JP2003139199A - 耐摩耗性被覆物及びこれを被覆したサイレントチェーン - Google Patents

耐摩耗性被覆物及びこれを被覆したサイレントチェーン

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油の保油特性に優れた耐摩耗性被覆物を
提供するとともに、耐摩耗性に優れたサイレントチェー
ンを提供すること。 【解決手段】 硬質無機材料からなるベース被覆１０ａ
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１０ｂを分散点在させるとともに、前記分散点在
する粒子１０ｂの一部を被覆表面に露出させることによ
って、耐摩耗性を向上させた耐摩耗性被覆物１０とする
とともに、前記耐摩耗性被覆物１０によりサイレントチ
ェーンの表面を被覆することにより前記サイレントチェ
ーンの耐摩耗性を向上させる。

Description

【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
チェーンの表面被覆に適した耐摩耗性被覆物に関するも
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５７−８５９
６７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
油の保油特性に優れた耐摩耗性被覆物を提供するととも
に、これを被覆した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に係る耐摩耗性被覆物は、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こ
とである。
【０００８】また、本請求項２に係る耐摩耗性被覆物
は、請求項１の構成に加えて、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って、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】さらに、本請求項３に係るサイレントチェ
ーンは、前記請求項１又は請求項２に係る耐摩耗性被覆
物を被覆したことによって、従来のサイレントチェーン
が抱えていた耐摩耗性等に関わる問題を解決するもので
ある。特に、サイレントチェーンの連結ピン表面に適用
した場合、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、ベース被覆に用いた硬質無機材料と異なった硬質無
機材料であれば、二種類以上の無機材料を用いることも
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が、エンジニ
アリング・プラスチックやセラミック材料等への適用も
可能である。
【００１２】また、本発明の耐摩耗性被覆物は、上記の
ようにサイレントチェーンに適用した場合に特に優れた
効果を奏するものであるが、これに限らず、疲労強度や
耐摩耗性が要求されるローラーチェーンや木材加工用の
ブレードチェーン等の、他のチェーンにも適用可能であ
る。
【００１３】
【作用】本請求項１に係る耐摩耗性被覆物によれば、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
が形成され易く、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。
【００１４】また、本請求項２に係る耐摩耗性被覆物に
よれば、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。
【００１５】さらに、本請求項３に係るサイレントチェ
ーンによれば、耐摩耗性被覆物が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。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の耐摩耗性被覆物を
サイレントチェーンに適用した実施の形態について説明
する。
【００１７】
【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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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１５
μｍ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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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、
例えば、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、チタン炭化物等を用いることがで
き、分散粒子としては、シリコン酸化物、チタン酸化
物、クロム酸化物等の無機材料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、ベー
ス被覆に用いた硬質無機材料と異なった硬質無機材料で
あれば、二種類以上の無機材料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。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐摩耗性
被覆物及びこれを被覆した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。
【００２５】まず、本請求項１に係る耐摩耗性被覆物に
よれば、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。
【００２６】本請求項２に係る耐摩耗性被覆物によれ
ば、本請求項１の耐摩耗性被覆物が奏する効果に加え
て、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。
【００２７】さらに、本請求項３に係るサイレントチェ
ーンによれば、請求項１又は請求項２に係る耐摩耗性被
覆物を被覆したことによって、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
フロントページの続き (72)発明者 岩本 計政 大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号 株式会社椿本チエイン内 (72)発明者 小野田 昌弘 大阪府大阪市中央区城見２丁目１番61号 株式会社椿本チエイン内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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ことを特徴とする耐摩耗性被
    覆物。
  2. 【請求項２】 前記ベース被覆の硬質無機材料がバナジ
    ウム炭化物であって、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に記載の耐
    摩耗性被覆物。
  3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載された耐摩
    耗性被覆物を被覆したことを特徴とするサイレントチェ
    ーン。
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