JP2003207009A

JP2003207009A - トラクションドライブ用転動体

Info

Publication number: JP2003207009A
Application number: JP2002044125A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Nanbu; 俊和南部; Hirotaka Chiba; 啓貴千葉; Makoto Kano; 眞加納; Yoshiteru Yasuda; 芳輝保田; Kazuhiko Tanaka; 一彦田中
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-07-25
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP3748067B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな動力の伝達が可能であるトラクション
特性に優れたトラクションドライブ用転動体を提供す
る。【解決手段】転動面間でトラクションオイルを介在し
て動力を伝達するトラクションドライブ用転動体（入力
ディスク３，出力ディスク５，パワーローラ６）におい
て、駆動側および従動側の少なくとも一方の転動体の動
力を伝達する転動面の表面微細形状に関し、表面粗さ計
を用いて測定されてフィルターを通さずに得られる断面
曲線形状が、溝である凹部と突条である凸部を交互に配
列した形状であると共に、断面曲線の中心線よりも上側
の凸部の形状が、角が丸みを帯びた概略台形状、概略ク
ラウニング形状、概略楕円弧状、概略正弦波状、および
頂部が丸みを帯びた概略三角形状のいずれかであり、凹
凸の波長λと溝深さの半分のＡＭＰの比であるλ／ＡＭ
Ｐが５０以上４００以下であるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や産業機械
などの動力伝達装置において、入力軸からの回転をトラ
クションドライブにより無段で変速して出力側に伝達す
るのに利用されるトラクションドライブ型無段変速機に
関するものであり、さらに詳しくは、トラクションオイ
ルを介在させて用いられるトラクションドライブ用転動
体に関し、トラクション特性に優れた転動面の表面形状
を有するトラクションドライブ用転動体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】無段変速機は、動力伝達性能に優れ、ま
た、変速ショックがないことから、多方面で研究されて
いる。この中で、大きな動力を伝達する目的で、トラク
ションオイルを介して転動面同士で動力を伝達する方式
（トラクションドライブ方式：転がり式）のものが研究
されている。

【０００３】このトラクションオイルを介して転動面同
士で動力を伝達するトラクションドライブ方式は、高出
力エンジンに対応できる機構を有している。例えば図１
に示すトラクションドライブ方式の無段変速機１の基本
構成は、トラクションオイルを介して接触する金属製転
動体、すなわち、２枚のディスク（入力軸２に固定した
入力ディスク３および出力軸４に固定した出力ディスク
５）に挟まれたパワーローラ６のローラ軸の傾きを変化
させ、パワーローラ６を介してディスク３，５の接触半
径を変えて変速させることにより動力を無段変速で伝達
する仕組みになっている。このトラクションドライブ方
式の無段変速機の一例として、ハーフトロイダル型無段
変速機がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなトラクショ
ンドライブ方式に用いられる転動体（入力ディスク３，
出力ディスク５，パワーローラ６）は、高温高面圧下に
おいて優れたトラクション特性と高い転動疲労寿命性能
を有していることが要求される。また、将来の環境への
負荷の低減を考え、さらなる燃費の向上のため、車両重
量を軽くする必要があり、このためには、ユニットサイ
ズを小型化し、且つまた、同じサイズのユニットでは伝
達できる動力を大きくする必要があるという課題があっ
た。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなさ
れたものであって、大きな動力の伝達が可能であるトラ
クション特性に優れたトラクションドライブ用転動体を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるトラクシ
ョンドライブ用転動体は、請求項１に記載しているよう
に、転動面間でトラクションオイルを介在して動力を伝
達するトラクションドライブ用転動体において、駆動側
および従動側の少なくとも一方の転動体の動力を伝達す
る転動面の表面微細形状に関し、表面粗さ計を用いて測
定されてフィルターを通さずに得られる断面曲線形状
が、溝である凹部と突条である凸部を交互に配列した形
状であると共に、断面曲線の中心線よりも上側の凸部の
形状が、角が丸みを帯びた概略台形状、概略クラウニン
グ形状、概略楕円弧状、概略正弦波状、および頂部が丸
みを帯びた概略三角形状のいずれかであり、凹凸の波長
λと溝深さの半分のＡＭＰの比であるλ／ＡＭＰが５０
以上４００以下であることを特徴とし、上記構成をもっ
て従来の課題を解決するための手段としている。

【０００７】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項２に記載しているように、他方
の転動体の転動面が平滑であって、凹凸を有する転動体
の表面から少なくとも１００μｍ深さでの硬度がＨｖ８
００以上であることを特徴としている。

【０００８】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項３に記載しているように、凹凸
を有する転動体の表面から５０μｍ深さでの硬度がＨｖ
８００以上であることを特徴としている。

【０００９】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項４に記載しているように、凹凸
を有する転動体の表面から５０μｍ深さでの圧縮残留応
力が８００ＭＰａ以上であることを特徴としている。

【００１０】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項５に記載しているように、凹凸
を有する転動体の表面をローラバニッシング加工により
加工硬化させたことを特徴としている。

【００１１】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項６に記載しているように、凹凸
を有する転動体の表面における凸部の曲率半径が１ｍｍ
以上８ｍｍ以下であることを特徴としている。

【００１２】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項７に積載しているように、表面
粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得られ
る断面曲線形状において、凸部の頂部の曲率半径をβ
（μｍ）、断面曲線の中心線から凸部の頂上までの高さ
のばらつきの標準偏差をσ（μｍ）、転動体材料の等価
ヤング率をＥ’（Ｐａ）、転動体材料の硬度をＨ（Ｐ
ａ）とし、以下の式で定義される塑性指数ψが０．２以
下であることを特徴としている。

【００１３】

【数２】

【００１４】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項８に記載しているように、表面
粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得られ
る断面曲線形状において、表面粗さ計の縦倍率と横倍率
を等しくして計測した断面曲線の凸部の頂部付近の曲率
半径が０．８ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴と
している。

【００１５】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項９に記載しているように、表面
粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得られ
る断面曲線形状において、凸部の頂上から凸部と凹部の
高低差の１／１０だけ低い位置における凹凸１ピッチ分
の基準長さに対し、凸部の割合が３５〜７０％であるこ
とを特徴としている。

【００１６】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１０に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線形状において、凸部の頂上から凸部と凹部
の高低差の１／１０だけ低い位置における凹凸１ピッチ
分の基準長さに対し、凸部の割合が５０〜７０％である
ことを特徴としている。

【００１７】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１１に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線形状において、凸部の頂上から凸部と凹部
の高低差の１／１０だけ低い位置における基準線上で、
凸部の長さが７〜９０μｍであることを特徴としてい
る。

【００１８】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１２に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線形状において、凸部の頂上から凸部と凹部
の高低差の１／１０だけ低い位置における基準線上で、
凸部の長さが２５〜８０μｍであることを特徴としてい
る。

【００１９】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１３に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線において、凸部の頂上を中心とする１０μ
ｍの範囲について、原子間力顕微鏡にて測定した表面粗
さＲｚが１００ｎｍ以下であることを特徴としている。

【００２０】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１４に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線において、断面曲線の中心線での溝幅であ
る凹部の長さが１０〜４０μｍであることを特徴として
いる。このとき、表面粗さＲｚは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１
において定められているものである。

【００２１】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１５に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線において、最大荷重におけるヘルツ接触楕
円の転動方向に直交する方向の直径に対し、凹部のピッ
チが１．２〜９％であることを特徴としている。

【００２２】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１６に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線において、最大荷重におけるヘルツ接触楕
円の転動方向に直交する方向の直径に対し、凹部のピッ
チが２．４〜６％であることを特徴としている。

【００２３】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１７に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線において、最大荷重におけるヘルツ接触楕
円の転動方向に直交する方向の直径に対し、溝幅である
凹部の長さが０．６〜２％であることを特徴としてい
る。

【００２４】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１８に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線において、最大荷重におけるヘルツ接触楕
円の転動方向と平行な方向の直径に対し、溝幅である凹
部の長さが０．８〜３．２％であることを特徴としてい
る。

【００２５】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項１９に記載しているように、表
面粗さ計を用いて測定されてフィルターを通さずに得ら
れる断面曲線形状において、凹部が転動方向とほぼ平行
に且つ螺旋状に形成されていることを特徴としている。

【００２６】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項２０に記載しているように、凹
部が、少なくともヘルツ接触楕円の長さよりも長く連続
していることを特徴としている。

【００２７】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項２１に記載しているように、ト
ラクションドライブ用転動体の動力を伝達する転動面に
ついて、駆動側および従動側の一方が、凹部と凸部を有
し、他方が、断面曲線の中心線における平均粗さＲａで
０．０１μｍ以下、最大高さＲｙで０．１μｍ以下の表
面微細形状を有することを特徴としている。このとき、
表面粗さＲｚおよび最大高さＲｙは、ＪＩＳ−Ｂ０６０
１において定められているものである。

【００２８】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項２２に記載しているように、転
動体に用いる材料および転動体製造時の熱処理の組み合
わせが、肌焼き鋼材料と浸炭焼入れ焼き戻し熱処理の組
み合わせ、肌焼き鋼材料と浸炭窒化焼入れ焼き戻し熱処
理の組み合わせ、軸受鋼材料と焼入れ焼き戻し熱処理の
組み合わせ、軸受鋼材料と浸炭焼入れ焼き戻し熱処理の
組み合わせ、および軸受鋼材料と浸炭窒化焼入れ焼き戻
し熱処理の組み合わせのうちから選択されることを特徴
としている。

【００２９】同じく、本発明に係わるトラクションドラ
イブ用転動体は、請求項２３に記載しているように、転
動体は、トロイダル曲面型の円環凹面形状をなす転動面
をそれぞれ備えた入力ディスクおよび出力ディスクと、
対向して配置された入力ディスクおよび出力ディスクの
円環凹面形状の転動面に挟まれて円環凸面形状をなす転
動面を備え且つローラ軸を傾動可能としたパワーローラ
との組み合わせとから成り、ハーフトロイダル型無段変
速機の構成要素となることを特徴としている。

【００３０】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、転動面間でトラクションオイル
を介在して動力を伝達するトラクションドライブ用転動
体において、駆動側および従動側の少なくとも一方の転
動体の動力を伝達する転動面に凹部と突条の凸部を交互
に配置した形状を設けている。

【００３１】このとき、当該トラクションドライブ用転
動体では、転動面の表面微細形状に関し、表面粗さ計を
用いて測定されてフィルターを通さずに得られる断面曲
線形状において、断面曲線の中心線すなわち断面曲線を
長さ方向に積分した平均的な高さに引いた線よりも上側
の凸部の形状が、角が丸みを帯びた概略台形状、概略ク
ラウニング形状、概略楕円弧状、概略正弦波状、および
頂点が丸みを帯びた概略三角形状のいずれかであるもの
とし、さらに、波長λと溝深さの半分のＡＭＰの比であ
るλ／ＡＭＰが５０以上４００以下としているので、金
属接触を小さく留めて耐久性の向上を図りつつ、大きな
トラクション力が発生することとなり、大きな動力の伝
達が可能であるトラクション特性に優れたトラクション
ドライブ用転動体が提供される。

【００３２】また、λ／ＡＭＰを５０以上とすること
で、表面に発生する局所応力を小さくすることができる
ために、優れた安定性を有するものとなる。一方、λ／
ＡＭＰを４００以下とすることで、トラクション係数を
安定して向上させることが可能である。

【００３３】本発明の請求項２に係わるトラクションド
ライブ用転動体では、他方の転動体の転動面が平滑であ
って、凹凸を有する転動体の表面から少なくとも１００
μｍ深さでの硬度をＨｖ８００以上としたので、使用中
に凸部の深さが変化し難く、耐摩耗性や耐陥没性に優れ
たトラクションドライブ用転動体が提供される。

【００３４】本発明の請求項３に係わるトラクションド
ライブ用転動体では、凹凸を有する転動体の表面から５
０μｍ深さでの硬度をＨｖ８００以上としたので、耐摩
耗性や耐陥没性がさらに優れたトラクションドライブ用
転動体が提供される。

【００３５】本発明の請求項４に係わるトラクションド
ライブ用転動体では、凹凸を有する転動体の表面から５
０μｍ深さでの圧縮残留応力を８００ＭＰａ以上とした
ので、耐摩耗性や耐陥没性がさらに優れたトラクション
ドライブ用転動体が提供される。

【００３６】本発明の請求項５に係わるトラクションド
ライブ用転動体では、凹凸を有する転動体の表面をロー
ラバニッシング加工により加工硬化させるので、所望の
硬度を有する転動体が得られることとなる。

【００３７】本発明の請求項６に係わるトラクションド
ライブ用転動体では、凹凸を有する転動体の表面におけ
る凸部の曲率半径を１ｍｍ以上８ｍｍ以下としたので、
エッジ応力の発生を抑制すると共に、過大な応力の発生
を防止して、耐久性に優れたトラクションドライブ用転
動体が提供される。

【００３８】本発明の請求項７に係わるトラクションド
ライブ用転動体では、断面曲線形状において、凸部の頂
部の曲率半径をβ（μｍ）、断面曲線の中心線から凸部
の頂上までの高さのばらつきの標準偏差をσ（μｍ）、
転動体材料の等価ヤング率をＥ’（Ｐａ）、転動体材料
の硬度をＨ（Ｐａ）とし、これらの関係式で定義される
塑性指数ψを０．２以下としているので、一層大きなト
ラクション係数が発揮されると共に、金属接触がさらに
低減することとなり、トラクション伝達により優れた長
寿命のトラクションドライブ用転動体が提供される。

【００３９】本発明の請求項８に係わるトラクションド
ライブ用転動体では、断面曲線形状において、表面粗さ
計の縦倍率と横倍率を等しくして計測した断面曲線にお
ける凸部の頂部付近の曲率半径を０．１ｍｍ以上とし、
好ましくは曲率半径を０．８ｍｍ以上とし、より好まし
くは０．８ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることにより、よ
り大きなトラクション係数を発揮できるトラクションド
ライブ用転動体が提供される。この場合、とくに、曲率
半径を０．８ｍｍ以上と限定することにより、より一層
の金属接触が低減されて耐久性が向上する。

【００４０】なお、断面曲線における凸部の曲率半径
（ｒ）は図２３に示す関係にある。すなわち、断面曲線
の中心線Ｃ１から凸部の頂部までの長さをｔとし、凸部
の中心線Ｃ２から断面曲線と同断面曲線の中心線Ｃ１と
の交点Ｃ３までの長さをＳとしたとき、曲率半径（ｒ）
はｔ^２＋Ｓ^２／２ｔで表される。

【００４１】本発明の請求項９に係わるトラクションド
ライブ用転動体では、断面曲線形状において、図２０に
示すように、凸部の頂上から凸部と凹部の高低差の１／
１０だけ低い位置における凹凸１ピッチ分の基準長さに
Ｌ１対して、凸部の長さＬ２割合を３５〜７０％として
いるので、より大きなトラクション係数を発揮できるト
ラクションドライブ用転動体が提供される。

【００４２】本発明の請求項１０に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線形状において、凸部の
頂上から凸部と凹部の高低差の１／１０だけ低い位置に
おける凹凸１ピッチ分の基準長さに対して、凸部の割合
を５０〜７０％としているので、より一層大きなトラク
ション係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体
が提供される。

【００４３】本発明の請求項１１に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線形状において、凸部の
頂上から凸部と凹部の高低差の１／１０だけ低い位置に
おける凹凸１ピッチ分の基準線に対して、凸部の長さを
７〜９０μｍとしているので、り大きなトラクション係
数を発揮できるトラクションドライブ用転動体が提供さ
れる。

【００４４】本発明の請求項１２に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線形状において、凸部の
頂上から凸部と凹部の高低差の１／１０だけ低い位置に
おける凹凸１ピッチ分の基準線に対して、凸部の長さを
２５〜８０μｍとしているので、より一層大きなトラク
ション係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体
が提供される。

【００４５】本発明の請求項１３に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線において、図２１に示
す如く凸部の頂上を中心とする１０μｍのＡ範囲につい
て、原子間力顕微鏡にて測定した表面粗さＲｚを１００
ｎｍ以下としているので、金属接触による耐久性への跳
ね返りが小さくなり、より大きなトラクション係数を発
揮できるトラクションドライブ用転動体が提供される。

【００４６】本発明の請求項１４に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線において、中心線での
溝幅である凹部の長さを１０〜４０μｍとしているの
で、金属接触による耐久性への跳ね返りが小さくなり、
より大きなトラクション係数を発揮できるトラクション
ドライブ用転動体が提供される。この場合、凹部の長さ
を１０μｍよりも大きくすると、トラクション特性が飛
躍的に向上し、凹部の長さを４０μｍよりも小さくする
と、金属接触が生じる確立が下がり、耐久性が飛躍的に
向上する。また、当該トラクションドライブ用転動体で
は、トラクションオイルの排出が効果的に行われると共
に、油膜厚さを適切な厚さに保持し得ることとなり、よ
り大きなトラクション係数を発揮しながら金属接触を低
減して長寿命を維持する。

【００４７】本発明の請求項１５に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線において、最大荷重に
おけるヘルツ接触楕円の転動方向に直交する方向の直径
に対し、凹部ピッチを１．２〜９％としているので、よ
り大きなトラクション係数が安定的に発揮され、且つ金
属接触が生じることによる耐久性への跳ね返りの懸念が
少ないトラクションドライブ用転動体が提供される。

【００４８】本発明の請求項１６に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線において、最大荷重に
おけるヘルツ接触楕円の転動方向に直交する方向の直径
に対し、凹部ピッチを２．４〜６％としているので、高
いトラクション特性がより安定した状態で得られること
となる。

【００４９】本発明の請求項１７に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線において、最大荷重に
おけるヘルツ接触楕円の転動方向に直交する方向の直径
に対し、溝幅である凹部長さを０．６〜２％としている
ので、より大きなトラクション係数を発揮できるトラク
ションドライブ用転動体が提供され、また、トラクショ
ンオイルの排出が効果的に行われると共に、油膜厚さを
適切な厚さに保持し得ることとなり、より大きなトラク
ション係数を発揮しながら金属接触を低減して長寿命を
維持する。

【００５０】本発明の請求項１８に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線において、最大荷重に
おけるヘルツ接触楕円の転動方向と平行な方向の直径に
対し、溝幅である凹部の長さを０．８〜３．２％として
いるので、金属接触による耐久性への跳ね返りが小さく
なり、より大きなトラクション係数を発揮できるトラク
ションドライブ用転動体が提供され、また、トラクショ
ンオイルの排出が効果的に行われると共に、油膜厚さを
適切な厚さに保持し得ることとなり、より大きなトラク
ション係数を発揮しながら金属接触を低減して長寿命を
維持する。

【００５１】本発明の請求項１９に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、断面曲線において、凹部が転動
方向とほぼ平行に、且つ螺旋状に形成したので、より大
きなトラクション係数を発揮できるトラクションドライ
ブ用転動体が提供される。

【００５２】本発明の請求項２０に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、凹部が少なくともヘルツ接触楕
円の長さよりも長く連続しているので、大きなトラクシ
ョン係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体が
提供される。

【００５３】本発明の請求項２１に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、トラクションドライブ用転動体
の動力を伝達する転動面について、駆動側および従動側
の一方が、凹部と凸部を有するものとし、他方が、断面
曲線の中心線における平均粗さＲａで０．０１μｍ以
下、最大高さＲｙで０．１μｍ以下としているので、よ
り一層大きなトラクション係数がより安定的に発揮され
ると共に、金属接触による耐久性への跳ね返りの懸念の
少ないトラクションドライブ用転動体が提供される。

【００５４】本発明の請求項２２に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、転動体に用いる材料および転動
体製造時の熱処理の組み合わせが、肌焼き鋼材料と浸炭
焼入れ焼き戻し熱処理の組み合わせ、肌焼き鋼材料と浸
炭窒化焼入れ焼き戻し熱処理の組み合わせ、軸受鋼材料
と焼入れ焼き戻し熱処理の組み合わせ、軸受鋼材料と浸
炭焼入れ焼き戻し熱処理の組み合わせ、および軸受鋼材
料と浸炭窒化焼入れ焼き戻し熱処理の組み合わせのうち
から選択されるものとすることにより、耐摩耗性が良好
で、且つまた長期にわたって優れたトラクション特性を
維持し得るトラクションドライブ用転動体が提供され
る。

【００５５】本発明の請求項２３に係わるトラクション
ドライブ用転動体では、転動体が、円環体凹面形状をな
す転動面をそれぞれ備えた入力ディスクおよび出力ディ
スクと、対向して配置した入力ディスクおよび出力ディ
スクの円環体凹面形状のトラクション転動面間に挟まれ
て凹面形状のトラクション転動面と相互に転動する円環
体凸面形状をなすトラクション転動面を備え且つローラ
軸を傾動可能としたパワーローラとの組み合わせからな
り、ハーフトロイダル型無段変速機の構成要素となるも
のとし、入力ディスクおよび出力ディスク、またはパワ
ーローラの少なくとも１つのトラクション転動面を上述
した表面微細形状としているので、大きな動力の伝達が
可能であり、しかも、ユニットサイズの小型化および軽
量化、ないしは単位容積および単位重量当たりの高出力
化が可能であるハーフトロイダル型無段変速機が提供さ
れる。

【００５６】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、転動面間でトラクションオ
イルを介在して動力を伝達するトラクションドライブ用
転動体において、金属接触を小さく留めて耐久性の向上
を図りつつ、大きなトラクション力を発生することが可
能となり、大きな動力の伝達が可能であるトラクション
特性に優れたトラクションドライブ用転動体を提供する
ことができる。また、とくに凹凸の波長λと溝深さの半
分のＡＭＰの比であるλ／ＡＭＰを５０以上とすること
により、表面に発生する局所応力を小さくできるため
に、優れた耐久性能を得ることができ、且つλ／ＡＭＰ
を４００以下とすることで、トラクション係数を安定し
て向上させることができる。

【００５７】本発明の請求項２に係わるトラクションド
ライブ用転動体によれば、請求項１と同様の効果を得る
ことができるうえに、使用中に凸部の深さが変化し難
く、耐摩耗性や耐陥没性に優れたトラクションドライブ
用転動体を提供することができる。

【００５８】本発明の請求項３に係わるトラクションド
ライブ用転動体によれば、請求項１および２と同様の効
果を得ることができるうえに、耐摩耗性や耐陥没性がさ
らに優れたトラクションドライブ用転動体を提供するこ
とができる。

【００５９】本発明の請求項４に係わるトラクションド
ライブ用転動体によれば、請求項１〜３と同様の効果を
得ることができるうえに、耐摩耗性や耐陥没性がさらに
優れたトラクションドライブ用転動体を提供することが
できる。

【００６０】本発明の請求項５に係わるトラクションド
ライブ用転動体によれば、請求項１〜４と同様の効果を
得ることができるうえに、所望の硬度を有する転動体を
容易に得ることができる。

【００６１】本発明の請求項６に係わるトラクションド
ライブ用転動体によれば、請求項１〜５と同様の効果を
得ることができるうえに、エッジ応力の発生を抑制する
と共に、過大な応力の発生を防止して、耐久性に優れた
トラクションドライブ用転動体を提供することができ
る。

【００６２】本発明の請求項７に係わるトラクションド
ライブ用転動体によれば、請求項１と同様の効果を得る
ことができるうえに、一層大きなトラクション係数を発
揮することができると共に、金属接触をさらに低減させ
ることができ、トラクション伝達により優れた長寿命の
トラクションドライブ用転動体を提供することができ
る。

【００６３】本発明の請求項８に係わるトラクションド
ライブ用転動体によれば、請求項１または７と同様の効
果を得ることができるうえに、より大きなトラクション
係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体を提供
することができ、とくに、曲率半径を０．８ｍｍ以上と
限定することにより、より一層の金属接触を低減でき、
耐久性向上を図ることができる。

【００６４】本発明の請求項９に係わるトラクションド
ライブ用転動体によれば、請求項１、７および８と同様
の効果を得ることができるうえに、より大きなトラクシ
ョン係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体を
提供することができる。

【００６５】本発明の請求項１０に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７および８と同
様の効果を得ることができるうえに、より大きなトラク
ション係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体
を提供することができる。

【００６６】本発明の請求項１１に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１０と同様
の効果を得ることができるうえに、断面曲線形状におい
て、より大きなトラクション係数を発揮できるトラクシ
ョンドライブ用転動体を提供することができる。

【００６７】本発明の請求項１２に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１０と同様
の効果を得ることができるうえに、より一層大きなトラ
クション係数を発揮できるトラクションドライブ用転動
体を提供することができる。

【００６８】本発明の請求項１３に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１２と同様
の効果を得ることができるうえに、金属接触による耐久
性への跳ね返りを小さくし、より大きなトラクション係
数を発揮できるトラクションドライブ用転動体を提供す
ることができる。

【００６９】本発明の請求項１４に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１３と同様
の効果を得ることができるうえに金属接触による耐久性
への跳ね返りを小さくし、より大きなトラクション係数
を発揮できるトラクションドライブ用転動体を提供する
ことができ、また、トラクションオイルの排出を効果的
に実施することができると共に、油膜厚さを適切な厚さ
に保持することができ、より大きなトラクション係数を
発揮しながら金属接触を低減して長寿命を維持すること
ができる。

【００７０】本発明の請求項１５に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１４と同様
の効果を得ることができるうえに、より大きなトラクシ
ョン係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体を
提供することができる。

【００７１】本発明の請求項１６に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１４と同様
の効果を得ることができるうえに、より一層大きなトラ
クション係数を発揮するトラクションドライブ用転動体
を提供することができる。

【００７２】本発明の請求項１７に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１６と同様
の効果を得ることができるうえに、より大きなトラクシ
ョン係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体を
提供することができ、また、トラクションオイルの排出
を効果的に実施することができると共に、油膜厚さを適
切な厚さに保持することができ、より大きなトラクショ
ン係数を発揮しながら金属接触を低減して長寿命を維持
することができる。

【００７３】本発明の請求項１８に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１７と同様
の効果を得ることができるうえに、金属接触による耐久
性への跳ね返りを小さくし、より大きなトラクション係
数を発揮できるトラクションドライブ用転動体を提供す
ることができ、また、トラクションオイルの排出を効果
的に実施することができると共に、油膜厚さを適切な厚
さに保持することができ、より大きなトラクション係数
を発揮しながら金属接触を低減して長寿命を維持するこ
とができる。

【００７４】本発明の請求項１９に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１８と同様
の効果を得ることができるうえに、より大きなトラクシ
ョン係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体を
提供することができる。

【００７５】本発明の請求項２０に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜１９と同様
の効果を得ることができるうえに、大きなトラクション
係数を発揮できるトラクションドライブ用転動体を提供
することができる。

【００７６】本発明の請求項２１に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜２０と同様
の効果を得ることができるうえに、より一層大きなトラ
クション係数をより安定的に発揮でき、且つ金属接触に
よる耐久性への跳ね返りの懸念の少ないトラクションド
ライブ用転動体を提供することができる。

【００７７】本発明の請求項２２に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜２１と同様
の効果を得ることができるうえに、耐摩耗性が良好にな
り、長期にわたって優れたトラクション特性を維持し得
るトラクションドライブ用転動体を提供することができ
る。

【００７８】本発明の請求項２３に係わるトラクション
ドライブ用転動体によれば、請求項１、７〜２２と同様
の効果を得ることができるうえに、大きな動力の伝達が
可能であり、しかも、ユニットサイズの小型化および軽
量化、ないしは単位容積および単位重量当たりの高出力
化が可能であるハーフトロイダル型無段変速機を提供す
ることができる。

【００７９】

【実施例】本発明に係わるトラクションドライブ用転動
体は、その製造方法がとくに限定されることはないが、
製造方法の代表的な例としては、材料を肌焼き鋼もしく
は軸受鋼とし、肌焼き鋼の場合には、浸炭焼入れ焼き戻
し、あるいは浸炭窒化焼入れ焼き戻しを行い、軸受鋼の
場合には、焼入れ焼き戻し、あるいは浸炭焼入れ焼き戻
し、あるいは浸炭窒化焼入れ焼き戻しを行う。そして、
熱処理後には、転動面となる面に対して、研削加工、ｃ
―ＢＮ工具を用いた切削による溝状凹部の形成、テープ
ラップ、凸部の削り取りを順次行い、凹部（溝）と凸部
（突条）を等間隔で交互に配列させた形状とし、この
際、断面曲線の中心線よりも上側の凸部の形状が、角が
丸みを帯びた概略台形状、概略クラウニング形状、概略
楕円弧状、概略正弦波状、および頂点が丸みを帯びた概
略三角形状となるようにする。

【００８０】このとき、当該トラクションドライブ用転
動体では、本発明の請求項１から１８に記載したよう
に、転動面の表面微細形状を設定することで、大きな動
力の伝達が可能であると共に、高温高面圧下において優
れたトラクション特性と高い転動疲労寿命性能を実現し
得るものとなる。

【００８１】また、トラクション特性に優れたトラクシ
ョンドライブ用転動体が提供されることから、トロイダ
ル曲面型の円環凹面形状をなす転動面をそれぞれ備えた
入力ディスクおよび出力ディスクと、対向して配置され
た入力ディスクおよび出力ディスクの円環凹面形状の転
動面に挟まれて円環凸面形状をなす転動面を備え且つロ
ーラ軸を傾動可能としたパワーローラとの組み合わせか
ら、トラクション特性に優れたハーフトロイダル型無段
変速機を構成し得ることとなる。

【００８２】以下、本発明に係わるトラクションドライ
ブ用転動体について、実施例および比較例により詳しく
説明する。なお、本発明に係わるトラクションドライブ
用転動体は、以下の実施例のみに限定されないことはい
うまでもない。

【００８３】（試験方法）本実施例では、図２に示す４
円筒転がり試験機を用いて転動体（試験片）の転がりす
べり試験を実施した。図示の４円筒転がり試験機は、従
軸５１と、従軸５１を中心にして互いに平行に配置され
且つ遊星歯車を介して回転する３本の主軸５３ａ〜５３
ｃを備えると共に、従軸５１に支持された従動側転動体
５２の外周面に、各主軸５３ａ〜５３ｃにより個別に支
持された３個の駆動側転動体５４ａ〜５４ｃを接触さ
せ、３本の主軸５３ａ〜５３ｃのうちの１本（５３ａ）
に対して加圧機構で負荷を加えることにより、従動側転
動体５２の外周面に各駆動側転動体５４ａ〜５４ｃを圧
接させる構造になっている。加圧機構は、３本の加圧用
アーム５５ａ〜５５ｃをＴ型に配置して、各アーム５５
ａ〜５５ｃを上下方向に摺動自在に保持し、直線状に配
置した横２本のアーム５５ａ，５５ｂの外側の端部にウ
エイト５６を吊り下げると共に、両アーム５５ａ，５５
ｂの内側の端部同士を上下に重合させている。また、残
る１本のアーム５５ｃは、一端部を横のアーム５５ａ，
５５ｂの重合部分の上側に重合すると共に、他端部を先
の駆動側転動体５４ａの回転軸５３ａに設けた加圧部５
７に当接させている。

【００８４】４円筒転がり試験機は、加圧機構におい
て、左右のウエイト５６の重量を各アーム５５ａ〜５５
ｃを介して加圧部５７に作用させ、従動側転動体５２の
外周面に各駆動側転動体５４ａ〜５４ｃを圧接させるも
のとなっており、従動側転動体５２の従軸５１に設けた
トルクセンサで同従軸５１に発生するトルクを測定する
ことにより、トラクション係数を算出することができ
る。

【００８５】本実施例では、先の図２に示す４円筒転が
り試験機を用いて転動体（試験片）の転がりすべり試験
を実施し、トラクション係数を算出すると共に、円筒間
の接触状態を定性的に評価する目的で、電気抵抗法を用
いた油膜形成率の算出を行った。本実施例の試験では、
スリップ率：０〜３％、平均すべり速度：３０ｍ／ｓ、
平均軸回転数：１００００ｒｐｍとし、主軸５３ａ〜５
３ｃと従軸５１に均等に差動を与えてすべり速度を一定
にした。さらに、１５０℃に設定したトラクションオイ
ルを２Ｌ／ｍｉｎで回転方向入り口部から供給した。そ
して、本実施例では、スリップ率３％でのトラクション
係数および油膜形成率を算出した。

【００８６】（実施例１〜１２、比較例１，２）従動側
転動体５２については、直径＝６０ｍｍ、厚さ＝１０ｍ
ｍであり、転動面がフラットな円筒形状とした。本実施
例および比較例においては、ＳＣｒ４２０鋼、ＳＣＭ４
２０鋼を浸炭焼入れ焼き戻ししたもの、ＳＣＭ４２０鋼
を浸炭窒化焼入れ焼き戻ししたもの、ＳＵＪ２鋼を焼入
れ焼き戻ししたもの、およびＳＵＪ２鋼を浸炭窒化焼入
れ焼き戻したものを用い、転動面を研削した後、多結晶
ｃ―ＢＮ切削工具を用いて転動面に溝を切削加工し、こ
の後、テープラップにて突部を削り落とし、転動面に、
溝状凹部と突条の凸部を交互に配置してなる所望の凹凸
形状の表面微細形状を得た。

【００８７】他方、外側３個の駆動側転動体５４ａ〜５
４ｃについては、直径＝６０ｍｍ、厚さ＝１０ｍｍであ
り、転動面がＲ＝３０ｍｍのクラウニング形状をなす円
筒形状とした。この場合には、ＳＵＪ２鋼の焼入れ焼き
戻し材を用い、転動面に研削を行ってからテープラップ
により中心線平均粗さＲａを０．０１μｍ、最大高さＲ
ｙを０．１μｍに仕上げた。

【００８８】従動側転動体５２について、実施例１〜１
２の断面曲線を図３〜１４に、比較例１，２の断面曲線
を図１５，１６に示す。また、実施例１〜１２、比較例
１，２に用いた外側の駆動側転動体５４ａ〜５４ｃの断
面曲線を図１８に示す。

【００８９】なお、断面曲線は、転動体５２の軸方向
（転動方向と直角な方向）に測定したものである。この
断面曲線については、（株）東京精密製の触針式表面粗
さ形状測定機、サーフコム１４００を用いて測定した。
この際、粗さ測定機の触針は、先端の形状が球面で、曲
率半径がＲ５μｍ、頂角が９０°であり、測定長さは１
ｍｍであった。

【００９０】また、凸部頂上の表面粗さについては、Ｄ
ｉｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＮａｎｏ
ｓｃｏｐｅ−ＩＩＩａ＋Ｄ３１００型の原子間力顕微鏡
を用い、スキャンサイズ１０μｍにてＡＦＭコンタクト
モードにて測定した。

【００９１】（比較例３）従動側転動体５２について
は、直径＝６０ｍｍ、厚さ＝１０ｍｍであり、転動面が
フラットな円筒形状とした。ＳＵＪ２鋼の焼入れ焼き戻
し後、転動面を研削し、さらに超仕上げを施した。この
断面曲線を図１７に示す。

【００９２】他方、外側３個の駆動側転動体５４ａ〜５
４ｃについては、直径＝６０ｍｍ、厚さ＝６０ｍｍであ
り、転動面がＲ＝３０ｍｍのクラウニング形状をなす円
筒形状とした。この場合には、ＳＵＪ２鋼を焼入れ焼き
戻ししたものを用い、転動面を研削し、さらに超仕上げ
を施した。この断面曲線を図１９に示す。

【００９３】（評価結果）上記の実施例１〜１２および
比較例１〜３の仕様、ならびに実施例および比較例で得
られたスリップ率３％におけるトラクション係数および
油膜形成率を表１に示す。

【００９４】

【表１】

【００９５】表１に示した結果から明らかなように、実
施例１〜１２では、比較例３に対して良好なトラクショ
ン係数が安定して得られ、油膜も十分に形成されて金属
接触を低減することができた。これに対して、比較例
１、２では、油膜が十分に形成されず、トラクション係
数の測定中に金属接触が発生し、表面粗さが悪化するこ
とにより振動が増大して、試験を継続することができな
かった。

【００９６】（実施例１３〜３０、比較例４、５）従動
側転動体５２については、直径＝６０ｍｍ、厚さ＝１０
ｍｍであり、転動面がフラットな円筒形状とした。本実
施例１３〜３２および比較例４、５では、ＳＵＪ２鋼を
焼入れ焼き戻ししたものを用い、転動面を研削した後、
多結晶ｃ―ＢＮ切削工具を用いて転動面に溝を切削加工
し、その後、テープラップにて凸部を削り落とし、転動
面に溝状凹部と突条の凸部を交互に配置してなる所望の
凹凸形状の表面微細形状を得た。

【００９７】他方、外側３個の駆動側転動体５４ａ〜５
４ｃについては、直径＝６０ｍｍ、厚さ＝１０ｍｍであ
り、転動面がＲ＝３０ｍｍのクラウニング形状を成す円
筒形状とした。この場合には、ＳＵＪ２鋼の焼入れ焼き
戻し材を用い、転動面に研削を行ってから、超仕上げ加
工により中心線平均粗さＲａを０．０２μｍ、最大高さ
Ｒｙを０．１２μｍに仕上げた。

【００９８】（評価結果）上記の実施例１３〜３２およ
び比較例４、５の仕様、ならびに実施例および比較例で
得られたスリップ率３％におけるトラクション係数およ
び油膜形成率を表１に示す。本実施例１３〜３２におい
ては、ワイドピッチ化することで比較例３に対して良好
なトラクション係数が安定して得られ、油膜も十分に形
成されて金属接触をすることが低減できた。これに対し
て比較例４、５では、比較例３と同等のトラクション係
数しか得られなかった。

【００９９】実施例１３〜３２においては、ワイドピッ
チとすることでトラクション係数および油膜形成率のい
ずれも溝深さに鈍感な特性を示し、使用中に摩耗等によ
り溝深さが小さくなっても、特性が変化しにくいという
優れた効果がある。また、溝深さのばらつき範囲の許容
差を大きくできるため、溝形成も容易になるという優れ
た特性を付与しえる。

【０１００】（実施例３１〜３４、比較例６）実施例３
１〜３４では、一方の転動体の作成において、直径が２
６ｍｍであり、トラクション転動面がフラットな円筒形
状の転動体とした。ＳＣＭ４２０鋼を浸炭窒化焼入れ焼
戻ししたものを用い、トラクション転動面を研削した
後、超仕上加工を行った。その後、φ６ｍｍの窒化珪素
球を用いたバニッシング加工を施した。バニッシング条
件は、押付け荷重を１００ｋｇｆとし、送りを０．１ｍ
ｍ／ｒｅｖとした。こののち、刃先が５０μｍのｃ−Ｂ
Ｎ工具を用いて溝を切削し、テープラップ加工にて凸部
を削り落とし、所望の凹凸形状を得た。

【０１０１】実施例３４の転動体については、超仕上加
工までは同一とし、その後、平均粒径５０μｍ、硬度８
３０Ｈｖのスチールビーズを、投射距離２００ｍｍか
ら、投射圧力５ｋｇｆ／ｃｍ^２、２ｒｐｍで６０秒噴
射し、さらに、実施例３１〜３３と同様のバニッシング
加工を行った後に溝を切削し、テープラップ加工を施し
て所望の凹凸形状を得た。

【０１０２】比較例６の転動体については、超仕上加工
が終了した時点で加工工程を終了し、試験に供した。な
お、実施例３１と比較例６について、転動面の表面から
の距離と硬度との関係を図２２に示す。

【０１０３】他方の転動体に関しては、実施例３１〜３
４および比較例６のいずれも同じものを使用した。他方
の転動体については、直径１３０ｍｍ、厚さ１８ｍｍ、
トラクション転動面がＲ＝３０ｍｍのクラウニング形状
を成すようにし、ＳＣＭ４３５鋼を浸炭窒化焼入れ焼戻
ししたものを用い、研削後、超仕上加工により転動面が
Ｒａ０．０２μｍになるように仕上た。

【０１０４】これらの実験条件としては、２つの円筒を
互いに押付けながら、荷重１５６０ｋｇｆ、油温９０
℃、供給油量２ｌ／ｍｉｎ、平均転がり速度２．８５ｍ
／ｓ、滑り率−１０％で回転させた。この場合、φ２６
ｍｍの円筒の周速をｖ１（ｍ／ｓ）とし、φ１３０ｍｍ
の円筒の周速をｖ２（ｍ／ｓ）とした場合、滑り率は
（ｖ１−ｖ２）／ｖ２で表される。上記の条件にてφ２
６ｍｍの円筒が１×１０^６回数回転した後、試験片を取
外し、試験前の形状と試験後の形状を比較することによ
り、凹凸の深さの変化量を測定した。

【０１０５】（評価結果）溝深さの変化量は、（株）東
京精密製の表面粗さ形状測定器サーフコム１４００Ａに
て測定した。溝深さ変化量は、非転動部の平均値から転
動部の溝深さを差し引いたものとし、その結果を表２に
示す。なお、表２中のＲＬＢ加工はローラバニッシング
加工であり、ＷＰＣは極小径ショットピーニング加工で
ある。また、上記ＳＣｒ４２０鋼、ＳＣＭ４２０鋼、Ｓ
ＣＭ４３５鋼およびＳＵＪ２鋼は、ＪＩＳＧ４１０５
に示される鋼材の分類である。

【０１０６】

【表２】

【０１０７】表２から明らかなように、実施例３１〜３
４は、比較例６に比べて溝深さの変化量が小さい。すな
わち、実施例３１〜３４のものは、溝深さが減少するこ
とによる性能変化を抑制することができ、大きなトラク
ション力を安定して且つ持続的に発揮することができ
る。これに対して、比較例６のものは、溝深さの変化量
が大きく、この場合には、トラクション係数が時間とと
もに減少し、良好なトラクション係数を維持する時間が
実施例のものよりも短くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクションドライブ型無段変速機の基本構成
を示す断面説明図である。

【図２】４円筒転がり試験機の概要を示す斜視説明図で
ある。

【図３】表面粗さ計により測定された実施例１の従動側
転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図４】表面粗さ計により測定された実施例２の従動側
転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図５】表面粗さ計により測定された実施例３の従動側
転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図６】表面粗さ計により測定された実施例４の従動側
転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図７】表面粗さ計により測定された実施例５の従動側
転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図８】表面粗さ計により測定された実施例６の従動側
転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図９】表面粗さ計により測定された実施例７の従動側
転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図１０】表面粗さ計により測定された実施例８の従動
側転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図１１】表面粗さ計により測定された実施例９の従動
側転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図１２】表面粗さ計により測定された実施例１０の従
動側転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図１３】表面粗さ計により測定された実施例１１の従
動側転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図１４】表面粗さ計により測定された実施例１２の従
動側転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図１５】表面粗さ計により測定された比較例１の従動
側転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図１６】表面粗さ計により測定された比較例２の従動
側転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図１７】表面粗さ計により測定された比較例３の従動
側転動体５２の断面曲線を示すグラフである。

【図１８】表面粗さ計により測定された実施例１〜１２
および比較例１，２の駆動側転動体５４ａ〜５４ｃの断
面曲線を示すグラフである。

【図１９】表面粗さ計により測定された比較例３の駆動
側転動体５４ａ〜５４ｃの断面曲線を示すグラフであ
る。

【図２０】凸部の頂上から凸部と凹部の高低差の１／１
０だけ低い位置における凹凸１ピッチ分の基準長さ上の
凸部の長さを示す説明図である。

【図２１】凸部の頂上を中心とする１０μｍの範囲を示
す説明図である。

【図２２】実施例３１および比較例６について、転動面
表面からの距離と硬度との関係を示すグラフである。

【図２３】断面曲線における凸部の曲率半径（ｒ）の定
義を示す説明図である。

【符号の説明】

１トラクションドライブ型無段変速機３入力ディスク（転動体）５出力ディスク（転動体）６パワーローラー（転動体）５２従動側転動体５４ａ〜５４ｃ駆動側転動体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加納眞神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者保田芳輝神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者田中一彦神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3J051 AA03 BA03 BB02 BE09 EC02 EC03 EC06 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転動面間でトラクションオイルを介在し
て動力を伝達するトラクションドライブ用転動体におい
て、駆動側および従動側の少なくとも一方の転動体の動
力を伝達する転動面の表面微細形状に関し、表面粗さ計
を用いて測定されてフィルターを通さずに得られる断面
曲線形状が、溝である凹部と突条である凸部を交互に配
列した形状であると共に、断面曲線の中心線よりも上側
の凸部の形状が、角が丸みを帯びた概略台形状、概略ク
ラウニング形状、概略楕円弧状、概略正弦波状、および
頂部が丸みを帯びた概略三角形状のいずれかであり、凹
凸の波長λと溝深さの半分のＡＭＰの比であるλ／ＡＭ
Ｐが５０以上４００以下であることを特徴とするトラク
ションドライブ用転動体。
【請求項２】他方の転動体の転動面が平滑であって、
凹凸を有する転動体の表面から少なくとも１００μｍ深
さでの硬度がＨｖ８００以上であることを特徴とする請
求項１に記載のトラクションドライブ用転動体。
【請求項３】凹凸を有する転動体の表面から５０μｍ
深さでの硬度がＨｖ８００以上であることを特徴とする
請求項１または２に記載のトラクションドライブ用転動
体。
【請求項４】凹凸を有する転動体の表面から５０μｍ
深さでの圧縮残留応力が８００ＭＰａ以上であることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトラクショ
ンドライブ用転動体。
【請求項５】凹凸を有する転動体の表面をローラバニ
ッシング加工により加工硬化させたことを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載のトラクションドライブ用
転動体。
【請求項６】凹凸を有する転動体の表面における凸部
の曲率半径が１ｍｍ以上８ｍｍ以下であることを特徴と
する請求項１〜５のいずれかに記載のトラクションドラ
イブ用転動体。
【請求項７】表面粗さ計を用いて測定されてフィルタ
ーを通さずに得られる断面曲線形状において、凸部の頂
部の曲率半径をβ（μｍ）、断面曲線の中心線から凸部
の頂上までの高さのばらつきの標準偏差をσ（μｍ）、
転動体材料の等価ヤング率をＥ’（Ｐａ）、転動体材料
の硬度をＨ（Ｐａ）とし、以下の式で定義される塑性指
数ψが０．２以下であることを特徴とする請求項１に記
載のトラクションドライブ用転動体。【数１】
【請求項８】表面粗さ計を用いて測定されてフィルタ
ーを通さずに得られる断面曲線形状において、表面粗さ
計の縦倍率と横倍率を等しくして計測した断面曲線の凸
部の頂部付近の曲率半径が０．８ｍｍ以上１０ｍｍ以下
であることを特徴とする請求項１または７に記載のトラ
クションドライブ用転動体。
【請求項９】表面粗さ計を用いて測定されてフィルタ
ーを通さずに得られる断面曲線形状において、凸部の頂
上から凸部と凹部の高低差の１／１０だけ低い位置にお
ける凹凸１ピッチ分の基準長さに対し、凸部の割合が３
５〜７０％であることを特徴とする請求項１、７および
８のいずれかに記載のトラクションドライブ用転動体。
【請求項１０】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線形状において、凸部の
頂上から凸部と凹部の高低差の１／１０だけ低い位置に
おける凹凸１ピッチ分の基準長さに対し、凸部の割合が
５０〜７０％であることを特徴とする請求項１、７およ
び８のいずれかに記載のトラクションドライブ用転動
体。
【請求項１１】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線形状において、凸部の
頂上から凸部と凹部の高低差の１／１０だけ低い位置に
おける基準線上で、凸部の長さが７〜９０μｍであるこ
とを特徴とする請求項１、７〜１０のいずれかに記載の
トラクションドライブ用転動体。
【請求項１２】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線形状において、凸部の
頂上から凸部と凹部の高低差の１／１０だけ低い位置に
おける基準線上で、凸部の長さが２５〜８０μｍである
ことを特徴とする請求項１、７〜１０のいずれかに記載
のトラクションドライブ用転動体。
【請求項１３】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線において、凸部の頂上
を中心とする１０μｍの範囲について、原子間力顕微鏡
にて測定した表面粗さＲｚが１００ｎｍ以下であること
を特徴とする請求項１、７〜１２のいずれかに記載のト
ラクションドライブ用転動体。
【請求項１４】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線において、断面曲線の
中心線での溝幅である凹部の長さが１０〜４０μｍであ
ることを特徴とする請求項１、７〜１３のいずれかに記
載のトラクションドライブ用転動体。
【請求項１５】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線において、最大荷重に
おけるヘルツ接触楕円の転動方向に直交する方向の直径
に対し、凹部のピッチが１．２〜９％であることを特徴
とする請求項１、７〜１４のいずれかに記載のトラクシ
ョンドライブ用転動体。
【請求項１６】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線において、最大荷重に
おけるヘルツ接触楕円の転動方向に直交する方向の直径
に対し、凹部のピッチが２．４〜６％であることを特徴
とする請求項１、７〜１４のいずれかに記載のトラクシ
ョンドライブ用転動体。
【請求項１７】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線において、最大荷重に
おけるヘルツ接触楕円の転動方向に直交する方向の直径
に対し、溝幅である凹部の長さが０．６〜２％であるこ
とを特徴とする請求項１、７〜１６のいずれかに記載の
トラクションドライブ用転動体。
【請求項１８】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線において、最大荷重に
おけるヘルツ接触楕円の転動方向と平行な方向の直径に
対し、溝幅である凹部の長さが０．８〜３．２％である
ことを特徴とする請求項１、７〜１７のいずれかに記載
のトラクションドライブ用転動体。
【請求項１９】表面粗さ計を用いて測定されてフィル
ターを通さずに得られる断面曲線形状において、凹部が
転動方向とほぼ平行に且つ螺旋状に形成されていること
を特徴とする請求項１、７〜１８のいずれかに記載のト
ラクションドライブ用転動体。
【請求項２０】凹部が、少なくともヘルツ接触楕円の
長さよりも長く連続していることを特徴とする請求項
１、７〜１９のいずれかに記載のトラクションドライブ
用転動体。
【請求項２１】トラクションドライブ用転動体の動力
を伝達する転動面について、駆動側および従動側の一方
が、凹部と凸部を有し、他方が、断面曲線の中心線にお
ける平均粗さＲａで０．０１μｍ以下、最大高さＲｙで
０．１μｍ以下の表面微細形状を有することを特徴とす
る請求項１、７〜２０のいずれかに記載のトラクション
ドライブ用転動体。
【請求項２２】転動体に用いる材料および転動体製造
時の熱処理の組み合わせが、肌焼き鋼材料と浸炭焼入れ
焼き戻し熱処理の組み合わせ、肌焼き鋼材料と浸炭窒化
焼入れ焼き戻し熱処理の組み合わせ、軸受鋼材料と焼入
れ焼き戻し熱処理の組み合わせ、軸受鋼材料と浸炭焼入
れ焼き戻し熱処理の組み合わせ、および軸受鋼材料と浸
炭窒化焼入れ焼き戻し熱処理の組み合わせのうちから選
択されることを特徴とする請求項１、７〜２１のいずれ
かに記載のトラクションドライブ用転動体。
【請求項２３】転動体は、トロイダル曲面型の円環凹
面形状をなす転動面をそれぞれ備えた入力ディスクおよ
び出力ディスクと、対向して配置した入力ディスクおよ
び出力ディスクの円環凹面形状の転動面に挟まれて円環
凸面形状をなす転動面を備え且つローラ軸を傾動可能と
したパワーローラとの組み合わせとから成り、ハーフト
ロイダル型無段変速機の構成要素となることを特徴とす
る請求項１、７〜２２のいずれかに記載のトラクション
ドライブ用転動体。