JP4420725B2 - チェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、チェーンの連結ピンに対して回動自在に嵌挿されるブシュとして好適に用いられるチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュに関するものであって、特に、潤滑油の油溜まりとなる油溜まり用盲溝を内側に多数形成したチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュに関する。

従来、円筒状軸受部材は、管状部材の内部にシャフト、ピン等を挿入して、回転軸の軸受体、チェーンのブシュ等滑り軸受として使用されている。
このような円筒状軸受部材には、軸受面となる内周面とシャフト、ピン等との潤滑性を向上させるために、円筒状軸受部材の内周面にその軸方向と平行な潤滑油の油溜まりとなる有底の溝、要するに、油溜まり用盲溝が内側に多数形成されている。

すなわち、従来の円筒状軸受部材は、帯鋼、平帯等の矩形母材の表面にプレス加工、機械加工、又は転造加工によって油溜まり用盲溝を形成した後、この矩形母材を両端部が対峙するように成形機で円筒状成形品（円筒状部材）に巻き加工し、さらに、この円筒状成形品に芯ポンチを挿入して、円形開口ダイスに押し通すことにより製造されている（特許文献１参照）。
特許第２９６３６５２号公報

しかしながら、このようにして製造された円筒状軸受部材には、矩形母材の巻き加工時に矩形母材の突き合わせ部が母線状継目となって残存するため、この円筒状軸受部材にシャフト、ピン等を挿入して使用した場合、油溜まり用盲溝に保持された潤滑油が母線状継目として残存する矩形母材の突き合わせ部に流動し易く、この油溜まり用盲溝から流動してきた潤滑油が母線状継目を経由して極短時間の間に外部へ流出し、その結果、円筒状軸受部材は、長時間に亘って潤滑油を保持することができず、潤滑性能を維持することができないという問題があった。

また、上記母線状継目を溶接することも考えられるが、チェーン用ブシュのような小さい物品を一つずつ溶接しなければならずそのために多大な手間を必要とするばかりでなく、溶接後のバリ取りや溶接ひずみを取るための熱処理を必要とすることから、製造工程が複雑となって実用的でないという問題があった。

さらに、従来の円筒状軸受部材からなるチェーン用ブシュの油溜まり用盲溝は、円筒状部材の内周面にアンダーカット、ブローチ加工等により形成するため、油溜まり用盲溝を１本ずつしか形成することができず、油溜まり用盲溝の加工効率が悪く、その加工に長時間が必要となり、量産性に適さずコスト的にも不利になるという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来のような矩形母材の巻き加工時に残存した母線状継目を経由する潤滑油の外部流出を解消するものであって、すなわち、本発明の目的は、油溜まり用盲溝に注油された潤滑油を母線状継目を経由して外部流出させることなく長期に亙って保持して潤滑機能を充分に発揮するともに、円筒部材からなるブシュ内側に油溜まり用盲溝を効率良く形成し、面取り及びサイジングのための仕上げ鍛造工程が簡素化された低コストで量産可能なチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュおよびその製造方法を提供することである。

まず、請求項１に係る本発明のチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュは、多数の油溜まり用盲溝がプレス加工又はロール加工により形成されたブシュ用帯鋼を、高周波溶接によって長手方向に沿った両端部を突き合わせた円筒状態に順次引き揃えながら造管した母線状継目のない電縫鋼管を連続加熱炉で加熱した後に絞り圧延によって細径化して所定の細径寸法に仕上げた鋼管をコイル状に巻き取るパイプ・イン・コイル製法により、前記油溜まり用盲溝を内側として高周波溶接してなる母線状継目を経由した潤滑油の外部流出を無くす長尺状の円筒部材に成形して所定のブシュ長さに切断し、該所定のブシュ長さの円筒部材を冷間鍛造加工により面取り及びサイジングを行って成ることにより、前記課題を解決するものである。

また、請求項２に係る本発明のチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュの製造方法は、ブシュ用帯鋼の表面に油溜まり用盲溝となる多数のディンプルをプレス加工又はロール加工により形成した後、前記ブシュ用帯鋼の長手方向に沿った両端部を突き合わせた円筒状態に順次引き揃えながら高周波溶接によって造管した母線状継目のない電縫鋼管を連続加熱炉で加熱した後に絞り圧延によって細径化して所定の細径寸法に仕上げた鋼管をコイル状に巻き取るパイプ・イン・コイル製法によって、前記ディンプルを内側としてブシュ用帯鋼の長手方向に沿った両端部を円筒状態に順次引き揃えながら高周波溶接して母線状継目を経由した潤滑油の外部流出を無くす長尺状の第一次円筒部材を形成し、該第一次円筒部材を熱間絞り加工して長尺状の第二次円筒部材を形成し、該第二次円筒部材を冷間伸管加工して所定の連結ピンに相対するブシュ内径に縮径された長尺状の第三次円筒部材を形成し、次いで、該第三次円筒部材を少なくとも所定のブシュ長さに切断し、その後、該所定のブシュ長さの円筒部材に対して冷間鍛造加工により面取り及びサイジングを行うことにより、前記課題を解決するものである。

ここで、本発明で意味するところの油溜まり用盲溝の「盲溝」とは、プレス加工又はロール加工により形成されたディンプルの少なくとも両端が外方に開放していない溝形態のことである。

また、本発明で意味するところの「パイプ・イン・コイル製法」とは、高周波溶接によって造管した電縫鋼管を連続加熱炉で加熱した後に絞り圧延によって細径化して所定の寸法に仕上げた鋼管をコイル状に巻き取る方法、さらに詳しくは、ブシュ用帯鋼の長手方向に沿った両端部を突き合わせた円筒状態に順次引き揃えながら高周波溶接によって造管した母線状継目のない電縫鋼管を連続加熱炉で加熱した後に絞り圧延によって細径化して所定の細径寸法に仕上げた鋼管をコイル状に巻き取る方法のことである。

本請求項１に係る発明は、多数の油溜まり用盲溝がプレス加工又はロール加工により形成されたブシュ用帯鋼を、高周波溶接によって長手方向に沿った両端部を突き合わせた円筒状態に順次引き揃えながら造管した母線状継目のない電縫鋼管を連続加熱炉で加熱した後に絞り圧延によって細径化して所定の細径寸法に仕上げた鋼管をコイル状に巻き取るパイプ・イン・コイル製法により、油溜まり用盲溝を内側として高周波溶接してなる母線状継目を経由した潤滑油の外部流出を無くす長尺状の円筒部材に成形して所定のブシュ長さに切断し、該所定のブシュ長さの円筒部材を冷間鍛造加工により面取り及びサイジングを行って成ることによって、従来のような矩形母材の巻き加工時に残存した母線状継目を経由する潤滑油の外部流出が解消できるため、このチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュにシャフト、ピン等を挿入して滑り軸受として使用した場合、油溜まり用盲溝に注油された潤滑油を長時間に亘って潤滑油を保持して潤滑性能を充分に発揮することができる。
しかも、油溜まり用盲溝となるディンプルがパイプ・イン・コイル製法の前段階でブシュ用帯鋼にプレス加工またはロール加工により連続的に形成されているので、チェーン用油溜まり用盲溝付ブシュの油溜まり用盲溝を効率よく形成することができる。

そして、本請求項２に係る発明は、パイプ・イン・コイル製法による加工前に、ブシュ用帯鋼の表面に油溜まり用盲溝となる多数のディンプルをプレス加工又はロール加工により形成したことによって、チェーン用油溜まり用盲溝付ブシュの油溜まり用盲溝となる多数のディンプルを簡便に形成することができる。
また、ディンプルが形成された長尺状の第一次円筒部材を熱間絞り加工して第二次円筒部材を形成したことにより、ディンプル形成時の加工歪みがなくなり、高周波溶接された母線状継目のない溶接部分が円筒部材の全体に同化して均一となるため、実質的に母線状継目を経由した潤滑油の外部流出が解消された優れた加工性を発揮することができる。

また、この熱間絞り加工された第二次円筒部材を冷間延伸して連結ピンに相対するブシュ内径に縮径された第三次円筒部材を形成したことにより、高い強度と奇麗な表面粗度を呈してほぼチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュのブシュ内径寸法となるため、パイプ・イン・コイル製法による加工後の、面取り及びサイジングのための仕上げ鍛造となる冷間鍛造時に必要とした多段階の加工工程が簡素化されて冷間鍛造機の稼働効率を高め、生産性を大幅に向上させて低コストで量産することができる。

本発明の実施例を図１〜図５に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例であるチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュの斜視図であり、図２は、本実施例であるチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュの製造工程図であり、図３は、本実施例にプレス加工を採用した場合であって、（ａ）は、プレス加工時の態様図であり、（ｂ）は、プレス加工後のディンプルが形成されたブシュ用帯鋼を示す図であり、図４は、本実施例にロール加工を採用した場合であって、（ａ）は、ロール加工時の態様図であり、（ｂ）は、ロール加工後のディンプルが形成されたブシュ用帯鋼を示す図であり、図５は、ブシュ用帯鋼に形成されたディンプルの変形例を示す図である。

まず、本発明の一実施例であるチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００は、図１に示すように、多数の油溜まり用盲溝１２１が所定の長さに切断された円筒部材１２０の内側となる内周面１２２に形成されたものであって、更に詳しくは、このような多数の油溜まり用盲溝１２１がプレス加工により形成されたブシュ用帯鋼を、高周波溶接によって造管した電縫鋼管を連続加熱炉で加熱した後に絞り圧延によって細径化して所定の細径寸法に仕上げた鋼管をコイル状に巻き取るパイプ・イン・コイル製法により、油溜まり用盲溝１２１を内側として母線状継目を経由した潤滑油の外部流出を無くす円筒部材に成形して所定のブシュ長さに切断してなる円筒部材１２０である。

そこで、本発明のチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００の製造方法を、図２に示すチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュの製造工程図などに基づいて以下説明する。
まず、熱延された幅広のブシュ用帯鋼（図示しない）をスリット加工してなる幅狭のブシュ用帯鋼１１０を、アンコイラーから繰り出し、この繰り出されたブシュ用帯鋼１１０の表面にプレス機３００を用いて多数のディンプル１１１を形成する。
そして、多数のディンプル１１１を形成したブシュ用帯鋼１１０を成形ロールに供給して、ブシュ用帯鋼１１０のディンプル１１１を内側としてブシュ用帯鋼１１０の長手方向に沿った両端部を円筒状態に順次引き揃えながら円筒部材に成形し、この円筒部材の外周を取り巻くように配置された高周波溶接装置（高周波誘導加熱コイル）を通過させ、この高周波溶接装置の高周波誘導加熱コイルを通過する際に、ブシュ用帯鋼１１０の長手方向に沿った両端部を円筒状態に順次引き揃えながら高周波誘導加熱により相互に溶融結合して高周波溶接され、スクイズロールで母線状継目を経由した潤滑油の外部流出を無くす円筒状態に成形される。
その後、円筒部材の内外面に生じた溶接部分のビードを切削機で切削加工して、多数のディンプル１１１を内面に形成した長尺状の第一次円筒部材となる。

ここで、本実施例におけるディンプル１１１の形成には、図３の（ａ）に示すようなブシュ用帯鋼１１０の進行方向に平行な長いディンプル用凸部３１１を有する金型３１０を備えたプレス機３００が用いられている。
したがって、ブシュ用帯鋼１１０には、図３の（ｂ）に示すように、金型３１０のディンプル用凸部３１１に対応する長手方向に平行な長い溝のディンプル１１１を所定間隔で形成することができ、最終的に、図１で示すような長手方向端部が封止されている油溜まり用盲溝１２１となる。

なお、前述したように、本実施例では、プレス機３００を用いてディンプル１１１を形成しているが、図４の（ａ）に示すような多数のディンプル用凸部４１１を有する一対のロール４１０を備えたロール機４００を用いても良く、図４の（ｂ）に示すように、この円形のディンプル用凸部４１１が円形溝のディンプル１１１をブシュ用帯鋼１１０に形成することもできる。

さらに、ブシュ用帯鋼１１０に形成するディンプル１１１のその他の具体的な形状としては、図５の（ａ）に示すようなブシュ用帯鋼１１０の長手方向に対して傾斜している長溝、図５の（ｂ）、および、図５の（ｃ）に示すようなブシュ用帯鋼１１０の長手方向に対して平行な長溝と短溝との組み合わせ、図５の（ｄ）のような示すようなブシュ用帯鋼１１０の長手方向に対して平行な短溝等、種々のディンプル形状を採用できる。

また、図３の（ｂ）、図５の（ｂ）、図５の（ｃ）のように、油溜まり用盲溝１２１の長手方向端部が全て封止されている場合には、ブシュ用帯鋼１１０から油溜まり用盲溝１２１の溝長さ単位でチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００を採寸することができる。
この場合、金型３１０が上下動するプレス機３００では、ブシュ用帯鋼１１０をチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００単位で繰り返し移動させながら多数のディンプル１１１が形成され、ロール機４００のロール４１０では、回転しながら、多数のディンプル１１１がチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００単位毎に順次、形成される。
そして、最終工程の切断時に、ディンプル１１１の存在しない中間部分を切断すれば、全ての油溜まり用盲溝１２１の長手方向端部が封止された状態のチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００が得られる。

他方、図４の（ｂ）、図５の（ｄ）のような円形溝や短溝のもの、あるいは、図５（ａ）のようにブシュ用帯鋼１１０の長手方向に対して傾斜または直行している長溝のものでは、軸受寸法、すなわち、ブシュ長さに切断した場合に、長手方向端部が封止された油溜まり用盲溝１２１が一部残るため、連続的にディンプル１１１を形成してもよい。
なお、前述したようなディンプル１１１は、その後の熱間絞り加工及び冷間伸管加工によって、円筒部材の状態で延伸されて変形し、所望のディンプル形態を有する油溜まり用盲溝１２１に形成されるから、熱間絞り加工時の絞り率、冷間伸管加工時の伸管率などを考慮して、ディンプル自体の形状と分配形態を設定すると良い。

つぎに、前述したようなディンプル１１１が形成された円筒部材からなる第一次円筒部材は、加熱装置により加熱され、多段に配置した丸ロールにより熱間絞り加工された後、コイル状に巻き取られて第二次円筒部材となる。
すなわち、このような熱間絞り加工において、ディンプル形成時の加工歪みがなくなり、高周波溶接された溶接部分が円筒部材の全体に同化して均一となるため、実質的に母線状継目を経由した潤滑油の外部流出が解消された優れた加工性を発揮する第二次円筒部材となる。

さらに、この熱間絞り加工された第二次円筒部材は、コイルスタンドからダイスを一段または多段に配置した冷間伸管装置に供給され、この冷間伸管装置で所望の連結ピンに相対するブシュ内径に縮径されるように冷間延伸するための引き抜き加工が施された後、コイル状に巻き取りとられて円筒状態の第三次円筒部材となる。
この冷間延伸からなる引き抜き加工によって、第二次円筒部材の強度が向上し、内面及び外面は均質で性状の優れたものとなる。

最後に、円筒状態の第三次円筒部材をチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００のサイズに応じた所定のブシュ長さに切断した後、冷間鍛造装置に供給して面取り及びサイジングを行い、最終製品である所望のチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００となる。
ここで、第三次円筒部材を所定のブシュ長さに切断する際に、予め、超音波センサー等を用いた非破壊検査機で油溜まり用盲溝１２１の位置を検知し、この検知データに基づいて切断位置を定めれば、油溜まり用盲溝１２１の存在しない箇所を正確に切断でき、油溜まり用盲溝１２１内における潤滑油の保持効果を最大限に発揮させることができる。
したがって、本実施例では、この冷間鍛造加工前において既にほぼチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００の所望寸法となっているため、たとえば、従来のような棒材から７〜８ステージの加工工程を必要とする冷間鍛造加工で製造する場合に比較すると、本実施例の場合には冷間鍛造の加工工程が３〜４ステージに簡素化されて少ない工程数で最終製品を完成することができるとともに冷間鍛造機の稼働効率を高めることができ、冷間鍛造加工に要する鍛造工具の損耗も少なくすることができる。

以上のようにして得られた本実施例のチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００は、高周波溶接された溶接部分が円筒部材の全体に同化して均一となり実質的に母線状継目を経由した潤滑油の外部流出が解消できるため、このチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュにシャフト、ピン等を挿入して滑り軸受として使用した場合、油溜まり用盲溝１２１に注油された潤滑油を長時間に亘って保持して潤滑性能を充分に発揮することができる。
しかも、油溜まり用盲溝１２１となるディンプル１１１がパイプ・イン・コイル製法の前段階でブシュ用帯鋼１１０にプレス加工またはロール加工により連続的に形成されているので、チェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ１００に所望の盲溝形態を有する油溜まり用盲溝１２１を効率よく形成することができ、冷間鍛造時に必要とした多段階の加工工程が簡素化されて冷間鍛造機の稼働効率を高め、生産性を大幅に向上させて低コストで量産することができるなど、その効果は甚大である。

本発明の一実施例であるチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュの斜視図。 本実施例であるチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュの製造工程図。 本実施例にプレス加工を採用した場合であって、（ａ）は、プレス加工時の態様図であり、（ｂ）は、プレス加工後のディンプルが形成されたブシュ用帯鋼を示す図。 本実施例にロール加工を採用した場合であって、（ａ）は、ロール加工時の態様図であり、（ｂ）は、ロール加工後のディンプルが形成されたブシュ用帯鋼を示す図。 ブシュ用帯鋼に形成されたディンプルの変形例を示す図。

１００ ・・・ チェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ
１１０ ・・・ ブシュ用帯鋼
１１１ ・・・ ディンプル
１２０ ・・・ 円筒部材
１２１ ・・・ 油溜まり用盲溝
１２２ ・・・ 内周面
３００ ・・・ プレス機
３１０ ・・・ 金型
３１１ ・・・ ディンプル用凸部
４００ ・・・ ロール機
４１０ ・・・ ロール
４１１ ・・・ ディンプル用凸部

Claims (2)

1. 多数の油溜まり用盲溝がプレス加工又はロール加工により形成されたブシュ用帯鋼を、高周波溶接によって長手方向に沿った両端部を突き合わせた円筒状態に順次引き揃えながら造管した母線状継目のない電縫鋼管を連続加熱炉で加熱した後に絞り圧延によって細径化して所定の細径寸法に仕上げた鋼管をコイル状に巻き取るパイプ・イン・コイル製法により、前記油溜まり用盲溝を内側として高周波溶接してなる母線状継目を経由した潤滑油の外部流出を無くす長尺状の円筒部材に成形して所定のブシュ長さに切断し、該所定のブシュ長さの円筒部材を冷間鍛造加工により面取り及びサイジングを行って成ることを特徴とするチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュ。
2. ブシュ用帯鋼の表面に油溜まり用盲溝となる多数のディンプルをプレス加工又はロール加工により形成した後、前記ブシュ用帯鋼の長手方向に沿った両端部を突き合わせた円筒状態に順次引き揃えながら高周波溶接によって造管した母線状継目のない電縫鋼管を連続加熱炉で加熱した後に絞り圧延によって細径化して所定の細径寸法に仕上げた鋼管をコイル状に巻き取るパイプ・イン・コイル製法によって、前記ディンプルを内側としてブシュ用帯鋼の長手方向に沿った両端部を円筒状態に順次引き揃えながら高周波溶接して母線状継目を経由した潤滑油の外部流出を無くす長尺状の第一次円筒部材を形成し、該第一次円筒部材を熱間絞り加工して長尺状の第二次円筒部材を形成し、該第二次円筒部材を冷間伸管加工して所定の連結ピンに相対するブシュ内径に縮径された長尺状の第三次円筒部材を形成し、次いで、該第三次円筒部材を少なくとも所定のブシュ長さに切断し、その後、該所定のブシュ長さの円筒部材に対して冷間鍛造加工により面取り及びサイジングを行うことを特徴とするチェーン用油溜まり用盲溝付ブシュの製造方法。

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