专利名称：用于磁带卷盘的平衡式卷盘毂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁带卷盘毂。更具体地说，本发明涉及一种用于录像带的磁带卷盘毂。
背景技术：
双卷盘盒式磁带是一种用来存放和使用磁性记录磁带的传统的、经常使用的装置，其中的一供带盘上存放了一定长度的磁带，所存放的磁带卷的自由端通过一系列磁带导向件后，到达一收带盘。记录磁带的端部通常都通过一定长度的薄膜而连接于卷盘，这些薄膜被称作引带，其宽度类似于磁带。每个引带的一端都连接于磁带的一端，而每个引带的自由端则固接于各卷盘的毂件上，使得磁带在卷绕于收带盘上的同时，从供带盘上脱离卷绕。
引带非常牢固地夹在毂上，这样就可以承受很可能在使用中所受到的相对较高的张力，而不从卷盘毂上脱落。
所述的供带盘、收带盘和磁带导向件都包含在一个磁带盒壳体之中，该壳体可以被插入一录放设备(VCR)以实现磁带的记录或再现。盒式磁带可以是例如家庭中普遍使用的VHS和8mm的录象盒带，以及经常在专业的演播室工作中使用的D2、D3和Betacam盒带。
录像带卷盘一般包括两个由一毂件连接的相对的法兰。通常，下法兰和毂件是模制成一体的，而上法兰则是分开模制的，并且在毂件被插入盒带壳体之前以及在任何磁带卷绕或连接到卷盘上之前，连接于毂件。这些构造可以适用于很多不同规格的盒式录像带。授予Iwahashi的美国专利4,807,826、授予Naka-gawa的美国专利4,184,650和授予Nelson et al的美国专利4,184,650中揭示了一些磁带卷盘的例子。
已知的磁带卷盘具有用来将磁带紧固于卷盘的夹紧装置。如
图1所示，磁带卷盘毂10中有一个开口12。开口12中放置了一段引带以及一个磁带锁定件，例如一卡箍14，被推入开口12以将磁带紧固到毂件10上。
毂件10的底部是开放的，以产生一个用来容置并且啮合一VCR传动轴的容座。从毂件10的俯视图中可以看到一个形成了磁带卷绕面20的外圆筒件18，以及一个例如内圆筒件22的内部结构。内圆筒件22是封闭的，并且形成了传动轴的容座。内圆筒件22的顶面24至少可以作为上法兰连接的一部分。外圆筒件18的内部设有多个肋条26或杆件28，用以增加强度和改善模制性。内圆筒件22可以通过一些肋条26连接于外圆筒件18。
有一个地方是盒式磁带卷盘的高噪声的噪声源，那就是压力按钮，该压力按钮穿过磁带盒的顶壁对卷盘的中心施加一个向下的轴向力。美国专利No.5,181,153中揭示了这样类型的压力按钮，其中示出了Betacam和数字式两种类型的盒带。
已知有降低盒带噪声的种种装置。已公开的德国专利DE 4 004 675中揭示了降低在很高走带速度下由于磁带导向滚轮而引起的噪声的技术。在该专利中，两个导向滚轮(称为偏转滚轮)具有诸凸形内孔，而这些孔的端部则有超出滚轮端面的诸突出部分。已公开的法国专利No.FR 2 488 029中揭示了一种磁带卷盘，它们是由包括石墨在内的树脂制成，据认为它可以减少摩擦，从而降低噪声和磨损。
本发明人发现了具有滑动卷盘压力按钮的盒带在高速传送下所产生的噪声很大一部分是由于卷盘的不平衡所引发的振动所造成的。
盒式磁带中所使用的卷盘有着固有的不平衡性。由于制成围绕夹紧一收置口的结构时使用了额外的材料，并且由于用作卡箍的材料具有较高的密度，因此毂件的收置卡箍的那一侧较另一侧为重。毂件是不平衡的。这一问题是上述专利卷盘中所固有的。例如在Batacam的大SP规格中，毂件的质心从转轴向卡箍偏移约0.025cm(0.010inch)。那些不用夹紧装置来将磁带的端部保持在毂件上的磁带卷盘是平衡的，这显然是因为卷盘的旋转是对称的缘故，但是这些卷盘不能提供很多盒式磁带的卷盘所需要的固定夹紧的装置。
在美国专利4,807,826的图1中揭示了一个夹紧装置的例子，其中，毂表面11有一个用来插入卡箍31的间隙30。美国专利4,664,328揭示了一个毂件的构造，其中的毂件具有相对较薄的圆筒壁。在该毂件中，一个结构13为磁带夹紧间隙提供了足够的强度，但结构13的重量造成了卷盘总的不平衡。
除了由围绕磁带间隙的结构所带来的不平衡性以外，磁带卡箍本身的材料要求也增加了其造成不平衡的重量。用来制造盒式磁带卷盘的典型材料是ABS或注塑模制的高冲击性聚苯乙烯(HIPS)。然而，由于缺乏硬度和强度，这样的材料并不适于制作磁带卡箍。业已发现，可用作磁带卡箍的较佳材料是乙缩醛，例如可以是E.I.Dupont de Nemours and Company的Delrin。一典型的Delrin的比重为1.42，而典型的HIPS的比重则约为1.03。用于Betacam盒带中0.5英寸宽的磁带的一个典型磁带卡箍的重量约为0.25克，它比HIPS制造的要重0.07克。这种在毂件一侧的局部区域内增加的重量也造成了整个卷盘的不平衡。
在快速卷绕过程中，例如在快速的向前和反绕的操作中，以及在工厂卷绕的过程中，重量和质量的不平衡会导致毂件围绕转轴的旋转带有一定的偏心运动。这便导致了振动以及磁带在毂件上不均匀的卷绕并有可能损伤磁带的边缘部分。还有，在使用压力按钮以对卷盘的顶中心施加压力的盒式磁带构造中，卷盘的振动会带动压力按钮振动。这些振动也被传递给磁带盒的盖部和底部，使盒带在VCR中产生不希望有的噪声。因为与磁带盒的长度和宽度相比，盒壁相对较薄，所以甚至在较低的振动水平下，磁带壁也有充当产生较大噪声之音板的趋向。
没有什么已知的磁带卷盘讨论解决这一平衡问题。没有一种已有技术提到可以利用使盒式磁带卷盘毂平衡来降低盒带所产生的噪声，也没有任何已有技术提出一种可以利用注塑模制并且在保持所需的尺寸精度和卷盘质量的同时生产机械平衡的磁带卷盘的方法。
发明概要根据本发明的盒式录像带卷盘毂，它可以位于两个法兰之间，以形成一个卷盘，该卷盘可以被放置在一壳体内以形成一个盒式录像带。所述毂件包括一外圆筒件，该外圆筒件具有一形成磁带卷绕面的外表面。外圆筒件从在其底部的下法兰平面延伸，该外圆筒件并具有一连接于上法兰的顶部。外圆筒件有一容座，它形成为一在外圆筒内侧的外表面的凹进部分，并且是外圆筒件的一部分。
一内部结构可从在其底部的下法兰的平面延伸，并且具有一可连接于上法兰的顶部。在外圆筒件内侧，至少有一个第一肋条在内部结构和外圆筒件之间延伸，而且在外圆筒件内侧，至少有一个第二肋条在内部结构和外圆筒件之间延伸。
在大致与容座相对的至少一个第一肋条上形成有一平衡配重。该平衡配重可以作为第一肋条的一部分整体地模制而成，可以是胶囊形的，并且可以中心对称地设置在第一肋条上。该平衡配重可以有一个大致垂直于肋条之轴线的主轴线，或者，配重也可以形成为第一肋条的一个较厚的部分，其主轴线大致与肋条的轴线共轴。重要的是，所添加的配重必须是对称设置的，以便可以沿着毂件的直径方向把质心朝着毂件的旋转轴线移动。容座中可以容置一卡箍，以将磁带紧固到卷盘毂上。
附图的简要说明图1是一已有技术的卷盘毂和一卷盘的下法兰的俯视图；图2是根据本发明一实施例的卷盘毂和一卷盘的下法兰的俯视图；图3是图2中的卷盘毂和下法兰的仰视图；图4是一采用了图2中卷盘毂的录像带的一个分解立体图；图5是根据本发明另一实施例的卷盘毂和一卷盘的下法兰的俯视图。
详细的描述本发明涉及一种盒式磁带中使用的机械平衡式卷盘，它可以降低在高速旋转的过程中的振动，从而降低在磁带双向高速卷绕的过程中由磁带盒所产生的噪声水平。本发明尤其适用于那些藉通过磁带盒的顶壁或窗口滑动的压力按钮而对卷盘施加轴向力的盒式磁带。这些盒式磁带在高速走带的过程中特别容易产生让人讨厌的噪声。
当卷盘在使用过程中旋转时，本发明的平衡式卷盘毂可降低并且使振动最小化，从而降低磁带不均匀地卷绕和磁带边缘的损坏。减少振动可使得磁带在工厂里以较高的速度卷绕。平衡的毂件可减少盒式磁带在VCR内工作时所产生的噪声。测试表明，在盒带快速地向前或反绕的情况下，盒带内部测得的噪声峰值在630Hz(该频率是不平衡毂件所产生的噪声的主要频率)下降至3dB到6dB之间。这样，使用者所感受到的噪声水平就大大降低了。
图2所示的录像带卷盘毂是本发明的一个Betacam大SP长时间播放型的卷盘毂。毂件40是和一下法兰42模制成一体的。一上法兰44(如图4所示)则是分开模制的并且连接于毂件40上。毂件40包括一外圆筒件46和一内部结构50，所述外圆筒件具有一形成磁带卷绕面48的外表面。所述内部结构50可以是一个同心的内圆筒件，或者是如图2和5所示。外圆筒件46和内部结构50在底部自下法兰42的平面延伸，并且具有一个与上法兰44相连的顶部。外圆筒件46在顶部是开放的。
内部结构50可以在顶部封闭，并且可以包括诸突起部分52以便于将毂件40连接到上法兰44上。如图3所示，内部结构50在底部是开放的，以形成一个接收VCR之传动轴的容座54。内部结构50的内表面56上可以有花键58或其它类型的突起部分以啮合传动轴。
如图所示，在外圆筒件46的内侧，有多根肋条在内部结构50和外圆筒件46之间延伸，用以增加强度和改善可模制性。诸肋条60可以是任何数量、形状和构造，只要它们能在内部结构50和外圆筒件46之间提供充分的联接就可以。在一些实施例中可以不设置用于将内部结构50和外圆筒件46加以联接的肋条。用以连接上法兰的诸突起部分52可以形成在内部结构50和外圆筒件46之间，并且可以模制成诸肋条60的一部分。
外圆筒件46还可以有一个锁定装置以接收磁带的端部。该锁定装置包括一个开口或容座62，它形成为外圆筒件46的一个凹进部分并且是外圆筒件46的一部分。容座62是弧形的。磁带的端部收置在容座62内，将一个形状和容座62互补的构件(例如一卡箍64)推入并且收置在容座62内，它就可以将磁带紧固在卷盘毂40上并且完成锁定。
为了使毂件40平衡，也就是为了补偿由容座62、卡箍64以及用作卡箍的材料较重而造成的毂件40的重量的增加，在毂件相对于卡箍64的另一侧形成一个成为毂件40一部分的附加配重。该附加的配重是作为毂件40的一部分整体模制而成的。图2中用了诸肋条60，诸肋条60中的两个具有胶囊形的配重66。这些配重66可以是中心对称地设在肋条60上也可以不居中，视诸肋条60的位置以及配重的所需位置而定。如图所示，配重66有一大致垂直于肋条之轴线的主轴线。材料的数量和位置选择成能平衡锁定装置的质量。这就使得卷盘的总的质心和重心与卷盘的旋转轴线相重合。所述的平衡材料可以是单个配重或者是多个配重，只要使质心和旋转轴线相重合就可以。
在图5所示的实施例中，为了说明起见，示出了一个Betacam录像带的短时播放卷盘毂40’，其中的配重68形成为两个肋条上的较厚的部分。该配重68的主轴线与肋条60的轴线共轴并且共同延伸。在另一个实施例中，未使用肋条60来连接内部结构和外圆筒件46，但可以形成一个或多个肋条来充当配重，其位置最好是在直径方向上与容座62相对。
带有配重的毂件的构造可以选择得便于模制，而且配重部分的厚度要足够小以避免毂件和下法兰的相交处发生缩凹问题。
在模制与厚肋条相交的薄壁时经常发生的一个问题便是缩陷问题，也就是缩凹痕，它们形成在薄壁的与和肋条相交处的相对那一侧。本发明通过使肋条和外部毂件相交区域的平衡肋条变薄而避免了形成下陷的凹痕。
在不偏离本发明范围和精神的条件下，还可以对本发明作出种种变化和变型。例如，尽管本发明是针对Betacam规格的录像带作描述的，但在例如大D2和D3规格以及小VHS和8mm规格之类其它录像带中的不平衡问题也可以类似地加以解决。还有，虽然本发明使用了顶部和底部来描述毂件上的相对位置，但这种描述也仅仅起到举例说明的作用。
不平衡的磁带卷盘可以用多种其它方法来达到平衡，这些方法涉及在卷盘的合适位置上添加或去除材料。例如，可以通过去除卷盘法兰上的从夹紧区域起径向向外的那些点上的材料来达到平衡。这可以通过在卷盘法兰上设置一个或多个孔，或者是使卷盘法兰的一部分变薄来完成。然而，打孔或是其它去除材料的方法可能导致翘曲或其它注塑模制过程中的缺陷，可对卷盘的外观带来有害的影响，而且可能在高速卷绕的过程中造成磁带卷的卷绕缺陷，这是因为在磁带卷绕到卷盘上时，磁带层之间的空气有不均匀的运动。
或者，也可能通过对毂件之卡箍的径向相对侧添加一定的质量，例如可以加大该区域毂件的壁厚，来补偿由于在毂件一侧上的卡箍的重量所导致的不平衡。然而，生产高质量磁带卷盘的最为经济的方法是注塑模制热塑性材料，而这一工艺在生产具有某些构造的部件时又存在着一些局限性。具体地说，厚度变化的壁件可能造成那些在厚度均匀的壁件内不会产生的尺寸变化以及缺陷。这便削弱了为取得卷盘平衡而改变毂件壁厚的可行性，至少是当毂件壁厚的尺寸精度很重要的情况下是这样的。
此外，还可以使用其它一些装置来平衡卷盘。毂件的外圆筒件的相对于容座和卡箍的一侧可以做得较厚。还有，可以在一个或两个法兰的有额外重量的容座和卡箍一侧形成较薄部分或是孔以减轻质量，或者是在一个或两个法兰相对于容座和卡箍的一侧做得较厚。当磁带卷绕于卷盘上时，这些方法有时可能会导致法兰变形，或者是导致产生不均匀的空气逸出，从而便造成卷绕的困难并且可能使磁带损坏。
权利要求
1.一种录像带卷盘毂40，40’，它们位于两个法兰42，44之间以形成一个卷盘，其中毂件包括一外圆筒件46，它具有一外表面以形成一磁带卷绕面48，并且从在其底部的下法兰42的平面延伸，而且具有一个连接于上法兰44的顶部，其中该外圆筒件具有一个形成为一凹进部分并且成为外圆筒件一部分的容座62，其中该容座可以容置一个锁定元件64，以将磁带的一端锁定在毂件上；以及包括至少一个增加材料和减少材料的装置，用它们来补偿由于容座62以及锁定元件64所造成的质量和重量的增加，并用来平衡毂件40，40’的质量和重量以在毂件旋转时减少振动。
2.如权利要求1所述的毂件40，40’，其特征在于，所述补偿和平衡装置包括一配重66，68，它形成在外圆筒件46内部，并且位于毂件外圆筒相对于容座62的那一侧。
3.如权利要求2所述的毂件40，40’，其特征在于，它还包括一内部结构50，该内部结构从在其底部的下法兰42的平面延伸，并且具有一个连接于上法兰44的顶部。
4.如权利要求3所述的毂件40，40’，其特征在于，它还包括至少一个在外圆筒件内侧，于内部结构50和外圆筒件46之间延伸的第一肋条60；以及至少一个在外圆筒件内侧，于内部结构50和外圆筒件46之间延伸的第二肋条60；其中所述配重66，68形成在至少一个第一肋条上。
5.如权利要求3所述的毂件40，40’，其特征在于，所述内部结构50在顶部是封闭的，而在底部54处则是开放的以接受一VCR传动轴，而外圆筒件46在内部结构50外侧的顶部是开放的，而在内部结构外侧的底部处则是封闭的。
6.如权利要求4所述的毂件40，40’，其特征在于，所述配重至少是下列之一作为第一肋条60的一部分而整体模制的配重；胶囊形66；在第一肋条上中心对称地设置，并且具有一大致垂直于肋条轴线的主轴线；以及，形成为第一肋条的一较厚部分，并且具有一大致与肋条的轴线同轴的主轴线。
7.如权利要求1所述的毂件40，40’，其特征在于，它还包括一卡箍64，该卡箍作为锁定件，具有与容座62互补的形状，并且被收置在容座中以将磁带紧固到卷盘毂上。
8.一种录像带卷盘，包括如权利要求1所述的毂件40，40’和两个与所述毂件的相应端部连接的法兰42，44。
9.一种录像带卷盘，包括一壳体、一对磁带卷盘、以及两端部连接于相应磁带卷盘的一定长度的磁带，其中至少一个磁带卷盘包括一如权利要求1所述的圆筒形毂件40，40’和两个与所述毂件相应之端部连接的法兰42，44。
全文摘要
一种录像带卷盘毂(40，40′)包括一外圆筒件(46)，该外圆筒件有一个形成为外圆筒件的一凹进部分的容座(62)。容座62内放置了一卡箍(64)以将磁带紧固到卷盘毂(40，40′)上。在外圆筒件内形成了一配重(66，68)，用以平衡卡箍(64)和容座(62)所增加的质量。
文档编号G11B23/087GK1141686SQ95191768
公开日1997年1月29日 申请日期1995年1月20日 优先权日1994年2月25日
发明者文森特·P·托伊伯, 杰弗里·T·吉布斯 申请人:美国3M公司