(57)【要約】【課題】ピストンの外周に形成するラック歯の表面部分の粗さを小さく形成すると同時に、その粗さのバラツキも極力抑えるようにした。【解決手段】ピストンの製造方法として、所定長さのブランクＡを複数段のパーツフォーマーにより段階的に冷間鍛造して先端が閉鎖状で後端が開口する有底筒状のピストン成形体３０を形成し、次に、ピストン成形体３０に黒化処理を施して、ピストン成形体３０の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜３２を生成すると同時に応力除去を行い、その後、ピストン成形体３０を防錆液３３に浸漬してその孔に防錆液３３を侵入させ、然る後水分のみを乾燥させてピストン成形体３０の表面に四三酸化鉄被膜３２と防錆液３３の被膜層３４を形成し、この被膜層３４を有するピストン成形体３０の外周に切削加工を施して複数のラック歯３１を形成した。【選択図】図６
2018013236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口する穴が形成されたハウジングと、ハウジングの穴にスライド自在に支持されたピストンと、ピストンを穴から突出する方向に付勢するスプリングと、ピストン外周の複数のラック歯、ラック歯に径方向から弾性的に係合する拡径可能なクリップ、及びハウジングに設けられかつクリップを収容する凹部からなるラチェット機構とを備えたクリップタイプテンショナーにおけるピストンの製造方法であって、まず、所定長さのブランクを複数段のパーツフォーマーにより段階的に冷間鍛造して先端が閉鎖状で後端が開口する有底筒状のピストン成形体を形成し、次に、このピストン成形体に黒化処理を施して、ピストン成形体の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜を生成すると共に同時に応力除去を行ない、その後、このピストン成形体を防錆液に浸漬してその孔に防錆液を侵入させ、然る後水分のみを乾燥させてピストン成形体の表面に四三酸化鉄被膜と防錆液の被膜層を形成し、そのうえで、この被膜層を有するピストン成形体の外周に切削加工を施して複数のラック歯を形成したことを特徴とするクリップタイプテンショナーにおけるピストンの製造方法。
【請求項２】
黒化処理として、炉内に水分を含んだ燃焼ガスを充満させかつ５００℃〜５６０℃の処理温度で燃焼排ガスの組成をガスとエアーの燃焼比率を調整しながら炉内雰囲気を１００分間前後制御して、ピストン成形体の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜を生成する一方、この四三酸化鉄被膜を生成したピストン成形体を防錆液に浸漬して急冷すると共に四三酸化鉄被膜の孔に防錆液を侵入させ、然る後に水分のみを乾燥させてピストン成形体の表面に四三酸化鉄被膜と防錆液の被膜層を形成し、そのうえで、ピストン成形体へのラック歯の切削加工においてラック歯のピストン先端に向けて小径となるテーパー面の表面部分の中心線平均粗さＲａを０．４〜０．６μｍの範囲に形成したことを特徴とする請求項１記載のクリップタイプテンショナーにおけるピストンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、主としてクリップを含むラチェット機構を備えたクリップタイプテンショナーにおけるピストンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、クリップタイプテンショナーとしては、例えば図７に示されているように、一端に開口する穴２ａが形成されたハウジング２と、ハウジング２の穴にスライド自在に支持された先端が閉鎖状で後端が開口する有底筒状のピストン３と、ピストン３を穴２ａから突出する方向に付勢するスプリング４と、ピストン３外周の複数のラック歯３１、ラック歯３１に径方向から弾性的に係合する拡径可能なクリップ５、及びハウジング２に設けられかつクリップ５を収容する凹部２０からなるラチェット機構とを備えている。そして、ラック歯３１は、図８に示すようにピストン３外周にピストン３先端に向けて小径となるテーパー面３１ａとそのテーパー面３１ａの小径側端部に係合面３２とを設けてなり、ハウジング２の凹部２０は、ピストン３の前進時にクリップ５に当接してピストン３の前進を許容する前端面２１と、ピストン３の後退時にクリップ５に当接し、ラック歯３１の係合面３１ａとの間でクリップ５を挟持してピストン３の後退を規制する後端面２２とを有している。【０００３】  そして、このように構成されるクリップタイプテンショナー１にあっては、運転中にチェーンに弛みが生じた場合、スプリング４の弾性反発力によりピストン３がチェーンに向って前進してハウジング２外部に突出する。このとき、ピストン３外周のラック歯３１に係合したクリップ５がハウジング２における凹部２０の前端面２１に当接しかつラック歯３１のテーパー面３１ａがクリップ５に拡径作用を与えながら次のラック歯３１へ移動することによりピストン３の前進が許容される。一方、チェーンの張力が増大した場合、チェーンからの過大な押付力によりピストン３が後退しハウジング２内に押し込まれるが、このときピストン３外周のラック歯３１に係合したクリップ５がハウジング２における凹部２０の後端面２２に当接しかつラック歯３１の係合面３１ｂとハウジング２における凹部２０の後端面２２との間で挟持されることにより、ピストン３の後退が規制されるようになされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】  特開２０１０−２５２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  ところで、上記のように構成するクリップタイプテンショナー１におけるピストン３の製造方法としては、所定長さの金属製丸棒材を用い、その丸棒材の中心部に穴あけ加工を施して先端が閉鎖状で後端が開口する有底筒状のピストン中間素体を形成すると共に、このピストン中間素体の外周を切削加工して複数のラック歯３１を形成するようにしている。【０００６】  しかし、このように金属製丸棒材から穴あけ加工により有底筒状のピストン中間素体を形成し、そのピストン中間素体の外周に切削加工のみで複数のラック歯３１を形成した場合、切削加工したラック歯３１の表面部分の粗さが粗くなることがあったり、またその粗さがばらつくといった傾向があった。【０００７】  そして、このようにラック歯３１の表面部分、特にラック歯３１のテーパー面３１ａ部分の粗さが粗くなったり、またバラツキも大きくなると、チェーンに弛みが生じた場合、スプリングの弾性反発力によりピストンをチェーンに向って前進させかつハウジング外部に突出させてチェーンの弛みをなくす動作を行う際に、つまり、クリップ５が係合状態にあるラック歯３１のテーパー面３１ａを乗り越えて後続のラック歯３１に移動する際に、テーパー面３１ａの粗さによるによる抵抗でスムーズに乗り移ることができない事態が発生していた。そのため、チェーンを所定の張力で正確かつ確実に張設することが困難になるといった問題を有していた。【０００８】  そこで、本発明は、ピストンの製造方法を工夫することにより、ラック歯の表面部分の粗さを小さくすると同時に、その粗さのバラツキも極力抑えるようにして、チェーンに弛みが生じた場合、スプリングの弾性反発力によりクリップが係合状態にあるラック歯から後続のラック歯にスムーズに移動して、チェーンを所定の張力で正確かつ確実に張設できるクリップタイプテンショナーにおけるピストンの製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本願の請求項１記載の発明は、一端に開口する穴が形成されたハウジングと、ハウジングの穴にスライド自在に支持されたピストンと、ピストンを穴から突出する方向に付勢するスプリングと、ピストン外周の複数のラック歯、ラック歯に径方向から弾性的に係合する拡径可能なクリップ、及びハウジングに設けられかつクリップを収容する凹部からなるラチェット機構とを備えたクリップタイプテンショナーにおけるピストンの製造方法であって、まず、所定長さのブランクを複数段のパーツフォーマーにより段階的に冷間鍛造して閉鎖状で後端が開口する有底筒状のピストン成形体を形成し、次に、このピストン成形体に黒化処理を施して、ピストン成形体の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜を生成すると共に同時に応力除去を行ない、その後、このピストン成形体を防錆液に浸漬してその孔に防錆液を侵入させ、然る後水分のみを乾燥させてピストン成形体の表面に四三酸化鉄被膜と防錆液の被膜層を形成し、そのうえで、この被膜層を有するピストン成形体の外周に切削加工を施して複数のラック歯を形成したことを特徴とする。【００１０】  本願の請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成における黒化処理として、炉内に水分を含んだ燃焼ガスを充満させかつ５００℃〜５６０℃の処理温度で燃焼排ガスの組成をガスとエアーの燃焼比率を調整しながら炉内雰囲気を１００分間前後制御して、ピストン成形体の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜を生成する一方、この四三酸化鉄被膜を生成したピストン成形体を防錆液に浸漬して急冷すると共に四三酸化鉄被膜の孔に防錆液を侵入させ、然る後に水分のみを乾燥させてピストン成形体の表面に四三酸化鉄被膜と防錆液の被膜層を形成し、そのうえで、ピストン成形体へのラック歯の切削加工においてラック歯のピストン先端に向けて小径となるテーパー面の表面部分の中心線平均粗さＲａを０．４〜０．６μｍの範囲に形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】  本発明のクリップタイプテンショナーにおけるピストンの製造方法によれば、冷間鍛造により先端が閉鎖状で後端が開口する有底筒状のピストン成形体を鍛造することによって強度をもつ有底筒状のピストン成形体を容易に量産できる。しかも、このピストン成形体を黒化処理することによりピストン成形体の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜を生成すると共に、同時に応力除去を施して組織の安定化を図り、かつ防錆液への浸漬と乾燥を施してピストン成形体の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜とその孔内に侵入した防錆液の被膜層を形成し、そのうえで、この被膜層を有するピストン成形体の外周に切削加工を施して複数のラック歯を形成するようにしたから、外周に形成するラック歯の表面部分の粗さを小さくできると同時に、その粗さのバラツキも極力抑えることができる。【００１２】  特に、ピストン成形体の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜と防錆液の被膜層を形成したとき、ピストン成形体の外周には、焼入れのように厚くて硬いスケールが付くことがなく、きわめて薄くて多孔質の四三酸化鉄被膜とその孔内に侵入乾燥した防錆液の被膜層が生成されているから、例えばピストン成形体へのラック歯の切削加工においてスケールを切削する場合のような切粉発生による不具合がなく、加えて四三酸化鉄被膜３２の孔内に侵入乾燥した防錆液による潤滑作用が相乗的に作用して、切削加工したラック歯のピストン先端に向けて小径となるテーパー面の表面部分の中心線平均粗さＲａを０．４〜０．６μｍの範囲に形成することが可能となる。その結果、チェーンに弛みが生じた場合、スプリングの弾性反発力によりクリップが係合状態にあるラック歯から後続のラック歯にスムーズに移動して、チェーンを求める所定の張力で正確かつ確実に張設できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るピストンの正面図である。
【図２】図１の横断面図である。
【図３】図１におけるＸ矢視部分の拡大説明図である。
【図４】ピストンの鍛造工程の説明である。
【図５】多孔質四三酸化鉄被膜の一部拡大説明図である。
【図６】多孔質四三酸化鉄被膜と防錆液の被膜層の一部拡大説明図である。
【図７】従来のクリップタイプテンショナーの説明図である。
【図８】同ラック歯の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  以下本発明に係る実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１５】  図１〜３は、クリップタイプテンショナーにおけるピストンを示すもので、このピストン３は、先端が閉鎖状で後端が開口する有底筒状形を呈し、該ピストン３の外周にクリップタイプテンショナーのラック機構の一部を構成する複数のラック歯３１…３１が形成されたものである。ラック歯３１は、図３に示すようにピストン３先端に向けて緩やかに小径となるテーパー面３１ａと、そのテーパー面３１ａの小径側端部から半径方向外方に急傾斜状に立ち上がる係合面３１ｂとからなり、本発明のピストンでは、複数のラック歯３１…３１のテーパー面３１ａの表面部分の中心線平均粗さＲａが０．４〜０．６μｍと小さく形成されたものである。なお、図３には従来例で図示したクリップ５をピストン３を説明するうえでより明確にするため同じ符号付記して記入している。
【００１６】  次に、以上のように構成するピストン３の製造方法について説明する。
【００１７】  図４は、そのピストン３の基本形状となるピストン成形体３０をパーツフォーマー（図示せず）による冷間鍛造で製造する工程を示す。その場合、図４（イ）に示すようなブランクＡを用い、このブランクＡを複数段（例えば５段）のパーツフォーマーにより順次段階的に冷間鍛造して図４（ハ）に示す最終形状としてのピストン成形体３０を成形する。
なお、図４では、図４（ロ）の第１中間成形体Ｂから図４（ハ）の最終ピストン成形体３０までの中間鍛造工程については既知の工程であるので省略している。
【００１８】  具体的には、鋼材からなるコイル線材をパーツフォーマーの前段側一側部に配設された切断部（図示せず）で所定長さに切断してブランクＡを形成する。そして、このブランクＡに据え込み加工を施して図４（ロ）に示すような第１中間成形体Ｂを形成する。次に、図４（ハ）に示すように、第１中間成形体Ｂをパーツフォーマーにおける残りの複数段の鍛造ステーションで順次段階的に冷間鍛造して、先端が閉鎖状で後端が開口する有底筒状のピストン成形体３０を形成する。
【００１９】  その後、ピストン成形体３０に黒化処理を施して、ピストン成形体３０の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜３２を生成すると同時に応力除去を行い、図５に示すようにピストン成形体３０の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜３２を生成する。この黒化処理としては、水分を含んだ燃焼ガスを炉内に充満させ、かつ５００℃〜５６０℃の処理温度で燃焼排ガスの組成をガスとエアーの燃焼比率を調整しながら炉内雰囲気を１００分間前後制御して、多孔質の四三酸化鉄被膜３２を生成する。この黒化処理で生成された四三酸化鉄被膜３２は、１μｍ〜３μｍと非常に薄く、また表面組織と結び付きが強いため密着性がよく、さらに多孔質となっている。然る後、このピストン成形体３０を防錆液に浸漬してその孔に防錆液を侵入させ、その後水分のみを乾燥させて図６に示すようにピストン成形体３０の表面に四三酸化鉄被膜３２と防錆液３３の被膜層３４を生成する。
【００２０】  このようにピストン成形体３０の外周に四三酸化鉄被膜３２と防錆液３３の被膜層３４を生成したうえで、後工程において、この被膜層３４を有するピストン成形体３０の外周に切削加工を施して、図１〜図３に示すような表面部分の粗さが小さくかつその粗さのバラツキが小さい複数のラック歯３１…３１を形成し、最終製品としてのピストン３を形成するのである。
【００２１】  以上の製造方法において、特に、ピストン成形体３０の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜３２と防錆液３３の被膜層３４を形成したとき、ピストン成形体３０の外周には、焼入れのように厚くて硬いスケールが付くことがなく、きわめて薄くて多孔質の四三酸化鉄被膜（１μｍ〜３μｍ）とその孔内に侵入乾燥した防錆液３３の被膜層３４が生成されているから、例えばピストン成形体へのラック歯の切削加工においてスケールを切削する場合のような切粉発生、切削刃の摩耗や摩損、切り口を悪くするといった不具合がなく、加えて四三酸化鉄被膜３２の孔内に侵入乾燥した防錆液３３による潤滑作用が相乗的に作用して、切削加工したラック歯３１…３１のピストン先端に向けて小径となるテーパー面３１ａの表面部分の中心線平均粗さＲａを０．４〜０．６μｍの範囲に形成することが可能となる。その結果、チェーンに弛みが生じた場合、スプリングの弾性反発力によりクリップ５が係合状態にあるラック歯３１ａから後続のラック歯３１ａにスムーズに移動して、チェーンを求める所定の張力で正確かつ確実に張設できる。
【００２２】  以上のように本発明のクリップタイプテンショナーにおけるピストンの製造方法によれば、冷間鍛造により先端が閉鎖状で後端が開口する有底筒状のピストン成形体３０を鍛造することにより強度をもつ有底筒状のピストン成形体３０を容易に量産できる。しかも、このピストン成形体３０に黒化処理を施すことによりピストン成形体３０の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜３２を生成すると同時に応力除去を行って組織の安定化を図り、かつ防錆液３３への浸漬急冷と乾燥を施してピストン成形体３０の表面に多孔質の四三酸化鉄被膜３２とその孔内に侵入した防錆液３３の被膜層３４を形成し、そのうえで、この被膜層３４を有するピストン成形体３０の外周に切削加工を施して複数のラック歯３１…３１を形成するようにしたから、外周に形成する各ラック歯３１…３１の表面部分の中心線平均粗さＲａを０．４〜０．６μｍの範囲に小さくできると同時に、その粗さのバラツキも極力抑えることができる。その結果、チェーンに弛みが生じた場合、スプリングの弾性反発力によりクリップ５が係合状態にあるラック歯３１から後続のラック歯３１にスムーズに移動して、チェーンを求める所定の張力で正確かつ確実に張設できる。
【符号の説明】
【００２３】３          ピストン
３０        ピストン成形体
３１        ラック歯
３２        四三酸化鉄被膜
３３        防錆液
３４        被膜層
３１ａ      テーパー面
Ａ          ブランク
【図１】
2018013236.tif 000003
【図２】
2018013236.tif 000004
【図３】
2018013236.tif 000005
【図４】
2018013236.tif 000006
【図５】
2018013236.tif 000007
【図６】
2018013236.tif 000008
【図７】
2018013236.tif 000009
【図８】
2018013236.tif 000010