JPH10169723A - サイレントチェーン - Google Patents

サイレントチェーン

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JPH10169723A
JPH10169723A JP8332331A JP33233196A JPH10169723A JP H10169723 A JPH10169723 A JP H10169723A JP 8332331 A JP8332331 A JP 8332331A JP 33233196 A JP33233196 A JP 33233196A JP H10169723 A JPH10169723 A JP H10169723A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩耗伸びが少なく、長期に亘って高い精度を
維持できるサイレントチェーンを提供する。 【解決手段】 少なくとも関節列のプレート１のピン孔
２の内面にシェービング加工が施されているとともに、
ピンの表面にＣｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの少なくとも一つの
硬質金属炭化物からなる硬化層が形成されている。ピン
孔内面にシェービング加工を施すことで、ピン孔内面と
ピンとの間に加わる面圧が小さくなり、両者の摩耗は低
減される。さらに、ピンの表面の硬化層は極めて硬く化
学的にも安定しているため、プレートのピン孔内面との
親和性は小さく、境界潤滑の条件下においても、ピン孔
内面とピンとの間に凝着が生じにくく、ピン摩耗量はさ
らに微少となり、チェーンの摩耗伸び量を極めて少なく
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サイレントチェー
ンに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン等に用いられているサイレント
チェーンは、ローラチェーンとは構造が異なり、図４に
示すように片側が二股状に形成されているプレートＰが
多数重ね合わせられた状態で相互にピンＱで連結されて
編成されており、外股噛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がスプロケットと
の噛合い面となっている。
【０００３】前記サイレントチェーンのプレートは、従
来、図５に示すようにブランク材Ｂを順次作業位置へ移
動させながら、第１の工程（ａ）でピン孔ｃ１，ｃ２を
ポンチｐ１，ｐ２によって同時にあけ、第２の工程
（ｂ）でポンチｐ３によってプレートＰの輪郭を打ち抜
くか、あるいは反対に、ブランク材からプレートの輪郭
を打ち抜いた後、前記プレートにピン孔を形成して製造
されている。
【０００４】一方、プレートのピン孔に嵌挿されるピン
は、その耐摩耗性を高めるために、炭素鋼のピン素材の
表面に浸炭焼入処理（表面硬さ約Ｈｖ８００）や浸炭窒
化処理（表面硬さ約Ｈｖ８５０）が施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すように、前述したような方法で製造されている従来
のサイレントチェーンのプレートＰは、ブランク材から
打ち抜かれた部分に、平滑面にせん断された部分Ｆと、
粗面に破断された部分Ｒとが生じており、前記平滑面の
部分ＦはプレートＰの板厚の５０％程度しか無く、プレ
ートＰのスプロケットが噛み合う面やピン孔ｃ１，ｃ２
内面の位置精度や平行度が悪くなり、サイレントチェー
ンの使用時に、ピン孔内面とピンが片当たりしてプレー
トに局部的な面圧増加による偏摩耗や応力集中による疲
労強度の低下を生じたり、プレートが傾いてスプロケッ
トの歯面に加わる荷重バランスが崩れ、歯面が局部的な
面圧増加によって偏摩耗が促進されたり、応力集中によ
る疲労強度の低下を生じる等の問題がある。
【０００６】そして、図４に示す関節列Ａにあるプレー
トはピンに対して回動するため、ピンに対する回動が規
制されているガイド列Ｂにあるプレートに対してピン孔
内面の摩耗が大きくなる。
【０００７】また、プレートの焼入処理後の表面硬さは
約Ｈｖ５５０程度あるため、ピンの関節列Ａのプレート
のピン孔と接触する部分の摩耗が大きく、前述したよう
なピン孔内面の片当たりによって、ピンの関節列Ａのプ
レートと接触する部分には前記プレートの摩耗量の約４
倍もの摩耗が生じ、これがサイレントチェーンとして最
も問題とされる摩耗伸びの大きな原因となっている。
【０００８】特に自動車用のタイミングチェーンにおい
ては、前記摩耗伸びが生じると、運転騒音の増加やバル
ブタイミングの狂い、伝達効率の低下を生じ、最悪の場
合にはスプロケット歯先へのチェーンの乗り上げや歯飛
び等、重大な問題を生じる恐れもある。
【０００９】また、自動車用のタイミングチェーンで
は、クランク軸の回転数が毎分約７０００回転に達し、
この時のチェーンスピードは毎秒１７ｍにもなるため、
チェーンに強制給油しても潤滑性の面で限界に近い領域
で使用されている。その結果、プレートのピン孔とピン
との接触部分は潤滑油膜保持の面から見ると境界潤滑と
なり、前記接触部分にはアブレシブ摩耗だけでなく凝着
摩耗にも発展することがあり、チェーンの摩耗伸びが進
行しやすい。
【００１０】さらに、ディーゼルエンジン用のタイミン
グチェーンでは、軽油燃料中に含まれている硫黄成分が
反応して潤滑油中に硫酸が混入するため、プレートのピ
ン孔とピンとの接触部分に腐食摩耗が発生し、且つ潤滑
油中に混入した微少固形成分によるラッピング効果等が
相まってチェーンの摩耗伸びを促進させる問題がある。
【００１１】そこで、本発明は、前述したような従来の
サイレントチェーンにおける問題点を解決し、摩耗伸び
が少なく長期に亘って高い精度を維持できるサイレント
チェーンを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的のため、本発明
のサイレントチェーンは、隣り合う関節列のプレートと
ガイド列のプレートどうしがピンで連結されているもの
において、少なくとも関節列のプレートのピン孔の内面
にシェービング加工が施されているとともに、ピンの表
面にＣｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの少なくとも一つの硬質金属
炭化物からなる硬化層が形成されているものである。
【００１３】なお、ここでシェービング加工とは、ブラ
ンク材をポンチで打ち抜いて形成した打ち抜き部分の縁
部の輪郭よりも、僅かに大きい輪郭を有する棒状又は柱
状のシェービング工具を用い、前記ポンチと同様にして
前記ブランク材の打ち抜き部分を押し抜くことにより、
前記縁部の輪郭を少量削り取り、ポンチの打ち抜き時に
生じた粗面やダレを除去して、打ち抜き部分の表面粗さ
や表面精度を向上させる加工をいう。
【００１４】また、ここで硬化層とは、炭素量０．１％
〜０．４％の低炭素鋼のピン素材に浸炭処理を施して表
層部の炭素含有量を０．７％〜１．１％に高めたものの
表面、または、炭素量０．７％〜１．１％の高炭素鋼の
ピン素材の表面に、溶融塩炉や粉末炉等を用いて９００
℃〜１１００℃の高温下で８時間〜２５時間処理して形
成したＣｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの金属炭化物の一つ、もし
くはこれらを複合したＨｖ１８００以上の表面硬度を有
する層をいう。
【００１５】前記サイレントチェーンにおいては、関節
列のプレートとガイド列のプレートの少なくとも一方の
スプロケットとの噛合い面にシェービング加工が施され
ていることが望ましい。また、前記ピンの素材には、炭
素量０．７％〜１．１％の高炭素鋼が用いられているこ
とも望ましい。
【００１６】
【作用】少なくとも関節列のプレートのピン孔内面にシ
ェービング加工を施すことで前記ピン孔内面とピンとの
接触面積が増加し、また、シェービング加工を施したプ
レートのピン孔内面とそのプレート平面ととの直角度も
向上する。その結果、チェーンに作用する張力が一定で
も、従来のものと比較してシェービング加工を施してい
るピン孔内面とピンとの間に加わる面圧が小さくなり、
両者の摩耗が低減される。
【００１７】さらに、ピンの表面に形成されている硬化
層は極めて硬く、しかも化学的にも安定しているため、
プレートのピン孔内面との親和性は小さく、境界潤滑の
条件下においても、ピン孔内面とピンとの間に凝着が生
じにくい。また、油中に混入した硫酸等によっても腐食
されにくく、前記硬化層によりピンの摩耗量は極めて微
少となり、チェーンの摩耗伸び量は極めて少ない。
【００１８】また、関節列のプレートとガイド列のプレ
ートの少なくとも一方のスプロケットとの噛合い面にシ
ェービング加工が施されている場合、シェービング加工
が施されているプレートの噛合い面の前記プレート平面
に対する直角度が向上し、スプロケットとの噛合い時に
前記プレートがスプロケットの歯面に直角に当接するた
め、ピン孔内面とピンとが一様に接触して偏荷重が加わ
らない。
【００１９】したがって、噛合い面にシェービング加工
を施すことによって、プレートのピン孔内面とピンの摩
耗はさらに少なくなる。また、スプロケット歯面とシェ
ービング加工が施されているプレートの噛合い面との接
触面積が増して均一な噛合い状態が得られるため両者の
摩耗も少ない。
【００２０】また、ピンの素材に炭素量０．７％〜１．
１％の高炭素鋼が用いられている場合には、ピンの素材
表面と硬化層との間の親和性が高く、安定した硬化層が
形成され、ピン表層部の硬度と強度が高まる。
【００２１】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明のサイレントチェーンの第１実施例
における、関節列とガイド列の両方に用いられるプレー
トの側面図であって、プレート１には２つのピン孔２，
２とサイレントチェーンとして編成された際に、スプロ
ケットとの噛合い面３，４を有している。前記プレート
１は、鋼のブランク材を打ち抜いて形成されており、前
記ピン孔２，２の内面には前述したシェービング加工Ｓ
が施されている。
【００２２】一方、図２は、前記プレート１のピン孔に
挿通されるピンの断面を示す図であって、同図に示すよ
うに、ピン５には、炭素を０．７％〜１．１％含有した
高炭素鋼のピン素材５Ａの表面に、厚さ６μｍ〜２０μ
ｍのＣｒＣの硬化層５Ｂが形成され、表面硬度をＨｖ１
８００以上に高めたものが用いられている。なお、前記
硬化層５Ｂは、ＣｒＣの他、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの金属炭化
物の一つ、あるいは、これらの複数の金属炭化物を複合
させたもので形成してもよい。
【００２３】次に図３は、本発明のサイレントチェーン
の第２実施例における関節列とガイド列の両方に用いら
れるプレートの側面図であって、前述した第１実施例の
ものと同様に、プレート１は、ピン孔２，２の内面にシ
ェービング加工Ｓが施されているのに加えて、スプロケ
ットとの噛合い面３，４にもシェービング加工が施され
ている。そして、この実施例においても、前述した図２
に示すピン素材５Ａの表面に金属炭化物の硬化層５Ｂを
生成したピン５がプレート１のピン孔２に嵌挿されてサ
イレントチェーンが編成される。
【００２４】次に、図７は、板厚のほぼ７０％の範囲に
亘ってピン孔内面及びスプロケットとの噛合い面にシェ
ービング加工を施したプレートどうしを、炭素を０．７
％〜１．１％含有した高炭素鋼のピン素材の表面に、金
属炭化物の硬化層として厚さ６μｍ〜２０μｍのＣｒＣ
の層を形成したピンで連結して編成したサイレントチェ
ーン（Ａ）と、プレート板厚のほぼ７０％の範囲に亘っ
てピン孔内面及びスプロケットとの噛合い面にシェービ
ング加工を施し、炭素を０．１％〜０．３％含有した低
炭素鋼のピン素材表面を浸炭処理したピンを用いて編成
したサイレントチェーン（Ｂ）と、打抜き加工したまま
のピン孔を有するプレートどうしを、サイレントチェー
ン（Ｂ）と同様に炭素を０．１％〜０．３％含有した低
炭素鋼のピン素材表面を浸炭処理したピンで連結して編
成した従来のサイレントチェーン（Ｃ）とを運転時間に
対する伸び率の変化について比較実験を行った結果をグ
ラフで示したものである。
【００２５】同図から明らかなように、従来のサイレン
トチェーン（Ｃ）は、運転時間が５００時間を経過した
時点で伸び率が０．５％に達し、その後もさらに漸増し
ているのに対して、ピン孔内面とスプロケットとの噛合
い面にシェービング加工を施しているプレートと、表面
に金属炭化物の硬化層を形成したピンを組み合わせてい
るサイレントチェーン（Ａ）では、０．０５％と非常に
小さく、従来のサイレントチェーン（Ｃ）の１０％程度
である。また、サイレントチェーン（Ａ）は伸び率が
０．０５％に達した後は、運転時間には関係せずにほぼ
一定になっている。
【００２６】また、プレートの孔内面及びスプロケット
との噛合い面にシェービング加工を施し、ピンには浸炭
処理したものを用いているサイレントチェーン（Ｂ）に
おいても、運転時間が５００時間経過した時点で、伸び
率は０．２％であり、サイレントチェーン（Ａ）よりは
劣るものの、従来のサイレントチェーン（Ｃ）の伸び率
の４０％程度に抑えられている。しかも、従来のサイレ
ントチェーン（Ｃ）のように、運転時間の増加とともに
伸び率がさらに増加する傾向もない。
【００２７】なお、前述した各実施例において、プレー
ト１のピン孔２の内面やスプロケットとの噛合い面４，
５に施すシェービング加工は、０．１ｍｍ程度の加工し
ろで、プレート１の板厚のほぼ７０％以上の範囲に亘っ
て施されていれば実用上の効果が得られる。
【００２８】また、前述した各実施例においては、サイ
レントチェーンの全てのプレートのピン孔内面をシェー
ビング加工しているが、少なくとも関節列のプレートの
ピン孔内面がシェービング加工されていれば、実用上の
効果を得ることができる。また、プレートのスプロケッ
トとの噛合い面のシェービング加工は、関節列とガイド
列の何れか一方のプレートにだけ施しても有効である。
【００２９】さらに、各実施例においては、炭素量０．
７％〜１．１％の高炭素鋼を、ピン素材として用いてい
るが、炭素量０．１％〜０．４％の低炭素鋼のピン素材
に浸炭処理をして表層部の炭素含有量を０．７％〜１．
１％に高めたものを用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のサイレン
トチェーンによれば、少なくとも関節列のプレートのピ
ン孔の内面にシェービング加工が施されているととも
に、ピンの表面にＣｒ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの少なくとも一
つの硬質金属炭化物からなる硬化層が形成されているた
め、第１に、シェービング加工によって、ピン孔内面と
ピンとの間の接触面積が増加し、プレート平面とピン孔
内面との直角度も向上して、チェーンに作用する張力が
一定でも、従来のものと比較してピン孔内面とピンとの
間に加わる面圧を小さくできる。
【００３１】第２に、ピンの表面に形成されている金属
炭化物の硬化層は、Ｈｖ１８００以上と極めて硬く、油
等に混入した微少の固形成分にも摩耗され難い。また、
前記硬化層は化学的にも安定しているため、プレートの
ピン孔内面との親和性が小さく、境界潤滑の条件下にお
いても、プレートのピン孔内面とピンとの間に凝着を生
じ難く、また、ディーゼルエンジンの油中等に含まれる
硫酸等にも腐食され難い。
【００３２】その結果、ピン孔内面とピンの摩耗を極め
て少なくすることができ、従来のサイレントチェーンと
比較して摩耗伸びが少なく長期に亘って高い精度を維持
することができる。
【００３３】また、関節列のプレートとガイド列のプレ
ートの少なくとも一方のスプロケットとの噛合い面にシ
ェービング加工が施されている場合には、スプロケット
との噛合い時に噛合い面シェービング加工されたプレー
トはスプロケットの歯面と直角に当接するため、ピン孔
内面とピンとが平行に接触して偏荷重を防止することが
できる。
【００３４】その結果、プレートのピン孔内面とピンの
摩耗はさらに少なくなり、サイレントチェーンの摩耗伸
びが抑制され、且つ、疲労強度が向上することに加え、
プレートとスプロケットとの噛合い時の振動や騒音を低
減することができる。しかも、スプロケット歯面とプレ
ートの噛合い面との接触面積が増して噛合い状態が均一
になるため、両者の摩耗も少なくできる。
【００３５】さらに、前記ピンの素材に炭素量０．７％
〜１．１％の高炭素鋼が用いられている場合には、ピン
の素材表面と硬化層との間の親和性が高く硬化層が安定
しているため、ピン表層部の硬度と強度が高くなり、高
面圧に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のサイレントチェーンの第１実施例に
おけるプレートの側面図である。
【図２】 本発明のサイレントチェーンの第１実施例に
おけるチェーンピンの拡大した断面を示す図である。
【図３】 本発明のサイレントチェーンの第２実施例に
おけるプレートの側面図である。
【図４】 サイレントチェーンの構造を示す斜視図であ
る。
【図５】 従来のサイレントチェーンのプレート製造工
程を示す図である。
【図６】 従来のサイレントチェーンのプレートの打ち
抜き部分の状態を示す拡大断面図である。
【図７】 本発明のサイレントチェーンと従来のサイレ
ントチェーンの運転時間に対する伸び率の変化を示す図
である。
【符号の説明】
１ プレート ２ ピン孔 ３，４ 噛合い面 ５ ピン ５Ａ ピン素材 ５Ｂ 硬化層 Ｓ シェービング加工
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 健郎 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96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】 隣り合う関節列のプレートとガイド列の
    プレートどうしがピンで連結されているサイレントチェ
    ーンにおいて、 少なくとも関節列のプレートのピン孔の内面にシェービ
    ング加工が施されているとともに、ピンの表面にＣｒ、
    Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの少なくとも一つの硬質金属炭化物から
    なる硬化層が形成されていることを特徴とするサイレン
    トチェーン。
  2. 【請求項２】 関節列のプレートとガイド列のプレート
    の少なくとも一方のスプロケットとの噛合い面にシェー
    ビング加工が施されていることを特徴とする請求項１記
    載のサイレントチェーン。
  3. 【請求項３】 ピンの素材には、炭素量０．７％〜１．
    １％の高炭素鋼が用いられていることを特徴とする請求
    項１又は２記載のサイレントチェーン。
JP33233196A 1996-12-12 1996-12-12 サイレントチェーン Expired - Lifetime JP3199225B2 (ja)

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JP33233196A JP3199225B2 (ja) 1996-12-12 1996-12-12 サイレントチェーン
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DE19754489A DE19754489B4 (de) 1996-12-12 1997-12-09 Zahnkette

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