(57)【要約】【課題】チェーンの使用環境下においても剥離が生じにくく、耐摩耗性を向上させた耐摩耗性チェーンを提供すること。【解決手段】ブシュの両端がそれぞれ一対の内プレートのブシュ孔に嵌着固定され、ブシュ内に遊貫された連結ピンの両端が一対の内プレートの両外側に配置された一対の外プレートのピン孔に嵌着固定されているチェーンにおいて、連結ピンの表面及びブシュの内表面の少なくとも一方に凹凸面が形成され、凹凸面の上に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層が形成され、中間層の上にＤＬＣ被膜が形成されていることにより、被膜の密着性を向上し、上記課題を解決する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブシュの両端がそれぞれ一対の内プレートのブシュ孔に嵌着固定され、前記ブシュ内に遊貫された連結ピンの両端が前記一対の内プレートの両外側に配置された一対の外プレートのピン孔に嵌着固定されているチェーンにおいて、
前記連結ピンの表面及びブシュの内表面の少なくとも一方に凹凸面が形成され、前記凹凸面の上に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層が形成され、前記中間層の上にＤＬＣ被膜が形成されていることを特徴とするチェーン。
【請求項２】
前記凹凸面がブラスト処理により形成されることを特徴とする請求項１記載のチェーン。
【請求項３】
一対の歯、一対のピン孔及び背面を有する内リンクプレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイド列及び非ガイド列にそれぞれ配置されるとともに、一対のピン孔を有するガイドプレートが前記ガイド列の両最外側に配置され、前記内リンクプレートの各ピン孔に連結ピンが挿通され該連結ピンの両端が前記ガイドプレートのピン孔に嵌合固定されてなるサイレントチェーンにおいて、
前記連結ピンの表面及び内リンクプレートのピン孔の内周面の少なくとも一方に凹凸面が形成され、前記凹凸面の上に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層が形成され、前記中間層の上にＤＬＣ被膜が形成されていることを特徴とするサイレントチェーン。
【請求項４】
前記凹凸面がブラスト処理により形成されることを特徴とする請求項３記載のサイレントチェーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車のタイミングチェーンとして用いられるローラチェーン、ブシュチェーン、サイレントチェーンや一般産業用チェーンなどの複数のリンクプレートがピンによって交互に屈曲可能に連結されてなるチェーンに関し、さらに詳しくは、ピン及びピンと摺接する部材の表面処理により耐摩耗性を向上した耐摩耗性チェーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のタイミングチェーンのチェーン伸びの原因となるピンとブシュ又はピンとリンクプレートとの摺動による摩耗を抑制するために、ピンの表面に非常に高硬度、低摩擦係数で耐食性も良い素材として知られているＤＬＣのコーティングを施す、いわゆる、ＤＬＣ処理が試みられてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般的にＤＬＣ処理は膜厚が０．５〜２μｍと小さく、膜厚を大きくすると、チェーンでの使用環境下においては剥離が生じ、満足な耐摩耗性を得ることはできなかった。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする技術的課題、すなわち、本発明の目的は、従来のＤＬＣ処理の課題を解決し、チェーンの使用環境下においても剥離が生じにくく、耐摩耗性を向上させた耐摩耗性チェーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者が前記課題を解決すべく鋭意研究したところ、従来のＤＬＣ処理で形成されたＤＬＣ被膜は残留圧縮応力が大きいこと及び基材との硬さの差が大きいことが剥離の原因であるという知見を得て、かかる知見に基づいて本願発明を完成するに到った。
【０００７】
まず、本請求項１に係る発明は、ブシュの両端がそれぞれ一対の内プレートのブシュ孔に嵌着固定され、前記ブシュ内に遊貫された連結ピンの両端が前記一対の内プレートの両外側に配置された一対の外プレートのピン孔に嵌着固定されているチェーンにおいて、前記連結ピンの表面及びブシュの内表面の少なくとも一方に凹凸面が形成され、前記凹凸面の上に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層が形成され、前記中間層の上にＤＬＣ被膜が形成されていることによって、前記課題を解決したものである。
【０００８】
また、本請求項２に係る発明は、請求項１に係るチェーンにおいて、前記凹凸面がブラスト処理により形成されることによって、前記課題をさらに解決したものである。
【０００９】
そして、本請求項３に係る発明は、一対の歯、一対のピン孔及び背面を有する内リンクプレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイド列及び非ガイド列にそれぞれ配置されるとともに、一対のピン孔を有するガイドプレートが前記ガイド列の両最外側に配置され、前記内リンクプレートの各ピン孔に連結ピンが挿通され該連結ピンの両端が前記ガイドプレートのピン孔に嵌合固定されてなるサイレントチェーンにおいて、前記連結ピンの表面及び内リンクプレートのピン孔の内周面の少なくとも一方に凹凸面が形成され、前記凹凸面の上に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層が形成され、前記中間層の上にＤＬＣ被膜が形成されていることによって、前記課題を解決したものである。
【００１０】
また、本請求項４に係る発明は、請求項３に係るチェーンにおいて、前記凹凸面がブラスト処理により形成されることによって、前記課題をさらに解決したものである。
【００１１】
ここで、本発明におけるＤＬＣとは、Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎすなわち、ダイヤモンド状炭素として知られているダイヤモンドに類似した特性を持つ炭素被膜を意味しており、硬質薄膜の新素材の一つである。
【発明の効果】
【００１２】
本請求項１に係る発明によれば、ブシュの両端がそれぞれ一対の内プレートのブシュ孔に嵌着固定され、ブシュ内に遊貫された連結ピンの両端が前記一対の内プレートの両外側に配置された一対の外プレートのピン孔に嵌着固定されているチェーンにおいて、連結ピンの表面及びブシュの内表面の少なくとも一方に凹凸面が形成され、凹凸面の上に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層が形成され、中間層の上にＤＬＣ被膜が形成されていることによって、凹凸面がアンカー効果を奏するとともに、中間層の存在により母材とＤＬＣ被膜との硬度差が緩和される結果、母材とＤＬＣ被膜との密着性が向上するので、チェーンの耐摩耗性の向上が実現できる。
【００１３】
また、本請求項２に係る発明によれば、請求項１に係るチェーンにおいて、凹凸面がブラスト処理により形成されることによって、アンカー効果が得られるため、被膜の密着性をより高くすることができる。
【００１４】
また、本請求項３に係る発明によれば、一対の歯、一対のピン孔及び背面を有する内リンクプレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイド列及び非ガイド列にそれぞれ配置されるとともに、一対のピン孔を有するガイドプレートがガイド列の両最外側に配置され、内リンクプレートの各ピン孔に連結ピンが挿通され連結ピンの両端がガイドプレートのピン孔に嵌合固定されてなるサイレントチェーンにおいて、連結ピンの表面及び内リンクプレートのピン孔の内周面の少なくとも一方に凹凸面が形成され、凹凸面の上に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層が形成され、中間層の上にＤＬＣ被膜が形成されていることによって、凹凸面がアンカー効果を奏するとともに、中間層の存在により母材とＤＬＣ被膜との硬度差が緩和される結果、母材とＤＬＣ被膜との密着性が向上するので、チェーンの耐摩耗性の向上が実現できる。
【００１５】
また、本請求項４に係る発明によれば、請求項３に係るサイレントチェーンにおいて、凹凸面がブラスト処理により形成されることによって、アンカー効果が得られるため、被膜の密着性をより高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１であるローラチェーンの斜視図。
【図２】実施例１のローラチェーンのピン表面の断面図。
【図３】実施例１のローラチェーンの加速試験による伸び曲線を示す図。
【図４】本発明の実施例２であるサイレントチェーンの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態は、ブシュの両端がそれぞれ一対の内プレートのブシュ孔に嵌着固定され、ブシュ内に遊貫された連結ピンの両端が前記一対の内プレートの両外側に配置された一対の外プレートのピン孔に嵌着固定されているチェーンにおいて、連結ピンの表面及びブシュの内表面の少なくとも一方に凹凸面が形成され、凹凸面の上に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層が形成され、中間層の上にＤＬＣ被膜が形成されていることによって、チェーンの使用環境下においても剥離が生じにくく、耐摩耗性を向上させた耐摩耗性チェーンを提供するものであれば、その具体的な実施形態は如何なるものであっても何ら構わない。
【００１８】
また、本発明の別の実施形態は、一対の歯、一対のピン孔及び背面を有する内リンクプレートが、チェーン長手方向に交互に位置をずらせてガイド列及び非ガイド列にそれぞれ配置されるとともに、一対のピン孔を有するガイドプレートがガイド列の両最外側に配置され、内リンクプレートの各ピン孔に連結ピンが挿通され連結ピンの両端がガイドプレートのピン孔に嵌合固定されてなるサイレントチェーンにおいて、連結ピンの表面及び内リンクプレートのピン孔の内周面の少なくとも一方に凹凸面が形成され、凹凸面の上に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層が形成され、中間層の上にＤＬＣ被膜が形成されていることによって、チェーンの使用環境下においても剥離が生じにくく、耐摩耗性を向上させた耐摩耗性チェーンを提供するものであれば、その具体的な実施形態は如何なるものであっても何ら構わない。
【００１９】
すなわち、本発明の耐摩耗性チェーンは、例えば、ブシュチェーンであってもローラチェーンであってもサイレントチェーンであっても何ら構わない。
【実施例１】
【００２０】
本発明をローラチェーンに適用した例について、図１乃至図３に基づいて説明する。ここで、図１は、実施例１のローラチェーンの斜視図であり、図２は、実施例１のローラチェーンのピン表面の断面図であり、図３は、実施例１のローラチェーンの加速試験による伸び曲線を示す図である。
【００２１】
実施例１のローラチェーン１０は、図１に示すように、ブシュ１２の両端がそれぞれ一対の内プレート１１のブシュ孔１１ａに圧入され、ブシュ１２内に遊貫されたピン１６の両端が一対の内プレート１１の両外側に配置された一対の外プレート１４のピン孔１４ａに圧入されている。そして、ブシュ１２にローラ１３を回転自在に外挿している。
【００２２】
そして、ピン１６の表面及びブシュ１２の内表面の少なくとも一方に、ショットブラスト法により凹凸面を形成している。凹凸面の粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に基づく算術平均粗さＲａが、０．０３〜０．１０μｍとした。
【００２３】
さらに、凹凸面の上に、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、スパッタリング法などにより、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層を形成する。中間層の厚みは、１〜５μｍとした。
【００２４】
そして、中間層の上にＰＶＤ法によりＤＬＣ被膜を形成した。ＤＬＣ被膜の厚みは、１〜２μｍとした。
ここで、実施例１の耐摩耗性チェーンが奏する効果を確認するために、下記の条件でモータリング試験機を用いて加速試験を行い、チェーン伸び（％）を測定した。発明品１が、凹凸面上に中間層としてＣｒ金属膜、中間層の上にＤＬＣ被膜を形成したもの、発明品２が、凹凸面上に中間層としてＣｒ炭化物膜、中間層の上にＤＬＣ被膜を形成したものを示している。比較例としては、比較品１が、凹凸面、中間層、ＤＬＣ被膜が何れもないもの、比較品２が、凹凸面、中間層がなくＤＬＣ被膜のみ存在するものを示している。その結果を図３に示す。
【００２５】
＜試験条件＞
イ）チェーン         ：ピッチ８ｍｍのローラチェーン
ロ）スプロケット歯数  ：２３枚×４６枚
ハ）チェーン負荷      ：１．５ｋＮ
ニ）回転速度          ：６５００回転／分
ホ）試験時間          ：２００時間
【００２６】
図３から分かるように、実施例１の被覆層は、単にＤＬＣ被膜を施した場合に比べて、耐摩耗性が２倍以上改善されていることが分かる。
なお、上記実施例では、中間層に含まれる金属としてＣｒを例示しているが、Ｓｉ、Ｗ、Ｔｉでも同様の結果が得られた。
【００２７】
以上のように、本実施例のローラチェーンによれば、これまで密着性の点で被覆材として用いることが適していないとされていた硬質のＤＬＣ被膜をピンの被覆材として用いることが可能になり、その結果、ローラチェーンの耐摩耗性を飛躍的に向上させることが可能になる。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明をサイレントチェーンに適用した例について、図４に基づいて説明する。ここで、図４は、実施例２のサイレントチェーンの斜視図である。
【００２９】
以下に、本発明の実施例２であるサイレントチェーンとして構成されたチェーンについて、図４に基づいて説明する。
【００３０】
サイレントチェーン２０は、図４に示すように、一対のピン孔２２ａ、一対の歯２２ｂ及び背面２２ｃを有する内リンクプレート２２が、サイレントチェーン２０の長手方向に交互に位置をずらせてガイド列Ａ及び非ガイド列Ｂにそれぞれ配置されると共に、ピン孔２４ａを有するガイドプレート２４がガイド列の両最外側に配置され、内リンクプレート２２の各ピン孔２２ａにピン２６が挿通され、このピン２６の両端がガイドプレート２４のピン孔２４ａに嵌合固定されている。
【００３１】
そして、ピン２６の母材に実施例１と同様の凹凸を形成しＤＬＣ被覆を施した。実施例２のサイレントチェーンが奏する効果を確認するために、実施例１と同じ条件でモータリング試験機を用いて加速試験を行い、チェーン伸び（％）を測定したところ、実施例１と同様の結果が得られた。
【００３２】
以上のように、本発明の耐摩耗性チェーンによれば、高硬度ではあるが密着性の問題があってチェーンのピンの被覆材には適していないと考えられていたＤＬＣ被膜を母材表面を凹凸面とし、凹凸面上にＳｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉの少なくとも１つを含む金属又は炭化物からなる中間層を設けることにより、チェーンの被覆材として用いることが可能になり、その結果、チェーンの耐摩耗性を著しく改善したものであって、その効果は絶大である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ・・・  ローラチェーン
１１  ・・・  内プレート
１２  ・・・  ブシュ
１３  ・・・  ローラ
１４  ・・・  外プレート
１４ａ・・・  ピン孔
１６  ・・・  ピン
２０  ・・・  サイレントチェーン
２２  ・・・  内リンクプレート
２２ａ・・・  ピン孔
２２ｂ・・・  歯
２２ｃ・・・  背面
２４  ・・・  ガイドプレート
２４ａ・・・  ピン孔
２６  ・・・  ピン
Ａ  ・・・  ガイド列
Ｂ  ・・・  非ガイド列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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