金属带用金属环制造技术

通过适当设定金属带用金属环的自由状态半径从而最大限地增加其寿命的金属带用金属环。对与金属零件鞍形面接触而受到接触负载的最内层金属环进行氮化处理而施予的压缩残余应力、与以最小缠绕半径量纲为１的金属环的自由状态半径的关系，设定在斜线区域。斜线区域的边界Ｓ１、Ｓ２，根据作用于金属环内周面的压缩残余应力、由于弯曲产生的压缩应力及接触应力的相加值不超过金属环的弹性变形界限这样的条件决定。边界Ｓ５、Ｓ６，根据金属环的最大压缩应力不过大这样的条件决定。边界Ｓ４，根据确保金属环表面的耐磨损性而决定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种为了增加带式无级变速器的金属带的金属环的疲劳寿命而设定切断金属环时的自由状态半径的金属带用金属环。
技术介绍
带式无级变速器用的金属带，是沿层叠多个金属环的金属环集合体支撑多个金属零件而构成的。各个金属环上除了基于张力产生的拉伸应力外还作用有基于弯曲产生的拉伸应力及压缩应力。即在将金属环缠绕在带轮上的缠绕部，金属环外周面被拉伸而作用拉伸应力、同时内周面被压缩而作用压缩应力，在金属环离开带轮的弦部，金属环外周面被压缩而作用压缩应力、同时内周面被拉伸而作用拉伸应力。这样，随着金属环旋转、内周面及外周面的应力发生周期性变化，这是降低金属环疲劳寿命降低的原因。为此，下述专利文献1所述的方案，是在金属环受到最过于苛刻负载的TOP比例(ratio)状态，设定金属环的自由状态半径Ro，以使由金属环外周面的应力振幅σao及应力中心σmo算出的外周面的矫正应力振幅σao′(应力中心σmo＝0时的应力振幅σao)和由金属环内周面的应力振幅σai及应力中心σmi算出的内周面的矫正应力振幅σai′(应力中心σmi＝0时的应力振幅σai)一致，因而谋求延长金属环的疲劳寿命。专利文献1特开2003-126933号公报不过，层叠的金属环中最内层的金属环内周面，与作为金属带横剖元件的金属零件的鞍形面抵接，因而作用于那部分的压缩应力(接触应力)的分量使金属环内周面的最大压缩应力增加。从而，如果在带式无级变速器的运转中，由于氮化处理产生的金属环的压缩残余应力、由于弯曲产生的应力及由于与金属零件的鞍形面接触产生的接触应力的相加值过大，超过弹性变形界限，则金属环有塑性变形而破损的可能性。不过，上述专利文献1所述的方案，没有考虑作用于最内层金属环内周面的由于与鞍形面接触产生的接触应力，而且没有考虑金属环的最大应力和弹性变形界限的关系，因此，担心不会如愿地延长金属环的寿命。
技术实现思路
为此，本专利技术即是鉴于上述事情而产生的，其目的在于一种适当设定金属带用金属环的自由状态半径从而最大限地增加其寿命。为了实现上述目的，根据第1专利技术，提出一种金属带用金属环，为了增加带式无级变速器的金属带的金属环的疲劳寿命而设定切断金属环时的自由状态半径，这种金属带用金属环其特征在于以带式无级变速器工作中的、由金属环外周面及内周面的应力变动决定的、金属环外周面及内周面的应力振幅及应力中心不超过金属环的弹性变形界限为条件，设定金属环的上述自由状态半径。另外，根据第2专利技术，提出一种金属带用金属环，为了增加带式无级变速器的金属带的金属环疲劳寿命而设定切断金属环时的自由状态半径，这种金属带用金属环其特征在于以带式无级变速器工作中的、由考虑了金属环与横剖元件接触时产生的接触应力的金属环外周面及内周面的应力变动决定的、金属环外周面及内周面的应力振幅及应力中心不超过母材弹性变形界限加上由热处理产生的压缩残余应力的金属环的弹性变形界限为条件，设定金属环的上述自由状态半径。另外，根据第3专利技术，提出一种金属带用金属环，除第1或第2专利技术的构成外，其特征在于以由于上述热处理产生的金属环的压缩残余应力为x、轴间距离为d、自由状态半径为Ro时，-1300≤x＜-1000Ro＜4.93d-557.4Ro＜0.33d-4.7同时成立。另外，根据第4专利技术，提出一种金属带用金属环，除第1或第2专利技术的构成外，其特征在于以金属环的自由状态半径/最小缠绕半径为y，以由于热处理产生的金属环的压缩残余应力为x时，x＜-1300y＜0.000026x2+0.084x+70.5y＞0.000003x2+0.007x+5.0同时成立。另外，根据第5专利技术，提出一种金属带用金属环，除第1或第2专利技术的构成外，其特征在于以金属环的自由状态半径/最小缠绕半径为y，以由于上述热处理产生的金属环的压缩残余应力为x时，x＜-1300y＜0.000026x2+0.084x+70.5y＞0.000003x2+0.007x+5.0同时成立，或者y＜5.0y＞1.5-1300≤x＜-1000同时成立。另外，根据第6专利技术，提出一种金属带用金属环，除第1或第2专利技术的构成外，其特征在于利用金属环周长的修正进行金属环的自由状态半径的设定，在正圆状态下进行修正了周长后的时效硬化处理，在椭圆状态下进行时效硬化处理后的氮化处理。另外，根据第7专利技术，提出一种金属带用金属环，除第6专利技术的构成外，其特征在于将在使用状态下相互不接触的多数金属环配置成同心状而进行上述时效硬化处理。还有，实施例的金属零件32与本专利技术的横剖元件对应，实施例的压缩侧弹性界限线L4与本专利技术的弹性变形界限对应。专利技术的效果根据第1专利技术的构成，算出金属环外周面及内周面的应力振幅及应力中心，以金属环的压缩应力不超过弹性变形界限为条件，设定金属环的上述自由状态半径，因此，能够防止压缩应力过大并超过弹性变形界限，确实地增加金属环的寿命。根据第2专利技术的构成，考虑金属环与横剖元件接触时产生的接触应力，算出金属环外周面及内周面的应力振幅及应力中心，以金属环的压缩应力不超过母材的弹性变形界限加上由于热处理而产生的残余应力的弹性变形界限为条件，设定金属环的上述自由状态半径，因此，能够防止压缩应力过大并超过弹性变形界限，确实地增加金属环的寿命。根据第3专利技术的构成，以由于热处理产生的金属环的压缩残余应力为x、轴间距离为d、自由状态半径为Ro时，-1300≤x＜-1000Ro＜4.93d-557.4Ro＜0.33d-4.7同时成立，因此，在整个轴间距离上金属环的总的压缩应力不超过变形界限，同时能够确保由压缩残余应力产生的金属环的必要最小限的耐磨损性。根据第4专利技术的构成，以金属环的自由状态半径/最小缠绕半径为y，以由于上述热处理产生的金属环的压缩残余应力为x时，x＜-1300y＜0.000026x2+0.084x+70.5y＞0.000003x2+0.007x+5.0同时成立，因此，金属环的总的压缩应力不超过变形界限，同时能够确保由压缩残余应力产生的金属环的必要最小限的耐磨损性。根据第5专利技术的构成，以金属环的自由状态半径/最小缠绕半径为y，以由于上述热处理产生的金属环的压缩残余应力为x时，y＜5.0y＞1.5-1300≤x＜-1000同时成立，因此，除了第2专利技术的作用效果，还能够确保由压缩残余应力产生的金属环的必要最小限的耐磨损性，且避免随着运转而产生的金属环的压缩应力过大。根据第6专利技术的构成，在正圆状态下进行利用修正金属环周长而设定自由状态半径后的时效硬化处理，因此，能够利用周长的修正不破坏被均匀赋予的自由状态半径而进行时效硬化处理，另外，在椭圆状态下进行不对金属环的自由状态半径造成影响的氮化处理，因此，能够削减用以进行氮化处理的间隙。根据第7专利技术的构成，使金属环呈正圆状态进行时效硬化处理时，将在使用状态下相互不接触的多数金属环配置成同心状，因此，能够防止多个金属环相互干涉、且削减用以进行时效硬化处理的间隙。附图说明图1是搭载了带式无级变速器的车辆动力传递系统的框架图。图2是金属带的部分斜视图。图3是作用于金属环的拉伸应力的说明图。图4是表示作用于金属环内周面的应力变化的图。图5是表示作用于金属环外周面的应力变化的图。图6是金属环的非使用状态(环形状态)及使用状态的形状的说明图。图7是表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属带用金属环，为了增加带式无级变速器（Ｔ）的金属带（９）的金属环（３３）的疲劳寿命而设定切断金属环（３３）后的自由状态半径（Ｒｏ），其特征在于：以带式无级变速器（Ｔ）工作中的、由金属环（３３）的外周面及内周面的应力变动决定的、金属环（３３）的外周面及内周面的应力振幅（σａｉ、σａｏ）及应力中心（σｍｉ、σｍｏ）不超过金属环（３３）的弹性变形界限（Ｌ４）为条件，来设定金属环（３３）的上述自由状态半径（Ｒｏ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金原茂，矢崎彻，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]