JP6113388B1 - ベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材 - Google Patents
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Abstract
Description
相当塑性ひずみ量=
{[(eX−eY)2+(eY−eZ)2+(eZ−eX)2] 0.5}/2・・・式(1)
ex=ln[1+(Lx1−Lx0)/Lx0] ・・・式(2)
ey=ln[1+(Ly1−Ly0)/Ly0] ・・・式(3)
ez=ln[1+(Lz1−Lz0)/Lz0] ・・・式(4)
Lx0:加工前の板面内の主応力方向の長さ
Lx1:加工後の板面内の主応力方向の長さ
Ly0:Lx0に直交する方向の板面内の加工前の長さ
Ly1:Lx0に直交する方向の板面内の加工後の長さ
Lz0:板厚方向の加工前の長さ
Lz1:板厚方向の加工後の長さ
Mn:0.10〜2.0%、 P:0.050以下、
S:0.020%以下 Al:0.01〜0.30%
N:0.060%以下 残部:Feおよび不可避的不純物
Cは、熱間圧延鋼板素材の強度を確保するために必要な元素である。その効果を発揮するためには、0.030%以上が必要である。しかし、C量が多くなるにつれて、プレス成形性が低下し、部品成形における亀裂や割れが生じやすくなる。これを防ぐにはC量は0.20%以下でなければならない。好ましくは0.15%以下である。
Siは、熱間圧延鋼板素材の強度を確保する際に添加する。しかし、Siは軟窒化処理によって鋼中に侵入した窒素と結合し、窒化物を形成する。Siの窒化物は表面の硬質化への寄与が少ないため、上限は0.5%以下とする。
Mnは、熱間圧延鋼板素材の強度を確保するために必要であり、さらには鋼中に残存するSによる熱延割れの防止のために必要な元素である。この発明で添加されるSによる熱延熱間圧延鋼板素材の割れ防止のためには0.10%以上は必要である。しかし、1.80%を超えるとその効果が飽和する。そのため、1.80%を上限とする。
Pは、熱間圧延鋼板素材を製造する際に含まれる不純物元素であるが、少量で熱間圧延鋼板素材の強度を上昇させることができる元素である。しかし、0.050%を超えて添加すると熱間圧延鋼板素材の延性を低下させる。そのため、添加上限を0.050%とした。
Sは、熱間圧延鋼板素材を製造する際に含まれる不純物元素である。この量が0.020%を超えると熱延中に熱間圧延鋼板素材に割れが発生する原因となり、焼鈍後の熱間圧延鋼板素材の延性低下の原因ともなる。そのため、上限を0.020%とした。
Alは、溶鋼中の酸素を除く脱酸元素として必要なものである。その際、十分な脱酸を行うために酸素等量よりも多く添加する必要があり、0.01%以上残存させることで効果がある。しかし、0.30%を超えると延性の低下を起こす。したがって、Alは0.02〜0.30%とする。
Nは、窒化化合物を形成して鋼板の強度上昇に寄与する元素であるが、熱延鋼板の素材段階で多量に含有されているとプレス加工性の低下をもたらす。窒化化合物は、軟窒化処理により成形された部材の表面より供給された窒素により精整させることができるため、素材段階で必ずしも必要な元素ではない。そのため、0.0060%以下とした。
Mn:0.10〜2.0%、 P:0.050以下、
S:0.020%以下 Al:0.01〜0.30%
N:0.060%以下 Nb:0.008〜0.09%
残部:Feおよび不可避的不純物
第2原材料において含有させたNbは、Cと化合してNbCを生成させ、加工部品の再結晶抑制機能による加工硬化を保持するために必要な元素である。
Ni:0.10%以下 Cr:0.02%以下
Mo:0.02%以下 V:0.02%以下
B:0.05%
即ち、熱間圧延鋼材としての第3原材料は、強度を確保するために必要に応じてTiを0.09%以下含有することができる。異方性による問題を回避するために、上限を0.09%とする。
と共に、かかる第3原材料は、強度を確保するために必要に応じてCuを0.10%以下含有することができる。Cuは、窒化処理温度において熱間圧延鋼板素材中に析出し、強度を高める効果がある。しかし、Cuは熱間圧延鋼材を熱延で製造する際に熱間圧延鋼板素材の亀裂の原因となるため、同時にNiの添加も必要となり、素材コストアップの原因となる。そのため、上限を0.10%とした。
また、第3原材料は、Niを添加することによって、熱延時の亀裂防止機能を確実に発揮することができる。添加量はCu量に対し0.5以上が好ましく、より好ましくは等量である。素材コストアップの原因となるため、上限を0.10%とした。
また、第3原材料は、強度を確保するために必要に応じてCrを0.02%以下含有することができる。素材コストアップを抑えるため、上限を0.02%とした。
また、第3原材料は、強度を確保するために必要に応じてMoを0.02%以下含有することができる。素材コストアップを抑えるため、上限を0.02%とした。
また、第3原材料は、強度を確保するために必要に応じてVを0.02%以下含有することができる。素材コストアップを抑えるため、上限を0.02%とした。
また、第3原材料中に含まれるSは、Mnと化合してMnSなる析出物を形成する。このMnSは、熱延により伸展し、プレス割れの原因となる場合がある。Caの添加により熱延で伸展しにくいCaSを形成させることができる。Caは必要に応じて添加するが、0.01%でその効果が飽和するため、上限を0.010%としている。
加えて、第3原材料に含有させたBは、鋼中でNと結合することで固溶窒素が過剰に残存することを防ぐ作用がある。そのために、必要に応じて添加する。しかし0.0050%を超えると機械的特性を低下させ、異方性が大きくなる。そのため、上限を0.0050%としている。
2 ドリブンプーリ(プーリ)
21 固定側プーリ半体
22 可動側プーリ半体
3 プランジャ部材
3A 内部硬化層
3B 表面硬化層
3b 拡開フランジ部
3c スリーブ部
3d 階段状形成部(スプリング着座段部)
3e 階段状形成部
3f 折曲角部
5 プーリ油室
6 キャンセラー油室
Claims (7)
- ベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材であって、
前記プランジャ部材は、ベルト式無段変速機における固定側プーリ半体と共にプーリを構成する可動側プーリ半体に対向するようにシャフトに固定されて、シリンダ部材が形成した油室をプーリ油室とキャンセラー油室とに画成し、
前記プランジャ部材は、
ブランク材をプレス成形することにより一端側に形成された、前記シリンダ部材に摺動可能に当接する大径の拡開フランジ部、及び他端側に形成された、前記シャフトに嵌合固定される小径のスリーブ部と、
前記拡開フランジ部から段階的に小径となって前記スリーブ部に連続する一以上の階段状形成部とを有し、
前記プランジャ部材が、前記ブランク材を深絞り成形、および閉塞鍛造、圧縮成形或いはこれらの複合成形による冷間プレス成形により構成され、かかる冷間プレス成形の際に少なくとも前記スリーブ部と前記階段状形成部とを連続させる折曲角部の厚みを前記ブランク材の厚みに対して30%以上増加して構成した上で、軟窒化処理を施すことにより表面硬化層が前記プランジャ部材の表裏両面全体に形成された、ベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材。 - 前記表面硬化層が、前記プランジャ部材の最表裏両面に対して4μm以上の厚みを有する、請求項1に記載のベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材。
- 前記表面硬化層が、軟窒化処理によりビッカース硬さで400HV以上を有する、請求項1又は請求項2に記載のベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材。
- 前記プランジャ部材の全体が、相当塑性ひずみ量0.4以上に形成されている、請求項1から請求項3のいずれか一に記載のベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材。
- 前記プランジャ部材における少なくとも前記スリーブ部と前記階段状形成部とを連続させる折曲角部に、1.0以上の相当塑性ひずみ量を付与して構成した、請求項1から請求項4のいずれか一に記載のベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材。
- 前記プランジャ部材における前記表面硬化層よりも内層部に存する内部硬化層が、ビッカース硬さで180Hv以上に形成されている、請求項1から請求項5のいずれか一に記載のベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材。
- ベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材の製造方法であって、
前記プランジャ部材は、ベルト式無段変速機における固定側プーリ半体と共にプーリを構成する可動側プーリ半体に対向するようにシャフトに固定されて、シリンダ部材が形成した油室をプーリ油室とキャンセラー油室とに画成し、
前記プランジャ部材は、ブランク材をプレス成形することにより一端側に形成された、前記シリンダ部材に摺動可能に当接する大径の拡開フランジ部、及び他端側に形成された、前記シャフトに嵌合固定される小径のスリーブ部と、前記拡開フランジ部から段階的に小径となって前記スリーブ部に連続する一以上の階段状形成部とを有し、
前記プランジャ部材が、前記ブランク材を深絞り成形、および閉塞鍛造、圧縮成形或いはこれらの複合成形による冷間プレス成形により構成され、かかる冷間プレス成形の際に少なくとも前記スリーブ部と前記階段状形成部とを連続させる折曲角部の厚みを前記ブランク材の厚みに対して30%以上増加して構成した上で、軟窒化処理を施すことにより表面硬化層を前記プランジャ部材の表裏両面全体に形成する、ベルト式無段変速機に用いるプランジャ部材の製造方法。
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