JP2002195275A - ラジアル玉軸受 - Google Patents
ラジアル玉軸受Info
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- JP2002195275A JP2002195275A JP2001351475A JP2001351475A JP2002195275A JP 2002195275 A JP2002195275 A JP 2002195275A JP 2001351475 A JP2001351475 A JP 2001351475A JP 2001351475 A JP2001351475 A JP 2001351475A JP 2002195275 A JP2002195275 A JP 2002195275A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転抵抗を増大させる事なく、パワーローラ
８Ａ及び外輪１７ａの寿命を確保する。そして、スラス
ト玉軸受１５ａを組み込んだトロイダル型無段変速機の
性能を低下させる事なく、このスラスト玉軸受１５ａの
耐久性向上を図る。 【構成】 パワーローラ８Ａを構成する材料の破壊靱性
値Ｋ1cを、前記外輪１７ａを構成する材料の破壊靱性値
Ｋ1c´よりも大きく（Ｋ1c＞Ｋ1c´）する。又、内輪軌
道１８ａと前記各玉１６、１６との最大接触面圧Ｐmax
を、前記外輪軌道１９ａと前記各玉１６、１６との最大
接触面圧Ｐmax ´よりも小さく（Ｐmax ＜Ｐmax ´）す
る。
８Ａ及び外輪１７ａの寿命を確保する。そして、スラス
ト玉軸受１５ａを組み込んだトロイダル型無段変速機の
性能を低下させる事なく、このスラスト玉軸受１５ａの
耐久性向上を図る。 【構成】 パワーローラ８Ａを構成する材料の破壊靱性
値Ｋ1cを、前記外輪１７ａを構成する材料の破壊靱性値
Ｋ1c´よりも大きく（Ｋ1c＞Ｋ1c´）する。又、内輪軌
道１８ａと前記各玉１６、１６との最大接触面圧Ｐmax
を、前記外輪軌道１９ａと前記各玉１６、１６との最大
接触面圧Ｐmax ´よりも小さく（Ｐmax ＜Ｐmax ´）す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係る玉軸受は、例えば
トロイダル型無段変速機を構成するパワーローラに加わ
るスラスト荷重を支承する為のスラスト玉軸受として、
或は各種回転軸を支持する為のラジアル玉軸受として利
用する。
トロイダル型無段変速機を構成するパワーローラに加わ
るスラスト荷重を支承する為のスラスト玉軸受として、
或は各種回転軸を支持する為のラジアル玉軸受として利
用する。
【０００２】
【従来の技術】例えば自動車用変速機、或は各種産業機
械用の変速機として、図４〜５に略示する様なトロイダ
ル型無段変速機を使用する事が研究されている。このト
ロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６
５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力
側ディスク２を支持し、出力軸３の端部に出力側ディス
ク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めた
ケーシングの内面、或はこのケーシング内に設けられた
支持ブラケットには、前記入力軸１並びに出力軸３に対
して捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動する
トラニオン６、６が設けられている。
械用の変速機として、図４〜５に略示する様なトロイダ
ル型無段変速機を使用する事が研究されている。このト
ロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６
５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力
側ディスク２を支持し、出力軸３の端部に出力側ディス
ク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めた
ケーシングの内面、或はこのケーシング内に設けられた
支持ブラケットには、前記入力軸１並びに出力軸３に対
して捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動する
トラニオン６、６が設けられている。
【０００３】各トラニオン６、６は、両端部外側面に前
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、前記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、前記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。
【０００４】入力側、出力側両ディスク２、４の互いに
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、ほぼ前
記枢軸５を中心とする円弧形の凹面をなしている。そし
て、球面状の凸面に形成された各パワーローラ８、８の
周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当接させて
いる。
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、ほぼ前
記枢軸５を中心とする円弧形の凹面をなしている。そし
て、球面状の凸面に形成された各パワーローラ８、８の
周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当接させて
いる。
【０００５】前記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。前記カム板１０の片側面
（図４〜５の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、又、前記入力側ディスク２の外
側面（図４〜５の右側面）にも、同様のカム面１４を形
成している。そして、前記複数個のローラ１２、１２
を、前記入力軸１の中心に対して放射状に配置してい
る。
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。前記カム板１０の片側面
（図４〜５の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、又、前記入力側ディスク２の外
側面（図４〜５の右側面）にも、同様のカム面１４を形
成している。そして、前記複数個のローラ１２、１２
を、前記入力軸１の中心に対して放射状に配置してい
る。
【０００６】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４
に押圧される。この結果、前記入力側ディスク２が前記
複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記
１対のカム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２と
の噛合に基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。
そして、この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパ
ワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達さ
れ、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転す
る。
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４
に押圧される。この結果、前記入力側ディスク２が前記
複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記
１対のカム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２と
の噛合に基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。
そして、この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパ
ワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達さ
れ、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転す
る。
【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図４に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図４に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。
【０００８】反対に、増速を行なう場合には、各パワー
ローラ８、８の周面８ａ、８ａが図５に示す様に、入力
側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディ
スク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接
する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、
７の傾斜角度を、図４と図５との中間にすれば、入力軸
１と出力軸３との間で、中間の変速比を得る事ができ
る。
ローラ８、８の周面８ａ、８ａが図５に示す様に、入力
側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディ
スク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接
する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、
７の傾斜角度を、図４と図５との中間にすれば、入力軸
１と出力軸３との間で、中間の変速比を得る事ができ
る。
【０００９】図４〜５には、トロイダル型無段変速機の
基本構造のみを示しているが、自動車用変速機等として
より具体化した構造も、例えば実願昭６１−８７５２３
号（実開昭６２−１９９５５７号）のマイクロフィルム
に記載されている様に、従来から種々知られている。
基本構造のみを示しているが、自動車用変速機等として
より具体化した構造も、例えば実願昭６１−８７５２３
号（実開昭６２−１９９５５７号）のマイクロフィルム
に記載されている様に、従来から種々知られている。
【００１０】ところで、上述の様なトロイダル型無段変
速機の運転時に前記各パワーローラ８、８は、入力側デ
ィスク２及び出力側ディスク４からのスラスト荷重を受
けつつ、高速で回転する。この為、これら各パワーロー
ラ８、８と前記各トラニオン６、６との間には、図６に
示す様なスラスト玉軸受１５を設けている。
速機の運転時に前記各パワーローラ８、８は、入力側デ
ィスク２及び出力側ディスク４からのスラスト荷重を受
けつつ、高速で回転する。この為、これら各パワーロー
ラ８、８と前記各トラニオン６、６との間には、図６に
示す様なスラスト玉軸受１５を設けている。
【００１１】前記スラスト玉軸受１５は、第一の軌道輪
である内輪としての機能を兼ね備える前記パワーローラ
８と、複数の玉１６、１６と、これら複数の玉１６、１
６を転動自在に保持する為の保持器２０と、前記パワー
ローラ８と同じ中心軸αを有する、第二の軌道輪である
外輪１７とから構成されている。尚、前記パワーローラ
８、玉１６、１６、外輪１７は、それぞれ軸受鋼、浸炭
鋼等の軸受用鋼により形成されている。又、前記パワー
ローラ８の軸方向片面（図６の上面）には第一の軌道で
ある内輪軌道１８を、前記外輪１７の軸方向片面（図６
の下面）で前記内輪軌道１８と対向する部分には第二の
軌道である外輪軌道１９を、それぞれ形成している。こ
れら各軌道１８、１９は、それぞれ断面が円弧形で全体
が円環状とされている。尚、従来のスラスト玉軸受１５
の場合には、内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18と外輪
軌道１９の断面の曲率半径Ｒ19とは互いに等しく（Ｒ18
＝Ｒ19）している。前記各玉１６、１６の転動面は、こ
れら内輪軌道１８と外輪軌道１９とに転接する。
である内輪としての機能を兼ね備える前記パワーローラ
８と、複数の玉１６、１６と、これら複数の玉１６、１
６を転動自在に保持する為の保持器２０と、前記パワー
ローラ８と同じ中心軸αを有する、第二の軌道輪である
外輪１７とから構成されている。尚、前記パワーローラ
８、玉１６、１６、外輪１７は、それぞれ軸受鋼、浸炭
鋼等の軸受用鋼により形成されている。又、前記パワー
ローラ８の軸方向片面（図６の上面）には第一の軌道で
ある内輪軌道１８を、前記外輪１７の軸方向片面（図６
の下面）で前記内輪軌道１８と対向する部分には第二の
軌道である外輪軌道１９を、それぞれ形成している。こ
れら各軌道１８、１９は、それぞれ断面が円弧形で全体
が円環状とされている。尚、従来のスラスト玉軸受１５
の場合には、内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18と外輪
軌道１９の断面の曲率半径Ｒ19とは互いに等しく（Ｒ18
＝Ｒ19）している。前記各玉１６、１６の転動面は、こ
れら内輪軌道１８と外輪軌道１９とに転接する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、実際にトロ
イダル型無段変速機に組み込まれてパワーローラ８を支
承するスラスト玉軸受１５の場合には、次に述べる様な
解決すべき点がある。即ち、内輪としての機能を兼ね備
えるパワーローラ８には、直径方向反対側に存在する入
力側ディスク２との接触点と出力側ディスク４との接触
点との２点から荷重が加わるが、この２点から円周方向
に９０度ずれた点では荷重が加わらない。従って前記パ
ワーローラ８の円周方向に亙る荷重分布は不均一にな
り、このパワーローラ８は、曲げ応力が作用する様な応
力場に置かれる。これに対して外輪１７は、円周方向に
亙って均等に配置された玉１６、１６により、円周方向
に亙ってほぼ均一な荷重を受ける。
イダル型無段変速機に組み込まれてパワーローラ８を支
承するスラスト玉軸受１５の場合には、次に述べる様な
解決すべき点がある。即ち、内輪としての機能を兼ね備
えるパワーローラ８には、直径方向反対側に存在する入
力側ディスク２との接触点と出力側ディスク４との接触
点との２点から荷重が加わるが、この２点から円周方向
に９０度ずれた点では荷重が加わらない。従って前記パ
ワーローラ８の円周方向に亙る荷重分布は不均一にな
り、このパワーローラ８は、曲げ応力が作用する様な応
力場に置かれる。これに対して外輪１７は、円周方向に
亙って均等に配置された玉１６、１６により、円周方向
に亙ってほぼ均一な荷重を受ける。
【００１３】又、前記パワーローラ８は、トロイダル型
無段変速機の変速比を確保すべくその設置位置を規制す
る必要上、厚さ寸法Ｔ8 を十分に大きくする必要があ
る。この為、スラスト玉軸受１５の内輪として機能する
前記パワーローラ８の応力拡大係数が大きくなる応力場
にあり、このパワーローラ８の寿命に関しては、モード
２だけでなくモード１も関与してくる。このうち、面内
剪断形のモード２は、一般的なスラスト玉軸受でも疲れ
寿命として問題となるフレーキング発生による転がり疲
労に関するもので、トロイダル型無段変速機用スラスト
玉軸受に限らず、一般の玉軸受でも問題となる。一方、
開口形のモード１は、内輪割れに結び付く曲げ疲労に関
するものであり、厚さ寸法の大きなパワーローラ８に不
均一な荷重を受ける、トロイダル型無段変速機用スラス
ト玉軸受独特な疲労として問題となる。
無段変速機の変速比を確保すべくその設置位置を規制す
る必要上、厚さ寸法Ｔ8 を十分に大きくする必要があ
る。この為、スラスト玉軸受１５の内輪として機能する
前記パワーローラ８の応力拡大係数が大きくなる応力場
にあり、このパワーローラ８の寿命に関しては、モード
２だけでなくモード１も関与してくる。このうち、面内
剪断形のモード２は、一般的なスラスト玉軸受でも疲れ
寿命として問題となるフレーキング発生による転がり疲
労に関するもので、トロイダル型無段変速機用スラスト
玉軸受に限らず、一般の玉軸受でも問題となる。一方、
開口形のモード１は、内輪割れに結び付く曲げ疲労に関
するものであり、厚さ寸法の大きなパワーローラ８に不
均一な荷重を受ける、トロイダル型無段変速機用スラス
ト玉軸受独特な疲労として問題となる。
【００１４】従って、トロイダル型無段変速機用スラス
ト玉軸受の耐久性を確保する為には、一般的なモード２
の転がり疲労だけでなく、モード１の曲げ疲労に就いて
も考慮しなければならない。モード１の曲げ疲労による
割れの発生を防止し、軌道輪の長寿命化を図る為には破
壊靱性値Ｋ1cが大きな材料によりこの軌道輪を造れば良
い。ところが、この破壊靱性値Ｋ1cが大きな材料が、モ
ード２の転がり疲労を防止するのに有効であるとは限ら
ず、モード２による転がり疲れ寿命を長くできない場合
がある。例えば、浸炭SCr 材を用いてこの転がり疲れ寿
命を長くする為には、この材料（鋼）の炭素含有率（Ｃ
％）を或る程度高く、且つ、浸炭深さを或る程度深くす
る必要がある。ところが、Ｃ％を高くしたり、或は浸炭
深さを深くしたりすると、前記破壊靱性値Ｋ1cが小さく
なってしまう。この事から明らかな通り、同一材質に異
なる組成と熱処理とを施した２種類の材料Ａ、Ｂを考慮
した場合には、材料Ａの方が材料Ｂよりもモード１によ
る曲げ疲労に対しては強いが、材料Ｂの方が材料Ａより
もモード２による転がり疲労に対しては強いと言う事が
あり、材料の選定に大きな影響力を及ぼす。
ト玉軸受の耐久性を確保する為には、一般的なモード２
の転がり疲労だけでなく、モード１の曲げ疲労に就いて
も考慮しなければならない。モード１の曲げ疲労による
割れの発生を防止し、軌道輪の長寿命化を図る為には破
壊靱性値Ｋ1cが大きな材料によりこの軌道輪を造れば良
い。ところが、この破壊靱性値Ｋ1cが大きな材料が、モ
ード２の転がり疲労を防止するのに有効であるとは限ら
ず、モード２による転がり疲れ寿命を長くできない場合
がある。例えば、浸炭SCr 材を用いてこの転がり疲れ寿
命を長くする為には、この材料（鋼）の炭素含有率（Ｃ
％）を或る程度高く、且つ、浸炭深さを或る程度深くす
る必要がある。ところが、Ｃ％を高くしたり、或は浸炭
深さを深くしたりすると、前記破壊靱性値Ｋ1cが小さく
なってしまう。この事から明らかな通り、同一材質に異
なる組成と熱処理とを施した２種類の材料Ａ、Ｂを考慮
した場合には、材料Ａの方が材料Ｂよりもモード１によ
る曲げ疲労に対しては強いが、材料Ｂの方が材料Ａより
もモード２による転がり疲労に対しては強いと言う事が
あり、材料の選定に大きな影響力を及ぼす。
【００１５】破壊靱性値Ｋ1cを大きくするには、例え
ば、 (1) 材料の組織の結晶粒径を小さくする。 (2) 微細炭化物を結晶粒内に分布させる。 (3) 焼き戻し温度を高くして硬さを小さくする。 (4) 浸炭、窒化、高周波焼き入れ等の表面硬化鋼では、
表面硬化深さを浅くしたり、芯部の硬さを小さくする。 等が考えられる。(4) から、表面硬化鋼は完全焼き入れ
鋼よりは破壊靱性値が大きくなる。又、形状、使用条件
等に就いては、逆に、(a) 部材寸法の増加、(b) 環境温
度の低下、(c) 荷重速度の増加、は同一材質の部品では
破壊靱性値の低下を招く。
ば、 (1) 材料の組織の結晶粒径を小さくする。 (2) 微細炭化物を結晶粒内に分布させる。 (3) 焼き戻し温度を高くして硬さを小さくする。 (4) 浸炭、窒化、高周波焼き入れ等の表面硬化鋼では、
表面硬化深さを浅くしたり、芯部の硬さを小さくする。 等が考えられる。(4) から、表面硬化鋼は完全焼き入れ
鋼よりは破壊靱性値が大きくなる。又、形状、使用条件
等に就いては、逆に、(a) 部材寸法の増加、(b) 環境温
度の低下、(c) 荷重速度の増加、は同一材質の部品では
破壊靱性値の低下を招く。
【００１６】トロイダル型無段変速機用のスラスト玉軸
受１５を構成するパワーローラ８の様に、形状的な制約
から破壊靱性値Ｋ1cの低い材料を使用できない（モード
１による曲げ疲労に対する強度を確保する必要がある）
場合には、モード２による転がり疲労に対して弱い、破
壊靱性値Ｋ1cの高い材料を使用せざるを得ない。従っ
て、そのままではパワーローラ８に形成した内輪軌道１
８にフレーキングが発生し易くなる。破壊靱性値Ｋ1cの
高い材料を使用して、しかもフレーキングを発生しにく
くする為には、前記内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18
を小さくし（玉１６、１６の外径の１／２に近づけ）、
玉１６、１６の転動面と内輪軌道１８との接触点の面積
を大きくし、この接触点の最大接触面圧を低く抑える事
が効果がある。ところが、軌道面の断面の曲率半径を小
さくする事は、当該軌道面と玉１６、１６の転動面との
転がり抵抗の増大の原因となる。
受１５を構成するパワーローラ８の様に、形状的な制約
から破壊靱性値Ｋ1cの低い材料を使用できない（モード
１による曲げ疲労に対する強度を確保する必要がある）
場合には、モード２による転がり疲労に対して弱い、破
壊靱性値Ｋ1cの高い材料を使用せざるを得ない。従っ
て、そのままではパワーローラ８に形成した内輪軌道１
８にフレーキングが発生し易くなる。破壊靱性値Ｋ1cの
高い材料を使用して、しかもフレーキングを発生しにく
くする為には、前記内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18
を小さくし（玉１６、１６の外径の１／２に近づけ）、
玉１６、１６の転動面と内輪軌道１８との接触点の面積
を大きくし、この接触点の最大接触面圧を低く抑える事
が効果がある。ところが、軌道面の断面の曲率半径を小
さくする事は、当該軌道面と玉１６、１６の転動面との
転がり抵抗の増大の原因となる。
【００１７】一方、前述の様に従来のスラスト玉軸受１
５の場合、内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18と外輪軌
道１９の断面の曲率半径Ｒ19とが同じ（Ｒ18＝Ｒ19）で
あった。従って、単にこれら各軌道１８、１９の断面の
曲率半径Ｒ18、Ｒ19を小さくした場合には、前記スラス
ト玉軸受１５の転がり抵抗が増大し、このスラスト玉軸
受１５を組み込んだトロイダル型無段変速機の動力損失
を増大させてしまう。この様な問題は、トロイダル型無
段変速機用のスラスト玉軸受１５に限らず、ラジアル玉
軸受の場合も、使用条件によっては発生する。本発明の
玉軸受は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
５の場合、内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18と外輪軌
道１９の断面の曲率半径Ｒ19とが同じ（Ｒ18＝Ｒ19）で
あった。従って、単にこれら各軌道１８、１９の断面の
曲率半径Ｒ18、Ｒ19を小さくした場合には、前記スラス
ト玉軸受１５の転がり抵抗が増大し、このスラスト玉軸
受１５を組み込んだトロイダル型無段変速機の動力損失
を増大させてしまう。この様な問題は、トロイダル型無
段変速機用のスラスト玉軸受１５に限らず、ラジアル玉
軸受の場合も、使用条件によっては発生する。本発明の
玉軸受は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１８】
【課題を解決する為の手段】本発明の玉軸受は、従来か
ら知られた玉軸受と同様に、第一の軌道輪と、この第一
の軌道輪の片面に形成された断面が円弧状で全体が円環
状の第一の軌道と、前記第一の軌道輪と同心に配置され
た第二の軌道輪と、この第二の軌道輪の片面で前記第一
の軌道と対向する部分に形成された断面が円弧状で全体
が円環状の第二の軌道と、それぞれの転動面を前記第
一、第二の両軌道に当接させた複数の玉とを備えてい
る。そして、使用時に前記第一の軌道輪の応力拡大係数
が前記第二の軌道輪の応力拡大係数よりも大きくなる応
力場におかれる。
ら知られた玉軸受と同様に、第一の軌道輪と、この第一
の軌道輪の片面に形成された断面が円弧状で全体が円環
状の第一の軌道と、前記第一の軌道輪と同心に配置され
た第二の軌道輪と、この第二の軌道輪の片面で前記第一
の軌道と対向する部分に形成された断面が円弧状で全体
が円環状の第二の軌道と、それぞれの転動面を前記第
一、第二の両軌道に当接させた複数の玉とを備えてい
る。そして、使用時に前記第一の軌道輪の応力拡大係数
が前記第二の軌道輪の応力拡大係数よりも大きくなる応
力場におかれる。
【００１９】特に、本発明の玉軸受に於いては、前記第
一の軌道輪を構成する材料の破壊靱性値を前記第二の軌
道輪を構成する材料の破壊靱性値よりも大きくしてい
る。これと共に、前記第一の軌道と前記各玉との最大接
触面圧を前記第二の軌道と前記各玉との最大接触面圧よ
りも小さくしている。
一の軌道輪を構成する材料の破壊靱性値を前記第二の軌
道輪を構成する材料の破壊靱性値よりも大きくしてい
る。これと共に、前記第一の軌道と前記各玉との最大接
触面圧を前記第二の軌道と前記各玉との最大接触面圧よ
りも小さくしている。
【００２０】
【作用】上述の様に構成される本発明の玉軸受の場合に
は、第一の軌道輪を破壊靱性値の大きな材料により造っ
ている為、この第一の軌道輪にモード１の曲げ疲労によ
る割れが発生しにくくなる。又、この第一の軌道輪に形
成した第一の軌道と玉との最大接触面圧が小さい事に基
づき、この第一の軌道に、モード２の転がり疲労による
フレーキングが発生しにくくなる。
は、第一の軌道輪を破壊靱性値の大きな材料により造っ
ている為、この第一の軌道輪にモード１の曲げ疲労によ
る割れが発生しにくくなる。又、この第一の軌道輪に形
成した第一の軌道と玉との最大接触面圧が小さい事に基
づき、この第一の軌道に、モード２の転がり疲労による
フレーキングが発生しにくくなる。
【００２１】一方、モード１による曲げ疲労をあまり考
慮する必要のない第二の軌道輪は、破壊靱性値の大きな
材料により造る必要がなく、モード２による転がり疲労
に対して強い材料により造れる。従って、この第二の軌
道輪に形成した第二の軌道と玉との最大接触面圧を小さ
くする必要がなく、この第二の軌道と玉との転がり抵抗
の増大を防止できる。この結果、玉軸受全体としての転
がり抵抗の増大も少なく抑える事ができる。
慮する必要のない第二の軌道輪は、破壊靱性値の大きな
材料により造る必要がなく、モード２による転がり疲労
に対して強い材料により造れる。従って、この第二の軌
道輪に形成した第二の軌道と玉との最大接触面圧を小さ
くする必要がなく、この第二の軌道と玉との転がり抵抗
の増大を防止できる。この結果、玉軸受全体としての転
がり抵抗の増大も少なく抑える事ができる。
【００２２】尚、曲げ疲労や転がり疲労に対する強度を
確保すべく、破壊靱性値を適正値にする為には、各軌道
輪を構成する軸受用鋼に施す熱処理として、例えば浸炭
処理、浸炭窒化処理、高周波焼き入れ処理等の表面硬化
処理を行なう。
確保すべく、破壊靱性値を適正値にする為には、各軌道
輪を構成する軸受用鋼に施す熱処理として、例えば浸炭
処理、浸炭窒化処理、高周波焼き入れ処理等の表面硬化
処理を行なう。
【００２３】
【実施例】図１は、本発明の第一実施例として、本発明
をトロイダル型無段変速機用のスラスト玉軸受１５ａに
適用した例を示している。このスラスト玉軸受１５ａ
は、前述の図６に示した従来から知られたスラスト玉軸
受１５と同様に、第一の軌道輪である内輪としての機能
を備えるパワーローラ８Ａを備える。このパワーローラ
８Ａの軸方向片面（図１の上面）には、第一の軌道であ
る、断面が円弧状で全体が円環状の内輪軌道１８ａを形
成している。この様なパワーローラ８Ａと同心に、第二
の軌道輪である外輪１７ａを配置している。この外輪１
７ａの軸方向片面（図１の下面）で、前記内輪軌道１８
ａと対向する部分には、第二の軌道である、断面が円弧
状で全体が円環状の外輪軌道１９ａを形成している。そ
して、これら外輪軌道１９ａと内輪軌道１８ａとの間に
複数個の玉１６、１６を設け、各玉１６、１６の転動面
を、前記外輪軌道１９ａ及び内輪軌道１８ａに当接させ
ている。これら各玉１６、１６は、保持器２０により転
動自在に保持している。
をトロイダル型無段変速機用のスラスト玉軸受１５ａに
適用した例を示している。このスラスト玉軸受１５ａ
は、前述の図６に示した従来から知られたスラスト玉軸
受１５と同様に、第一の軌道輪である内輪としての機能
を備えるパワーローラ８Ａを備える。このパワーローラ
８Ａの軸方向片面（図１の上面）には、第一の軌道であ
る、断面が円弧状で全体が円環状の内輪軌道１８ａを形
成している。この様なパワーローラ８Ａと同心に、第二
の軌道輪である外輪１７ａを配置している。この外輪１
７ａの軸方向片面（図１の下面）で、前記内輪軌道１８
ａと対向する部分には、第二の軌道である、断面が円弧
状で全体が円環状の外輪軌道１９ａを形成している。そ
して、これら外輪軌道１９ａと内輪軌道１８ａとの間に
複数個の玉１６、１６を設け、各玉１６、１６の転動面
を、前記外輪軌道１９ａ及び内輪軌道１８ａに当接させ
ている。これら各玉１６、１６は、保持器２０により転
動自在に保持している。
【００２４】この様に構成されるトロイダル型無段変速
機用のスラスト玉軸受１５ａの場合には、内輪として機
能するパワーローラ８Ａの厚さ寸法Ｔ8Aが外輪１７ａの
厚さ寸法Ｔ17a よりも大きい事に伴って、使用時に前記
パワーローラ８Ａの応力拡大係数Ｋ1 が前記外輪１７ａ
の応力拡大係数Ｋ1 ´よりも大きく（Ｋ1 ＞Ｋ1 ´）な
る。
機用のスラスト玉軸受１５ａの場合には、内輪として機
能するパワーローラ８Ａの厚さ寸法Ｔ8Aが外輪１７ａの
厚さ寸法Ｔ17a よりも大きい事に伴って、使用時に前記
パワーローラ８Ａの応力拡大係数Ｋ1 が前記外輪１７ａ
の応力拡大係数Ｋ1 ´よりも大きく（Ｋ1 ＞Ｋ1 ´）な
る。
【００２５】この様な応力拡大係数Ｋ1 、Ｋ1 ´の相違
に伴って、本実施例のスラスト玉軸受１５ａに於いて
は、前記パワーローラ８Ａを構成する材料の破壊靱性値
Ｋ1cを、前記外輪１７ａを構成する材料の破壊靱性値Ｋ
1c´よりも大きく（Ｋ1c＞Ｋ1c´）している。これと共
に、前記内輪軌道１８ａと前記各玉１６、１６との最大
接触面圧Ｐmax を、前記外輪軌道１９ａと前記各玉１
６、１６との最大接触面圧Ｐmax ´よりも小さく（Ｐ
max ＜Ｐmax ´）している。この為に本実施例の場合に
は、前記内輪軌道１８ａの断面の曲率半径Ｒ18a を、前
記外輪軌道１９ａの曲率半径Ｒ19a よりも小さく（Ｒ
18a ＜Ｒ19a ）している。
に伴って、本実施例のスラスト玉軸受１５ａに於いて
は、前記パワーローラ８Ａを構成する材料の破壊靱性値
Ｋ1cを、前記外輪１７ａを構成する材料の破壊靱性値Ｋ
1c´よりも大きく（Ｋ1c＞Ｋ1c´）している。これと共
に、前記内輪軌道１８ａと前記各玉１６、１６との最大
接触面圧Ｐmax を、前記外輪軌道１９ａと前記各玉１
６、１６との最大接触面圧Ｐmax ´よりも小さく（Ｐ
max ＜Ｐmax ´）している。この為に本実施例の場合に
は、前記内輪軌道１８ａの断面の曲率半径Ｒ18a を、前
記外輪軌道１９ａの曲率半径Ｒ19a よりも小さく（Ｒ
18a ＜Ｒ19a ）している。
【００２６】パワーローラ８Ａの破壊靱性値Ｋ1cを外輪
１７ａより大きくした組み合わせとしては、前述の様に
破壊靱性値を大きくする方法で述べた事から、 (1) パワーローラ８Ａを表面硬化鋼とし、外輪１７ａを
完全硬化鋼とする。 (2) パワーローラ８Ａの浸炭深さを外輪１７ａよりも浅
くするか、パワーローラ８Ａの芯部硬さを外輪１７ａよ
り小さくする。 (3) パワーローラ８Ａの硬さを外輪１７ａより小さくす
る。 等が考えられる。
１７ａより大きくした組み合わせとしては、前述の様に
破壊靱性値を大きくする方法で述べた事から、 (1) パワーローラ８Ａを表面硬化鋼とし、外輪１７ａを
完全硬化鋼とする。 (2) パワーローラ８Ａの浸炭深さを外輪１７ａよりも浅
くするか、パワーローラ８Ａの芯部硬さを外輪１７ａよ
り小さくする。 (3) パワーローラ８Ａの硬さを外輪１７ａより小さくす
る。 等が考えられる。
【００２７】上述の様に構成される本発明の玉軸受の場
合には、入力側ディスク及び出力側ディスクとの接触部
で円周方向に亙って不均一な荷重を受け、しかも厚さ寸
法Ｔ 8Aが大きい為に応力拡大係数Ｋ1 が大きい応力場に
あるパワーローラ８Ａを、破壊靱性値の大きな材料によ
り造っている。この為、応力拡大係数Ｋ1 が大きいにも
拘らず、このパワーローラ８Ａにモード１の曲げ疲労に
よる割れが発生しにくくなる。又、このパワーローラ８
Ａに形成した内輪軌道１８ａと玉１６、１６との最大接
触面圧Ｐmax が小さい事に基づき、この内輪軌道１８ａ
に、モード２の転がり疲労によるフレーキングが発生し
にくくなる。
合には、入力側ディスク及び出力側ディスクとの接触部
で円周方向に亙って不均一な荷重を受け、しかも厚さ寸
法Ｔ 8Aが大きい為に応力拡大係数Ｋ1 が大きい応力場に
あるパワーローラ８Ａを、破壊靱性値の大きな材料によ
り造っている。この為、応力拡大係数Ｋ1 が大きいにも
拘らず、このパワーローラ８Ａにモード１の曲げ疲労に
よる割れが発生しにくくなる。又、このパワーローラ８
Ａに形成した内輪軌道１８ａと玉１６、１６との最大接
触面圧Ｐmax が小さい事に基づき、この内輪軌道１８ａ
に、モード２の転がり疲労によるフレーキングが発生し
にくくなる。
【００２８】一方、外輪１７ａは、前記各ディスクとは
直接接触せず、均等に配置された玉により円周方向に亙
りほぼ均一な荷重を受け、しかも厚さ寸法Ｔ17a があま
り大きくない為、応力拡大係数Ｋ1 ´が前記パワーロー
ラ８Ａ（内輪）よりも小さい応力場にある。従って、こ
の外輪１７ａに関しては、モード１による曲げ疲労をあ
まり考慮する必要がない。即ち、この外輪１７ａは、破
壊靱性値Ｋ1c´の大きな材料により造る必要がなく、破
壊靱性値Ｋ1c´が小さくても、モード２による転がり疲
労に対して強い材料により造れる。従って、この外輪１
７ａに形成した外輪軌道１９ａと玉１６、１６との最大
接触面圧Ｐmax ´を小さくする必要がない。より具体的
には、この外輪軌道１９ａの断面の曲率半径Ｒ19a を、
前記内輪軌道１８ａよりも大きくして、各玉１６、１６
の転動面と前記外輪軌道１９ａとの接触面積を小さくで
きる。従って、この外輪軌道１９ａと玉１６、１６との
転がり抵抗の増大を防止できる。この結果、玉軸受全体
としての転がり抵抗の増大も少なく抑える事ができる。
直接接触せず、均等に配置された玉により円周方向に亙
りほぼ均一な荷重を受け、しかも厚さ寸法Ｔ17a があま
り大きくない為、応力拡大係数Ｋ1 ´が前記パワーロー
ラ８Ａ（内輪）よりも小さい応力場にある。従って、こ
の外輪１７ａに関しては、モード１による曲げ疲労をあ
まり考慮する必要がない。即ち、この外輪１７ａは、破
壊靱性値Ｋ1c´の大きな材料により造る必要がなく、破
壊靱性値Ｋ1c´が小さくても、モード２による転がり疲
労に対して強い材料により造れる。従って、この外輪１
７ａに形成した外輪軌道１９ａと玉１６、１６との最大
接触面圧Ｐmax ´を小さくする必要がない。より具体的
には、この外輪軌道１９ａの断面の曲率半径Ｒ19a を、
前記内輪軌道１８ａよりも大きくして、各玉１６、１６
の転動面と前記外輪軌道１９ａとの接触面積を小さくで
きる。従って、この外輪軌道１９ａと玉１６、１６との
転がり抵抗の増大を防止できる。この結果、玉軸受全体
としての転がり抵抗の増大も少なく抑える事ができる。
【００２９】次に、図２は本発明の第二実施例を示して
いる。本実施例は、本発明を深溝型のラジアル玉軸受２
１に適用したものである。この様なラジアル玉軸受２１
の使用状態では、内輪２２は軸２３に外嵌され、外輪２
４はハウジング２５に内嵌される。この様なラジアル玉
軸受２１の場合、使用状態によっては外輪２４が、ハウ
ジング２５から加わる不均一なラジアル荷重に基づい
て、モード１による割れを発生する可能性がある。
いる。本実施例は、本発明を深溝型のラジアル玉軸受２
１に適用したものである。この様なラジアル玉軸受２１
の使用状態では、内輪２２は軸２３に外嵌され、外輪２
４はハウジング２５に内嵌される。この様なラジアル玉
軸受２１の場合、使用状態によっては外輪２４が、ハウ
ジング２５から加わる不均一なラジアル荷重に基づい
て、モード１による割れを発生する可能性がある。
【００３０】そこで、この様な使用状態の場合には、前
記外輪２４を破壊靱性値Ｋ1c´の大きな材料により造る
事で、この外輪２４に割れが発生する事を防止する。一
方、ラジアル玉軸受２１の場合には、内輪軌道２６の断
面の曲率半径を外輪軌道２７の断面の曲率半径よりも極
端に小さくしない限り、円周方向に亙る曲率半径が比較
的小さく、しかも円周方向に亙って凸に弯曲した内輪軌
道２６と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐmax が、円周
方向に亙る曲率半径が比較的大きく、しかも円周方向に
亙って凹に弯曲した外輪軌道２７と玉２８、２８との最
大接触面圧Ｐma x ´よりも大きく（Ｐmax ＞Ｐmax ´）
なる。そこで、最大接触面圧Ｐmax が大きくなる内輪軌
道２６を有する内輪２２は、破壊靱性値Ｋ1cが小さくて
も、モード２による転がり疲労に対して強い材料により
造る。
記外輪２４を破壊靱性値Ｋ1c´の大きな材料により造る
事で、この外輪２４に割れが発生する事を防止する。一
方、ラジアル玉軸受２１の場合には、内輪軌道２６の断
面の曲率半径を外輪軌道２７の断面の曲率半径よりも極
端に小さくしない限り、円周方向に亙る曲率半径が比較
的小さく、しかも円周方向に亙って凸に弯曲した内輪軌
道２６と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐmax が、円周
方向に亙る曲率半径が比較的大きく、しかも円周方向に
亙って凹に弯曲した外輪軌道２７と玉２８、２８との最
大接触面圧Ｐma x ´よりも大きく（Ｐmax ＞Ｐmax ´）
なる。そこで、最大接触面圧Ｐmax が大きくなる内輪軌
道２６を有する内輪２２は、破壊靱性値Ｋ1cが小さくて
も、モード２による転がり疲労に対して強い材料により
造る。
【００３１】次に、図３は本発明の第三実施例を示して
いる。本実施例は、本発明を内輪回転の高速回転（高dm
n ）で使用されるアンギュラ型のラジアル玉軸受２９に
適用したものである。この様なラジアル玉軸受２９の場
合には、遠心力や発熱の為、内輪３０と回転軸３１との
嵌合部からこの内輪３０に荷重が加わり、この内輪３０
に割れを発生する場合がある。即ち、内輪３０の応力拡
大係数Ｋ1 が外輪３３の応力拡大係数Ｋ1 ´よりも大き
く（Ｋ1 ＞Ｋ1 ´）なる応力場におかれている。一方、
高速回転に伴う遠心力によって玉３２、３２は、外輪３
３内周面の外輪軌道３４に押し付けられる。従って、玉
３２、３２の転動面と外輪軌道３４との最大接触面圧Ｐ
max ´が、この転動面と内輪３０外周面の内輪軌道３５
との最大接触面圧Ｐmax よりも大きく（Ｐmax ´＞Ｐ
max ）なる。
いる。本実施例は、本発明を内輪回転の高速回転（高dm
n ）で使用されるアンギュラ型のラジアル玉軸受２９に
適用したものである。この様なラジアル玉軸受２９の場
合には、遠心力や発熱の為、内輪３０と回転軸３１との
嵌合部からこの内輪３０に荷重が加わり、この内輪３０
に割れを発生する場合がある。即ち、内輪３０の応力拡
大係数Ｋ1 が外輪３３の応力拡大係数Ｋ1 ´よりも大き
く（Ｋ1 ＞Ｋ1 ´）なる応力場におかれている。一方、
高速回転に伴う遠心力によって玉３２、３２は、外輪３
３内周面の外輪軌道３４に押し付けられる。従って、玉
３２、３２の転動面と外輪軌道３４との最大接触面圧Ｐ
max ´が、この転動面と内輪３０外周面の内輪軌道３５
との最大接触面圧Ｐmax よりも大きく（Ｐmax ´＞Ｐ
max ）なる。
【００３２】そこで、この様な使用状態の場合には、前
記内輪３０を破壊靱性値Ｋ1cの大きな材料により造る事
で、この内輪３０に割れが発生する事を防止する。一
方、最大接触面圧Ｐmax ´が大きくなる外輪軌道３４を
有する外輪３３は、破壊靱性値Ｋ1c´が小さくても、モ
ード２による転がり疲労に対して強い材料により造る。
記内輪３０を破壊靱性値Ｋ1cの大きな材料により造る事
で、この内輪３０に割れが発生する事を防止する。一
方、最大接触面圧Ｐmax ´が大きくなる外輪軌道３４を
有する外輪３３は、破壊靱性値Ｋ1c´が小さくても、モ
ード２による転がり疲労に対して強い材料により造る。
【００３３】
【発明の効果】本発明の玉軸受は、以上に述べた通り構
成され作用する為、回転抵抗をあまり増大させる事な
く、何れの軌道輪の寿命も確保できる。従って、玉軸受
を組み込んだ各種装置の性能を低下させる事なく、この
玉軸受の耐久性向上を図れる。
成され作用する為、回転抵抗をあまり増大させる事な
く、何れの軌道輪の寿命も確保できる。従って、玉軸受
を組み込んだ各種装置の性能を低下させる事なく、この
玉軸受の耐久性向上を図れる。
【図１】本発明の第一実施例を示す断面図。
【図２】同第二実施例を示す断面図。
【図３】同第三実施例を示す断面図。
【図４】スラスト玉軸受を組み込んだトロイダル型無段
変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面
図。
変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面
図。
【図５】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図６】トロイダル型無段変速機に組み込まれたスラス
ト玉軸受の断面図。
ト玉軸受の断面図。
１ 入力軸 ２ 入力側ディスク ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力側ディスク ４ａ 内側面 ５ 枢軸 ６ トラニオン ７ 変位軸 ８、８Ａ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面 １５、１５ａ スラスト玉軸受 １６ 玉 １７、１７ａ 外輪 １８、１８ａ 内輪軌道 １９、１９ａ 外輪軌道 ２０ 保持器 ２１ ラジアル玉軸受 ２２ 内輪 ２３ 軸 ２４ 外輪 ２５ ハウジング ２６ 内輪軌道 ２７ 外輪軌道 ２８ 玉 ２９ ラジアル玉軸受 ３０ 内輪 ３１ 回転軸 ３２ 玉 ３３ 外輪 ３４ 外輪軌道 ３５ 内輪軌道
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１１月２１日（２００１．１１．
２１）
２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ラジアル玉軸受
【特許請求の範囲】
【請求項２】 第一の軌道輪が表面硬化鋼製であり、第
二の軌道輪が完全硬化鋼製である、請求項１に記載した
ラジアル玉軸受。
二の軌道輪が完全硬化鋼製である、請求項１に記載した
ラジアル玉軸受。
【請求項３】 第一、第二の軌道輪が表面硬化鋼製であ
り、第一の軌道輪の表面硬化深さが第二の軌道輪の表面
硬化深さよりも小さい、請求項１に記載したラジアル玉
軸受。
り、第一の軌道輪の表面硬化深さが第二の軌道輪の表面
硬化深さよりも小さい、請求項１に記載したラジアル玉
軸受。
【請求項４】 第一、第二の軌道輪が表面硬化鋼製であ
り、第一の軌道輪の芯部硬さが第二の軌道輪の芯部硬さ
よりも小さい、請求項１に記載したラジアル玉軸受。
り、第一の軌道輪の芯部硬さが第二の軌道輪の芯部硬さ
よりも小さい、請求項１に記載したラジアル玉軸受。
【請求項５】 第一の軌道輪の表面硬さが第二の軌道輪
の表面硬さよりも小さい、請求項１に記載したラジアル
玉軸受。
の表面硬さよりも小さい、請求項１に記載したラジアル
玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明に係るラジアル玉軸受
は、例えば各種回転軸を支持する為に利用する。
は、例えば各種回転軸を支持する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】例えば自動車用変速機、或は各種産業機
械用の変速機として、図３〜４に略示する様なトロイダ
ル型無段変速機を使用する事が研究されている。このト
ロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６
５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力
側ディスク２を支持し、出力軸３の端部に出力側ディス
ク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めた
ケーシングの内面、或はこのケーシング内に設けられた
支持ブラケットには、前記入力軸１並びに出力軸３に対
して捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動する
トラニオン６、６が設けられている。
械用の変速機として、図３〜４に略示する様なトロイダ
ル型無段変速機を使用する事が研究されている。このト
ロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６
５号公報に開示されている様に、入力軸１と同心に入力
側ディスク２を支持し、出力軸３の端部に出力側ディス
ク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めた
ケーシングの内面、或はこのケーシング内に設けられた
支持ブラケットには、前記入力軸１並びに出力軸３に対
して捻れの位置にある枢軸５、５を中心として揺動する
トラニオン６、６が設けられている。
【０００３】各トラニオン６、６は、両端部外側面に前
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、前記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。
記枢軸５、５を設けている。又、各トラニオン６、６の
中心部には変位軸７、７の基端部を支持し、前記枢軸
５、５を中心として各トラニオン６、６を揺動させる事
により、各変位軸７、７の傾斜角度の調節を自在として
いる。各トラニオン６、６に支持された変位軸７、７の
周囲には、それぞれパワーローラ８、８を回転自在に支
持している。そして、各パワーローラ８、８を、前記入
力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持している。
【０００４】入力側、出力側両ディスク２、４の互いに
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、ほぼ前
記枢軸５を中心とする円弧形の凹面をなしている。そし
て、球面状の凸面に形成された各パワーローラ８、８の
周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当接させて
いる。
対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が、ほぼ前
記枢軸５を中心とする円弧形の凹面をなしている。そし
て、球面状の凸面に形成された各パワーローラ８、８の
周面８ａ、８ａは、前記内側面２ａ、４ａに当接させて
いる。
【０００５】前記入力軸１と入力側ディスク２との間に
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。前記カム板１０の片側面
（図３〜４の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、又、前記入力側ディスク２の外
側面（図３〜４の右側面）にも、同様のカム面１４を形
成している。そして、前記複数個のローラ１２、１２
を、前記入力軸１の中心に対して放射状に配置してい
る。
は、ローディングカム式の押圧装置９を設け、この押圧
装置９によって、前記入力側ディスク２を出力側ディス
ク４に向け、弾性的に押圧している。この押圧装置９
は、入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１
により保持された複数個（例えば４個）のローラ１２、
１２とから構成されている。前記カム板１０の片側面
（図３〜４の左側面）には、円周方向に亙る凹凸面であ
るカム面１３を形成し、又、前記入力側ディスク２の外
側面（図３〜４の右側面）にも、同様のカム面１４を形
成している。そして、前記複数個のローラ１２、１２
を、前記入力軸１の中心に対して放射状に配置してい
る。
【０００６】上述の様に構成されるトロイダル型無段変
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４
に押圧される。この結果、前記入力側ディスク２が前記
複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記
１対のカム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２と
の噛合に基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。
そして、この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパ
ワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達さ
れ、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転す
る。
速機の使用時、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回
転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２、１
２が、入力側ディスク２の外側面に形成したカム面１４
に押圧される。この結果、前記入力側ディスク２が前記
複数のパワーローラ８、８に押圧されると同時に、前記
１対のカム面１３、１４と複数個のローラ１２、１２と
の噛合に基づいて、前記入力側ディスク２が回転する。
そして、この入力側ディスク２の回転が、前記複数のパ
ワーローラ８、８を介して出力側ディスク４に伝達さ
れ、この出力側ディスク４に固定の出力軸３が回転す
る。
【０００７】入力軸１と出力軸３との回転速度を変える
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図３に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。
場合で、先ず入力軸１と出力軸３との間で減速を行なう
場合には、枢軸５、５を中心として各トラニオン６、６
を揺動させ、各パワーローラ８、８の周面８ａ、８ａが
図３に示す様に、入力側ディスク２の内側面２ａの中心
寄り部分と出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部
分とにそれぞれ当接する様に、各変位軸７、７を傾斜さ
せる。
【０００８】反対に、増速を行なう場合には、各パワー
ローラ８、８の周面８ａ、８ａが図４に示す様に、入力
側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディ
スク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接
する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、
７の傾斜角度を、図３と図４との中間にすれば、入力軸
１と出力軸３との間で、中間の変速比を得る事ができ
る。
ローラ８、８の周面８ａ、８ａが図４に示す様に、入力
側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と出力側ディ
スク４の内側面４ａの中心寄り部分とに、それぞれ当接
する様に、各変位軸７、７を傾斜させる。各変位軸７、
７の傾斜角度を、図３と図４との中間にすれば、入力軸
１と出力軸３との間で、中間の変速比を得る事ができ
る。
【０００９】図３〜４には、トロイダル型無段変速機の
基本構造のみを示しているが、自動車用変速機等として
より具体化した構造も、例えば実願昭６１−８７５２３
号（実開昭６２−１９９５５７号）のマイクロフィルム
に記載されている様に、従来から種々知られている。
基本構造のみを示しているが、自動車用変速機等として
より具体化した構造も、例えば実願昭６１−８７５２３
号（実開昭６２−１９９５５７号）のマイクロフィルム
に記載されている様に、従来から種々知られている。
【００１０】ところで、上述の様なトロイダル型無段変
速機の運転時に前記各パワーローラ８、８は、入力側デ
ィスク２及び出力側ディスク４からのスラスト荷重を受
けつつ、高速で回転する。この為、これら各パワーロー
ラ８、８と前記各トラニオン６、６との間には、図５に
示す様なスラスト玉軸受１５を設けている。
速機の運転時に前記各パワーローラ８、８は、入力側デ
ィスク２及び出力側ディスク４からのスラスト荷重を受
けつつ、高速で回転する。この為、これら各パワーロー
ラ８、８と前記各トラニオン６、６との間には、図５に
示す様なスラスト玉軸受１５を設けている。
【００１１】前記スラスト玉軸受１５は、第一の軌道輪
である内輪としての機能を兼ね備える前記パワーローラ
８と、複数の玉１６、１６と、これら複数の玉１６、１
６を転動自在に保持する為の保持器２０と、前記パワー
ローラ８と同じ中心軸αを有する、第二の軌道輪である
外輪１７とから構成されている。尚、前記パワーローラ
８、玉１６、１６、外輪１７は、それぞれ軸受鋼、浸炭
鋼等の軸受用鋼により形成されている。又、前記パワー
ローラ８の軸方向片面（図５の上面）には第一の軌道で
ある内輪軌道１８を、前記外輪１７の軸方向片面（図５
の下面）で前記内輪軌道１８と対向する部分には第二の
軌道である外輪軌道１９を、それぞれ形成している。こ
れら各軌道１８、１９は、それぞれ断面が円弧形で全体
が円環状とされている。尚、従来のスラスト玉軸受１５
の場合には、内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18と外輪
軌道１９の断面の曲率半径Ｒ19とは互いに等しく（Ｒ18
＝Ｒ19）している。前記各玉１６、１６の転動面は、こ
れら内輪軌道１８と外輪軌道１９とに転接する。
である内輪としての機能を兼ね備える前記パワーローラ
８と、複数の玉１６、１６と、これら複数の玉１６、１
６を転動自在に保持する為の保持器２０と、前記パワー
ローラ８と同じ中心軸αを有する、第二の軌道輪である
外輪１７とから構成されている。尚、前記パワーローラ
８、玉１６、１６、外輪１７は、それぞれ軸受鋼、浸炭
鋼等の軸受用鋼により形成されている。又、前記パワー
ローラ８の軸方向片面（図５の上面）には第一の軌道で
ある内輪軌道１８を、前記外輪１７の軸方向片面（図５
の下面）で前記内輪軌道１８と対向する部分には第二の
軌道である外輪軌道１９を、それぞれ形成している。こ
れら各軌道１８、１９は、それぞれ断面が円弧形で全体
が円環状とされている。尚、従来のスラスト玉軸受１５
の場合には、内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18と外輪
軌道１９の断面の曲率半径Ｒ19とは互いに等しく（Ｒ18
＝Ｒ19）している。前記各玉１６、１６の転動面は、こ
れら内輪軌道１８と外輪軌道１９とに転接する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、実際にトロ
イダル型無段変速機に組み込まれてパワーローラ８を支
承するスラスト玉軸受１５の場合には、次に述べる様な
解決すべき点がある。即ち、内輪としての機能を兼ね備
えるパワーローラ８には、直径方向反対側に存在する入
力側ディスク２との接触点と出力側ディスク４との接触
点との２点から荷重が加わるが、この２点から円周方向
に９０度ずれた点では荷重が加わらない。従って前記パ
ワーローラ８の円周方向に亙る荷重分布は不均一にな
り、このパワーローラ８は、曲げ応力が作用する様な応
力場に置かれる。これに対して外輪１７は、円周方向に
亙って均等に配置された玉１６、１６により、円周方向
に亙ってほぼ均一な荷重を受ける。
イダル型無段変速機に組み込まれてパワーローラ８を支
承するスラスト玉軸受１５の場合には、次に述べる様な
解決すべき点がある。即ち、内輪としての機能を兼ね備
えるパワーローラ８には、直径方向反対側に存在する入
力側ディスク２との接触点と出力側ディスク４との接触
点との２点から荷重が加わるが、この２点から円周方向
に９０度ずれた点では荷重が加わらない。従って前記パ
ワーローラ８の円周方向に亙る荷重分布は不均一にな
り、このパワーローラ８は、曲げ応力が作用する様な応
力場に置かれる。これに対して外輪１７は、円周方向に
亙って均等に配置された玉１６、１６により、円周方向
に亙ってほぼ均一な荷重を受ける。
【００１３】又、前記パワーローラ８は、トロイダル型
無段変速機の変速比を確保すべくその設置位置を規制す
る必要上、厚さ寸法Ｔ8 を十分に大きくする必要があ
る。この為、スラスト玉軸受１５の内輪として機能する
前記パワーローラ８の応力拡大係数が大きくなる応力場
にあり、このパワーローラ８の寿命に関しては、モード
２だけでなくモード１も関与してくる。このうち、面内
剪断形のモード２は、一般的なスラスト玉軸受でも疲れ
寿命として問題となるフレーキング発生による転がり疲
労に関するもので、トロイダル型無段変速機用スラスト
玉軸受に限らず、一般の玉軸受でも問題となる。一方、
開口形のモード１は、内輪割れに結び付く曲げ疲労に関
するものであり、厚さ寸法の大きなパワーローラ８に不
均一な荷重を受ける、トロイダル型無段変速機用スラス
ト玉軸受独特な疲労として問題となる。
無段変速機の変速比を確保すべくその設置位置を規制す
る必要上、厚さ寸法Ｔ8 を十分に大きくする必要があ
る。この為、スラスト玉軸受１５の内輪として機能する
前記パワーローラ８の応力拡大係数が大きくなる応力場
にあり、このパワーローラ８の寿命に関しては、モード
２だけでなくモード１も関与してくる。このうち、面内
剪断形のモード２は、一般的なスラスト玉軸受でも疲れ
寿命として問題となるフレーキング発生による転がり疲
労に関するもので、トロイダル型無段変速機用スラスト
玉軸受に限らず、一般の玉軸受でも問題となる。一方、
開口形のモード１は、内輪割れに結び付く曲げ疲労に関
するものであり、厚さ寸法の大きなパワーローラ８に不
均一な荷重を受ける、トロイダル型無段変速機用スラス
ト玉軸受独特な疲労として問題となる。
【００１４】従って、トロイダル型無段変速機用スラス
ト玉軸受の耐久性を確保する為には、一般的なモード２
の転がり疲労だけでなく、モード１の曲げ疲労に就いて
も考慮しなければならない。モード１の曲げ疲労による
割れの発生を防止し、軌道輪の長寿命化を図る為には破
壊靱性値Ｋ1cが大きな材料によりこの軌道輪を造れば良
い。ところが、この破壊靱性値Ｋ1cが大きな材料が、モ
ード２の転がり疲労を防止するのに有効であるとは限ら
ず、モード２による転がり疲れ寿命を長くできない場合
がある。例えば、浸炭SCr 材を用いてこの転がり疲れ寿
命を長くする為には、この材料（鋼）の炭素含有率（Ｃ
％）を或る程度高く、且つ、浸炭深さを或る程度深くす
る必要がある。ところが、Ｃ％を高くしたり、或は浸炭
深さを深くしたりすると、前記破壊靱性値Ｋ1cが小さく
なってしまう。この事から明らかな通り、同一材質に異
なる組成と熱処理とを施した２種類の材料Ａ、Ｂを考慮
した場合には、材料Ａの方が材料Ｂよりもモード１によ
る曲げ疲労に対しては強いが、材料Ｂの方が材料Ａより
もモード２による転がり疲労に対しては強いと言う事が
あり、材料の選定に大きな影響力を及ぼす。
ト玉軸受の耐久性を確保する為には、一般的なモード２
の転がり疲労だけでなく、モード１の曲げ疲労に就いて
も考慮しなければならない。モード１の曲げ疲労による
割れの発生を防止し、軌道輪の長寿命化を図る為には破
壊靱性値Ｋ1cが大きな材料によりこの軌道輪を造れば良
い。ところが、この破壊靱性値Ｋ1cが大きな材料が、モ
ード２の転がり疲労を防止するのに有効であるとは限ら
ず、モード２による転がり疲れ寿命を長くできない場合
がある。例えば、浸炭SCr 材を用いてこの転がり疲れ寿
命を長くする為には、この材料（鋼）の炭素含有率（Ｃ
％）を或る程度高く、且つ、浸炭深さを或る程度深くす
る必要がある。ところが、Ｃ％を高くしたり、或は浸炭
深さを深くしたりすると、前記破壊靱性値Ｋ1cが小さく
なってしまう。この事から明らかな通り、同一材質に異
なる組成と熱処理とを施した２種類の材料Ａ、Ｂを考慮
した場合には、材料Ａの方が材料Ｂよりもモード１によ
る曲げ疲労に対しては強いが、材料Ｂの方が材料Ａより
もモード２による転がり疲労に対しては強いと言う事が
あり、材料の選定に大きな影響力を及ぼす。
【００１５】破壊靱性値Ｋ1cを大きくするには、例え
ば、 (1) 材料の組織の結晶粒径を小さくする。 (2) 微細炭化物を結晶粒内に分布させる。 (3) 焼き戻し温度を高くして硬さを小さくする。 (4) 浸炭、窒化、高周波焼き入れ等の表面硬化鋼では、
表面硬化深さを浅くしたり、芯部の硬さを小さくする。 等が考えられる。(4) から、表面硬化鋼は完全焼き入れ
鋼よりは破壊靱性値が大きくなる。又、形状、使用条件
等に就いては、逆に、(a) 部材寸法の増加、(b) 環境温
度の低下、(c) 荷重速度の増加、は同一材質の部品では
破壊靱性値の低下を招く。
ば、 (1) 材料の組織の結晶粒径を小さくする。 (2) 微細炭化物を結晶粒内に分布させる。 (3) 焼き戻し温度を高くして硬さを小さくする。 (4) 浸炭、窒化、高周波焼き入れ等の表面硬化鋼では、
表面硬化深さを浅くしたり、芯部の硬さを小さくする。 等が考えられる。(4) から、表面硬化鋼は完全焼き入れ
鋼よりは破壊靱性値が大きくなる。又、形状、使用条件
等に就いては、逆に、(a) 部材寸法の増加、(b) 環境温
度の低下、(c) 荷重速度の増加、は同一材質の部品では
破壊靱性値の低下を招く。
【００１６】トロイダル型無段変速機用のスラスト玉軸
受１５を構成するパワーローラ８の様に、形状的な制約
から破壊靱性値Ｋ1cの低い材料を使用できない（モード
１による曲げ疲労に対する強度を確保する必要がある）
場合には、モード２による転がり疲労に対して弱い、破
壊靱性値Ｋ1cの高い材料を使用せざるを得ない。従っ
て、そのままではパワーローラ８に形成した内輪軌道１
８にフレーキングが発生し易くなる。破壊靱性値Ｋ1cの
高い材料を使用して、しかもフレーキングを発生しにく
くする為には、前記内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18
を小さくし（玉１６、１６の外径の１／２に近づけ）、
玉１６、１６の転動面と内輪軌道１８との接触点の面積
を大きくし、この接触点の最大接触面圧を低く抑える事
が効果がある。ところが、軌道面の断面の曲率半径を小
さくする事は、当該軌道面と玉１６、１６の転動面との
転がり抵抗の増大の原因となる。
受１５を構成するパワーローラ８の様に、形状的な制約
から破壊靱性値Ｋ1cの低い材料を使用できない（モード
１による曲げ疲労に対する強度を確保する必要がある）
場合には、モード２による転がり疲労に対して弱い、破
壊靱性値Ｋ1cの高い材料を使用せざるを得ない。従っ
て、そのままではパワーローラ８に形成した内輪軌道１
８にフレーキングが発生し易くなる。破壊靱性値Ｋ1cの
高い材料を使用して、しかもフレーキングを発生しにく
くする為には、前記内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18
を小さくし（玉１６、１６の外径の１／２に近づけ）、
玉１６、１６の転動面と内輪軌道１８との接触点の面積
を大きくし、この接触点の最大接触面圧を低く抑える事
が効果がある。ところが、軌道面の断面の曲率半径を小
さくする事は、当該軌道面と玉１６、１６の転動面との
転がり抵抗の増大の原因となる。
【００１７】一方、前述の様に従来のスラスト玉軸受１
５の場合、内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18と外輪軌
道１９の断面の曲率半径Ｒ19とが同じ（Ｒ18＝Ｒ19）で
あった。従って、単にこれら各軌道１８、１９の断面の
曲率半径Ｒ18、Ｒ19を小さくした場合には、前記スラス
ト玉軸受１５の転がり抵抗が増大し、このスラスト玉軸
受１５を組み込んだトロイダル型無段変速機の動力損失
を増大させてしまう。この様な問題は、トロイダル型無
段変速機用のスラスト玉軸受１５に限らず、ラジアル玉
軸受の場合も、使用条件によっては発生する。即ち、ラ
ジアル玉軸受の場合、使用状態によっては外輪又は内輪
が、不均一なラジアル荷重に基づいて、モード１による
割れを発生する可能性がある。本発明のラジアル玉軸受
は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
５の場合、内輪軌道１８の断面の曲率半径Ｒ18と外輪軌
道１９の断面の曲率半径Ｒ19とが同じ（Ｒ18＝Ｒ19）で
あった。従って、単にこれら各軌道１８、１９の断面の
曲率半径Ｒ18、Ｒ19を小さくした場合には、前記スラス
ト玉軸受１５の転がり抵抗が増大し、このスラスト玉軸
受１５を組み込んだトロイダル型無段変速機の動力損失
を増大させてしまう。この様な問題は、トロイダル型無
段変速機用のスラスト玉軸受１５に限らず、ラジアル玉
軸受の場合も、使用条件によっては発生する。即ち、ラ
ジアル玉軸受の場合、使用状態によっては外輪又は内輪
が、不均一なラジアル荷重に基づいて、モード１による
割れを発生する可能性がある。本発明のラジアル玉軸受
は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１８】
【課題を解決する為の手段】本発明のラジアル玉軸受
は、従来から知られたラジアル玉軸受と同様に、第一の
軌道輪と、この第一の軌道輪の周面に形成された断面が
円弧状で全体が円環状の第一の軌道と、前記第一の軌道
輪と同心に配置された第二の軌道輪と、この第二の軌道
輪の周面で前記第一の軌道と対向する部分に形成された
断面が円弧状で全体が円環状の第二の軌道と、それぞれ
の転動面を前記第一、第二の両軌道に当接させた複数の
玉とを備えている。そして、使用時に前記第一の軌道輪
の応力拡大係数が前記第二の軌道輪の応力拡大係数より
も大きくなる応力場におかれる。
は、従来から知られたラジアル玉軸受と同様に、第一の
軌道輪と、この第一の軌道輪の周面に形成された断面が
円弧状で全体が円環状の第一の軌道と、前記第一の軌道
輪と同心に配置された第二の軌道輪と、この第二の軌道
輪の周面で前記第一の軌道と対向する部分に形成された
断面が円弧状で全体が円環状の第二の軌道と、それぞれ
の転動面を前記第一、第二の両軌道に当接させた複数の
玉とを備えている。そして、使用時に前記第一の軌道輪
の応力拡大係数が前記第二の軌道輪の応力拡大係数より
も大きくなる応力場におかれる。
【００１９】特に、本発明のラジアル玉軸受に於いて
は、前記第一の軌道輪を構成する材料の破壊靱性値を前
記第二の軌道輪を構成する材料の破壊靱性値よりも大き
くしている。これと共に、前記第一の軌道と前記各玉と
の最大接触面圧を前記第二の軌道と前記各玉との最大接
触面圧よりも小さくしている。
は、前記第一の軌道輪を構成する材料の破壊靱性値を前
記第二の軌道輪を構成する材料の破壊靱性値よりも大き
くしている。これと共に、前記第一の軌道と前記各玉と
の最大接触面圧を前記第二の軌道と前記各玉との最大接
触面圧よりも小さくしている。
【００２０】
【作用】上述の様に構成される本発明のラジアル玉軸受
の場合には、第一の軌道輪を破壊靱性値の大きな材料に
より造っている為、この第一の軌道輪にモード１の曲げ
疲労による割れが発生しにくくなる。又、この第一の軌
道輪に形成した第一の軌道と玉との最大接触面圧が小さ
い事に基づき、この第一の軌道に、モード２の転がり疲
労によるフレーキングが発生しにくくなる。
の場合には、第一の軌道輪を破壊靱性値の大きな材料に
より造っている為、この第一の軌道輪にモード１の曲げ
疲労による割れが発生しにくくなる。又、この第一の軌
道輪に形成した第一の軌道と玉との最大接触面圧が小さ
い事に基づき、この第一の軌道に、モード２の転がり疲
労によるフレーキングが発生しにくくなる。
【００２１】一方、モード１による曲げ疲労をあまり考
慮する必要のない第二の軌道輪は、破壊靱性値の大きな
材料により造る必要がなく、モード２による転がり疲労
に対して強い材料により造れる。従って、この第二の軌
道輪に形成した第二の軌道と玉との最大接触面圧を小さ
くする必要がなく、この第二の軌道と玉との転がり抵抗
の増大を防止できる。この結果、ラジアル玉軸受全体と
しての転がり抵抗の増大も少なく抑える事ができる。
慮する必要のない第二の軌道輪は、破壊靱性値の大きな
材料により造る必要がなく、モード２による転がり疲労
に対して強い材料により造れる。従って、この第二の軌
道輪に形成した第二の軌道と玉との最大接触面圧を小さ
くする必要がなく、この第二の軌道と玉との転がり抵抗
の増大を防止できる。この結果、ラジアル玉軸受全体と
しての転がり抵抗の増大も少なく抑える事ができる。
【００２２】尚、曲げ疲労や転がり疲労に対する強度を
確保すべく、破壊靱性値を適正値にする為には、各軌道
輪を構成する軸受用鋼に施す熱処理として、例えば浸炭
処理、浸炭窒化処理、高周波焼き入れ処理等の表面硬化
処理を行なう。
確保すべく、破壊靱性値を適正値にする為には、各軌道
輪を構成する軸受用鋼に施す熱処理として、例えば浸炭
処理、浸炭窒化処理、高周波焼き入れ処理等の表面硬化
処理を行なう。
【００２３】
【実施例】図１は、本発明の第一実施例を示している。
本実施例は、本発明を深溝型のラジアル玉軸受２１に適
用したものである。この様なラジアル玉軸受２１の使用
状態では、内輪２２は軸２３に外嵌され、外輪２４はハ
ウジング２５に内嵌される。この様なラジアル玉軸受２
１の場合、使用状態によっては外輪２４が、ハウジング
２５から加わる不均一なラジアル荷重に基づいて、モー
ド１による割れを発生する可能性がある。
本実施例は、本発明を深溝型のラジアル玉軸受２１に適
用したものである。この様なラジアル玉軸受２１の使用
状態では、内輪２２は軸２３に外嵌され、外輪２４はハ
ウジング２５に内嵌される。この様なラジアル玉軸受２
１の場合、使用状態によっては外輪２４が、ハウジング
２５から加わる不均一なラジアル荷重に基づいて、モー
ド１による割れを発生する可能性がある。
【００２４】そこで、この様な使用状態の場合には、前
記外輪２４を破壊靱性値Ｋ1c´の大きな材料により造る
事で、この外輪２４に割れが発生する事を防止する。一
方、ラジアル玉軸受２１の場合には、内輪軌道２６の断
面の曲率半径を外輪軌道２７の断面の曲率半径よりも極
端に小さくしない限り、円周方向に亙る曲率半径が比較
的小さく、しかも円周方向に亙って凸に弯曲した内輪軌
道２６と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐmax が、円周
方向に亙る曲率半径が比較的大きいが、円周方向に亙っ
て凹に弯曲した外輪軌道２７と玉２８、２８との最大接
触面圧Ｐmax ´よりも大きく（Ｐmax ＞Ｐmax ´）な
る。そこで、最大接触面圧Ｐmax が大きくなる内輪軌道
２６を有する内輪２２は、破壊靱性値Ｋ1cが小さくて
も、モード２による転がり疲労に対して強い材料により
造る。
記外輪２４を破壊靱性値Ｋ1c´の大きな材料により造る
事で、この外輪２４に割れが発生する事を防止する。一
方、ラジアル玉軸受２１の場合には、内輪軌道２６の断
面の曲率半径を外輪軌道２７の断面の曲率半径よりも極
端に小さくしない限り、円周方向に亙る曲率半径が比較
的小さく、しかも円周方向に亙って凸に弯曲した内輪軌
道２６と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐmax が、円周
方向に亙る曲率半径が比較的大きいが、円周方向に亙っ
て凹に弯曲した外輪軌道２７と玉２８、２８との最大接
触面圧Ｐmax ´よりも大きく（Ｐmax ＞Ｐmax ´）な
る。そこで、最大接触面圧Ｐmax が大きくなる内輪軌道
２６を有する内輪２２は、破壊靱性値Ｋ1cが小さくて
も、モード２による転がり疲労に対して強い材料により
造る。
【００２５】
【００２６】外輪２４の破壊靱性値Ｋ1cを内輪２２より
大きくした組み合わせとしては、前述の様に破壊靱性値
を大きくする方法で述べた事から、 (1) 外輪２４を表面硬化鋼とし、内輪２２を完全硬化鋼
とする。 (2) 外輪２４の浸炭深さを内輪２２よりも浅くするか、
外輪２４の芯部硬さを内輪２２より小さくする。 (3) 外輪２４の硬さを内輪２２より小さくする。 等が考えられる。
大きくした組み合わせとしては、前述の様に破壊靱性値
を大きくする方法で述べた事から、 (1) 外輪２４を表面硬化鋼とし、内輪２２を完全硬化鋼
とする。 (2) 外輪２４の浸炭深さを内輪２２よりも浅くするか、
外輪２４の芯部硬さを内輪２２より小さくする。 (3) 外輪２４の硬さを内輪２２より小さくする。 等が考えられる。
【００２７】上述の様に構成される本発明のラジアル玉
軸受の場合には、ハウジング２５から加わる不均一なラ
ジアル荷重を受け、応力拡大係数Ｋ1 が大きい応力場に
ある外輪２４を、破壊靱性値の大きな材料により造って
いる。この為、応力拡大係数Ｋ1 が大きいにも拘らず、
上記外輪２４にモード１の曲げ疲労による割れが発生し
にくくなる。又、この外輪２４に形成した外輪軌道２７
と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐmax が小さい事に基
づき、この外輪軌道２７に、モード２の転がり疲労によ
るフレーキングが発生しにくくなる。
軸受の場合には、ハウジング２５から加わる不均一なラ
ジアル荷重を受け、応力拡大係数Ｋ1 が大きい応力場に
ある外輪２４を、破壊靱性値の大きな材料により造って
いる。この為、応力拡大係数Ｋ1 が大きいにも拘らず、
上記外輪２４にモード１の曲げ疲労による割れが発生し
にくくなる。又、この外輪２４に形成した外輪軌道２７
と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐmax が小さい事に基
づき、この外輪軌道２７に、モード２の転がり疲労によ
るフレーキングが発生しにくくなる。
【００２８】一方、内輪２２は、応力拡大係数Ｋ1 ´が
前記外輪２４よりも小さい応力場にある。従って、この
内輪２２に関しては、モード１による曲げ疲労をあまり
考慮する必要がない。即ち、この内輪２２は、破壊靱性
値Ｋ1c´の大きな材料により造る必要がなく、破壊靱性
値Ｋ1c´が小さくても、モード２による転がり疲労に対
して強い材料により造れる。従って、この内輪２２に形
成した内輪軌道２６と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐ
max ´を小さくする必要がない。より具体的には、前述
した様に、円周方向に亙る曲率半径が比較的小さく、し
かも円周方向に亙って凸に弯曲した内輪軌道２６と玉２
８、２８との最大接触面圧Ｐmax を、円周方向に亙る曲
率半径が比較的大きいが、円周方向に亙って凹に弯曲し
た外輪軌道２７と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐmax
´よりも大きく（Ｐmax ＞Ｐmax´）する。この結果、
ラジアル玉軸受全体としての転がり抵抗の増大も少なく
抑える事ができる。
前記外輪２４よりも小さい応力場にある。従って、この
内輪２２に関しては、モード１による曲げ疲労をあまり
考慮する必要がない。即ち、この内輪２２は、破壊靱性
値Ｋ1c´の大きな材料により造る必要がなく、破壊靱性
値Ｋ1c´が小さくても、モード２による転がり疲労に対
して強い材料により造れる。従って、この内輪２２に形
成した内輪軌道２６と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐ
max ´を小さくする必要がない。より具体的には、前述
した様に、円周方向に亙る曲率半径が比較的小さく、し
かも円周方向に亙って凸に弯曲した内輪軌道２６と玉２
８、２８との最大接触面圧Ｐmax を、円周方向に亙る曲
率半径が比較的大きいが、円周方向に亙って凹に弯曲し
た外輪軌道２７と玉２８、２８との最大接触面圧Ｐmax
´よりも大きく（Ｐmax ＞Ｐmax´）する。この結果、
ラジアル玉軸受全体としての転がり抵抗の増大も少なく
抑える事ができる。
【００２９】
【００３０】
【００３１】次に、図２は、本発明の第二実施例を示し
ている。本実施例は、本発明を内輪回転の高速回転（高
dmn ）で使用されるアンギュラ型のラジアル玉軸受２９
に適用したものである。この様なラジアル玉軸受２９の
場合には、遠心力や発熱の為、内輪３０と回転軸３１と
の嵌合部からこの内輪３０に荷重が加わり、この内輪３
０に割れを発生する場合がある。即ち、内輪３０の応力
拡大係数Ｋ1 が外輪３３の応力拡大係数Ｋ1 ´よりも大
きく（Ｋ1 ＞Ｋ1 ´）なる応力場におかれている。一
方、高速回転に伴う遠心力によって玉３２、３２は、外
輪３３内周面の外輪軌道３４に押し付けられる。従っ
て、玉３２、３２の転動面と外輪軌道３４との最大接触
面圧Ｐmax ´が、この転動面と内輪３０外周面の内輪軌
道３５との最大接触面圧Ｐmax よりも大きく（Ｐmax ´
＞Ｐmax ）なる。
ている。本実施例は、本発明を内輪回転の高速回転（高
dmn ）で使用されるアンギュラ型のラジアル玉軸受２９
に適用したものである。この様なラジアル玉軸受２９の
場合には、遠心力や発熱の為、内輪３０と回転軸３１と
の嵌合部からこの内輪３０に荷重が加わり、この内輪３
０に割れを発生する場合がある。即ち、内輪３０の応力
拡大係数Ｋ1 が外輪３３の応力拡大係数Ｋ1 ´よりも大
きく（Ｋ1 ＞Ｋ1 ´）なる応力場におかれている。一
方、高速回転に伴う遠心力によって玉３２、３２は、外
輪３３内周面の外輪軌道３４に押し付けられる。従っ
て、玉３２、３２の転動面と外輪軌道３４との最大接触
面圧Ｐmax ´が、この転動面と内輪３０外周面の内輪軌
道３５との最大接触面圧Ｐmax よりも大きく（Ｐmax ´
＞Ｐmax ）なる。
【００３２】そこで、この様な使用状態の場合には、前
記内輪３０を破壊靱性値Ｋ1cの大きな材料により造る事
で、この内輪３０に割れが発生する事を防止する。一
方、最大接触面圧Ｐmax ´が大きくなる外輪軌道３４を
有する外輪３３は、破壊靱性値Ｋ1c´が小さくても、モ
ード２による転がり疲労に対して強い材料により造る。
記内輪３０を破壊靱性値Ｋ1cの大きな材料により造る事
で、この内輪３０に割れが発生する事を防止する。一
方、最大接触面圧Ｐmax ´が大きくなる外輪軌道３４を
有する外輪３３は、破壊靱性値Ｋ1c´が小さくても、モ
ード２による転がり疲労に対して強い材料により造る。
【００３３】
【発明の効果】本発明のラジアル玉軸受は、以上に述べ
た通り構成され作用する為、回転抵抗をあまり増大させ
る事なく、何れの軌道輪の寿命も確保できる。従って、
ラジアル玉軸受を組み込んだ各種装置の性能を低下させ
る事なく、このラジアル玉軸受の耐久性向上を図れる。
た通り構成され作用する為、回転抵抗をあまり増大させ
る事なく、何れの軌道輪の寿命も確保できる。従って、
ラジアル玉軸受を組み込んだ各種装置の性能を低下させ
る事なく、このラジアル玉軸受の耐久性向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示す断面図。
【図２】同第二実施例を示す断面図。
【図３】スラスト玉軸受を組み込んだトロイダル型無段
変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面
図。
変速機の基本的構成を、最大減速時の状態で示す側面
図。
【図４】同じく最大増速時の状態で示す側面図。
【図５】トロイダル型無段変速機に組み込まれたスラス
ト玉軸受の断面図。
ト玉軸受の断面図。
【符号の説明】 １ 入力軸 ２ 入力側ディスク ２ａ 内側面 ３ 出力軸 ４ 出力側ディスク ４ａ 内側面 ５ 枢軸 ６ トラニオン ７ 変位軸 ８、８Ａ パワーローラ ８ａ 周面 ９ 押圧装置 １０ カム板 １１ 保持器 １２ ローラ １３、１４ カム面１５ スラスト玉軸受 １６ 玉１７ 外輪１８ 内輪軌道１９ 外輪軌道 ２０ 保持器 ２１ ラジアル玉軸受 ２２ 内輪 ２３ 軸 ２４ 外輪 ２５ ハウジング ２６ 内輪軌道 ２７ 外輪軌道 ２８ 玉 ２９ ラジアル玉軸受 ３０ 内輪 ３１ 回転軸 ３２ 玉 ３３ 外輪 ３４ 外輪軌道 ３５ 内輪軌道
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J051 AA03 BA03 BB02 BD02 BE09 CB07 EC03 3J101 AA03 AA32 AA42 AA52 AA53 AA54 AA62 BA53 BA54 BA55 BA56 DA02 FA31 GA11
Claims (1)
- 【請求項１】 第一の軌道輪と、この第一の軌道輪の片
面に形成された断面が円弧状で全体が円環状の第一の軌
道と、上記第一の軌道輪と同心に配置された第二の軌道
輪と、この第二の軌道輪の片面で上記第一の軌道と対向
する部分に形成された断面が円弧状で全体が円環状の第
二の軌道と、それぞれの転動面を前記第一、第二の両軌
道に当接させた複数の玉とを備え、使用時に前記第一の
軌道輪の応力拡大係数が前記第二の軌道輪の応力拡大係
数よりも大きくなる応力場におかれる玉軸受に於いて、
前記第一の軌道輪を構成する材料の破壊靱性値を前記第
二の軌道輪を構成する材料の破壊靱性値よりも大きくす
ると共に、前記第一の軌道と前記各玉との最大接触面圧
を前記第二の軌道と前記各玉との最大接触面圧よりも小
さくした事を特徴とする玉軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351475A JP3608547B2 (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ラジアル玉軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351475A JP3608547B2 (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ラジアル玉軸受 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07047794A Division JP3314520B2 (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | トロイダル型無段変速機用スラスト玉軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002195275A true JP2002195275A (ja) | 2002-07-10 |
| JP3608547B2 JP3608547B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=19163785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001351475A Expired - Fee Related JP3608547B2 (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ラジアル玉軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3608547B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012002275A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Nsk Ltd | トロイダル型無段変速機 |
-
2001
- 2001-11-16 JP JP2001351475A patent/JP3608547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012002275A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-01-05 | Nsk Ltd | トロイダル型無段変速機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3608547B2 (ja) | 2005-01-12 |
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Legal Events
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