(57)【要約】【課題】小型且つ軽量な構造で、許容モーメント荷重を確保し、更に、転がり軸受の焼き付き寿命の向上を図る。【解決手段】転がり軸受として、４点接触型のラジアル玉軸受１４を使用する。このラジアル玉軸受１４を構成する各玉１７、１７を、３重量％以上のＣｒを含む鋼から構成すると共に、これら各玉１７、１７の表面に窒化処理を施して、Ｈｖ　９００以上の硬度を有する窒化処理層を形成する。この窒化処理層の厚さを、これら各玉１７、１７の直径の１．５％以上６％以下と、これら各玉１７、１７の直径の１．５％以上１００μｍとのうちの少なくとも一方を満たすものとする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定の支持部分と、この固定の支持部分に支持された転がり軸受と、この転がり軸受により回転自在に支持された、無端ベルトを掛け渡す為のプーリとを備え、この転がり軸受は、外周面に玉の転動面と１点又は２点で接触する形状の内輪軌道を有する内輪と、内周面に玉の転動面と１点又は２点で接触する形状の外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉とを備え、これら内輪軌道と外輪軌道とのうちの少なくとも一方の軌道とこれら各玉の転動面とがそれぞれ２点ずつで接触する、単列で３点又は４点接触型のラジアル玉軸受であり、上記プーリの外周面で上記無端ベルトと接触する部分の幅方向中央位置と上記ラジアル玉軸受の軸方向中央位置とがこの軸方向に関してずれているプーリの回転支持装置に於いて、上記内輪と外輪と玉とのうちの少なくとも一方の部材が、表面に窒化処理を施したものである事を特徴とするプーリの回転支持装置。
【請求項２】
内輪と外輪と玉とのうちの表面に窒化処理を施した部材が、３重量％以上のＣｒを含む鋼から構成すると共に、表面にＨｖ　９００以上の硬度を有する窒化処理層を設けたものであり、この窒化処理層の厚さを、当該窒化処理を施した部材が玉である場合にこの玉の直径の１．５％以上６％以下とこの玉の直径の１．５％以上１００μｍ以下とのうちの少なくとも一方を満たすものとし、当該窒化処理を施した部材が内輪又は外輪である場合に上記玉の直径の０．１２％以上１００μｍ以下を満たすものとした、請求項１に記載したプーリの回転支持装置。
【請求項３】
内輪と外輪とのうちの少なくとも一方の部材に寸法安定化処理を施した、請求項１又は請求項２に記載したプーリの回転支持装置。
【請求項４】
各玉をセラミックにより構成した、請求項１〜３の何れかに記載したプーリの回転支持装置。
【請求項５】
内輪軌道及び外輪軌道と各玉の転動面との転がり接触部を潤滑する為の潤滑油として、基油が、エーテル系合成油と、エステル系合成油と、ポリαオレフィンとのうちから選択される１種以上から成り、増ちょう剤が、ジウレアである潤滑油を使用した、請求項１〜４の何れかに記載したプーリの回転支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るプーリの回転支持装置は、例えば自動車用のエンジンにより回転駆動するベルトを掛け渡す為のプーリを、固定の部分に対し回転自在に支持する為に使用する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車用エンジンに使用されているタイミングベルトや補機駆動用ベルトの張力を調整する為にオートテンショナを使用したり、このベルトによりコンプレッサ等の補機を駆動する事が行なわれている。そして、上記オートテンショナに使用するプーリや、上記補機を駆動する為の従動プーリ等の回転支持部には、転がり軸受を使用して、固定の部分に対しプーリを回転自在に支持している。
【０００３】
例えば、図４は、自動車用空気調和装置に組み込んで冷媒を圧縮するコンプレッサの回転支持部に複列の玉軸受を使用した、従来構造の第１例を示している。このコンプレッサの回転軸１は、図示しない転がり軸受により、ケーシング２内に回転自在に支持している。このケーシング２の端部外面に設けた、請求項に記載した支持部分に相当する支持筒部３の周囲に従動プーリ４を、複列ラジアル玉軸受５により、回転自在に支持している。この従動プーリ４は、断面コ字形で全体を円環状に構成しており、上記ケーシング２の端面に固定したソレノイド６を、上記従動プーリ４の内部空間に配置している。一方、上記回転軸１の端部で上記ケーシング２から突出した部分には取付ブラケット７を固定しており、この取付ブラケット７の周囲に磁性材製の環状板８を、板ばね９を介して支持している。この環状板８は、上記ソレノイド６への非通電時には、上記板ばね９の弾力により、図４に示す様に上記従動プーリ４から離隔しているが、上記ソレノイド６への通電時にはこの従動プーリ４に向け吸着されて、この従動プーリ４から上記回転軸１への回転力の伝達を自在とする。即ち、上記ソレノイド６と上記環状板８と上記板ばね９とにより、上記従動プーリ４と上記回転軸１とを係脱する為の電磁クラッチ１０を構成している。
【０００４】
上述の様な、複列ラジアル玉軸受５により従動プーリ４を回転自在に支持する構造の場合には、図４に示す様に、この従動プーリ４の外周面で無端ベルト１１と接触する部分の幅方向中央部位置αと上記複列ラジアル玉軸受５の軸方向中心βとがこの軸方向に関してずれる事により、上記無端ベルト１１から上記従動プーリ４に多少の偏荷重が加わった場合でも、上記複列ラジアル玉軸受５を構成する外輪１２の中心軸と内輪１３の中心軸とが不一致になる（傾斜する）事は殆どない。従って、上記複列ラジアル玉軸受５の耐久性を十分に確保すると共に、上記従動プーリ４の回転中心が傾斜する事を防止して、上記無端ベルト１１の偏摩耗を防止できる。
【０００５】
但し、上記複列ラジアル玉軸受５を使用する事に伴って、軸方向寸法が嵩む事が避けられない。従動プーリ４の回転支持部は、限られた空間内に設置しなければならない場合が多く、軸方向寸法が嵩む事は好ましくない。しかも、軸方向寸法が嵩む事に伴い、構成各部品のコストが嵩んでしまう。
【０００６】
これに対して、上記複列ラジアル玉軸受５の代わりに、単列ラジアル玉軸受を２個組み合わせて成る構造を使用する事も考えられるが、この場合も、単列ラジアル玉軸受を組み合わせて成る構造の軸方向寸法が嵩む事が避けられない。又、この場合には、部品点数が嵩み、組立工数が増える為、製造コストが嵩んでしまう。
【０００７】
上記従動プーリ４を支持する為の転がり軸受として、上述の様な複列ラジアル玉軸受５に代えて単列深溝型のラジアル玉軸受を使用すれば、軸方向寸法を短縮して限られた空間内への設置が容易になる。但し、単純な単列深溝型のラジアル玉軸受の場合には、上記従動プーリ４がモーメント荷重を受けた場合にこの従動プーリ４の傾斜を防止する為の力が小さく、上記ラジアル玉軸受を構成する外輪の中心軸と内輪の中心軸とが不一致になる程度が著しくなる。この結果、上記ラジアル玉軸受の耐久性が不十分になるだけでなく、上記従動プーリ４に掛け渡した無端ベルト１１に著しい偏摩耗が発生し易くなる。
【０００８】
この様な事情に鑑みて、従動プーリを支持する為に、単列で４点接触型のラジアル玉軸受を使用する事が、例えば特開平９−１１９５１０号公報、同１１−３３６７９５号公報に記載されている様に、従来から考えられている。図５〜６は、このうちの特開平９−１１９５１０号公報に記載された、従来構造の第２例を示している。
【０００９】
この従来構造の第２例では、金属板にプレス加工等による曲げ加工を施して成る従動プーリ４ａを、単列で４点接触型のラジアル玉軸受１４により、図示しない支持部分の周囲に回転自在に支持できる様にしている。このラジアル玉軸受１４は、互いに同心に支持された外輪１５及び内輪１６と、複数個の玉１７、１７とを備える。このうちの外輪１５の内周面には外輪軌道１８を、内輪１６の外周面には内輪軌道１９を、それぞれ全周に亙って形成している。これら各軌道１８、１９の断面形状はそれぞれ、上記各玉１７、１７の直径の１／２よりも大きな曲率半径を有する円弧同士を中間部で交差させた、所謂ゴシックアーチ状である。従って、上記各軌道１８、１９と上記各玉１７、１７の転動面とは、それぞれ２点ずつ、これら各玉１７、１７毎に合計４点ずつで接触する。
【００１０】
この様な４点接触型のラジアル玉軸受１４は、一般的な単列深溝型のラジアル玉軸受に比べてモーメント荷重に対する剛性が大きく、モーメント荷重を受けた場合でも上記外輪１５の中心軸と上記内輪１６の中心軸とがずれにくくなる。この為、一般的な単列深溝型のラジアル玉軸受を使用してプーリの回転支持装置を構成した場合に比べ、従動プーリ４に掛け渡した無端ベルト１１（図４参照）に発生する偏摩耗を緩和できる。尚、前記特開平１１−３３６７９５号公報には、コンプレッサ駆動用の従動プーリの回転支持部に上述の様な４点接触型のラジアル玉軸受を組み付け、更にこの従動プーリとコンプレッサの回転軸との間に電磁クラッチを設けた構造が記載されている。
【００１１】
又、図７に示す様な、単列で３点接触型のラジアル玉軸受１４ａでも、一般的な単列深溝型のラジアル玉軸受に比べてモーメント荷重に対する剛性が大きく、モーメント荷重を受けた場合でも外輪１５の中心軸と内輪１６ａの中心軸とがずれにくくなる。この３点接触型の玉軸受１４ａは、この内輪１６ａの外周面に、玉１７の転動面と１点で接触する、断面が単一曲率を有する円弧状の内輪軌道１９ａを、上記外輪１５の内周面に、上記図６に示した４点接触型のラジアル玉軸受１４と同様に、上記玉１７の転動面と２点で接触する、ゴシックアーチ状の外輪軌道１８を、それぞれ形成している。この様な３点接触型の玉軸受１４ａを使用してプーリを支持する場合でも、一般的な単列深溝型のラジアル玉軸受を使用してプーリの回転支持装置を構成した場合に比べて、従動プーリ４に掛け渡した無端ベルト１１（図４参照）に発生する偏摩耗を緩和できる。図７に記載した構造とは逆に、各玉の転動面と外輪軌道とが１点ずつで、内輪軌道とが２点ずつで、それぞれ接触する、３点接触型の玉軸受の場合も同様である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様に、プーリの回転支持部に上述の様な単列で３点接触型或は４点接触型のラジアル玉軸受を組み付けた場合には、小型・軽量化と耐久性の確保とを高度に両立させられる可能性がある。但し、この様なラジアル玉軸受を組み付けた構造の場合には、このラジアル玉軸受が単列となる事で転がり接触部での面圧が増大したり、転がり接触部が増える事で内部滑りが増大し易くなる。この為、ラジアル玉軸受１４ａの焼き付き寿命の向上を図る面から、未だ改良の余地がある。
本発明のプーリの回転支持装置は、この様な事情に鑑みて、小型且つ軽量な構造で、プーリに掛け渡した無端ベルトの耐久性を確保し、しかも転がり軸受の焼き付き寿命の向上を図るべく発明したものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のプーリの回転支持装置は、前述した様な従来から知られているプーリの回転支持装置と同様に、固定の支持部分と、この固定の支持部分に支持された転がり軸受と、この転がり軸受により回転自在に支持された、無端ベルトを掛け渡す為のプーリとを備える。
そして、上記転がり軸受は、前述した特開平９−１１９５１０号公報、同１１−３３６７９５号公報に記載されている様に、外周面に玉の転動面と１点又は２点で接触する形状の内輪軌道を有する内輪と、内周面に玉の転動面と１点又は２点で接触する形状の外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の玉とを備え、これら内輪軌道と外輪軌道とのうちの少なくとも一方の軌道とこれら各玉の転動面とがそれぞれ２点ずつで接触する、単列で３点又は４点接触型のラジアル玉軸受である。又、上記プーリの外周面で上記無端ベルトと接触する部分の幅方向中央位置と上記ラジアル玉軸受の軸方向中央位置とがこの軸方向に関してずれている。
【００１４】
特に、本発明のプーリの回転支持装置に於いては、上記内輪と外輪と玉とのうちの少なくとも一方の部材が、表面に窒化処理を施したものである。
【００１５】
又、好ましくは、請求項２に記載したプーリの回転支持装置の様に、内輪と外輪と玉とのうちの表面に窒化処理を施した部材を、３重量％以上のＣｒを含む鋼から構成すると共に、表面にＨｖ　９００以上の硬度を有する窒化処理層を設けたものとする。又、この窒化処理層の厚さを、当該窒化処理を施した部材が玉である場合にこの玉の直径の１．５％以上６％以下とこの玉の直径の１．５％以上１００μｍ以下とのうちの少なくとも一方を満たすものとし、当該窒化処理を施した部材が内輪又は外輪である場合に上記玉の直径の０．１２％以上１００μｍ以下を満たすものとする。
【００１６】
又、好ましくは、請求項３に記載したプーリの回転支持装置の様に、内輪と外輪とのうちの少なくとも一方の部材に寸法安定化処理を施す。
【００１７】
又、好ましくは、請求項４に記載したプーリの回転支持装置の様に、上記各玉を、窒化珪素（ＳｉＮ４　）系、炭化珪素（ＳｉＣ）系、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３　）系、部分安定ジルコニア（ＺｒＯ２　）系等のセラミックにより構成する。
【００１８】
又、好ましくは、請求項５に記載したプーリの回転支持装置の様に、上記内輪軌道及び外輪軌道と各玉の転動面との転がり接触部を潤滑する為の潤滑油として、基油が、エーテル系合成油と、エステル系合成油と、ポリαオレフィンとのうちから選択される１種以上から成り、増ちょう剤が、ジウレアである潤滑油を使用する。
【００１９】
【作用】
上述の様に構成する本発明のプーリの回転支持装置によれば、プーリの外周面で上記無端ベルトと接触する部分の幅方向中央部位置と上記ラジアル玉軸受の軸方向中心とがずれている場合でも、小型且つ軽量な構造で、プーリに掛け渡した無端ベルトの耐久性を確保でき、しかも転がり軸受の焼き付き寿命の向上を図れる。即ち、本発明の場合には、上記ラジアル玉軸受に３点又は４点接触型のラジアル玉軸受を使用しているので、無端ベルトから加わる偏荷重に基づいて内輪と外輪との中心軸同士が不一致になる事を抑える事ができる。この為、この無端ベルトの偏摩耗を抑えて、この無端ベルトの耐久性確保を図れる。又、本発明の場合には、内輪軌道及び外輪軌道と各玉の転動面との転がり接触部での滑りによる摩耗を低減して、焼き付き寿命の向上を図れる。
【００２０】
又、請求項２に記載したプーリの回転支持装置によれば、上記滑りによる摩耗を低減して、焼き付き寿命の向上を図れると共に、周囲が高温になる状態で使用する場合でも、内輪と外輪と各玉とのうちの窒化処理を施した部材の寸法変化を抑える事ができる。又、請求項３に記載したプーリの回転支持装置によれば、転がり軸受の内部隙間の減少を抑える事ができ、この転がり軸受の内部での発熱を抑える事ができる。この為、この転がり軸受の温度上昇により各部の寸法が変化する事も抑える事ができる。
【００２１】
又、請求項４に記載したプーリの回転支持装置によれば、上記転がり接触部での滑りによる摩耗を、より低減できる。しかも、セラミックの線膨張係数は金属の場合に対し小さい為、上記各玉の温度が上昇した場合でも、転がり軸受の内部隙間が減少する事を抑える事ができる。この為、この内部隙間の減少により転がり軸受の温度が上昇する事を抑える事ができる。これらの結果、請求項４に記載したプーリの回転支持装置によれば、この転がり軸受の焼き付き寿命の向上を図れる。
【００２２】
更に、請求項５に記載したプーリの回転支持装置によれば、低温状態での潤滑油の流動性を十分に確保できると共に、高温状態での転がり軸受の耐焼き付き性の向上を図れる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のプーリの回転支持装置は、自動車用空気調和装置用のコンプレッサを回転駆動する為の従動プーリ４ｂを、ケーシング２に対し回転自在に支持している。又、本例の場合、前述の図４に示した従来構造の第１例の場合と異なり、電磁クラッチを設けていない。即ち、本例の場合、上記ケーシング２の内側に回転軸２０を、図示しない転がり軸受により回転自在に支持している。そして、この回転軸２０の端部にブラケット２１の内径寄り部分を外嵌固定する共に、このブラケット２１の外径寄り部分を上記従動プーリ４ｂの片側に、過大なトルクが加わった場合にのみ空転するトルクヒューズ等を介して、（電磁クラッチを介する事なく）結合している。
【００２４】
又、この従動プーリ４ｂは、上記ケーシング２の端部に設けた、請求項に記載した支持部分に相当する支持筒部２２の周囲に、単列深溝型で４点接触型のラジアル玉軸受１４により、回転自在に支持している。即ち、このラジアル玉軸受１４は、前述の図５〜６に示した従来構造の第２例で組み込んでいたものと同様に、内周面に外輪軌道１８を形成した外輪１５と、外周面に内輪軌道１９を形成した内輪１６と、この内輪軌道１９と上記外輪軌道１８との間に転動自在に設けた複数個の玉１７、１７とを備える。そして、これら各軌道１９、１８の断面形状をそれぞれ、上記各玉１７、１７の直径の１／２よりも大きな曲率半径を有する円弧同士を中間部で交差させた、所謂ゴシックアーチ状としている。従って、上記各軌道１９、１８と上記各玉１７、１７の転動面とは、それぞれ２点ずつ、これら各玉１７、１７毎に合計４点ずつで接触する。
【００２５】
そして、上記従動プーリ４ｂの内周面に内嵌固定した環状部材２３の内周面に上記外輪１５を内嵌固定すると共に、上記支持筒部２２の外周面の片側部分に設けた小径部２４に、上記内輪１６を外嵌固定する事により、上記従動プーリ４ｂを上記支持筒部２２の周囲に、回転自在に支持している。
【００２６】
特に、本例の場合には、上記各玉１７、１７を、３重量％以上のＣｒを含む軸受鋼等の鋼により構成すると共に、その表面に窒化処理を施す事により、Ｈｖ　９００以上の硬度を有する窒化処理層を設けている。又、この窒化処理層の厚さを、上記各玉１７、１７の直径の１．５％以上６％以下と、これら各玉１７、１７の直径の１．５％以上１００μｍ以下とのうちの少なくとも一方を満たすものとしている。
【００２７】
次に、これら各玉１７、１７を製造する方法に就いて説明する。これら各玉１７、１７を製造する場合、先ず、冷間で引き抜き加工を施した鋼製の線材に、ヘッダによる冷間加工又は旋削加工と、フラッシング等とを施す事により素球を造る。次いで、この素球に焼き入れ後にサブゼロ処理及び焼き戻し処理を施し、更に、この素球が所望の寸法、即ち、完成品の寸法に所定の取り代を加えた寸法になる迄研削加工を施して、半加工球とする。尚、好ましくは、この半加工球を造る際に、バレル加工或はボールピーニング加工等の機械的硬化処理を施す事により、上記半加工球の表面を硬化させて、上記半加工球の取り扱い時の表面損傷の発生防止を図る。この様な硬化処理を施した場合には、鋼中の残留オーステナイトをマルテンサイトへ誘起変態させ、各玉１７、１７の硬度に起因するラジアル玉軸受１４の耐衝撃性の低下を抑える事もできる。次いで、上記半加工球の表面に窒化処理を施した後に、ラップ仕上げ等の仕上げ加工を施す事により上記取り代をなくして、上記各玉１７、１７の完成品とする。
【００２８】
尚、この取り代は、上記窒化処理を施す事による膨張量を含めた大きさとする。即ち、上記各玉１７、１７の表面に窒化処理を施す場合には、当該窒化処理層の厚さに応じた大きさだけこれら各玉１７、１７が膨張する。この為、この膨張量を考慮して、上記取り代を設定する事により、これら各玉１７、１７の完成品で、所望の形状及び寸法を得る。又、上記半加工球の真球度は、好ましくは３．０μｍ以下、より好ましくは１．０μｍ以下とする。この様に半加工球の精度を規制する事により、窒化処理層の厚さをほぼ均一にできると共に、内部応力の均衡を図れて、その後に行なう仕上げ加工に要する時間の短縮を図れる。
【００２９】
又、上記窒化処理としては、ガス窒化、塩浴窒化、イオン窒化等があるが、イオン窒化は、大量生産に適さないだけでなく、窒化処理の対象物の形状精度等の影響を受け易く、各玉１７、１７の表面に均一な窒化処理層を形成する事が難しい。又、一般的なガス窒化、塩浴窒化は、処理温度が４８０〜６００℃と比較的高くなる為、窒化処理の際に、各玉１７、１７の芯部が焼き戻しにより軟化され易くなる。この様に芯部が軟化した場合には、ラジアル玉軸受１４の使用時に、これら各玉１７、１７の転動面に相手部材から高い接触圧が作用した場合に、表面に形成した窒化処理層が破損し易くなる。従って、この様な窒化処理層の破損を防止する為に、上記芯部の硬度をＨＲｃ５７以上と高くする必要がある。
【００３０】
又、窒化処理温度が高い場合には、窒化処理後に各玉１７、１７の真球度が低下したり、窒化処理前後での直径差が大きくなり易い。この様な不都合を防止する為には、この窒化処理温度を、４５０℃以下とする事が好ましく、４２０℃以下とする事がより好ましい。又、上記窒化処理層は、処理温度が低くなる程緻密になると共に、粗悪なポーラス層が生成されにくくなって、その後のラップ仕上げ等の仕上げ加工後の各玉１７、１７の表面粗さやウェービネス等の向上を図れる。そこで、これらの事情を考慮して、好ましくは、次に説明する様な、Ｎｖ窒化プロセス（大同ほくさん株式会社の商品名）を使用する。
【００３１】
このＮｖ窒化プロセスは、窒化処理の前処理として、例えばＮＦ３　（三弗化窒素）等の弗素系ガスを用いて２５０〜４００℃程度で弗化処理を施す第一工程と、ＮＨ３　ガスによる窒化処理を施す第二工程とから成る。このうちの第一工程での弗化処理は、Ｃｒを多く含む鋼で窒化反応を阻害するＣｒ酸化層を除去すると共に、表面に極く薄い弗化層を形成して、表面の活性化を図る為に行なう。そして、この弗化処理により、その後の窒化処理を４００℃程度の低い温度で行なっても、極めて均一な窒化処理層を形成する事ができる。この結果、各玉１７、１７の表面に生成された窒化処理層が極めて緻密なものとなり、しかも、窒化処理後に各玉１７、１７の形状及び寸法の精度が劣化する事を抑える事ができる為、その後の仕上げ加工を容易に行なえる。
【００３２】
尚、本発明のプーリの回転支持装置は、上記Ｎｖ窒化プロセスを使用して窒化処理を施す場合に限定するものではない。例えば、塩浴窒化の場合でも、使用する塩類の組成を工夫すれば、その融点を４２０〜４３０℃と低くできる為、上記各玉１７、１７の表面に、この塩類を使用した、処理温度が４５０〜４８０℃程度の低温塩浴窒化処理を施す事もできる。この様な低温塩浴窒化処理や、Ｎｖ窒化プロセスにより、上記各玉１７、１７の表面に、硬さがＨｖ　９００以上である窒化処理層が形成される。
【００３３】
又、本例の場合には、前記内輪軌道１９及び外輪軌道１８と上記各玉１７、１７の転動面との転がり接触部を潤滑する為の潤滑油として、基油が、エーテル系合成油と、ポリオールエステル等のエステル系合成油と、ポリαオレフィンとのうちから選択される１種以上から成り、増ちょう剤が、ジウレアである潤滑油を使用している。
【００３４】
上述の様な構成を有する前記ラジアル玉軸受１４は、図１に示す様に、前記従動プーリ４ｂの内周面とケーシング２の支持筒部２２の外周面との間に組み付けて、この従動プーリ４ｂをこの支持筒部２２の周囲に回転自在に支持している。又、この様にプーリの回転支持装置を構成した状態で、上記従動プーリ４ｂの外周面で無端ベルト１１（図４参照）と接触する部分の幅方向中央位置（図１の鎖線α）と上記ラジアル玉軸受１４の軸方向中央位置（図１の鎖線βで示す、玉１７、１７の中心位置）とは、図１に示したδ（零でないオフセット量）分だけこの軸方向（図１の左右方向）に関してずれている。
【００３５】
上述の様に構成するプーリの回転支持装置の使用時には、上記オフセット量δに比例するモーメント荷重が、上記無端ベルト１１の張力に基づき、上記従動プーリ４ｂを介して上記ラジアル玉軸受１４に加わる。そして、このラジアル玉軸受１４を構成する外輪１５の中心軸と内輪１６の中心軸とが、互いに不一致になる（傾斜する）傾向になる。但し、本例の場合には、上記ラジアル玉軸受１４を４点接触型としている為、無端ベルト１１から従動プーリ４ｂに加わる偏荷重に基づいて内輪１６と外輪１５との中心軸同士が不一致になる事を抑える事ができる。この為、小型且つ軽量な構造で、上記無端ベルト１１の偏摩耗を抑えて、この無端ベルト１１の耐久性確保を図れる。
【００３６】
又、本発明の場合には、上記各玉１７、１７を、３重量％以上のＣｒを含む鋼から構成すると共に、これら各玉１７、１７の表面に窒化処理を施す事により、Ｈｖ　９００以上の硬度を有する窒化処理層を設けている。又、この窒化処理層の厚さを、上記各玉１７、１７の直径の１．５％以上６％以下と、これら各玉１７、１７の直径の１．５％以上１００μｍ以下とのうちの少なくとも一方を満たすものとしている。この為、内輪軌道１９及び外輪軌道１８と上記各玉１７、１７の転動面との転がり接触部での滑りによる摩耗を低減でき、焼き付き寿命の向上を図れる。これに対して、上記各玉１７、１７を３重量％未満のＣｒを含む鋼から構成した場合には、上記各玉１７、１７の表面に窒化処理を施す事により得られる、上記転がり接触部での摩耗の低減効果が小さい。又、上記窒化処理層の厚さを、上記各玉１７、１７の直径の１．５％未満とした場合も、上記窒化処理を施す事により得られる、上記転がり接触部での摩耗の低減効果が小さい。逆に、上記窒化処理層の厚さを、上記各玉１７、１７の直径の６％と、１００μｍとの双方を越える大きさとした場合には、窒化処理時間が長くなったり、窒化処理に要するコストが増大したり、上記各玉１７、１７の表面組織が粗くなって所望の形状及び寸法の精度を得る事が難しくなる。又、この場合には、窒化処理により各玉１７、１７の真球度が大きく低下して、その後の仕上げ加工に要するコストが増大する原因ともなる。
【００３７】
又、本例の場合には、上記窒化処理層の厚さを上述の様な所定の範囲に規制している為、周囲が高温になる状態で使用する場合でも、上記各玉１７、１７の各部の寸法変化を抑える事ができる。
【００３８】
更に、本例の場合には、前記ラジアル玉軸受１４の転がり接触部を潤滑する為の潤滑油として、基油が、エーテル系合成油と、ポリオールエステル等のエステテル系合成油と、ポリαオレフィンとのうちから選択される１種以上から成り、増ちょう剤が、ジウレアである潤滑油を使用している。この為、低温状態でのこの潤滑油の流動性を十分に確保できると共に、高温状態でのラジアル玉軸受１４の耐焼き付き性の向上を図れる。
【００３９】
尚、本例の場合に於いて、好ましくは、上記各玉１７、１７を構成する鋼中のＣの含有量ｘ１　（重量％）とＣｒの含有量ｘ２　（重量％）とを、
ｘ１　≦−０．０５ｘ２　＋１．４１　−−−（１）
を満たす様に規制する。この様に規制した場合には、上記各玉１７、１７の表面に微細なＣｒの窒化物が析出される等により、この表面に形成される窒化処理層の硬度を、著しく高くできる。この為、上記各玉１７、１７の転動面と、内輪軌道１９及び外輪軌道１８との間での摩耗を、より抑える事ができ、焼き付き寿命の向上を図れる。これに対して、上記（１）式の関係が満たされない場合には、上記窒化処理層の硬度を著しく高くする事ができないだけでなく、上記各玉１７、１７を構成する鋼の凝固段階で、長径で１０μｍを越える粗大な共晶炭化物が生成されて、素材の線引き時に断線等の不都合が生じ易くなる。又、この場合には、この共晶物により仕上げ加工の精度が阻害されて、各玉１７、１７の完成品で所望の形状及び寸法の精度を得る事が難しくなる。又、これら各玉１７、１７の表面に形成される窒化処理層の硬度をより高くする為に、より好ましくは、上記鋼中に生成される共晶炭化物の大きさを、長径で５μｍ以下に抑える。
【００４０】
又、上記各玉１７、１７に窒化処理を施すと、これら各玉１７、１７の芯部が、極めて高い温度で焼き戻しされ、少し軟化する傾向となる。この様な芯部の軟化を抑える為に、好ましくは、鋼中の窒素と炭素との総含有量を０．４５重量％以上とする。又、上記芯部の軟化をより抑えると共に、生成される炭化物の微細化を図る為に、より好ましくは、上記鋼中の窒素の含有量を０．０５重量％以上とする。更に好ましくは、この鋼中に、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｓｉ等の窒化物形成元素を添加する。この様な窒化物形成元素を添加した場合には、これらの元素により生成される微細な窒化物が上記各玉１７、１７に析出する為、耐久性の向上を図れる。
【００４１】
次に、図２は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、上述した第１例の場合と異なり、コンプレッサに電磁クラッチ２５を設けて、この電磁クラッチ２５の作動・非作動により、回転軸２０と従動プーリ４ｃとの係合を自在としている。この為に、本例の場合には、この回転軸２０の端部でケーシング２から突出した部分に、ブラケット２１ａの内径寄り部分に設けた小径筒部２６を外嵌固定している。そして、このブラケット２１ａの外径寄り部分に設けた大径筒部２７の外径側及び軸方向片側に、弾性材２８を介して筒状部材２９及び磁性材製の環状板３０を結合している。
【００４２】
又、上記ケーシング２の端部外面に設けた、固定の支持部分である支持筒部２２の外周面と、従動プーリ４ｃに内嵌固定した、断面がコ字形で全体を円環状に形成した環状部材３１の内径寄り部分に設けた内径側筒部３２の内周面との間に、上述した第１例の場合と同様の、単列深溝型で４点接触型のラジアル玉軸受１４を設けている。そして、上記ケーシング２の端面に固定したソレノイド６を、上記環状部材３１の内部空間に配置している。上記ブラケット２１ａの軸方向片側に結合した上記環状板３０は、上記ソレノイド６への非通電時には、上記弾性材２８の弾力により、図２に示す様に上記環状部材３０から離隔しているが、このソレノイド６への通電時にはこの環状部材３０に向け吸着されて、上記従動プーリ４ｃから上記回転軸２０への回転力の伝達を自在とする。即ち、本例の場合には、上記ソレノイド６と環状部材３１と環状板３０と弾性材２８とにより、上記従動プーリ４ｃと回転軸２０とを係脱する為の電磁クラッチ２５を構成している。
その他の構成及び作用に就いては、上述した第１例と同様である為、重複する説明は省略する。
【００４３】
尚、上述した各例では、外輪１５と内輪１６と玉１７とのうち、各玉１７の表面にのみ窒化処理を施した場合に就いて説明したが、本発明は、この様な構造に限定するものではなく、これら各玉１７の表面に窒化処理を施すと共に、又は、この窒化処理を省略する代りに、上記外輪１５と内輪１６とのうちの少なくとも一方の部材の表面に窒化処理を施す事もできる。この様に、外輪１５と内輪１６とのうちの少なくとも一方の部材の表面に窒化処理を施した場合も、内輪軌道１９及び外輪軌道１８と上記各玉１７、１７の転動面との転がり接触部での滑りによる摩耗を低減でき、焼き付き寿命の向上を図れる。又、外輪１５と内輪１６とのうちの少なくとも一方の部材を３重量％以上のＣｒを含む鋼から構成すると共に、当該部材の表面に窒化処理を施し、更に、当該窒化処理層の厚さを、上記玉１７の直径の０．１２％以上１００μｍ以下を満たすものとする事もできる。この様に構成した場合には、焼き付き寿命の向上を図れると共に、周囲が高温になる状態で使用する場合でも、上記内輪１６と外輪１５との各部の寸法変化を抑える事ができ、更に、窒化処理時間の短縮化と、製造コストの低減を図れ、しかも、上記内輪１６と外輪１５との形状及び寸法の精度を確保し易くできる。
【００４４】
又、これら内輪１６と外輪１５とのうちの少なくとも一方の部材に熱処理を施す場合に、焼き戻し温度を高くし、この焼き戻し段階での残留オーステナイトを分解して、残留オーステナイト量を例えば６％以下と少なくする等の、寸法安定化処理を、上記外輪１５と内輪１６とのうちの少なくとも一方の部材に施す事もできる。この様な寸法安定化処理を施した場合には、図３に実線イで示す様に、同図に破線ロ、ハ、ニで示す一般的なラジアル玉軸受の場合に対して、各部の寸法の径時的変化を抑える事ができる。尚、図３では、縦軸が、内輪と軸とを嵌合した状態での、この軸の直径に対する当該締め代の減少量の割合（％）を、横軸が、この軸に対しラジアル玉軸受を組み付けた瞬間からの経過時間を、それぞれ表している。又、図３で各曲線に付した温度は、ラジアル玉軸受の使用温度を表している。この図３で各ラジアル玉軸受の寸法変化を比較した結果から明らかな様に、寸法安定化処理を施したラジアル玉軸受の場合には、一般的なラジアル玉軸受の場合に対し、各部の寸法の径時的変化を抑える事ができる。この為、上記外輪１５と内輪１６とのうちの少なくとも一方の部材に寸法安定化処理を施した場合には、ラジアル玉軸受１４の内部隙間の減少を抑える事ができ、このラジアル玉軸受１４の内部での発熱を抑える事ができる。この為、このラジアル玉軸受１４の温度上昇により各部の寸法が変化する事も抑える事ができる。
【００４５】
又、上記外輪１５と内輪１６とのうち、少なくとも一方の部材に窒化処理を施した場合で、前記各玉１７、１７を、窒化珪素（ＳｉＮ４　）系、炭化珪素（ＳｉＣ）系、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３　）系、部分安定ジルコニア（ＺｒＯ２　）系等から成るセラミック製とする事もできる。この様な構成を採用した場合には、当該転がり接触部での滑りによる摩耗を、より低減できる。しかも、セラミックの線膨張係数は金属の場合に対し小さい為、上記各玉１７、１７の温度が上昇した場合でも、ラジアル玉軸受１４の内部隙間が減少する事を抑える事ができる。この為、この内部隙間の減少によりラジアル玉軸受１４の内部の温度が上昇する事を抑える事ができる。これらの結果、このラジアル玉軸受１４の焼き付き寿命の向上を図れる。
【００４６】
又、上述した各例では、各玉１７、１７の転動面が外輪軌道１８と内輪軌道１９とにそれぞれ２点ずつ、合計４点で接触する４点接触型のラジアル玉軸受１４に関する実施の形態に就いて説明した。但し、本発明は、前述の図７に示した様な、各玉１７の転動面と内輪１６ａの外周面に形成した内輪軌道１９ａとが１点で接触し、これら各玉１７の転動面と外輪１５の内周面に形成した外輪軌道１８とが２点で接触する３点接触型のラジアル玉軸受１４ａを使用する場合でも、同様に構成して同様の効果を得られる。又、上述の図７に示した構造以外でも、玉の転動面と外輪の内周面に形成した外輪軌道とが１点で接触し、この玉の転動面と内輪の外周面に形成した内輪軌道とが２点で接触する３点接触型のラジアル玉軸受を使用する場合でも、同様に構成して同様の効果を得られる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のプーリの回転支持装置は、以上に述べた通り構成し作用する為、軸方向寸法を大きくする事なく、許容モーメント荷重を確保し、しかも転がり軸受の焼き付き寿命の向上を図れる。この為、自動車空気調和装置のコンプレッサ等、各種機械装置の小型化及び高性能化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。
【図２】同第２例を示す部分断面図。
【図３】ラジアル玉軸受での軸の直径に対する、この軸と内輪との締め代の減少量の割合と、経過時間との関係を示すグラフ。
【図４】従来構造の第１例を示す部分断面図。
【図５】同じく第２例を示す断面図。
【図６】４点接触型のラジアル玉軸受のみを取り出して示す部分拡大断面図。
【図７】３点接触型のラジアル玉軸受のみを取り出して示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
１　　回転軸
２　　ケーシング
３　　支持筒部
４、４ａ〜４ｃ　従動プーリ
５　　複列ラジアル玉軸受
６　　ソレノイド
７　　取付ブラケット
８　　環状板
９　　板ばね
１０　　電磁クラッチ
１１　　無端ベルト
１２　　外輪
１３　　内輪
１４、１４ａ　ラジアル玉軸受
１５　　外輪
１６、１６ａ　内輪
１７　　玉
１８　　外輪軌道
１９、１９ａ　内輪軌道
２０　　回転軸
２１、２１ａ　ブラケット
２２　　支持筒部
２３　　環状部材
２４　　小径部
２５　　電磁クラッチ
２６　　小径筒部
２７　　大径筒部
２８　　弾性材
２９　　筒状部材
３０　　環状板
３１　　環状部材
３２　　内径側筒部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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