(57)【要約】【課題】  プーリの表面に錆を発生させず、プーリの回転性能を維持することができる自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットを提供する。【解決手段】  自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットであって、プーリユニットのプーリは、冷延圧延鋼板をプレス加工することで成形され、プーリの表面には、金属亜鉛層とクロム酸化物の化成処理層が形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットであって、
前記プーリユニットのプーリは、冷延圧延鋼板をプレス加工することで成形され、
前記プーリの表面には、金属亜鉛層とクロム酸化物の化成処理層とが形成されることを特徴とする自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニット。
【請求項２】
前記プーリの表面には、前記金属亜鉛層と、その表面にシリカ化合物を含有するクロム酸化物の化成処理層が形成されることを特徴とする請求項１に記載の自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットに関し、特に、プーリの表面が防錆力を備えた自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オルタネータやエアーコンプレッサー等のエンジン周り補機は、エンジンのクランクと繋がれたベルトによって駆動される。また、このベルトの周囲には、ベルトの張力やレイアウトを自在にする為のテンションプーリおよびアイドラプーリユニットが使用される。
【０００３】
図３に示すように、クランク用動力伝達用プーリユニット２０に巻き掛けたベルト１００は、パワーステアリング用動力伝達用プーリユニット３０、ウォーターポンプ用動力伝達用プーリユニット４０、エアーコンプレッサー用動力伝達用プーリユニット５０、オルタネータ用動力伝達用プーリユニット６０、アイドラ用動力伝達用プーリユニット７０、テンショナ用動力伝達用プーリユニット８０に巻き掛けられる。これらのプーリユニットは、充分なる強度を有するのは当然な事ながら、長時間の使用に際して粉塵、泥水等が掛かっても著しい錆等が発生しない事が要求されている。
【０００４】
これらプーリユニットの防錆処理としては、電着カチオンや電気亜鉛めっきの上にクロメート処理が施されているのが一般的である。ところが、従来の表面処理には、環境負荷物質である鉛や六価クロムが含有しているという問題点があった。鉛や六価クロムは発癌性物質である疑いが強く、ＥＬＶ指令では２００７年７月より使用禁止になっている。
【０００５】
具体的に、従来の手法では、プーリの表面に、亜鉛又は亜鉛合金からなる皮膜を形成させ、上記皮膜の表面に環境に有害なクロメート皮膜を形成させ、その犠牲防食による亜鉛の溶出を六価クロム化合物によって防いでいる。また、このような従来の手法は、転がり軸受においても知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、耐食性を有するプーリユニットとして、ニッケルめっき等のめっき処理を行ったり、ＳＵＳ４４０Ｃ、ＳＵＳ６３０等のステンレス鋼板を用いたプーリユニットや非鉄材料を用いたプーリユニットが知られている。
【特許文献１】特許第３５３２６７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記ステンレス鋼、非鉄材料を用いたプーリユニットはコストの面で問題があり、使用箇所が限定される。これに対し、ニッケルめっき等のめっき処理を行ったプーリユニットは、コスト面の問題は有していないが、上記ニッケルめっきの処理を行った場合には、ニッケルめっきにピンホールが生じやすいため、その部分から腐食が生じ易い。また、プーリの全表面に亜鉛めっきを施した動力伝達用プーリは、環境負荷物質である鉛や六価クロムを削除すると、錆等が発生しやすくなり動力伝達用プーリ機能が阻害される。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プーリの表面に錆を発生させず、プーリの回転性能を維持することができる自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、下記構成によって達成される。
（１）  自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットであって、
前記プーリユニットのプーリは、冷延圧延鋼板をプレス加工することで成形され、
前記プーリの表面には、金属亜鉛層とクロム酸化物の化成処理層とが形成されることを特徴とする自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニット。
（２）  前記プーリの表面には、前記金属亜鉛層と、その表面にシリカ化合物を含有するクロム酸化物の化成処理層が形成されることを特徴とする（１）に記載の自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニット。
【００１０】
即ち、本発明は、動力伝達用プーリの表面に亜鉛又は亜鉛合金からなる金属亜鉛層を形成し、上記金属亜鉛層の表面にクロム酸化物の化成処理層を形成したものであり、また、シリカコロイドをクロム酸化物に含有して、表面のスクラッチ等に対して強固な防錆皮膜を形成したものである。
【００１１】
従来のクロメート皮膜は、以下の反応で形成される。
Ｚｎ＋２Ｈ→Ｚｎ２＋＋Ｈ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
２Ｃｒ６＋＋２Ｚｎ＋Ｈ２→２Ｃｒ３＋＋２Ｚｎ２＋＋２Ｈ＋・・・・・（２）
Ｃｒ３＋＋３(ＯＨ)− ⇔Ｃｒ(ＯＨ)３（Ｃｒ６＋共析：有害物質）・・ （３）
【００１２】
これに対し、本発明のクロム酸化物の生成は六価クロムイオンを含まないため、以下の（４）（５）のみの反応となる。
Ｚｎ＋２Ｈ→Ｚｎ２＋＋Ｈ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （４）
Ｃｒ３＋＋３(ＯＨ)−⇔Ｃｒ(ＯＨ)３ ・・・・・・・・・・・・・・（５）
【００１３】
クロムの水酸化物はそのイオンの性質から配意する水の数によってモノ、ジ、トリ水酸化物を生成するためＣｒ(ＯＨ)３は水和酸化物の構造であるため以下のような水酸化物の構造となる。
［Ｃｒ(Ｈ２Ｏ)５ＯＨ]３＋＋１Ｈ＋
［Ｃｒ(Ｈ２Ｏ)４ＯＨ]３＋＋２Ｈ＋
［Ｃｒ(Ｈ２Ｏ)３ＯＨ]３＋＋３Ｈ＋
これらの水酸化物の水酸基−ＯＨが架橋して二量体や三量体を形成する。ここにシリカコロイドが存在するとＣｒ(ＯＨ)３の生成速度が速く架橋を促進させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発癌性物質である六価クロムを含有することなく、亜鉛めっきにクロム酸化物（III）を形成することができ、プーリの防錆力を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットについて図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１に示す自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットであるアイドラ用動力伝達用プーリユニット１では、シャフト２がアジャストボルト３と螺合することで位置調整可能にブラケット４に組み付けられ、シャフト２の周囲には、アイドラプーリ５がベアリング６を介して回転可能に支持される。ベアリング６は、ナット７を締結することでカラー８を介してシャフト２に固定されており、ベアリング６の軸方向端面には、ダストカバー９が取り付けられている。
【００１７】
アイドラプーリ５は、冷延圧延鋼板をプレス加工によって成形することでプーリ母材１０を構成し、プーリ母材１０の表面には、皮膜層１１が形成される（図２参照。）。皮膜層１１は、プーリ母材１０の全面に形成され、アイドラプーリ５とベアリング６の防錆を図っている。これは、ベアリング６が挿入されるアイドラプーリ５に卑なる金属をめっきによって形成させて、犠牲防食の作用を利用したものである。
【００１８】
皮膜層１１は、図２に示すように、プーリ母材１０の表面に金属亜鉛層である亜鉛皮膜１２が形成され、その亜鉛皮膜１２の表面にクロム酸化物の化成処理層である代替クロメート皮膜１３が形成されることで構成されている。
【００１９】
亜鉛皮膜１２は、亜鉛又は亜鉛合金からなる皮膜であり、亜鉛合金としては、錫−亜鉛、鉄−亜鉛、ニッケル−亜鉛等が挙げられる。この皮膜を形成する方法としては、めっきによる方法が好ましい。プーリ母材１０を亜鉛めっきする方法は、まず、アイドラプーリ５を導電性ラックで支持し、水洗、酸洗、脱脂処理等の前処理を行う。そして、陽極に亜鉛金属板を用い、所定量のシアン化亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウム、酸化亜鉛を溶解させためっき浴にプーリ母材１０を浸して陰極につなぐ。次に、電気を通す事により、亜鉛めっきを行う。亜鉛めっきを行った後電極を外し、１％硝酸液に浸して、亜鉛めっき表面を活性化させる。次いで、クロム硫酸塩、珪酸ナトリウム、燐酸カリウム、硝酸、水酸化ナトリウム、シリカコロイドからなる防錆処理液に２５〜４０℃で５〜４０秒間浸す。これにより、亜鉛めっき面の一部が溶解し、そこに三価のクロム酸化物の皮膜、いわゆる代替クロメート皮膜（黄色クロメート皮膜）１３を形成することができる。
この代替クロメート皮膜１３は、その生成条件により膜厚が異なるが、適正な膜厚の範囲としては０．２μｍ以上０．８μｍ未満が望ましい。
【００２０】
従って、本実施形態のアイドラ用動力伝達用プーリユニット１のプーリ５は、鋼をプレス加工することで成形され、プーリ５の表面には、亜鉛皮膜１２と代替クロメート皮膜１３が形成されるので、発癌性物質である六価クロムを含有することなく、亜鉛皮膜１２に代替クロメート皮膜１３を形成することができ、プーリ５の防錆力を維持することができると共に、環境に対して影響の少ないものとなる。
【００２１】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本実施形態では、アイドラ用動力伝達用プーリユニットについて説明したが、本発明は、クランク用動力伝達用プーリユニット、パワーステアリング用動力伝達用プーリユニット、ウォーターポンプ用動力伝達用プーリユニット、エアーコンプレッサー用動力伝達用プーリユニット、オルタネータ用動力伝達用プーリユニット、テンショナ用動力伝達用プーリユニット等、いずれのプーリユニットにも適用可能である。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットを用いて、錆の発生の有無について試験を行った。以下、三価のクロムイオンから構成される酸化化合物はクロム酸化物（III）と標記する。
【００２３】
（実施例１）
プーリ母材１０をラックにつるし、水洗、酸洗、及び脱脂処理を行った。上記処理を行ったプーリ母材１０を、ジンケート亜鉛めっき浴に浸し、電気を通して亜鉛めっきを行った。次いで、１％硝酸液に浸した後、ディップソール社製ＺＴ−４４４ＳＲ（ｐＨ２．０、浴温３０℃）の浴に５０秒間浸し、６０℃で１０分間乾燥させて黄白色のクロム酸化物（III）の皮膜１３を形成させた。
【００２４】
このようにして、図２に記載の皮膜層１１を持ったプーリを製造した。皮膜層１１の厚みは、亜鉛皮膜１２が５〜１３μｍ、黄色クロメート皮膜１３が０．７μｍ程度であった。
同様にして、日本表面化学社製ＴＲＹＮＥＲ−１７５、１７３を使用した黄白色クロム酸化物（III）の皮膜１３を形成させた。更に、ジンケート亜鉛めっき浴の代わりに、シアン亜鉛めっき浴を用いて、同様の処理を行って、クロム酸化物(III)の皮膜１３を形成させた。
【００２５】
（実施例２）
同様にプーリ母材１０をバレルに装填し、実施例１と同様な工程で亜鉛めっき方法を用いて、黄白色クロム酸化物（III）の皮膜１３を形成し、皮膜層１１を持ったプーリを製造した。皮膜層１１の厚みは、実施例１と同様であった。このときの亜鉛めっき浴は、ジンケートと塩浴であり、黄白色クロム酸化物（III）は、ディップソール社製ＺＴ−４４４ＳＲの他、日本表面化学社製ＴＲＹＮＥＲ−１７５、奥野製薬工業社製ＥＳコートを用いて形成された。
【００２６】
また、上記防錆処理剤の他に、以下の試薬が本発明考案には有効である。
荏原ユージライト(株)製：トライバレントプロセス１００、２００、３００、４００、５００
ディップソール(株)製：ＺＴ−４４１ＳＲ、４４４Ｙ、４４４Ａ、Ｂ、Ｃ（３液タイプ）
日本表面化学(株)製：トライナープロセスＴＲ−１７３、１７４、１７５、１７０
ユケン工業社製：メタスプロセスＹＦＥ、ＹＦＡ
(株)ムラタ製(SurTec社製)：クロマイティング法 SurTec６８０  必要に応じ５５５、５５５Ｓ
カニングジャパン社製：トライパスＥＬＶブルー、トライパスウルトラブルー、トライパスブルー、トライパスＸＬ、クロマックＥＬＶ
奥野製薬工業(株)製：ＥＳコート６０６、ＥＳコート７０１、ＥＳコート、ＥＳコート３０、ＥＳコートブラック
アトテック・ジャパン(株)製：エコトライ、エコトリブルー・ウルトラ
メルテックス社製：スプレンダーブリー
(株)タイホー製：ユニクロ９２０、パワーコート９０３、パワーコート９０３Ｙ、パワーコート９１０
(株)三原産業製：ラスターＭ−２００、ラスターＭ−１００、ラスターＭＹ−２００、ラスターＭ−３００、ラスターＭ−４００
【００２７】
耐食性試験は、上記処理が施されたプーリに軸受を嵌合し、ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１に準拠する円錐噴霧試験でプーリの外周面に発生する錆の比表面積率で評価した。このときの試験時間は７２時間である。
また、比較例としてプーリの表面に亜鉛又は亜鉛合金からなる皮膜を形成させ、上記皮膜の表面にクロメート皮膜を形成させたプーリを作成した。なお、この表面には有害な六価クロムが４０ｍｇ／ｍ２以上含有されている。
【００２８】
表１に見られるように、プーリの表面にクロム酸化物（III）の化成処理層を備えた実施例１、２においても、防錆性が維持されており、環境保全にも適した自動車エンジン駆動力伝達用プーリユニットが提供されることがわかる。
【００２９】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】駆動用伝達プーリの使用図である。
【図２】アイドラ用動力伝達用プーリユニットの断面図である
【図３】亜鉛めっき層、クロム酸化物層の概要図である。
【符号の説明】
【００３１】
１   アイドラ用動力伝達用プーリユニット
５   アイドラプーリ
１０   プーリ母材
１１   皮膜層
１２   亜鉛皮膜（金属亜鉛層）
１３   代替クロメート皮膜（クロム酸化物の化成処理層）
【図１】
2006144904.tif 000004
【図２】
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【図３】
2006144904.tif 000006