JPS6032254B2 - 磁気記録再生装置 - 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）のシリンダのように
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、構成部材間の熱膨張の違
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。
ＶＴＲの機構部、とくにシリンダ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、より高精度な回転能力を実現するも
のとして流体潤滑軸受の適用が考えられてきた。しかし
、民間用ＶＴＲの場合、低粘度の潤滑油をシリンダ内に
一定量、漏洩のない状態で密封させることが難しく、ま
たシリングに要求される多くの仕様を流体軸受によって
実現させるためには、シリンダ構造全体が複雑化する等
の難題があった。とくに、民間用ＶＴＲ装置は量産加工
性に優れ、低コストであることが必要条件であり、この
条件にそぐわない限り性能がいかに優れていても製品と
しての価値は低減してしまう。上記門題点を解消する流
体軸受によるシリンダ構造について、様々な検討を重ね
てきたが、例えば特願昭５３一８７４１号等にその解決
策の一例が示されている。ＶＴＲの回転ヘッド部・アセ
ンブリにおいてテープと摺動する上下のシリンダは非磁
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
大きな鋼性の部材が用いられる。

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装置の高記緑密度
化によって、テープのトラック幅は増々小さくなる傾向
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
によるシリング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し、よ
り構成されるＶＴＲのシリンダ構造において、前記中心
軸の先端支持部を回転シリンダに装着されたへッド‘こ
対して概略内壁近傍に設けることにより部材間の熱膨張
差によるヘッド、テープ間の相対位置のズレを解消した
ものである。第１図において、１は回転ヘッド部として
の上部シリンダ、２は上部シリンダに装着したヘッド、
３はテ−プと摺動し、かつテープをガイドする下部シリ
ンダで、基板をしての下部ハウジング４に固定されてい
る。

３′は下部シリンダに形成されたテープをガイドするり
ード溝である。

５，６はヘッド２の信号を無接触で回転側から固定側へ
伝達するロータリー・トランスで、５は回転側つており
、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。さらに
本発明では、回転部の鱗方向高さを規制するスラスト支
持部１４が上部シリンダ１に装着されたヘッド２の概略
内壁に位置する部分に設けられているという点に特徴が
あり、部材の熱膨張差によるヘッド２、テープ間の相対
位置のズレを僅少にすることができた。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袋れており、流体軸受の不安定現
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の自由端開放部に形成されたスラスト
支持部である。

中心軸１２と回転スリーフ７の間には潤滑流体としての
磁性流体１５が隈なく封じ込められており、回転スリー
ブ７の下部開口部には磁性流体１５の漏洩を防止するた
めの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はその収納ケーススで、中心軸１
２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−外こよって
、旋回する構造になロータリー・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１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は凸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の上端部に
ボルト１３で固着される。

１０，１１は本発明装置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〜合金工具鋼で製作し、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
ループの溝が形成さ直の基準シャーシ面に設置される位
置を示し、Ｎは中心軸１２の先端開放部、Ｐは中心軸１
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
りード溝３′が形成されており、下部シリンダ３の熱膨
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は上方向に熱膨張するが、支
持部Ｐは下部シリンダの熱膨張によって降下するため、
先端Ｎの軸万向高さは中心軸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＝△１
３一△１２−△１４一△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
次にように考えればよい。下部シリンダ３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
加工機にチャッキングする余裕分少なくとも４側〜５脚
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、チャッキ
ングの余裕分ＩＣとすると、ｌｓ＝ｌｔ＋ｌｃとなる。

リード溝３′の下部シリンダ３の上端面からの距離の平
均位置（すなわを１／２１ｔ）でテープが持ち上げられ
るとれば、リード溝の熱畑諺張寄与分１４は１４＝１′
２ｔ＋ｌｃ 例えば、１／２インチテープ（幅１２．７肌）、チャッ
キングの余裕分：ｌｃ＝５肌とすれば、１４±１１．４
肋とある。

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
堀彰鞭率を掲げる。

表２ 上部シリンダ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れ
れる。

中心軸１２は、本発明では一端を固定端、池端を自由端
とする片持ち支持構造であり、ラジアル剛性を強化する
ために鋼を用いている。

下部ハウジング４は熱膨夕張によって中心軸１２の支持
部Ｐの位置を基準面Ｓに対して降下させる作用があるた
め実施例では降下量を僅少にするため鋼を用いた。

しかし、基準面Ｓより上方において、鋼を用いた都材１
２の熱膨張はアルミを用いた部材１，３と比べて小さい
ため｛１｝式におけるヘッド２ テープ間相対位置変化
は第１図の構成ではマイナスの値となる。

つまり環境温度の上昇によって、テープ、ヘッド間は接
近していく額向にある。ＶＴＲ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仏あるいは
３０り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
低下を招くが通常ーヌ旧の出力低下（すなわちトラック
ズレ３０％）が許容できる限界である。

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

従って、例えば３０ムピッチのテープを用いた場合、６
＝３０仏×０．３＝９一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５００〜４０
ｑ０の範囲で使用されるため、１００当りの許容できる
トラックのズレは８く器＝。・２５７ム／ｏｏとなる。
第３図は、１／２インチテープ使用のＶＴＲシリンダに
おいて、ヘッド２とスラスト支持部１４の間隙１，を変
えたときのヘッド、テープ間の相対変位（△Ｈ）を示す
グラフである。

機軸はヘッドと支持部間隔１，を表わし、‘ィ他実施例
、‘ｏ）は許容限界値を示す。１，＝０のとき（すなわ
ち、ヘッド２とスラスト支持部１４の高さが等しいとき
）でも△日±−０．１５ｒ／。

０であり、これは下部シリンダ３に形成されたりード簿
３′によるテープの上方への持ち上げ分と中心軸１２の
持ち上げ分の差に等しい。従って、スラスト支持部１４
は熱膨張のみを考慮するならば、ヘッド２より下方であ
ることが好ましく。実施例の第３図では、１，＝−６．
２５肋のとき△Ｈ＝０となる。但し、流体軸受としての
剛性を得るためにはスラスト支持部１４の上方である方
が好ましく、この点に熱膨張対策と相容れない矛盾があ
る。例えば、ポータブル用に使用されるＶＴＲ装置の場
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がされる。

とくにシリンダが第４図のようは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
心軸１２の鞠芯に対して偏芯することになる。上記偏芯
は上部シリンダーと下部シリンダ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、シリンダの許容される熱膨張の限界値を満
足させる範囲内でスラスト支持部１４の位置をできるだ
け上方に設けることにより、この難題を解消した。

実施例においては、１，＝５豚として、ｌ△ＨＩ＝０．
３５＜０．２５７仏／℃を満足するこができ、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
ジアル剛性の大きな、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。

実施例では余裕をみているが、実用上第３図のグラフか
ら１．＜１６側の範囲で構成すればよい。

このように本発明を適用することにより、都材の熱膨張
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ＶＴ
Ｒシリングの正面断面図、第２図は第１図の各部品の寸
法を示す断面図、第３図は、本発明の実施例におけるヘ
ッド、テープ間の相対変位（△Ｈ）を示す図、第４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。 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４図第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転ヘツド部を有する磁気記録再生装置において、
   一端を基板に固定され、他端を開放自由端とする軸と、
   この軸に流体潤滑軸受を介して係合され、かつヘツドを
   有する回転ヘツド部と、前記軸の開放自由端で軸方向荷
   重を支持するスラスト支持部とから成り、このスラスト
   支持部の位置を軸の半径方向においてほぼヘツドと対向
   するように設けたことを特徴とする磁気記録再生装置。 ２ 軸に流体潤滑軸受を介して係合される回転ヘツド部
   が回転ヘツドに固着した回転スリーブを軸の開放自由端
   から挿入して係合した特許請求の範囲第１項記載の磁気
   記録再生装置。３ 回転ヘツド部のヘツドより基板側に
   テープ摺動部を設け、かつこのテープ摺動部の基板側に
   本装置の固定位置Ｓを設け、それぞれの位置関係を、
   装置の固定位置とヘツドの間隔：Ｈ ヘツドとスラスト支持部の間隔：ｌ＿１ 軸の基板固
   定部と装置の固定位置の間隔：ｌ＿２ 軸の基板固定部
   とスラスト支持部までの軸の長さ：ｌ＿３ テープ摺動
   部が熱膨張に寄与する幅：ｌ＿４として、ヘツド・スラ
   スト支持部間の熱膨張を式△Ｈ＝△ｌ＿３−△ｌ＿２−
   △ｌ＿４−△ｌ＿１で定義し、テープ、ヘツド間の許容
   できるズレをεとして、△Ｈ＜εとなるように各部材の
   寸法・材質を設定した特許請求の範囲第１項記載の磁気
   記録再生装置。 ４ ヘツドとスラスト支持部の軸方向位置の間隔をＨと
   して、１／２インチテープを使用する装置において、Ｈ
   ＜１６ｍｍの範囲に収まるようにヘツド及びスラスト支
   持部を構成した特許請求の範囲第１項記載の磁気記録再
   生装置。