転がり軸受装置
【課題】生産性の向上およびアウトガスの低減を図るとともに共振周波数変動およびトルク変動の発生を防止する。
【解決手段】同軸に配置された内輪３ａ，３ｂおよび外輪５ａ，５ｂと、これら内輪３ａ，３ｂと外輪５ａ，５ｂとの間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体７とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受１Ａ，１Ｂと、転がり軸受１Ａ，１Ｂの内輪３ａ，３ｂに嵌合されるシャフト１３と、転がり軸受１Ａ，１Ｂの外輪５ａ，５ｂを嵌合させる嵌合孔２５を有するスリーブ２３とを備え、内輪３ａ，３ｂが、軸方向の一端に配置されてレーザ照射により熱変形しシャフト１３に押し付けられて摩擦力によって固定される熱変形部３５ａ，３５ｂを備える転がり軸受装置１０を提供する。
【解決手段】同軸に配置された内輪３ａ，３ｂおよび外輪５ａ，５ｂと、これら内輪３ａ，３ｂと外輪５ａ，５ｂとの間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体７とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受１Ａ，１Ｂと、転がり軸受１Ａ，１Ｂの内輪３ａ，３ｂに嵌合されるシャフト１３と、転がり軸受１Ａ，１Ｂの外輪５ａ，５ｂを嵌合させる嵌合孔２５を有するスリーブ２３とを備え、内輪３ａ，３ｂが、軸方向の一端に配置されてレーザ照射により熱変形しシャフト１３に押し付けられて摩擦力によって固定される熱変形部３５ａ，３５ｂを備える転がり軸受装置１０を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受装置は、同軸に配置された内輪および外輪を備える転がり軸受と、転がり軸受の内輪に嵌合される内筒と、転がり軸受の外輪を嵌合させる外筒とにより構成され、内筒および外筒が転がり軸受により相対回転自在に支持されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。特許文献１に記載の転がり軸受装置は、シャフト（内筒）と内輪およびハウジング（外筒）と外輪がそれぞれ接着剤により接合され、特許文献２に記載の転がり軸受装置では、シャフトと内輪が嫌気性の接着剤により接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８２５４３号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、嫌気性接着剤にはアウトガス成分が多く、転がり軸受装置が使用されるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の磁気ディスクにアウトガスが付着すると、記録や再生に影響を与えることがある。また、嫌気性接着剤は硬化時間が長いため、生産性が低いという不都合がある。さらに、従来の転がり軸受装置のようにシャフトと内輪およびハウジングと外輪をそれぞれ接着剤により接合した場合、温度変化によって接着剤の剛性が変動し、これにより予圧が変化して共振周波数やトルクが変動する不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、生産性の向上およびアウトガスの低減を図るとともに共振周波数変動およびトルク変動の発生を防止した転がり軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、同軸に配置された内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受と、該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、前記転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材とを備え、前記内輪および前記外輪の少なくとも１つが、軸方向の一端に配置されてレーザ照射により熱変形し前記第１の部材または前記第２の部材に押し付けられて摩擦力によって固定される熱変形部を備える転がり軸受装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、第１の部材を各内輪に嵌合させた２つの転がり軸受の各外輪がそれぞれ第２の部材に嵌合されることにより、第１の部材と第２の部材とが転がり軸受によって相対回転可能に支持される。この場合において、レーザ照射による熱変形部の熱変形により内輪と第１の部材または外輪と第２の部材を摩擦力によって固定することで、これらの嵌合部分を嫌気性接着剤を用いて固定する場合のようなアウトガスの発生を防止できるとともに、嵌合部分を固定するのにかかる時間を短縮して生産性の向上を図ることができる。また、接着剤を用いた場合のような温度変化による接着剤の剛性変動に起因する予圧変化を回避し、共振周波数およびトルクの安定化を図ることができる。
【０００８】
また、嵌合部分を摩擦力により固定することで、嵌合部分の重なり合う部分どうしを溶融して一体化するレーザ溶接の場合のように、溶融した内輪と第１の部材または外輪と第２の部材の硬化時の熱収縮によるこれらの相対的な位置ずれを防ぐことができる。これにより、内輪または外輪の真円度が低下するのを防止し、トルク変動の発生を防ぐことができる。
【０００９】
上記発明においては、前記熱変形部が、半径方向に対向して配置される前記外輪または前記内輪の端部より軸方向に突出していることとしてもよい。
【００１０】
このように構成することで、熱変形部の半径方向に対向配置される外輪または内輪により妨げられることなく熱変形部に対して半径方向からレーザ光を照射することができる。これにより、例えば、内輪の熱変形部に外輪側からレーザ照射した場合には、溶融した熱変形部が硬化する際に積極的に半径方向に収縮させて積極的に第１の部材に押し付けることができる。また、外輪の熱変形部に内輪側からレーザ照射した場合には、溶融した熱変形部が硬化する際に積極的に半径方向に膨張させて積極的に第２の部材に押し付けることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記内輪または前記外輪が、前記転動体との接触面を有する厚肉部を備え、前記熱変形部が前記厚肉部より薄い半径方向厚さを有していることとしてもよい。
【００１２】
このように構成することで、レーザ照射により熱変形部を局所的に熱変形させて、その熱応力を厚肉部に伝達し難くすることができる。これにより、熱変形部を第１の部材または第２の部材に押し付けつつ、厚肉部における転動体の接触面に熱変形が及ぶのを防ぐことができる。
【００１３】
本発明は、同軸に配置される内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受と、該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、前記転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材と、前記内輪および前記外輪の少なくとも１つに軸方向に隣接して配置され、レーザ照射により熱変形し前記第１の部材または前記第２の部材に押しつけられて摩擦力によって固定されている熱変形部を有する固定部材とを備える転がり軸受装置を提供する。
【００１４】
本発明によれば、固定部材が熱変形部の摩擦力によって第１の部材または第２の部材に固定されることにより、固定部材に隣接して配置される内輪または外輪の軸方向の移動を規制し、嵌合部分を軸方向に固定することができる。この場合において、固定部材が内輪または外輪と物理的に分離されているので、レーザ照射時の熱応力が熱変形部から内輪または外輪に伝達されるのを防止し、内輪または外輪の真円度が低下するのを防ぐことができる。
【００１５】
上記発明においては、前記固定部材が、前記第１の部材を嵌合させる内輪側リングまたは前記第２の部材に嵌合される外輪側リングであることとしてもよい。
このように構成することで、内輪側リングまたは外輪側リングにより内輪または外輪の半径方向の移動を規制するとともに、周方向全体にわたり軸方向の位置ずれを防ぐことができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記熱変形部が、前記内輪または前記外輪の周方向に間隔をあけて複数設けられていることとしてもよい。
【００１７】
このように構成することで、複数の熱変形部により内輪と第１の部材との嵌合部分または外輪と第２の部材との嵌合部分を周方向に安定的に固定し易くすることができる。なお、熱変形部を周方向に等間隔に設ければ、嵌合部分を周方向にバランスして固定することができる。また、熱変形部を周方向に連続して部分的に重なり合うように設ければ、嵌合部分をより高い強度で固定することができる。
【００１８】
また、上記発明においては、前記第１の部材または前記第２の部材が、前記熱変形部に対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、レーザ照射により半径方向に熱変形する熱変形部を第１の部材または第２の部材の凹部に入り込ませ、熱変形部を軸方向および周方向に固定して嵌合部分の固定力を高めることができる。
【００１９】
また、上記発明においては、前記内輪間または前記外輪間の一方に軸方向に挟まれるスペーサ部を備え、他方の前記内輪または前記外輪が、軸方向に隣接する前記内輪または前記外輪に対して相対的に近接する方向に押圧された状態で前記第１の部材または前記第２の部材に固定されていることとしてもよい。
【００２０】
このように構成することで、内輪間または外輪間の一方にスペーサ部が挟まれることにより、他方の外輪間または内輪間にスペーサ部の長さに応じた隙間が形成されるので、他方の内輪または外輪を軸方向に押圧するだけで内輪どうしまたは外輪どうしを近接させて２つの転がり軸受に予圧をかけることができる。したがって、内輪または外輪を押圧した状態でレーザ照射を施すことにより、転がり軸受に予圧をかけた状態を簡易に維持することができる。
【００２１】
また、上記発明においては、前記内輪と前記第１の部材との嵌合部分または前記外輪と前記第２の部材との嵌合部分がレーザ溶接または接着剤により接合されていることとしてもよい。
【００２２】
このように構成することで、嵌合部分が接着剤により接合されている場合には、接着剤が硬化する前であっても熱変形部の摩擦力によって嵌合部分を仮固定することができ、接着剤の硬化時間にかかわらず作業効率を改善し、生産性を向上することができる。また、嵌合部分がレーザ溶接により接合されている場合には、熱変形部の摩擦力により位置ずれを防止しつつ、レーザ溶接による高い接合強度で嵌合部分を固定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、生産性の向上およびアウトガスの低減を図るとともに共振周波数変動およびトルク変動の発生を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の縦断面図である。
【図２】図１の内輪とシャフトとの嵌合部分を軸方向に直交する面で切断した横断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例に係る外輪とスリーブとの嵌合部分を軸方向に直交する面で切断した横断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の他の変形例に係る内輪とシャフトとの嵌合部分を軸方向に直交する面で切断した横断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の他の変形例に係る転がり軸受装置の縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置１０は、例えば、図１に示すように、磁気記録装置（ＨＤＤ）や光記録装置等に用いられるスイングアーム等を揺動するためのものである。この転がり軸受装置１０は、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される第１の転がり軸受１Ａおよび第２の転がり軸受１Ｂ（以下、第１の転がり軸受１Ａと第２の転がり軸受１Ｂを合わせて「転がり軸受１Ａ，１Ｂ」という。）と、これら転がり軸受１Ａ，１Ｂに嵌合されるシャフト（第１の部材）１３と、転がり軸受１Ａ，１Ｂを嵌合させる嵌合孔２５を有するスリーブ（第２の部材）２３とを備えている。
【００２６】
転がり軸受１Ａ，１Ｂは、シャフト１３とスリーブ２３とを相対的に回転させるためのものである。
第１の転がり軸受１Ａは、同軸に配置された内輪３ａおよび外輪５ａと、これら内輪３ａと外輪５ａとの間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵される複数個の転動体７とを備えている。なお、転動体７は、図示しないリテーナにより等間隔配置された状態で転動可能に保持されている。
【００２７】
内輪３ａにはシャフト１３が嵌合され、外輪５ａはスリーブ２３の嵌合孔２５に嵌合されている。また、内輪３ａの外周面には深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道が設けられ、外輪５ａの内周面には深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道が設けられている。
【００２８】
この内輪３ａは、軸方向の長さが外輪５ａより長く形成されている。内輪３ａの第２の転がり軸受１Ｂに近い側に配置される端部は、半径方向に対向して配置される外輪５ａの端部より軸方向に突出している。以下、内輪３ａにおけるこの突出している部分を突出部３４ａという。
【００２９】
突出部３４ａは、半径方向（すなわち、厚さ方向）に照射されたレーザ光により内径寸法が縮小してシャフト１３に押し付けられる熱変形部３５ａを有している。熱変形部３５ａは、摩擦力によりシャフト１３に固定されている。また、熱変形部３５ａは、突出部３４ａの周方向に間隔をあけて複数（例えば、等間隔で６箇所）設けられている。
【００３０】
内輪３ａとシャフト１３との嵌合部分は、熱変形部３５ａとシャフト１３との間の摩擦力により固定されている。
一方、外輪５ａと嵌合孔２５との嵌合部分は、接着または溶接により固定されている。
【００３１】
第２の転がり軸受１Ｂは、第１の転がり軸受１Ａと同様に、内輪３ｂおよび外輪５ｂと、転動体７と、リテーナ（図示略）とを備えている。また、内輪３ｂにはシャフト１３が嵌合され、外輪５ｂはスリーブ２３の嵌合孔２５に嵌合されている。また、内輪３ｂの外周面には深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道が設けられ、外輪５ｂの内周面には深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道が設けられている。
【００３２】
この内輪３ｂは、軸方向の長さが外輪５ｂより長く形成されている。内輪３ｂの第１の転がり軸受１Ａから遠い側に配置される端部は、半径方向に対向して配置される外輪５ｂの端部より軸方向に突出している。以下、内輪３ｂにおけるこの突出している部分を突出部３４ｂという。
【００３３】
突出部３４ｂは、半径方向に照射されたレーザ光により内径寸法が縮小してシャフト１３に押し付けられる熱変形部３５ｂを有している。熱変形部３５ｂは、内輪３ａの熱変形部３５ａと同様に、摩擦力によりシャフト１３に固定され、突出部３４ｂの周方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、図１において、符号３３はレーザ照射範囲を示している。
【００３４】
この内輪３ｂとシャフト１３との嵌合部分は熱変形部３５ｂとシャフト１３と間の摩擦力により固定され、外輪５ｂと嵌合孔２５との嵌合部分は接着または溶接により固定されている。
【００３５】
シャフト１３は、略円柱状部材または略円筒状部材であり、軸方向の一端に全周にわたって半径方向外方に突出する鍔状のフランジ部１５が設けられている。このシャフト１３には、フランジ部１５側から順に第１の転がり軸受１Ａおよび第２の転がり軸受１Ｂが嵌め込まれており、第１の転がり軸受１Ａの内輪３ａの端面がフランジ部１５に突き当てられている。
【００３６】
また、転がり軸受１Ａ，１Ｂの内輪３ａ，３ｂが相互に近接する方向に押圧された状態でシャフト１３に固定されている。これにより、転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧がかけられた状態となり、内輪３ａ，３ｂおよび外輪５ａ，５ｂと転動体７とが隙間なく接触させられている。
【００３７】
スリーブ２３の嵌合孔２５の内面には、軸方向の略中央に内側に向かって突出する凸部（以下、「スペーサ部」という。）２７が設けられている。この嵌合孔２５には、スペーサ部２７を挟んで軸方向の一方に第１の転がり軸受１Ａ、他方に第２の転がり軸受１Ｂがそれぞれ嵌め込まれており、外輪５ａ，５ｂの互いに対向する端面がそれぞれスペーサ部２７に突き当てられている。以下、嵌合孔２５の第１の転がり軸受１Ａが嵌め込まれている部分を「第１の嵌合部２９Ａ」といい、第２の転がり軸受が嵌め込まれている部分を「第２の嵌合部２９Ｂ」という。
【００３８】
次に、このように構成された本実施形態に係る転がり軸受装置１０の組み立て方法について説明する。
まず、第１の転がり軸受１Ａの内輪３ａにシャフト１３を嵌合させ、内輪３ａの端面をフランジ部１５に突き当てる。そして、図２に示すように、内輪３ａの突出部３４ａに対して半径方向ｉにレーザ光を照射する。図２において符号Ｆは溶接跡を示している（図３および図４において同様である。）。
【００３９】
この場合に、突出部３４ａが外輪５ａの端部より軸方向に突出しているので、外輪５ａに妨げられることなく外輪５ａ側から突出部３４ａの外周面に半径方向ｉに向かって容易にレーザ光を照射することができる。半径方向ｉにレーザ照射された熱変形部３５ａは、溶融して硬化する際に内径寸法が収縮し、シャフト１３の外周面に押し付けられて摩擦力により固定される。これにより、内輪３ａとシャフト１３との嵌合部分を熱変形部３５ａの摩擦力によって固定することができる。なお、突出部３４ａの周方向に熱変形部３５ａを等間隔に６箇所設けることとすれば、熱変形部３５ａの摩擦力が周方向にバランスし、嵌合部分を精度よく固定することができる。
【００４０】
続いて、スリーブ２３の第２の嵌合部２９Ｂに第２の転がり軸受１Ｂの外輪５ｂを嵌合させ、外輪５ｂの端面を嵌合孔２５のスペーサ部２７に突き当てる。ここで、第２の嵌合部２９Ｂに予め接着剤を塗布しておき、外輪５ｂと第２の嵌合部２９Ｂとを接着することとしてもよい。また、接着に代えて、外輪５ｂと第２の嵌合部２９Ｂとを溶接することとしてもよい。
【００４１】
次に、第１の転がり軸受１Ａに嵌め込まれたシャフト１３をフランジ部１５が鉛直下向きになるように固定した状態で、第２の転がり軸受１Ｂが嵌め込まれたスリーブ２３を嵌め合わせる。具体的には、スリーブ２３に嵌め込まれている第２の転がり軸受１Ｂの内輪３ｂにシャフト１３を嵌合させるとともに、シャフト１３が嵌め込まれている第１の転がり軸受１Ａの外輪５ａを第１の嵌合部２９Ａに嵌合させて、外輪５ａの端面をスペーサ部２７に突き当てる。外輪５ｂと第２の嵌合部分２９Ｂとの嵌合部分と同様に、外輪５ａと第１の嵌合部２９Ａを接着または溶接により固定することとしてもよい。
【００４２】
続いて、内輪３ｂの突出部３４ｂをシャフト１３に固定する。
ここで、転がり軸受１Ａ，１Ｂの内輪３ａ，３ｂ間には、外輪５ａ，５ｂ間に挟まれたスペーサ部２７の長さに応じた隙間が形成されているので、内輪３ａと内輪３ｂとを相互に近接させる方向に押圧して転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧をかける。
【００４３】
この場合に、第１の転がり軸受１Ａの内輪３ａがフランジ部１５に突き当てられているので、内輪３ａに対して軸方向の反対側に配置された第２の転がり軸受１Ｂの内輪３ｂを軸方向に押圧するだけで、転がり軸受１Ａ，１Ｂに簡易に予圧をかけることができる。そこで、内輪３ｂを軸方向に押圧して転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧をかけた状態で突出部３４ｂに対して半径方向にレーザ光を照射する。
【００４４】
突出部３４ｂは外輪５ｂの端部より軸方向に突出しているので、外輪５ｂに妨げられることなく外輪５ｂ側から突出部３４ｂの外周面に半径方向に向かって容易にレーザ光を照射することができる。そして、内輪３ａの熱変形部３５ａと同様に、レーザ照射により熱変形して内径寸法が収縮した熱変形部３５ｂがシャフト１３に押し付けられるので、内輪３ｂとシャフト１３との嵌合部分を熱変形部３５ｂの摩擦力によって固定することができる。
【００４５】
このようにして、転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧をかけた状態で転がり軸受１Ａ，１Ｂとシャフト１３およびスリーブ２３との各嵌合部分が固定された転がり軸受装置１０が完成する。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る転がり軸受装置１０によれば、熱変形部３５ａ，３５ｂの摩擦力により内輪３ａ，３ｂとシャフト１３の嵌合部分を固定することで、嫌気性接着剤を用いて固定する場合のようなアウトガスの発生を防止できるとともに、嵌合部分を固定するのにかかる時間を短縮して生産性の向上を図ることができる。また、接着剤を用いた場合のような温度変化による接着剤の剛性変動に起因する予圧変化を回避し、共振周波数およびトルクの安定化を図ることができる。
【００４７】
また、嵌合部分の重なり合う部分どうしを溶融して一体化するレーザ溶接の場合のような、相対的な位置ずれ、すなわち、溶融した内輪３ａ，３ｂとシャフト１３の硬化時における熱収縮による、これらの相対的な位置ずれを防ぐことができる。これにより、内輪３ａ，３ｂの真円度が低下するのを防止し、トルク変動の発生を防ぐことができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、例えば、シャフト１３が、熱変形部３５ａ，３５ｂに対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備えることとしてもよい。このようにすることで、転がり軸受装置１０の組立時に、レーザ照射により半径方向に熱変形する熱変形部３５ａ，３５ｂをシャフト１３の凹部に入り込ませ、熱変形部３５ａ，３５ｂを軸方向および周方向に固定して嵌合部分の固定力を高めることができる。
【００４９】
また、本実施形態においては、内輪３ａ，３ｂが熱変形部３５ａ，３５ｂを備えることとしたが、内輪３ａ，３ｂおよび外輪５ａ，５ｂの少なくとも１つが熱変形部を備えることとすればよい。例えば、外輪５ａ，５ｂが軸方向の一端に熱変形部を備えることとし、図３に示すように、外輪５ａ，５ｂに対して内輪３ａ，３ｂ側から半径方向Ｏにレーザ照射することとしてもよい。このようにすることで、溶融した熱変形部は硬化する際に外形寸法が膨張するので、熱変形部をスリーブ２３の嵌合孔２５に押し付けて摩擦力により固定することができる。この場合に、外輪５ａ，５ｂの熱変形部が、半径方向に対向配置される内輪３ａ，３ｂの端部より軸方向に突出していることとしてもよい。また、スリーブ２３の嵌合孔２５が、外輪５ａ，５ｂの熱変形部に対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備えることとしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態においては、熱変形部３５ａ，３５ｂを周方向に間隔をあけて複数設けることとしたが、例えば、図４に示すように、突出部３４ａ，３４ｂの周方向に細かいピッチで連続してレーザ照射し、熱変形部を周方向に連続して部分的に重なり合うように設けることとしてもよい。このようにすることで、嵌合部分をより高い強度で固定することができる。
【００５１】
また、本実施形態は以下のように変形することができる。
例えば、本実施形態においては、突出部３４ａ，３４ｂが単に内輪３ａ，３ｂの軸方向の一端に突出する形状であるとしたが、図５に示すように、内輪３ｂにおける転動体７の接触面を有する部分を厚肉部３２とし、突出部３６ｂの半径方向厚さを薄く形成して、熱変形部３７ｂが厚肉部３２より薄い半径方向厚さを有することとしてもよい。このようにすることで、レーザ照射により熱変形部３７ｂを局所的に熱変形させて、その熱応力を厚肉部３２に伝達し難くすることができる。これにより、熱変形部３７ｂをシャフト１３に押し付けつつ、厚肉部３２における転動体７の接触面に熱変形が及ぶのを防ぐことができる。
【００５２】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受装置について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置１１０は、図６に示すように、内輪１０３ａ，１０３ｂが突出部３４ａ，３４ｂを備えず外輪５ａ，５ｂとほぼ同等の長さを有し、また、シャフト１３を嵌合させる環状の内輪側リング（固定部材）１３４が内輪１０３ｂの軸方向に隣接して配置されている点で第１の実施形態と異なる。
以下、本実施形態の説明において、第１の実施形態に係る転がり軸受装置１０の構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
内輪側リング１３４は、内輪１０３ｂの内径寸法および外形寸法と略等しい筒状部材である。また、内輪側リング１３４は、レーザ照射により熱変形しシャフト１３に押し付けられる熱変形部１３５を備えている。熱変形部１３５は摩擦力によりシャフト１３に固定されている。この内輪側リング１３４は、内輪１０３ｂとともに内輪１０３ａに近接する方向に押圧された状態で、熱変形部１３５の摩擦力によりシャフト１３に固定されている。
【００５４】
このように構成された転がり軸受装置１１０の組み立て方法としては、まず、第１の転がり軸受１Ａの内輪１０３ａにシャフト１３を嵌合させ、内輪１０３ａの端面をフランジ部１５に突き当てた状態で嵌合部分を接着または溶接する。続いて、スリーブ２３の第２の嵌合部２９Ｂに第２の転がり軸受２Ｂの外輪５ｂを嵌合させ、嵌合部分を接着または溶接する。
【００５５】
次に、第１の転がり軸受１Ａに嵌め込まれたシャフト１３と第２の転がり軸受１Ｂが嵌め込まれたスリーブ２３とを嵌合させた後、内輪側リング１３４にシャフト１３を嵌合させ、内輪１０３ｂの端面に内輪側リング１３４を突き当てる。そして、内輪側リング１３４および内輪１０３ｂを内輪１０３ａに近接させる方向に押圧し、この状態で、内輪側リング１３４に対して外輪５ｂ側からレーザ光を照射する。
【００５６】
この場合に、半径方向にレーザ照射された内輪側リング１３４の熱変形部１３５は、溶融して硬化する際に内径寸法が収縮し、シャフト１３の外周面に押し付けられて摩擦力により固定される。これにより、内輪側リング１３４とシャフト１３との嵌合部分を熱変形部１３５の摩擦力によって固定することができる。
【００５７】
また、内輪側リング１３４により、これに隣接して配置される内輪１０３ｂの軸方向の移動が規制されるので、内輪１０３ｂとシャフト１３との嵌合部分を軸方向に固定することができる。また、内輪側リング１３４が内輪１０３ｂと物理的に分離されているので、レーザ照射時の熱応力が熱変形部１３５から内輪１０３ｂに伝達されるのを防止し、内輪１０３ｂの真円度が低下するのを防ぐことができる。
【００５８】
このようにして、転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧をかけた状態で転がり軸受１Ａ，１Ｂとシャフト１３およびスリーブ２３との各嵌合部分が固定された転がり軸受装置１１０が完成する。
【００５９】
なお、本実施形態においては、シャフト１３が、熱変形部１３５に対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備えることとしてもよい。
また、本実施形態においては、固定部材として内輪側リング１３４を例示して説明したが、例えば、固定部材として内輪１０３ａに隣接して配置される環状の内輪側リングや外輪５ａ，５ｂの軸方向に隣接して配置される環状の外輪側リングを採用することとしてもよい。
また、本実施形態においては、内輪側リング１３４が内輪１０３ｂの内径寸法および外形寸法と略等しい筒状部材であるとしたが、これに代えて、例えば、内輪側リング１３４の半径方向厚さを薄く形成し、熱変形部１３５が内輪１０３ｂより薄い半径方向厚さを有することとしてもよい。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよい。
また、上記各実施形態においては、第２の部材として、嵌合孔２５の内面にスペーサ部２７を備えるスリーブ２３を例示して説明したが、これに代えて、スペーサ部２７を備えないスリーブを採用し、転がり軸受１Ａ，１Ｂの内輪３ａ，３ｂ，１０３ａ，１０３ｂ間にリング状の間座を挟む構成としてもよい。この場合、外輪５ａ，５ｂ間に間座の長さに応じた隙間が形成されるので、外輪５ａ，５ｂどうしを近接させる方向に押圧することとすればよい。また、外輪５ａ，５ｂあるいは外輪５ａ，５ｂの軸方向の一端に配置する環状の固定部材にレーザ照射し、熱変形部をスリーブ２３の嵌合孔２５に摩擦力により固定することとすればよい。
【００６１】
また、上記各実施形態においては、突出部３４ａ，３４ｂ，３６ｂの熱変形部３５ａ，３５ｂ，３７ｂ、または、内輪側リング１３４の熱変形部１３５がシャフト１３に押し付けられる摩擦力により嵌合部分を固定することとしたが、例えば、シャフト１３の外周面やスリーブ２３の嵌合孔２５等に接着剤を塗布し、同一の嵌合部分において熱変形部の摩擦力による固定と接着剤による固定とを併用することとしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１Ａ 第１の転がり軸受
１Ｂ 第２の転がり軸受
３ａ，３ｂ、１０３ａ，１０３ｂ 内輪
５ａ，５ｂ 外輪
７ 転動体
１０，１１０ 転がり軸受装置
１３ シャフト（第１の部材）
２３ スリーブ（第２の部材）
２５ 嵌合孔
２７ スペーサ部
３５ａ，３５ｂ，３７ｂ，１３５ 熱変形部
１３４ 内輪側リング（固定部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受装置は、同軸に配置された内輪および外輪を備える転がり軸受と、転がり軸受の内輪に嵌合される内筒と、転がり軸受の外輪を嵌合させる外筒とにより構成され、内筒および外筒が転がり軸受により相対回転自在に支持されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。特許文献１に記載の転がり軸受装置は、シャフト（内筒）と内輪およびハウジング（外筒）と外輪がそれぞれ接着剤により接合され、特許文献２に記載の転がり軸受装置では、シャフトと内輪が嫌気性の接着剤により接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８２５４３号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、嫌気性接着剤にはアウトガス成分が多く、転がり軸受装置が使用されるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の磁気ディスクにアウトガスが付着すると、記録や再生に影響を与えることがある。また、嫌気性接着剤は硬化時間が長いため、生産性が低いという不都合がある。さらに、従来の転がり軸受装置のようにシャフトと内輪およびハウジングと外輪をそれぞれ接着剤により接合した場合、温度変化によって接着剤の剛性が変動し、これにより予圧が変化して共振周波数やトルクが変動する不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、生産性の向上およびアウトガスの低減を図るとともに共振周波数変動およびトルク変動の発生を防止した転がり軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、同軸に配置された内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受と、該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、前記転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材とを備え、前記内輪および前記外輪の少なくとも１つが、軸方向の一端に配置されてレーザ照射により熱変形し前記第１の部材または前記第２の部材に押し付けられて摩擦力によって固定される熱変形部を備える転がり軸受装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、第１の部材を各内輪に嵌合させた２つの転がり軸受の各外輪がそれぞれ第２の部材に嵌合されることにより、第１の部材と第２の部材とが転がり軸受によって相対回転可能に支持される。この場合において、レーザ照射による熱変形部の熱変形により内輪と第１の部材または外輪と第２の部材を摩擦力によって固定することで、これらの嵌合部分を嫌気性接着剤を用いて固定する場合のようなアウトガスの発生を防止できるとともに、嵌合部分を固定するのにかかる時間を短縮して生産性の向上を図ることができる。また、接着剤を用いた場合のような温度変化による接着剤の剛性変動に起因する予圧変化を回避し、共振周波数およびトルクの安定化を図ることができる。
【０００８】
また、嵌合部分を摩擦力により固定することで、嵌合部分の重なり合う部分どうしを溶融して一体化するレーザ溶接の場合のように、溶融した内輪と第１の部材または外輪と第２の部材の硬化時の熱収縮によるこれらの相対的な位置ずれを防ぐことができる。これにより、内輪または外輪の真円度が低下するのを防止し、トルク変動の発生を防ぐことができる。
【０００９】
上記発明においては、前記熱変形部が、半径方向に対向して配置される前記外輪または前記内輪の端部より軸方向に突出していることとしてもよい。
【００１０】
このように構成することで、熱変形部の半径方向に対向配置される外輪または内輪により妨げられることなく熱変形部に対して半径方向からレーザ光を照射することができる。これにより、例えば、内輪の熱変形部に外輪側からレーザ照射した場合には、溶融した熱変形部が硬化する際に積極的に半径方向に収縮させて積極的に第１の部材に押し付けることができる。また、外輪の熱変形部に内輪側からレーザ照射した場合には、溶融した熱変形部が硬化する際に積極的に半径方向に膨張させて積極的に第２の部材に押し付けることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記内輪または前記外輪が、前記転動体との接触面を有する厚肉部を備え、前記熱変形部が前記厚肉部より薄い半径方向厚さを有していることとしてもよい。
【００１２】
このように構成することで、レーザ照射により熱変形部を局所的に熱変形させて、その熱応力を厚肉部に伝達し難くすることができる。これにより、熱変形部を第１の部材または第２の部材に押し付けつつ、厚肉部における転動体の接触面に熱変形が及ぶのを防ぐことができる。
【００１３】
本発明は、同軸に配置される内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受と、該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、前記転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材と、前記内輪および前記外輪の少なくとも１つに軸方向に隣接して配置され、レーザ照射により熱変形し前記第１の部材または前記第２の部材に押しつけられて摩擦力によって固定されている熱変形部を有する固定部材とを備える転がり軸受装置を提供する。
【００１４】
本発明によれば、固定部材が熱変形部の摩擦力によって第１の部材または第２の部材に固定されることにより、固定部材に隣接して配置される内輪または外輪の軸方向の移動を規制し、嵌合部分を軸方向に固定することができる。この場合において、固定部材が内輪または外輪と物理的に分離されているので、レーザ照射時の熱応力が熱変形部から内輪または外輪に伝達されるのを防止し、内輪または外輪の真円度が低下するのを防ぐことができる。
【００１５】
上記発明においては、前記固定部材が、前記第１の部材を嵌合させる内輪側リングまたは前記第２の部材に嵌合される外輪側リングであることとしてもよい。
このように構成することで、内輪側リングまたは外輪側リングにより内輪または外輪の半径方向の移動を規制するとともに、周方向全体にわたり軸方向の位置ずれを防ぐことができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記熱変形部が、前記内輪または前記外輪の周方向に間隔をあけて複数設けられていることとしてもよい。
【００１７】
このように構成することで、複数の熱変形部により内輪と第１の部材との嵌合部分または外輪と第２の部材との嵌合部分を周方向に安定的に固定し易くすることができる。なお、熱変形部を周方向に等間隔に設ければ、嵌合部分を周方向にバランスして固定することができる。また、熱変形部を周方向に連続して部分的に重なり合うように設ければ、嵌合部分をより高い強度で固定することができる。
【００１８】
また、上記発明においては、前記第１の部材または前記第２の部材が、前記熱変形部に対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、レーザ照射により半径方向に熱変形する熱変形部を第１の部材または第２の部材の凹部に入り込ませ、熱変形部を軸方向および周方向に固定して嵌合部分の固定力を高めることができる。
【００１９】
また、上記発明においては、前記内輪間または前記外輪間の一方に軸方向に挟まれるスペーサ部を備え、他方の前記内輪または前記外輪が、軸方向に隣接する前記内輪または前記外輪に対して相対的に近接する方向に押圧された状態で前記第１の部材または前記第２の部材に固定されていることとしてもよい。
【００２０】
このように構成することで、内輪間または外輪間の一方にスペーサ部が挟まれることにより、他方の外輪間または内輪間にスペーサ部の長さに応じた隙間が形成されるので、他方の内輪または外輪を軸方向に押圧するだけで内輪どうしまたは外輪どうしを近接させて２つの転がり軸受に予圧をかけることができる。したがって、内輪または外輪を押圧した状態でレーザ照射を施すことにより、転がり軸受に予圧をかけた状態を簡易に維持することができる。
【００２１】
また、上記発明においては、前記内輪と前記第１の部材との嵌合部分または前記外輪と前記第２の部材との嵌合部分がレーザ溶接または接着剤により接合されていることとしてもよい。
【００２２】
このように構成することで、嵌合部分が接着剤により接合されている場合には、接着剤が硬化する前であっても熱変形部の摩擦力によって嵌合部分を仮固定することができ、接着剤の硬化時間にかかわらず作業効率を改善し、生産性を向上することができる。また、嵌合部分がレーザ溶接により接合されている場合には、熱変形部の摩擦力により位置ずれを防止しつつ、レーザ溶接による高い接合強度で嵌合部分を固定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、生産性の向上およびアウトガスの低減を図るとともに共振周波数変動およびトルク変動の発生を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の縦断面図である。
【図２】図１の内輪とシャフトとの嵌合部分を軸方向に直交する面で切断した横断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例に係る外輪とスリーブとの嵌合部分を軸方向に直交する面で切断した横断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の他の変形例に係る内輪とシャフトとの嵌合部分を軸方向に直交する面で切断した横断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の他の変形例に係る転がり軸受装置の縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置１０は、例えば、図１に示すように、磁気記録装置（ＨＤＤ）や光記録装置等に用いられるスイングアーム等を揺動するためのものである。この転がり軸受装置１０は、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される第１の転がり軸受１Ａおよび第２の転がり軸受１Ｂ（以下、第１の転がり軸受１Ａと第２の転がり軸受１Ｂを合わせて「転がり軸受１Ａ，１Ｂ」という。）と、これら転がり軸受１Ａ，１Ｂに嵌合されるシャフト（第１の部材）１３と、転がり軸受１Ａ，１Ｂを嵌合させる嵌合孔２５を有するスリーブ（第２の部材）２３とを備えている。
【００２６】
転がり軸受１Ａ，１Ｂは、シャフト１３とスリーブ２３とを相対的に回転させるためのものである。
第１の転がり軸受１Ａは、同軸に配置された内輪３ａおよび外輪５ａと、これら内輪３ａと外輪５ａとの間の円環状空間に周方向に間隔をあけて内蔵される複数個の転動体７とを備えている。なお、転動体７は、図示しないリテーナにより等間隔配置された状態で転動可能に保持されている。
【００２７】
内輪３ａにはシャフト１３が嵌合され、外輪５ａはスリーブ２３の嵌合孔２５に嵌合されている。また、内輪３ａの外周面には深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道が設けられ、外輪５ａの内周面には深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道が設けられている。
【００２８】
この内輪３ａは、軸方向の長さが外輪５ａより長く形成されている。内輪３ａの第２の転がり軸受１Ｂに近い側に配置される端部は、半径方向に対向して配置される外輪５ａの端部より軸方向に突出している。以下、内輪３ａにおけるこの突出している部分を突出部３４ａという。
【００２９】
突出部３４ａは、半径方向（すなわち、厚さ方向）に照射されたレーザ光により内径寸法が縮小してシャフト１３に押し付けられる熱変形部３５ａを有している。熱変形部３５ａは、摩擦力によりシャフト１３に固定されている。また、熱変形部３５ａは、突出部３４ａの周方向に間隔をあけて複数（例えば、等間隔で６箇所）設けられている。
【００３０】
内輪３ａとシャフト１３との嵌合部分は、熱変形部３５ａとシャフト１３との間の摩擦力により固定されている。
一方、外輪５ａと嵌合孔２５との嵌合部分は、接着または溶接により固定されている。
【００３１】
第２の転がり軸受１Ｂは、第１の転がり軸受１Ａと同様に、内輪３ｂおよび外輪５ｂと、転動体７と、リテーナ（図示略）とを備えている。また、内輪３ｂにはシャフト１３が嵌合され、外輪５ｂはスリーブ２３の嵌合孔２５に嵌合されている。また、内輪３ｂの外周面には深溝型若しくはアンギュラ型の内輪軌道が設けられ、外輪５ｂの内周面には深溝型若しくはアンギュラ型の外輪軌道が設けられている。
【００３２】
この内輪３ｂは、軸方向の長さが外輪５ｂより長く形成されている。内輪３ｂの第１の転がり軸受１Ａから遠い側に配置される端部は、半径方向に対向して配置される外輪５ｂの端部より軸方向に突出している。以下、内輪３ｂにおけるこの突出している部分を突出部３４ｂという。
【００３３】
突出部３４ｂは、半径方向に照射されたレーザ光により内径寸法が縮小してシャフト１３に押し付けられる熱変形部３５ｂを有している。熱変形部３５ｂは、内輪３ａの熱変形部３５ａと同様に、摩擦力によりシャフト１３に固定され、突出部３４ｂの周方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、図１において、符号３３はレーザ照射範囲を示している。
【００３４】
この内輪３ｂとシャフト１３との嵌合部分は熱変形部３５ｂとシャフト１３と間の摩擦力により固定され、外輪５ｂと嵌合孔２５との嵌合部分は接着または溶接により固定されている。
【００３５】
シャフト１３は、略円柱状部材または略円筒状部材であり、軸方向の一端に全周にわたって半径方向外方に突出する鍔状のフランジ部１５が設けられている。このシャフト１３には、フランジ部１５側から順に第１の転がり軸受１Ａおよび第２の転がり軸受１Ｂが嵌め込まれており、第１の転がり軸受１Ａの内輪３ａの端面がフランジ部１５に突き当てられている。
【００３６】
また、転がり軸受１Ａ，１Ｂの内輪３ａ，３ｂが相互に近接する方向に押圧された状態でシャフト１３に固定されている。これにより、転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧がかけられた状態となり、内輪３ａ，３ｂおよび外輪５ａ，５ｂと転動体７とが隙間なく接触させられている。
【００３７】
スリーブ２３の嵌合孔２５の内面には、軸方向の略中央に内側に向かって突出する凸部（以下、「スペーサ部」という。）２７が設けられている。この嵌合孔２５には、スペーサ部２７を挟んで軸方向の一方に第１の転がり軸受１Ａ、他方に第２の転がり軸受１Ｂがそれぞれ嵌め込まれており、外輪５ａ，５ｂの互いに対向する端面がそれぞれスペーサ部２７に突き当てられている。以下、嵌合孔２５の第１の転がり軸受１Ａが嵌め込まれている部分を「第１の嵌合部２９Ａ」といい、第２の転がり軸受が嵌め込まれている部分を「第２の嵌合部２９Ｂ」という。
【００３８】
次に、このように構成された本実施形態に係る転がり軸受装置１０の組み立て方法について説明する。
まず、第１の転がり軸受１Ａの内輪３ａにシャフト１３を嵌合させ、内輪３ａの端面をフランジ部１５に突き当てる。そして、図２に示すように、内輪３ａの突出部３４ａに対して半径方向ｉにレーザ光を照射する。図２において符号Ｆは溶接跡を示している（図３および図４において同様である。）。
【００３９】
この場合に、突出部３４ａが外輪５ａの端部より軸方向に突出しているので、外輪５ａに妨げられることなく外輪５ａ側から突出部３４ａの外周面に半径方向ｉに向かって容易にレーザ光を照射することができる。半径方向ｉにレーザ照射された熱変形部３５ａは、溶融して硬化する際に内径寸法が収縮し、シャフト１３の外周面に押し付けられて摩擦力により固定される。これにより、内輪３ａとシャフト１３との嵌合部分を熱変形部３５ａの摩擦力によって固定することができる。なお、突出部３４ａの周方向に熱変形部３５ａを等間隔に６箇所設けることとすれば、熱変形部３５ａの摩擦力が周方向にバランスし、嵌合部分を精度よく固定することができる。
【００４０】
続いて、スリーブ２３の第２の嵌合部２９Ｂに第２の転がり軸受１Ｂの外輪５ｂを嵌合させ、外輪５ｂの端面を嵌合孔２５のスペーサ部２７に突き当てる。ここで、第２の嵌合部２９Ｂに予め接着剤を塗布しておき、外輪５ｂと第２の嵌合部２９Ｂとを接着することとしてもよい。また、接着に代えて、外輪５ｂと第２の嵌合部２９Ｂとを溶接することとしてもよい。
【００４１】
次に、第１の転がり軸受１Ａに嵌め込まれたシャフト１３をフランジ部１５が鉛直下向きになるように固定した状態で、第２の転がり軸受１Ｂが嵌め込まれたスリーブ２３を嵌め合わせる。具体的には、スリーブ２３に嵌め込まれている第２の転がり軸受１Ｂの内輪３ｂにシャフト１３を嵌合させるとともに、シャフト１３が嵌め込まれている第１の転がり軸受１Ａの外輪５ａを第１の嵌合部２９Ａに嵌合させて、外輪５ａの端面をスペーサ部２７に突き当てる。外輪５ｂと第２の嵌合部分２９Ｂとの嵌合部分と同様に、外輪５ａと第１の嵌合部２９Ａを接着または溶接により固定することとしてもよい。
【００４２】
続いて、内輪３ｂの突出部３４ｂをシャフト１３に固定する。
ここで、転がり軸受１Ａ，１Ｂの内輪３ａ，３ｂ間には、外輪５ａ，５ｂ間に挟まれたスペーサ部２７の長さに応じた隙間が形成されているので、内輪３ａと内輪３ｂとを相互に近接させる方向に押圧して転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧をかける。
【００４３】
この場合に、第１の転がり軸受１Ａの内輪３ａがフランジ部１５に突き当てられているので、内輪３ａに対して軸方向の反対側に配置された第２の転がり軸受１Ｂの内輪３ｂを軸方向に押圧するだけで、転がり軸受１Ａ，１Ｂに簡易に予圧をかけることができる。そこで、内輪３ｂを軸方向に押圧して転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧をかけた状態で突出部３４ｂに対して半径方向にレーザ光を照射する。
【００４４】
突出部３４ｂは外輪５ｂの端部より軸方向に突出しているので、外輪５ｂに妨げられることなく外輪５ｂ側から突出部３４ｂの外周面に半径方向に向かって容易にレーザ光を照射することができる。そして、内輪３ａの熱変形部３５ａと同様に、レーザ照射により熱変形して内径寸法が収縮した熱変形部３５ｂがシャフト１３に押し付けられるので、内輪３ｂとシャフト１３との嵌合部分を熱変形部３５ｂの摩擦力によって固定することができる。
【００４５】
このようにして、転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧をかけた状態で転がり軸受１Ａ，１Ｂとシャフト１３およびスリーブ２３との各嵌合部分が固定された転がり軸受装置１０が完成する。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る転がり軸受装置１０によれば、熱変形部３５ａ，３５ｂの摩擦力により内輪３ａ，３ｂとシャフト１３の嵌合部分を固定することで、嫌気性接着剤を用いて固定する場合のようなアウトガスの発生を防止できるとともに、嵌合部分を固定するのにかかる時間を短縮して生産性の向上を図ることができる。また、接着剤を用いた場合のような温度変化による接着剤の剛性変動に起因する予圧変化を回避し、共振周波数およびトルクの安定化を図ることができる。
【００４７】
また、嵌合部分の重なり合う部分どうしを溶融して一体化するレーザ溶接の場合のような、相対的な位置ずれ、すなわち、溶融した内輪３ａ，３ｂとシャフト１３の硬化時における熱収縮による、これらの相対的な位置ずれを防ぐことができる。これにより、内輪３ａ，３ｂの真円度が低下するのを防止し、トルク変動の発生を防ぐことができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、例えば、シャフト１３が、熱変形部３５ａ，３５ｂに対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備えることとしてもよい。このようにすることで、転がり軸受装置１０の組立時に、レーザ照射により半径方向に熱変形する熱変形部３５ａ，３５ｂをシャフト１３の凹部に入り込ませ、熱変形部３５ａ，３５ｂを軸方向および周方向に固定して嵌合部分の固定力を高めることができる。
【００４９】
また、本実施形態においては、内輪３ａ，３ｂが熱変形部３５ａ，３５ｂを備えることとしたが、内輪３ａ，３ｂおよび外輪５ａ，５ｂの少なくとも１つが熱変形部を備えることとすればよい。例えば、外輪５ａ，５ｂが軸方向の一端に熱変形部を備えることとし、図３に示すように、外輪５ａ，５ｂに対して内輪３ａ，３ｂ側から半径方向Ｏにレーザ照射することとしてもよい。このようにすることで、溶融した熱変形部は硬化する際に外形寸法が膨張するので、熱変形部をスリーブ２３の嵌合孔２５に押し付けて摩擦力により固定することができる。この場合に、外輪５ａ，５ｂの熱変形部が、半径方向に対向配置される内輪３ａ，３ｂの端部より軸方向に突出していることとしてもよい。また、スリーブ２３の嵌合孔２５が、外輪５ａ，５ｂの熱変形部に対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備えることとしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態においては、熱変形部３５ａ，３５ｂを周方向に間隔をあけて複数設けることとしたが、例えば、図４に示すように、突出部３４ａ，３４ｂの周方向に細かいピッチで連続してレーザ照射し、熱変形部を周方向に連続して部分的に重なり合うように設けることとしてもよい。このようにすることで、嵌合部分をより高い強度で固定することができる。
【００５１】
また、本実施形態は以下のように変形することができる。
例えば、本実施形態においては、突出部３４ａ，３４ｂが単に内輪３ａ，３ｂの軸方向の一端に突出する形状であるとしたが、図５に示すように、内輪３ｂにおける転動体７の接触面を有する部分を厚肉部３２とし、突出部３６ｂの半径方向厚さを薄く形成して、熱変形部３７ｂが厚肉部３２より薄い半径方向厚さを有することとしてもよい。このようにすることで、レーザ照射により熱変形部３７ｂを局所的に熱変形させて、その熱応力を厚肉部３２に伝達し難くすることができる。これにより、熱変形部３７ｂをシャフト１３に押し付けつつ、厚肉部３２における転動体７の接触面に熱変形が及ぶのを防ぐことができる。
【００５２】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受装置について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置１１０は、図６に示すように、内輪１０３ａ，１０３ｂが突出部３４ａ，３４ｂを備えず外輪５ａ，５ｂとほぼ同等の長さを有し、また、シャフト１３を嵌合させる環状の内輪側リング（固定部材）１３４が内輪１０３ｂの軸方向に隣接して配置されている点で第１の実施形態と異なる。
以下、本実施形態の説明において、第１の実施形態に係る転がり軸受装置１０の構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
内輪側リング１３４は、内輪１０３ｂの内径寸法および外形寸法と略等しい筒状部材である。また、内輪側リング１３４は、レーザ照射により熱変形しシャフト１３に押し付けられる熱変形部１３５を備えている。熱変形部１３５は摩擦力によりシャフト１３に固定されている。この内輪側リング１３４は、内輪１０３ｂとともに内輪１０３ａに近接する方向に押圧された状態で、熱変形部１３５の摩擦力によりシャフト１３に固定されている。
【００５４】
このように構成された転がり軸受装置１１０の組み立て方法としては、まず、第１の転がり軸受１Ａの内輪１０３ａにシャフト１３を嵌合させ、内輪１０３ａの端面をフランジ部１５に突き当てた状態で嵌合部分を接着または溶接する。続いて、スリーブ２３の第２の嵌合部２９Ｂに第２の転がり軸受２Ｂの外輪５ｂを嵌合させ、嵌合部分を接着または溶接する。
【００５５】
次に、第１の転がり軸受１Ａに嵌め込まれたシャフト１３と第２の転がり軸受１Ｂが嵌め込まれたスリーブ２３とを嵌合させた後、内輪側リング１３４にシャフト１３を嵌合させ、内輪１０３ｂの端面に内輪側リング１３４を突き当てる。そして、内輪側リング１３４および内輪１０３ｂを内輪１０３ａに近接させる方向に押圧し、この状態で、内輪側リング１３４に対して外輪５ｂ側からレーザ光を照射する。
【００５６】
この場合に、半径方向にレーザ照射された内輪側リング１３４の熱変形部１３５は、溶融して硬化する際に内径寸法が収縮し、シャフト１３の外周面に押し付けられて摩擦力により固定される。これにより、内輪側リング１３４とシャフト１３との嵌合部分を熱変形部１３５の摩擦力によって固定することができる。
【００５７】
また、内輪側リング１３４により、これに隣接して配置される内輪１０３ｂの軸方向の移動が規制されるので、内輪１０３ｂとシャフト１３との嵌合部分を軸方向に固定することができる。また、内輪側リング１３４が内輪１０３ｂと物理的に分離されているので、レーザ照射時の熱応力が熱変形部１３５から内輪１０３ｂに伝達されるのを防止し、内輪１０３ｂの真円度が低下するのを防ぐことができる。
【００５８】
このようにして、転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧をかけた状態で転がり軸受１Ａ，１Ｂとシャフト１３およびスリーブ２３との各嵌合部分が固定された転がり軸受装置１１０が完成する。
【００５９】
なお、本実施形態においては、シャフト１３が、熱変形部１３５に対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備えることとしてもよい。
また、本実施形態においては、固定部材として内輪側リング１３４を例示して説明したが、例えば、固定部材として内輪１０３ａに隣接して配置される環状の内輪側リングや外輪５ａ，５ｂの軸方向に隣接して配置される環状の外輪側リングを採用することとしてもよい。
また、本実施形態においては、内輪側リング１３４が内輪１０３ｂの内径寸法および外形寸法と略等しい筒状部材であるとしたが、これに代えて、例えば、内輪側リング１３４の半径方向厚さを薄く形成し、熱変形部１３５が内輪１０３ｂより薄い半径方向厚さを有することとしてもよい。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよい。
また、上記各実施形態においては、第２の部材として、嵌合孔２５の内面にスペーサ部２７を備えるスリーブ２３を例示して説明したが、これに代えて、スペーサ部２７を備えないスリーブを採用し、転がり軸受１Ａ，１Ｂの内輪３ａ，３ｂ，１０３ａ，１０３ｂ間にリング状の間座を挟む構成としてもよい。この場合、外輪５ａ，５ｂ間に間座の長さに応じた隙間が形成されるので、外輪５ａ，５ｂどうしを近接させる方向に押圧することとすればよい。また、外輪５ａ，５ｂあるいは外輪５ａ，５ｂの軸方向の一端に配置する環状の固定部材にレーザ照射し、熱変形部をスリーブ２３の嵌合孔２５に摩擦力により固定することとすればよい。
【００６１】
また、上記各実施形態においては、突出部３４ａ，３４ｂ，３６ｂの熱変形部３５ａ，３５ｂ，３７ｂ、または、内輪側リング１３４の熱変形部１３５がシャフト１３に押し付けられる摩擦力により嵌合部分を固定することとしたが、例えば、シャフト１３の外周面やスリーブ２３の嵌合孔２５等に接着剤を塗布し、同一の嵌合部分において熱変形部の摩擦力による固定と接着剤による固定とを併用することとしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１Ａ 第１の転がり軸受
１Ｂ 第２の転がり軸受
３ａ，３ｂ、１０３ａ，１０３ｂ 内輪
５ａ，５ｂ 外輪
７ 転動体
１０，１１０ 転がり軸受装置
１３ シャフト（第１の部材）
２３ スリーブ（第２の部材）
２５ 嵌合孔
２７ スペーサ部
３５ａ，３５ｂ，３７ｂ，１３５ 熱変形部
１３４ 内輪側リング（固定部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸に配置された内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受と、
該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、
前記転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材とを備え、
前記内輪および前記外輪の少なくとも１つが、軸方向の一端に配置されてレーザ照射により熱変形し前記第１の部材または前記第２の部材に押し付けられて摩擦力によって固定される熱変形部を備える転がり軸受装置。
【請求項２】
前記熱変形部が、半径方向に対向して配置される前記外輪または前記内輪の端部より軸方向に突出している請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記内輪または前記外輪が、前記転動体との接触面を有する厚肉部を備え、前記熱変形部が前記厚肉部より薄い半径方向厚さを有している請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
同軸に配置される内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受と、
該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、
前記転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材と、
前記内輪および前記外輪の少なくとも１つに軸方向に隣接して配置され、レーザ照射により熱変形し前記第１の部材または前記第２の部材に押しつけられて摩擦力によって固定されている熱変形部を有する固定部材とを備える転がり軸受装置。
【請求項５】
前記固定部材が、前記第１の部材を嵌合させる内輪側リングまたは前記第２の部材に嵌合される外輪側リングである請求項４に記載の転がり軸受装置。
【請求項６】
前記熱変形部が、前記内輪または前記外輪の周方向に間隔をあけて複数設けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項７】
前記第１の部材または前記第２の部材が、前記熱変形部に対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項８】
前記内輪間または前記外輪間の一方に軸方向に挟まれるスペーサ部を備え、
他方の前記内輪または前記外輪が、軸方向に隣接する前記内輪または前記外輪に対して相対的に近接する方向に押圧された状態で前記第１の部材または前記第２の部材に固定されている請求項１から請求項７のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項９】
前記内輪と前記第１の部材との嵌合部分または前記外輪と前記第２の部材との嵌合部分がレーザ溶接または接着剤により接合されている請求項１から請求項８のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項１】
同軸に配置された内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受と、
該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、
前記転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材とを備え、
前記内輪および前記外輪の少なくとも１つが、軸方向の一端に配置されてレーザ照射により熱変形し前記第１の部材または前記第２の部材に押し付けられて摩擦力によって固定される熱変形部を備える転がり軸受装置。
【請求項２】
前記熱変形部が、半径方向に対向して配置される前記外輪または前記内輪の端部より軸方向に突出している請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記内輪または前記外輪が、前記転動体との接触面を有する厚肉部を備え、前記熱変形部が前記厚肉部より薄い半径方向厚さを有している請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
同軸に配置される内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される２つの転がり軸受と、
該転がり軸受の前記内輪に嵌合される第１の部材と、
前記転がり軸受の前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第２の部材と、
前記内輪および前記外輪の少なくとも１つに軸方向に隣接して配置され、レーザ照射により熱変形し前記第１の部材または前記第２の部材に押しつけられて摩擦力によって固定されている熱変形部を有する固定部材とを備える転がり軸受装置。
【請求項５】
前記固定部材が、前記第１の部材を嵌合させる内輪側リングまたは前記第２の部材に嵌合される外輪側リングである請求項４に記載の転がり軸受装置。
【請求項６】
前記熱変形部が、前記内輪または前記外輪の周方向に間隔をあけて複数設けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項７】
前記第１の部材または前記第２の部材が、前記熱変形部に対して半径方向に対向する位置に窪む凹部を備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項８】
前記内輪間または前記外輪間の一方に軸方向に挟まれるスペーサ部を備え、
他方の前記内輪または前記外輪が、軸方向に隣接する前記内輪または前記外輪に対して相対的に近接する方向に押圧された状態で前記第１の部材または前記第２の部材に固定されている請求項１から請求項７のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項９】
前記内輪と前記第１の部材との嵌合部分または前記外輪と前記第２の部材との嵌合部分がレーザ溶接または接着剤により接合されている請求項１から請求項８のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７５０６８（Ｐ２０１１−７５０６８Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２８９６９（Ｐ２００９−２２８９６９）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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