JP4539994B2 - テープカートリッジ、およびテープリールの駆動構造と、テープドライブ - Google Patents

Description

本発明は、テープリールを駆動するための構造を改良したテープカートリッジと、テープリールの駆動構造、およびテープカートリッジのテープリールを回転駆動するテープドライブに関する。

テープカートリッジにおけるテープリールは、テープドライブの駆動軸に係合連結した状態で回転駆動されて、テープリールに巻装した記録テープを巻き込みあるいは繰り出すが、この種のリール駆動構造にはいくつかの形態がある。オーディオ用やビデオ用のテープカートリッジに代表されるように、テープリールのボスの内部にリール穴を設けておき、リール穴の内部に駆動軸を内嵌係合する形態（周面接合型と言う）と、単リール型のテープカートリッジに代表されるように、テープリールのボスの底壁に駆動軸の端面を接合して、両者をギヤ歯状の係合歯を介して係合する形態（端面接合型と言う）とが知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−２７３０１４号公報（段落番号００３５、図３）

周面接合型のリール駆動構造では、駆動軸をリール穴に内嵌係合するので、駆動軸の回転動力を確実に伝動できる。しかし、駆動軸のリール穴に対する係合動作を円滑に行うために、駆動軸とリール穴との間に充分な余裕隙間を設けるので、駆動状態においてテープリールと駆動軸との中心が径方向へずれやすく、しかも駆動、停止を繰り返す際に余裕隙間の分だけ動作遅れを生じる点に問題がある。先のように中心がずれた状態では、テープリールが一回転するときの記録テープの繰り出し速度や、巻き込み速度がばらつくのを避けられず、テープドライブにおけるテープ送り速度のばらつきや、テープ巻き取り時の巻き乱れの原因となりやすい。

端面接合型のリール駆動構造では、テープリールのボスの底壁を駆動軸の端面で受け止め、両者をギヤ歯状の係合歯を介して係合するので、全ての係合歯どうしの噛み合い状態が適正でないと、テープリールを駆動軸で水平に支持することができない。このようにリール中心軸が斜めに傾いだ状態のままでテープリールを回転駆動すると、リールフランジが波打つように回転するので、記録テープの移動軌跡が上下にずれ動くのを避けられない。そのため、テープドライブの側では、記録テープに記録された信号トラックをトレースする際の読み書きヘッドの追随動作が遅れ、あるいは追随不能となって、記録信号の読み書きを安定した状態で行えなくなる。とくに、記録テープの記録密度が高く、さらに記録信号の読み書きを高速で行う場合には、記録信号を安定した状態で読み書きすることが不可能となる。記録テープをテープリールに巻き込む際に、巻き乱れを生じてテープエッジを傷付けることもある。

特許文献１のテープカートリッジにおいては、駆動軸の端面に磁石を配置し、テープリールのボス底壁に鉄系の吸着板を配置して、駆動軸の上端とテープリールのボス底壁とを密着できるようにしている。このように、磁石と吸着板との磁気吸着作用によって、駆動軸とテープリールを密着接合するとしても、全ての係合歯どうしの噛み合い状態が適正でない限りは、テープリールが傾くのを避けられず、テープリールを駆動軸で確実に水平支持できない点に問題がある。

本発明の目的は、テープリールのリール穴と駆動軸との係合動作を円滑に行いながら、両者を係合した状態においてテープリールの中心軸が径方向へずれ、あるいはリール中心軸が斜めに傾くのを確実に防止でき、したがって、記録テープに対する信号の読み書きを常に安定した状態で行え、さらに記録テープをテープリールに対して巻き乱れなどを伴うこともなく常に適正に巻き取ってテープエッジの傷付きを一掃できるテープカートリッジとテープリールの駆動構造、およびテープドライブを提供することにある。本発明の目的は、記録テープの記録密度が高く、さらに記録信号の読み書き速度が高速である場合にも、記録信号を記録テープに対して常に安定した状態で読み書きすることができるテープカートリッジとテープリールの駆動構造、およびテープドライブを提供することにある。

本発明のテープカートリッジは、駆動軸１３が、多角形断面状に形成される嵌合軸１５と、嵌合軸１５の上端に連続して上すぼまり状に形成される係合案内軸１６とを備えているテープドライブを適用対象とする。テープカートリッジを構成する本体ケース１の底壁には、駆動軸１３用の駆動軸挿入穴１ｃが開口してある。本体ケース１の内部に収容したテープリール２のハブ５に、駆動軸１３と嵌合して回転動力を受け継ぐリール穴９を駆動軸挿入穴１ｃへ向かって開口する状態で形成する。リール穴９は、嵌合軸１５と同形の多角形断面状に形成されて、嵌合軸１５および係合案内軸１６を受け入れる上下長さに設定する。

テープリール２と駆動軸２３との上下方向の接合面の一方に磁石１８を設け、他方に鉄系の吸着板１０を設ける。

本発明のテープリールの駆動構造においては、本体ケース１の内部に収容したテープリール２を、テープドライブの駆動軸１３で回転駆動することを前提とする。テープリール２のハブ５には、駆動軸１３と嵌合するリール穴９が、本体ケース１の底壁に開口した駆動軸挿入穴１ａへ向かって開口する状態で形成してある。駆動軸１３は、多角形断面状に形成される嵌合軸１５と、嵌合軸１５の上端に連続して上すぼまり状に形成される係合案内軸１６とを備えている。リール穴９は、嵌合軸１５と同形の多角形断面状に形成されて、嵌合軸１５および係合案内軸１６を受け入れる上下長さに設定する。

係合案内軸１６の断面は嵌合軸１５の断面と相似状に形成し、しかも係合案内軸１６の全体を駆動軸１３の軸中心の回りに捻り形成する。

駆動軸１３とリール穴９との間の余裕隙間を吸収する複数個の調芯体２４を、駆動軸１３の内部に配置する。調芯体２４は、駆動軸１３の内部に退入する待機位置と、駆動軸１３の外面に進出してリール穴９の内面に密接する作動位置とに姿勢変更可能に駆動軸１３で支持する。調芯体２４を、待機位置と作動位置とに切り換え操作する操作機構を駆動軸１３に設ける。

テープリール２と駆動軸１３との接合面の一方に磁石１８を、他方に鉄系の吸着板１０を設ける。

本発明のテープドライブは、本体ケース１の内部に収容したテープリール２を回転駆動するための駆動軸１３を備えている。テープリール２のハブ５には、多角形断面状のリール穴９が、本体ケース１の底壁に開口した駆動軸挿入穴１ａへ向かって開口する状態で形成してある。駆動軸１３は、リール穴９に嵌合する多角形断面状の嵌合軸１５と、嵌合軸１５の上端に連続して上すぼまり状に形成される係合案内軸１６とを備えている。

係合案内軸１６の断面は嵌合軸１５の断面と相似状に形成し、しかも係合案内軸１６の全体を駆動軸１５の軸中心の回りに捻り形成する。

駆動軸１５とリール穴９との間の余裕隙間を吸収する複数個の調芯体２４を、駆動軸１３の内部に配置する。調芯体２４は、駆動軸１３の内部に退入する待機位置と、駆動軸１３の外面に進出してリール穴９の内面に密接する作動位置とに姿勢変更可能に駆動軸１３で支持する。調芯体２４を、待機位置と作動位置とに切り換え操作する操作機構を駆動軸１３に設ける。

テープリール２と駆動軸１３との上下方向の接合面の一方に磁石１８を設け、他方に鉄系の吸着板１０を設ける。

本発明では、テープリール２をテープドライブの駆動軸１３で回転駆動するために、テープリール２のハブ５に、駆動軸１３と嵌合するリール穴９を形成した。また、駆動軸１３は、多角形断面状の嵌合軸１５と、上すぼまり状の係合案内軸１６などで構成し、リール穴９は、嵌合軸１５と同形の多角形断面状とし、リール穴９の上下長さを嵌合軸１５および係合案内軸１６を受け入れられる長さに設定した。

上記のように構成したテープカートリッジをテープドライブに装填した状態においては、駆動軸１３を回転させながら、相対的にテープリール２を接近させることにより、駆動軸１３が駆動軸挿入穴１ｃを介してリール穴９と係合する。このとき、上すぼまり状の係合案内軸１６が先行してリール穴９内へ進入して、テープリール２と駆動軸１３の中心のずれを矯正する。さらに、多角形断面状のリール穴９と嵌合軸１５の断面形状が揃った時点で、嵌合軸１５がリール穴９内に内嵌係合して、テープリール２の中心軸の傾きを矯正する。

したがって、本発明によれば、テープリール２のリール穴９と駆動軸１３との係合動作を円滑に行えるのはもちろん、両者９・１３を係合した状態においては、テープリール２と駆動軸１３との中心軸を適正に一致させることができる。その結果、記録テープ３に対する信号の読み書きを常に安定した状態で行えるうえ、記録テープ３をテープリール２に対して巻き乱れなどを伴うこともなく常に適正に巻き取ってテープエッジの傷付きを一掃できる。

係合案内軸１６の断面が嵌合軸１５の断面と相似状に形成され、係合案内軸１６の全体が駆動軸１３の軸中心の回りに捻り形成してあると、係合案内軸１６の稜線２０がリール穴９の開口に接触してテープリール２の中心のずれを矯正するとき、稜線２０とリール穴９の開口との接触部分の相対的な移動距離が、稜線２０が捻れている分だけ長くなる。そのため、係合案内軸１６が単に上すぼまり状に形成してある場合に比べて、テープリール２をさらに円滑に矯正移動させることができるうえ、徐々に矯正移動する分だけ、テープリール２が過剰に矯正移動することもない。

駆動軸１３の内部に配置した複数個の調芯体２４を、操作機構で待機位置と作動位置とに変位操作できるようにし、作動位置において調芯体２４をリール穴９の内面に密接させて、駆動軸１３とリール穴９との間の余裕隙間を吸収できるようにすると、テープリール２と駆動軸１３の中心をさらに正しく一致させることができるので、記録テープ３に対する信号の読み書きをさらに安定した状態で行うことができ、記録テープ３に対する記録密度が高く、さらに記録信号の読み書き速度が高速であるテープシステムに好適なテープカートリッジ、およびテープリールの駆動構造を提供できる。

テープリール２と駆動軸１３との上下方向の接合面の一方に磁石１８を設け、他方に鉄系の吸着板１０を設けると、テープリール２が回転駆動されるとき、吸着板１０と磁石１８の吸着作用によって、テープリール２が駆動軸１３から浮き離れるのを確実に防止して、記録テープ３の繰り出しや巻き込みを常に適正に行うことができる。

（実施例） 図１ないし図５は本発明を単リール型のテープカートリッジに適用した実施例を示す。図２においてテープカートリッジを構成する本体ケース１の内部には、１個のテープリール２が収容してある。本体ケース１は、それぞれ射出成形品からなる上ケース１ａおよび下ケース１ｂを蓋合わせ状に接合して角箱状に形成する。下ケース１ｂの底壁には、後述する駆動軸 用の駆動軸挿入穴１ｃが開口してある。

テープリール２には記録テープ３が巻装され、その繰り出し端に記録テープ３を引き出し操作するためのリーダー体（図示していない）が固定してある。リーダー体は本体ケース１の前面隅部に設けたローディング口に臨ませてあり、このリーダー体をテープドライブ側のチャック体で捕捉して本体ケース１の外へ引き出すことにより、記録テープ３を所定のテープ経路に従ってテープドライブに渡すことができる。

図１においてテープリール２は、記録テープ３を巻き取るためのハブ５を一体に備えた上フランジ６と、ハブ５の底面に固定される下フランジ７とで構成する。ハブ５は上向きに開口しており、その内面中央に連結ボス８が膨出形成してある。連結ボス８の内部から下フランジ７の下面にわたって、後述する駆動軸１３を嵌合するためのリール穴９が形成してある。リール穴９は横断面が正四角形に形成されて、駆動軸挿入穴１ｃの側へ向かって開口しており、その内奥端には磁気吸着可能な鉄系の吸着板１０が埋設固定してある。

テープリール２は、ハブ５の内底と上ケース１ａとの間に配置した圧縮コイル形のばね（図示していない）で常時押し下げ付勢されている。さらに、不使用時に記録テープ３がたるむのを防ぐために、ハブ５の内部と上ケース１ａとの間に、テープリール２を回転不能にロック保持するリールロック機構（図示していない）が設けてある。このリールロック機構は、駆動軸１３をテープリール２に連結した状態においてロック解除される。

テープドライブには、テープリール２を回転駆動するための駆動軸１３が設けてある。図３に示すように駆動軸１３は、丸軸からなる軸本体１４と、軸本体１４の上端面の中央に突設される嵌合軸１５と、嵌合軸１５の上端に連続する四角錘台形状の係合案内軸１６と、係合案内軸１６の軸端部分に設けた突起１７に埋設固定される磁石１８などで構成する。先のリール穴９の上下長さは、嵌合軸１５と係合案内軸１６、および突起１７を受け入れられる寸法に設定してある。嵌合軸１５は、リール穴９と同様に断面正四角形に形成するが、その辺部の対向寸法はリール穴９の辺部の対向寸法より僅かに小さく形成してある。

リール穴９に対する嵌合軸１５の係合動作を円滑に行うために、係合案内軸１６は軸断面を嵌合軸１５の断面と相似とし、軸部の全体を上すぼまり状に形成する。さらに係合案内軸１６の全体を駆動軸１３の軸中心の回りに一方向へ捻っている。係合案内軸１６の４個の稜線２０は、嵌合軸１５の稜線の上端と、突起１７の稜線下端とを最短距離で結んでおり、隣接する稜線２０に挟まれる軸表面２１は、係合案内軸１６の捻り方向に沿う３次元平面で形成されている。

先に説明したように、嵌合軸１５の外形寸法はリール穴９の内法寸法より、余裕隙間の分だけ僅かに小さく形成される。そのため、嵌合軸１５をリール穴９に嵌係合した状態において、両者９・１５間の余裕寸法分だけテープリール２の中心が、駆動軸１３の中心から径方向へずれるおそれがある。こうしたテープリール２のずれを防ぐために、駆動軸１３の内部に４個の調芯体２４と、調芯体２４を出退操作する操作機構とを設けている。

調芯体２４は直方体状の金属ブロックからなり、嵌合軸１５に形成したガイド穴２５で出退スライド自在に案内支持されている。詳しくは、調芯体２４は、その外面がガイド穴２５の開口面と面一になる待機位置（図３に示す状態）と、調芯体２４の一部がガイド穴２５の外面に進出して、その外表面がリール穴９の内面に密接する作動位置（図１に示す状態）との間を往復スライドできる。

図示していないが、操作機構は、例えば調芯体２４を待機位置側へ復帰付勢するばねと、ばねに抗して調芯体２４を軸外面へ押し出し操作するカム軸などで構成する。駆動軸１３がリール穴９に内嵌係合した状態において、先のカム軸を押し上げ駆動することにより、４個の調芯体２４を同時に軸外面へ押し出して、その外面をリール穴９の内面に密接させることにより、テープリール２と駆動軸１３の中心を正しく一致させることができる。調芯体２４は、テープカートリッジがイジェクト操作されるのに先行して、操作機構で待機位置へ復帰操作される。

テープカートリッジをテープドライブに装填した状態においては、駆動軸１３が待機位置から上昇して駆動軸挿入穴１ｃを介してリール穴９と係合する。このとき、係合案内軸１６の稜線２０は、多くの場合図４および図５に示すようにリール穴９の下面開口に先当りするが、駆動軸１３を回転させながら上昇移動させることにより、駆動軸１３が最大でも９０度回転するまでに嵌合軸１５の稜線とリール穴９の内隅稜線とが一致するので、断面四角形の嵌合軸１５を断面四角形のリール穴９に円滑に係合させることができる。また、リール穴９と駆動軸１３の中心にずれがあったとしても、上向きに捻られた係合案内軸１６の稜線２０によってテープリール２のずれを矯正して、両者の中心を合致させることができるので、嵌合軸１５をリール穴９に円滑に係合させることができる。

リール穴９に進入した駆動軸１３は、軸上端の磁石１８が吸着板１０を吸着した後もさらに押し上げ操作され、この上昇動作によってリールロック機構のロック状態が解除される。この時のテープリール２の中心と駆動軸１３の中心とは必ずしも一致していないが、調芯体２４を操作機構で進出操作することにより、調芯体２４の外面をリール穴９の内面壁に密着させて両者２・１３の中心のずれを矯正し、同時にテープリール２の中心軸の傾きを矯正できる。磁石１８と吸着板１０との吸着作用によって、テープリール２を駆動軸１３に対して浮き離れ不能に固定でき、回転駆動時にテープリール２が上下動するのを規制できる。

以上のように構成したテープカートリッジ、およびテープリールの駆動構造によれば、テープリール２のリール穴９と駆動軸１３との係合動作を円滑に行いながら、両者９・１３の中心軸を適正に一致させることができ、したがって、記録テープ３に対する信号の読み書きを常に安定した状態で行え、さらに記録テープ３をテープリール２に対して巻き乱れなどを伴うこともなく常に適正に巻き取ってテープエッジの傷付きを一掃できる。テープリール２が駆動、停止を繰り返す際に動作遅れを生じることもない。記録信号を記録テープに対して常に安定した状態で読み書きすることができるので、記録密度が高く、さらに記録信号の読み書き速度が高速であるテープシステムに好適なテープカートリッジとテープリールの駆動構造、およびテープドライブを提供できる。

上記の実施例では、駆動軸１３の上端に磁石１８を配置し、リール穴９の内奥端に吸着板１０を配置したがその必要はない。例えば図６に示すように、駆動軸１３の軸本体１４の上端面に磁石１８を埋設固定し、磁石１８と上下に対向するテープリール２の底壁に吸着板１０を埋設固定することができる。なお、図６における他の構造は、先の実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

上記のように、磁石１８と吸着板１０は、テープリール２と駆動軸１３の上下方向の接合面であれば、どこに設けてあってもよい。また、磁石１８をテープリール２の側に設け、吸着板１０を駆動軸の側に設けてもよい。磁石１８および吸着板１０は、それぞれ無端リング状に形成してあることが好ましいが、必要があればいずれか一方、あるいは双方を断続リング状に配置することができる。

上記の実施例以外に、リール穴９および嵌合軸１５の断面形状は、三角形や５角形などの多角形断面とすることができる。係合案内軸１６の稜線２０は上すぼまり螺旋状に形成することができる。係合案内軸１６は、一方向へ捻ってあることが好ましいが、その必要はなく単に上すぼまり状に形成してあってもよい。リール穴９と嵌合軸１５は相似形である必要はなく、例えばリール穴９を八角形とし、嵌合軸１５を四角形とすることができる。

本発明は単リール型のテープカートリッジ以外に、本体ケースの内部左右にテープリールが収容してある形態のテープカートリッジにも適用できる。

テープリールの駆動構造を示す断面図である。 テープカートリッジを概念的に示す平面図である。 駆動軸の斜視図である。 駆動軸とリール穴の連結途中状態を示す断面図である。 図４におけるＡ−Ａ線断面図である。 テープリールの駆動構造の別実施例を示す断面図である。

符号の説明

１ 本体ケース
２ テープリール
３ 記録テープ
５ ハブ
９ リール穴
１０ 吸着板
１３ 駆動軸
１５ 嵌合軸
１６ 係合案内軸
１８ 磁石

Claims (10)

1. 駆動軸が、多角形断面状に形成される嵌合軸と、前記嵌合軸の上端に連続して上すぼまり状に形成される係合案内軸とを備えているテープドライブに適用されるテープカートリッジであって、
   本体ケースの底壁に、前記駆動軸用の駆動軸挿入穴が開口されており、
   前記本体ケースの内部に収容したテープリールのハブに、前記駆動軸と嵌合して回転動力を受け継ぐリール穴が前記駆動軸挿入穴へ向かって開口する状態で形成されており、
   前記リール穴が、前記嵌合軸と同形の多角形断面状に形成されて、前記嵌合軸および前記係合案内軸を受け入れる上下長さに設定してあるテープカートリッジ。
2. 前記テープリールと前記駆動軸との接合面の一方に磁石が、他方に鉄系の吸着板が設けてある請求項１記載のテープカートリッジ。
3. 本体ケースの内部に収容したテープリールを、テープドライブの駆動軸で回転駆動するテープリールの駆動構造であって、
   前記テープリールのハブには、前記駆動軸と嵌合するリール穴が、前記本体ケースの底壁に開口した駆動軸挿入穴へ向かって開口する状態で形成されており、
   前記駆動軸は、多角形断面状に形成される嵌合軸と、前記嵌合軸の上端に連続して上すぼまり状に形成される係合案内軸とを備えており、
   前記リール穴が、前記嵌合軸と同形の多角形断面状に形成されて、前記嵌合軸および前記係合案内軸を受け入れる上下長さに設定されているテープリールの駆動構造。
4. 前記係合案内軸の断面が前記嵌合軸の断面と相似状に形成されて、前記係合案内軸の全体が前記駆動軸の軸中心の回りに捻り形成してある請求項３記載のテープリールの駆動構造。
5. 前記駆動軸と前記リール穴との間の余裕隙間を吸収する複数個の調芯体が、前記駆動軸の内部に配置されており、
   前記調芯体は、前記駆動軸の内部に退入する待機位置と、前記駆動軸の外面に進出して前記リール穴の内面に密接する作動位置とに姿勢変更可能に前記駆動軸で支持されており、
   前記調芯体を、待機位置と作動位置とに切り換え操作する操作機構が前記駆動軸に設けてある請求項３または４記載のテープリールの駆動構造。
6. 前記テープリールと前記駆動軸との上下方向の接合面の一方に磁石が、他方に鉄系の吸着板が設けてある請求項３、４または５に記載のテープリールの駆動構造。
7. 本体ケースの内部に収容したテープリールを回転駆動するための駆動軸を備えているテープドライブであって、
   前記テープリールのハブには、多角形断面状のリール穴が、前記本体ケースの底壁に開口した駆動軸挿入穴へ向かって開口する状態で形成されており、
   前記駆動軸が、前記リール穴に嵌合する多角形断面状の嵌合軸と、前記嵌合軸の上端に連続して上すぼまり状に形成される係合案内軸とを備えていることを特徴とするテープドライブ。
8. 前記係合案内軸の断面が前記嵌合軸の断面と相似状に形成されて、前記係合案内軸の全体が前記駆動軸の軸中心の回りに捻り形成してある請求項７記載のテープドライブ。
9. 前記駆動軸と前記リール穴との間の余裕隙間を吸収する複数個の調芯体が、前記駆動軸の内部に配置されており、
   前記調芯体は、前記駆動軸の内部に退入する待機位置と、前記駆動軸の外面に進出して前記リール穴の内面に密接する作動位置とに姿勢変更可能に前記駆動軸で支持されており、
   前記調芯体を、待機位置と作動位置とに切り換え操作する操作機構が前記駆動軸に設けてある請求項７または８記載のテープドライブ。
10. 前記テープリールと前記駆動軸との上下方向の接合面の一方に磁石が、他方に鉄系の吸着板が設けてある請求項７、８または９に記載のテープドライブ。

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