【事件の表示】
　特許第２８３９４８１号「熱処理鋼部品の製造方法」の請求項１ないし５に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２８３９４８１号の訂正後の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
　本件特許第２８３９４８１号（特願昭８−３４６６９３号）の手続の経緯は次のとおりである。
　特許出願　　　平成６２年　７月２８日
　（特願昭６２−１８６６２２号の分割出願）
　設定登録　　　平成１０年１０月１６日 　
　公報発行　　　平成１０年１２月１６日
　特許異議申立　平成１１年　６月１５日
　取消理由通知　平成１２年　４月１９日付
　異議意見書　　平成１２年　７月　３日　　
　訂正請求　　　平成１２年　７月　３日
　取消理由通知  平成１２年　９月　８日付
　訂正請求取下　平成１２年１１月　７日
　　　　　　　（平成１２年　７月　３日分）
　異議意見書　　平成１２年１１月　７日
　訂正請求　　　平成１２年１１月　７日
２．訂正の適否についての判断
　ア．訂正明細書の請求項１に係る発明
　　訂正明細書の請求項１にかかる発明は、その特許請求の範囲の請求項１に記載された次のとおりのものである。
　「【請求項１】Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れし、次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．ｌｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピーニングを施し、前記合金鋼において表面粗さが１μｍ以下となるものを得る、ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法。」
　
　イ．訂正の目的の適否、拡張・変更の存否、及び、新規事項の有無
　　その訂正の要旨は、
　１）訂正事項１：【発明の名称】に、「熱処理鋼部品及びその製造方法」とあるのを、「熱処理鋼部品の製造方法」と訂正する。
　２）訂正事項２：特許請求の範囲の請求項１〜５において、原請求項１、２、４、５を削除する。
　３）訂正事項３：特許請求の範囲の記載に、「【請求項３】Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れし、次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、ショットピーニングを施す、ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法。」とあるのを、「【請求項１】Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れし、次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．ｌｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピーニングを施し、前記合金鋼において表面粗さが１μｍ以下となるものを得る、ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法。」と訂正する。
　４）訂正事項４：本件特許公報第３欄第５行〜同欄第６行に「熱処理鋼部品及びその製造方法に関する。」とあるのを、「熱処理鋼部品の製造方法に関する。」と訂正する。
　５）訂正事項５：本件特許公報第４欄第２８行〜同欄第３２行に「本発明の第１の目的は、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることができる熱処理鋼部品を提供することにある。また、第２の目的は、上記熱処理鋼部品を簡単に製造できる熱処理鋼部品の製造方法を提供することにある。」とあるのを、「本発明の目的は．耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることができる熱処理鋼部品を簡単に製造できる熱処理鋼部品の製造方法を提供することにある。」と訂正する。
　６）訂正事項６：本件特許公報第４欄第３３行〜第４欄第４３行に、「【０００９】【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために第１の発明にあっては、　Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れ処理した鋼部品であって、粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成されたものに対して、ショットピーニングが施されている、ことを特徴とする熱処理鋼部品とした構成としてある。」とあるのを削除する。
　７）訂正事項７：本件特許公報第４欄第４４行〜第５欄第７行に、「【００１０】上述の構成により、存在することになる表面不完全焼入れ層（以下、表面異常層と称す）の深さが１５μｍ以下とされた鋼部品に対して、高硬質ショット、高速ショット粒子投射速度等でショットピーニングを行なうとしても、表面粗さが表面異常層によって許容限界である約１μｍを越すこともなくなり、その表面粗さに基づく切欠き効果によって疲労クラックが発生したり、或いは表面粗さにより耐摩耗性が低下したりすることが防がれることになる。その一方、ショット粒子の運動エネルギは表面異常層の表面粗さの荒れとして吸収されることが抑えられることになり、高硬質ショット、高速ショット粒子投射速度等でショットピーニングを行なうことによって、鋼表面にいままで以上に圧縮残留応力を形成することができることになる。」とあるのを削除する。
　８）訂正事項８：本件特許公報第５欄第８行〜第５欄第９行に、「【００１１】また、第１の発明（請求項１）の実施態様項としては、請求項２の記載の通りとなる。」とあるのを削除する。
　これに伴い、以下、発明の詳細な説明中に存在することになる段落番号を繰り上げ「【０００９】、・・・」と訂正する。
　９）訂正事項９：本件特許公報第５欄第１０行〜第５欄第１９行に、「また、上記第２の目的を達成するために第２の発明にあっては、Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れし、次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、ショットピーニングを施す、ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法とした構成としてある。」とあるのを、「上記目的を達成するために本発明にあっては、Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭鐘化焼入れし、次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピーニングを施し、　前記合金鋼において表面粗さが１μｍ以下となるものを得る、ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法とした構成としてある。」と訂正する。
　１０）訂正事項１０：本件特許公報第５欄第２６行〜第５欄第２９行に、「１５μｍ以下となり、前述の如く、その合金鋼に対して高硬質ショット、高速ショット粒子投射速度等でショットピーニングを行なっても、表面粗さに基づく切欠き効果」とあるのを、「１５μｍ以下となり、その合金鋼に対して、ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピ−ニングを行なっても、表面粗さが表面異常層によって許容限界である約１μｍを越すこともなくなり、その表面粗さに基づく切欠き効果」と訂正する。
　１１）訂正事項１１：本件特許公報第６欄第３５行〜第６欄第３６行に、「【００２１】また、第２の発明（請求項３）の実施態様項としては、請求項４、５の記載の通りとなる。」とあるのを削除する。
　１２）訂正事項１２：本件特許公報第１０欄第２４行〜第１０欄第３２行に、「第１の発明によれば、表面異常層の存在する下、ショットピーニングを行っても、表面粗さに基づく切欠き効果による疲労クラックの発生及び表面粗さによる耐摩耗性の低下を防ぐことができると共に、ショット粒子の運動エネルギを増大させることによって熱処理鋼部品の表面にいままで以上に圧縮残留力を形成することができることから、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることがきる熱処理鋼部品を提供できる。」とあるのを、「本発明によれば、表面異常層の存在する下、ショットピーニングを行っても、表面粗さに基づく切欠き効果による疲労クラックの発生及び表面粗さによる耐摩耗性の低下を防ぐことができると共に、ショット粒子の運動エネルギを増大させることによって熱処理鋼部品の表面にいままで以上に圧縮残留力を形成することができることから、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることがきる熱処理鋼部品を得ることができる。」と訂正する。
　１３）訂正事項１３：本件特許公報第１０欄第３３行〜第１０欄第３５行に、「第２の発明によれば、その方法により上記熱処理鋼部品を得ることができるばかりでなく、合金鋼の成分を」とあるのを、「本発明によれば、合金鋼の成分を」と訂正するものであるが、
　上記訂正事項２、３は、特許請求の範囲の減縮を目的とし、訂正事項１及び訂正事項４〜１３は、上記特許請求の範囲の減縮に伴い　特許請求の範囲の記載に詳細な説明の項の記載を整合させるもので、明りょうでない記載の釈明を目的として訂正するものである。
　そして、これらの訂正事項１〜１３は、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　また、これらの訂正事項は、特許明細書に記載した事項の範囲内においてなされるものである。
　ウ．異議申立人が提示した証拠と記載の事項
　異議申立人：大同特殊鋼株式会社が提出した、
◎甲第１号証：特開昭６０‐２１３５９号公報の特許請求の範囲第２項には、「（２）Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｍｎ：２．０％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｃｒ：０．４０〜１．５０％、Ａｌ：０．１０〜０．０６０％，Ｎ：０．００５〜０．０２５％、ならびにＮｉ：２．５０％以下および（または）Ｍｏ：０．４０％以下を含有し、Ｓｉ：０．１０％以下、Ｐ：０．０１０％以下、Ｏ：０．０．００３％以下であり、残部が実質上Ｆｅからなる、浸炭処理して用いる歯車用鋼。」が、第２頁左下第５行〜右下第２０行に「本発明者らは、…次のことを知った。すなわち、高サイクル経過後の疲れ　破壊および衝撃破壊の両者とも、表面浸炭層で粒界破壊が生じ、さらに擬へき開破壊をへて、芯部は延性破壊しているという事実である。さらにミクロ組織観察を進めたところ、浸炭層の表層部には粒界酸化が起こっていることが認められ、粒界酸化部を詳細に観察すると、不完全焼入れ組織（トルースタイト）が生じていることがわかった。これは、粒界酸化により焼入性向上元素であるＭｎやＣｒが、ＭｎｘＯｙ、ＣｒｘＯｙの形成に伴って粒界に優先的に拡散移行し、粒界近傍の焼入性を低下させるからと理解される。こうした知見にもとづいて、本発明者らは、歯車の強靭化にとって、浸炭組織内の粒界酸化の防止を中心とする粒界の強化が有効であり、加えて粒内の強化もはかるのがよい、との結論に達した。そこで、各種合金元素の影響を調べたところ、つぎのことがわかった。Ｓｉは粒界酸化を助長するので、その量をできるだけへらすべきである。Ｐがオーステナイト粒界に偏析して粒界を弱めるので、これも低減すること。結晶粒を微細化すればクラック伝播に対する抵抗となるため、浸炭層の強靭性が増すこと。特定量のＡｌおよびＮの存在がこれを実現する。また、Ｎｂの添加は、結晶粒微細化にすこぶる効果的である。ＭｏはＰの粒界偏析を抑制して粒界強度を高める上に、不完全焼入れ組織を出現しにくくするはたらきがあり、Ｎｉは焼入れ性を高めて粒内の強度を増加させること。」が記載されている。
◎甲第２号証：特開昭５９一１８２９５２号公報の第１頁右下第７〜１３行に「この表面異常層は、表面の粒界酸化が原因と考えられ、この粒界酸化が生ずると、この粒界近傍に存在する焼入性向上元素が酸化され、粒界近傍の焼入性が低下することにより表面残留応力が減少し、疲労強度が低下するものである。」が、第２頁左上末行から左下第６行にかけて、「この発明によるはだ焼鋼は、重量％で、Ｃ：０．１％以上０．４％以下、Ｓｉ：０．０２％以上０．１５％未満、Ｍｎ：２％以下を基本含有成分とし、さらにＮｉ：０．３％以上５％以下、Ｍｏ：０．０５％以上０．５％以下の１種または２種を含有し、さらに必要に応じて、焼入性を制御して強度の向上をはかるために、Ｃｒ：０．３％以上４％以下、Ｂ：０．０００５％以上０．００５％以下の１種または２種を含有し、被削性の向上をはかるためにＰｂ・・・を含有し残部Ｆｅおよび不純物よりなることを特徴としている。」が、第２頁右下の第２〜７行に「Ｓｉは、・・・、多すぎると浸炭あるいは浸炭窒化処理時に表面異常層を発生させる原因ともなるので、０．１５％未満とすることが必要である」、第２頁の右下第１３行〜第３頁左上初行に「　Ｎｉ，Ｍｏは、浸炭あるいは浸炭窒化処理時に表面異常層が発生するのを　防止する作用を有する元素であって、このような作用を得るためには、・・・Ｍｏについては０．０５％以上含有させることが必要である。しかし、Ｍｏが多すぎると靭性を劣化するので、０．５％以下とする必要がある。」と記載されている。
◎甲第３号証　「電気製鋼」第５７巻第１号（昭和６１年１月）の第１４頁のＴａｂｌｅ２には、鋼ＡのＣ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏの成分組成が示され、第１５頁左の「３．１のＳｉの影響」の項に、「通常のＳｉ量である０．２５％ではＳＣＭ４２０、ＳＮＣＭ４２０とも深さ１０数μｍの粒界酸化層が存在する。Ｓｉ量の減少とともに粒界酸化層の深さは浅くなり０．０５％Ｓｉでは５μｍ以下に軽減される。」、第２１頁の「５．結言」の項には、「肌焼鋼の回転曲げ疲れ強さにおよぼす主要合金元素、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏの影響を調べ下記の結論を得た。（１）酸化物形成傾向の最も大きいＳｉの低減によって、粒界酸化は著しく軽減し疲れ限度も大幅に向上する。（２）硬化特性すなわち心部硬さと硬化層深さが等しい場合、Ｎｉ，Ｍｏ量増加、およびＭｎ，Ｃｒ量の減少によって、粒界酸化層深さは浅くなり疲れ限度も高くなる。・・・（３）破面観察の結果、起点はいずれも表面であるが、粒界酸化層の深いＳＣｒ４２０鋼などでは粒界破面を呈するのに対し、高Ｎｉ−高Ｍｏ鋼ではこの粒界破面が著しく減少する。（４）高（Ｎｉ−Ｍｏ）−低（Ｍｎ−Ｃｒ）鋼では粒界酸化の軽減によってクラックの発生が抑制されるとともに、浸炭層の靭性が高いため疲れクラック発生後の急速破壊への抵抗が大きく、高い疲れ強さを示すものと考えられる。」と記載されている。
◎甲第４号証：「マツダ技報」Ｎｏ．５（昭和６２年４月）Ｐ．１６５〜１７３は、「浸炭窒化＋ハードショットピーニングによる歯車の強化」と題する研究報告であり、第１６６頁左の「２　開発コンセプト」の項には、「歯車の・・・、更に疲労強度を高めるためには、より積極的に圧縮残留応力を利用することが必要である。圧縮残留応力を増大するには、ピーニング加工強さを大きくすることが最も有効である。」、「ここで問題となるのは、ピーニング加工強さを大きくした場合の表面粗さの劣化である。図２に浸炭後のショットピーニングによる表面粗さの変化を示す。この表面粗さの劣化の原因は、従来の浸炭においては不可避的に生成される表面異常層と呼ばれる軟質組織が鋼表面に存在するためである。従って、表面粗さの劣化を防止するには、この表面異常層を低減させなければならない。」と、そして、浸炭窒化のあり方の改良として「新浸炭窒化法」または「浸炭窒化（開発法）」と名づけられた方法が第１６８頁左下の図７に示され、その成果が第１６７頁右下に「４．１　表面異常層の低減　　新浸炭窒化法によって得られた表面層の金属組織を図３に示す。従来の浸炭、又は通常の浸炭窒化に比べ、表面異常層が非常に少なく数μｍ以下である。　また、新浸炭窒化後強いショットピーニングを施した場合の表面粗さを図２に示す。浸炭後強いショットピーニングを施した場合に比べ、表面粗さが大幅に改善されている。」と記載され、さらに、第１６９頁の表１に該研究で試みたハードショットピーニングの条件が記載されている。
◎甲第５号証：「特殊鋼便覧」理工学社（昭和４７年第３版）Ｐ．２‐７８，Ｐ．２‐７９の第２−７８頁右に、「（ｉ）浸炭深さ　　浸炭硬化層が２・１０６図のようなかたさ分布をとった場合ＪＩＳでは、表面よりＨＲＣ５０相当、Ｈｖ５１３までの垂直距離を有効浸炭硬化層（Ｅ．Ｃ．Ｄ）といっており、これはＳＡＥの規格などに準じたものである。このほか浸炭硬化深さに全浸炭深さを探ったり、またＨＲＣ５５のかたさを示す点までの深さをとったりする例があり、注意を要する。」、第２−７９頁下段の表２・５８は、「各種部品の浸炭深さ（一例）」のデータが記載されている。
（以下、甲第１〜甲第５各号証を、甲１〜甲５という。）
　
　エ．独立特許要件の判断
　従来、低合金鋼に高い疲労強度を付与するために、浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れ処理の後ショットピーニングを施す技術が知られているが、単に、大きいショット硬さ、ショット粒子投射速度等をもってショットピーニングを行っても、必要なだけの圧縮残留応力すら形成されず、疲労強度はかえって低下し、疲労強度を高めることが困難である（本件特許明細書段落０００２〜０００５）という問題に対し、本件発明は、耐摩耗性を維持しつつ、疲労強度を飛躍的に向上させた熱処理部品を簡単に製造できる熱処理部品の製造方法を提供するものである。（同段落０００８）
　上記目的を達成するために、本件発明では、合金鋼の成分面では、特にＳｉとＭｏの量を調整して、焼入れの粒界酸化に伴う不完全焼入れ層の深さを１５μｍ以下にとどめ、該鋼に対する高硬質高速ショットピーニング後でも表面粗さを約１μｍ以下にし、圧縮残留応力を特に高くする有効なショットピーニング条件を設定し（同段落０００７、段落０００９〜００１０）、請求項１記載の構成としたのである。
　これに対し、甲１、甲２、甲３に開示された合金設計の思想は、Ｓｉを減らしＭｏを増やして粒界酸化を少なくするというものであって、本件発明の浸炭（窒化）焼入れした熱処理鋼部品がよって立つ技術思想と同じであり、甲１の第１０頁左下の第２表に掲げられた供試材Ａ〜Ｏの粒界酸化層深さの値は、０〜２μｍであって、これは、本件発明における限定「粒界酸化に伴う不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下」の条件を満たしており、甲２、甲３においても同様の粒界酸化層深さの数値が示されているから、本件発明と、甲１２３に記載の合金設計の基本的な考え方は共通する。
　また、甲４に開示の論文は、表面異常層を低減する新しい浸炭窒化法の提供に関するものであるが、これには、一般的に、更に疲労強度を高めるためには圧縮残留応力を増大させる必要があり、そのためにはピーニング加工強さを大きくすることが有効である。しかし、単に強いショットピーニングを行なっても、意図したような表面残留応力が得られず、疲労強度の向上に役立たないこと、それゆえ、表面異常層を低減させるべきであることが述べられている。
　この甲４の記載から、高い疲労強度を得るには、ショットピーニング後の表面粗さを劣化させないように表面異常層を低減し、また、積極的に圧縮残留応力を付与すことが必要であり、そのためにはショットピーニング加工強さを大きくすればよいことは知られる。  
　しかして、本件発明の熱処理鋼部品の製造方法は、甲１〜甲３の上記材料設計の方向性及び甲４の熱処理鋼部品への強ショットピーニング加工の付与の考え方に従うものではある。
　しかしながら、本件発明は、上記技術的示唆の範囲にとどまらず、図１及び図２に示すような表面異常層の深さとショットピーニング後の表面粗さ及びショットピーニング後の残留圧縮応力との関係を求め、それら関係から導かれる臨界的数値、即ち、通常の浸炭（窒化）焼入れ処理により形成される表面不完全焼き入れ層（表面異常層）の深さの上限を１５μｍ（同段落００２３）に定め、この不完全焼き入れ層の深さを１５μｍ以下にするための組成を規定したものである。
　そして、本件における合金鋼の組成は、単に上記の技術的指針に従い、低Ｓｉ、高Ｍｏとしただけでなく、必要最小限の合金成分即ちＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏの５成分系の上下限値が定まったものであり、この組成の合金鋼により、通常の浸炭（窒化）焼入れ処理で形成される表面不完全焼き入れ層の深さを上記所定値以下に低減できたのである。
　本件発明ではさらに、このような成分組成の鋼に対し請求項１に記載の条件でショットピーニングして、ショットピーニング後の表面粗さを１μｍ以下とし、鋼部品の表面粗さを荒らすことなく該鋼部品の表面に充分な圧縮残留応力を形成することができ、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を向上させることができるのである。
　したがって、本件発明は、甲各号に記載の技術的事項に立脚し、浸炭焼入れ若しくは浸炭窒化焼入れ処理後のショットピーニング条件及びショットピーニング後の表面粗さとの関係で表面不完全焼き入れ層深さの上限値を定めており、これらの数値を満足するような成分組成と強ショットピーニング処理の条件を組み合わせ、耐摩耗性と疲労特性を向上させたのであるから、合金設計の示唆のある甲１、甲２、甲３、新浸炭窒化法とハードショットピーニングの組み合わせ効果を開示する甲４、或いは、肌焼き鋼の浸炭深さと硬さの関係が述べられる甲５の記載を総合的に参酌しても、本件発明の構成の組み合わせを想到することは当業者といえども容易になし得るものではない。
　そして、本件発明によれば、表面異常層の形成を１５μｍ以下に抑え、強ショットピーニングを行っても、表面粗さに基づく切欠き効果による疲労クラックの発生及び表面粗さによる耐摩耗性の低下を防ぐことができると共に、ショット粒子の運動エネルギを増大させることによって熱処理鋼部品の表面にいままで以上に圧縮残留応力を形成することができることから、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることがきる熱処理鋼部品を得ることができるという明細書記載（同段落００４１〜００４２）の効果を得ることができるのである。
　したがって、本件発明は、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないとはいえない。
　
　なお、所望の耐摩耗性と同時に耐疲労特性を発揮するために必要な要件が今回の訂正により特許請求の範囲に記載されたので、第２回目の取り消し理由の特許法第３６条違反の不備は解消されている。
　また、第１回目の取り消し理由中の特許法第３６条違反の理由は、明細書には、浸炭焼入れの実施例しか示されておらず、浸炭窒化焼入れの例がなく、焼入れ温度も整合していないというものであるが、これらは当業者において周知の表面硬化処理技術であり、明細書にも通常の処理でよいと記載されており、浸炭窒化の処理条件が明示されていないと当業者が本件発明を容易に実施できないという特段の事情が本件発明に関して存在するとも認められない。
　そして、明細書の上記整合不備な箇所も訂正により削除されたので、本件特許が、特許法第３６条で規定する要件を満たしていないとはいえない。
　したがって、訂正後における本件請求項１に記載の特許発明は特許出願の際独立して特許を受けることができない発明とすることはできない。
　
　オ．むすび
  　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２項乃至４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについての判断
　異議申立人：大同特殊鋼株式会社の異議申し立に対する判断は上記２、ウ及びエで述べたとおりである。
　  
４．以上のとおりであるから、特許異議申し立ての理由及び証拠方法によっては、本件請求項１に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年２月８日（２００１．２．８）
【訂正の要旨】
（３）訂正事項
　１）訂正事項１
　本件特許公報第１欄における【発明の名称】に、
「熱処理鋼部品及びその製造方法」
とあるのを、
「熱処理鋼部品の製造方法」
と訂正する。
　２）訂正事項２
　平成１０年８月２４日の本件請求人提出による手続補正書により補正された特許請求の範囲の請求項１〜５において、特許請求の範囲の減縮を目的として、原請求項１、２、４、５を削除する（請求項対応表参照）。
　３）訂正事項３
　平成１０年８月２４日の本件請求人提出による手続補正書により補正された特許請求の範囲の記載に、
「【請求項３】　Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れし、
　次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、ショットピーニングを施す、
ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法。」
とあるのを、
「【請求項１】　Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れし、
　次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピーニングを施し、
　前記合金鋼において表面粗さが１μｍ以下となるものを得る、
ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法。」
と訂正する（請求項番号については上記請求項対応表参照）。
　４）訂正事項４
　本件特許公報第３欄第５行〜同欄第６行に
「熱処理鋼部品及びその製造方法に関する。」
とあるのを、
「熱処理鋼部品の製造方法に関する。」
と訂正する。
　５）訂正事項５
　本件特許公報第４欄第２８行〜同欄第３２行に
「本発明の第１の目的は、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることができる熱処理鋼部品を提供することにある。また、第２の目的は、上記熱処理鋼部品を簡単に製造できる熱処理鋼部品の製造方法を提供することにある。」
とあるのを、
「本発明の目的は、耐摩耗性を維為しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることができる熱処理鋼部品を簡単に製造できる熱処理鋼部品の製造方法を提供することにある。」
と訂正する。
　６）訂正事項６
　本件特許公報第４欄第３３行〜第４欄第４３行に、
「【０００９】
　【課題を解決するための手段】
　上記第１の目的を達成するために第１の発明にあっては、
　Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れ処理した鋼部品であって、粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成されたものに対して、ショットピーニングが施されている、
ことを特徴とする熱処理鋼部品とした構成としてある。」
とあるのを削除する。
　７）訂正事項７
　本件特許公報第４欄第４４行〜第５欄第７行に、
「【００１０】
　上述の構成により、存在することになる表面不完全焼入れ層（以下、表面異常層と称す）の深さが１５μｍ以下とされた鋼部品に対して、高硬質ショット、高速ショット粒子投射速度等でショットピーニングを行なうとしても、表面粗さが表面異常層によって許容限界である約１μｍを越すこともなくなり、その表面粗さに基づく切欠き効果によって疲労クラックが発生したり、或いは表面粗さにより耐摩耗性が低下したりすることが防がれることになる。その一方、ショット粒子の運動エネルギは表面異常層の表面粗さの荒れとして吸収されることが抑えられることになり、高硬質ショット、高速ショット粒子投射速度等でショットピーニングを行なうことによって、鋼表面にいままで以上に圧縮残留応力を形成することができることになる。」
とあるのを削除する。
　８）訂正事項８
　本件特許公報第５欄第８行〜第５欄第９行に、
「【００１１】
　また、第１の発明（請求項１）の実施態様項としては、請求項２の記載の通りとなる。」
とあるのを削除する。
　これに伴い、以下、発明の詳細な説明中に存在することになる段落番号を繰り上げ「【０００９】、・・・・・」と訂正する。
　９）訂正事項９
　本件特許公報第５欄第１０行〜第５欄第１９行に、
「　また、上記第２の目的を達成するために第２の発明にあっては、
　Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れし、
　次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、ショットピーニングを施す、
ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法とした構成としてある。」
とあるのを、
「上記目的を達成するために本発明にあっては、
　Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れし、
　次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピーニングを施し、
　前記合金鋼において表面粗さが１μｍ以下となるものを得る、
ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法とした構成としてある。」
と訂正する。
　１０）訂正事項１０
　本件特許公報第５欄第２６行〜第５欄第２９行に、
「１５μｍ以下となり、前述の如く、その合金鋼に対して高硬質ショット、高速ショット粒子投射速度等でショットピーニングを行なっても、表面粗さに基づく切欠き効果」
とあるのを、
「１５μｍ以下となり、その合金鋼に対して、ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピーニングを行なっても、表面粗さが表面異常層によって許容限界である約１μｍを越すこともなくなり、その表面粗さに基づく切欠き効果」
と訂正する。
　１１）訂正事項１１
　本件特許公報第６欄第３５行〜第６欄第３６行に、
「【００２１】
　また、第２の発明（請求項３）の実施態様項としては、請求項４、５の記載の通りとなる。」
とあるのを削除する。
　１２）訂正事項１２
　本件特許公報第１０欄第２４行〜第１０欄第３２行に、
「第１の発明によれば、表面異常層の存在する下、ショットピーニングを行っても、表面粗さに基づく切欠き効果による疲労クラックの発生及び表面粗さによる耐摩耗性の低下を防ぐことができると共に、ショット粒子の運動エネルギを増大させることによって熱処理鋼部品の表面にいままで以上に圧縮残留力を形成することができることから、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることがきる熱処理鋼部品を提供できる。」
とあるのを、
　「本発明によれば、表面異常層の存在する下、ショットピーニングを行っても、表面粗さに基づく切欠き効果による疲労クラックの発生及び表面粗さによる耐摩耗性の低下を防ぐことができると共に、ショット粒子の運動エネルギを増大させることによって熱処理鋼部品の表面にいままで以上に圧縮残留カを形成することができることから、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることがきる熱処理鋼部品を得ることができる。」
と訂正する。
　１３）訂正事項１３
　本件特許公報第１０欄第３３行〜第１０欄第３５行に、
「第２の発明によれば、その方法により上記熱処理鋼部品を得ることができるばかりでなく、合金鋼の成分を」
とあるのを、
「本発明によれば、合金鋼の成分を」
と訂正する。
（５４）【発明の名称】
熱処理鋼部品の製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　
【請求項１】
　次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、
ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピーニングを施し、
　
前記合金鋼において表面粗さが１μｍ以下となるものを得る、
ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、
熱処理鋼部品の製造方法
　【０００２】
　【従来技術】
　動力伝達用構成部品の歯車類等においては、高い疲労強度が要求される場合には、浸炭焼入れ処理後ショットピーニングが施される。このショットピーニングにより鋼表面に圧縮残留応力を形成して疲労クラックの発生或いは伝播を抑制しようとしているのである。
　【０００３】
　上記ショットピーニングの好ましい例としては、特開昭６０−２１８４２２号公報に示すように、低炭素合金鋼ＳＣＭ４１５、すなわち、Ｃ：０．１３〜０．１８％も、Ｓｉ：０．１５〜０．３５％も、Ｍｎ：０．６０〜０．８５％、Ｐ≦０．０３、Ｓ≦０．０３、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０，１５〜０，３０％、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れし、その合金鋼に対してショット粒子投射速度３５〜５０ｍ／ｓｅｃ、ショット硬さＨＲＣ４５〜５０の条件でショットピーニングを施す製造方法が知られている。これによれば、表面粗さを許容される１μｍ程度以下に抑えつつ圧縮残留応力を残留させることができ、一定の疲労強度を得ることができる。
　【０００４】
　ところで、疲労強度は高ければ高いほど、強度を要求される部品にとっては好ましく、この観点から、上記製造方法による疲労強度以上の疲労強度が得られるとすれば望ましいことである。そのような場合には、鋼表面に形成される圧縮残留応力をより大きくする必要があり、その圧縮残留応力を大きくするにはショット硬さ、ショット粒子投射速度等をできるだけ大きくすることが考えられる。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかし、疲労強度を向上させようとして、上記合金鋼に対して上記製造方法の場合よりも大きいショット硬さ、ショット粒子投射速度等をもってショットピーニングを行なっても、鋼表面の表面粗さが許容範囲を越えて荒れその粗さに基づく切欠き効果により疲労クラックが発生したり、或いは鋼表面に必要なだけの圧縮残留応力すら形成されなかったりして、疲労強度は却って低下することとなっており、上記製造方法の場合よりも疲労強度を高めることはなかなか困難な状況にある、
　【０００６】
　このような状況下において、本発明者は、上記問題点について鋭意研究した結果、粒界酸化に伴う不完全焼入れ層（表面異常層）が係っていることを発見し、次のような知見を見い出した。
　【０００７】
▲１▼高硬質ショットを用いて高速ショット粒子投射速度（従来のショットピーニング条件に比べて）でショットピーニングを行なうと、ショットピーニング前の平均表面異常層の深さとショットピーニング後の平均表面粗さとの関係が図１に示す特性線として得られ（特性線ｆ１のショットピーニング条件：ショット硬さＨＲＣ５４，ショット粒子投射速度９０ｍ／ｓｅｃ，ショット径０．６ｍｍ，ショット時間１２０ｓｅｃ．、特性線ｆ２のショットピーニング条件：ショット硬さＨＲＣ５０，ショット粒子投射速度６０ｍ／ｓｅｃ，ショット径０．６ｍｍ，ショット時間１２０ｓｅｃ．、特性線ｆ３のショットピーニング条件：ショット硬さＨＲＣ５８，ショット粒子投射速度１２０ｍ／ｓｅｃ，ショット径０．６ｍｍ，ショット時間１２０ｓｅｃ．）、この場合、切欠き効果に基づいて疲労クラックが生じないショットピーニング後の表面粗さ及び耐摩耗性の観点から必要なショットピーニング後の表面粗さが約１μｍ以下であることから、その表面粗さを約１μｍ以下にするには、ショットピーニング前の表面異常層の深さを約１５μｍ以下にする必要があること。
▲２▼前記図１と同じ条件でショットピーニングを行なった場合、ショットピーニング前の平均表面異常層の深さとショットピーニング後の表面圧縮残留応力との関係が図２に示す特性線として得られ、この場合、ショットピーニング前の平均表面異常層の深さが１５μｍ以下であれば、ショットピーニング後に鋼表面に形成される圧縮残留応力を特に高くすることができること。
　【０００８】
　そして、本発明者は上記知見に基づき本発明を完成した。
　すなわち、
本発明の目的は、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を飛躍的に向上させることができる熱処理鋼部品を簡単に製造できる熱処理鋼部品の製造方法を提供することにある。
　【０００９】
　【課題を解決するための手段】
　
上記目的を達成するために本発明
　Ｃ：０．１０〜０．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ：０．３０％を越えて０．５０％以下、残部Ｆｅからなる合金鋼を浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れし、
　次いで、該焼入れにより粒界酸化に伴う表面不完全焼入れ層の深さが１５μｍ以下に形成された合金鋼に対し、
ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速愛６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピーニングを施し、
　
前記合金鋼において表面粗さが１μｍ以下となるものを得る、
ことを特徴とする熱処理鋼部品の製造方法とした構成としてある。
　【００１０】
　上述の構成において、焼入れ性に有効で且つ粒界酸化を生じさせないＭｏの量を従来よりも増大させて上記範囲に設定する一方、粒界酸化を著しく助長し且つ焼入れ性に関与しないＳｉを従来よりも減少させて上記範囲に設定したことから、両者の作用により、浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れ後に合金鋼に表面異常層が生成されるも、その合金鋼の表面異常層の深さは
１５μｍ以下となり、その合金鋼に対して、ショット硬さＨＲＣ５０以上、ショット径０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃの条件でショットピーニングを行なっても、表面粗さが表面異常層によって許容限界である約１μｍを越すこともなくなり、その表面粗さに基づく切欠き効果
　【００１１】
　しかも、合金鋼の成分を上記のように一旦決めれば、通常の浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れ処理によって合金鋼の表面異常層の深さを１５μｍ以下にすることができることになる。
　【００１２】
　上記合金鋼の各成分の臨界的意義は次の通りとなる。
　【００１３】
　Ｃ；
　Ｃは、鋼の強度付与に必要な基本的元素であり、浸炭焼入れによりコア部（内部）の強度を確保するためには０．１％以上必要である。しかし、Ｃ含有量が０．４０％を越えると、靭性が低下して，脆くなり、また、被削性も劣化することになる。このため、Ｃの含有量は０．１０〜０．４０％の範囲に設定される。
　【００１４】
　Ｓｉ；
　Ｓｉは、表面異常層の生成の原因となる粒界酸化を助長する傾向が著しく強い元素であり、その含有量が０．１５％を越えると、その悪影響は無視できない。しかも、Ｓｉは焼入れ性に関与しない元素である。このため、Ｓｉの含有量はできるだけ下げるのが好ましい。しかし、Ｓｉは、脱酸剤として用いられたり、融点を下げて融解エネルギを少なくするため等に用いられており、このため、製鋼上、Ｓｉの含有量は０．０６％以上必要とされる。したがって、Ｓｉの含有量は０．０６〜０．１５％未満の範囲で設定される。
　【００１５】
　Ｍｎ；
　Ｍｎは、表面異常層の生成の原因となる粒界酸化を助長する元素であり、Ｍｎの含有量は少ないほど望ましい。しかし、Ｓｉを０、１５％未満、Ｍｏを０、３０％以上添加することを条件とすれば、Ｍｎ１．００％以下でも悪影響はない。また、Ｍｎ含有量が０．３０％未満ではコア部の焼入れ性が不十分となる。このため、Ｍｎの含有量は０．３０〜１．００％の範囲で設定される。
　【００１６】
　Ｃｒ；
　Ｃｒも、表面異常層生成の原因となる粒界酸化を助長する元素であり、その含有量は少ないほど望ましい。しかし、Ｓｉ０．１５％未満及びＭｏ０．３０％以上添加することを条件とすれば、Ｃｒ１．２０％以下でも悪影響はない。また、Ｃｒ含有量が０．９０％未満ではコア部の焼入れ性の低下及び浸炭性の低下を招く。このため、Ｃｒ含有量は０．９０〜１．２０％の範囲で設定される。
　【００１７】
　Ｍｏ；
　Ｍｏは、粒界酸化を生じさせず、焼入れ性を高める元素であり、表面異常層の低減に寄与する元素である。Ｍｏ含有量が０．５０％を越えるとその効果は飽和する傾向にあり、その含有量が０．３０％未満ではその効果が低く、コア部の焼入れ性が不十分となる。このため、Ｍｏ含有量は０．３０〜０．５０％の範囲で設定される。また、Ｍｏは、上記範囲において表面異常層を低減させる効果以外に、金属組織そのものを強靭化する効果もある。
　【００１８】
　【発明の実施の形態】
　以下、本発明の実施例を説明する。
　【００１９】
　図３は熱処理鋼部品の製造プロセスを示すものである。この製造プロセスにおいては、材料の切断、鍛造、焼準、機械加工、熱処理、焼戻し、ショットピーニングの各工程が順に行なわれるようになっており、場合によっては、鍛造、焼準、焼戻しの各工程は省略されることになっている。本発明に係る製造方法においては、上記製造工程のうち、熱処理工程とショットピーニング工程が深く関わっており、これらの工程について詳細に説明し、他の工程については、既知であるのでその説明は省略する。
　【００２０】
　先ず、熱処理工程においては、合金鋼が浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れされる。
　【００２１】
　上記合金鋼は、その成分がＣ：０．３０〜Ｃ．４０％、Ｓｉ：０．０６〜０．１５％未満、Ｍｎ：０．３０〜１．００％、Ｃｒ：０．９０〜１．２０％、Ｍｏ０．３０％を越えて０．５％以下、残部Ｆｅとなっている。この成分は、浸炭焼入れ後における合金鋼の表面異常層の深さを１５μｍ以下とする観点から決められており、各成分の臨界的意義は前述した通りである。
　【００２２】
　上記浸炭暁入れもしくは浸炭窒化境入れば、一般的な条件のものが適用できる。
　例えば浸炭焼入れについては、浸炭温度が９００〜９５０度Ｃ、浸炭時間が０．５〜５．０時間とされる。この例は、好ましい浸炭焼入れ硬化深さ（Ｈｖ＞５５０）０．２〜１．３ｍｍに相応して導かれている。この硬化深さの範囲は、０．２ｍｍ未満では部品の耐面圧強度が不十分であり、１．３ｍｍを越えると合金元素の内部酸化が著しいことから、上記範囲に設定されている。
　【００２３】
　この通常の浸炭焼入れもしくは浸炭窒化焼入れにより、上記合金鋼に形成される表面異常層の深さは１５μｍ以下に抑えられることになり、何等、特別の処置・処理を施さなくても表面異常層の深さを１５μｍ以下とすることができる。特に、浸炭窒化焼入れを上記合金鋼に施すと、窒素で焼入れ性が向上するため、浸炭焼入れを施す場合よりもより一層、表面異常層の深さを浅くできることになる。
　【００２４】
　このように表面異常層の深さを１５μｍ以下に抑えることに、上記合金鋼のＳｉとＭｏ成分が大きく係わっていることは前述した通りであるが、これは、図４、図５に示す特性線により確認することができる。すなわち、図４はＳｉ含有量の表面異常層の深さへの影響を示している。これによれば、Ｓｉ含有量が少なければ少ないほど表面異常層の深さが浅くなることが理解できる。この場合、Ｓｉ以外の各成分は図１０に示すように実質的に同一とみなされる範囲内の鋼種とされ、浸炭は９３０度Ｃで２時間行われ、焼入れは浸炭後８５０度Ｃより行なわれ、焼戻しは１８０度Ｃで１．５時間行なわれた。
　【００２５】
　図５はＭｏ含有量の表面異常層の深さへの影響を示している。これによれば、Ｍｏ含有量が多ければ多いほど表面異常層の深さが浅くなることが理解できる。この場合、Ｍｏ以外の各成分は図１１に示すように実質的に同一とみなされる範囲内の鋼種とされ、前記Ｓｉの場合と同様、浸炭は９３０度Ｃで２時間行なわれ、焼入れは浸炭後８５０度Ｃより行なわれ、焼戻しは１８０度Ｃで１．５時間行なわれた。
　【００２６】
　図６は上記方法によって表面異常層の深さを約６μｍとした場合を示す４００倍の顕微鏡写真図、図７は上記方法によって表面異常層の深さを約１０μｍとした場合を示す４００倍の顕微鏡写真図である。この図６、図７において、下側が合金鋼の内郭組織であり、該合金鋼の上方部に形成されている薄層が表面異常層である，これに対し、図８は、通常の合金鋼（例えばＳＣＭ４１５）に対して通常の浸炭焼入れを行なうことによって表面異常層の深さを約１８μｍとした場合を示す４００倍の顕微鏡写真図、図９は、図８の場合と同様の方法により表面異常層の深さを約２５μｍとした場合を示す４００倍の顕微鏡写真図である。この図８、図９において、下側が合金鋼の内部組織であり、該合金鋼の上方部に形成されている層が表面異常層である。
　【００２７】
　ショットピーニング工程においては、好ましい態様として、ショット硬さＨＲＣ５０〜５８、ショット粒子投射速度６０〜１２０ｍ／ｓｅｃ、ショット径０．１〜１．０ｍｍ、ショットピーニング時間１０〜３００秒の条件でショットピーニングが行なわれる。
　【００２８】
　ショット硬さとショット粒子投射速度とについては、前述のように表面異常層が１５μｍ以下であれば、圧縮残留応力を形成する観点から、大きければ大きいほど好ましい。しかし、ショット硬さが、ＨＲＣ５０よりも低いときには、ショットピーニングの加工力が疲労強度を向上させるには不十分となり、ＨＲＣ５８よりも高いときにはショットピーニング効果が飽和する上、ショットが割れ易くなる。また、ショット粒子投射速度が６０ｍ／ｓｅｃより小さいときにはショットピーニングの加工力が疲労強度を向上させるには不十分となり、１２０ｍ／ｓｅｃよりも大きいときにはショットが割れ易く、経済性が損なわれることになる。このため、ショット硬さ及びショット粒子投射速度については、上記範囲に設定されるのが好ましい。
　【００２９】
　ショット径については、ショット径が０．１ｍｍよりも小さいときには圧縮残留応力の分布層が薄くなり、ショット径が１．０ｍｍよりも大きいときには圧縮残留応力の分布層の厚みは充分となるが、表面層の圧縮残留応力値が低くなる。このため、上記のように、ショット径は０．１〜１．０ｍｍの範囲内で設定される。
　【００３０】
　ショットピーニング時間については、１０秒未満ではショットピーニングの効果が不十分であり、３００秒を越すとショットピーニングの効果が飽和し、経済性を損なうことになる。このため、ショットピーニング時間は、上記のように１０〜３００秒の範囲内で設定される。
　【００３１】
　これにより、鋼部品の表面粗さを荒すことなく該鋼部品の表面に充分な圧縮残留応力を形成することができることになり、耐摩耗性を維持しつつ疲労強度を向上させることができることになる。
　【００３２】
　【実施例】
　上記実施形態に基づく効果は図１２に示す実験例により裏付けることができる。図１２には、各実験例の特有の実験条件（合金鋼の化学成分等）とその結果とが記載されているが、共通の実験条件は下記のようになっている。
　【００３３】
　共通の実験条件：
　実験部品：自動車用トランスミッション歯車（モジュール２．５０）
　浸炭焼入れ：９３０度Ｃで２時間、浸炭を行なった後、８５０度Ｃより焼入れを行ない、その後、１８０度Ｃで１．５時間焼戻しを行なった。
　ショットピーニング条件：ショット径　０．６ｍｍ、ショット時間　１５０秒
　【００３４】
　（実験例１）
　この実験例１は、本発明の設定範囲において、Ｓｉが下限に近く、Ｍｏが上限にあるときには、その合金鋼を浸炭焼入れすれば、ショットピーニング前の表面異常層の深さが極めて浅い、６μｍとなることを示している。
　また、この実験例１は、このような合金鋼に対してショットピーニングを本発明の設定範囲内で行なえば、表面異常層の深さが１５μｍ以下であるため、表面粗さが許容範露内の１．０μｍ以下、圧縮残留応力が疲労強度の向上に必要とされる５０ｋｇｆ／ｍｍ２となり（図１２中、「−」符号は合金鋼中に圧縮残留応力が残留していることを意味する）、疲労強度の向上を図ることができることも示している。
　【００３５】
　（実験例２）
　この実験例２は、本発明の設定範囲において、Ｓｉ、Ｍｏが中間にあるときには、その合金鋼を浸炭焼入れすれば、ショットピーニング前の表面異常層の深さが許容範囲内の１０μｍとなることを示している。
　また、この実験例２は、実験例１と同様、ショットピーニングにより疲労強度を向上させることができることも示している。
　【００３６】
　（実験例３）
　この実験例３は、本発明の範囲内においてＳｉが上限、Ｍｏが下限近くにあるときには、その合金鋼を浸炭焼入れすれば、ショットピーニング前の表面異常層の深さが許容限界近傍の１４μｍとなることを示している。
　また、この実験例３は、前記実験例１、２と同様、ショットピーニングにより疲労強度を向上させることができることをも示している。
　【００３７】
　（実験例４、５、６）
　これら実験例４、５、６は、本発明の設定範囲に対して、Ｓｉが多過ぎ、Ｍｏが少な過ぎるときには、その合金鋼を浸炭焼入れしても、ショットピーニング前の表面異常層の深さが許容限界の１５μｍを越えることを示している。
　また、実験例４、５は、上記のように表面異常層の深さが許容限界を越えているときには、ショット硬さ及びショット粒子投射速度が本発明の設定範囲内にあっても、ショットピーニング後の表面粗さが、許容限界の１．０μｍ以下を越し、圧縮残留応力も疲労強度の向上に必要とされる５０ｋｇｆ／ｍｍ２以上とはならず、疲労強度の向上は望めないことを示している。このようにショットピーニング後の表面粗さが許容範囲を越えたのは、他の表面層に比べて柔らかい表面異常層が比較的厚いためにショット硬さ及びショット粒子投射速度の増大に伴って荒れ易くなるからであり、また、ショットピーニング後の圧縮残留応力が必要以上ないのは、ショット粒子の運動エネルギが表面異常層の荒れとして費やされるためであると考えられる。
　【００３８】
　実験例６については、表面異常層の深さが許容限界を越え、しかも、ショットピーニング条件（ショット硬さ、投射速度）が本発明の設定範囲外にあるときには、疲労強度の向上が望めないことを示している。
　【００３９】
　（実験例７）
　実験例７は、Ｓｉ、Ｍｏが共に本発明の設定範囲内にあるときは、その合金鋼を浸炭焼入れすれば、ショットピーニング前の表面異常層の深さは、許容範囲内となるが、その合金鋼に対して、ショット硬さＨＲＣ５０以下、ショット粒子投射速度が６０ｍ／ｓｅｃ未満の条件でショットピーニングを行なった場合には、疲労強度の向上が望めないことを示している。
　【００４０】
　なお、上記実施形態では浸炭焼入れについて述べているが、本発明は浸炭窒化焼入れにも適用でき、この場合は表面異常層はより少なくでき好ましい結果となる。
　【００４１】
　【発明の効果】
　
本発明によれば、
得ることができる。
　【００４２】
　
また、本発明によれば、合金鋼の成分を
【図画の簡単な説明】
　【図１】
　ショットピーニング前の平均表面異常層の深さとショットピーニング後の平均表面粗さとの関係を示す特性図。
　【図２】
　ショットピーニング前の平均表面異常層の深さとショットピーニング後の表面圧縮残留応力との関係を示す特性図。
　【図３】
　熱処理鋼部品の製造プロセスを示す図。
　【図４】
　ショットピーニング前の表面異常層の深さとＳｉ含有量との関係を示す特性図。
　【図５】
　ショットピーニング前の表面異常層の深さとＭｏ含有量との関係を示す特性図。
　【図６】
　表面異常層の深さが約６μｍの場合における金属組織を示す４００倍の顕微鏡写真図。
　【図７】
　表面異常層の深さが約１０μｍの場合における金属組織を示す４００倍の顕微鏡写真図。
　【図８】
　表面異常層の深さが約１８μｍの場合における金属組織を示す４００倍の顕微鏡写真図。
　【図９】
　表面異常層の深さが約２５μｍの場合における金属組織を示す４００倍の顕微鏡写真図。
　【図１０】
　図４の特性図を得る際の各成分の割合を示す図。
　【図１１】
図５の特性図を得る際の各成分の割合を示す図。
　【図１２】
　実験例を示す図。