JP4923287B2 - Metal ring circumference corrector - Google Patents
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Description
本発明は、無段変速機用ベルトに用いられるマルエージング鋼からなる薄板状無端金属リングを周長補正する金属リング周長補正装置に関する。 The present invention relates to a metal ring circumferential length correction device for correcting the circumferential length of a thin plate-like endless metal ring made of maraging steel used for a continuously variable transmission belt.
無段変速機（ＣＶＴ）の動力伝達に用いられる無段変速機用ベルトは、周長が少しずつ異なる複数の薄板状無端金属リングを径方向に相互に積層して形成された金属リング積層体により、環状に積層配列された複数の金属エレメントを一体に結束したものである。この無段変速機用ベルトは、駆動プーリ及び従動プーリに掛け回され、相互に接触する金属エレメント間の押し力で該駆動プーリ及び該従動プーリに沿って回転し、駆動力を伝達する。 A continuously variable transmission belt used for power transmission of a continuously variable transmission (CVT) is a metal ring laminated body formed by laminating a plurality of thin plate-like endless metal rings having slightly different circumferential lengths in the radial direction. Thus, a plurality of metal elements arranged in a ring shape are bundled together. The continuously variable transmission belt is wound around the driving pulley and the driven pulley, and rotates along the driving pulley and the driven pulley by a pressing force between the metal elements that are in contact with each other to transmit the driving force.
前記金属リング積層体を構成する各金属リングは、無段変速機用ベルトの前記回転により、内周面と外周面とで異なる大きさを持つ応力を受けるので、金属リングの内周面及び外周面のうち大きい応力を受ける面が早期に疲労するおそれがある。そこで、この早期疲労を防ぐために、各金属リングに予めリング周方向の残留応力を与えておき、この残留応力により該金属リングが受ける応力を相殺させ、無段変速機用ベルトの回転時に各金属リングの内周面に受ける応力と外周面に受ける応力とを同等にさせる技術が知られている（特許文献１参照）。 Each metal ring constituting the metal ring laminate is subjected to stress having different magnitudes on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface due to the rotation of the continuously variable transmission belt. Of the surfaces, the surface that receives a large stress may fatigue early. Therefore, in order to prevent this early fatigue, a residual stress in the circumferential direction of the ring is applied to each metal ring in advance, and the stress received by the metal ring is offset by this residual stress, so that each metal ring is rotated during rotation of the continuously variable transmission belt. A technique for equalizing the stress applied to the inner peripheral surface of the ring and the stress applied to the outer peripheral surface is known (see Patent Document 1).
前記技術では、この金属リングに付与されたリング周方向の残留応力の大きさを測定する方法として、金属リングを切断した自由状態において、該金属リングの１箇所を切断し、両切断部が離脱し巻き込みが終了した時点で、金属リングの直径（自由状態直径）を測定するとされている。また、金属リングに付与されるリング周方向の残留応力の大きさとしては、例えば、軸間距離が１５５ｍｍであり無端状態（非切断状態）での内径が２１０ｍｍである金属リングの場合には、自由状態直径が１３５〜１６５ｍｍとなる残留応力が適切であるとされている。 In the above technique, as a method of measuring the magnitude of the residual stress applied to the metal ring in the circumferential direction, in a free state in which the metal ring is cut, one part of the metal ring is cut and both cut parts are detached. It is said that the diameter of the metal ring (the free state diameter) is measured when the winding is finished. In addition, as the magnitude of the residual stress in the circumferential direction of the ring applied to the metal ring, for example, in the case of a metal ring whose interaxial distance is 155 mm and the inner diameter in an endless state (non-cut state) is 210 mm, Residual stresses with a free state diameter of 135 to 165 mm are considered appropriate.
ところで、この種の金属リング積層体は、次のようにして製造される。まず、マルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して筒状のドラムを形成する。次に、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の溶体化処理を施す。次に、第１の溶体化処理が施されたドラムを所定の幅に裁断し、圧延することにより、目標周長を有する金属リングを形成する。この目標周長とは、複数の金属リングを径方向に相互に積層可能とさせるための周長の設計値であり、積層される順番に従って少しずつ異なる周長に設定されている。 By the way, this kind of metal ring laminated body is manufactured as follows. First, end portions of maraging steel thin plates are welded to form a cylindrical drum. Next, a first solution treatment is performed on the drum in order to homogenize the hardness that is partially hardened by the heat during the welding. Next, the drum subjected to the first solution treatment is cut into a predetermined width and rolled to form a metal ring having a target circumference. The target circumferential length is a design value of the circumferential length that allows a plurality of metal rings to be stacked in the radial direction, and is set to a slightly different circumferential length in accordance with the stacking order.
次に、圧延された金属リングに対して、圧延により変形した金属組織の形状を復元するために、第２の溶体化処理を施す。しかし、第２の溶体化処理が施された金属リングの周長は目標周長と一致しなくなっているので、周長補正処理により目標周長に補正する。従って、この周長補正処理は、前記金属リング積層体を形成する際に、周長が少しずつ異なる複数の前記金属リングを相互に干渉させることなく積層するためには、極めて重要である。 Next, in order to restore the shape of the metal structure deformed by rolling, a second solution treatment is performed on the rolled metal ring. However, since the circumference of the metal ring that has been subjected to the second solution treatment does not coincide with the target circumference, the circumference is corrected to the target circumference by the circumference correction process. Therefore, this circumference correction process is extremely important for laminating a plurality of the metal rings having slightly different circumferences without interfering with each other when forming the metal ring laminate.
次に、周長補正された金属リングに時効処理及び窒化処理を施すことにより、該金属リングに所要の硬度を付与する。次に、以上により形成された周長が少しずつ異なる複数の金属リングを径方向に相互に積層することにより、金属リング積層体が形成される。 Next, the metal ring whose circumference has been corrected is subjected to an aging treatment and a nitriding treatment, thereby imparting a required hardness to the metal ring. Next, a metal ring laminated body is formed by laminating a plurality of metal rings having slightly different circumferential lengths in the radial direction.
前記周長補正処理は、第２の溶体化処理が施された金属リングが掛け回される駆動ローラ及び従動ローラと、該金属リングを延引する矯正ローラとを備える金属リング周長補正装置により行われる（例えば、特許文献２参照）。駆動ローラ及び従動ローラは、相対的に近接した状態で前記金属リングを掛け回し可能であり、相対的に離間する方向、例えば水平方向に変位可能となっている。また、矯正ローラは、駆動ローラ及び従動ローラの間の位置であって且つ駆動ローラ及び従動ローラに掛け回された前記金属リングの内方に設けられ、駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向、例えば垂直上方向に変位可能となっている。 The circumference correction process is performed by a metal ring circumference correction device that includes a drive roller and a driven roller around which a metal ring subjected to the second solution treatment is wound, and a correction roller that extends the metal ring. (See, for example, Patent Document 2). The drive roller and the driven roller can be wound around the metal ring in a relatively close state, and can be displaced in a relatively separated direction, for example, a horizontal direction. Further, the correction roller is provided between the driving roller and the driven roller and inward of the metal ring wound around the driving roller and the driven roller, and intersects the displacement direction of the driving roller and the driven roller. In addition, the metal ring can be displaced in the extending direction, for example, in the vertically upward direction.
この金属リング周長補正装置にて前記周長補正処理を行うときには、まず、駆動ローラ及び従動ローラを相対的に近接させた状態で、該駆動ローラ及び該従動ローラに第２の溶体化処理が施された金属リングを掛け回す。次に、駆動ローラと従動ローラとを相対的に離間させて所定の間隔に保持することにより金属リングを緊張させる。次に、金属リングを緊張させた状態で矯正ローラを垂直上方向に変位させることにより、金属リングは延引され、目標周長に補正される。 When the circumference correction process is performed by the metal ring circumference correction device, first, a second solution treatment is performed on the drive roller and the driven roller in a state where the drive roller and the driven roller are relatively close to each other. Hang the applied metal ring. Next, the metal ring is tensioned by keeping the driving roller and the driven roller relatively apart from each other and holding them at a predetermined interval. Next, the metal ring is extended and corrected to the target circumferential length by displacing the correction roller vertically upward while the metal ring is in tension.
ところで、各金属リングは、複数の該金属リングが径方向に相互に積層されて金属リング積層体が形成された際の積層状態が容易に保持されるためには、外周面が幅方向の断面視で中央部が外方に向かって凸となる円弧形状であることが望ましい。 By the way, each metal ring has a cross section in the width direction in order to easily maintain the laminated state when a plurality of the metal rings are laminated in the radial direction to form a metal ring laminate. It is desirable that the central portion has an arc shape that is convex outward as viewed.
そこで、前記金属リング周長補正装置にて前記周長補正処理を行う際、所定の直径を備える矯正ローラを前記垂直上方向に変位させることにより、前記金属リングを延引して目標周長に補正すると同時に、該金属リングの外周面に所望の上記円弧形状を付与することが検討されている。 Therefore, when the circumference correction process is performed by the metal ring circumference correction device, the metal ring is extended and corrected to the target circumference by displacing a correction roller having a predetermined diameter in the vertical upward direction. At the same time, it has been studied to impart a desired arc shape to the outer peripheral surface of the metal ring.
この矯正ローラの直径が小さいほど、前記金属リングの外周面に外周側への突出量が大きい円弧形状が付与され、直径が大きいほど、突出量が小さい円弧形状が付与される。また、矯正ローラの直径が小さいほど、前記金属リングに大きなリング周方向の残留応力が付与され、直径が大きいほど、小さなリング周方向の残留応力が付与される。 The smaller the diameter of the straightening roller, the greater the arc shape of the metal ring that protrudes toward the outer peripheral side, and the larger the diameter, the smaller the amount of protrusion the arc shape. Further, as the diameter of the straightening roller is smaller, a larger residual stress in the ring circumferential direction is applied to the metal ring, and as the diameter is larger, a smaller residual stress in the circumferential direction of the ring is applied.
しかしながら、この金属リング周長補正装置で周長補正と円弧形状付与とを一挙動で行う際、矯正ローラが円弧形状付与に適した直径を有する場合には、金属リングに過剰なリング周方向の残留応力が付与されるため、この過剰な残留応力により該金属リングの耐疲労強度が低下するおそれがある。
本発明は、以上の点に鑑み、無段変速機用ベルトに用いられるマルエージング鋼からなる薄板状無端金属リングの周長補正と円弧形状付与とを一挙動で行うときに、該金属リングに適正なリング周方向の残留応力を付与することができる金属リング周長補正装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides a metal ring with a one-behavior for correcting the circumference of a thin plate-like endless metal ring made of maraging steel used for a continuously variable transmission belt. An object of the present invention is to provide a metal ring circumferential length correction device capable of applying an appropriate residual stress in the circumferential direction of the ring.
上記目的を達成するために、本発明の金属リング周長補正装置は、無段変速機用ベルトに用いられるマルエージング鋼からなる薄板状無端金属リングを周長補正する装置であり、次の特徴を有する。本発明の金属リング周長補正装置は、相対的に近接した状態で前記金属リングを掛け回し可能であり、相対的に離間する方向に変位可能な第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラと、第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラの間の位置であって且つ第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラに掛け回された前記金属リングの内方に設けられ、第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に変位可能な第１の矯正ローラとを有する第１の周長補正手段、及び、相対的に近接した状態で前記金属リングを掛け回し可能であり、相対的に離間する方向に変位可能な第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラと、第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラの間の位置であって且つ第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラに掛け回された前記金属リングの内方に設けられ、第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に変位可能な第２の矯正ローラとを有する第２の周長補正手段を備える。第１の周長補正手段は、前記金属リングを第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラに掛け回した状態で、第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に第１の矯正ローラを変位させることにより、該金属リングの周長を目標周長未満の長さに補正するとともに、該金属リングの外周面に幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状を付与し、第２の周長補正手段は、第１の周長補正手段により周長が補正され且つ円弧形状が付与された前記金属リングを第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラに掛け回した状態で、第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に第２の矯正ローラを変位させ、前記金属リングの周長を目標周長に補正することにより、該金属リングのリング周方向の残留応力を調整し、第２の矯正ローラは、第１の矯正ローラよりも大きな直径を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the metal ring circumference correction device of the present invention is a device for correcting the circumference of a thin plate-like endless metal ring made of maraging steel used for a continuously variable transmission belt. Have The metal ring circumference correction device of the present invention is capable of winding the metal ring in a relatively close state, and is capable of being displaced in a relatively separated direction, and a first drive roller and a first driven roller, A first drive roller provided between the first drive roller and the first driven roller and inside the metal ring that is wound around the first drive roller and the first driven roller. A first circumferential length correcting means having a first correcting roller that is displaceable in a direction intersecting with a displacement direction of the roller and the first driven roller and extending the metal ring; and in a relatively close state A position between the second driving roller and the second driven roller, and the second driving roller and the second driven roller, which can be wound around and can be displaced in a relatively separated direction. And the second drive roller and the second A second correction which is provided inward of the metal ring wound around the moving roller and which is displaceable in a direction intersecting the displacement direction of the second driving roller and the second driven roller and extending the metal ring. A second circumferential length correcting means having a roller. The first circumferential length correcting means intersects the displacement directions of the first driving roller and the first driven roller in a state where the metal ring is wound around the first driving roller and the first driven roller, and By displacing the first correction roller in the direction of extending the metal ring, the circumference of the metal ring is corrected to a length less than the target circumference, and the outer circumferential surface of the metal ring is viewed in a cross-sectional view in the width direction. An arc shape with a central portion projecting outward is provided, and the second circumference correction means provides the second metal ring having the arc shape with the circumference corrected by the first circumference correction means. The second correction roller is displaced in a direction intersecting the displacement direction of the second driving roller and the second driven roller and extending the metal ring in a state of being wound around the driving roller and the second driven roller. , Correct the circumference of the metal ring to the target circumference And allows to adjust the ring circumferential direction of the residual stress of the metal ring, the second straightening roller, characterized in that it comprises a larger diameter than the first correction roller.
本発明によれば、まず、第１の周長補正手段が、前記金属リングを第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラに掛け回した状態で、第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に第１の矯正ローラを変位させる。これにより、該金属リングは延引されて周長が目標周長未満の長さに補正されると同時に、該金属リングの外周面に幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる所望の円弧形状が付与される。このとき、第１の矯正ローラの直径が小さいほど、前記金属リングの外周面に外周側への突出量が大きい円弧形状が付与され、直径が大きいほど、突出量が小さい円弧形状が付与される。また、第１の矯正ローラの直径が小さいほど、前記金属リングに大きなリング周方向の残留応力が付与され、直径が大きいほど、小さなリング周方向の残留応力が付与される。したがって、目標周長未満の長さへの周長補正と円弧形状付与とを一挙動で行う際、第１の矯正ローラが円弧形状付与に適した直径を有する場合には、該金属リングに過剰なリング周方向の残留応力が付与されることとなる。 According to the present invention, first, the first circumferential length correcting means is configured such that the first driving roller and the first driven roller are in a state where the metal ring is wound around the first driving roller and the first driven roller. The first correction roller is displaced in a direction crossing the displacement direction of the metal ring and extending the metal ring. As a result, the metal ring is extended so that the circumference is corrected to a length less than the target circumference, and at the same time, the central portion of the outer circumference of the metal ring is convex outward in a cross-sectional view in the width direction. The arc shape is given. At this time, as the diameter of the first correction roller is smaller, an arc shape having a larger protrusion amount toward the outer peripheral side is given to the outer peripheral surface of the metal ring, and as the diameter is larger, an arc shape having a smaller protrusion amount is given. . Further, the smaller the diameter of the first straightening roller, the larger the ring ring residual stress is applied to the metal ring, and the larger the diameter, the smaller ring circumferential direction residual stress is applied. Therefore, when the circumference correction to the length less than the target circumference and the arc shape imparting are performed in one behavior, if the first correction roller has a diameter suitable for the arc shape imparting, the metal ring is excessive. A residual stress in the ring circumferential direction is applied.
次に、第２の周長補正手段が、第１の周長補正手段により周長が目標周長未満の長さに補正され且つ円弧形状が付与された前記金属リングを第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラに掛け回した状態で、第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に第２の矯正ローラを変位させ、該金属リングの周長を目標周長へ補正する。このとき、第２の矯正ローラは第１の矯正ローラよりも大きな直径を備えるので、前記金属リングは、第２の矯正ローラの変位に伴って周長が目標周長に延引されることにより、リング周方向への応力を受け、第１の周長補正手段により付与された過剰なリング周方向の残留応力が所望の値に調整される。 Next, the second circumferential length correcting means uses the first drive roller and the second driving roller to fix the metal ring to which the circumferential length is corrected to a length less than the target circumferential length by the first circumferential length correcting means and the arc shape is given. The second correction roller is displaced in a direction crossing the displacement direction of the second drive roller and the second driven roller and extending the metal ring in a state of being wound around the second driven roller, and the metal ring The circumference of is corrected to the target circumference. At this time, since the second straightening roller has a larger diameter than the first straightening roller, the circumferential length of the metal ring is extended to the target circumferential length along with the displacement of the second straightening roller, In response to the stress in the ring circumferential direction, the excessive residual stress in the ring circumferential direction applied by the first circumferential length correcting means is adjusted to a desired value.
なお、第１の周長補正手段で前記金属リングの周長を目標周長ではなく目標周長未満の長さに補正しているのは、第２の周長補正手段で該金属リングのリング周方向の残留応力を調整するのに必要な塑性変形を生じさせるための延引の余地を残すためである。 The first circumference correction means corrects the circumference of the metal ring to a length less than the target circumference instead of the target circumference. The second circumference correction means corrects the ring of the metal ring. This is to leave room for extension for causing plastic deformation necessary for adjusting the residual stress in the circumferential direction.
第２の矯正ローラが第１の矯正ローラよりも小さな直径を備えるか又は第１の矯正ローラと等しい直径を備える場合には、第１の周長補正手段により前記金属リングに付与されたリング周方向の残留応力は所望の値に調整されず、場合によっては、さらに過剰な残留応力が付与される。 When the second straightening roller has a smaller diameter than the first straightening roller or a diameter equal to that of the first straightening roller, the ring circumference provided to the metal ring by the first circumference correcting means. The residual stress in the direction is not adjusted to a desired value, and in some cases, an excessive residual stress is applied.
本発明においては、第１の矯正ローラは、１５〜３０ｍｍの範囲の直径を備えることが好ましい。第１の矯正ローラが前記範囲内の直径を備えているので、第１の周長補正手段は、前記金属リングを第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラに掛け回した状態で、第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に第１の矯正ローラを変位させることにより、該金属リングの周長を目標周長未満の長さに補正することができると同時に、該金属リングの外周面に幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる所望の円弧形状を付与することができる。すなわち、前記金属リングの目標周長未満の長さへの周長補正と円弧形状付与とを一挙動で確実に行うことができる。 In the present invention, the first straightening roller preferably has a diameter in the range of 15 to 30 mm. Since the first straightening roller has a diameter within the above range, the first circumferential length correcting means has the first ring in a state where the metal ring is wound around the first driving roller and the first driven roller. The circumferential length of the metal ring is set to a length less than the target circumferential length by displacing the first correction roller in a direction crossing the displacement direction of the driving roller and the first driven roller and extending the metal ring. At the same time, it is possible to give a desired circular arc shape in which the central portion is convex outward in a cross-sectional view in the width direction on the outer peripheral surface of the metal ring. That is, the circumferential length correction to the length less than the target circumferential length of the metal ring and the circular arc shape can be reliably performed with one behavior.
第１の矯正ローラが１５ｍｍ未満の直径を備える場合には、得られた円弧形状の外周側への突出量が過大となるので、複数の前記金属リングを径方向に相互に積層して形成された金属リング積層体により、環状に積層配列された複数の金属エレメントを一体に結束しようとする際に、該金属リング積層体が該金属エレメントに干渉して一体に結束することができない。また、第１の矯正ローラが３０ｍｍを超える直径を備える場合には、前記突出量が過小となり、複数の前記金属リングを径方向に相互に積層する際に積層状態を保持することが難しくなる。 When the first straightening roller has a diameter of less than 15 mm, the amount of protrusion of the obtained arc shape to the outer peripheral side becomes excessive, and therefore, a plurality of the metal rings are laminated in the radial direction. When trying to bind together a plurality of metal elements arranged in an annular shape by the metal ring laminate, the metal ring laminate cannot interfere with the metal elements and bind together. Further, when the first straightening roller has a diameter exceeding 30 mm, the protruding amount is excessively small, and it is difficult to maintain the stacked state when the plurality of metal rings are stacked in the radial direction.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。図１は無段変速機用ベルトの一部を示す斜視図である。図２は本発明の実施形態の金属リング周長補正装置を模式的に示す説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a part of a continuously variable transmission belt. FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a metal ring circumferential length correcting apparatus according to an embodiment of the present invention.
図１示の無段変速機用ベルトＢは、複数の金属リングＷを相互に積層して形成された金属リング積層体Ｒにより、複数の金属エレメントＥからなる金属エレメント積層体を一体に結束したものである。この金属エレメント積層体は、一対の凹部を備える板状の金属エレメントＥを板厚方向に相互に積層することにより環状に積層配列されたものであり、金属エレメント積層体の凹部Ｅａに挿入された金属リング積層体Ｒを介して一体に結束されている。無段変速機用ベルトＢは、金属リング積層体Ｗに複数の金属エレメントＥを装着した状態で図示しない駆動プーリ及び従動プーリに掛け回され、相互に接触する金属エレメントＥ間の押し力で該駆動プーリ及び該従動プーリに沿って回転し、駆動力を伝達するようになっている。 In the continuously variable transmission belt B shown in FIG. 1, a metal element laminated body composed of a plurality of metal elements E is integrally bound by a metal ring laminated body R formed by laminating a plurality of metal rings W. Is. This metal element laminate is formed by laminating plate-like metal elements E each having a pair of recesses in the thickness direction, and is inserted into the recesses Ea of the metal element laminate. It is bundled together via the metal ring laminate R. The continuously variable transmission belt B is wound around a driving pulley and a driven pulley (not shown) in a state where a plurality of metal elements E are mounted on the metal ring laminated body W, and the pressing force between the metal elements E contacting each other is applied to the continuously variable transmission belt B. It rotates along the driving pulley and the driven pulley to transmit the driving force.
金属リング積層体Ｒを構成する各金属リングＷは、無段変速機用ベルトＢの前記回転により内周面と外周面とで異なる大きさを持つ応力を受けるので、金属リングＷの内周面及び外周面のうち大きい応力を受ける面が早期に疲労するおそれがある。そこで、この早期疲労を防ぐために、金属リングＷには、無段変速機用ベルトＢの回転時に内周面に受ける応力と外周面に受ける応力とを同等にさせるようなリング周方向の残留応力が予め付与されている。 Each metal ring W constituting the metal ring laminate R receives stresses having different sizes on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface due to the rotation of the continuously variable transmission belt B, so that the inner peripheral surface of the metal ring W And the surface which receives a big stress among outer peripheral surfaces may be fatigued early. Therefore, in order to prevent this early fatigue, the metal ring W has a ring circumferential residual stress that equalizes the stress applied to the inner peripheral surface and the stress applied to the outer peripheral surface when the continuously variable transmission belt B rotates. Is given in advance.
また、金属リングＷは、マルエージング鋼からなる薄板状無端金属リングであって、径方向に相互に積層可能とするために周長が少しずつ異なるように形成されている。また、金属リングＷは、外周面が幅方向に断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状Ｗａとなっている。これにより、周長が少しずつ異なる複数の金属リングＷを積層して金属リング積層体Ｒが形成される際に、各金属リングＷの円弧形状Ｗａが互いに係合して積層状態が容易に保持される。 Further, the metal ring W is a thin plate-like endless metal ring made of maraging steel, and is formed so that the circumferential lengths are slightly different so that they can be laminated in the radial direction. The metal ring W has an arcuate shape Wa in which the outer peripheral surface is a cross-sectional view in the width direction and the central portion is convex outward. Thereby, when the metal ring laminated body R is formed by laminating a plurality of metal rings W having slightly different circumferential lengths, the arc shapes Wa of the metal rings W are engaged with each other and the laminated state is easily maintained. Is done.
本実施形態では、この金属リングＷを次のようにして形成する。まず、マルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接することにより筒状のドラムを形成する。該ドラムは前記溶接時の熱により部分的に硬度が硬くなっているので、次に、該ドラムに第１の溶体化処理を施し、硬度を均質化させる。この第１の溶体化処理は、例えば、該ドラムを真空炉内で７６０〜８５０℃の温度に０．５〜４時間保持することにより行われる。 In the present embodiment, the metal ring W is formed as follows. First, a cylindrical drum is formed by welding the ends of thin sheets of maraging steel. Since the drum is partially hardened by heat during the welding, the drum is first subjected to a first solution treatment to homogenize the hardness. This first solution treatment is performed, for example, by holding the drum in a vacuum furnace at a temperature of 760 to 850 ° C. for 0.5 to 4 hours.
次に、第１の溶体化処理が施されたドラムを真空炉から搬出して所定の幅に裁断し、圧下率４０〜５０％で圧延することにより、目標周長Ｌ１を有する金属リングＷが形成される。この目標周長Ｌ１とは、複数の金属リングＷを径方向に相互に積層可能とさせるための周長の設計値であり、積層される順番に従って少しずつ異なる周長に設定されている。目標周長Ｌ１へ周長補正された金属リングＷは、前記圧延により金属組織の形状が変形しているので、次に、該金属リングＷに第２の溶体化処理を施し、圧延結晶を再結晶させ、前記圧延により変形した金属組織の形状を復元させる。この第２の溶体化処理は、例えば、該金属リングＷを真空炉内で７６０〜８５０℃の温度に０．５〜４時間保持することにより行われる。 Next, the drum first of solution treatment is performed with unloaded from the vacuum oven and cut into a predetermined width, by rolling at a reduction rate of 40-50%, the metal ring W having a target circumferential length L 1 Is formed. The target circumferential length L 1 is a circumferential length of the design value of the order to allow stacking one another a plurality of metal rings W in the radial direction are set to different circumferential length slightly according to the order to be laminated. Since the metal ring W whose circumference has been corrected to the target circumference L 1 is deformed by the rolling, the metal ring W is then subjected to a second solution treatment, and the rolled crystal Recrystallization is performed to restore the shape of the metal structure deformed by the rolling. This second solution treatment is performed, for example, by holding the metal ring W in a vacuum furnace at a temperature of 760 to 850 ° C. for 0.5 to 4 hours.
第２の溶体化処理が施された金属リングＷの周長は目標周長Ｌ１と一致しなくなっているので、次に、金属リングＷを真空炉から搬出し、周長を補正する。また、金属リングＷが金属リング積層体Ｒとして径方向に相互に積層された際に積層状態が容易に保持されるようにするために、金属リングＷの外周面に幅方向の断面視で中央部が外方に向かって凸となる円弧形状Ｗａを付与する。さらに、金属リングＷに付与されているリング周方向の残留応力が、無段変速機用ベルトＢが回転する際に金属リングＷの内周面に受ける応力と外周面に受ける応力とを同等にさせることができるように調整する。 Since the circumferential length of the ring W to the second solution treatment is performed is no longer matches the target circumferential length L 1, then the metal ring W is unloaded from the vacuum furnace, to correct the circumferential length. In addition, when the metal rings W are laminated in the radial direction as the metal ring laminate R, the center of the outer circumference of the metal ring W in the cross-sectional view in the width direction is maintained. A circular arc shape Wa is imparted so that the portion is convex outward. Furthermore, the residual stress in the ring circumferential direction applied to the metal ring W is equal to the stress applied to the inner peripheral surface of the metal ring W and the stress applied to the outer peripheral surface when the continuously variable transmission belt B rotates. Adjust so that you can.
本実施形態では、上述の金属リングＷに対する目標周長Ｌ１への周長補正、円弧形状付与、及びリング周方向の残留応力調整を、図２示の金属リング周長補正装置１により行う。
In the present embodiment, the circumferential length correcting to the target circumferential length L 1 to the metal ring W described above, the arc shaping, and the residual stress adjusting ring circumference direction is performed by 2 shows the metal ring circumferential
図２示の金属リング周長補正装置１は、図１示の金属リング積層体Ｒを構成する金属リングＷの周長を目標周長Ｌ１未満の長さＬ２、すなわち目標周長Ｌ１よりも若干短い長さ（Ｌ２＜Ｌ１）に補正するとともに、金属リングＷの外周面に円弧形状Ｗａを付与する第１の周長補正機２と、第１の周長補正機２により目標周長未満の長さＬ２への周長補正及び円弧形状付与された金属リングＷの周長を目標周長Ｌ１に補正するとともに、金属リングＷのリング周方向の残留応力を調整する第２の周長補正機３とを備える。
Figure 2 shows the metal ring circumferential
第１の周長補正機２は、第２の溶体化処理が施された金属リングＷｂが掛け回される第１の駆動ローラ２１及び第１の従動ローラ２２と、該金属リングＷｂを延引する第１の矯正ローラ２３とを備える。
The
第１の駆動ローラ２１及び第１の従動ローラ２２は、相対的に近接した状態で金属リングＷｂを掛け回し可能であり、相対的に離間する方向に変位可能となっている。第１の駆動ローラ２１は、モータ等の図示しない駆動手段により回転駆動自在に構成されている。また、第１の従動ローラ２２は、第１の駆動ローラ２１から離間する水平方向に変位自在となっている。
The
第１の矯正ローラ２３は、第１の駆動ローラ２１及び第１の従動ローラ２２の間の位置であって且つ第１の駆動ローラ２１及び第１の従動ローラ２２に掛け回された金属リングＷｂの内方に設けられている。また、第１の矯正ローラ２３は、第１の駆動ローラ２１及び第１の従動ローラ２２の変位方向（水平方向）と交差し且つ該金属リングＷｂを延引する垂直上方向に変位可能となっている。第１の矯正ローラ２３の直径Ｄ１は、変位したときに金属リングＷｂの外周面に円弧形状Ｗａを付与することができる範囲にあり、好ましくは１５〜３０ｍｍの範囲であり、例えば３０ｍｍとなっている。
The
なお、第１の矯正ローラ２３は円筒状であってもよいし、外周面が幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状に形成されたものであってもよい。
The
一方、第２の周長補正機３は、第１の周長補正機２により目標周長未満の長さＬ２への周長補正及び円弧形状付与された金属リングＷｃが掛け回される第２の駆動ローラ３１及び第２の従動ローラ３２と、該金属リングＷｃを延引する第２の矯正ローラ３３とを備える。
On the other hand, a second circumferential
第２の駆動ローラ３１及び第２の従動ローラ３２は、相対的に近接した状態で金属リングＷｃを掛け回し可能であり、相対的に離間する方向に変位可能となっている。第２の駆動ローラ３１は、モータ等の図示しない駆動手段により回転駆動自在に構成されている。また、第２の従動ローラ３２は、第２の駆動ローラ３１から離間する水平方向に変位自在となっている。
The
第２の矯正ローラ３３は、第２の駆動ローラ３１及び第２の従動ローラ３２の間の位置であって且つ第２の駆動ローラ３１及び第２の従動ローラ３２に掛け回された金属リングＷｂの内方に設けられている。また、第２の矯正ローラ３３は、第２の駆動ローラ３１及び第２の従動ローラ３２の変位方向（水平方向）と交差し且つ該金属リングＷｃを延引する垂直上方向に変位可能となっている。第２の矯正ローラ３３の直径Ｄ２は第１の矯正ローラ２３の直径Ｄ１よりも大きく、例えば４０ｍｍとなっている。以上のように、第２の周長補正機３は、第１の周長補正機２と同様な構成となっている。
The
次に、図２を参照しながら金属リング周長補正装置１の作動について説明する。まず、第１の周長補正機２の作動を説明する。第１の従動ローラ２２を水平方向に変位して第１の駆動ローラ２１に近接させた状態で、第２の溶体化処理が施された金属リングＷｂを第１の駆動ローラ２１及び第１の従動ローラ２２に掛け回す。次に、第１の従動ローラ２２を水平方向に変位して第１の駆動ローラ２１から離間させ、第１の駆動ローラ２１と第１の従動ローラ２２とを所定の間隔に保持することにより、金属リングＷｂを緊張させる。
Next, the operation of the metal ring
次に、金属リングＷｂを緊張させた状態で、第１の駆動ローラ２１を回転駆動させることにより、金属リングＷｂは第１の駆動ローラ２１及び第１の従動ローラ２２を周回させられる。次に、金属リングＷｂを周回させた状態で、第１の駆動ローラ２１と第１の従動ローラ２２との軸間距離に基づいて金属リングＷｂの実際の周長を算出する。次に、金属リングＷｂの目標周長未満の長さＬ２と算出された金属リングＷｂの実際の周長との差を求め、この差から第１の矯正ローラ２３の変位量ｘを決定する。
Next, by rotating the
次に、第１の矯正ローラ２３を垂直上方向に付勢する。これにより、金属リングＷｂは延伸され、塑性変形させられる。この結果、第１の矯正ローラ２３は、図２に仮想線示する状態から、前記塑性変形に対応して次第に垂直上方向に変位する。
Next, the
次に、第１の矯正ローラ２３の変位量が、金属リングＷｂの目標周長未満の長さＬ２と算出された金属リングＷｂの実際の周長との差により決定された変位量ｘに達したら、該変位量ｘを所定時間保持した後に第１の矯正ローラ２３を垂直下方向に変位させる。そして、第１の矯正ローラ２３が最初の位置に復帰したら、第１の駆動ローラ２１の回転駆動を停止させる。次に、第１の従動ローラ２２を第１の駆動ローラ２１に近接させることにより金属リングＷｂの緊張を緩める。次に、金属リングＷｂの緊張を緩めた状態で、第１の駆動ローラ２１及び第１の従動ローラ２２から金属リングＷｂを取り外し、作動を完了する。
Next, the displacement amount of the
第１の周長補正機２によれば、第１の矯正ローラ２３を垂直上方向に変位させることにより、金属リングＷｂは延引され、目標周長未満の長さＬ２に補正されると同時に、金属リングＷｂの外周面に幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる所望の円弧形状Ｗａが付与される。このとき、第１の矯正ローラ２３が例えば３０ｍｍの直径Ｄ１を備えているので、金属リングＷｂの目標周長未満の長さＬ２への周長補正と円弧形状付与とが一挙動で確実に行われる。また、このとき、金属リングＷｂに所望の値よりも過剰なリング周方向の残留応力が付与される。そこで、この過剰な残留応力を、第２の周長補正機３により所望の値に調整する。
According to the two first circumferential length correcting machine, by displacing the
次に、第２の周長補正機３の作動について説明する。第２の従動ローラ３２を水平方向に変位して第２の駆動ローラ３１に近接させた状態で、第１の周長補正機２により目標周長未満の長さＬ２への周長補正及び円弧形状付与された金属リングＷｃを第２の駆動ローラ３１及び第２の従動ローラ３２に掛け回す。次に、第２の従動ローラ３２を水平方向に変位して第２の駆動ローラ３１から離間させ、第２の駆動ローラ３１と第２の従動ローラ３２とを所定の間隔に保持することにより、金属リングＷｃを緊張させる。
Next, the operation of the
次に、金属リングＷｃを緊張させた状態で、第２の駆動ローラ３１を回転駆動させることにより、金属リングＷｃは第２の駆動ローラ３１及び第２の従動ローラ３２を周回させられる。次に、金属リングＷｃを周回させた状態で、第２の駆動ローラ３１と第２の従動ローラ３２との軸間距離に基づいて金属リングＷｃの実際の周長を算出する。次に、金属リングＷｃの目標周長Ｌ１と算出された金属リングＷｃの実際の周長との差を求め、この差から第２の矯正ローラ３３の変位量ｙを決定する。
Next, the metal ring Wc is rotated around the
次に、第２の矯正ローラ３３を垂直上方向に付勢する。これにより、金属リングＷｃは延伸され、塑性変形させられる。この結果、第２の矯正ローラ３３は、前記塑性変形に対応して次第に垂直上方向に変位する。
Next, the
次に、第２の矯正ローラ３３の変位量が、金属リングＷｃの目標周長Ｌ１と算出された金属リングＷｃの実際の周長との差により決定された変位量ｙに達したら、該変位量ｙを所定時間保持した後に第２の矯正ローラ３３を垂直下方向に変位させる。そして、第２の矯正ローラ３３が最初の位置に復帰したら、第２の駆動ローラ３１の回転駆動を停止させる。次に、第２の従動ローラ３２を第２の駆動ローラ３１に近接させることにより金属リングＷｃの緊張を緩める。次に、金属リングＷｃの緊張を緩めた状態で、第２の駆動ローラ３１及び第２の従動ローラ３２から金属リングＷｃを取り外し、作動を完了する。
Next, when the displacement of the
第２の周長補正機３によれば、第２の矯正ローラ３３を垂直上方向に変位させることにより、金属リングＷｃは延引され、目標周長Ｌ１に補正される。このとき、第２の矯正ローラ３３は第１の矯正ローラ２３よりも大きな例えば４０ｍｍの直径Ｄ２を備えるので、金属リングＷｃは、第２の矯正ローラ３３の変位に伴って周長が目標周長Ｌ１へ延引されることにより、リング周方向の応力を受け、第１の周長補正機２により付与された過剰なリング周方向の残留応力が所望の値に調整される。
According to a second circumferential
したがって、本実施形態の金属リング周長補正装置１は、無段変速機用ベルトＢに用いられるマルエージング鋼からなる薄板状無端金属リングＷの目標周長未満の長さへの周長補正と円弧形状付与とを一挙動で行うときに、該金属リングＷに適正なリング周方向の残留応力を付与することができる。
Therefore, the metal ring
次に、金属リング周長補正装置１により目標周長Ｌ１に補正され、所望の円弧形状が付与され、且つ所望のリング周方向の残留応力に調整された金属リングＷに対して、時効処理及び窒化処理を施すことにより所要の硬度を付与する。時効処理は、例えば、該金属リングＷを真空炉内で４００〜５００℃の温度に２〜３時間保持することにより行われる。また、窒化処理は、例えば、時効処理が施された金属リングＷを、アンモニアガスを含む不活性ガス雰囲気下で４００〜５００℃の温度に０．５〜１０時間保持することにより行われる。
Then, the metal ring circumferential
以上により形成された金属リングＷは、外周面に所望の円弧形状Ｗａが付与されているので、周長が少しずつ異なる複数の金属リングＷを径方向に相互に積層して金属リング積層体Ｒが形成される際に、この円弧形状Ｗａが互いに係合して金属リングＷの積層状態を容易に保持することができるようになる。また、金属リングＷには適正なリング周方向の残留応力が付与されているので、無段変速機用ベルトＢが回転する際に金属リングＷの内周面に受ける応力と外周面に受ける応力とが同等になり、無段変速機用ベルトＢとして使用する際の金属リングＷの早期疲労を防ぐことができる。 Since the metal ring W formed as described above has a desired arc shape Wa on the outer peripheral surface, a plurality of metal rings W having slightly different peripheral lengths are stacked in the radial direction to form a metal ring laminate R When these are formed, the arcuate shapes Wa are engaged with each other so that the stacked state of the metal rings W can be easily maintained. In addition, since an appropriate residual stress in the circumferential direction of the ring is applied to the metal ring W, the stress applied to the inner peripheral surface of the metal ring W and the stress applied to the outer peripheral surface when the continuously variable transmission belt B rotates. And the fatigue of the metal ring W when used as the continuously variable transmission belt B can be prevented.
１…金属リング周長補正装置、 ２…第１の周長補正手段、 ３…第２の周長補正手段、 ２１…第１の駆動ローラ、 ２２…第１の従動ローラ、 ２３…第１の矯正ローラ、 ３１…第２の駆動ローラ、 ３２…第２の従動ローラ、 ３３…第２の矯正ローラ、 Ｂ…無段変速機用ベルト、 Ｄ１…第１の矯正ローラの直径、 Ｄ２…第２の矯正ローラの直径、 Ｗ…金属リング。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
相対的に近接した状態で前記金属リングを掛け回し可能であり、相対的に離間する方向に変位可能な第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラと、
第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラの間の位置であって且つ第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラに掛け回された前記金属リングの内方に設けられ、第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に変位可能な第１の矯正ローラとを有する第１の周長補正手段、及び、
相対的に近接した状態で前記金属リングを掛け回し可能であり、相対的に離間する方向に変位可能な第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラと、
第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラの間の位置であって且つ第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラに掛け回された前記金属リングの内方に設けられ、第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に変位可能な第２の矯正ローラとを有する第２の周長補正手段を備え、
第１の周長補正手段は、前記金属リングを第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラに掛け回した状態で、第１の駆動ローラ及び第１の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に第１の矯正ローラを変位させることにより、該金属リングの周長を目標周長未満の長さに補正するとともに、該金属リングの外周面に幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状を付与し、
第２の周長補正手段は、第１の周長補正手段により周長が補正され且つ円弧形状が付与された前記金属リングを第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラに掛け回した状態で、第２の駆動ローラ及び第２の従動ローラの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に第２の矯正ローラを変位させ、前記金属リングの周長を目標周長に補正することにより、該金属リングのリング周方向の残留応力を調整し、
第２の矯正ローラは、第１の矯正ローラよりも大きな直径を備えることを特徴とする金属リング周長補正装置。 In a metal ring circumference correction device for correcting the circumference of a thin plate-like endless metal ring made of maraging steel used for a continuously variable transmission belt,
A first driving roller and a first driven roller that can be wound around the metal ring in a relatively close state and are displaceable in a relatively separated direction;
A first driving roller provided between the first driving roller and the first driven roller and inside the metal ring wound around the first driving roller and the first driven roller; And a first perimeter correction means having a first correcting roller that is displaceable in a direction that intersects the direction of displacement of the first driven roller and extends the metal ring, and
A second driving roller and a second driven roller that can be wound around the metal ring in a relatively close state and can be displaced in a relatively spaced direction;
A second driving roller provided between the second driving roller and the second driven roller and inside the metal ring wound around the second driving roller and the second driven roller; And a second perimeter correction means having a second correcting roller that is displaceable in a direction crossing the direction of displacement of the second driven roller and extending the metal ring,
The first circumferential length correcting means intersects the displacement directions of the first driving roller and the first driven roller in a state where the metal ring is wound around the first driving roller and the first driven roller, and By displacing the first correction roller in the direction of extending the metal ring, the circumference of the metal ring is corrected to a length less than the target circumference, and the outer circumferential surface of the metal ring is viewed in a cross-sectional view in the width direction. Give the arc shape that the center is convex outward,
The second circumference correction means is in a state in which the metal ring, the circumference of which has been corrected by the first circumference correction means and has an arc shape, is wound around the second driving roller and the second driven roller. Displacing the second correction roller in a direction crossing the displacement direction of the second drive roller and the second driven roller and extending the metal ring, and correcting the circumference of the metal ring to the target circumference By adjusting the residual stress in the ring circumferential direction of the metal ring,
The second straightening roller has a larger diameter than the first straightening roller, and is a metal ring circumference correction device.
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