JPH03133504A - エンドレスベルト及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、自動車の無段変速機（ＣＶＴ）などに使用さ
れるエンドレスベルト及びその製造法に関する。

「従来の技術」 近年、自動車業界では、ベルトルプーリ一方式のＣＶＴ
が開発され、注目を浴びでいる。このＣＶＴに用いられ
るベルトは、優れた耐久性が要求され、現在は、スチー
ルのエンドレスベルトが主流となっている。

このようなエンドレスベルトとして、例えば第８図に示
すように、金属の板材１１を丸めて両端部を溶接してル
ープ状にした後、これを圧延して形成したものが知られ
ている。しがし、このエンドレスベルトでは、溶接した
継ぎ目１２の部分の強度が弱いため、ＣＶＴ用のエンド
レスベルトとしては、十分な耐久性が得られなかった。

また、第９図に示すように、押出し、切削、鍛造、圧造
、圧延などの方法によって成形した金属の円筒体１３を
、スピニング装置１４により拡径し、これを更に引張圧
延装置１５により拡径してエンドレスベルトを作る方法
も知られている。

ここで、スピニング装置１４は、先端部が球面状又はテ
ーパ状をなすマンドレル１６を円筒体Ｉ３内に挿入し、
円筒体１３の外側から押圧ローラ１７を押し付けて１円
筒体１３を回転しつつ、マンドレル１６の先端と押圧ロ
ーラ１７との間で円筒体１３を圧延し、拡径する装置で
ある。こうして拡径された円筒体１３は、必要に応じて
所定幅の輪切りにされ、ベルトｌＯとされる。

また、引張圧延装置１５は、受はローラ１８とテンショ
ンローラ１９とを有し、前記ベルトＩＯは、これらのロ
ーラ１８．１９に張設される。また、受はローラ１８の
近傍には、それと平行な回転軸によって支持された一対
の外周ローラ２０．２１が対向配置されており、受はロ
ーラ１８は。

図示しない機構によって外周ローラ２０．２１に圧接さ
れる。また、テンションローラ１９は、外方に引っ張ら
れ、ベルト１０に所定荷重の引張力を与える。こうして
、受はローラ１８と外周ローラ２０．２１との間にベル
トｌＯを挟みつつ、図中矢印で示す如く回転させ、ベル
ト１０を圧延して所望のループ長に拡張させる。

しかしながら、上記の方法においては、スピニング装置
１４において、円筒体１３を回転しつつマンドレル１６
の先端と押圧ローラ１７との間で円筒体１３を圧延する
ため、圧延によって形成さ、れる金属の組織が、図中Ａ
で示すように軸方向に対して斜め方向に伸びる繊維状と
なる。そして、これを引張圧延装置１５で更に圧延して
拡張しても、この金属組織の方向を変えることはできず
、最終製品においてもベルトの長平方向に対して斜め方
向に伸びる組織が残る。

このように、金属組織がベルトの長手方向に対して斜め
方向に伸びる場合、ベルトの強度や耐久性を十分に高め
ることができず、ＣＶＴ用のエンドレスベルトとしては
強度や耐久性が不足するものであった。

「発明が解決しようとする課題Ｊ 本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ＣＶＴ用として十分な強度及び耐
久性を有するエンドレスベルトを提供することにある。

［課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本・発明のエンドレスベルト
は、金属の円筒体を圧延してループを拡張することによ
り形成したものであり、前記圧延によりベルトの長さ方
向に沿った平行な繊維状の金属組織が形成されているこ
とを特徴とする。

また、本発明のエンドレスベルトの製造法は、金属の円
柱体の中心部をくり抜いて円筒体を形成する第１工程と
、前記円筒体の両端面角部を曲面加工する第２工程と、
前記円筒体をローラにより圧延してループを拡張し、ベ
ルトにする第３工程と、前記ベルトをローラにより引張
力を与えながら更に圧延して、金属組織を長さ方向に沿
った繊維状とする第４工程とからなることを特徴とする
。

「作用」 本発明の製造法では、まず、第１工程において金属の円
柱体の中心部を切削除去、鍛造などの方法でくり抜いて
円筒体を形成する。金属の円柱体を鋳込み成形すると、
鋳込み時に生じる偏析という現象により、中心部に品質
の悪い部分が形成される０本発明では、上記中心部を切
削除去することにより、良好な品質を有する組成の部分
だけを用い、最終製品の耐久性を向上させることができ
る。また、押出し成形などによって直接円筒体を成形す
る方法に比べて型などの成形設備が簡略化され、低コス
トで製造することができる。

次に、第２工程において前記円筒体の両端面角部を曲面
加工する。この曲面加工は、最終製品において端面角部
を曲面状にし、使用上の安全を確保するために行なわれ
る。すなわち、圧延工程の前に円筒体の両端面角部を曲
面加工しておくことにより、圧延拡張後においても端面
角部を曲面状に残すことができ、最終仕上後において端
面加工を必要としない利点が得られる。

次に、第３工程において前記円筒体をローラにより圧延
してループを拡張し、ベルトにする。この−次圧延は１
例えば円筒体を受はローラに装着し、受はローラを外周
ローラに圧接して回転させることにより行なうことがで
きる。

更に、第４工程において前記ベルトをローラにより引張
力を与えながら更に圧延して、金属組織を長さ方向に沿
った繊維状とする。この仕上圧延は、例えば−次圧延に
よって拡張して形成されたベルトを受はローラとテンシ
ョンローラに張設し、受はローラを外周ローラに圧接し
て、テンションローラで引っ張りつつ回転させることに
より行なうことができる。そして、−次圧延及び仕上圧
延による金属の展延方向がいずれもベルトの長さ方向と
なり、ベルトの長さ方向に沿った平行な繊維状の金属組
織が形成される。

この場合、上記の一次圧延及び仕上圧延をベルトの幅方
向への展延を規制しつつ行なうことにより、製品として
得られるベルトの幅を常に一定とすることができ、ベル
トの幅を揃えるための仕上加工等が必要なくなる。また
、ベルトの幅方向の展延を規制することにより、ベルト
の長さ方向にのみ金属が展延されるようにしてベルトの
ループ拡張効果を高めるとともに、ベルトの長さ方向に
沿った繊維状の金属組織が効果的に形成されるようにす
ることができる。

また、圧延率７０％以上となるまで一次圧延し。

更に合計圧延率８０％以上となるまで仕上圧延すること
により、ベルトの長さ方向に沿った非常に細長い繊維状
の金属組織を作ることができる。なお、上記繊維状の金
属組織は、圧延によって金属の結晶が引き伸ばされるこ
とにより形成されるものであり、圧延率を高めるほど細
長い金属組織となる。

本発明のエンドレスベルトは、上記のような方法によっ
て製造され、ベルトの長さ方向に沿った平行な繊維状の
金属組織が形成されているため、優れた強度及び耐久性
を有し、ＣＶＴ用のエンドレスベルトとして好ましく使
用できる。

「実施例」 第１図には本発明によるエンドレスベルトの製造工程の
概略が示されている。

本発明では、まず、金属を円柱状に鋳込み成形又は連続
鋳込み成形した後、この円柱体の中心部を切削、鍛造な
どの方法でくり抜いて、円筒体２３を成形する。金属と
しては、例えばステンレス、マルエージング鋼などが好
ましく採用される。円筒体２３の外径ａは１５〜３０ｍ
ｍ、肉厚すは２〜４　ｍｍ、幅Ｃは５〜２０ｍｍが好ま
しい。

上記のように円柱体の中心部をくり抜いて円筒体２３を
形成する理由は次の通りである。すなわち、金属を鋳込
み成形するとき、溶融金属は鋳型に接触した部分から冷
却凝固し、中心部が最後に凝固する。このため、鋳型に
接触する外周部分に、比較的融点が高く溶は難い組成の
物が多く析出し、共晶のごとく溶融点が低く最後に凝固
するものは中心部に集まる。このように、外周部と中心
部の組成が変化する、いわゆる偏析という現象が生じ、
その結果、中心部は品質の低下した耐久性の乏しい組成
となっていることが多い。したがって１円柱体の中心部
をくり抜いて円筒体２３を成形することにより、良好な
品質を有する組成の部分だけを用い、最終製品の耐久性
を向上させることができる。

次に、この円筒体２３の両端面における内周及び外周の
角部２３ａ、２３ｂを曲面加工する。この曲面加工は、
前述したように最終製品において端面角部を曲面状にし
、使用上の安全を確保するために行なわれる。

次に、この円筒体２３をロール圧延装置３１によって一
次圧延する。ロール圧延装置３１はノ、主として受はロ
ーラ３２と一対の駆動ローラ３３．３４とで構成され、
駆動ローラ３３．３４は、受はローラ３２と平行な回転
軸によって支持されている。受はローラ３２は、駆動ロ
ーラ３３．３４に対して接離可能に支持され、離した状
態で円筒体２３を着脱でき、圧延操作時には円筒体２３
を挟んで駆動ローラ３３．３４に圧接されるようになっ
ている。受はローラ３２は、円筒体２３内に挿入できる
ように、円筒体２３の内径よりも小さい外径を有してい
る。一方の駆動ローラ３４には１円筒体２３の幅Ｃが適
合するガイド溝３５を有し、円筒体２３が圧延されると
き、金属が幅方向に展延されることを規制する。そして
、各ローラ３２．３３．３４を図中矢印で示す如く回転
させて円筒体２３を圧延する。なお、このようなロール
圧延装置３１としてより具体的には１例えば特公昭６４
−５９６２号に示されるような装置が好ましく採用され
る。

このようなロール圧延装置３１を用いて円筒体２３を圧
延率７０％以上まで圧延し、そのループを拡張させる。

ここで、圧延率とは、円筒体２３を軸方向に切ったとき
の当初の断面積を■とし、圧延によって変化した上記断
面積をＶｏとしたとき、　　（１−（Ｖ−Ｖ’　）／Ｖ
）　ｘｉ口０　（％）で求められるものである。この−
次圧延における圧延率を７０％以上とすることは、■円
筒体２３のループを拡張し、後述する引張圧延装置１５
の受はローラ１８及びテンションローラ１９に張設でき
る長さとするため、■後述する仕上圧延と合わせたとき
の合計圧延率が８０％以上、好ましくは９０％以上とな
るようにし、それによってベルトの長さ方向に沿った平
行な繊維状の金属組織を良好に形成するため、に必要と
されることである。

次に、−次圧延によって形成されたベルト２７を、引張
圧延装置１５によって仕上圧延する６弓張圧延装置１５
は、前述したものと同様であり、受はローラ１８とテン
ションローラ１９とを有し、ベルト２７は、これらのロ
ーラ１８．１９に張設される。また、受はローラ１８の
近傍には、それと平行な回転軸によって支持された一対
の外周ローラ２０．２１が対向配置されており、受はロ
ーラ１８は、図示しない機構によって外周ローラ２０．
２１に圧接される。また、テンションローラ１９は、外
方に引っ張られ、ベルトＩＯに所定荷重の引張力を与え
る。こうして、受は口う１８と外周ローラ２０．２１と
の間にベルト２７を挟みつつ、図中矢印で示す如く回転
させて引張圧延を行なう。なお、一方の外周ローラ２１
には、ベルト２７の幅が適合するガイド溝２２か形成さ
れており、圧延によって金属が幅方向に展延されること
を規制する。このような引張圧延装置１５としてより具
体的には１例えば特開昭６１−１１１７０５号に示され
るような装置を用いることができる。

この引張圧延装置１５を用いて、−次圧延と合わせた合
計圧延率が８０％以上、好ましくは９０％以上となるよ
うに、ベルト２７を圧延して目的とするエンドレスベル
トを得る。ここで、合計圧延率が８０％以上、好ましく
は９０％以上となるようにすることは、ベルトの長さ方
向に沿った平行な繊維状の金属組織を良好に形成して強
度及び耐久性を向上させるために必要である。最終的に
得られるエンドレスベルトは、特にＣＶＴ用として用い
る場合、肉厚０．１〜０．２　ｍｍ、ループ長５００〜
７００　ｍｍとされることが好ましい。

改に、上記の方法に従って実際にエンドレスベルトを製
造した例を挙げて説明する。

円柱体の中心部を切削して成形した外径ａが１９、６ｍ
ｍ、肉厚すが２．３５ｍｍ、幅Ｃが１２．３ｍｍのスチ
ール製の円筒体２３を用い、これを上記の方法に従って
一次圧延、仕上圧延して、最終製品として肉厚０．１８
ｍｍ、ループ長６２４　ｍｍのエンドレスベルトを得た
。なお、−次圧延における圧延率は７４％、仕上圧延に
おける合計圧延率は９２％とした。

また、比較のため、第９図に示した従来の方法に従って
エンドレスベルトを製造した。すなわち１円柱体の中、
心部を切削して成形した外径が１９．６ｍｍ、肉厚が２
．３５闘のスチール製の円筒体１３を用い、これをスピ
ニング装置１４によって外径３９５　ｍｍになるまで拡
径した後、幅１２ｍｍで輪切りにしてベルト１０とし、
更に引張圧延装置１５によって仕上圧延して、最終製品
として肉厚０１８ｍｍ、ループ長６２４　ｍｍのエンド
レスベルトを得た。

なお、引張圧延装置１５による圧延率は４０％であった
。

第１図に示す方法によって製造した本発明のエンドレス
ベルトから切り取られたブロックの断面の顕微鏡写真を
第２図に示す６また、第９図に示す方法によって製造し
た従来のエンドレスベルトから切り取られたブロックの
断面の顕微鏡写真を第３図に示す。なお、上記各断面写
真は、切り取られたブロックの上面がベルトの外周表面
、左側面がベルトのループ方向に沿った縦断面、右前面
がベルトのループ方向に対して垂直に切った横断面を表
わしている。

第２図を参μｓすると、本発明のエンドレスベルトは、
ベルトの長さ方向に沿って平行な繊維状の金属組織が微
細かつ均一に形成されていることがわかる。また、第３
図を参照すると、従来のエンドレスベルトは、スピニン
グ装置１４によって形成された、ベルトの長さ方向に対
して斜めに走る金属組織が残存し、全体として乱れた組
織構造となっていることがわかる。

次に、上記で得られた本発明のエンドレスベルトを対向
する周壁から押して屈曲させた状態を第４図に示す。ま
た、上記で得られた従来のエンドレスベルトを対向する
周壁から押して屈曲させた状態を第５図に示す。

このように本発明のエンドレスベルトでは、屈曲させた
ときに対向する周壁が正確に重なり合ってねじれは生じ
ない。これに対して、従来のエンドレスベルトは、ベル
トの長さ方向に対して斜めに走る金属組織が残存するた
め歪を生じ、この歪によって屈曲させたときにねじれを
生じてしまうことがわかる。

次に、上記で得られた本発明のエンドレスベルトと従来
のエンドレスベルトを用い、第６図に示すような試験装
置によって耐久性試験を行なった。すなわち、駆動ロー
ラ４１及びテンションローラ４２に試験を行なうベルト
Ｂを張設し、テンションローラ４２を荷重Ｗで外方に引
っ張りつつ、各ローラ４１．４２及びベルトＢを図中矢
印で示す如（回転させ、特定荷重Ｗのときに何回転でベ
ルトＢが切れたかを測定し、荷重Ｗと回転数との関係を
求めた。

この結果を第７図に示す。図において、１は本発明のベ
ルトを示し、２は従来のベルトを示す。

このように、本発明のベルトは、従来のベルトに比べて
明らかに優れた耐久性を有している。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、金属の円柱体の
中心部をくり抜いて円筒体を形成し、この円筒体の両端
面角部を曲面加工し、ロール圧延装置によって一次圧延
し、これにより得られたベルトを引張圧延装置によって
二次圧延することにより、ベルトの長さ方向に沿った平
行な繊維状の金属組織が形成されたエンドレスベルトを
製造することができる。このような組織を有する本発明
のエンドレスベルトは、優れた強度及び耐久性を有して
おり、ＣＶＴ用のベルトとしても好適に使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエンドレスベルトの製造工程を示
す概略説明図、第２図は本発明の実施例によって得られ
たエンドレスベルトの金属組織を示す顕微鏡写真、第３
図は従来の方法で製造されたエンドレスベルトの金属組
織を示す顕微鏡写真、第４図は本発明の実施例によって
得られたエンドレスベルトを屈曲させた状態を示す斜視
図、第５図は従来の方法で製造されたエンドレスベルト
を屈曲させた状態を示す斜視図、第６図はベルトの耐久
性試験を行なう試験装置を示す概略説明図、第７図は本
発明の実施例によって得られたエンドレスベルトと従来
の方法で製造されたエンドレスベルトの耐久性試験の結
果を比較して示す図、第８図は従来のエンドレスベルト
の製造方法の一例を示す説明図、第９図は従来のエンド
レスベルトの製造方法の他の例を示す概略説明図である
。 図中、２３は金属の円筒体、３１はロール圧延装置、３
２は受はローラ、３３．３４は外周ロラ、３５はガイド
溝、１５は引張圧延装置、１８は受はローラ、１９はテ
ンションローラ、２０．２１は外周ローラ、２２はガイ
ド溝である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属の円筒体を圧延してループを拡張することに
   より形成したエンドレスベルトにおいて、前記圧延によ
   りベルトの長さ方向に沿った平行な繊維状の金属組織が
   形成されていることを特徴とするエンドレスベルト。
2. （２）金属の円柱体の中心部をくり抜いて円筒体を形成
   する第１工程と、前記円筒体の両端面角部を曲面加工す
   る第２工程と、前記円筒体をローラにより圧延してルー
   プを拡張し、ベルトにする第３工程と、前記ベルトをロ
   ーラにより引張力を与えながら更に圧延して、金属組織
   を長さ方向に沿った繊維状とする第４工程とからなるこ
   とを特徴とするエンドレスベルトの製造法。