JPH08172736A - キャプスタンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】比較的低温にて処理ができ、薄膜の膜厚コント
ロールも可能であり、スプラッシュの発生をなくすこと
ができる耐摩耗性に優れたキャプスタン軸を備えるキャ
プスタンモータを提供すること。 【構成】テープ状の記録媒体を摩擦力を用いて送るため
のキャプスタン軸１を備えるキャプスタンモータにおい
て、キャプスタン軸１には、テープ状の記録媒体と接す
る部分１ａに、スパッタリング法によりＴｉＡｌＮ（チ
タンアルミナイトライド）がコーティングされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばＶＴＲ等に用
いられて最適なキャプスタンモータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】テープ状の記録媒体を用いる装置として
はＶＴＲがある。このＶＴＲは、磁気テープを送るため
のキャプスタンモータを有している。キャプスタンモー
タは、モータの駆動力を磁気テープに伝えるキャプスタ
ン軸を備えていて、このキャプスタン軸はテープとの摩
擦により、テープを所定方向に引張って送るようになっ
ている。従来のキャプスタン軸は、その表面を荒らして
摩擦による駆動力を得ているのであるが、キャプスタン
軸の素材そのままでは表面がテープにより摩耗してしま
うために、たとえばダイヤモンドライクコーティング
（ＤＬＣ）を用いてコーティングして耐摩耗を向上する
ようにしている。これに対して、別の従来のキャプスタ
ン軸は、ＴｉＮをイオンプレーティング法によりコーテ
ィングしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＴｉＮをコ
ーティングする場合には、イオンプレーティング法でコ
ーティングするために、スプラッシュ（Ｔｉの大きな
粒）を発生しやすく、ラッピング加工が必要となる。ま
たＴｉを高温で溶かすために、軸が熱で変形して軸ずれ
が大きくなってしまう。薄膜（たとえば０．５μｍ程
度）の膜厚コントロールが難しい。

【０００４】そこで、本発明は上記課題を解消するため
になされたものであり、比較的低温にて処理ができ、薄
膜の膜厚コントロールも可能であり、スプラッシュの発
生をなくすことができる耐摩耗性に優れたキャプスタン
軸を備えるキャプスタンモータを提供することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、テープ状の記録媒体を摩擦力を用いて送るため
のキャプスタン軸を備えるキャプスタンモータにおい
て、前記キャプスタン軸には、前記テープ状の記録媒体
と接する部分に、スパッタリング法によりＴｉＡｌＮ
（チタンアルミナイトライド）がコーティングされてい
るキャプスタンモータにより、達成される。本発明にあ
っては、好ましくは前記キャプスタン軸には、前記テー
プ状の記録媒体と接する部分に油が進入するのを阻止す
るための油阻止部材が設けられている。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、キャプスタン軸のテープ状
の記録媒体と接する部分には、スパッタリング法によ
り、ＴｉＡｌＮ（チタンアルミナイトライド）がコーテ
ィングされているので、比較的低温にて処理ができ、薄
膜の膜厚コントロールも可能であり、スプラッシュの発
生をなくすことができる耐摩耗性に優れたキャプスタン
軸が得られる。本発明にあっては、好ましくは前記キャ
プスタン軸には、ＴｉＡｌＮがコーティングされている
テープ状の記録媒体と接する部分に、油が進入するのを
阻止するための油阻止部材が設けられているので、この
油阻止部材の存在により、テープ状の記録媒体と接する
部分が油で汚染されない。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。図１は、本発明
のキャプスタンモータの好ましい実施例を示している。
図１のキャプスタンモータは、ロータＲとステータＳを
備えている。このキャプスタンモータはＶＴＲのキャプ
スタンモータとして用いられており、ピンチローラ６と
ともに、磁気テープを摩擦を用いた駆動力により搬送す
るようになっている。ロータＲは、円板状のロータマグ
ネットとロータヨークを備えている。ロータヨークの外
周には、好ましくは回転検出用のＦＧ（Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）マグネットが取り付けられ
ている。ロータＲの中心にはキャプスタン軸１が固定さ
れている。

【０００８】一方ステータＳは、ステータ基板２と巻線
コイル３と、ハウジング４を有している。ハウジング４
の軸受けには、キャプスタン軸１の両端部が回転可能に
支持している。キャプスタン軸１の両側の部分には、軸
受け側の油がキャプスタン軸の中央部分のテープ搬送部
１ａに進入するのを阻止するために、油阻止部材として
のワッシャー５，５が設けられている。ロータＲがステ
ータＳに対して回転することにより、キャプスタン軸１
がハウジング４の軸受けにおいて回転するようになって
いる。

【０００９】ピンチローラ６は、部材７において、回転
可能になっている。ピンチローラ６は、キャプスタン軸
１に対して押し付けるようになっている。キャプスタン
軸１がピンチローラ６と共に回転することにより、磁気
テープを摩擦力により引張って送ることができる。ステ
ータＳの巻線コイル３に通電することにより、ロータＲ
内のマグネットから発生している磁束により、フレミン
グの法則に従ってロータＲがステータＳに対して回転す
る。この時、回転軸でもあるキャプスタン軸１は、ロー
タＲと同期して回転する。

【００１０】図２に示すように、このキャプスタン軸１
に磁気テープＴをピンチローラ６を圧着することによ
り、キャプスタン軸１と磁気テープＴの密着力が高まっ
て、キャプスタン軸１の回転に合せて、磁気テープＴを
引張る力（駆動力）が発生する。この時に、ピンチロー
ラ６の圧着力Ｆと、テープ駆動力ｆ１とは、次のような
関係がある。すなわちピンチローラ６の圧着力Ｆが低く
なると、キャプスタン軸１、磁気テープＴおよびピンチ
ローラ６の三者間の密着性が低くなり、摩擦力が低下し
て、磁気テープの引張り力ｆ１も低くなる。引張り力ｆ
１は、次式で示すことができる。 ｆ１＝μＦ （μは摩擦係数） （１） ここで、磁気テープＴのテンションｆ２が引張り力ｆ１
よりも大きくなると、磁気テープＴを引張れなくなり、
テープスリップが発生してしまうので、最大テープテン
ションｆ２（ｍａｘ）より大きなテープ引張り力ｆ１が
発生するようなピンチローラ圧着力Ｆが決まる。

【００１１】そこで、本発明の実施例では、キャプスタ
ン軸１に対してキャプスタン軸１の特に図１のテープ搬
送部１ａに対して、図１の斜線で示すようなＴｉＡｌＮ
（チタンアルミナイトライド）を、スパッタリング法で
コーティング処理することにより、上述した（１）式の
摩擦係数μを大きくすることができるので、ピンチロー
ラ圧着力Ｆを小さくすることができる。

【００１２】図３は、あるテープの種類に対するキャプ
スタン軸に対してＴｉＡｌＮのコーティング処理をした
ものと、未処理軸と、におけるテープスリップ率を示し
ている。テープスリップ率は、ピンチローラの圧着力Ｆ
＝２４０ｇｆの場合である。図３から明らかなように、
送り方向（ＦＦ）および巻戻し方向（ＲＥＷ）のいずれ
においても、テープスリップ率の数値は未処理軸の方が
ＴｉＡｌＮ処理をした軸に比べて大きくなっている。つ
まり、このテープスリップ率が大きいほどキャプスタン
軸に対してテープがスリップしていることであるので、
明らかに本発明の実施例のＴｉＡｌＮ処理をしたキャプ
スタン軸の方が磁気テープとの密着力が上がって、テー
プスリップが少なくなっている。

【００１３】このようなＴｉＡｌＮをキャプスタン軸の
搬送部１ａに対してコーティングする方法として最適な
のは、イオンプレーティング法の１種であるスパッタリ
ング法である。これは、図４に示すように、ターゲット
ＧであるＴｉＡｌに対してビームを照射することによ
り、プラズマ状のＴｉＡｌが飛び出す。このＴｉＡｌの
粒子は、電位をかけて加速させて、このプラズマ状のＴ
ｉＡｌが、試料であるキャプスタン軸１に対して衝突し
てコーティングされる。このようにすることにより、Ｔ
ｉＡｌの粒子がプラズマ状のために、非常に小さいこと
から薄いコーティングが容易にできる。しかもＴｉＡｌ
Ｎの合金のコーティングが可能であり、処理温度はイオ
ンプレーティング法に比べて比較的低いのものである。

【００１４】これに対して、イオンプレーティング法を
用いると、プラズマ状の粒子が大きいために、膜厚が厚
くなってしまって、スプラッシュ（数ないし数十μｍの
大きな粒）が発生する虞れがある。また合金のコーティ
ングができず、高温での処理が必要である。図４のスパ
ッタリング法は、１つのターゲットＧからプラズマ状の
粒子を取り出させるようになっているが、これに限らず
図５に示すように、ツインターゲット法を採用すること
もである。このツインターゲット法のスパッタリングで
は、２つのターゲットＧ１，Ｇ２が試料であるキャプス
タン軸１を挟むようにして配置されていて、両側から挟
み込むようにしてコーティングすることができる。この
場合には、キャプスタン軸１を回転させなくても軸全体
に均一にコーティング処理することができるというメリ
ットがある。

【００１５】上述したスパッタリング法によるコーティ
ングでは、たとえば０．５μｍ程度のＴｉＡｌＮの薄膜
のコーティング処理が容易にできる。特に図５のツイン
ターゲット方式の場合には、キャプスタン軸を回転させ
なくても均一な処理が可能で、量産性に優れている。な
おＴｉＡｌＮのＮは窒素であり触媒として使用してい
る。またスパッタリング法によりコーティングする場合
に、イオンプレーティング法に比べて比較的低温でコー
ティング処理ができるので、熱によるキャプスタン軸の
変形が起きにくい。また耐摩耗性に優れているＴｉＡｌ
Ｎの薄膜コーティングが可能である。このようにＴｉＡ
ｌＮをコーティングする場合には、母材であるキャプス
タン軸の面の粗さを変えずに、ＴｉＡｌＮをそのままコ
ーティングしている。つまりキャプスタン軸自体の表面
を積極的には荒らすことなく、キャプスタン軸の母材の
そのままの表面に摩擦力を向上するためのＴｉＡｌＮを
コーティングしている。

【００１６】このようにして、キャプスタン軸１の表面
にＴｉＡｌＮのコーティングを施した後に、消しゴム試
験器により耐摩耗性試験を行った。その耐摩耗試験器
は、消しゴムをホルダーに保持して、その消しゴムを所
定距離ＴｉＡｌＮのコーティング膜上を移動させて、そ
の耐摩耗性強度を確認した。その結果の一例を、図６に
示している。この試験方法は、消しゴムの研磨性を利用
して行われる耐摩耗性試験であり、試験前と試験後では
図６に示すようにほとんど表面粗さに変化がないことが
示されている。

【００１７】次に、図７はキャプスタン軸の処理工程の
一例を示している。キャプスタン軸１の両端は、図７に
示すように、マスキング治具４０に挿入して保持され
る。マスキング治具４０は、キャプスタン軸１を通して
保持するための部材４１，４１を有していて、複数のキ
ャプスタン軸１を平行に間隔をおいて保持できるように
なっている。このマスキング治具４０は、ラック（パレ
ットともいう）４４に挿入して保持することができる。
このように、マスキング治具４０に対してキャプスタン
軸１を保持した状態で、超音波洗浄を行い、乾燥し、そ
してキャプスタン軸１の挿入されたマスキング治具４０
をラック４４にセットする。そして、キャプスタン軸１
のテープ搬送部１ａの部分に、既に述べたようにコーテ
ィング表面処理を施す。このコーティング表面処理は、
真空排気をし、イオンボンバー処理をし、アンダーコー
トを行い、ＴｉＡｌＮのコーティング処理をした後に冷
却をする。そして出荷検査および梱包をしてコーティン
グしたキャプスタン軸の出荷を行う。

【００１８】図８と図９は、ラック４４に対して配置さ
れたキャプスタン軸に対して、コーティング表面処理を
行うための装置の一例を示している。コンベア６０を駆
動することにより、ラック４４は、真空排気室（減圧
室）６１を通り、イオンボンバー部６２でキャプスタン
軸の表面をオングストローム単位で削って綺麗にする。
そしてアンダーコート部およびコーティング部６３を通
ることにより、キャプスタン軸に対してアンダーコート
を処理しかつＴｉＡｌＮのスパッタリング法でコーティ
ングを施す。そしてキャプスタン軸はクーリング部６６
を通ることにより冷却される。真空排気室６１内は一定
の気圧になるまで待つ必要がある。イオンボンバー部６
２内では、イオンのシャワーの中でキャプスタン軸の表
面を削る。アンダーコート部６３ではキャプスタン軸の
表面に薄い膜を作る。そしてコーティング部６３ａで
は、図９に例示するように好ましくはツインターゲット
方式を採用していて、ターゲットＧ１とＧ２の間でキャ
プスタン軸を往復することにより、キャプスタン軸の表
面に形成されるコーティング膜の厚みをコントロールす
るようになっている。クーリング部６６では、キャプス
タン軸の冷却とそして気圧を元に戻す作業が行われる。

【００１９】次に、図１０ないし図１２は、このように
作られたキャプスタン軸を用いてキャプスタンモータを
生産する工程の一例を示している。図１０は、ロータＲ
の組立てを示している。図１０のロータＲは、ロータマ
グネット７０とロータケース７１を有している。キャプ
スタン軸の一端はこのロータケース７１に対して固定さ
れる。ロータマグネット７０はロータケース７１に挿入
して保持される。キャプスタン軸１の搬送部１ａには既
にＴｉＡｌＮのスタッパリング法によるコーティングが
施されている。ロータマグネット７０には着磁処理がさ
れ、ロータケース７１の中に挿入される。そしてキャプ
スタン軸１の一端がロータケース７１の穴７１ａに圧入
されることにより、ロータ（ロータアセンブリ）Ｒが構
成される。

【００２０】図１１は、ステータの組立てを示してい
る。ステータＳは、ステータ基板２、軸受けハウジング
４、スラスト受け８０を有している。ステータ基板２に
は巻線コイル３が固定されている。図１１において、ス
テータ基板２に対してクリームはんだを印刷し、巻線コ
イル３やチップ部品等をマウントする。このように組立
てられた部品をリロフー炉を通してはんだ付けをして、
軸受けハウジング４とスラスト受け８０をかしめて取り
付け、かつこの軸受けハウジング４とスラスト受け８０
をステータ基板２に対してかしめてステータ（ステータ
アセンブリ）Ｓを組立てる。

【００２１】図１２は、ロータＲとステータＳの組立て
を示していて、ステータＳに対して、ロータＲおよび油
切りのワッシャー５を挿入することにより、キャプスタ
ンモータを完成する。完成したキャプスタンモータの一
例を図１３に示す。

【００２２】ところで本発明は上記実施例に限定されな
い。上述した実施例では、ＶＴＲの磁気テープを送るた
めのキャプスタンモータの例を示している。しかしこれ
に限らず、たとえばＤＡＴやあるいは８ｍｍＶＴＲのキ
ャプスタンモータとしても適用することができる。本発
明によれば、たとえばＶＴＲ用のキャプスタンモータに
おいて、キャプスタン軸に対してＴｉＡｌＮコーティン
グを施すことにより、テープの駆動力がアップし、ピン
チ圧を下げることが可能である。その結果、モータへの
負荷が減り、低電圧化とハウジングの軽量化および軸受
けの信頼性の向上が実現することができる。テープの駆
動力がアップすることにより、テープスリップを引き起
こさずにピンチローラの圧着力を下げることができる。
モータとしては、モータへのピンチローラの負荷が減る
ために、モータの低消費電力化が可能である。また軸受
けの負荷が減り信頼性（寿命）が向上し、ハウジングの
薄肉化ができ軽量化が可能である。このようなキャプス
タンモータを備えるたとえばＶＴＲ等の機構部では、ピ
ンチローラの圧着力を下げることができるために、ピン
チローラの機構部の強度を下げることができ、軽量化が
可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、比
較的低温にて処理ができ、薄膜の膜厚コントロールも可
能であり、スプラッシュの発生をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のキャプスタンモータの好ましい実施例
を示す正面図。

【図２】図１のＡ−Ａにおけるキャプスタン軸とピンチ
ローラおよびテープを示す概略図。

【図３】本発明のＴｉＡｌＮのコーティングを施したキ
ャプスタン軸と、そのような処理を施さない未処理軸に
おけるテープスリップ率の一例を示す図。

【図４】本発明のＴｉＡｌＮコーティングを施すための
スパッタリングの一例を示す図。

【図５】そのスパッタリング用の別の実施例を示す図。

【図６】ＴｉＡｌＮコーティングを施したキャプスタン
軸における耐摩耗性強度の試験例を示す表面粗さの図。

【図７】キャプスタン軸のコーティング処理工程の一例
を示す図。

【図８】キャプスタン軸のコーティング処理のための装
置の一例を示す図。

【図９】図８の装置を示す平面図。

【図１０】本発明のキャプスタンモータのロータの組立
て工程の一例を示す図。

【図１１】本発明のキャプスタンモータのステータの組
立て工程の一例を示す図。

【図１２】本発明のキャプスタンモータのロータとステ
ータの組立て工程の一例を示す図。

【図１３】組立てられた本発明のキャプスタンモータの
一例を示す図。

【符号の説明】

１ キャプスタン軸 １ａ キャプスタン軸の搬送部 Ｓ ステータ Ｒ ロータ Ｔ テープ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テープ状の記録媒体を摩擦力を用いて送
   るためのキャプスタン軸を備えるキャプスタンモータに
   おいて、 前記キャプスタン軸には、前記テープ状の記録媒体と接
   する部分に、スパッタリング法により、ＴｉＡｌＮ（チ
   タンアルミナイトライド）がコーティングされているこ
   とを特徴とするキャプスタンモータ。
2. 【請求項２】 前記キャプスタン軸には、前記テープ状
   の記録媒体と接する部分に油が進入するのを阻止するた
   めの油阻止部材が設けられている請求項１に記載のキャ
   プスタンモータ。
3. 【請求項３】 前記ＴｉＡｌＮは、スパッタリングでコ
   ーティングされている請求項１または請求項２に記載の
   キャプスタンモータ。