JP2004138152A

JP2004138152A - チェーンテンショナ

Info

Publication number: JP2004138152A
Application number: JP2002303031A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Hayakawa; 早川　久; Seiji Sato; 佐藤　誠二
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-05-13
Also published as: US6935978B2; EP1411271B1; EP1411271A3; DE60335334D1; EP1411271A2; US20040138018A1

Abstract

【課題】レジスタリングの設計条件を要求機能に応じて最適化し、チェーンテンショナの耐久性、作動安定性等を向上させる。
【解決手段】レジスタリング７を引張り強度１０００〜３５００Ｎ／ｍｍ^２の鋼材料で形成する。また、プランジャ３の係合溝３３ａ〜３３ｄに対するレジスタリング７のかかり代を、レジスタリング７の線径の３０〜５０％の範囲内に設定する。さらに、係合溝３３ａ〜３３ｄ間でレジスタリング７を摺動させて拡径させた時、レジスタリング７に生じる曲げ応力を、５００〜１７００Ｎ／ｍｍ^２の範囲内に設定する。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チェーン伝動装置、例えば自動車のエンジンにおいて、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、チェーンの弛み側に配置されてチェーンの張力を一定に保つためのチェーンテンショナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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するものが知られている。これは、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、チェーンの張力を一定に保持するもので、具体的な構造としては、例えば特開２００１−１４６９４６号や特開２００１−３５５６９１号等に記載されたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４６９４６号公報
【特許文献２】
特開２００１−３５５６９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種のチェーンテンショナにおいては、プランジャの後退運動を規制（戻り規制）するための部材として、レジスタリングが設けられる。このレジスタリングは、プランジャ外周面に形成された複数の係合溝のうちの何れかに嵌合した状態で、ハウジング内周に形成された第１ストッパと係合することにより、プランジャの後退運動を規制し、チェーンの過度の弛みを防止する等の重要な役割を果たすものである。
【０００５】
このようにレジスタリングは、チェーンテンショナの機能を実現する上で、重要な構成要素であり、その形状や材質等の設計条件についても当該機能面を考慮した上で慎重に決定する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、レジスタリングの設計条件を要求機能に応じて最適化し、もってチェーンテンショナの耐久性、作動安定性等を向上させることを目的とする。
【０００７】
【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み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、プランジャの外周に形成された複数の係合溝と、ハウジングの内周に形成された第一ストッパと、弾性的に拡縮可能で、係合溝と係合するレジスタリングとを備え、何れかの係合溝をレジスタリングを介して第１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、レジスタリングを、引張り強度１０００〜３５００Ｎ／ｍｍ^２の鋼材料で形成したものである。
【０００８】
このようにレジスタリングを、引張り強度１０００Ｎ／ｍｍ^２以上で３５００Ｎ／ｍｍ^２以下）の鋼線で形成すれば、レジスタリングの耐久性を高めることができる。
【０００９】
プランジャの係合溝に対するレジスタリングのかかり代を、レジスタリングの線径の３０〜５０％の範囲内に設定し、かつ係合溝間で拡径させたレジスタリングの最大曲げ応力を、５００〜１７００Ｎ／ｍｍ^２の範囲内にすることにより、エンジンの停止時等において、確実にプランジャの後退規制を行うことができる。また、エンジンの運転中にもプランジャをチェーンに追従させてスムーズに突出させることが可能となる。
【００１０】
この場合、オイルテンパ線でレジスタリングを形成すれば、レジスタリングの耐熱性を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１１に基づいて説明する。
【００１２】
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の内周にそれぞれ組み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み立てられる。なお、以下の説明では、プランジャ３がハウジング１に対して突出する方向を「前」とし（図１Ａ、図２、図３、図６〜図８の右側）、反対方向を「後」と称している（同図の左側）。
【００１３】
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を備えた有底筒状をなし、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１Ａ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が形成されている。このハウジング１は、例えば鋳鉄（ＦＣ２５０等）や軽合金（アルミニウム合金等）からなる鋳造品に旋削加工などを施すことによって成形することができる。
【００１４】
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、ガイド溝１８の軸方向両端の開口面に、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。第一および第二ストッパ２１，２２は、図示のようにハウジング１に一体形成する他、ハウジング内周に嵌合した別部材に形成することもできる。本実施形態では、後方側の第一ストッパ２１をテーパ状の面に、前方側の第二ストッパ２２を半径方向の面に形成した場合を例示しているが、これらの形状はレジスタリング７と確実に係合可能である限り特に問わない。
【００１５】
なお、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。
【００１６】
プランジャ３は後方側に円筒状の中空部３１を有する有底筒状に形成される。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の内周底部で、他端をハウジング１の底部に設置したチェックバルブ６の上端面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）、換言するとプランジャ３よりも後方のシリンダ部１１と中空部３１の内部空間とで油圧ダンパ室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。
【００１７】
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の係合溝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。
【００１８】
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（ロック面）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。ロック面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。
【００１９】
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。テーパ面３３２のテーパ角θ（プランジャ３の軸心に対する角度：図３参照）が大きすぎると、レジスタリング７の摺動によるスライド抵抗が増大し、プランジャ３のスムーズな前後動（特に前進）が阻害される。その一方で、これが小さすぎると、係合溝３３ａ〜３３ｄの軸方向長さが長くなって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り、再始動時の異音発生の原因となる。以上の観点から、テーパ面３３２のテーパ角は８°以上で２０°以下、好ましくは１０°以上で１５°以下に設定される。同様にプランジャ３のスライド抵抗を軽減し、かつ摩擦係数の変化の少ない安定した摺動面を得るため、係合溝３３ａ〜３３ｄ（特にそのうちのテーパ面３３２）は、表面粗さＲ_ｍａｘ（ＪＩＳＢ０６０１）が６．３μｍ以下、より好ましくは３．２（μｍ）以下に仕上げられる。
【００２０】
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。
【００２１】
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）。
【００２２】
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の前方側の半径方向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。
【００２３】
プランジャ３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の鋼材料（加工性や焼入れ性、コスト等の面から炭素量０．２５％以下のものが好ましい）の鍛造により成形することができる。鍛造後にプランジャ３外周面の各係合溝３３ａ〜３３ｄが塑性加工（例えば転造加工）または機械加工により上述した表面粗さで形成される（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良い）。溝加工の終了したプランジャ素材に浸炭焼入れ等の熱処理を施した後、センタレス研削によってプランジャ３の中空部３１外周面や円筒面３４が仕上げられ、これにより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とのハメアイ面が所定の精度に仕上げられる。
【００２４】
油圧ダンパ室９内にエアが混入すると、油圧ダンパ室９での緩衝機能が悪影響を受けるため、この混入エアは何らかの方法でダンパ室９外に排出する必要がある。この観点から、図示例では、プランジャ３の底部３２にエア抜き穴３８を形成を設けている。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螺旋状に形成したものである。なお、チェーンテンショナの取付け角度によってはハウジング１側にこのエア抜き穴を形成することもできる。
【００２５】
チェックバルブ６は、ハウジング１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（例えば鋼球）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。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。
【００２６】
レジスタリング７は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、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とを備える。このレジスタリング７は、例えばローリングさせた線材の両端を交差させることにより形成され、交差部分よりも外径側の操作部７２を円周方向で互いに接近させることにより、リング部７１を弾性的に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つまみ部を形成することにより、拡径操作がより容易に行える。リング部７２のうち、線材同士の交差部の近傍に軸方向の段部７３を設け、リング部７２の殆どの部分を軸方向と直交する面上に配置するようにしている。なお、上記レジスタリング７は、線材を適当な形状に曲げ加工してばね作用を行わせるいわゆる「線細工ばね」に相当し、自動車規格ＪＡＳＯ　Ｆ２０４に規格されたホースクリップと同様の形状・機能を有するものである。
【００２７】
レジスタリング７の素材は、ばね鋼、ピアノ線、硬鋼線、オイルテンパ線、ステンレス鋼線などから適宜選択使用される。材料の選択は、弾性限、弾性係数、疲れ強さ、焼入れ性、耐熱性、耐食性、熱膨張性などを考慮して行われるが、本実施形態では、特に動作環境の高温化（１２０℃以上）にも対応できるようオイルテンパ線、特にＪＩＳ　Ｇ３５６６に規定する弁ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパ線ＳＷＯＳＣ−Ｖ（本実施形態では断面円形で線径０．８ｍｍのもの）を使用し、これを冷間加工することによってレジスタリング７を形成している。オイルテンパ線は炭素鋼、低合金鋼の線材に冷間伸線加工を施して寸法精度、表面状況を良好にした後、線の状態で連続的に焼入れ焼戻し処理を行って適当な機械的性質を与えたものである。この線を用いたばねは熱間成形ばねとほぼ同様の組織と特性をもっており、冷間伸線した鋼線類と比べると引張り強度に対する弾性限、耐力の割合が高く、高い耐熱性が期待できるという利点を有する。なお、耐熱性がそれほど問題とならないのであれば、コスト面や加工性の面で有利なＳＷＰ−Ａ，ＳＷＰ−Ｂ，ＳＷＰ−Ｖ等のピアノ線を使用することもできる。レジスタリング７の線径Ｐ（図１１参照）は、０．８〜１．２ｍｍの範囲が望ましい。
【００２８】
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（図示例では第二ストッパ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（図５参照）。
【００２９】
シリンダ部１１にチェックバルブ６を組み付けた後、上述のようにレジスタリング７を組み付け、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。
【００３０】
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。
【００３１】
この時、図６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）に嵌合するか、又はそれぞれの後方に位置する円筒面３４上に位置する。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６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のロック面３３１と係合したところで、ロック面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。
【００３２】
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、円筒面３４を乗り越えてその後方の係合溝（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なされる。
【００３３】
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場合があり、その際にはプランジャ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の内径よりも大きいため、図７に示すように、係合溝（例えば第二係合溝３３ｂ）のロック面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、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。
【００３４】
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８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。
【００３５】
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（係合溝のロック面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）。
【００３６】
このように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、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。
【００３７】
ところで、レジスタリング７は、高温環境下で長期間使用されるものであり、必要に応じて確実に拡縮径できるものでなければならない。そのため、レジスタリング７の設計にあたっては、かかる過酷な環境下でも長期間その作動性を安定して確保することができ、かつコスト面でも満足できるものとなるよう慎重な検討を要する。
【００３８】
本発明者らが検討したところ、レジスタリング７の特性としては、
Ｉ）エンジンの停止時に確実にプランジャ３の後退量を規定量以下に保持できること。
ＩＩ）レジスタリング拡径時のスライド抵抗によってプランジャの突出性に影響を及ぼさないこと
ＩＩＩ）エンジン運転中のレジスタリング７の拡縮運動による疲労によっても、レジスタリングに損傷や機能上問題となる程度の寸法変化が生じないこと
が最も重要な要素であるとの結論に至った。
【００３９】
上記特性を満足するため、本発明者らは引き続き検討を行い、レジスタリング７の係合溝３３ａ〜３３ｄに対するかかり代、レジスタリング７の拡径時に発生する曲げ応力、レジスタリング７の素材の引張り強度に着目し、以下の好ましい範囲を見出した。
【００４０】
先ず、プランジャの後退運動規制（上記Ｉ）については、プランジャ３の係合溝３３ａ〜３３ｄに対するレジスタリング７のかかり代をレジスタリング７の線径の３０％以上とし、かつ最大拡径時にレジスタリング７に作用する曲げ応力を５００Ｎ／ｍｍ^２以上となるように設定することで対応することができる。
【００４１】
ここでいう「かかり代」は、図１１に示すように、レジスタリング７の断面において、係合溝３３ａ〜３３ｄの前方側のプランジャ外周面の輪郭で仕切られた領域の最大幅部Ｈをいう。本実施形態の場合、第一係合溝３３ａについては環状突出部３７の外周面が、第二〜第四係合溝３３ｂ〜３３ｄについては円筒面３４がそれぞれ「前方側のプランジャ外周面」に相当する。本発明は、この最大幅部Ｈとレジスタリング（より詳細にはリング部７１）の線径Ｐとの比Ｈ／Ｐを３０％〜５０％に設定するものである。なお、最大幅部Ｈはレジスタリング７が係合溝３３ａ〜３３ｄの最深部に嵌合する場合は、溝深さと一致する。
【００４２】
上記かかり代が線径Ｄの３０％よりも小さいと、プランジャ３に後退力が作用した際に、レジスタリング７が各係合溝３３ａ〜３３ｄの前方側の外周面を乗り越えやすくなって、後退運動規制が不十分となる可能性がある。一方、かかり代が線径Ｄの５０％を越えると、前述した初期セット状態を解除することが難しくなり、エンジン組立時に煩雑になるので、Ｈ／Ｐは５０％以下に設定する必要がある。
【００４３】
また、上述のようにレジスタリング７は、係合溝間を移動する際に拡径し、プランジャ外周面（本実施形態でいえば円筒面３４）を乗り超える際に最大拡径状態となる。この最大拡径時にレジスタリング７に生じる最大曲げ応力が５００Ｎ／ｍｍ^２よりも小さいと、レジスタリング７や係合溝３３ａ〜３３ｄ等の寸法公差を考慮した場合に、レジスタリング７で生じる後退規制力が不十分となって、確実な後退規制に支障を来たす。
【００４４】
次にプランジャ３の突出性（上記ＩＩ）については、レジスタリング７の上記最大拡径時にレジスタリング７で生じる最大曲げ応力を１７００Ｎ／ｍｍ^２以下に設定することで対応することができる。１７００Ｎ／ｍｍ^２を超える曲げ応力では、プランジャ３が外方向に突出する際のスライド抵抗が著しく増大し、チェーン振幅へのプランジャの追従性が悪化するからである。
【００４５】
以上から、レジスタリング７の上記最大曲げ応力は５００〜１７００Ｎ／ｍｍ^２の範囲に設定するのが望ましい。
【００４６】
次にレジスタリング７の疲労耐久性（上記ＩＩＩ）については、レジスタリング７の素材での引張り強度が１０００Ｎ／ｍｍ^２以上であるものが望ましい。１０００Ｎ／ｍｍ^２よりも小さい場合は、レジスタリング７の十分な疲れ強さが得られずに耐久性が低下し、また、エンジン始動時の油供給が遅れによりプランジャ３が押込まれ、レジスタリングに衝撃荷重が作用した際の強度にも不安が残る。なお、この素材の引張り強度の上限は、コスト面や入手容易性等を考えて、３４００Ｎ／ｍｍ^２以下、望ましくは２４００Ｎ／ｍｍ^２以下とするのが好ましい。
【００４７】
なお、上述した弁ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパ線（ＳＷＯＳＣ−Ｖ）は、上記曲げ応力（５００〜１７００Ｎ／ｍｍ^２）、および引張り強度（１０００Ｎ／ｍｍ^２以上）の条件を全て満たしている。
【００４８】
レジスタリング７の設計に際し、その素材は、発生する最大曲げ応力（最大拡径時の曲げ応力）が、素材の引張り強度の７０％以下となるものの中から選定する必要がある。以下、素材として弁ばね用のオイルテンパ線（ＳＷＯＳＣ−Ｖ）を使用した場合に、この条件が満たされるか否かについて確認する。なお、以下の説明では、線径φ１の線材で内径φ１３のレジスタリング７を形成した場合を想定している。
【００４９】
先ず、レジスタリング７を図９に示すＣ型の曲り梁に理想化する。梁の両端に，その端部と中心とを結ぶ線と垂直に力Ｐが加わった時、梁に蓄えられる内部エネルギＵは
【００５０】
【数１】

となり、撓みδはカスチリアーノの定理より
【数２】

で計算される。断面ｍにおける曲げモーメントＭは
Ｍ＝Ｐｒ（１＋ｃｏｓφ）　…▲３▼
であり、▲３▼を▲１▼に代入すると、
【数３】

【００５１】
▲２▼▲４▼より
【数４】

【００５２】
ここで、
Ｅ＝２０６（ＧＰａ）＝２．０６×１０^５（Ｎ／ｍｍ^２）
ｒ＝７（ｍｍ）
Ｉ_Ｚ＝πｄ^４／６４　〈ｄ＝１（ｍｍ）〉
とすれば、▲４▼式より
δ＝０．１６Ｐ　…▲５▼
δ＝１．６（ｍｍ）でリングを開放できることが経験的に明らかになっているので、これを▲５▼式に代入すると、開放力ＰはＰ＝１０（Ｎ）となり、適度の開放力Ｐでレジスタリング７を開放することができる。
【００５３】
一般に最大曲げ応力は、線材の端部と反対直径上の点に生じ、その値は、
σ_ｍａｘ＝Ｍｍａｘ／Ｚ　…▲６▼
となる。（ただし、Ｚ＝πｄ^３／３２：断面二次モーメント）
ここでＭ_ｍａｘは式▲２▼よりφ＝０として計算され、
Ｍ_ｍａｘ＝２Ｐｒ　…▲７▼
である。
【００５４】
これを▲６▼式に代入すると、σ_ｍａｘは
σ_ｍａｘ＝６４Ｐｒ／πｄ^３
となる。これに
Ｐ＝１０（Ｎ）
ｒ＝７（ｍｍ）
ｄ＝１（ｍｍ）
をそれぞれ代入すると、
σ_ｍａｘ＝１４２６（Ｎ／ｍｍ^２）
となる。この値は線径φ１．００（ｍｍ）の弁ばね用オイルテンパ線（ＳＷＯＳＣ−Ｖ）の引張り強度約２１００（Ｎ／ｍｍ^２）の７０％となっており、実際のレジスタリングでも最大曲げ応力が引張り強度の７０％以下となることが確認された。
【００５５】
次いて実際に上述したレジスタリングの耐久強度を繰り返し負荷試験により確認した。試験は、
▲１▼万能投影機により、レジスタリング内径上３点を計測して直径を算出し、
▲２▼レジスタリングの最大変形位置まで１００回繰り返し荷重を負荷し、
▲３▼再度▲１▼を行い、試験前後の両者を比較する
ことにより行った。測定結果を図１０に示す。
【００５６】
図１０より繰り返し負荷前後で測定誤差以上の有意の差は見られず、何れも初期の内径の０．２％の範囲内の差に収まった。これより、繰り返し使用による永久歪がレジスタリング７に残ることはなく、強度的に十分であることが確認された。なお、レジスタリング７の拡径動作は、組立時や初期セットの開放時に行われるものであり、通常の使用では数回程度しか行われない。
【００５７】
ところで、本発明にかかるチェーンテンショナにおいては、エンジン始動時に油圧ダンパ室９に十分な油が供給されないため、ロック状態（図７に示す状態）では、レジスタリング７、プランジャ３のロック面３３１、第一ストッパ２１の当接部で潤滑状態が懸念される。そこで、ロック状態でプランジャ３に荷重振幅を与え、ロック面３３１の耐久性を確認した。
【００５８】
先ずチェーンテンショナ単体について、荷重振幅：１００Ｎ⇔１０００Ｎ、変動周波数：１２０Ｈｚ、潤滑状態：オイル塗布、評価温度：常温、耐久回数：１×１０^７回の条件で試験したところ、ロック面３３１および第一ストッパ２１の何れでも摩耗量は１０μｍ以下となり、耐久性には特に問題が生じなかった。
【００５９】
次にこのチェーンテンショナを実機エンジンに組込み、無給油状態で同様の試験を行った場合（エンジン回転数：２０００ｒ／ｍｉｎ、耐久時間：２００ｈとした）も同様に摩耗量は１０μｍ以下であり、特に問題は生じなかった。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、レジスタリングを、引張り強度１０００〜３５００Ｎ／ｍｍ^２の鋼材料で形成しているので、レジスタリングの疲労寿命を高め、耐久性に富むチェーンテンショナを提供することができる。
【００６１】
また、レジスタリングの係合溝に対するレジスタリングのかかり代をレジスタリング線径の３０％〜５０％とし、かつ係合溝間で拡径させたレジストリングの最大曲げ応力を５００〜１７００Ｎ／ｍｍ^２に設定しているので、エンジンの停止時のプランジャの後退規制を確実に行うことができ、また、チェーンの振幅に対するプランジャの追従性を高めることができる。従って、かつ良好な作動安定性を有するチェーンテンショナを提供することができる。
【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平面図である。
【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】チェーンテンショナの作動状態を示す断面図である。
【図７】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８】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９】理想化したレジスタリングを示す図である。
【図１０】レジスタリングの繰り返し強度試験の結果を示す表である。
【図１１】係合溝に対するレジスタリングのかかり代を説明する断面図である。
【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〜３３ｄ　係合溝
３４　　円筒面
３６　　セット壁
３８　　エア抜き穴
３３１　ロック面
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み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、プランジャの外周に形成された複数の係合溝と、ハウジングの内周に形成された第一ストッパと、弾性的に拡縮可能で、係合溝と係合するレジスタリングとを備え、何れかの係合溝をレジスタリングを介して第１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、
レジスタリングを、引張り強度１０００〜３５００Ｎ／ｍｍ^２の鋼材料で形成したことを特徴とするチェーンテンショナ。
プランジャの係合溝に対するレジスタリングのかかり代が、レジスタリングの線径の３０〜５０％の範囲内に設定され、かつ係合溝間で拡径させたレジスタリングの最大曲げ応力が、５００〜１７００Ｎ／ｍｍ^２の範囲内である請求項１記載のチェーンテンショナ。
レジスタリングをオイルテンパ線で形成した請求項１または２記載のチェーンテンショナ。