JP3962817B2 - テンショナー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端状のベルトやチェーンの張力を一定に保つテンショナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
テンショナーは、例えば、自動車のエンジンに使用されるタイミングチェーンやタイミングベルトを所定の力で押しており、これらに伸びや緩みが生じた場合に、その張力を一定に保つように作用する。
【０００３】
図１３はテンショナー１００を自動車のエンジン本体２００に実装した状態を示す。エンジン本体２００の内部には、一対のカムスプロケット２１０，２１０とクランクスプロケット２２０とが配置されており、これらのスプロケット２１０，２１０，２２０の間にタイミングチェーン２３０が無端状となって掛け渡されている。また、タイミングチェーン２３０の移動路上には、チェーンガイド２４０が揺動自在に配置されており、タイミングチェーン２３０はチェーンガイド２４０を摺動するようになっている。エンジン本体２００には、取付面２５０が形成されており、テンショナー１００は取付面２５０の取付孔２６０を貫通するボルト２７０によって取付面２５０に固定される。なお、エンジン本体２００の内部には、潤滑用のオイル（図示省略）が封入されている。
【０００４】
図１４及び図１５は、従来から用いられているテンショナー１００を示し、ケース１１０の内部には、回転シャフト１２０及び推進シャフト１３０が組み付けられて配置されている。ケース１１０は、これらのシャフト１２０，１３０を挿入するために軸方向に延びる本体部１１１と、本体部１１１から軸方向と交差する方向に延びるフランジ部１１２とを有している。フランジ部１１２はテンショナー１００をエンジン本体２００に対する取り付けを行うものであり、このため、フランジ部１１２には、エンジン本体２００に螺合するボルトが貫通するための取付孔１１３が形成されている。本体部１１１は後述する各部品を収容するものであり、このため、内部には同一径の収納孔１１４が軸方向に沿って形成されている。
【０００５】
回転シャフト１２０及び推進シャフト１３０の組み付けは、回転シャフト１２０の外面に雄ねじ部１２１を形成する一方、推進シャフト１３０の内面に雌ねじ部１３１を形成し、これらのねじ部１２１，１３１を螺合させることによって行われる。回転シャフト１２０の基端側の端部に対応したケース１１０の内部には、受け座１４０が収納孔１１４内に位置するように設けられており、この受け座１４０によって回転シャフト１２０の基端部が支持されている。組み付け状態では、推進シャフト１３０は回転シャフト１２０の前側略半分部分に螺合しており、推進シャフト１３０が螺合していない後側の略半分部分には捩りばね１５０が配置されている。
【０００６】
捩りばね１５０は一端のフック部１５１が回転シャフト１２０の基端部に形成されているスリット１２３に挿入されて係止され、他端のフック部１５２がケース１１０に係止されている。従って、捩りばね１５０を捩って所定のトルクを付与させた状態で組み立てると、捩りばね１５０の付勢力によって回転シャフト１２０が回転する。
【０００７】
ケース１１０の先端部分には、軸受１６０が止め輪１７０によって固定されており、推進シャフト１３０は軸受１６０の摺動孔１６１を貫通している。軸受１６０の摺動孔１６１の内面及び推進シャフト１３０の外面は、略小判形状や平行カット、その他の非円形に形成されており、これにより推進シャフト１３０は回転が拘束された状態となっている。
【０００８】
軸受１６０は所定厚さの平板形状に成形されており、外周側には複数の固定片１６２が形成されている。そして、この固定片１６２がケース１１０の先端部分に形成されている切欠溝１１５に嵌合することにより、軸受１６０の全体が回転止めされた状態となっている。このように軸受１６０がケース１１０に対して回転止めされることにより、軸受１６０を貫通した推進シャフト１３０が軸受１６０を介してケース１１０に回転拘束されるため、この回転拘束状態で推進シャフト１３０がケース１１０に対して進退する。
【０００９】
なお、推進シャフト１３０の先端には、キャップ１８０が取り付けられ、このキャップ１８０が上述したエンジン本体２００内のチェーンガイド２４０と接触している。
【００１０】
さらに、ケース１１０の内部には、スペーサ１９０が配置されている。スペーサ１９０は、回転シャフト１２０及び推進シャフト１３０の周囲を囲んだ状態で軸方向（推進方向）に延びた筒状となっており、螺合状態のシャフト１２０，１３０がケース１１０の先端部分から抜け出ることを防止している。この抜け止めを行うため、回転シャフト１２０はスペーサ１９０との突き当てが可能な鍔付き形状に成形されている。
【００１１】
以上の構造のテンショナー１００では、捩りばね１５０の付勢力によって回転シャフト１２０が回転し、この回転力が推進シャフト１３０の推進力に変換されるため、推進シャフト１３０が進出する。これにより、推進シャフト１３０はキャップ１８０及びチェーンガイド２４０を介してタイミングチェーン２３０を押し付けるため、タイミングチェーン２３０に張力を付与することができる。
【００１２】
このようなテンショナーでは、チェーンガイド２４０からの外部入力加重に対する推進シャフト１３０の押し込み量（振幅）を押さえて作動を安定させるために、チェーンガイド２４０を強く押さえる必要がある。このためには、▲１▼捩りばね１５０のばねトルクを大きくする、▲２▼回転シャフト１２０と推進シャフト１３０の螺合を行っている雄ねじ部１２１及び雌ねじ部１３１のリード角を小さくする（例えば、１２°を９°にする）、▲３▼回転シャフト１２０の端面の径を大きくして回転シャフト１２０と受け座１４０（ケース１１０）との接触面積を大きくする、等の対応がなされている。
【００１３】
しかしながら、これらの対応構造では、逆に推進シャフト１３０が推進（前進）する特性が強くなる傾向となっている。そして、推進シャフト１３０が必要以上に推進する場合には、チェーンガイド２４０とチェーン２３０との間の摩擦が増加して、エンジンの出力ロスが大きくなる原因となり、好ましくない。
【００１４】
これに対し、特開２００１−２１０１２号公報には、ケースに摩擦板を設けると共に、回転シャフトにおける摩擦板との対向部分に接触径の大きな鍔状の摩擦面を設け、さらに補助ばねによって摩擦面が摩擦板と接触しないように保持する構造が開示されている。この構造では、チェーンガイドからの外部入力加重が小さいときには、摩擦面が摩擦板と接触しないが、外部入力加重が一定大きさ以上となったとき、摩擦面が摩擦板と接触して摩擦力を発生することができる。これにより、上述した▲１▼〜▲３▼の構造とする必要がなくなって、エンジンの出力ロスを低減させることができ、しかも大きな外部入力加重に対する推進シャフトの振幅を抑えることが可能となっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−２１０１２号公報の構造によっても、推進シャフトの振幅を抑えることが可能となっているが、エンジンの機種によっては、振幅抑制に重点をおいた特性が要求されることがある。
【００１６】
本発明は、このような要求に対応するためになされたものであり、外部入力加重に対して、きめ細かな振幅抑制を行うことが可能なテンショナーを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のテンショナーは、ねじ部によって螺合した第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材と、第１のシャフト部材を一方向に回転付勢する捩りばねとがケースに収容されており、第２のシャフト部材の回転を拘束して捩りばねの回転付勢力を第２のシャフト部材の推進力に変換するテンショナーであって、第２のシャフト部材に入力する外部入力荷重に対し、第１のシャフト部材の抵抗トルクを発生させる弾性部材が、第１のシャフト部材に外挿された状態で第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１の発明では、外部入力荷重が第２のシャフト部材に入力されると、第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置された弾性部材に荷重が作用する。これにより、弾性部材が外部入力荷重に対する抵抗トルクを発生させるため、第２のシャフト部材の振幅を小さくすることができる。
【００１９】
このような請求項１の発明では、弾性部材が第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されているため、外部入力荷重の入力があると、弾性部材が常に抵抗トルクを発生する。従って、外部入力荷重の大小に関係なく、抵抗トルクが発生して第２のシャフト部材の振幅を制御するため、きめ細かな振幅抑制を行うことができる。
【００２０】
また、捩りばねのばねトルクを大きくしたり、ねじ部のリード角を小さくする等によって第２のシャフト部材の推進力を大きくする必要がなくなる。このため、チェーンガイドとチェーンとの間の摩擦が大きくなることがなく、エンジンの出力ロスを少なくすることができる。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１記載のテンショナーであって、前記弾性部材は、第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材によって圧縮された状態で両シャフト部材の間に配置されると共に、外部入力荷重によって圧縮されることにより、第１のシャフト部材との間で摩擦トルクを発生させるコイルばねであることを特徴とする。
【００２２】
請求項２の発明では、弾性部材がコイルばねによって形成されている。このコイルばねは、第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材によって圧縮された状態となっていると共に、第２のシャフト部材への外部入力荷重の入力によって圧縮力が作用することにより圧縮される。この圧縮によって、第１のシャフト部材との間に摩擦トルクが発生する或いは発生している摩擦トルクが増大するため、第１のシャフト部材の回転が規制される。すなわち、外部入力荷重が入力することによって、第２のシャフト部材がケース内に押し込まれるため、第１のシャフト部材は捩りばねの回転付勢方向と逆方向に回転するが、この逆方向の回転に対しては圧縮ばねの摩擦力によるブレーキ力が作用する。このため、第２のシャフト部材の押し込み量（振幅）が抑制される。
【００２３】
請求項２の発明においても、外部入力荷重によって圧縮されるコイルばねが第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されているため、外部入力荷重の入力があると、コイルばねが常に摩擦トルクを発生して第１のシャフト部材の回転を抑制するため、第２のシャフト部材に対するきめ細かな振幅抑制を行うことができる。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項１記載のテンショナーであって、前記弾性部材は、第２のシャフト部材への外部入力荷重によって捩られることにより、前記捩りばねの回転付勢方向と同じ方向に反力トルクを発生させるコイルばねであることを特徴とする。
【００２５】
請求項３の発明では、外部入力荷重が第２のシャフト部材に入力することにより、コイルばねが捩られて反力トルクが発生或いは反力トルクが増大する。このため、相対的に外部入力荷重による第２のシャフト部材への押し込み力が小さくなり、第２のシャフト部材の押し込み量（振幅）を抑制することができる。
【００２６】
この請求項３の発明においても、外部入力荷重によって捩られて反力トルクを発生させるコイルばねが第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されているため、外部入力荷重の入力に応じた第２のシャフト部材へのきめ細かな振幅抑制を行うことができる。
【００２７】
請求項４の発明は、請求項２記載のテンショナーであって、前記第１のシャフト部材または第２のシャフト部材のいずれかに前記コイルばねを支持する支持座が設けられていることを特徴とする。
【００２８】
このようにシャフト部材に設けた支持座にコイルばねが支持されることにより、コイルばねとシャフト部材との結合が安定する。このため、第１のシャフト部材が往復回転を繰り返しても、その作動に良好に対応することができ、安定した作動を確保することができる。
【００２９】
請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載のテンショナーであって、前記コイルばねは、第１のシャフト部材側の端部が第２のシャフト部材の推進方向との反対方向に向かって径が漸減していることを特徴とする。
【００３０】
請求項５の発明では、第１のシャフト部材側の端部が径が小さくなっているため、第１のシャフト部材と積極的に摺動する。このため、第１のシャフト部材との間の摩擦トルクを大きくすることができ、これにより第２のシャフト部材の振幅を抑制することができる。
【００３１】
請求項６の発明は、請求項２〜５記載のテンショナーであって、前記コイルばねのコイル巻方向が第１のシャフト部材のねじ部のねじ切り方向と逆となっていることを特徴とする。
【００３２】
このように第１のシャフト部材のねじ切り方向と逆のコイル巻き方向とすることにより、外部入力荷重により第２のシャフト部材が押し込まれて第１のシャフト部材が回転すると、コイルばねはそのコイル径が巻締まる方向に捩られる。このため、コイルばねがコイル径が広がってケース等の周囲の部品と干渉することがなく、作動を円滑に行うことができる。
【００３３】
請求項７の発明は、請求項２〜６のいずれかに記載のテンショナーであって、前記第２のシャフト部材の進退に伴って回転するクラッチ部が第２のシャフト部材に形成されており、前記コイルばねは一端がクラッチ部に係止され、他端が第１のシャフト部材に係止されていることを特徴とする。
【００３４】
請求項７の発明では、第２のシャフト部材に形成されたクラッチ部がコイルばねを捩るため、コイルばねに反力トルクが発生する。このため、第２のシャフト部材の振幅を抑制することができる。
【００３５】
請求項８の発明は、請求項１記載のテンショナーであって、前記弾性部材は、第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材に接触した状態で配置され、外部入力荷重によって圧縮されることにより、第１のシャフト部材との間で摩擦トルクを発生させる皿ばね、ゴム成形体または樹脂成形体であることを特徴とする。
【００３６】
請求項８の発明では、皿ばね、ゴム成形体または樹脂成形体が弾性部材として用いるものである。これらの皿ばね、ゴム成形体及び樹脂成形体は、いずれも第２のシャフト部材に外部入力荷重が入力することにより変形して、第１のシャフト部材との間で摩擦トルクを発生する。このため、第１のシャフト部材の回転が規制されるため、第２のシャフト部材の振幅を抑制することができる。
【００３７】
請求項８の発明においても、皿ばね、ゴム成形体または樹脂成形体が第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材との間に配置されているため、外部入力荷重の入力があると、常に摩擦トルクを発生し、従って、第２のシャフト部材の振幅をきめ細やかに制御することができる。
【００３８】
請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のテンショナーであって、前記弾性部材と第１のシャフト部材との間に、緩衝板が挿入されていることを特徴とする。
【００３９】
弾性部材と第１のシャフト部材との間に挿入された緩衝板は、弾性部材が第１のシャフト部材に食い込むことを防止するように作用する。このため、弾性部材の円滑な作動を行うことができると共に、弾性部材及び第１のシャフト部材の摩耗を抑制することができ、耐久性を向上させることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００４１】
（実施の形態１）
図１〜図３は、本発明の実施の形態１のテンショナーＡ１を示し、ケース２、第１のシャフト部材３、第２のシャフト部材４、捩りばね５、軸受６及びスペーサ７を備えている。
【００４２】
ケース２は胴部２ａの先端からフランジ部２ｂが略直交方向に延びた断面略Ｔ字形に成形されている。そして、胴部２ａからフランジ部２の形成部位にかけて、軸方向（推進方向）に延びる収納孔２ｃが形成されている。収納孔２ｃの先端部分は開放されており、この収納孔２ｃ内に、第１及び第２のシャフト部材３，４、捩りばね５及びスペーサ７の組付体が収容される。
【００４３】
ケース２のフランジ部２ｂは、使用機器であるエンジン本体への取り付けを行うものであり、エンジン本体に螺合するボルト（図示省略）が貫通する取付孔２ｄが形成されている。エンジン本体への取り付けに際しては、図１３と同様に、フランジ部２ｂの先端面がエンジン本体２００の取付面２５０と接触する。
【００４４】
第１のシャフト部材３は後述する捩りばね５によって付勢されることにより回転し、第２のシャフト部材４は第１のシャフト部材３の回転によってケース２から推進する。
【００４５】
第１のシャフト部材３は、基端側のシャフト部３ａと、先端側のねじ部３ｂとが軸方向に一体的に形成されており、先端側のねじ部３ｂの外周には、雄ねじ８が形成されている。また、シャフト部３ａの基端部は、ケース２内に設けた受け座１９に当接することにより、その回転が支承されるようになっている。さらにう、シャフト部３ａの基端面には、第１のシャフト３を回転させるための巻締め治具（図示省略）の先端が挿入されるスリット３ｅが形成されている。スリット３ｅはケース２の胴部２ａの基端面に開設した治具孔２ｅと連通しており、巻締め治具の先端を治具孔２ｅからスリット３ｅに挿入し、スリット３ｅを介して第１のシャフト部材３を回転させることにより、後述する捩りばね５を巻締めることができる。
【００４６】
第２のシャフト部材４は筒状に形成されており、その内面には、第１のシャフト部材３の雄ねじ８が螺合する雌ねじ９が形成されている。これらのシャフト部材３，４は、雌ねじ９及び雄ねじ８を螺合させた状態でケース２の収納孔２ｃ内に挿入される。この第２のシャフト部材４の先端には、キャップ１０が取り付けられている。キャップ１０は、頭部１０ａ及び脚部１０ｂからなり、頭部１０ａが第２のシャフト部材４の先端部分を覆い、脚部１０ｂを第２のシャフト部材４の先端部分に嵌め込んだ状態で、これらにスプリングピン１１を圧入することにより抜け止めされて第２のシャフト部材４に固定される。
【００４７】
捩りばね５は、第１のシャフト部材３のシャフト部３ａに外挿されている。この捩りばね５の一端側のフック部５ａがケース２に形成されたフック溝２ｆに挿入されて係止される一方、他端側のフック部５ｂが第１のシャフト部材３底部のスリット３ｅに挿入されて係止されている。従って、捩りばね５を巻締めてトルクを付与することにより第１のシャフト部材３を回転させることができる。
【００４８】
軸受６はケース２の先端部分に取り付けられ、止め輪１３によって固定されている。軸受６は摺動孔６ａを有しており、この摺動孔６ａ内を第２のシャフト部材４が貫通している。軸受６の摺動孔６ａの内面及び第２のシャフト部材４の外面は、略小判形状、Ｄカットや平行カット、その他の非円形に形成されており、これにより第２のシャフト部材４は回転が拘束された状態となる。
【００４９】
軸受６は所定厚さの平板形状に成形されており、外周側には複数の固定片６ｂが放射状に形成されている。この固定片６ｂがケース２の先端部分に形成されている切欠溝２ｇに嵌合することにより、軸受６の全体が回転止めされた状態となっている。このように軸受６がケース２に対して回転止めされることにより、軸受６を貫通した第２のシャフト部材４が軸受６を介してケース２に回転拘束される。
【００５０】
第２のシャフト部材４２には、ねじ部８，９を介して第１のシャフト部材３が螺合しており、捩りばね５の回転付勢力によって回転する第１のシャフト部材３の回転力が第２のシャフト部材４に伝達されるが、第２のシャフト部材４が軸受６によって回転拘束されているため、第２のシャフト部材４はケース２に対して進退する。
【００５１】
スペーサ７は筒状となっており、その内部には、第１のシャフト部材３及び第２のシャフト部材４の螺合部分が挿入される。この場合、第１のシャフト部材３におけるシャフト部３ａとねじ部３ｂとの境界部分には、大径となるフランジ部３ｃが形成されており、スペーサ７はその基端部分がフランジ部３ｃに当接している。また、スペーサ７の先端部分は軸受６に臨んでおり、軸受６への当接によって、第１及び第２のシャフト部材１３，１４がケース２から抜け出ることを防止している。
【００５２】
以上に加えて、この実施の形態では、弾性部材としてのコイルばね２０が設けられている。コイルばね２０は第１のシャフト部材３及び第２のシャフト部材４の間に配置されている。この実施の形態において、コイルばね２０は第１のシャフト部材３におけるねじ部３ｂと、第２のシャフト部材４の基端部との間に配置されている。
【００５３】
また、コイルばね２０としては、両端のフック部が自由端となっている圧縮ばねが使用されている。圧縮ばねからなるコイルばね２０は、一端部２０ａが第２のシャフト部材４と接触する一方、他端部２０ｂが第１のシャフト部材３と接触している。この場合、他端部２０ｂは第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃと接触するものである。このようなコイルばね２０は、両端部２０ａ、２０ｂが両シャフト部材３，４と接触すると共に、ある程度圧縮された状態で組み込まれる。
【００５４】
従って、第２のシャフト部材４を押し込む外部入力荷重が入力すると、先端部２０ａが第２のシャフト部材４と接触しているコイルばね２０に直に圧縮力が作用して、コイルばね２０が圧縮される。コイルばね２０は他端部２０ｂが第１のシャフト部材３と接触しているため、コイルばね２０の圧縮によって、コイルばね２０と第１のシャフト部材３との間に摩擦トルクが発生するか、既に発生していた摩擦トルクがさらに増大する。これにより、第１のシャフト部材３に対してブレーキ力が作用し、第１のシャフト部材３の回転が規制される。
【００５５】
図３は、この実施の形態の作用を図１４及び図１５に示す従来のテンショナーと比較して説明するものであり、従来のテンショナーには、この実施の形態の符号を付して対応させてある。同図に示すように、第１のシャフト部材３には捩りばね５によってトルクＴからなる回転付勢力が作用している。外部入力荷重Ｆの入力があると、第２のシャフト４がケース２内に押し込まれるため、第１のシャフト部材３が捩りばね５の回転付勢力に抗して矢印Ｄ方向に回転する。
【００５６】
コイルばね２０を備えていないテンショナーでは、同図（ａ）で示すように、外部入力荷重Ｆの荷重に応じた回転トルクＴｋで矢印Ｄ方向に回転する。この場合の第１のシャフト部材３の回転角度はθ３であり、角度θ３に対応した第２のシャフト部材４の振幅はＢとなる。
【００５７】
これに対し、この実施の形態では、同図（ｂ）で示すように、第１のシャフト部材３と第２のシャフト部材４との間に圧縮ばねからなるコイルばね２０が配置されており、第２のシャフト部材４に対して外部入力荷重Ｆの入力があると、コイルばね２０が圧縮され、その下端部２０ｂとが第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃとの間に摩擦トルクが発生するか、既に発生している摩擦トルクよりも大きな摩擦トルクとなる。
【００５８】
この摩擦トルクＴ１は、コイルばね２０の軸方向荷重Ｗと、第１のシャフト部材３との接触半径ｒと、第１のシャフト部材との間の摩擦係数μとの積（Ｔ１＝Ｗ・ｒ・μ）となっている。この摩擦トルクＴ１は、第２のシャフト部材４の押し込みによって第１のシャフト部材３が強制的に回転させられる回転角θ３に対して制動作用を行う。このため、第１のシャフト部材の回転角がθ３からθ１へ低減し、第２のシャフト部材４の押し込み量（振幅）Ｂ１を小さくすることができる。
【００５９】
このような実施の形態では、コイルばね２０が第１のシャフト部材３及び第２のシャフト部材４との間に配置されることにより、外部入力荷重Ｆの入力があると、コイルばね２０が必ず圧縮されて摩擦トルクが発生するか、増大する。従って、外部入力荷重Ｆの大小に関係なく、第１のシャフト部材３の振幅を抑制できるため、きめ細やかな振幅抑制を行うことが可能となる。
【００６０】
また、振幅抑制を行うために捩りばね５のばねトルクを大きくしたり、ねじ部８，９のリード角を小さくして第２のシャフト部材４の推進力を大きくする必要がない。このため、チェーンガイドとチェーンとの間の摩擦が大きくなることがなく、エンジンの出力ロスを少なくすることができる。
【００６１】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２のテンショナーＡ２を示し、圧縮ばねからなるコイルばね２０と第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃとの間に緩衝板２２が挿入されている。緩衝板２２はワッシャ等の金属薄板からなり、コイルばね２０の他端部２０ｂと第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃとの間に挟まれるように設けられている。
【００６２】
このような緩衝板２２を設けることにより、コイルばね２０の他端部２０ｂが第１のシャフト部材３に食い込むことを防止することができる。これにより、コイルばね２０の円滑な作動を行うことができると共に、コイルばね２０及び第１のシャフト部材３の摩耗を抑制することができ、耐久性のあるものとすることができる。
【００６３】
図５及び図６は、この実施の形態の変形々態を示す。図５の形態では、第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃとコイルばね２０の他端部２０ｂとの間に、鉄、ステンレス等の金属ワッシャ２３と、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の樹脂ワッシャ２４と、上述した金属ワッシャ２５との積層体からなる緩衝板２２が挿入されている。また、コイルばね２０の一端部２０ａと第２のシャフト部材４との間に、金属ワッシャ２６からなる緩衝板が挿入されている。
【００６４】
図６の形態ではコイルばね２０の線材の外面にＰＴＦＥ等の固体潤滑剤２７がコーティングされている。また、コイルばね２０の両端部と、第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃ及び第２のシャフト部材４との間には金属ワッシャ２３及び金属ワッシャ２６からなる緩衝板が挿入されている。
【００６５】
このような種々の緩衝板をコイルばね２０と第１のシャフト部材３及び／または第２のシャフト部材４との間に挿入したり、コイルばね２０に固体潤滑剤をコーティングすることにより、コイルばね２０と第１のシャフト部材３及び／または第２のシャフト部材４との間の摩擦係数を任意に調整することができる。これにより、目的に合わせた摩擦トルクを容易に得ることができる。
【００６６】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３のＡ３を示す。この実施の形態のテンショナーＡ３では、圧縮ばねからなるコイルばね２０の両端部２０ａ、２０ｂが第１のシャフト部材３及び第２のシャフト部材４に支持されている。
【００６７】
すなわち、第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃとねじ部３ｂとの間に、コイルばね２０の内径に相応した外径の段部３ｇを形成する一方、第２のシャフト部材４の第１のシャフト部材３側の端部に、コイルばね２０の内径に相応した外径の段部４ｇを形成している。これらの段部３ｇ、４ｇは、コイルばね２０の端部を支持する支持座となるものである。そして、コイルばね２０の両端部２０ａ、２０ｂに対してこれらの段部３ｇ、４ｇを挿入することにより、さらに安定した支持状態としている。なお、コイルばね２０の他端部２０ｂと第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃとの間には、緩衝板としての金属ワッシャ２２が挟み込まれている。この実施の形態においても、コイルばね２０はある程度圧縮された状態となっている。
【００６８】
このように第１及び第２のシャフト部材３、４にコイルばね２０の両端部が支持されることにより、第１のシャフト部材３が往復回転を繰り返しても、その作動に円滑に対応することができるため、安定した作動を行うことができる。なお、コイルばね２０の端部の支持は、シャフト部材３または４のいずれか一方であれば、安定的な支持を行うことができるものである。
【００６９】
（実施の形態４）
図８は本発明の実施の形態４におけるテンショナーＡ４を示す。この実施の形態においても、図７に示す実施の形態３のテンショナーＡ３と同様に、コイルばね２０の両端部２０ａ、２０ｂが双方のシャフト部材３，４に支持されている。従って、第１のシャフト部材３の往復回転に円滑に対応することが可能となっている。
【００７０】
これに加えてこの実施の形態では、コイルばね２０における第１のシャフト部材３側に位置したコイル部分のコイル径が小さくなっている。すなわち、コイルばね２０は第１のシャフト部材側の端部が第２のシャフト部材４の推進方向との反対方向に向かって径が漸減するものである。そして、漸減した他端部２０ｂが第１のシャフト部材の段部３ｇに支持されている。
【００７１】
このように径が小さくなっていることにより、コイルばね２０と第１のシャフト部材３とが積極的に摺動することができ、これらの間の摩擦トルクを大きくすることが可能となり、第２のシャフト部材４の振幅を抑制することができる。また、第２のシャフト部材４側ではコイルばね２０のコイル径が大きくなった状態で密着しているため、コイルばね２０から発生する摩擦トルクを大きくすることができ、第１のシャフト部材３の回転角度を小さくすることができる。これにより、第２のシャフト部材４の振幅を小さくすることができる。なお、このようなコイルばね２０の端部の径や変化率は、任意に変更が可能であり、これにより、反力トルクを任意に調整することができる。
【００７２】
（実施の形態５）
図９は本発明の実施の形態５のテンショナーＡ５を示す。この実施の形態においても、第１のシャフト部材３と第２のシャフト部材４との間に弾性部材３０が配置されるが、弾性部材３０は筒状の樹脂成形体によって形成されている。樹脂成形体としては、硬質フィラー混合の樹脂等を用いることができる。
【００７３】
樹脂成形体からなる弾性部材３０は、第１のシャフト部材３と第２のシャフト部材４との間に挟まれるように配置されることにより、第２のシャフト部材４への外部入力荷重で圧縮される。この圧縮により第１のシャフト部材３との間で摩擦トルクが発生するか、あるいは発生していた摩擦トルクが増大する。従って、第１のシャフト部材３にブレーキ力が作用し、第２のシャフト部材４の振幅を抑制することができる。なお、樹脂成形体に代えて、合成ゴム等のゴム成形体を用いることも可能である。
【００７４】
（実施の形態６）
図１０は本発明の実施の形態６のテンショナーＡ６を示す。この実施の形態においては、第１のシャフト部材３と第２のシャフト部材４との間に配置された弾性部材３１が皿ばねの積層体によって構成されている。
皿ばねの積層体からなる弾性部材３１は、第１のシャフト部材３と第２のシャフト部材４との間に挟まれることにより、第２のシャフト部材４への外部入力荷重で圧縮されるため、第１のシャフト部材３との間で摩擦トルクが発生するか、あるいは発生していた摩擦トルクが増大する。また、積層されている皿ばねの間においても、摩擦によるブレーキ力が発生する。従って、これらによって第１のシャフト部材３にブレーキ力が作用し、第２のシャフト部材４の振幅を抑制することができる。
【００７５】
（実施の形態７）
図１１は本発明の実施の形態７のテンショナーＡ７を示す。
【００７６】
この実施の形態では、第２のシャフト部材４がエンジン本体側に位置する本体部４１と、本体部４１の第１のシャフト部材３側に位置するクラッチ部４２との２部材によって構成されている。本体部４１及びクラッチ部４２は、ケース２から推進する。また、クラッチ部４２と本体部４１とは、相互に二等辺三角形状の係止爪４３が形成されることにより、係合する。
【００７７】
一方、クラッチ部４２には弾性部材としてのコイルばね３３の一端のフック部３３ａが係止している。コイルばね３３は第１のシャフト部材３のねじ部３ｂに外挿されており、他端のフック部３３ｂが第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃに係止している。この実施の形態において、コイルばね３３は第１のシャフト部材３及び第２のシャフト部材４の間に圧縮状態で配置されると共に、両端のフック部３３ａ、３３ｂを介して捩られた状態で両シャフト部材３，４に係合している。これにより、コイルばね３３は外部入力荷重に対する反力トルクを有している。
【００７８】
このような実施の形態では、第２のシャフト部材４に外部入力荷重が入力すると、係止爪４３の角度、高さに応じて、コイルばね３３の反力トルクが増大する。このため、この実施の形態では、外部入力荷重に対して捩りばね５のトルクとコイルばね３３の反力トルクとによって制動を行うため、第２のシャフト部材４の振幅をきめ細やかに抑制することができる。
【００７９】
（実施の形態８）
図１２は本発明の実施の形態８のテンショナーＡ８を示す。この実施の形態においても、実施の形態７のテンショナーＡ７と同様に第２のシャフト部材４が先端側の本体部４１と第１のシャフト部材３側のクラッチ部４２とによって形成されると共に、これらの間に係止爪４３が形成されている。また、コイルばね３３は第１のシャフト部材３及び第２のシャフト部材４の間に配置されると共に、一端のフック部３３ａがクラッチ部４２に係止され、他端のフック部３３ｂが第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃに係止されている。
【００８０】
この実施の形態では、係止爪４３が鋸歯状に形成されており、これによりクラッチ部４２の逆回転ができないようになっている。従って、第２のシャフト部材４が一旦推進した後は、クラッチ部４２が逆回転することがなく、コイルばね３３による反力トルクを大きくすることができる。
【００８１】
（実施の形態９）
この実施の形態では図示しないが、実施の形態１〜８において、コイルばねのコイル巻き方向が、第１のシャフト部材３の雄ねじ部８のねじ切り方向と逆となっているものである。これにより、外部入力荷重による第２のシャフト部材４の押し込みによって第１のシャフト部材３が回転すると、コイルばねはコイル径が巻締められる方向に捩られる。従って、コイル径が広がることがなく、周囲の部品との干渉を防止することができ、作動が円滑となる。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、弾性部材が第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されることにより、外部入力荷重の入力があると、弾性部材が常に抵抗トルクを発生するため、第２のシャフト部材に対するきめ細かな振幅抑制を行うことができる。また、チェーンガイドとチェーンとの間の摩擦が大きくなることがないため、エンジンの出力ロスを少なくすることができる。
【００８３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様な効果を有するのに加えて、第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されたコイルばねが圧縮されることにより、摩擦トルクを発生して第１のシャフト部材の回転を抑制するため、第２のシャフト部材に対するきめ細かな振幅抑制を行うことができる。
【００８４】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明と同様な効果を有するのに加えて、第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されたコイルばねが捩られて反力トルクを発生するため、外部入力荷重の入力に応じた第２のシャフト部材へのきめ細かな振幅抑制及び大きな振幅抑制を行うことができる。
【００８５】
請求項４の発明によれば、請求項２の発明の効果に加えて、第１のシャフト部材または第２のシャフト部材のいずれかにコイルばねを支持する支持座を設けているため、第１のシャフト部材が往復回転を繰り返しても、その作動に良好に対応することができ、安定した作動を確保することができる。
【００８６】
請求項５の発明によれば、請求項２〜４の発明の効果を有するのに加えて、第１のシャフト部材との間の摩擦トルクを大きくすることができ、第２のシャフト部材の振幅を抑制することができる。また、ばね形状によって、任意の摩擦トルクを設定することができる。
【００８７】
請求項６の発明によれば、請求項２〜５の発明の効果を有するのに加えて、第１のシャフト部材のねじ切り方向と逆のコイル巻き方向とすることにより、コイルばねがコイル径が広がってケース等の周囲の部品と干渉することがなく、作動を円滑に行うことができる。
【００８８】
請求項７の発明によれば、請求項２〜６の発明の効果を有するのに加えて、第２のシャフト部材に形成されたクラッチ部がコイルばねを捩るため、コイルばねに反力トルクが発生し、第２のシャフト部材の振幅を抑制することができる。
【００８９】
請求項８の発明によれば、請求項１の発明の効果を有するのに加えて、皿ばね、ゴム成形体及び樹脂成形体が圧縮されて、第１のシャフト部材との間で摩擦トルクを発生するため、第２のシャフト部材の振幅を抑制することができる。
【００９０】
請求項９の発明によれば、請求項１〜８の発明の効果を有するのに加えて、弾性部材が第１のシャフト部材に食い込むことを緩衝板によって防止するため、弾性部材の円滑な作動を行うことができると共に、弾性部材及び第１のシャフト部材の摩耗を抑制することができ、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のテンショナーを示す平面図である。
【図２】図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】コイルばねの作用を説明する斜視図であり、（ａ）は従来のテンショナーを、（ｂ）は実施の形態１のテンショナーを示す。
【図４】実施の形態２のテンショナーを示す断面図である。
【図５】実施の形態２の変形々態を示す部分断面図である。
【図６】実施の形態２のさらに別の変形々態を示す部分断面図である。
【図７】実施の形態３のテンショナーを示す断面図である。
【図８】実施の形態４のテンショナーを示す断面図である。
【図９】実施の形態５のテンショナーを示す断面図である。
【図１０】実施の形態６のテンショナーを示す断面図である。
【図１１】実施の形態７のテンショナーを示す断面図である。
【図１２】実施の形態８のテンショナーを示す断面図である。
【図１３】テンショナーをエンジン本体に装着した状態の断面図である。
【図１４】従来のテンショナーを示す平面図である。
【図１５】図１４におけるＱ−Ｑ線断面図である。
【符号の説明】
２ ケース
３ 第１のシャフト部材
４ 第２のシャフト部材
５ 捩りばね
２０，３０，３１，３３ 弾性部材

Claims (9)

1. ねじ部によって螺合した第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材と、第１のシャフト部材を一方向に回転付勢する捩りばねとがケースに収容されており、第２のシャフト部材の回転を拘束して捩りばねの回転付勢力を第２のシャフト部材の推進力に変換するテンショナーであって、第２のシャフト部材に入力する外部入力荷重に対し、第１のシャフト部材の抵抗トルクを発生させる弾性部材が、第１のシャフト部材に外挿された状態で第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されていることを特徴とするテンショナー。
2. 前記弾性部材は、第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材によって圧縮された状態で両シャフト部材の間に配置されると共に、外部入力荷重によって圧縮されることにより、第１のシャフト部材との間で摩擦トルクを発生させるコイルばねであることを特徴とする請求項１記載のテンショナー。
3. 前記弾性部材は、第２のシャフト部材への外部入力荷重によって捩られることにより、前記捩りばねの回転付勢方向と同じ方向に反力トルクを発生させるコイルばねであることを特徴とする請求項１記載のテンショナー。
4. 前記第１のシャフト部材または第２のシャフト部材のいずれかに前記コイルばねを支持する支持座が設けられていることを特徴とする請求項２記載のテンショナー。
5. 前記コイルばねは、第１のシャフト部材側の端部が第２のシャフト部材の推進方向との反対方向に向かって径が漸減していることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のテンショナー。
6. 前記コイルばねのコイル巻方向が第１のシャフト部材のねじ部のねじ切り方向と逆となっていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のテンショナー。
7. 前記第２のシャフト部材の進退に伴って回転するクラッチ部が第２のシャフト部材に形成されており、前記コイルばねは一端がクラッチ部に係止され、他端が第１のシャフト部材に係止されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のテンショナー。
8. 前記弾性部材は、第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材に接触した状態で配置され、外部入力荷重によって圧縮されることにより、第１のシャフト部材との間で摩擦トルクを発生させる皿ばね、ゴム成形体または樹脂成形体であることを特徴とする請求項１記載のテンショナー。
9. 前記弾性部材と第１のシャフト部材との間に、緩衝板が挿入されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のテンショナー。

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