JP2007064246A - 自動車用動力伝達ベルト素材 - Google Patents

Abstract

【課題】 溶接工程を伴わないで製造する新規な自動車用動力伝達ベルト素材提供する。
【解決手段】 溶接部が無いリング状の自動車用動力伝達ベルト素材であって、該自動車用動力伝達ベルト素材はマルテンサイト系合金鋼でなり、且つ金属組織が湾曲した繊維状組織を有有し、介在物がＪＩＳ点算法でｄ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝０．０１％以下である自動車用動力伝達ベルト素材である。好ましいマルテンサイト系合金鋼素材の材質は、マルエージング鋼である自動車用動力伝達ベルト素材であり、マルエージング鋼は化学組成を適正化することで２０００ＭＰａ前後までの高い強度が得られるため自動車用動力伝達ベルト素材として特に好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用動力伝達ベルト素材に関するものである。

従来、自動車用動力伝達ベルト素材を製造するには例えば特開２００１−１２１２３２号公報（特許文献１参照）に記載されるようにマルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接してリング状のドラムを形成する工程、ドラムを所定幅に裁断してリングを形成する工程を経て、円筒状の自動車用動力伝達ベルト素材をリング状とするのが一般的である。
また、自動車用動力伝達ベルトには高い疲労強度が求められる。高い疲労強度が得られるマルエージング鋼製の製造方法としては、本願出願人が提案した特開２００３−２２１６２７号（特許文献２参照）がある。
特開２００１−１２１２３２号公報 特開２００３−２２１６２７号公報

特許文献１に示されるような従来の方法にて自動車用の動力伝達用ベルトとするためには、鋼帯の両端部を溶接する工程が必須となるが、溶接部は機械的特性が異なったり、溶接による欠陥が生じたりする場合もあるため、溶接を行う必要のない製造方法が求められるが、現状では溶接を伴わないで自動車用の動力伝達用ベルトを製造する技術は実現できていない。
本発明の目的は溶接工程を伴わないで製造する新規な自動車用動力伝達ベルト素材を提供することである。

本発明は上述の問題に鑑みてなされたものである。
すなわち本発明は、溶接部が無いリング状の自動車用動力伝達ベルト素材であって、該自動車用動力伝達ベルト素材はマルテンサイト系合金鋼でなり、且つ金属組織が湾曲した繊維状組織を有し、介在物がＪＩＳ点算法でｄ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝０．０１％以下である自動車用動力伝達ベルト素材である。
好ましいマルテンサイト系合金鋼素材の材質は、マルエージング鋼である自動車用動力伝達ベルト素材である。

本発明の自動車用の動力伝達用ベルトは溶接部が存在しないため、溶接による欠陥のない自動車用の動力伝達用ベルトが得られるものである。

以下に本発明を詳しく説明する。
本発明で言うマルテンサイト系合金鋼としては、加工や熱処理により金属組織がマルテンサイトを主体（体積％で５０％以上）とすることができるものを言う。このマルテンサイト系合金は疲労強度が８００ＭＰａ以上を得ることができるため、苛酷な使用環境の自動車用動力伝達ベルトとして最適な合金である。
本発明の自動車用動力伝達ベルトには、高い疲労強度が求められるため、非金属介在物量は例えばＪＩＳ点算法でｄ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝０．０１％以下であることが必要である。ＪＩＳ点算法でｄ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝０．０１％を超えると疲労破壊の危険性が高まるためＪＩＳ点算法でｄ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝０．０１％以下とした。好ましくは０．００８％以下とすると良く、更に好ましくは、非金属介在物の最大サイズが２０μｍ以下であれば更に好ましい。

本発明において、上述のマルテンサイト系合金はマルエージング鋼であれば、自動車用動力伝達ベルト素材として好適である。
マルエージング鋼はその名が示す通り、マルテンサイト組織にエージング(時効硬化処理)を施すことで非常に高い強度と優れた延性が得られる合金であり、Ｎｉを質量％で８〜２５％含む、時効硬化型の超強力鋼である。
このマルエージング鋼は化学組成を適正化することで２０００ＭＰａ前後までの高い強度が得られるため自動車用動力伝達ベルト素材として特に好ましい。

ここで、本発明の自動車用動力伝達ベルト素材を得るための製造方法について説明する。
本発明の自動車用動力伝達ベルト素材を得るには、上述のマルテンサイト系合金鋼の鋼板１を素材とする（図２（ａ））。鋼板とは板状のものを言い、その長さや大きさは問わない。例えば帯状であっても、帯状の鋼板を適当な大きさ、形状に切り出したものであっても良いが、スピニング加工を行うのであれば図２（ａ）に示すような円盤状の形状が好ましい。またその厚みについては１〜５ｍｍ程度であれば良い。好ましくは２〜３ｍｍである。

そして、スピニング加工を適用した場合を例として説明する。先ず、上述のマルテンサイト系合金鋼の鋼板１を、回転する金型２に押し当てながら押込みローラー５で上述のマルテンサイト系合金鋼の鋼板１を回転する金型２形状にあわせて扱き込むスピニング加工を施し（図２（ｂ））、図２（ｃ）に示すようなマルテンサイト系合金鋼の円筒鋼板３とする。
スピニング加工中にマルテンサイト系合金鋼の鋼板が硬化して割れやシワが発生するおそれのある時は、マルテンサイト系合金鋼の鋼板の硬度を下げる熱処理を行っても良い。
このマルテンサイト系合金鋼の円筒鋼板３を用いて所定の幅に切断（図２（ｃ）中の破線部分）して、リング状の自動車用動力伝達ベルト素材４とする（図２（ｄ））。

このリング状の自動車用動力伝達ベルト素材の金属組織は、湾曲した繊維状組織という特有の金属組織を呈する。観察面は図２（ｄ）の斜線部で示す面である。
図１に、図２（ｄ）で斜線部で示す面の顕微鏡写真を示す。図１（ｂ）に示すのが、図１（ａ）の金属写真の模式図であり、金属組織が湾曲した繊維状組織であることを模式的に示すものである。
上述の製造方法にて得られた本発明の自動車用動力伝達ベルト素材は、溶接部が無いリング状の自動車用動力伝達ベルト素材となり、溶接部に起因する、同一リング状の自動車用動力伝達ベルト素材内での機械的特性の異なりや、溶接による欠陥をなくすことができる。

以下の実施例で本発明を更に詳しく説明する。
非金属介在物量は例えばＪＩＳ点算法でｄ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝０．０１％以下とするために、真空溶解で消耗電極を製造し、真空アーク再溶解を行って表１に示す化学組成のマルエージング鋼を製造した。この時、非金属介在物の大きさも小さくするために特開２００３−２２１６２７号に記載した溶解方法を適用した。

次に、真空アーク再溶解で得られた鋼塊に１２５０℃×２０時間の均質化熱処理を行い、熱間鍛造、熱間圧延を施して厚さ３ｍｍの熱間圧延鋼板を得た。続いて、酸化スケールを除去し、図２（ａ）のように円盤状に切断してマルテンサイト系合金鋼の鋼板１とした。
そして、上述のマルテンサイト系合金鋼の鋼板１に、図２（ｂ）に示すような回転する金型２を押し当てながら押込みローラー５で金型２の形状にあわせて扱き込むスピニング加工を施し（図２（ｂ））て、図２（ｃ）に示すようなマルテンサイト系合金鋼の円筒鋼板３とした。
このマルテンサイト系合金鋼の円筒鋼板３を用いて２０ｍｍ幅に切断（図２（ｃ）中の破線部分）して、リング状の自動車用動力伝達ベルト素材４とした（図２（ｄ））。

このリング状の自動車用動力伝達ベルト素材４の断面の金属組織を図２（ｄ）の斜線部で示す観察面にて光学顕微鏡観察した。顕微鏡写真を図１に示す。
図１に示すとおり、本発明の自動車用動力伝達ベルト素材は金属組織が湾曲した繊維状組織であることを確認した。
また、金属組織観察した自動車用動力伝達ベルト素材の介在物品位と、最大サイズも測定したところ、ＪＩＳ点算法でｄ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝０．００８％、自動車用動力伝達ベルト素材に見られた非金属介在物最大サイズは１５μｍであった。

本発明の自動車用動力伝達ベルト素材は、溶接部が無いリング状の自動車用動力伝達ベルト素材となり、溶接部に起因する機械的特性の異なりや、溶接による欠陥をなくすことができる。そのため、同一素材内で溶接による機械的特性の変化が問題となる用途や、溶接欠陥が重大な問題となるような用途に本発明を適用することができる。

本発明の自動車用動力伝達ベルト素材の断面顕微鏡写真とその模式図である。 本発明の自動車用動力伝達ベルト素材の製造方法の一例を示す図である。

符号の説明

１． マルテンサイト系合金鋼の鋼板
２． 金型
３． マルテンサイト系合金鋼の円筒鋼板
４． 自動車用動力伝達ベルト素材
５． 押込みローラー

Claims (2)

1. 溶接部が無いリング状の自動車用動力伝達ベルト素材であって、該自動車用動力伝達ベルト素材はマルテンサイト系合金鋼でなり、且つ断面の金属組織が湾曲した繊維状組織を有し、介在物がＪＩＳ点算法でｄ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝０．０１％以下であることを特徴とする自動車用動力伝達ベルト素材。
2. マルテンサイト系合金鋼素材はマルエージング鋼であることを特徴とする請求項１に記載の自動車用動力伝達ベルト素材。