12Bローラーチェーンの製造工程

12Bローラーチェーン製造プロセス：産業用トランスミッションコア部品の精密生産ロジックを公開

12Bローラーチェーンは、幅広い動力範囲、安定した負荷容量、そして設置とメンテナンスの容易さを特徴とし、世界の産業用伝動・マテリアルハンドリング分野において、鉱山機械、農業機械、組立ラインの搬送システムに不可欠な伝動装置となっています。高負荷・高頻度運転下における12Bローラーチェーンの長期的な信頼性は、厳格で高度な製造プロセスにかかっています。原材料の選定から完成品の出荷に至るまで、あらゆる工程における綿密な管理が、チェーンの寿命、伝動効率、そしてリスク耐性を決定づける重要な要素となっています。本日は、12Bローラーチェーンの製造プロセス全体を深く掘り下げ、この「高品質チェーン」を支える技術的な詳細を解説します。

1. プロセスの基礎：12Bローラーチェーンの標準的な位置決めと材料選択ロジック

プロセスの詳細を掘り下げる前に、まず12Bローラーチェーンの「プロセスベンチマーク」を明確にすることが重要です。ANSI B29.1（米国チェーン規格）およびISO 606（国際チェーン規格）に準拠した伝動チェーンとして、ピッチ（19.05mm）、ローラー径（11.91mm）、内径セグメント幅（12.57mm）といった主要寸法は標準化・固定されています。このプロセスの核心は、これらの基準を満たしながら、材料と加工技術を通じて最大限の性能を引き出すことです。

1. プロセス適合性を考慮したコア材料の選択

12B ローラー チェーンのさまざまなコンポーネントでは、負荷シナリオが異なるため、異なる材料と前処理プロセスが必要です。

ピンとローラー：チェーン伝動のコア部品として衝撃と摩擦に耐えるため、SUJ2高炭素クロム軸受鋼（国内GCr15鋼に相当）が選定されています。この材料は、まず「球状化焼鈍」と呼ばれる前処理を施す必要があります。これは、鋼を780～820℃で4～6時間加熱した後、500℃以下まで徐冷する処理です。この処理により、材料の硬度が低下し（ブリネル硬度≤207HB）、被削性が向上します。また、その後の熱処理工程で均一なミクロ組織を形成するため、焼入れ時の割れを防止します。

チェーンプレートとブッシング：チェーンプレートは引張荷重に耐える必要があるため、ST52-3低炭素合金構造用鋼（引張強度520MPa以上）を使用しています。「焼入れ焼戻し」処理（焼入れ後に高温焼戻し）により硬度はHB220～250にまで高められ、引張強度と一定程度の靭性を確保し、破損を防止します。ブッシングは20CrMnTi浸炭鋼を使用し、その後浸炭処理を施すことで表面硬度を高め、ピンとの摺動摩擦に耐えます。

II. コア製造プロセス：「原材料」から「チェーンリンク」への精密変換

12B ローラーチェーンの製造には 8 つのコアプロセスが含まれ、各プロセスでは精度とパフォーマンスを確保するためにプロセスパラメータを厳密に制御する必要があります。

1. 原材料の前処理：加工の準備

錆と油分の除去：工場に搬入されたすべての鋼材は、まずアルカリ脱脂槽（50～60℃、15～20分浸漬）に通して表面の油分を除去します。次に、塩酸（濃度15～20%、室温で8～12分浸漬）で酸洗し、スケールを除去します。最後に、不純物が後の加工精度に影響を与えないように、きれいな水で洗い流し、乾燥させます。

精密切断：部品のサイズに応じて、CNCソーイングまたはレーザー切断を用いて切断します。ピン切断長さの公差は±0.1mm以内に抑える必要があり、チェーンプレート切断では、後続のスタンピング加工時の変形を防ぐため、アスペクト比の偏差を0.05%以下に抑える必要があります。

2. 主要部品の精密加工：ミリ単位の精度

チェーンプレートの打ち抜き加工とパンチング加工：チェーンプレートの打ち抜き加工とパンチング加工は、CNCパンチプレス機の「連続順送金型」を用いて行われます。まずチェーンプレートの外形をパンチング加工し、次に両端にピン穴を開けます。ピンとの正確な嵌合を保証するため、穴位置公差はH7（公差範囲0～0.018mm）に、穴中心間距離誤差は0.05mm以下に抑える必要があります。打ち抜き加工後は、鋭利なエッジによる作業者の怪我や組立作業の妨げを防ぐため、バリ取り（砥石または振動研削を使用）が必要です。ローラー冷間鍛造：SUJ2鋼は、マルチステーション冷間鍛造機を用いてワンステップで成形されます。まずワイヤーを鍛造し、次にローラー形状に押し出し、最後にパンチング加工（スリーブへの挿入）を行います。冷間鍛造工程では、金型温度（≤200°C）と圧力（300〜400 MPa）を制御して、ローラーの真円度誤差が≤0.03mmであることを保証し、動作中の偏心摩耗を防止する必要があります。
ピン仕上げ：ピンはまずセンターレスグラインダーを用いて粗研磨（外径公差±0.05mm）し、次に円筒研削盤を用いて最終寸法（公差H8、0～0.022mm）まで精研磨します。表面粗さはRa≤0.8μmを維持します。この滑らかな表面はスリーブとの摺動摩擦を低減し、スリーブの寿命を延ばします。

3. 熱処理：部品に「強靭なコア性能」を与える
チェーンプレートの焼戻し：プレス加工後、チェーンプレートは連続焼入れ炉に入れられ、850～880℃で30分間保持された後、油焼入れされます。その後、焼戻し炉に入れられ、550～600℃で2時間保持されます。最終的な硬度はHB220～250に達し、引張強度は800MPa以上に向上し、12Bチェーンの定格引張荷重（18.8kN以上）に耐えられるようになります。ピン・ローラー焼入れ＋低温焼戻し：SUJ2ピン・ローラーをメッシュベルト焼入れ炉で830～850℃（25分保持）に加熱後、油焼入れし、160～180℃で2時間低温焼戻しすることで、表面硬度HRC58～62、芯部硬度HRC30～35を実現します。「外側は硬く、内側は強靭」な構造により、摩耗に強く、衝撃を緩和し、破損を防止します。スリーブ浸炭焼入れ：20CrMnTiスリーブを浸炭炉に入れ、メタノールとプロパン（浸炭剤）を用いて920～940℃で4～6時間加熱し、表面炭素量を0.8％～1.2％にします。その後、スリーブを焼入れ（850℃油冷）、低温焼戻し（180℃）します。得られた表面硬度はHRC 58〜62、浸炭層の深さは0.8〜1.2mmとなり、スリーブとピンの摩擦寿命が効果的に延長されます。

4. モジュラーアセンブリ：チェーン全体の調整の確保

インナーリンクとアウターリンクの組立：インナーリンクは、スリーブ、ローラー、インナーリンクプレートで構成されています。まず、スリーブをインナーリンクプレートのピン穴に圧入します（締まりばめ、圧入力5～8kN）。次に、ローラーをスリーブに押し付けます（すきまばめ、すきま0.02～0.05mm）。アウターリンクは、ピンとアウターリンクプレートで構成されています。ピンはアウターリンクプレートの穴に圧入します（締まりばめ）。圧入後、動作中の引っ掛かりを防止するため、直角度（偏差≤0.5°）を確認してください。
チェーンの完全組立とプレストレッチ：内側リンクと外側リンクをピンで固定し、チェーン全体を形成します。その後、「プレストレッチ処理」として、専用の引張試験機を用いて定格荷重の80%（約15kN）の引張力を30分間加えます。これによりチェーンの初期伸びが抑制され、各コンポーネント間の密着性が向上します。これにより、後続の伸びを0.5%以内に抑えることができます（業界平均は1%～1.5%）。

III. 品質管理プロセス：不良品を排除するための全工程検査

輸出向け12Bローラーチェーンは、国際規格への適合性を保証するために多次元試験を受けています。主な試験手順は以下のとおりです。

1.寸法精度検査

チェーンプレートの穴中心距離、ピンシャフトの外径、ローラー径などの主要寸法は、三次元座標測定機（CMM）を用いて検査されます。バッチごとに20個をランダムにサンプリングし、100%の合格率を達成しています。

ピッチゲージはチェーンのピッチを検査するために使用されます。スプロケットとの正確な噛み合いを確保するため、1メートルあたりのピッチ偏差は0.3mm以下でなければなりません。

2. 機械的特性試験
引張強度試験：チェーンは引張試験機で破断するまで張力をかけられます。過負荷時の安全性を確保するため、破断荷重は28.2kN以上（定格荷重18.8kNを大幅に超える）である必要があります。
疲労寿命試験：チェーンを「チェーン疲労試験機」に取り付け、定格荷重の50%（約9.4kN）を1500r/minの速度で負荷します。疲労寿命は500時間以上（業界標準は300時間）で、長期の高負荷条件下での信頼性をシミュレートする必要があります。

3. 表面品質検査

表面粗さ計を使用してピンとローラーの表面を検査します。Ra 値は ≤0.8μm でなければなりません。

表面処理（例：亜鉛メッキ、黒染め）を検査します。亜鉛メッキ層の厚さは8μm以上で、48時間塩水噴霧試験（中性塩水噴霧、5% NaCl溶液）後も錆が発生しないことが条件となります。黒染め処理は均一で斑点がなく、密着性はGB/T 10125規格を満たしている必要があります。

IV. 職人技の価値: 高品質の職人技が 12B ローラーチェーンの市場競争力を高めるのはなぜでしょうか?

12B ローラーチェーンの技術的利点は、価値に直接反映されます。

長寿命: SUJ2 材質と精密熱処理を採用したこのチェーンは、平均耐用年数が 8,000 ～ 10,000 時間に達し、従来のチェーン (5,000 ～ 6,000 時間) よりも 40% 以上長くなり、交換コストとダウンタイムを削減します。

より安定した伝動：ミリメートルレベルの寸法精度と事前伸張により、動作中のチェーンの振れが ≤0.1mm に抑えられ、98% を超える伝動効率が維持されるため、繊維機械や自動組立ラインなどの高速用途に適しています。

幅広い適応性：オプションの表面処理（亜鉛メッキ、黒色化処理、リン酸塩処理）とカスタマイズされた熱処理ソリューション（低温環境向けの低温焼戻しなど）により、多様な動作要件に対応します。例えば、亜鉛メッキチェーンは食品加工工場での防錆に、リン酸塩処理チェーンは鉱山機械での防塵・耐摩耗に使用できます。

結論：職人技こそが12Bローラーチェーンの「隠れた競争優位性」である

世界の12Bローラーチェーン市場において、「低価格」はもはやコアな強みではありません。海外のお客様の信頼を獲得するには、「工程精度」と「性能安定性」が鍵となります。原材料選定における厳格な基準から、製造工程におけるミリ単位の管理、そして徹底した出荷前検査に至るまで、あらゆる工程において製品の信頼性へのコミットメントが貫かれています。