JPS6069853A - 磁気テ−プ走査装置用静止ドラム - 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】 本発明は八〇、−３ｉ系合金で作られた、表面状態の良
好ｔｃ　＃ｊＪ摩耗性の浸れた磁気テープ案内用静止ド
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Ａｆｌある
いはＡＱ金合金鋳造品で製作さＩしている。

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１−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、ずべり摩擦係数を小さくすると共に、接触面
においてテープに俗をつけること、あるいは静電気が帯
電することを防１にしている。しかしこのような表面処
理は耐摩耗性、すべり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篩１１ニドラ１１を提供すること
にある。

Ｖ　”Ｉ’　Ｒ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、次の（１）〜（４）の構成を
有する。

（１）円筒静止ドラムを含み、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滑動案内する
ための案内手段と、 （２）該ド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番づられた少な
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」部端の間
に小さい間隙を形成することにより、該案内ドラ１１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
ドラムｌ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′Ｃいる。回転盤３と
ドラムｌと２はシャフト５で回軸に固定されており、上
ドラムｌ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。

回転謡３はシャツＩ〜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にポル１−１０と補助ベース板１７で固
定されている。回転ｖ、３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
１４はポルｌ−１６−ｔ’シャフト５に固定されており
、ベルｌ−１！５で駆動されプーリー１４が回転するこ
とにより、シャフト５及び回転盤３が回転する４ｉ’ｌ
造となつ−Ｃいろ。

もう一つの型式の磁気ヘッド型記録再生装圃は第３図に
示すように、」、ド′ｉ１．ｚ　２０が回転し、トドラ
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、上
ドラム２０はシャフト５に固定されている。この上ドラ
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、静止ドラムに特
殊なＡＱ−８ｉ系合金鍛造品を使用することを特徴とし
ている。このＡＱ−Ｓｉ系合金鍛造品の組成は８〜１５
重景％の５ｉ−０，５〜４重景％のｃ　ｕ　Ｏ、０５〜
１．０重量％のＭｇを含有し、残部は実質的にＡＱから
成る。この合金を溶湯から急冷凝固してＳｉ品を微細に
晶出させる。

この冷却速度は速い程良いのであるが、望ましくは３０
〜ｂ するのが良い、鋳塊のままのＳｉ晶は針状あるいはＪ１
状であり、この状態では磁気テープ案内用静止ドラムと
しては好ましくない。この鋳塊を２００°Ｃ〜融点以下
の温度領域に於いて、加工度３０％以上の温間＠活を施
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、Ｓｔ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
晶は球状化される。その分断球状化されたＳｉ晶の平均
粒子径は１．７　μｍ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℃Ｘ　１ｈ→急冷→約１週間以上放置
）、Ｔ６処理（４５０〜５２０℃Ｘｌｈ→急冷→人工時
効；例えば１５０〜２００℃Ｘ８ｈ→空冷）あるいはＴ
５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静
止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図の磁気テープ案
内用静止ドラムに供される。

実施例 第１表に示すＡＣ−５Ａ及びＡＣ−８Ｂの組成をＭＦｆ
ｐ後、鋳造法によってすべり摩擦試験片及び実機磁気ｙ
−−プ案内ドラムを製造した。一方、第１表に示す組成
のＡＱ−３ｉ系合金を溶解後、３０〜ｂ ビレットを作成し、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”Ｃ〜５２
０℃ｘｔｈの溶体化処理を行い、１週間以ｋ　ｈ′ｌ置
したもの及び１７０℃×８［ｌ→徐冷の１＋Ｓ効処理を
行った。また、温間＠造後直ちに急冷させた熱処理も行
った。塑性加工後のＳｉ晶の大きさは１．６μＩｎ〜２
，８μＩｎである。」二記の１？）（↑゛４より、４°
ｌ＼り摩擦試験）１３０及び実機磁気テープ案内Ｉ・ラ
ムを（幾械加工により作製した。

第４図は七ｌ・、す１や擦係数の（１（す定力法を示し
たものであり、Ｖ　’ｒＲ用の磁気テープ（Ｃｒｙ、テ
ープ）３１が荷ｖ＜　３２とスプリングゲージ３３にセ
ラ１−される。この時の磁気テープの角度θは９０゜と
する。磁気アーープ３】はず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によって引張ら九、す
べり摩擦力Ｆ２が得られる。但し。

この場合の荷重は１０〜１００ｇ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、すベリ
摩擦係数μは次式によってめることが出来る。

第５図は上式によりめた測定結果である。曲Ｈ，ＡはＡ
Ｒ−５ｉ系合金のすべり摩擦係数であり、０．３以下の
値である。

通？ｉ（’　、　Ｖ　ＴＲが正常運転状態で録画、再生
を行っている場合、本ＡＱ−３ｉ系合金はこの範囲です
ベリ摩擦係数が０，２４〜０　、２５と小さく、案内ド
ラムとして適している。曲に’Ａ　Ｄは表面にセラミッ
クコープ・ｒンクを施した場合のすべり摩擦係数であり
、本Ａ＜１−３ｉ系合金目セラミックコーティングより
も非常に優れでいることがわかる。

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、セラミックコープよりも大きいすベリ摩擦係数で
ある。曲線ＢはＡ　Ｃ−５Ａ　、曲線ＣはハＣ：　−８
Ｂ材の表面アラサ３〜４μｍに機械仕）−げされている
場合のすべりＢｊ’；：擦係数である。

八Ｇ、５Ａ及びΔＣ−８Ｂのすベリ摩擦係数は０、：）
’Ｉ＝Ｏ，：’＝　１　、３０−４０　ｇ（１）荷重下
でもＱ　、　２　ｂ　−−０、２７とな−Ｊ−Ｃおり、
本ＡＭ−３ｉ系ｊ＞金の力が侵Ａシていることがわかる
。すべり摩擦係数が大きいぬ否には画面のヂラッキのｍ
ｃ囚となる１噴向があり、このようにして測定したすべ
り摩擦係数は実機磁気ゲージ案内ドラムのすべり摩擦を
１１１呪し・でいるものであることを確認した。実願に
よ、３シば磁気テープ案内ドラムの摩擦係数は０．３以
１；、望ましくは０．２８以下にすべきである。また、
０．３以下のすべり摩擦係数を得るためには、表面アラ
リ・が【・−６Ｉｔ　ｍであり、望ましくは２へ・５μ
ｙ＋　Ｉｃギベさである。

第６図；ヒル第６図ＣはＡＱ−３，ｉ系合金、ＡＣ−；
３Δ及びＡＣ−８Ｂ材製の磁気テープ案内ドラム表面の
断面会顕微鏡により４００倍で撮影したものであるが、
こＡしらは全て表面アラＩＪ−３〜４／Ｚ　（０１こ４
ｊ２　ｉ成力ｉｆ　−Ｌ　（士りげさせているものであ
る。、第６図ａは本Ａ　Ａ　−Ｓ　ｉ系合金、第６図１
）はＡＣ−５Ａ、第６図ＣはＡＣ−８Ｂ材である。本Ａ
ｌ１−８１系合金は小さなＳｉ晶であるが、Ａ　Ｃ５Ａ
　ＨＡＣ−８Ｂ材は大形のＳｉ品であり、りｂ巣もすら
れる。また１表面状態を見ると八〇、　−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−８８材は比較的大形のＳｉ晶がむしり取られた
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
イド表面を電子顕微鏡で観察した結果であり、倍率は２
０００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Ａ　Ｃ５Ａ　を第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ザ３〜４
μｍｎに機械加工体」―げされているものである。この
図からもわかるように本ＡＱ−３ｉ系合金の表面は機械
加：ｌ−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、Ａ　Ｃ−５Ａ
及びＡＣ−８Ｂ材は表面にくぼみが兄らイシ、特にΔＣ
−８１３材は大きなくぼみがある１このくぼみは第６図
に示し・た凹凸を平面的に見たものであり、懐械加上の
際に比較的人形のＳｉ品がむＩ−、り取ら２Ｉた跡、あ
るいけ新３１！である。これらのくぼみは磁気テープを
傷つける原因どもなる。

本発明のもう一一一）の東要な特徴は良々ｒな６ｊ摩耗
（’ｌを有し７ていることである。

第８１ＰＩ　ｒ＋−第８図Ｃは実際の磁気テープ案内ド
ラムを使ってＧＯＯ＝　７００　ｈ　ｒ　Ｇり　ｌｌ！
続テ４−ｒ　”Ｔ）　ｔ＝摩耗ＪＡ’、ｆｙ’ｃＨ結黒
である。また、この試験に用いた磁≦・（テープはすべ
り摩擦試験に用いたものと同作のｂのである。第８図ａ
は木ｉ３明のＡＤ−Ｓｉ系台金、第８１５　ｂはＡＣ−
５Ａ、第８１ＭＩ　ｃはＡＣ−８１３製ドラ１１の試験
結果であり、これらの摩耗量はアラザのパ少で示してい
る。比Ｉ咬のために第８図ａ〜第８１図Ｃの左側部分に
テスト前のアラザを示したが、こ汎らの曲線は７ラザ計
の記録図であり、′ｊコ際の表面（土第７図ａ〜第′７
図（：に示したようにくぼみがあることに注′ｆｌニジ
ておく必要がある。

本発明のΔα−８ｉ製ドラムの摩耗量は０．５μＩｎで
あるが、ＡＣ５Ａ及びＡＣ−８Ｂ製ドラムは０．７−０
．９μｍであり、本発明のＡ　Ｑ　−Ｓ　ｉ　１１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、耐摩耗性が優れていることがわかる。更に３ε
明者らは第１表に示したようにＡＱ−８ｉ系α金の組成
、８１品の大きさ及び熱処理を変えたドラムについても
［ユ記試験を／ｌｊコだ結果、Ｓｉ晶が５μｌτ１より
人きい場合に目テ・−７′ガイド表面を機械加工により
所望の表面状態にすることが困難であり、Ｓｉ晶の人、
ささば５μＩｎ以下とすべぎことンう１わかった。

第１表 処理条件 ’Ｉ’４：５００℃Ｘ　］　ｈ　ｒ→急冷→常温１週間
以上放置’１’５：４７０℃温間成形−→急冷−＋ｌ　
７０’ＣＸ８　ｈ　ｒ時効処理’１．”Ｇ　：　５００
℃Ｘ１ｂｒ−＋急冷−）１７．０″ＣＸ８１＋ｒ時効処
理ａｓ　ｃａｓシ：　ｔＪ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重量％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ＡΩ−Ｓｔ共晶成分付近の１２重量％程度が
よい。

更に、ＭｇはＳｔ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重量
％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ＡＱの基地に固溶してＣｕ２
ＡＱを形成し、熱処理による強化作用をするとともに、
波切１！ＩｊＩ性あるいは耐摩耗性を向上させる。しか
し、Ｃｕ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重景重量加がよい。その他１”　ｃ　、　
Ｃｒ　＋　Ｎ　ｉ　、　Ｚ　ｒ　、　１’　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１ｉｔ％以下とすべきである。

以１　ｔｒｙ述したように、磁気テープ走査装置の磁気
テープ案内用静止ドラムに特殊なＡ　Ｑ　−Ｓ　ｉ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、ＡＣ５Ａ及び
Ａ　Ｃ−８１３等には見られない程優れた特性を有する
ようになる。

【図面の簡単な説明】

第」図は磁気テープ走査装置の外観を示す余Ｉ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ｃ７）　１ｌＪｉ而
図、第４図はすべり摩擦係数の試験装置の略図、第５図
けす入り摩擦係数試験結果を示すグラフ、第６１９１は
磁気テープ案内ドラム表面の断面の顕微鏡″Ｔｊ“真、
第７図は磁気テープ案内ドラムのテープガイ１〜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ム表面状態をアラサＢ１て測定し
た結果を示すグラフである。 １・・・静止」ニドラム、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・・・ポル１〜．１
１・・・ボールベアリング、１２・・・励磁コイル、１
３・・・ブツシュ、１４・・・プーリー、１５・・・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　７　図 第　７ （Ｃ） ■ 手続補正書（方式） １４５．イ（］５．ｐｊＰ貨４ １旨ｉ’Ｉ’　Ｉｉ長官志賀　学１］つ１４　１’ｌ　
の　ノく　小 昭　（１１５９年　１萄１′１願第　７７４０３　−Ｓ
じ発明の名称 磁気テープ走査装置用静止ドラム ｒ山１１を・すると ・Ｌｌ’ｌとの関６’ｒ：　！Ｉ５．ｉ’　１出願人ン
、　（゛ｌ旨ｌ川用（１、代会ｔ１１」　伝　専ソ　イ
′ト　ｆす１代　岬　人 説明の鼎」 ｒ山ＩＩの１向上ｆ ■９代理権を証明する書面をＦｊｌ！、ｇｐ４）＝充す
る。 ２、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Ｊ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」二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、シリコン８〜１５重基％、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ラ
   １１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５μＴｎ
   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
   とする磁気チーブ走査装置用静止ドラム。 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
   表面特性をもっことを特徴とする特ａ′「請求の範囲第
   １項記載の磁気デ・−プ走査＋ＪＪ２置用静ＩＩ−ドラ
   １１゜