JP2021113589A - Chain component of bicycle chain, and bicycle chain - Google Patents

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Abstract

To provide a chain component for a bicycle capable of preventing a structure of a bicycle from being complicated to improve abrasion resistance, and a bicycle chain.SOLUTION: A chain component of a bicycle chain comprises a base material 21, a chromium carbide layer 23 formed on the base material 21, and a chromium nitride layer 25 formed on the chromium carbide layer 23. The base material is any one of carbon steel, alloy steel and stainless steel. The chromium nitride layer has a thickness of 1 μm or more and 20 μm or less. The chromium carbide layer has a thickness of 5 μm or more and 30 μm or less.SELECTED DRAWING: Figure 3B

Description

本発明は、自転車用チェーンのチェーン部品、および自転車用チェーンに関する。 The present invention relates to a chain component of a bicycle chain and a bicycle chain.

自転車用チェーンの耐摩耗性を向上するために、様々な試みが行われている。例えば、特許文献１には、オイルを貯留するオイル貯留容器４が、開示されている。オイル貯留容器４は、フレームに装着されている。オイル貯留容器４の出口には、オイルスイッチ５が接続される。オイルスイッチ５には、オイルノズル６が接続される。潤滑剤としてのオイルは、重力の作用により、オイルノズル６からチェーン７に落下する。これによって、自転車用チェーンの摩耗を抑えるという効果が実現されている。 Various attempts have been made to improve the wear resistance of bicycle chains. For example, Patent Document 1 discloses an oil storage container 4 for storing oil. The oil storage container 4 is attached to the frame. An oil switch 5 is connected to the outlet of the oil storage container 4. An oil nozzle 6 is connected to the oil switch 5. The oil as a lubricant falls from the oil nozzle 6 to the chain 7 due to the action of gravity. As a result, the effect of suppressing the wear of the bicycle chain is realized.

中国実用新案２８５５８７６号公報China Utility Model No. 2855876

従来技術では、オイル貯留容器、オイルスイッチ、及びオイルノズルが、フレームに設けられている。このように、従来技術では、自転車用チェーンの摩耗を抑えるために用意する構成が複雑になるという問題がある。 In the prior art, an oil storage container, an oil switch, and an oil nozzle are provided on the frame. As described above, in the prior art, there is a problem that the configuration prepared for suppressing the wear of the bicycle chain becomes complicated.

本発明の目的は、自転車の構造の複雑化を抑えて、耐摩耗性を向上させることができる自転車用チェーン部品を、提供することにある。また、本発明の目的は、自転車の構造の複雑化を抑えて、耐摩耗性を向上させることができる自転車用チェーンを、提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bicycle chain component capable of suppressing the complexity of the structure of a bicycle and improving the wear resistance. Another object of the present invention is to provide a bicycle chain capable of suppressing complication of the structure of a bicycle and improving wear resistance.

本発明の第１の態様に関して、自転車用チェーンのチェーン部品が、基材と、炭化クロム層と、窒化クロム層とを、備える。炭化クロム層は、基材上に形成される。窒化クロム層は、炭化クロム層上に形成される。 With respect to the first aspect of the present invention, the chain component of the bicycle chain comprises a base material, a chromium carbide layer, and a chromium nitride layer. The chromium carbide layer is formed on the substrate. The chromium nitride layer is formed on the chromium carbide layer.

第１の態様に係る自転車用チェーンのチェーン部品では、炭化クロム層および窒化クロム層の２つの層によって、基材に対する摩耗に耐えることができる。すなわち、本チェーン部品では、従来技術と比較して、耐摩耗性を向上することができる。 In the chain component of the bicycle chain according to the first aspect, the two layers of the chromium carbide layer and the chromium nitride layer can withstand the wear on the base material. That is, in this chain component, the wear resistance can be improved as compared with the conventional technique.

本発明の第２の態様に関して、本発明の第１の態様に係る自転車用チェーンのチェーン部品は、基材が、炭素鋼、合金鋼およびステンレス鋼のいずれか１つであるように、構成される。 With respect to the second aspect of the present invention, the chain component of the bicycle chain according to the first aspect of the present invention is configured such that the base material is any one of carbon steel, alloy steel and stainless steel. NS.

第２の態様に係る自転車用チェーンのチェーン部品では、基材を、炭素鋼、合金鋼およびステンレス鋼のいずれか１つによって構成することによって、基材に炭化クロム層を容易に形成することができる。 In the chain component of the bicycle chain according to the second aspect, the chromium carbide layer can be easily formed on the base material by forming the base material from any one of carbon steel, alloy steel and stainless steel. can.

本発明の第３の態様に関して、本発明の第１または第２の態様に係る自転車用チェーンのチェーン部品は、窒化クロム層が１μｍ以上２０μｍ以下の厚みを有するように、構成される。 With respect to the third aspect of the present invention, the chain component of the bicycle chain according to the first or second aspect of the present invention is configured such that the chromium nitride layer has a thickness of 1 μm or more and 20 μm or less.

第３の態様に係る自転車用チェーンのチェーン部品では、窒化クロム層の厚みを上記のように形成することによって、チェーン部品の耐摩耗性を好適に向上することができる。 In the chain component of the bicycle chain according to the third aspect, the wear resistance of the chain component can be suitably improved by forming the thickness of the chromium nitride layer as described above.

本発明の第４の態様に関して、本発明の第１から第３の態様のいずれか１つに係る自転車用チェーンのチェーン部品は、炭化クロム層が５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有するように、構成される。 Regarding the fourth aspect of the present invention, the chain component of the bicycle chain according to any one of the first to third aspects of the present invention is configured such that the chromium carbide layer has a thickness of 5 μm or more and 30 μm or less. Will be done.

第４の態様に係る自転車用チェーンのチェーン部品では、炭化クロム層の厚みを上記のように形成することによって、窒化クロム層と共に、チェーン部品の耐摩耗性を好適に向上することができる。 In the chain component of the bicycle chain according to the fourth aspect, by forming the thickness of the chromium carbide layer as described above, the wear resistance of the chain component can be suitably improved together with the chromium nitride layer.

本発明の第５の態様に関して、自転車用チェーンは、アウターリンクプレートと、インナーリンクプレートと、リンクピンと、ローラとを、備える。この自転車用チェーンでは、アウターリンクプレート、インナーリンクプレート、リンクピン、および、ローラのうちの少なくとも１つが、上述したチェーン部品である。 With respect to the fifth aspect of the present invention, the bicycle chain includes an outer link plate, an inner link plate, a link pin, and a roller. In this bicycle chain, at least one of the outer link plate, the inner link plate, the link pin, and the roller is the chain component described above.

第５の態様に係る自転車用チェーンでは、アウターリンクプレート、インナーリンクプレート、リンクピン、および、ローラの耐摩耗性を好適に向上することができる。 In the bicycle chain according to the fifth aspect, the wear resistance of the outer link plate, the inner link plate, the link pin, and the roller can be suitably improved.

本発明によれば、自転車用チェーンのチェーン部品において、耐摩耗性を向上することができる。また、本発明によれば、自転車用チェーンにおいて、耐摩耗性を向上することができる。 According to the present invention, the wear resistance of a chain component of a bicycle chain can be improved. Further, according to the present invention, it is possible to improve the wear resistance of a bicycle chain.

本発明の実施形態による自転車用チェーンの側面図。A side view of a bicycle chain according to an embodiment of the present invention. 自転車用チェーンの分解斜視図。An exploded perspective view of a bicycle chain. 図２の切断線Ａにおけるリンクピンを模式的に示した断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a link pin in the cutting line A of FIG. 図３Ａの部分拡大断面図。FIG. 3A is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 3A. リンクピンの評価形態を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the evaluation form of a link pin. リンクピンの評価を比較するための図。Diagram for comparing the evaluation of link pins.

（自転車用チェーンの構成）
図１及び図２に示すように、自転車用チェーン１は、アウターリンクプレート３と、インナーリンクプレート５と、リンクピン７と、ローラ９とを、備える。
詳細には、自転車用チェーン１は、１対のアウターリンクプレート３ａ，３ｂと、１対のインナーリンクプレート５ａ，５ｂと、リンクピン７と、ローラ９とを、備える。 (Bicycle chain configuration)
As shown in FIGS. 1 and 2, the bicycle chain 1 includes an outer link plate 3, an inner link plate 5, a link pin 7, and a roller 9.
Specifically, the bicycle chain 1 includes a pair of outer link plates 3a and 3b, a pair of inner link plates 5a and 5b, a link pin 7, and a roller 9.

図２に示すように、１対のアウターリンクプレート３ａ，３ｂは、リンクピン７の軸心Ｐ１（後述する）に関する軸方向において、間隔を隔てて配置される。すなわち、１対のアウターリンクプレート３ａ，３ｂは、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する軸方向において、対向して配置される。 As shown in FIG. 2, the pair of outer link plates 3a and 3b are arranged at intervals in the axial direction with respect to the axial center P1 (described later) of the link pin 7. That is, the pair of outer link plates 3a and 3b are arranged so as to face each other in the axial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7.

１対のアウターリンクプレート３ａ，３ｂのそれぞれには、１対の第１ピン穴１１ａ，１１ｂが形成される。第１ピン穴１１ａ，１１ｂには、リンクピン７の端部が固定される。なお、図２では、リンクピン７の端部が第１ピン穴１１ａに固定される場合の例が、示されている。なお、図２では、第１ピン穴１１ａ，１１ｂが１対のアウターリンクプレート３ａ，３ｂの対向する方向に突出するように示されている。しかし、第１ピン穴１１ａ，１１ｂには、このような突出が無くてもよい。 A pair of first pin holes 11a and 11b are formed in each of the pair of outer link plates 3a and 3b. The ends of the link pins 7 are fixed to the first pin holes 11a and 11b. Note that FIG. 2 shows an example in which the end portion of the link pin 7 is fixed to the first pin hole 11a. In FIG. 2, the first pin holes 11a and 11b are shown so as to project in the opposite directions of the pair of outer link plates 3a and 3b. However, the first pin holes 11a and 11b may not have such protrusions.

１対のインナーリンクプレート５ａ，５ｂは、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する軸方向において、間隔を隔てて配置される。すなわち、１対のインナーリンクプレート５ａ，５ｂは、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する軸方向において、対向して配置される。１対のインナーリンクプレート５ａ，５ｂのそれぞれには、１対の筒状部１３ａ，１３ｂが形成される。 The pair of inner link plates 5a and 5b are arranged at intervals in the axial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7. That is, the pair of inner link plates 5a and 5b are arranged so as to face each other in the axial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7. A pair of tubular portions 13a and 13b are formed on each of the pair of inner link plates 5a and 5b.

筒状部１３ａ，１３ｂは、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する軸方向において、インナーリンクプレート５ａ，５ｂの一方向に突出している。例えば、インナーリンクプレート５ａ及びインナーリンクプレート５ｂのそれぞれの筒状部１３ａ，１３ｂは、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する軸方向において、対向するインナーリンクプレート５ｂ，５ａに向けて突出している。 The tubular portions 13a and 13b project in one direction of the inner link plates 5a and 5b in the axial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7. For example, the tubular portions 13a and 13b of the inner link plate 5a and the inner link plate 5b project toward the opposite inner link plates 5b and 5a in the axial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7.

筒状部１３ａ，１３ｂの内周面は、第２ピン穴１５ａ，１５ｂとして、用いられる。第２ピン穴１５ａ，１５ｂにはリンクピン７が挿通される。なお、図２では、リンクピン７が第２ピン穴１５ｂに挿通される場合の例が、示されている。 The inner peripheral surfaces of the tubular portions 13a and 13b are used as the second pin holes 15a and 15b. The link pin 7 is inserted into the second pin holes 15a and 15b. Note that FIG. 2 shows an example in which the link pin 7 is inserted into the second pin hole 15b.

本実施形態では、インナーリンクプレート５に筒状部１３ａ，１３ｂが一体に形成される場合の例を示した。例えば、筒状部１３ａ，１３ｂは、バーリング加工によって形成される。バーリング加工は、穴の縁にフランジを成形する加工方法である。ここで、筒状部１３ａ，１３ｂはフランジに相当する。なお、筒状部１３ａ，１３ｂは、インナーリンクプレート５とは別体のブッシュであってもよい。 In this embodiment, an example is shown in which the tubular portions 13a and 13b are integrally formed on the inner link plate 5. For example, the tubular portions 13a and 13b are formed by burring. Burling is a processing method in which a flange is formed on the edge of a hole. Here, the tubular portions 13a and 13b correspond to flanges. The tubular portions 13a and 13b may be bushes that are separate from the inner link plate 5.

１対のインナーリンクプレート５ａ，５ｂは、リンクピン７を介して、１対のアウターリンクプレート３ａ，３ｂに隣接して各別に配置される。各インナーリンクプレート５ａ，５ｂは、リンクピン７を介して、各アウターリンクプレート３ａ，３ｂに対して揺動する。すなわち、リンクピン７は、隙間ばめによって、第２ピン穴１５ａ，１５ｂに配置される。 The pair of inner link plates 5a and 5b are separately arranged adjacent to the pair of outer link plates 3a and 3b via the link pin 7. The inner link plates 5a and 5b swing with respect to the outer link plates 3a and 3b via the link pins 7. That is, the link pins 7 are arranged in the second pin holes 15a and 15b by gap fitting.

１対のインナーリンクプレート５ａ，５ｂは、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する軸方向において、１対のアウターリンクプレート３ａ，３ｂの間に配置される。すなわち、１対のアウターリンクプレート３ａ，３ｂは、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する軸方向において、１対のインナーリンクプレート５ａ，５ｂを挟むように配置される。 The pair of inner link plates 5a and 5b are arranged between the pair of outer link plates 3a and 3b in the axial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7. That is, the pair of outer link plates 3a and 3b are arranged so as to sandwich the pair of inner link plates 5a and 5b in the axial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7.

図１及び図２に示すように、リンクピン７は、軸心Ｐ１を有する。リンクピン７は、１対のインナーリンクプレート５ａ，５ｂおよび１対のアウターリンクプレート３ａ，３ｂを、連結する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the link pin 7 has an axial center P1. The link pin 7 connects a pair of inner link plates 5a and 5b and a pair of outer link plates 3a and 3b.

例えば、図２に示すように、リンクピン７は、円柱状に形成される。リンクピン７は、アウターリンクプレート３ａ，３ｂの第１ピン穴１１ａ，１１ｂと、インナーリンクプレート５ａ，５ｂの第２ピン穴１５ａ，１５ｂに挿通される。例えば、リンクピン７の両端部は、アウターリンクプレート３の第１ピン穴１１ａ，１１ｂにかしめ固定される。 For example, as shown in FIG. 2, the link pin 7 is formed in a columnar shape. The link pin 7 is inserted into the first pin holes 11a and 11b of the outer link plates 3a and 3b and the second pin holes 15a and 15b of the inner link plates 5a and 5b. For example, both ends of the link pin 7 are caulked and fixed to the first pin holes 11a and 11b of the outer link plate 3.

かしめ固定は、素材を変形させて他の部品に固定する方法である。例えば、リンクピン７の端部を第１ピン穴１１ａ，１１ｂに挿入した状態において、リンクピン７の端部を変形させる。これによって、ピンは穴から抜けないように固定される。 Caulking fixing is a method of deforming a material and fixing it to other parts. For example, in a state where the end of the link pin 7 is inserted into the first pin holes 11a and 11b, the end of the link pin 7 is deformed. This secures the pin so that it does not come out of the hole.

図１及び図２に示すように、ローラ９は、リンクピン７の外周部に配置される。例えば、ローラ９は、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する径方向において、リンクピン７の外側に配置される。詳細には、図２に示すように、リンクピン７は、筒状部１３ａ，１３ｂの第２ピン穴１５ａ，１５ｂに挿通される。この状態において、ローラ９は、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する径方向において、インナーリンクプレート５の筒状部１３ａ，１３ｂの外側に配置される。言い換えると、筒状部１３ａ，１３ｂは、リンクピン７の軸心Ｐ１に関する径方向において、ローラ９の内側に配置される。例えば、筒状部１３ａ，１３ｂは、ローラ９の孔部に挿通される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the roller 9 is arranged on the outer peripheral portion of the link pin 7. For example, the roller 9 is arranged outside the link pin 7 in the radial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7. Specifically, as shown in FIG. 2, the link pin 7 is inserted into the second pin holes 15a and 15b of the tubular portions 13a and 13b. In this state, the roller 9 is arranged outside the tubular portions 13a and 13b of the inner link plate 5 in the radial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7. In other words, the tubular portions 13a and 13b are arranged inside the roller 9 in the radial direction with respect to the axial center P1 of the link pin 7. For example, the tubular portions 13a and 13b are inserted into the holes of the roller 9.

上述した、アウターリンクプレート３、インナーリンクプレート５、リンクピン７、およびローラ９の少なくとも１つには、耐摩耗性を向上するために、表面処理が行われる。本実施形態では、リンクピン７に対して表面処理が行われる場合の例が、示される。本実施形態では、リンクピン７がチェーン部品の一例として説明される。 At least one of the outer link plate 3, the inner link plate 5, the link pin 7, and the roller 9 described above is surface-treated in order to improve wear resistance. In the present embodiment, an example in which the surface treatment is performed on the link pin 7 is shown. In this embodiment, the link pin 7 will be described as an example of a chain component.

（リンクピンの構成）
図３Ａに示すように、リンクピン７は、基材２１と、基材２１上に形成される炭化クロム層２３と、炭化クロム層２３上に形成される窒化クロム層２５とを、備える。例えば、基材２１は、炭素鋼、合金鋼、およびステンレス鋼のいずれか１つである。本実施形態では、基材２１が炭素鋼である場合を一例として、説明が行われる。基材２１は、例えば、円柱状に形成される。 (Link pin configuration)
As shown in FIG. 3A, the link pin 7 includes a base material 21, a chromium carbide layer 23 formed on the base material 21, and a chromium nitride layer 25 formed on the chromium carbide layer 23. For example, the base material 21 is any one of carbon steel, alloy steel, and stainless steel. In this embodiment, the description will be given by taking the case where the base material 21 is carbon steel as an example. The base material 21 is formed in a columnar shape, for example.

基材２１には、浸窒処理が行われる。基材２１に対して浸窒処理を行うことによって、窒素が基材２１の表層に侵入する。例えば、浸窒処理では、アンモニアガスまたは窒素ガスの雰囲気中に基材２１が暴露される。この状態で基材２１を放置することによって、窒素が基材２１の表層に侵入する。アンモニアガスの温度または窒素ガスの温度は６５０℃以上８５０℃以下であることが好ましい。 The base material 21 is subjected to a nitrogen immersion treatment. By performing the nitrogenation treatment on the base material 21, nitrogen penetrates into the surface layer of the base material 21. For example, in the nitrification treatment, the base material 21 is exposed to the atmosphere of ammonia gas or nitrogen gas. By leaving the base material 21 in this state, nitrogen invades the surface layer of the base material 21. The temperature of the ammonia gas or the temperature of the nitrogen gas is preferably 650 ° C. or higher and 850 ° C. or lower.

基材２１には、窒化処理が行われてもよい。窒化処理とは、表面硬化処理の化学的表面硬化法で、鋼の表面から窒素を拡散侵入させ、鋼の表面を硬くする加工技術である。基材２１に窒化処理を行うことによって、窒素が基材２１の表層に侵入する。例えば、窒化処理では、アンモニアガスまたは窒素ガスを含む空気中に、基材２１が暴露される。この状態で基材２１を放置することによって、窒素が基材２１の表層に侵入する。アンモニアガスの温度または窒素ガスの温度は、５１０度以上５７０度以下であることが好ましい。なお、窒化処理には、ガス窒化処理、塩浴窒化処理、およびイオン窒化処理等が含まれる。 The base material 21 may be subjected to nitriding treatment. Nitriding treatment is a chemical surface hardening method of surface hardening treatment, which is a processing technique for hardening the surface of steel by diffusing and invading nitrogen from the surface of steel. By nitriding the base material 21, nitrogen penetrates into the surface layer of the base material 21. For example, in the nitriding treatment, the base material 21 is exposed to air containing ammonia gas or nitrogen gas. By leaving the base material 21 in this state, nitrogen invades the surface layer of the base material 21. The temperature of the ammonia gas or the temperature of the nitrogen gas is preferably 510 degrees or more and 570 degrees or less. The nitriding treatment includes gas nitriding treatment, salt bath nitriding treatment, ion nitriding treatment and the like.

上記の処理によって、基材２１の表層には浸窒層２７が形成される。浸窒層２７は、基材２１に対して窒素を拡散浸透させることで形成される。この状態において、浸窒層２７を有する基材２１に対して、クロマイジング処理が行われる。クロマイジング処理は、基材２１に対してクロムを拡散浸透させる処理である。クロマイジング処理では、基材２１が加熱され、蒸気圧の高いハロゲン化クロムが基材２１に対して送り込まれる。これにより、基材２１の表層においてクロムが析出され拡散される。 By the above treatment, a nitrogen immersion layer 27 is formed on the surface layer of the base material 21. The nitrogen immersion layer 27 is formed by diffusing and infiltrating nitrogen into the base material 21. In this state, the base material 21 having the nitrification layer 27 is subjected to a chromazing treatment. The chromazing treatment is a treatment for diffusing and infiltrating chromium into the base material 21. In the chromazing treatment, the base material 21 is heated, and chromium halide having a high vapor pressure is sent to the base material 21. As a result, chromium is precipitated and diffused on the surface layer of the base material 21.

浸窒層２７を有する基材２１に対してクロマイジング処理を行うことによって、クロムが浸窒層２７に浸透する。これにより、基材２１の表層には、窒化クロム層２５が形成される。例えば、浸窒層２７の全体にクロムが浸透すると、浸窒層２７は窒化クロム層２５に変化する。例えば、図３Ｂに示すように、窒化クロム層２５は、１μｍ以上３０μｍ以下の厚みＴ１を、有する。詳細には、窒化クロム層２５は、１μｍ以上２０μｍ以下の厚みＴ１を有する。 By performing the chromazing treatment on the base material 21 having the immersion layer 27, chromium penetrates into the immersion layer 27. As a result, the chromium nitride layer 25 is formed on the surface layer of the base material 21. For example, when chromium permeates the entire immersion layer 27, the immersion layer 27 changes to the chromium nitride layer 25. For example, as shown in FIG. 3B, the chromium nitride layer 25 has a thickness T1 of 1 μm or more and 30 μm or less. Specifically, the chromium nitride layer 25 has a thickness T1 of 1 μm or more and 20 μm or less.

窒化クロム層２５の厚みＴ１は、断面観察によって測定される。窒化クロム層２５の厚みＴ１は、窒化クロム層２５において最も小さい最小厚みによって、評価されることが好ましい。 The thickness T1 of the chromium nitride layer 25 is measured by cross-sectional observation. The thickness T1 of the chromium nitride layer 25 is preferably evaluated by the smallest minimum thickness of the chromium nitride layer 25.

また、上記のクロマイジング処理によって、クロムを、浸窒層２７より内側の部分にも浸透させる。これにより、浸窒層２７より内側の部分、例えば基材２１において浸窒層２７に隣接する部分には、炭化クロム層２３が形成される。 Further, by the above-mentioned chromazing treatment, chromium is also infiltrated into the portion inside the nitrification layer 27. As a result, the chromium carbide layer 23 is formed in the portion inside the nitrification layer 27, for example, the portion of the base material 21 adjacent to the nitrification layer 27.

このように、炭化クロム層２３はクロムの拡散浸透によって形成される。また、窒化クロム層は窒素およびクロムの拡散浸透によって形成される。 In this way, the chromium carbide layer 23 is formed by the diffusion penetration of chromium. In addition, the chromium nitride layer is formed by diffusion penetration of nitrogen and chromium.

上記のように本実施の形態では、浸窒処理によって浸窒層を形成した後に、クロマイジング処理が行われている。これに対して、例えば、クロマイジング処理を行った後に浸窒処理を行う場合には、クロマイジング処理によって炭化クロム層が安定する。この場合、窒化クロム層は、ほとんど生成されない。 As described above, in the present embodiment, the chromazing treatment is performed after the nitrification layer is formed by the nitrification treatment. On the other hand, for example, when the nitriding treatment is performed after the chromizing treatment, the chromium carbide layer is stabilized by the chromizing treatment. In this case, the chromium nitride layer is hardly formed.

このように、クロマイジング処理後に窒化処理が行われた場合、耐摩耗性の向上に期待することができない。すなわち、クロマイジング処理よってクロムを基材２１に拡散浸透させた後に、窒化処理によって窒素を拡散浸透させると、耐摩耗性の向上に寄与する窒化クロム層および炭化クロム層の２層構造を、形成することができない。 As described above, when the nitriding treatment is performed after the chromazing treatment, improvement in wear resistance cannot be expected. That is, when chromium is diffused and permeated into the base material 21 by the chromazing treatment and then nitrogen is diffused and permeated by the nitriding treatment, a two-layer structure of a chromium nitride layer and a chromium carbide layer that contributes to the improvement of wear resistance is formed. Can not do it.

図３Ｂに示すように、炭化クロム層２３は、５μｍ以上３０μｍ以下の厚みＴ２を、有する。炭化クロム層２３の厚みＴ２は、断面観察によって測定される。炭化クロム層２３の厚みＴ２は、炭化クロム層２３において最も小さい最小厚みによって、評価されることが好ましい。 As shown in FIG. 3B, the chromium carbide layer 23 has a thickness T2 of 5 μm or more and 30 μm or less. The thickness T2 of the chromium carbide layer 23 is measured by cross-sectional observation. The thickness T2 of the chromium carbide layer 23 is preferably evaluated by the smallest minimum thickness of the chromium carbide layer 23.

なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、リンクピン７において炭化クロム層２３及び窒化クロム層２５を除いた部分が、符号“３１”で示されている。 In FIGS. 3A and 3B, the portion of the link pin 7 excluding the chromium carbide layer 23 and the chromium nitride layer 25 is indicated by reference numeral “31”.

上記のように、炭化クロム層２３及び窒化クロム層２５は、基材２１の表面上に追加的に重ねて形成されていない。すなわち、炭化クロム層２３及び窒化クロム層２５は、基材２１の表層部の性質を変化させて形成されている。リンクピン７において炭化クロム層２３及び窒化クロム層２５を除いた部分は、例えば、基材本体である。 As described above, the chromium carbide layer 23 and the chromium nitride layer 25 are not additionally formed on the surface of the base material 21. That is, the chromium carbide layer 23 and the chromium nitride layer 25 are formed by changing the properties of the surface layer portion of the base material 21. The portion of the link pin 7 excluding the chromium carbide layer 23 and the chromium nitride layer 25 is, for example, the base material body.

基材本体３１は、基材２１の性質が実質的に変化していない部分である。つまり、炭化クロム層２３及び窒化クロム層２５が形成されたリンクピン７では、基材本体３１は基材２１である。 The base material body 31 is a portion in which the properties of the base material 21 have not substantially changed. That is, in the link pin 7 in which the chromium carbide layer 23 and the chromium nitride layer 25 are formed, the base material body 31 is the base material 21.

基材本体３１は、炭素鋼の特性を有する。すなわち、リンクピン７は、炭素鋼の特性を有する基材本体３１と、炭化クロムの特性を有する炭化クロム層２３と、窒化クロムの特性を有する窒化クロム層２５とを有すると、解釈してもよい。 The base material body 31 has the characteristics of carbon steel. That is, it can be interpreted that the link pin 7 has a base material body 31 having the characteristics of carbon steel, a chromium carbide layer 23 having the characteristics of chromium carbide, and a chromium nitride layer 25 having the characteristics of chromium nitride. good.

上記のように、例えば、基材２１に対して、浸窒処理または窒化処理を行った後に、クロマイジング処理を行う。これによって、窒化クロム層２５および炭化クロム層２３の２層の被膜を、基材２１に容易に形成することができる。 As described above, for example, the base material 21 is subjected to a nitriding treatment or a nitriding treatment, and then a chromasing treatment is performed. As a result, a two-layer coating of the chromium nitride layer 25 and the chromium carbide layer 23 can be easily formed on the base material 21.

また、物理蒸着によってチェーン部品の基材２１に窒素被膜を形成する場合、硬度の高い窒素被膜と硬度の低い基材との間での硬度差が、大きくなる。そのため、基材に対する窒素被膜の密着性が十分に得られず、耐摩耗性が長期に亘って維持されない。これと比較して、炭化クロムの硬度は窒化クロムの硬度よりも低い。また、炭化クロムの硬度は炭素鋼の硬度よりも高い。 Further, when a nitrogen film is formed on the base material 21 of the chain component by physical vapor deposition, the hardness difference between the high hardness nitrogen film and the low hardness base material becomes large. Therefore, the adhesion of the nitrogen film to the substrate is not sufficiently obtained, and the wear resistance is not maintained for a long period of time. In comparison, the hardness of chromium carbide is lower than that of chromium nitride. Moreover, the hardness of chromium carbide is higher than the hardness of carbon steel.

このため、窒化クロム層２５および炭化クロム層２３の２層の被膜は、基材２１に対する密着性を向上することができる。また、窒素およびクロムを基材２１に拡散させているので、物理蒸着と比較して密着性は向上する。すなわち、リンクピン７の耐摩耗性を向上することができる。物理蒸着などで形成された被膜と、拡散浸透によって形成された被膜とは、被膜の構造が異なる。そして、この構造の違いは、断面観察または各層の結晶の状態を調べることなどによって確認される。なお、窒化クロム層と基材との硬度差を小さくして剥離を軽減するために、クロマイジング処理を行った炭化クロム層の上には、窒化クロム層を、メッキ、蒸着、またはスパッタリング等で形成することもできる。この場合、炭化クロム層２３は、クロムの拡散浸透によって形成される。 Therefore, the two-layer coating of the chromium nitride layer 25 and the chromium carbide layer 23 can improve the adhesion to the base material 21. Further, since nitrogen and chromium are diffused in the base material 21, the adhesion is improved as compared with physical vapor deposition. That is, the wear resistance of the link pin 7 can be improved. The structure of the coating film is different between the coating film formed by physical vapor deposition or the like and the coating film formed by diffusion penetration. Then, this difference in structure is confirmed by observing the cross section or examining the state of crystals in each layer. In order to reduce the difference in hardness between the chromium nitride layer and the base material and reduce peeling, a chromium nitride layer is plated, vapor-deposited, sputtering, or the like on the chromium carbide layer that has been subjected to the chromazing treatment. It can also be formed. In this case, the chromium carbide layer 23 is formed by diffusion penetration of chromium.

また、窒化クロム層２５が摩耗したとしても、窒化クロム層２５の下層に位置する炭化クロム層２３によって、リンクピン７の耐摩耗性を確保することができる。 Further, even if the chromium nitride layer 25 is worn, the wear resistance of the link pin 7 can be ensured by the chromium carbide layer 23 located under the chromium nitride layer 25.

（リンクピンに対する摩耗評価）
以下では、リンクピン７に対する摩耗評価についての説明が、行われる。図４に示すように、リンクピン７に対する摩耗評価は、２つのリンクピンの一方７２，７３を、２つのリンクピンの他方７１に対して摺動させることによって、行われる。 (Abrasion evaluation for link pins)
In the following, the wear evaluation for the link pin 7 will be described. As shown in FIG. 4, the wear evaluation for the link pin 7 is performed by sliding one of the two link pins 72 and 73 with respect to the other 71 of the two link pins.

ここでは、第１の評価および第２の評価が行われる。第１の評価では、第１リンクピン７１と、第２リンクピン７２とが、用いられる。例えば、第１リンクピン７１は、直径３．６ｍｍおよび長さ６．１ｍｍを有する円柱に、形成される。第１リンクピン７１は、上述した２層の被膜を有していない。すなわち、第１リンクピン７１は、基材２１である。 Here, a first evaluation and a second evaluation are performed. In the first evaluation, the first link pin 71 and the second link pin 72 are used. For example, the first link pin 71 is formed in a cylinder having a diameter of 3.6 mm and a length of 6.1 mm. The first link pin 71 does not have the above-mentioned two-layer coating. That is, the first link pin 71 is the base material 21.

基材２１は、ＪＩＳ規格におけるＳ５５Ｃの炭素鋼である。基材２１の硬さは、ＨＲＣで５０に調整される。基材２１の外周面の粗さは、Ｒａ０．１μｍ以下になるように調整される。 The base material 21 is S55C carbon steel according to the JIS standard. The hardness of the base material 21 is adjusted to 50 by HRC. The roughness of the outer peripheral surface of the base material 21 is adjusted so as to be Ra 0.1 μm or less.

例えば、第２リンクピン７２は、直径３．６ｍｍおよび長さ６．１ｍｍを有する円柱に、形成される。第２リンクピン７２には、基材２１に対して、上述した窒化クロム層２５および炭化クロム層２３の２層の被膜が、設けられる。 For example, the second link pin 72 is formed in a cylinder having a diameter of 3.6 mm and a length of 6.1 mm. The second link pin 72 is provided with the above-mentioned two-layer coating of the chromium nitride layer 25 and the chromium carbide layer 23 on the base material 21.

基材２１は、ＪＩＳ規格におけるＳ５５Ｃの炭素鋼である。基材２１の硬さは、ＨＲＣで５０に調整される。窒化クロム層２５の粗さ（基材２１の外周面の粗さ）は、Ｒａ０．１μｍ以下になるように調整される。 The base material 21 is S55C carbon steel according to the JIS standard. The hardness of the base material 21 is adjusted to 50 by HRC. The roughness of the chromium nitride layer 25 (roughness of the outer peripheral surface of the base material 21) is adjusted to Ra 0.1 μm or less.

窒化クロム層２５の厚みＴ１は、４μｍである。炭化クロム層２３の厚みＴ２は、１５μｍである。すなわち、窒化クロム層２５の厚みＴ１および炭化クロム層２３の厚みＴ２の全体厚みＴは、１９μｍである。 The thickness T1 of the chromium nitride layer 25 is 4 μm. The thickness T2 of the chromium carbide layer 23 is 15 μm. That is, the total thickness T of the thickness T1 of the chromium nitride layer 25 and the thickness T2 of the chromium carbide layer 23 is 19 μm.

第２の評価では、第１リンクピン７１と、第３リンクピン７３とが、用いられる。例えば、第３リンクピン７３は、直径３．６ｍｍおよび長さ６．１ｍｍを有する円柱に、形成される。第３リンクピン７３には、炭化クロム層２３のみからなる１層の被膜が、設けられる。 In the second evaluation, the first link pin 71 and the third link pin 73 are used. For example, the third link pin 73 is formed in a cylinder having a diameter of 3.6 mm and a length of 6.1 mm. The third link pin 73 is provided with a one-layer coating composed of only the chromium carbide layer 23.

基材２１は、ＪＩＳ規格におけるＳ５５Ｃの炭素鋼である。基材２１の硬さは、ＨＲＣで５０に調整される。炭化クロム層２３の粗さ（基材２１の外周面の粗さ）は、Ｒａ０．１μｍ以下になるように調整される。 The base material 21 is S55C carbon steel according to the JIS standard. The hardness of the base material 21 is adjusted to 50 by HRC. The roughness of the chromium carbide layer 23 (roughness of the outer peripheral surface of the base material 21) is adjusted to Ra 0.1 μm or less.

炭化クロム層２３の厚みＴ３は、１９μｍである。この炭化クロム層２３の厚みＴ３は、第２リンクピン７２における窒化クロム層２５の厚みＴ１および炭化クロム層２３の厚みＴ２の全体厚みＴと同じである（Ｔ３＝Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２）。 The thickness T3 of the chromium carbide layer 23 is 19 μm. The thickness T3 of the chromium carbide layer 23 is the same as the total thickness T1 of the chromium nitride layer 25 and the thickness T2 of the chromium carbide layer 23 in the second link pin 72 (T3 = T = T1 + T2).

第１の評価および第２の評価では、第２リンクピン７２または第３リンクピン７３が、第１リンクピン７１に対して直交して配置される。第２リンクピン７２または第３リンクピン７３が第１リンクピン７１に接触した状態において、第２リンクピン７２または第３リンクピン７３は第１リンクピン７１の軸方向Ｄに移動する。 In the first evaluation and the second evaluation, the second link pin 72 or the third link pin 73 is arranged orthogonal to the first link pin 71. In a state where the second link pin 72 or the third link pin 73 is in contact with the first link pin 71, the second link pin 72 or the third link pin 73 moves in the axial direction D of the first link pin 71.

第１の評価および第２の評価では、第１リンクピン７１に向けて、第２リンクピン７２または第３リンクピン７３に１００Ｎの力Ｆを作用させる。これによって、第２リンクピン７２または第３リンクピン７３が第１リンクピン７１に接触する。 In the first evaluation and the second evaluation, a force F of 100 N is applied to the second link pin 72 or the third link pin 73 toward the first link pin 71. As a result, the second link pin 72 or the third link pin 73 comes into contact with the first link pin 71.

この状態において、第２リンクピン７２または第３リンクピン７３は、第１リンクピン７１に対して、１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で往復移動する。第２リンクピン７２または第３リンクピン７３が往復する回数は、５０００サイクルである。第２リンクピン７２または第３リンクピン７３が第１リンクピン７１に対して摺動する距離は、３ｍｍである。ここでは、１リットルの水に５０ｇのＪＩＳ試験用粉体１１種（関東ローム）を混ぜたものが、潤滑剤として用いられる。 In this state, the second link pin 72 or the third link pin 73 reciprocates with respect to the first link pin 71 at a speed of 10 mm / sec. The number of times the second link pin 72 or the third link pin 73 reciprocates is 5000 cycles. The distance that the second link pin 72 or the third link pin 73 slides with respect to the first link pin 71 is 3 mm. Here, 1 liter of water mixed with 50 g of 11 types of JIS test powder (Kanto loam) is used as a lubricant.

上記の条件によって第１の評価および第２の評価を行った結果が、図５に示される。例えば、第１の評価では、第２リンクピン７２の摩耗量は２３μｍである。第２の評価では、第３リンクピン７３の摩耗量は３０μｍである。このように、第２リンクピン７２の摩耗量は、第３リンクピン７３の摩耗量より小さい。ここで摩耗量は、摩耗深さに対応する。 The results of the first evaluation and the second evaluation under the above conditions are shown in FIG. For example, in the first evaluation, the amount of wear of the second link pin 72 is 23 μm. In the second evaluation, the amount of wear of the third link pin 73 is 30 μm. As described above, the amount of wear of the second link pin 72 is smaller than the amount of wear of the third link pin 73. Here, the amount of wear corresponds to the depth of wear.

すなわち、第２リンクピン７２の窒化クロム層２５によって、第２リンクピン７２の摩耗の進行が第３リンクピン７３の摩耗の進行より遅くなると、判断することができる。被膜の厚みＴが同じである場合、２層被膜（窒化クロム層２５および炭化クロム層２３）の耐摩耗性は、１層被膜（炭化クロム層２３）の耐摩耗性より優れていると、判断することができる。 That is, it can be determined that the progress of wear of the second link pin 72 is slower than the progress of wear of the third link pin 73 due to the chromium nitride layer 25 of the second link pin 72. When the thickness T of the coating film is the same, it is determined that the wear resistance of the two-layer coating (chromium nitride layer 25 and chromium carbide layer 23) is superior to the wear resistance of the one-layer coating (chromium carbide layer 23). can do.

なお、第２リンクピン７２および第３リンクピン７３の摩耗量は、第１リンクピン７１に対する接触範囲（摺動範囲）において測定される。例えば、接触範囲において、試験前の第２リンクピン７２の最小直径と試験後の第２リンクピン７２の最小直径とが測定される。この差が、摩耗量として図３に示されている。摩耗量は、試験前の第２リンクピン７２の重量と、試験後の第２リンクピン７２の重量とを測定し、その差を摩耗量に換算してもよい。 The amount of wear of the second link pin 72 and the third link pin 73 is measured in the contact range (sliding range) with respect to the first link pin 71. For example, in the contact range, the minimum diameter of the second link pin 72 before the test and the minimum diameter of the second link pin 72 after the test are measured. This difference is shown in FIG. 3 as the amount of wear. As the amount of wear, the weight of the second link pin 72 before the test and the weight of the second link pin 72 after the test may be measured, and the difference may be converted into the amount of wear.

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。 <Other Embodiments>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. In particular, the plurality of embodiments and modifications described herein can be arbitrarily combined as required.

（ａ）前記実施形態では、チェーン部品の一例として、リンクピン７の説明が行われた。本発明の対象となるチェーン部品は、リンクピン７だけでなく、アウターリンクプレート３、インナーリンクプレート５、およびローラ９の少なくとも１つであってもよい。すなわち、アウターリンクプレート３、インナーリンクプレート５、リンクピン７、およびローラ９の少なくとも１つは、本願発明の対象となるチェーン部品である。 (A) In the above-described embodiment, the link pin 7 has been described as an example of the chain component. The chain component that is the subject of the present invention may be not only the link pin 7, but also at least one of the outer link plate 3, the inner link plate 5, and the roller 9. That is, at least one of the outer link plate 3, the inner link plate 5, the link pin 7, and the roller 9 is a chain component that is the subject of the present invention.

（ｂ）前記実施形態では、リンクピン７が円柱状に形成される場合の例が示された。これに代えて、リンクピン７は円筒状に形成されてもよい。 (B) In the above embodiment, an example in which the link pin 7 is formed in a columnar shape is shown. Instead, the link pin 7 may be formed in a cylindrical shape.

１ 自転車用チェーン
３，３ａ，３ｂ アウターリンクプレート
５，５ａ，５ｂ インナーリンクプレート
７，７１，７２，７３ リンクピン
９ ローラ
１１ａ，１１ｂ 第１ピン穴
１３ａ，１３ｂ 筒状部
１５ａ，１５ｂ 第２ピン穴
２１ 基材
２３ 炭化クロム層
２５ 窒化クロム層
２７ 浸窒層
３１ 基材本体
Ｄ 第１リンクピン７１の軸方向
Ｆ 力
Ｔ１ 窒化クロム層の厚み
Ｔ２ 炭化クロム層の厚み
Ｐ１ リンクピン７の軸心 1 Bicycle chain 3,3a, 3b Outer link plate 5,5a, 5b Inner link plate 7,71,72,73 Link pin 9 Roller 11a, 11b 1st pin hole 13a, 13b Cylindrical part 15a, 15b 2nd pin Hole 21 Base material 23 Chromium nitride layer 25 Chromium nitride layer 27 Immersion layer 31 Base material body D Axial F force of the first link pin 71 T1 Thickness of the chromium nitride layer T2 Thickness of the chromium carbide layer P1 Axial center of the link pin 7

Claims (5)

自転車用チェーンのチェーン部品であって、
基材と、
前記基材上に形成される炭化クロム層と、
前記炭化クロム層上に形成される窒化クロム層と
を備えるチェーン部品。 It is a chain part of a bicycle chain
With the base material
The chromium carbide layer formed on the base material and
A chain component including a chromium nitride layer formed on the chromium carbide layer. 前記基材は、炭素鋼、合金鋼およびステンレス鋼のいずれか１つである、
請求項１に記載のチェーン部品。 The base material is any one of carbon steel, alloy steel and stainless steel.
The chain component according to claim 1. 前記窒化クロム層は、１μｍ以上２０μｍ以下の厚みを有する、
請求項１または２に記載のチェーン部品。 The chromium nitride layer has a thickness of 1 μm or more and 20 μm or less.
The chain component according to claim 1 or 2. 前記炭化クロム層は、５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のチェーン部品。 The chromium carbide layer has a thickness of 5 μm or more and 30 μm or less.
The chain component according to any one of claims 1 to 3. アウターリンクプレートと、インナーリンクプレートと、リンクピンと、ローラと、を備える自転車用チェーンであって、
前記アウターリンクプレート、前記インナーリンクプレート、前記リンクピン、および、前記ローラのうちの少なくとも１つは、請求項１から４のいずれか１項に記載のチェーン部品である、
自転車用チェーン。
A bicycle chain equipped with an outer link plate, an inner link plate, a link pin, and a roller.
The chain component according to any one of claims 1 to 4, at least one of the outer link plate, the inner link plate, the link pin, and the roller.
Bicycle chain.
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