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JPH11210846A - Belt tensioner - Google Patents

Belt tensioner

Info

Publication number
JPH11210846A
JPH11210846A JP2648098A JP2648098A JPH11210846A JP H11210846 A JPH11210846 A JP H11210846A JP 2648098 A JP2648098 A JP 2648098A JP 2648098 A JP2648098 A JP 2648098A JP H11210846 A JPH11210846 A JP H11210846A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
belt tensioner
belt
piston
tension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2648098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Fujiwara
英樹 藤原
Yasuto Tanaka
康人 田仲
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.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP2648098A priority Critical patent/JPH11210846A/en
Publication of JPH11210846A publication Critical patent/JPH11210846A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To refine the sliding surface of a cylinder case or a piston of a hydraulic damper in a belt tensioner while a change in dimensions is suppressed so that the coefficient of friction can be reduced, and thereby smooth the sliding surface and improve resistance to seizure and wear resistance. SOLUTION: In a state where the surface oxide is removed, a nitride layer 9 or a nitrosulfurizing layer is formed at least on one sliding surface of a cylinder case and a piston 41 provided in a hydraulic damper 4 of a belt tensioner, and thus the sliding surface is adapted to be refined to a dense, smooth, and hard surface property while thermal strain of a base materia in the process of forming the nitride layer is suppressed. Thus, the coefficient of friction of the sliding surface can be reduced, and thereby the surface polishing process required formerly can be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車エン
ジンに備えるタイミングベルトや補機駆動用ベルトなど
のベルトの張力を調整するベルトテンショナに関する。
詳しくは、回転自在なテンションプーリをその回転中心
から偏心した位置を支点として揺動可能とする構成で、
ベルトの張力を一定に保つようにテンションプーリを揺
動動作させる機能と、ベルトから伝わる振動や衝撃を減
衰する機能とを有するベルトテンショナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a belt tensioner for adjusting the tension of a belt, such as a timing belt and an auxiliary device driving belt provided in an automobile engine.
Specifically, the configuration is such that the rotatable tension pulley can swing about a position eccentric from the rotation center as a fulcrum,
The present invention relates to a belt tensioner having a function of swinging a tension pulley so as to keep a belt tension constant and a function of attenuating vibration and impact transmitted from the belt.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のベルトテンショナとし
て、本願出願人は、特願平8−290041号を提案し
ている。このベルトテンショナには、ベルトの張力を一
定に保つようにテンションプーリを揺動動作させる張力
調整手段と、ベルトから伝わる振動や衝撃を減衰する油
圧ダンパとを備えている。
2. Description of the Related Art As a conventional belt tensioner of this type, the present applicant has proposed Japanese Patent Application No. 8-290041. The belt tensioner includes tension adjusting means for swinging a tension pulley so as to keep the belt tension constant, and a hydraulic damper for attenuating vibration and impact transmitted from the belt.

【0003】前述の油圧ダンパは、そのシリンダケース
とピストンとが相対的に傾いた場合に、摺動抵抗が大き
くなり、ピストンが円滑に動きにくくなるとともに、焼
き付きやすくなる他、摩耗しやすくなる。
In the above-described hydraulic damper, when the cylinder case and the piston are relatively inclined, the sliding resistance is increased, and the piston is difficult to move smoothly, and is easily seized and easily worn.

【0004】このようなことから、シリンダケースやピ
ストンについては、摺動動作の円滑化、耐焼付性、耐摩
耗性などを向上させるために、従来では、シリンダケー
スやピストンをステンレス鋼などで形成し、それらの表
面に高周波焼入れを施すようにしている。
[0004] For this reason, in order to smooth the sliding operation, and to improve the seizure resistance and wear resistance, the cylinder case and the piston are conventionally formed of stainless steel or the like. Then, their surfaces are subjected to induction hardening.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ベルトテンショナにおいて、油圧ダンパのシリンダケー
スやピストンに対して高周波焼入れ処理を施している
が、この処理では、母材の歪みが大きくなって寸法変化
が大きくなりやすいため、処理後に研磨処理を施さなけ
ればならなくなるなど、製造コスト増につながることが
指摘される。
In the above-described conventional belt tensioner, the induction hardening process is performed on the cylinder case and the piston of the hydraulic damper. It is pointed out that the change is likely to be large, which leads to an increase in manufacturing cost, such as a need to perform a polishing treatment after the treatment.

【0006】したがって、本発明は、ベルトテンショナ
において、油圧ダンパのシリンダケースやピストンの摺
動面を、寸法変化を抑制しながら、摩擦係数を低減でき
るように改質し、摺動動作の円滑化、耐焼付性、耐摩耗
性を向上できるようにすることを目的としている。
Accordingly, the present invention provides a belt tensioner in which a sliding surface of a cylinder case or a piston of a hydraulic damper is modified so that a coefficient of friction can be reduced while suppressing a dimensional change, thereby facilitating a sliding operation. It is intended to improve seizure resistance and wear resistance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1のベル
トテンショナは、回転自在なテンションプーリをその回
転中心から偏心した位置を支点として揺動可能とする構
成であって、ベルトの張力を一定に保つようにテンショ
ンプーリを揺動動作させる張力調整手段と、ベルトから
伝わる振動や衝撃を減衰する油圧ダンパとを備え、前記
油圧ダンパが、シリンダケースと、ピストンとを備え、
このシリンダケースおよびピストンの少なくとも一方の
摺動面に、その表面酸化物が除去された状態で窒化層ま
たは浸硫窒化層が形成されている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a belt tensioner in which a rotatable tension pulley is swingable about a position eccentric from a center of rotation of the tension pulley. Tension adjusting means for swinging the tension pulley so as to keep it constant, and a hydraulic damper for attenuating vibration and impact transmitted from the belt, the hydraulic damper includes a cylinder case and a piston,
At least one of the sliding surfaces of the cylinder case and the piston is provided with a nitrided layer or a oxynitrided layer with its surface oxide removed.

【0008】本発明の請求項2のベルトテンショナは、
上記請求項1の窒化層を、摺動面の表面側に形成される
窒化物を含有する硬質な窒化化合物層と、さらにそれよ
りも下方に窒素が拡散されてなる拡散層とを含む構成と
している。
[0008] The belt tensioner according to claim 2 of the present invention,
The nitrided layer according to claim 1 is configured to include a nitride-containing hard nitride compound layer formed on the surface side of the sliding surface, and a diffusion layer in which nitrogen is diffused further below. I have.

【0009】本発明の請求項3のベルトテンショナは、
上記請求項1の浸硫窒化層を、摺動面の表面側に形成さ
れる硫黄を含む浸硫層と、その下方に形成される窒化化
合物層と、さらにそれよりも下方に窒素が拡散されてな
る拡散層とを含む構成としている。
A belt tensioner according to a third aspect of the present invention includes:
The sulfur-nitrided layer according to claim 1 is obtained by forming a sulfur-containing sulfur layer formed on the surface side of the sliding surface, a nitride compound layer formed therebelow, and nitrogen being further diffused thereunder. And a diffusion layer composed of

【0010】以上、本発明においてシリンダケースやピ
ストンの摺動面に形成される窒化層は、母材表面に不可
避的に存在する酸化物が除去された状態で形成されたも
のであるから、その形成処理が上記従来の硬化処理に比
べて低温、短時間で済むうえ、緻密かつ平滑で硬質にな
っている。つまり、窒化層の形成処理が上記従来の硬化
処理に比べて低温、短時間で済むから、処理過程におい
て母材の熱歪みがほとんど発生せずに済み、従来必要で
あった研磨などの後処理が不要になる。また、窒化層が
緻密かつ平滑で硬質に形成されているから、上記従来例
に比べて摺動面の摩擦係数を低くできるようになる。
[0010] As described above, in the present invention, the nitride layer formed on the sliding surface of the cylinder case or the piston is formed in a state where oxides inevitably present on the surface of the base material have been removed. The forming process requires a lower temperature and a shorter time than the above-mentioned conventional curing process, and is dense, smooth and hard. In other words, since the formation process of the nitride layer can be performed at a lower temperature and in a shorter time as compared with the above-described conventional hardening process, the heat distortion of the base material hardly occurs in the process, and post-processing such as polishing conventionally required. Becomes unnecessary. Further, since the nitrided layer is formed dense, smooth and hard, the friction coefficient of the sliding surface can be made lower than in the above-mentioned conventional example.

【0011】また、本発明においてシリンダケースやピ
ストンの摺動面に形成される浸硫窒化層は、ガス浸硫窒
化処理により得られるものであって、その処理ガスが金
属母材の表面に不可避的に存在する酸化物を除去する機
能を有しているので、その形成処理が上記従来の硬化処
理に比べて低温、短時間で済むうえ、緻密かつ平滑で硬
質になっているとともに潤滑性に優れた硫黄成分を含有
するものになっている。つまり、上記窒化層の場合と同
様、処理過程において母材の熱歪みがほとんど発生せず
に済み、従来必要であった研磨などの後処理が不要にな
る。しかも、浸硫窒化層を形成している場合、摺動面の
摩擦係数が上記窒化層を形成している場合よりもさらに
低くなる。
In the present invention, the oxynitrided layer formed on the sliding surface of the cylinder case or the piston is obtained by gas oxynitriding, and the processing gas is inevitable on the surface of the metal base material. It has the function of removing oxides that are present temporarily, so that its forming process can be performed at a lower temperature and in a shorter time than the above-mentioned conventional hardening process, and it is dense, smooth, hard and lubricious. It has excellent sulfur content. That is, as in the case of the nitride layer, thermal distortion of the base material hardly occurs during the processing, and post-processing such as polishing, which has been conventionally required, becomes unnecessary. In addition, when the nitrosulphurized layer is formed, the friction coefficient of the sliding surface becomes even lower than that when the above-mentioned nitrided layer is formed.

【0012】このような窒化層あるいは浸硫窒化層を形
成していれば、ピストンの摺動動作が円滑になり、耐焼
付性、耐摩耗性などにおいて有利になる。この他、シリ
ンダケースとピストンとの摺動面の発熱を抑えて油圧ダ
ンパ内部の作動油の昇温を抑制できるようにもなる。
If such a nitrided layer or a nitrosulphurized layer is formed, the sliding operation of the piston becomes smooth, which is advantageous in seizure resistance, wear resistance and the like. In addition, heat generation on the sliding surface between the cylinder case and the piston can be suppressed, and the temperature rise of the hydraulic oil inside the hydraulic damper can be suppressed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図1ないし図8に
示す実施形態に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS.

【0014】図1ないし図7は本発明の一実施形態にか
かり、図1は、ベルトテンショナの使用状態を模式的に
示す図、図2は、同ベルトテンショナを背面から見た状
態の斜視図、図3は、同ベルトテンショナを背面から見
た状態の一部断面の平面図、図4は、図3の(4)−
(4)線断面の矢視図、図5は、図3の(5)−(5)
線断面の矢視図、図6は、図3の要部拡大図、図7は、
図6の窒化層の断面模式図である。
FIGS. 1 to 7 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram schematically showing a use state of a belt tensioner, and FIG. 2 is a perspective view of the belt tensioner as viewed from the back. 3 is a plan view of a partial cross section of the belt tensioner as viewed from the back, and FIG. 4 is (4)-of FIG.
(4) Arrow view of the cross section of the line, FIG. 5 is (5)-(5) of FIG.
FIG. 6 is an enlarged view of a main part of FIG. 3, and FIG.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the nitride layer of FIG. 6.

【0015】図1において、80はベルト、81はクラ
ンク軸のプーリ、82はアイドラプーリ、83は補機プ
ーリ、Aはベルトテンショナである。
In FIG. 1, reference numeral 80 denotes a belt, 81 denotes a pulley of a crankshaft, 82 denotes an idler pulley, 83 denotes an auxiliary pulley, and A denotes a belt tensioner.

【0016】ベルトテンショナAは、ベルト80に対し
て所要の張力を与えるために自動車エンジンのブロック
などの取付対象85に取り付けられるが、環境温度変化
やトルク変動に伴うベルト80の張力変動を防止して一
定に保つ機能や、ベルト80から伝わる振動や衝撃を減
衰する機能を有している。
The belt tensioner A is attached to a mounting object 85 such as a block of an automobile engine in order to apply a required tension to the belt 80. The belt tensioner A prevents the belt 80 from fluctuating in tension due to environmental temperature change and torque fluctuation. And a function of attenuating vibrations and shocks transmitted from the belt 80.

【0017】このベルトテンショナAは、図2ないし図
4に示すように、主として、ベルト80に張力を付与す
る回転自在のテンションプーリ1と、基体としての取付
対象85に対してテンションプーリ1をその回転中心か
ら偏心した位置を支点として揺動可能に支持する揺動支
点軸2と、ベルト80の張力を一定に保つようにテンシ
ョンプーリ1を揺動動作させる張力調整手段3と、ベル
ト80から伝わる振動や衝撃を減衰する油圧ダンパ4
と、揺動支点軸2に対して固定されかつ張力調整手段3
と油圧ダンパ4とが同一平面上で隣り合うように振り分
けて収納配設される単一のケース5とから構成されてい
る。
As shown in FIGS. 2 to 4, the belt tensioner A mainly includes a rotatable tension pulley 1 for applying tension to a belt 80 and a tension pulley 1 for an attachment target 85 as a base. A swing fulcrum shaft 2 that swingably supports a position eccentric from the rotation center, a tension adjusting unit 3 that swings the tension pulley 1 so as to keep the tension of the belt 80 constant, and a signal transmitted from the belt 80. Hydraulic damper 4 for damping vibration and shock
And a tension adjusting means 3 fixed to the pivot 2
And a single case 5 in which the hydraulic damper 4 is distributed and housed so as to be adjacent on the same plane.

【0018】テンションプーリ1は、玉軸受と一体に構
成されたもので、内輪11と、ベルト80が巻き掛けら
れるプーリ兼用の幅広の外輪12と、内・外輪11,1
2間に介装される複数の玉13と、玉13を保持する冠
形保持器14と、内・外輪11,12間の軸方向両側に
設けられるシール15,15と、内輪11の内周に圧入
嵌合されるボス16とを備えている。ボス16には、そ
の中心から偏心した位置に貫通孔17が設けられている
とともに、この貫通孔17から所要間隔L1離れた位置
にピン18が植設され、さらに貫通孔17から所要間隔
L2離れた位置にピン状凸部19が突設されている。
The tension pulley 1 is formed integrally with a ball bearing, and includes an inner race 11, a wide outer race 12 serving as a pulley around which a belt 80 is wound, and inner and outer races 11, 1.
A plurality of balls 13 interposed between the two, a crown-shaped retainer 14 holding the balls 13, seals 15, 15 provided on both axial sides between the inner and outer rings 11, 12, and an inner periphery of the inner ring 11 And a boss 16 which is press-fitted into the boss. The boss 16 is provided with a through hole 17 at a position eccentric from the center thereof, and a pin 18 is implanted at a position spaced from the through hole 17 by a required distance L1. The pin-shaped convex portion 19 is protruded at the bent position.

【0019】揺動支点軸2は、ボス16の貫通孔17に
カラー6,7を介して挿通されて、取付対象85に対し
て螺着されるボルトなどからなる。この揺動支点軸2の
自由端側に、張力調整手段3および油圧ダンパ4を収納
したケース5が固定状に取り付けられている。
The swing fulcrum shaft 2 is made of a bolt or the like which is inserted into the through hole 17 of the boss 16 via the collars 6 and 7 and is screwed to the mounting object 85. A case 5 containing the tension adjusting means 3 and the hydraulic damper 4 is fixedly attached to the free end side of the swing fulcrum shaft 2.

【0020】ケース5は、隣り合う平行な長穴51,5
2を有するとともに、これら長穴51,52の開口側に
円筒形の取付部53を有している。
The case 5 has adjacent elongated holes 51, 5 adjacent to each other.
2 and a cylindrical mounting portion 53 on the opening side of the elongated holes 51 and 52.

【0021】張力調整手段3は、円筒形のコイルスプリ
ング31およびばね座32から構成されている。このコ
イルスプリング31が、ケース5内の一方の長穴51内
に圧縮状態で収納されていて、コイルスプリング31の
弾性復元力を長穴51の開口側に位置するボス16のピ
ン状凸部19に対して付与させて、テンションプーリ1
を揺動支点軸2回りに一回転方向側へ弾発付勢するよう
になっている。このコイルスプリング31のばね力は、
図1の(a)や(b)に示すように、ベルト80のレイ
アウトなどによって、適宜に設定される。
The tension adjusting means 3 comprises a cylindrical coil spring 31 and a spring seat 32. The coil spring 31 is housed in a compressed state in one elongated hole 51 in the case 5, and the elastic restoring force of the coil spring 31 is applied to the pin-shaped convex portion 19 of the boss 16 located on the opening side of the elongated hole 51. To the tension pulley 1
Is resiliently urged around the swing fulcrum shaft 2 in one rotation direction. The spring force of this coil spring 31 is
As shown in FIGS. 1A and 1B, it is set appropriately according to the layout of the belt 80 and the like.

【0022】油圧ダンパ4は、ケース5の他方の長穴5
2に収納されて二つの液室46,47を形成するプッシ
ュロッド付きのピストン41と、ピストン41に配設さ
れて液室46,47間の作動油の移動を制御するチェッ
クバルブ42と、ピストン41を上方側へ弾発付勢する
円筒形のコイルスプリング43と、液室46,47内の
作動油の漏洩を防止するシールリング44と、ケース5
の他方の長穴52の開口を閉塞する閉蓋リング45とか
ら構成されている。ピストン41のプッシュロッド48
が、長穴52の開口側に位置するボス16のピン18に
対して当接させられていて、ベルト80からテンション
プーリ1に伝わる振動や衝撃を減衰するようになってい
る。
The hydraulic damper 4 is connected to the other slot 5 of the case 5.
A piston 41 having a push rod housed therein and forming two liquid chambers 46 and 47; a check valve 42 disposed on the piston 41 for controlling movement of hydraulic oil between the liquid chambers 46 and 47; A cylindrical coil spring 43 for urging the upper portion 41 upward; a seal ring 44 for preventing leakage of hydraulic oil in the liquid chambers 46 and 47;
And a closing ring 45 for closing the opening of the other long hole 52. Push rod 48 of piston 41
Is abutted against the pin 18 of the boss 16 located on the opening side of the elongated hole 52 so as to attenuate the vibration and impact transmitted from the belt 80 to the tension pulley 1.

【0023】次に、ベルトテンショナAの動作を説明す
る。まず、環境温度が上昇することにより取付対象85
が膨張すると、ベルト80の張力が増大する傾向となる
が、それにより、張力調整手段3のコイルスプリング3
1が収縮しつつ、かつ油圧ダンパ4のチェックバルブ4
2が閉じて、徐々にオイルが液室47から液室46にピ
ストン41とケース5との間のわずかな隙間を通じて移
動しつつ、テンションプーリ1が図3の矢印Y方向に後
退するように回転し、ベルト80の過大張力を低減して
ベルト80の張力とコイルスプリング31のばね力とが
釣り合う位置でテンションプーリ1が停止する。このよ
うにしてベルト80の張力が一定に保たれる。
Next, the operation of the belt tensioner A will be described. First, as the environmental temperature rises,
Expands, the tension of the belt 80 tends to increase.
Check valve 4 of hydraulic damper 4 while 1 is contracting
2 is closed, and while the oil gradually moves from the liquid chamber 47 to the liquid chamber 46 through a small gap between the piston 41 and the case 5, the tension pulley 1 rotates so as to retreat in the arrow Y direction in FIG. Then, the tension pulley 1 stops at a position where the excessive tension of the belt 80 is reduced and the tension of the belt 80 and the spring force of the coil spring 31 are balanced. In this way, the tension of the belt 80 is kept constant.

【0024】一方、環境温度が低下することにより取付
対象85が収縮すると、ベルト80の張力が減少する傾
向となるが、それにより、張力調整手段3のコイルスプ
リング31が伸張しつつ、かつ油圧ダンパ4のチェック
バルブ42の開放によりオイルが液室46から液室47
に移動して、テンションプーリ1が図3の矢印X方向に
前進するように回転し、ベルト80の過小張力を適正張
力に保つようベルト80の張力とコイルスプリング31
のばね力とが釣り合う位置でテンションプーリ1が停止
する。このようにしてベルト80の張力が一定に保たれ
る。
On the other hand, when the mounting object 85 contracts due to a decrease in the environmental temperature, the tension of the belt 80 tends to decrease. As a result, the coil spring 31 of the tension adjusting means 3 is extended and the hydraulic damper is expanded. When the check valve 42 is opened, the oil is moved from the liquid chamber 46 to the liquid chamber 47.
And the tension pulley 1 is rotated so as to advance in the direction of arrow X in FIG. 3, and the tension of the belt 80 and the coil spring 31 are adjusted so that the under tension of the belt 80 is maintained at an appropriate tension.
The tension pulley 1 stops at a position where the spring force is balanced. In this way, the tension of the belt 80 is kept constant.

【0025】ここで、上記いずれの状態においても、ケ
ース5は不動となりテンションプーリ1のみが揺動す
る。そして、ベルト80からテンションプーリ1に対し
て振動・衝撃がかかると、油圧ダンパ4のチェックバル
ブ42により液室46,47での作動油の移動を阻止す
るので、作動油でもって振動・衝撃を減衰して、ベルト
80の瞬間的な張力変動を抑制し、ベルト80の滑りを
防止する。
Here, in any of the above states, the case 5 does not move and only the tension pulley 1 swings. When vibration / impact is applied to the tension pulley 1 from the belt 80, movement of the hydraulic oil in the liquid chambers 46 and 47 is prevented by the check valve 42 of the hydraulic damper 4. Damping suppresses instantaneous fluctuations in the tension of the belt 80 and prevents slippage of the belt 80.

【0026】ここで、本発明の特徴について説明する。
つまり、図6に示すように、上記油圧ダンパ4のピスト
ン41およびケース5の他方の長穴52の各摺動面に、
その表面酸化物が除去された状態で窒化層9が形成され
ている。この窒化層9の形成方法を説明する。
Here, the features of the present invention will be described.
That is, as shown in FIG. 6, the sliding surfaces of the piston 41 of the hydraulic damper 4 and the other long hole 52 of the case 5
The nitride layer 9 is formed with the surface oxide removed. A method for forming the nitride layer 9 will be described.

【0027】すなわち、窒化層9を形成すべき対象品と
して、JIS規格SUS440Cなどのステンレス鋼を
素材として外形が整えられたケース5およびピストン4
1を用意する。この対象品を気密構造のチャンバ内にセ
ットし、真空状態として、ふっ化ガスと、窒化ガスとの
2種を時間的にずらして個別に供給する。ふっ化ガスと
しては、NF3 、BF3 、CF4 、HF、SF6 、F2
の単独もしくは混合物からなる弗素源成分をN2 等の不
活性ガス中に合有させたガスが挙げられるが、例えば3
ふっ化窒素(NF3 ),窒素等の混合気が好適に用いら
れる。なお、効果の点から、NF3 等のふっ素源成分が
0.05%〜20%(重量基準、以下同じ)、好ましく
は3%〜5%の範囲内の濃度に設定される。また、窒化
ガスとしては、例えばNH3 単体からなるガスまたはN
3 と炭素源とからなる混合ガス(例えばRXガス)が
挙げられる。
That is, as a target product on which the nitrided layer 9 is to be formed, the case 5 and the piston 4 whose outer shapes are made of stainless steel such as JIS SUS440C are used.
Prepare 1 The target product is set in a chamber having an airtight structure, and two kinds of a fluorine gas and a nitriding gas are separately supplied in a vacuum with a time lag. NF 3 , BF 3 , CF 4 , HF, SF 6 , F 2
And a mixture of a fluorine source component consisting of a single or a mixture of the above with an inert gas such as N 2.
A mixture of nitrogen fluoride (NF 3 ) and nitrogen is preferably used. Incidentally, from the viewpoint of the effect, 0.05% to 20% of fluorine source components such as NF 3 (by weight, hereinafter the same), it is preferably set in concentration in the range of 3% to 5%. As the nitriding gas, for example, a gas composed of NH 3 alone or N 2
A mixed gas composed of H 3 and a carbon source (for example, an RX gas) may be used.

【0028】ここで、まずチャンバ内にふっ化ガスを供
給し、300℃〜400℃例えば320℃とし、10分
〜120分例えば120分保持する。これにより、対象
品の表面の酸化物等は、除去されて浄化されると同時
に、金属ふっ化膜に置き換えられる。
Here, first, a fluoride gas is supplied into the chamber, and the temperature is set to 300 ° C. to 400 ° C., for example, 320 ° C., and is maintained for 10 minutes to 120 minutes, for example, 120 minutes. Thus, the oxides and the like on the surface of the target product are removed and purified, and at the same time, are replaced with the metal fluoride film.

【0029】次いで、チャンバ内に窒化ガスを供給し、
400℃〜700℃の範囲例えば550℃とし、0.5
時間〜5時間の範囲例えば120分保持する。これによ
り、窒化層9が形成される。このとき、対象品の表面の
金属ふっ化膜が活性化膜となるとともに、窒化処理にお
いて窒素が金属内部に速やかに深く浸透、拡散しやすく
なる。
Next, a nitriding gas is supplied into the chamber,
400 ° C. to 700 ° C., for example, 550 ° C., and 0.5
Hold for a period of time to 5 hours, for example, 120 minutes. Thus, a nitride layer 9 is formed. At this time, the metal fluoride film on the surface of the target product becomes the activation film, and the nitrogen easily penetrates and diffuses deeply into the metal during the nitriding treatment.

【0030】この後、所要時間をかけて油冷または空冷
により冷却する。対象品は、冷却終了まで、窒素ガス中
に保持されているから、表面に酸化物が生成されない。
Thereafter, cooling is performed by oil cooling or air cooling over a required time. Since the target product is kept in the nitrogen gas until cooling is completed, no oxide is generated on the surface.

【0031】このようにして形成した窒化層9は、図7
に示すように、金属母材90(41,52)の表面から
内側に向かって、CrN、Fe2 N、Fe3 N、Fe4
N等の窒化物を含有する超硬質な化合物層91と、それ
に続く内部にN原子の拡散層92とから構成される。な
お、窒化層9の深さは、処理温度及び保持時間を適宜設
定することにより制御できる。
The nitride layer 9 formed as described above has the structure shown in FIG.
As shown in the figure, CrN, Fe 2 N, Fe 3 N, and Fe 4 move inward from the surface of the metal base material 90 (41, 52).
An ultra-hard compound layer 91 containing a nitride such as N is provided, followed by a diffusion layer 92 of N atoms inside. The depth of the nitride layer 9 can be controlled by appropriately setting the processing temperature and the holding time.

【0032】この窒化層9の表面粗さは、それを形成す
る前の対象品の表面粗さ(中心線平均粗さRa=0.7
μm〜1.0μm、十点平均粗さRz=4.0μm〜
7.0μm、最大高さRmax=4.5μm〜7.5μ
m)とほとんど同じに維持される。このように、窒化層
9を形成する過程で熱歪みによる寸法変化の発生を抑制
できる。
The surface roughness of the nitride layer 9 is determined by the surface roughness of the target product before it is formed (center line average roughness Ra = 0.7).
μm to 1.0 μm, ten-point average roughness Rz = 4.0 μm
7.0 μm, maximum height Rmax = 4.5 μm to 7.5 μ
m) is kept almost the same. As described above, it is possible to suppress a dimensional change due to thermal strain during the process of forming the nitride layer 9.

【0033】また、窒化層9の表面側の硬さは、ビッカ
ース硬さ〔Hv〕で800〜1000(試験荷重50g
f)と、従来の硬化処理品と同等あるいはそれ以上にな
る。そして、前述の窒化層9と、従来の硬化処理により
得られる硬化層とについての摩擦係数は、無潤滑状態
で、それぞれ0.24、0.54となり、本実施形態の
ほうが2分の1以下と優れたものになる。この摩擦係数
は、HRIDON式摩耗試験機にて、試験片(表面に窒
化層9を形成したSPCC材)にボール(SUJ2材)
を荷重200gf,速度100mm/秒、距離20mm
で10往復させ、その際の動摩擦係数を測定し、各測定
値の最大値よりを求めている。このように窒化層9が、
緻密かつ平滑に形成されていて、従来の硬化処理による
場合と同等またはそれ以上に硬く形成されているから、
対象品の摺動面での摩擦係数を低くすることができ、ピ
ストン41の摺動動作が円滑になり、耐焼付性、耐摩耗
性などにおいて有利になる。この他、ケース5の他方の
長穴52とピストン41との摺動面の発熱を抑えて油圧
ダンパ4内部の作動油の昇温を抑制できるようにもなる
ので、この作動油内で気泡が発生して圧力抜けが発生す
るといった好ましくない現象の発生を防止できるように
なる。
The hardness on the surface side of the nitrided layer 9 is 800 to 1000 (Vickers hardness [Hv]) (test load 50 g).
f), which is equivalent to or higher than the conventional cured product. The friction coefficients of the above-described nitrided layer 9 and the hardened layer obtained by the conventional hardening process are 0.24 and 0.54, respectively, in a non-lubricated state. And become excellent. This coefficient of friction is determined by using a HRIDON abrasion tester on a test piece (SPCC material having a nitrided layer 9 formed on the surface) and a ball (SUJ2 material).
Load 200gf, speed 100mm / sec, distance 20mm
10 reciprocations, and the dynamic friction coefficient at that time is measured, and the maximum value of the measured values is determined. Thus, the nitride layer 9
Since it is formed densely and smoothly, and is formed as hard as or more than the case by the conventional curing treatment,
The coefficient of friction on the sliding surface of the target product can be reduced, and the sliding operation of the piston 41 becomes smooth, which is advantageous in seizure resistance, wear resistance, and the like. In addition, since the heat generation on the sliding surface between the other long hole 52 of the case 5 and the piston 41 can be suppressed and the temperature rise of the hydraulic oil inside the hydraulic damper 4 can be suppressed, air bubbles are generated in the hydraulic oil. It is possible to prevent the occurrence of undesired phenomena such as occurrence of pressure drop.

【0034】なお、本発明は上述した実施形態のみに限
定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられ
る。
It should be noted that the present invention is not limited to only the above-described embodiment, and various applications and modifications are conceivable.

【0035】(1) 上記実施形態で説明している窒化
層9の代わりに、浸硫窒化層とすることができる。この
浸硫窒化層の形成方法を説明する。まず、JIS規格S
US440Cなどのステンレス鋼を素材として外形が整
えられた対象品の単体を用意する。この対象品を気密構
造のチャンバ内にセットし、真空状態として、所要の反
応ガスを供給する。この反応ガスとしては、浸炭性ガス
と、窒化性ガスと、浸硫性ガスとを混合したもの、つま
りCO2+(NH3+N2)+H2Sを用いる。ここで、チ
ャンバ内を400℃〜700℃の範囲例えば550℃と
し、0.5時間〜5時間の範囲例えば120分保持す
る。この後、所要時間をかけて油冷または空冷により冷
却する。これにより、まず、反応ガスの特にH2Sが対
象品の表面に不可避的に存在している酸化物などの不純
物因子を除去して、金属母材の純粋な表面を露出した状
態で、Nが金属母材内部に速やかに深く浸透、拡散し
て、図8に示すような浸硫窒化層10が形成される。こ
の浸硫窒化層10は、図8に示すように、金属母材90
(41,52)の表面側から内部へ向かう順に、FeS
を主成分とする比較的軟質な浸硫層101、Fe2-3
を主成分とする比較的硬質で緻密な窒化化合物層10
2、金属母材90(41,52)にN原子が拡散されて
なる超硬質な窒化拡散層103を含む階層構造になって
いる。
(1) Instead of the nitride layer 9 described in the above embodiment, a nitrosulphurized layer can be used. A method for forming this oxynitrided layer will be described. First, JIS standard S
A single unit of the target product whose outer shape is made of stainless steel such as US440C is prepared. The target product is set in a chamber having an airtight structure, and a required reaction gas is supplied in a vacuum state. As the reaction gas, a mixture of a carburizing gas, a nitriding gas, and a sulfurizing gas, that is, CO 2 + (NH 3 + N 2 ) + H 2 S is used. Here, the inside of the chamber is maintained at 400 ° C. to 700 ° C., for example, 550 ° C., and is maintained for 0.5 hour to 5 hours, for example, for 120 minutes. Thereafter, cooling is performed by oil cooling or air cooling over a required time. As a result, first, the reaction gas, particularly H 2 S, removes impurity factors such as oxides inevitably present on the surface of the target product, and the N 2 is removed while exposing the pure surface of the metal base material. Quickly and deeply penetrates and diffuses into the metal base material to form the oxynitrided layer 10 as shown in FIG. As shown in FIG. 8, the oxynitrided layer 10
In order from the surface side of (41, 52) to the inside, FeS
Soft sulfur layer 101 containing Fe as the main component, Fe 2-3 N
Hard and dense nitrided compound layer 10 mainly composed of
2. It has a hierarchical structure including an ultra-hard nitrided diffusion layer 103 in which N atoms are diffused into the metal base material 90 (41, 52).

【0036】ここでの浸硫窒化層10の形成過程では、
表面酸化物の除去作用によって処理温度が従来の熱硬化
処理に比べて低くかつ処理時間が従来の硬化処理に比べ
て短くなるので、上記窒化層9を形成する場合と同様、
金属母材の熱歪みの発生が抑制されることになり、この
処理後の表面研磨処理を省略できる。そして、浸硫窒化
層10は、上記窒化層9と同様に、緻密かつ平滑に形成
されていて、従来の硬化処理による場合と同等またはそ
れ以上に硬く形成されているだけでなく、硫黄成分を含
む潤滑性に優れた浸硫層101を有しているから、上記
窒化層9の場合よりもさらに対象品の摺動面での摩擦係
数を低くすることができる。
In the process of forming the oxynitrided layer 10 here,
Since the processing temperature is lower than that of the conventional thermosetting treatment and the processing time is shorter than that of the conventional curing treatment due to the action of removing the surface oxide, similar to the case of forming the nitride layer 9,
The occurrence of thermal distortion of the metal base material is suppressed, and the surface polishing treatment after this treatment can be omitted. And, similarly to the nitrided layer 9, the nitrosulphurized layer 10 is formed densely and smoothly, is formed not only harder than or equal to the case of the conventional hardening treatment, and also has a sulfur component. Since the sulfur layer 101 having excellent lubricity is included, the coefficient of friction on the sliding surface of the target product can be further reduced as compared with the case of the nitride layer 9 described above.

【0037】(2) 上記実施形態では、ピストン41
とケース5(シリンダ)の両方に窒化層または浸硫窒化
層を形成したが、ピストン41とケース5のどちらか一
方だけに形成するようにしてもよい。また、ピストン4
1とケース5の摺動面にだけこれらの層を形成してもよ
いし、ピストン41とケース5の表面全体に形成するよ
うにしてもよい。後者の場合、形成された窒化層または
浸硫窒化層により、ピストン41とケース5自体の強度
を向上できる。
(2) In the above embodiment, the piston 41
Although the nitriding layer or the oxynitriding layer is formed on both the case 5 and the cylinder 5, it may be formed on only one of the piston 41 and the case 5. Also, piston 4
These layers may be formed only on the sliding surface of the case 1 and the case 5, or may be formed on the entire surface of the piston 41 and the case 5. In the latter case, the strength of the piston 41 and the case 5 itself can be improved by the formed nitrided layer or oxynitrided layer.

【0038】(3) 上記実施形態のベルトテンショナ
Aは、テンションプーリ1を玉軸受と一体にした構成で
あるが、テンションプーリ1を転がり軸受と別体にした
構成のものにも本発明を適用できる。
(3) The belt tensioner A of the above embodiment has a configuration in which the tension pulley 1 is integrated with a ball bearing, but the present invention is also applied to a configuration in which the tension pulley 1 is separated from a rolling bearing. it can.

【0039】(4) 上記実施形態のベルトテンショナ
Aは、張力調整手段3と油圧ダンパ4とを単一のケース
5に収納した構成であるが、これらを別々とした構成の
ものにも本発明を適用できる。
(4) The belt tensioner A of the above embodiment has a configuration in which the tension adjusting means 3 and the hydraulic damper 4 are housed in a single case 5, but the present invention is also applicable to a configuration in which these are separately provided. Can be applied.

【0040】(5) 上記実施形態のベルトテンショナ
Aは、張力調整手段3に円筒形のコイルバネを用いた構
成であるが、これを皿バネなどの弾発付勢部材で代用し
た構成のものにも本発明を適用できる。
(5) The belt tensioner A of the above-described embodiment has a configuration in which a cylindrical coil spring is used for the tension adjusting means 3, but this is replaced with an elastic biasing member such as a disc spring. The present invention can also be applied.

【0041】[0041]

【発明の効果】請求項1ないし3の発明のベルトテンシ
ョナでは、シリンダケースやピストンの摺動面に表面酸
化物を除去した状態で窒化層あるいは浸硫窒化層を形成
することで、その形成過程における母材の熱歪みを抑え
つつ、緻密かつ平滑で硬質な表面性状に改質している。
According to the belt tensioner of the present invention, the nitriding layer or the oxynitriding layer is formed on the sliding surface of the cylinder case or the piston with the surface oxide removed. The surface is modified into a dense, smooth, and hard surface while suppressing the thermal distortion of the base material.

【0042】したがって、シリンダケースやピストンの
摺動面の摩擦係数が従来の硬化処理と同様あるいはそれ
以上に低くなるので、ピストンの摺動動作が円滑にな
り、耐焼付性、耐摩耗性などにおいて有利になる。ま
た、シリンダケースとピストンとの摺動面の発熱を抑え
て油圧ダンパ内部の作動油の昇温を抑制できるようにも
なるので、この作動油内で気泡が発生して圧力抜けが発
生するといった現象の発生を防止できるようになり、信
頼性の向上に貢献できるようになる。
Therefore, the coefficient of friction of the sliding surface of the cylinder case and the piston becomes lower than or equal to that of the conventional hardening treatment, so that the sliding operation of the piston becomes smooth and the seizure resistance, abrasion resistance and the like are improved. It will be advantageous. Further, since the heat generated on the sliding surface between the cylinder case and the piston can be suppressed to suppress the temperature rise of the hydraulic oil inside the hydraulic damper, bubbles are generated in the hydraulic oil to cause pressure loss. The occurrence of the phenomenon can be prevented, and the reliability can be improved.

【0043】さらに、窒化層および浸硫窒化層の形成後
には従来必要であった研磨などの後処理を省略できるの
で、製造コストを低減できるようになる。
Further, after the formation of the nitrided layer and the sulfur-nitrided layer, the post-treatment such as polishing conventionally required can be omitted, so that the manufacturing cost can be reduced.

【0044】このように、本発明では、安価でありなが
ら機能性、信頼性の高い優れた油圧ダンパを備えるベル
トテンショナを提供できるようになる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a belt tensioner equipped with an excellent hydraulic damper which is inexpensive but has high functionality and reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態のベルトテンショナの使用
状態を模式的に示す図
FIG. 1 is a diagram schematically showing a use state of a belt tensioner according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のベルトテンショナを背面から見た状態の
斜視図
FIG. 2 is a perspective view of the belt tensioner of FIG. 1 as viewed from the back.

【図3】図1のベルトテンショナを背面から見た状態の
一部断面の平面図
FIG. 3 is a plan view of a partial cross section of the belt tensioner of FIG. 1 when viewed from the back.

【図4】図3の(4)−(4)線断面の矢視図4 is a sectional view taken along line (4)-(4) of FIG.

【図5】図3の(5)−(5)線断面の矢視図FIG. 5 is a sectional view taken along line (5)-(5) of FIG.

【図6】図3の要部拡大図FIG. 6 is an enlarged view of a main part of FIG. 3;

【図7】図6の窒化層の断面模式図FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the nitride layer of FIG.

【図8】本発明の他の実施形態で、浸硫窒化層の断面写
真およびその断面模式図
FIG. 8 is a cross-sectional photograph and a schematic cross-sectional view of a oxynitrided layer according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A ベルトテンショナ 1 テンションプーリ 16 テンションプーリのボス 17 ボスの貫通孔 18 ボスのピン 19 ボスのピン状凸部 2 揺動支点軸 3 張力調整手段 31 張力調整手段のコイルスプリング 4 油圧ダンパ 41 ピストン 42 チェックバルブ 46,47 液室 5 ケース 51 ケースの一方長穴(張力調整手段のケース) 52 ケースの他方長穴(油圧ダンパのシリンダケー
ス) 80 ベルト 85 取付対象 9 窒化層
Reference Signs List A belt tensioner 1 tension pulley 16 boss of tension pulley 17 boss through-hole 18 boss pin 19 boss pin-shaped protrusion 2 swing fulcrum shaft 3 tension adjusting means 31 coil spring of tension adjusting means 4 hydraulic damper 41 piston 42 check Valve 46, 47 Liquid chamber 5 Case 51 One long hole of case (case of tension adjusting means) 52 The other long hole of case (cylinder case of hydraulic damper) 80 Belt 85 Attachment object 9 Nitride layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転自在なテンションプーリをその回転
中心から偏心した位置を支点として揺動可能とする構成
のベルトテンショナであって、 ベルトの張力を一定に保つようにテンションプーリを揺
動動作させる張力調整手段と、ベルトから伝わる振動や
衝撃を減衰する油圧ダンパとを備え、 前記油圧ダンパが、シリンダケースと、ピストンとを備
え、このシリンダケースおよびピストンの少なくとも一
方の摺動面に、その表面酸化物が除去された状態で窒化
層または浸硫窒化層が形成されている、ことを特徴とす
るベルトテンショナ。
1. A belt tensioner having a structure in which a rotatable tension pulley can swing about a position eccentric from its rotation center as a fulcrum, wherein the tension pulley swings to maintain a constant belt tension. Tension adjusting means, and a hydraulic damper for attenuating vibration and impact transmitted from the belt, wherein the hydraulic damper includes a cylinder case and a piston, and at least one of the sliding surfaces of the cylinder case and the piston has a surface thereof. A belt tensioner, wherein a nitrided layer or a sulfided nitrided layer is formed in a state where an oxide is removed.
【請求項2】 請求項1に記載のベルトテンショナにお
いて、前記窒化層は、摺動面の表面側に形成される窒化
物を含有する硬質な窒化化合物層と、さらにそれよりも
下方に窒素が拡散されてなる拡散層とを含む、ことを特
徴とするベルトテンショナ。
2. The belt tensioner according to claim 1, wherein the nitride layer includes a hard nitride compound layer containing a nitride formed on the surface side of a sliding surface, and a nitrogen layer below the hard nitride compound layer. A belt tensioner comprising: a diffusion layer formed by diffusion.
【請求項3】 請求項1に記載のベルトテンショナにお
いて、前記浸硫窒化層は、摺動面の表面側に形成される
硫黄を含む浸硫層と、その下方に形成される窒化化合物
層と、さらにそれよりも下方に窒素が拡散されてなる拡
散層とを含む、ことを特徴とするベルトテンショナ。
3. The belt tensioner according to claim 1, wherein the sulfur-nitrided layer includes a sulfur-containing sulfur layer formed on the surface side of the sliding surface and a nitride compound layer formed below the sulfur-containing layer. And a diffusion layer in which nitrogen is diffused further below the belt tensioner.
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