(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬さがＨＲＣ４５以上の鋼製中空筒状部品（６）の耐疲労性向上方法であって、
前記鋼製中空筒状部品（６）の孔部（９）に、その孔部（９）の内径（Ｄ1 ）よりも大きな直径（Ｄ3 ）の球面（７）を有する工具（８）を強制的に通して、該鋼製中空筒状部品（６）全体に引張荷重が付与されるように該鋼製中空筒状部品（６）の外径（Ｄ2 ）を０．２％以上拡張することを特徴とする、鋼製中空筒状部品の耐疲労性向上方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋼製中空筒状部品の耐疲労性向上方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、硬さがＨＲＣ４５以上の鋼製中空筒状部品としてはローラチェーン用ローラが知られており、そのローラは繰返し引張荷重を受けることからその延命を図るためにはローラの耐疲労性を向上させることが必要である。従来、この種の耐疲労性向上方法としては一般にショットピーニングが採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらショットピーニングによったのでは、ローラの耐疲労性向上程度が低く、不十分であり、さらなる改善策が待望されていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、比較的簡単な手段を採用することによって、前記ローラ等の、硬さがＨＲＣ４５以上の鋼製中空筒状部品の耐疲労性を大いに向上させることが可能な前記方法を提供することを目的とする。
【０００５】
前記目的を達成するために本発明は、硬さがＨＲＣ４５以上の鋼製中空筒状部品の耐疲労性向上方法であって、前記鋼製中空筒状部品の孔部に、その孔部の内径よりも大きな直径の球面を有する工具を強制的に通して、該鋼製中空筒状部品全体に引張荷重が付与されるように該鋼製中空筒状部品の外径を０．２％以上拡張することを特徴とする。
【０００６】
前記のようにして部品の外径（Ｄ2 ）を０．２％以上拡張すると、その部品全体に引張荷重が付与されて、その部品の降伏点が変化し、これにより耐疲労性を、ショットピーニングによる場合よりも大いに向上させることができる。但し、部品の外径拡張量が０．２％未満では、部品の耐疲労性がショットピーニングによる場合と変わらない。また前記方法は、硬さがＨＲＣ４５未満の鋼製中空筒状部品に対しては顕著な効果は望めない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１，２に示すローラチェーン１において、相対向する２枚のインナプレート２の両対向端部を２本のブシュ３の両端部がそれぞれ貫通してそこに保持されている。一方のブシュ３を通されたピン４の両端部が相対向する２枚のアウタプレート５の対向端部をそれぞれ貫通してそこに保持され、他方のブシュ３を通されたピン４の両端部が、相対向し、且つ前記２枚のアウタプレート５と隣接する２枚のアウタプレート５の対向端部をそれぞれ貫通してそこに保持される。両ブシュ３に、鋼製中空筒状部品としてのローラ６がそれぞれ回転可能に嵌められている。このような連結構造を１つのユニットとして、これらユニットの集合によりローラチェーン１が構成されている。
【０００８】
表１はローラ用鋼材の例１〜４に関する組成および諸特性を示す。
【０００９】
【表１】
0003881921.tif 000002
【００１０】
先ず、鋼材の例１〜４について、予め引張荷重を付与した場合と、それを付与しなかった場合の耐疲労性を調べるべく、次のような試験を行った。
【００１１】
即ち、鋼材の例１〜４からそれぞれ試験片１〜４を複数製作した。複数の試験片１，２に、８２０℃にて２０分間の加熱、次いで２８０℃のソルト中に１時間浸漬、その後空冷、といったオーステンパ処理を施した。また複数の試験片３，４に、それぞれ、ソルト温度を３００℃に設定した、ということ以外の条件を前記と同一にしたオーステンパ処理を施した。
【００１２】
複数の試験片１〜４に、引張荷重として、それらの素材である鋼材の例１〜４に関する破断荷重の８５％の荷重を付与した。このような引張荷重を付与された複数の試験片１〜４と、このような引張荷重を付与されなかった複数の試験片１〜４について片振り引張り疲れ試験を行ってそれらの疲れ限度を求めたところ、表２の結果を得た。
【００１３】
【表２】
0003881921.tif 000003
【００１４】
表２から明らかなように、予め引張荷重を付与しておくことによって、耐疲労性を向上させることが可能である、ということが判明した。
【００１５】
次に、表１の鋼材の例１を用いて次のような方法でローラ６を製造した。（ａ）鋼材に冷間鍛造を施して中空筒状体を製造した。（ｂ）その中空筒状体に、８２０℃にて２０分間の加熱、次いで２８０℃のソルト中に１時間浸漬、その後空冷と、といったオーステンパ処理を施して、図３に示すローラ６を得た。このローラ６の寸法は内径Ｄ1 ＝４．３４５mm、外径Ｄ2 ＝５．９８０mm、長さＬ＝４．５５０mmであった。
【００１６】
ローラ６の耐疲労性向上方法の実施に用いる工具として、図４に示すようにローラ６の内径Ｄ1 よりも大きな直径Ｄ3 、つまりＤ3 ＝４．３６５mmの球面７を持つ硬球８を用意した。この硬球８はタングステンカーバイドとコバルトの合金（９９．４ｗｔ％ＷＣ−０．６ｗｔ％Ｃｏ）よりなる。
【００１７】
ローラ６の耐疲労性向上方法は、図５に示すように、硬球８をローラ６の孔部９に強制的に通してローラ６の外径Ｄ2 を０．２％以上、実施例では０．４６％拡張し、これによりローラ６全体に引張荷重を付与したものである。
【００１８】
この拡張加工を施された複数のローラ６を用いてローラチェーン１を組立てた。これを供試例１とする。また前記オーステンパ処理後のローラ６外周面にショットピーニングを施して得られた複数のローラ６を用いてローラチェーン１を組立てた。これを比較供試例とする。
【００１９】
供試例１について、それを耐久試験装置の駆動スプロケットおよび負荷スプロケット間に懸けてその張り側に２．１５７ｋＮの引張荷重を繰返し加える回転疲れ試験を行ったところ、繰返し数３×１０7 回にてアウタプレート５がピン孔の位置で破断し、またピン４も同様にピン孔の位置で破断したが、ローラ６は無傷であることが判明した。比較供試例についても前記同様の試験を行ったところ、繰返し数１０7 回にてローラ６が破断した。この事実より、前記耐疲労性向上方法の実施の意義が明らかである。
【００２０】
前記同様の方法で、表１に示した鋼材の例２〜４を用いて前記と同一寸法の３種のローラ６を複数製造した。ただし、オーステンパ処理におけるソルト温度は例２については２８０℃に、また例３，４については３００℃にそれぞれ設定された。次いで前記同様の硬球８を用いて外径Ｄ2 を０．４６％拡張された３種のローラ６を複数得た。
【００２１】
これらのローラ６を用いてローラチェーン１を組立て、鋼材の例２，３，４に関係するローラチェーン１をそれぞれ供試例２，３，４として、前記同様の回転疲れ試験を行ったところ、表３に示す繰返し数にて供試例１同様にアウタプレート５およびピン４が破断し、各ローラ６は無傷であることが判明した。なお、表３には供試例１および比較供試例に関するデータも掲載した。
【００２２】
【表３】
0003881921.tif 000004
【００２３】
表３から明らかなように、供試例２〜４においても、各ローラ６は無傷であることからそれらのローラ６は優れた耐疲労性を有することが判る。なお、供試例１〜４において、同種アウタプレート５破断までの繰返し数が異なるのは、アウタプレート５製造時の不可避的な加工傷の程度の差および疲れ試験特有のばらつきに起因するものと考える。
【００２４】
本発明はローラチェーンのローラに限らず、例えばピストンピン等にも適用される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、硬さがＨＲＣ４５以上の鋼製中空筒状部品の孔部に、その孔部の内径よりも大きな直径の球面を有する工具を強制的に通して、該鋼製中空筒状部品全体に引張荷重が付与されるように該鋼製中空筒状部品の外径を０．２％以上拡張するので、このような部品外径の０．２％以上もの拡張により、部品全体に引張荷重が付与されて、その部品の降伏点が変化し、これにより、ＨＲＣ４５以上の鋼製中空筒状部品の耐疲労性を、ショットピーニングによる場合よりも大いに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ローラチェーンの要部破断部分平面図である。
【図２】  図１の２−２矢視図である。
【図３】  ローラの斜視図である。
【図４】  硬球の斜視図である。
【図５】  耐疲労性向上方法の説明図である。
【符号の説明】
６………ローラ（鋼製中空筒状部品）
７………球面
８………硬球（工具）
９………孔部
Ｄ1 ……内径
Ｄ2 ……外径
Ｄ3 ……直径
【図１】
0003881921.tif 000005
【図２】
0003881921.tif 000006
【図３】
0003881921.tif 000007
【図４】
0003881921.tif 000008
【図５】
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