JP2002317239A

JP2002317239A - 耐高面圧部材およびその製造方法

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Publication number: JP2002317239A
Application number: JP2001119242A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Kimura; 利光木村; Junya Urakawa; 順也浦川; Nobuo Kino; 伸郎木野; Keizo Otani; 敬造尾谷
Original assignee: Daido Steel Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: JP3596674B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表層部に高い圧縮残留応力を有すると共に、
水素の侵入による水素脆性的な早期剥離を防止すること
ができ、優れた転動疲労強度を備えた耐高面圧部材と、
このような耐高面圧部材の製造方法を提供する。【解決手段】例えば、Ｃ：０．１５〜１．２％、Ｃ
ｒ：０．８〜２．５％、Ｍｏ：０．１５〜１．５％、Ｓ
ｉ：０．０５〜１．５％を含む機械構造用鋼からなる耐
高面圧部材の転動部における表面圧縮残留応力を７００
ＭＰａ以上にすると共に、転動部表層に、Ｎｉを例え
ば、６５〜８５％含有する平均膜厚０．２μｍ以上２０
μｍ以下の合金皮膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受、ある
いはトロイダル式無段変速機に使用される転動体などの
耐高面圧部材およびその製造方法に係わり、高面圧部材
の転動疲労強度の向上、特に転動中のオイル分解などに
より発生した水素が鋼中に侵入することによる水素脆性
的な短寿命剥離の抑制技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トロイダル式無段変速機は、図１にその
基本構造を示すように、図外のハウジング内に、入力デ
ィスク３および出力ディスク１２を備え、これらが同軸
上に相対向して設置されている。そして入力ディスク３
には、カム板２ａ，保持器２ｂおよびローラ２ｃからな
る押圧装置２を介して入力軸１が連結されていると共
に、出力ディスク１２には出力軸１３が固定されてい
る。

【０００３】入力ディスク３および出力ディスク１２
は、略同一形状をなしてそれぞれ対称に配置され、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３お
よび出力ディスク１２の両トロイダル面により形成され
るトロイダルキャビティ内には、入力ディスク３および
出力ディスク１２に接触する一対のパワーローラ（内
輪）７，７が配設されている。

【０００４】各パワーローラ内輪７は、それぞれトラニ
オン４に支持された外輪６に玉軸受８を介して圧接され
た状態で、同じくトラニオン４に取付けられた枢軸５に
ニードルベアリング９を介して回転自在に枢着されると
共に、入力ディスク３および出力ディスク１２によって
形成される反円形断面をなすトロイダル面の中心となる
ピボット軸１０を中心として、傾動自在に支持されてい
る。

【０００５】そして、入力ディスク３および出力ディス
ク１２とパワーローラ内輪７，７との接触面には、粘性
摩擦抵抗の大きい潤滑油（トラクションオイル）が供給
され、入力ディスク３に入力される動力を潤滑油膜およ
びパワーローラ内輪７，７を介して出力ディスク１２に
伝達するようになっている。

【０００６】このように構成されたトロイダル式無段変
速機においては、入力軸１が回転すると、その動力がカ
ム板２ａ，保持器２ｂ，ローラ２ｃからなる押圧装置２
を介して入力ディスク３に伝達されて入力ディスク３が
回転する。この入力ディスク３の回転により発生した動
力がパワーローラ７，７を介して出力ディスク１２に伝
達され、出力ディスク１２が出力軸１３と共に一体回転
する。

【０００７】変速時には、図中に矢印で示すように、ピ
ボット軸１０を中心としてトラニオン４，４を所定角度
回動させ、パワーローラ７，７の傾きを変化させる。こ
れによってパワーローラ７，７が入力ディスク３および
出力ディスク１２のトロイダル曲面３ａ，１２ａ上を傾
転し、その結果、入力ディスク３および出力ディスク１
２のパワーローラ７，７との接触位置（半径）が変化
し、速度比が変わることによって、無段階の減速あるい
は増速が行われる。

【０００８】このようなトロイダル式無段変速機に使用
される転動体として、炭素鋼に研削仕上げ加工を施した
ものが、例えば特開平７−７１５５５号公報、特開平１
０−１８４８３６号公報などに開示されている。また、
特開２０００−２９１７５７号公報には、パワーローラ
ベアリング溝部にショットピーニングによって圧縮残留
応力を付与することが記載されている。

【０００９】しかし、これらの転動体では、転動中にお
けるオイル分解などにより発生した水素が鋼中に侵入す
ることによって生じる水素脆性的な短寿命剥離を効果的
に防止することはできず、このような水素の侵入を抑制
する目的の軸受として、グリース封入軸受に、黒染め処
理によって転動面に四三酸化鉄を形成させたものが特開
平２−１９０６１５号公報に記載されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図１に示したトロイダ
ル式無段変速機においては、ディスクとパワーローラが
トラクションドライブをすることによって動力を伝達す
るようにしており、当該無段変速機を駆動した場合、デ
ィスク−パワーローラ間に高い押し付け荷重が加わるた
め、図２に拡大して示すように、例えばベアリング溝部
７ａ，６ａには、最大接触面圧が３ＧＰａ以上にも達す
る高い接触圧力を生じる。このような高面圧下では、ヘ
ルツ接触により内部に発生するせん断応力がピークとな
る深さ近傍位置で、介在物あるいは転動疲労による内部
組織変化を起点とする転走面剥離に至ることがあり、寿
命低下を招く場合がある。

【００１１】また、例えばベアリング溝部７ａ，６ａに
おいては、このような高面圧に加えて、通常の転がり軸
受とは異なり、トラクション力やラジアル方向荷重が負
荷されながら転動するため、ミクロ的な金属接触を生じ
たり、転がり摩擦抵抗が増したりすることにより表面接
線力が増大し、表層が起点となる剥離を生じ、結果とし
て、転動疲労寿命の低下を招く場合がある。

【００１２】また、グリース潤滑軸受を例にとると、ミ
クロな金属接触によって転走面に形成された新生面が触
媒的な作用をして、グリース−転走表面間でのトライボ
ケミカル的な反応を促進し、化学分解により生成した水
素が鋼中に侵入することによって転動疲労剥離寿命が低
下する場合がある。この対策としては、前述のような黒
染め処理（１３０〜１６０℃の苛性ソーダ水溶液に浸
漬）が報告されているが、このような苛性ソーダ処理は
作業環境が劣悪であり、工業的に好ましくない。また、
黒染め処理により形成された表面の四三酸化鉄皮膜は、
高温・高面圧の過酷な条件下では皮膜の残存性が不十分
であり、十分な水素侵入抑制効果が発揮できない場合が
ある。

【００１３】したがって、転がり軸受の転動疲労強度向
上、トロイダル式無段変速機などの無段変速機の大容量
化あるいは小型化には、転動面表層の圧縮残留応力を増
加させ、亀裂伝播抵抗向上などによって転動体の表層部
の転動疲労強度を向上し、かつ比較的簡便な表面処理な
どによって新生面生成を抑制、あるいは水素が透過しが
たい保護皮膜を形成し、鋼への水素侵入を低減すること
によって転動体の転動疲労寿命を向上させることが課題
として要求されていた。

【００１４】

【発明の目的】本発明は、転がり軸受やトロイダル式無
段変速機用転動体など、従来の耐高面圧部材における上
記課題に着目してなされたものであって、表層部に高い
圧縮残留応力を有し、水素の侵入による水素脆性的な早
期剥離を防止することができ、優れた転動疲労強度を備
えた耐高面圧部材と、このような耐高面圧部材の製造方
法を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る耐高面圧部材は、機械構造用鋼からなり、すべりを伴
うことなく、あるいはすべりを伴って転がり接触する転
動部を備えた耐高面圧部材において、前記転動部におけ
る表面圧縮残留応力が７００ＭＰａ以上である共に、転
動部表層にＮｉを含む合金皮膜が平均膜厚０．２μｍ以
上２０μｍ以下に形成されている構成としたことを特徴
としており、耐高面圧部材におけるこのような構成を前
述した従来の課題を解決するための手段としている。

【００１６】本発明に係わる耐高面圧部材の好適な形態
として、請求項２に係わる耐高面圧部材においては、前
記表面圧縮残留応力が８００ＭＰａ以上、前記合金皮膜
の平均膜厚が０．２〜５μｍである構成とし、同じく好
適な実施形態として、請求項３に係わる耐高面圧部材に
おいては、質量比で、Ｃ：０．１５〜１．２％、Ｃｒ：
０．８〜２．５％、Ｍｏ：０．１５〜１．５％、Ｓｉ：
０．０５〜１．５％を含む機械構造用鋼からなる構成と
し、請求項４に係わる耐高面圧部材においては、合金皮
膜のＮｉ含有量が質量比で６５〜８５％である構成とし
たことを特徴としている。

【００１７】本発明の請求項５に係わる耐高面圧部材の
製造方法は、上記耐高面圧部材を製造するのに適したも
のであって、機械構造用鋼からなる基材の転動面に、Ｎ
ｉを含む合金粉末からなる投射材を投射して合金皮膜を
形成する構成としており、耐高面圧部材の製造方法にお
けるこのような構成を前述した従来の課題を解決するた
めの手段としたことを特徴としている。

【００１８】本発明に係わる耐高面圧部材の製造方法の
好適な形態として、請求項６に係わる製造方法において
は、上記投射材のＮｉ含有量を質量比で６５〜８５％と
することができ、請求項７に係わる製造方法において
は、上記投射材の平均粒径を０．１ｍｍ以下とすること
ができ、請求項８に係わる製造方法においては、合金皮
膜形成処理前の基材転動面の面粗度をＲａ０．０５以上
とすることができる。また、同じく好適な実施形態とし
て、請求項９に係わる耐高面圧部材の製造方法において
は、合金皮膜形成処理前に、基材表面より硬い粉末を基
材表面に投射する表面活性化処理を施すことができ、請
求項１０に係わる製造方法においては、質量比で、Ｃ：
０．１５〜１．２％、Ｃｒ：０．８〜２．５％、Ｍｏ：
０．１５〜１．５％、Ｓｉ：０．０５〜１．５％を含む
機械構造用鋼に浸炭または浸炭窒化処理を施した基材を
用いることができる。

【００１９】そして、本発明の請求項１１および１２に
係わる耐高面圧部材は、本発明に係わる耐高面圧部材の
上記構成を転がり軸受およびトロイダル式無段変速機用
の転動体にそれぞれ適用したことを特徴としている。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明に係わる耐高面圧部材にお
いては、すべりを伴うことなく転がり接触する、あるい
はすべりを伴いながら転がり接触する部材の転動部にお
ける表面圧縮残留応力が７００ＭＰａ以上であることか
ら、表面接線力増大などによる表面起点剥離の亀裂発生
が抑制され、かつ内部のせん断応力により内部起点の亀
裂の表層への伝播が抑制され、転動疲労寿命が向上する
ことになる。そして、転動部表層には、平均膜厚０．２
μｍ以上２０μｍ以下のＮｉを含む合金皮膜が形成され
ているので、転動中のオイル分解などによって発生した
水素が鋼中に侵入するのが抑制され、水素に基づく早期
剥離が防止され、転動疲労寿命が向上することになる。

【００２１】このとき、表面圧縮残留応力が７００ＭＰ
ａに満たないと、表面起点亀裂の発生および内部起点亀
裂の伝播を抑制する効果が低下することになる。また、
合金皮膜の膜厚が０．２μｍ未満であると、その効果が
十分に発揮されず、膜厚が２０μｍを上回ると、膜厚の
増加にしたがって増大する皮膜内の応力が大きくなり過
ぎてしまい、その結果として比較的早期に皮膜剥離を生
じ、耐フレーキング性の向上、つまりは転動疲労寿命向
上への寄与が減少することになる。さらに好ましくは、
表面圧縮残留応力が８００ＭＰａ以上、合金皮膜の厚さ
が０．２〜５μｍであることで、より一層の性能向上が
図れることとなる。

【００２２】上記合金皮膜は、Ｎｉを含む合金粉末を投
射材として、転動面に投射して形成することが望まし
い。このような投射を行なうことにより、転動面に圧縮
残留応力が付与されると共に、転動中の皮膜残存性が向
上する。なお、合金皮膜の形成処理は、上記投射の他
に、電解めっき、あるいは無電解めっきによって形成し
ても差し支えないが、めっき工程を追加することによる
コスト増を招くので、上記投射による方法が好ましいと
言える。

【００２３】合金皮膜を形成するための投射材のＮｉ含
有量については、６５〜８５％（質量比）の範囲である
ことが好ましい。Ｎｉ含有量が６５％を下回ると、水素
の侵入抑制効果が十分に得難くなり、逆に８５％を上回
ると、皮膜形成性が低下して皮膜の形成が困難になる傾
向がある。

【００２４】さらに、投射材の大きさについては、処理
時の皮膜形成能および転動中における皮膜の残存性が向
上することから、その平均粒径が０．１ｍｍ以下である
ことが望ましい。

【００２５】また、Ｎｉを含む合金皮膜を形成する処理
を行なう前の転動面については、その面粗度がＲａ０．
０５（μｍ）以上であることが望ましい。Ｎｉを含む合
金皮膜の形成処理前の転動面粗度がＲａ０．０５以上で
あると、皮膜形成処理時の皮膜形成能および転動中の皮
膜残存性が向上する。なお、合金皮膜は、Ｎｉを含む合
金粉末投射材の投射のみならず、例えば、前述のように
電解めっきや無電解めっきによって形成されていても構
わない。ただし、皮膜形成処理前の面粗度が、例えばＲ
ａ０．２を超えるような粗さの場合には、粉末投射によ
る皮膜形成性は良いものの、転動部での金属接触率が増
加し、転動部の温度上昇による素材の軟化や、相手材を
も含めた表面損傷による表面起点型の剥離によって転動
疲労寿命が低下する傾向があるので好ましくない。

【００２６】さらにまた、Ｎｉを含む合金皮膜を形成す
る処理を行なう前に、基材表面にこれよい硬い粉末を投
射し、当該表面を活性化する処理を施すことが望まし
い。

【００２７】基材表面よりも硬い粉末を投射することに
より、表面に無数のミクロなディンプル（窪み）が形成
され、皮膜形成処理時の皮膜形成能および転動中の皮膜
残存性が向上する。また、ピーニング効果によって表面
に高い圧縮残留応力が付与され、表面の亀裂伝播抵抗が
向上することになる。さらに、硬い粉末を打ち付けるこ
とによって基材表面の酸化膜を除去することができ、処
理表面が活性化され、皮膜の密着性、皮膜形成能が向上
する。基材表面よりも軟らかい粉末を投射しても、この
ような効果を十分に得ることができない。

【００２８】また、当該耐高面圧部材の基材としては、
強度、焼戻し軟化抵抗、焼入れ性、加工性などの観点か
ら、Ｃ：０．１５〜１．２％、Ｃｒ：０．８〜２．５
％、Ｍｏ：０．１５〜１．５％、Ｓｉ：０．０５〜１．
５％（質量比）を含む機械構造用鋼に浸炭または浸炭窒
化処理を施した基材を用いることが好ましい。この範囲
の元素を含むことによって、必要な強度が確保され、焼
入れ性および焼戻し軟化抵抗が向上し、加工性が確保さ
れると共に、焼入れ時に芯部にフェライトが生成するこ
とを抑制して強度を確保することができる。

【００２９】そして、このような耐高面圧部材を転がり
接触、あるいはすべりを伴いながら転がり接触をする転
がり軸受、あるいはディスク、パワーローラなどの転動
体としてトロイダル式無段変速機に適用することによ
り、水素脆性剥離を抑制し、しかも表面の亀裂伝播抵抗
の高い長寿命軸受、あるいは大容量のトロイダル式無段
変速機が実現する。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明に係わる耐高面圧部材に関
し、いくつかの実施例を挙げて、その有用性を比較例と
対比して示す。

【００３１】この実施例および比較例においては、耐高
面圧部材として、図２に示すようなトロイダル式無段変
速機用転動体であるパワーローラ内輪７および外輪６を
製造し、ベアリング溝部７ａおよび６ａの転動疲労寿命
を後述する試験によって評価した。

【００３２】まず、表１に示す化学組成を有する機械構
造用鋼を用いて鍛造および粗加工を行なった後、図３に
示す条件にて浸炭窒化焼入れ、焼戻し処理を行なって、
基材とした。次いで、当該基材の転がり接触をする部位
に、研削または研削超仕上げを施した。なお、このとき
熱処理後におけるベアリング溝部６ａ，７ａの表面硬さ
がＨｖ７００〜７２０程度となるように配慮した。

【００３３】

【表１】

【００３４】次に、転がり接触をする部位、つまりはベ
アリング溝部６ａ，７ａに、比較例に属する一部の試料
を除いて、以下に示す種々の表面処理を選択して施し
た。

【００３５】（１）前処理工程（粉末Ａ投射）・投射材：ＤＥＸ２０（ハイス鋼）・投射材平均粒径：約６０μｍ・投射圧：２〜５ｋｇ／ｃｍ^２・投射時間：２０〜５０ｓｅｃ・ノズル位置：ワークに対して９０°方向、距離１０
０ｍｍ

【００３６】（２）前処理工程（ショットピーニン
グ）・投射材：スチールビーズ（Ｈｖ７２０〜７５０）・投射材平均粒径：約６００μｍ・投射圧：４ｋｇ／ｃｍ^２・投射時間：５０ｓｅｃ・ノズル位置：ワークに対して４５°方向、距離１５
０ｍｍ

【００３７】（３）皮膜形成工程（粉末Ｂ１，Ｂ２投
射）・投射材：Ｎｉ−Ｃｒ合金粉（ガスアトマイズ粉）、
組成は表２参照・投射材平均粒径：４０〜８０μｍ（粉末Ｂ１）１００〜２００μｍ（粉末Ｂ１）・投射圧：３〜５ｋｇ／ｃｍ^２・投射時間：６０〜１２０ｓｅｃ・ノズル位置：ワークに対して４５°方向、距離１０
０ｍｍ

【００３８】

【表２】

【００３９】（４）皮膜形成工程（Ｎｉめっき、Ｎｉ−
Ｐめっき）電気めっき法により実施した。

【００４０】（５）酸化鉄処理酸化鉄皮膜の形成は、黒染め処理法によって行い、低温
加熱（１３０〜１６０℃）の苛性ソーダ水溶液中に基材
を浸漬して四三酸化鉄皮膜を形成させた。このときの酸
化鉄皮膜厚さは、予備試験結果に基づいて処理時間との
関係によって求められ、ここでは処理時間を５分とし
て、酸化鉄皮膜は１．５μｍであった。

【００４１】表３に、本発明の実施例および比較例に係
わる各転動体（パワーローラ）における試験前のベアリ
ング溝部表面の特性値を製造工程の一覧と共に示す。な
お、当該実施例および比較例に係わる転動体の各種測定
値は、下記の方法によるものである。 [表面粗さ測定方法]上記方法によって作成した転動体の
ベアリング溝部６ａ，７ａの表面粗さを市販の触針式表
面粗さ測定装置（ＪＩＳＢ０６５１）を用い、カッ
トオフ値０．０８ｍｍで測定を行なった。 [皮膜厚測定方法]作成した転動体の皮膜形成部の断面を
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察により数箇所定量し、
その平均値をもって平均膜厚とした。 [残留応力測定方法]作成した転動体のベアリング溝部６
ａ，７ａの残留応力を理学電気製微小部Ｘ線応力測定装
置を用いて、下記の条件のもとでＸ線残留応力測定法に
より測定した。表面残留応力は、ベアリング溝部表面を
電解研磨し、深さ１０μｍ位置で測定した値を用いた。
なお、皮膜が形成されているものは、皮膜を磨き落とし
た後に電解研磨を施した。・特性Ｘ線：Ｃｒ−Ｋα線・コリメータ径：１ｍｍφ ・応力定数：−３１８ＭＰａ／ｄｅｇ・測定モード：並傾法・研磨方法：電解研磨

【００４２】

【表３】

【００４３】そして、前述のようにして作成された各転
動体（パワーローラ）試料を用いて、図４に示すような
軸受転動疲労試験機によってベアリング溝部の転動疲労
寿命を評価した。なお、特殊なトラクション油を用い
て、３Ｌ／ｍｉｎの強制潤滑下で、最大接触面圧が３．
５ＧＰａとなるように試験条件を設定した。また、転動
疲労寿命については、振動センサーを使用して、パワー
のローラー内輪７または外輪６のベアリング溝部７ａ，
６ａがフレーキングに至るまでの試験時間をもって疲労
寿命とした。これらの結果を表３に併せて示す。

【００４４】また、図５（ａ）および（ｂ）に、剥離部
近傍の転がり方向断面の組織写真を示す。これら断面組
織には、形態の異なる白色組織が観察されるが、上記の
試験条件では全ての試料の剥離部近傍に図５（ａ）に示
すようなＡタイプ、または図５（ｂ）に示すようなＢタ
イプの組織変化が観察された。ここで、Ａタイプの組織
変化は、表３の試験結果欄に併せて示すように、比較的
長寿命の転動体試料に観察される一方、Ｂタイプの組織
変化は比較的短寿命の試料に観察されることが判明し
た。

【００４５】表４は、未試験品と転動試験後の組織変化
形態の異なる試料から転動部を切り出し、鋼中の拡散性
水素量を測定した結果を示すものである。なお、測定に
は昇温脱離ガス分析装置（日本真空技術（株）製ＵＰＭ
−ＳＴ−２００Ｒ型）を用い、加熱温度６００℃以下に
て放出された水素量を拡散性水素量とした。

【００４６】

【表４】

【００４７】表４の結果から、短寿命でフレーキングを
生じたＢタイプの場合、Ａタイプに比べて水素侵入量が
多いことがわかる。このことからＢタイプは侵入水素に
起因する水素脆性的な剥離形態であると言うことができ
る。つまりは、侵入水素を抑制することによって組織変
化形態がＢタイプからＡタイプにシフトし、長寿命化す
るものと考えられる。

【００４８】表３から明らかなように、本発明に係わる
耐高面圧部材においては、転動疲労寿命試験の結果、Ａ
タイプの組織変化形態を呈しており、比較例に対して転
動疲労寿命が大幅に向上していることが確認された。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる耐
高面圧部材は、転動部における表面圧縮残留応力が７０
０ＭＰａ以上であるから、表面起点剥離の亀裂発生を抑
制することができ、しかも内部せん断応力によって内部
起点亀裂の表層への伝播を抑制することができる。そし
て、転動部表層には、平均膜厚０．２μｍ以上２０μｍ
以下のＮｉを含む合金皮膜が形成されていることから、
転動中のオイル分解などによって発生した水素の鋼中へ
の侵入が抑制され、水素に基づく早期剥離を防止するこ
とができ、転動疲労寿命を大幅に向上させることができ
るという極めて優れた効果をもたらすものである。

【００５０】また、本発明に係わる耐高面圧部材の製造
方法においては、機械構造用鋼からなる基材の転動面
に、Ｎｉを含む合金粉末からなる投射材を投射して合金
皮膜を形成するようにしていることから、転動面に圧縮
残留応力を付与することができると共に、皮膜残存性に
優れた合金皮膜を形成することができ、転動疲労寿命に
優れた本発明に係わる耐高面圧部材を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる耐高面圧部材の用途としてトロ
イダル式無段変速機の基本構造および変速原理を示す断
面図である。

【図２】図１に示したトロイダル式無段変速機における
パワーローラ内外輪の拡大断面図である。

【図３】本発明の実施例および比較例においてパワーロ
ーラ素材に施した熱処理条件を示す図である。

【図４】本発明の実施例および比較例において転動疲労
強度の評価に用いた軸受転動疲労試験機の構造を示す断
面図である。

【図５】（ａ）および（ｂ）は本発明の実施例および比
較例において剥離部近傍に観察された組織変化形態を示
す組織写真である。

【符号の説明】

６パワーローラ外輪（耐高面圧部材）６ａベアリング溝（転動部）７パワーローラ内輪（耐高面圧部材）７ａベアリング溝（転動部）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月２３日（２００１．４．２
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浦川順也愛知県名古屋市南区大同町２丁目30番地大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内 (72)発明者木野伸郎神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者尾谷敬造神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3J051 AA03 BD02 BE09 CA05 CB07 EC06 3J101 AA02 AA32 AA42 AA54 AA62 BA10 BA55 BA70 DA01 DA05 EA01 EA02 EA78 FA31 GA11 4K044 AA03 AB10 BA02 BA06 BB01 BC01 CA23 CA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械構造用鋼からなり、すべりを伴うこ
となく、あるいはすべりを伴って転がり接触する転動部
を備えた耐高面圧部材において、前記転動部における表
面圧縮残留応力が７００ＭＰａ以上である共に、転動部
表層にＮｉを含む合金皮膜が平均膜厚０．２μｍ以上２
０μｍ以下に形成されていることを特徴とする耐高面圧
部材。
【請求項２】前記表面圧縮残留応力が８００ＭＰａ以
上、前記合金皮膜の平均膜厚が０．２〜５μｍであるこ
とを特徴とする請求項１記載の耐高面圧部材。
【請求項３】質量比で、Ｃ：０．１５〜１．２％、Ｃ
ｒ：０．８〜２．５％、Ｍｏ：０．１５〜１．５％、Ｓ
ｉ：０．０５〜１．５％を含む機械構造用鋼からなるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の耐高面圧
部材。
【請求項４】合金皮膜のＮｉ含有量が質量比で６５〜
８５％であることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれかに記載の耐高面圧部材。
【請求項５】機械構造用鋼からなる基材の転動面に、
Ｎｉを含む合金粉末からなる投射材を投射して合金皮膜
を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４の
いずれかに記載の耐高面圧部材の製造方法。
【請求項６】上記投射材のＮｉ含有量が質量比で６５
〜８５％であることを特徴とする請求項５記載の耐高面
圧部材の製造方法。
【請求項７】上記投射材の平均粒径が０．１ｍｍ以下
であることを特徴とする請求項５または請求項６記載の
耐高面圧部材の製造方法。
【請求項８】合金皮膜形成処理前の基材転動面の面粗
度がＲａ０．０５以上であることを特徴とする請求項５
ないし請求項７のいずれかに記載の耐高面圧部材の製造
方法。
【請求項９】合金皮膜形成処理前に、基材表面より硬
い粉末を基材表面に投射する表面活性化処理を施すこと
を特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載
の耐高面圧部材の製造方法。
【請求項１０】質量比で、Ｃ：０．１５〜１．２％、
Ｃｒ：０．８〜２．５％、Ｍｏ：０．１５〜１．５％、
Ｓｉ：０．０５〜１．５％を含む機械構造用鋼に浸炭ま
たは浸炭窒化処理を施した基材を用いることを特徴とす
る請求項３ないし請求項９のいずれかに記載の耐高面圧
部材の製造方法。
【請求項１１】転がり軸受であることを特徴とする請
求項１ないし請求項４のいずれかに記載の耐高面圧部
材。
【請求項１２】トロイダル式無段変速機用の転動体で
あることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれ
かに記載の耐高面圧部材。