JPS62155350A - Vベルト用ベルト要素とその製造方法 - Google Patents

Vベルト用ベルト要素とその製造方法

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JPS62155350A
JPS62155350A JP29409485A JP29409485A JPS62155350A JP S62155350 A JPS62155350 A JP S62155350A JP 29409485 A JP29409485 A JP 29409485A JP 29409485 A JP29409485 A JP 29409485A JP S62155350 A JPS62155350 A JP S62155350A
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JP
Japan
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belt
titanium
laminated
elements
alloy
Prior art date
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Pending
Application number
JP29409485A
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English (en)
Inventor
Shoichi Nishiyama
正一 西山
Akira Kebukawa
毛部川 章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
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Publication date
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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などに使用されるVベル
ト用のベルト要素とその製造方法に関Jる。
〔従来の技術〕
自動車の無段変速機(CVT)などに使用される伝動用
ベルトは、第2図に例示されるVベルト1のように、無
端帯状の積層ベルト2と多数の金属ブロック3(一部の
み図示)とからなり、一対のプーリ4,5間に張り渡さ
れる。
積層ベルト2は、薄い金属板からなる複数枚のベルト要
素2a、2b・・・2nを厚み方向に重ねたものであり
、この積層ベルト2の長さ方向に各ブロック3が配列さ
れる。
ブロック3は、−例として第3図に示されるようにブロ
ック本体10と、このブロック本体1゜の首部11.1
2間に架は渡された溝部)A 13などからなる。ブロ
ック本体10の幅方向両側部には、プーリのV状溝15
に接するV状の傾斜面1δ、17が設けられている。ま
たブロック本体10の上部には、最内層のベルト要素2
aと接するベルト支持面18が設けられている。そして
ベルト支持面18と横部材13との間に積層ベルト2が
挿通させられる。
上記Vベルト1は、プーリ4,5間に張り渡され、各ブ
ロック3を介して回転力の伝達が行なわれる。従ってベ
ルトに加わる張力は通常の引っ張り形のベルトに比べて
小さい。また、伝達される回転力および回転周速度は、
各ブー94,5における回転中心からベルト1までの作
用半径によって決まる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記構造のVベルト1は、運転中にベルト要素2a、2
b・・・2nがその幅方向に振動し、特に高速回転中に
発生する異常振動によりブロック3の角部11.12と
の接触を繰返すことによってベルト要素2.a、2b・
・・2nが著しく摩耗することがある。
異常振動の原因は種々考えられるが、高速回転中にベル
ト1に作用する遠心力もその一因になっている。殊に従
来のベルト要素2a、2b・・・2nは鉄鋼やステンレ
ス鋼等の鉄系金属からなり、比重が大きいため高速回転
中に生じる遠心力も大きかった。また、ベルト要素2a
、2b・・・2nの材料の比重が大きいと慣性モーメン
トが大きいため、接触の際の衝撃も大きいものとなり、
摩耗が顕著となる。
更には、Vベルト1とプーリ4,5を用いた無段変速機
は、変速制御する際に各プーリ4,5のV状溝15の溝
幅が変化させられ、これに伴いベルト1の回転半径が変
化するため、ベルト1の慣性モーメントが大きいと変速
制御の際にプーリ4゜5の動きにベルト1が追従しにく
くなり、応答性の悪さにつながることも判った。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、ベルト要素の材料にチタン(チタン合金を含
む)を使用しかつベルト要素の周面のうちブロックと接
する部位、または接する可能性のある部位に耐摩耗性を
または滑りを増すための表面処理層をコーティングした
ものである。表面処理層としては、TiNあるいはTi
C等が適する。
更に本発明方法は、チタンまたはチタン合金からなる帯
状のベルト要素をその厚み方向に重ね合わせることによ
り積層ベルトの状態にし、上記ベルト要素を重ねた状態
のまま積層ベルトの外面に耐摩耗性または滑りを増すた
めの表面処理を行なうことを特徴とする。
〔作用〕
本発明のベルト要素は、複数枚重ねて積層ベルトとし、
この積層ベルトの長さ方向に各ブロックが配列されて伝
動用Vベルトを構成する。
ブーりの回転に伴って、Vベルトは各ベルト要素とブロ
ックとが実質的に一体となって回転するため、Vベルト
は遠心力を受ける。この遠心力の大きさはベルト要素と
ブロックの重量に左右される。本発明のベルト要素はチ
タンまたはチタン合金からなり鉄系金属に比べて慣性モ
ーメントを小さくすることもできる。しかも、各ベルト
要素にはブロックとの接触面等に耐摩耗性ないし滑りを
良くするための表面処理層がコーティングされているの
で、前述の如くベルト要素自体の慣性モーメントが小さ
いこととあいまって、摩耗を軽減させる上で頗る効果的
である。また、高速回転時の振動が著しく減少するとと
もに、変速制御する際の応答性も良くなる。
また本発明方法によれば、各ベルト要素を積層した状態
で表面処理を行なうので、ブロックの各部と接する部位
または接する可能性のある箇所を選択的にコーティング
できる。
チタンは比強度(引張り強さを比重で割った値)が大き
いので、軽量化と引張り強さが要求される伝動用ベルト
に適している。また、チタンのヤング率は約toooo
〜12000/’(gf / fl 2であり、ステン
レス鋼のヤング率(2QOOQKSF f /wn2)
の約半分であり、撓みやすいという特徴がある。このこ
とは、下記の点で伝動用ベルトにとって好ましい。
(1)各ベルト要素はブーりを通過する時に曲げを受け
るが、同一厚さのチタン製ベルト要素とステンレス鋼製
のベルト要素を互いに同一半径で曲げたとすると、チタ
ンの表面応力はステンレス鋼の半分で済む。
(2)チタン製のベルト要素とステンレス鋼製のベルト
要素を互いに同一半径で曲げた場合に、双方に同一の表
面応力が生じるようにすると、チタン製のベルト要素の
厚さをステンレス鋼製のベルト要素の厚さの2倍にする
ことができる。従って積層ベルト全体としての厚みが同
じであるならチタン製のベルト要素を用いた方が積層枚
数を少なくできる。
(3)互いに同一厚さのチタン製ベルト要素とステンレ
ス鋼製のベルト要素を同一応力で使用する場合には、チ
タン製のベルト要素の回転半径をステンレス鋼製のベル
ト要素の半分まで小さくできる。
このため、チタン製のベルト要素を用いた場合にはプー
リを小形化することができ、しかも回転半径が小さくな
るので慣性モーメントも小さくなる。
〔実施例〕
第1図に積層ベルト2を概略的に示す。同図においては
、理解しやすいように各ベルト要素2a。
2b・・・2n間に隙間をあけて描いであるが、実際に
は各ベルト要素2a、2b・・・2nは互いに厚み方向
に密接している。
積層ベルト2は、複数枚(10ないし20枚位)の無端
帯状のベルト要素2a、2b・・・2nを厚み方向に重
ねた・ものである。各ベルト要素2a、2b・・・2n
の厚みは一例として0.2 n位である。
なお、ベルト要素2a、2b・・・2nの厚さを全て同
一にする必要はない。例えば応力の高い内層側のベルト
要素2a、2b’等を外層側のベルト要素よりも厚くし
てもよい。あるいはプーリ4,5と接する作用半径が非
常に小さい場合には、曲げ応力を緩和させるために、上
記とは逆に内層側のベルト要素2a、2b等を外層側の
ベルト要素よりも薄くしてもよい。
各ベルト要素2a、2b・・・2nはチタンまたはチタ
ン合金によって作られている。チタン合金は、チタンに
例えばアルミニウムおよびバナジウム等を加えたもので
あるが、添加される元素はCr。
Fe、Mn、Mo、Taなどであってもよい。
チタン合金には、α+β形とβ形が知られている。β相
は変形に対し等刃型なのでα相に比べて加工しやすい。
β相の合金は熱間加工性および冷間加工性が良く、しか
も溶体化時効処理により130 K9 f / rm 
2以上の高強度化が図れる。その反面、材料コストが高
い点と、β相安定化元素としてMo、Ta、V、Nb、
Mn、Fe、Cr等の添加量が多くなるため比重がα相
に比べて大きいといった不利もある。一方、α+β合金
はβ合金に比べて引張り強さは多少劣るが、ヤング率が
小さく、かつ材料コストが安い点では伝動用ベルトに適
している。
以上の点を勘案すると、応力条件が最も厳しい最内層の
ベルト要素2aのみ、または最内層から2ないし3枚位
までのベルト要素2a、  2b、  20等にβ合金
を用い、それよりも外層のものにα+β合金を用いるの
がよい。但し、各ベルト要素2a、2b・・・2nを全
てβ合金のみ、あるいはα+β合金のみを用いてもよい
上記ベルト要素2a、2b・・・2nを製造する場合、
素板(ブランク)を深絞りして第4図に示されるような
ハツト形の中間製品2′を得たのち、この中間製品2′
を第5図に示されるようなスピニング加工で所定の板厚
(Tiの場合0,2Mまで可能)まで減少させ、次にこ
の中間製品2′を所定の幅に輪切りにする。
α+β合金の代表品種であるTi−6Al−4Vの場合
、室温では引張り伸びが約20%程度であるが、α+β
−βの変態点よりやや低い約900℃前後では引張り伸
びが約tooo%になる。この超塑性を利用すれば、上
記スピニング加工を省略することができる。すなわち、
ハツト形の中間製品2′を得る際に、パンチとダイの間
隔を0.2mrtr程度に設定し、成形と同時に所定板
厚までしごくことにより、−気に最終製品板厚まで成形
することができる。なお、溶接によって帯状のチタン薄
板の端部を接合することによって、無端帯状にしてもよ
い。
そしてベルト要素2a、2b・・・2nの周面のうち、
ブロック3と接する可能性のある部位、すなわち首部1
1.12との対向面20.21と、ベルト支持面18と
の対向面22および横部材13との対向面23に、それ
ぞれ耐摩耗性を高めるとともに滑りを良くするための表
面処理層がコーティングされている。なお、各ベルト要
素2a、2b・・・2n間の相互対向面にも同様の表面
処理層を設けてもよい。
上記表面処理は、例えば以下述べる各種方法から適宜選
択する。なお、下記の方法を組合わせてもよい。
■P V D (physlcal vapour d
eposition)  真空中にチタン合金からなる
ベルト要素を置き、その表面にTiN層をコーティング
する。
■CV D (chemical vapour de
posltlon)  高温炉中でガス反応させること
によりTiNまたはTiCをコーティングする。
■溶射 プラズマジェットにより、例えばCo。
W、Crの混合物(商標名、ステライト等)、あるいは
セラミック等を数十μないし数百μ程度の厚さに溶射す
る。
■酸化法 酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムの
粉末中にチタン合金を埋設して加熱する。
■窒化法 チタン窒化物中で加熱する方法と、窒素ガス
中でチタン合金をレーザにより加熱して局部的に窒化さ
せる方法とがある。
■イオンブレーティング 窒素イオンを電気加速してコ
ーティングする方法と、TiCまたはTiNのプラズマ
イオンコーティングを行なう方法とがある。
コーティングを行なう場合、各ベルト要素2a。
2b・・・2nを1枚ずつ分けて行なってもよいが、例
えば第1図に示されるように互いに重ね合わせて積層ベ
ルト2にした状態でコーティングを行なってもよい。こ
うすることにより、積層ベルト2はブロックの首部11
.12と対向する面20゜21(第3図参照)と、ブロ
ックのバンド支持面18と接する面22、およびベルト
が弛んだ時にブロックの横部材13と接する面23を選
択的にコーティングできる。
上記構成のベルト要素2a、2b・・・2cとブロック
3とからなるVベルト1は、従来のものと同様にプーリ
4,5間に張り渡され、ブロック3を介して回転力が伝
達される。
しかして、積層ベルト2はチタン合金からなるため比重
は4.5程度であり、従来のステンレス鋼製の積層ベル
トの比重が7.B〜7.9であったのに対して大幅な軽
量化となり、従ってVベルト1全体のTi1tも従来に
比較して約30%ないし50%低減する。
ベルト1は高速で回転するため、その軽量化はベルト1
に作用する遠心力を減少させる上で極めて効果的である
。特に、高速回転中の過大な遠心力は振動の発生原因と
なるので、ベルト1が軽量化することは異常振動の防止
と摩耗の軽減化を図る上で大きな効果がある。
また、Vベルト1を用いた無段変速機は、変速制御する
際に各プーリ4,5のV状溝15の溝幅の変化に伴いベ
ルト1の回転半径が変化するため、本実施例のように軽
量に構成されているので慣性モーメントを小さくできる
ベルトは、変速制御時の応答性の点でも優れている。
〔発明の効果〕
本発明1とよれば、ベルトの大幅な軽量化が図れるばか
りでなく、ベルトの摩耗や回転時に発生する振動を低減
できるとともに、変速制御時のベルトの応答性も向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はベルト要素を示す略側面図、第2図はVベルト
を用いた伝動装置の概略図、第3図はブロックの正面図
、第4図はベルト要素を作る過程で得られる中間製品の
斜視図、第5図はスピニング加工を示す概略図である。 1・・・Vベルト、2・・・積層ベルト、2a、2b。 2n・・・ベルト要素、3・・・ブロック、4,5・・
・プーリ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第4図 第5図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)チタンまたはチタン合金からなり、かつ周面の少
    なくとも一部に耐摩耗性または滑りを増すための表面処
    理層をコーティングしたことを特徴とするVベルト用ベ
    ルト要素。
  2. (2)少なくとも最内層のベルト要素をβ合金とし、か
    つ少なくとも最外層のベルト要素をα+β合金としたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のVベルト用
    ベルト要素。
  3. (3)チタンまたはチタン合金からなる帯状のベルト要
    素をその厚み方向に重ねることにより積層ベルトをつく
    り、各ベルト要素を重ねた状態のまま積層ベルトの外面
    に耐摩耗性または滑りを増すための表面処理を行なうこ
    とを特徴とするVベルト用ベルト要素の製造方法。
JP29409485A 1985-12-27 1985-12-27 Vベルト用ベルト要素とその製造方法 Pending JPS62155350A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297343U (ja) * 1985-12-09 1987-06-20
US5555799A (en) * 1994-08-24 1996-09-17 Teledyne Industries, Inc. Non-stick laminating endless belt press
EP0909907A1 (en) * 1997-10-14 1999-04-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Belt for a continuously variable transmission

Cited By (4)

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