(57)【要約】【課題】軌道輪のつば部ところ端面の間に充分な耐焼き付き性を得ることができるころ軸受を提供する。【解決手段】少なくとも一方につば部３１ｂを有する内外輪３０，３１と、内外輪３０，３１の間に組み込まれた状態でつば部３１ｂに端面３３ａが摺接するころ３３を備えたころ軸受Ｂにおいて、つば部３１ｂ及びころ端面３３ａの少なくとも一方の硬度を７５０ＨＶ以上としたことにより、これらの表面を荒れ難いものにしたり、平均結晶粒径が１０μｍ以下の化成処理被膜を形成して表面になじみ性をもたせて、摩擦熱の上昇を抑制し、つば部３１ｂところ端面３３ａの間に充分な耐焼き付き性を得た。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方につば部を有する一対の軌道輪と、両軌道輪の間に組み込まれた状態でつば部に端面が摺接するころを備えたころ軸受において、軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方の硬度が７５０ＨＶ以上であることを特徴とするころ軸受。
【請求項２】
軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方の硬度が８００ＨＶ以上であることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受。
【請求項３】
軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ＣｒＮ、ＷＣ／Ｃ及びＴｉＮ等のハードコーティング層が形成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載のころ軸受。
【請求項４】
ハードコーティング層の厚さが０．５μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のころ軸受。
【請求項５】
軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方に窒化化合物層が形成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載のころ軸受。
【請求項６】
窒化化合物層の厚さが３μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のころ軸受。
【請求項７】
軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方に、Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき、硬質クロムめっき等の硬質めっき層が形成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載のころ軸受。
【請求項８】
硬質めっき層の厚さが５μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載のころ軸受。
【請求項９】
硬質めっき層である硬質クロムめっき層が非晶質であることを特徴とする請求項７又は８に記載のころ軸受。
【請求項１０】
軌道輪のつば部及びころ端面の表面粗さがＲａ０．０３μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項１１】
軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方に、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ＣｒＮ、ＷＣ／Ｃ及びＴｉＮ等のハードコーティング層、窒化化合物層、及びＮｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき、硬質クロムめっき等の硬質めっき層のいずれか１つを形成し、つば部及びころ端面の少なくとも一方に研磨工程を加えて表面粗さをＲａ０．０３μｍ以下としたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項１２】
少なくとも一方につば部を有する一対の軌道輪と、両軌道輪の間に組み込まれた状態で端面がつば部に摺接するころを備えたころ軸受において、軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方に平均結晶粒径が１０μｍ以下の化成処理被膜を形成したことを特徴とするころ軸受。
【請求項１３】
化成処理被膜の厚さが１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１２に記載のころ軸受。
【請求項１４】
トラクションオイル中で使用されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のころ軸受。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のころ軸受を用いたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種装置の回転部位に用いられるころ軸受に関し、とくに、トロイダル型無段変速機においてトラクションオイル中で用いるのに好適なころ軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ころ軸受は、周知のように、内外の軌道輪の間に、円筒ころ、円錐ころ及び球面ころ等のころを複数介装したものであって、各種装置の回転部位に用いられている。一例を挙げると、車両の差動装置では、車体に取付けるハウジングに対して、その内部に収容したディファレンシャルケースを回転自在に支持するために、ハウジングとディファレンシャルケースの間にテーパローラベアリング（円錐ころ軸受）を介装している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、一般的なころ軸受では、少なくとも一方の軌道輪に設けたつば部ところの端面との接触部分が、大きな滑りを伴う転がり接触構造であることから、供給される潤滑油の量が不足すると、つば部ところ端面の間で焼き付きが生じることがある。例えば、上記した差動装置では、車両の旋回時に生じる遠心力でディファレンシャルケース内の潤滑油が偏り、これによりテーパローラベアリングにおける潤滑油が不足した場合や、急加速時に同ベアリングの温度が上昇した場合に、軌道輪のつば部ところ端面の間で焼き付きが生じる恐れがある。
【０００４】
そこで、従来にあっては、ころ軸受において、軌道輪のつば部ところ端面の間での焼き付きを防止する手段として、双方の接触面の平滑度を高めて金属接触を可能な限り軽減する方法や、高Ｃｒ鋼の表面に窒化物層を形成して摩擦係数の上昇を抑える方法（例えば、特許文献２参照）があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１８５８５８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８７９１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したような従来のころ軸受において、軌道輪のつば部ところ端面の平滑度を高めて焼き付きを防止する方法では、例えばＺＤＴＰ（ジアルキルジチオリン酸亜鉛）等の添加剤が比較的多く添加されているトランスミッションオイルやギヤオイル中で使用する場合には、凝着摩耗よりも腐食摩耗が増大するため、瞬間的な金属接触を防止することができるが、例えばトロイダル型無段変速機において添加剤の少ないトラクションオイル中で使用する場合には、凝着摩耗し易くなるため、低速と高速を繰り返すたびにつば部ところ端面の間で金属接触が起こり、これらの表面が荒れるという現象が避けられないことから、焼き付きを防止するには不充分であった。
【０００７】
例えば、入力ディスクと出力ディスクの間に介装したパワーローラを傾動させて変速比を無段階的に変化させるトロイダル型無段変速機において、パワーローラの内外輪を支持し且つトラクションオイル中で用いる円錐ころ軸受では、トラクションオイルが枯渇したり少なくなったりした際に摩擦係数が急上昇したり、起動トルクが増大する現象が起きている。
【０００８】
また、高Ｃｒ鋼に窒化物層を形成することにより、軌道輪のつば部ところ端面の間での焼き付きを防止する方法では、材料の変更が必要であるばかりでなく、通常の雰囲気処理では表面にＣｒ酸化膜が生成され、安定した窒化物層を得ることが難しいという問題点があった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、材料の変更や特殊な熱処理が不要であって、供給される潤滑油の量が不足した場合や、添加剤が少ないトラクションオイル中などで使用する場合でも、軌道輪のつば部ところ端面の間に充分な耐焼き付き性を得ることができ、長寿命化を実現することができるころ軸受を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のころ軸受は、少なくとも一方につば部を有する一対の軌道輪と、両軌道輪の間に組み込まれた状態でつば部に端面が摺接するころを備えたころ軸受において、軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方の硬度が、例えば７５０ＨＶ以上、より好ましくは８００ＨＶ以上であって、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ＣｒＮ、ＷＣ／Ｃ及びＴｉＮ等のハードコーティング層、又は窒化化合物層、又はＮｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき、硬質クロムめっき等の硬質めっき層を形成したものであり、また、ハードコーティング層の厚さを０．５μｍ以上５μｍ以下、窒化化合物層の厚さを３μｍ以上１０μｍ以下、硬質めっき層の厚さを５μｍ以上３０μｍ以下としたものであり、さらに、硬質めっき層である硬質クロムめっき層を非晶質としたものであり、さらに、上記軌道輪のつば部及び当該つば部に摺接するころ端面の表面粗さを研磨加工してＲａ０．０３μｍ以下としたものであって、ころ軸受におけるこのような構成を上記課題を解決するための手段としている。
【００１１】
また、本発明のころ軸受は、少なくとも一方につば部を有する一対の軌道輪と、両軌道輪の間に組み込まれた状態でつば部に端面が摺接するころを備えたころ軸受において、軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方に平均結晶粒径が１０μｍ以下の化成処理被膜を形成したものであり、また、上記軌道輪のつば部及び当該つば部に摺接するころ端面の化成処理被膜の厚さを１〜１０μｍとしたものであり、ころ軸受におけるこのような構成を上記課題を解決するための手段としている。
【００１２】
【発明の作用】
本発明のころ軸受では、例えばトラクションオイル中で低速と高速の繰り返し運転をしている際に、ころのスキューの発生等で軌道輪のつば部及びころ端面の間で金属接触が生じた場合でも、つば部及びころ端面の少なくとも一方の硬度を７５０ＨＶ以上、より好ましくは８００ＨＶ以上としているので、これらの表面が摩耗し難く且つ平滑度が保たれて荒れ難いものになると共に、長時間にわたって摩擦熱の上昇が低く抑えられることになる。
【００１３】
また、軌道輪のつば部及びころ端面の表面に、ＤＬＣやＷＣ／Ｃなどの固体潤滑性を有する低摩擦係数のハードコーティング層を形成することで、起動トルクの増大を抑えられることになる。
【００１４】
さらに、軌道輪のつば部及びころ端面の少なくとも一方に、Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき、硬質クロムめっき等の硬質めっき層を形成することで、起動トルクの増大が抑えられ且つコスト的に安価な表面改質状態が得られることになる。
【００１５】
さらに、つば部及びころ端面の少なくとも一方に平均結晶粒径が１０μｍ以下の化成処理被膜を形成したものであるので、相手面とのなじみ性が現れ、表面が一様になじんで摩耗して平滑度が保たれ、面粗度が向上すると共に、摩擦熱の上昇が低く抑えられる。
【００１６】
これにより、潤滑油の供給量が不足したとしても、つば部ところ端面の間に充分な耐焼き付き性が長時間にわたって確保されることになる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のころ軸受によれば、例えば添加剤の少ないトラクションオイル中で使用する場合でも、材料の変更や特殊な熱処理を必要とせずに、軌道輪のつば部ところ端面の間に充分な耐焼き付き性を得ることができると共に、起動トルクを低く抑え、供給される潤滑油の量が不足した場合であっても、上記の充分な耐焼き付き性及び耐久性を確保し得るものとなり、これによりころ軸受の長寿命化を実現することができるという優れた効果がもたらされる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、ころ軸受を用いた装置の一例であるトロイダル型無段変速機を説明する図である。図示のトロイダル型無段変速機は、エンジンからの回転駆動力が図外のトルクコンバータ及び前後進切換え機構を介して入力軸１に入力されるようになっており、入力軸１と同軸上にトルク伝達軸２を備えている。トルク伝達軸２は、両端側に、第１入力ディスク３と第２入力ディスク４がスプライン結合により軸線方向に移動可能に装着してあると共に、中間に、出力ディスク８が回転自在に装着してある。
【００１９】
第１入力ディスク３の背面と入力軸１との間には、入力トルクに応じて軸線方向の推力を発生するローディングカム機構５が介装してある。また、第２入力ディスク４の背面とトルク伝達軸２の端部に螺着したナット６との間には、両入力ディスク３，４にプリロードを付与する皿ばね７が介装してある。
【００２０】
出力ディスク８は、２つの出力ディスクの背面を互いに合わせて一体化したものであって、外周部に出力ギア９が形成してある。そして、第１入力ディスク３と出力ディスク８の互いの対向面に、トロイド状溝３ａ，８ａが形成してあると共に、第２入力ディスク４と出力ディスク８の互いの対向面に、同じくトロイド状溝４ａ，８ｂが形成してある。
【００２１】
第１入力ディスク３と出力ディスク８のトロイド状溝３ａ，８ａの間には、図中で上下に配置した２個の第１パワーローラ１０，１０が、油膜剪断力により動力伝達可能に挟持されている。また、第２入力ディスク４と出力ディスク８のトロイド状溝４ａ，８ｂの間にも、同様に、上下２個の第２パワーローラ１１，１１が挟持されている。そして、第１入力ディスク３と出力ディスク８と第１パワーローラ１０，１０により第１トロイダル変速部１２を構成し、第２入力ディスク４と出力ディスク８と第２パワーローラ１１，１１により第２トロイダル変速部１３を構成している。
【００２２】
上記構成を備えたトロイダル型無段変速機は、入力軸１の回転をトルク伝達軸２から各入力ディスク３，４に伝達すると共に、各入力ディスク３，４の回転を各パワーローラ１０，１１を介して出力ディスク８に伝達し、この出力ディスク８の回転を外部に出力するようになっており、この際、各パワーローラ１０，１１を同時に傾動させることで変速比を無段階的に変化させる。
【００２３】
ここで、各パワーローラ１０（１１）は、図２（ａ）に示すように、入力ディスク３，４及び出力ディスク８に接触する内輪（軌道輪）３０と、これに対応する外輪（軌道輪）３１を備え、内輪３０と外輪３１の間に、図２（ｂ）にも示す保持器３２とともに複数の円錐ころ３３が介装してある。つまり、パワーローラ１０では、実質的に、内輪３０、外輪３１、保持器３２及び複数の円錐ころ３３により、円錐ころ軸受Ｂを構成している。なお、パワーローラ１０は、図示は省略したが、傾動中心軸に対して揺動可能なトラニオンを備え、トラニオンに、当該ローラの回転中心となるピボットシャフトを備えると共に、このピボットシャフトに、上記の内輪３０及び外輪３１が装着してある。
【００２４】
上記円錐ころ軸受Ｂにおいて、内輪３０には、円錐ころ３３の転動面となる内輪軌道面３０ａが形成してある。これに対して、外輪３１には、円錐ころ３３の転動面となる外輪軌道面３１ａが形成してあると共に、円錐ころ３３の軸受外周側のころ端面３３ａが摺接するつば部３１ｂが設けてある。なお、図示のパワーローラ１０は、内輪３０に働くラジアル荷重を受けるためのラジアル軸受を設けずに、内輪３０に働くラジアル荷重及びスラスト荷重の全てを円錐ころ軸受Ｂで支持するものとなっている。
【００２５】
ところで、上記のトロイダル型無段変速機において、パワーローラ１０の円錐ころ軸受Ｂは、トラクションオイル中で使用することとなるが、とくに、添加剤の少ないトラクションオイル中で使用する場合、低速と高速を繰り返すたびにつば部３１ｂところ端面３３ａの間で金属接触が起こり、これらの表面が荒れることがある。このようにつば部３１ｂところ端面３３ａの表面が荒れると、オイル不足や温度上昇が生じた際に焼き付きが生じたり、また、つば部３１ｂところ端面３３ａの表面に摩耗によって凹凸が生じたり、うねったりした場合又は摩擦抵抗の大きい表面であった場合、摩擦係数が上昇したり、起動トルクが増大して加速性能が低下する恐れがある。
【００２６】
そこで、本発明のころ軸受では、上記円錐ころ軸受Ｂにおいて、外輪３１のつば部３１ｂ及びころ端面３３ａの少なくとも一方の硬度が７５０ＨＶ以上、より好ましくは８００ＨＶ以上となるようにしており、このような硬度を得るために、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ＣｒＮ、ＷＣ／Ｃ及びＴｉＮ等のハードコーティング層、窒化化合物層、及びＮｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき、硬質クロムめき等の硬質めっき層のいずれかを形成し、より望ましくは、ハードコーティング層の厚さを０．５μｍ以上５μｍ以下、窒化化合物層の厚さを３μｍ以上１０μｍ以下、硬質めっき層の厚さを５μｍ以上３０μｍ以下としており、さらに望ましくは硬質めっき層である硬質クロムめっき層を非晶質としたものであり、さらに望ましくは表面粗さがＲａ０．０３μｍ以下となるようにしている。
【００２７】
これにより、円錐ころ軸受Ｂは、トラクションオイル中で低速と高速の繰り返し運転をした際、ころ３３のスキューの発生等によってつば部３１ｂところ端面３３ａが金属接触した場合においても、これらの表面が摩耗し難く且つ平滑度が保たれて荒れ難いものになると共に、摩擦熱の上昇が低く抑えられることとなり、オイルの供給量が不足したとしても、つば部３１ｂところ端面３３ａの間に充分な耐焼き付き性が確保され、また、つば部３１ｂところ端面３３ａの表面粗さや平滑度に関して経時変化が少ないために耐久性が確保されることになる。
【００２８】
また、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、ＣｒＮ、ＷＣ／Ｃ及びＴｉＮ等のハードコーティング層、窒化化合物層、及びＮｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき、硬質クロムめっき等の硬質めっき層といった高硬度の表面改質層は、熱伝達率が鉄に比較して高く、もしくは低くなるために、摩擦熱の上昇が低く抑えられ、且つ起動トルクが小さくなるので、加速性能を低下させることなく、円錐ころ軸受Ｂの転動面すなわち内輪軌道面３０ａや外輪軌道面３１ａにおける寿命が延長され、円錐ころ軸受Ｂの長寿命化を実現し、ひいては円錐ころ軸受Ｂを用いたパワーローラ１０及びトロイダル型無段変速機の長寿命化に貢献し得るものとなる。
【００２９】
さらに、硬質クロムめっきは、工業的に安価で高硬度の表面を得ることができ、表面エネルギーが極めて低いために摩擦熱の上昇を低く抑えられ、且つ起動トルクが小さくなるので、加速性能を低下させることなく、円錐ころ軸受Ｂの転動面すなわち内輪軌道面３０ａや外輪軌道面３１ａにおける寿命が延長され、円錐ころ軸受Ｂの長寿命化を実現し、ひいては円錐ころ軸受Ｂを用いたパワーローラ１０及びトロイダル型無段変速機の長寿命化に貢献し得るものとなる。硬質クロムめっきの中でも非晶質クロムめっきは１０００ＨＶを超える高硬度になることから、加速性能を低下させることなく摩擦熱の上昇を低く抑え、さらなる長寿命化を実現する。
【００３０】
さらに、本発明のころ軸受は、上記焼き付きを防止するために、円錐ころ軸受Ｂにおいて、外輪３１のつば部３１ｂ及びころ端面３３ａの少なくとも一方に、平均結晶粒径が１０μｍ以下のなじみ性を有する化成処理被膜を形成する。具体的には、リン酸マンガン、リン酸亜鉛及びリン酸鉄等の化成処理被膜を形成し、より望ましくは、化成処理被膜の厚さを１〜１０μｍとしている。
【００３１】
これにより、円錐ころ軸受Ｂは、トラクションオイル中で低速と高速の繰り返し運転をした際、ころ３３のスキューの発生等によってつば部３１ｂところ端面３３ａが金属接触した場合においても、互いの接触面がなじむことによって面粗度が良好なものになると共に、摩擦熱の上昇が低く抑えられることとなり、起動トルクも低くて加速性能を低下させることがなく、オイルの供給量が不足したとしても、つば部３１ｂところ端面３３ａの間に充分な耐焼き付き性が確保されることになる。
【００３２】
また、上記の如く、リン酸マンガン、リン酸亜鉛及びリン酸鉄等の化成処理被膜を形成し、望ましくは厚さを１〜１０μｍとし、つば部３１ｂところ端面３３ａの互いの接触面になじみ性をもたせて転動中の面粗度を高めたことにより、円錐ころ軸受Ｂの転動面すなわち内輪軌道面３０ａや外輪軌道面３１ａにおける寿命が延長され、円錐ころ軸受Ｂの長寿命化を実現し、ひいては円錐ころ軸受Ｂを用いたパワーローラ１０及びトロイダル型無段変速機の長寿命化に貢献し得るものとなる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明のころ軸受の具体的な実施例を比較例とともに説明する。
【００３４】
（実施例１）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０３μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に化学的蒸着法（ＣＶＤ法）により厚さ１μｍ程度のダイヤモンドライクカーボン膜を形成した。なお、処理温度は２００℃とした。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０３μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００３５】
（実施例２）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に物理的蒸着法（ＰＶＤ法）により厚さ０．５μｍ程度のダイヤモンドライクカーボン膜を形成した。なお、処理温度は２００℃とした。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００３６】
（実施例３）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に化学的蒸着法（ＣＶＤ法）により厚さ３μｍ程度のダイヤモンドライクカーボン膜を形成した。なお、処理温度は２００℃とした。その後、外輪のつば部の表面のみを表面粗さＲａ０．０１μｍに仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００３７】
（実施例４）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に物理的蒸着法（ＰＶＤ法）により厚さ５μｍ程度のＣｒＮ膜を形成した。なお、処理温度は２５０℃とした。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００３８】
（実施例５）
ＪＩＳ−Ｇ４１０５に規定されるクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４３５を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに浸炭処理（９２０℃×８Ｈ浸炭後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に物理的蒸着法（ＰＶＤ法）により厚さ２μｍ程度のＴｉＮ膜を形成した。なお、処理温度は４５０℃とした。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００３９】
（実施例６）
ＪＩＳ−Ｇ４１０５に規定されるクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４３５を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらにイオン窒化処理（５００℃×４Ｈ、２０％Ｎ２、５Ｔｏｒｒで窒化後、ガス冷却）を実施して、厚さ５μｍ程度の窒化化合物層を形成した後、外輪のつば部の表面のみを表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００４０】
（実施例７）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に物理的蒸着法（ＰＶＤ法）により厚さ１μｍ程度のダイヤモンドライクカーボン膜を形成した。なお、処理温度は２００℃とした。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、ころに物理的蒸着法（ＰＶＤ法）により厚さ１μｍ程度のダイヤモンドライクカーボン膜を形成した。なお、処理温度は２００℃とした。
【００４１】
（実施例８）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に物理的蒸着法（ＰＶＤ法）により厚さ１μｍ程度のＷＣ／Ｃ膜を形成した。なお、処理温度は２００℃とした。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００４２】
（実施例９）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に物理的蒸着法（ＰＶＤ法）により厚さ０．３μｍ程度のダイヤモンドライクカーボン膜を形成した。なお、処理温度は２００℃とした。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００４３】
（実施例１０）
ＪＩＳ−Ｇ４１０５に規定されるクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４３５を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらにイオン窒化処理（５００℃×５０分、２０％Ｎ２、５Ｔｏｒｒで窒化後、ガス冷却）を実施して、厚さ２μｍ程度の窒化化合物層を形成した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００４４】
（実施例１１）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。その後、無電解Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき処理を行い、さらに加熱処理（４００℃×１Ｈ）を実施し、厚さ３μｍ程度のＮｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき層を形成した。その後、外輪のつば部の表面のみを表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００４５】
（実施例１２）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。そして、無電解Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣ複合めっき処理を行い、さらに加熱処理（４００℃×１Ｈ）を実施し、厚さ３μｍ程度のＮｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき層を形成した。その後、ころ端面の表面のみを表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００４６】
（実施例１３）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に化学的蒸着法（ＣＶＤ法）により厚さ６μｍ程度のダイヤモンドライクカーボン膜を形成した。なお、処理温度は２００℃とした。その後、外輪のつば部のみを表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００４７】
（実施例１４）
ＪＩＳ−Ｇ４１０５に規定されるクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４３５を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらにイオン窒化処理（５００℃×１０Ｈ、８０％Ｎ２、５Ｔｏｒｒで窒化後、ガス冷却）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、厚さ１２μｍ程度の炭窒化化合物層を形成した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００４８】
（実施例１５）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。その後、クロム酸−硫酸系めっき浴中で、温度５０℃、電流密度８０Ａ／ｄｍ２の条件で電解めっき処理を行い、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、厚さ１０μｍ程度の晶質硬質クロムめっき層を形成した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施し、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００４９】
（実施例１６）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施し、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。その後、クロム酸−ぎ酸系めっき浴中で、温度２５℃、電流密度５０Ａ／ｄｍ２の条件で電解めっき処理を行った後、さらに加熱処理（３００℃×１Ｈ）を実施し、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、厚さ１０μｍ程度の非晶質硬質クロムめっき層を形成した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施し、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００５０】
（実施例１７）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施し、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、クロム酸−ぎ酸系めっき浴中で、温度２５℃、電流密度５０Ａ／ｄｍ２の条件で電解めっき処理を行った後、さらに加熱処理（３００℃×１Ｈ）を実施し、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、厚さ２μｍ程度の非晶質硬質クロムめっき層を形成した。
【００５１】
（実施例１８）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施し、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。その後、クロム酸−ぎ酸系めっき浴中で、温度３０℃、電流密度２０Ａ／ｄｍ２の条件で電解めっき処理を行った後、さらに加熱処理（３００℃×１Ｈ）を実施し、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、厚さ３５μｍ程度の非晶質硬質クロムめっき層を形成した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施し、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００５２】
（実施例１９）
ＪＩＳ−Ｇ４１０５に規定されるクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４３５を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらにイオン窒化処理（５００℃×４Ｈ、２０％Ｎ２、５Ｔｏｒｒで窒化後、ガス冷却）を実施した後、表面粗さＲａ０．０４μｍ程度に仕上げ研磨し、厚さ２μｍ程度の窒化化合物層を形成した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０４μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００５３】
（比較例１）
ＳＵＪ２材を用いて同様の内外輪及びころを成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０４μｍに研磨仕上げした。
【００５４】
（比較例２）
ＳＵＪ２材を用いて同様の内外輪及びころを成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍに研磨仕上げした。
【００５５】
（比較例３）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。その後、無電解Ｎｉ−Ｐ−グラファイト複合めっき処理を行い、さらに加熱処理（４００℃×１Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨して、厚さ２０μｍ程度のＮｉ−Ｐ−グラファイトめっき層を形成した。その後、外輪のつば部の表面のみを表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００５６】
（比較例４）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、無電解Ｎｉ−Ｐ−グラファイト複合めっき処理を行い、さらに加熱処理（４００℃×１Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、厚さ１０μｍ程度のＮｉ−Ｐ−グラファイトめっき層を形成した。その後、ころ端面の表面のみを表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００５７】
上記実施例１〜１９及び比較例１〜４のころ軸受の仕様（材料及び表面改質層）と共に、表面の硬度（荷重５０ｇビッカース硬度計にて測定）、及び表面粗さ測定結果を表１に示す。また、各例のころ軸受について、表２に示す条件で円錐ころ軸受の試験を実施し、耐焼き付き性を評価すると共に、表３に示す条件で円錐ころ軸受の試験を実施し、ころ又は内外輪の表面が剥離するまでの累積応力繰り返し回数を調査してワイブルプロットを作成し、Ｌ５０寿命を求めた。さらに、表４に示す条件で起動トルクを測定した。これらの試験結果も表１に示す。
【００５８】
【表１】
2004332915.tif 000003
【００５９】
【表２】
2004332915.tif 000004
【００６０】
【表３】
2004332915.tif 000005
【００６１】
【表４】
2004332915.tif 000006
【００６２】
表１に示す試験結果から明らかなように、本発明の実施例１〜１９に係わるころ軸受については、起動トルクが低く、つば部ところ端面の間の耐焼き付き性に優れることから、長寿命となることを確認した。
【００６３】
すなわち、実施例１〜１８については、少なくともつば部及びころ端面の少なくとも一方の表面硬度が８００ＨＶ以上で、且つ面粗度がＲａ０．０３μｍ以下であるから、トラクションオイル中で潤滑不足や油膜が薄い状態になっても、つば部ところ端面の表面が荒れ難く、摩擦熱の上昇を低く抑えるので、起動トルクが低く、耐焼き付き性が大幅に向上する。また、軌道面（転動面）においても摩擦熱の上昇が低く抑えられるので、転動疲労強度が向上する。
【００６４】
さらに、実施例２〜１８のように、つば部及びころ端面の少なくとも一方の硬度が８００ＨＶ以上で、且つ面粗度がＲａ０．０１μｍ程度の組み合わせでは、摩擦熱の上昇が少なくなることから、起動トルク及び耐焼き付き性はより一層向上し、転動面の転動疲労強度もより向上する。
【００６５】
さらに、実施例１２，１７のように、ころ端面の硬度が８００ＨＶ以上で、且つ表面粗さをＲａ０．０１μｍ程度にした場合も、摩擦熱の上昇が少ないため、起動トルク及び耐焼き付き性が向上し、転動面の転動疲労強度も向上する。
【００６６】
さらに、実施例７のように、つば部及びころ端面の双方の硬度が８００ＨＶ以上で、且つ表面粗さをＲａ０．０１μｍ程度にした場合も、摩擦熱の上昇が少ないため、起動トルク及び耐焼き付き性が向上し、転動面の転動疲労強度も向上する。
【００６７】
さらに、実施例９のように、つば部の硬度が８００ＨＶ以上で、且つ表面粗さがＲａ０．０１μｍ程度でも、ＤＬＣの厚さが０．５μｍを下回る場合には、摩擦熱の上昇が少なくて起動トルク及びつば部の耐焼き付き性は向上するが、ＤＬＣの厚さが薄いため、長時間にわたるとＤＬＣ膜が剥離するので、転動面における寿命は充分ではない。
【００６８】
さらに、実施例１０のように、つば部の硬度が８００ＨＶ以上で、且つ表面粗さがＲａ０．０１μｍ程度でも、窒化化合物層の厚さが３μｍを下回る場合には、摩擦熱の上昇が少なくて起動トルク及びつば部の耐焼き付き性は向上するが、窒化化合物層の厚さが薄いため、長時間にわたると摩耗が進行するので、転動面における寿命は充分ではない。
【００６９】
さらに、実施例１１のように、つば部の硬度が８００ＨＶ以上で、且つ表面粗さがＲａ０．０１μｍ程度でも、Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき層の厚さが５μｍを下回る場合には、摩擦熱の上昇が少なくて起動トルク及びつば部の耐焼き付き性は向上するが、Ｎｉ−Ｐめっき層の厚さが薄いため、長時間にわたると摩耗が進行するので、転動面における寿命は充分ではない。
【００７０】
さらに、実施例１３のように、つば部の硬度が８００ＨＶ以上で、且つ表面粗さがＲａ０．０１μｍ程度でも、ＤＬＣの厚さが５μｍを上回る場合には、摩擦熱の上昇が少なくて起動トルク及びつば部の耐焼き付き性は向上するが、ＤＬＣの厚さ増加とともに膜内の引っ張り応力が増加することにより膜内剥離が生じ易くなるので、転動面における寿命は充分ではない。
【００７１】
さらに、実施例１６，１７のように、非晶質クロムめっき層を形成した後に熱処理を実施した場合には、実施例１５の晶質クロムめっき層に比較して、つば部又はころ端面の表面硬度が１０００ＨＶ以上の高硬度になり、且つ表面粗さをＲａ０．０１μｍ程度としたため、摩擦熱の上昇が少なくて起動トルク及び耐焼き付き性が向上し、転動面の転動疲労強度も向上する。
【００７２】
さらに、実施例１４のように、つば部の硬度が８００ＨＶ以上で、且つ表面粗さがＲａ０．０１μｍ程度でも、窒化化合物層の厚さが１０μｍを上回る場合には、摩擦熱の上昇が少なくて起動トルク及びつば部の耐焼き付き性は向上するが、窒化化合物層の厚さ増加とともに窒化化合物層内に亀裂が入り、同化合物層が剥離し易くなるために、長時間にわたると転動面における寿命は充分ではない。
【００７３】
さらに、実施例１８のように、つば部の硬度が８００ＨＶ以上で、且つ表面粗さがＲａ０．０１μｍ程度でも、硬質クロムめっき層などの表面改質層の厚さが３０μｍを上回る場合には、ローラと内外輪の位置がずれて片当たりし易くなるため、摩擦熱及び起動トルクは上昇傾向になり、つば部の耐焼き付き性や転動面における寿命は充分ではない。
【００７４】
さらに、実施例１９のように、つば部の硬度が８００ＨＶ以上でも、表面粗さがＲａ０．０４μｍでは、摩擦熱による発熱量が抑えられなくなり、起動トルク及びつば部ところ端面の間の耐焼き付き性、並びに転動面における寿命は充分ではない。
【００７５】
上記実施例１〜１９に対して、比較例１のように、つば部及びころ端面の表面粗さがＲａ０．０４μｍと比較的粗く、硬度が８００ＨＶを下回る場合には、摩擦熱による発熱量が大きくなって早期に焼き付きが発生し、起動トルクが増大し、また、転動面においても早期に剥離が発生する。
【００７６】
さらに、比較例２のように、つば部及びころ端面の硬度が８００ＨＶを下回り、表面粗さがＲａ０．０１μｍ程度の場合には、転動疲労寿命は向上するが、起動トルク及び耐焼き付き性は充分ではない。
【００７７】
さらに、比較例３，４のように、つば部及びころ端面の硬度が８００ＨＶを下回り、表面粗さがＲａ０．０１μｍ程度の場合には、起動トルク、耐焼き付き性及び転動疲労寿命のいずれも充分ではない。
【００７８】
なお、上記実施例１〜１９では、表面改質層として、ダイヤモンドライクカーボン、ＣｒＮ、ＷＣ／Ｃ及びＴｉＮ等のハードコーティング層、窒化化合物層、並びにＮｉ−Ｐ−ＳｉＣめっき層、硬質クロムめっき層を形成した場合を例示したが、表面硬度が７５０ＨＶ以上、好ましくは８００ＨＶ以上の硬質のものであれば良く、上記の表面改質層のみに限定されることはない。また、表面改質の際、マスキングを施して必要部位にのみ表面改質層を形成しても同様の効果を得ることができ、表面改質層の形成範囲が限定されることはない。
【００７９】
（実施例２０）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に、化成処理被膜としてリン酸マンガン被膜を形成（７０℃×５分浸漬）した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００８０】
（実施例２１）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に、化成処理被膜としてリン酸亜鉛被膜を形成（４０℃×３分浸漬）した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００８１】
（実施例２２）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に、化成処理被膜としてリン酸鉄被膜を形成（４０℃×３分浸漬）した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００８２】
（実施例２３）
ＪＩＳ−Ｇ８１０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに浸炭処理（９２０℃×８Ｈ浸炭後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、化成処理被膜としてリン酸マンガン被膜を形成（７０℃×５分浸漬）した。
【００８３】
（実施例２４）
ＪＩＳ−Ｇ４８０５に規定される高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２を用いて、図２に示すような内外輪を成形し、これらに浸炭処理（９２０℃×８Ｈ浸炭後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に、化成処理被膜としてリン酸マンガン被膜を形成（７０℃×５分浸漬）した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、化成処理被膜としてリン酸マンガン被膜を形成（７０℃×５分浸漬）した。
【００８４】
（比較例５）
先の比較例１と同様に、ＳＵＪ２材を用いて同様の内外輪及びころを成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０４μｍに研磨仕上げした。
【００８５】
（比較例６）
先の比較例２と同様に、ＳＵＪ２材を用いて同様の内外輪及びころを成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍに研磨仕上げした。
【００８６】
（比較例７）
ＳＵＪ２材を用いて図２に示すような内外輪を成形し、これらに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）及び焼き戻し（１６０℃×２Ｈ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０１μｍ程度に仕上げ研磨し、その後、外輪に、化成処理被膜としてリン酸マンガン被膜を形成（８０℃×１０分浸漬）した。また、同じくＳＵＪ２材を用いて、図２に示すようなころを成形し、ころに調質（８５０℃×１Ｈ保持後、６０℃油焼き入れ）を実施した後、表面粗さＲａ０．０４μｍ程度に仕上げ研磨した。
【００８７】
上記実施例２０〜２４及び比較例５〜７のころ軸受の仕様（化成処理被膜）と共に、化成処理被膜の平均結晶粒径、及び化成処理被膜の厚さの測定結果を表６に示す。また、各例のころ軸受について、表５に示す条件でなじみ運転を実施し、表面粗さを測定した。なじみ運転後の表面粗さの測定結果を表７に示す。さらに、なじみ運転の実施後、先の表２に示す条件で円錐ころ軸受の試験を実施し、耐焼き付き性を評価すると共に、先の表３に示す条件で円錐ころ軸受の試験を実施し、ころ又は内外輪の表面が剥離するまでの累積応力繰り返し回数を調査してワイブルプロットを作成し、Ｌ５０寿命を求めた。そしてさらに、先の表４に示す条件で起動トルクを測定した。これらの試験結果を表７に示す。
【００８８】
【表５】
2004332915.tif 000007
【００８９】
【表６】
2004332915.tif 000008
【００９０】
【表７】
2004332915.tif 000009
【００９１】
表７に示す試験結果から明らかなように、本発明の実施例２０〜２４に係わるころ軸受については、起動トルクが低く、つば部ところ端面の間の耐焼き付き性に優れることから、長寿命となることを確認した。
【００９２】
すなわち、実施例２０〜２３については、なじみ運転後のつば部及びころ端面の少なくとも一方に平均結晶粒径が１０μｍ以下となる化成処理被膜、つまり面粗度がＲａ０．０３μｍ以下となるようななじみ性のある微細結晶粒の化成処理被膜が存在することから、つば部ところ端面の接触面がなじんで平滑度及び面粗度が良好なものとなり、摩擦熱の上昇を低く抑えるので、起動トルクが低くて耐焼き付き性が大幅に向上する。また、軌道面（転動面）においても、なじみ性の向上に伴う面粗度の向上により転動疲労強度が高められる。
【００９３】
さらに、実施例２４のように、つば部及びころ端面の双方に化成処理被膜を形成した場合も、表面がなじんで面粗度が向上し且つ平滑になるため、摩擦熱の上昇が少なくなる効果が高まり、起動トルクが低くて耐焼き付き性がさらに向上する。また、軌道面（転動面）においても、摩擦熱の上昇が低くなるために転動疲労強度が高められる。
【００９４】
上記実施例２０〜２４に対して、比較例５のように、つば部及びころ端面に化成処理被膜を形成せず、表面粗さがＲａ０．０４μｍと比較的粗い場合には、摩擦熱による発熱量が大きくなって、起動トルクが増大すると共に、早期に焼き付きが発生し、また、転動面においても早期に剥離が発生する。
【００９５】
さらに、比較例６のように、つば部及びころ端面に化成処理被膜を形成せず、表面粗さをＲａ０．０１μｍとした場合にも、転動疲労寿命は向上するが、起動トルク及び耐焼き付き性は充分ではない。
【００９６】
さらに、比較例７のように、つば部に化成処理被膜を形成しても、平均結晶粒及び厚さが１０μｍを超える場合には、表面がなじんだ後も被膜生成時の腐食孔が大きく、面粗度がＲａ０．０４μｍと粗いために摩擦係数が大きくなり、起動トルク及びつば部ところ端面の間の耐焼き付き性は充分ではなく、転動面における寿命も充分ではない。なお、化成処理被膜の厚さが１μｍ以下では、金属接触した際に表面がなじむことで面粗度を高める効果が損なわれるので好ましくない。
【００９７】
また、上記実施例２０〜２４では、化成処理被膜として、リン酸マンガン、リン酸亜鉛及びリン酸鉄のいずれかを形成した場合を例示したが、なじみ性を有する被膜であれば良く、上記の化成処理被膜のみに限定されることはない。また、化成処理被膜を形成する際、マスキングを施して必要部位にのみ化成処理被膜を形成しても同様の効果を得ることができ、化成処理被膜の形成範囲が限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のころ軸受を適用したトロイダル型無段変速機を概略的に示す断面説明図である。
【図２】図１に示すパワーローラの断面図（ａ）及び保持器の平面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１０    パワーローラ
３０    内輪（軌道輪）
３１    外輪（軌道輪）
３１ｂ  つば部
３３    ころ
３３ａ  ころ端面
Ｂ      円錐ころ軸受
【図１】
2004332915.tif 000010
【図２】
2004332915.tif 000011