JP2003074660A

JP2003074660A - 無段変速機用転動体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2003074660A
Application number: JP2001317761A
Authority: JP
Inventors: Eiji Hirai; 英次平井; Mitsuhiro Okuhata; 充宏奥畑; Nobuo Kino; 伸郎木野; Keizo Otani; 敬造尾谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Nihon Parkerizing Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-03-12
Anticipated expiration: 2021-10-16
Also published as: JP4107556B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トロイダル式無段変速機において、とくにパ
ワーローラのベアリング溝部では、高面圧が加わるほ
か、トラクション力やラジアル方向の荷重を受けるの
で、転動疲労寿命が低下する恐れがあるという問題点が
あった。【解決手段】ディスク３，１２に潤滑油を介してパワ
ーローラ内輪７を接触させた構成を有する無段変速機に
用いる転動体であって、例えば転動体であるパワーロー
ラ内輪７の転動面であるベアリング溝部７ａに、ニッケ
ル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を形成し、被膜の厚さを
０．１〜２０μｍとすることにより、ミクロな金属接触
を低減させるとともに水素を透過し難い保護被膜形成に
より基材への水素の侵入を抑制することで水素脆性的な
短寿命剥離を抑制し、転動疲労寿命の向上を実現した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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および
その製造方法に関するものであり、その転動疲労強度向
上、主に、転動中のオイル分解等により発生した水素が
鋼中に侵入することを抑制することにより、侵入水素に
よる水素脆性的な短寿命剥離を抑制し、さらには曲げ疲
労強度も向上するようにした無段変速機用転動体および
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の無段変速機用転動体としては、例
えば特開平７−７１５５５号公報に記載されているもの
がある。同公報には、トロイダル式無段変速機におい
て、転動体である入力および出力のディスクやパワーロ
ーラに浸炭処理および研削仕上げを施し、転動面の耐疲
労割れ寿命の向上を図ることが記載されている。

【０００３】また、特開平１０−１８４８３６号公報に
は、トロイダル式無段変速機において、転動体に浸炭鋼
を用いると共に、その表面に研削仕上げ加工を施すこと
により、パワーローラ外輪のベアリング面溝部の転動疲
労強度を向上させて、耐久性に優れた転動体を得ること
が記載されている。さらに、特開２０００−２９１７５
７号公報には、パワーローラのベアリング溝部にショッ
トピーニング工法よって圧縮残留応力を付与することに
より、玉が軌道溝を転動する際に生じる接触面圧を緩和
して、パワーローラ軸受けの疲れ寿命低下を抑制するこ
とが記載されている。

【０００４】しかし、これらの従来技術は、転動中にオ
イル分解等により発生した水素が転動体中に侵入するこ
とで発生する水素脆性的な短寿命剥離を積極的に抑制す
るには至っていない。この水素侵入抑制を目的とした軸
受けとしては、特開平２−１９０６１５号公報に、グリ
ース封入軸受において軸受の転動面に黒染め処理により
四三酸化鉄の被膜を形成し、転動面の剥離を防止して寿
命の向上を図ることが記載されている。

【０００５】さらに、特開平６−３１３４３４号公報に
は、耐蝕性転がり軸受において、外輪、内輪、転動体お
よび保持器のうち少なくとも１つにニッケルめっきを施
し、塩水噴霧などの厳しい腐食条件下における耐蝕性や
なじみ性の向上を図ることが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トロイダル
式無段変速機は、入力および出力のディスクと、両ディ
スクに潤滑油を介して接触するパワーローラを備え、ト
ラクションドライブにより入力ディスクの回転がパワー
ローラを介して出力ディスクに伝達される。この際、各
ディスクとパワーローラの間には高い押し付け荷重が加
わり、とくに、パワーローラを構成するベアリング溝部
における接触面圧は最大で３ＧＰａを越えるものとな
る。そして、ベアリング溝部では、上記の高面圧に加え
て、トラクション力やラジアル方向の荷重を受けながら
ボールが転動するため、ミクロな金属接触や転がり摩擦
抵抗の増大に伴う表面接線力の増大により、転動疲労寿
命が低下する恐れがあるという問題点があり、従来では
このような問題点を解決することが課題であった。

【０００７】また、グリースで潤滑を行う軸受では、ミ
クロな金属接触により転動面に形成された新生面が触媒
的な作用をして、グリースと転動面の間でトライボケミ
カル的な反応を促進し、化学分解により生成した水素が
基材中に侵入し、転動疲労寿命が低下する恐れがあると
いう問題点があった。

【０００８】この対策としては、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、作業環境が劣悪であり、工業的には好ましくない。
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化では皮膜の残存性が
不充分であり、十分な水素侵入抑制効果が発揮できない
場合がある。さらに、鋼中の介在物周辺に水素が濃化し
ている場合、介在物起点の曲げ疲労強度を低下させるこ
とがあるという報告がある。（鉄と鋼・Ｖｏｌ．８６
（２０００）Ｎｏ．１１の第６９頁）

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、比較的簡単な表面処理により、ミクロな
金属接触による新生面の形成を低減させるとともに水素
が透過し難い保護被膜を形成して基材への水素の侵入を
抑制し、転動疲労寿命の向上、とくに、転動中のオイル
分解等により発生した水素が基材中に侵入することで発
生する水素脆性的な短寿命剥離の抑制を実現すると共
に、転動中に侵入してくる水素を低減することで鋼中の
水素濃度を低下させ、介在物起点の曲げ疲労強度を向上
させることができる無段変速機用転動体およびその製造
方法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】本発明に係わる無段変速
機用転動体は、請求項１として、ディスクに潤滑油を介
してパワーローラを接触させた構成を有する無段変速機
に用いる転動体であって、転動面にニッケル（Ｎｉ）を
主成分とする被膜を形成すると共に、被膜の厚さを０．
１〜２０μｍとした構成とし、請求項２として、被膜の
厚さが０．１〜１０μｍである構成とし、請求項３とし
て、被膜の厚さが０．５〜７μｍである構成とし、請求
項４として、被膜の表面粗さがＲａ０．１以下である構
成とし、請求項５として、ニッケル（Ｎｉ）を主成分と
する被膜を形成させた後の母材の表面粗さがＲａ０．１
以下である構成とし、請求項６として、被膜の硬度がＨ
ｖ３００以上である構成とし、請求項７として、被膜の
硬度がＨｖ３００〜７００である構成とし、請求項８と
して、被膜中に、０．１〜１２質量％のりん（Ｐ）を含
有している構成としており、上記構成をもって従来の課
題を解決するための手段としている。

【００１１】また、本発明に係わる無段変速機は、請求
項９に記載しているように、ディスクに潤滑油を介して
パワーローラを接触させた構成を有する無段変速機にお
いて、請求項１〜８のいずれかに記載の被膜をディスク
およびパワーローラの少なくとも一方の転がり接触をす
る部位に形成したことを特徴とし、請求項１０に記載し
ているように、ディスクに潤滑油を介してパワーローラ
を接触させた構成を有する無段変速機において、請求項
１〜８のいずれかに記載の被膜をディスクおよびパワー
ローラの少なくとも一方のトラクション面に形成したこ
とを特徴とし、請求項１１に記載しているように、ディ
スクに潤滑油を介してパワーローラを接触させた構成を
有する無段変速機において、請求項１〜８のいずれかに
記載の被膜を少なくともパワーローラのベアリング溝部
に形成したことを特徴としている。

【００１２】さらに、本発明に係わる無段変速機用転動
体の製造方法は、請求項１２として、ディスクに潤滑油
を介してパワーローラを接触させた構成を有する無段変
速機に用いる転動体を製造するに際し、転動体の転動面
に、ストライクめっきまたは電気めっきを各々単独また
は両方、あるいはストライクめっきと無電解めっきを複
合して施すことによりニッケル（Ｎｉ）を主成分とする
被膜を形成する構成とし、請求項１３として、転動体に
ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするストライクめっきを施
すに際し、印加する電流として０．１×１０²〜１０×
１０²Ａ／ｍ²の電流密度の電流を用いる構成とし、請求
項１４として、転動体にニッケル（Ｎｉ）を主成分とす
るストライクめっきを施すに際し、印加する電流として
０．１×１０²〜５×１０²Ａ／ｍ²の電流密度の電流を
用いる構成とし、請求項１５として、転動体に電気めっ
きによりニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を形成す
るに際し、印加する電流として０．１×１０²〜１０×
１０²Ａ／ｍ²の電流密度の電流を用いる構成とし、請求
項１６として、転動体にめっき処理を施した後、２００
℃以下の温度でベーキング処理を行う構成としており、
上記構成をもって従来の課題を解決するための手段とし
ている。

【００１３】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる無段変速機用
転動体では、ディスクに潤滑油を介してパワーローラを
接触させた構成を有する無段変速機に用いる転動体にお
いて、その転動面にニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被
膜を形成しているので、被膜により、ミクロな金属接触
による新生面の生成が抑制されると共に、ニッケル（Ｎ
ｉ）が水素の透過し難い保護被膜として作用し、転動中
のトライボケミカル反応等により生成された水素の基材
への侵入が抑制される。ここで、当該無段変速機用転動
体では、被膜の厚さを０．１〜２０μｍとしている。こ
れは、被膜の厚さを０．１μｍよりも小さくすると、金
属接触の低減効果や基材に対する水素の侵入の抑制効果
が不充分になり、被膜の厚さを２０μｍよりも大きくす
ると、被膜の厚さの増大とともに被膜内の応力が過大に
なって比較的早期に被膜剥離が発生し、耐フレーキング
性の向上つまり転動疲労寿命の向上にあまり寄与しなく
なるからである。

【００１４】本発明の請求項２に係わる無段変速機用転
動体では、被膜の厚さを０．１〜１０μｍとしている。
これにより、水素侵入の抑制効果および金属接触の低減
効果を得るための品質がより安定し且つ生産性も向上す
る。

【００１５】本発明の請求項３に係わる無段変速機用転
動体では、被膜の厚さを０．５〜７μｍとしている。こ
れにより、水素侵入の抑制効果および金属接触の低減効
果を得るための品質がより一層安定し且つ生産性もさら
に向上する。

【００１６】本発明の請求項４に係わる無段変速機用転
動体では、被膜の表面粗さをＲａ０．１以下としてい
る。これは、表面粗さＲａを０．１よりも大きくする
と、転動部での金属接触率が増加し、転動部の温度上昇
に伴う素材の軟化や相手材を含めた表面損傷による表面
起点型の転動疲労寿命が低下するからである。なお、表
面粗さＲａの測定は、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４やＪ
ＩＳＢ０６５１に準処したものである。

【００１７】本発明の請求項５に係わる無段変速機用転
動体では、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を形
成させた後の母材の表面粗さがＲａ０．１以下としてい
る。これは、繰り返し摺動する転動面においてはニッケ
ルめっきの摩耗を伴い、やがて大部分の被膜が摩耗によ
り消失して母材が摺動面となった場合に、母材の表面粗
さＲａを０．１よりも大きくすると、転動部での金属接
触率が増加し、転動部の温度上昇に伴う素材の軟化や相
手材を含めた表面損傷による表面起点型の転動疲労寿命
が低下するからである。なお表面粗さＲａの測定は、請
求項４と同様に、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４やＪＩＳ
Ｂ０６５１に準処したものである。

【００１８】本発明の請求項６に係わる無段変速機用転
動体では、被膜の硬度をＨｖ３００以上としている。こ
れは、被膜の硬度をＨｖ３００よりも小さくすると、被
膜の耐摩耗性が不充分となり、優れた性能を持続的に得
ることが困難になるからである。なお、硬度Ｈｖは、め
っき処理を施した状態、もしくはめっき処理後に２００
℃以下の温度でベーキング処理を施した状態での硬度で
あり、その測定は、ＪＩＳＢ７７２５やＪＩＳＺ２２４
４に準処したものである。

【００１９】本発明の請求項７に係わる無段変速機用転
動体では、被膜の硬度をＨｖ３００〜７００としてい
る。これは、被膜の硬度をＨｖ３００よりも小さくする
と、前述の如く被膜の耐摩耗性が不充分となり、被膜の
硬度をＨｖ７００よりも大きくすると、とくに被膜の厚
さを１０〜２０μｍと比較的厚くした場合に被膜の応力
が増大し、接触面圧が高面圧の摺動条件下において被膜
の脆性的な割れを生じる恐れがあるからである。

【００２０】本発明の請求項８に係わる無段変速機用転
動体では、被膜中に、０．１〜１２質量％のりん（Ｐ）
を含有している。これは、りん（Ｐ）の含有量を０．１
質量％よりも小さくすると、被膜の耐摩耗性が不充分に
なり、りん（Ｐ）の含有量を１２質量％よりも大きくす
ると、被膜の靭性が損なわれ、被膜の脆性的な割れや剥
離を生じる恐れがあるからである。つまり、被膜中のり
ん（Ｐ）の含有量を０．１〜１２質量％とすることで、
Ｎｉ₃Ｐの析出硬化により被膜の耐摩耗性が向上し、被
膜の優れた性能が持続的に得られる。

【００２１】本発明の請求項９に係わる無段変速機で
は、ディスクに潤滑油を介してパワーローラを接触させ
た構成を有する無段変速機において、ディスクおよびパ
ワーローラの少なくとも一方の転がり接触をする部位
に、請求項１〜８のいずれかに記載の被膜を形成してい
る。

【００２２】ここで、無段変速機において転がり接触を
する部位を図５に示す。図示のトロイダル式無段変速機
は、エンジン側に連結される入力軸１０１と、軸線方向
に所定範囲だけ移動可能な入力側ディスク１０３と、軸
線回りに回転自在な出力側ディスク１１２と、入力側デ
ィスク１０３を出力側ディスク１１２に向けて押圧する
押圧装置１０２と、両ディスク１０３，１１２間に配置
した一対のトラニオン１０４を備えており、各ディスク
１０３，１１２およびトラニオン１０４から成る構成を
２組備えたものとなっている。

【００２３】一対のトラニオン１０４には、それぞれピ
ボットシャフト１０５が取付けてある。各ピボットシャ
フト１０５には、パワーローラ外輪１０６が固定してあ
ると共に、ベアリングを構成する複数のボール１０８お
よびラジアルニードル軸受１０９を介してパワーローラ
内輪１０７が軸回りに回転自在に取付けてある。パワー
ローラ内輪１０７は、潤滑油を介して各ディスク１０
３，１１２の転動面１０３ａ，１１２ａに接触してい
る。また、両出力側ディスク１１２は、入力軸１０１と
の間にラジアルニードル軸受１１３が介装してあると共
に、入力軸１０１の軸線回りに回転する出力ギア１１４
に連結してある。

【００２４】上記の無段変速機は、入力軸１０１が回転
すると、押圧装置１０２を介して入力側ディスク１０３
が回転し、この入力側ディスク１０３の回転により、そ
の転動面１０３ａに対して転がり接触する一対のパワー
ローラ内輪１０７がそれぞれ回転し、これらパワーロー
ラ内輪１０７と転動面１１２ａにて接触する出力側ディ
スク１１２が回転し、この出力側ディスク１１２ととも
に出力ギア１１４が回転する。そして、入力軸１０１か
ら出力ギア１１４に回転伝達を行う間に、紙面垂直方向
の図示しない回動軸を中心にしてトラニオン１０４とと
もにパワーローラ内輪１０７を回動させ、各ディスク１
０３，１１２に対するパワーローラ内輪１０７の接触位
置を移動させることで変速比を無段階的に変化させる。

【００２５】上記の無段変速機において、転がり接触を
する部位としては、各ディスク１０３，１１２の転動面
１０３ａ，１１２ａ、パワーローラ内輪１０７の転動面
１０７ａ、パワーローラ外輪１０６および内輪１０７の
ベアリング溝部１０６ｂ，１０７ｂ、ピボットシャフト
１０５とパワーローラ内輪１０７の間に介装したラジア
ルニードル軸受１０９、および入力軸１０１と出力側デ
ィスク１１２の間に介装したラジアルニードル軸受１１
３などが挙げられる。また、とくに曲げ応力がかかる部
位としては、パワーローラ外輪１０６の内周部Ｆ１や各
ディスク１０３，１１２の小径部Ｆ２，Ｆ３などが挙げ
られる。

【００２６】そして、当該無段変速機では、上記の転が
り接触をする部位の一部あるいは全部に被膜を形成して
おり、この被膜により、金属接触の低減や基材に対する
水素の侵入が抑制され、各部位の転動疲労寿命が向上す
る。また、転がり接触する部位からの各部品への水素の
侵入が抑制されることにより、部品全体としての鋼中含
有水素量が低下するため、曲げ応力がかかる部位の水素
濃度も低下し、各部品の曲げ疲労強度が向上する。な
お、当然のことながら、図５に符号を付して説明した部
位以外のベアリング類に被膜を形成することも可能であ
る。

【００２７】本発明の請求項１０に係わる無段変速機で
は、ディスクに潤滑油を介してパワーローラを接触させ
た構成を有する無段変速機において、高面圧を受ける部
分としてディスクおよびパワーローラの少なくとも一方
のトラクション面、すなわち図５に示す各ディスク１０
３，１１２やパワーローラ内輪１０７の転動面１０３
ａ，１１２ａ，１０７ａの一部あるいは全部に、請求項
１〜８のいずれかに記載の被膜を形成しているので、こ
の被膜により、金属接触の低減や基材に対する水素の侵
入が抑制され、トラクション面の転動疲労寿命が向上す
る。また、トラクション面からディスクやパワーローラ
への水素の侵入が抑制されることにより、全体としての
鋼中含有水素量が低下するため、曲げ応力がかかる部位
の水素濃度も低下し、ディスクやパワーローラの曲げ疲
労強度が向上する。

【００２８】本発明の請求項１１に係わる無段変速機で
は、ディスクに潤滑油を介してパワーローラを接触させ
た構成を有する無段変速機において、高面圧で且つ負荷
回数が最大になる部分として少なくともパワーローラの
ベアリング溝部、すなわち図５に示すベアリング溝部１
０６ｂ，１０７ｂに、請求項１〜８のいずれかに記載の
被膜を形成しているので、この被膜により、金属接触の
低減や基材に対する水素の侵入の抑制が成され、被膜の
優れた性能が持続的に得られると共に、ベアリング溝部
の転動疲労寿命が向上する。また、ベアリング溝部から
基材への水素の侵入が抑制されることにより、基材全体
としての鋼中含有水素量が低下するため、曲げ応力がか
かる部位の水素濃度も低下し、基材の曲げ疲労強度が向
上する。

【００２９】本発明の請求項１２に係わる無段変速機用
転動体の製造方法では、転動体の転動面に、ストライク
めっきまたは電気めっきを各々単独または両方、あるい
はストライクめっきと無電解めっきを複合して施すこと
により、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を形成す
る。つまり、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするめっきを
施すことで、基材に対する耐摩耗性が向上し、被膜の優
れた性能が持続的に得られる。なお、ストライクめっき
を単独、あるいは電気めっきまたは無電解めっきとの複
合によりニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を基材上
に形成させた場合、基材に対する被膜の密着性がより向
上し、優れた性能をより持続的に得ることができる。

【００３０】本発明の請求項１３に係わる無段変速機用
転動体の製造方法では、転動体にニッケル（Ｎｉ）を主
成分とするストライクめっきを施すに際し、印加する電
流として０．１×１０²〜１０×１０²Ａ／ｍ²（０．１
〜１０Ａ／ｄｍ²）の低い電流密度の電流を用いる。こ
れは、０．１×１０²Ａ／ｍ²（０．１Ａ／ｄｍ²）より
も小さい電流密度では、生産性が不充分なものとなり、
１０×１０²Ａ／ｍ²（１０Ａ／ｄｍ²）よりも大きい電
流密度では、生産性は上がるものの、形成しためっき被
膜の表面粗さが粗くなる傾向にあり、品質を安定して確
保することが困難になるからである。

【００３１】本発明の請求項１４に係わる無段変速機用
転動体の製造方法では、転動体にニッケル（Ｎｉ）を主
成分とするストライクめっきを施すに際し、印加する電
流として０．１×１０²〜５×１０²Ａ／ｍ²（０．１〜
５Ａ／ｄｍ²）の低い電流密度の電流を用いる。これに
より生産性の低下を最大限に抑制しつつ、形成しためっ
き被膜の表面粗さが向上するので、より安定した品質を
確保できる。

【００３２】本発明の請求項１５に係わる無段変速機用
転動体の製造方法では、転動体に電気めっきによりニッ
ケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を形成するに際し、印
加する電流として０．１×１０²〜１０×１０²Ａ／ｍ²
（０．１〜１０Ａ／ｄｍ²）の電流密度の電流を用い
る。これは、０．１×１０²Ａ／ｍ²（０．１Ａ／ｄ
ｍ²）よりも小さい電流密度では、生産性が不充分なも
のとなり、１０×１０²Ａ／ｍ²（１０Ａ／ｄｍ²）より
も大きい電流密度では、生産性は上がるものの、形成し
ためっき被膜の表面粗さが粗くなる傾向にあり、品質を
安定して確保することが困難になるからである。

【００３３】本発明の請求項１６に係わる無段変速機用
転動体の製造方法では、転動体にめっき処理を施した
後、２００℃以下の温度条件下でベーキング処理を行
う。これにより、電気めっきあるいは無電解めっきの際
に基材もしくは被膜内に侵入した水素、および浸炭焼入
れあるいは浸炭窒化焼入れ等の熱処理の際に基材に侵入
した水素が放出される。ここで、ベーキング処理時の温
度を２００℃よりも高くすると、ベーキングによる脱水
素量は増加するものの、基材が高温保持により軟化した
り、ショットピーニング等により圧縮残留応力を付与し
た部位の残留応力が低下したりする場合がある。したが
って、ベーキング処理時の温度を２００℃以下とするこ
とにより、脱水素効果を確保しつつ基材の軟化や残留応
力の低下を防止する。また、ベーキング処理は、真空炉
にて行うのがより望ましく、これにより脱水素効果がさ
らに高められる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる無段変速機用
転動体によれば、ディスクに潤滑油を介してパワーロー
ラを接触させた構成を有する無段変速機に用いる転動体
において、転動面に、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし且
つ厚さが０．１〜２０μｍの被膜を形成したことによ
り、比較的簡単な表面処理でありながら、ミクロな金属
接触を充分に低減させることができると共に、基材への
水素の侵入を充分に抑制することができ、転動体の転動
疲労寿命を大幅に向上させて、被膜の優れた性能を長期
にわたって維持することができる。

【００３５】本発明の請求項２に係わる無段変速機用転
動体によれば、請求項１と同様の効果を得ることがで
き、とくに、被膜の厚さを０．１〜１０μｍとしたこと
で、水素侵入の抑制効果および金属接触の低減効果を得
るための品質をより安定させることができ、生産性の向
上も実現することができる。

【００３６】本発明の請求項３に係わる無段変速機用転
動体によれば、請求項１と同様の効果を得ることがで
き、とくに、被膜の厚さを０．５〜７μｍとしたこと
で、水素侵入の抑制効果および金属接触の低減効果を得
るための品質がより一層安定させることができ、生産性
のさらなる向上を実現することができる。

【００３７】本発明の請求項４に係わる無段変速機用転
動体によれば、請求項１〜３同様の効果を得ることがで
きるうえに、被膜の表面粗さをＲａ０．１以下としたこ
とにより、転動部での金属接触率の増加や表面損傷によ
る表面起点型の転動疲労寿命の低下をより確実に防止す
ることができる。

【００３８】本発明の請求項５に係わる無段変速機用転
動体によれば、請求項１〜４同様の効果を得ることがで
きるうえに、被膜を形成させた後の、母材の表面粗さを
Ｒａ０．１以下としたことにより、摩耗により被膜の大
部分が消失して母材が摺動面となった場合でも、転動部
での金属接触率の増加や表面損傷による表面起点型の転
動疲労寿命の低下を抑制することができる。

【００３９】本発明の請求項６に係わる無段変速機用転
動体によれば、請求項１〜５と同様の効果を得ることが
できるうえに、被膜の硬度をＨｖ３００以上としたこと
により、被膜の耐摩耗性を充分に確保することができ、
被膜の優れた性能をより持続的に得ることができる。

【００４０】本発明の請求項７に係わる無段変速機用転
動体によれば、請求項１〜６と同様の効果を得ることが
できるうえに、被膜の硬度をＨｖ３００〜７００の範囲
としたことにより、被膜の耐摩耗性を維持しつつ被膜を
比較的厚くした場合でも被膜の応力を抑制し、被膜の脆
性的な割れや剥離を防止することができる。

【００４１】本発明の請求項８に係わる無段変速機用転
動体によれば、請求項１〜７と同様の効果を得ることが
できるうえに、被膜中に、０．１〜１２質量％のりん
（Ｐ）を含有させたことにより、被膜の耐摩耗性をより
一層向上させることができると共に、被膜の靭性を確保
して被膜の脆性的な割れや剥離を確実に防止することが
でき、被膜の優れた性能をより持続的に得ることができ
る。

【００４２】本発明の請求項９に係わる無段変速機によ
れば、ディスクに潤滑油を介してパワーローラを接触さ
せた構成を有する無段変速機において、ディスクおよび
パワーローラの少なくとも一方の転がり接触をする部位
に、請求項１〜８のいずれかに記載の被膜を形成したこ
とにより、転がり接触をする各部位の転動疲労強度およ
び曲げ疲労強度を大幅に向上させて、長期にわたって優
れた性能を維持することができ、これにより無段変速機
全体の耐久性能を著しく高めることができると共に、ユ
ニットの大容量化や小型化も実現することができる。

【００４３】本発明の請求項１０に係わる無段変速機に
よれば、ディスクに潤滑油を介してパワーローラを接触
させた構成を有する無段変速機において、ディスクおよ
びパワーローラの少なくとも一方のトラクション面に、
請求項１〜８のいずれかに記載の被膜を形成したことに
より、高面圧を受けるトラクション面の転動疲労強度お
よびディスクやパワーローラの曲げ疲労強度を大幅に向
上させて、長期にわたって優れた性能を維持することが
でき、これにより無段変速機全体の耐久性能を著しく高
めることができると共に、ユニットの大容量化や小型化
も実現することができる。

【００４４】本発明の請求項１１に係わる無段変速機に
よれば、ディスクに潤滑油を介してパワーローラを接触
させた構成を有する無段変速機において、少なくともパ
ワーローラのベアリング溝部に、請求項１〜８のいずれ
かに記載の被膜を形成したことにより、高面圧で且つ負
荷回数が最大となるベアリング溝部における転動疲労強
度および曲げ疲労強度を大幅に向上させて、長期にわた
って優れた性能を維持することができ、これにより無段
変速機全体の耐久性能を著しく高めることができると共
に、ユニットの大容量化や小型化も実現することができ
る。

【００４５】本発明の請求項１２に係わる無段変速機用
転動体の製造方法によれば、比較的簡単な表面処理を採
用したうえで、ミクロな金属接触の低減や基材への水素
の侵入を抑制して転動疲労寿命の大幅な向上を実現し得
る転動体を得ることができ、とくに、ニッケル（Ｎｉ）
を主成分とするストライクめっきを施すことにより、基
材に対する被膜の密着性および耐摩耗性を高めることが
でき、被膜の優れた性能を持続的に得ることができる。

【００４６】本発明の請求項１３に係わる無段変速機用
転動体の製造方法によれば、請求項１２と同様の効果を
得ることができるうえに、転動体にニッケル（Ｎｉ）を
主成分とするストライクめっきを施す際に、０．１×１
０²〜１０×１０²Ａ／ｍ²（０．１〜１０Ａ／ｄｍ²）の
電流密度の電流を印加することで、生産性を高めること
ができると共に、被膜の表面粗さを適切なものにして安
定した品質を確保することができる。

【００４７】本発明の請求項１４に係わる無段変速機用
転動体の製造方法によれば、請求項１２と同様の効果を
得ることができるうえに、転動体にニッケル（Ｎｉ）を
主成分とするストライクめっきを施す際に、０．１×１
０²〜５×１０²Ａ／ｍ²（０．１〜５Ａ／ｄｍ²）のより
低い電流密度の電流を印加することで、生産性の低下を
最大限に抑制しつつ、被膜の表面粗さを適切なものにし
てより安定した品質を確保することができる。

【００４８】本発明の請求項１５に係わる無段変速機用
転動体の製造方法によれば、請求項１２〜１４と同様の
効果を得ることができるうえに、転動体に電気めっきに
よりニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を形成する際
に、０．１×１０²〜１０×１０²Ａ／ｍ²（０．１〜１
０Ａ／ｄｍ²）の電流密度の電流を印加することで、請
求項１３、１４と同様に、生産性を高めることができる
と共に、被膜の表面粗さを適切なものにして安定した品
質を確保することができる。

【００４９】本発明の請求項１６に係わる無段変速機用
転動体の製造方法によれば、請求項１２〜１５と同様の
効果を得ることができるうえに、転動体にめっき処理を
施した後、２００℃以下の温度条件下でベーキング処理
を行うことにより、基材の軟化や残留応力の低下を防止
しつつ充分な脱水素効果を得ることができ、品質のさら
なる安定化を実現することができる。また、ベーキング
処理を真空炉で行えば脱水素効果をより一層高めること
ができる。

【００５０】

【実施例】図１は、本発明に係わる無段変速機および無
段変速機用転動体の一実施例を説明する図である。

【００５１】図１（ａ）に示すトロイダル式無段変速機
は、入力軸１、押圧装置２、入力側ディスク３、一対の
トラニオン４、出力側ディスク１２および出力軸１３等
により構成されている。

【００５２】一対のトラニオン４には、それぞれピボッ
トシャフト５が取付けてある。各ピボットシャフト５に
は、パワーローラ外輪６が固定してあると共に、ベアリ
ングを構成する複数のボール８およびラジアルニードル
軸受９を介してパワーローラ内輪７が軸回りに回転自在
に取付けてある。パワーローラ内輪７は、潤滑油を介し
て各ディスク３，１２の転動面３ａ，１２ａに接触して
いる。

【００５３】上記の無段変速機は、入力軸１が回転する
と、カム板２ａ、保持器２ｂおよびローラ２ｃから成る
押圧装置２を介して入力側ディスク３が回転し、この入
力側ディスク３の回転により、その転動面３ａに対して
転がり接触する一対のパワーローラ内輪７がそれぞれ回
転し、これらパワーローラ内輪７と転動面１２ａにて接
触する出力側ディスク１２が回転し、この出力側ディス
ク１２とともに出力軸１３が回転する。

【００５４】そして、上記の如く入力軸１から出力軸１
３に回転伝達を行う間に、図中仮想線で示す回動軸１０
を中心にしてトラニオン４とともにパワーローラ内輪７
を回動させ、各ディスク３，１２に対するパワーローラ
内輪７の接触位置を移動させることで変速比を無段階的
に変化させる。

【００５５】上記の無段変速機において、転動体として
は、各転動面３ａ，１２ａを有するディスク３，１２、
両ディスク３，１２に接触する転動面を有するパワーロ
ーラ内輪７および外輪６が挙げられる。このとき、パワ
ーローラ内輪７および外輪６では、ボール８と接触する
ベアリング溝部７ａ，６ａも転動面である。

【００５６】そして、本発明に係わる無段変速機では、
図１（ｂ）に示すように、回転伝達時に高面圧が加わる
部分として、少なくともパワーローラ内輪７および外輪
６のベアリング溝部７ａ，６ａにニッケル（Ｎｉ）を主
成分とする被膜が形成してある。このとき、被膜は、厚
さを０．１〜２０μｍとし、その表面粗さをＲａ０．１
以下とし、被膜形成後の母材の表面粗さをＲａ０．１以
下としている。また、被膜の硬度をＨｖ３００以上と
し、さらに、被膜中に０．１〜１２質量％のりん（Ｐ）
を含有したものとなっている。

【００５７】すなわち、ベアリング溝部７ａ，６ａに、
ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を形成すること
で、ミクロな金属接触による新生面の生成を抑制すると
共に、転動中のトライボケミカル反応等により生成され
た水素の基材への侵入を抑制して、転動疲労寿命を向上
させるようにしており、この際、被膜の厚さを０．１〜
２０μｍとすることで、金属接触の低減効果や基材に対
する水素の侵入の抑制効果をより充分なものにし、ま
た、比較的早期に被膜剥離が発生するような事態も防止
している。

【００５８】さらに、ベアリング溝部７ａ，６ａに形成
した被膜および被膜形成後の母材は、その表面粗さをＲ
ａ０．１以下とすることで、転動部での金属接触率の増
加や、転動部の温度上昇に伴う素材の軟化や相手材を含
めた表面損傷による表面起点型の転動疲労寿命の低下を
防止することができる。そして、ベアリング溝部７ａ，
６ａに形成した被膜の硬度をＨｖ３００以上とすること
で、充分な耐摩耗性を確保し、０．１〜１２質量％のり
ん（Ｐ）を含有させることで、Ｎｉ₃Ｐの析出硬化によ
り耐摩耗性を充分に確保すると共に、被膜の靭性低下に
伴う被膜の脆性的な割れや剥離の発生を防止して、優れ
た性能が持続的に得られるものとなっている。

【００５９】また、上記被膜は、ベアリング溝部７ａ，
６ａのほか、各ディスク３，１２の転動面３ａ，１２ａ
やパワーローラ内輪７の転動面にも形成することが可能
であり、その具体的な製造方法としては、転動体にスト
ライクめっきまたは電気めっきを各々単独または両方、
あるいはストライクめっきと無電解めっきを複合して施
すことで、転動面にニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被
膜を形成する。

【００６０】つまり、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする
ストライクめっきを施すことで、基材に対する被膜の密
着性および耐摩耗性が向上する。また、転動体にストラ
イクめっきを施す際には、印加する電流として０．１×
１０²〜１０×１０²Ａ／ｍ²の低い電流密度の電流を用
いることが望ましく、さらに、転動体に電気めっきを施
す際には、印加する電流として０．１×１０²〜１０×
１０²Ａ／ｍ²の電流密度の電流を用いることが望まし
く、これらの電流設定により、生産性が充分なものにな
ると共に、形成しためっき被膜の表面粗さが適切なもの
となって品質が安定する。

【００６１】さらに、めっき処理を施した後、２００℃
以下の温度条件下でベーキング処理を行うことで、基材
の軟化や残留応力の低下を防止しつつ充分な脱水素効果
を得ることができ、品質のさらなる安定化を実現でき
る。また、ベーキング処理を真空炉で行えば、脱水素効
果をより一層高めることができる。

【００６２】次に、本発明に係わる無段変速機用転動体
に関し、いくつかの実施例および比較例を説明する。

【００６３】後記する各実施例および比較例のいずれの
試料も図１（ｂ）に示すパワーローラ内輪７および外輪
６である。これらの試料は、表１に示す組成すなわち
Ｃ：０．２質量％、Ｓｉ：０．２５質量％、Ｍｎ：０．
８質量％、Ｃｒ：１．１質量％、Ｍｏ：０．１５質量
％、Ｐ：０．０１５質量％、Ｓ：０．００９質量％を含
有する鉄鋼製素材を鍛造成形したのち粗加工し、図２に
示す熱処理条件すなわち９５０℃で１０〜２０時間加熱
し、８５０℃で１時間保温し、６０℃の油中で冷却し、
その後、８４０℃で１時間加熱し、６０℃の油中で冷却
し、１７０℃で２時間保温する工程により浸炭窒化処理
を行った。

【００６４】

【表１】

【００６５】そして、パワーローラ内輪７および外輪６
のベアリング溝部７ａ，６ａに研削超仕上げを行い、仕
上げ加工後のパワーローラ内輪７および外輪６に、下記
のめっき条件によりニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被
膜を形成した。なお、完成後のベアリング溝部７ａ，６
ａの母材部分は、表面粗さＲａが０．０２〜０．１０程
度になり、表面硬さＨｖが７００〜７２０程度になるよ
うにした。

【００６６】（めっき浴の組成Ａ〜Ｃ）Ａストライクめっき浴（Ｎｉ系）塩化ニッケル２００ｇ／Ｌ塩酸８０ｇ／Ｌほう酸３０ｇ／ＬｐＨ１以下めっき浴温度５０〜５５℃ 電流密度０．１×１０²〜１０×１０²Ａ／ｍ²（０．１〜１０Ａ／ｄｍ²）Ｂ電気めっき浴（Ｎｉ系）６０％スルファミン酸ニッケル８００ｇ／Ｌ塩化ニッケル１５ｇ／Ｌほう酸４５ｇ／Ｌサッカリンソーダ５ｇ／Ｌ５０％次亜リン酸０ｇ／Ｌ，０．６ｇ／Ｌ，１ｇ／ＬｐＨ４〜５めっき浴温度５５〜６０℃ 電流密度０．１×１０²〜１０×１０²Ａ／ｍ²（０．１〜１０Ａ／ｄｍ²）Ｃ無電解めっき浴（Ｎｉ系）塩化ニッケル１６ｇ／Ｌ次亜リン酸ナトリウム２４ｇ／Ｌ，３５ｇ／Ｌコハク酸ナトリウム１６ｇ／Ｌリンゴ酸１８ｇ／Ｌジエチルアミン１０ｇ／ＬｐＨ５〜６めっき浴温度９０〜９５℃

【００６７】また、各測定値の測定方法は以下の通りで
ある。被膜の厚さは、転動体の転動面に形成した被膜の
断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することによ
り測定した。

【００６８】被膜の表面粗さＲａは、触針式表面粗さ測
定装置を用い、カットオフ０．０８ｍｍで測定した。な
お測定装置は、ＪＩＳＢ０６５１（触針式表面粗さ測定
器）に準処するものである。

【００６９】被膜を形成した後の母材の表面粗さＲａ
は、軸受転動疲労試験装置を用いたベアリング溝部の転
動疲労寿命試験実施後の供試材をめっき被膜剥離液（シ
アン系めっき被膜剥離液／商品名；キザイ（株）製リッ
プマスター＃１２１９）に浸漬し、めっき被膜のみを完
全に化学的に除去後、ベアリング溝部の非転動部分に対
して触針式表面粗さ測定装置を用いてカットオフ０．０
８ｍｍで測定した。なお測定装置はＪＩＳ−Ｂ−０６５
１（触針式表面粗さ測定器）に準拠するものである。

【００７０】作製した転動体の被膜硬度は、被膜が薄い
ためにその断面方向から市販のマイクロビッカース硬度
計を用いて測定することが難しい場合（とくに被膜の厚
さが１０μｍ以下の場合）があるので、ニッケル（Ｎ
ｉ）を主成分とする被膜を電気めっきあるいは無電解め
っきにより形成する際に、その処理時間だけを規定より
も長くし、その他は同一条件とし、ニッケルを主成分と
する被膜の厚さが３０μｍ程度になるようにしたものを
供試材として測定を行った。

【００７１】すなわち、被膜の硬度測定は、ニッケルを
主成分とする被膜の厚さが３０μｍ程度になるように作
製した転動体を供試材とし、供試材をマイクロカッター
で切断して樹脂に埋め込み、断面を研磨加工した後、被
膜の断面方向から市販のマイクロビッカース硬度計を用
いて、試験荷重０．４９Ｎ（０．０５ｋｇｆ）を負荷し
て行った。なお、マイクロビッカース硬度計は、ＪＩＳ
Ｂ７７２５（ビッカース硬さ試験−試験機の検証）に準
処するものである。また、上記試験を実施するうえで
は、ＪＩＳＺ２２４４（ビッカース硬さ試験−試験の検
証）を基礎とするが、供試材の形状を考慮して上記方法
にて測定した。

【００７２】被膜中のりん（Ｐ）の含有量は、蛍光Ｘ線
分析装置を用いて測定した。すなわち、りんの含有量が
既知で且つ含有量が異なる複数個のサンプルを測定し、
この際の強度により強度−含有量の検量線を作成した。
そして、本発明の転動体を適当なサイズに切断し、サン
プルと同様の条件で測定し、その測定強度を前述の検量
線に基づいてりんの含有量に換算した。

【００７３】（実施例１〜７，１１，１７，１８）パワ
ーローラ内輪および外輪のベアリング溝部に、ストライ
クめっき浴Ａを使用してニッケル（Ｎｉ）を主成分とす
るストライクめっきを施したのち、電気めっき浴Ｂを使
用してニッケルを主成分とする被膜を形成した。なお、
電気めっきにより被膜を形成する際に、実施例５では、
５０％次亜リン酸を０．６ｇ／Ｌ添加した浴を、実施例
６では、５０％次亜リン酸を１ｇ／Ｌ添加した浴を、実
施例１〜４，７，１１，１７，１８では、５０％次亜リ
ン酸を添加しない浴を使用した。

【００７４】（実施例８〜１０）パワーローラ内輪およ
び外輪のベアリング溝部に、ストライクめっき浴Ａを使
用してニッケル（Ｎｉ）を主成分とするストライクめっ
きを施したのち、無電解めっき浴Ｃを使用してニッケル
を主成分とする被膜を形成した。なお、無電解めっきに
より被膜を形成する際に、実施例８および９では、次亜
リン酸ナトリウムを２４ｇ／Ｌ添加した浴を、実施例１
０では、次亜リン酸ナトリウムを３５ｇ／Ｌ添加した浴
を使用した。

【００７５】（実施例１２）パワーローラ内輪および外
輪のベアリング溝部に、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とす
るストライクめっきを施さず、電気めっき浴Ｂを使用し
てニッケルを主成分とする被膜を直接形成した。

【００７６】（実施例１３）パワーローラ内輪および外
輪のベアリング溝部に、ストライクめっき浴Ａを使用し
てニッケル（Ｎｉ）を主成分とするストライクめっきを
施したのち、無電解めっき浴Ｃを使用してニッケルを主
成分とする被膜を形成した。なお、無電解めっきにより
被膜を形成する際に、次亜リン酸ナトリウムを４６ｇ／
Ｌ添加した浴を使用した。

【００７７】（実施例１４）パワーローラ内輪および外
輪のベアリング溝部に、ストライクめっき浴Ａを使用し
てニッケル（Ｎｉ）を主成分とするストライクめっきを
施したのち、電気めっき浴Ｂを使用してニッケルを主成
分とする被膜を形成した。なお、この実施例１４では、
被膜を形成する際に印加する電流密度を７×１０²Ａ／
ｍ²とした。得られた表面粗さＲａは０．１２であっ
た。

【００７８】（実施例１５）パワーローラ内輪および外
輪のベアリング溝部に、ストライクめっき浴Ａを使用し
てニッケル（Ｎｉ）を主成分とするストライクめっきを
施したのち、電気めっき浴Ｂを使用してニッケルを主成
分とする被膜を形成した。なお、この実施例１５では、
被膜を形成する際に印加する電流密度を１５×１０²Ａ
／ｍ²とした。得られた表面粗さＲａは０．１２であっ
た。

【００７９】（実施例１６）パワーローラ内輪および外
輪のベアリング溝部に、ストライクめっき浴Ａを使用し
てニッケル（Ｎｉ）を主成分とするストライクめっきを
施したのち、電気めっき浴Ｂを使用してニッケルを主成
分とする被膜を形成した。このめっき処理の後に、ベー
キング処理として、真空炉にて１３０℃で２０時間保持
をした。

【００８０】（実施例１９）パワーローラ内輪および外
輪のベアリング溝部に、ストライクめっき浴Ａを使用し
てニッケル（Ｎｉ）を主成分とするストライクめっきを
施したのち、次亜リン酸ナトリウム２４ｇ／Ｌを添加し
た無電解めっき浴Ｃを使用してニッケルを主成分とする
被膜を形成した。このめっき処理の後に、ベーキング処
理として、真空炉にて１３０℃で２０時間保持をした。

【００８１】（実施例２０〜２２）パワーローラ内輪お
よび外輪のベアリング溝部に、ストライクめっき浴Ａを
使用してニッケル（Ｎｉ）を主成分とするストライクめ
っき被膜のみを施した。

【００８２】なお、上記各実施例１〜２２におけるスト
ライクめっきや電気めっきの際に印加する電流の電流密
度の値、各条件により形成された被膜の特性値（厚さ、
表面粗さ、硬度，りんの含有量、および被膜形成後の母
材表面粗さ）を後の表２に示す。

【００８３】（比較例１，２）めっき処理を施さず且つ
表面粗さの異なる２種類のパワーローラ内輪および外輪
とした。

【００８４】（比較例３）パワーローラ内輪および外輪
のベアリング溝部に、ストライクめっき浴Ａを使用して
ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするストライクめっきを施
したのち、電気めっき浴Ｂを使用してニッケルを主成分
とする被膜を形成した。なお、この比較例３では、被膜
を形成する際に印加する電流密度を７×１０²Ａ／ｍ²と
したが、処理時間が長いことから被膜の厚さが２４μｍ
となり、実施例に比べて被膜が厚いものとなった。

【００８５】（比較例４）パワーローラ内輪および外輪
のベアリング溝部に、苛性ソーダ水溶液への浸漬を行う
黒染め処理により酸化鉄の被膜を形成した。

【００８６】上記の各実施例１〜２２および比較例１〜
４において作成した各試料（パワーローラ内輪および外
輪）に対し、軸受転動疲労試験装置を用いてベアリング
溝部の転動疲労寿命試験を行った。図３に示す軸受転動
疲労試験装置は、筐体２０内において、プレート２１に
より外輪６の下面を保持すると共に、パワーローラ内輪
７の上面に回転軸２２を所定の加圧力で当接させ、プレ
ート２１を通してパワーローラ内輪７の内側に潤滑油を
供給しながら、回転軸２２とともにパワーローラ内輪７
を回転させる構造になっている。

【００８７】当該試験では、潤滑油としてトラクション
オイルを３Ｌ／ｍで供給し、この強制潤滑下において、
ベアリング溝部７ａ，６ａにおける最大接触面圧が３．
４ＧＰａとなるように回転軸２２による加圧力を設定し
た。また、転動疲労寿命の値は、振動センサを用い、パ
ワーローラ内輪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時間とした。上記の試
験結果を表２に示す。

【００８８】

【表２】

【００８９】また、図４（ａ），（ｂ）には剥離部近傍
における転がり方向断面の組織写真を示す。図４
（ａ），（ｂ）には、形態の異なる白色組織が見られる
が、本実験条件ではすべての剥離品の剥離部近傍に図４
（ａ）に示すＡタイプまたは図４（ｂ）に示すＢタイプ
の組織変化が観察された。Ａタイプは、比較的長寿命の
試料に観察された。一方、Ｂタイプは、比較的短寿命の
試料に観察された。

【００９０】表３は、組織変化形態の異なる転動疲労試
験後の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、測定は、昇温
脱離ガス分析装置（日本真空技術（株）UPM-ST-200R
型）を用い、加熱温度４００℃以下にて放出された水素
量を拡散性水素量とした。表３より、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。Ｂタイプは、侵入水素が起
因となった水素脆性的な剥離形態であると言える。つま
り、侵入水素を抑制することにより、組織変化形態がＢ
タイプからＡタイプにシフトして長寿命化することが考
えられる。

【００９１】

【表３】

【００９２】表２から明らかなように、本発明の各実施
例１〜２２では、被膜の厚さ、被膜の表面粗さ、被膜の
硬度、被膜中のりん（Ｐ）の含有量、あるいはめっきの
際に印加する電流の電流密度を各々設定すること、ま
た、めっき処理後にベーキング処理を施すことにより、
転動疲労寿命試験の結果、本発明に基づく実施例は、図
４（ｂ）に示すＢタイプの組織変化形態を呈しており、
比較例に対して、大幅に転動疲労寿命が向上しているこ
とが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる無段変速機用転動体を用いたト
ロイダル式無段変速機を説明する断面図（ａ）およびパ
ワーローラにおける被膜形成部位を示す片側省略の断面
図（ｂ）である。

【図２】実施例１〜２２および比較例１〜４における試
料に対する熱処理工程を示す説明図である。

【図３】軸受転動疲労試験装置の概略断面図である。

【図４】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。

【図５】無段変速機において転がり接触をする部位およ
び曲げ応力がかかる部位を説明する断面図である。

【符号の説明】

３１０３入力側ディスク（転動体）６１０６パワーローラ外輪（転動体）６ａ１０６ｂベアリング溝部７１０７パワーローラ内輪（転動体）７ａ１０７ｂベアリング溝部１２１１２出力側ディスク（転動体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥畑充宏東京都中央区日本橋１丁目15番１号日本パーカライジング株式会社内 (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 BA03 BD02 BE09 CA05 CB07 EC03 EC06 4K024 AA03 AA15 AB02 AB17 BA02 BB04 BC10 CA06 CB21 DA09 DB01 GA02 GA03 GA16 4K044 AA02 AB10 BA06 BB03 BC01 BC06 BC09 CA15 CA18 CA62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスクに潤滑油を介してパワーローラ
を接触させた構成を有する無段変速機に用いる転動体で
あって、転動面にニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜
を形成すると共に、被膜の厚さを０．１〜２０μｍとし
たことを特徴とする無段変速機用転動体。
【請求項２】被膜の厚さが０．１〜１０μｍであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用転動体。
【請求項３】被膜の厚さが０．５〜７μｍであること
を特徴とする請求項１に記載の無段変速機用転動体。
【請求項４】被膜の表面粗さがＲａ０．１以下である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無段
変速機用転動体。
【請求項５】ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を
形成させた後の母材の表面粗さがＲａ０．１以下である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無段
変速機用転動体。
【請求項６】被膜の硬度がＨｖ３００以上であること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無段変速
機用転動体。
【請求項７】被膜の硬度がＨｖ３００〜７００である
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の無段
変速機用転動体。
【請求項８】被膜中に、０．１〜１２質量％のりん
（Ｐ）を含有していることを特徴とする請求項１〜７の
いずれかに記載の無段変速機用転動体。
【請求項９】ディスクに潤滑油を介してパワーローラ
を接触させた構成を有する無段変速機において、請求項
１〜８のいずれかに記載の被膜をディスクおよびパワー
ローラの少なくとも一方の転がり接触をする部位に形成
したことを特徴とする無段変速機。
【請求項１０】ディスクに潤滑油を介してパワーロー
ラを接触させた構成を有する無段変速機において、請求
項１〜８のいずれかに記載の被膜をディスクおよびパワ
ーローラの少なくとも一方のトラクション面に形成した
ことを特徴とする無段変速機。
【請求項１１】ディスクに潤滑油を介してパワーロー
ラを接触させた構成を有する無段変速機において、請求
項１〜８のいずれかに記載の被膜を少なくともパワーロ
ーラのベアリング溝部に形成したことを特徴とする無段
変速機。
【請求項１２】ディスクに潤滑油を介してパワーロー
ラを接触させた構成を有する無段変速機に用いる転動体
を製造するに際し、転動体の転動面に、ストライクめっ
きまたは電気めっきを各々単独または両方、あるいはス
トライクめっきと無電解めっきを複合して施すことによ
りニッケル（Ｎｉ）を主成分とする被膜を形成すること
を特徴とする無段変速機用転動体の製造方法。
【請求項１３】転動体にニッケル（Ｎｉ）を主成分と
するストライクめっきを施すに際し、印加する電流とし
て０．１×１０²〜１０×１０²Ａ／ｍ²の電流密度の電
流を用いることを特徴とする請求項１２に記載の無段変
速機用転動体の製造方法。
【請求項１４】転動体にニッケル（Ｎｉ）を主成分と
するストライクめっきを施すに際し、印加する電流とし
て０．１×１０²〜５×１０²Ａ／ｍ²の電流密度の電流
を用いることを特徴とする請求項１２に記載の無段変速
機用転動体の製造方法。
【請求項１５】転動体に電気めっきによりニッケル
（Ｎｉ）を主成分とする被膜を形成するに際し、印加す
る電流として０．１×１０²〜１０×１０²Ａ／ｍ²の電
流密度の電流を用いることを特徴とする請求項１２〜１
４のいずれかに記載の無段変速機用転動体の製造方法。
【請求項１６】転動体にめっき処理を施した後、２０
０℃以下の温度でベーキング処理を行うことを特徴とす
る請求項１２〜１５のいずれかに記載の無段変速機用転
動体の製造方法。