

第15図は本発明の回転ヘッド装置を用いた負荷駆動方式
の一例を示す図で、(a)は側断面図、(b)は平面図であ
る。本構成は下側ドラム３の下部に設けた２個の第２の
モータで同時に２個の負荷軸90，90′を駆動する構造例
である。負荷軸90，90′はリール軸等であってもよい。
本構造によれば負荷軸を含めより一層コンパクトな形態
で上記第12図の実施例と同様、負荷軸90，90′の高性能
回転特性が得られる。

上記の諸実施例では、第１，第２のモータとして扁平状
モータを用いたがこの他円筒状モータであっても又ロッ
トを有する鉄心形モータ等であってもよい。また第２の
モータ回転子から動力を取り出す箇所（プーリ等）を１
モータ当たり１個としたが２個以上の構造であってもよ
い。またさらに同軸内にはモータ回転子の他駆動力を持
たないローラ等を別個に併設してもよい。また回転動力
伝達方式としてプーリ・ベルトの他ギヤーやローラー等
またはその他の手段・構造を用いてもよい。さらに第１
のモータで駆動するビデオヘッド搭載ドラムの外径は上
側ドラムや下側ドラムよりも小直径とし走行テープ面を
摺動しない構造であってもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ドラムのビデオヘッド回転中心線上に
ビデオヘッド回転用モータ及び回転構体の他、ＶＴＲの
他部作動用モータ及び機構を小形に設けることができる
ため、小形軽量コンパクト構造のＶＴＲセットを実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転ヘッド装置の第１実施例を示す断
面図、第２図は第２実施例を示す断面図、第３図は第３
実施例を示す断面図、第４図は第４実施例を示す断面
図、第５図は第５実施例を示す断面図、第６図は第６実
施例を示す断面図、第７図は軸受構造の他の一実施例を
示す要部断面図、第８図は第７実施例を示す断面図、第
９図は第８実施例を示す断面図、第10図は第９実施例を
示す要部断面図、第11図は第10実施例を示す要部断面
図、第12図は第11実施例を示す断面図、第13図は第12実
施例を示す断面図、第14図(a)，(b)は本発明の回転ヘッ
ド装置を用いた負荷駆動方式の一例を示す断面図及び要
部平面図、第15図(a)，(b)は負荷駆動方式の他の一例を
示す断面面図及び要部平面図である。 １……中心軸、２……上側ドラム ３……下側ドラム、４……回転構体 5a，5b，5c，5d，5e，5f，5g……軸受 ７……ビデオヘッド搭載ドラム ８……ビデオヘッド、１４，１５……回転トランス 18，18′，18c，18d……回転子マグネット 21，21′，21c，21d……固定子コイル 22，22′，22c，22d……固定子ヨーク 25，25′，25c，25d……配線基板 60，60′……プーリ 150，150′……伝達ベルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッドを備えた回転部材と回転トランスと
   を固定式上下両ドラムの中間部に有し、該回転部材をド
   ラム内蔵式のヘッド回転用モータで固定中心軸周りに回
   転駆動する回転ヘッド装置において、 上記回転トランスは、上記回転部材に対し上記上ドラム
   側に、その固定側ヨークを該上ドラム側に固定して配置
   され、 上記ヘッド回転用モータは、上記回転部材に対し上記下
   ドラム側にあってかつ回転子のマグネット磁極面が該下
   ドラムの底面方向を向き、 上記固定中心軸は、上記下ドラムの外部に突出した部分
   を有し、 該突出した部分には同軸状に、上記ヘッド回転用モータ
   とは独立に駆動可能で、動力伝達手段を有し該固定中心
   軸周りに回転可能な回転部を有する第２のモータを備え
   たことを特徴とする回転ヘッド装置。