JP2009174691A - トランスミッション用玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】転動面にかかる面圧を小さくし、転動面転がり疲れにも肩乗り上げにも有利にでき、しかも、発熱及びすべりによるピーリングの面で有利となって自動車用トランスミッションに最適となるトランスミッション用玉軸受を提供する。
【解決手段】外輪２３の軌道溝２２または内輪２５の軌道溝２４の少なくとも一方の軌道溝において、その断面形状を、曲率半径の異なる複数の円弧を滑らかに連続させてなる複合円弧とする。幅方向中央側の曲率半径を小さく、幅方向両端側の曲率半径を大きく形成し、内輪２５と転動体２７、及び外輪２３と転動体２７との接触点を各一点とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、玉軸受に関し、特に自動車用トランスミッションに使用されるトランスミッション用玉軸受に関する。

自動車用トランスミッションは、手動変速機、或は、遊星歯車式、ベルト式、トロイダル式等の各種の自動変速機が知られる。このうち手動変速機としては、図４に示すようなものがある。

この手動変速機は、図４に示すように、入力側回転軸１３と、この入力側回転軸１３に同一軸心上に直線状に配置される出力側回転軸１４と、この入力側回転軸１３及び出力側回転軸１４に対して所定間隔を持って平行に配置される伝達軸１５と、各軸１３、１４、１５が挿通状となるケーシング１１と、このケーシング１１に各軸１３、１４、１５を回転自在に支持する玉軸受１６とを備える。また、ケーシング１１内には、潤滑油（ミッションオイル）１２が貯留されている。

すなわち、これら玉軸受１６を構成する軌道輪（外輪及び内輪）と転動体との接触部の潤滑を、前記ケーシング１１内に貯溜した潤滑油（ミッションオイル）１２により行なっている。この様な潤滑方法を採用する為に、前記各玉軸受として、例えば図５に示す様な開放型の玉軸受１６を使用している。この玉軸受１６は、内周面に軌道面２を有する外輪３と、外周面に軌道面４を有する内輪５と、これら軌道面２と軌道面４との間に転動自在に設けられた複数個の転動体としてのボール７と、外輪３と内輪５との間に介装されてボール７を支持する保持器６とを備える。そして、これらボール７を設置した空間８の両端開口は、それぞれシールリングにより塞ぐことなく、開放している。

前記図４に示す変速機の運転時には、前記空間８内に、前記ケーシング１１内に貯溜した潤滑油を流通させることにより、外輪３、内輪５の各軌道面２、４と各ボール７の転動面との接触部を潤滑している。ところが、ケーシング１１内に貯溜した潤滑油中には、動力伝達部材である歯車等の削り加工粉や摩耗粉等の硬い異物が混入している。この様な硬い異物の存在は、外輪３、内輪５の各軌道面２、４と各ボール７の転動面とに剥離を生じさせる原因となる。

また、従来の玉軸受１６は、内外輪の溝曲率半径は一定であり、単一（同一）径で形成されていた。その為曲率を小さくして面圧に有利にするか、曲率を大きくして肩乗り上げに有利にするかと二者択一の設計であった。ここで、肩乗り上げとは、ボール７が内輪５または外輪３の肩５に乗り上げることであって、この肩乗り上げが生じれば、ボール７或いは軌道面２，４の表面に荒れや剥離等が発生して、玉軸受の寿命低下を惹き起こすおそれがある。

そこで、従来には、特許文献１のコンプレッサ用プーリ支持装置のように、３点接触玉軸受にて内輪の曲率のみ複合曲率とし、肩乗り上げの防止及び転動面への過大な面圧がかかる事を防止するようにしたものがある。
国際公開Ｗ０２００３/０７１１４２公報

しかしながら、３点接触や４点接触玉軸受の様に一つの軌道溝と転動面とが多点で接触していると、発熱が大きくなる、すべりの起こる個所が接触面の数だけある為ピーリングが発生しやすい、という問題がある。

また、自動車のトランスミッションの様な、高荷重下で高速回転させた場合、軸受の軌道面に金属疲労による表面剥離・表層剥離とは異なり、相当内部の深い部分から生じる特異な剥離現象が現われ、軸受の寿命を短くする原因となっており、この剥離は、軸受の高速化による振動が軌道面の鏡面摩耗を引き起こし、それによる新生面の形成が触媒作用をなしてグリースを分解せしめ、その際に発生した水素が鋼中に侵入し、水素脆性（特異性剥離）を引起こすことが原因である。

この剥離を防止する手段として軸受軌道面に酸化皮膜を形成することが一つの有効な手段であるが、酸化皮膜を形成するために、例えば、低温加熱下のカセイソーダ水溶液中に軌道輪を浸漬して四三酸化鉄皮膜を形成させるという手間のかかる処理が必要となる。

本発明は、前記課題に鑑みて、転動面にかかる面圧を小さくし、転動面転がり疲れにも肩乗り上げにも有利にでき、しかも、発熱及びすべりによるピーリングの面で有利となって自動車用トランスミッションに最適となる玉軸受を提供する。また、軌道輪の材料自体により特異性剥離を防止できるようにすることを課題とする。

トランスミッション用玉軸受は、入力側回転軸と、出力側回転軸と、前記回転軸に対し所定間隔を持って平行に配置される伝達軸と、前記各軸が挿通状となるケーシングと、このケーシングに前記各軸を回転自在に支持するトランスミッション用玉軸受であって、内周面に軌道溝を有する外輪と、外周面に軌道溝を有する内輪と、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に転動自在に介在する転動体と、転動体を保持する保持器とを備え、外輪の軌道溝または内輪の軌道溝の少なくとも一方の軌道溝において、その断面形状を、曲率半径の異なる複数の円弧を滑らかに連続させてなる複合円弧とすると共に、幅方向中央側の曲率半径を小さく、幅方向両端側の曲率半径を大きく形成し、前記内輪と転動体、及び前記外輪と転動体との接触点を各一点としたものである。

本発明のトランスミッション用玉軸受によれば、外輪の軌道溝または内輪の軌道溝の少なくとも一方の軌道溝において、幅方向中央側の曲率半径を小さく、幅方向両端側の曲率半径を大きく形成したので、高いモーメント荷重が加わった場合でも、転動体としてもボールが外輪及び内輪の肩に乗り上げにくくなり、転がり接触部分に過大な面圧が作用することを防止できる。しかも、外輪の軌道溝と転動体との接触点は１箇所であり、内輪の軌道溝と転動体との接触点は１箇所であり、転動体の接触点は２点となる。また、溝底部と溝開口部とを滑らかに連続する円弧としたので、転動体の転動が滑らかとなる。

前記内輪または外輪または転動体の少なくとも一種の部品が１.５〜６％Ｃｒ含有鋼から成るのが好ましい。１.５〜６％Ｃｒ含有鋼からなるものでは、金属表面に効果的な厚みの強いち密なＣｒの酸化皮膜（ＦｅＣｒＯ_４）ができるため、軌道面を不活性にすることができる。このため、軌道輪の材料自体が酸化皮膜を形成し、特異性剥離を防止できる。

前記内輪または外輪または転動体の少なくとも一種の部品が、窒化処理と寸法安定化処理のうちの少なくとも一方の処理を施するようにできる。窒化処理とは鋼の表面に活性化窒素（Ｎ）を浸透させて、表面を硬くする方法である。窒化処理により軸受の部品の表面硬度を高くし、弾性変形を抑えると共に摩耗防止も図ることができる。又、軸受の運転時には発熱量が多くなり、この発熱に伴って玉軸受の構成各部品の寸法が変化し易くなる。寸法安定化処理とは、例えば、残留オーステナイト量γＲの低減を目的とした熱処理である。このような寸法安定化処理を行うことによって、前記発熱に拘らず、寸法変化を抑え、玉軸受の耐久性向上を図れる。

各転動体と接触する一方の軌道溝の断面形状の曲率半径を、前記各転動体直径の５３〜５７％とすると共に、これら各転動体の転動面と接触する他方の軌道の断面形状の各曲率半径を、前記各転動体直径の５０．５〜５６％とする。すなわち、内輪または外輪のいずれか一方の軌道溝の溝底部の曲率半径を、転動体の直径の５３〜５７％とすると共に、他方の軌道溝の溝底部の曲率半径を、転動体の直径の５０．５〜５６％とするのが好ましい。これにより、転がり接触部の接触状態を良好に保つ事ができる。即ち、回転抵抗や内部発熱を抑制し、早期剥離等を防止できる。

内輪の軌道溝の溝底部の曲率半径を外輪の溝底部の曲率半径よりも小さく設定することも可能である。これによって、内輪において、接触面の面圧を低減することができ、ピーリング摩耗の発生を有効に防止できるとともに、摩擦損失の低減を図ることができる。

本発明のトランスミッション用玉軸受では、高いモーメント荷重が加わった場合でも、ボールが外輪及び内輪の肩に乗り上げにくくなり、転がり接触部分に過大な面圧が作用することを防止できる。このため、外輪の内輪に対する傾斜を抑えつつ、この玉軸受の転がり疲れ寿命を確保できて、この玉軸受の耐久性の確保を図れる。しかも、転動体（ボール）の接触点が２点と少なくなるとともに、転動体の転動が滑らかであるので、発熱及びすべりによるピーリング摩擦の発生を有効に防止できるとともに、低トルクになる。このため、この玉軸受は、ピーリング摩耗の発生を有効に防止できるとともに、摩擦損失の低減を図ることができ、しかも、潤滑不足による早期剥離を防止できるので、自動車用のトランスミッションに最適となる。

さらには、前記内輪または外輪の少なくとも一方の軌道輪が１.５〜６％Ｃｒ含有鋼とすることで、金属表面に効果的な厚みの強いち密なＣｒの酸化皮膜〔ＦｅＣｒＯ_４〕ができるため、軌道面を不活性にする。このため、グリースの分解を抑制する。また、たとえグリースが分解しても、その際に発生した水素が鋼中に侵入することを防ぐ。即ち、軌道輪の材料自体が酸化皮膜を形成し、特異性剥離を防止する。

本発明に係るトランスミッション用玉軸受の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１にトランスミッションに用いる玉軸受を示している。すなわち、この玉軸受は、図４に示す様なトランスミッションにおける入力側回転軸１３、出力側回転軸１４、伝達軸１５をそれぞれ回転自在に枢支するものである。

この玉軸受１６は、内周面に軌道溝（軌道面）２２を有する外輪２３と、外周面に軌道溝（軌道面）２４を有する内輪２５と、これら軌道溝２２と軌道溝２４との間に転動自在に設けられた複数個の転動体としてのボール２７と、外輪２３と内輪２５との間に介装されてボール２７を支持する保持器２６とを備える。これらボール２７を設置した空間２８の両端開口は、それぞれシールリングにより塞ぐことなく、開放している。

図２に示すように、外輪２３の軌道溝２２は、溝底部２２ａの曲率半径Ｒ１を転動体２７の半径Ｒ（図１参照）と同一に設定するとともに、溝開口部２２ｂの曲率半径Ｒ２を溝底部２２ａの曲率半径Ｒ１よりも大きくし、溝底部２２ａと溝開口部２２ｂとを滑らかに連続する円弧として組合せる複合溝曲率形状としている。すなわち、軌道溝２２において、その断面形状を、曲率半径の異なる複数の円弧を滑らかに連続させてなる複合円弧とすると共に、幅方向中央側の曲率半径Ｒ１を小さく、幅方向両端側の曲率半径Ｒ２を大きく形成している。このため、外輪２３と転動体２７との接触点を一点としている。図１に示すように、溝開口部２２ｂは転動体２７と接触しない転動体非接触部位となる。なお、溝開口部２２ｂとは、軌道溝２２の肩２３ａ近傍部位である。

図３に示すように、内輪２５の軌道溝２４は、溝底部２４ａの曲率半径Ｒ３を転動体２７の半径Ｒ（図１参照）と同一に設定するとともに、溝開口部２４ｂの曲率半径Ｒ４を溝底部２４ａの曲率半径Ｒ３よりも大きくし、溝底部２４ａと溝開口部２４ｂとを滑らかに連続する円弧として組合せる複合溝曲率形状としている。すなわち、軌道溝２４において、その断面形状を、曲率半径の異なる複数の円弧を滑らかに連続させてなる複合円弧とすると共に、幅方向中央側の曲率半径Ｒ３を小さく、幅方向両端側の曲率半径Ｒ４を大きく形成している。このため、内輪２５と転動体２７との接触点を一点としている。図１に示すように、溝開口部２４ｂは転動体２７と接触しない転動体非接触部位となる。この場合、内輪２５の軌道溝２４の溝開口部２４ｂの曲率半径Ｒ４を外輪２３の溝開口部２２ｂの曲率半径Ｒ２よりも小さく設定している。なお、溝開口部２４ｂとは、軌道溝２４の肩２５ａ近傍部位である。

ところで、近年に於ける自動車用変速機の小型化、高出力化の要求に伴い、玉軸受の負荷荷重及び回転速度が以前にも増して大きくなっている。そして、この様に自動車用変速機に組み込んだ玉軸受１６の使用条件が厳しくなっている為、玉軸受には、従来は見られなかった様な剥離が発生する様になっており、計算寿命よりも早期に寿命に達する様な場合も生じている。すなわち、従来の玉軸受を一般的な条件で使用した場合には、相当な長期間経過後に、金属疲労に基づく通常の転がり疲労剥離が生じる。これに対して、上述の様な厳しい使用条件の下では、前記各ボールの転動面にピーリング摩耗（微小なクラックの集合）が生じ、当該部分から早期に剥離が生じる場合がある。この様な場合に、軸受材料の改良に関する技術を実施するのみでは、前記ピーリング摩耗の発生を有効に防止することはできない。

また、トランスミッションに組み込む転がり軸受に期待される性能として、ギア反力を支承することが挙げられるが、更に、ギアの静粛性を向上させたり、静的強度を確保する事も期待されている。この為に、前記トランスミッションに組み込む転がり軸受として、玉軸受に代えて円すいころ軸受が使用される場合がある。しかし、最近の省エネルギー化の流れにより、前記トランスミッション内の摩擦損失の低減を図る事が望まれている。この為、このトランスミッションに組み込む転がり軸受の動トルクを低減する事が考えられている。これに対して、トランスミッションに組み込む転がり軸受として円すいころ軸受を使用した場合、前記ギア反力を十分に支承したり、ギアの静粛性を確保する面では優れている反面、動トルクが増大し、前記トランスミッション内の摩擦損失が増大する。従って、このトランスミッション内の摩擦損失の低減を考慮した場合、このトランスミッションに組み込む転がり軸受として、上述した様な、玉軸受が好ましい。

また、前記トランスミッション内の摩擦損失の低減を図る為に、このトランスミッションを構成するギアや転がり軸受に供給する潤滑油の量を少なくしたり、攪拌抵抗を低減する為に低粘度の潤滑油を使用することが考えられる。しかし、一般的な軸受鋼製の玉軸受をこの条件で使用した場合、短時間で剥離が生じる可能性がある。例えば、基油の動粘度が４０℃時で４０ｍｍ^２／ｓｅｃ以下、１００℃時で１０ｍｍ^２／ｓｅｃ以下といった、低粘度の潤滑油を、潤滑量を２０ｃｃ／ｍｉｎ未満に絞りながら使用すると、軸受内の発熱量が高くなる。この為、１００℃を越える環境下での使用となり、軸受内部の潤滑油の量が想定以下（潤滑不足）となる場合がある。この様に潤滑不足となった場合には、軸受内で生じる、各玉の転動面と各軌道輪の軌道溝との差動、公転、スピン等の滑りの影響により、これら転動面と軌道溝との間で油膜切れが生じ、早期剥離が発生する可能性がある。

そこで、本発明では、外輪２３及び内輪２５の各軌道溝２２、２４において、溝底部２２ａ、２４ａの曲率半径Ｒ１、Ｒ３を転動体２７の半径Ｒと同一に設定するとともに、溝開口部２２ｂ、２４ｂの曲率半径Ｒ２、Ｒ４を溝底部２２ａ、２４ａの曲率半径Ｒ１、Ｒ３よりも大きくしたことによって、高いモーメント荷重が加わった場合でも、前記転動体（ボール）２７が外輪２３及び内輪２５の肩２３ａ、２５ａに乗り上げにくくなり、転がり接触部分に過大な面圧が作用することを防止できる。これによって、外輪２３の内輪２５に対する傾斜を抑えつつ、この玉軸受の転がり疲れ寿命を確保できて、この玉軸受の耐久性の確保を図れる。

しかも、外輪２３の軌道溝２２と転動体２７との接触点は１箇所であり、内輪２５の軌道溝２４と転動体２７との接触点は１箇所であり、転動体２７の接触点は計２点となる。また、溝底部２２ａ、２４ａと溝開口部２２ｂ、２４ｂとを滑らかに連続する円弧としたので、転動体２７の転動が滑らかとなる。このため、熱及びすべりによるピーリング摩擦の発生を有効に防止できるとともに、低トルクになる。

このため、本発明の玉軸受１６は、ピーリング摩耗の発生を有効に防止できるとともに、摩擦損失の低減を図ることができ、しかも、潤滑不足による早期剥離を防止できるので、自動車用のトランスミッションに最適となる。

また、内輪２５の軌道溝２４の溝底部２４ａの曲率半径Ｒ３を外輪２３の溝底部２２ａの曲率半径Ｒ１よりも大きくしたり、内輪２５の軌道溝２４の溝底部２４ａの曲率半径Ｒ３を外輪２３の溝底部２２ａの曲率半径Ｒ１とを同一としたりすることもできる。

ところで、図１に示す玉軸受において、玉軸受の外輪２３の１.５〜６％望ましくは２〜６％のＣｒ含有鋼により構成するのが好ましい。この場合、内輪２５も同様の材料で構成してもよいが、コストの面から通常は一般の軸受鋼が使用するのが好ましい。軸受鋼とは、転がり軸受の球、ころ、内輪、外輪に使用される合金鋼である。高速で変動する繰り返し荷重に耐える必要性から高い疲れ強さと耐摩耗性が要求されるので、鋼の清浄度や組織の均一性を重視して製造される。一般に高炭素低クロム鋼が代表的鋼種である。

玉軸受の外輪２３に１.５〜６％Ｃｒ含有鋼を用いることによって、外輪２３は、その金属表面に効果的な厚みの強いち密なＣｒの酸化皮膜（ＦｅＣｒＯ_４）ができる。このため、軌道面を不活性にすることができる。すなわち、軌道輪の材料自体が酸化皮膜を形成し、特異性剥離を防止できる。

また、図１に示す玉軸受１６において、内輪２５と外輪２３と転動体２７とのうちの少なくとも１種の部品が、炭素鋼、軸受鋼、ステンレス鋼等の鉄系金属製である場合には、これら各部品のうちの少なくとも１種の部品に、窒化処理と寸法安定化処理とのうちの少なくとも一方の処理を施す事が、玉軸受の耐久性を確保する面からは好ましい。即ち、玉軸受１６の各転動体２７の転動面と各軌道溝２２、２４との当接部の面圧が高くなる。この面圧に基づく弾性変形が大きくなると、当該部品の転がり疲れ寿命が低下して前記玉軸受１６の耐久性が低下するので、前記窒化処理により当該部品の表面硬度を高くし、前記弾性変形を抑えると共に摩耗防止も図る。ここで、寸法安定化処理とは、残留オーステナイト量γＲの低減を目的とした熱処理である。

又、軸受の運転時には発熱量が多くなり、この発熱に伴って前記玉軸受１６の構成各部品の寸法が変化し易い為、前記寸法安定化処理により、前記発熱に拘らず、寸法変化を抑える。このうちの窒化処理とは、Ｃ、Ｎの固溶により表面層を硬化させるものであり、処理後には表面の硬度が高くなる。従って、窒化処理を施せば、前記内輪２５と、前記外輪２３と、前記各転動体２７との表面には、硬度が高い窒化処理層が存在する状態となる。尚、前記内輪２５及び外輪２３に関しては、前記内輪軌道２４或は外輪軌道２２部分に窒化処理層が存在すれば、他の部分に存在する必要はない。

但し、これら内輪軌道２４或は外輪軌道２２の部分にのみ、窒化処理層を形成する作業は面倒である為、実際の場合には、前記内輪２５及び外輪２３の表面全体に窒化処理層を形成する事が好ましい。尚、前記面圧に基づく弾性変形は、前記内輪２３と外輪２５と転動体２７とに同じ様に生じる訳ではなく、形状並びに材質により生じる程度が異なる。例えば、材質が同じとすれば、外輪軌道２２及び内輪軌道２５が弾性変形し易いのに対して、転動体２７の転動面は弾性変形しにくい。従って、前記窒化処理は、総ての部品に施す事が好ましいが、材質や寸法・形状等に応じて、前記内輪２５及び外輪２３の様に、一部の部品にのみ施しても良い。

又、前記寸法安定化処理とは、残留オーステナイト量γＲの低減を目的とした熱処理であり、例えば前記内輪２５と外輪２３とを造る為の素材を徐々に冷却する事により、前記処理後の残留オーステナイト量γＲを６％容量以下とするものである。この様な寸法安定化処理を施す事により、前記玉軸受１６の構成各部品の温度が上昇しても、これら各部品の寸法・形状が正規のものから大きくずれる事を防止し、玉軸受１６の諸元が正規のものからずれるのを防止して、この玉軸受１６の耐久性向上を図れる。

さらに、各転動体と接触する一方の軌道溝の断面形状の曲率半径を、前記各転動体直径の５３〜５７％とすると共に、これら各転動体の転動面と接触する他方の軌道の断面形状の各曲率半径を、前記各転動体直径の５０．５〜５６％とするのが好ましい。すなわち、図２，図３に示すように、玉軸受１６を構成する外輪軌道２２の溝底部２２ａの曲率半径Ｒ１を、各転動体２７の直径Ｄａの５３％〜５７％（Ｒ１＝０．５３Ｄａ〜０．５７Ｄａ）とする。また、内輪２５の内輪軌道２４の溝底部２４ａの曲率半径Ｒ３を転動体２７の直径Ｄａの５０．５〜５６％（Ｒ３＝０．５０５Ｄａ〜０．５６０Ｄａ）とすることも可能である。このうように設定することによって、これら転動体２７と各軌道溝２２、２４との転がり接触部の接触状態を良好に保つ事ができる。

即ち、前記外輪軌道２２の溝底部２２ａの曲率半径Ｒ１を前記各転動体２７の直径Ｄａの５３％未満とした場合、又は、前記内輪軌道２４の溝底部２４ａの断面形状の各曲率半径Ｒ３を前記各転動体２７の直径Ｄａの５０．５％未満とした場合には、転がり接触部の接触楕円が大きくなり過ぎて、回転抵抗や内部発熱が増大し易くなる可能性がある。一方、前記外輪軌道２２の溝底部２２ａの断面形状の曲率半径Ｒ１が前記各転動体２７の直径Ｄａの５７％を超える場合、又は、前記内輪軌道２４の溝底部２４ａの断面形状の各曲率半径Ｒ３が前記各転動体２７の直径Ｄａの５６％を超える場合には、転がり接触部の接触楕円が小さくなり過ぎて、接触圧の増大に基づき、早期剥離等が生じる可能性がある。

内輪２５の内輪軌道２４の溝底部２４ａの各曲率半径Ｒ３を、転動体２７の直径Ｄａの５３％〜５７％（Ｒ１＝０．５３Ｄａ〜０．５７Ｄａ）とするとともに、外輪２３も外輪軌道２２の溝底部２２ａの曲率半径Ｒ１を、転動体２７の直径Ｄａの５０．５〜５６％（Ｒ３＝０．５０５Ｄａ〜０．５６０Ｄａ）とすることも可能である。この場合であっても、これら転動体２７と各軌道溝２２、２４との転がり接触部の接触状態を良好に保つ事ができる。

さらに、内輪２５の軌道溝２４の溝底部２４ａの曲率半径Ｒ３を外輪２３の溝底部２２ａの曲率半径Ｒ１よりも小さく設定してもよい。これによって、転動体との接触条件が厳しい内輪において、接触面の面圧を低減することができ、ピーリング摩耗の発生を有効に防止できるとともに、摩擦損失の低減を図ることができ、しかも、潤滑不足による早期剥離を防止できるので、自動車用のトランスミッションに最適となる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、こうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

図１から図３に示すような軸受に関し、外輪２３のＣｒ含有量を順次変えた場合につき、試験温度６０〜８０℃、回転数１８０００ｒｐｍの実験条件で寿命試験を行なった。その試験結果を比較例（軸受鋼を使用したもの）と共に表１に示す。表１の試験結果は、試験軸受５個の平均値である。

前記の試験結果によれば、外輪２３に１.５％以上のＣｒ含有鋼を使用したものは軌道面に特異性剥離が見られず、軸受鋼を使用したものに比べて著しく長寿命を示すことがわかる。Ｃｒ含有量が６％を越えると、焼入温度が高くなり、熱処理コストが上がるため、６％以下であることが望ましい。外輪２３に１.５％〜６％Ｃｒ含有鋼は、金属表面に効果的な厚みの強いち密なＣｒの酸化皮膜（ＦｅＣｒＯ_４）ができるため、軌道面を不活性にする。このため、軌道輪の材料自体が酸化皮膜を形成し、特異性剥離を防止する。Ｃｒ含有量が６％を越えると、焼入温度が高くなり、熱処理コストが上がるため、６％以下であることが望ましい。

以上の結果により、内・外輪のうちいずれか一方の軌道輪に１.５〜６％Ｃｒ含有鋼を使用したものは特異性剥離を防止する効果があることが明らかである。この発明の軸受は、固定側軌道輪の材料自体により特異性剥離を防止することができ、また酸化皮膜処理を必要としないので製造コストを低減することができる。

本発明の実施形態を示すトランスミッション用玉軸受の要部断面図である。 前記玉軸受の外輪の要部断面図である。 前記玉軸受の内輪の要部断面図である。 トランスミッションの簡略断面図である。 従来の玉軸受の断面図である。

符号の説明

１１ ケーシング
１３、１４、１５ 出力側回転軸
２２、２４ 軌道溝
２２ａ、２４ａ 溝底部
２２ｂ、２４ｂ 溝開口部
２３ 外輪
２５ 内輪
２６ 保持器
２７ 転動体

Claims (5)

1. 入力側回転軸と、出力側回転軸と、前記回転軸に対し所定間隔を持って平行に配置される伝達軸と、前記各軸が挿通状となるケーシングと、このケーシングに前記各軸を回転自在に支持するトランスミッション用玉軸受であって、
   内周面に軌道溝を有する外輪と、外周面に軌道溝を有する内輪と、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に転動自在に介在する転動体と、転動体を保持する保持器とを備え、外輪の軌道溝または内輪の軌道溝の少なくとも一方の軌道溝において、その断面形状を、曲率半径の異なる複数の円弧を滑らかに連続させてなる複合円弧とすると共に、幅方向中央側の曲率半径を小さく、幅方向両端側の曲率半径を大きく形成し、前記内輪と転動体、及び前記外輪と転動体との接触点を各一点としたことを特徴とするトランスミッション用玉軸受。
2. 前記内輪または外輪または転動体の少なくとも一種の部品が１.５〜６％Ｃｒ含有鋼から成ることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション用玉軸受。
3. 前記内輪または外輪または転動体の少なくとも一種の部品が、窒化処理と寸法安定化処理のうちの少なくとも一方の処理を施したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトランスミッション用玉軸受。
4. 前記内輪または外輪のいずれか一方の軌道溝の溝底部の曲率半径を、転動体の直径の５３〜５７％とすると共に、他方の軌道溝の溝底部の曲率半径を、転動体の直径の５０．５〜５６％としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のトランスミッション用玉軸受。
5. 内輪の軌道溝の溝底部の曲率半径を外輪の溝底部の曲率半径よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のトランスミッション用玉軸受。

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