(57)【要約】【課題】  トロイダル型無段変速機に使用されるスラスト軸受の転がり疲労寿命を向上させる。【解決手段】  トロイダル型無段変速機のパワーローラ５に加わるスラスト荷重を支承するスラスト軸受２０の玉１０を、高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ２）からなり、転動面から１ｍｍの深さまでの範囲に長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物を含まないものに特定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダル型無段変速機を構成するパワーローラのスラスト荷重を支承する転がり軸受の設計方法において、
転動体を、高炭素クロム軸受鋼からなり、転動面から１ｍｍの深さまでの範囲に長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物を含まないものに特定することを特徴とする転がり軸受の設計方法。
【請求項２】
転動体を、高炭素クロム軸受鋼からなり、転動面から最大剪断応力深さまでの範囲に長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物を含まないものに特定することを特徴とする転がり軸受の設計方法。
【請求項３】
トロイダル型無段変速機を構成するパワーローラのスラスト荷重を支承する転がり軸受において、
転動体は、高炭素クロム軸受鋼からなる素材を所定形状に加工した後、焼入れ及び焼戻しが施されて得られ、転動面の表層部の硬さがビッカース硬さ（Ｈｖ）で７２０〜８００となっており、転動面から１ｍｍの深さまでの範囲に長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しないことを特徴とする転がり軸受。
【請求項４】
転動体は、酸素含有率が９ｐｐｍ以下である高炭素クロム軸受鋼からなる素材を所定形状に加工した後、浸炭窒化を含む熱処理が施されて得られ、転動面の表層部の炭素含有率が１．０〜１．６質量％で、前記表層部の窒素含有率が０．１〜０．６質量％となっており、転動面から最大剪断応力深さまでの範囲に長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しないことを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受及びその設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受の転動体は、繰り返しの転がり疲労に対応するため、高硬度で耐摩耗性に優れた高クロム軸受鋼で形成されている。近年、自動車の燃料向上や環境対策のために、自動車用の変速機としてベルト式無段変速機やトロイダル型無段変速機などが開発されているが、これらに使用される転がり軸受の転動体も同様に、高炭素クロム軸受鋼で形成されている。
【０００３】
例えば、トロイダル型無段変速機は、入力軸と連動して回転する入力ディスクと、出力軸と連動して回転する出力ディスクと、これら両ディスクの対向する内側面に設けられた両動力伝達面に摺接する動力伝達面を有するパワーローラと、このパワーローラに内輪軌道面が形成され、パワーローラに加わるスラスト荷重を支承するスラスト軸受と、を備えた無段変速機構を有している。
【０００４】
また、転がり軸受の転がり疲労には、鋼材中に存在する非金属介在物、特に酸化物系介在物の数や大きさが影響することが知られており、これらの許容範囲を特定し、これを満たすものを選別して使用することで、転がり疲労寿命を出来る限り長くしようとする方法が提案されている。
例えば、下記特許文献１では、トロイダル型無段変速機を構成する鋼製の入出力ディスク及びパワーローラ（スラスト軸受の内輪）を、その表面から０．５ｍｍ以内に最大径０．１ｍｍ以上の非金属介在物を含まないものとすることが提案されている。
【０００５】
ところで、転動体は、棒状の鋼材を圧延して細いコイル状にした後、球状に成形する工程を経て製造される。転動体に存在する非金属介在物は、この製造過程で細長く伸ばされたり分断されたりするため、転がり軸受の他の部材（内輪及び外輪の軌道面など）に存在する非金属介在物よりも小さな寸法になる。そのため、内輪及び外輪の場合とは異なり、転動体に存在する非金属介在物が転がり疲労寿命に及ぼす影響については、これまであまり考慮されていない。
【０００６】
また、下記特許文献２では、被検査体であるボールの表層部に存在する非金属介在物を検出するための超音波探傷装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２６８４０号公報
【特許文献２】特開平９−４９８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年、トロイダル型無段変速機の高速化及び小型化に伴って、パワーローラに加わるスラスト荷重が高くなってきており、このスラスト荷重を支承するスラスト軸受が受ける面圧も高くなってきている。このため、スラスト軸受の転動体に存在する非金属介在物が転がり疲労寿命に及ぼす影響についても、考慮する必要性が高くなってきている。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、転動体に存在する非金属介在物の許容範囲を独自に特定することで、転がり軸受（特に、トロイダル型無段変速機に使用されるスラスト軸受）の転がり疲労寿命を向上させることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、トロイダル型無段変速機を構成するパワーローラのスラスト荷重を支承する転がり軸受の設計方法において、転動体を、高炭素クロム軸受鋼からなり、転動面から１ｍｍの深さまでの範囲に長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物を含まないものに特定することを特徴とする転がり軸受の設計方法を提供する。
本発明はまた、転動体を、高炭素クロム軸受鋼からなり、転動面から最大剪断応力深さまでの範囲に長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物を含まないものに特定することを特徴とする転がり軸受の設計方法を提供する。
【０００９】
本発明において、「非金属介在物」の種類は特に限定されないが、例えばＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、ＣａＯなどの酸化物系介在物が挙げられる。
また、非金属介在物は、その短径が（最大径の部分にて）０．０５ｍｍ未満となると分断されて、その長径が０．５ｍｍ未満となるため、本発明で「非金属介在物の長さ」とは、短径が（最大径の部分にて）０．０５ｍｍ以上の非金属介在物の長径を指す。
さらに、「最大剪断応力深さ」とは、転動面から転動体の直径の２％分入り込んだ深さ位置を指す。
【００１０】
本発明はさらに、トロイダル型無段変速機を構成するパワーローラのスラスト荷重を支承する転がり軸受において、転動体は、高炭素クロム軸受鋼からなる素材を所定形状に加工した後、焼入れ及び焼戻しが施されて得られ、転動面の表層部（表面から１００μｍの深さまでの範囲）の硬さがビッカース硬さ（Ｈｖ）で７２０〜８００となっており、転動面から１ｍｍの深さまでの範囲に長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しないことを特徴とする転がり軸受を提供する。
【００１１】
本発明はさらに、転動体は、酸素含有率が９ｐｐｍ以下である高炭素クロム軸受鋼からなる素材を所定形状に加工した後、浸炭窒化を含む熱処理が施されて得られ、転動面の表層部（表面から１００μｍの深さまでの範囲）の炭素含有率が１．０〜１．６質量％で、前記表層部の窒素含有率が０．１〜０．６質量％となっており、転動面から最大剪断応力深さまでの範囲に長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しないことを特徴とする転がり軸受を提供する。
本発明の転がり軸受は、所定の方法で多数の転動体を作製した後に、各転動体について非金属介在物を検出し、特定の許容範囲を満たすものを選別して組み込むことにより得られる。この検出は、非破壊で行う必要があるため、例えば超音波探傷法で行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、転動体に存在する非金属介在物の許容範囲を独自に特定することで、転がり軸受（特に、トロイダル型無段変速機に使用されるスラスト軸受）の転がり疲労寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。なお、図１は、トロイダル型無段変速機の入力軸の軸方向に沿った断面である。
本実施形態におけるトロイダル型無段変速機は、図１に示すように、入力軸１と連動して回転する入力ディスク２と、出力軸と連動して回転する出力ディスク３と、これら両ディスク２、３間に配置されたパワーローラ５と、を備えている。両ディスク２、３の対向する内側面には、それぞれ断面円弧状（ハーフトロイド状）の動力伝達面２ａ、３ａが形成されている。パワーローラ５は、両ディスク２、３の動力伝達面２ａ、３ａに摺接する動力伝達面５ａを有する。
【００１４】
このトロイダル型無段変速機は、さらに、パワーローラ５を回転自在に支持する変位軸８と、この変位軸８を枢軸６を中心として入力軸１の軸方向（図１における左右方向）に揺動可能に支持するトラニオン７と、パワーローラ５に加わるスラスト方向の荷重を支承するスラスト軸受２０と、を備えている。
スラスト軸受２０の内輪軌道面５ｂはパワーローラ５に形成され、外輪９はトラニオン７側に取り付けられている。そして、このスラスト軸受２０は、内輪軌道面５ｂ及び外輪軌道面９ａの間に複数の玉１０が転動自在に配設され、この玉１０を転動自在に保持する保持器１１を備えている。
【００１５】
このトロイダル型無段変速機では、入力軸１の回転が、ローディングカム１Ａ、入力ディスク２、パワーローラ５、出力ディスク３及び出力歯車４を介して、出力軸に伝達されるようになっている。
そして、枢軸６を中心にトラニオン７を揺動させ、パワーローラ５の動力伝達面５ａを入力ディスク２の中心寄り部分と出力ディスク３の外周寄り部分とに変位させると、入力軸１の回転が出力軸に減速されて伝わり、逆にパワーローラ５の動力伝達面５ａを入力ディスク２の外周寄り部分と出力ディスク３の中心寄り部分とに変位させると、入力軸１の回転が出力軸に増速されて伝わるようになっている。
【００１６】
本実施形態においては、まず、高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ２）からなる素材を、図１に示すトロイダル型無段変速機に使用されるスラスト軸受２０の玉１０の形状に切り出した。そして、これに８２０〜８６０℃での浸炭窒化焼入れ後に１６０〜２００℃で焼戻しする熱処理を施した後、研削、表面仕上げ加工を行い、直径１５．９ｍｍ（５／８インチ）の玉１０を作製した。この玉１０の表面硬さは、ビッカース硬さ（Ｈｖ）で７２０〜８００とした。
【００１７】
ここで、この玉１０については、図２に示す超音波探傷装置を用いて、転動面をなす表面から探傷ゲートとして設定した深さまでの範囲を、以下に示す条件で探傷した。
この超音波探傷装置は、図２に示すように、超音波伝達媒体である水が貯留された水槽２０内に浸漬された玉受台２１に玉１０を保持した状態で、玉１０を経度方向に回転させるとともに、超音波探傷用探触子２３を玉１０の緯度方向に回転させることで、玉１０の全表面の探傷がなされるようになっている。ここで、探触子２３から玉１０に送信された超音波パルスの反射エコーは、超音波探傷器２８で解析され、制御装置２９で表示されるようになっている。
【００１８】
なお、図２中の符号２２は玉受台２１を回転させる回転駆動用モータであり、２４は探触子２３を回動させる探触子駆動用モータ、２５は探触子駆動用モータ２４の回転軸の一端に固定されたアーム、２６は探傷子２３と玉１０との位置関係を図中のＸＹＺ方向に調整するＸＹＺステージ、２７はアーム２５に探触子２３を固定する探触子固定部である。  そして、玉１０の表面から探傷ゲートを設定した深さまでの範囲内に非金属介在物が検出された場合には、その非金属介在物が検出された表面からの距離（以下、「検出位置」と称す。）と、非金属介在物の長さを記憶しておく。なお、玉１０については、予め数多くの検査を行って非金属介在物が存在する玉１０を検出しておき、それらの玉１０の切断面を顕微鏡で検査した。そして、実際の非金属介在物の検出位置や大きさと、超音波探傷装置からの結果との相関をとっておく。
【００１９】
＜超音波探傷試験条件＞
探触子：焦点型探触子  
探傷周波数：１０ＭＨｚ
振動子径：６．４ｍｍ（水中焦点距離：３０ｍｍ）
入射角：２４°（斜角探傷法、屈折角６０°）
探傷ゲート：表面から２ｍｍの深さ位置
【００２０】
次に、中炭素合金鋼（ＳＣＭ４３５）からなる素材を、図１に示すトロイダル型無段変速機を構成する入力ディスク２、出力ディスク３、及びパワーローラ５の形状に切り出した。そして、これらに、表層部の炭素含有率及び窒素含有率の合計が０．９〜１．２％となるように浸炭窒化処理を行った後、焼入れ及び焼戻し処理を施した。この入力ディスク２、出力ディスク３、及びパワーローラ５のそれぞれの表面硬さは、ビッカース硬さ（Ｈｖ）で７２０〜７８０とした。
【００２１】
ここで、これらの入力ディスク２、出力ディスク３、及びパワーローラ５のそれぞれについては、図３に示す超音波探傷装置を用いて、動力伝達面をなす表面から探傷ゲートとして設定した深さ位置までの範囲を以下の条件で探傷した。そして、この範囲内に非金属介在物が検出されなかった、入力ディスク２、出力ディスク３、及びパワーローラ５をそれぞれ選出した。
【００２２】
この超音波探傷装置は、図３に示すように、超音波伝達媒体である水が貯留された水槽３０内に浸漬された被検体（入力ディスク２、出力ディスク３、パワーローラ５）３１を回転させつつ、超音波探傷用探触子３２を被検体３１の半径方向（図３中に示すＹ方向）及び軸方向（図３中に示すＸ方向）に移動させることで、被検体３１の全表面の探傷がなされるようになっている。ここで、探触子３２から被検体３１に送信された超音波パルスの反射エコーは、超音波探傷器４１で解析され、制御装置４２で表示されるようになっている。
【００２３】
なお、図３中の符号３３は、被検体３１を探触子３２の側に向けて設置するターンテーブルであり、３４はターンテーブル３３及び被検体３１を同期回転駆動させるサーボモータ、３５はサーボモータ駆動用制御アンプ、３６は探触子３２の位置を図中のＸＹ方向に調整して、被検体３１の半径方向及び軸方向に移動可能に支持するＸＹステージ、３６ａと３６ｂは探触子３２をＸＹステージ３６とともに被検体３１の動力伝達面に沿って移動させるドライバ、３７はＸＹステージ３６を可動に支持するリニアガイド装置、３８は探触子３２をＸＹステージ３６に取り付ける取り付け具、３９は被検体３１の回転状態を検知するロータリーエンコーダ、４０はリニアガイド装置用のコントローラである。
【００２４】
〔超音波探傷試験条件〕
探触子：焦点型探触子
探傷周波数：１０ＭＨｚ
入射角：１９°（斜角探傷法、屈折角４５°）
探傷ゲート：表面から２ｍｍの深さ位置
【００２５】
このようにして、表１に示すように非金属介在物の存在状態が異なるサンプルＮｏ．１−１〜Ｎｏ．１−１８の玉１０と、非金属介在物が検出されなかった玉１０、入力ディスク２、出力ディスク３、及びパワーローラ５と、を用意した。そして、これらと、これら以外の各部材（通常品）を用いて、トロイダル型無段変速機を組み立てた。ここで、スラスト軸受２０は、玉１０の数が９個であり、そのうちの１個を非金属介在物が検出されたものとし、保持器１１には、非金属介在物の存在する玉１０を入れたポケットの位置に印を付けた。
【００２６】
このようなトロイダル型無段変速機を試験用ハウジング内に組み込み、以下に示す試験条件で耐久試験を行った。この寿命試験は、スラスト軸受２０の玉１０に剥離が発生するまで行い、剥離が発生するまでの時間（剥離寿命）を測定した。また、この寿命試験は、１００時間まで行い、この時点で玉１０に剥離が発生しなかった場合には、剥離寿命を１００時間以上とした。
【００２７】
この寿命試験の結果を、表１に併せて示した。また、表１に示す寿命試験結果を用いて、図４のグラフを作成した。
＜寿命試験条件＞
入力軸の回転速度：４０００ｍｉｎ-1 
入力トルク：３９２Ｎ・ｍ
使用オイル：合成潤滑油
供給油温：１００℃
【００２８】
【表１】
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【００２９】
表１及び図４から分かるように、玉１０の表面から１ｍｍの深さまでに長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しないサンプルＮｏ．１−１〜１−８では、１００時間以上の長寿命が得られた。このうち、サンプルＮｏ．１−６〜１−８では、玉１０の表面から１ｍｍを超える深さに、長さが０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在している。この結果より、玉１０の表面から１ｍｍを超える深さに存在する非金属介在物の長さは、寿命に影響を与えていないことが分かる。
【００３０】
一方、サンプルＮｏ．１−９〜１−１８では、玉１０の表面から１ｍｍの深さまでに長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しているため、いずれも短時間で剥離が発生した。このうち、サンプルＮｏ．１−１０、１−１３、１−１６、１−１７、１−１８では、玉１０の表面から１ｍｍの深さまでに存在する非金属介在物の長さが１ｍｍ以上であるため、特に短寿命であった。
【００３１】
なお、本実施形態で用いた玉１０の直径は１５．９ｍｍであるため、玉１０の表面から１ｍｍの深さは、玉１０の最大剪断応力深さ（玉１０の直径の２％深さ位置、つまり表面から約０．３２ｍｍの深さ）よりも深い位置である。つまり、本実施形態の玉１０は、トロイダル型無段変速機の高い面圧を受けるスラスト軸受２０用であるため、後述する第２実施形態及び第３実施形態の玉（深溝玉軸受用の玉）よりも深い位置まで非金属介在物の特定を行った。
また、各サンプルで剥離が発見された玉１０は、いずれも非金属介在物の存在するものであった。
以上の結果より、表面から１ｍｍの深さまでに長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しない玉１０を用いることによって、図１に示すトロイダル型無段変速機のスラスト軸受２０を長寿命にできることが分かった。
【００３２】
〔第２実施形態〕
まず、高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ２）からなる素材を、呼び番号６２０６の深溝玉軸受用の内輪及び外輪と、直径９．５２５ｍｍ（３／８インチ）の玉の形状に切り出した。そして、内輪及び外輪に対しては、図５に示す条件で浸炭窒化、焼入れ、焼き戻しを施した後、研削、表面仕上げ加工を行った。また、玉に対しては、不活性ガス融解法（ＪＩＳ  Ｚ２６１３にて規定）を用いて鋼中酸素量を算出した後、浸炭窒化又はずぶ焼入れを含む熱処理を施し、さらに研削、表面仕上げ加工を行った。
表２に示すように、「浸炭窒化有り」とは、図５に示す条件で浸炭窒化を含む熱処理を施したものを指し、「浸炭窒化無し」とは、８２０〜８６０℃でのずぶ焼入れ後に、１６０〜２００℃で焼き戻しする熱処理を施したものを指す。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
ここで、玉については、上述した図２に示す超音波探傷装置を用いて、上述と同様の条件で、表面から探傷ゲートとして設定した深さまでの範囲を探傷し、玉に非金属介在物が検出された場合には、その非金属介在物の検出位置と大きさを記憶しておく。また、内輪及び外輪については、非金属介在物の検出を行っていない。
【００３５】
このようにして、表２に示すように非金属介在物の存在状態が異なるサンプルＮｏ．２−１〜２−５の玉と、非金属介在物が検出されなかった玉と、内輪及び外輪と、を用意した。そして、これらと、保持器（通常品）とを用いて、深溝玉軸受を組み立てた。ここで、深溝玉軸受の玉は、玉の数が９個であり、そのうちの１個を非金属介在物が検出されたものとし、保持器には、非金属介在物の存在する玉を入れたポケットの位置に印を付けた。そして、同じ構成の深溝玉軸受を３０体ずつ組み立てた。つまり、サンプルＮｏ．２−１〜２−５の玉として、検出位置０．１〜０．１５ｍｍに表２に示す長さの非金属介在物が検出されたものをそれぞれ３０個用意し、同じ構成の３０体の深溝玉軸受に一個ずつ組み込んだ。
【００３６】
次に、これらの深溝玉軸受を、ラジアル型寿命試験機に組み込んで、以下に示す条件で寿命試験を行った。このラジアル型寿命試験機は、両端に２個の支持軸受が設置された主軸の中央に、試験軸受として深溝玉軸受を取り付け、この深溝玉軸受を油が充填された容器内に浸漬させ、ラジアル荷重を負荷した状態で回転させるようになっている。この結果は、表２に併せて示した。
【００３７】
なお、この寿命試験は、玉よりも先に内輪又は外輪に剥離が生じた場合には、剥離が生じた内輪又は外輪を交換して試験を継続し、玉に一つでも剥離が発見されるまで行った。そして、同じ構成の３０体の軸受の試験結果より、ワイブル分布関数に基づいて短寿命側から１０％の玉に剥離が生じるまでの総回転時間を求め、これを寿命（Ｌ１０寿命）とした。この結果は、サンプルＮｏ．２−５の結果を１とした場合の比で表２に併せて示す。
【００３８】
＜寿命試験条件＞
回転数：３９００ｍｉｎ-1
ラジアル荷重：１３８００Ｎ
潤滑油：Ｒｏ６８タービン油
剥離検出：加速度センサ
表２から分かるように、酸素量が９ｐｐｍ以下のＳＵＪ２製であり、且つ、浸炭窒化処理が施された玉を用いているサンプルＮｏ．２−１、２−２では、長寿命が得られた。
【００３９】
一方、サンプルＮｏ．２−３では、浸炭窒化処理が施されているが、酸素量が９ｐｐｍを超えたＳＵＪ２製であり、且つ、長さが０．５ｍｍを超えた非金属介在物が検出された玉であるため、サンプルＮｏ．２−１、２−２よりも短寿命であった。
また、サンプルＮｏ．２−４では、酸素量が９ｐｐｍを超えたＳＵＪ２製であり、且つ、浸炭窒化処理が施されていない玉であるため、サンプルＮｏ．２−３よりも短寿命であった。
さらに、サンプルＮｏ．２−５では、酸素量が９ｐｐｍ以下のＳＵＪ２製であり、且つ、検出された非金属介在物の長さは０．５ｍｍ以下であるが、浸炭窒化処理が施されていない玉であるため、サンプルＮｏ．２−２よりも短寿命であった。
【００４０】
さらに、検出された非金属介在物の長さがいずれも０．５ｍｍを超えるサンプルＮｏ．２−３とＮｏ．２−４を比較した場合、浸炭窒化処理を施したサンプルＮｏ．２−３の方が長寿命であった。この結果より、玉に浸炭窒化処理を施すことで深溝玉軸受をより長寿命にできることが分かった。
なお、各サンプルで剥離が発見された玉は、いずれも非金属介在物の存在するものであった。
以上の結果より、鋼中酸素量が９ｐｐｍ以下の高炭素クロム軸受鋼からなる素材を所定形状に加工した後、浸炭窒化を含む熱処理を施して形成した玉を用いることによって、深溝玉軸受を長寿命にできることが分かった。
【００４１】
〔第３実施形態〕  
まず、鋼中酸素量が８ｐｐｍの高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ２）からなる素材を、呼び番号６２０６の深溝玉軸受用の内輪及び外輪と、直径９．５２５ｍｍ（３／８インチ）の玉の形状に切り出した。そして、これらの内輪、外輪、及び玉に対しては、いずれも上述した図５に示すように、浸炭窒化、焼入れ、焼き戻しを施した後、研削、表面加工を行った。
ここで、玉については、上述した図２に示す超音波探傷装置を用いて、上述と同様の条件で、転動面をなす表面から探傷ゲートとして設定した深さまでの範囲を探傷した。このとき、玉に非金属介在物が検出された場合には、その非金属介在物の検出位置と大きさを記録しておいた。また、内輪及び外輪については、非金属介在物の検出を行っていない。
【００４２】
このようにして、表３に示すように非金属介在物の存在状態が異なるサンプルＮｏ．３−１〜３−９の玉と、非金属介在物が検出されなかった玉と、内輪及び外輪と、を用意した。そして、これらと、これら以外の各部材（通常品）とを用いて、深溝玉軸受を組み立てた。ここで、深溝玉軸受の玉は、玉の数が９個であり、そのうちの１個を非金属介在物が検出されたものとし、保持器には、非金属介在物の存在する玉を入れたポケットの位置に印を付けた。そして、同じ構成の深溝玉軸受を３体ずつ組み立てた。
【００４３】
【表３】
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【００４４】
次に、これらの深溝玉軸受を、上述した第２実施形態と同様のラジアル型寿命試験機に組み込んで、上述と同様の条件で寿命試験を行った。この寿命試験は、上述した第２実施形態と同様に、深溝玉軸受の玉に一つでも剥離が発見されるまで行った。そして、剥離が発生するまでの時間を寿命として、同じ構成の３体の軸受の平均寿命を算出し、これらの平均寿命をサンプルＮｏ．３−７の平均寿命を１とした場合の比で、表３に併せて示した。また、表３に示す寿命試験結果を用いて、図６のグラフを作成した。
【００４５】
表３及び図６から分かるように、玉の表面から最大剪断応力深さ（本実施形態では、玉の表面から０．１９ｍｍの深さ）までの範囲に長さが０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しないサンプルＮｏ．３−１〜３−７の寿命は、玉の表面から最大剪断応力深さまでの範囲に長さが０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しているサンプルＮｏ．３−８、Ｎｏ．３−９の２．２〜３．６倍となった。
【００４６】
このうち、サンプルＮｏ．３−５、３−６では、玉の表面から最大剪断応力深さを超える位置に、長さが０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在している。この結果より、玉の表面から最大剪断応力深さよりも深い位置に存在する非金属介在物の長さは、寿命に影響を与えていないことが分かる。
なお、各サンプルで剥離が発見された玉は、いずれも非金属介在物の存在するものであった。
以上の結果より、表面から最大剪断応力深さまでに長さ０．５ｍｍを超える非金属介在物が存在しない玉を用いることによって、深溝玉軸受を長寿命にできることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のトロイダル型無段変速機の一例を示す断面図である。
【図２】玉用の超音波探傷装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】入出力ディスク及びパワーローラ用の超音波探傷装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】トロイダル型無段変速機のスラスト軸受の玉に存在する非金属介在物の長さと、寿命との関係を示すグラフである。
【図５】浸炭窒化処理を含む熱処理を示す図である。
【図６】深溝玉軸受の玉に存在する非金属介在物の長さと、寿命との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
２    入力ディスク
３    出力ディスク
５    パワーローラ
１０    玉（スラスト軸受の転動体）
２０    スラスト軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005226766.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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