(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に軸形状部を有する磁気記録媒体用ディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、
前記ディスク部材の上面を成形する上型と、前記ディスク部材のディスク部から突出した軸形状部を成形するための軸用孔部を有し、前記ディスク部の少なくとも下面及び前記軸形状部を成形するための不分割式の中型と、前記軸形状部の下面を成形するための下型と、前記上型、中型及び下型を案内するガイド部材とを備え、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有することを特徴とするプレス用金型。
【請求項２】
前記中型の軸用孔部が貫通した孔であることを特徴とする請求項１記載のプレス用金型。
【請求項３】
前記ガイド部材が、プレス成形時における前記上型によるプレス押し込み量を規定することを特徴とする請求項２に記載のプレス用金型。
【請求項４】
前記中型が、前記ディスク部材のディスク部から突出した軸形状部を成形するための軸用孔部および前記ディスク部の少なくとも下面を成形するための円形状凹部を有することを特徴とする請求項３に記載のプレス用金型。
【請求項５】
前記中型の前記凹部の深さ寸法が、前記ディスク部の高さの半分以上であることを特徴とする請求項４に記載のプレス用金型。
【請求項６】
前記中型の前記凹部の深さ寸法が、前記ディスク部の高さと等しく、前記中型の上面が、プレス成形時における前記上型によるプレス押し込み量を規定することを特徴とする請求項２に記載のプレス用金型。
【請求項７】
前記中型は外枠と底枠との二部品で構成され、前記凹部が前記外枠と前記底枠とで形成され、前記中型の外枠が、プレス成形時における前記上型によるプレス押し込み量を規定することを特徴とする請求項２に記載のプレス用金型。
【請求項８】
上面からプレス成形を行なう上型と、軸用孔部を有して軸形状部を形成する不分割式の中型と、該軸形状部の下面を成形するための下型とを用いて、中央に前記軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形する軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法であって、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有する方法において、
中心軸に直交する断面が円形であり、少なくとも前記軸用孔部よりも大きい円形断面を含んだ回転体形状である硝材を前記中型の前記軸用孔部に置き、その後プレス成形を行うことを特徴とする軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法。
【請求項９】
上面からプレス成形を行なう上型と、軸用孔部を有して軸形状部を形成する不分割式の中型と、該軸形状部の下面を成形するための下型とを用いて、中央に前記軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形する軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法であって、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有する方法において、
硝材の中心軸と前記軸用孔部の中心軸とを一致させて、前記硝材を前記軸用孔部に置き、その後プレス成形を行うことを特徴とする軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法。
【請求項１０】
前記中型の軸用孔部の少なくとも硝材を載置する側が面取り加工したことを特徴とする請求項８に記載の軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法。
【請求項１１】
球形硝材の質量を成形品の質量と等しくしておくと共に、中型の軸用孔部の寸法を、製作したい成形品の軸形状部と等しくし、さらに、中型と上型の隙間が完成品寸法と等しくなるように高さ規制部材の寸法を決めることを特徴とする請求項８に記載の軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法。
【請求項１２】
中央に軸形状部を有する磁気記録媒体用ディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、
上面からプレス成形を行なう上型と、軸形状部を成形するための複数個の軸用孔部がそれぞれ干渉しないように設けられている不分割式の中型と、該軸形状部の下面を成形するための下型と、プレスの押し込み量を決めるための高さ規制部材とを有し、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有することを特徴とするプレス用金型。
【請求項１３】
上面からプレス成形を行なう上型と軸形状部を形成する不分割式の中型と該軸形状部の下面を成形するための下型を用いて、ディスク部材と中央の軸形状部の同芯度が求められるディスク部材をプレス成形する軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法であって、前記中型と前記下型との接触面は、中型の軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有する方法において、
中心軸に直交する断面が円形である回転体形状の硝材を用い、該硝材を前記中型の複数個の軸用孔部にそれぞれ置いてプレス成形を行うことにより、軸形状部とディスク部材の同芯度を確保することを特徴とする軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法。
【請求項１４】
中央に軸形状部を有する磁気記録媒体用ディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、
上面からプレス成形を行なう上型と、軸形状部を成形するための軸用孔部が設けられている複数個の不分割式の中型と、該軸形状部の下面を成形するための下型と、プレスの押し込み量を決めるための高さ規制部材とを有し、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有することを特徴とするプレス用金型。
【請求項１５】
上面からプレス成形を行なう上型と軸形状部を形成する不分割式の中型と該軸形状部の下面を成形するための下型を用いて、ディスク部材と中央の軸形状部の同芯度が求められるディスク部材をプレス成形する軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法であって、前記中型と前記下型との接触面は、中型の軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有する方法において、
中心軸に直交する断面が円形である回転体形状の硝材を用い、該硝材をプレス用金型の複数個の中型の軸用孔部にそれぞれ置いてプレス成形を行うことにより、軸形状部とディスク部材の同芯度を確保すると共に、複数個のディスクを同時に成形することを特徴とする軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクや磁気ディスク等の中央に軸形状部を有するディスク部材から成るディスクのガラス基板をプレス成形するためのプレス用金型および軸形状部付きディスクの成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの普及に伴い外部記憶装置の一つであるディスクドライブ装置の小型化、高容量化などの高性能化への要求は、非常に高まってきている。それに伴って、磁気ヘッドの低浮上化が、盛んに検討され、磁気ディスクの平滑性については極めて高い精度が要求されてきている。
【０００３】
従来、磁気ディスク用の基板材料としては、アルミニュウム合金が主として用いられてきた。しかしながら、アルミニュウム合金基板の場合には硬度が低いことから高精度な砥粒および研磨装置を使用して精密研磨加工しても、研磨面が塑性変形するため、高精度の平滑面を得ることは難しく、また基板表面により硬度の高いニッケル−リンメッキ層を形成しても、高い精度の要求に応えることが難しくなってきた。
【０００４】
また、小型化の動きはディスク厚みの薄膜化を要求し、強度の低いアルミニュウム合金基板は、この面からも要求に応えることが難しくなってきている。
【０００５】
最近の高感度な巨大磁気抵抗効果型ヘッドの採用は、磁気ディスクにノイズ低減を要求し、基板には磁性膜成膜後の熱処理によるノイズ低減に対応することが求められている。しかしながら、この面からもアルミニュウム合金は要求に応えることが難しくなってきている。
【０００６】
上記問題を解決するため、磁気ディスク用基板として、ガラス、セラミック、カーボンなど新しい材料が提案されており、中でも、ガラス基板は広く検討され既に実用化されている。ガラス基板は強度が大きく、耐熱性も良好で、表面硬度が高く、精密研磨加工によって、高精度な平滑性の要求に十分応えることができるものである。
【０００７】
従来、磁気ディスク用ガラス基板は、所定のサイズに切り抜かれた後、平滑な表面を得るために１枚１枚ガラス基板を精密研磨する研磨法により製造されてきた。しかしながら、研磨工程に高い精度が要求され、かつ、工程数も多いという欠点があった。
【０００８】
そのため、磁気ディスク用ガラス基板の新しい製造方法として、金型とガラス材料を等温度でプレスする等温プレス成形法が検討されている。等温プレス成形法は光学ガラス素子製造の分野では、数多くの検討がなされ、高品質かつ高生産性の可能な製造方法として既に実用化が図られている。
【０００９】
プレス成形に用いる金型は、高温高圧状態でガラスを繰り返し成形しても劣化しない特殊な金型が必要であり、種々の検討がなされている。
【００１０】
プレス成形用の金型母材としては、超硬合金（タングステンカーバイド）や、サーメット、ジルコニア、炭化珪素その他セラミックスが使用され、金型は母材保護と離型時のガラスの粘着を防止するため、離型性、耐酸化性、耐反応性の良い保護膜がコーティングされるものが開発されている。
【００１１】
例えば、特開平２−１３７９１４号公報には、超硬合金表面に貴金属合金薄膜を設けたディスク用成形金型が提案され、最近の高密度記録の動きに対応した磁気ディスク用ガラス基板の新しい製造方法として、盛んに検討されている。
【００１２】
また、近年、ディスクドライブ装置のディスクに対して記録容量の大容量化の要求は、ディスクの回転精度の高精度化が必要になってきている。
【００１３】
しかしながら、従来の構成のディスク駆動用モータの回転台にドーナツ状のディスクを載置したディスクドライブ装置では、回転台のフランジ部及びディスクのそれぞれの面振れ及び回転中心に対する軸心振れが、重畳された形で現れ、回転中のディスクの動的面振れ及び軸心振れを小さく抑えることは非常に難しく、それぞれの面振れ及び軸心振れを非常に高精度に作成することが必要になり、コスト高にもなるという課題があった。
【００１４】
また、近年、パソコンをはじめとしたモバイル用途の高まりは、更なるディスクドライブ装置の小型薄型化を促進しているが、前記従来構成では、その要求にこたえることが出来なくなってきた。
【００１５】
そのため、本発明者らは、ディスクとディスク駆動用モータの回転軸を一体に形成することにより、薄型化を実現するとともに、高精度なディスクの面振れ及び軸心振れを実現し、高記録密度の実現を図ることができる軸一体型ガラスディスク基板をガラス成形工法により提供する検討を行ってきた。
【００１６】
例えば、光ディスクや磁気ディスク等の中央部に軸形状部を有するディスク部材から構成されるディスクのガラス基板のプレス成形のための金型の構成が、例えば、図２２および図２３に示され、そのプレス成形方法が図２４乃至図２６に示されている。
【００１７】
従来の、この第１の例においては、図２２，図２５に示されるように、プレス成形を行なう金型は、ディスク部材１２５の上面をプレス成形するための上型１１４と、軸形状部１２４の形状をプレス成形するために軸形状部１２４に対応する形状の軸用穴部１１６ａが、あらかじめ設けられた下型１１６とから構成され、金型をプレスした時に、ディスク部材１２５の厚さを規制するための高さ規制板１１５と組み合わせて使用されている。なお、軸用穴部１１６ａは、貫通した孔ではなく、窪んだ穴としてあらかじめ加工して設けられたものである。
【００１８】
実際のプレス成形は、図２３乃至図２６に示されるように、上型１１４と下型１１６との間にガラス等の硝材１２２を置き、高さ規制板１１５によって上型１１４と下型１１６との位置合わせを行なう。この高さ規制板１１５は、上型１１４と下型１１６とのガイド役も兼ねている。そして、上型１１４と下型１１６とをヒータ１１９、１２０によって温度制御されるステージ１１７、１１８で上下から挟み込む。そして、ヒータ１１９、１２０によってステージ１１７、１１８を加熱し、さらに上型１１４と下型１１６とを加熱して、硝材１２２をガラスの成形を行なう温度（ガラスの軟化点温度付近）にまで加熱する。
次に、プレス１２１によって加圧を行なって硝材１２２を変形させて、図２４乃至図２６に示されるディスク部材１２５から成る成形品１２３を成形する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような金型構成によって成形された成形品１２３の軸形状部１２４の先端は、成形時に下型１１６の軸用穴部１１６ａから抜けきらないで残った空気によって、下型１１６の形状の通りには成形されずに、軸部の形状精度に影響するだけでなく、著しい場合には、エッジ部が逆円弧状に形成されてしまう。また、設計上、残った空気の影響を低減することは可能であるが、成形後に、軸形状部１２４の軸先端部１２４ａを切断等して加工するなどの後加工が必要となる。
【００２０】
また、ディスク部材１２５においても、成形工程中に軸部に残存する空気の影響が、ディスク部にまで及び、ディスク部材１２５の平坦度、真円度に置いても、不十分で要求精度を満たすものではなかった。
さらには、軸形状部１２４とディスク部材１２５の同芯度に置いても同様の影響により、不十分で要求精度を満たすものは得られなかった。
そのために、所望のサイズよりも大きな径の物を成形し、成形品１２３の外周部を加工して、ディスク部材１２５の外形加工など、後加工を必要とした。
【００２１】
上記事情を鑑み、本発明の目的は、高密度磁気記録に適した超平滑面を持つ磁気ディスク用ガラス基板とディスク駆動用モータの回転軸としての高精度な寸法精度をあわせ持ち、ディスク一体型モータの実現を可能とする軸一体型ガラスディスク基板をガラス成形工法により製造するディスクプレス用金型と軸形状部付きディスクの成形方法を提供するものである。
【００２２】
さらにまた、本発明の別の目的は、一回の成形で複数個の成形品を成形できるプレス用金型および軸形状部付きディスクの成形方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明のプレス用金型は、中央に軸形状部を有する磁気記録媒体用ディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、前記ディスク部材の上面を成形する上型と、前記ディスク部材のディスク部から突出した軸形状部を成形するための軸用孔部を有し、前記ディスク部の少なくとも下面及び前記軸形状部を成形するための中型と、前記軸形状部の下面を成形するための下型と、前記上型、中型及び下型を案内するガイド部材とを備え、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明のプレス用金型は、前記中型の軸用孔部が貫通した孔であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明のプレス用金型は、前記ガイド部材が、プレス成形時における前記上型によるプレス押し込み量を規定することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明のプレス用金型は、前記中型が、前記ディスク部材のディスク部から突出した軸形状部を成形するための軸用孔部および前記ディスク部の少なくとも下面を成形するための円形状凹部を有することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明のプレス用金型は、前記中型の前記凹部の深さ寸法が、前記ディスク部の高さの半分以上であることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明のプレス用金型は、前記中型の前記凹部の深さ寸法が、前記ディスク部の高さと等しく、前記中型の上面が、プレス成形時における前記上型によるプレス押し込み量を規定することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明のプレス用金型は、前記中型が外枠と底枠との二部品で構成され、前記凹部が前記外枠と前記底枠とで形成され、前記中型の外枠が、プレス成形時における前記上型によるプレス押し込み量を規定することを特徴とする。
【００３０】
さらに、本発明の軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法は、上面からプレス成形を行なう上型と、軸用孔部を有して軸形状部を形成する不分割式の中型と、該軸形状部の下面を成形するための下型とを用いて、中央に前記軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形する軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法であって、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有する方法において、中心軸に直交する断面が円形であり、少なくとも前記軸用孔部よりも大きい円形断面を含んだ回転体形状である硝材を前記中型の前記軸用孔部に置き、その後プレス成形を行うことを特徴とする。
【００３１】
さらに、本発明の軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法は、上面からプレス成形を行なう上型と、軸用孔部を有して軸形状部を形成する不分割式の中型と、該軸形状部の下面を成形するための下型とを用いて、中央に前記軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形する軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法であって、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有する方法において、硝材の中心軸と前記軸用孔部の中心軸とを一致させて、前記硝材を前記軸用孔部に置き、その後プレス成形を行うことを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明の軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法は、前記中型の軸用孔部の少なくとも硝材を載置する側が面取り加工したことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法は、球形硝材の質量を成形品の質量と等しくしておくと共に、中型の軸用孔部の寸法を、製作したい成形品の軸形状部と等しくし、さらに、中型と上型の隙間が完成品寸法と等しくなるように高さ規制部材の寸法を決めることを特徴とする。
【００３４】
さらに、本発明のプレス用金型は、中央に軸形状部を有する磁気記録媒体用ディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、上面からプレス成形を行なう上型と、軸形状部を成形するための複数個の軸用孔部がそれぞれ干渉しないように設けられている不分割式の中型と、該軸形状部の下面を成形するための下型と、プレスの押し込み量を決めるための高さ規制部材とを有し、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有することを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法は、上面からプレス成形を行なう上型と軸形状部を形成する不分割式の中型と該軸形状部の下面を成形するための下型を用いて、ディスク部材と中央の軸形状部の同芯度が求められるディスク部材をプレス成形する軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法であって、前記中型と前記下型との接触面は、中型の軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有する方法において、中心軸に直交する断面が円形である回転体形状の硝材を用い、該硝材を前記中型の複数個の軸用孔部にそれぞれ置いてプレス成形を行うことにより、軸形状部とディスク部材の同芯度を確保することを特徴とする。
【００３６】
本発明のプレス用金型は、中央に軸形状部を有する磁気記録媒体用ディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、上面からプレス成形を行なう上型と、軸形状部を成形するための軸用孔部が設けられている複数個の不分割式の中型と、該軸形状部の下面を成形するための下型と、プレスの押し込み量を決めるための高さ規制部材とを有し、前記中型と前記下型との接触面は、軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法は、上面からプレス成形を行なう上型と軸形状部を形成する不分割式の中型と該軸形状部の下面を成形するための下型を用いて、ディスク部材と中央の軸形状部の同芯度が求められるディスク部材をプレス成形する軸形状部付き磁気記録媒体用ディスクの成形方法であって、前記中型と前記下型との接触面は、中型の軸用孔部に閉じ込められた気体が中型と下型との隙間から抜けることが可能な表面粗さを有する方法において、中心軸に直交する断面が円形である回転体形状の硝材を用い、該硝材をプレス用金型の複数個の中型の軸用孔部にそれぞれ置いてプレス成形を行うことにより、軸形状部とディスク部材の同芯度を確保すると共に、複数個のディスクを同時に成形することを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明のディスク用ガラス基板成形用金型としては、成形時の高温高圧に耐えれる耐熱性、耐酸化性、高温時の機械強度が要求され、また、高温のガラスと接触するため、ガラスとの反応性が低いことが要求される。
【００３９】
また、高密度磁気記録媒体に要求される表面平滑性、また、モータ軸受けとしてのサブミクロンの寸法精度が要求される。
このような要求に応えられるものとしは、加工性の良好な超硬合金を母材として、保護膜に貴金属合金膜を形成した金型が最適である。もちろん、これに限定されるものではない。
【００４０】
貴金属合金膜としては白金（Ｐｔ）、レニウム（Ｒｅ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）及びルテニウム（Ｒｕ）からなる群より選ばれた少なくとも１種の元素を主成分として含有し、かつタンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、レニウム（Ｒｅ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）及びルテニウム（Ｒｕ）からなる群より選ばれた少なくとも１種の元素を含有するものが適用される。
もちろん、これらの金型に限定されるものではない。
【００４１】
本発明に用いるガラス材料としては、磁気ディスク用基板としての機械強度を持つものが望ましい。ヤング率としては、８０ＧＰａ以上が望ましい。また、磁気記録媒体への影響の少ない化学的安定性の高いものが要求される。また、ガラス成形に適した温度特性、金型への影響の少ないことも必要である。
【００４２】
このような要求に応えるものとしては、アルミノシリケート系、アルミノホウ酸シリケート系、アルミノリチウムシリケート系、ジンクアルミノシリケート系ガラスなどがあるが、これに限定されるものではない。
【００４３】
プレス成形するガラスの粘度は、ガラスの軟化点付近が良く、好ましくは、１０７〜１０８ポイズが望ましい。これより大きい場合には、金型プレス面への付着が発生しやすいばかりでなく、冷却時の熱収縮が大きく、金型プレス面の精密転写が行われず、目的精度のものが得られないばかりか、割れが発生することもある。また、これより小さい場合には、十分な変形速度が得られず、その対策として加重をあげた場合には、割れが生じやすい。
【００４４】
また、プレス温度は、金型の耐久性、エネルギー効率の観点から出来るだけ低い方が良い。プレス成形温度としては、ガラスの軟化点（ガラスの粘度が１０７．６ポイズの温度）付近温度を用いるが、７００℃以下、好ましくは６５０℃以下、さらに好ましくは６００℃以下である。
【００４５】
プレス成形の圧力としては、１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜６００ｋｇｆ／ｃｍ２がよい。もちろん、ガラスの粘度に応じて、圧力を変えることが必要である。
高粘度の場合には、１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下が望ましく。ガラスの軟化点付近の粘度でも６００ｋｇｆ／ｃｍ２以下が適当である。圧力が高すぎると、ガラス割れが生じるだけでなく、著しい場合には、金型の変形を招くことがある。成形効率の観点からは、ガラス割れが生じない限界圧力付近を用いればよい。限界圧力については、実験的に求めることが出来る。
【００４６】
本発明によれば、プレス用金型は、中央に軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、上型と下型、軸形状部を成形するための貫通した孔の軸用孔部を有する中型と、高さを規制する高さ規制部材としての高さ規制板とを有しており、中型の軸用孔部上に載置された硝材により、軸用孔部に閉じ込められた空気等の気体は、軟化したガラスが軸用孔部に入り込むに従って、中型と下型との隙間から抜けることが可能であり、成形時に軸形状部に空気等の気体が溜まることがなく正しい形状に成形することができる物である。
【００４７】
さらに、空気などの気体の残留を防止する為には、中型と下型との接触面における表面粗さが重要であり、設計寸法精度に影響のない範囲で粗い方が望ましく、０．１Ｓ以上が適当である。また、成形過程に置いて、軸用孔部に軟化したガラス材を充填するプレス圧は、低圧力にすることによって、抜けやすくなり、１００ｋｇｆ／ｃｍ２以下が望ましい。
【００４８】
また、本発明によれば、軸形状部付きディスクの成形方法は、上記のプレス用金型を用い、該硝材の中心軸に直交する断面が円形であり、少なくとも前記軸用孔部よりも大きい円形断面を含んだ回転体形状の硝材、例えばほぼ球形の硝材を用いることによって、中型に設けられた軸用孔部の中心線と硝材の中心線を容易に一致させて設置することが可能であり、成形品の軸形状部とディスク部材との高精度の同芯度が容易に得られるものである。また、プレスの際、硝材が中心軸から、放射状に均一に拡散することにより、良好な真円度を有する成形品が得られる。
【００４９】
さらに、前記プレス用金型の中型の軸用孔部の少なくとも硝材を載置する側をチャンファー加工、フィレット加工などの面取り加工することによって、金型軸用孔部と硝材とのあたりが安定になり、成形品の軸形状部とディスク部材との高精度な同芯度が容易にかつ安定に得られるものである。
【００５０】
また、硝材質量、各金型形状、高さ規制板の寸法等をディスク部材の最終寸法に合わせることによって、プレス成形のみで、所要の形状のディスク部材および軸形状部を有するディスク成形品が高精度で得られるものであり、しかも一回のプレス成形で複数個の成形品を同時に成形することができるものである。
【００５１】
本発明のその他の目的と特徴および利点等は以下の添付図面に沿った幾つかの実施例に就いての詳細な説明から明らかになろう。
【００５２】
（実施例１）
図１は本発明の軸形状部付きディスク（ディスク部の外径２５．４ｍｍ、厚み０．３８ｍｍ、軸部の径４．０００ｍｍ、長さ１．５００ｍｍ）の成形方法を実施するためのプレス用金型の実施例１を示す断面図で、図２乃至図５はその成形方法の説明図である。
【００５３】
図１に示されるように、本発明の軸形状部付きディスクの成形方法を実施するための実施例１であるプレス用金型は、上型１と、高さを規制する高さ規制部材としての高さ規制板２と、成形品１１の軸形状部１２を加工するための貫通した孔から成る軸用孔部３ａが中央に設けられた中型３と、下型４とを有するように構成されている。
【００５４】
上型１および下型４は、プレス部の直径３０ｍｍの超硬合金の表面に貴金属合金からなる保護膜を有しており、その表面は、表面粗さＲａ０．５ｎｍ、平坦度０．２μｍを有している。
【００５５】
また、中型は、中心に、直径４．０００ｍｍの軸用孔部が設けてあり、厚み１．５００ｍｍの超硬合金の表面に、貴金属合金からなる保護膜を有している。
ここで、軸用穴部の直径および厚みは、成形時のガラスの熱収縮を考慮した寸法であり、目的の軸形状部付きガラス基板よりも大きい設計値となっている。
【００５６】
この熱収縮による寸法の補正は、材料の熱膨張係数などから求めることが可能であるが、最終的な補正は、成形条件に合わせ、実験的に調整することが出来るものである。
【００５７】
このような本発明のプレス用金型において、上型１と下型４とは、成形品１１のディスク部材１３の上面（情報記録面）および軸形状部１２の下面（スラスト面）をそれぞれプレス成形するための部材であって、成形面が平坦な押圧部１ａ、４ａと、これら押圧部１ａ、４ａよりも寸法が幾分大きなフランジ部１ｂ、４ｂとをそれぞれ有した凸形をなしており、これら押圧部１ａ、４ａが高さ規制板２の中空部に上下方向からそれぞれ嵌合するようになっている。さらにまた、高さ規制板２は、ディスク部材１３の高さ（ディスクの厚み０．３８ｍｍ）を規制するための円筒状の部材で、超硬合金から製作した中空のリング形状を成しており、中型３を内部の中空部に収容して上型１と下型４の間に挟み込み、これら上型１と下型４のフランジ部１ｂ、４ｂに高さ規制板２の上下端面をそれぞれ突き当てることによって、プレス用金型の高さ方向の動きの規制を行なうことができる部材であって、成形品１１の厚さを規定するものである。
【００５８】
このような本発明のプレス用金型において、ディスクをプレス成形するには、図２に示されるように、先ず、下型４の上に中型３を載せ、高さを規制する高さ規制板２を、下型４の押圧部４ａと中型３とを囲むように取付ける。次に、アルミノホウ酸シリケート系ガラス（軟化温度６００℃）から成るやや偏平な球形の硝材１０を中型３の中央部の軸用孔部３ａの上に載せ、さらに、その上に上型１を載置する。この時に、高さ規制板２は、上型１の押圧部１ａのガイド役をも行なうように兼ね合わせて備えている。そして、このような金型のセットをステージ６の上に配置し、ステージ５を上型１に接するまで下降して５０ｋｇｆの加重をかけ、ステージ５、６によって金型を上下方向から挟み込む。
【００５９】
次いで、ヒータ７、８によって加熱してステージ５、６の温度を上昇させて、金型の上型１、中型３、下型４を、硝材１０の成形を行う軟化点付近の温度６００℃にまで加熱する。６００℃に達してから５分間保持した後、プレス９によって３分間かけて加重を５０００ｋｇｆ増加し、金型を加圧してプレス成形を行なう。
【００６０】
その後、ヒータ７、８をオフ（ＯＦＦ）にして、加重を１０００ｋｇｆに低下させ、ステージ５、６および上型１、中型３、下型４、硝材１０をガラス材の歪み点温度４４０℃まで冷却した後、さらに加重を５０ｋｇｆにまで低下させた後、１００℃以下の温度で取り出す。
【００６１】
なお、プレス成形は、図２に示されるようにケーシング１８等によって囲まれて、窒素を充填した不活性雰囲気中でおこなった。また、充填窒素はフィルターを通し、ダストを管理したクリーンな環境で行なった。
【００６２】
上述の成形方法によって、硝材１０は、図４および図５に示される成形品１１のように金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、軸形状部付きディスクが得られた。また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、２５μｍと目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１μｍと目標の２μｍ内であった。さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、目標の２μｍであり、モータ軸としての目標内の物が得られた。
【００６３】
以上の結果から、本発明の軸形状部付きディスクの成形方法を実施するためのプレス用金型の構成を、上型１、高さ規制板２、中型３、下型４とすることによって、中型３の貫通した孔から成る軸用孔部３ａの先端部分に空気等の気体が残留することを防ぎ、金型を精密転写した設計通りの形状にプレス成形して成形品１１を得ることができた。
【００６４】
なお、本実施例において、高さ規制板２を円筒状の部材として図示、説明したが、このような中空のリング形状の部材としての形状と配置に限定されるものではなく、所定の寸法の成形品１１のディスク部材１３を形成するように、上型１の押圧部１ａと下型４の押圧部４ａの間に高さ規制板２を配置したり、または、下型４の上に中型３を載置して、その上に高さ規制板２を配置したり、さらに、下型４の上に中型３を載置して上型１と下型４の間に適宜なガイド手段を設けて高さは規制せずにガイドのみを行って上型１および下型４間の高さを距離センサによって検出する等の、構成および配置とすることが可能である。また、以下の種々の実施例においても、高さ規制板の構成と配置を同様に変更できることは勿論である。
【００６５】
（実施例２）
図６乃至図９は、本発明の軸形状部付きディスクの成形方法を実施するためのプレス用金型における実施例２を示すもので、図６に示されるように、硝材１４は、あらかじめ球形の形状に仕上げられたものである。
【００６６】
本発明のこの実施例２において使用されるプレス用金型は、先の実施例１で使用された金型と構成および寸法が同じであり、押圧部１ａとフランジ部１ｂを有する上型１と、高さを規制する規制部材としての円筒状の高さ規制板２と、成形品１５の軸形状部１６を形成するための軸用孔部３ａを中央に有する中型３と、押圧部４ａとフランジ部４ｂを有する下型４とから構成されており、中型３の貫通した孔である軸用孔部３ａの上に硝材１４を載せて成形を行なうものである。φ７．３９の球形状の硝材１４を実施例１と同様なプレス成形工程に従ってプレス成形した。
【００６７】
この実施例の場合、中型３の軸用孔部３ａ直径４．００３ｍｍの上に置かれた球形状の硝材１４は、その中心軸が軸用孔部３ａの中心軸と一致して置くことが出来る。
【００６８】
プレス成形によって、中型３の中央の軸用孔部３ａを中心にして円形状に広がって行き、上型１の押圧部１ａの成形面と、中型３の上面および軸用孔部３ａとによって軸形状部１６とディスク部材１７とが成形されると共に、これら軸形状部１６とディスク部材１７との同芯度が確保される。つまり、図７乃至図９に示されるように、成形品１５の軸形状部１６の直径Ａとディスク部材１７の直径Ｂの同芯度が確保されるものである。
【００６９】
得られた軸形状部付きディスクは、実施例１と同様に金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、軸形状部付きディスクが得られた。また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、２５μｍと目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１μｍと目標の２μｍ内であった。
さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、目標の２μｍを下回る１．５μｍを確保することができ、モータ軸としての目標内の物が得られた。
【００７０】
（実施例３）
さらに、本発明の軸形状部付きディスクの成形方法の実施例３においては、プレス用金型は、上述の実施例１と同様の構成および寸法から成り、球形の硝材１４の質量をあらかじめ成形品１５のディスク部材１７の最終形状の質量（５２８．２５ｍｇ）と等しくしたものである。
【００７１】
また、図６に示される如く、中型３の厚さ方向の寸法ｔも、成形品１５のディスク部材１７の最終形状の軸形状部１６の寸法と合せておく。さらにまた、上型１の押圧部１ａの厚さＸ１と、下型４の押圧部４ａの厚さＸ２と、中型３の厚さｔと最終形状の成形品１５のディスク部材１７の厚み寸法を足し合せた寸法を規制板の高さＸ３と合せておく。
【００７２】
このような組み合わせによって、プレス成形を行なうことにより、図８および図９に示されるように、プレスされた成形品１５の軸形状部１６の直径Ａとディスク部材１７の直径Ｂと、それぞれにおける厚さｈ１、ｈ２とを、成形品１５のディスク部材１７の最終形状の寸法に等しくすることができる。
【００７３】
しかしながら、高精度な寸法精度が要求される場合には、金型材料および成形するガラスの熱収縮を考慮して補正することが必要であり、さらに高精度が必要な場合には、実際の成形実験結果により補正することが可能である。
【００７４】
本実施例の場合には、上型１の押圧部１ａの厚さ１５ｍｍと、下型４の押圧部４ａの厚さ１０ｍｍと、中型３の厚さ１．５００ｍｍと最終形状の成形品１５のディスク部材１７の厚み寸法０．３８ｍｍを足し合せた寸法２６．８８０ｍｍを規制板の高と合せておき、前記成形条件により得られた軸形状部付きディスクの寸法から熱収縮分の補正をおこなった。
【００７５】
得られた軸形状部付きディスクは、実施例１と同様に金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、ディスク部の外径２５．４ｍｍ、厚み０．３８ｍｍ、軸部の径４．０００ｍｍ、長さ１．５００ｍｍの目的寸法の軸形状部付きディスクが得られた。
【００７６】
また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、２５μｍと目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１μｍと目標の２μｍ内であった。
さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、目標の２μｍを下回る１．５μｍを確保することができ、モータ軸としての目標内の物が得られた。
【００７７】
（実施例４）
さらに、本発明の軸形状部付きディスクの成形方法の実施例４においては、プレス用金型は、上述の実施例３と同様の構成および寸法から成り、球形の硝材１４の質量もあらかじめ成形品１５のディスク部材１７の最終形状の質量（５２８．２５ｍｇ）と等しくしたものである。また、図２７に示される如く、中型３の軸形状部１６の硝材を載置する側にＣ０．２のチャンファー加工を施したものである。
【００７８】
チャンファー加工によって、中型の軸用孔部と硝材とのあたりが安定になり、成形品の軸形状部とディスク部材とが高精度の同芯度が容易にかつ安定に得られるものである。
【００７９】
得られた軸形状部付きディスクは、実施例３と同様に金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、ディスク部の外径２５．４ｍｍ、厚み０．３８ｍｍ、軸部の径４．０００ｍｍ、長さ１．５００ｍｍの目的寸法の軸形状部付きディスクが得られた。
【００８０】
また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、２５μｍと目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１μｍと目標の２μｍ内であった。さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、目標の２μｍを下回る１．５μｍを確保することができ、モータ軸としての目標内の物が得られた。
成形品の同芯度のバラツキは、実施例３の場合よりも２０％改善されたものであった。
【００８１】
（実施例５）
本発明のこの実施例５において使用されるプレス用金型は、図２８に示すように、先の実施例１で使用された金型と構成が実質的に同じでものあり、押圧部１ａとフランジ部１ｂを有する上型１と、高さを規制する規制部材としての円筒状の高さ規制板２と、成形品１５の軸形状部１６を形成するための軸用孔部３ａを中央に有する中型３と、押圧部４ａとフランジ部４ｂを有する下型４とから構成されており、中型３の貫通した孔である軸用孔部３ａの上に硝材１４を載せて成形を行なうものである。
【００８２】
また、図２８に示される如く、中型３の厚さ方向の寸法Ｘ２と下型４の厚さＸ３との差を、成形品１１の最終形状の軸形状部１６の寸法と合せておく。さらにまた、上型１の押圧部１ａの厚さＸ１と、中型３の厚さ方向の寸法Ｘ２と、最終形状の成形品１１のディスク部材１７の厚み寸法を足し合せた寸法を規制板の高さＸ４と合せておく。
【００８３】
本実施例の場合、中型３の厚さ方向の寸法Ｘ２と下型４の厚さＸ３との差を、成形品１１の最終形状の軸形状部１６の寸法と合せておけばよい為、中型の厚みを厚くすることが出来、金型加工上の精度を向上させることが出来るとともに、中型は直接ヒータに接している為、熱的な安定性も向上させることが出来き、ディスク部の真円度を改善できるものである。
【００８４】
実施例４と同様の条件にして、プレス成形を実施した。
得られた軸形状部付きディスクは、実施例４と同様に金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、ディスク部の外径２５．４ｍｍ、厚み０．３８ｍｍ、軸部の径４．０００ｍｍ、長さ１．５００ｍｍの目的寸法の軸形状部付きディスクが得られた。
【００８５】
また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、２０μｍと実施例４よりも改善され、目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１μｍと、目標の２μｍ内であった。
【００８６】
さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、目標の２μｍを下回る１．５μｍを確保することができ、モータ軸としての目標内の物が得られた。
成形品の同芯度のバラツキは、実施例４の場合と同等のものが得られた。
【００８７】
（実施例６）
図２９および図３０は本発明の第６の実施例における金型の構成を示し、図３１乃至図３３はその説明図である。
【００８８】
本実施例においては、図２９および図３０において、１はディスクの上面をプレス成形するための上型であり、成形面は平坦である。３はディスク部の下面および軸部の形状をプレス成形するための中型であり、ディスク部の下面に等しい凹加工が施され、凹部の表面は平坦である。また、中型３の中央には凹部と同軸上にディスクの軸部に対応する孔形状が加工されている。４は軸形状部の下面を成形するための下型であり、成形面は平坦である。また、２はディスクの高さを規制するためのガイド部材であり、中空リング形状で、中型３を挟み、上型１、下型４のフランジ部に突き当てることにより、高さ方向の規制を行う。
【００８９】
このときガイド部材２の高さｈ２は、
ｈ２＝ｈ１＋ｈ４＋Ｈ
であり、中型３の高さｈ３は、
ｈ３＜Ｈ、Ｈ−ｈ３≧ｔ／２
である。なお、Ｈは軸形状部付きディスクの全厚、ｔは、軸形状部付きディスクのディスク部の厚さである。
【００９０】
以上の如く、ガイド部材２および中型３の高さを規定することによって、硝材の表面張力により、成形品１１は、図３０に示されるように成形される。
【００９１】
実施例４と同様の条件にして、プレス成形を実施した。
図３１に従って、プレス成形の方法を説明する。
【００９２】
まず、下型４の上に中型３をのせ、ガイド部材２を下型４、中型３を囲むように取り付ける。次に成形品の質量と等しい質量（５２８．２５ｍｇ）の球形状の硝材１０を中型３の軸用孔部にのせ、その上に上型１をのせる。このときガイド部材２は上型１のガイド役も行う。この金型のセットをステージ６の上に置き、ステージ５を上型１に接するまで下降して５０ｋｇｆの加重をかけ、ステージ５、６により挟み込む。そして、ヒータ７、８によってステージの温度を６００℃まで上昇させ、各金型および硝材１０を成形を行うガラス軟化点付近の温度６００℃まで加熱する。６００℃に達してから５分間保持した後、プレス９により３分間かけて加重を５０００ｋｇｆに増加させ、金型を加圧してプレス成形を行う。
【００９３】
この実施例６の金型構成によると、中型３の凹部内側面にガラスが触れると、そこに反力Ｆ１’が作用して、それ以上その方向には広がらなくなり、成形品１１が中型３の内側面部に触れていない方向に広がっていく。最終的には、図３３に示すように中型３の凹部にいきわたり、成形品１１の形状が決定する。
【００９４】
本実施例により得られた軸形状部付きディスクは、実施例４と同様に金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、ディスク部の外径２５．４ｍｍ、厚み０．３８ｍｍ、軸部の径４．０００ｍｍ、長さ１．５００ｍｍの目的寸法の軸形状部付きディスクが得られた。
【００９５】
また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、１０μｍと実施例５よりも改善され、目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１μｍと、目標の２μｍ内であった。
さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、目標の２μｍを下回る１μｍを確保することができ、モータ軸としての目標内の物が得られた。
【００９６】
本実施例の中型にディスク部に対応する凹み部がない場合には、中型に、上型１とガイド部材２の嵌め合いのガタ、ステージ５、６の平行度のずれ等によって、上型１と中型３、下型４の平行が崩れると、プレス時に図３２に示すように成形品１１は真円度が悪くなり、偏った方向に広がり、ディスク部の真円度向上にも、限界がある。
【００９７】
本実施例の場合には、成形品１１は中型の凹部によって外周が規制され、更なる、真円度の改善が、実施できるものである。また軸部も中型の軸形状部によって規制されるため、ディスク部と軸部の同芯度も改善されるものである。
【００９８】
（実施例７）
図３４および図３５は、本発明の第７の実施例を示すものである。
図３４および図３５に示すように、成形を行うための金型構成は実施例６と同様であり、成形の方法も実施例６と同様であるが、ガイド部材２および中型１２の高さ寸法は、以下とする。
【００９９】
ガイド部材２の高さｈ２は、
ｈ２＜ｈ１＋ｈ４＋Ｈ
であり、中型１２の高さは、
ｈ３＝Ｈ
である。なお、Ｈは軸形状部付きディスクの全厚、ｔは、軸形状部付きディスクのディスク部の厚さである。
これによって、ガイド部材２は図３５に示すように、成形時に上型１、中型３、下型４のガイドのみを行い、上型１のフランジ部には接触しない。そして、中型３が上型１に接触して、成形品１１の高さ方向の寸法を決定する。
実施例６と同様の条件にして、プレス成形を実施した。
【０１００】
本実施例の場合、成形品１１は中型３の凹部によって外周が規制され、また軸部も中型の軸形状部によって規制されるため、ディスク部の真円度、およびディスク部と軸部の同芯度が確保され、また、中型３の高さ方向の寸法に従って、成形品１１の高さ方向の寸法も決定する。
【０１０１】
本実施例により得られた軸形状部付きディスクは、実施例４と同様に金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、ディスク部の外径２５．４ｍｍ、厚み０．３８ｍｍ、軸部の径４．０００ｍｍ、長さ１．５００ｍｍの目的寸法の軸形状部付きディスクが得られた。
【０１０２】
また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、１０μｍと実施例５よりも改善され、目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１μｍと、目標の２１μｍ内であった。
【０１０３】
さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、目標の２μｍを下回る１μｍを確保することができ、モータ軸としての目標内の物が得られた。
【０１０４】
（実施例８）
図３６および図３７は、本発明の第８の実施例である。
【０１０５】
図３６に示すように、成形を行うための金型構成は実施例７とほぼ同様であり、成形の方法も実施例７と同等であるが、実施例７における中型１２に対し、中型を外枠と底枠に分割し、ディスクの直径φａに等しくなるように底枠の直径を決定し、さらに成形品の軸形状部の高さと等しくなるように高さ寸法を決定した底枠１３と、底枠１３の外周側面と嵌り合う貫通孔部を有し、さらに成形品の高さと等しくなるように高さ寸法を決定した（ｈ５＝Ｈ）外枠１４とで構成している。
【０１０６】
実施例６と同様の条件にして、プレス成形を実施した。
本実施例に置いては、中型の構成を分割することにより、凹形状の加工がなくなり、底枠１３、外枠１４は、平面加工と、孔加工、外周加工のみとなるために加工がし易く、精度が出しやすくなる。
【０１０７】
本実施例により得られた軸形状部付きディスクは、実施例４と同様に金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、ディスク部の外径２５．４ｍｍ、厚み０．３８ｍｍ、軸部の径４．０００ｍｍ、長さ１．５００ｍｍの目的寸法の軸形状部付きディスクが得られた。
【０１０８】
また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、１０μｍと実施例５よりも改善され、目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１μｍと、目標の２１μｍ内であった。
【０１０９】
さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、目標の２μｍを下回る１μｍを確保することができ、モータ軸としての目標内の物が得られた。
【０１１０】
（実施例９）
図１０は本発明の軸形状部付きディスクの成形方法を実施するためのプレス用金型の実施例９における断面図で、図１１乃至図１５はその成形方法の説明図である。
【０１１１】
本発明の実施例９の成形方法を実施するためのプレス用金型は、図１０乃至図１３に示されるように、押圧部２１ａとフランジ部２１ｂを有する上型２１と、金型の高さを規制する高さ規制部材としての円筒状の高さ規制板２２と、成形品３１の軸形状部３２を加工するための貫通した孔から成る複数個の軸用孔部２３ａが設けられた中型２３と、押圧部２４ａとフランジ部２４ｂから形成された下型２４とを有するように構成されている。
【０１１２】
このような本発明の実施例９のプレス用金型において、上型２１と下型２４とは、プレス部の直径１１０ｍｍの超硬合金の表面に貴金属合金からなる保護膜を有しており、その表面は、表面粗さＲａ０．５ｎｍ、平坦度０．５μｍを有しており、成形品３１のディスク部材３３の上面および軸形状部３２の下面をそれぞれプレス成形するための部材であり、成形面が平坦な押圧部２１ａ、２４ａと、これら押圧部２１ａ、２４ａよりも寸法が幾分大きなフランジ部２１ｂ、２４ｂとをそれぞれ有した凸形をなしている。また、高さ規制板２２（寸法２６．８８０ｍｍ）は、成形品３１のディスク部材３３の高さ、すなわち厚さを規制するための円筒状の部材であって、中空のリング形状を成しており、中型２３を内部に挟み入れて、高さ規制板２２の上下端面を、上型２１と下型２４のフランジ部２１ｂ、２４ｂに突き当てることによって高さ方向の動きの規制を行なうことができる部材であり、かつ成形品３１のディスク部材３３の厚さを規定するものである。
【０１１３】
また、中型２３は、後述するように複数個の成形品３１を成形するために複数個の貫通した孔としての軸用孔部２３ａ（直径４．０００ｍｍ）がそれぞれ互いに干渉しないように配置されている１つの型板として構成されており、本実施例においては、中型２３ａの中央に１つの軸用孔部２３ａが設けられ、この中央の軸用孔部２３ａを中心にして６つの軸用孔部２３ａが正六角形状（３５．４ｍｍ間隔）に配置されるように設けられている。
【０１１４】
勿論、これら軸用孔部２３ａは、数や配置が本例の如く中央の軸用孔部２３ａを中心にして正六角形状に６つが配置され、合計で７つ配置されるように設けられることに限られるものではなく、数も配置形状も適宜に選ぶことができるものである。
【０１１５】
このような本発明のプレス用金型において、ディスクをプレス成形するには、図１３に示されるように、先ず、下型２４の上に中型２３を載せ、高さを規制する高さ規制板２２を下型２４と中型２３とを囲むように取付ける。次に、球形の硝材３０の質量をあらかじめ成形品１５のディスク部材１７の最終形状の質量（５２８．２５ｍｇ）と等しくしたものを、中型２３に配設された複数個の軸用孔部２３ａの各々の上に載せ、さらに、その上に上型２１を載置する。従って、この時に、高さ規制板２２は、上型２１のガイド役をも行なうように兼ね合わせて備えている。
【０１１６】
そして、このような金型のセットをステージ２６の上に配置し、ステージ２５を上型２１に接するまで下降して、１５０ｋｇｆの加重をかけ、これらステージ２５、２６によって金型を上下方向から挟み込む。
【０１１７】
次いで、ヒータ２７、２８によって加熱してステージ２５、２６の温度を上昇させて、金型の上型２１、中型２３、下型２４を、硝材３０の成形を行う軟化点付近の温度６００℃にまで加熱する。６００℃に達してから８分間保持した後、プレス９によって３分間かけて加重を３００００ｋｇｆ増加し、金型を加圧してプレス成形を行なう。
【０１１８】
この時に、硝材３０と中型２３の各軸用孔部２３ａ内に挟まれた気体は、各硝材３０の軸用孔部２３ａ内への進入に伴なって圧縮されて、中型２３と下型２４の隙間からそれぞれ排出される。そして、各硝材３０が中型２３の各軸用孔部２３ａの隅々まで行き渡る。硝材３０は、粘度が高く、また、その表面張力によって中型２３と下型２４との間に入り込むようなことはなく、上型２１を介してプレス２９によって均等に加圧されて成形され、一回のプレスで複数個の成形品３１が作られる。
【０１１９】
その後に、ヒータ２７、２８をオフ（ＯＦＦ）にして、加重を７０００ｋｇｆに低下させ、ステージ２５、２６および上型２１、中型２３、下型２４、硝材３０を冷却する。硝材３０をガラス材の歪み点温度４４０℃まで冷却した後、さらに加重を３５０ｋｇｆにまで低下させた後、１００℃以下の温度で取り出す。
【０１２０】
上述の成形方法によって、硝材３０は、図１５および図１６に示される成形品３１のように金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、軸形状部付きディスクが得られた。また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、２５μｍと目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１．５μｍと目標の２μｍ内であった。さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、１μｍと目標の２μｍであり、モータ軸としての目標内の物が得られた。
【０１２１】
以上の説明から、本発明の軸形状部付きディスクの成形方法を実施するためのプレス用金型の構成を、上型２１、中型２３、下型２４とすることによって、中型２３の貫通した孔から成る軸用孔部２３ａの先端部分に空気等の気体が残留することを防ぎ、金型通りの形状に硝材３０をプレス成形して複数個の成形品３１を一回の成形で得ることができ、かつ成形品３１の軸形状部３２の軸先端部を
材３３とを良好に形成して、多数のディスクを好適に製作することができる。
【０１２２】
（実施例１０）
図１６乃至図２１は、本発明の軸形状部付きディスクの成形方法を実施するためのプレス用金型における実施例１０を示すもので、図２０に示されるように、球形の硝材４０は、先の実施例におけると同様にあらかじめほぼ球形の形状に好適に仕上げられたものである。
【０１２３】
本発明のこの実施例１０において使用されるプレス用金型は、先の実施例９で使用された金型と基本的な構成が実質的に同じであるが、中型が複数個の個々の型板から形成されていて、個々の成形品を個別に各中型毎に成形することが、先の実施例のものとは異なっている。すなわち、プレス用金型は、押圧部３５ａとフランジ部３５ｂを有する上型３５と、高さを規制する規制部材としての円筒状の高さ規制板３６と、中央に軸用孔部３７ａ（直径４．０００ｍｍ）を有する複数個の中型３７（直径３０．０００ｍｍ）と、これら複数個の中型３７が互いに干渉しないように間隔を置いて配設される１つの下型３８とから構成されており、各中型３７の貫通した孔である軸用孔部３７ａの上に硝材４０をそれぞれ載せて成形を行なうものである。従って、本実施例において、中型３７は、複数個の個々の型板として分割された形状に形成されており、各中型３７が各成形品４１に対応するように分割された構成に作られていることが、先の実施例９におけるものと異なっている。
【０１２４】
また、中型３７は、図示の本実施例では４つの中型３７が使用されているが、これら中型３７の数は任意に選ぶことができるものであり、プレス用金型の容量や、ディスクの大きさ等に応じて適宜な数に分割された複数個の中型３７を使用することができるものである。さらにまた、これら複数個の中型３７は、１つの下型３８の上に各中型３７が相互に干渉し合うことのないようにそれぞれ間隔を置いて配置されるのが好適である。
【０１２５】
本実施例においては、実施例９と同様の条件で成形した。
複数個の中型３７を有するプレス用金型において、各硝材４０をあらかじめほぼ球形にそれぞれ形成しておいてプレス成形することによって、各硝材４０は、各中型３７の中央の軸用孔部３７ａを中心にして円形状に広がって行き、上型３５の押圧部３５ａの成形面と、各中型３７の上面および軸用孔部３７ａとによって、成形品４１の軸形状部４２とディスク部材４３とが成形されると共に、これら軸形状部３２とディスク部材３３との同芯度がそれぞれ確保された複数個の成形品４１が各中型３７に対応して成形されるものである。
【０１２６】
つまり、図２１に示されるように、成形品４１の軸形状部４２の直径とディスク部材４３の直径の同芯度が確保されるようになり、しかも、一回の成形で複数個の成形品４１を同時に成形することができる。
【０１２７】
上述の成形方法によって、硝材３０は、図１５および図１６に示される成形品３１のように金型通りの形状に成形されて、軸部に残留空気などによる凹み、さらには、ディスク部にも、残留空気などによる凹みは見られず、軸形状部付きディスクが得られた。また、ディスク部の情報記録面の表面粗さはＲａ０．５ｎｍと、上型プレス面の表面粗さを精密転写しており、真円度は、２５μｍと目標の３０μｍ内であった。また、ディスク部の平坦度は１．０μｍと目標の２μｍ内であった。さらに、ディスク部と軸部の同芯度は、１．０μｍと目標の２μｍ内であり、モータ軸としての目標内の物が得られた。以上の説明から、硝材４０をあらかじめほぼ球形として、各中型３７の軸用孔部３７ａの上に載せて成形することによって、成形品４１の軸形状部４２とディスク部材４３の同芯度を好適に確保することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
本発明のプレス用金型は、中央に軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、上面からプレス成形を行なう上型と、軸形状部を成形するための軸用孔部が設けられている中型と、下面を成形するための下型と、プレスの押し込み量を決めるための高さ規制部材とを有するので、成形時に軸形状部に空気等の気体が溜まらずに正しい形状に成形することができるし、軸形状部とディスク部材の同芯度がでるようになり、さらに、硝材質量、各金型形状、高さ規制部材寸法をディスクの最終寸法に合わせることによって、プレス成形のみでディスクの形状を製作することができ、成形後に加工を必要としない。さらに、前記中型の軸用孔部が貫通した孔であるので、軸形状部が正確に、かつ好適に成形することができる。
【０１２９】
また、本発明のプレス用金型は、ガラスディスクのプレス用金型が、上型、下型、および成形品の軸形状部、ディスク部下面形状に対応する形状に加工が施された中型で構成されているので、成形品は中型の凹部によって外周が規制され、また、軸部も中型の軸形状部によって規制されるため、ディスク部の真円度、およびディスク部と軸部の同芯度が確保できる。
【０１３０】
さらに、本発明のプレス用金型は、高さ寸法も成形品に等しい中型の構成にすることによって、成形品は中型の凹部によって外周が規制され、また、軸部も中型の軸形状部によって規制されるため、ディスク部の真円度、およびディスク部と軸部の同芯度が確保され、また中型の高さ方向の寸法に従って、成形品の高さ方向の寸法も決定することができる。
【０１３１】
さらにまた、本発明のプレス用金型は、中型の構成を分割することにより、凹形状の加工がなくなり、中枠、外枠は平面加工と、孔加工、外周加工のみとなるために加工が容易となり、精度が出しやすくなる。
【０１３２】
本発明の軸形状部付きディスクの成形方法は、中央に軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形する軸形状部付きディスクの成形方法において、中心軸に直交する断面が円形である回転体形状の硝材をプレス用金型の中型の軸用孔部に置いてプレス成形を行うことにより、ディスク部の真円度の良好な軸形状部付きディスクが得られる。
【０１３３】
また、本発明の軸形状部付きディスクの成形方法は、中央に軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形する軸形状部付きディスクの成形方法において、中心軸に直交する断面が円形である回転体形状の硝材の中心軸と前記プレス用金型の中型の軸用孔部の中心軸を一致させて置いてプレス成形を行うことにより、ディスク部と軸部の同芯度が確保できるものである。
【０１３４】
さらにまた、本発明の軸形状部付きディスクの成形方法は、前記プレス用金型の中型の軸用孔部の少なくとも硝材を載置する側が面取り加工したことにより、ディスク部と軸部の同芯度が安定的に確保できるものである。
【０１３５】
本発明の軸形状部付きディスクの成形方法は、球形硝材の質量を成形品の質量と等しくしておくと共に、中型の軸形状部の寸法を製作したい成形品と等しくし、さらに、中型と上型の隙間が完成品寸法と等しくなるように高さ規制部材の寸法を決めることによって、成形後の加工を省くので、軸形状部に気体が溜まるがことなく、プレス成形のみで所要の形状のディスクを製作することができる。
【０１３６】
本発明のプレス用金型は、中央に軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、上面からプレス成形を行なう上型と、軸形状部を成形するための複数個の軸用孔部がそれぞれ干渉しないように設けられている中型と、下面を成形するための下型と、プレスの押し込み量を決めるための高さ規制部材とを有するので、金型の構成を、上型および下型と、複数個の軸用孔部を有する中型とによって簡単な構成にすることができ、金型のメンテナンスが簡単になり、しかも一回のプレス成形で、複数個の軸形状部付きのディスクを成形して製作することができる。
【０１３７】
本発明の軸形状部付きディスクの成形方法は、ディスク部材と中央の軸形状部の同芯度が求められるディスク部材をプレス成形する軸形状部付きディスクの成形方法において、中心軸に直交する断面が円形である回転体形状の球形の硝材をプレス用金型の中型の複数個の軸用孔部にそれぞれ置いてプレス成形を行うことにより、軸形状部とディスク部材の同芯度を確保するので、金型の構成を、上型および下型と、複数個の軸用孔部を有する中型とすることで簡単な構成にすることができ、かつ一回のプレス成形で複数個の軸形状部付きのディスクを成形して製作することができる。
【０１３８】
また、本発明のプレス用金型は、中央に軸形状部を有するディスク部材のガラス基板をプレス成形するプレス用金型において、上面からプレス成形を行なう上型と、軸形状部を成形するための軸用孔部が設けられている複数個の中型と、下面を成形するための下型と、プレスの押し込み量を決めるための高さ規制部材とを有するので、金型の構成を、上型および下型と、複数個の軸用孔部を有する中型とによって簡単な構成にすることができ、金型のメンテナンスが簡単になり、しかも一回のプレス成形で、複数個の軸形状部付きのディスクを成形して製作することができる。
【０１３９】
本発明の軸形状部付きディスクの成形方法は、ディスク部材と中央の軸形状部の同芯度が求められるディスク部材をプレス成形する軸形状部付きディスクの成形方法において、中心軸に直交する断面が円形である回転体形状の球形の硝材をプレス用金型の複数個の中型の軸用孔部にそれぞれ置いてプレス成形を行うことにより、軸形状部とディスク部材の同芯度を確保すると共に、複数個のディスクを同時に成形するので、金型の構成を、上型および下型と、軸用孔部を有する複数個の分割した中型とによって簡単な構成にすることができ、金型のメンテナンスが簡単になり、しかも一回のプレス成形で、複数個の軸形状部付きのディスクを成形して製作することができる。
【０１４０】
また、分割した複数個の中型は中央部に軸形状部を加工する軸用孔部を有するので、加工精度を上げやすく、高精度な軸用孔部をもった金型を製作できるので、成形品の軸形状部の精度も向上することができる。さらにまた、分割した中型に問題が生じて成形品に不良が発生しても、分割した中型の対応するものだけを交換するだけで良く、他の分割した中型はそのまま使用することができ、メンテナンス性を向上することができる。
【０１４１】
本発明の軸形状部付きディスクを用いたディスク一体型のモータの模式断面図を図３８示す。また、従来の同サイズをドーナツ型ディスクを用いた場合の模式断面図を図３９に示す。この例からも判るように、従来のものと比較して、３０％以上の薄型化が図られていることがわかる。ディスクドライブ装置の薄型化に大きく貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプレス用金型を示す概略分解断面図である。
【図２】本発明の成形方法を実施すべく図１のプレス用金型を用いて成形するプレス用金型の断面図である。
【図３】本発明の実施例１における図１のプレス用金型を用いて成形する金型部分を示す断面部分図である。
【図４】図３における成形品の正面図である。
【図５】図４の成形品の底面図である。
【図６】本発明の実施例２におけるプレス用金型部分を示す断面部分図である。
【図７】図６の本発明の金型の成形品部分における断面部分図である。
【図８】図７における成形品の正面図である。
【図９】図８の成形品の底面図である。
【図１０】本発明の実施例９におけるプレス用金型を示す概略分解断面図である。
【図１１】図１０のプレス用金型の中型の平面図である。
【図１２】図１１のプレス用金型の中型の正面図である。
【図１３】本発明の実施例９の成形方法を実施するために図１０のプレス用金型を用いて成形するプレス用金型の断面図である。
【図１４】図１３のプレス用金型部分の成形初期の時の断面部分図である。
【図１５】図１４のプレス用金型部分の成形時の断面部分図である。
【図１６】図１５のプレス用金型の成形品部分の平面部分図である。
【図１７】本発明の成形方法を実施するための実施例１０におけるプレス用金型を用いて成形するプレス用金型の平面図である。
【図１８】図１７の成形品の底面図である。
【図１９】図１７の成形品の正面図である。
【図２０】図１７の本発明の実施例１０の成形方法を実施するためのプレス用金型を用いて成形するプレス用金型の断面図である。
【図２１】図２０のプレス用金型部分の成形時の断面部分図である。
【図２２】従来におけるプレス用金型を示す分解断面図である。
【図２３】図２２の従来のプレス用金型を用いる成形方法における金型の断面図である。
【図２４】図２３の金型の成形品部分における金型部分の断面部分図である。
【図２５】図２３の従来における成形品の正面図である。
【図２６】図２５の成形品の底面図である。
【図２７】本発明の第４の実施例における金型の組立断面図である。
【図２８】本発明の第５の実施例における金型の組立断面図である。
【図２９】本発明の第６の実施例における金型の分解断面図である。
【図３０】本発明の第６の実施例における金型の組立断面図である。
【図３１】本発明の第６の実施例における装置構成を示す図である。
【図３２】本発明の第６の実施例において、プレス成形中の成形品が受ける力を示す図である。
【図３３】図３２における成形の完了状態を示す図である。
【図３４】本発明の第７の実施例における金型の分解断面図である。
【図３５】本発明の第７の実施例における金型の組立断面図である。
【図３６】本発明の第８の実施例における金型の分解断面図である。
【図３７】本発明の第８の実施例における金型の組立断面図である。
【図３８】本発明の軸形状部付きディスクを用いたディスク一体型のモータの模式断面図である。
【図３９】従来のドーナツ型ディスクを用いた場合のモータ部の模式断面図である。
【図４０】図３８のディスク一体型のモータを組み込んだディスクドライブ装置の斜視図である。
【符号の説明】
１        上型
１ａ      押圧部
１ｂ      フランジ部
２        高さ規制板
３        中型
３ａ      軸用孔部
３ｂ      面取り部
４        下型
４ａ      押圧部
４ｂ      フランジ部
５        ステージ
６        ステージ
７        ヒータ
８        ヒータ
９        プレス
１０      硝材
１１      成形品
１２      軸形状部
１３      ディスク部材
１４      硝材
１５      成形品
１６      軸形状部
１７      ディスク部材
１８      ケーシング
２１      上型
２１ａ    押圧部
２１ｂ    フランジ部
２２      高さ規制板
２３      中型
２３ａ    軸用孔部
２４      下型
２４ａ    押圧部
２４ｂ    フランジ部
２５      ステージ
２６      ステージ
２７      ヒータ
２８      ヒータ
２９      プレス
３０      硝材
３１      成形品
３２      軸形状部
３３      ディスク部材
３５      上型
３５ａ    押圧部
３５ｂ    フランジ部
３６      高さ規制板
３７      中型
３７ａ    軸用孔部
３８      下型
３８ａ    押圧部
３８ｂ    フランジ部
３９      軸付き磁気記録媒体
４０      磁気記録媒体
４１      底枠
４２      外枠
１１４    上型
１１５    高さ規制板
１１６    下型
１１６ａ  軸用穴部
１１７    ステージ
１１８    ステージ
１１９    ヒータ
１２０    ヒータ
１２１    プレス
１２２    硝材
１２３    成形品
１２４    軸形状部
１２４ａ  軸先端部
１２５    ディスク部材
１２６    ケーシング
１２７    中型
【図１】
0004102585.tif 000002
【図２】
0004102585.tif 000003
【図３】
0004102585.tif 000004
【図４】
0004102585.tif 000005
【図５】
0004102585.tif 000006
【図６】
0004102585.tif 000007
【図７】
0004102585.tif 000008
【図８】
0004102585.tif 000009
【図９】
0004102585.tif 000010
【図１０】
0004102585.tif 000011
【図１１】
0004102585.tif 000012
【図１２】
0004102585.tif 000013
【図１３】
0004102585.tif 000014
【図１４】
0004102585.tif 000015
【図１５】
0004102585.tif 000016
【図１６】
0004102585.tif 000017
【図１７】
0004102585.tif 000018
【図１８】
0004102585.tif 000019
【図１９】
0004102585.tif 000020
【図２０】
0004102585.tif 000021
【図２１】
0004102585.tif 000022
【図２２】
0004102585.tif 000023
【図２３】
0004102585.tif 000024
【図２４】
0004102585.tif 000025
【図２５】
0004102585.tif 000026
【図２６】
0004102585.tif 000027
【図２７】
0004102585.tif 000028
【図２８】
0004102585.tif 000029
【図２９】
0004102585.tif 000030
【図３０】
0004102585.tif 000031
【図３１】
0004102585.tif 000032
【図３２】
0004102585.tif 000033
【図３３】
0004102585.tif 000034
【図３４】
0004102585.tif 000035
【図３５】
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【図３６】
0004102585.tif 000037
【図３７】
0004102585.tif 000038
【図３８】
0004102585.tif 000039
【図３９】
0004102585.tif 000040
【図４０】
0004102585.tif 000041