JP3996953B2 - 衝撃抑制スリーブを有するテープヘッドアクチュエータアセンブリ - Google Patents

Description

関連特許の相互参照
この発明は、出願日に本出願の譲受人に譲渡された、キャセッティ（kasetty）による「ばね式スプリットナットを有するヘッドアクチュエータ」（“Head Actuator Having Spring Loaded Split Nut”）と題された米国特許第５，４４８，４３８号である以下の特許に関する。
発明の分野
この発明は一般に、磁気テープヘッドアクチュエータアセンブリに関し、より特定的には、アクチュエータの遊びまたはバックラッシを実質的になくすための単一の衝撃抑制スリーブに関する。
発明の背景
１つの適切な形態において、テープドライブは一般に、共通のベースを有する長方形のハウジングを含む。ベースは２つのスピンドルモータを有する。第１のスピンドルモータは、比較的高速で流れる磁気テープを受けるように大きさが定められた、永久的に取付けられたスプールを有する。第２のスピンドルは取外し可能なテープカートリッジを受けるように適合される。取外し可能なテープカートリッジは、ドライブのハウジングに形成されたスロットを通してドライブの中に手動で、または自動的に挿入される。テープカートリッジをスロットの中に挿入すると、カートリッジは第２のスピンドルモータと係合する。第１および第２のスピンドルモータを回転する前に、機械的なバックリング機構によってテープカートリッジは永久的に取付けられたスプールに接続される。テープカートリッジと永久スプールとの間に位置づけられた多くのローラは、テープカートリッジと永久的に取付けられたスプールとの間を磁気テープが比較的高速で前後に移動する際にそれを案内する。
一例を挙げると、図１に示されるように、従来のテープドライブ５は１対のスピンドルモータ１０を含み、第１のスピンドルモータ１０ａは永久的に取付けられた巻取りスプール１５を受けるように適合され、第２のモータ１０ｂは取外し可能なテープカートリッジ２０を受けるように適合される。テープドライブ５はテープヘッドアクチュエータアセンブリ２５をさらに含み、このテープヘッドアクチュエータアセンブリ２５は複数のローラ３５によって規定されたテープ経路３０上に、巻取りスプール１５とテープカートリッジ２０との間に位置づけられる。動作中は、磁気テープ４０が巻取りスプール１５とテープカートリッジ２０との間を前後に流れ、規定されたテープ経路３０上を流れる間にヘッドアクチュエータアセンブリ２５に密に近接する。
図２、図３ａ、図３ｂおよび図３ｃを参照して、磁気テープヘッドアクチュエータアセンブリ２５が示され、これは同一人が所有するキャセッティの「ばね式スプリットナットを有するヘッドアクチュエータ」と題された米国特許第５，４４８，４３８号に記載されており、その開示は引用によって援用される。アクチュエータアセンブリ２４はステッパモータ４５を含み、このステッパモータ４５は中心回転軸５５を有するねじ山付のアウトプットシャフト５０を有する。アクチュエータアセンブリ２４はヘッド取付ブラケット６０をさらに含み、このヘッド取付ブラケット６０はアウトプットシャフト５０を係合して、その中心軸５５に沿ってブラケット６０を前後に移動する。より特定的には、ブラケット６０は外向きに延びる１対のフランジ６５を含む。フランジ６５の各々は孔７０を有し、孔７０はそれを通してアウトプットシャフト５０を受けるように軸方向に整列し、かつ大きさが定められている。ブラケット６０はプラットホーム部分７５をさらに含み、このプラットホーム部分７５はテープヘッドアセンブリ８０を取付けるためにねじ山付アウトプットシャフト５０に対して垂直に配向されている。アクチュエータアセンブリは、テープの流れの進行方向に直交する方向に磁気テープヘッドを指示するように動作する。流れる磁気テープが前後に移動すると、テープヘッドがそれに従って指示され、その上の多数のデータトラックの読取／書込を行なう。
孔７０の間にはねじ溝付スプリットナット８５が位置づけられ、このねじ溝付スプリットナット８５は、中心軸５５に平行に配向され円周方向に１８０°隔てられた１対のスプリット（split）９０を有する。ナット８５はブラケット６０にしっかりと装着され、ねじ山付アウトプットシャフト５０を係合してシャフト５０に沿ってブラケット６０を前後に移動する。ナット８５はその外周に形成された環状溝９５をさらに有し、その中に位置づけられた円形ばね１００などの弾性部材１００により、内向きの適応した圧縮力がナット８５に与えられる。ナット８５の変形を軽減するために、ナット８５は中心軸５５に対して垂直に配向された環状スペース８６をさらに含む。
したがって、アクチュエータアセンブリのアウトプットシャフトが時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に回転すると、ブラケットおよびそれに取付けられたヘッドアセンブリはアウトプットシャフトの回転に応じてシャフトに沿って前後に移動することとなる。
上述のようにスプリットナットによってアクチュエータブラケットをねじ山付アウトプットシャフトに結合することの１つの主な限界は、ナットが機械的衝撃を受けやすく、この結果バックラッシが生じるという点である。特に、たとえばヘッド可傾式モータおよび大きなマルチチャネルヘッドを加えるとテープヘッドアセンブリが複雑になるため、テープヘッドアセンブリの質量もこれに比例して増加することとなる。テープヘッドアセンブリは、スプリットナットのねじ溝によって主に支持された、アクチュエータ取付ブラケットに取付けられるため、質量が増加するとスプリットナットに加えられるトルクおよび慣性が増加し得る。ナットに加えられる力の増加は実質的に、ナットが円形ばねの圧縮力を克服することに寄与し得、この結果ナットが不所望にも拡張してしまう。スプリットナットの拡張により、アクチュエータブラケットが、予測不能な態様で、流れる磁気テープのデータトラックに直交して移動するようになり、この結果テープヘッドアセンブリの書込み動作時に大きなデータエラーが生ずる。
上述のテープヘッドアセンブリの質量増加に対する１つの解決策は、円形ばねのばね力を増加し、これによりスプリットナットに圧縮力を与えることである。しかしながら、通常動作時（非典型的な機械的衝撃がない時）には、ばね力の増加は結果としてナットの早期の摩耗を引起こし得る。
したがって、実質的にアクチュエータのバックラッシをなくすための単一の衝撃抑制スリーブを有する磁気テープヘッドアクチュエータアセンブリをもたらする機構の必要性がこれまで未解決のままであった。
発明の概要
この発明の目的は、先行するアプローチの限界および欠点を克服する、改良された磁気テープヘッドアクチュエータアセンブリを提供することである。
この発明の別の目的は、機械的衝撃または摩耗や機械的公差から生ずる遊動によるバックラッシに対する耐性が高い磁気テープヘッドアクチュエータアセンブリを提供することである。
この発明のさらに別の目的は、高精度のデータトラックポジショニングを持続させる磁気テープヘッドアクチュエータアセンブリを提供することである。
この発明の原理によると、流れる磁気テープのデータトラックに沿ってテープヘッドを正確にポジショニングするための磁気テープヘッドアクチュエータアセンブリが提供される。
一般に、回転可能なねじ山付シャフトはヘッドアクチュエータ取付ブラケットと係合し、シャフトに沿ってブラケットを前後に移動する。ブラケットは、中心部分から外向きに延びる１対の一体的なフランジを含む。フランジの各々は孔を有し、孔はそれらを通してねじ山付シャフトを受けるように軸方向に整列され、かつ大きさが定められる。孔の内部円周部分は耐摩耗性材料でライニングされてもよい。ブラケットは一体的なプラットホーム部分をさらに含み、この一体的なプラットホーム部分は、テープヘッドアセンブリを取付けるためにねじ山付アウトプットシャフトに対して垂直に配向される。
孔の間に位置づけられたねじ溝付スプリットナットはブラケットにしっかりと装着され、ねじ溝付セグメントを有し、これらのねじ溝付セグメントはねじ山付アウトプットシャフトと係合し、シャフトの移動をブラケットに伝達する。ナットは環状溝をさらに有し、この環状溝はねじ溝付セグメントにおいて外側周辺を取囲む。溝にある円形圧縮ばねにより、ねじ溝付セグメントをねじ山付シャフトの方に押し進める内向きの圧縮力がもたらされる。
単一の衝撃抑制スリーブは中空の内部部分を有し、この中空の内部部分は、シャフトを受けスプリットナットのねじ溝付セグメントを係合するように大きさが定められる。スリーブは、スプリットナットを適合的に圧迫するよう、ばねバイアスされる。機械的衝撃が生じた場合には、スリーブの、傾斜した内部部分により、ねじ溝付セグメントには拡張に耐えるための反発力が与えられるため、実質的にスプリットナットのバックラッシがなくなる。反発力はスリーブによって直接的にスプリットセグメントに加えられるか、より好ましくは円形圧縮ばねによって与えられ得る。
この発明のこれらおよび他の目的、利点、局面および特徴は、添付の図面と関連して与えられる以下の好ましい実施例の詳細な説明に鑑みてより十分に理解され、認められるであろう。
【図面の簡単な説明】
図面において、
図１は、従来の磁気テープドライブの平面図である。
図２（ａ）は、図１のテープドライブに用いられる先行技術のテープヘッドアクチュエータアセンブリの拡大等角図である。
図３（ａ）は、図２（ａ）のテープドライブヘッドアクチュエータを部分的に断面図で示す側面図である。
図３（ｂ）は、スプリットナットの側方から見た断面図である。
図３（ｃ）は、図２（ｂ）に示されるスプリットナットの平面図である。
図４は、この発明の原理を有するテープヘッドアクチュエータアセンブリの等角図である。
図５（ａ）は、図４に示される衝撃抑制スリーブの等角図である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）の衝撃抑制スリーブの側方から見た断面図である。
図６（ａ）は、図４および図５の衝撃抑制スリーブの上面図である。
図６（ｂ）は、図４および図５の衝撃抑制スリーブの側面図である。
図７は、この発明の衝撃抑制スリーブの１つの好ましい実施例を示す組立図である。
図８は、この発明の衝撃抑制スリーブの別の好ましい実施例を示す組立図である。
好ましい実施例の詳細な説明
図４、図５ａ、図５ｂ、図６ａおよび図６ｂを参照して、この発明の原理に従った磁気テープヘッドアクチュエータアセンブリ２５は単一の衝撃抑制スリーブ１０５を含み、この衝撃抑制スリーブ１０５は、第１の部分１１０と、第１の部分と同軸整列した第２の部分１１５とを有する。第１の部分１１０は中空の円筒形キャビティ１２０を有し、この中空の円筒形キャビティ１２０は、それを通して挿入されるステッパモータアウトプットシャフト５５と形状が密に対応する。スリーブ１０５の第２の部分１１５は、半径方向に拡張した中空の内部キャビティ１２５を有し、この内部キャビティ１２５はカップ１２５を規定し、カップ１２５はスプリットナット８５と形状が実質的に対応するように大きさが定められる。線形バイアス螺旋ばね１０２はカップ１２５の第２の部分１１５に上向きの力を加え、これにより単一スリーブ１０５がスプリットナット８５との接触関係を適合的に維持することが余儀なくされる。ばね１０２によってカップ１２５に加えられたバイアス力と関連してスプリットナット８５に接触するカップ１２５の傾斜部分１３０は、軸方向に整列した位置にスリーブ１０５を維持する。したがって、傾斜部１３０がスプリットナット８５と漸進的に係合すると、衝撃抑制スリーブ１０５とテープヘッドアクチュエータアセンブリ２５の中心軸との間には本質的に軸方向に整列した関係が維持される。
カップ１２５の中空の内部部分は、その内壁に形成され、対向配置された１対の傾斜部１３０を有する。傾斜部１３０はカップ１２５の上エッジから始まり、その高さは傾斜部１３０がカップ１２５の中に下向きに延びるにつれて均一に増加する。傾斜部の１つの好ましい断面角度は１７°である。
図７に示されるこの発明の１つの好ましい実施例では、カップ１２５の傾斜部分１３０はスプリットナット８５の円形ばね１００と接触し、それに軸方向の力を加える。さもなくばスプリットナット８５が円形ばね１００の圧縮力を克服して拡張することを引起こし得る非典型的な機械的衝撃が生じた場合には、傾斜部１３０はスプリットナット８５に耐拡張反発力を与える。さらに、カップの傾斜部分１３０は、ナット８５に加えられる衝撃反発力を最大にするよう、ナット８５上にスプリット９０から９０°の位置に配置され得る。このような位置にスリーブ１０５を維持するために、データム（datum）突出部１４０と関連した実質的に平坦なデータム（datum）表面１３５がカップ１２５の外部部分に形成される（図５ａ参照）。平坦な部分１３５は、アクチュエータブラケット６０に形成された相補的な平坦な溝（図示せず）と協働し、予め定められた半径方向の位置にスリーブを維持する。さらに、データム（datum）突出部は、ブラケット６０と一体的な隆起リブ部分（図示せず）に連結され、スリーブの半径方向の位置が実質的に一定となることを保証する。平坦なデータム（datum）表面１３５およびデータム（datum）突出部１４０はともに単一の衝撃スリーブ１０５を定位置に固定し、ナット８５への耐拡張力を最大にする。
図８に示されるこの発明の代替的な実施例では、傾斜部１３０はスプリットナット８５に形成された１対の隆起部１０１と接触し、その上に軸方向の力を加える。使用中は、傾斜部１３０により隆起部１０１には耐拡張反発力が与えられ、上述と同様な態様でスプリットナット８５の拡張に耐える。
したがって、非典型的な機械的衝撃が生じた場合でも、この発明の衝撃抑制スリーブ１０５を有するテープヘッドアクチュエータアセンブリ２５によって、スプリットナット８５がその拡張に耐えるための反発力が与えられるため、スプリットナット８５のバックラッシまたは遊動が実質的になくなる。
以上にこの発明の実施例を説明したが、この発明の目的が十分に達成されたことが認められ、当業者には、この発明の精神および範囲から離れることなくこの発明の構成における多くの変更、広く異なった実施例および用途が示唆されるであろう。ここに記載した開示および記述は純粋に例示の目的のものでありいかなる意味においても制限を加えるものとして意図されるものではない。

Claims (19)

1. テープヘッドアクチュエータであって、
   回転可能なねじ山付シャフトと、
   テープヘッドを取付けるためのテープヘッドアクチュエータ取付ブラケットとを含み、前記テープヘッドアクチュエータ取付ブラケットは、（ｉ）前記ねじ山付シャフトを受入れるための軸方向の孔と、（ｉｉ）前記シャフトのねじ山と係合するためのねじ溝付セグメントを有するねじ溝付スプリットナットとを有し、さらに
   前記ねじ溝付セグメントの外周部に形成された環状溝に配置された弾性圧縮部材を含み、前記弾性圧縮部材は前記セグメントを前記シャフトに押圧させ、さらに
   衝撃抑制スリーブを含み、前記衝撃抑制スリーブは、（ｉ）前記シャフトを通して受けるための中空の円筒形キャビティと、（ｉｉ）略円錐形の中空の内部キャビティを有するカップとを有し、前記中空の内部キャビティは、前記スプリットナットの前記ねじ溝付セグメントにはまるべく実質的に形状が対応するように大きさが定められ、さらに
   前記カップの内壁に形成された一対の略円錐形の傾斜部を含み、前記傾斜部は前記弾性圧縮部材に均一な軸方向の力を加え、さらに
   前記カップを前記ねじ溝付セグメントに強制的に接触させる軸方向バイアス力手段を含む、テープヘッドアクチュエータ。
2. 前記衝撃抑制スリーブが、前記キャビティを規定する構造と前記カップを形成する構造とが同軸を有するように形成される、請求項１に記載のテープヘッドアクチュエータ。
3. 前記傾斜部が、前記カップの上エッジから始まり、前記傾斜部の高さは前記傾斜部が前記カップの中に下向きに延びるにつれて均一に増加し傾斜角度を定義する、請求項１に記載のテープヘッドアクチュエータ。
4. 前記傾斜角度がおよそ１７°である、請求項３に記載のテープヘッドアクチュエータ。
5. 前記傾斜部が、非典型的な機械的衝撃が生じたときに、前記スプリットナットに耐拡張反発力を与える、請求項１に記載のテープヘッドアクチュエータ。
6. 前記傾斜部が、前記スプリットナットに加えられる衝撃反発力を最大にするように前記スプリットナット上のスプリットから９０°の位置に配置される、請求項５に記載のテープヘッドアクチュエータ。
7. 前記カップは、その外側に形成された実質的に平坦なデータム（datum）表面をさらに含み、前記実質的に平坦なデータム（datum）表面は、前記アクチュエータ取付ブラケットに形成された相補的な平坦な溝と協働し、前記スリーブを前記ブラケットに対して定位置の関係に維持する、請求項１に記載のテープヘッドアクチュエータ。
8. 前記カップは、その外側に形成されたデータム（datum）突出部をさらに含み、前記データム（datum）突出部は、前記アクチュエータ取付ブラケットに形成された隆起リブ部分と協働し、前記スリーブを前記ブラケットに対して定位置の関係に維持する、請求項１に記載のテープヘッドアクチュエータ。
9. 前記カップの前記傾斜部が、前記スプリットナットと漸進的に係合し、それにより前記スリーブを軸方向に調整された位置に維持する、請求項１に記載のテープヘッドアクチュエータ。
10. テープヘッドアクチュエータアセンブリであって、
    回転可能なねじ山付シャフトと、
    アクチュエータ取付ブラケットとを備え、前記アクチュエータ取付ブラケットは、前記ねじ山付シャフトを受入れるための軸方向の孔を有する１対のフランジを有し、前記ブラケットは、実質的に平坦な部分をさらに備え、前記実質的に平坦な部分は、その上にテープヘッドアセンブリを取付けるために前記ねじ山付シャフトに対して垂直に配向され、さらに
    前記１対のフランジの中間に位置づけられたねじ溝付スプリットナットを備え、前記ねじ溝付スプリットナットは、前記シャフトのねじ山と係合するためのねじ溝付セグメントを含み、それにより前記ナットを介して前記シャフトの回転が伝達され、前記ブラケットが前記シャフトに沿って線形に移動し、さらに
    前記ねじ溝付セグメントの外周部に形成された環状溝と、
    圧縮力を加えて前記セグメントを前記シャフトに押圧させるための、溝内の弾性圧縮部材と、
    衝撃抑制スリーブとを備え、前記衝撃抑制スリーブは第１の部分と第２の部分とを有し、前記第１の部分は、前記シャフトを通して受けるための中空の円筒形キャビティを有し、前記第２の部分は、略円錐形の中空の内部キャビティを有するカップを形成し、前記内部キャビティは、前記スプリットナットの前記ねじ溝付セグメントにはまるべく実質的に形状が対応するように大きさが定められ、さらに
    前記カップの内壁に形成された一対の略円錐形の傾斜部を含み、前記傾斜部は前記弾性圧縮部材に均一な軸方向の力を加え、さらに
    前記カップを前記ねじ溝付セグメントに対して押付ける軸方向バイアス力手段を備える、テープヘッドアクチュエータアセンブリ。
11. 前記衝撃抑制スリーブが、前記キャビティを規定する構造と前記カップを形成する構造とが同軸を有するように形成される、請求項１０に記載のテープヘッドアクチュエータアセンブリ。
12. 前記傾斜部が前記カップの上エッジから始まり、前記傾斜部の高さは前記傾斜部が前記カップの中に下向きに延びるにつれて均一に増加し傾斜角度を定義する、請求項１０に記載のテープヘッドアクチュエータアセンブリ。
13. 前記傾斜角度がおよそ１７°である、請求項１２に記載のテープヘッドアクチュエータアセンブリ。
14. 前記傾斜部が、非典型的な機械的衝撃が生じたときに、前記スプリットナットに耐拡張反発力を与える、請求項１０に記載のテープヘッドアクチュエータアセンブリ。
15. 前記傾斜部が、前記スプリットナットに加えられる衝撃反発力を最大にするように前記スプリットナット上のスプリットから９０°の位置に配置される、請求項１４に記載のテープヘッドアクチュエータアセンブリ。
16. 前記カップは、その外側に形成された実質的に平坦なデータム（datum）表面をさらに含み、前記実質的に平坦なデータム（datum）表面は、前記アクチュエータ取付ブラケットに形成された相補的な平坦な溝と協働し、前記ブラケットに対して前記スリーブを定位置の関係に維持する、請求項１０に記載のテープヘッドアクチュエータアセンブリ。
17. 前記カップは、前記カップの外側に形成されたデータム（datum）突出部をさらに含み、前記データム（datum）突出部は、前記アクチュエータ取付ブラケットに形成された隆起リブ部分と協働し、前記ブラケットに対して前記スリーブを定位置の関係に維持する、請求項１０に記載のテープヘッドアクチュエータアセンブリ。
18. 前記カップの前記傾斜部が、前記スプリットナットと漸進的に係合し、それにより前記スリーブを軸方向に調整された位置に維持する、請求項１０に記載のテープヘッドアクチュエータアセンブリ。
19. テープヘッドアクチュエータであって、
    回転可能なねじ山付シャフトと、
    テープヘッドを取付けるためのテープヘッドアクチュエータ取付ブラケットとを含み、前記テープヘッドアクチュエータ取付ブラケットは、（ｉ）前記ねじ山付シャフトを受入れるための軸方向の孔と、（ｉｉ）前記シャフトのねじ山と係合するためのねじ溝付セグメントを有するねじ溝付スプリットナットとを有し、さらに
    前記ねじ溝付セグメントの外周部に形成された環状溝に配置された弾性圧縮部材を含み、前記弾性圧縮部材は前記セグメントを前記シャフトに押圧させ、さらに
    衝撃抑制スリーブを含み、前記衝撃抑制スリーブは、（ｉ）前記シャフトを通して受取るための中空の円筒形キャビティと、（ｉｉ）略円錐形の中空の内部キャビティを有するカップとを有し、前記中空の内部キャビティは、前記スプリットナットの前記ねじ溝付セグメントにはまるべく実質的に形状が対応するように大きさが定められ、さらに
    前記スプリットナット上に形成された一対の隆起と、
    前記カップの内壁に形成された一対の略円錐形の傾斜部とを含み、前記傾斜部は前記隆起に均一な軸方向の力を加え、さらに
    前記カップを前記ねじ溝付セグメントに強制的に接触させる軸方向バイアス力手段を含む、テープヘッドアクチュエータ。

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