專利名稱:皮帶驅(qū)動式磁帶盒的無振動卷盤的制作方法
本發(fā)明是對雙卷盤磁帶盒中的卷盤進行改進。磁帶盒內(nèi)裝有柔性、彈性傳動皮帶，它與磁帶卷盤上的磁帶接觸。因此，皮帶的運動造成卷盤之間的磁帶發(fā)生運動。
由Von Behren發(fā)表的美國專利皮帶驅(qū)動磁帶盒，專利號3，692，255，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人，該專利已很成功地在計算機中采用，計算機要求磁帶的速度迅速加速減速，在美國專利中介紹的磁帶盒內(nèi)，磁性記錄帶盤繞在兩個磁帶卷盤上，依靠環(huán)狀彈性皮帶和兩個卷盤上的磁帶相互產(chǎn)生接觸和摩擦，在兩個方向上驅(qū)動卷盤之間的錄音帶。
在Von Behren的專利中，所發(fā)明的磁帶盒于1972年第一次在市場出售時，磁性記錄帶的寬度為6.35毫米，厚度為0.025毫米，以每秒762毫米的速度驅(qū)動。原始記錄在磁帶上的資料密度為每毫米63磁通量。通用的磁帶盒有各種不同的尺寸，磁帶寬度范圍從3.81毫米到6.35毫米，厚度可達0.015毫米那么薄，可以以每秒2286毫米的速度或者比它更高的速度運動，資料記錄密度為每毫米394磁通量，或者還可以更高一些。此外，資料可記錄在多個彼此獨立的、彼此平行的磁道上，數(shù)量可超過32個。這些磁道相隔分布于磁記錄帶的寬度上。
盡管第一次推廣磁帶盒時并未遇到什么問題，但是由于磁帶運動速度高，記錄密度高，磁帶磁道多，這就有必要在纏繞和卸繞磁帶時，改善卷盤的定位。
本發(fā)明揭示一種用在盒式數(shù)據(jù)盤中的磁帶卷盤，它包括一種裝置把卷盤維持在相對于帶盒一個預(yù)定的軸向位置上。
特別是，此磁帶卷盤適于裝在一根圓柱形短軸上并能相對旋轉(zhuǎn)，此短軸自形成帶盒的第一壁板垂直延伸向平行的第二壁板，并且彈性地聯(lián)接這二塊板以抵抗兩者間的相向運動。卷盤包括一個靠近第一壁板的第一凸緣，一個靠近第二壁板的第二凸緣，一個連接這兩個凸緣并提供一個圓柱形繞帶表面的輪轂，一個孔通過第一凸緣，進入輪轂，孔緊密地但能活動地包圍著短軸，一個套管安置在第一壁板和第一凸緣之間，以支承第一凸緣使之不與第一壁板相接觸，套管的內(nèi)徑允許短軸自由通過，在套管上有一個薄壁以減少套管和第一壁板間的接觸面積，與輪轂孔同心的磨損凸塊伸出在第二凸緣之上，并與第二壁板接觸，一個彈簧安置在卷盤和磨損凸塊之間，用以將凸塊向第二壁板偏壓，將卷盤向第一壁板偏壓，以阻止卷盤的軸向運動。
參照附圖，可以更清楚地說明本
發(fā)明內(nèi)容
，在附圖中，同一個零件在幾個視圖中采用的符號是相同的。在附圖中圖1是皮帶驅(qū)動式磁帶盒的頂視平面圖，其中一部分圖剖視，圖中包括本發(fā)明所敘述的改進后的磁帶卷盤;和圖2是本發(fā)明所敘述的磁帶卷盤沿圖1中的2-2線的橫向截面圖。
圖1表示美國專利中所闡述的磁帶資料盒10，美國專利號為3，692，255(發(fā)明人Von Behren)磁帶盒中包括一塊一般由鋁板材制成的薄基板12，和一塊透明的或半透明的由聚合材料制成的蓋板14。將兩塊板進行組裝，就限定構(gòu)成一個薄的大致為矩形的封閉盒子。在封閉的資料盒10里，包含以下零件一對磁帶卷盤16和18;三個纏繞磁帶的短軸20、22和24;一對磁帶導(dǎo)輪26和28;一條長的磁記錄帶30;傳動皮帶32;一對引導(dǎo)皮帶的滾子34和36;以及傳動皮帶滾子38。
為了使卷盤16和18能夠圍繞相互平行的兩個心軸自由地旋轉(zhuǎn)，磁帶卷盤16和18是由盒子的基板12支承的，磁記錄帶30盤旋地繞在磁帶卷盤16和18上，磁帶30在兩個卷盤上纏繞的方向?qū)τ趦蓚€心軸來說是相反的。磁帶30在磁帶卷盤16和18之間的導(dǎo)向行程路線是由三個纏繞磁帶的短軸20、22和24以及兩個磁帶導(dǎo)輪26和28限定的。
磁帶盒10的結(jié)構(gòu)，設(shè)置了切掉一部分的局部開口40，開口的位置沿著磁帶的行程安排。開口部分用來連接磁帶30和磁式轉(zhuǎn)換器。開口部分40利用彈簧加載的門44通常是關(guān)閉的。當將資料盒10插到磁帶記錄機中去時，門44如圖示地打開著。(記錄機在圖中未畫出)。在盒蓋板14上開設(shè)第二個開口46，通過開口，皮帶傳動滾輪38與滾輪48接觸。滾輪48是由可逆電動機50帶動的。電磁轉(zhuǎn)換器42，主動滾輪48和可逆電動機50都用虛線表示，這是由于它們是磁帶記錄機的一部分，而不是屬于資料盒10中的另部件。
為了避免傳動皮帶32和磁記錄帶30接觸，在磁帶盒的傳動皮帶滾輪38上有一段小于滾輪38直徑的部位51。傳動皮帶32的厚度很薄，皮帶是連續(xù)的，并具有柔性和彈性，橫截面是均勻的。皮帶32延伸繞過傳動皮帶滾輪38，皮帶導(dǎo)輪34和36，然后與卷盤16和18上的磁帶30接觸。
皮帶32的長度小于它的行程長度，因此在它伸展進行工作時，它帶有裝配張緊力或予張緊力。傳動皮帶32在磁帶卷盤16和18上纏繞的包角至少要達到60度。為保證靠摩擦力來帶動磁帶30和磁帶卷盤16和18，所皮帶32和卷盤16和18上的磁帶30需要產(chǎn)生必須的接觸，而上述包角提高了必要的接觸。
皮帶傳動滾輪38由主動輪48帶動，滾輪38以反時針方向轉(zhuǎn)動，(圖1所示為反時針方向)。由于滾輪38旋轉(zhuǎn)，致使皮帶32沿其行程軌跡以反時方向運動。磁帶從卷盤18繞到卷盤16上，卷盤18起到送帶軸的作用，而卷盤16則起到卷帶軸的作用。當由主動輪48帶動的滾輪38的旋轉(zhuǎn)方向與上述旋轉(zhuǎn)方向相反時，磁帶將從卷盤16送出并盤旋地纏繞在卷盤18上。在皮帶導(dǎo)輪34、36和它們對應(yīng)的支承軸之間安裝了預(yù)定的摩擦式聯(lián)軸節(jié)，當皮帶繞過輪34和36時，聯(lián)軸節(jié)對皮帶32施加以預(yù)定的拉力。因此，在皮帶通過每個皮帶導(dǎo)輪34和36時，皮帶32的張緊力增加了。由于皮帶32的張緊力增加，皮帶因具有彈性而伸長，于是皮帶32通過纏繞卷盤18的速度比其通過纏繞卷盤16的速度高。皮帶速度的增加，使磁帶30的張緊力加大，同時也產(chǎn)生了減緩磁帶松弛的能力，磁帶松弛現(xiàn)象是在卷盤16和18之間發(fā)生的，這個問題在美國專利中較完整的說明了，美國專利號為3，692，255。
在圖2中介紹了本發(fā)明所闡述的改進后的磁帶卷盤16或18，本發(fā)明的卷盤16或18中包括上凸緣52和下凸緣54。用輪轂56將上、下凸緣52和54連起來。輪轂56上有圓柱形的表面58，它是用來纏繞磁帶的。卷盤16和18最好由塑料模壓制成，連同輪轂56和下凸緣54模制成一個整體部件。上凸緣52分別模壓制造，用粘接劑或焊接的方法把凸緣52粘附在輪轂56上。卷盤16或18安裝到磁帶盒10里，它們可分別繞著各自的短軸60旋轉(zhuǎn)。短軸60采用過盈配合安裝在基板12的孔62里，短軸在基板12上伸出一段預(yù)定的長度。卷盤16或18裝在短軸60的軸頸上，它們可繞短軸60在輪轂56中的孔64中自由轉(zhuǎn)動。孔64的尺寸接近短軸60的直徑尺寸，但它與短軸直徑之間是間隙配合的。
為減少下凸緣54和磁帶盒基板12之間在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的摩擦力，在下凸緣54上安裝套管66，套管放在下凸緣54和基板12中間。套管66可以和輪轂56、下凸緣54模制成一個整體部件，也可以作成單獨的圓柱形零件，將在卷盤16或18裝配到短軸60以前，把單獨制成的套管66鑲配到短軸60上。如果套管66是單獨的一個零件，那么它就可以采用低摩擦性能的材料，例如聚四氟乙稀塑料制造，采用這種材料制造套管是很有好處的。圓柱形套管66上有內(nèi)孔68，孔68可使短軸60自由地通過。為減少套管66和基板12之間的接觸面積，孔68的壁作的很薄。雖然在圖中顯示出套管66的直徑從卷盤16或18的周界逐漸是減小的，但應(yīng)該認識到，特別是當套管66作為下凸緣54的一部分模制成形時，套管66可以采用任意尺寸的直徑直至和凸緣54的周界相同。大直徑的套管66由于它和基板12的接觸面積加大而增大了摩擦，但它可使卷盤16或18的穩(wěn)定性增加。如果套管66的直徑加大了，為了使增加了的接觸面積減少，可以采用將套管66做成薄壁圓柱體的方法，這樣仍然是比較理想的。
卷盤16或18的旋轉(zhuǎn)速度，可使卷盤16或18從磁帶盒基板12上提升，或者，在反向使用磁帶盒時也產(chǎn)生此現(xiàn)象。這樣，相對于短軸10會產(chǎn)生振動。振動將使磁帶30在卷盤16或18上盤繞的不完善而有缺陷。并且，由于磁帶30和凸緣52或54相接觸，而使磁帶邊緣發(fā)生損壞。
為防止這種有害的振動，在卷盤16或18上安置了磨損凸塊70。凸塊70突出于上凸緣52的表面。凸塊位于輪轂孔64的對面并與孔64在同一軸線上。凸塊和蓋板14相接觸并強迫卷盤16或18與磁帶盒基板12相接觸。雖然磨損凸塊70能夠和上凸緣52模制成一個整體，但這種結(jié)構(gòu)應(yīng)該要求保持嚴格的公差，以避免和磁帶盒蓋板14不發(fā)生接觸，也避免在卷盤16或18與基板12和蓋板14之間產(chǎn)生到過大的壓力。
為彈性補償套管66和輪轂56內(nèi)的配合公差的變化，在上凸緣52和磨損凸塊70之間安裝彈簧72。圖1中清楚地表示出彈簧72，它包括兩個懸臂的彈簧片74和76。它們在凸塊70的直徑方向內(nèi)對稱地安置在上凸緣52上的78和80處與凸塊之間。彈簧片74和76最好呈平面螺線狀，這樣可使每個彈簧片74和76的長度加大，以增大彈簧72的回彈行程。磨損凸塊70、由兩個彈簧片74和76組成的彈簧72和上凸緣52最好也模制成一單一零件，這樣可降低裝配成本。然而，也應(yīng)該認識到，磨損凸塊70和彈簧72也可制成單個的零件，然后利用粘接劑或焊接的方法裝配到凸緣52上。這種結(jié)構(gòu)中的磨損凸塊70最好是由高抗磨損材料聚合物制成，例如乙縮醛樹脂或聚碳酸，而上凸緣52則由較軟的但是比較經(jīng)濟的材料制成，例如由丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物纖維或由高沖擊性能的聚苯乙烯制造。也要看到作為最佳實施例的彈簧72不需要采用特殊的形狀。彈簧可以很簡單只是一個或兩個懸臂彈簧即可，這一或兩個彈簧銜接磨損凸塊70和上凸緣52。
參看圖2，磨損凸塊70最好采用截錐體形狀或者采用半球形狀，凸塊上有頂部的圓形表面82，圓表面82使磨損凸塊70和盒蓋板14之間的接觸面積減小。圖2中也表示了在卷盤輪轂56上在彈簧72處有凹槽84。這樣可允許彈簧72產(chǎn)生彈性變形。圖2也表明，短軸60的頂部和凸塊70不產(chǎn)生接觸。這樣也允許產(chǎn)生上述彈性變形。
雖然本發(fā)明僅僅介紹了一個具體實施例，但是應(yīng)該看到，對于本專業(yè)技術(shù)熟練的技術(shù)人員來說，很明顯可以對本發(fā)明進行修改。所有的修改希望都屬于本發(fā)明的技術(shù)核心范圍之內(nèi)以及與本發(fā)明相關(guān)的權(quán)利要求
范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.磁帶卷盤(16、18)安裝在圓柱形短軸(60)上，卷盤相對于短軸進行旋轉(zhuǎn)，短軸由第一壁板(12)伸向與第一壁板平行的第二壁板(14)，壁板限定并圍成一個封閉盒子(10)，卷盤(16、18)和兩壁板(12、14)相銜接并阻止朝向任一壁板方向運動，其特征是卷盤包括第一凸緣(54)連接第一壁板(12)；第二凸緣(52)連接第二壁板(14)；輪轂(56)連接凸緣(52、54)，并具有圓柱形繞帶表面(58)；一個孔(64)通過第一凸緣(54)，穿過輪轂(56)中，孔緊包住短軸(60)，但短軸在孔中可自由活動；套管(66)安置在第一板(12)和第一凸緣(54)之間，用以支承第一凸緣(54)使它不與第一壁板(12)相接觸，套管(66)的內(nèi)徑(68)允許使短軸(60)自由地通過，套管(66)有一薄壁，以便減少套管(66)和第一壁板(12)之間的接觸面積；磨損凸塊(70)伸出在第二凸緣(52)之上，并與輪轂(56)的孔(64)同心，凸塊(70)和第二壁板(14)接觸；組件(72)安置在卷盤(16、18)和磨損凸塊(70)之間，它是用于將凸塊(70)偏壓向第二壁板(14)，將卷盤(16、18)偏壓向第一壁板(12)，因此，阻止卷盤沿軸線方向的運動。
2.按照權(quán)利要求
1中所述的磁帶卷盤(16、18)，其特征是施加偏壓力的組件(72)包括懸臂彈簧(74、76)，它連接第二凸緣(52)和磨損凸塊(70)。
3.按照權(quán)利要求
2中所述的磁帶卷盤(16、18)，其特征是第一凸緣(52)、懸臂彈簧(72)和磨損凸塊(70)為單一模制零件的一部分。
4.按照權(quán)利要求
2中所述的磁帶卷盤(16、18)，其特征是磨損凸塊(70)為截錐形，并且在接近第二壁板(14)處有圓形表面(82)。
5.按照權(quán)利要求
2中所述的磁帶卷盤(16、18)，其特征是彈簧(72)為兩個懸臂彈簧(74、76)，它們連接磨損凸塊(70)和第二凸緣(52)上直徑方向?qū)ΨQ的部位。
6.按照權(quán)利要求
5中所述的磁帶卷盤(16、18)，其特征是彈簧(72)為扁平螺旋形(74、76)，安置在磨損凸塊(70)和第二凸緣(52)之間，用以增加彈簧(72)的長度，因而也增加了彈簧的回彈性。
7.按照權(quán)利要求
6中所述的磁帶卷盤(16、18)，其特征是第二凸緣(52)，彈簧(72)和磨損凸塊(70)都是單一模制的一部分。
專利摘要
磁帶卷盤有鄰近第一板的第一凸緣。鄰近第二板的第二凸緣。連接兩凸緣連接的輪轂上有纏繞磁帶的圓柱表面。一孔通過第一凸緣穿入輪轂，并和短軸緊動配。套管位于第一板和第一凸緣間，以支承第一凸緣使之不和第一板接觸。套管內(nèi)孔可使短軸自由通過，套管壁很薄以減少套管和第一板間的接觸面積。磨損凸塊伸出第二凸緣，它與輪孔同心，并與第二板接觸。彈簧安裝在卷盤和凸臺間，把凸臺壓向第二板，使卷盤壓向第一板避免卷盤相對短軸產(chǎn)生軸向運動。
文檔編號G11B23/037GK85104510SQ85104510
公開日1986年12月10日 申請日期1985年6月12日
發(fā)明者森岡哲男 申請人:明尼蘇達礦業(yè)制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan