JP2005248978A - 無段変速機用ベルトの検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルトの検査時間を短縮するベルトの検査方法を提供する。
【解決手段】 本発明のベルトの検査方法は、平板状のエレメント１と、所定数が積層状態で環状に配列された前記エレメントを固縛する無端リング２とからなり、前記無端リングは、表面に残留圧縮応力を負荷した薄板状のリング２ａを積層して構成される無段変速機用ベルトにおいて、前記リング表面の凹凸を計測して計測値を得るステップと、前記計測値と基準高さとを比較するステップと、前記計測値と基準高さとの差が目標値より小さい場合に前記リング表面の残留圧縮応力が目標残留応力に達していると判定するステップと、からなる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、無段変速機用ベルトの検査方法に関するものである。

無段変速機用のベルトは、所定枚数のエレメントを環状に積層して無端リングにより相互に固縛し構成されている。

無端リングは、薄板のリングを積層して構成されており、リング表面は、窒化処理により圧縮応力が残留し、リングの疲労強度を向上させている（特許文献１参照）。
特開２０００−８７２１４号公報

従来技術において、例えば窒化処理の前工程である洗浄工程の洗浄剤が表面に残留することにより、その部分に窒化処理が十分施されず、この窒化層が十分に形成されない欠陥箇所では残留圧縮応力が低下して、リングの疲労強度が低下する。

リングの疲労強度の低下を判断するために、欠陥箇所をまず目視により検出し、欠陥箇所が見つかった場合にはＸ線回析装置を用いて、残留圧縮応力の低下率を推定し、疲労強度の低下代を判定していた。

しかしながら、Ｘ線回析装置を用いた残留圧縮応力の推定には、１箇所につき１時間以上の検査時間を必要として、量産工程での検査としては、検査にかかる時間が長く、不適当である。また、目視で欠陥箇所を見つけた場合には、欠陥箇所のあるリングを廃棄するようにしても良いが、この場合には材料の歩留まりが悪化し、コストの上昇を招くことになる。

上記の問題を鑑み、本発明は、無段変速機用ベルトの表面検査を短時間で行う検査方法とその装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の発明は、平板状のエレメントと、所定数が積層状態で環状に配列された前記エレメントを固縛する無端リングとからなり、前記無端リングは、表面に残留圧縮応力を負荷した薄板状のリングを積層して構成される無段変速機用ベルトにおいて、前記リング表面の凹凸を計測して計測値を得るステップと、適正に残留圧縮応力が負荷された表面の高さを基準高さに設定し、前記計測値と基準高さと差を演算するステップと、前記計測値と基準高さとの差が目標値より小さい場合に前記リング表面の残留圧縮応力が目標残留圧縮応力に達していると判定するステップと、からなる無段変速機用ベルトの検査方法である。

第２の発明は、第１の発明において、前記目標値は、前記残留圧縮応力に対応する値である。

第３の発明は、第２の発明において、前記リング表面の高さと基準高さとの差が大きくなるほど、前記残留圧縮応力が低下する関係に基づいて、前記目標値が設定される。

本発明の第１の発明によれば、リングに負荷された残留圧縮応力の状態をリング表面高さから判定することができるため、リングの残留圧縮応力の検査に必要になる検査時間を検査精度を維持しつつ大幅に短縮することができる。

第２と第３の発明では、前記表面高さと基準高さとの差の目標値を残留圧縮応力との関係から決定するため、精度良く目標値を設定でき、判定精度を向上することができる。

図１から図３は、無段変速機のベルトの構成を説明する図であり、複数（通常４００枚程度）のエレメント１が積層され、２本の無端リング２により環状に固定され、ベルトを構成する。エレメント１は、ヘッド１ａと、無段変速機の入出力プーリに接触するフランク部を備えるボディ１ｂと、ヘッド１ａとボディ１ｂとを繋ぐネック１ｃとからなる。へッド１ａとボディ１ｂとの隙間に２本の無端リング２がネック１ｃを挟むように設置され、複数のエレメント１は無端リング２により環状に固定され、ベルトが形成される。

無端リング２は、薄板状のリング２ａを所定枚数積層して構成される。リング２ａの表面には、窒化処理が施され、表面に圧縮応力が残留した状態が形成される。リング表面に残留圧縮応力を作用させることにより、リング２ａの疲労強度を向上させることができる。

図３に示すように、窒化処理工程の前工程である洗浄工程の洗浄剤等が表面に付着したまま残留していると、この部位に窒化処理を十分に施すことができず、窒化層が形成されない欠陥箇所２ｂができる。この欠陥箇所２ｂは、窒化処理が適正に施された箇所に比して色合いが異なり、目視にて確認できる。この目視による欠陥が許容範囲のものか否かにつき判定する場合、すなわちこの欠陥箇所の要否検査をＸ線回析装置を用いて行った場合には、長時間を費やすことになり、量産工程では対応できないことは前述の通りである。

本発明は、窒化層が十分形成されていない欠陥箇所２ｂが、図３に示すように他の窒化層の施された領域より窪んで形成され、この窪み量ｈとリング２ａ表面の残留圧縮応力が反比例関係にあることに着目したものである。ここで窪み量ｈとは、窒化処理が適正に施された表面の高さを基準高さとした場合に、基準高さと欠陥箇所の高さの差を言う。

図４は、リング表面の窪み量ｈと表面の残留応力度（＝（欠陥箇所の残留圧縮応力／正常箇所の残留圧縮応力）×１００）との関係を示し、窪み量ｈが大きいほどその箇所の残留圧縮応力が小さくなることがわかる。図において、残留圧縮応力低下度の許容下限応力に相当する許容応力下限度（目標残留圧縮応力）に対する窪み量を目標窪み量ｈｔと設定し、この目標窪み量ｈｔより小さければ残留圧縮応力が許容できると判断し、採用することができる。

そこで本発明では、この関係に着目し、リング２ａの表面の凹凸を面粗度計を用いて測定し、測定結果から適正に窒化処理された表面の基準高さに対する欠陥箇所２ｂの窪み量ｈを算出する。そして、残留圧縮応力のしきい値に対応する目標窪み量ｈｔ以上かどうかを判定し、目標窪み量ｈｔ以上であれば残留圧縮応力が十分でなく、疲労強度が不充分である恐れがあるため廃棄し、目標窪み量ｈｔに達していなければ十分な疲労強度が確保されていると判断し、採用する。面粗度計を用いたリング表面の窪み量ｈの測定には、１箇所当り５分程度の測定時間で済み、量産にも対応できるものである。なお、リング２ａの欠陥箇所２ｂを検出するための目視検査をリング表面の窪み量測定の前工程に実施し、変色のあるもののみ窪み量ｈの測定を行うので、リング全数を窪み測定する必要がなく、検査工数を削減することができる。また目標窪み量ｈｔを残留圧縮応力の許容下限値から設定するため、判定精度を向上できる。

トルク伝達時にリング２には引張応力と曲げ応力とが作用するが、最大応力はリング２ａの内周面に発生し、したがって、前述の残留圧縮応力しきい値は、リング２ａの内周面の耐力を下回らないように設定される。

このように本発明では、リング２ａの表面の高さを測定し、窒化処理が十分に施されていない欠陥箇所２ｂの窪み量ｈを計測し、窪み量ｈに基づいてリング表面の残留圧縮応力を推定する。このように残留圧縮応力をリング表面の窪み量から推定し、リング２ａの残留圧縮応力の判定を短時間に精度良く行うことができる。

本発明の無段変速機用ベルトの検査方法は、残留応力の検査時間を大幅に短縮でき、ベルト生産工程の時間短縮に有効である。

ベルト式無段変速機用ベルトの構成を示す図である。 ベルトの断面形状図である。 リングの形状を示す図である。 リング表面のくぼみ量と残留圧縮応力との関係を示す図である。

符号の説明

１ エレメント
１ａ ヘッド
１ｂ ボディ
１ｃ ネック
２ 無端リング

Claims (3)

1. 平板状のエレメントと、
   所定数が積層状態で環状に配列された前記エレメントを固縛する無端リングとからなり、
   前記無端リングは、表面に残留圧縮応力を負荷した薄板状のリングを積層して構成される無段変速機用ベルトにおいて、
   前記リング表面の高さを計測して計測値を得るステップと、
   適正に残留圧縮応力が負荷された表面の高さを基準高さに設定し、前記計測値と基準高さとの差を演算するステップと、
   前記計測値と基準高さとの差が目標値より小さい場合に前記リング表面の残留圧縮応力が目標残留圧縮応力に達していると判定するステップと、
   からなることを特徴とする無段変速機用ベルトの検査方法。
2. 前記目標値は、前記残留圧縮応力に対応する値であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用ベルトの検査方法。
3. 前記リング表面の高さと基準高さとの差が大きくなるほど、前記残留圧縮応力が低下する関係に基づいて、前記目標値が設定されることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機用ベルトの検査方法。
   

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