JPS6027099B2 - 磁気記録再生装置の回転ヘッドアセンブリ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記録再生装置に関するもので、詳しくはＶ
ＴＲ（ビデオ・テープ・レコーダ）のシリンダのような
高精度な回転伝達装置を流体潤滑軸受によって支持した
軸受構造に関する。

本発明の目的とするところは、構成部間の熱岬彰張の違
いによる例えばヘッド、テープ間の相対位置の変化を僅
少にした回転ヘッドアセンブリを提供するにある。ＶＴ
Ｒの機構部、とくにシリング部に要求される課題はヘッ
ドとテープの相対的な速度及び位置をいかにして正しく
保ち、かつ再現するかということである。

近年、緑画の長時間化にともない、記録の高密度化の要
請が高まり、従釆の玉軸受支持構造によるＶＴＲは精度
の面で問題があり、より高精度な回転性能を実現するも
のとして流体潤糟軸受の適用が考えられてきた。ＶＴＲ
の回転ヘッド・アセンブリーこおいて、テープと摺動す
る上下のシリングは非磁性材料で、耐食性が少ないが熱
膨張率の大きなアルミが用いられ、軸は回転部の剛性を
得るために縦弾性係数の大きな鋼等の都材が用いられる
。

両者は熱膨張係数が異なるため、常温でテープ、ヘッド
間の相対的位置を正しく設置しても、環境温度が変われ
ば上記相対位置に変化が生じる。ＶＴＲ装置の高記録密
度化によって、テープのトラック幅は増々小さくなる鏡
向にあり、ヘッド、テープ間のトラッキングのズレは極
力僅少であることが要求される。本発明は、流体潤滑軸
受によるシリンダ構造を高精度コンパクトに構成し、さ
らにその特徴とポータブルＶＴＲに必要な回転部の高剛
性を損うことなく上記熱膨張問題に解決策を与えるもの
である。

以下実施例について説明する。

一端を基板に固定された中心軸と、この中心軸と流体潤
滑軸受によって回転可能に係合されたスリーブとにより
構成されるＶＴＲのシリンダ構造において、前記中心軸
に、オーステナィト系ステンレス鋼を用いることにより
、部材間の熱晒彰張差によるヘッド、テープ間の相対位
置のズレを解消し、かつ高い剛性を有するシリンダ構造
を達成したものである。第１図において、１は回転ヘッ
ド部としての上部シリング、２は上部シリンダに装着し
たヘッド、３はテープと摺動し、かつテープをガイドす
る下部シリンダで、基板としての下部ハウジング４に固
定されている。３′は下部シリングに形成されたテープ
をガイドするりード簿である。

５，６はヘッド２の信号を無接触で回転側から固定側へ
伝達するロ−タリ−・トランスで、５は回転側ロータリ
ー・トランス、６は固定側ロータリー・トランスである
。

７は回転スリーブで、上部シリンダーを装置の上方向か
ら着脱自在になるように固着している。

８は平板形状をした上部フタで、潤滑流体漏洩防止のた
めのオイルシール９を介して、回転スリーブ７の上端面
にボルト１３で固着される。

１０，１１は本発明袋贋の回転部に回転駆動力を与える
ためのダイレクト・ドライブモータのステータ１０とロ
ータ１１である。

１，７，１１で回転部を構成している。

１２は中心軸で、オーステナィト・ステンレス鋼で製作
し、下部ハウジング４に焼きばめによって固定した。

中心軸１２には非真円軸受の一種であるスパイラルグル
ーププの溝が形成されており、流体軸受特有の不安定現
象であるオイルホワールの発生を防止した軸受構造とな
っている。１４は中心軸１２の自由開放部に形成された
スラスト支持部である。

中心軸１２と回転スリーブ７の間には潤滑流体としての
磁性流体１５が限なく封じ込められており、回転スリー
ブ７の下部開□部には磁性流体１５の漏洩を防止するた
めに磁気シールが設けられている。１６は磁気シールの
ための永久磁石、１７はその収納ケースで、中心軸１２
に固定されている。

本発明は上記のように流体軸受によるシリング構造とし
て、一端を基板としての下部ハウジング４に固定された
中心軸１２に潤滑油膜を介在して回転可能に係合された
回転スリーブ７がダイレクト・ドライブモータによって
、旋回する構造になっており、流体潤滑の特徴を生かし
た高精度な回転機能を得た。

また、上部、下部シリンダ１，３、ダイレクト・ドライ
ブモータのロータ１１、ステータ１０の内側に位置する
個所に流体軸受が形成されており、ラジアル荷重に対し
て十分に大きな油膜剛性を得ることができ、また、従来
の玉軸受支持構造によるシリンダ構成のような、玉軸受
のロス・スパンがなくコンパクトな構成となった。中心
軸１２に薄常使用される鋼材（例えば、合金工具鍵）を
用いた場合のシリンダ構造については、本発明者らは既
に提案し、出願済である。本発明は上記提案をさらに改
良するもので、鋼材の中でも特殊で、熱膨張係数がひと
きわ高く、また量産品としても加工が比較的容易なオー
ステナイト系ステンレス鋼に着目し、中心軸１２として
用いることにより、ラジアル剛性をより大きく熱膨張に
よるヘッド・テ‐プ間のトラッキングのズレをさらに僅
少化させることに成功したものである。第２図に示した
断面図において、Ｓは基準面として装置の固定位置であ
り、シリンダがＶＴＲ装贋の基準シャーシ面に設置され
る位置を示し、Ｎは中心藤１２の先端開放部、Ｐは中心
髄１一２の支持部分の平均位置を示す。

下記の表１に、本発明の一実施例における各部材の寸法
（日，１，〜 １４）を掲げる。表１ 下部シリンダ３には、テープ（図示せず）をガイドする
りード簿３が形成されており、下部シリンダ３の熱風髪
張によってテープを上方向に持ち上げる。

中心軸１２の先端開放部Ｎ‘ま上方向に熱膨張するが、
支持部Ｐは下部ハウジングの熱膨張によって降下するた
め、先端Ｎの鞠方向高さは中心軸１２と下部ハウジング
の熱膨張が相殺された値となる。結局、基準面Ｓとヘッ
ド２の距離日の熱膨張△日は下記のようになる。△Ｈ＝
△１３一△１２−△１４−△１， ……‘１｝式上
記△１，〜△１４は１，〜１４の熱膨張量を示す。

下部シリンダ３のリード溝３′が熱膨張に寄与する幅は
次のように考えればよい。下部シリンダ３においては、
テープが走行するためリード溝３′の幅は少なくともテ
ープの幅分だけ必要である。

さらに、下部シリンダ３の加工の際に下部シリンダ３を
加工機にチヤツキングする余裕分少なくとも４肌〜５肌
を下部シリンダの下端面に設けておく必要がある。従っ
て、下部シリンダの幅ｌｓはテープ幅をｌｔチヤツキン
グの余裕分ｌｃとすると、ｌｓ＝ｌｔ＋ｌｃとなる。

リード簿３′の下部シリンダ３の上端面からの距離の平
均位置（すなわち１′２１ｔ）で、テープが持ち上げら
れるとすれば、リード溝の熱膨張寄与分１４は１４＝１
／２１ｔ十ｌｃ 例えば、１／２インチテープ（幅１２７肋）、チャツキ
ングの余裕分：】ｃ＝５肋とすれば、１４≠１１．４肌
となる。

下記の表２にやはり一実施例である各部材の材質及び熱
膨は張率を掲げる。

表２ 上部シリング１、下部シリンダ３はテープが摺−動する
ため、通常、非磁性材料で耐食性に優れたアルミが用い
られる。

中心軸１２は、本発明では一端を固定機、他端を自由端
とする片持ち支持構造であり、ラジアル剛性を強化し、
かつ、熱膨張によるテープ・ヘッド間の相対位置の変化
を僅少にするため、オーステナィト系ステンレス鋼を用
いた。

ステンレス鋼には、母相が＆心立方晶であるフェライト
系、焼入れにより体心正方晶になるマルテンサィト系、
母相が面心立方晶であるオーステナィト系ステンレス鋼
、超合金といわれるステンレス合金がある。

熱処理や加工などの処理を受けることにより、熱膨張係
数は変化するが、オ‐ステナィト系ステンレス鏡の熱膨
張係数は軟鋼のそれより大きく、一方フェライト系とマ
ルテンサィト系ステンレス鋼のようなＦｅ−ｃｒ系合金
では軟鍵より小さい。

表３に参考に各材質の熱畑髪張係数を掲げる。表３ＶＴ
Ｒシリンダにおいて、テープ、ヘッド間の相対位置の変
化は極力僅少であることが要求される。

民間用ＶＴＲの場合、トラックピッチは６０山あるいは
３０ｒのテープが使用されるが再生時においてテープヘ
ッド間にトラツキングのズレがあれば、ヘッド出力の低
下を招くが通常−父伯の出力低下（すなわちトラックズ
レ３０％）の許容ができる限界である。

これ以上になると、再生時のＳ／Ｎ比の大幅な悪化を招
き、再生画面のいわゆる「ャブレ現象」がおこりやすい
。

従って、例えば３０山ピッチのテープを用いた場合、６
＝３０山×０．３＝９山がトラックズレの許容できる限
界となる。通常、民間用ＶＴＲは環境温度５℃〜４０ｑ
０の範囲で使用されるため、１００当りの許容できるト
ラックのズレ‘ま６＜９ｒ／３５００＝０．２５７ム／
℃となる。中心麹１２に、例えば表３で示す様な合金工
具鍵を用いた場合、スラスト支持部１４は熱膨張のみを
考慮するならば、１・が小さい程好ましかった。但し、
流体軸受としての鋼性を得るためにはスラスト支持部１
４が上方である方が好ましく、この点従来熱膨張対策と
相容れない矛盾があった。例えば、ポータブル用に使用
されるＶＴＲ菱魔の場合、装置は姿勢に関係なく使用さ
れるために姿勢差による影響を僅少にした軸受構造が要
求される。

とくにシリンダが第３図のような水平状態においては、
回転部の自重がそのまま軸受部のラジアル荷重となるた
めに、流体軸受油膜部の剛性が弱ければ、回転中心は中
心鞠１２の軸芯に対して偏芯することになる。上記偏芯
は上部シリンダ１と下部シリンダ３の同芯の狂いをもた
らし、２つのヘッド２の絶対高さのズレ、回転半径の変
化による円周速度の変化等をもたらすことになり、極力
僅少であることが好ましい。

本発明では、中心軸１２材料に剛性が鋼材と変わらず、
かつ、熱膨張係数が他の鋼材と比べて十分に大きく、し
かも、超硬等と比較して十分に加工が容易なオーステナ
ィト系ステンレスス鋼に着目することにより、この難点
を解消した。

実施例においては、１，＝５肋として、 ｌ△Ｈｌｉｏ．１３５＜０．２５７仏／℃を満足するこ
とができ、また中心軸１２と回転スリーブ７の間で形成
されるラジアル軸受を十分に上方に、かつ有効な長さで
設けることによりラジアル鋼性の大きな、すなわち姿勢
差が僅少な、ＶＴＲシリンダを実現することができた。

すなわち、スラスト支持部１４：Ｎの位置を上部シリン
ダ１の上端面に近い位置に設けることが出来るため、例
えば、上部シリンダ１に加わるテープション樹軍に対し
ても、曲げモーメントなく支持することが出来た。また
、トラックピッチは近年増々小さくなる傾向にあるが、
一般にＴｐミクロンのトラックピッチの場合、許容出来
るトラックのズレは６＝８．５７×１０‐３×Ｔｐミク
ロン／℃と考えてよい。

このように本発明を適用することにより、部材の熱城彰
張によるテープ、ヘッド間の相対位道の変化を僅少にし
、かつラジアル剛性も十分なＶＴＲのシリンダを提供で
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である流体軸受によるＶＴＲ
シリンダの正面断面図、第２図は第１図の各部品の寸法
を示す断面図、第３図はシリンダを水平状態で使用する
場合の回転部の偏芯を示す断面図である。 １・・…・回転ヘッド部、２・・・・・・ヘッド、４・
・・・・・基板、７・・・・・・回路スリーブ、１２・
・・・・・軸、１４・・・・・・スラスト支持部、１５
・・・・・・流体潤滑軸受。 第２図第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸と潤滑流体を介して相対的に回転係合し、かつ一
   方を密封端とするスリーブと、上記軸もしくはスリーブ
   に固着し、かつヘツドを有する回転ヘツド部と、前記ス
   リーブの密封端側と前記軸で軸方向荷重を支持するスラ
   スト支持部が構成された磁気記録再生装置の回転ヘツド
   アセンブリにおいて、前記軸にオーステナイト系ステン
   レス鋼を用いたことを特徴とする磁気記録再生装置の回
   転ヘツドアセンブリ。