JP5967889B2 - Method and apparatus for manufacturing rolling bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受装置およびその製造方法、転がり軸受の製造装置、並びにハードディスク装置に関するものである。 The present invention relates to a rolling bearing device and a manufacturing method thereof, a rolling bearing manufacturing device, and a hard disk device.
従来、一対の転がり軸受と、該転がり軸受の内輪に嵌合する回転軸と、転がり軸受の外輪を嵌合させるハウジングとを備える転がり軸受装置の製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に記載された製造方法では、転がり軸受の内輪を回転軸に対して圧入し、圧入された内輪に所定の予圧を付与した状態で内輪と回転軸の外周面とを接着剤を用いた接着力によって固定している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a manufacturing method of a rolling bearing device is known that includes a pair of rolling bearings, a rotating shaft that fits into an inner ring of the rolling bearing, and a housing that fits an outer ring of the rolling bearing (for example, Patent Document 1). reference.).
In the manufacturing method described in
接着剤は一般に硬化時間が長くかかるため、転がり軸受に予圧をかけた状態で固定するには、接着剤が完全に硬化するまでの間、予圧をかける装置あるいは予圧をかけた状態に維持する治具に取り付けたままの状態に維持する必要があり、生産性が悪いという不都合がある。また、特に、嫌気性の接着剤の場合には、接着剤から発生するガス(アウトガス)により転がり軸受装置を備える装置(例えば、ハードディスク装置)が損傷する可能性がある。
そこで、接着剤を用いて接合する代わりにレーザ光を照射して溶接することで、接着剤を用いた場合の不具合を解消することができる。
Adhesives generally take a long time to cure, so to fix a rolling bearing in a pre-loaded state, a pre-loading device or a treatment that maintains the pre-loaded state until the adhesive is completely cured. There is a disadvantage that productivity is poor because it is necessary to maintain the state of being attached to the tool. In particular, in the case of an anaerobic adhesive, a gas (outgas) generated from the adhesive may damage a device (for example, a hard disk device) including a rolling bearing device.
Thus, instead of using an adhesive to bond, laser light is irradiated and welding is performed, so that problems associated with using an adhesive can be solved.
しかしながら、レーザ光を照射して溶接する場合、レーザ光の照射により金属が溶融凝固した部分(ナゲット部)の周辺に錆が発生しやすくなるという問題がある。この錆は、レーザ光の照射による熱影響を受ける部分(熱影響部:ナゲット部の周辺で金属が溶融凝固していない部分)で炭素とクロムが結合してしまい、金属中のクロムの含有量が減少することにより発生しやすくなる。従って、近接した箇所に連続的にレーザ光を照射する場合には、レーザ光の照射による熱影響が同位置に累積的に及んでしまい、特に錆が発生しやすくなるという問題がある。 However, when welding is performed by irradiating with a laser beam, there is a problem that rust is likely to occur around the portion (nugget portion) where the metal has been melted and solidified by the irradiation of the laser beam. This rust is the part affected by the heat of laser light (heat affected part: the part where the metal is not melted and solidified around the nugget part), and carbon and chromium are combined, and the chromium content in the metal It becomes easy to generate | occur | produce by decreasing. Therefore, in the case where laser light is continuously radiated to an adjacent location, there is a problem in that rust is likely to occur particularly because the thermal effect due to the laser light irradiation reaches the same position cumulatively.
また、近接した箇所に連続的にレーザ光を照射する場合、レーザ光の照射により溶融した金属が硬化収縮することによる影響が局所に集中してしまい、回転軸に対する転がり軸受の位置ずれが発生しやすくなるという問題がある。 In addition, when laser light is radiated continuously to nearby locations, the effect of the metal melted and shrunk by laser light irradiation is concentrated locally, resulting in misalignment of the rolling bearing with respect to the rotating shaft. There is a problem that it becomes easy.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、レーザ光を照射して転がり軸受を溶接する場合に、レーザ光の照射による熱影響を原因とする錆の発生と、レーザ光の照射により溶融した金属の硬化収縮を原因とする転がり軸受の位置ずれの発生を減少させることができる転がり軸受装置およびその製造方法、転がり軸受の製造装置、並びにハードディスク装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. When welding a rolling bearing by irradiating a laser beam, the occurrence of rust caused by the thermal effect due to the irradiation of the laser beam, and the laser beam An object of the present invention is to provide a rolling bearing device and a manufacturing method thereof, a rolling bearing manufacturing device, and a hard disk device capable of reducing the occurrence of misalignment of the rolling bearing caused by hardening shrinkage of a metal melted by irradiation. .
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。
本発明の第1の態様は、転がり軸受の内輪内面を軸状の第1部材の外面に嵌合する嵌合工程と、周方向の複数箇所に対して順次レーザ光を照射し、前記転がり軸受の内輪における軸方向の周縁部と前記第1部材の外面とを複数の溶接部によって接合する溶接工程と、を含み、該溶接工程が、互いに隣接する溶接部となる箇所を連続する順序で溶接することなく全ての前記溶接部を形成する転がり軸受装置の製造方法であって、
前記溶接工程が、レーザ光の照射部と前記第1部材とを該第1部材の軸線回りに相対的に回転させながら1周を等分割した角度間隔とは異なる間隔をあけて前記全ての溶接部を形成する転がり軸受装置の製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fitting step of fitting an inner ring inner surface of a rolling bearing to an outer surface of a shaft-shaped first member, and sequentially irradiating a plurality of circumferential positions with laser light, and the rolling bearing. A welding step of joining the peripheral edge of the inner ring of the inner ring and the outer surface of the first member with a plurality of welds, wherein the welding steps are welded in a sequential order at locations that become adjacent welds. A method for manufacturing a rolling bearing device that forms all the welds without performing the following steps :
In the welding process, all the welding is performed at intervals different from the angular interval obtained by equally dividing one circumference while rotating the laser beam irradiation portion and the first member around the axis of the first member. Provided is a method of manufacturing a rolling bearing device that forms a portion .
本発明の第1の態様によれば、転がり軸受の内輪内面を軸状の第1部材と嵌合し、周方向の複数箇所に対して順次レーザ光を照射して転がり軸受の内輪における軸方向の周縁部と第1部材の外面とを複数の溶接部によって接合することで、複数箇所にレーザ光が照射された転がり軸受装置が製造される。そして、互いに隣接する溶接部となる箇所を連続する順序で溶接することなく全ての溶接部を形成するので、互いに隣接する溶接部となる箇所を連続する順序で溶接する場合に比べて、同一箇所に熱影響が累積的に及んでしまうという不具合が減少する。 According to the first aspect of the present invention, the inner surface of the inner ring of the rolling bearing is fitted with the first member in the shape of a shaft, and laser light is sequentially irradiated to a plurality of locations in the circumferential direction in the axial direction of the inner ring of the rolling bearing. A rolling bearing device in which a plurality of locations are irradiated with laser light is manufactured by joining the peripheral portion of the first member and the outer surface of the first member with a plurality of welds. And, since all the welds are formed without welding the places that become the welded parts adjacent to each other in a continuous order, the same place as compared with the case where the parts that become the welded parts adjacent to each other are welded in the sequential order This reduces the problem of cumulative heat effects.
従って、レーザ光の照射による熱影響を原因とする錆の発生を減少させることができる。また、互いに隣接する溶接部となる箇所を連続する順序で溶接する場合に比べて、レーザ光の照射により溶融した金属が硬化収縮することによる影響が局所に集中してしまう不具合が減少する。従って、レーザ光の照射により溶融した金属の硬化収縮を原因とする転がり軸受の位置ずれの発生を減少させることができる。 Therefore, it is possible to reduce the generation of rust caused by the thermal effect due to the laser light irradiation. In addition, as compared with the case where the portions to be adjacent to each other are welded in a sequential order, the problem that the influence caused by the hardening and shrinkage of the metal melted by the irradiation of the laser beam is reduced locally is reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of misalignment of the rolling bearing due to hardening shrinkage of the metal melted by the laser light irradiation.
そして、このようにすることで、1つのレーザ光の照射部を用いて周方向の複数箇所に対して順次レーザ光を照射することができる。 And by doing in this way, a laser beam can be sequentially irradiated with respect to several places of the circumferential direction using the irradiation part of one laser beam.
そして、このようにすることで、連続する周回で同位置にレーザ照射が行われないようにし、熱影響を原因とする錆の発生および溶融した金属の硬化収縮を原因とする位置ずれの発生を減少させることができる。 By doing so, laser irradiation is not performed at the same position in successive laps, and the occurrence of misalignment due to the occurrence of rust caused by thermal effects and the hardening shrinkage of the molten metal is prevented. Can be reduced.
また、上記構成においては、前記溶接工程が、連続した順序で形成される前記溶接部どうしが離間する前記角度間隔をあけて前記全ての溶接部を形成してもよい。
このようにすることで、連続した順序で形成される溶接部に含まれる熱影響部が同位置にて重複することを防止して、熱影響を原因とする錆の発生および溶融した金属の硬化収縮を原因とする位置ずれの発生を更に減少させることができる。
Moreover, in the said structure, the said welding process may form all the said weld parts at the said angular intervals which the said weld parts formed in the continuous order leave | separate.
By doing so, the heat affected zone included in the welded portion formed in a continuous order is prevented from overlapping at the same position, the generation of rust caused by the heat effect and the hardening of the molten metal The occurrence of misalignment due to contraction can be further reduced.
また、上記態様においては、前記溶接工程が、互いに隣接する前記溶接部に含まれるナゲット部の少なくとも一部が重複するように前記全ての溶接部を形成する構成であってもよい。
このようにすることで、互いに隣接する溶接部に含まれるナゲット部が重複することとなり、溶接による接合力を強固なものとすることができる。
Moreover, in the said aspect, the structure which forms all the said weld parts so that at least one part of the nugget part contained in the said weld part adjacent to each other may overlap may be sufficient as the said welding process.
By doing in this way, the nugget part contained in the welding part adjacent to each other will overlap, and the joining force by welding can be strengthened.
本発明の第4の態様は、転がり軸受の内輪内面が軸状の第1部材の外面に嵌合した転がり軸受装置の製造装置であって、周方向の複数箇所に対して順次レーザを照射し、前記転がり軸受の内輪における軸方向の周縁部と前記第1部材の外面とを複数の溶接部によって接合するレーザ光照射部と、互いに隣接する溶接部となる箇所を連続する順序で溶接することなく全ての前記溶接部を形成するよう前記レーザ光照射部を制御する制御部と、前記レーザ光照射部と前記第1部材とを前記第1部材の軸線周りに相対的に回転させた際に1周を等分割した角度間隔とは異なる間隔をあけて全ての前記溶接部を形成するよう前記レーザ光照射部を制御する制御部とを備える転がり軸受装置の製造装置を提供する。 A fourth aspect of the present invention is a manufacturing apparatus for a rolling bearing device in which the inner surface of the inner ring of the rolling bearing is fitted to the outer surface of the shaft-shaped first member, and sequentially irradiates a plurality of locations in the circumferential direction with laser. , Welding a laser beam irradiation part that joins an axial peripheral edge of the inner ring of the rolling bearing and an outer surface of the first member by a plurality of welding parts, and a place that becomes a welding part adjacent to each other in a sequential order. A control unit that controls the laser beam irradiation unit so as to form all the welds, and when the laser beam irradiation unit and the first member are relatively rotated around the axis of the first member. Provided is a rolling bearing device manufacturing apparatus including a control unit that controls the laser beam irradiation unit so as to form all the welded portions at intervals different from angular intervals obtained by equally dividing one circumference .
本発明の第4の態様によれば、周方向の複数箇所に対して順次レーザ光を照射して転がり軸受の内輪における軸方向の周縁部と第1部材の外面とを複数の溶接部によって接合することで、複数箇所にレーザ光が照射された転がり軸受装置が製造される。そして、互いに隣接する溶接部となる箇所を連続する順序で溶接することなく全ての溶接部を形成するので、互いに隣接する溶接部となる箇所を連続する順序で溶接する場合に比べて、同一箇所に熱影響が累積的に及んでしまうという不具合が減少する。 According to the fourth aspect of the present invention, laser light is sequentially irradiated to a plurality of locations in the circumferential direction to join the peripheral edge portion in the axial direction of the inner ring of the rolling bearing and the outer surface of the first member by the plurality of weld portions. Thus, a rolling bearing device in which a plurality of locations are irradiated with laser light is manufactured. And, since all the welds are formed without welding the places that become the welded parts adjacent to each other in a continuous order, the same place as compared with the case where the parts that become the welded parts adjacent to each other are welded in the sequential order This reduces the problem of cumulative heat effects.
従って、レーザ光の照射による熱影響を原因とする錆の発生を減少させることができる。また、互いに隣接する溶接部となる箇所を連続する順序で溶接する場合に比べて、レーザ光の照射により溶融した金属が硬化収縮することによる影響が局所に集中してしまう不具合が減少する。従って、レーザ光の照射により溶融した金属の硬化収縮を原因とする転がり軸受の位置ずれの発生を減少させることができる。 Therefore, it is possible to reduce the generation of rust caused by the thermal effect due to the laser light irradiation. In addition, as compared with the case where the portions to be adjacent to each other are welded in a sequential order, the problem that the influence caused by the hardening and shrinkage of the metal melted by the irradiation of the laser beam is reduced locally is reduced. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of misalignment of the rolling bearing due to hardening shrinkage of the metal melted by the laser light irradiation.
本発明によれば、レーザ光を照射して転がり軸受を溶接する場合に、レーザ光の照射による熱影響を原因とする錆の発生と、レーザ光の照射により溶融した金属の硬化収縮を原因とする転がり軸受の位置ずれの発生を減少させることができる転がり軸受装置およびその製造方法、転がり軸受の製造装置、並びにハードディスク装置を提供することができる。 According to the present invention, when welding a rolling bearing by irradiating a laser beam, due to the generation of rust caused by the thermal effect of the laser beam irradiation and the hardening shrinkage of the metal melted by the laser beam irradiation. It is possible to provide a rolling bearing device and a manufacturing method thereof, a rolling bearing manufacturing device, and a hard disk device that can reduce the occurrence of positional deviation of the rolling bearing.
本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置1の製造装置および転がり軸受装置1の製造方法について、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1の製造装置30は、転がり軸受5Aの内輪2内面2aがシャフト6の外面に嵌合した転がり軸受装置1を製造するものである。そして、本実施形態に係る転がり軸受装置1の製造装置30は、周方向の複数の溶接箇所Wに対して順次レーザ光を照射し転がり軸受の内輪2における軸方向の周縁部とシャフト6の外面とを複数の溶接部によって接合するレーザ光照射部16と、互いに隣接する溶接部となる溶接箇所Wを連続する順序で溶接することなく全ての溶接部を形成するようレーザ光照射部16を制御するCPU31とを備える。
A manufacturing apparatus of a rolling
The
本実施形態に係る製造装置30により製造される転がり軸受装置1は、図1および図2に示されるように、円環状の内輪2と外輪3との間に複数個のボール4を配置した2つの転がり軸受5A,5Bと、これら2つの転がり軸受5A,5Bの内輪2内面2aに嵌合させるシャフト(第1部材)6と、2つの転がり軸受5A,5Bの外輪3外面3aを嵌合させる嵌合孔7を有するスリーブ(第2部材)8とを備えている。
In the rolling
シャフト6は、図2に示されるように、そのほぼ全長にわたって、転がり軸受5A,5Bの内輪2の内径より若干小さい第1の外形寸法d1の外周面を有する略円柱状の部材である。シャフト6には、2つの転がり軸受5A,5Bの内輪2内面2aを嵌合させる2箇所の嵌合部9,10と、一方の転がり軸受5Aの内輪2aの端面が突き当てられる鍔部11とが設けられている。
As shown in FIG. 2, the
嵌合部9と嵌合部10は、シャフト6の軸方向に間隔を空けて配置されている。嵌合部9には、シャフト6の外周面の一部を全周にわたって半径方向外方に突出させた突条(凸嵌合部)9aが設けられている。また、嵌合部10には、シャフト6の外周面の一部を全周にわたって半径方向外方に突出させた突条(凸嵌合部)10aが設けられている。
The fitting portion 9 and the
突条9aの最外径寸法は、転がり軸受5Aの内輪2の内径寸法より若干大きい第2の外形寸法d2に設定されている。これにより、突条9aを転がり軸受5Aの内輪2内面2aに嵌合させる際には、両者が圧入状態に嵌合するようになっている。また、突条10aの最外径寸法は、転がり軸受5Bの内輪2の内径寸法より若干大きい第2の外形寸法d2に設定されている。これにより、突条10aを転がり軸受5Bの内輪2内面2aに嵌合させる際には、両者が圧入状態に嵌合するようになっている。
The outermost diameter of the
シャフト6の端部から挿入された一方の転がり軸受5Aの内輪2は、図1に示されるように、鍔部11に突き当たる位置まで挿入され、その位置で、一方の嵌合部9に嵌合する。嵌合部9には突条9aが設けられているので、軸受5Aの内輪2は突条9aに圧入状態に嵌合される。また、シャフト6の端部から挿入された他方の転がり軸受5Bの内輪2は、図1に示されるように、突条10aに圧入状態に嵌合する。
As shown in FIG. 1, the
スリーブ8は、内面に転がり軸受5A,5Bの外輪3外面3aを嵌合させる嵌合孔7を有する略円筒状の部材である。嵌合孔7の内面には、スリーブ8の軸方向の略中央位置に配置された転がり軸受5A,5Bの外輪3外径3aより十分に小さい内径寸法を有する段部13と、該段部13を挟んで軸方向の両側に配置され、転がり軸受5A,5Bの外輪3外面3aを嵌合させる2箇所の嵌合部14,15とが設けられている。
The
段部13の軸方向の両端面は、両嵌合部14,15に嵌合された2つの転がり軸受5A,5Bの外輪3の端面をそれぞれ突き当てる突き当て面13aを構成している。各嵌合部14,15は、転がり軸受5A,5Bの外輪3外面3aの外径寸法より若干大きな第1の内径寸法の底面を有する凹部(凹嵌合部)14a,15aと、該凹部14a,15aを挟んで軸方向の両側に配置され、転がり軸受5A,5Bの外輪3外面3aの外径寸法より若干小さい第2の内径寸法を有する突条(凸嵌合部)14b,15bをそれぞれ備えている。
Both end surfaces in the axial direction of the stepped
突条14bの内径寸法が転がり軸受5Aの外輪3外面3aの外径寸法より若干小さいので、突条14bと転がり軸受5Aの外輪3外面3aは、圧入状態に嵌合するようになっている。同様に、突条15bの内径寸法が転がり軸受5Bの外輪3外面3aの外径寸法より若干小さいので、突条15bと転がり軸受5Bの外輪3外面3aは、圧入状態に嵌合するようになっている。
Since the inner diameter of the
転がり軸受5Bの内輪2内面2aは、溶接箇所Wにて、シャフト6の突条10aに溶接されている。この場合において、転がり軸受5Bの内輪2内面2aはシャフト6の突条10aに圧入状態に嵌合しており、転がり軸受5Bの外輪3外面3aはスリーブ8の突条15bに圧入状態に嵌合している。レーザ光照射部16から複数の溶接箇所Wに対してレーザ光を照射することにより、転がり軸受5Bの内輪2における軸方向の周縁部と、シャフト6の外面である突条10aとが溶接される。
The
溶接箇所Wは、転がり軸受装置1を回転台19の上に設置してシャフト6の軸を中心に一定の回転速度にて回転させながら、固定して配置されたレーザ光照射部16から各々一定の照射時間(例えば、0.5msec)のレーザ光が順次照射されて溶接される。転がり軸受装置1の回転台19への設置は、シャフト6の鍔部11の外面11aを回転台19の内面19aに突き当て、不図示の固定具により外面11aと内面19aが突き当てられた状態を維持することにより行われる。なお、鍔部11の外径は、回転台19の内面19aの内径よりも少しだけ短い径とされている。
The welding points W are fixed from the laser
回転機構18は、回転台19と、モータ21と、モータ駆動軸20とを備える。回転機構18は、転がり軸受装置1が回転台19に設置された状態で、モータ21の駆動力を、モータ駆動軸20を介して回転体19に伝達し、転がり軸受装置1をシャフト6の軸を中心に回転させる。レーザ光照射部16は固定して配置されているので、転がり軸受装置1が回転することにより、レーザ光照射部16とシャフト6とがシャフト6の軸を中心に相対的に回転する。
The
レーザ光照射部16とモータ21は、図3に示される転がり軸受装置1の製造装置30に含まれるCPU(制御部)31により制御される。CPU31は、ROM(Read Only Memory)33に記憶された制御プログラムを、RAM(Random Access Memory)32に読み出して、制御プログラムを実行する。制御プログラムには、モータ21の回転を制御するプログラムと、レーザ光照射部16によるレーザ光の照射を制御するプログラムが含まれている。CPU31は、制御プログラムを実行し、制御バス34を介してモータ21およびレーザ光照射部16が照射するレーザ光を制御するレーザ光制御部35に制御コマンドを伝達することにより、モータ21およびレーザ光照射部16によるレーザ光の照射を制御する。
The laser
なお、レーザ光制御部35は光ファイバ(不図示)を介してレーザ光照射部16に導光されるレーザ光源(不図示)を備えている。CPU31がレーザ光制御部35のレーザ光源の照射を制御することにより、レーザ光照射部16によるレーザ光の照射が制御される。
The laser
以上のように、本発明の実施形態にかかる転がり軸受装置1の製造装置30は、レーザ光照射部16と回転機構18を備え、更に、それらを制御するCPU31を備える。CPU31は、レーザ光制御部35およびモータ21を制御することにより、転がり軸受装置1を製造する。
As described above, the
次に、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置1の製造方法について説明する。本実施形態に係る転がり軸受装置1の製造方法は、転がり軸受5Bの内輪2内面2aをシャフト6の外面に嵌合する嵌合工程と、周方向の複数の溶接箇所Wに対して順次レーザ光を照射し、転がり軸受5Aの内輪2における軸方向の周縁部とシャフト6の外面とを複数の溶接部によって接合する溶接工程と、を含み、溶接工程が、互いに隣接する溶接部となる溶接箇所Wを連続する順序で溶接することなく全ての溶接部を形成する。
Next, a manufacturing method of the rolling
第1嵌合工程(嵌合工程)は、図4(a)に示されるように、転がり軸受5Aの内輪2をシャフト6の先端側から嵌合させていく。転がり軸受5Aが先端側の嵌合部10を通過し、内輪2の端面が鍔部11に突き当たるまで挿入すると、図4(b)に示されるように、嵌合部9において内輪2内面2aがシャフト6の外面に設けられた突条9aに圧入状態で嵌合される。
In the first fitting step (fitting step), the
次に、図5(a)に示されるように、凹部15aが配されている嵌合部15側の端部から他方の転がり軸受5Bの外輪3をスリーブ8の嵌合孔7に嵌合させていく。転がり軸受5Bの外輪3の外径は、嵌合部15の突条15bの内径より大きいので、外輪3は突条15bによって半径方向内方に圧縮されながら挿入されて、図5(b)に示される状態となる。
Next, as shown in FIG. 5A, the
この後に、第2の嵌合工程において、図4(b)のサブ組立体と、図5(b)のサブ組立体とを組み付ける。図6に示されるように、矢印の位置に治具により押圧力を作用させて転がり軸受5Bの内輪2内面2aとシャフト6の嵌合部10との嵌合および転がり軸受5Aの外輪3外面3aとスリーブ8の嵌合孔7の嵌合部14との嵌合を同時に行う。
Thereafter, in the second fitting step, the subassembly shown in FIG. 4B and the subassembly shown in FIG. 5B are assembled. As shown in FIG. 6, a pressing force is applied to the position indicated by the arrow to fit the
これにより、転がり軸受5Bの内輪2内面2aがシャフト6の嵌合部10に設けられた突条10aに圧入状態に嵌合される。同時に、転がり軸受5Aの外輪3外面3aがスリーブ8の嵌合孔7内面に設けられた突条14bに圧入状態に嵌合される。
As a result, the
この後に、予圧工程において、図示しない治具により2つの転がり軸受5A,5Bの内輪2どうしを近接させる方向に押圧して、転がり軸受5A,5Bに予圧をかける。2つの転がり軸受5A,5Bは、シャフト6に圧入状態に嵌合されているので、予圧工程により付与された押圧力は、転がり軸受装置1から治具を外した後であっても、しばらくの間、圧入状態の内輪とシャフト6とによって予圧がかけられた状態が維持される。そして、圧入状態の内輪とシャフト6とによって予圧がかけられた状態が維持されたまま、溶接工程において、転がり軸受5Bの内輪2における軸方向の周縁部の少なくとも一部とシャフト6の外面とが溶接される。
Thereafter, in the preloading process, the
溶接工程は、予圧工程によって予圧がかけられた状態が維持された転がり軸受装置1の溶接箇所Wに対して、図1に示されるレーザ光照射部16からレーザ光を照射する。レーザ光が照射されることにより、照射された位置の金属が溶解して溶接部が形成される。溶接部は、レーザ光の照射により金属が溶融凝固したナゲット部と、レーザ光の照射による熱影響を受ける熱影響部を含むものである。
In the welding process, a laser beam is irradiated from the laser
溶接箇所Wは、転がり軸受5Bの内輪2における軸方向の周縁部とシャフト6の外面とを接合する箇所である。溶接箇所Wは、シャフト6の軸を中心としシャフト6の外面の突条10aが設けられた位置を半径とする円周の周方向に複数箇所設けられる。図7(a)は図1に示される転がり軸受装置1の上面図であり、30°の等しい角度間隔をあけて12箇所の溶接箇所Wが設けられている。
The welding location W is a location where the axial peripheral edge of the
ここで、溶接工程において本実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置30が実行する具体的処理について、図7〜図10を用いて説明する。
図10のステップS1001において、CPU31は、制御バス34を介してモータ21に制御コマンドを送信し、モータ21の回転を開始する。モータ21の回転が開始されることにより、シャフト6は図7(a)に示される矢印の方向にシャフト6の軸を中心として回転する。モータ21の回転が開始されてモータ21が一定の回転速度に達すると、ステップS1002において、CPU31が制御バス34を介してレーザ光制御部35に制御コマンドを送信し、レーザ光照射部16から溶接箇所Wに対して一定の照射時間(例えば、0.5msec)でレーザ光を照射する。
Here, the specific process which the
In step S <b> 1001 of FIG. 10, the
レーザ光は図7(a)に示される位置Sに対して照射される。シャフト6がシャフト6の軸線回りに回転して位置Sに対して溶接箇所Wが相対的に移動することにより、全ての溶接箇所Wに対するレーザ光の照射が可能となる。なお、図7(a)における点線は、レーザ光が照射されることにより溶接部となる溶接箇所Wを示すものである。また、レーザ光の照射が開始されてからレーザ光の照射が終了するまで、CPU31は、シャフト6が一定の回転速度で回転するようモータ21を制御する。
The laser beam is applied to the position S shown in FIG. When the
ステップS1003において、CPU31は、S1002にてレーザ光が照射された溶接箇所Wが周方向に120°の角度間隔をあけて回転したかどうかを判定し、120°の回転が行われた場合はステップS1004へ処理を進める。ステップS1004では、S1002にてレーザ光が照射された溶接箇所Wが周方向に360°の角度間隔を回転したかどうか(すなわち、1周分回転したかどうか)を判定し、360°の回転が行われた場合はステップS1005へ処理を進める。
In step S1003, the
ステップS1004にてNOと判定された場合、CPU31は、ステップS1002とステップS1003の処理を繰り返し、再びステップS1004の処理を行う。この処理が行われることにより、1周分の溶接箇所Wに対してレーザ光が順次照射される。図7(b)は、溶接工程を開始してから、W1-1,W1-2,W1-3の順に3箇所の溶接箇所にレーザ光を照射した例を示す図である。図7(b)に示される時点で、W1-1にレーザ光が照射されてから240°回転しており、あと120°更に回転することで、360°回転することとなる。 When it determines with NO in step S1004, CPU31 repeats the process of step S1002 and step S1003, and performs the process of step S1004 again. By performing this process, the laser beam is sequentially irradiated to the welding portion W for one round. FIG. 7B is a diagram illustrating an example in which laser beams are irradiated to three welding locations in the order of W 1-1 , W 1-2 , and W 1-3 after starting the welding process. Once shown in FIG. 7 (b), W 1-1 are rotated 240 ° from the laser beam is irradiated on, by after 120 ° further rotation, so that the rotating 360 °.
レーザ光の照射が開始されてから360°回転した場合、CPU31は、ステップS1005にて溶接開始位置をずらす処理を実行する。具体的には、30°の回転が行われるまで2周目についてのレーザ光の照射を遅延させることで2周目の溶接開始位置をずらす。S1006で、CPU31は、全ての溶接箇所Wに対するレーザ光の照射をしたかどうかを判定し、NOであればステップS1002へ処理を進め、YESであればステップS1007に処理を進める。
When the rotation of 360 ° has started since the start of the laser beam irradiation, the
このように、1周を等分割した角度間隔(図7に示される例では1周を3分割した120°間隔)をあけて1周分の溶接部を溶接する第1工程が実行される。そして、第1工程が実行された後に、1周を等分割した角度間隔より小さい角度(図7に示される例では120°間隔より小さい30°)だけ溶接開始位置をずらす第2工程が実行される。この第1工程と第2工程を繰り返すことにより、全ての溶接箇所Wにレーザ光が照射され、溶接部が形成される。 Thus, the 1st process of welding the welding part for 1 round is performed by leaving the angle interval (120 degree space | interval which divided 1 round into 3 in the example shown in FIG. 7) which divided 1 round equally. Then, after the first step is executed, a second step is executed in which the welding start position is shifted by an angle smaller than the angular interval obtained by equally dividing one turn (30 ° smaller than the 120 ° interval in the example shown in FIG. 7). The By repeating the first step and the second step, all the welding points W are irradiated with laser light, and a welded portion is formed.
図8(a)に示されるように、1周目の最初の溶接箇所W1-1が位置Sを通過してから30°更に回転した後に2周目の最初の溶接箇所W2-1に対してレーザ光が照射される。そして、図8(b)に示されるように、2周目の最初の溶接箇所W2-1る。更に、2周目の最初の溶接箇所W2-1が位置Sを通過してから240°回転した溶接箇所W2-3にレーザ光を照射する。図8(b)に示される時点で、W2-1にレーザ光の照射がされてから240°回転しており、あと120°更に回転することで、360°回転することとなる。 As shown in FIG. 8 (a), the first welding point W 2-1 of 2 lap after the first welding point W 1-1 of 1 lap is further rotated 30 ° after passing through the position S On the other hand, laser light is irradiated. Then, as shown in FIG. 8B, the first welding spot W2-1 in the second round is formed. Further, the laser beam is irradiated to the welding spot W 2-3 rotated 240 ° after the first welding spot W 2-1 in the second round has passed the position S. At the time shown in FIG. 8B, the laser beam has been rotated by 240 ° after being irradiated with the laser light to W 2-1 , and further rotated by 120 °, it is rotated by 360 °.
W2-1にレーザ光の照射がされてから360°回転してから更に30°回転した後に3周目の1箇所目の溶接位置W3-1に対してレーザ光が照射される。ステップS1002からS1004の第1工程と、ステップS1005の第2工程を繰り返すことにより、3周目の溶接箇所(図9(a)に示されるW3-1,W3-2,W3-3)と4周目の溶接箇所(図9(b)に示されるW4-1,W4-2,W4-3)に対してレーザ光が照射される。そして、12箇所の全ての溶接箇所Wに対してレーザ光を照射して全ての溶接部を形成すると(ステップS1006でYES)、CPU31はモータ21に制御コマンドを送信してモータ21の回転を停止し、溶接工程を終了する。
Laser beam to third lap of one place th welding position W 3-1 after further rotated 30 ° from the 360 ° rotation since the irradiation of the laser beam is irradiated to the W 2-1. By repeating the first process of steps S1002 to S1004 and the second process of step S1005, the third round of the welded locations (W 3-1 , W 3-2 , W 3-3 shown in FIG. 9A) ) And the fourth round of welding locations (W 4-1 , W 4-2 and W 4-3 shown in Fig. 9B) are irradiated with laser light. Then, when all the welds are formed by irradiating all of the 12 welds W (YES in step S1006), the
以上説明したように、本実施形態においては、溶接工程で、CPU31が、互いに隣接する溶接部となる溶接箇所Wを連続する順序で溶接することなく全ての溶接部を形成する。具体的には、互いに隣接する溶接部となる溶接箇所Wが30°の角度間隔をあけて配置されている場合に、120°の角度間隔をあけた溶接箇所Wを連続する順序で溶接する。
As described above, in the present embodiment, in the welding process, the
本実施形態によれば、互いに隣接する溶接部となる溶接箇所Wを連続する順序で溶接する場合に比べて、同一箇所に熱影響が累積的に及んでしまうという不具合が減少する。従って、レーザ光の照射による熱影響を原因とする錆の発生を減少させることができる。また、互いに隣接する溶接部となる溶接箇所Wを連続する順序で溶接する場合に比べて、レーザ光の照射により溶融した金属が硬化収縮することによる影響が局所に集中してしまう不具合が減少する。従って、レーザ光の照射により溶融した金属の硬化収縮を原因とする転がり軸受5Aの位置ずれの発生を減少させることができる。
According to this embodiment, compared with the case where the welding location W used as the welding part which mutually adjoins is welded in the order which continues, the malfunction that the thermal influence reaches the same location cumulatively reduces. Therefore, it is possible to reduce the generation of rust caused by the thermal effect due to the laser light irradiation. In addition, as compared with the case where the welding locations W that are adjacent to each other are welded in a sequential order, there is less inconvenience that the influence caused by hardening and shrinking of the metal melted by irradiation with laser light is concentrated locally. . Therefore, it is possible to reduce the occurrence of misalignment of the rolling
また、本実施形態においては、溶接工程が、レーザ光照射部16とシャフト6とをシャフト6の軸線回りに相対的に回転させながら全ての溶接部を形成する。このようにすることで、1つのレーザ光照射部16を用いて周方向の複数の溶接箇所Wに対して順次レーザ光を照射することができる。
Moreover, in this embodiment, a welding process forms all the weld parts, rotating the laser
また、本実施形態においては、溶接工程が、1周を等分割した角度間隔をあけて1周分の溶接部を形成する第1工程(ステップS1002〜S1004)と、等分割した角度間隔より小さい角度だけ溶接開始位置をずらす第2工程(ステップS1005)とを繰り返して全ての溶接部を形成する。
このようにすることで、連続する周回で同位置にレーザ光が照射されないようにし、熱影響を原因とする錆の発生および溶融した金属の硬化収縮を原因とする位置ずれの発生を減少させることができる。
Moreover, in this embodiment, the welding process is smaller than the first step (steps S1002 to S1004) in which a welded portion for one round is formed with an angular interval that equally divides one round, and the angular interval that is equally divided. All the welds are formed by repeating the second step (step S1005) in which the welding start position is shifted by the angle.
By doing so, the laser beam is not irradiated to the same position in successive laps, and the occurrence of misalignment due to the occurrence of rust caused by thermal effects and the hardening shrinkage of molten metal is reduced. Can do.
また、本実施形態においては、溶接工程が、連続した順序で形成される溶接部どうしが離間する角度間隔(例えば、120°)をあけて全ての溶接部を形成する。
このようにすることで、連続した順序で形成される溶接部に含まれる熱影響部が同位置にて重複することを防止して、熱影響を原因とする錆の発生および溶融した金属の硬化収縮を原因とする位置ずれの発生を更に減少させることができる。
Moreover, in this embodiment, a welding process forms all the weld parts at intervals (for example, 120 degrees) which the weld parts formed in the continuous order leave | separate.
By doing so, the heat affected zone included in the welded portion formed in a continuous order is prevented from overlapping at the same position, the generation of rust caused by the heat effect and the hardening of the molten metal The occurrence of misalignment due to contraction can be further reduced.
また、本実施形態においては、転がり軸受5Bの内輪2端面がシャフト6に設けられた鍔部11に突き当たるまで嵌合し、転がり軸受5Bから軸方向に間隔をあけた位置において転がり軸受5Aの内輪2内面2aをシャフト6の外面に嵌合し、転がり軸受5Bと転がり軸受5Aの外輪間にスリーブ8を挟んだ状態で第1転がり軸受5A及び転がり軸受5Bの内輪どうしを軸方向に近接させる方向に押圧する。そして、周方向の複数の溶接箇所Wに対して順次レーザ光を照射して転がり軸受5Aの内輪における軸方向の周縁部とシャフト6の外面とを複数の溶接部によって接合することで、適正な予圧を維持して複数の溶接部が形成された転がり軸受装置1が製造される。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、30°の等しい角度間隔をあけて12箇所の溶接箇所Wが設け、120°の角度間隔をあけた溶接箇所Wを連続する順序で溶接する方法を採用したが、他の態様であってもよい。例えば、図11(a)に示されるように7.5°の等しい角度間隔をあけて48箇所の溶接箇所Wを設け、図11(b)に示されるように120°の角度間隔をあけた溶接箇所Wを連続する順序で溶接する方法であってもよい。この場合にCPU31が実行する処理は、ステップS1005において遅延せる時間が異なる点を除いて、図10に示されるものと同様である。
In this embodiment, 12 welding points W are provided with an equal angular interval of 30 °, and a method of welding the welding points W with an angular interval of 120 ° in a sequential order is employed. Other embodiments may be used. For example, as shown in FIG. 11 (a), 48 welded portions W are provided with an equal angular interval of 7.5 °, and an angular interval of 120 ° is provided as shown in FIG. 11 (b). The method of welding the welding location W in the order which continues may be sufficient. The processing executed by the
図12(a)に示されるように、2周目の1箇所目の溶接箇所W2-1は1周目の1箇所目の溶接箇所W1-1に隣接した溶接箇所となる。また、図12(b)に示されるように、2周目の2箇所目の溶接箇所W2-2は1周目の2箇所目の溶接箇所W1-2に隣接した溶接箇所となり、2周目の3箇所目の溶接箇所W2-3は1周目の3箇所目の溶接箇所W1-3に隣接した溶接箇所となる。しかしながら、互いに隣接する溶接部となる溶接箇所Wは、連続した順序で溶接されない。そして、全ての溶接部が形成された転がり軸受装置1は、図13に示されるものとなる。
12 as (a), the welding location of one point th second round W 2-1 is the welding point adjacent to one place first welding point W 1-1 of 1 lap. Further, FIG. 12 as shown in (b), welding points of the two places th second round W 2-2 becomes a welding part that is adjacent to the welding point W 1-2 two places th first round, 2 The third welding spot W 2-3 on the circumference is a welding spot adjacent to the third welding spot W 1-3 on the first round. However, the weld locations W that are adjacent to each other are not welded in a continuous order. And the rolling
図12および図13に示される例では、互いに隣接する溶接部(W1-1とW2-1、W1-2とW2-2、W1-3とW2-3)に含まれるナゲット部の少なくとも一部が重複するように全ての溶接部が形成される。図12および図13では、隣接する溶接部が重複する状態が示されているが、溶接部に含まれるナゲット部も重複しているものとする。
このようにすることで、互いに隣接する溶接部に含まれるナゲット部が重複することとなり、溶接による接合力を強固なものとすることができる。
In the example shown in FIG. 12 and FIG. 13, they are included in adjacent welds (W 1-1 and W 2-1 , W 1-2 and W 2-2 , W 1-3 and W 2-3 ). All the welds are formed so that at least a part of the nugget portion overlaps. 12 and 13 show a state in which adjacent welds overlap, but it is assumed that nuggets included in the welds also overlap.
By doing in this way, the nugget part contained in the welding part adjacent to each other will overlap, and the joining force by welding can be strengthened.
なお、本実施形態においては、30°の等しい角度間隔をあけて12箇所の溶接箇所Wが設け、120°の角度間隔をあけた溶接箇所Wを連続する順序で溶接する方法を採用したが、他の態様であってもよい。例えば、1周を等分割した角度間隔とは異なる間隔をあけて全ての溶接部を形成する方法を採用してもよい。図14及び図15は、7.5°の等しい角度間隔をあけて48箇所の溶接箇所Wを設け、127.5度の角度間隔をあけた溶接箇所Wを連続する順序で溶接する方法を示すものである。この場合にCPU31が実行する処理は、図10に示されるものとは異なり、図16に示されるものとなる。
In this embodiment, 12 welding points W are provided with an equal angular interval of 30 °, and a method of welding the welding points W with an angular interval of 120 ° in a sequential order is employed. Other embodiments may be used. For example, you may employ | adopt the method of forming all the welding parts in the space | interval different from the angle space | interval which divided | segmented 1 round equally. 14 and 15 show a method in which 48 weld points W are provided at equal angular intervals of 7.5 °, and the weld locations W spaced at an angle interval of 127.5 degrees are welded in a sequential order. Is. In this case, the processing executed by the
図16のステップS1601、S1602、S1604、S1605における処理は、図10のステップS1001、S1002、S1006、S1007における処理と同様であるので説明を省略する。図16では、図10におけるステップS1004およびS1005に対応する処理がない。図10のステップS1003では120°の角度間隔をあけて回転したかどうかを判定していたが、図16のステップS1603では127.5°の角度間隔をあけて回転したかどうかを判定する。127.5°の角度間隔は、1周を等分割した角度間隔とは異なる間隔である。 The processes in steps S1601, S1602, S1604, and S1605 in FIG. 16 are the same as the processes in steps S1001, S1002, S1006, and S1007 in FIG. In FIG. 16, there is no processing corresponding to steps S1004 and S1005 in FIG. In step S1003 in FIG. 10, it is determined whether or not the rotation is performed with an angular interval of 120 °. In step S1603 of FIG. 16, it is determined whether or not the rotation is performed with an angular interval of 127.5 °. The angular interval of 127.5 ° is different from the angular interval obtained by equally dividing one round.
図14(a)はいずれの溶接箇所Wに対してもレーザ光が照射されていない転がり軸受装置1を示すものであり、互いに隣接する溶接箇所Wが7.5°の角度間隔をあけて配置されている。そして、図14(b)には127.5°の角度間隔をあけてW1,W2,W3の順に3箇所の溶接箇所Wに対してレーザ光が照射された転がり軸受装置1が示されている。図15(a)に示されるように、4箇所目の溶接箇所W4この位置に1箇所目の溶接箇所W1とは隣接しない溶接部が形成される。この例では、127.5°の角度間隔をあけてレーザ光を照射する動作が繰り返される(ステップS1602〜S1604)。全ての溶接箇所Wに対してレーザ光が照射されると、図15(b)に示される状態となる。
FIG. 14A shows the rolling
図15(b)には、転がり軸受装置1に形成される溶接部の状態が図示されており、図中に示されるW32〜W48の17箇所の溶接部が、隣接する溶接部よりも後にレーザ光が照射されることが示されている。
FIG. 15B shows the state of the welded portion formed in the rolling
なお、本実施形態においては、レーザ光照射部16が1箇所の溶接部を形成するためにレーザ光を照射する時間を、転がり軸受装置1の転がり軸受5Aや突条部10aの直径d2に適した任意の時間を設定すればよい。図17には、突条部10aの直径d2を4mm、5mm、6.35mmと3種類のいずれかとし、レーザ光照射部16が溶接箇所Wに形成するレーザ光のスポット径を150μmとし、レーザ光を駆動するパワーを0.4W〜2kWで可変させて溶接した転がり軸受装置1を試験した結果が示されている。
In the present embodiment, the time during which the laser
図17に示される試験では、転がり軸受装置1を高温高湿環境に、24時間、50時間、75時間、100時間放置した際に、複数の転がり軸受装置1に錆が発生する割合がどの程度となるかを試験した。なお、レーザ光を照射する時間は、図17に示される0.2msec〜20msecで変化させて試験した。その結果、照射時間を0.5msec以下とした場合には、いずれの試験時間(高温高湿環境へ放置した時間)であっても、錆の発生が認められなかった。従って、レーザ光照射部16によるレーザ光の照射時間を0.5msec以下とするのが望ましい。
In the test shown in FIG. 17, when the rolling
なお、本実施形態においては、回転機構18が、転がり軸受装置1が回転台19に設置された状態で、転がり軸受装置1をシャフト6の軸を中心に回転させる方法を採用したが、他の態様であってもよい。具体的には、転がり軸受装置1を固定して配置し、レーザ光照射部16をシャフト6の軸を中心に相対的に回転してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態に係る転がり軸受装置1は、ハードディスク装置(図示略)のスイングアームを揺動可能に支持するために使用することが好ましい。なお、スイングアームの先端にはハードディスク装置が備える磁気ディスク(記憶媒体)に対してデータを読み書きするためのピックアップが設けられる。前述したように、転がり軸受5Bの内輪2の周縁部側の軸方向端面2bにパーティクルが付着することによる不具合や、シャフト6にパーティクルが付着することによる不具合を減少させることができるので、ハードディスク装置の動作不良を防止することができる。
Further, the rolling
1 転がり軸受装置
6 シャフト
16 レーザ光照射部
18 回転機構
19 回転台
21 モータ
30 転がり軸受装置の製造装置
31 CPU
32 RAM
33 ROM
34 制御バス
35 レーザ光制御部
W 溶接箇所
DESCRIPTION OF
32 RAM
33 ROM
34
Claims (4)
周方向の複数箇所に対して順次レーザ光を照射し、前記転がり軸受の内輪における軸方向の周縁部と前記第1部材の外面とを複数の溶接部によって接合する溶接工程と、を含み、
該溶接工程が、互いに隣接する溶接部となる箇所を連続する順序で溶接することなく全ての前記溶接部を形成する転がり軸受装置の製造方法であって、
前記溶接工程が、レーザ光の照射部と前記第1部材とを該第1部材の軸線回りに相対的に回転させながら1周を等分割した角度間隔とは異なる間隔をあけて前記全ての溶接部を形成する転がり軸受装置の製造方法。 A fitting step for fitting the inner surface of the inner ring of the rolling bearing to the outer surface of the shaft-shaped first member;
Sequentially irradiating a plurality of locations in the circumferential direction with laser light, and joining a peripheral portion in the axial direction of the inner ring of the rolling bearing and the outer surface of the first member by a plurality of welds,
The welding process is a method of manufacturing a rolling bearing device that forms all the welded portions without welding the portions that become adjacent welded portions in a sequential order,
In the welding process, all the welding is performed at intervals different from the angular interval obtained by equally dividing one circumference while rotating the laser beam irradiation portion and the first member around the axis of the first member. Method of manufacturing a rolling bearing device that forms a part.
周方向の複数箇所に対して順次レーザ光を照射し、前記転がり軸受の内輪における軸方向の周縁部と前記第1部材の外面とを複数の溶接部によって接合するレーザ光照射部と、
前記レーザ光照射部と前記第1部材とを前記第1部材の軸線周りに相対的に回転させた際に1周を等分割した角度間隔とは異なる間隔をあけて全ての前記溶接部を形成するよう前記レーザ光照射部を制御する制御部とを備える転がり軸受装置の製造装置。 A rolling bearing device manufacturing apparatus in which an inner ring inner surface of a rolling bearing is fitted to an outer surface of a shaft-shaped first member,
A laser beam irradiation unit that sequentially irradiates a plurality of locations in the circumferential direction with a laser beam, and joins a peripheral portion in the axial direction of the inner ring of the rolling bearing and an outer surface of the first member by a plurality of welds;
All the welds are formed at intervals different from the angular intervals obtained by equally dividing one circumference when the laser beam irradiation unit and the first member are rotated relative to each other around the axis of the first member. An apparatus for manufacturing a rolling bearing device, comprising: a control unit that controls the laser beam irradiation unit .
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