JP2002005251A - チェーンテンショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プランジャ外周とレジスタリングとの間のス
ライド抵抗を軽減し、チェーンテンショナの応答性、安
定性、および耐久性の向上を図る。 【解決手段】 チェーンテンショナは、有底筒状のハウ
ジング１と、ハウジング内周１ａにスライド自在に組込
まれたプランジャ３と、そのプランジャ３に外方向への
突出性を付与するリターンスプリング５と、プランジャ
３の外周に形成された複数の係合溝３３ａ〜３３ｄと、
係合溝と係合可能のレジスタリング７とを具備する。係
合溝３３ａ〜３３ｄはレジスタリング７を介してハウジ
ング１内周の第一ストッパ２１と係合し、プランジャ３
の後退を規制する。係合溝３３ａ〜３３ｄはテーパ面３
３２を備え、その面粗さは、Ｒ_max＝３．２μｍ以下に
設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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９−５１２８
８４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、係合溝をレジス
タリングを介して第一ストッパと係合させることによ
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
ンジャ外周のうちでレジスタリングが摺動する摺動面の
面粗さＲ_maxを６．３μｍ以下にした。

【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。

【００１４】上記のように係合溝をプランジャ外周に形
成した場合、第一ストッパはハウジング内周に形成され
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１
６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３
１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〜３
３ｄ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３３
ａ〜３３ｄのうち、最深部を挟む軸方向両側の壁面３３
１、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３
２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３
６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３
２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７
１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３
３ｃ）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７
１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、 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、 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１
０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３
１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】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】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ＳＣｒ
４２０やＳＣＭ４１５が最も好ましい。

【００６０】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】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、ＳＷ
Ｐ−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３３
２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〜３
３ｄ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 (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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以下であることを特徴とするチェー
   ンテンショナ。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 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。
4. 【請求項４】 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。
5. 【請求項５】 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。
6. 【請求項６】 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。
7. 【請求項７】 第一ストッパをハウジング内周に形成し
   た請求項１記載のチェーンテンショナ。
8. 【請求項８】 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。
9. 【請求項９】 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
   けた請求項７記載のチェーンテンショナ。
10. 【請求項１０】 第二ストッパをハウジングと一体に形
    成した請求項９記載のチェーンテンショナ。
11. 【請求項１１】 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請求項９または１０記載
    のチェーンテンショナ。
12. 【請求項１２】 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９または１０記載の
    チェーンテンショナ。