[发明专利]带有预选成具有不同阻力分布的角轮组件的皮带驱动存储设备

说明书

本发明属于皮带驱动记录磁带盒的领域例如美国专利No.3,692,255(Von Behren)中描述的领域。更准确地说，本发明涉及一种用于这种皮带驱动记录磁带盒的改进角轮系统。

Von Behren的专利，即在此引用的美国专利No.3,692,255的皮带驱动记录磁带盒，通常称作“数据盒”。数据盒一般包括一个限定一个薄的、一般为矩形的外壳的壳体。壳体包含一根缠绕在一对磁带盘毂上的记录磁带。记录磁带由一根弹性驱动皮带驱动，该弹性驱动皮带又由一个单个的可反转驱动电机驱动。驱动皮带提供记录磁带在两者之中的任何方向上的迅速加速和减速。驱动皮带沿一条一般由一个驱动轮、一对角轮组件、和缠绕在每个毂上的磁带单元部分限定的驱动皮带路径伸展。每个角轮组件一般包括一根轴、一个安装在用于自由轮转动的轴上的可转动角轮、和希望在轴与其相应角轮之间的界面处提供的润滑剂。

把数据盒设计成，在数据盒的操作期间使由驱动皮带驱动的磁带总是在一定量的张力下。当磁带从毂到毂通过时，磁带张力一定不能处在某一最小值以下，否则在读/写磁头(也称作传感器磁头)与磁带之间的接触可能不足以实现成功的数据传送。相反，最大驱动力，即必须施加以转动盒驱动轮的力，一定不能超过与驱动有关的电机的功率额定值。总之，数据盒必须满足最小磁带张力规定，而同时在最大允许驱动力规定的范围内操作，以达到数据盒在驱动中的可接受性能。满足这两种规定可能是困难的，特别是因为驱动力至少部分依赖于磁带张力，意味着磁带张力增大对增大驱动力有影响。

众所周知，皮带驱动数据盒中的磁带张力和驱动力是由角轮组件中每一个施加的阻力，即摩擦力的函数。因而，在角轮体与其轴之间的界面处出现的摩擦力(阻力)将有助于拉紧磁带，从而磁带能适当地与驱动中的读/写磁头连系。已经证明，由在皮带驱动数据盒中两个角轮组件提供的总阻力是由每单个角轮组件施加的阻力之和。见VonBehren等的“数据盒的机械设计”，Adv.Info.Storage Sys.(先进信息存储系统)，(1991)at 1。

因为对数据盒中更高记录密度和更快磁带传送速度的要求不断提高，建立和保持对角轮阻力的均匀性的精确控制就成为提高记录/重放性能的关键。这仍然是一种挑战，因为由角轮组件施加的阻力可能受多个变量的影响。一个关键变量是引入角轮组件中的润滑剂的粘度特性。因此，理想的是，希望使用一种其粘度特性在数据盒的整个操作范围都非常稳定的角轮润滑剂。

不幸的是，大多数润滑剂单独不满足这种愿望。众所周知，已知种类的角轮润滑剂的粘度特性倾向于不仅随温度的变化而变，而且也随磁带传送速度的变化而变。因此，一直希望开发用于角轮组件的润滑剂，该润滑剂能用来减小磁带张力和驱动力对温度和/或速度变化的依赖关系。然而，找到同时满足要求的特定润滑剂一直很困难。

例如，美国专利No.5,448,440描述了一种角轮润滑剂，这种润滑剂包括一种合成烃基油、一些起增稠剂作用的氟化树脂颗粒、和一种有助于把颗粒分散在基油中的分散剂。这些润滑剂在操作速度的宽范围内向角轮组件提供相当稳定的阻力分布。然而，这些润滑剂的阻力倾向于有点随磁带速度增大而增大。更重要的是，这些润滑剂对温度变化相当敏感。当然，希望减小这种润滑剂的温度和速度相关性。

美国专利No.5,494,596描述了一种包括直链、非极性、全氟聚醚基油和起稠化剂作用的氟化树脂颗粒的润滑剂。这些润滑剂在操作温度的宽范围内表现出显著的稳定阻力持性，但对速度变化相当敏感。当然，希望找到减小这些润滑剂的速度相关性的方法，以充分利用这些润滑剂在宽温度范围内如此良好工作的能力。

另一种在角轮组件中控制和建立角轮阻力的希望值的方法，包括用弹簧加载角轮的上推力表面。然而，这种方法需要额外的弹簧零件，使制造更复杂和昂贵。这种方法也导致过分磨损，从而减小角轮组件的使用寿命。

建立和保持角轮阻力的第三种方法，包括改变角轮的几何形状。例如，日本专利出版物JPH5-2870描述了一种用来稳定数据盒的磁带张力的手段，其中角轮的外径从15.5毫米减小到14.0毫米+/-1.0毫米。一般认为减小外径以增大角轮的转动速度，由此也增大摩擦力和阻力。然而，这种手段需要制造新的角轮模具，这既耗时又昂贵。