(57)【要約】本発明は、ヒンジ式コンベヤチェーンへの合金鋼の使用に関し、特に、ステンレス鋼から製造されるチェーンモジュールに使用されるステンレス鋼合金に関する。本発明によるチェーンモジュールは、フェライト−パーライトステンレス鋼からなる少なくとも一つのリンクと、少なくとも一つのチェーンピンを備える。このチェーンピンは、リンクのフェライト−パーライトステンレス鋼に対して実質的にシージングを起こさない合金鋼を備えている。チェーンピンは、０．６ｗｔ％以上の炭素と１２ｗｔ％以上のクロムを含有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト−パーライトステンレス鋼からなる少なくとも２つのリンクを備えるヒンジ式コンベヤチェーンであって、それらのリンクは、少なくとも１つのステンレス鋼チェーンピンによりヒンジ連結され、前記チェーンピンは、少なくともその表層に、０．６ｗｔ％以上の炭素と１２ｗｔ％以上のクロムを含有する合金鋼を備えることを特徴とするヒンジ式コンベヤチェーン。
【請求項２】
請求項１に記載のヒンジ式コンベヤチェーンにおいて、
フェライト−パーライトステンレス鋼からなる連続する複数のリンクを備え、それぞれが、搬送面を形成する実質的に板状のウェブ部を有し、このウェブ部の前端および後端付近には、丸められてヒンジループを形成するタングが設けられており、
前記連続するリンクのヒンジループは、前記ヒンジループを通るステンレス鋼のチェーンピンによりヒンジ連結され、
前記チェーンピンは、前記フェライト−パーライトステンレス鋼のリンクに対して実質的にシージングを起こさないことを特徴とするヒンジ式コンベヤチェーン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のヒンジ式コンベヤチェーンにおいて、
前記チェーンピンは、１５〜１９ｗｔ％のクロムを含有する合金鋼を備えることを特徴とするヒンジ式コンベヤチェーン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のヒンジ式コンベヤチェーンにおいて、
前記合金鋼は、前記チェーンピンの外側層として設けられ、望ましくは厚さ０．５〜１．５ｍｍの層であることを特徴とするヒンジ式コンベヤチェーン。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のヒンジ式コンベヤチェーンにおいて、
前記チェーンピンは、少なくとも実質的に前記合金鋼からなることを特徴とするヒンジ式コンベヤチェーン。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヒンジ式コンベヤチェーンにおいて、
前記チェーンピンは、以下の成分構成（ｗｔ％）を有する合金鋼を備えることを特徴とする。
2006525927.tif 000011
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヒンジ式コンベヤチェーンにおいて、
前記フェライト−パーライトステンレス鋼は、Werkstoffnummer（材料番号）１．４５８９，１．４０１６または１．４０１７であることを特徴とするヒンジ式コンベヤチェーン。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のヒンジ式コンベヤチェーンにおいて、
実質的に円柱状の鉄鋼製ウェブ部を備え、その端面は外周端に沿って実質的に滑らかにシリンダジャケットに接続し、
前記鉄鋼製ウェブ部のうち、少なくとも前記シリンダジャケットは、前記フェライト−パーライトステンレス鋼のリンクに対して実質的にシージングを起こさないことを特徴とするヒンジ式コンベヤチェーン。
【請求項９】
請求項８に記載のヒンジ式コンベヤチェーンにおいて、
前記フェライト−パーライトステンレス鋼は、Werkstoffnummer１．４５８９であることを特徴とするヒンジ式コンベヤチェーン。
【請求項１０】
０．６ｗｔ％以上の炭素と１２ｗｔ％以上のクロムを含有する合金鋼のヒンジ式コンベヤチェーンへの使用であって、コンベヤチェーンのリンクはフェライト−パーライトステンレス鋼、とくにWerkstoffnummer１．４５８９の鉄鋼からなることを特徴とする合金鋼の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒンジ式コンベヤチェーン用のチェーンピンへの合金鋼の使用に関し、特にステンレス鋼から製造されたチェーンリンクと組み合わせて使用されるステンレス鋼合金のチェーンピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼のヒンジ式コンベヤチェーンは、通常、工業分野に利用されており、機械的に大きな負荷が要求される。したがって、ステンレス鋼のコンベヤチェーンには、プラスチック製のコンベヤチェーンに比べてかなり重い荷重をかけることができる。ステンレス鋼のコンベヤチェーンはまた、外部からの影響にも強い。とくに、搬送される泥土および/または製品（の残余物）、例えばクレートの搬送時にクレートからでた路上の泥土やその他の汚物、または例えば飲料業界における（再利用）ボトルの搬送時のガラス破片（ばらばらの破片またはガラス粉末）による影響にも強い。
【０００３】
物体がコンベヤチェーンによって運搬されるときに、物体がチェーンの表面上を少し滑動することができるということが時折、重要となってくる。これは、実際にはステンレス鋼のコンベヤチェーンを潤滑または非潤滑にして実現している。
【０００４】
潤滑とは、通常、例えば石鹸等の(合成)潤滑剤の水溶液により、搬送中に潤滑剤の層が塗布されることを意味すると理解されるべきである。
【０００５】
非潤滑作動においては、チェーンの表面は、潤滑剤なしで十分低い摩擦抵抗を得ることができる程度に滑らかである必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
潤滑および非潤滑の両方のヒンジ式コンベヤチェーンシステムにおいて、使用中、時間の経過につれて摩耗が発生する。この摩耗は、特にチェーンの個々のリンクを互いに接続するピンに影響を与えることがわかった。ピンの摩耗のためコンベヤチェーンが長くなると、とくにチェーンが駆動歯車をスキップしてしまうことにつながり、搬送機能が低下する。また、ピンの摩耗から生じるリンク同士の間の隙間は、通常、搬送時のさらなる不具合につながる。例えば、摩耗したコンベヤチェーン上で製品が簡単に倒れたり等して破損してしまうようになる。摩耗の結果、コンベヤチェーン自体が破損することさえもある。なお、コンベヤチェーンの運転速度は非常に高い場合もある。特に、例えば、並列搬送される製品のラインが一本の搬送ラインに合流するような場合、換言すると、単一ラインでの大量輸送が必要な場合（例えばボトルの充填装置）、単一ラインのチェーンの速度はかなり上昇し、８０ｍ／分以上となることもある。
【０００７】
さらに、コンベヤ装置の寿命に対しても要求は高い。ある使用状況下では、コンベヤチェーンは少なくとも６年間故障なしで作動可能である必要がある。速度が低い場合には、１０年も例外でない。
【０００８】
本発明は、上記難点を回避する、もしくは少なくとも防止する、ステンレス鋼のヒンジ式コンベヤチェーンのピンを製造するための特別なステンレス鋼合金の使用を目的とする。とくに、本発明は、ステンレス鋼製ヒンジ式コンベヤチェーンを製造可能なチェーンモジュール（すなわち、リンクとピンの組み合わせ）を提供することを目的とし、従来のステンレス鋼製コンベヤチェーンよりも摩耗の少ないコンベヤチェーンとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
広範囲にわたる調査により、従来のステンレス鋼製ヒンジ式コンベヤチェーンの実際の使用状況におけるピンの摩耗が、摩耗損傷、すなわち特に泥土、例えば砂、ガラス粒子などの固体粒子によって生じる摩耗の結果であることがわかった。これはとくに、循環方向に観察されるすり傷と摩耗したピンの摩耗面からわかる。このようなことから専門家は、ピンの過度の摩耗に対しては、ある種の高硬度の鋼を選択することがよいとしている。そこで、一般的には、耐食性も要求される場合にはとくに、バナジウムおよび/またはタングステンの含有量の高いある種の鋼が選択される（炭素含有量の高い鋼は、硬度は高いが耐食性は通常、あまりよくない）。
【００１０】
しかしながら、バナジウムおよび／又はタングステンの含有量の高い種類の鋼には、実用性およびコストの面から好ましい引抜きワイヤの形状での入手が不可能、あるいは非常に困難であるという難点がある。したがって、バナジウムおよび／又はタングステンの含有量が高い種類の鋼は、実用には適していない。
【００１１】
作動中のヒンジ式コンベヤチェーンに特定の負荷がかかる状況では、いわゆる凝着摩耗が大きな役割を担うことがわかった。これは、他のメカニズムによる摩耗が取り除かれても、すなわち例えば摩耗損傷が生じるような状況での作動が行われなくても、ピンの摩耗が発生することを意味する。凝着摩耗は２つの金属の、いわゆるシージング(溶着)の結果によって生じる。したがって、本発明は、フェライト−パーライトステンレス鋼からなる少なくとも２つのリンクを備えるヒンジ式チェーンコンベヤに関し、前記リンクは、少なくとも一つのステンレス鋼チェーンピンにより互いにヒンジ連結され、前記チェーンピンは、少なくともその外側ジャケットに０．６ｗｔ％以上の炭素と１２ｗｔ％以上のクロムを含む合金鋼を有する。
【００１２】
このよう種類の組み合わせの鋼は、驚くほどシージングが発生せず、またはほんのわずかのシージングしか発生しない。結果として、実用されているヒンジ式コンベヤの構成においてほんのわずかな摩耗、とくにほんのわずかな凝着摩耗しか生じない。
【００１３】
リンクはフェライト−パーライトステンレス鋼から製造されるため磁性を有する。したがって、このようなチェーンは、磁石が設けられた案内用ベンドセグメントを備えるコンベヤ軌道、特に欧州特許公報ＥＰ-Ａ-０５０９６０５に開示されたコンベヤ軌道に配備されるのに非常に適している。
【００１４】
本発明によるチェーンのリンクを形成するのに非常に適した鋼は、Werkstoffnummer（材料番号）１．４５８９の鉄鋼である。この鉄鋼の成分構成は以下の通りである（ｗｔ％、残りは鉄）。
2006525927.tif 000002
【００１５】
本発明によるリンクの製造に適した別のフェライト−パーライトステンレス鋼は、ドイツ特許公報ＤＥ−Ａ−３１０５８９１により公知であり、この公報の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。この公知の鉄鋼の成分構成は、以下の通りである（ｗｔ％、残りは鉄）
2006525927.tif 000003
ここで、クロムとモリブデンの割合の合計は、少なくとも１４．３ｗｔ％である。
【００１６】
Werkstoffnummer１．４５８９の鉄鋼の成分構成は、一般に以下の通りである（ｗｔ％、残りは鉄）。
2006525927.tif 000004
【００１７】
本発明によるリンクの製造に適した他の種類の鉄鋼は、Werkstoffnummer１．４０１６と１．４０１７のフェライト-パーライト系鉄鋼である。
【００１８】
１．４０１６（ＡＩＳＩ４３０；Ｘ６Ｃｒ１７）の成分構成は以下通りである（ｗｔ％、残りは鉄）。
2006525927.tif 000005
【００１９】
１．４０１７（Ｘ６ＣｒＮｉ１７−１）の成分構成は以下の通りである（ｗｔ％、残りは鉄）
2006525927.tif 000006
【００２０】
本発明によるピンを製造するための合金鋼は、少なくとも０．６ｗｔ％の炭素、および少なくとも１２ｗｔ％のクロムを含有する合金鋼である。本発明に用いられる、比較的炭素含有量の高いピンは、腐食や腐食摩耗が全く、もしくはほとんど起こらない。通常、炭素含有量の高い鉄鋼は耐食性が低いものと考えられるため、これは驚くべきことである。これにより、本発明によるモジュールから形成されるコンベヤチェーンを、潤滑コンベヤチェーンシステムへも配備することが可能となる。
【００２１】
潤滑コンベヤチェーンシステムは通常、非作動時（例えば週末）には乾燥しており、その後、再び作動させる際に（通常、水溶性の）潤滑媒質が塗布されるため、本発明によるヒンジ式コンベヤチェーンにおいて腐食や腐食摩耗が問題にならないということは、より驚くべきものである。一般に、空気中の酸素の影響を連続的に受ける状況で、湿潤状態と乾燥状態を繰り返すということは、非常に腐食を生じやすい。
【００２２】
本発明によるピン用の鉄鋼は、０．７ｗｔ％以上の炭素を含むことが好ましい。原則として、炭素含有量は最高２ｗｔ％で十分である。炭素含有量を０．８〜１．６ｗｔ％とすることが好ましい。本発明によるピン用の鉄鋼は、少なくとも１２ｗｔ％のクロムを含有し、望ましくは１５〜１９ｗｔ％のクロム、より望ましくは１６〜１８ｗｔ％を含有する。
【００２３】
ピン用の鉄鋼として特に好適であるのは、鉄に加えて以下の要素（ｗｔ％）を含む鉄鋼である。
2006525927.tif 000007
【００２４】
このような鉄鋼は、Werkstoffnummer（ＤＩＮ規格）１．４１２５として知られており、また、４４０Ｃ（ＡＩＳＩ）、Ｘ１０５ＣｒＭｏ１７（ＥＮ）、Ｚ１００ＣＤ１７（ＡＦＮＯＲ）、およびＳ４４００４（ＵＮＳ）として指定される。
【００２５】
他の好適な種類の鉄鋼は、例えばWerkstoffnummer１．４１０９、１．４１１１、１．４１１２、および１．４５３５の鉄鋼を含む。
【００２６】
本発明によるピンは、周知の方法により製造可能で、例えば旋削、または引抜きワイヤを原料として、それを切断することにより製造できる。本発明によるコンベヤチェーンに使用するピンは、引抜きワイヤ、より望ましくは冷間引抜きワイヤから製造することが望ましい。
【００２７】
ピンはその後、硬化処理することができる。硬化処理したピンの摩耗は、硬化処理していないピンに対して３０％以上低いことがわかった。硬化処理は、当業者に知られているように熱処理によって行われる。
【００２８】
本発明によるピン全体を上述したように定義した鉄鋼から製造する必要はない。
本発明によると、異なる材料からなるピンの外側のジャケット層として上記鉄鋼を用いることも可能である。ジャケット層は、通常、１０分の数ミリメートルから数ミリメートル、例えば、０．５〜１．５ｍｍ、通常、約１ｍｍの厚さがある。ジャケット層を有するピンは、当業者に知られている手法により、例えば、ピンに表面処理を施すことにより得ることができる。
【００２９】
本発明によるコンベヤチェーンを形成するために、ピンは通常の方法によりリンクに挿入される。
【００３０】
これより図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ヒンジ式コンベヤチェーンの数個の連続したリンクの底面斜視図。
【図２】図１に示すチェーンの上面図。
【図３】図１，２に示すチェーンにおけるチェーンピンの斜視図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図面は、本発明の実施の形態を表すのみで、非限定的な実施形態を示している。図面において、同一あるいは対応する箇所には同一の参照符号を付している。
【００３３】
図１、２は、フェライト−パーライトステンレス鋼からなる連続する複数のリンク２を有するヒンジ式コンベヤチェーン１を示す。リンク２は、通常通り、互いに接続されてエンドレスチェーンを形成する。リンク２はそれぞれ、搬送面を形成する実質的に板状のウェブ部３を有する。ウェブ部３の前端４付近には、丸められてヒンジループを形成する２つの離間したタング５Ａ，５Ｂが設けられている。ウェブ部３の後端付近には、丸められてヒンジループを形成するタング５Ｃが設けられており、この位置は前端４のタング５Ａ，５Ｂの間の空間に対応する。連続するリンクのヒンジループ５Ａ、５Ｂ、および５Ｃは、ヒンジループを通るステンレス鋼チェーンピンによりヒンジ連結される。チェーンピン６は、Werkstoffnummer１．４１２５の合金鋼から製造されるので、チェーンピン材料はリンクのフェライト−パーライトステンレス鋼に対して実質的にシージングを起こさない。
【００３４】
図３は、チェーンピン６の斜視図である。チェーンピン６は、実質的に円柱状（cylindrical）の鉄鋼製ウェブ部７を有し、その端面８は外周端９に沿って滑らかにシリンダジャケット１０に接続している。
【００３５】
この例では、チェーンピン６の直径は１ｃｍ未満であり、望ましくは約５〜８ｍｍ、とくに６．３５ｍｍである。チェーンピンの長さは、チェーンの幅と連結されるヒンジループの数によるが、約２０〜１５０ｍｍである。
【００３６】
連続したリンク２は、それぞれ、搬送面上もしくは搬送面に沿って、矢印Ｐで示される搬送方向に略直交するように延在する軸周りに相対的に回転可能である。したがって、チェーン１をチェーンホイール回りに案内することができる。さらに、本実施の形態では、チェーンピン６は遊びを持って中央のヒンジループ５Ｃに挿入され、外側のヒンジループ５Ａ，５Ｂには嵌合してクランプされる。これにより、連続したリンク２がそれぞれ、搬送面に略直交するように延在する軸周りに相対的に回転可能となり、チェーン１を平面上のカーブに沿って案内することができる。
【００３７】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、連続したリンク２が協働するヒンジループ５を備え、ウェブ部が図示以外の形状を有するように構成してもよい。また、チェーンピンの直径を変化させてもよく、例えば長さ方向に段差をつけたりテーパ状にすることもできる。また、チェーンピンを別の非シージング材料から製造してもよい。さらに、非シージング特性の層をチェーンピンの外側ジャケット層として用いてもよい。
【００３８】
これらの変形例も当業者には明らかであり、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内に属すると理解される。
【００３９】
−実施例−
以下の実施例においては、指示しない限り、使用する鉄鋼の種類をWerkstoffnummerによって指定する。
【実施例１】
【００４０】
１．４５８９鉄鋼のリンクを、一般的な手法によりピン（長さ４１ｍｍ、直径６．３５ｍｍ）をヒンジループ内に押し込むことにより、互いに連結した。リンクの幅は３．２５インチ（８．２６ｃｍ）であった。表１に示すように、異なる種類の鉄鋼をピンに使用した。
【００４１】
表１：実施例１の試験条件と結果
2006525927.tif 000008
*）比較例
1.4057： C：0.14-0. 23；Si≦1; Mn：≦1；P：≦0.045；S：≦0.030；Cr：15. 5-17.5；Ni：1.50-2. 50 
1.4310： C：≦0.12；Si≦1.50；Mn：≦2；P：≦0.045；S：≦0.015；Cr：16-18；Mo≦0.80；Ni：6.00-9. 00 
ニトロニック60： C：≦0.10；Si：3.5-4. 5；Mn：7.00-9. 00；15；Cr：16. 0-18. 0；Mo≦0.80；Ni：8.00-9. 00；N：0. 08-0. 18
1.4401： C：≦0.07；Si：≦1；Mn：≦2；P：≦0.045；S：≦0.030；Cr：16.5-18. 5；Mo：2.00-2. 50；Ni：10.5-13. 5. 
【００４２】
表１の結果は、本発明によるヒンジ式コンベヤチェーンの鉄鋼により摩耗がかなり低減されることを示している。
【実施例２】
【００４３】
実施例１の試験を、異なる位置で繰り返した。
表２：実施例２の試験条件と結果
2006525927.tif 000009
*）比較例
1.4462： C：≦0.02；Si≦1.00; Mn：≦2.00；P：≦0.030；S：≦0.020；Cr：21-23；Mo：2.5-3.5；Ni：4.50-6. 50；N：0.08-0.20 
１）熱硬化処理
【００４４】
表２の結果は、本発明により摩耗をかなり低減できることを示している。熱硬化処理はさらにこの結果を向上させている。
【実施例３】
【００４５】
実施例１の試験を、長さ５６ｍｍのピン（直径は６．３５ｍｍ）を使用して繰り返した。
表３：実施例３の試験条件と結果
2006525927.tif 000010
*）比較例
【００４６】
表３の結果は、本発明により摩耗をかなり低減できることを示している。
【図１】
2006525927.tif 000012
【図２】
2006525927.tif 000013
【図３】
2006525927.tif 000014
【国際調査報告】
2006525927.tif 000015
2006525927.tif 000016
2006525927.tif 000017