JP2008210463A - Hard disk carriage, its manufacturing method, and hard disk drive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インサート射出成形法により、構成部品が一体成形されたハードディスク用キャリッジとその製造方法、これを用いたハードディスク装置に関する。 The present invention relates to a hard disk carriage in which components are integrally formed by an insert injection molding method, a manufacturing method thereof, and a hard disk device using the same.
ハードディスク用キャリッジは、ハードディスク装置においてハードディスク上を回動するアーム部分である。このキャリッジは、回動自在に軸止されるアームとその後端部の所定位置に固定された駆動用のコイルとを有しており、このコイルの近傍に永久磁石による磁界を形成した状態で、端子を介して該コイルに適宜通電することで、前記アームを回動させるようになっている。アーム先端には、ハードディスク表面に近接して該ハードディスクとの間で磁気記録情報の読み書きを実行するための磁気ヘッドが取り付けられる。 The hard disk carriage is an arm portion that rotates on the hard disk in the hard disk device. This carriage has an arm that is pivotally supported and a driving coil fixed at a predetermined position of the rear end portion thereof, and a magnetic field formed by a permanent magnet is formed in the vicinity of the coil. The arm is rotated by appropriately energizing the coil through a terminal. A magnetic head for reading and writing magnetic recording information to and from the hard disk is attached to the tip of the arm in the vicinity of the hard disk surface.
従来、ハードディスク用キャリッジは、コイル等の挿入部品を成形用金型のキャビティ内に入れ、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などの結晶性樹脂を使用してインサート射出成形を行い、前記コイル等の構成部品が一体成形された樹脂成形品として製造されている。 Conventionally, in a hard disk carriage, an insert part such as a coil is placed in a cavity of a molding die and insert injection molding is performed using a crystalline resin such as polyphenylene sulfide (PPS). It is manufactured as an integrally molded resin molded product.
本発明に関連すると思われる従来技術として、例えば、特許文献1〜3に開示された技術がある。
特許文献1には、複数のスイングアームの基端側嵌合穴に沿って前記スイングアームの片面に突出する突出部を形成し、これらの突出部の突出端を基端側よりも細く絞り加工し、これらの突出部を互いに嵌合させることにより前記複数のスイングアームを所定の間隔に積層し、互いに嵌合した突出部を内周側から押し広げるかしめ加工をすることにより前記複数のスイングアームのユニットを形成し、この複数のスイングアームのユニットとこのユニットを旋回駆動する駆動コイル部とを一体に保持するモールド部を、このモールド部の前記突出部の内周に位置する部分に前記スイングアームの旋回中心軸用の軸受を装着可能な軸受穴が形成されるように、モールド成型することを特徴とするハードディスクアームの製造方法が開示されている。
特許文献2には、絶縁電線の切断端部から所定長さ分を整形し、その整形部分の切断端部を除く絶縁被覆上で所定長さにわたり樹脂を射出成形して1次射出成形体を形成し、その際1次射出成形体の外周面に環状の突起を同時に形成し、その1次射出成形体の環状の突起を含めた外周に樹脂を射出成形して2次射出成形体を形成し、絶縁電線の切断端部で露出された2本の芯線に温度センサーのリードを直に接続し、その後に成形部の端部及び絶縁電線の絶縁被覆を含む温度センサーの周囲全体を樹脂を封着して密封することを特徴とする電線インサート射出成形品の製造方法が開示されている。
特許文献3には、ポリアミド樹脂製の1次成形部と2次成形部からなる二段成形品であって、該1次成形部及び/又は該2次成形部のポリアミド樹脂が、ポリアミド12樹脂100質量部及びポリアミド12/6共重合体10〜235質量部からなることを特徴とするポリアミド樹脂二段成形品が開示されている。
In
In
従来技術では、コイルを金型のキャビティに入れ、結晶性樹脂、例えばポリフェニレンサルファイド(以下、PPS樹脂と略記する)を用いて該キャリッジのインサート射出成形(以下、射出成形、或いは成形と略記する。)を行う際、この樹脂の結晶化温度である140℃付近よりも低い金型温度に設定して射出成形を行った後(この時点ではPPS樹脂は急冷されているため、完全には結晶化していない)、成形品を金型から取り出して、結晶化温度以上でアニールすることによりPPS樹脂の結晶化を行っていた。このため、製造工程が繁雑であり、製造コストが上昇する問題があった。 In the prior art, a coil is placed in a cavity of a mold, and a crystalline resin such as polyphenylene sulfide (hereinafter abbreviated as PPS resin) is used to abbreviate it as insert injection molding (hereinafter referred to as injection molding or molding). ), After the injection molding was carried out by setting the mold temperature lower than about 140 ° C., which is the crystallization temperature of this resin (At this point, the PPS resin is rapidly cooled, so that it is completely crystallized. However, the PPS resin was crystallized by removing the molded product from the mold and annealing at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature. For this reason, there was a problem that the manufacturing process was complicated and the manufacturing cost increased.
前記製造工程を簡略化するべく、前記アニール工程を削減するために、金型温度をPPS樹脂の結晶化温度以上に高めて射出成形を行うと、高温のためにコイルを束ねている樹脂が軟化し、樹脂圧に屈して変形してしまう問題がある。 In order to simplify the manufacturing process, in order to reduce the annealing process, if the mold temperature is raised above the crystallization temperature of the PPS resin and injection molding is performed, the resin that bundles the coils softens due to the high temperature. However, there is a problem that it deforms due to the resin pressure.
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、従来方法では必須であった射出成形後のアニール工程を省いても、高品質のハードディスク用キャリッジを製造可能な製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of manufacturing a high-quality hard disk carriage even if the annealing process after injection molding, which is essential in the conventional method, is omitted.
前記目的を達成するため、本発明は、コイルを金型のキャビティ内に入れ、コイル外側を金型により規制した状態で、コイル内側部分に結晶性樹脂を充填して成形を行い、コイルとその内側に充填された結晶性樹脂からなる1次成形部分とからなる1次成形品を作製し、次いで、該1次成形品をキャリッジ成形用金型のキャビティ内に入れ、結晶性樹脂を充填して該結晶性樹脂の結晶化温度以上の金型温度で2次成形してハードディスク用キャリッジを製造することを特徴とするハードディスク用キャリッジの製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention performs molding by filling a coil with a crystalline resin in a state where the coil is placed in the cavity of the mold and the outside of the coil is regulated by the mold. A primary molded product composed of a primary molded part made of a crystalline resin filled inside is produced, and then the primary molded product is placed in a cavity of a carriage molding die and filled with a crystalline resin. A hard disk carriage manufacturing method is provided, wherein the hard disk carriage is manufactured by secondary molding at a mold temperature equal to or higher than the crystallization temperature of the crystalline resin.
前記ハードディスク用キャリッジの製造方法において、前記1次成形品の作製においてコイル内側部分に結晶性樹脂を充填して成形を行う際に、この結晶性樹脂の結晶化温度以上の金型温度で成形を行い、さらに1次形成品以外の部分も該結晶化温度以上の金型温度で2次成形を行うことが好ましい。 In the method of manufacturing the carriage for hard disk, when forming the primary molded product by filling the coil inner portion with the crystalline resin and performing molding, the molding is performed at a mold temperature equal to or higher than the crystallization temperature of the crystalline resin. In addition, it is preferable to perform secondary molding at a mold temperature equal to or higher than the crystallization temperature for portions other than the primary formed product.
また本発明は、コイル内部に中子を入れた状態で、キャリッジ成形用金型のキャビティ内に入れ、結晶性樹脂を充填して該結晶性樹脂の結晶化温度以上の温度で成形してハードディスク用キャリッジを製造することを特徴とするハードディスク用キャリッジの製造方法を提供する。 The present invention also provides a hard disk in which a core is placed inside a coil, placed in a cavity of a carriage molding die, filled with a crystalline resin, and molded at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature of the crystalline resin. A method of manufacturing a carriage for a hard disk is provided.
本発明のハードディスク用キャリッジの製造方法において、前記コイルは、熱可塑性樹脂で導線を束ねてなり、該熱可塑性樹脂は軟化温度が前記結晶性樹脂の結晶化温度より低いものであってもよい。 In the method for manufacturing a carriage for a hard disk of the present invention, the coil may be formed by bundling conductive wires with a thermoplastic resin, and the thermoplastic resin may have a softening temperature lower than the crystallization temperature of the crystalline resin.
また本発明は、前述した本発明に係るハードディスク用キャリッジの製造方法により製造されたハードディスク用キャリッジを提供する。 The present invention also provides a hard disk carriage manufactured by the above-described method for manufacturing a hard disk carriage according to the present invention.
また本発明は、アームの所定位置にコイルが一体成形されたハードディスク用キャリッジにおいて、コイルの内側に結晶性樹脂からなる1次成形部分を有していることを特徴とするハードディスク用キャリッジを提供する。 The present invention also provides a hard disk carriage in which a coil is integrally formed at a predetermined position of an arm, and a primary molding portion made of a crystalline resin is provided inside the coil. .
また本発明は、前述した本発明に係るハードディスク用キャリッジを有するハードディスク装置を提供する。 The present invention also provides a hard disk drive having the hard disk carriage according to the present invention described above.
本発明によれば、従来方法では必須であった射出成形後のアニール工程を省いても、高品質のハードディスク用キャリッジを製造でき、製造工程を簡略化できることから、ハードディスク用キャリッジの製造コストを低減できる。 According to the present invention, a high-quality hard disk carriage can be manufactured and the manufacturing process can be simplified even if the annealing process after injection molding, which is essential in the conventional method, is omitted, thereby reducing the manufacturing cost of the hard disk carriage. it can.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明のハードディスク用キャリッジの製造方法の一実施形態を説明する平面図であり、図1に示す1次成形品3は、コイル1の内側部分に結晶性樹脂からなる1次成形部分2を設けた構成になっている。図中符号4は、巻き始め端部及び巻き終わり端部に相当するコイル1の端子である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view for explaining an embodiment of a method of manufacturing a hard disk carriage according to the present invention. A primary molded
本実施形態のハードディスク用キャリッジの製造方法は、コイル1を金型のキャビティ内に入れ、コイル1外側を金型により規制した状態で、コイル1内側部分に結晶性樹脂を充填して成形を行い、コイル1とその内側に充填された結晶性樹脂からなる1次成形部分2とからなる1次成形品3を作製し、次いで、該1次成形品3をキャリッジ成形用金型のキャビティ内に入れ、結晶性樹脂を充填して該結晶性樹脂の結晶化温度以上の温度で2次成形してハードディスク用キャリッジを製造することを特徴としている。
The hard disk carriage manufacturing method of the present embodiment performs molding by filling the inside portion of the
このコイル1は、ハードディスク用キャリッジのコイルとして従来より周知の構造や大きさのものの中から、適宜選択して使用でき、特に、熱可塑性樹脂を用いて導線を束ねたセルフボンディングワイヤを用いることが好ましい。これは、被覆樹脂が未硬化のうちに巻き取りして束ねておいた後、加熱し、一体化して作製される。この熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂などを用いることができる。
The
1次成形部分2及び2次成形部分に使用される結晶性樹脂としては、PPS樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂、結晶性ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などが挙げられる。1次成形部分2と2次成形部分との使用樹脂は、同一でも良いし、異なっていても良い。
The crystalline resin used in the
図3は、前記1次成形品3を作製する工程の一例を示す断面図である。本例においては、コイル1の外周が丁度嵌合されるキャビティを有する金型8を用い、この金型8のキャビティ内にコイル1を嵌合し、コイル2の内側部分に溶融した結晶性樹脂を射出成形し、その後1次成形品3を取り出すことによって、図1に示す1次成形品3を作製する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a process for producing the primary molded
この金型8を用いた1次成形工程では、コイル1の内側部分に結晶性樹脂を充填する際に、コイル1の外側が金型8に接して形状が保持されることから、コイル1を束ねている熱可塑性樹脂が軟化しても、コイル1の内側部分に充填される結晶性樹脂の圧力によってコイル1が変形することが無くなり、元のコイル形状を保持したまま、内側部分に結晶性樹脂からなる1次成形部分2が充填された1次成形品3を作製することができる。
In the primary molding process using the
次に、前述したコイル1を含む1次成形品3を、図示していないハードディスク用キャリッジ成形用の金型のキャビティ内にセットし、さらに必要に応じて別な付属部品をセットし、金型を閉じて結晶性樹脂をキャビティ内に圧入して2次成形を行い、その後、成形品を金型から取り出してハードディスク用キャリッジを製造する。
Next, the primary molded
この2次成形にあっては、コイル1が内側部分に1次成形部分2を有しているため、コイル1の外側に結晶性樹脂を圧入する際の樹脂圧によって、コイル1が変形することがなく、元のコイル形状が保持されたまま、コイル1の外側に2次成形部分が形成されてハードディスク用キャリッジを得ることができる。
In this secondary molding, since the
本実施形態のハードディスク用キャリッジの製造方法では、予めコイル1の内側部分に結晶性樹脂からなる1次成形部分2を充填した1次成形品3をハードディスク用キャリッジ製造用の金型内に入れて、結晶性樹脂を射出成形する2次成形を行ってハードディスク用キャリッジを製造するので、2次成形時に金型温度を結晶性樹脂の結晶化温度以上としても、コイル1が変形することなく、2次成形を行ってハードディスク用キャリッジを製造することができる。従って、本実施形態によれば、従来の製造方法では必須であったハードディスク用キャリッジ射出成形後のアニール工程を削減することができ、ハードディスク用キャリッジの製造工程を簡略化でき、製造コストを削減することができる。
In the method for manufacturing a hard disk carriage of this embodiment, a primary molded
なお、前述した実施形態は、本発明の一例であり、本発明は前記実施形態にのみ限定されず、種々の変更や修正が可能である。
例えば、コイル1の内側部分に、結晶性樹脂からなる1次成形部分2を充填する構成に代えて、コイル内部に中子を入れた状態で、キャリッジ成形用金型のキャビティ内に入れ、結晶性樹脂を充填して該結晶性樹脂の結晶化温度以上の温度で成形してハードディスク用キャリッジを製造することもできる。
In addition, embodiment mentioned above is an example of this invention, and this invention is not limited only to the said embodiment, A various change and correction are possible.
For example, instead of the configuration in which the inner portion of the
[比較例]
図4は、従来法での金型へのコイルセット法を示す概略図である。
従来技術では、巻いたままのコイル11を金型の位置決めピン12に合わせてセットするため、横方向からの樹脂圧(図4中矢印で示す)に弱く、高温の金型に入れて加熱されることによりコイルを束ねている熱可塑性樹脂が軟化し、コイル11が変形してしまった。そのため、PPS樹脂の結晶化温度(約140℃)以上の金型で成形を行うことができず、低温での成形後に結晶化温度以上に成形品を加熱するアニール工程を削減することができなかった。
[Comparative example]
FIG. 4 is a schematic view showing a conventional coil setting method for a mold.
In the prior art, the
[実施例]
本発明の製造方法では、図1に示すように、予めコイル1内部の形状に沿って結晶性樹脂を充填して1次成形し、その1次成形部分とコイル1とを組み合わせた1次成形品を作製することにより、その後の本成形において140℃の金型にセットしても、樹脂圧によるコイルの変形は見られなかった。
次に、本発明に係る実施例として行った実験の詳細を記す。
[Example]
In the manufacturing method of the present invention, as shown in FIG. 1, primary molding is performed by previously filling a crystalline resin along the shape inside the
Next, the detail of the experiment conducted as an Example which concerns on this invention is described.
(成形品概略)
図2に、製造した成形品の概略を示す。この成形品5は、図3に示すように1次成形して作製され、コイル1の内部にPPS樹脂からなる1次成形部分2が成形された1次成形品3を2次成形してなり、1次成形品3の外側にPPS樹脂からなる2次成形部分6及びスペーサ7が設けられた構造になっている。
(Outline of molded product)
FIG. 2 shows an outline of the manufactured molded product. This molded product 5 is produced by primary molding as shown in FIG. 3, and is formed by secondary molding of a primary molded
(使用樹脂)
ガラス繊維入りPPS樹脂(例えば、シェブロンフィリップス化学社製、商品名「Ryton R−4 230BL」など)を用いた。
(Used resin)
A glass fiber-containing PPS resin (for example, “Ryton R-4 230BL” manufactured by Chevron Philips Chemical Co., Ltd.) was used.
(成形条件)
成形条件は、表1に示す通りとした。
(Molding condition)
The molding conditions were as shown in Table 1.
(1次成形)
図3中の符号2で示す1次成形部分を、金型温度140℃にて成形した。この際、コイル外周部は金型に規制されているため、コイルを束ねている熱可塑性樹脂が軟化する140℃という金型温度でコイル内にPPS樹脂を充填しても、コイルが膨らむことは無かった。
このように作製した1次成形品において、コイル内のPPS樹脂からなる1次成形部分(コイルボビン部)は、樹脂の結晶化度が平均(N=5)で25.2%であった。
(Primary molding)
The primary molded portion indicated by
In the primary molded product thus produced, the primary molded portion (coil bobbin portion) made of PPS resin in the coil had an average (N = 5) crystallinity of the resin of 25.2%.
(2次成形)
前記1次成形で作製した1次成形品を用いて、金型温度50℃及び140℃にてPPS樹脂を射出成形して2次成形を行った。
それぞれの金型温度条件で製造したサンプルの2次成形部分の結晶化度を、140℃×2時間のアニール前後で測定し、表2にまとめて記す。
(Secondary molding)
Using the primary molded product produced by the primary molding, PPS resin was injection molded at a mold temperature of 50 ° C. and 140 ° C. to perform secondary molding.
The degree of crystallinity of the secondary molded portion of the sample produced under each mold temperature condition was measured before and after annealing at 140 ° C. × 2 hours, and is summarized in Table 2.
表2の結果より、140℃の金型で成形することにより、50℃の金型で成形した後アニールを行ったものと同等の結晶化度を、アニールを行わなくても実現できると言える。 From the results shown in Table 2, it can be said that by forming with a 140 ° C. mold, the same degree of crystallinity as that obtained after annealing with a 50 ° C. mold can be realized without annealing.
各金型温度で作製したサンプルのアニール前後の寸法変化を測定した。その結果、金型温度50℃で成形した場合は、最大で3.8%変形した。これは、アニールしたことにより樹脂の結晶化収縮が進んだためと考えられる。
一方、金型温度140℃で成形した場合は、変形が最大で0.3%と小さくなった。これは140℃で成形した時点で結晶化が十分に生じており、アニールしても結晶化収縮がほとんど生じなかったためと考えられる。
The dimensional change before and after annealing of the sample produced at each mold temperature was measured. As a result, when it was molded at a mold temperature of 50 ° C., it was deformed by a maximum of 3.8%. This is presumably because the crystallization shrinkage of the resin progressed due to annealing.
On the other hand, when molding was performed at a mold temperature of 140 ° C., the deformation was as small as 0.3% at the maximum. This is probably because crystallization has occurred sufficiently at the time of molding at 140 ° C., and crystallization shrinkage hardly occurred even after annealing.
(1次成形金型温度の影響)
前記1次成形では、PPS樹脂の結晶化温度以上の140℃という金型温度で1次成形を行ったが、金型温度を50℃として1次成形を行った場合も検証した。表3に、1次成形金型温度を50℃及び140℃とし、2次成形金型温度を両方とも140℃とし、且つアニールを行っていない状態での樹脂の結晶化度測定結果を示す。
(Influence of primary mold temperature)
In the primary molding, the primary molding was performed at a mold temperature of 140 ° C., which is higher than the crystallization temperature of the PPS resin, but the case where the primary molding was performed at a mold temperature of 50 ° C. was also verified. Table 3 shows the crystallinity measurement results of the resin when the primary mold temperature is 50 ° C. and 140 ° C., the secondary mold temperature is both 140 ° C., and annealing is not performed.
表3の結果より、1次成形をPPS樹脂の結晶化温度より低い金型温度で行った場合でも、2次成形において結晶化温度より高い140℃の金型に挿入して成形することにより、結晶化が生じていると考えられる。つまり、2次成形を結晶化温度より高い金型温度で行う場合は、1次成形を低温で行っても結晶化度に問題は生じないといえる。 From the results in Table 3, even when the primary molding is performed at a mold temperature lower than the crystallization temperature of the PPS resin, by inserting into the mold at 140 ° C. higher than the crystallization temperature in the secondary molding, It is thought that crystallization has occurred. That is, when the secondary molding is performed at a mold temperature higher than the crystallization temperature, it can be said that there is no problem in the degree of crystallization even if the primary molding is performed at a low temperature.
1…コイル、2…1次成形部分、3…1次成形品、4…端子、5…成形品、6…2次成形部分、7…スペーサ、8…金型、11…コイル、12…位置決めピン。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
次いで、該1次成形品をキャリッジ成形用金型のキャビティ内に入れ、結晶性樹脂を充填して該結晶性樹脂の結晶化温度以上の金型温度で2次成形してハードディスク用キャリッジを製造することを特徴とするハードディスク用キャリッジの製造方法。 The coil is placed in the cavity of the mold, and the outside of the coil is regulated by the mold, and the inner part of the coil is filled with a crystalline resin for molding, and the coil and the crystalline resin filled in the inside are formed 1 A primary molded product consisting of a next molded part is produced,
Next, the primary molded product is placed in a cavity of a carriage molding die, filled with a crystalline resin, and then secondary molded at a mold temperature equal to or higher than the crystallization temperature of the crystalline resin to produce a hard disk carriage. A method for manufacturing a carriage for a hard disk.
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