JP2014152908A

JP2014152908A - ローラチェーン

Info

Publication number: JP2014152908A
Application number: JP2013025379A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Tsugawa; 貴洋津川; Kazuo Yoshimoto; 和生吉本
Original assignee: Oriental Chain Mfg Co Ltd
Current assignee: Oriental Chain Mfg Co Ltd
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2033-02-13
Also published as: JP6062276B2

Abstract

【課題】耐摩耗性を向上させ、長寿命を実現する。
【解決手段】ブシュ１２とピン１４とを介して内プレート１１、１１…、外プレート１３、１３…を交互に屈曲自在に連結するとともに、各ブシュ１２にローラ１５を回転自在に装着し、ブシュ１２は、焼結金属に潤滑油を含浸させ、ピン１４は、ダイヤモンド粒子が均一に分散する無電解Ｎi めっきの複合めっき皮膜を表面に形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、長期の無給油運転が可能な長寿命のローラチェーンに関する。

長期の無給油運転が可能なローラチェーンが知られている（たとえば特許文献１）。

従来のローラチェーンは、あらかじめ潤滑油を含浸させた焼結金属のブシュと、表面に電気Ｎi めっきを施したピンとを介して内プレート、外プレートを交互に屈曲自在に連結するとともに、内プレート、外プレートの対向面の間にフェルト製の吸湿材を介在させ、吸湿材にも潤滑油を含浸させて構成されている。吸湿材は、大量の潤滑油を吸収して保持することができるため、長期に亘って潤滑油の供給機能を維持することができ、チェーン全体としての耐摩耗性能を向上させて長期の無給油運転をすることができる。

特許第３２８０３１２号公報

かかる従来技術によるときは、ローラチェーンは、組立の際に、フェルト製の吸湿材をリンクごとに組み込む必要があるため、組立作業が煩雑であり、製造コストが過大になりがちであるという問題があった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、ダイヤモンド粒子を分散させた無電解Ｎi めっきをピンの表面に施すことによって、耐摩耗性を向上させ、煩雑な吸湿材を使用しなくて済む長寿命のローラチェーンを提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、内プレートの両端部のブシュと外プレートの両端部のピンとを介して内プレート、外プレートを交互に屈曲自在に連結するとともに、各ブシュにローラを回転自在に装着してなり、ブシュは、焼結金属に潤滑油を含浸させ、ピンは、ダイヤモンド粒子が均一に分散する無電解Ｎi めっきの複合めっき皮膜を表面に形成することをその要旨とする。

なお、ダイヤモンド粒子は、平均粒径１０〜２００nmとすることができ、複合めっき皮膜は、ダイヤモンド粒子の含有率１〜１０vol ％とすることができる。

また、複合めっき皮膜は、少なくとも膜厚２μm としてもよい。

さらに、ピンは、炭素鋼材製としてもよく、ステンレス材製としてもよい。

かかる発明の構成によるときは、複合めっき皮膜中のダイヤモンド粒子は、無電解Ｎi めっきのＮi と同時に共析することにより、複合めっき皮膜の耐摩耗性を向上させ、煩雑な吸湿材を使用することなく、ローラチェーンの耐久寿命を必要十分に向上させることができる。なお、複合めっき皮膜は、複合めっき液を調整する際の還元剤として次亜リン酸ナトリウムを使用してＮi −Ｐとすることが好ましいが、還元剤としてジメチルアミンボランを使用してＮi −Ｂとしてもよく、還元剤としてヒドラジンを使用してもよい。また、ダイヤモンド粒子は、凝集を防止して複合めっき液中に均一に、しかも安定に分散させるために、親水性ポリマーまたはイオン性官能基を表面に導入し、イオン性または非イオン性の界面活性剤を添加して水性分散液に調整し、Ｎi イオンの金属めっき液に混合して無電解Ｎi めっき処理用の複合めっき液として調整することができる。

ダイヤモンド粒子は、平均粒径１０〜２００nmのナノダイヤモンドとすることにより、良好な耐摩耗性を実現することができる。平均粒径１０nm未満であると、取扱いが難しくなる一方、平均粒径２００nm超では、摺動の相手方のブシュに対する攻撃性が過大になりがちである。なお、ダイヤモンド粒子は、球状構造の多結晶タイプのナノダイヤモンドが好適であるが、単結晶タイプやクラスタタイプであってもよい。

ダイヤモンド粒子は、複合めっき皮膜中において、含有率１〜１０vol ％とするのがよく、より好ましくは２〜８vol ％とするのがよい。これらの数値範囲を外れると、チェーンの耐久性能が低下することが確認されている。

複合めっき皮膜は、少なくとも膜厚２μm とするのがよい。膜厚２μm未満では、十分なチェーンの耐久性能が期待できないからである。

なお、ピンは、炭素鋼材製、ステンレス材製のいずれであってもよい。ただし、内プレート、外プレートは、それぞれピンと同系の材料製とすることが好ましい。

要部構成説明図試験パラメータ一覧表試験データ線図（１）試験データ線図（２）試験データ線図（３）試験データ線図（４）試験データ線図（５）試験データ線図（６）

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

ローラチェーンは、内プレート１１、１１…、外プレート１３、１３…を交互に連結してなる（図１）。ただし、図１（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ一部破断要部平面図、要部正面図である。

ローラチェーンは、内プレート１１、１１の両端部のブシュ１２、１２と外プレート１３、１３の両端部のピン１４、１４とを介し、各一対の内プレート１１、１１…、外プレート１３、１３…を交互に屈曲自在に連結して構成されている。なお、各ブシュ１２、各ピン１４は、それぞれ対応する内プレート１１、１１、外プレート１３、１３に対して相対回転不能に組み合わされ、各ピン１４は、対応する各ブシュ１２に相対回転自在に挿通されている。また、各ブシュ１２には、ローラ１５が回転自在に装着されている。

各ブシュ１２は、多孔質の焼結金属に潤滑油を含浸させ、いわゆる含油焼結ブシュとして形成されている。また、各ピン１４は、炭素鋼材製またはステンレス材製の素材に対し、ナノダイヤモンドのダイヤモンド粒子が均一に分散する無電解Ｎi めっきの複合めっき皮膜が表面に形成されている。ただし、ピン１４上の複合めっき皮膜は、少なくともブシュ１２と接触する部位に形成すればよく、ブシュ１２と接触しない部位は、複合めっき皮膜を形成してもよく、形成しなくてもよい。

ピン１４に施す無電解Ｎi めっきの複合めっき皮膜の種類によるローラチェーンの連続運転試験データ例を図２以下に示す。図２において、実施例１〜６の複合めっき皮膜は、ダイヤモンド粒子ＮＤを均一に分散したＮi −Ｐである。また、実施例１〜６は、複合めっき皮膜の膜厚（μm ）、ダイヤモンド粒子ＮＤの含有率（vol ％）、平均粒径（nm）、めっき皮膜硬さ（Ｈv ）の各パラメータによって区分されている。比較例１の複合めっき皮膜は、ダイヤモンド粒子ＮＤを含まないＮi −Ｐであり、比較例２のめっき皮膜は、従来の電気Ｎi めっきによるＮi 皮膜である。なお、実施例１〜６、比較例１、２に共通の主な試験条件は、供試ローラチェーンのサイズ＃４０、張力１８４kgf 、走行スピード５３ｍ／分による連続無給油常温運転とした。

実施例１〜６、比較例１、２の連続運転試験結果データを図３にまとめて示す。なお、図３の横軸、縦軸は、それぞれローラチェーンの運転時間（Ｈ）、摩耗伸び率（％）である。図３において、ピン１４の耐摩耗性に基づく供試ローラチェーンの寿命として、摩耗伸び率０．３％に達する運転時間（Ｈ）を定義すると、実施例３、４は、いずれも寿命２４００Ｈ超であって最良であり、つづいて、実施例２の寿命約２４００Ｈ、実施例５、１の寿命約１７５０〜１８００Ｈ、実施例６の寿命約１５００Ｈの順となり、次いで、比較例１の寿命約１０００Ｈ、比較例２の寿命約６００Ｈとなっている。

次に、図３から、複合めっき皮膜中のダイヤモンド粒子ＮＤの平均粒径に着目して実施例２、４のデータを抽出すると、図４のとおりである。すなわち、平均粒径５０nmの実施例４の方が平均粒径１００nmの実施例２より寿命が長く、耐久性が良好であることが分かる。

また、図３から、複合めっき皮膜の膜厚に着目して実施例１、３のデータを抽出すると、図５のとおりである。そこで、図５において、実施例１（膜厚５μm ）の寿命１８００Ｈに対して実施例３（膜厚１２μm ）の寿命２７００Ｈ＝１．５×１８００Ｈと推定すると、膜厚５μm を基準とする膜厚の違いによる寿命比（倍）は、たとえば図６のように想定することができ、複合めっき皮膜の膜厚に応じて寿命の向上を図ることができる。なお、図６によれば、膜厚２μm 以上であれば、比較例１、２より格段に良好な耐摩耗性能を期待できることが分かる。

同様に、図３から、複合めっき皮膜中のダイヤモンド粒子ＮＤの含有率に着目して実施例１、４〜６、比較例１のデータを抽出すると、図７、図８のとおりである。ただし、図７、図８において、含有率５vol ％に相当する実施例４の寿命２７００Ｈと推定することとし、含有率１０vol ％、２０vol ％にそれぞれ相当する実施例５、６の寿命１７５０Ｈ、１５００Ｈは、実施例１、４の膜厚５μm に対して実施例５、６の膜厚８μm であるため寿命が１．２５倍に増大していると考えて（図６）、それぞれ１／１．２５＝０．８倍して、１７５０×０．８＝１４００Ｈ、１５００×０．８＝１２００Ｈに修正されている。

図８によれば、複合めっき皮膜中のダイヤモンド粒子ＮＤの含有量は、約５vol ％が最良であり、１〜１０vol ％が好ましく、より好ましくは２〜８vol ％とするのがよく、一層好ましくは３〜７vol ％とするのがよい。

以上の説明において、ローラチェーンは、２列以上の複列に構成してもよい。また、ローラチェーンは、動力伝導用、物品搬送用を含む任意の用途に使用可能である。

この発明は、あらゆる用途のローラチェーンに対し、広く好適に適用することができる。

ＮＤ…ダイヤモンド粒子
１１…内プレート
１２…ブシュ
１３…外プレート
１４…ピン
１５…ローラ

特許出願人オリエンタルチエン工業株式会社

Claims

内プレートの両端部のブシュと外プレートの両端部のピンとを介して前記内プレート、外プレートを交互に屈曲自在に連結するとともに、前記各ブシュにローラを回転自在に装着してなり、前記ブシュは、焼結金属に潤滑油を含浸させ、前記ピンは、ダイヤモンド粒子が均一に分散する無電解Ｎi めっきの複合めっき皮膜を表面に形成することを特徴とするローラチェーン。
前記ダイヤモンド粒子は、平均粒径１０〜２００nmとすることを特徴とする請求項１記載のローラチェーン。
前記複合めっき皮膜は、前記ダイヤモンド粒子の含有率１〜１０vol ％とすることを特徴とする請求項２記載のローラチェーン。
前記複合めっき皮膜は、少なくとも膜厚２μm とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のローラチェーン。
前記ピンは、炭素鋼材製であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のローラチェーン。
前記ピンは、ステンレス材製であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のローラチェーン。