JP2004360899A - 転がり軸受及び無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 保持器が転動体を過剰に拘束した状態で連続使用されたとしても破損することがなく、低トルクで静粛性に富んだ保持器をもつ転がり軸受及びベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】 原動機２に連結され溝幅を拡縮自在なプライマリプーリ６に結合された入力側回転軸５と、入力側回転軸５と平行に配され溝幅を拡縮自在なセカンダリプーリ８に結合された出力側回転軸７と、プライマリプーリ６とセカンダリプーリ８に掛け渡された無端ベルト９とを備え、両プーリ６，８の溝幅の拡縮により両回転軸５，７の間の変速比を可変するベルト式無段変速機１において、入力側回転軸５、出力側回転軸７を支持する転がり軸受１１，１２，１４であって、転がり軸受１１，１２，１４における少なくとも１個の保持器を、ナイロン系樹脂により成形した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、転がり軸受及び無段変速機に関し、特に、自動車用のベルト式無段変速機のプーリを支持するのに使用される転がり軸受及びベルト式無段変速機に関する。

従来のベルト式無段変速機として、図４に示すベルト式無段変速機５０は、電磁粉式クラッチ５１と、無段変速機５２と、を内蔵している。無段変速機５２は、入力側から順に前後進の切換部５３と、プーリ比変換部５４と、終減速部５５と、からなる。電磁粉式クラッチ５１は、エンジンからのクランク軸５６にドライブプレート５７を介して一体結合するリング状のドライブメンバ５８と、変速機入力軸５９に回転方向に一体的にスプライン結合するディスク状のドリブンメンバ６０と、を有する。そして、ドリブンメンバ６０の外周部側にコイル６１が内蔵される。

無段変速機５２において、切換部５３は、電磁粉式クラッチ５１から入力軸５９と、これに同軸上に配置された主軸６２との間に設けられ、入力軸５９に前進被係合側を兼ねた後進ドライブ用のギヤ６３が形成される。主軸６２には、後進被係合側のギヤ６４が回転自在に嵌合されている。これらギヤ６３，６４は、軸６５で支持されたカウンタギヤ６６および軸６７で支持されたアイドラギヤ６８を介して噛合い構成される。主軸６２は、一対の玉軸受６９，７０により支持される。

プーリ比変換部５４は、主軸６２に対し副軸７１が平行配置され、これらの両軸６２，７１にそれぞれプライマリプーリ７２およびセカンダプーリ７３が設けられている。さらに、両プーリ７２，７３の間には、エンドレスの駆動ベルト７４が掛け渡されている。プーリ７２，７３は、いずれも２分割に構成され、一方の固定プーリ７２ａ，７３ａに対し、他方の可動プーリ７２ｂ，７３ｂがプーリ間隔を可変にすべく移動可能に構成されている。

終減速部５５は、副軸７１に対し１組の中間減速ギヤ７５を介して出力軸７６が連結される。出力軸７６のドライブギヤ７７にファイナルギヤ７８が噛合い、ファイナルギヤ７８から作動機構７９を介して左右の駆動輪の車輪８０，８１に動力が伝動される。副軸７１は、円筒ころ軸受８２と、玉軸受８３とにより支持される（例えば、特許文献１参照）。
特公平０８−０３０５２６号公報（第２〜３頁、第１図）

しかし、上記特許文献１に記載されたベルト式無段変速機５０においては、駆動ベルト７４を挟み込む両プーリ７２，７３の位置決め精度を高くするため、各軸受６９，７０，８２，８３における内外輪の溝形状や隙間を、例えば、溝径を小さくしたり、隙間を小さくしてアキシアル方向のがたつきや変位を小さくしたりしている。これは、両プーリ７２，７３の位置決め精度が低いと、駆動ベルト７４が折損するおそれがあるからである。

ところが、各軸受６９，７０，８２，８３の溝径を小さくしたり、隙間を小さくしたりすると、主軸６２、副軸７１に軸受６９，７０、８２，８３を組み込んだ時に、各軸受６９，７０，８２，８３における隙間が負の値となり、それによって、僅かな傾きが生じても、保持器の玉や円筒ころ等の転動体に対する拘束力が過剰に発生してしまう。特に、各軸受６９，７０，８２，８３に用いられる保持器が鉄製であるため、過剰な拘束力が顕著に与えられる。そして、このような状態で各軸受６９，７０，８２，８３が運転されると、保持器に過剰な応力が繰り返し与えられ、その結果、保持器が破損に至ることがある。

また、ベルト式無段変速機５０に用いられるＣＶＴ用オイルの低粘度化により、鉄製保持器と転動体との摩擦による摩耗が生じると、転動体の表面粗さが悪くなり、転動体と軌道面との間での油膜形成が良好でなくなり、その結果、転動体に滑りが発生することによって表面が活性化され、ベルト式無段変速機特有の水素起因により、転動体が早期はくりを起こすことになる。更に、今後、エンジントルクの高容量化と軽量化のためにベルト式無段変速機を収容するハウジングの剛性が低下する傾向にあり、それによって、主軸６２、副軸７１の傾きも増大することが懸念される。また、ベルト式無段変速機は、ハイブリッド車にも搭載されるため、低トルクと静粛性に富んだものが要求される。

また、無段変速機は、軸剛性アップのために負隙間や過大ベルト張力による傾きの環境下で使用されるが、急加減速或いは高振動で使用される場合は更に条件が厳しい。従って、鉄製保持器が拘束された状態で急加減速や高振動環境下で回転すると、鉄製保持器と転動体との間の摩擦が大きくなり、転動体よりも鉄製保持器の硬さが低いことから保持器の摩耗が著しく進行することがある。摩耗により発生した約５０μｍ以下の摩耗粉は潤滑状況が十分でない場合、軸受内部に停滞し、油膜形成を悪化させ、最終的には内外輪軌道面や転動体表面にピーリング（梨地状の微小はくり）が発生することがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、保持器が転動体を過剰に拘束した状態で連続使用された場合であっても、破損することがなく、低トルクで静粛性に富んだ保持器をもつ転がり軸受及びベルト式無段変速機を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 粘度が４０℃において４０ｃＳｔ以下で、１００℃において８ｃＳｔ以下の潤滑油を用いた無段変速機に使用される転がり軸受であって、
内輪と、外輪と、前記内外輪間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を有し、
前記保持器が、ナイロン系樹脂によって成形されていることを特徴とする転がり軸受。
（２） 前記ナイロン系樹脂は、グラスファイバーを１０〜３０重量％含有する４６ナイロンであることを特徴とする（１）に記載の転がり軸受。
（３） （１）又は（２）に記載の転がり軸受を備えたことを特徴とする無段変速機。
（４） 原動機に連結された入力側回転軸と、前記入力側回転軸とともに回転し溝幅を拡縮自在なプライマリプーリと、該入力側回転軸と平行に配された出力側回転軸と、前記出力側回転軸とともに回転し溝幅を拡縮自在なセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに掛け渡された無端ベルトと、を備え、前記両プーリの溝幅の拡縮により前記入力側回転軸と前記出力側回転軸との間の変速比を可変するベルト式無段変速機に用いられる転がり軸受であって、
前記入力側回転軸または前記出力側回転軸に外嵌する内輪と、外輪と、前記内外輪間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を有し、
前記保持器が、ナイロン系樹脂によって成形されていることを特徴とする転がり軸受。
（５） 前記ナイロン系樹脂は、グラスファイバーを１０〜３０重量％含有する４６ナイロンであることを特徴とする（４）に記載の転がり軸受。
（６） 原動機に連結された入力側回転軸と、前記入力側回転軸とともに回転し溝幅を拡縮自在なプライマリプーリと、該入力側回転軸と平行に配された出力側回転軸と、前記出力側回転軸とともに回転し溝幅を拡縮自在なセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに掛け渡された無端ベルトと、を備え、前記両プーリの溝幅の拡縮により前記入力側回転軸と前記出力側回転軸との間の変速比を可変する無段変速機であって、
前記入力側回転軸に外嵌する内輪と、外輪と、前記内外輪間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を有する入力側転がり軸受と、
前記出力側回転軸に外嵌する内輪と、外輪と、前記内外輪間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を有する出力側転がり軸受と、を備え、
前記入力側転がり軸受及び前記出力側転がり軸受における少なくとも１個の前記保持器が、ナイロン系樹脂によって成形されていることを特徴とする無段変速機。
（７） 前記ナイロン系樹脂は、グラスファイバーを１０〜３０重量％含有する４６ナイロンであることを特徴とする（６）に記載の無段変速機。

本発明の転がり軸受及び無段変速機によれば、保持器がナイロン系樹脂によって成形されているので、保持器が転動体を過剰に拘束した状態で連続使用されたとしても破損することがなく、低トルクで静粛性に富んだ保持器をもつ転がり軸受及び無段変速機を提供することができる。また、樹脂製保持器は転動体との摩擦係数が低下するため、厳しい使用環境下でも摩耗は発生せず、摩耗が発生したとしても、約５０μｍ以下の鉄摩耗粉は発生せず、さらに樹脂であるためピーリング発生には至らない。

以下、本発明の転がり軸受及びベルト式無段変速機の実施の形態例を図１乃至図３に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態のベルト式無段変速機の一部破断平面図、図２は図１に示すベルト式無段変速機に用いた転がり軸受の半断面図、図３は図２に示す転がり軸受に用いた保持器の外観斜視図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態のベルト式無段変速機１は、原動機であるエンジン２に連結されたクラッチ３に結合されており、主として、前後進切換部４と、入力側回転軸５と、プライマリプーリ６と、出力側回転軸７と、セカンダリプーリ８と、無端ベルト９と、最終減速部１０と、入力側回転軸５を回転自在に支持する入力側転がり軸受１１，１２と、出力側回転軸７を回転自在に支持する出力側転がり軸受１３，１４と、から構成されている。これらの転がり軸受１１，１２，１３，１４は、粘度が４０℃において４０ｃＳｔ以下で、１００℃において８ｃＳｔ以下である潤滑油を用いて潤滑される。

クラッチ３は、一方がエンジン２に連結され、他方が前後進切換部４に連結されている。クラッチ３は、内蔵された図示しないコイルにクラッチ電流を流すことにより、予め定められたギャップに電磁粉が鎖状に結合して集積し、これによる結合力でクラッチ接続状態になる。一方、クラッチ電流をカットすると、電磁粉による結合力が消失してクラッチ切断状態になる。

前後進切換部４は、一方がクラッチ３に連結され、他方が入力側回転軸５に結合されている。前後進切換部４は、内蔵された図示しないスリーブを、シンクロ機構を介してギヤ側に噛合わすことによって、入力軸に対し主軸が直結して前進状態になる。一方、スリーブを、逆にシンクロ機構を介してギヤ側に噛合わせると、入力軸が主軸に連結され、エンジン動力が減速逆転して後進状態になる。

入力側回転軸５は、前後進切換部４の入力軸に連結されており、プライマリプーリ６の固定側回転部１５に固定され、入力側転がり軸受１１，１２により回転自在に支持されている。

プライマリプーリ６は、可動側回転部１６と、前出の固定側回転部１５の２つの部材に２分割されて形成されている。可動側回転部１６は、入力側油圧サーボ機構１７に結合されており、図示しない制御回路からの供給電流により入力側油圧サーボ機構１７が作動することによって、両回転部１５，１６間の溝幅を拡張し、入力側油圧サーボ機構１７が停止することによって、例えば、ばねの反発力により両回転部１５，１６間の溝幅を収縮する。

出力側回転軸７は、入力側回転軸５から離れた位置において入力側回転軸５に平行に配されており、セカンダリプーリ８の固定側回転部１８が固定され、出力側転がり軸受１３，１４により回転自在に支持されている。

セカンダリプーリ８は、可動側回転部１９と、前出の固定側回転部１８の２つの部材に２分割されて形成されている。可動側回転部１９は、出力側油圧サーボ機構２０に結合されており、制御回路からの供給電流により出力側油圧サーボ機構２０が作動することによって、両回転部１８，１９間の溝幅を拡張し、出力側油圧サーボ機構２０が停止することによって、例えば、ばねの反発力により両回転部１８，１９間の溝幅を収縮する。

無端ベルト９は、プライマリプーリ６及びセカンダリプーリ８に掛け渡されており、プライマリプーリ６の回転をセカンダリプーリ８に伝達する。このとき、両プーリ６，８の回転中に、制御回路により入力側油圧サーボ機構１７及び出力側油圧サーボ機構２０が作動されることによって、両プーリ９，８間のプーリ比が無段階に変更され、出力側回転軸７に与えられる。

最終減速部１０は、出力側回転軸７に結合された第１歯車２１と、第２歯車２２及び第３歯車２３を一体に有し、第２歯車２２が第１歯車２１に噛合された中間歯車２４と、ドライブシャフト２６に固定された第４歯車２５と、からなる。最終減速部１０は、出力側回転軸７の回転を第１，第２歯車２１，２２の比で減速し、中間歯車２４の回転を第３，第４歯車２３，２５の比で更に減速してドライブシャフト２６を回転させる。ドライブシャフト２６は、駆動輪２７，２８を回転させる。

入力側転がり軸受１１，１２は、いずれも開放形の深溝玉軸受である。入力側転がり軸受１１，１２のうち、プライマリプーリ６の固定側回転部１５側に配された一方の入力側転がり軸受１１は、内輪１１ａが入力側回転軸５に外嵌され、外輪１１ｂが図示しない変速機ハウジングに内嵌され、内外輪１１ａ，１１ｂ間に転動体である複数の玉１１ｃが相対回転自在に配され、保持器（図２に示す）１１ｄが玉１１ｃを転動自在に保持する。

プライマリプーリ６の可動側回転部１６側に配された他方の入力側転がり軸受１２は、内輪１２ａが入力側回転軸５に外嵌され、外輪１２ｂが図示しない変速機ハウジングに内嵌され、内外輪１２ａ，１２ｂ間に転動体である複数の玉１２ｃが相対回転自在に配され、保持器（図２に示す）１２ｄが玉１２ｃを転動自在に保持する。

入力側転がり軸受１１，１２における両保持器１１ｄ，１２ｄは、ナイロン系樹脂によって成形されている。ナイロン系樹脂としては、６６ナイロンや４６ナイロンが挙げられるが、好ましくは４６ナイロンが好適である。ナイロン系樹脂により成形された両保持器１１ｄ，１２ｄは、無端ベルト９が掛け渡されたプライマリプーリ６及びセカンダリプーリ８の位置決め精度を高くするため、各入力側転がり軸受１１，１２に形成された軌道面（図２に示す）１１ｅ，１１ｆ，１２ｅ，１２ｆの溝径を小さくしたり、隙間を小さくしたりすることにより、入力側回転軸５に組み込んだ時に、各入力側転がり軸受１１，１２における隙間が負の値となり、入力側回転軸５に僅かな傾きが生じたとしても、弾性変形することによって入力側回転軸５の傾きを吸収し、玉１１ｃ，１２ｃに対する拘束力を過剰にしないようにする。

出力側転がり軸受１３，１４のうち、セカンダリプーリ８の可動側回転部１９側に配された一方の出力側転がり軸受１３は、開放形の円筒ころ軸受であって、内輪１３ａが出力側回転軸７に外嵌され、外輪１３ｂが図示しない変速機ハウジングに内嵌され、内外輪１３ａ，１３ｂ間に転動体である複数の円筒ころ１３ｃが相対回転自在に配され、保持器（図示しない）が円筒ころ１３ｃを転動自在に保持する。

セカンダリプーリ８の固定側回転部１８側に配された他方の出力側転がり軸受１４は、開放形の深溝玉軸受であって、内輪１４ａが出力側回転軸７に外嵌され、外輪１４ｂが図示しない変速機ハウジングに内嵌され、内外輪１４ａ，１４ｂ間に転動体である複数の玉１４ｃが相対回転自在に配され、保持器（図２に示す）１４ｄが玉１４ｃを転動自在に保持する。

一方の出力側転がり軸受１３における保持器及び他方の出力側転がり軸受１４における保持器１４ｄが、ナイロン系樹脂によって成形されている。ナイロン系樹脂としては、６６ナイロンや４６ナイロンが挙げられるが、好ましくは４６ナイロンが好適である。さらに、グラスファイバーを１０〜３０重量％含有する４６ナイロンを用いることがより好ましい。ナイロン系樹脂により成形された保持器１４ｄは、無端ベルト９が掛け渡されたプライマリプーリ６及びセカンダリプーリ８の位置決め精度を高くするため、出力側転がり軸受１４に形成された軌道面（図２に示す）１４ｅ，１４ｆの溝径を小さくしたり、隙間を小さくしたりすることにより、出力側回転軸７に組み込んだ時に、出力側転がり軸受１４における隙間が負の値となり、出力側回転軸７に僅かな傾きが生じたとしても、弾性変形することによって出力側回転軸７の傾きを吸収し、玉１４ｃに対する拘束力を過剰にしないようにする。

図２に示すように、ベルト式無段変速機１に用いた入力側転がり軸受１１，１２及び出力側転がり軸受１４は、内輪１１ａ，１２ａ，１４ａの外径面の中央部に内輪軌道面１１ｅ，１２ｅ，１４ｅが形成され、外輪１１ｂ，１２ｂ，１４ｂの内径面の中央部に外輪軌道面１１ｆ，１２ｆ，１４ｆが形成されている。そして、保持器１１ｄ、１２ｄ、１４ｄは、冠形保持器であって、ポケット１１ｇ，１２ｇ，１４ｇ内に玉１１ｃ，１２ｃ，１４ｃが回転自在に保持されている。

図３に示すように、ナイロン系樹脂により成形された保持器１１ｄ、１２ｄ、１４ｄは、ポケット１１ｇ，１２ｇ，１４ｇが、円環形状をなす保持器本体１１ｈ，１２ｈ，１４ｈ上に柱部１１ｉ，１２ｉ，１４ｉを介して円周方向に等間隔で複数形成されている。

本実施形態の転がり軸受１１，１２，１４及びベルト式無段変速機１によれば、入力側回転軸５に外嵌する内輪１１ａ，１２ａを有する入力側転がり軸受１１，１２及び出力側回転軸７に外嵌する内輪１４ａを有する出力側転がり軸受１４における保持器１１ｄ，１２ｄ，１４ｄが、ナイロン系樹脂によって成形される。

したがって、無端ベルト９が掛け渡されたプライマリ・セカンダリプーリ６，８の位置決め精度を高くするため、各転がり軸受１１，１２，１４の各軌道面１１ｅ，１１ｆ，１２ｅ，１２ｆ，１４ｅ，１４ｆの溝径を小さくしたり、隙間を小さくしたりすることにより、入力側回転軸５、出力側回転軸７に組み込んだ時に、各転がり軸受１１，１２，１４における隙間が負の値となり、入力側回転軸５または出力側回転軸７に僅かな傾きが生じたとしても、ナイロン系樹脂により成形された保持器１１ｄ，１２ｄ，１４ｄが弾性変形されることによって入力側回転軸５または出力側回転軸７の傾きが吸収され、玉１１ｃ，１２ｃ，１４ｃに対する拘束力が過剰にならない。それによって、保持器１１ｄ，１２ｄ，１４ｄを破損することがない。

また、ＣＶＴ用オイルの低粘度化が採用されたとしても、保持器１１ｄ，１２ｄ，１４ｄと玉１１ｃ，１２ｃ，１４ｃとの間の摩擦が小さくなっているため、玉１１ｃ，１２ｃ，１４ｃの表面粗さが悪くなったり、玉１１ｃ、１２ｃ、１４ｃと各軌道面１１ｅ，１１ｆ，１２ｅ，１２ｆ，１４ｅ，１４ｆとの間での油膜形成が良好でなくなったりせず、玉１１ｃ，１２ｃ，１４ｃに滑りを発生しないので、玉１１ｃ，１２ｃ，１４ｃが早期はくりを起こすことがない。更に、ハウジングの剛性が低下することによって入力側回転軸５、出力側回転軸７の傾きが増大したとしても、その傾きに充分対応でき、また、ハイブリッド車に搭載されるに際し、低トルク、静粛性に富むものとなる。

以上により、保持器１１ｄ，１２ｄ，１４ｄが玉１１ｃ，１２ｃ，１４ｃを過剰に拘束した状態で連続使用されたとしても破損することがなく、低トルクで静粛性に富んだ保持器１１ｄ，１２ｄ，１４ｄをもつ転がり軸受１１，１２，１４及びベルト式無段変速機１を提供することができる。

次に、本発明に係る転がり軸受に相当する標準軸受鋼２種の深溝玉軸受に、金属製の波形プレス保持器と、樹脂製の冠形保持器と、を別々に組み付けて以下の回転試験を行った。

転がり軸受は、外輪が、ハウジングに固定されて固定輪となり、内輪は、軸受内部隙間が、−０．０１５ｍｍとなるように締め代を持たせて主軸に外嵌されて回転輪となり、主軸の傾きが、８／１０００ｒａｄとなるように設定した。

[試験条件]
転がり軸受：内径ｄ＝φ４０ｍｍ、外径Ｄ＝φ８０ｍｍ、幅Ｂ＝１８ｍｍ
ラジアル荷重：３７３０Ｎ（０．３Ｃｒ）
回転数：３０００ｒｐｍ
試験温度：１３０℃
試験寿命Ｌ１０：２０６時間
使用油粘度：４０℃：２２．５（ｃＳｔ），１００℃：６．２（ｃＳｔ）
サンプル数：以下の表１に示す(1)、(2)、(3)、(4)、(5)の５形態
ナイロン樹脂の種類：４６ナイロン、６６ナイロン、フェノール

表１により明らかなように、鉄製保持器と、樹脂製保持器との破損時間の比較においては、
(1)の形態では、鉄製保持器が５４時間で破損し、フェノールを用いた樹脂製保持器が１０３時間で破損し、６６ナイロンを用いた樹脂製保持器が１９５時間で破損したのに対し、４６ナイロンを用いた樹脂製保持器は２１０時間経過後も破損に至らなかった。
(2)の形態では、鉄製保持器が２６時間で破損し、フェノールを用いた樹脂製保持器が８８時間で破損したのに対し、６６ナイロンを用いた樹脂製保持器及び４６ナイロンを用いた樹脂製保持器は２１０時間経過後も破損に至らなかった。
(3)の形態では、鉄製保持器が３５時間で破損し、フェノールを用いた樹脂製保持器が８４時間で破損したのに対し、６６ナイロンを用いた樹脂製保持器及び４６ナイロンを用いた樹脂製保持器は２１０時間経過後も破損に至らなかった。
(4)の形態では、鉄製保持器が１３４時間で玉のはくりが発生し、フェノールを用いた樹脂製保持器が１１１時間で破損し、６６ナイロンを用いた樹脂製保持器が１８８時間で破損したのに対して、４６ナイロンを用いた樹脂製保持器は２１０時間経過後も破損に至らなかった。
(5)の形態では、鉄製保持器が７８時間で玉のはくりが発生し、フェノールを用いた樹脂製保持器が５２時間で破損したのに対し、６６ナイロンを用いた樹脂製保持器及び４６ナイロンを用いた樹脂製保持器は２１０時間経過後も破損に至らなかった。
以上の結果、４６ナイロンを用いて成形した樹脂製保持器が、鉄製保持器に比べて全ての形態において保持器の破損に関して優れていることが判明した。

表２により明らかなように、鉄製保持器と、樹脂製保持器との軸受の動摩擦トルクの比較においては、
(1)の形態では、鉄製保持器が５４．６Ｎ・ｍであるのに対し、樹脂製保持器が４９．２Ｎ・ｍであった。
(2)の形態では、鉄製保持器が５３．４Ｎ・ｍであるのに対し、樹脂製保持器が４９．５Ｎ・ｍであった。
(3)の形態では、鉄製保持器が５３．０Ｎ・ｍであるのに対し、樹脂製保持器が４９．０Ｎ・ｍであった。
(4)の形態では、鉄製保持器が５２．３Ｎ・ｍであるのに対し、樹脂製保持器が４８．９Ｎ・ｍであった。
(5)の形態では、鉄製保持器が５３．９Ｎ・ｍであるのに対し、樹脂製保持器が４９．５Ｎ・ｍであった。
以上の結果、(1)、(2)、(3)、(4)、(5)の５種形態の樹脂製保持器は、鉄製保持器に比べて同等の動摩擦トルクを有することが判明した。

次に、実施例１において優れた性能を示した４６ナイロンに、含有量を５〜４０重量％の範囲で変化させたグラスファイバー（ＧＦ）を充填して成形した樹脂製保持器をそれぞれｎ＝１０個づつ準備して回転試験を行った。なお、試験条件は実施例１と同様の条件とする。試験結果を図５に示す。

図５から明らかなように、グラスファイバーの含有量が１０〜３０重量％である保持器においては、破損数がすべて２個以下であり、ほとんど破損することがなく良好な結果が得られた。一方、グラスファイバーの含有量が５重量％である保持器においては、１０個中８個の保持器が損傷した。また、グラスファイバーの含有量が３５重量％である保持器では、１０個中４個、含有量が４０重量％の保持器では、６個の保持器が破損した。
グラスファイバーの含有量が１０重量％未満であると破損数が著しく多いのは、保持器の強度不足によるものと考えられる。一方、グラスファイバーの含有量が３０重量％を越えた場合には、保持器の強度が高いため、主軸の傾きに対する柔軟性が不足し、破損数が増加した。
以上の結果、グラスファイバーを１０〜３０重量％含有する４６ナイロンを用いて成形した樹脂製保持器が保持器の破損に関してさらに優れていることが判明した。

さらに、実施例１で用いた標準設計６２０８の標準軸受鋼２種の深溝玉軸受に、鉄製の波形プレス保持器と、樹脂製の冠型保持器とを別々に組付けて、急加減速試験を行なった。

転がり軸受は、実施例１と同様、外輪がハウジングに固定されて固定輪となり、内輪は内部隙間が−０．０１５ｍｍとなるように締め代を持たせて主軸に外嵌されて回転輪となり、主軸の傾きが８／１０００ｒａｄとなるように設定した。そして、初期の振動の３倍を超えた時点で試験を停止してピーリング状況を確認し、最大３６０００サイクルで試験を終了した。
なお、保持器の摩耗が発生した場合、その摩耗粉が軸受外部に飛散しないように（ピーリング現象を加速させるため）、軸受両端面に遮蔽板を取り付け、油膜形成を劣化させるために１３０℃の高温でテストを行なった。

[試験条件]
ラジアル荷重：３７３０Ｎ（０．３Ｃｒ）
回転数：０⇒３０００ｒｐｍ⇒０（加減速時間各５秒）
試験温度：１３０℃
使用油粘度：４０℃：２２．５（ｃＳｔ），１００℃：６．２（ｃＳｔ）
ｎ数：鉄製保持器５個、樹脂製保持器５個

ピーリングが発生するまでのサイクル数を表３に示す。

表３から明らかなように、鉄製保持器を用いた場合は、８５２０〜１５０４０サイクル間でピーリングが発生した。一方、４６ナイロンを用いた樹脂製保持器では、３６０００サイクルにおいてもピーリングは発生せず、外内輪軌道面・玉及び保持器は良好な状態であった。なお、グラスファイバーか５重量％の樹脂製保持器の場合、３６０００サイクル回転した後、ポケットの底部に停留亀裂が認められたため、好ましくは１０〜３０重量％とする。

なお、本発明に係る転がり軸受は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、ナイロン系樹脂により成形される保持器は、入力側転がり軸受及び出力側転がり軸受のうちの少なくとも１個でも用いられることにより、効果が得られる。
また、出力側回転軸を、同一の深溝玉軸受によって支持しても良く、その場合には、深溝玉軸受の冠形保持器をナイロン系樹脂によって成形するのが良い。
そして、転がり軸受として、深溝玉軸受に代えて、アンギュラ玉軸受や各種ころ軸受に本発明を適用しても良い。
そしてまた、保持器として、冠形保持器に代えて、もみ抜き保持器等に本発明を適用しても良い。
そして更に、開放形の深溝玉軸受や円筒ころ軸受に代えて、シールド形や非接触シール形或いは接触シール形としても良い。

本発明の一実施形態のベルト式無段変速機の一部破断平面図である。 図１に示したベルト式無段変速機に用いた転がり軸受の半断面図である。 図２に示した転がり軸受に用いた保持器の外観斜視図である。 従来のベルト式無段変速機の断面図である。 グラスファイバーの含有量と破損数の関係を示すグラフである。

符号の説明

１ ベルト式無段変速機
２ エンジン（原動機）
５ 入力側回転軸
６ プライマリプーリ
７ 出力側回転軸
８ セカンダリプーリ
９ 無端ベルト
１１，１２ 入力側転がり軸受（転がり軸受）
１１ａ，１２ａ，１４ａ 内輪
１１ｂ，１２ｂ，１４ｂ 外輪
１１ｃ，１２ｃ，１４ｃ 玉（転動体）
１１ｄ，１２ｄ，１４ｄ 保持器
１４ 出力側転がり軸受（転がり軸受）

Claims (7)

1. 粘度が４０℃において４０ｃＳｔ以下で、１００℃において８ｃＳｔ以下の潤滑油を用いた無段変速機に使用される転がり軸受であって、
   内輪と、外輪と、前記内外輪間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を有し、
   前記保持器が、ナイロン系樹脂によって成形されていることを特徴とする転がり軸受。
2. 前記ナイロン系樹脂は、グラスファイバーを１０〜３０重量％含有する４６ナイロンであることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
3. 請求項１又は２に記載の転がり軸受を備えたことを特徴とする無段変速機。
4. 原動機に連結された入力側回転軸と、前記入力側回転軸とともに回転し溝幅を拡縮自在なプライマリプーリと、該入力側回転軸と平行に配された出力側回転軸と、前記出力側回転軸とともに回転し溝幅を拡縮自在なセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに掛け渡された無端ベルトと、を備え、前記両プーリの溝幅の拡縮により前記入力側回転軸と前記出力側回転軸との間の変速比を可変するベルト式無段変速機に用いられる転がり軸受であって、
   前記入力側回転軸または前記出力側回転軸に外嵌する内輪と、外輪と、前記内外輪間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を有し、
   前記保持器が、ナイロン系樹脂によって成形されていることを特徴とする転がり軸受。
5. 前記ナイロン系樹脂は、グラスファイバーを１０〜３０重量％含有する４６ナイロンであることを特徴とする請求項４に記載の転がり軸受。
6. 原動機に連結された入力側回転軸と、前記入力側回転軸とともに回転し溝幅を拡縮自在なプライマリプーリと、該入力側回転軸と平行に配された出力側回転軸と、前記出力側回転軸とともに回転し溝幅を拡縮自在なセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリに掛け渡された無端ベルトと、を備え、前記両プーリの溝幅の拡縮により前記入力側回転軸と前記出力側回転軸との間の変速比を可変する無段変速機であって、
   前記入力側回転軸に外嵌する内輪と、外輪と、前記内外輪間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を有する入力側転がり軸受と、
   前記出力側回転軸に外嵌する内輪と、外輪と、前記内外輪間に相対回転自在に配された複数の転動体と、前記転動体を転動自在に保持する保持器と、を有する出力側転がり軸受と、を備え、
   前記入力側転がり軸受及び前記出力側転がり軸受における少なくとも１個の前記保持器が、ナイロン系樹脂によって成形されていることを特徴とする無段変速機。
7. 前記ナイロン系樹脂は、グラスファイバーを１０〜３０重量％含有する４６ナイロンであることを特徴とする請求項６に記載の無段変速機。

Images