JP6190592B2 - Rolling bearing device and hard disk drive device - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受装置およびハードディスクドライブ装置に関するものである。 The present invention relates to a rolling bearing device and a hard disk drive device.
従来、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シャフトと、転がり軸受の外輪を嵌合させるスリーブとを備え、転がり軸受によりシャフトとスリーブとが相対回転自在に支持された転がり軸受装置が知られている(例えば、特許文献1,2および3参照。)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a rolling bearing having coaxially arranged inner and outer rings, a shaft fitted to the inner ring of the rolling bearing, and a sleeve for fitting the outer ring of the rolling bearing are provided, and the shaft and the sleeve are relative to each other by the rolling bearing. Rolling bearing devices that are rotatably supported are known (for example, see
特許文献1に記載の転がり軸受装置は、シャフトと内輪および外輪とハウジングをそれぞれ接着剤により接合し、特許文献2に記載の転がり軸受装置は、シャフトと内輪を嫌気性の接着剤により接合し、外輪をスリーブに固着している。また、特許文献3の転がり軸受装置は、転がり軸受の外側端面を覆うシール部材をシャフトの外周にレーザ溶接より固定している。
The rolling bearing device described in
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外輪とハウジング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. Also, when the shaft and inner ring and outer ring and housing are joined with an adhesive, respectively, as in the conventional rolling bearing device, the rigidity of the adhesive fluctuates due to temperature changes, which changes the preload to change the resonance frequency (resonance) and There is an inconvenience that the torque fluctuates.
また、特許文献3の技術を応用して、ステンレス鋼からなる内輪および外輪をそれぞれシャフトおよびハウジングに対してレーザ溶接することとすると、レーザ溶接による熱影響により、内輪および外輪の溶接部周辺に炭化クロムが析出してその部分のクロム量が減少する。そのため、溶接部周辺にさびが発生し易くなるという不都合がある。 Further, by applying the technique of Patent Document 3 and laser welding the inner ring and the outer ring made of stainless steel to the shaft and the housing, respectively, carbonization occurs around the welds of the inner ring and the outer ring due to the thermal effect of laser welding. Chromium precipitates and the amount of chromium in that portion decreases. Therefore, there is an inconvenience that rust is likely to occur around the welded portion.
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つつ、さびの発生を防止した転がり軸受装置およびハードディスクドライブ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 is a rolling bearing that prevents the occurrence of rust while improving the productivity and reducing the occurrence of outgas and preventing the occurrence of resonance frequency fluctuation and torque fluctuation. An object is to provide a device and a hard disk drive device.
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、クロムおよび炭素が含有されている金属材料からなり互いに同軸に配置された内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される2つの転がり軸受と、該2つの転がり軸受の各前記内輪に嵌合される軸部材と、少なくとも一方の前記転がり軸受の内輪の前記軸方向の端面が、対応する前記軸部材に対してレーザ溶接されており、前記レーザ溶接された内輪の溶接部周辺を被覆するコーティング部材とを備え、前記レーザ溶接された内輪または前記軸部材が、前記レーザ溶接された内輪における前記転動体の転走面に前記コーティング部材が進入するのを防止する進入防止部を有する転がり軸受装置を提供する。
もしくは、クロムおよび炭素が含有されている金属材料からなり互いに同軸に配置された内輪および外輪と、これら内輪と外輪との間の円環状空間に周方向に間隔をあけて複数配置される転動体とを備え、軸方向に間隔をあけて配列される2つの転がり軸受と、各前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する外嵌部材と、少なくとも一方の前記転がり軸受の外輪の前記軸方向の端面が、対応する前記外嵌部材に対してレーザ溶接されており、前記レーザ溶接された外輪の溶接部周辺を被覆するコーティング部材とを備え、前記レーザ溶接された外輪または前記外嵌部材が、前記レーザ溶接された外輪における前記転動体の転走面に前記コーティング部材が進入するのを防止する進入防止部を有す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.
In the present invention, a plurality of inner rings and outer rings made of a metal material containing chromium and carbon and arranged coaxially with each other, and an annular space between the inner ring and the outer ring are arranged at intervals in the circumferential direction. rolling a body, and two rolling bearings which are arranged at intervals in the axial direction, a shaft member fitted in the inner ring of the two rolling bearings, at least one of said inner ring of said rolling bearing An end face in the axial direction is laser welded to the corresponding shaft member, and includes a coating member that covers the periphery of the welded portion of the inner ring that is laser welded, and the inner ring or the shaft member that is laser welded A rolling bearing device having an entry preventing portion for preventing the coating member from entering the rolling surface of the rolling element in the laser welded inner ring is provided.
Or, the inner ring and outer ring made of a metal material containing chromium and carbon and arranged coaxially with each other, and a plurality of rolling elements arranged in the annular space between the inner ring and the outer ring at intervals in the circumferential direction Two rolling bearings arranged at intervals in the axial direction, an outer fitting member having a fitting hole for fitting each outer ring, and at least one of the outer rings of the rolling bearings in the axial direction. An end surface is laser welded to the corresponding outer fitting member, and includes a coating member that covers a periphery of a welded portion of the laser welded outer ring, and the laser welded outer ring or the outer fitting member includes: There is provided a rolling bearing device having an entry preventing portion for preventing the coating member from entering the rolling surface of the rolling element in the laser welded outer ring .
本発明によれば、2つの転がり軸受の各内輪に嵌合された軸部材または各外輪が嵌合された外嵌部材が、これら2つの転がり軸受によって軸回りに回転可能に支持される。いずれかの内輪または外輪の少なくとも軸方向の端面が、対応する軸部材または外嵌部材に対してレーザ溶接されていることで、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抑制するとともに、接合時間の短縮により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, the shaft member fitted to each inner ring of the two rolling bearings or the outer fitting member fitted to each outer ring is supported by these two rolling bearings so as to be rotatable about the axis. At least the end face in the axial direction of any inner ring or outer ring is laser welded to the corresponding shaft member or outer fitting member, thereby generating outgassing as in the case of joining using an anaerobic adhesive. In addition to being suppressed, productivity can be improved by shortening the bonding time. 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、レーザ溶接された内輪または外輪の端面をコーティング部材により被覆することで、レーザ溶接により高温に一定時間晒された内輪または外輪の溶接部周辺において炭素とクロムが結合して炭化クロムが析出することによりクロム含有量が大凡10%wt未満になったとしても、コーティング部材により空気中の水分が触れるのを阻止してさびが発生するのを防止することができる。 Also, by coating the end face of the inner ring or outer ring that has been laser welded with a coating member, carbon and chromium are combined around the welded portion of the inner ring or outer ring that has been exposed to a high temperature by laser welding for a certain period of time, so that chromium carbide is deposited. Thus, even if the chromium content is less than about 10% wt, the coating member can prevent the moisture in the air from touching and prevent rusting.
この場合において、コーティング部材が液体を硬化させて成形されるものであっても、進入防止部により内輪や外輪の転走面に液状のコーティング部材が流れ込むのを防ぐことができる。これにより、トルク異常を防止するとともに、液状のコーティング部材が転がり軸受の内部の潤滑油に混合して硬化不良を防ぎ、未硬化部からのアウトガスの発生を防ぐことができる。したがって、コーティング部材を所望の位置に被覆した状態を維持し、ハードディスクドライブ装置に組み込んだ後においても、さびの発生を防止しつつアウトガスの発生を防いでハードディスクドライブ装置が故障するのを防止することができる。 In this case, even if the coating member is formed by curing the liquid, the ingress prevention portion can prevent the liquid coating member from flowing into the rolling surfaces of the inner ring and the outer ring. Thereby, while preventing abnormal torque, the liquid coating member can be mixed with the lubricating oil inside the rolling bearing to prevent poor curing and to prevent outgassing from the uncured portion. Therefore, maintaining the state where the coating member is coated at a desired position and preventing the outbreak of outgas while preventing the occurrence of rust and preventing the hard disk drive device from failing even after being incorporated in the hard disk drive device. Can do.
上記発明においては、前記コーティング部材が、水分の透過を防ぐ機能を有することとしてもよい。
このように構成することで、コーティング部材により、溶接部周辺に大気中の水分が接触するのを防ぐことができる。
In the said invention, the said coating member is good also as having a function which prevents permeation | transmission of a water | moisture content.
By comprising in this way, it can prevent that the water | moisture content in air | atmosphere contacts a welding part periphery by a coating member.
上記発明においては、前記コーティング部材が、撥油機能を有することとしてもよい。
このように構成することで、コーティング部材の撥油機能により、転がり軸受の内部の潤滑油が外部に流れ出すのを防ぐことができる。これにより、ハードディスクドライブ装置に組み込んだ場合にハードディスクドライブ装置が故障するのを防止することができる。
In the above invention, the coating member may have an oil repellent function.
By comprising in this way, it can prevent that the lubricating oil inside a rolling bearing flows out outside by the oil-repellent function of a coating member. As a result, it is possible to prevent the hard disk drive device from being damaged when incorporated in the hard disk drive device.
上記発明においては、前記コーティング部材が、水分の透過を防止するコーティング材料と常温で揮発性を有する溶剤とを含むコーティング液を塗布した後に、前記溶剤を揮発させることにより形成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、コーティング部材を均一に成形して空孔等が発生するのを防ぎ、さびの発生防止を向上することができる。また、コーティング液の塗布後に炉に入れて乾燥させる工程を省くことができ、生産性を向上することができる。
In the above invention, the coating member may be formed by volatilizing the solvent after applying a coating liquid containing a coating material that prevents moisture permeation and a solvent having volatility at room temperature. Good.
By comprising in this way, a coating member can be shape | molded uniformly and it can prevent that a void | hole etc. generate | occur | produce and can improve generation | occurrence | production prevention of rust. In addition, it is possible to omit a step of drying in a furnace after applying the coating liquid, and productivity can be improved.
上記発明においては、前記コーティング部材が、UV硬化成分を含み水分の透過を防止するコーティング材料により形成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、レーザ溶接した後に、コーティング材料を塗布して紫外線(UV)を照射するだけでコーティング部材を成形することができる。したがって、炉に入れて乾燥させる工程を省き、組み立ての自動化を容易にすることができる。
In the said invention, the said coating member is good also as being formed with the coating material which contains a UV hardening component and prevents permeation | transmission of a water | moisture content.
By comprising in this way, a coating member can be shape | molded only by apply | coating a coating material and irradiating an ultraviolet-ray (UV) after laser welding. Therefore, the process of putting in a furnace and drying can be omitted, and automation of assembly can be facilitated.
上記発明においては、前記コーティング部材が、熱硬化成分を含み水分の透過を防止するコーティング材料により形成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、レーザ溶接した後に、コーティング材料を塗布して熱を加えるだけでコーティング部材を成形することができる。
In the said invention, the said coating member is good also as being formed of the coating material which contains a thermosetting component and prevents permeation | transmission of a water | moisture content.
By comprising in this way, a coating member can be shape | molded only by apply | coating coating material and applying heat after laser welding.
上記発明においては、前記進入防止部が、前記内輪の軸方向の端面または該内輪の外周面から突出する凸形状を有することとしてもよいし、前記外輪の軸方向の端面または該外輪の内周面から突出する凸形状を有することとしてもよい。
このように構成することで、コーティング部材が液体を硬化させて成形されたものであっても、液状のコーティング部材が進入防止部にぶつかることによりその流動を塞き止めることができる。
In the above invention, the entry preventing portion may have a convex shape protruding from the axial end surface of the inner ring or the outer peripheral surface of the inner ring, or the axial end surface of the outer ring or the inner periphery of the outer ring. It is good also as having the convex shape which protrudes from a surface.
With this configuration, even when the coating member is formed by curing the liquid, the liquid coating member can block the flow by colliding with the intrusion prevention unit.
上記発明においては、前記進入防止部が、前記内輪の軸方向の端面または該内輪の外周面に窪む凹形状を有することとしてもよいし、前記外輪の軸方向の端面または該外輪の内周面に窪む凹形状を有することとしてもよい。
このように構成することで、コーティング部材が液体を硬化させて成形されたものであっても、液状のコーティング部材が進入防止部に収容されることによりその流動を塞き止めることができる。
In the above invention, the entry preventing portion may have a concave shape recessed in the axial end surface of the inner ring or the outer peripheral surface of the inner ring, or the axial end surface of the outer ring or the inner periphery of the outer ring. It is good also as having the concave shape dented in a surface.
With this configuration, even when the coating member is formed by curing the liquid, the liquid coating member can be blocked by the liquid coating member being accommodated in the entry preventing portion.
上記発明においては、前記軸部材の外周面または前記外嵌部材の内周面におけるにおける溶接部近傍に窪む凹形状を有することとしてもよい。
このように構成することで、コーティング部材が液体を硬化させて成形されたものであっても、液状のコーティング部材が進入防止部に収容されて表面張力が作用することで、コーティング部材が溶接部周辺から離れる方向に広がるのを抑制して、その流動を塞き止めることができる。
In the said invention, it is good also as having a concave shape dented in the welding part vicinity in the outer peripheral surface of the said shaft member, or the inner peripheral surface of the said external fitting member.
With this configuration, even if the coating member is formed by curing the liquid, the coating member is welded by the liquid coating member being accommodated in the intrusion prevention unit and the surface tension acting. It is possible to block the flow by suppressing spreading away from the periphery.
上記発明においては、レーザ溶接された前記外輪または前記内輪の軸方向の端面に対して径方向に対応する前記外輪または前記内輪の軸方向の端面との間に前記円環状空間を閉塞するように配置されたシールド部材を備え、前記進入防止部が、前記シールド部材と前記転走面との間に配置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、シールド部材よりも転がり軸受の内側までコーティング部材が被覆される結果、転がり軸受内部の潤滑油の外部への飛散防止を向上することができる。
In the above-described invention, the annular space is closed between the axial end surface of the outer ring or the inner ring corresponding to the radial direction with respect to the axial end surface of the outer ring or the inner ring laser-welded. It is good also as providing the shield member arrange | positioned and the said approach prevention part being arrange | positioned between the said shield member and the said rolling surface.
By comprising in this way, as a result of coating a coating member covering the inside of a rolling bearing rather than a shield member, the prevention of scattering of the lubricating oil inside the rolling bearing to the outside can be improved.
上記発明においては、レーザ溶接された前記内輪と前記軸部材または前記外輪と前記外嵌部材とが、圧入により固定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、レーザ溶接された内輪と軸部材との間や外輪と外嵌部材との間にコーティング部材が流入することがない。したがって、コーティング部材が紫外線を照射することにより硬化させるものであっても、紫外線が照射されずに硬化不十分になるのを防止することができる。また、コーティング部材が溶媒を揮発させることにより硬化するものであっても、溶媒が揮発せずに硬化不十分になるのを防止することができる。これにより、コーティング部材の未硬化によるアウトガスの発生を防ぐことができる。
In the above-mentioned invention, the inner ring and the shaft member or the outer ring and the outer fitting member that are laser-welded may be fixed by press-fitting.
With such a configuration, the coating member does not flow between the laser-welded inner ring and the shaft member or between the outer ring and the outer fitting member. Therefore, even if the coating member is cured by irradiating with ultraviolet rays, it can be prevented that the coating member is not sufficiently cured without being irradiated with ultraviolet rays. Moreover, even if the coating member is cured by volatilizing the solvent, it is possible to prevent the solvent from being volatilized and insufficient curing. Thereby, generation | occurrence | production of the outgas by the uncured coating member can be prevented.
本発明は、上記いずれかの転がり軸受装置と、該転がり軸受装置の前記転がり軸受により相対回転可能に支持されたベース部材およびスイングアームとを備えるハードディスクドライブ装置を提供する。
本発明によれば、共振周波数変動やトルク変動の発生を防止しつつ、さびの発生を防止する転がり軸受装置により、ベース部材に対して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て長寿命化を図ることができる。
The present invention provides a hard disk drive device comprising any of the rolling bearing devices described above, a base member and a swing arm supported so as to be relatively rotatable by the rolling bearings of the rolling bearing device.
According to the present invention, a rolling bearing device that prevents the occurrence of rust while preventing the occurrence of resonance frequency fluctuation and torque fluctuation while swinging the swing arm with a stable resonance frequency and torque with respect to the base member is long. Life can be extended.
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しつつ、さび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 the productivity and reduce the occurrence of outgas and to prevent the occurrence of rust while preventing the occurrence of resonance frequency fluctuation and torque fluctuation.
以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置およびハードディスクドライブ装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るハードディスクドライブ装置(HDD装置)100は、略矩形箱状のベースハウジング(ベース部材)2と、ベースハウジング2に対して揺動可能なスイングアーム4と、このスイングアーム4を揺動自在に支持する転がり軸受装置1と、スイングアーム4を揺動させるボイスコイルモータ等の駆動部8とを備えている。図1において、符号6は磁気記録媒体を示している。
Hereinafter, a rolling bearing device and a hard disk drive device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
A hard disk drive device (HDD device) 100 according to the present embodiment includes a base housing (base member) 2 having a substantially rectangular box shape, a swing arm 4 that can swing relative to the base housing 2, and a swing arm 4 that swings. A rolling
スイングアーム4の先端には、磁気記録媒体6に磁気情報を書き込んだり、磁気記録媒体6に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5が取り付けられている。
転がり軸受装置1は、ベースハウジング2に固定されるとともに、スイングアーム4の軸受嵌合孔(図示略)に嵌合されている。
A magnetic head 5 for writing magnetic information on the magnetic recording medium 6 and reading magnetic information recorded on the magnetic recording medium 6 is attached to the tip of the swing arm 4.
The rolling
この転がり軸受装置1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転がり軸受10および第2転がり軸受20と、これらの転がり軸受10,20に嵌合されるシャフト(軸部材)31と、転がり軸受10,20間に軸方向に挟まれるスペーサ33とを備えている。
As shown in FIG. 2, the rolling
第1転がり軸受10は、同軸に配置された円環形状の内輪11および外輪13と、これら内輪11と外輪13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15とを備えている。
The first rolling bearing 10 includes a plurality of annular
第2転がり軸受20は、第1転がり軸受10と同様の構成および寸法を有し、内輪21および外輪23と、複数個の転動体25とを備えている。
これらの転がり軸受10,20は、内輪11,21にシャフト31が嵌合され、外輪13,23がそれぞれスイングアーム4の軸受嵌合孔に嵌合されるようになっている。
The second rolling bearing 20 has the same configuration and dimensions as the first rolling bearing 10, and includes an
In these rolling
また、転がり軸受10,20の内輪11,21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(レースウェイ、転走面)11a,21aが設けられ、外輪13,23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(レースウェイ、転走面)13a,23aが設けられている。各転動体15,25は、図示しないリテーナにより等間隔に配置された状態で、内輪11,21のレースウェイ11a,21aと外輪13,23のレースウェイ13a,23aとの間にそれぞれ転動可能に保持されている。
Further, deep groove type or angular type inner ring raceways (raceways, rolling surfaces) 11a, 21a are provided on the outer peripheral surfaces of the
また、内輪11,21および外輪13,23は、クロム(Cr)および炭素(C)が含有されている金属材料により形成されている。例えば、内輪11,21および外輪13,23は、SUS440C等のステンレス材料により形成されており、Cr含有量が10wt%以上を有している。
The inner rings 11 and 21 and the
本実施形態においては、第2転がり軸受20の内輪21は、図3に示すように、外周面から径方向に突出する凸形状の突部(進入防止部)21bを有している。この突部21bは、内輪21の軸方向の一方の端面とレースウェイ21aとの間に配置されており、内輪21の外周面の周方向全域にわたる円環状に形成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the
シャフト31は、中空の略円筒形状に形成されており、ベースハウジング2に対して固定されるようになっている。また、シャフト31は、軸方向の一端に全周にわたり径方向外方に突出する鍔状のフランジ部31aを有している。このシャフト31には、フランジ部31a側から順に第1転がり軸受10、第2転がり軸受20が嵌め込まれており、第1転がり軸受10の内輪11の軸方向の一方の端面がフランジ部31aに突き当てられている。また、第2転がり軸受20が、内輪21の突部21bから遠い側の軸方向の端面を第1転がり軸受10側に向けて配置されている。
The
スペーサ部材33は、リング状に形成されており、例えば、外径寸法が外輪13,23の外径寸法と略等しく、内径寸法が外輪13,23の内径寸法と略等しい大きさを有している。
The
このスペーサ部材33の軸方向の一方の端面には、第1転がり軸受10の外輪13の軸方向の一方の端面が突き当てあられ、スペーサ部材33の軸方向の他方の端面には、第2転がり軸受20の外輪23の軸方向の一方の端面が突き当てられている。これにより、転がり軸受10,20の内輪11,21間には、スペーサ部材33の軸方向の長さに応じた隙間が形成されている。
One end surface in the axial direction of the
このように構成された転がり軸受装置1は、転がり軸受10,20の内輪11,21が相互に近接するように第2転がり軸受20の内輪21が軸方向に押圧された状態で、内輪21とシャフト31とがレーザ溶接により接合されている。これにより、転がり軸受10,20に予圧がかけられた状態となり、内輪11,21および外輪13,23と転動体15,25とが隙間なく接触させられている。
The rolling
レーザ溶接は、シャフト31のフランジ部31aとは反対側、すなわち、シャフト31の先端側に配された内輪21の軸方向の端面の内周縁に対して、周方向の複数箇所にわたり施されている。図中、レーザ溶接によるシャフト31と内輪21との溶接部を符号Wで示す。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程度の波長が挙げられる。
Laser welding is performed at a plurality of locations in the circumferential direction with respect to the inner peripheral edge of the end surface in the axial direction of the
また、シャフト31の外周面におけるレーザ溶接の溶接部W周辺から内輪21の軸方向の端面を介してその外周面の突部21bに至るまでの領域には、コーティング部材Zが被覆されている。コーティング部材Zは、シャフト31および内輪21の周方向の全域に施されている。
In addition, a coating member Z is covered in a region from the periphery of the welded portion W of the laser welding on the outer peripheral surface of the
このコーティング部材Zは、水分の透過を防止するコーティング材料により形成されている。具体的には、コーティング部材Zは、水分の透過を防止するコーティング材料に常温で揮発性を有する溶剤を加えたコーティング液を、レーザ溶接後の溶接部W周辺に塗布した後に溶剤を気化させることにより形成されている。 The coating member Z is formed of a coating material that prevents the permeation of moisture. Specifically, the coating member Z vaporizes the solvent after applying a coating liquid obtained by adding a volatile solvent at room temperature to a coating material that prevents the permeation of moisture around the welded portion W after laser welding. It is formed by.
このようにすることで、コーティング部材Zを均一に成形して空孔等が発生するのを防ぎ、さびの発生防止を向上することができる。また、コーティング液の塗布後に炉に入れて乾燥させる工程を省くことができ、生産性を向上することができる。コーティング材料としては、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂またはポリオレフィン樹脂等が挙げられる。 By doing so, it is possible to uniformly form the coating member Z to prevent the generation of holes and the like, and to improve the prevention of rust. In addition, it is possible to omit a step of drying in a furnace after applying the coating liquid, and productivity can be improved. Examples of the coating material include fluororesin, acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, and polyolefin resin.
また、このコーティング部材Zは、撥油機能を有している。したがって、コーティング部材Zの撥油機能により、第2転がり軸受20の内部の潤滑油が外部に流れ出すのを防ぎ、転がり軸受装置1を備えるHDD装置100が故障するのを防止することができる。
The coating member Z has an oil repellent function. Therefore, the oil repellent function of the coating member Z can prevent the lubricating oil inside the second rolling bearing 20 from flowing to the outside and prevent the
コーティング部材Zの膜厚は2um以上が好ましい。このようにすることで、より高い防錆効果を得られる。また、コーティング部材Zの膜厚はおおよそ300um以下が好ましい。なぜならば、温度変化による金属(内輪21やシャフト31)とコーティング液との線膨脹係数の違いにより発生する応力を緩和し、コーティング部材Zが剥離するのを防ぐことができる。
The film thickness of the coating member Z is preferably 2 μm or more. By doing in this way, a higher rust prevention effect can be obtained. Further, the film thickness of the coating member Z is preferably about 300 μm or less. This is because the stress generated by the difference in coefficient of linear expansion between the metal (
また、転がり軸受装置1は、転がり軸受10,20の外輪13,23とスイングアーム4の軸受嵌合孔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。
In the rolling
以下、このように構成された転がり軸受装置1およびHDD装置100の作用について説明する。
本実施形態に係る転がり軸受装置1は、転がり軸受10,20の内輪11,21と外輪13,23との間で転動体15,25がそれぞれ転動させられることにより、シャフト31に固定された内輪11,21に対して外輪13,23がそれぞれ回動させられる。
Hereinafter, the operation of the rolling
The rolling
これにより、本実施形態に係るHDD装置100は、駆動部8の作動によって、転がり軸受10,20の外輪13,23に固定されたスイングアーム4が、シャフト31が固定されているベースハウジング2に対して中心軸線C回りに揺動させられる。そして、スイングアーム4の揺動に従い、磁気ヘッド5が磁気記録媒体6上を往復移動させられる。
Thus, in the
例えば、駆動部8によりスイングアーム4を高速動作させると、磁気記録媒体6の所定の位置に記録されたデータへ磁気ヘッド5が瞬時に移動させられ、磁気ヘッド5により、磁気記録媒体6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, when the swing arm 4 is operated at high speed by the
このような本実施形態に係る転がり軸受装置1およびHDD装置100によれば、第2転がり軸受20の内輪21の軸方向の端面がシャフト31に対してレーザ溶接されていることで、この部分を嫌気性接着剤を用いて接合した場合と比較して、アウトガスの発生を抑制してガスの凝集によるヘッドスタックを防止するとともに、接合時間を短縮して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 rolling
また、レーザ溶接した第2転がり軸受20の内輪21の軸方向の端面をコーティング部材Zにより被覆することで、溶接部W周辺にさびが発生するのを防止することができる。すなわち、クロムおよび炭素が含有されている金属材料からなる内輪21に対してレーザ溶接を施すと、溶接部W周辺が650℃程度の高温に一定時間晒されることにより、溶接部W周辺に炭素とクロムが結合して炭化クロムが析出する。そして、溶接部W周辺のクロム含有量が大凡10%wt未満になることで、溶接部W周辺にさびが発生し易くなる。これに対して、コーティング部材Zにより溶接部W周辺を含む領域を被覆することで、溶接部W周辺に空気が触れるのを阻止しさびの発生を防止することができる。
In addition, by covering the end surface in the axial direction of the
この場合において、本実施形態に係る転がり軸受装置1およびHDD装置100は、内輪21の溶接部W周辺に塗布した液状のコーティング部材Zが硬化する前に流動しても、コーティング部材Zが突部21bにぶつかることによりその流動を塞き止めることができる。
In this case, even if the rolling
したがって、突部21bにより内輪21のレースウェイ21aにコーティング部材Zが流れ込むのを防ぎ、トルク異常が起きるのを防止することができる。また、液状のコーティング部材Zが第2転がり軸受20の内部の潤滑油に混合して硬化不良になるのを防ぐことができる。
Therefore, it is possible to prevent the coating member Z from flowing into 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1およびHDD装置100によれば、レーザ溶接したシャフト31および第2転がり軸受20の内輪21の溶接部W周辺をコーティング部材Zで被覆するとともに、突部21bにより内輪21のレースウェイ21aにコーティング部材Zが流れ込むのを阻止することで、さびの発生を防止するとともに、コーティング部材Zを所望の位置に被覆した状態を維持することができる。これにより、さびの発生を防止しつつアウトガスの発生を防ぎ、HDD装置100が故障するのを防止することができる。
As described above, according to the rolling
また、転がり軸受装置1のさびの発生を防止することで、内輪21とシャフト31の接合強度を長期的に維持し、転がり軸受装置1の特性変化を長期にわたり抑制することができる。したがって、ベースハウジング2に対してスイングアーム4を安定した共振周波数とトルクで揺動させるとともに、HDD装置100の長寿命化に寄与することができる。
Further, by preventing the rolling
本実施形態においては、コーティング部材Zが、水分の透過を防ぐコーティング材料に常温で揮発性を有する溶剤を加えたコーティング液により形成されていることとしたが、コーティング材料が、例えば、紫外線を照射することにより硬化するUV硬化成分を含むこととしてもよい。このようにすることで、レーザ溶接した後に、コーティング材料を塗布して紫外線(UV)を照射するだけでコーティング部材Zを成形することができる。この場合も同様に、転がり軸受装置1を炉に入れて乾燥させる工程を省くことができ、組み立ての自動化を容易にすることができる。
In the present embodiment, the coating member Z is formed of a coating liquid obtained by adding a volatile solvent at room temperature to a coating material that prevents the transmission of moisture, but the coating material is irradiated with, for example, ultraviolet rays. It is good also as including the UV hardening component hardened | cured by doing. By doing in this way, the coating member Z can be shape | molded only by apply | coating a coating material and irradiating an ultraviolet-ray (UV) after laser welding. In this case as well, the step of putting the rolling
また、コーティング材料が、例えば、熱により硬化する熱硬化成分を含むこととしてもよい。このようにすることで、レーザ溶接した後に、コーティング材料を塗布して熱を加えるだけでコーティング部材Zを成形することができる。さらに、コーティング材料が、例えば、UV硬化成分と熱硬化成分の両方の成分を含むこととしてもよい。 Moreover, it is good also as a coating material containing the thermosetting component hardened | cured with a heat | fever, for example. By doing so, the coating member Z can be formed simply by applying the coating material and applying heat after laser welding. Further, the coating material may include, for example, both a UV curing component and a thermosetting component.
熱硬化タイプのコーティング材料やUV硬化と熱硬化の2液混合硬化タイプのコーティング材料によりコーティング部材Zを形成した場合も、上述した溶剤揮発タイプのコーティング材料やUV硬化タイプのコーティング材料によりコーティング部材Zを形成した場合と同様に、突部21bによりコーティング部材Zの流動を塞き止めて、内輪21のレースウェイ21aに液状のコーティング部材Zが流れ込むのを防ぐことができる。
Even when the coating member Z is formed by a thermosetting type coating material or a two-component mixed curing type coating material of UV curing and thermosetting, the coating member Z is formed by the above-mentioned solvent volatile type coating material or UV curing type coating material. As in the case of forming, the flow of the coating member Z can be blocked by the
また、コーティング液の粘度が高い材料の場合(例えば、UV硬化タイプや熱硬化タイプ型またはUV硬化タイプと熱硬化タイプの2液混合タイプの場合)は、コーティング部材Zはおおよそ100um以上の膜厚が好ましい。このようにすることで、空孔の発生を防ぎ、より確実に防錆効果を得ることができる。 In the case of a material having a high viscosity of the coating liquid (for example, in the case of a UV curing type, a thermosetting type, or a two liquid mixture type of a UV curing type and a thermosetting type), the coating member Z has a film thickness of approximately 100 μm or more. Is preferred. By doing in this way, generation | occurrence | production of a void | hole can be prevented and the rust prevention effect can be acquired more reliably.
本実施形態は、以下のように変形することができる。
本実施形態においては、内輪21が外周面に突部21bを有することとしたが、第1変形例としては、例えば、図4に示すように、内輪21が軸方向の一方の端面に軸方向に突出する凸形状の突部21bを有することとしてもよい。図4では、内輪21の軸方向の端面の外周縁上に周方向に沿って円環状に突部21bを形成した例を示している。
This embodiment can be modified as follows.
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、進入防止部として凸形状の突部21bを例示して説明したが、第2変形例としては、進入防止部として凹形状の溝部を採用することとしてもよい。例えば、図5に示すように、内輪21が、軸方向の外周面に径方向に窪む凹形状の溝部(進入防止部)21cを有することとしてもよい。この場合、例えば、内輪21の外周面に周方向に沿って円環状に溝部21cを形成することとすればよい。
Moreover, in this embodiment, although the convex-shaped
また、例えば、図6および図7に示すように、内輪21が、軸方向の端面に軸方向に窪む溝部21cを有することとしてもよい。この場合、例えば、図6に示すように、内輪21の軸方向の端面の外周縁に周方向に沿って円環状に溝部21cを形成することとしてもよいし、図7示すように、内輪21の軸方向の端面の外周縁よりも内側に周方向に沿って円環状に溝部21cを形成することとしてもよい。
For example, as shown in FIGS. 6 and 7, the
本変形例によれば、内輪21の溶接部W周辺に塗布した液状のコーティング部材Zが硬化する前に流動しても、コーティング部材Zが溝部21cに収容されることによりその流動を塞き止めることができる。これにより、凸形状の進入防止部(突部21b)と同様に、コーティング部材Zがレースウェイ21aに流れ込むのを防ぐことができる。
According to this modification, even if the liquid coating member Z applied to the periphery of the welded portion W of the
また、本実施形態においては、第3変形例として、例えば、図8に示すように、レーザ溶接した内輪21の軸方向の端面に対して径方向に対応する外輪23の軸方向の端面との間に、円環状空間を閉塞するように略円環形状のシールド部材41を配置することとしてもよい。また、内輪21の外周面上でシールド部材41とレースウェイ21aとの間に進入防止部としての突部21bまたは溝部21cを形成することとしてもよい。
In the present embodiment, as a third modification, for example, as shown in FIG. 8, the axial end surface of the
このようにすることで、シールド部材41よりも第2転がり軸受20の内側までコーティング部材Zが被覆される結果、内輪21と外輪23との間の円環状空間を略閉塞し、第2転がり軸受20の内部の潤滑油が外部へ飛散するのをほぼ確実に防止することができる。
By doing in this way, as a result of the coating member Z being covered from the
また、本実施形態においては、第4変形例として、内輪21とシャフト31とを圧入状態で嵌合させることとしてもよい。例えば、図9に示すように、内輪21が、軸方向の一端を形成する厚肉部21dと、レースウェイ21aの全域を含み厚肉部21dから軸方向の他端までを形成する薄肉部21eとを有し、厚肉部21dがシャフト31の外径寸法よりも若干小さい内径寸法を有しシャフト31に圧入状態で固定され、薄肉部21eがシャフト31の外径寸法よりも大きい内径寸法を有しシャフト31に対して径方向に隙間を形成することとしてもよい。
In the present embodiment, as a fourth modification, the
この場合、内輪21の厚肉部21d側の軸方向の端面(または外周面)に進入防止部としての溝部21c(または突部21b)を形成し、その端面とシャフト31の外周面とをレーザ溶接して溶接部W周辺をコーティング部材Zで被覆することとすればよい。
In this case, a
このようにすることで、内輪21の厚肉部21dとシャフト31との間に隙間が形成されないので、レーザ溶接された内輪21の端面とシャフト31の外周面との間にコーティング部材Zが流入することがない。
By doing so, no gap is formed between the
したがって、コーティング部材Zとして紫外線を照射することにより硬化させるものを用いた場合でも、紫外線が照射されずにコーティング部材Zが硬化不十分になるのを防止することができる。また、コーティング部材Zとして溶媒を揮発させることにより硬化させるコーティング液を用いた場合でも、溶媒が揮発せずにコーティング部材Zが硬化不十分になるのを防止することができる。これにより、コーティング部材Zの未硬化によるアウトガスの発生を防ぐことができる。 Therefore, even when the coating member Z is cured by being irradiated with ultraviolet rays, the coating member Z can be prevented from being insufficiently cured without being irradiated with ultraviolet rays. Moreover, even when the coating liquid which hardens | cures by volatilizing a solvent as the coating member Z is used, it can prevent that the coating member Z becomes inadequately cured without volatilizing a solvent. Thereby, generation | occurrence | production of the outgas by the uncured coating member Z can be prevented.
また、本実施形態および上記変形例においては、内輪21に進入防止部(突部21b、溝部21c)を設けることとしたが、第5変形例としては、図10に示すように、シャフト31の外周面に凹形状の溝部(進入防止部)31bを設けることとしてもよい。この場合、例えば、シャフト31の外周面に周方向に沿って窪む円環状に溝部31bを形成することとすればよい。
Further, in the present embodiment and the above modification, the
また、溝部31bは、例えば、シャフト31の外周面における内輪21の端面が交差する位置で外周面に対して略垂直に窪み、そこからシャフト31の先端に向かって深さが徐々にゆるくなっていくように傾斜した鋭角形状を有することとしてもよい。そして、内輪21の軸方向の端面からシャフト31の溝部31bにかけてコーティング部材Zを塗布し、コーティング部材Zが溝部31bで若干盛り上がるように被覆することとしてもよい。
Further, the groove portion 31 b is recessed substantially perpendicularly to the outer peripheral surface at a position where the end surface of the
このようにすることで、塗布した液状のコーティング部材Zが硬化する前に流動しても、溝部31bに収容されているコーティング部材Zに表面張力が作用することで、コーティング部材Zが溶接部W周辺から離れる方向、例えば、内輪21の半径方向外方に向かって広がるのを抑制してその流動を塞き止めることができる。
In this way, even if the applied liquid coating member Z flows before it hardens, the surface tension acts on the coating member Z accommodated in the groove 31b, so that the coating member Z is welded to the welded portion W. It is possible to block the flow by preventing the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の一実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの一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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included. For example, the present invention is not limited to one applied to the above-described embodiment and modification, but may be applied to an embodiment appropriately combining these one embodiment and modification, and is particularly limited. is not.
例えば、上記実施形態においては、各転がり軸受10,20が、外嵌部材を備えない構成を例示して説明したが、転がり軸受10,20の外輪13,23を嵌合する嵌合孔を有する略円筒形状のスリーブ(外嵌部材、図示略)を備えることとしてもよい。
For example, in the above embodiment, each of the rolling
この場合、スリーブの嵌合孔に対して、スペーサ部材を挟んで軸方向の一方に第1転がり軸受10が嵌合され、軸方向の他方に第2転がり軸受20が嵌合されることとすればよい。また、スリーブがスイングアーム4の軸受嵌合孔に嵌合されることとすればよい。
また、転がり軸受装置1が、シャフト31を備えずにスリーブ(外嵌部材、図示略)を備え、外輪13,23間ではなく内輪11,21間に、内輪11,21と略同じ径寸法の円環形状のスペーサを配置することとしてもよい。
In this case, the first rolling bearing 10 is fitted to one side in the axial direction with the spacer member interposed between the fitting holes of the sleeve, and the second rolling bearing 20 is fitted to the other axial direction. That's fine. Further, the sleeve may be fitted into the bearing fitting hole of the swing arm 4.
Further, the rolling
また、例えば、上記実施形態においては、第2転がり軸受20の内輪21とシャフト31のみをレーザ溶接により接合することとしたが、例えば、第2転がり軸受20の外輪23とスリーブ(外嵌部材)とをレーザ溶接により接合することとしてもよいし、第1転がり軸受10の内輪11とシャフト31とをレーザ溶接により接合したり、外輪13とスリーブとをレーザ溶接により接合したりすることとしてもよい。
Further, for example, in the above embodiment, only the
その場合において、レーザ溶接する内輪11,21、外輪13,23、シャフト31および/またはスリーブの少なくともいずれかが突部21bや溝部21cのような進入防止部を有することとすればよい。また、レーザ溶接した内輪11,21および/または外輪13,23の少なくとも軸方向の端面をコーティング部材Zにより被覆することとすればよい。
In that case, at least one of the
例えば、第2転がり軸受20の外輪23に突部21bや溝部21cのような進入防止部を設けて、この外輪23の軸方向の端面とスリーブとをレーザ溶接するとともに、その溶接部周辺にコーティング部材Zを被覆することとしてもよい。また、第1転がり軸受10の内輪11や外輪13に突部21bや溝部21cのような進入防止部を設けて、これら内輪11や外輪13の軸方向の端面とこれに対応するシャフト31やスリーブとをレーザ溶接するとともに、その溶接部周辺にコーティング部材Zを被覆することとしてもよい。
For example, the
1 転がり軸受装置
2 ベースハウジング(ベース部材)
4 スイングアーム
10 第1転がり軸受(転がり軸受)
11,21 内輪
13,23 外輪
15,25 転動体
20 第2転がり軸受(転がり軸受)
21a レースウェイ(転走面)
21b 突部(進入防止部)
21c 溝部(進入防止部)
31 シャフト(軸部材)
31b 溝部(進入防止部)
41 シールド部材
100 ハードディスクドライブ装置
Z コーティング部材
1 Rolling bearing device 2 Base housing (base member)
4
11, 21
21a Raceway (rolling surface)
21b Projection (entrance prevention part)
21c Groove (entrance prevention part)
31 Shaft (shaft member)
31b Groove (entrance prevention part)
41
Claims (17)
該2つの転がり軸受の各前記内輪に嵌合される軸部材と、
少なくとも一方の前記転がり軸受の内輪の前記軸方向の端面が、対応する前記軸部材に対してレーザ溶接されており、
前記レーザ溶接された内輪の溶接部周辺を被覆するコーティング部材とを備え、
前記レーザ溶接された内輪または前記軸部材が、前記レーザ溶接された内輪における前記転動体の転走面に前記コーティング部材が進入するのを防止する進入防止部を有する転がり軸受装置。 An inner ring and an outer ring made of a metal material containing chromium and carbon and arranged coaxially with each other, and a plurality of rolling elements arranged in an annular space between the inner ring and the outer ring at intervals in the circumferential direction. Two rolling bearings arranged at intervals in the axial direction,
A shaft member fitted to each of the inner rings of the two rolling bearings;
The axial end face of the inner ring of at least one of the rolling bearings is laser welded to the corresponding shaft member;
A coating member covering the periphery of the welded portion of the inner ring welded with the laser,
The rolling bearing device having an entry preventing portion for preventing the coating member from entering the rolling surface of the rolling element in the laser welded inner ring or the shaft member in the laser welded inner ring.
各前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する外嵌部材と、
少なくとも一方の前記転がり軸受の外輪の前記軸方向の端面が、対応する前記外嵌部材に対してレーザ溶接されており、
前記レーザ溶接された外輪の溶接部周辺を被覆するコーティング部材とを備え、
前記レーザ溶接された外輪または前記外嵌部材が、前記レーザ溶接された外輪における前記転動体の転走面に前記コーティング部材が進入するのを防止する進入防止部を有する転がり軸受装置。 An inner ring and an outer ring made of a metal material containing chromium and carbon and arranged coaxially with each other, and a plurality of rolling elements arranged in an annular space between the inner ring and the outer ring at intervals in the circumferential direction. Two rolling bearings arranged at intervals in the axial direction,
An outer fitting member having a fitting hole for fitting each outer ring;
The axial end surface of the outer ring of at least one of the rolling bearings is laser welded to the corresponding outer fitting member,
A coating member that covers the periphery of the welded portion of the outer ring welded with the laser,
A rolling bearing device having an entry preventing portion for preventing the coating member from entering the rolling surface of the rolling element of the laser welded outer ring or the outer fitting member in the laser welded outer ring.
前記進入防止部が、前記シールド部材と前記転走面との間に配置されている請求項1から請求項13のいずれかに記載の転がり軸受装置。 A shield member disposed so as to close the annular space between the axial end surface of the outer ring or the inner ring corresponding to the radial direction with respect to the axial end surface of the inner ring or the outer ring which is laser-welded. With
The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 13, wherein the intrusion prevention unit is disposed between the shield member and the rolling surface.
該転がり軸受装置の前記転がり軸受により相対回転可能に支持されたベース部材およびスイングアームとを備えるハードディスクドライブ装置。 The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 16,
A hard disk drive device comprising a base member and a swing arm that are rotatably supported by the rolling bearing of the rolling bearing device.
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