(57)【要約】【課題】金属リングの側端面（コバ面）の窒化を均一に行うことができると共に、金属リングの着脱が容易で、複数の金属リングを収納したときにも、該金属リングを所定位置で確実に固定して保持することができる窒化処理治具を提供する。【解決手段】窒化処理用治具１は、無端帯状に形成され、幅方向に沿って中央部で外方に凸状に湾曲した断面円弧状の形状を付与した金属リングＷを気体により窒化処理するために用いる。金属リングＷを外周面Ｗ１の複数箇所で押圧して金属リングＷを楕円形状に撓ませた状態に保持する複数の保持部材３と、保持部材３の金属リングＷに当接する部分に形成された当接用凹部６とを備え、当接用凹部６は金属リングＷの外周面Ｗ１の少なくとも２箇所に点接触する形状を備える。保持部材３は、長さ方向に沿って、複数の当接用凹部６を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端帯状に形成され、幅方向に沿って中央部が外方に凸状に湾曲した断面円弧状の形状を付与した金属リングを気体により窒化処理するために用いる治具であって、
該金属リングを外周面の複数箇所で押圧して該金属リングを楕円形状に撓ませた状態に保持する複数の保持部材と、該保持部材の該金属リングに当接する部分に形成された当接用凹部とを備え、
該当接用凹部は該金属リングの外周面の少なくとも２箇所に点接触する形状を備えることを特徴とする金属リングの窒化処理用治具。
【請求項２】
前記保持部材は、長さ方向に沿って、複数の前記当接用凹部を備えることを特徴とする請求項１記載の金属リングの窒化処理用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の無段変速機等の動力伝達用ベルトを構成する無端帯状の金属リングを気体により窒化処理する際に、該無端帯状金属リングを保持する窒化処理治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の変速装置として用いられる無段変速機（ＣＶＴ）の動力伝達用ベルトは、環状に重ね合わせて配列された複数のエレメントが、複数の無端帯状の金属リングをその厚さ方向に積層してなる積層リングにより一体に結束された構成を備えている。
【０００３】
前記金属リングは、マルエージング鋼あるいはステンレス鋼等の鋼材料の薄板の端部同士を溶接して形成された円筒状のドラムを所定幅に裁断して得られた無端帯状のリング状部材を、所定の厚さに圧延し、さらに所定の周長とする周長補正を行ったものである。前記積層リングは、前記周長補正された前記金属リングに、時効処理及び窒化処理を施して、硬度、耐摩耗性を向上させた後、少しずつ周長の異なる複数の金属リングを相互にその厚さ方向に積層することにより形成される。前記金属リングは、前記のように積層されたときに、相互にずれることのないように、幅方向に沿って中央部が外方に凸状に湾曲した断面円弧状の形状が付与されている。
【０００４】
前記金属リングの窒化処理法として、ガス窒化法、ガス軟窒化法等が知られている。前記ガス窒化法またはガス軟窒化法は、いずれも所定濃度のアンモニアを含む気体を用い、前記金属リングを該気体の雰囲気内に所定時間保持することにより行われる。前記ガス窒化法またはガス軟窒化法では、前記金属リング全体が前記雰囲気に曝露されることにより、該金属リングが均一に窒化されるようにすることが好ましい。
【０００５】
そこで、前記金属リングを前記所定濃度のアンモニアを含む気体により窒化処理する際に該金属リングを保持する治具として、従来、図４（ａ）に示す窒化処理治具４１が知られている（特許文献１参照）。窒化処理治具４１は、立設されたポール４２の上下に所定の間隔を存して備えられた１対の懸架部材４３を備え、各懸架部材４３は、図４（ｂ）に側面図として示すように先端部４４に断面視Ｖ字状の挟持部材４５が備えられている。挟持部材４５は、金属リングＷの内周面に圧接して金属リングＷを幅方向で挟持し、金属リングＷに張力を付与した状態で保持することができる。また、挟持部材４５上には、それ自体窒化を受けることのない純Ｎｉからなる網状部材４６が配設されており、挟持部材４５は網状部材４６を介して、金属リングＷを挟持するようになっている。
【０００６】
前記従来の窒化処理治具によれば、金属リングＷが挟持部材４５と接触する部分には純Ｎｉからなる網状部材４６が配設されているので、挟持部材４５が接触する金属リングＷの内周面の窒化が不均一になることを低減することはできる。しかし、前記窒化処理治具では、金属リングＷの内周面の窒化が不均一になることを全く避けることはできないとの問題がある。
【０００７】
前記金属リングＷが前記ＣＶＴの動力伝達用ベルトに使用されるときには、強い引張加重が掛かり、該引張加重は特に金属リングＷの側端面（コバ面）に掛かる。従って、前記コバ面を構成する金属リングＷの内周面の窒化が不均一になることは好ましくない。
【０００８】
そこで、前記問題を解決するために、図５（ａ）に示す窒化処理治具５１が提案されている（特許文献２参照）。窒化処理治具５１は、金属リングＷをその径方向に挿入自在とした枠体５２と、枠体５２に取着されて、金属リングＷを外周面の複数個所で押圧して金属リングＷを楕円形状に撓ませた状態に保持する複数の保持部材５３とを備えている。
【０００９】
保持部材５３は、直方体形状の枠体５２の長さ方向に沿って延在する丸棒材であり、枠体５２の相対向する２つの側面と、底面との中央付近に所定の間隔を存して２本ずつ取着されている。そこで枠体５２は、図５（ｂ）に矢示するように、保持部材５３が配設されていない上方から、金属リングＷが挿入自在とされている。このようにして、窒化処理治具５１では、枠体５２の長さ方向に沿って、複数の金属リングＷを収納することができる。
【００１０】
また、図５（ｃ）に示すように、保持部材５３は、幅方向に沿って中央部が外方に凸状に湾曲した断面円弧状の形状が付与された金属リングＷの外周面で該円弧状の頂部に圧接する。従って、窒化処理治具５１では、金属リングＷは、前記コバ面が保持部材５３と枠体５２とに全く接触しない状態で保持されるので、該側端面を均一に窒化させることができる。
【００１１】
しかしながら、窒化処理治具５１では、前述のように保持部材５３が金属リングＷの前記外周面で円弧状の頂部に圧接する際に、保持部材５３は金属リングＷに対して１箇所のみで点接触することとなる。この結果、窒化処理治具５１では、金属リングＷの位置がずれやすく、複数の金属リングＷを収納したときに配列状態を維持することが困難になることがあるという不都合がある。
【特許文献１】特許第３７７６３０６号公報
【特許文献２】特開２００４−２５７４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、かかる不都合を解消して、金属リングの側端面（コバ面）の窒化を均一に行うことができると共に、金属リングの着脱が容易で、複数の金属リングを収納したときにも、該金属リングを所定位置で確実に固定して保持することができる窒化処理治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成するために、本発明は、無端帯状に形成され、幅方向に沿って中央部が外方に凸状に湾曲した断面円弧状の形状を付与した金属リングを気体により窒化処理するために用いる治具であって、該金属リングを外周面の複数箇所で押圧して該金属リングを楕円形状に撓ませた状態に保持する複数の保持部材と、該保持部材の該金属リングに当接する部分に形成された当接用凹部とを備え、該当接用凹部は該金属リングの外周面の少なくとも２箇所に点接触する形状を備えることを特徴とする。
【００１４】
前記金属リングは通常は円環状であるが、マルエージング鋼あるいはステンレス鋼等の鋼材料の薄板からなるので、外周面の複数の部分を互いに近接するように押圧力を加えることにより、容易に楕円形状に撓ませることができる。また、前記金属リングは、前記押圧力を解除すると、その弾性力により容易に円環状に復帰する。
【００１５】
そこで、本発明の窒化処理治具は、前記複数の保持部材が前記金属リングを外周面の複数個所で押圧することにより、該金属リングを楕円形状に撓ませた状態に保持する。本発明の窒化処理治具によれば、前記金属リングを、楕円形状に撓ませた状態で前記複数の保持部材の間に挿入したのち、撓ませた状態を解除して円環状に復帰させることにより、容易に前記保持部材に保持させることができ、前記と逆の操作により、前記金属リングを容易に抽出することができる。従って、本発明の窒化処理治具によれば該金属リングの着脱を容易に行うことができる。
【００１６】
ここで、前記金属リングは、マルエージング鋼あるいはステンレス鋼等の鋼材料製の無端帯状のリングを、所定の厚さに圧延し、さらに所定の周長に周長補正する際に、幅方向に沿って中央部が外方に凸状に湾曲した断面円弧状の形状が付与されている。そして、本発明の窒化処理治具は、前記保持部材に前記当接用凹部を備えているので、該保持部材に保持された前記金属リングは、外周面の少なくとも２箇所で該当接用凹部に点接触することにより、該保持部材に保持される。
【００１７】
この結果、本発明の窒化処理治具によれば、前記金属リングの側端面が、前記保持部材に全く接触しない状態で、該金属リングが該保持部材に保持されることになり、該側端面を均一に窒化させことができる。前記金属リングの外周面の前記当接用凹部と接触する部分は窒化が不均一になることが考えられるが、該金属リングの外周面は、該金属リングを相互に積層して積層リングを構成したときには隣接する金属リングで遮蔽され、露出することがない。従って、前記金属リングは、ＣＶＴの動力伝達用ベルトとして何ら問題なく用いることができる。
【００１８】
また、本発明の窒化処理治具によれば、前記金属リングが外周面の少なくとも２箇所で前記当接用凹部に点接触して保持されるので、該金属リングを所定位置で確実に固定して保持することができる。
【００１９】
本発明の窒化処理用治具において、前記保持部材は、長さ方向に沿って、複数の前記当接用凹部を備えることが好ましい。このようにすることにより、前記保持部材の長さ方向に沿って、複数の前記金属リングを保持するときにも、該金属リングの配列状態を容易に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の窒化処理用治具の正面図、図２は本実施形態の窒化処理用治具の平面図であり、図３は図１の要部拡大図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、本実施形態の窒化処理用治具１は、底板２に複数の丸棒状の保持部材３が立設されている。保持部材３は、１列につき例えば３本ずつ、例えば６列立設されている。各保持部材３の上端部は上蓋４に設けられた穴部に挿入され、上蓋４をボルト５により保持部材３に螺着することにより固定されている。
【００２２】
窒化処理用治具１では、相互に隣接する２列の保持部材３の間に金属リングＷが挿入され、６本の保持部材３が金属リングＷをその外周面の６箇所で押圧し、金属リングＷを楕円形状に撓ませた状態に保持している。
【００２３】
保持部材３は、図３に示すように、長さ方向に沿って複数の当接用凹部６を備えている。複数の当接用凹部６は相互に所定の間隔を存して設けられ、例えば、１つの保持部材３に１２個の当接用凹部６が設けられている。当接用凹部６は、例えば断面視等脚台形形状であり、開口端部６ａ，６ａ間の間隔が金属リングＷの幅よりも小さく形成されている。一方、金属リングＷは、マルエージング鋼あるいはステンレス鋼等の鋼材料製の無端帯状のリングを、所定の厚さに圧延し、さらに所定の周長に周長補正する際に、幅方向に沿って中央部が外方に凸状に湾曲した断面円弧状の形状が外周面Ｗ１に付与されている。
【００２４】
この結果、金属リングＷは、前記断面円弧状の形状を有する外周面Ｗ１の２箇所が、当接用凹部６の開口端部６ａと点接触することにより保持部材３に保持され、側端面（コバ面）Ｗ２は保持部材３に全く接触しない状態とされている。
【００２５】
次に、本実施形態の窒化処理用治具１の使用方法について説明する。
【００２６】
窒化処理用治具１では、まず、円環状の金属リングＷを相互に隣接する２列の保持部材３の間に挿入し、６本の保持部材３により該金属リングＷをその外周面Ｗ１の６箇所で押圧し、楕円形状に撓ませた状態に保持する。このとき、金属リングＷは、前記断面円弧状の形状を有する外周面Ｗ１が当接用凹部６に係合し、該外周面Ｗ１の２箇所が、当接用凹部６の開口端部６ａと点接触することにより、所定位置で確実に固定して保持される。窒化処理用治具１では、このようにして、互いに隣接する保持部材３，３間に、例えば１２本ずつ、合計６０本の金属リングＷが保持される。
【００２７】
窒化処理用治具１は、所定数の金属リングＷが保持されたならば、次に、窒化処理室に収容される。前記窒化処理室は、窒化処理用治具１が収容された後、密閉され、所定濃度のアンモニアを含む気体が導入される。そして、前記窒化処理室内を所定温度に加熱して、該所定温度に所定時間保持することにより、金属リングＷの窒化処理が行われる。前記窒化処理は、ガス窒化法、ガス軟窒化法等のそれ自体公知の方法により行うことができる。
【００２８】
このとき、金属リングＷは、前述のように外周面Ｗ１の２箇所で当接用凹部６に点接触することにより保持部材３に保持されており、金属リングＷの側端面（コバ面）Ｗ２は保持部材３に全く接触しない状態とされている。従って、窒化処理治具１によれば、金属リングＷの前記側端面を均一に窒化させことができる。尚、金属リングＷは、外周面Ｗ１の当接用凹部６と接触する部分において窒化が不均一になることが考えられるが、金属リングＷの外周面Ｗ１は、複数の金属リングＷを相互に積層して積層リングを構成したときには隣接する金属リングＷで遮蔽され、露出することがないので、実用上は全く問題が無い。
【００２９】
窒化処理用治具１は、前記窒化処理が収容したならば、前記窒化処理室から取出され、例えば室温まで放冷される。そして、窒化された金属リングＷが窒化処理用治具１から取出される。金属リングＷは、窒化処理用治具１から取出されることにより、保持部材３による押圧力が解除されるので、それ自体の弾性力により円環状の形状に復帰する。
【００３０】
尚、本実施形態の窒化処理用治具１では、１列につき３本ずつ、６列の保持部材３を備えているが、保持部材３は金属リングＷをその外周面の複数箇所で押圧し、金属リングＷを楕円形状に撓ませた状態に保持できればよく、保持部材３の数は金属リングＷのサイズや前記窒化処理室の容積に応じて適宜設定することができる。また、１本の保持部材３に形成される当接用凹部６の数も、前記窒化処理室の容積等に応じて適宜設定することができる。
【００３１】
また、本実施形態の窒化処理用治具１では、当接用凹部６を断面視等脚台形形状としているが、当接用凹部６は金属リングＷの外周面Ｗ１の２箇所が点接触できる形状であればよく、断面視等脚台形形状に限定されるものではない。また、本実施形態の窒化処理用治具１では、断面視等脚台形形状の当接用凹部６に、金属リングＷの外周面Ｗ１の２箇所が点接触するようにしているが、当接用凹部６の断面視形状を五角形以上の多角形状としさらに多数の箇所で点接触するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の窒化処理用治具の一実施形態の構成を示す正面図。
【図２】図１に示す窒化処理用治具の平面図。
【図３】図１に示す窒化処理用治具の要部拡大図。
【図４】従来の窒化処理用治具の一構成例を示す図
【図５】従来の窒化処理用治具の他の構成例を示す図
【符号の説明】
【００３３】
１…窒化処理用治具、  ３…保持部材、  ６…当接用凹部、  Ｗ…金属リング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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