JP2008223792A - Tensioner - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a tensioner that maintains a constant tension of an endless belt or chain.
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。 The tensioner, for example, pushes a timing chain or timing belt used in an automobile engine with a predetermined force, and acts to keep the tension constant when the chain is stretched or loosened.
図18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、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。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。図示を省略するが、エンジン本体200の内部には、潤滑用のオイルが封入されている。
FIG. 18 shows a state in which the
図19及び図20は、一般的に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。
19 and 20 show a
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、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からなる付勢ばね150が配置されている。
The
付勢ばね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、付勢ばね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、付勢ばね150の付勢力によって回転シャフト120が回転する。
The biasing
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。
A
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、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。
The
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。
A
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。
A
以上の構造のテンショナー100では、付勢ばね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。
In the
図19及び図20に示すテンショナー100では、付勢ばね150によって回転付勢されている回転シャフト120が滑って回転したり、細かな正逆回転をすることがあり、このような回転シャフト120の不安定な回転挙動により推進シャフト130が不安定な進退運動を行う問題を有している。このような回転シャフト120の不安定な回転挙動を防止するため、従来では、特開2005−180661号公報、特開2003−184968号公報に記載されたテンショナーが開発されている。
In the
特開2005−180661号公報のテンショナーは、回転シャフトに鍔状の押え環を形成する一方、押え環に間隔を有して対向する押えリングをケース内に圧入し、これら押え環及び押えリングの間に圧縮ばねを配置するものである。圧縮ばねは回転シャフトに外挿されるように圧縮状態で配置される。これにより、圧縮ばねは押え環を介して回転シャフトの軸端部がケースに密着するように付勢する。この付勢により、回転シャフトが良好な摩擦トルクを有してケースに密着するため、回転シャフトの不安定な回転挙動を防止できる。 The tensioner disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-180661 forms a hook-shaped presser ring on the rotating shaft, and presses the presser ring facing the presser ring with a gap between the presser rings. A compression spring is arranged between them. The compression spring is disposed in a compressed state so as to be extrapolated to the rotating shaft. As a result, the compression spring is urged so that the shaft end portion of the rotary shaft is in close contact with the case via the presser ring. By this biasing, the rotating shaft has a good friction torque and is in close contact with the case, so that unstable rotating behavior of the rotating shaft can be prevented.
特開2003−184968号公報のテンショナーは、圧縮ばねを圧縮状態で回転シャフトと推進シャフトとの間に配置するものである。圧縮ばねは回転シャフトに外挿された状態で両端部が回転シャフト及び推進シャフトに当接するように配置される。この構造では、圧縮ばねと回転シャフトとの間に摩擦トルクが発生するため、この摩擦トルクによって回転シャフトの不安定な回転挙動を防止している。
特開2005−180661号公報及び特開2003−184968号公報のテンショナーでは、回転シャフトの不安定な回転挙動を防止しているため、推進シャフトが安定して進退する。これに対し、エンジンの機種によっては、回転シャフトの不安定な回転挙動をさらに強力に防止して推進シャフトを安定して進退させ、これにより安定した挙動を確保できるテンショナーが要求される。 In the tensioners disclosed in JP-A-2005-180661 and JP-A-2003-184968, unstable rotation behavior of the rotating shaft is prevented, so that the propulsion shaft advances and retreats stably. On the other hand, depending on the type of engine, a tensioner that can prevent the unstable rotational behavior of the rotating shaft more strongly and stably advance and retract the propelling shaft, thereby ensuring a stable behavior is required.
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、安定した挙動を確保する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。 The present invention has been made to meet such a demand, and an object thereof is to provide a tensioner capable of ensuring a stable behavior.
請求項1記載の発明のテンショナーは、ねじ部によって螺合した内側の第1のシャフト部材及び外側の第2のシャフト部材と、前記第1のシャフト部材を一方向に回転付勢する付勢ばねとがケースに収容され、第2のシャフト部材の回転を拘束して前記付勢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、前記第1のシャフト部材は軸端部がケースに直接又は間接的に接触した状態で回転し、前記第1のシャフト部材との間で摩擦トルクを発生する摩擦部材が第1のシャフト部材と接触するように設けられ、前記第2のシャフト部材の径方向外側に弾性部材が設けられており、この弾性部材が前記摩擦部材を第1のシャフト部材と接触する方向に付勢していることを特徴とする。 The tensioner according to the first aspect of the present invention includes an inner first shaft member and an outer second shaft member that are screwed together by a threaded portion, and a biasing spring that rotationally biases the first shaft member in one direction. Is a tensioner that restrains the rotation of the second shaft member and converts the rotation biasing force of the biasing spring into the propulsion force of the second shaft member, wherein the first shaft member is The shaft end portion rotates in a state of being in direct or indirect contact with the case, and a friction member that generates a friction torque with the first shaft member is provided so as to be in contact with the first shaft member, An elastic member is provided on a radially outer side of the second shaft member, and this elastic member biases the friction member in a direction in contact with the first shaft member.
請求項1記載の発明では、摩擦部材が第1のシャフト部材に接触することにより、第1のシャフト部材との間で摩擦トルクが発生する。弾性部材はこの摩擦部材を第1のシャフトと接触する方向に付勢するため、摩擦トルクを確保することができる。弾性部材は第2のシャフト部材の径方向外側に配置されており、第2のシャフト部材は内側の第1のシャフト部材に対して外側に配置されている。 In the first aspect of the present invention, frictional torque is generated between the friction member and the first shaft member by contacting the first shaft member. Since the elastic member urges the friction member in a direction in contact with the first shaft, a friction torque can be secured. The elastic member is disposed on the radially outer side of the second shaft member, and the second shaft member is disposed on the outer side with respect to the inner first shaft member.
請求項1記載の構造では、弾性部材が第1のシャフト部材よりも外側にある第2のシャフト部材の径方向外側に配置されるため、内側の第1のシャフト部材と摩擦部材との間の摩擦トルクに起因した接線力よりも小さな接線力となる。従って、摩擦部材からのトルクによって弾性部材が捩られる力が大幅に低減するため、弾性部材は第1のシャフト部材の軸端部がケースに確実に接触するように作用する。これにより、第1のシャフト部材が滑ったり、細かに正逆回転することを防止でき、第1のシャフト部材に螺合している第2のシャフト部材が安定した進退運動を行う。
In the structure according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載のテンショナーであって、前記弾性部材は、前記第1のシャフト部材と摩擦部材との接触径よりも大きな接触径で摩擦部材と接触していることを特徴とする。
Invention of
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のテンショナーであって、前記摩擦部材と第1のシャフト部材との接触面が、第1のシャフト部材の軸方向と交差するように傾斜していることを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、第1のシャフト部材との接触方向に摩擦部材を付勢する弾性部材が第2のシャフト部材の径方向外側に設けられていることにより、弾性部材を捩る力が低減するため、弾性部材は第1のシャフト部材の軸端部がケースに接触する付勢力を有効に作用させる。このため、第1のシャフト部材の回転挙動が安定し、第1のシャフト部材に螺合している第2のシャフト部材が安定して進退する。 According to the present invention, since the elastic member that biases the friction member in the contact direction with the first shaft member is provided on the radially outer side of the second shaft member, the force for twisting the elastic member is reduced. For this reason, the elastic member effectively applies an urging force in which the shaft end portion of the first shaft member contacts the case. For this reason, the rotational behavior of the first shaft member is stabilized, and the second shaft member screwed into the first shaft member is advanced and retracted stably.
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて具体的に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments. In each embodiment, the same member is assigned the same reference numeral.
図1〜図6は、本発明の第1実施形態のテンショナーA1を示す。テンショナーA1は、ケース2、第1のシャフト部材3、第2のシャフト部材4、付勢ばね5、摩擦部材6、弾性部材7を備えている。
1 to 6 show a tensioner A1 according to a first embodiment of the present invention. The tensioner A1 includes a
ケース2は、胴部2a及びフランジ部2bにより形成されている。フランジ部2bは軸方向と直交する方向に延びており、胴部2aはフランジ部2bの一側から軸方向に延びている。胴部2aには収納孔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、この開放部分から第1及び第2のシャフト部材3、4、付勢ばね5、摩擦部材6、弾性部材7の組立体が収容される。
The
ケース2のフランジ部2bは、エンジン本体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2jが形成されている。フランジ部2bをエンジン本体に取り付けることにより、フランジ部2bから延びている胴部2aの全体がエンジン本体の内部に挿入される。図1及び図3に示すように、胴部2aには、胴部2aの長さ方向に沿った窓スリット2dが円周上の複数箇所に形成されている。窓スリット2dを形成することにより、エンジン本体内の潤滑油をケース2内に導入することができるため、作動の際の焼き付きを防止できる。
The
第1のシャフト部材3及び第2のシャフト部材4は、径方向で重なった位置となるように配置されるものであり、第1のシャフト部材3が内側に位置し、第2のシャフト部材4が外側に位置している。第1のシャフト部材3は付勢ばね6によって回転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が回転することによりケース2から推進する。
The
図2及び図4に示すように、第1のシャフト部材3は、フランジ部2b側のシャフト部3aと、シャフト部3aから軸方向に延びるねじシャフト部3bとが一体的に形成されて構成されており、ねじシャフト部3bの外周には、雄ねじ(ねじ部)8が形成されている。雄ねじ8はねじシャフト部3bの略全長にわたって形成される。シャフト部3aの軸端部には、第1のシャフト部材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のフランジ部2bを貫通している治具孔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、付勢ばね5を巻締めることができる。付勢ばね5の巻き締めの後、シールボルト(図示省略)を螺合させることにより治具孔2eは封鎖される。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
第1のシャフト部材3はシャフト部3aの軸端部(図1及び図4において、下端部)がケース2内に設けた受け座9に挿入されることにより回転が支承される。受け座9への挿入により、シャフト部3aの軸端部の基端面は、受け座9の端面に接触する。シャフト部3aの軸端部が受け座9と接触することにより、第1のシャフト部材3と受け座9(すなわちケース2)との間に摩擦トルクが発生し、摩擦トルクが発生した状態で第1のシャフト部材3が回転する。なお、ケース2に受け座9を設けることなく、ケース2の内面にシャフト部3aの軸端部を直接に接触させる構造としても良い。
The rotation of the
シャフト部3aとねじシャフト部3bとの間には、連設部3dがくびれた状態で設けられている。連設部3dはシャフト部3aの径よりも小径となっており、これによりシャフト部3aには、連設部3dよりも外側に位置する接触面3fが形成される。接触面3fは後述するように、摩擦部材6が接触するものである。
Between the
図2及び図5に示すように、第2のシャフト部材4は筒状に形成されており、基端側の内面には、第1のシャフト部材3の雄ねじ8が螺合する雌ねじ(ねじ部)10が形成されている。第2のシャフト部材4において、雌ねじ10が形成されている部分の外周が円形となっており、この円形部分を除いた他の部分の外周は平行カットが施されることにより、非円形となっている。図5において、4aは円形部分、4bは非円形部分である。第2のシャフト部材4の先端には、キャップ11が取り付けられ、スプリングピン12が圧入されることにより外れ止めされている。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
図2に示すように、ケース2の先端部分には、ガイド13が取り付けられ、サークリップ14により固定されている。ガイド13は、摺動孔13aを有しており、摺動孔13a内を第2のシャフト部材4の非円形部分4bが摺動可能に貫通している。摺動孔13aの内面は、第2のシャフト部材4の非円形部分と同じ非円形に形成されている。従って、ガイド13は第2のシャフト部材4の軸方向への移動を許容するが、第2のシャフト部材4の回転を拘束するように作用する。なお、ガイド13の摺動孔13a及びこれを貫通する第2のシャフト部材4の非円形部分4bは、Dカット形状や略小判形状或いは多角形状等の非円形としても良い。
As shown in FIG. 2, a
この実施形態において、付勢ばね5としてはぜんまいばねが使用されている。ぜんまいばねからなる付勢ばね5は、第1のシャフト部材3のシャフト部3aの外側に設けられている。付勢ばね5は、図3に示すように一端側のフック部5aがケース2に形成された窓スリット2dに挿入されて係止される一方、図2に示すように他端側のフック部5bがシャフト部3aのスリット3eに挿入されて係止される。これにより付勢ばね5を巻き締めてトルクを付与することにより、付勢ばね5は第1のシャフト部材3を一方向に回転付勢する。回転付勢された第1のシャフト部材3の回転は螺合しているねじ部8、10によって第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がガイド13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。
In this embodiment, a mainspring spring is used as the biasing
図2に示すように、摩擦部材6は第1のシャフト部材3の連設部3dに外挿されている。図4に示すように、摩擦部材6は円形板状に形成されており、その中央部分には第1のシャフト部材3のねじシャフト部3bよりも幾分大径の孔部6aが形成されている。これにより、摩擦部材6は第1のシャフト部材3に対して回転フリーに設けられている。第1のシャフト部材3への取り付けにより、摩擦部材6は第1のシャフト部材3の接触面3fと接触し、この接触により摩擦部材6と第1のシャフト部材3との間で摩擦トルクが発生する。
As shown in FIG. 2, the
弾性部材7は、コイル状に巻回された圧縮ばねが使用されている。圧縮ばねからなる弾性部材7は、両端部が摩擦部材6及びガイド13に当接するようにこれらの間に配置される。弾性部材7はある程度圧縮された(撓まされた)状態で摩擦部材6及びガイド13の間に配置され、第1のシャフト部材3の接触面3fと接触するように摩擦部材6を付勢している 。また、摩擦部材6を第1のシャフト部材3と接触するように付勢することにより、弾性部材7は摩擦部材6を介して、第1のシャフト部材3におけるシャフト部3aの軸端部が受け座9と接触するように付勢している。
As the
弾性部材7は、第2のシャフト部材4の径方向外側に設けられる。この実施形態において第2のシャフト部材4の径方向外側には、スペーサ16が外挿される。スペーサ16は円筒等の筒状となっており、基端部が摩擦部材6に当接することにより螺合状態の第1及び第2のシャフト部材3,4がケース2から抜け出ないように作用している。弾性部材7はスペーサ16のさらに外側に配置されることにより第2のシャフト部材4の径方向外側に位置している。
The
この実施形態では、図2に示すように、弾性部材7の摩擦部材6側の端部に座巻きが形成されており、さらにその部分の端面が研磨加工されている。このように座巻きを形成することにより、弾性部材7の座りが良くなり、安定した力を摩擦部材6に作用させることができる。又、端面を研磨することにより、弾性部材7の座りが良くなり、安定した力を作用させることができると共に、摩擦部材6への密着高さを小さくでき、コンパクト化が可能となる。本発明では、これに限るものではなく、端部に座巻きを形成しなくても良く、端面を研磨加工しなくても良い。又、このような座巻きの形成の有無、端面研磨の有無は、後述する他の実施形態においても、同様に適用することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, an end turn is formed at the end of the
次に、この実施形態の作用を説明する。第1のシャフト部材3は受け座9に接触半径r1で接触し、弾性部材7は摩擦部材6と接触半径r2で接する。ここで弾性部材7が第1のシャフト部材3の外側にある第2のシャフト部材4の径方向外側に設けられているところから、r1<r2の関係となる。弾性部材7は撓まされて配置されることにより、軸方向荷重Wによって摩擦部材6及び第1のシャフト部材3をケース2と密着する方向に押し付けている。この状態で、エンジンから振動を受けると、第1のシャフト部材3は往復回転運動する。第1のシャフト部材3の往復回転運動により、摩擦トルクT1が第1のシャフト部材3と摩擦部材6との間に作用する。ここで、T1=W・r1・μであり、μは摩擦部材6と第1のシャフト部材3との間の摩擦係数である。
Next, the operation of this embodiment will be described. The
摩擦部材6は第1のシャフト部材3に対して回転フリーとなっているが、第1のシャフト部材3との間に摩擦トルクT1が発生しているため、摩擦部材6は第1のシャフト部材3と共回りし、弾性部材7に対して捩る方向のトルクが作用する。この場合、第1のシャフト部材3の軸端部と受け座9との接触面には、摩擦トルクT1に基づいた接線力P1(P1=T1/r1)が発生すると共に、弾性部材7と摩擦部材6との間には、接線力P2(P2=T1/r2)が発生する。接線力P1、P2の関係は、r1<r2によりP1>P2である。接線力は剪断応力であり、P1>P2であるところから、弾性部材7を捩るトルクが大幅に低減する。これに加えて、第1のシャフト部材3が滑る面(第1のシャフト部材3の軸端面)は、接触半径r1に限定されるため、第1のシャフト部材3が滑って回転したり、回転が止まったりすることがなく、細かな正逆回転が防止される。従って、第1のシャフト部材3に螺合している第2のシャフト部材4が安定した振幅で進退運動し、安定した挙動を確保したテンショナーとすることができる。
Although the
又、この実施形態では、弾性部材7をスペーサ16の外側に配置することにより、第1のシャフト部材3、第2のシャフト部材4、スペーサ16、弾性部材7を径方向に沿って配置できる。従って、軸方向の長さを短くしたテンショナーA1とすることができ、テンショナーの短小化が可能となる。
Further, in this embodiment, by disposing the
図7〜図9は、本発明の第2実施形態のテンショナーA2を示す。テンショナーA2では、筒状のスペーサ16にヘッド部16aが形成されている。ヘッド部16aはスペーサ16の軸方向の先端部分(上部部分)に形成されており、その外周部分で弾性部材7の一端側を受けている。ヘッド部16aにおけるガイド13側の外周部分は、基端側に向かって傾斜するテーパ面16bとなっている。テーパ面16bはガイド13の屈曲部分と当接する。弾性部材7からのトルクがスペーサ16に作用することによりスペーサ16が調心されるため、弾性部材7を径方向に偏在することなく配置できる。
FIGS. 7-9 shows tensioner A2 of 2nd Embodiment of this invention. In the tensioner A2, a
摩擦部材6には、弾性部材7の他端側が接触することにより弾性部材7の他端側が受けられる。摩擦部材6は図9に示すように、外周部分が2段状に形成されると共に、中央の孔部6aが2段状に形成されている。2段状となっている外周部分は弾性部材7の他端側に挿入されて弾性部材7と接触しており、この接触により弾性部材7は摩擦部材6を第1のシャフト部材3と接触する方向に付勢している。このように2段状となった摩擦部材6の外周部分が弾性部材7に挿入されることにより、弾性部材7の座りが安定するため、弾性部材7が傾くことを防止できる。
The
2段状となっている摩擦部材6の孔部6aには、第1のシャフト部材3におけるシャフト部3aのショルダー部分が接触する。この接触により、摩擦部材6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。このように2段状となっている孔部6aにシャフト部3aのショルダー部分が挿入されることにより、摩擦部材6と第1のシャフト部材3の位置ずれを防止でき、安定した摩擦力を得ることができる。その他の構造は、第1実施形態と同様である。この実施形態も第1実施形態と同様に作用することができる。特に、この実施形態では、摩擦部材6の外周部分及び孔部6aを2段状として第1のシャフト部材3及び弾性部材7を案内しているため、偏心や位置ずれを防止できる。このことにより第1のシャフト部材3の螺合している第2のシャフト部材4の進退をさらに安定させることが可能となり、テンショナーの挙動をより安定させることができる。この場合、摩擦部材6の外周部分又は孔部6aのいずれか一方を2段状とした構造であっても良い。
The shoulder portion of the
図10は、この実施形態の変形々態を示す。この形態のテンショナーにおいては、第1のシャフト部材3の連設部3dを2段状とすると共に、連設部3dとシャフト部3aとの間に段部を設けるものである。摩擦部材6には、連設部3dの大径部分が挿入され、この挿入状態でシャフト部3a上面の接触面3fと接触する。図10の構造においても、摩擦部材6が傾くことを防止できるため、弾性部材7が傾くことを防止できる。又、第1のシャフト部材3に対する摩擦部材6の偏心や位置ずれを防止でき、安定した挙動を行うことができる。
FIG. 10 shows variations of this embodiment. In the tensioner of this form, the connecting
図11〜図15は、本発明の第3実施形態のテンショナーA3を示す。テンショナーA3においては、付勢ばね5としてコイル状の捩りばねを用いている。付勢ばね5としての捩りばねは、第1及び第2のシャフト部材3,4の軸方向に沿って延びており、一端側のフック部5aがケース2に形成されたスリット2gに挿入されて係止され、他端側のフック部5bが第1のシャフト部材3のスリット3eに挿入されて係止される。従って、付勢ばね5を巻き締めてトルクを付与することにより、付勢ばね5は第1のシャフト部材3を一方向に回転付勢する。
FIGS. 11-15 shows tensioner A3 of 3rd Embodiment of this invention. In the tensioner A3, a coiled torsion spring is used as the biasing
ケース2はフランジ部2bが胴部2aの中間部分から外方に延びた形状となっており、フランジ部2bよりも先端側の部分がエンジン本体に挿入される。従って、この実施形態では、ケース2の胴部2aの基端部分はエンジン本体の外部に露出する。
The
この実施形態において、摩擦部材6はスペーサを兼ねる構造となっている。図12に示すように、摩擦部材6は先端側(上側)から基端側(下側)に向かって受部6d、スペーサ部6e、摩擦部6fを一体的に有して構成されている。スペーサ部6eは円筒等の筒状に形成されており、第1及び第2のシャフト部材3,4が螺合状態で内部に挿入される。従って、摩擦部材6は第2のシャフト部材4の径方向外側に配置される。
In this embodiment, the
受部6dはスペーサ部6eの先端側から径方向外側に向かって屈曲されることにより形成される。受部6dは付勢ばね5よりも先端側に位置している。受部6dとガイド13との間には、圧縮ばねからなる弾性部材7が配置されている。弾性部材7は、両端部がガイド13及び受部6dに接触するようにこれらの間に配置されており、摩擦部材6が第1のシャフト部材3と接触するように付勢している。弾性部材7が第2のシャフト部材4の外側に位置する摩擦部材6(受部6d)と接触することにより、弾性部材7は第2のシャフト部材4の径方向外側に配置される。図12において、r2は、弾性部材7が受部6dと接触する接触半径である。
The receiving
摩擦部6fはスペーサ部6eの基端側に連設されている。摩擦部6fはスペーサ部6eの基端側から斜めとなって外側に広がった傾斜面となっており、図11に示すように、摩擦部6fが第1のシャフト部材3に接触する。摩擦部6fが第1のシャフト部材3に接触することにより、摩擦部材6は螺合状態の第1及び第2のシャフト部材3、4がケース2から抜け出ないように作用しており、これにより摩擦部材6はスペーサとしても機能する。
The
第1のシャフト部材3は、シャフト部3aとねじシャフト部3bとの間に大径の接触部3hが形成された構造となっている。接触部3hは、その外周面が摩擦部6fと同程度の斜め方向の傾斜面となっており、接触部3hに摩擦部6fが接触することにより摩擦部材6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。このように接触部3hと摩擦部6fとが傾斜面となって接触することにより、摩擦トルクを増大させることができる。図12において、r1は摩擦部6fが接触部3hと接触する際の接触半径である。
The
図13により、この実施形態における作用を説明する。傾斜角度αで接触部3h及び摩擦部6fが接触した状態に対し、弾性部材7からトルクWが作用したとき、接触部3h及び摩擦部6fの接触面に対し垂直な抗力W′が発生する。抗力W′は、摩擦部材6を第1のシャフト部材3と接触する方向に付勢する摩擦トルクT1に直接関与し、抗力W′が大きくルと、摩擦トルクT1も大きくなる。かかるW′はW′=W/sinαであるから、弾性部材7からのトルクWよりも大きな摩擦トルクを第1のシャフト部材3に作用させることができる。この場合、αが小さくなると、W′が増加することから、αを調整することにより摩擦トルクT1の調整が可能となる。
The operation in this embodiment will be described with reference to FIG. When torque W is applied from the
図14に示すように、接触最大半径r1aから接触最小半径r1bの領域で摩擦部6fが接触部3hと接触するとき、摩擦部材6及び第1のシャフト部材3の間に発生する摩擦トルクT1は、T1=(2/3)(μ・W・(r1a・r1a・r1a−r1b・r1b・r1b)/(r1a・r1a−r1b・r1b)sinα)となる。この式において、例えば、W=30N、μ=0.15、α=30°、r1a=8mm、r1b=4mmであるとき、56N・mmの摩擦トルクT1が発生する。
As shown in FIG. 14, when the
図15は、第1のシャフト部材3における接触部3hの外形を円形として、摩擦部材6の摩擦部6fを接触させた形態を示す。このときの摩擦トルクT1は、T1=r1・μ・W/sinαとなる。例えば、W=30N、μ=0.15、α=30°、r1=6mmのとき、54N・mmの摩擦トルクT1が発生する。
FIG. 15 shows a configuration in which the outer shape of the
図16は、図15に示す形態において、傾斜角度αを変化させたときの摩擦トルクT1の変化を示している。図16に示すように、傾斜角度αが小さいほど、摩擦トルクT1が増大する。例えば、α=90°に対し、α=30°としたときは、摩擦トルクT1が2倍となる。 FIG. 16 shows a change in the friction torque T1 when the inclination angle α is changed in the embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 16, the friction torque T1 increases as the inclination angle α decreases. For example, when α = 30 ° with respect to α = 90 °, the friction torque T1 is doubled.
以上の第3実施形態では、傾斜角度αを小さくすることにより大きな摩擦トルクT1を発生させることができる。従って、同じ摩擦トルクT1の場合には、αを小さく調整することにより設計の自由度が増大し、これにより、コンパクトなテンショナーを設計することが可能となる。 In the third embodiment described above, a large friction torque T1 can be generated by reducing the inclination angle α. Therefore, in the case of the same friction torque T1, the degree of freedom of design is increased by adjusting α to be small, and this makes it possible to design a compact tensioner.
図17は、本発明の第4実施形態のテンショナーA4を示す。この実施形態のテンショナーA4では、第1のシャフト部材3のシャフト部3aの軸方向両端部に傾斜面を形成している。すなわち、シャフト部3aの先端側(上端側)及び基端側(下端側)に、径が漸減する方向に傾斜した傾斜面31,32を形成するものである。
FIG. 17 shows a tensioner A4 according to a fourth embodiment of the present invention. In the tensioner A4 of this embodiment, inclined surfaces are formed at both axial ends of the
傾斜面31は摩擦部材6に対応し、傾斜面32は受け座9に対応するものであり、摩擦部材6には、傾斜面31と同じ角度で傾斜した接触孔33が形成され、受け座9は傾斜面32と同じ角度で傾斜した支持面34が形成されている。従って、傾斜面31と接触孔33とが接触することによって、摩擦部材6及び第1のシャフト部材3が接触し、弾性部材7のトルクを第1のシャフト部材3に伝達することができる。又、傾斜面32と支持面34とが接触することにより、第1のシャフト部材3が受け座9(すなわちケース2)に支持された状態で回転する。なお、摩擦部材6における弾性部材7側の面には、規制突起36が形成されており、弾性部材7の径方向へのずれ移動を抑制している。これにより、弾性部材7が第2のシャフト部材4に接触することがなくなる。
The
このような実施形態では、弾性部材7からのトルクが作用すると、傾斜面31と接触孔33、傾斜面32と支持面34によって調心されるため、傾斜面31と接触孔33及び傾斜面32と支持面34とを密に接触させることができ、ずれがなくなる。又、傾斜面31,32の角度により第3実施形態のテンショナーと同様に弾性部材7のトルクに基づいた摩擦トルクを増大させることができる。
In such an embodiment, when the torque from the
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、種々変更が可能である。例えば、弾性部材7としては、皿ばね等の圧縮ばね以外のばねを用いることができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, as the
A1・A2・A3・A4 テンショナー
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 付勢ばね
6 摩擦部材
7 弾性部材
8 雄ねじ
9 受け座
10 雌ねじ
A1, A2, A3,
Claims (3)
前記第1のシャフト部材は軸端部がケースに直接又は間接的に接触した状態で回転し、前記第1のシャフト部材との間で摩擦トルクを発生する摩擦部材が第1のシャフト部材と接触するように設けられ、前記第2のシャフト部材の径方向外側に弾性部材が設けられており、この弾性部材が前記摩擦部材を第1のシャフト部材と接触する方向に付勢していることを特徴とするテンショナー。 An inner first shaft member and an outer second shaft member that are screwed together by the threaded portion, and a biasing spring that biases the first shaft member in one direction are accommodated in the case. A tensioner that constrains the rotation of the shaft member and converts the rotational biasing force of the biasing spring into the propulsive force of the second shaft member,
The first shaft member rotates with a shaft end part in direct or indirect contact with the case, and a friction member that generates a friction torque with the first shaft member contacts the first shaft member. The elastic member is provided on the radially outer side of the second shaft member, and the elastic member urges the friction member in a direction in contact with the first shaft member. Features a tensioner.
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