JPS63195216A - 無端ベルトフ−プの製造方法 - 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、金属製多層ベルトを構成するベルトフープの
製造方法に関する。

（従来の技術） 自動車用エンジンや発電機等のシＪ力伝達手段として近
年金属製無端ベルトの採用が考えられているが、ベルト
の柔軟性、強度、潤滑性等を考慮して薄肉のベルトフー
プを多層に組合わせて得た金属製多層無端ベルトを使用
することが望ましい。

このような薄肉多重の金属製無端ベルトを実用化する際
の最大の問題点は、ＩＮ目と２Ｎ目、ｎ層目とれ＋１層
目２等隣接するベルトフープ間の周長差及び板厚の精度
である。周長差が大きすぎても、小さすぎても各層のベ
ルトにかかる応力に差を生じ、ベルトとしての強度が低
下する。又極端な場合、多重ベルトとして組み付けるこ
とさえ困難になる。計算上、各層間の周長差は２πｔ　
（ｔは各ベルトの厚さ）必要であり、その精度は例えば
周長ｌｌｔ−１００（１に対してΔｉ−±０．１ｍｍ即
ち±０．０１％の精度が必要である。また板厚について
は、個々のベルトフープに負荷される応力が一定となる
ように厳しい板厚精度が要求される。更にフープ間の摩
擦に伴う摩耗が一定となるように、フープ間の隙間にバ
ラツキが生じてはならず、従って局部的な凹凸や歪みが
問題となる。

このような要求に沿うべく開発された従来方法としてシ
ームレスパイプを素材とする方法と熔接パイプを素材と
する方法とが考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） 然し乍ら、上記前者の方法では、素材バイブを製造する
コストが高くなり、量産用ベルトフープの製造には適さ
ない。

又、上記後者の方法は、鋼製の帯状材の両端部を溶接し
て無端リング状とした後、リングロール加工を行うこと
で、無端ベルトフープを製造するものであって、このよ
うな方法は、特開昭５８−１５９９３７号公報、特開昭
６１−９９０３号公報に開示されている。

ところで、特開昭６１−９９０３号公報に示す方法では
、溶接後に焼純処理を施さないため、溶接部及び溶接熱
の影響部と母材部との熱歪や材質的不均一は改善されず
、この材質的不均一による素材強度の差や熱歪によって
、リングロール加工時に、フープ形状が不均一となると
云う問題がある。

これに対し、特開昭５８−１５９９３７号公報に示す方
法では、溶接後に焼純処理を施して、溶接部及び溶接熱
の影響部と母材部との熱歪や材質的不均一さを熱処理に
よって均一化しているので、上記のような問題はない。

然し乍ら、上記の方法で製造したベルトフープでは、重
要な特性とされる疲労強度が充分でなく、この改善が要
望されていた。

そこで、本順発明者は、種々の実験を積み重ねて、上記
改善方法を発見した。

即ち、特開昭５８−１５９９３７号公報に示す方法では
、リングロール加工後に、歪除去のため、溶体化熱処理
を行っていたが、これが疲労強度に対して重大な影響を
及ぼすことに本願発明者は着目したのである。

つまり、上記製造方法では、リングロール加工により、
マルエージング鋼の場合には、材質強度は、冷間加工率
の％当り０．３〜０．４　ｋｇｆ／ｉｉの上昇が期待で
きると共に、疲労強度は素材強度の上昇と共に上昇する
ことは技術的常識であるから、素材強度の上記上昇によ
って、疲労強度も当然上昇する。

従って、４０〜５０％の加工率で冷間加工を施すと、素
材強度は１２〜２０ｋｇｆ／ｍ（上昇すると共に、疲労
強度もかなり上昇する。

而して、本願発明者は、 （ｉ）上昇した疲労強度が、溶体化熱処理によって低下
すること。

（ｉｉ）溶体化熱処理を行わずに、リングロール加工後
、そのまま時効処理を施すことにより、素材強度、疲労
強度が低下せず、そのまま維持されること。

（ｉｉｉ　）リングロール加工後の歪は無視できる程小
さく、歪取りのための溶体化熱処理の有効性に疑問があ
ること。

等に着目して、特開昭５８−１５９９３７号公報に示す
製造方法を改善して、素材強度、疲労強度を向上できる
無端ベルトフープの製造方法を発明した。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく、本発明が採用した手段は、隣
接する金属製無端ベルトフープを相互に密着させて多層
ベルトとして使用するための無端ベルトフープの製造方
法において、厚さｌ　ｎ＋以下に冷間圧延したマルエー
ジング鋼帯状材の両端部を溶接して無端リング状とした
後、８００℃以上の温度で焼純処理し、次に、冷間でリ
ングロール加工を行い、そのまま時効処理を施す点にあ
る。

（作　用） まず、厚さ１ｍｍ以下に冷間圧延したマルエージング鋼
帯状材の両端部を溶接して、無端溶接リングを形成する
。

次に、８００℃以上の温度で、焼純処理した後、冷間で
リングロール加工を行う。

而る後、溶体化熱処理を施さず、そのまま時効処理を施
す。

（実施例） 以下、図面に基き本発明の一実施例を説明すると、第１
図は本発明の一実施例に係るベルトフープの製造工程を
示す工程図である。

第１図に示す如く、本実施例においては、１８％Ｘｉ系
マルエージング鋼薄板素材（冷間圧延、熱処理材、厚さ
一１ｕ以下、例えば０　、４　ｍ　）を所定の幅及び長
さく幅＝例えば３００鶴、長さ＝例えば３０Ｏｍｍ）の
帯状材に切断する。

ところで、ベルトフープの製造に、どの程度の素材強度
のマルエージング鋼を用いるかは下記のようにして決め
られる。

即ち、ベルトフープは使用時にはベルトプーリに巻掛け
られて、循環回送されるため、ベルトフープは循環回送
され乍ら、ブーり径に対応した曲率で曲げられたり、平
らに捩されたりすることとなり、疲労強度の高いことが
要求される。

疲労強度は素材強度の２７３〜１／２の範囲にあり、素
材強度に略比例するとされているので、素材強度を上げ
ることは、疲労強度の面から有利である。

しかし、あまり、高強度素材では、靭性の低下が起り、
疲労強度の低下も起ることから、ベルトフープ素材とし
ては、１７０〜２４０　ｋｇｆ／ｃ１級マルエージング
鋼が用いられる。

上記のようにして得られた帯状材をリング状に丸めて、
両端部を電子ビーム溶接して、リングロール加工用の無
端溶接リングを製造すると共に、溶接リングを所要の幅
（例えば、１（１）１ｍ）に切断する。尚、上記溶接は
、欠陥の生じない溶接方法であれば、どのような方法で
もよく、プラズマアーク溶接、ＴＩＧ溶接等でもよい。

而して、溶接後の溶接部及びその近傍部分の材料の硬度
を第２図の下段部に示す。

第２図では、縦軸にビッカース硬さくＨｖ）を、横軸に
溶接部中心からの距離（鶴）をとり、溶接部における測
定点を黒丸で、母材部における測定点を白丸で示す。第
２図の下段部を見れば、溶接部近傍で硬度が極端に変化
し、溶接部中心から左右１ｎ程度隔った場所で硬度がピ
ークに達していることが理解される。

このような硬度の極端な変化を放置したまま、後続する
リングロール加工を行うと、偏厚の原因となって、フー
プ形状が不均一になり、ベルトフープを多層ベルトに組
合せた際、ベルトフープ毎の応力が一様でなくなって、
ベルトフープの破断や偏摩耗を招来する。

そこで、本発明においては、溶接リングに８００℃以上
の温度で焼純処理を行って、溶接部の硬度分布を略均−
にすると共に、溶接による熱歪をなくしてから、リング
ロール加工を行う。

上記焼純処理は、溶接部及び、溶接熱が影響する溶接部
近傍部と、母材部との硬度差、即ち、材質的不均一さを
解消できる条件であればよく、実施例では、８５０℃の
温度で１時間の焼純処理を行った。

この焼純後の溶接部及びその近傍部分の硬度分布を第２
図の上段部に示す。

これを見れば、溶接部中心から１ｆｌ程度の位置にあっ
た硬度のピークが、焼純処理によって消滅し、硬度が均
一化していることがわかる。

本実施例では、上記のようにして得られた溶接リングに
冷間でリングロール加工を行い、所定の周長及び厚さく
周長＝例えば６００酊、厚さ＝例えば０．２ｍ５）のベ
ルトフープを製造する。

ところで、リングロール加工により、溶接リングは周長
方向に圧延されるので、素材の表面疵や圧延時に発生す
る疵はベルトフープの周長方向となり、ベルトフープと
して使用する際に働く応力（張力、曲げ応力）に対して
は、底部における切欠き効果は小さくなる。

又、リングロール加工により、金属組織の流れ方向もベ
ルトフープの周長方向となり、これも、ベルトフープの
素材強度、疲労強度の上昇に有効と考えられる。

ところで、リングロール加工時の冷間加工率は自由であ
るが、最大冷間加工率は、リングロール加工機の圧延ロ
ール径及びその剛性と、ベルトフープの最終周長とによ
り決まり、例えば、ベルトフープの最大周長を８００ｍ
とすると、冷間加工率は約６０％となる。

又、最低冷間加工率は、例えば、約１０％以上とされる
。

本実施例では、上記のようにして得られたベルトフープ
に対して溶体化熱処理を施さず、そのまま時効処理する
ことによって、ベルトフープの素材強度、疲労強度も優
れたものとした。

次に、溶接後の焼純処理がベルトフープの板厚に対して
どのような影響を与えるかについて調べるために、上記
実施例から焼純処理を除いた方法でベルトフープを製造
し、このベルトフープの板厚と、実施例により製造した
ベルトフープの板厚とを比較した。

第３図が比較結果である。これを見れば、焼純処理を行
った本発明に係るベルトフープでは板厚が均一であるの
に対し、焼純処理を行わなかったベルトフープでは、溶
接部及びその近傍部の厚さが不均一となっており、溶接
後に焼純処理を行うことが不可欠であることがわかる。

次に、 （ｉ）上記実施例により製造した本発明に係るベルトフ
ープと、 （ｉｉ）上記実施例のリングロール加工後に、８２０℃
で１時間の溶体化熱処理を施したベルトフープ、叩ち、
特開昭５８−１５９９３９号による方法で製造したベル
トフープと、 （ｉ■）上記実施例の焼純処理を除いた方法で製造した
ベルトフープ、即ち、特開昭６１−９９０３号による方
法で製造したベルトフープと の比較試験を行った。尚、ベルトフープの素材としては
、２４０ｋｇｆ／１）級マルエージング鋼を用いた。

第４図は、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ　）のベルトフープの
Ｓ−Ｎ曲線を示すグラフで、これを見れば、本発明に係
るベルトフープは、特開昭５８−１５９９３９号に係る
ベルトフープや、特開昭６１−９９０３号に係るベルト
フープよりも疲労強度が高い。

特に、特開昭６１−９９０３号に係るベルトフープでは
、試験結果にばらつきが多いと共に、形状も不均一なも
のとなりでいた。

又、本発明に係るベルトフープでは、溶体化熱処理を行
わなかったにも拘らず、特開昭５８−１５９９３９号に
係るベルトフープと比較して、歪に関しては殆ど歪はな
かった。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、溶接部及び溶接
熱の影響部と母材部との材質的不均一さを焼純処理によ
って改善して、材質を均一化しているので、材質的不均
一さに起因するベルトフープ形状の不均一と云う問題は
生じない。又、リングロール加工後、溶体化熱処理を施
さず、そのまま時効処理したので、素材強度、疲労強度
を向上できると共に、製造工程も一工程省略でき、ベル
トフープの製造を従来よりも容易且つ短時間で行える。

更に、溶体化熱処理を施さなかったにも拘わらず、ベル
トフープの歪等に関して問題はない。

本発明は上記利点を有し、実益大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るベルトフープの製造工
程を示す工程図、第２図は溶接後の溶接部等の硬度を示
すグラフ、第３図は異なる方法で製造したベルトフープ
の板厚を示すグラフ、第４図は比較試験結果であるＳ−
Ｎ曲線を示すグラフである。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所第２ｆ：ｌ
Ｊ に 萬 〉、 石 ・ｅ 旨 ツ 蕉３１２ｉ −ｏ−ｇクレ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）隣接する金属製無端ベルトフープを相互に密着さ
   せて多層ベルトとして使用するための無端ベルトフープ
   の製造方法において、厚さ１ｍｍ以下に冷間圧延したマ
   ルエージング鋼帯状材の両端部を溶接して無端リング状
   とした後、８００℃以上の温度で焼純処理し、次に、冷
   間でリングロール加工を行い、そのまま時効処理を施す
   ことを特徴とする無端ベルトフープの製造方法。