(57)【要約】【課題】本発明は、機械的振動を付与するのみで２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーン用振動式研磨機を提供する。【解決手段】熱処理前、熱処理後或いは表面処理後の低炭素鋼リンクチェーン用振動式研磨機において、基台上にスプリングバネを介して研磨槽を載置し、研磨槽の下部にはカウンターウエイトユニットを研磨槽と一体的に設け、このカウンターウエイトユニットに回転軸を介して研磨槽に振動を付与するモーターと、或いは直接研磨槽下部に振動モーターを一体的に設け、これらと複数の折り返しが可能なように研磨槽の長手方向に並列する複数の仕切り壁を設けたことを特徴とするリンクチェーン用振動式研磨機。【選択図】図２
2008055571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンクチェーン用振動式研磨機において、基台上にスプリングバネを介して複数の折り返しが可能なように該研磨槽の長手方向に並列する複数の仕切り壁を有する研磨槽を載置し、研磨槽の下部にはカウンターウエイトユニットを該研磨槽と一体的に設け、該カウンターウエイトユニットはモーターの回転を伝達する回転軸を介して振動に変換して研磨槽に振動を付与するように構成したことを特徴とするリンクチェーン用振動式研磨機。
【請求項２】
振動モーターを該研磨槽の下部に直接取り付けたことを特徴とする請求項１記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
【請求項３】
前記研磨槽のリンクチェーン搬入口にリンクチェーン送り用シーブを、リンクチェーン搬出口にリンクチェーン巻取りシーブを配設して連続研磨を可能としたことを特徴とする請求項１または２記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
【請求項４】
前記研磨槽に付与される振動が、振動周波数１０〜４０Ｈｚ、振幅１〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかの項に請求項１記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
【請求項５】
研磨槽上で搬送されるリンクチェーンの研磨処理時間が１〜４時間となるように搬送速度の調整が可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れかの項に記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
【請求項６】
研磨槽で研磨されるリンクチェーンが熱処理前の素リンクチェーン、熱処理後のリンクチェーン、或いはメッキ処理を施したリンクチェーンの何れかであることを特徴とする請求項１〜５の何れかの項に記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リンクチェーンに機械的振動を付与するのみ疲労強度の向上を図るリンクチェーン用振動式研磨機に関する。
【背景技術】
【０００２】
チェーンブロック、特に電動チェーンブロックに使用されるリンクチェーンに要求される性能として高い疲労強度特性がある。これは、高速で荷を吊り上げ・吊り下げする際に、リンクチェーンには荷重変動が生じ、この繰返し作用によりリンクチェーンの最大主応力発生部位から疲労亀裂が発生し、やがては破壊に至ることが知られている。従来から、リンクチェーンの製造過程において疲労破壊の原因となる応力集中部にはリンク形状に成形する際に使用される上型・下型からなるマンドレルの合わせ面の微小なズレ、隙間などの発生により、リンクへは最大で高さ２００μｍ筋状の突起、バリが生じる。この突起は使用時に応力集中源となり、破壊の起点になる。この突起位置はリンクチェーンに発生する最大主応力発生位置、すなわち、リンクチェーンの個々のリンクの平行部と湾曲部の境界部に相当する位置と一致するため、この発生した突起を後工程で切削・研磨等の処理で除去するには甚大な作業を要する。そのため、上述した高疲労強度を有するリンクチェーンにおいては、突起のない、或いは突起を最小限に軽減することが求められている。この要請に応えるべく様々な提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には高疲労強度を得る方法として、焼入れ、焼入れ・焼戻ししたリンクチェ−ンの素子リングの肩部内側部分に耐食性・耐磨耗性被覆処理を施すことが開示されている。一方、上記突起、バリを機械的に除去する方法としては、従来よりバレル研磨が採用されている。このバレル研磨は、研磨槽内に研磨砥石、被加工物、その他必要薬剤を挿入、密閉し、別に設けたモーターの駆動により研磨槽全体を一定速度で回転させ、また所定時間、研磨槽を攪拌することで被加工物の突起、バリを除去するものである（回転バレル研磨機）。また、特許文献２で提案されているように、研磨槽を或る特定の振動数で振動させ、研磨槽内に研磨砥石、被加工物、その他必要薬剤を挿入し、別に設けたモーターの振動により研磨槽全体を振動させ、研磨槽を攪拌することで被加工物の突起、バリを除去する方法がある（振動バレル研磨機）。この振動源としては市販の振動モーター、或いはモーター駆動をカップリングを介し、カウンターウエイトを回転させ振動を発生させるなどの方法が採用されており、振動バレル研磨機として市販機である。
【０００４】
また、特許文献３には、線材の仕上げ工程において成形時に生じた線材側表面の凹凸ないし棘歪みを除去するために、密閉された研磨槽内に研磨メデアとして流体を供給して連続的に線材を研磨する振動式バレル研磨機が開示されている。
【０００５】
本発明者らは、上述した従来の製造方法を用いてリンクチェーンへの適用を試みたが、バリ除去が必要なリンク内側への研磨効果が少なく、また生産性に耐えるチェーン長さ（連鎖状）のものが振動バレル研磨機の研磨槽内で攪拌されることにより、連鎖がこぶ状となり研磨効果の向上が期待できないということが判明した。これは、通常、研磨槽が一方向で回転されるために連鎖も一方向にしか回転することができず、リンクチェーンに捩れが生じることにより、各リンクチェーンの自由度が損なわれることにある。従って、従来の方法ではリンク内側の研磨効果は殆どないというに等しい。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２２１６２１号公報
【特許文献２】特願２００５−３６６３０５号公報
【特許文献３】特開平７−１３６９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来のような研磨メデアを何ら使用することなく機械的振動を付与して研磨するのみでリンク製造時に発生するリンクチェーンの内側突起を著しく低減、もしくは皆無をする２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の高疲労強度を有するリンクチェーンを得るためのリンクチェーン用振動式研磨機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は次の通りである。
（１）リンクチェーン用振動式研磨機において、基台上にスプリングバネを介して複数の折り返しが可能なように該研磨槽の長手方向に並列する複数の仕切り壁を有する研磨槽を載置し、研磨槽の下部にはカウンターウエイトユニットを該研磨槽と一体的に設け、このカウンターウエイトユニットはモーターの回転を伝達する回転軸を介して振動に変換して研磨槽に振動を付与するように構成したことを特徴とするリンクチェーン用振動式研磨機。
（２）振動モーターを該研磨槽の下部に直接取り付けたことを特徴とする請求項１記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
（３）前記研磨槽のリンクチェーン搬入口にリンクチェーン送り用シーブを、リンクチェーン搬出口にリンクチェーン巻取りシーブを配設して連続研磨を可能としたことを特徴とする（１）または２記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
（４）前記研磨槽に付与される振動が、振動周波数１０〜４０Ｈｚ、振幅１〜６ｍｍであることを特徴とする（１）〜（３）の何れかの項に記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
（５）研磨槽上で搬送されるリンクチェーンの研磨処理時間が１〜４時間となるように搬送速度の調整が可能であることを特徴とする（１）〜（４）の何れかの項に記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
（６）研磨槽で研磨されるリンクチェーンが熱処理前の素リンクチェーン、熱処理後のリンクチェーン、或いはメッキ処理を施したリンクチェーンの何れかであることを特徴とする（１）〜（５）の何れかの項に記載のリンクチェーン用振動式研磨機。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるリンクチェーン用振動式研磨機は、リンクチェーン製造時に生成したリンク内側の細かい突起、凹凸等をリンクチェーンの長さに制限されることなく、機械的振動を付与するのみで研磨することで上記突起、凹凸等を著しく低減、例えば６０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下の優れた表面状態を有する高疲労強度を有するリンクチェーンを低コストで均等に能率よく除去でき、高品質のリンクチェーンを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
リンクチェーンの製造において低炭素合金鋼の線材からリンクチェーンの素リンク形状に成形する際、上型・下型からなるマンドレルを重ね合わせてリンクに成形後、端面同士を溶接して成形する。この成形過程でマンドレルの合わせ面の微小なズレ、隙間などの発生により、リンク内側の平行部と湾曲部の境界部に最大で高さ２００μｍ筋状の突起或いはバリが生じる。この突起、バリはそのまま残しておくと使用時に応力集中源となって破壊の起点になり、使用中に破壊が発生すれば重大な事故に繋がりかねない。そのため、最近ニーズの高い高疲労強度（２３０Ｎ／ｍｍ2 以上）のリンクチェーンを得るためには、このような突起、凹凸、バリ等を除去、低減が急務である。
【００１１】
図３に従来の市販の振動バレル研磨機の構造を示した。この研磨機は図３に示すように、基台上にスプリングバネ３の支柱上に研磨槽１を載置し、研磨槽１の下部には該研磨槽１と一体的に取り付けられたカウンターウエイトユニット２を設けている。このカウンターウエイトユニット２は別に設けたモーター４の回転力をカップリング５を介して振動エネルギーに変換して研磨槽１に振動を付与するように構成されている。そして、研磨槽１内には被処理物（リンクチェーンＣ）の他に砥石、研磨剤等の研磨メディアＫを投入し、全体を一方向に回転させて研磨槽を攪拌する構成で、研磨処理はバッチ単位の処理となる。しかしながら、この研磨装置では、研磨槽が一方向で回転されるために連鎖も一方向にしか回転することができず、リンクチェーンに捩れが生じることにより、各リンクチェーンの自由度が損なわれ，実質的に研磨効果がないという問題がある。
【００１２】
本発明者らは、従来のような複雑で高額な研磨媒体、流体を用いることなく、簡便、かつ迅速に上述した突起或いはバリを皆無または大幅に低減すべく鋭意検討を行った。その結果、振動式バレル研磨機において、研磨媒体、流体を使用せずとも振動式研磨機の研磨槽のみリンクチェーン用に工夫し、特定の振動数を研磨槽または研磨台上に載置されたリンクチェーンに付与してリンク同士を自由に擦れさせ、かつ衝突させ、叩き合わせることでリンク内側の突起やバリが著しく低減していることが判明し、本発明を完成させたものである。なお、この振動源としては市販の振動モーターを利用し、研磨槽と組合せても有効である。本発明によるリンクチェーン用振動式研磨機の構成は図１、図２に示すとおりであり、図１は本発明によるリンクチェーン用振動式研磨機の横断面図、図２は研磨槽の平面図である。図１（ａ）において、基台上にスプリングバネ３、もしくは油圧式アクチュエーターを介して研磨槽１を載置し、研磨槽の下部にはカウンターウエイトユニット２を該研磨槽と一体的に設け、このカウンターウエイトユニット２はモーター４の回転を伝達する回転軸５を介して振動に変換して研磨槽１に振動を付与するように構成してある。また、本発明では図１（ｂ）に示したように、振動源となる振動モーター４′を研磨槽１の下部に直接取り付けることで振動モーター４′からの振動を効果的に研磨槽１に伝達することが研磨機の構造上の観点からより好ましい。更に、本発明においては図１の別の態様として振動モーター１個で研磨槽を鉛直方向に複数段重ねることで生産効率を倍加できることも考えられる。なお、振動モーターの個数は、その能力と研磨槽の大きさ、及び槽内のリンクチェーンの数量から決定されることになる。
【００１３】
また、研磨槽は図２（ａ）に示したように、数ｍ以下の短尺のリンクチェーンの場合にはほぼ直線状にリンクチェーンを研磨槽上に載せるだけでよいが、長尺のリンクチェーン、例えば数十ｍ（本発明では１００ｍ超のリンクチェーンをも連続研磨できる）を研磨する場合には、研磨槽１上に搬送されるリンクチェーンＣが複数列で折り返しが可能なように研磨槽の長手方向（搬送方向）に並列する複数の直線状の仕切り壁６で隣接する搬送通路を一定の幅を以て搬送通路を確保できるように仕切り、リンクチェーンのリンク同士が互いに擦れ合って研磨されながら連続的に搬送、研磨できるように構成されている。また、研磨槽上には金属製のプレート表面をそのままの状態にしておいても良いし、薄い弾性体を敷いても良い。仕切り壁６のリンクチェーン折り返し点には搬送をスムースにするため、またリンクチェーンに疵がつかないように送りローラー７を取り付けることが好ましい。また、研磨槽１の端部のリンクチェーン搬入口にはリンクチェーンＣを連続的に研磨槽に供給するためにリンクチェーン搬入用シーブ８を、また研磨槽１の他端部のリンクチェーン搬出口にはリンクチェーンＣを連続的に巻取る、または取り込むためにリンクチェーン搬出用シーブ９を取り付けることで、リンクチェーンＣを研磨槽１上を一定の搬送速度、本発明では約０．０２〜３．３３ｍ／ｍｉｎで搬送される。この搬送速度は、本発明では、例えば研磨槽に５ｍのチェーンを入れ４時間処理で搬送速度は０．０２ｍ／ｍｉｎであり、また、２００ｍのチェーンを入れ１時間処理では３．３３ｍ／ｍｉｎである。なお、本発明では仕切り壁を直線状のものとしたが、この仕切り方法はリンクチェーンが搬送、研磨中に重ならないような円形状、多角形状、楕円形状、螺旋状の何れの仕切りでもよい。
【００１４】
また、上記研磨槽１は図２（ｂ）に示したように、リンクチェーン折り返し点には上記送りローラー７に代えて、チェーン搬送装置として搬送用シーブ１０を取り付けることが好ましい。例えば、各仕切り壁端部のリンクチェーン折り返し点では搬送用シーブ１０の直前にリンクチェーンＣを搬送用シーブ１０にガイドするためのガイドローラーで搬送されたリンクチェーンＣを一旦上方へ引き上げ搬送用シーブ１０で転回させることでリンクチェーンに適切な緩みを持たせ、リンク同士の研磨を容易にすることができる。
【００１５】
上記研磨槽１上でリンクチェーンに付与される振動条件としては、振動数が大きく、研磨槽の振幅が大きいほどリンクチェーン同士の衝突頻度、衝突エネルギーも多くなり、短時間での処理が可能となることから、振動周波数１０〜４０Ｈｚ、振幅１〜６ｍｍとすることが好ましい。また、リンクチェーンの搬送速度は、研磨槽の大きさ、リンクチェーンの配列量に依存するが、研磨処理時間としては１〜４時間程度が好ましい。更に、本発明で研磨されるリンクチェーンは焼入れ・焼戻しの熱処理前、或いは熱処理後、並びに表面処理されたリンクチェーンの何れでも研磨できる。
【００１６】
次に、実際の研磨作業について説明する。
【００１７】
先ず、所定量のリンクチェーンＣ（初期はダミーのリンクチェーン）を図２（ａ）、（ｂ）に示す研磨槽１に複数の仕切り壁で区分された搬送通路に多数の折り返し点を有するようにリンクチェーン搬入口８からリンクチェーン搬出口９まで切れ目なく、適切な緩みを持たせ並べ、搬入口８の付近で製品となる長尺のリンクチェーンの先頭とダミーチェーンの端部をつなげる。次に、モーターを駆動させてカウンターウエイトユニット２を介して研磨槽１を振動周波数１０〜４０Ｈｚ、振幅１〜６ｍｍで振動させる。同時に、研磨処理時間が１〜４時間となるような搬送速度（０．０２〜３．３３ｍ／ｍｉｎ）でリンクチェーンを搬送し、リンクチェーン搬入口からリンクチェーン搬出口まで一定のテンションでリンクチェーンの送りと払出しを行う。これにより、搬入口８の付近にある長尺のリンクチェーン（製品）の先頭が、所定の研磨時間終了時には搬出口９付近に搬出されることとなる。このような研磨処理を行うことで、研磨前には最大で２００μｍの突起、凹凸、バリがあったものが約６０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下な平滑な表面に仕上げることができる。
【００１８】
即ち、本発明は、市販の振動バレル研磨機に使用される振動源、或いは市販の振動モーターのみを流用し、振動源に対して直接的に研磨槽を配置し、この振動により伝達される振動を研磨槽を介してリンクチェーンそのものに伝達し、研磨槽上で複数の仕切り壁で区分された搬送通路内で一定速度の搬送速度で搬送されながら、リンクチェーン同士の高頻度の擦れ合い、および衝突によりリンク内側の突起を除去、或いは低減するものであり、優れた研磨効果と、高い生産性をもたらすものであり、２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の高疲労強度を有するリンクチェーンを安定して提供することができるリンクチェーン用振動式バレル研磨機である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明のリンクチェーン用振動式研磨機の概略正面図、（ｂ）は本発明の別の態様のリンクチェーン用振動式研磨機の概略正面図である。
【図２】（ａ）は本発明のリンクチェーン用振動式研磨機の研磨槽の平面図、（ｂ）は本発明の別の態様のリンクチェーン用振動式研磨機の研磨槽の平面図である。
【図３】従来の振動式バレル研磨機の概略正面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    研磨槽
２    カウンターウエイトユニット
３    スプリングバネまたは油圧式アクチュエーター
４    モーター
４′    振動モーター
５    カップリング
６    仕切り壁
７    送りローラー
８    リンクチェーン搬入用シーブ
９    リンクチェーン搬出用シーブ
１０    搬送用シーブ
Ｃ    リンクチェーン
Ｋ    研磨剤（メディア）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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