JP2006012255A - リールバネおよびこれを備えた磁気テープカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】テープリールの回転中心上部の耐摩耗性を高め、生産性にも優れたリールバネおよびこれを備えた磁気テープカートリッジを提供する。
【解決手段】 本発明のリールバネ２５Ａは、その金属製バネ本体３０のテープリール対向面に、テープリールの回転中心上部の耐摩耗性を高めるための潤滑性塗装被膜３１を形成することにより、摩擦潤滑性の高い材料を用いずにテープリールの耐摩耗性を高める。潤滑性塗装被膜３１は、潤滑剤を添加した合成樹脂被膜でなり、この潤滑剤の含有量を、０．５ｗｔ％以上１６ｗｔ％以下とする。０．５ｗｔ％未満では被膜３１の潤滑性が少なく、１６ｗｔ％を越えるとバネ本体３０との密着性が劣化し、プレス生産性が悪くなる。また、この潤滑性塗装被膜３１の膜厚は１０μｍ以上３０μｍ以下とすることにより、被膜の摩耗耐久性と生産性の両立が図れる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、テープ状記録媒体として磁気テープが巻装されたテープリールをカートリッジケースに回転可能に収納してなる磁気テープカートリッジに関し、更に詳しくは、テープリールの回転中心上部を付勢するリールバネに関する。

一般に、ビデオ機器などにおいては、一対のテープリールに巻き回した磁気テープを、カートリッジケース内に走行可能に保持して記録再生を行う磁気テープカートリッジ（あるいはテープカセット）が多用されている。図８は、この種の従来の磁気テープカートリッジとして、ＶＨＳタイプのテープカートリッジの構成を示している。

図８に示す磁気テープカートリッジ１０１は、上シェル１０２と下シェル１０３とを結合することにより形成されるカートリッジケース１０４と、磁気テープ１０５が巻装されるとともにカートリッジケース１０４の内部に回転可能に収納された一対のテープリール１０６，１０６とを備えている。

各テープリール１０６は、それぞれ、上リールフランジ１０６ａと、磁気テープ１０５の巻芯となるハブ１０６ｂおよび下フランジ１０６ｃが一体に形成された下リール１０６ｄを備えた構成とされている。

上シェル１０２の内面側にはリールバネ１０７が固着されており、このリールバネ１０７の各々の端部１０７ａ，１０７ａにより、テープリール１０６，１０６の回転中心上部がそれぞれ下シェル１０３側に付勢されている。リールバネ１０７は、ステンレス等のバネ性を有する薄鋼帯を打抜きプレス加工して形成されている。

リールバネ１０７は、磁気テープカートリッジ１０１が記録再生装置（ドライブ）に装着され、テープリール１０６の下面底部に形成された孔部に記録再生装置のリール駆動軸が挿入された際、テープリール１０６をリール駆動軸に向けて付勢することにより、テープリール１０６の安定した回転走行性を確保する。

したがって、リールバネ１０７は、テープリール１０６の回転動作の際、テープリール１０６の回転中心上部に常に付勢状態で接触している。この接触状態におけるテープリール１０６の回転スピードは、磁気テープ１０５の早送り、早巻き戻し状態においては、一分間に１０００回転〜６０００回転（１０００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍ）以上に達する高速にて回転している。

このような機構でテープリール１０６を回転させているため、テープリール１０６のリールバネ１０７との接触部分の摩滅によりテープリール１０６の安定した回転走行性が損なわれたり、摩耗粉が磁気テープ１０５に付着して記録再生時のドロップアウトが引き起こされ、磁気テープカートリッジ１０１の所期の性能を維持できなくなる懸念が生じる。そのため、磁気テープカートリッジ１０１の所期の性能を確保する上では、テープリール１０６のリールバネ１０７との接触部分の摩耗を軽減する必要がある。

そこで、従来では、テープリール１０６（下リール１０６ｄ）をポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂といった摩擦潤滑性の高い樹脂材料によって形成している。あるいは、上リールフランジ１０６ａと下リール１０６ｄとの間に、リールバネ１０７の端部１０７ａと接触するように、摩擦潤滑性の高いポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂といった樹脂材料により形成されたセンターピン１０８，１０８が取り付けられたものもある（図８）。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献を以下に示す。

特開平１−３０６０２６号公報 特開平１１−２３２８２１号公報 特開２０００−３２８２０９号公報

しかしながら、テープリール１０６（下リール１０６ｄ）をポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂といった摩擦潤滑性の高い樹脂材料によって形成した場合においては、これらの樹脂がＡＢＳ（アクリルブチルスチロール樹脂）やＨＩ−ＰＳ（ハイインパクトスチロール樹脂）といった汎用樹脂に比べて高価であるという問題がある。

加えて、ポリアセタール樹脂は成形収縮率が大きいことよりリールの精度（特に回転精度）を確保するのが難しく、キャビティ数（１個の金型から幾つのリールを作ることができるか）を多くすることができないために、生産性が劣り、生産コストが高くなるといった問題を有している。また、ポリブチレンテレフタレート樹脂にあっては、成形収縮が大きいことに加え、射出成形した後の収縮も大きく、リールの寸法精度を確保するのが難しい。

また、上リールフランジ１０６ａと下リール１０６ｄとの間に、リールバネ１０７と接触するように、摩擦潤滑性の高いポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂といた樹脂材料で形成されたセンターピン１０８が取り付けられるタイプのものにおいては、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂といった高価な樹脂を多量に使う必要がないといった利点がある反面、部品点数が増えることにより、リールの組立精度が劣る、射出成形用金型の投資が増えて経済的でない、部品を取り付けた後に上下リールを接合する必要があり作業が煩雑となる、等といった問題を有している。

一方、上記特許文献１，２には、テープリールと接触するリールバネ表面に樹脂被膜を形成してテープリールの耐摩耗性を高める技術が開示されている。この構成によれば、テープリールにポリアセタール樹脂等の摩擦潤滑性の高い樹脂材料を用いずにテープリールの耐摩耗性を得ることができるので非常に有利である。

ところが、この種の樹脂被膜付きリールバネに関しては、テープリールとの接触による樹脂被膜の摩耗耐久性を確保しながら、リールバネの下地金属と樹脂被膜との間の十分な密着強度を維持するとともに、リールバネをプレスにて打ち抜く際の生産性の低下を防ぐ必要がある。

そこで、本発明は、テープリールとの対向面に樹脂被膜が形成されたリールバネであって、樹脂被膜の摩耗耐久性を確保できるとともに、樹脂被膜の十分な密着性が得られ、生産性をも確保することができるリールバネおよびこれを備えた磁気テープカートリッジを提供することを課題とする。

以上の課題を解決するに当たり、本発明は、リールバネが、金属材料でなるとともに、テープリールの回転中心上部に対向する側の面には、潤滑剤を０．５重量％以上１６重量％以下含有した合成樹脂製の潤滑性塗装被膜が形成されていることを特徴とする。

本発明は、テープリールの回転中心上部と対向するリールバネの表面に上記構成の潤滑性塗装被膜を形成することにより、テープリールとの摩擦を軽減し、テープリールの回転中心上部耐摩耗性を向上させるようにしている。これにより、テープリールを汎用樹脂で形成してもテープリール回転中心上部の摩耗を抑制し、性能の劣化がない磁気テープカートリッジを提供することができるようになる。

また、潤滑剤の含有量が０．５重量％未満の場合には、十分な潤滑性を得ることができず、テープリールの高速回転時において潤滑性塗装被膜が摩耗し、これに接触するテープリールの回転中心上部の摩耗を誘発する。一方、潤滑剤の含有量が１６重量％を越えると、下地金属との密着性が劣化して剥がれ易くなり、リールバネをプレスによる打抜き形成時に、切断面から潤滑性塗装被膜が脱落し、プレス金型のメンテナンス頻度を増大させてプレス生産性に悪影響を与える。

潤滑性塗装被膜の膜厚は、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。１０μｍ未満では潤滑性塗装被膜の摩耗耐久性が劣化し、３０μｍを越えるとリールバネのプレス生産性に悪影響を与えるからである。

リールバネのバネ本体は、ステンレス鋼やアルミニウム合金などの金属材料で形成される。特に、バネ本体をアルミニウム合金製とすることにより、リールバネの軽量化が図られ、落下衝撃等によるリールバネ取付部の損傷を抑止できる。

本発明の磁気テープカートリッジによれば、テープリールの回転中心上部を付勢するリールバネの表面に、潤滑剤を添加した合成樹脂製の潤滑性塗装被膜が形成されているので、摩擦潤滑性の高い合成樹脂材料を使用せずとも、リールバネの付勢によるテープリール回転中心上部の摩耗に対して耐久性を高めることが可能となるとともに、潤滑性塗装被膜の密着性を向上させ、プレス生産性にも優れたリールバネを得ることができるので、信頼性および生産性に優れたリールバネおよびこれを備えた磁気テープカートリッジを得ることができる。

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態による磁気テープカートリッジ１の構成を示す分解斜視図であり、一例としてＶＨＳタイプの磁気テープカートリッジを示している。まず、この磁気テープカートリッジ１の全体構成について説明する。

本実施の形態の磁気テープカートリッジ１は、例えばハイインパクトスチロール（耐衝撃性ポリスチレン：ＨＩ−ＰＳ）樹脂製の上シェル２と下シェル３とを結合することにより形成されるカートリッジケース４と、磁気テープ５が巻装されるとともにカートリッジケース４の内部に回転可能に収納された一対のテープリール６，６とを備えている。なお、上シェル２および下シェル３は、複数本のネジ部材７を用いて互いに結合されている。

テープリール６は、図２に示すように、上リールフランジ６ａと、磁気テープ５の巻芯となるハブ６ｂおよび下フランジ６ｃが一体に形成された下リール６ｄとを備えた構成とされている。上リールフランジ６ａは、例えばアクリルスチレン（ＡＳ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂等の透明合成樹脂で形成され、下リール６ｄは、例えばＨＩ−ＰＳ樹脂、アクリルブチルスチロール（ＡＢＳ）樹脂などの汎用熱可塑性樹脂で形成されている。

テープリール６は、ハブ６ｂの上面に形成された複数の突起６ｅを上リールフランジ６ａの対応部に形成された貫通孔６ｆに係合させた後、突起６ｅの先端部を熱圧着などで拡径することにより、上リールフランジ６ａが下リール６ｃに接合、一体化されている。下リール６ｃの底面略中央部には、記録再生装置のリール駆動軸が挿入され内周部に駆動係合用爪（図示略）が形成された孔部６ｇが形成されているとともに、下リール６ｄ（ハブ６ｂ）の回転中心上部には、後述するリールバネ２５Ａが弾接する凸部６ｈが形成されている。

テープリール６の凸部６ｈは、図２に示したように、上リールフランジ６ａの中央部に形成した孔６ｊを貫通させて上方側へ突出させているが、図３に示すように、上リールフランジ６ａの回転中心上部に、リールバネ接触用の凸部６ｋを突出形成させるようにしてもよい。

さて、下シェル３の前方側（図中手前側）に形成されたテープローディング用の開口部８の両側には、円筒状のテープガイド９，９がそれぞれ設けられている。これらテープガイド９，９はステンレス製で、一方のテープリール６から送出され他方のテープリール６に巻き取られる磁気テープ５が下シェル３と接触して傷などが付かないように走行を案内する。

ガイドポール１０は、シート材にて形成されたテープ緩み止め１１とともに下シェル３に係合され、これらガイドポール１０とテープ緩み止め１１とにより磁気テープ５を挟み込むことにより、カートリッジケース４内に収納されている磁気テープ５が不用意に弛み開口部８からはみ出るのを防ぐ。ガイドローラ１２は、磁気テープ５の安定した走行性が得られるように取り付けた回転ローラである。

リッド（蓋）部材１３は、開口部８を横切る磁気テープ５の前面を覆うようにカートリッジケース４に対して開閉自在に取り付けられている。リッドロック部材１４は、磁気テープカートリッジ１の非使用時にリッド部材１３を閉止位置にロックし、磁気テープカートリッジ１が記録再生装置に装着された使用時にのみ、リッド部材１３を開蓋させる。リッド部材１３は、リッドスプリング１５により閉止位置に付勢され、リッドロック部材１４は、リッドロックスプリング１６によりリッド部材１３をロックする位置に付勢されている。

下シェル３の中央側後方には、一対のリールロック片１７，１７が設けられている。これらリールロック片１７，１７は可動プラグ１８に対してトーションバネ１９，１９を介して組み付けられている。リールロック片１７，１７は、トーションバネ１９，１９の付勢力を受けて、テープリール６の外周縁に形成された係合歯２０，２０と係合することにより、磁気テープカートリッジ１の非使用時におけるテープリール６，６の回転を阻止する機能を果たす。

なお、下シェル３の主面部には、テープリール６，６の配置位置に対応して、記録再生装置のリール駆動軸が進入する一対の孔２１，２１がそれぞれ形成されている。

一方、上シェル２には、テープリール６，６に巻き回された磁気テープ５の巻き量を確認するための窓２２，２２が設けられている。窓２２，２２は、上シェル２に設けられた窓開口２３，２３を上シェル２の内面側から塞ぐ透明な材料で形成されている。

また、上シェル２の内面側には、本発明に係るリールバネ２５Ａが固着されており、このリールバネ２５Ａの各々の端部２５ａ，２５ａにより、テープリール６，６の凸部６ｈ（６ｋ），６ｈ（６ｋ）がそれぞれ下シェル３側に付勢されている。

本実施の形態のリールバネ２５Ａは、図４に示すように、ステンレス（例えばＳＵＳ３０４）鋼帯を打抜きプレス加工して形成されたバネ本体３０と、このバネ本体３０のテープリール６の凸部６ｈ（６ｋ）が接触する側の面に形成された潤滑性塗装被膜３１とで構成されている。

バネ本体３０は、厚さが例えば０．３ｍｍの板バネでなり、その長手方向中央部に関して対称的に多角節２５ｃが形成されて段階的に左右同一角度でテープリール６側に折れ曲げられている。これにより、上記長手方向中央部の平坦部２５ｄから端部２５ａ，２５ａに向かって第１傾斜部２５ｅ，２５ｅ、第２傾斜部２５ｆ，２５ｆがそれぞれ順に形成されている。

図５Ａ，Ｂに示すように、リールバネ２５Ａの平坦部２５ｄには取付孔２５ｂ，２５ｂが形成されている。これら取付孔２５ｂ，２５ｂに対して上シェル２の対応する内面部に突出形成された突起２ａ，２ａを挿入させた後、これら突起２ａ，２ａの先端部を熱圧着などによりかしめ、突起２ａ，２ａ先端の径を取付孔２５ｂ，２５ｂより大となすように形成することにより、リールバネ２５Ａが上シェル２内面の所定位置に固着されている。

そして、リールバネ２５Ａは、磁気テープカートリッジ１が記録再生装置に装着され、テープリール６，６の孔部６ｇ，６ｇにリール駆動軸が挿入された際、テープリール６，６をリール駆動軸に向けて付勢することにより、テープリール６，６の安定した回転走行性を確保する。

さて、本実施の形態のリールバネ２５Ａは、そのテープリール６と対向する側の面に、上述した潤滑性塗装被膜３１が形成されている。この潤滑性塗装被膜３１は、合成樹脂材料中に潤滑剤等を添加した塗膜でなり、リールバネ２５Ａを打ち抜く前の金属原反にプレコートされている。

このような構成のリールバネ２５Ａを打抜き形成するにあたっては、図６に模式的に示すように、リールバネ２５Ａの潤滑性塗装被膜３１の形成面がプレス金型４０のダイセット４１側となるように配置し、潤滑性塗装被膜３１の形成されていない面をプレス金型４０のパンチ４２側となるようにして打抜き加工を行う。なお、図６において２６は、リールバネ２５Ａの原反を示している。

これにより、切断面からの潤滑性塗装被膜３１の脱落を抑えて、プレス金型４０のメンテナンス頻度を少なくすることができ、これによりリールバネ２５Ａのプレス生産性を高く維持することができる。

次に、潤滑性塗装被膜３１の詳細について説明する。

上述のように、潤滑性塗装被膜３１は、合成樹脂材料中に潤滑剤等を添加した塗膜で構成されている。潤滑剤を含む塗料としては、潤滑剤を０．５ｗｔ（重量）％以上１６ｗｔ％以下含有する合成樹脂塗料を使用する。これにより、テープリール６の下リール６ｄの回転中心上部に一体形成された凸部６ｈ、あるいは、上リールフランジ６ａの回転中心上部に一体形成された凸部６ｋがリールバネ２５Ａの端部２５ａと接触回転する際、潤滑性塗装被膜３１の潤滑効果により、凸部６ｈ，６ｋの耐摩耗性を高め、テープリール６の安定した回転走行性を確保することができる。

塗料に添加する潤滑剤としては、ワックス及び／又はフッ素化合物が用いられる。ワックスとしては、ポリオレフィンワックス、石油ワックス、カルナバロウに代表される天然ワックスが挙げられ、フッ素化合物としては、ポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。

潤滑剤の添加量が０．５ｗｔ％未満の場合においては、十分な潤滑性を確保することができず、テープリール６の高速回転時において、潤滑性塗装被膜３１が摩耗して下地金属（バネ本体３０）が露出し、テープリール６の凸部６ｈ（６ｋ）が摩耗してしまうおそれがある。一方、潤滑剤の添加量が１６ｗｔ％を越えると、潤滑剤を含む塗料の金属下地（バネ本体３０）への密着性が劣って剥がれ易くなり、リールバネ２５Ａをプレス金型４０にて打ち抜く作業を行う際、切断面から塗装膜３１が脱落し、プレス金型４０のメンテナンス頻度の増大による生産性低下が懸念される。

潤滑性塗装被膜３１の母材となる合成樹脂塗料としては、ポリエステル系やエポキシ系のほか、アクリル系、ウレタン系などが挙げられる。これに潤滑剤を添加して得られた塗料を芳香族炭化水素系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤などを主溶剤及び／又は希釈剤として使用し、塗料粘度などのコーティング特性を調整し、ロールコーター、ブレードコーター、スプレー装置などにより塗装する。

本発明に係る潤滑性塗装被膜３１は、上に例示した熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂のみならず、その他にも公知の紫外線硬化樹脂を適用し、潤滑剤を添加することにより同様の効果を得ることができる。

具体的には、ベース樹脂として、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、シリコンアクリレートなどが挙げられ、反応希釈剤として、２−エチルヘキシアクリレート、２Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、イソボニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、１−６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレートなどが挙げられる。光重合開始剤としては、デンゾイエンエーテル系として、イソプロピルベンゾイエンエーテル、イソブチルベンゾイエンエーテルなどが挙げられる。ベース樹脂、反応希釈剤、光重合開始剤を必須成分として構成し、安定化を図るための添加剤として、レベリング剤や可塑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、消泡剤、表面張力調整剤などが含まれていてもよい。

このようにして得られた紫外線硬化型塗料に潤滑剤を添加混練した後、これをステンレス鋼板に塗布し、紫外線を照射して硬化させる。このような処理を施しても同様の耐摩耗性を有する硬化樹脂膜を得ることができる。

一方、潤滑性塗装被膜３１の厚さは、１０μｍ以上３０μｍ以下、さらに好ましくは、１０μｍ以上２０μｍ以下とする。

潤滑性塗装被膜３１の厚さが１０μｍ未満では、当該塗装被膜の摩耗耐久性が十分ではなく長時間のテープ走行即ちリールの回転により塗装被膜が摩耗し、下地金属（バネ本体３０）が露出して、テープリール６の凸部６ｈ，６ｋの耐摩耗性を低下させてしまう。また、潤滑性塗装被膜３１の厚さが３０μｍを越えると、プレス加工時にプレス金型のパンチとダイの衝撃により、潤滑性塗装被膜が打抜き部近傍で剥離し、脱落粉がプレス金型のパンチとダイの隙間に入り込んで打抜き性が劣化する。このため、パンチとダイの隙間に入った脱落粉を定期的に取り除く必要が生じ、生産性が悪くなる。

ところで、潤滑性塗装被膜３１の厚みを大きくすると、当該塗装被膜が軟らかくなり、テープリール６の凸部６ｈ（６ｋ）に対する弾接作用で当該塗装被膜の接触部に凹みが生じて、凸部６ｈ（６ｋ）の耐摩耗性を低下させてしまう場合がある。

この場合、潤滑性塗装被膜３１を構成する塗料に潤滑剤とともに骨剤を添加、混練するようにすれば、潤滑性塗装被膜３１の剛性が高まり、リールバネ２５Ａに接触するテープリール６の凸部６ｈ（６ｋ）の耐摩耗性を向上させることができる。添加される骨剤としては、粒状、鱗片状等の酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、ホウ酸アルミニウム顔料、酸化亜鉛、シリカ、セラミック、ガラスといった無機質の材料、あるいは、アクリル、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ウレタン、オレフィン、ナイロンなどの有機質の材料が好適である。

このように、潤滑性塗装被膜３１に骨剤を添加することにより、潤滑性塗装被膜３１の剛性が高められ、これによりテープリール６の凸部６ｈ（６ｋ）に対する弾接作用による凹みや窪みの発生を抑制し、凸部６ｈ（６ｋ）との点接触状態を維持してテープリール６の耐摩耗性を高めることができる。

以上のように構成される本実施の形態の磁気テープカートリッジ１によれば、テープリール６の回転中心部である凸部６ｈ（６ｋ）に接触する側のリールバネ２５Ａの表面に、潤滑剤を０．５ｗｔ％以上１６ｗｔ％以下含有した合成樹脂製の潤滑性塗装被膜３１を形成したので、リールバネ２５Ａとテープリール凸部６ｈ（６ｋ）との摩擦を軽減して当該凸部６ｈ（６ｋ）の耐摩耗性を向上させることができる。

これにより、ＨＩ−ＰＳに代表されるスチロール系樹脂やＡＢＳに代表されるアクリル系樹脂などの汎用熱可塑性樹脂でテープリール６を形成しても凸部６ｈ（６ｋ）の摩耗を抑制できるので、テープリールの高速回転走行性の長期にわたる安定化、摩耗粉の付着による磁気テープ５の記録再生不良の防止が図られ、性能の劣化のない磁気テープカートリッジ１を提供することができる。

また、テープリールを汎用熱可塑性樹脂で形成できることに伴い、テープリール６を安価に形成でき経済的であるとともに、ポリアセタール樹脂等の摩擦潤滑性の高いエンジニアリングプラスチックにより形成されるものに比べて成形収縮率が小さいことから、リールの寸法精度、回転精度が確保し易く、テープリールの将来的な高速回転化の要請に十分に応えることが可能となる。

そして、本発明に係る潤滑性塗装被膜３１は、潤滑剤を０．５ｗｔ％以上１６ｗｔ％以下含有した合成樹脂被膜で形成されているので、この被膜３１の潤滑性を十分に確保してテープリール凸部６ｈ（６ｋ）の耐摩耗性を向上させながら、被膜３１自体の摩耗耐久性をも高めて、テープリール凸部６ｈ（６ｋ）および被膜３１の摩滅を防止できる。

加えて、潤滑性塗装被膜３１と金属下地（バネ本体３０）との間の十分な密着性を確保することができ、これにより、リールバネ２５Ａの打ち抜き形成時における切断面からの被膜３１の脱落を防いで、プレス金型４０のメンテナンス頻度を少なくし、リールバネ２５Ａの生産性向上に大きく貢献することができるとともに、リールバネ２５Ａの摩耗耐久性を長期にわたって維持できるようになる。

［第２の実施の形態］
続いて、図７は、本発明の第２の実施の形態を示している。なお、図において上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。

本実施の形態では、下リール６ｄ（または上フランジ６ａ）の回転中心上部に位置する凸部６ｈ（または６ｋ）を付勢するように上シェル２の内面に固着されるリールバネ２５Ｂのバネ本体３０を、アルミニウム合金材料で形成している点で、上述の第１の実施の形態と異なる。このアルミニウム合金製のリールバネ２５Ｂを用いることにより、ステンレス鋼製の第１の実施の形態のリールバネ２５Ａに比べて軽量化が図れるようになる。

リールバネ２５Ｂは、上述の第１の実施の形態と同様に、その長手方向中央部の平坦部に一対の取付孔が形成され、これら取付孔に上シェル２内面に突出形成された突起２ａ，２ａを挿通させた後、熱圧着などによりかしめることにより、上シェル２内面の所定位置に固着される。そこで、リールバネ２５Ｂの軽量化を図るということは、磁気テープカートリッジが落下などの衝撃を受けた際に、熱圧着などによりかしめられた突起２ａ，２ａ先端が破損するなどして、リールバネ２５Ｂが上シェル２から脱落するなどの問題が回避されることになる。

リールバネ２５Ｂのバネ本体３０を形成するアルミニウム合金材料としては、例えば、Ａｌ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳＡ５０００系）、Ａｌ−Ｍｎ系合金（Ａ３０００系）といった強度の高いものが好適に使用できる。また、リールバネ２５Ｂの形成は、上述の第１の実施の形態と同様に、潤滑性塗装被膜３１の形成面側をダイ側に向けたプレスによる打ち抜き、折り曲げ加工が適用される。

特に、リールバネ２５Ｂを上述の第１の実施の形態にように長手方向中央部に関して対称的に複数の多角節を有する構成とすることにより、バネ応力が多角節部に分散されることになり、ステンレス鋼などと比べて張力が低いアルミニウム合金材料を使用しても、クリープ即ちバネ性の経時劣化を軽減することが可能となる。

本実施の形態においても、このアルミニウム合金製のリールバネ２５Ｂは、そのテープリール６との対向面に、潤滑剤を０．５ｗｔ％以上１６ｗｔ％以下含有した合成樹脂製の潤滑性塗装被膜３１が形成されている。この潤滑性塗装被膜３１の膜厚は、１０μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、必要に応じて、骨剤が添加されてもよい。

これにより、リールバネ２５Ｂとテープリール凸部６ｈ（６ｋ）との摩擦を軽減して当該凸部６ｈ（６ｋ）の耐摩耗性を向上させることができるとともに、リールバネ２５Ｂの打ち抜き形成時における切断面からの被膜３１の脱落を防いで、プレス金型のメンテナンス頻度を少なくし、リールバネ２５Ｂの生産性向上に大きく貢献することができる。

また、本実施の形態では、リールバネ２５Ｂの潤滑性塗装被膜３１が形成される面とは反対側の面に、アルミニウム合金でなるリールバネ本体の耐食性を目的とした耐食性塗装被膜３２が形成されている。この耐食性塗装被膜３２は、アルマイト被膜等のように電気化学的に形成される防食膜で構成することも勿論可能であるが、本実施の形態では、生産性、生産コスト等の見地から、潤滑性塗装被膜３１と同種の膜で当該耐食性塗装被膜３２を形成している。

ここで、耐食性塗装被膜３２は潤滑性塗装被膜３１よりも薄厚に形成されており、１０μｍ以下、更に好ましくは、０．５μｍ以上５μｍ以下の厚さとされている。

この耐食性塗装被膜３２の膜厚が０．５μｍ以下では、安定した被膜を形成できずピンホールなどが発現し、耐食性を確保することが困難となる。また、１０μｍを超えると、これとは反対側の面に形成された潤滑性塗装被膜３１と相乗して、プレス加工時の衝撃により潤滑性塗装被膜３１と耐食性塗装被膜３２が切断面から脱落し、その脱落粉がプレス金型のパンチとダイの隙間に入り込んで、プレスの打ち抜きに不都合が生じる、即ちリールバネ２５Ｂのプレス生産性に悪影響を与えかねない。

耐食性塗装被膜３２を潤滑性塗装被膜３１よりも薄厚に形成することにより、これら被膜３１，３２間の塗膜収縮差を利用して、図７において矢印Ｃで示すように、塗膜厚が大なる潤滑性塗装被膜３１の塗膜収縮によるリールバネ２５Ｂのテープリール６側への反りが生じることになり、これがリールバネ２５Ｂの形状維持とバネ形成後のへたり防止に効果的となる。

なお、リールバネ２５Ｂの製造に際し、バネ本体３０に対する潤滑性塗装被膜３１および耐食性塗装被膜３２の形成には、塗膜形成面にクロム酸系処理、リン酸クロム酸系処理などの化成皮膜形成処理を行った後、塗装皮膜３１，３２を塗布することにより、耐食性と塗膜の密着性を向上させることができる。これらの処理は、例えばカラーアルミの製造に用いられる連続塗装工程によって行うことができる。

また、どちらの被膜が潤滑性塗装被膜３１か、あるいは耐食性塗装被膜３２か判別がつきにくく、打抜き工程にて表裏を間違えてしまう懸念がある場合には、摩耗耐久性や耐食性、密着性に影響を与えない範囲で着色剤等を添加することにより、被膜３１，３２の色彩を互いに異ならせてもよい。

更に、耐食性塗装被膜３２が磁気テープカートリッジの窓（２２）を介して視認できるので、カートリッジの装飾性向上を目的として、リールバネ２５Ｂの素地を生かしたカラークリア塗装や素地を隠蔽したカラー塗装、絵柄、文字等の印刷を被膜３２に施してもよい。

本発明の効果を確認するために、以下の実験を行った。

バネ本体３０にアルミニウム合金板（ＪＩＳ Ａ５１８２、板厚０．３ｍｍ）を用い、その両面にクロム酸クロメート処理を施した後、テープリール６との対向面に潤滑性塗装被膜３１を、その反対側の面に耐食性塗装被膜３２をそれぞれ形成したリールバネ２５Ｂを製作し、これを上シェル２内面の所定位置に図７に示した方法で固着して磁気テープカートリッジを製作した。そして、この磁気テープカートリッジを記録再生装置へ装着し、内装された磁気テープ（１２０分テープ）の早送り、早巻き戻しを３０〜５０往復、あるいは５０往復以上繰り返した後、リールバネ２５Ｂと接触するテープリール凸部６ｈ（６ｋ）の摩耗状態およびリールバネ２５の接触部の摩耗状態を評価した。実験の結果を表１に示す。

ここで、潤滑性塗装被膜３１は、ポリエステル樹脂（実施例１〜６，８〜１１）、エポキシ樹脂（実施例７）に、潤滑剤としてポリフッ化ビニリデン（実施例１〜５，７〜１１）、天然カルナバロウ（実施例６）および骨剤として炭酸カルシウムをそれぞれ表１に示す量だけ添加した塗料を、乾燥後の塗膜厚が表１に示した厚さとなるように形成した。
耐食性塗装被膜３２は、潤滑性塗装被膜３１と同種のものを用い、その膜厚は３μｍとした。

また、リールバネ２５Ｂと接触するテープリール凸部の構成は、下リール６ｄの回転中心上部に一体形成されたもの（６ｈ）、上リールフランジ６ａの回転中心上部に一体形成されたもの（６ｋ）についてそれぞれ評価し、その構成材料は表１に記載した汎用樹脂を使用した。

なお、比較として、樹脂被膜が形成されていないリールバネ（従来品）を用いたときのテープリール凸部６ｈ（６ｋ）の耐摩耗性評価についても、表１に併記する。

テープリール凸部６ｈ（６ｋ）の耐摩耗性評価は、以下の判定基準を用いた。
○：５０往復にて凸部６ｈ（６ｋ）の摩耗が見られず、かつ、リールバネ２５Ｂの塗膜 ３１の摩耗も見られない。
△：３０往復において凸部６ｈ（６ｋ）および塗膜３１の摩耗は見られないが、５０往 復においては塗膜３１の若干の摩耗が見られる。
×：３０往復において凸部６ｈ（６ｋ）および／または塗膜３１の摩耗が見られる。

表１から明らかなように、塗膜３１が形成されていない従来のリールバネでは、３０往復以下においてテープリール凸部６ｈ（６ｋ）の摩耗が認められる（比較例２〜６）のに対し、潤滑剤が０．５ｗｔ％以上１６ｗｔ％以下含有され、１０μｍ以上３０μｍ以下の膜厚を有する塗膜３１を形成した本発明のリールバネにおいては、テープリール凸部６ｈ（６ｋ）の摩耗は認められず、また、塗膜３１の摩耗もほとんど認められなかった。

なお、潤滑剤含有量が上記範囲の場合でも、骨剤の添加量が１６ｗｔ％以上では塗膜３１の剛性が高すぎて、テープリール凸部６ｈ（６ｋ）および／または塗膜３１の摩耗が認められた（比較例１）。したがって、添加される骨剤の含有量は、０．５ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下で所期の耐摩耗性が得られると推認される。

一方、実施例１〜７に関しては、作成したリールバネ２５Ｂの被膜密着性、プレス適性および塗膜へこみを評価した。

被膜密着性は、リールバネ２５Ｂを打抜き形成する前の、潤滑性塗装被膜３１を形成したアルミニウム合金板（原反）について、碁盤目テープ法による潤滑性塗装被膜３１の剥離試験を行った。これは、金属下地に達する深さに潤滑性塗装被膜３１に碁盤目状の切込みを形成し、粘着テープによる被膜３１の切込み領域の剥離率で評価したもので、
二重丸：剥離率０％、
白丸（○）：剥離率１％以上３％以下（良品レベル）、
三角（△）：剥離率４％以上
を示している。なお、今回の実験で△の評価は見られなかった。

プレス適性評価は、リールバネ２５Ｂを図５に示した形状に打ち抜いた際の抜き周部（切断面）の性状を評価したもので、
二重丸：全周にわたって滑らか、
白丸：全周の１％以下の領域で微小な欠落が見られる、
三角：全周の２％以上５％以下の領域で微小な欠落が見られる（白丸の評価より若干劣るが良品レベル）の三段階で行った。

そして、塗膜へこみは、磁気テープ巻取り状態においてカートリッジを逆さま（上シェル２を下側）にして、４５℃の環境下、４８時間放置後の塗膜３１の形成面の凹みを観察したもので、
二重丸：凹みがまったく見られない、
白丸：見る角度により微小な凹みが見られる（良品レベル）、
三角：微小な凹みが見られる（良品レベル）の三段階で行った。

実験の結果、被膜密着性に関しては、骨剤が過量（１６ｗｔ％以上）になると密着性が劣ることが確認された。また、プレス適性に関しては、潤滑剤の含有量および塗膜３１の形成厚が大きくなるに従ってプレス適性が劣化することがわかり、潤滑剤の許容最大含有量は１６ｗｔ％であると判断できる。更に、塗膜へこみに関しては、骨剤の含有量に大きく影響され、少なくとも０．５ｗｔ％以上含有されるのが好ましいことがわかる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施の形態では、磁気テープカートリッジとして、ＶＨＳタイプの磁気テープカートリッジを例に挙げて説明したが、これに限られず、８ｍｍカセットやＤＶカセット用のリールバネにも本発明は適用可能である。

また、以上の実施の形態では、図４に示したように、第１，第２傾斜部２５ｅ，２５ｆが形成されるような多角節２５ｃを備えたリールバネ２５Ａ，２５Ｂを例に挙げて説明したが、多角節２５ｃの形成数、形成箇所は、上記の例に限られない。

また、リールバネは、それ一本で一対のテープリール６，６を同時に付勢する構成に限らず、各テープリール毎に独立してリールバネを一対設けるようにしてもよい。

更に、本発明に係る潤滑性塗装被膜３１は、リールバネ２５Ａ，２５Ｂのテープリール対向面全域に形成する例に限らず、少なくとも、テープリールとの接触領域にのみ形成されていてもよい。

本発明の磁気テープカートリッジの構成を示す分解斜視図である。 テープリール６の一構成例を示す側断面図である。 テープリール６の他の構成例を示す側断面図である。 リールバネ２５Ａ（２５Ｂ）の構成を示す側面図である。 リールバネ２５Ａ（２５Ｂ）の上シェル２への取付例を示す側断面図および当該リールバネの平面図である。 リールバネ２５Ａ（２５Ｂ）のプレス形成工程を説明する模式図である。 本発明の第２の実施の実施の形態を示す磁気テープカートリッジの要部側断面図である。 従来の磁気テープカートリッジの構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１…磁気テープカートリッジ、２…上シェル、３…下シェル、４…カートリッジケース、５…磁気テープ、６…テープリール、６ａ…上リールフランジ、６ｂ…ハブ、６ｃ…下フランジ、６ｄ…下リール、６ｈ（６ｋ）…凸部（回転中心上部）、２５Ａ，２５Ｂ…リールバネ、３０…バネ本体、３１…潤滑性塗装被膜、３２…耐食性塗装被膜、４０…プレス金型、４１…ダイ、４２…パンチ。

Claims (21)

1. カートリッジケース内に収納されたテープリールの回転中心上部を付勢するリールバネであって、
   金属製のバネ本体と、このバネ本体の前記テープリールの回転中心上部に対向する側の表面に形成され、潤滑剤を添加した合成樹脂製の潤滑性塗装被膜とを有し、
   前記潤滑性塗装被膜は、前記潤滑剤を０．５重量％以上１６重量％以下含有している
   ことを特徴とするリールバネ。
2. 前記潤滑性塗装被膜は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さに形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のリールバネ。
3. 前記潤滑性塗装被膜には、骨剤が含有されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のリールバネ。
4. 前記骨剤の含有量は、０．５重量％以上１６重量％以下である
   ことを特徴とする請求項３に記載のリールバネ。
5. 前記バネ本体はアルミニウム合金で形成されており、前記潤滑性塗装被膜の形成面と反対側の面には、耐食性塗装被膜が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のリールバネ。
6. 前記耐食性塗装被膜は、前記潤滑性塗装被膜よりも薄厚に形成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のリールバネ。
7. 前記バネ本体は、その長手方向中央部に対して対称的に多角節が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のリールバネ。
8. テープ状記録媒体が巻装されたテープリールと、このテープリールを回転可能に収納するカートリッジケースと、前記テープリールの回転中心上部を付勢するリールバネとを有する磁気テープカートリッジにおいて、
   前記リールバネは金属材料でなるとともに、前記テープリールの回転中心上部に対向する側の面には、潤滑剤を添加した合成樹脂製の潤滑性塗装被膜が形成されており、
   前記潤滑性塗装被膜は、前記潤滑剤を０．５重量％以上１６重量％以下含有している
   ことを特徴とする磁気テープカートリッジ。
9. 前記潤滑性塗装被膜は、１０μｍ以上３０μｍ以下の厚さに形成されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の磁気テープカートリッジ。
10. 前記潤滑性塗装被膜には、骨剤が含有されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の磁気テープカートリッジ。
11. 前記骨剤の含有量は、０．５重量％以上１５重量％以下である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の磁気テープカートリッジ。
12. 前記リールバネは、前記テープリールのハブの回転中心上部に突出形成された凸部を付勢している
    ことを特徴とする請求項８に記載の磁気テープカートリッジ。
13. 前記テープリールのハブは、汎用熱可塑性樹脂により形成されている
    ことを特徴とする請求項１２に記載の磁気テープカートリッジ。
14. 前記テープリールのハブは、スチロール系樹脂またはアクリル系樹脂で形成されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載の磁気テープカートリッジ。
15. 前記テープリールのハブは、ハイインパクトスチロール樹脂で形成されている
    ことを特徴とする請求項１４に記載の磁気テープカートリッジ。
16. 前記リールバネは、前記テープリールの上リールフランジの回転中心上部に突出形成された凸部を付勢している
    ことを特徴とする請求項８に記載の磁気テープカートリッジ。
17. 前記リールバネはアルミニウム合金で形成されており、前記潤滑性塗装被膜の形成面と反対側の面には、耐食性塗装被膜が形成されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の磁気テープカートリッジ。
18. 前記耐食性塗装被膜は、前記潤滑性塗装被膜よりも薄厚に形成されている
    ことを特徴とする請求項１７に記載の磁気テープカートリッジ。
19. 前記リールバネは、その長手方向中央部に対して対称的に多角節が形成されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の磁気テープカートリッジ。
20. 前記リールバネは、前記潤滑性塗装被膜がプレコートされた金属板をプレス加工してなる
    ことを特徴とする請求項８に記載の磁気テープカートリッジ。
21. 前記リールバネは、前記金属板が前記潤滑性塗装被膜の形成面側をダイの方にセットして打ち抜かれてなる
    ことを特徴とする請求項２０に記載の磁気テープカートリッジ。
    
    

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