JP2008508161A - ヒンジコンベアチェーン - Google Patents

Abstract

ヒンジコンベアチェーンは少なくとも２つのリンクを有し、該リンクの各々は少なくともこの２つのリンクを相互にヒンジ結合するピンを嵌め込むためのピン係合面を有している。この少なくとも２つのリンクをヒンジ結合するピンは、少なくとも２つのリンクの表面の少なくとも１つのピン係合面とスライドして係合する外側に向いた面を有する。この外側に向いた面の一方及び少なくとも２つのリンクの少なくとも１つのピン係合面は少なくとも約２．５ｗｔ％のＣｕを有する合金鋼で形成され、外側に向いた面の他方及び少なくとも２つのリンクの少なくとも１つのピン係合面はステンレス鋼で形成されている。

Description

本発明はヒンジコンベアチェーン用のチェーンピンに合金鋼を使用することに関し、特にステンレス鋼で製造されたチェーンリンクと組み合わせるチェーンピンに使用するステンレス鋼合金に関する。

ステンレス鋼ヒンジコンベアチェーンは、機械的条件において大きな重量要件がコンベアチェーンに課される産業用途で通常利用される。このため、ステンレス鋼コンベアチェーンはプラスチック製のコンベアチェーンに比べ著しく重い負荷をかけることができる。また、それらは、特にごみ及び／又は搬送物（の遺物）のもたらす外的影響、例えばスチールのゴミもしくは木箱を搬送する際に木箱から生じるその他のごみ、又は、例えば飲料産業で（再生）ボトルを搬送する際のガラス破片（かけら又はガラス粉末）などに対する耐性にも優れている。

コンベアチェーンを用いて物品を搬送する際、この物品をチェーン表面上で多少滑らせることができるのが重要となる場合がある。このことは潤滑、無潤滑の何れの場合であってもステンレス鋼コンベアチェーンを用いることで実際に実現可能である。この潤滑との用語は、搬送の間中に、通常潤滑層が（合成）潤滑油なる水溶液の形で設けられることを意味すると理解されたい。無潤滑で稼働する場合には、チェーンの表面は潤滑油が無くとも十分に低い摩擦抵抗となるよう滑らかである必要がある。

潤滑又は無潤滑のヒンジコンベアチェーンシステムの何れにおいても、使用する際、時間の経過とともに摩耗が生じる。この摩耗は、特に個々のチェーンリンクを相互に接続するピンに影響を及ぼすことが観察されている。このピンの摩耗のためにコンベアチェーンが伸びてしまい、このことはとりわけ駆動装置上のチェーンの駒飛びを生じ、コンベアが機能しなくなってしまうこととなる。またピンの摩耗に起因するリンクとリンク間の相互動作により、例えば摩耗したコンベアチェーン上の物品が頻繁に落下したり別の形で損傷を受けたりするといった点で通常より多くの搬送不具合を生じる。この摩耗のためコンベアチェーンが故障することすらある。この状況において、コンベアチェーンの駆動速度が非常に高速にされることがあることに留意すべきである。特に、例えば物品が並列で流れているのを連続した単一の流れに合流（例えばボトル用の充填装置）した後に単一ラインの大量搬送が望まれる場合には、この単一ラインのチェーンは８０メートル／分以上もの速度まで大幅に加速されることがある。

更に、高度に要求されるのはコンベア装置の寿命についてである。用途によっては、コンベアチェーンが少なくとも６年間故障なく稼働できることが必要である。

本発明は少なくとも２つのリンクを備えたヒンジコンベアチェーンを提供するものである。このリンクの各々は少なくとも２つのリンクを相互にヒンジ結合するピン嵌め込み用のピン係合面を備えている。少なくとも２つのリンクをヒンジ結合するピンは、少なくとも２つのリンクの少なくとも１つのピン係合面とスライドして係合する外側に向いた面を有する。この外側に向いた面の一方及び少なくとも２つのリンクの少なくとも１つのピン係合面は少なくとも約２．５ｗｔ％のＣｕを含む合金鋼で形成され、外側に向いた面の他方及び少なくとも２つのリンクの少なくとも一方の少なくとも１つのピン係合面はステンレス鋼で形成されている。

本発明の全体的な目的は、従来のヒンジコンベアチェーンに比べ、使用期間中摩耗が少ない、従って伸びの少ない金属ヒンジコンベアチェーンを提供することにある。この目的はピンの外面の一方及びリンクの少なくとも一方のピン係合面を少なくとも約２．５ｗｔ％の銅を含む合金鋼で形成し、並びにピンの外面の他方及びリンクのピン係合面をステンレス鋼で形成することで達成される。

本発明の上述及びその他の目的並びに利点は以下の説明より明らかとなるであろう。かかる説明では、その一部を構成する添付図面を参照して説明するが、これらは本発明の好ましい実施形態を例示する目的で示すものである。

図面は単に本発明の好ましい実施形態を図示するものであり、限定目的ではなく実施形態を例示する目的で示している。図中、同一又は対応する部分は同じ参照番号で示している。

図１及び図２は、約１８ｗｔ％以下のＣｒを含む合金鋼で形成された一連の連続リンクを備えたヒンジコンベアチェーン１を示している。このリンク２は従来と同じようにピン６で相互にヒンジ結合され、エンドレスチェーンを形成している。ここで記載した実施形態では、チェーンピン６は少なくとも２．５ｗｔ％のＣｕを含む合金鋼で製造されており、チェーンピン６の材料は実質的にリンク２の合金鋼に固着することがない。

各々のリンク２は搬送面を構成するほぼ平板状の上板３を有する。この上板３の前側４の近傍では、２つの離間した丸まったリンク端５Ａ、５Ｂがチェーンピン６を嵌め込む同軸孔の形状を定めるヒンジループを構成している。上板３の後側５の近傍では、一つの丸まったリンク端５Ｃが別のチェーンピン６を嵌め込む孔の形状を定めるヒンジループを構成している。この一つの丸まったリンク端５Ｃは隣接するリンク２の前側４にあるリンク端５Ａと５Ｂの中間に固定せずに嵌合されている。

リンクは次の化学組成（ｗｔ％）からなる２０１型ステンレス鋼で形成されていることが好ましい。
２０１型ステンレス鋼の残余成分は鉄と不純物である。

連続するリンクのリンク端５Ａ、５Ｂ及び５Ｃは、ヒンジループを通って伸びている、即ち、隣り合ったリンク２の互いに噛み合ったリンク端の整列した孔に嵌合されたスチールのチェーンピン６によりヒンジ結合されている。ヒンジループの各々は内向きのピン係合面１１を有しており、このピン係合面はこのヒンジループを通って伸びるピン６と係合している。チェーンピン６は好ましくは、一方のリンク２のリンク端５Ａ、５Ｂに固定され、かつ隣接するリンク２のリンク端５Ｃとスライドして係合しており、隣り合ったリンク２を互いに枢動可能に動かすことができる。

図３に示したように、各々のチェーンピン６は端面８を有するほぼ円筒型のスチール本体７から構成されている。この端面８は、チェーンピン６の半径方向外側に向いた面１０と実質的に緩やかにつながった面取りした周端９を有する。このチェーンピン６は、以下の化学組成（ｗｔ％）からなるＵｇｉｎｅ２０４銅ステンレス鋼で形成されているのが望ましい。

Ｕｇｉｎｅ２０４銅ステンレス鋼の残余成分は鉄と不純物である。

一実施形態では、このチェーンピン６は１ｃｍ未満の径を有し、好ましくは５−８ｍｍ、具体的には６．３５ｍｍで、長さが約２０−１５０ｍｍを有する。当然、このチェーンピンの好ましい寸法はチェーン幅や接合するリンク端の数によって変わる。従って、本発明にかかるチェーンピンは本発明の要旨を逸脱しない範囲でどんな物理的寸法を有していても良い。

連続するリンク２は搬送面に位置した又は搬送面に沿った軸であり、かつ矢印Ｐで示した搬送方向に対してほぼ直角に伸びる軸を中心に互いに枢動する。こうしてチェーン１はチェーンスプロケットの周りに誘導される。さらにこの例示の実施形態では、チェーンピン６がリンク端５Ａ、５Ｂに固定されるとともに、チェーンピン６が遊びとともに中央のリンク端５Ｃに入れられている。これによって連続するリンク２は搬送面をほぼ横断して伸びる軸を中心に互いに枢動することができ、チェーン１を平面の湾曲部に沿って誘導できる。

本発明のピンは周知の方法で、例えば出発材料の伸線を曲げ又は処理し及び切断することで製造することができる。好ましくは、本発明に係るコンベアチェーンに使用するピンは伸線で製造され、より好ましくは冷間伸線で製造される。

このピンは硬化しても良い。硬化ピンの摩耗は非硬化ピンの摩耗に比べ３０％以上低いことがわかっている。この硬化は当業者に周知の冷間加工によって行う。

本発明にかかるピン全体を上記限定したスチールで製造する必要はない。本発明では、別の材料からなるピンにこのようなスチールを外被層として設けたものでも良い。かかる層は通常、１０分の数ｍｍから数ｍｍ、例えば、０．５−１．５ｍｍ、主に約１ｍｍの厚さを有する。このような被層を有するピンは当業者に周知の方法、例えばピンを表面加工することで得られる。

このピンは、本発明に係るコンベアチェーンを構成するため、通常の方法でリンクに組み込まれる。

ピン接合のチェーン摩耗を評価するため、上記チェーンを他の材料を用いて製造されたチェーンと比較して試験を行った。図４のグラフ中においてチェーンＣと示した本発明のチェーンを、次の４つのチェーンと比較した：４３１型ステンレス鋼製のピンで相互に結合された４３１型ステンレス鋼製のリンクを備えるチェーンＡ；チェーンＡと同じ材料から構成されるチェーンＢ；Ｕｇｉｎｅ２０４銅ステンレス鋼製のピンにより相互に接続された２０１型ステンレス鋼製のリンクを備えるチェーンＣ；３０４型ステンレス鋼製のピンで相互に接続された４３０型ステンレス鋼製のリンクを備えるチェーンＤ；及び１０４５合金鋼製のリンクとピンを備えるチェーンＥ。

評価した各々のチェーンは、１００ポンド未満、毎分５００フィートで標準の搬送台上を無潤滑油で走らせた。このチェーンは２５歯のスプロケットで搬送台の周りを推し進められる。搬送台の周りを各々のチェーンが完全に移動する毎に１サイクルとなる。サイクルに対するチェーンの伸び率（パーセンテージ）を測定する試験の間、一定期間毎にチェーンの伸びを測定した。

この第１試験の結果を図４のグラフに示す。このグラフでは、本発明のチェーンＣの伸び率が本試験における他のチェーンと比べるとサイクルに対する伸び率が低いことを示している。

４つのチェーンからなる第２試験も、第１試験と同じ操作条件の下で行った。この第２試験では、チェーンＧで示した本発明のチェーンを、次の３つのチェーンと比較した：Ｎｉｔｒｏｎｉｃ３２ステンレス鋼製のピンで相互に結合された２０１型ステンレス鋼製のリンクを備えたチェーンＦ；Ｕｇｉｎｅ２０４銅ステンレス鋼製のピンで相互に結合された２０１型ステンレス鋼製のリンクを備えたチェーンＧ；Ｆ２０２Ｎステンレス鋼製のピンで相互に結合された２０１型ステンレス鋼製リンクを備えたチェーンＨ；１０４５合金鋼製のリンクとピンを備えたチェーンＩ。

この第２試験の結果を図５のグラフに示す。このグラフでは、本発明に係るチェーンＧの伸び率（パーセント）が、本試験における他のチェーンと比べサイクル数に対する伸び率が低いことを示している。

双方の試験から解るように、本発明に係るチェーンは他のチェーンより同じ時間又は同じサイクルのもとで驚くほど伸びが小さく、摩耗が少ないことを示している。チェーンピンを構成する合金鋼にＣｕを添加することで、チェーンがスプロケットの回りを移動するときにチェーンピンとリンクが相対運動する間、リンクのステンレス鋼材料と係合する際に自己潤滑効果を与えるものと見られる。

本発明はここで示した実施形態に限定されない。例えば、連続するリンク２は図面に示したもの以外の別の形状を有するリンク端及び上板を備えていても良い。またチェーンピンは、例えばその長さに沿って段又はテーパとされている場合には様々な径を有することがある。さらに、チェーンピンとリンクが互いに相対的に動くため、本発明の要旨を逸脱しない範囲でチェーンピンを２．５ｗｔ％未満のＣｕを含む合金鋼で製造し、かつこのチェーンピンで接続された一つ以上のリンクに少なくとも２．５ｗｔ％のＣｕを含めても良い。またチェーンピンは、非固着特性を有する様々な合金鋼、例えば少なくとも２．５ｗｔ％のＣｕ添加の合金鋼で形成された層を有しており、例えばここに記載した合金鋼の何れかの合金鋼で形成されたチェーンピンの半径方向外側に向いた面の形状を持つ本体を有していても良い。

現在考え得る本発明の好ましい実施形態について示し説明したが、添付の特許請求の範囲により規定した本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な変更や修正が成し得ることは当業者であれば明らかである。かかる変更は当業者にとって明らかであり、添付の特許請求の範囲に記載した本発明の範囲内にあると理解される。

ヒンジコンベアチェーンの多数の連続リンクの底面斜視図である。 図１のチェーンの上面図である。 図１及び図２のチェーンからのチェーンピンの斜視図である。 図１に示したチェーンのサイクルに対する伸び率を、異なる材料の組合せからなるその他４つのチェーンと比較しグラフ形式で示した試験結果である。 図１に示したチェーンのサイクルに対する伸び率を、異なる材料の組合せからなるその他３つのチェーンと比較しグラフ形式で示した試験結果である。

符号の説明

１ ヒンジコンベアチェーン
２ リンク
３ 上板
４ 前側
５ 後側
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ リンク端
６ ピン
７ スチール本体
８ 端面
９ 周端
１０ 外側に向いた面
１１ ピン係合面

Claims (11)

1. ピンを嵌め込んでヒンジ結合するピン係合面を各々有する少なくとも２つのリンクと、
   該少なくとも２つのリンクをヒンジ結合するピンと、を備えるヒンジコンベアチェーンであって、
   前記ピンが前記少なくとも２つのリンクの前記ピン係合面の少なくとも１つとスライドして係合する外側に向いた面を有し、前記外側に向いた面の一方及び前記少なくとも２つのリンクの前記少なくとも１つのピン係合面が少なくとも約２．５ｗｔ％のＣｕを含む合金鋼で形成され、前記外側に向いた面の他方及び前記少なくとも２つのリンクの少なくとも一方の前記少なくとも１つの前記ピン係合面がステンレス鋼で形成されているヒンジコンベアチェーン。
2. 前記ステンレス鋼が１８ｗｔ％以下のＣｒを含む請求項１に記載のヒンジコンベアチェーン。
3. 前記少なくとも２つのリンクの各々が搬送面を構成する上板を備え、前側及び後側近傍で該上板にリンク端が設けられ、隣り合うリンクの該リンク端が該リンク端を通って伸びる前記チェーンピンによりヒンジ結合されている請求項１に記載のヒンジコンベアチェーン。
4. 前記外側に向いた面の一方及び前記少なくとも２つのリンクの少なくとも一方の前記少なくとも１つのピン係合面が約３．５ｗｔ％以下のＣｕを含む合金鋼から形成されている請求項１に記載のヒンジコンベアチェーン。
5. 前記外側に向いた面の一方及び前記少なくとも２つのリンクの少なくとも一方の前記少なくとも１つのピン係合面が約２．０ｗｔ％以下のＮｉを含む合金鋼から形成されている請求項１に記載のヒンジコンベアチェーン。
6. 前記チェーンピンが少なくとも実質的に合金鋼からなる請求項１に記載のヒンジコンベアチェーン。
7. 前記外側に向いた面の一方及び前記少なくとも２つのリンクの少なくとも一方の前記少なくとも１つのピン係合面が次の組成（ｗｔ％）を含む合金鋼からなる請求項１に記載のヒンジコンベアチェーン。
   

   
8. 前記外側に向いた面の他方及び前記少なくとも２つのリンクの少なくとも一方の前記少なくとも１つのピン係合面が次の組成（ｗｔ％）を含む合金鋼からなる請求項７に記載のヒンジコンベアチェーン。
   

   
9. 前記外側に向いた面の一方及び前記少なくとも２つのリンクの少なくとも一方の前記少なくとも１つのピン係合面がＵｇｉｎｅ２０４Ｃｕから形成されている請求項１に記載のヒンジコンベアチェーン。
10. 前記外側に向いた面の他方及び前記少なくとも２つのリンクの少なくとも一方の前記少なくとも１つのピン係合面が２０１型ステンレス鋼から形成されている請求項９に記載のヒンジコンベアチェーン。
11. 前記リンクの少なくとも１つが前記少なくとも１つのピン係合面と同じ材料から形成されている請求項１に記載のヒンジコンベアチェーン。

Images