[发明专利]无级变速器用带轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种带轮(pulley)构件，其为汽车等的无级变速器用，其中在带式无级变速器(带式CVT)中，经由单元(element)高效率地向带传递驱动力。

背景技术

带式CVT为了改善汽车的燃油效率，而对汽车的搭载量逐渐增加。在全社会对抑制二氧化碳排放量强烈要求的背景下，最近，在进一步使带式CVT高效率化的方向上技术开发又有所推进。带式CVT是通过使由多层的金属带捆扎的被称为单元的多个块状部件相对向并由两个带轮进行夹挤，利用单元—带轮滑动时的摩擦力进行动力传递。因此，通过提高带轮单元间的摩擦系数，能够提高动力传递的效率。

另一方面，从使带轮—单元间的滑动稳定的观点出发，也需要提高带轮和单元的耐磨耗性，当为高摩擦(系数)且磨耗量也多(耐磨耗性差)时，可预想到动力传递性能会逐渐降低。这相反在耐磨耗性良好而为低摩擦(系数)的情况下也同样。

针对这样的课题，历来就提出有改善磨擦的技术。例如，如专利文献1所述的，提出有一种提高摩擦系数的方法，其通过将带轮表面的粗糙度控制在一定的状态下来提高润滑油的排出性，其结果是，减少了在带轮-单元间所形成的油膜厚度，提高了金属间接触的比例。

另外在专利文献2、3中公开有一种方法，其通过喷丸清理来向带轮等的接触表面赋予强压缩应力，从而改善转动疲劳强度，使滑动面的耐磨耗性提高以维持高摩擦系数。

此外，历来在这种带轮中还使用SCr420H等，含有一定量Mn、Cr的机械构造用合金钢。另外在专利文献4、5、6中提出有一种用于带轮的 渗碳用钢，其调整C、Si、Mn等的成分组成，从而改善了疲劳强度等的机械的特性。

专利文献1：特开2002-213580号公报

专利文献2：特开平5-157146号公报

专利文献3：特开2000-130527号公报

专利文献4：特开2000-160288号公报

专利文献5：特开2005-200667号公报

专利文献6：特开2006-28568号公报

专利文献1存在的问题是，虽然对钢材表面的硬化和图案采用电子束加工，但作为汽车用部件生产性差，成本也高，因此作为带式CVT用带轮欠缺实用性。另外，若根据专利文献2、3的方法，则通过喷丸清理而精加工的钢材表面的耐磨耗性确实有所提高，但是带式CVT用带轮所要求的摩擦系数的提高效果却依然不充分。

带式CVT用带轮所要求的摩擦系数的提高和耐磨耗性的维持，就是这种本来相反的要求课题，若为了使摩擦系数而提高单元-带轮间的接触比例，则耐磨耗性降低的倾向强。为此就要调整带轮表面的硬度，改良润滑油，虽然这些努力工业上也在做，但现状是还没有见到包含润滑油在内的合适的组合。

因此，至今为止虽然并不是为了满足上述要求课题，但对SCr420H等的表面渗碳钢进行渗碳淬火回火处理，在磨削加工后，其还是能够作为带式CVT带轮使用。此外，在带式CVT用带轮中，还公知SK1～SK7、SCM、SCM440、SCM445、SKD11等适用。但是，满足上述要求课题的带轮专用构件的开发几乎没有进行，从而无法满足带式CVT用带轮所要求的提高摩擦系数和维持耐磨耗性的要求课题。

发明内容

本发明为了解决这一课题而做，提供一种满足所要求的摩擦系数的提高和耐磨耗性的维持的要求课题的带式CVT用带轮。

为了达成该目的，本发明的要旨是，一种在带轮与单元间进行动力传递的无级变速器的带轮，其由如下这种钢材构成：分别含有C：0.1～0.3质量％、Si：0.1～0.5质量％、Mn：1～10质量％、Cr：6～20质量％，并由余量Fe和不可避免的杂质构成，在该钢材表面具有含1～10质量％的Mn和6～20质量％的Cr且具有10μm以上的平均厚度的氮化层或渗碳氮化层的任意一种表面硬化层。

为了达成上述目的，优选所述表面硬化层的氮含量为3～25at.％。另外，同样优选所述表面硬化层的表面硬度为Hv750～950。

本发明所说的所谓带式CVT用带轮所要求的摩擦系数的提高，是定量性的，优选所述表面硬化层的摩擦系数为0.115以上。

在本发明中，分析实际的带轮-单元的接触状态，设定模拟滑动试验条件，探索在该环境下使摩擦系数的提高和耐磨耗性的维持并立的带轮表面的材料条件，从而达成本发明。