(57)【要約】【課題】リールを高速回転させた際にも摩耗を確実に抑え、摩耗により発生する振動をなくす。【解決手段】リール１３の中央上部又は押圧機構３５のいずれか一方にはセンターピン２５が設けられ、他方には該センターピン２５が当接される当接平板部３９ｅが設けられ、センターピン２５又は当接平板部３９ｅが、いずれか一方をポリアセタール系合成樹脂を主成分とし、他方をポリブチレン系又はポリエチレン系合成樹脂を主成分とし、これら合成樹脂の少なくともいずれか一方に無機粉体を添加して成形した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下ハーフからなるカセットケース内に磁気テープを巻回するリールを回転自在に収納し、該リールの中央上部を弾性的に押圧する押圧機構を前記上ハーフに取り付けたテープカセットであって、
前記リール中央上部又は前記押圧機構のいずれか一方にはセンターピンが設けられ、他方には該センターピンが当接される平板部が設けられ、
前記センターピン又は平板部が、いずれか一方をポリアセタール系合成樹脂を主成分とし、他方をポリブチレン系又はポリエチレン系合成樹脂を主成分とし、これら合成樹脂の少なくともいずれか一方に無機粉体を添加して成形されていることを特徴とするテープカセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気テープを巻回したリールをケース内に備えたテープカセットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ビデオテープレコーダ等に用いられるテープカセットは、磁気テープが巻回されたリールをカセットケースの内部に回転自在に収納している。収納されたリールの中央下部には、読み取り装置側の回転軸と係合するための係合部が形成されており、この係合部が回転軸と係合して回転駆動される。
また、リールの中央上部には半球状のセンターピンを設けてあり、このセンターピンと点接触する平面部を有したホルダが、センターピンを覆うように設けてある。ホルダは、弾性機構によりリールを常時下側に押圧しており、回転軸の非接続時にはリールが押圧力を受けてカセットケース側に設けたストッパにより回転規制される。一方、リールが回転軸に接続されると、回転軸が押圧力に抗じてリールを上方に持ち上げるため、これにより、ストッパによる回転規制が解除され、リール上側で点接触で支持された回転自在な状態となる。この状態で回転駆動される。上記構成のテープカセットが、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
実公平７−１８０６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記テープカセットのリールは、そのセンターピンが押圧機構に点接触した状態で回転する構造であるので、リール回転時に、センターピンとこれに点接触しているホルダとが摩耗により削れ、ホルダやセンターピンを形成している合成樹脂の粉が発生し、その粉が磁気ヘッドに付着して記録再生時にドロップアウトが発生する問題を生じる。
また、摩耗によって回転中心となる芯が生じ、このテープカセットを異なる読み取り装置等に装填して回転駆動したときに、回転軸の回転軸位置が装置により個体差を持っているため、形成された芯による拘束を受けて回転軸が傾斜したり、芯ずれが生じやすくなる。すると、リールの回転トルクが変動して、回転ムラや振動の発生原因となる。
【０００５】
このために、上記の特許文献１では、センターピンとこれに点接触する部材との双方を、耐摩耗性の高い樹脂材料により形成していた。しかし、特に近年の記録容量の大容量化に伴う高速回転化の要求から、リールを高速回転させた場合には、この材料の組合せであっても摩耗が生じ、上述と同様の問題が発生する。つまり、磁気テープの迅速な記録・書込みが行えるように、その取り扱い性を向上させるため、通常は高速回転時で２０００ｒｐｍ程度であったものを、さらなる高速化により、３０００〜４０００ｒｐｍ程度に増速させると、摩耗が発生し易くなり、僅かな摩耗が生じても回転トルクの上昇を招き、その結果、データのドロップアウトが発生する懸念が生じる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、リールを高速回転させた際にも摩耗が確実に抑えられ、摩耗によって発生する摺動粉や振動をなくすことが可能なテープカセットを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載のテープカセットは、上下ハーフからなるカセットケース内に磁気テープを巻回するリールを回転自在に収納し、該リールの中央上部を弾性的に押圧する押圧機構を前記上ハーフに取り付けたテープカセットであって、前記リール中央上部又は前記押圧機構のいずれか一方にはセンターピンが設けられ、他方には該センターピンが当接される平板部が設けられ、前記センターピン又は平板部が、いずれか一方をポリアセタール系合成樹脂を主成分とし、他方をポリブチレン系又はポリエチレン系合成樹脂を主成分とし、これら合成樹脂の少なくともいずれか一方に無機粉体を添加して成形されていることを特徴とする。
【０００８】
このテープカセットによれば、リールが回転する際に、互いに当接するピン又は平板部のいずれか一方をポリアセタール系合成樹脂を主成分とし、他方をポリブチレン系又はポリエチレン系合成樹脂を主成分とし、これらピン又は平板部の少なくとも一方に無機粉体を添加したので、これらピン及び平板部の当接箇所における摩耗を高速回転時であっても良好に抑えることができる。
これにより、近年、特にリールの高速回転化が望まれているテープカセットにおいて、摩耗を極力抑え、ドロップアウトの発生をなくすことができ、また、摩耗による芯ずれに起因する振動の発生を未然に防止することができる。
【０００９】
なお、前記無機粉体の添加量を、１５〜４５重量％とすることにより、摩耗量の減少効果が高くなり、また、過剰に無機粉末を使用することもなくなり、低コストで効率よく摩耗を防止することができる。
【００１０】
さらに、前記無機粉末として酸化チタンを用いることにより、摩耗防止効果が高められる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るテープカセットの実施の形態に付いて、図面を参照して詳細に説明する。
図１はテープカセットの構造を示す要部断面図、図２はテープカセットの一部の分解斜視図である。
図１に示すように、テープカセット１００は、合成樹脂によって成形された上下ハーフ（下ケース１１ａと上ケース１１ｂ）からなるカセットケース１１の内部で回転自在に収納された合成樹脂製のリール１３を有している。
【００１２】
リール１３は、中心にリールハブ１５を有する下フランジ１７と、リールハブ１５の上端部に溶着等により接合される上フランジ１９とを有しており、リールハブ１５には磁気テープ２１が巻回されている。また、リールハブ１５の中央上部は、上部が上面板２３ａによって閉塞された円筒部２３を有しており、この円筒部２３の上面板２３ａには、その中央部に、合成樹脂によって成形された半球状のセンターピン２５が設けられている。このセンターピン２５は、嵌合部２５ａを有しており、この嵌合部２５ａを、円筒部２３の上面板２３ａに形成された嵌合孔２３ｂに圧入することにより取り付けられている。
なお、このセンターピン２５は、ポリアセタールやポリオキシメチレン等のポリアセタール系合成樹脂で成形されている。
また、リールハブ１５は、その中央下部に係合穴２７を有しており、この係合穴２７に、読み取り装置側のリール台２９の回転軸３１が挿入されて係合する。
【００１３】
カセットケース１１を構成する上ケース１１ｂは、合成樹脂から成形された透明の窓板３３を有している。この窓板３３の上面側には、凹部３３ａが形成され、この凹部３３ａの中央には、貫通孔３３ｂが形成されている。窓板３３には、図２に示すように、貫通孔３３ｂ外側における対向位置に一対の突起３３ｃを有しており、突起３３ｃの外側には、環状の溝部３３ｄが形成されている。
また、窓板３３には押圧機構３５が取り付けられている。この押圧機構３５は、リールハブ１５の円筒部２３を覆うホルダ３９と、ホルダ３９と窓板３３との間に介装される付勢バネ４０と、ホルダ３９を窓板３３に固定するキャップ３７を有して構成されている。
【００１４】
なお、図２においては、付勢バネ４０、窓板３３、キャップ３７を上下反転させて示している。
キャップ３７は、円板部３７ａと、この円板部３７ａから同心円上に立設された複数のリブ３７ｂとを有している。これらリブ３７ｂのうち、互いに対向配置された一対のリブに対しては、円板部３７ａから垂直に延出された係合片３７ｃが形成されている。
【００１５】
ホルダ３９は、大略的には、それぞれ円筒状に形成された大径部３９ａ及び小径部３９ｂを有し、これらが平板部３９ｃによって連結された一体構造とされている。そして、大径部３９ａ及び平板部３９ｃには、中心から対称位置に孔部３９ｄが形成されており、これにより小径部３９ｂ内部には、平板部３９ｃの一部からなる中央平板部３９ｅが設けられている。また、小径部３９ｂの上端には一対の切欠部３９ｆが形成されており、大径部３９ａの下端部には溝部３９ｇを有するフランジ３９ｈが形成されている。
【００１６】
このホルダ３９は、ポリブチレンテレフタラートやポリエチレンテレフタラート等のポリブチレン系又はポリエチレン系合成樹脂に、無機粉末である針状体の酸化チタン（ＴｉＯ２）を添加したコンポジット合成樹脂材料によって成形されている。
【００１７】
ここで、この酸化チタンは、１５〜４５重量％、好ましくは２０〜４０重量％、さらに好ましくは２５〜３５重量％の割合で添加されている。また、酸化チタンが添加されたポリブチレンテレフタラートの一例としては、酸化チタンが３０重量％添加された、日本ポリケム（株）製  ６３０２Ｔを用いることができる。
【００１８】
上記の押圧機構３５を組み立てるには、まず、窓板３３の貫通孔３３ｂにホルダ３９の小径部３９ｂを下方から挿入させる。このとき、窓板３３の突起３３ｃをホルダ３９の大径部３９ａの孔部３９ｄ内に嵌合させることより、窓板３３に対してホルダ３９の回り止めが行われる。また、ホルダ３９の挿入時には、窓板３３の溝部３３ｄと大径部３９ａのフランジ３９ｈの溝部３９ｇとの間に圧縮コイルバネからなるリール付勢バネ４０を介装させる。
【００１９】
次いで、窓板３３の上部からキャップ３７のリブ３７ｂをホルダ３９の小径部３９ｂ内に嵌合させて、このキャップ３７を小径部３９ｂの上端に取り付ける。このとき、キャップ３７の係合片３７ｃをホルダ３９の当接平板部３９ｅにおける両側の孔に挿入させ、これら係合片３７ｃを小径部３９ｂの下端に係合させる。
これにより、キャップ３７とホルダ３９とが互いに接合され、これらキャップ３７とホルダ３９とを有する押圧機構３５が上下に移動自在に窓板３３に支持される。そして、ホルダ３９の大径部３９ａ内にリール１３の円筒部２３が挿入され、リール１３のセンターピン２５が当接平板部３９ｅに当接される。
【００２０】
このように押圧機構３５が組み立てられたテープカセット１００によれば、図１に示すように、リール付勢バネ４０の付勢力により押圧機構３５のホルダ３９とキャップ３７とが下方に付勢され、ホルダ３９の当接平板部３９ｅによってリール１３のセンターピン２５が押圧されリール１３が下方へ押圧付勢される。
【００２１】
次に、上記構造のテープカセット１００をビデオテープレコーダ等の装置に装填して、記録・書込み等を行う場合について説明する。
テープカセット１００が、ビデオテープレコーダ等の装置内に挿入されて所定位置に装填されると、回転軸３１がリール１３の係合穴２７に挿入されると共に、回転軸３１が設けられたリール台２９が下ケース１１ａの開口部４１内に挿入される。これにより、リール１３は、押圧機構３５のリール付勢バネ４０の付勢力に抗して上方へ持ち上げられる。
【００２２】
また、押圧機構３５のキャップ３７は、その上部が、カセットホルダに設けられた板バネからなるリール付勢部材４３によって押圧され、この押圧力とリール付勢バネ４０の付勢力とによってリール１３が下方に押圧され、リール１３がリール台２９に安定した状態に押し付けられる。
【００２３】
このようにテープカセット１００が装置内に装填された状態で、記録・書込み・巻き戻し・早送り等の動作命令を実行すると、回転軸３１がリール台２９と共に回転駆動され、これにより、リール１３が回転してリール１３に巻回された磁気テープ２１が走行駆動される。そして、このように、リール１３が回転して磁気テープ２１を走行駆動すると、リール１３の中央上部のセンターピン２５が押圧機構３５のホルダ３９の当接平板部３９ｅに点接触状態で回転される。
【００２４】
ここで、上記のテープカセット１００では、ホルダ３９をポリブチレン系またはポリエチレン系合成樹脂を主成分として成形し、センターピン２５をポリアセタール系合成樹脂を主成分として成形しているので相互の摩耗が抑えられる。しかも、ホルダ３９を成形する合成樹脂に無機粉末である酸化チタンを添加して成形しているので、さらに耐摩耗性が向上し、相互の摩耗がより一層抑えられる。
【００２５】
この酸化チタンによる摩耗抑制効果は、次のように推察できる。つまり、図３（ａ）に示すように、センターピン２５とホルダ３９の当接平板部３９ｅとの摺動箇所では、リール１３の回転時に、初期状態で２〜３μｍ程度の極微量が削れることにより、図３（ｂ）に示すように、摺動箇所に酸化チタン粒子４２が表出し、それ以降は、表出した酸化チタン粒子４２とセンターピン２５とが摺動し合うこととなり、ホルダ３９を成形しているポリブチレン系又はポリエチレン系の合成樹脂の摩耗の進行が停止するためであると考えられる。
また、センターピン２５は、リール１３とは別部材として形成しているため、リール１３自体の耐摩耗性について別段考慮することなく、例えばＡＢＳとポリカーボネート等との混合の合成樹脂等によりリールを形成し、リールの耐熱性を向上させる構成にもできる。
【００２６】
このように、上記テープカセット１００によれば、ホルダ３９をポリブチレン系またはポリエチレン系合成樹脂を主成分とし、センターピン２５をポリアセタール系合成樹脂を主成分とし、さらに、この合成樹脂に無機粉体である酸化チタンを所定の割合で添加したので、これらホルダ３９の当接平板部３９ｅとセンターピン２５との当接箇所における摩耗を高速回転時においても大きく抑えることができる。これにより、近年、特にリール１３の高速回転化が望まれているテープカセット１００において、当接箇所における摩耗を極力抑え、摩耗による樹脂粉の発生を防止して、記録・再生時のドロップアウトをなくすことができ、また、摩耗による芯ずれに起因する振動をなくすことができる。
【００２７】
なお、上記の例では、酸化チタンを添加した合成樹脂によってホルダ３９全体を一体成形したが、酸化チタンを添加した合成樹脂をホルダ３９の当接平板部３９ｅの表面に貼り付けたり、あるいは表面側だけが酸化チタンを添加した合成樹脂となるように、所謂２色成形を行っても良い。また、上記の例では、ホルダ３９を成形する合成樹脂に酸化チタンを添加したが、センターピン２５を成形する合成樹脂に酸化チタンを添加しても良く、または、これらホルダ３９及びセンターピン２５を成形するそれぞれの合成樹脂に酸化チタンを添加しても良い。
【００２８】
さらに、上記の例では、リール１３側にセンターピン２５を設け、このセンターピン２５をホルダ３９の当接平板部３９ｅに当接させて点接触状態で回転させる構造としたが、図４に示すように、ホルダ３９側にセンターピン２５を設け、このセンターピン２５をリール１３の円筒部２３の上面板２３ａに当接させて点接触状態で回転させる構造としても良い。
【００２９】
なお、テープカセット１００としては、磁気テープ２１が巻回されたリール１３を回転させる構造のものであれば、ビデオテープのような２つのリールを収容したタイプに限らず、１つのリール１３を収容したタイプでも適用可能である。また、本実施形態では、酸化チタンからなる無機粉末を合成樹脂に添加したが、この添加する無機粉末としては、酸化チタンに限らず、同等な効果が得られる粉末であればいずれものであってもよい。
【００３０】
【実施例】
（実施例１）
所定の荷重Ｗをホルダ３９に印加した状態で、リール１３を回転速度４０００ｒｐｍで５分間回転駆動させた際の酸化チタンの添加量に対する摩耗量を測定した。所定荷重Ｗとしては、実使用荷重３〜４Ｎであるが、摩耗加速試験として割り増しした５Ｎとした。
【００３１】
図５は実験結果を示すグラフである。図５に示すように、酸化チタンの添加量が３０重量％のときに、摩耗が殆ど発生していないことがわかった。また、酸化チタンの添加量が３０重量％を境として少なくなるに従って次第に摩耗が増加し、また、多くなるに従って次第に摩耗量が増加した。
ここで、酸化チタンの添加量が３０重量％よりも少なくなると、通常の摩耗による削れ代が多くなると考えられるが、酸化チタンの添加量が３０重量％よりも多くなっても摩耗量が増加することは、酸化チタンの添加量が増加することにより、合成樹脂のバインダとしての結合機能が低下し、欠け等の脆性破壊が生じるためと考えられる。
【００３２】
（実施例２）
ここでは、図６に示すような測定治具を用いてホルダ３９の回転トルク及び摩耗量を測定した。つまり、図６（ｂ）に示すように、ホルダ３９に重りＷｔを載せることで５Ｎの荷重Ｗを負荷し、この状態で各種の回転速度でサーボモータＭを回転させてリール１３を回転駆動する。そのときのホルダ３９の回転トルク及び摩耗量を測定した。なお、トルクＴの測定は、図６（ａ）に（ｂ）の上視図を示すように、ホルダ３９上に載置した重りＷｔの外周に紐Ｒを固着させ、この紐Ｒに加わる引張力ＰをロードセルＳによって測定することで行った。摩耗量は、ホルダ３９をリール１３から取り出し、形状測定器を用いてその摺動部位を接触走査することで測定した。
【００３３】
上記の測定を、ホルダ３９として、ポリブチレン系合成樹脂に酸化チタンを３０ｗｔ％添加して形成した場合及び酸化チタンを添加しない場合についてそれぞれ行った。その結果を図７に示す。図７（ａ）は回転速度に対するトルク変動を示し、図７（ｂ）は回転速度に対する摩耗量を示している。
図７（ａ）に示すように、酸化チタンを添加した本発明タイプは、酸化チタンを添加しない従来タイプに対して、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍでは幾分回転トルクが低いものの略同レベルであった。しかし、４０００ｒｐｍでは本発明タイプの回転トルクは従来タイプの回転トルクよりも大幅に低下した。
また、図６（ｂ）に示すように、酸化チタンを添加しない従来タイプも酸化チタンを添加した本発明タイプも、２０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍでは摩耗が殆どみられなかったが、回転数が４０００ｒｐｍとなったときには、従来タイプでは摩耗量が大きく増加したが、本発明タイプでは摩耗が殆どみられなかった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のテープカセットによれば、リール中央上部又は押圧機構のいずれか一方にはセンターピンが設けられ、他方には該センターピンが当接される平板部が設けられ、センターピン又は平板部が、いずれか一方をポリアセタール系合成樹脂を主成分とし、他方をポリブチレン系又はポリエチレン系合成樹脂を主成分とし、これら合成樹脂の少なくともいずれか一方に無機粉体を添加して成形されていることにより、リールが回転する際に、互いに当接するピン及び平板部の当接箇所における摩耗を高速回転時においても大きく抑制することができる。これにより、特にリールの高速回転化が望まれているテープカセットにおいて、摩耗を極力抑えて、記録・再生時のドロップアウトの原因となる樹脂の粉の発生をなくすことができ、高精度の記録・再生が行える。また、摩耗による芯ずれに起因して生じる振動をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るテープカセットの構造を示すテープカセットの要部断面図である。
【図２】テープカセットの一部の分解斜視図である。
【図３】ホルダの当接平板部とセンターピンとの接触部分を模式的に説明する概略断面図である。
【図４】ホルダの当接平板部とセンターピンとの接触部分の他の例を説明する断面図である。
【図５】酸化チタンの添加量に対する摩耗量の関係を説明するグラフ図である。
【図６】リールの回転による摺動部の摩耗状態と回転トルクを調べるための測定治具の概略構成図である。
【図７】リールの回転速度に対するトルク及び摩耗量の関係を説明するグラフである。
【符号の説明】
１１  カセットケース（ケース）
１３  リール
２１  磁気テープ
２５  センターピン
３１  回転軸
３５  押圧機構
３９ｅ  当接平板部（平板部）
４１  開口部
１００  テープカセット
【図１】
2004152400.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004152400.tif 000006
【図５】
2004152400.tif 000007
【図６】
2004152400.tif 000008
【図７】
2004152400.tif 000009