DE69612925T2

DE69612925T2 - Metall/kunststoffverbundplatte, sich hin- und herbewegender betätiger damit sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE69612925T2
Application number: DE69612925T
Authority: DE
Inventors: Ken Motoi; Kenji Tanaka
Original assignee: SANSEN GUNMA KK; Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: SANSEN GUNMA KK; Eneos Corp
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2016-03-09
Also published as: WO1996028823A1; US6226152B1; US6289577B1; JP3972961B2; EP0759616A4; EP0759616A1; EP0759616B1; DE69612925D1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft nicht nur Metall- Harzverbundplattenkörper, in denen hinsichtlich der Position zwischen einer Harzplatte und einer damit verbundenen Metallplatte eine konstante Beziehung besteht, die mit der Hilfe eines Verbindungsstücks aufrechterhalten werden kann, ohne daß ein Spiel oder ein Gegenschlag bewirkt wird, sondern auch ein schwenkbares Betätigungselement, das unter Einsatz des Verbindungsstücks hergestellt wird, und sie betrifft auch Verfahren zur Herstellung derselben. Das schwenkbare Betätigungselement wird beispielsweise in einem magnetischen, optischen oder optomagnetischen Diskettenlaufwerk verwendet, worin der Metall- Harzverbundplattenkörper als Verbundkörper eingesetzt werden kann, der durch Verbinden eines Kopfarms mit einer Kopfhalterungsfeder zum Unterstützen des Kopfes eines Diskettenlaufwerks hergestellt wird.

Stand der Technik

Die Fig. 10 und 11 sind Plan- beziehungsweise Seitenansichten eines herkömmlichen Betätigungselements. Diese Figuren zeigen, daß das Betätigungselement Kopfaufhängungen (Halterungsfedern) 23 trägt, die jeweils einen Magnetkopf 21 an einem ihrer Enden tragen und Halterungsarme 25 aufweisen, an denen jeweils das andere Ende der Kopfaufhängungen 23 befestigt ist, und dieses Betätigungselement ist mit einem Träger 27 versehen, der an eine Disketteneinheit derart befestigt ist, daß er um eine Schaftöffnung 28 beweglich ist. Eine bewegliche Spule 29, die in den magnetischen Kreislauf der Disketteneinheit zur Übertragung einer Drehkraft auf den Träger 27 gemäß dem angelegten elektrischen Strom eingebaut ist, ist an den Träger 27 gebunden. Die Kopfaufhängungen 23 sind an den entsprechenden befestigten Armen 25 mit Hilfe der jeweiligen Befestigungselemente 31 gebunden. Die Befestigungsarme 25 bestehen aus Metall, wie Aluminium, während die Kopfaufhängungen 23 aus Edelstahl sind.
Fig. 12 zeigt, daß jedes der Befestigungselemente 31 einen zylindrischen Teil 33, der durch die Durchbohrungen sowohl der Kopfaufhängung 23 als auch des Befestigungsarms 25 getrieben wurde, und einen Ring 35 hat, der sich an einem Ende davon befindet. Die Kopfaufhängung 23 ist an den Befestigungsarm 25 dadurch befestigt, daß der Endteil des zylindrischen Teils 33, wie in Fig. 12 gezeigt, nach außen gebogen wird, oder daß die Innenwand des zylindrischen Teils 33 an die Innenwand der Durchbohrung des Befestigungsarms 25 in Richtung der in Fig. 13 gezeigten Pfeile gedrückt wird. Der Ring 35 fixiert die Kopfaufhängung 23 an den Befestigungsarm 25.
In dem vorstehend genannten herkömmlichen Beispiel bestehen die Kopfaufhängung 23, der Befestigungsarm 25 und der zylindrische Teil 33 jeweils aus einem Metall, und der Durchmesser des zylindrischen Teils 33 ist nur geringfügig kleiner als der Durchmesser der Durchbohrung des Befestigungsarms 25. Dementsprechend kann die Kopfaufhängung 23 leicht und fest auf den Befestigungsarm 25 aufgebracht und damit verbunden werden, obwohl der zylindrische Teil 33 an dessen Innenwand gedrückt wird, um die Wand des zylindrischen Teils 33, wie in Fig. 13 gezeigt, zu deformieren.
Andererseits offenbart beispielsweise das US-Patent Nr. 5,382,851 ein Betätigungselement, bei dem ein Lese-/Schreibkopf in einer Öffnung eines metallischen Einsatzelements, das eine flache Plattenform hat, in einen Harzarm eingebettet ist, der durch Eingießformen geformt wurde, wobei das Einsatzelement in den Harzarm eingesetzt ist. Nur der Endteil dieses Einsatzelements ist auf der dem Kopf gegenüberliegenden Seite in den Arm eingebettet.
Im allgemeinen wird im Fall des Eingießformens natürlich ein eingespritztes geschmolzenes Harz mit einem Einsatzelement in Kontakt gebracht. Da jedoch ein Harz im allgemeinen keine Affinität für ein Metall zeigt, führt dies zum Zeitpunkt der Verfestigung des Harzes in einem geschmolzenen Zustand zur Schrumpfung und führt zu anderen unzweckmäßigen Eigenschaften, wobei sich manchmal zwischen dem Einsatzelement und dem Harz Zwischenräume bilden, wenn die erhaltene Form verfestigt wird. Die Zwischenräume verhindern, daß das Harz an das Einsatzelement festgebunden wird, was zu einem Gegenschlag oder zu einem Spiel des Einsatzelements führt. Ein solcher Gegenschlag, anders ausgedrückt, eine relative Abweichung zwischen dem Einsatzstück und dem Harz hinsichtlich der Position ist üblicherweise gering. In Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften der Vorrichtung, in denen eine solche Form eingesetzt wird, führt ein solcher Gegenschlag in einigen Fällen zu Problemen.
Unter anderem sind, wenn nur ein Endteil des Einsatzelements in dem Harz eingebettet ist, wie in dem Betätigungselement des vorstehend genannten US-Patents, die Einflüsse der Zwischenräume groß, da die Zwischenräume zwischen dem Harz und dem Einsatzelement nur in diesem einen Endteil lokalisiert sind. Solche Zwischenräume können hinsichtlich der relativen Position des Kopfes, der in dem Einsatzelement befestigt ist, zu dem Arm zu Fehlern führen. Die Genauigkeit der Position des Kopfes ist ein wichtiger Faktor, der für das Betätigungselement als Präzisionsvorrichtung erforderlich ist.
Desweiteren wird im Fall des vorstehend genannten US-Patents der Kopf direkt in die Öffnung des Einsatzelements eingebaut, das sich an der Spitze des Harzarmes befindet. Dies kann dazu führen, daß ein genaues Lesen/Schreiben schwierig wird, da der Kontaktdruck des Kopfes auf die Scheibe nicht konstant ist.
Obwohl es auch möglich wäre, den Kopf an den Harzarm durch Einsatz einer Durchbohrung, die sich in dem Harzarm befindet, anstelle des Einsatzes eines Einsatzstückes zu befestigen, führt das direkte Verbinden eines Metalls an ein Harz nicht zwangsläufig zu einer im wesentlichen starken Bindung, wenn nicht ein Kleber oder dergleichen dazwischen eingesetzt wird.
Im Hinblick auf die vorstehenden Probleme des Standes der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, zwischen einer Metallplatte und einer Harzplatte mit Hilfe eines Befestigungselements eine Verbindung zu ermöglichen, um eine gegenschlagfreie, genaue relative Beziehung hinsichtlich der Position zwischen der Metallplatte und der Harzplatte aufrechtzuerhalten. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein schwenkbares Betätigungselement mit niedrigem Gewicht und hoher Präzision bereitzustellen, welches kein Spiel zwischen den Armen und den Kopfaufhängungen verursacht, selbst wenn die Arme aus einem Harz bestehen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Kontaktdruck des Kopfes auf eine Scheibe in einer Scheibeneinheit konstant zu halten.

Offenbarung der Erfindung

Um die vorstehend genannten Ziele zu erreichen, ist der Metall- Harzverbundplattenkörper der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß er eine Metallplatte, eine Harzplatte, ein Einsatzstück mit einer Durchbohrung, die in der Harzplatte eingebettet ist und in engem Kontakt mit dem Harz der Harzplatte an dem äußeren Rand davon gebracht wird, außer an den Stirnseiten, an denen sich die Durchbohrung öffnet, und ein metallisches Verbindungsstück umfaßt, das in die Durchbohrung eingepaßt ist und an die Metallplatte gebunden ist, wobei die Harzplatte und die Metallplatte übereinanderliegend verbunden sind, wobei das Einsatzstück und das umgebende Harz eine ausreichende elastische Spannung haben, um dem Verbindungsstück, dem Einsatzstück und der Harzplatte ausreichende Verbindungsfestigkeit zu verleihen, und die Spannung des umgebenden Harzes auf der elastischen Verformung beruht, deren Ausmaß vorzugsweise geringer ist als das Ausmaß der Verformung des Einsatzstückes, was zu einer elastischen Spannung des Einsatzstückes führt.
Das erfindungsgemäße schwenkbare Betätigungselement ist dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem schwenkbar gelagerte Harzarme und Metallhalterungsfedern (Trägerarme) aufweist, von denen jeweils ein Ende mit dem Harzarm verbunden ist und das andere Ende einen daran befestigten Kopf aufweist, worin der Verbundkörper, der aus dem Arm und der Halterungsfeder zusammengesetzt ist, den Metall-Harzverbundplattenkörper nach Anspruch 1 oder 2 darstellt. Dieses Betätigungselement ist üblicherweise mit einer Spule versehen, um die Arme und einen drehbaren Träger, der mit der Spule und den Armen verbunden ist, schwenken zu können.
Außerdem ist das Verfahren zur Herstellung eines Metall- Harzverbundplattenkörpers der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Stufe, in der eine Harzplatte durch Eingießformen derart hergestellt wird, daß ein Einsatzelement mit einer darin befindlichen Durchbohrung in ein Harz eingebettet ist, wobei der äußere Rand des Elements durch das Harz bedeckt ist, außer die Stirnseiten, an denen sich die Durchbohrungen befinden, die Stufe, in der ein metallisches Verbindungselement, das einen hohlen Bereich aufweist und das an eine Metallplatte gebunden ist, in die Durchbohrung eingepaßt wird, um die Harzplatte über der Metallplatte anzuordnen, und die Stufe umfaßt, bei der das Verbindungselement und das Einsatzelement mit ausreichender Bindungsfestigkeit dadurch verbunden werden, daß die Seitenwand des hohlen Teils gedrückt wird, um das Verbindungselement, das Einsatzelement und die Harzplatte in einem Ausmaß zu deformieren, das ausreicht, um das Verbindungselement und das Einsatzelement mit ausreichender Bindungsfestigkeit zu versehen, wobei die Festigkeit ausreicht, um Zwischenräume verschwinden zu lassen, die zwischen dem Einsatzstück und dem umgebenden Harz während des Eingießformens gebildet wurden, und ausreichen, um innerhalb des Bereiches zu liegen, bei dem die Deformation des umgebenden Harzes nicht dessen Grenze der elastischen Deformation übersteigt, und dann der ausgeübte Druck entspannt wird, um das vorbestimmte Ausmaß der elastischen Deformation des umgebenden Harzes selbst nach dem Beenden des ausgeübten Druckes aufrechtzuerhalten.
Außerdem ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines schwenkbaren Betätigungselements durch Gießen von Harzarmen und durch Verbinden von Halterungsfedern zum Verbinden der Köpfe mit den Armen dadurch gekennzeichnet, daß das vorstehende Verfahren zur Herstellung des Metall-Harzverbundplattenkörpers bei der Bildung von Verbundkörpern durch Verbinden der Arme mit den Halterungsfedern eingesetzt wird.
In jedem Fall wird eine thermotrope flüssige Kristallpolymerzusammensetzung, die 10 bis 80 Gew.-% faserige Füllstoffe enthält, wie Glas oder Kohlefasern, vorzugsweise als Harz eingesetzt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Grundriß eines Metall-Harzverbundplattenkörpers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Verbundkörpers der Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Querschnitt, der den Zustand der Deformation eines Einsatzelements und des Harzes einer Harzplatte in dem Verbundkörper der Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Verschiebung und der Spannung jedes einzelnen Einsatzelements und des Harzes zum Zeitpunkt der Deformation in Fig. 3 zeigt;
Fig. 5 ist ein Grundriß eines schwenkbaren Betätigungselements gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Betätigungselements der Fig. 5;
Fig. 7 ist ein Querschnitt eines Verbindungsstücks zwischen einer Kopfaufhängung und einem Fixierarm in dem Betätigungselement der Fig. 5;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das andere Arten von Einsatzelementen in dem Betätigungselement der Fig. 5 veranschaulicht;
Fig. 9 ist ein Querschnitt einer Verbindung zwischen einer Kopfaufhängung und einem Verbindungsarm in einem schwenkbaren Betätigungselement gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist ein Grundriß eines herkömmlichen Betätigungselements;
Fig. 11 ist eine Seitenansicht des Betätigungselements der Fig. 10;
Fig. 12 ist ein Querschnitt, der ein Verbindungselement in dem Betätigungselement der Fig. 10 veranschaulicht; und
Fig. 13 ist ein Querschnitt, der ein anderes Beispiel eines Verbindungselements in dem Betätigungselement der Fig. 10 veranschaulicht.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Die Fig. 1 und 2 sind die Grundriß- bzw. Seitenansicht eines Metall-Harzverbundplattenkörpers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieser Körper umfaßt eine Metallplatte 1 und eine Harzplatte 2, wie in diesen Figuren gezeigt. Ein Einsatzstück 3 mit einer Durchbohrung ist in die Harzplatte 2 eingebettet. Der äußere Rand des Einsatzstücks 3 ist in engem Kontakt mit dem Harz der Harzplatte 2, außer an dessen Stirnseiten, an denen sich die Durchbohrung öffnet. Der Verbundkörper ist mit einem metallischen Verbindungsstück 4 versehen, das in die Durchbohrung eingepaßt ist und mit der Metallplatte 1 verbunden ist, um die Harzplatte 2 mit der Metallplatte 1 übereinanderliegend zu verbinden.
Wenn dieser Verbundkörper für ein schwenkbares Betätigungselement eingesetzt wird, können die Harzplatte 2 und die Metallplatte 1 als Harzarm bzw. Halterungsfeder zum Tragen eines Kopfes benutzt werden, weil die Arme in der Form einer flachen Platte sind.
Das Einsatzstück 3 wird in einer verbundenen Position zwischen der Metallplatte 1 und der Harzplatte 2 durch herkömmliches Eingießformen zum Zeitpunkt des Formens der Metallplatte 1 eingebettet. Das Eingießformen wird so durchgeführt, daß der Rand des Einsatzstückes 3 im wesentlichen von dem Harz umgeben wird. Dies ermöglicht, daß kleine Spalten, die zwischen dem Harz der Harzplatte 2 und dem Einsatzstück 3 durch die Verfestigung des Harzes nach dessen Gießen gebildet werden, um das Einsatzstück 3 gleichförmig vorhanden sind. Somit sind die Einflüsse der kleinen Spalten manchmal ausgeglichen, so daß erwartet werden kann, daß sie insgesamt verringert werden.
Das Einsatzstück 3 hat in der Richtung der Durchbohrung im wesentlichen dieselbe Dimension wie die Dicke der Harzplatte 2. Die Dickendimension des Einsatzstücks 3 in Richtung der Durchbohrung wird so eingestellt, daß sie vorzugsweise geringfügig größer ist als die Dicke der Harzplatte 2. Genauer gesagt ist sie so eingestellt, daß sie etwa 1 bis 50% größer ist als die Dicke der Harzplatte 2. Dementsprechend steht die obere Stirnseite allein, die untere Stirnseite allein oder stehen beide Stirnseiten des Einsatzstückes 3 ein wenig aus der Ebene bzw. den Ebenen oder der Stirnseite bzw. den Stirnseiten der Harzplatte 2, wie in Fig. 3 gezeigt, hervor, was später beschrieben wird.
was das Eingießformen der Harzplatte 2 mit dem darin einzubettenden Einsatzstück 3 betrifft, wird das Einsatzstück 3 in einen Hohlraum einer Form (in den Figuren nicht gezeigt) gegeben, und ein Harz, das die Harzplatte 2 ausbilden soll, wird dann in den Hohlraum spritzgegossen, um das Eingießformen zu bewirken. In diesem Fall besteht, wenn das in dem Hohlraum befindliche Einsatzstück nicht fixiert ist, die Möglichkeit, daß das Einsatzstück unvorteilhaft bewegt oder durch den Spritzgießdruck unvorteilhaft geneigt wird. Um diese unvorteilhaften Möglichkeiten zu vermeiden, ist es bevorzugt, eine Ausbuchtung (Delle, in den Figuren nicht gezeigt) an vorbestimmten Stellen im Innern des Hohlraums bereitzustellen, an denen das Einsatzstück plaziert werden soll, und das Einsatzstück in die Einbuchtung einzupassen oder durch Kleben einzupassen, um dessen wirksame Befestigung zu bewirken. Im Fall eines geteilten Formhohlraums wird eine solche Ausbuchtung in einem oder beiden Teilen des Formhohlraums vorgesehen. Anders ausgedrückt wird das Einsatzstück in die Ausbuchtung eingepaßt und befestigt, um die Möglichkeit zu verringern, daß es sich bewegt, neigt oder dergleichen, und zwar unabhängig vom Spritzgießdruck und dergleichen. Wenn die vorstehend genannte Maßnahme durchgeführt wird, stehen die Stirnseiten des Einsatzstücks 3, das in die Harzplatte eingeführt ist, unvermeidlich ein wenig aus den Ebenen der Harzplatte 2 entsprechend der Ausbuchtung hervor. Da das Verbindungsstück 4, das an die Metallplatte 1 gebunden ist, in die Durchbohrung des Einsatzstücks 3 eingepaßt ist, folgt, daß das Einsatzstück 3 und das Verbindungsstück 4 Formen haben, die für das gegenseitige Einpassen zweckmäßig sind. Obwohl sie eine willkürliche Form annehmen können, wie eine Zylinderform oder eine quadratische Form, ist die Zylinderform bevorzugt, weil sie ermöglicht, daß der darauf ausgeübte Druck in jedem Teil gleichförmig wird. Da das Verbindungsstück 4 aus Metall besteht, kann die Verbindung der Metallplatte 1 mit dem Verbindungsstück 4 durch Löten, Schweißen oder durch irgendeine andere Maßnahme der Metall-Metall-Verbindung bewirkt werden.
Um die Deformation des Verbindungsstücks 4 nach dem Einpassen in das Einsatzstück 3 zu erleichtern, ist es bevorzugt, daß sowohl das Einsatzstück 3 als auch das Verbindungsstück 4 aus einem weichen Metall bestehen, das weicher Stahl, Messing, Kupfer, Aluminium oder gewalzter Stahl sein kann.
Das Verbindungsstück 4 hat einen hohlen Anteil oder eine Durchbohrung darin für den Einsatz bei der Deformierung des Verbindungsstücks 4 und des Einsatzstücks 3 nach dem Einpassen des ersteren in das letztere.
Wenn die Metallplatte 1 eine Halterungsfeder des Betätigungselements ist, besteht die Metallplatte 1 aus einem elastischen Metall, welches Edelstahl oder Phosphorbronze umfaßt. Wenn der erfindungsgemäße Verbundkörper für ein Betätigungselement eingesetzt wird, das eine Verbindung zu einem magnetischen Aufnahmemedium in einer magnetischen Scheibeneinheit, einer optischen magnetischen Scheibeneinheit oder dergleichen herstellt, ist die Metallplatte 1 vorzugsweise nicht magnetisch, um magnetische Interferenzen zu vermeiden.
Die Verbindung der Harzplatte 2 mit der Metallplatte 1 wird nach dem folgenden Verfahren durchgeführt. Das Verbindungsstück 4, das an die Metallplatte 1 gebunden ist, wird zuerst in die Durchbohrung des Einsatzstücks 3 eingepaßt, um die Harzplatte 2 über die Metallplatte 1 zu legen. Danach wird die Seitenwand der Durchbohrung oder des hohlen Teils des Verbindungsstücks 4 mit einem solchen Druck gedrückt, daß das Verbindungsstück 4 mit dem Einsatzstück 3 mit ausreichender Bindungsfestigkeit verbunden werden kann und die erhaltene Deformation der Harzplatte 2 die Grenze der elastischen Deformation des Harzes der Harzplatte nicht übersteigt. Danach wird der ausgeübte Druck entspannt. Die Ausübung des Druckes kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß eine kugelförmige oder konusförmige Spannvorrichtung mit einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Durchbohrung oder des hohlen Teils des Verbindungsstücks 4, in die Durchbohrung oder den hohlen Teil eingeführt wird, um darauf einen solchen Druck auszuüben, daß der Durchmesser der Durchbohrung oder des hohlen Teils des Verbindungsstücks 4 vergrößert wird. Außerdem kann die Druckausübung gleichzeitig mit dem Einpassen des Verbindungsstücks 4 in das Einsatzstück 3 durchgeführt werden.
Somit werden, wenn die Seitenwand der Durchbohrung oder des hohlen Teils des Verbindungsstücks 4 nach außen deformiert wird, das Einsatzstück 3 und die Harzplatte 3 ebenfalls entsprechend nach außen deformiert. Die Art einer solchen Deformation kann beispielsweise eine punktförmige Deformation bei einer großen Anzahl von Punkten oder eine ringförmige Deformation sein. In jedem Fall ist jedoch eine solche Deformation bevorzugt, um den Durchmesser des hohlen Teils oder der Durchbohrung entlang der Richtung, die parallel zur Oberfläche der Harzplatte 2 ist, gleichförmig zu vergrößern. Was diese Deformation betrifft, werden das Verbindungsstück 4 und das Einsatzstück 3 deformiert, bis Freiräume zwischen dem Einsatzstück 3 und der Harzplatte 2 verschwinden, und danach wird das Harz der Harzplatte 2, die mit dem Einsatzstück 3 verbunden ist, auch deformiert. Die Deformation des Harzes wird innerhalb der Elastizitätsgrenze des Harzes bewirkt.
Wenn der ausgeübte Druck entspannt wird, wird die Deformation aufgrund der Elastizitäten des Verbindungsstücks 4, des Einsatzstücks 3 und der Harzplatte 2 geringfügig aufgehoben. Da das Verbindungsstück 4 das Einsatzstück 3 und die Harzplatte 2 derart trägt, daß ein weiteres Fortschreiten der Aufhebung der Deformation verhindert wird, werden das Verbindungsstück 4, das Einsatzstück 3 und die Harzplatte 2 fest aneinander gebunden. Dies kann zu einer festen Verbindung der Harzplatte 2 und der Metallplatte 1 mit Hilfe des Verbindungsstücks 4, das an die Metallplatte 1 gebunden ist, führen.
Das Verfahren für eine solche Deformation wird im Folgenden eingehender beschrieben. Fig. 3 ist ein Querschnitt, der den Zustand der vorstehend genannten Deformation des Einsatzstücks 3 und des Harzes der Harzplatte 2 veranschaulicht, während Fig. 4 ein Graph ist, der die Beziehung zwischen der Verschiebung und der Spannung sowohl des Einsatzstücks 3 als auch der Harzplatte 2 zu diesem Zeitpunkt veranschaulicht. In Fig. 3 bezieht sich die Nummer 5 auf die vorstehend genannten Zwischenräume zwischen dem Einsatzstück 3 und der Harzplatte 2, die Nummer 6 bezieht sich auf die Pfeile, welche die Richtung des auf das Einsatzstück 3 ausgeübten Drucks mit Hilfe des Verbindungsstücks 4 zeigen, und die Nummer 40 bezieht sich auf eine Expansionsspannvorrichtung zum Expandieren der Seitenwand des Hohlteils des Verbindungsstücks 4. In diesem Fall zeigt Fig. 3 eine bevorzugte Ausführungsart, bei der das Einsatzstück 3 leicht aus den Ebenen der Harzplatte 2 ragt. In Fig. 4 bezieht sich die Nummer 7 auf die Verschiebungs-Spannungskurve des Einsatzstücks 3, und die Nummer 8 bezieht sich auf die Verschiebungs- Spannungskurve des Harzes.
Wenn die vorstehend genannte Expansionsspannvorrichtung 40 in das Verbindungsstück 4 eingeführt wird, wird das Einsatzstück 3 durch eine Verschiebung V&sub1;, wie in Fig. 4 gezeigt, deformiert. Anders ausgedrückt ist die Spannung des Einsatzstücks 3 am Verschiebungspunkt V&sub1; ausgeglichen. Diese Verschiebung V&sub1; ist ein Wert, der ausreicht, um die Zwischenräume 5 zu beseitigen. Das Verschwinden der Zwischenräume 5 kann beispielsweise durch das Messen des Drehmomentes bestätigt werden, das für die Umdrehung der Metallplatte 1 in Bezug auf die Harzplatte 2 erforderlich ist. Die Drehung der Metallplatte 1 durch ein niedrigeres Drehmoment deutet an, daß die Verbindungsfestigkeit unzureichend ist. Wenn die Spannvorrichtung entfernt wird, wird die Verschiebung auf V&sub2; verringert. Anders ausgedrückt ist die Spannung des Einsatzstücks 3 am Verschiebungspunkt V&sub2; ausgeglichen.
Das Harz, das das Einsatzstück 3 umgibt, beginnt mit der Verschiebung, wenn die Verschiebung des Einsatzstücks 3 eine Verschiebung V&sub3; erreicht, die den Zwischenräumen 5 entspricht. Wenn die Verschiebung des Einsatzstücks 3 V&sub1; erreicht, erreicht die apparente Verschiebung des Harzes auch V&sub1; zu dem Zeitpunkt, an dem die Spannung indem Harz ausgeglichen ist. Genauer gesagt ist wegen der Zwischenräume 5 die tatsächliche Verschiebung des Harzes V&sub1; - V&sub3;, was geringer ist als die Verschiebung V&sub1; des Einsatzstücks 3. Dementsprechend kann die Spannung F&sub1;, die der Verschiebung V&sub1; - V&sub3; des Harzes entspricht, leicht innerhalb der Elastizitätsgrenze des Harzes festgelegt werden.
Wenn die Harzplatte 2 beispielsweise durch einen Metallarm ersetzt wird, der kein Einsatzstück erfordert, und der Metallarm in ähnlicher Weise bis V&sub1; verschoben wird, um an ein Befestigungsstück ohne jegliches Einsatzstück dazwischen verbunden zu werden, wie in Fig. 13 gezeigt, zeigt das verbundene Teil des Metallarms Verschiebungsveränderungen und eine Spannung, wie sie durch die unterbrochene Kurve 9 in Fig. 4 gezeigt wird.
Dementsprechend besteht, wenn nur die Harzplatte 2 durch einen Metallarm ersetzt und an das Verbindungselement ohne jegliches dazwischenliegendes Verbindungsstück 3 auf konventionelle Weise verbunden wird, wie in Fig. 13 gezeigt, die Möglichkeit, daß die Spannung F&sub2; die Elastizitätsgrenze in der Verbindung der Harzplatte 2 übersteigt. In einem solchen Fall führt dies zu einer plastischen Deformation des Harzmaterials der Harzplatte 2, wodurch eine feste Bindung nicht sichergestellt werden kann. In diesem Fall besteht, wenn die maximale Spannung F&sub2; die Bruchfestigkeit des Harzmaterials übersteigt, die Möglichkeit, daß die Verbindung der Harzplatte 2 gebrochen und zerstört wird.
Da die Verschiebung V&sub1; hauptsächlich in Bezug auf den Innendurchmesser des Verbindungsstücks 4 und der Expansionsspannvorrichtung 40 bestimmt wird, geht man davon aus, daß die Verschiebung in beiden Fällen im wesentlichen gleich ist.
Wenn die Expansionsspannvorrichtung entfernt wird, wird die Verschiebung des Harzes auf denselben Verschiebungspunkt hin vermindert wie die Verschiebung V&sub2; des Einsatzstücks 3. Genauer gesagt hat die tatsächliche Verschiebung einen Wert von V&sub2; - V&sub3;, wobei an diesem Punkt die Spannung F&sub4; in dem Harz ausgeglichen ist. Anders ausgedrückt ist nach der Entfernung der Expansionsspannvorrichtung das Ausmaß (V&sub2; - V&sub3;) der elastischen Deformation des Harzes geringer als das Ausmaß (V&sub2;) der Deformation des Einsatzstücks 3, was zu einer elastischen Spannung F&sub3; des Einsatzstücks 3 führt. Dementsprechend ist die verbleibende Spannung des Harzteils in dem Fall, in dem die Zwischenräume 5 vor der Expansion vorhanden sind, geringer als die Spannung in dem Fall, in dem kein Zwischenraum 5 vor der Expansion vorhanden ist, wenn die verbleibende Spannung F&sub3; in dem Einsatzstück 3 für beide Fälle die gleiche ist. Im ersten Fall kann deshalb jeglicher Spannungsabbau und jegliches Kriechen des Harzteils einfach vermieden werden.
Dementsprechend ist es bevorzugt, daß das Ausmaß der elastischen Deformation des Harzes auf einen geringeren Wert gesetzt wird als das Ausmaß der Deformation des Einsatzstückes, was zu einer elastischen Spannung des Einsatzstückes führt.
Wenn die Harzplatte 2 der Arm des Betätigungselements ist, kann das Spritzgießen des thermoplastischen Harzes in dem vorstehend genannten Eingießformen eingesetzt werden. Das Spritzgießen kann auch beim Formen eines Trägers, der die Arme hält, eingesetzt werden. Sogenannte technische Kunststoffe mit hoher Festigkeit und hoher Starrheit werden vorzugsweise als das thermoplastische Harz eingesetzt, und die bevorzugten Kunststoffe umfassen Polyethersulfone (PES), Polyetheretherketone (PEEK), Polyphenylensulfide (PPS) und thermotrope flüssige Kristallpolymere (wie thermotrope flüssige Kristallpolyester), die jeweils ein Zugmodul der Elastizität von mindestens 100.000 kg/cm² haben. Die thermotropen flüssigen Kristallpolymere sind besonders bevorzugt, da sie hervorragende Kriechbeständigkeit, Spannungsrelaxation usw. bei einem hohen Zugmodul der Elastizität haben.
Die Fig. 5 und 6 sind Grundriß- bzw. Seitenansichten eines schwenkbaren Betätigungselements, das mit dem Verbundkörper verbunden ist und eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, während Fig. 7 ein Querschnitt einer Verbindung zwischen der Kopfaufhängung und dem Verbindungsarm dieses Betätigungselements ist. Wie in diesen Figuren gezeigt, ist das Betätigungselement mit Kopfaufhängungen (Halterungsfedern) 12, die jeweils einen magnetischen Kopf 11 an einem ihrer Enden tragen; mit Befestigungsarmen 13, an die jeweils das andere Ende der Kopfaufhängung 12 befestigt ist; mit einem Träger 14, der die Befestigungsarme 13 trägt und beweglich an eine Scheibeneinheit befestigt ist; mit einer beweglichen Spule 15, die an den Träger 14 befestigt ist, sich in dem magnetischen Kreislauf der Scheibeneinheit befindet und dem Träger 14 entsprechend dem angelegten elektrischen Strom Drehkraft verleiht; und mit Befestigungselementen 16 versehen, die jeweils die Kopfaufhängung 12 an den Befestigungsarm 13 über die Durchbohrungen der Aufhängung 12 und des Arms 13 befestigen. Das Befestigungselement 16 hat an einem seiner Enden einen Flansch.
Die Durchbohrung jedes Befestigungsarms 13 wird in dem Einsatzstück 17, das am Endteil des Arms 13 durch Eingießformen eingebettet wird, vorgesehen. Die Anzahl der Befestigungsarme 13 ist drei (13a bis 13c). Eine Kopfaufhängung 12 ist an jedem der zwei äußeren (oberer und unterer) Befestigungsarmen 13a und 13c befestigt, während zwei Kopfaufhängungen 12 jeweils an die obere und untere Seite des mittleren Befestigungsarms 13b befestigt sind. Der Träger 14 ist mit einem Loch 19 zum Einpassen des beweglichen Schafts versehen.
Die Befestigungsarme 13 und der Träger 14 bestehen aus einem Harz, wie einem thermotropen flüssigen Kristallpolymer, beispielsweise einem thermotropen flüssigen Kristallpolyester, während die Kopfaufhängungen 12 beispielsweise aus Edelstahl hergestellt sind. Die Einsatzstücke 17 können aus Aluminium oder Edelstahl hergestellt sein. In der vorliegenden Erfindung wird ein vollständig aromatischer Polyester als thermotroper flüssiger Kristallpolyester, der ein ternärer p-Hydroxybenzoesäure/Phthalsäure/Dihydroxydiphenyl-Copolyester ist (das Harz selbst ist eines, das optische Anisotropie zeigt, wenn es hitzegeschmolzen und mit Glasfaser in einer Menge von 40%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, gemischt wird) als das thermotrope flüssige Kristallharz der Befestigungsarme 13 und des Trägers 14 eingesetzt.
Die Befestigungsarme 13 und der Träger 14 werden einstückig und gleichzeitig durch Spritzgießen des vorstehend genannten Harzes gebildet. In diesem Fall wird das Spritzgießen bei jedem Einsatzstück 17 durchgeführt, das vorher in eine Spritzgießform derart gegeben wurde, daß das Einsatzstück 17 mit dem Endteil des Befestigungsarms 13 und des Trägers 14 integriert wird, während die Stirnflächen des Einsatzstücks, wo sich die Durchbohrungen öffnen, in den Ebenen der Endteile des Befestigungsarms 13 ausgesetzt werden.
Jede Kopfaufhängung 12 wird an den spritzgegossenen Befestigungsarm 13 und den Träger 14 dadurch befestigt, daß zuerst das Befestigungsstück 16 durch das Loch des Endteils der Kopfaufhängung 12 geführt wird, das Befestigungsstück 16 an die Kopfaufhängung 12 durch Löten oder dergleichen befestigt wird, dann das Befestigungsstück 16 in die Durchbohrung des Einsatzstücks 17 eingepaßt wird, um die Kopfaufhängung 12 und den Befestigungsarm 13 übereinander anzuordnen, dann die Seitenwand der Durchbohrung des Befestigungsstücks 16 von seiner Innenseite mit einer Expansionsspannvorrichtung gedrückt wird, um das Befestigungsstück 16, das Einsatzstück 17 und die umgebende Harzplatte 13 zu deformieren, und danach der ausgeübte Druck entspannt wird. Das Ausmaß der durch den ausgeübten Druck bewirkten Deformation ist ausreichend, um das Befestigungsstück 16 an das Einsatzstück 17 zu befestigen, und zwar mit ausreichender Festigkeit, so daß die Zwischenräume, die zwischen dem Einsatzstück 17 und dem umgebenden Harz während des Spritzgießens gebildet werden, verschwinden, und in einem Ausmaß, so daß die Deformation des umgebenden Harzes seine Elastizitätsgrenze nicht übersteigt. Der Durchmesser des Expansionsspannteils zur Sicherung des vorstehend genannten Ausmaßes der Deformation kann durch Herausfinden eines Durchmessers bestimmt werden, der auf der Grundlage von Versuch und Irrtum die besten Ergebnisse erzielt.
Fig. 8(a) ist ein Grundriß, der eine weitere Art des Einsatzstückes 17 veranschaulicht, und Fig. 8(b) ist ein Querschnitt davon. Die Fig. 8(c) und (d) sind Querschnitte, die weitere Arten des Einsatzstücks 17 veranschaulichen. Wenn der äußere Rand des Einsatzstücks mit einer Einbuchtung, mit einem Vorsprung oder mit Einkerbungen wie in diesen Arten versehen ist, kann verhindert werden, daß das Einsatzstück 17 herausrutscht oder sich bewegt.
Fig. 9 ist ein Querschnitt einer Verbindung zwischen einer Kopfaufhängung 12 und einem Befestigungsarm 13 in einem schwenkbaren Betätigungselement gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein Befestigungsstück 16 an die Kopfaufhängung 12 nicht dadurch befestigt, daß es durch das Loch in der Aufhängung 12 geführt wird, sondern durch Anhaftung der äußeren Oberfläche des Flansches 18 an die Aufhängung 12. Da die Kopfaufhängung 12 und das Befestigungsstück 16 beide aus einem Metall bestehen, können Verfahren zur starken Befestigung, wie zum Beispiel Schweißen, leicht eingesetzt werden. Dementsprechend wird die Kopfaufhängung 12 mit dem Befestigungsarm 13 mit dem sandwichartig dazwischenliegenden Flansch 18 befestigt.
Wie vorstehend beschrieben, können, da der Metall- Harzverbundplattenkörper der vorliegenden Erfindung Spannungen in dem Einsatzstück und dem umgebenden Harz aufgrund der jeweiligen Elastizitäten darin hat, wodurch eine ausreichende Befestigungskraft zwischen den Verbindungsstücken bewirkt wird, das Einsatzstück und die Harzplatte und, da außerdem die Spannung des Harzes auf dessen elastische Deformation zurückzuführen ist, die Harzplatte an die Metallplatte mit ausreichender Verbindungsfestigkeit befestigt werden, während eine genaue relative Beziehung hinsichtlich der Position in ausreichendem Maße zwischen der Harzplatte und der Metallplatte aufrechterhalten werden kann. Da das Ausmaß der elastischen Deformation des Harzes geringer ist als das Ausmaß der Deformation des Einsatzstücks, was zu einer elastischen Spannung des Einsatzstücks führt, kann außerdem eine vorteilhafte Verbindungsfestigkeit aufgrund der elastischen Deformation des Harzes leicht bewirkt werden, während die Verhinderung der plastischen Deformation und die Verhinderung des Bruches des Harzes erleichtert wird, selbst wenn das Verbindungsstück in einem solchen Ausmaß deformiert wird, daß eine ausreichende Bindungsfestigkeit zwischen dem Verbindungsstück und dem Einsatzstück zu dem Zeitpunkt sichergestellt wird, an dem die Verbindung des Verbindungsstücks, des Einsatzstücks und der Harzplatte bewirkt wird.
Dementsprechend kann in dem schwenkbaren Betätigungselement der vorliegenden Erfindung jeder Harzarm an die Halterungsfeder (Kopfaufhängung), der den Kopf halten soll, mit ausreichender Bindungsfestigkeit verbunden werden, während die relative Beziehung hinsichtlich der Position zwischen diesen mit hoher Genauigkeit aufrechterhalten werden kann. Dementsprechend kann ein schwenkbares Betätigungselement mit geringem Gewicht und hoher Präzision bereitgestellt werden. Außerdem kann in einer Scheibeneinheit der Kontaktdruck jedes Kopfs auf die Scheibe konstant gehalten werden.
Da die Bindungskraft aufgrund einer restlichen Spannung zwischen dem metallischen Einsatzstück und dem metallischen Verbindungsstück direkt eingesetzt wird, kann außerdem eine starke Verbindungsfestigkeit trotz der Verbindung zwischen der Harzplatte und der Metallplatte sichergestellt werden. Da die elastische Entspannungskraft des Harzes eingesetzt werden kann, kann außerdem eine solche Verbindung weiter gestärkt werden. In diesem Fall kann, weil der Zwischenraum, der zwischen dem Harz und dem Einsatzstück während des Spritzgießens der Harzplatte gebildet wird, als Pufferbereich positiv eingesetzt wird und das Einsatzstück, das auch die Funktion hat, Stöße abzufangen, eingesetzt wird, ein mechanischer Stoß auf das Harz während des Verbindens durch Deformation des Verbindungsstücks abgemildert werden, wodurch die Harzplatte selten beschädigt wird.

Claims

1. Metall-Harzverbundplattenkörper, der folgende Bestandteile umfaßt:

eine Metallplatte (1);

eine Harzplatte (2);

ein Einsatzstück (3) mit einer Durchbohrung, das in die Harzplatte eingebettet ist und dessen äußerer Rand, außer dessen Stirnseiten, an denen sich die Durchbohrung öffnet, in engem Kontakt mit dem Harz der Harzplatte steht; und

ein metallisches Verbindungsstück (4), das in die Durchbohrung eingepaßt ist und an die Metallplatte gebunden ist, wobei die Harzplatte und die Metallplatte übereinanderliegend verbunden sind;

worin das Einsatzstück (3) und das umgebende Harz eine ausreichende elastische Spannung haben, um dem Verbindungsstück, dem Einsatzstück und der Harzplatte ausreichende Verbindungsfestigkeit zu verleihen, und die Spannung des umgebenden Harzes auf der elastischen Verformung beruht, deren Ausmaß vorzugsweise geringer ist als das Ausmaß der Verformung des Einsatzstücks, was zu einer elastischen Spannung des Einsatzstücks führt.

2. Metall-Kunstoffverbundplattenkörper nach Anspruch 1, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dicke des Einsatzstücks in der Richtung der Durchbohrung etwas größer ist als diejeniger der Harzplatte.

3. Schwenkbares Betätigungselement, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es schwenkbar gelagerte Harzarme und Metallhalterungsfedern, von denen jeweils ein Ende mit dem Harzarm verbunden ist und das andere Ende einen daran befestigten Kopf aufweist, enthält, worin der Verbundkörper, der aus dem Arm und der Halterungsfeder zusammengesetzt ist, den Metall-Harzverbundplattenkörper nach Anspruch 1 oder 2 darstellt.

4. Schwenkbares Betätigungselement nach Anspruch 3, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dicke des Einsatzstückes in Richtung der Durchbohrung etwas größer ist als diejenige des Harzarmes, der die Harzplatte darstellt.

5. Schwenkbares Betätigungselement nach Anspruch 3 oder 4, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es mit einer Spule zum Schwenken des Arms und einem drehbaren Träger, mit dem die Spule und die Arme verbunden sind, versehen ist.

6. Metall-Harzverbundplattenkörper oder schwenkbares Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein thermotropes Flüssigkristallpolymer mit einem Faserfüllstoff ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harzverbundplattenkörpers, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Stufen aufweist:

Formen einer Harzplatte durch Formgießen, so daß ein Einsatzstück mit einer Durchbohrung darin in Harz eingebettet ist, wobei der äußere Rand des Einsatzstücks, außer an dessen Stirnseiten, an denen sich die Durchbohrungen öffnen, durch das Harz bedeckt ist;

Einpassen eines metallischen Verbindungsstücks, das einen hohlen Bereich darin hat und an eine Metallplatte gebunden ist, in die Durchbohrung, um die Harzplatte über der Metallplatte anzuordnen;

Verbinden des Verbindungsstücks mit dem Einsatzstück mit ausreichender Festigkeit durch Drücken der Innenwand des Verbindungsstücks, um das Verbindungsstück zu verformen, des Einsatzstücks und der Harzplatte in einem Ausmaß, daß sie ausreichend verformt werden, um das Verbindungsstück an das Einsatzstück mit ausreichender Festigkeit zu verbinden, um Spalten, die zwischen dem Einsatzstück und dem umgebenden Harz während des Formgießens gebildet wurden, zu schließen, und um innerhalb die Bereiche zu fallen, worin die Verformung des umgebenden Harzes nicht die Grenze seiner elastischen Verformung überschreitet; und

das nachfolgende Aufheben des ausgeübten Drucks, um ein vorbestimmtes Ausmaß der elastischen Verformung des umgebenden Harzes selbst nach dem Aufheben des ausgeübten Drucks beizubehalten.

8. Verfahren zur Herstellung eines Metall-Harzverbundplattenkörpers nach Anspruch 7, wobei das Formen durchgeführt wird, nachdem das Einsatzstück in eine Vertiefung in einer Form eingepaßt wurde.

9. Verfahren zur Herstellung eines schwenkbaren Betätigungselements durch Formen von Harzarmen und Verbinden von Halterungsfedern, um Köpfe und die Arme zu tragen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren nach Anspruch 7 oder 8 zum Bilden von Verbundkörpern durch das Verbinden der Arme und der Halterungsfedern eingesetzt wird.