(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面となるフランジを一端に設けた軸に、第一の軸受を組み込み、該軸受には外輪端面側からあらかじめ予圧荷重によるアキシアル方向の弾性変形を与えると共に、該軸受の内輪端面を圧入治具を介して押圧し、上記外輪端面が所定の組立高さ位置と同じとした仕上げ位置に到達したことを検知すると、該第一の軸受の押圧を終了し、次に、第二の軸受を上記せるように軸に組み込まれている第一の軸受の上方から、その内外輪端面を同時に押圧して軸に組み込み、第一の軸受の外輪端面に第二の軸受の外輪端面が突き当たった時点で第二の軸受の押圧を終了し、そして次に、上記第二の軸受の内輪上端面を予圧付与用圧入治具を介してさらに圧入することにより、第一の軸受内輪のフランジ側端面と軸フランジ面との間に隙間を確保してなることを特徴とする転がり軸受装置の製造方法。
【請求項２】
第一の軸受の外輪端面位置検知手段を備え、該検知手段は、外輪端面が検知部の初期設定位置で検知すると内輪を押圧している圧入治具の送り速度を変化させ、その後、所定の組立高さ位置と同じとした仕上げ位置に外輪端面が到達したことを検知すると、該圧入治具の押圧を終了することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置の製造方法。
【請求項３】
第一の軸受内輪を押圧する圧入治具は、圧入開始後には加速して送り、その後所定の高速度になった時点で一定速度で送り、外輪端面位置検知手段の検知部の初期設定位置に外輪端面が到達したことを検知すると、送り速度が減速され、その後低速で送った後に、所定の組立高さ位置と同じとした仕上げ位置に外輪端面が到達したことを検知すると、押圧を終了することを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受装置の製造方法。
【請求項４】
外輪端面位置検知手段が、電気マイクロメータであることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の転がり軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、磁気ディスク装置におけるスイングアーム用の軸受装置（ピボットユニットともいう）のように、高速で微小揺動する部位に使用して好適な転がり軸受装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図６に示す従来のスイングアーム用軸受装置（ピボットユニット）では、グリースが密封された玉軸受１００，１００の二個に予圧をかけて使用されている。該玉軸受１００，１００は、内輪内径面１０１，１０１および外輪外径面１０２，１０２の四箇所とも接着剤が塗布され、軸２００及びハウジング３００に接着固定されて製造されている。
軸受に予圧を付与する方法は、そのやり方により、荷重を管理する方法（デッドウエイトまたはバネ力による負荷）や、あるいはアキシアル剛性（共振）を管理する方法が提案されている（特開平６−２２１３２６、ＵＳ  ５，５０９，１９８）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、磁気ディスク装置は益々高密度化が要求されている。このため、ディスクに信号を記録するトラックの幅は益々狭くなってきており、信号を記録再生するヘッドを搭載するスイングアームには、目標トラックへのアクセスの高速化と位置決め性能の高精度化が要求されている。また、トラック幅が狭くなると共に、磁気ヘッドのディスクからの低浮上量化が要求されている。
このため、ピボットのベース取り付け基準面およびアームの取り付け基準面との高さを高精度に管理することが求められている。
さらに、装置の小型化・薄型化にともない、特に、ノート型パソコンおよび携帯型端末に使われる２．５“以下のＨＤＤでは、ピボットの小型化が強く求められている。すなわち、制御の高速化・高精度化・小型化を満足するために、スイングアーム４００を支持する玉軸受には、軸（シャフトともいう）２００のフランジ基準面（ベースへの取り付け面）Ｑとアーム取り付け基準面Ｐとの組み立て高さＴ（図７乃至図１１参照）を管理し、かつ小型化されていることが要求されている。図中、Ｂはハウジング３００のアーム取り付け基準面Ｐからフランジ側の軸受１００における外輪１００ａの突き当て面１００ｂまでの距離を示し、Ｈはフランジ厚さ、ｔは軸受組立高さ、ｔ１は正面差幅、Ｄは間座幅を示す。
なお、図７乃至図１１では、軸受１００においてボールを等配している保持器と潤滑剤の飛散を防ぐシールを省略すると共に、スイングアーム４００は記載していない。図中６００は固定用ねじを示す。図７は内径段付き部３０２を有したハウジング３００を用いた形態、図８及び図９はハウジングを有さず間座５００を用いた形態である。なお、図９は外輪外径違いの形態を示す。
しかし、図７乃至図１１に示す従来のスイングアーム用軸受装置では、フランジ２０１側の軸受内輪１００ｃがフランジ面２０２に当接するような構造であり、ベース取り付け基準面Ｑ及びアーム取り付け基準面Ｐとの高さＴは、各部品を高精度に加工することによって管理されておりコスト高であった。
また小型化のために、ハウジング３００の内径段付き部３０２あるいは間座５００をなくして、二個の外輪１００ａ，１００ａの端面同士を当接させ、内輪１００ｃの一方を軸２００に設けたフランジ２０１のフランジ面２０２に当接させる構造（図１０はハウジング・間座なしの場合、図１１は外輪外径違い・間座なしの場合）の、いわゆる外輪突き当てタイプが提案されている（ＵＳＰ６，０１０，２４７）。
【０００４】
しかしながら、この方法においても、各部品精度を高精度に加工しなければならず、コスト高であった。すなわち、これを実現するためには、フランジ厚さＨ、軸受組立高さｔ（正面差幅ｔ１を含む）、ハウジングの寸法（ハウジング３００のアーム取り付け基準面Ｐからフランジ側の軸受１００における外輪１００ａの突き当て面１００ｂまでの距離）Ｂ、間座幅Ｃの許容差が全て合算されることから、▲１▼各部公差レンジの縮小化▲２▼各部公差を測定し選択組立等を行わなければならない。
本発明は、上述した従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特に２．５"以下のＨＤＤにおいて、シャフトフランジ基準面とアーム取り付け基準面との組立高さを管理し、かつ小型化されている転がり軸受装置の製造方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、基準面となるフランジを一端に設けた軸に、予圧荷重を与えた状態で二個の軸受を固定し、そして該軸に固定されたフランジ側軸受内輪のフランジ側端面と軸フランジ面との間に隙間を確保してなる転がり軸受装置の製造方法である。
具体的には、例えば、基準面となるフランジを一端に設けた軸に、第一の軸受を組み込み、該軸受には外輪端面側からあらかじめ予圧荷重によるアキシアル方向の弾性変形を与えると共に、該軸受の内輪端面を圧入治具を介して押圧し、上記外輪端面が所定の組立高さ位置と同じとした仕上げ位置に到達したことを検知すると、該第一の軸受の押圧を終了し、次に、第二の軸受を上記せるように軸に組み込まれている第一の軸受の上方から、その内外輪端面を同時に押圧して軸に組み込み、第一の軸受の外輪端面に第二の軸受の外輪端面が突き当たった時点で第二の軸受の押圧を終了し、そして次に、上記第二の軸受の内輪上端面を予圧付与用圧入治具を介してさらに圧入することにより、第一の軸受内輪のフランジ側端面と軸フランジ面との間に隙間を確保してなることを特徴とする転がり軸受装置の製造方法である。
上記方法において、第一の軸受の外輪端面位置検知手段を備え、該検知手段は、外輪端面が検知部の初期設定位置で検知すると内輪を押圧している圧入治具の送り速度を変化させ、その後、所定の組立高さ位置と同じとした仕上げ位置に外輪端面が到達したことを検知すると、該圧入治具の押圧を終了することを特徴とする。
上記第一の軸受内輪を押圧する圧入治具は、圧入開始後には加速して送り、その後所定の高速度になった時点で一定速度で送り、外輪端面位置検知手段の検知部の初期設定位置に外輪端面が到達したことを検知すると、送り速度が減速され、その後低速で送った後に、所定の組立高さ位置と同じとした仕上げ位置に外輪端面が到達したことを検知すると、押圧を終了することを特徴とする。
外輪端面位置検知手段は、例えば電気マイクロメータである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図１に示すようなアーム取り付け基準面Ｐとシャフトフランジ基準面Ｑの組立高さＴを管理したＨＤＤスイングアーム用の転がり軸受装置（ピボットユニットともいう）の一実施形態を用いて、本発明の転がり軸受装置の製造方法（組立方法ともいう）の一実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、ＨＤＤスイングアーム用の転がり軸受装置の製造方法をもって説明するが、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎず何等これらに限定解釈されるものではない。
【０００７】
本実施形態の転がり軸受製造方法は、第一の軸受組立工程（図２）→第二の軸受組立工程（図４）→予圧付与工程（図５）とからなる。以下、各工程毎に説明する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、基準面となるフランジを一端に設けた軸に、第一の軸受を組み込み、該軸受には外輪端面側からあらかじめ予圧荷重によるアキシアル方向の弾性変形を与えると共に、該軸受の内輪端面を圧入治具を介して押圧し、上記外輪端面が所定の組立高さ位置と同じとした仕上げ位置に到達したことを検知すると、該第一の軸受の押圧を終了し、次に、第二の軸受を上記せるように軸に組み込まれている第一の軸受の上方から、その内外輪端面を同時に押圧して軸に組み込み、第一の軸受の外輪端面に第二の軸受の外輪端面が突き当たった時点で第二の軸受の押圧を終了し、そして次に、上記第二の軸受の内輪上端面を予圧付与用圧入治具を介してさらに圧入することにより、第一の軸受内輪のフランジ側端面と軸フランジ面との間に隙間を確保してなることを特徴とする転がり軸受装置の製造方法である。上記方法において、第一の軸受の外輪端面位置検知手段を備え、該検知手段は、外輪端面が検知部の初期設定位置で検知すると内輪を押圧している圧入治具の送り速度を変化させ、その後、所定の組立高さ位置と同じとした仕上げ位置に外輪端面が到達したことを検知すると、該圧入治具の押圧を終了することを特徴とする。上記第一の軸受内輪を押圧する圧入治具は、圧入開始後には加速して送り、その後所定の高速度になった時点で一定速度で送り、外輪端面位置検知手段の検知部の初期設定位置に外輪端面が到達したことを検知すると、送り速度が減速され、その後低速で送った後に、所定の組立高さ位置と同じとした仕上げ位置に外輪端面が到達したことを検知すると、押圧を終了することを特徴とする。外輪端面位置検知手段は、例えば電気マイクロメータである。
【０００９】
図４は、第二の玉軸受４の組立工程を示す。
上述の第一の玉軸受１の組立工程を終了した後、次に、第二の玉軸受（第一の玉軸受１と同一構成の玉軸受）４を、上記せるように軸７に組み込まれている第一の玉軸受１の上方から、圧入治具１３を用いてその内外輪端面６ｂ，５ｂを同時に押圧して軸７に組み込み、第一の玉軸受１の外輪端面２ｂに第二の玉軸受４の外輪端面５ａが突き当たった時点で、圧入治具１３による第二の玉軸受４の押圧を終了する。
この状態では、まだ予圧が付与されていない状態である。なお、第二の玉軸受４も潤滑剤が密封されている。
【００１０】
図５は、予圧付与工程を示す。
上述の第二の玉軸受４の組立工程を終了した後、次に、上記第二の玉軸受４の内輪上端面６ｂを予圧付与用圧入治具１４を介してさらに圧入することにより予圧を付与し、第一の玉軸受内輪３のフランジ側端面３ａと軸フランジ７ａとの間に隙間Ｃを確保する。
予圧を管理する方法は、アキシアル剛性（共振）を管理する方法である。
すなわち、外輪端面のアキシアル共振をモニタしながら、所望のアキシアル共振に達するまで内輪を圧入する。
また、上記隙間Ｃは、本発明の範囲内で設定され限定はされないが、例えば０．５ｍｍを超える場合、ピボットユニットの総幅が大きくなるので、すきま確保の最小値０．０１ｍｍから最大０．５ｍｍが望ましい。
【００１１】
上述した第一の軸受１，第二の軸受４は、本実施形態では、外輪２，５幅を内輪３，６幅よりも軸フランジ７ａ方向に伸ばした形状としているが、本実施形態の構成に限定されず、本発明の範囲内で他の構成に設計変更可能である。なお、上述した軸受１，４の潤滑剤は、油またはグリースが封入される。また、密封板は、接触シール・非接触シール若しくはシールドのいずれであってもよく、さらにシール（シールド含む）は両シールでもよいし、片シールでもよい。また、ケージの材質は鉄ケージでもブラケージでもよい。また、軸受材質は軸受鋼でもステンレス鋼でもよい。
圧入治具１２，１３、又は予圧付与用圧入治具１４は、特にその構造には限定されない。
軸７と内輪３，６（又は図示しないがハウジングと外輪２，５）は、前述の例では圧入固定を示したが、ルーズや軽い締まり嵌めで嵌合し、接着剤にて固定されていてもよい。
なお、振動検出器は加速度ピックアップでもよいし、レコード針でもよい。
外輪端面位置検知手段１０に用いられるセンサには、本実施形態のように変位を測定できる電気マイクロメータの他、光や磁気を使った非接触センサや、所定の位置を感知する接触センサでもよい。
また、本実施形態では、ハウジングなし及び第一の軸受１と第二の軸受４の外輪端面２ｂ，５ａ同士を当接させる場合をもって説明するが、ハウジングを有する場合、外輪端面間に間座を有する場合、若しくは外輪端面同士間にハウジングの段付部を介在する場合も勿論本発明の範囲内である。
【００１２】
【発明の効果】
この発明によると、軸の一端に基準面となるフランジを設けた軸に軸受二個が、予圧荷重が与えられた状態で固定されており、かつ軸に固定されているフランジ側内輪のフランジ側端面とフランジ面に隙間が確保されて製造されていることから、各部品精度を高精度に加工しなくても、ピボットのヘッド搭載アームの取り付け基準面とシャフトフランジ基準面からの組立高さをコントロールしながら組み立てることができる。このため、ベースとヘッドとの高さが高精度に管理され、かつ小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明製造方法により組立てられる転がり軸受装置の一実施形態を示す概略図。
【図２】本発明製造方法の第一の軸受組立工程の概略図を示す。
【図３】圧入治具の送り速度パターンを示す図。
【図４】本発明製造方法の第二の軸受組立工程の概略図を示す。
【図５】本発明製造方法の予圧付与工程の概略図を示す。
【図６】従来技術の断面図。
【図７】従来技術の他の例を示す断面図。
【図８】従来技術の他の例を示す断面図。
【図９】従来技術の他の例を示す断面図。
【図１０】従来技術の他の例を示す断面図。
【図１１】従来技術の他の例を示す断面図。
【符号の説明】
１：第一の軸受
４：第二の軸受
７：軸（シャフト）
１０：外輪端面位置検知手段(センサ)
１２，１３：圧入治具
１４：予圧付与用圧入治具
Ｃ：すきま
Ｑ：シャフトフランジ基準面
Ｐ：アーム取り付け基準面
Ｔ：組立高さ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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