JP4823208B2

JP4823208B2 - ローラチェーン用リンクプレートの製造方法

Info

Publication number: JP4823208B2
Application number: JP2007312563A
Authority: JP
Inventors: 淳宏田宮
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2027-12-03
Also published as: JP2009138767A

Description

本発明は、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を有し、ローラ、ピン、ブシュとともにローラチェーンを構成するローラチェーン用リンクプレートの製造方法に関するものであり、特に、疲労強度を向上したリンクプレートの製造方法に関するものである。

従来、チェーンの破断を防止し寿命を向上させるため、ローラチェーン用リンクプレートにおいて、チェーンの走行方向の前後に設けられた円形のピン孔周辺に圧縮残留応力を有することによりピン孔周辺の疲労強度を向上させたリンクプレートが知られている。

そして、これらのリンクプレート５００は、図５、図６に示すように、ピン孔５１０周辺に、前記ピン孔５１０と同芯でわずかに径が大きく圧縮により形成された円周状の溝５２０を有しており、円周状の溝５２０をリンクプレート５００の両面から荷重をかけて圧縮して形成した際に、図７に示すように、片面の溝５２０周辺内部の領域５５１及び他面の溝５２０周辺内部の領域５５２に圧縮残留応力５５０が付与されることにより、ピン孔５１０周辺の疲労強度を向上するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
実公昭４５−２７１４２号公報（第１頁、図１、図２）

しかしながら、このような従来のリンクプレートは、ピン孔周辺の両面から荷重を受けた部分には圧縮残留応力が付与されて疲労強度が向上するが、ピン孔の内周面の状態に起因する疲労強度への影響は何ら考慮されておらず、また、溝を両面から荷重をかけて圧縮して形成した際、ピン孔の形状変化を防止する必要があるため荷重を上げることができないという問題があった。
また、リンクプレート全体にショットピーニング加工を施した場合、ピン孔の内周面にショットピーニングにより凹凸が生じ粗い面となり、疲労強度が低下するという問題があった。

本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、ピン孔周辺に十分な残留圧縮応力を付与することにより疲労強度を向上するとともに、ピン孔の内周面を滑らかな面とすることにより疲労強度を向上したリンクプレートの製造方法を提供することである。

本発明は、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートの製造方法において、前記リンクプレートに、ショットピーニング加工を行い、前記円形のピン孔に、該ピン孔より大径のパイロットピンを圧入し、該パイロットピンが圧入された状態で前記リンクプレート両表面の前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻することにより、前記課題を解決するものである。

本発明であるリンクプレートの製造方法は、チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートの製造方法において、前記リンクプレートに、ショットピーニング加工を行い、前記円形のピン孔に、該ピン孔より大径のパイロットピンを圧入し、該パイロットピンが圧入された状態で前記リンクプレート両表面の前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻することにより、ショットピーニングにより圧縮残留応力が付与されるため、十分にリンクプレート両面及びピン孔の内周面に圧縮残留応力を付与することができるとともに、円形のピン孔に該ピン孔より大径のパイロットピンを圧入することで、形成時に生じたカエリやショットピーニングにより生じた凹凸により粗面化したピン孔の内周面を平滑化することができ、内周からあらかじめ圧力が与えられているため、ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻する動作で、リンクプレート両面からの圧縮残留応力を付与すると同時にピン孔の内周面からの圧縮残留応力をさらに付与することができ、ピン孔の内周面もさらに平滑化され、製造されるリンクプレートの疲労強度をさらに向上することができる。

本発明であるリンクプレートの製造方法は、パイロットピンを圧入する動作で、ピン孔の内周面からの圧縮残留応力を付与すると同時に形成時に生じたカエリやショットピーニングにより生じた凹凸により粗面化したピン孔の内周面を平滑化することができ、ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻する動作で、リンクプレート両面からの圧縮残留応力を付与すると同時にピン孔の内周面からの圧縮残留応力をさらに付与し、ピン孔の内周面をさらに平滑化するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても何ら構わない。

以下に、本発明に係るリンクプレートの製造方法について図面を基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例であるリンクプレートの製造方法によって得られるリンクプレートの平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線で示す断面図であり、図３は、図２で示す断面の圧縮残留応力の説明図であり、図４は、本発明に係るリンクプレートの製造方法の工程説明図である。

まず、本発明の一実施例であるリンクプレートの製造方法によって得られるリンクプレート１００は、図１に示すように、チェーンの走行方向に長いひょうたん型をしており、前後のピン孔１１０が設けられている。
それぞれのピン孔１１０の周囲には、図１、図２に示すように、リンクプレート１００の両面に円周状の溝１２０がピン孔１１０と同芯に設けられている。

そこで、本実施例の製造方法によって得られるリンクプレート１００の内部残留応力について以下に詳しく説明する。
リンクプレート１００は、図３に示すように、円周状の溝１２０が荷重を加えて圧刻されているため、厚み方向内部の溝周辺領域１５１、１５２に圧縮残留応力１５０を有している。

また、円周状の溝１２０が荷重を加えて圧刻される前に、ピン孔１１０に後述するパイロットピンが圧入されるため、ピン孔１１０の拡径時に内周面１１１に圧縮力を与えるとともにピン孔１１０の内周面１１１が平滑化され、さらに、円周状の溝１２０が荷重を加えて圧刻される際にピン孔１１０の内周面１１１にはパイロットピン方向に膨張する力が働くので、それに対する反力としてさらに圧縮力が加えられ、内周面１１１から内部に向かう領域１５３に圧縮残留応力１５０が付与されるとともにピン孔１１０の内周面１１１が平滑化される。
なお、円周状の溝１２０は、必要とする圧縮残留応力１５０に応じて、リンクプレート１００の片面のみに設けても良く、さらに、溝１２０を設けずに荷重を加えるのみでも良い。

このようにして、ピン孔１１０周辺に、リンクプレート１００両面からの圧縮残留応力とピン孔１１０の内周面１１１からの圧縮残留応力との両方を有しているため、ピン孔１１０周辺の疲労強度が極めて向上し、チェーン全体の疲労強度が向上する。

次に、本発明に係るリンクプレートの製造方法について以下に詳しく説明する。
まず、リンクプレート１００は、素材からプレス打抜き等適宜の方法でその外形及びピン孔１１０が形成された後に熱処理が施され、次いで、ショットピーニング等の表面処理が施される。
その後にピン孔１１０周辺の疲労強度を向上させるために、図４（ａ）〜（ｄ）に示すピン孔１１０の周辺の加工がおこなわれる。

ピン孔１１０周辺の加工は、まず、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、パイロットピン２１０が、リンクプレート１００のピン孔１１０に挿入される。
パイロットピン２１０の直径Ｒは、ピン孔１１０の直径ｒより大きく設定されているとともに、パイロットピン２１０の表面２１１は、非常に滑らかな硬質の面で構成されており、リンクプレート１００のピン孔１１０への挿入は、圧入となる。

この圧入によって、ピン孔１１０の内周面１１１は、内部に圧縮残留応力１５０が付与される圧縮力を受けるとともに、パイロットピン２１０の表面２１１によりリンクプレート１００の形成時に生じたピン孔１１０の内周面１１１側に突出するカエリやショットピーニングにより生じたピン孔１１０の内周面１１１の凹凸が平滑化され、また、ピン孔１１０の形状誤差が修正される。

つづいて、図４（ｃ）〜（ｄ）に示すように、ピン孔１１０の周辺部は、パイロットピン２１０を囲む形状の上金型２２０及び下金型２３０によってリンクプレート１００の両面側から荷重が加えられ、内部に圧縮残留応力１５０が付与される圧縮力を受ける。
上金型２２０及び下金型２３０には、それぞれ溝加工部２２１、２３１が突出して設けられており、リンクプレート１００の両面側から荷重が加えられることで、ピン孔１１０の周辺部に溝１２０が圧刻される。
また、パイロットピン２１０が加えているピン孔１１０の内周面１１１に対する圧縮力は、リンクプレート１００の両面側から荷重が加えられることでよりさらに大きくなる。

これらの一連の動作により、形成時に生じたカエリやショットピーニングにより生じた凹凸により粗面化したピン孔１１０の内周面１１１が平滑化されるとともに、ピン孔１１０の周辺のリンクプレート１００の両面側及びピン孔１１０の内周面１１１に大きな圧縮力が加えられ、均等に内部に圧縮残留応力１５０が付与される。

さらに、溝１２０が圧刻されることにより、溝１２０付近はより内部まで圧縮残留応力１５０が付与されるとともに、ピン孔１１０の内周面１１１方向に膨張する力が働いても、パイロットピン２１０によりピン孔１１０は変形することはなく、反力としてピン孔１１０の内周面１１１はパイロットピン２１０からより大きな圧縮力を受けて内周面１１１もより内部まで圧縮残留応力１５０が付与される。

このようにして本発明の製造方法で得られたリンクプレート１００は、ピン孔１１０の周辺内部に均等に圧縮残留応力１５０が付与されているため疲労強度が向上するとともに、ピン孔１１０の形状が正確となり、かつ、内周面１１１が平滑化されることにより疲労強度がさらに向上するため、チェーンの破断が防止されて寿命が向上するなど、その効果は甚大である。

本発明の製造方法により得られるリンクプレートの一実施例の平面図。図１のＡ−Ａ線で示す断面図。図２で示す断面の圧縮残留応力の説明図。本発明に係るリンクプレートの製造方法の工程説明図。従来のリンクプレートの平面図。従来のリンクプレートの図５のＢ−Ｂ線で示す断面図。従来のリンクプレートの図６で示す断面の圧縮残留応力の説明図。

１００，５００・・・リンクプレート
１１０，５１０・・・ピン孔
１１１・・・内周面
１２０，５２０・・・溝
１５０，５１０・・・圧縮残留応力
１５１，５５１・・・溝周辺領域（表面）
１５２，５５２・・・溝周辺領域（裏面）
１５３・・・内周面内部領域
２１０・・・パイロットピン
２１１・・・表面
２２０・・・上金型
２２１・・・溝加工部
２３０・・・下金型
２３１・・・溝加工部
Ｒ・・・パイロットピン直径
ｒ・・・ピン孔直径

Claims

チェーンの走行方向の前後に円形のピン孔を備えたローラチェーン用リンクプレートの製造方法において、
前記リンクプレートに、ショットピーニング加工を行い、
前記円形のピン孔に、該ピン孔より大径のパイロットピンを圧入し、
該パイロットピンが圧入された状態で前記リンクプレート両表面の前記ピン孔周辺に荷重を加えて円周状の溝を圧刻することを特徴とするリンクプレートの製造方法。