(57)【要約】【課題】外側表面において低い摩擦係数を有する自転車用ギア及びその製造方法の提供。【解決手段】（１）歯付き環状エレメント（１１）を備える自転車用ギア（１０）であって、前記歯付き環状エレメント（１１）にプラズマ電解酸化処理を施すことで得られる第１被覆層（１１０）を有する自転車用ギアにおいて、前記歯付き環状エレメント（１１）が、前記第１被覆層（１１０）上に積層された、潤滑物質（好ましくは、フルオロポリマー）を含む第２被覆層（１２０）を備えることを特徴とする自転車用ギア。（２）非鉄金属合金から歯付き環状エレメント（１１）を形成する工程と、前記歯付き環状エレメント（１１）にプラズマ電解酸化処理を施す工程と、前記処理が施された前記歯付き環状エレメント（１１）に潤滑物質を塗布する工程と、を含む自転車用ギア（１０）の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯付き環状エレメント（１１）を備える自転車用ギア（１０）であって、前記歯付き環状エレメント（１１）にプラズマ電解酸化処理を施すことで得られる第１被覆層（１１０）を有する自転車用ギア（１０）において、前記歯付き環状エレメント（１１）が、前記第１被覆層（１１０）に積層された、潤滑物質を含む第２被覆層（１２０）を備えることを特徴とする自転車用ギア（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載の自転車用ギア（１０）において、前記第２被覆層（１２０）が防食物質を含む自転車用ギア（１０）。
【請求項３】
請求項２に記載の自転車用ギア（１０）において、前記潤滑物質が防食物質である自転車用ギア（１０）。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の自転車用ギア（１０）において、前記潤滑物質が有機ポリマーを含む自転車用ギア（１０）。
【請求項５】
請求項４に記載の自転車用ギア（１０）において、前記有機ポリマーがフルオロポリマーを含む自転車用ギア（１０）。
【請求項６】
請求項４に記載の自転車用ギア（１０）において、前記潤滑物質が、前記フルオロポリマーに対するバインダーとして作用する有機マトリックスを含む自転車用ギア（１０）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の自転車用ギア（１０）において、前記ギア（１０）が自転車のクランクセットの歯付きクラウンである自転車用ギア（１０）。
【請求項８】
請求項７に記載の自転車用ギア（１０）において、前記歯付きクラウンは非鉄金属材料製である自転車用ギア（１０）。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の自転車用ギア（１０）において、前記第１被覆層（１１０）の厚さ（Ｓ１）が約０．０１０ｍｍから約０．０８０ｍｍの間にある自転車用ギア（１０）。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の自転車用ギア（１０）において、前記第２被覆層（１２０）の厚さ（Ｓ２）が約０．００５ｍｍから約０．１０ｍｍの間にある自転車用ギア（１０）。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の自転車用ギア（１０）において、前記歯付き環状エレメント（１１）が、複数の互いに同一の第１の歯（２０）と、前記第１の歯（２０）の形状および／またはサイズとは異なる形状および／またはサイズを有する複数の互いに同一の第２の歯（２１）と、を備え、各第２の歯（２１）は、それぞれ２つの第１の歯（２０）の間に配置されている自転車用ギア（１０）。
【請求項１２】
自転車用ギア（１０）の製造方法であって、
−  非鉄金属合金から歯付き環状エレメント（１１）を形成する工程と、
−  前記歯付き環状エレメント（１１）にプラズマ電解酸化処理を施す工程と、
−  前記処理が施された前記歯付き環状エレメント（１１）に潤滑物質を塗布する工程と、を含む自転車用ギア（１０）の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の自転車用ギア(１０)の製造方法において、前記潤滑物質は、スプレー塗装または浸漬によって適用される自転車用ギア（１０）の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の自転車用ギア（１０）の製造方法において、前記潤滑物質が、前記歯付き環状エレメント（１１）に適用される前に、溶媒相と、前記溶媒相に分散された活性相とを含み、前記活性相は、有機ポリマーと、結合有機マトリックスとを含む自転車用ギア（１０）の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の自転車用ギア（１０）の製造方法において、前記有機ポリマーがフルオロポリマーを含み、前記結合有機マトリックスがポリウレタンポリマーを含む自転車用ギア（１０）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自転車用ギアに関する。
本発明はまた、自転車用ギアの製造方法に関する。
本発明の自転車用ギアは、自転車のクランクセットの歯付きクラウン、または自転車のスプロケットアセンブリのスプロケットとすることが可能である。
【０００２】
本願明細書を通して、また、添付の請求の範囲において、クランクセットの歯付きクラウン、好ましくは、クランクセットの単一の歯付きクラウン（シングルクランクセット）に明白な言及がなされている。いずれの場合においても、記載内容および請求の範囲は任意の歯付きクラウンに同様に適用され、好ましくは、２つの歯付きクラウンを備えるクランクセット（ダブルクランクセット）、３つの歯付きクラウンを備えるクランクセット（トリプルクランクセット）、または４つ以上の歯付きクラウンを備えるクランクセットの各歯付きクラウンに適用される。
【背景技術】
【０００３】
出願人は、自転車（特に、競走用自転車）の分野において、頑丈かつ軽量で、信頼性が高く、審美的にも十分な仕上がりの歯付きクラウンを製造することが特に必要とされているということに気付いた。
【０００４】
これらの要件を満たすために、現在、歯付きクラウンに硬質陽極酸化処理（hard anodizing treatment）を施すことで得られる表面被覆層を有するアルミニウム合金製（特に、ＡＬ  ７０７５）の歯付きクラウンが市販されている。アルミニウム合金により、所望の軽量性および構造的強度を実現することが可能であり、硬質陽極酸化表面処理により、構造的強度を向上させ、所望する美的な仕上げを行うことが可能である。
【０００５】
しかしながら、出願人は、硬質陽極酸化処理が施された歯付きクラウン（および無電解ニッケルで処理された他の型の歯付きクラウン）は、それぞれの歯に幾つかの問題を抱えるということを発見した。
【０００６】
特に、出願人は、特別な対策を行わなければ、上記の歯付きクラウンの歯のプロファイルは、ペダリング時に自転車のチェーンと周期的に接触することで引き起こされる摩耗によって経時的に変化する傾向があるということを発見した。このように歯の外形が変化することで、ジャンプや粗い地形に起因する応力が高い場合にチェーンが落下するリスクが高まる。
したがって、出願人は、歯に高い耐摩耗性を与えるために適した表面処理を歯付きクラウンに施し、歯のプロファイルが長期間にわたって一定に保たれるようにする必要があると考えた。
【０００７】
出願人は、歯付きクラウンにプラズマ電解酸化処理を施すことによって、上記の要件を満足することが可能であるということを発見した。以下において、この処理を「ＰＥＯ（Plasma Electrolytic Oxidation; プラズマ電解酸化）処理」とも称する。
【０００８】
しかしながら、出願人は、ＰＥＯ処理が施された歯付きクラウンは表面粗さが高く、必然的に、ペダリング時に歯付きクラウンの歯とチェーンの内側リンクとの間で高い摩擦が生じるということに気付いた。この摩擦により、歯付きクラウンとチェーンとの間の動作伝達のスムース性が低下し、かつ歯付きクラウンの歯と接触する領域においてチェーンの内側リンクの摩耗が増大する。
【０００９】
歯付きクラウンとチェーンとの間の摩擦が大きいことに関連した更なる欠点は、「チェーンサック（chain-suck）」として知られる。路上を数百マイル走行した後によく発生するそうした現象は、チェーンが歯付きクラウンと少なくとも部分的に係合し、かつ、少なくとも、サックが起こらなかった場合にチェーンと最初に係合する歯の前にある歯、および／または少なくとも、サックが起こらなかった場合にチェーンと最後に係合する歯の後にある歯とも係合することである。この結果、自転車のリアギアシフト装置のスプロケットにチェーンによって加えられる引張応力が大きくなる。そうした応力は、リアギアシフト装置を損傷させる大きさとなり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
出願人は、歯のプロファイルを長期間にわたって一定に保つことができるように高い耐摩耗性を有することに加えて、チェーンへの動作伝達の滑らかさを高め、チェーンの摩耗を抑制し、かつ「チェーンサック」現象が発生するリスクを低減することが保証されるように、外側表面において特に低い摩擦係数を有するギアを製造する必要があると考えた。
そうした要件を完全に満足するために、出願人は、ギアにＰＥＯ処理を施し、その後、処理が施された当該ギアに潤滑物質を塗布することを着想した。
【００１１】
出願人によると、このＰＥＯ処理はギアの歯の耐摩耗性を向上させて、ペダリング時にチェーンが落下するリスクをなくす（または、大幅に低減する）ような方法で、所望のとおり歯のプロファイルを長期間にわたって一定に保つことができる。後から潤滑物質を塗布することでペダリング時のギアの歯とチェーンとの間の摩擦を低減することにより、所望するチェーンへの動作伝達の滑らかさを確保し、さらに、チェーンの摩耗および「チェーンサック」のリスクを低減することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、その第１の態様において、歯付き環状エレメント（toothed annular element）を備える自転車用ギアであって、前記歯付き環状エレメントが、前記歯付き環状エレメントにプラズマ電解酸化（ＰＥＯ）処理(plasma electrolytic oxidation treatment)を施すことで得られる第１被覆層を有するギアにおいて、前記歯付き環状エレメントが、前記第１被覆層に積層された、潤滑物質(lubricating substance)を含む第２被覆層を備えることを特徴とする自転車用ギアに関する。
【００１３】
したがって、前記ＰＥＯ処理を施し且つその後に潤滑物質を塗布することにより、硬質陽極酸化処理が施されたギア、およびＰＥＯ処理が施され且つその後に潤滑物質が塗布されていないギアの両方に対して、耐摩耗性の観点から前記ギア（および前記ギアに係合する前記チェーン）の性能を向上させることが可能である。
【００１４】
有利なことに、前記潤滑物質を塗布することにより、市場によっておよび／または出願人によって要求される水準に達するように、前記ギアに所望の表面仕上げを施すことも可能である。そうした表面仕上げにより、さらに、前記ギアの前記歯と前記チェーンとの係合によって生じるノイズが大幅に低減され、また、前記ギアを定期的にクリーニングして表面に付着している泥を除去するという負担が大幅に低減される。
好ましくは、前記第２被覆層が防食物質(anticorrosive substance)を含む。
より好ましくは、前記潤滑物質が防食物質である。
好ましくは、前記潤滑物質が有機ポリマーを含む。
【００１５】
好ましくは、前記有機ポリマーがフルオロポリマーを含むことで、前記歯付きクラウンの前記外側表面において特に低い摩擦係数を得る。
好ましくは、前記潤滑物質が、前記フルオロポリマーに対するバインダーとして作用する有機マトリックスをさらに含む。
好ましくは、前記有機マトリックスが有機ポリマーを含み、より好ましくはポリウレタンポリマーを含む。
【００１６】
第１実施形態において、本発明の前記ギアは自転車のクランクセットの歯付きクラウンである。
好ましくは、前記歯付きクラウンの歯数が２８〜４４であり、極値を含む（２８個以上４４個以下である）。
【００１７】
好ましくは、前記歯付きクラウンは非鉄金属材料製であり、特に軽量である。
好ましくは、前記非鉄金属材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金（好ましくは、ＡL ７０７５）を含み、所望の軽量性および所望の構造的強度の両方を実現する。
【００１８】
好ましくは、前記第１被覆層の厚さが約０．０１０ｍｍから約０．０８０ｍｍの間であり、より好ましくは、約０．０２０ｍｍから約０．０６０ｍｍの間である。
好ましくは、前記第２被覆層の厚さが約０．００５ｍｍから約０．１ｍｍの間であり、より好ましくは、約０．０１５ｍｍから０．０４０ｍｍの間である。
【００１９】
上記の数値範囲は、前記ギアの前記歯の厚さを過度に増大させてしまうことなく、上記の有利な技術的効果の全てを実現することを可能にするのに特に適すると出願人は考えるものである。歯の厚さを過度に大きくすると、前記チェーンとの正確な係合および前記ギアから前記チェーンへの正確な動作伝達を損なう恐れがある。
【００２０】
好ましくは、前記歯付き環状エレメントが、複数の互いに同一の第１の歯と、前記第１の歯の形状および／または大きさとは異なる形状および／または大きさを有する複数の互いに同一の第２の歯とを備え、各第２の歯はそれぞれ２つの第１の歯の間に配置されている。出願人は、このような配置により、ペダリング時に前記歯付きクラウンが置かれる様々な動作状況において、前記チェーンを前記ギアの前記歯に保持するという効果を向上させ、チェーンが落下してしまうリスクを最小限に低下させることが可能であることを発見した。
【００２１】
本発明の第２実施形態において、本発明の前記ギアは、自転車用のスプロケットアセンブリのスプロケットである。
好ましくは、前記スプロケットの歯数は２０個以上である。
【００２２】
本発明の第２の態様において、本発明は、
−  非鉄金属合金から歯付き環状エレメントを形成する工程と、
−  前記歯付き環状エレメントにプラズマ電解酸化処理を施す工程と、
−  前記処理が施された前記歯付き環状エレメントに潤滑物質を塗布する工程と
を含む自転車用ギアの製造方法に関する。
【００２３】
この方法により、上記の有利な構成の全てを有するギアを得ることが可能である。
好ましくは、前記潤滑物質は、吹付け塗装または浸漬によって塗布される。
【００２４】
好ましくは、前記潤滑物質が、前記歯付き環状エレメントに塗布される前に、有機溶媒または好ましくは水を含む溶媒相と、前記溶媒相に分散された活性相と、を含み、前記活性相は、フルオロポリマーと、前記フルオロポリマーに対するバインダーとして作用する有機マトリックスとを含む。
好ましくは、前記結合有機マトリックスは有機ポリマーを含み、より好ましくは、ポリウレタンポリマーを含む。
好ましくは、本発明の第２の態様の方法に従って処理された前記ギアが、本発明の第１の態様の前記ギアに言及して上述した構造的および形状的な特徴を全て有する。
【００２５】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う本発明の幾つかの好適な実施形態についての以下の説明から明らかになる。以下の説明はあくまでも例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るギアの模式的な正面図である。
【図２】図１の断面Ａ−Ａから見た図１のギアの断面図、およびこのギアの歯の３つの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
添付の図面において、符号１０は本発明に係るギアを示すために用いられる。特に、このギアは、自転車のクランクセット（好ましくは、競走用自転車のシングルクランクセット）の歯付きクラウンである。
【００２８】
ギア１０は、右側のペダルクランクとカップリングする複数のカップリング部１５が設けられた歯付き環状エレメント１１を備える。図示された実施例においては、歯付き環状エレメント１１からギア１０の回転軸Ｏに向かって径方向に延びる４つのカップリング部１５が設けられている。
【００２９】
歯付き環状エレメント１１は複数の歯を備える。
好ましくは、歯数が２８個から４４個の間である。図１に示された特定の実施例において、歯付き環状エレメント１１は、３２個の歯を有する。
【００３０】
図１および図２に示されているようなギア１０の好適な実施形態において、歯付き環状エレメント１１の歯は互いに同一ではない。特に、第１の複数の歯２０は同一の形状およびサイズを有し、第２の複数の歯２１は同一の形状およびサイズを有するが、第２の歯２１の形状およびサイズは、歯２０のものとは異なる。
【００３１】
特に、歯２１の形状およびサイズは、円周方向においては歯２０の形状およびサイズと実質的に同一であるが、軸方向においては歯２０の形状およびサイズとは異なる。より具体的に述べると、回転軸Ｏと平行な方向に沿って測定された歯２１の厚さは、歯２０の厚さよりも薄い。
各歯２１は、２つの歯２０の間にそれぞれ配置される。その逆もまた然りである。
【００３２】
歯２０および２１の頂点は全て回転軸Ｏと垂直な同一の対称面ＰＳ上にある（図２）。
各歯２０は、上記の対称面ＰＳ（図２）に対して、および回転軸Ｏが置かれた各中央平面Ｐ１（図１）に対して対称に延在する。
同様に、各歯２１は、上記の対称面ＰＳ（図２）に対して、および回転軸Ｏが置かれた各中央平面Ｐ２（図１）に対して対称に延在する。
【００３３】
歯付き環状エレメント１１は、好ましくは非鉄金属材料からなり、より好ましくはアルミニウム合金からなり、さらに好ましくはＡＬ７０７５からなる。
歯付き環状エレメント１１には、プラズマ電解酸化（ＰＥＯ）処理が施される。
ＰＥＯ処理により、歯２０および２１を含む歯付き環状エレメント１１上に第１被覆層１１０が形成される。図２には、歯２０における第１被覆層１１０が示されている。
好ましくは、第１被覆層１１０の厚さＳ１が約０．０１０ｍｍから約０．０８０ｍｍの間であり、より好ましくは約０．０２０ｍｍから約０．０６０ｍｍの間である。
【００３４】
ＰＥＯ処理が施された後、歯付き環状エレメント１１は潤滑物質で被覆される。
好ましくは、そうした潤滑物質が有機ポリマーを含み、より好ましくはフルオロポリマーを含む。
【００３５】
潤滑物質は、第１被覆層１１０に積層された第２被覆層１２０を形成する。図２には、歯２０における第２被覆層１２０が示されている。
好ましくは、第２被覆層１２０の厚さＳ２が、約０．００５ｍｍから約０．１０ｍｍの間であり、より好ましくは、約０．０１５ｍｍから０．０４０ｍｍの間である。
【００３６】
潤滑物質は、第１被覆層１１０に塗布される前に、溶媒相(solvent phase)と、この溶媒相に分散された活性相(active phase)とを含む。
溶媒相が水を含むことが好ましい。
溶媒相は、水の代わりに、炭化水素(ハイドロカーボン)類、アルコール類、エステル類、ケトン類からなる群から選択される有機溶媒を含むことができる。
【００３７】
活性相がフルオロポリマーを含むことが好ましい。
活性相は、フルオロポリマーを固化（consolidate）させるように適合された結合有機マトリックス(binding organic matrix)も含むことがより好ましい。こうした有機マトリックスは、アクリル、エポキシ、ポリエステル、ポリウレタンからなる群から選択される有機ポリマーを含むことが好ましく、ポリウレタンが特に好適である。
好ましくは、このフルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、または代替的に、パーフルオロアルコキシ（perfluoroalkoxy;ＰＦＡ）もしくはフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）である。
【００３８】
潤滑物質は、スプレー塗装工程または浸漬工程によって塗布することが可能である。
スプレー塗装工程は室温で行われ、歯付き環状エレメント１１はその回転軸Ｏで吊り下げられた状態で行われる。
特に厚さに関して均一な処理を行うようにするために、スプレーは、ＰＬＣによって
操られるロボットによってコントロールされるガンによって行われる。
潤滑物質の適用は、二回コートで行われ、一回目と二回目との間に潤滑物質を２分間室温で乾燥させる。
その後、潤滑物質が塗布された歯付き環状エレメント１１は、９０℃から１５０℃の温度（好ましくは、１２０℃）のオーブンに約１時間入れられ、潤滑物質を乾燥させ、架橋させる。
【００３９】
浸漬工程では、歯付き環状エレメント１１が回転軸Ｏで吊り下げられ、潤滑物質からなる溶液を含むタンクに浸漬されて行われ、前記溶液は室温である。
歯付き環状エレメント１１は、タンクに一定の低速度（完全に浸漬するのに約１０秒）で浸漬され、約２分間浸漬されたままに保持され、この溶液から一定の極めて遅い速度（完全に取り出すのに約３０秒）で取り出される。
その後、歯付き環状エレメント１１は約５分間室温に置かれ、潤滑物質を乾燥させる。
その後、潤滑物質が塗布された歯付き環状エレメント１１は、９０℃から１５０℃の間の温度（好ましくは、１２０℃）のオーブンに約１時間入れられ、潤滑物質を乾燥させ、架橋させる。
【００４０】
潤滑物質を塗布することにより、確実に、ギア１０およびこのギアと係合するチェーンの両方に高い耐摩耗性を与え、美的な仕上げを優れたものとし、ギア１０の歯のプロファイルを長期間にわたって一定に保つことができる。その結果として、長期間の路上走行後でさえも、ギア１０の性能が高いものとなる。
自転車のクランクセットが２つ以上の歯付きクラウンを有する場合、クランクセットの全ての歯付きクラウンが、本発明に従って製造される。
【００４１】
上記の実施形態に代わる実施形態において、本発明のギア１０は、自転車用のスプロケットアセンブリのスプロケットである。
歯付きクラウンに言及して上述した内容は、特に記載がない限り、上記のスプロケットにも適用される。
好ましくは、そうしたスプロケットの歯数が２０個よりも多い。より好ましくは、歯数が２０個よりも多いスプロケットアセンブリのスプロケットの全てを本発明に従って製造することが可能である。
【００４２】
実験的試験
試験１
出願人は、１０個のスプロケットを備えるスプロケットアセンブリと組み合わせて使用する、５２個の歯が設けられた歯付きクラウンに対して、一連の実験的な摩耗試験を行った。特に、無電解ニッケルで処理されたアルミニウム合金製の出願人の歯付きクラウン、硬質陽極酸化処理が施されたアルミニウム合金製の出願人の歯付きクラウン、およびＰＥＯ処理が施されたアルミニウム合金製の出願人の歯付きクラウンに対して、試験機において３００，０００サイクル（約１７００ｋｍの路上走行と同等）行った加速摩耗試験から得られた結果を比較した。
【００４３】
こうした試験から、無電解ニッケルで処理した歯付きクラウンと硬質陽極酸化処理を施した歯付きクラウンの歯の摩耗量は同程度であるが、ＰＥＯ処理が施された歯付きクラウンの歯の摩耗量と比較すると、摩耗量が大きいことが明らかになった。このことは、耐摩耗性の観点で、ＰＥＯ処理によって有利な効果が得られることを裏付けている。
【００４４】
しかしながら、出願人は、ＰＥＯ処理が一方ではギアの耐用寿命を向上するのであれば、他方ではチェーンの耐用寿命を低下させ得るということに気付いた。ＰＥＯ処理が施された歯付きクラウンの歯を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で分析することにより、ＰＥＯ処理の特徴である酸化物の層上にいかにしてチェーンのスチールが広がるのかということが確かに判明し、ＰＥＯ処理の結果、チェーンの内側リンクの摩耗度が大きくなるということが確認された。
【００４５】
チェーンの摩耗量がより大きいことに関連する課題は、本発明に従って、例えば試験４において後述するように、ＰＥＯ処理が施された歯付きクラウンに上記の潤滑物質を塗布することで解決される。
【００４６】
試験２
出願人は、１１個のスプロケットを備えるスプロケットアセンブリと組み合わせて使用する、５０個の歯が設けられた歯付きクラウンに対して、一連の実験的な摩耗試験を行った。特に、硬質陽極酸化処理が施されたアルミニウム合金製の出願人の歯付きクラウン、およびＰＥＯ処理が施されたアルミニウム合金製の出願人の歯付きクラウンに対して、試験機において１，０００，０００サイクル（約５５００ｋｍの路上走行と同等）行った加速摩耗試験から得られた結果を比較した。
【００４７】
この場合においても、この試験から、ＰＥＯ処理が施された歯付きクラウンの歯の摩耗量に対して、硬質陽極酸化処理が施された歯付きクラウンの歯の摩耗量が大きいことが明らかになった。また、この試験から、試験が行われた他方の歯付きクラウンに対して、ＰＥＯ処理が施されたクラウンと共に使用されたチェーンの内側リンクの摩耗量がより大きいことが明らかになった。
【００４８】
チェーンの摩耗量がより大きいことに関連する課題は、この場合においても、例えば試験４において後述するように、本発明に従って、例えば、ＰＥＯ処理が施された歯付きクラウンに上記の潤滑物質を塗布することで解決される。
【００４９】
試験３
出願人は、歯付きクラウンの歯数を減少させることによって、同じキロ数を走行するためには、歯付きクラウンの回転サイクル数が増大する（例えば、歯が５２個のものから３０個のもの移ることによって、回転サイクル数はほぼ二倍になる）ので、摩耗量が増大するということに気付いた。
【００５０】
したがって、出願人は、異なる材料および表面処理の性能を評価するために、３０個の歯が設けられた歯付きクラウンに一連の実験的な摩耗試験を行った。特に、チェーンの交差(crossing)を最大かつ高トルクで、シマノ社のＸＴＲ  ３０Ｔのスチール製の歯付きクラウン、硬質陽極酸化処理が施されたアルミニウム合金製の出願人の歯付きクラウン、およびＰＥＯ処理（厚さはそれぞれ、０．０５５ｍｍ、０．０４５ｍｍおよび０．０３５ｍｍである）が施されたアルミニウム合金製の出願人の歯付きクラウンに対して、試験機において１５０，０００サイクル（約５００ｋｍの路上走行と同等）行った加速摩耗試験から得られた結果を比較した。
【００５１】
この試験から、硬質陽極酸化処理が施されたクラウンの歯に対して、スチール製の歯付きクラウンの歯およびＰＥＯ処理が施された歯付きクラウンの歯の耐摩耗性がより大きいことが明らかになった。
この場合においても、試験が行われた他方の歯付きクラウンに対して、ＰＥＯ処理が施されたクラウンと共に使用されたチェーンの内側リンクの摩耗量がより大きいということが判明した。しかしながら、スチール製の歯付きクラウンの歯は、基材に到達するまでチェーンの内側リンクのコーティングを摩耗させたということがわかった。
ＰＥＯ処理が施された歯付きクラウンと共に使用されたチェーンの摩耗量がより大きいことに関連する課題は、この場合においても、例えば試験４において述べるように、本発明に従って、例えば、ＰＥＯ処理が施された歯付きクラウンに上記の潤滑物質を塗布することで解決される。
【００５２】
試験４
出願人は、厚さが約０．０４０ｍｍの第１被覆層１１０と、ＰＥＯ処理の後に上記のとおり潤滑物質を塗布することで得られる第２被覆層１２０と、からなる特定の表面コーティングの性能を評価するために、本発明に係るアルミニウム合金（ＡＬ７０７５）製の歯付きクラウンに対して、一連の実験的な摩耗試験を行った。
【００５３】
歯付きクラウンに対して、塩水噴霧中において促進耐食性試験を行った。４００時間経過した後、ＰＥＯ処理のみによって被覆された歯付きクラウンには全体に広がった腐食(distributed corrosion)がみられたが、本発明に従ってＰＥＯ処理の後に潤滑物質を塗布した歯付きクラウンには点状腐食（corrosion points）がみられなかった。
【００５４】
歯付きクラウンに対して、複合摩耗試験（路上試験、および試験機における加速摩耗試験）も行った。１００ｋｍの路上走行後、ならびに、２００ｋｍの路上走行および試験機において２，３００，０００サイクル（約７５００Ｋｍの路上走行と同等）行った後、結果を評価した。
この試験から、２，０００，０００サイクルを超えた後も、歯付きクラウンの歯は依然として被覆層１１０を保っていることが明らかになった。
チェーンの内側リンクの摩耗についても、５０００ｋｍの走行後にプロフィロメータ
（profilometer）を用いて分析することで調査した。この分析から、チェーンの内側リンクの表面の最大摩耗は０．０５ｍｍであることが明らかになった。
２本のチェーンに対して引張状態で試験を行い、最低限の法定要件および出願人の要件を満たすかどうかを検証した。両方の場合において、肯定的な結果が得られた。
【００５５】
したがって、上記の試験から、ＰＥＯ処理の後に潤滑物質を塗布することにより、ＰＥＯ処理が施されたギアの全体的な性能を向上させることが可能であり、これによって、チェーンの摩耗を低減すること、耐食性および美的な仕上げを向上することに加え、「チェーンサック」のリスクをなくし、歯とチェーンが係合する際のノイズを低減し、ギアとチェーンの間の動作伝達の滑らかさを向上し、かつ前記ギアを定期的にクリーニングしてギアの表面に付着している泥を除去するという負担をなくす、または少なくとも大幅に低減することが可能であるということが明らかになった。
【００５６】
当然ながら、当業者であれば、特定の要件や偶発的な要件を満足するために、様々な変更や変形を本発明に施すことができ、いずれにせよ、これらの変更や変形の全ては添付の特許請求の範囲により定まる本発明の保護範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１０              ギア
１１              歯付き環状エレメント
１５              カップリング部
２０              歯
２１              歯
１１０            第１被覆層
１２０            第２被覆層
Ｏ                回転軸
Ｐ１              中央平面
Ｐ２              中央平面
ＰＳ              対称面
Ｓ１              （第1被覆層の）厚さ
Ｓ２              （第２被覆層の）厚さ
Ａ−Ａ            断面
【図１】
2019007616.tif 000003
【図２】
2019007616.tif 000004
【外国語明細書】
2019007616000001.pdf
2019007616000002.pdf
2019007616000003.pdf
2019007616000004.pdf