JP3535114B2 - Rotating head drum device - Google Patents
Rotating head drum deviceInfo
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- JP3535114B2 JP3535114B2 JP2001142664A JP2001142664A JP3535114B2 JP 3535114 B2 JP3535114 B2 JP 3535114B2 JP 2001142664 A JP2001142664 A JP 2001142664A JP 2001142664 A JP2001142664 A JP 2001142664A JP 3535114 B2 JP3535114 B2 JP 3535114B2
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はテープ状記録媒体を
用い、磁気ヘッドで情報の記録再生を行う回転ヘッドド
ラム装置、例えば、ビデオテープレコーダ等の回転ヘッ
ドドラム装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary head drum device for recording and reproducing information with a magnetic head using a tape-shaped recording medium, for example, a rotary head drum device such as a video tape recorder.
【０００２】[0002]
【従来の技術】磁気ヘッドを回転させてテープ状記録媒
体に情報の記録再生を行う回転ヘッドドラム装置は、情
報の高速記録を行えること等の理由により広く使用され
ているが、近年では、情報量の増大に伴い高密度記録・
再生が要求され、高精度な回転ヘッドドラム装置が必要
となってきている。2. Description of the Related Art A rotary head drum device for rotating a magnetic head to record / reproduce information on / from a tape-shaped recording medium has been widely used for the reasons such as high-speed recording of information. High density recording as the volume increases
Reproduction is required, and a highly accurate rotary head drum device is required.
【０００３】図６は従来の回転ヘッドドラム装置を示す
斜視図である。図７は図６の固定ドラム２の形状を示す
断面図である。図８は固定ドラムの形状を示す斜視図で
ある。図６〜図８に示すように、回転ヘッドドラム装置
は回転ドラム１，固定ドラム２，軸５から構成されてい
る。FIG. 6 is a perspective view showing a conventional rotary head drum device. FIG. 7 is a sectional view showing the shape of the fixed drum 2 of FIG. FIG. 8 is a perspective view showing the shape of the fixed drum. As shown in FIGS. 6 to 8, the rotary head drum device comprises a rotary drum 1, a fixed drum 2, and a shaft 5.
【０００４】軸５は、固定ドラム２の中心の軸圧入部２
ｃに固定され、回転ドラムを回転自在に支持している。
回転ドラム１にはその外周面に磁気ヘッド３が取り付け
られており、高速回転することにより、テープ状記録媒
体４に高速度で相対して情報の記録再生を行う。テープ
状記録媒体４は固定ドラム２の外周面の一部と摺接、走
行するが、その安定走行を実現するために、固定ドラム
２にはそのテープ摺接部にテープガイド２ｂが形成され
ている。また、図８に示すように、固定ドラム２には、
磁気ヘッド３と情報の授受を行うための配線を通すため
に、外周面の一部に切り欠き部２ａが形成されている。The shaft 5 is a shaft press-fitting portion 2 at the center of the fixed drum 2.
It is fixed to c and rotatably supports the rotating drum.
A magnetic head 3 is attached to the outer peripheral surface of the rotary drum 1, and by rotating at high speed, information is recorded / reproduced relative to the tape-shaped recording medium 4 at high speed. The tape-shaped recording medium 4 runs in sliding contact with a part of the outer peripheral surface of the fixed drum 2. In order to achieve stable running, the fixed drum 2 is provided with a tape guide 2b at the tape sliding contact portion. There is. In addition, as shown in FIG.
A cutout 2a is formed in a part of the outer peripheral surface in order to pass a wiring for exchanging information with the magnetic head 3.
【０００５】回転ヘッドドラム装置には一般に高寸法精
度が要求されるが、固定ドラム２においては、特に、テ
ープガイド２ｂを含むテープ摺接部に高寸法精度が要求
される。この寸法精度を実現するためには、回転ヘッド
ドラム装置を固定する際に生じる歪みも問題となる。こ
のため、固定ドラムの固定部付近にスリット形状を設
け、剛性を低下することによってその部分で歪みを吸収
するようにした回転ヘッドドラム装置が知られている
（特開平４−３０３６１号公報）。The rotary head drum device is generally required to have high dimensional accuracy, but the fixed drum 2 is particularly required to have high dimensional accuracy in a tape sliding contact portion including the tape guide 2b. In order to achieve this dimensional accuracy, distortion that occurs when the rotary head drum device is fixed is also a problem. For this reason, there is known a rotary head drum device in which a slit shape is provided in the vicinity of a fixed portion of a fixed drum, and the rigidity is reduced to absorb the distortion in that portion (JP-A-4-30361).
【０００６】ところで、従来の回転ヘッドドラム装置
は、アルミニウム合金を切削加工することにより製造さ
れているが、複雑な形状の高精度加工が要求され、また
単品加工となるために製造コストが高くなるという問題
点があった。これを解決するために、成形加工のみで製
造できる樹脂製回転ヘッドドラム装置が提案されている
（特開昭５５−１６０３５３号公報）。このように樹脂
により回転ヘッドドラム装置を成形することで、コスト
の低減、軽量化などが図れる。さらに、回転ヘッドドラ
ム装置とドラムベースなどとの一体成形も考えられ、回
転ヘッドドラム装置の周辺部も含めたコストの低減も図
れる利点がある。By the way, the conventional rotary head drum device is manufactured by cutting an aluminum alloy. However, high precision processing of a complicated shape is required, and since it is a single piece processing, the manufacturing cost is high. There was a problem. In order to solve this, a resin rotary head drum device which can be manufactured only by molding has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 55-160353). By molding the rotary head drum device with resin in this manner, cost reduction and weight reduction can be achieved. Further, it may be possible to integrally form the rotary head drum device and the drum base, and there is an advantage that the cost including the peripheral portion of the rotary head drum device can be reduced.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂に
より固定ドラム２を成形する場合、回転ヘッドドラム装
置を固定する際に生じる歪みの他に、軸５の圧入に伴う
固定ドラム２の歪みや軸締結力の低下が問題となる。However, in the case of molding the fixed drum 2 with resin, in addition to the distortion that occurs when the rotary head drum device is fixed, the distortion of the fixed drum 2 due to the press-fitting of the shaft 5 and the shaft fastening. A decrease in power becomes a problem.
【０００８】まず、樹脂は、一般に、アルミニウム合金
などと比べて機械的強度に劣るため、軸を強固に固定す
るためには、軸圧入時のしめしろをアルミニウム合金の
場合よりも大きくする必要がある。このため、樹脂成形
品の歪み量はアルミニウム合金の場合よりも大きくな
る。当然ながら、しめしろを小さくすれば応力歪みは小
さくなるが、軸が強固に固定されず、軸締結力が小さい
ことが問題となる。First, since resin is generally inferior in mechanical strength to aluminum alloys and the like, in order to firmly fix the shaft, it is necessary to make the interference at the time of press-fitting the shaft larger than that in the case of aluminum alloy. is there. Therefore, the strain amount of the resin molded product becomes larger than that of the aluminum alloy. As a matter of course, if the interference is made small, the stress strain becomes small, but the problem is that the shaft is not firmly fixed and the shaft fastening force is small.
【０００９】次に、樹脂は一般的に線膨張係数が大き
く、軸の材料よりも極端に線膨張係数が大きい樹脂に関
しては、温度上昇に伴う軸締結力の低下や温度下降に伴
う樹脂成形品の歪み発生の問題がある。Next, a resin generally has a large linear expansion coefficient, and a resin having an extremely larger linear expansion coefficient than the material of the shaft is a resin molded product accompanied by a decrease in shaft fastening force due to a temperature rise or a temperature decrease. There is a problem of distortion generation.
【００１０】これらの課題に対して、樹脂の機械的強度
をあげる方法として、ガラス繊維や炭素繊維などの強化
材を充填した樹脂複合材料を利用することが一般的に行
われている。しかしながら、上記固定ドラム２には他に
テープ状記録媒体４との摺動性が良好であること、テー
プ状記録媒体４との摺動時に帯電しないこと、精密成形
が可能であること、等の様々な特性が要求される。これ
らの要求特性に対して機械的強度を向上させる強化材は
必ずしも有効でなく、強化材の異方性を考えれば特に精
密成形の点で不利になることが考えられる。As a method for increasing the mechanical strength of a resin to solve these problems, a resin composite material filled with a reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber is generally used. However, the fixed drum 2 has other good slidability with the tape-shaped recording medium 4, is not charged when sliding with the tape-shaped recording medium 4, and is capable of precision molding. Various characteristics are required. Reinforcing materials that improve the mechanical strength are not always effective against these required characteristics, and considering the anisotropy of the reinforcing materials, it may be disadvantageous particularly in terms of precision molding.
【００１１】また、回転ヘッドドラム装置に使用する樹
脂材料としては、特開昭６２−５２７５５に線膨張係数
の絶対値が１０×１０-6／Ｋ以下であること、実開昭６
１−１９３５４７にアルミニウムと同程度の線膨張係数
（アルミニウムの線膨張係数は２９×１０-6／Ｋ）をも
つこと、特開昭６０−４０５５１では線膨張係数が２０
×１０-6／Ｋから２５×１０-6／Ｋであることなどが開
示されている。しかし上記の開示内容には、軸と樹脂成
形品を固定することを考慮した記述はなく、また実際
に、通常使用するステンレス製の軸の線膨張係数が１６
×１０-6／Ｋであることから、使用温度変化に伴う軸と
樹脂成形品との熱膨張量または熱収縮量の差によって生
じる軸締結力の低下や樹脂成形品の歪みの問題は解決で
きない。As the resin material used for the rotary head drum device, the absolute value of the linear expansion coefficient is 10 × 10 -6 / K or less as disclosed in JP-A-62-52755.
1-193547 has a coefficient of linear expansion similar to that of aluminum (the coefficient of linear expansion of aluminum is 29 × 10 −6 / K), and in JP-A-60-40551, the coefficient of linear expansion is 20.
It is disclosed that it is from x10 -6 / K to 25 x 10 -6 / K. However, in the above disclosure, there is no description in consideration of fixing the shaft and the resin molded product, and actually, the linear expansion coefficient of the stainless steel shaft that is usually used is 16
Since it is × 10 -6 / K, it is not possible to solve the problems of reduction of shaft fastening force and distortion of resin molded product caused by difference in thermal expansion or contraction amount between shaft and resin molded product due to change in operating temperature. .
【００１２】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであって、軸圧入によって発生する歪みが大き
くても要求精度を維持でき、且つ、使用温度変化に伴う
歪みや軸締結力の低下を押さえることによりテープ摺接
部に発生する歪みを抑制することのできる回転ヘッドド
ラム装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. The required accuracy can be maintained even if the strain generated by the shaft press-fitting is large, and the strain and the shaft fastening force due to the change in the working temperature can be maintained. An object of the present invention is to provide a rotary head drum device capable of suppressing distortion generated in a tape sliding contact portion by suppressing the decrease.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の回転ヘッドドラム装置は、磁気ヘッドを
支持する回転ドラムと、回転ドラムを回転自在に支持す
る軸と、軸を圧入するために形成された穴と磁気テープ
の走行をガイドするテープ摺接部とを有する樹脂複合材
料からなる固定ドラムと、を備えてなる回転ヘッドドラ
ム装置において、固定ドラムは、軸を圧入するために形
成された穴近傍の、該穴の半径方向の線膨張係数が軸の
線膨張係数に略等しいものである。To achieve the above object, according to the solution to ## rotary head drum apparatus of the present invention, the press-fitting a rotary drum for supporting a magnetic head, a shaft for supporting the rotary drum rotatably, a shaft In a rotary head drum device including a fixed drum made of a resin composite material having a hole formed to do so and a tape sliding contact portion that guides the running of the magnetic tape, the fixed drum press-fits the shaft. In shape
The linear expansion coefficient in the radial direction of the formed hole is substantially equal to the linear expansion coefficient of the shaft.
【００１４】また、前記軸を圧入するために形成された
穴近傍の、該穴の半径方向の線膨張係数が１２×１０-6
／Ｋから２０×１０-6／Ｋまでの範囲であるものであ
る。 Further, it formed to press-fit the pre SL shaft
The linear expansion coefficient of the hole in the radial direction in the vicinity of the hole is 12 × 10 −6
/ K to 20 × 10 −6 / K.
【００１５】[0015]
【００１６】以上のように軸の線膨張係数と軸圧入部の
線膨張係数を略等しくすることにより、軸圧入後の使用
温度変化によって発生する熱歪みに起因する、樹脂成形
品の歪みもしくは軸締結力の低下の問題を低減できる。As described above, by making the linear expansion coefficient of the shaft and the linear expansion coefficient of the shaft press-fitting portion substantially equal to each other, the strain of the resin molded product or the shaft caused by the thermal strain generated by the change in the operating temperature after the shaft press-fitting is performed. The problem of a decrease in fastening force can be reduced.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】図１（ａ）〜図３（ｂ）は本発明
の回転ヘッドドラム装置の固定ドラムの構成を示す図で
ある。図１（ａ）〜図３（ｂ）の回転ヘッドドラム装置
の固定ドラムにはすべて歪み抑制部が設けられている。
以下、これらの図に基づいて第１の実施例について説明
するが、図６〜図８に示した従来の回転ヘッドドラム装
置の固定ドラム２と同一部分については説明を省略す
る。1 (a) to 3 (b) are views showing the structure of a fixed drum of a rotary head drum device of the present invention. The fixed drums of the rotary head drum device shown in FIGS. 1A to 3B are all provided with a strain suppressing section.
Hereinafter, the first embodiment will be described based on these drawings, but the description of the same parts as the fixed drum 2 of the conventional rotary head drum device shown in FIGS. 6 to 8 will be omitted.
【００１８】まず、図１（ａ）の固定ドラム６について
説明する。この固定ドラム６には、中心に軸５を固定す
る軸圧入部６ｃが形成されており、また、外周面に磁気
テープの走行をガイドするテープ摺接部６ｂが形成され
ている。そして、軸圧入部６ｃとテープ摺接部６ｂとの
間に、テーパ形状部６ａが軸５と同軸状に設けられてい
る。First, the fixed drum 6 shown in FIG. 1A will be described. A shaft press-fitting portion 6c for fixing the shaft 5 is formed in the center of the fixed drum 6, and a tape sliding contact portion 6b for guiding the running of the magnetic tape is formed on the outer peripheral surface thereof. A tapered portion 6a is provided coaxially with the shaft 5 between the shaft press-fitting portion 6c and the tape sliding contact portion 6b.
【００１９】固定ドラムでは、軸５の圧入や圧入後の使
用温度変化によって発生する応力歪みが、軸圧入部６ｃ
からテープ摺接部６ｂへと伝播するが、上記構成では、
応力歪みの伝播経路途中にテーパ形状部６ａが設けられ
ているため、応力歪みはテープ摺接部６ｂと直線的につ
ながらず、軸方向にも分散される。更に、テーパ形状部
６ａを設けるとテーパ形状部６ａ付近の肉厚が薄くなる
ため半径方向の弾性率が低下するため、歪みを吸収する
ことができる。これらの効果により、テープ摺接部６ｂ
での歪み量を減少することが可能である。In the fixed drum, the stress strain generated by the press-fitting of the shaft 5 and the change in the operating temperature after the press-fitting is caused by the shaft press-fitting portion 6c.
From the tape to the tape sliding contact portion 6b, but in the above configuration,
Since the taper-shaped portion 6a is provided in the propagation path of the stress strain, the stress strain is not linearly connected to the tape sliding contact portion 6b but is also dispersed in the axial direction. Further, when the tapered portion 6a is provided, the wall thickness in the vicinity of the tapered portion 6a becomes thin and the elastic modulus in the radial direction decreases, so that the strain can be absorbed. Due to these effects, the tape sliding contact portion 6b
It is possible to reduce the amount of distortion at.
【００２０】次に、図２（ａ）に記載の固定ドラム７に
ついて説明する。この固定ドラム７では、軸圧入部７ｃ
とテープ摺接部７ｂとの間、つまり、軸５との接触面か
ら発生する応力歪みの伝播経路途中にスリット形状部７
ａを軸５と同軸上に設けたものである。この構成でも図
１に示したテーパ形状部６ａと同様に、スリット形状部
７ａにより、歪みはテープ摺接部７ｂと直線的につなが
らず、歪みを軸方向に分散できる。また、このスリット
形状部７ａにより、半径方向の弾性率が低下するため、
歪みを吸収することができる。Next, the fixed drum 7 shown in FIG. 2A will be described. In this fixed drum 7, the shaft press-fitting portion 7c
And the tape sliding contact portion 7b, that is, in the propagation path of the stress strain generated from the contact surface with the shaft 5, the slit-shaped portion 7
a is provided coaxially with the shaft 5. With this configuration, similarly to the taper-shaped portion 6a shown in FIG. 1, the slit-shaped portion 7a does not linearly connect the strain to the tape sliding contact portion 7b, and the strain can be dispersed in the axial direction. Further, since the slit-shaped portion 7a reduces the elastic modulus in the radial direction,
The strain can be absorbed.
【００２１】次に、図３（ａ）に記載の固定ドラム８に
ついて説明する。この固定ドラム８では、軸圧入部８ｃ
とテープ摺接部８ｂとの間、つまり、軸５との接触面か
ら発生する応力歪みの伝播経路途中に、段差形状部８ａ
が軸５と同軸上に設けられている。このように段差形状
部８ａを軸５と同軸状に設けることにより、歪みはテー
プ摺接部８ｂと直線的につながらず、歪みを軸方向に分
散できる。また、軸圧入部８ｃとテープ摺動部８ｂとの
間の歪みの伝達経路が長くなることにより、テープ摺接
部８ｂでの歪みは減少する。Next, the fixed drum 8 shown in FIG. 3A will be described. In this fixed drum 8, the shaft press-fitting portion 8c
And the tape sliding contact portion 8b, that is, in the propagation path of the stress strain generated from the contact surface with the shaft 5, the stepped portion 8a.
Are provided coaxially with the shaft 5. By providing the stepped portion 8a coaxially with the shaft 5 as described above, the strain is not linearly connected to the tape sliding contact portion 8b, and the strain can be dispersed in the axial direction. Further, since the strain transmission path between the shaft press-fitting portion 8c and the tape sliding portion 8b becomes long, the strain at the tape sliding contact portion 8b is reduced.
【００２２】以上の例では、前記テーパ形状部６ａ、ス
リット形状部７ａ、段差形状部８ａ等により、軸圧入や
軸圧入後の使用温度変化によって発生する歪みを抑制し
ているが、これらの形状に限らず、軸圧入部とテープ摺
接部との間を直線的につながらなようにしたり、両者の
間に樹脂肉厚が薄い箇所を設けたり、あるいは両者の間
の歪み伝播経路を長くする形状あるいは、それらを組み
合わせた形状を設けておけば、上記と同様の効果が得ら
れる。In the above example, the taper-shaped portion 6a, the slit-shaped portion 7a, the step-shaped portion 8a and the like suppress the distortion caused by the axial press-fitting and the change in the operating temperature after the axial press-fitting. Not limited to this, the shaft press-fitting portion and the tape sliding contact portion may be connected linearly, a resin thin portion may be provided between them, or a strain propagation path between them may be lengthened. By providing a shape or a shape obtained by combining them, the same effect as described above can be obtained.
【００２３】ところで、図１（ｂ），図２（ｂ），図３
（ｂ）に示すように固定ドラム６，７，８には、磁気ヘ
ッドからの情報を授受する配線を通すための切り欠き部
６ｄ，７ｄ，８ｄが形成されている。部分的に肉厚が薄
くなればその部位の弾性率が低下するように、切り欠き
部６ｄ，７ｄ，８ｄが存在するために、その周辺部位で
は弾性率が低下する。したがって、固定ドラム６，７，
８の外周面では、切り欠き部６ｄ，７ｄ，８ｄの周辺部
位に歪みが集中する。By the way, FIG. 1 (b), FIG. 2 (b), and FIG.
As shown in (b), the fixed drums 6, 7, and 8 are formed with cutouts 6d, 7d, and 8d for passing wires for transmitting and receiving information from the magnetic head. The cutouts 6d, 7d, and 8d exist so that the elastic modulus of the portion decreases when the wall thickness is partially reduced, so the elastic modulus of the peripheral portion decreases. Therefore, the fixed drums 6, 7,
On the outer peripheral surface of 8, strain is concentrated on the peripheral portions of the cutout portions 6d, 7d, 8d.
【００２４】しかしながら、本実施形態では、上記テー
パ形状６ａ，スリット形状７ａ，段差形状８ａを同軸状
に設ける際に、切り欠き部６ｄ，７ｄ，８ｄにおいても
弾性率が同程度になるように調整することができる。具
体的には、周方向において切り欠き周辺部位でのテーパ
形状部６ａ，スリット形状部７ａ，段差形状部８ａの弾
性率を他の部位よりも大きくなるようすることにより、
切り欠き部６ｄ，７ｄ，８ｄでの歪みの集中を防ぐこと
ができる。弾性率の調整は、例えば、テーパを小さくす
る、スリット幅を狭くする、段差をつけるときの肉厚を
厚くする、等により行うことができる。However, in this embodiment, when the taper shape 6a, the slit shape 7a, and the step shape 8a are coaxially provided, the cutout portions 6d, 7d, and 8d are adjusted so that the elastic moduli are substantially the same. can do. Specifically, by setting the elastic modulus of the taper-shaped portion 6a, the slit-shaped portion 7a, and the step-shaped portion 8a in the peripheral portion of the cutout in the circumferential direction to be larger than that of other portions,
It is possible to prevent the strain from being concentrated at the cutouts 6d, 7d, and 8d. The elastic modulus can be adjusted by, for example, decreasing the taper, narrowing the slit width, and increasing the wall thickness when making a step.
【００２５】次に、固定ドラムを成形する樹脂複合材料
の線膨張係数を調整することによって、応力歪みの発生
を抑制する実施形態について説明する。Next, an embodiment will be described in which the occurrence of stress strain is suppressed by adjusting the linear expansion coefficient of the resin composite material for molding the fixed drum.
【００２６】通常、回転ヘッドドラム装置の固定ドラム
では、半径方向の膨張または収縮が、軸の緩みや、高精
度の寸法精度が必要なテープ摺接部への歪みの伝播とい
う点で、軸方向の膨張または収縮よりも問題となる。そ
こで、本実施の形態では、軸圧入部近傍の半径方向の線
膨張係数を、圧入する軸材料の線膨張係数と同程度とな
るように調整する。Generally, in the fixed drum of the rotary head drum device, expansion or contraction in the radial direction causes axial looseness and propagation of strain to the tape sliding contact portion which requires high dimensional accuracy. Is more problematic than expansion or contraction. Therefore, in the present embodiment, the coefficient of linear expansion in the radial direction near the shaft press-fitting portion is adjusted to be approximately the same as the coefficient of linear expansion of the shaft material to be press-fitted.
【００２７】以下、使用温度変化に伴う樹脂成形品の許
容線膨張係数範囲を見積もる。ここでは、使用する最大
温度変化を−４０℃から＋８０℃とする。また、熱膨張
または収縮に伴う軸と樹脂成形品との膨張量または収縮
量の差の最大許容量を、材料の機械的強度や軸圧入後の
応力緩和の問題があり判断が難しいが、軸とアルミニウ
ム合金製固定ドラムの場合に設定されている最大許容量
の１／２以下、具体的には±１μｍ程度であると仮定す
る。Hereinafter, the allowable linear expansion coefficient range of the resin molded product due to the change in operating temperature will be estimated. Here, the maximum temperature change used is from −40 ° C. to + 80 ° C. In addition, it is difficult to judge the maximum allowable difference in the expansion or contraction amount between the shaft and the resin molded product due to thermal expansion or contraction due to the problems of mechanical strength of the material and stress relaxation after press-fitting the shaft. It is assumed that the maximum allowable amount set in the case of the aluminum alloy fixed drum is 1/2 or less, specifically about ± 1 μm.
【００２８】軸直径が４ｍｍであるとき、（δＬ／Ｌ）
×（１／δＴ）で線膨張係数は計算され、δＬ＝±１μ
ｍ、Ｌ＝４×１０3μｍ、δＴ＝±６０℃から、線膨張
係数は±４×１０-6／Ｋが得られる。軸材料（ステンレ
ス）の線膨張係数を通常使用されている１６×１０-6／
Ｋとすると、樹脂成形品の軸圧入部付近の半径方向の線
膨張係数は１２×１０-6／Ｋから２０×１０-6／Ｋであ
る必要がある。一般に樹脂の線膨張係数は大きく、熱可
塑性樹脂ではポリフェニレンサルファイドが６９×１０
-6／Ｋ（ポリプラスチックス ０２２０Ａ９カタログ
値）、ポリエーテルサルホンが５７×１０-6／Ｋ（住友
化学工業 ４１００Ｇカタログ値）などである（ともに
樹脂流動に対して直角方向（以下、直角方向とのみ記
す））。これらの線膨張係数を下げ、軸材料と同程度の
線膨張係数を得るには樹脂材料よりも低い線膨張係数を
もつ材料を樹脂に充填することが必要である。例えば炭
素繊維は−１×１０-6／Ｋ〜５×１０-6／Ｋの線膨張係
数をもち、炭素繊維が充填された樹脂複合材料は線膨張
係数が低下している（例えば、ポリプラスチックス ２
１３０Ａ１（炭素繊維充填グレード）では４３×１０-6
／Ｋ（直角方向）、０×１０-6／Ｋ（樹脂流動方向（以
下、流動方向と記す））、住友ベークライト ＭＫ２０
１（炭素繊維充填グレード）では２５×１０-6／Ｋ（直
角方向）、５×１０-6／Ｋ（流動方向）である）。ま
た、充填材は必ずしも炭素繊維である必要はなく、線膨
張係数が樹脂材料よりも小さければ有機、無機、金属を
材料とする繊維、フィラー、粒状体、板状体あるいは不
定形物質を充填してもよい。When the shaft diameter is 4 mm, (δL / L)
The linear expansion coefficient is calculated by × (1 / δT), and δL = ± 1μ
m, L = 4 × 10 3 μm, and δT = ± 60 ° C., a linear expansion coefficient of ± 4 × 10 −6 / K is obtained. The linear expansion coefficient of the shaft material (stainless steel) is usually used 16 × 10 -6 /
Assuming K, the linear expansion coefficient in the radial direction in the vicinity of the shaft press-fitting portion of the resin molded product needs to be 12 × 10 −6 / K to 20 × 10 −6 / K. Generally, a resin has a large linear expansion coefficient, and in a thermoplastic resin, polyphenylene sulfide is 69 × 10.
-6 / K (polyplastics 0220A9 catalog value), polyethersulfone 57 × 10 -6 / K (Sumitomo Chemical 4100G catalog value), etc. (both directions perpendicular to the resin flow (hereinafter perpendicular direction) Only write))). In order to reduce these linear expansion coefficients and obtain a linear expansion coefficient similar to that of the shaft material, it is necessary to fill the resin with a material having a lower linear expansion coefficient than the resin material. For example, carbon fibers have a linear expansion coefficient of -1 × 10 -6 / K to 5 × 10 -6 / K, and a resin composite material filled with carbon fibers has a low linear expansion coefficient (for example, polyplastics). Space 2
43 × 10 -6 with 130A1 (carbon fiber filling grade)
/ K (right angle direction), 0 × 10 -6 / K (resin flow direction (hereinafter referred to as flow direction)), Sumitomo Bakelite MK20
1 (carbon fiber filled grade) is 25 × 10 −6 / K (perpendicular direction) and 5 × 10 −6 / K (flow direction)). In addition, the filler does not necessarily have to be carbon fiber, and if the linear expansion coefficient is smaller than that of the resin material, it may be filled with fibers made of organic, inorganic, or metal materials, fillers, granules, plates or amorphous substances. May be.
【００２９】ところで、樹脂複合材料は充填材の異方性
などのため、線膨張係数が流動方向と直角方向とでは異
なることが多い。線膨張係数は直角方向の方が流動方向
よりも大きいが、通常の樹脂成形品では金型形状が複雑
なため樹脂流動も複雑であり、成形品各部によって様々
な数値を示す。つまり、線膨張係数は流動方向の値から
直角方向の値までの間に分布する。本実施形態では、望
ましくは、流動方向、直角方向での線膨張係数の差が小
さい樹脂複合材料を使用すべきである。実際に、線膨張
係数の異方性が小さく、かつその値が上記線膨張係数範
囲内に収まる樹脂複合材料は存在する（住友ベークライ
ト ＭＫ２０５の線膨張係数は１６×１０-6／Ｋ（直角
方向）、１５×１０-6／Ｋ（流動方向）である）。By the way, the linear expansion coefficient of the resin composite material is often different between the flow direction and the perpendicular direction due to the anisotropy of the filler. The coefficient of linear expansion is larger in the right-angle direction than in the flow direction, but in a normal resin molded product, the resin flow is complicated because the shape of the mold is complicated, and various values are shown depending on each part of the molded product. That is, the coefficient of linear expansion is distributed from the value in the flow direction to the value in the perpendicular direction. In this embodiment, it is desirable to use a resin composite material having a small difference in linear expansion coefficient between the flow direction and the perpendicular direction. Actually, there exists a resin composite material having a small anisotropy of linear expansion coefficient and the value of which is within the above range of linear expansion coefficient (Sumitomo Bakelite MK205 has a linear expansion coefficient of 16 × 10 −6 / K (in the orthogonal direction). ), 15 × 10 −6 / K (flow direction)).
【００３０】しかしながら、樹脂複合材料の線膨張係数
に異方性があっても金型形状を含めた樹脂流動方向を考
慮したゲート位置を設けることで、ある程度の線膨張係
数の制御は可能である。図４はそのゲート位置を説明す
る図である。図４に示すように、固定ドラム９の軸圧入
部付近の一部９ａと対応する成形金型部分に全周にわた
るフィルムゲートを配置すれば、樹脂は軸１０の長手方
向に流動する。その結果、軸圧入部付近における、半径
方向の線膨張係数は直角方向の線膨張係数の値に近いも
のとなる。一方、９ｂと対応する成形金型部分一点にゲ
ートを配置すれば、樹脂は周方向に流動する割合が増加
し、軸圧入部付近における、半径方向の線膨張係数は、
流動方向の線膨張係数に近付く。However, even if the linear expansion coefficient of the resin composite material has anisotropy, it is possible to control the linear expansion coefficient to some extent by providing the gate position in consideration of the resin flow direction including the mold shape. . FIG. 4 is a diagram for explaining the gate position. As shown in FIG. 4, if a film gate is arranged over the entire circumference in a molding die portion corresponding to a portion 9a near the shaft press-fitting portion of the fixed drum 9, the resin flows in the longitudinal direction of the shaft 10. As a result, the linear expansion coefficient in the radial direction near the axial press-fitting portion is close to the value of the linear expansion coefficient in the perpendicular direction. On the other hand, if the gate is arranged at one point of the molding die portion corresponding to 9b, the ratio of the resin flowing in the circumferential direction increases, and the linear expansion coefficient in the radial direction near the shaft press-fitting portion is
It approaches the linear expansion coefficient in the flow direction.
【００３１】図９にこれらの金型の一例を示す。図９
（ａ）はゲートを図４の９ａに対応する部分に設けた場
合の断面図である。図に示すように、金型５０ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆによりキャビティー５１が規定されてい
る。樹脂複合材料は、スプル５２から導入されて、ゲー
ト９ａよりキャビティー５１に流入する。このような金
型を用いれば、軸圧入部９ｃにおいては軸方向に樹脂複
合材料が流動するようになる。図９（ｂ）はゲートを図
４の９ｂに対応する部分に設けた場合の断面図である。
この図に示すように、金型６０ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
によりキャビティー６１が規定されている。樹脂複合材
料は、スプル６２から導入されて、ランナ６３を介し
て、ゲート９ｂよりキャビティー６１に流入する。この
ような金型を用いれば、軸圧入部９ｃにおいては半径方
向に樹脂複合材料が流動するようになる。FIG. 9 shows an example of these molds. Figure 9
FIG. 9A is a sectional view when a gate is provided in a portion corresponding to 9a in FIG. As shown in the figure, the dies 50a, b,
The cavity 51 is defined by c, d, e, and f. The resin composite material is introduced from the sprue 52 and flows into the cavity 51 from the gate 9a. If such a mold is used, the resin composite material will flow in the axial direction in the shaft press-fitting portion 9c. FIG. 9B is a sectional view when the gate is provided in a portion corresponding to 9b in FIG.
As shown in this figure, the molds 60a, b, c, d, e, f
Defines the cavity 61. The resin composite material is introduced from the sprue 62 and flows into the cavity 61 from the gate 9b via the runner 63. By using such a mold, the resin composite material flows in the radial direction in the shaft press-fitting portion 9c.
【００３２】以上のように、使用する樹脂複合材料の直
角方向および流動方向の線膨張係数に応じて金型のゲー
ト位置を調整することにより、軸圧入部近傍の半径方向
の線膨張係数をある程度制御することが可能となる。た
だし、使用温度変化に伴う軸圧入部近傍の線膨張係数
は、軸圧入部近傍単独でなく、樹脂成形品中の一部とし
て上記線膨張係数範囲内に収める必要がある。As described above, the linear expansion coefficient in the radial direction in the vicinity of the axial press-fitting portion is adjusted to some extent by adjusting the gate position of the mold according to the linear expansion coefficients of the resin composite material to be used in the perpendicular direction and the flow direction. It becomes possible to control. However, the linear expansion coefficient in the vicinity of the axial press-fitting portion due to a change in operating temperature needs to be within the linear expansion coefficient range as a part of the resin molded product, not in the vicinity of the axial press-fitting portion alone.
【００３３】一方、ウエルド問題などにより、金型内の
樹脂流動方向を大きく変えることができない場合には、
軸圧入部近傍の半径方向が樹脂複合材料の流動方向また
はそれに直行する方向と一致しない場合がある。この場
合、軸圧入部付近の半径方向の線膨張係数を軸の線膨張
係数に略等しいものとするためには、使用する樹脂複合
材料の線膨張係数の絶対値や異方性に制限を与える必要
がある。On the other hand, when the resin flow direction in the mold cannot be largely changed due to a weld problem, etc.,
The radial direction in the vicinity of the shaft press-fitting portion may not coincide with the flow direction of the resin composite material or the direction orthogonal thereto. In this case, in order to make the linear expansion coefficient in the radial direction near the axial press-fitting portion substantially equal to the linear expansion coefficient of the shaft, the absolute value and anisotropy of the linear expansion coefficient of the resin composite material used are limited. There is a need.
【００３４】また、樹脂複合材料に異方性が存在する場
合には、底面部の周方向と半径方向の線膨張係数の違い
により、周方向に歪みが発生する可能性がある。しかし
ながら、固定ドラムには切り欠き形状があるため、周方
向の切り欠き形状付近の弾性率が小さくなり、歪みを吸
収する効果がある。このため、周方向におけるテープ摺
動位置での歪みは小さくなる。なお、当然ながらこの問
題に対しても、線膨張係数に異方性のない樹脂複合材料
を用いれば歪みは発生しない。When the resin composite material has anisotropy, distortion may occur in the circumferential direction due to the difference in linear expansion coefficient between the circumferential direction and the radial direction of the bottom surface. However, since the fixed drum has a notch shape, the elastic modulus in the vicinity of the notch shape in the circumferential direction becomes small, and there is an effect of absorbing strain. Therefore, the distortion at the tape sliding position in the circumferential direction becomes small. Of course, even with respect to this problem, if a resin composite material having no anisotropy in linear expansion coefficient is used, no distortion occurs.
【００３５】次に、樹脂複合材料の線膨張係数に異方性
がある場合における、使用する材料の選択方法について
説明する。図５は、この選択方法を説明するための固定
ドラムの断面図である。Next, a method of selecting a material to be used when the linear expansion coefficient of the resin composite material is anisotropic will be described. FIG. 5 is a sectional view of a fixed drum for explaining this selection method.
【００３６】図５に示すように、樹脂成形品を軸圧入部
近傍１１と、底面部１２の２ブロックに分けて考える。
また、ここでは、次のの仮定して考えるものとする。２
つのブロックの歪み量の比は樹脂複合材料のポアソン比
によって異なるが、おおよそ軸圧入部近傍１１：底面部
１２＝２：１である。２ブロック界面にて発生した歪み
量をδとしたとき、軸圧入を行う内径部に伝達される歪
み量もほぼ同程度であり、また、底面部１２は半径方向
に樹脂が流動した結果、半径方向の線膨張係数は１０×
１０-6／Ｋだけ軸圧入部近傍の半径方向の線膨張係数よ
りも低くなる。As shown in FIG. 5, the resin molded product is divided into two blocks, that is, the vicinity of the shaft press-fitting portion 11 and the bottom portion 12.
In addition, here, it is assumed that the following assumptions are made. Two
The ratio of the strain amounts of the two blocks varies depending on the Poisson's ratio of the resin composite material, but is approximately 11 near the axial press-fitting portion: bottom surface portion 12 = 2: 1. When the amount of strain generated at the interface between the two blocks is δ, the amount of strain transmitted to the inner diameter portion where the shaft is press-fitted is almost the same, and the bottom surface portion 12 has a radius as a result of the resin flowing in the radial direction. Coefficient of linear expansion in the direction is 10 ×
It becomes 10 −6 / K lower than the linear expansion coefficient in the radial direction near the shaft press-fitting portion.
【００３７】このとき、軸圧入部近傍１１、底面部１２
間に発生する歪み量は温度上昇が６０℃であるとき、
４．８μｍとなる。この歪みが軸１３と軸圧入部近傍１
１との界面に伝達されたとき、その歪み量は、上記、か
ら、軸締結力を強める方向に約３．２μｍと計算され
る。これに対して６０℃の温度上昇にともなう軸１３と
軸圧入部近傍１１との熱膨張量の差が、軸締結力が緩む
方向に３．２μｍであれば、互いの歪み量と緩み量が打
ち消される。このためには、軸圧入部近傍１１単独の半
径方向の線膨張係数は、軸１３の線膨張係数１６×１０
-6／Ｋよりも１３×１０-6／Ｋ大きい２９×１０-6／Ｋ
であることが望ましい。詳しくは歪み許容量が１μｍで
あることを考慮して、軸圧入部近傍１１単独の半径方向
の線膨張係数は２５×１０-6／Ｋから３４×１０-6／Ｋ
の範囲内に収まる必要がある。At this time, the vicinity 11 of the shaft press-fitting portion and the bottom surface portion 12
When the temperature rise is 60 ° C, the amount of strain generated between
It becomes 4.8 μm. This distortion causes the shaft 13 and the vicinity 1
When transmitted to the interface with 1, the strain amount is calculated from the above as about 3.2 μm in the direction of increasing the shaft fastening force. On the other hand, if the difference in the amount of thermal expansion between the shaft 13 and the vicinity of the shaft press-fitting portion 11 due to the temperature increase of 60 ° C. is 3.2 μm in the direction in which the shaft fastening force is loosened, the mutual strain amount and looseness amount are Canceled. For this purpose, the linear expansion coefficient in the radial direction of the shaft press-fitted portion 11 alone is 16 × 10.
-6 / 13 × than K 10 -6 / K larger 29 × 10 -6 / K
Is desirable. In detail, considering that the allowable strain amount is 1 μm, the linear expansion coefficient in the radial direction of the shaft press-fitted portion 11 alone is 25 × 10 −6 / K to 34 × 10 −6 / K.
Must be within the range.
【００３８】したがって、使用する樹脂複合材料として
は、実際に図５に示すような固定ドラムを作成してみ
て、軸圧入部近傍１１単独の線膨張係数（図５の軸圧入
部近傍１１と底面部１２の間でそれらを分断して計測す
ることにより求める）が２５×１０-6／Ｋから３４×１
０-6／Ｋの範囲内になるようなもの選択すればよい。Therefore, as the resin composite material to be used, a fixed drum as shown in FIG. 5 was actually produced, and the linear expansion coefficient of the shaft press-fitting part vicinity 11 alone (the shaft press-fitting part vicinity 11 and the bottom surface of FIG. 5). It is obtained by dividing and measuring them among the parts 12) from 25 × 10 −6 / K to 34 × 1
It may be selected such that it falls within the range of 0 -6 / K.
【００３９】[0039]
【発明の効果】本発明によれば、樹脂成形品の軸圧入部
近傍の線膨張係数を圧入する軸と同程度に調整すること
により、軸圧入後の使用温度変化によって発生する樹脂
成形品の歪み量や軸締結力が緩和することを低減する。
このため、要求される高寸法精度の固定ドラムを得るこ
とができる。According to the present invention, the linear expansion coefficient in the vicinity of the shaft press-fitting portion of the resin molded product is adjusted to the same degree as that of the shaft into which the resin is press-fitted. It reduces the amount of strain and the relaxation of the shaft fastening force.
Therefore, it is possible to obtain the fixed drum with the required high dimensional accuracy.
【００４０】また、回転ヘッドドラム装置を構成する固
定ドラムを樹脂複合材料で成形し、軸圧入部とテープ摺
接部との間にテーパ形状部，スリット形状部，段差形状
部など歪み応力を分散、吸収する歪み抑制部を付与する
ことにより、軸圧入時のテープ摺接部への歪み伝播量を
低減することができ、テープ摺動部の寸法精度を上げる
ことができる。Further, the fixed drum which constitutes the rotary head drum device is molded of a resin composite material, and the strain stress such as the taper-shaped portion, the slit-shaped portion and the step-shaped portion is dispersed between the shaft press-fitting portion and the tape sliding contact portion. By providing the absorbing strain suppressing portion, it is possible to reduce the amount of strain propagation to the tape sliding contact portion when the shaft is press-fitted, and it is possible to improve the dimensional accuracy of the tape sliding portion.
【図１】テーパ形状部を有した固定ドラムの一例を示す
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a fixed drum having a tapered portion.
【図２】スリット形状部を有した固定ドラムの一例を示
す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a fixed drum having a slit-shaped portion.
【図３】段差形状部を有した固定ドラムの一例を示す断
面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of a fixed drum having a step-shaped portion.
【図４】樹脂流動方向を考慮したゲート位置を説明す
る、固定ドラムの軸圧入部近傍の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view in the vicinity of a shaft press-fitting portion of a fixed drum, illustrating a gate position in consideration of a resin flow direction.
【図５】異方性のある樹脂複合材料の選択方法を説明す
るための簡単なモデルである。FIG. 5 is a simple model for explaining a method of selecting a resin composite material having anisotropy.
【図６】回転ヘッドドラム装置の構成の一例を示す斜視
図である。FIG. 6 is a perspective view showing an example of the configuration of a rotary head drum device.
【図７】固定ドラムの形状の一例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the shape of a fixed drum.
【図８】固定ドラムの切り欠き部を説明する斜視図であ
る。FIG. 8 is a perspective view illustrating a cutout portion of a fixed drum.
【図９】金型の一例を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a mold.
１ 回転ドラム ２，６，７，８ 固定ドラム ２ａ 切り欠き部 ５ 軸 ６ｃ，７ｃ，８ｃ 軸圧入部 ６ｂ，７ｂ，８ｂ テープ摺接部 ６ａ テーパ形状部 ７ａ スリット形状部 ８ａ 段差形状部 １１ 軸圧入部近傍 1 rotating drum 2,6,7,8 fixed drum 2a Notch 5 axes 6c, 7c, 8c Shaft press-fitting part 6b, 7b, 8b Tape sliding contact part 6a Tapered portion 7a Slit shape part 8a Stepped portion 11 Near the shaft press-fitting part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−168521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−163318（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−212806（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−298634（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−46312（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−40551（ＪＰ，Ａ) 実公 平２−33288（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/52 - 5/53 G11B 15/61 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-6-168521 (JP, A) JP-A-55-163318 (JP, A) JP-A-3-212806 (JP, A) JP-A-5- 298634 (JP, A) JP-A-2-46312 (JP, A) JP-A-60-40551 (JP, A) Jitsuko HEI 2-333288 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G11B 5/52-5/53 G11B 15/61
Claims (2)
回転ドラムを回転自在に支持する軸と、該軸を圧入する
ために形成された穴と磁気テープの走行をガイドするテ
ープ摺接部とを有する樹脂複合材料からなる固定ドラム
と、を備えてなる回転ヘッドドラム装置において、 前記固定ドラムは、前記軸を圧入するために形成された
穴近傍の、該穴の半径方向の線膨張係数が前記軸の線膨
張係数に略等しくなるように形成されてなることを特徴
とする回転ヘッドドラム装置。1. A rotary drum for supporting a magnetic head, a shaft for rotatably supporting the rotary drum, and a press-fit for the shaft.
In rotary head drum device including a stationary drum made of a resin composite material, a having a tape sliding portion for guiding the travel of the formed hole and the magnetic tape in order, the fixed drum, press-fitting the shaft Formed for
A rotary head drum device, characterized in that the linear expansion coefficient in the radial direction of the hole near the hole is substantially equal to the linear expansion coefficient of the shaft.
において、 前記軸を圧入するために形成された穴近傍の、該穴の半
径方向の線膨張係数が１２×１０-6／Ｋから２０×１０
-6／Ｋまでの範囲であることを特徴とする回転ヘッドド
ラム装置。2. The rotary head drum device according to claim 1, wherein a radial linear expansion coefficient of the hole in the vicinity of a hole formed for press-fitting the shaft is from 12 × 10 −6 / K to 20. × 10
A rotary head drum device characterized by a range of up to -6 / K.
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|---|---|---|---|
| JP2001142664A JP3535114B2 (en) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | Rotating head drum device |
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