(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状を成して底部外面に回転駆動用の係合手段が設けられると共に円筒部の外周に磁気テープが巻回されるリールハブと、該リールハブの上端外周から径方向に張り出したフランジ部とを一体成形した上リールをリールハブの底部内面側から支える溶着用受け台と、
中心部に前記係合手段を有する底部外面を挿通させる円形の開口が形成されると共に前記係合手段の周囲に形成された溶着用当接面に当接する溶着用リブが突設された下リールを前記リールハブの底部に組み付けた状態で上リール側に押さえ付ける溶着用ホーンとを備え、
前記溶着用ホーンから前記溶着用リブに加える超音波振動エネルギーにより、前記上リールと前記下リールとを溶着して一体化する磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置であって、
前記上リールを支える溶着用受け台のフランジ当接部、或いは前記下リールを押さえ付ける溶着用ホーンのフランジ当接部の少なくとも一方が、その頂点を磁気テープカートリッジ用リールの中心軸に一致させた円錐状面とされていることを特徴とする磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置に関するもので、詳しくは、底部外面に回転駆動用の係止歯が設けられたリールハブと該リールハブの上端外周から径方向に張り出したフランジ部とを備えた上リールに、前記リールハブの係止歯を挿通させる円形の開口を有すると共に前記係止歯の周囲に溶着用リブが突設された下リールを溶着する磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータ等の記録媒体として使用されている磁気テープカートリッジには、単一のリールに磁気テープを巻装したタイプのものがある。この磁気テープカートリッジは、コンピュータの外部記憶装置として用いられ、重要な情報が記憶されているものであるから、テープジャミング等のトラブルや不用意に磁気テープが引き出せないように構成されている。
【０００３】
前記磁気テープカートリッジは、図３に示すように、上リール４と下リール５とを超音波溶着により結合した単一のリール３に磁気テープ２０を巻装し、上カートリッジ２ａと下カートリッジ２ｂとがビス１９等により締結されて成るカートリッジケース内に前記リール３を回動自在に収納した構成である。
前記リール３の上リール４は、図４及び図５にも示すように、有底円筒状を成して底部外面に回転駆動用の係止歯４２ａが設けられると共に円筒部４２ｂの外周に磁気テープ２０が巻回されるリールハブ４２と、該リールハブ４２の上端外周から径方向に張り出したフランジ部４３とを合成樹脂により一体成形したもので、該フランジ部４３の外周縁には不使用時の回転を拘束する際にリールロック５０，５１が係合する制止用ギヤ４３ａが設けられている。図３に示すように、前記リールハブ４２の有底凹部は上方側（図４，５では、下方側）に開放されている。
【０００４】
前記下リール５は、中心部に前記係止歯４２ａを挿通させる円形の開口５ａが形成された円盤状を成すと共に、前記開口５ａの周囲には前記係止歯４２ａの周囲に環状に形成された溶着用当接面（段差面）４２ｃに当接する溶着用リブ５ｃが突設された構造であり、図５に示すように、前記リールハブ４２の底部に組み付けた状態で、後述の溶着装置により超音波溶着される。
【０００５】
図３に示すように、カートリッジケース２に収容されるリール３のリールハブ４２の有底凹部には、ベアリング６が圧入固定され、さらに該ベアリング６の中心部の穴にスプリングプラグ７が圧入固定される。そして、スプリングプラグ７に取付けられたリールバネ８が、リール３を下方に押圧すると共に回転自在に保持する。
【０００６】
また、前記リール３は、カートリッジ不使用時においては、不測の回動をしないように、ブレーキ用のトーションばね１２による付勢力で前記制止用ギヤ４３ａに係合するリールロック５０，５１により、係止されている。また、前記磁気テープカートリッジ１は、その不使用時においては、前記磁気テープ２０が完全に前記リール３に巻き込まれた状態で、磁気テープ端に取り付けられたリーダーテープ２１（磁気テープカートリッジ１を使用する外部記憶装置が、前記磁気テープ２０を装置内の所定のテープ走行路に導入するための手段）がカートリッジ側面寄りに組み込まれたフック１８の先端部分に係止されている。
【０００７】
前記磁気テープ２０を引き出すカートリッジケース２の開口部分には、カートリッジ平面方向に開閉可能なリッド３０がリッド付勢用のトーションばね１５にて適宜付勢されて取り付けられている。そして、カートリッジ不使用時には回動しないように、前記リッド３０はリッドロックばね１６により適宜付勢されたリッドロック４０により、係止されている。また、前記リッド３０と対向する反対側の位置には、ライトプロテクト１７が組み込まれている。
なお、外部記憶装置等のテープ走行路に前記磁気テープ２０を導入するための係合手段と係合するリーダーテープ２１は、例えばスプライスにより前記磁気テープ２０に繋げられている。
【０００８】
上述の磁気テープカートリッジ１は、対応する外部記憶装置等にセットすると、下カートリッジ２ｂの中央部の開口２ｃに露呈しているリール３の係止歯４２ａに装置側の回転駆動手段が係合すると共に、装置側のテープ引き出し機構により、リッド３０が開かれて、リーダーテープ２１がテープ走行路の所定位置に引き込まれ、磁気テープ２０へのデータの読み書きが可能になる。
【０００９】
以上のような磁気テープカートリッジ用リール３は、磁気テープ２０の高精度で安定した走行を維持するために高い寸法精度が要求され、そのために、上リール４と下リール５との溶着処理には、慎重な作業が要求される。
【００１０】
図６は、前記上リール４と下リール５との溶着処理を行う従来の溶着装置６０を示したものである。
この溶着装置６０は、上リール４をリールハブ４２の底部内面側から支えるべく、前記フランジ部４３を下にした逆向きの状態で該上リール４を下方から支える溶着用受け台６１と、前記下リール５を上リール４のリールハブ４２の底部に組み付けた状態で、該下リール５の環状リブ５ｂを上リール４側に押さえつける溶着用ホーン６２とを備えた構成で、前記溶着用ホーン６２から下リール５の溶着用リブ５ｃに超音波振動エネルギーを加えることで、前記下リール５を上リールに溶着して一体化する。
【００１１】
前記溶着用受け台６１としては、前記フランジ部４３の表面に当接するフランジ当接部６３によって上リール４を支える構造の受け台６４、あるいは前記リールハブ４２の有底凹部に嵌合する突起の上端面６６により上リール４を支える構造の受け台６５のいずれかが使用されており、これらフランジ当接部６３や上端面６６はいずれも平坦面とされている。
また、前記溶着用リブ５ｃに超音波振動エネルギーを加えるために前記環状リブ５ｂに当接される前記溶着用ホーン６２のフランジ当接部６２ａも、平坦面とされている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の溶着装置６０では、溶着用ホーン６２から加えられる超音波振動により、下リール５と上リール４とが径方向の相対変位を起こして、これらの下リール５や上リール４のセンタリング位置にずれが生じる虞があった。
【００１３】
また、図６に示すように、環状リブ５ｂに対する溶着用ホーン６２の押圧力の作用点をＰ０とし、該環状リブ５ｂを介して前記リールハブ４２に作用する押圧力の作用点をＰ１とすると、それに対して溶着用受け台側から作用する支持力は、溶着用受け台がフランジ部４３を支持する受け台６４のタイプの場合には作用点がＰ２となり、リールハブ４２の有底凹部に嵌合する受け台６５のタイプの場合には作用点がＰ３となる。
【００１４】
このように溶着用ホーン６２からの押圧力の作用点Ｐ０，Ｐ１と、溶着用受け台６１からの支持力の作用点Ｐ２，Ｐ３に鉛直線方向で大きなずれがあると、それによって、上下リール４，５に曲げモーメントが作用する。例えば図６において、支点となる作用点Ｐ１に対して作用点Ｐ０は力点となり、下リール５に曲げモーメントが作用する。力点となる作用点Ｐ０には一般に約１００〜５００Ｎの力が負荷されるが、支点となる作用点Ｐ１には、上記曲げモーメント効果によりその２倍以上の力が作用する。このような曲げモーメントが作用すると、変形が生じたり、あるいは超音波振動による微小変位が加わって溶着むらが生じ、溶着精度の低下や下リール５の面ブレ等の問題を招く虞があった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することにあり、超音波溶着時に上下リール間に径方向の相対変位が生じるのを防止すると共に、溶着時の変形や溶着むらの発生を防止し、高精度の磁気テープカートリッジ用リールを得ることのできる磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、有底円筒状を成して底部外面に回転駆動用の係合手段が設けられると共に円筒部の外周に磁気テープが巻回されるリールハブと、該リールハブの上端外周から径方向に張り出したフランジ部とを一体成形した上リールをリールハブの底部内面側から支える溶着用受け台と、
中心部に前記係合手段を有する底部外面を挿通させる円形の開口が形成されると共に前記係合手段の周囲に形成された溶着用当接面に当接する溶着用リブが突設された下リールを前記リールハブの底部に組み付けた状態で上リール側に押さえ付ける溶着用ホーンとを備え、
前記溶着用ホーンから前記溶着用リブに加える超音波振動エネルギーにより、前記上リールと前記下リールとを溶着して一体化する磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置であって、
前記上リールを支える溶着用受け台のフランジ当接部、或いは前記下リールを押さえ付ける溶着用ホーンのフランジ当接部の少なくとも一方が、その頂点を磁気テープカートリッジ用リールの中心軸に一致させた円錐状面とされていることを特徴とする磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置により達成される。
【００１７】
上記構成によれば、その頂点を磁気テープカートリッジ用リールの中心軸に一致させた円錐状面に形成されたフランジ当接部が、該フランジ当接部に当接する上下リールに対して求心力を作用させ、該フランジ当接部に当接しているリールが溶着用ホーンから伝わる超音波振動によって径方向に水平移動することを防止できる。
【００１８】
また、円錐状面から該円錐状面に当接しているリールに作用する支持力や押圧力は、円錐状面の傾斜分によって水平方向成分の分力が生じた分だけ、各リールの板厚方向の成分が減少する。そして、板厚方向の成分の減少により、上リールや下リールに作用する曲げモーメントが低減する。
更に、円錐状面から該円錐状面に当接しているリールに作用する支持力や押圧力は、従来の溶着用ホーンからの押圧力の作用点或いは溶着用受け台からの支持力の作用点に比べて同一鉛直線上に集中させられるので、上リールや下リールに作用する曲げモーメントが低減する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置を詳細に説明する。
本第１実施形態の溶着装置７０は、前述した図３乃至図５に示した磁気テープカートリッジ用リール３の上リール４と下リール５とを溶着して一体化するものである。前記リール３の構成は、先に説明した通りなので、簡便のため省略する。
【００２０】
前記溶着装置７０は、前記上リール４をリールハブ４２の底部内面側から支えるべく、前記フランジ部４３を下にした逆向きの状態で該上リール４を下方から支える溶着用受け台７２と、前記下リール５を前記上リール４のリールハブ４２の底部に組み付けた状態で上リール４側に押さえつける溶着用ホーン７４とを備えたもので、前記溶着用ホーン７４から下リール５の溶着用リブ５ｃに加える超音波振動エネルギーにより、前記下リール５と上リール４とを溶着して一体化した磁気テープカートリッジ用リール３を得る。
【００２１】
本実施形態の場合、前記溶着用受け台７２は、前記リールハブ４２よりも大きな外径を持ち、前記フランジ部４３に当接することにより上リール４を支えるタイプのものである。
そして、この溶着用受け台７２は、前記フランジ部４３の内周縁に当接することにより前記上リール４を支えるフランジ当接部として、頂点をリール３の中心軸Ｏに一致させたリール３側に凸の円錐状面である円錐面７５が設けられている。
【００２２】
上述の溶着装置７０では、フランジ当接部としての円錐面７５に内周縁が当接するフランジ部４３に対して求心力を作用させて、該円錐面７５に当接しているフランジ部４３が超音波振動時に溶着用ホーン７４から溶着用リブ５ｃを介して伝わる振動力によって径方向に水平移動することを防止する。従って、超音波溶着時に溶着用ホーン７４から伝わる振動力によって、下リール５及び上リール４間に径方向の相対変位が生じることを防止することができ、センタリングにずれが生じることを防止することができる。
【００２３】
また、円錐面７５から該円錐面７５に当接しているフランジ部４３の内周縁に作用する支持力は、円錐面７５の傾斜分によって、水平方向成分の分力が生じた分だけ、フランジ部４３に作用するその板厚方向の成分が減少する。そして、その板厚方向の成分の減少により、上リール４や下リール５のフランジ部に作用する曲げモーメントが低減する。更に、円錐面７５から該円錐面７５に当接しているフランジ部４３の内周縁に作用する支持力は、従来の溶着用受け台６１からの支持力の作用点Ｐ２に比べ、溶着用ホーン７４からの押圧力の作用点に対して同一鉛直線上に集中させられるので、上リール４や下リール５のフランジ部に作用する曲げモーメントが低減する。
そこで、溶着時の変形や溶着むらの発生を防止することができ、溶着精度の低下や下リール５の面ブレ等が生じない高精度の磁気テープカートリッジ用リール３を得ることができる。
【００２４】
なお、溶着用受け台７２のフランジ当接部を円錐面７５とする代わりに、図２に示した第２実施形態の溶着装置７１のように、下リール５の環状リブ５ｂを押圧する溶着用ホーン７４のフランジ当接部８０に、頂点をリール３の中心軸Ｏに一致させたリール３側に凸の円錐状面８１を設けてもよい。
この様に溶着用ホーン７４に設けた円錐状面８１は、下リール５に対して求心力を働かせて、超音波振動を加えた時に前記下リール５が振動力によって水平方向に変位することを防止する。その結果、超音波溶着時に溶着用ホーン７４から伝わる振動力によって下リール５及び上リール４間に径方向の相対変位が生じることを防止することができ、センタリングにずれが生じることを防止することができる。
【００２５】
また、円錐状面８１から該円錐状面８１に当接している下リール５の環状リブ５ｂに作用する押圧力は、円錐状面８１の傾斜分によって、水平方向成分の分力が生じた分だけ、下リール５に作用する板厚方向の成分が減少する。そして、その板厚方向の成分の減少により、上リール４や下リール５のフランジ部に作用する曲げモーメントが低減する。更に、円錐状面８１から該円錐状面８１に当接している環状リブ５ｂの内周縁に作用する溶着用ホーン７４からの押圧力は、従来の溶着用ホーン６２からの押圧力の作用点Ｐ０にに比べ、リールハブ４２に作用する押圧力の作用点に対して同一鉛直線上に集中させられるので、上リール４や下リール５のフランジ部に作用する曲げモーメントが低減する。
そこで、溶着時の変形や溶着むらの発生を防止することができ、溶着精度の低下や下リール５の面ブレ等が生じない高精度の磁気テープカートリッジ用リール３を得ることができる。
【００２６】
また、溶着用ホーン７４のフランジ当接部を円錐状面８１とした場合には、前記溶着用受け台７２として、図２に示したように、上リール４のリールハブ４２の有底凹部に嵌合するタイプを使用することもできるし、また、フランジ部４３に当接するタイプを使用することもでき、溶着装置の設計自由度が増大する。
なお、上述の実施形態では、溶着用受け台７２及び溶着用ホーン７４のいずれか一方のフランジ当接部を、頂点をリール３の中心軸Ｏに一致させた円錐状面としたが、溶着用受け台７２及び溶着用ホーン７４の両者のフランジ当接部を円錐状面としても良い。このように双方を円錐状面とした場合には、センタリングのずれを防止する効果や、溶着時の変形や溶着むらの発生を防止する効果が一層増大される。又、好ましくはこれら円錐面７５及び円錐状面８１の傾斜角度は、２０分〜１度とされる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置によれば、頂点を磁気テープカートリッジ用リールの中心軸に一致させた円錐状面として形成された溶着用受け台又は溶着用ホーンのフランジ当接部は、超音波溶着時に溶着用ホーンから伝わる振動力によって径方向に水平移動することを防止する。
そこで、溶着用ホーンから伝わる振動力によって下リール及び上リール間に径方向の相対変位が生じることを防止し、センタリングにずれが生じることを防止する。
【００２８】
また、円錐状面から該円錐状面に当接しているフランジ部に作用する支持力や押圧力は、円錐状面の傾斜分によって、水平方向成分の分力が生じた分だけ、各フランジ部の板厚方向の成分が減少する。そして、板厚方向の成分の減少により、溶着用ホーンからの押圧力の作用点と溶着用受け台からの支持力の作用点がずれることによって、上リールや下リールのフランジ部に作用する曲げモーメントが低減する。
【００２９】
更に、円錐状面から該円錐状面に当接しているリールに作用する支持力や押圧力は、従来の溶着用ホーンからの押圧力の作用点或いは溶着用受け台からの支持力の作用点に比べて同一鉛直線上に集中させられるので、上リールや下リールに作用する曲げモーメントが低減する。
そこで、溶着時の変形や溶着むらの発生を防止することができ、溶着精度の低下や下リールの面ブレ等が生じない高精度の磁気テープカートリッジ用リールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置の要部拡大断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置の要部拡大断面図である。
【図３】単一のリールを使用する磁気テープカートリッジの分解斜視図である。
【図４】図３に示した磁気テープカートリッジ用リールの分解斜視図である。
【図５】図４に示した磁気テープカートリッジ用リールの組立状態を示す斜視図である。
【図６】従来の磁気テープカートリッジ用リールの溶着装置の要部断面図である。
【符号の説明】
３  リール
４  上リール
５  下リール
５ｂ  溶着用リッジ
４２  リールハブ
４２ａ  係止歯
４２ｂ  円筒部
４２ｃ  溶着用当接面
４３  フランジ部
７０  溶着装置
７２  溶着用受け台
７４  溶着用ホーン
７５  円錐面
８０  フランジ当接部
【図１】
0003632884.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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