JPS6146897B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビデオテープレコーダ（以下VTR
という。）の回転ヘツドアセンブリに関するもの
であり、特にテープの摺動摩擦に起因するテープ
走行負荷、テープダメージ、更に回転シリンダ自
体の摩耗を軽減し、高い信頼性のもとに高品質の
画像の記録、再生を可能にする回転ヘツドアセン
ブリを提供するものである。

VTRの回転ヘツドアセンブリは第１図の例に
示すごとく、上部回転シリンダ２及び下部回定シ
リンダ３よりなり、磁気テープ１は、約180゜回
転ヘツドアセンブリにヘリカルに巻きつけられ一
定速度で走行する。４はテープの巾方向の走行位
置をガイドする段差部（以下リードを呼ぶ）であ
る。ビデオヘツド５は、上部回転シリンダ２に固
定されており、高速（VHS方式VTRでは
1800rpm）で回転し、磁気テープに対し、画像信
号の記録、再生を行なう。６，７，８，９はテー
プガイドポストである。

このような構成の回転ヘツドアセンブリ上での
磁気テープの挙動は、一見単純にみえるが実は極
めて複雑である。第２図は、従来の回転ヘツドア
センブリの断面図と、そこでの磁気テープ１の挙
動を模式的に示したものである。上部回転シリン
ダ２は高速で回転するので、空気のまきこみ作用
により磁気テープ１と、上部回転シリンダ２の外
周面の間にエアーフイルムが形成され、上部回転
シリンダ部では、磁気テープ１は浮上力を受け
る。一方、下部固定シリンダ部においては、磁気
テープ１と下部固定シリンダ３の外周面の相対速
度は極めて小さい（VHS方式VTR6時モードで
11.1mm／sec）ため、上述の様なエアーフイルム
は形成されず、磁気テープ１は、下部固定シリン
ダ外周に接触して摺動する。又、磁気ヘツド５
は、磁気テープ１と信号の授受を行なうため、適
当な接触圧力のもとに、磁気テープ上に高速で摺
動する。従つて、回転ヘツドアセンブリ上で、磁
気テープは、上部回転シリンダ部では、浮上力を
受け、ほぼ非接触で走行する。一方下部固定シリ
ンダ部では摺動摩擦抵抗を受けつつ走行し、磁気
テープ１の巾方向の位置によつてその力学的状況
は大きく異なる。更に、磁気テープは回転ヘツド
アセンブリに対してヘリカルに巻きつけているた
め、磁気テープの長手方向に関しても、その力学
的状況は変化する。又、上部回転シリンダと、下
部固定シリンダは、ほぼ同軸に組立てられている
が、その同軸度、更に両者の直径差によつても、
当然テープの力学的状態は大きく左右される。
尚、第２図において、１１はシヤフトであり、デ
イスク１０を介して上部回転シリンダ２が固定さ
れている。又、１２，１３は上記シヤフトを回転
支持する玉軸受、１５はスペーサ、１４は玉軸受
に予圧を与えて固定するカラーである。

さて、上述の如く磁気テープは複雑な力学状態
のもとに回転ヘツドアセンブリ上を走行するが、
次の様な問題点がある。つまり、 (1) 下部固定シリンダでの摺動に伴なうテープ鳴
き現象；テープとシリンダの摺動に伴なう一種
の摩擦振動であり、走行するテープに数百〜数
ＫHzの振動が発生する。テープ走行速度が小さ
く、かつ、高湿の雰囲気で発生し易く、画像の
色ムラ、ジツタを招く。

(2) 上下のシリンダへのテープの付着現象；一般
に、テープ表面の面粗さは数100Åのオーダー
で、極めて平滑であり又、シリンダ表面もテー
プダメージの発生を回避するため、平滑な面
（面粗さ0.1〜1S）が構成される。この様に極め
て平滑な２面を接触させると、一般に両者は吸
いつきを起こす。VTRのテープ走行系におい
ては、テープが回転ヘツドアセンブリに付着す
る現象となつて現われ、テープが走行不能の状
態に陥いる。多湿の雰囲気中で発生し易い。

(3) 回転ヘツドセンブリの各部と磁気テープの間
の接触によるテープダメージ及び摩耗の発生；
テープダメージに磁気記録信号の欠落となるば
かりでなく、脱落した磁性粉が、摺動各部での
摩耗を加速したり、あるいはビデオヘツドのヘ
ツドギヤツプ部に堆積し、目づまりを起こせば
記録再生が不可能になる。

等である。これ等の問題はいずれも磁気テープが
回転ヘツドアセンブリ、特に下部固定シリンダに
対し、接触、摺動することが原因である。

一方、VTRの小形軽量化の動向の中にあつて
磁気テープへの信号記録密度の向上のため、従来
の酸化鉄、あるいは２酸化クロムの磁性粉を樹脂
のバインダと共に塗布したテープから、いわゆる
合金テープ、あるいは蒸着テープを磁気テープと
して採用してゆく方向にある。従来のテープ磁性
面が樹脂と磁性粉とで形成されているのに対し、
これ等の新テープにおいては、テープ磁性面は、
まさに、金属面となるため、例えば、ステンレス
鋼との摺動における摩擦係数は従来の0.2程度か
ら0.5程度に上昇する。したがつて磁性面が摺動
接触する回転ヘツドアセンブリでの摺動に伴なう
上記の問題点は、従来のテープに増して大きくク
ローズアツプされる。

本発明は、上記従来の回転ヘツドアセンブリの
もつ問題点を解決し、高い信頼性のもとに、高品
質の画像の記録、再生を可能にする回転ヘツドア
センブリを提供するものであり、以下、第３〜６
図を用いて説明する。

第１〜２図の構成と共通するものについては、
同一図番を付して説明を省略する。

図において、２ａは回転シリンダ２の下部に形
成した重合円筒外面、３ａは固定シリンダ３の上
部に形成した重合円筒内面で、上記重合円筒外面
２ａとが、すきまδ_２を介して重合し、同心円筒
面を形成している。そして上記回転シリンダ２の
重合円筒外面２ａの表面には、ポンプアウト型の
スパイラルグループ２１が形成されている。

第４図は上記実施例における上部回転シリンダ
の側面図を示すもので、スパイラルグループ２１
のパターンを表わしている。図中、黒く塗りつぶ
した部分が溝を示す。図中、黒く塗りつぶした部
分１６が溝、１７がランドである。

太い矢印で示した方向に、上部回転シリンダが
回転することにより、シリンダ内部の空気は外部
へと吹き出される。又、第３図の２０は、回転ヘ
ツドアセンブリ内部の空間と外部を連通する孔で
ある。本実施例の回転ヘツドアセンブリの構成に
おいて、上部回転シリンダ２の回転によりスパイ
ラルグループ２１によつて、上方への空気流が発
生し、更に上部回転シリンダと下部固定シリンダ
の間より外部に吐出された空気は磁気テープに対
し浮上力を与え、上部回転シリンダ２及び下部固
定シリンダ３の外周面で、磁気テープが摺動する
部分全体にわたつて均一なエアーフイルムを形成
し、磁気テープと回転ヘツドアセンブリの間の摺
動接触を回避し、安定で、かつスムーズなテープ
走行を実現するものである。

次に、上記本発明におけるテープ走行性改善の
原理をより詳細に説明する。第５図、第６図はそ
れぞれ従来の構成及び本発明の実施例における回
転ヘツドアセンブリの部分断面を示すものであ
る。従来の回転ヘツドアセンブリにおいては、第
５図に示すごとく、上部回転シリンダ部では、最
大10μ程度テープが浮上しているが、下部固定シ
リンダ部ではテープは、全く浮上せず接触して走
行している。これは上部回転シリンダの高速回転
によるエアーベアリング効果による空気圧力が図
中矢印で示す如く、一部は磁気テープ１の上端部
より、残りが上下のシリンダの間のギヤツプδ
（通常0.1〜１mm）を通じて流出してしまい、下部
固定シリンダ部へ、上記空気圧力が到達しないた
めである。本発明の回転ヘツドアセンブリにおい
ては（第６図参照）、上部回転シリンダ２と、下
部固定シリンダ３の間にスパイラルグルーブ２１
を設け、外部へ空気を吐出する構成としたため、
上部回転シリンダ回転による空気圧力が上下シリ
ンダ間のギヤツプδ_２を通じて流出することがな
く、むしろ、スパイラルグルーブによつて吐出さ
れる空気流により、磁気テープを浮上させる空気
圧力が高められ、かつ、下部固定シリンダ部ま
で、上記空気圧力が到達し、下部固定シリンダ部
でのテープの浮上走行を実現するものである。ち
なみに通常のVTRにおいてテープの浮上に必要
な空気圧力は、平均的には0.01〜0.05atgであ
る。この効果を得るためには、ギヤツプδ_２は、
少なくとも50μ以下でなければならない。又、ス
パイラルグループの軸方向の長さＬも可能な限り
大きく取るのが良い。スパイラルグルーブの深さ
は、ギヤツプδ_２あるいは、スパイラルグループ
の軸方向の長さＬによつてその最適値が左右され
るが、通常のVTRの回転ヘツドアセンブリの寸
法諸元、上部回転シリンダの回転速度等の条件よ
り概略100μ以下でないと所定の効果は得られな
い。これ等スパイラルグルーブの寸法諸元の設定
においては公知の資料（例えば、Design of Gas
Bearings；D.F.Wilcock，MTI1972）を用いれば
良い。

尚、本実施例ではスパイラルグループを上部回
転シリンダ側に設けているが、下部固定シリンダ
側に設けても良いことは明らかである。更に、本
実施例では、上記回転シリンダの段付円筒面と下
部固定シリンダの円筒面の間にスパイラルグルー
ブを設けているが、その逆、つまり、上部回転シ
リンダの内周面と、下部固定シリンダの段付中筒
面での間でスパイラルグループを設けても良いこ
とは明らかである。

以上説明したごとく、本発明の回転ヘツドアセ
ンブリは、走行する磁気テプに空気圧力による浮
上力を上回転シリンダのみならず、下部固定シリ
ンダ部においても発生させ、安定かつスムースな
テープ走行を実現し、テープ鳴き現象あるいはテ
ープ付着現象、更に摺動に伴なうテープダメー
ジ、摩耗を根本的に解消するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転ヘツドアセンブリの斜視
図、第２図は同断面図、第３図は本発明の一実施
例における回転ヘツドアセンブリの断面図、第４
図は同側面図、第５図は従来の回転ヘツドアセン
ブリ上でのテープの挙動を示す説明図、第６図は
本発明の一実施例における回転ヘツドアセンブリ
上でのテープの拳動の説明図である。 １……テープ、２……回転シリンダ、３……固
定シリンダ、２ａ……重合円筒外面、３ａ……重
合円筒内面、２１……スパイラルグルーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒部を有する固定シリンダと、同固定シリ
   ンダと同軸上に配れ、同固定シリンダの円筒部と
   略同一の直径の円筒部を有し、上記固定シリンダ
   に近接して同固定シリンダに対し相対的に回転す
   るとともに、上記固定シリンダとでテープを支持
   する回転シリンダとを有し、上記回転シリンダと
   固定シリンダとは、互いに小さいすきまを介して
   嵌合する重合円筒面を有し、その相対向する円筒
   外面あるいは円筒内面のいずれか一方にスパイラ
   ルグループを設け、前記回転シリンダの回転によ
   り前記スパイラルグループ部より吐出される空気
   を、前気回転シリンダと前記固定シリンダの相対
   する端面の間より外部へ吐出するよう構成した回
   転ヘツドアセンブリ。 ２ 上記小さいすきまは、50μ以下とした特許請
   求の範囲第１項記載の回転ヘツドアセンブリ。