JP4219186B2

JP4219186B2 - 金属リングの窒化処理治具

Info

Publication number: JP4219186B2
Application number: JP2003048436A
Authority: JP
Inventors: 良晴渡部; 祐二成崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: JP2004257462A

Description

【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材料となる金属リングを窒化処理する際に該金属リングを保持する治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の変速装置として用いられる無段変速機（ＣＶＴ）のベルトは、複数の金属リングをそれらの厚み方向に積層して組み立てた積層リングにより構成されている。
【０００３】
前記金属リングは、マルエージング鋼あるいはステンレス鋼等の鋼材料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得られた無端帯状のリングを、所定の厚さに圧延し、さらに所定の周長とする周長補正を行ったものである。そして、前記周長補正された前記金属リングに、時効処理及び窒化処理を施して、硬度、耐摩耗性を向上させた後、少しずつ周長の異なる複数の金属リングを相互に積層することにより前記積層リングが形成される。
【０００４】
前記窒化処理としては、前記金属リングを所定濃度のアンモニアを含む雰囲気内に所定時間保持することにより行われる、ガス窒化法、ガス軟窒化法等が知られている。前記ガス窒化法またはガス軟窒化法では、前記金属リングが均一に窒化されるために、該金属リング全体が前記雰囲気に曝露されることが好ましい。
【０００５】
そこで、前記金属リングを前記ガス窒化法またはガス軟窒化法により窒化処理する際に該金属リングを保持する治具として、従来、図５に示すものが知られている。図５示の窒化処理治具は、立設されたポール１１の上下に所定の間隔を存して備えられた１対の懸架部材１２を備え、各懸架部材１２は、図６に側面図として示すように先端部１３に平面視Ｖ字状の挟持部材１４が備えられている。挟持部材１４は、金属リング２の内周面に圧接して金属リング２を幅方向で挟持し、金属リング２に張力を付与した状態で保持することができる。また、挟持部材１４上には、純Ｎｉからなる網状部材１５が配設されており、挟持部材１４は網状部材１５を介して、金属リング２を挟持する（特許文献１参照）。
【０００６】
前記従来の窒化処理治具によれば、金属リング２が挟持部材１４と接触する部分が少なく、該部分にはそれ自体窒化を受けることのない純Ｎｉからなる網状部材１４が配設されている。従って、金属リング２の窒化が不均一になることを低減することができる。
【０００７】
しかしながら、前記従来の窒化処理治具は構造が複雑であり、より簡単な構成で金属リング２の着脱が容易な窒化処理治具が望まれる。
【０００８】
また、近年、前記ＣＶＴをさらに大型の車種に適用することが検討されているが、前記従来の窒化処理治具では、大型の車種に搭載されるＣＶＴのために金属リングの径を大きくすると、懸架部材１２の間隔を広げる等の操作が必要になる。そこで、小型の車種のＣＶＴ用の小径の金属リング２に用いるように設定されている場合でも、特別な操作を必要とすることなく、より大径の金属リングに適用することができる窒化処理治具が望まれる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１６１３１４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、金属リングの着脱が容易で、しかも特別な操作を行うことなく径の異なる金属リングを保持することができる窒化処理治具を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、本発明の金属リングの窒化処理治具は、鋼材料を無端帯状に形成し、幅方向に沿って中央部で外方に凸の断面視円弧状の形状を付与した金属リングの窒化処理に用いる治具であって、前記金属リングをその径方向に挿入自在の枠体と、該枠体に取着され、該金属リングの外周面で前記円弧状の頂部に圧接し、該金属リングを外周面の複数個所から押圧して、該金属リングを楕円形状に撓ませた状態で保持する複数の保持部材とを備えることを特徴とする。
【００１２】
前記金属リングは、マルエージング鋼あるいはステンレス鋼等の鋼材料製の無端帯状のリングを、所定の厚さに圧延し、さらに所定の周長に周長補正する際に、幅方向に沿って中央部で外方に凸の断面視円弧状の形状が付与されている。そこで、本発明の窒化処理治具は、前記金属リングをその径方向に挿入自在とした枠体に取着された前記複数の保持部材が、前記金属リングの外周面で前記円弧状の頂部に圧接し、該金属リングを外周面の複数個所から押圧して該金属リングを撓ませた状態で保持することができる。
【００１３】
かかる構成の本発明の窒化処理治具によれば、前記金属リングを、撓ませた状態で前記枠体に挿入したのち、撓ませた状態を解除して円環状に復帰させることにより、容易に前記保持部材に保持させることができ、また前記と逆の操作により、該金属リングを容易に抽出することができるので、該金属リングの着脱を容易に行うことができる。
【００１４】
また、本発明の窒化処理治具では、複数の前記保持部材が前記金属リングの外周面で前記円弧状の頂部に圧接するので、前記金属リングの側端縁が、該保持部材、枠体に全く接触しない状態で、該金属リングが保持部材に保持され、該側端縁を均一に窒化させことができる。前記金属リングを相互に積層して積層リングを構成したときには、側端縁に張力が付与されるので、該側端縁に窒化層が不均一に形成されることは好ましくない。しかし、本発明の窒化処理治具によれば、前述のように、前記金属リングの側端縁を均一に窒化させことができるので、前記張力が集中することを防止することができる。
【００１５】
一方、前記金属リングの外周面の前記保持部材と接触する部分は、窒化が不均一になることが考えられるが、該金属リングの外周面は、該金属リングを相互に積層して積層リングを構成したときには隣接する金属リングで遮蔽され、露出することがない。従って、前記積層リングは、何ら問題なくＣＶＴに用いることができる。
【００１６】
また、本発明の窒化処理治具では、前記金属リングを前述のようにして保持するので、前記枠体の大きさを予め小径の金属リングに適応するように設定しておけば、車種変更等により金属リングが大径になった場合にも、単に該金属リングの撓み量が大きくなるだけで、治具自体に特別な操作を行うことなく、該金属リングの着脱を行うことができる。
【００１７】
本発明の窒化処理治具において、前記保持部材は、少なくとも、前記枠体の相対向する２つの側面と、底面とに取着され、該枠体の上方から前記金属リングが該保持部材に着脱自在とされていることが好ましい。
【００１８】
また、前記保持部材は前記のように配設することにより、前記金属リングが自重により撓んで、前記枠体の側面または底面から脱落することを防止して、該金属リングを確実に保持することができる。
【００１９】
【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は本発明の一実施形態の窒化処理治具の一部を示す側面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は他の実施形態の窒化処理治具の説明的断面図、図４はさらに他の実施形態の窒化処理治具の説明的断面図である。
【００２０】
図１，２に示す本実施形態の窒化処理治具１は、例えば、次のようにして製造された金属リング２に適用される。
【００２１】
金属リング２を製造するときには、まず、マルエージング鋼あるいはステンレス鋼等の鋼材料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無端帯状の金属リング２を形成し、該金属リング２を所定の厚さに圧延する。次に、圧延された金属リング２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の溶体化を行った後、該金属リング２を所定の周長とする周長補正を行うことにより、時効処理及び窒化処理の対象となる金属リング２が形成される。
【００２２】
前記圧延は、金属リング２を一対のテンションローラに掛け渡して回転駆動しつつ、両テンションローラ間に配設された一対の圧延ローラで該金属リング２を挟持して、該金属リング２を加圧することにより行う。このとき、金属リング２の脱落を防止するために、一方のテンションローラを他方のテンションローラに対して変位させ、金属リング２に張力が付与される。
【００２３】
また、前記周長補正は、金属リング２を一対のテンションローラに掛け回して回転駆動しつつ、一方のテンションローラを他方のテンションローラに対して変位させ、該金属リング２が所定の周長になるまで張力を付与することにより行う。或いは、前記一対のテンションローラ間に矯正ローラを配設し、該矯正ローラを変位する側のテンションローラの移動方向と直交する方向に変位させて、金属リングが所定の周長になるまで張力を付与することにより行う。
【００２４】
そこで、前記圧延または周長補正の際に、前記変位する側のテンションローラまたは矯正ローラとして、厚さ方向に沿って中央部で外方に凸の断面視円弧状の形状を備えるローラを用いることにより、該ローラの形状が金属リング２に転写される。この結果、金属リング２は、幅方向に沿って中央部で外方に凸の断面視円弧状の形状が付与される。
【００２５】
金属リング２は、断面視円弧状の形状を備えることにより、前記複数の金属リング２を積層して積層リングを形成したときに、隣接する金属リング２同士が相互に係合し、積層された状態の維持が容易になる。
【００２６】
本実施形態の窒化処理治具１は、金属リング２をその径方向に挿入自在とした枠体３と、枠体３に取着されて、金属リング２を外周面の複数個所から押圧して金属リング２を撓ませた状態で保持する複数の保持部材４とを備えている。
【００２７】
保持部材４は、直方体形状の枠体３の長さ方向に沿って延在する丸棒材であり、枠体３の相対向する２つの側面と、底面との中央付近に所定の間隔を存して２本ずつ取着されている。そこで枠体３は、図２（ａ）に矢示するように、保持部材４が配設されていない上方から、金属リング２が挿入自在とされている。
【００２８】
窒化処理治具１に金属リング２を収納する際には、金属リング２を撓ませて、枠体３の一側面に取着されている保持部材４と、該側面に相対向する側面に取着されている保持部材４との間隔よりも狭い幅とした状態で枠体３内に挿入し、枠体３内で金属リング２の撓ませた状態を解除する。この結果、金属リング２は、それ自体の弾性力により円環形状に復帰し、保持部材４に保持される。
【００２９】
このとき、保持部材４は、枠体３の相対向する２つの側面と、底面との中央付近に所定の間隔を存して２本ずつ取着されているので、金属リング２を外周面の複数個所から押圧して撓ませた状態で保持することができる。同時に、保持部材４は、前記撓ませた状態の金属リング２が枠体３の側面または底面から脱落することを防止することができる。このようにして、窒化処理治具１では、枠体３の長さ方向に沿って、複数の金属リング２を収納することができる。
【００３０】
尚、保持部材４に保持されている金属リング２は、保持部材４により前記のように押圧されてはいるものの、保持部材４の拘束力は極く弱いものとなっている。従って本実施形態では、金属リング２はそれ自体の弾性力により真円に近い円環形状をとる自由円の状態となっている。
【００３１】
また、窒化処理治具１から金属リング２を抽出する際には、保持部材４に保持されている金属リング２を撓ませて、枠体３の一側面に取着されている保持部材４と、該側面に相対向する側面に取着されている保持部材４との間隔よりも狭い幅とすることにより、枠体３の外部に離脱させることができる。
【００３２】
ところで、金属リング２は前述のように幅方向に沿って中央部で外方に凸の断面視円弧状の形状が付与されているので、本実施形態の窒化処理治具１では、図２（ｂ）に示すように、保持部材４が金属リング２の外周面で前記円弧状の頂部に圧接する。この結果、窒化処理治具１では、金属リング２の側端縁が保持部材４と枠体３とに全く接触しない状態で、金属リング２が保持部材４に保持され、該側端縁を均一に窒化させることができる。
【００３３】
前記側端縁は、金属リング２を相互に積層して積層リングを構成したときに露出しているので、該側端縁に窒化が不均一な部分があると、その部分に張力が集中することが懸念される。しかし、本実施形態の窒化処理治具１によれば、前述のように、金属リング２の側端縁を均一に窒化させことができるので、前記張力の集中を防止することができる。
【００３４】
一方、金属リング２の外周面の保持部材３と接触する部分は、窒化が不均一になることが考えられるが、金属リング２の外周面は、金属リング２を相互に積層して積層リングを構成したときには隣接する金属リング２で遮蔽され、露出することがない。従って、前記積層リングは、何ら問題なくＣＶＴに用いることができる。
【００３５】
また、本実施形態の窒化処理治具１では、保持部材４に対する金属リング２の着脱を上述のようにして行うので、枠体３の大きさを小径の金属リング２に対応するものに設定しておけば、より大径の金属リング５を窒化処理する際にも、特別な操作を行うことなく適用することができる。この場合、金属リング５は、図２に仮想線示するように、上部は枠体３の上方に突出するが、下部は小径の金属リング２と略同一の形状で保持部材４に保持される。従って、大径の金属リング５を窒化処理する上で、特に問題となることはない。
【００３６】
尚、保持部材４の断面形状は、特に限定されるものではないが、図２（ａ）に示すように円形とすることにより、金属リング２の外周面と接触する面積が小さくなり、該外周面を押圧する際の面圧が過剰になることを避けることができるので好ましい。
【００３７】
前記実施形態では、金属リング２が枠体３に取着された保持部材４に直接保持されるようにしている。しかし、図３に示すように、枠体３の相対向する２つの側面と、底面との中央付近に所定の間隔を存して２本ずつ取着されている保持部材４，４にそれぞれメッシュ部材４ａを張り渡し、金属リング２がメッシュ部材４ａに保持されるようにしてもよい。金属リング２は、メッシュ部材４ａに保持されることにより、他部材と接触する部分がさらに少なくなり、窒化が不十分になる部分を低減することができる。
【００３８】
また、前記実施形態では、金属リング２は、前記自由円の状態で枠体３に取着された保持部材４に保持されている。しかし、図４に示すように、枠体３の相対向する２つの側面の間隔を図２の場合よりも狭くして、金属リング２が保持部材４に強く拘束されて、細長い楕円形状を取るようにした窒化処理治具１ａを２つ並列に配置して窒化処理治具１としてもよい。このようにすることにより、金属リング２の１本当たりの保持に要する容積を低減することができ、所定の容積でより多数の金属リング２を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の窒化処理治具の一実施形態を示す側面図。
【図２】（ａ）は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、（ｂ）は（ａ）の要部を拡大して示す説明的断面図。
【図３】本発明の窒化処理治具の他の実施形態を示す断面図。
【図４】本発明の窒化処理治具のさらに他の実施形態を示す断面図。
【図５】従来の窒化処理治具の一構成例を示す正面図。
【図６】図３に示す窒化処理治具の要部を拡大して示す説明的断面図。
【符号の説明】
１…窒化処理治具、２，５…金属リング、３…枠体、４…保持部材。

Claims

鋼材料を無端帯状に形成し、幅方向に沿って中央部で外方に凸の断面視円弧状の形状を付与した金属リングの窒化処理に用いる治具であって、
前記金属リングをその径方向に挿入自在の枠体と、該枠体に取着され、該金属リングの外周面で前記円弧状の頂部に圧接し、該金属リングを外周面の複数個所から押圧して、該金属リングを楕円形状に撓ませた状態で保持する複数の保持部材とを備えることを特徴とする金属リングの窒化処理治具。
前記保持部材は、少なくとも、前記枠体の相対向する２つの側面と、底面とに取着され、該枠体の上方から前記金属リングが該保持部材に着脱自在とされていることを特徴とする請求項１記載の金属リングの窒化処理治具。