(57)【要約】【課題】トランスミッション用転がり軸受の水素脆化による特異性剥離をより充分に抑制し、好ましくは軸受に振動が生じることなく、特に軸受と一体のプーリに取り付けたベルトを損傷させないトランスミッション用転がり軸受とすることである。【解決手段】潤滑油を供給して潤滑される自動車トランスミッションに使用される転がり軸受の内輪１、外輪２および転動体３を１．５〜６％のＣｒ含有鋼で形成し、その表面にＣｒの酸化皮膜〔ＦｅＣｒＯ4〕１ａ、２ａ、３ａを形成し、軌道溝１ｃと軌道溝２ｃを不活性にする。軌道溝１ｃ、２ｃは、転動体直径(Ｄ)に対して１００〜１０２％の曲率直径の円曲面で形成されており、転動体３と軌道溝１ｃ、２ｃとの接触面積が充分に確保されて接触面圧が低くなるため、Ｃｒの酸化皮膜が損傷され難くなり、酸化抑制性を充分に示す厚さを安定的に保って水素脆性を確実に防止する。【選択図】図１
2010002031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油で潤滑されるトランスミッション用転がり軸受の軌道輪および転動体から選ばれる１以上の部品をＣｒが１．５〜６％含まれる鋼で形成し、前記部品表面に水素の侵入を防止するためのＣｒの酸化皮膜が形成されたトランスミッション用転がり軸受において、
前記軌道輪に形成された軌道溝が、転動体直径の１０２％以下の曲率直径の円曲面で形成されていることを特徴とするトランスミッション用転がり軸受。
【請求項２】
軌道溝が、転動体直径の１００〜１０２％の曲率直径の円曲面からなる軌道溝である請求項１に記載のトランスミッション用転がり軸受。
【請求項３】
請求項１または２に記載のトランスミッション用転がり軸受が、ラジアル方向に予圧をかけてトランスミッションに組み込まれた際、軸受のラジアル内部隙間が−１０μｍ〜５μｍ(但し、圧縮された状態を負の隙間として−記号で示す)になるように調整された軸受であるトランスミッション用転がり軸受。
【請求項４】
トランスミッション用転がり軸受が、無断変速機用の転がり軸受である請求項１または２に記載のトランスミッション用転がり軸受。
【請求項５】
トランスミッション用転がり軸受が、玉軸受、円筒ころ軸受または円錐ころ軸受である請求項１〜４のいずれかに記載のトランスミッション用転がり軸受。
【請求項６】
トランスミッション用転がり軸受が、自動車のトランスミッションにおける歯車装置の駆動軸に用いられる転がり軸受である請求項１〜５のいずれかに記載のトランスミッション用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等のトランスミッションにおける歯車装置などに適用されるトランスミッション用転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のトランスミッションは、エンジンからの駆動力を変速して駆動軸などへ伝達する主変速機であり、マニュアルタイプとオートマチックタイプに大別され、また車輌の駆動方式によって前輪駆動（ＦＷＤ）用トランスアクスル、後輪駆動（ＲＷＤ）用トランスミッション、および四輪駆動（４ＷＤ）用トランスファ（副変速機）がある。
【０００３】
転がり軸受は、例えばメインシャフトとメインドライブギヤとの間に介在するように取り付けられ、このようなトランスミッション用転がり軸受は、回転に伴って油浴の油が潤滑油として軸受内部に流入する。
【０００４】
自動車のトランスミッションは、近年、ミッションのＡＴ化、ＣＶＴ化および低燃費化等のために低粘度の油が使われる傾向にある。低粘度オイルが使用される環境化では、（１）油温が高い、（２）油量が少ない、（３）予圧抜けが発生するなどの悪条件が重なった場合に、潤滑不良に起因する非常に短寿命の表面起点剥離が面圧の高い内輪軌道面に生じることがある。
【０００５】
このような表面起点剥離による短寿命対策としては、その構成部品の材料自体によって特異性剥離を防止することが、本願の出願人の先行技術により知られており、軸受内を潤滑油で潤滑する自動車トランスミッション用転がり軸受において、この軸受の内・外輪および転動体から選ばれる１以上の部品が１．５〜６％Ｃｒ含有鋼から成り、その転走面に水素の侵入を防止するためのＣｒの酸化皮膜が形成されている自動車トランスミッション用転がり軸受が知られている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６６３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記した従来技術でも、トランスミッション用転がり軸受の水素脆化による特異性剥離を完全に抑制することは容易ではなく、さらに改良された技術によって、より確実に水素脆化による特異性剥離を解消させる技術が求められている。
【０００８】
また、トランスミッション用転がり軸受に表面起点剥離による短寿命が起きる場合の他にも、軸受の回転時にアキシャル方向に振動(ガタツキと呼ばれる現象も含む)が起こる場合があり、このような状態で振動しながら回転する回転軸のプーリに巻き掛けたベルトが摩耗損傷しやすくなるという問題点もある。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、トランスミッション用転がり軸受の水素脆化による特異性剥離をより充分に抑制し、好ましくは軸受に振動が生じることなく、特に軸受と一体のプーリに取り付けたベルトを損傷させないトランスミッション用転がり軸受とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この発明においては、潤滑油で潤滑されるトランスミッション用転がり軸受の軌道輪および転動体から選ばれる１以上の部品をＣｒが１．５〜６％含まれる鋼で形成し、前記部品表面に水素の侵入を防止するためのＣｒの酸化皮膜が形成されたトランスミッション用転がり軸受において、前記軌道輪に形成された軌道溝が、転動体直径(Ｄ)の１０２％以下の曲率直径(Ｃd)の円曲面で形成されていることを特徴とするトランスミッション用転がり軸受としたのである。
【００１１】
上記したように構成されるこの発明のトランスミッション用転がり軸受は、空気中で使用される際、軌道輪および転動体から選ばれる１以上の部品の表面に効果的な厚みの強い緻密なＣｒの酸化皮膜［ＦｅＣｒＯ4］が形成されるため、これらの部品表面は水素を発生させやすい潤滑油に対しても常に不活性である。
【００１２】
そのような不活性なＣｒの酸化皮膜により、潤滑油の分解を促進するような活性面は潤滑油に接しないため、水素の発生が抑制される。
また、軌道輪を構成する鋼材料自体がＣｒを含有することにより、Ｃｒの酸化皮膜は、常に一定の酸化抑制性を示す厚さを保ち、これにより潤滑油の分解により生ずる水素が鋼中に侵入することを常に防止し、安定して水素脆化が起こりにくい。
【００１３】
そのような作用を充分に奏するように、軌道溝は、転動体直径(Ｄ)の１００〜１０２％の曲率直径(Ｃd)の円曲面からなる軌道溝であることが好ましい。
【００１４】
軌道溝が、転動体直径(Ｄ)の１０２％以下の曲率直径(Ｃd)の円曲面からなる軌道溝であることにより、転動体と軌道溝との接触面積が充分に確保されて転動体の軌道溝に接する面圧が低くなるため、Ｃｒの酸化皮膜が損傷され難くなり、酸化抑制性を充分に示す厚さを安定的に保って水素脆性を確実に防止する。
この発明でいう軌道輪は、内輪または外輪の単体のことをいい、軌道溝は、前記軌道輪における転動体が転がる円弧の溝のことをいう。
【００１５】
このようなトランスミッション用転がり軸受は、ラジアル方向に予圧をかけてトランスミッションに組み込まれた際、軸受のラジアル内部隙間が−１０μｍ〜５μｍ(但し、圧縮された状態を負の隙間として−記号で示す)になるように調整された軸受であることが好ましい。
【００１６】
ラジアル内部隙間が上記の所定範囲内であることにより、回転した際の転がり軸受の軸方向（アキシャル）のガタツキ（振動）を抑制し、トランスミッションに用いるベルトなどの損耗を抑制できる。
【００１７】
このような特性の転がり軸受とすることにより、特に自動車トランスミッション用転がり軸受が、使用される潤滑油が低粘度で転がり面に金属の活性面が形成されやすい無断変速機用転がり軸受であっても、軌道輪の酸化皮膜は充分に厚く形成され、水素脆化による特異性剥離が確実に防止される。
【００１８】
このようなトランスミッション用転がり軸受は、玉軸受、円筒ころ軸受または円錐ころ軸受であるものを採用することができる。また、トランスミッション用転がり軸受は、自動車のトランスミッションにおける歯車装置の駆動軸に用いられる転がり軸受に適用できる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、以上説明したように、潤滑油で潤滑されるトランスミッション用転がり軸受において、その所定部品をＣｒの所定量を含有する鋼で形成して表面に水素の侵入を防止するためのＣｒの酸化皮膜を形成し、かつ転動体の１０２％以下の曲率直径(Ｃd)の円曲面からなる軌道溝を形成したので、トランスミッション用転がり軸受の水素脆化による特異性剥離をより充分に抑制し、好ましくは軸受に振動が生じることなく、特に軸受にプーリを介して取り付けたベルトを損傷させないトランスミッション用転がり軸受となる利点がある。
【００２０】
トランスミッション用転がり軸受は、ラジアル方向に予圧をかけてトランスミッションに組み込んだ際、軸受のラジアル内部隙間が所定範囲内になるように調整した軸受であることにより、回転した際の転がり軸受の軸方向（アキシャル）のガタツキ（振動）を抑制し、トランスミッションに用いるベルトなどの損耗を抑制できる。
【００２１】
この発明におけるトランスミッション用転がり軸受としては、玉軸受、円筒ころ軸受または円錐ころ軸受であるものを採用することができ、転がり軸受は、自動車のトランスミッションにおける歯車装置の駆動軸に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明の実施形態を以下に添付図面に基づいて説明する。
図１、２に示すように、実施形態は、潤滑油を供給して潤滑される自動車トランスミッションに使用される転がり軸受（深溝玉軸受）であり、内輪１の軌道溝１ｃと外輪２の軌道溝２ｃとの間に配置された転動体３を回転自在に保持器４で保持し、外輪２がハウジングＨに固定されており、内輪１は回転軸Ａを支持している。
【００２３】
実施形態の内輪１、外輪２および転動体３は、いずれもが１．５〜６％望ましくは２〜６％のＣｒ含有鋼からなり、または少なくとも１つの部品が前記の材料で構成されていればよい。他の材料として軸受鋼などを採用することも可能である。
【００２４】
このような材料で形成される内輪１、外輪２および転動体３からなる軸受部品の表面には、強く緻密なＣｒの酸化皮膜［ＦｅＣｒＯ4］１ａ、２ａ、３ａが形成されており、転動体３が接する内輪１と外輪２の表面のうち、軌道溝１ｃと軌道溝２ｃからなる転走面も不活性である。
【００２５】
すなわち、１．５〜６％Ｃｒ含有鋼は、空気に触れた際に金属表面に強く緻密なＣｒの酸化皮膜［ＦｅＣｒＯ4］が効果的な厚さで形成されるため、表面は常に不活性である。このため、潤滑不良時に発生しやすい水素が鋼中に侵入することは防止され、特異性剥離現象は防止される。
【００２６】
１．５〜６％Ｃｒ含有の鋼を採用する理由は、１．５％未満のＣｒ含有鋼を使用した軸受部品では転走面に特異性剥離が起こる可能性があり、Ｃｒ含有量が６％を越えると、焼入温度が高くなり、熱処理コストなどの実用性を持たせるためには６％以下であることが望ましいからである。
【００２７】
実施形態の転がり軸受において、軌道溝１ｃ、２ｃは、転動体直径(Ｄ)に対して１０２％以下の曲率直径の円曲面で形成され、好ましくは転動体直径(Ｄ)に対して１００〜１０２％の曲率直径の円曲面で形成されている。
なぜなら、軌道溝１ｃ、２ｃが、転動体直径(Ｄ)に対して１０２％を超える曲率直径では、転動体３が軌道溝１ｃ、２ｃに対して接する面積が相当に減少し、そのために接触面の面圧が相当に上昇する結果、潤滑油による潤滑不良の状態になりやすく、そのとき水素脆化による特異性剥離も起こりやすくなるからである。
【００２８】
この発明に採用できる自動車トランスミッション用転がり軸受の形式や種類などの態様は、特に限定されるものではなく、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受などを採用できる。
【００２９】
これらの種々の種類のトランスミッション用転がり軸受は、ラジアル方向に予圧をかけてトランスミッションに組み込まれ、その状態で軸受のラジアル内部隙間が−１０μｍ〜５μｍになるように調整されている。
【００３０】
ラジアル内部隙間が５μｍ以下であれば、隙間がない状態と同等であり、潤滑油膜を介して転動体が軌道溝に接している。また、転動体と軌道溝が加圧状態で接触していて−１０μｍ程度の弾性圧縮の状態であれば、潤滑油による液体潤滑にも支障はなく、回転時のアキシャル方向の遊動がなくなって回転時の振動（いわゆるガタツキ）を減少させることができる。
【実施例】
【００３１】
［実施例１、２、３］
図１に示す構造の深溝玉軸受（内径４０ｍｍ、外径９０ｍｍ、幅１９ｍｍ）の内輪１と外輪２と転動体３のうち、全ての部品を１．８％Ｃｒ含有鋼により形成した。そして、内輪に形成された軌道溝の曲率直径Ｃｄｉは、転動体直径(Ｄ)に対して１０２％（実施例１）または１００％（実施例２）に形成し、外輪に形成された軌道溝の曲率直径Ｃｄｏについても転動体直径(Ｄ)に対して１０２％（実施例１）または１００％（実施例２）であるように形成した。
また、実施例１において、内輪１および外輪２については１．８％Ｃｒ含有鋼により形成し、その他の部品は軸受鋼で形成し、それ以外は実施例１と全く同様に形成した深溝玉軸受を実施例３とした。
【００３２】
これらの深溝玉軸受に対するトランスミッションでの使用に相当する条件を作り出すため、潤滑油（水グリコール（松村石油ハイドールＨＡＷ−３２））を用いて試験温度７５℃、回転数５００〜２５００ｒｐｍで加減速の耐久試験を行なった。
この耐久試験の結果、実施例１〜３は、いずれも耐久（寿命）時間が５０時間以上であり、いずれも内輪または外輪の軌道溝に剥離が生じなかった。
【００３３】
［比較例１］
実施例１の部品と同材質ではあるが、内輪に形成された軌道溝の曲率直径Ｃｄｉが転動体直径(Ｄ)に対して１０３％であり、外輪に形成された軌道溝の曲率直径Ｃｄｏについても転動体直径(Ｄ)に対して１０３％に設定した深溝玉軸受（内径４０ｍｍ、外径９０ｍｍ、幅１９ｍｍ）を製造し、これに対して上記の耐久試験を同じ条件で行なった。
その結果、耐久（寿命）時間は２７時間であり、内輪および外輪の軌道溝に脆性剥離が認められた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態の要部断面図
【図２】実施形態の要部を分解して示す断面図
【符号の説明】
【００３５】
１  内輪
１ａ、２ａ、３ａ  酸化皮膜
１ｃ、２ｃ  軌道溝
２  外輪
３  転動体
４  保持器
Ｈ  ハウジング
Ａ  回転軸
【図１】
2010002031.tif 000003
【図２】
2010002031.tif 000004