JPH1055651A - 記録媒体用カートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上下シェルを溶着してカートリッジを形成す
るについて、隙間の発生を防止しつつ溶着強度を高め
る。 【解決手段】 上下シェル2,3 の少なくとも一方のシェ
ルの内面に主溶着部材12を突設し、上下シェルを突き合
わせた状態で主溶着部材12の先端溶着面を他方のシェル
に対して超音波溶着で接合するについて、主溶着部材12
から所定量離れた位置の上シェル２および下シェル３の
内面にそれぞれ補助溶着部材16,26 を突設し、両補助溶
着部材16,26 は各々シェル表面と垂直な面16a,26a を有
し、上下シェルを突き合わせた状態でこの垂直な面16a,
26a が互いに接触し、超音波溶着されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上シェルと下シェ
ルを超音波溶着で接合してなる、ディスク状の記録媒体
を収容する記録媒体用カートリッジ、特にその溶着部分
の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、記録媒体用カートリッジとして
の磁気ディスクカートリッジは、合成樹脂製の上シェル
と下シェルを超音波溶着で接合したケース内に可撓性磁
気ディスクを回転自在に収容するものであるが、上記超
音波溶着は別途の接合材が不要で短時間で強固に接合可
能なため、合成樹脂の接合方法に広く用いられている。

【０００３】また、上記超音波溶着で上シェルと下シェ
ルを接合する場合に、上下シェルの各内面に対向して溶
着部材と被溶着部材とを突設すると共に、溶着部材の先
端溶着面に小突起状にエネルギダイレクタを設け、さら
に、外周リブの端面にもエネルギダイレクタを設けるよ
うにしたことが、実開平２−１３５９８１号に見られる
ように公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な記録媒体用カートリッジにおいては、記録媒体に塵埃
等が付着するとドロップアウトの発生原因となり、記録
品質が低下することから、上シェルと下シェルを両者間
に塵埃が侵入する隙間が発生することなく接合する必要
がある。

【０００５】しかして、上シェルと下シェル間の隙間の
発生原因としては、上下シェルの成形精度に起因する歪
みの発生により、前記溶着部材を所定の形態に溶着して
もシェルの反り等の変形によって、上下シェルの外周リ
ブが互いに離れて隙間が発生する場合、また、溶着部材
での溶着の過不足による寸法精度の狂いによってシェル
に歪みが発生する場合、また、組立時にシャッター用の
バネ等の部品を内部に挿入する際に隙間が開く方向に力
が掛かり上下シェルの接合力が弱いとこれによって隙間
が発生する場合などがある。記録媒体の記録密度が増大
するにつれて、塵埃の記録品質へ及ぼす影響は一層大き
くなり、０．１mm程度の微少な隙間からの塵埃の侵入の
可能性も考慮しなくてはならない。

【０００６】また、上記隙間の発生は、上下シェルを組
み合わせてなるケースの上下面の間隔が広くなること
で、該ケースにシャッター部材を装着して開閉摺動を行
う際に、シャッター部材とシェル面とが擦れてシェル面
が削れて塵埃を発生すると同時に、シャッター部材の開
閉不良の発生原因ともなり、また、このカートリッジを
ディスクドライブ装置に挿入した際にも動作不具合の発
生原因にもなるという問題も、同時に有している。

【０００７】上記のような点から、前述のような外周リ
ブの対向する端面にもエネルギダイレクタを設置して、
この外周リブについても溶着するようにした方法があ
る。しかし、この方法では、適正に溶着が行われた場合
については隙間が開くのが防止できて好適であるが、超
音波溶着における溶融不足の場合には残ったエネルギダ
イレクタによる反りが発生して前述のような隙間が開く
恐れがあり、また、溶融が過多となった場合には溶融物
が外周リブより外部にバリ状に突出することになり、こ
のバリは外観性を損なって商品性を低下すると共に、使
用においてバリが削れたり剥離することで塵埃の原因と
なる問題を有している。

【０００８】また、上シェルと下シェルを前述のような
溶着部材と被溶着部材とによって主に溶着して、上シェ
ルと下シェルを強固に溶着すると共に寸法精度の確保を
行い、さらに隙間や反りの発生防止を目的に、補助的な
溶着部材を主溶着部材に隣接した位置に設けることも考
えられる。しかしこの場合、主溶着部材と補助溶着部材
とで溶融程度を同じにすることが困難である問題を有す
る。すなわち、主溶着部材から離れて位置する補助溶着
部材は、超音波エネルギが主溶着部材に集中して溶融し
にくいことで溶融状態にバラツキが生じたり、前述のよ
うな成形精度のバラツキ等によって、補助溶着部材の寸
法が主溶着部材より大きくなってしまった場合は、この
補助溶着部材によってかえって隙間を拡げる結果となる
恐れがある。

【０００９】そこで本発明は上記事情に鑑み、上シェル
と下シェルの溶着強度を向上すると共に隙間の発生を抑
制するようにした溶着部構造を有する記録媒体用カート
リッジを提供せんとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の記録媒体用カートリッジは、上シェルと下シェルの
少なくとも一方のシェルの内面に主溶着部材を突設し、
上シェルと下シェルを突き合わせた状態で、前記主溶着
部材の先端溶着面を他方のシェルに対して超音波溶着で
接合すると共に、前記主溶着部材から所定量離れた位置
における上シェルおよび下シェルの内面にそれぞれ補助
溶着部材を突設し、両補助溶着部材が、各々シェル表面
に対して垂直な面（以下接合垂直面と称する）を有し、
上シェルと下シェルを突き合わせた状態では、前記接合
垂直面が互いに接触し、超音波溶着されることを特徴と
するものである。

【００１１】また、前記補助溶着部材の接合垂直面の少
なくとも一方を粗面に形成するのが好適である。この粗
面の平均表面粗さＲｚは５〜１００μｍ、より好ましく
は１０〜７０μｍ、最も好ましくは２０〜４０μｍが好
適である。さらに、補助溶着部材の一方の肉厚を薄くし
て弾性変形可能とし、その弾性変形によって両者の接合
垂直面が必ず接触するように設けるのが好適である。

【００１２】また、所望の接合強度を得るという観点で
両接合垂直面のお互いの接触面の長さは、０．１〜５m
m、より好ましくは０．３〜１．５mm、最も好ましくは
０．５〜０．８mmとすることがよい。同じく、接触面の
幅については、０．２〜５mm、より好ましくは１〜４m
m、最も好ましくは５〜３mmとするのがよい。さらに、
接触面の肉厚は、０．２〜２mm、より好ましくは０．４
〜１．２mm、最も好ましくは０．６〜１mmとするのがよ
い。

【００１３】

【発明の効果】上記のような本発明によれば、互いに接
触する接合垂直面を有する補助溶着部材を設けたことに
より、超音波溶着によって上シェルと下シェルとの接合
を行った場合には、主溶着部材の先端溶着面による主た
る溶着に加えて、上記補助溶着部材の接合垂直面が低エ
ネルギーで溶融して主溶着部材の溶着高さに対応した高
さにおいて溶着され、溶着不良による隙間の発生が起こ
らず良好な上シェルと下シェルの超音波溶着が行える。
また、接合部分が垂直面であることから、この補助溶着
部材が前述のような、寸法精度に悪影響を与えることが
なく、また溶融程度が軽くても上シェルと下シェルとの
剥離方向への接合強度は大きく、この大きな溶着強度の
確保により使用時および組立時の変形等に対しても隙間
の発生を抑制して塵埃の侵入を防止して良好な記録品質
を得ることができ、高記録密度の記録媒体を収容するカ
ートリッジにおいて好適である。

【００１４】特に、前記接合垂直面を粗面としたもので
は、溶着に要するエネルギは少なくてよく、全体として
の超音波溶着に要する出力の低減化により塵埃の発生を
抑制できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一つの実施の形態
を図面に沿って説明する。図１は記録媒体用カートリッ
ジの一例としての磁気ディスクカートリッジにおける上
シェルの内面図、図２は同下シェルの内面図、図３は超
音波溶着の工程を説明する要部断面図である。

【００１６】磁気ディスクカートリッジは、図１の上シ
ェル２と図２の下シェル３とをそれぞれの内面を蓋合わ
せ状に超音波溶着されてなる扁平ケース内に、図示しな
い円盤状の記録媒体（磁気ディスクメディア）が回転自
在に収容され、この記録媒体とシェル内面との間にライ
ナーが介装される。

【００１７】前記上シェル２および下シェル３は、例え
ばアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体の
ような合成樹脂によってほぼ矩形の平板状に成形されて
いる。上シェル２は、周囲に壁状に外周リブ２ａが、各
コーナー部の中心側に斜めに内リブ２ｂが外周リブ２ａ
と同等な高さに形成され、中央部には環状リブ２ｃが立
設され、その上方にヘッド挿入口２ｄが開口されてい
る。また、下シェル３は、周囲に壁状に外周リブ３ａ
が、各コーナー部の中心側に斜めに内リブ３ｂが外周リ
ブ３ａと同等な高さに形成され、中央部にはディスク駆
動用のハブ孔３ｃが開口され、その上方にヘッド挿入口
３ｄが開口されている。

【００１８】前記上シェル２の外周リブ２ａおよび内リ
ブ２ｂと、下シェル３の外周リブ３ａおよび内リブ３ｂ
はほぼ同形状に設けられ、上シェル２と下シェル３の内
面を合わせた状態では、それぞれの外周リブ２ａ，３ａ
および内リブ２ｂ，３ｂの対向する端面４，４が平行に
当接するように形成されている。

【００１９】上シェル２と下シェル３との超音波溶着
は、図３に示すように、上シェル２の内面と下シェル３
の内面とをそれぞれ合わせた状態で、上シェル２を下に
下シェル３を上にして、下シェル３のシェル外表面３ｆ
の４つのコーナー部の上方にそれぞれ円柱状の溶着ホー
ン５を配置し、この溶着ホーン５の先端で下シェル３を
上シェル２に押圧しつつ、超音波加振するものである。

【００２０】前記下シェル３（図２参照）の内面におけ
る４隅のコーナー部近傍において、前記外周リブ３ａと
内リブ３ｂとで囲まれた部分に、第１〜第５の主溶着部
材１１〜１５が平坦なシェル内面３ｅより突設され、一
方、上シェル２（図１参照）の対応位置には、同様に外
周リブ２ａと内リブ２ｂとで囲まれた部分に、対応する
被溶着部材２１〜２５が突設されている。そして、前記
主溶着部材１１〜１５は中央部分が凹んで設けられ、そ
の突出した先端溶着面の全周または一部に小突起状のエ
ネルギダイレクタ７が形成されている。

【００２１】さらに、上記主溶着部材１１〜１５に加え
て、第２の溶着部材１２の近傍には、該第２の溶着部材
１２から所定量離れた位置における上シェル２および下
シェル３に、補助的に垂直面で溶着を行う上補助溶着部
材１６と下補助溶着部材２６とが形成されている。

【００２２】具体的には、下シェル３には図２で左上に
円環状の第１の主溶着部材１１が、上シェル２にはこれ
に対応して図１で右上に円環状の第１の被溶着部材２１
が設けられる。また、下シェル３には図２で左下に円環
状の第２の主溶着部材１２が、上シェル２にはこれに対
応して図１で右下に円環状の第２の被溶着部材２２が設
けられる。また、下シェル３には図２で右上に円環状の
第３の主溶着部材１３が、上シェル２にはこれに対応し
て図１で左上に円環状の第３の被溶着部材２３が設けら
れる。また、下シェル３には図２で右下に円環状の第４
の主溶着部材１４が、上シェル２にはこれに対応して図
１で左下に円環状の第４の被溶着部材２４が設けられ
る。さらに、下シェル３には図２で右上の第３の主溶着
部材１３の近傍に小円環状の第５の主溶着部材１５が、
上シェル２にはこれに対応して図１で左上に第３の被溶
着部材２３の近傍に小円環状の第５の被溶着部材２５が
設けられている。

【００２３】そして、前記第１、第２、第３および第５
の円環状の主溶着部材１１，１２，１３，１５と、これ
に対応する円環状に形成された第１、第２、第３および
第５の被溶着部材２１，２２，２３，２５とは、略同等
の外形および内径に形成されると共に、それぞれ外周リ
ブ２ａ，３ａおよび内リブ２ｂ，３ｂと略同じ高さに設
けられ、各主溶着部材１１，１２，１３，１５の先端面
には環状にエネルギダイレクタ７が突設され、両者の先
端溶着面がこのエネルギダイレクタ７を介して突き合わ
せ状態で溶着される。

【００２４】前記上シェル２の円環状の第４の被溶着部
材２４は、下シェル３の円環状の第４の主溶着部材１４
内に嵌挿可能で、両者の高さは外周リブ２ａ，３ａより
高く設けられ、第４の主溶着部材１４の先端面には部分
的に円弧状にエネルギダイレクタ７が突設され、この先
端面が上シェル２のシェル内面２ｅに当接可能でこの部
分に溶着されると共に、第４の被溶着部材２４の外周面
が第４の主溶着部材１４の内周面に接触して溶着され
る。

【００２５】また、前記第２の主溶着部材１２および被
溶着部材２２の近傍に設置した補助的な溶着を行う上下
の補助溶着部材１６，２６の構造を、図３および図４に
沿って説明する。まず、第２の主溶着部材１２の先端溶
着面の中央には断面三角形状のエネルギダイレクタ７が
突設され、これと対応して上シェル２に突設された第２
の被溶着部材２２の先端面に圧接されて、このエネルギ
ダイレクタ７が全部溶融して第２の主溶着部材１２の先
端面と被溶着部材２２の先端面とが圧接状態で溶着され
る。

【００２６】そして、上記下シェル３における第２の主
溶着部材１２の近傍で中心側にずれた位置には、平板状
に突出した下補助溶着部材１６が立設され、この下補助
溶着部材１６はシェル内面３ｅと垂直に形成され前記第
２の主溶着部材１２に面する側が垂直溶着面１６ａに形
成され、その先端角部は面取りされている。一方、上記
上シェル２における第２の被溶着部材２２の近傍で中心
側にずれた対応位置には、平板状に突出した上補助溶着
部材２６が立設され、この上補助溶着部材２６はシェル
内面２ｅと垂直に形成され前記被溶着部材２２に面する
側が垂直溶着面２６ａに形成され、その先端角部は面取
りされている。

【００２７】前記下補助溶着部材１６の肉厚に比べて、
上補助溶着部材２６の肉厚は１０％程度薄く設定され、
両者が接触した場合は、弾性変形可能に設けられ、図４
の接合状態となる前の上シェル２と下シェル３とが突き
合わされた状態では、上下の補助溶着部材１６、２６の
接合垂直面１６ａ、２６ａは互いに接触状態となるよう
に寸法が設定され、弾性変形しつつ接触するように設け
られている。そして、上記下シェル３の補助溶着部材１
６における接合垂直面１６ａが、平均表面粗さＲｚが５
〜１００μｍ、好ましくは１０〜７０μｍ、より好まし
くは２０〜４０μｍの粗面に形成されている。この粗面
としては全体を平均的に粗面とするほか、線状に粗面と
したストライプ面に構成してもよい。

【００２８】上下の補助溶着部材１６，２６の高さは、
図４に示すように、上下シェル２，３を組み合わせて溶
着した後に、両接合垂直面１６ａ，２６ａの接触部分の
長さｈが０．１〜５ｍｍ（より好ましくは０．３〜１．
５ｍｍ、最も好ましくは０．５〜０．８ｍｍ）の範囲で
設けられている。これにより、主溶着部材１２のエネル
ギダイレクタ７が全部溶融して主溶着部材１２と被溶着
部材２２の先端部が圧接する溶着が行われた状態におい
て、上下の補助溶着部材１６，２６が所定の接合強度が
得られる溶着が行われるように上記寸法が設定されてい
るものである。なお、両補助溶着部材１６、２６の先端
部が相手側のシェル２，３の内面に当接しない長さに形
成され、主溶着部材１２と被溶着部材２２との溶着高さ
より、すなわち上下の外周リブ２ａ，３ａの圧接位置よ
り、補助溶着部材１６，２６の高さが高くなるのを回避
して、上下の外周リブ２ａ，３ａが離れて隙間が発生す
るのを防止している。

【００２９】上記補助溶着部材１６，２６の主溶着部材
１２，２２に対する平面的な位置関係は、溶着ホーン５
の寸法や、振動エネルギの伝播状態によって決定される
ものであり、溶着ホーン５の接触範囲から離れた部分で
は超音波振動が弱く溶融が生起しないことで除き、適度
の超音波振動により溶融が発生して溶着する領域に設定
されている。例えば直径２０mm程度の溶着ホーン５の場
合には、第２の主溶着部材１２の中心から５〜１５mmの
範囲に設定するのが好ましい。

【００３０】上記補助溶着部材１６，２６は、他のコー
ナー部分に設置するようにしてもよく、また、その設置
位置は主溶着部材１１〜１５の中心側部分に設けて、主
溶着部材１１〜１５の溶着時に、この溶着部分から振動
に応じて発生する塵埃が磁気ディスクメディア収納部に
侵入しないように設けるほか、上下シェル２，３間の開
き防止用には、図１および図２に鎖線でその設置に好適
な領域Ｅを示している。また、第３の主溶着部材１３の
近傍に設置した第５の主溶着部材１５を前述のような補
助溶着部材１６，２６と同様の溶着構造としてもよい。

【００３１】なお、前記溶着ホーン５は各コーナー部分
に対応した分割構造のものを例として示しているが、下
シェル３の外表面３ｆの全体を１つの大きな一体型溶着
ホーンによって押圧するものもあり、この場合には、こ
れに適合して補助溶着部材の設置可能部分も変化するが
基本的には前述のような隙間が発生しやすい部分に配置
するものである。

【００３２】また、前記補助溶着部材１６，２６の形状
は接合垂直面１６ａ，２６ａを有するものであれば適宜
設計変更可能であり、平板状の形状のほか、曲面形状、
嵌合形状等が採用される。さらに、接合垂直面の少なく
とも一方を必要に応じて粗面とするのが溶着性を向上す
る点で好ましいが、この粗面の形成はシェルを成形する
成形金型の表面を放電加工、機械加工、エッチング等の
公知の手段によって粗面化することで実施できる。特
に、溶着ホーン５の先端が接触する側のシェルの接合垂
直面を粗面に設ける方が好ましいが、反対側もしくは両
側を粗面としてもよく、両側を粗面とすると溶着しやす
くなる。

【００３３】上記接合垂直面の粗面の程度によって溶着
性が異なり、その平均表面粗さＲｚを５〜１００μｍ程
度に形成するものであるが、この表面粗さが大きいほど
溶着しやすく超音波振動の弱い部分で好適であり、表面
粗さが小さいほど溶着しにくく超音波振動の強い部分で
好適であるので、溶着ホーンの形態を考慮して各部で作
用する超音波振動の強さに対応して粗面の表面粗さを変
更するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態による記録媒体用カ
ートリッジとしての磁気記録カートリッジの上シェルの
内面図

【図２】同磁気記録カートリッジの下シェルの内面図

【図３】超音波溶着の工程を説明するための要部断面図

【図４】溶着後の同断面図

【符号の説明】

２ 上シェル ３ 下シェル ５ 溶着ホーン ７ エネルギダイレクタ １１〜１５ 主溶着部材 ２１〜２５ 被溶着部材 １６，２６ 補助溶着部材 １６ａ，２６ａ 接合垂直面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上シェルと下シェルの少なくとも一方の
   シェルの内面に主溶着部材が突設され、上シェルと下シ
   ェルを突き合わせた状態で、前記主溶着部材の先端溶着
   面を他方のシェルに対して超音波溶着で接合されてなる
   記録媒体用カートリッジにおいて、 前記主溶着部材から所定量離れた位置における上シェル
   および下シェルの内面にそれぞれ補助溶着部材を突設
   し、両補助溶着部材は各々シェル表面に対して垂直な面
   を有し、上シェルと下シェルを突き合わせた状態では、
   前記垂直な面が互いに接触し、超音波溶着されているこ
   とを特徴とする記録媒体用カートリッジ。
2. 【請求項２】 前記補助溶着部材に設けた垂直な面の少
   なくとも一方が、平均表面粗さＲｚで５〜１００μｍの
   粗面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載
   の記録媒体用カートリッジ。