JP2004011711A - 転がり軸受、これを用いたベルト式無段変速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受において、ベルトを巻き付ける両プーリ間の芯ずれを小さくし、軸受寿命も長くする。
【解決手段】内輪１について、軌道溝の曲率半径（Ｒｉ）の玉直径（Ｄ）に対する比（Ｒｉ／Ｄ）の百分率（％）を５１．０％とする。外輪２について、軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の玉直径（Ｄ）に対する比（Ｒｅ／Ｄ）の百分率（％）を、材料として使用する合金鋼中のクロム（Ｃｒ）含有率（質量％）：〔Ｃｒ〕との関係で下記の（１）式で示されるα値が、５３．２５以上となるようにする。
α＝（Ｒ／Ｄ）×１００＋０．２５〔Ｃｒ〕‥‥（１）
【選択図】 図１
【解決手段】内輪１について、軌道溝の曲率半径（Ｒｉ）の玉直径（Ｄ）に対する比（Ｒｉ／Ｄ）の百分率（％）を５１．０％とする。外輪２について、軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の玉直径（Ｄ）に対する比（Ｒｅ／Ｄ）の百分率（％）を、材料として使用する合金鋼中のクロム（Ｃｒ）含有率（質量％）：〔Ｃｒ〕との関係で下記の（１）式で示されるα値が、５３．２５以上となるようにする。
α＝（Ｒ／Ｄ）×１００＋０．２５〔Ｃｒ〕‥‥（１）
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のベルト式無段変速機のプーリ軸を支持する転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のベルト式無段変速機は、自動変速機の変速機構として、ベルト駆動のプーリの半径を連続的に変える機構を有するものである。例えば図４に示すように、平行に配置された入力軸（駆動軸）５と出力軸（従動軸）６にそれぞれプーリ７，８が設けてあり、これらのプーリ間に金属製のベルト９が巻き付けてある。このベルト９は、厚さ０．２ｍｍ程度の薄板を１０枚程度重ねた構造の２条のリング９１に、多数の薄い（厚さ２ｍｍ程度の）摩擦片９２を取り付けた構造となっており、この摩擦片９２が押し合うときの押力で動力を伝えるものである。
【０００３】
このベルト９を介して、入力軸プーリ（プライマリプーリ）７から出力軸プーリ（セカンダリプーリ）８に駆動力の伝動がなされる。両プーリ７，８は、各軸５，６に固定された固定円錐板７１，８１と、油圧機構によって軸方向に移動可能な可動円錐板７２，８２とで構成され、両円錐板によってＶ字状プーリ溝が形成されている。
【０００４】
これらのプーリ７，８の各可動円錐板７２，８２を軸方向に移動して溝幅を変え、ベルト９がプーリ７，８に接触する位置（プーリの有効回転半径）を変更することで、変速比を無段階に変えることができる。例えば、入力軸プーリの溝幅を縮小するとともに出力軸プーリの溝幅を拡大すれば、入力軸プーリの有効回転半径は小さくなり、出力軸プーリの有効回転半径が大きくなって、大きな変速比が得られる。
【０００５】
各プーリ７，８の固定円錐板７１，８１が一体化された軸部（プーリ軸）７１ａ，８１ａは、ラジアル玉軸受１１，１２により支持されている。これらのプーリ軸７１ａ，８１ａは、軸出力を後段に伝達する際に、反力としてアキシャル荷重を受ける。そのため、このアキシャル荷重によって各ラジアル玉軸受１１，１２が軸方向に変位して、入力軸プーリと出力軸プーリとで溝幅方向の中心がずれる（所謂「芯ずれ」が生じる）ことを防止する必要がある。前記芯ずれが大きくなると、ベルト９が蛇行してリング９１と摩擦片９２とが不適切に接触することで損傷に至る場合もあるし、玉軸受１１，１２にすべりが生じて発熱量が大きくなる場合もある。
【０００６】
その対策として、特公平８−３０５２６号公報には、プーリ軸を支持する玉軸受について、内輪および外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒ）のボール直径（Ｄ）に対する比（Ｒ／Ｄ）を、通常の標準設定値（０．５３）よりも小さくすること（内輪で５０．１〜５０．９％、外輪で５０．１〜５１．９％）が記載されている。この比（Ｒ／Ｄ）が小さいほどアキシャル荷重によって玉軸受が軸方向にずれ難いため、前述のプーリ間の芯ずれは生じ難くなる。
【０００７】
一方、ベルト式無段変速機の潤滑油としては、トルクコンバーター、歯車機構、油圧機構、湿式クラッチ等を円滑に作動させて動力を伝達するために、前記プーリ軸を支持する玉軸受も含めて、トラクションオイル（トラクション係数が０．０９以上であり、動粘度が４０℃で３０．８×１０−５ｍ２ ／ｓ（３０．８ｃＳｔ）以上であって、特殊な摩耗調整剤などを含む潤滑油）が使用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、特公平８−３０５２６号公報の方法のように、比（Ｒ／Ｄ）を小さくすると、軌道溝とボールとの接触面積は大きくなって面圧が小さくなるため、軸受寿命が長くなることが期待される。
しかしながら、トラクションオイルで潤滑されるラジアル玉軸受では、面圧を小さくする方法によって期待通りの長い寿命を得ることは困難であることが分かった。その理由は、潤滑油がトラクションオイルの場合と鉱油の場合で剥離形態が異なることに起因すると推測される。
【０００９】
すなわち、潤滑油が鉱油の場合には、図５（ａ）に示すように、剥離の起点部の位置が軌道溝の溝幅方向の中心にあるに対して、トラクションオイルの場合には、図５（ｂ）に示すように、軌道溝の溝幅方向の中心から外れた位置にある場合が多い。この位置は、軌道輪と玉との回転速度差Ｖが大きな位置であり、軸受寿命には軌道輪と玉との面圧Ｐだけでなく回転速度差Ｖも何らかの影響を及ぼしていると考えられる。ここで、比（Ｒ／Ｄ）を小さくすることは、軌道溝の溝幅方向の中心から外れた位置に玉が接触し易くなることに繋がる。そして、この位置（接触楕円の中心から外れた位置）で軌道輪と玉が接触すると、差動滑りが生じる。
【００１０】
また、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持する転がり軸受には、前述のプーリ間の芯ずれに伴う滑りだけではなく、プーリ間に巻き付けた金属製ベルトの構造に起因する微小振動が生じる。さらに、前述の芯ずれの原因となるアキシャル荷重も変速に伴って変動する。このような微小振動およびアキシャル荷重の変動が大きくなると、玉と軌道輪間の潤滑膜の厚さが変化したり、玉と軌道輪との接触角が変化したりして、玉の回転が不安定になる。これに伴って、玉と軌道輪との間の滑りが大きくなる場合がある。
【００１１】
また、ベルト式無段変速機の潤滑油（トラクションオイル）には動力の伝達効率を高めるための工夫がなされており、このような潤滑環境下で玉と軌道輪との間の滑りが大きくなると、軌道輪表面近傍に作用する接線力が増大し、温度が上昇し、玉と軌道輪との間にメカノケミカル反応が生じ易くなるものと考えられる。すなわち、この軸受には、金属接触による発熱や表面疲労が生じ易くなるとともに、軌道面に新生面が生じ易くなり、その結果、新生面が触媒となって炭化水素や潤滑油中の水分等が分解されて水素が生じ、特異的に早期剥離が引き起こされて、軸受寿命が低下するのではないかと推測される。
【００１２】
したがって、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受の場合には、前記比（Ｒ／Ｄ）を小さくする方法では、両プーリ間の芯ずれを小さくする目的と軸受寿命を長くする目的の両方を達成することはできない。
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受において、玉と軌道輪との間の滑りに起因する寿命低下を抑制すること、およびベルトを巻き付ける両プーリ間の芯ずれを小さくしながら軸受の長寿命化を図ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内輪と外輪との間に複数の玉が転動自在に配設された転がり軸受において、内輪および／または外輪は、玉直径（Ｄ）に対する軌道溝の曲率半径（Ｒ）の比（Ｒ／Ｄ）の百分率（％）：「（Ｒ／Ｄ）×１００」が、５２．５％以上５５．０％以下であることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【００１４】
本発明はまた、内輪と外輪との間に複数の玉が転動自在に配設された転がり軸受において、内輪および／または外輪は、玉直径（Ｄ）に対する軌道溝の曲率半径（Ｒ）の比（Ｒ／Ｄ）の百分率（％）：「（Ｒ／Ｄ）×１００」と、材料として使用する合金鋼中のクロム（Ｃｒ）含有率（質量％）：〔Ｃｒ〕と、により下記の（１）式で示されるα値が、５３．２５以上であることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【００１５】
α＝（Ｒ／Ｄ）×１００＋０．２５〔Ｃｒ〕‥‥（１）
本発明の転がり軸受において、内輪および外輪のうちの前記比（Ｒ／Ｄ）が小さい方の軌道輪は、材料として使用する合金鋼中のクロム（Ｃｒ）含有率が３．０質量％以上８．０質量％以下であることが好ましい。
クロム（Ｃｒ）は、マルテンサイトやセメンタイト等の金属組織を安定化することにより、滑りによる接線力やメカノケミカル反応に起因する表面疲労を生じ難くする作用を有する。また、焼戻し軟化抵抗性を向上させる作用を有するため、滑りによる発熱が生じても表面疲労が進行し難くなる。さらに、マトリックスに固溶して焼入れ性や耐食性を高くしたり、微細な炭化物を形成して熱処理時の結晶粒の粗大化を防止したり、疲労寿命特性や耐摩耗性を高くしたりする作用をも有する。
【００１６】
クロム含有率が３．０質量％未満であると、ベルト式無段変速機のベルトを巻き付けるプーリの回転軸を支持する用途で使用される転がり軸受の場合に、上述の各作用が十分には得られず、滑りに起因する寿命低下を抑制する効果が十分には得られない。クロム含有率が８．０質量％を超えると、冷間加工性や切削性が低下して、加工コストが上昇したり、粗大な共晶炭化物が生成して疲労寿命の低下や機械的強度の低下が生じる場合がある。
【００１７】
なお、前述のように、軌道輪の材料として使用する合金鋼中のクロム含有率〔Ｃｒ〕を高くすることで、滑りに起因する寿命低下が抑制できる。また、「Ｒ／Ｄ」を大きくすることも滑りが生じ難くすることに繋がる。したがって、「Ｒ／Ｄ」が比較的小さい場合には〔Ｃｒ〕を高くすることで、滑りに起因する寿命低下が抑制でき、「Ｒ／Ｄ」を大きくできる場合には〔Ｃｒ〕を比較的少なくしても、滑りに起因する寿命低下を抑制することができる。
【００１８】
本発明の転がり軸受では、内輪および外輪のうちの一方は、玉直径（Ｄ）に対する軌道溝の曲率半径（Ｒ）の比（Ｒ／Ｄ）の百分率（％）：「（Ｒ／Ｄ）×１００」が５２．５％以上５５．０％以下であり、他方は、「（Ｒ／Ｄ）×１００」が５０．５％以上５１．５％以下であることが好ましい。この構成とすることにより、本発明の転がり軸受をベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受とした場合に、「（Ｒ／Ｄ）×１００」が５２．５％以上５５．０％以下である軌道輪によって滑りに起因する寿命低下を抑制しながら、「（Ｒ／Ｄ）×１００」が５０．５％以上５１．５％以下である軌道輪によってアキシャル荷重に伴う芯ずれを小さくすることができる。
【００１９】
本発明の転がり軸受の内輪および外輪は合金鋼を材料として形成されるが、使用する合金鋼の炭素（Ｃ）含有率は０．４質量％以上であることが好ましい。Ｃは、マトリックスに固溶して焼入れ、焼戻し後の硬さを高くすることにより強度を高くするとともに、クロム（Ｃｒ）等と結合して炭化物を形成することにより耐摩耗性を高くする作用を有する。
【００２０】
ずぶ焼き鋼の場合の炭素含有率は０．６質量％以上であることが好ましい。肌焼き鋼の場合には、炭素含有率を０．３質量％以上０．６５質量％以下として、浸炭または浸炭窒化処理を行うことが好ましい。炭素を過剰に含有すると、製鋼時に粗大な共晶炭化物が生成し易くなって、疲労寿命や強度が著しく損なわれる場合があるため、クロム含有率（質量％）：〔Ｃｒ〕と炭素含有率（質量％）：〔Ｃ〕との関係を下記の（２）式を満たすようにすることが好ましい。
【００２１】
〔Ｃ〕≦−０．０５〔Ｃｒ〕＋１．４１‥‥（２）
本発明の転がり軸受を構成する玉としては、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼製のもの、前記軸受鋼で形成して浸炭または浸炭窒化処理等の硬化処理が行われているもの、あるいはマルテンサイト系ステンレス鋼製のものを使用することができる。滑りによる軸受寿命の低下を抑制する点からは、マルテンサイト系ステンレス鋼製の玉を使用することが好ましい。
【００２２】
本発明の転がり軸受は、ベルト式無段変速機のベルトを巻き付けるプーリの回転軸を支持する用途で使用される転がり軸受として好適である。
本発明はまた、本発明の転がり軸受により、ベルトを巻き付けるプーリの回転軸が支持されているベルト式無段変速機を提供する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
【表１】
【００２５】
先ず、合金成分が上記表１に示す組成である、各合金鋼Ａ〜Ｅを用意した。なお、合金鋼ＥはＳＵＪ２に相当する。
［第１実施形態］
「材料」として表１の合金鋼Ｅを用いて、呼び番号６２０８のラジアル玉軸受（内径４０ｍｍ、外径８０ｍｍ、幅１８ｍｍ）用の内輪と外輪を作製した。その際、図１に示す内輪１の軌道溝１０の曲率半径Ｒｉと、外輪２の軌道溝２１の曲率半径Ｒｅを各種値に形成した。
【００２６】
各合金鋼を所定形状に成形加工した後に、熱処理として、８４０〜１０５０℃での焼入れと１６０℃での焼戻しを行った。熱処理後に、研削仕上げ加工と超仕上げ加工を行った。軌道溝１０，２１の表面粗さは０．０１〜０．０４μｍＲａの範囲内とした。
また、直径（Ｄ）が１１．９０６ｍｍである、ＳＵＪ２製の等級２０相当の玉３を用意した。この玉３には浸炭窒化処理がなされている。この玉３と、上述の内輪１および外輪２と、金属製の波形プレス保持器（図１では保持器が省略されている。）とを用いて、試験軸受を組み立てた。
【００２７】
各試験軸受について、内輪１および外輪２の「軌道溝の曲率半径（Ｒ）／玉の直径（Ｄ）：単位％」は、表２に示す各種構成とした。なお、ラジアル内部すきまは「Ｃ３すきま」以下とした。また、軌道面の表面硬さはＨＲＣ５８〜６４とし、軌道面の残留オーステナイト量は６〜１５体積％とした。
これらの試験軸受を、各８体ずつ用意し、日本精工（株）製の玉軸受寿命試験機に取付け、下記の条件で回転させる寿命試験を行った。
【００２８】
回転中に振動を測定し、軸受の振動値が初期振動値の２倍となった時点で回転を終了し、この時点までの回転時間を寿命とした。また、この時点で内外輪の軌道溝面のいずれに剥離が生じているかを調べた。なお、軸受の振動値が初期振動値の２倍とならない場合の試験の打ち切り時間は、この条件での計算寿命の５倍とした。
【００２９】
次に、各種類毎に８体の試験軸受の結果をワイブル分布のグラフ（累積破損確率−寿命）にプロットし、このグラフから、短寿命側から１０％の軸受に剥離が発生するまでの総回転時間（Ｌ１０寿命）を求めた。各試験軸受のＬ１０寿命測定値について、Ｎｏ．１−９のＬ１０寿命測定値を「１」とした相対値を算出した。
＜寿命試験の条件＞
回転速度：２０００ｒｐｍ
ラジアル荷重：４９００Ｎ
アキシャル荷重：２０００Ｎ、１Ｈｚの揺動
潤滑油：「トラクションオイル」に分類される昭和シェル製の無段変速機用潤滑油「ＮＳ−１」
油温度：１００℃
回転輪：内輪
この結果を下記の表２に併せて示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
また、Ｎｏ．１−１〜１−６とＮｏ．１−９〜１−１２の各試験軸受について、玉直径（Ｄ）に対する外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の比の百分率「Ｒｅ／Ｄ」と、得られた寿命比（Ｌ１０寿命の相対値）との関係を、図２にグラフで示す。これらの試験軸受は、内輪のＲ／Ｄが５１．０％で同じである。図２の範囲Ａは、本発明の請求項１で規定する「Ｒ／Ｄ」の範囲（５２．５％以上５５．０％以下）を示す。
【００３２】
これらの結果から分かるように、Ｎｏ．１−１〜１−８の試験軸受は、内輪および外輪のいずれか一方の（Ｒ／Ｄ）を５２．５％以上５５．０％以下とし、他方の（Ｒ／Ｄ）を５１．０％または５１．５％とすることで、内輪および外輪のいずれもが「（Ｒ／Ｄ）：５２．５％以上５５．０％以下」を満たさないＮｏ．１−９〜１−１２の試験軸受よりも、トラクションオイルで潤滑された場合の軸受寿命を長くすることができる。
［第２実施形態］
第１実施形態と同様にして表３に示す構成の試験軸受を作製した。ただし、内輪および外輪の「材料」として、表１の合金鋼Ａ〜Ｅのいずれかを用い、玉３の材質はマルテンサイトステンレス鋼とした。
【００３３】
各試験軸受のラジアル内部すきまは「Ｃ３すきま」以下とした。また、軌道面の表面硬さはＨＲＣ５８〜６４とし、軌道面の残留オーステナイト量は６〜１５体積％とした。
これらの試験軸受を、各８体ずつ用意し、日本精工（株）製の玉軸受寿命試験機に取付け、下記の条件で回転させる寿命試験を行った。
【００３４】
回転中に振動を測定し、軸受の振動値が初期振動値の２倍となった時点で回転を終了し、この時点までの回転時間を寿命とした。また、この時点で内外輪の軌道溝面のいずれに剥離が生じているかを調べた。なお、軸受の振動値が初期振動値の２倍とならない場合の試験の打ち切り時間は、この条件での計算寿命の５倍とした。
【００３５】
次に、各種類毎に８体の試験軸受の結果をワイブル分布のグラフ（累積破損確率−寿命）にプロットし、このグラフから、短寿命側から１０％の軸受に剥離が発生するまでの総回転時間（Ｌ１０寿命）を求めた。各試験軸受のＬ１０寿命測定値について、Ｎｏ．２−９のＬ１０寿命測定値を「１」とした相対値を算出した。
＜寿命試験の条件＞
回転速度：２５００ｒｐｍ
ラジアル荷重：４９００Ｎ
アキシャル荷重：２０００Ｎ、１Ｈｚの揺動
潤滑油：「トラクションオイル」に分類される昭和シェル製の無段変速機用潤
滑油「ＮＳ−１」
油温度：１３０℃
回転輪：内輪
この結果を下記の表３に併せて示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】
また、各試験軸受（Ｎｏ．２−１〜２−１３）について、玉直径（Ｄ）に対する外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の比の百分率「Ｒｅ／Ｄ」と、使用した合金鋼中のクロム含有率〔Ｃｒ〕との関係を、図３にグラフで示す。各試験軸受の内輪のＲ／Ｄは５１．０％で全て同じにしてある。図３において、ラインＬ１は下記の（３）式を、ラインＬ２は下記の（４）式を示す。また、ラインＬ３は（Ｒｅ／Ｄ）×１００＝５２．５を、ラインＬ４は（Ｒｅ／Ｄ）×１００＝５５．０を示す。
【００３８】
（Ｒ／Ｄ）×１００＝−０．２５〔Ｃｒ〕＋５３．２５‥‥（３）
（Ｒ／Ｄ）×１００＝−０．２５〔Ｃｒ〕＋５４．５０‥‥（４）
すなわち、上記（３）式は（１）式でα＝５３．２５である式に相当し、上記（４）式は（１）式でα＝５４．５０である式に相当する。
図３のグラフのラインＬ１上とこれより上側の範囲は、α≧５３．２５である本発明の請求項２で規定する範囲に相当する。表３に示すように、この範囲内であるＮｏ．２−１〜８とＮｏ．２−１０、Ｎｏ．２−１２、Ｎｏ．２−１３の試験軸受は、Ｎｏ．２−１３を除いて、この範囲外であるＮｏ．２−９およびＮｏ．２−１１よりもＬ１０寿命が長くなっている。なお、ラインＬ３とＬ４との間の範囲（「Ｒ／Ｄ」が５２．５％以上５５．０％以下）は、本発明の請求項１で規定する範囲に相当する。
【００３９】
Ｎｏ．２−１３については、「Ｒ／Ｄ」が５５．０％を超えて大きいため、軌道溝とボールとの接触面積は小さくなって面圧が大きくなり、転がり疲労が生じ易くなった結果、Ｌ１０寿命が比較的短くなったと考えられる。
また、Ｎｏ．２−２とＮｏ．２−６〜２−８の試験軸受は、Ｌ１０寿命の相対値が３．０以上と特に高いが、これは以下の理由によって説明できる。Ｎｏ．２−２については、〔Ｃｒ〕が３．０質量％と比較的低いが、「Ｒｅ／Ｄ」が５４．０％と比較的大きいためである。Ｎｏ．２−７については、「Ｒｅ／Ｄ」が５１．５％と比較的小さいが、〔Ｃｒ〕が８．０質量％と高いためである。Ｎｏ．２−６とＮｏ．２−８については、〔Ｃｒ〕が比較的高く「Ｒｅ／Ｄ」も比較的大きいことによる。
【００４０】
これにより、軌道輪の材料として使用する合金鋼中のクロム含有率〔Ｃｒ〕を高くするか、「Ｒ／Ｄ」を大きくすることで、滑りに起因する寿命低下を抑制できることが分かる。ただし、「Ｒ／Ｄ」が大きすぎるとアキシャル荷重による芯ずれが大きくなるため、内輪および／または外輪についてのα≧５３．２５を必須要件とする本発明の請求項２においても、α≧５３．２５とした軌道輪の「Ｒ／Ｄ」を５５．０％以下にすることが好ましい。
【００４１】
また、図３のグラフのラインＬ２上とこれより上側の範囲であって、ラインＬ４上とこれより下側の範囲（α≧５４．５且つ（Ｒ／Ｄ）×１００≦５５．０）が特に好ましい範囲である。この実施形態ではＮｏ．２−２、Ｎｏ．２−６、Ｎｏ．２−８の試験軸受がこの範囲の例である。
このように、外輪については、α値が本発明の範囲を満たし、且つ（Ｒ／Ｄ）×１００≦５５．０、且つ〔Ｃｒ〕を３．０質量％以上８．０質量％以下とし、内輪については、（Ｒ／Ｄ）×１００＝５１．０％、且つ〔Ｃｒ〕を３．０質量％以上８．０質量％以下としたＮｏ．２−１〜Ｎｏ．２−８、Ｎｏ．２−１０、Ｎｏ．２−１２の構成とすることにより、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受として、ベルトを巻き付ける両プーリ間の芯ずれを小さくながら、滑りが生じた場合でも表面疲労が生じ難く、トラクションオイル潤滑下での軸受寿命が長いものを得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受において、玉と軌道輪との間の滑りに起因する寿命低下を抑制すること、およびベルトを巻き付ける両プーリ間の芯ずれを小さくしながら軸受の長寿命化を図ることができる。
【００４３】
さらに、本発明のベルト式無段変速機によれば、本発明の転がり軸受でベルトを巻き付けるプーリの回転軸が支持されていることによって、両プーリ間の芯ずれを小さくしながら長期間安定的にプーリを回転させることができるため、ベルトの耐久性を長期間保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】転がり軸受の構成と、内輪および外輪の軌道溝の曲率半径とを説明する図である。
【図２】第１実施形態の結果から得られた、玉直径（Ｄ）に対する外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の比の百分率「Ｒｅ／Ｄ（％）」と、得られた寿命比（Ｌ１０寿命の相対値）との関係を示すグラフである。
【図３】第２実施形態の結果から得られた、玉直径（Ｄ）に対する外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の比の百分率「（Ｒｅ／Ｄ）×１００」と、使用した合金鋼中のクロム含有率〔Ｃｒ〕との関係を示すグラフである。
【図４】車両のベルト式無段変速機の一例を示す断面図である。
【図５】軌道輪の剥離形態を示す図であって、（ａ）は潤滑油が鉱油の場合を示し、（ｂ）は潤滑油がトラクションオイルの場合を示す。
【符号の説明】
１ 内輪
１０ 内輪の軌道溝
１１ ラジアル玉軸受
１２ ラジアル玉軸受
２ 外輪
２１ 外輪の軌道溝
３ 玉（転動体）
５ 入力軸（駆動軸）
６ 出力軸（従動軸）
７ 入力軸プーリ（プライマリプーリ）
７１ 固定円錐板
７２ 可動円錐板
８ 出力軸プーリ（セカンダリプーリ）
８１ 固定円錐板
８２ 可動円錐板
９ ベルト
９１ リング
９２ 摩擦片
Ｄ 玉の直径
Ｒｉ 内輪の軌道溝の曲率半径
Ｒｅ 外輪の軌道溝の曲率半径
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のベルト式無段変速機のプーリ軸を支持する転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のベルト式無段変速機は、自動変速機の変速機構として、ベルト駆動のプーリの半径を連続的に変える機構を有するものである。例えば図４に示すように、平行に配置された入力軸（駆動軸）５と出力軸（従動軸）６にそれぞれプーリ７，８が設けてあり、これらのプーリ間に金属製のベルト９が巻き付けてある。このベルト９は、厚さ０．２ｍｍ程度の薄板を１０枚程度重ねた構造の２条のリング９１に、多数の薄い（厚さ２ｍｍ程度の）摩擦片９２を取り付けた構造となっており、この摩擦片９２が押し合うときの押力で動力を伝えるものである。
【０００３】
このベルト９を介して、入力軸プーリ（プライマリプーリ）７から出力軸プーリ（セカンダリプーリ）８に駆動力の伝動がなされる。両プーリ７，８は、各軸５，６に固定された固定円錐板７１，８１と、油圧機構によって軸方向に移動可能な可動円錐板７２，８２とで構成され、両円錐板によってＶ字状プーリ溝が形成されている。
【０００４】
これらのプーリ７，８の各可動円錐板７２，８２を軸方向に移動して溝幅を変え、ベルト９がプーリ７，８に接触する位置（プーリの有効回転半径）を変更することで、変速比を無段階に変えることができる。例えば、入力軸プーリの溝幅を縮小するとともに出力軸プーリの溝幅を拡大すれば、入力軸プーリの有効回転半径は小さくなり、出力軸プーリの有効回転半径が大きくなって、大きな変速比が得られる。
【０００５】
各プーリ７，８の固定円錐板７１，８１が一体化された軸部（プーリ軸）７１ａ，８１ａは、ラジアル玉軸受１１，１２により支持されている。これらのプーリ軸７１ａ，８１ａは、軸出力を後段に伝達する際に、反力としてアキシャル荷重を受ける。そのため、このアキシャル荷重によって各ラジアル玉軸受１１，１２が軸方向に変位して、入力軸プーリと出力軸プーリとで溝幅方向の中心がずれる（所謂「芯ずれ」が生じる）ことを防止する必要がある。前記芯ずれが大きくなると、ベルト９が蛇行してリング９１と摩擦片９２とが不適切に接触することで損傷に至る場合もあるし、玉軸受１１，１２にすべりが生じて発熱量が大きくなる場合もある。
【０００６】
その対策として、特公平８−３０５２６号公報には、プーリ軸を支持する玉軸受について、内輪および外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒ）のボール直径（Ｄ）に対する比（Ｒ／Ｄ）を、通常の標準設定値（０．５３）よりも小さくすること（内輪で５０．１〜５０．９％、外輪で５０．１〜５１．９％）が記載されている。この比（Ｒ／Ｄ）が小さいほどアキシャル荷重によって玉軸受が軸方向にずれ難いため、前述のプーリ間の芯ずれは生じ難くなる。
【０００７】
一方、ベルト式無段変速機の潤滑油としては、トルクコンバーター、歯車機構、油圧機構、湿式クラッチ等を円滑に作動させて動力を伝達するために、前記プーリ軸を支持する玉軸受も含めて、トラクションオイル（トラクション係数が０．０９以上であり、動粘度が４０℃で３０．８×１０−５ｍ２ ／ｓ（３０．８ｃＳｔ）以上であって、特殊な摩耗調整剤などを含む潤滑油）が使用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、特公平８−３０５２６号公報の方法のように、比（Ｒ／Ｄ）を小さくすると、軌道溝とボールとの接触面積は大きくなって面圧が小さくなるため、軸受寿命が長くなることが期待される。
しかしながら、トラクションオイルで潤滑されるラジアル玉軸受では、面圧を小さくする方法によって期待通りの長い寿命を得ることは困難であることが分かった。その理由は、潤滑油がトラクションオイルの場合と鉱油の場合で剥離形態が異なることに起因すると推測される。
【０００９】
すなわち、潤滑油が鉱油の場合には、図５（ａ）に示すように、剥離の起点部の位置が軌道溝の溝幅方向の中心にあるに対して、トラクションオイルの場合には、図５（ｂ）に示すように、軌道溝の溝幅方向の中心から外れた位置にある場合が多い。この位置は、軌道輪と玉との回転速度差Ｖが大きな位置であり、軸受寿命には軌道輪と玉との面圧Ｐだけでなく回転速度差Ｖも何らかの影響を及ぼしていると考えられる。ここで、比（Ｒ／Ｄ）を小さくすることは、軌道溝の溝幅方向の中心から外れた位置に玉が接触し易くなることに繋がる。そして、この位置（接触楕円の中心から外れた位置）で軌道輪と玉が接触すると、差動滑りが生じる。
【００１０】
また、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持する転がり軸受には、前述のプーリ間の芯ずれに伴う滑りだけではなく、プーリ間に巻き付けた金属製ベルトの構造に起因する微小振動が生じる。さらに、前述の芯ずれの原因となるアキシャル荷重も変速に伴って変動する。このような微小振動およびアキシャル荷重の変動が大きくなると、玉と軌道輪間の潤滑膜の厚さが変化したり、玉と軌道輪との接触角が変化したりして、玉の回転が不安定になる。これに伴って、玉と軌道輪との間の滑りが大きくなる場合がある。
【００１１】
また、ベルト式無段変速機の潤滑油（トラクションオイル）には動力の伝達効率を高めるための工夫がなされており、このような潤滑環境下で玉と軌道輪との間の滑りが大きくなると、軌道輪表面近傍に作用する接線力が増大し、温度が上昇し、玉と軌道輪との間にメカノケミカル反応が生じ易くなるものと考えられる。すなわち、この軸受には、金属接触による発熱や表面疲労が生じ易くなるとともに、軌道面に新生面が生じ易くなり、その結果、新生面が触媒となって炭化水素や潤滑油中の水分等が分解されて水素が生じ、特異的に早期剥離が引き起こされて、軸受寿命が低下するのではないかと推測される。
【００１２】
したがって、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受の場合には、前記比（Ｒ／Ｄ）を小さくする方法では、両プーリ間の芯ずれを小さくする目的と軸受寿命を長くする目的の両方を達成することはできない。
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受において、玉と軌道輪との間の滑りに起因する寿命低下を抑制すること、およびベルトを巻き付ける両プーリ間の芯ずれを小さくしながら軸受の長寿命化を図ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内輪と外輪との間に複数の玉が転動自在に配設された転がり軸受において、内輪および／または外輪は、玉直径（Ｄ）に対する軌道溝の曲率半径（Ｒ）の比（Ｒ／Ｄ）の百分率（％）：「（Ｒ／Ｄ）×１００」が、５２．５％以上５５．０％以下であることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【００１４】
本発明はまた、内輪と外輪との間に複数の玉が転動自在に配設された転がり軸受において、内輪および／または外輪は、玉直径（Ｄ）に対する軌道溝の曲率半径（Ｒ）の比（Ｒ／Ｄ）の百分率（％）：「（Ｒ／Ｄ）×１００」と、材料として使用する合金鋼中のクロム（Ｃｒ）含有率（質量％）：〔Ｃｒ〕と、により下記の（１）式で示されるα値が、５３．２５以上であることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【００１５】
α＝（Ｒ／Ｄ）×１００＋０．２５〔Ｃｒ〕‥‥（１）
本発明の転がり軸受において、内輪および外輪のうちの前記比（Ｒ／Ｄ）が小さい方の軌道輪は、材料として使用する合金鋼中のクロム（Ｃｒ）含有率が３．０質量％以上８．０質量％以下であることが好ましい。
クロム（Ｃｒ）は、マルテンサイトやセメンタイト等の金属組織を安定化することにより、滑りによる接線力やメカノケミカル反応に起因する表面疲労を生じ難くする作用を有する。また、焼戻し軟化抵抗性を向上させる作用を有するため、滑りによる発熱が生じても表面疲労が進行し難くなる。さらに、マトリックスに固溶して焼入れ性や耐食性を高くしたり、微細な炭化物を形成して熱処理時の結晶粒の粗大化を防止したり、疲労寿命特性や耐摩耗性を高くしたりする作用をも有する。
【００１６】
クロム含有率が３．０質量％未満であると、ベルト式無段変速機のベルトを巻き付けるプーリの回転軸を支持する用途で使用される転がり軸受の場合に、上述の各作用が十分には得られず、滑りに起因する寿命低下を抑制する効果が十分には得られない。クロム含有率が８．０質量％を超えると、冷間加工性や切削性が低下して、加工コストが上昇したり、粗大な共晶炭化物が生成して疲労寿命の低下や機械的強度の低下が生じる場合がある。
【００１７】
なお、前述のように、軌道輪の材料として使用する合金鋼中のクロム含有率〔Ｃｒ〕を高くすることで、滑りに起因する寿命低下が抑制できる。また、「Ｒ／Ｄ」を大きくすることも滑りが生じ難くすることに繋がる。したがって、「Ｒ／Ｄ」が比較的小さい場合には〔Ｃｒ〕を高くすることで、滑りに起因する寿命低下が抑制でき、「Ｒ／Ｄ」を大きくできる場合には〔Ｃｒ〕を比較的少なくしても、滑りに起因する寿命低下を抑制することができる。
【００１８】
本発明の転がり軸受では、内輪および外輪のうちの一方は、玉直径（Ｄ）に対する軌道溝の曲率半径（Ｒ）の比（Ｒ／Ｄ）の百分率（％）：「（Ｒ／Ｄ）×１００」が５２．５％以上５５．０％以下であり、他方は、「（Ｒ／Ｄ）×１００」が５０．５％以上５１．５％以下であることが好ましい。この構成とすることにより、本発明の転がり軸受をベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受とした場合に、「（Ｒ／Ｄ）×１００」が５２．５％以上５５．０％以下である軌道輪によって滑りに起因する寿命低下を抑制しながら、「（Ｒ／Ｄ）×１００」が５０．５％以上５１．５％以下である軌道輪によってアキシャル荷重に伴う芯ずれを小さくすることができる。
【００１９】
本発明の転がり軸受の内輪および外輪は合金鋼を材料として形成されるが、使用する合金鋼の炭素（Ｃ）含有率は０．４質量％以上であることが好ましい。Ｃは、マトリックスに固溶して焼入れ、焼戻し後の硬さを高くすることにより強度を高くするとともに、クロム（Ｃｒ）等と結合して炭化物を形成することにより耐摩耗性を高くする作用を有する。
【００２０】
ずぶ焼き鋼の場合の炭素含有率は０．６質量％以上であることが好ましい。肌焼き鋼の場合には、炭素含有率を０．３質量％以上０．６５質量％以下として、浸炭または浸炭窒化処理を行うことが好ましい。炭素を過剰に含有すると、製鋼時に粗大な共晶炭化物が生成し易くなって、疲労寿命や強度が著しく損なわれる場合があるため、クロム含有率（質量％）：〔Ｃｒ〕と炭素含有率（質量％）：〔Ｃ〕との関係を下記の（２）式を満たすようにすることが好ましい。
【００２１】
〔Ｃ〕≦−０．０５〔Ｃｒ〕＋１．４１‥‥（２）
本発明の転がり軸受を構成する玉としては、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼製のもの、前記軸受鋼で形成して浸炭または浸炭窒化処理等の硬化処理が行われているもの、あるいはマルテンサイト系ステンレス鋼製のものを使用することができる。滑りによる軸受寿命の低下を抑制する点からは、マルテンサイト系ステンレス鋼製の玉を使用することが好ましい。
【００２２】
本発明の転がり軸受は、ベルト式無段変速機のベルトを巻き付けるプーリの回転軸を支持する用途で使用される転がり軸受として好適である。
本発明はまた、本発明の転がり軸受により、ベルトを巻き付けるプーリの回転軸が支持されているベルト式無段変速機を提供する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
【表１】
先ず、合金成分が上記表１に示す組成である、各合金鋼Ａ〜Ｅを用意した。なお、合金鋼ＥはＳＵＪ２に相当する。
［第１実施形態］
「材料」として表１の合金鋼Ｅを用いて、呼び番号６２０８のラジアル玉軸受（内径４０ｍｍ、外径８０ｍｍ、幅１８ｍｍ）用の内輪と外輪を作製した。その際、図１に示す内輪１の軌道溝１０の曲率半径Ｒｉと、外輪２の軌道溝２１の曲率半径Ｒｅを各種値に形成した。
【００２６】
各合金鋼を所定形状に成形加工した後に、熱処理として、８４０〜１０５０℃での焼入れと１６０℃での焼戻しを行った。熱処理後に、研削仕上げ加工と超仕上げ加工を行った。軌道溝１０，２１の表面粗さは０．０１〜０．０４μｍＲａの範囲内とした。
また、直径（Ｄ）が１１．９０６ｍｍである、ＳＵＪ２製の等級２０相当の玉３を用意した。この玉３には浸炭窒化処理がなされている。この玉３と、上述の内輪１および外輪２と、金属製の波形プレス保持器（図１では保持器が省略されている。）とを用いて、試験軸受を組み立てた。
【００２７】
各試験軸受について、内輪１および外輪２の「軌道溝の曲率半径（Ｒ）／玉の直径（Ｄ）：単位％」は、表２に示す各種構成とした。なお、ラジアル内部すきまは「Ｃ３すきま」以下とした。また、軌道面の表面硬さはＨＲＣ５８〜６４とし、軌道面の残留オーステナイト量は６〜１５体積％とした。
これらの試験軸受を、各８体ずつ用意し、日本精工（株）製の玉軸受寿命試験機に取付け、下記の条件で回転させる寿命試験を行った。
【００２８】
回転中に振動を測定し、軸受の振動値が初期振動値の２倍となった時点で回転を終了し、この時点までの回転時間を寿命とした。また、この時点で内外輪の軌道溝面のいずれに剥離が生じているかを調べた。なお、軸受の振動値が初期振動値の２倍とならない場合の試験の打ち切り時間は、この条件での計算寿命の５倍とした。
【００２９】
次に、各種類毎に８体の試験軸受の結果をワイブル分布のグラフ（累積破損確率−寿命）にプロットし、このグラフから、短寿命側から１０％の軸受に剥離が発生するまでの総回転時間（Ｌ１０寿命）を求めた。各試験軸受のＬ１０寿命測定値について、Ｎｏ．１−９のＬ１０寿命測定値を「１」とした相対値を算出した。
＜寿命試験の条件＞
回転速度：２０００ｒｐｍ
ラジアル荷重：４９００Ｎ
アキシャル荷重：２０００Ｎ、１Ｈｚの揺動
潤滑油：「トラクションオイル」に分類される昭和シェル製の無段変速機用潤滑油「ＮＳ−１」
油温度：１００℃
回転輪：内輪
この結果を下記の表２に併せて示す。
【００３０】
【表２】
また、Ｎｏ．１−１〜１−６とＮｏ．１−９〜１−１２の各試験軸受について、玉直径（Ｄ）に対する外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の比の百分率「Ｒｅ／Ｄ」と、得られた寿命比（Ｌ１０寿命の相対値）との関係を、図２にグラフで示す。これらの試験軸受は、内輪のＲ／Ｄが５１．０％で同じである。図２の範囲Ａは、本発明の請求項１で規定する「Ｒ／Ｄ」の範囲（５２．５％以上５５．０％以下）を示す。
【００３２】
これらの結果から分かるように、Ｎｏ．１−１〜１−８の試験軸受は、内輪および外輪のいずれか一方の（Ｒ／Ｄ）を５２．５％以上５５．０％以下とし、他方の（Ｒ／Ｄ）を５１．０％または５１．５％とすることで、内輪および外輪のいずれもが「（Ｒ／Ｄ）：５２．５％以上５５．０％以下」を満たさないＮｏ．１−９〜１−１２の試験軸受よりも、トラクションオイルで潤滑された場合の軸受寿命を長くすることができる。
［第２実施形態］
第１実施形態と同様にして表３に示す構成の試験軸受を作製した。ただし、内輪および外輪の「材料」として、表１の合金鋼Ａ〜Ｅのいずれかを用い、玉３の材質はマルテンサイトステンレス鋼とした。
【００３３】
各試験軸受のラジアル内部すきまは「Ｃ３すきま」以下とした。また、軌道面の表面硬さはＨＲＣ５８〜６４とし、軌道面の残留オーステナイト量は６〜１５体積％とした。
これらの試験軸受を、各８体ずつ用意し、日本精工（株）製の玉軸受寿命試験機に取付け、下記の条件で回転させる寿命試験を行った。
【００３４】
回転中に振動を測定し、軸受の振動値が初期振動値の２倍となった時点で回転を終了し、この時点までの回転時間を寿命とした。また、この時点で内外輪の軌道溝面のいずれに剥離が生じているかを調べた。なお、軸受の振動値が初期振動値の２倍とならない場合の試験の打ち切り時間は、この条件での計算寿命の５倍とした。
【００３５】
次に、各種類毎に８体の試験軸受の結果をワイブル分布のグラフ（累積破損確率−寿命）にプロットし、このグラフから、短寿命側から１０％の軸受に剥離が発生するまでの総回転時間（Ｌ１０寿命）を求めた。各試験軸受のＬ１０寿命測定値について、Ｎｏ．２−９のＬ１０寿命測定値を「１」とした相対値を算出した。
＜寿命試験の条件＞
回転速度：２５００ｒｐｍ
ラジアル荷重：４９００Ｎ
アキシャル荷重：２０００Ｎ、１Ｈｚの揺動
潤滑油：「トラクションオイル」に分類される昭和シェル製の無段変速機用潤
滑油「ＮＳ−１」
油温度：１３０℃
回転輪：内輪
この結果を下記の表３に併せて示す。
【００３６】
【表３】
また、各試験軸受（Ｎｏ．２−１〜２−１３）について、玉直径（Ｄ）に対する外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の比の百分率「Ｒｅ／Ｄ」と、使用した合金鋼中のクロム含有率〔Ｃｒ〕との関係を、図３にグラフで示す。各試験軸受の内輪のＲ／Ｄは５１．０％で全て同じにしてある。図３において、ラインＬ１は下記の（３）式を、ラインＬ２は下記の（４）式を示す。また、ラインＬ３は（Ｒｅ／Ｄ）×１００＝５２．５を、ラインＬ４は（Ｒｅ／Ｄ）×１００＝５５．０を示す。
【００３８】
（Ｒ／Ｄ）×１００＝−０．２５〔Ｃｒ〕＋５３．２５‥‥（３）
（Ｒ／Ｄ）×１００＝−０．２５〔Ｃｒ〕＋５４．５０‥‥（４）
すなわち、上記（３）式は（１）式でα＝５３．２５である式に相当し、上記（４）式は（１）式でα＝５４．５０である式に相当する。
図３のグラフのラインＬ１上とこれより上側の範囲は、α≧５３．２５である本発明の請求項２で規定する範囲に相当する。表３に示すように、この範囲内であるＮｏ．２−１〜８とＮｏ．２−１０、Ｎｏ．２−１２、Ｎｏ．２−１３の試験軸受は、Ｎｏ．２−１３を除いて、この範囲外であるＮｏ．２−９およびＮｏ．２−１１よりもＬ１０寿命が長くなっている。なお、ラインＬ３とＬ４との間の範囲（「Ｒ／Ｄ」が５２．５％以上５５．０％以下）は、本発明の請求項１で規定する範囲に相当する。
【００３９】
Ｎｏ．２−１３については、「Ｒ／Ｄ」が５５．０％を超えて大きいため、軌道溝とボールとの接触面積は小さくなって面圧が大きくなり、転がり疲労が生じ易くなった結果、Ｌ１０寿命が比較的短くなったと考えられる。
また、Ｎｏ．２−２とＮｏ．２−６〜２−８の試験軸受は、Ｌ１０寿命の相対値が３．０以上と特に高いが、これは以下の理由によって説明できる。Ｎｏ．２−２については、〔Ｃｒ〕が３．０質量％と比較的低いが、「Ｒｅ／Ｄ」が５４．０％と比較的大きいためである。Ｎｏ．２−７については、「Ｒｅ／Ｄ」が５１．５％と比較的小さいが、〔Ｃｒ〕が８．０質量％と高いためである。Ｎｏ．２−６とＮｏ．２−８については、〔Ｃｒ〕が比較的高く「Ｒｅ／Ｄ」も比較的大きいことによる。
【００４０】
これにより、軌道輪の材料として使用する合金鋼中のクロム含有率〔Ｃｒ〕を高くするか、「Ｒ／Ｄ」を大きくすることで、滑りに起因する寿命低下を抑制できることが分かる。ただし、「Ｒ／Ｄ」が大きすぎるとアキシャル荷重による芯ずれが大きくなるため、内輪および／または外輪についてのα≧５３．２５を必須要件とする本発明の請求項２においても、α≧５３．２５とした軌道輪の「Ｒ／Ｄ」を５５．０％以下にすることが好ましい。
【００４１】
また、図３のグラフのラインＬ２上とこれより上側の範囲であって、ラインＬ４上とこれより下側の範囲（α≧５４．５且つ（Ｒ／Ｄ）×１００≦５５．０）が特に好ましい範囲である。この実施形態ではＮｏ．２−２、Ｎｏ．２−６、Ｎｏ．２−８の試験軸受がこの範囲の例である。
このように、外輪については、α値が本発明の範囲を満たし、且つ（Ｒ／Ｄ）×１００≦５５．０、且つ〔Ｃｒ〕を３．０質量％以上８．０質量％以下とし、内輪については、（Ｒ／Ｄ）×１００＝５１．０％、且つ〔Ｃｒ〕を３．０質量％以上８．０質量％以下としたＮｏ．２−１〜Ｎｏ．２−８、Ｎｏ．２−１０、Ｎｏ．２−１２の構成とすることにより、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受として、ベルトを巻き付ける両プーリ間の芯ずれを小さくながら、滑りが生じた場合でも表面疲労が生じ難く、トラクションオイル潤滑下での軸受寿命が長いものを得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ベルト式無段変速機のプーリ軸を支持するラジアル玉軸受において、玉と軌道輪との間の滑りに起因する寿命低下を抑制すること、およびベルトを巻き付ける両プーリ間の芯ずれを小さくしながら軸受の長寿命化を図ることができる。
【００４３】
さらに、本発明のベルト式無段変速機によれば、本発明の転がり軸受でベルトを巻き付けるプーリの回転軸が支持されていることによって、両プーリ間の芯ずれを小さくしながら長期間安定的にプーリを回転させることができるため、ベルトの耐久性を長期間保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】転がり軸受の構成と、内輪および外輪の軌道溝の曲率半径とを説明する図である。
【図２】第１実施形態の結果から得られた、玉直径（Ｄ）に対する外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の比の百分率「Ｒｅ／Ｄ（％）」と、得られた寿命比（Ｌ１０寿命の相対値）との関係を示すグラフである。
【図３】第２実施形態の結果から得られた、玉直径（Ｄ）に対する外輪の軌道溝の曲率半径（Ｒｅ）の比の百分率「（Ｒｅ／Ｄ）×１００」と、使用した合金鋼中のクロム含有率〔Ｃｒ〕との関係を示すグラフである。
【図４】車両のベルト式無段変速機の一例を示す断面図である。
【図５】軌道輪の剥離形態を示す図であって、（ａ）は潤滑油が鉱油の場合を示し、（ｂ）は潤滑油がトラクションオイルの場合を示す。
【符号の説明】
１ 内輪
１０ 内輪の軌道溝
１１ ラジアル玉軸受
１２ ラジアル玉軸受
２ 外輪
２１ 外輪の軌道溝
３ 玉（転動体）
５ 入力軸（駆動軸）
６ 出力軸（従動軸）
７ 入力軸プーリ（プライマリプーリ）
７１ 固定円錐板
７２ 可動円錐板
８ 出力軸プーリ（セカンダリプーリ）
８１ 固定円錐板
８２ 可動円錐板
９ ベルト
９１ リング
９２ 摩擦片
Ｄ 玉の直径
Ｒｉ 内輪の軌道溝の曲率半径
Ｒｅ 外輪の軌道溝の曲率半径
Claims (5)
- 内輪と外輪との間に複数の玉が転動自在に配設された転がり軸受において、
内輪および／または外輪は、
玉直径（Ｄ）に対する軌道溝の曲率半径（Ｒ）の比（Ｒ／Ｄ）の百分率（％）：「（Ｒ／Ｄ）×１００」が、５２．５％以上５５．０％以下であることを特徴とする転がり軸受。 - 内輪と外輪との間に複数の玉が転動自在に配設された転がり軸受において、
内輪および／または外輪は、
玉直径（Ｄ）に対する軌道溝の曲率半径（Ｒ）の比（Ｒ／Ｄ）の百分率（％）：「（Ｒ／Ｄ）×１００」と、材料として使用する合金鋼中のクロム（Ｃｒ）含有率（質量％）：〔Ｃｒ〕と、により下記の（１）式で示されるα値が、５３．２５以上であることを特徴とする転がり軸受。
α＝（Ｒ／Ｄ）×１００＋０．２５〔Ｃｒ〕‥‥（１） - 内輪および外輪のうちの前記比（Ｒ／Ｄ）が小さい方の軌道輪は、材料として使用する合金鋼中のクロム（Ｃｒ）含有率が３．０質量％以上８．０質量％以下である請求項２記載の転がり軸受。
- ベルト式無段変速機のベルトを巻き付けるプーリの回転軸を支持する用途で使用される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
- 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の転がり軸受により、ベルトを巻き付けるプーリの回転軸が支持されているベルト式無段変速機。
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