WO2008026459A1

WO2008026459A1 - Poulie pour une transmission à variation continue

Info

Publication number: WO2008026459A1
Application number: PCT/JP2007/066042
Authority: WO
Inventors: Jun Katoh; Hideo Hata; Kenji Yamamoto
Original assignee: Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2008-03-06
Also published as: ATE530809T1; US20100009795A1; KR20090042937A; EP2058560A1; US8523722B2; CN101473149B; EP2058560B1; JP4206112B2; KR101076582B1; JP2008057624A; EP2058560A4; CN101473149A

Description

明細書

無段変速機用プーリ

技術分野

[0001] 本発明は、自動車などの無段変速機用、中でもベルト式無段変速機 (ベルト CVT) において、エレメントを介してベルトに駆動力を効率よく伝達するプーリ部材に関するものである。

背景技術

[0002] ベルト CVTは、自動車の燃費改善のために、自動車への搭載量が次第に増加している。炭酸ガス排出量抑制を社会的に強く要求されている背景もあり、最近では、更にベルト CVTを高効率化する方向で技術開発が進んでいる。ベルト CVTは、多層の金属ベルトで束ねたエレメントと呼ばれる多数のブロック状部品を対向する二つのプーリで挟み込み、エレメント-プーリが摺動する際の摩擦力で動力伝達を行う。従つて、プーリ-エレメント間の摩擦係数を上げることによって動力伝達の効率を高めること力 Sでさる。

[0003] 一方、プーリ-エレメント間の摺動を安定させる観点から、プーリやエレメントの耐摩耗性向上も必要であり、高摩擦 (係数)でも摩耗量が多!/、（耐摩耗性が劣る）場合には、動力伝達性能が次第に低下することが予想される。これは、反対に、耐摩耗性が良くても、低摩擦 (係数)の場合でも同じである。

[0004] この様な課題に対して、従来から摩擦摩耗特性を改善する技術が提案されて!/、る。

例えば、特許文献 1に記載されている様に、プーリ表面の粗さを一定の状態に制御することによって潤滑油の排出性を高め、結果としてプーリ-エレメント間に形成される油膜厚さを減らして、金属間接触の割合を上げ、摩擦係数を上げる方法が提案されている。

[0005] また、特許文献 2、 3には、ショットブラストによってプーリなどの接触表面に強い圧縮応力を付与して転動疲労強度を改善し、摺動面の耐摩耗性を向上させて高摩擦係数を維持する方法が開示されて!/、る。

[0006] 更に、従来から、この種プーリには、 SCr420Hなど、 Mn、 Crを一定量含む機械構造用合金鋼が使用されている。また、特許文献 4、 5、 6には、 C、 Si、 Mnなどの成分組成を調整して、疲労強度などの機械的な特性を改善した、プーリに用いられる浸炭用鋼が提案されている。

特許文献 1：特開 2002-213580号公報

特許文献 2：特開平 5-157146号公報

特許文献 3：特開 2000-130527号公報

特許文献 4：特開 2000- 160288号公報

特許文献 5：特開 2005-200667号公報

特許文献 6：特開 2006-28568号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 特許文献 1は、鋼材表面の硬化とパターンユングに電子ビーム加工を用いているが、自動車用部品としては生産性が悪ぐコストも高くなるために、ベルト CVT用プーリとしては実用性に欠ける問題がある。また、特許文献 2、 3の方法によると、ショットブラストで仕上げた鋼材表面の耐摩耗性は確かに向上する力、ベルト CVT用プーリに要求される摩擦係数の向上効果は、依然として不十分である。

[0008] ベルト CVT用プーリに要求される、摩擦係数の向上と耐摩耗性の維持は、このように本来相反する要求課題であり、摩擦係数を向上させるために、エレメント-プーリ間の接触割合を増やすと、耐摩耗性は低下する傾向が強い。その為にプーリ表面の硬度を調整したり、潤滑油を改良したりする努力が工業的になされている力潤滑油を含めた好適な組合せは見つ力、つて!/、な!/、のが現状である。

[0009] したがって、これまでは、上記要求課題を満たすわけではないが、 SCr420Hなどの肌焼鋼に、浸炭焼き入れ焼き戻し処理を行って、研削仕上げ後に、ベルト CVT用プーリとして使用してきた。その他、ベルト CVT用プーリには、 SK1— SK7, SCM、 SCM440、 SCM445、 SKD11などの適用も公知ではある。し力、し、上記要求課題を満たすプーリ専用部材の開発はほとんど行われておらず、ベルト CVT用プーリに要求される、摩擦係数の向上と耐摩耗性の維持の要求課題を満たしてはレ、なかった [0010] 本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、要求される摩擦係数の向上と耐摩耗性の維持の要求課題を満たす、ベルト CVT用プーリを提供することである。

課題を解決するための手段

[0011] この目的を達成するために、本発明の要旨は、プーリとエレメント間で動力伝達する無段変速機のプーリであって、 C : 0. ；!〜 0. 3質量％、 Si : 0. ；!〜 0. 5質量％、 1：；!〜 10質量％を各々含み、残部 Feおよび不可避的不純物からなる鋼材からなり、この鋼材表面に、 Mnを 1〜； 10質量％含むとともに、 10 m以上の平均厚みを有する窒化層または浸炭窒化層のいずれかの表面硬化層を有することである。

[0012] 上記目的を達成するために、前記鋼材が更に Crを 1〜20質量％含むとともに、前記表面硬化層が更に Crを 1〜20質量％含むことが好ましい。また、同様に、前記表面硬化層の窒素含有量が 3〜25at. %であることが好ましい。また、同様に、前記表面硬化層の表面硬度が Hv750〜950であることが好ましい。

[0013] 本発明で言う、ベルト CVT用プーリに要求される摩擦係数の向上とは、定量的には、前記表面硬化層の摩擦係数が 0. 115以上であることが好ましい。

発明の効果

[0014] 本発明では、実際のプーリ-エレメントの接触状態を解析して、模擬摺動試験条件を設定し、その環境における摩擦係数の向上と耐摩耗性の維持を両立させうるブーリ表面の材料条件を探索し、本発明に至った。

[0015] 即ち、本発明では、プーリ表面（プーリ用鋼材表面）を、 Mnを特定量含有する窒化層または浸炭窒化層のいずれかの表面硬化層とする。これによつて、ベルト CVT用プーリの摩擦係数を、現状の浸炭 SCr420H鋼材に比して向上させることが可能となる。また、同時に、エレメント側の摩耗量も抑えることができ、実用に耐える耐摩耗性を維持できる。即ち、要求される摩擦係数の向上と耐摩耗性の維持の要求課題を満たす、ベルト CVT用プーリを提供できる。

[0016] 窒化層または浸炭窒化層への Mnの特定量の含有が、プーリ表面（プーリ用鋼材表面）の摩擦係数の向上に寄与する機構は必ずしも明らかではない。しかし、プーリとエレメント表面の摺動部に生成する境界潤滑膜中に、 Mnが取り込まれていることを確認しており、プーリ表面（プーリ用鋼材表面）の摩擦係数の向上に、窒化層または浸炭窒化層中の Mnが寄与していることは明確である。したがって、窒化層または浸炭窒化層中の Mnが、摩擦摩耗挙動に強く影響する境界潤滑膜の構造特性を変えることによって、摩擦係数の向上と耐摩耗性の維持を両立させている可能性がある。図面の簡単な説明

[0017] [図 1]ベーンオンディスク型の摺動摩耗試験の要領を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0018] (鋼材成分組成）

本発明の無段変速機プーリを構成する鋼材の、成分限定理由について以下に説明する。以下、あるいは前記した各元素量の表示単位は全て質量％である。

[0019] 本発明の無段変速機プーリを構成する鋼材は、プーリとしての必要強度などの機械的な特性を満たすとともに、摩擦係数の向上と耐摩耗性の維持を両立させるために、 C : 0.；!〜 0. 3質量％、31 : 0.；!〜 0. 5質量％、 Mn :；!〜 10質量％を各々含み、残部 Feおよび不可避的不純物からなるものとする。

[0020] C : 0.；!〜 0. 3質量％

Cはプーリとしての必要強度などの機械的な特性を満たす。 C含有量が少なすぎると、 Cの固溶強化が不足して、強度が低下する他、焼入性も低下する。一方で、 C含有量が多すぎるとプーリへの加工性が低下する。したがって、 C含有量は 0.；!〜 0. 3 質量％の範囲とする。好ましくは、 C含有量は 0. 15-0. 25質量％である。

[0021] Si : 0.；!〜 0. 5質量⁰ /₀

Siはプーリとしての必要強度などの機械的な特性を満たし、脱酸効果もある。 Si含有量が少なすぎると、 Siの固溶強化が不足して、強度が低下する他、脱酸効果も低下する。 0. 05%未満ではその効果が過小である。一方で、 Si含有量が多すぎるとプーリへの加工性が低下する。したがって、 Si含有量は 0.；!〜 0. 5質量％の範囲とす

[0022] Mn :；!〜 10質量％

Mnは、ベルト CVT用プーリの表面硬化層の摩擦係数を、現状の浸炭 SCr420H 鋼材に比して、摩擦係数で 0. 115以上に向上させ、同時に、エレメント側の摩耗量も現行の現状の浸炭 SCr420H鋼材と同等以下に抑えることが出来る、重要合金元素である。前記した通り、鋼材中の Mnは、この鋼材の窒化処理または浸炭窒化処理のいずれかの表面硬化処理によって、プーリ表面（鋼材表面）に形成される、窒化層または浸炭窒化層のいずれかの表面硬化層に含有されて、これらの効果を発揮する

〇

[0023] Mnがこれらの効果を発揮する、即ち、鋼材表面に形成される前記表面硬化層に Mnが 1質量％以上含有されるためには、鋼材中の Mn含有量を 1質量％以上とする必要がある。鋼材中の Mn含有量が 1質量％未満では、鋼材の窒化処理または浸炭窒化処理の表面硬化処理によっても、鋼材表面に形成される前記表面硬化層に Mn を 1質量％以上含有させることができない。言い換えると、ベルト CVT用プーリの摩擦係数を 0. 115以上に向上させ、同時に、実用に耐える耐摩耗性を維持することができない。

[0024] 一方、鋼材中の Mn含有量が 10質量％を超えると、鋼材表面に形成される前記表面硬化層の Mn含有量も 10質量％を超えて高くなりすぎ、摩擦係数の向上効果が得られず、エレメント側の摩耗量が増大する傾向が強くなる。即ち、鋼材中の Mn含有量が 1〜； 10質量％の本発明範囲を上下に外れる場合には、摩擦係数の向上効果が得られず、エレメント側の摩耗量が増大する。ここで、エレメント摩耗量が増大する（相手攻撃性が増す）問題は、 Mn含有量が少ない場合により顕著である。

[0025] ここで、後述する実施例の通り、 Mn含有量が 3質量％の場合、 Mn含有量が、それ未満やそれを超える他の発明例に比して、表面硬化層の摩擦係数が 0. 120と高い摩擦係数を有する。この点から、表面硬化層の摩擦係数向上硬効果は、 Mn含有量に比例して向上するのではなぐ Mn含有量が 3質量％付近で極大値を示す。したがつて、ベルト CVT用プーリの使用環境の違いによらず、 Mnの効果をより安定して発揮させるためには、鋼材中の Mn含有量を、この 3質量％近傍の 2〜6質量％の含有量範囲とすることが好ましい。

[0026] Mn含有量が 6質量％を超えた場合には、 6質量％以下の摩擦係数の向上効果に比してあまり大差なぐベルト CVT用プーリの使用環境によっては、摩擦係数の向上効果はあるものの、却って、 6質量％以下の摩擦係数の向上効果よりも低下する可能性がある。この点、 Mn含有量が増すコスト増や製造コスト増も考慮すると、 Mn含有量は 6質量％以下とすることが好ましい。したがって、好ましい鋼材中の Mn含有量範囲、好ましい表面硬化層の Mn含有量範囲は、 2〜6質量％である。

[0027] Cr:；!〜 20質量％

鋼材が Mnに加えて、更に Crを 1〜20質量％選択的に含むとともに、これによつて、前記表面硬化層が Mnに加えて、更に Crを 1〜20質量％含むことが好ましい。 Cr の複合添加（含有）によって、更なる摩擦係数の向上効果を得ながら、エレメントの耐摩耗性を改善 (相手攻撃性を抑制）することが可能である。 Crのこの様な効果は、 M nよりも炭化物や窒化物を生成しやす!/、ことが寄与して!/、ると推考される。この効果は、好ましくは Crを 2質量％以上含有する場合に顕著であり、現行材とほぼ同等あるいは同等以上の耐摩耗性を得ることができる。

[0028] 一方、鋼材中や前記表面硬化層中の Cr含有量が 20質量％を超えて過大となると、却って摩擦係数が低下して、 Mnの添加乃至含有効果が相殺される傾向が強くなる。また、プーリ表面の硬度がやや低下して、プーリの摩耗量がわずかであるが増加する傾向が強くなる。従って、 Cr含有量は 20質量％以下に抑えるべきであり、摩擦係数の向上効果を損なわないためには、好ましくは 10質量％以下に抑えることが好ましい。

[0029] したがって、鋼材中と前記表面硬化層中の Cr含有量は、 1〜20質量％の範囲であること力 S好ましく、より好ましくは 2〜； 10質量％の範囲とする。

[0030] 本発明プーリは上記元素を基本成分とし、残部 Feおよび不可避的不純物からなる鋼材からなる。但し、通常の浸炭用鋼材、窒化用鋼材スクラップを溶解原料とした場合、これら鋼材が含むような下記元素を不可避的不純物元素として含む可能性が高ぐ極力低減することはコストアップとなる。したがって、本発明では、鋼材中に、本発明の効果を阻害しない範囲で、下記元素を不可避的不純物元素として、下記含有量だけ各々含んでよい。 Ti:0.050%以下、 Ν:0· 0250%以下、 Α1:0· 10%以下、 Ν i、 Cu、Moの合計で 2· 0%以下、 Β:0· 0050%以下、 V:0.10%以下、 Nb:0.10 %以下、 Ca:0.0050%以下、 Mg:0.0050%以下、 Zr:0.050%以下、 REM:0 .020%以下、 S:0. 10%以下、 P:0.10%以下、 0:0.0030%以下。 [0031] (鋼材製造方法）

以上の成分組成からなる、本発明の無段変速機用プーリ用の鋼材自体は、通常の浸炭用鋼材、窒化用鋼材と同じ常法によって製造できる。即ち、以上の成分組成からなる鋼片铸造後に、熱間圧延、熱間鍛造等の熱間加工、さらに冷間圧延、冷間鍛造等の冷間加工を常法に従って適宜施す。これらの加工により粗形状に加工された部材は、その後、窒化処理、浸炭窒化処理が施され、無段変速機用プーリへの仕上加工が適宜施される。

[0032] (表面硬化層）

鋼材の表面硬化処理としては、後述する、現在工業的に行われている窒化、浸炭窒化などの処理方法を適用することができる。これらの窒化、浸炭窒化などの処理によって、前記成分組成からなる鋼材表面に、 Mnを 1〜； 10質量％含むとともに、更に Crを選択的に 1〜20質量％含む、 10 in以上の平均厚みを有する窒化層または浸炭窒化層のいずれかの表面硬化層を形成する。表面硬化層の厚みは、好ましくは 5 C^ m以上、より好ましくは 100 m以上である。表面硬化層の厚みの上限は特に限定されず、鋼材の寿命及びコストから任意に設定することが可能である。

[0033] 鋼材の表面硬化処理として、浸炭ではなぐ窒化、浸炭窒化などの処理が摩擦係数の向上効果の点で優位なのは、窒化もしくは浸炭窒化によって、鋼材表面近傍（表面硬化層）に生成する、 Mn Nなどの Mn系窒化物や、 CrNどの Cr系窒化物が摩

3

擦係数向上により寄与するためと推考される。

[0034] (表面硬化層硬度）

ベルト CVT用プーリの摩擦係数を 0. 115以上と、現状の浸炭 SCr420H鋼材に比して向上させ、同時に、エレメント側の摩耗量も現行の現状の浸炭 SCr420H鋼材と同等以下に抑えるために、表面硬化処理後の表面硬化層の表面硬度の目安は Hv7 50〜950の範囲であることが好まし!/、。 Hv750未満ではプーリ表面の耐摩耗性が不十分となる可能性がある。一方、 Hv950を超えるとエレメント摩耗量の増加傾向が強くなる可能性がある。

[0035] (表面硬化層厚み）

表面硬化層として、ベルト CVT用プーリの使用環境の違いによらず、 Mnや Crの前記摩擦係数向上効果をより安定して発揮させるためには、表面硬化層が 10 m以上の平均厚み（表面からの深さ）を有する必要がある。表面硬化層の平均厚みが 10 in未満では、ベルト CVT用プーリの使用環境によっては、 Mnや Crの前記摩擦係数向上効果をより安定して発揮できない。この表面硬化層の平均厚みは、上記表面硬化層硬度を保証するためでもある。

[0036] (表面硬化層窒素含有量）

ベルト CVT用プーリの摩擦係数を 0. 115以上と、現状の浸炭 SCr420H鋼材に比して向上させ、同時に、エレメント側の摩耗量も現行の現状の浸炭 SCr420H鋼材と同等以下に抑えるために、表面硬化処理後の表面硬化層の窒素含有量の目安は 3 〜25at. %の範囲であることが好ましぐ 8〜20at. %の範囲であることがより好ましい。窒素含有量が 3at. %未満では、表面硬化層の Mn、 Cr含有量が規定を満たしても、窒素が不足して、前記 Mn系窒化物や Cr系窒化物が不足して、硬度が低くなり、プーリ表面の摩擦係数向上ゃ耐摩耗性が不十分となる可能性がある。一方、窒素含有量が 25at. %を超えると、表面硬度が高くなりすぎ、エレメント摩耗量の増加傾向が強くなる可能性がある。また、窒化処理のコストが増加する。

[0037] これら表面硬化層の窒素濃度は、硬化層表面からの EPMA (電子線マイクロプローブによる微小部 X線マイクロ分析法）による定量分析によって得ることが出来る。

[0038] (表面硬化処理）

現在工業的に行われている窒化処理としては、鋼材を、アンモニア（NH )ガス雰囲

3 気下で、 500〜600°じ 1〜1001^程度処理する。また、浸炭窒化処理は、メタンなどの炭化水素ガスや COガス雰囲気下で 900〜1000°C X；!〜 lOOhr程度の浸炭処理後の冷却過程で、 500〜600°C X 50〜； !OOhr程度窒化処理する。

[0039] この窒化もしくは浸炭窒化処理鋼材で、白層と呼ばれる窒化物層が表面に生成する場合には、その層を切削や研磨などの表面加工によって薄く除去する方が好ましい。その場合、表面の窒素濃度は 20at. %以下になることが多いので注意する。

[0040] 窒化もしくは浸炭窒化処理鋼材では、窒化深さ (硬化層厚み）に注意すべきであり、硬化処理条件に応じた窒化深さや表面硬度などの分布を予備的に把握して、範囲内であることを確認した後に、表面仕上げを行う。その後、窒化もしくは浸炭窒化処理鋼材を焼き入れ焼き戻し処理する。

[0041] 次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定的に解釈されるものではない。

実施例

[0042] 表 1に示すように、 Mn、 Cr含有量を種々変えた化学成分の鋼材表面に、同じ処理条件で窒化処理または浸炭窒化処理して、窒化層または浸炭窒化層のいずれかの表面硬化層を形成し、これらの各表面硬化層の摩擦係数と耐摩耗性とを測定、評価した。これらの結果も表 1に示す。

[0043] 同時に、これらの各表面硬化層の、平均厚み（ m)、窒素含有量（平均、 at. %)、表面硬度（平均、 Hv)を測定した。これらの結果も表 1に示す。

[0044] 表 1の各鋼材とも、その他の不純物として、 Ti、 N、 Al、 Ni、 Cu、 Mo、 B、 V、 Nb、 C a、 Mg、 Zr、 REM, S、 P、 Oの合計量は 0· 15%以下であった。

[0045] 鋼材は、図 1に示すディスク 1A形状に加工後、下記条件で表面硬化処理した後、薄く表面研削して表面粗度 RaO. 7〜； ί · 3 mに仕上げた。そして、 875°Cの温度に加熱した後に水焼入を行い、 200°C X lhrの焼き戻し処理を行い、試験用の鋼材を得た。

[0046] (表面硬化処理）

窒化処理:鋼材をアンモニア（NH )ガス雰囲気下で、 540〜550°C X 72hr処理し

3

た。

浸炭窒化処理:メタンなどの炭化水素ガス雰囲気下で、 950°C X 50hrの浸炭処理後、その冷却過程で 500°C X 3hrアンモニア（NH )ガスを流して窒化処理した。

3

[0047] (ベーンオンディスク型摺動試験）

上記得た試験用の鋼材 (ディスク 1A形状)を、摺動相手材として、図 1に示す円盤型のベーン 2Aによって、ベーンオンディスク型の摺動摩耗試験を CVT油中で行つた。そして、油中摩擦係数 (潤滑油中での摩擦係数)を測定した。また、ディスク 1 A 側とベーン 2A側との摩耗料量を測定した。

[0048] ベーン 2Aは、 SK5 (硬度： HRC57〜59、先端 R4mm、鏡面化）を用いた。摺動試験条件は、荷重を 100Nで 300m摺動後、荷重を 500Nに上げて 1000m摺動させた。摺動速度は 0. 7mm/sと一定にし、巿販 CVT油として、温度 100°Cの日産自動車純正油、商品名： NS 2)を用いた。

[0049] (摩擦係数測定）

摺動試験終了前 50mでのディスク 1Aの摩擦係数を平均化処理して算出した。摩擦係数の測定には、神鋼造機社製、自動摩擦係数測定装置（商品名： 3ピン型油中基礎摺動摩耗試験機)を用いた。

[0050] (摩耗量測定）

ベーン摩耗量は、摺動試験終了後、先端摩耗幅の平均値を測定し、比摩耗量に換算して算出した。ディスク摩耗量は、摺動試験終了後、摺動痕の摩耗断面積を触針式粗さ計で 4力所測定し平均化した。

[0051] (摩擦係数、耐摩耗性の評価）

摩擦係数、耐摩耗性の評価は、比較として、現行材である SCR420材を同様に表面硬化処理したものを基準として行った。即ち、耐摩耗性が現行材 SCR420材と同等あるいは向上しても、摩擦係数が現行材 SCR420材と同等か低い例を Xと評価した。また、耐摩耗性が現行材 SCR420材と同等あるいは向上しており、摩擦係数が現行材 SCR420材よりも高くなつた例を〇と評価した。そして、この〇の内で摩擦係数が 0. 120以上に向上した例を◎と評価した。

[0052] (表面硬度）

上記得た試験用の鋼材表面 (硬化層表面、摺動試験前）の硬さを、松沢精機社製のマイクロビッカース硬度計（商品名「微小硬度計」）にて、 10gの荷重を加えて 3箇所測定し、硬度 HVはそれらの平均値とした。

[0053] (表面硬化層の窒素量）

EPMAによって表面硬化層表面の窒素濃度（at. %)を定量分析した。 EPMAの測定条件は、加速電圧： 10kV、電流： 2〜5xl0— ⁸A、測定エリア： 100 m角とした。測定は 3力所行い、窒素濃度はその平均とした。表面硬化層の Mnと Crの含有量は、母材の Mnと Crの含有量と同じく発光分光分析により行った。測定は 3力所行い、含有量はその平均とした。

[0054] 表 1から分かる通り、発明例 1〜22は、本発明範囲内の成分組成を有して、 Mnあるいは Mnと Crを所定量含み、この鋼材表面に、 Mnあるいは Mnと Crを所定量含むとともに、 10 m以上の平均厚みを有する窒化層または浸炭窒化層のいずれかの表面硬化層を有する。発明例の表面硬化層は、窒素含有量が 3〜25at. %の範囲である。そして、発明例の表面硬化層は、表面硬度が Hv750〜950の範囲である。

[0055] この結果、発明例 1〜22は、表面硬化層の摩擦係数が 0. 115以上であり、現行材

(比較例 23、 24)を上回る摩擦係数を安定して得ることができ、耐摩耗性もほぼ同等に維持あるいは改善することができている。この中でも、特に、発明例 3、 17は、 Mn 含有量が 3質量％で、 Mn含有量が、それ未満やそれを超える他の発明例に比して、表面硬化層の摩擦係数が 0. 120と高い摩擦係数を有する。また、 Mn含有量が 3 質量％で Crを含まない発明例 20も、比較的摩擦係数が高い。この点から、表面硬化層の摩擦係数向上硬効果は、 Mn含有量に比例して向上するのではなぐ Mn含有量が 3質量％付近で極大値を示すことが分かる。

[0056] なお、現行材（比較例 23、 24)の摩擦係数 0. 114に対して、摩擦係数を 0. 001向上させるだけで（摩擦係数を 0· 115とするだけで）、ベルト CVT用プーリの動力伝達の効率を高めることができる。この点、現行材（比較例 23、 24)の摩擦係数 0. 114に対して、発明例 3、 17が摩擦係数 0. 120と、 0. 006も高めることは、ベルト CVT用プーリの動力伝達の効率 (動力伝達性能）を著しく高めることができることを意味する。

[0057] これに対して、現行材（比較例 23、 24)は、耐摩耗性を向上できても、表面硬化層の摩擦係数を向上できず、これら両特性を兼備できていない。この点は、 Mn含有量が少なすぎる比較例 25、 26、逆に、 Mn含有量が多すぎる比較例 27、 28も同様であ

[0058] したがって、これらの結果から、本発明ベルト CVT用プーリの鋼材要件の意義が裏付けられる。

[0059] [表 1] 区番プ—ジ酣プーリ謝 ¾S t¾

糸減 ) (Mn, Crは質糊

( e+不纖）

分号

C Si Mn Cr Mn Cr 平均雜ディスク譲含有艇微 mm.

里 X10— ¹⁰ xio一⁴

% % Aim at% HV mn³/nvN m²

1 0.2 0.4 1 10 1 10 窒化 220 11 820 0.115 8.1 3.6 〇

2 0.2 0.4 2 10 2 10 窒化 190 14 820 0.117 7.6 3.6 〇

3 0.2 0.4 3 10 3 10 窒化 260 13 800 0.120 6.3 3.8 ◎

4 0.2 0.4 6 10 6 10 窒化 190 12 830 0.118 5.2 4.0 O 発 5 0.2 0.4 10 10 10 10 窒化 270 13 840 0.115 4.9 3.6 O

6 0.2 0.4 10 0 10 0 窒化 250 19 920 0.116 8.6 3.2 O

7 0.2 0.4 6 0 6 0 窒化 330 21 880 0.117 9.8 3.7 O

8 0.3 0.4 6 1 6 1 窒化 290 21 900 0.118 9.2 3.2 O 明 9 0.2 0.4 6 2 6 2 窒化 180 16 880 0.116 7.7 3.3 〇

10 0.2 0.5 6 3 6 3 窒化 290 25 880 0.117 6.2 3.6 O

11 0.2 0.4 6 6 6 6 窒化 200 15 850 0.118 4.9 3.8 O

12 0.2 0.3 6 15 6 15 窒化 110 9 800 0.115 4.1 3.6 〇例 13 0.2 0.1 6 20 6 20 窒化 70 7 750 0.115 4.1 4.4 〇

14 0.1 0.4 6 25 6 25 窒化 10 3 690 0.115 4.0 4.7 〇

15 0.2 0.4 1 6 1 6 窒化 90 9 820 0.116 8.2 3.7 〇

16 0.2 0.4 2 6 2 6 窒化 160 8 810 0.118 7.5 42 〇

17 0.2 0.4 3 6 3 6 窒化 190 9 810 0.120 6.9 3.6 ◎

18 0.2 0.4 10 6 10 6 窒化 140 10 820 0.115 5.9 3.8 〇

19 0.2 0.4 1 ― 1 ― 化 30 7 830 0.116 10.6 4.0 〇

20 0.2 0.4 3 - 3 ― §^化 10 5 860 0.117 4.9 3.6 O

21 0.2 0.4 6 ― 6 一 s^化 20 8 920 0.117 7.1 3.2 〇

22 0.2 0.4 10 ― 10 ― 化 20 10 950 0.115 10.3 3.0 O

23 SCR42藝才 0.9 1.2 窒化 170 16 650 0.114 10.2 4.5 X 比 24 SCR420i附 0.9 1.2 m ― 一 670 0.114 7.6 4.7 X 較 25 0.2 0.4 0.7 10 0.7 10 窒化 160 12 850 0.113 18.9 3.8 X

26 0.2 0.4 0.8 6 0.8 6 窒化 180 12 830 0.114 13.4 4.1 X 例 27 0.2 0.4 12 10 12 10 窒化 160 17 880 0.114 5.1 3.1 X

28 0.2 0.4 12 6 12 6 窒化 140 16 840 0.113 6.2 3.7 X

[0060] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は 2006年 8月 30日出願の日本特許出願（特願 2006— 234055 に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0061] 以上説明したように、本発明によれば、ベルト CVTとして要求される摩擦係数の向上と耐摩耗性の維持の要求課題を満たし、両特性を兼備するプーリを提供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] プーリとエレメント間で動力伝達する無段変速機のプーリであって、 C : 0.；!〜 0· 3 質量％、 31 : 0.；!〜 0. 5質量％、 Μη :；!〜 10質量％を各々含み、残部 Feおよび不可避的不純物からなる鋼材からなり、この鋼材表面に、 Mnを 1〜； 10質量％含むとともに、 10 m以上の平均厚みを有する窒化層または浸炭窒化層のいずれかの表面硬化層を有することを特徴とする無段変速機用プーリ。

[2] 前記鋼材が更に Crを 1〜20質量％含むとともに、前記表面硬化層が更に Crを；!〜 20質量％含む請求項 1に記載の無段変速機用プーリ。

[3] 前記表面硬化層の窒素含有量が 3〜25at. %である請求項 1または 2に記載の無段変速機用プーリ。

[4] 前記表面硬化層の表面硬度が Hv750〜950である請求項 1乃至 3のいずれか 1 項に記載の無段変速機用プーリ。

[5] 前記表面硬化層の摩擦係数が 0. 115以上である請求項 1乃至 4のいずれ力、 1項に記載の無段変速機用プーリ。