JP2003206995A - 無端金属ベルトの製造方法 - Google Patents
無端金属ベルトの製造方法Info
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Abstract
ベルトの周長の変化を抑制できる無端金属ベルトの製造
方法の提供。 【解決手段】 (1)無端金属ベルト1の表面にショッ
トピーニング処理を施す無端金属ベルトの製造方法であ
って、ショットピーニング処理後に無端金属ベルト1の
加熱処理を実施するようにした無端金属ベルトの製造方
法。 (2)無端金属ベルト1の材料がマルエージング鋼の場
合、加熱処理に際して加熱処理温度を70〜300℃と
した無端金属ベルトの製造方法。
Description
製造方法に関する。本発明は、たとえばCVT(Contin
uously Variable Transmission) ベルト等の製造に利用
できる。
れて輪転されるので、ローラを通過するときの曲げ応力
と直線部位での曲げ応力の消滅との間で繰り返し応力が
かかり、疲労強度を向上させることが望まれる。疲労強
度の向上は、通常、無端金属ベルトの表面部にショット
ピーニングを施すことで行われる。さらに疲労強度を向
上させるには、特開2000−225567に提案され
ているように、無端金属ベルトの表面に表面硬化処理を
施した後にショットピーニングを施すようにする。ショ
ットピーニングによる疲労強度向上では、ショットピー
ニング処理により無端金属ベルトの周長が増加する。従
来は、多数の無端金属ベルトを生産し、ショットピーニ
ング後に周長測定して、周長が互いに近似しているもの
を選択し、多層化して層間クリアランスが許容値以下に
なるようにしていた。
ットピーニング処理を施すと、その疲労強度は大幅に向
上するが、一方で、無端金属ベルトの内周長(以下、周
長という)は、ショットピーニング処理でいったん増加
し、ショットピーニング処理後放置しておくと、放置時
間が長くなるほど縮小していくことが判明した。これは
図1の非加熱の場合に示すとおりで、その変化率は放置
時間の経過とともに減少するが、変化量は放置時間の経
過とともに増大する。多層化して組み合わせる用途から
考えると、この現象は極めて不都合である。すなわち、
多層化するにあたり、各層間のクリアランスを高精度に
管理して組み合わせるのに対し、各層の周長がそれぞれ
に経時変化を起こすことはクリアランスの値が不安定に
なることを意味する。本発明の目的は、ショットピーニ
ング処理を施した無端金属ベルトの周長の変化を抑制で
きる無端金属ベルトの製造方法を提供することにある。
明は、無端金属ベルトの表面にショットピーニング処理
を施す無端金属ベルトの製造方法であって、ショットピ
ーニング処理後に無端金属ベルトの加熱処理を実施する
ようにした方法からなる。無端金属ベルトの材料がマル
エージング鋼の場合、加熱処理に際して加熱処理温度を
70〜300℃とする。
トに加熱処理を実施すれば、その後の無端金属ベルトの
周長の変化を抑制できることを見出した。ショットピー
ニング処理後の放置時間が長くなるほど無端金属ベルト
の周長が減少する現象は、ショットピーニング処理時に
著しい塑性変形に伴って発生した転位(金属結晶格子に
おける金属原子の並びが変化すること)が移動するか若
しくはその転位周りの材料組織的な変化が起因している
ものと推測され、この変化が加熱により著しく促進され
飽和してしまうため、無端金属ベルトに加熱処理を実施
すればその後の周長の変化を抑制できたものと推測され
る。その結果、ショットピーニング処理後の無端金属ベ
ルトの加熱処理を実施する本発明方法によれば、無端金
属ベルトを多層化して組み合わせるにあたり、各層間の
クリアランスが不安定になることを防止でき、クリアラ
ンスを高精度に管理することができるようになる。ま
た、無端金属ベルトの材料がマルエージング鋼の場合、
加熱処理に際して加熱処理温度70℃未満では、無端金
属ベルトの加熱処理後の周長の変化が大きく、すなわ
ち、ショットピーニング処理が施された無端金属ベルト
の周長の変化を抑える効果が小さく、300℃より上で
はショットピーニング処理で無端金属ベルト表面部に付
与された圧縮残留応力が減少することが判明した。そこ
で、加熱処理温度を70〜300℃に規定したので、圧
縮残留応力が減少するのを抑制しながら、好適にショッ
トピーニング処理が施された無端金属ベルトの周長の変
化を抑制できる。
ベルトの製造方法を、図1〜図7を参照して、説明す
る。本発明の無端金属ベルトの製造方法では、図6に示
すように、始端と終端を溶接した薄板からなる無端金属
ベルト1に対して、その疲労強度を向上させるために、
無端金属ベルト1に表面硬化処理(たとえば、窒化処理
または軟窒化処理)を施し、その後ショットピーニング
を施す。ショットピーニングは無端金属ベルト1の内
面、外面に施す。ショットピーニングにより、無端金属
ベルト1の表面部に圧縮残留応力を生じさせる。ショッ
トピーニング処理後に無端金属ベルト1の加熱処理を実
施する。
ジング鋼である。ただし、マルエージング鋼以外であっ
てもよく、たとえばステンレス鋼であってもよい。無端
金属ベルトの材料がマルエージング鋼の場合、加熱処理
に際して加熱処理温度は70〜300℃とする。下限値
を70℃、上限値を300℃とするのは、70℃未満で
はショットピーニング処理が施された無端金属ベルトの
周長の変化を抑える効果が小さく、300℃より上では
ショットピーニング処理で無端金属ベルト表面部に付与
された圧縮残留応力が減少するからである。
その中に無端金属ベルトを浸漬することにより、容易
に、均一に加熱できる。保持時間は無端金属ベルト全体
を均一に加熱できる時間以上であればよいが、温水によ
る加熱の場合は温水−無端金属ベルト間の熱伝達が良好
なため、約5秒以上あればよい。100℃以上では熱風
や放射による加熱となるが、その場合は熱伝達が良好で
ないため、保持時間は温水加熱の場合より長くなるが、
その場合でも約30秒もあればよい。
す。供試材は1800MPa級マルエージング鋼で、板
厚190μm、周長約720mmのリング状に加工した
後、窒化処理を施し、さらにショットピーニング処理を
行った。ショットピーニングは、表面に予引張応力を付
与しておいて行う、いわゆるストレスピーニングとし
た。ただし、ストレスピーニングに限らなくてもよい。
に示すように、無端金属ベルト1を、無端金属ベルト1
の内周面に予引張応力(予負荷)を付与する第1のロー
ラ2と、無端金属ベルト1の外周面に予引張応力(予負
荷)を付与する第2のローラ3とを含む、3つ以上のロ
ーラ2、3、4に巻掛け、無端金属ベルト1の内周側か
ら投射ノズル5より無端金属ベルト1の第1のローラ2
への巻掛け部分に向けてショット粒6を投射し、無端金
属ベルト1の外周側から投射ノズル7より無端金属ベル
ト1の第2のローラ3への巻掛け部分に向けてショット
粒8を投射した。内周側の投射位置で、外周側の投射位
置とは逆方向の予負荷曲率を与えた。予負荷曲率半径R
は20mmとした。9、10はシャッタで、シャッタを
開閉させて投射時間をコントロールした。
均硬度675HV、投射速度90m/sにて行った。残
留応力分布形態の違いについては、使用するショット粒
の平均粒度を70μmおよび110μmとすることで変
化させた。ショットピーニング処理後、無端金属ベルト
1に所定温度となるよう加熱処理を施し、各温度に所定
時間(300sec)保持した後、室温まで冷却した。
その直後から720時間までの無端金属ベルト1の周長
の経時変化を調査した。結果を図1、図2に示す。図1
はショット粒の平均粒度が70μmの場合、図2はショ
ット粒の平均粒度が110μmの場合である。この結果
から、いずれのショット条件のものも70℃以上で周長
の経時変化が抑制されることが明らかになった。
での保持時間を30sec、300secに変化させて
周長変化量を測定した。結果を図3、図4に示す。図3
はショット粒の平均粒度が70μmの場合、図4はショ
ット粒の平均粒度が110μmの場合である。図3、図
4から、70℃以上では、保持時間の影響はほとんど無
いことがわかる。
制される理由は、ショットピーニング処理時に著しい塑
性変形に伴って発生した転位が時間の経過とともに移動
するか、もしくはその転位周りの材料組織的な変化が起
因しているものと推察される。この変化が無端金属ベル
トの加熱により著しく促進され飽和してしまうため、そ
の後の経時変化はほとんど起こらないものと考えられ
る。
属ベルト表面部の圧縮残留応力の変化を見るために、シ
ョットピーニング後に各温度で300sec保持した
後、空冷し、無端金属ベルト表面部の圧縮残留応力を測
定した。結果を図5に示す。図5から、300℃以下で
はショットピーニング後の加熱による無端金属ベルト表
面部の圧縮残留応力の低下が生じないことがわかる。ま
た、300℃を越える加熱は、ショットピーニングによ
り付与された圧縮残留応力が減少する弊害が発生するた
め、処理条件としては不適当であることがわかる。
よれば、ショットピーニング処理後に無端金属ベルトの
加熱処理を実施するので、ショットピーニング処理が施
された無端金属ベルトの周長の変化を抑制できる。その
結果、無端金属ベルトを多層化して組み合わせるにあた
り、各層間のクリアランスが不安定になることを防止で
き、クリアランスを高精度に管理することができるよう
になる。請求項2の無端金属ベルトの製造方法によれ
ば、無端金属ベルトの材料がマルエージング鋼の場合に
加熱処理温度を70〜300℃に規定したので、圧縮残
留応力が減少するのを抑制しながら、好適にショットピ
ーニング処理が施された無端金属ベルトの周長の変化を
抑制できる。
ショット粒径70μmの場合の、加熱処理後の放置時間
に対する周長変化量の変化を示すグラフである。
ショット粒径110μmの場合の、加熱処理後の放置時
間に対する周長変化量の変化を示すグラフである。
ショット粒径70μmの場合で、加熱処理時間(保持時
間)を変化させた場合の、加熱処理後の放置時間に対す
る周長変化量の変化を示すグラフである。
ショット粒径110μmの場合で、加熱処理時間(保持
時間)を変化させた場合の、加熱処理後の放置時間に対
する周長変化量の変化を示すグラフである。
ショット粒径70μmの場合の、ショットピーニング後
加熱処理温度に対する残留応力の変化を示すグラフであ
る。
造された無端金属ベルトの斜視図とその一部断面図であ
る。
グ機の側面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 無端金属ベルトの表面にショットピーニ
ング処理を施す無端金属ベルトの製造方法であって、前
記ショットピーニング処理後に前記無端金属ベルトの加
熱処理を実施するようにした無端金属ベルトの製造方
法。 - 【請求項2】 前記無端金属ベルトの材料がマルエージ
ング鋼の場合、前記加熱処理に際して加熱処理温度を7
0〜300℃とした請求項1記載の無端金属ベルトの製
造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002007102A JP3925206B2 (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 無端金属ベルトの製造方法 |
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-
2002
- 2002-01-16 JP JP2002007102A patent/JP3925206B2/ja not_active Expired - Lifetime
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