JP5606116B2 - Rolling bearing device and pivot device - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受装置およびピボット装置に関するものである。 The present invention relates to a rolling bearing device and a pivot device.
一般に、磁気記録装置(HDD)に用いられる転がり軸受装置は、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。 In general, a rolling bearing device used in a magnetic recording device (HDD) is fitted with a rolling bearing having coaxially arranged inner and outer rings, an inner cylinder fitted to the inner ring of the rolling bearing, and an outer ring of the rolling bearing. The inner cylinder and the outer cylinder are supported by a rolling bearing so as to be relatively rotatable (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). In the rolling bearing device described in Patent Document 1, a shaft (inner cylinder), an inner ring, a housing (outer cylinder), and an outer ring are joined by an adhesive, respectively. In the rolling bearing device described in Patent Document 2, the shaft and the inner ring are anaerobic. It is joined by a sex adhesive.
しかしながら、嫌気性接着剤はアウトガス成分が多いとともに、硬化時間が長く生産性が低いという不都合がある。また、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(レゾナンス)やトルクが変動するという不都合がある。 However, the anaerobic adhesive has many outgas components and has a disadvantage that the curing time is long and the productivity is low. In addition, when the shaft and the inner ring and the housing and the outer ring are joined together by an adhesive as in the conventional rolling bearing device, the rigidity of the adhesive fluctuates due to a temperature change, and this changes the preload, thereby changing the resonance frequency (resonance) and There is a disadvantage that the torque fluctuates.
また、レーザ溶接する場合であっても、溶接範囲の面積が大きくなると、溶融した溶融部が硬化する際の熱収縮により嵌合部分に位置ずれが生じてトルクが低下するという問題がある。また、溶接箇所の表面粗さが粗いと、均等に溶融することが難しく嵌合部分に位置ずれや接合不良が生じてトルクがばらついてしまうという問題がある。 Even in the case of laser welding, when the area of the welding range is increased, there is a problem that the fitting portion is displaced due to thermal contraction when the melted molten portion is cured, and the torque is reduced. Moreover, if the surface roughness of the welded portion is rough, it is difficult to melt evenly, and there is a problem in that the torque is varied due to misalignment and poor bonding at the fitting portion.
例えば、レゾナンスが低いと、制御帯域が低くなりハードディスクに対する磁気情報のリードライトに不都合を与えたり、また、レゾナンスのばらつきが大きいと、制御回路に設定されたフィルタが所定の周波数帯域外の周波数に共振を持ったりする場合がある。また、トルクが低いと、ハードディスク上での磁気ヘッドの位置決め誤差が大きくなり磁気情報のリードライトに不都合を与える場合がある。 For example, if the resonance is low, the control band is low, which causes inconvenience in reading / writing magnetic information to / from the hard disk, and if the variation in resonance is large, the filter set in the control circuit has a frequency outside the predetermined frequency band. May have resonance. Also, if the torque is low, the positioning error of the magnetic head on the hard disk becomes large, which may cause inconvenience in reading and writing magnetic information.
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発生の低減を図るとともに、共振周波数変動やトルク変動の発生を防止した転がり軸受装置およびピボット装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a rolling bearing device and a pivot device that improve productivity and reduce generation of outgas, and prevent occurrence of resonance frequency fluctuation and torque fluctuation. For the purpose.
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、ハードディスクのスイングアームを揺動自在に支持するための転がり軸受装置であって、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外径10mm以下の2つの転がり軸受と、該2つの転がり軸受の各前記内輪に嵌合される第1の部材、または、各前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第2の部材を備え、前記外輪または前記内輪が前記スイングアームを装着可能に設けられ、前記内輪と前記第1の部材との嵌合部分および前記外輪と前記第2の部材との嵌合部分の少なくとも一箇所が、前記内輪および前記第1の部材の少なくとも一方または前記外輪および前記第2の部材の少なくとも一方はステンレス材料からなる表面粗さRa0.2以下の低粗面を有し、該低粗面に施されたレーザ照射により200μmより小さい径寸法を有する溶接範囲によってレーザ溶接されている転がり軸受装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a rolling bearing device for swingably supporting a swing arm of a hard disk, and is arranged in an annular space between an inner ring and an outer ring arranged coaxially and an annular space between the inner ring and the outer ring. A plurality of rolling elements arranged at intervals, and two rolling bearings having an outer diameter of 10 mm or less arranged at intervals in the axial direction, and a first fitting fitted to each inner ring of the two rolling bearings Or a second member having a fitting hole for fitting each outer ring, wherein the outer ring or the inner ring is provided so that the swing arm can be mounted, and the inner ring and the first member mating portion and at least one portion of the fitting portion between the second member and the outer ring, at least one of stainless steel of at least one or said outer ring and said second member of said inner ring and said first member It has a surface roughness Ra0.2 or lower rough surface made of, provides a rolling bearing device that is laser welded by weld region having a 200μm smaller diameter by laser irradiation which has been subjected to low-rough surface.
本発明によれば、内輪または外輪にスイングアームを装着させれば、2つの転がり軸受を支点としてスイングアームを揺動自在に支持することができる。この場合において、各内輪と第1の部材との嵌合部分または各外輪と第2の部材との嵌合部分の少なくとも1箇所をレーザ溶接により接合することで、嫌気性接着剤を用いて接合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、接合時間を短縮し生産性を向上することができる。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。 According to the present invention, if the swing arm is attached to the inner ring or the outer ring, the swing arm can be swingably supported using the two rolling bearings as fulcrums. In this case, anaerobic adhesive is used for joining at least one of the fitting portion between each inner ring and the first member or the fitting portion between each outer ring and the second member by laser welding. As a result, outgassing as in the case of performing can be prevented, and the bonding time can be shortened and the productivity can be improved. Further, it is possible to avoid a preload change caused by a change in the rigidity of the adhesive due to a temperature change as in the case where an adhesive is used, and to stabilize the resonance frequency and torque.
また、嵌合部分における内輪と第1の部材の少なくとも一方または外輪と第2の部材の少なくとも一方が有する表面粗さRa0.2以下の低粗面にレーザ照射を施すことで、レーザ光の反射率やエネルギーの吸収率のばらつきが少なく、低粗面をほぼ均等に溶融することができる。したがって、溶接範囲の径寸法(スポット径)のばらつきを抑制し嵌合部分の接合不良を低減することができる。 In addition, laser irradiation is performed by irradiating a low-roughness surface having a surface roughness Ra of 0.2 or less on at least one of the inner ring and the first member or at least one of the outer ring and the second member in the fitting portion. There is little variation in the rate and energy absorption rate, and the low rough surface can be melted almost uniformly. Therefore, it is possible to suppress the variation in the diameter dimension (spot diameter) of the welding range and reduce the joint failure at the fitting portion.
また、溶接範囲のスポット径を200μmより小さくすることで、溶融した溶融部が硬化する際の熱収縮を低減し嵌合部分の位置ずれを抑制することができる。これにより、2つの転がり軸受に予圧をかけた場合に嵌合部分の位置ずれによる予圧抜けを防ぐことができ、安定したトルクおよびレゾナンスを得ることができる。 Further, by making the spot diameter in the welding range smaller than 200 μm, it is possible to reduce thermal contraction when the melted molten part is cured and to suppress the displacement of the fitting part. As a result, when preload is applied to the two rolling bearings, it is possible to prevent the preload from being lost due to the displacement of the fitting portion, and it is possible to obtain a stable torque and resonance.
上記発明においては、前記レーザ溶接による溶接範囲の径寸法が150〜100μmであることとしてもよい。 In the said invention, it is good also as a diameter dimension of the welding range by the said laser welding being 150-100 micrometers.
嵌合部分における被溶接材どうしの隙間に対してレーザ溶接によるスポット径が小さすぎると、被溶接材どうしを十分な溶融量で接合することができず、接合強度を確保することができない場合がある。レーザ溶接によるスポット径を150〜100μmとすることで、溶融部の熱収縮による位置ずれを抑制するとともに嵌合部分の接合強度を確保することができる。 If the spot diameter by laser welding is too small for the gap between the welded materials in the fitting part, the welded materials cannot be joined with a sufficient amount of melting, and the joining strength may not be ensured. is there. By setting the spot diameter by laser welding to 150 to 100 μm, it is possible to suppress misalignment due to thermal contraction of the melted portion and to secure the bonding strength of the fitting portion.
また、上記発明においては、前記外輪間または前記内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の部材にレーザ溶接されていることとしてもよい。 In the above invention, a spacer portion sandwiched in the axial direction is provided between one of the outer rings or the inner rings, and the other inner ring or the outer ring is relative to the inner ring or the outer ring adjacent in the axial direction. Alternatively, laser welding may be performed on the first member or the second member in a state where the first member or the second member is pressed in the direction of approaching each other.
このように構成することで、外輪間または内輪間の一方に挟まれたスペーサ部により、他方の内輪間または外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、他方の内輪どうしまたは外輪どうしを軸方向に相対的に近接させた状態で第1の部材または第2の部材とレーザ溶接することにより、2つの転がり軸受に予圧をかけた状態を簡易にかつ安定して維持することができる。 With this configuration, a gap corresponding to the length of the spacer portion is formed between the other inner rings or the outer rings by the spacer portion sandwiched between the outer rings or the inner rings. Alternatively, the state in which the preload is applied to the two rolling bearings can be easily and stably maintained by laser welding with the first member or the second member in a state where the outer rings are relatively close to each other in the axial direction. be able to.
本発明は、ベース部材と、前記スイングアームと、上記本発明の転がり軸受装置とを備え、前記第1の部材および前記第2の部材のいずれか一方が前記ベース部材に固定され、他方の前記外輪または前記内輪に前記スイングアームが装着されているピボット装置を提供する。 The present invention includes a base member, the swing arm, and the rolling bearing device of the present invention, wherein one of the first member and the second member is fixed to the base member, A pivot device in which the swing arm is attached to an outer ring or the inner ring is provided.
本発明によれば、転がり軸受装置の2つの転がり軸受により、第1の部材または第2の部材に固定されたベース部材に対して、外輪または内輪に装着されたスイングアームを安定した共振周波数とトルクで揺動させることができる。 According to the present invention, with the two rolling bearings of the rolling bearing device, with respect to the base member fixed to the first member or the second member, the swing arm mounted on the outer ring or the inner ring is stabilized with the resonance frequency. It can be swung with torque.
本発明は、ハードディスクのスイングアームを揺動自在に支持するための転がり軸受装置であって、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外径10mm以下の2つの転がり軸受と、該2つの転がり軸受の各前記内輪に嵌合される第1の部材と、前記2つの転がり軸受の各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、前記第1の部材または前記第2の部材が前記スイングアームを装着可能に設けられ、前記内輪と前記第1の部材との嵌合部分および前記外輪と前記第2の部材との嵌合部分の少なくとも一箇所が、前記内輪および前記第1の部材の少なくとも一方または前記外輪および前記第2の部材の少なくとも一方はステンレス材料からなる表面粗さRa0.2以下の低粗面を有し、該低粗面に施されたレーザ照射により200μmより小さい径寸法を有する溶接範囲によってレーザ溶接されている転がり軸受装置を提供する。 The present invention relates to a rolling bearing device for swingably supporting a swing arm of a hard disk, and is arranged in an annular space between an inner ring and an outer ring arranged coaxially and an annular space between the inner ring and the outer ring. A plurality of rolling elements arranged at intervals, and two rolling bearings having an outer diameter of 10 mm or less arranged at intervals in the axial direction, and a first fitting fitted to each inner ring of the two rolling bearings And a second member having a fitting hole into which the outer rings of the two rolling bearings are fitted, and the first member or the second member is provided so that the swing arm can be attached thereto. At least one of a fitting portion between the inner ring and the first member and a fitting portion between the outer ring and the second member is at least one of the inner ring and the first member or the outer ring and Said second member At least one having a surface roughness Ra0.2 or lower rough surface made of stainless steel material, are laser welded by weld region having a 200μm smaller diameter by laser irradiation which has been subjected to low rough rolling bearing Providing equipment.
本発明によれば、2つの転がり軸受の各内輪と各外輪との間の円環状空間を複数の転動体が転動することにより、各内輪に嵌合された第1の部材と各外輪を嵌合させた第2の部材とが2つの転がり軸受の軸まわりに相対回転させられる。したがって、第1の部材または第2の部材にスイングアームを装着させれば、2つの転がり軸受を支点としてスイングアームを揺動自在に支持することができる。 According to the present invention, a plurality of rolling elements roll in an annular space between each inner ring and each outer ring of the two rolling bearings, so that the first member and each outer ring fitted to each inner ring are The fitted second member is relatively rotated about the axis of the two rolling bearings. Therefore, if the swing arm is attached to the first member or the second member, the swing arm can be swingably supported using the two rolling bearings as fulcrums.
この場合において、各内輪と第1の部材との嵌合部分および各外輪と第2の部材との嵌合部分の少なくとも1箇所をレーザ溶接により接合することで、アウトガスの発生を防止できるとともに接合時間を短縮し生産性を向上することができる。また、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。 In this case, outgassing can be prevented and bonded by joining at least one of the fitting portion between each inner ring and the first member and the fitting portion between each outer ring and the second member by laser welding. Time can be shortened and productivity can be improved. Further, it is possible to avoid a change in preload due to a change in the rigidity of the adhesive due to a temperature change, and to stabilize the resonance frequency and torque.
また、嵌合部分における内輪と第1の部材の少なくとも一方または外輪と第2の部材の少なくとも一方が有する表面粗さRa0.2以下の低粗面にレーザ照射を施すことで、レーザ光の反射率やエネルギーの吸収率のばらつきが少なく、低粗面をほぼ均等に溶融することができる。したがって、スポット径のばらつきを抑制し嵌合部分の接合不良を低減することができる。 In addition, laser irradiation is performed by irradiating a low-roughness surface having a surface roughness Ra of 0.2 or less on at least one of the inner ring and the first member or at least one of the outer ring and the second member in the fitting portion. There is little variation in the rate and energy absorption rate, and the low rough surface can be melted almost uniformly. Therefore, it is possible to suppress variation in spot diameter and reduce joint failure at the fitting portion.
また、溶接範囲のスポット径を200μmより小さくすることで、溶融した溶融部が硬化する際の熱収縮を低減し嵌合部分の位置ずれを抑制することができる。これにより、2つの転がり軸受に予圧をかけた場合に嵌合部分の位置ずれによる予圧抜けを防ぐことができ、安定したトルクおよびレゾナンスを得ることができる。 Further, by making the spot diameter in the welding range smaller than 200 μm, it is possible to reduce thermal contraction when the melted molten part is cured and to suppress the displacement of the fitting part. As a result, when preload is applied to the two rolling bearings, it is possible to prevent the preload from being lost due to the displacement of the fitting portion, and it is possible to obtain a stable torque and resonance.
上記発明においては、前記レーザ溶接による溶接範囲の径寸法が150〜100μmであることとしてもよい。
このように構成することで、溶融部の熱収縮による位置ずれを抑制するとともに嵌合部分の接合強度を確保することができる。
In the said invention, it is good also as a diameter dimension of the welding range by the said laser welding being 150-100 micrometers.
By comprising in this way, the position shift by the thermal contraction of a fusion | melting part can be suppressed, and the joining strength of a fitting part can be ensured.
また、上記発明においては、前記外輪間または前記内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の部材にレーザ溶接されていることとしてもよい。
このように構成することで、2つの転がり軸受に予圧をかけた状態を簡易にかつ安定して維持することができる。
In the above invention, a spacer portion sandwiched in the axial direction is provided between one of the outer rings or the inner rings, and the other inner ring or the outer ring is relative to the inner ring or the outer ring adjacent in the axial direction. Alternatively, laser welding may be performed on the first member or the second member in a state where the first member or the second member is pressed in the direction of approaching each other.
By comprising in this way, the state which applied the pre-load to two rolling bearings can be maintained easily and stably.
本発明は、ベース部材と、前記スイングアームと、上記本発明の転がり軸受装置とを備え、前記第1の部材および前記第2の部材のいずれか一方が前記ベース部材に固定され、他方の前記第2の部材または前記第1の部材に前記スイングアームが装着されているピボット装置を提供する。 The present invention includes a base member, the swing arm, and the rolling bearing device of the present invention, wherein one of the first member and the second member is fixed to the base member, A pivot device in which the swing arm is mounted on a second member or the first member is provided.
本発明によれば、転がり軸受装置の2つの転がり軸受により第1の部材と第2の部材とが相対的に回動させられることで、第1の部材または第2の部材に固定されたベース部材に対して他方に装着されたスイングアームを安定した共振周波数とトルクで揺動させることができる。 According to the present invention, the first member and the second member are relatively rotated by the two rolling bearings of the rolling bearing device, so that the base is fixed to the first member or the second member. The swing arm mounted on the other side of the member can be swung with a stable resonance frequency and torque.
本発明によれば、生産性の向上およびアウトガスの発生の低減を図るとともに、共振周波数変動や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。 According to the present invention, it is possible to improve productivity and reduce outgas generation, and to prevent the occurrence of resonance frequency fluctuations and torque fluctuations.
以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置およびピボット装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るピボット装置50は、例えば、図1に示すように、ハードディスクドライブ装置に用いられる。ピボット装置50は、ベースハウジング(ベース部材)51と、スイングアーム53と、ベースハウジング51に対してスイングアーム53を揺動自在に支持する転がり軸受装置10とを備えている。
Hereinafter, a rolling bearing device and a pivot device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The
ベースハウジング51の下端面には、転がり軸受装置10を取り付ける凹部52が形成されている。
スイングアーム53は、転がり軸受装置10が嵌合される軸受嵌合孔54を有する筒状本体55と、筒状本体55の軸方向に沿って多段に配置された複数本(ここでは5本)のアーム部57と、各アーム部57の先端に設けられ、ハードディスク(図示略)に磁気情報を書き込んだり記録されている磁気情報を読み取ったりする磁気ヘッド(図示略)とを備えている。
A
The
転がり軸受装置10は、図2に示すように、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。
As shown in FIG. 2, the rolling
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。第2の転がり軸受1Bは、第1の転がり軸受1Aと同様の構成を有し、内輪3bおよび外輪5bと、複数個の転動体7とを備えている。各転動体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。
The first rolling bearing 1A includes an
これらの転がり軸受1A,1Bは、例えば、外形寸法が約9.525mm、内径寸法が約6.35mmを有している。また、内輪3a、3b、外輪5a,5bおよび転動体7は、例えば、SUS440C相当等のステンレス材料により形成され、成分範囲はCrが16〜18wt%を有している。
These rolling
内輪3a,3bの外周面には、それぞれ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,5bの内周面には、それぞれ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。また、内輪3a,3bは、例えば、図3に示すような内周縁4a,4b周辺の表面粗さ(算術平均粗さ)がRa0.2以下を有している。
Deep groove or angular inner ring raceways are provided on the outer peripheral surfaces of the
内輪3a、3bにはシャフト13が嵌合されている。内輪3a、3bとシャフト13との嵌合部分は、図4および図5に示すように、内輪3a、3bの内周縁4a,4bとシャフト13の外周面との境界付近がレーザ溶接により接合されている。符号Wはレーザ溶接による溶接範囲を示している。レーザ溶接に用いるレーザとしては、例えば、Yagレーザやファイバレーザの基本波長である1μm程度の波長や、第2高調波の500μm程度の波長が用いられる。
A
溶接範囲Wは、略円形状を有し、表面粗さRa0.2以下を有する面、例えば、内輪3a,3bの内周縁4a,4b上に中心が配置されている。また、溶接範囲Wは、200μm以下の径寸法、例えば、150〜100μm程度の径寸法を有している。以下、溶接範囲Wの中心を「キーホール」といい、溶接範囲Wの径寸法を「スポット径」という。なお、内輪3a、3bとシャフト13との嵌合部分は、それぞれ周方向に間隔をあけて複数箇所(例えば、3箇所)が上記のスポット径の溶接範囲Wによりレーザ溶接されている。
The center of the welding range W is arranged on a surface having a substantially circular shape and a surface roughness Ra of 0.2 or less, for example, on the inner
外輪5a,5bはそれぞれスリーブ23の嵌合孔25に嵌合されている。これらの嵌合部分は、例えば、外輪5a,5bの外周面と嵌合孔25の内周面とが接着剤により接合されている。接着剤としては、例えば、嫌気性接着剤や熱硬化接着剤等が挙げられる。
The
シャフト13は、略円柱状部材であり、例えば、直径が約6.3mm以下のものが用いられる。また、シャフト13は、例えば、SUS303やSUS303CU、または、SUS420等のステンレス材料により形成され、成分範囲はCrが12〜20wt%を有している。
The
シャフト13の軸方向の一端には、全周にわたり半径方向外方に突出する鍔状のフランジ部15および軸方向に突出する雄ねじ形成用の突起17が設けられている。また、シャフト13の軸方向の他端には、軸方向に延びるネジ孔19が形成されている。
One end of the
このシャフト13は、突起17がベースハウジング51の下端面の凹部52に嵌め込まれるようになっている。また、シャフト13は、ベースハウジング51の外部からネジ孔19にネジ(図示せず)が挿入されるにより、回転軸線C上でベースハウジング51の上端面にネジ留め固定されるようになっている。
The
また、シャフト13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に嵌め込まれており、第1の転がり軸受1Aの内輪3aの端面にフランジ部15が突き当てられている。以下、シャフト13と第1の転がり軸受1Aの内輪3aとの嵌合部分を「第1の嵌合部29A」といい、シャフト13と第2の転がり軸受1Bの内輪3bとの嵌合部分を「第2の嵌合部29B」という。
The
また、シャフト13には、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接合されている。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。
Further, the
スリーブ23は、略円筒状部材であり、外周面がスイングアーム53の軸受嵌合孔54に嵌合されるようになっている。スリーブ23の嵌合孔25には、軸方向の略中央に半径方向内方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。
The
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が嵌合されており、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と第1の転がり軸受1Aの外輪5aとの嵌合部分を「第3の嵌合部29C」といい、嵌合孔25と第2の転がり軸受の外輪5bとの嵌合部分を「第2の嵌合部29D」という。
The
以下、このように構成された転がり軸受装置10およびピボット装置50の製造方法を説明する。
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、シャフト13のフランジ部15に内輪3aの端面を突き当てる。そして、内輪3aのフランジ部15に突き当てられた端面とは反対側の端面の内周縁4aにレーザ光を照射し、溶接範囲Wのスポット径が150〜100μm程度になるように内輪3aの内周縁4aとシャフト13の外周面との境界付近をレーザ溶接する。
Hereinafter, a method for manufacturing the rolling
First, the
ここで、溶接範囲のスポット径を大きくしすぎると(例えば、スポット径を200μm以上にすると)、内輪3aおよびシャフト13の溶融量が接合に必要な溶融量以上に多くなり、溶融した溶融部分が硬化する際の熱収縮が増大する。そのため、内輪3aとシャフト13との位置ずれが大きくなり予圧をかけることができない場合がある。また、レーザ光の照射範囲の表面粗さRaが1.6以上だと、レーザ光の反射率やエネルギーの吸収率にばらつきが多く、均等に溶融することができない。そのため、図6に示されるように、溶接範囲のスポット径の設定値を制限したとしても、実際のスポット径のばらつき幅が大きく、接合不良を発生する可能性が高くなる。
Here, if the spot diameter in the welding range is too large (for example, if the spot diameter is 200 μm or more), the melting amount of the
本実施形態に係る転がり軸受装置10は、表面粗さがRa0.2以下を有する内輪3aの内周縁4aにキーホールが配置されるようにレーザ光を照射することで、レーザ光の反射率やエネルギーの吸収率のばらつきが少なく、内周縁4a周辺をほぼ均等に溶融することができる。したがって、図6に示されるように、溶接範囲のスポット径のばらつきを抑制し嵌合部分の接合不良を低減することができる。
The rolling
また、溶接範囲Wのスポット径を150〜100μm程度とすることで、溶融した溶融部分が硬化する際の熱収縮を低減して内輪3aとシャフト13との位置ずれを抑制しつつ、内輪3aとシャフト13を十分な溶融量で接合して接合強度を確保することができる。
In addition, by setting the spot diameter of the welding range W to about 150 to 100 μm, the
次に、スリーブ23の嵌合孔25または第2の転がり軸受1Bの外輪5bの外周面に接着剤を塗布する。そして、嵌合孔25に外輪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。
Next, an adhesive is applied to the
続いて、第1の転がり軸受の外輪5aの外周面またはスリーブ23の嵌合孔25に接着剤を塗布する。そして、第1の転がり軸受1Aに嵌合されたシャフト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を嵌合させたスリーブ23を嵌め合わせる。
Subsequently, an adhesive is applied to the outer peripheral surface of the
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、外輪5aの端面をスペーサ部27に突き当てる。
Specifically, the
この状態で、第2の嵌合部29Bをレーザ溶接により接合する。
ここで、転がり軸受1A,1Bの外輪5a,5b間に挟まれたスペーサ部27により、内輪3a,3b間にはスペーサ部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することで、転がり軸受1A,1Bに予圧をかけることができる。
In this state, the second
Here, a gap corresponding to the length of the
この場合において、第1の転がり軸受1Aの内輪3aがシャフト13のフランジ部15に突き当てられているので、内輪3aに対して第2の転がり軸受1Bの内輪3bを軸方向に押圧して近接させるだけで、転がり軸受1A,1Bの両方に予圧をかけることができる。
In this case, since the
そこで、内輪3bを軸方向に押圧した状態で内輪3bの内周縁4bにレーザ光を照射し、溶接範囲Wのスポット径が150〜100μm程度になるように内輪の3bの内周縁4bとシャフト13の外周面との境界付近をレーザ溶接する。これにより、転がり軸受1A,1Bに予圧がかけられた状態を簡易に維持することができる。
Therefore, the
また、第1の嵌合部29Aおよび第2の嵌合部29Bにおいて、内輪3a,3bとシャフト13との位置ずれを抑制し精度よく接合することができる。したがって、予圧抜けを防ぎ安定した予圧をかけることができる。これにより、図6に示されるように、安定したトルクおよびレゾナンスを得ることができる。
Further, in the first
続いて、他の第3の嵌合部29Cおよび第4の嵌合部29Dが接着剤によって接合されると転がり軸受装置10が完成する。例えば、接着剤として嫌気性接着剤を用いた場合には、所定の時間放置することにより接着剤が硬化し嵌合部29C,29Dが接合される。また、接着剤として熱硬化接着剤を用いた場合には、所定の熱を加えることにより接着剤が硬化し嵌合部29C,29Dが接合される。
Subsequently, when the other third fitting portion 29C and the fourth
このようにして製造された転がり軸受装置10は、2つの転がり軸受1A,1Bの各内輪3a,3bと各外輪5a,5bとの間の円環状空間を複数の転動体7が転動することにより、各内輪3a,3bに嵌合されたシャフト13と各外輪5a,5bを嵌合させたスリーブ23とが転がり軸受1A,1Bの軸まわりに相対回転させられる。
In the rolling
そして、スリーブ23にスイングアーム53を装着させ、ベースハウジング51の下端面の凹部52にシャフト13の突起17を嵌合させて転がり軸受装置10を固定することによりピボット装置50が構成される。以下、ピボット装置50の作用について説明する。
Then, the
ボイスコイルモータ等の駆動部(図示せず)を作動させると、転がり軸受装置10のシャフト13が嵌合されるベースハウジング51に対し、スリーブ23を嵌合するスイングアーム53が転がり軸受装置10を支点として回転軸線Cまわりに揺動させられる。これにより、各磁気ヘッドが各ハードディスク上を往復移動させられる。
When a driving unit (not shown) such as a voice coil motor is operated, a
例えば、スイングアーム53を高速動作させることにより、各磁気ヘッドが各ハードディスクの所定の位置に記録されたデータへそれぞれ瞬時に移動させられ、ハードディスクに記録されている磁気情報の読み取りや磁気情報の書き込みを行うことができる。
For example, by operating the
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およびピボット装置50によれば、表面粗さがRa0.2以下の内輪3a,3bの内周縁4a、4bにレーザ照射を施すことで、溶接範囲のスポット径のばらつきを抑制するとともに、溶接範囲のスポット径を200μmより小さくすることで、内輪3a,3bとシャフト13との位置ずれを抑制し嵌合部29A,29Bを精度よく接合することができる。これにより、予圧抜けを防ぎ安定したトルクおよびレゾナンスを得ることができる。
As described above, according to the rolling
また、全ての嵌合部29A,29B,29C,29Dを接着剤により接合する場合と比較してアウトガスの発生が低減するとともに、接合時間が短縮し生産性を向上することができる。また、レーザ溶接によれば、接着剤により接合し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、レゾナンスおよびトルクの安定化を図ることができる。したがって、ベースハウジング51に対してスイングアーム53を安定したレゾナンスとトルクで揺動させることができる。
Further, compared to the case where all the
なお、本実施形態においては、内輪3a,3bの内周縁4a,4b周辺が表面粗さRa0.2以下を有することとしたが、嵌合部分の少なくとも一箇所における内輪3a,3bおよびシャフト13の少なくとも一方または外輪5a,5bおよびスリーブ23の少なくとも一方が表面粗さRa0,2以下の低粗面を有し、その低粗面上にキーホールが配置されるようにレーザ溶接することとすればよい。また、レーザ溶接による溶接範囲のスポット径を200μmより小さくすることとすればよい。
In the present embodiment, the
例えば、シャフト13の外周面の表面粗さをRa0.2以下とし、シャフト13の外周面にキーホールが配置されるようにレーザ溶接することとしてもよいし、また、内輪3a,3bの内周縁4a,4b周辺とシャフト13の外周面の両方の表面粗さをRa0.2以下とし、これらの境界付近にキーホールが配置されるようにレーザ溶接することとしてもよい。
For example, the surface roughness of the outer peripheral surface of the
また、例えば、外輪5a,5bの外周縁周辺とスリーブ23の嵌合孔のどちらか一方、または、両方が表面粗さRa0.2以下を有することとし、これらの表面粗さRa0.2以下の面にキーホールが配置されるようにレーザ溶接することとしてもよい。この場合、第2の部材として、嵌合孔25の内面にスペーサ部27を備えないスリーブを採用し、転がり軸受1A,1Bの内輪3a,3b間にリング状の間座を挟む構成としてもよい。このようにすることで、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した状態でレーザ溶接することにより、転がり軸受1A,1Bに予圧をかけた状態を簡易かつ安定して維持することができる。
また、全ての嵌合部29A,29B,29C,29Dをレーザ溶接により接合したり、あるいは、レーザ溶接と接着剤とを併用して接合したりすることとしてもよい。
Further, for example, either one or both of the outer peripheral edges of the
Moreover, it is good also as joining all the
また、本実施形態においては、嵌合部29A、29Bの周方向に3箇所をレーザ溶接することとしたが、例えば、周方向の2箇所以下、または、周方向の4箇所以上をレーザ溶接することとしてもよい。
また、本実施形態においては、スリーブ23にスイングアーム53を装着し、シャフト13をベースハウジング51に固定することとしたが、例えば、シャフト13にスイングアームを装着し、スリーブ23をベース部材に固定することとしてもよい。また、例えば、スリーブ23を用いずに、外輪5a,5bがスイングアームの軸受嵌合孔に直接嵌合されることとしてもよい。また、例えば、スリーブ23をベース部材に固定する場合には、シャフト13を用いずに、内輪3a,3bにスイングアームを直接嵌合させることとしてもよい。
Moreover, in this embodiment, although three places were laser-welded in the circumferential direction of
In this embodiment, the
また、本実施形態においては、外形寸法が約9.525mmで内径寸法が約6.35mmの転がり軸受1A,1Bを例示して説明したが、転がり軸受としては、例えば、外形寸法が約8mmで内径寸法が約5mmを有するものや、外形寸法が約7mmで内径寸法が約4mmを有するものや、または、外形寸法が約5mmで内径寸法が約2.5mmを有するもの等が挙げられる。
In the present embodiment, the rolling
また、本実施形態は以下のように変形することとしてもよい。
例えば、同一の嵌合部29A,29B,29C,29Dにおいて、最初のレーザ溶接とは周方向に異なる位置をスポット径が異なる溶接範囲によりさらにレーザ溶接することとしてもよい。例えば、最初に内輪3a,3bまたは外輪5a,5bに熱収縮による位置ずれが生じないレーザ光のスポット径によりレーザ溶接し、次に、最初の溶接箇所と同じ位置、または、最初の溶接箇所とは周方向にずらした位置を最初のレーザ溶接によるスポット径より大きいスポット径(最初のレーザパワーより高いレーザパワー)でレーザ溶接することとしてもよい。
Further, the present embodiment may be modified as follows.
For example, in the same
このようにすることで、最初のレーザ溶接により、内輪3a,3bまたは外輪5a,5bの形状をほぼ維持したまま精度よく嵌合部分を固定することができる。また、次に、高いレーザパワーでレーザ溶接する際に溶接箇所の熱収縮によって内輪3a,3bとシャフト13または外輪5a,5bとスリーブ23を相対的に変化させる力が作用する場合であっても、最初のレーザ溶接による溶接箇所の固定力によって嵌合部分の位置ずれを抑制しつつ高い接合強度で接合することができる。
By doing in this way, a fitting part can be accurately fixed by the first laser welding, maintaining the shape of
1A 第1の転がり軸受
1B 第2の転がり軸受
3a,3b 内輪
5a,5b 外輪
7 転動体
10 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
50 ピボット装置
51 ベースハウジング(ベース部材)
53 スイングアーム
DESCRIPTION OF
23 Sleeve (second member)
25
53 Swing arm
Claims (8)
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外径10mm以下の2つの転がり軸受と、
該2つの転がり軸受の各前記内輪に嵌合される第1の部材、または、各前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する第2の部材を備え、
前記外輪または前記内輪が前記スイングアームを装着可能に設けられ、
前記内輪と前記第1の部材との嵌合部分および前記外輪と前記第2の部材との嵌合部分の少なくとも一箇所が、前記内輪および前記第1の部材の少なくとも一方または前記外輪および前記第2の部材の少なくとも一方はステンレス材料からなる表面粗さRa0.2以下の低粗面を有し、該低粗面に施されたレーザ照射により200μmより小さい径寸法を有する溶接範囲によってレーザ溶接されている転がり軸受装置。 A rolling bearing device for swingably supporting a swing arm of a hard disk,
Coaxially arranged inner and outer rings, and a plurality of rolling elements arranged circumferentially in an annular space between the inner ring and the outer ring, and arranged outside in an axial direction. Two rolling bearings with a diameter of 10 mm or less ,
A first member fitted to each inner ring of the two rolling bearings, or a second member having a fitting hole for fitting each outer ring;
The outer ring or the inner ring is provided so that the swing arm can be mounted,
At least one of the fitting portion between the inner ring and the first member and the fitting portion between the outer ring and the second member is at least one of the inner ring and the first member or the outer ring and the first member. At least one of the members 2 has a low roughness surface made of stainless steel and has a surface roughness Ra of 0.2 or less, and is laser welded by a laser beam applied to the low roughness surface in a welding range having a diameter smaller than 200 μm. Rolling bearing device.
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の部材にレーザ溶接されている請求項1または請求項2に記載の転がり軸受装置。 A spacer portion sandwiched in the axial direction between one of the outer rings or the inner rings,
The other inner ring or the outer ring is laser welded to the first member or the second member in a state of being pressed in a direction relatively close to the inner ring or the outer ring adjacent in the axial direction. The rolling bearing device according to claim 1 or 2.
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外径10mm以下の2つの転がり軸受と、
該2つの転がり軸受の各前記内輪に嵌合される第1の部材と、
前記2つの転がり軸受の各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、
前記第1の部材または前記第2の部材が前記スイングアームを装着可能に設けられ、
前記内輪と前記第1の部材との嵌合部分および前記外輪と前記第2の部材との嵌合部分の少なくとも一箇所が、前記内輪および前記第1の部材の少なくとも一方または前記外輪および前記第2の部材の少なくとも一方はステンレス材料からなる表面粗さRa0.2以下の低粗面を有し、該低粗面に施されたレーザ照射により200μmより小さい径寸法を有する溶接範囲によってレーザ溶接されている転がり軸受装置。 A rolling bearing device for swingably supporting a swing arm of a hard disk,
Coaxially arranged inner and outer rings, and a plurality of rolling elements arranged circumferentially in an annular space between the inner ring and the outer ring, and arranged outside in an axial direction. Two rolling bearings with a diameter of 10 mm or less ,
A first member fitted to each of the inner rings of the two rolling bearings;
A second member having a fitting hole for fitting the outer rings of the two rolling bearings;
The first member or the second member is provided so that the swing arm can be mounted,
At least one of the fitting portion between the inner ring and the first member and the fitting portion between the outer ring and the second member is at least one of the inner ring and the first member or the outer ring and the first member. At least one of the members 2 has a low roughness surface made of stainless steel and has a surface roughness Ra of 0.2 or less, and is laser welded by a laser beam applied to the low roughness surface in a welding range having a diameter smaller than 200 μm. Rolling bearing device.
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の部材にレーザ溶接されている請求項5または請求項6に記載の転がり軸受装置。 A spacer portion sandwiched in the axial direction between one of the outer rings or the inner rings,
The other inner ring or the outer ring is laser welded to the first member or the second member in a state of being pressed in a direction relatively close to the inner ring or the outer ring adjacent in the axial direction. The rolling bearing device according to claim 5 or 6.
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