JPH10184836A - トロイダル式無段変速機用転動体およびその製造,検査方法 - Google Patents

トロイダル式無段変速機用転動体およびその製造,検査方法

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JPH10184836A
JPH10184836A JP8342006A JP34200696A JPH10184836A JP H10184836 A JPH10184836 A JP H10184836A JP 8342006 A JP8342006 A JP 8342006A JP 34200696 A JP34200696 A JP 34200696A JP H10184836 A JPH10184836 A JP H10184836A
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JP
Japan
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rolling element
power roller
bearing surface
continuously variable
variable transmission
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JP8342006A
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Nobuo Kino
野 伸 郎 木
Toshifumi Hibi
比 利 文 日
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80After-treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/32Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
    • F16H15/36Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
    • F16H15/38Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トロイダル式無段変速機用転動体パワーロー
ラにおいて、その表面炭素濃度が高くかつそのばらつき
が小さく、高温,高面圧下の負荷を受けるベアリング面
溝部の転動疲労強度をより一層優れたものとする。 【解決手段】 転動体ディスクに潤滑油を介して転動体
パワーローラを接触させて構成したトロイダル式無段変
速機用転動体パワーローラ1において、浸炭または浸炭
窒化処理後に仕上加工されたパワーローラ外輪のベアリ
ング面溝部(B)の表面炭素濃度がベアリング溝裏面部
(C)の表面炭素濃度と同等以上であり、かつ、ベアリ
ング面溝部(B)の有効硬化層深さがベアリング溝裏面
部(C)の有効硬化層深さと同等以上であり、さらに、
ベアリング面溝部(B)の表面炭素濃度および有効硬化
層深さがベアリング面溝部内径側フラット部(A)の表
面炭素濃度および有効硬化層深さと同等であるものとし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両や
回転動力源などにおいて無段変速機として好適に使用す
ることができるトロイダル式無段変速機に係わり、特
に、トロイダル式無段変速機を構成する転動体パワーロ
ーラおよびその製造,検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のトロイダル式無段変速機として
は、例えば、図5に示すようなものがある。
【0003】このトロイダル式無段変速機11は、図外
のハウジング内に、入力ディスク12と出力ディスク1
3が同軸上に対向して設置されている。そして、入力デ
ィスク12および出力ディスク13をそなえたトロイダ
ル変速部の軸心部分には、入力軸14が貫通しており、
この入力軸14の一端(図示右端)にはローディングカ
ム15が設けられている。そして、このローディングカ
ム15が、カムローラ16を介して、入力ディスク12
に、入力軸14の動力(回転力)を伝達する構造となっ
ている。
【0004】入力ディスク12および出力ディスク13
は、略同一形状をなしていて対称に配置され、それらの
対向面が軸方向断面でみて略半円形となるように、トロ
イダル面に形成されている。そして、入力ディスク12
および出力ディスク13のトロイダル面で形成されるト
ロイダルキャビティ内に、入力ディスク12および出力
ディスク13に接触して一対の運動伝達用のパワーロー
ラ17,18が配置されている。そして、パワーローラ
17,18に形成したベアリング面溝部17a,18a
にはスラストベアリング19,20が位置するものとな
っている。
【0005】この場合、パワーローラ17,18は、枢
軸21,22を介してトラニオン23,24に回転自在
に枢着され、且つ入力ディスク12および出力ディスク
13のトロイダル面の中心となるピボット軸Aを中心と
して、傾転自在に支持されている。そして、入力ディス
ク12および出力ディスク13とパワーローラ17,1
8との接触面には、粘性摩擦抵抗の大きい潤滑油が供給
され、入力ディスク12に入力される動力を潤滑油膜お
よびパワーローラ17,18を介して出力ディスク13
に伝達する構造となっている。
【0006】なお、入力ディスク12および出力ディス
ク13は、ニードル25を介して、入力軸14とは、独
立した状態(入力軸14の動力に直接影響されない状
態)となっている。また、出力ディスク13には、入力
軸14と平行に配設され、且つアンギュラ軸受26を介
してハウジングに回転自在に支持された出力軸27が配
設されている。
【0007】このトロイダル式無段変速機11において
は、入力軸14の動力がローディングカム15に伝達さ
れる。この動力の伝達により、ローディングカム15が
回転すると、この動力がカムローラ16を介して入力デ
ィスク12に伝達されて、入力ディスク12が回転す
る。この入力ディスク12の回転により発生した動力
は、パワーローラ17,18を介して、出力ディスク1
3に伝達される。そして、出力ディスク13は、出力軸
27と一体となって回転する。
【0008】変速時には、2つのトラニオン23,24
をピボット軸A方向に微小距離移動させる。すなわち、
このトラニオン23,24の軸方向移動で、パワーロー
ラ17,18の回転軸と、入力ディスク12および出力
ディスク13の軸との交差が外れる。このため、パワー
ローラ17,18が、入力ディスク12および出力ディ
スク13の曲面上を傾転し、その結果、速度比が変わる
ことにより、減速または増速が行われる。
【0009】このようなトロイダル式無段変速機として
は、例えば、特開平7−71555号公報に開示された
ものがある。また、前記のような入力ディスク,出力デ
ィスクおよびパワーローラの改善策として、AISI
52100(JIS SUJ2,高炭素クロム軸受鋼相
当)を使用した従来例(NASA Technical
note NASA ATN D−8362)があ
り、上記特開平7−71555号公報に記載された入力
ディスク,出力ディスクおよびパワーローラでは、浸炭
鋼を素材として有効硬化層深さ2.0mm以上4.0m
m以下に表面硬化および研削仕上げを行ったものとして
いる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】この種のトロイダル式
無段変速機において、パワーローラ外輪のベアリング面
は、ディスクとパワーローラとの間に付与される押し付
け力によって高い荷重を受ける。しかも、パワーローラ
は高速で回転するため、パワーローラ外輪のベアリング
面は高温かつ高面圧下で転動することになり、転動疲労
による剥離を生じやすいという問題点があった。
【0011】そして、高温かつ高面圧下での転がり接触
では、熱によって表面近傍の硬度が低下しやすくなり、
硬度低下によって疲労強度が低下して、剥離しやすくな
る。
【0012】すなわち、高温,高面圧下での転動疲労寿
命の向上には、素材の高温強度、つまりは素材の高温下
での硬さ,焼戻し硬さが必要になってくる。
【0013】素材の高温強度は、浸炭または浸炭窒化品
の場合、熱処理後の表面近傍の炭素濃度,窒素濃度によ
って大きく影響され、表面近傍の炭素濃度,窒素濃度が
低めの場合、表面近傍の高温強度が低下して、転動疲労
寿命が低下する。
【0014】また、表面近傍の炭素濃度,窒素濃度がば
らついてしまう場合、表面近傍の高温強度がばらつくこ
とにより、転動疲労寿命がばらついてしまう。
【0015】
【発明の目的】本発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたものであって、パワーローラ外輪
のベアリング面の耐久性を向上するためのトロイダル式
無段変速機用転動体およびその製造,検査方法を提供す
ることを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるトロイダ
ル式無段変速機用転動体は、請求項1に記載しているよ
うに、転動体ディスクに潤滑油を介して転動体パワーロ
ーラを接触させて構成したトロイダル式無段変速機にお
いて、浸炭または浸炭窒化処理後に仕上加工されたパワ
ーローラ外輪のベアリング面溝部の表面炭素濃度,窒素
濃度がベアリング溝裏面部の表面炭素濃度,窒素濃度と
同等以上であり、かつ、ベアリング面溝部の有効硬化層
深さがベアリング溝裏面部の有効硬化層深さと同等以上
である構成としたことを特徴としている。
【0017】そして、本発明に係わるトロイダル式無段
変速機用転動体の実施態様においては、請求項2に記載
しているように、浸炭または浸炭窒化処理後に仕上加工
されたパワーローラ外輪のベアリング面溝部の表面炭素
濃度,窒素濃度がベアリング面溝部内径側フラット部の
表面炭素濃度,窒素濃度と同等であるものとすることが
できる。
【0018】本発明に係わるトロイダル式無段変速機用
転動体の製造方法は、請求項3に記載しているように、
転動体ディスクに潤滑油を介して転動体パワーローラを
接触させて構成したトロイダル式無段変速機用転動体を
製造するに際し、パワーローラ外輪を浸炭または浸炭窒
化焼入れした後、ベアリング面溝部および/またはベア
リング面溝部内径側フラット部を加工正として仕上加工
するようにしたことを特徴としている。
【0019】そして、本発明に係わるトロイダル式無段
変速機用転動体の製造方法の実施態様においては、請求
項4に記載しているように、パワーローラ外輪を浸炭ま
たは浸炭窒化した後、焼入れ時にプレスクエンチにより
焼入れすることで、熱処理歪みを低減・均一化するよう
になすことができる。
【0020】同じく、本発明に係わるトロイダル式無段
変速機用転動体の製造方法の実施態様においては、請求
項5に記載しているように、仕上加工時のベアリング面
溝部の取り代をベアリング溝裏面部の取り代以下とする
ようになすことができる。
【0021】同じく、本発明に係わるトロイダル式無段
変速機用転動体の製造方法の実施態様においては、請求
項6に記載しているように、仕上加工時のベアリング面
溝部の取り代をベアリング面溝部内径側フラット部の取
り代と同等とするようになすことができる。
【0022】本発明に係わるトロイダル式無段変速機用
転動体の製造,検査方法は、請求項7に記載しているよ
うに、転動体ディスクに潤滑油を介して転動体パワーロ
ーラを接触させて構成したトロイダル式無段変速機用転
動体を製造したあと検査するに際し、パワーローラ外輪
を浸炭または浸炭窒化焼入れした後、ベアリング面溝部
および/またはベアリング面溝部内径側フラット部を加
工正として仕上加工し、次いで、ベアリング面溝部内径
側フラット部の表面炭素濃度をカウントバックにより測
定して検査するようにしたことを特徴としている。
【0023】そして、本発明に係わるトロイダル式無段
変速機用転動体の製造,検査方法の実施態様において
は、請求項8に記載しているように、パワーローラ外輪
を浸炭または浸炭窒化した後、焼入れ時にプレスクエン
チにより焼入れすることで、熱処理歪みを低減・均一化
するようになすことができる。
【0024】
【発明の作用】本発明に係わるトロイダル式無段変速機
用転動体およびその製造,検査方法についてさらにそれ
らの作用と共に説明する。
【0025】先に説明したように、パワーローラ外輪の
ベアリング面のごとく、高温,高面圧下での転動疲労寿
命向上には、素材の高温強度、つまり素材の高温下での
硬さ,焼戻し硬さが必要になってくる。
【0026】浸炭または浸炭窒化品の場合、転動体の表
面近傍の炭素濃度,窒素濃度が高くなるほど、表面近傍
の高温強度は高くなり、転動疲労寿命は向上する。
【0027】そして、浸炭または浸炭窒化品の炭素およ
び窒素濃度分布は表面からの拡散により生じるため、表
面で最も高く、内部に行くほど低くなっていく。
【0028】従って、浸炭または浸炭窒化処理したまま
であると、表面の炭素濃度,窒素濃度は最も高く、どの
場所でもほぼ均一であるが、パワーローラ外輪の場合、
ベアリング面およびその裏面は、熱処理後、研削あるい
は研削仕上げをするため、その時の取り代の大小によ
り、研削あるいは研削仕上げ後の表面炭素濃度,窒素濃
度は左右され、取り代が大きいと表面近傍の炭素濃度,
窒素濃度は熱処理したままのときに比べ、大きく減少し
てしまう。
【0029】また、当然、ベアリング面裏面の取り代に
より、ベアリング面側の取り代は左右され、裏面の取り
代が小さい場合、ベアリング面側は取り代が大きくなっ
てしまう。
【0030】ベアリング面は、前述のように、高温,高
面圧で転がり接触をするため、表面炭素濃度,窒素濃度
を高い値に維持することが必要である。一方、裏面側は
ニードルベアリングあるいは滑り軸受けと接触するが、
面圧および繰り返し数はベアリング部に比べ圧倒的に少
なく、表面炭素濃度,窒素濃度が多少低くても、耐久性
や性能には影響しない。
【0031】従って、裏面の取り代が多少大きくなって
も、ベアリング面側の取り代をできるだけ少なくするこ
とにより、ベアリング面の表面炭素濃度,窒素濃度はで
きるだけ熱処理したままの状態に近い、すなわち、高い
値に維持されることとなり、熱処理後の研削仕上げによ
る表面近傍の炭素濃度,窒素濃度のロスは低減するもの
となる。
【0032】そこで、前述したように、研削仕上げ後の
パワーローラ外輪のベアリング面溝部の表面炭素濃度が
パワーローラ外輪のベアリング溝裏面部の表面炭素濃度
と同等以上である、すなわち、浸炭または浸炭窒化処理
後の仕上加工によるベアリング面溝部の取り代がベアリ
ング溝裏面部の取り代以下であるものとすることによ
り、熱処理後の研削仕上げによる表面近傍の炭素濃度,
窒素濃度のロスが低減し、つまりは取り代による転動疲
労強度のロスが低減して、パワーローラ外輪のベアリン
グ面の耐久性が向上する。
【0033】また、ベアリング面溝部の有効硬化層深さ
がベアリング溝裏面部の有効硬化層深さと同等以上であ
るもの、すなわち、浸炭または浸炭窒化処理後の仕上加
工によるベアリング面溝部の取り代がベアリング溝裏面
部の取り代以下であるものとすることにより、熱処理後
の研削仕上げによる有効硬化層深さのロスが低減するこ
ととなり、つまりは取り代による転動疲労強度のロスが
低減することとなって、パワーローラ外輪のベアリング
面の耐久性が向上する。
【0034】また、ベアリング面溝部の取り代がベアリ
ング溝裏面部の取り代を上回る場合と同等の有効硬化層
深さを稼ぐのに、熱処理後の有効硬化層深さを減らすこ
とができ、熱処理時間の短縮にもつながる。
【0035】さらに、研削あるいは研削仕上げ後のベア
リング面溝部内径側フラット部の表面炭素濃度がベアリ
ング面溝部の表面炭素濃度と同等であるものとすること
により、研削あるいは研削仕上げ後のベアリング面溝部
内径側フラット部の表面炭素濃度をカウントバックによ
り測定することによって、ベアリング面溝部を破壊する
ことなく簡便にベアリング面溝部の表面炭素濃度を予測
・検査しうることとなるので、このことにより、パワー
ローラ外輪のベアリング面の耐久性のばらつきを抑制し
うることとなる。
【0036】そしてさらに、熱処理後、ベアリング面溝
部および/またはベアリング面溝部内径側フラット部を
加工正として仕上げ加工することにより、ベアリング面
溝部さらには内径側フラット部の取り代が低減・均一化
されることとなり、表面近傍の炭素濃度,窒素濃度のロ
ス,ばらつきが低減され、つまりは取り代による転動疲
労強度のロス,ばらつきが低減されることとなって、パ
ワーローラ外輪のベアリング面の耐久性が向上すること
となる。
【0037】さらにまた、パワーローラ外輪の焼入れ時
にプレスクエンチで焼入れすることにより、そしてさら
に、ベアリング面溝部および/または内径側フラット部
を加工正として仕上げ加工することにより、熱処理ひず
みが低減・均一化したものとなり、ベアリング面溝部さ
らには内径側フラット部の取り代が低減・均一化したも
のとなって、取り代による表面近傍の炭素濃度,窒素濃
度のロス,ばらつきが低減し、つまりは取り代による転
動疲労強度のロス,ばらつきが低減して、パワーローラ
外輪のベアリング面の耐久性が向上することとなる。
【0038】
【発明の効果】本発明によるトロイダル式無段変速機用
転動体では、転動体ディスクに潤滑油を介して転動体パ
ワーローラを接触させて構成したトロイダル式無段変速
機において、浸炭または浸炭窒化処理後に仕上加工され
たパワーローラ外輪のベアリング面溝部の表面炭素濃度
がベアリング溝裏面部の表面炭素濃度と同等以上であ
り、かつ、ベアリング面溝部の有効硬化層深さがベアリ
ング溝裏面部の有効硬化層深さと同等以上であるものと
したから、パワーローラ外輪のベアリング面溝部の転動
疲労強度を高いものとすることが可能であり、ベアリン
グ面溝部の耐久性に優れた転動体パワーローラとするこ
とが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【0039】そして、請求項2に記載しているように、
浸炭または浸炭窒化処理後に仕上加工されたパワーロー
ラ外輪のベアリング面溝部の表面炭素濃度がベアリング
面溝部内径側フラット部の表面炭素濃度と同等であるも
のとすることによって、パワーローラ外輪のベアリング
面溝部および溝部内径側フラット部における転動疲労強
度を高いものとすることが可能であり、ベアリング面溝
部および溝部内径側フラット部の耐久性に優れた転動体
パワーローラとすることが可能であるという著大なる効
果がもたらされる。
【0040】本発明によるトロイダル式無段変速機用転
動体の製造方法では、転動体ディスクに潤滑油を介して
転動体パワーローラを接触させて構成したトロイダル式
無段変速機用転動体を製造するに際し、パワーローラ外
輪を浸炭または浸炭窒化焼入れした後、ベアリング面溝
部および/またはベアリング面溝部内径側フラット部を
加工正として仕上加工するようにしたから、ベアリング
面溝部および/またはベアリング面溝部内径側フラット
部の取り代を低減・均一化することが可能であり、表面
近傍の炭素濃度,窒素濃度のロス,ばらつきを低減する
ことが可能であって、耐久性に優れたパワーローラ転動
体を製造することが可能であるという著大なる効果がも
たらされる。
【0041】そして、請求項4に記載しているように、
パワーローラ外輪を浸炭または浸炭窒化した後、焼入れ
時にプレスクエンチにより焼入れすることで、熱処理歪
みを低減・均一化するようになすことによって、ベアリ
ング面溝部や内径側フラット部での取り代を低減・均一
化することが可能であり、取り代による表面近傍の炭素
濃度,窒素濃度のばらつき、したがって、転動疲労強度
のばらつきを低減することができ、耐久性が向上したパ
ワーローラ転動体を製造することが可能であるという著
しく優れた効果がもたらされる。
【0042】そしてまた、請求項5に記載しているよう
に、仕上加工時のベアリング面溝部の取り代をベアリン
グ溝裏面部の取り代以下とするようになすことによっ
て、熱処理後の研削仕上げによる表面近傍の炭素濃度,
窒素濃度のロスを低減することができ、取り代による転
動疲労強度のロスを低減することが可能となって、パワ
ーローラ外輪のベアリング面の耐久性が向上したパワー
ローラ転動体を製造することが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
【0043】さらにまた、請求項6に記載しているよう
に、仕上加工時のベアリング面溝部の取り代をベアリン
グ面溝部内径側フラット部の取り代と同等とするように
なすことによって、熱処理後の研削仕上げによる表面近
傍の炭素濃度,窒素濃度をベアリング面溝部と内径側フ
ラット部とで同等のものとすることが可能であり、ベア
リング面の疲労強度を向上したものとすることが可能で
あると共に、ベアリング面溝部を破壊することなくベア
リング面溝部の表面炭素濃度,窒素濃度を内径側フラッ
ト部での炭素濃度,窒素濃度の測定によって簡便に予
測,検査することができるパワーローラ転動体を製造す
ることが可能であるという著大なる効果がもたらされ
る。
【0044】本発明によるトロイダル式無段変速機用転
動体の製造,検査方法では、転動体ディスクに潤滑油を
介して転動体パワーローラを接触させて構成したトロイ
ダル式無段変速機用転動体を製造したあと検査するに際
し、パワーローラ外輪を浸炭または浸炭窒化焼入れした
後、ベアリング面溝部および/またはベアリング面溝部
内径側フラット部を加工正として仕上加工し、次いで、
ベアリング面溝部内径側フラット部の表面炭素濃度をカ
ウントバックにより測定して検査するようにしたから、
ベアリング面溝部を破壊することなくベアリング面溝部
の表面炭素濃度,窒素濃度を内径側フラット部分での炭
素濃度,窒素濃度の測定によって簡便に予測,検査する
ことが可能となり、ベアリング面での耐久性のばらつき
を抑制したパワーローラ転動体を提供することが可能で
あるという著大なる効果がもたらされる。
【0045】そして、請求項8に記載しているように、
パワーローラ外輪を浸炭または浸炭窒化した後、焼入れ
時にプレスクエンチにより焼入れすることで、熱処理歪
みを低減・均一化するようになすことによって、ベアリ
ング面溝部や内径側フラット部での取り代を低減・均一
化することが可能であり、転動疲労強度のばらつきを低
減することができ、ベアリング面での耐久性のばらつき
を抑制したパワーローラ転動体を提供することが可能で
あるという著大なる効果がもたらされる。
【0046】
【実施例】次に、本発明に係わるトロイダル式無段変速
機用転動体およびその製造,検査方法の実施例について
説明する。
【0047】表1に示す成分組成からなる浸炭鋼の中空
丸棒素材を用い、図2に示す条件で、有効硬化層深さ
1.0mm以上、2.0mm以下となるように浸炭また
は浸炭窒化処理を行い、一部においては、図3および図
4に示す要領で焼入れ時にプレスクエンチを行った。
【0048】このとき、図3に示す場合には、プレス時
に油の通る溝2aを有するダイス型2と、プレス時に油
の通る溝3aを有しかつパワーローラ1のベアリング溝
1aの内側を押圧するプレス部3pを有するポンチ型3
とによって、焼入れ油を流しながらパワーローラ1をプ
レスした。
【0049】また、図4に示す場合には、プレス時に油
の通る溝2aを有するダイス型2と、プレス時に油の通
る溝3aを有しかつパワーローラ1のベアリング溝1a
の内側を押圧するプレス部3pとベアリング溝1aを押
圧するプレス部3qを有するポンチ型3とによって、焼
入れ油を流しながらパワーローラ1をプレスした。
【0050】そして、その後研削仕上げ加工を行うこと
によって、図1に示す転動体パワーローラ1を得た。
【0051】ここで、図1に示すパワーローラ1におい
て、符号Aはベアリング面溝部内径側フラット部であ
り、符号Bはベアリング面溝部であり、符号Cはベアリ
ング溝裏面部である。また、符号Adはベアリング面溝
部内径側フラット部の仕上加工時取り代であり、符号B
dはベアリング面溝部の仕上加工時取り代であり、符号
Cdはベアリング溝裏面部の仕上加工時取り代である。
【0052】そして、研削仕上げ加工の際に加工条件を
変えて、それぞれの取り代Ad,Bd,Cdを変更し、
研削仕上げ後、図1に示す各箇所の表面炭素濃度を測定
した。その結果を表2に示す。
【0053】
【表1】
【0054】
【表2】
【0055】実施例1の場合、研削仕上げ後のベアリン
グ面溝部(B)の表面炭素濃度はベアリング溝裏面部
(C)の表面炭素濃度以上であり、下限値が0.8、ば
らつきが0.2であって、転動疲労寿命は比較例1の場
合に比べ向上していて、寿命のばらつきも小さくなるこ
とが確かめられた。
【0056】また、実施例2の場合、実施例1と同様
に、研削仕上げ後のベアリング面溝部(B)の表面炭素
濃度はベアリング溝裏面部(C)の表面炭素濃度以上で
あり、下限値が0.8、ばらつきが0.2であるのに加
え、内径側フラット部(A)の表面炭素濃度と同じであ
ることから、内径側フラット部(A)での表面炭素濃度
の測定によってカウントバックが可能になり、ベアリン
グ面溝部(B)の表面炭素濃度を内径側フラット部
(A)の表面炭素濃度から予測することによって、ベア
リング面溝部(B)を破壊することなく表面炭素濃度を
検査することができた。
【0057】さらに、実施例3の場合、プレスクエンチ
により熱処理ひずみが低減したため、研削仕上げ後のベ
アリング面溝部(B)の表面炭素濃度はベアリング溝裏
面部(C)の表面炭素濃度以上であり、下限値が0.9
5、ばらつきが0.1と、さらに品質が向上したことに
より、転動疲労寿命,寿命のばらつきともにより一層向
上したものであることが確かめられた。
【0058】これに対し、比較例1では、研削仕上げ後
のベアリング面溝部(B)の表面炭素濃度はベアリング
溝裏面部(C)の表面炭素濃度以下であり、下限値が
0.5、ばらつきが0.3と品質が低下したものとなっ
ていて、転動疲労寿命は低下し、寿命のばらつきも大き
くなるものであることが認められた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるトロイダル式無段変速機用転動
体(パワーローラ)の仕上加工前および仕上加工後の形
状を示す右半分断面説明図である。
【図2】 本発明の実施例において採用した熱処理パタ
ーンの説明図である。
【図3】 本発明の実施例において採用したプレスクエ
ンチの一例を示すプレスクエンチ前(図3の(A))お
よびプレスクエンチ後(図3の(B))の断面説明図で
ある。
【図4】 本発明の実施例において採用したプレスクエ
ンチの他の例を示すプレスクエンチ前(図4の(A))
およびプレスクエンチ後(図4の(B))の断面説明図
である。
【図5】 トロイダル式無段変速機の構造例を示す断面
説明図である。
【符号の説明】
1 金属製転動体パワーローラ A 金属製転動体パワーローラのベアリング面溝部内径
側フラット部 B 金属製転動体パワーローラのベアリング面溝部 C 金属製転動体パワーローラのベアリング溝裏面部 Ad ベアリング面溝部内径側フラット部の仕上加工時
取り代 Bd ベアリング面溝部の仕上加工時取り代 Cd ベアリング溝裏面部の仕上加工時取り代

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転動体ディスクに潤滑油を介して転動体
    パワーローラを接触させて構成したトロイダル式無段変
    速機において、浸炭または浸炭窒化処理後に仕上加工さ
    れたパワーローラ外輪のベアリング面溝部の表面炭素濃
    度がベアリング溝裏面部の表面炭素濃度と同等以上であ
    り、かつ、ベアリング面溝部の有効硬化層深さがベアリ
    ング溝裏面部の有効硬化層深さと同等以上であることを
    特徴とするトロイダル式無段変速機用転動体。
  2. 【請求項2】 浸炭または浸炭窒化処理後に仕上加工さ
    れたパワーローラ外輪のベアリング面溝部の表面炭素濃
    度がベアリング面溝部内径側フラット部の表面炭素濃度
    と同等である請求項1に記載のトロイダル式無段変速機
    用転動体。
  3. 【請求項3】 転動体ディスクに潤滑油を介して転動体
    パワーローラを接触させて構成したトロイダル式無段変
    速機用転動体を製造するに際し、パワーローラ外輪を浸
    炭または浸炭窒化焼入れした後、ベアリング面溝部およ
    び/またはベアリング面溝部内径側フラット部を加工正
    として仕上加工することを特徴とするトロイダル式無段
    変速機用転動体の製造方法。
  4. 【請求項4】 パワーローラ外輪を浸炭または浸炭窒化
    した後、焼入れ時にプレスクエンチにより焼入れするこ
    とで、熱処理歪みを低減・均一化する請求項3に記載の
    トロイダル式無段変速機用転動体の製造方法。
  5. 【請求項5】 仕上加工時のベアリング面溝部の取り代
    をベアリング溝裏面部の取り代以下とする請求項3また
    は4に記載のトロイダル式無段変速機用転動体の製造方
    法。
  6. 【請求項6】 仕上加工時のベアリング面溝部の取り代
    をベアリング面溝部内径側フラット部の取り代と同等と
    する請求項3ないし5のいずれかに記載のトロイダル式
    無段変速機用転動体の製造方法。
  7. 【請求項7】 転動体ディスクに潤滑油を介して転動体
    パワーローラを接触させて構成したトロイダル式無段変
    速機用転動体を製造したあと検査するに際し、パワーロ
    ーラ外輪を浸炭または浸炭窒化焼入れした後、ベアリン
    グ面溝部および/またはベアリング面溝部内径側フラッ
    ト部を加工正として仕上加工し、次いで、ベアリング面
    溝部内径側フラット部の表面炭素濃度を測定して検査す
    ることを特徴とするトロイダル式無段変速機用転動体の
    製造,検査方法。
  8. 【請求項8】 パワーローラ外輪を浸炭または浸炭窒化
    した後、焼入れ時にプレスクエンチにより焼入れするこ
    とで、熱処理歪みを低減・均一化する請求項7に記載の
    トロイダル式無段変速機用転動体の製造,検査方法。
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