JP6628784B2 - チェーン伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は、潤滑環境下においてチェーン背面をチェーンガイドによりガイドされるチェーン伝動装置に係り、特にエンジン内のチェーン伝動装置に適用して好適であるチェーン伝動装置に関する。

一般に、エンジンのクランク軸の回転をカムシャフトに伝達するタイミングチェーン伝動装置にあっては、チェーンの背面をチェーンガイドにより案内されている。上記チェーンにサイレントチェーンを用いる場合、該サイレントチェーンの内側（歯付き）リンクプレートの背面が直線状の平坦面となり、該背面全体がチェーンガイドに摺接するため、摩擦損（フリクションロス）が増大し、かつガイドリンクプレート背面とチェーンガイドのガイド面との間に隙間を生じるものもあり、チェーンの挙動が不安定となる場合がある。

従来、歯付きリンクプレートの背面をアール形状の中高となるように形成し、またガイドリンクプレートのピン背面部分に耳（当接）部を形成し、上記歯付きリンクプレートの中高頂部及びガイドリンクプレートの耳部頂部がチェーンガイドに当接し、かつ上記中高頂部と耳部頂部がそれぞれ半ピッチずれて１ピッチ毎に形成されて、リンクプレート背面とチェーンガイドとの接触面積を減少すると共にチェーンを安定してガイドするチェーン伝動装置が本出願人により案出されている（特許文献１参照）。

特許第５４２１４４８号公報

タイミングチェーン等のエンジン内チェーン伝動装置は、潤滑油を介在して動力伝達するが、燃費の向上を図るため、潤滑油に粘性抵抗の低いものが用いられる傾向にあり、特に上記リンクプレート背面とチェーンガイドとの接触面積を小さくしたものにあっては、該エンジンの使用状態によっては、特に上記小さい接触面積部分に油膜切れを起こす可能性を生じ易く、このため境界潤滑となって、却って摩擦損（フリクションロス）を増加してしまう虞がある。

そこで、本発明は、チェーンのリンクプレート背面とチェーンガイドとの接触面積を小さくして摩擦抵抗の減少を図ったものにあって、潤滑油に添加される摩擦調整剤とリンクプレートの材質との適合により、境界潤滑にあっても摩擦抵抗の増加を抑制したチェーン伝動装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、ピン（１５，４５）に対し相対回転することなく嵌合した複数のリンクプレート（１６_１，１７，４７）からなる外側リンク（１９，４９）と、前記ピンに対して相対回転可能に嵌挿した複数のリンクプレート（１６_２，４６）からなる内側リンク（１８，４８）とを交互にかつ無端状に連結したチェーン（６…）を、潤滑環境下で複数のスプロケット（２，３，５）に巻掛け、かつ前記リンクプレートの背面をチェーンガイド（７，９，１０）に摺接して案内するチェーン伝動装置（１）において、
前記潤滑環境は、潤滑油にモリブデン化合物を含有する摩擦調整剤が添加された環境であり、
前記チェーンガイドに摺接する前記リンクプレートの面積は、全ての前記リンクプレートの背面側面積の５０％以下の小面積であり、
前記チェーンガイドに摺接する前記リンクプレートの少なくとも摺接部分は、クロム成分を１０％以上含有する皮膜を有し、
境界潤滑領域において、前記モリブデン化合物の分解の過程でクロムに酸素を供給することにより二硫化モリブデンの生成を促進する、
ことを特徴とするチェーン伝動装置にある。

例えば図２，図３を参照して、前記外側リンク（１９）は、１対の前記ピン（１５）を固定したガイドリンクプレート（１７）と、該ガイドリンクプレートと同列に配置され、内径側に１対の歯（２０）を有する歯付きリンクプレート（１６_１）とからなり、
前記内側リンク（１８）は、前記ピン（１５）に回転自在に連結され、内径側に１対の歯（２０）を有する歯付きリンクプレート（１６_２）からなり、
前記チェーンは、前記外側リンク（１９）（Ｇ）と前記内側リンク（１８）（Ｎ）とを交互にかつ無端状に連結したサイレントチェーン（６_１）である。

例えば図８を参照して、前記外側リンク（４９）は、前記１対の前記ピン（４５）を固定した外側リンクプレート（４７）からなり、
前記内側リンク（４８）は、１対のブシュ（５０）を固定した内側リンクプレート（４６）からなり、
前記チェーンは、前記ピン（４５）を前記ブシュ（５０）に嵌挿して前記外側リンク（４９）と前記内側リンク（４８）とを交互かつ無端状に連結したローラチェーン（６_２）である。

例えば図２〜図４を参照して、前記サイレントチェーン（６_１）にあって、前記ガイドリンクプレート（１７）は、背面側にクロッチ部（２７）と該クロッチ部の長手方向の両側に耳部（２９）を有し、
前記外側リンク（１９）及び前記内側リンク（１８）の歯付きリンクプレート（１６，１６_１，１６_２）は、背面がアール形状の中高（２５）であり、
前記ガイドリンクプレートの前記耳部の頂部（３０）と前記歯付きリンクプレート（１６）の前記中高（２５）の頂部とが、前記チェーンガイド（７）に摺接する小面積（Ａ，Ｂ）を構成してなる。

前記サイレントチェーン（６_１）にあって、前記外側リンク（１９）の歯付きリンクプレート（１６）及び前記内側リンク（１８）の歯付きリンクプレート（１６）の少なくとも一方は、背面がアール形状の中高（２５）であり、
前記歯付きリンクプレート（１６）の前記中高（２５）の頂部が、前記チェーンガイド（７）に摺接する小面積を構成してなる。

例えば図８を参照して、前記ローラチェーン（６_２）にあって、前記外側リンクプレート（４７）は、背面がアール形状の中高（５５）であり、
前記内側リンクプレート（４６）は、背面がアール形状の中高（５９）であり、
前記外側リンクプレート（４７）の前記中高（５５）の頂部と前記内側リンクプレート（４６）の前記中高（５９）の頂部とが、前記チェーンガイドに摺接する小面積を構成してなる。

例えば図９を参照して、前記ローラチェーン（６_３）にあって、前記外側リンクプレート（４７_３）は、ピッチライン（Ｌ−Ｌ）から背面までの第１の高さ（Ｈｏ）を有し、
前記内側リンクプレートは（４６_３）、ピッチライン（Ｌ−Ｌ）から背面までの第２の高さ（Ｈｉ）を有し、
前記外側リンクプレートの第１の高さ（Ｈｏ）と前記内側リンクプレートの第２の高さ（Ｈｉ）とは、一方が他方よりより高く、該高い方の前記外側又は内側リンクプレートのみが前記チェーンガイドに摺接して前記小面積を構成してなる。

例えば図１０を参照して、前記サイレントチェーン（６_４）にあって、前記ガイドリンクプレート（１７_４）は、ピッチライン（Ｌ−Ｌ）から背面までの所定高さ（Ｈｏ）を有し、
前記外側リンク（Ｇ）及び前記内側リンク（Ｎ）の歯付きリンクプレート（１６_４）は、ピッチライン（Ｌ−Ｌ）から背面までの所定高さ（Ｈｉ）を有し、
前記ガイドリンクプレート（１７_４）の高さ（Ｈｏ）が前記歯付きリンクプレート（１６_４）の高さ（Ｈｉ）より高く、前記ガイドリンクプレート（１７_４）のみが前記チェーンガイドに摺接して前記小面積を構成してなる。

例えば図１１を参照して、前記サイレントチェーン（６_５）にあって、前記ガイドリンクプレート（１７_５）は、ピッチラインから背面までの所定高さ（Ｈｏ）を有し、
前記内側リンク（Ｎ）の歯付きリンクプレート（１６_５１）と前記外側リンク（Ｇ）の歯付きリンクプレート（１６_５２）とは、ピッチラインから背面までの高さが異なり、
前記内側リンク及び前記外側リンクの高い方の歯付きリンクプレート（１６_５１）が、低い方の歯付きリンクプレート（１６_５２）及び前記ガイドリンクプレート（１７_５）の高さより高く、該高い方の前記内側又は外側リンクの歯付きリンクプレート（１６_５１）のみが前記チェーンガイドに摺接して前記小面積を構成してなる。

前記皮膜の硬度は、６００［Ｈｖ］以上で、該皮膜の厚さは、３［μｍ］以上である。

前記皮膜の表面粗さは、Ｒａ０．５以下である。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に記載した構成に何等影響を及ぼすものではない。

チェーンガイドに摺接するリンクプレートの面積は、小面積であり、流体潤滑にあっては、摩擦損が少なく、かつ該小面積であるため、境界潤滑となる可能性が高くなるが、この場合でもモリブデン化合物を含有する摩擦調整剤がリンクプレートのクロム皮膜により二硫化モリブデン皮膜の生成を促進して、摩擦係数の増加を抑制し、低粘度の潤滑油を用いても摩擦損（フリクションロス）が増大することを防止することができる。

低剛性タイプのガイドリンクプレート及び背面がアール形状の中高となる内側リンクプレートを有するサイレントチェーンを適用すると、上記ガイドリンクプレートの耳部の頂部及び内側リンクプレートの中高の頂部をチェーンガイドに摺接して安定してサイレントチェーンを走行することができると共に、チェーンガイドと摺接するリンクプレートの上記耳部の頂部及び中高の頂部は、リンクプレートの背面側面積の１０［％］以下の極小さな面積となって、流体潤滑における摩擦損を大幅に減少し、かつその分境界潤滑となる可能性が増大するが、上記モリブデン化合物の摩擦調整剤及びリンクプレートのクロム皮膜が相俟って、境界潤滑での摩擦係数の増大を抑制し、チェーン伝動装置の使用状態全体において摩擦損の大幅な低減を図ることができる。

サイレントチェーンにあって、外側リンク及び内側リンクの少なくも一方の歯付きリンクプレートを、背面がアール形状の中高とすると、簡単な構成でもってチェーンガイドと摺接する面積を小さくできる。

リンクプレートの背面がアール形状の中高となるローラチェーン（ブシュチェーンも含む）に適用した場合も、チェーンガイドと摺接するリンクプレートの中高の頂部は、リンクプレート背面側面積の１０［％］以下の小面積となって、上述同様に、チェーン伝動装置の使用状態全体における摩擦の大幅な低減を図ることができる。

ローラチェーンの内側及び外側リンクプレートの一方、又はサイレントチェーンのガイドリンクプレートのみ、又はサイレントチェーンの内側リンクプレートの一部のみ、チェーンガイドに摺接するようにして、チェーンガイドとの摺接面積を小面積とすることができる。

リンクプレートのクロム皮膜の硬度が６００［Ｈｖ］以上、厚さを３［μｍ］以上とすると、モリブデン化合物の摩擦調整剤による二硫化モリブデン皮膜の生成促進及び摩擦係数の低下を確実かつ安定にすることができる。

上記皮膜の表面粗さを、Ｒａ０．５以下とすると、境界潤滑における摩擦損の増大の抑制を安定することができる。

本発明を適用し得るタイミングチェーン伝動装置を示す概略正面図。 本発明に係るサイレントチェーンを示し、（Ａ）は一部断面した平面図、（Ｂ）は正面図。 （Ａ）は歯付きリンクプレートを示す正面図、（Ｂ）はガイドリンクプレートを示す正面図。 上記サイレントチェーンとチェーンガイドとの当接状態を示す正面図。 ストライベック線図。 （Ａ）は本発明によるフリクションテストの結果を示す図、（Ｂ）はその試験装置を示す図。 本発明に係る皮膜を有するチェーンと該皮膜のないチェーンの摺動抵抗を比較した図。 本発明に係るローラチェーンを示し、（Ａ）はローラチェーンの平面図、（Ｂ）は上記ローラチェーンの内側リンクプレートを示す正面図、（Ｃ）はその外側リンクプレートを示す正面図。 一部変更した実施の形態によるローラチェーンを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。 一部変更した実施の形態によるサイレントチェーンを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。 更に変更した実施の形態によるサイレントチェーンを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図。

以下、図面に沿って本発明の実施の形態について説明する。図１に、本発明を適用し得るタイミングチェーン伝動装置１を示し、該タイミングチェーン伝動装置１は、エンジン内に配置されて潤滑環境下で使用され、クランクシャフトに固定された駆動側スプロケット２と、２個のカムシャフトにそれぞれ固定された従動側スプロケット３，５と、上記駆動側スプロケット２と従動側スプロケット３，５との間に巻掛けられたチェーン６とからなる。上記チェーン６の背面側には、チェーンガイド７，９，１０が摺接してチェーンを案内している。駆動側スプロケット２と従動側スプロケット５との間の張り側及び２個の従動側スプロケット３，５との間のチェーンガイド７，９は、固定部材に取付けられたレール状のシュー部材からなり、駆動側スプロケット２と従動側スプロケット３との間の緩み側のチェーンガイド１０は、チェーンテンショナーからなる。該チェーンガイド１０は、チェーン背面に摺接し、枢支ピン１１により揺動自在に支持されたシュー部材１２と、該シュー部材をチェーン張力に応じて調整する油圧又はスプリングによる調整部材１３とからなる。

上記チェーンガイドであるシュー部材７，９，１０は、摩擦係数の小さい平滑面を有する耐摩耗性の高い合成樹脂からなることが好ましいが、これに限らず金属、ゴム等の外の材料からなるものでもよい。なお、上記チェーン６は、サイレントチェーン又はローラチェーン（ブシュチェーンを含む）でもよい。

上記チェーン６としてサイレントチェーンを適用した実施の形態について説明する。サイレントチェーン６_１は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、ピン１５により歯付きリンクプレート１６（１６_１，１６_２）が交互に連結されて無端状に構成されており、これら歯付きリンクプレート１６のリンク列（横列）の両最外側にガイドリンクプレート１７が配置されている。上記ピン１５は、左右ガイドリンクプレート１７，１７にカシメ、しまり嵌め等により固定され、従ってガイドリンクプレートを有するガイド列（外側リンク）Ｇは、ピン１５に対して歯付きリンクプレート１６_１を含めて相対回転せず、該ガイド列に隣接するノンガイド列（内側リンク）Ｎの歯付きリンクプレート１６_２がピン１５に対して相対回転して、サイレントチェーン６_１は、自由に屈曲し得る。即ち、サイレントチェーン６_１は、ピン１５で固定された１対のガイドリンクプレート１７及び該ピン１５に対して相対回転することなく嵌合した歯付きリンクプレート１６_１からなる外側リンク１９と、ピン１５に対して相対回転可能に嵌挿して配置された歯付きリンクプレート１６_２からなる内側リンク１８とを備え、外側リンク（ガイド列Ｇ）１９と内側リンク（ノンガイド列Ｎ）１８とが交互にかつ無端状に連結して構成される。

歯付きリンクプレート１６（１６_１，１６_２）は、図３（Ａ）に示すように、左右１対のピン孔２４，２４を有し、これらピン孔の中心Ｏ，Ｏを結ぶ線Ｌ−Ｌ（以下ピッチラインという）の内径側である正面側に１対の歯２０，２０を有する。該歯２０は、その間のクロッチ部２１側に内側フランク面２２，２２並びに各歯の外側に外側フランク面２３，２３が形成されている。上記歯２０は、スプロケットの歯に内側フランク面２２及び外側フランク面２３が接合する噛合機構、例えば始めに内側フランク面２２がスプロケット歯に接合して噛合を進行した後、外側フランク面２３がスプロケット歯に着座する（内股当り、外股着座）。

上記歯付きリンクプレート１６のピッチラインの外径側である背面側は、所定半径Ｒのアール形状からなり、従って左右ピン孔２４，２４間の中央である中央部が最も高くなる中高２５となる。上記ピッチラインＬ−Ｌから、最も高い中央の中高２５の頂部までの長（高）さＨｉが所定値に設定されている。上記背面側Ｒは、ピン孔間隔であるピッチＰに対して、３Ｐ〜１６Ｐの間に設定されることが好ましい。また、上記中高２５の頂部を含むアール形状側端面は、高い精度で研削、研磨加工されて精密仕上げされている（例えばＲａ０．０５〜０．５）。

ガイドリンクプレート１７は、図３（Ｂ）に示すように、１対のピン孔２８，２８を有しており、ピッチラインＬ−Ｌの内径側（正面側）は、スプロケットの歯側面に当接して、サイレントチェーン６_１の横移動を阻止する形状からなり、その内径端は凹状のアール形状２６となっている。該ガイドリンクプレート１７のピッチラインＬ−Ｌの外径側である背面は、上記中央部分が浅いクロッチ部２７となっている低剛性タイプからなり、該クロッチ部２７の前後において上記ピン孔２８，２８の外径側に対応する位置である背面側部分に耳部（当接部）２９，２９が形成されている。該耳部２９は、全体的にはアール形状からなるが、最も上記ピッチラインＬ−Ｌから離れた耳部の頂部３０は、上記アール形状又は上記ピッチラインＬ−Ｌと平行な直線状の平坦面（フラット面）からなる。該耳部の頂部３０は、上記ピン孔２８に対応した位置にあり、平坦面の場合、その長さａは、ピン１５の直径Ｄより小さく、好ましくはピン径Ｄに対して、０．１Ｄ〜０．４Ｄの範囲内にある。

前記ピッチラインＬ−Ｌから、上記耳部２９の頂部３０までの長さ（高さ）Ｈｇは、前記歯付きリンクプレート１６の背面中高２５の頂部までの長さ（高さ）Ｈｉと実質的に等しくなるように設定されている（Ｈｉ＝Ｈｇ）。なお、上記実質的に等しいとは、歯付きリンクプレート１６及びガイドリンクプレート１７の背面がチェーンガイドに接する際に共に接することを意味し、歯付きリンクプレート１６のピン孔２４とピン１５との遊嵌関係に起因するクリアランスの１／２の程度の相違は、実質的に等しい範囲に含まれる。

前記耳部の頂部３０も、研削、研磨されて高い精度で仕上げられるが、前記歯付きリンクプレート１６の背面（２５）の仕上表面粗さと同じか、又はそれよりも低くてもよい。

前記サイレントチェーン６_１は、図２（Ａ）に示すように、ガイドリンクプレート１７の板厚ｔｇが歯付きリンクプレート１６の板厚ｔｉより小さく設定されている（ｔｇ＜ｔｉ）。例えば、ガイドリンクプレート１７の板厚ｔｇが歯付きリンクプレート１６の板厚ｔｉに対して、０．３〜０．７の範囲（ｔｇ＝０．３ｔｉ〜０．７ｔｉ）にあることが好ましい。サイレントチェーン６_１は、組立て完了後、降伏荷重以上の張力で引っ張り、初期伸びを吸収してピッチを揃える予荷重作業が行なわれる。この際、ノンガイドリンク列Ｎ（内側リンク１８）に対してガイドリンク列Ｇ（外側リンク１９）は、１枚リンクプレートの枚数が多くなっているが、上記板厚の差及び上記クロッチ部２７を有する低剛性ガイドリンクプレート１７の形状とが相俟って、すべての歯付きリンクプレート１６が略々同じ応力となり、ピッチ精度の向上が図れると共に、使用によるピッチ精度の劣化を減少し得る。

上記タイミングチェーン伝動装置１を構成する上記サイレントチェーン６１は、その背面がチェーンガイド７，９，１０に摺接して案内されるが、該摺接面は、歯付きリンクプレート１６にあっては中高２５の頂部であり、ガイドリンクプレート１７にあっては耳部の頂部３０であり、いずれにあっても小面積である。該小面積は、リンクプレート１６，１７の背面側面積、即ち両ピン孔２４，２４の中心からピッチラインＬ−Ｌと直交して延びる線との間の全リンクプレート背面側面積に対して小面積であることを示し、本実施の形態にあって、背面側面積の１０％以下、好ましくは５％以下である。

また、上記歯付きリンクプレート１６及びガイドリンクプレート１７の少なくともチェーンガイドと摺接する背面部分は、クロム成分を１０％以上含有する皮膜を有する。例えば、上記リンクプレート１６，１７は、材質がＣ；０．３０〜０．５０（ｗｔ％）を含有する炭素鋼又は合金鋼、例えばＳＣＭ４３５（クロムモリブデン鋼）のプレート素材からなり、クロマジング処理して、表面にＣｒとＣとの化合物であるＣｒ炭化物層を拡散浸透する。又は、上記リンクプレート１６，１７は、上記プレート素材の表面にクロムメッキする。いずれの処理によっても、歯付きリンクプレート１６及びガイドリンクプレート１７は、表面全体に亘って１０％以上のクロムを含有する皮膜が施され、該クロム含有皮膜は、厚さが３μｍ以上であり、皮膜硬度が６００Ｈｖ以上である。また、少なくとも上記チェーンガイドと摺接する背面部分（２５，３０）の表面粗さがＲａ０．５以下である。

前記タイミングチェーン伝動装置１は、エンジン内に配置され、潤滑環境下で用いられる。潤滑油は、エンジンオイルであるが、粘度の低い省燃費オイルを用いることが好ましい。該エンジンオイルには、エンジン部品の直接接触による焼付き等を防止するため、モリブデン化合物からなる摩擦調整剤が混入されている。該摩擦調整剤は、ＭｏＤＴＣ（ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン，モリブデンジチオカーバメート）、ＭｏＤＴＰ（ジチオリン酸モリブデン）がある。

サイレントチェーン伝動装置からなるタイミングチェーン伝動装置１は、クランクシャフトにより駆動される駆動側スプロケット２の回転を１／２に減速して従動側スプロケット３，５に伝達して、適正なタイミングにより２個のカムシャフトを駆動する。この際、サイレントチェーン６_１の振動等を防止して、チェーンの挙動を安定するため、チェーンの背面側がチェーンガイド７，９，１０にエンジンオイルを介在して摺接し、チェーン走行を安定する。上記タイミングチェーン６_１は、その挙動を安定するため、チェーンをチェーンガイドに適正に摺接する必要があり、また自動車の燃費性能に影響する摩擦損（フリクションロス）の減少が求められており、かつ原則自動車の寿命まで交換されないので、高い耐久性と信頼性が求められている。

図４は、本サイレントチェーン６１がチェーンガイド７，９，１０に摺接する状況を示す。チェーンガイドは、張り側のチェーンガイド７を代表として示すが、他のチェーンガイド９，１０も同様である。サイレントチェーン６１は、チェーンガイド７のガイド面７ａに、歯付きリンクプレート１６が中高２５の頂部で接触し、ガイドリンクプレート１７が耳部の頂部３０で接触する。上記中高２５の頂部は、ピン１５の間隔である１ピッチＰの中央にあって、各歯付きリンクプレート１６に対して１個であるが、歯付きリンクプレート１６は、ガイドリンク列Ｇ（外側リンク１９）とノンガイドリンク列Ｎ（内側リンク１８）とが交互に連結され、従って上記中高２５の頂部の接触部Ａは、側面視において、各ピッチＰの中央部において各ピッチＰ毎に１個となる。上記耳部の頂部３０は、各ガイドリンクプレート１７に対して各ピン１５上における２個であって、ガイドリンク列Ｇのみであり、従って上記耳部の頂部３０の接触部Ｂは、各ピン（ピッチ）上において各ピッチＰ毎に１個となる。

サイレントチェーン６_１全体にあっては、側面視において、上記接触部Ａ及びＢは、１／２ピッチ毎にそれぞれ位置し、かつ等間隔（１／２Ｐ）毎に配置される。ガイドリンクプレート１７の耳部頂部３０からなる接触部Ｂは、サイレントチェーン６_１の幅方向両端にあって、かつ歯付きリンクプレート１６の接触部Ａに対して半ピッチずれて各ピッチＰ毎にあるので、チェーンの幅方向及び捻れ方向の振れを有効に抑えて、サイレントチェーン６_１の挙動を安定させる。これにより、サイレントチェーン６_１とスプロケット２，３，５の噛合を適正にして、噛合い音を減少すると共に伝達効率及び耐久性を向上する。

なお、上述した実施の形態にあって、ガイドリンクプレート１７を低剛性タイプでないものを用い、かつその背面を歯付きリンクプレート１６の中高２５より低いもの、又は低剛性タイプであっても耳部の高さが上記中高より低いサイレントチェーンとしてもよい。即ち、外側リンクの歯付きリンクプレート及び内側リンクの歯付きリンクプレートの少なくとも一方をアール形状の中高として、該歯付きリンクチェーンの中高の頂部が、チェーンガイドに摺接するようにしてもよい。これにより、簡単な構成で、チェーンガイドとの摺接面積を大幅に低減できる。

従って、本サイレントチェーン６１は、図５に示すように、サイレントチェーン６１の背面とチェーンガイド７，９，１０との間に潤滑油を介在する流体潤滑領域にあっては、例えばリンクプレート背面が直線からなりチェーンガイドとの接触面積が比較的大きい場合、高い摩擦係数μからなる高領域Ｄになるのに対し、中高２５の頂部及び耳部の頂部３０からなる小面積（Ａ，Ｂ）である本実施の形態にあっては、低い摩擦係数μからなる低領域Ｅとなって、摩擦損（フリクションロス）は小さい。

反対に、潤滑油の粘性抵抗を小さくして、燃費向上を向上しようとする場合、使用状態によって、特に本発明のようにチェーン背面とチェーンガイドとが小面積で接する状態では、該小面積部分が油切れとなる境界潤滑領域となり易く、細線で示すように大きな摩擦係数μとなる。これにより、流体潤滑領域では、上述したように、摩擦損（フリクションロス）を低減する等の優れた特性を有する前記サイレントチェーン６_１は、潤滑油粘度の低いエンジンオイルを用いる場合、境界潤滑領域となって、上述した優れた特性を保持できず、却って摩擦増大する懸念がある。

エンジンオイルには、ＭｏＤＴＣ等の摩擦調整剤が添加されており、該ＭｃＤＴＣは、上記小面積部での境界潤滑領域で摺動発熱により分解され、摺動部に二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）の皮膜を生成する。該ＭｏＳ_２皮膜は、六方晶型の層状結晶構造を有し、せん断により層間が容易に滑ることにより、油切れ状での固定部材の直接接触にあっても比較的低い摩擦係数となる。従って、上述した小面積接触による境界潤滑領域にあっても、直接接触による焼付きを防止したり、摩擦損を大きく増大することは防止できるとしても、流体潤滑領域において小面積による低摩擦領域Ｅに対応するに十分な程、摩擦損を低減できるものではない。

前記歯付きリンクプレート１６及びガイドリンクプレート１７の少なくともチェーンガイドに摺接する背面部分は、クロムを１０％以上含有する皮膜を有する。上記境界潤滑領域において、上記ＭｏＤＴＣが分解の過程において、硫酸化モリブデンラジカルを生成し、上記ラジカルの酸素を上記クロム皮膜が界面で結合する。この結果、酸素を失ったラジカルは、ＭｏＳ_２となり、層状の構造を素早くかつ多層に形成する。即ち、リンクプレート１６，１７にクロム皮膜を形成すると、境界潤滑領域において、ＭｏＤＴＣの分解の過程でＣｒにＯを供給することにより、ＭｏＳ_２の生成を促進する。これにより、図５の境界潤滑領域に示すように、摩擦係数μは、実線（太線）で示すように、摩擦係数μは、大きく低下し、接触面積を小面積とした本実施の形態による流体潤滑領域の低摩擦領域Ｅに対応するようになる。従って、チェーンガイドとの接触面積が小面積からなるプレートからなるサイレントチェーン６_１は、流体潤滑領域にあっては低い摩擦係数μとなって、摩擦損を低減でき、かつ上記小面積での接触により境界潤滑領域になり易いが、該境界潤滑領域にあっても、エンジンオイルに混入されているＭｏＤＴＣ等のモリブデン化合物からなる摩擦調整剤とリンクプレートのクロム皮膜が相俟って、十分に低い摩擦係数μに保持できる。

ついで、図６に沿って、サイレントチェーンの摩擦損（フリクションロス）の性能試験について説明する。フリクションロス試験機は、図６（Ｂ）に示すように、モータ及びトルクメータが連結されている駆動軸に取付けられた駆動側スプロケット４０と、電磁ブレーキ及びトルクメータが連結されている従動軸に取付けられた従動側スプロケット４１との間にサイレントチェーン６を巻掛け、その張り側にチェーン背面を案内する固定チェーンガイド４２が設けられている。駆動側スプロケット４０をモータで回転し、サイレントチェーン６を介して電磁ブレーキにより負荷が与えられている従動側スプロケット４１を回転する。この際、サイレントチェーンには、チェーンの張り側に配置されたチェーンガイド４２との間で摺動抵抗が作用し、上記駆動側及び従動側のトルクメータにより両軸のトルク差を検出し、該トルク差が摩擦損（フリクションロス）として測定される。

該フリクションロス試験機により同サイズ（ピッチＰ＝６．３５ｍｍ）の上記本発明に係るサイレントチェーン６_１と、背面が小面積となる同じ形状の歯付きリンクプレート及びガイドリンクプレートからなり、表面にクロム皮膜を形成していないサイレントチェーン（従来品）と、を比較した。なお、試験条件は、チェーン張力５００［Ｎ］、回転数５００〜１５００［ｒｐｍ］、固定ガイド（チェーンガイド）ＰＡ６６ナイロン、潤滑油エンジンオイル０Ｗ−２０相当であり、かつ各リンクプレートの背面粗さ等は高い精度で仕上げた同程度のものを用いている。上記試験の結果は、図６（Ａ）に示すように、本発明に係るサイレントチェーンが従来品に対して約１１％摩擦損（フリクションロス）が減少したことが確認された。

図７は、クロマイジング処理により表面にクロム炭化物（ＣｒＣ）を皮膜した歯付きリンクプレートと、クロム皮膜を有さない従来の歯付きリンクプレートと、を回転プレートに押付けてトルク抵抗を測定した結果を示す。試験条件は、同じ形状の歯付きリンクプレート（本試験では、背面が直線状の従来タイプを使用）を用い、押付荷重０．７５［ｋｇ］一定、回転数５〜１００［ｒｐｍ］、ディスク（回転板外周面）ＰＡ６６ナイロン、潤滑油エンジンオイル０Ｗ−２０である。クロム皮膜のない内側リンクプレート（黒丸）に対して、クロム皮膜を有する歯付きリンクプレート（白丸）は、すべての回転数においてトルク抵抗値が小さく、特に低回転数において低減率が大きく、最大で１４％の摺動抵抗を軽減している。即ち、より潤滑環境が厳しくなる低速側での効果が高くなっている。

ついで、他の実施の形態について説明する。本実施の形態では、上記タイミングチェーン伝動装置１にローラチェーンを適用している、ローラチェーン６_２は、図８（Ａ）に示すように、１対の外側リンクプレート４７の両端部をピン４５で結合した外側（ピン）リンク４９と、１対の内側リンクプレート４６の両端をブシュ５０で連結すると共に該ブシュにローラ５１を遊嵌した内側（ローラ）リンク４８とからなり、ブシュ５０にピン４５を嵌挿して内側リンク４８と外側リンク４９を交互に連結して無端状に構成されている。外側リンクプレート４７は、図８（Ｂ）に示すように、正面視小判形からなり、上面５５及び下面５６がアール形状の中高からなり、所定間隔（ピッチ）隔ててピン孔５７，５７が形成されている。図８（Ｃ）に示すように、内側リンクプレート４６は、上記外側リンクプレート４７と同様に正面視小判形からなり、上面５９及び下面６０がアール形状からなり、所定間隔（ピッチ）隔ててブシュ孔６１，６１が形成されている。

上記外側リンクプレート４７及び内側リンクプレート４６は、ピン孔５７及びブシュ孔６１以外は同形状からなり、各リンクプレート４７，４６の背面（上面）５５，５９が共にチェーンガイドに摺接する。各リンクプレート４７，４６の背面５５，５９は、アール形状の中高からなり、各リンクプレートの長手方向中央部分の該中高の頂部でチェーンガイドに摺接する。従って、本実施の形態によるローラチェーン６２にあっても、先の実施の形態によるサイレントチェーン６１と同様に、小面積でチェーンガイドに摺接する。該中高５５，５９の頂部による摺接面積は、全リンクプレートの背面側面積の１０％以下、好ましくは５％以下である。本ローラチェーン６２の外側リンクプレート４７及び内側リンクプレート４６は、共に表面に硬質クロムメッキ、又はクロム拡散処理（クロマイジング）によるクロム炭化物で皮膜されており、該皮膜は、クロム成分が１０％以上含有している。本ローラチェーン６２は、先の実施の形態と同様に、ＭｏＤＴＣ等のモリブデン化合物からなる摩擦調整剤が混入されたエンジンオイルによる潤滑環境で使用される。なお、ローラチェーン６２は、上述した１列に限らず、複数列のローラチェーンにも同様に適用可能である。また、ローラチェーンからローラを省いたブシュチェーンにも同様に適用可能である。即ち、本発明にあっては、ローラを有する狭義のローラチェーンの外に、ローラを有さないブシュチェーンもローラチェーンに含むように定義する。

本実施の形態において、先の実施の形態と同様に、流体潤滑領域にあっては、小面積によるチェーンガイドとの接触により、摩擦損（フリクションロス）を低減し、また境界潤滑領域にあっては、クロム皮膜によるモリブデン化合物からなる摩擦調整剤のＭｏＳ_２の生成を促進し、摩擦損を低減する。

なお、以下の実施の形態にあっても、リンクプレートのチェーンガイドと摺接する少なくとも背面は、クロム含有皮膜が施され、かつＭｏＤＴＣ等のモリブデン化合物からなる摩擦調整剤が混入されたエンジンオイルの潤滑環境で使用され、上述した同様の効果を奏する。

図９は、更に変更した実施の形態によるローラチェーンを示す。本ローラチェーン６_３は、外側リンクプレート４７_３と内側リンクプレート４６_３との幅方向寸法が相違している。即ち、ローラチェーンのピッチラインＬ−Ｌからプレート背面までの高さが相違し、本実施の形態にあっては、内側リンクプレート４６_３の高さ（第２の高さ）Ｈｉが外側リンクプレート４７_３の高さ（第１の高さ）Ｈｏより大きい（Ｈｉ＞Ｈｏ）。これにより、本ローラチェーン６_３は、内側リンクプレート４６_３の背面のみがチェーンガイドに摺接して走行し、外側リンクプレート４７_３の背面がチェーンガイドに接しないので、その分チェーンガイドとの接触面積が小面積となる。本実施の形態にあっては、内側リンクプレート４６_３の背面高さ（第２の高さ）Ｈｉが外側リンクプレート４７_３の高さ（第１の高さ）Ｈｏより高くしたが（Ｈｉ＞Ｈｏ）、これを逆にして、外側リンクプレート４７_３の高さ（第１の高さ）Ｈｏが内側リンクプレート４６_３の高さ（第２の高さ）Ｈｉより高くなるようにしてもよい（Ｈｏ＞Ｈｉ）。

なお、本実施の形態では、内側リンクプレート４６_３及び外側リンクプレート４７_３の上（背）面及び下面を直線からなる通常タイプの形状として、いずれか一方のリンクプレートの背面が直線からなる長い接触面積でチェーンガイドに接触するが、これは、図８に示すように背面がアール形状又は中央にクロッチ部を有する瓢箪形状等の他の形状のリンクプレートでもよい。

図１０は、更に他の実施の形態であるサイレントチェーンを示す。本サイレントチェーン６_４は、先のローラチェーンと同様に、ガイドリンクプレート１７_４の背面高さＨｏが歯付きリンクプレート１６_４の背面高さＨｉより高く設定されている（Ｈｏ＞Ｈｉ）。これにより、本サイレントチェーン６_４は、２枚のガイドリンクプレート１７_４，１７_４の背面のみがチェーンガイドに摺接し、多数枚の歯付きリンクプレート１６_４の背面はチェーンガイドに接触せず、その分チェーンガイドとの接触面積が小面積からなる。

本実施の形態にあっては、両リンクプレート１６_４，１７_４の背面は、直線形状からなる通常タイプのリンクプレートを用いているが、図２，３で示す小面積のアール形状頂部を有する内側リンクプレート又は突出する耳部を有するガイドリンクプレート等の他の形状のリンクプレートでもよい。

図１１は、更に他の実施の形態によるサイレントチェーンを示す。本サイレントチェーン６_５は、ガイドリンクプレート１７_５の背面高さＨｏとし、歯付きリンクプレートは、上記背面高さＨｏと同じ高さＨｉ２のロープレート１６_５２と、上記背面高さＨｏより高い背面高さＨｉ１とからなるハイプレート１６_５１とからなり、これらロープレート１６_５２及びハイプレート１６_５１を交互に連結している（Ｈｉ１＞Ｈｏ、Ｈｉ２）。例えば、ガイド列（外側リンク）Ｇには、ガイドリンクプレート１７_５と同じ高さのロープレート１６_５２が配置され、ノンガイド列（内側リンク）Ｎには、ガイドリンクプレートより高いハイプレート１６_５１が配置される。従って、本サイレントチェーン６_５は、歯付きリンクプレートの内の高い背面高さＨｉ１からなるハイプレート１６_５１のみがチェーンガイドに摺接し、その他の背面高さＨｉ２の低い歯付きローリンクロープレート１６_５２及び背面高さＨｏのガイドリンクプレート１７_５は、いずれもチェーンガイドに接触せず、その分チェーンガイドとの接触面積は小面積となる。

本実施の形態にあっては、ガイドリンクプレート１７_５は、背面が直線形状からなる通常タイプとし、歯付きリンクプレートは、ロープレート１６_５２、ハイプレート１６_５１も背面が直線形状からなる通常タイプを用いているが、特に高い背面Ｈｉの内側リンクハイプレート１６_５１は、図２，３に示すアール形状等の小面積のものでもよい。

なお、リンクプレートのチェーンガイドに接する面積が小面積からなるチェーンは、上述した実施の形態に限らず、リンクプレートの背面側総面積の約５０％以下の面積でチェーンガイドに接するものを含むものである。また、本発明は、タイミングチェーン伝動装置に限らず、バランサ駆動用チェーン等のエンジン内で用いるすべてのチェーン伝動装置に適用可能であり、更にエンジン内チェーンに限らず、すべてのチェーン伝動装置に適用可能である。

１ （タイミング）チェーン伝動装置
２ 駆動側スプロケット
３，５ 従動側スプロケット
７，９，１０ チェーンガイド
６_１，６_４，６_５ サイレントチェーン
６_２，６_３ ローラチェーン
１５，４５ ピン
１６，１６_１，１６_２，１６_４，１６_５， 歯付きリンクプレート
１７，１７_４，１７_５ ガイドリンクプレート
１８，４８ 内側リンク
１９，４９ 外側リンク
２０ 歯
２５，５５，５９ アール形状中高（の頂部）
２７ クロッチ部
２９ 耳部
３０ 耳部の頂部
４６，４６_３ 内側リンクプレート
４７，４７_３ 外側リンクプレート
５０ ブシュ
Ｇ 外側リンク（ガイド列）
Ｎ 内側リンク（ノンガイド列）

Claims (11)

1. ピンに対し相対回転することなく嵌合した複数のリンクプレートからなる外側リンクと、前記ピンに対して相対回転可能に嵌挿した複数のリンクプレートからなる内側リンクとを交互にかつ無端状に連結したチェーンを、潤滑環境下で複数のスプロケットに巻掛け、かつ前記リンクプレートの背面をチェーンガイドに摺接して案内するチェーン伝動装置において、
   前記潤滑環境は、潤滑油にモリブデン化合物を含有する摩擦調整剤が添加された環境であり、
   前記チェーンガイドに摺接する前記リンクプレートの面積は、全ての前記リンクプレートの背面側面積の５０％以下の小面積であり、
   前記チェーンガイドに摺接する前記リンクプレートの少なくとも摺接部分は、クロム成分を１０％以上含有する皮膜を有し、
   境界潤滑領域において、前記モリブデン化合物の分解の過程でクロムに酸素を供給することにより二硫化モリブデンの生成を促進する、
   ことを特徴とするチェーン伝動装置。
2. 前記外側リンクは、１対の前記ピンを固定したガイドリンクプレートと、該ガイドリンクプレートと同列に配置され、内径側に１対の歯を有する歯付きリンクプレートとからなり、
   前記内側リンクは、前記ピンに回転自在に連結され、内径側に１対の歯を有する歯付きリンクプレートからなり、
   前記チェーンは、前記外側リンクと前記内側リンクとを交互にかつ無端状に連結したサイレントチェーンである、
   請求項１記載のチェーン伝動装置。
3. 前記外側リンクは、１対の前記ピンを固定した外側リンクプレートからなり、
   前記内側リンクは、１対のブシュを固定した内側リンクプレートからなり、
   前記チェーンは、前記ピンを前記ブシュに嵌挿して前記外側リンクと前記内側リンクとを交互かつ無端状に連結したローラチェーンである、
   請求項１記載のチェーン伝動装置。
4. 前記ガイドリンクプレートは、背面側にクロッチ部と該クロッチ部の長手方向の両側に耳部を有し、
   前記外側リンク及び前記内側リンクの歯付きリンクプレートは、背面がアール形状の中高であり、
   前記ガイドリンクプレートの前記耳部の頂部と前記歯付きリンクプレートの前記中高の頂部とが、前記チェーンガイドに摺接する小面積を構成してなる、
   請求項２記載のチェーン伝動装置。
5. 前記外側リンクの歯付きリンクプレート及び前記内側リンクの歯付きリンクプレートの少なくとも一方は、背面がアール形状の中高であり、
   前記歯付きリンクプレートの前記中高の頂部が、前記チェーンガイドに摺接する小面積を構成してなる、
   請求項２記載のチェーン伝動装置。
6. 前記外側リンクプレートは、背面がアール形状の中高であり、
   前記内側リンクプレートは、背面がアール形状の中高であり、
   前記外側リンクプレートの前記中高の頂部と前記内側リンクプレートの前記中高の頂部とが、前記チェーンガイドに摺接する小面積を構成してなる、
   請求項３記載のチェーン伝動装置。
7. 前記外側リンクプレートは、ピッチラインから背面までの第１の高さを有し、
   前記内側リンクプレートは、ピッチラインから背面までの第２の高さを有し、
   前記外側リンクプレートの第１の高さと前記内側リンクプレートの第２の高さとは、一方が他方よりより高く、該高い方の前記外側又は内側リンクプレートのみが前記チェーンガイドに摺接して前記小面積を構成してなる、
   請求項３記載のチェーン伝動装置。
8. 前記ガイドリンクプレートは、ピッチラインから背面までの所定高さを有し、
   前記外側リンク及び前記内側リンクの歯付きリンクプレートは、ピッチラインから背面までの所定高さを有し、
   前記ガイドリンクプレートの高さが前記歯付きリンクプレートの高さより高く、前記ガイドリンクプレートのみが前記チェーンガイドに摺接して前記小面積を構成してなる、
   請求項２記載のチェーン伝動装置。
9. 前記ガイドリンクプレートは、ピッチラインから背面までの所定高さを有し、
   前記内側リンクの歯付きリンクプレートと前記外側リンクの歯付きリンクプレートとは、ピッチラインから背面までの高さが異なり、
   前記内側リンク及び前記外側リンクの高い方の歯付きリンクプレートが、低い方の歯付きリンクプレート及び前記ガイドリンクプレートの高さより高く、該高い方の前記内側又は外側リンクの歯付きリンクプレートのみが前記チェーンガイドに摺接して前記小面積を構成してなる、
   請求項２記載のチェーン伝動装置。
10. 前記皮膜の硬度は、６００［Ｈｖ］以上で、該皮膜の厚さは、３［μｍ］以上である、
    請求項１ないし９のいずれか１項記載のチェーン伝動装置。
11. 前記皮膜の表面粗さは、Ｒａ０．５以下である、
    請求項１ないし９のいずれか１項記載のチェーン伝動装置。

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