(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の研磨方法を提供する。【解決手段】焼入れ・焼戻し処理前または焼入れ・焼戻し処理後の低炭素合金鋼のリンクチェーンを、振動研磨機の研磨槽上に載置し、静止状態または搬送状態で振動研磨により表面研磨し、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の突起およびバリ高さを６０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下とする振動研磨により表面研磨されたことを特徴とする２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンとその製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の突起およびバリ高さが６０μｍ以下である振動研磨機により表面研磨されたことを特徴とする２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーン。
【請求項２】
前記突起およびバリ高さが３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーン。
【請求項３】
焼入れ・焼戻し処理前または焼入れ・焼戻し処理後の低炭素合金鋼のリンクチェーンを、振動研磨機の研磨槽上に載置し、静止状態または搬送状態で振動研磨機により表面研磨し、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の突起およびバリ高さを６０μｍ以下とすることを特徴とする２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
【請求項４】
前記振動研磨機で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３記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
【請求項５】
研磨槽上に載置され、振動研磨されるリンクチェーンが、該研磨槽上で複数の折り返し部分を有する長尺のリンクチェーンであることを特徴とする請求項３記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
【請求項６】
研磨槽上で搬送される長尺のリンクチェーンの研磨処理時間が１〜４時間であることを特徴とする請求項３記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
【請求項７】
焼入れ・焼戻し処理後にメッキ処理を施したリンクチェーンを振動研磨することを特徴とする請求項３記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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の研磨方法に関する。
【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。また、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】
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。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２１６２１号公報
【特許文献２】特願２００５−３６６３０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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の研磨方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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）リンクチェーンの個々のリンクの平行部と湾曲部の境界部の突起およびバリ高さが６０μｍ以下である振動研磨機により表面研磨されたことを特徴とする２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーン。
（２）前記突起およびバリ高さが３０μｍ以下であることを特徴とする（１）記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーン。
（３）焼入れ・焼戻し処理前または焼入れ・焼戻し処理後の低炭素合金鋼のリンクチェーンを、振動研磨機の研磨槽上に載置し、静止状態または搬送状態で振動研磨機により表面研磨し、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の突起およびバリ高さを６０μｍ以下とすることを特徴とする２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
（４）前記振動研磨機で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３記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
（５）研磨槽上に載置され、振動研磨されるリンクチェーンが、該研磨槽上で複数の折り返し部分を有する長尺のリンクチェーンであることを特徴とする（３）記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
（６）研磨槽上で搬送される長尺のリンクチェーンの研磨処理時間が１〜４時間であることを特徴とする（３）記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
（７）焼入れ・焼戻し処理後にメッキ処理を施したリンクチェーンを振動研磨することを特徴とする（３）記載の２３０Ｎ／ｍｍ2 以上の疲労強度を有するリンクチェーンの研磨方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、リンクチェーン製造時に生成したリング内側の細かい突起、バリ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】
【０００９】
リンクチェーンの製造において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、図１に示すような、リンク内側には最大で高さ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る。この突起位置はリンクチェーンの個々のリンク内側の平行部と湾曲部の境界部に多発することは判明している。
【００１０】
本発明者らは、従来のような複雑で高額な研磨媒体、流体を用いた振動式バレル研磨機を用いることなく、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バレル研磨機に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の研磨槽のみ、リンクチェーン用に工夫し、付与してリンク同士を自由に擦れさせ、かつ衝突させ、叩き合いさ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た。以降、振動研磨機という。本発明は上記知見に基づいてなされたもので、焼入れ・焼戻し処理前または焼入れ・焼戻し処理後の低炭素合金鋼を素材とした線材より製造されたリンクチェーンを、振動研磨機の研磨台上に載置し、静止状態または搬送状態で研磨槽を振動させ、更にリンクチェーンそのものを振動させることにより表面研磨し、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の突起およびバリを最小とする研磨方法であり、研磨されたリンクチェーンの個々のリンクの平行部を湾曲部の境界部の突起およびバリ高さが６０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下の疲労強度を有するリンクチェーンを製造可能となったものである。
【００１１】
本発明による研磨方法は、振動式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用い、振動源に対し研磨槽上に置かれたリンクチェーンに研磨槽を介して直接的に伝達して振動させ、研磨するものである。具体的には本発明に用いる振動式バレル研磨機は、基台にスプリングバネを介してリンクに傷がつかいないように弾性体を敷いた研磨槽を配設する。この研磨槽には砥石や固体、液体を問わず研磨剤は一切使用する必要がない。この研磨槽下部には直接振動モーターを取付けるか、または研磨槽に連結もしくは一体化したカウンターウエイトユニットを設け、そしてカウンターウエイトユニットに連結する基台と平行に延びる別途設けたモーターに接続する回転軸を介し、このモーターの回転を回転軸を介してカウンターウエイトユニットで振動に変換して研磨槽に載置されたリンクチェーンを振動させる。
【００１２】
リンクチェーンの研磨槽上での載置は短尺のリンクチェーンであれば直線状に置いてもよいが、例えば長さ数十ｍの連鎖状の長尺リンクチェーンの場合には、チェーンリンクが重ならないように研磨槽の長手方向に特定の間隔を設けた直線状の平行する仕切り壁で幾重もの折り返し点を有するような構造として一端の搬入口から他端の搬出口までシーブで、研磨処理時間が１〜４時間となるように搬送速度を調整し、連続搬送しながら研磨する構成となっている。そして、搬送されるリンクチェーンに付与される振動は、振動周波数１０〜４０Ｈｚ、振幅１〜６ｍｍであることが好ましい。上記搬送速度および付与する振動数はリンクチェーンのサイズ、長さによって変動はあるも、リンクサイズが直径３ｍｍ〜１３ｍｍ程度であれば、研磨処理時間：１〜４時間、振動周波数１０〜４０Ｈｚ、振幅１〜６ｍｍで十分研磨可能である。上記振動周波数が１０Ｈｚ以下、振幅１ｍｍ以下では研磨不良部分が発生、一方、振動周波数が４０Ｈｚ以上、振幅６ｍｍ以上では研磨が飽和するうえ、生産に耐え得る装置化においては非現実的である。また、搬送速度はリンクチェーンの長さ、研磨槽の大きさ、リンクチェーンの配列量、リンクチェーンの搬送速度にもよるが、０．０２〜３．３３ｍ／ｍｉｎ程度が好ましい。この研磨の具体的メカニズム未だ不明であるが、推察するに適切に付与された振動がチェーンリンクが連鎖状態になっているためにリンク同士が高頻度で擦れ合い、相互に衝突しながらリンク内側の突起の擦すり合わせを行っているものと考えられる。
【００１３】
このようにして処理された本発明によるリンクチェーンは、リンクチェーンの個々のリンクの平行部を湾曲部の境界部の突起およびバリ高さが６０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下であるリンクチェーンを得ることができる。図２に本発明による研磨方法で処理したリンクチェーンの各リンク内側部分の表面を光学顕微鏡（倍率×２００）での観察結果を示した。また、図２（ａ）は熱処理前に研磨した素リンクの観察結果であり、図２（ｂ）は熱処理後に研磨した素リンクの観察結果を示したものである。図２（ａ）から分かるように熱処理前研磨では素リンク表面に図１のような突起があっても素リンク表面が軟質であることから研磨効果が十分でリンク表面には僅かの突起しか見られないことが分かる。また、熱処理後研磨では素リンク表面が硬質であることから研磨効果は劣るが、研磨処理条件を調整することで図１のような突起があっても図２（ｂ）のようなバリ高さが６０μｍ以下、好ましくは図２（ｃ）のように３０μｍ以下である優れた表面粗さを有するリンクチェーンを得ることができる。
【００１４】
また、チェーン製造工程における本発明による研磨方法を採用する工程としては、１）熱処理前（焼入れ・焼戻し処理前）、２）熱処理後（焼入れ・焼戻し処理後）、３）表面処理（無電解めっき）後、の何れの工程で行っても、突起除去或いは軽減には有効であり、疲労強度向上に繋がることも判明している。
【実施例】
【００１５】
素リンク径６．０ｍｍ、７．７ｍｍ、１１．２ｍｍサイズの連鎖状のリンクチェーンを振動バレル研磨機の研磨槽上に、長手方向（搬送方向）に仕切り壁を設けて合計８個の折り返し点を有する８個の搬送通路を設け、この搬送通路内にリンクチェーンを或る程度の緩みを持たせて載置した。この槽内には８ｍ分のリンクチェーンを配列した。チェーン搬入口にはチェーン送り用のシーブを、またチェーン搬出口にはチェーン巻取り用のシーブを設け、両シーブの送り、巻取りを同期して連動させることで、一定の搬送速度で搬送できるようにしてある。このように準備されたリンクチェーンに振動周波数：３０Ｈｚ、振幅３〜４ｍｍで約２時間、３時間の振動を付与して研磨処理を行った。この場合の搬送速度は０．０４〜０．０７ｍ／ｍｉｎとなる。その結果を表１に示した。表１から分かるように、本発明による研磨方法では、各リンクの内側表面には僅か３０μｍ前後の、研磨処理前に比べ半減するほど研磨がなされ、破壊起点として無害な状態に近い、表面が平滑なリンクチェーンが得られた。このように、突起が除去または軽減されたことで本発明の研磨方法を熱処理前後、めっき後に行ってもその効果が認められ、それぞれ疲労強度の向上も確認されている。また、本発明の研磨方法はバッチ単位でなく、連続処理が可能であるなど生産性の観点から非常に有効な手段である。
【００１６】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】研磨処理を施していない素リンクの平行部と湾曲部の境界部に生じる突起、バリの状態を示す図である。
【図２】（ａ）は熱処理前の素リンクの研磨表面を示す図であり、（ｂ）は熱処理後の研磨表面を示す図であり、（ｃ）は最適な研磨処理条件で研磨した場合の突起、バリの状態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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