(57)【要約】【課題】製造コストを増大させることなく、従来と同等の性能を有するピンチローラおよびピンチローラ装置を提供する。【解決手段】ピンチローラは、アーム９に保持される第１ローラ軸２ａと、該第１ローラ軸２ａと接続され表面粗さが１μｍ以下である第２ローラ軸２ｂと、第２ローラ軸２ｂの外周上に取付けられる樹脂製のすべり軸受３と、すべり軸受３の外周上にスリーブ４とともに外嵌される筒状の弾性体１１とを備える。ピンチローラ装置は、上記のピンチローラと、これを保持するアーム９と、キャプスタン１０とを備える。【選択図】　　　　図１
2004087038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム（９）に保持される第１ローラ軸（２ａ）と、
前記第１ローラ軸（２ａ）と接続され、表面粗さが１μｍ以下である第２ローラ軸（２ｂ）と、
前記第２ローラ軸（２ｂ）の外周上に取付けられる樹脂製のすべり軸受（３）と、
前記すべり軸受（３）に外嵌される筒状の弾性体（１１）とを備えた、ピンチローラ。
【請求項２】
前記第１ローラ軸（２ａ）と前記第２ローラ軸（２ｂ）はいずれも金属製である、請求項１に記載のピンチローラ。
【請求項３】
前記すべり軸受（３）を、フッ素系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエステル系樹脂からなる群から選ばれる１種類の樹脂で構成する、請求項１または請求項２に記載のピンチローラ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のピンチローラを備えた、ピンチローラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等において強制回転駆動されるキャプスタンとの間に磁気テープを挟んだ状態で磁気テープを移送するピンチローラおよび該ピンチローラを備えたピンチローラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に、従来のピンチローラ装置１の一例を示す。この図に示すように、ピンチローラ装置１は、ローラ軸２と、該ローラ軸２にすべり軸受３を介して外嵌されるローラ本体７と、アーム９と、キャプスタン１０とを備える。
【０００３】
ローラ軸２は、アーム９に保持され、先端側に小径部と、アーム側９に大径部とを有する。ローラ軸２の小径部の先端には、キャップ部材６が取付られる。すべり軸受３は、ローラ軸２の小径部と大径部との間の段差部上に樹脂製のワッシャ８を介して載置される。
【０００４】
ローラ本体７は、弾性体１１と、その弾性体１１の内周面上に装着された金属製のスリーブ４とを有する。スリーブ４は、すべり軸受３を係止する係止部４ａを有する。このスリーブ４の内側にすべり軸受３が嵌入される。また、スリーブ４の内側には、すべり軸受３の抜けを防止するための抜け防止部材５が装着される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現行のすべり軸受３としては樹脂製のものが使用されることが多く、該樹脂製のすべり軸受３はたとえば射出成形により形成可能である。しかし、射出成形後の収縮量が大きいので、射出成形のみで現行のすべり軸受３で要求される内周部分の精度を確保することは困難である。したがって、すべり軸受３の内周部分の精度を確保するために該内周部分に切削加工等を施す必要があり、そのために製造コストが上昇するという問題がある。
【０００６】
また、成形可能な樹脂製のすべり軸受３を現行のローラ軸２と摺動させた場合には、すべり軸受３の内周部分が摩耗しやすくなる。そのため、すべり軸受３の内周部分に切削加工等を施したとしてもすべり軸受３の摩耗によりピンチローラの性能低下を招くこととなる。
【０００７】
上記のようにすべり軸受３の内周部分が摩耗する理由の一つとして現行のローラ軸２の表面粗さが比較的大きいことが考えられるが、すべり軸受３の内周部分の摩耗を効果的に抑制できる程度にローラ軸２の表面粗さを向上させるには、たとえば図５に示す形態のローラ軸２のままでは大幅な製造コスト上昇を招くこととなる。
【０００８】
そこで、本発明は、製造コストを増大させることなく、従来と同等の性能を有するピンチローラおよびピンチローラ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るピンチローラは、アームに保持される第１ローラ軸と、第１ローラ軸と接続され、表面粗さが１μｍ以下である第２ローラ軸と、第２ローラ軸の外周上に取付けられる樹脂製のすべり軸受と、すべり軸受に外嵌される筒状の弾性体とを備える。なお、本願明細書において「表面粗さ」とは、ＪＩＳＢ０６０１−２００１のＲｚ（最大高さ）のことである。
【００１０】
上記のように樹脂製のすべり軸受が取り付けられる第２ローラ軸の表面粗さを１μｍ以下とすることにより、すべり軸受の内周面の仕上げ用切削加工を省略しても、従来と同等の性能を確保することができる。したがって、該仕上げ加工を省略でき、すべり軸受の製造コストを格段に低減することができる。また、たとえば第１と第２ローラ軸を別体とすることにより、容易かつ安価に第２ローラ軸の表面に切削加工等の表面処理を施して第２ローラ軸の表面粗さを１μｍ以下とすることができる。よって、この第２ローラ軸の表面処理にもコストはあまりかからない。さらに、第２ローラ軸として安価で入手容易な部材を選択することにより、第１と第２ローラ軸を別体としても、コストアップを抑制することができる。以上より、製造コストを従来よりも低減し、かつ従来と同等の性能を有するピンチローラを提供することができる。
【００１１】
第２ローラ軸を金属製のピンで構成することが好ましい。それにより、容易かつ低コストで切削加工等の表面処理を第２ローラ軸の表面に施すことができ、第２ローラ軸の表面粗さを１μｍ以下とすることができる。
【００１２】
上記のすべり軸受は、通常、フッ素系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエステル系樹脂からなる群から選ばれる１種類の樹脂に摺動性を良好にするオイルと固体潤滑剤を混合した材料で形成する。また必要に応じて複数種類の樹脂を混合したものに摺動性を高めるオイルや固体潤滑剤を混合した材料で形成してもよい。
【００１３】
本発明に係るピンチローラ装置は、上述のピンチローラを備える。よって、従来と同等の性能のピンチローラ装置を、従来よりも低コストで提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１に本発明の実施の形態１におけるピンチローラ装置の部分断面図を示す。この図に示すように、ピンチローラ装置１は、ピンチローラと、該ピンチローラを保持するアーム９と、キャプスタン１０とを備える。ピンチローラは、ローラ軸２と、該ローラ軸２の外周上に取り付けられるすべり軸受３と、すべり軸受３に外嵌されるローラ本体７とを有する。
【００１６】
本発明では、典型的にはローラ軸２を複数のパーツに分割する。たとえば図１の例では、ローラ軸２を、アーム９に保持される第１ローラ軸２ａと、該第１ローラ軸２ａと接続される第２ローラ軸２ｂとの２つのパーツに分割している。しかし、ローラ軸２を３つ以上のパーツに分割することも可能である。第１ローラ軸２ａと第２ローラ軸２ｂとは、たとえば圧入、接着等の手法で接続することができる。
【００１７】
上記のようにローラ軸２を複数のパーツに分割することにより、すべり軸受３が取付けられる部分を有するパーツについて別途切削や研磨等の表面処理を施すことができ、該パーツにおいてすべり軸受３が取付けられる部分の表面を容易かつ低コストで凹凸の少ない滑らかな面に加工することができる。
【００１８】
図１の例では、第１ローラ軸２ａと第２ローラ軸２ｂはいずれもステンレス鋼等の金属で構成している。第２ローラ軸２ｂはピン状に形成している。このように第２ローラ軸２ｂを金属で構成することにより、第２ローラ軸２ｂの表面粗さ（ＪＩＳＢ０６０１−２００１のＲｚ：最大高さ）を容易に１μｍ以下程度と小さくすることができる。具体的には、たとえば第２ローラ軸２ｂの表面に、切削加工、バレル研磨、めっき等の表面処理を施すことにより、容易に第２ローラ軸２ｂの表面粗さを１μｍ以下とすることができる。
【００１９】
なお、第２ローラ軸２ｂの表面粗さの値は小さければ小さい程好ましいが、現状の加工技術に鑑み、第２ローラ軸２ｂの表面粗さは０．２μｍ程度が下限値となるものと考えられる。
【００２０】
また、たとえば第２ローラ軸２ｂとしてステンレスピン等の平行ピンを採用することもでき、この場合には安価かつ容易に表面粗さの小さい第２ローラ軸２ｂを入手することができる。このように第２ローラ軸２ｂを安価かつ容易に入手することができ、またこれを第１ローラ軸２ａに組付けるだけなので、ローラ軸２を２ピース化したとしてもコストアップはほとんどない。
【００２１】
第２ローラ軸２ｂの一端（上端）には、ゴム等で構成されるキャップ部材６を取り付ける。このキャップ部材６とすべり軸受３との間には間隙（スラストガタ）が設けられる。
【００２２】
他の実施形態として第１ローラ軸２ａと第２ローラ軸２ｂをいずれも樹脂で構成してもよく、第１ローラ軸２ａを金属、第２ローラ軸２ｂを樹脂で構成してもよく、第１ローラ軸２ａを樹脂、第２ローラ軸２ｂを金属で構成してもよい。
【００２３】
図１の例では、第１ローラ軸２ａの一端（上端）に筒状部を設け、該筒状部に第２ローラ軸２ｂの他端（下端）を嵌入している。そして、筒状部上に樹脂製のワッシャ８を介してすべり軸受３を設置している。第１ローラ軸２ａの他端（下端）は、アーム９に固定される。
【００２４】
すべり軸受３は、樹脂製であり、筒状の形状を有する。具体的には、すべり軸受３の材料として、フッ素系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエステル系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主体とする材料を採用可能である。
【００２５】
上述のようにすべり軸受３が取り付けられる部分におけるローラ軸２の表面粗さを小さくすることにより、使用可能な樹脂材料の範囲が広がり、上記のような種々の樹脂をベースとした安価で成形精度の良好な樹脂をすべり軸受３の材料として使用することができる。
【００２６】
本発明では、射出成形や圧縮成形等の成形手法により上述の樹脂を用いて所定形状のすべり軸受３を作製し、該すべり軸受３の内周部に切削加工等の仕上げ加工を施さずに使用する。
【００２７】
すべり軸受３が取り付けられる部分におけるローラ軸２の表面粗さを小さくしているので、上記のようにすべり軸受３の内周部に仕上げ加工を施さなくても従来例と同等の性能を確保することができる。その結果、仕上げ加工を省略することができ、仕上げ加工を行なう場合と比較して、すべり軸受３の製造コストを格段に低減することができる。具体的には、１／４程度に低減することが可能となった。
【００２８】
本発明のすべり軸受３の材料としては、特に安価で成形精度の良好な材料、たとえばポリアセタール樹脂やポリアミド樹脂等を使用することが好ましい。本願発明者等が、ポリアセタール樹脂にオイルおよび固体潤滑剤を配合した樹脂材料を用い、圧縮成形によりすべり軸受３を試作したところ、真円度５μｍ、円筒度１０μｍの内径精度のすべり軸受３を作製することができた。
【００２９】
なお、すべり軸受３の材料としてポリアセタール樹脂を主体とする樹脂を使用する場合には、ポリアセタール樹脂を８０重量％以上９９．９重量％以下程度含むものを使用することが好ましい。
【００３０】
ポリアセタール樹脂を用いてすべり軸受３を構成した場合、すべり軸受３が外嵌される第２ローラ軸２ｂの表面粗さによっては、すべり軸受３は比較的摩耗しやすいものとなるが、上述のように第２ローラ軸２ｂの表面粗さを小さくすることにより、すべり軸受３の摩耗を効果的に抑制することができ、現行のすべり軸受３と同等の性能および寿命を実現することが可能となった。
【００３１】
ローラ本体７は、金属等で構成されるスリーブ４と、抜け防止部材５と、合成ゴム等で構成される弾性体１１とを備える。スリーブ４は、すべり軸受３の外周上に取り付けられ、すべり軸受３を係止する係止部４ａを有する。抜け防止部材５は、スリーブ４の内周上に取り付けられ、係止部４ａとの間ですべり軸受３の外周部を挟持し、すべり軸受３の抜けを防止する。弾性体１１は、スリーブ４の外周上に取り付けられる。
【００３２】
次に、本願発明者が、本願発明の効果を確認すべく現行のすべり軸受３と本発明のすべり軸受３との性能を比較する種々の試験を行なったので、その試験方法と試験結果について図２〜図４および表１を用いて説明する。
【００３３】
まず、試験方法について説明する。評価用のテープデッキと、９倍速で回転可能なディスクを備え該ディスクに当接させた状態でピンチローラを回転させることができる回転装置とを準備し、アーム９に保持された状態のピンチローラを評価用のデッキと回転装置とに交互に付け替え、後述する消費電流等の各種評価を行なった。
【００３４】
より詳しくは、まず上記の回転装置にピンチローラを取り付け、ディスクにピンチローラを１４．７Ｎ（１．５ｋｇｆ）で押し付けながら所定時間回転させ、その後、評価用のテープデッキに該ピンチローラを取り付けて、消費電流、調芯角、スラストガタおよびテープ走行性についての評価を行なった。
【００３５】
なお、本発明の例としては、図１の構造を有し、ポリアセタール樹脂にオイルおよび固体潤滑剤を配合した樹脂材料を用いて圧縮成形により作製し、内周に切削加工を施していないすべり軸受３を使用し、従来例としては、ポリオレフィン系樹脂を用いて成形した後に内周に切削加工を施したすべり軸受３を使用した。
【００３６】
消費電流は、評価用のテープデッキで実際にテープ走行を行なって測定する。この消費電流に関しては、図２に示すように、本発明と従来例とでほとんど差がないことが確認できた。なお、図２における横軸の「促進テスト時間」とは、上述の回転装置による回転時間を示しＶＴＲでのＰＬＡＹ走行時間に換算すると１／９の時間に相当する。図３，４においても同様である。
【００３７】
調芯角は、投影機を用いて測定する。具体的には、評価用のテープデッキにピンチローラを取り付け、ピンチローラの一方の側端面（たとえば左側の側端面）から１ｍｍ内側の部分に４９０ｍＮ（５０ｇｆ）の荷重を上方（ローラ軸２の軸方向）に与えて角度を測定し、他方（反対側）の側端面（たとえば右側の側端面）から１ｍｍ内側の部分に４９０ｍＮ（５０ｇｆ）の荷重を上記と同じ方向に加えてピンチローラの傾き角度を測定し、これらの角度の差を求めることで測定できる。
【００３８】
この調芯角についても、図３に示すように、本発明と従来例とでほとんど差がないことが確認できた。この調芯角で評価される調芯機能は、ビデオテープレコーダ用のピンチローラにおいて特に必要とされる機能であり、キャプスタン１０の軸芯とピンチローラの回転軸との間の平行度を、ローラ軸２に対するピンチローラの傾き方向の遊びによって調節し、キャプスタン１０の軸芯とピンチローラの回転軸とを平行にする機能のことである。
【００３９】
スラストガタ（図１の例ではすべり軸受３の上面とキャップ部材６との間の間隙）は、ハイトゲージを用い、ピンチローラの下端部を持ち上げ、持ち上げる前後のピンチローラの上面の高さの差を求めることで測定できる。
【００４０】
このスラストガタについては、図４に示すように本発明の方が若干大きい値となっているが、実質的に従来例と遜色がない程度の値となっており、特に性能上問題ないものと考えられる。
【００４１】
テープ走行評価では、評価用のテープデッキにピンチローラを取り付け、目視によってテープのばたつきや迫り上がりを評価した。その結果を下記の表１に示す。
【００４２】
【表１】
2004087038.tif 000003
【００４３】
表１において、二重丸印は極めて良好であり、丸印は二重丸印ほどではないが性能上全く問題ない程度であることを示している。表１に示すように、本発明も従来例もともに７００時間経過後においても全く問題がないことがわかる。
【００４４】
上述のように本発明のピンチローラは、従来のピンチローラと比較して性能上遜色がないものであると言える。その上、すべり軸受３の仕上げ工程を省略することにより、すべり軸受３自体のコストを１／４程度に低減でき、かつローラ軸２を複数のパーツに分割したことによるコストアップもほとんどないので、結果的に製品全体として５〜１５％程度のコスト削減が可能となった。
【００４５】
なお、ピンチローラの長寿命化のためにグリースの使用も可能である。また、第２ローラ軸２ｂの表面粗さは、長寿命化の観点より上述のように１μｍ以下であることが最も好ましいが、該表面粗さを３μｍ以下としても類似の効果は得られる。
【００４６】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態におけるピンチローラ装置の部分断面図である。
【図２】消費電流の経時変化を示す図である。
【図３】調芯角の経時変化を示す図である。
【図４】スラストガタの経時変化を示す図である。
【図５】従来のピンチローラ装置の断面図である。
【符号の説明】
１　ピンチローラ装置、２　ローラ軸、２ａ　第１ローラ軸、２ｂ　第２ローラ軸、３　すべり軸受、４　スリーブ、４ａ　係止部、５　抜け防止部材、６　キャップ部材、７　ローラ本体、８　ワッシャ、９　アーム、１０　キャプスタン、１１　弾性体。
【図１】
2004087038.tif 000004
【図２】
2004087038.tif 000005
【図３】
2004087038.tif 000006
【図４】
2004087038.tif 000007
【図５】
2004087038.tif 000008