JPS6069854A - 磁気テ−プ走査装置用回転ドラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はへ〇−８ｉ系合金で作られた１表面状態の良好
な耐摩耗性の優れた磁気テープ案内用回転ドラムに関す
るものである。

一般に、磁気テープ走査装置の案内ドラムはＡΩあるい
はＡＱ金合金鋳造品で製作されている。

必要があればその表面はセラミックコーティングやアル
マイトコーティングあるいは各種メッキなどの表面処理
を施し、すべり摩擦係数を小さくすると共に、接触面に
おいてテープに傷をつけること、あるいは静電気が帯電
することを防止している。しかしこのような表面処理は
耐摩耗性、すベリ摩擦係数の点で十分ではなく、かつ、
研磨やラッピングなどの厄介な後加工を必要とする問題
がある。従って寸法精度が出にくく、仕上げまでに工数
がかかり大量生産には不向きであるなどの欠点があった
。

本発明の目的は、長時間にわたり良質な再生画面が得ら
れる磁気テープ案内用回転ドラムを提供することにある
。

ＶＴＲの磁気ヘッド型磁気記録再生装置における磁気テ
ープ走査装置は、下記（１）〜（４）の構成を有する。

＜１）　ＩＴＪ筒静止トう１１を含み、該ドラムの外周
に形成された案内路の平滑面に沿って磁気テープをｍ動
案内するための案内手段と、 （２）該１−ラムの円周から半径方向にわずかに突出し
、磁気テープとすべり接触しうる位置に設けられた少な
くとも１つの磁気ヘッドを含む回転磁気ヘッド装置と、 （：３）該磁気ヘッド装置と該案内ドラムを同心円的に
支持し、磁気ヘッド装置の下端と案内ドラムの上端の間
に小さい隙間を形成することにより、該案内ドラムとは
独立して回転するように支持する手段、及び （４）該支持手段を駆動する手段。

−例を第１図及び第２図に示す。シリンダー状の静止上
１−ラム１と静止下ドラム２の間に、クリアランス（間
隙）４を保って回転盤３が挿入されている。回転盤３と
ドラｔｚ　１と２はシャフト５で同軸に固定されており
、上ドラム１と下ドラム２はコネクター６とポル１−６
′で結合されている。

回転盤３はシャツ１〜５に固定されており、ボールベア
リング１１と回転摺動部により回転出来るようになって
いる。一方、ドラム１とドラム２は第２図に示すように
、ベース板１８にボルト１ｏと補助ベース板１７で固定
されている。回転ｆｆ１３は１つもしくはそれ以上の磁
気ヘッド７で構成されており、磁気ヘッド７はドラム１
及びドラム２のテープガイド８と回転盤３の半径方向に
０．０５〜０．３ｍｍの範囲で突き出されている。ドラ
ム１とドラム２には磁気テープの適切なガイドをするた
めに、斜線状もしくは螺旋状のテープガイド８が切っで
ある。下ドラム２は第１図と第２図に示すように、スリ
ーブ９と一体となっており、このスリーブ９はアースの
ためにブツシュ１３が取り付けられている。プーリー１
４はボルト１６でシャフト５に固定されており、ベル１
〜１５で駆動さ九プーリー１４が回転することにより、
シャツ１〜５及び回転盤３が回転する構造となっている
。

もう一つの型式の磁気ヘッド型記録再生装置は第３図に
示すように、上ドラム２ｏが回転し、下ドラム２１が静
止ドラムである。故にこの型式では第１図に示すような
回転盤３は必要としない。

この型式ではドラム２０にテープガイドかられずかに突
き出た、一対の磁気ヘッド２２が組合わされており、」
ニドラム２０はシャフト５に固定されている。この」ニ
ドラム２０は回転摺動部１２とボールベアリング１１に
より回転可能となっており、第１図及び第２図に示すも
のと同様な手段で回転するようになっている。

本発明は上述したような装置において、回転ドラムに特
殊なＡ　Ｑ、　−Ｓ　ｉ系合金鍛造品を使用し且つ磁気
テープ案内通路に磁気テープ進行方向に沿って表面粗さ
１〜６μ■１の平行なほぼ連続した機械力１ｊ工線を形
成することを特徴としている。このΔｆ）、−３ｉ系合
金の組成は８〜１５重景％重量ｉ−０，５４重量％のＣ
ｕ−０，０５−１，０重量％のＭｇを含有し、残部は実
質的にＡ　Ｑから成る。

この合金を溶湯から急冷凝固してＳｉ晶を微細に品出さ
せる。この冷却速度は速い程良いのであるが、望ましく
は３０〜６０°Ｃ／ｓｅｅ以上の冷却速度で連続鋳造す
るのが良い。鋳塊のままのＳｉ晶は針状あるいは片状で
あり、この状態では磁気テープ案内用回転ドラムとして
は好ましくない。この鋳塊を２００℃〜融点以下の温度
領域に於いて、加工度３０％以上の温間鍛造を施した後
に再び上記温度範囲で成形するか、あるいは鋳塊を直径
２００℃〜融点以下の温度範囲で加工度３０％以上の成
形時の外力により、Ｓｉ晶を機械的に微細分断して均一
に分散させる。この場合、加工後の温度が再結晶温度以
上〜融点以下であるならば、外力で分断したＳｉ品は球
状化される。その分断球状化されたＳｉ品の平均粒子径
は１．７μｍ以下となる。温間鍛造によって作られた成
形品は合金の特性を向上させるためにＴ４処理（４５０
〜５２０℃Ｘｌｈ→急冷→約１週間以上放置）、ゴロ処
理（４５０〜５２０℃ｘｉｈ→急冷→人工時効（例えば
１５０−２００’ＣＸ　８　ｈ）　−＞空冷）あるいは
Ｔ５処理（温間成形後直ちに急冷→人工時効）等の熱処
理を施す。

上述のようにして作られた成形品は機械加工によって回
転ドラムに仕上げられ、且つ所定の機械加工線が形成さ
れる。そして第１図、第２図及び第３図の回転ドラムに
供される。

実施例 第１表に示すＡＣ−５Ａ及びＡＣ−８Ｂの組成を溶解後
、鋳造法によってすべり摩擦試験片及び実機磁気テープ
案内ドラムを製造した。一方、第１表に示す組成のＡＱ
−８ｉ系合金を溶解後、３０〜ｂ ビレツ１−を作成し、４５０℃で４０〜９０％の塑性加
工を施した。その後各種の熱処理例えば４５０℃〜５２
０℃Ｘ　１　ｈの溶体化処理を行い、１週間以上放置し
たもの及び１７０℃Ｘ８ｈ→徐冷の時効処理を行った。

また、温間鍛造後直ちに急冷させた熱処理も行った。塑
性加工後のＳｉ品の大きさは１．６μＴＴＩ〜２．８μ
ｍである。上記の試１″１より、すべり摩擦試験片３０
及び実機磁気テープ案内ドラムを機械加工により作製し
た。

第４図はすベリ摩擦係数の測定方法を示したものであり
、Ｖ　Ｔ　Ｒ用の磁気テープ（Ｃｒ　Ｏ２テープ）３１
が荷重３２とスプリングゲージ３３にセットされる。こ
の時の磁気テープの角度０は９ｏ。

とする。磁気テープ３１はすべり摩擦係数をめるための
力Ｆ、及びスプリングゲージ３３によって引張られ、す
べり摩擦力Ｆ２が得られる。但し、この場合の荷重は１
０〜１００ｇの範囲内である。

このような装置及び条件で行った試験結果より、すべり
摩擦係数μは次式によってめることが出来る。

μ・θ Ｆ２＝Ｆ、・ｅ 第５図は上式によりめた測定結果である。曲線ＡはＡ　
Ｑ　−Ｓ　ｉ系合金のすベリ摩擦係数であり、０．３以
下の値である。

通常、ＶＴＲが正常運転状態で録画、再生を行っている
場合、本Ａｌ１−８ｉ系合金はこの範囲ですべり摩擦係
数が０．２４〜０．２５と小さく、案内ドラムとして適
している。曲線りは表面にセラミックコーティングを施
した場合のすベリ摩擦係数であり１本ＡＱ−８ｉ系合金
はセラミックコーティングよりも非常に優れていること
がわかる。

また、硬質クロムメッキを施した場合についても試験し
たが、セラミックロンドよりも大きいすべり摩擦係数で
ある。曲線ＢはＡＣ−５Ａ、曲線ＣはＡＣ〜８Ｂ材の表
面アラサ３〜４μｍに機械仕上げさＪしている場合のす
べり摩擦係数である。

Ａ　Ｃ−５Ａ及びＡＣ−８Ｂのすベリ摩擦係数は０．２
７〜０．３１．３０〜４０ｇの荷重下でも０．２６〜０
．２７となっており、本Ａｌ−８ｉ系合金の方が優れて
いることがわかる。すべり摩擦係数が大きい場合には画
面のチラッキの原因となる傾向があり、このようにして
測定したすベリ摩擦係数は実機磁気テープ案内ドラムの
すベリ摩擦を再現しているものであることを確認した。

実験によれば磁気テープ案内ドラムの摩擦係数は０．３
以下、望ましくは０．２８以下にすべきである。また、
０．３以下のすベリ摩擦係数を得るためには、表面アラ
サが１〜６μｒｎであり、望ましくは２〜５μＩＩ＋に
すべさである。

第６図ａ〜第６図ＣはＡＱ−８ｉ系合金、ＡＣ５Ａ及び
ＡＣ−８８ｔｒｊｉ［の磁気テープ案内ドラム表面の断
面を顕微鏡により４００倍で撮影したものであるが、こ
れらは全て表面アラサ３〜４μｍに機械加工仕上げさせ
ているものである。第６図ａは本ＡＱ−３ｔ系合金、第
６図すはＡＣ−５Ａ、第６図ＣはＡＣ−８Ｂ材である。

本Ａｌ−８ｉ系合金は小さなＳｉ晶であるが、ＡＣ−５
Ａ。

ＡＣ−８Ｂ材は大形のＳｉ品であり、鋳巣も見られる。

また、表面状態を見るとＡ　Ｑ　−Ｓ　ｉ系合金は機械
加工線の凹凸があるだけであるが、ＡＣ−５Ａ及びＡＣ
−８Ｂ材は比較的大形のＳｉ品がむしり取られた跡ある
いは鋳巣による凹凸が見られる。

第７図ａ〜第７図Ｃは磁気テープ案内ドラムのテープガ
イド表面を電子顕ｖ１鏡でｍ察した結果であり、倍率は
２０００倍である。第７図ａは本発明のＡ　Ｑ　−Ｓ　
ｉ系合金、第７図すはＡＣ５Ａ、第７図ＣはＡＣ，−８
ｂ材の表面状態であり、これらは全て表面アラサ３〜４
μｍに機械加工仕上げされているものである。この図か
らもわかるように本Ａｌ−８ｉ系合金の表面は機械加工
線が磁気テープの動く方向に対してほぼ連続的であり、
かつ、なめらかである。しかし、ＡＣ−５Ａ及びＡＣ−
８Ｂ材は表面にくぼみが見られ、特にＡＣ−８Ｂ材は大
きなくぼみがある。このくぼみは第６図に系した凹凸を
平面的に見たものであり、機械加工の際に比較的大形の
Ｓｉ晶がむしり取られた跡、あるいは鎚巣である。こオ
しらのくぼみは磁気テープを傷つける原因ともなる。

本発明のもう一つの重要な特徴は良好な耐摩耗性を有し
ていることである。

第８図ａ〜第８図Ｃは実際の磁気テープ案内ドラムを使
って６００〜７００ｈｒの連続で行った摩耗試験結果で
ある。また、この試験に用いた磁気テープはすべり摩擦
試験に用いたものと同様のものである。第８図ａは本発
明のＡＱ−３ｉ系合金、第８図すはへＣ５Δ、第８図Ｃ
はＡＣ＝８１３製ドラムの試験結果であり、これらの摩
耗量はアラサの減少で示している。比較のために第８図
ａ〜第８図Ｃの左側部分にテスト前のアラサを示したが
、これらの曲線はアラサ計の記録図であり、実際の表面
は第７図ａ〜第７図Ｃに示したようにくぼみがあること
に注意しておく必要力積る。

本発明のＡＱ−８ｉ製ドラムの摩耗量は０．５μｍであ
るが、ＡＣ−５Ａ及びＡＣ−８Ｂ製ドラム番よ０．７〜
０．９　μｍであり、本発明のＡ　Ｑ−８ｉ製ドラムは
長期間の使用においても所望の表面状態を保つことがで
き、耐摩耗性が優Ｊしてｂｓにと力１わかる。更に発明
者らは第１表に示したようし二ＡＱ−８ｉ系合金の組成
、Ｓｉ晶の大きさ及び熱処理を変えたドラムについても
上記試験を行った結果、Ｓｔ晶が５μｍより大きい場合
にはテープガイド表面を機械加工により所望の表面状態
シこすることが困難であり、Ｓｔ晶の大きさは５μｍ以
下とすべきことがわかった。

第１表 処理条件 Ｔ４二５００℃Ｘ　１　ｈ　ｒ→急冷→常温１週間以上
放装Ｔ５：４７０℃温間成形→急冷→１７０℃Ｘ　８　
ｈ　ｒ時効処理”］”６：５００℃Ｘ　１　ｈ　ｒ→急
冷→１７０℃Ｘ　８ｂ　ｒ時効処理ａｓ　ｃａｓｌ；　
：鋳造のまま また、Ｓｉ量が８重量％以下の場合にはドラムの摩耗量
が増加し、１５重重景以上では塑性加工により分断して
分散させることができない一次Ｓｉ晶が多く晶出するの
で、ＡＣ−５Ａ及びＡＣ−８Ｂ材のように機械加工の際
にくぼみができ、磁気テープを傷つける原因ともなる。

望ましくはＡｆｌ−８ｉ共晶成分付近の１２重量％程度
がよい。

更に、ＭｇはＳｉと結合して金属間化合物を形成し、基
地の析出強化作用をする。しかし、Ｍｇは０．０５重重
景以下の添加ではその効果が少なく、１．０重量％以上
の添加は靭性及び衝撃値が低下する傾向があり、温間鋳
造性が悪くなる。望ましくは０，３〜０．６重量％にす
べきである。また、ＣｕはＡＩ２の基地に固溶してＣｕ
、ＡＱを形成し、熱処理による強化作用をするとともに
、被切削性あるいは耐摩耗性を向上させる。しかし、Ｃ
ｕは０．５重量％以下では熱処理効果が少なく、３重量
％以上になると機械的性質の向上が飽和するので、経済
性の面からも４重量％以下とすべきであり、望ましくは
１〜３重量％添加がよい。その他Ｆｅ。

Ｃｒ　＋　Ｎ　ｉｒ　Ｚ　ｒ　ｒ　Ｔ　ｉ等の不純物が
合金中に存在することがあるが、それらの総量は５重量
％以下とすべきである。

以上詳述したように、磁気テープ走査装置の回転ドラム
に特殊なＡＱ−８ｉ系合金鍛造品を用いることにより、
ドラムの表面状態及び耐摩耗性が従来のセラミックコー
ティング、ＡＣ−５Ａ及びＡＣ−８Ｂ等には見られない
程優れた特性を有するようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気テープ走査装置の外観を示す斜視図であり
、第２図はその断面図、第３図は第１図及び第２図とは
構造の異った磁気テープ走査装置の断面図、第４図はす
べり摩擦係数の試験装置の１１８図、第５図はすべり摩
擦係数試験結果を示すグラフ、第６図は磁気テープ案内
ドラム表面の断面の顕微鏡写真、第７図は磁気テープ案
内ドラムのテープガイド表面状態の電子顕微鏡写真、お
よび第８図は使用前及び使用後の磁気テープ案内ドラ１
１表面状態をアラサ計で測定した結果を示すグラフであ
る。 ■・・・静止上ドラム、２・・・静止下ドラム、３・・
・回転盤、４・・・間隙、５・・・シャフト、６・・・
コネクター、６′・・・ボルト、７・・・磁気ヘッド、
８・・・テープガイド、９・・・スリーブ、１０・・・
ボルト、１１・・・ボールベアリング、１２・・・励磁
コイル、１３・・・ブツシュ、１４・・・プーリー、１
５・・・磁気テープ、２０・・・回転ドラム、２１・・
・静止ドラム、２２・・・磁気ヘッド、３０・・・試験
片、３１・・・磁気テープ、３２・・・重り、第　６　
図 ＄７図 第７図 第１頁の続き ＠発明者寺１）明猷 横浜市戸塚区吉田町２９旙地　株式会社日立製作所家電
研究所内 手続補正書く方式り ’ｌ”Ｎ　ｊ’ｌ庁長丁ｔ　志賀　学殿・１・１　イ′
Ｉ　の　！？　小 昭（１１５９年ｆｉ’＋Ｉｔ’＋１９ｆ１第７７４０４
　号発明の名利、 磁気テープ走査装置用回転ドラム 浦ＩＩをする名 十ｂｆ’ｌ”、　）関ｆｆｆｉ　！Ｉ’？１”ｉ？’１
Ｉ１１：’Ｉ’ｒＩ人と、　（１西…１（１、式会１１
　［１立　製　イ乍　）す１代　理　人 ｉ・・：　四（〒ｌ１Ｍ＋）東上；・、都「−代１１１
区九の内−’Ｉ’１１５音１シじ１−代理権を証明する
４面」と［明細−の図面の簡単な説明細書の図面の簡単
な説明を次の通り補正する。 （１）第１５頁１７行目の「顕微鏡写真」の前に「金属
組織を示す」を加入する。 （２）第１５頁１８行目の「状態の」を「のマクロ的な
金属組織を示す走査型」と訂正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリコン８〜１５重量％、銅１〜４重量％、マグネ
   シウム０．０５〜０．６重量％、残部実質上アルミニウ
   ムよりなるアルミニウムーシリコン合金の鍛造品からな
   り、該合金の球状共晶シリコンの平均粒径は５μｒｎ以
   下であり、かつ磁気テープ案内通路の表面に磁気テープ
   の進行方向にそって、表面粗さ１〜６μｍの平行な実質
   的に連続した機械加工線が形成されていることを特徴と
   する磁気テープ走査装置用回転ドラム。 ２．１０〜１００グラムの磁気テープの負荷範囲で、案
   内通路がすべり摩擦係数が０．２８以下をもつような表
   面特性をもつことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の磁気テープ走査装置用回転ドラム。