专利名称：旋转头圆柱体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及磁记录设备或录像机之类的录放设备的旋转头圆柱体，更具体地说，是涉及为绕在旋转头圆柱体外周边的磁带导向的圆柱体，它与磁头配合来录或放出如在磁带上的录像信号，本发明还涉及旋转头圆柱体的制造方法。
近来，已对旋转头圆柱体(下面也称为圆柱体)进行研究以减轻其重量，使它适应磁记录设备或录放设备小型轻型化的倾向。已经有人提出了把与磁带接触的圆柱体的外环由抗磨性及抗腐蚀性好的材料，例如高强度铝合金来成形出，而内环由压铸铝合金或合成树脂来成形。
下面参照
图1和图2来解释现有的一个制造旋转头圆柱体的方法。图1示出了该方法，图2示出了用图1方法制造的旋转头圆柱体的剖面图。固定金属半模1具有一内腔。活动金属半模2有凸块，它可以移动到封闭住固定半模1的内腔。用来提供与磁带接触的表面，并由高强度铝合金制成的外环3事先加工成要求的尺寸(外径、厚度、宽度)。标号4表示充填孔，压铸铝合金或合成树脂材料可通过该孔充填到固定半模1的内腔中。
由上面所述的装置制造旋转头圆柱体的步骤如下把事先由高强度铝合金制成要求形状的外环3放入固定半模1的内腔中，然后，带凸块的活动半模2移动到把该内腔封住。这样构成了模腔。
然后，通过充填孔4把压铸铝合金或合成树脂注入模腔。冷却后，取出具有整体联接着的外环3和内环5的旋转头圆柱体，如图2所示。
最后，对圆柱体的外周边磨光，并由机加工或类似的方法开槽加工出旋转头窗口，这样就加工成一个旋转头圆柱体。
在该普通方法中，外环3和内环5并不是强有力地联接在一起，这样外环和内环会相对滑动，有时还会脱开。因此外环3的内表面必须弄粗糙，如用滚花加工，来加强外环3与内环5之间的联接。但是，这种专门的方法还不能使两环之间的联接加强到满意的程度，并要求更多的加工，也降低了加工效率。
本发明的目的是解决上述问题，而提供一种旋转头圆柱体和它的制造方法，可以不用对外环进行专门的加工而可以很方便地使外环和内环之间有足够刚性的联接。
本发明的另一个目的是提供一种旋转头圆柱体，不会产生由于两个环热膨胀不一致而造成的翘曲或偏心。
本发明的又一个目的是提供一种旋转头圆柱体，使得常常在旋转头圆柱体和它所导向的磁带之间由于滑动摩擦而产生的静电荷不易产生，也就是提供一种在录放时不易产生嘈音的圆柱体。
本发明的目的通过下面措施来实现，也就是提供一种制造旋转头圆柱体的方法，包括第一阶段，把外径为D1的铝合金环插入内径为D2(D2＞D1)的金属制的固定半模中，该环限定了圆柱体的外形;第二阶段，移动金属制的活动半模，闭合所述的固定半模的腔，并用熔化的合成树脂材料充填入所述铝合金环的内部空间中;第三阶段，对所述合成树脂材料加压，使铝合金环膨胀直到其外径D1′实际上或几乎等于D2;第四阶段，停止对所述的充填在模中的合成树脂材料加压，并冷却成形的产品;第五阶段，把活动半模与固定半模脱开，并从所述的固定半模中取出由铝合金环和合成树脂组成的整体产品。
本发明还提供了一个旋转头圆柱体，包括一个铝合金环，和在所述的铝合金环的内部空间中成形并与铝合金环构成整体的合成树脂材料，该合成树脂材料具有小的成形收缩率和与所述的铝合金类似的线膨胀系数。
下面通过附图及实施例进一步详细说明本发明，附图中图1是在已知的制造旋转头圆柱体的方法中的一个装置的剖面图;
图2是用图1所示的已知的方法制造的旋转头圆柱体的剖面图;
图3-6是示出本发明制造旋转头圆柱体的方法中各步骤的剖面图;
图7是按图3-5所示方法制造的旋转头圆柱体的剖面图。
参见图3至4，金属制的固定半模10有内径为D2的腔，而金属制的活动半模11有凸块，它可移动而封闭固定半模10的腔。固定半模10及活动半模11上装有销或类似的零件，它们给模制件提供了作为旋转头基座的安装孔或作为定位销钉的孔、槽或凸块。
外环12提供了与磁带相接触的表面，它由具有高的抗磨损及抗腐蚀性的高强度铝合金制成。外环12事先加工成要求的尺寸外径(D1)，厚度及宽度。作为高强度铝合金材料，用含有百分之几的硅的铝合金是很合适的。
而内环16由具有小的成型收缩率和与铝合金类似的线膨胀系数的合成树脂制成。
要求合成树脂具有下面的特殊性能要有能承受切削力的强度、抗热性、一定的线膨胀系数和抗环境变化的尺寸稳定性、具有不为粘结剂和固化剂所影响的化学稳定性。本实施例使用聚醚亚胺、液体结晶聚合物和聚碳酸酯，如下表所示成型收缩率 线膨胀系数(毫米/毫米℃)聚醚亚胺 2×10-32×10-5液体结晶聚合物 2×10-32×10-5聚碳酸酯 2×10-32×10-5铝 2.2×10-5上述合成树脂用来制造内环16，以便使材料有合适的收缩率。如果使用收缩率大的材料，收缩时将会使内外环之间联接变松。在如此收缩率大的情况下，两个环会相对滑动，还可能脱开。或者，在内环材料的线膨胀系数与铝合金的线膨胀系数相差较大时，将使旋转头圆柱体发生翘曲或偏心。
在本实施例中使用的合成树脂含有碳纤维或玻璃纤维(十到几十微米厚及70到100微米长)之类的添加剂。众所周知，在旋转头圆柱体与磁带之间的摩擦会产生静电。当在圆柱体上带的静电荷增多时，在磁头的回路中产生嘈音。并使重放出的图象质量变差。因此为了避免这一问题，制造内环16的合成树脂15含有大约百分之五至百分之几十的导电的碳纤维(在本实施例中为10-20%)，使得圆柱体难以带上静电荷。另外，为了增加强度，合成树脂15含有大约百分之五至百分之几十的玻璃纤维(在本实施例中为10-20%)。
合成树脂15通过注口13及注射通道14注入固定半模10的腔中。注射通道14设计成当充填合成树脂使模腔压力升高到一预定值时(如在本实施中为910公斤力/厘米2)，它就关闭。
下面按制造步骤来说明如何用上述装置制造一个圆柱体。
第一阶段-插入阶段参见图3，将具有外径D1的外环插入内径为D2的固定半模中，在固定半模与外环之间有一间隙t(＝t1)。
也就是D1＜D2，D2-D1＝t1试验表明，合适的间隙t为0.1至0.4毫米。太小的间隙会使环之间联接变松，而太大的间隙会使外环开裂。
第二阶段-注射阶段参见图4，将活动半模10移动到封闭住固定半模10的腔，而形成一模腔。熔融的合成树脂在约780公斤力/厘米2的压力下经注入孔13和注射通道14注射到模腔中。
第三阶段-加工阶段参见图5，在模腔已充满了加热熔化的合成树脂15后，继续进行充填过程，到注射压力升到910公斤力/厘米2。使外环仅产生弹性膨胀到其直径D1′实际或近似等于固定半模10的内径D2，使间隙t实际上或几乎等于零。
也就是D1′＝D2，t＝0或D1′≈D2，t≈0第四阶段-冷却阶段参见图6，当固定半模10的内腔压力达到预定值并且间隙t实际上或几乎等于零时，把注射通道14封闭住。然后冷却模具，使树脂凝固。这里，具有小的成型收缩率的合成树脂15凝固时，其尺寸几乎不变化。通过外环12的弹性变形而产生的回复力使外环12固紧在内环16周围。这样，外环12与内环16刚性联接起来。
也就是D2＞D1″＞D1，t1＞t2。
在该阶段后，从模中取出环送去机加工，对环的外周边进行车削及开槽，形成了旋转头窗口。这样把环加工成了旋转头圆柱体。
很明显，在本发明实施例方法中，可以用压铸铝合金代替内环16的合成树脂。
另外，本发明也不局限于制造如上面的实例的上圆柱体，同样也可用于制造下圆柱体。
本专业技术人员会明白虽然上面只说明本发明的一个实施例，但是可以作出许多变化及改型而仍然不离开本发明的精神和范围。
权利要求
1.制造旋转头圆柱体的方法，包括第一阶段，把外径为D1的铝合金环插入内径为D2(D2＞D1)的金属制的固定半模中，该环限定了旋转头圆柱体的外形；第二阶段，移动金属制的活动半模，闭合所述的固定半模的腔，并用熔化的合成树脂材料充填入所述铝合金环的内部空间中；第三阶段，对所述合成树脂材料加压，使铝合金环膨胀直到其外径D1′实际上或几乎等于D2；第四阶段，停止对所述的充填在模中的合成树脂材料加压，并冷却所成形的产品；第五阶段，把活动半模与固定半模脱开，并从所述的固定半模中取出由铝合金环和合成树脂组成的整体产品。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述固定半模的内径D2与铝合金环的外径D1的差t落在下面的范围内0.1毫米≤t≤0.4毫米
3.一个旋转头圆柱体，包括一个铝合金环，和在所述铝合金环的内部空间中成形并与铝合金环构成整体的合成树脂材料，该合成树脂材料具有小的成形收缩率和与所述的铝合金类似的线膨胀系数。
4.根据权利要求3的旋转头圆柱体，其特征在于所述的合成树脂材料是聚醚亚胺、液态结晶聚合物和聚碳酸酯。
5.根据权利要求3的旋转头圆柱体，其特征在于所述的合成树脂材料含有碳纤维。
6.根据权利要求3的旋转圆柱体，其特征在于合成树脂材料含有玻璃纤维。
7.一种旋转头圆柱体，包括一个铝合金环，和在所述铝合金环的内部空间中成形并与铝合金环构成整体的合成树脂材料，该合成树脂材料中含有导电材料。
8.根据权利要求7的旋转头圆柱体，其特征在于所述的合成树脂材料是聚醚亚胺、液态结晶聚合物和聚碳酸酯。
9.根据权利要求7的旋转头圆柱体，其特征在于所述的合成树脂材料含有碳纤维。
10.根据权利要求7的旋转头圆柱体，其特征在于所述的合成树脂材料含有玻璃纤维。
全文摘要
制造旋转头圆柱体的方法，包括把外径为D
文档编号B29L31/08GK1058858SQ9110543
公开日1992年2月19日 申请日期1991年8月8日 优先权日1990年8月9日
发明者松若铁规, 小林谦二, 小川隆, 荻野友展, 大森基生, 花房宽 申请人:松下电器产业株式会社