JPH05296901A - 摩耗試験装置 - Google Patents
摩耗試験装置Info
- Publication number
- JPH05296901A JPH05296901A JP10113292A JP10113292A JPH05296901A JP H05296901 A JPH05296901 A JP H05296901A JP 10113292 A JP10113292 A JP 10113292A JP 10113292 A JP10113292 A JP 10113292A JP H05296901 A JPH05296901 A JP H05296901A
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- JP
- Japan
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- tape
- wear
- worn
- oxide film
- wafer
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- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 テープ状部材と接触して摩耗する部材の摩耗
特性を評価する摩耗試験装置を得る。 【構成】 相対的に移動する被摩耗部材上にテープ状部
材を押し付け、被摩耗部材の摩耗状態を測定する。
特性を評価する摩耗試験装置を得る。 【構成】 相対的に移動する被摩耗部材上にテープ状部
材を押し付け、被摩耗部材の摩耗状態を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば磁気ヘッドコ
アと磁気テープ等のように、テープ状部材と接触して摩
耗する部材の摩耗特性を評価する摩耗試験装置に関する
ものである。
アと磁気テープ等のように、テープ状部材と接触して摩
耗する部材の摩耗特性を評価する摩耗試験装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、材料の摩耗が装置機器の性能に大
きく影響するような場合が増加している。例えば磁気ヘ
ッドの摩耗は記録再生特性に対して磁気ギャップの深さ
の減少という問題を生じる。特に、ＶＴＲ用磁気ヘッド
においてはヘッドと磁気テープの接触状態を良好に保つ
ためヘッドがわずかに摩耗することが前提となってい
る。つまり、磁気ヘッドが過剰に摩耗すればヘッド寿命
が短くなってしまい、逆にヘッドが摩耗しなければヘッ
ド表面に磁気テープとの反応生成物が堆積して磁気ギャ
ップとテープ媒体との空隙となり記録再生効率を損ねる
ことになる。したがって適正なヘッド摩耗を生じせしめ
るように使用材料やヘッド構造を設計することが必要で
ある。
きく影響するような場合が増加している。例えば磁気ヘ
ッドの摩耗は記録再生特性に対して磁気ギャップの深さ
の減少という問題を生じる。特に、ＶＴＲ用磁気ヘッド
においてはヘッドと磁気テープの接触状態を良好に保つ
ためヘッドがわずかに摩耗することが前提となってい
る。つまり、磁気ヘッドが過剰に摩耗すればヘッド寿命
が短くなってしまい、逆にヘッドが摩耗しなければヘッ
ド表面に磁気テープとの反応生成物が堆積して磁気ギャ
ップとテープ媒体との空隙となり記録再生効率を損ねる
ことになる。したがって適正なヘッド摩耗を生じせしめ
るように使用材料やヘッド構造を設計することが必要で
ある。
【０００３】また近年、真空蒸着法やスパッタリング
法、ＣＶＤ法などによって形成される薄膜材料が工業的
に利用されるようになってきているが、その中でもその
薄膜が摩擦部品上に形成され、摩耗を防止する機能を発
揮する場合がある。例えば薄膜型の磁気ディスクの場合
には保護膜として高硬度材料による薄膜を形成し、それ
によって磁性膜自体の摩耗を防止しようとしている。
法、ＣＶＤ法などによって形成される薄膜材料が工業的
に利用されるようになってきているが、その中でもその
薄膜が摩擦部品上に形成され、摩耗を防止する機能を発
揮する場合がある。例えば薄膜型の磁気ディスクの場合
には保護膜として高硬度材料による薄膜を形成し、それ
によって磁性膜自体の摩耗を防止しようとしている。
【０００４】このような場合にはその材料の耐摩耗特性
を正確に評価することが必要である。従来用いられてき
た材料の摩耗試験は「固体潤滑ハンドブック」（１９８
２年発行、幸書房）に詳述されているが、図６及び図７
に示したようないわゆるピンオンディスク型、ピンオン
ドラム型などの試験装置で行われている。これらの場合
ピン、ディスク（ドラム）両方が剛体で構成されてお
り、ディスク１もしくはドラム２を回転させ、その上に
ピン３を押しつけることによって摩耗を生じせしめて、
ピン３の摩耗量（摩耗体積）やディスク１またはドラム
２の摩耗痕の深さなどから材料の摩耗特性を評価してい
る。
を正確に評価することが必要である。従来用いられてき
た材料の摩耗試験は「固体潤滑ハンドブック」（１９８
２年発行、幸書房）に詳述されているが、図６及び図７
に示したようないわゆるピンオンディスク型、ピンオン
ドラム型などの試験装置で行われている。これらの場合
ピン、ディスク（ドラム）両方が剛体で構成されてお
り、ディスク１もしくはドラム２を回転させ、その上に
ピン３を押しつけることによって摩耗を生じせしめて、
ピン３の摩耗量（摩耗体積）やディスク１またはドラム
２の摩耗痕の深さなどから材料の摩耗特性を評価してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ピンオンディスク型、ピンオンドラム型などの摩耗試験
装置は、ピン３、ディスク１、ドラム２とも剛体である
ので、例えば磁気ヘッドが磁気テープ等のようなテープ
状部材によって摩耗する現象を評価することができない
という問題点があった。
ピンオンディスク型、ピンオンドラム型などの摩耗試験
装置は、ピン３、ディスク１、ドラム２とも剛体である
ので、例えば磁気ヘッドが磁気テープ等のようなテープ
状部材によって摩耗する現象を評価することができない
という問題点があった。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、研摩テープや磁気テープ等のよ
うなテープ状部材によって摩耗する現象を評価すること
が可能な摩耗試験装置を得ることを目的としている。
ためになされたもので、研摩テープや磁気テープ等のよ
うなテープ状部材によって摩耗する現象を評価すること
が可能な摩耗試験装置を得ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る摩耗試験
装置は、テープ状部材を所定の速度で移動させる移動手
段と、テープ状部材のテープ表面に対向させて被摩耗部
材を保持するとともにこの被摩耗部材をテープ状部材に
対して相対的に移動させる保持手段と、テープ状部材を
被摩耗部材上に所定の圧力で押圧する押圧手段とを備え
たものである。
装置は、テープ状部材を所定の速度で移動させる移動手
段と、テープ状部材のテープ表面に対向させて被摩耗部
材を保持するとともにこの被摩耗部材をテープ状部材に
対して相対的に移動させる保持手段と、テープ状部材を
被摩耗部材上に所定の圧力で押圧する押圧手段とを備え
たものである。
【０００８】
【作用】この発明における摩耗試験装置の押圧手段は、
テープ状部材を被摩耗部材上に所定の圧力で押圧し、被
摩耗部材を摩耗させる。
テープ状部材を被摩耗部材上に所定の圧力で押圧し、被
摩耗部材を摩耗させる。
【０００９】
実施例１．以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の実施例１における摩耗試験装置の
概略構成を示す斜視図である。図において、４、５は市
販の磁気テープ用の供給リールおよび巻き取りリール
で、テープ張力をかけるためのモータ（図示せず）が接
続されている。６は両リール４、５間に張架されるテー
プ、７はこのテープ６の巻き取りスピードを一定に設定
するピンチローラである。
る。図１はこの発明の実施例１における摩耗試験装置の
概略構成を示す斜視図である。図において、４、５は市
販の磁気テープ用の供給リールおよび巻き取りリール
で、テープ張力をかけるためのモータ（図示せず）が接
続されている。６は両リール４、５間に張架されるテー
プ、７はこのテープ６の巻き取りスピードを一定に設定
するピンチローラである。
【００１０】８は５〜２０mmの曲率半径を有するウレタ
ンゴム製のゴムロールで、ゴム硬度は６０゜としている
が、場合によっては３０゜〜９０゜の範囲で用いることが
でき、又、ゴムロール８はマイクロメータネジ（図示せ
ず）で最高２Kgまで押圧荷重を調整することができるよ
うになっている。９はゴムロール８の押圧荷重を測定す
るための歪みゲージ（図示せず）が貼付される平行板ば
ね、１０は直径３０〜２００mmで回転数は５０rpmから
３０００rpmまで可変できる回転テーブルで、載置され
る被摩耗部材（図示せず）とテープ６との接触を安定さ
せるために、回転の振れは０．０５mm以下に抑えられて
いる。
ンゴム製のゴムロールで、ゴム硬度は６０゜としている
が、場合によっては３０゜〜９０゜の範囲で用いることが
でき、又、ゴムロール８はマイクロメータネジ（図示せ
ず）で最高２Kgまで押圧荷重を調整することができるよ
うになっている。９はゴムロール８の押圧荷重を測定す
るための歪みゲージ（図示せず）が貼付される平行板ば
ね、１０は直径３０〜２００mmで回転数は５０rpmから
３０００rpmまで可変できる回転テーブルで、載置され
る被摩耗部材（図示せず）とテープ６との接触を安定さ
せるために、回転の振れは０．０５mm以下に抑えられて
いる。
【００１１】次に上記のように構成される摩耗試験装置
を用いて得られた第１の摩耗試験結果について説明す
る。被摩耗部材は単結晶Ｓｉウエハ（直径４インチ、厚
み０．５mm）を、テープ６はＧＣ＃３０００（バース厚
み約２５μｍ；住友３Ｍ社製）を、ゴムロール８は硬度
６０゜、曲率半径１０mmのものをそれぞれ使用し、単結
晶Ｓｉウエハの表面に酸化皮膜を付けた場合と、付けな
い場合の比較を行った。まず、回転テーブル１０の回転
数を３０００rpmとしてテープ６との相対速度を３、１
４m/secにした後、ゴムロール８により単結晶Ｓｉウエ
ハの半径２０mmの位置に、テープ６を押圧荷重１．６kg
で押圧した。
を用いて得られた第１の摩耗試験結果について説明す
る。被摩耗部材は単結晶Ｓｉウエハ（直径４インチ、厚
み０．５mm）を、テープ６はＧＣ＃３０００（バース厚
み約２５μｍ；住友３Ｍ社製）を、ゴムロール８は硬度
６０゜、曲率半径１０mmのものをそれぞれ使用し、単結
晶Ｓｉウエハの表面に酸化皮膜を付けた場合と、付けな
い場合の比較を行った。まず、回転テーブル１０の回転
数を３０００rpmとしてテープ６との相対速度を３、１
４m/secにした後、ゴムロール８により単結晶Ｓｉウエ
ハの半径２０mmの位置に、テープ６を押圧荷重１．６kg
で押圧した。
【００１２】その後、回転テーブル１０から単結晶Ｓｉ
ウエハを取り外し、触針式表面粗さ計（テーラーボブソ
ン社製タリステップ）で摩耗部分の断面形状を測定しそ
の最大摩耗深さを調べた。その状態を図２に示す。この
ようにして行った単結晶Ｓｉウエハの摩耗試験におい
て、摩耗時間と最大摩耗深さの関係を測定した結果を、
酸化皮膜付きおよび酸化皮膜なしをそれぞれ比較して図
３に示す。摩耗時間とともに最大摩耗深さが大きくなっ
てゆくが、摩耗速度は徐々に小さくなった。これは摩耗
によってテープ６の接触面積が増大して面圧が減少した
ためである。５００オングストロームの酸化皮膜付きの
単結晶Ｓｉウエハは酸化皮膜のない単結晶Ｓｉウエハよ
りも摩耗速度が小さく、酸化皮膜の摩耗特性がＳｉより
優れていることがわかる。
ウエハを取り外し、触針式表面粗さ計（テーラーボブソ
ン社製タリステップ）で摩耗部分の断面形状を測定しそ
の最大摩耗深さを調べた。その状態を図２に示す。この
ようにして行った単結晶Ｓｉウエハの摩耗試験におい
て、摩耗時間と最大摩耗深さの関係を測定した結果を、
酸化皮膜付きおよび酸化皮膜なしをそれぞれ比較して図
３に示す。摩耗時間とともに最大摩耗深さが大きくなっ
てゆくが、摩耗速度は徐々に小さくなった。これは摩耗
によってテープ６の接触面積が増大して面圧が減少した
ためである。５００オングストロームの酸化皮膜付きの
単結晶Ｓｉウエハは酸化皮膜のない単結晶Ｓｉウエハよ
りも摩耗速度が小さく、酸化皮膜の摩耗特性がＳｉより
優れていることがわかる。
【００１３】次に、上記第１の摩耗試験と同様図１に示
す摩耗試験装置を用いて得られた第２の摩耗試験結果に
ついて説明する。被摩耗部材は金属磁性膜を積層して用
いる、ＶＴＲ用のいわゆる積層膜ヘッドの非磁性基板と
金属磁性膜であり、金属磁性膜としてスパッタリングに
より単結晶Ｓｉウエハ上に成膜したセンダスト（ＦｅＡ
ｌＳｉ合金）を、基板材料として酸化アルミニウム（Ａ
ｌ2Ｏ3）酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）の３種類を、テープ６として８ミリ幅のメタ
ルパウダー系磁気テープをそれぞれ用いた。その他の試
験条件は前述の第１の摩耗試験の場合と同様である。
す摩耗試験装置を用いて得られた第２の摩耗試験結果に
ついて説明する。被摩耗部材は金属磁性膜を積層して用
いる、ＶＴＲ用のいわゆる積層膜ヘッドの非磁性基板と
金属磁性膜であり、金属磁性膜としてスパッタリングに
より単結晶Ｓｉウエハ上に成膜したセンダスト（ＦｅＡ
ｌＳｉ合金）を、基板材料として酸化アルミニウム（Ａ
ｌ2Ｏ3）酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）の３種類を、テープ６として８ミリ幅のメタ
ルパウダー系磁気テープをそれぞれ用いた。その他の試
験条件は前述の第１の摩耗試験の場合と同様である。
【００１４】摩耗時間に対する最大摩耗深さを測定する
と図４に示すようになった。酸化アルミニウムの場合に
は摩耗速度が比較的小さく、センダストよりも摩耗が遅
いことがわかる。このような場合磁気ギャップの部分が
凹むことになるので空隙損失が生じる。一方、酸化マグ
ネシウムの場合には摩耗速度が比較的大きく逆にセンダ
ストより摩耗が速いことがわかる。この場合には空隙損
失は生じないが、ヘッドの摩耗速度が大きくなるための
有限のギャップ深さによって規定されるヘッド寿命が短
くなり不具合が生じる。今回の摩耗試験においては酸化
コバルトの場合は金属磁性膜であるセンダストの摩耗速
度と適度なマッチングがとれ、基板材料として適当であ
ることがわかる。
と図４に示すようになった。酸化アルミニウムの場合に
は摩耗速度が比較的小さく、センダストよりも摩耗が遅
いことがわかる。このような場合磁気ギャップの部分が
凹むことになるので空隙損失が生じる。一方、酸化マグ
ネシウムの場合には摩耗速度が比較的大きく逆にセンダ
ストより摩耗が速いことがわかる。この場合には空隙損
失は生じないが、ヘッドの摩耗速度が大きくなるための
有限のギャップ深さによって規定されるヘッド寿命が短
くなり不具合が生じる。今回の摩耗試験においては酸化
コバルトの場合は金属磁性膜であるセンダストの摩耗速
度と適度なマッチングがとれ、基板材料として適当であ
ることがわかる。
【００１５】次に、第３の摩耗試験結果について説明す
る。薄膜磁気ディスクにおいては、磁性層が薄膜で形成
されているため磁気ヘッドスライダーとの接触により容
易に摩耗し、記録信号の欠落を引き起こす。このため磁
性膜の上に保護薄膜を設け摩耗を防止することが必要で
ある。そこで被摩耗部材として薄膜型磁気ディスクの上
にスパッタリングにより成膜したカーボン（Ｃ）と酸化
シリコン（ＳｉＯ2）の２種類を用いた。どちらも膜厚
を４００オングストロームとし、ＣｏＮｉ合金系の平滑
な磁気ディスクの表面に成膜した。テープ６としてＧＣ
＃６０００（住友３Ｍ社製）の研磨テープを用いた。押
しつけ荷重は０．８kgで、測定位置は半径５０ミリで回
転テーブルの回転数は３０００rpmである。摩耗時間に
対する最大摩耗深さは図５に示すようになり、この結果
から酸化シリコンよりもカーボンの方が摩耗寿命が長い
ことがわかる。
る。薄膜磁気ディスクにおいては、磁性層が薄膜で形成
されているため磁気ヘッドスライダーとの接触により容
易に摩耗し、記録信号の欠落を引き起こす。このため磁
性膜の上に保護薄膜を設け摩耗を防止することが必要で
ある。そこで被摩耗部材として薄膜型磁気ディスクの上
にスパッタリングにより成膜したカーボン（Ｃ）と酸化
シリコン（ＳｉＯ2）の２種類を用いた。どちらも膜厚
を４００オングストロームとし、ＣｏＮｉ合金系の平滑
な磁気ディスクの表面に成膜した。テープ６としてＧＣ
＃６０００（住友３Ｍ社製）の研磨テープを用いた。押
しつけ荷重は０．８kgで、測定位置は半径５０ミリで回
転テーブルの回転数は３０００rpmである。摩耗時間に
対する最大摩耗深さは図５に示すようになり、この結果
から酸化シリコンよりもカーボンの方が摩耗寿命が長い
ことがわかる。
【００１６】実施例２．尚、上記実施例１では被摩耗部
材を保持する保持手段として回転テーブル１０を用いた
場合について示したが、被摩耗部材の形状に応じて回転
ドラムや往復ステージを用いても実施例１と同様の効果
を奏することは言うまでもない。
材を保持する保持手段として回転テーブル１０を用いた
場合について示したが、被摩耗部材の形状に応じて回転
ドラムや往復ステージを用いても実施例１と同様の効果
を奏することは言うまでもない。
【００１７】実施例３．又、テープ６の終端を検知して
自動的に摩耗試験を停止させる機構や、押しつけ力を検
出してフィードバックにより押しつけ力を一定にする機
構や、摩耗深さを測定する機構などを付属させた場合に
は、さらに実用上多大の効果を奏することは言うまでも
ない。
自動的に摩耗試験を停止させる機構や、押しつけ力を検
出してフィードバックにより押しつけ力を一定にする機
構や、摩耗深さを測定する機構などを付属させた場合に
は、さらに実用上多大の効果を奏することは言うまでも
ない。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明によればテープ
状部材を所定の速度で移動させる移動手段と、テープ状
部材のテープ表面に対向させて被摩耗部材を保持すると
ともにこの被摩耗部材をテープ状部材に対して相対的に
移動させる保持手段と、テープ状部材を被摩耗部材上に
所定の圧力で押圧する押圧手段とを備えたので、研磨テ
ープや磁気テープ等のようなテープ状部材によって摩耗
する現象を評価することが可能な摩耗試験装置を得るこ
とができる。
状部材を所定の速度で移動させる移動手段と、テープ状
部材のテープ表面に対向させて被摩耗部材を保持すると
ともにこの被摩耗部材をテープ状部材に対して相対的に
移動させる保持手段と、テープ状部材を被摩耗部材上に
所定の圧力で押圧する押圧手段とを備えたので、研磨テ
ープや磁気テープ等のようなテープ状部材によって摩耗
する現象を評価することが可能な摩耗試験装置を得るこ
とができる。
【図１】この発明の実施例１における摩耗試験装置の概
略構成を示す斜視図である。
略構成を示す斜視図である。
【図２】第１の摩耗試験によって得られた摩耗部分の摩
耗深さの状態を示す図である。
耗深さの状態を示す図である。
【図３】第１の摩耗試験によって測定された摩耗時間と
最大摩耗深さの関係を示す図である。
最大摩耗深さの関係を示す図である。
【図４】第２の摩耗試験によって測定された摩耗時間と
最大摩耗深さの関係を示す図である。
最大摩耗深さの関係を示す図である。
【図５】第３の摩耗試験によって測定された摩耗時間と
最大摩耗深さの関係を示す図である。
最大摩耗深さの関係を示す図である。
【図６】従来のピンオンディスク型摩耗試験装置の概略
構成を示す斜視図である。
構成を示す斜視図である。
【図７】従来のピンオンドラム型摩耗試験装置の概略構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
４ 供給リール（移動手段） ５ 巻き取りリール（移動手段） ６ テープ ８ ゴムロール（押圧手段） １０ 回転テーブル（保持手段）
Claims (2)
- 【請求項１】 テープ状部材を所定の速度で移動させる
移動手段と、上記テープ状部材のテープ表面に対向させ
て被摩耗部材を保持するとともに上記被摩耗部材を上記
テープ状部材に対して相対的に移動させる保持手段と、
上記テープ状部材を上記被摩耗部材上に所定の圧力で押
圧する押圧手段とを備えたことを特徴とする摩耗試験装
置。 - 【請求項２】 テープ状部材はＶＴＲ用磁気テープ、被
摩耗部材はＶＴＲ用磁気ヘッドコアであることを特徴と
する請求項１記載の摩耗試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113292A JPH05296901A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 摩耗試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113292A JPH05296901A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 摩耗試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296901A true JPH05296901A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14292558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10113292A Pending JPH05296901A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 摩耗試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296901A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205997A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Synztec Co Ltd | 摩耗試験装置 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP10113292A patent/JPH05296901A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205997A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Synztec Co Ltd | 摩耗試験装置 |
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