(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属リングを拡張することによって、当該金属リングの周長を所定の長さにするための周長補正工程と、
時効工程および窒化工程を経由した、前記周長補正工程後の金属リングを拡張して、塑性変形させるための強制延ばし工程とを有する
ことを特徴とする金属式多層ベルトの金属リングの製造方法。
【請求項２】
前記塑性変形による永久延び率の上限は、０．１５％であることを特徴とする請求項１に記載の金属式多層ベルトの金属リングの製造方法。
【請求項３】
前記永久延び率の下限は、０．０１％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属式多層ベルトの金属リングの製造方法。
【請求項４】
前記周長補正工程における拡張量は、前記強制延ばし工程において設定される塑性変形による永久延び率に対応する拡張量が、予め減ぜられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属式多層ベルトの金属リングの製造方法。
【請求項５】
前記金属式多層ベルトは、ベルト式無段変速機用ベルトとして使用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属式多層ベルトの金属リングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属式多層ベルトの金属リングの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属式多層ベルト、例えば、無段変速機等に用いられるベルトの金属リングの製造方法は、図１０に示されるように、素材鋼を丸めて溶接するための溶接工程、溶体化工程、所定幅の金属リングを形成するための切断工程、金属リングの端面を整えるための研磨工程、一定の板厚および周長を有する金属リングを形成するための圧延工程、溶体化工程、金属リングを拡張して所定の周長を有する金属リングを形成するための周長補正工程、時効工程、および窒化工程を有する。
【０００３】
なお、窒化工程後の金属リングは、積層されて多層ベルトを形成する。そして、多層ベルトは、例えば、複数の駒状エレメントと組み合わせられ、ベルト式無段変速機用ベルトの本体部として使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記製造方法で生産された無段変速機用ベルトの実用状態において、車輪から極めて大きな衝撃力を受ける等、外部から予期せぬ負荷が加えられる場合、金属リングが微小量塑性変形し、永久延びが発生する可能性がある。
【０００５】
永久延びの発生は、エレメントの隙間の拡大を引き起こすため、例えば、図１１に示すように、多層ベルト１２０を構成する金属リングが、エレメント１３０の隙間に入り込む虞がある。
【０００６】
また、隙間の拡大は、無段変速機用ベルトとプーリの間の相対速度差を増加させたり、エレメントの滑り量を増加させる。したがって、図１２に示されるように、同じ入力トルクであっても、隙間が大きい場合は、隙間が小さい場合に比べて、スリップ率が大きくなり、滑り速度を増加させる。つまり、隙間の拡大は、動力の伝達効率を低下させる。
【０００７】
その為、上記の問題が生じない様、高強度材料を用い、且つ設計上でも十分安全率を高める必要があり、コスト高を招いている。
【０００８】
本発明は、簡単な方法で、実用状態における金属リングの永久延びの発生を抑制することによって、安全率を向上させることができる金属式多層ベルトの金属リングの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、金属リングを拡張することによって、当該金属リングの周長を所定の長さにするための周長補正工程と、時効工程および窒化工程を経由した、前記周長補正工程後の金属リングを拡張して、塑性変形させるための強制延ばし工程とを有する
ことを特徴とする金属式多層ベルトの金属リングの製造方法である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記塑性変形による永久延び率の上限は、０．１５％であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、前記永久延び率の下限は、０．０１％であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記周長補正工程における拡張量は、前記強制延ばし工程において設定される塑性変形による永久延び率に対応する拡張量が、予め減ぜられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記金属式多層ベルトは、ベルト式無段変速機用ベルトとして使用されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は、以下の効果を奏する。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、強制延ばし工程における塑性変形によって、金属式多層ベルトを組み立てる直前の初期状態にある金属リングの弾性限が向上する。したがって、簡単な手法で、高コスト化を招くことなく、金属リング（金属式多層ベルト）の実用状態において、金属リングの永久延びの発生を抑制することによって、安全率を向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、強制延ばし工程における塑性変形は、窒化工程によって形成される硬化層に、欠陥を発生させない。つまり、塑性変形による金属リングの永久延び率は、引張り強度の低下を引き起こす永久延び率を下回るため、引張り強度を維持しながらも、金属リングの弾性限を向上させることできる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、塑性変形による金属リングの永久延び率が、金属リングの実用状態において引き起こされる塑性変形による永久延び率を上回るため、金属リングの実用状態において、金属リングの永久延びの発生を顕著に抑制することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、周長補正工程における金属リングの拡張が、強制延ばし工程における拡張を考慮したものとなるため、金属リングの周長の精度管理を向上させることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、ベルト式無段変速機用ベルトにおける金属リングの永久延びの発生を抑制することができる。したがって、金属リングに組み付けられるエレメントの隙間に、金属リングが入り込み、金属リングが破損することが防がれる。また、無段変速機用ベルトとプーリの間の相対速度差が、増加しないため、ベルトおよび／またはプーリの耐久性が低下して、製品寿命が短くなることが防がれる。さらに、エレメントの滑り量（滑り速度）を増加させないため、動力の伝達効率が低下して、燃費を悪化させることが防がれる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る金属式多層ベルトの金属リングの製造方法を説明するためのフローチャートである。金属式多層ベルトは、例えば、ベルト式無段変速機用ベルトとして使用される
図１に示されるように、当該製造方法は、溶接工程、溶体化工程、切断工程、研磨工程、圧延工程、溶体化工程、周長補正工程、時効工程、窒化工程、および強制延ばし工程を有する。
【００２２】
詳しくは、溶接工程においては、マルエージング鋼等の特殊鋼からなる素材鋼が、丸められて溶接され、円筒状の素材鋼が形成される。溶体化工程においては、溶接の合金組織が均質化される。そして、切断工程においては、円筒状の素材鋼が、切断されて、所定幅の金属リングが得られる。研磨工程においては、金属リングの端面が研磨されて整えられる。
【００２３】
圧延工程においては、板厚を薄くして周長を延ばすことによって、所定の板厚および周長を有する金属リングが形成される。つまり、一定の板厚および周長を有する金属リングが成形される。
【００２４】
溶体化工程においては、金属リングに対して熱処理が実行され、圧延による影響が解消される。
【００２５】
周長補正工程においては、例えば、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示されるようにして、金属リングが拡張され、金属リングの周長が所定の長さに設定される。
【００２６】
詳しくは、溶体化後の金属リング１０を、ワークローラ１１と張力ローラ１２に巻き付けて張力を付加し、ワークローラ１１を回転駆動することで、張力ローラ１２および金属リング１０を回転させる（図２（Ａ））。
【００２７】
次に、金属リング１０が所定の周長になるまで、張力ローラ１２を直線移動させる（図２（Ｂ））。そして、金属リング１０が所定の周長になると、張力ローラ１２を、ワークローラ１１に向かって後退させる（図２（Ｃ）参照）。
【００２８】
時効工程においては、周長補正工程における塑性変形の影響が抑制される。窒化工程においては、耐磨耗性および耐疲労性を向上させるために、表面に硬化層が形成される。
【００２９】
強制延ばし工程においては、時効工程および窒化工程を経由した、周長補正工程後の金属リングを拡張して、塑性変形させる。なお、強制延ばし工程は、金属リング１０に対する加工条件（拡張量）を除けば、周長補正工程と略同一の処理であるため、その詳細な説明は、繰り返さない。
【００３０】
図３は、強制延ばし工程における塑性変形による永久延び率に対する引っ張り強度と弾性限の関係を説明するためのグラフである。
【００３１】
図に示されるように、強制延ばし工程における塑性変形によって、金属リングの弾性限が上昇している。つまり、強制延ばし工程後であって、金属式多層ベルトを組み立てる直前の初期状態にある金属リングの弾性限が向上する。したがって、簡単な手法で、高コスト化を招くことなく、金属リング（金属式多層ベルト）の実用状態において、金属リングの永久延びの発生を抑制することによって、安全率を向上させることができる。
【００３２】
また、引っ張り強度は、永久延び率が０．１５％を超えると低下する傾向がある。これは、図４に示すように、金属等の特性として、初期永久歪みεを増加させると、弾性限が向上する一方、初期永久歪みεが過度である場合（Ｃのケース）は、適正である場合（ＡおよびＢのケース）に比べて、引っ張り強度が低下するためである。
【００３３】
特に、金属リング１０は、窒化工程を経由しており、また、その硬度は均一ではなく、図４に示されるように、内面部１０Ｂに比べて外面部１０Ａの硬度が高い。したがって、強制延ばし工程における塑性変形が過大となると、例えば、外面部１０Ａの硬化層に亀裂等の欠陥が発生し、引っ張り強度が低下することになる。
【００３４】
つまり、塑性変形による永久延び率の上限を、０．１５％とする場合、引張り強度の低下を引き起こす永久延び率を上回らないため、強制延ばし工程における塑性変形は、窒化工程によって形成される硬化層に、欠陥を発生させない。したがって、引張り強度を維持しながらも、金属リングの弾性限を向上させることできる。
【００３５】
図６は、実用状態での運転時間と永久延び率の関係を説明するためのグラフである。金属リングは、例えば、ベルト式無段変速機用ベルトに使用される場合、図に示されるように、運転時間の経過に伴って塑性変形が引き起こされ、０．０１％の永久延び率を有することとなる。
【００３６】
したがって、強制延ばし工程における塑性変形による永久延び率の下限を、０．０１％とする場合、金属リングの実用状態において引き起こされる塑性変形による永久延び率を上回ることになる。そのため、金属リングの実用状態において、金属リングの永久延びの発生を顕著に抑制することができる。
【００３７】
なお、周長補正工程における拡張量は、強制延ばし工程において設定される塑性変形による永久延び率に対応させて、補正されることが好ましい。それは、周長補正工程における金属リングの拡張が、強制延ばし工程における拡張を考慮したものとなるため、金属リングの周長の精度管理を向上させることができるためである。
【００３８】
例えば、強制延ばし工程において設定される塑性変形による永久延び率が、０．１０％である場合、周長補正工程において設定される通常の拡張量から、０．１０％の永久延び率に対応する拡張量を、減じることによって、補正が実行される。
【００３９】
なお、強制延ばし工程において設定される塑性変形による永久延び率は、例えば、図７に示される、強制延ばし工程での延ばし量と強制延ばし工程後の永久歪み量との関係、あるいは、強制延ばし工程での延ばし荷重と強制延ばし工程後の永久歪み量との関係を、予め把握することによって、制御される。
【００４０】
図８は、積層された金属リングからなる多層ベルトと駒状エレメントとを有する金属式多層ベルトを説明するための斜視図、図９は、金属式多層ベルトの部分側面図である。
【００４１】
強制延ばし工程における塑性変形によって弾性限が向上した金属リングは、積層されて、多層ベルト２０を形成する。そして、多層ベルト２０は、例えば、複数の駒状エレメント３０と組み合わせられ、ベルト式無段変速機用ベルトの本体部として使用される。
【００４２】
したがって、ベルト式無段変速機用ベルトにおける金属リングの永久延びの発生を抑制することができるため、多層ベルト２０に組み付けられるエレメント３０の隙間に、多層ベルト２０を構成する金属リングが入り込み、金属リングが破損することが防がれる。また、無段変速機用ベルトとプーリの間の相対速度差が、増加しないため、ベルトおよび／またはプーリの耐久性が低下して、製品寿命が短くなることが防がれる。さらに、エレメント３０の滑り量（滑り速度）を増加させないため、動力の伝達効率が低下して、燃費を悪化させることが防がれる。
【００４３】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る金属式多層ベルトの金属リングの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】  （Ａ）〜（Ｃ）は、金属リング製造方法における周長補正工程を説明するため側面図である。
【図３】  金属リング製造方法の強制延ばし工程における塑性変形による永久延び率に対する引っ張り強度と弾性限の関係を説明するためのグラフである。
【図４】  引っ張り強度の低下を説明するためのグラフである。
【図５】  金属リングの外面部および内面部を説明するための側面図である。
【図６】  実用状態での運転時間と永久延び率の関係を説明するためのグラフである。
【図７】  強制延ばし工程での延ばし量と強制延ばし工程後の永久歪み量との関係を説明するためのグラフである。
【図８】  積層された金属リングからなる多層ベルトと駒状エレメントとを有する金属式多層ベルトを説明するための斜視図である。
【図９】  金属式多層ベルトの部分側面図である。
【図１０】  従来の金属式多層ベルトの金属リングの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】  金属式多層ベルトにおけるエレメントの隙間を説明するための側面図である。
【図１２】  エレメントの隙間とスリップ率と入力トルクとの関係を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１０…金属リング、
１０Ａ…外面部、
１０Ｂ…内面部、
１１…ワークローラ、
１２…張力ローラ、
２０…多層ベルト、
３０…エレメント。
【図１】
0003700656.tif 000002
【図２】
0003700656.tif 000003
【図３】
0003700656.tif 000004
【図４】
0003700656.tif 000005
【図５】
0003700656.tif 000006
【図６】
0003700656.tif 000007
【図７】
0003700656.tif 000008
【図８】
0003700656.tif 000009
【図９】
0003700656.tif 000010
【図１０】
0003700656.tif 000011
【図１１】
0003700656.tif 000012
【図１２】
0003700656.tif 000013