JP2001181785A

JP2001181785A - 動力伝達部品および駆動装置ならびに動力伝達部品の製造方法

Info

Publication number: JP2001181785A
Application number: JP36080299A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Nakajima; 碩一中島; Kikuo Maeda; 喜久男前田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2001-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】トラクションドライブやＣＶＴ装置への入出
力部品、転動体、カム駆動装置のカムなどのように、用
途上、大きなすべりを伴う動力伝達部品に表面損傷が生
じがたく、かつ長い耐久寿命を確保できる仕様を提供す
る。【解決手段】本発明の動力伝達部品は、少なくとも合
金元素として質量％で、素地中にＣを０．７％以上１．
３％以下含む鋼からなり、表面から厚み１ｍｍの表面部
はロックウェル硬さＨＲＣ５８以上であり、中心部はロ
ックウェル硬さＨＲＣ４０以上５５以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラクションド
ライブやＣＶＴ（Continuously Variable Transmissio
n）装置の入出力部品、転動体やカム駆動装置のカムな
どのように、用途上、すべりを伴いながら動力を伝達す
る部品およびそれらから構成された駆動装置ならびに動
力伝達部品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トラクションドライブやＣＶＴのように
転がりあるいは転がりすべりにより動力を伝達する装置
が高能率化のために採用される機運にあるが、これらの
摩擦駆動、動力伝達装置の動力伝達部である入出力部品
や転動体や転動部品には、その機構上、表面に接線力や
すべりが作用する。これまではこれらの部品には浸炭鋼
が転動疲労特性に優れることや、浸炭による表層圧縮応
力が接線力による表面亀裂の発生を防ぐ理由から用いら
れてきた。また、ＣＶＴの入出力プーリ部ではトルク伝
達時のこま押し付け荷重の作用で曲げ応力が発生し、こ
れによる割れや短寿命の問題があり、これを防ぐために
比較的深い浸炭深さの管理が行なわれてきた。

【０００３】しかし、一層の高能率化のためには、今後
更にすべりや接線力が増加し、かつ表面温度も上昇する
ことが考えられる。この場合には、通常の浸炭鋼に浸炭
後、更に高周波焼入れして大きな圧縮応力を与えるとか
（特開平１０−１０３４４０号公報）、浸炭深さを深く
管理して大きな荷重に耐える（特開平７−７１５５５号
公報）工夫が行なわれている。しかし、これらの方法は
浸炭＋高周波焼入れや長時間浸炭などの効率が悪い熱処
理を行なっており、熱処理費用や消費エネルギーの増大
という問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、転が
りすべりにより動力を伝達する装置では、これらの摩擦
駆動部品、動力伝達部品には、その機構上、絶えず接線
力やすべりが作用する。これにより表面が高温になった
り、トラクション油や潤滑油がせん断発熱し、油膜が薄
くなる結果、ピーリングやスミアリングなどの表面損傷
が問題になる。これを防ぐため、従来は大きな圧縮応力
を形成したり浸炭深さを深くするなどの対策が行なわれ
ており、浸炭＋高周波焼入れや長時間浸炭などの効率が
悪い熱処理を行なうために、熱処理費用や消費エネルギ
ーの増大という問題があった。

【０００５】そこで、この発明の課題は、高接線力、高
すべり条件下でも表面損傷が生じ難く、かつ高温となる
雰囲気条件下でも長い耐久寿命を確保できる摩擦駆動、
動力伝達装置の動力伝達部品を安価な熱処理条件で提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、動力伝達部品を、合金元素として少
なくともＣ（炭素）を質量％で素地中に０．７％以上
１．３％以下含む鋼とし、表面から厚み１ｍｍの表面部
をロックウェル硬さＨＲＣ５８以上とし、中心部をロッ
クウェル硬さＨＲＣ４０以上５５以下としたものであ
る。

【０００７】これにより表面層には曲げ疲労寿命や接線
力による表面亀裂の発生寿命を向上できる大きな圧縮応
力が形成され、かつ細かいミクロ組織として表面亀裂に
対する靭性が与えられ、ＨＲＣ５８以上を確保すること
で、通常の転動寿命も得ることができる。また、中心部
がＨＲＣ４０以上ＨＲＣ５５以下のロックウェル硬度を
有するため、高荷重を受ける部品に必要な靭性が得られ
るとともに、大きな荷重を受けた場合でも部品の割れを
抑制することができる。

【０００８】Ｃを０．７％以上含有させたのは、高周波
焼入れ後のすべりを伴った転動寿命特性のためには、
０．７％以上の炭素量で焼入れ・高温焼戻し後の炭化物
が適度に存在する必要があり、また高周波加熱で均一な
高硬度を安定して得るには、０．７％以上の炭素量が必
要なためである。炭化物が存在しないと、同じ硬度であ
っても転がりすべり時に表面層に塑性流動が生じやす
く、これにより表面亀裂が生じやすい。一方、１．３％
を超える炭素量は、炭化物が大きくなりやすく、逆に応
力集中源になること、高周波焼入れ時に炭素が素地に溶
け込みやすく、残留オーステナイトが多くなって必要硬
度が得られないことによる。またこれ以上の素地の炭素
量は熱処理前の素材硬度を高め、加工性（鍛造性、旋削
性など）を著しく害し、製造コストの上昇を招く。

【０００９】また転がりすべり接触時の鋼の軟化による
表面圧縮応力の低減や表面亀裂発生寿命を更に向上する
には、質量％で、少なくとも０．３％以上３．０％以下
のＳｉ（シリコン）、０．２％以上１．５％以下のＭｎ
（マンガン）、０．３％以上５．０％以下のＣｒ（クロ
ム）、０．１％以上３．０％以下のＮｉ（ニッケル）、
０．０５％以上１．０％以下のＶ（バナジウム）、およ
び０．０５％以上０．２５％未満のＭｏ（モリブデン）
よりなる群より選ばれる１以上の合金元素を鋼中に含ま
せることが好ましい。このような合金組成とすることに
より一層の長寿命化が図れる。その根拠は以下のとおり
である。

【００１０】Ｓｉを０．３％以上３．０％以下含有させ
たのは、Ｓｉは高温にさらされた場合の軟化を抑制し、
耐熱性を改善する作用があるためである。０．３％未満
ではその効果が得られないため、Ｓｉ含有量の下限を
０．３％とした。またＳｉ含有量の増加に伴って耐熱性
は向上するが、３．０％を超えて多量に含有させてもそ
の効果は飽和し、かつ熱間加工性や被削性が低下するた
め、Ｓｉ含有量の上限を３．０％とした。

【００１１】ＭｎおよびＣｒは、いずれも鋼材の焼入れ
性を改善し、Ｍｎは鋼中に固溶して鋼を強靭化し、Ｃｒ
は炭化物を形成して鋼を強化する。Ｍｎ含有量の下限を
０．２％、Ｃｒ含有量の下限を０．３％としたのは、こ
れらの効果を得るためである。また、Ｍｎ含有量の上限
を１．５％としたのは被削性の低下を避けるためであ
り、Ｃｒ含有量の上限を５．０％としたのは、大型の炭
化物の生成による脆化を防止するためである。これらの
元素はまた、転動寿命特性を向上させることが明らかに
なっている。

【００１２】Ｎｉを０．１％以上３．０％以下、Ｖを
０．０５％以上１．０％以下、Ｍｏを０．０５％以上
０．２５％未満ずつ単独または複合で含有させたのは以
下の理由による。

【００１３】Ｎｉは、鋼中に固溶してマトリックスを強
化するとともに、特に部品が高温下で使用された場合
に、転動疲労過程における組織の変化を抑制し、かつ高
温域での硬さの低下も抑制する。したがって、Ｎｉは高
温環境下での転動疲労特性と耐表面損傷性を向上させる
効果を有する。これらの効果を得るためには、Ｎｉを
０．１％以上含有させる必要があるので、Ｎｉ含有量の
下限を０．１％とした。しかし、３．０％を超えてＮｉ
を含有させると、焼入れ処理時に多量の残留オーステナ
イトが生成されて、所定の硬さを得られなくなり、また
鋼材コストも高価になるため、Ｎｉ含有量の上限を３．
０％とした。

【００１４】Ｖは、炭素と結合して微細な炭化物を析出
させ、結晶粒を微細化して強度、靭性を改善するととも
に、高温での軟化を抑制する。したがって、上述したＮ
ｉと同様に、Ｖは高温環境下での転動疲労特性と耐表面
損傷性を向上させる効果を有する。この効果を得るため
に、Ｖ含有量の下限を０．０５％とした。上限を１．０
％としたのは、１．０％を超えてＶを多量に含有させる
と、被削性と熱間加工性が低下するからである。

【００１５】Ｍｏは、鋼の焼入れ性を改善するととも
に、焼戻し脆性を防止し、さらに高温域での軟化も抑制
する。したがって、Ｍｏも高温環境下での転動疲労特性
と耐表面損傷性を向上させる効果を有する。この効果を
得るために、Ｍｏ含有量の下限を０．０５％とした。Ｍ
ｏ含有量を０．２５％以上にすると被削性が低下し、か
つ鋼材コストも上昇するため、Ｍｏ含有量の上限を０．
２５％未満とした。

【００１６】これらの合金成分の作用で、局部的に大き
な温度上昇が生じても、表面の軟化が防止され、ピーリ
ングやスミアリングなどの耐表面損傷強度が向上すると
ともに、転動寿命にも優れた動力伝達用の転動部品材質
にすることができる。

【００１７】上記の動力伝達部品は、表面に浸炭窒化層
を有することが好ましい。このように表面に浸炭窒化層
を形成すると、表面層に存在する窒素と炭素とにより高
周波焼入れ後の表層部の圧縮応力を一層大きくでき、ま
た窒素による表面層の焼戻し抵抗性増大の好影響も出る
ので、一層、高強度・長寿命にすることができる。

【００１８】すなわち、浸炭窒化処理で表面層の窒素含
有量を高めると、表面層のＭｓ点（マルテンサイト変態
開始温度）が低くなり、これを焼入れすると、表面層に
未変態のオーステナイトが多く残留する。残留オーステ
ナイトは、高い靱性と加工硬化特性とを有し、亀裂の発
生や進展を抑える働きをする。また、Ｍｓ点が低下した
表面層は、マルテンサイト変態が内部よりも遅れて始ま
るので、表面層には圧縮の残留応力が形成され、表面層
の疲労強度が向上する結果、ピーリング強度や転動寿命
が向上する。また、浸炭窒化による窒素の侵入は耐熱性
の付与の点でも有利であり、耐スミアリング特性も向上
する。

【００１９】上記の動力伝達部品は、表面に高周波焼入
れ組織を有し、内部にはその高周波焼入れ組織とは異な
る焼入れ組織を有することが好ましい。

【００２０】本発明では、動力伝達部品に、高周波焼入
れを含む２回の焼入れが施されるため、表面と内部に異
なる焼入れ組織が存在する。

【００２１】上記の動力伝達部品により入力軸の動力を
出力軸に伝達できる駆動装置を構成することが好まし
い。これにより、良好な転動寿命、耐ピーリング強度お
よび耐スミアリング強度を有する駆動装置を得ることが
できる。

【００２２】また上記の動力伝達部品は、その特性よ
り、コーン型ＣＶＴ装置およびトロイダル型ＣＶＴ装置
に用いられることが好ましい。

【００２３】また上記の課題を解決するために、本発明
の動力伝達部品の製造方法は以下の工程を備えている。

【００２４】図１を参照して、まず合金元素として少な
くともＣを、質量％で素地中に０．７％以上１．３％以
下含む鋼が加熱され、焼入れされる（ステップＳ１）。
そして焼入れされた鋼が３５０℃以上６００℃以下の温
度にて焼戻される（ステップＳ２）。そして焼戻された
鋼が高周波焼入れされる（ステップＳ３）。

【００２５】このように加熱・焼入れにより全面硬化し
た後、高温焼戻しによりＨＲＣ５５以下の硬度にするこ
とで内部の靭性を浸炭鋼と遜色ないレベルにすることが
できる。また、その後の高周波焼入れにより必要部分を
十分深い深さまで任意のパターンで硬化させることがで
き、長時間の浸炭や浸炭後高周波焼入れする方法より合
理的に必要材質を得ることができる。

【００２６】上記の動力伝達部品の製造方法において、
焼戻す工程前に、鋼に浸炭窒化処理を施すことが好まし
い。

【００２７】上述したように浸炭窒化処理を施すことに
より、一層、高強度・長寿命にすることができる。

【００２８】上記の動力伝達部品の製造方法において、
鋼が高炭素クロム軸受鋼の場合、焼戻す工程における温
度が３５０℃以上５５０℃以下であることが好ましい。

【００２９】上記の動力伝達部品の製造方法において、
鋼に質量％で少なくとも、０．３％以上３．０％以下の
Ｓｉ、０．２％以上１．５％以下のＭｎ、０．３％以上
５．０％以下のＣｒ、０．１％以上３．０％以下のＮ
ｉ、０．０５％以上１．０％以下のＶ、および０．０５
％以上０．２５％未満のＭｏよりなる群より選ばれる１
以上の合金元素が含まれており、焼戻す工程における温
度は４００℃以上６００℃以下である。

【００３０】このように処理を施す対象となる鋼の種類
によって、適切な焼戻し温度が選択される。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００３２】（本発明例）表１に示す１０種類の化学成
分を有する鋼を素材として、転動寿命、ピーリング、ス
ミアリング強度評価用試験片、転動割れ疲労強度試験片
（表１中の本発明例１〜１０）を用意した。本発明例１
〜１０に示した一部の鋼材に浸炭窒化処理を施した試験
片（表１中の本発明例１１〜１５）も用意した。

【００３３】

【表１】

【００３４】浸炭窒化しない試験片については、８４０
℃〜８６０℃に加熱した後、油中へ焼入れし、一旦ＨＲ
Ｃ５８以上の硬度を得た後、３５０℃以上の温度で焼戻
し、内部をＨＲＣ５５以下にした。浸炭窒化した試験片
については、焼入れ前の加熱をアンモニアガスが添加さ
れた浸炭性雰囲気中で行なった後に上記と同様の焼入れ
・焼戻しをした。

【００３５】その後、浸炭窒化していない試験片（本発
明例１〜１０）および浸炭窒化した試験片（本発明例１
１〜１５）の双方に高周波焼入れを行なった。この高周
波焼入れにより各試験片を表面下１ｍｍ深さまで硬化さ
せた後、表層がＨＲＣ５８以上を確保できる焼戻しを行
なった。

【００３６】（比較例）本発明例と同じ化学成分を有す
る５種類の鋼を焼入れ焼戻しした試験片（表２中の比較
例１〜５）および本発明例の化学成分範囲を外れる３種
類の化学成分を有する鋼を焼入れ焼戻しした試験片（表
２中の比較例６〜８）を用意した。また、これらの一部
の鋼材に浸炭窒化処理した後、高周波焼入れした試験片
（表２中の比較例９、１０）や、従来の浸炭鋼、炭素鋼
試験片（表２中の比較例１１、１２）も用意した。

【００３７】

【表２】

【００３８】上記本発明例および比較例の試験片サンプ
ルについて、転動寿命試験、ピーリング試験、スミアリ
ング試験、割れ疲労強度試験、硬度分布測定を実施し
た。

【００３９】各試験および測定の概要と結果は以下のと
おりである。（１）転動疲労試験転動疲労試験は、高面圧、高負荷速度の条件で、加速的
にサンプルを疲労させて評価した。この試験は表３に示
す条件で行なった。またこの試験では、サンプル数Ｎを
１０とし、疲労強度をＬ１０寿命（サンプルの９０％が
破損しないで使える負荷回数）で評価した。この転動疲
労試験の結果を表４に示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】この表４の結果より、本発明例の試験片
は、総じて転動寿命が長く、浸炭窒化を組合わせたもの
は更に長寿命となっている。比較例のもののうち、本発
明例と化学成分が同じで高周波焼入れしていないものも
転動寿命に関しては長寿命のものがある。

【００４３】（２）ピーリング試験ピーリング試験は、円筒部に緩やかな曲率を有するリン
グ状の試験片を駆動軸と、この駆動軸に平行な従動軸に
取付け、両試験片の円筒面を互いに押し当てて転動させ
て行なった。各試験片の寸法は、直径４０ｍｍ、高さ１
２ｍｍ、円筒部の副曲率半径６０ｍｍであり、駆動軸側
試験片の円筒面はＲｍａｘ３μｍの粗さに研削仕上げ
し、従動軸側試験片の円筒面は鏡面仕上げした。ピーリ
ング強度は、試験終了時の従動軸側試験片円筒面ピーリ
ング発生面積率で評価した。この試験は表５に示す条件
で行なった。なお、駆動軸側および従動軸側の両試験片
は、同種のサンプルのものをペアとして用いた。

【００４４】

【表５】

【００４５】このピーリング試験の結果を表４に併せて
示す。ピーリング試験の結果より、本発明例の試験片
は、いずれもピーリング発生面積率が５％以下であり、
優れたピーリング強度を示す。比較例の各試験片でも、
鋼種によっては、ピーリング発生面積は小さい。どちら
も浸炭窒化によりピーリング強度は向上している。

【００４６】（３）スミアリング試験スミアリング試験は、ピーリング試験と同じ装置を用い
て、ピーリング試験と同一形状の２つのリング状試験片
を同様に転動させて行なった。この試験の場合は、従動
軸は一定速度で回転駆動され、駆動軸は従動軸と等速回
転から徐々に増速される点がピーリング試験と異なる。
また、従動軸側試験片の円筒面が駆動軸側試験片と同じ
表面粗さＲｍａｘ３μｍに仕上げられる点も異なる。ス
ミアリング強度は、試験片の円筒面にスミアリングが発
生した時点の駆動軸と従動軸の速度比で評価した。この
試験は表６に示す条件で行なった。なお、この試験にお
いても、摺動されるペアの試験片は同種のサンプルのも
のとした。

【００４７】

【表６】

【００４８】このスミアリング試験の結果を表４に併せ
て示す。スミアリング試験の結果より、本発明例の試験
片では、比較例１に対していずれも１．３倍以上の大き
な速度比までスミアリングが発生しない。また浸炭窒化
すると若干スミアリング強度が向上する。

【００４９】以上の各試験結果より、本発明例のもの
は、安定してピーリングやスミアリングが生じ難く、か
つ優れた転動疲労特性を示し、表面損傷が生じ易いすべ
りや接線力を伴う転動部品に適した性能を有することが
わかる。

【００５０】（４）割れ疲労強度試験特にＣＶＴ装置では大きな曲げ荷重を繰り返し受けなが
ら転動するため、剥離寿命以外に割れ寿命が長いことが
重要になる。割れ疲労寿命を評価するため、φ６０×φ
４０×Ｌ１５のリングを製作し、表７の条件で転動割れ
寿命を評価した。高周波焼入れを行なっているものは、
内周側と外周側との２個所から高周波焼入れ硬化させ
た。

【００５１】

【表７】

【００５２】この割れ疲労強度試験の結果を表４に併せ
て示す。割れ疲労強度試験の結果より、高周波焼入れし
た本発明例のものは同一鋼種で通常のずぶ焼入れをした
比較例のものよりかなりの長寿命を示し、高周波焼入れ
の効果が明瞭に認められる。浸炭窒化後高周波焼入れし
たものが最も長寿命を示し、割れ寿命に関しては浸炭鋼
（比較例１１）と遜色ない。

【００５３】（５）断面硬度分布の測定材料がＳＵＪ２よりなる本発明例および比較例について
断面硬度分布を測定した。その結果を図２に示す。

【００５４】図２を参照して、本発明例２１は上述した
リング割れ試験片と同様のものであり、本発明例２２は
φ１２点接触試験片である。これら本発明例２１、２２
については、８５０℃から油中に焼入れし、４００℃で
焼戻ししたものにさらに高周波焼入れを行なったものを
用いた。また比較例２１については、単にずぶ焼入れ・
焼戻しを行なったものを用いた。比較例２２について
は、本発明例のように焼入れ・焼戻しを行なわずに、焼
ならしを行なっただけで表面を硬化させるための高周波
焼入れを行なったものを用いた。

【００５５】硬度分布の結果より、比較例２１では、単
にずぶ焼入れ・焼戻しを行なっただけであるため、内部
の硬度が高く、高荷重を受ける部品に必要な靭性が得ら
れていない。また、比較例２２では、単に焼ならし後に
高周波焼入れを行なっているだけであるため、内部硬度
が低すぎ、大きな荷重を受けた場合には部品が割れてし
まう可能性がある。

【００５６】これに対して本発明例２１、２２は、表層
から１ｍｍの厚みまでは、ロックウェル硬度に換算して
ＨＲＣ５８以上と高い硬度を維持しながらも、それより
内部においてはＨＲＣ４０以上ＨＲＣ５５以下の適切な
硬度を有している。このように内部において適切な硬度
を有しているため、高荷重を受ける部品に必要な靭性が
得られるとともに、大きな荷重を受けた場合でも部品の
割れが抑制される。

【００５７】なお、表面下１ｍｍを過ぎると急速に硬度
が減少しているのは、調質のための高温焼戻しによるも
のと考えられる。

【００５８】なお、質量％でＣを０．７％以上１．３％
以下含み、さらに０．３％以上３．０％以下のＳｉ、
０．２％以上１．５％以下のＭｎ、０．３％以上５．０
％以下のＣｒ、０．１％以上３．０％以下のＮｉ、０．
０５％以上１．０％以下のＶ、および０．０５％以上
０．２５％未満のＭｏよりなる群より選ばれる１以上の
合金元素が含まれた高温用の鋼についても、本発明例２
１、２２と同様の熱処理を施した場合、本発明例２１、
２２と同様の断面硬度分布を示した。

【００５９】なお、本発明における高温焼戻しの加熱温
度は、一般の高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）では３５
０℃以上５５０℃以下である。また、上記の高温用の鋼
では、高温焼戻しの加熱温度は４００℃以上６００℃以
下である。

【００６０】このような優れた性能を有する本発明の材
質を、遊星コーン型動力伝達装置、コーン型ＣＶＴ装
置、またはトロイダル型ＣＶＴ装置に適用した場合につ
いて以下に説明する。

【００６１】（ａ）遊星コーン型動力伝達装置図３は、遊星コーン型動力伝達装置の構成を概略的に示
す一部断面斜視図である。図３を参照して、入力軸１に
嵌合された太陽コーン６は、これに圧接している数個の
遊星コーン３を伝動回転（自転）させる。遊星コーン３
は、他方の円筒面を固定されたリング５の内周面にそれ
ぞれ圧接し、リング５の内周面を自転しながら公転運動
する。この公転運動が遊星コーンホルダ４により自動調
圧機構７を経て出力軸２に伝えられる。

【００６２】この際、たとえばハンドル操作によりリン
グ５が遊星コーン３の円錐面に沿って移動する。これに
より、遊星コーン３のリング５に対する接触有効径が変
化し、それだけ遊星コーン３の公転速度が変化して、出
力軸２の回転速度が入力軸１の回転速度に対して無段階
に変化する。

【００６３】このような遊星コーン型動力伝達装置にお
いて、たとえば遊星コーン３やリング５や太陽コーン６
に、本発明の材質が用いられる。

【００６４】（ｂ）コーン型ＣＶＴ装置図４は、コーン型ＣＶＴ装置の構成を概略的に示す断面
図である。図４を参照して、入力軸１１に固定されたリ
ング１５は、その内周面にてダブルコーン１３に圧接さ
れる。ダブルコーン１３はキャリア１４に支持され、リ
ング１５の内周面を自転しながら公転運動することでド
ライブコーン１６を伝動回転させる。このドライブコー
ン１６の回転により回転駆動力が出力軸１２に伝えられ
る。

【００６５】このコーン型ＣＶＴ装置においては、キャ
リア１４が移動することにより、ダブルコーン１３のリ
ング１５に対する接触有効径が変化し、それだけダブル
コーン１３の公転速度が変化する。これにより、出力軸
１２の回転速度が入力軸１１の回転速度に対して無段階
に変化する。

【００６６】このようなコーン型ＣＶＴ装置において
は、たとえばダブルコーン１３やリング１５やドライブ
コーン１６に、本発明の材質が用いられる。

【００６７】（ｃ）トロイダル型ＣＶＴ装置図５は、トロイダル型ＣＶＴ装置の構成を概略的に示す
断面図である。図５を参照して、入力軸２１のトルクは
ローリングカムおよびカムローラを経て入力ディスク２
２に伝えられる。入力ディスク２２に伝えられたトルク
は、さらにパワーローラ２３を介して出力ディスク２４
へと伝達される。出力ディスク２４は入力軸２１には繋
がっていないため、入力軸２１を軸にした空回りをす
る。これにより出力ディスク２４に固定された歯車２５
が回転し、この歯車２５の歯車部２５ａを介して他の歯
車部にトルクが伝達され、出力される。

【００６８】このトロイダル型ＣＶＴ装置においては、
パワーローラ２３の傾きによって駆動力伝達時の変速比
が決定する。すなわち、変速比は、（出力ディスク２４
とパワーローラ２３との接触部における出力ディスクの
回転半径）÷（入力ディスク２２とパワーローラ２３と
の接触部における入力ディスク２２の回転半径）により
決まる。このようにパワーローラ２３の傾きを連続的に
変化させることにより、無段階の変速比を得ることがで
きる。

【００６９】このようなトロイダル型ＣＶＴ装置におい
て、たとえば入力ディスク２２やパワーローラ２３や出
力ディスク２４に、本発明の材質が用いられる。

【００７０】なお、本発明の動力伝達部品およびそれを
用いた駆動装置は、上記した図３〜図５の構成のものに
限られず、広くすべりを伴いながら転動する動力伝達部
品およびそれを用いた駆動装置である。

【００７１】今回開示された実施例はすべての点で例示
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、この発明では、トラクシ
ョンドライブやＣＶＴ装置の入出力部品やカム駆動装置
のカムなどのように、すべりを伴いながら転動する動力
伝達部品において、少なくとも合金元素として質量％
で、素地中にＣを０．７％以上１．３％以下含む中炭素
鋼や高炭素鋼からなり、これを加熱・焼入れにより全面
硬化した後、高温焼戻しによりＨＲＣ４０以上ＨＲＣ５
５以下の硬度にし、その後、高周波焼入れにより表面か
ら１ｍｍの厚みの範囲内を硬化させて表面硬さをロック
ウェル硬さＨＲＣ５８以上として、表層に圧縮応力を形
成することで、安価な熱処理工程で長寿命、高疲労強度
の部品にすることができる。

【００７３】また、合金元素としてさらに質量％で、Ｓ
ｉを０．３％以上３．０％以下、Ｍｎを０．２％以上
１．５％以下、Ｃｒを０．３％以上５．０％以下、Ｎｉ
を０１％以上３．０％以下、Ｖを０．０５％以上１．０
％以下、Ｍｏを０．０５％以上０．２５％未満単独また
は複合で含有させることで長寿命で耐表面損傷性に優れ
た動力伝達部品を得ることができる。

【００７４】さらには、一旦浸炭窒化層を形成した後、
同様の工程の熱処理を行なうことでさらなる長寿命化、
転動割れ寿命の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造工程を示すブロック図である。

【図２】本発明例と比較例との断面硬度分布を示す図
である。

【図３】遊星コーン型の動力伝達装置の一部断面斜視
図である。

【図４】コーン型ＣＶＴ装置の構成を概略的に示す断
面図である。

【図５】トロイダル型ＣＶＴ装置の構成を概略的に示
す断面図である。

【符号の説明】

３遊星コーン、５，１５リング、６太陽コーン、
１３ダブルコーン、１６ドライブコーン、２２入
力ディスク、２３パワーローラ、２４出力ディス
ク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｈ 15/02 Ｆ１６Ｈ 15/02 15/48 15/48 Ｆターム(参考） 3J051 AA02 BA03 BA05 EC02 EC03 EC04 EC06 FA01 4K042 AA14 AA16 AA17 BA01 BA04 CA06 CA08 CA10 CA13 DA01 DA02 DA06 DB01 DC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合金元素として少なくともＣを、質量％
で素地中に０．７％以上１．３％以下含む鋼からなり、
表面から厚み１ｍｍの表面部はロックウェル硬さＨＲＣ
５８以上であり、中心部はロックウェル硬さＨＲＣ４０
以上５５以下である、動力伝達部品。
【請求項２】質量％で、少なくとも０．３％以上３．
０％以下のＳｉ、０．２％以上１．５％以下のＭｎ、
０．３％以上５．０％以下のＣｒ、０．１％以上３．０
％以下のＮｉ、０．０５％以上１．０％以下のＶ、およ
び０．０５％以上０．２５％未満のＭｏよりなる群より
選ばれる１以上の合金元素が前記鋼に含まれている、請
求項１に記載の動力伝達部品。
【請求項３】表面に浸炭窒化層を有する、請求項１ま
たは２に記載の動力伝達部品。
【請求項４】表面には高周波焼入組織を有し、内部に
は前記高周波焼入組織とは異なる焼入組織を有する、請
求項１〜３のいずれかに記載の動力伝達部品。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝
達部品を用いた、駆動装置。
【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝
達部品を用いた、コーン型ＣＶＴ装置。
【請求項７】請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝
達部品を用いた、トロイダル型ＣＶＴ装置。
【請求項８】合金元素として少なくともＣを、質量％
で素地中に０．７％以上１．３％以下含む鋼を加熱し焼
入れする工程と、焼入された前記鋼を３５０℃以上６００℃以下の温度に
て焼戻す工程と、焼戻された前記鋼を高周波焼入する工程とを備えた、動
力伝達部品の製造方法。
【請求項９】前記焼戻す工程前に、前記鋼に浸炭窒化
処理が施される、請求項８に記載の動力伝達部品の製造
方法。
【請求項１０】前記鋼は高炭素クロム軸受鋼であり、
前記焼戻す工程における温度は３５０℃以上５５０℃以
下である、請求項８または９に記載の動力伝達部品の製
造方法。
【請求項１１】前記鋼には、質量％で少なくとも、
０．３％以上３．０％以下のＳｉ、０．２％以上１．５
％以下のＭｎ、０．３％以上５．０％以下のＣｒ、０．
１％以上３．０％以下のＮｉ、０．０５％以上１．０％
以下のＶ、および０．０５％以上０．２５％未満のＭｏ
よりなる群より選ばれる１以上の合金元素が含まれてお
り、前記焼戻す工程における温度は４００℃以上６００
℃以下である、請求項８または９に記載の動力伝達部品
の製造方法。