(57)【要約】【課題】リール上部とリール下部との相対回転数が大きくなると、クラッチトルクが大きくなるという一般的特性を緩和し、安定したクラッチトルクを得る。【解決手段】リール上部２に弾性部２６を設け、また弾性部２６におもり２５を設け、弾性部２６がその弾性力によって支軸１に対して所定の軸負荷を与えるように配置したことにより、リール台が回転した際、おもり２５が遠心力で外方へ変位することを利用して、弾性部２６の支軸１に対する軸負荷を増減させることで、リール台を安定して回転させることができる。【選択図】図２
2006268891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リールを内蔵したカセットよりテープガイド部材がテープを引き出した後、回転ヘッドシリンダにテープを所定の角度巻回してテープの記録再生を行なう磁気記録再生装置等に用いられるリール台であって、
支軸と、前記支軸を中心にして回転する第１及び第２の回転体と、前記第１の回転体に対して一体に設けられたヨーク板と、前記ヨーク板に当接して設けられたマグネットと、前記マグネットに対向して間隙をあけて配置されかつ前記第２の回転体に一体に設けられたヒステリシス板と、前記第１の回転体に固定されかつその一部が前記支軸に接触するよう設けられた弾性手段と、前記弾性手段に設けられかつ前記第１の回転体が回転する際にその遠心力によって前記弾性手段を弾性変形させる錘体とを備えたことを特徴とするリール台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオテープレコーダーやオーディオテープレコーダー等に用いられるトルクリミッタおよびリール台に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下に従来のトルクリミッタを用いたリール台の構成について説明する。
【０００３】
図３は従来のトルクリミッタを用いたリール台の断面図である。図３において、５０はカセット内のリールである。リール５０にはテープ５１が巻回されている。１は支軸である。２から１１まではリール台を構成し、支軸１に回転自在に嵌入されている。２はリール５０を載置し、支軸１に回転自在に嵌入された第１の回転体であるリール上部である。４は圧延鋼板等の強磁性体からなる円板状のヨーク板であり、リール上部２と一体で構成されている。リール上部２とヨーク板４は一体でアウトサート成型されるのが一般的である。５はマグネットであり磁力でヨーク板４に吸着されヨーク板４と一体で回転する。マグネット５の発生する磁力線（図示せず）は、ヨーク板４を通る磁気ループを形成する。３はリール下部であり、円板状のヒステリシス板６と一体で構成されている。ヒステリシス板６は磁気ヒステリシス損失の大きい材料で作られており、リール下部３と一体でアウトサート成型されるのが一般的である。また、リール下部の外周には外部ギアとかみ合うギア部が設けられている。リール下部３はリール上部２と同様に支軸１に回転自在に嵌入され、マグネット５の磁力で吸引されワッシャ１０を介しスラスト方向にリール上部２と当接部７にて当接している。ワッシャ１０には、リール台の発生するクラッチトルク安定化を目的として、オイル（図示せず）が塗布されることが多い。また、リール台全体の回転を安定させる目的で、支軸１にオイルが塗布されることが多い。
【０００４】
以下に従来のトルクリミッタを用いたリール台の動作について説明する。
【０００５】
マグネット５の吸引力によってワッシャ１０を介してリール下部３とリール上部２との間に摩擦トルクが発生する。同時に、外部ギア（図示せず）によりリール下部３が回転駆動される時、ヒステリシス板６がマグネット５によって作られた磁気ループを横切り、磁気ヒステリシストルクが発生する。この摩擦トルクと磁気ヒステリシストルクが、リール下部３とリール上部２との間に発生するクラッチトルクとなる。外部ギアによって回転駆動されたリール台は、このクラッチトルクによって磁気テープに適度なテンションを与えながら、リール５０を回転させる。
【特許文献１】特開２００２−３５８７０２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、リール台のクラッチトルクは摩擦トルクと磁気ヒステリシストルクとが合わさったものであるが、一般的に、リール上部とリール下部との相対回転数が大きくなるほど、摩擦トルクは大きくなる傾向にあり、安定したクラッチトルクを得られず、安定したテープテンションが得られないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、リールを内蔵したカセットよりテープガイド部材がテープを引き出した後、回転ヘッドシリンダにテープを所定の角度巻回してテープの記録再生を行なう磁気記録再生装置等に用いられるリール台であって、支軸と、前記支軸を中心にして回転する第１及び第２の回転体と、前記第１の回転体に対して一体に設けられたヨーク板と、前記ヨーク板に当接して設けられたマグネットと、前記マグネットに対向して間隙をあけて配置されかつ前記第２の回転体に一体に設けられたヒステリシス板と、前記第１の回転体に固定されかつその一部が前記支軸に接触するよう設けられた弾性手段と、前記弾性手段に設けられかつ前記第１の回転体が回転する際にその遠心力によって前記弾性手段を弾性変形させる錘体とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安定したトルクがリールに付加され、テープテンションを安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、リールを内蔵したカセットよりテープガイド部材がテープを引き出した後、回転ヘッドシリンダにテープを所定の角度巻回してテープの記録再生を行なう磁気記録再生装置等に用いられるリール台であって、支軸と、前記支軸を中心にして回転する第１及び第２の回転体と、前記第１の回転体に対して一体に設けられたヨーク板と、前記ヨーク板に当接して設けられたマグネットと、前記マグネットに対向して間隙をあけて配置されかつ前記第２の回転体に一体に設けられたヒステリシス板と、前記第１の回転体に固定されかつその一部が前記支軸に接触するよう設けられた弾性手段と、前記弾性手段に設けられかつ前記第１の回転体が回転する際にその遠心力によって前記弾性手段を弾性変形させる錘体とを備えたものである。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態におけるリール台の断面部、図２は同実施の形態１におけるＡ−Ａ方向からみたリール下部の平面図。図１では、従来例の図３と同機能、同名称の部品は同じ番号で示されている。また、図２において、説明の便宜上、説明に不必要な部品に関しては描画を省略している。
【００１１】
図において、５０はカセット内に回転自在に配されたリールである。リール５０にはテープ５１が巻回されている。リール５０は、例えばビデオテープレコーダーに装填可能なテープカセット内に２個１組で配される構成があり、図に示すリールは、１組のリールのうちの１個を示している。リール５０は、その支軸方向上下にそれぞれフランジを有し、そのフランジ間に磁気テープ５１を巻き回している構成となっている。また、リール５０の円周方向略中央には、リール台（リール上部２）が挿入される開口部５０ｂを有している。また、開口部５０ｂ内には、リール上部２に設けられた爪部２ａ（後述する）と係合可能な爪部５０ａを有している。
【００１２】
５１はリール５０に巻き回される磁気テープで、別途設けられた磁気ヘッドなどの記録再生手段によって、映像信号などの各種情報信号を記録または再生することができる。前述したリール５０における上下のフランジの間隔は、少なくとも磁気テープ５１のテープ幅寸法よりも大きくなっている。
【００１３】
１は支軸であり、後述する符号２〜８で示しているリール台の各構成を、回転自在に嵌入している。支軸１は別途設けられたシャーシに植立して固定されている。形状は略円筒形状を成している。
【００１４】
２はリール５０を載置あるいはリール５０の略中央に設けられた開口部５０ｂに挿入されかつ支軸１に回転自在に嵌入されたリール上部である。リール上部２には、リール５０の略中央の開口部内に設けられた爪部５０ａに係合する、爪部２ａを設けている。リール５０を内包したテープカセットを記録再生装置に装填すると、リール５０に設けられた開口部５０ｂにリール上部２が挿入され、リール上部２ａが回転することで、爪部２ａが爪部５０ａに当接係合し、リール５０を回転させることができる。
【００１５】
４は強磁性体の圧延鋼板からなる円板状のヨーク板であり、リール上部２と一体で構成されている。リール上部２とヨーク板４は一体でアウトサート成型されるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。また、形状は円板状であるとともに、略中央に円形の孔を有したドーナツ形状を成している。
【００１６】
５は磁力を有するマグネットであり、その磁力でヨーク板４に吸着され、ヨーク板４と一体で回転する。マグネット５の発生する磁力線（図示せず）は、ヨーク板４を通る磁気ループを形成する。
【００１７】
２６はリール上部２における支軸１近傍の下面に設けられた弾性手段である弾性部で、ステンレスなどの線材で作られている。弾性部２６は支軸１に対して所定の面圧で接触している。弾性部２６にはおもり２５が設けられている。なお、本実施の形態では弾性部２６はステンレスで構成したが、これに限定されるものではなく、少なくとも弾性を有する材料であればよい。また、形状についても線材に限定されるものではなく、板状やコイル状など、他の形状であっても構わない。ただ、線材で構成したことにより、リール台の高さ方向の寸法を小さくすることができるというメリットがある。
【００１８】
２６ａは弾性部２６におけるリール上部２に固定された部位である固定部で、固定方法は特に限定しないが、接着剤などの接着手段による固定や、リール上部２に対する圧入などによる固定が考えられる。また、本実施の形態では固定部２６ａは弾性部２６の端部に配しているが、この位置に限定されるものではない。
【００１９】
２５は弾性部２６に設けられ所定の重量を有する錘体であるおもりである。形状については、図２に示すような形状に限定されるものではなく、直方体や円筒形状であっても構わない。配置箇所は、弾性部２６における長手方向の端部近傍としているが、この位置に限定されるものではない。また、本実施の形態では、支軸１に対して対向しかつ２個のおもりで挟む位置に設けた構成としたが、位置や個数については限定されるものではない。
【００２０】
３はリール下部であり、円板状のヒステリシス板６と一体で構成されている。リール下部３は、リール上部２と同様に支軸１に回転自在に嵌入されており、マグネット５の磁力で吸引されて、当接部７にて金属ワッシャ８を介しスラスト方向にリール上部２と当接している。リール下部３の外周には、ギア部３ａが設けられ、外部ギア（図示せず）とかみ合っている。
【００２１】
６はヒステリシス板であり、磁気ヒステリシス損失の大きい材料で作られており、リール下部３と一体でアウトサート成型されるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。また、形状は円板状であるとともに、略中央に円形の孔を有したドーナツ形状を成している。
【００２２】
８はリール下部３の略中央の上面に配された金属ワッシャで、リール下部３がマグネット５の磁力で吸引された際、リール上部２の突起２ｃが当接する。また、形状は円板状であるとともに、略中央に円形の孔を有したドーナツ形状を成しているが、これに限定されるものではない。また、金属ワッシャ８は、ステンレス鋼板、冷間圧延鋼板あるいは、ニッケルメッキされた冷間圧延鋼板等の金属系材料によって作られている。
【００２３】
以上のように構成された本実施の形態ののリール台について、以下その動作について説明する。
【００２４】
まず、リール台の基本動作について説明する。別途設けられたモータなどの駆動手段（図示せず）から伝達される駆動力は、図１におけるリール下部３に伝達される。具体的には、モータからギア列を介してリール下部３の外周部に設けられたギア部３ａに回転力が伝達される。
【００２５】
リール下部３は、マグネット５において発生する吸引力（磁力）によってヒステリシス板６がマグネット５方向へ吸引され、これによりリール下部３がマグネット５方向へ吸引されることになる。この時、リール下部３における金属ワッシャ８とリール上部２の一部とが当接部７において当接する。この状態からリール下部３が回転すると、ヒステリシス板６及び当接部７を介してリール上部２に回転力が伝達される。リール上部２が回転すると、リール上部２の爪部２ａとリール５の爪部５０ａとが当接係合しているため、リール５０が回転する。
【００２６】
次に、リール回転時のトルク制御について説明する。
【００２７】
マグネット５の吸引力によって当接部７に摩擦トルクが発生する。同時に、外部ギア（図示せず）によりリール下部３が回転駆動される時、ヒステリシス板６がマグネット５によって作られた磁気ループを横切り、磁気ヒステリシストルクが発生する。摩擦トルクは磁気ヒステリシストルクに比べて、クラッチの使用時間や回転数の変化等によって外乱を受けやすく、一般的には、リール上部２とリール下部３との相対回転数が大きくなると、その値が大きくなる傾向がある。
【００２８】
また、弾性部２６と支軸１とは、所定の面圧で接触しているため軸負荷が発生する。リール上部２が停止している状態では、弾性部２６による支軸１に与えている面圧が最も高く、したがって軸負荷も高い状態となっている。この状態からリール上部２が回転すると、おもり２５には、回転数の２乗に比例した遠心力が加わり、弾性部２６と支軸１との面圧は遠心力の影響分だけ小さくなり、リール上部２の回転数が上昇するほど軸負荷は小さくなる。本実施の形態では、リール上部２が停止している状態で最も軸負荷が高くなるように設定し、最高速で回転している状態で最も軸負荷が小さくなるように構成している。
【００２９】
このように、外部ギアによって回転駆動されたリール台は、上記の摩擦トルク、磁気ヒステリシストルク、軸負荷によって磁気テープに適度なテンションを与えながら、リール５０を回転させる。リール下部３に対するリール上部２のスリップ率は一定の範囲に設定するため、リール下部３の回転数が大きければ大きいほど、リール上部２の回転数が大きくなると同時に、リール上部２とリール下部３の相対回転数が大きくなるという関係になっている。
【００３０】
また、本実施の形態の弾性部２６及びおもり２５をリール上部２に設けたことにより、「リール下部３が回転せず、リール５０と一体にリール上部２が回転する状態」においても、摩擦トルク、磁気ヒステリシストルク、軸負荷を付与することができるので、安定してリール上部２を回転制御することができる。上記状態とは、例えば、ビデオテープレコーダーなどの磁気記録再生装置において、巻き戻し動作（逆方向へのテープ走行）時における供給側リール台の動作状態に相当する。このような動作状態では、モータからの駆動力は巻き取り側リール台のリール下部のみに伝達され、供給側リール台のリール下部はロック状態になり、キャプスタン（テープ駆動装置）によって駆動される磁気テープに引っ張られることで回転するリールと一体になって供給側リール台のリール上部は回転する。すなわち、供給リール台はモータなどからの駆動力が伝達されない状態で従動回転する。
【００３１】
以上のように本実施の形態によれば、外部ギヤのある回転数から大きくなるときには、リール下部３の回転数が大きくなり、リール上部２の回転数、および、リール上部２とリール下部３との相対回転数は大きくなるので、上記の摩擦トルクが大きくなり、軸負荷は小さくなり、これらの変化が相殺し合うため、磁気テープのテンションはほとんど変化しない。逆に、外部ギヤの回転数が小さくなる時には、リール下部３の回転数が小さくなり、リール上部２の回転数、および、リール上部２とリール下部３との相対回転数は小さくなるので、上記の摩擦トルクが小さくなり、軸負荷は大きくなり、これらの変化が相殺し合うため、磁気テープのテンションはほとんど変化しない。以上のように、外部ギアの回転数の影響を小さくさせることができ、安定したテンションを得ることができる。
【００３２】
なお、本実施例では弾性部２６はステンレスの線材を用いているが、リール上部２と一体成形した樹脂でもかまわない。
【００３３】
また、本実施例では、弾性部２６を２箇所としているが、少部品点数化のため１箇所にしても良い。
【００３４】
また、本実施例では、弾性部２６を２箇所としているが、さらに弾性部２６の面圧をバランスさせ、かつ、おもり２５による偏芯を軽減するために、弾性部２６を３箇所以上設けてもかまわない。
【００３５】
また、本実施例では、当接部７を構成している金属ワッシャー８と支軸１にはオイルが塗布されているが、オイルを塗布しないときには、上記、摩擦トルクはリール上部２とリール下部３との相対回転数の影響を大きく受けるため、一般にはオイルを塗布する。オイルを塗布しないのであれば、本発明の効果が、よりはっきりと現れることを付け加えておく。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、ビデオテープレコーダーなどのようにテープ状記録媒体を扱うことが可能な機器に使用されるリール台に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に於けるリール台の断面図
【図２】本発明の実施の形態に於けるリール台のＡ−Ａ部の平面図
【図３】従来のリール台の構成を示す断面図
【符号の説明】
【００３８】
１    支軸
２    リール上部
３    リール下部
４    ヨーク板
５    マグネット
６    ヒステリシス板
７    当接部
８    金属のワッシャ
１０    ワッシャ
２５    おもり
２６    弾性部
５０    リール
５１    テープ
【図１】
2006268891.tif 000003
【図２】
2006268891.tif 000004
【図３】
2006268891.tif 000005