JP2002212671A - Power transmission parts, production method therefor and driving apparatus - Google Patents
Power transmission parts, production method therefor and driving apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トラクションドラ
イブにおける入出力部材のように、用途上、すべりを伴
ないながら動力を伝達する部品およびその製造方法なら
びにその動力伝達部品から構成された駆動装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a component for transmitting power without slipping in application, such as an input / output member in a traction drive, a method of manufacturing the same, and a drive device including the power transmission component. Things.
【０００２】[0002]
【従来の技術】トラクションドライブのように、転がり
あるいは転がりすべりにより動力を伝達する装置が高効
率化や低燃費化のために、あるいは自動車に適用された
場合には搭乗者の居住性向上のために採用される動向が
ある。しかし、これらの摩擦式動力伝達装置の動力伝達
部である入出力部材、転動体などの動力伝達部品には、
その機構上、表面に接線力やすべりが作用する。これま
ではこれらの部品には、ＪＩＳで規格化されているＳＣ
ｒ４２０などの浸炭鋼を浸炭焼入れしたものが用いられ
てきた。つまり、浸炭焼入れにより表面を硬化させるこ
とによって転動疲労寿命が確保されていた。2. Description of the Related Art A device for transmitting power by rolling or rolling slip, such as a traction drive, is used to improve efficiency and reduce fuel consumption, or, when applied to an automobile, to improve passenger comfort. There is a trend to be adopted. However, the power transmission parts of these friction type power transmission devices, such as input / output members and rolling elements, include:
Due to its mechanism, tangential force and slip act on the surface. Until now, these parts have included SC standardized by JIS.
Carburized and hardened steel such as r420 has been used. That is, the rolling fatigue life was ensured by hardening the surface by carburizing and quenching.
【０００３】しかし、より一層装置を小型・軽量化させ
る場合、もしくは伝達動力を増大させる場合、今後さら
にすべりや接線力が増加し、かつ表面温度も上昇するこ
とが考えられる。この場合には、通常の動力伝達部品用
鋼ではピーリングやスミアリングという表面損傷が生じ
やすく、この発生強度がその製品機能を左右すると考え
られる。言いかえれば、耐表面損傷特性に優れる専用の
材料開発が必要である。However, when the size and weight of the apparatus are further reduced or the transmission power is increased, it is conceivable that the sliding and tangential forces will further increase and the surface temperature will increase in the future. In this case, normal steel for power transmission components is liable to cause surface damage such as peeling and smearing, and it is considered that the strength of the generated steel determines the product function. In other words, it is necessary to develop a dedicated material having excellent surface damage resistance.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、転が
りすべりにより動力を伝達する装置では、これらの動力
伝達部品には、その機構上、絶えず接線力やすべりが作
用する。これにより表面が高温になったり、トラクショ
ン油や潤滑油が剪断発熱し、油膜が薄くなる結果、ピー
リングやスミアリングなどの表面損傷が問題になる。As described above, in a device for transmitting power by rolling slip, a tangential force and a slip are constantly applied to these power transmitting parts due to their mechanism. As a result, the surface becomes hot, and the traction oil and the lubricating oil generate heat by shearing, resulting in a thin oil film. As a result, surface damage such as peeling and smearing becomes a problem.
【０００５】また、接線力が作用する条件での転動疲労
のため、材料の塑性流れが生じたりすることも考えら
れ、その場合にはさらにピーリング発生が加速された
り、接線力が作用しないときよりも転動疲労寿命が短く
なる現象も現われる。[0005] It is also conceivable that plastic rolling of the material may occur due to rolling fatigue under conditions where a tangential force acts. In such a case, the occurrence of peeling is further accelerated, or when the tangential force does not act. A phenomenon that the rolling fatigue life is shorter than that of the rolling fatigue also appears.
【０００６】それゆえ、本発明の目的は、高接線力、高
すべり条件下でも表面損傷が生じ難く、かつ高温となる
雰囲気条件下でも長い耐久寿命を確保できる摩擦式の動
力伝達装置（トラクションドライブ）の動力伝達部品を
提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a friction type power transmission device (traction drive) which is less likely to cause surface damage even under high tangential force and high slip conditions, and which can secure a long durability life even under high temperature atmosphere conditions. ) Is to provide a power transmission component.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の動力伝達部品
は、すべりを伴ないながら転動する動力伝達部品におい
て、素地中に合金元素として質量％で、Ｃ（炭素）を
０．１％以上０．４％以下、Ｓｉ（シリコン）を０．３
％以上３．０％以下、Ｍｎ（マンガン）を０．２％以上
２．０％以下、Ｐ（リン）を０．０３％以下、Ｓ（硫
黄）を０．０３％以下、Ｃｒ（クロム）を０．３％以上
２．５％未満、Ｎｉ（ニッケル）を０．１％以上２．０
％未満、Ａｌ（アルミニウム）を０．０５０％以下、Ｔ
ｉ（チタン）を０．００３％以下、Ｏ（酸素）を０．０
０１５％以下、Ｎ（窒素）を０．０２５％以下で少なく
とも含み、残部がＦｅ（鉄）および不可避不純物からな
る鋼材よりなり、浸炭または浸炭窒化処理後に、焼入れ
焼戻し処理された構成を有している。A power transmission component according to the present invention is a power transmission component that rolls without slipping, wherein C (carbon) is 0.1% or more by mass as an alloy element in the base material. 0.4% or less, 0.3% of Si (silicon)
% To 3.0%, Mn (manganese) 0.2% to 2.0%, P (phosphorus) 0.03% or less, S (sulfur) 0.03% or less, Cr (chromium) From 0.3% to less than 2.5%, and Ni (nickel) from 0.1% to 2.0%
%, Al (aluminum) is 0.050% or less, T
0.003% or less of i (titanium) and 0.0 (oxygen)
015% or less, N (nitrogen) is contained at least 0.025% or less, the balance is made of a steel material composed of Fe (iron) and unavoidable impurities, and has a configuration that is quenched and tempered after carburizing or carbonitriding. I have.
【０００８】以下、本発明の動力伝達部品の化学成分の
限定理由について説明する。 （１） Ｃの含有量（０．１％以上０．４％以下）につ
いて Ｃは浸炭または浸炭窒化処理後の芯部硬さに影響する。
動力伝達部品として必要な強度を得る為に必要な芯部硬
さを確保するうえで、Ｃの含有量を０．１％以上にする
必要がある。但し、Ｃの含有量が０．４％を超えると、
靭性や熱間加工性ならびに被削性が低下するので、Ｃの
含有量の上限値を０．４％にする必要がある。Hereinafter, the reasons for limiting the chemical components of the power transmission component of the present invention will be described. (1) Regarding the content of C (not less than 0.1% and not more than 0.4%) C affects the core hardness after carburizing or carbonitriding.
In order to secure the core hardness required to obtain the necessary strength as a power transmission component, the C content needs to be 0.1% or more. However, when the content of C exceeds 0.4%,
Since the toughness, hot workability and machinability decrease, it is necessary to set the upper limit of the C content to 0.4%.
【０００９】（２） Ｓｉの含有量（０．３％以上３．
０％以下）について Ｓｉは高温域での部材の軟化を抑制し、動力伝達部品の
耐熱性を改善する作用を有する。しかし、Ｓｉの含有量
が０．３％未満では、その効果が得られないので、Ｓｉ
の含有量の下限値を０．３％にする必要がある。また、
Ｓｉ含有量の増加に伴って耐熱性は向上するが、３．０
％を超えて添加しても、その効果は飽和し、熱間加工性
や被削性の低下を招くので、Ｓｉの含有量の上限値を
３．０％にする必要がある。(2) Si content (0.3% or more;
(0% or less) Si has an effect of suppressing the softening of the member in a high temperature range and improving the heat resistance of the power transmission component. However, if the content of Si is less than 0.3%, the effect cannot be obtained.
Is required to be 0.3%. Also,
The heat resistance improves with an increase in the Si content, but is increased to 3.0.
%, The effect is saturated and the hot workability and machinability are reduced. Therefore, it is necessary to set the upper limit of the Si content to 3.0%.
【００１０】（３） Ｍｎの含有量（０．２％以上２．
０％以下）について Ｍｎは鋼材の焼入性を改善する元素であり、その効果を
得るために０．２％以上添加する必要がある。しかし、
２．０％を超えて添加すると被削性が大幅に低下するの
で、Ｍｎの含有量の上限値を２．０％にする必要があ
る。(3) Mn content (0.2% or more;
(0% or less) Mn is an element for improving the hardenability of steel, and it is necessary to add 0.2% or more to obtain the effect. But,
If added in excess of 2.0%, the machinability will be significantly reduced, so it is necessary to set the upper limit of the Mn content to 2.0%.
【００１１】（４） Ｐの含有量（０．０３％以下）に
ついて Ｐは鋼のオーステナイト粒界に偏析し、靭性や転動疲労
寿命の低下を招くので、Ｐの含有量の上限値を０．０３
％にする必要がある。(4) P content (0.03% or less) Since P segregates at the austenite grain boundary of steel and causes reduction in toughness and rolling fatigue life, the upper limit of the P content is set to 0%. .03
It needs to be%.
【００１２】（５） Ｓの含有量（０．０３％以下）に
ついて Ｓは鋼の熱間加工性を害し、鋼中で非金属介在物を形成
して靭性や転動疲労寿命を低下させるので、Ｓの含有量
の上限値を０．０３％にする必要がある。一方では、Ｓ
は切削加工性を向上させる効果も有している。したがっ
て、Ｓを少なくすることが望ましいものの、０．０３％
以下の範囲内で添加することもある。(5) S content (0.03% or less) Since S impairs the hot workability of steel and forms nonmetallic inclusions in the steel to reduce toughness and rolling fatigue life. , S content needs to be 0.03%. On the one hand, S
Also has the effect of improving the machinability. Therefore, although it is desirable to reduce S, 0.03%
It may be added within the following range.
【００１３】（６） Ｃｒの含有量（０．３％以上２．
５％未満）について Ｃｒは焼入性の改善や焼戻し軟化抵抗の向上、寿命改善
の効果を有する。これらの効果を得るためには０．３％
以上が必要である。しかし、２．５％以上添加しても大
型の炭化物が生成して転動疲労寿命が低下する。(6) Cr content (0.3% or more;
(Less than 5%) Cr has an effect of improving hardenability, improving temper softening resistance, and improving life. 0.3% for these effects
The above is necessary. However, even if added in an amount of 2.5% or more, large carbides are formed and the rolling fatigue life is reduced.
【００１４】（７） Ａｌの含有量（０．０５０％以
下）について ０．０５０％を超えてＡｌが多量に含有されると、硬質
の酸化物系介在物を生成して顕著な転動疲労寿命の低下
が生じる。なお、Ａｌは前記のような問題点を有するも
のの、ＡｌＮを形成して結晶粒を微細化する効果もある
ので、鋼の製造コストの上昇を招かない０．００５％以
上含有されても良い。(7) Al content (0.050% or less) When Al is contained in a large amount exceeding 0.050%, hard oxide-based inclusions are formed and remarkable rolling fatigue is caused. The life is shortened. Although Al has the above-described problems, it also has an effect of forming AlN to refine crystal grains, and thus may be contained in an amount of 0.005% or more which does not increase the production cost of steel.
【００１５】（８） Ｎの含有量（０．０２５％以下）
について ＮはＡｌと結合してＡｌＮを形成して結晶粒を微細化さ
せる効果を持っている。しかし、多量に含有させると却
って鋼の強度を劣化させるので、Ｎの含有量の上限値を
０．０２５％にする必要がある。(8) N content (0.025% or less)
Regarding N, N has an effect of forming AlN by combining with Al to refine crystal grains. However, if it is contained in a large amount, the strength of the steel is rather deteriorated. Therefore, it is necessary to set the upper limit of the N content to 0.025%.
【００１６】（９） Ｔｉの含有量（０．００３％以
下）について Ｔｉは窒化物を形成して非金属介在物となり、転動疲労
破壊の起点となる可能性があるので、Ｔｉの含有量の上
限値を０．００３％にする必要がある。(9) Ti content (0.003% or less) Since Ti forms a nitride to become a nonmetallic inclusion and may become a starting point of rolling fatigue fracture, the Ti content Is required to be 0.003%.
【００１７】（１０） Ｏの含有量（０．００１５％以
下）について Ｏは鋼中に酸化物を形成し、非金属介在物として転動疲
労破壊の起点となる可能性があり転動疲労寿命の低下を
招くので、Ｏの含有量の上限値を０．００１５％にする
必要がある。(10) O content (0.0015% or less) O forms an oxide in steel and may be a starting point of rolling fatigue fracture as a nonmetallic inclusion. Therefore, it is necessary to set the upper limit of the O content to 0.0015%.
【００１８】（１１） Ｎｉの含有量（０．１％以上
２．０％未満）について Ｎｉは高温環境で使用された場合に転動疲労過程におけ
る組織の変化を抑制し、また高温域での硬度の低下も抑
制して転動疲労寿命を向上する効果を有している。加え
て、Ｎｉは靭性を向上させて異物が混入する環境での寿
命を改善するとともに耐食性を改善する効果も有してい
る。これらの効果を得るためには、Ｎｉを０．１％以上
添加する必要がある。しかし、２．０％以上含有させる
と、浸炭焼き入れ時に多量の残留オーステナイトが生成
して所定の硬度が得られなくなるとともに、鋼材のコス
トが上昇する。(11) Ni content (0.1% or more and less than 2.0%) Ni suppresses the change of the structure in the rolling fatigue process when used in a high-temperature environment, This has the effect of suppressing the decrease in hardness and improving the rolling fatigue life. In addition, Ni has the effect of improving the toughness, improving the life in an environment where foreign matter is mixed, and improving the corrosion resistance. In order to obtain these effects, it is necessary to add Ni by 0.1% or more. However, when the content is 2.0% or more, a large amount of retained austenite is generated at the time of carburizing and quenching, and a predetermined hardness cannot be obtained, and the cost of the steel material increases.
【００１９】これらの合金成分の作用で、局部的に大き
な温度上昇が生じても、表面の軟化が防止され、耐表面
損傷強度が向上するとともに、転動寿命にも優れた動力
伝達用の動力伝達部品材質にすることができる。Even if the temperature rises locally due to the action of these alloy components, the softening of the surface is prevented, the surface damage resistance is improved, and the power transmission power with excellent rolling life is obtained. Transmission component material can be used.
【００２０】上記の動力伝達部品において好ましくは、
鋼材に、合金元素として質量％で、０．０５％以上２．
５％以下のＭｏ（モリブデン）および０．０５％以上
１．０％以下のＶ（バナジウム）の少なくとも一種がさ
らに添加されている。Preferably, in the above power transmission component,
1. In steel, 0.05% or more by mass% as an alloying element.
At least one of Mo (molybdenum) of 5% or less and V (vanadium) of 0.05% or more and 1.0% or less is further added.
【００２１】以下、上記化学成分の限定理由について説
明する。 （１２） Ｍｏの含有量（０．０５％以上２．５％以
下）について Ｍｏは鋼の焼入れ性を改善するとともに、炭化物中に固
溶することによって焼戻し軟化抵抗性を向上させる効果
を有する。特に、Ｍｏは高温域における転動疲労寿命を
改善する作用が見出されたため添加されている。しか
し、２．５％を超えて多量にＭｏを含有させると鋼材コ
ストが上昇し、切削加工を容易にするための軟化処理時
に硬さが低下せず被削性が大幅に劣化してしまうため、
Ｍｏ含有量の上限を２．５％にすることが好ましい。ま
たＭｏの含有量が０．０５％未満では炭化物形成に効果
がないため、Ｍｏ含有量の下限を０．０５％にすること
が好ましい。Hereinafter, the reasons for limiting the chemical components will be described. (12) Mo content (0.05% or more and 2.5% or less) Mo has an effect of improving the hardenability of steel and improving the tempering softening resistance by forming a solid solution in carbide. In particular, Mo has been added because it has been found to have an effect of improving the rolling fatigue life in a high temperature range. However, if Mo is contained in a large amount exceeding 2.5%, the cost of steel material increases, and the hardness does not decrease during the softening treatment for facilitating the cutting work, and the machinability deteriorates significantly. ,
It is preferable to set the upper limit of the Mo content to 2.5%. Further, if the content of Mo is less than 0.05%, there is no effect on carbide formation, so the lower limit of the Mo content is preferably set to 0.05%.
【００２２】（１３） Ｖの含有量（０．０５％以上
１．０％以下）について ＶはＣと結合して微細な炭化物を析出し、結晶粒の微細
化を促進し、強度・靱性を改善する効果を有する。ま
た、Ｖの含有によって鋼材の耐熱性を改善し、高温焼戻
し後の軟化を抑制し、転動疲労寿命を改善し、寿命のば
らつきを減少させる作用を示す。この効果が得られるＶ
の含有量が０．０５％以上であるため、Ｖ含有量の下限
を０．０５％にすることが好ましい。しかし、１．０％
を超えて多量にＶを含有すると、被削性、熱間加工性が
低下するため、Ｖ含有量の上限を１．０％にすることが
好ましい。(13) V content (0.05% or more and 1.0% or less) V combines with C to precipitate fine carbides, promote the refinement of crystal grains, and improve the strength and toughness. It has the effect of improving. Further, the addition of V improves the heat resistance of the steel material, suppresses softening after high-temperature tempering, improves the rolling fatigue life, and reduces the life variation. V at which this effect is obtained
Is 0.05% or more, so the lower limit of the V content is preferably set to 0.05%. However, 1.0%
If V is contained in a large amount exceeding the above range, machinability and hot workability will be reduced. Therefore, it is preferable to set the upper limit of the V content to 1.0%.
【００２３】上述した各合金元素の働きで、動力伝達部
品が高温にさらされることを想定し、通常の焼戻し温度
（１８０℃程度）以上の高温の焼戻し処理を施されて
も、その表面硬さをロックウェル硬さＨＲＣ５８以上と
することにより、上記ピーリングやスミアリングなどの
表面損傷の発生を防止することができる。Assuming that the power transmission component is exposed to a high temperature by the action of each of the alloy elements described above, the surface hardness of the power transmission component may be increased even if the tempering process is performed at a temperature higher than a normal tempering temperature (about 180 ° C.). With Rockwell hardness HRC58 or more, the occurrence of surface damage such as peeling and smearing can be prevented.
【００２４】浸炭窒化処理で表面層の窒素含有量を高め
た場合、表面層のＭｓ点（マルテンサイト変態開始温
度）が低くなり、これを焼入れすると、表面層に未変態
のオーステナイトが多く残留する。残留オーステナイト
は、高い靭性と加工硬化特性とを有し、亀裂の発生や進
展を抑える働きをする。また、浸炭窒化による窒素の侵
入は耐熱性の付与の点でも有利であり、浸炭処理のみな
らず、浸炭窒化処理も適用することにしている。When the nitrogen content of the surface layer is increased by carbonitriding, the Ms point (martensite transformation start temperature) of the surface layer is lowered, and when this is quenched, a large amount of untransformed austenite remains in the surface layer. . Retained austenite has high toughness and work hardening characteristics, and functions to suppress the generation and propagation of cracks. Further, the intrusion of nitrogen by carbonitriding is advantageous in terms of imparting heat resistance, and not only carburizing but also carbonitriding is applied.
【００２５】上記の動力伝達部品において好ましくは、
鋼材の表面に浸炭層または浸炭窒化層が形成されてお
り、かつ表面硬さがＨＲＣ５８以上である。Preferably, in the above power transmission component,
A carburized layer or a carbonitrided layer is formed on the surface of the steel material, and the surface hardness is HRC58 or more.
【００２６】これにより、局部的に大きな温度上昇が生
じても、表面の軟化が防止され、耐表面損傷強度が向上
するとともに、転動寿命にも優れた動力伝達用の動力伝
達部品材質にすることができる。As a result, even if a large temperature rise occurs locally, the surface is prevented from being softened, the strength against surface damage is improved, and the power transmission component material for power transmission is excellent in rolling life. be able to.
【００２７】本発明の駆動装置は、上記の動力伝達部品
を用いた固定変速構造のトラクションドライブまたは無
段変速構造のトラクションドライブである。The drive device of the present invention is a traction drive having a fixed speed change structure or a traction drive having a continuously variable speed change structure using the above-described power transmission component.
【００２８】本発明の動力伝達部材は、高すべり条件下
でも表面損傷が生じ難く、かつ高温となる雰囲気条件下
でも長い耐久寿命を確保することができるため、固定変
速構造や無段変速構造のトラクションドライブに好適で
ある。Since the power transmission member of the present invention is less likely to cause surface damage even under high slip conditions and can secure a long durable life even under high temperature atmosphere conditions, it has a fixed speed change structure and a continuously variable speed change structure. Suitable for traction drive.
【００２９】本発明の動力伝達部品の製造方法では、す
べりを伴ないながら転動する動力伝達部品の製造方法で
あって、以下の工程を備えている。The method for manufacturing a power transmission component according to the present invention is a method for manufacturing a power transmission component that rolls without slipping, and includes the following steps.
【００３０】まず合金元素として質量％で、Ｃを０．１
％以上０．４％以下、Ｓｉを０．３％以上３．０％以
下、Ｍｎを０．２％以上２．０％以下、Ｐを０．０３％
以下、Ｓを０．０３％以下、Ｃｒを０．３％以上２．５
％未満、Ｎｉを０．１％以上２．０％未満、Ａｌを０．
０５０％以下、Ｔｉを０．００３％以下、Ｏを０．００
１５％以下、Ｎを０．０２５％以下で少なくとも含み、
残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼材が準備され
る。そして、その鋼材に浸炭あるいは浸炭窒化処理が施
された後、焼入れ処理が施される。そして焼入れ処理後
に、鋼材に１７０℃以上３００℃以下の温度で焼戻し処
理が施される。First, C is 0.1% by mass as an alloying element.
% To 0.4%, Si is 0.3% to 3.0%, Mn is 0.2% to 2.0%, and P is 0.03%.
Hereinafter, S is 0.03% or less, and Cr is 0.3% or more and 2.5% or less.
%, Less than 0.1% of Ni and less than 2.0%, and less than 0.1% of Al.
050% or less, Ti 0.003% or less, O 0.00%
15% or less, N at least 0.025% or less,
A steel material having the balance of Fe and inevitable impurities is prepared. Then, after the carburizing or carbonitriding treatment is performed on the steel material, a quenching treatment is performed. After the quenching, the steel is tempered at a temperature of 170 ° C. or more and 300 ° C. or less.
【００３１】本発明の動力伝達部品の製造方法では、上
記組成を有する鋼材が準備されるため、高温で焼戻し処
理を施しても、ＨＲＣ５８以上と高い表面硬度を得るこ
とができ、局部的に大きな温度上昇が生じても、表面の
軟化が防止され、耐表面損傷強度が向上するとともに、
転動寿命にも優れた動力伝達用の動力伝達部品材質にす
ることができる。In the method for manufacturing a power transmission component of the present invention, since a steel material having the above composition is prepared, a high surface hardness of HRC 58 or more can be obtained even if tempering is performed at a high temperature, and a locally large Even if the temperature rises, surface softening is prevented, and the surface damage resistance is improved,
A power transmission component material for power transmission having excellent rolling life can be used.
【００３２】上記の動力伝達部品の製造方法において好
ましくは、焼入れ処理された鋼材に２次焼入れ処理が施
された後に、焼戻し処理が施される。In the above-described method for manufacturing a power transmission component, preferably, a tempering treatment is performed after a secondary quenching treatment is performed on the quenched steel material.
【００３３】これにより、十分な表面硬度を得ることが
できる。上記の動力伝達部品の製造方法において好まし
くは、焼入れ処理された鋼材に中間焼鈍が施された後
に、２次焼入れ処理が施される。Thus, a sufficient surface hardness can be obtained. Preferably, in the above-described method for manufacturing a power transmission component, a secondary quenching process is performed after the quenched steel material is subjected to intermediate annealing.
【００３４】これにより、十分な表面硬度を得ることが
できる。Thus, a sufficient surface hardness can be obtained.
【００３５】[0035]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００３６】図１および図２は、本発明の一実施の形態
における動力伝達部品を用いた固定変速比タイプのトラ
クションドライブ駆動装置の構成を示す概略斜視図およ
び概略正面図である。FIGS. 1 and 2 are a schematic perspective view and a schematic front view, respectively, showing the configuration of a fixed speed ratio type traction drive drive device using a power transmission component according to an embodiment of the present invention.
【００３７】図１および図２を参照して、この固定変速
比タイプのトラクションドライブ駆動装置では、駆動力
は、入出力軸３および５の一方から他方へとサンローラ
２と遊星ローラ４とを介して伝達される。この際、キャ
リア６の移動により、転動にすべりが伴なう。Referring to FIGS. 1 and 2, in this fixed speed ratio type traction drive driving device, the driving force is transmitted from one of input / output shafts 3 and 5 to the other via sun roller 2 and planetary roller 4. Transmitted. At this time, the rolling is accompanied by slip due to the movement of the carrier 6.
【００３８】このような固定変速比タイプのトラクショ
ンドライブ駆動装置の各動力伝達部品（アウターリング
１、サンローラ２、遊星ローラ４、キャリア６など）
は、素地中に合金元素として質量％で、Ｃを０．１％以
上０．４％以下、Ｓｉを０．３％以上３．０％以下、Ｍ
ｎを０．２％以上２．０％以下、Ｐを０．０３％以下、
Ｓを０．０３％以下、Ｃｒを０．３％以上２．５％未
満、Ｎｉを０．１％以上２．０％未満、Ａｌを０．０５
０％以下、Ｔｉを０．００３％以下、Ｏを０．００１５
％以下、Ｎを０．０２５％以下で少なくとも含み、残部
がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼材より、浸炭また
は浸炭窒化処理後に、焼入れ焼戻し処理された構成を有
している。Each power transmission component (outer ring 1, sun roller 2, planetary roller 4, carrier 6, etc.) of such a fixed speed ratio type traction drive drive device.
Is an alloy element in the base by mass%, C is 0.1% or more and 0.4% or less, Si is 0.3% or more and 3.0% or less, M
n is 0.2% or more and 2.0% or less, P is 0.03% or less,
S is 0.03% or less, Cr is 0.3% or more and less than 2.5%, Ni is 0.1% or more and less than 2.0%, and Al is 0.05%.
0% or less, Ti 0.003% or less, O 0.0015%
% Or less and 0.025% or less of N, and a quenching and tempering treatment is performed after a carburizing or carbonitriding treatment from a steel material having a balance of Fe and unavoidable impurities.
【００３９】また、このような鋼材に、合金元素として
質量％で、０．０５％以上２．５％以下のＭｏおよび
０．０５％以上１．０％以下のＶの少なくとも１種がさ
らに添加されていることが好ましい。またこの鋼材の表
面に浸炭層または浸炭窒化層が形成されており、かつ表
面硬さがＨＲＣ５８以上であることが好ましい。Further, at least one of Mo of 0.05% or more and 2.5% or less and V of 0.05% or more and 1.0% or less by mass% as an alloying element is further added to such a steel material. It is preferred that Further, it is preferable that a carburized layer or a carbonitrided layer is formed on the surface of this steel material, and the surface hardness is HRC 58 or more.
【００４０】図３は、本発明の一実施の形態における動
力伝達部品を用いた無段変速比タイプのトラクションド
ライブ駆動装置の構成を示す概略断面図である。図３を
参照して、この無段変速比タイプのトラクションドライ
ブ駆動装置は、たとえばフルトロイダル型ＣＶＴ（Cont
inuously Variable Transmission）装置である。このＣ
ＶＴ装置では、入力軸のトルクは入力ディスク１１に伝
えられる。この入力ディスク１１に伝えられたトルク
は、さらにローラ１３を介して出力ディスク１２へと伝
達される。出力ディスク１２は入力軸には繋がっていな
いため、入力軸を軸にした空回りをする。これにより出
力ディスク１２に固定された歯車（図示せず）が回転
し、この歯車の歯車部を介して他の歯車部にトルクが伝
達され、出力される。FIG. 3 is a schematic sectional view showing the structure of a continuously variable transmission type traction drive device using a power transmission component according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the continuously variable transmission type traction drive device is, for example, a full toroidal type CVT (Cont.
invariably Variable Transmission) device. This C
In the VT device, the torque of the input shaft is transmitted to the input disk 11. The torque transmitted to the input disk 11 is further transmitted to the output disk 12 via the rollers 13. Since the output disk 12 is not connected to the input shaft, the output disk 12 idles around the input shaft. As a result, a gear (not shown) fixed to the output disk 12 rotates, and the torque is transmitted to other gears via the gears of the gear and output.
【００４１】このフルトロイダル型ＣＶＴ装置において
は、ローラ１３の傾きによって駆動力伝達時の変速比が
決定する。すなわち、変速比は、（出力ディスク１２と
ローラ１３との接触部における出力ディスク１２の回転
半径）÷（入力ディスク１１とローラ１３との接触部に
おける入力ディスク１１の回転半径）により決まる。こ
のようにローラ１３の傾きを連続的に変化させることに
より、すべりを伴なった転動が行なわれ、無段階の変速
比を得ることができる。In this full toroidal type CVT device, the speed ratio at the time of transmitting the driving force is determined by the inclination of the roller 13. That is, the gear ratio is determined by (the rotation radius of the output disk 12 at the contact portion between the output disk 12 and the roller 13) ÷ (the rotation radius of the input disk 11 at the contact portion between the input disk 11 and the roller 13). By continuously changing the inclination of the roller 13 in this manner, rolling with slippage is performed, and a stepless gear ratio can be obtained.
【００４２】このようなフルトロイダル型ＣＶＴ装置に
おいて、たとえば入力ディスク１１、出力ディスク１
２、ローラ１３などは、素地中に合金元素として質量％
でＣを０．１％以上０．４％以下、Ｓｉを０．３％以上
３．０％以下、Ｍｎを０．２％以上２．０％以下、Ｐを
０．０３％以下、Ｓを０．０３％以下、Ｃｒを０．３％
以上２．５％未満、Ｎｉを０．１％以上２．０％未満、
Ａｌを０．０５０％以下、Ｔｉを０．００３％以下、Ｏ
を０．００１５％以下、Ｎを０．０２５％以下で少なく
とも含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼材
よりなり、浸炭または浸炭窒化処理後に焼入れ焼戻し処
理された構成を有している。In such a full toroidal CVT device, for example, the input disk 11 and the output disk 1
2. The mass of the roller 13 etc. as an alloy element in the base
C is 0.1% or more and 0.4% or less, Si is 0.3% or more and 3.0% or less, Mn is 0.2% or more and 2.0% or less, P is 0.03% or less, and S is 0.03% or less, Cr 0.3%
Not less than 2.5%, Ni is not less than 0.1% and less than 2.0%,
Al: 0.050% or less, Ti: 0.003% or less, O
Of at least 0.0015% and N at 0.025% or less, with the balance being a steel material composed of Fe and unavoidable impurities, and having a structure that is quenched and tempered after carburizing or carbonitriding.
【００４３】またこの鋼材には、合金元素として質量％
で、０．０５％以上２．５％以下のＭｏおよび０．０５
％以上１．０％以下のＶの少なくとも１種がさらに添加
されていることが好ましい。またこの鋼材の表面に浸炭
層または浸炭窒化層が形成されており、かつ表面硬さが
ＨＲＣ５８以上であることが好ましい。This steel material has a mass% as an alloying element.
And Mo of 0.05% or more and 2.5% or less and 0.05
% Or more of 1.0% or less of V is preferably added. Further, it is preferable that a carburized layer or a carbonitrided layer is formed on the surface of this steel material, and the surface hardness is HRC 58 or more.
【００４４】図４は、本発明の一実施の形態における動
力伝達部品を用いたハーフトロイダル型ＣＶＴ装置の構
成を概略的に示す断面図である。図４を参照して、入力
軸２１のトルクはローリングカムおよびカムローラを経
て入力ディスク２２に伝えられる。入力ディスク２２に
伝えられたトルクは、さらにパワーローラ２３を介して
出力ディスク２４へと伝達される。出力ディスク２４は
入力軸２１にはつながっていないため入力軸２１を軸に
した空回りをする。これにより出力ディスク２４に固定
された歯車２５が回転し、この歯車２５の歯車部２５ａ
を介して他の歯車部にトルクが伝達され、たとえば出力
軸に出力される。FIG. 4 is a sectional view schematically showing a configuration of a half toroidal type CVT device using a power transmission component according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the torque of input shaft 21 is transmitted to input disk 22 via a rolling cam and a cam roller. The torque transmitted to the input disk 22 is further transmitted to the output disk 24 via the power roller 23. Since the output disk 24 is not connected to the input shaft 21, the output disk 24 idles around the input shaft 21. As a result, the gear 25 fixed to the output disk 24 rotates, and the gear 25a of the gear 25 rotates.
The torque is transmitted to other gears via the gears, and output to, for example, an output shaft.
【００４５】このハーフトロイダル型ＣＶＴ装置におい
ては、パワーローラ２３の傾きによって駆動力伝達時の
変速比が決定する。すなわち、変速比は、（出力ディス
ク２４とパワーローラ２３との接触部における出力ディ
スク２４の回転半径）÷（入力ディスク２２とパワーロ
ーラ２３との接触部における入力ディスク２２の回転半
径）により決まる。このようにパワーローラ２３の傾き
を連続的に変化させることにより、無段階の変速比を得
ることができる。In the half toroidal CVT device, the speed ratio at the time of transmitting the driving force is determined by the inclination of the power roller 23. That is, the gear ratio is determined by (the rotation radius of the output disk 24 at the contact portion between the output disk 24 and the power roller 23) ÷ (the rotation radius of the input disk 22 at the contact portion between the input disk 22 and the power roller 23). By continuously changing the inclination of the power roller 23 in this manner, a stepless speed change ratio can be obtained.
【００４６】このようなハーフトロイダル型ＣＶＴ装置
において、たとえば入力ディスク２２、パワーローラ２
３、出力ディスク２４などは、素地中に合金元素として
質量％でＣを０．１％以上０．４％以下、Ｓｉを０．３
％以上３．０％以下、Ｍｎを０．２％以上２．０％以
下、Ｐを０．０３％以下、Ｓを０．０３％以下、Ｃｒを
０．３％以上２．５％未満、Ｎｉを０．１％以上２．０
％未満、Ａｌを０．０５０％以下、Ｔｉを０．００３％
以下、Ｏを０．００１５％以下、Ｎを０．０２５％以下
で少なくとも含み、残部がＦｅおよび不可避不純物から
なる鋼材よりなり、浸炭または浸炭窒化処理後に焼入れ
焼戻し処理された構成を有している。In such a half toroidal CVT device, for example, the input disk 22, the power roller 2
3. In the output disk 24 and the like, C is 0.1% to 0.4% and Si is 0.3
% To 3.0%, Mn is 0.2% to 2.0%, P is 0.03% or less, S is 0.03% or less, Cr is 0.3% to less than 2.5%, 0.1% or more of Ni 2.0
%, Al is 0.050% or less, Ti is 0.003%
Hereinafter, it is composed of a steel material containing at least 0.0015% or less of O and 0.025% or less of N and a balance of Fe and unavoidable impurities, and has a configuration that is quenched and tempered after carburizing or carbonitriding. .
【００４７】またこの鋼材には、合金元素として質量％
で、０．０５％以上２．５％以下のＭｏおよび０．０５
％以上１．０％以下のＶの少なくとも１種がさらに添加
されていることが好ましい。またこの鋼材の表面に浸炭
層または浸炭窒化層が形成されており、かつ表面硬さが
ＨＲＣ５８以上であることが好ましい。The steel material has a mass% as an alloying element.
And Mo of 0.05% or more and 2.5% or less and 0.05
% Or more of 1.0% or less of V is preferably added. Further, it is preferable that a carburized layer or a carbonitrided layer is formed on the surface of this steel material, and the surface hardness is HRC 58 or more.
【００４８】なお、本発明の動力伝達部品およびそれを
用いた駆動装置は、上記した図１〜図４の構成のものに
限られず、広くすべりを伴ないながら転動する動力伝達
部品およびそれを用いた駆動装置である。The power transmission component of the present invention and the drive device using the same are not limited to those having the above-described structures shown in FIGS. The driving device used.
【００４９】次に、本発明の実施の形態における動力伝
達部品の製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing a power transmission component according to an embodiment of the present invention will be described.
【００５０】図５は、本発明の一実施の形態における動
力伝達部品の製造方法を示すフロー図である。図５を参
照して、図１、２に示すアウターリング１、サンローラ
２、、遊星ローラ４、キャリア６、図３に示す入力ディ
スク１１、出力ディスク１２、ローラ１３、図４に示す
入力ディスク２２、パワーローラ２３、出力ディスク２
４などの動力伝達部品となる鋼材が、以下の組成となる
ように準備される（ステップＳ１）。FIG. 5 is a flowchart showing a method of manufacturing a power transmission component according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, outer ring 1, sun roller 2, planetary roller 4, carrier 6 shown in FIGS. 1 and 2, input disk 11, output disk 12, roller 13 shown in FIG. 3, input disk 22 shown in FIG. , Power roller 23, output disk 2
A steel material to be a power transmission component such as No. 4 is prepared so as to have the following composition (step S1).
【００５１】つまり、上記鋼材は、合金元素として質量
％で、Ｃを０．１％以上０．４％以下、Ｓｉを０．３％
以上３．０％以下、Ｍｎを０．２％以上２．０％以下、
Ｐを０．０３％以下、Ｓを０．０３％以下、Ｃｒを０．
３％以上２．５％未満、Ｎｉを０．１％以上２．０％未
満、Ａｌを０．０５０％以下、Ｔｉを０．００３％以
下、Ｏを０．００１５％以下、Ｎを０．０２５％以下で
少なくとも含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からな
るように準備される。That is, in the above steel material, C is 0.1% or more and 0.4% or less and Si is 0.3% by mass as an alloying element.
Not less than 3.0%, Mn is not less than 0.2% and not more than 2.0%,
P is 0.03% or less, S is 0.03% or less, and Cr is 0.1% or less.
3% or more and less than 2.5%, Ni is 0.1% or more and less than 2.0%, Al is 0.050% or less, Ti is 0.003% or less, O is 0.0015% or less, and N is 0.1% or less. It is prepared so as to contain at least 025% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
【００５２】この鋼材に浸炭処理または浸炭窒化処理が
施される（ステップＳ２ａ、Ｓ２ｂ）。この後、鋼材に
焼入れが施され（ステップＳ３）、次いで１７０℃以上
３００℃以下の温度で焼戻し（ステップＳ４）が施され
て、各動力伝達部品が製造される。This steel material is subjected to a carburizing treatment or a carbonitriding treatment (steps S2a, S2b). Thereafter, the steel material is quenched (Step S3), and then tempered at a temperature of 170 ° C. or more and 300 ° C. or less (Step S4) to manufacture each power transmission component.
【００５３】浸炭あるいは浸炭窒化処理後に十分な表面
硬さが得られないものについては、焼入れ処理（ステッ
プＳ３）後に、図６に示すように中間焼鈍（ステップＳ
５）が施された後、２次焼入れ（ステップＳ６）が施さ
れても良い。If the surface hardness is not sufficient after carburizing or carbonitriding, intermediate anneal (step S3) as shown in FIG. 6 after quenching (step S3).
After performing 5), secondary quenching (step S6) may be performed.
【００５４】ただし、鋼材の種類によっては中間焼鈍
（ステップＳ５）の省略が可能であり、この場合には２
次焼入れ（ステップＳ６）のみが施されても良い。However, depending on the type of steel material, the intermediate annealing (step S5) can be omitted.
Only the next quenching (step S6) may be performed.
【００５５】[0055]
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例について
説明する。EXAMPLES Examples of the present invention and comparative examples will be described below.
【００５６】（実施例）まず表１に示す２３種類の化学
成分を有する鋼を素材として、後述の浸炭・浸炭窒化焼
入れ焼戻し処理を施した転動寿命、ピーリング、スミア
リング強度評価用試験片（表１中の実施例１〜１１）を
用意した。(Example) First, a test piece for evaluating rolling life, peeling and smearing strength obtained by subjecting a steel having 23 kinds of chemical components shown in Table 1 to a material and performing a carburizing / carbonitriding / quenching / tempering treatment described below ( Examples 1 to 11) in Table 1 were prepared.
【００５７】[0057]
【表１】 [Table 1]
【００５８】粗加工を完了した試験片の熱処理として、
浸炭焼入れ焼戻し処理については、ガス雰囲気炉を用
い、ＲＸガス雰囲気中で炭素ポテンシャル１．０％〜
１．２％として、９５０℃で３００分保持した後、温度
を９００℃に下げて油中に焼入れた。その後、１２０分
の焼戻し処理を行なった。焼戻し温度は表２および表３
に示す。As the heat treatment of the test piece after the rough processing,
Carburizing, quenching and tempering are performed using a gas atmosphere furnace and a carbon potential of 1.0% or more in an RX gas atmosphere.
After holding at 950 ° C. for 300 minutes as 1.2%, the temperature was lowered to 900 ° C. and quenched into oil. Thereafter, tempering treatment for 120 minutes was performed. Table 2 and Table 3
Shown in
【００５９】[0059]
【表２】 [Table 2]
【００６０】[0060]
【表３】 [Table 3]
【００６１】浸炭窒化処理は上記の浸炭処理を施した
後、ガス雰囲気炉を用い、ＲＸガス雰囲気中で炭素ポテ
ンシャル１．０％〜１．２％、ＮＨ3の添加量を５％〜
１０％として、８５０℃で１２０分保持した後、油中に
焼入れた。この後に、１２０分の焼戻し処理を行なっ
た。焼戻し温度は表２および表３に示す。In the carbonitriding treatment, after the above-mentioned carburizing treatment, a gas atmosphere furnace is used, and a carbon potential of 1.0% to 1.2% and an addition amount of NH 3 of 5% to 1% in an RX gas atmosphere.
After keeping the temperature at 850 ° C. for 120 minutes as 10%, it was quenched in oil. Thereafter, tempering treatment for 120 minutes was performed. The tempering temperatures are shown in Tables 2 and 3.
【００６２】浸炭あるいは浸炭窒化処理後に焼入れ焼戻
し処理を施し、十分な表面硬さが得られないものについ
ては、焼入れ処理後に中間焼鈍しとして６５０℃で６０
分保持した後に炉内で除冷した。この後、２次焼入れと
して雰囲気炉で、８５０℃で３０分保持した後、油中に
焼入れた。ただし、一部については中間焼鈍の省略が可
能であり、同条件で２次焼入れのみを実施した。その
後、１２０分の焼戻し処理を行なった。焼戻し温度は表
２および表３に示す。[0062] Quenching and tempering treatments after carburizing or carbonitriding treatments, and for those which do not have sufficient surface hardness, are subjected to intermediate annealing at 650 ° C after the quenching treatment.
After holding for a minute, the sample was cooled in the furnace. Thereafter, as a secondary quenching, it was kept at 850 ° C. for 30 minutes in an atmosphere furnace, and then quenched in oil. However, it is possible to omit the intermediate annealing for some of them, and only the secondary quenching was performed under the same conditions. Thereafter, tempering treatment for 120 minutes was performed. The tempering temperatures are shown in Tables 2 and 3.
【００６３】熱処理完了の後に、試験片の表面を研磨加
工し鏡面状態に仕上げた。なお、研磨加工時の加工代は
０．１ｍｍとした。After the completion of the heat treatment, the surface of the test piece was polished to a mirror finish. The processing allowance at the time of polishing was set to 0.1 mm.
【００６４】（比較例）表１に示す２３種類の化学成分
を有する鋼のうち、比較例は１２〜２３である。比較例
１２はＳＣｒ４２０であり、１３〜２３は本願の化学成
分範囲をはずれる鋼である。比較例は、実施例と同じ手
順で試験片を作製した。(Comparative Examples) Among the steels having 23 kinds of chemical components shown in Table 1, Comparative Examples 12 to 23 are shown. Comparative Example 12 is SCr420, and 13 to 23 are steels out of the chemical composition range of the present application. In the comparative example, a test piece was prepared in the same procedure as in the example.
【００６５】上記実施例および比較例の試験片サンプル
について、転動寿命試験、ピーリング試験、スミアリン
グ試験を実施した。Rolling life tests, peeling tests, and smearing tests were performed on the test piece samples of the above Examples and Comparative Examples.
【００６６】各試験の概要と結果は以下のとおりであ
る。 （１） 転動疲労試験 対象は転動部材であり、充分な潤滑条件の下で、転がり
疲れ寿命が長いことは部材に対して基本的に求められる
重要な特性である。転動疲労試験は高面圧、高負荷速度
の条件で、加速的にサンプルを疲労させて評価した。以
下の試験条件で試験を行なった。この試験では、サンプ
ル数Ｎを１０とし、得られた実験データをワイブル分布
にして、Ｌ１０（サンプルの９０％が破損しないで使え
る負荷回数）を算出し、評価した。The outline and results of each test are as follows. (1) Rolling fatigue test The object is a rolling member, and a long rolling fatigue life under sufficient lubrication conditions is an important characteristic basically required for the member. The rolling fatigue test was performed by accelerating fatigue of the sample under conditions of high surface pressure and high load speed. The test was performed under the following test conditions. In this test, the number N of samples was set to 10, the obtained experimental data was made into a Weibull distribution, and L10 (the number of times that 90% of the samples could be used without being damaged) was calculated and evaluated.
【００６７】・試験片寸法：外径１２ｍｍ、長さ２２ｍ
ｍ ・相手鋼球寸法：直径１９．０５ｍｍ ・接触応力Ｐｍａｘ：５．８８ＧＰａ ・負荷速度：４６２４０回／分 これらの試験結果を表２および表３に併せて示す。な
お、比較例Ｎｏ．１２は汎用のＳＣｒ４２０であり、こ
の寿命を１．０とした場合の比率で各材料の寿命値を記
述した。Test specimen dimensions: outer diameter 12 mm, length 22 m
m · Counterpart steel ball dimension: 19.05 mm in diameter · Contact stress Pmax: 5.88 GPa · Load speed: 46240 times / min The results of these tests are also shown in Tables 2 and 3. In addition, the comparative example No. Reference numeral 12 denotes a general-purpose SCr420, and the life value of each material is described in a ratio where the life is 1.0.
【００６８】上記の焼戻し後の表面硬さおよび転動疲労
寿命の結果を実施例については表２に、比較例について
は表３に示す。The results of the surface hardness and the rolling fatigue life after the above tempering are shown in Table 2 for Examples and Table 3 for Comparative Examples.
【００６９】上記表２および表３の結果より、本発明の
組成範囲を有する実施例では、１７０℃以上３００℃以
下の焼戻し処理を施しても、表面硬さがＨＲＣ５８以上
となることが判明した。実施例では単なる浸炭処理を施
した場合でも、比較例に比べて転動疲労寿命が高くなる
ことが判明した。また、浸炭処理に代えて浸炭窒化処理
を施した場合でも、優れた転動疲労寿命が得られること
が判明した。From the results shown in Tables 2 and 3, it was found that in Examples having the composition range of the present invention, the surface hardness was HRC 58 or more even after tempering at 170 ° C. or more and 300 ° C. or less. . In the example, it was found that even when a simple carburizing treatment was performed, the rolling fatigue life was longer than that in the comparative example. It was also found that excellent rolling fatigue life was obtained even when carbonitriding was performed instead of carburizing.
【００７０】さらに、浸炭あるいは浸炭窒化処理を加え
て中間焼鈍後に２次焼入れを施すことにより、より一層
転動疲労寿命が向上することが判明した。Further, it has been found that the rolling fatigue life can be further improved by performing carburizing or carbonitriding treatment and then performing secondary quenching after intermediate annealing.
【００７１】また、焼戻し温度が１２０℃では転動疲労
寿命は若干低下し、４００℃での焼戻し処理では表面硬
さが低下し、転動疲労寿命が低下することが判明した。It was also found that when the tempering temperature was 120 ° C., the rolling fatigue life was slightly reduced, and that the tempering treatment at 400 ° C. reduced the surface hardness and the rolling fatigue life.
【００７２】（２） ピーリング試験 転動部材の場合、接触部は局部的に高温になっており、
さらには装置などの高速化に伴ない、周囲の温度も高ま
る傾向にある。高温下での潤滑油粘度の低下は避けられ
ない現象であり、接触部に充分な油膜が形成されにくい
条件下であっても、表面突起同士の転動疲労現象に起因
する表面損傷が生じにくいという特性は重要である。こ
の特性は、２円筒の接触によるモデル試験（ピーリング
試験）によって評価できる。ピーリング試験は、円筒部
に緩やかな曲率を有するリング状の試験片を駆動軸と、
この駆動軸に平行な従動軸とに取付け、両試験片の円筒
面を互いに押し当てて転動させるものである。(2) Peeling test In the case of a rolling member, the contact portion is locally hot,
Furthermore, the ambient temperature tends to increase as the speed of the device and the like increases. A decrease in the viscosity of the lubricating oil at high temperatures is an unavoidable phenomenon, and even under conditions where it is difficult for a sufficient oil film to be formed at the contact portion, surface damage due to the rolling fatigue phenomenon between the surface projections is unlikely to occur This property is important. This characteristic can be evaluated by a model test (peeling test) by contacting two cylinders. In the peeling test, a ring-shaped test piece having a gradual curvature in the cylindrical portion was used as a drive shaft,
The test piece is mounted on a driven shaft parallel to the drive shaft, and the two test pieces are pressed against each other and rolled.
【００７３】各試験片の寸法は、直径４０ｍｍ、高さ１
２ｍｍ、円筒部の副曲率半径６０ｍｍであり、駆動軸側
試験片の円筒面はＲｍａｘ３μｍの粗さに研削仕上げさ
れており、従動軸側試験片の円筒面は鏡面仕上げされて
いる。ピーリング強度は、試験終了時の従動軸側試験片
円筒面のピーリング発生面積率で評価される。以下の試
験条件でピーリング試験を行なった。なお、駆動軸側お
よび従動軸側の両試験片は同種のサンプルのものを対と
して用いた。The dimensions of each test piece were 40 mm in diameter and 1 height.
The cylindrical surface of the test piece on the drive shaft side is ground to a roughness of Rmax 3 μm, and the cylindrical surface of the test piece on the driven shaft side is mirror-finished. The peeling strength is evaluated by the peeling area ratio of the cylindrical surface of the driven shaft side test piece at the end of the test. The peeling test was performed under the following test conditions. In addition, the test piece of the same kind was used as a pair for both the test piece on the drive shaft side and the test piece on the driven shaft side.
【００７４】・試験片の最大表面粗さ：３．０μｍ（駆
動軸側）、０．２μｍ（従動軸側） ・接触面圧Ｐｍａｘ：２．３ＧＰａ ・潤滑油：タービン油ＶＧ４６ ・駆動軸回転速度：２０００ｒｐｍ ・総回転数：４．８×１０5回 試験結果を表２および表３に併せて示す。· Maximum surface roughness of the test piece: 3.0 µm (drive shaft side), 0.2 µm (driven shaft side) · Contact surface pressure Pmax: 2.3 GPa · Lubricating oil: turbine oil VG46 · Drive shaft rotation speed : 2000 rpm ・ Total number of rotations: 4.8 × 10 5 times The test results are shown in Tables 2 and 3.
【００７５】実施例の試験片は、いずれもピーリング発
生面積率が４％以下であり、優れたピーリング強度を示
す。比較例の各試験片は、面積率１０％以上の大きな値
になっている。Each of the test pieces of the examples has an exfoliation area ratio of 4% or less and exhibits excellent peeling strength. Each test piece of the comparative example has a large area ratio of 10% or more.
【００７６】（３） スミアリング試験 前述のようにトラクションドライブ部材は、その機構
上、接触部表面に接線力やすべりが作用するものであ
る。接触する２物体の相対すべり率が高まり、許容値を
超えると、接触発熱に起因して微小部分の凝着（スミア
リング）が発生する。この特性を評価するスミアリング
試験は、ピーリング試験と同じ装置を用いて、ピーリン
グ試験と同一形状の２つのリング状試験片を同様に転動
させるものである。この試験の場合は、従動軸は一定速
度で回転駆動され、駆動軸は従動軸と等速回転から徐々
に増速される点が異なる。また、従動軸側試験片の円筒
面が駆動軸側試験片と同じ表面粗さＲｍａｘ３μｍに仕
上げられる点も異なる。スミアリング強度は、試験片の
円筒面にスミアリングが発生した時点の駆動軸と従動軸
との速度比で評価される。以下の試験条件でスミアリン
グ試験を行なった。なお、この試験においても、摺動さ
れるペアの試験片は同種のサンプルのものとした。(3) Smearing test As described above, the traction drive member is such that tangential force and slip act on the surface of the contact portion due to its mechanism. If the relative slip ratio of the two objects in contact with each other increases and exceeds an allowable value, adhesion (smearing) of minute portions occurs due to contact heat generation. In the smearing test for evaluating this characteristic, two ring-shaped test pieces having the same shape as the peeling test are similarly rolled using the same apparatus as the peeling test. In this test, the driven shaft is driven to rotate at a constant speed, and the drive shaft is gradually increased in speed from the driven shaft at a constant speed. Another difference is that the cylindrical surface of the driven shaft side test piece is finished to the same surface roughness Rmax 3 μm as the drive shaft side test piece. The smearing strength is evaluated based on the speed ratio between the drive shaft and the driven shaft when smearing occurs on the cylindrical surface of the test piece. A smearing test was performed under the following test conditions. In this test, the specimens of the sliding pair were of the same kind.
【００７７】・試験片の最大表面粗さ：３．０μｍ ・接触面圧Ｐｍａｘ：２．１ＧＰａ ・潤滑油：タービン油ＶＧ４６ ・駆動軸回転速度：２００ｒｐｍから１００ｒｐｍずつ
増速 ・従動軸回転速度：２００ｒｐｍ一定 試験結果を表２および表３に併せて示す。· Maximum surface roughness of the test piece: 3.0 µm · Contact surface pressure Pmax: 2.1 GPa · Lubricating oil: Turbine oil VG46 · Drive shaft rotation speed: Increased from 200 rpm by 100 rpm · Driven shaft rotation speed: 200 rpm The fixed test results are shown in Tables 2 and 3.
【００７８】実施例の試験片は、比較例１に対して、い
ずれも２０％以上の大きな速度比までスミアリングが発
生しない。一方、比較例の鋼を浸炭窒化すると若干スミ
アリング強度は向上するものもあるが、実施例には及ば
ない。In the test pieces of the examples, smearing did not occur up to a large speed ratio of 20% or more as compared with the comparative example 1. On the other hand, when the carbon of the comparative example is carbonitrided, the smearing strength is slightly improved in some cases.
【００７９】以上の各試験結果より、実施例のものは、
ピーリングやスミアリングが生じ難く、かつ優れた転動
疲労特性を示し、表面損傷が生じやすいすべりや接線力
を伴なう動力伝達部品に適した性能を有することがわか
る。From the results of the above tests, those of Examples are as follows.
It can be seen that peeling and smearing are less likely to occur, and excellent rolling fatigue characteristics are exhibited, and that it has performance suitable for a power transmission component accompanied by slip and tangential force that easily causes surface damage.
【００８０】今回開示された実施の形態および実施例は
全ての点で例示であって制限的なものではないと考えら
れるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく
て特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均
等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれること
を意図される。The embodiments and examples disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【００８１】[0081]
【発明の効果】以上説明したように本発明の動力伝達部
材およびその製造方法によれば、動力伝達部品が所定の
組成を有する鋼材よりなるため、高すべり条件下でも表
面損傷が生じ難く、かつ高温となる雰囲気条件下でも長
い耐久寿命を確保することができる。これにより、たと
えば固定変速比タイプや無段変速比タイプのトラクショ
ンドライブ駆動装置に好適な動力伝達部品を得ることが
できる。As described above, according to the power transmission member and the method of manufacturing the same according to the present invention, since the power transmission component is made of steel having a predetermined composition, surface damage hardly occurs even under high slip conditions, and A long durable life can be ensured even under high temperature atmosphere conditions. Thereby, for example, a power transmission component suitable for a fixed speed ratio type or a continuously variable speed ratio type traction drive drive device can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】 本発明の一実施の形態における動力伝達部品
を用いた固定変速比タイプのトラクションドライブ駆動
装置の構成を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a traction drive drive device of a fixed speed ratio type using a power transmission component according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の一実施の形態における動力伝達部品
を用いた固定変速比タイプのトラクションドライブ駆動
装置の構成を示す概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view showing a configuration of a traction drive drive device of a fixed speed ratio type using a power transmission component according to one embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の一実施の形態における動力伝達部品
を用いた無段変速比タイプのトラクションドライブ駆動
装置の構成を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a configuration of a continuously variable transmission type traction drive drive device using a power transmission component according to one embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の一実施の形態における動力伝達部品
を用いたハーフトロイダル型ＣＶＴ装置の構成を示す概
略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a half toroidal CVT device using a power transmission component according to one embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の一実施の形態における動力伝達部品
の製造方法を示すフロー図である。FIG. 5 is a flowchart showing a method of manufacturing a power transmission component according to one embodiment of the present invention.
【図６】 図５の焼入れ工程の後に中間焼鈍および２次
焼入れの工程を加えることを示す図である。FIG. 6 is a view showing that intermediate annealing and secondary quenching steps are added after the quenching step of FIG. 5;
１ アウターリング、２ サンローラ、３，５ 入出力
軸、４ 遊星ローラ、６ キャリア、１１ 入力ディス
ク、１２ 出力ディスク、１３ ローラ、２２入力ディ
スク、２３ パワーローラ、２４ 出力ディスク。1 outer ring, 2 sun rollers, 3,5 input / output shafts, 4 planetary rollers, 6 carriers, 11 input disks, 12 output disks, 13 rollers, 22 input disks, 23 power rollers, 24 output disks.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２１Ｄ 6/00 Ｃ２１Ｄ 6/00 Ｋ Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｃ２３Ｃ 8/22 Ｃ２３Ｃ 8/22 8/32 8/32 8/34 8/34 Ｆ１６Ｈ 13/08 Ｆ１６Ｈ 13/08 Ｄ 15/38 15/38 Ｆターム(参考） 3J051 AA01 AA03 BA03 BB02 BB04 BC01 BD01 BE03 BE09 CB04 EC08 4K028 AA01 AA03 AB01 AB06 AC08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C21D 6/00 C21D 6/00 K C22C 38/58 C22C 38/58 C23C 8/22 C23C 8/22 8 / 32 8/32 8/34 8/34 F16H 13/08 F16H 13/08 D 15/38 15/38 F term (reference) 3J051 AA01 AA03 BA03 BB02 BB04 BC01 BD01 BE03 BE09 CB04 EC08 4K028 AA01 AA03 AB01 AB06 AC08
Claims (8)
部品において、 素地中に合金元素として質量％で、Ｃを０．１％以上
０．４％以下、Ｓｉを０．３％以上３．０％以下、Ｍｎ
を０．２％以上２．０％以下、Ｐを０．０３％以下、Ｓ
を０．０３％以下、Ｃｒを０．３％以上２．５％未満、
Ｎｉを０．１％以上２．０％未満、Ａｌを０．０５０％
以下、Ｔｉを０．００３％以下、Ｏを０．００１５％以
下、Ｎを０．０２５％以下で少なくとも含み、残部がＦ
ｅおよび不可避不純物からなる鋼材よりなり、浸炭また
は浸炭窒化処理後に、焼入れ焼戻し処理された構成を有
することを特徴とする、動力伝達部品。1. A power transmission component that rolls without slippage, wherein C is 0.1% or more and 0.4% or less, and Si is 0.3% or more in mass% as an alloy element in the substrate. 0% or less, Mn
0.2% or more and 2.0% or less, P 0.03% or less, S
0.03% or less, Cr 0.3% or more and less than 2.5%,
Ni is 0.1% or more and less than 2.0%, Al is 0.050%
Hereinafter, at least 0.003% or less of Ti, 0.0015% or less of O, and 0.025% or less of N, and the balance is F
A power transmission component comprising a steel material made of e and unavoidable impurities, and having a configuration of quenching and tempering after carburizing or carbonitriding.
０．０５％以上２．５％以下のＭｏおよび０．０５％以
上１．０％以下のＶの少なくとも一種をさらに添加した
ことを特徴とする、請求項１に記載の動力伝達部品。2. The steel material has a mass% as an alloying element,
The power transmission component according to claim 1, further comprising at least one of Mo of 0.05% or more and 2.5% or less and V of 0.05% or more and 1.0% or less.
層が形成されており、かつ表面硬さがＨＲＣ５８以上で
ある、請求項１または２に記載の動力伝達部品。3. The power transmission component according to claim 1, wherein a carburized layer or a carbonitrided layer is formed on a surface of the steel material, and the surface hardness is HRC58 or more.
力伝達部品を用いた固定変速構造のトラクションドライ
ブによる駆動装置。4. A drive device using a traction drive having a fixed speed change structure using the power transmission component according to claim 1.
力伝達部品を用いた無段変速構造のトラクションドライ
ブによる駆動装置。5. A drive device using a traction drive having a continuously variable transmission structure using the power transmission component according to claim 1.
部品の製造方法において、 合金元素として質量％で、Ｃを０．１％以上０．４％以
下、Ｓｉを０．３％以上３．０％以下、Ｍｎを０．２％
以上２．０％以下、Ｐを０．０３％以下、Ｓを０．０３
％以下、Ｃｒを０．３％以上２．５％未満、Ｎｉを０．
１％以上２．０％未満、Ａｌを０．０５０％以下、Ｔｉ
を０．００３％以下、Ｏを０．００１５％以下、Ｎを
０．０２５％以下で少なくとも含み、残部がＦｅおよび
不可避不純物からなる鋼材を準備する工程と、 前記鋼材に浸炭あるいは浸炭窒化処理を施した後、焼入
れ処理を施す工程と、 前記焼入れ処理後に、前記鋼材に１７０℃以上３００℃
以下の温度で焼戻し処理を施す工程とを備えた、動力伝
達部品の製造方法。6. A method of manufacturing a power transmission component that rolls without slippage, wherein C is 0.1% or more and 0.4% or less, and Si is 0.3% or more as an alloying element. 0% or less, Mn 0.2%
2.0% or less, P is 0.03% or less, and S is 0.03% or less.
% Or less, Cr is 0.3% or more and less than 2.5%, and Ni is 0.1% or less.
1% or more and less than 2.0%, Al is 0.050% or less, Ti
Preparing a steel material containing at least 0.003% or less, 0.0015% or less of O, and 0.025% or less of N, with the balance being Fe and unavoidable impurities; and carburizing or carbonitriding the steel material. After the quenching, a step of performing a quenching treatment, and after the quenching treatment, the steel material is 170 ° C. or more and 300 ° C.
Performing a tempering process at the following temperature:
入れ処理を施した後に、前記焼戻し処理が施される、請
求項６に記載の動力伝達部品の製造方法。7. The method for manufacturing a power transmission component according to claim 6, wherein the tempering process is performed after performing a secondary quenching process on the quenched steel material.
鈍を施した後に、前記２次焼入れ処理が施される、請求
項７に記載の動力伝達部品の製造方法。8. The method for manufacturing a power transmission component according to claim 7, wherein the secondary quenching is performed after the quenched steel is subjected to intermediate annealing.
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|---|---|---|---|
| JP2001012672A JP2002212671A (en) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | Power transmission parts, production method therefor and driving apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101529180B1 (en) * | 2013-10-30 | 2015-06-16 | 현대제철 주식회사 | Steel and method of manufacturing steel product using the same |
| CN110438394A (en) * | 2019-04-29 | 2019-11-12 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | A kind of high polishing pre-hardening mould steel and its preparation process |
| CN114381651A (en) * | 2020-10-06 | 2022-04-22 | 宁波甬微集团有限公司 | Rolling piston for rotary refrigeration compressor and manufacturing method thereof |
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2001
- 2001-01-22 JP JP2001012672A patent/JP2002212671A/en active Pending
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| CN110438394A (en) * | 2019-04-29 | 2019-11-12 | 如皋市宏茂重型锻压有限公司 | A kind of high polishing pre-hardening mould steel and its preparation process |
| CN114381651A (en) * | 2020-10-06 | 2022-04-22 | 宁波甬微集团有限公司 | Rolling piston for rotary refrigeration compressor and manufacturing method thereof |
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