(57)【要約】【課題】ピン孔周辺に十分な残留圧縮応力を付与し、ピン孔の内周面を滑らかな面とすることにより疲労強度を向上したリンクプレートを提供するとともに、加工のための金型の寿命を向上すること。【解決手段】チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔１１０を備えたローラチェーン用リンクプレート１００の製造方法において、熱処理を行う前に、ピン孔１１０にパイロットピン１４０を挿入した状態でピン孔１１０周辺に荷重を加えて円周状の溝１２０を圧刻し、熱処理を行った後に円周状の溝１２０をさらに圧刻すること。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートの製造方法において、
前記リンクプレートに熱処理を行う前に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻し、
前記リンクプレートに熱処理を行った後に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝をさらに圧刻することを特徴とするリンクプレートの製造方法。
【請求項２】
前記円周状の溝が、前記リンクプレートの両面に設けられることを特徴とする請求項１に記載のリンクプレートの製造方法。
【請求項３】
前記円周状の溝の圧刻のための金型の形状が、熱処理後の金型の頂角が熱処理前の金型の頂角より鈍角であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリンクプレートの製造方法。
【請求項４】
チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートにおいて、
前記リンクプレートが、熱処理を行う前に前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻され、熱処理を行った後に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝をさらに圧刻されていることを特徴とするリンクプレート。
【請求項５】
前記円周状の溝が、前記リンクプレートの両面に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のリンクプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を有し、ローラ、ピン、ブシュとともにローラチェーンを構成するローラチェーン用リンクプレートおよびその製造方法に関するものであり、特に疲労強度を向上したリンクプレートおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、チェーンの破断を防止し寿命を向上させるため、チェーンの走行方向の前後に設けられた円形のピン孔周辺に圧縮残留応力が付与され、ピン孔周辺の疲労強度を向上させたローラチェーン用リンクプレートが知られている。
【０００３】
そして、これらのリンクプレート５００は、図８、図９に示すように、熱処理後にリンクプレート５００の両面から金型により荷重をかけてピン孔５１０周辺に該ピン孔５１０よりわずかに径が大きい円周状の溝５２０が形成され、その際の圧縮によりピン孔５１０周辺の領域に圧縮残留応力が付与されることにより、ピン孔５１０周辺の疲労強度が向上されるものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】実公昭４５−２７１４２号公報（第１頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のリンクプレートによれば、熱処理後の硬化した表面に金型によりピン孔周辺の両面から荷重をかけて溝加工を行うため、図９に示すように、素材からリンクプレート形状を形成する際に生じたピン孔５１０の内周面の破断面５３０が残存し、リンクプレートの疲労強度の向上を阻害するという問題があり、また、熱処理後の硬化した表面を加工するため、金型の摩耗や破損が生じやすく寿命が短いという問題があった。
【０００５】
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、ピン孔周辺に十分な残留圧縮応力を付与し、ピン孔の内周面を滑らかな面とすることにより疲労強度を向上したリンクプレートを提供するとともに、加工のための金型の摩耗や破損を防止し寿命を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本請求項１に係る発明は、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートの製造方法において、前記リンクプレートに熱処理を行う前に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻し、前記リンクプレートに熱処理を行った後に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝をさらに圧刻することにより、前記課題を解決するものである。
【０００７】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載されたリンクプレートの製造方法の構成に加えて、前記円周状の溝が、前記リンクプレートの両面に設けられることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【０００８】
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたリンクプレートの製造方法の構成に加えて、前記円周状の溝の圧刻のための金型の形状が、熱処理後の金型の頂角が熱処理前の金型の頂角より鈍角であることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【０００９】
本請求項４に係る発明は、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートにおいて、前記リンクプレートが、熱処理を行う前に前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻され、熱処理を行った後に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝をさらに圧刻されていることにより、前記課題を解決するものである。
【００１０】
本請求項５に係る発明は、請求項４に記載されたリンクプレートの構成に加えて、前記円周状の溝が、前記リンクプレートの両面に設けられていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本請求項１に係る発明のリンクプレートの製造方法は、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートの製造方法において、前記リンクプレートに熱処理を行う前に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻することにより、リンクプレートの表面を硬化処理する前に変形させることができるため、素材からリンクプレート形状を形成する際に生じたピン孔の内周面の破断面やバリ等を、圧刻の際にパイロットピンの表面に倣った平滑面として疲労強度を向上することができるとともに、前記リンクプレートに熱処理を行った後に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝をさらに圧刻することにより、ピン孔周辺に残留圧縮応力を付与して疲労強度を向上することができる。
また、熱処理後の硬化された表面への圧刻は既に溝が形成されている部分への圧刻であるから金型の摩耗や破損は少なく、金型の寿命を向上することができる。
【００１２】
また、本請求項２に係る発明のリンクプレートの製造方法は、請求項１に係るリンクプレートの製造方法が奏する効果に加えて、前記円周状の溝が、前記リンクプレートの両面に設けられることによって、両面からリンクプレートの厚み方向の内部にまで圧縮残留応力を付与することができ、疲労強度をさらに向上することができるとともに、両面均等なリンクプレートを得ることができる。
【００１３】
また、本請求項３に係る発明のリンクプレートの製造方法は、請求項１または請求項２に係るリンクプレートの製造方法が奏する効果に加えて、前記円周状の溝の圧刻のための金型の形状が、熱処理後の金型の頂角が熱処理前の金型の頂角より鈍角であることにより、熱処理後の圧刻により溝を広げる力をさらに強く与えることができるため、より効果的に圧縮残留応力を付与することができるとともに、熱処理前と熱処理後の２段階で所望の溝形状に加工することにより、熱処理前の金型と熱処理後の金型に最適に負荷を分散することができ、さらに金型の寿命を向上することができる。
【００１４】
また、本請求項４に係る発明のリンクプレートは、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートにおいて、前記リンクプレートが、熱処理を行う前に前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻されていることにより、リンクプレートの表面を硬化処理する前に変形させることができるため、素材からリンクプレート形状を形成する際に生じたピン孔の内周面の破断面やバリ等を、圧刻の際にパイロットピンの表面に倣った平滑面として疲労強度を向上することができるとともに、熱処理を行った後に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝をさらに圧刻されていることにより、ピン孔周辺に残留圧縮応力を付与して疲労強度を向上することができる。
【００１５】
また、本請求項５に係る発明のリンクプレートは、請求項４に係るリンクプレートが奏する効果に加えて、前記円周状の溝が、前記リンクプレートの両面に設けられていることによって、両面からリンクプレートの厚み方向の内部にまで圧縮残留応力を有することができ、疲労強度がさらに向上するとともに、両面均等なリンクプレートとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のリンクプレートの製造方法は、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートの製造方法において、前記リンクプレートに熱処理を行う前に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻し、前記リンクプレートに熱処理を行った後に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝をさらに圧刻するものであって、ピン孔周辺に十分な残留圧縮応力を付与し、ピン孔の内周面を滑らかな面とすることにより疲労強度を向上したリンクプレートを提供するとともに、加工のための金型の摩耗や破損を防止し寿命を向上するものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【００１７】
また、本発明のリンクプレートは、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートにおいて、前記リンクプレートが、熱処理を行う前に前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻され、熱処理を行った後に、前記ピン孔にパイロットピンを挿入した状態で前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝をさらに圧刻されているものであって、ピン孔周辺に十分な残留圧縮応力を有し、ピン孔の内周面が滑らかな面であることにより疲労強度が向上されるものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【００１８】
また、本発明のリンクプレートは、ローラチェーンの一部のいずれかのリンクプレートに適用しても良く、ローラチェーンの全てのリンクプレートに適用しても良い。特に、疲労破壊を起こす危険性が他のリンクプレートと比較して高いジョイントリンクプレート及び中間プレートに適用するのが好適である。
【実施例】
【００１９】
以下に、本発明に係るリンクプレートおよびその製造方法について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るリンクプレートの一実施例の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線で示す断面図であり、図３は、図１のＡ−Ａ線で示す断面の溝加工前の断面図であり、図４は、本発明に係るリンクプレートの熱処理前の圧刻用金型の説明図であり、図５は、図４の金型での圧刻加工の説明図であり、図６は、本発明に係るリンクプレートの熱処理後の金型の一例の部分拡大説明図であり、図７は、本発明に係るリンクプレートの熱処理後の金型の他の例の部分拡大説明図である。
【００２０】
本発明の一実施例であるリンクプレート１００は、図１に示すように、チェーンの走行方向に長いひょうたん型をしており、前後のピン孔１１０が設けられている。それぞれのピン孔１１０の周囲には、図１、図２に示すように、リンクプレート１００の両面に円周状の溝１２０がピン孔１１０と同芯に設けられており、熱処理前の溝１２０の圧刻時にピン孔１１０の内周面が平滑化されており、熱処理後の溝１２０の圧刻時にピン孔１１０の周辺部に残留圧縮応力が付与されている。
【００２１】
そこで、本発明の一実施例であるリンクプレート１００の製造方法について以下に詳しく説明する。
まず、素材からプレス打ち抜き加工により、リンクプレート１００の外形とピン孔１１０を形成する。この時、図３に示すように、ピン孔１１０の端部近傍にプレス打ち抜き時に生じる破断面１３０が形成される（図３は実際より誇張して描いてある。）。
また、ピン孔１１０を切削加工やドリル加工により形成した場合も端部近傍にバリ（図示せず）が形成される。
【００２２】
次に、外形とピン孔１１０が形成されたリンクプレート１００を熱処理して硬化（焼き入れ）する前に、図４に示すように、ピン孔１１０にパイロットピン１４０を挿入した状態で、パイロットピン１４０に外嵌された上金型１５０および下金型１６０により、リンクプレート１００の上下からリンクプレート１００の両面に荷重を加える。
【００２３】
上金型１５０および下金型１６０には、それぞれ溝加工用突起１５５、１６５が設けられており、図５に示すように、リンクプレート１００の両面に円周状の溝１２０が圧刻される。
このとき、リンクプレート１００は熱処理されておらず硬化していないため塑性変形を起こしやすく、図５に示すように、ピン孔１２０の内周面はパイロットピン１４０の表面に倣うように押しつけられ、破断面１３０も塑性変形によってパイロットピン１４０の表面に倣ってピン孔１２０の内周面全体が一体の平滑な円筒面となる。
そして、リンクプレート１００は熱処理されておらず硬化していないため、使用する上金型１５０および下金型１６０の溝加工用突起１５５、１６５の摩耗や破損も少ない。
【００２４】
次いで、リンクプレート１００を金型から取り出して必要な熱処理を行い、ピン孔１１０周辺に残留圧縮応力を付与して疲労強度を向上させるために、再度、熱処理前と同様に、ピン孔１１０にパイロットピン２４０を挿入した状態で、パイロットピン２４０に外嵌された上金型２５０および下金型２６０により、リンクプレート１００の上下からリンクプレート１００の両面に荷重を加える。
【００２５】
上金型２５０および下金型２６０には、それぞれ溝加工用突起２５５、２６５が設けられており、リンクプレート１００の両面に円周状の溝１２０がさらに圧刻される。
これは、熱処理前に行った溝加工は、塑性変形をおこしやすい状態のため、溝１２０の圧刻時にピン孔１１０の周辺部に残留圧縮応力を充分に付与することができず、また、熱処理において付与された残留圧縮応力が解放されるためである。
【００２６】
このとき、図６に一部拡大して示すように、熱処理後の溝１２０の圧刻時における上金型２５０および下金型２６０（図示せず）に設けられる溝加工用突起２５５、２６５（図示せず）は、前記熱処理前の溝１２０の圧刻時における上金型１５０および下金型１６０に設けられる溝加工用突起１５５、１６５に比べ、その頂角を鈍角とすることによって、溝１２０がさらに加工されることにより効果的に残留圧縮応力を付与することができる。
【００２７】
さらに、リンクプレート１００はすでに熱処理前に行った溝加工による溝１２０が存在しているため、使用する上金型２５０および下金型２６０の溝加工用突起２５５、２６５の摩耗や破損は、従来の熱処理前の溝加工がないもの比較して著しく少なくなる。
【００２８】
また、図７に示すように、上金型２５０および下金型２６０の溝加工用突起２５５、２６５の形状を、ピン孔１１０側のみ傾斜を緩くし、外側の傾斜を熱処理前の溝１２０の圧刻時における上金型１５０および下金型１６０に設けられる溝加工用突起１５５、１６５と同じ傾斜としてもよく、このことで、特に破断強度が要求されるピン孔１１０周辺には確実に残留圧縮応力を付与しつつさらに摩耗や破損を少なくすることができる。
【００２９】
また、円周状の溝１２０は、必要とする圧縮残留応力に応じて、リンクプレート１００の片面のみに設け、上金型１５０および２５０、あるいは、下金型１６０および２６０のいずれかにのみ溝加工用突起１５５および２５５、あるいは、１６５および２６５を設けても良い。
【００３０】
このようにして、リンクプレート１００は、ピン孔１１０の内周面が平滑化されるとともに、ピン孔１１０周辺に圧縮残留応力を付与されることで疲労強度が極めて向上し、チェーン全体の疲労強度が向上するとともに、熱処理前に塑性変形主体の溝加工を行い、熱処理後に圧縮残留応力の付与主体の溝加工を行うことで、金型の摩耗や破損を防止され寿命が向上するなど、その効果は甚大である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るリンクプレートの一実施例の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線で示す断面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線で示す断面の溝加工前の断面図。
【図４】本発明に係るリンクプレートの熱処理前の圧刻用金型の説明図。
【図５】図４の金型での圧刻加工の説明図。
【図６】本発明に係るリンクプレートの熱処理後の金型の一例の部分拡大説明図。
【図７】本発明に係るリンクプレートの熱処理後の金型の他の例の部分拡大説明図
【図８】従来のリンクプレートの平面図。
【図９】従来のリンクプレートの図５のＢ−Ｂ線で示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１００，５００  ・・・リンクプレート
１１０，５１０  ・・・ピン孔
１２０，５２０  ・・・溝
１３０，５３０  ・・・破断面
１４０          ・・・パイロットピン（熱処理前）
１５０          ・・・上金型（熱処理前）
１６０          ・・・下金型（熱処理前）
１５５，１６５  ・・・溝加工用突起（熱処理前）
２４０          ・・・パイロットピン（熱処理後）
２５０          ・・・上金型（熱処理後）
２６０          ・・・下金型（熱処理後）
２５５，２６５  ・・・溝加工用突起（熱処理後）
【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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