(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質無機材料からなるベース被覆中に前記硬質無機材料とは異なった硬質無機材料からなる粒子を分散点在させるとともに、前記分散点在する粒子の一部を被覆表面に露出させた耐摩耗性被覆物を被覆したサイレントチェーンであって、
前記ベース被覆を構成する硬質無機材料がバナジウム炭化物、クロム炭化物またはチタン炭化物であり、前記分散点在する粒子を構成する硬質無機材料が酸化アルミニウム、シリコン酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とするサイレントチェーン。
【請求項２】
前記耐摩耗性被覆物が粉末パック法による拡散浸透処理により形成され、前記ベース被覆の硬質無機材料がバナジウム炭化物であり、前記分散点在する粒子がアルミニウム酸化物であることを特徴とする請求項１に記載のサイレントチェーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や自動二輪車等の動力伝達用チェーンとして用いられるサイレントチェーンに関し、特に、表面に耐摩耗性被覆物を被覆したサイレントチェーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、高速及び高荷重条件下で使用される動力伝達用チェーンにサイレントチェーンが用いられている。このサイレントチェーンは、図３に示すように片側が二股状に形成されたリンクプレートＰを多数重ねて連結ピンＱで連結したものであり、外股噛み合いのサイレントチェーンにおいては、前記二股状の部分の両外側の２つの面Ｒ１が、また、内股噛み合いのサイレントチェーンにおいては、前記二股状の部分の内側の２つの面Ｒ２が、スプロケットの歯との噛み合い面となって密着して伝動し、チェーンのピッチが伸びても、リンクプレートとスプロケットとの密着状態が保たれるため騒音が少なく、高速運転や静粛運転を必要とする場合に適している。
【０００３】
このようなサイレントチェーンは、動力伝達時に高速及び高荷重条件下で使用されるため、チェーンの摺動面にＣＶＤ、ＰＶＤ、溶射、拡散浸透法等により炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化バナジウム（ＶＣ）等の硬質無機材料の被覆を施し、耐摩耗性を向上させることが行われている。
また、サイレントチェーンの表面にクロマイジング処理を施すことによって、チェーン表面に、靭性を維持しつつ硬度を向上させたクロム炭化物の粒子が分散したクロム−鉄合金層を形成して耐摩耗性を向上させることも提案されている（特開昭５７−８５９６７号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような硬質無機材料の被覆をサイレントチェーンの表面に施した場合には、被覆面における荷重、滑り速度が極端に大きかったり、被覆面において潤滑油を長期にわたって使用することによって摩耗粉等の異物が増加した時には、被覆面が境界潤滑状態となり温度が上昇し、それによって被覆面の酸化が発生し、十分な耐摩耗効果が得られないという課題が生じていた。
【０００５】
また、特開昭５７−８５９６７号公報に記載されているように、サイレントチェーンの表面にクロマイジング処理を施すことによってチェーン表面にクロム炭化物の粒子が分散したクロム−鉄合金層を形成した場合には、クロム炭化物の粒子により硬度を向上させているものの、ベース被覆層を構成するクロム−鉄合金層が金属であるため、耐摩耗性の点で十分でなかった。さらに、近年、エンジンの高回転化や長寿命化の要求から、サイレントチェーンに対して、更なる耐摩耗性が要求されている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、前述したような従来の耐摩耗性被覆物層における問題点を解決し、潤滑油の保油特性と耐摩耗性に優れたサイレントチェーンを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本請求項１に係る発明は、硬質無機材料からなるベース被覆中に前記硬質無機材料とは異なった硬質無機材料からなる粒子を分散点在させるとともに、前記分散点在する粒子の一部を被覆表面に露出させた耐摩耗性被覆物を被覆したサイレントチェーンであって、前記ベース被覆を構成する硬質無機材料がバナジウム炭化物、クロム炭化物またはチタン炭化物であり、前記分散点在する粒子を構成する硬質無機材料が酸化アルミニウム、シリコン酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物から選ばれた少なくとも１種としたことである。
【０００８】
また、本請求項２に係るサイレントチェーンは、前記耐摩耗性被覆物が粉末パック法による拡散浸透処理により形成され、前記ベース被覆の硬質無機材料がバナジウム炭化物であり、前記分散点在する粒子がアルミニウム酸化物であることによって、前記課題をさらに解決するものである。
【０００９】
特に、耐摩耗性被覆物を連結ピン表面に適用したサイレントチェーンの場合、サイレントチェーンが屈曲することにより発生する連結ピンとリンクプレートとの間の摩耗を抑制し、サイレントチェーンを使用することにより発生するチェーンの経時的な摩耗伸び量を少なくし、さらに、チェーン寿命を向上させることができる。
【００１０】
なお、本発明においては、分散粒子として、シリコン酸化物、チタン酸化物及びクロム酸化物から選ばれた二種類以上を用いることも可能である。
【００１１】
さらに、被覆を形成する母材としては、通常のサイレントチェーンの構成部材である鋼材等の金属部材であれば特に問題なく適用可能である。
【００１２】
【作用】
本請求項１のサイレントチェーンによれば、被覆された耐摩耗性被覆物がバナジウム炭化物、クロム炭化物またはチタン炭化物からなるベース被覆中に前記硬質無機材料とは異なった硬質無機材料である酸化アルミニウム、シリコン酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物から選ばれた少なくとも１種からなる粒子を分散点在させるとともに、前記分散点在する粒子の一部を被覆表面に露出させたことによって、それぞれの硬質無機材料が互いの特性を補完し合うように作用する。
また、ベース被覆材料及びベース被覆材料中に分散点在させた粒子がともに炭化物や酸化物のような硬質無機材料で構成されているために、ベース被覆材料と分散点在させた無機硬質材料粒子との界面に微小な隙間が形成され、この微小な隙間に潤滑油等が浸透して保液性が向上し、被覆表面の低摩耗化に寄与する。
【００１３】
また、本請求項２に係るサイレントチェーンによれば、耐摩耗性被覆物が粉末パック法による拡散浸透処理により形成され、ベース被覆を構成する硬質無機材料をバナジウム炭化物とし、ベース被覆中に分散点在させる硬質無機材料の粒子をアルミニウム酸化物粒子とすることによって、バナジウム炭化物が有する高硬度性とアルミニウム酸化物の有する耐酸化性が相乗的に作用し、耐摩耗性が飛躍的に向上する。
【００１４】
そのため、耐摩耗性被覆物がサイレントチェーンの表面の少なくとも一部に形成されていることによって、高温、酸化雰囲気（大気雰囲気）という過酷な動力伝達環境下においても、長期間にわたって耐摩耗性を維持し、サイレントチェーンの長寿命化に寄与する。
特に、潤滑油によって湿潤された状態で使用されるサイレントチェーンにおいては、耐摩耗性被覆物が有する保液性と相まって、他の表面被覆材料にはみられない優れた耐摩耗性を発揮する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の耐摩耗性被覆物を被覆したサイレントチェーンの実施の形態について説明する。
【００１６】
【実施例】
図１は、本実施例の耐摩耗性被覆物１０をサイレントチェーンの表面に形成した際の断面概略図を示している。図中の符号１１は、サイレントチェーンの連結ピン等に本実施例の耐摩耗性被覆物が形成される母材断面を示している。また、符号１２は、サイレントチェーンの連結ピン等と接触摺動するリンクプレート等の相手摺動材の断面を示している。符号１０ａは、耐摩耗性被覆物を構成する硬質無機材料からなるベース被覆を示しており、ここでは、炭化バナジウムを用いている。一方、符号１０ｂは、前記ベース被覆１０ａ中に分散点在させた粒子であり、ここでは、アルミニウム酸化物からなる粒子を用いている。図の上下に示した白抜きの矢印は、母材１１と相手摺動材１２の摺動方向を示している。
【００１７】
図１から明らかなように、本実施例の耐摩耗性被覆物１０は、炭化バナジウムからなるベース被覆１０ａ中にアルミニウム酸化物からなる粒子１０ｂを分散点在しているとともに、前記分散点在する粒子１０ｂの一部が被覆表面に露出している。
【００１８】
また、前記母材１１表面上に耐摩耗性被覆物１０を形成する方法は、特に限定されるものではないが、本実施例では、粉末パック法による拡散浸透処理において、粉末中にアルミニウム酸化物粒子を加えることにより形成した。
【００１９】
上記実施例における耐摩耗性被覆物の摩耗特性を調べるため、次のような摩耗試験を実施した。母材上に粒子径が１μｍ以下の球形のアルミニウム酸化物粒子が均一に分散点在したバナジウム炭化物被覆を１５μｍを形成した（実施例）。なお、本実施例との比較のために、前記と同じ材質の母材上にバナジウム炭化物の単層の被膜を１５μｍを形成した（比較例）。これらの被覆が形成された母材を往復動摩擦試験機にセットし、負荷加重６３７Ｎ、滑り速度０．６ｍ／ｓで約２０時間往復動させたときの摩耗量を測定した。
【００２０】
図２に示す試験結果から明らかなように、アルミニウム酸化物粒子を分散点在させたバナジウム炭化物被覆は、バナジウム炭化物単層被覆に比べて格段に摩耗量が少なくなっている。
【００２１】
このようにして得られた本実施例のサイレントチェーンの表面に形成した耐摩耗性被覆物１０は、従来のような金属材料からなるベース被覆中に硬質無機材料の粒子を分散点在させた耐摩耗性被覆物では生じにくい、保油性を発揮するための隙間を形成することができるので、この微小な隙間に潤滑油等が浸透して保液性が向上し、優れた耐摩耗性を発揮することができる。
【００２２】
なお、上述した実施例では、バナジウム炭化物のベース被覆中に球形のアルミニウム酸化物粒子を分散点在させた例について説明したが、ベース被覆及びベース被覆中に分散点在させる粒子として用いる硬質無機材料の組み合わせは、これに限られるものではなく、ベース被覆材料としては、バナジウム炭化物以外にクロム炭化物、チタン炭化物を用いることができ、分散粒子としては、アルミニウム酸化物以外にもシリコン酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物から選択することが可能である。また、本実施例における分散粒子として、アルミニウム酸化物、シリコン酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物から選択された二種類以上を用いることも可能である。そして、このような分散粒子の形状については、本実施例のような球形のほか、板状、多角粒子状、繊維状などのいずれの形状であっても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のサイレントチェーンによれば、上述したような構成を備えているために、以下のような本発明に特有な効果を奏する。
【００２４】
まず、本請求項１に係るサイレントチェーンによれば、被覆した耐摩耗性被覆物が、バナジウム炭化物、クロム炭化物またはチタン炭化物からなる硬質無機材料のベース被覆中に前記硬質無機材料とは異なった酸化アルミニウム、シリコン酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物から選ばれた少なくとも１種の酸化物からなる硬質無機材料の粒子を分散点在させるとともに、前記点在する粒子の一部を被覆表面に露出させたことによって、それぞれの硬質無機材料が互いの特性を補完し合うように作用するため、当該硬質無機材料を単独で用いた場合と比較すると、耐摩耗性を飛躍的に向上させることができ、また、ベース被覆材料と分散点在させた無機硬質材料粒子との界面に形成される微小な隙間に潤滑油等が浸透するため、保液性が向上して被覆物の摩耗が著しく抑制される。
【００２５】
本請求項２に係るサイレントチェーンによれば、本請求項１のサイレントチェーンが奏する効果に加えて、耐摩耗性被覆物を粉末パック法による拡散浸透処理により形成するとともに、ベース被覆を構成する硬質無機材料をバナジウム炭化物とし、ベース被覆中に分散点在させる硬質無機材料の粒子をアルミニウム酸化物粒子とすることによって、バナジウム炭化物が有する高硬度性とアルミニウム酸化物の有する耐酸化性が相乗的に作用し、耐摩耗性がさらに向上する。
【００２６】
そのため、長期間にわたって耐摩耗性を維持することができ、サイレントチェーンの寿命が飛躍的に向上する。特に、潤滑油によって湿潤された状態で使用されるサイレントチェーンにおいては、耐摩耗性被覆物が有する保液性と相まって、他の表面被覆材料にはみられない優れた耐摩耗性が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の耐摩耗性被覆物の断面概略図。
【図２】  本発明の耐摩耗性被覆物の摩耗試験結果を示す図。
【図３】  サイレントチェーンの構造を示す斜視図。
【符号の説明】
１０    ・・・  耐摩耗性被覆物
１０ａ  ・・・  ベース被覆
１０ｂ  ・・・  硬質無機粒子
１１    ・・・  母材
１２    ・・・  相手摺動材
【図１】
0003719971.tif 000002
【図２】
0003719971.tif 000003
【図３】
0003719971.tif 000004