JP4579099B2 - 磁気テープ巻取り用リールおよびその製造方法、並びにテープカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、磁気テープ巻取り用リールおよびその製造方法、ならびに磁気テープ巻取り用リールを用いたテープカートリッジに関する。

近年、光ファイバーのような情報を高速に伝達するための手段が著しく発達し、膨大なデータの転送が可能となる一方、それを記録再生可能とする情報記録媒体が必要とされてきた。情報記録媒体としては、フレキシブルディスク、磁気ドラム、ハードディスク及び磁気テープを内蔵した磁気テープカートリッジなどが挙げられるが、なかでも磁気テープカートリッジは１巻あたりの記録容量が大きいので、データバックアップ用の情報記録媒体として多用されている。

上記磁気テープは、通常、リールに巻回され、カートリッジに収納された状態で使用される。図１０に示すように、リール１００は、例えば、磁気テープがその外周に巻かれうるハブ部４００と、ハブ部４００に一体成形された円盤状の第１フランジ３００と、ハブ部４００に溶着固定された円盤状の第２フランジ２００とを有している。ハブ部４００の形状は有底円筒状であり、その底面にはテープドライブの駆動軸の駆動歯に係合するギヤ歯４０１が円環状に形成され、ギヤ歯４０１の周辺には段差部４０２が形成されている。

第２フランジ２００は、ギヤ歯４０１を挿通させることが可能な開口２０１を中央部に有し、第２フランジ２００は、開口２０１の周囲において、第１フランジ３００側とは反対側に向かって立設された、環状壁２０１ａを備えている。この環状壁２０１ａの第１フランジ３００側端面には、図１１および図１２に示すように、複数の溶着用リブ４０３と、第２フランジ２００の高さ方向（ハブ部の高さ方向と同方向）の位置を決定するための複数の台座４０４とが突設されている。これらは、第２フランジ２００の内周に沿って交互に配置され、第２フランジ２００とハブ部とが超音波振動を用いて溶着される際に平坦面となって、上記段差部４０２（図１０参照）に溶着される。

また、第２フランジ２００は、周方向に等間隔で配置された複数のゲートを備えた金型を用いて成形されているため、例えば、環状壁２０１ａの内周面上には、半径方向内方に突出した複数のゲート跡４０５が形成されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

ところで、現在では技術水準の向上とともに磁気テープカートリッジのさらなる高記録容量化が要求されている。磁気テープカートリッジの高記録容量化の手段には、例えば、磁気テープの幅を広くする方法などがある。しかし、従来の記録再生装置との互換性確保の観点から、磁気テープの幅を無制限に大きくすることはできない。そのため、ハブ部４００に巻回された磁気テープと第１フランジ３００または第２フランジ２００との隙間は、可能な限り狭く設定される。第１フランジ３００、第２フランジ２００の磁気テープ側と向いあう主面については、表面うねり（表面の振幅）が小さいこと、すなわち、良好な平面性が要求される（図１０参照）。
特開平１１−６６８１１号公報 特開平１１−２０３８２５号公報 特開平１１−５３８６２号公報

しかし、第２フランジ２００の成形の際、相対的にゲートに近い部分と遠い部分とでは樹脂の密度が異なる。そのため、成形後の樹脂収縮の程度についてもゲート跡４０５に近い部分と遠い部分とで相違が生じる。特に、ゲート跡４０５の極近くでは樹脂密度が高いので、樹脂収縮の程度も非常に大きい。そのため、図１２に示すように、環状壁２０１ａの端面４０６のうち、上記ゲート跡４０５のほぼ真上に位置する箇所には、樹脂が盛り上がった***部４０７が生じる（図１２参照）。

第２フランジ２００とハブ部４００とを溶着する際には、溶着ホーン８００を環状壁２０１ａの端面４０６に押し当てるが、発振開始当初は、***部４０７の存在により溶着ホーン８００は***部４０７にのみ接する。そのため、発振開始当初、振動９００は***部４０７を起点として伝播され、よって、各溶融用リブ４０３の溶融開始時に時間差が生じる。さらに、樹脂密度の相違も、各溶融リブ４０３の溶融開始時に時間差をもたらす。

以上のことより、全ての溶着用リブ４０３が十分に溶けるまで溶着ホーン８００による加圧および発振を続けると、ゲート跡４０５の最も近くに配置された溶着用リブ４０３については、必要以上に溶融して他の溶着用リブよりも高さが低くなる現象、いわゆる「沈み込み」が生じる。この「沈み込み」は、第２フランジ２００の磁気テープと対向する面の平面性を低下させ、当該面と磁気テープのエッジとが接して磁気テープのエッジが折れ曲がるなどの、磁気テープの品質劣化をもたらすおそれがあった。

そこで、本発明は、フランジの磁気テープと対向する面の平面性が良好な磁気テープ巻取り用リールを提供する。

本発明の磁気テープ巻取り用リールの製造方法は、外周に磁気テープが巻回され得る円筒状のハブ部と、前記ハブ部の外周から径方向に張り出し、中央部に開口を有した円盤状のフランジとを有する磁気テープ巻取り用リールの製造方法であって、前記ハブ部と前記フランジとを超音波振動を用いて溶着させる工程を含み、前記フランジは、その内周に沿って交互に配置された複数の溶着用リブおよび複数の台座と、前記フランジの内周面の一部を成すゲート跡とを備え、前記複数の溶着用リブのうちの前記ゲート跡の最も近くに配置された溶着用リブを、溶着用リブαとすると、前記複数の台座のうちの、前記溶着用リブαの両側に配置された台座Ａの高さは、他の台座Ｂの高さよりも高いことを特徴とする。

本発明の磁気テープ巻取り用リールの製造方法によれば、ゲート跡の最も近くに配置された溶着用リブの両側に配置された台座の高さが、他の台座の高さよりも高いので、当該溶着リブの「沈み込み」を抑制できる。よって、本発明によれば、フランジの磁気テープと対向する面の平面性が良好な磁気テープ巻取り用リールを提供できる。

以下、本発明の一例を、図面を用いて説明する。

（実施形態１）
図１に示すように、本実施形態の製造方法によって製造される磁気テープ巻取り用リール１は、外周に磁気テープが巻回され得るハブ部４と、１対のフランジ２，３とを備えている。ハブ部４の形状は、例えば、有底円筒状であり、底面にはギヤ歯４１が円環状に形成され、ギヤ歯４１の周辺には段差部４２が円環状に形成されている。ギヤ歯４１は、リール１を内蔵したテープカートリッジがテープドライブ内にセットされた際に、テープドライブの駆動軸の駆動歯に係合する。

１対のフランジ２，３はそれぞれ、ハブ部の長手方向両端部から径方向に張り出している。フランジ２，３の形状は、共に中央部に開口２１，３１を有する円盤状である。フランジ３（以下「第１フランジ」ともいう。）については、ハブ部４の成形の際にハブ部４とともに一体成形され、フランジ２（以下「第２フランジ」ともいう。）は、ハブ部４とは別に射出成形法などにより成形された後、ハブ部４の段差部４２に超音波振動を用いて溶着されている。第２フランジ２は、開口２１の周囲において、第１フランジ３側とは反対側に向かって立設された環状壁２１ａを備えている。

図２は、ハブ部４に溶着される前の第２フランジ２をハブ部４側からみた平面図であり、図３は、第２フランジ２の内周面の一部Ｘを平面的に示した概念図である。

図２に示すように、環状壁２１ａの第１フランジ３側端面には、複数の溶着用リブ１２と、第２フランジ２の高さ方向（磁気テープ巻取り用リールの厚み方向やハブ部の長手方向と同方向）の位置を決定するための複数の台座１５とが突設されている。これらは、第２フランジ２の内周に沿って交互に配置されている。複数の溶着用リブ１２と複数の台座１５は、それぞれ円弧状をなして、ほぼ等間隔に配置されている。

各溶着用リブ１２の形状について特に制限ないが、溶着効率向上の観点から、例えば、断面（第２フランジ２の半径方向と同方向に各溶着用リブ１２を切断したときに見える断面）の形状が略三角形となるように形成されていると好ましい。一方、台座１５については、第２フランジ２の高さ方向の位置を決定する役割を有するため、例えば、対向するハブ部の面と平行な平面を含んでいると好ましい。

第２フランジ２は、周方向に等間隔で配置された複数のゲートを備えた金型を用いて成形されているため、環状壁２１ａの内周面上には、半径方向内方に突出した複数のゲート跡５が形成されている。すなわち、複数のゲート後が、第１フランジ２の内周面の一部を成している。

本願においては、複数の溶着用リブ１２のうち、各ゲート跡５の最も近くに配置された溶着用リブを溶着用リブα１２ａとし、それ以外の溶着用リブを溶着用リブ１２ｂとしているが、これは、説明の便宜のための区別であって、溶着用リブα１２ａおよび溶着用リブ１２ｂには、溶着用リブ自体の形状等について相違する点はない（図２および図３参照）。

一方、複数の台座１５は、高さの異なる２種以上の台座を含んでおり、各溶着用リブα１２ａの両側に配置された台座Ａ１５ａの高さについては、他の台座Ｂ１５ｂの高さよりも高く設定されている（図３参照）。図２において複数の台座１５にａ〜ｌの符号を付しているが、この例では、台座ａ，ｂ，ｄ，ｅ，ｇ，ｈ，ｊ，ｋが上記台座Ａであり、台座ｃ，ｆ，ｉ，ｌが台座Ｂである。

図３に示すように、環状壁２１ａの溶着用リブ１２ａ，１２ｂ側の端面とは反対側の端面１６のうちの、各ゲート跡５のほぼ真上に位置する箇所には、成形後の樹脂収縮が原因で生じた***部１７が存在している。

以上、本実施形態の磁気テープ巻取り用リールの製造方法に用いられる第２フランジ２の一例について、図２および図３を用いて説明したが、第２フランジ２の構造はこれに限定されない。図２および図３に示した例では、周方向に隣り合う１対のゲート跡５間に配置された台座Ｂ１５ｂの数は１個であるが、複数であってもよい。この場合、複数の台座Ｂの高さは、ゲート跡５から周方向に沿って遠いものほど低くなっていると好ましい。この第２フランジを用いて作製された磁気テープ巻取り用リールでは、第２フランジ２の磁気テープと対向する主面の平面性がより良好となるからである。

ゲート跡５の数についても、各ゲート跡５について、「溶着用リブαの両側に配置された台座Ａの高さが、他の台座Ｂの高さよりも高い」という条件が満たされているかぎり特に制限はなく、１個以上であってもよい。この場合も、台座Ｂ１５ｂの高さは、ゲート跡５から周方向に沿って遠いものほど低くなっていると好ましい。この第２フランジを用いて作製された磁気テープ巻取り用リールでは、第２フランジ２の磁気テープと対向する主面の平面性がより良好となるからである。

ゲート跡５の位置についても、ゲート跡５が第２フランジの内周面の一部をなし、かつ、「溶着用リブαの両側に配置された台座Ａの高さが、他の台座Ｂの高さよりも高い」という条件が満たされているかぎり特に制限はないが、図２および図３に示した例のように、溶着用リブの周方向長さのほぼ中央とゲート跡５の中央とがほぼ対応するように配置されていると好ましい。ゲート跡５の中央のほぼ直上には***部１７の頂部が有るため、第２フランジ２とハブ部４とを溶着させる際に、超音波振動エネルギーが溶着用リブαの全体に均一性よく加わり、第２フランジ２とハブ部４との溶着が良好に行えるからである。

また、図２および図３に示した例では、各ゲート跡５は、第２フランジ２の内周面２１ｂのうちの、所定の溶着用リブ１２（溶着用リブα１２ａ）と対応する部分を成しているので、第２フランジは、周方向に隣り合うゲート跡５間において、溶着用リブ１２ｂが２個配置された構造となっている。しかし、周方向に隣り合うゲート跡５間に配置された溶着用リブ１２ｂの数についても特に制限はなく、「溶着用リブαの両側に配置された台座Ａの高さが、他の台座Ｂの高さよりも高い」という条件が満たされているかぎり、２個以上であってもよい。

また、図１〜図３を用いて説明した例では、第１フランジ３は、ハブ部４の成形の際にハブ部４とともに一体成形されているが、第２フランジ２と同様、ハブ部４とは別に成形された後、ハブ部４に超音波振動を用いて溶着されて、ハブ部４と一体化されてもよい。この場合、第１フランジ３についても第２フランジ２と同様の構造とすれば、第１フランジ３の磁気テープと対向する主面の平面性も良好となる。

また、本実施形態の磁気テープ巻取り用リールは、必ずしも、第２フランジ２および第１フランジ３の両方を備えている必要はなく、いずれか一方のフランジが超音波振動を用いてハブ部に溶着されていれば、他方のフランジについては無くてもよい。

次に、図４を用いて、本実施形態の磁気テープ巻取り用リールの製造方法の一例について説明する。本実施形態の磁気テープ巻取り用リールの製造方法は、ハブ部と第２フランジとを超音波振動を用いて溶着させる工程を含んでいる。この工程は、例えば下記のようにして行われる。

先ず、図４（Ａ）に示すように、溶着用リブ１２ａ，１２ｂがハブ部４の段差部に接するように、第２フランジ２とハブ部４とを重ね合わせ、第２フランジ２のハブ部４側とは反対側に溶着ホーン８を接触させる。この時、溶着ホーン８は、ゲート跡５の直上に配置された***部１７にのみ接するので、この***部１７を含む環状壁の端面１６の一部と溶着ホーン８との間には隙間が生じる。

図４（Ｂ）に示すように、溶着ホーン８から超音波を発振させると、上記***部１７を起点として、振動が第２フランジ２に伝播される。発振開始時には溶着ホーン８は***部１７にのみ接しており、かつ、第２フランジ２うちのゲート跡５の比較的近い部分の樹脂密度は遠い部分のそれより高いため、相対的にゲート部５の近くに配置された溶着用リブ１２ａと遠くに配置された他の溶着用リブ１２ｂとでは、溶融開始時について無視できない時間差が生じる。

そのため、複数の台座の高さが全て等しい従来の第２フランジを用いた場合、全ての溶着用リブが十分に溶けるまで溶着ホーン８による加圧および発振を続けると、ゲート跡５近傍に配置された溶着用リブについては、必要以上に溶融して他の部分よりも高さが低くなる現象、いわゆる「沈み込み」が生じる。その結果、第２フランジ２の磁気テープと対向する面の平面性が損なわれる。

しかし、本実施形態の製造方法では、第２フランジ２が、高さの異なる台座１５ａと台座１５ｂとを備えているので、溶解リブ１２ａの溶融が進むと、複数の台座のうち、台座１５ｂよりも高さが高い台座１５ａのみがハブ部４に当接する。ハブ部４に当接した台座１５ａは、溶着ホーン８による荷重に対する抵抗として機能し、溶着用リブ１２ａ（溶着用リブα）の両側において溶着用リブ１２ａの「沈み込み」を抑制する。

このように、台座１５ａによって、第２フランジの高さ方向の位置が保持されている間に、溶着用リブ１２ａよりも溶融開始時の遅い溶着用リブ１２ｂの溶融が進行する。そして、図５Ａに示すように、溶接ホーン８と対向する環状壁２１ａの端面１６の平坦化もすすむ。最終的には、図５Ｂに示すように、複数の溶着用リブ１２ａ，１２ｂと複数の台座１５ａ，１５ｂ（図４（Ａ）参照）とが平坦面となり、複数の溶着用リブ１２ａ，１２ｂが、ハブ部４の段差部４２に溶着される。

以上のとおり、本実施形態の製造方法によれば、ゲート跡５の近くに配置された溶着リブの「沈み込み」を抑制できる。よって、第２フランジ２の磁気テープと対向する面の平面性が良好となる。

次に、得られた磁気テープ巻取り用リールの第２フランジについて、下記のように平面性の評価を行った。

図６は、本実施形態の磁気テープ巻取り用リールの断面を模式的に示した図である。第２フランジ２のハブ部４側の主面２ａとハブ部４の外周面４ａとが連絡する箇所Ｃに測定装置の探触子（プローブ）（株式会社ミツトヨ、５１９−３２２）の先端が沿うように、第２フランジ２のハブ部側の主面２ａに探触子の先端を当てた。この状態で磁気テープ巻取り用リール１を回転させながら、探触子の振れ幅を測定した。測定は角度８度間隔で行い、互いに重複しないように４５ヶ所測定した。上記測定は、磁気テープ巻取り用リールのギア歯を、これに係合可能な金属製の基準ギアに係合させた状態で行った。上記基準ギアもしくはその図面は、規格化のために、対応する記録再生装置の製造会社によって提供されたものであり、高精度に作られている。そのため、これに本実施形態の磁気テープ巻取り用リールを係合させた状態で上記測定を行うと、表面のうねりについて、精度よく測定できる。

尚、測定値の最大値と最小値の差、すなわち探触子の振幅が小さいほど、表面のうねり（表面の振幅）の程度が小さく、平面性が良いことを意味する。

図７には、本実施形態の製造方法により製造された磁気テープ巻取り用リールについての測定結果（丸印）を、図８には、複数の台座の高さが全て等しい第２フランジを用いて作製された従来の磁気テープ巻取り用リールについての測定結果（丸印）を示している。

図７および図８に示すように、表面のうねりは、従来の磁気テープ巻取り用リールでは０．０６ｍｍ以下であるのに対し、本実施形態の製造方法により製造された磁気テープ巻取り用リールでは０．０３ｍｍ以下であった。

また、第２フランジ２の外周に上記探触子の先端が沿うように、第２フランジ２のハブ部４側の主面２ａに探触子の先端を当てて、同様に探触子の振れ幅を測定した。その測定結果（四角印）についても図７および図８に示している。この場合の表面のうねりは、従来の磁気テープ巻取り用リールでは０．１０ｍｍ以下であるのに対し、本実施形態の製造方法により製造された磁気テープ巻取り用リールでは０．０６ｍｍ以下であった。

以上の結果から、本実施形態の製造方法によれば、従来の磁気テープ巻取り用リールよりも、第２フランジの磁気テープと対向する面の平面性が良好な磁気テープ巻取り用リールを提供できることが確認できた。また、表面うねりの程度は、第２フランジの外周に向うほど大きくなる傾向があるので、本実施形態の製造方法によれば、第２フランジのハブ部側の主面のうねりが、０．０６ｍｍ以下の磁気テープ巻取り用リールを提供できることが確認できた。

（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１で説明した磁気テープ巻取り用リールを用いたテープカートリッジについて説明する。本実施形態のテープカートリッジでは、磁気テープ巻取り用リール以外の構成部材については従来と同様でよく、下記のものに限定されない。

図９に示すように、本実施形態のテープカートリッジ２０は、上記磁気テープ巻取り用リール１と、磁気テープ巻取り用リールに巻回された磁気テープ２５と、これらを収納したケース２４とを含んでいる。ケース２４は、例えば、上蓋２４ａと下蓋２４ｂとがビス等により締結されて形成されている。磁気テープ巻取り用リール１は、ケース２４内において回動可能に収容され、部品２７を介して作用する圧縮コイルバネ２８により、この図において下方に押圧付勢されている。これにより、不使用時に磁気テープ巻取り用リール１が遊転することが防止されている。

下蓋２４ｂの中央部には開口部２９が形成されており、本実施形態のテープカートリッジ２０が対応する記録再生装置（ドライブ）にセットされると、この開口部２９から露呈したギヤ歯４１と、ドライブの駆動軸の駆動歯とが係合すると共に、ドライブのテープ引き出し機構により磁気テープ２５がケースの外に引き出され、データの記録再生が行われる。

尚、図９に示したテープカートリッジ１は、一つのリールを収納したシングルリール型であるが、本実施形態のテープカートリッジ１はこれに制限されず、二つのリールを収納したダブルリール型であってもよい。

また、本実施形態の磁気テープ巻取り用リールは、テープカートリッジのケース内に収納されて用いられるものに限定されず、例えば、記録再生装置（ドライブ）内に予め内蔵され、テープカートリッジ等からドライブ内に送り込まれた磁気テープを一時巻き取るための、磁気テープ巻取り用リールであってもよい。

本発明の磁気テープ巻取り用リールの製造方法によれば、フランジの磁気テープと対向する面の平面性が良好な磁気テープ巻取り用リールを提供できるので、磁気テープ巻取り用リールの製造方法として有用である。

本発明の磁気テープ巻取り用リールの一例を示す分解斜視図 本発明の磁気テープ巻取り用リールの製造方法の一例に用いられる第２フランジの平面図 図２に示した第２フランジの部分Ｘを平面的に表した概略図 （Ａ）および（Ｂ）は、本発明の磁気テープ巻取り用リールの製造方法の一例を説明する工程図 （Ａ）および（Ｂ）は、本発明の磁気テープ巻取り用リールの製造方法の一例を説明する工程図 本発明の磁気テープ巻取り用リールの一例を示す略断面図 本発明の磁気テープ巻取り用リールの一例について表面うねりの測定結果を示したグラフ 本発明の磁気テープ巻取り用リールの一例について表面うねりの測定結果を示したグラフ 本発明のテープカートリッジの一例を示す略断面図 従来の磁気テープ巻取り用リールの一例を示す分解斜視図 従来の磁気テープ巻取り用リールの製造方法の一例に用いられる第２フランジの平面図 図１１に示した第２フランジの部分Ｙを平面的に表した概略図

符号の説明

１ 磁気テープ巻取り用リール
２ 第２フランジ
３ 第１フランジ
４ ハブ部
５ ゲート跡
８ 溶着ホーン
１２，１２ａ，１２ｂ 溶着用リブ
１５，１５ａ，１５ｂ 台座
１７ ***部
２０ テープカートリッジ
２４ ケース
２５ 磁気テープ

Claims (5)

1. 外周に磁気テープが巻回され得る円筒状のハブ部と、前記ハブ部の外周から径方向に張り出し、中央部に開口を有した円盤状のフランジとを有する磁気テープ巻取り用リールの製造方法であって、
   前記ハブ部と前記フランジとを超音波振動を用いて溶着させる工程を含み、
   前記フランジは、前記フランジの内周面の一部を成すゲート跡と、前記工程において前記ハブ部と向かい合う面に前記フランジの内周に沿って交互に配置された複数の溶着用リブおよび複数の台座とを備え、
   前記工程において、前記溶着用リブと前記ハブとが溶着され、
   前記複数の溶着用リブのうちの前記ゲート跡の最も近くに配置された溶着用リブを、溶着用リブαとすると、
   前記複数の台座のうちの、前記溶着用リブαの両側に配置された台座Ａの高さは、前記工程において前記ハブ部に溶着された溶着用リブαの高さが、他の溶着用リブの高さよりも低くなることを抑制するように、他の台座Ｂの高さよりも高く設定されていることを特徴とする磁気テープ巻取り用リールの製造方法。
2. 前記フランジは、前記ゲート跡を複数含み、
   各ゲート跡について、前記溶着用リブαの両側に配置された前記台座Ａの高さが前記台座Ｂの高さよりも高い、とする条件が満たされている請求項１に記載の磁気テープ巻取り用リールの製造方法。
3. 隣り合う１対のゲート跡間に前記台座Ｂが複数配置されており、
   前記複数の台座Ｂの高さは、前記ゲート跡から周方向に沿って遠いものほど低い請求項２に記載の磁気テープ巻取り用リールの製造方法。
4. 前記ゲート跡は、前記溶着用リブαと対応する位置に配置された請求項１に記載の磁気テープ巻取り用リールの製造方法。
5. 前記ハブ部は、有底円筒状であり、その底面にギヤ歯が形成されており、
   前記フランジは、前記開口の周囲に形成された環状壁を備え、
   前記複数の溶着用リブおよび前記複数の台座は、前記環状壁の一方の端面であって前記工程において前記ハブ部と向かい合う面に形成されており、
   前記ハブ部は、その前記底面に近い部分の外径が他の部分よりも小さいことにより、前記ギヤ歯の周辺に円環状に形成され、前記工程において前記溶着用リブおよび前記複数の台座と向かい合う段差部を含み、
   前記工程において、前記溶着用リブと前記ハブ部の前記段差部とが溶着される請求項１に記載の磁気テープ巻取り用リールの製造方法。

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