WO2014207984A1 - 積層リングの製造方法 - Google Patents

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WO2014207984A1
WO2014207984A1 PCT/JP2014/002551 JP2014002551W WO2014207984A1 WO 2014207984 A1 WO2014207984 A1 WO 2014207984A1 JP 2014002551 W JP2014002551 W JP 2014002551W WO 2014207984 A1 WO2014207984 A1 WO 2014207984A1
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ring
rings
laminated
pipe
nitriding
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西山　智彦
高島　彰
武志 梅田
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トヨタ自動車株式会社
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    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/16—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section consisting of several parts
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/10—Oxidising
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    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
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    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49813—Shaping mating parts for reassembly in different positions

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a laminated ring used for a transmission belt of a belt type continuously variable transmission for a vehicle.
  • FIG. 13 is a perspective view showing an endless metal belt 10 used for CVT.
  • FIG. 14 is a partial perspective view showing a part of the endless metal belt 10 partially disassembled.
  • the endless metal belt 10 is formed into a ring shape as a whole by connecting a plurality of metal elements 11 each having a plate shape in the thickness direction.
  • laminated rings 12 and 12 are inserted from both sides of the metal element 11 in the width direction.
  • the laminated ring 12 is obtained by stacking 6 to 12 endless metal rings 13 having slightly different circumferential lengths.
  • the innermost endless metal ring 13 is a first ring
  • the endless metal ring 13 stacked on the outer side of the first ring is a second ring.
  • the numbers increase from the inside toward the outside. Name it.
  • the circumferential length of the outer ring is slightly longer than the inner ring, and when the outer ring is stacked on the inner ring, the two are substantially in close contact with each other over the entire circumference.
  • each endless metal ring 13 In manufacturing the laminated ring 12, the circumferential length of each endless metal ring 13 must be controlled very strictly so that the interlayer clearance between the inner ring and the outer ring falls within a specified tolerance. For example, if the interlayer clearance between the ring of the kth layer and the ring of the (k + 1) th layer is excessively larger than a specified value, it will cause rubbing and cutting. Also, since 6 to 12 layers of rings must be stacked in order, if the interlayer clearance between the k-th layer ring and the (k + 1) -th layer ring is larger than the specified value, The ring and the ring of the (k ⁇ 1) -th layer are not included, and as a result, it cannot be assembled as a laminated ring. Of course, if there is no interlayer clearance or the thickness of the kth layer ring is larger than the inner periphery of the (k + 1) th layer ring when considering the plate thickness, it is natural that the layers cannot be stacked.
  • the circumference of the ring is adjusted so that each ring has a predetermined circumference. That is, the ring is stretched to a predetermined circumference by applying tension. At this time, there is a target value of a predetermined circumference for each of the first ring, the second ring, and so on.
  • various ideas have been proposed so far for adjusting the circumference with extremely high accuracy.
  • JP-A-2011-185300 Patent Document 2
  • JP-A-2013-52432 Patent Document 3 filed by the present applicant disclose a considerably devised peripheral length adjusting device and peripheral length adjusting process. Yes.
  • a laminated ring that is, each endless metal belt constituting the laminated ring is naturally required to have high strength. Therefore, after adjusting the circumference, heat treatment such as aging, oxidation, and nitriding is performed, and for example, improvement in hardness and wear resistance is achieved (Patent Documents 4 and 5).
  • An object of the present invention is to further improve the manufacturing efficiency of the laminated ring.
  • the laminated ring manufacturing method of the present invention is A method for producing a laminated ring in which a plurality of endless metal rings having slightly different circumferences are laminated, A welding process in which the ends of the steel plates are welded together to form a cylindrical pipe; A ring cutting step of cutting the pipe at predetermined widths in a direction perpendicular to the axis and cutting out a plurality of rings; A polishing step of polishing the ring; A circumferential length adjusting step for adjusting the plurality of rings so as to have a predetermined circumferential length; A nitriding step of nitriding a plurality of the rings; An assembly step of combining a plurality of the rings so as to be stacked to form a stacked ring, In the assembly process, The rings are assembled so that adjacent rings in the pipe state become adjacent layers in the laminated ring.
  • polishing step It is preferable to polish one by one so that the order cut out in the ring cutting step can be traced.
  • the nitriding step It is preferable to perform the nitriding treatment in a state where the rings that are adjacent to each other in the pipe state are set on a jig so as to be adjacent to each other.
  • the circumference adjustment step It is preferable to adjust the circumference of each ring so that the rings that are adjacent to each other in the pipe state become adjacent layers in the laminated ring.
  • the laminated ring manufacturing method of the present invention is A method for producing a laminated ring in which a plurality of endless metal rings having slightly different circumferences are laminated, A welding process in which the ends of the steel plates are welded together to form a cylindrical pipe; A ring cutting step of cutting the pipe at predetermined widths in a direction perpendicular to the axis and cutting out a plurality of rings; A polishing step of polishing the ring; A circumferential length adjusting step for adjusting the plurality of rings so as to have a predetermined circumferential length; A nitriding step of nitriding a plurality of the rings; An assembly step of combining a plurality of the rings so as to be stacked to form a stacked ring, In the assembling step, a predetermined number of the plurality of rings cut out from one pipe is used to assemble as one laminated ring.
  • the laminated ring manufacturing method of the present invention is A method for producing a laminated ring in which a plurality of endless metal rings having slightly different circumferences are laminated, A welding process in which the ends of the steel plates are welded together to form a cylindrical pipe; A ring cutting step of cutting the pipe at predetermined widths in a direction perpendicular to the axis and cutting out a plurality of rings; A polishing step of polishing the ring; A circumferential length adjusting step for adjusting the plurality of rings so as to have a predetermined circumferential length; A nitriding step of nitriding a plurality of the rings; An assembly step of combining a plurality of the rings so as to be stacked to form a stacked ring, In the assembling step, a predetermined number of the plurality of rings cut out from a half length of the pipe is used to assemble as one laminated ring.
  • stacking ring manufacturing method The flowchart of a lamination
  • the figure which shows a mode that the steel plate cut out from the roll is made into a pipe.
  • the figure which shows a mode that 12 pipes are collectively solution-treated.
  • the figure which shows a mode that 18 rings are cut out from one pipe.
  • FIG. 1 The figure which shows a mode that the ring was set to the ring loading jig
  • stacking ring is made from the half of a pipe as the modification 1.
  • FIG. 1 The figure which shows a mode that two laminated rings are made from one pipe as the modification 2.
  • disassembles an endless metal belt and shows the part.
  • FIG. 1 illustrates a state where the steel plate 21 cut out from the roll 20 is used as the pipe 22.
  • the material of the roll 20 is steel such as maraging steel or stainless steel.
  • each pipe 22 is cut in a direction orthogonal to the axis to cut out the ring 23 (ST105). Since this step is one of the essential points of the present invention, it will be described in detail.
  • FIGS. 6, 7, and 8 show how 18 rings 23 are cut out from one pipe 22. What is important here is that even if a plurality of (here, 18) rings 23 are cut out from one pipe 22, the order of the cut out rings 23 is kept the same as the original pipe state before cutting out. It is to be. (The most important thing is the mutual positional relationship of where the cut rings were in the pipe 22, but the positional relationship within the pipe is ordered from the right end of the pipe so that the explanation is easy to understand. Replace with and explain.)
  • FIG. 6A shows the pipe 22 before the ring 23 is cut out. It is assumed that the pipe 22 is ordered in the width unit of the ring 23 from the right end. Since 18 rings 23 are cut out from one pipe 22, the pipes 22 are numbered from 1 to 18 in units of a predetermined width from the right end. Then, as shown in FIG. 6B, the pipe 22 is cut from the right end. At this time, the order of the rings 23 is maintained even after being cut out. That is, management is performed so that the mutual relationship of the order of the rings 23 is not disturbed. For example, as shown in FIG. 7, if the pipes 22 are cut in the numerical order from the right end and the cut rings 23 are conveyed by the belt conveyor 90 in the cut out order, the order of the rings 23 is not lost. (See FIG. 8).
  • the cut ring is polished (ST106). Removes burr and rounds (chamfers). Here too, it is important to polish so that the order of the rings 23 is not lost. For example, brush polishing may be performed one by one in order. Alternatively, burrs may be removed or rounded (chamfered) with a laser one by one. Further, barrel polishing may be performed one by one in order.
  • each ring 23 is rolled to have a predetermined thickness. For example, the thickness direction of the ring 23 is sandwiched between a pair of rolling rollers and pressed.
  • the second solution treatment (ST110), heating and cooling are performed to restore the deformation of the metal structure due to rolling (ST108).
  • the circumference of the ring 23 is adjusted so that each rolled ring 23 has a predetermined circumference (ST111). That is, the ring 23 is extended by applying tension (tension), and adjustment is performed so that the ring 23 has a predetermined circumference. At this time, there is a target value of a predetermined circumference for each of the first ring, the second ring, and so on.
  • a tension tensile force
  • a device has been devised so as not to lower the durability of the ring 23 while adjusting the circumference with extremely high accuracy. (For example, JP 2011-185300 A and JP 2013-52432 A)
  • FIG. 9 shows the rings that are the targets of circumference adjustment arranged side by side so as to maintain the original order.
  • the ring order has been managed so as not to be disturbed, so it can be understood that the rings 23 are arranged so as to maintain the original order as shown in FIG. I will.
  • 18 rings 23 are cut out from one pipe 22 to make two sets of laminated rings. Therefore, one of the two sets of laminated rings is a first laminated ring 12A, and the other is a second laminated ring 12B. Further, the innermost ring in the laminated ring is referred to as a first ring, and the ring laminated on the outer side of the first ring is referred to as a second ring. Hereinafter, the numbers are increased from the inner side toward the outer side.
  • the first ring (1) is made to be the first ring of the first stacked ring 12A (see FIG. 9B).
  • the second ring (2) is made to be the second ring of the first laminated ring 12A.
  • the third ring (3) is made to be the third ring of the first laminated ring 12A.
  • the ninth ring (9) is made to be the ninth ring of the first stacked ring 12A.
  • the first ring (1) is adjusted to the circumference of the first ring
  • the second ring (2) is adjusted to the circumference of the second ring.
  • FIG. 9B is a diagram schematically showing a state after the circumference adjustment is performed on each ring 23 so as to obtain the target value of the circumference of each layer as described above.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the ring 23 is set on the ring stacking jig 80.
  • a set of rings to be assembled in the future as a laminated ring is set on the ring stacking jig.
  • An example of the ring loading jig is shown in FIG.
  • the ring stacking jig 80 includes a bottom plate 81 and a column 82 standing on the bottom plate 81, and the column 82 is provided with a plurality of flanges (not shown).
  • the ring 23 is hooked on the collar portion, so that one set (that is, nine) of the rings 23 can be set on one ring stacking jig 80.
  • the ring 23 is set on the ring stacking jig 80 so that the adjacent layers are adjacent to each other. It is preferable.
  • the first ring that is, the first ring
  • the second ring that is, the second ring
  • the third ring that is, the second ring
  • the third ring is set. (Hereafter, the same is omitted.)
  • a ring stacking jig 80 on which the ring 23 is set is placed on a transfer table (not shown) (ST114) and sent to a heat treatment furnace.
  • the heat treatment itself is a well-known process, and the ring 23 is subjected to aging (ST115), oxidation (ST116), and nitridation (ST117).
  • aging treatment ST115
  • oxidation ST116
  • nitridation ST117
  • aging treatment heating is performed up to a predetermined temperature, and after holding for a sufficient time, cooling is performed.
  • an oxidation treatment is performed at a predetermined oxidation treatment temperature in an oxidation atmosphere to generate an oxide layer.
  • nitriding is performed at a predetermined nitriding temperature in a nitriding atmosphere to generate a nitride layer.
  • the heat treatment furnace has a plurality of processing chambers partitioned by doors, and the ring stacking jig 80 is configured to turn around the processing chambers in turn by a transfer table.
  • the transfer table is carried out of the heat treatment furnace (ST118).
  • the ring 23 subjected to the heat treatment is assembled as a laminated ring 12 through a predetermined inspection (for example, surface inspection ST119).
  • a predetermined inspection for example, surface inspection ST119.
  • nine rings 23 set in one ring stacking jig 80 as it is. May be assembled as a laminated ring 12.
  • the laminated ring 12 manufactured in this way may be shipped.
  • the adjacent rings in the case of the pipe 22 may be adjacent layers in the laminated ring 12.
  • the roll 20 that is a material has variations in plate thickness and material composition depending on the location.
  • plate thickness there is a variation of about plus or minus 3 ⁇ m to 4 ⁇ m depending on the location.
  • the end portions are welded to form the pipe 22, but depending on the location, welding is performed. It is unavoidable that the quality varies.
  • the rings adjacent to each other at the time of the pipe 22 are made to be adjacent layers in the laminated ring 12 as well.
  • the rings adjacent to each other at the time of the pipe 22 it can be expected that the composition, the plate thickness, and the welding quality are substantially the same.
  • the layers adjacent to each other in the laminated ring 12 are subjected to heat treatment under substantially the same conditions.
  • the nine-layer ring 23 can be assembled as the laminated ring 12 with the package as set in the ring loading jig 80. This leads to deletion of operations for measuring, sorting, and selecting the ring 23 after the heat treatment. As a result, labor and cost are reduced, and manufacturing efficiency is improved.
  • Modification 1 of the present invention will be described.
  • “to make the rings adjacent to each other in the case of pipes be adjacent to each other in the laminated ring” means that variation after heat treatment between adjacent layers is minimized. This is considered the best mode.
  • the cut-out rings 23 must be sequentially processed one by one, there is a problem that the load is large in the management of the manufacturing process.
  • the laminated ring 12 can be finally assembled, and the standard (standard such as interlayer clearance) as the laminated ring 12 should be satisfied. It is permissible to change the order.
  • the order may be changed in one set (for example, 9 rings) constituting one laminated ring.
  • two laminated rings are made from one pipe 22.
  • the first laminated ring is taken from the right half of the pipe 22, and the second laminated ring is taken from the left half of the pipe.
  • the second laminated ring is omitted for the sake of paper width.
  • the ninth ring is cut out from the first ring constituting the first laminated ring from the right half of the pipe 22.
  • the order of the nine rings cut out from the right half of the pipe 22 need not be managed. That is, after nine rings 23 are cut out from the right half of the pipe 22, these may be batch-processed. For example, nine rings 23 may be barrel-polished together. The order of the nine rings can no longer be understood, but if it is about one set (for example, nine) constituting one laminated ring, the composition, plate thickness, weld quality can be obtained even if the place of the pipe is separated. It can be expected that there is no such big difference. Any one of the nine rings is a first ring, one of the remaining rings is a second ring, and one of the remaining rings is a third ring (hereinafter abbreviated).
  • the first ring (1) and the ninth ring (9) may be adjacent layers.
  • FIG. 11C illustrates a case where the first ring (1) is the fourth ring and the ninth ring is the fifth ring.
  • the correspondence of which ring is numbered is no longer known, and this is only virtually numbered appropriately.
  • Even in such a case since there is no significant difference in composition, plate thickness, welding quality, etc., it can be expected that the variation in interlayer clearance will be extremely small even if the heat treatment is extended to some extent.
  • the 10th to 18th rings may be shuffled when the first to ninth rings constituting the second laminated ring are made from the left half of the pipe 22. Since it is the same as the above, repeated description is omitted.
  • Modification 2 Furthermore, the modification 2 is demonstrated.
  • the order is allowed to change in one pipe. That is, 18 rings may be cut out from one pipe and these may be batch processed. For example, 18 rings 23 may be barrel-polished together. The order of the 18 rings can no longer be understood, but within the same pipe, it can be expected that there will be no significant difference in composition, plate thickness, weld quality, etc., even if the location of the pipe is far away.
  • a first laminated ring is formed from half of the 18 rings, and a second laminated ring is formed from the remaining half.
  • the first ring (1) and the 18th ring (18) may be adjacent layers. Even in such a case, since there is no significant difference in composition, plate thickness, welding quality, etc., it can be expected that the variation in interlayer clearance will be extremely small even if the heat treatment is extended to some extent.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
  • 1st Embodiment the case where a ring was processed one by one was illustrated in the subsequent process so that the order of the cut-out ring might not change. It is easy to understand that they are put on the flow work in the cut order so as not to change the order, but there is of course room for various ideas to improve the production efficiency.
  • the order may be traced later. For example, you may mark so that the order may be understood with respect to each cut-out ring.
  • the rings can be rearranged before the circumferential length adjusting process or the heat treatment.
  • various actual manufacturing processes may be devised such as processing a plurality of rings in parallel in a plurality of lanes.

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Abstract

　積層リングの製造効率を向上させる。積層リング製造方法は、鋼板の端部同士を溶接して円筒状のパイプを形成する溶接工程と、パイプを軸心に直交する方向で所定幅ごとに切断し、複数のリング２３を切り出すリング切出し工程と、リング２３を研磨する研磨工程と、複数のリング（２３）がそれぞれ定められた周長になるように調整する周長調整工程と、複数のリング（２３）を窒化処理する窒化工程と、複数のリング（２３）を積層するように組み合わせて積層リングとする組付け工程と、を含む。パイプからリング（２３）を切り出した後、順番が変わらないように一つずつ研磨し、窒化処理においても、順番を維持するように治具にセットした状態で窒化処理する。組付け工程では、パイプの状態のときに隣り合う部位となっていたリング（２３）同士が積層リング（１２Ａ、１２Ｂ）において隣り合う層同士となるように組み付ける。

Description

積層リングの製造方法
　本発明は、車両用ベルト式無段変速機の伝動ベルトに用いられる積層リングの製造方法に関する。
　トランスミッションの変速比を車両の走行状況に応じて無段階に調整するベルト式無段変速機（ＣＶＴ：ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳＬＹ　ＶＡＲＩＡＢＬＥ　ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ）がある（例えば、特許文献１）。
　図１３は、ＣＶＴに使用される無端金属ベルト１０を示す斜視図である。
　図１４は、無端金属ベルト１０を部分的に分解し、その一部を示す部分斜視図である。
　無端金属ベルト１０は、一つ一つは板状である金属エレメント１１を厚み方向に複数連ねることで、全体として環状とされたものである。複数の金属エレメント１１を環状の状態に支持するために、金属エレメント１１の幅方向の両側から積層リング１２、１２が挿入されている。
　積層リング１２は、周長が僅かずつ異なる無端金属リング１３を６～１２層重ねたものである。（図１３では、３層しか積層していないが、これは、図示の都合上簡略化したものである。）
　説明の都合上、最も内側の無端金属リング１３を第１リングとし、第１リングの外側に積層された無端金属リング１３を第２リングとし、以下、内側から外側に向かって番号が大きくなるように命名する。内側のリングに対してその外側のリングの周長がわずかに長くなっており、内側のリングに対して外側のリングを積層したとき、両者の間は全周にわたって略密着状態になる。
　積層リング１２を製造するにあたっては、内側のリングとその外側のリングとの層間クリアランスが規定の公差に収まるように各無端金属リング１３の周長を極めて厳格に管理しなければならない。
　例えば、第ｋ層のリングと第ｋ＋１層のリングとの層間クリアランスが規定より大きすぎると、互いに擦れ合って切れてしまう原因になる。
　また、６～１２層のリングを順番に積層しなければならないのであるから、第ｋ層のリングと第ｋ＋１層のリングとの層間クリアランスが規定より大きくなってしまっていると、第ｋ＋２層のリングや、第ｋ－１層のリングが入らなくなり、結局、積層リングとして組み上げられないという事態になる。
　もちろん、層間クリアランスが全く無かったり、板厚を考えたときに、第ｋ層リングの外周が第ｋ＋１層リングの内周よりも大きくなっていたりすると、積層できないのは当然である。
　そこで、各リングがそれぞれ定められた周長になるようにリングの周長調整を行う。すなわち、テンション（張力）を掛けてリングを定められた周長まで引き伸ばす。このとき、第１リングになるもの、第２リングになるもの、・・・に対し、それぞれ予め定められた周長の狙い値がある。テンション（張力）を掛けてリングを引き伸ばすわけであるが、周長を極めて高精度に調整するための工夫がこれまでに様々提案されている。
　例えば、本出願人による特開２０１１－１８５３００号公報（特許文献２）や特開２０１３－５２４３２号公報（特許文献３）にはかなり工夫された周長調整装置および周長調整工程が開示されている。
　一方、積層リング、すなわち、積層リングを構成する各無端金属ベルトには、当然のことながら、高い強度が求められる。したがって、周長調整のあと、時効、酸化、窒化といった熱処理が施され、例えば、硬度や耐摩耗性の向上が図られる（特許文献４、特許文献５）。
特開２００５－１５５７５５号公報 特開２０１１－１８５３００号公報 特開２０１３－５２４３２号公報 特開２００９－２４９６４６号公報 国際公開番号ＷＯ２０１１／０７７５７９
　リングに熱処理（特に、時効、酸化、窒化）を施すと、周長のバラツキが大きくなるという傾向がある。すなわち、熱処理前において周長のバラツキを巾狭に抑え込めたとしても、熱処理をするとバラツキが２倍あるいは３倍に大きくなってしまうという傾向がある。これは、炉内の温度分布や炉内のガス濃度分布など、熱処理には高精度に制御しきれない因子が非常に多いことが関係していると予想はできるが、はっきりした知見が得られているわけではない。また、温度１℃あたりのリングの伸び（膨張率）が大きいなど、制御しきれない因子が周長変化に対して大きな影響を持つという問題も有り得る。
　ところが、前述したように、積層リングとして組み合わせられる各リングに求められる周長精度は巾狭である。従って、これまでは、熱処理後に各リングの周長を一つ一つ測定し、長さの違いごとに仕分けし、その後、組み合わせ可能なリングを選定する、という作業がどうしても必要であった。しかし、このような作業は余りに煩雑であり、時間、コストの点で負担が大きい。また、適切な組み合わせ相手が見つからないリングが在庫として積み上がるという問題もある。
　本発明の目的は、積層リングの製造効率をさらに向上させることにある。
　本発明の積層リング製造方法は、
　周長が僅かずつ異なる複数の無端金属リングが積層されて成る積層リングの製造方法であって、
　鋼板の端部同士を溶接して円筒状のパイプを形成する溶接工程と、
　前記パイプを軸心に直交する方向で所定幅ごとに切断し、複数のリングを切り出すリング切出し工程と、
　前記リングを研磨する研磨工程と、
　複数の前記リングがそれぞれ定められた周長になるように調整する周長調整工程と、
　複数の前記リングを窒化処理する窒化工程と、
　複数の前記リングを積層するように組み合わせて積層リングとする組付け工程と、を含み、
　前記組付け工程では、
　前記パイプの状態のときに隣り合う部位となっていたリング同士が積層リングにおいて隣り合う層同士となるように組み付ける
　ことを特徴とする。
　本発明では、
　前記研磨工程においては、
　前記リング切り出し工程で切り出された順番を追跡できるように一つずつ研磨する
　ことが好ましい。
　本発明では、
　前記窒化工程では、
　前記パイプの状態のときに隣り合う部位となっていたリング同士を互いに隣り合うように治具にセットした状態で窒化処理を行う
　ことが好ましい。
　本発明では、
　前記周長調整工程においては、
　前記パイプの状態のときに隣り合う部位となっていたリング同士が積層リングにおいて隣り合う層同士となるように各リングの周長を調整する
　ことが好ましい。
　本発明の積層リング製造方法は、
　周長が僅かずつ異なる複数の無端金属リングが積層されて成る積層リングの製造方法であって、
　鋼板の端部同士を溶接して円筒状のパイプを形成する溶接工程と、
　前記パイプを軸心に直交する方向で所定幅ごとに切断し、複数のリングを切り出すリング切出し工程と、
　前記リングを研磨する研磨工程と、
　複数の前記リングがそれぞれ定められた周長になるように調整する周長調整工程と、
　複数の前記リングを窒化処理する窒化工程と、
　複数の前記リングを積層するように組み合わせて積層リングとする組付け工程と、を含み、
　前記組付け工程では、一本の前記パイプから切り出された複数の前記リングのうちの所定数を用いて一の積層リングとして組み付ける
　ことを特徴とする。
　本発明の積層リング製造方法は、
　周長が僅かずつ異なる複数の無端金属リングが積層されて成る積層リングの製造方法であって、
　鋼板の端部同士を溶接して円筒状のパイプを形成する溶接工程と、
　前記パイプを軸心に直交する方向で所定幅ごとに切断し、複数のリングを切り出すリング切出し工程と、
　前記リングを研磨する研磨工程と、
　複数の前記リングがそれぞれ定められた周長になるように調整する周長調整工程と、
　複数の前記リングを窒化処理する窒化工程と、
　複数の前記リングを積層するように組み合わせて積層リングとする組付け工程と、を含み、
　前記組付け工程では、前記パイプの半分の長さから切り出された複数の前記リングのうちの所定数を用いて一の積層リングとして組み付ける
　ことを特徴とする。
　本発明では、パイプの状態のときに隣り合う部位となっていたリング同士が積層リングにおいて隣り合う層同士となるように組み付けることとした。
　ここで、パイプのときに隣接していたリング同士にあっては、組成、板厚、溶接品質がほぼ同じであることが期待できる。従って、積層リングにおいて互いに隣接する層同士については、熱処理（窒化工程）の段階である程度の延びが生じるとしても、その延びはほぼ同じ傾向となることが期待できる。このことは、熱処理後にリングを測長、仕分け、選択する作業を削除することに繋がり、結果として、手間、コストを削減し、製造効率を向上させる。
積層リング製造方法のフローチャート。 積層リング製造方法のフローチャート。 積層リング製造方法のフローチャート。 ロールから切り出した鋼板をパイプにする様子を示す図。 １２本のパイプをまとめて溶体化処理する様子を示す図。 一本のパイプから１８個のリングを切り出す様子を示す図。 一本のパイプから１８個のリングを切り出す様子を示す図。 一本のパイプから１８個のリングを切り出す様子を示す図。 各層の周長の狙い値になるように各リングに周長調整を施した後の状態を模式的に示す図。 リングをリング積載治具にセットした様子を示す図。 変形例１として、パイプの半分から一の積層リングを作る様子を示す図。 変形例２として、一のパイプから二の積層リングを作る様子を示す図。 ＣＶＴに使用される無端金属ベルトを示す斜視図。 無端金属ベルトを部分的に分解し、その一部を示す部分斜視図。
　本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
　（第１実施形態）
　本発明の積層リング製造方法に係る第１実施形態について説明する。
　図１から図３に、積層リング製造方法のフローチャートを示す。
　以下、各工程を順番に説明する。
　まず、ロール２０から鋼板２１を切り出し（ＳＴ１０１）、切り出した鋼板２１を円筒形に曲げた後（ＳＴ１０２）、溶接してパイプ２２を作る（ＳＴ１０３）。図４に、ロール２０から切り出した鋼板２１をパイプ２２にする様子を図示した。なお、ロール２０の材料は、マルエージング鋼またはステンレス鋼などの鋼である。
　次に、溶接時の熱の影響を除去するための第１溶体化処理を施す（ＳＴ１０４）。ここでは、１２本のパイプ２２をバッチ処理するとする（図５参照）。（バッチの単位を１２本に限定する必要がないのはもちろんである。）
　次に、各パイプ２２を軸心に直交する方向に切断してリング２３を切り出す（ＳＴ１０５）。この工程は、本発明の要点の一つであるので、詳しく説明する。
　例として、最終的に一の積層リングは、９層のリング２３を積層して成るものとする。そして、リング切り出し工程では、一本のパイプ２２から１８個のリング２３を切り出すとする。つまり、一本のパイプ２２から、積層リング二組分のリング２３を切り出すことにする。
　図６、図７、図８に、一本のパイプ２２から１８個のリング２３を切り出す様子を示す。
　ここで大事なことは、一本のパイプ２２から複数（ここでは１８個）のリング２３を切り出すとしても、切り出されたリング２３の順序を切り出す前の元のパイプの状態と同じに保つようにすることである。
　（真に大切なことは、切り出されたリング同士がパイプ２２のなかのどこにあったかという相互の位置関係なのであるが、説明が分かり易くなるように、パイプ内での位置関係をパイプ右端からの順番に置き換えて説明する。）
　図６（ａ）は、リング２３を切り出す前のパイプ２２である。このパイプ２２にリング２３の幅単位で右端から順番を付けたとする。一本のパイプ２２から１８個のリング２３を切り出すので、パイプ２２には右端から所定幅単位で１番から１８番まで番号が付くことになる。そして、図６（ｂ）のように、パイプ２２を右端から輪切りにしていくのであるが、このとき、切り出された後でもリング２３の順序が保たれるようにする。すなわち、リング２３の順序の相互関係が乱れてしまわないように管理する、ということである。例えば、図７のように、パイプ２２を右端から番号順に切断していき、切り出されたリング２３を切り出された順番通りにベルトコンベア９０で搬送するようにすれば、リング２３の順番を見失わないようにできる（図８参照）。
　ここで、例えば、切り出されたリング２３を順番に関係なく雑然とトレーに入れてしまうと、リング同士がパイプ２２のなかのどこにあったかという相互の位置関係は失われてしまうであろう。したがって、パイプ２２からリング２３を切り出した後の順序の保持または管理が重要となってくる。
　リング２３の順序を保持できる方法であれば、如何なる手段を用いても良いのであって、ベルトコンベアに載せようが、ターンテーブルに載せようが、順番を保つように整理してトレーに並べようが、個別具体的な手段は限定されない。
　次に、切り出したリングを研磨する（ＳＴ１０６）。バリの除去やＲ付け（面取り）などを行う。ここでもリング２３の順番を見失わないように研磨することが大事である。
　例えば、順番に一つずつブラシ研磨してもよい。または、一つずつ順番にレーザでバリの除去やＲ付け（面取り）を行ってもよい。さらには、順番に一つずつバレル研磨してもよい。
　ここで、リングの順番を保つように研磨することが大事なので、例えば、複数のリングをまとめてバレル研磨するようなことは良くない。
　研磨（ＳＴ１０６）の後、洗浄（ＳＴ１０７）、圧延（ＳＴ１０８）、洗浄（ＳＴ１０９）、第２溶体化処理（ＳＴ１１０）の順に処理を行う。各工程で行う処理自体はこれまでに知られていることである。ただし、これらの工程を通しても、リング２３の順番が保たれるようにすることが大事である。
　なお、圧延（ＳＴ１０８）では、各リング２３を所定の厚みになるように圧延する。例えば、リング２３の厚さ方向を一対の圧延ローラで挟み込んで加圧する。
　第２溶体化処理（ＳＴ１１０）では、圧延（ＳＴ１０８）による金属組織の変形を復元するため、加熱、冷却を行う。
　次に、圧延済みの各リング２３がそれぞれ定められた周長になるようにリング２３の周長調整を行う（ＳＴ１１１）。すなわち、テンション（張力）を掛けてリング２３を延ばし、リング２３が定められた周長になるように調整を行う。
　このとき、第１リングになるもの、第２リングになるもの、・・・に対し、それぞれ予め定められた周長の狙い値がある。
　テンション（張力）を掛けてリング２３を引き伸ばすわけであるが、周長を極めて高精度に調整しながらも、リング２３の耐久性を低下させないようにする工夫が行われている。（例えば、特開２０１１－１８５３００号公報や特開２０１３－５２４３２号公報）
　さてここで、本実施形態で大事なこととして、パイプ２２のときに隣接していたリング同士が積層リングにおいても隣接している層同士になるようにする、ということがある。図９は、周長調整の対象となるリングを元の順番を保持するように並べて示すものである。ここまでの工程において、リングの順序の相互関係が乱れてしまわないように管理してきたので、図９（ａ）のようにリング２３を元の順番を保持するように並べられることはご理解いただけるであろう。
　本実施形態では、一本のパイプ２２から１８個のリング２３を切り出し、積層リングを二組作る。そこで、二組の積層リングのうち、一方を第１積層リング１２Ａとし、他方を第２積層リング１２Ｂとする。
　また、積層リングにおいて最も内側のリングを第１リングとし、第１リングの外側に積層されたリングを第２リングとし、以下、内側から外側に向かって番号が大きくなるように命名する。
　このとき、１番目のリング（１）が第１積層リング１２Ａの第１リングとなるようにする（図９（ｂ）を参照されたい）。
　２番目のリング（２）が第１積層リング１２Ａの第２リングとなるようにする。
　３番目のリング（３）が第１積層リング１２Ａの第３リングとなるようにする。
　以下、同様にして、９番目のリング（９）が第１積層リング１２Ａの第９リングとなるようにする。
　言い換えると、１番目のリング（１）を第１リングの周長に調整する、２番目のリング（２）を第２リングの周長に調整する、ということである。
　第２積層リング１２Ｂについても同じように、１０番目のリング（１０）が第２積層リング１２Ｂの第１リングとなるようにする。
　１１番目のリング（１１）が第２積層リング１２Ｂの第２リングとなるようにする。
　１２番目のリング（１２）が第２積層リング１２Ｂの第３リングとなるようにする。
　以下、同様にして、１８番目のリング（１８）が第２積層リング１２Ｂの第９リングとなるようにする。
　図９（ｂ）は、上記のように、各層の周長の狙い値になるように各リング２３に周長調整を施した後の状態を模式的に示す図である。
　周長調整（ＳＴ１１１）に続き、次の熱処理のための準備を行う。すなわち、周長調整（ＳＴ１１１）を行ったリングを熱処理炉に搬送するため、リング２３をリング積載治具８０にセットする。図１０は、リング２３をリング積載治具８０にセットした様子を示す図である。
　本実施形態で大事なこととして、積層リングにおいて互いに隣接する層については略同じ条件の熱処理を受けるようにする、ということがある。言い換えると、積層リングにおいて互いに隣接する層については、できる限り近い位置関係で熱処理を経験させる、ということである。
　将来的に積層リングとして組み付けられる一組のリングをリング積載治具にセットする。
　リング積載治具の一例を図９に示す。
　リング積載治具８０は、底板８１と、底板８１に立設された支柱８２と、を有し、支柱８２には複数の鍔部（不図示）が設けられている。
　鍔部にリング２３が引っ掛かるようになっており、これにより、一のリング積載治具８０に一組の（つまり９個の）リング２３がセットできるようになっている。
　そして、前述のように、積層リングにおいて互いに隣接する層については略同じ条件の熱処理を受けるようにすることが好ましいので、隣接層同士が隣り合うようにリング２３をリング積載治具８０にセットすることが好ましい。図１０の例では、１番目のリング（つまり第１リング）を一番上にセットし、その下に２番目のリング（つまり第２リング）をセットし、その下に３番目のリング（つまり第３リング）をセットするようにしている。（以下、同じなので省略する。）
　リング２３をセットしたリング積載治具８０を搬送台（不図示）に載せ（ＳＴ１１４）、熱処理炉に送る。
　熱処理自体はよく知られた工程であり、時効（ＳＴ１１５）、酸化（ＳＴ１１６）、および、窒化（ＳＴ１１７）の各処理をリング２３に行うものである。
　時効処理（ＳＴ１１５）においては、所定温度まで加熱し、十分な時間保持した後に冷却する。
　酸化処理（ＳＴ１１６）においては、酸化雰囲気において所定の酸化処理温度で酸化処理し、酸化物層を生成する。
　窒化処理（ＳＴ１１７）においては、窒化雰囲気において所定の窒化処理温度で窒化処理し、窒化物層を生成する。
　熱処理炉は、扉で仕切られた複数の処理室を有し、リング積載治具８０は、搬送台によって各処理室を順番に回るようになっている。
　熱処理（ＳＴ１１５－ＳＴ１１７）が終了すると、搬送台が熱処理炉から搬出される（ＳＴ１１８）。熱処理が施されたリング２３は、所定の検査（例えば表面検査ＳＴ１１９）を経て、積層リング１２として組まれる。この際、積層リング１２として組まれる一組のリング２３を一つのリング積載治具８０にセットしていたのであるから、そのまま、一つのリング積載治具８０にセットされている９個のリング２３を積層リング１２として組めばよい。
　その後、このように製造した積層リング１２を出荷すればよい。
　このような第１実施形態によれば次の効果を奏する。
　本第１実施形態の特徴として、パイプ２２のときに隣接していたリング同士が積層リング１２においても隣接する層同士になるようにしたことがある。
　ここで、素材であるロール２０には、場所によって板厚や材料組成にバラツキがあるのはやむを得ないことである。（例えば、板厚でいうと、場所によってプラスマイナス３μｍから４μｍ程度のバラツキがある。）さらに、鋼板を湾曲させた後に端部同士を溶接してパイプ２２を形成するのであるが、場所によって溶接品質にバラツキが生じるのはやむ得ないことである。
　ここで、仮に、材料組成、板厚および溶接品質など各種因子のバラツキがそれぞれ規格の幅内に入っていたとしても、熱処理を行うとリングごとの延び量がかなり違ってくるという問題がある。
　例えば、材料組成、板厚および溶接品質など各種因子のバラツキが規格内にある材料に対して同じ条件の熱処理を施したとしても、リングの延び量のバラツキがプラスマイナス数百μｍ程度も生じることがある。
　そのため、熱処理の前の周長調整で狙い値に高精度に合わせることができたとしても、熱処理の後では予定した通りに積層できないという事態がしばしばあった。よって、全リングに対して周長測定を行った上で、選択組み付けをするという手間が生じていた。
　この点、本実施形態では、パイプ２２のときに隣接していたリング同士が積層リング１２においても隣接する層同士になるようにした。パイプ２２のときに隣接していたリング同士にあっては、組成、板厚、溶接品質がほぼ同じであることが期待できる。さらに、本実施形態においては、積層リング１２において互いに隣接する層については略同じ条件の熱処理を受けるようにした。これにより、積層リング１２において互いに隣接する層同士については、熱処理である程度の延びが生じるとしても、その延びはほぼ同じ傾向となることが期待できる。従って、リング積載治具８０にセットした通りの荷姿のまま９層のリング２３を積層リング１２として組み上げることができる。このことは、熱処理後にリング２３を測長、仕分け、選択する作業を削除することに繋がり、結果として、手間、コストを削減し、製造効率を向上させる。
　（変形例１）
　本発明の変形例１を説明する。
　第１実施形態のように「パイプのときに隣接していたリング同士が積層リングにおいても隣接している層同士になるようにする」というのは、隣接層間における熱処理後のバラツキを極限まで小さくするという点ではベストモードと考えられる。しかし、切り出したリング２３を一つずつ順次処理しなければならないことを考えると、製造工程の管理で負荷が大きいという問題はある。ここで、最終的に積層リング１２として組み上げ可能で有り、かつ、積層リング１２としての基準（層間クリアランスなどの基準）を満たしていれば良いのであるから、この目的が達成できる範囲であればリングの順序が入れ替わることは許容される。
　例えば、図１１に示すように、一の積層リングを構成する一組（例えば９個）のリングのなかでは順番が入れ替わってもよい。
　図１１にあっては、一本のパイプ２２から二つの積層リングを作る。
　パイプ２２の右半分から第１積層リングを取り、パイプの左半分から第２積層リングを取る。（図１１では、紙幅の都合上、第２積層リングに関しては省略した。）すなわち、パイプ２２の右半分から第１積層リングを構成する第１リングから第９リングが切り出されるわけである。
　このとき、パイプ２２の右半分から切り出される９個のリングについては順番を管理しなくてもよい。すなわち、パイプ２２の右半分から９個のリング２３を切り出した後は、これらをバッチ処理してもよい。
　例えば、９個のリング２３をまとめてバレル研磨してもよい。
　９個のリングの順番はもはや判らなくなるが、一の積層リングを構成する一組（例えば９個）分程度であれば、パイプのときの場所が離れていても、組成、板厚、溶接品質などにそれほどの大きな違いは無いと期待できる。
　９個のリングのうちのいずれか一つを第１リングとし、残りのうちからいずれかを第２リングとし、さらに残りのうちからいずれかを第３リングとする（以下、略する）。
　結果として、例えば、図１１（ｃ）に示すように、１番目のリング（１）と９番目のリング（９）とが隣り合う層になることも有り得る。
　図１１（ｃ）では、１番目のリング（１）が第４リングになり、９番目のリングが第５リングになった場合を例示している。
　（当然であるが、実際には、どのリングが何番目であるかという対応付けはもはや判らなくなっているのであり、これは仮想的に適当に番号を付けただけである。）
　このような場合でも、組成、板厚、溶接品質などにそれほどの大きな違いは無いため、熱処理である程度延びが生じるとしても層間クリアランスのバラツキは極めて小さくなると期待できる。
　パイプ２２の左半分から第２積層リングを構成する第１リングから第９リングを作るにあたっても１０番目から１８番目のリングをシャッフルしてもよい。上記と同様なので繰り返しの説明は省略する。
　（変形例２）
　さらに、変形例２を説明する。
　変形例２としては、一本のパイプのなかでは順番が入れ替わることを許容する。すなわち、一のパイプから１８個のリングを切り出し、これらをバッチ処理してもよい。
　例えば、１８個のリング２３をまとめてバレル研磨してもよい。
　１８個のリングの順番はもはや判らなくなるが、同じパイプのなかであれば、パイプのときの場所が離れていても、組成、板厚、溶接品質などにそれほどの大きな違いは無いと期待できる。１８個のリングのうちの半数から第１積層リングを作り、残りの半数で第２積層リングを作る。
　結果として、例えば、図１２に示すように、１番目のリング（１）と１８番目のリング（１８）とが隣り合う層になることも有り得る。このような場合でも、組成、板厚、溶接品質などにそれほどの大きな違いは無いため、熱処理である程度延びが生じるとしても層間クリアランスのバラツキは極めて小さくなると期待できる。
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
　第１実施形態では、切り出したリングの順番が変わらないようにその後の工程ではリングを一つずつ順次処理する場合を例示した。順序を変えないように切った順番で流れ作業に載せてしまうというのが最も分かり易いが、製造効率を向上させるためには様々な工夫の余地はもちろんあるであろう。
　例えば、後で順番をトレースできるようにしておいてもよい。例えば、切り出した各リングに対して順番が判るようにマーキングしておいてもよい。こうすれば、例えば、研磨工程をバッチ処理したとしても、周長調整工程や熱処理の前にリングを並べ直すこともできる。
　または、リングの順番を管理できるのであれば複数のリングを複数のレーンでパラレルに処理するなど、実際の製造工程は様々工夫してもよい。
　この出願は、２０１３年６月２５日に出願された日本出願特願２０１３－１３２６０４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１０…無端金属ベルト、１１…金属エレメント、１２…積層リング、１３…無端金属リング、２０…ロール、２１…鋼板、２２…パイプ、２３…リング、８０…リング積載治具、８１…底板、８２…支柱、９０…ベルトコンベア。

Claims (6)

  1. 　周長が僅かずつ異なる複数の無端金属リングが積層されて成る積層リングの製造方法であって、
    　鋼板の端部同士を溶接して円筒状のパイプを形成する溶接工程と、
    　前記パイプを軸心に直交する方向で所定幅ごとに切断し、複数のリングを切り出すリング切出し工程と、
    　前記リングを研磨する研磨工程と、
    　複数の前記リングがそれぞれ定められた周長になるように調整する周長調整工程と、
    　複数の前記リングを窒化処理する窒化工程と、
    　複数の前記リングを積層するように組み合わせて積層リングとする組付け工程と、を含み、
    　前記組付け工程では、
    　前記パイプの状態のときに隣り合う部位となっていたリング同士が積層リングにおいて隣り合う層同士となるように組み付ける
    　ことを特徴とする積層リング製造方法。
  2. 　請求項１に記載の積層リング製造方法において、
    　前記研磨工程においては、
    　前記リング切り出し工程で切り出された順番を追跡できるように一つずつ研磨する
    　ことを特徴とする積層リング製造方法。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の積層リング製造方法において、
    　前記窒化工程では、
    　前記パイプの状態のときに隣り合う部位となっていたリング同士を互いに隣り合うように治具にセットした状態で窒化処理を行う
    　ことを特徴とする積層リング製造方法。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれかに記載の積層リング製造方法において、
    　前記周長調整工程においては、
    　前記パイプの状態のときに隣り合う部位となっていたリング同士が積層リングにおいて隣り合う層同士となるように各リングの周長を調整する
    　ことを特徴とする積層リング製造方法。
  5. 　周長が僅かずつ異なる複数の無端金属リングが積層されて成る積層リングの製造方法であって、
    　鋼板の端部同士を溶接して円筒状のパイプを形成する溶接工程と、
    　前記パイプを軸心に直交する方向で所定幅ごとに切断し、複数のリングを切り出すリング切出し工程と、
    　前記リングを研磨する研磨工程と、
    　複数の前記リングがそれぞれ定められた周長になるように調整する周長調整工程と、
    　複数の前記リングを窒化処理する窒化工程と、
    　複数の前記リングを積層するように組み合わせて積層リングとする組付け工程と、を含み、
    　前記組付け工程では、一本の前記パイプから切り出された複数の前記リングのうちの所定数を用いて一の積層リングとして組み付ける
    　ことを特徴とする積層リング製造方法。
  6. 　周長が僅かずつ異なる複数の無端金属リングが積層されて成る積層リングの製造方法であって、
    　鋼板の端部同士を溶接して円筒状のパイプを形成する溶接工程と、
    　前記パイプを軸心に直交する方向で所定幅ごとに切断し、複数のリングを切り出すリング切出し工程と、
    　前記リングを研磨する研磨工程と、
    　複数の前記リングがそれぞれ定められた周長になるように調整する周長調整工程と、
    　複数の前記リングを窒化処理する窒化工程と、
    　複数の前記リングを積層するように組み合わせて積層リングとする組付け工程と、を含み、
    　前記組付け工程では、前記パイプの半分の長さから切り出された複数の前記リングのうちの所定数を用いて一の積層リングとして組み付ける
    　ことを特徴とする積層リング製造方法。
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