(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ぜんまいばねを巻締める回転方向を巻締め方向とし、前記ぜんまいばねを巻戻す回転方向を巻戻し方向とした場合、前記環状部は、前記係止部から前記巻締め方向へ延びており、
前記環状部の前記一端部は、前記第3方向から見た場合に、前記環状部の中心から前記第2方向に沿って前記推進部材側へ延びる仮想直線に対して、前記中心回りに0度の位置から前記巻戻し方向へ90度の位置までの範囲に配置されている請求項1を引用する請求項6、又は請求項2を引用する請求項6に記載のテンショナ。
前記推進部材は、前記第1方向から見て前記ぜんまいばね側が開口した開断面形状をなしており、前記外端部を含む前記ぜんまいばねの一部が前記推進部材の内側に配置されている請求項1又は請求項1を引用する請求項4〜請求項10の何れか1項に記載のテンショナ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1に記載された技術では、例えばタイミングベルトからプーリを介してローラキャリヤ(推進部材)に入力される荷重のエネルギーを、減衰装置によって減衰することができる。つまり、タイミングベルトから推進部材に荷重が入力された際の推進部材の抗力にヒステリシスを持たせることができる。その結果、例えばタイミングベルトの微小振動を吸収(抑制)することができる。
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術は、プーリが回転可能に取り付けられたローラキャリヤがハウジングに枢動可能に支持された複雑な構成になっている。また、螺旋ばねに加えて、減衰ブッシュおよびベルトばねを含む減衰装置を備えているため、これによっても構成が複雑になっている。このため、構成を簡素化する観点で改善の余地がある。
【0006】
本発明は上記事実を考慮し、チェーンやベルトから入力される荷重のエネルギーを、簡素な構成で効果的に減衰することができるテンショナを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に記載の発明に係るテンショナは、支持部材と、前記支持部材に対して第1方向に直線的に進退移動可能に支持された推進部材と、前記推進部材に対して前記第1方向と直交する第2方向に隣接して配置され、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向を巻軸方向としており、前記支持部材に内端部が係止されると共に、前記推進部材に外端部が係止され、前記推進部材を進出方向へ付勢すると共に、前記推進部材の後退方向への移動により巻締められる接触型のぜんまいばねと、を備えている。
【0008】
請求項1に記載のテンショナでは、接触型のぜんまいばねが推進部材を支持部材に対して進出方向へ付勢することにより、推進部材の先端側をベルトガイド又はチェーンガイドに押し当てることができる。これにより、ベルト又はチェーンの張力が保たれる。
【0009】
また、ベルト又はチェーンの張力が保たれた状態において、ベルト又はチェーンが推進部材を押圧する と、推進部材が支持部材に対して後退方向へ移動され、接触型のぜんまいばねが巻締められる。この際には、推進部材に入力される荷重のエネルギーを、接触型のぜんまいばねに生じる板間摩擦等によって効果的に減衰することができる。これにより、減衰ブッシュおよびベルトばねを含む減衰装置を備えた構成と比較して、構成を簡素化することができる。しかも、推進部材が支持手段に対して直線移動可能に支持された構成であるため、プーリが取り付けられたローラキャリヤがハウジングに対して枢動可能に支持された構成と比較して、構成を簡素化することができる。
【0010】
請求項2に記載の発明に係るテンショナは、支持部材と、前記支持部材に対して第1方向に直線的に進退移動可能に支持された推進部材と、前記推進部材に対して前記第1方向と直交する第2方向に隣接して配置され、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向を回動軸線方向とし、前記推進部材の進退移動に連動して円弧状に回動される回動部材と、前記第3方向を巻軸方向とし、前記回動部材の回動軸線と同心状に配置され、前記支持部材に内端部が係止されると共に、前記回動部材に外端部が係止され、前記回動部材を介して前記推進部材を進出方向へ付勢すると共に、前記推進部材の後退方向への移動により巻締められ
て板間摩擦が生じる接触型のぜんまいばねと、
前記ぜんまいばねの内側に配置され、前記ぜんまいばねの縮径に抗する付勢力を前記ぜんまいばねの内周側から付与する抗力付与部と、を備えている。
【0011】
請求項2に記載のテンショナでは、接触型のぜんまいばねが回動部材を介して推進部材を進出方向へ付勢することにより、推進部材の先端側をベルトガイド又はチェーンガイドに押し当てることができる。これにより、ベルト又はチェーンの張力が保たれる。
【0012】
また、ベルト又はチェーンの張力が保たれた状態において、ベルト又はチェーンが推進部材を押圧すると、推進部材が支持部材に対して後退方向へ移動され、回動部材を介して接触型のぜんまいばねが巻締められる。この際には、推進部材に入力される荷重のエネルギーを、接触型のぜんまいばねに生じる板間摩擦等によって効果的に減衰することができる。これにより、減衰ブッシュおよびベルトばねを含む減衰装置を備えた構成と比較して、構成を簡素化することができる。しかも、推進部材が支持手段に対して直線移動可能に支持された構成であるため、プーリが取り付けられたローラキャリヤがハウジングに対して枢動可能に支持された構成と比較して、構成を簡素化することができる。さらに、円弧状に回動される回動部材の回動軸線と同心状に配置されたぜんまいばねの外端部が、上記の回動部材に係止された構成であるため、ぜんまいばねの巻締め巻戻し時にぜんまいばねに生じる応力を緩和することができる。つまり、ぜんまいばねの外端部が推進部材と一緒に直線移動する構成の場合、ぜんまいばねの外端部側の一部が円弧状と直線状とに形状変化を繰り返すこととなり、当該一部に生じる応力の変化量が大きくなるが、本発明ではこれを回避することができる。その結果、ぜんまいばねの耐久性を確保し易くなる。
【0013】
請求項3に記載の発明に係るテンショナは、支持部材と、板金のプレス成形品とされ、前記支持部材に対して回転可能に支持され、押圧対象物に対して回転方向の一方へ向けて押し当てられる押圧部材と、前記押圧部材の回転軸線方向を巻軸方向とし、内端部及び外端部の一方が前記支持部材に係止されると共に、前記内端部及び前記外端部の他方が前記押圧部材に係止され、前記押圧部材を前記回転方向の一方へ付勢すると共に、前記回転方向の他方への前記押圧部材の回転により巻締められ
て板間摩擦が生じる接触型のぜんまいばねと、
前記ぜんまいばねの内側に配置され、前記ぜんまいばねの縮径に抗する付勢力を前記ぜんまいばねの内周側から付与する抗力付与部と、を備えている。
【0014】
請求項3に記載のテンショナでは、接触型のぜんまいばねが押圧部材を支持部材に対して回転方向の一方へ付勢することにより、押圧部材が押圧対象物であるベルトガイド又はチェーンガイドに押し当てられる。これにより、ベルト又はチェーンの張力が保たれる。
【0015】
また、ベルト又はチェーンの張力が保たれた状態において、ベルト又はチェーンが押圧部材を押圧すると、押圧部材が支持部材に対して回転方向の他方へ回転され、接触型のぜんまいばねが巻締められる。この際には、押圧部材に入力される荷重のエネルギーを、接触型のぜんまいばねに生じる板間摩擦等によって効果的に減衰することができる。これにより、減衰ブッシュおよびベルトばねを含む減衰装置を備えた構成と比較して、構成を簡素化することができる。しかも、板金のプレス成形品とされた押圧部材が押圧対象物に対して直接押し当てられる構成であるため、プーリが取り付けられたローラキャリヤがハウジングに対して枢動可能に支持された構成と比較して、構成を簡素化することができる。
【0016】
請求項4に記載の発明に係るテンショナは、請求項
1に記載のテンショナにおいて、前記ぜんまいばねの内側に配置され、前記ぜんまいばねの縮径に対して抗力を付与する抗力付与部を備えている。
【0017】
請求項4に記載のテンショナでは、ぜんまいばねの内側に配置された抗力付与部が、ぜんまいばねの縮径に対して抗力を付与する。これにより、ぜんまいばねの巻締め時にぜんまいばねに生じる板間摩擦力を増大させることができるので、前述した減衰の効果(ヒステリシス特性)を向上させることができる。
【0018】
請求項5に記載の発明に係るテンショナは、
請求項2〜請求項4
の何れか1項に記載のテンショナにおいて、前記抗力付与部は、前記ぜんまいばねの周方向に並んで配置された複数の押当部材と、前記複数の押当部材を前記ぜんまいばねの径方向外側へ付勢して前記ぜんまいばねの内周面に押し当てる付勢部と、を有している。
【0019】
請求項5に記載のテンショナでは、複数の押当部材がぜんまいばねの周方向に並んでぜんまいばねの内側に配置されている。これら複数の押当部材は、付勢部によってぜんまいばねの径方向外側へ付勢されており、ぜんまいばねの内周面に押し当てられている。このため、ぜんまいばねの巻締め時には、複数の押当部材が付勢部の付勢力を受けつつ、ぜんまいばねの縮径に対して抗力を付与する。このように、ぜんまいばねの周方向に並んで配置された複数の押当部材がぜんまいばねの内周面に押し当てられる構成であるため、ぜんまいばねの周方向の各部に対して押当力を均等に作用させることが容易である。しかも、ぜんまいばねの巻締め時に、ぜんまいばねの内周面と複数の押当部材との間で生じる摩擦により、前述した減衰の効果を一層向上させることができる。
【0020】
請求項6に記載の発明に係るテンショナは、
請求項2〜請求項4
の何れか1項に記載のテンショナにおいて、前記抗力付与部は、板状のばね材からなるバックアップスプリングであり、前記バックアップスプリングは、前記ぜんまいばねと同心状の環状に形成され、外周面が前記ぜんまいばねの内周面に接触した環状部と、前記環状部の一端部から前記環状部の中心側へ延出されて前記支持部材に係止された係止部と、を有している。
【0021】
請求項6に記載のテンショナによれば、板状のばね材からなるバックアップスプリングは、ぜんまいばねと同心状の環状に形成された環状部の外周面が、ぜんまいばねの内周面に接触しており、環状部の一端部から環状部の中心側へ延出された係止部が、支持部材に係止されている。このため、ぜんまいばねの巻締め時には、バックアップスプリングの環状部がぜんまいばねの縮径に対して抗力を付与する。このように、板状のばね材からなるバックアップスプリングが抗力付与部とされているので、抗力付与部を簡素な構成にすることができる。しかも、ぜんまいばねの巻締め時にぜんまいばねと環状部との間で生じる摩擦等により、前述した減衰の効果を一層向上させることができる。
【0022】
請求項7に記載の発明に係るテンショナは、
請求項1を引用する請求項6、又は請求項2を引用する請求項6に記載のテンショナにおいて、前記支持部材に対して前記第3方向に沿った軸線回りに回転可能に支持され、前記環状部の他端部に係合した縮径規制部材と、前記環状部の拡径に連動して前記縮径規制部材が前記支持部材に対して前記軸線回りの一方へ回転することを許容し且つ前記環状部の縮径に連動して前記縮径規制部材が前記支持部材に対して前記軸線回りの他方へ回転することを制限する回転制限部と、を備えている。
【0023】
請求項7に記載のテンショナでは、推進部材が支持部材に対して進出方向へ移動することで、ぜんまいばね及びバックアップスプリングの環状部が拡径すると、当該環状部の拡径に連動して縮径規制部材が支持部材に対して第3方向に沿った軸線回りの一方へ回転される。この際には、上記軸線回り一方への縮径規制部材の回転が回転制限部によって許容される。
【0024】
一方、ベルト又はチェーンが推進部材を押圧し、推進部材が支持部材に対して後退方向へ移動しようとすると、ぜんまいばね及びバックアップスプリングの環状部が縮径しようとする。この際には、環状部の縮径に連動して縮径規制部材が支持部材に対して上記軸線回りの他方へ回転しようとするが、当該軸線回り他方への縮径規制部材の回転は、回転制限部によって規制される。この場合、環状部が縮径を規制された状態で、推進部材が後退方向へ移動しようとすることにより、ぜんまいばねが環状部によって内周面の縮径を規制された状態で巻締められる。これにより、ぜんまいばねに生じる板間摩擦力が増加される。その結果、支持部材に対する推進部材の後退が抑制(制限)されるので、チェーンやベルトの微小振動を抑制する効果が一層向上する。
【0025】
請求項8に記載の発明に係るテンショナは、
請求項1を引用する請求項6、又は請求項2を引用する請求項6に記載のテンショナにおいて、前記ぜんまいばねを巻締める回転方向を巻締め方向とし、前記ぜんまいばねを巻戻す回転方向を巻戻し方向とした場合、前記環状部は、前記係止部から前記巻締め方向へ延びており、前記環状部の前記一端部は、前記第3方向から見た場合に、前記環状部の中心から前記第2方向に沿って前記推進部材側へ延びる仮想直線に対して、前記中心回りに0度の位置から前記巻戻し方向へ90度の位置までの範囲に配置されている。
【0026】
請求項8に記載のテンショナによれば、バックアップスプリングは、前述したように、ぜんまいばねと同心状の環状に形成された環状部の外周面が、ぜんまいばねの内周面に接触しており、環状部の一端部から環状部の中心側へ延出された係止部が、支持部材に係止されている。また、ぜんまいばねを巻締める回転方向を巻締め方向とし、ぜんまいばねを巻戻す回転方向を巻戻し方向とした場合、環状部は、係止部から巻締め方向へ延びている。そして、環状部の一端部(係止部が延出された端部)は、第3方向(ぜんまいばねの巻軸方向)から見た場合に、環状部の中心から第2方向(ぜんまいばねと推進部材との隣接方向)に沿って推進部材側へ延びる仮想直線に対して、環状部の中心回りに0度の位置から巻戻し方向へ90度の位置までの範囲に配置されている。つまり、環状部の一端部側の部位が推進部材の近くに配置されている。
【0027】
ここで、環状部の一端部側の部位が推進部材から離れて配置されている場合、推進部材の後退方向への移動によってぜんまいばねの外端部に加わる荷重が、ぜんまいばね及びバックアップスプリングに対して曲げ荷重として作用し、ぜんまいばねを巻締める荷重への変換効率が悪くなる。その結果、ぜんまいばねに生じる板間摩擦力が低下し、ヒステリシス特性が低下する。これに対し、本発明のように環状部の一端部側の部位が推進部材の近くに配置されている場合、推進部材の後退方向への移動によってぜんまいばねの外端部に加わる荷重が、ぜんまいばね及びバックアップスプリングに対して曲げ荷重として作用し難くなり、ぜんまいばねを巻締める荷重に変換され易くなる。その結果、ぜんまいばねに生じる板間摩擦力が増加し、ヒステリシス特性が向上する。
【0028】
請求項9に記載の発明に係るテンショナは、請求項6又は請求項8に記載のテンショナにおいて、前記環状部は、前記板状のばね材が1.0巻き以上巻かれて形成されている。
【0029】
請求項9に記載のテンショナでは、バックアップスプリングの環状部は、板状のばね材が1.0巻き以上巻かれて形成されている。これにより、ぜんまいばねの巻締め時に、環状部の他端側(自由端側)が、環状部の一端側(係止端側)よりも環状部の中心側へ大きく変形することが防止され、環状部が周方向の各部で均等に縮径し易くなる。その結果、ぜんまいばねの縮径に対して環状部から付与される抗力を、ぜんまいばねの周方向の各部で均等にし易くなる。
【0030】
請求項10に記載の発明に係るテンショナは、請求項1
又は請求項2に記載のテンショナにおいて、前記支持部材に対する前記推進部材の前記進出方向への移動を許容し且つ前記後退方向への移動を制限する後退制限部を備えている。
【0031】
請求項10に記載のテンショナによれば、後退制限部は、支持部材に対する推進部材の進出方向への移動を許容し且つ後退方向への移動を制限する。これにより、チェーンやベルトから推進部材に過大荷重が入力された場合に、推進部材の過度の後退を防止できるので、チェーンやベルトの挙動を常に安定させることができる。
【0032】
請求項11に記載の発明に係るテンショナは、請求項1又は請求項1を引用する請求項4〜請求項10の何れか1項に記載のテンショナにおいて、前記推進部材は、前記第1方向から見て前記ぜんまいばね側が開口した開断面形状をなしており、前記外端部を含む前記ぜんまいばねの一部が前記推進部材の内側に配置されている。
【0033】
請求項11に記載のテンショナでは、第1方向(推進部材の移動方向)から見てぜんまいばね側が開口した開断面形状をなす推進部材の内側に、ぜんまいばねの外端部を含むぜんまいばねの一部が配置されている。これにより、当該テンショナの小型化を図ることができる。
【0034】
請求項12に記載の発明に係るテンショナは、請求項1又は請求項1を引用する請求項4〜請求項11の何れか1項に記載のテンショナにおいて、前記推進部材は、板金のプレス成形品である。
【0035】
請求項12に記載のテンショナでは、推進部材が板金のプレス成形品であるため、推進部材が切削加工や鍛造などにより製造される場合と比較して、製造タクトの短縮が可能であり、製造コストの低コスト化を図りやすい。また、推進部材を軽量化することが容易である。
【0036】
請求項13に記載の発明に係るテンショナは、請求項1又は請求項1を引用する請求項4〜請求項10の何れか1項に記載のテンショナにおいて、前記推進部材は、板金のプレス成形品であり、平板状をなしている。
【0037】
請求項13に記載のテンショナでは、板金のプレス成形品である推進部材が平板状をなしているので、板金の打ち抜き加工によって推進部材を製造することができる。これにより、推進部材の小型軽量化を図ることができると共に、製造コストを一層低減することができる。
【0038】
請求項14に記載の発明に係るテンショナは、請求項1〜請求項13の何れか1項に記載のテンショナにおいて、前記支持部材は、板金のプレス成形品である。
【0039】
請求項14に記載のテンショナは、支持部材が板金のプレス成形品であるため、推進部材が切削加工や鍛造などにより製造される場合と比較して、製造タクトの短縮が可能であり、製造コストの低コスト化を図りやすい。また、支持部材を軽量化することが容易である。
【発明の効果】
【0040】
以上説明したように、本発明に係るテンショナでは、チェーンやベルトから入力される荷重のエネルギーを、簡素な構成で効果的に減衰することができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【
図1】本発明の第1実施形態に係るテンショナの正面図である。
【
図2】本発明の第1実施形態に係るテンショナの側面図である。
【
図3】本発明の第1実施形態に係るテンショナの平面図である。
【
図4】本発明の第1実施形態に係るテンショナの斜視図である。
【
図5】本発明の第2実施形態に係るテンショナの斜視図である。
【
図6】本発明の第3実施形態に係るテンショナの正面図である。
【
図7】本発明の第3実施形態に係るテンショナの斜視図である。
【
図8】本発明の第4実施形態に係るテンショナの正面図である。
【
図9】本発明の第4実施形態に係るテンショナの斜視図である。
【
図10】本発明の第5実施形態に係るテンショナの部分断面図である。
【
図11】本発明の第5実施形態に係るテンショナを
図10のF11−F11線に沿って切断した状態で示す部分断面図である。
【
図12】本発明の第6実施形態に係るテンショナの部分断面図である。
【
図13】本発明の第6実施形態に係るテンショナを
図12のF13−F13線に沿って切断した状態で示す部分断面図である。
【
図14】本発明の第7実施形態に係るテンショナの部分断面図である。
【
図15】本発明の第8実施形態に係るテンショナの部分断面図である。
【
図16】本発明の第9実施形態に係るテンショナの正面図である。
【
図17A】本発明の第9実施形態に係る内端固定部材の正面図である。
【
図17B】本発明の第9実施形態に係る内端固定部材の左側面図である。
【
図17C】本発明の第9実施形態に係る内端固定部材の右側面図である。
【
図18】本発明の第10実施形態に係るテンショナの正面図である。
【
図19】
図18のF19−F19線に沿った切断面を示す断面図である。
【
図20A】本発明の第10実施形態に係る推進部材の側面図である。
【
図20B】本発明の第10実施形態に係る推進部材の端面図である。
【
図21】本発明の第11実施形態に係るテンショナの斜視図である。
【
図22】本発明の第11実施形態に係るテンショナの斜視図である。
【
図23A】本発明の第11実施形態に係るテンショナの正面図である。
【
図23B】本発明の第11実施形態に係るテンショナの上面図である。
【
図23C】本発明の第11実施形態に係るテンショナの側面図である。
【
図24】
図23Aに示される構成において横ズレ防止部材のプレートの図示を省略した図である。
【
図25】本発明の第11実施形態に係る支持部材の斜視図である。
【
図26】
図23AのF26−F26線に沿った切断面を示す断面図である。
【
図27】本発明の第12実施形態に係るテンショナを正面側から見た部分断面図であり、支持部材を
図29のF27−F27線に沿って切断した状態で示す図である。
【
図28】本発明の第12実施形態に係るテンショナの上面図である。
【
図29】本発明の第12実施形態に係るテンショナの側面図である。
【
図30A】本発明の第12実施形態に係る支持部材の正面図である。
【
図30B】本発明の第12実施形態に係る支持部材の上面図である。
【
図30C】本発明の第12実施形態に係る支持部材の側面図である。
【
図31A】本発明の第12実施形態に係る押圧部材の正面図である。
【
図31B】本発明の第12実施形態に係る押圧部材の上面図である。
【
図31C】本発明の第12実施形態に係る押圧部材の側面図である。
【
図32】本発明の第12実施形態の変形例を示す正面図である。
【
図33A】本発明の第4実施形態に係るテンショナの正面図であり、第3方向から見た場合に、バックアップスプリングの環状部の中心から第2方向に沿って推進部材側へ延びる仮想直線に対する環状部の一端部の配置(以下、「バックアップスプリングの位相」と称する)が、上記中心回りに−90度の位置とされた状態の図である。
【
図33B】本発明の第4実施形態に係るテンショナの正面図であり、バックアップスプリングの位相が環状部の中心回りに−60度の位置とされた状態の図である。
【
図33C】本発明の第4実施形態に係るテンショナの正面図であり、バックアップスプリングの位相が環状部の中心回りに0度の位置とされた状態の図である。
【
図33D】本発明の第4実施形態に係るテンショナの正面図であり、バックアップスプリングの位相が環状部の中心回りに60度の位置とされた状態の図である。
【
図33E】本発明の第4実施形態に係るテンショナの正面図であり、バックアップスプリングの位相が環状部の中心回りに90度の位置とされた状態の図である。
【
図33F】本発明の第4実施形態に係るテンショナの正面図であり、バックアップスプリングの位相が環状部の中心回りに180度の位置とされた状態の図である。
【
図33G】本発明の第4実施形態に係るテンショナの正面図であり、バックアップスプリングの位相が環状部の中心回りに270度の位置とされた状態の図である。
【
図34】本発明の第4実施形態に係るテンショナにおけるバックアップスプリングの位相と消散率との関係を示す線図である。
【
図35】本発明の第4実施形態に係るテンショナにおいて、推進部材に入力される荷重と推進部材のストロークとの関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
<第1の実施形態>
以下、
図1〜
図4を用いて、本発明の第1実施形態に係るテンショナ10について説明する。なお説明の便宜上、各図中に適宜示される矢印X、Y、Zが指し示す方向を、それぞれ「第1方向」、「第2方向」、「第3方向」とする。これらの第1方向X、第2方向Y及び第3方向Zは、互いに直交している。
【0043】
(構成)
図1〜
図4に示されるように、第1実施形態に係るテンショナ10は、支持部材12と、支持部材12に対して第1方向Xに直線的に進退移動可能に支持された推進部材32と、推進部材32に対して第1方向Xと直交する第2方向Yに隣接して配置され、第1方向X及び第2方向Yと直交する第3方向Zを巻軸方向としており、支持部材12に内端部34Bが係止されると共に、推進部材32に外端部34Cが係止された接触型のぜんまいばね34とを備えている。このぜんまいばね34は、第1方向Xの一方である進出方向X1へ推進部材32を付勢すると共に、第1方向Xの他方である後退方向X2への推進部材32の移動により巻締められる構成になっている。以下、上記各構成要素について詳細に説明する。なお、以下の説明では、第1方向Xを「進退方向X」と称し、第2方向Yを「ばね隣接方向Y」と称し、第3方向Zを「巻軸方向Z」と称する場合がある。
【0044】
(支持部材について)
支持部材12は、例えば金属によって形成されたものであり、ぜんまいばね34の巻軸方向Zを板厚方向とする板状をなす支持部材本体14を備えている。この支持部材本体14は、巻軸方向Zから見て進退方向Xを長手方向とする長尺矩形状に形成されている。この支持部材本体14の幅方向(ばね隣接方向Y)の両端部における長手方向の中央側には、それぞれ支持部材本体14の幅方向外側へ突出した固定部16、18が形成されている。これらの固定部16、18には、それぞれ巻軸方向Zに貫通した貫通孔20、22が形成されている。これらの貫通孔20、22に挿通されたボルト等を用いて支持部材12が図示しないエンジンのシリンダブロックに固定される構成になっている。なお、支持部材12は、エンジンのシリンダブロックと一体に成型されるものでもよい。
【0045】
また、支持部材本体14の幅方向一端部には、巻軸方向Zの一方側へ突出した先端側支持部24及び基端側支持部26が形成されている。先端側支持部24は、支持部材12の長手方向一端部(進出方向X1側の端部)に形成されており、基端側支持部26は、支持部材12の長手方向他端部(後退方向X2側の端部)に形成されている。先端側支持部24及び基端側支持部26は、
図1〜
図4に示されるように、略直方体状に形成されている。先端側支持部24及び基端側支持部26には、それぞれ進退方向Xに貫通した貫通孔28(
図2以外では図示省略)及び貫通孔30(
図2及び
図3以外では図示省略)が形成されている。これらの貫通孔28、30は、推進部材32に対応している。
【0046】
(推進部材について)
推進部材32は、例えば金属によって形成されたものであり、進退方向Xを軸線方向とする略円柱状に形成されている。詳細には、この推進部材32は、先端部(軸線方向一端部)32A及び基端部(軸線方向他端部)32Bが円柱状に形成されている。推進部材32の長手方向中間部32Cは、ばね隣接方向Yの一方側(
図1では右側)がDカット状に切り欠かれている。推進部材32の基端部32Bは、基端側支持部26に形成された円形の貫通孔30に摺動自在に挿入されており、推進部材32の長手方向中間部32Cにおける先端部32A側の一部は、先端側支持部24に形成された円形の貫通孔28に摺動自在に挿通されている。
【0047】
上記のように貫通孔28、30に摺動自在に挿入された推進部材32は、支持部材12に対して進退方向Xに直線的に進退移動可能(直線移動可能)に支持されている。つまり、この推進部材32は、支持部材12に対して進出方向X1及び後退方向X2へ移動(スライド)可能とされている。この推進部材32の先端部32A側は、支持部材12よりも進出方向X1へ突出している。この推進部材32の先端部32Aは、ぜんまいばね34の付勢力によって、図示しないタイミングベルト又はタイミングチェーン(ベルトガイド又はチェーンガイド等)に押し付けられる構成になっている。
【0048】
(ぜんまいばねについて)
ぜんまいばね34は、板状のばね材(板ばね材)によって構成されており、当該板ばね材が渦巻き状に巻かれて形成された渦巻き部34Aと、渦巻き部34Aの内端34A1から渦巻き部34Aの中心側へ延出された内端部34Bと、渦巻き部34Aの外端34A2から当該外端34A2における渦巻き部34Aの接線方向に沿って延出された外端部34Cとを備えている。なお、本実施形態に係る渦巻き部34Aは、上記板ばね材が2.0巻き程度巻かれた構成になっているが、これに限らず、渦巻き部34Aにおける板ばね材の巻き数は適宜変更可能である。
【0049】
このぜんまいばね34は、渦巻き部34Aの巻軸方向Zが支持部材本体14の板厚方向と一致する姿勢で、支持部材本体14に対して推進部材32と同じ側に配置されており、推進部材32の長手方向中間部32Cに対してばね隣接方向Yに隣接している。支持部材本体14には、ぜんまいばね34側へ円柱状に突出した台座部15が形成されており、当該台座部15によってぜんまいばね34が巻軸方向Zの一方側から支持されている。
【0050】
渦巻き部34Aの内端34A1及び外端34A2は、渦巻き部34Aにおける推進部材32側の端部に配置されている。渦巻き部34Aの内端34A1から渦巻き部34Aの中心側へ延出された内端部34Bは、先端側が後退方向X2へ屈曲されており、台座部15に固定された内側固定部材36に引っ掛けられている。これにより、ぜんまいばね34の内端部34Bが支持部材12に係止されている。上記の内側固定部材36は、巻軸方向Z視で略扇形のブロック状に形成されており、固定具(例えばリベット、ビス等)によって台座部15に固定されている。この内側固定部材36は、内端部34Bと渦巻き部34Aとの間に挟まれている。
【0051】
ぜんまいばね34の外端部34Cは、渦巻き部34Aの外端34A2から後退方向X2へ平板状に延びており、推進部材32の長手方向中間部32Cに接触して配置されている。この外端部34Cの先端部(後退方向X2側の端部)は、係止部材40(例えばリベット、ビス等)によって推進部材32に係止(ここでは固定)されている。なお、
図1において、矢印WUは、ぜんまいばね34を巻締める回転方向である巻締め方向を示しており、矢印RWは、ぜんまいばね34を巻戻す回転方向である巻戻し方向を示している。
【0052】
(作用及び効果)
次に、第1実施形態の作用及び効果について説明する。
【0053】
上記構成のテンショナ10では、接触型のぜんまいばね34の付勢力によって推進部材32が支持部材12に対して進出方向X1に移動されることにより、推進部材32の先端部32Aがタイミングベルト又はタイミングチェーン(ベルトガイド又はチェーンガイド等)に押し付けられる。これにより、タイミングベルト又はタイミングチェーンの張力が保たれる。
【0054】
また、タイミングベルト又はタイミングチェーンの張力が保たれた状態において、タイミングベルト又はタイミングチェーンが推進部材32を押圧すると、推進部材32が支持部材12に対して後退方向X2へ移動され、接触型のぜんまいばね34が巻締められる。この際には、推進部材32に入力される荷重のエネルギーが、接触型のぜんまいばね34に生じる板間摩擦、ぜんまいばね34に生じる曲げ応力による損失、ぜんまいばね34と推進部材32との間に生じる摩擦等により、効果的に減衰される。これにより、タイミングベルト又はタイミングチェーンの微小振動を効果的に吸収(抑制)することができる。その結果、エンジンのメカニカルロスが低減され、エンジンの燃費が向上する。
【0055】
しかも、このテンショナ10では、推進部材32に入力される荷重のエネルギーを、接触型のぜんまいばね34に生じる板間摩擦により減衰する構成であるため、減衰ブッシュおよびベルトばねを含む減衰装置を備えた構成と比較して、構成を簡素化することができる。また、このテンショナ10では、推進部材32が支持部材12に対して直線移動可能(直線的に摺動自在)に支持された構成であるため、プーリが取り付けられたローラキャリヤがハウジングに対して枢動可能に支持された構成と比較して、構成を簡素化することができる。以上のことから、本実施形態によれば、支持部材、推進部材、ばね及び減衰部を備えたテンショナの基本構成を簡素化することができる。その結果、エンジンの燃費を向上可能なテンショナを、低コストで提供することが可能となる。
【0056】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、第1実施形態と基本的に同様の構成及び作用については、第1実施形態と同符号を付与しその説明を省略する。
【0057】
<第2の実施形態>
図5には、本発明の第2実施形態に係るテンショナ50が斜視図にて示されている。このテンショナ50は、支持部材52と、支持部材52に対して第1方向(推進方向)Xに直線的に進退移動可能に支持された推進部材62と、推進部材62に対して第1方向Xと直交する第2方向(ばね隣接方向)Yに隣接して配置され、第1方向X及び第2方向Yと直交する第3方向(巻軸方向)Zを回動軸線方向とし、推進部材62の進退移動に連動して円弧状に回動される回動部材64と、第3方向Zを巻軸方向とし、回動部材64の回動軸線と同心状に配置され、支持部材52に内端部68Bが係止されると共に、回動部材64に外端部68Cが係止され、回動部材64を介して推進部材62を進出方向X1へ付勢すると共に、推進部材62の後退方向X2への移動により巻締められる接触型のぜんまいばね68と、を備えている。
【0058】
この実施形態に係る支持部材52は、第1実施形態に係る支持部材本体14と同様の支持部材本体54と、支持部材本体54の幅方向(ばね隣接方向Y)の両端部から巻軸方向Zの一方側へ突出した一対の側壁56、58と、支持部材本体54の後退方向X2の端部から巻軸方向Zの一方側へ突出した後壁60とを備えている。一対の側壁56、58の間には、推進部材62が配置されている。
【0059】
推進部材62は、例えば金属によって形成されたものであり、進退方向Xを長手方向とする略角棒状に形成された推進部材本体62Aと、推進部材本体62Aの長手方向一端部(進出方向X1の端部)からばね隣接方向Yの一方側へ延出された板状の先端部62Bと、推進部材本体62Aの長手方向他端部(後退方向X2の端部)からばね隣接方向Yの一方側へ延出された板状の基端部62Cを備えている。推進部材本体62Aは、一方の側壁56及び支持部材本体54に接する状態で配置されている。基端部62Cは、支持部材本体54に接すると共に、推進部材本体62Aとは反対側の端面が他方の側壁58に接した状態で配置されている。これにより、推進部材62が支持部材52に対するばね隣接方向Yへの移動を規制されている。この推進部材62の先端部62B側は、支持部材52よりも進出方向X1へ突出している。この推進部材62の先端部62Bは、ぜんまいばね68の付勢力によって、図示しないタイミングベルト又はタイミングチェーン(ベルトガイド又はチェーンガイド等)に押し付けられる構成になっている。この推進部材62の推進部材本体62Aとぜんまいばね68との間には、回動部材64が配置されている。
【0060】
回動部材64は、例えば金属によって形成されたものであり、巻軸方向Z視で推進部材本体62A側へ凸をなす円弧状に形成されている。この回動部材64における推進部材本体62A側の縁部には、複数の平歯の外歯65が回動部材64の周方向に並んで形成されている。この外歯65に対応して推進部材本体62Aにおける回動部材64側の縁部には、複数のラック歯63が進退方向Xに並んで形成されており、当該ラック歯63と上記の外歯65とが噛合されている。この回動部材64を介して推進部材本体62Aと反対側には、ぜんまいばね68が配置されている。
【0061】
ぜんまいばね68は、板状のばね材(板ばね材)によって構成されており、当該板ばね材が渦巻き状に巻かれて形成された渦巻き部68Aと、渦巻き部68Aの内端68A1から渦巻き部68Aの中心側へ延出された内端部68Bと、渦巻き部34Aの外端68A2から渦巻き部68Aの径方向外側へ伸びる外端部68Cとを備えている。なお、本実施形態に係る渦巻き部68Aは、上記板ばね材が多数回巻かれた構成になっているが、これに限らず、渦巻き部68Aにおける板ばね材の巻き数は適宜変更可能である。
【0062】
このぜんまいばね68は、渦巻き部68Aの巻軸方向Zが支持部材本体54の板厚方向と一致する姿勢で配置されており、他方の側壁58と回動部材64との間に挟まれている。回動部材64は、推進部材本体62Aと渦巻き部68Aとの間に挟まれており、渦巻き部68Aの外周面に沿って回動可能とされている。この回動部材64の回動軸線方向は、渦巻き部68Aの巻軸方向Zと一致しており、ぜんまいばね68は、回動部材64の回動軸線と同心状に配置されている。
【0063】
渦巻き部68Aの内側には、支持部材本体54から円柱状に突出した内端固定部材70が配置されており、当該内端固定部材70に形成されたスリット状の溝72内に内端部68Bが差し込まれている。これにより、内端部68Bが支持部材52に係止されている。また、外端部68Cは、巻軸方向Zから見て略U字状に曲げられており、回動部材64における後退方向X2の端部に引っ掛けられている。これにより、外端部68Cが回動部材64に係止されている。
【0064】
(作用及び効果)
次に、第2実施形態の作用及び効果について説明する。
【0065】
上記構成のテンショナ50では、接触型のぜんまいばね68が回動部材64を介して推進部材62を進出方向X1へ付勢し、推進部材62が支持部材52に対して進出方向X1へ移動されることにより、推進部材62の先端部62Bがタイミングベルト又はタイミングチェーンに押し付けられる。これにより、タイミングベルト又はタイミングチェーンの張力が保たれる。
【0066】
また、タイミングベルト又はタイミングチェーンの張力が保たれた状態において、タイミングベルト又はタイミングチェーンが推進部材62を押圧すると、推進部材62が支持部材52に対して後退方向X2へ移動され、回動部材64を介して接触型のぜんまいばね68が巻締められる。この際には、推進部材62に入力される荷重のエネルギーが、接触型のぜんまいばね68に生じる板間摩擦、ぜんまいばね68に生じる曲げ応力による損失等により、効果的に減衰される。これにより、第1実施形態と同様に、タイミングベルト又はタイミングチェーンの微小振動を効果的に吸収(抑制)することができる。その結果、エンジンのメカニカルロスが低減され、エンジンの燃費が向上する。
【0067】
また、このテンショナ50においても、推進部材62が支持部材52に対して直線移動可能(直線的に摺動自在)に支持された構成であるため、プーリが取り付けられたローラキャリヤがハウジングに対して枢動可能に支持された構成と比較して、構成を簡素化することができる。その結果、エンジンの燃費を向上可能なテンショナ50を、低コストで提供することが可能となる。さらに、このテンショナ50では、円弧状に回動される回動部材64の回動軸線と同心状に配置されたぜんまいばね68の外端部68Cが、回動部材64に係止された構成であるため、ぜんまいばね68の巻締め巻戻し時にぜんまいばね68に生じる応力を緩和することができる。つまり、第1実施形態のように、ぜんまいばね68の外端部68Cが推進部材62と一緒に直線移動する構成の場合、ぜんまいばね68の外端部68C側の一部(外端34A2付近の部位)が円弧状と直線状とに形状変化を繰り返すこととなり、当該一部に生じる応力の変化量が大きくなるが、本実施形態ではこれを回避することができる。その結果、ぜんまいばね68の耐久性を確保し易くなる。
【0068】
<第3の実施形態>
図6には、本発明の第3実施形態に係るテンショナ80が正面図にて示されており、
図7には、このテンショナ80が斜視図にて示されている。このテンショナ80は、第1実施形態に係るテンショナ10と基本的に同様の構成とされているが、支持部材12に対する推進部材32の進出方向X1への移動を許容し且つ後退方向X2への移動を制限する後退制限部としてのラチェット機構82を備えている。このラチェット機構82は、先端側支持部24に支持されたラチェット部材84を備えている。
【0069】
このラチェット部材84は、推進部材32の長手方向中間部32Cに対してばね隣接方向Yの一方側(ぜんまいばね34が配置された側)に配置されており、先端側支持部24に形成された溝部85(
図7参照)内に配置されている。このラチェット部材84は、巻軸方向Zを軸線方向とする支軸86を介して先端側支持部24に支持されており、支軸86回りに回転可能とされている。このラチェット部材84は、先端側支持部24との間に介設された図示しない付勢部材(弾性部材)によって支軸86の軸線回り一方へ付勢されており、推進部材32の長手方向中間部32C側の端部(先端部)が長手方向中間部32Cに押し当てられている。長手方向中間部32Cにおけるラチェット部材84側の端面には、複数のノッチ88が進退方向Xに並んで形成されており、当該ノッチ88にラチェット部材84の先端部が係合することで、推進部材32が支持部材12に対する後退方向X2への移動を制限されている。このラチェット部材84は、推進部材32が支持部材12に対して進出方向X1へ移動(進出)される際には、上記の付勢部材を弾性変形させつつ支軸86の軸線回り他方へ回転される。これにより、推進部材32の進出が許容される構成になっている。
【0070】
この実施形態では、上記以外の構成は第1実施形態と同様とされている。したがって、この実施形態においても第1実施形態と同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、ラチェット機構82が、支持部材12に対する推進部材32の進出方向X1への移動を許容し且つ後退方向X2への移動を制限する。これにより、タイミングチェーンやタイミングベルトから推進部材32に過大荷重が入力された場合に、推進部材32の過度の後退を防止できるので、タイミングチェーンやタイミングベルトの挙動を常に安定させることができる。
【0071】
なお、後退制限部は、推進部材32の進出方向X1への移動を許容し且つ後退方向X2への移動を制限(一定の範囲に規制)するもの、すなわち推進部材32が過度に後退し過ぎることを防止可能なものであればよく、上記のラチェット機構82に限らず適宜変更可能である。例えば後退方向X2側へ向かうほど細幅になる楔形状の係止駒を、推進部材32と支持部材12との間の隙間に配置し、推進部材32に形成されたノッチ部と上記の係止駒とを係合させる構成にしてもよい。また例えば、後退制限部は、レジスタリング、鋸歯ねじ、ウォームギヤなどを用いて構成してもよい。
【0072】
<第4の実施形態>
図8には、本発明の第4実施形態に係るテンショナ90が正面図にて示されており、
図9には、このテンショナ90が斜視図にて示されている。このテンショナ90は、第1実施形態に係るテンショナ10と基本的に同様の構成とされているが、ぜんまいばね34の内側に配置され、ぜんまいばね34の縮径に対して抗力を付与する抗力付与部としてのバックアップスプリング92を備えている。このバックアップスプリング92は、ぜんまいばね34を構成する板状のばね材よりも板厚が厚い板状のばね材によって構成されている。なお、バックアップスプリング92を構成するばね材は、金属に限らず、例えば耐摩耗性を有する樹脂でもよい。このバックアップスプリング92は、ぜんまいばね34と同心状の環状に形成され、外周面がぜんまいばね34の内周面に接触した環状部92Aと、環状部92Aの一端部92A1から環状部92Aの中心S側へ延出された係止部92Bとを有している。この係止部92Bは、ぜんまいばね34の内端部34Bと同様の形状に形成され、内端部34Bに重ね合わされており、内側固定部材36に引っ掛けられている。これにより、バックアップスプリング92の係止部92Bが支持部材12に係止されている。
【0073】
本実施形態では、環状部92Aは、係止部92Bからぜんまいばね34の巻締め方向WUへ延びており、環状部92Aの一端部92A1は、環状部92Aにおける推進部材32側の端部に位置している。この一端部92A1は、巻軸方向Z(
図8では紙面に垂直な方向)から見た場合に、環状部92Aの中心Sからばね隣接方向Yに沿って推進部材32側へ延びる仮想直線VLに対して中心S回りに0度の位置に配置されている。また、環状部92Aの他端部92A2は、一端部92A1に対して環状部92Aの周方向に離間して配置されており、環状部92Aは、巻軸方向Z視で略C字状をなしている。なお、環状部92Aの一端部92A1は、巻軸方向Zから見た場合に、仮想直線VLに対して中心S回りに0度の位置から巻戻し方向RWへ90度の位置までの範囲(
図8のθが−90°〜0°の範囲)に配置されることが好ましい。
【0074】
この実施形態では、上記以外の構成は第1実施形態と同様とされている。したがって、この実施形態においても第1実施形態と同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、板状のばね材からなるバックアップスプリング92は、ぜんまいばね34と同心状の環状に形成された環状部92Aの外周面が、ぜんまいばね34の内周面に接触しており、環状部92Aの一端部から環状部92Aの中心S側へ延出された係止部92Bが、支持部材12に係止されている。このため、ぜんまいばね34の巻締め時には、バックアップスプリング92の環状部92Aがぜんまいばね34の縮径に対して抗力(ぜんまいばね34の径方向外側向きの付勢力)を付与する。これにより、ぜんまいばね34の巻締め時にぜんまいばね34に生じる板間摩擦力を増大させることができるので、前述した減衰の効果(ヒステリシス特性)を向上させることができる。
【0075】
また、この実施形態では、板状のばね材からなるバックアップスプリング92が抗力付与部とされているので、抗力付与部を簡素な構成にすることができる。しかも、ぜんまいばね34の巻締め時にぜんまいばね34と環状部92Aとの間に生じる摩擦や、バックアップスプリング92に生じる曲げ応力による損失等によっても、推進部材62に入力される荷重のエネルギーが減衰されるので、ヒステリシス特性を効果的に向上させることができる。なお、この第4実施形態に係るテンショナ90に対して、第3実施形態に係るラチェット機構82を適用する構成にしてもよい。
【0076】
さらに、この実施形態では、環状部92Aの一端部92A1は、巻軸方向Zから見た場合に、環状部92Aの中心Sからばね隣接方向Yに沿って推進部材32側へ延びる仮想直線VLに対して環状部92Aの中心S回りに0度の位置に範囲に配置されている。つまり、環状部92Aの一端部92A1側の部位が推進部材32の近くに配置されている。ここで、環状部92Aの一端部92A1側の部位が推進部材32から離れて配置されている場合、推進部材32の後退方向X2への移動によってぜんまいばね34の外端部34Cに加わる荷重が、ぜんまいばね34及びバックアップスプリング92に対して曲げ荷重として作用し、ぜんまいばね34を巻締める荷重への変換効率が悪くなる。その結果、ぜんまいばね34に生じる板間摩擦力が低下し、ヒステリシス特性が低下する。これに対し、本実施形態のように環状部92Aの一端部92A1側の部位が推進部材32の近くに配置されている場合、推進部材32の後退方向X2への移動によってぜんまいばね34の外端部34Cに加わる荷重が、ぜんまいばね34及びバックアップスプリング92に対して、渦巻き部34A及び環状部92A各々の全域における曲率差を小さくするように回転トルクとして入力され、係止部92Bを支点として渦巻き部34A及び環状部92Aが真円状を保ったまま縮径し易くなる。その結果、上記荷重がぜんまいばね34及びバックアップスプリング92に対して曲げ荷重として作用し難くなり、ぜんまいばね34を巻締める荷重に変換され易くなる。その結果、ぜんまいばね34に生じる板間摩擦力が増加し、ヒステリシス特性が向上する。
【0077】
<第5の実施形態>
図10には、本発明の第5実施形態に係るテンショナ100が正面側から見た部分断面図にて示されており、
図11には、このテンショナ100を
図10のF11−F11線に沿って切断した状態が部分断面図にて示されている。このテンショナ100は、支持部材102と、推進部材118と、ぜんまいばね34とを備えており、第1実施形態に係るテンショナ10と基本構成が同様とされている。但しこのテンショナ100では、支持部材102及び推進部材118の構成が、第1実施形態に係る支持部材12及び推進部材32の構成と異なっている。
【0078】
支持部材102は、板金がプレス成形されて形成されたものであり、巻軸方向Zを板厚方向とする板状の支持部材本体104を備えている。この支持部材本体104は、巻軸方向Zから見て進退方向Xを長手方向とする略長尺矩形状に形成されている。支持部材本体104の幅方向(ばね隣接方向Y)の一端側は、ぜんまいばね34側へ略U字状(略コ字状)に曲げられた推進部材支持部102Aとされている。この推進部材支持部102Aは、支持部材本体104の幅方向一端部(
図10及び
図11では上側の端部)から巻軸方向Zの一方側(ぜんまいばね34及び推進部材118が配置された側)へ突出している。この推進部材支持部102Aは、支持部材本体104に対して隙間を隔てて対向した対向壁106と、支持部材本体104及び対向壁106の各幅方向一端部(
図10及び
図11では上側の端部)を巻軸方向Zに繋いだ上壁108とを備えている。さらに、この推進部材支持部102Aは、対向壁106の幅方向他端部における進退方向Xの両端部から支持部材本体104側へ延出された一対の保持片110、112を備えている。保持片110、112の先端部110A、112Aは、上壁108とは反対側へ屈曲され、支持部材本体104に重ね合わされている。そして、先端部110A、112A及び支持部材本体104には、両者を貫通した貫通孔114、116が形成されている。これらの貫通孔114、116に挿通されたボルト等を用いて支持部材102が図示しないエンジンのシリンダブロックに固定される構成になっている。
【0079】
また、推進部材118は、板金がプレス成形されて形成されたものであり、進退方向Xを長手とする長尺状に形成されている。この推進部材118は、進退方向Xから見てぜんまいばね34側が開口した開断面形状をなしており、支持部材本体104と対向壁106との間に配置されている。この推進部材118は、一対の保持片110、112と上壁108とによってばね隣接方向Yへの移動を規制されているが、支持部材102に対して進退方向Xに直線的に進退移動可能に支持されている。この推進部材118の先端部118Aは、支持部材102よりも進出方向X1へ突出している。この推進部材118の先端には、進退方向Xを板厚方向とする先端壁118A1が設けられている。この先端壁118A1は、図示しないタイミングベルト又はタイミングチェーン(ベルトガイド又はチェーンガイド等)に押し付けられる構成になっている。この推進部材118の内側には、外端部34Cを含むぜんまいばね34の一部が配置されている。ぜんまいばね34の外端部34Cの先端部(後退方向X2側の端部)は、係止部材40(例えばリベット、ビス等)によって推進部材118の基端部118Bに係止(ここでは固定)されている。
【0080】
さらに、このテンショナ100では、ぜんまいばね34の渦巻き部34Aの内側に複数(ここでは4つ)の押当部材120と、付勢部122とが配置されている。付勢部122は、一対の楔形部材124と、圧縮コイルスプリング126とによって構成されている。複数の押当部材120及び付勢部122は、抗力付与部を構成している。複数の押当部材120は、ぜんまいばね34の周方向に並んで配置されている。これらの押当部材120は、巻軸方向Z視で略扇形のブロック状をなしており、巻軸方向Z視で円弧状をなす面が渦巻き部34Aの内周面に接触している。各押当部材120は、例えば支持部材本体104側へ突出した図示しない突出部を有しており、当該突出部が支持部材本体104に形成された図示しない溝に嵌合することで、支持部材本体104に対してぜんまいばね34の径方向(渦巻き部34Aの径方向)に移動可能に支持されている。なお、本実施形態では、ぜんまいばね34の内端部34Bは、上記複数の押当部材120のうちの一つに固定されており、当該一つの押当部材120を介して支持部材102に係止されているが、これに限るものではない。ぜんまいばね34の内端部34Bが、支持部材102に直接係止される構成にしてもよい。
【0081】
一対の楔形部材124は、巻軸方向Z視で略三角形のブロック状に形成されており、渦巻き部34Aの径方向(ここではばね隣接方向Y)に並んで配置されている。これらの楔形部材124は、隣り合う一対の押当部材120の間に差し込まれている。各楔形部材124は、例えば支持部材本体104側へ突出した図示しない突出部を有しており、当該突出部が支持部材本体104に形成された図示しない溝に嵌合することで、支持部材本体104に対してぜんまいばね34の径方向(ここではばね隣接方向Y)に移動可能に支持されている。
【0082】
一対の楔形部材124の間には、圧縮コイルスプリング126が配置されている。圧縮コイルスプリング126の軸線方向両端側は、一対の楔形部材124に形成された穴(符号省略)内に挿入されている。この圧縮コイルスプリング126は、一対の楔形部材124を互いに離間する方向へ付勢している。これにより、複数の押当部材120がぜんまいばね34の径方向外側へ付勢されており、複数の押当部材120がぜんまいばね34の内周面に押し当てられている。
【0083】
この実施形態では、上記以外の構成は第1実施形態と同様とされている。したがって、この実施形態においても第1実施形態と基本的に同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、ぜんまいばね34の巻締め時には、ぜんまいばね34の周方向に並んで配置された複数の押当部材120が圧縮コイルスプリング126の付勢力を受けつつ、ぜんまいばね34の縮径に対して抗力を付与する。これにより、ぜんまいばね34に生じる板間摩擦力を増大させることができる。また、ぜんまいばね34の周方向に並んで配置された複数の押当部材120がぜんまいばね34の内周面に押し当てられる構成であるため、ぜんまいばね34の周方向の各部に対して押当力を均等に作用させることが容易である。しかも、ぜんまいばね34の巻締め時に、ぜんまいばね34の内周面と複数の押当部材120との間で生じる摩擦により、ヒステリシス特性を一層向上させることができる。さらに、この実施形態では、進退方向Xから見てぜんまいばね34側が開口した開断面形状をなす推進部材118の内側に、外端部34Cを含むぜんまいばね34の一部が配置されている。これにより、テンショナ100の小型化を図ることができる。また、この実施形態では、支持部材102及び推進部材118が板金のプレス成形品であるため、支持部材102及び推進部材118が切削加工や鍛造などにより製造される場合と比較して、製造タクトの短縮が可能であり、製造コストの低コスト化を図りやすい。また、支持部材102及び推進部材118を軽量化することが容易である。
【0084】
<第6の実施形態>
図12には、本発明の第6実施形態に係るテンショナ130が正面側から見た部分断面図にて示されており、
図13には、このテンショナ130を
図12のF13−F13線に沿って切断した状態が部分断面図にて示されている。このテンショナ130は、第5実施形態に係るぜんまいばね34、支持部材102及び推進部材118と同様のぜんまいばね34、支持部材102及び推進部材118を備えている。但し、このテンショナ130は、第5実施形態に係る複数の押当部材120及び付勢部122を備えておらず、その代わりに抗力付与部としてのバックアップスプリング92を備えている。このバックアップスプリング92は、第4実施形態に係るバックアップスプリング92と基本的に同様の構成とされており、環状部92Aと、係止部92Bとを有している。
【0085】
また、このテンショナ130では、巻軸方向Zから見て環状部92Aの内側に配置され、支持部材102に対して巻軸方向Zに沿った軸線回りに回転可能に支持され、環状部92Aの他端部92A2に係合した縮径規制部材132と、環状部92Aの拡径に連動して縮径規制部材132が支持部材102に対して上記軸線回りの一方(
図12の矢印R1方向)へ回転することを許容し且つ環状部92Aの縮径に連動して縮径規制部材132が支持部材102に対して上記軸線回りの他方(
図12の矢印R2方向)へ回転することを制限する回転制限部としての回転ラチェット機構138と、を備えている。以下、詳細に説明する。
【0086】
本実施形態では、バックアップスプリング92の係止部92Bの先端部が、ぜんまいばね34と同心状の環状に曲げられた曲げ部92B1とされている。この曲げ部92B1の内側には、支持部材本体104から円柱状に突出した支軸134が嵌合している。この支軸134は、ぜんまいばね34の渦巻き部34A及びバックアップスプリング92の環状部92Aと同心状に形成されている。
【0087】
また、この実施形態では、ぜんまいばね34の内端部34Bが、バックアップスプリング92の係止部92Bと同様の形状に成形されており、内端部34Bの先端部には、バックアップスプリング92の環状部92Aと同心状の環状に曲げられた曲げ部34B1が形成されている。この内端部34Bは、係止部92Bに重ね合わされており、曲げ部34B1が曲げ部92B1の外周面に巻き掛けられている。これにより、ぜんまいばね34の内端部34Bが支持部材102に係止されている。
【0088】
バックアップスプリング92の環状部92Aの他端部92A2には、縮径規制部材132が係合している。縮径規制部材132は、ぜんまいばね34の渦巻き部34A及び環状部92Aの内側に配置されている。この縮径規制部材132は、例えば金属によって形成されたものであり、巻軸方向Z視で略リング状に形成された軸受部132Aを備えている。この軸受部132Aは、ぜんまいばね34及びバックアップスプリング92の曲げ部34B1、92B1と、支持部材本体104との間に配置されており、軸受部132Aの内側には、支軸134が回転自在に嵌合している。これにより、縮径規制部材132は、支持部材102に対して支軸134の軸線回り(巻軸方向Zに沿った軸線回り)に回転可能に支持されている。
【0089】
軸受部132Aの外周の一部からは、環状部92Aの他端部92A2側へ向けて他端側支持部132Bが延出されている。環状部92Aの他端部92A2は、環状部92Aの中心側へ向けて屈曲されており、他端側支持部132Bの先端部に形成された切込み136に嵌め込まれている。これにより、環状部92Aの他端部92A2が縮径規制部材132に支持(連結)されている。また、軸受部132Aと環状部92Aの一端側との間には、一端側支持部材131が配置されている。この一端側支持部132Cは、例えば板金によって形成され、溶接等の手段で支持部材104に固定されたものであり、巻軸方向Zから見て環状部92Aの一端側へ向かうほど環状部92Aの周方向の寸法が拡大する略扇形状に形成されている。
【0090】
一端側支持部材131における環状部92A側の端部には、支持部材本体104とは反対側(
図12では紙面手前側)へ延びる円弧状壁部131Aが形成されている。この円弧状壁部131Aは、環状部92Aと同心状に湾曲しており、環状部92Aの一端側に対して環状部92Aの内周側から接触している。また、一端側支持部材131において、環状部92Aの周方向の一方側(
図12の矢印R1方向側)の端部には、支持部材本体104とは反対側(
図12では紙面手前側)へ延びる径方向壁部131Bが形成されている。この径方向壁部131Bは、環状部92Aの径方向へ延びると共に、円弧状壁部131Aに一体に繋がっており、係止部92Bの基端部に対して環状部92Aの周方向の一方側から接触している。上記構成の一端側支持部材131によって環状部92Aの一端側及び係止部92Bが支持されている。
【0091】
一方、回転ラチェット機構138は、軸受部132Aを介して一端側支持部材131とは反対側に配置されたラチェット部材140を備えている。このラチェット部材140は、進退方向Xを長手とする長尺状に形成されている。ラチェット部材140の基端部(後退方向X2側の端部)には、支持部材本体104から突出した支軸142が貫通している。この支軸142は、巻軸方向Zを軸線方向とする円柱状に形成されており、ラチェット部材140は支持部材102に対して支軸142回りに回転可能とされている。このラチェット部材140は、支持部材本体104とラチェット部材140との間に架け渡された捩りコイルスプリング(付勢部材)144によって支軸142の軸線回り一方へ付勢されており、先端部(進出方向X1側の端部)が軸受部132Aの外周面に押し当てられている。
【0092】
軸受部132Aの外周面には、複数のラチェット歯133が軸受部132Aの周方向に並んで形成されており、当該ラチェット歯133にラチェット部材140の先端部が係合することで、縮径規制部材132が支持部材102に対して支軸134の軸線回り他方(
図12の矢印R2方向)への回転を制限されている。このラチェット部材140は、縮径規制部材132が支持部材102に対して支軸134の軸線回り一方(
図12の矢印R1方向)へ回転される際には、捩りコイルスプリング144を弾性変形させつつ支軸142の軸線回り他方へ回転される。これにより、縮径規制部材132が上記軸線回り一方への回転を許容される構成になっている。
【0093】
なお、本実施形態では、縮径規制部材132に形成された複数のラチェット歯133や、ラチェット部材140などからなる回転ラチェット機構138(回転制限部)が、ぜんまいばね34の内側に配置されているが、これに限るものではない。例えば、回転制限部は、ぜんまいばね34の外側へ延出された縮径規制部材132の一部に複数のラチェット歯が形成されると共に、ぜんまいばね34の外側に配置されたラチェット部材が上記複数のラチェット歯に係合するように構成されたものでもよい。
【0094】
本実施形態では、上記以外の構成は第5実施形態と同様とされている。この実施形態においても、ぜんまいばね34の巻締め時には、バックアップスプリング92の環状部92Aがぜんまいばね34の縮径に対して抗力を付与するので、第5実施形態と基本的に同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、抗力付与部がバックアップスプリング92とされているので、抗力付与部の構成を簡素化することができる。
【0095】
また、この実施形態では、推進部材118が支持部材102に対して進出方向X1へ移動することで、ぜんまいばね34の渦巻き部34A及びバックアップスプリング92の環状部92Aが拡径すると、当該環状部の拡径に連動して縮径規制部材132が支持部材102に対して巻軸方向Zに沿った軸線回りの一方(
図12の矢印R1方向)へ回転される。この際には、上記軸線回り一方への縮径規制部材132の回転が回転ラチェット機構138によって許容される。
【0096】
一方、タイミングベルト又はタイミングチェーンが推進部材118を押圧し、推進部材118が支持部材102に対して後退方向X2へ移動しようとすると、ぜんまいばね34の渦巻き部34A及びバックアップスプリング92の環状部92Aが縮径しようとする。この際には、環状部92Aの縮径に連動して縮径規制部材132が支持部材102に対して上記軸線回りの他方(
図12の矢印R2方向)へ回転しようとするが、当該軸線回り他方への縮径規制部材132の回転は、回転ラチェット機構138によって規制される。この場合、環状部92Aが縮径を規制された状態で、推進部材118が後退方向X2へ移動しようとすることにより、ぜんまいばね34が環状部92Aによって内周面の縮径を規制された状態で巻締められる。これにより、ぜんまいばね34に生じる板間摩擦力が増加される。その結果、支持部材102に対する推進部材118の後退が抑制(制限)されるので、タイミングチェーン又はタイミングベルトの微小振動を抑制する効果が一層向上する。
【0097】
<第7の実施形態>
図14には、本発明の第7実施形態に係るテンショナ150が正面側から見た部分断面図にて示されている。このテンショナ150は、第5実施形態に係るぜんまいばね34、支持部材102及び推進部材118と同様のぜんまいばね34、支持部材102及び推進部材118を備えている。但し、このテンショナ150は、第5実施形態に係る複数の押当部材120及び付勢部122を備えておらず、その代わりに抗力付与部としてのバックアップスプリング92を備えている。
【0098】
このバックアップスプリング92は、第4実施形態に係るバックアップスプリング92と基本的に同様の構成とされており、環状部92Aと、係止部92Bとを有している。バックアップスプリング92の係止部92B及びぜんまいばね34の内端部34Bは、第1実施形態に係る内端固定部材36と同様の内端固定部材36を用いて支持部材102に係止されている。但しこの実施形態では、係止部92B及び内端部34Bは、内端固定部材36に形成された切込み(符号省略)に嵌め込まれている。なお、
図14では、渦巻き部34Aの内端34A1及び外端34A2の符号を省略している。
【0099】
この実施形態では、第4実施形態と同様に、環状部92Aの一端部92A1は、巻軸方向Z(
図14では紙面に垂直な方向)から見た場合に、環状部92Aの中心Sからばね隣接方向Yに沿って推進部材32側へ延びる仮想直線VLに対して中心S回りに0度の位置に配置されている。また、環状部92Aの他端部92A2は、一端部92A1に対して環状部92Aの周方向に離間して配置されており、環状部92Aは、巻軸方向Z視で略C字状をなしている。なお、環状部92Aの一端部92A1は、巻軸方向Zから見た場合に、仮想直線VLに対して中心S回りに0度の位置から巻戻し方向RWへ90度の位置までの範囲(
図8のθが−90°〜0°の範囲)に配置されることが好ましい。
【0100】
この実施形態では、上記以外の構成は第5実施形態と同様とされている。したがって、この実施形態においても、第5実施形態と基本的に同様の作用効果が得られる。また、この実施形態においても、第4実施形態と同様に、推進部材118の後退方向X2への移動によってぜんまいばね34の外端部34Cに加わる荷重が、ぜんまいばね34及びバックアップスプリング92に対して曲げ荷重として作用し難くなり、ぜんまいばね34を巻締める荷重に変換され易くなる。その結果、ぜんまいばね34に生じる板間摩擦力が増加し、ヒステリシス特性が向上する。
【0101】
<第8の実施形態>
図15には、本発明の第8実施形態に係るテンショナ160が正面側から見た部分断面図にて示されている。このテンショナ160は、第7実施形態に係るテンショナ150と基本的に同様の構成とされているが、バックアップスプリング92の構成が若干異なっている。この実施形態に係るバックアップスプリング92の環状部92Aは、板状のばね材が1.0巻き以上巻かれて形成されている。具体的には、環状部92Aの他端部92A2が、環状部92Aにおける一端部92A1側の部位に対して環状部92Aの径方向外側に配置されている。
【0102】
この実施形態では、上記以外の構成は第7実施形態と同様とされている。したがって、この実施形態においても、第7実施形態と基本的に同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、バックアップスプリング92の環状部92Aは、板状のばね材が1.0巻き以上巻かれて形成されている。これにより、ぜんまいばね34の巻締め時に、環状部92Aの他端部92A2側(自由端側)が、環状部92Aの一端部92A1側(係止端側)よりも環状部92Aの中心S側へ大きく変形することが防止され、環状部92Aが周方向の各部で均等に縮径し易くなる。その結果、ぜんまいばね34の縮径に対して環状部92Aから付与される抗力を、ぜんまいばね34の周方向の各部で均等にし易くなる。
【0103】
<第9の実施形態>
図16には、本発明の第9実施形態に係るテンショナ170が正面側から見た部分断面図にて示されている。このテンショナ170は、第7実施形態に係るテンショナ150と基本的に同様の構成とされているが、第7実施形態に係る内端固定部材36の代わりに、板金製の内端固定部材172を備えている。この内端固定部材172は、長尺帯状の板金が略C字状に曲げ加工(プレス成形)されて形成されたものであり、バックアップスプリング92の径方向内側に配置されている。この内端固定部材172は、進退方向Xに延びる下辺部172Aと、下辺部172Aにおける後退方向X2側の端部からばね隣接方向Yの一方側へ延びる一側辺部172Bと、一側辺部172Bにおける下辺部172Aとは反対側の端部から進出方向X1側かつばね隣接方向Yの一方側へ斜めに延びる上辺部172Cと、上辺部172Cにおける一側辺部172Bとは反対側の端部からばね隣接方向Yの他方側かつ後退方向X2側へ斜めに延びる斜辺部172Dと、下辺部172Aにおける進出方向X1側の端部からばね隣接方向Yの一方側へ延びる他側辺部172Eと、他側辺部172Eにおける下辺部172Aとは反対側の端部から後退方向X2側へ延びる係止辺部172Fとによって構成されている。係止辺部172Fは、ばね隣接方向の一方側へ向けて円弧状に湾曲している。
【0104】
上記構成の内端固定部材172は、支持部材本体104から突出された一対のピン部材174、176を用いて支持部材102に支持されている。一対のピン部材174、176は、巻軸方向Zを軸方向としてバックアップスプリング92の径方向内側に配置されている。これらのピン部材174、176は、例えば加締めや溶接等の手段で支持部材本体104に固定されている。一方のピン部材174は、下辺部172Aと一側辺部172Bとの間の屈曲部に対して内端固定部材172の内側から接しており、他方のピン部材176には、内端固定部材172の係止辺部172Fが巻き掛けられている。内端固定部材172の斜辺部172Dと係止辺部172Fとの間には、バックアップスプリング92の係止部92Bと、ぜんまいばね34の内端部34Bとが挟まれている。これにより、係止部92B及び内端部34Bが内端固定部材172を介して支持部材102に係止されている。
【0105】
この実施形態では、上記以外の構成は第7実施形態と同様とされている。したがって、この実施形態においても、第7実施形態と基本的に同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、内端固定部材172が板金のプレス成形品とされているため、内端固定部材172が切削加工や鍛造などにより製造される場合と比較して、製造タクトの短縮が可能であり、製造コストの低コスト化を図りやすい。また、内端固定部材172を軽量化することが容易である。
【0106】
<第10の実施形態>
図18には、本発明の第10実施形態に係るテンショナ180が正面側から見た部分断面図にて示されている。このテンショナ180は、第4実施形態に係るテンショナ90に類似した構成とされているが、第4実施形態に係る支持部材12及び推進部材32の代わりに、板金製の支持部材182及び推進部材192を備えている。支持部材182は、巻軸方向Zを板厚方向とする板状の支持部材本体184と、当該支持部材本体184に対して巻軸方向Zに対向する板状の保持板186と、支持部材本体184と保持板186とを巻軸方向Zに繋いだ一対のピン部材188、190とを備えている。支持部材本体184及び保持板186は、板金のプレス成形品とされており、ピン部材188、190は、金属製の棒材によって構成されている。
【0107】
保持板186は、支持部材本体184よりもばね隣接方向Yの寸法が小さく設定されており、推進部材192を介して支持部材本体184とは反対側に配置されている。一対のピン部材188、190は、巻軸方向Zを軸線方向とする円柱状に形成されている。これらのピン部材188、190は、推進部材192を介してぜんまいばね34とは反対側において、推進方向Xに間隔をあけて配置されている。ピン部材188、190各軸線方向一端部は、支持部材本体184に形成された円形の貫通孔(符号省略)に嵌入されており、ピン部材188、190の各軸線方向他端部は、保持板186に形成された円形の貫通孔(符号省略)に嵌入されている。これらのピン部材188、190は、加締め又は溶接等の手段により支持部材本体184及び保持板186に固定されており、これらのピン部材188、190を介して保持板186が支持部材本体184に支持されている。
【0108】
推進部材192は、板金がプレス成形により打ち抜かれて形成されたものであり、長尺な平板状をなしている。この推進部材192は、進退方向Xを長手方向とし、ばね隣接方向Yを板厚方向として、一対のピン部材188、190とぜんまいばね34との間に配置されており、支持部材本体184及び保持板186によって巻軸方向Zの変位を規制されている。この推進部材192には、ぜんまいばね34の外端部34Cの先端部(後退方向X2側の端部)が係止部材40(例えばリベット、ビス等)を用いて係止(ここでは固定)されている。
【0109】
ぜんまいばね34の内端部34Bとバックアップスプリング92の係止部92Bとは、互いに重ね合わされた状態で、巻軸方向Zを軸線方向とする略円筒状に曲げられており、支持部材本体184から突出された円柱状の係止ピン194に巻き掛けられている。係止ピン194は、加締め又は溶接等により支持部材本体184に固定されており、当該係止ピン194を介して係止部92B及び内端部34Bが支持部材102に係止されている。
【0110】
支持部材本体184において、推進部材192が配置された側とは反対側の端部には、バックアップスプリング92の内側(巻軸方向Zの一方側)へ延びる当接部184Aが形成されている。この当接部184Aは、バックアップスプリング92と同心の円弧状に湾曲しており、バックアップスプリング92の内周面に接触している。この当接部184Aによってバックアップスプリング92が内周側から支持されている。
【0111】
また、支持部材本体184において、ばね隣接方向Yの中央部付近には、支持部材本体184の巻軸方向Zに貫通した一対の貫通孔196、198が形成されている。これらの貫通孔196、198は、進退方向Xに離れて配置されている。これらの貫通孔196、198に挿通されたボルト等を用いて支持部材182が図示しないエンジンのシリンダブロックに固定される構成になっている。
【0112】
この実施形態では、上記以外の構成は第4実施形態と同様とされている。したがって、この実施形態においても、第4実施形態と基本的に同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、板金のプレス成形品である推進部材192が平板状をなしているので、板金の打ち抜き加工によって推進部材192を製造することができる。これにより、推進部材192の小型軽量化を図ることができると共に、製造コストを一層低減することができる。また、この実施形態では、支持部材182が主に板金によって構成されているので、支持部材182を軽量化することが容易である。
【0113】
さらに、この実施形態では、推進部材192とは反対側で支持部材182に設けられた当接部184Aがバックアップスプリング92の内周面に接触している。これにより、片持ち状に支持部材182に支持されたバックアップスプリング92が、ぜんまいばね34の巻締り時に均等(均一)に変形し易くなるので、ぜんまいばね34及びバックアップスプリング92が局部磨耗することを抑制できると共に、ぜんまいばね34の巻締りが安定する(ぜんまいばね34が周方向において均一に巻締まりやすくなる)。しかも、支持部材本体184の一部を曲げ加工することで当接部184Aを形成することができるので、当接部184Aの製造が容易であると共に、部品の追加が不要であるため、製造コストの増加を抑制できる。
【0114】
<第11の実施形態>
図21及び
図22には、本発明の第11実施形態に係るテンショナ200が斜視図にて示されている。また、
図23A〜
図23Cには、それぞれ当該テンショナ200の正面図、上面図及び側面図が示されている。このテンショナ200は、支持部材202と、推進部材214と、ぜんまいばね34と、バックアップスプリング92とを備えており、第4実施形態に係るテンショナ90と基本構成が同様とされている。但しこのテンショナ200では、支持部材202及び推進部材214の構成が、第4実施形態に係る支持部材12及び推進部材32の構成と異なっている。
【0115】
支持部材202は、板金がプレス成形されて形成されたものであり、巻軸方向Zを板厚方向とする板状の支持部材本体204を備えている。この支持部材本体204には、ばね隣接方向Yの両側へ延びる固定部204A、204Bが設けられている。固定部204A、204Bには、それぞれ巻軸方向Zに貫通した貫通孔206、208が形成されている。これらの貫通孔206、208に挿通されたボルト等を用いて支持部材202が図示しないエンジンのシリンダブロックに固定される構成になっている。
【0116】
また、支持部材本体204の進退方向Xの両端部には、それぞれ巻軸方向Zの一方側へ突出した先端側支持部204C及び基端側支持部204Dが一体に設けられている。これらの先端側支持部204C及び基端側支持部204Dは、進退方向Xを板厚方向とする板状をなしており、進退方向Xから見て略矩形状をなしている。これらの先端側支持部204C及び基端側支持部204Dには、円形の貫通孔210、212(
図25以外では符号省略)が形成されている。先端側支持部204Cに形成された貫通孔210は、基端側支持部204Dに形成された貫通孔212よりも大径に形成されている。これらの貫通孔210、212は、推進部材214に対応しており、互いに同軸上に配置されている。
【0117】
推進部材214は、例えば金属製の棒材によって段付きの円柱状に形成されており、進退方向Xを軸線方向として配置されている。推進部材214の軸線方向中間部は、大径部214Aとされており、推進部材214の軸線方向一端部(進出方向X1側の端部)は、大径部214Aよりも小径な先端小径部214Bとされており、推進部材214の軸線方向他端側(後退方向X2側)の部位は、大径部214Aよりも小径な基端小径部214Cとされている。大径部214Aは、ばね隣接方向Yの一方側(
図1では右側)がDカット状に切り欠かれている。大径部214Aの先端側は、先端側支持部204Cの貫通孔210内に摺動自在に嵌合しており、基端小径部214Cの基端側は、基端側支持部204Dの貫通孔212内に摺動自在に嵌合している。これにより、推進部材214が支持部材202に対して進退方向Xに直線移動可能(スライド可能)に支持されている。
【0118】
大径部214Aと基端小径部214Cとの間には、段部が形成されており、当該段部と基端側支持部204Dとの間には、圧縮コイルスプリング216が設けられている。この圧縮コイルスプリング216は、基端小径部214Cの径方向外側において推進部材214と同軸的に配置されている。この圧縮コイルスプリング216は、後退方向X2への推進部材214の移動に対して抗力(付勢力)を付与する構成になっている。この推進部材214に対してばね隣接方向の一方側には、ぜんまいばね34及びバックアップスプリング92が配置されている。
【0119】
ぜんまいばね34の外端部34Cは、推進部材214の大径部214Aに対してばね隣接方向の一方側から重ね合わされている。この外端部34Cの先端部(後退方向X2側の端部)は、係止部材40(例えばリベット、ビス等)によって大径部214Aすなわち推進部材32に係止(ここでは固定)されている。ぜんまいばね34の内端部34B及びバックアップスプリング92の係止部92Bは、横ズレ防止部材218を用いて支持部材202に係止されている。
【0120】
横ズレ防止部材218は、一対のプレート220、222と、一対のピン224、226とによって構成されており、チェーンの駒のような形状をなしている。一対のプレート220、222は、例えば板金がプレス成形されて形成されたものであり、巻軸方向Zを板厚方向とし、進退方向から見て略長円形(略ひょうたん形)をなす板状に形成されている。これらのプレート220、222の長手方向両側には、それぞれ円形の貫通孔(符号省略)が形成されている。これらのプレート220、222は、推進部材214の大径部214Aに対してばね隣接方向Yの一方側に隣接して配置されており、ぜんまいばね34及びバックアップスプリング92に対して巻軸方向Zの両側に分かれて配置されている。これらのプレート220、222は、巻軸方向Zから見て互いに重なるように配置されており、一対のピン224、226によって互いに接続されている。
【0121】
一対のピン224、226は、例えば金属製の棒材によって形成されたものであり、巻軸方向Zを軸線方向としてバックアップスプリング92の径方向内側に配置されている。これらのピン224、226は、バックアップスプリング92の内周面に沿ってバックアップスプリング92の周方向に並ぶと共に、推進部材214に近接して配置されている。一方のピン224は、ぜんまいばね34の渦巻き部34Aの外端34A2を介して推進部材214とは反対側に配置されており、他方のピン226は、上記一方のピン224よりも後退方向X2側に配置されている。これらのピン224、226は、プレート220、222の長手方向両側に形成された貫通孔に挿通されており、加締め等の手段で各プレート220、222が各ピン224、226に固定されている。また、各ピン224、226の軸線方向一端部は、支持部材本体204に形成された一対の貫通孔228、230(
図25参照)内に嵌入されており、加締めや溶接等の手段により支持部材本体204に固定されている。
【0122】
一方のピン224には、ぜんまいばね34の内端部34Bとバックアップスプリング92の係止部92Bとが係止されている。具体的には、ぜんまいばね34の内端部34Bとバックアップスプリング92の係止部92Bとは、互いに重ね合わされた状態で、巻軸方向Zを軸線方向とする略円筒状に曲げられており、一方のピン224に巻き掛けられている。これにより、一方のピン224を介して係止92B及び内端部34Bが支持部材102に係止されている。
【0123】
バックアップスプリング92の内周面には、
図24に示されるように他方のピン226が接触している。この他方のピン226は、バックアップスプリング92が一方のピン224回りに
図24の矢印T方向へ回転することを規制している。また、ぜんまいばね34の渦巻き部34Aにおける内端部34B側の部位と、バックアップスプリング92における係止部92B側の部位は、一対のプレート220、222の間に配置されており、これらのプレート220、222によって巻軸方向Zの変位を制限されている(
図26参照)。
【0124】
この実施形態では、上記以外の構成は第4実施形態と同様とされている。したがって、この実施形態においても、第4実施形態と基本的に同様の作用効果が得られる。しかも、この実施形態では、支持部材202が板金のプレス成形品とされているため、支持部材202が切削加工や鍛造などにより製造される場合と比較して、製造タクトの短縮が可能であり、製造コストの低コスト化を図りやすい。また、支持部材202を軽量化することが容易である。
【0125】
さらに、この実施形態では、横ズレ防止部材218の他方のピン226は、バックアップスプリング92が一方のピン224回りに
図24の矢印T方向へ回転することを規制している。これにより、片持ち状に支持部材202に支持されたバックアップスプリング92が、ぜんまいばね34の巻締り時に均等(均一)に変形し易くなるので、ぜんまいばね34及びバックアップスプリング92が局部磨耗することを抑制できると共に、ぜんまいばね34の巻締りが安定する(ぜんまいばね34が周方向において均一に巻締まりやすくなる)。しかも、この横ズレ防止部材218は、例えばチェーンの駒などの既存の部品を流用して製作することができるため、低コストで上記の効果が得られる。また、この実施形態では、横ズレ防止部材218の一対のプレート220、222によって、ぜんまいばね34の渦巻き部34Aが巻軸方向Zの変位を制限されているので、ぜんまいばね34の巻締め巻戻し時に渦巻き部34Aが巻軸方向Zに横ズレすることを防止又は抑制できる(
図26参照)。
【0126】
またさらに、この実施形態では、推進部材214がぜんまいばね34のみならず圧縮コイルスプリング216によっても進出方向X1へ付勢される。ぜんまいばね34の巻数を増やすとヒステリシス効果が大きくなり、タイミングベルト又はタイミングチェーンからの入力(振動)に対する緩衝効果が大きくなる。一方、推進部材214のX1方向への推進力は弱くなるため、チェーンガイドを押圧する力が十分得られない場合がある。圧縮コイルスプリング216の荷重はぜんまいばね34およびバックアップスプリング92と独立して任意に設定をできるため、推進部材214に対して十分な推進力を与えることができ、タイミングチェーンやタイミングベルトに対して十分な張力を負荷することができる。また、ぜんまいばね34と圧縮コイルスペース216とによって、荷重吸収と張力負荷とを切り分けて設定することができる。
【0127】
<第12の実施形態>
図27には、本発明の第12実施形態に係るテンショナ240が正面側から見た部分断面図にて示されており、
図28には、このテンショナ240の上面図が示されており、
図29には、このテンショナ240の側面図が示されている。このテンショナ240は、支持部材242と、該支持部材242に対して回転可能に支持された押圧部材250と、押圧部材250を回転方向の一方へ付勢するぜんまいばね34と、ぜんまいばね34の径方向内側に配置されたバックアップスプリング92を備えている。
【0128】
図27〜
図30Cに示されるように、支持部材242は、板金のプレス成形品とされており、ぜんまいばね34の巻軸方向を板厚方向とする長尺板状に形成された本体壁242Aを備えている。本体壁242Aは、巻軸方向Zから見て略三角形状(略直角三角形状)をなしており、長手方向一方側(
図27及び
図30Aでは上側)へ向かうほど幅寸法が拡大するように形成されている。本体壁242Aの3つ角部には、それぞれ本体壁242Aを貫通した貫通孔244が形成されている。これらの貫通孔244に挿通されたボルト等を用いて支持部材242が図示しないエンジンのシリンダブロックに固定される構成になっている。
【0129】
本体壁242Aの幅方向一端部からは、本体壁242Aの板厚方向一方側へ向けて側壁242Bが一体に延出されている。この側壁242Bにおける本体壁242Aとは反対側の端部からは、本体壁242Aの幅方向他端側へ向けて保持壁242Cが一体に延出されている。この保持壁242Cは、本体壁242Aと平行に延びており、ぜんまいばね34の巻軸方向から見て略台形状をなしている。側壁242Bの一端部には、円弧状に曲げられたばね係止部242B1が形成されている。また、本体壁242A及び保持壁242Cには、これらを貫通した円形の貫通孔246がそれぞれ形成されている。これらの貫通孔246は同軸的に配置されている。これらの貫通孔246には、円柱状の支軸248(
図27参照)が嵌合している。支軸248は、例えば金属製の棒材によって形成されたものであり、加締めや溶接等の手段で本体壁242A及び保持壁242Cに固定されている。この支軸248には、押圧部材250が回転可能に支持されている。
【0130】
図27〜
図29、
図31A〜
図31Cに示されるように、押圧部材250は、板金のプレス成形品とされており、ぜんまいばね34の巻軸方向に互いに対向する一対の対向壁250A、250Bを備えている。対向壁250A、250Bは、ぜんまいばね34の巻軸方向から見て略L字状をなしており、本体壁242Aの長手方向(
図27では上下方向)に延びる本体部250A1、250B1と、本体部250A1、250B1の長手方向一端側(
図27では下側)から本体部250A1、250B1の長手直交方向一方側(
図27では右側)へ延びるアーム部250A2、250B2とを備えている。各アーム部250A2、250B2の先端部は、ぜんまいばね34の巻軸方向に延びる押圧部250Cによって一体に接続されている。
【0131】
各本体部250A1、250B1は、支持部材242の本体壁242Aと保持壁242Cとの間に配置されている。各本体部250A1、250B1には、それぞれ互いに接近する側へ円筒状に突出した軸受部250D、250Eが形成されている。これらの軸受部250D、250Eの内側には、前述した支軸248が回転自在に嵌合している。これにより、押圧部材250が支軸248を介して支持部材242に回転可能に支持されている。この押圧部材250の押圧部250Cは、押圧対象物PS(ここではチェーンガイド又はベルトガイド)に対して押圧部材250の回転方向の一方(
図27の矢印P参照)へ向けて押し当てられる構成になっている。
【0132】
また、各本体部250A1、250B1には、それぞれ互いに接近する側へ膨出した膨出部250F、250Gが形成されている。これらの膨出部250F、250Gは、ぜんまいばね34の巻軸方向から見て略長円形状をなしており、軸受部250D、250E(支軸248)と側壁242Bとの間に配置されている。これらの膨出部250F、250Gと軸受部250D、250Eとには、ぜんまいばね34の内端部34B及びバックアップスプリング92の係止部92Bが巻き掛けられている。具体的には、ぜんまいばね34の内端部34Bとバックアップスプリング92の係止部92Bとは、互いに重ね合わされた状態で略S字状に曲げられており、膨出部250F、250Gと軸受部250D、250Eとの間に一部が挟まれた状態で膨出部250F、250G及び軸受部250D、250Eに巻き掛けられている。これにより、内端部34B及び係止部92Bが押圧部材250に係止されると共に、軸受部250D、250E及び支軸248を介して支持部材242に係止されている。ぜんまいばね34の外端部34Cは、支持部材242の側壁242Bに重ね合わされている。外端部34Cの先端部は円弧状に曲げられており、側壁242Bのばね係止部242B1に係止され(引っ掛けられ)ている。このぜんまいばね34は、押圧部材250を支持部材242に対する回転方向の一方(
図27の矢印P方向)へ付勢すると共に、回転方向の他方への押圧部材250の回転により巻締められる構成になっている。
【0133】
なお、本実施形態では、ぜんまいばね34が押圧部材250と同軸的に配置されているが、これに限らず、ぜんまいばね34が押圧部材250に対して偏心して配置された構成、すなわち、ぜんまいばね34の中心軸線と押圧部材250の回転軸線とが互いに径方向にずれて配置された構成にしてもよい。
【0134】
上記構成のテンショナ240では、接触型のぜんまいばね34が押圧部材250を支持部材242に対して回転方向の一方へ付勢することにより、押圧部材250が押圧対象物PSであるベルトガイド又はチェーンガイドに押し当てられる。これにより、ベルト又はチェーンの張力が保たれる。
【0135】
また、ベルト又はチェーンの張力が保たれた状態において、ベルト又はチェーンが押圧部材250を押圧すると、押圧部材250が支持部材242に対して回転方向の他方へ回転され、接触型のぜんまいばね34が巻締められる。この際には、押圧部材250に入力される荷重のエネルギーを、接触型のぜんまいばね34に生じる板間摩擦等によって効果的に減衰することができる。これにより、減衰ブッシュおよびベルトばねを含む減衰装置を備えた構成と比較して、構成を簡素化することができる。しかも、板金のプレス成形品とされた押圧部材250が押圧対象物PSに対して直接押し当てられる構成であるため、プーリが取り付けられたローラキャリヤがハウジングに対して枢動可能に支持された構成と比較して、構成を簡素化することができる。以上のことから、本実施形態によれば、支持部材、推進部材、ばね及び減衰部を備えたテンショナの基本構成を簡素化することができる。また、このテンショナ240は、第4実施形態に係るバックアップスプリング92と同様のバックアップスプリング92を備えているので、上記の減衰効果(ヒステリシス特性)を向上させることができる。
【0136】
なお、上記第12実施形態において、
図32に示される変形例のように、押圧部材250の対向壁250A、250B間に一対のピン252、254を架け渡し、これらのピン252、254を膨出部250F、250Gの代わりに用いてもよい。この変形例では、側壁242Bの長手方向中間部が切り起されてばね係止部242B1が形成されている。
【0137】
また、上記第12実施形態では、ぜんまいばね34の外端部34Cが支持部材242に係止され、ぜんまいばね34の内端部34Bが押圧部材250に係止された構成にしたが、これに限らず、ぜんまいばねの内端部が支持部材に係止され、ぜんまいばねの外端部が押圧部材に係止される構成にしてもよい。
【0138】
(バックアップスプリングに関する補足説明)
次に、
図33A〜
図35を用いて、前述したバックアップスプリング92に関して補足説明する。
図33A〜
図33Gには、第4実施形態に係るテンショナ90と同様のテンショナ90が図示されているが、
図33A〜
図33Gでは、推進部材32に対するバックアップスプリング92の位相θ(仮想直線VLに対する環状部92Aの一端部92A1の配置)がそれぞれ異なっている。なお、
図33A〜
図33Gでは、図面を見易くする関係から一部の符号を省略している。
【0139】
図33Aには、環状部92Aの一端部92A1(係止部92B側の端部)が仮想直線VLに対して環状部92Aの中心S回りに−90度の位置(巻戻し方向へ90度の位置)に配置された状態(バックアップスプリング92の位相θが−90度に設定された状態)が図示されている。
【0140】
図33Bには、環状部92Aの一端部92A1(係止部92B側の端部)が仮想直線VLに対して環状部92Aの中心S回りに−60度の位置(巻戻し方向へ60度の位置)に配置された状態(バックアップスプリング92の位相θが−60度に設定された状態)が図示されている。
【0141】
図33Cには、環状部92Aの一端部92A1が仮想直線VLに対して環状部92Aの中心S回りに0度の位置に配置された状態(バックアップスプリング92の位相θが0度に設定された状態)が図示されている。この状態では、ぜんまいばね34の巻数が2.0巻きに設定されている。
【0142】
図33Dには、環状部92Aの一端部92A1が仮想直線VLに対して環状部92Aの中心S回りに60度の位置(巻締め方向へ60度の位置)に配置された状態(バックアップスプリング92の位相θが60度に設定された状態)が図示されている。
【0143】
図33Eには、環状部92Aの一端部92A1が仮想直線VLに対して環状部92Aの中心S回りに90度の位置(巻締め方向へ90度の位置)に配置された状態(バックアップスプリング92の位相θが90度に設定された状態)が図示されている。
【0144】
図33Fには、環状部92Aの一端部92A1が仮想直線VLに対して環状部92Aの中心S回りに180度の位置(巻締め方向へ180度の位置)に配置された状態(バックアップスプリング92の位相θが180度に設定された状態)が図示されている。この状態では、ぜんまいばね34の巻数が1.5巻きに設定されている。
【0145】
図33Gには、環状部92Aの一端部92A1が仮想直線VLに対して環状部92Aの中心S回りに270度の位置(巻締め方向へ270度の位置)に配置された状態(バックアップスプリング92の位相θが270度に設定された状態)が図示されている。なお、図示は省略するが、バックアップスプリング92の位相θが360度に設定された状態では、ぜんまいばね34の巻数が1.0巻きに設定される。
【0146】
また、
図34には、推進部材32に入力される荷重のエネルギーの消散率と、バックアップスプリング92の位相θとの関係が線図にて図示されており、
図35には、推進部材32に入力される荷重と推進部材32のストロークとの関係が線図にて示されている。
図35においては、推進部材32に入力される荷重と推進部材32の後退方向X2のストロークとの関係を示す曲線に符号C2を付しており、推進部材32に入力される荷重と推進部材32の進出方向X1のストロークとの関係を示す曲線に符号C1を付している。また、上記の消散率は、
図35において符号Aを付した領域の面積と、符号Bを付した領域の面積との関係から、消散率=A/(A+B)として求められる。
【0147】
ここで、
図34に示されるように、バックアップスプリング92の位相θが−90°〜0°の範囲(
図34においてドットを付した範囲)に設定されている場合、それ以外の範囲に設定されている場合よりも、上記の消散率が大幅に高くなること、すなわち高減衰特性を得られることが確認された。また、上記の範囲では、消散率の変動が少なく安定しているため、バックアップスプリング92の最適な取付位相であることが確認された。なお、消散率は、ぜんまいばね34の巻数によっても変化する。例えば、ぜんまいばね34の巻数が1.0巻の場合、ぜんまいばね34に生じる板間摩擦が不十分になり、消散率が低くなるが、ぜんまいばね34の巻数が2.0巻以上になると、ぜんまいばね34の板間摩擦が増加し、消散率が高くなる。このため、ぜんまいばね34の巻数を2.0巻以上に設定することが好ましい。但し、ぜんまいばね34の巻数が増えても、バックアップスプリング92の位相によっては消散率が低くなる。このため、バックアップスプリング92の位相θを上記の範囲に設定し、ぜんまいばね34の巻数を2.0巻〜2.25巻に設定することがより好ましい。
【0148】
以上、幾つかの実施形態を示して本発明について説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことは勿論である。