特許 7385701 チェーン装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-14

(45)【発行日】2023-11-22

(54)【発明の名称】チェーン装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 19/02 20060101AFI20231115BHJP

   F16G 13/20 20060101ALI20231115BHJP

【ＦＩ】

F16H19/02 B

F16G13/20

F16H19/02 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022073760

(22)【出願日】2022-04-27

(65)【公開番号】P2023162996

(43)【公開日】2023-11-09

【審査請求日】2022-12-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000003355

【氏名又は名称】株式会社椿本チエイン

(74)【代理人】

【識別番号】100185018

【弁理士】

【氏名又は名称】宇佐美 亜矢

(74)【代理人】

【識別番号】100134441

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 由利

(72)【発明者】

【氏名】船木 峻介

(72)【発明者】

【氏名】町田 友唯

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１０５５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２４０５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ １９／０２

Ｆ１６Ｇ １３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂を含むスプロケットと、
樹脂を含む複数のチェーン要素が連結されてなるチェーンと、を備え、
前記チェーン要素は、可撓性を有するベース部と当該ベース部の両端に位置する連結部とを有し、
前記スプロケットの樹脂と前記チェーン要素の樹脂とは、その種類が異なり、
前記スプロケットの樹脂のガラス転移温度は４５℃以上であるチェーン装置。

【請求項2】

前記スプロケット及び／又は前記チェーン要素は、フィラー及び／又は熱伝導性繊維を０体積％以上４５体積％以下含む、請求項１に記載のチェーン装置。

【請求項3】

前記スプロケット及び／又は前記チェーン要素は、フィラーを含み、
前記フィラーの材質として、グラファイト、シリカ、ガラス、窒化ホウ素、層状ケイ酸塩、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、アルミナ、窒化アルミニウム、マイカ、酸化チタン、及びモンモリナイトからなる群から選択される１種以上を含む、請求項１又は２に記載のチェーン装置。

【請求項4】

前記スプロケット及び／又は前記チェーン要素は、熱伝導性繊維を含み、
前記熱伝導性繊維の材質として、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、及びセラミックス繊維からなる群から選択される１種以上を含む、請求項１又は２に記載のチェーン装置。

【請求項5】

前記チェーンを一対有し、
一対の前記チェーンが移動するときに、互いの前記連結部同士が噛み合って一体化する、請求項１又は２に記載のチェーン装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チェーンとスプロケットとを備えるチェーン装置に関する。

【背景技術】

【0002】

部品同士の摺動により駆動される装置の摺動部においては、摩擦により熱が発生するので放熱する必要がある。特許文献１には、ラジアル玉軸受の外輪の外周に成形したプーリ部の樹脂材料に、強化材と共に、熱伝導材を１０％以上４０％以下の範囲内で添加した樹脂プーリの発明が開示されている。この樹脂プーリによれば、鋼材からなるラジアル玉軸受で発生した熱による温度上昇をプーリ部からの放熱によって低減でき、シール及びグリースが劣化して潤滑不良を起こすことが低減されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－２００９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スプロケットと、可撓性を有するベース部、及びベース部の両端部にそれぞれ位置する連結部を有するチェーン要素が複数連結されてなるチェーンと、を備えるチェーン装置が知られている。このチェーン装置は金属製である場合、重量が大きくなり、金属同士が摺動するために潤滑油の使用が必須となる。金属製の部品の接触により騒音が生じるという問題もある。このチェーン装置を例えば食品を加工する装置として用いる場合、潤滑油を使用すると潤滑油が食品に付着する虞もある。そのため、スプロケット及びチェーン要素ともに樹脂製にするチェーン装置も開発されている。樹脂製の場合、樹脂は自己潤滑性を有するので潤滑油が不使用になるとともに、使用時に低騒音となるという利点がある。

【0005】

一方、樹脂製のチェーン装置は、潤滑油を使用しないので、スプロケットとチェーン要素との摺動部における発熱量が大きく、弾性率低下によりフリクションロスが大きいという問題がある。発熱量がさらに大きくなると、樹脂の溶融に至るという問題もある。特許文献１の樹脂プーリの場合、ラジアル玉軸受は鋼製であるが、当該チェーン装置の場合、摺動するスプロケット及びチェーン要素のいずれもが樹脂製であるので、放熱性は良くない。

【0006】

本発明の一態様は、チェーン及びスプロケットの摺動発熱を抑制し、かつ発熱によるフリクションロスを低減できるチェーン装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るチェーン装置は、樹脂を含むスプロケットと、樹脂を含む複数のチェーン要素が連結されてなるチェーンと、を備え、前記チェーン要素は、可撓性を有するベース部と当該ベース部の両端に位置する連結部とを有し、前記スプロケットの樹脂と前記チェーン要素の樹脂とは、その種類が異なり、前記スプロケットの樹脂のガラス転移温度は４５℃以上である。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様のチェーン装置によれば、チェーン及びスプロケットの摺動発熱を抑制し、かつ発熱によるフリクションロスを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態１に係るチェーン装置を示す一部切欠斜視図である。

【図2】チェーン要素を一方向から見た場合の斜視図である。

【図3】チェーン要素を他方向から見た場合の斜視図である。

【図4】本発明の実施形態２に係るチェーン装置を示す一部切欠正面図である。

【図5】チェーン要素を一方向から見た場合の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

〔本発明の技術的思想〕
上述したように、チェーン装置のスプロケット及びチェーン要素のいずれもが同種の樹脂で構成され、潤滑油を使用しない場合、摺動部での発熱量が多くなり摺動面の温度が高くなる。本発明者等は、スプロケット及びチェーン要素が同種の材料からなる場合、互いの摺動面が凝着し、摩擦係数が高くなって発熱量が大きくなることを見出した。摺動面の温度は８０℃になることもある。そして、フリクションロスが大きく、摩耗量も多い。同種かつ潤滑油不使用により鳴きが発生することもある。

【0011】

本発明者等は、スプロケット及びチェーン要素それぞれの樹脂を異種にすることにした。これにより、摺動面の凝着は低減し、摩擦係数が低くなって発熱量が低減する。スプロケットは、チェーン要素の数と比較して歯数が少なく、摺動回数が大きいので、より良好な熱伝導性を要する。本発明者等は、スプロケット及びチェーン要素それぞれの樹脂を異種にすることに加えて、スプロケット側の樹脂としてガラス転移温度が４５℃以上であるものを用いることにより、発生した摺動発熱によるフリクションロスが抑制されることを見出した。さらに、本発明者等は、フィラー及び／又は熱伝導性繊維を添加することにより、スプロケット及び／又はチェーン要素の熱伝導性がさらに向上することを見出した。

【0012】

本発明の一態様に係るチェーン装置によれば、潤滑油を使用せず、軽量化及び低騒音化を図った樹脂製のチェーン装置において、スプロケット及びチェーン要素は良好な摺動性を有する。スプロケット及びチェーン要素の成形性及び強度も良好である。発熱量を抑制することによりフリクションロスが小さくなり、摩耗量も低減する。鳴きも発生し難い。

【0013】

〔実施形態１〕
＜チェーン装置＞
以下、本発明の一例である実施形態１のチェーン装置１００について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、チェーン装置１００は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

【0014】

図１は、チェーン装置１００を示す斜視図である。図１におけるＸ軸方向を左右方向とし、Ｙ軸方向を前後方向とし、Ｚ軸方向を上下方向とする。図１において、Ｘ軸正方向を右方向、Ｙ軸正方向を前方向、Ｚ軸正方向を上方向とする。

【0015】

図１に示すように、チェーン装置１００は、長手方向に沿って進退移動可能なチェーンの一例である噛合チェーン２と、進退移動する噛合チェーン２を出入可能に収容する収容部３と、を備えている。噛合チェーン２は、互いに噛合可能な第１チェーン４及び第２チェーン５を有している。第１チェーン４及び第２チェーン５はそれぞれ、直列に並ぶ複数のチェーン要素１を有し、直列方向で隣り合うチェーン要素１同士が連結されている。第１チェーン４及び第２チェーン５の、図１における上方向の先端部には、例えば昇降動作する天板及び開閉動作する扉等の機能性部材を支持した状態で噛合チェーン２と共に進退移動する可動体６が取り付けられている。

【0016】

噛合チェーン２は、第１チェーン４及び第２チェーン５が進行方向にそれぞれ移動するときに相互に噛み合って直線状に一体化する。噛合チェーン２は、第１チェーン４と第２チェーン５とが相互に噛み合っている噛合状態から進行方向とは反対の退行方向にそれぞれ移動するときに噛合状態から解除される。噛合チェーン２は、第１チェーン４と第２チェーン５が退行方向に移動した場合に、所定長さの部分が収容部３内に収容される。噛合チェーン２は、第１チェーン４と第２チェーン５が進行方向に移動した場合に、所定長さの部分が収容部３の上面から突出する。

【0017】

収容部３は、左右方向に長い矩形状の前板部３１と、前板部３１から所定の間隔を隔てて配置された後板部３２と、を有する。前板部３１と後板部３２の内側面には、噛合状態から分岐した第１チェーン４及び第２チェーン５を案内する一対の湾曲した案内溝３３が左右に分かれるように設けられている。

【0018】

＜スプロケット＞
収容部３内の後板部３２の上部における左右方向の略中央部には、例えばモーター等から回転動力を付与されることで、回転軸をＹ軸に平行にした状態で正逆両方向に回転駆動されるスプロケット７が設けられている。スプロケット７は、第１チェーン４と第２チェーン５とが互いに噛合して直線状となる部分に対して第２チェーン５が位置する側から歯先が噛み合うように配置されている。スプロケット７の回転駆動に伴い、噛合チェーン２が昇降することにより、可動体６が昇降するように構成されている。

【0019】

＜チェーン要素＞
図２は、チェーン要素１を一方向から見た場合の斜視図である。図３は、チェーン要素１を他方向から見た場合の斜視図である。図２及び図３において、第１連結部１２が位置する側を上側という。図２及び図３に示すように、チェーン要素１は、所定長さの板状をなし、可撓性を有するベース部１１と、ベース部１１の長手方向の上端側に位置する第１連結部１２と、ベース部１１の長手方向の下端側に位置する第２連結部１３と、を備えている。

【0020】

チェーン要素１において、ベース部１１の厚みは、案内溝３３の幅（図１における案内溝３３のＺ軸方向の高さ）よりも少し薄い。ベース部１１は、チェーン要素１が収容部３内を移動する際、側面が案内溝３３に摺動する。ベース部１１は、案内溝３３の曲線部分に摺動して移動する際に、案内溝３３の曲線に沿って撓む。ベース部１１は、所定の間隔を隔てて平行に配置されている第１ベース部１１ａと第２ベース部１１ｂとからなる。

【0021】

第１連結部１２は、第１側板部１２ａ、第２側板部１２ｂ、第１下板部１２ｅ、第２下板部１２ｆ、切欠き部１２ｇ、及び溝部１２ｉを有する。第１側板部１２ａは、第１ベース部１１ａの上部に設けられ、第２側板部１２ｂは、第２ベース部１１ｂの上部に設けられている。第１側板部１２ａの下部において直角に第１下板部１２ｅが連なり、第２側板部１２ｂの下部において直角に第２下板部１２ｆが連なり、第１下板部１２ｅと第２下板部１２ｆとの対向する側面同士が接合されている。これにより、第１ベース部１１ａと第２ベース部１１ｂとが上部で連結される。第１側板部１２ａは、上から下に向かって３つの段差が形成された第１段差部１２ｃを有する。第２側板部１２ｂは、上から下に向かって３つの段差が形成された第２段差部１２ｄを有する。第１下板部１２ｅ及び第２下板部１２ｆの下部には、端部が切り欠かれた切欠き部１２ｇが形成されている。第１側板部１２ａ、第２側板部１２ｂ、第１下板部１２ｅ、及び第２下板部１２ｆにより、溝部１２ｉが形成されている。

【0022】

第２連結部１３は、第１側板部１３ａ、第２側板部１３ｂ、第１上板部１３ｅ、第２上板部１３ｆ、第１下板部１３ｇ、第２下板部１３ｈ、係止部１３ｉ、及び孔１３ｊを有する。第１側板部１３ａは、第１ベース部１１ａの下部に設けられ、第２側板部１３ｂは、第２ベース部１１ｂの下部に設けられている。第１側板部１３ａの上部において直角に第１上板部１３ｅが連なり、第１側板部１３ａの下部において直角に第１下板部１３ｇが連なる。第２側板部１３ｂの上部において直角に第２上板部１３ｆが連なり、第２側板部１３ｂの下部において直角に第２下板部１３ｈが連なる。第１下板部１３ｇと第２下板部１３ｈとの対向する側面同士が接合されている状態で、第１上板部１３ｅと第２上板部１３ｆとの対向する側面同士が接合されている。これにより、第１ベース部１１ａと第２ベース部１１ｂとが下部で連結される。第１側板部１３ａは、上から下に向かって３つの段差が形成された第１段差部１３ｃを有する。第２側板部１３ｂは、上から下に向かって３つの段差が形成された第２段差部１３ｄを有する。第１側板部１３ａ、第２側板部１３ｂ、第１上板部１３ｅ、第２上板部１３ｆ、第１下板部１３ｇ、及び第２下板部１３ｈにより、孔１３ｊが形成されている。第１下板部１３ｇ及び第２下板部１３ｈの上部の端部には、切欠き部１２ｇに係止される、係止部１３ｉが形成されている。

【0023】

＜チェーン部材＞
図１に示すように、第２チェーン５においては、上下方向に並ぶ、上側のチェーン要素１の第２連結部１３と下側のチェーン要素１の第１連結部１２とが連結されている。即ち、第２連結部１３の第１段差部１３ｃと第１連結部１２の第１段差部１２ｃとが嵌合し、第２連結部１３の第２段差部１３ｄと第１連結部１２の第２段差部１２ｄとが嵌合している。このとき、切欠き部１２ｇに係止部１３ｉが係止されて、抜けとめされる。第１チェーン４においても、第２チェーン５と同様に、上下方向に並ぶ、上側のチェーン要素１の第２連結部１３と下側のチェーン要素１の第１連結部１２とが連結されている。

【0024】

図１に示すように、スプロケット７の回転に伴い、チェーン要素１のベース部１１が収容部３内で湾曲状をなす案内溝３３にガイドされて進退する。第１チェーン４の連結された第１連結部１２及び第２連結部１３と、第２チェーン５の連結された第１連結部１２及び第２連結部１３とが噛合して直線状をなし、噛合チェーン２を構成する。スプロケット７は、第１連結部１２の溝部１２ｉと第２連結部１３の孔１３ｊとにより形成される孔に歯先が噛合する。

【0025】

＜スプロケット及びチェーン要素の材質＞
実施形態１において、チェーン要素１は、基材として樹脂を含む（以下、基材として含まれる樹脂を基材樹脂という）。即ち、基材樹脂は、基材樹脂にフィラー及び／又は熱伝導性繊維を添加してなる樹脂組成物中に５０体積％以上含まれる樹脂成分をいう。基材樹脂は、樹脂組成物中に５５体積％以上含まれることが好ましい。ベース部１１と第１連結部１２と第２連結部１３とは、基材樹脂を用いて一体成形される。基材樹脂は、ベース部１１が、厚み方向に曲げ応力が発生したときに、曲げ応力が働く方向に撓んで変形できるような可撓性を有する。基材樹脂としては、耐摩耗性及び自己潤滑性に優れるエンジニアリング・プラスチックが好ましい。一般に、エンジニアリング・プラスチックは、耐熱性が摂氏１００度以上、強度が５０ＭＰａ以上、曲げ弾性率が２．４ＧＰａ以上等の物性を有する。チェーン要素１の基材樹脂としては、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）等の結晶性を有する樹脂が挙げられる。

【0026】

スプロケット７は基材樹脂を含む。スプロケット７の基材樹脂と、チェーン要素１の基材樹脂とは、その種類が異なる。種類が異なるとは、基材樹脂の繰り返し単位の分子構造が異なることを意味する。例えば、オキシメチレンを繰り返し単位として有するＰＯＭと、繰り返し単位にアミド結合を有するポリアミドとは、種類が異なる。スプロケット７の基材樹脂のガラス転移温度は４５℃以上である。スプロケット７の基材樹脂としては、例えば、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ＰＡ９Ｔ）等のポリアミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）、結晶性又は非晶性のスーパーエンジニアリング・プラスチック等が挙げられる。

【0027】

スプロケット７の基材樹脂と、チェーン要素１の基材樹脂と種類が異なることで、上述したように、摺動面における凝着が低減し、発熱量が低減する。しかも、スプロケット７の基材樹脂のガラス転移温度が４５℃以上であるので、熱伝導性が良好である。この場合、後述するチェーン試験において、チェーン装置を３０分稼動し、停止した場合の１分後の摺動面の温度は４５℃以下であり、摺動面の放熱性が良好である。チェーン要素１及びスプロケット７の成形性及び強度も良好である。なお、後述する実施例のスプロケット７の基材樹脂としてはガラス転移温度が５０℃以上のものを挙げているが、実施例及び比較例に基づいて、スプロケット７のガラス転移温度の下限は４５℃にしている。

【0028】

スプロケット７及び／又はチェーン要素１は、フィラー及び／又は熱伝導性繊維を０体積％以上４５体積％以下含むことが好ましい。即ち、スプロケット７及び／又はチェーン要素１は、フィラー及び熱伝導性繊維のうちの少なくとも一つを含んでもよく、フィラー及び熱伝導性繊維のいずれも含まなくてもよい（０体積％の場合）。「０体積％以上４５体積％以下」とは、スプロケット７及びチェーン要素１それぞれについて、基材樹脂に添加した、フィラーの体積と熱伝導性繊維の体積との合計の体積の、フィラー、熱伝導性繊維、及び基材樹脂からなる樹脂組成物の総体積に対する割合が、「０体積％以上４５体積％以下」であることを意味する。熱伝導性及び強度がより向上するという観点から、基材樹脂に対し、フィラー及び熱伝導性繊維の中では、フィラーを添加することが好ましい。熱伝導性がより要求されるという観点から、スプロケット７及びチェーン要素１の中では、スプロケット７の基材樹脂に対し、フィラー及び／又は熱伝導性繊維を添加することが好ましい。

【0029】

スプロケット７及びチェーン要素１の基材樹脂に、フィラーとして、グラファイト、シリカ、ガラス、窒化ホウ素、層状ケイ酸塩、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、アルミナ、窒化アルミニウム、マイカ、酸化チタン、及びモンモリナイトからなる群から選択される１種以上を添加することができる。スプロケット７及び／又はチェーン要素１の基材樹脂に、熱伝導性繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、及びセラミックス繊維からなる群から選択される１種以上を含むことができる。

【0030】

スプロケット７及びチェーン要素１それぞれのフィラー及び熱伝導性繊維の添加総量が４５体積％を超える場合、スプロケット７及びチェーン要素１の成形性が悪く、強度が低くなる、即ち、粘り強さがなくなり、脆くなることが確認されている。フィラー及び／又は熱伝導性繊維の添加総量が０体積％以上４５体積％以下である場合、スプロケット７及びチェーン要素１は、熱伝導性、成形性、及び強度をバランス良く有する。添加総量が３０体積％未満である場合、成形性がより良好になる。添加総量が５体積％以下である場合、熱伝導パスが形成され難く、強度もあまり向上しない。添加総量が１０体積％以上である場合、強度がより良好になる。以上より、スプロケット７及びチェーン要素１それぞれの前記添加総量は、１０体積％以上４５体積％以下であることがより好ましく、１０体積％以上２５体積％以下であることがさらに好ましい。

【0031】

＜効果＞
実施形態１のチェーン装置１００によれば、潤滑油を使用せず、軽量化及び低騒音化を図った樹脂製のチェーン装置において、スプロケット７及びチェーン要素１は良好な熱伝導性を有し、スプロケット７とチェーン要素１との摺動部で良好に放熱される。即ち、スプロケット７及びチェーン要素１は良好な摺動性を有する。スプロケット７及びチェーン要素１の成形性及び強度も良好である。スプロケット７とチェーン要素１との摺動部において、摺動発熱が抑制されているので、発熱量を抑制することによりフリクションロスが小さくなり、摩耗量も低減する。鳴きも発生し難い。チェーン要素１のベース部１１と収容部３の案内溝３３との摺動部においても、発熱が低減している。

【0032】

〔実施形態２〕
図４は、実施形態２のチェーン装置１０１を示す一部切欠正面図である。実施形態２に係るチェーン装置１０１は、チェーン９と、スプロケット７と、収容部３と、可動体６と、を備える。図４中、図１と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。図４におけるＸ軸方向を左右方向とし、Ｙ軸方向を前後方向とし、Ｚ軸方向を上下方向とする。図４において、Ｘ軸正方向を右方向、Ｙ軸正方向を前方向、Ｚ軸正方向を上方向とする。チェーン９は、直列に配置される複数のチェーン要素８を有し、直列方向で隣り合うチェーン要素８同士が連結されている。実施形態２においては、実施形態１と異なり、１本のチェーン９で構成されている。

【0033】

図５は、チェーン要素８を一方向から見た場合の斜視図である。図５において、第１連結部８２が位置する側を上側という。図５に示すように、実施形態１のチェーン要素８は、所定長さの板状のベース部８１と、ベース部８１における長手方向（上下方向）の上端側に位置する第１連結部８２と、下端側に位置する第２連結部８３と、を備えている。第１連結部８２は、箱状をなす。第２連結部８３は、ベース部８１の幅方向に沿って延び、端面はＬ字状をなす。

【0034】

第１連結部８２は、上板部８２ａ、下板部８２ｂ、第１側板部８２ｃ、第２側板部８２ｄ、突出部８２ｆ、凹部８２ｇ、及び孔８２ｅを有する。上板部８２ａ、及び下板部８２ｂは、第１連結部８２の上側、及び下側に位置する。第２側板部８２ｄはベース部８１側に位置し、第１側板部８２ｃは、第２側板部８２ｄと反対側に位置する。第２側板部８２ｄの上下方向の略中央部に、第２側板部８２ｄの幅方向に延びる突出部８２ｆが設けられている。突出部８２ｆの下面は、ベース部８１の上面に当接する。第２側板部８２ｄの、突出部８２ｆの上側には、第２連結部８３と同一の形状を有し、第２連結部８３が嵌合される凹部８２ｇが設けられている。孔８２ｅは、第１側板部８２ｃに、孔８２ｅの開口部が位置する状態で、ベース部８１に交叉する方向に延びる。

【0035】

図４に示すように、チェーン９においては、上下方向に並ぶ、上側のチェーン要素８の第２連結部８３と下側のチェーン要素８の第１連結部８２とが連結されている。即ち、凸条の第２連結部８３が第１連結部８２の凹部８２ｇに嵌合されることにより、上側のチェーン要素８の第２連結部８３に、下側のチェーン要素８の第１連結部８２が連結される。

【0036】

図４に示すように、スプロケット７の回転に伴い、チェーン要素８のベース部８１が収容部３内で湾曲状をなす案内溝３３にガイドされて進退する。チェーン９の連結されたチェーン要素８の第１連結部８２及び第２連結部８３は直線状をなす。スプロケット７は、第１連結部８２の孔８２ｅに歯先が噛合する。

【0037】

実施形態２において、チェーン要素８は基材樹脂を含む。チェーン要素８の基材樹脂としては、例えばＰＯＭ、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）等の結晶性を有する樹脂等が挙げられる。スプロケット７は基材樹脂を含む。スプロケット７の基材樹脂とチェーン要素８の基材樹脂とは、その種類が異なる。スプロケット７の基材樹脂としては、例えば、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ９Ｔ等のポリアミド、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等が挙げられる。

【0038】

スプロケット７及びチェーン要素８はそれぞれ、フィラー及び／又は熱伝導性繊維を０体積％以上４５体積％以下含むことが好ましい。スプロケット７及びチェーン要素８それぞれの添加総量は、１０体積％以上４５体積％以下であることがより好ましく、１０体積％以上２５体積％以下であることがさらに好ましい。

【0039】

フィラーとして、グラファイト、シリカ、ガラス、窒化ホウ素、層状ケイ酸塩、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、アルミナ、窒化アルミニウム、マイカ、酸化チタン、及びモンモリナイトからなる群から選択される１種以上が挙げられる。繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、及びセラミックス繊維からなる群から選択される１種以上が挙げられる。

【0040】

実施形態２のチェーン装置１０１によれば、潤滑油を使用せず、軽量化を図ったチェーン装置において、良好な熱伝導性を有し、スプロケット７とチェーン要素８との摺動部で良好に放熱される。即ち、スプロケット７及びチェーン要素８は良好な摺動性を有する。スプロケット７及びチェーン要素８の成形性及び強度も良好である。スプロケット７とチェーン要素８との摺動部において、発熱量を抑制することによりフリクションロスが小さくなり、摩耗量も低減する。鳴きも発生し難い。チェーン要素８のベース部８１と収容部３の案内溝３３との摺動部においても、発熱が低減している。

【実施例】

【0041】

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。

【0042】

＜チェーン装置の作製＞
［実施例１］
下記の表１のように、マトリックス樹脂としてガラス転移温度が－５０℃であるＰＯＭを用い、マトリックス樹脂にフィラー及び熱伝導性繊維は添加せず、チェーン要素１を作製した。マトリックス樹脂とは、樹脂組成物中に５０体積％以上含まれる樹脂成分をいう。上述の基材樹脂と同義である。マトリックス樹脂としてガラス転移温度が５０℃であるＰＡ６を用い、マトリックス樹脂に、フィラーとしてグラファイトを１０体積％添加し、熱伝導性繊維として炭素繊維を１０体積％添加して樹脂組成物を調製し、スプロケット７を作製した。チェーン要素１及びスプロケット７を用いて、実施例１のチェーン装置１００を作製した。表１には、チェーン及びスプロケットそれぞれのマトリックス樹脂に対するフィラー及び／又は熱伝導性繊維の添加総量の体積％も記載している。

【0043】

【表1】

【0044】

［実施例２～１０］
上記表１のマトリクス樹脂、フィラー、及び熱伝導性繊維を有するチェーン要素１、並びに表１のマトリクス樹脂、フィラー、及び熱伝導性繊維を有するスプロケット７を作製したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２～１０のチェーン装置１００を作製した。

【0045】

［比較例１］
マトリックス樹脂としてガラス転移温度が－５０℃であるＰＯＭを用いてチェーン要素を作製し、マトリックス樹脂としてガラス転移温度が－５０℃であるＰＯＭを用いてスプロケットを作製したこと以外は、実施例１と同様にして比較例１のチェーン装置を作製した。

【0046】

［比較例２］
マトリックス樹脂としてガラス転移温度が０℃であるＰＰを用いてチェーン要素を作製し、マトリックス樹脂としてガラス転移温度が－５０℃であるＰＯＭを用いてスプロケットを作製したこと以外は、実施例１と同様にして比較例２のチェーン装置を作製した。

【0047】

［比較例３］
マトリックス樹脂としてガラス転移温度が５０℃であるＰＡ６６を用いてチェーン要素を作製し、マトリックス樹脂としてガラス転移温度が５０℃であるＰＡ６６を用いてスプロケットを作製した。実施例１と同様にして比較例３のチェーン装置を作製した。

【0048】

＜評価＞
実施例１～１０、及び比較例１～３のスプロケット及びチェーン要素の成形性及び強度を評価した。実施例１～１０、及び比較例１～３のチェーン装置の摺動部の熱伝導性を評価した。評価結果を上記表１に示す。

【0049】

［成形性］
実施例１～１０、及び比較例１～３のスプロケット及びチェーン要素の材料を射出成形機に投入し、射出成形機に取り付けられた金型へ注入したときに、金型に未充填部分があるか否かを確認した。成形性の評価基準は以下の通りである。(△以上が合格)
◎ １００ショット注入を行い、未充填が１ショット以下
○ １００ショット注入を行い、未充填が２～３ショット以下
△ １００ショット注入を行い、未充填が４～５ショット以下
× １００ショット注入を行い、未充填が６ショット以上

【0050】

［熱伝導性］
実施例１～１０、及び比較例１～３のチェーン装置を下記の条件で３０分稼働して停止させ、停止１分後、サーモグラフィーにより、スプロケットとチェーン要素との摺動面の温度を測定した。この温度の測定位置を図１において、矢印Ａで示す。チェーン装置の稼動条件及び熱伝導性の評価基準は、以下の通りである。

【0051】

チェーン装置の稼動条件
・スプロケットの回転数：～１３０ｒｐｍ
・スプロケットの歯数：９
・負荷：１００Ｎ

【0052】

熱伝導性の評価基準（△以上が合格）
◎ ２５℃以下
○ ３０℃以下
△ ４５℃以下
× ４６℃以上

【0053】

［強度］
実施例１～１０、及び比較例１～４のスプロケット及びチェーン要素の強度（２３℃雰囲気での曲げ試験による最大応力）を測定した。曲げ試験は、ＪＩＳ Ｋ ７１７１（曲げ試験方法）に準拠して行った。強度の評価基準は以下の通りである。(△以上が合格)
◎ １５０ＭＰａ以上
○ １００ＭＰａ以上
△ ８０ＭＰａ以上
× ６０ＭＰａ以下

【0054】

［まとめ］
スプロケットとチェーン要素とが同種のマトリックス樹脂を含む比較例１及び３のチェーン装置は、熱伝導性が悪い。上述したように、マトリックス樹脂が同種であると摺動面が凝着し、摩擦係数が高くなって発熱するが、熱伝導性が悪いため、放熱できず、摺動面の温度が４６℃以上である。スプロケットとチェーン要素とがそれぞれ異なるマトリックス樹脂を含む実施例１～１０のチェーン装置は、熱伝導性試験における摺動面の温度が４５℃以下であり、熱伝導性が良好である。

【0055】

スプロケットとチェーン要素とが異なるマトリックス樹脂を含むが、スプロケットのマトリックス樹脂のガラス転移温度が－５０℃である比較例２の場合、熱伝導性が悪い。実施例１～１０のスプロケット７のマトリックス樹脂のガラス転移温度は５０℃以上である。以上のように、スプロケット７の樹脂とチェーン要素１の樹脂とで種類が異なり、スプロケット７の樹脂のガラス転移温度は４５℃以上である場合、熱伝導性が良好である。上述したように、実施例のスプロケットのマトリックス樹脂としてはガラス転移温度が５０℃以上のものを挙げているが、実施例及び比較例に基づくスプロケットのガラス転移温度の下限を４５℃にしている。

【0056】

比較例３のように、スプロケット及びチェーン要素のいずれのマトリックス樹脂のガラス転移温度が４５℃以上であっても、マトリックス樹脂が同種である場合、上述の理由から熱伝導性が悪い。

【0057】

フィラー及び熱伝導性繊維の添加総量が４５体積％以下である実施例１～１０の場合、成形性及び強度は良好である。

【0058】

実施例１と実施例２との比較により、チェーン要素１のマトリックス樹脂にフィラーを添加することにより、熱伝導性及び強度が向上する。

【0059】

実施例３と実施例４との比較により、チェーン要素１のマトリックス樹脂にフィラーを添加することにより、成形性、熱伝導性、及び強度をバランス良く有することが分かる。

【0060】

スプロケット７の添加総量が４５体積％である実施例３及び７は、成形性は△（合格）であり、熱伝導性及び強度は良好である。スプロケットの７又はチェーン要素１の添加総量が３０体積％未満である実施例の場合、成形性がより良好になる。実施例５、６、９の比較により、添加総量が１０体積％以上である場合、強度がより良好になる。以上より、スプロケット及びチェーン要素それぞれの添加総量は０体積％以上４５体積％以下であることが好ましく、１０体積％以上４５体積％以下であることがより好ましく、１０体積％以２５体積％以下であることがさらに好ましい。

【0061】

以上のように、本発明の実施例に係るチェーン装置１００は、スプロケット７及びチェーン要素１の成形性及び強度が良好であり、チェーン装置１００の摺動部における熱伝導性（放熱性）が良好であることが確認された。即ち、実施例に係るチェーン装置１００は摺動性が良好であり、発熱によるフリクションロスが低減されることが確認された。

【0062】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。つまり、当業者であれば本発明に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。また、これらの変形または修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。

【0063】

本発明に係るチェーン装置は、上述のチェーン装置１００及び１０１に限定されない。本発明の構成は、樹脂を含むスプロケットと、樹脂を含む複数のチェーン要素が連結されてなるチェーンと、を備え、チェーン要素は、可撓性を有するベース部とベース部の両端に位置する連結部とを有するいずれのチェーン装置にも適用することができる。

【符号の説明】

【0064】

１、８ チェーン要素
１１、８１ ベース部
１２、８２ 第１連結部
１３、８３ 第２連結部
２ 噛合チェーン
３ 収容部
４ 第１チェーン
５ 第２チェーン
６ 可動体
７ スプロケット
９ チェーン
１００、１０１ チェーン装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】