JP2023112807A - チェーン - Google Patents

Abstract

【課題】 耐摩耗性に優れたチェーンを提供する。
【解決手段】 ブシュ７は、孔１９を有し、軸方向に垂直な断面において、略矩形の断面形状を有する筒状の部材である。ブシュ７の外周には、スリーブ１３が設けられる。スリーブ１３は、孔２１が設けられる略筒状の部材であり、孔２１の内面形状は、ブシュ７の外面形状に対応した略矩形形状である。スリーブ１３の外面形状は略円形であり、スリーブ１３の外周には、ローラ１５が配置される。ローラ１３は略筒状であり、スリーブ１３に対して回転可能である。ここで、スリーブ１３の硬度（例えばロックウェル硬度ＨＲＣ）は、ブシュ７の硬度よりも高いことが望ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、耐摩耗性に優れたローラ付きチェーンに関するものである。

従来、チェーンは、複数の外プレートおよび内プレートが、ピンおよびブシュを介して屈曲自在に連結されて構成される。また、ブシュの外周には、ローラが用いられる場合がある。この際、ブシュの両端は内プレートに圧入されて固定され、ローラは、ブシュに対して相対的に回転する。

このようなローラを用いる場合には、ローラとブシュとの間の摩耗が問題となる。このため、耐摩耗性の高い高硬度の材質を選択する必要がある。一方、ブシュ等には、使用時に力や衝撃が付与されるため、全体を硬度の高い材質で構成すると、割れ等のおそれがある。

このように、機械的性質と耐摩耗性を両立するため、例えば、ブシュやローラ等の表面に、耐摩耗層を形成する方法が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１７－４３８３７公報

しかし、チェーンを構成する部材の表面に耐摩耗層を形成するためには、部材表層から窒素等を拡散させるか、ＰＶＤやめっき等によって、表層に耐摩耗層を積層するなど、特殊な工程が必要となる。また、部材の表面に耐摩耗層を形成する方法では、形成する耐摩耗層の厚みには限界があり、十分な厚みを確保することは困難である。このため、使用開始からある程度の期間は高い耐摩耗性を得ることができても、耐摩耗層が摩耗すると、一気に母材の摩耗が進行するおそれがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、耐摩耗性に優れたチェーンを提供することを目的とする。

前述した目的を達するために本発明は、複数のプレートが連結するチェーンであって、前記プレート同士の連結部において、前記プレートに両端が嵌合するブシュと、前記ブシュの外周部に設けられ、前記ブシュに対して回転規制構造を有するスリーブと、前記スリーブの外周部に設けられ、前記スリーブに対して回転可能に配置されるローラと、を具備することを特徴とするチェーンである。

前記ブシュの外面形状が略多角形であり、前記スリーブの内面形状が、前記ブシュの外面形状に対応した形状であってもよい。

前記ブシュの外周面のサイズは、前記スリーブの内周面のサイズ以下であることが望ましい。

前記ローラは、ローラ外周部と、前記ローラ外周部の内面側に配置されるローラ内周部とを有し、前記ローラ外周部と前記ローラ内周部とは相対的に回転せず、前記スリーブに対して、前記ローラ内周部が回転可能であってもよい。

前記ローラ及び前記スリーブは、周方向に複数に分割可能であってもよい。

本発明によれば、ブシュの外周にスリーブが設けられるため、通常の表面処理と比較して、ブシュの外周部に十分な厚みを有する耐摩耗層を形成することができる。このため、十分に長い期間、摩耗を抑制することができる。

また、ブシュの外面形状を略多角形とし、スリーブの内面形状をブシュの外面形状に対応した形状とすることで、確実にブシュとスリーブの回転を抑制することができる。

また、ブシュの外周面のサイズをスリーブの内周面のサイズ以下とすることで、ブシュをスリーブに圧入する必要がない。例えば、ブシュの外周面とスリーブの内周面との間にはわずかなクリアランスを有し、多少の遊びがあることが望ましい。なお、ブシュの外周面のサイズをスリーブの内周面のサイズ以下とするとは、ブシュをスリーブに圧入しなければ挿入できないものを排除することを意味し、必ずしもがたつきが必要ということではない。

また、ローラを２層構造とすることで、スリーブと回転摺動するローラ内周面の摩耗を抑制することができる。

また、ローラ及びスリーブを周方向に複数に分割可能とすることで、チェーンのプレートを分解することなく、ローラ及びスリーブを脱着することができる。このため、スリーブ等を容易に交換することができる。

本発明によれば、耐摩耗性に優れたチェーンを提供することができる。

チェーン１を示す斜視図。 （ａ）は、チェーン１の断面図であって、図１のＡ－Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線断面図。 （ａ）はブシュ７の斜視図、（ｂ）はスリーブ１３の斜視図。 （ａ）は、チェーン他の実施形態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ－Ｃ線断面図。 （ａ）は、ローラ内周部１５ａを示す斜視図、（ｂ）は、ローラ外周部１５ｂを示す斜視図。 （ａ）は、分割されたスリーブ１３を示す斜視図、（ｂ）は、分割されたローラ１５を示す斜視図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は本実施の形態に係るチェーン１の斜視図であり、図２（ａ）は、図１のＡ－Ａ線断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。チェーン１は、主にプレート３、ピン５、ブシュ７、スリーブ１３、ローラ１５等から構成される。

プレート３は、板状部材であり、外プレート４と内プレート６からなる。一対の外プレート４と一対の内プレート６とは交互に配置される。外プレート４の両端付近には、ピン嵌合孔９が設けられる。また、内プレート６の両端付近には、ブシュ嵌合孔１１が設けられる。

図３（ａ）は、ブシュ７を示す斜視図である。ブシュ７は、孔１９を有し、軸方向に垂直な断面において、略矩形の断面形状を有する筒状の部材である。なお、ブシュ７の外面形状は、略矩形に限られず、略多角形であれば他の形状であってもよい。なお、略多角形とは、角部がＲ面取りされたような形状を含むものである。また、ブシュ７の両端部には圧入部１７が設けられる。

外プレート４と内プレート６の連結部においては、一対の内プレート６が対向して配置され、ブシュ嵌合孔１１には、ブシュ７の両端部の圧入部１７が嵌合する。また、一対の外プレート４は、内プレート６の外側にそれぞれ配置され、ブシュ嵌合孔１１に対応する位置のピン嵌合孔９には、ブシュ７を貫通するピン５が固定される。すなわち、ピン５により、一対の外プレート４と一対の内プレート６は、それぞれの両端部近傍で互いに連結される。このように、チェーン１は、ピン５を中心に、複数の外プレート４と内プレート６が回転可能に連結される。

ブシュ７の外周には、スリーブ１３が設けられる。ブシュ７とスリーブ１３とは、多少の遊びを有していてもよい。スリーブ１３は、孔２１が設けられる略筒状の部材であり、孔２１の内面形状は、ブシュ７の外面形状に対応した略矩形形状である。すなわち、スリーブ１３とブシュ７は、相対的な回転を規制する、回転規制構造を有する。

なお、回転規制構造としては、ブシュ７の外面形状を略多角形として、スリーブ１３の内面形状をブシュ７の外面形状に対応した形状とすることで、ブシュ７に対してスリーブ１３の回転を規制したが、これには限られない。例えば、ブシュ７の外面とスリーブ１３の内面が完全な円形でなく、回転を規制可能な周方向の凹凸形状（偏平形状含む）を有すれば、回転規制構造とすることができる。

スリーブ１３の外面形状は略円形であり、スリーブ１３の外周には、ローラ１５が配置される。ローラ１５は略筒状であり、スリーブ１３に対して回転可能である。ローラ１５の外径は、例えばプレート３の高さよりも大きく、プレート３からローラ１５の外周面がはみ出すように形成される。

ここで、スリーブ１３の硬度は、ブシュ７の硬度よりも高いことが望ましい。例えば、スリーブ１３のロックウェル硬度ＨＲＣは５６～６３であり、ブシュ７のロックウェル硬度ＨＲＣは３５～４５とすることができる。このようにすることで、ブシュ７単体の場合よりも耐摩耗性を高めることができる。このような材質としては、例えば、ブシュ７及びローラ１５はＳＵＳ４０３製であり、スリーブ１３はＳＵＳ４４０Ｃ製とすることができる。この際、ブシュ７の外周面には、浸炭などの表面処理は不要である。

以上、本実施の形態によれば、ブシュ７の外周に、スリーブ１３を配置するため、ブシュ７の外周部に表面処理のみによって耐摩耗層を形成する場合と比較して、より確実に耐摩耗性を向上させることができる。また、内部のブシュ７は、必要以上に硬度を高める必要がないため、ブシュ７の割れ等の発生を抑制することができる。

また、スリーブ１３は、ブシュ７に対して回転規制構造によって回転が規制される。このため、ブシュ７とスリーブ１３との回転摺動が生じない。例えば、ブシュ７とスリーブ１３とが回転規制構造（形状）を有さずに、圧入等することなく単に挿入されたのみでは、互いが摺動して摩耗が進行する。このように、回転規制構造によって、ブシュ７とスリーブ１３との間の摺動が生じることがなく、ブシュ７の摩耗を抑制することができる。

なお、ブシュ７の外周面のサイズ（外径）を、スリーブ１３の内周面のサイズ（内径）以下とすることで、ブシュをスリーブに圧入する必要がない。このように、スリーブ１３に対して、ブシュ７は多少の遊びを有すれば、ブシュ７を容易にスリーブ１３に手で挿入することができる。このため、組立作業性が良好である。また、ブシュ７は、スリーブ１３に圧入されていないため、ブシュ７は、外周からスリーブ１３によって圧入による応力を常に受けることがない。例えば、ブシュ７とスリーブ１３とが回転規制構造（形状）を有さずに、圧入によって一体化されると、ブシュ７及びスリーブ１３には常に応力負荷がかかった状態となるため、破損のおそれがある。このように、使用時において、外力によってスリーブ１３からブシュ７が力を受けた際にも、圧入による応力がない分、より高い耐久性を発揮することができる。

また、回転規制構造として、ブシュ７の外面形状及びスリーブ１３の内面形状を略多角形とすることで、スリーブ１３とブシュ７とが相対的な回転方向の力を受けた際に、ブシュ７及びスリーブ１３の周方向に回転方向の力を分散させることができる。このため、ブシュ７等の破損を抑制することができる。

次に、第２の実施形態について説明する。図４（ａ）は、第２の実施形態にかかるチェーンの断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。なお、以下の説明において、チェーン１と同様の構成については、図１～図３と同一符号を付し、重複する説明を省略する。

第２の実施形態にかかるチェーンは、第１の実施形態にかかるチェーン１とほぼ同様の構成であるが、ローラ１５の形態が異なる。本実施形態では、ローラ１５がローラ内周部１５ａとローラ外周部１５ｂとが別体で構成される。ローラ内周部１５ａは、ローラ外周部１５ｂの内面側に配置される。すなわち、ローラ１５は、２層構造である。

図５（ａ）は、ローラ内周部１５ａを示す斜視図であり、図５（ｂ）は、ローラ外周部１５ｂを示す斜視図である。ローラ内周部１５ａは、孔２３を有する略筒形状であり、内面形状は略円形であり、外面形状が略矩形である。前述したように、ローラ内周部１５ａの孔２３にはスリーブ１３が挿通されて、互いに回転可能である。

ローラ外周部１５ｂは、孔２４を有する略筒形状であり、内面形状が略矩形であり、外面形状はローラ１５の外面形状を形成する。すなわち、孔２４は、ローラ内周部１５ａの外面形状に対応する形状である。このようにすることで、ローラ内周部１５ａとローラ外周部１５ｂとの相対的な回転を規制することができる。なお、ブシュ７とスリーブ１３の回転規制構造と同様に、ローラ内周部１５ａとローラ外周部１５ｂの回転規制構造も、内外面形状が略矩形である例には限られず、その他の略多角形であってもよく、その他の凹凸形状であってもよい。

ローラ内周部１５ａの硬度は、ローラ外周部１５ｂの硬度よりも高いことが望ましい。すなわち、ブシュ７に対するスリーブ１３と同様に、ローラ内周部１５ａによって、ローラ外周部１５ｂ単体の場合よりも耐摩耗性を高めることができる。例えば、ローラ外周部１５ｂはＳＵＳ４０３製であり、ローラ内周部１５ａはＳＵＳ４４０Ｃ製とすることができる。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ローラ１５の内面側に、相対的に硬度の高いローラ内周部１５ａを配置することで、スリーブ１３との回転摺動による摩耗を抑制することができる。この際、ローラ外周部１５ｂは、必要以上に硬度を高める必要がないため、ローラ外周部１５ｂの割れ等の発生を抑制することができる。

また、ローラ内周部１５ａとローラ外周部１５ｂとの回転摺動が生じないため、ローラ内周部１５ａとローラ外周部１５ｂとの間の摩耗を抑制することができる。また、また、ローラ内周部１５ａの外周面のサイズ（外径）をローラ外周部１５ｂの内周面のサイズ（内径）以下とすることで、ローラ内周部１５ａをローラ外周部１５ｂに圧入する必要がない。このように、ローラ外周部１５ｂに対して、ローラ内周部１５ａが多少の遊びを有すれば、ローラ１５の組立作業性が良好である。また、ローラ内周部１５ａは、ローラ外周部１５ｂに圧入されていないため、ローラ内周部１５ａは、圧入による応力を常に受けることがない。このため、使用時において、外力によってローラ外周部１５ｂからローラ内周部１５ａが力を受けた際にも、圧入による応力がない分、より高い耐久性を発揮することができる。

また、回転規制構造として、ローラ内周部１５ａの外面形状及びローラ外周部１５ｂの内面形状を略多角形とすることで、ローラ外周部１５ｂとローラ内周部１５ａとが互いに回転方向の力を受けた際に、ローラ内周部１５ａ及びローラ外周部１５ｂの周方向に回転方向の力を分散させることができる。このため、ローラ内周部１５ａ等の破損を抑制することができる。

次に、第３の実施形態について説明する。図６（ａ）は、第３の実施形態にかかるスリーブ１３を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、第３の実施形態にかかるローラ１５の斜視図である。第３の実施形態では、ローラ１５及びスリーブ１３は、周方向に複数に分割可能である。

図６（ａ）に示すように、スリーブ１３は、周方向に分割体１４ａと分割体１４ｂに二分割される。分割体１４ａと分割体１４ｂとを対向させて突き合せることで、略筒状のスリーブ１３の形状となる。なお、分割体１４ａ、１４ｂの対向面に凹凸を形成して位置合わせを容易にしてもよい。また、分割体１４ａ、１４ｂは互いにボルト等で接合可能であってもよいが、接合構造は必ずしも必要ではない。

図６（ｂ）に示すように、ローラ１５は、周方向に分割体１６ａ、分割体１６ｂ、分割体１６ｃに三分割される。ここで、本実施形態では、ローラ１５の一方の端面側には、相対的に外径の大きな鍔部２５が配置され、鍔部２５の背面側に、鍔部２５よりも外径の小さな筒部２７が配置される。分割体１６ａは、一方の周方向端部側において、鍔部２５が周方向に突出し、分割体１６ｂは、分割体１６ａの突出した鍔部２５と対向する側の周方向端部側において、筒部２７が周方向に突出する。すなわち、分割体１６ａ、１６ｂの一方の対向部側では、鍔部２５と筒部２７との凹凸構造が互いに噛み合うように構成される。

一方、分割体１６ａ、１６ｂの他方の対向部側では、筒部２７同士が周方向に突出して突き合せられる。対向部に互いに突出する筒部２７の端面には、鍔部２５の一部を構成する分割体１６ｃが重ねられる。すなわち、筒部２７は、分割体１６ａ、１６ｂによって構成され、鍔部２５は、分割体１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって構成される。

分割体１６ｃには、複数の固定孔３１が形成され、分割体１６ａ、１６ｂの筒部２７の端面の対応する位置には固定孔２９がそれぞれ設けられる。分割体１６ａ、１６ｂにまたがるように分割体１６ｃを配置し、それぞれの固定孔３１と固定孔２９にボルト等を挿通することで、分割体１６ｃが分割体１６ａ、１６ｂにそれぞれ固定される。すなわち、分割体１６ａ、１６ｂ、１６ｃが互いに接合されて、略筒状のローラ１５が形成される。

第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、スリーブ１３とローラ１５とを周方向に分割可能とすることで、チェーンのプレート３を分解することなく、スリーブ１３及びローラ１５を交換することができる。このため、例えばスリーブ１３の外面やローラ１５の内外面の摩耗が進行した際には、容易にスリーブ１３及びローラ１５を交換することができる。

この際、スリーブ１３はローラ１５の内部に配置され、外周部から保持されるため、分割体１４ａ、１４ｂは接合する必要がない。このため、ボルト等が不要であり、脱着作業も容易である。

また、分割体１４ａ、１４ｂは、同一形状の部材とすることができる。ここで、スリーブ１３自体は回転しないため、スリーブ１３は、周方向の略一定の位置が常にローラ１５に対して強く接触する位置となる。このため、例えば、一方の分割体１４ａの摩耗が進行した場合には、分割体１４ａと分割体１４ｂの配置を交換するのみで、摩耗のほとんど生じていない部位をローラ１５と接触させることができる。

なお、スリーブ１３とローラ１５の分割数は、図示した例には限られない。また、ローラ１５の分割方法は図示した方法に限られず、鍔部２５と筒部２７とを周方向にずらして噛み合わせなくてもよい。また、ローラ１５を周方向に分割するとと共に、ローラ内周部１５ａとローラ外周部１５ｂにさらに分割してもよい。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本発明のチェーンは、図示した例には限られず、いわゆるオフセット型のチェーンにも適用可能である。オフセット型のチェーンは、プレートの一方の端部が外プレート部となり、他方の端部が内プレート部となる。外プレート部と内プレート部との間には、段差が設けられる。すなわち、オフセット型のチェーンは、チェーン１における１つの外プレート４と１つの内プレート６とが一体で構成されたものと同様の構成である。この場合でも本発明の構造は適用可能である。

１………チェーン
３………プレート
４………外プレート
５………ピン
６………内プレート
７………ブシュ
９………ピン嵌合孔
１１………ブシュ嵌合孔
１３………スリーブ
１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ………分割体
１５………ローラ
１５ａ………ローラ内周部
１５ｂ………ローラ外周部
１７………圧入部
１９、２１、２３、２４………孔
２５………鍔部
２７………筒部
２９、３１………固定孔

Claims (5)

1. 複数のプレートが連結するチェーンであって、
   前記プレート同士の連結部において、
   前記プレートに両端が嵌合するブシュと、
   前記ブシュの外周部に設けられ、前記ブシュに対して回転規制構造を有するスリーブと、
   前記スリーブの外周部に設けられ、前記スリーブに対して回転可能に配置されるローラと、
   を具備することを特徴とするチェーン。
2. 前記ブシュの外面形状が略多角形であり、前記スリーブの内面形状が、前記ブシュの外面形状に対応した形状であることを特徴とする請求項１記載のチェーン。
3. 前記ブシュの外周面のサイズは、前記スリーブの内周面のサイズ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチェーン。
4. 前記ローラは、ローラ外周部と、前記ローラ外周部の内面側に配置されるローラ内周部とを有し、
   前記ローラ外周部と前記ローラ内周部とは相対的に回転せず、前記スリーブに対して、前記ローラ内周部が回転可能であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のチェーン。
5. 前記ローラ及び前記スリーブは、周方向に複数に分割可能であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のチェーン。

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