JP2021004615A - チェーン及びチェーンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブシュの耐久性を向上することができるチェーン及びチェーンの製造方法を提供する。【解決手段】チェーン１１は、互いに対向して離れて配置される一対の内リンクプレート１２と、一対の内リンクプレート１２に形成されたブシュ挿入孔１６に両端部がそれぞれ圧入される筒状のブシュ１７と、ブシュ１７に回転可能に挿入されるピン１９と、一対の内リンクプレート１２を外側から挟むように配置され、且つピン１９の両端部がそれぞれ接合される一対の外リンクプレート１４とを備えている。ブシュ１７におけるブシュ挿入孔１６に挿入されている部分は挿入部１７ａとされ、ブシュ１７における一対の内リンクプレート１２間に位置してブシュ挿入孔１６に挿入されていない部分は非挿入部１７ｂとされている。挿入部１７ａは、その少なくとも一部の外径が非挿入部１７ｂの外径よりも大きくなるように延びている。【選択図】図２

Description

本発明は、ブシュを有したチェーン及びチェーンの製造方法に関する。

従来、この種のチェーンとして、例えば特許文献１に示すものが知られている。こうしたチェーンは、一対のブシュの両端部を一対の内プレートに形成されたブシュ圧入穴に圧入してなる内リンクと、一対のピンの両端部を一対の外プレートに形成されたピン圧入穴に圧入してなる外リンクとを、ブシュにピンが挿入されるようにして連結し、ピンの両端部が一対の外プレートの外側でかしめられた構成になっている。

特開２００９−８５２３８号公報

ところで、上述のようなチェーンでは、ブシュの両端部を一対の内プレートに形成されたブシュ圧入穴に圧入すると、通常、ブシュにおける両端部が内側に湾曲するように塑性変形される。このため、ブシュの外周面とブシュ圧入穴の内周面との間に隙間が形成されるので、ブシュの外周面とブシュ圧入穴の内周面との接触面積が小さくなってしまう。したがって、チェーンに引っ張り力が作用した場合には、ブシュ圧入穴の内周面からブシュが受ける面圧が高くなるので、ブシュの耐久性が低下するという問題がある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされた。その目的は、ブシュの耐久性を向上することができるチェーン及びチェーンの製造方法を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するチェーンは、互いに対向して離れて配置される一対の内リンクプレートと、一対の前記内リンクプレートに形成されたブシュ挿入孔に両端部がそれぞれ圧入される筒状のブシュと、前記ブシュに回転可能に挿入されるピンと、一対の前記内リンクプレートを外側から挟むように配置され、且つ前記ピンの両端部がそれぞれ接合される一対の外リンクプレートと、を備え、前記ブシュにおける前記ブシュ挿入孔に挿入されている部分は挿入部とされ、前記ブシュにおける一対の前記内リンクプレート間に位置して前記ブシュ挿入孔に挿入されていない部分は非挿入部とされ、前記挿入部は、その少なくとも一部の外径が前記非挿入部の外径よりも大きくなるように延びていることを要旨とする。

この構成によれば、ブシュの挿入部は、その少なくとも一部の外径が非挿入部の外径よりも大きくなるように延びているため、ブシュの挿入部の外周面と内リンクプレートのブシュ挿入孔の内周面との接触面積を稼ぐことができるとともにピンとブシュとの接触面積を稼ぐことができる。このため、チェーンに引っ張り力が作用した場合にブシュ挿入孔の内周面からブシュの挿入部が受ける面圧が低減されるとともにピンから受けるブシュの曲げ応力が低減されるので、ブシュの耐久性を向上することができる。

上記チェーンにおいて、前記挿入部は、一対の前記内リンクプレートの外側に向かうほど外径が大きくなるように延びていることが好ましい。
この構成によれば、ブシュの両端部に位置する挿入部の内周面の形状がチェーンに引っ張り力が作用した場合のピンの曲がりに沿った形状になるので、チェーンに引っ張り力が作用した場合にピンの外周面とブシュの内周面との接触面積を稼ぐことができる。このため、ピンの外周面からブシュの内周面が受ける面圧を低減できるので、ピン及びブシュ間の摩耗を低減できる。

上記チェーンにおいて、前記ブシュの両端面は凸曲面によって形成され、前記ブシュは、前記ブシュにおける前記凸曲面と前記凸曲面に隣接する隣接面との境界が一対の前記内リンクプレートの外側に位置するように、前記ブシュ挿入孔に圧入されていることが好ましい。

この構成によれば、ブシュにおける凸曲面と隣接面との境界には突出部が形成されるが、当該突出部がブシュ挿入孔の外側に位置するようになるので、当該突出部がブシュ挿入孔の内周面に食い込むことを抑制できる。

上記チェーンにおいて、前記挿入部の内周面は、前記非挿入部の内周面よりも滑らかであることが好ましい。
通常、チェーンに引っ張り力が作用した場合には、非挿入部の内周面よりも挿入部の内周面の方が、ピンの外周面から受ける面圧が高くなる。この点、この構成によれば、非挿入部の内周面及び挿入部の内周面のうち、ピンの外周面から受ける面圧が高い方の挿入部の内周面を、ピンの外周面から受ける面圧が低い方の非挿入部の内周面よりも滑らかにすることで、特に挿入部の内周面とピンの外周面との間の摩耗を効果的に抑制できる。

上記課題を解決するチェーンの製造方法は、一対の内リンクプレートに形成されたブシュ挿入孔に筒状のブシュの両端部をそれぞれ圧入する圧入工程と、一対の前記内リンクプレートの外側から前記ブシュ内に押圧部材を圧入することにより、前記ブシュの両端部の内径及び前記ブシュ挿入孔の内径が大きくなるように、前記ブシュの両端部と一緒に前記ブシュ挿入孔を塑性変形させる変形工程と、前記ブシュ内にピンを回転可能に挿入した状態で一対の前記内リンクプレートの外側に一対の外リンクプレートを配置し、一対の前記外リンクプレートに前記ピンの両端部を接合する接合工程と、を備えることを要旨とする。

この構成によれば、変形工程を行うことで、ブシュの両端部の外周面と内リンクプレートのブシュ挿入孔の内周面との接触面積を稼ぐことができるとともにピンとブシュとの接触面積を稼ぐことができる。このため、チェーンに引っ張り力が作用した場合にブシュ挿入孔の内周面からブシュの両端部の外周面が受ける面圧が低減されるとともにピンから受けるブシュの曲げ応力が低減されるので、ブシュの耐久性を向上することができる。

本発明によれば、ブシュの耐久性を向上することができる。

一実施形態のチェーンの一部を示す分解斜視図。 チェーンの一部を示す断面図。 チェーンの製造過程を示す断面模式図。 チェーンの製造過程を示す断面模式図。 チェーンの製造過程を示す断面模式図。 チェーンの製造過程を示す断面模式図。 変更例のチェーンの一部を示す断面図。 図７の要部拡大図。

以下、チェーンの一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、チェーン１１は、その長手方向Ｘと直交する幅方向Ｙで互いに対向して離れて配置される一対の内リンクプレート１２を各々有した複数の内リンク１３と、一対の内リンクプレート１２を幅方向Ｙの外側から挟むように配置される一対の外リンクプレート１４を各々有した複数の外リンク１５とを備えている。幅方向Ｙで対向する内リンクプレート１２及び外リンクプレート１４は、互いに平行となるように配置されている。

内リンクプレート１２の長手方向Ｘにおける両端部には、それぞれ円形のブシュ挿入孔１６が内リンクプレート１２の厚さ方向ともなる幅方向Ｙに貫通するように形成されている。内リンク１３において対向する一対の内リンクプレート１２間には、これら一対の内リンクプレート１２間の距離を保つように円筒状のブシュ１７が２つ組み付けられる。

ブシュ１７は、その両端部が一対の内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６に対してそれぞれ回転不能に圧入されている。ブシュ１７は、円筒状のローラ１８に挿入されることでローラ１８を回転可能に支持している。すなわち、ブシュ１７は、ローラ１８に遊嵌されている。

外リンクプレート１４の長手方向Ｘにおける両端部には、それぞれブシュ１７の内径よりも若干小さい外径を有した円柱状のピン１９が挿嵌される円形のピン挿入孔２０が外リンクプレート１４の厚さ方向ともなる幅方向Ｙに貫通するように形成されている。そして、外リンク１５の一対の外リンクプレート１４は、ブシュ１７が一対の内リンクプレート１２間に組み付けられて形成された内リンク１３における一対の内リンクプレート１２を外側から挟むように配置された状態で、ピン１９を介して内リンク１３の内リンクプレート１２に対して回動自在に連結される。

この場合、ピン１９は、内リンク１３の一対の内リンクプレート１２間に組み付けられたブシュ１７に回転可能に挿入された状態で、外リンク１５の一対の外リンクプレート１４のピン挿入孔２０に対してそれぞれ両端部が回転不能に嵌合（接合）されている。したがって、チェーン１１は、長手方向Ｘで隣り合う内リンク１３の内リンクプレート１２と外リンク１５の外リンクプレート１４とが長手方向Ｘの端部同士でピン１９及びブシュ１７を介して回動自在に連結されている。なお、本実施形態のチェーン１１は、鋼材によって構成されている。

図２に示すように、ブシュ１７におけるブシュ挿入孔１６に挿入されている部分は挿入部１７ａとされ、ブシュ１７における一対の内リンクプレート１２間に位置してブシュ挿入孔１６に挿入されていない部分は非挿入部１７ｂとされている。挿入部１７ａの先端面と内リンクプレート１２の外側面とは、略面一になっている。挿入部１７ａは、その少なくとも一部の外径が非挿入部１７ｂの外径よりも大きくなるように延びている。本実施形態では、挿入部１７ａ全体の外径が非挿入部１７ｂの外径よりも大きくなっている。

そして、ブシュ１７の挿入部１７ａは、一対の内リンクプレート１２の幅方向Ｙの外側に向かうほど内径及び外径がリニアに大きくなるように延びている。この場合、内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の内径も、ブシュ１７の挿入部１７ａの外径に合わせるように、幅方向Ｙの外側に向かうほどリニアに大きくなっている。つまり、内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の内周面とブシュ１７の挿入部１７ａの外周面とは密着した状態になっている。なお、挿入部１７ａの内周面は、非挿入部１７ｂの内周面よりも滑らかになっている。

次に、チェーン１１の製造方法について説明する。
チェーン１１を製造する場合には、図３に示すように、まず、円筒状のブシュ１７をローラ１８に挿入した状態で、ブシュ１７の両端部を一対の内リンクプレート１２に形成されたブシュ挿入孔１６にそれぞれ圧入する（圧入工程）。すると、ブシュ１７の両端部におけるブシュ挿入孔１６に圧入された部分が内側に曲がるように変形される。続いて、図４に示すように、一対の円錐台状をなす押圧部材２１を、両端部が一対の内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６にそれぞれ圧入された状態のブシュ１７の両端の開口に対向するように配置する。

このとき、各押圧部材２１は、小径側の面がブシュ１７の開口と対向するように配置される。各押圧部材２１における小径側の面の外径は、内側に曲がるように変形されたブシュ１７の両端部の内径よりも若干小さくなるように設定されている。一方、各押圧部材２１における大径側の面の外径は、内側に曲がるように変形されたブシュ１７の両端部の内径よりも大きくなるように設定されている。

続いて、図５に示すように、一対の内リンクプレート１２の外側からブシュ１７内に両側から一対の押圧部材２１を圧入することにより、ブシュ１７の両端部の内径及びブシュ挿入孔１６の内径が一対の内リンクプレート１２の外側に向かうほど大きくなるように、ブシュ１７の両端部と一緒にブシュ挿入孔１６を塑性変形させる（変形工程）。

つまり、変形工程では、押圧部材２１がブシュ１７の内側から径方向の外側に向かって押圧することによって、ブシュ１７の両端部とブシュ挿入孔１６とを同時に押し広げるようにして塑性変形させている。これにより、内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の内周面には圧縮残留応力が発生し、且つ内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の内周面とブシュ１７の挿入部１７ａの外周面とが密着する。

続いて、図６に示すようにブシュ１７内にピン１９を回転可能に挿入した状態で、図２に示すように一対の内リンクプレート１２の外側に一対の外リンクプレート１４を配置し、一対の外リンクプレート１４のピン挿入孔２０にピン１９の両端部を回転不能に嵌合することによって一対の外リンクプレート１４にピン１９の両端部を接合する（接合工程）。その後、ピン１９の両端をかしめることにより、一対の内リンクプレート１２と一対の外リンクプレート１４とがピン１９及びブシュ１７を介して回転可能に連結される。

このようにして、一対の内リンクプレート１２と一対の外リンクプレート１４とをピン１９及びブシュ１７を介して交互に複数直列に連結することによってチェーン１１が製造される。

次に、チェーン１１の作用について説明する。
チェーン１１は、長尺無端状に形成され、例えば一定の距離を置いて離れて配置された一対のスプロケット（図示略）に巻き掛けられて使用される。そして、チェーン１１は、これら一対のスプロケットのうちの一方を回転駆動することによって、一対のスプロケットを周回するように移動され、物品の搬送や動力の伝達などを行う。こうしたチェーン１１の使用時には、通常、チェーン１１に対して引っ張り力が作用する（引っ張り荷重がかかる）。

この場合、チェーン１１は、内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の内周面とブシュ１７の挿入部１７ａの外周面とが密着しているため、ブシュ挿入孔１６の内周面と挿入部１７ａの外周面との間に隙間がない。このため、チェーン１１に対して引っ張り力が作用した際に、内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の内周面からブシュ１７の挿入部１７ａの外周面が受ける面圧が、従来の特許文献１のチェーンのようなブシュの外周面とブシュ圧入穴の内周面との間に隙間が形成された構成に比べて、格段に低くなるので、ブシュ１７の耐久性が向上する。

また、チェーン１１は、その製造過程において、押圧部材２１がブシュ１７の内側から径方向の外側に向かって押圧することによって、ブシュ１７の両端部とブシュ挿入孔１６とを同時に押し広げるようにして塑性変形させているため、内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の内周面には圧縮残留応力が発生している。このため、内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の疲労強度は向上されている。したがって、チェーン１１に対して引っ張り力が繰り返し作用した場合でも、内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６から疲労破壊されることが抑制される。

さらに、チェーン１１では、ブシュ１７の挿入部１７ａが一対の内リンクプレート１２の外側に向かうほど外径が大きくなるように延びている。すなわち、チェーン１１では、ブシュ１７の挿入部１７ａの内周面の形状がチェーン１１に引っ張り力が作用した場合のピン１９の曲がりに沿ったテーパー形状になっている。このため、チェーン１１に引っ張り力が作用した場合には、ピン１９の外周面がブシュ１７の挿入部１７ａの内周面だけでなく非挿入部１７ｂの内周面にも接触するため、ピン１９の外周面とブシュ１７の内周面との接触面積を稼ぐことができる。したがって、チェーン１１に引っ張り力が作用した場合においてピン１９の外周面からブシュ１７の内周面が受ける面圧が低減されるので、ピン１９及びブシュ１７間の摩耗が低減される。

以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）チェーン１１において、ブシュ１７の挿入部１７ａは、その少なくとも一部の外径が非挿入部１７ｂの外径よりも大きくなるように延びている。この構成によれば、ブシュ１７の両端部を内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６に圧入した場合でもブシュ１７の挿入部１７ａの外周面と内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の内周面との接触面積を稼ぐことができるとともにピン１９とブシュ１７との接触面積を稼ぐことができる。このため、チェーン１１に引っ張り力が作用した場合にブシュ挿入孔１６の内周面からブシュ１７の挿入部１７ａが受ける面圧を低減できるとともにピン１９から受けるブシュ１７の曲げ応力を低減できるので、ブシュ１７の耐久性を向上することができる。

（２）チェーン１１において、ブシュ１７の挿入部１７ａは、一対の内リンクプレート１２の外側に向かうほど外径が大きくなるように延びている。この構成によれば、ブシュ１７の両端部に位置する挿入部１７ａの内周面の形状がチェーン１１に引っ張り力が作用した場合のピン１９の曲がりに沿った形状になるので、チェーン１１に引っ張り力が作用した場合にピン１９の外周面とブシュ１７の内周面との接触面積を稼ぐことができる。このため、ピン１９の外周面からブシュ１７の内周面が受ける面圧を低減できるので、ピン１９及びブシュ１７間の摩耗を低減できる。

（３）チェーン１１において、ブシュ１７における挿入部１７ａの内周面は非挿入部１７ｂの内周面よりも滑らかになっている。通常、チェーン１１に引っ張り力が作用した場合には、非挿入部１７ｂの内周面よりも挿入部１７ａの内周面の方が、ピン１９の外周面から受ける面圧が高くなる。この点、この構成によれば、非挿入部１７ｂの内周面及び挿入部１７ａの内周面のうち、ピン１９の外周面から受ける面圧が高い方の挿入部１７ａの内周面を、ピン１９の外周面から受ける面圧が低い方の非挿入部１７ｂの内周面よりも滑らかにすることで、特に挿入部１７ａの内周面とピン１９の外周面との間の摩耗を効果的に抑制できる。

（４）チェーン１１の製造方法は、一対の内リンクプレート１２の外側からブシュ１７内に押圧部材２１を圧入することにより、ブシュ１７の両端部の内径及びブシュ挿入孔１６の内径が大きくなるように、ブシュ１７の両端部と一緒にブシュ挿入孔１６を塑性変形させる変形工程を備えている。この構成によれば、チェーン１１を製造する際に変形工程を行うことで、ブシュ１７の両端部の外周面と内リンクプレート１２のブシュ挿入孔１６の内周面との接触面積を稼ぐことができる。このため、チェーン１１に引っ張り力が作用した場合にブシュ挿入孔１６の内周面からブシュ１７の両端部の外周面が受ける面圧を低減できるので、ブシュ１７の耐久性を向上することができる。

（変更例）
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・図７及び図８に示すように、チェーン１１において、ブシュ１７の両端面を凸曲面１７ｃによって形成し、ブシュ１７は、ブシュ１７における凸曲面１７ｃと凸曲面１７ｃに隣接する隣接面１７ｄとの境界が一対の内リンクプレート１２の幅方向Ｙの外側に位置するように、ブシュ挿入孔１６に圧入するようにしてもよい。この構成によれば、通常、ブシュ１７における凸曲面１７ｃと隣接面１７ｄとの境界には環状の突出部１７ｅが形成されるが、突出部１７ｅはブシュ挿入孔１６の外側に位置するようになるので、突出部１７ｅがブシュ挿入孔１６の内周面に食い込むことを抑制できるとともにブシュ挿入孔１６からのブシュ１７の抜け止めとしても機能させることができる。

・チェーン１１において、ブシュ１７における挿入部１７ａの内周面は、必ずしも非挿入部１７ｂの内周面よりも滑らかにする必要はない。
・チェーン１１において、ブシュ１７の挿入部１７ａは、必ずしも一対の内リンクプレート１２の外側に向かうほどリニアに外径が大きくなるように延びている必要はない。例えば、ブシュ１７の挿入部１７ａは、一対の内リンクプレート１２の外側に向かって段階的に外径が大きくなるように延びていてもよい。

・チェーン１１において、ブシュ１７の挿入部１７ａは、必ずしも全体の外径が非挿入部１７ｂの外径よりも大きくなっている必要はない。例えば、ブシュ１７の挿入部１７ａの外径は、部分的に非挿入部１７ｂの外径よりも小さくなっていてもよいし、部分的に非挿入部１７ｂの外径と同じになっていてもよい。

・チェーン１１において、一対の外リンクプレート１４とピン１９の両端部とは、溶接されていてもよい。
・チェーン１１において、ローラ１８は、省略してもよい。

１１…チェーン、１２…内リンクプレート、１４…外リンクプレート、１６…ブシュ挿入孔、１７…ブシュ、１７ａ…挿入部、１７ｂ…非挿入部、１７ｃ…凸曲面、１７ｄ…隣接面、１９…ピン、２１…押圧部材。

Claims (5)

1. 互いに対向して離れて配置される一対の内リンクプレートと、
   一対の前記内リンクプレートに形成されたブシュ挿入孔に両端部がそれぞれ圧入される筒状のブシュと、
   前記ブシュに回転可能に挿入されるピンと、
   一対の前記内リンクプレートを外側から挟むように配置され、且つ前記ピンの両端部がそれぞれ接合される一対の外リンクプレートと、
   を備え、
   前記ブシュにおける前記ブシュ挿入孔に挿入されている部分は挿入部とされ、
   前記ブシュにおける一対の前記内リンクプレート間に位置して前記ブシュ挿入孔に挿入されていない部分は非挿入部とされ、
   前記挿入部は、その少なくとも一部の外径が前記非挿入部の外径よりも大きくなるように延びていることを特徴とするチェーン。
2. 前記挿入部は、一対の前記内リンクプレートの外側に向かうほど外径が大きくなるように延びていることを特徴とする請求項１に記載のチェーン。
3. 前記ブシュの両端面は凸曲面によって形成され、
   前記ブシュは、前記ブシュにおける前記凸曲面と前記凸曲面に隣接する隣接面との境界が一対の前記内リンクプレートの外側に位置するように、前記ブシュ挿入孔に圧入されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチェーン。
4. 前記挿入部の内周面は、前記非挿入部の内周面よりも滑らかであることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のチェーン。
5. 一対の内リンクプレートに形成されたブシュ挿入孔に筒状のブシュの両端部をそれぞれ圧入する圧入工程と、
   一対の前記内リンクプレートの外側から前記ブシュ内に押圧部材を圧入することにより、前記ブシュの両端部の内径及び前記ブシュ挿入孔の内径が大きくなるように、前記ブシュの両端部と一緒に前記ブシュ挿入孔を塑性変形させる変形工程と、
   前記ブシュ内にピンを回転可能に挿入した状態で一対の前記内リンクプレートの外側に一対の外リンクプレートを配置し、一対の前記外リンクプレートに前記ピンの両端部を接合する接合工程と、
   を備えることを特徴とするチェーンの製造方法。