(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形成された円筒状のドラムを所定幅に裁断して形成されたリングの内周側に挿入され該所定幅を超える高さの円筒状部と、該円筒状部の下端部から外周側に延出され、該円筒状部が内周側に挿入されたリングの端面が載置される鍔状部とを有し、該円筒状部を介して積層自在となっている複数のリング保持部材を備える熱処理治具を用いてマルエージング鋼の薄板製部材の熱処理を行う方法であって、
互いに接触を回避できる直径を備える複数のリングを組み合わせ、各リングが同心円状になるように各リング保持部材の鍔状部に載置し、前記複数のリングが載置された複数のリング保持部材を前記円筒状部を介して積層してなる熱処理治具を熱処理炉内に載置して熱処理を行うことを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
前記熱処理炉に載置された熱処理治具の各リング保持部材の内周側に、マルエージング鋼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収容可能な空間を形成し、該ドラムを該空間に収容すると共に該熱処理炉に載置して熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルエージング鋼の薄板製部材の熱処理方法、例えば該薄板の端部同士を溶接して形成された円筒状のドラムの溶体化、該ドラムを所定幅に裁断し圧延して形成されたリングの溶体化または該リングの時効・窒化処理等の熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機等の動力伝達に用いられる無段変速機用ベルトは、金属製の複数のリングを積層した積層リングと、該積層リングに組み付けられる多数の金属製エレメントとにより構成されている。
【０００３】
このうち前記積層リングは、従来、次のような方法により製造されている。まず、超強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、圧延してリングを形成する。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前記積層リングを形成する。
【０００４】
前記圧延されたリングに対する熱処理である前記第２の溶体化は、一般に加熱炉中で前記リングを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ことにより行われる。ところが、このとき前記リングをフックに吊り下げた状態で加熱すると、該リングに自重によるクリープ変形が発生し、極端に細長い楕円形状となるという問題がある。前記リングの形状が前記のように極端に細長い楕円形状になると、前記第２の溶体化の後で行われる周長補正が困難になる。
【０００５】
前記リングの端面が前記加熱炉の床面または該加熱炉内を移動するメッシュベルトに接触するようにして、該リングを平置きすると、前記のようにリングの自重によるクリープ変形を防止して、円環形状のリングを得ることができる。しかし、前記リングを前記のように平置きしたのでは、前記加熱炉中に配置できるリングの数が限定され、前記熱処理において前記加熱炉の容積を十分有効に利用することができない。
【０００６】
そこで、図３に示すように、円筒状部３４と、円筒状部３４の下端部から外周側に延出される鍔状部３５とを備えるリング保持部材３２を用いて前記熱処理を行うことが考えられる。前記リング保持部材３２は、円筒状部材３４をリング４の内周側に挿入して、リング４をその下端面４ａで鍔状部３５上に載置すると共に、円筒状部３４を介して複数のリング保持部材３２が積層される。前記リング保持部材３２によれば、前記加熱炉内で１個のリング４が占める面積に多数のリング４を収容して溶体化を行うことができ、前記加熱炉の容積を有効に利用することができる。
【０００７】
しかしながら、製造コストを低減させるために、前記加熱炉の容積をさらに有効に利用することが望まれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、マルエージング鋼の薄板製部材を熱処理する際に、加熱炉の容積を有効に利用することができる熱処理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】
そこで本発明の熱処理方法は、マルエージング鋼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形成されたリングの内周側に挿入され該所定幅を超える高さの円筒状部と、該円筒状部の下端部から外周側に延出され、該円筒状部が内周側に挿入されたリングの端面が載置される鍔状部とを有し、該円筒状部を介して積層自在となっている複数のリング保持部材を備える熱処理治具を用いてマルエージング鋼の薄板製部材の熱処理を行う方法であって、互いに接触を回避できる直径を備える複数のリングを組み合わせ、各リングが同心円状になるように各リング保持部材の鍔状部に載置し、前記複数のリングが載置された複数のリング保持部材を前記円筒状部を介して積層してなる熱処理治具を熱処理炉内に載置して熱処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明の熱処理方法によれば、前記鍔状部に前記リングを端面で平置きした状態の前記リング保持部材を前記円筒状部を介して積層することにより、従来、前記加熱炉内で１個のリングの熱処理に必要とされていた面積に対し、垂直方向に多数のリングを収容して熱処理を行うことができる。しかもこのとき、前記鍔状部に、互いに接触を回避できる直径を備える複数のリングを各リングの端面で載置するので、従来、前記加熱炉内で１個のリングの熱処理に必要とされていた面積に対し、水平方向にも多数のリングを収容して熱処理を行うことができる。従って、前記加熱炉の容積を格段に有効に利用して熱処理を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の熱処理方法は、前記熱処理炉に載置された熱処理治具の各リング保持部材の内周側に、マルエージング鋼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収容可能な空間を形成し、該ドラムを該空間に収容すると共に該熱処理炉に載置して熱処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
前記リングは、前記ドラムを裁断した後、圧延することにより形成されるので、該リングの直径は該ドラムより大であり、かかるリングの内周側に挿入される前記円筒状部を介して前記リング保持部材を積層すると、積層された円筒状部の内側に該ドラムを収容可能な空間が形成される。そこで、前記空間に前記ドラムを収容して、前記リングと同時に熱処理を行うことにより、前記加熱炉の容積をより一層に有効に利用することができる。
【００１３】
【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は本実施形態に用いるマルエージング鋼の薄板製部材の製造工程を模式的に示す工程図、図２は本実施形態に用いる熱処理治具の一態様を示す説明的断面図である。
【００１４】
本実施形態の熱処理方法は、無段変速機用ベルトの積層リングに用いられるマルエージング鋼の薄板製部材の熱処理に適用される。
【００１５】
前記積層リングは、図１に示す工程により製造される。図１に示す工程では、まず、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に収容して加熱することにより第１の溶体化処理を行い、硬度ムラを除去する。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、次に圧延される。圧延されたリング４には、表面付近に圧延組織が形成されているので、圧延されたリング４を、加熱炉５に収容して加熱することにより第２の溶体化を行い、前記圧延組織を消滅させると共に、均一な金属結晶粒を形成させる。溶体化されたリング４は、冷却後、所定の周長に周長補正され、さらに時効処理及び窒化処理が施される。
【００１８】
そして、窒化処理が施されたリング４のうち、少しずつ周長の異なる複数のリング４、例えば１２本のリング４を相互に積層することにより、図示しない積層リングが形成される。前記積層リングにおいて、隣接するリング４同士は、例えば直径の差が０．４ｍｍ以内となっている。
【００１９】
本実施形態の熱処理方法は、前記ドラム２に対する第１の溶体化と、前記圧延後のリング４に対する第２の溶体化とに関するものである。本実施形態では、図２に示す熱処理治具１１を用いて前記熱処理を行う。
【００２０】
図２に示すように、熱処理治具１１は、リング４を保持するリング保持部材１２と、複数のリング保持部材１２が積層されたときに、その最上層のリング保持部材１２に積層される蓋部材１３とからなる。リング保持部材１２及び蓋部材１３は、いずれも多数の小孔が穿設されたパンチングメタルをプレスにより打ち抜き加工することにより製造することができる。
【００２１】
リング保持部材１２は、リング４の内周側に挿入される円筒状部１４と、円筒状部１４の下端部から外周方向に延出される鍔状部１５とを備え、円筒状部１４の上端部には、円筒状部１４より小径で、上層のリング保持部材１２の円筒状部１４の下端部に内嵌されて係合する小径部１６が備えられている。また、蓋部材１３は、下層のリング保持部材１２の鍔状部１５に載置されたリング４の上方を覆う大きさに形成され、内周側に下層のリング保持部材１２の小径部１６を内嵌して係止する孔部１７を備えている。
【００２２】
リング４はその一方の端面により鍔状部１５上に平置きに載置されるが、本実施形態では、互いに接触を回避できる直径を備えるリング４を２本、同心円状に載置する。ここで、１本の積層リングを形成する互いに周長の異なる１２本のリング４を最も内周側に位置するリング４から順に外周に向けて、＃１，＃２，・・・，＃１２とすると、リング４は例えば＃１と＃７、＃２と＃８、・・・、＃６と＃１２というように組み合わせて、鍔状部１５上に載置する。
【００２３】
このようにすると、前述のように前記積層リングにおいて隣接して積層されるリング４は、直径差が互いに０．４ｍ以内となっているので、鍔状部１５上で外周側に配置されるリング４と、内周側配置されるリング４との直径差は約２．０ｍｍとなり、互いに接触することがない。また、前記のように同心円状に載置されたリング４，４は、加熱処理によりそれぞれ同一膨張率で膨張するので、加熱処理後にも接触する虞はない。
【００２４】
熱処理治具１１は、前記のようにしてリング４が鍔状部１５上に載置された複数のリング保持部材１２を積層すると共に、最上層のリング保持部材１２に蓋部材１３を積層して、加熱炉５に収容される。このとき、下層のリング保持部材１２の円筒状部１４の上端部に形成された小径部１６は、上層のリング保持部材１２の円筒状部１４の下端部に内嵌されて係合され、または蓋部材１３の孔部１７に内嵌されて係止されることにより、前記積層状態を安定かつ確実に維持することができる。
【００２５】
本実施形態の方法によれば、１つのリング保持部材１２につき２本ずつのリング４が鍔状部１５上に載置されるので、１本ずつ載置する場合に比較して、同一容積の加熱炉であれば、１度に収容できるリング４の数が２倍になる。
【００２６】
尚、１つのリング保持部材１２の鍔状部１５上に載置できるリング４の数は、２本に限定されるものではなく、載置されたリング４が互いに接触することを回避できるのであれば、さらに多数のリング４を鍔状部１５上に載置してもよい。例えば、鍔状部１５上に＃１，＃４，＃７，＃１０と、＃２，＃５，＃８，＃１１と、＃３，＃６，＃９，＃１２とをそれぞれ１組として、４本ずつのリング４を載置するようにしてもよい。この場合には、鍔状部１５上で隣接する各リング４の間隔が約１．２ｍｍとなる。
【００２７】
また、加熱炉５は雰囲気の条件を調整することにより、真空炉３による熱処理を兼ねることができる。かかる加熱炉５によりリング４の溶体化を行うときには、前記のように積層された円筒状部１４の内周側に形成される空間にドラム２を収容し、リング４の溶体化と同時にドラム２の溶体化を行うことができる。
【００２８】
前記実施形態では、ドラム２及びリング４の溶体化の場合を例として説明しているが、本発明の熱処理方法は、リング４の時効・窒化処理にも用いることができる。尚、この場合、リング４は前記実施形態と全く同一にして、積層されたリング保持部材１２の鍔状部材１５の上面に載置されるが、リング保持部材１２の内周側にはドラム２を配置しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】マルエージング鋼の薄板製部材の製造工程を模式的に示す工程図。
【図２】本発明の熱処理方法の一態様を示す説明的断面図。
【図３】他の熱処理方法を示す説明的断面図。
【符号の説明】
２…ドラム、  ４…リング、  １１…熱処理治具、  １２…リング保持部材、
１３…蓋部材、  １４…円筒状部、  １５…鍔状部。
【図１】
0003779129.tif 000002
【図２】
0003779129.tif 000003
【図３】
0003779129.tif 000004