ローラーチェーンの潤滑

ローラーチェーンは、動力伝達用のチェーンの大まかな分類である。チェーンとスプロケットの間の摩擦や摩耗を軽減するために、チェーンのピン結合部や軸の周りを回転するスリーブ状のローラーが付いているのが共通点である。

中でもドライブチェーンは、2枚のスプロケットの間でトルクを伝達するもので、自転車やオートバイのチェーンがその例である。ドラッグチェーンは荷物を引っ張るためのチェーンで、例としてジェットコースターを坂の上まで引っ張るためのチェーンが挙げられる。タイミングチェーンは、回転位置を正確かつスムーズに伝達する。

これらはすべて、チェーンの張力によって動力を伝達するものである。リジッドチェーンは、これらとは異なり、押すこともできるユニークな製品である。SERAPIDリジッドチェーンは、真っ直ぐにすると硬くなり、自由に荷物を押したり持ち上げたりすることができる。

腐食、摩耗、そして適切な材料

チェーンはその用途や形状から、潤滑にはいくつかの特殊な要件や困難があります。チェーンは屋外に置かれ、雨や汚れに直接さらされ、清掃や潤滑が頻繁に行われていないこともあります。チェーンローラーが汚れたスプロケットの上を転がっていたり、チェーンプレートが互いにスライドしてチェーンアクスル上で回転していたりすると、プレート間に汚れが付着して摩耗の原因となることがあります。ローラーがチェーンに埋まっていると、ローラーと車軸の間に潤滑油を供給することが難しくなります。もちろん、酸化していれば、腐食や摩耗の原因になります。自動車用タイミングチェーンだけが、潤滑がうまくコントロールされ、清潔で、継続的に供給される状態で作動します。

チェーンの素材は、摩擦や摩耗を最小限に抑えるために、高い引っ張り（降伏）強度と硬い表面を持つことが理想的です。また、耐腐食性も必要です。残念ながら、耐食性に優れた多くの材料は、高い強度と硬度の要件に対応していません。 これを克服するために、一部の部品（ローラーやアクスル）を硬化させたり、耐食性や潤滑性を高めるために表面処理を施したりすることができます。また、チェーンプレートに犠牲メッキを施してガルバニックペアを作り、メッキされていない部品を保護することもできます。

潤滑油の選択

これらの条件を満たすためには、必要な場所に潤滑剤を供給する必要があります。チェーンは速度と負荷がかかるため、一般的には、流体力学的な層を形成するのに十分な潤滑剤や速度が存在しない境界潤滑状態で作動します。チェーンの構成部品は、潤滑の境界層だけで互いにスライドし、転がります。この層の厚さは、分子レベルで測定されます。

効果的な潤滑にはいくつかの重要な条件があります。まず、潤滑剤は浸透しなければなりません。チェーンプレートの間や、ローラーと車軸の間に自らを引き込む必要があります。この浸透は毛細管現象によって行われるため、潤滑剤は高い表面張力を持っていなければなりません。つまり、潤滑剤の分子は、必要な場所に潤滑剤を引き込むために、金属に対して高い吸引力と低い接触角を持っていなければならないのです。

また、潤滑剤にはEP/AW（Extreme Pressure / Anti Wear）添加剤が必要です。EP添加剤は、潤滑性を維持し、分子の厚さでも表面間から押し出されることはありません。 EP添加剤としては、MoS2、グラファイト、PTFEなどがよく使われます。AW添加剤は、表面と化学的に結合または反応し、潤滑剤のポリマーチェーンがチェーンの表面と一体になることを保証します。この結合により、チェーン成分の金属分子が分離し、付着やカジリを防ぐことができます。

チェーン潤滑剤にはいくつかの形態がありますが、最も一般的なのは湿式潤滑剤です。最も一般的なのは湿式潤滑剤で、濡れた状態で塗布され、濡れた状態を維持します。乾性潤滑剤は、すぐに蒸発してしまう濡れたキャリアを介して塗布されます。これらの潤滑剤には、金属と化学的に相互作用して、金属を確実に固定するAW添加剤が含まれていないことが多い。頻繁な再潤滑が必要になる場合があります。最大の利点は、汚れが付着しないことです。

同様に、ワックス系の潤滑剤は、濡れていてもすぐに乾き、ワックス状の膜が残ります。部品は、ペースト状のワックスを塗った車のように、非常に滑らかで滑りやすい感触になります。グリースは水をよく排除するので、水が問題になる場合に使用されることがあります。残念ながら、グリスはオイルに増粘剤を加えたもので、この増粘剤はチェーンに不可欠な浸透性を損ないます。

メンテナンス・スケジュールの立案

潤滑油の塗布は定期的に行い、手動または自動で行うことができます。 手動式の場合は、潤滑剤を滴下したりスプレーしたりします。 利点は、潤滑剤を必要な場所に正確に塗布できることです。 残念ながら、忘れがちで、潤滑が行われないこともあります。

自動注油の場合は、滴下、スプレー、ブラシ、あるいはスプロケットアプリケーターを使って塗布することができます。 湿式潤滑はその中でも最も手軽な潤滑方法です。

乾式潤滑剤とワックスベースの潤滑剤は、どちらも非常に揮発性の高いキャリアに依存しており、キャリアがディスペンサー内で蒸発してしまうため、一般的に密閉されていない状態での保管には適していません。 固形物は沈殿する可能性があるので、これらの潤滑剤はその可能性をチェックする必要があります。 沈殿する可能性がある場合、ディスペンサーはリザーバー内に撹拌装置を備えている必要があります。 ブラシをディスペンサーとして使用することは、ドライ潤滑剤またはワックス潤滑剤のいずれにおいても推奨されません。

グリース分配システムは数多くあります。 潤滑油を可能な限り広げることができるため、グリースには一般的にブラシスタイルが最も適しています。 グリースは、ブラシで覆われていない部分に移動することはありません。

どのような自動注油システムを使用する場合でも、連続して作動させないでください。 チェーンが動いている間だけ作動させればよく、毎回作動させる必要はありません。 この記事では潤滑油の量を推奨することはできませんが、簡単に言うと、リザーバーはメンテナンス期間中に潤滑油を供給するのに十分な量が必要ですが、チェーンドライブの下に水たまりができるほど多量ではありません。

By Robert C. Adams, PhD, PE

リサーチ＆ディベロップメント・グローバル・ディレクター

SERAPID Group