摺動部材、無段変速機用プーリー、及び無段変速機
【課題】摺動面の耐摩耗性を向上させることができる摺動部材、無段変速機用プーリー及び無段変速機を提供する。
【解決手段】素材の鋼として機械構造用鋼を用いた摺動部材であって、前記摺動部材の摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下である。
【解決手段】素材の鋼として機械構造用鋼を用いた摺動部材であって、前記摺動部材の摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動部材、無段変速機用プーリー、及び無段変速機に係り、特に耐摩耗性に優れた摺動部材、無段変速機用プーリー、及び無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、摺動部材の素材として機械構造用鋼が用いられており、例えば、この摺動部材を含む機器として、車両のベルト式無段変速機などを挙げることができる。このようなベルト式無段変速機は、図３（ａ）に示すように、入力プーリー１と、出力プーリー２と、無端状に形成され入力プーリー１及び出力プーリー２に巻き掛けられた金属製のベルト３と、を備えたものが一般的である。この入力プーリー１または出力プーリー２は、ベルト３の巻き付け径を制御して変速比を変化させながら、入力プーリー１の回転トルクをベルト３を介して出力プーリー２に伝達するようになっている。
【０００３】
具体的には、図３（ｂ）（図３（ａ）のＡ部拡大図）に示すように、ベルト３は、２つの無端状のスチールバンド３ａ，３ａを並置し、この２つのバンド３ａ，３ａの対向する周縁に、エの字状のブロック（金属エレメント）３ｂをバンド周方向に沿って複数枚嵌め込んだ構造である。また、ベルト３に巻き付けられた入力プーリー１及び出力プーリー２は、図３（ｃ）に示すように（図は出力プーリー２の断面図）、２つの入れ子式の円錐状のシーブ２Ａ，２Ｂを備えている。そして、先に示したベルト３の巻き付け径の制御は、プーリーの回転軸に沿って２つの円錐状のシーブを移動させることにより行われる。この際、ベルト３（ブロック３ｂ）のエッジと摩擦接触するシーブ２Ａ，２Ｂの円錐周面（シーブ面）は、ベルト３の回転及びベルト３の巻付け径の制御に伴い、ベルト３（ブロック３ｂ）のエッジに摺動する摺動面２ａとなる。そして、プーリー１，２に巻付けられるベルト３の張力は高く、さらにベルト３（ブロック３ｂ）そのものはスチールからなるので、プーリー１，２の摺動面は摩耗し易い。
【０００４】
よって、ベルト式無段変速機用プーリー（摺動部材）の耐久性を持続させるためには、プーリー（摺動部材）のシーブ面（摺動面）の摺動面の摩耗を抑制することが望ましい。このような課題を鑑みて、例えば、シーブ面の表面粗さをＲａ０．１〜０．５μｍとし、表面硬さをＨｖ８５０以上としたべルト式無段変速機用プーリーが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載のベルト式無段変速機用プーリー（摺動部材）は、摺動面の表面粗さ及び表面硬さを上述した範囲とすることにより、耐摩耗性を向上させることができるが、前述したように、このような無段変速機用プーリーのような摺動部材の摺動面には、高面圧が繰り返し作用するため、単なるアブレッシブ摩耗だけでなく、表面の疲労による亀裂を起因とした摩耗が発生するおそれがある。
【０００７】
さらに、無段変速機用のプーリーの摺動面は、摺動発熱により表面の硬さが低下し、前記疲労亀裂による摩耗が助長されるおそれがある。従って、摺動面の表面粗さ及び表面硬さを上述した範囲にしたとしても、充分に、摺動面の耐摩耗性を確保することができない。
【０００８】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、摺動面に繰返しの負荷が作用し、さらには摺動面が摺動発熱するような摺動形態であっても、これらに起因した摺動面の疲労亀裂を抑制することにより、摺動面の耐摩耗性を向上させることができる摺動部材、無段変速機用プーリー及び無段変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決すべく、発明者らは鋭意検討を重ねた結果、摩耗を抑制するには、表面粗さが小さい方が望ましいが、この表面粗さを小さくすればするほど、摺動面の凝着摩耗が発現し易く、この凝着摩耗は、摺動面の表面硬さを硬くすることにより抑制することができるとの新たな知見を得た。
【００１０】
本発明は、前記新たな知見に基づくものであり、本発明に係る摺動部材は、素材の鋼として機械構造用鋼を用いた摺動部材であって、前記摺動部材の摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下であることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、摺動面の表面粗さを中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下にすることにより、表面の凸部における摺動時の摩耗を抑制することができ、さらに、摺動面の表面硬さをビッカース硬さＨｖ７００以上にすることにより、アブレッシブ摩耗、摺動面の表面の初期亀裂の発生を抑制するばかりでなく、前記表面粗さの摺動面の凝着摩耗を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、繰返し負荷及び摺動発熱による、摺動面の疲労亀裂を抑制することにより、摺動面の耐摩耗性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１〜１２及び比較例１〜９の無段変速機用プーリーの組成を示した表図。
【図２】実施例１〜１２及び比較例１〜９の特性と摩耗試験の結果を示した図。
【図３】従来の無段変速機の要部模式図であり、（ａ）は、無段変速機の要部斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部の部分拡大図、（ｃ）は、出力プーリーの模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して、本発明に係る摺動部材として、無段変速機用プーリー及びこれを備えた無段変速機に好適な実施形態について説明する。
【００１５】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係る無段変速機１０のベルト式無段変速機用プーリー１，２の基本構成は、上述した構成と同じである。簡単に述べると、本実施形態に係る無段変速機は、本発明の摺動部材となる、ベルト式無段変速機用の入力プーリー１及び出力プーリー２のいずれか一方又は双方（以下無段変速機用プーリーという）に備え、かつ、該入力プーリー１及び出力プーリー２に巻き掛けられたベルト３を少なくとも備えている。
【００１６】
本実施形態は、無段変速機用プーリー（摺動部材）は、素材の鋼として機械構造用鋼が用いられており、無段変速機用プーリーの表面のうち、金属ベルトに巻き、金属ベルトに摺動するシーブ面（以下、摺動面）も、上記材料を含むものである。
【００１７】
この機械構造用鋼の中でも、無段変速機用プーリーで用いる素材としては、従来から広く用いられているＪＩＳ Ｇ ４０５３で規定されているクロム鋼、又はクロムモリブデン鋼を用いるのがよい。なお、クロム鋼、クロムモリブデン鋼とは、規格にＳＣｒ，ＳＣＭという記号で記載された鋼のことを意味する。このような材料は、浸炭性に優れ、容易に表面硬度を高めた無段変速機用プーリーを製造することができる。
【００１８】
このような素材を前提として、無段変速機用プーリーの摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下である。摺動面の表面粗さを、中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下にすることにより、表面の凸部における摺動時の摩耗を抑制することができる。
【００１９】
さらに、このような範囲の表面粗さとした場合には、摺動面の表面は、凝着摩耗しやすいが、摺動面の表面硬さをビッカース硬さＨｖ７００以上にすることにより、アブレッシブ摩耗、摺動面の表面の初期亀裂の発生を抑制するばかりでなく、前記表面粗さの摺動面の凝着摩耗を抑制することができる。
【００２０】
摺動面の表面硬さは、より高いほうが望ましく、表面粗さはより小さいほうが望ましいが、極端な硬さの上昇及び表面粗さの低減は、コスト増に繋がるため、コスト面を考慮した表面処理が必要である。
【００２１】
このような、無段変速機用プーリーの製造にあたって、まず、上述した素材を、機械加工（切削加工）し、その形状を成形する。そして、少なくとも摺動面の表面硬さが上述した表面硬さになるまで、その後、浸炭処理、浸窒処理などにより、表面を硬化させる。その後、摺動面の表面粗さが、上述した範囲になるまで、摺動面を研磨する。このようにして、摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下にすることができる。
【００２２】
無段変速機用プーリーは、素材として、ＪＩＳ Ｇ ４０５３に規定されているクロム鋼、またはクロムモリブデン鋼を適用できるのはもちろんであるが、後述するごとく、ＪＩＳ Ｇ ４０５３に規定されているクロム鋼、またはクロムモリブデン鋼に若干の成分を追加で添加した鋼を適用しても良い。
【００２３】
無段変速機用プーリーは、ＪＩＳ Ｇ ４０５３で規定されているクロム鋼、又はクロムモリブデン鋼である前記機械構造用鋼に含有するＳｉ，Ｍｎ，Ｍｏの少なくとも１種の元素について増量し、増量した元素が、以下の（ａ）〜（ｃ）条件を満足する範囲となる鋼を素材として用いることがより好ましい。
（ａ）Ｓｉ：０．３５質量％を超え、かつ、１．０質量％以下
（ｂ）Ｍｎ：前記ＪＩＳ規格で規定されているＭｎの含有量の上限値を超え、かつ、１．５質量％以下
（ｃ）Ｍｏ：前記ＪＩＳ規格で規定されているＭｏの含有量の上限値を超え、かつ、０．８質量％以下
【００２４】
（ａ）〜（ｃ）のうち少なくとも一種の元素を、ＪＩＳ Ｇ ４０５３で規定の鋼に比べて増量することにより、摺動面の耐摩耗性をさらに向上させることができる。
【００２５】
具体的には、Ｓｉは、焼戻し軟化抵抗性を向上させるために有用であり、ベルトと摺動面との摺動によって温度が上昇した場合における硬度低下を防止する効果を有する。そして、Ｓｉを、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されているＳｉの含有量の上限値０．３５質量％を超えて含有させることにより、更に焼き戻し軟化抵抗性を向上させることができる。しかしながら、１．０質量％よりも多い場合には、材料の靭性が低下するおそれがある。
【００２６】
Ｍｎは、材料の焼入れ性を確保するために有用であり、前記ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されているＭｎの含有量の上限値を超えて含有させることにより、更に焼入れ性を向上させることができる。しかしながら、１．５質量％よりも多い場合には、粒界酸化を招くおそれがある。
【００２７】
Ｍｏは、Ｍｎと同様に材料の焼入れ性を確保すると共に、硬化層及び芯部の強度、靭性を改善するために有用であり、前記ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されているＭｏの含有量の上限値を超えて含有させることにより、更に焼入れ性を向上させることができる。しかしながら、０．８質量％よりも多い場合には、材料の加工性を低下させるおそれがある。
【００２８】
尚、Ｍｎ及びＭｏの下限値を、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されている含有元素（Ｍｎ，Ｍｏ）の含有量の上限値を超えるとしたのは、選択した材料によって前記ＪＩＳ規格により規定される含有元素の含有量の上限値が異なっていることを考慮したものである。
【００２９】
例えば、前記選択した材料がＳＣＭ４２０である場合には、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されているＳＣＭ４２０のＭｏの含有量の上限値は０．２５質量％であることから、前記（ｃ）に示す「前記ＪＩＳ規格により規定されるＭｏの含有量の上限値を超え」とは、この場合「０．２５質量％超え」を意味する。
【００３０】
また、本発明に係る摺動部材において、上述した素材として用いる鋼に、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｂの少なくとも１種を追加添加し、添加した元素が、以下の（ｄ）〜（ｇ）の条件を満足する範囲にある鋼を素材として用いることがより好ましい。
（ｄ）Ｎｂ：０．００５〜０．２質量％、
（ｅ）Ｔｉ：０．００５〜０．２質量％、
（ｆ）Ｎｉ：０．０５〜３．０質量％、
（ｇ）Ｂ：０．０００５〜０．００５質量％
【００３１】
このような元素の少なくとも１つを追加添加することにより、摺動面の耐摩耗性をさらに向上させることができる。
【００３２】
すなわち、Ｎｂは、表面硬化処理前の素材の段階で、鋼中に炭窒化物Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）となって析出し、ピンニング効果により、材料の結晶粒粗大化を防止する効果を有する。しかし、Ｎｂが、０．００５質量％よりも少ない場合には、この効果が期待できない。また、０．２質量％よりも多い場合であっても、その効果は飽和してしまい、それ以上の効果は期待できない。
【００３３】
Ｔｉも同様に、鋼中に炭窒化物Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）となって析出し、ピンニング効果により、材料の結晶粒粗大化を防止する効果を有する。しかし、Ｔｉが０．００５質量％よりも少ない場合には、この効果を得ることが難しい。また、０．２質量％よりも多い場合であっても、その効果は飽和してしまい、それ以上の効果は期待できない。
【００３４】
Ｎｉは、材料の焼入れ性を確保し、鋼の強度、靭性を改善するために有用であり、０．０５質量％よりも少ない場合には、この効果が期待できない。また、３．０質量％よりも多い場合には、硬さの上昇を招き、材料の加工性を低下させることになる。
【００３５】
Ｂは、材料の焼入れ性を確保するために有用であると共に粒界強度を向上させるために有用であり、０．０００５質量％よりも少ない場合には、この効果が期待できない。また、０．００５質量％よりも多い場合であっても、前記効果は飽和してしまい、それ以上の効果は期待できない。
【００３６】
Ｎｂ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｂは、前述のとおり、追加添加により材料に含有させることで、それぞれ有用な特性を得ることができるため、目的とする特性に合わせて、前述の含有範囲内で材料に含有させることができる。
【００３７】
ここで、無段変速機用プーリーの摺動面は、上述した範囲の表面粗さを得ることができるのであれば、その摺動面は、特に限定さるものではないが、無段変速機用プーリーの摺動面は、電解研磨された面であることがより好ましい。
【００３８】
例えば、このような電解研磨は、無段変速機用プーリーを電解液に浸漬し、無段変速機用プーリーを正極、電解層を負極として、これらの間に電流を印加し、無段変速機用プーリーの少なくとも摺動面を溶出させることにより行うことができる。研磨時には、摺動面の表面近傍に、粘液層ができ、この粘液層は、摺動面の表面のうち、山（凸）部分では薄く、谷（凹）部分では厚くなる。これにより、山部分が優先的にエッチングされる。
【００３９】
このような電解研磨は、物理的研磨とは異なり、電解液で摺動面を腐食することにより平滑性を上昇させることができるため、摺動面の残留応力や表面粗さ等を悪化させること無く、表面を研磨することができるので効果的である。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明を実施例により説明する。
（実施例１）
＜試験体＞
図１に示すように、クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格：ＳＣＭ４２０）を準備し、図３（ｃ）に示す無段変速機用プーリーの形状に、機械加工を行った。そして、このような無段変速機用プーリーに対して、浸炭処理、機械研磨、電解研磨の処理条件を設定して、ＪＩＳ Ｂ０６０１の規定の粗さ測定方法で、無段変速機用プーリーの摺動面の表面粗さが０．０３μｍ（表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下）となり、かつ、ＪＩＳ Ｚ２２４４の規定の硬さ測定方法で、無段変速機用プーリーの摺動面の硬さがＨｖ７６０（表面硬さがＨｖ７００以上）となるようにした。なお、以下示す、表面粗さ及び表面硬さは、上記ＪＩＳ規格の規定によるものである。
【００４１】
このような表面性状を得るために、具体的には、無段変速機用プーリーを加熱炉内に投入し、９５０℃で７時間保持した後、８５０℃で１時間保持し、その後１３０℃で油焼入れした後、１６０℃で１時間焼き戻しを行い、浸炭処理を行った。
【００４２】
次に、浸炭処理後の無段変速機用プーリーの摺動面に対して、表面処理として、＃８０の砥石で、研磨速度４５ｍ／ｓで研磨（機械研磨）し、さらに、硝酸ナトリウムの電解液に浸漬し、電流を１００ｍＡ，３０分通電することにより電解研磨を行った。
【００４３】
＜摩耗試験＞
製作した試験体（無段変速機用プーリー）を搭載した無段変速機を、入力トルクを任意に変更できる装置に取付け、摩耗試験を行った。プーリーの使用環境条件として最も摩耗が厳しいとされる変速比が最大となるアンダードライブ側に、ベルトの巻き付け位置を固定した条件（γｍａｘ）において、プライマリプーリー（入力プーリー）に入力するトルク、シーブとベルト狭圧を過負荷のかかる状態にして、摩擦試験を実施した。
具体的には、入力トルクＴｉｎ＝３００Ｎｍ、プライマリプーリーへの入力回転数Ｎｉｎ＝３４００ｒｐｍ、変速比γｍａｘ固定、油温１５０℃環境下において、１７時間運転後のシーブ面（摺動面）の摩耗量（摩耗深さ）を測定した。これらの結果を図２に示す。なお、摩耗量が５μｍ以下を合格とした。
【００４４】
（実施例２〜１２）
実施例１と同じようにして、実施例２〜１２の試験体を製作した。実施例２〜４が、実施例１と相違する点は、浸炭処理条件及び表面処理条件であり、実施例５〜１２が、実施例１と相違する点は、図１に示す鋼材を用いた点である。
【００４５】
具体的には、図１に示すように、実施例５は、クロム鋼（ＪＩＳ規格：ＳＣｒ４２０）である。実施例６の試験体（Ａ鋼）は、ＳＣｒ４２０に、ＪＩＳ規格で規定されているＭｎの含有量の上限値を超え、かつ、１．５質量％以下となるようにＭｎを増量した。
【００４６】
実施例７の試験体（Ｂ鋼）は、クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格：ＳＣｒ４２０）に、ＪＩＳ規格で規定されているＭｏの含有量の上限値を超え、かつ、０．８質量％以下を満たすようにＭｏを増量した。
【００４７】
実施例８の試験体（Ｃ鋼）は、ＳＣＭ４２０に、０．３５質量％を超え、かつ、１．０質量％以下を満たすようにＳｉを増量し、さらに、ＪＩＳ規格規定のＳＣＭ４２０に、０．０５〜３．０質量％の範囲を満たすようにＮｉを追加添加した。
【００４８】
また、実施例９の試験体（Ｄ鋼）は、ＳＣＭ４２０に、０．００５〜０．２質量％の範囲を満たすようにＮｂを追加添加した。実施例１０の試験体（Ｅ鋼）は、ＳＣＭ４２０に、０．００５〜０．２質量％の範囲を満たすようにＴｉを追加添加した。
【００４９】
さらに、実施例１１の試験体（Ｆ鋼）は、ＳＣＭ４２０に、０．０５〜３．０質量％の範囲を満たすようにＮｉを追加添加した。実施例１２の試験体は、ＳＣＭ４２０に、０．０００５〜０．００５質量％の範囲を満たすようにＢを追加添加した。
【００５０】
また、実施例２〜１０が実施例１と共通する点は、いずれも、図２に示すように、摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上となり、摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下となるように、試験体（無段変速機用プーリー）を製作した点である。そして、これらの試験体に対して、実施例１と同じ条件で、摩耗試験を行った。これらの結果を図２に示す。
【００５１】
（比較例１〜９）
実施例１と同じようにして、試験体を製作した。比較例１〜９が、実施例１と相違する点は、浸炭処理の処理条件、表面処理条件、素材等を変えた点である。具体的には、比較例１〜３は、電解研磨を行わず機械研磨により、試験体の摺動面の表面粗さを、中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ超えとした点が、実施例１と相違する。
【００５２】
また、比較例４〜６が、実施例１と相違する点は、試験体の素材をクロム鋼（ＪＩＳ規格：ＳＣｒ４２０）に変更した点と、表面処理として電解研磨を行わず機械研磨により、中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ超えとした点が、実施例１と相違する。また、比較例７〜９は、浸炭処理の処理条件を変更し、表面硬さをＨｖ７００未満にした点が、実施例１と相違する。そして、比較例１〜９の試験体に対して、実施例１と同じ条件で、摩耗試験を行った。これらの結果を図２に示す。
【００５３】
（結果及び考察）
実施例１〜１２の摩耗量は、いずれも５μｍ以下で合格水準であったが、比較例１〜９の摩耗量は、いずれも１０μｍを超えていた。
比較例１〜６の摩耗量が大きかったのは、比較例１〜６の摺動面の表面粗さが、実施例１〜１２の摺動面の表面粗さに比べて大きいため、ベルトからの繰返し荷重及びベルトとの摺動発熱により、比較例１〜６の摺動面の摩耗が促進されたからであると考えら得る。
【００５４】
また、比較例７〜９の摩耗量が大きかったのは、比較例７〜９の摺動面の表面粗さは、実施例１〜１２の摺動面の表面粗さと同程度であるが、比較例７〜９の摺動面の表面硬さは、実施例１〜１２の摺動面の表面硬さに比べて、その硬さは低いため、摺動時に、無段変速機用プーリーの摺動面が、金属ベルトにより凝着摩耗し、これにより、比較例７〜９の摺動面の磨耗は、促進されたと考えられる。
【００５５】
このような結果から、無段変速機用プーリーの摺動面の耐摩耗性を確保するには、摺動部材の摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下であることが必要である。
【００５６】
また、実施例６〜８に示すように、上述した範囲でＳｉ，Ｍｎ，又はＭｏの元素について増量した場合であっても、摺動面の耐摩耗性は確保され、これらの元素を、上述した範囲で２種以上増量させても、同様の結果が得られると考えられる。
【００５７】
さらに、実施例９〜１２に示すように、上述した範囲でＮｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，又はＢの元素を追加添加した場合であっても、図２に示すように、摺動面の耐摩耗性は確保され、これらの元素を、上述した範囲で２種以上増量させても、同様の結果が得られると考えられる。さらに、実施例８に示すように、上述した範囲でＳｉ，Ｍｎ，又はＭｏの元素について増量し、上述した範囲でＮｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，又はＢの元素を追加添加しても、同様の結果が得られると考えられる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１：入力プーリー、２：出力プーリー、２Ａ，２Ｂ：シーブ、２ａ：摺動面、３：ベルト、１０：無段変速機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動部材、無段変速機用プーリー、及び無段変速機に係り、特に耐摩耗性に優れた摺動部材、無段変速機用プーリー、及び無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、摺動部材の素材として機械構造用鋼が用いられており、例えば、この摺動部材を含む機器として、車両のベルト式無段変速機などを挙げることができる。このようなベルト式無段変速機は、図３（ａ）に示すように、入力プーリー１と、出力プーリー２と、無端状に形成され入力プーリー１及び出力プーリー２に巻き掛けられた金属製のベルト３と、を備えたものが一般的である。この入力プーリー１または出力プーリー２は、ベルト３の巻き付け径を制御して変速比を変化させながら、入力プーリー１の回転トルクをベルト３を介して出力プーリー２に伝達するようになっている。
【０００３】
具体的には、図３（ｂ）（図３（ａ）のＡ部拡大図）に示すように、ベルト３は、２つの無端状のスチールバンド３ａ，３ａを並置し、この２つのバンド３ａ，３ａの対向する周縁に、エの字状のブロック（金属エレメント）３ｂをバンド周方向に沿って複数枚嵌め込んだ構造である。また、ベルト３に巻き付けられた入力プーリー１及び出力プーリー２は、図３（ｃ）に示すように（図は出力プーリー２の断面図）、２つの入れ子式の円錐状のシーブ２Ａ，２Ｂを備えている。そして、先に示したベルト３の巻き付け径の制御は、プーリーの回転軸に沿って２つの円錐状のシーブを移動させることにより行われる。この際、ベルト３（ブロック３ｂ）のエッジと摩擦接触するシーブ２Ａ，２Ｂの円錐周面（シーブ面）は、ベルト３の回転及びベルト３の巻付け径の制御に伴い、ベルト３（ブロック３ｂ）のエッジに摺動する摺動面２ａとなる。そして、プーリー１，２に巻付けられるベルト３の張力は高く、さらにベルト３（ブロック３ｂ）そのものはスチールからなるので、プーリー１，２の摺動面は摩耗し易い。
【０００４】
よって、ベルト式無段変速機用プーリー（摺動部材）の耐久性を持続させるためには、プーリー（摺動部材）のシーブ面（摺動面）の摺動面の摩耗を抑制することが望ましい。このような課題を鑑みて、例えば、シーブ面の表面粗さをＲａ０．１〜０．５μｍとし、表面硬さをＨｖ８５０以上としたべルト式無段変速機用プーリーが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載のベルト式無段変速機用プーリー（摺動部材）は、摺動面の表面粗さ及び表面硬さを上述した範囲とすることにより、耐摩耗性を向上させることができるが、前述したように、このような無段変速機用プーリーのような摺動部材の摺動面には、高面圧が繰り返し作用するため、単なるアブレッシブ摩耗だけでなく、表面の疲労による亀裂を起因とした摩耗が発生するおそれがある。
【０００７】
さらに、無段変速機用のプーリーの摺動面は、摺動発熱により表面の硬さが低下し、前記疲労亀裂による摩耗が助長されるおそれがある。従って、摺動面の表面粗さ及び表面硬さを上述した範囲にしたとしても、充分に、摺動面の耐摩耗性を確保することができない。
【０００８】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、摺動面に繰返しの負荷が作用し、さらには摺動面が摺動発熱するような摺動形態であっても、これらに起因した摺動面の疲労亀裂を抑制することにより、摺動面の耐摩耗性を向上させることができる摺動部材、無段変速機用プーリー及び無段変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決すべく、発明者らは鋭意検討を重ねた結果、摩耗を抑制するには、表面粗さが小さい方が望ましいが、この表面粗さを小さくすればするほど、摺動面の凝着摩耗が発現し易く、この凝着摩耗は、摺動面の表面硬さを硬くすることにより抑制することができるとの新たな知見を得た。
【００１０】
本発明は、前記新たな知見に基づくものであり、本発明に係る摺動部材は、素材の鋼として機械構造用鋼を用いた摺動部材であって、前記摺動部材の摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下であることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、摺動面の表面粗さを中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下にすることにより、表面の凸部における摺動時の摩耗を抑制することができ、さらに、摺動面の表面硬さをビッカース硬さＨｖ７００以上にすることにより、アブレッシブ摩耗、摺動面の表面の初期亀裂の発生を抑制するばかりでなく、前記表面粗さの摺動面の凝着摩耗を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、繰返し負荷及び摺動発熱による、摺動面の疲労亀裂を抑制することにより、摺動面の耐摩耗性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１〜１２及び比較例１〜９の無段変速機用プーリーの組成を示した表図。
【図２】実施例１〜１２及び比較例１〜９の特性と摩耗試験の結果を示した図。
【図３】従来の無段変速機の要部模式図であり、（ａ）は、無段変速機の要部斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部の部分拡大図、（ｃ）は、出力プーリーの模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して、本発明に係る摺動部材として、無段変速機用プーリー及びこれを備えた無段変速機に好適な実施形態について説明する。
【００１５】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係る無段変速機１０のベルト式無段変速機用プーリー１，２の基本構成は、上述した構成と同じである。簡単に述べると、本実施形態に係る無段変速機は、本発明の摺動部材となる、ベルト式無段変速機用の入力プーリー１及び出力プーリー２のいずれか一方又は双方（以下無段変速機用プーリーという）に備え、かつ、該入力プーリー１及び出力プーリー２に巻き掛けられたベルト３を少なくとも備えている。
【００１６】
本実施形態は、無段変速機用プーリー（摺動部材）は、素材の鋼として機械構造用鋼が用いられており、無段変速機用プーリーの表面のうち、金属ベルトに巻き、金属ベルトに摺動するシーブ面（以下、摺動面）も、上記材料を含むものである。
【００１７】
この機械構造用鋼の中でも、無段変速機用プーリーで用いる素材としては、従来から広く用いられているＪＩＳ Ｇ ４０５３で規定されているクロム鋼、又はクロムモリブデン鋼を用いるのがよい。なお、クロム鋼、クロムモリブデン鋼とは、規格にＳＣｒ，ＳＣＭという記号で記載された鋼のことを意味する。このような材料は、浸炭性に優れ、容易に表面硬度を高めた無段変速機用プーリーを製造することができる。
【００１８】
このような素材を前提として、無段変速機用プーリーの摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下である。摺動面の表面粗さを、中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下にすることにより、表面の凸部における摺動時の摩耗を抑制することができる。
【００１９】
さらに、このような範囲の表面粗さとした場合には、摺動面の表面は、凝着摩耗しやすいが、摺動面の表面硬さをビッカース硬さＨｖ７００以上にすることにより、アブレッシブ摩耗、摺動面の表面の初期亀裂の発生を抑制するばかりでなく、前記表面粗さの摺動面の凝着摩耗を抑制することができる。
【００２０】
摺動面の表面硬さは、より高いほうが望ましく、表面粗さはより小さいほうが望ましいが、極端な硬さの上昇及び表面粗さの低減は、コスト増に繋がるため、コスト面を考慮した表面処理が必要である。
【００２１】
このような、無段変速機用プーリーの製造にあたって、まず、上述した素材を、機械加工（切削加工）し、その形状を成形する。そして、少なくとも摺動面の表面硬さが上述した表面硬さになるまで、その後、浸炭処理、浸窒処理などにより、表面を硬化させる。その後、摺動面の表面粗さが、上述した範囲になるまで、摺動面を研磨する。このようにして、摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下にすることができる。
【００２２】
無段変速機用プーリーは、素材として、ＪＩＳ Ｇ ４０５３に規定されているクロム鋼、またはクロムモリブデン鋼を適用できるのはもちろんであるが、後述するごとく、ＪＩＳ Ｇ ４０５３に規定されているクロム鋼、またはクロムモリブデン鋼に若干の成分を追加で添加した鋼を適用しても良い。
【００２３】
無段変速機用プーリーは、ＪＩＳ Ｇ ４０５３で規定されているクロム鋼、又はクロムモリブデン鋼である前記機械構造用鋼に含有するＳｉ，Ｍｎ，Ｍｏの少なくとも１種の元素について増量し、増量した元素が、以下の（ａ）〜（ｃ）条件を満足する範囲となる鋼を素材として用いることがより好ましい。
（ａ）Ｓｉ：０．３５質量％を超え、かつ、１．０質量％以下
（ｂ）Ｍｎ：前記ＪＩＳ規格で規定されているＭｎの含有量の上限値を超え、かつ、１．５質量％以下
（ｃ）Ｍｏ：前記ＪＩＳ規格で規定されているＭｏの含有量の上限値を超え、かつ、０．８質量％以下
【００２４】
（ａ）〜（ｃ）のうち少なくとも一種の元素を、ＪＩＳ Ｇ ４０５３で規定の鋼に比べて増量することにより、摺動面の耐摩耗性をさらに向上させることができる。
【００２５】
具体的には、Ｓｉは、焼戻し軟化抵抗性を向上させるために有用であり、ベルトと摺動面との摺動によって温度が上昇した場合における硬度低下を防止する効果を有する。そして、Ｓｉを、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されているＳｉの含有量の上限値０．３５質量％を超えて含有させることにより、更に焼き戻し軟化抵抗性を向上させることができる。しかしながら、１．０質量％よりも多い場合には、材料の靭性が低下するおそれがある。
【００２６】
Ｍｎは、材料の焼入れ性を確保するために有用であり、前記ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されているＭｎの含有量の上限値を超えて含有させることにより、更に焼入れ性を向上させることができる。しかしながら、１．５質量％よりも多い場合には、粒界酸化を招くおそれがある。
【００２７】
Ｍｏは、Ｍｎと同様に材料の焼入れ性を確保すると共に、硬化層及び芯部の強度、靭性を改善するために有用であり、前記ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されているＭｏの含有量の上限値を超えて含有させることにより、更に焼入れ性を向上させることができる。しかしながら、０．８質量％よりも多い場合には、材料の加工性を低下させるおそれがある。
【００２８】
尚、Ｍｎ及びＭｏの下限値を、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されている含有元素（Ｍｎ，Ｍｏ）の含有量の上限値を超えるとしたのは、選択した材料によって前記ＪＩＳ規格により規定される含有元素の含有量の上限値が異なっていることを考慮したものである。
【００２９】
例えば、前記選択した材料がＳＣＭ４２０である場合には、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｇ ４０５３）で規定されているＳＣＭ４２０のＭｏの含有量の上限値は０．２５質量％であることから、前記（ｃ）に示す「前記ＪＩＳ規格により規定されるＭｏの含有量の上限値を超え」とは、この場合「０．２５質量％超え」を意味する。
【００３０】
また、本発明に係る摺動部材において、上述した素材として用いる鋼に、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｂの少なくとも１種を追加添加し、添加した元素が、以下の（ｄ）〜（ｇ）の条件を満足する範囲にある鋼を素材として用いることがより好ましい。
（ｄ）Ｎｂ：０．００５〜０．２質量％、
（ｅ）Ｔｉ：０．００５〜０．２質量％、
（ｆ）Ｎｉ：０．０５〜３．０質量％、
（ｇ）Ｂ：０．０００５〜０．００５質量％
【００３１】
このような元素の少なくとも１つを追加添加することにより、摺動面の耐摩耗性をさらに向上させることができる。
【００３２】
すなわち、Ｎｂは、表面硬化処理前の素材の段階で、鋼中に炭窒化物Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）となって析出し、ピンニング効果により、材料の結晶粒粗大化を防止する効果を有する。しかし、Ｎｂが、０．００５質量％よりも少ない場合には、この効果が期待できない。また、０．２質量％よりも多い場合であっても、その効果は飽和してしまい、それ以上の効果は期待できない。
【００３３】
Ｔｉも同様に、鋼中に炭窒化物Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）となって析出し、ピンニング効果により、材料の結晶粒粗大化を防止する効果を有する。しかし、Ｔｉが０．００５質量％よりも少ない場合には、この効果を得ることが難しい。また、０．２質量％よりも多い場合であっても、その効果は飽和してしまい、それ以上の効果は期待できない。
【００３４】
Ｎｉは、材料の焼入れ性を確保し、鋼の強度、靭性を改善するために有用であり、０．０５質量％よりも少ない場合には、この効果が期待できない。また、３．０質量％よりも多い場合には、硬さの上昇を招き、材料の加工性を低下させることになる。
【００３５】
Ｂは、材料の焼入れ性を確保するために有用であると共に粒界強度を向上させるために有用であり、０．０００５質量％よりも少ない場合には、この効果が期待できない。また、０．００５質量％よりも多い場合であっても、前記効果は飽和してしまい、それ以上の効果は期待できない。
【００３６】
Ｎｂ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｂは、前述のとおり、追加添加により材料に含有させることで、それぞれ有用な特性を得ることができるため、目的とする特性に合わせて、前述の含有範囲内で材料に含有させることができる。
【００３７】
ここで、無段変速機用プーリーの摺動面は、上述した範囲の表面粗さを得ることができるのであれば、その摺動面は、特に限定さるものではないが、無段変速機用プーリーの摺動面は、電解研磨された面であることがより好ましい。
【００３８】
例えば、このような電解研磨は、無段変速機用プーリーを電解液に浸漬し、無段変速機用プーリーを正極、電解層を負極として、これらの間に電流を印加し、無段変速機用プーリーの少なくとも摺動面を溶出させることにより行うことができる。研磨時には、摺動面の表面近傍に、粘液層ができ、この粘液層は、摺動面の表面のうち、山（凸）部分では薄く、谷（凹）部分では厚くなる。これにより、山部分が優先的にエッチングされる。
【００３９】
このような電解研磨は、物理的研磨とは異なり、電解液で摺動面を腐食することにより平滑性を上昇させることができるため、摺動面の残留応力や表面粗さ等を悪化させること無く、表面を研磨することができるので効果的である。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明を実施例により説明する。
（実施例１）
＜試験体＞
図１に示すように、クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格：ＳＣＭ４２０）を準備し、図３（ｃ）に示す無段変速機用プーリーの形状に、機械加工を行った。そして、このような無段変速機用プーリーに対して、浸炭処理、機械研磨、電解研磨の処理条件を設定して、ＪＩＳ Ｂ０６０１の規定の粗さ測定方法で、無段変速機用プーリーの摺動面の表面粗さが０．０３μｍ（表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下）となり、かつ、ＪＩＳ Ｚ２２４４の規定の硬さ測定方法で、無段変速機用プーリーの摺動面の硬さがＨｖ７６０（表面硬さがＨｖ７００以上）となるようにした。なお、以下示す、表面粗さ及び表面硬さは、上記ＪＩＳ規格の規定によるものである。
【００４１】
このような表面性状を得るために、具体的には、無段変速機用プーリーを加熱炉内に投入し、９５０℃で７時間保持した後、８５０℃で１時間保持し、その後１３０℃で油焼入れした後、１６０℃で１時間焼き戻しを行い、浸炭処理を行った。
【００４２】
次に、浸炭処理後の無段変速機用プーリーの摺動面に対して、表面処理として、＃８０の砥石で、研磨速度４５ｍ／ｓで研磨（機械研磨）し、さらに、硝酸ナトリウムの電解液に浸漬し、電流を１００ｍＡ，３０分通電することにより電解研磨を行った。
【００４３】
＜摩耗試験＞
製作した試験体（無段変速機用プーリー）を搭載した無段変速機を、入力トルクを任意に変更できる装置に取付け、摩耗試験を行った。プーリーの使用環境条件として最も摩耗が厳しいとされる変速比が最大となるアンダードライブ側に、ベルトの巻き付け位置を固定した条件（γｍａｘ）において、プライマリプーリー（入力プーリー）に入力するトルク、シーブとベルト狭圧を過負荷のかかる状態にして、摩擦試験を実施した。
具体的には、入力トルクＴｉｎ＝３００Ｎｍ、プライマリプーリーへの入力回転数Ｎｉｎ＝３４００ｒｐｍ、変速比γｍａｘ固定、油温１５０℃環境下において、１７時間運転後のシーブ面（摺動面）の摩耗量（摩耗深さ）を測定した。これらの結果を図２に示す。なお、摩耗量が５μｍ以下を合格とした。
【００４４】
（実施例２〜１２）
実施例１と同じようにして、実施例２〜１２の試験体を製作した。実施例２〜４が、実施例１と相違する点は、浸炭処理条件及び表面処理条件であり、実施例５〜１２が、実施例１と相違する点は、図１に示す鋼材を用いた点である。
【００４５】
具体的には、図１に示すように、実施例５は、クロム鋼（ＪＩＳ規格：ＳＣｒ４２０）である。実施例６の試験体（Ａ鋼）は、ＳＣｒ４２０に、ＪＩＳ規格で規定されているＭｎの含有量の上限値を超え、かつ、１．５質量％以下となるようにＭｎを増量した。
【００４６】
実施例７の試験体（Ｂ鋼）は、クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格：ＳＣｒ４２０）に、ＪＩＳ規格で規定されているＭｏの含有量の上限値を超え、かつ、０．８質量％以下を満たすようにＭｏを増量した。
【００４７】
実施例８の試験体（Ｃ鋼）は、ＳＣＭ４２０に、０．３５質量％を超え、かつ、１．０質量％以下を満たすようにＳｉを増量し、さらに、ＪＩＳ規格規定のＳＣＭ４２０に、０．０５〜３．０質量％の範囲を満たすようにＮｉを追加添加した。
【００４８】
また、実施例９の試験体（Ｄ鋼）は、ＳＣＭ４２０に、０．００５〜０．２質量％の範囲を満たすようにＮｂを追加添加した。実施例１０の試験体（Ｅ鋼）は、ＳＣＭ４２０に、０．００５〜０．２質量％の範囲を満たすようにＴｉを追加添加した。
【００４９】
さらに、実施例１１の試験体（Ｆ鋼）は、ＳＣＭ４２０に、０．０５〜３．０質量％の範囲を満たすようにＮｉを追加添加した。実施例１２の試験体は、ＳＣＭ４２０に、０．０００５〜０．００５質量％の範囲を満たすようにＢを追加添加した。
【００５０】
また、実施例２〜１０が実施例１と共通する点は、いずれも、図２に示すように、摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上となり、摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下となるように、試験体（無段変速機用プーリー）を製作した点である。そして、これらの試験体に対して、実施例１と同じ条件で、摩耗試験を行った。これらの結果を図２に示す。
【００５１】
（比較例１〜９）
実施例１と同じようにして、試験体を製作した。比較例１〜９が、実施例１と相違する点は、浸炭処理の処理条件、表面処理条件、素材等を変えた点である。具体的には、比較例１〜３は、電解研磨を行わず機械研磨により、試験体の摺動面の表面粗さを、中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ超えとした点が、実施例１と相違する。
【００５２】
また、比較例４〜６が、実施例１と相違する点は、試験体の素材をクロム鋼（ＪＩＳ規格：ＳＣｒ４２０）に変更した点と、表面処理として電解研磨を行わず機械研磨により、中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ超えとした点が、実施例１と相違する。また、比較例７〜９は、浸炭処理の処理条件を変更し、表面硬さをＨｖ７００未満にした点が、実施例１と相違する。そして、比較例１〜９の試験体に対して、実施例１と同じ条件で、摩耗試験を行った。これらの結果を図２に示す。
【００５３】
（結果及び考察）
実施例１〜１２の摩耗量は、いずれも５μｍ以下で合格水準であったが、比較例１〜９の摩耗量は、いずれも１０μｍを超えていた。
比較例１〜６の摩耗量が大きかったのは、比較例１〜６の摺動面の表面粗さが、実施例１〜１２の摺動面の表面粗さに比べて大きいため、ベルトからの繰返し荷重及びベルトとの摺動発熱により、比較例１〜６の摺動面の摩耗が促進されたからであると考えら得る。
【００５４】
また、比較例７〜９の摩耗量が大きかったのは、比較例７〜９の摺動面の表面粗さは、実施例１〜１２の摺動面の表面粗さと同程度であるが、比較例７〜９の摺動面の表面硬さは、実施例１〜１２の摺動面の表面硬さに比べて、その硬さは低いため、摺動時に、無段変速機用プーリーの摺動面が、金属ベルトにより凝着摩耗し、これにより、比較例７〜９の摺動面の磨耗は、促進されたと考えられる。
【００５５】
このような結果から、無段変速機用プーリーの摺動面の耐摩耗性を確保するには、摺動部材の摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下であることが必要である。
【００５６】
また、実施例６〜８に示すように、上述した範囲でＳｉ，Ｍｎ，又はＭｏの元素について増量した場合であっても、摺動面の耐摩耗性は確保され、これらの元素を、上述した範囲で２種以上増量させても、同様の結果が得られると考えられる。
【００５７】
さらに、実施例９〜１２に示すように、上述した範囲でＮｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，又はＢの元素を追加添加した場合であっても、図２に示すように、摺動面の耐摩耗性は確保され、これらの元素を、上述した範囲で２種以上増量させても、同様の結果が得られると考えられる。さらに、実施例８に示すように、上述した範囲でＳｉ，Ｍｎ，又はＭｏの元素について増量し、上述した範囲でＮｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，又はＢの元素を追加添加しても、同様の結果が得られると考えられる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１：入力プーリー、２：出力プーリー、２Ａ，２Ｂ：シーブ、２ａ：摺動面、３：ベルト、１０：無段変速機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材の鋼として、機械構造用鋼を用いた摺動部材であって、
前記摺動部材の摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下であることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記素材として用いた機械構造用鋼は、ＪＩＳ Ｇ ４０５３に規定されているクロム鋼又はクロムモリブデン鋼であることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
請求項２に記載の摺動部材において、前記機械構造用鋼に含有するＳｉ，Ｍｎ，Ｍｏの少なくとも１種の元素について増量し、増量した元素が、以下の（ａ）〜（ｃ）条件を満足する範囲となる鋼を、前記素材として用いたことを特徴とする摺動部材。
（ａ）Ｓｉ：０．３５質量％を超え、かつ、１．０質量％以下
（ｂ）Ｍｎ：前記ＪＩＳ規格で規定されているＭｎの含有量の上限値を超え、かつ、１．５質量％以下
（ｃ）Ｍｏ：前記ＪＩＳ規格で規定されているＭｏの含有量の上限値を超え、かつ、０．８質量％以下
【請求項４】
請求項２又は３に記載の摺動部材において、請求項２又は３に記載の素材として用いる鋼に、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｂの少なくとも１種を追加添加し、添加した元素が、以下の（ｄ）〜（ｇ）の条件を満足する範囲にある鋼を前記素材として用いたことを特徴とする摺動部材。
（ｄ）Ｎｂ：０．００５〜０．２質量％
（ｅ）Ｔｉ：０．００５〜０．２質量％
（ｆ）Ｎｉ：０．０５〜３．０質量％
（ｇ）Ｂ：０．０００５〜０．００５質量％
【請求項５】
前記摺動面は、電解研磨された面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の摺動部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の摺動部材を備えた無段変速機用プーリーであって、前記摺動面を、金属ベルトに摺動する面としたことを特徴とする無段変速機用プーリー。
【請求項７】
請求項６に記載の無段変速機用プーリーを備えたことを特徴とする無段変速機。
【請求項１】
素材の鋼として、機械構造用鋼を用いた摺動部材であって、
前記摺動部材の摺動面の表面硬さがＨｖ７００以上であり、前記摺動面の表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．０４μｍ以下であることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記素材として用いた機械構造用鋼は、ＪＩＳ Ｇ ４０５３に規定されているクロム鋼又はクロムモリブデン鋼であることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
請求項２に記載の摺動部材において、前記機械構造用鋼に含有するＳｉ，Ｍｎ，Ｍｏの少なくとも１種の元素について増量し、増量した元素が、以下の（ａ）〜（ｃ）条件を満足する範囲となる鋼を、前記素材として用いたことを特徴とする摺動部材。
（ａ）Ｓｉ：０．３５質量％を超え、かつ、１．０質量％以下
（ｂ）Ｍｎ：前記ＪＩＳ規格で規定されているＭｎの含有量の上限値を超え、かつ、１．５質量％以下
（ｃ）Ｍｏ：前記ＪＩＳ規格で規定されているＭｏの含有量の上限値を超え、かつ、０．８質量％以下
【請求項４】
請求項２又は３に記載の摺動部材において、請求項２又は３に記載の素材として用いる鋼に、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｂの少なくとも１種を追加添加し、添加した元素が、以下の（ｄ）〜（ｇ）の条件を満足する範囲にある鋼を前記素材として用いたことを特徴とする摺動部材。
（ｄ）Ｎｂ：０．００５〜０．２質量％
（ｅ）Ｔｉ：０．００５〜０．２質量％
（ｆ）Ｎｉ：０．０５〜３．０質量％
（ｇ）Ｂ：０．０００５〜０．００５質量％
【請求項５】
前記摺動面は、電解研磨された面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の摺動部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の摺動部材を備えた無段変速機用プーリーであって、前記摺動面を、金属ベルトに摺動する面としたことを特徴とする無段変速機用プーリー。
【請求項７】
請求項６に記載の無段変速機用プーリーを備えたことを特徴とする無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２２２６７３（Ｐ２０１０−２２２６７３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７３５７１（Ｐ２００９−７３５７１）
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１１６６５５）愛知製鋼株式会社 (141)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２５日（２００９．３．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１１６６５５）愛知製鋼株式会社 (141)
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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