JP5981287B2 - 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。

ＬＴＯカートリッジで代表され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用いられるリールは、データ記録テープを巻き取る円筒部と下フランジとが一体に成形されたハブ部材と、上フランジとの２部品からなり、ハブ部材と上フランジとは超音波溶着により一体化されている。超音波溶着を行うために、ハブ部材の円筒部と当接する上フランジの領域には、複数の溶着リブと、溶着リブより低い複数の位置決めリブとが互いに近接して設けられている。上フランジに超音波振動を印加すると、上フランジとハブ部材の接触界面に存在する溶着リブが超音波振動により加熱され溶融し、位置決めリブが円筒部に当接する。これにより、上フランジが高さ方向に位置決めされて、上フランジとハブ部材とが溶着される（例えば特許文献１参照）。

特許第４５７９０９９号明細書

ハブ部材と上フランジとを超音波溶着する場合、超音波溶着機のアンビル上にハブ部材及び上フランジを順に載置し、更に溶着ホーンを上フランジに押し当てる。このとき、上フランジが傾いた状態でハブ部材上に載置されると、複数の溶着リブのうちの一部のみがハブ部材の円筒部に接触する。この状態で超音波振動を印加すると、円筒部に接触した当該一部の溶着リブのみが最初に溶融し始め、その後、溶融した溶着リブの近傍の位置決めリブが円筒部に接触する。一般に、位置決めリブの上面は、超音波溶着時に溶融しにくいように平面に形成されているが、上フランジが傾いていると、位置決めリブの上面の端部のみが円筒部に接触するので、当該端部が溶融してしまうことがある。上フランジの傾きを修正しようとして溶着ホーンの加圧力や超音波振動エネルギーを増大させると、位置決めリブの溶融が更に進行するので、上フランジの傾きを修正することは困難である。位置決めリブが溶融してしまうと、上フランジを正確に位置決めすることができず、上フランジは傾いた状態でハブ部材に溶着されてしまう。

上フランジが傾いていると、リールを回転させたときの上フランジの外周部の上下方向の振れ幅が大きくなる。その結果、記録テープのエッジが上フランジの外周部に接触し、記録テープの安定した巻き出し／巻き取りができなくなったり、記録テープのエッジが削られて粉落ちが生じたり、記録テープが切断されたりする問題が発生する。

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ためのものであり、上フランジの傾きを低減し、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。前記上フランジは、前記円筒部に内挿された筒壁を備える。前記筒壁の先端は前記内底板に当接している。前記上フランジと前記円筒部の天面とが溶着部にて溶着されている。前記溶着部は、周方向に断続的に形成されている。前記溶着部を除いて、前記円筒部の前記天面は前記上フランジに対して上下方向に離間している。

本発明では、上フランジの筒壁の先端をハブ部材の内底板に当接させることにより、上フランジをハブ部材に対して上下方向に位置決めすることができる。筒壁の先端は、超音波溶着する際に超音波が印加される位置から遠いので、超音波は減衰し、溶融し難くなる。従って、上フランジとハブ部材とを超音波溶着する際に、上フランジがハブ部材に対して傾いていたとしても、溶着リブのみが溶融し、筒壁の先端が内底板に当接することにより上フランジの傾きが修正される。よって、上フランジの傾きを低減し、リール回転時の上フランジの振れ幅を小さくすることができる。

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４Ａ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４Ｂ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５は、従来の上フランジの斜視図である。 図６Ａは、従来の上フランジの平面図である。 図６Ｂは、図６Ａの６Ｂ−６Ｂを含む面に沿った、従来の上フランジの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を含む面に沿った、従来の上フランジの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７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８Ａ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８Ｂは、図８Ａの８Ｂ−８Ｂを含む面に沿った、本発明の実施形態１の上フランジの溶着リブ及びその周辺部分の拡大矢視断面図である。 図８Ｃは、図８Ａの８Ｃ−８Ｃを含む面に沿った、本発明の実施形態１の上フランジの溝及びその周辺部分の拡大矢視断面図である。 図９Ａは、本発明の実施形態１において、超音波溶着する直前のリールを示した断面図である。 図９Ｂは、図９Ａの部分９Ｂの拡大断面図である。 図１０Ａは、本発明の実施形態１において、超音波溶着した後のリールを示した断面図である。 図１０Ｂは、図１０Ａの部分１０Ｂの拡大断面図である。 図１１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の、上フランジ側から見た斜視図である。 図１２Ａは、従来のリールの超音波溶着において、ハブ部材と上フランジとが、傾きなく溶着される様子を概念的に示した側面図である。 図１２Ｂは、従来のリールの超音波溶着において、上フランジが傾いて溶着される様子を概念的に示した側面図である。 図１２Ｃは、従来のリールの超音波溶着において、下フランジが傾いて溶着される様子を概念的に示した側面図である。 図１３Ａは、従来のリールの下フランジ及び上フランジの高さの測定位置を示した断面図である。図１３Ｂは、上フランジの円筒部近傍及び外周端近傍の２カ所で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。図１３Ｃは、下フランジの円筒部近傍及び外周端近傍の２カ所で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。 図１４Ａは、本発明の実施形態１のリールを超音波溶着する直前の、上フランジが傾いている状態を示した断面図である。図１４Ｂは、本発明の実施形態１の、超音波溶着直後の、上フランジの傾きが修正されたリールの断面図である。 図１５は、本発明の実施形態１の上フランジを成形するための金型構造の一例を示した断面図である。 図１６Ａは、超音波溶着直前に、図１４Ａよりも上フランジが更に大きく傾いた状態を示した断面図である。図１６Ｂは、図１６Ａの部分１６Ｂの拡大断面図である。 図１７Ａ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ハブ部材の斜視図である。図１７Ｂは、図１７Ａに示した本発明の実施形態２にかかるテープカートリッジの円筒部及びその周辺部分の拡大断面図である。 図１８は、本発明の実施形態３において、超音波溶着する直前の円筒部及びその周辺部分の拡大断面図である。 図１９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２０Ａは、本発明の実施形態５において、超音波溶着する直前の円筒部及びその周辺部分の拡大断面図である。図２０Ｂは、本発明の実施形態５において、超音波溶着した後の円筒部及びその周辺部分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、前記円筒部と前記筒壁とは、半径方向に離間していることが好ましい。これにより、超音波溶着する前であれば、ハブ部材に対して上フランジを上下方向及び周方向に自由に移動させることができる。また、超音波溶着時に円筒部と筒壁とが意図せずに溶融するの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において、前記円筒部の前記天面の内側端縁に面取りが形成されていることが好ましい。これにより、超音波溶着時に円筒部の天面や筒壁が意図せずに溶融するの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が、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。前記筒壁が、前記貫通孔に対応する位置で周方向に分割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。また、筒壁が分割された部分に、ロック解除部材のアームの先端を挿入することができる。その結果、円筒部の外径を拡大することなく、円筒部内にリールロック機構を収納することができる。また、ロック解除部材を円筒部内に挿入するのが容易になる。

上記において、前記筒壁の前記先端が、入れ子により成形されることが好ましい。これにより、筒壁の先端の平面度を微調整するのが容易になる。

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。中心軸１０ａを通り、中心軸１０ａに直交する方向を「半径方向」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４Ａ、図４Ｂ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４Ａはリール１０を構成するハブ部材２０の斜視図、図４Ｂはハブ部材２０の平面図である。円筒部２２の内底板２３に、３つの貫通孔２５が、ハブ部材２０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が、この３つの貫通孔２５にそれぞれ挿入される（図２参照）。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２０と同心の円に沿って設けられている。円筒部２２の天面（上面）２２ｔは、下フランジ２１と平行な水平面である。

本実施形態１の上フランジ１１を説明する前に、従来の上フランジ１１１を説明する。

図５は従来の上フランジ１１１の斜視図、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１１３が形成されている。嵌合リブ１１３よりも外側（開口１２とは反対側）に、８つの溶着リブ１１４と８つの位置決めリブ１１５とが周方向に交互に配置されている。溶着リブ１１４及び位置決めリブ１１５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１１４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１１５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１１４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１１５は、溶着リブ１１４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１１３が最も高く、次いで溶着リブ１１４が高く、位置決めリブ１１５が最も低い。上フランジ１１１とハブ部材２０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１１４を天面２２ｔに当接させる。この状態で超音波を印加して溶着リブ１１４を溶融させ、上フランジ１１１をハブ部材２０の側（下側）に変位させ、位置決めリブ１１５を天面２２ｔに当接させる。これにより、ハブ部材２０に対して上フランジ１１１が上下方向に位置決めされて溶着される。

本実施形態１の上フランジ１１を説明する。

図７は上フランジ１１の斜視図、図８Ａは上フランジ１１の平面図である。図８Ｂは、図８Ａの８Ｂ−８Ｂ線を含む面に沿った拡大矢視断面図、図８Ｃは、図８Ａの８Ｃ−８Ｃ線を含む面に沿った拡大矢視断面図である。図７、図８Ａ〜図８Ｃにおいて、従来の上フランジ１１１を示した図５、図６Ａ〜図６Ｃに示された要素と同じ要素には同じ符号が付されており、それらについての説明を省略する。図５、図６Ａ〜図６Ｃに示した従来の上フランジ１１１と比べると、本実施形態１の上フランジ１１は以下の点で相違する。第１に、従来の上フランジ１１１の嵌合リブ１１３に代えて、本実施形態１の上フランジ１１には３つの筒壁１３が形成されている。筒壁１３の突出高さは、嵌合リブ１１３に比べてはるかに高い。第２に、従来の上フランジ１１１で形成されていた位置決めリブ１１５が本実施形態１の上フランジ１１には形成されていない。

３つの筒壁１３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）に向かって突出している。筒壁１３の外周面及び内周面は、上フランジ１１と同心の円筒面である。筒壁１３の先端（下端）１３ｔは、下フランジ２１に対向する上フランジ１１の領域の面１１ｓと平行な平面に形成されている。３つの筒壁１３の寸法は同一であり、中心軸１０ａに対して等角度間隔で、周方向に互いに離間して配置されている。周方向に隣り合う筒壁１３は、離間部１８を介して周方向に離間している。

筒壁１３の外側に、上フランジ１１の面１１ｓより凹んだ環状の溝（凹部）１７が形成されている。８つの溶着リブ１４が、この溝１７内に形成されている。溶着リブ１４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。８つの溶着リブ１４の寸法は同一であり、中心軸１０ａに対して等角度間隔で、周方向に互いに離間して配置されている。溶着リブ１４の数は、８に限らず、これより多くても、少なくてもよい。図８Ｂ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。図８Ｂ、図８Ｃに示されているように、溶着リブ１４の先端は、上フランジ１１の面１１ｓよりも下側（ハブ部材２０側）に突出している。上フランジ１１とハブ部材２０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を天面２２ｔに当接させる。この状態で超音波を印加して溶着リブ１４を溶融させ、天面２２ｔに溶着させる。

本実施形態１の上フランジ１１は、従来の上フランジ１１１と同様に、樹脂材料を用いた射出成形等の方法により一体的に成形することができる。

図９Ａは、本実施形態１において、超音波溶着する直前のリール１０を示した断面図である。図面を簡単化するために、ハブ部材２０を保持するアンビル、上フランジ１１の上面に押し付けて上フランジ１１に超音波を印加する溶着ホーンの図示が省略されている。筒壁１３はハブ部材２０の円筒部２２内に挿入されている。離間部１８は、貫通孔２５（図４Ｂ参照）と周方向の位置が一致するように、上フランジ１１はハブ部材２０に対して周方向に位置合わせされる。

図９Ｂは、図９Ａの部分９Ｂの拡大断面図である。上フランジ１１の面１１ｓより突出した溶着リブ１４が、ハブ部材２０の円筒部２２の天面２２ｔに当接している。筒壁１３の先端（下端）１３ｔは、内底板２３から上方に離間している。溶着リブ１４の面１１ｓからの突出高さをＨ１、筒壁１３の先端１３ｔと内底板２３との間の上下方向距離をＤとしたとき、これらは０＜Ｄ＜Ｈ１を満足する。

円筒部２２の内径は、筒壁１３の外径より大きい。即ち、円筒部２２と筒壁１３とは半径方向に離間し、両者間に隙間２９が形成されている。従って、超音波溶着する前であれば、ハブ部材２０に対して上フランジ１１を上下方向及び周方向に自由に移動可能である。また、超音波溶着時に円筒部と筒壁とが接触して両者が意図せずに溶融するのを防ぐことができる。

図１０Ａは、超音波溶着終了後のリール１０を示した断面図である。図９Ａと同様に、図面を簡単化するために、ハブ部材２０を保持するアンビル、上フランジ１１の上面に押し付けた溶着ホーンの図示が省略されている。図１０Ｂは、図１０Ａの部分１０Ｂの拡大断面図である。図１０Ｂを図９Ｂと比較すれば理解できるように、筒壁１３の先端１３ｔが内底板２３に当接している。上フランジ１１の溶着リブ１４が溶融し且つ変形して、上フランジ１１が円筒部２２の天面２２ｔに溶着部１９にて溶着している。溶着部１９を除いて、円筒部２２の天面２２ｔは、上フランジ１１の面１１ｓから距離Ｈ２（Ｈ２＞０）だけ離間している。図７、図８Ａに示したように、溶着リブ１４は溝１７内に周方向に断続的に形成されている。従って、図示を省略するが、溶着リブ１４が形成されていない領域では、溶着部１９は形成されず、円筒部２２の天面２２ｔは上フランジ１１の面１１ｓから距離Ｈ２（Ｈ２＞０）だけ離間する。このように、本実施形態１では、超音波溶着により溶着リブ１４を溶融させ、筒壁１３の先端１３ｔを内底板２３に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を上下方向に位置決めしている。

図１１は得られたリール１０の上フランジ１１側から見た斜視図である。周方向に隣り合う筒壁１３間の離間部１８の周方向の位置が、貫通孔２５のそれと一致している。離間部１８内にロック解除部材３０の３つのアームの先端が挿入される（図２参照）。これにより、円筒部２２の外径を拡大することなく、円筒部２２内にリールロック機構を収納することができる。また、ロック解除部材３０を円筒部２２内に挿入するのが容易になる（即ち、組み立て性が向上する）。

以上のように構成された本実施形態１の作用を、従来のリールと比較しながら説明する。

図１２Ａ〜図１２Ｃは、従来のリールの超音波溶着において、ハブ部材２０と上フランジ１１１との傾きを概念的に示した側面図である。これらの図では、図面を簡単化するために、ハブ部材２０を保持するアンビル、上フランジ１１１の上面に押し付けて上フランジ１１１に超音波を印加する溶着ホーンの図示が省略されている。

理想的には、図１２Ａに示すように、上フランジ１１１とハブ部材２０の下フランジ２１とが互いに平行な状態で超音波溶着されるのが望ましい。ところが、実際には、図１２Ｂに示すように上フランジ１１１が傾いたり、図１２Ｃに示すようにハブ部材２０が傾いたりした状態で超音波溶着されてしまうことが多い。このように上フランジ１１１やハブ部材２０が傾く原因としては、溶着リブ１１４（図５、図６Ｂ参照）の高さや周方向の位置にバラつきがあること、上フランジ１１１を押圧する溶着ホーンやハブ部材２０が搭載されるアンビルの姿勢（水平度）が不適切であることなどが挙げられる。上フランジ１１１及び／又はハブ部材２０が傾いた状態では、複数の溶着リブ１１４が円筒部２２の天面２２ｔに均等に接触することはなく、複数の溶着リブ１１４のうちの一部のみが、更には、当該一部の溶着リブ１１４のうちの特定箇所のみが、円筒部２２の天面２２ｔに接触する。この状態で上フランジ１１１とハブ部材２０を押圧しながら上フランジ１１１に溶着ホーンから超音波を印加すると、円筒部２２の天面２２ｔに接触している一部の溶着リブ１１４の特定箇所のみが溶融し始める。溶着リブ１１４の溶融が進行するにしたがって、上フランジ１１１がハブ部材２０の側（下側）に変位する。従って、次に、溶融した当該一部の溶着リブ１１４の近傍の位置決めリブ１１５（図５参照）が円筒部２２の天面２２ｔに接触する。位置決めリブ１１５の上面は、比較的大きな面積を有する平面であるが（図６Ｃ参照）、上フランジ１１１及び／又はハブ部材２０が傾いているので、位置決めリブ１１５の上面の一部のみが円筒部２２の天面２２ｔに接触する。従って、位置決めリブ１１５の、天面２２ｔに接触した当該一部が溶融し始める。このように位置決めリブ１１５が溶融してしまうと、上フランジ１１１をハブ部材２０に対して位置決めするという位置決めリブ１１５の機能が発揮されなくなる。その結果、上フランジ１１１はハブ部材２０に対して傾いた状態で溶着されてしまう。上フランジ１１１が傾くと、リールを回転させたときの上フランジ１１１の外周部の上下方向の振れ幅が大きくなってしまう。

従来のリールの上フランジ１１１及び下フランジ２１の高さの周方向における変化を測定した結果を示す。図１３Ａは、従来のリール１１０の下フランジ２１及び上フランジ１１１の高さの測定位置Ｐ_1a、Ｐ_1b、Ｐ_2a、Ｐ_2bを示した断面図である。図示したように、上フランジ１１１の下フランジ２１に対向する面において、リールの中心軸１０ａから２３．２ｍｍの位置（円筒部２２の近傍の位置）をＰ_1a、４８ｍｍの位置（上フランジ１１１の外周端近傍の位置）をＰ_1bとする。また、下フランジ２１の上フランジ１１１に対向する面において、リール１１０の中心軸１０ａから２３．２ｍｍの位置（円筒部２２の近傍の位置）をＰ_2a、４８ｍｍの位置（下フランジ２１の外周端近傍の位置）をＰ_2bとする。ハブ部材２０の被駆動歯２７上に設けた架空の基準平面２７ａから上記各測定位置までの高さを、真円度測定機「Mitutoyo製Roundtest RA-2100」を用いてリール１１０を回転させながら全周（３６０度測定）にわたって測定した。

図１３Ｂに、上フランジ１１１上の測定位置Ｐ_1a、Ｐ_1bでの測定結果を示し、図１３Ｃに、下フランジ２１上の測定位置Ｐ_2a、Ｐ_2bでの測定結果を示す。図１３Ｂ、図１３Ｃにおいて、横軸は中心軸１０ａ周りの位置を示し、両図間で横軸の位置は一致している。図１３Ｂに示されているように、上フランジ１１１の外周端近傍の位置Ｐ_1bの高さは、２０°付近で最小値をとり、２００°付近で最大値をとり、最小値と最大値とは約１８０°離れている。これに対して、下フランジ２１の外周端近傍の位置Ｐ_2bの高さの最小値及び最大値の位置は、上フランジ１１１の位置Ｐ_1bのそれと一致していない。これより、上フランジ１１１の外周端近傍の位置Ｐ_1bの高さの周方向の変化は、上フランジ１１１が下フランジ２１に対して傾いた状態で溶着されていることに起因することが分かる。このように、上フランジ１１１が傾いて溶着されると、特に上フランジ１１１の外周端の上下方向の振れ幅が大きくなる。

次に、本実施形態１について説明する。

図１４Ａは、本実施形態１のリール１０を超音波溶着する直前の状態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２０を載置する。ハブ部材２０の円筒部２２内に上フランジ１１の筒壁１３を挿入し、円筒部２２上に上フランジ１１を積み重ねる。更に、上フランジ１１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。図１４Ａでは、ハブ部材２０に対して上フランジ１１が傾いている。従って、図１４Ａにおいて左側の溶着リブ１４は円筒部２２の天面２２ｔから離間している。

しかしながら、本実施形態１では、上フランジ１１が、長い突出長の筒壁１３を備えている。溶着ホーン９５で上フランジ１１を下向きに押圧すると、この筒壁１３が円筒部２２の内周面上を摺動し、この際に上フランジ１１の傾きの一部が修正され得る。

その後、上フランジ１１が傾いた状態で溶着ホーン９５から超音波を上フランジ１１に印加すると、複数の溶着リブ１４のうち、円筒部２２の天面２２ｔに接触している溶着リブ１４（図１４Ａにおいて右側の溶着リブ１４）のみが溶融し始める。溶着リブ１４が溶融するにしたがって、上フランジ１１は徐々に下降する。

本実施形態１では、従来の上フランジ１１１では溶着リブ１１４の近傍に設けられていた位置決めリブ１１５（図５、図６Ａ参照）が設けられていない。従来の位置決めリブ１１５と同様に機能する筒壁１３の先端１３ｔは、溶着リブ１４からはるか遠くに位置している。超音波エネルギーは、超音波の印加位置（即ち、上フランジ１１の溶着ホーン９５による押圧位置）から遠いほど減衰するから、筒壁１３の先端１３ｔが内底板２３に当接したとしても、筒壁１３の先端１３ｔが溶融することはない。むしろ、溶融し始めた溶着リブ１４と隣り合う未溶融の溶着リブ１４が円筒部２２の天面２２ｔに接触して溶融し始める。このように、筒壁１３の先端１３ｔではなく、溶着リブ１４が優先的に溶融する。溶融する溶着リブ１４が徐々に増えるにしたがって上フランジ１１はさらに下降する。これにともない、筒壁１３の先端１３ｔが内底板２３に当接し、上フランジ１１の傾きが修正される。

このように、本実施形態１によれば、超音波溶着の開始前にハブ部材２０に対して上フランジ１１が相対的に傾いていたとしても、超音波溶着の過程で、筒壁１３の先端１３ｔが内底板２３に当接することにより、上フランジ１１の相対的な傾きが修正される。従って、超音波溶着後に得られたリール１０において、ハブ部材２０に対する上フランジ１１の相対的傾きは小さい。その結果、回転時に上フランジ１１の外周部の上下方向の振れ幅を小さくすることができる。

本実施形態１では、上フランジ１１の上下方向の位置決めや傾きを、筒壁１３の先端１３ｔで規制する。先端１３ｔを高い面精度に仕上げることにより、上フランジ１１の上下方向位置や傾きを高精度に管理することができる。筒壁１３の先端１３ｔの面精度は、例えば射出成形時に使用する金型構造を工夫することで確保することができる。図１５は、そのような金型構造の一例の断面図である。上金型９１と下金型９２とが上下方向に対向している。下金型９２の中央には、略筒形状の第１入れ子９３ａと、３つの第２入れ子９３ｂ（図１５では２つの第２入れ子９３ｂは見えない）と、第１入れ子９３ａ及び第２入れ子９３ｂを下金型９２に固定するための治具９４とを備える。第１入れ子９３ａは、互いに分離した３つの筒壁１３の内周面を除く側面を成形する。３つの第２入れ子９３ｂは、３つの筒壁１３の先端１３ｔをそれぞれ成形する。本実施形態１では、筒壁１３が、周方向に連続した円筒形状ではなく、周方向に３つに分割されているので、３つの第２入れ子９３ｂの先端面をそれぞれ高精度に加工することにより、３つの筒壁１３の先端１３ｔの面精度を容易に微調整することができる。その結果、超音波溶着後の上フランジ１１の傾きや上下方向位置を高精度に管理することができる。

（実施形態２）
図１６Ａは、超音波溶着直前に、実施形態１で説明した図１４Ａよりも上フランジ１１が更に大きく傾いた状態を示した断面図である。図１６Ｂは、図１６Ａの部分１６Ｂの拡大断面図である。ハブ部材２０に対する上フランジ１１の傾きが大きくなると、図１６Ｂに示されているように、筒壁１３の外周面が、円筒部２２の天面２２ｔの内側端縁２２ｅに接触する。この状態で、溶着ホーン９５から超音波を上フランジ１１に印加すると、内側端縁２２ｅが超音波の印加位置（即ち、上フランジ１１の溶着ホーン９５による押圧位置）から比較的近いので、筒壁１３の外周面と内側端縁２２ｅとの接触部分が溶融する可能性がある。

図１７Ａは本実施形態２のハブ部材２０の斜視図、図１７Ｂは図１７Ａに示すハブ部材２０の、中心軸１０ａを含む面に沿った、円筒部２２及びその周辺部分の拡大断面図である。本実施形態２では、図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、円筒部２２の天面２２ｔの内側端縁２２ｅを切り欠いて面取り２２ｃを形成している。面取り２２ｃは、円筒部２２の天面２２ｔの全周にわたって連続している。面取り２２ｃを形成することにより、ハブ部材２０と上フランジ１１とを超音波溶着する際に、図１６Ａに示したように上フランジ１１が大きく傾いても、筒壁１３が円筒部２２の天面２２ｔの内側端縁２２ｅに接触する可能性が低減する。更に、仮に筒壁１３と円筒部２２とが接触しても、円筒部２２の内側端縁２２ｅに面取り２２ｃが形成されているために、筒壁１３と円筒部２２との接触面積が大きくなる。そのため、接触界面での溶融が起こりにくい。

以上のように、本実施形態２では、円筒部２２の天面２２ｔの内側端縁２２ｅに面取り２２ｃが形成されているので、超音波溶着時に円筒部２２の天面２２ｔや筒壁１３が意図せずに溶融するのを回避することができる。

面取り２２ｃの形状は任意である。例えば、断面形状が円弧状の面取り（いわゆるＲ面取り）や直線状の面取り（いわゆるＣ面取り）など、任意の形状を選択しうる。

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、溶着リブ１４が、上フランジ１１ではなく、ハブ部材２０の円筒部２２の天面２２ｔに形成されている点で、実施形態１と異なる。

図１８は、本実施形態３において、超音波溶着する直前の円筒部２２及びその周辺部分を図９Ｂと同様に示した拡大断面図である。円筒部２２の天面２２ｔに、溶着リブ１４が形成されている。溶着リブ１４は、実施形態１で説明した溶着リブ１４と同様に、天面２２ｔの周方向に断続的に形成されている。楔状断面を有する溶着リブ１４の先端が、上フランジ１１に当接している。図９Ｂで説明したのと同様に、溶着リブ１４の天面２２ｔからの突出高さをＨ３、筒壁１３の先端１３ｔと内底板２３との間の上下方向距離をＤとしたとき、これらは０＜Ｄ＜Ｈ３を満足する。

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、図１９に示すように、上フランジ１１の筒壁１３が、周方向に連続する円筒形状を有する点で実施形態１と異なる。実施形態１では、筒壁１３が周方向に複数に分割されていたので、各筒壁の先端１３ｔの成形精度を、それぞれ別個の第２入れ子９３ｂを用いて微調整することができた。本実施形態２では、筒壁１３の先端１３ｔが周方向に連続しているので、実施形態１と同じ手法で先端１３ｔの成形精度を微調整することは困難である。しかしながら、実施形態１に比べて上フランジ１１を成形するための金型構造を簡単化することが可能である。

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）
本実施形態５では、上フランジ１１の溝１７（図７参照）の幅（半径方向寸法）が、円筒部２２の天面２２ｔの幅（半径方向寸法）より大きい点で実施形態１と異なる。

図２０Ａは、本実施形態５において、超音波溶着する直前の円筒部２２及びその周辺部分を図９Ｂと同様に示した拡大断面図である。溝１７の幅は、円筒部２２の天面２２ｔの幅より大きい。溝１７の底面に溶着リブ１４が形成されている。溶着リブ１４の溝１７の底面からの突出高さをＨ５、筒壁１３の先端１３ｔと内底板２３との間の上下方向距離をＤとしたとき、これらは０＜Ｄ＜Ｈ５を満足する。

図２０Ｂは、超音波溶着後の円筒部２２及びその周辺部分を図１０Ｂと同様に示した拡大断面図である。筒壁１３の先端１３ｔが内底板２３に当接することにより、上フランジ１１はハブ部材２０に対して上下方向に位置決めされている。円筒部２２の天面２２ｔは上フランジ１１の溝１７内に嵌入している。上フランジ１１は円筒部２２の天面２２ｔに溶着部１９にて溶着している。溶着部１９を除いて、円筒部２２の天面２２ｔは、溝１７の底面と距離Ｈ６（Ｈ６＞０）だけ離間している。

本実施形態５によれば、超音波溶着後に溝１７内に円筒部２２の天面２２ｔが嵌入する。これにより、溶着リブ１４が溶融した樹脂が円筒部２２の外周面にはみ出すのを防ぐことができる。

図１０Ｂのように、円筒部２２の天面２２ｔが、上フランジ１１の面１１ｓより下側に位置していると、円筒部２２の外周面と天面２２ｔとによって形成される段差が、円筒部２２に巻回される記録テープに転写されて記録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。本実施形態５によれば、円筒部２２の天面２２ｔが上フランジ１１の面１１ｓによって隠されるので、上記段差によって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５は、上記を除いて実施形態１と同じである。本実施形態５を実施形態２〜４に適用することもできる。

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。

上記の実施形態１〜３，５では、上フランジ１１の筒壁１３は周方向に３つに分割されていたが、筒壁１３の分割数はこれに限定されず、これより多くても少なくてもよい。

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
３ａ 上ハーフ
１０ リール
１１ 上フランジ
１３ 筒壁
１３ｔ 筒壁の先端
１４ 溶着リブ
１８ 離間部
１９ 溶着部
２０ ハブ部材
２１ 下フランジ
２２ 円筒部
２２ｃ 面取り
２２ｅ 円筒部の天面の内側端縁
２２ｔ 円筒部の天面
２３ 内底板
２６ ロック歯
２９ 隙間
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
９３ａ 第１入れ子
９３ｂ 第２入れ子

Claims (4)

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、
   前記上フランジは、前記円筒部に内挿された筒壁を備え、
   前記筒壁の先端は前記内底板に当接し、
   前記上フランジと前記円筒部の天面とが溶着部にて溶着されており、
   前記溶着部は、周方向に断続的に形成されており、
   前記溶着部を除いて、前記円筒部の前記天面は前記上フランジに対して上下方向に離間していることを特徴とするテープカートリッジ。
2. 前記円筒部と前記筒壁とは、半径方向に離間している請求項１に記載のテープカートリッジ。
3. 前記円筒部の前記天面の内側端縁に面取りが形成されている請求項１又は２に記載のテープカートリッジ。
4. 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つの貫通孔が前記内底板に設けられており、
   前記筒壁が、前記貫通孔に対応する位置で周方向に分割されている請求項１〜３のいずれかに記載のテープカートリッジ。

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