(57)【要約】【課題】強度がありコンパクトで軽量にできる無端金属ベルトおよび無端金属ベルトのプリセッチング方法を提供する。【解決手段】この無端金属ベルトは、プーリを使用して塑性変形を起こすプリセッチングを施し、外表面に圧縮残留応力が付与されている。この無端金属ベルトのプリセッチング方法は、プーリを使用して塑性変形を起こし、無端金属ベルトの外表面に圧縮残留応力を付与する。これによれば、残留応力が外表面と内表面に残っているので、その分、実際に発生する応力を軽減できる。【選択図】図１
2010121655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリを使用して塑性変形を起こすプリセッチングを施し、外表面に圧縮残留応力が付与されていることを特徴とする無端金属ベルト。
【請求項２】
プーリを使用して塑性変形を起こし、外表面に圧縮残留応力を付与することを特徴とする無端金属ベルトのプリセッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無端金属ベルトおよびそのプリセッチング方法に係り、より詳細には、強度がありコンパクトで軽量な無端金属ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
無端金属ベルトは、２つのプーリに巻き付けて、一方のプーリ軸の回転を他方のプール軸に伝える伝動機構に使用される。特許文献１に示されるように、無端金属ベルトは、長尺な板部材が溶接により環状の平ベルトである。部材にはステンレスなどが使用される。無端金属ベルトは、耐久性に優れ粉塵が出ない。また、伸びが少なく、位置制御が正確であることからクリーンルームに設置される製造装置等に多用される。
【０００３】
図４に示すように、実際に使用するプーリ２の直径をＤとすると、無端金属ベルト３の強度は、プーリ２に巻き付けた時、外表面に発生する曲げ応力σｂで、ほぼ決まってしまう。無端金属ベルトは、一般にステンレス材が使用されるが、プーリからの脱落防止を行なうため、無端金属ベルトにテンションをかけて使用するケースも多く、強度がありコンパクトで軽量な無端金属ベルトが求められている。
【特許文献１】特開２００５−４０８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、強度がありコンパクトで軽量にできる無端金属ベルトおよびそのプリセッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明による請求項１の無端金属ベルトは、プーリを使用して塑性変形を起こすプリセッチングを施し、外表面に圧縮残留応力が付与されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明による請求項２の無端金属ベルトのプリセッチング方法は、プーリを使用して塑性変形を起こし、外表面に圧縮残留応力を付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１、２によれば、小径のプーリに巻き付け、無端金属ベルトの表面近傍を塑性域まで強加工し、プーリから解放された状態で、残留応力を残すプリセッチングを行なったので、無端金属ベルトの強度を向上することができる。従来の無端金属ベルトの強度が、曲げ応力σｂで決まるとすれば、プリセッチングにより無端金属ベルトの表面にσｒのマイナス残留応力が付与されるから、実質的な発生応力は（σｂ−σｒ）に軽減される。しがって、無端金属ベルトにかかる荷重が同じとすれば、プリセッチングを施すことによって、よりコンパクトでより軽量なベルトを製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明による無端金属ベルトについて説明する。なお、プリセッチングは、一般にばねの製造工程で使用され、ばねが使用される荷重方向に過荷重を与えて若干の塑性変形を生じさせる手法である。これにより、ばねの強度がＡからＡ’（Ａ’＞Ａ）に向上する。プリセッチング後に低温焼きなましを行なって、さらに強度を向上させる場合もある。
【実施例】
【０００９】
図１は、本発明による無端金属ベルトのプリセッチングの説明図である。プリセッチングは、無端金属ベルト３を実際に使用するプーリの直径Ｄより小さい直径ｄ（Ｄ＞ｄ）のプリセッチング用プーリ４に取り付けて実施される。直径Ｄは無端金属ベルト３を弾性変形領域で使用する。直径ｄは、無端金属ベルト３に塑性変形が生じる直径とする。プリセッチングを施している状態では、無端金属ベルト３の板厚方向に、図１のような応力が発生する。無端金属ベルト３には、弾性限度を越える応力が発生するため、外表面および内表面には塑性領域が生じる。
【００１０】
このような状態を保持したまま、プーリ４を回転させれば、無端金属ベルト３の全周にわたって、塑性領域が生成される。なお、図１では、簡単のため、弾完全塑性体として図示しているが、実際には加工硬化するので、塑性域での応力は一定ではない。
【００１１】
プリセッチング後の解放時には、内外表面に生成された塑性域の影響によって、引出し円Ｃ１に示すような応力分布となる。その結果として、無端金属ベルト３の外表面には、強度的に重要な圧縮の残留応力σｒが生じている。
【００１２】
このようなプリセッチングされた無端金属ベルト３を、図３に示す直径Ｄのプーリ２に巻き付けた場合、外側表面に発生する応力はσｒだけマイナスされて（σｂ−σｒ）に軽減される。逆にいえば、その分、設計応力は高くとれるので、その分、負荷を大きくでき、強度が向上した無端金属ベルト３を得ることができる。
【００１３】
図２は、図１のプリセッチング用プーリと組み合わせて補助ローラを使用したプリセッチングの説明図である。プリセッチング用プーリ４に補助ローラ５を組み合わせたので、少ない張力でも無端金属ベルト３をプリセッチング用プーリ４の外周に沿うよう曲げることができる。
【００１４】
無端金属ベルト３に残留応力が付与されていることは、結晶格子間の距離が広がっているか縮んでいるかを調べるＸ線残留応力測定器で測定できる。簡単な判別方法としては、プリセッチング後、無端金属ベルト３にが、ある程度の長さがあれば不規則な形に丸まることや、無端金属ベルト３の一端を切断して解放するとぜんまいバネのように丸まることでわかる。
【００１５】
図３に示すように、無端金属ベルトは、一般に長手方向の両端がまっすぐではなく、幅方向にうねりがある。このうねりはキャンバー（符号ｃｂで示す）と呼ばれる。これを少なくするため、従来はテンションアニール材を用いること、あるいは、製造工程の最終段階で、無端金属ベルトを押圧ロールに通して、板厚方向に押すことによってキャンバーを矯正していた。図２に示す構成のプリセッチングによれば、このようなキャンバーの矯正も不要になることが期待される。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明による無端金属ベルトは、プリセッチングによる残留応力により、強度アップを図ったので、小型プーリが使用された動力伝達機構に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による無端金属ベルトのプリセッチングの説明図である。
【図２】図１のプリセッチング用プーリと組み合わせて補助ローラを使用したプリセッチングの説明図である。
【図３】キャンバーを示す説明図である。
【図４】一般的な無端金属ベルトの使用状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
２    プーリ
３    無端金属ベルト
４    プリセッチング用プーリ
５    補助ローラ
σｂ    曲げ応力
σｒ    残留応力
ｃｂ    キャンバー
【図１】
2010121655.tif 000003
【図２】
2010121655.tif 000004
【図３】
2010121655.tif 000005
【図４】
2010121655.tif 000006