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JP2003269555A - 耐摩耗性テンショナ - Google Patents

耐摩耗性テンショナ

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Publication number
JP2003269555A
JP2003269555A JP2002076690A JP2002076690A JP2003269555A JP 2003269555 A JP2003269555 A JP 2003269555A JP 2002076690 A JP2002076690 A JP 2002076690A JP 2002076690 A JP2002076690 A JP 2002076690A JP 2003269555 A JP2003269555 A JP 2003269555A
Authority
JP
Japan
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tensioner
diamond
plunger
amorphous carbon
wear
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002076690A
Other languages
English (en)
Inventor
Takero Nakagawa
健朗 中川
Shigeo Tamura
繁雄 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsubakimoto Chain Co
Original Assignee
Tsubakimoto Chain Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Tsubakimoto Chain Co filed Critical Tsubakimoto Chain Co
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Priority to GB0302448A priority patent/GB2386666A/en
Priority to DE10305791A priority patent/DE10305791A1/de
Publication of JP2003269555A publication Critical patent/JP2003269555A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H7/0848—Means for varying tension of belts, ropes or chains  with means for impeding reverse motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08—Means for varying tension of belts, ropes or chains 
    • F16H2007/0863—Finally actuated members, e.g. constructional details thereof
    • F16H2007/0872—Sliding members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/18—Means for guiding or supporting belts, ropes, or chains
    • F16H2007/185—Means for guiding or supporting belts, ropes, or chains the guiding surface in contact with the belt, rope or chain having particular shapes, structures or materials

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属部材が水素脆性を生じることなく、ま
た、樹脂部材に対しても別途の工程を設けることなく、
耐摩耗性を向上した耐摩耗性テンショナを提供するこ
と。 【解決手段】 テンショナ１を構成する少なくとも１つ
の部品、例えばテンショナレバー１０の表面にダイヤモ
ンド状非晶質炭素コーティング（ＤＬＣ）を施す。ま
た、前記ダイヤモンド状非晶質炭素コーティング（ＤＬ
Ｃ）中に金属元素を分散させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力伝達用のチェ
ーン若しくはベルトに適切な緊張力を付与するためのテ
ンショナに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンのタイミングチェーンなど、チ
ェーン若しくはベルトを用いた動力伝達装置には、チェ
ーン若しくはベルトに適切な張力を付与し、チェーンや
ベルトのバタツキを抑制するためテンショナが用いられ
ている。テンショナは、テンショナハウジングに穿孔さ
れたプランジャ収納穴にプランジャが進退自在に遊嵌さ
れ、プランジャ収納穴とプランジャとの間に装填された
プランジャばねにより、プランジャが付勢されている。
このプランジャがテンショナレバーを介してチェーンや
ベルトに適切な緊張力を付与している。
【０００３】このようなテンショナは、プランジャの進
退運動により、プランジャの先端部とテンショナレバー
及びプランジャの側面とプランジャ収納穴の内壁とが摺
接し各部材表面が次第に摩耗するため、予め各部材の表
面に亜鉛めっき又はニッケルめっきを施したり、金属炭
化物や金属窒化物の硬化層を形成して耐摩耗性を向上さ
せることが行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、亜鉛めっき
やニッケルめっきをテンショナの部品表面に施すと、め
っき膜の形成の際に、前工程である酸洗やめっき工程に
おいて発生する水素がテンショナ部品の金属組織内に侵
入して水素脆性を生じさせ、当該部品の機械的強度を著
しく低下させるという問題が生じていた。また、樹脂で
できているテンショナレバーに対しては、これらのめっ
き膜の形成は不可能であった。
【０００５】また、金属窒化物や金属炭化物等の硬化層
は、亜鉛めっきやニッケルめっき層に比較して耐摩耗性
が格段に優れてはいるものの、近年の動力伝動装置に対
する高速化・高負荷化の要請が高まりとともに、耐摩耗
性の点で一層の向上が嘱望されていた。
【０００６】そこで、本発明の目的は、金属部材が水素
脆性を生じることなく、また、樹脂部材に対しても別途
の工程を設けることなく、耐摩耗性を向上した耐摩耗性
テンショナを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に係る耐摩耗性テンショナは、テンショナ
を構成する少なくとも１つの部品の表面にダイヤモンド
状非晶質炭素コーティングを施すことにより構成され
る。
【０００８】また、請求項２に係る耐摩耗性テンショナ
は、請求項１に係る耐摩耗性テンショナの構成に加え
て、ダイヤモンド状非晶質炭素コーティング中に金属元
素を分散させることにより構成される。
【０００９】なお、本発明が対象としているテンショナ
は、エンジンのタイミングチェーンに用いられるテンシ
ョナ、物流搬送に用いられる搬送用チェーンに用いられ
るテンショナ、昇降設備に使用される吊り下げ用チェー
ンに用いられるテンショナなど、チェーンやベルトに適
切な緊張力を付与するために使用されるテンショナであ
れば、特に用途が限定されるものではない。また、ダイ
ヤモンド状非晶質炭素とは、Ｄｉａｍｏｎｄ−Ｌｉｋｅ
Ｃａｒｂｏｎ（ＤＬＣ）として知られているダイヤモ
ンドに類似した特性を持つ炭素被膜を意味しており、硬
質薄膜の新材料の一つであるが、テンショナの被膜材料
としては、今日に至るまで、何ら検討されていなかっ
た。本発明は、テンショナの被膜材料としては、全く考
慮されていなかったダイヤモンド状非晶質炭素が、テン
ショナの被膜材料として用いた場合に、優れた耐摩耗
性、耐衝撃性を発揮するという新規な知見に基づきなさ
れたものである。
【００１０】
【作用】本発明は、上述した装置構成を備えているた
め、以下のような本発明に特有な作用を奏する。
【００１１】請求項１に係る耐摩耗性テンショナによれ
ば、テンショナを構成する部品の少なくとも１つの部品
表面にダイヤモンド状非晶質炭素コーティングを施して
いるため、水素脆性の発生を回避し、長期に亘って機械
的強度を向上させる。また、摩耗係数を減少させ、耐摩
耗性を向上させるとともに、騒音・異音の発生も抑制す
る。
【００１２】請求項２に係る耐摩耗性テンショナによれ
ば、請求項１に係る耐摩耗性テンショナが奏する作用に
加えて、ダイヤモンド状非晶質炭素コーティング中に金
属元素を分散させているので、コーティングの内部応力
が低減し、コーティングのテンショナ構成部品素地への
密着力が向上する。さらにコーティングの靭性が向上
し、テンショナ構成部品素地の塑性変形に対する追従性
が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態である実施例
１を図１に基づいて説明する。図１は、エンジンのタイ
ミングチェーンに用いられるテンショナ１を示してい
る。このテンショナ１は、テンショナハウジング７に穿
孔されたプランジャ収納穴１２にプランジャ８が進退自
在に遊嵌され、プランジャ収納穴１２とプランジャ８と
の間に装填されたプランジャばね１４により、プランジ
ャ８が付勢されている。このプランジャ８がテンショナ
レバー１０を介してタイミングチェーン６に適切な緊張
力を付与している。
【００１４】このテンショナ１は、プランジャ８の進退
運動により、プランジャ８の先端部とテンショナレバー
１０及びプランジャ８の側面とプランジャ収納穴１２の
内壁とが摺接し各部材表面が次第に摩耗する。また、テ
ンショナレバー１０のシュー１１部分は、絶えずチェー
ン６が摺接するため、激しい摺動負荷にさらされる。そ
こで、これらの摺動面に対してダイヤモンド状非晶質炭
素コーティング（ＤＬＣ）を施している。
【００１５】図２は、本発明に使用したダイヤモンド状
非晶質炭素コーティング（ＤＬＣ）のビッカース硬度を
従来のチェーン用被膜の材料である金属窒化物及び金属
炭化物とともに示している。この図から明らかなよう
に、本発明に使用されたダイヤモンド状非晶質炭素コー
ティング（ＤＬＣ）は、金属窒化物及び金属炭化物に比
較してビッカース硬度が格段に優れている。
【００１６】図３は、本発明の実施例１に使用したダイ
ヤモンド状非晶質炭素コーティング（ＤＬＣ）と、本発
明の実施例２に使用したダイヤモンド状非晶質炭素コー
ティング（ＤＬＣ）中に、タングステンを分散させたコ
ーティング材（Ｍｅ−ＤＬＣ）の物性値を通常の金属窒
化物と共に示している。タングステンを分散させること
によって、被膜の硬度は、実施例１に使用したＤＬＣよ
りも低下し、通常の金属窒化物と同程度のものしか得ら
れないが、摩耗係数については、ＤＬＣと同様、通常の
金属窒化物の１０分の１程度という極めて小さな値を有
している。しかも、コーティング中の内部応力が、ＤＬ
Ｃに比べて格段に減少するので、欠け難くなり、大きな
面圧や衝撃が加わるテンショナレバーのシュー面や温度
変化が激しい環境で使われるエンジンのタイミングチェ
ーン用テンショナの被膜材として特に優れている。な
お、この例では、ダイヤモンド状非晶質炭素コーティン
グ（ＤＬＣ）中に分散させる金属元素としてタングステ
ンを用いているが、クロム、チタン等、他の金属元素も
同等に用いることができる。
【００１７】本発明において、ダイヤモンド状非晶質炭
素コーティング（ＤＬＣ）を形成する方法としては、Ｄ
ＬＣ被膜の公知の成膜プロセスを用いることができる。
具体的には、炭化水素ガスを作動ガスとする高周波プラ
ズマＣＶＤや高真空雰囲気中で、良く制御された運動エ
ネルギーのイオン衝撃を基板に照射して行うイオンビー
ム蒸着法、固体の炭素から、真空アークやスパッタリン
グで微小炭素粒子を発生させる真空アーク法やスパッタ
リング法などが挙げられる。このように本発明における
ダイヤモンド状非晶質炭素コーティング（ＤＬＣ）は、
ドライプロセスにより形成されるため、成膜工程で水素
がテンショナ用部品の金属組織内に侵入して水素脆性を
生じさせることがなく、機械的強度の低下を防止するこ
とができる。さらに、これらのドライプロセスは、電解
めっきのように基板を電極として用いる必要がないた
め、金属だけでなく樹脂の表面にも被膜を形成すること
ができる。そのため、樹脂でできたテンショナレバーの
シュー表面などに対しても、同じ成膜装置を使ってＤＬ
Ｃ被膜を形成することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による耐摩
耗性テンショナは、上述したような装置構成を備えてい
るため、以下のような本発明に特有の効果を奏する。
【００１９】まず、請求項１に係る耐摩耗性テンショナ
によれば、テンショナを構成する少なくとも１つの部品
の表面にダイヤモンド状非晶質炭素コーティングを施し
ているため、水素脆性による機械的強度の低下が回避さ
れ、長期に亘って機械的強度が向上する。また、摩耗係
数が減少し、耐摩耗性が向上するとともに、騒音・異音
の発生も抑制される。
【００２０】また、請求項２に係る耐摩耗性テンショナ
によれば、請求項１に係る耐摩耗性テンショナが奏する
効果に加えて、ダイヤモンド状非晶質炭素コーティング
中に金属元素を分散させているので、コーティングの内
部応力が低減し、コーティングのテンショナ部品素地へ
の密着力が向上する。さらにコーティングの靭性も向上
し、テンショナ部品素地の塑性変形に対する追従性が向
上する。したがって、大きな面圧や衝撃が加わる環境
や、温度変化が激しい環境であっても、テンショナの耐
摩耗性が長期に亘って維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の耐摩耗性テンショナの使用状態を示
す平面図。
【図２】 本発明に用いられるダイヤモンド状非晶質炭
素コーティングのビッカース硬度を示す図。
【図３】 本発明に用いられるダイヤモンド状非晶質炭
素コーティングの物性値を示す図。
【符号の説明】
１ ・・・ テンショナ ２ ・・・ クランクシャフト ３ ・・・ 駆動側スプロケット ４ ・・・ カムシャフト ５ ・・・ 被駆動側スプロケット ６ ・・・ タイミングチェーン ７ ・・・ テンショナハウジング ８ ・・・ プランジャ ９ ・・・ 支軸 １０ ・・・ テンショナレバー １１ ・・・ シュー面 １２ ・・・ プランジャ収容穴 １３ ・・・ 中空部 １４ ・・・ プランジャばね １７ ・・・ ラチェット １８ ・・・ ラチェットばね

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 テンショナを構成する少なくとも１つの
    部品の表面にダイヤモンド状非晶質炭素コーティングを
    施したことを特徴とする耐摩耗性テンショナ。
  2. 【請求項２】 前記ダイヤモンド状非晶質炭素コーティ
    ング中に金属元素を分散させたことを特徴とする請求項
    １記載の耐摩耗性テンショナ。
JP2002076690A 2002-03-19 2002-03-19 耐摩耗性テンショナ Pending JP2003269555A (ja)

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