JP2000266141A - Chain tensioner - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、二輪車、四輪車及
び船外機等の4サイクルエンジンに用いられるチェーン
テンショナに関し、更に詳しくは、カムチェーンとの摺
動面に溶射皮膜を形成して耐摩耗性を向上させたチェー
ンテンショナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chain tensioner used for a four-cycle engine such as a motorcycle, a four-wheeled vehicle, and an outboard motor, and more particularly, to a sprayed film formed on a sliding surface with a cam chain. The present invention relates to a chain tensioner having improved wear resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、四輪車等の4サイクルエンジン1
00において、図8に示すように、カムシャフトを駆動
させるためにカムチェーン101を使用しているものが
ある。このカムチェーン101に多少のたるみがある
と、エンジン100が作動する際に、前後に振動が発生
する。このため、稼動するカムチェーン101に、図9
に示す摺動面102を押し当てて一定の張力を与えるこ
とにより、カムチェーン101のバタツキを抑制するレ
バー形状のチェーンテンショナ103が配設されてい
る。このチェーンテンショナ103の摺動面102は、
カムチェーン101の摺動によって摩耗し、凹み102
aが形成される。したがって、上記チェーンテンショナ
103の摺動面102に、ポリアミド46(ナイロン4
6ともいう)等の樹脂を配設したり、チェーンテンショ
ナ103自体の材質を樹脂にしている。これらの樹脂を
採用したチェーンテンショナ103は、ゴム焼付式のチ
ェーンテンショナに比較すると、摩耗、騒音、熱硬化に
よる材質低下の点において改善されている。しかし、特
に、チェーンテンショナ103の摺動面102における
面圧が高いシングルチェーンを使用する場合等は、耐摩
耗性を向上させて、更にチェーンテンショナ103の耐
久性を向上させることが望まれている。2. Description of the Related Art Conventionally, a four-cycle engine 1 for a four-wheeled vehicle or the like.
At 00, as shown in FIG. 8, there is a case where a cam chain 101 is used to drive a cam shaft. If the cam chain 101 has some slack, vibration occurs before and after the engine 100 operates. For this reason, the operating cam chain 101 is provided in FIG.
A lever-shaped chain tensioner 103 for suppressing the flapping of the cam chain 101 by pressing the sliding surface 102 shown in FIG. The sliding surface 102 of the chain tensioner 103 is
The cam chain 101 is worn by sliding, and the dent 102
a is formed. Therefore, the sliding surface 102 of the chain tensioner 103 is provided with polyamide 46 (nylon 4
6) and the material of the chain tensioner 103 itself is resin. The chain tensioner 103 using these resins is improved in terms of wear, noise, and material deterioration due to heat curing, as compared with a rubber baking type chain tensioner. However, particularly when a single chain having a high surface pressure on the sliding surface 102 of the chain tensioner 103 is used, it is desired to improve the wear resistance and further improve the durability of the chain tensioner 103. .
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決するため、簡易且つ安価なコストで実施可能で、耐
摩耗性を向上させたチェーンテンショナを提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a chain tensioner which can be implemented simply and at low cost and has improved wear resistance in order to solve the above-mentioned problems.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、回転可能に支持された複数の軸にチェー
ンを張設し、これらの軸を回転させてチェーンを稼動さ
せ、該チェーンに、その摺動面を押し付けることによっ
て張力を付与するチェーンテンショナにおいて、該チェ
ーンテンショナの上記摺動面に溶射皮膜を形成してい
る。この溶射皮膜を形成する手段としては、プラズマ溶
射のみならず、アーク溶射、ガス溶射、フレーム溶射等
の種々の溶射を用いることができる。また、これらの溶
射をする前に、サンドブラスト加工等の前処理を施すこ
とが好ましい。In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a chain is stretched around a plurality of rotatably supported shafts, and these chains are rotated to operate the chain. In a chain tensioner for applying tension to a chain by pressing the sliding surface thereof, a thermal spray coating is formed on the sliding surface of the chain tensioner. As a means for forming the thermal spray coating, not only plasma thermal spraying but also various thermal spraying such as arc thermal spraying, gas thermal spraying and flame thermal spraying can be used. In addition, it is preferable to perform a pretreatment such as sandblasting before performing these thermal spraying.
【0005】上記溶射皮膜は、その基材よりも硬度が高
いため、チェーンが摺動する場合の上記摺動面の初期摩
耗量を低下させるとともに、チェーン表面も同時に研磨
されて表面粗さや摩擦抵抗を低下させることにより、チ
ェーンテンショナの寿命を向上させることができる。な
お、溶射皮膜はアンカー効果によって基材に密着するた
め、あまり密着強度は高くなく、例えばメッキ皮膜に比
較すると密着強度が低い。このため、溶射皮膜は、チェ
ーンの摺動による初期摩耗を防止したのち、粉状に剥離
して、オイル交換によって車両の外部に排出される。通
常は、車両走行距離に換算して500〜1000km程
度で剥離し、1回目のオイル交換によって車外に排出さ
れる。また、本発明の一態様では、上記溶射皮膜の材質
を、セラミックス材又は鉄とすることができる。上記セ
ラミックス材としては、溶射皮膜を形成する基材がナイ
ロン46等の樹脂の場合、アルミナやジルコニア等が好
ましい。[0005] Since the thermal spray coating has a higher hardness than the base material, the initial wear amount of the sliding surface when the chain slides is reduced, and the chain surface is also polished at the same time, so that the surface roughness and the frictional resistance are reduced. , The life of the chain tensioner can be improved. Since the thermal spray coating adheres to the substrate by the anchor effect, the adhesive strength is not so high. For example, the adhesive strength is low as compared with the plating film. Therefore, the thermal spray coating is prevented from initial wear due to sliding of the chain, and then peels off in powder form, and is discharged to the outside of the vehicle by oil exchange. Usually, it is separated at about 500 to 1000 km in terms of the vehicle traveling distance, and is discharged outside the vehicle by the first oil change. In one embodiment of the present invention, the material of the thermal spray coating can be a ceramic material or iron. When the substrate on which the thermal spray coating is formed is a resin such as nylon 46, the ceramic material is preferably alumina or zirconia.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 [エンジンにおけるチェーンテンショナの配置]図1
は、本発明に係るチェーンテンショナ1を配設したエン
ジン2の側面図である。図の下部には、図外のクランク
シャフトに連結したクランクタイミングスプロケット3
が回動可能に配設されており、図の上部には、2つのタ
イミングスプロケット4,4が配設されている。これら
3つのタイミングスプロケット3,4,4は、それらの
外周に歯部3a,4aが形成されており、該歯部3a,
4aに無端状のカムチェーン5が噛み合っている。この
カムチェーン5の側方には、側面視略弓状に湾曲したチ
ェーンテンショナ1が配設されており、該チェーンテン
ショナ1がカムチェーン5の側面を側方から押圧するこ
とによって、該カムチェーン5の弛みを吸収して張力を
保持させることにより、振動(波打ち、又はバタツキと
もいう)を防止し、カムチェーン5を円滑に回転させて
いる。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. [Arrangement of chain tensioner in engine] Fig. 1
1 is a side view of an engine 2 provided with a chain tensioner 1 according to the present invention. At the bottom of the figure, a crank timing sprocket 3 connected to a crankshaft (not shown)
Are arranged rotatably, and two timing sprockets 4, 4 are arranged in the upper part of the figure. These three timing sprockets 3, 4, and 4 have teeth 3a, 4a formed on the outer periphery thereof.
An endless cam chain 5 meshes with 4a. On the side of the cam chain 5, a chain tensioner 1 that is curved in a substantially arcuate shape when viewed from the side is disposed, and the chain tensioner 1 presses the side surface of the cam chain 5 from the side, whereby By absorbing the slack of 5 and maintaining the tension, vibration (also called waving or flapping) is prevented, and the cam chain 5 is smoothly rotated.
【0007】[チェーンテンショナの構造]上記チェー
ンテンショナ1は、図2に示すように、カムチェーン側
に配設された断面略コ字状のシュー部10と、該シュー
部10を固定している、断面略T字状のアルミニウム材
等からなるベース部11とから構成されており、上記シ
ュー部10は、ベース部11に機械的にはめ込まれて組
み付けられている。 [溶射皮膜の構成]このシュー部10は、ポリアミド4
6(ナイロン46)等の合成樹脂から形成されており、
図3に示すように、カムチェーン5との摺動面12に溶
射皮膜13が形成されている。該溶射皮膜13は、アル
ミナ(Al2O3)又はジルコニア(ZrO2)等のセラ
ミックス材から成り、膜厚は50〜100μm、皮膜の
硬度は、Hv400〜1000が好ましい。上記溶射皮
膜13は、基材14である樹脂等に対してアンカー効果
によって密着するため、メッキ皮膜などに比較すると基
材14への密着強度が低く、摺動面12がカムチェーン
5によって摺動すると粉状に破壊される。この破壊され
た粉状の溶射皮膜13は、エンジンオイルによって、エ
ンジン2の外部に排出される。[Structure of Chain Tensioner] In the chain tensioner 1, as shown in FIG. 2, a shoe portion 10 provided on the cam chain side and having a substantially U-shaped cross section is fixed. And a base portion 11 made of an aluminum material or the like having a substantially T-shaped cross section. The shoe portion 10 is mechanically fitted into the base portion 11 and assembled. [Structure of Thermal Sprayed Film] The shoe portion 10 is made of polyamide 4
6 (nylon 46) and the like.
As shown in FIG. 3, a thermal spray coating 13 is formed on a sliding surface 12 with the cam chain 5. The thermal spray coating 13 is made of a ceramic material such as alumina (Al 2 O 3 ) or zirconia (ZrO 2 ), and preferably has a thickness of 50 to 100 μm and a hardness of 400 to 1000 Hv. Since the thermal spray coating 13 adheres to the resin or the like as the base material 14 by an anchor effect, the adhesion strength to the base material 14 is lower than that of the plating film or the like, and the sliding surface 12 slides with the cam chain 5. Then it is broken down into a powder. The broken powdery thermal spray coating 13 is discharged to the outside of the engine 2 by the engine oil.
【0008】[溶射皮膜の形成]以下に、チェーンテン
ショナ1の摺動面12に溶射皮膜13を形成する工程に
ついて説明する。前処理工程 まず、図4に示すように、溶射の前処理として、チェー
ンテンショナ1の摺動面12にサンドブラスト加工を施
して摺動面12の表面粗さを荒くすることによって、皮
膜13の付着を良好にする。このサンドブラスト加工と
は、微細な砥粒15を圧縮空気と共にブラストノズル1
6から高速で噴出させ、この砥粒15を摺動面12に当
てることによって、摺動面12の表面粗さを荒くする方
法であり、これによって得られる摺動面12の表面粗度
はRa5〜9が好ましい。[Formation of Thermal Sprayed Film] The process of forming the thermal sprayed film 13 on the sliding surface 12 of the chain tensioner 1 will be described below. Pretreatment Step First, as shown in FIG. 4, as a pretreatment for thermal spraying, the sliding surface 12 of the chain tensioner 1 is subjected to sandblasting to roughen the surface roughness of the sliding surface 12 so that the film 13 adheres. To be good. This sand blasting means that the fine abrasive grains 15 are compressed together with compressed air into the blast nozzle 1.
6 is applied at a high speed and the abrasive 15 is applied to the sliding surface 12 to make the surface roughness of the sliding surface 12 rough. The surface roughness of the sliding surface 12 obtained by this method is Ra5. To 9 are preferred.
【0009】溶射工程 次に、図5に示すような溶射機を用いて、チェーンテン
ショナ1の摺動面12に粉末状の溶射材料21を吹き付
け、これによって摺動面12に溶射皮膜13を形成す
る。この図5は、プラズマ溶射機22の内部構造を示す
概略図であり、外側23は正極に接続され、内側24は
負極に接続されている。これら正極と負極との間に低電
圧大電流を印加してアークを発生させ、このアークに上
記正極と負極との間からアルゴンガスや水素ガス等のプ
ラズマガス25を導入するとプラズマとなる。プラズマ
ジェット26は、10000k〜20000kの高温で
あり、このプラズマジェット26に、溶射材料21とし
て例えばセラミックス粉末を入れて溶滴として、図6に
示すように、高速で摺動面12に吹き付けることによっ
て溶射皮膜13を形成する。なお、プラズマ溶射の他に
も、アーク溶射、ガス溶射、フレーム溶射等の種々の溶
射を採用することも可能である。上記溶射材料21とし
ては、上述したように、粒径が150μm以下のアルミ
ナ(Al2O3)又はジルコニア(ZrO2)等のセラミ
ックス材のみならず、鉄(Fe)の粉末を用いることが
できる。なお、溶射を施す基材14としては、ナイロン
46以外にもナイロン66等を用いることができる。 Thermal spraying process Next, using a thermal spraying machine as shown in FIG. 5, a powdery thermal spray material 21 is sprayed on the sliding surface 12 of the chain tensioner 1, thereby forming a thermal spray coating 13 on the sliding surface 12. I do. FIG. 5 is a schematic view showing the internal structure of the plasma spraying machine 22, in which the outside 23 is connected to the positive electrode and the inside 24 is connected to the negative electrode. An arc is generated by applying a low voltage and a large current between the positive electrode and the negative electrode, and plasma is generated when a plasma gas 25 such as an argon gas or a hydrogen gas is introduced into the arc from between the positive electrode and the negative electrode. The plasma jet 26 is at a high temperature of 10,000 k to 20,000 k. By spraying the plasma jet 26 with, for example, a ceramic powder as the thermal spray material 21 as a droplet, and spraying the droplet onto the sliding surface 12 at a high speed as shown in FIG. The thermal spray coating 13 is formed. Various thermal sprays such as arc thermal spray, gas thermal spray, and flame thermal spray can be employed in addition to plasma thermal spray. As the thermal spray material 21, as described above, not only ceramic materials such as alumina (Al 2 O 3 ) or zirconia (ZrO 2 ) having a particle size of 150 μm or less, but also iron (Fe) powder can be used. . In addition, as the substrate 14 on which thermal spraying is performed, nylon 66 or the like can be used in addition to nylon 46.
【0010】次に、上記構成を有するチェーンテンショ
ナ1による作用について説明する。図1に示すように、
無端状のカムチェーン5をタイミングスプロケット3,
4,4に巻き付け、これらのタイミングスプロケット
3,4,4を回転させるとカムチェーン5も回転する。
該カムチェーン5の外側面にチェーンテンショナ1の摺
動面12を押し付けて、カムチェーン5に張力を加える
と、チェーンテンショナ1の摺動面12上をカムチェー
ン5が摺動しながら移動する。この摺動面12には、上
述したように、基材14である合成樹脂の表面に、硬度
が高い溶射皮膜13が形成されているため、該溶射皮膜
13が摺動面12の初期摩耗を抑制すると共に、該摺動
面12上を摺動するカムチェーン5の表面を研磨し、こ
れによって、チェーンテンショナ1の耐久性が向上す
る。この初期摩耗による寿命の減少は、通常、チェーン
テンショナ1における全寿命の1/3〜1/4に相当す
るまた、上記基材14に対して溶射皮膜13がアンカー
効果によって密着しているため、この密着性は永久的な
ものではなく、チェーンテンショナ1の初期摩耗を防止
したのち、粉末状になって基材14から剥離し、エンジ
ンオイルとともに機外に排出される。通常は、車両の走
行距離に換算して、500〜1000km程度で剥離す
る場合が多く、1回目のオイル交換において排出され
る。Next, the operation of the chain tensioner 1 having the above configuration will be described. As shown in FIG.
Connect the endless cam chain 5 to the timing sprocket 3,
When the timing sprockets 3, 4 and 4 are wound around the cam chain 5, the cam chain 5 also rotates.
When the sliding surface 12 of the chain tensioner 1 is pressed against the outer surface of the cam chain 5 and tension is applied to the cam chain 5, the cam chain 5 moves while sliding on the sliding surface 12 of the chain tensioner 1. As described above, since the thermal spray coating 13 having high hardness is formed on the surface of the synthetic resin as the base material 14 on the sliding surface 12, the thermal spray coating 13 reduces initial wear of the sliding surface 12. At the same time, the surface of the cam chain 5 that slides on the sliding surface 12 is polished, thereby improving the durability of the chain tensioner 1. The decrease in life due to the initial wear usually corresponds to 1/3 to 1/4 of the total life of the chain tensioner 1. Further, since the thermal spray coating 13 is in close contact with the base material 14 by the anchor effect, This adhesiveness is not permanent, and after preventing the initial wear of the chain tensioner 1, it is separated into a powder form from the base material 14 and discharged out of the machine together with the engine oil. Usually, in many cases, peeling occurs at a distance of about 500 to 1000 km in terms of the traveling distance of the vehicle, and is discharged at the first oil change.
【0011】[0011]
【実施例】その摺動面12に上記溶射皮膜13を形成し
たチェーンテンショナ(実施例)と、溶射皮膜13を形
成していないチェーンテンショナ(比較例)とを用い
て、これらのチェーンテンショナ1の摺動面12にカム
チェーン5を摺動させて、摺動面12における摩耗量を
測定した結果を図7に示す。この図において、試験時間
が約100時間までの摩耗量を初期摩耗量とすると、実
施例における初期摩耗量は、比較例の約1/3に減少し
たことが判る。また、試験時間が約100時間以上の定
常摩耗においては、実施例の方が比較例に比べて、その
摩耗の進行度合も緩和され、チェーンテンショナ1の寿
命が延長したことが判明した。EXAMPLE A chain tensioner having the thermal spray coating 13 formed on its sliding surface 12 (Example) and a chain tensioner having no thermal spray coating 13 (Comparative Example) are used to form the chain tensioner 1. FIG. 7 shows the result of measuring the amount of wear on the sliding surface 12 by sliding the cam chain 5 on the sliding surface 12. In this figure, assuming that the amount of wear up to the test time of about 100 hours is the initial wear amount, it can be seen that the initial wear amount in the example was reduced to about 1/3 of the comparative example. Further, it was found that in the case of steady wear in which the test time was about 100 hours or more, the progress of the wear was reduced in the example as compared with the comparative example, and the life of the chain tensioner 1 was extended.
【0012】[0012]
【発明の効果】本発明によれば、チェーンテンショナの
初期摩耗量を低減することができる。また、チェーンテ
ンショナの摺動面にカムチェーンが摺動することによっ
て、カムチェーン表面が研磨されるため、初期摩耗後の
定常摩耗量も低減し、チェーンテンショナの寿命を延長
することができる。さらに、カムチェーンとの摺動によ
って剥離した溶射皮膜はすみやかにエンジンの外部に排
出されるため、他のエンジン部品に悪影響を与えること
がない。According to the present invention, the initial wear amount of the chain tensioner can be reduced. In addition, since the cam chain slides on the sliding surface of the chain tensioner to polish the cam chain surface, the amount of steady wear after initial wear is reduced, and the life of the chain tensioner can be extended. Further, since the sprayed coating peeled off by sliding with the cam chain is immediately discharged to the outside of the engine, it does not adversely affect other engine parts.
【図1】本発明に係るチェーンテンショナを配設したエ
ンジンの側面図である。FIG. 1 is a side view of an engine provided with a chain tensioner according to the present invention.
【図2】本発明に係るチェーンテンショナを示す斜視図
である。FIG. 2 is a perspective view showing a chain tensioner according to the present invention.
【図3】図2におけるシュー部の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a shoe part in FIG. 2;
【図4】図2におけるシュー部にサンドブラスト処理を
施している状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a sand blasting process is performed on the shoe portion in FIG. 2;
【図5】プラズマ溶射機の内部を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing the inside of a plasma spraying machine.
【図6】チェーンテンショナの摺動面に溶射を施してい
る状態を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing a state in which the sliding surface of the chain tensioner is being sprayed.
【図7】実施例における摩耗試験の結果を示すグラフで
ある。FIG. 7 is a graph showing the results of a wear test in Examples.
【図8】従来のチェーンテンショナが配設されたエンジ
ンの一部を切り欠いた側面図である。FIG. 8 is a side view in which a part of an engine provided with a conventional chain tensioner is cut away.
【図9】従来のチェーンテンショナを示す斜視図であ
る。FIG. 9 is a perspective view showing a conventional chain tensioner.
1 チェーンテンショナ 2 エンジン 3 クランクタイミングスプロケット 4 タイミングスプロケット 5 カムチェーン 10 シュー部 11 ベース部 12 摺動面 13 溶射皮膜 14 基材 15 砥粒 21 溶射材料 22 プラズマ溶射機 23 外側 24 内側 25 プラズマガス 26 プラズマジェット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chain tensioner 2 Engine 3 Crank timing sprocket 4 Timing sprocket 5 Cam chain 10 Shoe part 11 Base part 12 Sliding surface 13 Thermal spray coating 14 Substrate 15 Abrasive grain 21 Thermal spray material 22 Plasma sprayer 23 Outside 24 Inside 25 Plasma gas 26 Plasma jet
Claims (2)
ンを張設し、これらの軸を回転させてチェーンを稼動さ
せ、該チェーンに、その摺動面を押し付けることによっ
て張力を付与するチェーンテンショナにおいて、該チェ
ーンテンショナの上記摺動面に溶射皮膜を形成したこと
を特徴とするチェーンテンショナ。1. A chain in which a chain is stretched around a plurality of shafts rotatably supported, the shafts are rotated to operate the chain, and tension is applied to the chain by pressing its sliding surface against the chain. A tensioner, wherein a thermal spray coating is formed on the sliding surface of the chain tensioner.
又は鉄であることを特徴とする請求項1に記載のチェー
ンテンショナ。2. The chain tensioner according to claim 1, wherein the material of the thermal spray coating is a ceramic material or iron.
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JP11069409A JP2000266141A (en) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | Chain tensioner |
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- 1999-03-16 JP JP11069409A patent/JP2000266141A/en active Pending
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