JP5485763B2 - 転がり軸受装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受装置の製造方法に関するものである。

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。

特開平１１−１８２５４３号公報 特開２０００−３４６０８５号公報

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やトルクが変動する不都合がある。また、レーザ溶接する場合であっても、被溶接材に面取りがされていたり被溶接材間の隙間が大きかったりすると大きな溶接面積が必要となり、溶融部が硬化する際の収縮により位置ずれが生じトルクが低下するという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、十分な接合強度を有し、アウトガスの発生が低減し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の製造方法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。
本発明は、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各内輪とこれらの内輪に嵌合される第１の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記内輪の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて前記第１の部材に近接させる熱変形工程と、該熱変形工程により前記第１の部材に近接させられた前記内輪の前記周縁部と前記第１の部材とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、磁気記録装置（ＨＤＤ）等に用いるスイングアームを外輪に直接取り付けることにより、第１の部材とスイングアームとを相対的に回転自在に支持可能な転がり軸受装置が製造される。

この場合において、寸法の相違や面取りにより各内輪と第１の部材との嵌合部分に隙間が生じる場合であっても、熱変形工程により第１の部材に近接させる内輪の軸方向の一端の周縁部によって嵌合部分の隙間を小さくし、溶接工程により溶接範囲を大きくすることなく嵌合部分をレーザ溶接することができる。これにより、レーザ照射によって溶融した溶接箇所が硬化する際の収縮を低減して被溶接材どうしの位置ずれを抑制し、嵌合部分を確実かつ精度よく接合することができる。

また、嵌合部分をレーザ溶接により接合することで、嫌気性接着剤により接合した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、共振周波数およびトルクの安定化を図ることができる。したがって、十分な接合強度を確保しつつ、アウトガスの発生が低減し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を製造することができる。

上記発明においては、前記熱変形工程が、同一の前記内輪の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させることとしてもよい。
このように構成することで、熱変形工程により嵌合部分における周方向の３箇所以上の隙間を小さくし、溶接工程により嵌合部分を周方向にバランスして接合することができる。なお、熱変形工程において内輪の周方向に等間隔に熱変形させることが好ましい。

また、上記発明においては、前記２つの転がり軸受の前記内輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、前記熱変形工程が、前記予圧付与工程により押圧された状態の前記内輪の前記周縁部を熱変形させることとしてもよい。
このように構成することで、熱変形工程および溶接工程により内輪を押圧しまま第１の部材に接合し、予圧をかけた状態が維持された転がり軸受装置を短時間で容易に製造することができる。

本発明は、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各外輪とこれらの外輪を嵌合させる第２の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記外輪の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて前記第２の部材に近接させる熱変形工程と、該熱変形工程により前記第２の部材に近接させられた前記外輪の前記周縁部と前記第２の部材とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、スイングアームを内輪に直接取り付けることにより、第２の部材とスイングアームとを相対的に回転自在に支持可能な転がり軸受装置が製造される。
この場合において、各外輪と第２の部材との嵌合部分に隙間が生じる場合であっても、熱変形工程により第２の部材に近接させる外輪の軸方向の一端の周縁部によって嵌合部分の隙間を小さくし、溶接工程により溶接範囲を大きくすることなく嵌合部分をレーザ溶接することができる。したがって、被溶接材どうしの位置ずれを抑制し、嵌合部分を確実かつ精度よく接合した転がり軸受装置を製造することができる。

上記発明においては、前記熱変形工程が、同一の前記外輪の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させることとしてもよい。
このように構成することで、嵌合部分を周方向にバランスして接合することができる。なお、熱変形工程において外輪の周方向に等間隔に熱変形させることが好ましい。

また、上記発明においては、前記２つの転がり軸受の前記外輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、前記熱変形工程が、前記予圧付与工程により押圧された状態の前記外輪の前記周縁部を熱変形させることとしてもよい。
このように構成することで、熱変形工程および溶接工程により外輪を押圧しまま第２の部材に接合し、予圧をかけた状態が維持された転がり軸受装置を短時間で容易に製造することができる。

本発明は、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各内輪とこれらの内輪に嵌合される第１の部材との嵌合部分、および、前記２つの転がり軸受の各外輪とこれらの外輪を嵌合させる第２の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記内輪または前記外輪の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射により局所的に熱変形させて第１の部材または第２の部材に近接させる熱変形工程と、該熱変形工程により前記第１の部材または前記第２の部材に近接させられた前記内輪または前記外輪の前記周縁部と前記第１の部材または前記第２の部材とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、各内輪に第１の部材を嵌合させた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、熱変形工程および溶接工程により各内輪および各外輪の少なくとも１つが第１の部材または第２の部材にレーザ溶接されることで、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転自在に支持される転がり軸受装置が製造される。

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に隙間が生じる場合であっても、熱変形工程により内輪または外輪の軸方向の一端の周縁部によって嵌合部分の隙間を小さくし、溶接工程により溶接範囲を大きくすることなく嵌合部分をレーザ溶接することができる。

上記発明においては、前記熱変形工程が、同一の前記内輪または前記外輪の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させることとしてもよい。
このように構成することで、嵌合部分を周方向にバランスして接合することができる。

また、上記発明においては、前記２つの転がり軸受の前記内輪どうしまたは前記外輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、前記熱変形工程が、前記予圧付与工程により押圧された状態の前記内輪または前記外輪の前記周縁部を熱変形させることとしてもよい。
このように構成することで、予圧をかけた状態が維持された転がり軸受装置を短時間で容易に製造することができる。

本発明は、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各内輪とこれらの内輪に嵌合される第１の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記第１の部材の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて前記内輪に近接させる熱変形工程と、該熱変形工程により前記内輪に近接させられた前記第１の部材の前記周縁部と前記内輪とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、嵌合部分に隙間がある場合であっても、熱変形工程により第１の部材の軸方向の一端の周縁部によって嵌合部分の隙間を小さくし、溶接工程により溶接範囲を大きくすることなく嵌合部分をレーザ溶接することができる。

上記発明においては、前記熱変形工程が、同一の前記第１の部材の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させることとしてもよい。
熱変形工程において第１の部材の周方向に等間隔に熱変形させることが好ましい。

また、上記発明においては、前記２つの転がり軸受の前記内輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、前記溶接工程が、前記第１の部材の前記周縁部と前記予圧付与工程により押圧された状態の前記内輪とをレーザ溶接することとしてもよい。

本発明は、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各外輪とこれらの外輪を嵌合させる第２の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記第２の部材の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて前記外輪に近接させる熱変形工程と、該熱変形工程により前記外輪に近接させられた前記第２の部材の前記周縁部と前記外輪とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、嵌合部分に隙間がある場合であっても、熱変形工程により第２の部材の軸方向の一端の周縁部によって嵌合部分の隙間を小さくし、溶接工程により溶接範囲を大きくすることなく嵌合部分をレーザ溶接することができる。

上記発明においては、前記熱変形工程が、同一の前記第２の部材の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させることとしてもよい。
熱変形工程において第２の部材の周方向に等間隔に熱変形させることが好ましい。

また、上記発明においては、前記２つの転がり軸受の前記外輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、前記溶接工程が、前記第２の部材の前記周縁部と前記予圧付与工程により押圧された状態の前記外輪とをレーザ溶接することとしてもよい。

本発明は、軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各内輪とこれらの内輪に嵌合される第１の部材との嵌合部分、および、前記２つの転がり軸受の各外輪とこれらの外輪を嵌合させる第２の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記第１の部材または前記第２の部材の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて前記内輪または前記外輪に近接させる熱変形工程と、該熱変形工程により前記内輪または前記外輪に近接させられた前記第１の部材または前記第２の部材の前記周縁部と前記内輪または前記外輪とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、嵌合部分に隙間がある場合であっても、熱変形工程により第１の部材または第２の部材の軸方向の一端の周縁部によって嵌合部分の隙間を小さくし、溶接工程により溶接範囲を大きくすることなく嵌合部分をレーザ溶接することができる。

上記発明においては、前記熱変形工程が、同一の前記第１の部材または前記第２の部材の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させることとしてもよい。
熱変形工程において第１の部材または第２の部材の周方向に等間隔に熱変形させることが好ましい。

また、上記発明においては、前記２つの転がり軸受の前記内輪どうしまたは前記外輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、前記溶接工程が、前記第１の部材または前記第２の部材の前記周縁部と前記予圧付与工程により押圧された状態の前記内輪または前記外輪とをレーザ溶接することとしてもよい。

上記発明においては、前記溶接工程による溶接箇所とは周方向に異なる位置を該溶接工程によるレーザ光のスポット径よりも大きいスポット径によりレーザ溶接する後溶接工程を含むこととしてもよい。

このように構成することで、後溶接工程により、嵌合部分の接合強度を向上することができる。この場合に、溶接工程において、レーザ光の大きなスポット径により溶融した内輪と第１の部材または外輪と第２の部材の溶接箇所が硬化して収縮する際に被溶接材を相対的に変化させる力が作用する場合であっても、熱変形工程および溶接工程により接合した溶接箇所の固定力によって被溶接材の位置ずれを抑制しつつ高い接合強度で嵌合部分を接合することができる。

本発明によれば、十分な接合強度を有し、アウトガスの発生が低減し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を製造することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法により製造される転がり軸受装置の縦断面図である。 図１の転がり軸受の内輪とシャフトとの嵌合部分を拡大して示す縦断面図である。 図２の内輪の周縁部を熱変形させた状態を示す縦断面図である。 図３の内輪とシャフトを軸方向に見た平面図である。 図３の熱変形させられた内輪の熱変形部にレーザ光を照射する様子を示す縦断面図である。 図５の内輪の熱変形部とシャフトとをレーザ溶接する様子を示す縦断面図である。 図６の内輪とシャフトを軸方向に見た平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法のフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受の外輪とスリーブとの嵌合部分を拡大して示す縦断面図である。 図９の外輪の周縁部を熱変形させた状態を示す縦断面図である。 図１０の外輪とスリーブとを軸方向に見た平面図である。 図１０の熱変形させられた外輪の熱変形部にレーザ光を照射する様子を示す縦断面図である。 図１２の外輪の熱変形部とスリーブとをレーザ溶接する様子を示す縦断面図である。 図１３の外輪とスリーブとを軸方向に見た平面図である。 本発明の各実施形態の変形例に係る転がり軸受装置の製造方法における外輪と熱変形させたスリーブとを軸方向に見る平面図である 図１５の外輪と熱変形させたスリーブとをレーザ溶接した状態を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る転がり軸受装置の製造方法により製造される転がり軸受装置の縦断面図である。

〔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の製造方法は、例えば、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転がり軸受装置を製造する。

転がり軸受装置１０としては、例えば、図１に示すように、軸方向に間隔をあけて同軸に配置される第１の転がり軸受１Ａおよび第２の転がり軸受１Ｂによりシャフト（第１の部材）１３とスリーブ（第２の部材）２３とを相対回転可能に支持するものが挙げられる。２つの転がり軸受１Ａ，１Ｂは、内輪３ａ，３ｂと外輪５ａ，５ｂとの間の円環状空間に複数の転動体７を周方向に所定の間隔をあけて転動可能に保持する。

本製造方法は、シャフト１３を嵌合させた各転がり軸受１Ａ，１Ｂの各内輪３ａ，３ｂをレーザ照射により局所的に熱変形させる熱変形工程と、熱変形工程により熱変形させられた内輪３ａ，３ｂとシャフト１３との嵌合部分をレーザ溶接する溶接工程とを含んでいる。

熱変形工程は、図２に示すように、内輪３ａ，３ｂの軸方向の端面における半径方向の略中央付近に半径方向外方から斜めにレーザ光を照射し、図３に示すように、内側周縁部（周縁部）４ａ，４ｂを局所的に熱変形させて半径方向内方、すなわち、シャフト１３の外周面に近接させるようになっている。符合Ｄはレーザ照射により熱変形させられた熱変形部を示している。

また、熱変形工程は、図４に示すように、内輪３ａ，３ｂの内側周縁部４ａ，４ｂのうち周方向に略等間隔に間隔をあけて３箇所を熱変形させるようになっている。熱変形工程においては、熱変形させた内輪３ａ，３ｂの熱変形部Ｄがシャフト１３の外周面に対して接触した状態に近い微小間隙を有してもよいし、あるいは、熱変形部Ｄがシャフト１３の外周面に接触して僅かに接合された状態となってもよい。

溶接工程は、図５に示すように、熱変形工程によりシャフト１３の外周面に近接させられた内輪３ａ，３ｂの各熱変形部Ｄ周辺に半径方向外方から斜めにレーザ光を照射し、図６に示すように、内輪３ａ，３ｂの端面とシャフト１３の外周面とが交差する部分をすみ肉溶接によって接合するようになっている。符合Ｗはレーザ溶接された溶接部を示している。

溶接工程においては、図７に示すように、熱変形工程により熱変形させられた内輪３ａ，３ｂの３箇所の熱変形部Ｄに対して径方向にずらした位置、例えば、熱変形部Ｄとシャフト１３の外周面との境界付近に溶接部Ｗが形成される。

以下、転がり軸受装置１０の製造方法を図８のフローチャートを用いて説明する。
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、シャフト１３の軸方向の一端に設けられた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に内輪３ａの端面を突き当てる（ステップＳ１）。以下、この嵌合部分を「嵌合部分２９Ａ」とする。

次に、図２に示すように、嵌合部分２９Ａのうちフランジ部１５に突き当てられた内輪３ａの端面とは反対側の端面にレーザ光を照射する。この場合において、内輪３ａ、３ｂの内側周縁部４ａ、４ｂは同図に示すように面取りされた形状であってもよいし、または、面取りされていない形状であってもよい。

レーザ光が照射された内輪３ａの端面は、図３に示すように、溶融した金属の対流と硬化により外側の周縁が盛り上がるとともに内側周縁部４ａがシャフト１３側に寄せられて若干凹んだクレータ形状となる。これにより、熱変形した内輪３ａの熱変形部Ｄは、シャフト１３の外周面に略接触または僅かに接合させられる（ステップＳ２、内輪３ａの熱変形工程）。同様にして、内輪３ａの内側周縁部４ａにおける周方向の他の２箇所を熱変形させる。

続いて、図５に示すように、シャフト１３に近接させられた内輪３ａの各熱変形部Ｄ周辺にそれぞれレーザ光を照射する。これにより、内輪３ａの各熱変形部Ｄとシャフト１３との境界付近がレーザ溶接され、図６に示すように、嵌合部分２９Ａが接合させられる（ステップＳ３、内輪３ａの溶接工程）。

この場合において、内輪３ａの熱変形部Ｄによって面取りによる嵌合部分２９Ａの隙間をなくした部分（隙間を小さくした部分）をレーザ溶接することで、レーザパワーを低減し溶接範囲の幅（スポット径）を小さくすることができる。これにより、嵌合部分２９Ａの接合強度を確保しつつ、レーザ照射により溶融した溶融箇所が硬化する際の収縮を低減し内輪３ａとシャフト１３との位置ずれを抑制することができる。また、内側周縁部４ａの周方向に３箇所の熱変形部Ｄをレーザ溶接することで、嵌合部分２９Ａを周方向にバランスして接合することができる。

次に、嵌合孔２５の軸方向のほぼ中央に半径方向内方に突出する凸部（以下、「スペーサ部」という。）２７を有するスリーブ２３に第２の転がり軸受１Ｂの外輪５ｂを嵌合させ、外輪５ｂの端面をスペーサ部２７に突き当てる（ステップＳ４）。以下、この嵌合部分を「嵌合部分２９Ｄ」という。嵌合部分２９Ｄには、例えば、外輪５ｂの外周面またはスリーブ２３の嵌合孔２５にあらかじめ接着剤を塗布しておく。

続いて、シャフト１３のフランジ部１５を鉛直下向きにして固定した状態で、スリーブ２３を嵌合部分２９Ｄとは軸方向の反対側からシャフト１３に組み付ける。シャフト１３に接合されている第１の転がり軸受１Ａの外輪５ａをスリーブ２３の嵌合孔２５に嵌合させ、外輪５ａの端面をスペーサ部２７に突き当てるとともに（以下、この嵌合部分を「嵌合部分２９Ｃ」という。）、スリーブ２３に接合されている第２の転がり軸受１Ｂの内輪３ｂにシャフト１３を嵌合させ（以下、この嵌合部分を「嵌合部分２９Ｂ」という。）、転がり軸受装置１０の組立体を形成する（ステップＳ５）。嵌合部分２９Ｃには、例えば、嵌合部分２９Ｄと同様にあらかじめ接着剤を塗布しておく。

次に、嵌合部分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。そこで、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。

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を近接させるように軸方向に押圧するだけで、転がり軸受１Ａ，１Ｂの両方に予圧をかけることができる。

そこで、第２の転がり軸受１Ｂの内輪３ｂを軸方向に押圧し（ステップＳ６、予圧付与工程）、この状態で、嵌合部分２９Ｂに熱変形工程および溶接工程を施す。具体的には、内輪３ｂの端面にレーザ光を照射し（図２参照）、内側周縁部４ｂの熱変形部Ｄをシャフト１３の外周面に略接触または僅かに接合させる（ステップＳ７、内輪３ｂの熱変形工程、図３参照）。同様にして、内輪３ｂの内側周縁部４ｂにおける周方向の他の２箇所を熱変形させる。

続いて、シャフト１３に近接させられた内輪３ｂの各熱変形部Ｄ周辺にそれぞれレーザ光を照射し（図５参照）、内輪３ｂの各熱変形部Ｄとシャフト１３との境界付近をレーザ溶接する（ステップＳ８、内輪３ｂの溶接工程、図６参照）。これにより、嵌合部分２９Ｂが接合されて転がり軸受１Ａ，１Ｂに予圧がかけられた状態が維持される。

そして、他の嵌合部分２９Ｃ，２９Ｄが接着剤によって接合されることにより転がり軸受装置１０が完成する（ステップＳ９）。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分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分２９Ｃ，２９Ｄが接合される。

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の製造方法によれば、寸法の相違や面取りにより各嵌合部分２９Ａ，２９Ｂに隙間がある場合であっても、熱変形工程により嵌合部分の隙間をなくした部分（隙間を小さくした部分）を溶接工程によりレーザ溶接することで、接合強度を確保しつつ小さいスポット径により内輪３ａ、３ｂとシャフト１３との位置ずれを抑制し、嵌合部分２９Ａ，２９Ｂが確実かつ精度よく接合された転がり軸受装置１０を製造することができる。

また、全ての嵌合部分２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄを嫌気性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、共振周波数およびトルクの安定化を図ることができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受装置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の製造方法は、熱変形工程が各内輪３ａ，３ｂに代えて各外輪５ａ，５ｂをレーザ照射により局所的に熱変形させ、溶接工程が熱変形工程により熱変形させられた外輪５ａ，５ｂとスリーブ２３との嵌合部分をレーザ溶接する点で、第１の実施形態と異なる。
以下、第１の実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法と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。

熱変形工程は、図９に示すように、外輪５ａ，５ｂの軸方向の端面における半径方向の略中央付近に半径方向内方から斜めにレーザ光を照射し、図１０に示すように、外側周縁部（周縁部）６ａ，６ｂを局所的に熱変形させて半径方向外方、すなわち、スリーブ２３の嵌合孔２５に熱変形部Ｄを近接させるようになっている。また、熱変形工程は、図１１に示すように、外輪５ａ，５ｂの外側周縁部６ａ，６ｂのうち周方向に略等間隔に間隔をあけて３箇所を熱変形させる。

溶接工程は、図１２に示すように、熱変形工程によりスリーブ２３の嵌合孔２５に近接させられた外輪５ａ，５ｂの各熱変形部Ｄ周辺に半径方向内方から斜めにレーザ光を照射し、図１３に示すように、外輪５ａ，５ｂの端面とスリーブ２３の嵌合孔２５とが交差する部分をすみ肉溶接によって接合するようになっている。

溶接工程においては、図１４に示すように、熱変形工程により熱変形させられた外輪５ａ，５ｂの３箇所の熱変形部Ｄに対して径方向にずらした位置、例えば、熱変形部Ｄとスリーブ２３の嵌合孔２５との境界付近に溶接部Ｗが形成される。
なお、嵌合部分２９Ａ，２９Ｂは、例えば、接着剤により接合する。

このように構成された転がり軸受装置の製造方法によれば、寸法の相違や面取りにより各嵌合部分２９Ｃ，２９Ｄに隙間がある場合であっても、熱変形工程により外輪５ａ、５ｂの熱変形部Ｄにより嵌合部分２９Ｃ，２９Ｄの隙間をなくした部分（隙間を小さくした部分）を溶接工程によりレーザ溶接することで、嵌合部分２９Ｃ，２９Ｄの接合強度を確保しつつ小さいスポット径により外輪５ａ、５ｂとスリーブ２３との位置ずれを抑制し、嵌合部分２９Ｃ，２９Ｄが確実かつ精度よく接合された転がり軸受装置を製造することができる。

なお、本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した状態で熱変形工程および溶接工程を施すこととすればよい。

また、上記各実施形態は以下のように変形することができる。
例えば、第１の変形例としては、転がり軸受装置の製造方法が、溶接工程による内輪３ａ，３ｂまたは外輪５ａ，５ｂにおける溶接部（溶接箇所）Ｗとは周方向に異なる位置を溶接工程によるレーザ光のスポット径より大きいスポット径（溶接工程時のレーザパワーより高いレーザパワー）によりさらにレーザ溶接する後溶接工程を含むこととしてもよい。

このようにすることで、後溶接工程により、嵌合部分２９Ａ，２９Ｂまたは嵌合部分２９Ｃ，２９Ｄの接合強度を向上することができる。この場合に、後溶接工程において高いレーザパワーでレーザ溶接する際に溶接箇所の収縮によって内輪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、熱変形工程および溶接工程により接合された溶接部Ｗの固定力によってこれらの位置ずれを抑制しつつ高い接合強度で嵌合部分２９Ａ，２９Ｂまたは嵌合部分２９Ｃ，２９Ｄを接合することができる。

また、上記各実施形態および第１の変形例においては、内輪３ａ，３ｂまたは外輪５ａ，５ｂに熱変形工程および溶接工程を施すこととしたが、例えば、第２の変形例として、形状に応じてシャフト（第１の部材）またはスリーブ（第２の部材）に熱変形工程および溶接工程を施すこととしてもよい。

この場合、例えば、図１５に示すように、外輪５ａ，５ｂとスリーブ１２３との嵌合部分１２９Ｃ，１２９Ｄにおいて、熱変形工程がスリーブ１２３の軸方向の一端にレーザ光を照射し、嵌合孔２５の内側周縁部（周縁部）１２４ａ、１２４ｂを局所的に熱変形させて熱変形部Ｄを外輪５ａ，５ｂに近接させることとすればよい。また、図１６に示すように、溶接工程が、熱変形工程により外輪５ａ，５ｂに近接させられたスリーブ１２３の熱変形部Ｄと外輪５ａ，５ｂとの境界付近をレーザ溶接し、嵌合部分１２９Ｃ，１２９Ｄを接合することとすればよい。

この場合、外輪５ａ，５ｂとスリーブ１２３を組み付けた状態で外輪５ａ，５ｂの軸方向の長さがスリーブ１２３の軸方向の長さより長いか、あるいは、ほぼ同程度の長さであることが好ましい。外輪５ａ，５ｂとスリーブ１２の長さが同程度の場合には、これらの端面が略面一になるようにレーザ溶接することとすればよい。

また、本変形例においては、後溶接工程により、溶接工程によるスリーブ１２３における溶接部Ｗとは周方向に異なる位置を溶接工程によるレーザ光のスポット径より大きいスポット径によりさらにレーザ溶接することとしてもよい。
内輪３ａ，３ｂとシャフトとの嵌合部分についても同様である。

以上、本発明の各実施形態および各変形例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態または変形例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、本発明を上記の各実施形態および各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く、特に限定されるものではない。

また、例えば、上記各実施形態および各変形例においては、嵌合部分２９Ａ，２９Ｂまたは嵌合部分２９Ｃ，２９Ｄを熱変形工程および溶接工程により接合することしたが、嵌合部分２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄの少なくとも１箇所を熱変形工程および溶接工程により接合することとすればよい。また、例えば、上記各実施形態および各変形例においては、嵌合部分における周方向の３箇所を熱変形させて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箇所以上を熱変形させてレーザ溶接することとしてもよい。また、同一の嵌合部分２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄにおいて、熱変形工程および溶接工程によるレーザ溶接と接着剤による接着とを併用して接合することとしてもよい。

また、上記各実施形態および各変形例においては、熱変形工程および溶接工程によりシャフト１３およびスリーブ２３を備える転がり軸受装置１０を製造する場合を例示して説明したが、これに代えて、例えば、熱変形工程および溶接工程によりシャフト１３またはスリーブ２３の一方のみを備える転がり軸受装置を製造することとしてもよい。

例えば、図１７に示すようなスリーブ２３を備えない転がり軸受装置１１０については、転がり軸受１Ａ，１Ｂの外輪５ａ，５ｂ間にリング状のスペーサ部１２７を挟み、内輪３ａ，３ｂどうしを近接させる方向に押圧して予圧をかけることとすればよい。また、内輪３ａ，３ｂとシャフト１３との嵌合部分２９Ａ，２９Ｂの少なくとも１箇所に熱変形工程および溶接工程を施すこととすればよい。このようにすることで、外輪５ａ，５ｂにスイングアームを直接取り付け、シャフト１３とスイングアームとを安定した共振周波数およびトルクで相対的に回転自在に支持可能な転がり軸受装置１１０を製造することができる。

一方、シャフト１３を備えない転がり軸受装置については、転がり軸受１Ａ，１Ｂの内輪３ａ，３ｂ間にリング状のスペーサ部を挟み、外輪５ａ，５ｂどうしを近接させる方向に押圧して予圧をかけることとすればよい。また、外輪５ａ，５ｂとスリーブ２３との嵌合部分２９Ｃ，２９Ｄの少なくとも１箇所に熱変形工程および溶接工程を施すこととすればよい。 本変形例においても後溶接工程を施すこととしてもよい。

１Ａ 第１の転がり軸受
１Ｂ 第２の転がり軸受
３ａ，３ｂ 内輪
４ａ，４ｂ、１２４ａ，１２４ｂ 内側周縁部（周縁部）
５ａ，５ｂ 外輪
６ａ，６ｂ 外側周縁部（周縁部）
７ 転動体
１０，１１０ 転がり軸受装置
１３ シャフト（第１の部材）
２３，１２３ スリーブ（第２の部材）
２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ，１２９Ｃ，１２９Ｄ 嵌合部分
Ｓ２，Ｓ７ 熱変形工程
Ｓ３，Ｓ８ 溶接工程
Ｓ６ 予圧付与工程

Claims (19)

1. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各内輪とこれらの内輪に嵌合される第１の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記内輪の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて熱変形させて前記第１の部材に近接させる熱変形工程と、
   該熱変形工程により前記第１の部材に近接させられた前記内輪の前記周縁部と前記第１の部材とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法。
2. 前記熱変形工程が、同一の前記内輪の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させる請求項１に記載の転がり軸受装置の製造方法。
3. 前記２つの転がり軸受の前記内輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、
   前記熱変形工程が、前記予圧付与工程により押圧された状態の前記内輪の前記周縁部を熱変形させる請求項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. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各外輪とこれらの外輪を嵌合させる第２の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記外輪の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて熱変形させて前記第２の部材に近接させる熱変形工程と、
   該熱変形工程により前記第２の部材に近接させられた前記外輪の前記周縁部と前記第２の部材とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法。
5. 前記熱変形工程が、同一の前記外輪の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させる請求５に記載の転がり軸受装置の製造方法。
6. 前記２つの転がり軸受の前記外輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、
   前記熱変形工程が、前記予圧付与工程により押圧された状態の前記外輪の前記周縁部を熱変形させる請求項４または請求項５に記載の転がり軸受装置の製造方法。
7. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各内輪とこれらの内輪に嵌合される第１の部材との嵌合部分、および、前記２つの転がり軸受の各外輪とこれらの外輪を嵌合させる第２の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記内輪または前記外輪の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に熱変形させて曲げて前記第１の部材または前記第２の部材に近接させる熱変形工程と、
   該熱変形工程により前記第１の部材または前記第２の部材に近接させられた前記内輪または前記外輪の前記周縁部と前記第１の部材または前記第２の部材とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法。
8. 前記熱変形工程が、同一の前記内輪または前記外輪の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させる請求項７に記載の転がり軸受装置の製造方法。
9. 前記２つの転がり軸受の前記内輪どうしまたは前記外輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、
   前記熱変形工程が、前記予圧付与工程により押圧された状態の前記内輪または前記外輪の前記周縁部を熱変形させる請求項７または請求項８に記載の転がり軸受装置の製造方法。
10. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各内輪とこれらの内輪に嵌合される第１の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記第１の部材の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて前記内輪に近接させる熱変形工程と、
    該熱変形工程により前記内輪に近接させられた前記第１の部材の前記周縁部と前記内輪とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法。
11. 前記熱変形工程が、同一の前記第１の部材の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させる請求項１０に記載の転がり軸受装置の製造方法。
12. 前記２つの転がり軸受の前記内輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、
    前記溶接工程が、前記第１の部材の前記周縁部と前記予圧付与工程により押圧された状態の前記内輪とをレーザ溶接する請求項１０または請求項１１に記載の転がり軸受装置の製造方法。
13. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各外輪とこれらの外輪を嵌合させる第２の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記第２の部材の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて前記外輪に近接させる熱変形工程と、
    該熱変形工程により前記外輪に近接させられた前記第２の部材の前記周縁部と前記外輪とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法。
14. 前記熱変形工程が、同一の前記第２の部材の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させる請求項１３に記載の転がり軸受装置の製造方法。
15. 前記２つの転がり軸受の前記外輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、
    前記溶接工程が、前記第２の部材の前記周縁部と前記予圧付与工程により押圧された状態の前記外輪とをレーザ溶接する請求項１３または請求項１４に記載の転がり軸受装置の製造方法。
16. 軸方向に間隔をあけて同軸に配列される２つの転がり軸受の各内輪とこれらの内輪に嵌合される第１の部材との嵌合部分、および、前記２つの転がり軸受の各外輪とこれらの外輪を嵌合させる第２の部材との嵌合部分の少なくとも１箇所の前記第１の部材または前記第２の部材の前記軸方向の一端の周縁部を前記軸方向に対して斜めからレーザ照射することにより局所的に曲げて前記内輪または前記外輪に近接させる熱変形工程と、
    該熱変形工程により前記内輪または前記外輪に近接させられた前記第１の部材または前記第２の部材の前記周縁部と前記内輪または前記外輪とをレーザ溶接する溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法。
17. 前記熱変形工程が、同一の前記第１の部材または前記第２の部材の周方向に間隔をあけて少なくとも３箇所以上を熱変形させる請求項１６に記載の転がり軸受装置の製造方法。
18. 前記２つの転がり軸受の前記内輪どうしまたは前記外輪どうしを前記軸方向に相対的に近接させる方向に押圧して前記２つの転がり軸受に予圧をかける予圧付与工程を含み、
    前記溶接工程が、前記第１の部材または前記第２の部材の前記周縁部と前記予圧付与工程により押圧された状態の前記内輪または前記外輪とをレーザ溶接する請求項１６または請求項１７に記載の転がり軸受装置の製造方法。
19. 前記溶接工程による溶接箇所とは周方向に異なる位置を該溶接工程によるレーザ光のスポット径よりも大きいスポット径によりレーザ溶接する後溶接工程を含む請求項１から請求項１８のいずれかに記載の転がり軸受装置の製造方法。

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