JPH08129847A - ハブ付きディスク基板用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ハブとディスク基板が同時に一体成形でき、
しかもそれらの接合部が十分な強度を有し、しかもスプ
ルーが形成されないハブ付きディスク基板用の金型を提
供する。 【構成】 本発明のハブ付きディスク基板用の金型は、
固定型２と移動自在の可動型３とからなり、型閉めによ
りディスク基板形成用空間１８が形成され、前記固定型
２には、前記空間に向けたノズル供給口１０と、溶融樹
脂供給用ノズル９と、その周囲に長さ方向に設けられた
溶融樹脂８の加熱手段１１を設け、また上記ノズル９の
軸位には前進後退自在のノズル供給口開閉用バルブ１２
を備え、前記可動型３には、前記ノズル供給口１０に正
対する位置にハブ取付用空間１７を有し、この中心にハ
ブ７の中心孔とほぼ同径のセットピン１４を設け、さら
に、形成されるハブ付きディスク基板突き出し用のエジ
ェクトピン１６を備えた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータなどの外
部記憶媒体などに用いられるディスク、特にハブ付きデ
ィスク基板の製造に使用される金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来使用されているハブ付きディスク基
板の製造技術の一例を図面を用いて説明する。図５はハ
ブとディスク基板を示す斜視図である。図においてハブ
３０には、ディスク駆動装置（図示せず。以降ドライブ
と呼ぶ。）のディスク基板保持および回転用のスピンド
ルに接合させるための磁性体３２が包含されている。

【０００３】ハブ３０は、通常金型内の突起部に磁性体
３２を具備する取付孔３３を嵌合させ、複数のゲート部
３４から溶融樹脂を射出・注入して射出成形によりこの
磁性体３２を包含して一体に成形する。

【０００４】また、ディスク基板３１は、該基板３１の
中心から溶融樹脂を注入・射出して射出成形する、いわ
ゆるセンターゲートによる射出成形方法が用いられ、こ
れにより生じたセンターゲート部は金型内のゲートカッ
ト機構でカットされ、金型から取り出されたディスク基
板に中心孔３５が形成される。

【０００５】このように取付ハブ３０とディスク基板３
１を別個に製作した後、ディスク基板３１の中心孔３５
にハブ３０の取付孔３３の中心を合致させ、両者を超音
波溶着、紫外線硬化接着等により結合して一体化させ
る。この種の製造方法に関連するものとしては、特開昭
62-192945号公報、特開昭 62-223833号公報、特開昭 6
3-96754 号公報などが挙げられる。

【０００６】このような従来の製造方法におけるディス
ク基板用金型は、前述したディスク基板を形成するキャ
ビティとこのキャビティの中心部に位置するセンターゲ
ート部、このセンターゲート部をカットするゲートカッ
ト機構が主な構成となっている。これらの技術を改良
し、ハブとディスク基板を製造時に同時に接着させる方
法が、特開平 3-96311号公報に提案されている。

【０００７】この提案の要旨を説明すると、まずディス
ク基板のディスク成形用空間のセンターゲート部とハブ
を、切り込みを設けた入れ子を介して同軸に設ける。そ
してこのセンターゲート部を介してディスク成形用空間
と入れ子の切り込みと、ハブに樹脂を射出充填する。そ
の後ハブを金型内の移動機構に入れ子と一緒に移動さ
せ、ディスク基板の内径部にハブを嵌合させるととも
に、この嵌合動作と連動させて入れ子によりディスク基
板のセンターゲート部を分離させるようにしたものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図５に示したような従
来技術は、ハブ３０とディスク基板３１の金型を用意
し、それぞれ個別に成形する工程と、両者の成形後に前
記ハブとディスク基板の中心を合致させる工程、さらに
はハブとディスク基板を接合する工程が必須であること
から合計で４工程の製造プロセスが必要となる。そのた
め、工程複雑化に起因する歩留まりの低下が著しくなり
製造原価が高くなるという問題がある。

【０００９】また、ハブとディスク基板の中心とを合致
させ、ハブとディスク基板を接合する工程は特に時間が
かかり、製造能力を高めるためにはこれらのラインを増
やす必要があり、投資金額も大きくなるという欠点もあ
り、更にハブ及びディスク基板は同心が必要であるが、
接合時に位置ズレが生じて不良品が出やすい等、多くの
問題点があった。

【００１０】一方、これを解決すべく提案された前記ハ
ブを、入れ子を介してハブとディスク基板を同時に成形
する方法では前記問題点は解決されるが、入れ子がゲー
トカット及びハブを接合すべく移動する際にはセンター
ゲート部が非常に薄いために早期に溶融樹脂が固まり、
接合が完全に出来ずに不良品が多発する問題がある。さ
らに、上記従来の全ての方法においては、スプルー部が
必ず形成されるが、このスプルーは廃棄物にするしかな
く、材料歩留まりが低いという問題点もあった。

【００１１】以上の問題点に対して本発明の目的は、ハ
ブとディスク基板が同時に一体成形でき、しかもそれら
の接合部が十分な強度を有し、しかもスプルーが形成さ
れないハブ付きディスク基板用の金型を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明のハブ付きディスク基板用金型では、固定型
と移動自在の可動型とからなり、型閉めによりディスク
基板形成用空間が形成され、前記固定型には前記空間に
向けたノズル供給口と、溶融樹脂供給用ノズルと、その
周囲に長さ方向に設けられた溶融樹脂の加熱手段を設
け、また上記ノズルの軸位には前進後退自在のノズル供
給口開閉用バルブを備えた構成であり、また前記可動型
には、前記ノズル供給口に正対する位置にハブ取付用空
間を有し、この中心にハブの中心孔とほぼ同径のセット
ピンが設けられ、さらに形成されるハブ付きディスク基
板突き出し用のエジェクトピンを備えた構成である。

【００１３】以下、本発明のハブ付きディスク基板用金
型の一例を図に基づいて詳述する。図１は、本発明のハ
ブ付きディスク基板用金型の一例の断面図であり、図２
〜図４は、図１の金型の使用過程を示す断面図である。
金型は、パーティングライン１により固定型２と可動型
３に分割され、型閉めにより、ディスク基板形成用空間
１８が形成され、この空間に溶融樹脂を充填し、冷却・
固化させた後、型開き動作によりディスク基板成形用空
間１８内に成形されたハブ付きディスク基板が取り出さ
れる。

【００１４】固定型２と可動型３のディスク成形用空間
に接する部分には温調回路が埋め込まれた鏡面４、５を
配設すると良い。この鏡面は、ＴｉＮやＴｉＣＮ等のＣ
ＶＤ処理またはＰＶＤ処理等を寿命向上のために有効
で、硬度の高い材料が好ましく採用される。

【００１５】鏡面には、図２に示すようにディスク基板
の情報等のためのピットやグルーブをディスク基板に転
写するスタンパー６を取り付けるとよい。このスタンパ
ー６の取り付けは、固定型２もしくは可動型３のいずれ
にしてもよく、鏡面に形成した内周孔に固定用の内周リ
ング２０を嵌め込んで取り付けるか、直接スタンパーを
金型に真空吸着等の手段で取り付けてもよい。上記内周
リング２０の金型への固定は、ネジ締めや真空吸着等の
適当な固定手段で行われる。

【００１６】ディスク基板成形用空間１８は、円周方向
全てにわたって溶融樹脂８が満たされるような空間であ
り、ハブ取付用空間１７は、ハブ７を可動型に設置する
ための空間でディスク基板形成用空間１８と連通して形
成されている。固定型２にはノズル９のノズル供給口１
０が、前記ディスク基板成形用空間１８およびハブ取付
空間１７に臨まれるように形成される。

【００１７】ノズル９は、その内部に入れられた溶融樹
脂８をディスク基板成形用空間１８に供給するノズル供
給口１０と、この溶融樹脂８を凝固しないように加熱す
る加熱手段１１と、溶融樹脂８の供給と停止を行うバル
ブ１２で形成される。この加熱手段１１は、通常電気ヒ
ーターが使用されるが、同様な効果を得られるものであ
ればどのような手段を用いても良い。

【００１８】溶融樹脂８の供給と停止を行うバルブ１２
は、先端部１３の先端面がノズル供給口１０と同径で、
前進・後退自在であれば良い。また、バルブ１２の先端
部１３は、ノズル供給口１０を開閉できる形状であれば
どのように形成してもよいが、ノズル９の先絞り傾斜角
度に合わせた形状に形成するとよい。バルブ１２の前進
・後退のタイミングは、溶融樹脂の供給時には後退して
ノズル９が開放（図３参照）し、供給停止時には前進し
てノズルが閉鎖（図１参照）されるように構成・制御さ
れる。

【００１９】ハブは、可動型のノズル供給口１０に正対
する位置に形成されたセットピン１４に嵌め込んでセッ
トする。このセットピンは、ハブの中心孔とほぼ同径に
形成する。可動型の鏡面５の中心部にはこのハブとほぼ
同径の取付孔１５が設けられており、ハブがセットピン
に対して摺動可能に、且つ溶融樹脂がセットピンとハ
ブ、及びエジェクトピン１６とハブとの隙間から洩れな
いような寸法公差をとれば良い。

【００２０】また、ハブの可動型側の反対面には、成形
後のハブ付きディスクを突き出すためのエジェクトピン
１６が設けられる。ハブはハブ取付空間１７に、その中
心孔をセットピン１４に嵌めて設置し、ディスク基板形
成用空間に溶融樹脂を射出した後、冷却・固化する際に
ディスク基板と一体化されるように構成される。ハブの
材質は、ドライブのスピンドルに磁気的に接続するため
に磁性体、例えばフェライト系のステンレス鋼にすれば
良い。

【００２１】このハブとディスク基板の一体化が強固に
なるように、ハブに少なくとも一カ所以上、切り欠き部
または突起部を有するようにしても良いし、ハブのハブ
接着部側が凹凸となるようにサンドブラスト等で荒らし
ても良い。ハブの中心孔は、ドライブのスピンドルがス
ムーズに入るように中心孔縁部をアール状、テーパー状
等にするのが望ましい。図示している各々の部品の材
質、クリアランス等は、各動作目的、温度、圧力等を考
慮して選択・採用すれば良い。

【００２２】次に、図２〜図４に基づいて上記図１で示
した本発明の金型を使用してハブ付きディスク基板を製
造する場合について説明する。あらかじめ可動型３を動
作させて型開きをし、ハブ取付空間に突き出たセットピ
ン１４にハブ７の中心孔を嵌め込んで設置し、ノズル９
内の樹脂８を、加熱手段１１により溶融状態に保ってお
く。その後、図２のように型閉めを行う。この際、バル
ブ１２は前進してバルブの先端部１３がノズル供給口１
０を塞いで、溶融樹脂８は供給停止の状態を保つ。

【００２３】次に図３に示すように、バルブ１２を後退
させてバルブの先端部１３をノズル供給口１０から離す
と、ノズル供給口１０が開かれ、ノズル内の溶融樹脂８
はディスク基板形成用空間１８に射出される。その後、
ディスク形成用空間１８に充填された溶融樹脂８を冷却
・固化させながら、バルブ１２を前進させてノズル供給
口１０を塞いで溶融樹脂８の供給を停止する。

【００２４】この後、図４に示すように可動型３を移動
させて型開きし、エジェクトピン１６を固定型方向に移
動させると、ハブ７がディスク基板１９に一体化された
ハブ付きディスクが製造される。

【００２５】

【作用】本発明のハブ付きディスク基板用金型の固定型
に取り付けられたノズルの供給口より、溶融樹脂がディ
スク基板形成用空間に送り込まれ、ディスク基板とハブ
が同時に一体成形される。ハブは、可動型の前記ノズル
供給口に正対する位置に取り付けられるため、ディスク
基板の所定位置にハブが一体状に取り付けられ、ハブと
ディスク基板との位置ズレを起こすことはない。また、
入れ子を使用しないためハブ取付部の強度が充分確保さ
れる。

【００２６】ノズルの軸位に取り付けられたバルブは、
前進後退することによりバルブの先端部がノズルの供給
口を開閉する。すなわち、バルブを後退させて、バルブ
の先端部をノズル供給口から離すとノズル供給口が開か
れ、ノズル内の溶融樹脂がディスク形成用空間部とハブ
取付部に送り込まれる。反対にバルブを前進させて、バ
ルブの先端部をノズル供給口に押し付けると、ノズル供
給口が閉じられ、溶融樹脂の供給は停止する。このよう
に、溶融樹脂の供給と停止は、ノズル供給口のバルブに
よる開閉によって行われるため、ノズル供給口にスプル
ーが形成されることがない。

【００２７】ノズルの周囲に長さ方向に設けられた加熱
手段は、ノズル内の溶融樹脂の凝固を防止し、常に所望
の溶融状態が得られる。可動型のセットピンは、ハブの
中心孔を嵌め入れて固定型でのハブの位置決めをし、ま
たエジェクトピンは、型開き後のハブ付きディスク基板
の取り出しを容易にする。固定型もしくは可動型に設け
られるスタンパは、ディスク情報をディスク基板に転写
する。上記各構成及びこれから生じる作用により本発明
の技術的課題は解決される。

【００２８】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図２〜図４により
説明する。金型は 3.5インチの光磁気ディスクに適用し
た場合を示す。ハブはフェライト系ステンレス鋼（SUS
430 、外径13mm、内径 4mm、板厚 0.5mm）を用いた。ス
テンレス系鋼材（商品名：スタバックス）で製造した鏡
面４、５を固定型２、可動型３に嵌合させ、これらの鏡
面に 100℃に設定した金型温調機（図示せず）を接続し
た。また固定型の鏡面４にノズル９と内周リング２０を
同軸嵌合させ、鏡面の表面にニッケル製のスタンパー６
を取り付けた。

【００２９】まず、金型を型開きさせ、ハブ７を可動型
３の中心部に設けられたセットピン１４に、その中心孔
を嵌め込んで設置した後型閉めした。射出成形機のシリ
ンダ温度を 340℃に、ノズル９の電気ヒータ−による加
熱手段１１で 280℃に保持し、これによって溶融した樹
脂８をノズル９のバルブ１２を後退させてノズル供給口
１０を開け、ディスク基板成形用空間１８に充填した。

【００３０】その後、設定時間（射出・保圧工程の終了
後 0.1秒後）経過した後バルブ１２を前進させてノズル
供給口１０を閉じ、ノズル９とディスク基板成形用空間
１８との間を遮断した。ディスク基板のディスク基板成
形用空間の冷却・固化とそれによって形成される基板１
９とハブ７が一体化するための設定時間（15秒）経過
後、可動型３を開くと同時にエジェクトピン１６を固定
型に移動させてハブ付きディスク基板を金型より取り出
した。

【００３１】以上の実施例では、ハブ付きディスク基板
として 3.5インチの例を示したが、5.25インチなど他の
ディスク基板のサイズにおいても適用できることはいう
までもない。また、ディスク基板の樹脂にはポリカーボ
ネート樹脂（帝人化成株式会社製、商品名：パンライト
AD−5500）を使用した。

【００３２】以上のように本発明の金型を用い、前述し
た工程を経て作製したハブ付きディスク基板の複屈折率
を測定したところ、従来のディスク基板と同等以上の値
が得られ、また反り等の機械特性も規格を満足するもの
であった。

【００３３】

【発明の効果】本発明のハブ付きディスク基板用金型
は、射出成形の冷却・固化工程だけでハブをディスク基
板に接合一体化することができ、ハブとディスク基板を
別個に製造する工程や、各々の部品を接合する工程、ス
プルーのカットなどの工程が不要であるため、工程短縮
に大幅な効果を有し安価なディスクの提供が可能にな
る。また、前記した金型により製造されたハブ付きディ
スク基板はディスク基板とハブとの取付部の強度が低下
することもなく、寸法精度も上がるなど、信頼性あるデ
ィスク基板を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例としてのハブ付きディスク
基板用金型の断面図。

【図２】 図１の金型を型閉めした状態の断面図。

【図３】 型閉めした図２の金型のディスク形成用空間
に溶融樹脂を充填した状態の断面図。

【図４】 図２の金型を型開きして、ハブ付きディスク
基板を取り出せる状態の断面図。

【図５】 従来の方法により製造されるハブ付きディス
ク基板のハブとディスク基板を分離した状態の斜視図。

【符号の説明】

１ パーティングライン ９ ノズル ２ 固定型 １０ ノズル供
給口 ３ 可動型 １１ 加熱手段 ４ 鏡面 １２ バルブ ５ 鏡面 １３ 先端部 ６ スタンパー １４ セットピ
ン ７ ハブ １５ 取付孔 ８ 溶融樹脂 １６ エジェク
トピン １７ ハブ取付空間 １８ ディスク形成用空間 １９ ディスク基板 ２０ 内周リング ３０ ハブ ３１ ディスク基板 ３２ 磁性体 ３３ 取付孔 ３４ ゲート部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 23/03 ６０７ 7319−5Ｄ // Ｂ２９Ｌ 17:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定型と移動自在の可動型とからなり、
   型閉めによりディスク基板形成用空間が形成され、前記
   固定型には前記空間に向けたノズル供給口と、溶融樹脂
   供給用ノズルと、その周囲に長さ方向に設けられた溶融
   樹脂の加熱手段を設け、また上記ノズルの軸位には前進
   後退自在のノズル供給口開閉用バルブを備え、前記可動
   型には前記ノズル供給口に正対する位置にハブ取付用空
   間を有し、この中心にハブの中心孔とほぼ同径のセット
   ピンを設け、さらに、形成されるハブ付きディスク基板
   突き出し用のエジェクトピンを備えたことを特徴とする
   ハブ付きディスク基板用金型。