JPWO2019138585A1 - シールチェーン - Google Patents

Abstract

シールチェーンは、大きな引張り荷重が作用すると、ブシュが曲がり、ブシュ突出部の突出量が小さくなるように変形する。ブシュ２６の内プレート２５から突出したブシュ突出部２６ａに、ポンチ等により塑性変形して外径方向に広がり部Ｌを形成する。これにより、ブシュ２６に対する内プレート２５の抜け抵抗力が増大する。ブシュは、中炭素鋼又は合金鋼からなり、断面全体で４００〜７００［ＨＶ］のフラットな硬さからなり、上記ブシュ突出部２６ａにおける広がり部Ｌの塑性変形時、ブシュ端面にクラックが生じることを防止する。

Description

本発明は、オートバイ等の運輸機械及び一般産業機械等の動力伝達又は搬送に用いられるローラチェーンに係り、詳しくはピンとブシュとの間にグリース等の潤滑油をシールリングで保持したシールチェーンに関する。なお、本発明にあって、ローラチェーンとは、ブシュにローラを被嵌した狭義のローラチェーンに限定するものではなく、ローラを省いたいわゆるブシュチェーンも含むように定義する。

一般に、シールチェーン１は、図６に示すように、１対の外プレート２，２の両端部をピン３で連結した外リンク４と、１対の内プレート５，５の両端部をブシュ６で連結すると共に該ブシュ６にローラ７を被嵌した内リンク９とを、上記ブシュ６にピン３を嵌挿して交互にかつ無端状に連結したローラチェーンにあって、上記ブシュ６の両端部を上記内プレート５の外側面から所定量突出し、該ブシュ突出部６ａを囲むようにかつ上記外プレート２の内側面と内プレート５の外側面との間にシールリング１０を挟持して構成される（例えば特許文献１参照）。

上記シールチェーン１は、スプロケットに巻掛けて用いられ、駆動スプロケットから従動スプロケットに動力を伝達する。該動力伝達に際し、上記シールチェーン１は、屈曲してピンとブシュとの間で相対回転を生じる。上記シールチェーン１は、ピン３とブシュ６との間の軸受部１１にグリース等の潤滑油が封入され、かつシールリング１０により潤滑油が飛散しないように保持されているので、ピン３とブシュ６との間での摩耗が少なく、長時間に亘って摩耗伸びを抑制し得る。また、内プレート５から突出したブシュ突出部６ａの端面が外プレート２の内側面に当接してシールリング１０が過度に圧潰されることを防止して、上記シールチェーン１の機能を長期に亘って維持する。

特開２０１１−１６３３８８号公報

上記シールチェーン１、特にオートバイのドライブチェーンとして用いる場合、急発進や急制動、またジャンプした時の着地の際、非常に大きな張力荷重が作用する。このような状態にあっては、上記軸受部１１は、ピン３とブシュ６とを相対回転するための所定隙間が存在するため、スプロケット歯１２からの押圧力がローラ７を介してブシュ６に作用すると共に、内プレート５に大きな張力Ｆが作用して、ブシュ６は、鎖線で強調して示すように、湾曲状に変形する。該変形は、ブシュ突出部６ａの突出長さｈが小さくなる状態となり、該状態は、上記大きな引張り荷重Ｆが除去された後もそのまま維持され、これが何回も繰返されると、上記ブシュ突出長さｈが更に小さくなる。この現象は、内プレート５がブシュ６に対して長さ方向外側に抜出すことになる。

この状態になると、シールリング１０が、内プレート５と外プレート２との間に過度に圧潰されて、チェーン１の屈曲に伴い破損することがあり、これにより軸受部１１に保持された潤滑油が飛散して、上述したシールチェーンの長寿命性能が損なわれる虞がある。

内プレート５のブシュ孔の内径とブシュ６の外径との差である締め代を大きくして、内プレート５とブシュ６の圧入嵌合力、即ち抜け抵抗力を大きくすることも考えられる。一般に、シールチェーン（ローラチェーン）１のブシュ６は、０．２０［ｗｔ％］程度の炭素Ｃを有する炭素鋼又は合金鋼からなり、ピン３の屈曲摺動やローラ７との摺動による摩耗を低減するため、その表面を浸炭焼入れして、通常７５０〜９００ＨＶの硬さ（ビッカース硬さ）を有している。該シールチェーン１は、締め代の最適範囲があり、過大締め代では、内プレート穴とブシュの塑性変形が進んでかえって圧入嵌合力が低下することになる。

そこで、本発明は、ブシュの突出部を外径方向に塑性変形することにより、上述した課題を解決したシールチェーンを提供することを目的とするものである。

本発明は、１対の外プレート（２２）の両端部をピン（２３）で連結した内リンク（２９）と、１対の内プレート（２５）の両端部をブシュ（２６）で連結した外リンク（２４）とを、交互にかつ無端状に連結し、
前記ブシュ（２６）の両端部を前記内プレート（２５）の外側面（２５ａ）から突出し、該ブシュ突出部（２６ａ）を囲うようにかつ前記外プレートの内側面（２２ａ）と前記内プレートの外側面（２５ａ）との間に挟持されてシールリング（３０）を配置し、
前記ブシュ突出部（２６ａ）は、外径方向に塑性変形した広がり部（Ｌ）を有する、
ことを特性とするシールチェーンにある。

前記ブシュは、炭素を０．３０〜０．５０［ｗｔ％］含有する中炭素鋼又はクロム、モリブテン、バナジウム等の希少金属を含む合金鋼からなり、かつ表面を含む断面全体が、ビッカース硬度４００〜７００［ＨＶ］からなるフラットな硬さを有する。

前記内プレート外側面（２５ａ）から突出する前記ブシュ突出部（２６ａ）の突出量（ｈ）は、前記ブシュ外径寸法（Ｄ）の５〜２０［％］の範囲である。

前記ブシュ突出部（２６ａ）に形成された広がり部（Ｌ）の外径寸法（Ｄ’）は、ブシュ外径（Ｄ）よりも、ブシュ外径寸法の０．５〜２．０［％］大きい。

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。

ブシュ突出部を囲むようにかつ外プレート内側面と内プレート外側面との間にシールリングを配置したシールチェーンにあって、ブシュ突出部に、外径方向に塑性変形した広がり部を形成したので、チェーンに大きな引張り荷重が作用してブシュが曲げ変形しても、上記広がり部により、ブシュに対して内プレートが軸方向に移動しようとする力に対する抜け抵抗力が大きく、内プレートの移動によりブシュ突出部の突出量が小さくなることを防止し、シールリングに過度の圧潰力が作用することを阻止して、シールチェーンの長寿命性能を維持することができる。

ブシュは、中炭素鋼又は合金鋼からなり、断面全体が４００〜７００［ＨＶ］のフラットな硬さからなるので、上記ブシュ突出部に、ポンチ等により押圧力を作用して、広がり部を形成するようにカシメても、ブシュ端面にクラックが生じることを低減して、クラックによるシールリングの傷付きを防止して、シールチェーンの長寿命性能を維持することができる。

ブシュ突出部の突出量を、ブシュ外径寸法の５〜２０［％］の範囲としたので、突出量が５［％］より小さい過小な場合、ブシュ孔に阻害されて充分な広がり部を形成することができず、内プレートの充分な抜け抵抗力が得られないと共に、ポンチ等のカシメによる力がブシュ孔に直接作用して、該ブシュ孔を塑性変形して内プレートの疲れ強度を低下する虞がある。上記突出量が２０［％］より大きい過大な場合、ブシュ突出部に広がり部が形成されないブシュから延びる近似の直線部分が残り、該部分では内プレートの抜け抵抗力が弱い。

ブシュ突出部の広がり部の外径が、ブシュ外径よりも、ブシュ外径の０．５［％］分より小さい場合、内プレートに対する充分な抜け抵抗力が得られず、また２．０［％］分より大きいと、広がり部の塑性変形によりブシュ端面にクラックを発生する虞がある。

本発明の実施の形態によるシールチェーンの断面図で、図６の断面部分と同一部分を示す。 上記シールチェーンのブシュのカシメを示す断面図。 ブシュの断面の硬さを示す図で、従来のブシュと本発明のブシュを比較した図。 内リンクを示す断面図で、（Ａ）はブシュ突出量の小さいもの、（Ｂ）はブシュ突出量の大きいものを示す。 ブシュ嵌合力を従来のものと本発明に係るものとを比較した度数分布図。 従来のシールチェーンを示す一部断面した平面図。

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。シールチェーン２１は、図１に示すように、１対の外プレート２２の両端部をピン２３で連結した外リンク２４と、１対の内プレート２５の両端部をブシュ２６で連結しかつ該ブシュにローラ２７を被嵌した内リンク２９と、を有し、上記ブシュ２６にピン２３を挿通してカシメることにより上記外リンク２４と内リンク２９とを交互にかつ無端状に連結して構成される。上記ブシュ２６は、内プレート２５の外側面２５ａより所定長さ（突出量）ｈ突出して、内プレート２５のブシュ孔２５ｂに嵌合して固定される。該内プレート２５より突出したブシュ突出部２６ａを囲むように断面Ｘ字状Ｏリングからなるシールリング３０が配置され、該シールリング３０は、外プレート２２の内側面２２ａと内プレート２５の外側面２５ａとの間に所定量圧縮されて軸受部１１の潤滑油をシールする。シールリング３０の断面形状は、本実施の形態にあっては、４個のリップ部を有する断面Ｘ字状であるが、これに限らず、断面円形等の他の形状でもよい。

上記ブシュ突出部２６ａは、内プレート２５のブシュ孔２５ｂに嵌合した状態で、外径方向に拡がるように塑性変形されて広がり部Ｌとなっている。具体的には、図２に示すように、ブシュ２６にローラ２７を被嵌した状態で、該ブシュ２６の両端部を、内プレート２５の外側面２５ａから所定長さ（突出量）ｈ突出した状態で内プレート２５のブシュ孔２５ｂに嵌合する。即ち、内リンク２９の組立てが完了した状態で、ブシュ２６の両端から、ブシュ孔２６ｃに、テーパ状の先細形状を有する円錐ポンチ３１，３１を差込み、所定押圧力で押込む。該カシメ作業により、上記ブシュ突出部２６ａは、外周面をブシュ孔２６ｃで抑えられた状態で、外径方向に押し拡げられるように塑性変形して、ブシュ外径Ｄに比して所定量径大（Ｄ’）となった上記広がり部Ｌが形成される。

この状態で、ブシュ孔２６ｃの内周面及び／又はピン２３の外周面にグリース等の潤滑油を塗付け、上記広がり部Ｌを有するブシュ突出部２６ａの外周面にシールリング３０を装着する。そして、ブシュ孔２６ｃにピン２３を挿通して、外プレート２２のピン孔２２ｃを貫通したピンの両端部をカシメることによりピン２３を外プレート２２に固定する。このようにして、内リンク２９と外リンク２４とが交互にかつ無端状に連結して、シールチェーン２１が組立てられる。

上記ブシュ２６は、炭素Ｃを０．３０〜０．５０［ｗｔ％］含有する中炭素鋼又はクロムＣｒ、モリブデンＭｏ、バナジウムＶ等の希少金属を含む合金鋼で形成され、その表面硬さが４００〜７００ＨＶ（ビッカース硬さ）に熱処理される（焼入れ、焼戻し）。本ブシュ２６は、従来のブシュのように浸炭焼入れされずに、ブシュの全肉厚に亘って略々均一な硬さになっており、表面硬さは従来のブシュに比して低いが、十分な靭性を備えている。図３は、浸炭焼入れした従来のブシュと上述した本発明に係るブシュの断面硬さを比較した図である。従来のブシュは、浸炭焼入れしているため、ブシュ表面（内周面及び外周面）の硬度が８００ＨＶと高く、表面から断面内部に向って硬さが低くなり、略々一定となる。発明に係るブシュは、浸炭焼入れ等の表面処理が施されていないので、表面から断面全域に亘って、６００ＨＶ程度の略々一定（フラット）の硬さからなる。

従って、本ブシュ２６は、両端の突出部２６ａが外径方向に広がる広がり部Ｌとなるように塑性変形するが、上述したフラットな断面硬さによる靭性を有するので、上記塑性変形によってもブシュ端面にクラックを発生することはない。なお、浸炭焼入れした従来のブシュに上記広がり部となる塑性変形を施すと、ブシュ端面にクラックを生じ、シールチェーンを傷付けて、切断に至る虞がある。

前記シールチェーン２１は、例えばオートバイに用いて、急発進や急制動又はジャンプ時の着地により、該シールチェーン２１に過度な引張り荷重が作用する場合がある。例え上記過度な引張り荷重によりブシュ２６が湾曲状に曲がっても、ブシュ突出部２６ａが外径方向に広がっており、内プレート２５のブシュ孔２５ｂが該広がり方向に移動することが阻止される。即ち、ブシュ突出部２６ａが広がり部Ｌを有し、ブシュ嵌合力（抜け抵抗力）が増大しているので、ブシュ突出部２６ａの長さ（突出量）ｈが減少する方向にブシュに対して内プレート２５が相対移動することが防止される。これにより、ブシュ突出部２６ａの長さ（突出量）ｈが維持されて、シールリング３０が過度の圧潰されることを防いで、シールリングによる軸受部１１の潤滑油の保持を長期に亘って維持し、シールチェーン２１の耐摩耗性能によるチェーン伸びを低減して長寿命性能が維持される。

上記シールチェーン２１は、軸受部１１に潤滑油が封入されているので、チェーンの屈曲を滑らかに保持してその状態を長期に亘って維持する。本ブシュ２６は、従来のブシュに比して表面硬度が低いが、軸受部１１は、シールリング３０によりシールされて充分な量の潤滑油が常に保持されているので、上記表面硬度による影響は殆どなく、ブシュの摩耗伸び性能は、長期に亘って維持される。

前記ブシュの突出部２６ａの長さ（突出量）ｈは、ブシュ２６の外径寸法（広がり部でない部分のブシュ外径）Ｄの５〜２０［％］の範囲にあることが好ましい。図４（Ａ）は、ブシュ突出部２６ａの長さｈ_１が５％より小さい場合を示す。この状態では、上述したポンチでカシメようとしても、ブシュ突出部２６ａに充分な長さがないので、有効な広がり部Ｌを形成することができず、内プレート２５のブシュ２６に対する抜け方向の抵抗力を充分に得られない。また、該ブシュ突出部２６ａの過小状態では、上述したポンチ３１による広がり部形成に際して、内プレート２５のブシュ孔２５ｂに大きな力が作用して、該ブシュ孔２５ｂが拡大（ΔＤ／２）するように塑性変形して、内プレートの疲れ強度が低下する問題を生じる。

図４（Ｂ）は、ブシュ突出部２６ａの突出長さｈ_２が上記ブシュ外径Ｄの２０％より大きい場合を示す。該突出部ｈ_２が過大な場合、塑性変形した拡大した外径Ｄ’からなる広がり部Ｌは、突出部２６ａの長さｈ_２の先端側一部ｍとなって、残りの部分ｎは、塑性変形されないブシュ２６の直線部が近似的にそのまま延びている。この状態では、シールチェーン２１に大きな引張り荷重が繰返し作用すると、従来のシールチェーン１と同様に、内プレート２５がブシュ突出部２６ａの上記近似直線部分ｎを軸方向外側（抜け）方向に相対移動する虞がある。

上記ブシュ突出部２６ａの広がり部Ｌの外径寸法Ｄ’は、ブシュ外径Ｄよりも、ブシュ外径Ｄの０．５〜２．０［％］分だけ大きいことが好ましい。０．５％より小さいと、内プレートに対する抜け抵抗力が充分でなく、２．０％より大きいと、上述した靭性の大きい材料でも、ブシュ端面にクラックを発生する虞がある。

図５は、多数の内リンクのブシュ嵌合力（抜け抵抗力）の度数の分布を示す図で、（Ａ）は、従来のもの、（Ｂ）は、本発明に係るものを示す。従来の内リンク（Ａ）に対して、本発明の内リンク（Ｂ）は、明らかにブシュ嵌合力が向上しており、大荷重負荷時に必要な抜け抵抗力が確保される。

本シールチェーンは、オートバイのドライブチェーン等の動力伝達用又は搬送用に利用される。

２１ シールチェーン
２２ 外プレート
２２ａ 内側面
２３ ピン
２４ 外リンク
２５ 内プレート
２５ａ 外側面
２６ ブシュ
２６ａ ブシュ突出部
２９ 内リンク
３０ シールリング
Ｌ 広がり部
ｈ 突出量
Ｄ ブシュ外径寸法

本発明は、１対の外プレート（２２）の両端部をピン（２３）で連結した外リンク（２４）と、１対の内プレート（２５）の両端部をブシュ（２６）で連結した内リンク（２９）と、を備え、
前記ブシュ（２６）の両端部を前記内プレート（２５）の外側面（２５ａ）から突出し、該ブシュ突出部（２６ａ）を囲うようにかつ前記外プレートの内側面（２２ａ）と前記内プレートの外側面（２５ａ）との間に挟持されてシールリング（３０）を配置し、
前記ブシュは、全長に亘って同じ肉厚からなり、前記内プレートのブシュ孔に嵌合した状態で、前記ブシュ突出部（２６ａ）は、外径方向に塑性変形した広がり部（Ｌ）を有する、
ことを特性とするシールチェーンにある。

前記内プレートの外側面（２５ａ）から突出する前記ブシュ突出部（２６ａ）の突出量（ｈ）は、前記ブシュ外径寸法（Ｄ）の５〜２０［％］の範囲である。

Claims (4)

1. １対の外プレートの両端部をピンで連結した内リンクと、１対の内プレートの両端部をブシュで連結した外リンクとを、交互にかつ無端状に連結し、
   前記ブシュの両端部を前記内プレートの外側面から突出し、該ブシュ突出部を囲うようにかつ前記外プレートの内側面と前記内プレートの外側面との間に挟持されてシールリングを配置し、
   前記ブシュ突出部は、外径方向に塑性変形した広がり部を有する、
   ことを特徴とするシールチェーン。
2. 前記ブシュは、炭素を０．３０〜０．５０［ｗｔ％］含有する中炭素鋼又はクロム、モリブテン、バナジウム等の希少金属を含む合金鋼からなり、かつ表面を含む断面全体が、ビッカース硬度４００〜７００［ＨＶ］からなるフラットな硬さを有する、
   請求項１記載のシールチェーン。
3. 前記内プレート外側面から突出する前記ブシュ突出部の突出量は、前記ブシュ外径寸法の５〜２０［％］の範囲である、
   請求項１又は２記載のシールチェーン。
4. 前記ブシュ突出部に形成された広がり部の外径寸法は、ブシュ外径よりも、ブシュ外径寸法の０．５〜２．０［％］大きい、
   請求項１ないし３のいずれか１項記載のシールチェーン。

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