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JP2010229448A - Metal ring heat treatment jig - Google Patents

Metal ring heat treatment jig Download PDF

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JP2010229448A
JP2010229448A JP2009076126A JP2009076126A JP2010229448A JP 2010229448 A JP2010229448 A JP 2010229448A JP 2009076126 A JP2009076126 A JP 2009076126A JP 2009076126 A JP2009076126 A JP 2009076126A JP 2010229448 A JP2010229448 A JP 2010229448A
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JP
Japan
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metal ring
heat treatment
jig
metal
holding member
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Pending
Application number
JP2009076126A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiharu Watabe
良晴 渡部
雅志 ▲高▼垣
Masashi Takagaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Priority to US13/140,379 priority patent/US8544305B2/en
Priority to DE112009003755.0T priority patent/DE112009003755B4/en
Priority to PCT/JP2009/068159 priority patent/WO2010070980A1/en
Priority to CN200980150701.0A priority patent/CN102257165A/en
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Abstract

【課題】時効処理及び窒化処理等の熱処理の際の治具の熱追従性に優れ、熱処理による金属リングの変径率を低減し得る優れた金属リングの熱処理治具を提供する。
【解決手段】3本以上の平行な金属リング保持部材が垂直方向に立設され、これらの内側で復元力を有する金属リングを、多数水平に並列して保持する熱処理治具において、金属リング保持部材は、金属リングに対向する面にのみ、一定間隔で突起部が設けられるとともに、突起部が設けられた面から背面方向に延在する板状部材であり、金属リングの外周端縁が、隣接する突起部により挟持される。
【選択図】図2
An object of the present invention is to provide an excellent metal ring heat treatment jig which is excellent in the heat followability of a jig during heat treatment such as aging treatment and nitriding treatment and can reduce the diameter change rate of the metal ring by heat treatment.
In a heat treatment jig in which three or more parallel metal ring holding members are erected in a vertical direction and a plurality of metal rings having restoring force are held in parallel inside thereof, the metal ring is held. The member is a plate-like member that is provided with projections at regular intervals only on the surface facing the metal ring, and extends in the back direction from the surface on which the projection is provided, and the outer peripheral edge of the metal ring is It is sandwiched between adjacent protrusions.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、無段変速機(CVT)等に用いられる無端状金属ベルトにおける金属リングを複数保持しつつ熱処理するための治具に関するものである。   The present invention relates to a jig for heat treatment while holding a plurality of metal rings in an endless metal belt used in a continuously variable transmission (CVT) or the like.

自動車等の変速装置として用いられる無段変速機には、一対のプーリーに巻き掛けられる無端帯状金属ベルトが備えられている。この無端帯状金属ベルトは、少しずつ周長の異なる複数の無端帯状の金属リングをそれらの厚み方向に積層した積層金属リングを一対用い、これら一対の積層金属リングを幅方向から係合させて、板片状の多数のエレメントを互いに板厚方向に向かって環状に配列させた構成である。   A continuously variable transmission used as a transmission for an automobile or the like includes an endless belt-like metal belt that is wound around a pair of pulleys. This endless belt-like metal belt uses a pair of laminated metal rings obtained by laminating a plurality of endless belt-like metal rings having different circumferential lengths in the thickness direction, and by engaging these pair of laminated metal rings from the width direction, This is a configuration in which a large number of plate-like elements are arranged in an annular shape in the thickness direction.

上記の金属リングは、以下のようにして製造される。まず、マルエージング鋼、ステンレス鋼等の鋼材料の薄板の両端を円筒状になるように溶接する。この際、溶接の熱により鋼材料の一部が硬質化されてしまうため、この円筒状の鋼材料を溶体化して均質にする。次いで、この溶体化された円筒状の鋼材料を所定幅に裁断して無端帯状のリングを形成した後、所定厚さに圧延する。この圧延により金属組織が変形してしまうため、この圧延されたリングを再度溶体化して金属組織を再結晶させる。その後、溶体化されたリングを所定の周長に補正して、少しずつ周長の異なる金属リングを製造し、さらに、時効処理及び窒化処理を施すことにより硬度及び耐摩耗性を向上させている。   Said metal ring is manufactured as follows. First, both ends of a thin plate of a steel material such as maraging steel or stainless steel are welded so as to be cylindrical. At this time, since a part of the steel material is hardened by the heat of welding, the cylindrical steel material is solutionized and homogenized. Next, this solution-formed cylindrical steel material is cut into a predetermined width to form an endless belt-like ring, and then rolled to a predetermined thickness. Since the metal structure is deformed by the rolling, the rolled ring is again formed into a solution to recrystallize the metal structure. After that, the solution ring is corrected to a predetermined peripheral length, and metal rings with different peripheral lengths are manufactured little by little, and further, aging treatment and nitriding treatment are performed to improve hardness and wear resistance. .

上記の窒化処理としては、金属リングを所定雰囲気内に所定時間保持するガス窒化法、ガス軟窒化法、塩浴窒化法等が知られている。このガス窒化法またはガス軟窒化法においては、金属リング全体が雰囲気に曝露されることが好ましく、これにより金属リングが均一に窒化される。   As the nitriding treatment, there are known a gas nitriding method, a gas soft nitriding method, a salt bath nitriding method, and the like for holding a metal ring in a predetermined atmosphere for a predetermined time. In this gas nitriding method or gas soft nitriding method, it is preferable that the entire metal ring is exposed to the atmosphere, whereby the metal ring is uniformly nitrided.

このような金属リングの窒化処理においては、多数の金属リングを保持しつつこれらを一度に窒化することを可能とした治具が用いられている。具体的には、上下に設けられた一対の懸架手段に金属リングを内周面側から垂直方向に懸架させる金属リングの窒化処理治具が報告されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この窒化処理治具では、金属リングを懸架させた構成であるため、加熱炉内で金属リングが不安定であり、また、加熱炉内における金属リングの充填率が低いため、金属リング数当たりの治具重量が大きく、熱処理時の熱効率が悪いといった問題を有していた。さらに、上側の懸架手段に当接する金属リングに負荷が集中し、窒化処理を行った際に金属リングの変形等が生じるといった問題も有していた。   In such a nitriding treatment of a metal ring, a jig is used that can hold a large number of metal rings and nitride them at a time. Specifically, a metal ring nitriding jig for suspending a metal ring in a vertical direction from the inner peripheral surface side to a pair of upper and lower suspension means has been reported (for example, see Patent Document 1). However, in this nitriding jig, since the metal ring is suspended, the metal ring is unstable in the heating furnace, and the filling rate of the metal ring in the heating furnace is low. There was a problem that the weight of the hitting jig was large and the thermal efficiency during heat treatment was poor. Furthermore, there is a problem that the load is concentrated on the metal ring that is in contact with the upper suspension means, and deformation of the metal ring occurs when nitriding is performed.

また、金属リングをその径方向に挿入自在な枠体が設けられ、この枠体に備えられた複数の保持部材により、金属リングを外周面側から押圧して楕円形状に撓ませた状態で保持する金属リングの窒化処理治具が報告されている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、この窒化処理治具においても、金属リングが垂直方向で楕円形状に保持されているため、窒化処理による金属リングの変形等の問題が解決されていなかった。なお、上記の変形等は、周長補正の工程にて周長の補正とともに矯正される場合もあるが、変形等が大きい場合には、周長の補正と併せてこの変形を矯正するための時間が掛かりすぎるという問題がある。   Also, a frame that can be inserted in the radial direction of the metal ring is provided, and the metal ring is pressed from the outer peripheral surface side and held in an elliptical shape by a plurality of holding members provided in the frame. A nitriding jig for a metal ring has been reported (for example, see Patent Document 2). However, even in this nitriding jig, since the metal ring is held in an elliptical shape in the vertical direction, problems such as deformation of the metal ring due to nitriding have not been solved. In addition, the above-described deformation and the like may be corrected together with the correction of the peripheral length in the peripheral length correction process. However, when the deformation or the like is large, in order to correct this deformation together with the correction of the peripheral length. There is a problem that it takes too much time.

そこで、この問題に対しては、3本以上の平行なロッドが垂直方向に立設され、水平方向に突き出した二重円錐形のリング座が多数このロッドに設けられ、これらのロッド間に金属リングを挿入すると、隣接するリング座の傾斜面により形成されたV字型の凹部に金属リングが外周面側から挟持される構成となる金属リングの搬送ラックが報告されている(例えば、特許文献3参照。)。しかしながら、この搬送ラックでは、加熱時における搬送ラックの熱追従性が劣っており、熱処理の際の金属リングの変径率が高くなるおそれがあり、周長の補正と併せてこの変形を矯正するための時間が掛かりすぎるという問題があった。なお、本発明における金属リングの変径率とは、金属リングの円形姿勢時の直径に対する熱処理による金属リングの直径減少分の百分率である。   Therefore, to solve this problem, three or more parallel rods are erected in the vertical direction, and a number of double conical ring seats protruding in the horizontal direction are provided on the rods. A metal ring transport rack has been reported in which a metal ring is sandwiched from an outer peripheral surface side into a V-shaped recess formed by an inclined surface of an adjacent ring seat when a ring is inserted (for example, Patent Documents). 3). However, in this transport rack, the heat followability of the transport rack during heating is inferior, and the diameter change rate of the metal ring during heat treatment may increase, and this deformation is corrected together with the correction of the circumference. There was a problem that it took too much time. In addition, the diameter change rate of the metal ring in the present invention is a percentage of the diameter reduction of the metal ring by the heat treatment with respect to the diameter of the metal ring in a circular posture.

特開2002−161314号公報JP 2002-161314 A 特許第4219186号Japanese Patent No. 4219186 特開2008−240085号公報JP 2008-240085 A

したがって、本発明は、上記問題点に鑑み、時効処理及び窒化処理等の熱処理の際の治具の熱追従性に優れ、熱処理による金属リングの変径率を低減し得る優れた金属リングの熱処理治具を提供することを目的としている。   Therefore, in view of the above problems, the present invention is excellent in heat followability of a jig during heat treatment such as aging treatment and nitriding treatment, and excellent metal ring heat treatment capable of reducing the metal ring diameter change rate by heat treatment. The purpose is to provide a jig.

本発明の金属リングの熱処理治具は、3本以上の平行な金属リング保持部材が垂直方向に立設され、これらの内側で復元力を有する金属リングを、多数水平に並列して保持する熱処理治具において、上記金属リング保持部材は、上記金属リングに対向する面にのみ、一定間隔で突起部が設けられるとともに、当該突起部が設けられた面から背面方向に延在する板状部材であり、上記金属リングの外周端縁が、隣接する上記突起部により挟持されることを特徴としている。   The heat treatment jig for metal rings of the present invention is a heat treatment in which three or more parallel metal ring holding members are erected in the vertical direction, and a plurality of metal rings having restoring force are held in parallel in the inside. In the jig, the metal ring holding member is a plate-like member provided with protrusions at regular intervals only on the surface facing the metal ring and extending in the back direction from the surface where the protrusions are provided. And the outer peripheral edge of the metal ring is sandwiched between the adjacent protrusions.

本発明によれば、金属リングが接触する金属リング保持部材を小型軽量とすることができるため、熱容量が少なくなり、熱処理の際の熱追従性に優れ、熱処理による金属リングの変径率を低減することができる。これにより、金属リングの積層時における組み付け作業で問題が生じることがなくなった。また、本発明によれば、金属リング保持部材、ひいては熱処理治具の軽量化が図られることにより、熱処理治具の搬送に要する電力等を省力化することもできる。   According to the present invention, the metal ring holding member in contact with the metal ring can be reduced in size and weight, so that the heat capacity is reduced, heat followability during heat treatment is excellent, and the diameter change rate of the metal ring by heat treatment is reduced. can do. As a result, there is no problem in assembling work when the metal rings are stacked. Further, according to the present invention, the weight of the metal ring holding member, and hence the heat treatment jig can be reduced, so that the power required for transporting the heat treatment jig can be saved.

本発明の金属リングの熱処理治具の一実施形態を示す上面図である。It is a top view which shows one Embodiment of the heat processing jig | tool of the metal ring of this invention. 本発明の金属リングの熱処理治具の一実施形態を示す正面図である。It is a front view which shows one Embodiment of the heat processing jig | tool of the metal ring of this invention. 本発明の金属リングの熱処理治具における金属リング保持部材の一実施形態を示す正面図である。It is a front view which shows one Embodiment of the metal ring holding member in the heat processing jig | tool of the metal ring of this invention. 本発明の金属リングの熱処理治具における金属リング保持部材の一実施形態を示す上面図である。It is a top view which shows one Embodiment of the metal ring holding member in the heat processing jig | tool of the metal ring of this invention. 本発明の金属リングの熱処理治具を用いた熱処理について示した概念図である。It is the conceptual diagram shown about the heat processing using the heat processing jig | tool of the metal ring of this invention.

以下、図面を用いて本発明の金属リングの熱処理治具の実施形態について具体的に説明する。図1は本発明の金属リングの熱処理治具の一実施形態を示す上面図、図2はその正面図である。また、図3は本発明の金属リングの熱処理治具における金属リング保持部材の一実施形態を示す正面図であり、図4はその上面図である。図1及び2に示すように、本発明の金属リングの熱処理治具においては、3本以上の平行な金属リング保持部材1が金属リング2の外周に当接するように垂直方向に立設されている。   Hereinafter, embodiments of a heat treatment jig for a metal ring of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a top view showing an embodiment of a heat treatment jig for a metal ring of the present invention, and FIG. 2 is a front view thereof. FIG. 3 is a front view showing an embodiment of a metal ring holding member in the heat treatment jig for metal rings of the present invention, and FIG. 4 is a top view thereof. As shown in FIGS. 1 and 2, in the metal ring heat treatment jig of the present invention, three or more parallel metal ring holding members 1 are erected in the vertical direction so as to contact the outer periphery of the metal ring 2. Yes.

これらの金属リング保持部材1には、図3及び4に示すように、金属リング2に対向する面にのみ一定間隔で突起部3が設けられている。この突起部3は傾斜面を有しており、隣接する2つの突起部3の間に金属リング2の外周が挿入された場合に、金属リング2の外周端縁が上記の傾斜面に当接する構成である。また、本発明における金属リング保持部材1は、3本以上を平行に立設した際に、同じ高さにそれぞれの突起部が形成されるように構成されており、これらの隣接する突起部間に金属リング2が挿入された場合に、金属リング2が水平に挟持される。   As shown in FIGS. 3 and 4, these metal ring holding members 1 are provided with protrusions 3 at regular intervals only on the surface facing the metal ring 2. The protrusion 3 has an inclined surface, and when the outer periphery of the metal ring 2 is inserted between two adjacent protrusions 3, the outer peripheral edge of the metal ring 2 abuts on the inclined surface. It is a configuration. The metal ring holding member 1 according to the present invention is configured such that when three or more metal ring holding members 1 are installed in parallel, each protrusion is formed at the same height, and between these adjacent protrusions. When the metal ring 2 is inserted into the metal ring 2, the metal ring 2 is held horizontally.

また、本発明における金属リング保持部材は、突起部が設けられた面から背面方向に延在する板状部材であることが必須である。このような構成とすることにより、従来の熱処理治具、すなわち円柱部と、この円柱部と同心円の、当該円柱部から突き出す突出部と、この突出部を上下に挟む前記円柱部から当該突出部へ向けて拡径して形成される該円柱部の同心円のテーパ部を有する金属リング保持部材を備える治具に比べて熱容量を顕著に低減することができ、熱処理の際の熱追従性をさらに良好とすることができ、熱処理による金属リングの変径率が低減される。軽量化の実験例としては、約20%の重量減を実現している。   Moreover, it is essential that the metal ring holding member in this invention is a plate-shaped member extended in the back direction from the surface in which the projection part was provided. By adopting such a configuration, a conventional heat treatment jig, that is, a cylindrical portion, a protruding portion that is concentric with the cylindrical portion, protrudes from the cylindrical portion, and the protruding portion from the cylindrical portion that sandwiches the protruding portion up and down. The heat capacity can be remarkably reduced as compared with a jig provided with a metal ring holding member having a concentric tapered portion of the cylindrical portion formed by expanding toward The diameter of the metal ring due to heat treatment can be reduced. As an experimental example of weight reduction, a weight reduction of about 20% is realized.

さらに、本発明における金属リング保持部材は、中空の部材であることが好ましい。この金属リング保持部材を中空とすることにより、さらなる軽量化が図られるとともに、熱処理の加熱時において、すでに加熱された雰囲気をこの中空部に導入することで、熱処理の際の熱追従性をより向上することができる。軽量化の実験例としては、約40%の重量減、1治具当たり約14%の重量減を実現している。   Furthermore, the metal ring holding member in the present invention is preferably a hollow member. By making the metal ring holding member hollow, the weight can be further reduced, and when the heat treatment is performed, an already heated atmosphere is introduced into the hollow portion, so that the heat followability during the heat treatment can be further improved. Can be improved. As an example of weight reduction, a weight reduction of about 40% and a weight reduction of about 14% per jig are realized.

このような構成の本発明の熱処理治具においては、以下のように金属リングが載置される。まず、略円形状の金属リング2を、径方向に押圧して略楕円形状に変形し、この状態を維持しつつ、3本以上の金属リング保持部材1の内側に径方向を水平にして挿入する。ここで、金属リング2の押圧を解除していくと、金属リング2が有する弾性力によって略楕円形状が略円形状に戻されていき、金属リング保持部材1の突起部3を設けた面に、金属リング2の外周が近接していく。そして、同じ高さに設けられた各金属リング保持部材1の隣接突起部3間に、金属リング2の外周が挿入されるように水平配置を制御しつつ、金属リング2の押圧をさらに解除していくと、金属リング2の外周端縁が金属リング保持部材1の隣接突起部3間に挟持され、金属リング2が水平に保持される。この金属リングの載置方法を繰り返すことにより、本発明の金属リングの熱処理装置において、多数の金属リングを水平に並列して保持することができる。   In the heat treatment jig of the present invention having such a configuration, a metal ring is placed as follows. First, the substantially circular metal ring 2 is pressed in the radial direction to be deformed into a substantially elliptical shape, and the radial direction is horizontally inserted inside the three or more metal ring holding members 1 while maintaining this state. To do. Here, when the pressing of the metal ring 2 is released, the substantially elliptical shape is returned to the substantially circular shape by the elastic force of the metal ring 2, and the surface of the metal ring holding member 1 on which the protrusion 3 is provided. The outer periphery of the metal ring 2 approaches. Then, while controlling the horizontal arrangement so that the outer periphery of the metal ring 2 is inserted between the adjacent protrusions 3 of each metal ring holding member 1 provided at the same height, the pressing of the metal ring 2 is further released. As a result, the outer peripheral edge of the metal ring 2 is sandwiched between the adjacent protrusions 3 of the metal ring holding member 1, and the metal ring 2 is held horizontally. By repeating this metal ring placement method, a number of metal rings can be held in parallel in the metal ring heat treatment apparatus of the present invention.

上記のようにして多数の金属リング2を並列した熱処理治具は、単体で、または、位置決め凸部4及び位置決め凹部5を用いて複数個パレット上に積み上げて、時効及び窒化炉内へ搬入し、所定の熱処理を実施する。時効及び窒化処理を連続炉で実施するため、各炉間の移送も本発明の熱処理治具毎行うことができる。なお、窒化処理がガス窒化の場合には、炉がバッチタイプとなるため、治具への金属リング充填率が熱処理効率に大きく影響する。   As described above, the heat treatment jig in which a large number of metal rings 2 are arranged in parallel is singly or stacked on a plurality of pallets using the positioning projections 4 and the positioning recesses 5, and is carried into an aging and nitriding furnace. A predetermined heat treatment is performed. Since aging and nitriding are performed in a continuous furnace, transfer between the furnaces can also be performed for each heat treatment jig of the present invention. When the nitriding treatment is gas nitriding, the furnace is a batch type, so the metal ring filling rate in the jig greatly affects the heat treatment efficiency.

本発明の金属リングの熱処理治具においては、多数の金属リングを水平に並列する金属リング保持部材が1治具当たり2組以上設けられていることが好ましい。このような構成とすることにより、金属リング数当たりの治具重量を低減することができ、熱処理時の熱効率を向上することができる。実験例としては、1治具当たり1組の金属リング保持部材を設けた熱処理治具と比較すると、金属リング数当たりの治具重量及び体積を約9%及び約10%低減することができた。   In the metal ring heat treatment jig of the present invention, it is preferable that two or more sets of metal ring holding members for horizontally arranging a large number of metal rings are provided per jig. By setting it as such a structure, the jig weight per number of metal rings can be reduced, and the thermal efficiency at the time of heat processing can be improved. As an experimental example, the jig weight and volume per number of metal rings could be reduced by about 9% and about 10% compared to a heat treatment jig provided with one set of metal ring holding members per jig. .

上記のようにして金属リング保持部材が1治具当たり2組以上設けられた場合には、それぞれの金属リング保持部材に載置される金属リングが最も近接する位置に、それぞれの金属リングと対向するように部材の両面に突起部を備えた金属リング保持部材を設け、両組の金属リングを同時に保持する構成とすることもできる。このような構成によれば、本発明の熱処理治具に用いる金属リング保持部材の本数を低減することができ、熱処理治具の軽量化を図ることができる。   When two or more metal ring holding members are provided per jig as described above, each metal ring placed on each metal ring holding member is opposed to each metal ring at the closest position. As described above, a metal ring holding member having protrusions on both sides of the member may be provided to hold both sets of metal rings at the same time. According to such a configuration, the number of metal ring holding members used in the heat treatment jig of the present invention can be reduced, and the weight of the heat treatment jig can be reduced.

また、本発明の金属リングの熱処理治具は、ニッケルメッキされていることが好ましい。本発明の熱処理治具がCuやCr等を含む材料から製造されている場合には、この治具と当接している部分において、金属リングの均一な窒化反応が阻害されるおそれがあるためである。なお、金属リング保持部材が純ニッケル製であってもかまわないことはいうまでもない。   The metal ring heat treatment jig of the present invention is preferably nickel-plated. When the heat treatment jig of the present invention is manufactured from a material containing Cu, Cr, etc., the uniform nitriding reaction of the metal ring may be hindered at the portion in contact with the jig. is there. Needless to say, the metal ring holding member may be made of pure nickel.

さらに、本発明の金属リングの熱処理治具においては、載置された金属リングが略円形状となるように金属リング保持部材が配置されていることが好ましい。略楕円形状のまま熱処理を施された金属リングでは、熱処理時の形状に由来した影響が残るため、略円形状で使用する際に不都合が生じる場合があるためである。   Furthermore, in the metal ring heat treatment jig of the present invention, it is preferable that the metal ring holding member is arranged so that the placed metal ring has a substantially circular shape. This is because a metal ring that has been subjected to heat treatment in a substantially elliptical shape remains affected by the shape at the time of heat treatment, which may cause inconvenience when used in a substantially circular shape.

また、本発明の金属リングの熱処理治具においては、板状の底部に3本以上の平行な金属リング保持部材1が垂直方向に立設され、これらの金属リング保持部材1の内側に多数の金属リングを載置した後に、板状の蓋体を天井部に載置する構成であってもよいが、加熱時の熱効率を良好とするため、板状の底部や蓋体に開口部を設け、軽量化を図ることができる。また、さらなる軽量化を図るために、本発明の熱処理治具を3本以上の平行な金属リング保持部材1が垂直方向に組み込まれたフレーム形状としてもよい。この構成では、底部及び蓋体を設けず、上部の開口部から金属リング2の載置を行うことも可能である。   Further, in the metal ring heat treatment jig of the present invention, three or more parallel metal ring holding members 1 are erected in the vertical direction on the plate-like bottom portion, and a large number of metal ring holding members 1 are disposed inside these metal ring holding members 1. After placing the metal ring, the plate-like lid may be placed on the ceiling, but in order to improve the thermal efficiency during heating, an opening is provided in the plate-like bottom and lid It is possible to reduce the weight. In order to further reduce the weight, the heat treatment jig of the present invention may have a frame shape in which three or more parallel metal ring holding members 1 are incorporated in the vertical direction. In this configuration, it is possible to place the metal ring 2 from the upper opening without providing the bottom and the lid.

本発明における金属リング2は、弾性を有する無端帯状の金属リングであり、マルエージング鋼、ステンレス鋼等の鋼材料の薄板の両端を円筒状になるように溶接し、溶接の熱により硬質化された部分を均質化するための溶体化を行った後、所定幅に裁断して無端帯状の金属リングとし、さらに、このの金属リングを所定厚さに圧延した後、金属組織を再結晶させるための溶体化を行い、必要に応じて周長補正を行ったものである。なお、この金属リング2は外力が付加されていない状態では略円環形状である。   The metal ring 2 in the present invention is an endless belt-like metal ring having elasticity, and is welded so that both ends of a thin plate of a steel material such as maraging steel and stainless steel become cylindrical, and is hardened by the heat of welding. In order to recrystallize the metal structure after rolling the metal ring into a predetermined thickness by cutting it into a predetermined width, and then rolling the metal ring to a predetermined thickness. The solution was made into a solution and the circumference was corrected as necessary. The metal ring 2 has a substantially annular shape when no external force is applied.

次に、本発明の熱処理治具を用いて行う熱処理について具体的に説明する。
金属リング2を載置された本発明の熱処理治具10は、図示していない搬送手段により、図5に示される熱処理炉11の内部に搬送される。なお、本実施形態における金属リング保持部材1は、両端部に開口を備えた中空の部材を用いた。熱処理炉11内の熱処理治具10においては、中空体である金属リング保持部材1の内部と熱処理炉11の内部とが、各開口を介して連通状態となっている。また、熱処理炉11は、熱処理治具10の搬送方向に沿って長尺に形成され、側壁12及び13の内方にヒータ14及び15が設置されるとともに、天井壁16に攪拌翼17を備えた対流用ファン18が設置されている。
Next, the heat treatment performed using the heat treatment jig of the present invention will be specifically described.
The heat treatment jig 10 of the present invention on which the metal ring 2 is placed is conveyed into the heat treatment furnace 11 shown in FIG. 5 by a conveying means (not shown). In addition, the metal ring holding member 1 in this embodiment used the hollow member provided with the opening in both ends. In the heat treatment jig 10 in the heat treatment furnace 11, the inside of the metal ring holding member 1, which is a hollow body, and the inside of the heat treatment furnace 11 are in communication with each other through the openings. The heat treatment furnace 11 is formed in a long shape along the conveying direction of the heat treatment jig 10, heaters 14 and 15 are installed inside the side walls 12 and 13, and a stirring blade 17 is provided on the ceiling wall 16. A convection fan 18 is installed.

熱処理として窒化処理を行う場合を例示して説明すると、図5に示される熱処理炉11内に、例えば、アンモニア等の窒化ガスが供給される。この窒化ガスは、ヒータ14及び15により、金属リング2を窒化することが可能な所定温度、例えば、約500℃に加熱される。加熱された窒化ガスは、熱処理炉11の天井壁16に向かって上昇する。この上昇した窒化ガスは、対流用ファン18の攪拌翼17を回転させることにより、熱処理炉11内で対流させている。   A case where nitriding is performed as the heat treatment will be described as an example. A nitriding gas such as ammonia is supplied into the heat treatment furnace 11 shown in FIG. The nitriding gas is heated by the heaters 14 and 15 to a predetermined temperature at which the metal ring 2 can be nitrided, for example, about 500 ° C. The heated nitriding gas rises toward the ceiling wall 16 of the heat treatment furnace 11. The rising nitriding gas is convected in the heat treatment furnace 11 by rotating the stirring blade 17 of the convection fan 18.

その結果、窒化ガスは、側壁12及び13に沿って下降し、次いで、熱処理炉11の床付近、ひいては熱処理治具10の近傍で再度上昇しようとする。ここで、上記したように、金属リング保持部材1の内部は、両端部の開口を介して熱処理炉11の内部と連通状態にある。したって、窒化ガスは、図5に示すように、金属リング保持部材1の下方の開口から導入される。すなわち、この場合、金属リング保持部材1の下方の開口は、窒化ガスの流通方向上流側に向けられ、窒化ガスの導入口として機能する。窒化ガスは、金属リング保持部材1の内部を経由した後、上方の開口から排出されて熱処理炉11の天井壁16に向けられる。   As a result, the nitriding gas descends along the side walls 12 and 13 and then tries to rise again in the vicinity of the floor of the heat treatment furnace 11 and eventually in the vicinity of the heat treatment jig 10. Here, as described above, the inside of the metal ring holding member 1 is in communication with the inside of the heat treatment furnace 11 through the openings at both ends. Therefore, the nitriding gas is introduced from the opening below the metal ring holding member 1 as shown in FIG. That is, in this case, the lower opening of the metal ring holding member 1 is directed upstream in the flow direction of the nitriding gas and functions as an inlet for the nitriding gas. After passing through the inside of the metal ring holding member 1, the nitriding gas is discharged from the upper opening and directed toward the ceiling wall 16 of the heat treatment furnace 11.

このように、金属リング保持部材1を板状部材とし且つその内部が大気に連通状態である中空部材とした本実施形態においては、金属リング2に対する窒化処理時に、金属リング保持部材1の内部に加熱された窒化ガスが流通される一方、金属リング保持部材1の外部においても、内部と略同程度に加熱された窒化ガスが存在する。すなわち、該金属リング保持部材1の内部と外部の双方に同程度に加熱された窒化ガスが存在することとなる。このため、金属リング保持部材1の内部と外部で温度の均衡が保たれ、その結果、金属リング2の温度が全体にわたって略均一となる。換言すれば、金属リング保持部材1と金属リング2との接点の温度が、金属リング2におけるその他の部位の温度と略同等となる。そして、窒化ガスは、金属リング2の表面から進入して内部に拡散し、該金属リング2の表面に窒化層を形成する。すなわち、いわゆる窒化が進行する。この窒化層により、金属リング2が硬化される。   As described above, in the present embodiment in which the metal ring holding member 1 is a plate-like member and the inside of the metal ring holding member 1 is a hollow member that is in communication with the atmosphere, the metal ring holding member 1 is placed inside the metal ring holding member 1 during nitriding treatment. While the heated nitriding gas is circulated, the nitriding gas heated to the same extent as the inside exists also outside the metal ring holding member 1. That is, the nitriding gas heated to the same extent exists both inside and outside the metal ring holding member 1. For this reason, the temperature balance is maintained inside and outside the metal ring holding member 1, and as a result, the temperature of the metal ring 2 becomes substantially uniform throughout. In other words, the temperature of the contact point between the metal ring holding member 1 and the metal ring 2 is substantially equal to the temperature of other portions of the metal ring 2. Then, the nitriding gas enters from the surface of the metal ring 2 and diffuses inside, thereby forming a nitride layer on the surface of the metal ring 2. That is, so-called nitriding proceeds. The metal ring 2 is cured by the nitride layer.

上記したように、金属リング2は、その全体にわたって温度が略均一である。したがって、窒化は、金属リング2の全体にわたって略同等に進行する。すなわち、本発明の熱処理治具を用いることにより、熱処理の際の熱追従性が良好となり、窒化の進行にバラツキが生じることが回避され、窒化層の厚さ、ひいては硬化の度合いにバラツキが生じることも回避され、熱処理による金属リングの変径率が低減される。   As described above, the temperature of the metal ring 2 is substantially uniform throughout. Therefore, nitriding proceeds approximately equally throughout the entire metal ring 2. That is, by using the heat treatment jig of the present invention, the thermal followability during the heat treatment is improved, and variation in the nitriding progress is avoided, resulting in variations in the thickness of the nitrided layer and hence the degree of curing. This is also avoided, and the diameter change rate of the metal ring due to heat treatment is reduced.

1…金属リング保持部材、2…金属リング、3…突起部、4…位置決め凸部、
5…位置決め凹部、10…熱処理治具、11…熱処理炉、12,13…側壁、
14,15…ヒータ、16…天井壁、17…攪拌翼、18…対流用ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal ring holding member, 2 ... Metal ring, 3 ... Projection part, 4 ... Positioning convex part,
5 ... Positioning recess, 10 ... Heat treatment jig, 11 ... Heat treatment furnace, 12, 13 ... Side wall,
14, 15 ... heater, 16 ... ceiling wall, 17 ... stirring blade, 18 ... convection fan

Claims (3)

3本以上の平行な金属リング保持部材が垂直方向に立設され、
これらの内側で復元力を有する金属リングを、多数水平に並列して保持する熱処理治具において、
上記金属リング保持部材は、上記金属リングに対向する面にのみ、一定間隔で突起部が設けられるとともに、当該突起部が設けられた面から背面方向に延在する板状部材であり、
上記金属リングの外周端縁が、隣接する上記突起部により挟持されることを特徴とする金属リングの熱処理治具。
3 or more parallel metal ring holding members are erected in the vertical direction,
In the heat treatment jig that holds a large number of metal rings having a restoring force inside these in parallel,
The metal ring holding member is a plate-like member provided with protrusions at regular intervals only on the surface facing the metal ring, and extending in the back direction from the surface provided with the protrusions.
A heat treatment jig for a metal ring, wherein an outer peripheral edge of the metal ring is sandwiched between adjacent protrusions.
前記金属リング保持部材は、中空の部材であることを特徴とする請求項1に記載の金属リングの熱処理治具。   The heat treatment jig for metal rings according to claim 1, wherein the metal ring holding member is a hollow member. 前記金属リング保持部材は、1治具当たり2組以上設けられていることを特徴とする請求項1に記載の金属リングの熱処理治具。   The metal ring holding member according to claim 1, wherein two or more sets of the metal ring holding members are provided per jig.
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