JP2024036448A - チェーンの継手ピン - Google Patents

Abstract

【課題】高炭素鋼を継手ピンに用いて、高い硬度の継手ピンを得ようとすると、カシメ時にカシメ割れを生ずることがある。
【解決手段】０．５～０．６％Ｃ、５５０～７５０ＨＶの継手ピン素材の全面に銅メッキＤを施す（ａ）。被カシメ部となるピン先端部の外周面２０を切削して銅メッキを除去すると共にカシメ用のザグリ穴１９を形成する（ｂ）。脱炭処理してピン先端部外周面からのみ炭素を発散し、熱処理によりピン先端部全体に炭素を分散して、ピン先端部の硬度を低減する（５５０～６５０ＨＶ）（ｃ）。研削により継手ピン１３の銅メッキを剥離する（ｄ）。
【選択図】図２

Description

本発明は、ローラチェーン等のチェーンを接続する継手ピン並びにその製造方法に関する。

一般に、二輪車の走行駆動用ローラチェーンは、使用によりローラチェーンが伸びてリンク数を調整する際、又は使用していたローラチェーンが消耗して使用不能になった場合、使用しているチェーンを切断してリンク数を調整した後そのチェーンを、又は新たなローラチェーンに交換して、駆動スプロケット及び従動スプロケットに巻掛けた状態で、継手リンクにより無端状に連結する。

該継手リンク１は、図３に示すように、継手プレート２の両端部に継手ピン３，３を立設した足立プレート４と１枚の外プレート５とを有し、足立プレート４の継手ピン３を、有端のローラチェーン６の両端のブシュ７，７に嵌挿して、上記ローラチェーン６の端部を連接するように配置した上記外プレート５のピン孔から突出して、該突出したピン３，３の先端部をカシメることによりローラチェーン６を無端状に連結する。

従来、該継手ピン３は、チェーン本体と同系の浸炭鋼を用い、被カシメ部分はカシメ時の変形を容易にするため穴を形成すると共に、ピンの熱処理において、チェーン本体のピンと同様の浸炭焼入れを施すことから、継手ピンの被カシメ部分近傍には予め銅メッキ等の浸炭防止のための前処理、即ち表面硬化防止処理を施して浸炭焼入れを行い、被カシメ部近傍を他の部分に比して低硬度レベルとし、変形し易く構成している。

該継手ピン３には、端面が山型の一文字型パンチでハンチングして、該継手ピン３の被カシメ部分端面をカシメ付けするが、該カシメ付け部分（被カシメ部）は、硬度を低く設定しているため、容易に変形してカシメ付けることができる。

しかし、上記継手ピンは、被カシメ部分がチェーン本体及び継手ピンの被カシメ部以外の部分に対して浸炭処理を行っていないため硬度が低く、このため継手リンクのピンのカシメ付け部分のみの強度が低下し、継手ピンの耐久性を低下する。

なお、上記継手ピン３に高炭素鋼を用いた場合、被カシメ部分に銅メッキを処理して浸炭焼入れを防止しても、継手ピン自体が高い炭素量を含有した高い硬度からなり、カシメ処理に際してピン先端部に割れ等の不具合を発生することがある。

そこで、継手リンクの継手ピンの構造材料をチェーン本体に用いられるピンと同等な高張力鋼、即ち０．３％以上の炭素と種々の合金元素を添加した鋼で構成し、該高張力鋼からなる継手ピン素材の被カシメ部分に所定の穴を形成し、該被カシメ部分を含めた継手ピン素材全体を、表面硬化処理以外の焼入れ、例えばオーストテンパーを施すことによって、ピンの内外面が均一なＨＲＣ４５以上の硬度からなる継手ピンを得ることが提案されている（特許文献１）。

特開昭５２－６８６０号公報

上記特許文献１の継手ピンは、該ピン全体が所定の硬度を有するため、継手ピンの強度を保持し得るとしても、被カシメ部分も同じ硬度を有するため、例え截頭円錐形のパンチを用いてピン先端をカシメても、ピンのカシメ部分に亀裂等を生じることがあり、継手リンクの耐久性に課題を生じる場合がある。

本発明は、高炭素鋼による継手ピンを用いて高い硬度を得ることができるものでありながら、被カシメ部分を脱炭することによりカシメ割れの発生を防止したチェーンの継手ピン及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、有端のチェーンの両端部を接続して無端状とするチェーンの継手ピン（１３）において、
前記継手ピン（１３）の先端面からカシメ用の穴（１９）が形成され、
被カシメ部となる前記穴（１９）を有する前記継手ピンの先端部（Ｂ）の硬度が、５００～６５０［ＨＶ］であり、該継手ピンのそれ以外の部分（Ａ）が、炭素量０．５～０．６［％］で硬さ５５０～７５０［ＨＶ］である、ことを特徴とするチェーンの継手ピンにある。

前記継手ピン（１３）の先端部（Ｂ）外周面に切削部（２０）を有する。

前記切削部（２０）は、浅い凹溝又は小径部（２０ａ）を有する。

有端のチェーンの両端部を接続して無端状とするチェーンの継手ピンの製造方法であって、
炭素量０．５～０．６［％］の高炭素鋼からなる継手ピン素材の全体にメッキ（Ｄ）を施すメッキ工程と、
前記メッキされたピン素材の先端部外周面（２０）を、切削により前記メッキを除去すると共に、前記ピン素材の先端面から穴（１９）を切設する切削工程と、
前記ピン素材を脱炭処理して、前記メッキが除去された前記ピン素材の先端部外周面から炭素を発散し、かつ熱処理を行って、前記ピン素材の先端部の炭素量を低減して硬度を低下する脱炭工程と、
前記ピン素材の外周面を研削して、前記ピン素材のメッキを剥離する研削工程と、
を備えることを特徴とするチェーンの継手ピンの製造方法にある。

前記メッキ工程は、銅メッキを施す。

前記切削工程は、前記ピン素材の先端部外周面に浅い凹溝又は小径部（２０ａ）を形成する。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。

継手ピンの先端部は、硬度が５００～６５０［ＨＶ］であり、他の部分に比較して低く、ピン先端面の穴に治具を差込んでカシメても、カシメ割れを生じることなく適正にカシメることができ、かつ継手ピンの両外リンクを連結する部分の継手ピンは、０．５～０．６［％］の炭素量を含有する硬さ５５０～７５０［ＨＶ］の高炭素鋼からなり、強度及び耐摩耗性が高く、該継手ピンで繋いだチェーンのカシメ不良による継手ピンの脱落及び変形を防止すると共に、チェーンの引張り強度及び耐久性を向上することができる。

継手ピンの先端部外周面に切削部を有すると、継手ピンの外プレートのピン孔への挿入が容易になり、かつ該切削部の条痕によりカシメによるピン孔への嵌合を確実に行うことができる。

切削部に浅い凹溝又は小径部を形成すると、上記硬度の低減と相俟って、継手ピンのカシメを容易かつ正確に行うことができる。

メッキ工程、切削工程、脱炭工程、研削工程を備える継手ピンの製造方法により、高炭素鋼からなる硬度の高い鋼材を用いるものでありながら、被カシメ部のみを脱炭して、均一な比較的硬度の低い被カシメ部を形成して、カシメ処理をカシメ割れ等を生じることなく、適正かつ確実に行うことができる。

メッキ処理を銅メッキとすると、ピン素材に、比較的容易にピンホール等のない正確な被覆を行うことができ、脱炭処理が被カシメ部以外に影響することを防止できる。

切削工程において、ピン素材先端部外周面に浅い凹溝又は小径部を、メッキ除去作業時に容易に形成することができる。

本発明に係る継手リンクを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は継手ピンの平面図。 本発明に係る継手ピンの製造方法を示す図。 継手リンクによるローラチェーンの接続を示す平面図。

以下、図面に沿って本発明の実施の形態について説明する。継手リンク１１は、図１に示すように、立上プレート１４と１枚の外プレート１５とを有する。立上プレート１４は、１枚の外プレートからなる継手プレート１２の両端部に継手ピン１３，１３を抜止め圧入して固定して形成され、上記ピン１３の先端面からザグリ穴１９が形成されており、かつ該ピンの先端部外周面は、切削された切削部２０からなり、該切削部２０には浅い凹溝２０ａ又は小径部が形成されると好ましい。該継手リンク１１は、上記外プレート１５が、有端の該ローラチェーン両端に連結するように配置された状態で、上記立上プレート１４の両継手ピン１３，１３を上記ローラチェーン両端のブシュに挿入して、上記外プレート１５のピン孔から突出し、該突出したピン先端のザグリ穴１９に、截頭円錐形のパンチが差込まれてカシメる（２２）ことにより、ローラチェーンは、無端状に連結される。上記カシメ２２は、硬度が比較的低くなっており、ザグリ穴１９があることが相俟って、クラック等の損傷を生ずることなく正確に行われる。なお、上記継手リンク１１には継手ピン１３を囲むように上記継手プレート１２及び外プレート１５に隣接してシールリング２１が被嵌されている。

上記継手ピン１３は、炭素Ｃを０．５～０．６％含有した高炭素鋼からなり、ビッカース硬さが５５０～７５０［ＨＶ］からなる。該継手ピン１３は、カシメされる先端部以外Ｂ以外の部分Ａは、継手ピン素材の硬度である５５０～７５０［ＨＶ］からなるが、上記切削部２０がある先端部Ｂの硬さは、後述する脱炭処理により５００～６５０［ＨＶ］に低下されている。

ついで、図２に沿って上記継手ピンの製造方法について説明する。上述したように、継手ピン１３の素材は、炭素量０．５～０．６％からなる５５０～７５０［ＨＶ］の鋼材からなるが、（ａ）に示すように、該ピン素材全体に銅メッキＤを施すメッキ処理が行われる（メッキ工程）。なお、該メッキ工程は、後述する脱炭処理を阻止するものであり、銅メッキが好ましいが、他のメッキでもよい。該銅メッキＤされたピン素材の先端部に、（ｂ）に示すように、切削処理が行われる（切削工程）。該切削工程は、ピン先端部外周面の銅メッキＤがバイト２４により切削されて除去され、ピン素材表面が露出する切削部２０になる。この際、該切削部２０に浅い凹溝２０ａ又は僅かな小径部を切削により形成してもよい。更に、ピン先端面からドリル２３により所定深さ及び所定広がりのザグリ穴１９を形成する。なお、該切削工程は、ピン先端面も銅メッキ除去を行うことが好ましい。また、上記銅メッキが除去されたピン先端部外周面の切削部２０とザグリ穴１９部分は、略同じ長さ（深さ）からなる。

この状態で、（ｃ）に示すように、酸素環境による熱処理等の脱炭処理が行われる（脱炭工程）。該脱炭工程は、上記銅メッキが除去されたピン先端部外周面の切削部２０のみで行われ、更に焼入れ、焼なまし等の通常の熱処理が行われる。これにより、上記切削部２０から、炭素が酸素に結合されて発散され、更に上記通常の熱処理により、脱炭された炭素は、ザグリ穴１９との間の内部分から拡散され、ピン先端部（図１（ｂ）のＢ参照）は、肉厚方向全体で炭素量が均一に減少して、硬度が所定量低下する（５００～６５０［ＨＶ］）。なお、銅メッキＤがあるピン先端以外の部分（図１（ｂ）のＡ参照）は、表面での脱炭処理が行われていないため、炭素量は、そのまま保持（０．５～０．６％Ｃ）された状態で熱処理され、全体に均一な硬度が維持される（５５０～７５０［ＨＶ］）。

そして、（ｄ）に示すように、ピン素材の表面全体が砥石２５により研削される研削処理が行われ（研削工程）、銅メッキＤがピン全体で剥離され、継手ピン１３の製造が完了する。

上記継手ピン１３は、ピン先端部分は、上記脱炭処理により炭素量が低減され、硬さが、カシメ加工されない他の部分Ａより低くなっている。ローラチェーンを接続する際、継手ピン１３は、ピン先端のザグリ穴１９にパンチが差込まれてフレアカシメされるが、該カシメられる部分は、硬度が低くなっており（５５０～６５０［ＨＶ］）、クラック等を生じることなく適正かつ確実にカシメされる。この際、切削部２０は、僅かに小径となって外プレート１５のピン孔への挿入が容易となり、かつカシメにより、切削部２０の条痕がピン孔の内周面に喰込んで確実に嵌合・固定される。更に、上記切削部２０に凹溝２０ａ又は小径部が切削により形成されると、更にカシメを正確かつ容易に行うことができる。継手ピン１３として左右の外プレート１４，１５を連続する本体部分Ａは、脱炭処理されない高炭素鋼からなり、均一な高い硬度（５５０～７５０［ＨＶ］）を有しており、高い強度と耐久性を有する。これにより、該継手ピンで接続されたローラチェーンの引張り強度は、向上して、高排気量の二輪車等に対応可能となる。

なお、継手ピン１３は、一般には立上プレート１４のピンとして用いられるが、ピン単体で継手ピンとして用いることも可能である。この場合、継手ピンの両端がカシメされるので、継手ピンの両端部の銅メッキを切削、除去して、脱炭処理により低硬度化を図る。また、本継手ピンは、ローラチェーンの継手ピンとして好適であるが、これに限らず、ブシュチェーン、サイレントチェーン等の他のチェーンにも同様に適用可能である。

１１ 継手リンク
１３ 継手ピン
１４ 立上プレート
１９ （ザグリ）穴
２０ 切削部
２０ａ 凹溝又は小径部
Ｄ 銅メッキ

本発明は、ローラチェーン等のチェーンを接続する継手ピンに関する。

本発明は、高炭素鋼による継手ピンを用いて高い硬度を得ることができるものでありながら、被カシメ部分を脱炭することによりカシメ割れの発生を防止したチェーンの継手ピンを提供することを目的とするものである。

本発明は、有端のチェーンの両端部を接続して無端状とするチェーンの継手ピン（１３）において、
前記継手ピン（１３）の軸方向における先端面と、前記先端面に形成されたカシメ用の穴（１９）と、を有する先端部（Ｂ）と、
前記先端部（Ｂ）以外の胴体部（Ａ）と、を有し、
前記胴体部（Ａ）は、径方向中心部及び外周部において、炭素量が０．５～０．６［％］の炭素鋼から構成されると共に、全体が均一な硬さ５５０～７５０［ＨＶ］に維持されており、
前記先端部（Ｂ）は、その硬度が５００～６５０［ＨＶ］となるように肉厚方向全体で炭素量が均一に減少しており、
前記先端部（Ｂ）の炭素量は、前記胴体部（Ａ）の炭素量よりも低く、
前記先端部（Ｂ）の硬度は、前記胴体部（Ａ）の硬度よりも低い、ことを特徴とするチェーンの継手ピンにある。

Claims (6)

1. 有端のチェーンの両端部を接続して無端状とするチェーンの継手ピンにおいて、
   前記継手ピンの先端面からカシメ用の穴が形成され、
   被カシメ部となる前記穴を有する前記継手ピンの先端部の硬度が、５００～６５０［ＨＶ］であり、該継手ピンのそれ以外の部分が、炭素量０．５～０．６［％］で硬さ５５０～７５０［ＨＶ］である、ことを特徴とするチェーンの継手ピン。
2. 前記継手ピンの先端部外周面に切削部を有する、
   請求項１記載のチェーンの継手ピン。
3. 前記切削部は、浅い凹溝又は小径部を有する、
   請求項２記載のチェーンの継手ピン。
4. 有端のチェーンの両端部を接続して無端状とするチェーンの継手ピンの製造方法であって、
   炭素量０．５～０．６［％］の高炭素鋼からなる継手ピン素材の全体にメッキを施すメッキ工程と、
   前記メッキされたピン素材の先端部外周面を、切削により前記メッキを除去すると共に、前記ピン素材の先端面から穴を切設する切削工程と、
   前記ピン素材を脱炭処理して、前記メッキが除去された前記ピン素材の先端部外周面から炭素を発散し、かつ熱処理を行って、前記ピン素材の先端部の炭素量を低減して硬度を低下する脱炭工程と、
   前記ピン素材の外周面を研削して、前記ピン素材のメッキを剥離する研削工程と、
   を備えることを特徴とするチェーンの継手ピンの製造方法。
5. 前記メッキ工程は、銅メッキを施す、
   請求項４記載のチェーンの継手ピンの製造方法。
6. 前記切削工程は、前記ピン素材の先端部外周面に浅い凹溝又は小径部を形成する、
   請求項４又は５記載のチェーンの継手ピンの製造方法。

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