(57)【要約】      （修正有）【課題】プラスチック製のリンクプレート本体と連結用の孔の内面に一体に装着する筒状の補強材とを備えることにより軽量化、強度向上を併せて達成する。【解決手段】プラスチック製のリンクプレート本体１１の連結用の孔１１ａに筒状の補強材１２を装着することによって、軽量化と強度向上とを併せ達成するとともに、任意の外形形状を実現することができるチェーン用のリンクプレート１０を提供する。即ちプラスチック製のリンクプレート本体１１と、リンクプレート本体１１の連結用の孔１１ａ、１１ａの内面に一体に装着する筒状の補強材１２、１２とを組み合わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック製のリンクプレート本体と、該リンクプレート本体の連結用の孔の内面に一体に装着する筒状の補強材とを備えてなり、前記筒状の補強材は、炭素繊維のシート材により形成することを特徴とするチェーン用のリンクプレート。
【請求項２】
前記筒状の補強材は、炭素繊維による織物組織、編物組織、組紐組織のいずれかによって形成することを特徴とする請求項１記載のチェーン用のリンクプレート。
【請求項３】
前記リンクプレート本体は、無端の補強材を全周に一体に装着し、前記無端の補強材は、炭素繊維のシート材により形成することを特徴とする請求項１または請求項２記載のチェーン用のリンクプレート。
【請求項４】
前記無端の補強材は、炭素繊維による織物組織、編物組織、組紐組織のいずれかによって形成することを特徴とする請求項３記載のチェーン用のリンクプレート。
【請求項５】
前記リンクプレート本体は、ローラチェーン用、搬送チェーン用、サイレントチェーン用のいずれかの形状に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のチェーン用のリンクプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軽量でありながら必要十分な強度のチェーンを容易に実現することができるチェーン用のリンクプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
ローラチェーン、サイレントチェーン、搬送チェーン（物品を載せる平板付きの物品搬送用のチェーンをいう、以下同じ）などの動力伝達用や物品搬送用のチェーンは、軽量化を図るために、リンクプレートをプラスチック製とすることがある。
【０００３】
すなわち、リンクプレートは、いわゆるエンジニアリングプラスチックによって所定の形状に一体成形することができる（たとえば特許文献１、２）。また、リンクプレートは、たとえばガラス繊維などの長繊維を含むＦＲＰの線状またはテープ状部材を断面偏平形状のマンドレルに巻き付けて硬化させることにより、高い強度を実現することができる（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２００３−２５４３９２号公報
【特許文献２】特開平２０１０−２７５３６３号公報
【特許文献３】特開平２００３−１０６３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来技術の前２者によるときは、エンジニアリングプラスチックによって一体成形するリンクプレートは、たとえば連結用の孔の周囲に応力集中を生じるため、必要十分な強度を実現することが容易でないという問題があった。また、後者によるときは、いわゆるワインディング法によって全体形状を形成するため、製造効率が低い上、たとえばサイレントチェーン用のように外周に凹所を有する形状を実現することができないという問題があった。なお、リンクプレートは、短繊維の強化材入りのＦＲＰ製としても、強化材の方向がランダムであるため、肝心の引張方向の強度向上が十分でない上、連結用の孔などの他部材との摺動面に強化材の先端が露出して他部材側に過大な摩耗を生じ、耐久寿命が不当に短くなることが少なくない。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、プラスチック製のリンクプレート本体の連結用の孔に筒状の補強材を装着することによって、軽量化と強度向上とを併せ達成するとともに、任意の外形形状を実現することができるチェーン用のリンクプレートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、プラスチック製のリンクプレート本体と、リンクプレート本体の連結用の孔の内面に一体に装着する筒状の補強材とを備えてなり、筒状の補強材は、炭素繊維のシート材により形成することをその要旨とする。
【０００８】
なお、筒状の補強材は、炭素繊維による織物組織、編物組織、組紐組織のいずれかによって形成することができる。
【０００９】
また、リンクプレート本体は、無端の補強材を全周に一体に装着し、無端の補強材は、炭素繊維のシート材により形成してもよく、無端の補強材は、炭素繊維による織物組織、編物組織、組紐組織のいずれかによって形成してもよい。
【００１０】
さらに、リンクプレート本体は、ローラチェーン用、搬送チェーン用、サイレントチェーン用のいずれかの形状に形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
かかる発明の構成によるときは、筒状の補強材は、リンクプレート本体の連結用の孔の内面に一体に装着することにより、孔の内面に生じる応力を周方向に分散し、リンクプレートの引張強度を有効に向上させることができる。なお、補強材は、炭素繊維のシート材により形成されているから、それ自体の強度が大きく、連結用の孔の補強効果を十分大きくすることができる。また、補強材は、孔の内面に生じる応力を分散して連結ピンとの間の摩擦力を小さくし、摩耗を少なくして耐摩耗性を向上させることができる。
【００１２】
一方、リンクプレート本体は、たとえば高強度の熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であって、たとえばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、エチレンビニルアルコール共重合体などの高強度エンジニアリングプラスチック材料を使用して一体成形することが好ましい。
【００１３】
なお、筒状の補強材は、たとえば位置決め用のインサートピンを介して金型内にセットし、インサート成形法、レジンインジェクション成形法、レジントランスファ成形法などの成形法によりリンクプレート本体を成形すると同時に連結用の孔の内面に一体に装着することができる。このとき、筒状の補強材は、リンクプレート本体のプラスチック材料が内面にまで均一に含浸され、内面に平滑なピン孔が形成されている。ただし、筒状の補強材は、１層または複層の炭素繊維のシート材によって形成するものとし、少なくとも一部の炭素繊維が連結用の孔の周方向に１周以上の長さに連続していることが好ましい。
【００１４】
筒状の補強材は、織物組織、編物組織、組紐組織のいずれの形態にしても、容易に所定のサイズ、形状に形成することができる。
【００１５】
リンクプレート本体は、炭素繊維のシート材の無端の補強材を全周に一体に装着することにより、たとえば小判形や長円形などのように外周に凹所を含まない形状の場合、全体の引張強さを補強することができ、たとえばひょうたん形やサイレントチェーン用などのように外周に凹所を含む形状の場合、外周を他の物品と摺動させるときの耐摩耗性を向上させることができる。ただし、無端の補強材は、連結用の孔の内面の筒状の補強材と同様に、たとえばインサート成形法、レジンインジェクション成形法、レジントランスファ成形法などによってリンクプレート本体を成形する際に、金型の内面にセットしてリンクプレート本体の成形と同時にリンクプレート本体のプラスチック材料を外面にまで含浸させ、リンクプレート本体の外周に一体に装着して滑らかな外表面を形成することができる。
【００１６】
また、無端の補強材は、１層または複層の炭素繊維のシート材とし、少なくとも一部の炭素繊維がリンクプレート本体の周方向に１周以上の長さに連続していることが好ましい。さらに、無端の補強材は、筒状の補強材と同様に、織物組織、編物組織、組紐組織のいずれの形態としてもよい。
【００１７】
リンクプレート本体は、ローラチェーン用、搬送チェーン用、サイレントチェーン用のいずれの形状としてもよい。なお、ローラチェーン用は、動力伝導用、物品搬送用のいずれであってもよく、搬送チェーン用は、主として物品搬送用であり、サイレントチェーン用は、主として動力伝導用である。ただし、ここでいうローラチェーン用は、同形のブッシュチェーン用を排除する趣旨ではなく、リンクプレート本体の形状だけに着目して分類する趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】全体構成斜視図
【図２】使用状態を示す要部斜視図
【図３】製造工程図（１）
【図４】製造工程説明図（１）
【図５】製造工程説明図（２）
【図６】製造工程説明図（３）
【図７】他の実施の形態を示す一部分解模式斜視図
【図８】使用状態を示す模式平面図
【図９】製造工程図（２）
【図１０】製造工程説明図（４）
【図１１】他の実施の形態を示す要部拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
チェーン用のリンクプレート１０は、プラスチック製のリンクプレート本体１１と、リンクプレート本体１１の連結用の孔１１ａ、１１ａの内面の筒状の補強材１２、１２と、リンクプレート本体１１の全周の無端の補強材１３とを備えてなる（図１）。
【００２１】
リンクプレート本体１１は、前後一対の山形の脚部１１ｂ、１１ｂを有し、全体としてＷ字状に形成されている。また、孔１１ａ、１１ａは、前後の脚部１１ｂ、１１ｂに対応するようにして形成されている。脚部１１ｂ、１１ｂは、図示しないスプロケットの歯に対して互いに摺動するようにして噛み合うため、衝撃音を発生することなく、静かに走行することができる。すなわち、リンクプレート本体１１は、サイレントチェーン用の形状に形成されている。
【００２２】
筒状の補強材１２は、炭素繊維のシート材により形成され、連結用の孔１１ａの内面に一体に装着されている。補強材１２は、１層または２層以上のシート材であり、リンクプレート本体１１のプラスチック材料が内面にまで均一に浸出することにより、プラスチック材料が炭素繊維と一体になって滑らかな内面を形成している。また、補強材１２の内面に露出する炭素繊維は、実質的に全部が孔１１ａの周方向を指向している。補強材１２、１２の内部には、それぞれ平滑なピン孔１４が形成されている。
【００２３】
無端の補強材１３は、筒状の補強材１２と同じく、１層または２層以上の炭素繊維のシート材により形成され、リンクプレート本体１１の全周に一体に装着されている。補強材１３のシート材は、補強材１２と同一組織であってもよく、異なる組織であってもよい。補強材１３は、リンクプレート本体１１のプラスチック材料が外面にまで均一に浸出し、炭素繊維と一体になって滑らかな外表面を形成しており、補強材１３の表面に露出する炭素繊維は、実質的に全部がリンクプレート本体１１の周方向を指向している。
【００２４】
リンクプレート１０は、前後のピン孔１４、１４に挿入する連結ピン１５、１５…を介して多数枚を前後に屈曲自在に連結することにより、サイレントチェーンを形成することができる（図２）。各リンクプレート１０は、ピン孔１４の内周の連結ピン１５との摺動部分に補強材１２が介在し、脚部１１ｂ、１１ｂの内股または外股のスプロケットの歯との摺動部分に補強材１３が介在するため、軽量でありながら、引張強度を大きくし、耐摩耗性を大きくすることができる。
【００２５】
かかるリンクプレート１０は、たとえば図３の手順によって作ることができる。
【００２６】
まず、筒状の補強材１２、１２、無端の補強材１３を用意する（図４（Ａ）、（Ｂ））。ただし、このときの補強材１２、１２、１３の長さａは、リンクプレート１０の複数枚相当の一定値に揃えるものとする。
【００２７】
つづいて、補強材１２、１２、１３を金型２１のキャビティ２１ａ内にセットする（図３のステップ（１）、以下単に（１）のように記す。図５）。なお、キャビティ２１ａの形状は、リンクプレート１０の形状に適合するものとし、深さは、補強材１２、１３の長さａに合わせるものとする。また、キャビティ２１ａ内において、補強材１２、１２は、それぞれインサートピン２１ｂを介して所定位置に所定形状に保持し、補強材１３は、キャビティ２１ａの内面に沿って配置するものとする。
【００２８】
次ぎに、金型２１を閉じて、たとえばレジンインジェクション成形法によって成形する（２）。すなわち、リンクプレート本体１１を形成する溶融プラスチック材料を金型２１内に射出注入して硬化させ、リンクプレート１０の複数枚相当の母材１０ａを作ることができる（図６（Ａ））。なお、母材１０ａの全長は、長さａとなっている。
【００２９】
そこで、たとえばリング状のダイヤモンドソー２２を使用して母材１０ａをスライスカットすることにより（（３）、図６（Ａ））、リンクプレート１０を作ることができる（図６（Ｂ）、図１）。なお、インサートピン２１ｂ、２１ｂは、型開きと同時に母材１０ａから抜去してもよいが、母材１０ａのスライスカットの後、リンクプレート１０から除去してもよい。
【００３０】
以上の説明において、補強材１２、１３は、それぞれ炭素繊維による織物組織、編物組織、組紐組織のいずれであってもよい。また、補強材１２、１３は、多数のフィラメント状の炭素繊維を一方向に引き揃えてプリプレグとし、プリプレグを周方向に丸めて形成することも可能である。
【他の実施の形態】
【００３１】
リンクプレート１０のリンクプレート本体１１は、平板１１ｃを有する搬送チェーン用の形状に形成することができる（図７）。
【００３２】
プラスチック製のリンクプレート本体１１は、相対向する前後の２辺に沿って互いに嵌合するヒンジ部１１ｄ、１１ｄ…が平板１１ｃの裏面側に突出するようにして形成されており、各ヒンジ部１１ｄには、連結用の孔１１ａが貫通されている。なお、一方の辺に沿うヒンジ部１１ｄ、１１ｄの各孔１１ａは、断面円形であり、他方の辺に沿うヒンジ部１１ｄ、１１ｄ…の各孔１１ａは、周面の一部を平面状に切り欠く断面Ｄ字状に形成されている。
【００３３】
リンクプレート１０は、リンクプレート本体１１の連結用の孔１１ａ、１１ａ…の内面にそれぞれ筒状の補強材１２を一体に装着して形成されている。なお、補強材１２は、対応する各孔１１ａの形状、長さに適合させるものとする。
【００３４】
かかるリンクプレート１０は、互いに嵌合する前後のヒンジ部１１ｄ、１１ｄ…の孔１１ａ、１１ａ…に共通の連結ピン１５を挿通し（図８）、連結ピン１５、１５…を介して多数枚を前後に屈曲自在に連結することにより、物品搬送用の搬送チェーンを作ることができる。ただし、各連結ピン１５は、断面Ｄ字状の孔１１ａに適合する断面Ｄ字状に形成し、断面Ｄ字状の孔１１ａ、１１ａ…に回転不能に挿入するとともに、断面円形の孔１１ａ、１１ａに相対回転可能に挿通されており、搬送チェーンは、各連結ピン１５が断面円形の孔１１ａ、１１ａ内で相対回転して屈曲する。ヒンジ部１１ｄ、１１ｄ…の各孔１１ａには、連結ピン１５を介して搬送チェーンの長手方向の引張荷重が加わるが、各孔１１ａの内面における応力が補強材１２により分散されるため、全体の引張強度を大きくするとともに、耐摩耗性を向上させることができる。
【００３５】
図７の筒状の補強材１２は、たとえば図９の手順に従って作ることができる。
【００３６】
まず、適切な繊度のマルチフィラメントの炭素繊維の素材を使用して筒状のシート材１２ａを編成する（図９のステップ（１）、以下単に（１）のように記す。図１０（Ａ））。
【００３７】
つづいて、インサートピン２３ａを介してシート材１２ａを金型２３のキャビティ内にセットし（図１０（Ｂ））、たとえばインサート成形法により樹脂を充填して硬化させると（２）、適切な硬度の筒状のシート材１２ｂを形成することができる（図１０（Ｃ））。ただし、図１０（Ｃ）のシート材１２ｂは、断面円形の孔１１ａに適合する断面円形に図示されているが、図１０（Ｂ）の金型２３、インサートピン２３ａの形状を変更することにより、断面Ｄ字状の孔１１ａに適合する断面Ｄ字状のシート材１２ｂを作ることもできる。
【００３８】
次ぎに、たとえばリング状のダイヤモンドソー２４によりシート材１２ｂを孔１１ａの長さに合わせて切断し（（３）、図１０（Ｄ））、各孔１１ａに装着する筒状の補強材１２を作ることができる。
【００３９】
なお、図１０（Ａ）のシート材１２ａは、丸編みの編物組織であってもよく、図１１のような丸打ちの組紐組織であってもよい。ただし、図１１のシート材１２ａは、複数本の中央糸１２ａ1 、１２ａ1 …に対して左右の組角度の組糸１２ａ2 、１２ａ2 …を交互に組み合わせることにより、単層または複層の円筒形状に形成されている。また、シート材１２ａは、単層または複層に巻き付ける織物組織やプリプレグであってもよい。
【００４０】
そこで、以上のようにして製造した筒状の補強材１２、１２…を使用してリンクプレート本体１１をインサート成形法、レジンインジェクション成形法などによって成形し、図７のリンクプレート１０を作ることができる。すなわち、図示しないインサートピンを介してリンクプレート１０用の金型のキャビティ内に所定の形状、長さの補強材１２、１２…を各孔１１ａに対応する所定位置にセットし、リンクプレート本体１１用のプラスチック材料を金型内に射出注入して硬化させればよい。
【００４１】
なお、図９のステップ（２）、図１０（Ｂ）において、シート材１２ａに充填する樹脂は、図９のステップ（３）、図９（Ｄ）において、機械的に切断して所定長さの補強材１２を形成するときの形状を保持し、炭素繊維のほつれを防止するなどが主目的である。そこで、この場合の樹脂は、次工程のリンクプレート本体１１を成形する際のプラスチック材料と同一としてもよく、リンクプレート本体１１の成形時に溶融してリンクプレート本体１１のプラスチック材料と一体になり、または置換される材料を選択してもよい。
【００４２】
以上の説明において、リンクプレート本体１１は、ひょうたん形、小判形、長円形などのローラチェーン用、ブッシュチェーン用の形状に形成してもよい。また、リンクプレート本体１１の全周に装着する無端の補強材１３は、必要に応じて設ければよく、これを省略してもよい。
【００４３】
なお、図５において、筒状の補強材１２、１２は、図９、図１０に倣って、事前に樹脂を充填することにより硬化処理しておいてもよい。さらに、図７の補強材１２、１２…は、あらかじめ所定の長さに形成し、図９のステップ（２）、（３）、図１０による硬化切断処理を省略することも可能である。
【００４４】
また、図１０（Ｂ）において、インサートピン２３ａを省略し、金型２３の直線状のキャビティの内面に筒状のシート材１２ａをセットし、シート材１２ａの内部にリンクプレート本体１１用と同様の溶融プラスチック材料を射出注入して硬化させると、中実のプラスチック製のロッドの表面に炭素繊維の筒状の補強材を一体に装着する棒材を形成することができる。そこで、この棒材を適切な長さに切断することにより、比強度が大きく、耐摩耗性が良好なチェーン用の連結ピンを作ることができる。なお、この場合の連結ピンは、断面円形であってもよいが、金型２３のキャビティの断面形状を変更することにより、たとえば図７に倣って、円形断面の１／２未満を平面状に切り欠く断面Ｄ字状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明は、軽量でありながら、高い強度、高い耐摩耗性を実現することができるため、比強度が大きく、たとえば超小形の動力伝導用チェーンや、高速の物品搬送用チェーンなどを含むあらゆる用途に広く好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０…リンクプレート
１１…リンクプレート本体
１１ａ…孔
１２…補強材
１２ａ…シート材
１３…補強材
特許出願人      オリエンタルチエン工業株式会社
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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