JP5944806B2 - テープカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、記録テープが巻回されるリールを内蔵したテープカートリッジに関する。特に、リールを構成するハブ部材と上フランジとの接合精度が向上したテープカートリッジに関する。

単リール型のテープカートリッジは、主にコンピュータシステムのデータバックアップ用途として用いられている。

この種のテープカートリッジにおいては、不使用時にリールが遊動回転するのを防ぐために、リールと筐体との間にリールロック機構を有する。リールロック機構にはいくつかの形態がある。そのひとつに、円形状のリール押さえ部材をリールに向かって付勢し押し付けることにより、リール押さえ部材及びリールにそれぞれ設けたロック歯を互いに係合させて、リールの遊動回転を防ぐ形態がある（例えば特許文献１参照）。

この形態のテープカートリッジでは、リールの円筒部内に、ロック解除部材と、上記リール押さえ部材と、バネとがこの順に挿入されている。

リール押さえ部材は、上下動可能かつ回転不能に筐体に支持され、バネで常にリールに向かって付勢されている。リール押さえ部材とリールとの間に、ロック解除部材が設けられている。ロック解除部材は三叉状のアームを有し、各アームの先端には下方に向かって操作爪が突出している。操作爪はリールの円筒部内の内底板に設けられた３つの貫通孔（出退口）を貫通している。テープカートリッジをドライブ装置に装填すると、ドライブ装置の駆動軸が、貫通孔から突出したロック解除部材の操作爪を押し上げることにより、ロック解除部材及びリール押さえ部材が持ち上げられ、リール押さえ部材のロック歯とリールのロック歯との係合が解除される。その結果、リールはドライブ装置の駆動軸によって回転駆動可能となる。

特開２００３−１８７５４８号公報（図３）

上記の従来のカートリッジでは、ロック解除部材の操作爪をドライブ装置の駆動軸側に突出させるために、リールの内底板に３つの貫通孔を形成する必要がある。一般に、内底板は、記録テープが巻き付けられる円筒部及び下フランジとともにハブ部材として一体的に樹脂成形して作成される。ハブ部材を樹脂成形する際に３つの貫通孔を同時に形成すると、貫通孔の有無が成形後の円筒部の収縮量に差を生じさせ、円筒部の天面において、貫通孔に対応する領域が相対的に高くなり、隣り合う貫通孔の間の部分に対応する領域が相対的に低くなることにより、円筒部の天面の平面精度が悪化するという問題がある。円筒部の天面の平面精度が悪いと、当該天面に溶着される上フランジに傾きや反りが生じ、リールを回転させたときに上フランジの外周部の上下方向の振れ幅が増大してしまう。

回転時の上フランジの振れ幅が大きいと、リールに巻回される記録テープが上フランジに接触したり、上フランジがリールを収納する筐体の内面に接触したりする。

本発明は、上記の従来のテープカートリッジの課題を解決するものであり、リール回転時の上フランジの振れ幅を低減することを目的とする。

本発明のテープカートリッジは、筐体内に収納された、記録テープが巻回されたリールを備える。前記リールは、前記記録テープが巻き付けられる円筒部と、前記円筒部の下端から外向きに突出した下フランジと、前記円筒部の下側の開口を閉じる内底板とが一体的に成形されたハブ部材、及び、前記下フランジに対向する上フランジの２部品からなる。前記内底板に、貫通孔又は相対的に薄肉化された凹部が、前記リールの中心軸から外れた位置に形成されている。前記円筒部の天面のうち前記貫通孔又は前記凹部に対応する領域以外の領域のみが、前記上フランジと固着されている。

内底板の中心から外れた位置に貫通孔又は凹部が形成されていると、当該貫通孔又は凹部に対応する円筒部の天面の領域（以下、「対応領域」という）に膨らみが形成されて当該領域は相対的に高くなり、これ以外の領域（以下、「非対応領域」という）は相対的に低くなる。非対応領域は、膨らみが形成されていないため、その平面性は良好である。本発明では、非対応領域のみが、上フランジと固着されている。対応領域は上フランジと固着されない。従って、ハブ部材に固着された後の上フランジの傾きや反りを低減することができるので、リール回転時の上フランジの振れ幅を低減することができる。

図１は、本発明の実施形態１にかかるテープカートリッジの概略斜視図である。 図２は、図１の２−２線を含む面に沿った本発明の実施形態１にかかるテープカートリッジの主要部の縦断面図である。 図３は、図１に示した本発明の実施形態１にかかるテープカートリッジの主要部材を示した分解斜視図である。 図４は、従来のテープカートリッジに内蔵されるリールを構成するハブ部材の斜視図である。 図５は、従来のテープカートリッジに内蔵されるリールを構成する上フランジの斜視図である。 図６Ａは、従来のテープカートリッジに内蔵されるリールを構成する上フランジの平面図である。 図６Ｂは、図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線を含む面に沿った、溶着リブ及びその周辺部分の拡大矢視断面図である。 図６Ｃは、図６Ａの６Ｃ−６Ｃ線を含む面に沿った、位置決めリブ及びその周辺部分の拡大矢視断面図である。 図７Ａは、本発明の実施形態１にかかるテープカートリッジに内蔵されるリールを構成するハブ部材の斜視図である。 図７Ｂは、本発明の実施形態１にかかるテープカートリッジに内蔵されるリールを構成するハブ部材の平面図である。 図７Ｃは、図７Ｂの７Ｃ−７Ｃ線を含む面に沿った、本発明の実施形態１にかかるハブ部材の主要部の断面図である。 図８は、本発明の実施形態１にかかるテープカートリッジに内蔵されるリールを構成する上フランジの斜視図である。 図９Ａは、本発明の実施形態１にかかるテープカートリッジに内蔵されるリールを構成する上フランジの平面図である。 図９Ｂは、図９Ａの９Ｂ−９Ｂ線を含む面に沿った、位置決めリブ及びその周辺部分の拡大矢視断面図である。 図１０Ａは、図４に示した従来のハブ部材の中心軸周りの回転角度の定義を示した平面図である。図１０Ｂは、図４に示した従来のハブ部材の円筒部の天面の高さを測定した結果を示した図である。 図１１Ａは、従来の別のハブ部材の中心軸周りの回転角度の定義を示した平面図である。図１１Ｂは、従来の別のハブ部材の円筒部の天面の高さを測定した結果を示した図である。 図１２は、射出成形時の金型内に存在する従来のハブ部材の、図１０Ａの０°−１８０°を通る面に沿った断面図である。 図１３は、従来のハブ部材と上フランジとを超音波溶接により接合する方法を示した断面図である。 図１４は、従来のハブ部材と上フランジとを超音波溶着により接合する場合に、ハブ部材の円筒部の天面に形成された膨らみと、上フランジの溶着リブとが局所的に接触することを説明する概念図である。 図１５Ａは、本発明の実施形態１にかかるハブ部材の円筒部の天面に形成された切り欠きを含む図７Ｃの部分１５Ａの拡大側面図である。図１５Ａは、図７Ｃの部分１５の別の形態を示した拡大側面図である。 図１６は、本発明の実施形態１において、円筒部に深い切り欠きが形成されたリールの斜視図である。 図１７は、本発明の実施形態２にかかるテープカートリッジに内蔵されるリールを構成する上フランジの斜視図である。 図１８は、本発明の実施形態３にかかるテープカートリッジに内蔵されるリールを構成するハブ部材の斜視図である。 図１９Ａは、本発明の実施形態３にかかるテープカートリッジに内蔵されるリールの主要部の断面図である。図１９Ｂは、図１９Ａの部分１９Ｂの拡大断面図である。 図２０は、本発明の実施形態４にかかるテープカートリッジに内蔵されるリールを構成する上フランジの斜視図である。 図２１Ａは、本発明の実施形態４にかかるテープカートリッジに内蔵されるリールの主要部の断面図である。図２１Ｂは、図２１Ａの部分２１Ｂの拡大断面図である。

上記の本発明のテープカートリッジにおいて、前記円筒部の前記天面のうち前記貫通孔又は前記凹部に対応する前記領域（対応領域）に切り欠きが形成されていることが好ましい。これにより、簡単な方法により、円筒部の天面のうち非対応領域のみを上フランジと固着させることができる。

前記切り欠きは、前記円筒部の前記天面の内周側の領域にのみ形成されていてもよい。これにより、切り欠きが円筒部の外周面側に露出するのを防止することができる。従って、円筒部に巻き付けられる記録テープのエッジにシワや折れが生じることを防ぐことができる。

前記切り欠きの深さが０．１ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、円筒部に巻き付けられる記録テープのエッジにシワや折れが生じる可能性を低減することができる。

前記上フランジには、前記円筒部の前記天面の少なくとも一部が嵌入する環状の溝が形成されていてもよい。これにより、円筒部に巻き付けられる記録テープのエッジにシワや折れが生じることを防ぐことができる。

上記の本発明のテープカートリッジは、前記内底板と前記筐体の上ハーフとの間に、不使用時に前記リールの回転を阻止するリールロック機構を備えていてもよい。この場合、前記リールロック機構は、上下動可能且つ回転不能に前記上ハーフに支持されたリール押さえ部材と、前記リール押さえ部材に対して前記内底板に向かう向きの付勢力を印加するバネと、前記リール押さえ部材と前記内底板との間に配置され、且つ、前記リール押さえ部材を前記バネの付勢力に反して上昇させるロック解除部材とを含むことが好ましい。前記内底板及び前記リール押さえ部材の互いに対向する側の面には、互いに係合することで前記リールの回転を阻止するロック歯がそれぞれ設けられていることが好ましい。前記ロック解除部材は、略等角度間隔に放射状に延びた３本のアームと、前記３本のアームのそれぞれの先端から下方に向かって突出した操作爪とを備えることが好ましい。前記操作爪が前記内底板を貫通して下方に向かって突出することができるように、前記リールの中心軸から略等距離の位置に３つの前記貫通孔が前記内底板に設けられていることが好ましい。前記内底板に設けられた前記ロック歯は、隣り合う前記貫通孔の間に円弧状に配置されていることが好ましい。これにより、リールロック機構を備えたテープカートリッジに本発明を適用して、上記の効果を得ることができる。

以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、以下の各図中の部材の寸法は、実際の部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。以下の図面において、同一の部材又は要素には同一の符号を付しており、これにより当該部材又は要素についての重複する説明を省略する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１にかかるテープカートリッジ１の概略斜視図である。テープカートリッジ１は、上ハーフ３と下ハーフ３ｂとが上下方向に接合された箱状（中空の略直方体形状）の筐体３を備える。

図２は、図１の２−２線を含む面に沿った本発明の実施形態１にかかるテープカートリッジ１の主要部（中央部）の縦断面図である。図３は、リール１０及びリールロック機構の分解斜視図である。図２、図３において、一点鎖線１０ａは、リール１０の中心軸である。リール１０は中心軸１０ａのまわりに回転する。以下の説明の便宜のために、中心軸１０ａ方向を「上下方向」と呼び、中心軸１０ａ方向において上ハーフ３ａの側を「上側」、下ハーフ３ｂの側を「下側」と呼ぶ。但し、この「上」、「下」はテープカートリッジ１の実際の使用状態での上下方向を意味するものではない。また、中心軸１０ａの周りを回転する方向を「周方向」と呼ぶ。

筐体３内にはリール１０及びリールロック機構が内蔵されている。図３に示されているように、リールロック機構は、リール１０の中央の円筒部２２内に収納されており、下から上に向かって、ロック解除部材３０、リール押さえ部材４０、及び、バネ４５をこの順に備える。

リール１０は、中央に開口１２が形成された円板状の上フランジ１１と、ハブ部材２０との２部品で構成される。ハブ部材２０は、中空円筒形状を有する円筒部２２と、円筒部２２の下端から外向きに突出する円板状の下フランジ２１と、円筒部２２の下側の開口を閉じる内底板２３とを備え、これらが一体的に成形されている。上フランジ１１と下フランジ２１とが対向するように、円筒部２２の天面（即ち、上端面）２２ｔに上フランジ１１が接合されてハブ部材２０と一体化される。記録テープ（例えば磁気テープ、図示せず）は、上フランジ１１と下フランジ２１との間に、円筒部２２の外周面である円筒面上に巻き付けられる。

図２に示されているように、内底板２３の下面には、中央が開口した円形の金属プレート２４が取り付けられている。金属プレート２４は、インサート成形によりハブ部材２０と一体化されている。

下ハーフ３ｂの中央には円形の開口３ｃが形成されている。この開口３ｃ内にバブ部材２０の内底板２３が露出している。内底板２３には、内底板２３を上下方向に貫通する開口（孔）である３つの貫通孔（出退口）２５が形成されている。３つの貫通孔２５は、リール１０の中心軸１０ａから等距離の位置に、中心軸１０ａに対して等角度間隔（即ち、１２０度間隔）で配置されている。内底板２３の上面には、周方向に隣り合う貫通孔２５間の領域に、リール１０と同心の円弧に沿ってロック歯２６（後述する図７Ｂを参照）が形成されている。貫通孔２５のリール１０の中心軸１０ａからの距離は、ロック歯２６のそれと同じか、わずかに遠い。内底板２３の下面には、ドライブ装置の駆動軸５０に設けられた駆動歯５１とかみ合う被駆動歯２７が、リール１０と同心の円弧に沿って設けられている。３つの貫通孔２５が、被駆動歯２７を３つに分断している。

図３に示されているように、ロック解除部材３０は、１２０度間隔で放射状に延びた３本のアームを備え、全体として三叉形状（略Ｙ字形状）を有している。各アームの先端には下向きに突出した操作爪３１が形成されている。

リール押さえ部材４０は、上側が開口した有底円筒形状を有する。リール押さえ部材４０の底板の下面には、リール１０のロック歯２６とかみ合うロック歯４１（図２参照）が円状に配置されている。また、リール押さえ部材４０の底板の上面の中央には略十字形状の溝（十字溝）４２が形成されている。上ハーフ３ａの下面には、十字溝４２に嵌入する略十字形状の十字突起３ｄ（図２参照）が立設されている。十字溝４２に十字突起３ｄが嵌入することにより、リール押さえ部材４０は、筐体３内において、上下方向には移動可能であるが、回転は不能に上ハーフ３ａに支持される。

バネ４５は、リール押さえ部材４０と上ハーフ３ａとの間に配置されて、リール押さえ部材４０に対して下向き（内底板２３に向かう向き）の付勢力を印加する。

テープカートリッジ１の不使用時には、バネ４５の下向きの付勢力によって、リール押さえ部材４０は下方に変位し、リール押さえ部材４０のロック歯４１とリール１０のロック歯２６とがかみ合う。従って、リール１０は回転することができない。また、リール押さえ部材４０がロック解除部材３０を下方に変位させて、ロック解除部材３０の操作爪３１がリール１０の内底板２３の貫通孔２５を貫通し、内底板２３よりも下側に突出する。

テープカートリッジ１がドライブ装置に装填されると、ドライブ装置の駆動軸５０が、図２の矢印Ａの向きに下ハーフ３ｂの開口３ｃ内に挿入される。駆動軸５０の上面にはマグネット（図示せず）が設けられており、リール１０の下面に取り付けられた金属プレート２４が当該マグネットに吸着される。これにより、駆動軸５０の上面に形成された駆動歯５１がリール１０の被駆動歯２７とかみ合う。これと同時に、駆動歯５１が、リール１０の内底板２３から突出したロック解除部材３０の操作爪３１に当接して、ロック解除部材３０を上方に押し上げる。これにより、リール押さえ部材４０は、バネ４５の付勢力に反して上方に変位し、リール押さえ部材４０のロック歯４１とリール１０のロック歯２６とのかみ合いが解除される。従って、リール１０は回転可能状態となり、駆動軸５０により回転される。ロック解除部材３０は、リール１０とともに回転する。

図２は、ロック解除部材３０及びリール押さえ部材４０が上方に変位し、リール１０が回転可能な状態を示している。但し、理解を容易にするために、実際には開口３ｃ内に挿入されリール１０と係合しているはずの駆動軸５０を、リール１０から下方に離して描いている。

以下に、テープカートリッジ１を構成するリール１０を、従来のテープカートリッジに用いられていたリールと比較しながら詳細に説明する。以下に参照する本発明のリール１０及び従来のリールを示した図において、同一の要素には同一の符号を付しており、それらについての重複する説明を省略する。

図４は、従来のテープカートリッジに用いられるリールを構成するハブ部材１２０の斜視図である。円筒部２２の内底板２３に、３つの貫通孔２５が、ハブ部材１２０と同心の円周上に等間隔で形成されている。ロック解除部材３０の３つの操作爪３１（図２参照）が、この３つの貫通孔２５にそれぞれ挿入される。円弧状の３つのロック歯２６が、内底板２３の隣り合う貫通孔２５の間の領域に、ハブ部材１２０と同心の円に沿って設けられている。

図５は、従来のテープカートリッジに内蔵されるリールを構成する上フランジ１１１を示した斜視図である。図６Ａは、上フランジ１１１の平面図である。上フランジ１１１には、中央の開口１２の周縁に沿って、一方の側（下フランジ２１に対向する側）に向かって突出した円環状の嵌合リブ１３が形成されている。嵌合リブ１３よりも外側（開口１２とは反対側）に、８つの溶着リブ１４と８つの位置決めリブ１５とが周方向に交互に配置されている。溶着リブ１４及び位置決めリブ１５は、上フランジ１１１と同心の円に沿って円弧状に配置されている。

図６Ｂは、図６Ａの６Ｂ−６Ｂ線を含む面に沿った、溶着リブ１４及びその周辺部分の拡大矢視断面図である。図６Ｃは、図６Ａの６Ｃ−６Ｃ線を含む面に沿った、位置決めリブ１５及びその周辺部分の拡大矢視断面図である。図６Ｂに示されているように、溶着リブ１４は先端が尖った略楔状の断面形状を有している。一方、図６Ｃに示されているように、位置決めリブ１５は、溶着リブ１４に比べて比較的大きな面積を有する平坦な上面を有している。上フランジ１１１からの突出高さは、嵌合リブ１３が最も高く、次いで溶着リブ１４が高く、位置決めリブ１５が最も低い。上フランジ１１１とハブ部材１２０の円筒部２２の天面２２ｔとを超音波溶接法により溶着する際、溶着リブ１４を溶融させ、位置決めリブ１５を円筒部２２の天面２２ｔに当接させる。これにより、ハブ部材１２０に対して上フランジ１１１が上下方向に位置決めされる。

図７Ａは本実施形態１にかかるハブ部材２０の斜視図、図７Ｂはハブ部材２０の平面図、図７Ｃは図７Ｂの７Ｃ−７Ｃ線を含む面に沿ったハブ部材２０の主要部の断面図である。本実施形態１のハブ部材２０は、円筒部２２の天面２２ｔに３つの切り欠き２２ｎが形成されている点で、図４に示した従来のハブ部材１２０と異なる。天面２２ｔのうち、切り欠き２２ｎが形成されていない領域（図７Ｂにおいてドット模様を付した領域）を、本発明では固着面２２ｆと呼ぶ。固着面２２ｆに比べて、切り欠き２２ｎが形成された領域は凹状に凹んでいる。図７Ｂに最もよく示されているように、切り欠き２２ｎは、貫通孔２５に対応する天面２２ｔの領域に形成されている。「貫通孔２５に対応する領域」とは、ハブ部材２０の中心（即ち、リール１０の中心軸１０ａ）から見て貫通孔２５と同じ方向に位置する領域を意味する。換言すれば、中心軸１０ａを含み且つ貫通孔２５を通る平面上に、切り欠き２２ｎが形成されている。一方、円筒部２２の天面２２ｔのうち、ロック歯２６に対応する領域には切り欠き２２は形成されていない。即ち、中心軸１０ａを含み且つロック歯２６を通る平面上には、固着面２２ｆが存在し、切り欠き２２ｎは存在しない。

図８は本実施形態１にかかる上フランジ１１の斜視図、図９Ａは上フランジ１１の平面図、図９Ｂは図９Ａの９Ｂ−９Ｂ線を含む面に沿った、位置決めリブ１５及びその周辺部分の拡大矢視断面図である。本実施形態１の上フランジ１１は、溶着リブ１４と位置決めリブ１５の位置に関して、図５、図６Ａ〜図６Ｃに示した従来の上フランジ１１１と異なる。本実施形態１では、一対の溶着リブ１４と、この間の１つの位置決めリブ１５とが１つのリブセット１６を構成する。３つのリブセット１６が、嵌合リブ１３よりも外側に、等角度間隔で配置されている。溶着リブ１４及び位置決めリブ１５は、上フランジ１１と同心の円に沿って円弧状に配置されている。ハブ部材２０に上フランジ１１を超音波溶着する工程では、このリブセット１６が、固着面２２ｆに対向するように、上フランジ１１がハブ部材２０に重ね合わされる。従って、固着面２２ｆに、溶着リブ１４が溶融して溶着する。この過程で、固着面２２ｆに位置決めリブ１５を当接させることにより、ハブ部材２０に対して上フランジ１１が上下方向に位置決めされる。

以上のように構成された本実施形態のリール１０の作用を、従来のリールと比較しながら説明する。

上述したように、ハブ部材は、一般に、樹脂材料を用いた射出成形により、下フランジ２１，円筒部２２、及び内底板２３が一体的に成形される。内底板２３に３つの貫通孔２５が離散的に形成されていることが、金型内での樹脂材料の収縮量に差を生じさせる。この結果、図４に示した従来のハブ部材１２０では、円筒部２２の天面２２ｔの高さが周方向において一定でないという問題があった。これを、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂを用いて説明する。

図１０Ａは、図４に示した従来のハブ部材１２０の平面図である。図１１Ａは、従来の別のハブ２２０の平面図である。ハブ２２０は、周方向に隣り合う貫通孔２５の各中間位置に、貫通孔２５とほぼ同じ大きさで深さ０．４６ｍｍの凹部２８が形成されている点で、図４及び図１０Ａのハブ部材１２０と異なる。中心軸１０ａの周りに等角度間隔で配置された３つの貫通孔２５の位置を基準として、中心軸１０ａ周りの周方向の角度を図１０Ａ、図１１Ａに示すように定義する。ハブ１２０，２２０では、円筒部２２の天面２２ｔは、中心軸１０ａに垂直な平面になるように設計されている。

図１０Ｂは図１０Ａのハブ部材１２０について、また、図１１Ｂは図１１Ａのハブ部材２２０について、それぞれの天面２２ｔの高さの周方向の変化を測定した結果を示した図である。測定は、内底板２３の下面に設けた被駆動歯２７（図２参照）上に設けた架空の基準平面から円筒部２２の天面２２ｔまでの高さを、真円度測定機「Mitutoyo製Roundtest RA-2100」を用いて全周にわたって測定することで行った。図１０Ｂでは、貫通孔２５が設けられた０°、１２０°、２４０°の位置及びその近傍を含む３領域では、これら以外の領域に比べて高くなっている。また、図１１Ｂでは、貫通孔２５及び凹部２８が設けられた０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°の位置及びその近傍を含む６領域では、これら以外の領域に比べて高くなっている。

このように、貫通孔２５及び凹部２８に対応する領域で天面２２ｔの高さが高くなり、それ以外の領域で天面２２ｔの高さが低くなる理由は、以下のように考えられる。

図１２は、射出成形時の金型内に存在する従来のハブ部材１２０の、中心軸１０ａを含み且つ図１０Ａの０°−１８０°を通る面に沿った断面図である。図面を簡単化するために、図１２では金型の図示を省略している。樹脂材料を注入するゲート（注入口）１１ｇは、中心軸１０ａに沿って、内底板２３の下面に設けられている。

射出成形において金型内に注入された樹脂材料の冷却・固化は一様ではなく、一般に、厚肉部やゲートの近傍部分は一番最後に冷却・固化される。相対的に遅く冷却・固化する部分は、それより先に既に冷却・固化した部分を引き込みながら（即ち、体積収縮しながら）冷却・固化する。その結果、成形品の表面にいわゆる「ヒケ」と呼ばれる凹みが生じやすい。

図１２において中心軸１０ａより右側の部分では、内底板２３に貫通孔２５も凹部２８も存在しないので、ゲート１１ｇの近傍の内底板２３の中心部分は、冷却・固化する際に、それより先に冷却・固化した円筒部２２を矢印Ａ１の向きに引き込む。その結果、天面２２ｔは、下方に移動し、その高さが低くなる。

一方、図１２において中心軸１０ａより左側の部分では、内底板２３に貫通孔２５が形成されている。貫通孔２５は、ゲート１１ｇの近傍の内底板２３の中心部分が冷却・固化する際に発生する、周辺の既に固化した樹脂材料の引き込みを遮断する。従って、円筒部２２に発生する矢印Ａ２の向きの樹脂の引き込みは小さい。その結果、天面２２ｔの高さの変化は僅かである。

図示及び詳細な説明を省略するが、内底板２３を局所的に薄肉化した凹部２８も貫通孔２５と同様の作用を有し、天面２２ｔの高さ変化を減少させると考えられる。

以上が、内底板２３に形成された貫通孔２５及び凹部２８の位置に対応して、天面２２ｔの高さが変化する理由であると考えられる。

図１３は、従来のハブ部材１２０と上フランジ１１１とを超音波溶着する方法を示した断面図である。アンビル９０の円環状に突出した支持突起９１上にハブ部材１２０を載置し、その円筒部２２上に上フランジ１１１を積み重ねる。円筒部２２内に上フランジ１１１の嵌合リブ１３（図５参照）が嵌入することにより、上フランジ１１１はハブ部材１２０に対して水平方向（中心軸１０ａと直交する方向）に位置決めされる。更に、上フランジ１１１上に溶着ホーン９５の円環状に突出した押圧リブ９６を押し当てる。

アンビル９０と溶着ホーン９５とでハブ部材１２０及び上フランジ１１１に上下方向の圧縮力を印加した状態で、溶着ホーン９５から超音波振動を上フランジ１１１に印加する。上フランジ１１１とハブ部材１２０との接触界面を超音波振動により加熱し溶融させて、上フランジ１１１とハブ部材１２０とを溶着（固着）させる。

図１４は、超音波溶接を開始する直前の上フランジ１１１とハブ部材１２０との接触部分を概念的に示した図である。上述したように、円筒部２２の天面２２ｔのうち、貫通孔２５が設けられた０°、１２０°、２４０°の位置及びその近傍を含む３領域には、他の領域に比べて上方に突出した膨らみ２２ｐが形成されている。一方、上フランジ１１１では、位置決めリブ１５より溶着リブ１４の方が突出高さが高い。従って、図１４に示すように、円筒部２２と上フランジ１１１とは、膨らみ２２ｐの頂部と溶着リブ１４との接触点Ｐ１にて局所的に接触する。超音波を印加すると、溶着リブ１４は接触点Ｐ１から溶融し始め、膨らみ２２ｐとの接触領域が拡大するにしたがって、溶着リブ１４の溶融領域も拡大する。図１０Ｂ、図１１Ｂに示したように、膨らみ２２ｐの高さや大きさ（周方向の長さ）は、膨らみ２２ｐごとに異なる。また、図１１Ｂに示したように凹部２８が形成されている場合、凹部２８に対応する膨らみは貫通孔２５に対応する膨らみ２２ｐと同じとは限らない。従って、上フランジ１１１に形成された複数の溶着リブ１４の溶融速度（溶融が進行する程度）を複数の溶着リブ１４間で等しくなるように管理することは困難である。その結果、図１３に示した溶着工程において溶着リブ１４が溶融する過程でハブ部材１２０に対して上フランジ１１１が傾いたり反ったりし、その傾きや反りが溶着工程が終了するまで解消されないために、得られるリールにおいて上フランジ１１１に傾きや反りが生じるのである。

これに対して、本実施形態では、図７Ｃの部分１５Ａの拡大側面図である図１５Ａに示されているように、膨らみ２２ｐが発生する、貫通孔２５に対応する天面２２ｔの領域に切り欠き２２ｎが形成されている。そして、超音波溶着（図１３参照）をする際には、上フランジ１１に形成された溶着リブ１４及び位置決めリブ１５のいずれもが、切り欠き２２以外の領域、即ち、固着面２２ｆに対向するように、ハブ部材２０に上フランジ１１を重ね合わせる。

本実施形態では、貫通孔２５に起因する膨らみ２２ｐは必ず切り欠き２２ｎ内に発生する。周方向に離散的に配置された複数の固着面２２ｆは、平面精度に優れた単一の平面を構成する。超音波溶着時には、上フランジ１１に形成された複数の溶着リブ１４は必ずこの複数の固着面２２ｆに当接する。従って、複数の溶着リブ１４間で、溶融の進行を略同一に維持することができ、また、個々の溶着リブ１４内で溶融が局所的に先行するのを防止することができる。これにより、従来と異なり、超音波溶着の過程で上フランジ１１がハブ部材２０に対して傾いたり反ったりするのが低減される。溶着リブ１４が溶融すると、複数の位置決めリブ１５の全てが平坦な複数の固着面２２ｆに当接する。この状態で固着面２２ｆにてハブ部材２０と上フランジ１１とが溶着（固着）される。超音波溶着の過程で上フランジ１１の傾きや反りが低減されるので、最終的に得られるリール１０において上フランジ１１の傾きや反りも低減される。よって、リール１０を回転させたときの上フランジ１１の外周部の上下方向の振れ幅が低減される。かくして得られたリール１０では、貫通孔２５に対応する天面２２ｔの領域（切り欠き２２ｎ）以外の領域（固着面２２ｆ）のみが上フランジ１１と溶着（固着）される。貫通孔２５に対応する天面２２ｔの領域（切り欠き２２ｎ）はフランジ１１と溶着（固着）されない。

本実施形態では、超音波溶着をする際には、溶着リブ１４は、切り欠き２２ｎはもちろん、固着面２２ｆの周方向の両端（切り欠き２２ｎとの間に形成される段差）２２ｓ（図１５Ａ参照）にも対向しないことが好ましい。このため、図７Ｂに示すように切り欠き２２ｎが形成されている領域の中心軸１０ａに対する角度をθ_22n、図９Ａに示すようにリブセット１６が形成されていない領域の中心軸１０ａに対する角度をθ₁₁とすると、θ_22n＜θ₁₁を満足することが好ましい。

図１５Ａに示すように、切り欠き２２ｎと固着面２２ｆの境界に、高さが急激に変化する段差２２ｓが形成されていると、ハブ部材２０を成形する際に、段差２２ｓで樹脂材料の流れが悪くなる可能性がある。そのような場合には、図１５Ｂに示すように、切り欠き２２ｎと固着面２２ｆの境界に、高さがなだらかに変化する傾斜面２２ｉを形成してもよい。傾斜面２２ｉは平面である必要はなく、曲率がなだらかに変化する曲面であってもよい。

切り欠き２２ｎの深さＤ（図１５Ａ参照）は、膨らみ２２ｐの高さを考慮して設定される。膨らみ２２ｐが固着面２２ｆよりも上に突出しないことが好ましい。図１０Ｂ及び図１１Ｂに示した例では、膨らみ２２ｐの高さは０．０２〜０．０３ｍｍ程度である。従って、一般には、深さＤは０．０２ｍｍ以上、更には０．０３ｍｍ以上、特に０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。但し、切り欠き２２ｎの深さＤが大きすぎると、図１６に示すように、上フランジ１１より下側に切り欠き２２ｎが大きく露出する。このように切り欠き２２ｎが大きく露出した円筒部２２に記録テープを巻回すると、テープの巻き圧によって円筒部２２の外周面と切り欠き２２ｎとの間に形成された段差がテープに転写され、テープの上フランジ１１側のエッジにシワや折れが生じる可能性がある。従って、切り欠き２２ｎの深さＤは、０．１０ｍｍ以下、更には０．０８ｍｍ以下であることが好ましい。

切り欠き２２ｎの円筒部２２の周方向に沿った長さＬ（図１５Ａ参照）は、膨らみ２２ｐの周方向の長さ等を考慮して設定される。具体的には、内底板２３に設けられた貫通孔２５や凹部２８の寸法や数に応じて適宜設計することができる。

（実施形態２）
本実施形態２は、上フランジ１１に形成されるリブセットの構成に関して、実施形態１と異なる。

図１７は、本実施形態２の上フランジ１１の斜視図である。本実施形態２の上フランジ１１には、実施形態１の上フランジ１１には形成されていた位置決めリブ１５（図８参照）が形成されていない。本実施形態２では、実施形態１において位置決めリブ１５が形成されていた領域にも溶着リブ１４が連続的に形成されている。

ハブ部材２０と上フランジ１１とを超音波溶着する際、実施形態１では、位置決めリブ１５を固着面２２ｆに当接させることにより上フランジ１１を上下方向に位置決めした。しかしながら、上フランジ１１の上下方向の位置決めを、別の箇所（例えば上フランジ１１の下フランジに対向する面）を用いて行う場合や、超音波溶着機の溶着ホーン９５（図１３参照）の上下方向の変位量を制御することにより行う場合などでは、本実施形態２のように位置決めリブ１５を省略することができる。

本実施形態２は、上記を除いて実施形態１と同じである。

（実施形態３）
本実施形態３は、ハブ部材２０の円筒部２２の天面２２ｔに形成される切り欠き２２ｎの構成に関して、実施形態１と異なる。

図１８は、本実施形態３のハブ部材２０の斜視図である。本実施形態３では、切り欠き部２２ｎは円筒部２２の天面２２ｔのうち、内周側（中心軸１０ａ側）の領域のみに形成されている。従って、切り欠き２２ｎに沿って、その外周側に、固着面２２ｆと同一高さの細いリブ２２ｒが形成されている。

図１９Ａは、本実施形態３のリール１０の主要部の断面図、図１９Ｂは、図１９Ａの部分１９Ｂの拡大断面図である。図１９Ｂに示されているように、切り欠き２２ｎの外周側にリブ２２ｒが形成されている。円筒部２２から上フランジ１１までの距離は、切り欠き２２ｎが形成された部分での距離よりリブ２２ｒでの距離の方がはるかに小さい。

実施形態１で説明したように、切り欠き２２ｎの深さＤを大きくすると、図１６に示したように円筒部２２の外周面に、切り欠き２２ｎが露出し、記録テープのエッジにシワや折れを生じさせる可能性がある。これに対して、本実施形態３によれば、切り欠き２２ｎの深さＤを大きくしても、切り欠き２２ｎが円筒部２２の外周面側に露出するのをリブ２２ｒが防止する。従って、所望する深さＤの切り欠き２２ｎを形成することができ、且つ、記録テープのエッジにシワや折れが生じることを防ぐことができる。

本実施形態３は、上記を除いて実施形態１と同じである。本実施形態３を実施形態２に適用することもできる。

（実施形態４）
本実施形態４は、上フランジ１１の構成に関して、実施形態１と異なる。

図２０は、本実施形態４の上フランジ１１の斜視図である。本実施形態４では、嵌合リブ１３の外側に、上フランジ１１の下フランジ２１に対向する領域の面１１ｓより凹んだ環状の溝（凹部）１７が形成されている。溶着リブ１４及び位置決めリブ１５は、この溝１７内に形成されている。

図２１Ａは、本実施形態４のリール１０の主要部の断面図、図２１Ｂは、図２１Ａの部分２１Ｂの拡大断面図である。図２１Ｂに示されているように、上フランジ１１の溝１７に円筒部２２が対向し、円筒部２２の天面２２ｔの少なくとも一部（図２１Ｂでは切り欠き２２ｎ）が溝１７内に嵌入している。

実施形態１で説明したように、切り欠き２２ｎの深さＤを大きくすると、図１６に示したように円筒部２２の外周面に、切り欠き２２ｎが露出し、記録テープのエッジにシワや折れを生じさせる可能性がある。これに対して、本実施形態４によれば、円筒部２２の天面２２ｔの少なくとも一部が上フランジ１１の溝１７内に嵌入するので、溝１７よりも外周側の面１１ｓが円筒部２２の切り欠き２２ｎの少なくとも一部を覆う。従って、円筒部２２の切り欠き２２ｎの深さＤを大きくしても、円筒部２２の外周側に露出する切り欠き２２ｎの大きさは実施形態１に比べて小さくなる。切り欠き２２ｎを円筒部２２の外周面側に露出させなくすることも可能である。これにより、所望する深さＤの切り欠き２２ｎを形成することができ、且つ、記録テープのエッジにシワや折れが生じることを防ぐことができる。

本実施形態４は、上記を除いて実施形態１と同じである。本実施形態４を実施形態２，３に適用することもできる。

（実施形態５）
上記の実施形態１〜４では、内底板２３に形成された貫通孔２５及び凹部２８に起因して発生する膨らみ２２ｐが、上フランジ１１の溶着リブ１４及び位置決めリブ１５に接触しないようにするために、天面２２ｔのうち膨らみ２２ｐが形成される領域に切り欠き２２ｎを形成した。

本実施形態５では、円筒部２２の天面２２ｔに切り欠き２２ｎを形成しない。即ち、本実施形態５では、リールを構成するハブ部材として従来のハブ部材１２０，２２０（図４、図１０Ａ、図１１Ａ）を用いることができる。一方、上フランジ１１の溶着リブ１４及び位置決めリブ１５の高さを実施形態１〜４よりも高く設定する。ハブ部材と上フランジとの超音波溶着工程において、溶着リブ１４及び位置決めリブ１５を含むリブセット１６を円筒部２２の天面２２ｔのうち膨らみ２２ｐが形成されていない領域（非対応領域）に対向させる。膨らみ２２ｐが形成されていない天面２２ｔの領域は、平面性が良好である。超音波を印加して溶着リブ１４が溶融すると、位置決めリブ１５が円筒部２２の天面２２ｔに当接する。位置決めリブ１５の高さを膨らみ２２ｐの高さより大きく設定しておけば、膨らみ２２ｐを上フランジ１１に接触させることなく、膨らみ２２ｐが形成された領域以外の領域で、上フランジ１１とハブ部材とを溶着（固着）させることができる。

このように、本実施形態５でも、膨らみ２２ｐが上フランジ１１に接触することはない。溶着リブ１４は、平面性が良好な膨らみ２２ｐが形成されていない天面２２ｔの領域（非対応領域）に接触するので、実施形態１と同様に、超音波溶着の過程で、複数の溶着リブ１４間で、溶融の進行を略同一に維持することができ、また、個々の溶着リブ１４内で溶融が局所的に先行するのを防止することができる。上フランジ１１の上下方向の位置決めは、位置決めリブ１５を膨らみ２２ｐが形成されていない天面２２ｔの領域（非対応領域）に当接させることにより行う。従って、実施形態１と同様に、溶着後の上フランジ１１の傾きや反りを低減することができる。その結果、リールを回転させたときの上フランジ１１の外周部の上下方向の振れ幅が低減される。

本実施形態５に、上述した実施形態２，４で説明した構成を適用することができる。

上記の実施形態１〜５は例示に過ぎず、本発明はこれらの実施形態に限定されず、適宜変更することができる。

上記の説明では、ハブ部材の内底板２３に貫通孔２５が形成されている場合について説明した。しかしながら、内底板２３に凹部２８が形成されている場合も、貫通孔２５が形成された場合と同様の膨らみ２２ｐが天面２２ｔに形成される（図１１Ａ、図１１Ｂ参照）。従って、凹部２８が形成されている場合には、当該凹部２８を貫通孔２５とみなして上記の実施形態１〜５を適用することができる。本発明は、内底板２３に、貫通孔２５のみが形成されている場合の他、貫通孔２５及び凹部２８の両方が形成されている場合、及び、凹部２８のみが形成されている場合にも適用することができる。

内底板２３に形成される貫通孔２５及び凹部２８の数は、上記の実施形態に限定されない。内底板２３の中心（中心軸１０ａが通過する位置）から外れた位置に、貫通孔２５及び凹部２８のうちの少なくとも一方が１つ以上形成されていればよい。貫通孔２５及び凹部２８の両方を形成する場合、両者の数は同一であってもよいし、異なっていてもよい。複数の貫通孔２５及び／又は複数の凹部２８を形成する場合、複数の貫通孔２５及び／又は複数の凹部２８は中心軸１０ａに対して等角度間隔で配置されていなくてもよい。

上記の実施形態では、ハブ部材と上フランジとが超音波溶着法により接合される場合を例に説明したが、超音波溶着法以外の方法（例えば、接着剤を用いた方法）によりハブ部材と上フランジとを接合する場合にも本発明を適用することもできる。

テープカートリッジの不使用時にリールの回転を阻止するリールロック機構は、上記の実施形態に示したものに限定されず、任意の構成を用いうる。また、リールロック機構を備えていないテープカートリッジに本発明を適用することができる。

上記の実施形態に示したテープカートリッジは、筐体内に１つのリールのみが収納された１リールタイプであったが、２つのリールが収納された複リールタイプであってもよい。

請求項に記載した本発明の範囲内において、公知のテープカートリッジの構成を適宜選択して本発明のテープカートリッジに組み合わせることができる。

本発明の利用分野は特に制限はなく、例えばデータ記録用途等に用いられる単リール型のテープカートリッジとして好ましく利用することができる。

１ テープカートリッジ
３ 筐体
１０ リール
１０ａ リールの中心軸
１１ 上フランジ
１７ 溝
２０ ハブ部材
２１ 下フランジ
２２ 円筒部
２２ｆ 固着面
２２ｎ 切り欠き
２２ｔ 円筒部の天面
２３ 内底板
２５ 貫通孔
２６ ロック歯
２８ 凹部
３０ ロック解除部材
３１ 操作爪
４０ リール押さえ部材
４１ ロック歯
４５ バネ

Claims (6)

1. 記録テープが巻回されたリールが筐体内に収納されたテープカートリッジであって、
   前記リールは、前記記録テープが巻き付けられる円筒部と、前記円筒部の下端から外向きに突出した下フランジと、前記円筒部の下側の開口を閉じる内底板とが一体的に成形されたハブ部材、及び、前記下フランジに対向する上フランジの２部品からなり、
   前記内底板に、貫通孔又は相対的に薄肉化された凹部が、前記リールの中心軸から外れた位置に形成されており、
   前記円筒部の天面のうち前記貫通孔又は前記凹部に対応する領域以外の領域のみが、前記上フランジと固着されていることを特徴とするテープカートリッジ。
2. 前記円筒部の前記天面のうち前記貫通孔又は前記凹部に対応する前記領域に切り欠きが形成されている請求項１に記載のテープカートリッジ。
3. 前記切り欠きは、前記円筒部の前記天面の内周側の領域にのみ形成されている請求項２に記載のテープカートリッジ。
4. 前記切り欠きの深さが０．１ｍｍ以下である請求項２又は３に記載のテープカートリッジ。
5. 前記上フランジには、前記円筒部の前記天面の少なくとも一部が嵌入する環状の溝が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載のテープカートリッジ。
6. 前記内底板と前記筐体の上ハーフとの間に、不使用時に前記リールの回転を阻止するリールロック機構を備え、
   前記リールロック機構は、
   上下動可能且つ回転不能に前記上ハーフに支持されたリール押さえ部材と、
   前記リール押さえ部材に対して前記内底板に向かう向きの付勢力を印加するバネと、
   前記リール押さえ部材と前記内底板との間に配置され、且つ、前記リール押さえ部材を前記バネの付勢力に反して上昇させるロック解除部材とを含み、
   前記内底板及び前記リール押さえ部材の互いに対向する側の面には、互いに係合することで前記リールの回転を阻止するロック歯がそれぞれ設けられており、
   前記ロック解除部材は、略等角度間隔に放射状に延びた３本のアームと、前記３本のアームのそれぞれの先端から下方に向かって突出した操作爪とを備え、
   前記操作爪が前記内底板を貫通して下方に向かって突出することができるように、前記リールの中心軸から略等距離の位置に３つの前記貫通孔が前記内底板に設けられており、
   前記内底板に設けられた前記ロック歯は、隣り合う前記貫通孔の間に円弧状に配置されている請求項１〜５のいずれかに記載のテープカートリッジ。

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