(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して円筒状のドラムを形成する工程と、該ドラムを所定幅に裁断してリングを形成し、該リングを圧延する工程と、圧延されたリングに対する溶体化を行う工程と、溶体化を行った該リングを駆動ローラと従動ローラとに掛け渡して周長補正を行う工程とを備える無端状金属ベルトの製造方法において、
前記溶体化は、加熱炉の床面に前記リングの周方向が平行になるように該リングを配置し、該加熱炉中でマルエージング鋼の再結晶温度以上８５０℃以下の範囲の温度で加熱することで、該溶体化後のリングを、周上の任意の２点を結ぶ線分が常に該リングの内部にあると共に該リングの曲率が前記駆動ローラおよび従動ローラの曲率以下となる円環形状とすることを特徴とする無端状金属ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機等に用いられる無端状金属ベルトの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無段変速機等に用いられる無端状金属ベルトは次のような方法により製造されている。まず、超極力鋼であるマルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して円筒状のドラムを形成し、該ドラムに対して前記溶接時の熱により部分的に大きくなった硬度を均質化するために第１の溶体化を行う。次に、前記溶体化後のドラムを所定幅に裁断してリングを形成し、該リングを圧延する。次に、圧延されたリングに対し、圧延組織を再結晶させ、圧延により変形された金属組織の形状を復元するために、第２の溶体化を行う。そして、前記溶体化後のリングを所定の周長に補正し、時効及び窒化処理を施して硬度を向上させた後、少しずつ周長の異なる複数のリングを相互に積層して無端状金属ベルトを形成する。
【０００３】
前記従来の製造方法において、第２の溶体化後のリングの周長補正は、図５示のように、駆動ローラ１１と従動ローラ１２とにリング４を掛け渡して張力を与え、駆動ローラ１１によりリング４を回転駆動しながら、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に設けられた矯正ローラ１３を矢示方向に移動させることにより行われる。この結果、リング４は、矯正ローラ１３によりリング４の走行方向と直交する方向に荷重を掛けられ、所定長さに延引される。前記周長補正を適正に行うために、リング４はできるだけ真円に近い円環形状を備えていることが望ましい。
【０００４】
しかしながら、前記従来の製造方法では、前記第２の溶体化の条件によっては熱処理歪が発生し、該溶体化後のリング４の形状が例えば図７（ａ）示のような平面視十字形状の凹凸のある複雑な曲線となったり、図７（ｂ）示のような極端に細長い楕円形状になったりすることがある。
【０００５】
第２の溶体化後のリング４が図７（ａ）または図７（ｂ）示のような形状であると、リング４を周長補正のために駆動ローラ２１と従動ローラ２２とに掛け渡したときに、リング４が各ローラ２１，２２に十分に接触しない部分が出ることとなる。このような状態で、前記のようにして周長補正を行うと、リング４が各ローラ２１，２２に接触する部分と接触しない部分とで板厚が不均一になったり、リング４の両端の周長が一致しなくなるとの不都合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、リングを圧延した後の溶体化における熱処理歪を抑制して周長補正を適正に行うことができる無端状金属ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記不都合を解消するために、前記無端状金属ベルトの製造方法について、種々検討し、次の知見を得た。
【０００８】
まず、前記従来の製造方法において、前記圧延後の第２の溶体化は、若干の水素を含む窒素雰囲気下、加熱炉中で前記リングを加熱することにより行われる。このとき、前記リングを前記マルエージング鋼の再結晶温度未満の温度で加熱すると、熱処理による歪が発生し、該溶体化後のリングの形状が凹凸のある複雑な曲線となり、例えば図７（ａ）示のような平面視十字形状となることが判明した。
【０００９】
次に、前記リングをフックに吊り下げた状態で前記マルエージング鋼の再結晶温度以上の温度で加熱すると、溶体化後のリングの形状が図７（ａ）示のような平面視十字形状となることは避けることはできるものの、図７（ｂ）示のような極端に細長い楕円形状となることがあることが判明した。前記のような極端に細長い楕円形状となる原因は、前記リングをフックに吊り下げた状態で加熱することにより、溶体化条件によっては、該リングに自重によるクリープ変形が発生するためと考えられる。
【００１０】
本発明は前記知見に基づいてなされたものであり、前記目的を達成するために、マルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して円筒状のドラムを形成する工程と、該ドラムを所定幅に裁断してリングを形成し、該リングを圧延する工程と、圧延されたリングに対する溶体化を行う工程と、溶体化を行った該リングを駆動ローラと従動ローラとに掛け渡して周長補正を行う工程とを備える無端状金属ベルトの製造方法において、前記溶体化は、加熱炉の床面に前記リングの周方向が平行になるように該リングを配置し、該加熱炉中でマルエージング鋼の再結晶温度以上８５０℃以下の範囲の温度で加熱することで、該溶体化後のリングを、周上の任意の２点を結ぶ線分が常に該リングの内部にあると共に該リングの曲率が前記駆動ローラおよび従動ローラの曲率以下となる円環形状とすることを特徴とする。
【００１１】
前記圧延後のリングに対する溶体化は、前記マルエージング鋼の再結晶温度以上８５０℃以下の範囲の温度で加熱することにより、前記圧延により変形された圧延組織を再結晶させ、金属組織の形状を復元することができると共に、熱処理歪を抑制することができる。前記溶体化の温度がマルエージング鋼の再結晶温度未満のときには、溶体化自体が困難になる上、熱処理歪により前記リングが変形する。また、前記溶体化の温度が８５０℃を超えると、再結晶された金属組織の結晶が粗大化するため、前記リングの引張強度が低下する。
【００１２】
本発明の製造方法によれば、前記リングの溶体化を前記温度範囲で行って、溶体化後のリングが円環形状となるようにすることにより、該リングを前記従来の製造方法のように駆動ローラまたは従動ローラに掛け渡して周長補正を行うときに、該リングを各ローラに連続的に接触させることができる。前記リングが各ローラに連続的に接触することにより、断続的に接触する部分が無くなり、前記周長補正を、前記リングの板厚が不均一になったり、前記リングの両端で周長が不一致となったりすること無く、適正に行うことができる。
【００１３】
また、前記リングは、前記のように配置することにより、自重によるクリープ変形を避けることができ、溶体化後のリングの形状を容易に円環形状とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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は本実施形態の製造方法の各工程を模式的に示す工程図、図２は溶体化温度とリングの引張強度との関係を示すグラフであり、図３は本実施形態の溶体化に用いる連続溶体化炉と各室の温度との関係を示す説明図であり、図４は加熱炉内でのリングの配置を示す説明的断面図であり、図５はリングの周長補正方法を示す説明図であり、図６は本実施形態の製造方法による溶体化後のリングの形状を示す説明図である。
【００１５】
本実施形態の製造方法では、まず、図１示のようにマルエージング鋼の薄板１をベンディングしてループ化したのち、端部同士を溶接して円筒状のドラム２を形成する。このとき、前記マルエージング鋼は溶接の熱により時効硬化を示すので、ドラム２の溶接部分の両側に硬度の高い部分が出現する。
【００１６】
そこで、次に、ドラム２を真空炉３に収容して８２０〜８３０℃の温度に２０〜６０分間保持することにより第１の溶体化処理を行い、溶接歪を除去する。前記第１の溶体化処理が終了したならば、ドラム２を真空炉３から搬出し、所定幅に裁断してリング４を形成する。
【００１７】
前記のようにして形成されたリング４は、次に圧下率４０〜５０％で圧延される。そして、圧延されたリング４を加熱炉５に収容して、第２の溶体化を行う。前記第２の溶体化は、１〜１０％、例えば４％の水素を含む窒素からなる還元雰囲気下で、リング４をマルエージング鋼の再結晶温度以上、８５０℃以下の温度に加熱して、溶体化後のリング４が円環形状になるように行う。
【００１８】
前記再結晶温度は、マルエージング鋼の組成により異なるが、例えば１８Ｎｉ−マルエージング鋼の場合、約７６０℃である。１８Ｎｉ−マルエージング鋼からなるリング４の溶体化後の引張強度は、図２示のように、７６０〜８５０℃の範囲の温度で加熱したときに一定となり、この温度範囲で適正な再結晶が行われることが明らかである。これに対して７６０℃未満の温度で加熱したときには、７６０〜８５０℃の範囲の温度で加熱したときよりも引張強度が大であり、再結晶が行われ難いことが明らかである。また、８５０℃を超える温度で加熱したときには、７６０〜８５０℃の範囲の温度で加熱したときよりも引張強度が低下し、再結晶が過度に進行して粗大な結晶が生成していることが明らかである。
【００１９】
本実施形態に用いる加熱炉５は、図３示のように、真空搬入室２１、第１加熱室２２、第２加熱室２３、第３加熱室２４、ガス冷却室２５、真空搬出室２６の連続した６室からなる。リング４は真空搬入室２１に搬入された後、各室の通過に４０分ずつかけて真空搬出室２６に向かって移動する。
【００２０】
前記真空搬入室２１は、リング４が搬入される区画であり、搬入されたリング４が第１加熱室２２に移動する間に、大気を吸引して真空にした後、窒素を供給して、真空搬入室２１内を窒素雰囲気に置換する。
【００２１】
各加熱室２２，２３，２４は、前記還元雰囲気下にリング４を加熱する区画である。まず、第１加熱室２２は、真空搬入室２１から搬入されたリング４が第２加熱室２３に移動する間に、例えば室温から７００℃程度まで加熱される。次に、第２加熱室２３は、第１加熱室２２から搬入されたリング４が第３加熱室２４に移動する間に、リング４を溶体化を行う温度、例えば８２０℃まで昇温し、該温度に保持する区画である。そして、第３加熱室２４は、第２加熱室２３から搬入されたリング４がガス冷却室２５に移動するまでの間、リング４を前記溶体化を行う温度に保持する区画である。
【００２２】
ガス冷却室２５は、溶体化されたリング４を窒素雰囲気下に冷却する区画であり、第３加熱室２４から搬入されたリング４が真空搬出室２６に移動するまでの間に、リング４を例えば１５０℃以下の温度に冷却する。真空搬出室２６は、溶体化されたリング４を加熱炉５の外部へ搬出する区画であり、ガス冷却室２５から搬入されたリング４が外部へ搬出されるまでの間に、窒素雰囲気を吸引して真空にした後、大気を供給して、真空搬出室２６内を大気に置換する。
【００２３】
この結果、リング４は各加熱室２２，２３，２４を通過する間に、前記溶体化を行う温度、例えば８２０℃に３０分間保持されて、溶体化される。
【００２４】
また、リング４は、加熱炉５の内部では図４示のようにベーストレー２７に敷かれたメッシュ金網２８上に平置きにされて、加熱炉５の床面２９にリング４の周Ｃの方向が平行になるように配置される。従って、リング４は自重によるクリープ変形の発生を起こすことが無く、容易に前記円環形状となるように溶体化することができる。
【００２５】
前記のようにして溶体化されたリング４は、加熱炉５から取出した後、図５示のように、駆動ローラ１１と従動ローラ１２とにリング４を掛け渡し、駆動ローラ１１によりリング４を回転駆動しながら、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に設けられた矯正ローラ１３を矢示方向に移動させることにより周長補正を行う。このとき、リング４は前記溶体化により円環形状とされており、ローラ１１，１２に対して断続的に接触する部分を作ることなく連続して接触することができる。そして、リング４は、この状態で矯正ローラ１３を矢示方向に移動させて、リング４の走行方向と直交する方向に荷重を掛けることにより、板厚が均一で、しかも両端の周長が等しくなるように、適正に周長補正が行われる。
【００２６】
前記円環形状は、図６（ａ）示のように周上の任意の２点Ａ，Ｂを結ぶ線分ＡＢが常にリング４の内部にあると共に、図６（ｂ）示のようにリング４の曲率がローラ１１，１２の曲率以下となっている形状であることが望ましい。
【００２７】
尚、本実施形態では、溶接後のドラムに対する第１の溶体化を真空炉３を用いて行っているが、前記第１の溶体化は、圧延後のリングに対する第２の溶体化と同一条件で、加熱炉５を用いて行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法の各工程を示す模式図。
【図２】溶体化温度とリングの引張強度との関係を示すグラフ。
【図３】本発明の製造方法に用いる連続溶体化炉の一構成例と各室の温度との関係を示す説明図。
【図４】加熱炉内でのリングの配置を示す説明的断面図。
【図５】リングの周長補正方法を示す説明図。
【図６】本発明の製造方法による溶体化後のリングの形状を示す説明図。
【図７】従来の製造方法による溶体化後のリングの形状を示す説明図。
【符号の説明】
１…薄板、  ２…ドラム、  ４…リング、  ５…加熱炉、  ２９…床面。
【図１】
0004267151.tif 000002
【図２】
0004267151.tif 000003
【図３】
0004267151.tif 000004
【図４】
0004267151.tif 000005
【図５】
0004267151.tif 000006
【図６】
0004267151.tif 000007
【図７】
0004267151.tif 000008