JP5637741B2

JP5637741B2 - 耐摩耗性チェーンの製造方法及び耐摩耗性チェーン

Info

Publication number: JP5637741B2
Application number: JP2010134147A
Authority: JP
Inventors: 邦仁小林
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2030-06-11
Also published as: JP2011255415A

Description

本発明は、ピンとブシュとの摺動部に潤滑膜が介在する耐摩耗性チェーンの製造方法、及び耐摩耗性チェーンに関する。

従来、動力伝達機構及び搬送機構として、ブシュチェーン、ローラチェーン等のチェーンが用いられている。ブシュチェーンは、両端部が２本のピンにより連結される一対の外プレートと、２つのブシュが両端部に設けられた一対の内プレートとを、ピンをブシュに内嵌した状態で交互に連結して構成されている。ローラチェーンの場合、ブシュに外嵌されたローラをさらに備えている。

前記ブシュは円筒状をなす。ブシュには、帯鋼を切断した矩形母材を成形機等により円筒状に巻き加工してなる巻きタイプ、鍛造等により成形され、母線状継ぎ目がない円筒状部材を用いてなるシームレスタイプ、金属焼結体からなる焼結タイプ等がある。巻きタイプ及びシームレスタイプのブシュを備えるチェーンにおいては、耐摩耗性を向上させるために、該ブシュと前記ピンとの間、該ブシュとローラとの間の摺動部に潤滑剤を介在させている。焼結タイプのブシュには、該ブシュの気孔に潤滑油を含浸させている。

特許文献１には、常温で液体である潤滑剤９５〜８０質量％と、常温で固体であるワックス５〜２０質量％とを含み、半固体状又は固体状を有し、ちょう度が６０以上４７５以下であり、滴点が６０℃以上１２０℃以下である潤滑剤組成物を融点以上に加熱し、巻きタイプのブシュを有するチェーンをこれに浸漬して耐摩耗伸び性を付与することが記載されている。
特許文献２には、金属焼結体からなるブシュに、４０℃における動粘度が３５０ｍｍ²／ｓ以上であるパーフルオロポリエーテルを含浸してなる含油ブシュを備えるチェーンの発明が開示されている。
特許文献３には、内プレートの外面にリング溝を形成すると共に、該リング溝にシールリングを嵌め、そして外プレート内面との間にはシールプレートを介在させることにより、ブシュ孔とピン間に充填したグリースが外に漏れることを抑制したチェーンの発明が開示されている。

特開２００９−１４４００５号公報特開２００９−１１５１０７号公報特開２００３−３１４６２８号公報

特許文献１のように、チェーンを潤滑剤組成物に浸漬してチェーン表面に潤滑膜を形成する場合、チェーンにおいて最も過酷な摩擦・摩耗現象が生じるピンとブシュとの摺動部に十分量潤滑剤組成物を供給するために、長時間浸漬処理を行ったり、潤滑剤組成物の流動性を上げるために、十分に加熱し、低粘度化させたりする必要があり、製造コストが高くなるという問題があった。また、チェーン表面に付着した潤滑剤組成物は、常温で、高粘度のグリース状となり、外観が悪くなるとともに、ユーザの手がべた付く等して不快感が生じ、取り扱い性が悪くなるという問題があった。

そして、従来のチェーンは、使用時に、ピンとブシュとの摺動により、潤滑剤組成物が前記摺動部から押し出され、潤滑剤組成物が存在しない無潤滑状態となって、摩擦により焼き付きが発生したり、摩擦熱で潤滑剤組成物の粘度が低下し、潤滑剤組成物がさらに流出したりする場合があるので、潤滑剤組成物を追加給油していた。この場合、チェーン及び潤滑剤組成物を高温に維持して潤滑剤組成物を前記摺動部に供給するのは困難であるため、低粘度の潤滑剤組成物を追加給油せざるを得なかったが、低粘度の潤滑剤組成物は流出しやすく、頻繁な給油が必要とされていた。

特許文献２のように、多孔質の金属焼結体からなるブシュは、円柱材の切り出し，鍛造加工，金属板の曲げ加工等により製造されたブシュと比較して強度が低下するため、使用用途が限定される他、焼結及び給油のために真空引きを行う等の工程が必要であり製造コストが著しく上昇する一因となっていた。

特許文献３の場合、チェーンの構造が複雑になり、製造が煩雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、外観及び取り扱い性が良好であり、使用時にピンとブシュとの遊嵌面間（摺動部）に良好な潤滑膜が介在して良好な耐摩耗伸び性を有し、追加給油の間隔を長くすることが可能になる耐摩耗性チェーンを容易に安価に製造することができる耐摩耗性チェーンの製造方法及び耐摩耗性チェーンを提供することを目的とする。

第１発明に係る耐摩耗性チェーンの製造方法は、２本のピンにより連結される一対の外プレートと、２つのブシュにより連結される一対の内プレートとを、前記ブシュに前記ピンを遊嵌した状態で交互に連結してチェーンを得るプレート連結工程を有する耐摩耗性チェーンの製造方法において、前記プレート連結工程の前に、増粘剤、又は該増粘剤と添加剤との混合物を、前記増粘剤の融点以上に加熱し、溶融した後、前記ブシュ及びピンの少なくとも一方を浸漬して、前記ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を形成する第１皮膜形成工程を有し、前記プレート連結工程の後に、潤滑剤中に、若しくは該潤滑剤と添加剤との混合物中に前記チェーンを浸漬し、又は前記潤滑剤、若しくは前記混合物を前記チェーンに塗布して、前記第１皮膜上及び他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を形成する第２皮膜形成工程を有することを特徴とする。

本発明においては、増粘剤は常温では固体に近い性質を示すので、予めブシュ等の部品に第１皮膜が形成されている場合でも、べた付きにより他の部品と粘着することはない。
常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を、第１皮膜上又はチェーンの他の部分（の基材上）に形成するので、従来のようにグリース状の潤滑膜をチェーン表面に形成する場合と比較して、得られた耐摩耗性チェーンは外観が良好であり、使用時に不快感が生じることが抑制されて取り扱い性が良好である。

そして、本発明においては、チェーンの使用時に、ピンとブシュとの摩擦熱により増粘剤が溶融して潤滑剤と混合され、ピンとブシュとの遊嵌面間（摺動部）に高粘度のグリース状の潤滑膜が介在することになるので、前記摺動部で良好な潤滑性が得られ、耐摩耗性チェーンは良好な耐摩耗伸び性を有する。第１皮膜の膜厚は容易に制御することができるので、チェーンのサイズに合わせて膜厚を変えることで、使用時の増粘剤及び潤滑剤の混合により、該チェーンに適した組成を有する潤滑膜を形成することができる。
また、前記摺動部に予め増粘剤が供給されているので、前記摺動部に供給されやすい、低粘度で流動性がある潤滑剤をチェーンの使用時に追加給油することにより、前記潤滑剤が流失することなく、前記摺動部に高粘度の潤滑膜が長期間介在することになり、耐摩耗性チェーンはさらに良好な耐摩耗伸び性（耐摩耗伸び寿命）を有することができる。そして、追加給油する間隔を長くすることができる。
さらに、得られた耐摩耗性チェーンは、特許文献３のチェーンのように、潤滑剤の流出の抑制のために、複雑な構造を有する必要がなく、潤滑剤に増粘剤を配合する工程も省略されるので、容易に安価に製造され得る。
そして、本発明においては、第２皮膜形成工程で潤滑剤を加温せず、容易に耐摩耗性チェーンを製造することができる。

第２発明に係る耐摩耗性チェーンの製造方法は、２本のピンにより連結される一対の外プレートと、２つのブシュにより連結される一対の内プレートとを、前記ブシュに前記ピンを遊嵌した状態で交互に連結してチェーンを得るプレート連結工程を有する耐摩耗性チェーンの製造方法において、前記プレート連結工程の前に、前記ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を形成する第１皮膜形成工程を有し、前記プレート連結工程の後に、前記第１皮膜上及び他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を形成する第２皮膜形成工程を有し、前記第１皮膜の膜厚は、下記式（１）で表されるｄ以上であることを特徴とする。
ｄ＝（Ｒ²−ｒ²）×０．０５／２Ｒ・・・式（１）
但し、ｄ：膜厚（μｍ）
Ｒ：ブシュの内径の１／２（ｍｍ）
ｒ：ピンの外径の１／２（ｍｍ）

本発明においては、使用時に増粘剤が潤滑剤に拡散して、ピンとブシュとの摺動部により良好な潤滑膜が形成される。

第３発明に係る耐摩耗性チェーンの製造方法は、２本のピンにより連結される一対の外プレートと、２つのブシュにより連結される一対の内プレートとを、前記ブシュに前記ピンを遊嵌した状態で交互に連結してチェーンを得るプレート連結工程を有する耐摩耗性チェーンの製造方法において、前記プレート連結工程の前に、前記ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を形成する第１皮膜形成工程を有し、前記プレート連結工程の後に、前記第１皮膜上及び他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を形成する第２皮膜形成工程を有し、前記ブシュ及びピンの遊嵌面間に形成された前記第１皮膜と第２皮膜との質量比は、５：９５〜９０：１０であることを特徴とする。

本発明においては、前記質量比が５：９５〜９０：１０であるので、潤滑剤を追加給油した場合を含み、良好な潤滑性が得られるとともに、コストの上昇を抑制することができる。
第４発明に係る耐摩耗性チェーンの製造方法は、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記増粘剤の融点は６０℃以上であることを特徴とする。
本発明においては、増粘剤の融点が６０℃以上であるので、第１皮膜を形成した後に固体状態が保持され、べた付きにより他の部品と粘着することがなく、第１皮膜の流失が抑制される。

第５発明に係る耐摩耗性チェーンの製造方法は、第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記チェーンは、前記ブシュが遊嵌されるローラをさらに備え、前記第１皮膜形成工程は、前記ブシュ及びローラの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を形成することを特徴とする。

本発明においては、ブシュ及びローラの遊嵌面間（摺動部）に第１皮膜と第２皮膜とを有するので、チェーンの使用時に、ブシュとローラとの摩擦熱により増粘剤が溶融して潤滑剤と混合され、前記摺動部に高粘度のグリース状の潤滑膜が介在することになり、前記摺動部で良好な潤滑性が得られ、耐摩耗性チェーンは良好な耐摩耗伸び性を有する。

第６発明に係る耐摩耗性チェーンは、２本のピンにより連結される一対の外プレートと、２つのブシュにより連結される一対の内プレートとを、前記ブシュに前記ピンを遊嵌した状態で交互に連結してなる耐摩耗性チェーンにおいて、前記ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を有し、前記第１皮膜上及び他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を有し、前記ブシュ及びピンの遊嵌面間に形成された前記第１皮膜と第２皮膜との質量比は、５：９５〜９０：１０であることを特徴とする。

本発明においては、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜が、第１皮膜上又はチェーンの他の部分に形成されているので、従来のようにべた付き感があるグリース状の潤滑剤組成物がチェーン表面に形成されている場合と比較して、外観が良好であり、チェーンの使用時に不快感が生じることが抑制されて取り扱い性が良好である。
そして、本発明においては、チェーンの使用時に、ピンとブシュとの摩擦熱により増粘剤が溶融して潤滑剤と混合され、ピンとブシュとの遊嵌面間（摺動部）に高粘度のグリース状の潤滑膜が介在することになるので、前記摺動部で良好な潤滑性が得られ、耐摩耗性チェーンは良好な耐摩耗伸び性を有する。

そして、前記摺動部に予め増粘剤が供給されているので、前記摺動部に供給されやすい、低粘度で流動性がある潤滑剤を使用時に追加給油することにより、前記潤滑剤が流失することなく、前記摺動部に高粘度の潤滑膜が長期間介在することになり、耐摩耗性チェーンはさらに良好な耐摩耗伸び性を有することができる。追加給油する潤滑剤は汎用の潤滑剤を用いることができ、ユーザ側で容易に潤滑剤を入手して追加給油することができる。

第７発明に係る耐摩耗性チェーンは、第６発明において、前記ブシュが遊嵌されるローラをさらに備え、前記ブシュ及びローラの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を有することを特徴とする。

本発明の耐摩耗性チェーンによれば、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜が、増粘剤を含む第１皮膜上又はチェーンの他の部分に形成されているので、従来のようにグリース状の潤滑剤組成物がチェーン表面に形成されている場合と比較して、外観が良好であり、チェーンの使用時に不快感が生じることが抑制されて取り扱い性が良好である。
そして、本発明によれば、チェーンの使用時に、ピンとブシュとの摩擦熱により増粘剤が溶融して潤滑剤と混合され、ピンとブシュとの遊嵌面間（摺動部）に高粘度のグリース状の潤滑膜が介在することになるので、前記摺動部で良好な潤滑性が得られ、耐摩耗性チェーンは良好な耐摩耗伸び性を有する。

本発明の実施例１に係るローラチェーンタイプの耐摩耗性チェーンを示す一部分解斜視図である。本発明の実施例１に係る耐摩耗性チェーンを示す断面図である。本発明の実施例１に係るブシュ及びピンを示す断面図である。オイラにより潤滑剤Ｂをチェーンに供給する状態を示す模式図である。実施例１、比較例１〜３の各耐摩耗性チェーンの摩耗伸び量と運転時間との関係を調べた結果を示すグラフである。実施例２及び比較例４の各耐摩耗性チェーンの摩耗伸び量と運転時間との関係を調べた結果を示すグラフである。他の実施例のブシュ及びピンを示す断面図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
本発明の耐摩耗性チェーンは鉄系材料からなり、離間配置される一対の内プレートと、該内プレートのブシュ圧入孔に圧入嵌合されるブシュと、前記内プレートの外側に配置されて前後の内プレートを連結する一対の外プレートと、前記ブシュの内面側に遊嵌されて外プレートのピン圧入孔に圧入嵌合されるピンとで構成されるブシュチェーン、及び前記連結ピン及びブシュの外周面にローラをさらに遊嵌させて構成されるローラチェーンのいずれであってもよい。

本発明に係る耐摩耗性チェーンは、ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を有し、第１皮膜上及びチェーンの他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を有する。
第１皮膜は、少なくともブシュの遊嵌面上に形成するのが好ましく、ブシュ及びピンの両方の遊嵌面上に形成するのがより好ましい。ブシュ及びピンの両方に形成する場合、ブシュ及びピンの基材が第１皮膜に覆われるので、第２皮膜の付着性が良好になる。
耐摩耗性チェーンがローラチェーンである場合、ブシュ及びローラの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である第１皮膜を有するのが好ましい。

前記増粘剤は常温で固体であり、チェーンの鉄系母材との親和性が良好であり、溶融することにより第２皮膜を構成する潤滑剤に分散してグリース状になるものを用いる。増粘剤は融点が６０℃以上であるのが好ましい。汎用のチェーンの使用温度が−１０℃〜６０℃であるので、増粘剤の融点が６０℃以上である場合、第１皮膜を形成した後に固体状態を保持され、べた付きにより他の部品と粘着することがなく、第１皮膜の流失が抑制される。

増粘剤としては、ワックス等が挙げられる。
前記ワックスは、天然ワックスと合成ワックスとに大別される。天然ワックスとしては、蜜ロウ，ラノリン等の動物系ワックス、カルナウバワックス，ライスワックス等の植物系ワックス、モンタンワックス，オゾケライト等の鉱物系ワックスが挙げられる。合成ワックスとしては、パラフィンワックス，マイクロクリスタリンワックス，ペトロラタム等の石油ワックス、ポリエチレンワックス，フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックスと、脂肪酸アミド，脂肪酸エステル等の油脂系合成ワックスが挙げられる。中でも、天然ワックス及び他の合成ワックスと比較して融点，軟化点が高い、耐熱性，熱安定性に優れている、耐薬品性，電気絶縁性が良好である、金属との親和性が良好である等の観点からポリエチレンワックスが好ましい。ポリエチレンワックスは、平均分子量が９００以上８０００以下であるのが好ましい。ポリエチレンワックスとしては、高密度重合型，低密度重合型，酸価変性型（酸化重合型）のものが挙げられるが、中でも低密度重合型のものが好ましい。
増粘剤には必要に応じ、添加剤を配合してもよい。

前記潤滑剤としては、鉱物油、ポリ−α−オレフィン，エチレンとα−オレフィンとのコオリゴマー，ポリブテン，ポリアルキレングリコール，二塩基酸エステル，ポリオールエステル等のヒンダードエステル，リン酸エステル，シリコーン，ケイ酸エステル，ポリフェニルエーテル等の合成潤滑油、動植物油等が挙げられる。中でも、鉱物油、ヒンダードエステル等が好ましい。

本発明に係る潤滑剤は、付加機能を付与するために、基油に、油性剤、防錆剤、酸化防止剤、極圧剤、消泡剤等の添加剤を１種又は２種以上、組み合わせて添加したものであってもよい。この添加剤は、潤滑剤全体に対し、０質量％超過１０質量％以下含まれるのが好ましい。

前記油性剤としては、ステアリン酸、オレイン酸等の長鎖脂肪酸、及びその塩が挙げられる。
前記防錆剤としては、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸エステル類等が挙げられる。

前記酸化防止剤としては、ＤＢＰＣ（２，６−ジ−ｔ−ブチルパラクレゾール）、フェニル−α−ナフチルアミン、ジアリルジチオリン酸亜鉛、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
前記極圧剤としては、ジアルキルポリスルフィド、アルキルリン酸エステル、アルキルチオリン酸亜鉛等が挙げられる。
前記消泡剤としては、ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。

本発明に係る耐摩耗性チェーンは、以下のようにして製造する。
まず、増粘剤を融点以上に加熱し、溶融した後、この増粘剤溶融物にブシュ及びピンの少なくとも一方を浸漬し、又は増粘剤溶融物をブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面に塗布することにより第１皮膜を形成する。上述したように、少なくともブシュに第１皮膜を形成するのが好ましく、ブシュ及びピンの両方に形成するのがより好ましい。
チェーンがローラチェーンである場合、ブシュを増粘剤溶融物に浸漬して第１皮膜を形成することにすると、ブシュの外面及び内面に第１皮膜が形成されるため、該第１皮膜上に第２皮膜が形成されたときにピンとブシュとの摺動部、ブシュとローラとの摺動部ともに良好な潤滑性が得られるので好ましい。また、ローラを増粘剤溶融物に浸漬し、又は増粘剤溶融物をローラに塗布することにしてもよい。

増粘剤溶融物の皮膜の形成後、過剰の増粘剤溶融物をたれ切り、又は遠心分離により除去する。
そして、ブシュ又はピン等のチェーン部品を室温になるまで冷却することで増粘剤を固化させる。

次に、チェーン部品を組み立ててチェーンを作製し、常温下、上述の潤滑剤にチェーンを浸漬して、第１皮膜上及びチェーンの他の部分の基材上に第２皮膜を形成する。この浸漬の処理は減圧下で行うことにしてもよい。過剰の潤滑剤は、たれ切りにより除去してもよい。
なお、第２皮膜は、刷毛塗り、又はオイラによる給油により形成することにしてもよい。
以上のようにして、本発明に係る耐摩耗性チェーンが得られる。

増粘剤は常温では固体に近い性質を示すので、本発明に係る耐摩耗性チェーンの製造方法のように、まず、ブシュ等の部品に第１皮膜を形成する場合でも、べた付きにより他の部品と粘着することはない。
そして、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を、第１皮膜上又はチェーンの他の基材上に形成するので、従来のようにグリース状の潤滑膜をチェーン表面に形成する場合と比較して、得られた耐摩耗性チェーンは外観が良好であり、使用時に不快感が生じることが抑制されて取り扱い性が良好である。

そして、本発明に係る耐摩耗性チェーンにおいては、チェーンの使用時に、ピンとブシュとの摩擦熱により増粘剤が溶融して潤滑剤と混合され、ピンとブシュとの遊嵌面間（摺動部）に高粘度のグリース状の潤滑膜が介在することになるので、摺動部は良好な潤滑性を有し、耐摩耗性チェーンは良好な耐摩耗伸び性（耐摩耗伸び寿命）を有する。
また、前記摺動部に予め増粘剤が供給されているので、前記摺動部に供給されやすい、低粘度で流動性がある潤滑剤をチェーンの使用時に追加給油することにより、増粘剤が潤滑剤に徐々に拡散混合され、潤滑剤は流失することなく、摺動部に高粘度の潤滑膜が長期間介在することになり、耐摩耗性チェーンはさらに良好な耐摩耗伸び性を有することになる。従って、追加給油の間隔を長くした上で、チェーンの寿命を従来のチェーンの寿命より相当長くすることが可能になる。
さらに、本発明の耐摩耗性チェーンは、特許文献３のチェーンのように、潤滑剤の流出の抑制のために、複雑な構造を有する必要がなく、潤滑剤に増粘剤を配合する工程も省略されるので、低コストに製造することができる。

上述のようにして製造された本発明に係る耐摩耗性チェーンにおいては、ブシュ及びピンの遊嵌面間に形成された第１皮膜の膜厚は、下記式（１）で表されるｄ以上であるのが好ましい。
ｄ＝（Ｒ²−ｒ²）×０．０５／２Ｒ・・・式（１）
但し、ｄ：膜厚（μｍ）
Ｒ：ブシュの内径の１／２（ｍｍ）
ｒ：ピンの外径の１／２（ｍｍ）
第１皮膜の膜厚が式（１）により得られるｄ以上である場合、チェーンの使用時に増粘剤が溶融し、潤滑剤中に拡散して、ピンとブシュとの摺動部により良好な潤滑膜が形成され得る。ｄの一例として、ピンとブシュとの間隙の体積が１２．０ｍｍ²、ブシュの内表面積が２２０．４ｍｍ²である場合、２．７μｍとなる。
膜厚は、ブシュ等の増粘剤溶融物への浸漬時間、たれ切り，遠心分離等による過剰の増粘剤溶融物の除去の度合等により制御することができる。

ブシュ及びピンの遊嵌面間に形成された前記第１皮膜と第２皮膜との質量比は、５：９５〜９０：１０であるのが好ましく、５：９５〜４０：６０であるのがより好ましく、１０：９０〜４０：６０であるのがさらに好ましい。前記質量比５：９５〜９０：１０は、膜厚ｄに換算した場合（増粘剤及び潤滑剤の比重を０．９とした場合）、
［（Ｒ²−ｒ²）×０．０５／２Ｒ］≦ｄ≦［（Ｒ²−ｒ²）×０．９／２Ｒ］となる。前記質量比が５：９５〜９０：１０である場合、特に５：９５〜４０：６０である場合、１０：９０〜４０：６０である場合、良好な潤滑性が得られ、コストの上昇を抑制することができる。そして、潤滑剤を追加給油した場合、第１皮膜の増粘剤が潤滑剤に良好に徐々に拡散混合されるので、潤滑剤は流失することなく、摺動部に高粘度の潤滑膜が長期間介在し、追加給油の間隔を長くした上で耐摩耗性チェーンの長寿命化を図ることが可能になる。

ローラチェーンである場合、ブシュ及びローラの遊嵌面間に形成された第１皮膜の膜厚は、下記式（２）で表されるｋ以上であるのが好ましい。
ｋ＝（Ｎ²−Ｍ²）×０．０５／２Ｍ・・・式（２）
但し、ｋ：膜厚（μｍ）
Ｎ：ローラの内径の１／２（ｍｍ）
Ｍ：ブシュの外径の１／２（ｍｍ）
第１皮膜の膜厚が式（２）により得られるｋ以上である場合、チェーンの使用時に増粘剤が溶融し、潤滑剤中に拡散して、ブシュとローラとの摺動部により良好な潤滑膜が形成され得る。

ブシュ及びローラの遊嵌面間に形成された前記第１皮膜と第２皮膜との質量比は、５：９５〜９０：１０であるのが好ましく、５：９５〜４０：６０であるのがより好ましく、１０：９０〜４０：６０であるのがさらに好ましい。前記質量比５：９５〜９０：１０は、膜厚ｋに換算した場合、
［（Ｎ²−Ｍ²）×０．０５／２Ｍ］≦ｋ≦［（Ｎ²−Ｍ²）×０．９／２Ｍ］となる。前記質量比が５：９５〜９０：１０である場合、特に５：９５〜４０：６０である場合、１０：９０〜４０：６０である場合、良好な潤滑性が得られ、コストの上昇を抑制することができる。そして、潤滑剤を追加給油した場合、第１皮膜の増粘剤が潤滑剤に良好に徐々に拡散混合されるので、潤滑剤は流失することなく、摺動部に高粘度の潤滑膜が長期間介在し、追加給油の間隔を長くした上で耐摩耗性チェーンの長寿命化を図ることが可能になる。
ローラチェーンにおいては、ローラとブシュとの間の摺動部よりピンとブシュとの間の摺動部の潤滑性をより向上させる必要があるので、ブシュに第１皮膜を形成する場合、該第１皮膜の膜厚は少なくともｄ以上にするのが好ましい。

第１皮膜の膜厚は容易に制御することができるので、チェーンのサイズに合わせて膜厚を変えることで、使用時の増粘剤及び潤滑剤の混合により、該チェーンに適した組成を有する潤滑膜を形成することができ、潤滑剤の追加給油時にも良好に潤滑膜を形成することができる。

以下、本発明の実施例及び比較例につき具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
図１は本発明の実施例１に係るローラチェーンタイプの耐摩耗性チェーン１を示す一部分解斜視図、図２は耐摩耗性チェーン１を示す断面図、図３はブシュ３及びピン５を示す断面図である。
耐摩耗性チェーン１の内プレート２及び外プレート４は、長円形の平板な部材の中央部両側縁に内側に向かう円弧状の窪みを形成し、長円の両端側に穴２ａ，２ａ及び穴４ａ，４ａをそれぞれ開設した略８の字型を有しており、プレート幅及び開設してある穴の直径は外プレート４より内プレート２の方が大きい。内プレート２の２つの穴２ａ，２ａには、円筒状のブシュ３，３の一端がそれぞれしまりばめしてあり、ブシュ３，３の他端を他方の内プレート２の穴２ａ，２ａにしまりばめすることによって内プレート２，２が連結される。ブシュ３，３には該ブシュ３，３の外径より大きな内径を有する筒状のローラ６，６が回転自在に外嵌されている。本実施例において、ブシュ３としては、巻きタイプのものを用いた。

外プレート４の２つの穴４ａ，４ａには、円柱状のピン５，５の一端がそれぞれしまりばめされている。ピン５，５は、直径がブシュ３，３の内径より小さく、長さが内プレート２，２間の距離より長い寸法であり、ピン５，５の他端を他方の外プレート４の穴４ａ，４ａにしまりばめすることで、外プレート４，４が連結されるように構成されている。

そして、外プレート４に嵌め込んだピン５，５の一方を内プレート２，２の一方のブシュ３に挿通し、上述したように他方の外プレート４の穴４ａにしまりばめすることで、外プレート４，４と内プレート２，２とが交互に連結され、チェーンが構成される。
チェーン１のサイズは、「ＪＩＳＢ１８０１−１８９５」の呼び番号８０に相当する。
図３に示すように、耐摩耗性チェーン１においては、ブシュ３の内面に第１皮膜７が形成され、第１皮膜７とピン５の外面との間に第２皮膜８が形成されている。なお、図示していないが、ブシュ３の外面にも第１皮膜７が形成されている。

この耐摩耗性チェーン１の第１皮膜７を構成する増粘剤として、「三井ハイワックス３２０Ｐ」（ポリエチレンワックス／平均分子量３０００，融点１０９℃（ＤＳＣ法），溶融粘度２５０ｃｐ（ブルックフィールド型粘度計、１４０℃）：三井化学株式会社製、以下ワックスＡという）を用いた。第２皮膜８を構成する潤滑剤として、「シェルビトリヤオイル３２０」（鉱物油／４０℃の動粘度３２０ｍｍ²／ｓ：昭和シェル石油株式会社、以下潤滑剤Ａという）を用いた。潤滑剤Ａは添加剤を含有する。

耐摩耗性チェーン１の製造に際し、まず、ワックスＡを１４０℃で溶融した。同時に、ブシュ３の表面をヘキサンにより脱脂し、メッシュのカゴにブシュ３を軸方向を上下方向に一致させた状態で配置し、１４０℃で１時間放置した。
次に、溶融したワックスＡ中にカゴを５分間浸漬した。
そして、カゴをワックスＡから取り出して３０分間放置し、過剰のワックスＡのたれ切りを行った。
ブシュ３をメッシュのステンレスバット上に散在させ、室温になるまで放冷した。
このブシュ３を用いてチェーンを組み立てた。
そして、このチェーンを加温していない潤滑剤Ａに１時間浸漬し、第１皮膜７上及びチェーンの他の部分に第２皮膜８を形成した。以上により耐摩耗性チェーン１が得られた。
第１皮膜７の形成の前後のブシュ３の質量を計量し、ブシュ３の外面及び内面の表面積、及びワックスＡの比重に基づいて第１皮膜７の膜厚を算出したところ、４５μｍであった。これを第１皮膜７と第２皮膜８との質量比に換算すると、３６：６４になる。

［実施例２］
潤滑剤として、「モービルＤＴＥヘビーメディアム」（鉱物油／４０℃の動粘度６８ｍｍ²／ｓ：エクソンモービル有限会社、以下潤滑剤Ｂという）を用い、チェーンを潤滑剤Ｂに浸漬するのではなく、オイラによりチェーンに潤滑剤Ｂを供給して第２皮膜を形成したこと以外は実施例１と同様にして実施例２の耐摩耗性チェーン１０を作製した。

図４は、オイラ１１により潤滑剤Ｂをプレート連結後のチェーンに供給する状態を示す模式図である。
前記チェーンを２つのスプロケット１２，１２に無端状に懸回して無負荷運転（回転速度：１８５ｒｐｍ）を行い、オイラ１１によりチェーンに潤滑剤Ｂを１５秒間供給して、耐摩耗性チェーン１０を得た。

［比較例１］
ブシュに第１皮膜を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例１の耐摩耗性チェーンを作製した。比較例１の耐摩耗性チェーンの基材上には潤滑剤Ａからなる第２皮膜のみ形成されている。

［比較例２］
ブシュに第１皮膜を形成した後に、チェーンを潤滑剤Ａ中に浸漬して第２皮膜を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例２の耐摩耗性チェーンを作製した。比較例２の耐摩耗性チェーンは、ブシュにのみ、ワックスＡからなる第１皮膜が形成されている。

［比較例３］
潤滑剤ＡとワックスＡとを混合した潤滑剤組成物を１２０℃に加熱して溶融し、温度１２０℃を維持した状態で、この溶融物に、ブシュに第１皮膜を形成していないチェーンを１時間浸漬し、比較例３の耐摩耗性チェーンを作製した。

［比較例４］
ブシュに第１皮膜を形成していないチェーンをスプロケット１２，１２に無端状に懸回して無負荷運転（回転速度：１８５ｒｐｍ）を行い、オイラ１１によりチェーンに潤滑剤Ｂを１５秒間供給したこと以外は、実施例２と同様にして比較例４の耐摩耗性チェーンを作製した。比較例４の耐摩耗性チェーンの基材上には潤滑剤Ｂからなる第２皮膜のみ形成されている。

実施例１及び２、比較例１〜４の耐摩耗性チェーンの耐摩耗伸び性を評価するために、以下の性能評価試験を行った。この性能評価試験において追加給油は行っていない。
雰囲気温度を室温とし、実施例１、比較例１〜３の各耐摩耗性チェーンをそれぞれ２つのスプロケット（歯数：１７Ｔ）に無端状に懸回し、一方のスプロケットの中心から、他方のスプロケットに向かう方向と反対の方向に負荷荷重（面圧２．０９ｋＮ／ｃｍ²、すべり速度１６ｍ／ｍｉｎ）をかけた状態で、１０００ｒｐｍで回転させ、各耐摩耗性チェーンの摩耗伸び量と運転時間との関係を調べた。試験は、同一の条件で作製した耐摩耗性チェーン２つずつを同時に運転して行った。その結果を図５のグラフに示す。

図５より、実施例１の耐摩耗性チェーン１は、比較例１〜３の耐摩耗性チェーンより耐摩耗伸び性が向上していることが分かる。図５より、潤滑剤Ａからなる第２皮膜のみをチェーンの基材上に形成した比較例１の耐摩耗性チェーンより、ブシュ３にワックスＡからなる第１皮膜のみ形成した比較例２のチェーンの方が、耐摩耗伸び性が向上していることが分かる。すなわち、潤滑剤Ａのみで潤滑膜を形成した場合、流失量が多く、十分な潤滑性が得られず、ブシュにワックスＡのみの皮膜を形成した場合、耐摩耗性は少し向上する。

ワックスＡと潤滑剤Ａとを混合して得た潤滑剤組成物により皮膜を形成した比較例３のチェーンは、比較例１及び２の耐摩耗性チェーンより耐摩耗伸び性が向上しているが、２段階で第１皮膜及び第２皮膜を形成した実施例１の耐摩耗性チェーンより耐摩耗伸び性が悪い。詳細な理由は明らかではないが、ピンとブシュとの摺動部付近のワックスＡが徐々に溶け出し、チェーンの運転時間が長くなったときにおいてもピンとブシュとの摺動部に、継続的に潤滑剤ＡにワックスＡが供給されて、高粘度で厚みのある潤滑膜を長期間介在させることができるためと考えられる。

さらに、雰囲気温度を室温とし、実施例２及び比較例４の各耐摩耗性チェーンをそれぞれ２つのスプロケット（歯数：１７Ｔ）に無端状に懸回し、一方のスプロケットの中心から、他方のスプロケットに向かう方向と反対の方向に負荷荷重（面圧４．１９ｋＮ／ｃｍ²、すべり速度３ｍ／ｍｉｎ）をかけた状態で、１８５ｒｐｍで回転させ、各耐摩耗性チェーンの摩耗伸び量と運転時間との関係を調べた。試験は、同一の条件で作製した耐摩耗性チェーン２つずつを同時に運転して行った。その結果を図６のグラフに示す。

図６より、潤滑剤Ｂからなる第２皮膜のみ形成した比較例４の耐摩耗性チェーンより、２段階で第１皮膜（ワックスＡ）及び第２皮膜（潤滑剤Ｂ）を形成した実施例２の耐摩耗性チェーンの方が、耐摩耗伸び性が良好であることが分かる。

以上より、まず、ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を形成し、チェーンに組み立てた後、該第１皮膜上及び他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を形成して得られた本発明に係る耐摩耗性チェーンは、良好な耐摩耗伸び性を有し、耐摩耗伸び寿命が長くなることが確認された。

なお、前記実施例においては、巻きタイプのブシュ３の外面及び内面に、第１皮膜７を形成した場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、シームレスタイプのブシュ等の面に第１皮膜を形成させることにしてもよい。

また、ブシュ３のみにワックスＡからなる第１皮膜を形成する場合に限定されるものではなく、ピン５又はローラ６に第１皮膜を形成することにしてもよい。
ピン５に第１皮膜を形成した場合のブシュ３及びピン５を示す断面図を図７に示す。ブシュ３の内面及びピン５の外面に第１皮膜７が形成され、第１皮膜７，７間に第２皮膜８が形成されている。

そして、前記実施例においては、潤滑剤として鉱物油を用いた場合につき説明しているが、特許文献１の実施例よりヒンダードエステルとポリエチレンワックスとの潤滑剤組成物によって良好な潤滑性が得られることが確認されていることから、潤滑剤としてヒンダードエステルを用いた場合においても、第１皮膜のワックスがチェーンの使用時に拡散混合されて良好な潤滑性が得られ、しかも本実施例の結果から特許文献１の実施例のチェーンより長寿命化が図れることが推察される。
また、前記実施例においては、ワックスとしてポリエチレンワックスを用いた場合につき説明しているが、特許文献１の実施例よりブライトストック油とパラフィンワックスとの潤滑剤組成物によって良好な潤滑性が得られることが確認されていることから、ワックスとしてパラフィンワックスを用いた場合においても、チェーンの使用時に鉱物油に拡散混合されて良好な潤滑性が得られ、しかも本実施例の結果から特許文献１の実施例のチェーンより長寿命化が図れることが推察される。
本発明の耐摩耗性チェーンは、増粘剤，潤滑剤を適宜に選択して第１皮膜，第２皮膜を形成することができる。

そして、耐摩耗性チェーンはローラチェーンタイプに限定されるものではなく、ブシュチェーンタイプであってもよい。

１、１０耐摩耗性チェーン
２内プレート
２ａ、４ａ穴
３ブシュ
４外プレート
５ピン
６ローラ
７第１皮膜
８第２皮膜

Claims

２本のピンにより連結される一対の外プレートと、２つのブシュにより連結される一対の内プレートとを、前記ブシュに前記ピンを遊嵌した状態で交互に連結してチェーンを得るプレート連結工程を有する耐摩耗性チェーンの製造方法において、
前記プレート連結工程の前に、増粘剤、又は該増粘剤と添加剤との混合物を、前記増粘剤の融点以上に加熱し、溶融した後、前記ブシュ及びピンの少なくとも一方を浸漬して、前記ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を形成する第１皮膜形成工程を有し、
前記プレート連結工程の後に、潤滑剤中に、若しくは該潤滑剤と添加剤との混合物中に前記チェーンを浸漬し、又は前記潤滑剤、若しくは前記混合物を前記チェーンに塗布して、前記第１皮膜上及び他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を形成する第２皮膜形成工程を有することを特徴とする耐摩耗性チェーンの製造方法。
２本のピンにより連結される一対の外プレートと、２つのブシュにより連結される一対の内プレートとを、前記ブシュに前記ピンを遊嵌した状態で交互に連結してチェーンを得るプレート連結工程を有する耐摩耗性チェーンの製造方法において、
前記プレート連結工程の前に、前記ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を形成する第１皮膜形成工程を有し、
前記プレート連結工程の後に、前記第１皮膜上及び他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を形成する第２皮膜形成工程を有し、
前記第１皮膜の膜厚は、下記式（１）で表されるｄ以上であることを特徴とする耐摩耗性チェーンの製造方法。
ｄ＝（Ｒ²−ｒ²）×０．０５／２Ｒ・・・式（１）
但し、ｄ：膜厚（μｍ）
Ｒ：ブシュの内径の１／２（ｍｍ）
ｒ：ピンの外径の１／２（ｍｍ）
２本のピンにより連結される一対の外プレートと、２つのブシュにより連結される一対の内プレートとを、前記ブシュに前記ピンを遊嵌した状態で交互に連結してチェーンを得るプレート連結工程を有する耐摩耗性チェーンの製造方法において、
前記プレート連結工程の前に、前記ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を形成する第１皮膜形成工程を有し、
前記プレート連結工程の後に、前記第１皮膜上及び他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を形成する第２皮膜形成工程を有し、
前記ブシュ及びピンの遊嵌面間に形成された前記第１皮膜と第２皮膜との質量比は、５：９５〜９０：１０であることを特徴とする耐摩耗性チェーンの製造方法。
前記増粘剤の融点は６０℃以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の耐摩耗性チェーンの製造方法。
前記チェーンは、前記ブシュが遊嵌されるローラをさらに備え、
前記第１皮膜形成工程は、前記ブシュ及びローラの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の耐摩耗性チェーンの製造方法。
２本のピンにより連結される一対の外プレートと、２つのブシュにより連結される一対の内プレートとを、前記ブシュに前記ピンを遊嵌した状態で交互に連結してなる耐摩耗性チェーンにおいて、
前記ブシュ及びピンの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を有し、
前記第１皮膜上及び他の部分に、常温で液体である、潤滑剤を含む第２皮膜を有し、
前記ブシュ及びピンの遊嵌面間に形成された前記第１皮膜と第２皮膜との質量比は、５：９５〜９０：１０であることを特徴とする耐摩耗性チェーン。
前記ブシュが遊嵌されるローラをさらに備え、
前記ブシュ及びローラの少なくとも一方の遊嵌面上に、常温で固体である、増粘剤を含む第１皮膜を有することを特徴とする請求項６に記載の耐摩耗性チェーン。