JPH0740423B2 - デイスクカ−トリツジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスクや光ディスクなどのディスクを内
蔵するディスクカートリッジに関し，ケース外面にヘッ
ド挿入窓を開閉するために付設されるシャッタに材質上
の改良を加えたものである。

〔従来の技術〕

従来，この種のシャッタはステンレス薄板を素材にして
断面コ字形に形成したものが使用されている。このシャ
ッタの板面にはヘッド挿入窓とほぼ同形の窓開放口や抜
止め爪およびばね掛け爪などを有する。

このような金属製のシャッタは，強度的に問題はない
が，その周縁や爪などでプラスチック製のケース表面を
削り，削り屑がケース内に入り込んでディスクやヘッド
に付着してドロップアウトなどを招く原因になりがちで
ある。

こうした不具合を解消し，かつ製造コストを低減するた
めに，プラスチック成形されたシャッタが提案されてい
る。例えば特開昭60−231985号公報にその一例が認めら
れる。そこでは，ケースの厚み方向に対向する上面板と
下面板，および上下面板を一端で連結する側面板とを射
出成形によって一体成形している。

ところで，従来一般にシャッタの形成素材をステンレス
薄板（0.2〜0.3mm厚）としていたのは，機械的強度や耐
摩耗性などの強度的要求と，小形化・薄形化の要求とを
同時に満足できる点，さらには発錆がなく美感上好まし
い点などからである。当然，シャッタの形成素材をプラ
スチックとする場合も，同様の構造的，機能的な仕様を
満足することが望まれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

近年，成形材料の新規開発や他の材料との複合化等によ
ってプラスチック成形品の高機能化が実現されて来てい
る。また，成形技術の改良等によって，相当に複雑な形
状のものでも高精度に成形可能となるなど，これまで成
形対象となり得なかったものまで，プラスチック成形品
で代換えできるようになりつつある。それでもなお，ス
テンレス薄板で形成したシャッタをプラスチック成形品
で代換えすることには，製造技術上あるいは強度的な要
求を満足できない点で困難があった。

成形技術上，最も問題となるのはシャッタを構成する上
下の面板が極端に薄く，しかも板厚に比べて板面の面積
が大きい点にある。つまり，薄くて大きな広がりをもっ
た成形空間に溶融樹脂を注入するについて，その表面積
があまりにも大であるため，例えば注入圧を相当に高め
ても，確実にしかも均一に溶融樹脂を形成空間に行きわ
たらせることができない。

また，上下の面板間隔が２〜3mmと小さいため，上下面
板を隔てるコアを冷却することができず型冷却を均一に
行えない点でも問題があった。

この種のディスクカートリッジで使用されるシャッタ
は，上下の面板のそれぞれが実質的に側面板との連結部
で片持ち状に支持された断面コ字形状を呈しており，連
結部に大きなモーメントが作用しやすく，破損されやす
いという構造上の問題がある。また，落下時の衝撃荷重
にも十分に耐え得る必要がある。加えて，円滑な摺動特
性を確保する必要がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような技術背景の下に提案されたもので
あって，成形性に優れ，とくに機械的強度も十分に満た
し得るプラスチック製シャッタを低コストで量産できる
ようにすることを主たる目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち，本発明では，フィラー入りの複合プラスチッ
クでシャッタを成形することにある。とくに補強性フィ
ラーを使う点にある。

具体的には，プラスチック基材としてポリアセタール，
ナイロン，ポリブチレンテレフレート，ポリエステル，
ポリプロピレン，ポリエチレン，フッ化エチレンなどの
熱可塑性プラスチックが主に選べる。

フィラーとして，炭酸カルシウム，チタン酸カリウム，
シリカ，タルクなどの成形温度で溶融しない粒状，ウィ
スカ状あるいは板状のものが選べる。その混率は５〜30
重量％，好ましくは10〜20重量％の割合で混入する。

更に，潤滑剤に混入が好ましく，それにはシリコンオイ
ルなどのシリコン系，ふっ化エチレンなどのふっ素系，
ステアリン酸，オイレン酸，ステアリン酸−ｎ−ブチル
などの脂肪族系，流動パラフィン，スクアランなどの炭
化水素系，その他グラファイト，二硫化モリブデン，カ
ーボンブラックなどが選べる。これらは0.1〜10重量
％，更に好ましくは0.5〜2.0重量％の割合で混入する。

ここで最も注目すべきは，基材にフィラーおよび潤滑剤
を混入し溶融した状態において，その溶融指数（JIS
Ｋ−7210による）が30〜60,好ましくは35〜45となるよ
うな材料組成とする点にある。一般の成形時には，この
溶融指数が９前後で比較的分子量の大きな高分子材料が
基材として用いられている。つまり，本発明では分子量
の小さな高分子材料を基材とすることが好ましい。前記
溶融指数を30〜60に設定したのは、該指数が30を下回る
と、成形時の溶融樹脂の金型への充填が不十分になるた
め成形時に高い充填圧力を要して不利になり、該指数が
60を上回ると、溶融樹脂の粘性が低くなるため溶融樹脂
が金型の合わせ面からはみ出し、成形品にバリが生じる
からである。フィラーの混率について，それが５％を下
回ると耐熱性が低下し,60℃などの高温下で変形し易く
なり，また機械的強度が不足して破損しやすく,30％を
上回ると溶融樹脂の流動性が低下して成形不良を招く。
また，潤滑剤の混率の幅が大きいのは，各潤滑剤の特性
の違いに由来しており，離型性とシャッタに要求される
滑性が金属板製のシャッタと同等か，これより向上され
ることを混率の根拠としている。この潤滑剤も10％を越
えるとシャッタの機械的強度を低下させるので，これ以
下にする必要がある。

とくに，第１図および第２図に示すごとくシャッタ６は
僅かな間隙を以て対向する実質的にほぼ同一形状の上面
板21と下面板22および上下面板21・22の一端どうしを連
結する側面板23とを有する断面コ字形状を呈する。この
うち，側面板23の厚みは比較的自由度があって分厚くで
き，ここにプラスチック材の注入ゲートを複数箇所にわ
たって設定するに支障がない。問題は上下面板21・22の
厚みを1.0mm以下にする必要があるところ，この厚みと
面積との比率である。この板厚と面積との比に関しては
板厚を1.0mm以下にしたとき,1/5000〜1/500さらに好ま
しくは1/4000〜1/1000にすることが必要である。1/5000
を下回るとフィラー入りの複合プラスチックによるも成
形が困難になり成形サイクルにも問題を生じ，成形精度
に信頼性が得られなくなるからである。また,1/500を上
回ると上下面板21・22の前後長または左右長が小さくな
り過ぎてこれまた全体の機械的強度を十二分に維持し得
なくなるからである。

〔実施例〕

まず，本発明が対象とするディスクカートリッジの適用
例のいくつかを順に説明しよう。

（第１適用例） 第１図ないし第５図は第１のディスクカートリッジを示
す。

第１図および第２図において，この場合のディスクカー
トリッジ（呼称2.5インチ）は矩形のケース１と，これ
に可回転に内蔵されるディスク２とからなる。ケース１
は蓋合わせ状に結合される上下のシェル3a・3bからな
り，下シェル3bのほぼ中央に円形に駆動軸挿入口４を，
またその前方寄りの上下シェル3a・3bに長方形状のヘッ
ド挿入窓５をそれぞれ開口してあり，このヘッド挿入窓
５がシャッタ６で開閉される。

シャッタ６はケース１に対して左右方向に摺動自在に支
持されており，不使用時にばね７でヘッド挿入窓５を閉
じる位置に付勢保持され，ディスクドライブに装填する
とばね７に抗して開き操作される。

下シェル3bには，第２図に示すごとく位置決めピン用の
挿入孔８や，ライトプロテクトノッチ９を操作するため
の操作溝10などを有する。また上シェル3aには，第１図
に示すごとくライトプロテクトノッチ９で開閉される検
出口11やラベル貼付用の凹部12が形成されている。ヘッ
ド挿入窓４より回転方向上手側には図外のライナシート
を介してディスク２を挟持するクリーニング部材13が上
下シェル3a・3bの内面に配置してある。これらクリーニ
ング部材13は上下シェル3a・3bの壁面に通設した操作開
口14a・14bを介してケース外から挟持され，ディスク２
のクリーニングを行うとともに，駆動時の磁気シート16
のバタ付きを防止する。

ディスク２は円形の磁気シート16と，これの中央に固定
されて前記駆動軸挿入口４に臨むハブ17とからなる。ハ
ブ17は磁性ステンレス薄板製のフランジ17aと，これに
アウトサート固定されるボス17bとからなり，フランジ1
7aに磁気シート16が接着固定されている。ボス17bには
ディスク全体をディスクドライブの駆動軸と同心状に位
置決めするための八字形の位置決め面18が，またフラン
ジ17aには駆動ピンが係入する駆動穴19を有する。

シャッタ６は上下シェル3a・3bに外接する上面板21と下
面板22,および上下面板21・22を前端で連結する側面板2
3とを射出成形法によりプラスチック材で一体に形成し
てなる。側面板23の内面にはシャッタ６をケース１に対
して抜止め状態で摺動自在に支持するための係止爪24が
２個と，ばね７の一端を掛け止めるためのばね受片25と
がそれぞれ突設してある。また，上面板21の前端から側
面板23にわたって，シャッタ６を開き操作するための操
作口26が切欠き形成してある。各係止爪24と対向する上
下面板21・22の板面と操作口26に対向する下面板22の板
面とのそれぞれに型抜き孔27が通設してある。

第４図および第５図において，係止爪24は側面板23から
突設される爪腕28と，爪腕28の突端から上下に張り出さ
れる鈎形の爪片29とからなる。爪片29は突端側から見る
と，その外形が台形状を呈している。左右の係止爪24・
24はそれぞれの爪片29・29が突端側からみて軸対称形状
となるよう反転した形を採る。この係止爪24の形状は後
述するように，シャッタ６をケース１に装着した後の抜
け止めを考慮してのことである。

シャッタ６の開閉移動領域に対応して，上下シェル3a・
3bの外面に浅く凹設されたポケット31を有する。このポ
ケット31に隣接する上下シェル3a・3bの前端壁の合わせ
面に，前記係止爪24を案内する摺動溝32を開口し，該摺
動溝32の開口縁に沿って係止爪24の爪片29が抜止め係合
する係合リブ33を突設してある。シャッタ６の操作口26
の移動領域外，つまりシャッタ６が閉じ位置にあると
き，側面板23で覆われる個所には，係合リブ33に連続し
て組み付け案内面34が斜めに形成されている。

この案内面34に対向させて係止爪24を位置させ，そのま
まシャッタ６を押し込むことにより，係止爪24が係合リ
ブ33と係合して抜止め保持される。この組み付け時に，
各係止爪24の爪片29が組付け案内面34に案内されて捻ら
れ，係合リブ33を乗り越えるのと同時に元の状態に復帰
する。従って，爪片29と係合リブ33の弾性変形だけで爪
片29を単に圧嵌する場合に比べて，両部材29・33の係合
寸法を大きくでき，抜止めが確実になる。

ここで図示する呼称2.5インチのディスクカートリッジ
に適用されるシャッタ６の主要寸法は，前後長24.4mm,
最大幅19.5mm,上下面板21・22の板厚が0.35mm,両面板21
・22の対向間隔が2.1mmである。そして，上下面板21・2
2の各面積は約412mm²であり，側面板23の面積は55mm²で
ある。また，ポケット31の深さは0.5mmである。

（第２適用例） 第６図および第７図は別のディスクカートリッジ（呼称
3.5インチ）の第２適用例を示す。

ここでは，下シェル3bの前端寄りに摺動溝32を凹設し，
これに係合保持される係止爪24aをシャッタ６の下面板2
2から突設する。係止爪24aは下面板22に対して抜外れ方
向に約17度傾斜して突設する。これはシャッタ６に抜外
し方向の外力が作用するとき，係止爪24aが摺動溝32に
押されて浮き上がり，簡単に外れてしまうのを防止する
ための措置で，上記のように係止爪24aを抜外れ方向に
傾斜させることにより，そのケース外方への浮き上がり
が防止されるとともに，係止爪24aの乗り越えが困難と
なる。

ここで図示する呼称3.5インチのディスクカートリッジ
に適用されるシャッタ６は，その前後長31.8mm,左右幅4
8.05mm,上下面板21・22の板厚0.35mm,両面板21・22の対
向間隔2mmである。そして，上下面板21・22の各面積は
約1528mm²であり，側面板23の面積は166mm²である。ポ
ケット31の深さは0.4mmである。図中，先に説明したデ
ィスクカートリッジと同様の部材には同一符号を付して
ある。

（第３適用例） 第８図および第９図は更に別のディスクカートリッジ
（呼称５インチ）の第３適用例を示す。

これでは，側面板23の内面に２個の係止爪24bを突設す
る。この係止爪24bは爪腕28bとこれの突端から下向きに
突設した爪片29bとからなり，爪片29bを下シェル3bから
突設した係合リブ33bに係合保持させることにより，シ
ャッタ６の抜止めと摺動案内とが行える。これによると
きは上下シェル3a・3bの前端壁に摺動溝32を開口させる
必要がないので，塵埃の入り込みを防止できる。

ここで図示する呼称５インチのディスクカートリッジに
適用されるシャッタ６は，その前後長52mm,最大幅46mm,
上下面板21・22の板厚0.4mm,両面板21・22の対向間隔3.
2mmとなっている。そして，上下面板21・22の各面積は
約1760mm²であり，側面板23の面積は184mm²である。ポ
ケット31の深さは0.5mmである。図中，先に説明したデ
ィスクカートリッジと同様の部材には同一符号を付して
ある。

（金型説明） 第10図ないし第12図はシャッタ６を射出成型法によって
成形するための金型を示す。この金型は，シャッタ６に
おける側面板23の外面を通る平面を型分割面とする固定
金型40と移動金型41,および移動金型41を２方向それぞ
れから囲む２個のスライドコア42・43とによってキャビ
ティ45の基本形状を造型する。固定金型40にスプールラ
ンナ47を有する。移動金型41にはシャッタ６の内面形状
に対応したコア41aが設けられている。このコア41aはシ
ャッタ６の上下面板21・22の対向間隔を基準寸法とし
て，その下端側つまり上下面板21・22の遊端側が前記基
準寸法より幅広になるよう，断面台形に形成してある。
シャッタ６の係止爪24を形成するために，別にスライド
コア48・48を有する。スライドコア48は係止爪24より広
幅に形成されており，その幅方向両端部で移動金型41の
コア41aの上端を左右から挟み固定して薄肉のコア41aを
正規の姿勢で保持する。これにより，上下面板21・22の
肉厚を正しく規定する。

コア41aを挟んで対向するスライドコア42・43によって
シャッタ６の上下面板21・22の外面形状が定義され，固
定金型40と移動金型41とによって側面板23の形状が定義
される。側面板23を形成するキャビティ部分に連続し
て，ゲート用キャビティ50が固定金型40と移動金型41と
の間に形成してある。このゲート用キャビティ50にスプ
ールランナ47が連通されている。つまり，ゲート用キャ
ビティ50は側面板23用の成形空間の左右方向延長上に位
置して，スプールランナ47から入ってくる溶融樹脂を製
品形成用のキャビティ45に導く。

上記のように，製品形成用キャビティ45の両側にゲート
機能を持ったゲート用キャビティ50を設けて，これをス
プールランナ47に直接に連通させてシャッタ６の成形を
行うと，特にスプールランナ47の終端からキャビティ45
に至る間での圧力損失を解消でき，板面の面積に比べて
板厚が極端に小さな断面コ字形のシャッタ６を確実に成
型できる。

なお，ゲート用キャビティ50はノックアウトにも利用さ
れており，ここを離型ピンで突き上げることにより成形
品が離型される。この後，不要個所を切断してシャッタ
６を得ることになる。

〔実施例１〕 溶融指数45のポリアセタールを基材として，これにフィ
ラーとして粒径１μの炭酸カルシウムを10重量％混入す
るとともに，潤滑剤としてステアリン酸を表１のように
0.1〜10重量％の範囲で混率を変え，射出成型法により
第10図に示す金型を用いて，第１図に示すシャッタ６を
形成した。このときの全体の溶融指数は潤滑剤の量に応
じて45〜60の範囲で変化させた。

〔実施例２〕 実施例１の材料番号３において，炭酸カリシウムの混率
と粒径を表２のように変化させ，その他の点は実施例１
と同様にシャッタ６を形成した。

〔実施例３〕 実施例１の材料番号３において，ポリアセタールの溶融
指数を表３のように変化させ，その他の点は実施例１と
同様にシャッタ６を形成した。

〔実施例４〕 実施例１の材料番号３において，炭酸カリシウムに代え
てウィスカー状のチタン酸カリウムを混入し，その平均
繊維長を表４のように変化させ，その他の点は実施例１
と同様にシャッタ６を形成した。なお，ウィスカーの平
均繊維径は0.3μとした。

〔実施例５〕 実施例１の材料番号３において，ステアリン酸に代えて
グラファイトを混入し，その混率を表５のように変化さ
せ，その他の点は実施例１と同様にシャッタ６を形成し
た。

〔実施例６〕 実施例１の材料番号３において，ステアリン酸に代えて
四ふっ化ポリエチレンを混入し，その混率を表６のよう
に変化させ，その他の点は実施例１と同様にシャッタ６
を形成した。

〔実施例７〕 実施例１の材料番号３において，ステアリン酸に代えて
ステアリン酸亜鉛を混入し，その混率を表７のように変
化させ，その他の点は実施例１と同様にシャッタ６を形
成した。

〔評価試験〕 上記の材料番号１〜50で形成したシャッタ６のそれぞれ
について，機械的強度，耐熱性，摺動性を試験した。機
械的強度はシャッタ６の上下面板21・22の遊端に，板面
と直交する方向の荷重を往復方向に繰り返して一定時間
負荷し，上下面板21・22と側面板23におけるクラックの
有無を目視することにより確認した。また,JIS Ｋ−72
07に基づいて耐熱試験を行った。摺動性は，得られたシ
ャッタ６をケース１に組み込み，張力を小さく設定した
ばね７でシャッタ６を閉じ付勢したうえで，シャッタ６
を開位置に移動させ，ここから閉位置への復帰状況を比
較して確認した。

その試験結果を次の表８に示した。

ここで，機械的強度において，○印はクラック無し，復
元性良好，△印はクラック無し，×印はクラック有りを
それぞれ意味する。

耐熱性においては，○印は良，△印は可，×印は不可を
それぞれ意味する。

摺動性において，◎印は復帰速度大，完全復帰，○印は
完全復帰，△印は復帰せず（中途部まで復帰），×印は
復帰せずをそれぞれ意味する。

〔発明の効果〕 本発明では，従来成形困難であった断面コ字形の薄肉の
シャッタ６を成形するについて，フィラーと潤滑剤をポ
リアセタールなどの基材に混入して，所定の機械的強度
と摺動性が得られるものとしたうえで，基材となるプラ
スチックの溶融指数を高めに設定して，全体の溶融指数
が30〜60となるようにした。これにより，通常の成形条
件および射出成形法によって，溶融樹脂を確実に行きわ
たらせ，シャッタ６を確実に成形することができ，その
成形サイクルも短くすることができるので，スレンレス
薄板と同等の肉厚に設定されたシャッタ６を低コストで
得ることができ，その機械的強度の向上とシャッタ６の
板面の薄形化とを同時に満足することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明が対象とするディスクカー
トリッジの第１適用例を示しており，第１図は平面図，
第２図は底面図，第３図はシャッタとこれの周辺構造を
示す要部の一部切欠き平面図，第４図は第３図における
Ａ−Ａ線断面図，第５図はシャッタの係止爪を示す要部
の横断正面図である。 第６図および第７図はディスクカートリッジの第２適用
例を主としてシャッタを中心に示しており，第６図は要
部の底面図，第７図は第６図におけるＢ−Ｂ線断面図で
ある。 第８図および第９図はディスクカートリッジの第３適用
例を主としてシャッタを中心に示しており，第８図は要
部の平面図，第９図は第８図におけるＣ−Ｃ線断面図で
ある。 第10図ないし第12図は本発明に係るシャッタの成形金型
の概略構造を示しており，第10図は金型の分解斜視図，
第11図は要部の破断正面図，第12図は縦断側面図であ
る。 １……ケース， ２……ディスク， ５……ヘッド挿入窓， ６……シャッタ， 21……シャッタの上面板， 22……シャッタの下面板， 23……シャッタの側面板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−207050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−223852（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−41601（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−101146（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−104941（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−36264（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−106750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−158643（ＪＰ，Ａ) 実願昭59−66813号（実開昭60−180375 号）の願書に添付した明細書及び図面の内 容を撮影したマイクロフィルム（ＪＰ, Ｕ) 実願昭55−65748号（実開昭56−167085 号）の願書に添付した明細書及び図面の内 容を撮影したマイクロフィルム（ＪＰ, Ｕ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッド挿入窓５を有するケース１と、該ケ
   ース１に摺動自在に付設されてヘッド挿入窓５を開閉す
   るシャッタ６とを備えており、 シャッタ６が、熱可塑性プラスチックを基材にして、成
   形温度で溶融しない５〜30重量％のフィラーと、0.1〜1
   0重量％の潤滑剤とを含んだ複合プラスチックで成形さ
   れていることを特徴とするディスクカートリッジ。
2. 【請求項２】シャッタ６は、溶融状態における溶融指数
   が30〜60に設定された複合プラスチックで成形されてい
   る特許請求の範囲第１項記載のディスクカートリッジ。
3. 【請求項３】ヘッド挿入窓５を有するケース１と、 該ケース１に摺動自在に付設されてヘッド挿入窓５を開
   閉する部材であって対向する実質的にほぼ同一形状の上
   下面板21・22および上下面板21・22の一端どうしを連結
   する側面板23を有するシャッタ６とを備えており、 シャッタ６は上下面板21・22の板厚が1.0mm以下であっ
   て上下面板21・22における板厚と面積との比が1/5000〜
   1/500に設定されるようフィラー入りの複合プラスチッ
   クで成形されていることを特徴とするディスクカートリ
   ッジ。
4. 【請求項４】シャッタ６は、溶融状態における溶融指数
   が30〜60に設定された複合プラスチックで成形されてい
   る特許請求の範囲第３項記載のディスクカートリッジ。