JPH10509917A - チェーンリンク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２つのループ（２ａ，２ｂ）及び２つの側辺（３ａ，３ｂ）と、それらの側辺（３ａ，３ｂ）の間に挿入され該側辺に溶接された支柱（５）とから成るチェーンリンク（１）。支柱（５）は、それをチェーンリンクの各側辺（３ａ，３ｂ）に通し溶接によって溶接するための溶接溝を創生するために、チェーンリンクの各側辺（３ａ，３ｂ）に近接する部分（７）は、チェーンリンクの長手に対して横断方向に、かつ、チェーンリンクの幅に対して横断方向に薄肉にされている。支柱（５）の外周に鋳造、溶接又はクランプ締めつけによって電気防食用陽極が取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 チェーンリンク及びその製造方法技術分野 本発明は、２つのループと２つの側辺から成るチェーンリンク及びその製造方 法に関する。２つのループ間の距離がチェーンリンクの長さを規定し、２つの側 辺間の距離がチェーンリンクの幅を規定する。２つの側辺間に支柱が溶接される 。背景技術 チェーンは、例えば船舶や石油掘削用プラットホームを牽引し係留するためな ど、引張力を伝達することを必要とする非常に多くの用途に用いられている。チ ェーンは、例えばスチール、練鉄又はプラスチック等のいろいろな材料で製造す ることができるが、大きな力の伝達を必要とする用途の場合には、スチール又は スチール合金製のチェーンが用いられることが多い。 スチール製のチェーンリンクは、バーを鍛造、鋳造又は曲げ加工し、その両端 を突き合せ溶接することによって、又はそれらの方法の組合せによって製造する ことができる。大きな力を伝達する用途に供されるチェーンのためのチェーンリ ンクには、中心支柱を設けることが強度の観点からみて有利である。その場合、 支柱は、通常、クランプ作用によって所定位置に保持される。 本発明は、バーを曲げ加工し、次いで曲げられたバーの両端を突き合せ溶接す ることによって製造されるタイ プのチェーンリンクに関する。鍛造及び鋳造チェーンは、通常、その製造方法の 性質からしてコスト高になるので、本発明の対象ではない。 大きな引張力を伝達するためのチェーンの素材として用いられるスチール合金 は、非常に高い引張強さと延性を有していなければならない。又、海洋で用いら れるチェーンは、海水からの腐蝕を受け易いので、チェーンの交換頻度を少なく するために腐蝕を防止する手段を見出すことが望ましい。 腐蝕防止の問題を解決する手段として、従来から多くの方法が提案されている 。自明の解決策の１つは、耐蝕性スチール合金を用いることであろう、しかしな がら、それは、コスト高を招くばかりでなく、耐蝕性スチール合金の機械的特性 は、チェーンの素材として用いるのに最善の合金に比べて劣っている。 従来から提案されている第２の解決策は、例えば塗装、亜鉛メッキ又はアスフ ァルト等のいろいろな表面コーチングを用いることである。しかしながら、その ようなコーチングは、チェーンリンク（以下、単に「リンク」とも称する）間の 摩擦のために非常に摩耗し易く、有効寿命が短い。 第３の解決策は、保護すべき部品即ちチェーンリンクにその素材合金より電気 化学的ポテンシャルが低い金属片である電気防食用陽極を設け、それをチェーン リンクに対して良好な電気的接触関係に設定することである。 電気防食用陽極とチェーンリンクの間に設定される電圧は、チェーンリンクでは なく、電気防食用陽極を腐蝕させる。チェーンリンクを保護するための電気防食 用陽極の素材として用いることができる金属の例としては、亜鉛、アルミニウム 、マグネシウム等が挙げられる。しかしながら、チェーンリンクのループは摩耗 を受け易いので、電気防食用（ガルバーニ）陽極を設置するのに適する唯一の実 際的な部位は、支柱である。 米国特許第２，３９９，９５３号は、中心支柱を備えたチェーンリンクを開示 している。このチェーンリンクは、バー材から形成された２つのＣ字形リンク半 分体で構成されている。各Ｃ字形リンク半分体を構成するバーの両端面に凹穴が 形成されており、２つのＣ字形リンク半分体を互いに衝接させると、それらの凹 穴が整合されて内側及び外側に開放した開口部を有するキャビティが形成される 。中心支柱は、キャビティの内側開口部より僅かに大きい直径を有する真直ぐな 円筒体であることが好ましい。その中心支柱の両端を両キャビティの内側開口部 に挿入する。次いで、キャビティに可融性物質を充填し、それを融解させると、 両リンク半分体及び中心支柱の素材が融解され、それによって中心支柱の両端を 両リンク半分体に溶接した形となる。 米国特許第４，０６７，１８８号は、スチールバーを加熱して楕円形に折り曲 げることによって製造される支柱付きチェーンリンクを開示している。即ち、１ 本のス チールバーを加熱して楕円形に折り曲げ、その両端を楕円の長辺上で突き合せる ことによってチェーンリンクを形成する。支柱は、このようにして形成されたチ ェーンリンク内に挿入し、支柱の一端を、リンクを構成しているバーの突き合わ された両端の側面に当接させる。次いで、チェーンリンクを冷却して収縮させ、 それによって支柱を所定位置に保持させる。次いで、バーの突き合わされた両端 を溶接する。その副次的作用として、支柱の一端もバーの両端の側面に部分的に 溶接され、完成したチェーンリンクが得られる。 米国特許第２，３０２，２６３号は、両端に溝を有する支柱をチェーンリンク の両側辺の間にプレス嵌めし、所定位置に締めつけ保持させることによって得ら れる支柱付きチェーンリンクを開示している。 英国特許第２，１３２，７３３号は、Ｕ字形の陽極部材を支柱の周りに締着し たことを特徴とする支柱付きチェーンリンクを開示している。 ノルウエー特許第１４６，４４２号は、支柱の外側層又は支柱全体を陽極材で 形成したことを特徴とする支柱付きチェーンリンクを開示している。 このように、チェーンリンクに支柱を設けることも、その支柱に電気防食用陽 極を設けことも周知である。これらの既知の解決策は、チェーンが新しいうちは それなりに機能するが、一定期間使用されると、支柱とチェーンリンクの残部と の間の電気的接続が腐蝕と機械的応力 のために劣化する。その結果として、電気防食用陽極とチェーンリンクの間の電 流の流れが阻害され、腐蝕防護作用が低下する。 たとえ支柱が、上記米国特許第４，０６７，１８８号に教示されているように （支柱の一端をチェーンリンクの側面に溶接する態様に）、あるいは米国特許第 ２，３９９，９５３号に教示されているように（支柱の両端をチェーンリンクの 側面に溶接する態様に）取り付けられたとしても、これらの２つの方法による取 付けでは完全な溶接が得られないので、支柱とチェーンリンクとの結合部が腐蝕 及び機械的応力、特に疲労を受ける。そのために、一定期間経過すると、支柱が 弛んでチェーンリンクから外れ、それによって支柱とチェーンリンクの残部との 間の電気的接続が劣化して、電気防食用陽極の機能が低下する。又、上記２つの 方法による取付けによって得られた溶接部は非破壊試験法で点検することが困難 であることも留意すべきである。更に、上記２つの方法によって支柱を取付ける には、比較的直径の大きい支柱を用いなければならず、従って、電気防食用陽極 を取り付けるのが実際上困難になり、スペースの関係から、電気防食用陽極を望 ましいサイズより小さめにしなければならなくなる。 支柱が外れると、電気防食用陽極の機能に不都合が生じるばかりでなく、チェ ーンリンクの疲れ強さを劇的に低下させる結果となり、チェーンがその予測寿命 より早 く破損することになる。発明の概要 本発明の目的は、バーを曲げ加工し、次いで曲げられたバーの両端を突き合せ 溶接することによって製造されるタイプのチェーンリンクを提供することである 。支柱をチェーンリンクの両側辺の間に挿入することにより、その支柱に、チェ ーンが長期間海水中で使用された後でも所期の機能を維持することができる電気 防食用陽極を取り付けることが可能でなければならず、かつ、長期間の使用後も チェーンリンクの疲れ強さが維持されなければならない。従って、本発明の目的 は、鍛造又は鋳造によって製造されたチェーンと同じ特性を有し、しかも、より 安いコストで製造することができるチェーンリンクを提供することである。 この目的は、上述したタイプのチェーンリンクにおいて、特許請求の範囲に記 載された特徴を有するチェーンリンクによって達成される。 即ち、本発明は、２つのループと２つの側辺から成り、２つのループ間の距離 によってチェーンリンクの長さが規定され、２つの側辺間の距離によってチェー ンリンクの幅が規定され、支柱が２つの側辺間に挿入され各側辺に溶接されるチ ェーンリンク及びその製造方法にあり、前記支柱は、チェーンリンクの長手に対 して横断方向に、かつ、チェーンリンクの幅に対して横断方向に薄肉とされた、 チェーンリンクの両側辺に近接する薄肉部分 を有し、それによって、該支柱をチェーンリンクの両側辺に溶接するための溶接 溝を創生する。この溶接溝を埋める溶接材によって形成される、支柱のチェーン リンクの両側辺に対する溶接継目は、チェーンリンクの側辺と支柱の薄肉部分と の接触領域に浸透した溶接材により支柱の全断面積（薄肉部分の全端面）に亙る 通し溶接（全断面積溶接）とされる。 本発明の好ましい実施形態では、上記支柱は、それに電気防食用陽極を取り付 けるのを容易にするために、チェーンリンクの長手方向でみて比較的幅狭とされ た中央本体部分を有する。該支柱は、その幅狭とされた中央本体部分から支柱を 溶接すべきチェーンリンクの両側辺に向けて漸次幅広に遷移していく。 上記チェーンリンクを本発明の方法で製造する場合、まず、チェーンリンクを 、支柱なしのチェーンリンクを製造するのと同じ方法で製造する。即ち、バー又 はワイヤを適当な長さに切断し、その切断されたバー又はワイヤを例えば加熱す ることによって楕円形に折り曲げ、その両端を突き合せて溶接し、チェーンリン クを形成する。従って、本発明によれば、そのチェーンリンクの基礎部材として 標準チェーンリンクを用いることができる。支柱は、別途に製造する。支柱の製 造は、いろいろな方法によって行うことができるが、例えば自動鍛造法による場 合、支柱をブランクから鍛造して直接その最終形状（本発明による上述した形状 ）に形成することができる 。次いで、得られた支柱をチェーンリンクに嵌めて、適当な器具によって一時的 に所定位置に保持する。その後、支柱を適当な自動溶接法又は手作業でチェーン リンクに溶接する。 本発明による好ましい製造方法では、チェーンリンクの機械的特性を向上させ るために、支柱をチェーンリンク（の両側辺間）に挿入して溶接した後、該チェ ーンリンクを熱処理する。 最後に、上記電気防食用陽極を取り付ける。電気防食用陽極の取り付けは、例 えば、クランプ締めつけ、溶接、鋳造、又はねじ止めによって行うことができる 。電気防食用陽極の好ましい取り付け方法は、鋳造による方法である。なぜなら 、鋳造による取り付け方法は、自動化に適しているばかりでなく、支柱と電気防 食用陽極との間に良好な接触が得られ、従って、良好な電気的接続が得られるか らである。 本発明のチェーンリンクをチェーンとして組立てるのは、周知の方法で行うこ とができ、そのような組立て方法は、本発明の対象ではないので、ここでは説明 しない。 叙上のように、本発明の方法によれば、バーを曲げ加工し、次いで曲げられた バーの両端を突き合せ溶接することによって製造されるタイプのチェーンリンク において、支柱をチェーンリンクに挿入して溶接することにより、チェーンリン クの残部との良好な電気的接触を維持 する電気防食用陽極を設けることができる。 又、本発明に従って支柱をチェーンリンクに挿入して溶接することにより、支 柱とチェーンリンクの両側辺との間の溶接部の疲れ強さを向上させることができ る。それによって、チェーンが長期間使用されても、支柱が弛んだり、チェーン リンクから外れたりすることがないので、支柱とチェーンリンクの残部との間、 従って、電気防食用陽極とチェーンリンクとの間の電気的接触が維持され、腐蝕 防止作用が維持される。又、支柱が弛むのを防止することにより、チェーンリン クの疲れ強さが維持される。 又、本発明に従って支柱をチェーンリンクに挿入して溶接することにより、従 来周知の溶接方法によって形成されたチェーンリンクに比べて品質むらのないチ ェーンリンクが得られる。なぜなら、リンクの両端を突き合せ溶接することを主 目的とした溶接工程によって支柱をチェーンリンクに溶接する従来の方法とは異 なり、本発明においては、支柱をチェーンリンクに挿入して溶接することだけを 目的とした溶接工程によって支柱を溶接するからである。更に、本発明によれば 、チェーンリンクに対する支柱の溶接は完全通し溶接（全断面溶接）となるので 、溶接部を例えば超音波検査やＸ線検査等の非破壊検査によって点検することが できるという利点も得られる。 かくして、本発明によれば、鋳造又は鍛造によって製 造された場合と同様に支柱がチェーンリンクと一体化されており、しかも、鋳造 又は鍛造による場合よりより安いコストで製造することができるチェーンリンク が提供される。 以下に、本発明を添付図を参照してその実施形態に基づいてより詳しく説明す る。図面の簡単な説明 図１は、本発明によるチェーンリンクの平面図である。 図２は、図１の線II−IIに沿ってみた断面図である。 図３は、図１の線III−IIIに沿ってみた断面図である。 図４は、電気防食用陽極を取り付けた本発明によるチェーンリンクの平面図で ある。 図５は、図４の線Ｖ−Ｖに沿ってみた断面図である。発明を実施するための最良の形態 理解を容易にするためにすべての図面において対応する部品は同じ参照番号で 示されている。 図１を参照して説明すると、本発明によるチェーンリンク１は、２つのループ ２ａ，２ｂと、２つの側辺３ａ，３ｂと、支柱５とから成る。チェーンリンク１ は、その一方の側辺３ｂにおいて両端を突き合わせた状態で溶接部４において互 いに接合されている。溶接部４は、完 全通し溶接（全断面積溶接）である。 図３に示されるように、支柱５は、その後述する中央本体部分８に比して、チ ェーンリンクのそれぞれ対応する側辺３ａ，３ｂに近接する部分７，７がくさび 状に薄肉にされて溶接溝を創生しており、その溶接溝を埋める溶接材によって、 支柱５とチェーンリンクの両側辺３ａ，３ｂとの間に通し溶接継目即ち通し溶接 部６が形成される。即ち、この溶接溝は、図３にみられるように、くさび状の薄 肉部分７の表面とチェーンリンクの対応する側辺３ａとによって画定され、図１ の線III−IIIに沿ってみた断面図である図３ではほぼ三角形の断面形状を有して いる。この溶接溝に満たされた溶接材によって形成された溶接継目６は、図３に 黒色で示されている。支柱５は、その薄肉部分７，７の外端を対応するチェーン リンクの側辺３ａ，３ｂに当接させて上記溶接溝に溶接材を充填することにより 溶接材がチェーンリンクの側辺と支柱の薄肉部分の端面との接触領域に浸透し、 完全通し溶接によってチェーンリンクに溶接される。 支柱５は、その薄肉部分７と７の間に薄肉部分７より幅狭とされた中央本体部 分８を有する。本体部分８は、幅狭とされていることによって、その外周に巻き つけるようにして電気防食用陽極（ガルバーニ陽極）９を取り付けるためのスペ ースが得られる。 図２には、本体部分８の断面が示されている。図に示されるように、本体部分 ８は、ガルバーニ陽極９を取り 付けたときそれとの間に良好な電気的接触が得られるように断面十字形とされて いる。 図４及び５は、支柱５の中央本体部分８の外周に鋳造によって電気防食用陽極 ９を付設した本発明のチェーンリンクを示す。図５に示されるように、電気防食 用陽極９は、支柱５の中央本体部分８の周りに密に嵌着しており、それによって 、電気防食用陽極９と支柱５との間に最良の電気的接続を設定している。図４は 、支柱５の両端部分７，７と電気防食用陽極９との間の幾何学的（位置関係）を 示す。支柱５の両端部分７，７と電気防食用陽極９は、チェーンの構成において 隣接する別のチェーンリンクのループを通すための空間内へほぼ同じ距離だけ突 出している（図４参照）。 以上、本発明を特定の実施形態に関連して説明したが、本発明は、特許請求の 範囲内においていろいろに変型することができる。図示の実施形態においては、 支柱の部分７の形状は、該部分７の肉厚が支柱の側辺に対する溶接部６から支柱 の中央本体部分８にまで漸次連続的に増大するようになされている。なぜなら、 そのような形状は、応力の分散という点で有利であるからである。このような肉 厚の増大とともに、部分７の幅は、溶接部６から中央本体部分８に向かって漸次 連続的に減小されている（図１参照）。しかしながら、部分７のこのような遷移 形状は、例えば湾曲形状や肉厚が段階的に変化する形状等の他の態様に設計する こともできる。例えば支柱 がバーで製造され、支柱の部分７がクランプ締めつけ／圧縮工程によって付形さ れる場合は、部分７は、例えば湾曲形状や段階的に変化する形状とすることが有 利な場合がある。支柱の中央本体部分８は、電気防食用陽極９との良好な電気的 接触を得るために図示の実施形態では断面十字形とされているが、本体部分８も 、断面円形又は長方形等の他の形状とすることができることはいうまでもない。 本発明のチェーンリンク製造方法の変型例として、チェーンリンクを形成する バーブランク（バー素材）を加熱しながら折り曲げて突合せ溶接し、次いで、そ のチェーンリンクを加熱状態に保持したまま支柱をチェーンリンクの両側辺間に 挿入する。その状態で、チェーンリンクをその両側辺の外側から軽く押圧して支 柱を所定位置に一時的に保持し、その間に支柱をその所定位置に溶接する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．２つのループ（２ａ，２ｂ）及び２つの側辺（３ａ，３ｂ）と、それら の側辺（３ａ，３ｂ）の間に溶接された支柱（５）とから成り、該２つのループ （２ａ，２ｂ）間の距離によってチェーンリンク（１）の長さが規定され、該２ つの側辺（３ａ，３ｂ）間の距離によってチェーンリンク（１）の幅が規定され ているチェーンリンク（１）であって、 前記支柱（５）を該チェーンリンクの前記各側辺（３ａ，３ｂ）に溶接するた めの溶接溝を創生するために、該支柱の、該各側辺（３ａ，３ｂ）に近接する部 分（７）は、該チェーンリンクの長手に対して横断方向に、かつ、チェーンリン クの幅に対して横断方向に薄肉にされており、それによって該支柱と該チェーン リンクの各側辺（３ａ，３ｂ）との溶接部（６）が、該支柱の各側辺（３ａ，３ ｂ）に対する接触領域において該支柱の全断面に亙る通し溶接とされていること を特徴とするチェーンリンク。 ２．前記支柱（５）は、該チェーンリンク（１）の長手方向でみて比較的幅 狭とされた中央部分（８）を有しており、該支柱は、該チェーンリンクの各側辺 （３ａ，３ｂ）に向かって漸次幅広となる前記部分（７）へ遷移していることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載のチェーンリンク。 ３．該チェーンリンク（１）は、前記支柱（５）が 該チェーンリンクに溶接された後、熱処理されていることを特徴とする請求の範 囲第１項又は２項に記載のチェーンリンク。 ４．前記支柱（５）の外周に電気防食用陽極が取り付けられていることを特 徴とする請求の範囲第１〜３項のいずれか１つに記載のチェーンリンク。 ５．２つのループ（２ａ，２ｂ）及び２つの側辺（３ａ，３ｂ）と、それら の側辺（３ａ，３ｂ）の間に溶接された支柱（５）とから成り、該２つのループ （２ａ，２ｂ）間の距離によってチェーンリンク（１）の長さが規定され、該２ つの側辺（３ａ，３ｂ）間の距離によってチェーンリンク（１）の幅が規定され ているチェーンリンク（１）を製造する方法であって、 前記支柱の、該チェーンリンクの前記各側辺（３ａ，３ｂ）に近接する部分（ ７）を、該チェーンリンクの長手に対して横断方向に、かつ、チェーンリンクの 幅に対して横断方向に薄肉にし、それによって該支柱（５）を該チェーンリンク の各側辺（３ａ，３ｂ）に溶接するための溶接溝を創生し、該支柱を該チェーン リンクの各側辺（３ａ，３ｂ）に完全通し溶接によって溶接することを特徴とす るチェーンリンク製造方法。 ６．前記支柱（５）に該チェーンリンク（１）の長手方向でみて比較的幅狭 とされた中央部分（８）を形成し、該支柱が該チェーンリンクの各側辺（３ａ， ３ｂ）に向かって漸次幅広となる前記部分（７）へ遷移するよ うに形成し、該チェーンリンクのループ（２ａ，２ｂ）及び側辺（３ａ，３ｂ） の製造を完成した後、前記支柱（５）をチェーンリンクの側辺（３ａ，３ｂ）の 間に溶接することを特徴とする請求の範囲第５項に記載のチェーンリンク 製造 方法。 ７．前記支柱（５）をチェーンリンクの側辺（３ａ，３ｂ）の間に溶接した 後該チェーンリンクを熱処理することを特徴とする請求の範囲第５項又は６項に 記載のチェーンリンク製造方法。 ８．前記支柱（５）をチェーンリンクの側辺（３ａ，３ｂ）の間に溶接した 後、該支柱（５）の外周に鋳造、溶接又はクランプ締めつけによって電気防食用 陽極を取り付けることを特徴とする請求の範囲第６〜７項のいずれか１つに記載 のチェーンリンク製造方法。