JPH0979337A - トロイダル式無段変速機用転動体およびその製造方法 - Google Patents
トロイダル式無段変速機用転動体およびその製造方法Info
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- JPH0979337A JPH0979337A JP23571095A JP23571095A JPH0979337A JP H0979337 A JPH0979337 A JP H0979337A JP 23571095 A JP23571095 A JP 23571095A JP 23571095 A JP23571095 A JP 23571095A JP H0979337 A JPH0979337 A JP H0979337A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
- F16H15/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
- F16H15/04—Gearings providing a continuous range of gear ratios
- F16H15/06—Gearings 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
- F16H15/32—Gearings 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
- F16H15/36—Gearings 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
- F16H15/38—Gearings 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
- F16H2015/383—Gearings 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 with two or more sets of toroid gearings arranged in parallel
Abstract
(57)【要約】
【課題】 転動疲労強度に優れ、かつまた、転動面以外
の部位での割れ発生を改善できる耐久寿命に優れたトロ
イダル式無段変速機用転動体を提供する。 【解決手段】 所定の化学成分組成を満たす中炭素低合
金鋼を素材とし、表面において浸炭処理が施されている
と共に、転動面において高周波焼入れ処理が施され、転
動面においては表面硬さＨＶ７５０以上、有効硬化層深
さ１．７ｍｍ以上であり、転動面以外では表面硬さＨＶ
６５０以上、有効硬化層深さ１．５ｍｍ以下であるトロ
イダル式無段変速機用転動体（入力ディスク５，出力デ
ィスク９およびパワーローラー１０）。
の部位での割れ発生を改善できる耐久寿命に優れたトロ
イダル式無段変速機用転動体を提供する。 【解決手段】 所定の化学成分組成を満たす中炭素低合
金鋼を素材とし、表面において浸炭処理が施されている
と共に、転動面において高周波焼入れ処理が施され、転
動面においては表面硬さＨＶ７５０以上、有効硬化層深
さ１．７ｍｍ以上であり、転動面以外では表面硬さＨＶ
６５０以上、有効硬化層深さ１．５ｍｍ以下であるトロ
イダル式無段変速機用転動体（入力ディスク５，出力デ
ィスク９およびパワーローラー１０）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
や回転動力源等において、無段変速機として使用可能な
トロイダル式（転がり式）無段変速機に関し、とくに、
トロイダル式無段変速機を構成する転動体およびその製
造方法に関するものである。
や回転動力源等において、無段変速機として使用可能な
トロイダル式（転がり式）無段変速機に関し、とくに、
トロイダル式無段変速機を構成する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】変速機としては、歯車式のものが従来よ
り用いられ、歯車用鋼として、ＪＩＳＧ ４０５１〜４
２０２に制定された機械構造用炭素鋼・合金鋼のうち、
例えば、クロム鋼であるＳＣｒ４２０や、クロムモリブ
デン鋼であるＳＣＭ４２０などの低合金鋼が用いられ、
このような機械構造用鋼に浸炭あるいは窒化などの表面
硬化処理を施して使われてきた。
り用いられ、歯車用鋼として、ＪＩＳＧ ４０５１〜４
２０２に制定された機械構造用炭素鋼・合金鋼のうち、
例えば、クロム鋼であるＳＣｒ４２０や、クロムモリブ
デン鋼であるＳＣＭ４２０などの低合金鋼が用いられ、
このような機械構造用鋼に浸炭あるいは窒化などの表面
硬化処理を施して使われてきた。
【０００３】しかし、従来の歯車式有段変速機は、段階
的な変速であるため、動力伝達にロスが生じる。
的な変速であるため、動力伝達にロスが生じる。
【０００４】一方、無段変速機は、変速ショックがな
く、動力伝達性に優れていることから、実用化が種々検
討されている。
く、動力伝達性に優れていることから、実用化が種々検
討されている。
【０００５】無段変速機は大きく分けて、ベルトとプー
リーを組み合わせた方式とトラクションドライブ方式と
がある。前者は、伝達動力の小さい場合について既に用
いられている。トロイダル式（転がり式）は後者の一つ
であり、高馬力に対応できる機構を有し、例えば、図１
に示すように、潤滑油を介して接触する金属製転動体を
用いた構造を有するものであって、このトロイダル式無
段変速機１は、入力軸２に接続したローディングカム３
および連結軸４を介して一体で回転する入力ディスク
５，５を備えていると共に、歯車６，７を介して出力軸
８を回転させる出力ディスク９，９をそなえ、入力ディ
スク５，５と出力ディスク９，９との間にパワーローラ
ー１０，１０，１０，１０を設け、各パワーローラー１
０はボールベアリング１１を介して各々支持体１２によ
り支持された構造を有するものである。
リーを組み合わせた方式とトラクションドライブ方式と
がある。前者は、伝達動力の小さい場合について既に用
いられている。トロイダル式（転がり式）は後者の一つ
であり、高馬力に対応できる機構を有し、例えば、図１
に示すように、潤滑油を介して接触する金属製転動体を
用いた構造を有するものであって、このトロイダル式無
段変速機１は、入力軸２に接続したローディングカム３
および連結軸４を介して一体で回転する入力ディスク
５，５を備えていると共に、歯車６，７を介して出力軸
８を回転させる出力ディスク９，９をそなえ、入力ディ
スク５，５と出力ディスク９，９との間にパワーローラ
ー１０，１０，１０，１０を設け、各パワーローラー１
０はボールベアリング１１を介して各々支持体１２によ
り支持された構造を有するものである。
【０００６】そして、このトロイダル式無段変速機１で
は、入力ディスク５と出力ディスク９との間で挟まれた
パワーローラー１０の傾きを変化させ、入出力ディスク
５，９の相対回転速度を変えて変速しつつ、入力軸２か
ら出力軸８へと動力を伝達する仕組みになっている（特
開平１−２２９１５８号公報など）。
は、入力ディスク５と出力ディスク９との間で挟まれた
パワーローラー１０の傾きを変化させ、入出力ディスク
５，９の相対回転速度を変えて変速しつつ、入力軸２か
ら出力軸８へと動力を伝達する仕組みになっている（特
開平１−２２９１５８号公報など）。
【０００７】このような無段変速機においては、大きな
動力を伝達するため、トロイダル式無段変速機１の転動
体（入出力ディスク５，９，パワーローラー１０）は、
高面圧下での転動疲労寿命に優れる高い表面硬度と深い
硬化層深さを得ることができるような材料と製造方法が
要求される。
動力を伝達するため、トロイダル式無段変速機１の転動
体（入出力ディスク５，９，パワーローラー１０）は、
高面圧下での転動疲労寿命に優れる高い表面硬度と深い
硬化層深さを得ることができるような材料と製造方法が
要求される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のトロイダル式無段変速機用転動体にあって
は、高面圧下での転動疲労寿命をもたせるため、従来の
浸炭用鋼を用い、長時間に渡る浸炭焼入れ焼もどし処理
を行っている（例えば、特開平７−７１５５５号等）。
そのため、生産性が非常に悪く、コストアップを招いて
しまうという問題点があった。
うな従来のトロイダル式無段変速機用転動体にあって
は、高面圧下での転動疲労寿命をもたせるため、従来の
浸炭用鋼を用い、長時間に渡る浸炭焼入れ焼もどし処理
を行っている（例えば、特開平７−７１５５５号等）。
そのため、生産性が非常に悪く、コストアップを招いて
しまうという問題点があった。
【０００９】また、深い硬化層を得る処理においては、
表面近傍に粒界酸化層が深くまで成長してしまうことか
ら、粒界酸化層を起点とした割れが発生しやすくなると
いう問題点があった。
表面近傍に粒界酸化層が深くまで成長してしまうことか
ら、粒界酸化層を起点とした割れが発生しやすくなると
いう問題点があった。
【００１０】一方、硬化層が浅い場合には、高い面圧に
より陥没してしまい、転動面に剥離が生じ、逆に、硬化
層が深すぎる場合、肉厚の薄い部分にあっては、内部ま
で硬化されているため、曲げ応力による割れが発生しや
すくなるという問題点があった。また、表面硬さが低い
場合、転動面表面が変形してしまうことがあるという問
題点があった。さらに、転動体は、摩擦および繰返し応
力による発熱を受けることから、軟化しやすいという問
題点があった。
より陥没してしまい、転動面に剥離が生じ、逆に、硬化
層が深すぎる場合、肉厚の薄い部分にあっては、内部ま
で硬化されているため、曲げ応力による割れが発生しや
すくなるという問題点があった。また、表面硬さが低い
場合、転動面表面が変形してしまうことがあるという問
題点があった。さらに、転動体は、摩擦および繰返し応
力による発熱を受けることから、軟化しやすいという問
題点があった。
【００１１】
【発明の目的】本発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたものであって、転動疲労寿命に優れたト
ロイダル式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ものである。
目してなされたものであって、転動疲労寿命に優れたト
ロイダル式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ものである。
【００１２】
【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、重量％で、０．３％≦Ｃ≦
０．６％、０．１％≦Ｓｉ≦１．５％、０．２％≦Ｍｎ
≦２．０％、Ｐ≦０．０２％、０．００５％≦Ａｌ≦
０．１％、Ｔｉ≦０．００５％、０．００２％≦Ｎ≦
０．０３％、Ｏ≦０．００２％、場合によってはさらに
他の成分として、０．２％≦Ｎｉ≦２．０％，０．２％
≦Ｃｒ≦２．０％，０．０５％≦Ｍｏ≦１．０％，０．
０３％≦Ｖ≦１．０％，０．０３％≦Ｗ≦２．０％，
０．０１％≦Ｎｂ≦０．１％よりなる群から選択される
１種または２種以上、同じく場合によっては他の成分と
して、０．０３％＜Ｓ≦０．１％，０．０１％≦Ｐｂ≦
０．３％，０．００５％≦Ｔｅ≦０．１％，０．００５
％≦Ｓｅ≦０．１％，０．０００５％≦Ｃａ≦０．０１
％，０．００５％≦Ｚｒ≦０．１％よりなる群から選択
される１種または２種以上の元素を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物からなり、 Ｋ＝０．２［Ｓｉ］＋０．６［Ｍｎ］＋０．２［Ｎｉ］
＋０．１［Ｃｒ］＋０．１［Ｍｏ］＋０．１［Ｖ］＋
０．１［Ｗ］ において、Ｋ≦０．８ Ｓｉｅｑ＝［Ｓｉ］−０．１［Ｍｎ］−０．４［Ｎｉ］
＋０．３［Ｃｒ］＋１．２［Ｍｏ］＋０．９［Ｖ］＋
０．３［Ｗ］ において、Ｓｉｅｑ≧０を満たす構造用鋼を素材とし、
表面において浸炭処理が施されていると共に、転動面に
おいて高周波焼入れ処理が施され、転動面においては表
面硬さＨＶ７５０以上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上
であり、転動面以外では表面硬さＨＶ６５０以上、有効
硬化層深さ１．５ｍｍ以下である構成としたことを特徴
としている。
ル式無段変速機用転動体は、重量％で、０．３％≦Ｃ≦
０．６％、０．１％≦Ｓｉ≦１．５％、０．２％≦Ｍｎ
≦２．０％、Ｐ≦０．０２％、０．００５％≦Ａｌ≦
０．１％、Ｔｉ≦０．００５％、０．００２％≦Ｎ≦
０．０３％、Ｏ≦０．００２％、場合によってはさらに
他の成分として、０．２％≦Ｎｉ≦２．０％，０．２％
≦Ｃｒ≦２．０％，０．０５％≦Ｍｏ≦１．０％，０．
０３％≦Ｖ≦１．０％，０．０３％≦Ｗ≦２．０％，
０．０１％≦Ｎｂ≦０．１％よりなる群から選択される
１種または２種以上、同じく場合によっては他の成分と
して、０．０３％＜Ｓ≦０．１％，０．０１％≦Ｐｂ≦
０．３％，０．００５％≦Ｔｅ≦０．１％，０．００５
％≦Ｓｅ≦０．１％，０．０００５％≦Ｃａ≦０．０１
％，０．００５％≦Ｚｒ≦０．１％よりなる群から選択
される１種または２種以上の元素を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物からなり、 Ｋ＝０．２［Ｓｉ］＋０．６［Ｍｎ］＋０．２［Ｎｉ］
＋０．１［Ｃｒ］＋０．１［Ｍｏ］＋０．１［Ｖ］＋
０．１［Ｗ］ において、Ｋ≦０．８ Ｓｉｅｑ＝［Ｓｉ］−０．１［Ｍｎ］−０．４［Ｎｉ］
＋０．３［Ｃｒ］＋１．２［Ｍｏ］＋０．９［Ｖ］＋
０．３［Ｗ］ において、Ｓｉｅｑ≧０を満たす構造用鋼を素材とし、
表面において浸炭処理が施されていると共に、転動面に
おいて高周波焼入れ処理が施され、転動面においては表
面硬さＨＶ７５０以上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上
であり、転動面以外では表面硬さＨＶ６５０以上、有効
硬化層深さ１．５ｍｍ以下である構成としたことを特徴
としている。
【００１３】また、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、上記成分組成の構造用鋼を
用い、カーボンポテンシャルＣ．Ｐ．＝０．６〜２．０
％で浸炭処理を行った後、焼入れし、次いで転動面を高
周波焼入れし、転動面においては表面硬さＨＶ７５０以
上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上とし、転動面以外で
は表面硬さＨＶ６５０以上、有効硬化層深さ１．５ｍｍ
以下とするようにしたことを特徴としている。
速機用転動体の製造方法は、上記成分組成の構造用鋼を
用い、カーボンポテンシャルＣ．Ｐ．＝０．６〜２．０
％で浸炭処理を行った後、焼入れし、次いで転動面を高
周波焼入れし、転動面においては表面硬さＨＶ７５０以
上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上とし、転動面以外で
は表面硬さＨＶ６５０以上、有効硬化層深さ１．５ｍｍ
以下とするようにしたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の作用】次に、本発明に係わるトロイダル式無段
変速機用転動体の成分組成（重量％）の限定理由につい
て各成分の作用と共に説明する。
変速機用転動体の成分組成（重量％）の限定理由につい
て各成分の作用と共に説明する。
【００１５】Ｃ：Ｃは、浸炭および高周波焼入れで表面
硬化層の硬さおよび内部の硬さを確保するために必要な
元素である。特に、トロイダル式無段変速機用転動体に
おいて最大剪断応力τｍａｘのかかるＺｓｔの位置（表
面硬化層部）の硬さを向上させるのに必須の元素であ
る。このためには、０．３％以上が必要である。しか
し、０．６％を超えると、被削性が低下するとともに靭
性の劣化をまねくので、上限を０．６％とした。
硬化層の硬さおよび内部の硬さを確保するために必要な
元素である。特に、トロイダル式無段変速機用転動体に
おいて最大剪断応力τｍａｘのかかるＺｓｔの位置（表
面硬化層部）の硬さを向上させるのに必須の元素であ
る。このためには、０．３％以上が必要である。しか
し、０．６％を超えると、被削性が低下するとともに靭
性の劣化をまねくので、上限を０．６％とした。
【００１６】Ｓｉ：部品の転動疲労寿命を向上させるた
めには、使用時の摩擦、あるいは繰返し応力による発熱
で部品が軟化しにくいようにすることが必須である。Ｓ
ｉは、部品の軟化抵抗性を上げる効果が大きく欠かすこ
とができない元素である。また、高周波焼入れ時の熱影
響部の軟化を抑制する。これらの効果を得るためには、
０．１％以上の添加が必要である。しかし、１．５％を
超えると浸炭時のＣの侵入を妨げたり、粒界酸化を助長
したりするなどの悪影響をおよぼす。また、被削性を悪
くしたりするので、上限を１．５％とした。
めには、使用時の摩擦、あるいは繰返し応力による発熱
で部品が軟化しにくいようにすることが必須である。Ｓ
ｉは、部品の軟化抵抗性を上げる効果が大きく欠かすこ
とができない元素である。また、高周波焼入れ時の熱影
響部の軟化を抑制する。これらの効果を得るためには、
０．１％以上の添加が必要である。しかし、１．５％を
超えると浸炭時のＣの侵入を妨げたり、粒界酸化を助長
したりするなどの悪影響をおよぼす。また、被削性を悪
くしたりするので、上限を１．５％とした。
【００１７】Ｍｎ：Ｍｎは、鋼材の溶製時において脱酸
を目的として添加する。また、浸炭焼入れ時の内部の焼
入性を高め、必要な内部硬さを確保するのに有効な元素
である。さらに、高周波焼入れ時にＡ３変態点の低下と
焼入性の向上によって、硬化層深さを大きくする元素で
ある。このような効果を発揮するには、０．２％以上が
必要である。しかし、２．０％を超えると、素材が硬く
なり、加工性を劣化させる。また、浸炭および高周波焼
入れ処理で残留オーステナイトを多量に生成して硬さの
大幅な低下をもたらし、転動疲労寿命を低下させるの
で、上限を２．０％とした。
を目的として添加する。また、浸炭焼入れ時の内部の焼
入性を高め、必要な内部硬さを確保するのに有効な元素
である。さらに、高周波焼入れ時にＡ３変態点の低下と
焼入性の向上によって、硬化層深さを大きくする元素で
ある。このような効果を発揮するには、０．２％以上が
必要である。しかし、２．０％を超えると、素材が硬く
なり、加工性を劣化させる。また、浸炭および高周波焼
入れ処理で残留オーステナイトを多量に生成して硬さの
大幅な低下をもたらし、転動疲労寿命を低下させるの
で、上限を２．０％とした。
【００１８】Ｐ：Ｐは、粒界強度を劣化させ、靭性を阻
害するので、０．０２％を上限とした。 Ａｌ：Ａｌは、鋼材の溶製時において脱酸を目的として
添加する。また、加熱時にオーステナイト結晶粒の成長
を抑制する元素であり、０．００５％未満では効果が得
られない。また、０．１％を超えて添加すると結晶粒の
成長を抑制する効果が飽和するとともに、硬質の非金属
介在物を多数生成して、転動疲労寿命を低下させるの
で、０．１％を上限とした。
害するので、０．０２％を上限とした。 Ａｌ：Ａｌは、鋼材の溶製時において脱酸を目的として
添加する。また、加熱時にオーステナイト結晶粒の成長
を抑制する元素であり、０．００５％未満では効果が得
られない。また、０．１％を超えて添加すると結晶粒の
成長を抑制する効果が飽和するとともに、硬質の非金属
介在物を多数生成して、転動疲労寿命を低下させるの
で、０．１％を上限とした。
【００１９】Ｔｉ：Ｔｉは、硬質の介在物を生成し、転
動疲労寿命に悪影響を与えるので、０．００５％を上限
とした。
動疲労寿命に悪影響を与えるので、０．００５％を上限
とした。
【００２０】Ｎ：Ｎは、ＡｌＮを生成して、オーステナ
イト結晶粒を微細化し、転動疲労寿命を向上させる。し
かし、０．００２％未満ではその効果は期待できず、
０．０３％を超えると鋳造や熱間圧延時の割れ不良の原
因となるので、上限は０．０３％にした。
イト結晶粒を微細化し、転動疲労寿命を向上させる。し
かし、０．００２％未満ではその効果は期待できず、
０．０３％を超えると鋳造や熱間圧延時の割れ不良の原
因となるので、上限は０．０３％にした。
【００２１】Ｏ：Ｏは、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の酸化
物系介在物が多く生成し、このような介在物が多く存在
すると、疲労強度、特に転動疲労寿命に悪影響を及ぼす
ので、上限を０．００２％にした。
物系介在物が多く生成し、このような介在物が多く存在
すると、疲労強度、特に転動疲労寿命に悪影響を及ぼす
ので、上限を０．００２％にした。
【００２２】Ｎｉ：Ｎｉは、浸炭焼入れ時の焼入性を高
めて、内部硬さを向上する。また、高周波焼入れ時の硬
化層深さを大きくする。しかし、０．２％未満ではその
効果は期待できない。一方、添加量が多いと浸炭および
高周波焼入れをした時に、残留オーステナイトの多量生
成により、硬さが低下して転動疲労寿命を低下させる。
また、鋼材の加工性を悪くするので、２．０％を上限と
した。
めて、内部硬さを向上する。また、高周波焼入れ時の硬
化層深さを大きくする。しかし、０．２％未満ではその
効果は期待できない。一方、添加量が多いと浸炭および
高周波焼入れをした時に、残留オーステナイトの多量生
成により、硬さが低下して転動疲労寿命を低下させる。
また、鋼材の加工性を悪くするので、２．０％を上限と
した。
【００２３】Ｃｒ：Ｃｒは、浸炭焼入れ時の焼入性を高
めて、内部硬さを向上する。また、高周波焼入れ時の硬
化層深さを大きくする。しかし、０．２％未満ではその
効果は期待できない。一方、添加量が多いと、浸炭およ
び高周波焼入れをした時に、残留オーステナイトの多量
生成により硬さが低下して、転動疲労寿命を低下させ
る。また、鋼材の加工性を悪くするので、２．０％を上
限とした。
めて、内部硬さを向上する。また、高周波焼入れ時の硬
化層深さを大きくする。しかし、０．２％未満ではその
効果は期待できない。一方、添加量が多いと、浸炭およ
び高周波焼入れをした時に、残留オーステナイトの多量
生成により硬さが低下して、転動疲労寿命を低下させ
る。また、鋼材の加工性を悪くするので、２．０％を上
限とした。
【００２４】Ｍｏ：Ｍｏは、浸炭時の表面異常層の発生
抑制に有効である。また、浸炭および高周波焼入れ後の
表面硬化層の硬さおよび軟化抵抗性を向上させる。しか
し、０．０５％未満ではそれらの効果は期待できない。
一方、添加量が多いと、浸炭および高周波焼入れをした
ときに、残留オーステナイトの多量生成により硬さが低
下して、転動疲労寿命を低下させる。また、鋼材の加工
性が悪くなるので、１．０％を上限とした。
抑制に有効である。また、浸炭および高周波焼入れ後の
表面硬化層の硬さおよび軟化抵抗性を向上させる。しか
し、０．０５％未満ではそれらの効果は期待できない。
一方、添加量が多いと、浸炭および高周波焼入れをした
ときに、残留オーステナイトの多量生成により硬さが低
下して、転動疲労寿命を低下させる。また、鋼材の加工
性が悪くなるので、１．０％を上限とした。
【００２５】Ｖ：Ｖは、微細な炭化物を表面硬化処理層
に析出し、硬度の上昇、転動疲労寿命の向上に有効であ
り、その効果を確保するために０．０３％以上の添加と
した。しかし、１．０％を超えると浸炭焼入れ時に芯部
でフェライトが多く生成し、内部硬さが低下し、静的強
度、疲労強度を低下させるので、１．０％以下とした。
に析出し、硬度の上昇、転動疲労寿命の向上に有効であ
り、その効果を確保するために０．０３％以上の添加と
した。しかし、１．０％を超えると浸炭焼入れ時に芯部
でフェライトが多く生成し、内部硬さが低下し、静的強
度、疲労強度を低下させるので、１．０％以下とした。
【００２６】Ｗ：Ｗは、炭化物を生成し、表面硬さおよ
び軟化抵抗性を上げるのに効果がある。また、内部硬さ
を上げる効果もある。しかし、０．０３％未満ではその
効果は期待できず、２．０％を超えると素材硬さが高く
なり、鍛造性、被削性に悪影響を及ぼすので、上限を
２．０％と規定した。
び軟化抵抗性を上げるのに効果がある。また、内部硬さ
を上げる効果もある。しかし、０．０３％未満ではその
効果は期待できず、２．０％を超えると素材硬さが高く
なり、鍛造性、被削性に悪影響を及ぼすので、上限を
２．０％と規定した。
【００２７】Ｎｂ：Ｎｂは、炭化物を生成し、結晶粒度
の微細化に効果があるので、０．０１％以上とした。し
かし、０．１％を超えて添加しても効果が飽和するの
で、上限を０．１％と規定した。
の微細化に効果があるので、０．０１％以上とした。し
かし、０．１％を超えて添加しても効果が飽和するの
で、上限を０．１％と規定した。
【００２８】Ｓ：Ｓは、被削性を向上する元素であり、
このような効果を得るためには０．０３％を越える添加
が必要であるが、多すぎるとＭｎＳ組成の非金属介在物
量が増加して転動疲労寿命に悪影響を及ぼすので、０．
１％を上限とした。
このような効果を得るためには０．０３％を越える添加
が必要であるが、多すぎるとＭｎＳ組成の非金属介在物
量が増加して転動疲労寿命に悪影響を及ぼすので、０．
１％を上限とした。
【００２９】Ｐｂ，Ｔｅ，Ｓｅ：Ｐｂは被削性向上元素
であり、被削性を向上させるためには０．０１％以上添
加する必要がある。ただし、０．３％を超えて添加する
と転動疲労寿命が低下するため、０．３％を上限とし
た。
であり、被削性を向上させるためには０．０１％以上添
加する必要がある。ただし、０．３％を超えて添加する
と転動疲労寿命が低下するため、０．３％を上限とし
た。
【００３０】Ｔｅ，Ｓｅも被削性向上元素であり、被削
性を向上させるためにはいずれも０．００５％以上添加
する必要がある。ただし、０．１％を超えて添加すると
面疲労強度が低下するため、ともに０．１％を上限とし
た。
性を向上させるためにはいずれも０．００５％以上添加
する必要がある。ただし、０．１％を超えて添加すると
面疲労強度が低下するため、ともに０．１％を上限とし
た。
【００３１】Ｃａ，Ｚｒ：ＣａはＡｌ２Ｏ３の周囲にＣ
ａＯとして生成し、熱間圧延時にＭｎＳの粒状化に寄与
することによって、転動疲労寿命を低下させずに被削性
を向上させる。しかし、その効果は０．０００５％未満
では期待できず、０．０１％超過では効果が飽和する。
ａＯとして生成し、熱間圧延時にＭｎＳの粒状化に寄与
することによって、転動疲労寿命を低下させずに被削性
を向上させる。しかし、その効果は０．０００５％未満
では期待できず、０．０１％超過では効果が飽和する。
【００３２】Ｚｒも熱間圧延時にＭｎＳの変形を抑制し
てＭｎＳの粒状化に寄与することによって、転動疲労寿
命を低下させずに被削性を向上させる。その効果は、
０．００５％未満では期待できず、０．１％超過ではＺ
ｒＯ２等の非金属介在物が多く生成し、転動疲労寿命を
劣化するので、上限を０．０１％とした。
てＭｎＳの粒状化に寄与することによって、転動疲労寿
命を低下させずに被削性を向上させる。その効果は、
０．００５％未満では期待できず、０．１％超過ではＺ
ｒＯ２等の非金属介在物が多く生成し、転動疲労寿命を
劣化するので、上限を０．０１％とした。
【００３３】Ｋ：浸炭および高周波焼入れ部品の転動疲
労寿命を向上するためには、表層の硬さを高くする必要
がある。そこで、それぞれの元素が浸炭および高周波焼
入れ後の表層硬さに及ぼす効果を把握し、 Ｋ＝０．２［Ｓｉ］＋０．６［Ｍｎ］＋０．２［Ｎｉ］
＋０．１［Ｃｒ］＋０．１［Ｍｏ］＋０．１［Ｖ］＋
０．１［Ｗ］ において、Ｋ≦０．８とすることにより、転動疲労寿命
の大幅な向上が達成しうることを見いだした。
労寿命を向上するためには、表層の硬さを高くする必要
がある。そこで、それぞれの元素が浸炭および高周波焼
入れ後の表層硬さに及ぼす効果を把握し、 Ｋ＝０．２［Ｓｉ］＋０．６［Ｍｎ］＋０．２［Ｎｉ］
＋０．１［Ｃｒ］＋０．１［Ｍｏ］＋０．１［Ｖ］＋
０．１［Ｗ］ において、Ｋ≦０．８とすることにより、転動疲労寿命
の大幅な向上が達成しうることを見いだした。
【００３４】Ｓｉｅｑ：部品の転動疲労寿命を向上させ
るためには、使用時の摩擦、あるいは繰返しの応力によ
る発熱で部品が軟化しにくいようにすることが必要であ
る。そこで、それぞれの元素が軟化抵抗に及ぼす効果を
把握し、 Ｓｉｅｑ＝［Ｓｉ］−０．１［Ｍｎ］−０．４［Ｎｉ］
＋０．３［Ｃｒ］＋１．２［Ｍｏ］＋０．９［Ｖ］＋
０．３［Ｗ］ において、Ｓｉｅｑ≧０とすることにより、転動疲労寿
命の大幅な向上が達成しうることを見いだした。
るためには、使用時の摩擦、あるいは繰返しの応力によ
る発熱で部品が軟化しにくいようにすることが必要であ
る。そこで、それぞれの元素が軟化抵抗に及ぼす効果を
把握し、 Ｓｉｅｑ＝［Ｓｉ］−０．１［Ｍｎ］−０．４［Ｎｉ］
＋０．３［Ｃｒ］＋１．２［Ｍｏ］＋０．９［Ｖ］＋
０．３［Ｗ］ において、Ｓｉｅｑ≧０とすることにより、転動疲労寿
命の大幅な向上が達成しうることを見いだした。
【００３５】次に、成分組成以外の限定理由について作
用と共に説明する。
用と共に説明する。
【００３６】転動面においては、転動体同士の高面圧接
触による表面の変形を防ぐため、表面硬さＨＶ７５０以
上が必要であり、さらに転動面の陥没を防ぐため、有効
硬化層深さ１．７ｍｍ以上が必要である。
触による表面の変形を防ぐため、表面硬さＨＶ７５０以
上が必要であり、さらに転動面の陥没を防ぐため、有効
硬化層深さ１．７ｍｍ以上が必要である。
【００３７】一方、非転動面においては、転動体以外の
部品との接触部における表面変形を防ぐため、表面硬さ
ＨＶ６５０以上が必要であり、また、曲げ応力による割
れ発生を防止するため、有効硬化層深さ１．５ｍｍ以下
であることが必要である。
部品との接触部における表面変形を防ぐため、表面硬さ
ＨＶ６５０以上が必要であり、また、曲げ応力による割
れ発生を防止するため、有効硬化層深さ１．５ｍｍ以下
であることが必要である。
【００３８】また、このようなトロイダル式無段変速機
用転動体を製造するに際しては、浸炭処理時のカーボン
ポテンシャル（Ｃ．Ｐ．）は、上記表面硬さを満たすた
めに０．６％以上とすることが必要である。しかし、
２．０％を超えると、合金成分が炭化物として析出して
しまい、マトリクスの焼入性が低下するため、２．０％
を上限とした。
用転動体を製造するに際しては、浸炭処理時のカーボン
ポテンシャル（Ｃ．Ｐ．）は、上記表面硬さを満たすた
めに０．６％以上とすることが必要である。しかし、
２．０％を超えると、合金成分が炭化物として析出して
しまい、マトリクスの焼入性が低下するため、２．０％
を上限とした。
【００３９】
【実施例】以下、本発明の実施例を表および図面と共に
比較例を交えて説明する。
比較例を交えて説明する。
【００４０】図１に示したトロイダル式無段変速機１に
おいて、入力ディスク５，出力ディスク９およびパワー
ローラー１０よりなる金属製転動体を製造するにあた
り、表１，表２（発明例）および表３（比較例）に示す
化学成分の鋼材を使用し、転動体形状に機械加工を行う
と共に、転動疲労寿命試験のためのローラー試験片およ
び負荷ローラーに加工した。
おいて、入力ディスク５，出力ディスク９およびパワー
ローラー１０よりなる金属製転動体を製造するにあた
り、表１，表２（発明例）および表３（比較例）に示す
化学成分の鋼材を使用し、転動体形状に機械加工を行う
と共に、転動疲労寿命試験のためのローラー試験片およ
び負荷ローラーに加工した。
【００４１】次いで、転動体ならびにローラー試験片お
よび負荷ローラーに対して、カーボンポテンシャルＣ．
Ｐ．＝０．８５％および１．５０％で、９００℃におい
て８〜４０時間の浸炭処理を行った後、８５０℃で３０
分間保持し、６０℃の油焼入れを行った。次いで、転動
面にのみさらに出力２００ｋＷ，周波数１０ｋＨｚ一定
で加熱時間３〜１０（ｓｅｃ）の高周波加熱を行った
後、再び６０℃の油焼入れを行った。その後、全体を１
６０℃で２時間保持後空冷の焼もどし処理を行った後、
研磨加工を行った。
よび負荷ローラーに対して、カーボンポテンシャルＣ．
Ｐ．＝０．８５％および１．５０％で、９００℃におい
て８〜４０時間の浸炭処理を行った後、８５０℃で３０
分間保持し、６０℃の油焼入れを行った。次いで、転動
面にのみさらに出力２００ｋＷ，周波数１０ｋＨｚ一定
で加熱時間３〜１０（ｓｅｃ）の高周波加熱を行った
後、再び６０℃の油焼入れを行った。その後、全体を１
６０℃で２時間保持後空冷の焼もどし処理を行った後、
研磨加工を行った。
【００４２】図２には、この時の転動体（入出力ディス
ク５，９およびパワーローラー１０）の硬化層５ａ，９
ａ，１０ａのパターンを示すと共に、図３には、この時
のローラー試験片１５および負荷ローラー１６の硬化層
１５ａ，１６ａのパターンを示す。この場合、図２およ
び図３において、破線は浸炭焼入れで得られる硬化層を
示し、実線は高周波焼入れで得られる硬化層を示してい
る。
ク５，９およびパワーローラー１０）の硬化層５ａ，９
ａ，１０ａのパターンを示すと共に、図３には、この時
のローラー試験片１５および負荷ローラー１６の硬化層
１５ａ，１６ａのパターンを示す。この場合、図２およ
び図３において、破線は浸炭焼入れで得られる硬化層を
示し、実線は高周波焼入れで得られる硬化層を示してい
る。
【００４３】また、各実施例および比較例の熱処理条件
を表４，表５および表６に示すと共に、熱処理パターン
１〜４を図４，図５，図６および図７（浸炭処理なし）
に示す。さらに、熱処理後のビッカース硬さ調査結果な
らびにローラーおよび実機での試験結果を表７，表８お
よび表９に示す。
を表４，表５および表６に示すと共に、熱処理パターン
１〜４を図４，図５，図６および図７（浸炭処理なし）
に示す。さらに、熱処理後のビッカース硬さ調査結果な
らびにローラーおよび実機での試験結果を表７，表８お
よび表９に示す。
【００４４】各実施例および比較例に基づいて製作した
転動体ならびにローラー試験片および負荷ローラーは、
表１０に示すローラー試験条件下で図８に示すローラー
試験を実施すると共に、表１１に示す実機試験条件下で
図１に示したトロイダル式無段変速機１による実機耐久
試験を実施した。なお、ローラー試験における大ローラ
ー（負荷ローラー１６，従動側）および小ローラー（ロ
ーラー試験片１５；駆動側）、実機耐久試験での入力デ
ィスク５，出力ディスク９およびパワーローラー１０は
同じ材質，熱処理条件のものを組み合わせて試験した。
転動体ならびにローラー試験片および負荷ローラーは、
表１０に示すローラー試験条件下で図８に示すローラー
試験を実施すると共に、表１１に示す実機試験条件下で
図１に示したトロイダル式無段変速機１による実機耐久
試験を実施した。なお、ローラー試験における大ローラ
ー（負荷ローラー１６，従動側）および小ローラー（ロ
ーラー試験片１５；駆動側）、実機耐久試験での入力デ
ィスク５，出力ディスク９およびパワーローラー１０は
同じ材質，熱処理条件のものを組み合わせて試験した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
【表３】
【００４８】
【表４】
【００４９】
【表５】
【００５０】
【表６】
【００５１】
【表７】
【００５２】
【表８】
【００５３】
【表９】
【００５４】
【表１０】
【００５５】
【表１１】
【００５６】表７および表８に示すように、本発明によ
ると、浸炭および高周波焼入れ品は、実験Ｎｏ．３２の
長時間浸炭品に比較して極めて寿命が向上する著しく良
好なる結果を得た。この理由として、 （１）表面付近においては、ＨＶ７５０以上の高い硬度
が得られ、転動疲労寿命が向上する（実験Ｎｏ．１〜２
３）。
ると、浸炭および高周波焼入れ品は、実験Ｎｏ．３２の
長時間浸炭品に比較して極めて寿命が向上する著しく良
好なる結果を得た。この理由として、 （１）表面付近においては、ＨＶ７５０以上の高い硬度
が得られ、転動疲労寿命が向上する（実験Ｎｏ．１〜２
３）。
【００５７】（２）軟化抵抗性に優れる（焼もどし後の
硬さが高い）ことから、転動疲労寿命が向上する（実験
Ｎｏ．１〜２３）。
硬さが高い）ことから、転動疲労寿命が向上する（実験
Ｎｏ．１〜２３）。
【００５８】（３）最大剪断応力位置では、高周波に先
立つ浸炭焼入れの拡散により、硬さが向上することか
ら、内部剥離を起しにくくなる（実験Ｎｏ．１〜２
３）。
立つ浸炭焼入れの拡散により、硬さが向上することか
ら、内部剥離を起しにくくなる（実験Ｎｏ．１〜２
３）。
【００５９】（４）浸炭時間が短時間のため、表面の粒
界酸化層が低減され、割れや欠けの発生が減少する（実
験Ｎｏ．１〜２３）。
界酸化層が低減され、割れや欠けの発生が減少する（実
験Ｎｏ．１〜２３）。
【００６０】（５）転動面のみ深い硬化層であるため、
肉厚の薄い部分での割れ発生が減少する（実験Ｎｏ．１
〜２３）。
肉厚の薄い部分での割れ発生が減少する（実験Ｎｏ．１
〜２３）。
【００６１】などを挙げることができ、各部位で必要と
する特性を兼ね備えていることから、寿命が著しく向上
する。そして、なかでも、 （６）浸炭焼入れ処理に次いで高周波焼入れを行った
後、アークハイト０．３以上のショットピーニングを行
うことで高い圧縮残留応力が付加されることから、さら
に転動疲労寿命が向上する（実験Ｎｏ．２１）。
する特性を兼ね備えていることから、寿命が著しく向上
する。そして、なかでも、 （６）浸炭焼入れ処理に次いで高周波焼入れを行った
後、アークハイト０．３以上のショットピーニングを行
うことで高い圧縮残留応力が付加されることから、さら
に転動疲労寿命が向上する（実験Ｎｏ．２１）。
【００６２】（７）Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ等の炭化物を生成し
やすい元素を含む鋼を使用して、高濃度浸炭焼入れした
後、高周波焼入れ処理を行うと、表面硬さがさらに高く
なることから、寿命は向上する（実験Ｎｏ．２３）。
やすい元素を含む鋼を使用して、高濃度浸炭焼入れした
後、高周波焼入れ処理を行うと、表面硬さがさらに高く
なることから、寿命は向上する（実験Ｎｏ．２３）。
【００６３】という著しく良好な結果がもたらされる。
【００６４】これに対し、表９に示すように、比較例の
場合には、さほど良好な結果が得られていない。この理
由として、 （８）浸炭のみで深い硬化層を得ようとすると、長時間
を必要とし、粒界酸化層が成長するため、表１２に示す
ように、粒界酸化層深さが深くなり、端部から粒界酸化
層を起点とした亀裂が成長し、割れが発生する（実験Ｎ
ｏ．３２）。
場合には、さほど良好な結果が得られていない。この理
由として、 （８）浸炭のみで深い硬化層を得ようとすると、長時間
を必要とし、粒界酸化層が成長するため、表１２に示す
ように、粒界酸化層深さが深くなり、端部から粒界酸化
層を起点とした亀裂が成長し、割れが発生する（実験Ｎ
ｏ．３２）。
【００６５】
【表１２】
【００６６】（９）非転動部で、硬化層が必要以上に深
い（有効硬化層深さＥ．Ｃ．Ｄ．が１．８ｍｍと深い）
場合、曲げ応力により割れが発生する（実験Ｎｏ．３
５）。
い（有効硬化層深さＥ．Ｃ．Ｄ．が１．８ｍｍと深い）
場合、曲げ応力により割れが発生する（実験Ｎｏ．３
５）。
【００６７】（１０）浸炭後転動面のみに高周波焼入れ
を行うが、転動面での硬化層が薄い（有効硬化層深さ
Ｅ．Ｃ．Ｄ．が１．５ｍｍと浅い）と、スポーリングが
発生し、寿命は短い（実験Ｎｏ．３４）。
を行うが、転動面での硬化層が薄い（有効硬化層深さ
Ｅ．Ｃ．Ｄ．が１．５ｍｍと浅い）と、スポーリングが
発生し、寿命は短い（実験Ｎｏ．３４）。
【００６８】（１１）浸炭処理を行わず、高周波焼入れ
のみで、深い硬化層を得ようとすると、表面硬さは、粗
材のＣ濃度によって決まるため、高い表面硬さは得られ
ず、寿命は短い（実験Ｎｏ．３３）。
のみで、深い硬化層を得ようとすると、表面硬さは、粗
材のＣ濃度によって決まるため、高い表面硬さは得られ
ず、寿命は短い（実験Ｎｏ．３３）。
【００６９】（１２）発明範囲外の材質を用いた場合、
ベースＣが低いと、最大せん断応力位置での硬さが低下
すると共に有効硬化層深さが浅いため、所定の面圧を負
荷した場合、転動面が陥没し、転動疲労寿命は短い（実
験Ｎｏ．２４）。
ベースＣが低いと、最大せん断応力位置での硬さが低下
すると共に有効硬化層深さが浅いため、所定の面圧を負
荷した場合、転動面が陥没し、転動疲労寿命は短い（実
験Ｎｏ．２４）。
【００７０】（１３）ＳｉおよびＶ添加量が多い場合、
芯部のフェライト量が多くなり、内部硬さが低いことか
ら、所定の面圧を負荷した場合、転動面が陥没し、寿命
は短い（実験Ｎｏ．２５，３０）。
芯部のフェライト量が多くなり、内部硬さが低いことか
ら、所定の面圧を負荷した場合、転動面が陥没し、寿命
は短い（実験Ｎｏ．２５，３０）。
【００７１】（１４）Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等の合金
成分が多すぎると、表面付近で残留オーステナイト量が
多くなり、転動面硬さが低く、転動疲労寿命は短い（実
験Ｎｏ．２６〜２９）。
成分が多すぎると、表面付近で残留オーステナイト量が
多くなり、転動面硬さが低く、転動疲労寿命は短い（実
験Ｎｏ．２６〜２９）。
【００７２】（１５）Ｓｉ量が少なすぎる場合、軟化抵
抗性が低く、転動疲労寿命が短い（実験Ｎｏ．３１）。
抗性が低く、転動疲労寿命が短い（実験Ｎｏ．３１）。
【００７３】一方、処理時間は、本発明によると、従来
に比較して約１／５に短縮された。
に比較して約１／５に短縮された。
【００７４】浸炭処理は、これに限らず、プラズマ浸炭
法，真空浸炭法等によっても適宜可能である。
法，真空浸炭法等によっても適宜可能である。
【００７５】以上の実施例および比較例の記載より明ら
かなように、本発明によると、転動疲労強度に優れ、か
つ転動面以外の部位で発生する割れを大幅に改善するこ
とができる転動体を短時間で製造することが可能になっ
た。
かなように、本発明によると、転動疲労強度に優れ、か
つ転動面以外の部位で発生する割れを大幅に改善するこ
とができる転動体を短時間で製造することが可能になっ
た。
【００７６】
【発明の効果】本発明に係わるトロイダル式無段変速機
用転動体は、重量％で、０．３％≦Ｃ≦０．６％、０．
１％≦Ｓｉ≦１．５％、０．２％≦Ｍｎ≦２．０％、Ｐ
≦０．０２％、０．００５％≦Ａｌ≦０．１％、Ｔｉ≦
０．００５％、０．００２％≦Ｎ≦０．０３％、Ｏ≦
０．００２％、場合によってはさらに他の成分として、
０．２％≦Ｎｉ≦２．０％，０．２％≦Ｃｒ≦２．０
％，０．０５％≦Ｍｏ≦１．０％，０．０３％≦Ｖ≦
１．０％，０．０３％≦Ｗ≦２．０％，０．０１％≦Ｎ
ｂ≦０．１％よりなる群から選択される１種または２種
以上、同じく場合によっては他の成分として、０．０３
％＜Ｓ≦０．１％，０．０１％≦Ｐｂ≦０．３％，０．
００５％≦Ｔｅ≦０．１％，０．００５％≦Ｓｅ≦０．
１％，０．０００５％≦Ｃａ≦０．０１％，０．００５
％≦Ｚｒ≦０．１％よりなる群から選択される１種また
は２種以上の元素を含有し、残部がＦｅおよび不可避的
不純物からなり、所定の計算式によるＫ≦０．８および
Ｓｉｅｑ≧０を満たす構造用鋼を素材とし、表面におい
て浸炭処理が施されていると共に、転動面において高周
波焼入れ処理が施され、転動面においては表面硬さＨＶ
７５０以上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上であり、転
動面以外では表面硬さＨＶ６５０以上、有効硬化層深さ
１．５ｍｍ以下である構成としたから、転動疲労強度に
優れ、かつまた、転動面以外の部位で発生する割れを大
幅に改善することができるという著しく優れた効果がも
たらされる。
用転動体は、重量％で、０．３％≦Ｃ≦０．６％、０．
１％≦Ｓｉ≦１．５％、０．２％≦Ｍｎ≦２．０％、Ｐ
≦０．０２％、０．００５％≦Ａｌ≦０．１％、Ｔｉ≦
０．００５％、０．００２％≦Ｎ≦０．０３％、Ｏ≦
０．００２％、場合によってはさらに他の成分として、
０．２％≦Ｎｉ≦２．０％，０．２％≦Ｃｒ≦２．０
％，０．０５％≦Ｍｏ≦１．０％，０．０３％≦Ｖ≦
１．０％，０．０３％≦Ｗ≦２．０％，０．０１％≦Ｎ
ｂ≦０．１％よりなる群から選択される１種または２種
以上、同じく場合によっては他の成分として、０．０３
％＜Ｓ≦０．１％，０．０１％≦Ｐｂ≦０．３％，０．
００５％≦Ｔｅ≦０．１％，０．００５％≦Ｓｅ≦０．
１％，０．０００５％≦Ｃａ≦０．０１％，０．００５
％≦Ｚｒ≦０．１％よりなる群から選択される１種また
は２種以上の元素を含有し、残部がＦｅおよび不可避的
不純物からなり、所定の計算式によるＫ≦０．８および
Ｓｉｅｑ≧０を満たす構造用鋼を素材とし、表面におい
て浸炭処理が施されていると共に、転動面において高周
波焼入れ処理が施され、転動面においては表面硬さＨＶ
７５０以上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上であり、転
動面以外では表面硬さＨＶ６５０以上、有効硬化層深さ
１．５ｍｍ以下である構成としたから、転動疲労強度に
優れ、かつまた、転動面以外の部位で発生する割れを大
幅に改善することができるという著しく優れた効果がも
たらされる。
【００７７】また、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、上記所定化学成分の構造用
鋼を用い、カーボンポテンシャルＣ．Ｐ．＝０．６〜
２．０％で浸炭処理を行った後、焼入れし、次いで転動
面を高周波焼入れし、転動面においては表面硬さＨＶ７
５０以上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上とし、転動面
以外では表面硬さＨＶ６５０以上、有効硬化層深さ１．
５ｍｍ以下とする構成としたから、転動疲労強度に優
れ、かつまた、転動面以外の部位で発生する割れを大幅
に改善することができるトロイダル式無段変速機用転動
体を短時間のうちに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。
速機用転動体の製造方法は、上記所定化学成分の構造用
鋼を用い、カーボンポテンシャルＣ．Ｐ．＝０．６〜
２．０％で浸炭処理を行った後、焼入れし、次いで転動
面を高周波焼入れし、転動面においては表面硬さＨＶ７
５０以上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上とし、転動面
以外では表面硬さＨＶ６５０以上、有効硬化層深さ１．
５ｍｍ以下とする構成としたから、転動疲労強度に優
れ、かつまた、転動面以外の部位で発生する割れを大幅
に改善することができるトロイダル式無段変速機用転動
体を短時間のうちに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。
【図１】金属製転動体を用いたトロイダル式無段変速機
の構造を例示する断面説明図である。
の構造を例示する断面説明図である。
【図２】転動体（入出力ディスク５，９，パワーローラ
ー１０）の硬化層を示す断面説明図である。
ー１０）の硬化層を示す断面説明図である。
【図３】ローラー試験片および負荷ローラーの硬化層を
示す断面説明図である。
示す断面説明図である。
【図４】本発明の実施例および比較例で採用した熱処理
パターン１の説明図である。
パターン１の説明図である。
【図５】本発明の実施例で採用した熱処理パターン２の
説明図である。
説明図である。
【図６】本発明の比較例で採用した熱処理パターン３の
説明図である。
説明図である。
【図７】本発明の比較例で採用した熱処理パターン４の
説明図である。
説明図である。
【図８】ローラー試験の実施状況を示す側面説明図およ
び正面説明図である。
び正面説明図である。
１ トロイダル式無段変速機 ５ 入力ディスク（転動体） ５ａ 硬化層 ９ 出力ディスク（転動体） ９ａ 硬化層 １０ パワーローラー（転動体） １０ａ 硬化層
フロントページの続き (72)発明者 安 部 聡 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２ 株式会社神 戸製鋼所神戸製鉄所内 (72)発明者 内 山 典 子 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 伏 見 慎 二 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 松 本 隆 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 梅 垣 俊 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
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、０．３％≦Ｃ≦０．６％、
０．１％≦Ｓｉ≦１．５％、０．２％≦Ｍｎ≦２．０
％、Ｐ≦０．０２％、０．００５％≦Ａｌ≦０．１％、
Ｔｉ≦０．００５％、０．００２％≦Ｎ≦０．０３％、
Ｏ≦０．００２％、の各要件を満たし、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物からなり、 Ｋ＝０．２［Ｓｉ］＋０．６［Ｍｎ］＋０．２［Ｎｉ］
＋０．１［Ｃｒ］＋０．１［Ｍｏ］＋０．１［Ｖ］＋
０．１［Ｗ］ において、Ｋ≦０．８ Ｓｉｅｑ＝［Ｓｉ］−０．１［Ｍｎ］−０．４［Ｎｉ］
＋０．３［Ｃｒ］＋１．２［Ｍｏ］＋０．９［Ｖ］＋
０．３［Ｗ］ において、Ｓｉｅｑ≧０を満たす構造用鋼を素材とし、
表面において浸炭処理が施されていると共に、転動面に
おいて高周波焼入れ処理が施され、転動面においては表
面硬さＨＶ７５０以上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上
であり、転動面以外では表面硬さＨＶ６５０以上、有効
硬化層深さ１．５ｍｍ以下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。 - 【請求項２】 さらに他の成分として、０．２％≦Ｎｉ
≦２．０％，０．２％≦Ｃｒ≦２．０％，０．０５％≦
Ｍｏ≦１．０％，０．０３％≦Ｖ≦１．０％，０．０３
％≦Ｗ≦２．０％，０．０１％≦Ｎｂ≦０．１％よりな
る群から選択される１種または２種以上の元素を含有
し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、 Ｋ＝０．２［Ｓｉ］＋０．６［Ｍｎ］＋０．２［Ｎｉ］
＋０．１［Ｃｒ］＋０．１［Ｍｏ］＋０．１［Ｖ］＋
０．１［Ｗ］ において、Ｋ≦０．８ Ｓｉｅｑ＝［Ｓｉ］−０．１［Ｍｎ］−０．４［Ｎｉ］
＋０．３［Ｃｒ］＋１．２［Ｍｏ］＋０．９［Ｖ］＋
０．３［Ｗ］ において、Ｓｉｅｑ≧０を満たす構造用鋼を素材とし、
表面において浸炭処理が施されていると共に、転動面に
おいて高周波焼入れ処理が施され、転動面においては表
面硬さＨＶ７５０以上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上
であり、転動面以外では表面硬さＨＶ６５０以上、有効
硬化層深さ１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求
項１に記載のトロイダル式無段変速機用転動体。 - 【請求項３】 さらに他の成分として、０．０３％＜Ｓ
≦０．１％，０．０１％≦Ｐｂ≦０．３％，０．００５
％≦Ｔｅ≦０．１％，０．００５％≦Ｓｅ≦０．１％，
０．０００５％≦Ｃａ≦０．０１％，０．００５％≦Ｚ
ｒ≦０．１％よりなる群から選択される１種または２種
以上の元素を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物
からなり、 Ｋ＝０．２［Ｓｉ］＋０．６［Ｍｎ］＋０．２［Ｎｉ］
＋０．１［Ｃｒ］＋０．１［Ｍｏ］＋０．１［Ｖ］＋
０．１［Ｗ］ において、Ｋ≦０．８ Ｓｉｅｑ＝［Ｓｉ］−０．１［Ｍｎ］−０．４［Ｎｉ］
＋０．３［Ｃｒ］＋１．２［Ｍｏ］＋０．９［Ｖ］＋
０．３［Ｗ］ において、Ｓｉｅｑ≧０を満たす構造用鋼を素材とし、
表面において浸炭処理が施されていると共に、転動面に
おいて高周波焼入れ処理が施され、転動面においては表
面硬さＨＶ７５０以上、有効硬化層深さ１．７ｍｍ以上
であり、転動面以外では表面硬さＨＶ６５０以上、有効
硬化層深さ１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求
項１または２に記載のトロイダル式無段変速機用転動
体。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載された構
造用鋼を用い、表面においてカーボンポテンシャルＣ．
Ｐ．＝０．６〜２．０％の浸炭処理が施されていると共
に、転動面において高周波焼入れ処理が施され、転動面
においては表面硬さＨＶ７５０以上、有効硬化層深さ
１．７ｍｍ以上とし、転動面以外では表面硬さＨＶ６５
０以上、有効硬化層深さ１．５ｍｍ以下とすることを特
徴とするトロイダル式無段変速機用転動体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23571095A JPH0979337A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | トロイダル式無段変速機用転動体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23571095A JPH0979337A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | トロイダル式無段変速機用転動体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979337A true JPH0979337A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=16990091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23571095A Pending JPH0979337A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | トロイダル式無段変速機用転動体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0979337A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6443870B1 (en) * | 1999-09-14 | 2002-09-03 | Nsk Ltd. | Toroidal-type continuously variable transmission |
| JP2005048270A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-02-24 | Kobe Steel Ltd | 表面硬化部品の製造方法及び表面硬化部品 |
| JP2007510057A (ja) * | 2004-09-15 | 2007-04-19 | ジーケイエヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 耐摩耗性を改良されたジョイント部材を製造するための方法 |
| JP2009228049A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Nippon Steel Corp | 面圧疲労強度と低騒音性に優れた浸炭高周波焼入れ鋼部品 |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP23571095A patent/JPH0979337A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6443870B1 (en) * | 1999-09-14 | 2002-09-03 | Nsk Ltd. | Toroidal-type continuously variable transmission |
| JP2005048270A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-02-24 | Kobe Steel Ltd | 表面硬化部品の製造方法及び表面硬化部品 |
| JP2007510057A (ja) * | 2004-09-15 | 2007-04-19 | ジーケイエヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 耐摩耗性を改良されたジョイント部材を製造するための方法 |
| JP4654190B2 (ja) * | 2004-09-15 | 2011-03-16 | ジーケイエヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 耐摩耗性を改良されたジョイント部材及びそのジョイント部材を製造するための方法 |
| US8114224B2 (en) | 2004-09-15 | 2012-02-14 | Gkn Driveline International Gmbh | Process for the production of an articulated structural part having improved wear resistance |
| JP2009228049A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Nippon Steel Corp | 面圧疲労強度と低騒音性に優れた浸炭高周波焼入れ鋼部品 |
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