JP5967889B2 - 転がり軸受装置の製造方法および製造装置 - Google Patents

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。

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。

特開平１１−１８２５４３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置およびその製造装置を示す縦断面図である。 図１の転がり軸受装置を示す分解縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の製造装置の構成を示すブロック図である。 図１の転がり軸受装置の一方の転がり軸受のシャフトへの圧入工程を説明する（ａ）圧入前、（ｂ）圧入後の縦断面図である。 図１の転がり軸受装置の他方の転がり軸受のスリーブへの圧入工程を説明する（ａ）圧入前、（ｂ）圧入後の縦断面図である。 図１の転がり軸受装置の他方の転がり軸受のシャフトへの圧入工程を説明する縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の溶接箇所を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の溶接箇所を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の溶接箇所を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法の溶接工程を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の溶接箇所を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の溶接箇所を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の溶接箇所を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の溶接箇所を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の溶接箇所を示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法の溶接工程を示すフローチャートである。 転がり軸受装置を高温高湿環境に放置して錆の発生を試験した結果を示す図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、Ｗ_1-1，Ｗ_1-2，Ｗ_1-3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、Ｗ_1-1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。

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。

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。

図８（ａ）に示されるように、１周目の最初の溶接箇所Ｗ_1-1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Ｗ_2-1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Ｗ_2-1が位置Ｓを通過してから２４０°回転した溶接箇所Ｗ_2-3にレーザ光を照射する。図８（ｂ）に示される時点で、Ｗ_2-1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。

Ｗ_2-1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Ｗ_3-1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Ｗ_3-1，Ｗ_3-2，Ｗ_3-3）と４周目の溶接箇所（図９（ｂ）に示されるＷ_4-1，Ｗ_4-2，Ｗ_4-3）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１２（ａ）に示されるように、２周目の１箇所目の溶接箇所Ｗ_2-1は１周目の１箇所目の溶接箇所Ｗ_1-1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Ｗ_2-2は１周目の２箇所目の溶接箇所Ｗ_1-2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Ｗ_2-3は１周目の３箇所目の溶接箇所Ｗ_1-3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。

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（Ｗ_1-1とＷ_2-1、Ｗ_1-2とＷ_2-2、Ｗ_1-3とＷ_2-3）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (4)

1. 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。
2. 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する請求項１に記載の転がり軸受装置の製造方法。
3. 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請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置の製造方法。
4. 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。

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