JP2001140019A

JP2001140019A - 無端状金属ベルトの製造方法

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Publication number: JP2001140019A
Application number: JP32199999A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Imai; 仁司今井; Katsuyuki Nakajima; 克幸中島
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】時効処理及び窒化処理後のリングに対し、嵌合
可能な周長のリングを容易に選択できる無端状金属ベル
トの製造方法を提供する。【解決手段】マルエージング鋼の薄板１の端部同士を溶
接して形成されたドラム２を所定幅に裁断して形成され
たリング４を圧延した後、周長補正し、周長補正された
リング４に、時効処理及び窒化処理を施す。時効処理は
周長補正されたリング４を４５０〜５００℃の温度に２
〜３時間保持し、窒化処理後のリング４の周長が周長補
正後のリング４の周長に対し所定の誤差範囲内になるよ
うに行う。窒化処理は、時効処理後直ちに、リング４を
予め窒化処理温度に加熱されたアンモニアガス雰囲気下
またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合雰囲気下、該
窒化処理温度に所定時間保持して行う。窒化処理は、窒
化層１４の厚さがリング４全体の厚さの２０〜４０％に
なるように行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機等に用
いられる無端状金属ベルトの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、無段変速機等に用いられる無端状
金属ベルトは次のような方法により製造されている。ま
ず、超極力鋼であるマルエージング鋼の薄板の端部同士
を溶接して円筒状のドラムを形成し、該ドラムに対して
前記溶接時の熱により部分的に硬くなった硬度を均質化
するために第１の溶体化を行う。次に、前記溶体化後の
ドラムを所定幅に裁断してリングを形成し、該リングを
圧延する。次に、圧延されたリングに対し、圧延組織を
再結晶させ、圧延により変形された金属組織の形状を復
元するために、第２の溶体化を行う。そして、前記溶体
化後のリングを所定の周長に補正し、時効処理及び窒化
処理を施して硬度を向上させた後、少しずつ周長の異な
る複数のリングを相互に嵌合して積層し、無端状金属ベ
ルトを形成する。

【０００３】前記時効処理は、前記周長補正後のリング
を所定温度に所定時間保持して、時効硬化を起こさせる
ものであり、酸化を避けるために窒素雰囲気下で行われ
る。前記リングは前記時効処理を行うと、体積が収縮し
て周長が短縮されることが知られている。

【０００４】また、前記窒化処理は、例えば前記周長補
正後のリングをアンモニアガス雰囲気中に所定温度に所
定時間保持して該リングの表面に窒化層を形成させるこ
とにより硬化させるガス窒化処理または、前記ガス窒化
処理のアンモニアガス雰囲気に替えて、アンモニアガス
とＲＸガスとの混合雰囲気を用いるガス軟窒化処理によ
り行われる。前記リングは前記窒化処理を行うと、表面
に窒素が侵入して窒化層を形成するために、体積が膨張
して周長が延長されることが知られている。

【０００５】この結果、前記時効処理及び窒化処理を施
したリングは、前記時効処理による周長の短縮と前記窒
化処理による周長の延長との作用により、前記のように
周長補正された周長に誤差を生じる。そこで前記リング
は、前記時効処理及び窒化処理後、改めて周長を計測
し、前記周長補正後の周長に対する誤差の大小により分
類される。

【０００６】そして、前記のように分類されたリングの
中から、相互に嵌合できる周長のリングを選択して積層
することにより、前記無端状金属ベルトが形成されてい
る。前記リングは、相互に嵌合できる周長のリングの選
択を容易にするために、前記時効処理及び窒化処理後の
周長の、前記周長補正後の周長に対する誤差が±８０μ
ｍ以内であることが望ましいとされている。

【０００７】しかしながら、前記従来の製造方法では、
前記時効処理及び窒化処理後のリングの周長の前記周長
補正後の周長に対する誤差が大きくなることがあり、こ
のようなリングは、前記のように分類された後、該リン
グと嵌合できる周長のリングが出現するまで長期に亘っ
て使用されずに放置されることになるとの不都合があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる不都
合を解消して、時効処理及び窒化処理後のリングに対
し、該リングと嵌合可能な周長のリングを容易に選択す
ることができる無端状金属ベルトの製造方法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の無端状金属ベルトの製造方法は、マルエ
ージング鋼の薄板の端部同士を溶接して形成された円筒
状のドラムを所定幅に裁断してリングを形成し、該リン
グを圧延した後、所定の周長に補正する工程と、周長補
正されたリングに対し、時効処理及び窒化処理を施す工
程とを備える無端状金属ベルトの製造方法において、該
時効処理は周長補正されたリングを４５０〜５００℃の
温度に２〜３時間保持し、窒化処理後のリングの周長が
周長補正後のリングの周長に対し所定の誤差範囲内にな
るように行うことを特徴とする。

【００１０】本発明の製造方法によれば、前記時効処理
を周長補正されたリングを４５０〜５００℃の温度に２
〜３時間保持して行うことにより、後続の窒化処理によ
る該リングの膨張を見込んで、該膨張に見合うように該
リングが収縮される。従って、前記時効処理及び窒化処
理後のリングの周長の、周長補正後のリングの周長に対
する誤差を小さなものにして、相互に嵌合できるリング
を容易に選択可能にすることができる。

【００１１】前記時効処理において、前記リングを例え
ば４５０℃の温度に保持する時間が２時間未満である
と、十分な時効硬化が得られない上、時効処理によるリ
ングの収縮を、後続の窒化処理による膨張が上回り、前
記時効処理及び窒化処理後のリングの周長の、周長補正
後のリングの周長に対する誤差が、周長の延長される側
で増大する。また、前記リングを５００℃の温度に保持
する時間が３時間を超えると、時効処理によるリングの
収縮が、後続の窒化処理による膨張を上回り、前記時効
処理及び窒化処理後のリングの周長の、周長補正後のリ
ングの周長に対する誤差が、周長の短縮される側で増大
する。

【００１２】また、本発明の製造方法において、前記窒
化処理は、前記時効処理後直ちに、前記リングを予め窒
化処理温度に加熱されたアンモニアガス雰囲気下または
アンモニアガスとＲＸガスとの混合雰囲気下、該窒化処
理温度に所定時間保持して行うことを特徴とする。

【００１３】前記時効処理と前記窒化処理とを別々に行
うと、それぞれの処理でその処理温度に加熱し、該処理
温度に所定時間保持し、冷却するとの操作が必要にな
り、前記リングの周長の誤差が累積される。しかし、本
発明の製造方法の窒化処理によれば、アンモニアガス雰
囲気またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合雰囲気を
予め窒化処理温度に加熱しておき、前記時効処理が終了
した前記リングを直ちに該雰囲気下で窒化処理するの
で、前記時効処理後の冷却と、前記窒化処理開始時の加
熱とを省略して、前記時効処理と前記窒化処理とを連続
して行うことができる。この結果、前記リングの周長の
誤差の累積を防止して、前記窒化処理後のリングの周長
を、周長補正後のリングの周長に対し、確実に所定の誤
差範囲内になるようにすることができる。

【００１４】また、前記のように前記時効処理と前記窒
化処理とを連続して行うことにより、時効処理及び窒化
処理に要する時間を短縮することができる。

【００１５】また、本発明の製造方法では、前記時効処
理に後続する窒化処理は、該窒化処理後のリングの周長
が周長補正後のリングの周長に対し、さらに確実に所定
の誤差範囲内になるようにするために、前記リングの表
面に形成される窒化層の厚さが該リング全体の２０〜４
０％になるように行うことが好ましい。前記窒化処理に
より形成される前記窒化層の厚さが前記リング全体の２
０％未満では、該窒化処理により十分な硬度が得られな
い上、前記時効処理によるリングの収縮が、該窒化処理
による膨張を上回り、前記時効処理及び窒化処理後のリ
ングの周長の、周長補正後のリングの周長に対する誤差
が、周長の短縮される側で増大する。また、前記窒化層
の厚さが前記リング全体の４０％を超えると、前記時効
処理によるリングの収縮を、前記窒化処理による膨張が
上回り、前記時効処理及び窒化処理後のリングの周長
の、周長補正後のリングの周長に対する誤差が、周長の
延長される側で増大する。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、添付の図面を参照しながら
本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図
１及び図２は本実施形態の製造方法の各工程を模式的に
示す工程図であり、図３は本実施形態の製造方法により
得られたリングの構成を示す説明的断面図であり、図４
は本実施形態の製造方法により得られたリングの周長の
周長補正後の周長に対する誤差の度数分布を示すグラフ
である。

【００１７】本実施形態の製造方法では、まず、図１示
のようにマルエージング鋼の薄板１をベンディングして
ループ化したのち、端部同士を溶接して円筒状のドラム
２を形成する。このとき、前記マルエージング鋼は溶接
の熱により時効硬化を示すので、ドラム２の溶接部分２
ａの両側に硬度の高い部分が出現し、これにより溶接歪
が発生する。

【００１８】そこで、次に、ドラム２を真空炉３に収容
して８２０〜８３０℃の温度に２０〜６０分間保持する
ことにより第１の溶体化処理を行い、硬度を均一化して
溶接歪を除去する。前記第１の溶体化処理が終了したな
らば、ドラム２を真空炉３から搬出し、所定幅に裁断し
てリング４を形成する。

【００１９】前記のようにして形成されたリング４は、
次に圧下率４０〜５０％で圧延される。そして、圧延さ
れたリング４を加熱炉５に収容して、第２の溶体化を行
う。前記第２の溶体化は、１〜１０％、例えば４％の水
素を含む窒素からなる還元雰囲気下で、リング４を７６
０〜８５０℃の温度、例えば８２０℃に３０分間保持す
ることにより行い、前記圧延により変形した金属組織の
形状を前記圧延前の形状に復元する。

【００２０】前記第２の溶体化処理が終了したならば、
リング４を加熱炉５から搬出し、周長補正を行う。前記
周長補正は、例えば、図示しない駆動ローラ及び従動ロ
ーラにリング４を掛け渡して張力を与え、前記駆動ロー
ラによりリング４を回転駆動しながらリング４の走行方
向と直交する方向に荷重を掛けることにより、リング４
が所定の周長となるまで延引する。

【００２１】前記周長補正が施されたリング４は、次
に、図２示の熱処理装置６に収容して時効処理及び窒化
処理を行う。熱処理装置６は、時効処理室７、窒化処理
室８と、両室７，８の間の中間室９とが直線的に配置さ
れてなり、時効処理室７と窒化処理室８とは中間室９と
の間に設けられた開閉自在の扉１０，１１を介して連通
される様になっている。また、時効処理室７は中間室９
と反対側に開閉自在の搬入口１２を、窒化処理室８は中
間室９と反対側に開閉自在の搬出口１３を備えている。

【００２２】熱処理装置６では、リング４が搬入口１２
から時効処理室７に搬入されると、時効処理室７は図示
しない加熱手段により加熱されて４５０〜５００℃に昇
温され、リング４を該温度に２〜３時間保持することに
より時効処理を行う。時効処理室７には、図示しない導
入手段により窒素ガスが導入されており、リング４の表
面に酸化層が形成されることを防止して、後続の窒化処
理を有利に行うことができる。

【００２３】前記時効処理が終了すると、開閉扉１０が
開かれ、リング４は時効処理室７から中間室９に移動さ
れる。そして、開閉扉１０が閉じられると、代わって開
閉扉１１が開かれ、リング４は中間室９から窒化処理室
８に移動される。

【００２４】このとき、窒化処理室８は、図示しない導
入手段により、アンモニアガスまたはアンモニアガスと
ＲＸガスとの混合ガスが導入され、予め所定の窒化処理
温度、例えば４５０〜５００℃に加熱されている。ま
た、中間室９は時効処理室７の温度と窒化処理室８の温
度との中間の温度に加熱されており、時効処理室７から
窒化処理室８に移動するときに両室７，８の温度差によ
る熱衝撃を緩和することができる。

【００２５】次に、リング４は窒化処理室中で前記アン
モニアガス雰囲気下またはアンモニアガスとＲＸガスと
の混合ガス雰囲気下、前記窒化処理温度に３０〜１２０
分間保持されることにより窒化処理が行われる。前記窒
化処理が終了すると、リング４は窒化処理室８内で冷却
され、搬出口１３から搬出される。

【００２６】前記時効処理及び窒化処理により、リング
４は表層部に窒化層１４が形成されると共に、内部が時
効層１５となっている。ここで、窒化層１４の厚さをｔ
₁，ｔ₂、リング４の厚さをＴとすると、本実施形態で
は、次式（１）で表される窒化層１４の厚さのリング４
の厚さ全体に対する割合Ａ（％）が２０〜４０％になる
ように窒化処理が行われる。

【００２７】Ａ＝（ｔ₁＋ｔ₂）／Ｔ×１００・・・（１）本実施形態で得られたリング４は、次に、図２示のよう
に改めて周長が測定された後、前記周長補正後の周長に
対する誤差の大小により分類される。そして、前記のよ
うに分類された多数のリング４の中から相互に嵌合可能
なリング４を選択することにより、少しずつ周長の異な
る複数のリング４を相互に嵌合して積層し、無端状金属
ベルト１６を形成する。

【００２８】尚、図２では模式的に３本のリング４を嵌
合して積層する場合を示しているが、無端状金属ベルト
１６を構成するリング４の数はこれに限定されることは
ない。

【００２９】次に、本実施形態の製造方法により、４５
０〜５００℃で２〜３時間の時効処理後、４５０〜５０
０℃で３０〜１２０分間の窒化処理を施し、窒化層１４
の厚さのリング４の厚さ全体に対する割合Ａを２０〜４
０％としたときのリング４の前記周長測定の結果を前記
周長補正後の周長に対する誤差の度数分布として図４に
示す。図４から、本実施形態で得られたリング４の前記
時効処理及び窒化処理後の周長の、前記周長補正後の周
長に対する誤差は、±８０μｍの範囲内となっているこ
とが明らかである。従って、本実施形態で得られたリン
グ４は、前記のように分類された多数のリング４の中か
ら、相互に嵌合できる周長のリング４を容易に選択する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の各工程を模式的に示す工程
図。

【図２】本発明の製造方法の各工程を模式的に示す工程
図。

【図３】本発明の製造方法により得られたリングの構成
を示す説明的断面図。

【図４】本発明の製造方法により得られたリングの周長
の周長補正後の周長に対する誤差の度数分布を示すグラ
フ。

【符号の説明】

１…薄板、２…ドラム、４…リング、７…時効処
理室、８…窒化処理室、１４…窒化層、１６…無
端状金属ベルト。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接
して形成された円筒状のドラムを所定幅に裁断してリン
グを形成し、該リングを圧延した後、所定の周長に補正
する工程と、周長補正されたリングに対し、時効処理及
び窒化処理を施す工程とを備える無端状金属ベルトの製
造方法において、該時効処理は周長補正されたリングを４５０〜５００℃
の温度に２〜３時間保持し、窒化処理後のリングの周長
が周長補正後のリングの周長に対し所定の誤差範囲内に
なるように行うことを特徴とする無端状金属ベルトの製
造方法。
【請求項２】前記窒化処理は、前記時効処理後直ちに、
前記リングを予め窒化処理温度に加熱されたアンモニア
ガス雰囲気下またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合
雰囲気下、該窒化処理温度に所定時間保持して行うこと
を特徴とする請求項１記載の無端状金属ベルトの製造方
法。
【請求項３】前記窒化処理は、前記リングの表面に形成
される窒化層の厚さが該リング全体の２０〜４０％にな
るように行うことを特徴とする請求項１または請求項２
記載の無端状金属ベルトの製造方法。