JPS62184674A - ハブに磁気記録ディスクを接合するための装置 - Google Patents

ハブに磁気記録ディスクを接合するための装置

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JPS62184674A
JPS62184674A JP62015888A JP1588887A JPS62184674A JP S62184674 A JPS62184674 A JP S62184674A JP 62015888 A JP62015888 A JP 62015888A JP 1588887 A JP1588887 A JP 1588887A JP S62184674 A JPS62184674 A JP S62184674A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は磁気記録媒体ディスク、特にハブを有する磁気
記録媒体ディスクの分野に関する。記録媒体は一般的に
弾性の磁気シート材料製の環状リングである。ハブを備
えたディスクの場合、記録媒体は円形のハブに取り付け
られてディスクを形成する。前記ディスクはケースある
いはカートリッジに入れられ、例えばマイクロディスケ
ット、マイクロフロッピィディスク（ＭＦＤ）、フロッ
ピィディスクあるいはコンパクトフロッピィディスクの
ように各種の表示で知られている。
［背景技術］ ハブを有する磁気記録媒体ディスク（以下ハブ付きディ
スクと称す）は一般に３個の要素、即ち弾性磁気記録媒
体、フランジ付きメタルハブおよび、媒体をハブのフラ
ンジに固定する接着剤とから構成される。
記録媒体は厚さが約０．０７５ミリである弾性磁気シー
ト材製の環状リングである。ハブ付きディスクに使用さ
れるハブは金属シートから打扱くか、あるいは磁気イン
サートと共に熱可塑性材から成形すればよい。中央部分
は、フランジ部分に載置された媒体の中央開口と嵌合し
、その間の接着剤が媒体をフランジに接着する。
媒体の上面と、ハブの中央部分の頂部の平面との間の距
離は、デジタル記録および再生装置のヘッドが媒体上か
ら正確に読取ったり、かつ該媒体へ記録するよう正確に
制御する必要がある。この距離は以下距離αと称するこ
とにする。前記の距離αに対する現在提案されている工
業規格は１．３６ミリ±０．１０ミリである（アメリカ
国家規格研究所−欧州コンピュータ製造者協会／国際規
格機構・Ａｔａｅｒｉｃａｎ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　５ｔ
ａｎｄａｒｄｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ−Ｅｕｒｏｐｅａｎ
　Ｃ０ＩＩｐｕｔｔｅｒ　ｕａｎｕｒａｃｔｕｒｅｒｓ
Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ／Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
　ＳｔａｎｄａｒｄｓＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ・・・
以下ＡＮＳＩ−ＥＣＭＡ／ＩＳＯの提案規格と称する）
。このαに対する可成り大きな許容公差はヘッドの適正
性能に対しては不十分であるものの、現在の製造技術で
はこの公差を向上させることはできなかった。
ハブ付きディスクを製造するための一般的な方法は、感
圧接着剤をその両側にコーティングしたポリマーフィル
ムのリングを記録媒体とハブの間に位置させ媒体をハブ
に固定することである。また媒体をハブに接着させるた
めにその他の種類の接着剤も使用することができる。
αの公差は３種類の要素、即ちハブの公差、接着リング
およびディスクの組立て方法により決定される。このよ
うに、ハブの不完全さ、接着剤の不完全さ、および組立
方法の不完全さが付加されて、全てが現在許容されてい
る±０．１０ミリに影響する、 αの偏位は２つの方法により定量化できる。αの最大お
よび最小偏位の間の差は当該産業界では指示された全体
ふれ（ランアウト）（αＴ、１．Ｒ）として知られてい
る。α丁、１．Ｒは３種類の成分、即ちハブＴ、１．Ｒ
、接着剤Ｔ、１．Ｒ、および組立てＴ、１．Ｒである。
αＴ、１．Ｒが正確にハブＴ、１．Ｒのそれであるとす
れば（即ち全体のα公差がハブの偏位に完全に左右され
る）、αＴ、１．ＲをハブＴ、１．Ｒで除せば１の商が
得られる。もし接着剤と組立てとがそれ以上の変動を起
因するとすれば、その商は１以下となる。逆に接着剤と
組立技術とがハブＴ、１．Ｒに対してαＴ、１．Ｒを改
良したとすれば、商は１より大きくなる。ハブＴ、１．
Ｒ／αＴ、１．Ｒは以下Ｔ、１．Ｒ比と称する。この問
題は、当該市場における価格競争が極端であるため特に
徹底した問題である。コスト削減を大きくすることによ
りハブ、接着剤および組立てにおける偏位をより大きく
している。
ハブ付きディスクを作る従来の技術と異なって、本発明
は使用するハブよりも偏位の少ない最終製品を提供する
。本発明により提供されるハブ付きディスクのαＴ、１
．Ｒは実際に、ハブ付きディスクを作るために使用され
るハブのＴ、１．Ｒよりも小さい。このように、Ｔ、１
．Ｒ比、即ちハブＴ、１．Ｒ／αＴ、１．Ｒは１よりも
大きくなる。
［発明の開示］ 本発明は、 中央部分とフランジ部分とを含み、該中央部分が平坦な
駆動面を有するハブと、 零の側と、１の側とを含む磁気媒体と、媒体の１の側を
ハブの７ランジに接着する接着剤とを含み、 前記媒体の零の側が前記駆動面の平面からαの距離で固
定され、かつハブＴ、１．Ｒ／αＴ、１．Ｒが１より大
きい、 著しくα公差を改良し、Ｔ、１．Ｒ比が１より大きい新
規な磁気記録媒体ディスクを提供する。
また、本発明は 中央部分とフランジ部分とを含み、該中央部分が平坦な
駆動面を有するハブを提供し、ハブのフランジに熱可塑
性接着剤を付与し、接着剤のリングを冷却させ、 零の側と１の側とを有する磁気媒体を提供し、舶記媒体
の１の側を接着剤にＭ、置し、磁気媒体と接着剤とに対
して圧力と超音波振動とを付与し、 接着剤を溶解させ、かつ媒体の零の側と駆動面の平面と
の間で希望する距離αを達成するに必要な時間圧力と超
音波振動を保持し、そして好ましくは、ハブのフランジ
にまず接着剤を付与し、次に接着剤を溶融するに十分な
熱をハブに加えることにより接着剤がフランジに接着さ
れ、また接着剤がビードを作るようにして接着剤をハブ
の７ランジに取り付けることを含むα公差を向上させ、
かつＴ、１．Ｒ比が１より大きい新規な磁気記録媒体デ
ィスクを作る方法を提供する。
さらに本発明は、 環状の外面と内面とを含み、該内面が希望する距離αに
等しい距離だけ凹んでいる超音波ホーンと、 ハブを支持するようにされたアンビルと、水平断面が円
形で、前記アンビルを受け入れるようにされた開口を含
むハブサポートと、ベースとを含み、 前記アンビルが前記ベースに固着され、ハブサポートが
前記アンビルに対して同心関係で前記ベースに垂直方向
に運動可能に取り付けられており、 前記超音波ホーンが前記アンビルと整合して取り付けら
れ、 前記ホーンを超音波振動させるよう該ホーンに連結され
た手段とを含む、 α公差を著しく向上させ、かつＴ、１．Ｒ比が１より大
きい磁気記録媒体ディスクを作る方法を実施する装置を
提供する。
超音波ホーンの代りに、環状の外面と、内面とを含み、
該内面が希望距離αに等しい距離だけ凹んでいる成形マ
ンドレルを利用することが可能である。成形マンドレル
はアンビルに位置したハブに圧力を加えうるようアンビ
ルと整合して取り付けられる。
使用時、ハブはアンビルに位置し、ハブの７ランジに接
着剤が付与される。シリコン、エポキシ、アクリレート
、シアノアクリレートおよびその他の接着剤を用いるこ
とができる。選定した接着剤は、処理の間ハブの縁部か
ら外れないに十分高度の粘度を有する必要がある。
１の側を接着剤を載置させて媒体がハブに付けられる。
成形マンドレルの環状外面が、その内面がハブの平坦な
駆動面と接触するまで媒体の零の側に圧力を加える。接
触すると、媒体の零の側はハブの駆動面から希望する距
離αだけ離れている。
この位置は接着剤が固定するまで保持される。
接着剤へのエネルギの伝達は、Ｒｆエネルギ、電子ビー
ムあるいはマイクロ波を含む当該技術分野で周知の色々
な方法により達成しつる。本好適実施例による方法は接
着剤の加熱および固定が穫めて急速であるため望ましい
ものである。その他の接着剤は保持時間が５分以上であ
って、商業用途には実用的でない。
成形マンドレルにより圧力が加えられ、接着剤が固定す
るまで希望するαの距離に保持されるとすれば、希望す
るＴ、１．ＲとＴ、１．Ｒ比とを有するディスクを形成
しつる。
［発明の詳細説明］ 第１図を参照すれば、第１図はハブ付きディスク１００
基本要素である、磁気媒体１２と、接着剤１６と、およ
びハブ１７とを分解状態で示す。
磁気媒体１２は弾性の磁気シート材から作られた環状の
リングであって、本発明の多くの実施例において、その
呼称厚さは０．０７５ミリである。
媒体１２は中央開口１３と、零の側１４と、１の側１５
とを有する。第１図において、零の側１４は底側で、１
の側１５は上側である。第４図と第５図とにおいては、
零の側１４は上側で、１の側１５は底側にある。
本発明の多くの実施例において接着剤１６は、厚さが約
０．２５０ミリから約０．３７５ミリまでの熱可塑性接
着剤の環状リングである。接着剤１６は、希望する厚さ
の熱可塑性接着剤のシートから切り取るか、あるいは分
配装置からハブに直接付与すればよい。本発明の好適実
施例に使用される接着剤は、ブレラチャ（ｐｌｅｔｃｈ
ｅｒ）に発行された米国特許第４，０５９，７１５号に
記載され、かつ請求されているセグメント化したポリエ
ステル接着剤である。第２の好適接着剤はマイクロメル
ト（旧ｃｒｏ　ｍｅｌｔ）　６２３８としてヘンケル（
１ｌｅｎｋａ　Ｉ　）から市販されているポリアミド接
着剤である。
ハブ１７は、駆動面１９とアンビル面２０とを有し、か
つスピンドル用間口２１と駆動用間口２２とを形成した
中央部分１８を含む。また、ハブ１７はくぼみをつけた
外側フランジ２３と側壁２４とを有する。
前記駆動面１９は読取り装置／記録装置の駆動ｉ構（図
示せず）と接触するようにされている。
スピンドル用開口はスピンドル（図示せず）を受け入れ
るようにされ、駆動用開口２２は駆動用突起（図示せず
）を受け入れるようにされている。
アンビル面２０は以下説明する装置のアンビルを受け入
れるようにされている。
第４図から第６図までを参照すれば、全体的に２５で指
示する超音波装置が示されている。本発明の実施におい
て、例えば市販されているブランソン（Ｂｒａｎｓｏｎ
　）の９４ＡＥアクチユエータのように４０にｈｚ、７
００ワツ１〜の超音波溶接装置が最も成功することが判
明している。
前記装置２５はホーン２６と、ハブサボー１〜３０と、
アンビル３６とおよびベース４０とを含む。
前記ホーン２６は環状の外面２７と、内面２８と、それ
らの間に位置する内方のα面２９とを有する。ホーン２
６はアンビル３６の上方で垂直方向に運動可能の位置に
取り付けられている。ホーン２６に対して垂直方向下方
の圧力を加える手段が設けられているが、図示していな
い。ホーン２６を超音波振動させる手段も設けているが
、図示していない。アンビル３６の水平方向断面は円形
であって、第５図に示すようにハブ１７の対アンビル面
２０と接触するようにされている。またハブサポート３
０の水平方向断面も円形であって、固定されたアンビル
３６に対して同心関係で垂直方向に運動可能に取り付け
られている。
αの正確な希望距離が達成されたときにホーン２６の超
音波振動を停止させる遮断手段が設けられているが、図
示していない。α内面２９の高さは希望する距離αであ
る。このように、第５図に示すように、正確な距離αに
達すると、アンビル３６とホーン２６との間で回路が完
成し、遮断手段により振動が停止する。媒体１２と接着
剤１６とは電気絶縁体であるので、内面２８が駆動面１
９に接触するまでは回路は完成しえない。
第６図に示すように、アンビル３６は複数の開口３８を
備えたフランジ３７を有し、該開口は、ベースの複数の
開口４１で取付部材３９を受け入れるベース４０に対し
てアンビル３６を固定するために取付部材３９を受け入
れるようにされている。
ハブサポート３０は媒体１２を受け入れるようにされた
凹み３１と、複数の開口３３を備えたハブサポートフラ
ンジ３２とを有する。前記間口３３は取付部材３４を受
け入れるようにされている。
ハブサポート３０が前記ベース４０に対して運動可能に
取り付けられ、かつ垂直方向上方に弾圧されるように弾
圧手段３５がフランジ３７とベース４０との間に位置し
ている。ベース４０は取付部材３４を複数のハブサポー
ト用開口４２において受け入れる。ハブサポート３０は
ハブ１７よりも著しく大きく、溶接の間ハブ１７の振動
を最小にする。
本発明によるハブ付きディスク１０を組立てるには、接
着剤１６がハブ１７の外側７ランジ２３に位置される。
ポリエステルの熱可塑性接着剤が使用される場合、ハブ
１７と接着剤のリング１６とは１〜２分間１２０°から
１７０℃まで加熱すればよい。このため接着剤を第２図
と第３図とに示すようにハブ１７とビードとに接着させ
る。接着剤のリング１６とハブ１７とは冷却される。接
着剤の形状は、以下説明する超音波溶接過程におけるエ
ネルギ伝導体として作用するようになっている。
第４図を参照すれば、ハブ１７と、該ハブに接着された
ビード付きの接着リング１６とは、フランジ２３を凹み
３１と接触させて、かつアンビル川面２０をアンビル２
６と接触させて装置２５に位置される。媒体は、その１
の側１５を接着剤１６上に位置させて凹み３１に位置さ
れる。ホーン２６の環状外面２７は媒体１２の零の側１
４と係合する。
当該技術分野において周知の方法を用いて、媒体１２と
接着剤１６とに対して圧力と超音波振動とが加えられる
。超音波振動は媒体と接着剤との間の境界面まで伝わり
、そこで摩擦熱の形態で拡散する。接着剤１６は溶解す
るが、媒体１２の方は歪まない。内面２８と駆動面１９
との間で物理的接触が得られるまで超音波振動と圧力と
が加えられ、このようにアンビル３６とホーン２６との
間で、ハブ１７の導電性金属の中央部分１８を介して電
気接触が得られる。０面２９の高さは希望する距離αに
見合う厚さである。このように、希望するαに達すると
、内面２８と駆動面１９との間の接触により回路を完成
し、遮断手段（図示せず）が超音波振動を停止させる。
次いで、ホーン２６は溶接が固まるまで短い時間この位
置に保持される。希望する結果を得るために変えうるそ
の他のパラメータとしては、ホーンの力、ホーンの振幅
、およびホーンの速度がある。
好適実施例におけるパラメータは以下の通りである。
ホーンの垂直方向のカニ１６０〜２１５Ｎホーンの振動
の振幅　：　　０．０１９〜０．０２５ミリ（ピーク間
） ホーン速度　　　　　＝４．０センチ／秒保持時間　　
　　　　：０．７秒 本発明により著しく改良された距離αの制御ならびにＴ
、１．Ｒ比は前述の定量技術を用いて示すことができる
。４個の市販されている１メガバイト（ＩＭＢ）のハブ
付きディスクのサンプルを、本発明による方法と装置と
を用いて調製したサンプルに比較した。その結果、本発
明により：Ｉ製した製品は、標準偏位が０．００８で０
．０２６ミリの平均αＴ、１．Ｒを達成したことを示す
。これは４個の従来技術によるサンプルに対して顕著な
改良であり、かつ０．１０ミリの工業規格に対しても大
きな改良である。また、本発明は１．０以上の丁、１．
Ｒ比を備えた唯一のサンプルである。これは、本発明に
よる方法と装置とが、使用したハブに介在した偏位（ハ
ブＴ、１．Ｒ）に対して実際にαＴ、１．Ｒを向上させ
たことを示している。以下の表において「ｎ」は試験し
たサンプル数を示し、ｒＡＶＥＪは試験したサンプルの
平均結果を示し、かつｒｓＤＪは既知の統計学的方法を
用いた標準偏位を示す。ｒＴ、１．Ｒ比」はハブＴ、１
．Ｒ／αＴ、１．Ｒを意味する。サンプル１から４まで
は４個所の市販源から入手しつる。
平均距離α　αＴ、１．ＲＴ、１．Ｒ比ミリ　　　　　
　　　ミリ タイプ　ニＬ舐江舐ＳＤ　　思Ｓ［） 本発明　　４０　１．３７２　０．０１２　　Ｇ、０２
６　０．００８　１．２１　０．６８サンプル＃１　　
７３　　１．３７３　０．０１１　　Ｑ、０４４　　Ｑ
、０１３　０．９２　　０．４３サンプル＃２　　９　
　１．３２９　０．００７　０．０３９　　Ｑ、Ｑ１５
　０．８３　　０．２６サンプル＃３　　１０　　１．
３８９　０．０１５　０．０４９　０．Ｑ２０　０．７
７　　０．３５サンプル＃４　　１０　　１．３４１　
０．００８　０．０６２　　Ｇ、０１１　０．８２　　
０．１５本発明を示すために、本発明のある代表的実施
例とその詳細について説明してきたが、当該技術分野の
専門家にとっては、特許請求の範囲に示す本発明の真正
な精神あるいは範囲から逸脱することなく各種の変更や
修正が可能なことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるディスクの分解図、第２図はハブ
を加熱する前のハブと熱可塑性接着剤リングとの部分断
面図、 第３図は加熱後の熱可塑性接着剤のビー１：を示す、ハ
ブと接着剤リングの部分断面図、第４図は超音波溶接前
のディスクと超音波溶接装置との部分断面図、 第５図は遮断位置における超音波ホーンを示す、ディス
クと超音波溶接装置との部分断面図、および 第６図は、ある部材を側面図で示す、超、音波溶接装置
の断面図である。 図において、 １０・・・ディスク　　　１２・・・磁気媒体１３・・
・中央間口　　　１４・・・零の側１５・・・１の側　
　　　１６・・・接着剤１７・・・ハブ　　　　　１８
・・・中央部分１つ・・・駆動面　　　　２ｏ・・・ア
ンビル而２３・・・フランジ　　　２５・・・超音波装
置２６・・・ホーン　　　　２７・・・環状面２８・・
・内面　　　　　２９・・・α内面３ｏ・・・ハブザボ
ート　３６・・・アンビル４０・・・ベース

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）中央部分（１８）とフランジ部分（２３）を含み
    、該中央部分（１８）が平坦な駆動面（１９）を有する
    ハブ（１７）と、 零の側（１４）と１の側（１５）とを含む磁気媒体（１
    ２）と、 前記媒体（１２）の１の側（１５）を前記ハブ（１７）
    の前記フランジ（２３）に接着する接着剤（１６）とを
    含み、 前記媒体（１２）の前記零の側（１４）が前記駆動面（
    １９）の平面からαの距離で固定されており、 前記距離αの全体の指示ランアウトで除した前記ハブ（
    １７）の全体の指示ふれ（ランアウト）が１より大きい
    ことを特徴とする磁気記録媒体ディスク（１０）。
  2. （２）特許請求の範囲第１項に記載のディスクにおいて
    、前記接着剤（１６）が熱可塑性接着剤である磁気記録
    媒体ディスク。
  3. （３）特許請求の範囲第２項に記載のディスクにおいて
    、前記熱可塑性接着剤がポリエステルである磁気記録媒
    体ディスク。
  4. （４）特許請求の範囲第１項に記載のディスクにおいて
    、前記接着剤（１６）が、シリコン、エポキシ、アクリ
    レート、シアノアクリレートから構成される群から選択
    される磁気記録媒体ディスク。
  5. （５）中央部分（１８）とフランジ部分（２３）とを含
    み、該中央部分（１８）が平坦な駆動面（１９）を有す
    るハブ（１７）と、 零の側（１４）と１の側（１５）とを含む磁気媒体（１
    ２）と、 前記媒体（１２）の１の側（１５）を前記ハブ（１７）
    の前記フランジ（２３）に接着する接着剤（１６）とを
    それぞれ含み、 前記媒体（１２）の零の側（１４）が前記の駆動面（１
    ９）の平面からαの距離で固定されており、 前記距離αの全体の平均指示ランアウトで除した前記ハ
    ブ（１７）の、複数の任意に選定したディスク（１０）
    の全体の指示ランアウトが１より大きいことを特徴とす
    る複数の任意に選定した磁気記録媒体ディスク（１０）
    。
  6. （６）中央部分（１８）とフランジ部分（２３）とを含
    み、該中央部分（１８）が平坦な駆動面（１９）を有す
    るハブ（１７）を提供し、 前記ハブ（１７）の前記フランジ（２３）に熱可塑性接
    着剤（１６）を位置させ、 零の側（１４）と１の側（１５）とを有する磁気媒体（
    １２）を提供し、 前記媒体（１２）の１の側（１５）を前記接着剤（１６
    ）に載置させ、 前記磁気媒体（１２）と接着剤（１６）とに対して圧力
    および超音波振動を加え、そして 前記接着剤（１６）を溶解させ、前記媒体（１２）の前
    記零の側（１４）と前記駆動面（１９）との間で希望す
    る距離αを達成するに必要な時間前記圧力と超音波振動
    を保持することを含む、熱可塑性接着剤（１６）で磁気
    媒体をハブ（１７）に超音波溶接することにより、特許
    請求の範囲第１項に記載のディスク（１０）を作る方法
    。
  7. （７）特許請求の範囲第６項に記載の方法において、前
    記熱可塑性接着剤（１６）が前記フランジ（２３）に接
    着され、かつビードを作るように前記接着剤（１６）を
    溶解するよう前記ハブ（１７）に十分な熱を加えること
    をさらに含むディスク（１０）を作る方法。
  8. （８）特許請求の範囲第７項に記載の方法において、希
    望する距離αが得られると前記圧力と超音波振動とが遮
    断手段により自動的に停止される、ディスク（１０）を
    作る方法。
  9. （９）特許請求の範囲第６項に記載の方法において、前
    記熱可塑性接着剤（１６）がポリエステルである、ディ
    スク（１０）を作る方法。
  10. （１０）環状の外面（２７）と内面（２８）とを含み、
    該内面（２８）が希望する距離αに等しい距離だけ凹ん
    でいる成形マンドレル（２６）と、前記ハブ（１７）を
    支持するようにされたアンビル（３６）と、 前記アンビルを受け入れるようにされた開口を含むハブ
    サポート（３０）と、 ベース（４０）とを含み、 前記アンビル（３６）が前記ベース（４０）に固定され
    ており、 前記ハブサポート（３０）が前記ベース（４０）に垂直
    方向に運動可能に取り付けられており、かつ前記成形マ
    ンドレル（２６）が前記アンビル（３６）と整合して取
    り付けられている、磁気媒体（１２）をハブ（１７）に
    接着することにより特許請求の範囲第１項に記載の磁気
    媒体ディスク（１０）を作る装置（２５）。
  11. （１１）特許請求の範囲第１０項に記載の装置（２５）
    において前記成形マンドレル（２６）が超音波ホーンで
    あり、前記装置（２５）が前記ホーンに連結され超音波
    振動させる手段をさらに含む、ディスク（１０）を作る
    装置（２５）。
  12. （１２）特許請求の範囲第１０項に記載の装置（２５）
    において、前記ホーンと前記アンビル（３６）との間に
    電気接触がなされると前記の超音波振動を停止させる、
    ディスク（１０）を作る装置。
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