JP4554254B2 - Roller chain and silent chain - Google Patents
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Description
本発明は、ローラーチェーン及びサイレントチェーンに係り、特に、構成部材同士の摩耗に起因するチェーン伸びを防止し、これにより、耐久性を向上させた各種チェーンの製造技術に関する。 The present invention relates to a roller chain and a silent chain, and more particularly to a technique for manufacturing various chains that prevent chain elongation due to wear between constituent members and thereby improve durability.
自動車及び産業機械等には、各種のチェーンが使用される。これらのチェーンとしては、カムシャフト駆動チェーン、オイルポンプ駆動チェーン、バランサーシャフト駆動チェーン等が挙げられ、種々の特性向上に関する技術開発がなされている。 Various chains are used for automobiles and industrial machines. Examples of these chains include a camshaft drive chain, an oil pump drive chain, a balancer shaft drive chain, and the like, and technical developments related to various characteristic improvements have been made.
チェーンの特性のうち、特に、構成部材同士の摩耗抑制による耐久性向上についての技術が数多く報告されている。即ち、極端に劣化した酸化度の高い潤滑油とともに使用された場合であっても、異常摩耗伸びが発生することなく、長期に亘って円滑に屈曲摺動するチェーンが報告されている。例えば、上記チェーンのうち、ローラーチェーンについては、ブッシュに、オーステナイト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼、高炭素クロム軸受鋼及び合金工具鋼から選ばれる１種に対して熱硬化処理を施したものを使用する技術が開示されている（特許文献１参照）。また、上記チェーンのうち、サイレントチェーンについては、インナーリンクプレートに、オーステナイト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼、高炭素クロム軸受鋼及び合金工具鋼から選ばれる１種に対して熱硬化処理を施したものを使用する技術が開示されている（特許文献２参照）。 Among the characteristics of the chain, many techniques for improving durability by suppressing wear between components have been reported. That is, even when used with an extremely deteriorated lubricating oil having a high degree of oxidation, a chain has been reported that smoothly bends and slides over a long period without causing abnormal wear elongation. For example, among the above chains, for the roller chain, the bush is heated against one type selected from austenitic stainless steel, martensitic stainless steel, precipitation hardened stainless steel, high carbon chromium bearing steel and alloy tool steel. A technique using a material that has been subjected to a curing treatment is disclosed (see Patent Document 1). Of the above chains, the silent chain has an inner link plate with one selected from austenitic stainless steel, martensitic stainless steel, precipitation hardened stainless steel, high carbon chromium bearing steel and alloy tool steel. A technique using a heat-cured material is disclosed (see Patent Document 2).
さらに、上記各種チェーンに使用される連結ピンについては、高面圧下での耐摩耗性を向上すべく、チェーン用連結ピンの母材となる鋼の最表部に、バナジウム炭化物を主成分とし且つ少量のクロム炭化物を含む炭化物層を形成し、当該炭化物層と母材との間の境界領域において、バナジウム炭化物の含有率が急激に減少しかつクロム炭化物の含有量が急激に増加している境界層（クロムリッチ層）を形成する技術が開示されている（特許文献３参照）。 Furthermore, for the connecting pins used in the above various chains, vanadium carbide is a main component in the outermost part of the steel that is the base material of the connecting pin for the chain in order to improve the wear resistance under high surface pressure. A boundary where a carbide layer containing a small amount of chromium carbide is formed, and in the boundary region between the carbide layer and the base material, the vanadium carbide content rapidly decreases and the chromium carbide content rapidly increases. A technique for forming a layer (chromium-rich layer) is disclosed (see Patent Document 3).
上記特許文献１〜３に記載の技術を含む従来技術によって、ローラーチェーン又はサイレントチェーンの各構成部材を製造する場合には、先ず、中炭素鋼からなる素材を用意し、これを鍛造した後、拡散浸透処理を施し、次いで浸炭焼き入れ、焼き戻しを行っていた。しかしながら、このような手法により、ローラーチェーン用の連結ピンとブッシュとを製造した場合には、拡散浸透処理において硬質炭化物層を５μｍを超えて形成することができなかった。よって、このような製法により得られたローラーチェーンを使用した場合には、図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、連結ピンとブッシュとが経時的に摩耗するという不具合があった。具体的には、図１（ａ）に示すように、ブッシュの内表面が連結ピンの外表面よりも粗いため、使用時にはこれら部材の接触面圧が局所的に増加する。このような状況下では、図１（ｂ）に示すように、局所的な応力によってかじりが発生する。さらに、図１（ｃ）に示すように、ブッシュの面荒れを引き起こすとともに、連結ピンのＶＣ層を摩耗する。さらに、この状況が続くと、図１（ｄ）に示すように、ブッシュが連結ピンのＶＣ層を突き抜けて、母材であるＦｅ層に入り込み、摩耗が一層促進される。 When manufacturing each component member of a roller chain or a silent chain according to conventional techniques including the techniques described in Patent Documents 1 to 3, first, a material made of medium carbon steel is prepared and forged. A diffusion infiltration treatment was performed, followed by carburizing and quenching. However, when the connecting pin and the bush for the roller chain are manufactured by such a method, the hard carbide layer cannot be formed to exceed 5 μm in the diffusion permeation treatment. Therefore, when the roller chain obtained by such a manufacturing method is used, as shown in FIGS. 1A to 1D, there is a problem that the connecting pin and the bush wear with time. Specifically, as shown in FIG. 1A, since the inner surface of the bush is rougher than the outer surface of the connecting pin, the contact surface pressure of these members locally increases during use. Under such circumstances, galling occurs due to local stress as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 1 (c), the surface of the bush is roughened and the VC layer of the connecting pin is worn. Further, if this situation continues, as shown in FIG. 1 (d), the bush penetrates the VC layer of the connecting pin and enters the Fe layer as the base material, thereby further promoting wear.
上記事情は、連結ピンとリンクプレートとを備えるサイレントチェーンの場合においても当てはまる。即ち、図示しないが、図１と同様に、リンクプレートの内表面が連結ピンの外表面よりも粗いため、使用時にはこれら部材の接触面圧が局所的に増加し、局所的な応力によってかじりが発生する。さらに、リンクプレートの面荒れを引き起こすとともに、連結ピンのＶＣ層を摩耗し、リンクプレートがＶＣ層を突き抜けて、母材であるＦｅ層に入り込み、摩耗が一層促進される。また、従来技術により得られたサイレントチェーンにおいて、連結ピンに丸ピンを使用した構造では、リンクプレートとの間ですべりを発生することから摩耗量が大きい。この不具合を解消すべく、上記丸ピンを２本の半割ピンから構成してロッカーピン構造とした場合には、上記摩耗量は低減できるが、半割ピン１本が細くなることから、ピン全体の強度が劣化し、結果的に優れた耐久性を実現することができない。よって、近年においては、連結ピンとリンクプレートとの間の摩耗量を低減し且つ耐久性を向上させたサイレントチェーンの技術開発が要請されていた。 The above situation also applies in the case of a silent chain having a connecting pin and a link plate. That is, although not shown, since the inner surface of the link plate is rougher than the outer surface of the connecting pin as in FIG. 1, the contact surface pressure of these members increases locally during use, and the local stress causes galling. appear. Further, the surface of the link plate is roughened, the VC layer of the connecting pin is worn, the link plate penetrates the VC layer, and enters the Fe layer as the base material, thereby further promoting the wear. In addition, in the silent chain obtained by the prior art, in a structure in which a round pin is used as a connecting pin, a slip is generated between the link plate and the wear amount is large. In order to solve this problem, when the round pin is composed of two halved pins to form a rocker pin structure, the amount of wear can be reduced, but one halved pin is thinned. The overall strength deteriorates, and as a result, excellent durability cannot be realized. Therefore, in recent years, there has been a demand for technical development of a silent chain that reduces the amount of wear between the connecting pin and the link plate and improves the durability.
さらに、近年においては、エンジンの車体搭載性、エンジン自体の軽量化及びコンパクト化により、従来２列であったローラーチェーンを１列とする傾向があり、また、サイレントチェーンの幅狭化が加速している。このような状況下では、連結ピンとブッシュ又はリンクプレートとの面圧がさらに増大し、各構成部材のうち、硬度及び融点の低い鉄系部材からなるブッシュ側又はリンクプレート側の摩耗が一層増大することが懸念される。従って、連結ピンとブッシュ又はリンクプレートとの間のかじりを防止して摩耗を減少させ、ひいてはチェーン伸びを抑制することにより、各種チェーンの耐久性を向上させた技術の開発が要請されていた。 Furthermore, in recent years, there is a tendency for the roller chain, which has conventionally been two rows, to become one row due to the mountability of the engine on the body, the weight reduction and compactness of the engine itself, and the narrowing of the silent chain has accelerated. ing. Under such circumstances, the contact pressure between the connecting pin and the bush or the link plate is further increased, and the wear on the bush side or the link plate side made of an iron-based member having a low hardness and melting point is further increased among the constituent members. There is concern. Accordingly, there has been a demand for the development of a technique for improving the durability of various chains by preventing galling between the connecting pin and the bush or the link plate, thereby reducing wear and thus suppressing chain elongation.
本発明は、以上に示した種々の事情に鑑みてなされたものであり、連結ピンとブッシュ又はリンクプレートとの間のかじりを防止して摩耗を減少させ、ひいてはチェーン伸びを抑制することにより、耐久性を向上させたローラーチェーン及びサイレントチェーンを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the various circumstances described above, and prevents endurance by preventing galling between the connecting pin and the bush or the link plate, thereby suppressing chain elongation, thereby improving durability. An object of the present invention is to provide a roller chain and a silent chain with improved performance.
本発明者等は、上記事情を考慮し、耐久性の高い各種チェーンについて鋭意研究を重ねた。その結果、ローラーチェーン及びサイレントチェーンのいずれの場合においても、ブッシュ又はリンクプレートの各内表面よりも比較的凹凸の少ない連結ピンの母材表面に拡散浸透処理を施すとともに、さらにＤＬＣ処理を施して、最表層に最硬質のＤＬＣ層を形成することにより、上記かじりによる摩耗を十分に抑制して、チェーン伸びを抑制し、ひいてはチェーン耐久性を向上させることができるとの知見を得た。なお、従来、各種部材の摩擦係数を低くする手段として、部材表層にＤＬＣ処理を施すことは公知である。しかしながら、具体的に、各種チェーンのどの箇所にＤＬＣ処理を施すことが有効であるかということは知られていない。 In consideration of the above circumstances, the present inventors conducted extensive research on various highly durable chains. As a result, in both cases of the roller chain and the silent chain, the base material surface of the connecting pin having relatively less irregularities than the inner surface of each bush or link plate is subjected to diffusion penetration treatment and further subjected to DLC treatment. Further, it was found that by forming the hardest DLC layer on the outermost layer, wear due to the above-mentioned galling can be sufficiently suppressed, chain elongation can be suppressed, and consequently chain durability can be improved. Conventionally, it has been known that the DLC treatment is performed on the member surface layer as a means for reducing the friction coefficient of various members. However, specifically, it is not known at which part of the various chains it is effective to perform the DLC process.
即ち、本発明のローラーチェーンは、一対のインナープレートと、上記一対のインナープレートの一方に固定され、ピン孔を備えるブッシュと、上記インナープレートの両外側に配置された一対のアウタープレートと、上記一対のアウタープレートの一方に固定され、上記ブッシュのピン孔に回転自在に挿入された連結ピンとにより形成したユニットを、複数個連結してなり、上記連結ピンが、母材表面上に硬質炭化物層を備えるとともに、上記硬質炭化物層の表面上にＤＬＣ層をさらに備え、上記ブッシュの表面粗さが上記連結ピンの表面粗さよりも大きく、駆動することにより上記ＤＬＣ層が剥がれて上記ピン孔の内周面に転写されていることを特徴としている。ここで、ＤＬＣ処理とは、対象素材表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）層を形成する処理であり、上記ＤＬＣ層とは、イオンを利用した気相合成法により合成されるダイヤモンドに類似した高硬度、電気絶縁性、及び赤外線透過性等を有するカーボン薄膜の総称である。また、ＤＬＣ層の構造は、通常水素を若干含有した非晶質（アモルファス）構造であって、ダイヤモンド結合やグラファイト結合などを有するものである。 That is, the roller chain of the present invention includes a pair of inner plates, a bush fixed to one of the pair of inner plates and having pin holes, a pair of outer plates disposed on both outer sides of the inner plate, A plurality of units formed by connecting pins fixed to one of the pair of outer plates and rotatably inserted into the pin holes of the bush are connected, and the connecting pins are hard carbide layers on the surface of the base material. provided with a further comprising a DLC layer on the surface of the hard carbide layer, the surface roughness of the bush is much larger than the surface roughness of the connecting pin, by driving the pin hole the DLC layer is peeled off It is characterized by being transferred to the inner peripheral surface . Here, the DLC process is a process of forming a DLC (diamond-like carbon) layer on the surface of the target material, and the DLC layer is a high hardness similar to diamond synthesized by a gas phase synthesis method using ions. It is a general term for carbon thin films having electrical insulation and infrared transparency. The structure of the DLC layer is usually an amorphous structure containing some hydrogen, and has a diamond bond or a graphite bond.
また、本発明者等は、チェーン使用時にチェーンテンショナ部材と接触するプレートの背面にもＤＬＣ層を形成することで、より一層ローラーチェーンの耐久性を向上させることができるとの知見を得た。以下の発明は、このような知見に鑑みてなされたものである。 Further, the present inventors have found that the durability of the roller chain can be further improved by forming a DLC layer on the back surface of the plate that contacts the chain tensioner member when the chain is used. The following invention has been made in view of such knowledge.
即ち、上記したローラーチェーンにおいては、チェーン張りを調整するチェーンテンショナ部材との接触表面にＤＬＣ層を備えることが望ましい。 That is, in the roller chain described above, it is desirable to provide a DLC layer on the contact surface with the chain tensioner member that adjusts the chain tension.
以上は、ローラーチェーンについての、本発明であるが、以下、同様に、サイレントチェーンについての、本発明について述べる。
即ち、本発明のサイレントチェーンは、ピン孔を備える複数のリンクプレートと、上記複数のリンクプレートの両外側に配置された一対のガイドプレートと、上記一対のガイドプレートの一方に固定され、上記複数のリンクプレートのピン孔に回転自在に挿入された連結ピンとにより形成されたユニットを、複数個連結してなり、上記連結ピンが、母材表面上に硬質炭化物層を備えるとともに、上記硬質炭化物層の表面上にＤＬＣ層をさらに備え、上記リンクプレートの表面粗さが上記連結ピンの表面粗さよりも大きく、駆動することにより上記ＤＬＣ層が剥がれて上記ピン孔の内周面に転写されていることを特徴としている。また、このようなサイレントチェーンにおいては、上記したローラーチェーンの場合と同様に、チェーン張りを調整するチェーンテンショナ部材との接触表面にＤＬＣ層を備えることが望ましい。
The above is the present invention regarding a roller chain, and hereinafter, the present invention regarding a silent chain will be similarly described.
That is, the silent chain of the present invention is fixed to one of the plurality of link plates having pin holes, a pair of guide plates disposed on both outer sides of the plurality of link plates, and the plurality of guide plates. A plurality of units formed by connecting pins rotatably inserted into the pin holes of the link plate, and the connecting pins include a hard carbide layer on the surface of the base material, and the hard carbide layer. further comprising a DLC layer on the surface of the surface roughness of the link plate is much larger than the surface roughness of the connecting pin, by driving is transferred to the inner peripheral surface of the pin hole the DLC layer is peeled off It is characterized in that there. Moreover, in such a silent chain, it is desirable to provide a DLC layer on the contact surface with the chain tensioner member that adjusts the chain tension as in the case of the roller chain described above.
以上に示すように、本発明によれば、各種チェーンにおいて、ブッシュ又はリンクプレートの各内表面よりも比較的凹凸の少ない連結ピンの外表面を、内側から、母層、拡散浸透層、及びＤＬＣ層とすることで、従来多量に発生していた連結ピンのかじりによる摩耗を十分に抑制して、チェーン伸びを抑制し、ひいてはチェーンの耐久性を向上させることができる。図２は、従来のローラーチェーンと本発明のローラーチェーンとについての、チェーン伸びと耐久時間との関係を示すグラフである。従来品では、初期伸び段階が比較的長いが、耐久時間４００ｈを超えると、ＶＣ層が消失するため、急激な伸びが発生し、耐久性に劣る。これに対し、本発明品では、初期伸び段階は比較的短いが、その後、耐久時間８００ｈまでは定常伸び段階がみられ、優れた耐久性を示す。図２に示す本発明品の各段階では、以下の挙動を伴う。即ち、上記初期伸び段階では、ブッシュと連結ピンとの接触面において比較的凹凸の多いブッシュが連結ピンをかじるとともに、比較的軟質のブッシュの凹凸状態がなだらかになる。この際、連結ピンの最表層部に形成されたＤＬＣ層が剥がれて、ブッシュ内表面に転写される。このようにして、連結ピンとブッシュとがなじんだ後、定常伸び段階に入る。この定常伸び段階では、ブッシュ内表面での凹凸が上記初期伸び段階に比して小さく、しかも、ブッシュ内表面にＤＬＣ層が転写されているため、連結ピンとブッシュとの間において摩耗はほとんどみられず、これにより、ローラーチェーンはほとんど伸びない。この状態が耐久時間８００ｈまで続くことから、本発明のローラーチェーンは優れた耐久性を実現することができる。 As described above, according to the present invention, in various chains, the outer surface of the connecting pin having relatively less unevenness than the inner surfaces of the bush or link plate is formed from the inside with the mother layer, the diffusion / penetration layer, and the DLC. By using a layer, wear due to galling of the connecting pin, which has conventionally been generated in large quantities, can be sufficiently suppressed, chain elongation can be suppressed, and chain durability can be improved. FIG. 2 is a graph showing the relationship between chain elongation and endurance time for a conventional roller chain and the roller chain of the present invention. In the conventional product, the initial elongation stage is relatively long, but when the durability time exceeds 400 h, the VC layer disappears, and thus rapid elongation occurs and the durability is inferior. On the other hand, in the product of the present invention, the initial elongation stage is relatively short, but thereafter, the steady elongation stage is observed until the endurance time of 800 h, and excellent durability is exhibited. Each stage of the product of the present invention shown in FIG. 2 involves the following behavior. That is, in the initial elongation stage, the bush having a relatively large unevenness on the contact surface between the bush and the connecting pin bites the connecting pin, and the uneven state of the relatively soft bush becomes smooth. At this time, the DLC layer formed on the outermost layer portion of the connecting pin is peeled off and transferred to the inner surface of the bush. In this way, after the connecting pin and the bush become familiar, the steady elongation stage is entered. In this steady elongation stage, the unevenness on the inner surface of the bush is smaller than that in the initial elongation stage, and since the DLC layer is transferred to the inner surface of the bush, there is almost no wear between the connecting pin and the bush. As a result, the roller chain hardly stretches. Since this state continues until the endurance time of 800 h, the roller chain of the present invention can realize excellent durability.
なお、以上はローラーチェーンに関する考察であるが、サイレントチェーンについても同様の考察が可能である。即ち、サイレントチェーンについても、上記初期伸び段階では、リンクプレートと連結ピンとの接触面において比較的凹凸の多いリンクプレートが連結ピンをかじるとともに、比較的軟質のリンクプレートの凹凸状態がなだらかになる。この際、連結ピンの最表層部に形成されたＤＬＣ層が剥がれて、リンクプレート内表面に転写される。このようにして、連結ピンとリンクプレートとがなじんだ後、定常伸び段階に入る。この定常伸び段階では、リンクプレート内表面での凹凸が上記初期伸び段階に比して小さく、しかも、リンクプレート内表面にＤＬＣ層が転写されているので、連結ピンとリンクプレートとの間では摩耗がほとんどみられず、これにより、サイレントチェーンはほとんど伸びない。サイレントチェーンについても、この状態が耐久時間８００ｈ程度まで続くと予想されることから、本発明のサイレントチェーンの優れた耐久性を有すると推測される。 In addition, although the above is consideration about a roller chain, the same consideration is also possible about a silent chain. That is, in the silent chain as well, at the initial elongation stage, the relatively uneven link plate bites the connection pin at the contact surface between the link plate and the connection pin, and the uneven state of the relatively soft link plate becomes gentle. At this time, the DLC layer formed on the outermost layer portion of the connecting pin is peeled off and transferred to the inner surface of the link plate. In this way, after the connecting pin and the link plate become familiar, the steady elongation stage is entered. In this steady elongation stage, the unevenness on the inner surface of the link plate is smaller than that in the initial elongation stage, and since the DLC layer is transferred to the inner surface of the link plate, there is wear between the connecting pin and the link plate. It is rarely seen and this causes the silent chain to hardly grow. As for the silent chain, this state is expected to continue until the endurance time of about 800 h. Therefore, it is estimated that the silent chain has excellent durability.
また、本発明によれば、各種チェーンについて、チェーン張りを調整するチェーンテンショナ部材との接触表面、即ち、ブッシュの背面又はリンクプレートの背面にＤＬＣ層を形成することで、耐久性をさらに向上させることができる。 According to the present invention, the durability of the various chains is further improved by forming the DLC layer on the contact surface with the chain tensioner member that adjusts the chain tension, that is, on the back surface of the bush or the back surface of the link plate. be able to.
以下、本発明の好適な実施例を図面を参照して好適に説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
１．ローラーチェーンの製造
（製造例１〜８）
炭素含有量０．８質量％の中炭素鋼を用意し、これを鍛造してローラーチェーンのブッシュ形状の鍛造品を得た。また、ＳＵＪ２引き抜き線を切断して連結ピン形状の部材を得た。次いで、上記鍛造品及び部材に、拡散浸透処理（ＶＣ層形成処理）を行い、さらに連結ピンについてはＤＬＣ処理を行って、同種類の製造例１〜８の連結ピン及びブッシュを得た。ここで、上記連結ピンのＤＬＣ処理においては、ＰＶＤ法による処理を行った。このようにして得られた製造例１の連結ピンについての断面写真を図３に示す。図３から明らかなように、連結ピンの母層上にはＶＣ層が形成されており、ＶＣ層上には５μｍ程度のＤＬＣ層がさらに形成されている。
1. Manufacture of roller chains (Production Examples 1-8)
A medium carbon steel with a carbon content of 0.8% by mass was prepared and forged to obtain a bush-shaped forged product of a roller chain. Further, the SUJ2 lead wire was cut to obtain a connecting pin-shaped member. Subsequently, the forged product and the member were subjected to diffusion permeation treatment (VC layer forming treatment), and the connection pin was further subjected to DLC treatment to obtain the same type of connection pins and bushes of Production Examples 1-8. Here, in the DLC process of the said connection pin, the process by PVD method was performed. A cross-sectional photograph of the connection pin of Production Example 1 obtained in this way is shown in FIG. As is apparent from FIG. 3, a VC layer is formed on the base layer of the connecting pin, and a DLC layer of about 5 μm is further formed on the VC layer.
（製造例９〜１６）
以下に示すように、連結ピン及びブッシュを、上記製造例１〜８の連結ピン及びブッシュと同様にして得た。即ち、炭素含有量０．８質量％の中炭素鋼を用意し、これを鍛造してローラーチェーンのブッシュ形状の鍛造品を得た。また、ＳＵＪ２引き抜き線を切断して連結ピン形状の部材を得た。次いで、上記鍛造品及び部材に、拡散浸透処理（ＶＣ層形成処理）を行って、同種類の製造例９〜１６の連結ピン及びブッシュを得た。製造例９〜１６については、連結ピン及びブッシュのいずれについてもＤＬＣ処理は行わなかった。
(Production Examples 9 to 16)
As shown below, the connection pin and the bush were obtained in the same manner as the connection pin and the bush in Production Examples 1 to 8. That is, a medium carbon steel with a carbon content of 0.8% by mass was prepared and forged to obtain a bush-shaped forged product of a roller chain. Further, the SUJ2 lead wire was cut to obtain a connecting pin-shaped member. Subsequently, the forged product and member were subjected to diffusion penetration treatment (VC layer forming treatment) to obtain the same type of connection pins and bushes of Production Examples 9 to 16. About manufacture examples 9-16, DLC processing was not performed about any of a connection pin and a bush.
以上のように製造した、製造例１〜１６の各連結ピン及びブッシュを使用した各ローラーチェーンについて、チェーン駆動試験を行い、その駆動時間に伴う各部材の摩耗量を測定した。上記チェーン駆動試験は、歯数１８（８０００ｒｐｍ）のスプロケットと、歯数３６（４０００ｒｐｍ）のスプロケットとの回りにチェーンを噛み合わせ、チェーン張力を１８６０Ｎとするとともに、耐久時間を１００ｈとして実施した。また、給油剤として、コンタミ油を用いた。上記コンタミ油は、通常使用されるエンジンオイルに、１６質量％のカーボンブラック、２質量％のフェライト系酸化物、４質量％のＰＶ樹脂、及び７８質量％のストレートミネラルオイルからなるコンタミナントを１．３質量％混合したものとした。また、潤滑油の給油量は、実際のチェーン駆動時に必要な給油量である、１．０Ｌ／ｍｉｎとした。その結果を表１に示す。 A chain drive test was performed on each roller chain using the connection pins and bushes of Production Examples 1 to 16 produced as described above, and the amount of wear of each member with the drive time was measured. The chain drive test was carried out with the chain engaged around a sprocket with 18 teeth (8000 rpm) and a sprocket with 36 teeth (4000 rpm), a chain tension of 1860 N, and a durability time of 100 h. Contamination oil was used as the oiling agent. The above-mentioned contaminant oil is a common engine oil that contains 16% by mass of carbon black, 2% by mass of ferrite-based oxide, 4% by mass of PV resin, and 78% by mass of straight mineral oil. .3% by mass was mixed. Further, the amount of lubrication oil supplied was 1.0 L / min, which is the amount of oil required for actual chain driving. The results are shown in Table 1.
表１に示すように、連結ピンにＤＬＣ層を形成した製造例１〜８の各連結ピンの摩耗量の平均値は１１μｍであり、連結ピンにＤＬＣ層を形成していない製造例９〜１６の各連結ピンの摩耗量の平均値は７μｍであった。これは、前者（製造例１〜８）では、連結ピンのＤＬＣ層が剥がれ落ちたことにより、ＶＣ層の摩耗量にＤＬＣ層の厚み５μｍが加算されたためであるのに対し、後者（製造例９〜１６）では、ＶＣ層の摩耗のみが生じているためである。 As shown in Table 1, the average wear amount of each connection pin of Production Examples 1 to 8 in which the DLC layer is formed on the connection pin is 11 μm, and Production Examples 9 to 16 in which the DLC layer is not formed on the connection pin The average value of the wear amount of each connecting pin was 7 μm. This is because in the former (Manufacturing Examples 1 to 8), the DLC layer thickness of 5 μm was added to the amount of wear of the VC layer due to the DLC layer of the connecting pin peeling off, whereas the latter (Manufacturing Example). 9 to 16), only the wear of the VC layer occurs.
また、表１に示すように、製造例１〜８の各ブッシュの摩耗量の平均値は１８μｍであり、製造例９〜１６の各ブッシュの摩耗量の平均値は３８μｍであった。これは、前者（製造例１〜８）では、連結ピンから剥がれ落ちたＤＬＣ層がブッシュに転写され、連結ピンとブッシュとがチェーンの所定稼働時間経過後になじみ、その後のかじりが抑制されるためである。これに対し、後者（製造例９〜１６）では、前者のようにＤＬＣ層がブッシュへ転写されないため、上記所定稼働時間経過後においても連結ピンとブッシュとが十分になじまず、さらにかじりが生ずるためである。 Moreover, as shown in Table 1, the average value of the wear amount of each bush of Production Examples 1 to 8 was 18 μm, and the average value of the wear amount of each bush of Production Examples 9 to 16 was 38 μm. This is because in the former (Manufacturing Examples 1 to 8), the DLC layer peeled off from the connection pin is transferred to the bush, the connection pin and the bush become familiar after a predetermined operating time of the chain, and subsequent galling is suppressed. is there. On the other hand, in the latter (Manufacturing Examples 9 to 16), the DLC layer is not transferred to the bush as in the former. Therefore, the connecting pin and the bush do not fully blend even after the predetermined operating time has elapsed, and further galling occurs. It is.
このような結果から、さらに、表１に示すように、連結ピンの摩耗量とブッシュの摩耗量との合計量の平均値については、前者（製造例１〜８）では、３１μｍと比較的小さいのに対し、後者（製造例９〜１６）では、４５μｍと大きい。この結果から、前者と後者との間における摩耗合計量の改善度は約３１％であることが判る。 From these results, as shown in Table 1, the average value of the total amount of wear of the connecting pin and the wear of the bush is relatively small at 31 μm in the former (Production Examples 1 to 8). On the other hand, the latter (Production Examples 9 to 16) is as large as 45 μm. From this result, it can be seen that the improvement in the total wear amount between the former and the latter is about 31%.
さらに、図４（ａ）は、上記チェーン駆動試験後の製造例１の連結ピンとブッシュとの両摺動面を示す。同図から明らかなように、連結ピンにＤＬＣ層を形成した製造例１では、連結ピン及びブッシュの両摺動面は、鏡面状態を維持しており、かじりによる摺動きずは確認されなかった。これに対し、図４（ｂ）は、上記チェーン駆動試験後の製造例９の連結ピンとブッシュとの両摺動面を示す。同図から明らかなように、連結ピンにＤＬＣ層を形成しなかった製造例９では、連結ピン及びブッシュの両摺動面にはかじりによる摺動きずが確認された。以上の実施例１により、本発明の請求項１についての効果が実証された。 Further, FIG. 4A shows both sliding surfaces of the connecting pin and the bush of Production Example 1 after the chain driving test. As is clear from the figure, in Manufacturing Example 1 in which the DLC layer was formed on the connecting pin, both sliding surfaces of the connecting pin and the bush maintained the mirror surface state, and no sliding flaw due to galling was confirmed. . On the other hand, FIG.4 (b) shows both sliding surfaces of the connection pin and bush of the manufacture example 9 after the said chain drive test. As is apparent from FIG. 9, in Manufacturing Example 9 in which the DLC layer was not formed on the connecting pin, sliding flaws due to galling were confirmed on both sliding surfaces of the connecting pin and the bush. By the above Example 1, the effect about Claim 1 of this invention was demonstrated.
２．サイレントチェーンの製造
（製造例１７〜１９）
炭素含有量０．８質量％の中炭素鋼を用意し、これを鍛造してサイレントチェーンのリンクプレート形状の鍛造品を得た。また、ＳＵＪ２引き抜き線を切断して連結ピン形状の部材を得た。次いで、上記鍛造品及び部材に、拡散浸透処理（ＶＣ層形成処理）を行った。これらの鍛造品及び部材を使用し、連結ピンとリンクプレートの背面との双方にＤＬＣ層を形成しなかったサイレントチェーンを製造例１７とし、連結ピンのみにＤＬＣ層を形成したサイレントチェーンを製造例１８とし、連結ピンとリンクプレートの背面との双方にＤＬＣ層を形成したサイレントチェーンを製造例１９とした。
2. Silent chain production (Production Examples 17-19)
A medium carbon steel having a carbon content of 0.8% by mass was prepared and forged to obtain a link plate-shaped forged product of a silent chain. Further, the SUJ2 lead wire was cut to obtain a connecting pin-shaped member. Next, diffusion penetration treatment (VC layer formation treatment) was performed on the forged product and member. Using these forgings and members, a silent chain in which a DLC layer is not formed on both the connecting pin and the back surface of the link plate is referred to as Production Example 17, and a silent chain in which a DLC layer is formed only on the connecting pin is referred to as Manufacturing Example 18. A silent chain in which a DLC layer is formed on both the connecting pin and the back surface of the link plate is referred to as Production Example 19.
ここで、製造例１８，１９の連結ピンへのＤＬＣ層形成方法としてＰＶＤ法を採用した。この形成方法は、固体のグラファイト原料を陰極とし、この間に直流電流を印加することで、真空中にアーク放電を起こして炭素元素のプラズマを発生させ、基板には蒸発源よりもさらに負の電圧を印可することで、プラズマ中の炭素イオンを基板に向けて加速し成膜を行う方法である。また、製造例１９のリンクプレートの背面へのＤＬＣ層形成方法としてプラズマＣＶＤ法を採用した。この形成方法は、対向する電極間に高周波電圧を印加することで生じるグロー放電を利用して原料ガスメタンを分解し、基板上にＤＬＣ膜を堆積させる方法である。 Here, the PVD method was adopted as the DLC layer forming method on the connecting pins of Production Examples 18 and 19. In this formation method, a solid graphite material is used as a cathode and a direct current is applied between them to cause an arc discharge in a vacuum to generate a carbon element plasma. The substrate has a more negative voltage than the evaporation source. Is applied to accelerate the carbon ions in the plasma toward the substrate to form a film. Further, a plasma CVD method was employed as a method for forming a DLC layer on the back surface of the link plate of Production Example 19. This forming method is a method in which a raw gas methane is decomposed using glow discharge generated by applying a high-frequency voltage between opposing electrodes, and a DLC film is deposited on the substrate.
このような条件下で、各製造例１７〜１９について、チェーン駆動試験を行い、駆動トルクと回転数との関係を調査した。上記チェーン駆動試験は、歯数１８のスプロケットと、歯数３６のスプロケットとの回りにチェーンを噛み合わせ、チェーン張力を１８６０Ｎとして実施した。また、給油剤として、コンタミ油を用いた。上記コンタミ油は、通常使用されるエンジンオイルに、１６質量％のカーボンブラック、２質量％のフェライト系酸化物、４質量％のＰＶ樹脂、及び７８質量％のストレートミネラルオイルからなるコンタミナントを１．３質量％混合したものとした。また、潤滑油の給油量は、実際のチェーン駆動時に必要な給油量である、１．０Ｌ／ｍｉｎとし、油温は７５℃とした。その結果を図５に示す。 Under such conditions, a chain drive test was performed for each of Production Examples 17 to 19, and the relationship between the drive torque and the rotational speed was investigated. The chain driving test was carried out with the chain tensioned around a sprocket with 18 teeth and a sprocket with 36 teeth and a chain tension of 1860N. Contamination oil was used as the oiling agent. The above-mentioned contaminant oil is a common engine oil that contains 16% by mass of carbon black, 2% by mass of ferrite-based oxide, 4% by mass of PV resin, and 78% by mass of straight mineral oil. .3% by mass was mixed. The amount of lubricating oil supplied was 1.0 L / min, which is the amount of oil required for actual chain driving, and the oil temperature was 75 ° C. The result is shown in FIG.
図５によれば、製造例１８，１９は、製造例１７に対して回転数１５００（ｒｐｍ）以上で駆動トルクを著しく低減することができる。個別にみると、連結ピン及びリンクプレートの背面の双方にＤＬＣ層を形成していない製造例１７については、いずれの回転数においても、概ね駆動トルクが比較的大きい。これは、チェーン駆動時に、連結ピンからリンクプレートへのＤＬＣ層の転写がないため、リンクプレートによる連結ピンのかじりが大きくなるためである。また、連結ピンにＤＬＣ層を形成した製造例１８については、製造例１７に比して、駆動トルクが概して小さい。これは、チェーン駆動時に、連結ピンからリンクプレートへＤＬＣ層が転写されるため、リンクプレートによる連結ピンのかじりを抑制できるためである。さらに、連結ピン及びリンクプレートの背面の双方にＤＬＣ層を形成した製造例１９については、製造例１７、１８に比して、駆動トルクが概して小さい。これは、チェーン駆動時の連結ピンからリンクプレートへのＤＬＣ層の転写により、リンクプレートによる連結ピンのかじりを比較的抑制できることに加えて、チェーン駆動時にチェーンテンショナ部材と接触するリンクプレートの背面にもＤＬＣ層を形成したことにより、駆動トルクをさらに低減させることができるためである。以上の実施例２により、本発明の請求項３，４についての効果が実証された。この結果より、本発明の請求項２についても、その効果が推認される。
According to FIG. 5, the manufacturing examples 18 and 19 can significantly reduce the driving torque at a rotational speed of 1500 (rpm) or more compared to the manufacturing example 17. When viewed individually, in Manufacturing Example 17 in which the DLC layer is not formed on both the connecting pin and the back surface of the link plate, the driving torque is generally relatively large at any rotational speed. This is because there is no transfer of the DLC layer from the connection pin to the link plate when the chain is driven, and therefore, the connection pin is galled by the link plate. Further, in the manufacturing example 18 in which the DLC layer is formed on the connecting pin, the driving torque is generally smaller than that in the manufacturing example 17. This is because, when the chain is driven, the DLC layer is transferred from the connection pin to the link plate, so that the connection plate can be prevented from being galled by the link plate. Further, in the manufacturing example 19 in which the DLC layer is formed on both the connecting pin and the back surface of the link plate, the driving torque is generally smaller than those in the manufacturing examples 17 and 18. This is because the transfer of the DLC layer from the connecting pin to the link plate at the time of driving the chain can relatively prevent the connecting pin from being squeezed by the link plate, and the back of the link plate that contacts the chain tensioner member at the time of driving the chain. This is because the driving torque can be further reduced by forming the DLC layer. By the above Example 2, the effect about
以上説明したように、本発明によれば、連結ピンとブッシュ又はリンクプレートとの間のかじりを防止して摩耗を減少させ、ひいてはチェーン伸びを抑制することにより、耐久性を向上させたローラーチェーン及びサイレントチェーンを提供することができる。よって、本発明は、周辺部材の今後益々の複雑高度化に伴い耐久性の向上が要請される各種チェーンの製造に有用である。 As described above, according to the present invention, a roller chain that has improved durability by preventing galling between the connecting pin and the bush or the link plate, reducing wear, and thus suppressing chain elongation, and A silent chain can be provided. Therefore, the present invention is useful for manufacturing various chains that require improved durability as the peripheral members become more complex and sophisticated in the future.
Claims (4)
前記連結ピンが、母材表面上に硬質炭化物層を備えるとともに、前記硬質炭化物層の表面上にＤＬＣ層をさらに備え、前記ブッシュの表面粗さが前記連結ピンの表面粗さよりも大きく、
駆動することにより前記ＤＬＣ層が剥がれて前記ピン孔の内周面に転写されていることを特徴とするローラーチェーン。 A pair of inner plates, a bush fixed to one of the pair of inner plates, having pin holes, a pair of outer plates disposed on both outer sides of the inner plate, and fixed to one of the pair of outer plates In a roller chain formed by connecting a plurality of units formed by connecting pins rotatably inserted in the pin holes of the bush,
The connecting pin is provided with a hard carbide layer on the base material surface, further comprising a DLC layer on the surface of the hard carbide layer, the surface roughness of the bush much larger than the surface roughness of the connecting pins,
The roller chain, wherein the DLC layer is peeled off by being driven and transferred to the inner peripheral surface of the pin hole .
前記連結ピンが、母材表面上に硬質炭化物層を備えるとともに、前記硬質炭化物層の表面上にＤＬＣ層をさらに備え、前記リンクプレートの表面粗さが前記連結ピンの表面粗さよりも大きく、
駆動することにより前記ＤＬＣ層が剥がれて前記ピン孔の内周面に転写されていることを特徴とするサイレントチェーン。 A plurality of link plates having pin holes, a pair of guide plates disposed on both outer sides of the plurality of link plates, and fixed to one of the pair of guide plates, and freely rotatable in the pin holes of the plurality of link plates In a silent chain formed by connecting a plurality of units formed by connecting pins inserted into
The connecting pin is provided with a hard carbide layer on the base material surface, further comprising a DLC layer on the surface of the hard carbide layer, the surface roughness of the link plate is much larger than the surface roughness of the connecting pins,
The silent chain, wherein the DLC layer is peeled off by being driven and transferred onto the inner peripheral surface of the pin hole .
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11292526A (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-26 | Seiko Instruments Inc | Forming method of hydrogenated amorphous carbon film, gas pressure bearing using that membrane, spindle motor and rotating device |
| JP2001200849A (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-27 | Toyota Motor Corp | Sliding member and two combined sliding members |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11292526A (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-26 | Seiko Instruments Inc | Forming method of hydrogenated amorphous carbon film, gas pressure bearing using that membrane, spindle motor and rotating device |
| JP2001200849A (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-27 | Toyota Motor Corp | Sliding member and two combined sliding members |
| JP2003269555A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Tsubakimoto Chain Co | Wear-resistant tensioner |
| JP2003269549A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Tsubakimoto Chain Co | Anti-abrasion chain |
| JP2003301889A (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-24 | Tsubakimoto Chain Co | Antifriction chain |
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