(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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、２つの転がり軸受の各内輪に嵌合されるシャフト３１とを備え、少なくとも一方の転がり軸受２０の内輪２１の少なくとも軸方向の端面に、融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料によりコーティングＺが施され、コーティングＺが施された内輪２１の軸方向の端面が、対応するシャフト３１に対してレーザ溶接されている転がり軸受装置を提供する。【選択図】図４
2014126075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、および／または、各前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する外嵌部材とを備え、
少なくとも一方の前記転がり軸受の前記内輪および／または前記外輪の少なくとも軸方向の端面に、融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料によりコーティングが施され、
該コーティングが施された前記内輪および／または前記外輪の軸方向の端面が、対応する前記軸部材および／または前記外嵌部材に対してレーザ溶接されている転がり軸受装置。
【請求項２】
前記内輪および前記外輪における前記転動体の転走面に前記コーティングが施されていない請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記コーティングが、ニッケルを主成分とする金属材料からなる請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記コーティングが、クロムを主成分とする金属材料からなる請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記コーティングが２μｍ以上の膜厚を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項６】
前記コーティングが１０μｍ以下の膜厚を有する請求項１から請求項５のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項７】
前記コーティングが施された前記内輪と前記軸部材および／または前記外輪と前記外嵌部材が圧入により嵌合されている請求項１から請求項６のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載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。
【請求項９】
内輪および／または外輪の少なくとも軸方向の端面に、融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料によりコーティングを施すコーティング工程と、
前記内輪と前記外輪とを同軸上に互いに軸方向の位置を一致させて配置し、これら内輪と外輪の間の円環状空間に複数の転動体を配して転がり軸受を組み立てる軸受組立工程と、
該軸受組立工程により組み立てられた２つの前記転がり軸受が軸方向に間隔をあけて同軸に配列されるように、各前記内輪に軸部材を嵌合させ、および／または、各前記外輪を外嵌部材の嵌合孔に嵌合させる嵌合工程と、
前記コーティングが施された内輪および／または外輪の軸方向の端面と、該内輪に嵌合される前記軸部材および／または該外輪を嵌合させる前記外嵌部材の表面とが交差する部分をレーザ溶接するレーザ溶接工程とを含む転がり軸受装置の製造方法。
【請求項１０】
前記コーティング工程が、前記内輪および／または前記外輪の表面に前記コーティングを施した後、その内輪および／または外輪における転動体の転走面を研磨する請求項９に記載の転がり軸受装置の製造方法。
【請求項１１】
前記コーティング工程が、前記内輪および／または前記外輪の軸方向の端面に電解メッキにより前記コーティングを施す請求項９に記載の転がり軸受装置の製造方法。
【請求項１２】
前記コーティング工程が、前記内輪および／または前記外輪における転動体の転走面にレジストを塗布してから、その内輪および／または外輪の表面に前記コーティングを施した後、前記転走面のレジストを除去する請求項９に記載の転がり軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置、ハードディスクドライブ装置および転がり軸受装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。）。
【０００３】
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することとしている。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することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１８２５４３号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６０８５号公報
【特許文献３】特開２００４−９２６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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、ハードディスクドライブ装置および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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、および／または、各前記外輪を嵌合させる嵌合孔を有する外嵌部材とを備え、少なくとも一方の前記転がり軸受の前記内輪および／または前記外輪の少なくとも軸方向の端面に、融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料によりコーティングが施され、該コーティングが施された前記内輪および／または前記外輪の軸方向の端面が、対応する前記軸部材および／または前記外嵌部材に対してレーザ溶接されている転がり軸受装置を提供する。
【０００９】
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および／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。この場合において、いずれかの内輪および／または外輪の少なくとも軸方向の端面が、対応する軸部材および／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。
【００１０】
ここで、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および外輪は、レーザ溶接により溶接部周辺が６５０℃程度の高温に一定時間晒されることで、その溶接部分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し、その部分のクロム量が減少する。その結果、溶接部分周辺のクロム含有量が大凡１０％ｗｔ未満になると、溶接部を取り囲むように溶接部周辺にさびが発生し易くなる。
【００１１】
これに対し、本発明においては、レーザ溶接する内輪および／または外輪の少なくとも軸方向の端面に対して、融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料によりコーティングを施すことで、レーザ溶接後も、溶接部周辺（６５０℃程度）がコーティングにより被覆される。したがって、コーティングにより、溶接部周辺に空気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。
【００１２】
上記発明においては、前記内輪および前記外輪における前記転動体の転走面に前記コーティングが施されていないこととしてもよい。
このように構成することで、転動体の表面にまでコーティングが及ぶのを防ぎ、焼きつきやコーティングの剥離等によるトルク異常の発生を防止することができる。
【００１３】
上記発明においては、前記コーティングが、ニッケルを主成分とする金属材料（融点：約１５００℃）からなることとしてもよい。
このように構成することで、無電解Ｎｉメッキにより均一な膜厚でコーティングし、高い防錆効果を得ることができる。
【００１４】
上記発明においては、前記コーティングが、クロムを主成分とする金属材料（融点：約１９００℃）からなることとしてもよい。
このように構成することで、コーティングによる防錆効果に加え、レーザ溶接時に、コーティングの材料に接した内輪や外輪の素地にクロムを含浸させて、溶接部周辺におけるクロム量の減少を抑制することができる。これにより、より効果的にさびの発生を防止することができる。コーティングの材料はニッケルやクロムに限らずこれらよりも融点の高いロジウム（融点：約２０００℃）も実質的に使用可能である。
【００１５】
上記発明においては、前記コーティングが２μｍ以上の膜厚を有することとしてもよい。
このように構成することで、より高い防錆効果を得ることができる。
【００１６】
上記発明においては、前記コーティングが１０μｍ以下の膜厚を有することとしてもよい。
このように構成することで、真円度の悪化を防止することができる。コーティングの膜厚が厚すぎると、膜厚にばらつきが生じて真円度が悪化することがある。また、コーティングの膜厚が厚すぎると、レーザ溶接に圧入を併用した場合に、転がり軸受が変形してトルク異常の原因になることがある。
【００１７】
上記発明においては、前記コーティングが施された前記内輪と前記軸部材および／または前記外輪と前記外嵌部材が圧入により嵌合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、圧入により、内輪と軸受部材および／または外輪と外嵌部材が隙間なく嵌合される。したがって、これらを隙間が無い状態でレーザ溶接でき、レーザ溶接による金属溶融部の硬化収縮により転がり軸受が変形するのを防ぐことができる。
【００１８】
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。
【００１９】
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ることができる。
【００２０】
本発明は、内輪および／または外輪の少なくとも軸方向の端面に、融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料によりコーティングを施すコーティング工程と、前記内輪と前記外輪とを同軸上に互いに軸方向の位置を一致させて配置し、これら内輪と外輪の間の円環状空間に複数の転動体を配して転がり軸受を組み立てる軸受組立工程と、該軸受組立工程により組み立てられた２つの前記転がり軸受が軸方向に間隔をあけて同軸に配列されるように、各前記内輪に軸部材を嵌合させ、および／または、各前記外輪を外嵌部材の嵌合孔に嵌合させる嵌合工程と、前記コーティングが施された内輪および／または外輪の軸方向の端面と、該内輪に嵌合される軸部材および／または該外輪を嵌合させる嵌合孔を有する外嵌部材の表面とが交差する部分をレーザ溶接するレーザ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。
【００２１】
本発明によれば、内輪と外輪と転動体とを備える２つの転がり軸受の各内輪に嵌合された軸部材および／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転がり軸受装置が製造される。この場合において、いずれかの内輪および／または外輪の少なくとも軸方向の端面を、対応する軸部材および／または外嵌部材に対してレーザ溶接することで、嫌気性接着剤を用いて接合する場合のようなアウトガスの発生を抑制するとともに、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。
【００２２】
また、レーザ溶接する内輪および／または外輪の軸方向の端面に対して、コーティング工程により融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料からなるコーティングを施すことで、レーザ溶接後も、溶接部周辺（６５０℃程度）がコーティングにより被覆される。したがって、コーティングにより、溶接部周辺に空気が触れるのを阻止し、さびが発生するのを防止することができる。
【００２３】
上記発明においては、前記コーティング工程が、前記内輪および／または前記外輪の表面に前記コーティングを施した後、その内輪および／または外輪における前記転動体の転走面を研磨することとしてもよい。また、前記コーティング工程が、前記内輪および／または前記外輪の軸方向の端面に電解メッキにより前記コーティングを施すこととしてもよい。
【００２４】
このように構成することで、内輪および／または外輪における転動体の転走面にはコーティングが施されていないので、コーティングの剥離や、転動体と内輪および／または外輪における転走面との焼きつけを防ぐことができる。したがって、内輪や外輪にコーティングを施していない従来の転がり軸受装置と同様の耐久性を確保することができる。
【００２５】
また、上記発明においては、前記コーティング工程が、前記内輪および／または前記外輪における転動体の転走面にレジストを塗布してから、その内輪および／または外輪の表面に前記コーティングを施した後、前記転走面のレジストを除去することとしてもよい。
【００２６】
このように構成することで、転走面のレジストを除去することにより、転走面に施されたコーティングも取り除くことができ、転走面にコーティングが施されていない内輪および／または外輪を簡易に形成することができる。これにより、内輪および／または外輪の転走面においてコーティングを研磨で落とす必要がなく、転走面の研磨時にコーティング材料による砥石の目詰まりによって研磨不良が生じるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＨＤＤ装置の平面図である。
【図２】図１の転がり軸受装置の縦断面図である。
【図３】図１の転がり軸受装置を第２転がり軸受側から軸方向に見た平面図である。
【図４】図２のシャフトと第２転がり軸受の内輪とのレーザ溶接部分を拡大した拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【図６】本実施形態の比較例として、内輪の表面にコーティングを施さずにレーザ溶接した場合に、内輪の表面のウェルド周辺にさびが発生する様子の一例を示した平面図である。
【図７】図６のウェルド周辺を内輪およびシャフトの軸方向に切断した断面図である。
【図８】本発明の一実施形態の第１変形例に係る第２転がり軸受の内輪の軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置、ハードディスクドライブ装置および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、符号８はスイングアーム４を揺動させるボイスコイルモータ等の駆動部を示している。
【００３０】
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。
【００３１】
この転がり軸受装置１は、図２および図３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部材３３とを備えている。
【００３２】
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。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。
【００３３】
これら転がり軸受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ている。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転動可能に保持されている。
【００３４】
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。
【００３５】
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が圧入状態で嵌め込まれており、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。
【００３６】
スペーサ部材３３は、リング状に形成されており、例えば、外形が外輪１３，２３の外径と略等しく、内径が外輪１３，２３の内径よりも小さく内輪１１，２１の外径よりも大きい寸法を有している。
【００３７】
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るようになっている。
【００３８】
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が相互に近接する方向に押圧された状態で、第２転がり軸受２０の内輪２１とシャフト３１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。
【００３９】
ここで、本実施形態においては、図４に示すように、第２転がり軸受２０の内輪２１の表面の略全域にコーティングＺが施されている。コーティングＺは、融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料により形成されている。コーティングＺには、例えば、ニッケルを主成分とする金属材料が用いられる。また、コーティングＺは、例えば、２μｍ以上１０μｍ以下の膜厚を有することが望ましい。
【００４０】
そして、この内輪２１のコーティングＺが施された軸方向の端面の内周縁とシャフト３１の外周面との境界付近にレーザ溶接が施されている。レーザ溶接は、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コーティングＺの上から施されている。レーザ溶接に用いるレーザとしては、例えば、Ｙａｇレーザやファイバレーザの基本波長である１μｍ程度の波長や、第２高調波の５００μｍ程度の波長が挙げられる。
【００４１】
図３，４において、符号Ｗは、レーザ溶接により内輪２１の金属材料が一旦溶解した後に再度凝固してできるウェルドを示している。ウェルドＷは、内輪２１を軸方向に見て内周縁上に略半円形状に形成されており、例えば、２００μｍ程度の径寸法を有している。
【００４２】
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。
【００４３】
以下、このように構成された転がり軸受装置１およびハードディスクドライブ装置１００の作用について説明する。
本実施形態に係るハードディスクドライブ装置１００は、駆動部８を作動させると、転がり軸受装置１を支点としてスイングアーム４が中心軸線Ｃ回りに揺動させられる。
【００４４】
具体的には、転がり軸受装置１において、転がり軸受１０，２０の内輪１１，２１と外輪１３，２３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。
【００４５】
これにより、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、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が中心軸線Ｃ回りに揺動させられる。その結果、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。
【００４６】
例えば、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。
【００４７】
次に、本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、図５のフローチャートに示されるように、内輪２１の軸方向の端面にコーティングＺを施すコーティング工程Ｓ１と、第１転がり軸受１０と第２転がり軸受２０とを組み立てる軸受組立工程Ｓ２と、第１転がり軸受１０および第２転がり軸受２０にシャフト３１を嵌合させる嵌合工程Ｓ３と、第２転がり軸受２０の内輪２１と、内輪２１に嵌合されたシャフト３１の表面とをレーザ溶接するレーザ溶接工程Ｓ４とを含んでいる。
【００４８】
具体的には、内輪１１，２１および外輪１３，２３を切削（粗加工）し（切削加工工程）、内輪１１，２１および外輪１３，２３のばりやはみ出しを除去等した後（内外輪バレル工程）、コーティング工程Ｓ１を行う。次いで、内輪１１，２１と転動体１５とリテーナ（図示略）を組み合わせて転がり軸受１０，２０を組み立てる。（軸受組立工程Ｓ２）、そして、これらの転がり軸受１０，２０にシャフト３１を嵌合させた後（嵌合工程Ｓ３）、転がり軸受１０，２０の内輪１１，２１が相互に近接する方向に内輪２１を押圧して（予圧工程）、レーザ溶接工程Ｓ４を行う。
【００４９】
コーティング工程Ｓ１は、例えば、内輪２１の表面の略全域に、融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料をコーティングするようになっている。
嵌合工程Ｓ３は、第１転がり軸受１０と第２転がり軸受２０の軸方向に間に、スペーサ部材３３を介在させるようになっている。また、嵌合工程Ｓ３は、第１転がり軸受１０の内輪１１と第２転がり軸受２０の内輪２１にシャフト３１を圧入状態で嵌合させるようになっている。
【００５０】
レーザ溶接工程Ｓ４は、転がり軸受１０，２０の内輪１１，２１が相互に近接する方向に内輪２１を押圧した状態で、内輪２１とシャフト３１とをレーザ溶接するようになっている。また、レーザ溶接工程Ｓ４は、内輪２１の軸方向の端面の内周縁とシャフト３１の外周面との境界付近に対して、内輪２１のコーティングＺの上からレーザを照射するようになっている。
【００５１】
これにより、転がり軸受１０，２０に予圧がかけられた状態で内輪２１とシャフト３１とが接合され、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た転がり軸受装置１が完成する。
【００５２】
このような本実施形態に係る転がり軸受装置１、ハードディスクドライブ装置１００および転がり軸受装置の製造方法によれば、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。
【００５３】
ここで、クロムおよび炭素が含有されている金属材料からなる部材に対してレーザ溶接を施すと、溶接部、すなわち、ウェルド周辺が６５０℃程度の高温に一定時間晒されることで、ウェルド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し、その部分のクロム量が減少する。その結果、ウェルド周辺のクロム含有量が大凡１０％ｗｔ未満になると、ウェルド周辺にさびが発生し易くなる。
【００５４】
例えば、比較例として、図６および図７に示すように、内輪２１の表面にコーティングＺを施さずにレーザ溶接したとすると、内輪２１の表面にウェルドＷを取り囲むようにウェルドＷ周辺にさびが発生することになる。
【００５５】
本実施形態においては、レーザ溶接する内輪２１の表面に対して、融点が６５０℃よりも高くかつレーザ溶接によって溶融可能な材料によりコーティングＺを施すことで、レーザ溶接後もウェルドＷ周辺（６５０℃程度）がコーティングＺにより被覆される。したがって、コーティングＺにより、ウェルドＷ周辺に空気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。
【００５６】
また、コーティングＺにニッケルを主成分とする金属材料を採用することで、無電解Ｎｉメッキにより均一な膜厚でコーティングし、高い防錆効果を得ることができる。また、コーティングＺが、２μｍ以上１０μｍ以下の膜厚を有することで、より高い防錆効果を得るとともに、真円度の悪化を防止することができる。
【００５７】
例えば、コーティングＺの膜厚を２μｍよりも薄くすると、さびの発生率が上昇することとなる。また、コーティングＺの膜厚を１０μｍよりも厚くすると、膜厚にばらつきが生じて真円度が悪化することがある。例えば、コーティングＺの膜厚が厚すぎると、レーザ溶接に圧入を併用した場合に、第２転がり軸受２０が変形してトルク異常の原因になることがある。
【００５８】
また、内輪２１とシャフト３１が圧入により嵌合されていることで、圧入により、内輪２１とシャフト３１とが隙間なく嵌合される。したがって、これら内輪２１とシャフト３１を隙間が無い状態でレーザ溶接でき、レーザ溶接による金属溶融部の硬化収縮により転がり軸受２０が変形するのを防ぐことができる。
【００５９】
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、ハードディスクドライブ装置１００および転がり軸受装置の製造方法によれば、第２転がり軸受２０の内輪２１の表面にコーティングＺを施すとともに、シャフト３１に対してこの内輪２１をコーティングＺの上からレーザ溶接することで、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。
【００６０】
また、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、このような転がり軸受装置１を用いることで、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、ハードディスクドライブ装置１００の長寿命化に寄与することができる。
また、本実施形態に係る転がり軸受装置の製造方法によれば、このような転がり軸受装置１を簡易に製造することができる。
【００６１】
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の表面の略全域にコーティングＺを施すこととしたが、第１変形例としては、例えば、図８に示すように、内輪２１における転動体２５の転走面２１ｂにはコーティングＺを施さないこととしてもよい。
【００６２】
内輪２１の転走面２１ｂにもコーティングＺを施すと、焼きつきやコーティングＺの剥離等によりトルク異常が発生することがある。トルク異常が発生すると、転がり軸受装置をＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）に用いた場合に、読み書きの失敗の原因となる。本変形例のようにすることで、転動体２５の表面にまでコーティングＺが及ぶのを防ぎ、焼きつきやコーティングＺの剥離等によるトルク異常の発生を防止することができる。
【００６３】
本変形例のようにする場合は、例えば、内輪２１の表面の全域にコーティングＺを施した後に、転走面２１ｂのコーティングＺを取り除くこととすればよい。具体的には、内輪２１の転走面２１ｂを研磨する研磨工程よりも前の段階で内輪２１の表面にコーティングＺを施し、研磨工程により転走面２１ｂのコーティングＺを取り除くこととすればよい。
【００６４】
あるいは、内輪２１の表面の全域にはコーティングＺを施さずに、当初から、レーザ溶接する内輪２１の軸方向の端面のみにコーティングＺを施すこととしてもよい。この場合は、例えば、電解メッキにより、内輪２１の軸方向の端面にのみをコーティングすることとすればよい。
【００６５】
また、内輪２１の転走面２１ｂにレジストを塗布してから、内輪２１の表面にコーティングＺを施し、その後、転走面２１ｂに塗布されているレジストを除去することとしてもよい。このようにすることで、転走面２１ｂのレジストを除去することによって、転走面２１ｂに施されたコーティングも取り除くことができ、転走面２１ｂにコーティングＺが施されていない内輪２１を簡易に形成することができる。これにより、内輪２１の転走面２１ｂにおいてコーティングを研磨で落とす必要がなく、転走面２１ｂの研磨時にコーティング材料による砥石の目詰まりによって研磨不良が生じるのを防ぐことができる。
【００６６】
また、本実施形態においては、コーティングＺにニッケルを主成分とする金属材料を採用することとしたが、第２変形例としては、コーティングＺにクロムを主成分とする金属材料を採用することとしてもよい。
【００６７】
このようにすることで、コーティングＺによる防錆効果に加え、レーザ溶接時に、コーティングＺの材料に接した内輪２１の素地にクロムを含浸させて、ウェルドＷ周辺におけるクロム量の減少を抑制することができる。これにより、より効果的にさびの発生を防止することができる。
【００６８】
また、本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、第３変形例としては、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）を備えることとしてもよい。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
また、例えば、上記一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）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あるいは外輪１３とスリーブをレーザ溶接により接合することとしてもよい。
【００７２】
その場合において、レーザ溶接する内輪１１，２１あるいは外輪１３，２３の少なくとも溶接部に予めコーティングＺを施すこととすればよい。すなわち、少なくとも一方の転がり軸受１０，２０の内輪１１，２１および／または外輪１３，２３の少なくとも軸方向の端面にコーティングＺを施し、コーティングＺを施した内輪１１，２１および／または外輪１３，２３の軸方向の端面とこれに対応するシャフト３１および／またはスリーブとをレーザ溶接することとすればよい。
【００７３】
例えば、第２転がり軸受２０の外輪２３にコーティングＺを施し、これとスリーブとをレーザ溶接してもよいし、第１転がり軸受１０の内輪１１や外輪１３にコーティングＺを施し、コーティングＺを施した内輪１１や外輪１３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こととしてもよい。この場合において、上記第１変形例のように、内輪１１や外輪１３、２３における転動体１５，２５の転走面にはコーティングＺを施さないようにすることが好ましい。
【符号の説明】
【００７４】
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）
３１    シャフト（軸部材）
１００    ハードディスクドライブ装置
Ｚ    コーティング
Ｓ１    コーティング工程
Ｓ２    軸受組立工程
Ｓ３    嵌合工程
Ｓ４    レーザ溶接工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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