JP3929680B2

JP3929680B2 - チェーンテンショナ

Info

Publication number: JP3929680B2
Application number: JP2000191603A
Authority: JP
Inventors: 山本　　憲; 栄二前野
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP2002005251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チェーンの張力、例えばカム軸を駆動するチェーンの張力を一定に保つチェーンテンショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
チェーン伝動装置、例えば自動車エンジンにおいてクランクシャフトの回転をカム軸に伝達するチェーン伝動装置においては、一般にチェーンの弛み側にチェーンテンショナを配置してチェーンの張力を一定に保つようにしている。
【０００３】
上記チェーンテンショナとして、ハウジング内に、スプリングとプランジャとを組込み、スプリングの弾圧力によってプランジャに外方向への突出性を付与したものが従来から知られている。この種のチェーンテンショナでは、スプリングに弾圧されたプランジャでチェーンを押圧して緊張状態にする一方で、チェーンからプランジャに付与される押し込み力をプランジャの背部に形成された油圧ダンパ室内の油圧によって緩衝することにより、チェーンの張力が一定に保持される。
【０００４】
このチェーンテンショナにおいては、エンジン停止時のカムの停止姿勢によってチェーンが緊張状態に保持されると、プランジャがチェーンにより押し込まれて大きく後退する場合がある。この時、エンジンが再始動されると、チェーンに急激な弛みが生じ、プランジャが外方向に大きく移動することになる。この場合、油圧ダンパ室に油圧を供給する油圧ポンプは始動直後であって吐出量が少ないため、油圧ダンパ室に十分に油を供給することができず、油圧ダンパ室に空気が進入してダンピング特性が低下し、異音を発生する場合がある。
【０００５】
この種の問題点を解決するため、プランジャの戻り運動を制限できるようにしたチェーンテンショナが特公平３−１０８１９号公報、特表平９−５１２８８４号公報等において提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の発明では、何れもケーシング内周面に係止溝を設け、この係止溝に係合させたストッパリングを緩衝ピストンの外周面に係合させることにより緩衝ピストンの戻り運動を規制している。
【０００７】
ところで、この種のチェーンテンショナにおいては、エンジン運転中、プランジャの前後動に伴ってストッパリングが係止溝の表面を前後に摺動する。この時のスライド抵抗が大きいと、プランジャのスムーズな前後動が阻害されてチェーンテンショナの作動の応答性、安定性、確実性が低下し、さらにはストッパリングの耐久性にも悪影響を及ぼす。
【０００８】
そこで、本発明は、プランジャの前後動に際し、ストッパリングとの間に生じるスライド抵抗の軽減対策を講じ、応答性、安定性、および耐久性に優れたチェーンテンショナの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本発明では、有底筒状のハウジングと、ハウジング内周にスライド自在に組込まれたプランジャと、プランジャに外方向への突出性を付与するリターンスプリングと、ハウジング内周とプランジャ外周との間に配置されたレジスタリングと、レジスタリングとそれぞれ係合可能の係合溝および第一ストッパとを具備し、係合溝に嵌合したレジスタリングが第一ストッパと係合することにより、プランジャの後退を規制するチェーンテンショナにおいて、係合溝をプランジャの外周に形成し、かつプランジャ外周のうち、レジスタリングが摺動する摺動面の面粗さＲ_ｍａｘが６．３μｍ以下にし、ハウジング内周に形成した第一ストッパよりも前方側に、レジスタリングと係合可能の第二ストッパを設け、プランジャの外周でかつ最前列の係合溝よりも前方に、レジスタリングを介して第二ストッパと係合するセット壁を形成した。
【００１０】
レジスタリングが摺動する摺動面の面粗さＲ_maxを６．３μｍ以下、より望ましくは３．２μｍ以下とすることにより、プランジャの前後動に伴ってレジスタリングが摺動面を摺動する際のスライド抵抗が十分に小さくなり、プランジャのスムーズな前後動が確保されて、チェーンテンショナの応答性，安定性が向上する。摩耗率は表面粗さに正比例して増加することが知られており、表面粗さの程度によっては、摩耗によるレジスタリングの損傷が懸念されるところであるが、摺動面が上記の面粗さであれば、摩擦力が十分に小さくなるため、レジスタリングの摩耗を抑制してその損傷を長期間防止することができる。なお、係合溝はプランジャの外周に形成されるため、係合溝の加工を研磨ではなく、素材を除去せずに塑性変形させる、いわゆる塑性加工（転造加工等）で仕上げることが可能である。
【００１１】
摺動面および係合溝を含むプランジャ外周面は、転造で成形された面とすることができる。転造であれば、研磨では実現の難しいＲ_max＝３．２以下の面粗さも低コストに得ることができ、研磨よりも精密な面粗さが保証される。
【００１２】
係合溝に摺動面を含ませることにより、係合溝および摺動面間でのレジスタリングの運動がスムーズに行われるようになる。この場合、係合溝を、その後方側に摺動面となるテーパ面を有するものとすれば、テーパ面に案内されたレジスタリングがスムーズに拡径・縮径可能となるため、プランジャの前進・後退運動がスムーズに行われ、チェーンテンショナの応答性、作動安定性が高まる。
【００１３】
係合溝のテーパ面の後方に円筒面を設けることにより、この円筒面がハウジング内周面に嵌合するので、プランジャが前後動する際の振れを抑制することができる。
【００１５】
ハウジング底部とプランジャとの間の空間に作動流体を供給すると共に、その逆流を防止するチェックバルブを具備させることにより、当該空間に作動流体を保持したダンパ室が形成され、チェーンの緊張・弛みにより前後動するプランジャの緩衝が図られる。
【００１６】
ハウジング内周の第一ストッパよりも前方側に、レジスタリングと係合可能の第二ストッパを設け、これをレジスタリングと係合させることで、リターンスプリングのバネ力によるプランジャの飛び出しを防止することができる。この第二ストッパを別部材ではなく、ハウジングと一体に形成することにより、部品点数の削減を図ることが可能となる。
【００１７】
プランジャの外周でかつ最前列の係合溝よりも前方に、レジスタリングを介して第二ストッパと係合するセット壁を形成することにより、プランジャをハウジングの奥深くに収容した状態（初期セット状態）を安定して保持することができ、輸送時の取扱い性等が向上する。この初期セット状態は、レジスタリングの内径がセット壁外径よりも大きくなるようレジスタリングを拡径させることにより、簡単に解除することができる。
【００１８】
プランジャの外周でかつ最後列の係合溝よりも後方に、レジスタリングを介して第二ストッパと係合する安全壁を形成することにより、チェーンを取り外した際に、リターンスプリングのバネ力により、プランジャがハウジング外に飛び出す事態を確実に防止することができる。この場合、レジスタリングの内径が安全壁外径よりも大きくなるようレジスタリングを拡径させれば、プランジャをハウジングから抜き取ることができるので、分解作業が容易となり、メンテナンス性が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。
【００２０】
図１および図２に示すように、本発明にかかるチェーンテンショナは、ハウジング１と、ハウジング１の内周に組込まれたプランジャ３、リターンスプリング５、およびチェックバルブ６と、プランジャ３の外周に嵌合されたレジスタリング７とを主要部材として組立てられる。なお、以下の説明では、プランジャ３の突出側を「前」とし（図１（Ａ）、図２、図３、図７〜図９の右側）、プランジャ３の戻り側を「後」としている（同図の左側）。
【００２１】
ハウジング１は、プランジャ３を収容するための円孔状のシリンダ部１１を備えた有底筒状に形成される。シリンダ部１１を挟む両側にエンジンブロックに取付けるための取付け部１２が形成されている（図１（Ａ）参照）。ハウジング１の底部１３には、作動流体としての作動油をタンク１４からシリンダ部１１に導くための給油路１５が形成される。ハウジング内周面１ａの開口端には、円周方向の一箇所に軸方向の切欠き部１６が形成され、この切欠き部１６を通って、後述するレジスタリング７の操作部７２がハウジング１の外周側に突出している。ハウジング１の内周面１ａの開口端近傍には、切欠き部１６の軸方向略中間部を通過する環状のガイド溝１８が形成される。ガイド溝１８の軸方向両端の対向面に、それぞれレジスタリング７と係合する第一ストッパ２１および第二ストッパ２２が形成される。本実施形態では、後方側の第一ストッパ２１を含む壁面を、前方側が拡径するテーパ状とし、前方側の第二ストッパ２１を含む壁面を、略半径方向に延ばした場合を例示している。ガイド溝１８の軸方向幅は、レジスタリング７のリング部７１のワイヤ直径よりも大きく、従って、レジスタリング７のリング部７１はガイド溝１８内を前後方向に移動可能である。
【００２２】
プランジャ３は有底筒状をなし、その後部に円筒状の中空部３１が一体形成される。この中空部３１の内周には、圧縮状態のリターンスプリング５が配置されており、このリターンスプリング５の一端をプランジャ３の底部３２で、他端をハウジング１の底部１３でそれぞれ支持することにより、プランジャ３に常時前進側への弾性力が作用し、ハウジング外方向への突出性が付与される。ハウジング１の底部１３とプランジャ３との間の空間（中空部３１の内部空間も含む）で油圧ダンパ室９が形成され、この油圧ダンパ室９に給油路１５から供給された作動油が満たされる。
【００２３】
プランジャ３の中空部３１外周面には、軸方向に等間隔で離間させた複数の環状係合溝３３ａ〜３３ｄが形成される。本実施形態では四つの係合溝３３ａ〜３３ｄを設けた場合を例示しており、以下の説明ではこれらを前方側より順に第一係合溝３３ａ〜第四係合溝３３ｄと称する。
【００２４】
図３に拡大して示すように、各係合溝３３ａ〜３３ｄのうち、最深部を挟む軸方向両側の壁面３３１、３３２は何れもテーパ状に形成されるが、前方側の壁面３３１（ロック壁）は後方側の壁面３３２（テーパ面）よりも傾斜角が大きくなっている。ロック壁３３１とテーパ面３３２とは曲面を介して滑らかに連続している。各係合溝３３ａ〜３３ｄの最大溝深さは、レジスタリング７のワイヤ直径の３０〜５０％に設定するのが望ましい。３０％未満では、係合溝３３ａ〜３３ｄからレジスタリング７が外れやすく、５０％を超えると後述する初期セット状態の解除が難しくなるからである。各係合溝３３ａ〜３３ｄのテーパ面３３２は、後述するようにレジスタリング７が摺動する摺動面となる。
【００２５】
各係合溝３３ａ〜３３ｄの後方には、各テーパ面３３２に隣接してそれぞれ円筒面３４が形成されている。
【００２６】
上述のように本発明では、リターンスプリング５を中空部３１内に収容しているので、その収容分だけユニットの軸方向長さをコンパクトにすることができる。また、複数の係合溝３３ａ〜３３ｄを中空部３１の外周に形成し、係合溝３３ａ〜３３ｄの形成領域とリターンスプリング５の配置領域とを軸方向で重ね合わせているので、両領域を軸方向に分離させていた従来に比べて軸方向寸法をコンパクト化することができる。本実施形態では係合溝３３ａ〜３３ｄの全てを中空部３１の外周面に形成した場合を例示しているが、各係合溝の一部が中空部３１外周に形成されていれば足り、他の係合溝が中空部３１以外のプランジャ外周面（例えば底部３２の外周面）に形成されている場合にも同様にコンパクト化が達成される。
【００２７】
図２に示すように、係合溝３３ａ〜３３ｄのうち、最後列に位置する第四係合溝３３ｄの後方には、環状の安全溝３５が形成される。この安全溝３５のうち、後方側の壁面は、レジスタリング７と係合可能の安全壁３５１で、この安全壁３５１に係合したレジスタリング７をハウジング内周面１ａの第二ストッパ２２に係合させることにより、プランジャ３の飛び出しを規制することができる（分解規制）。
【００２８】
係合溝３３ａ〜３３ｄのうち、最前列に位置する第一係合溝３３ａの前方には、環状のセット壁３６が形成される。このセット壁３６は、例えば図３に示すように、第一係合溝３３ａの前方に形成された環状突出部３７の前方側の壁面で形成することができる。このセット壁３６に係合させたレジスタリング７をハウジング内周面１ａの第二ストッパ２２に係合させることにより、チェーンテンショナが初期セット状態（図２に示す状態）に維持される。
【００２９】
プランジャ３には、油圧ダンパ室９内に混入したエアをハウジング外に排出するためのエア抜き穴３８が形成される。このエア抜き穴３８は、中空部３１内周に開口するもので、例えばプランジャ３前端の底部３２に設けられる。図示例のエア抜き穴３８は、底部３２に軸方向の雌ねじ孔を形成し、このねじ孔に軸状部材３９を圧入することによって構成されたもので、この場合、エア抜き穴３８は雌ねじに沿った螺旋状穴となり、穴径に比べてその全長が著しく長くなるため、作動油の排出を抑える一方で混入エアをスムーズにハウジング外に排出することができる。以上のエア抜き穴３８の構造は例示であり、同様の機能を有する限り他の構造を採用することもできる。
【００３０】
チェックバルブ６は、ハウジング１の底、より詳細にはシリンダ部１１の底部１３に隣接して配置される。このチェックバルブ６は、例えば弁座６１と、弁座６１に形成された弁孔６２を開閉する弁体６３（例えば、ボール）と、弁体６３の開閉量を制限するリテーナ６４とで構成される。このチェックバルブ６は、給油路１５側が油圧ダンパ室９より高圧になると弁孔６２を開放して給油路１５から作動油を油圧ダンパ室９内に流入させ、油圧ダンパ室９が給油路１５側よりも高圧になると、弁孔６２を閉じて油圧ダンパ室９内の作動油が給油路１５に逆流するのを防止する機能を有する。
【００３１】
レジスタリング７は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、全周が閉じた環状のリング部７１と、リング部７１を拡径させるための操作部７２とで構成される。本実施形態では、レジスタリング７として、線材を丸めてリング部７１を形成すると共に、線材の両端を交差させて操作部７２を形成した場合を例示している。このレジスタリング７においては、交差部分よりも外径側の両端部を円周方向で互いに接近させることにより、リング部７１を拡径させることができる。この場合、図示のように操作部７２の線材両端を軸方向に屈曲させておくことにより、拡径操作がより容易に行える。
【００３２】
レジスタリング７は、その自然状態（拡径させていない状態）において、リング部７１の内径がハウジング内周面１ａの開口端内径（第二ストッパ２２の内径）よりも小さく、かつリング部７１の外径が当該開口端内径より大きくなるよう形成される。ハウジング１には切欠き部１６が形成されているので、このようにハウジング内周の内径よりも大きな外径を持つレジスタリング７であっても、レジスタリング７を傾けることによって容易にハウジング１内に組込むことができる（後述する）。この場合、レジスタリング７の抜けを防止するための要素（本実施形態では第二ストッパ２２）をハウジング１と一体化することができ、別部材で抜け止めを行う場合に比べて部品点数や加工工数の削減が達成される。
【００３３】
以上説明したチェーンテンショナの組み立ては、以下の手順で行われる。
【００３４】
先ず、図６（Ａ）に示すように、ハウジング１のシリンダ部１１底にチェックバルブ６を設置した後、レジスタリング７の組付けを行う。具体的には、先ず図５に示すように、リング部７１をハウジング１の軸線に対して斜めに傾けながら操作部７２を切欠き部１６に挿入し、リング部７１の一部をガイド溝１８に挿入する。次に、リング部７１をハウジング１の軸線と同軸に戻し、リング部７１の全周をガイド溝１８に挿入する。
【００３５】
このようにしてレジスタリング７を組付けた後、図６（Ｂ）に示すように、シリンダ部１１にリターンスプリング５を挿入し、さらにハウジング1外に突出した操作部７２をつまんで（人手でも工具でもよい）リング部７１を拡径させながらプランジャ３をシリンダ部１１に挿入する。リーターンスプリング５の弾性力に抗しながら、プランジャ３を押し込み、セット壁３６がレジスタリング７のリング部７１よりも後方に達したところで、操作部７２を離してレジスタリング７を弾性的に縮径させ、かつプランジャ３の押し込み力を解除すると、セット壁３６がレジスタリング７のリング部７１と係合し、さらに当該リング部７１がハウジング内周の第二ストッパ２２に係合して、図２に示す初期セット状態となる。この初期セット状態では、セット壁３６、レジスタリング７、および第二ストッパ２２間の相互の係合により、リターンスプリング５の弾性力によるプランジャ３の飛び出しが確実に規制されるため、輸送時等における安全性が高まる。
【００３６】
この初期セット状態のチェーンテンショナをエンジンブロックに取付けた後、レジスタリング７の操作部７２を押し縮めてレジスタリング７のリング部７１を拡径させると、セット壁３６とレジスタリング７の係合状態が解除される。そのため、プランジャ３はリターンスプリング５の弾性力によって前進し、図示しないチェーンガイドを介してチェーンを押圧する。これにより、チェーンが緊張状態となる。
【００３７】
この時、図７に示すように、レジスタリング７のリング部７１は、何れかの係合溝３３ａ〜３３ｄ（図面では第二係合溝３３ｂ）に嵌合する。その後、エンジンの運転中にチェーンの緊張によりプランジャ３に後方への押し込み力が作用し、この押し込み力がリターンスプリング５の弾性力と油圧ダンパ室９内の供給油圧との合力を超えると、その合力と押し込み力とが釣り合う位置までプランジャ３およびレジスタリング７が後退する。この後退動作は、油圧ダンパ室９に満たされた作動油の緩衝機能により、ゆっくり行われる。プランジャ３の後退中、レジスタリング７は、図７の状態から先ず摺動面としてのテーパ面３３２上を滑りながら縮径し、係合溝３３ｂのロック壁３３１と係合したところで、ロック壁３３１と係合したままプランジャ３と一体に後退する。プランジャ３の後退に伴い、油圧ダンパ室９内の過剰な作動油はハウジング内周面１ａとプランジャ３の外周面との間の微小な隙間を通ってハウジング外にリークする。
【００３８】
一方、チェーンに弛みが生じると、リターンスプリング５と供給油圧との合力による押圧によりプランジャ３が前進する。プランジャ３の前進に伴い、レジスタリング７がプランジャ３と一体に前進し、リング部７１が第二ストッパ２２と当接した後は、レジスタリング７は摺動面としてのテーパ面３３２上を滑りながら拡径する。チェーンに経時的な伸びがあって、さらにプランジャ３が前進する場合は、レジスタリング７のリング部７１は、その後方の係合溝（図面では第三係合溝３３ｃ）に嵌合し、以後、上記第二係合溝３３ｂに嵌合させた場合と同様の動作が行われる。
【００３９】
エンジンを停止すると、カムの停止位置との関係でプランジャ３が押し込まれる場合がある。例えば上りの坂道において、チェンジレバーを前進ギヤに入れた状態、あるいは下り坂でバックギヤに入れたまま停止すると、チェーンが緊張するため、プランジャ３が大きく押し込まれる。この場合でも、レジスタリング７のリング部７１外径が第一ストッパ２１の内径よりも小さいため、図８に示すように、係合溝（例えば第二係合溝３３ｂ）のロック壁３３１に係合したレジスタリング７（リング部７１）が第一ストッパ２１と係合し、これによりプランジャ３のそれ以上の後退運動が規制される（戻り運動規制）。この場合、チェーンはプランジャ３の後退量に相当する分だけ弛みむにすぎず、従って、エンジンを再始動させてもチェーンに大幅な弛みが生じることはなく、スプロケットからチェーンが外れたり、あるいは歯飛びや異音が発生する等の事態が回避される。
【００４０】
エンジン回りのメンテナンス等によりチェーンを取り外すと、リターンスプリング５の弾性力により、プランジャ３が飛び出そうとするが、その場合でも図９に示すようにレジスタリング７のリング部７１が安全溝３５に嵌合し、安全壁３５１に係合したリング部７１が第二ストッパ２２と係合してプランジャ３の抜けを規制するため（分解規制）、プランジャ３やリターンスプリング５等の部品がハウジング１から脱落する事態が確実に防止される。プランジャ３をハウジング１から分離させたい場合も、レジスタリング７の操作部７２をつまんでリング部７１を拡径させ、リング部７１と安全壁３５１との係合を解消させれば、これを簡単に実現することができる。
【００４１】
上述のように、レジスタリング７はプランジャ３の前後動に追従して前後に移動するが、後退したレジスタリング７の操作部７２が切欠き部の奥部の壁面１６ａ（図３参照）に衝突すると、その衝撃でレジスタリング７の変形を招くおそれがある。従って、後退したレジスタリング７の操作部７２が当該壁面１６ａと非接触となるような対策が望まれる。これは例えば、図３に示すように、切欠き部１６の軸方向長さＤを、距離Ｘ（係合溝のロック壁３３１がレジスタリング７を介して第一ストッパ２１と係合した時点の、ハウジング１の開口端から切欠き部１６内のレジスタリング７の後端までの距離）よりも大きくなるよう設定することによって実現することができる（Ｄ＞Ｘ）。
【００４２】
本発明にかかるチェーンテンショナによれば、レジスタリング７のみで初期セット状態、戻り運動規制、および分解規制を行うことができ、従来品のように複数のリング部材やクリップを用いてこれらの機能を実現する場合に比べ、部品点数や製作コストを大幅に削減することができる。また、プランジャ３の溝構造も簡略化されており、しかも各溝が加工の容易なプランジャ３外周面に形成されているので、加工コストをさらに抑制することができる。また、簡単な操作でプランジャ３をハウジング１から抜き取ることができ、メンテナンス性も良好である。
【００４３】
本発明にかかるチェーンテンショナの基本的構造・機能は以上の通りである。以下では、上記チェーンテンショナの細部構造を説明する。
【００４４】
上述のようにレジスタリング７は、プランジャ３の前後動と連動して前後動を行い、この際にリング部７１が係合溝のテーパ面３３２（摺動面）上を摺動する場合がある。この時、テーパ面３３２のテーパ角θ（図３参照）が大きいと、プランジャ３がレジスタリング７から受ける弾性力が増大し、この弾性力がスライド抵抗として作用するためにプランジャ３のスムーズな前後動（特に前進）が阻害され、チェーンテンショナの応答性が低下するおそれがある。また、スライド抵抗の増大は、レジスタリング７の耐久性にも悪影響を及ぼす。スライド抵抗の増大に対しては、リターンスプリング５の弾性力も高めることによっても対処できるが、コストや設計上の都合等からこれにも限度がある。以上から、レジスタリング７がスムーズに拡径できるよう、テーパ面３３２のテーパ角θはできるだけ小さくするのが望ましい。
【００４５】
一方、テーパ角θが小さすぎると、
▲１▼係合溝３３ａ〜３３ｄを転造等により塑性加工する場合に肉の充足が不充分となりやすく、加工精度が低下するおそれがある、
▲２▼係合溝３３ａ〜３３ｄの軸方向長さが長くなるため、エンジン停止時のプランジャ３の後退ストロークが大きくなって再始動時の異音発生の原因となる、
等のデメリットを生じる。
【００４６】
以上の観点からテーパ面３３２のテーパ角θの最適範囲を見出すべく、実験を行ったところ、図１０に示す結果が得られた。実験では、テーパ角度θの異なるテーパ面のそれぞれについて塑性加工性、後退ストローク量、スライド抵抗（レジスタリングの耐久性）を◎、○、△、×でそれぞれ評価している（◎が最も良好である）。図１０の実験結果から、テーパ面３３２のテーパ角度θは、８°以上で２０°以下がよく、より好ましくは１０°以上で１５°以下がよい。
【００４７】
ロック壁３３１の傾斜角φ（図３参照）は、第一ストッパ２１との間でレジスタリング７を確実に拘束できるよう、第一ストッパ２１と平行に近い角度とするのが望ましく、例えばφ＝６０°に設定される。
【００４８】
プランジャ３のスライド抵抗を左右する要因として、テーパ面３３２の面粗さも考えられるので、スライド抵抗軽減のためにもテーパ面３３２はできるだけ平滑にするのが望ましい。図１１は、プランジャ３の円筒面３４と同径で面粗度が異なる金属棒を複数用意し、これらにレジスタリングを嵌合して両者間のスライド抵抗を計測した結果を示すものである。同図からも面粗さＲ_max（ＪＩＳＢ０６０１）が粗いほどスライド抵抗が大きくなり、６．３μｍ以下（６．３Ｓ）であればスライド抵抗値を最小にできると判断される。
【００４９】
また、図１２は、図１１と同様の条件下で押し出し力（スライド抵抗）の他に、摩耗性、および特性変化をそれぞれ〇、△、×で評価したものである（〇が最も良好である）。相接する物質の表面の摩耗率は、表面粗さに正比例して増加することが知られており、表面粗さの程度によっては、摩耗によるレジスタリングの損傷が懸念されるため、「摩耗性」も評価対象としている。また、経年的に摺動部は、摩耗により加工面が削られて初期の粗さが変化するが、これは摩擦係数が変化する（特性が変化する）ことを意味する。例えば、押し出し力は初期の面粗度が密な程小さく、粗いほど大きくなるが、初期に１２．５ｓあった面粗度が摩耗により３．２ｓ以下になれば、押し出し力が初期よりも小さくなり、特性の変化として現れるために好ましくない。従って、「特性変化」（摩擦係数の変化）の少ない、安定した摺動面を得るためには、初期から面粗度を密に形成しておくほど良いと考えられる。
【００５０】
同図より、テーパ面３３２の面粗さＲ_maxが３．２μｍ［３．２（Ｓ）］以下であれば、スライド抵抗のみならず、「摩耗性」およびその「特性変化」の両面でも良好な結果が得られることが理解される。
【００５１】
従って、以上の結果から、レジスタリング７の摺動面となるテーパ面３３２の面粗さは、Ｒ_maxが６．５μｍ［６．３（Ｓ）］以下、より望ましくは、３．２μｍ［３．２（Ｓ）］以下となるよう仕上げるのがよいことが判明した。
【００５２】
プランジャ３は鋼材料の鍛造により、中空部３１を含む形で成形される。鍛造後にプランジャ３外周面の各種溝（係合溝３３ａ〜３３ｄや安全溝３５等）のうち、少なくとも係合溝３３ａ〜３３ｄが塑性加工、例えば転造加工により形成される（もちろん安全溝３５等の他の溝を同様の加工法で加工してもよい）。上述のようにエンジン運転中は、レジスタリング７が何れかの係合溝に嵌合してテーパ面３３２上を摺動するため、摺動抵抗や摺動摩耗を軽減すべく係合溝３３ａ〜３３ｄの面粗さは精密に仕上げる必要がある。円筒状ハウジングの内周面に係合溝を形成する従来品では、係合溝の仕上げを研磨加工により行っているが、この場合の研磨は内周面を加工する関係上、プランジカットで行われる場合が多い。この種の研磨加工は、センタレス研削のように自動化することはできないため、加工コストが高く、また加工後の面粗さにも限界があった。
【００５３】
これに対し、本発明では、上述のようにプランジャ３の外周面に係合溝３３ａ〜３３ｄを形成しているので、転造による溝加工が可能となる。転造であればＲ_max≦３．２（μｍ）の面粗さも容易に実現することができ、一般的な研磨面の面精度Ｒ_max＝３．２〜６．３よりも精密な面粗さを保証することができる。しかも自動化が可能であるから低コストに高精度の溝加工が可能となる。
【００５４】
図２に示す本実施形態においては、転造時に転造箇所が剛性の低い中空構造となる点が問題となるが、係合溝３３ａ〜３３ｄの溝深さを上記の通り制限し（各係合溝の最大溝深さをレジスタリング７のワイヤ直径の３０〜５０％に設定する）、かつ転造時に中空部３１に芯金等の治具を挿入しておくことにより、被転造部分の変形を防止しつつ高精度の溝加工を行うことができる。
【００５５】
転造による溝加工の終了したプランジャ素材には、浸炭焼入れ等の熱処理を施した後、センタレス研削が施される。このセンタレス研削は、プランジャ３の中空部３１外周面や円筒面３４を仕上げるもので、作動油のリーク量やプランジャ３のスライド抵抗を左右する、ハウジング内周面１ａとのハメアイ面を所定の精度に仕上げるために行われる。センタレス研削の採用により、通常の研削加工と比べて加工コストが最小限に抑えられる。
【００５６】
以下に上記各テンショナ構成部材として好ましい素材を列挙する。
【００５７】
▲１▼ハウジング
通常、ハウジング１は鋳造により成形される。素材としてはＦＣ２５０等の鋳鉄の他、アルミニウム合金等の軽合金を使用することもできる。
【００５８】
▲２▼プランジャ
プランジャ３の鋼材料としては、機械構造用炭素鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、機械構造用マンガン鋼などが考えられるが、これらの中でも加工性や熱処理時の焼入れ性、コスト等を考えると炭素量０．２５％以下のものを使用するのが望ましい。これに該当するものとして、
機械構造用炭素鋼：
Ｓ１０Ｃ（炭素量０．０８〜０．１３％）、
Ｓ１２Ｃ（炭素量０．１０〜０．１５％）、
Ｓ１５Ｃ（炭素量０．１３〜０．１８％）、
Ｓ１７Ｃ（炭素量０．１５〜０．２０％）、
Ｓ２０Ｃ（炭素量０．１８〜０．２３％）があり、
クロム鋼：
ＳＣｒ４１５（炭素量０．１３〜０．１８％）、
ＳＣｒ４２０（炭素量０．１８〜０．２３％）があり、
クロムモリブデン鋼：
ＳＣＭ４１５（炭素量０．１３〜０．１８％）
ＳＣＭ４１８（炭素量０．１６〜０．２１％）
ＳＣＭ４２０（炭素量０．１８〜０．２３％）
ＳＣＭ４２１（炭素量０．１７〜０．２３％）があり、
機械構造用マンガン鋼：
ＳＭｎ４２０（炭素量０．１７〜０．２３％）がある。
【００５９】
これらの中でも転造加工性に優れるＳＣｒ４２０やＳＣＭ４１５が最も好ましい。
【００６０】
▲３▼チェックバルブ
チェックバルブ構成部材（弁座６１、弁体６３、リテーナ６４）の素材としては、プランジャ３と同様の鋼材料を使用するのが望ましい。
【００６１】
▲４▼レジスタリング
レジスタリング７は、加工性やコストを考えると、ＳＷＰ−Ａ、ＳＷＰ−Ｂ，ＳＷＰ−Ｖ等のピアノ線を使用するのが望ましい。この他、動作環境の高温化（１２０℃以上）が予想される場合は、ＳＷＯＳＣ−Ｖ等の弁ばね用シリコンクロム鋼線を使用することも考えられる。
【００６２】
なお、上記実施形態では、レジスタリング７が摺動するプランジャ３外周の摺動面をテーパ面３３２とした場合を例示したが、摺動面の形状は任意であり、例えば円筒面とすることもできる。また、上記実施形態では上記摺動面を係合溝３３ａ〜３３ｄの領域中に形成する場合を例示しているが、摺動面と係合溝３３ａ〜３３ｄとを分離して形成しても構わない。例えば図１において、テーパ面３３２を省略して係合溝３３ａ〜３３ｄの軸方向幅を短くすると共に、円筒面３４の軸方向幅長くし、この円筒面３４をレジスタリング７の摺動面とする場合にも本発明を同様に適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、プランジャ外周のうち、レジスタリングが摺動する摺動面の表面粗さをＲ_max＝６．３μｍ以下（望ましくはＲ_max＝３．２μｍ以下）に制限したことにより、プランジャの前進・後退運動がスムーズに行われ、かつ摩耗によるレジスタリングの損傷が長期間安定して防止される。従って、応答性に優れ、かつ高い作動安定性・確実性を有する長寿命のチェーンテンショナが提供可能となる。また、係合溝はプランジャの外周に形成されるため、係合溝の加工を転造等で仕上げることが可能となり、研磨では実現が難しい上記表面粗さも低コストに得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）図は本発明にかかるチェーンテンショナの平面図、（Ｂ）図はその側面図である。
【図２】図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】上記チェーンテンショナの拡大断面図である。
【図４】（Ａ）図はレジスタリングの平面図、（Ｂ）図はその正面図、（Ｃ）図はその側面図である。
【図５】レジスタリングの挿入工程におけるハウジングの平面図である。
【図６】（Ａ）図はプランジャ挿入前の断面図、（Ｂ）図はプランジャ挿入後の断面図である。
【図７】チェーンテンショナの作動状態を示す断面図である。
【図８】チェーンテンショナの戻り運動規制時を示す断面図である。
【図９】チェーンテンショナの分解規制時を示す断面図である。
【図１０】実験結果（テーパ角と塑性加工性等との関係）を示す図である。
【図１１】実験結果（表面粗さとスライド抵抗値との関係）を示す図である。
【図１２】実験結果（表面粗さと、押し出し力、摩耗性、および特性変化との関係）を示す図である。
【符号の説明】
１ハウジング
３プランジャ
５リターンスプリング
６チェックバルブ
７レジスタリング
１６切欠き部
２１第一ストッパ
２２第二ストッパ
３１中空部
３３ａ〜ｄ係合溝
３４円筒面
３６セット壁
３８エア抜き穴
３３２テーパ面
３５１安全壁
７１リング部
７２操作部

Claims

有底筒状のハウジングと、ハウジング内周にスライド自在に組込まれたプランジャと、プランジャに外方向への突出性を付与するリターンスプリングと、ハウジング内周とプランジャ外周との間に配置されたレジスタリングと、レジスタリングとそれぞれ係合可能の係合溝および第一ストッパとを具備し、係合溝に嵌合したレジスタリングが第一ストッパと係合することにより、プランジャの後退を規制するチェーンテンショナにおいて、
係合溝がプランジャの外周に形成され、かつプランジャ外周のうち、レジスタリングが摺動する摺動面の面粗さＲ_ｍａｘが６．３μｍ以下であり、ハウジング内周に形成した第一ストッパよりも前方側に、レジスタリングと係合可能の第二ストッパを設け、プランジャの外周でかつ最前列の係合溝よりも前方に、レジスタリングを介して第二ストッパと係合するセット壁が形成されたことを特徴とするチェーンテンショナ。
摺動面の面粗さＲ_ｍａｘが３．２μｍ以下である請求項１記載のチェーンテンショナ。
摺動面および係合溝を含むプランジャ外周面が転造で成形された面である請求項１または２記載のチェーンテンショナ。
係合溝が摺動面を含むものである請求項１〜３何れか記載のチェーンテンショナ。
係合溝が、その後方側に摺動面となるテーパ面を有する請求項４記載のチェーンテンショナ。
係合溝のテーパ面の後方に円筒面を設けた請求項５記載のチェーンテンショナ。
ハウジング底部とプランジャとの間の空間に作動流体を供給すると共に、その逆流を防止するチェックバルブを備えた請求項１記載のチェーンテンショナ。
第二ストッパをハウジングと一体に形成した請求項１記載のチェーンテンショナ。
プランジャの外周でかつ最後列の係合溝よりも後方に、レジスタリングを介して第二ストッパと係合する安全壁を形成した請求項１記載のチェーンテンショナ。