JP4777660B2 - ブレードテンショナ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ブレードテンショナを含むブレードテンショナ装置に関する。
一般に、内燃機関の動弁装置の駆動に用いられるタイミングチェーンやカムシャフト間を駆動連結するカムシャフトチェーン、さらにはバランサチェーンにおいて、運転中に生じるチェーンの弛みを除去してチェーンに張力を発生させるために、チェーンの弛み側スパンにテンショナが設けられている。
従来のテンショナとして、一端がエンジン内に回動自在に支持されたテンショナアームと、テンショナアームの他端に押付力を作用させる油圧テンショナ(アクチュエータ)とから構成された油圧テンショナシステムが用いられている。
運転中には、油圧テンショナのピストンからの押付力がテンショナアームを介してチェーンに作用することにより、チェーン張力が維持されるようになっている。
その一方、油圧テンショナに比べて構造の簡略化されたブレードテンショナが最近用いられている。このブレードテンショナは、一般に、弧状に湾曲したチェーン摺動面を有し、一端がエンジン内に回動自在に支持されたブレードシューと、ブレードシューの背面側に配設されたブレードスプリングとから構成されている。
運転中には、ブレードスプリングの撓みに応じたバネ力がブレードシューを介してチェーンに作用することにより、チェーン張力が維持されるようになっている。
このようなブレードテンショナにおいては、チェーン張力が増加したとき、ブレードシューおよびブレードスプリングが曲率半径の大きくなる側に変形し、その一方、チェーンの伸び等によりチェーン張力が減少したとき、ブレードシューおよびブレードスプリングが曲率半径の小さくなる側に変形する必要がある。
しかしながら、ブレードテンショナにおいては、ブレードシューが採り得る弧状形状の範囲に限界があるため、チェーンに過大な伸びが発生した場合には、ブレードシューが十分に湾曲した形状にまで変形することができず、その結果、チェーンに適切な張力を維持させることができない場合が生じ得る。
そこで、特開平9−203442号公報や特開2000−179633号公報、特開2001−182788号公報に示すように、ブレードテンショナに油圧テンショナ(アクチュエータ)を組み合わせたものが提案されている。
これらの場合、チェーンの運転時には、ブレードシューおよびブレードスプリングの変形にともなう弾性反発力に加えて、油圧テンショナからの押付力がピストンからブレードシューを介してチェーンに作用するので、チェーンに過大な伸びが発生した場合においても、チェーンに対して常時適切な張力を維持させることができるようになる。
しかしながら、前記従来のブレードテンショナ装置においては、油圧テンショナにラチェット機構が設けられていないため、運転中にチェーンスパンの共振等によりチェーンから過大な押付力が作用した場合に、油圧テンショナのピストンがハウジング内に容易に押し込まれ、その結果、チェーンスパンの挙動を十分に制御することができない場合が生じ得る。また、前記従来のブレードテンショナ装置では、油圧テンショナを用いているために、複雑な油圧回路が別途必要になって、コスト高となっている。
特開平9−203442号公報 特開2000−179633号公報 特開2001−182788号公報
本発明が解決しようとする課題は、チェーンスパンの挙動を十分に制御することができるブレードテンショナ装置を提供することにある。さらに、本発明においては、低コストのブレードテンショナ装置を提供しようとしている。
請求項1の発明に係るブレードテンショナ装置は、先端部および基端部を有し、弧状に湾曲したチェーン摺動面を有するブレードシューと、ブレードシューのチェーン摺動面と逆側に配設され、ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングと、ブレードシューの先端部に押付力を作用させるテンショナと、テンショナのハウジングを一端側に有し、ブレードシューの基端部を回動自在に支持する支軸部を他端側に有するフランジ部とを備えている。テンショナは、ブレードシューの先端部をスライド自在に支持するスライド面を有するピストンと、ピストンをスライド自在に支持するピストン穴を有するハウジングと、ピストン穴に配設されピストンを突出方向に付勢するピストンスプリングと、ピストンの外周に形成されたラック歯に係合するラチェット歯を有するとともにピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を規制するポール部材とから構成されている。
請求項1の発明によれば、チェーンの運転中には、ブレードシューおよびブレードスプリングの変形に応じた弾性反発力がチェーンに作用するとともに、テンショナ内のピストンスプリングの弾性反発力によるピストンからの押付力がブレードシューの少なくとも先端部を介してチェーンに作用している。チェーンに過大な伸びが発生した場合には、ブレードシューおよびブレードスプリングがそれぞれ曲率半径の小さくなる側に変形することによってブレードシューおよびブレードスプリングの弾性反発力が減少するが、この場合でも、テンショナのピストンスプリングの弾性反発力によりチェーンへの押付力を確保することができる。これにより、チェーンに対して常時適切な張力を維持させることができる。
さらに、チェーンの運転中において、チェーンスパンの共振等によりチェーンからブレードシューに対して過大な押付力が作用した場合には、ピストンのラック歯とポール部材のラチェット歯との係合によってピストンの後退を規制できる。これにより、ブレードテンショナ装置において、チェーンスパンの挙動を十分に制御することができるようになる。
なお、運転中において、チェーン張力が減少した場合には、ラチェット機構を介してピストンが突出することによりブレードシューおよびブレードスプリングがチェーンに向かって移動し、また、チェーン張力が増加した場合には、ブレードシューおよびブレードスプリングを介してピストンが押し込まれるが、このとき、ラチェット機構の作動により、ピストンの後退が防止されることによってブレードシューの後退が防止される。これにより、ブレードスプリングのストローク量をほぼ一定にすることができる。
また、この場合には、ブレードテンショナ装置全体を1つのユニットから構成でき、これにより、エンジンへの取付作業が容易になる。
請求項2の発明では、ガイド片がピストンのスライド面に設けられている。このガイド片により、ブレードシュー先端部のスライド面上でのスライド移動がガイドされる。
請求項3の発明に係るレードテンショナ装置は、先端部および基端部を有し、弧状に湾曲したチェーン摺動面を有するブレードシューと、ブレードシューのチェーン摺動面と逆側に配設され、ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングと、ブレードシューの先端部に押付力を作用させるためのテンショナと、テンショナのハウジングを一端側に有し、ブレードシューの基端部を回動自在に支持する支軸部を他端側に有するフランジ部と、ブレードシューの先端部をスライド自在に支持するスライド面を一端に有し、フランジ部の支軸部に回動自在に支持される基部を他端に有するアーム部材とを備えている。テンショナは、ブレードシューの先端部に押付力を作用させるためのピストンと、ピストンをスライド自在に支持するピストン穴を有するハウジングと、ピストン穴に配設されピストンを突出方向に付勢するピストンスプリングと、ピストンの外周に形成されたラック歯に係合するラチェット歯を有するとともにピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を規制するポール部材とから構成されている。テンショナのピストンによる押付力は、アーム部材を介してブレードシューの先端部に作用している。
この場合には、ピストンからの押付力がアーム部材を介してブレードシューに作用するようになっている。また、この場合においても、ブレードテンショナ装置全体を1つのユニットから構成でき、これにより、エンジンへの取付作業が容易になる。
請求項4の発明に係るブレードテンショナ装置は、先端部および基端部を有し、弧状に湾曲したチェーン摺動面を有するブレードシューと、ブレードシューのチェーン摺動面と逆側に配設され、ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングと、ブレードシューの先端部に押付力を作用させるためのテンショナと、ブレードシューの先端部をスライド自在に支持するスライド面を一端に有し、ブレードシューの基端部を回動自在に支持する基部を他端に有するとともに、ピストンの先端部が中央に係合するアーム部材とを備えている。テンショナは、ブレードシューに押付力を作用させるためのピストンと、ピストンをスライド自在に支持するピストン穴を有するハウジングと、ピストン穴に配設されピストンを突出方向に付勢するピストンスプリングと、ピストンの外周に形成されたラック歯に係合するラチェット歯を有するとともに、ピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を規制するポール部材とから構成されている。
請求項の発明によれば、チェーンに過大な伸びが発生して、ブレードシューおよびブレードスプリングの弾性反発力が減少した場合には、テンショナのピストンスプリングの弾性反発力により、ピストンとともにブレードシューがチェーンの側に移動するので、ブレードシューによるチェーンへの押付力を確保することができ、これにより、チェーンに対して常時適切な張力をより確実に維持させることができるようになる。しかも、この場合には、ブレードシュー全体がチェーンに向かって移動するので、ブレードシューおよびブレードスプリングの弧状形状を維持してブレードスプリングのバネ力の低下を防止できる。また、この場合においても、ブレードテンショナ装置全体を1つのユニットから構成でき、これにより、エンジンへの取付作業が容易になる。
請求項の発明では、ガイド片がアーム部材のスライド面に設けられている。これにより、ブレードシュー先端部のスライド面上でのスライド移動がガイドされている。
請求項の発明では、テンショナが機械式テンショナである。この場合には、テンショナ全体の構造を複雑にする油圧回路を別途設ける必要がないので、構造を簡略化でき、コストを低減できる。
本発明によれば、チェーンの運転中において、チェーンスパンの共振等によりチェーンからブレードシューに対して過大な押付力が作用した場合には、ピストンのラック歯とポール部材のラチェット歯との係合によってピストンの後退を規制できる。これにより、ブレードテンショナ装置において、チェーンスパンの挙動を十分に制御することができるようになる。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
<第1の実施例>
図1は、本発明の第1の実施例によるブレードテンショナ装置の一部断面正面図である。同図に示すように、ブレードテンショナ装置1は、ブレードテンショナ2と、これに組み合わされたテンショナ3とから構成されている。ここでは、テンショナ3として、機械式テンショナが用いられている。
ブレードテンショナ2は、弧状に湾曲したチェーン摺動面20aを有するブレードシュー20と、ブレードシュー20のチェーン摺動面20aと逆側に配置されるとともに、ブレードシュー20を介してチェーン(図示せず)にばね力を作用させるための板ばね状の複数枚のブレードスプリング25とから構成されている。
ブレードシュー20は、一端側に配置された基端部21と、他端側に配置された先端部22とを有している。基端部21および先端部22には、それぞれ切込み21a,22aが形成されており、ブレードスプリング25の各端部は、切込み21a,22aに挿入されて係止されている。
テンショナ3は、ハウジング30と、ハウジング30に形成されたピストン穴30aにスライド自在に支持された中空のピストン31と、ピストン穴30a内に配設され、ピストン31をピストン穴30aから突出する方向に付勢するピストンスプリング32とから主として構成されている。
ピストン31の先端には、ブレードシュー20の先端部22がスライド自在に摺動し得る平坦状のスライド面31aが形成されている。ブレードシュー20の先端部22は、チェーンからの押付荷重に応じたブレードシュー20の変形時にスライド面31a上をスライドするように、常時スライド面31a上に当接している。これにより、ピストン31からの押付力がスライド面31aを介してブレードシュー20の先端部22に作用するようになっている。なお、図中、一点鎖線で示すように、スライド面31a上においてブレードシュー20の先端部22の両側方に一対のガイド片31bを設けるようにしてもよい。これにより、ブレードシュー20の先端部22のスライド面31a上でのスライド移動がガイドされる。
ハウジング30には、横方向に張り出すフランジ部33が一体に設けられている。フランジ部33には、テンショナ3をエンジン内に取り付けるためのボルト(図示せず)が挿入される複数のボルト穴33aが形成されている。また、フランジ部33の一端には、ブレードシュー2の基端部21を挿通する支軸部34の一端が固定されている。ブレードシュー2の基端部21は、支軸部34に回動自在に支持されている。
テンショナ3は、さらに、ポール部材36を有している。ポール部材36は、ピストン穴30aに連通するようにハウジング30に形成された横方向のポール穴30bに収容されている。ポール部材36は、ピストン31の外周の一部に形成されたラック歯31bと係合し得るラチェット歯36aを有している。ポール部材36には、ポール部材36をピストン31の側に付勢するポールスプリング37のバネ力が作用している。ラック歯31bおよびラチェット歯36aの係合により、ピストン31の突出方向の移動が許容されるとともに、後退方向の移動が規制されるようになっている。
チェーンの運転中には、ブレードシュー20およびブレードスプリング25の変形に応じた弾性反発力がチェーンに作用するとともに、テンショナ3内のピストンスプリング32の弾性反発力によるピストン31からの押付力が、スライド面31aからブレードシュー20の先端部を介してチェーンに作用している。チェーンに過大な伸びが発生した場合には、ブレードシュー20およびブレードスプリング25がそれぞれ曲率半径の小さくなる側に変形することによってブレードシュー20およびブレードスプリング25の弾性反発力が減少するが、この場合でも、テンショナ3のピストンスプリング32の弾性反発力によりチェーンへの押付力を確保することができる。これにより、チェーンに対して常時適切な張力を維持させることができる。
さらに、チェーンの運転中において、チェーンスパンの共振等によりチェーンからブレードシュー20に対して過大な押付力が作用した場合には、ピストン31のラック歯31bとポール部材36のラチェット歯36aとの係合によってピストン31の後退を防止できる。これにより、ブレードテンショナ装置において、チェーンスパンの挙動を十分に制御することができるようになる。
しかも、この場合には、油圧テンショナを用いることなく、機械式テンショナが用いられるので、複雑な油圧回路が不要となり、これにより構造を簡略化でき、コストを低減できる。
なお、運転中において、チェーン張力が減少した場合には、ピストン31のラック歯31bおよびポール部材36からなるラチェット機構を介してピストン31が突出することによりブレードシュー20およびブレードスプリング25がチェーンに向かって移動し、また、チェーン張力が増加した場合には、ブレードシュー20を介してピストン31が押し込まれるが、このとき、ラチェット機構の作動により、ピストン31の後退が防止されることによってブレードシュー20およびブレードスプリング25の後退が防止される。これにより、ブレードスプリング25のストローク量をほぼ一定にすることができる。
<第2の実施例>
図2は、本発明の第2の実施例によるブレードテンショナ装置の一部断面正面図である。なお、同図中、前記第1の実施例と同一符号は、同一または相当部分を示している。
この第2の実施例においては、アーム部材4が設けられている点が前記第1の実施例と大きく異なっている。アーム部材4は、ブレードシュー20の長手方向に延びており、その一端40は、フランジ部33の支軸部34に回動自在に取り付けられている。アーム部材4の他端41は、ブレードシュー20の先端部22をスライド自在に支持するスライド面41aを有している。ピストン31の先端は、アーム部材4の他端寄りの部分を押圧している。これにより、ピストン31からの押付力は、アーム部材4のスライド面41aを介してブレードシュー20の先端部22に作用するようになっている。またスライド面41a上には、ブレードシュー先端部22のスライド面41a上でのスライド移動をガイドするための、ガイド片31b(図1)と同様のガイド片41bが設けられている。
この第2の実施例においても、チェーンの運転中には、ブレードシュー20およびブレードスプリング25の変形に応じた弾性反発力がチェーンに作用するとともに、テンショナ3内のピストンスプリング32の弾性反発力によるピストン31からの押付力が、スライド面41aからブレードシュー20の先端部22を介してチェーンに作用している。チェーンに過大な伸びが発生した場合には、ブレードシュー20およびブレードスプリング25がそれぞれ曲率半径の小さくなる側に変形することによって、ブレードシュー20およびブレードスプリング25の弾性反発力が減少するが、この場合でも、テンショナ3のピストンスプリング32の弾性反発力によりチェーンへの押付力を確保することができる。これにより、チェーンに対して常時適切な張力を維持させることができる。
さらに、チェーンの運転中において、チェーンスパンの共振等によりチェーンからブレードシュー20に対して過大な押付力が作用した場合には、ピストン31のラック歯31bとポール部材36のラチェット歯36aとの係合によってピストン31の後退を防止できる。
しかも、この場合には、油圧テンショナを用いることなく、機械式テンショナが用いられるので、複雑な油圧回路が不要となり、これにより構造を簡略化でき、コストを低減できる。
なお、運転中において、チェーン張力が減少した場合には、ピストン31のラック歯31bおよびポール部材36からなるラチェット機構を介してピストン31が突出することによりブレードシュー20およびブレードスプリング25がチェーンに向かって移動し、また、チェーン張力が増加した場合には、ブレードシュー20およびアーム部材4を介してピストン31が押し込まれるが、このとき、ラチェット機構の作動により、ピストン31の後退が防止されることによってブレードシュー20およびブレードスプリング25の後退が防止される。これにより、ブレードスプリング25のストローク量をほぼ一定にすることができる。
<第3の実施例>
図3は、本発明の第3の実施例によるブレードテンショナ装置の一部断面正面図である。なお、同図中、前記第2の実施例と同一符号は、同一または相当部分を示している。
この第3の実施例においても、前記第2の実施例と同様に、その一端40が支軸部34に回動自在に支持されたアーム部材4が配設されているが、この場合には、支軸部34がフランジ部33に取り付けられていない点が前記第2の実施例と大きく異なっている。また、ピストン31の先端部は、アーム部材4の略中央部に形成された取付穴に係合している。この構成により、ブレードシュー20は、ピストン31の移動時には、アーム部材4を介してピストン31と一体的に移動するようになっている。
この第3の実施例においても、チェーンの運転中には、ブレードシュー20およびブレードスプリング25の変形に応じた弾性反発力がチェーンに作用するとともに、テンショナ3内のピストンスプリング32の弾性反発力によるピストン31からの押付力が、アーム部材4およびブレードシュー20を介してチェーンに作用している。チェーンに過大な伸びが発生した場合には、ブレードシュー20およびブレードスプリング25がそれぞれ曲率半径の小さくなる側に変形することによって、ブレードシュー20およびブレードスプリング25の弾性反発力が減少するが、この場合でも、テンショナ3のピストンスプリング32の弾性反発力によりチェーンへの押付力を確保することができる。これにより、チェーンに対して常時適切な張力を維持させることができる。
しかも、この場合には、ブレードシュー全体がチェーンに向かって平行移動するので、ブレードシュー20およびブレードスプリング25の弧状形状を維持してブレードスプリング25のバネ力の低下を防止できる。
なお、前記第1および第2の実施例では、ピストン31の移動時には、ブレードシュー20が支軸部34の回りを回動(つまり揺動)するように構成されているが、この第3の実施例においては、ピストン31の移動時には、ブレードシュー20全体がピストン31とともに前後方向にスライド移動するようになっている。したがって、この場合には、ブレードシュー20がより大きく変位できるようになり、その結果、過大なチェーンの伸びに一層確実に追従できるようになる。
さらに、チェーンの運転中において、チェーンスパンの共振等によりチェーンからブレードシュー20に対して過大な押付力が作用した場合には、ピストン31のラック歯31bとポール部材36のラチェット歯36aとの係合によってピストン31の後退を防止できる。
また、この第3の実施例においても、油圧テンショナを用いることなく、機械式テンショナが用いられるので、複雑な油圧回路が不要となり、これにより構造を簡略化でき、コストを低減できる。
なお、運転中において、チェーン張力が減少した場合には、ピストン31のラック歯31bおよびポール部材36からなるラチェット機構を介してピストン31が突出することによりブレードシュー20およびブレードスプリング25がチェーンに向かって移動し、また、チェーン張力が増加した場合には、ブレードシュー20およびアーム部材4を介してピストン31が押し込まれるが、このとき、ラチェット機構の作動により、ピストン31の後退が防止されることによってブレードシュー20およびブレードスプリング25の後退が防止される。これにより、ブレードスプリング25のストローク量をほぼ一定にすることができる。
なお、前記各実施例において、テンショナ3としては、コスト低減の観点から機械式テンショナが好ましいが、油圧式テンショナを用いることも可能である。
本発明の第1の実施例によるブレードテンショナ装置の一部断面正面図である。 本発明の第2の実施例によるブレードテンショナ装置の一部断面正面図である。 本発明の第3の実施例によるブレードテンショナ装置の一部断面正面図である。
1: ブレードテンショナ装置

2: ブレードテンショナ
20: ブレードシュー
20a: チェーン摺動面
21: 基端部
22: 先端部
25: ブレードスプリング

3: テンショナ
30: ハウジング
30a: ピストン穴
30b: ポール穴
31: ピストン
31a: スライド面
31b: ラック歯
32: ピストンスプリング
33: フランジ部
34: 支軸部
36: ポール部材
36a: ラチェット歯

Claims (6)

  1. チェーンに緊張力を作用させるためのブレードテンショナ装置であって、
    先端部および基端部を有し、弧状に湾曲したチェーン摺動面を有するブレードシューと、
    前記ブレードシューの前記チェーン摺動面と逆側に配設され、前記ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングと、
    前記ブレードシューの前記先端部をスライド自在に支持するスライド面を有するピストンと、前記ピストンをスライド自在に支持するピストン穴を有するハウジングと、前記ピストン穴に配設され前記ピストンを突出方向に付勢するピストンスプリングと、前記ピストンの外周に形成されたラック歯に係合するラチェット歯を有するとともに前記ピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を規制するポール部材とから構成されたテンショナと、
    前記テンショナの前記ハウジングを一端側に有し、前記ブレードシューの前記基端部を回動自在に支持する支軸部を他端側に有するフランジ部と、
    を備えたブレードテンショナ装置。
  2. 請求項1において、
    前記ピストンの前記スライド面には、前記ブレードシューの前記先端部の当該スライド面上でのスライド移動をガイドするためのガイド片が設けられている、
    ことを特徴とするブレードテンショナ装置。
  3. チェーンに緊張力を作用させるためのブレードテンショナ装置であって、
    先端部および基端部を有し、弧状に湾曲したチェーン摺動面を有するブレードシューと、
    前記ブレードシューの前記チェーン摺動面と逆側に配設され、前記ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングと、
    前記ブレードシューの前記先端部に押付力を作用させるためのピストンと、前記ピストンをスライド自在に支持するピストン穴を有するハウジングと、前記ピストン穴に配設され前記ピストンを突出方向に付勢するピストンスプリングと、前記ピストンの外周に形成されたラック歯に係合するラチェット歯を有するとともに前記ピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を規制するポール部材とから構成されたテンショナと、
    前記テンショナの前記ハウジングを一端側に有し、前記ブレードシューの前記基端部を回動自在に支持する支軸部を他端側に有するフランジ部と、
    前記ブレードシューの前記先端部をスライド自在に支持するスライド面を一端に有し、前記フランジ部の前記支軸部に回動自在に支持される基部を他端に有するとともに、前記ピストンの先端部が当接するアーム部材とを備え、
    前記テンショナの前記ピストンによる押付力が前記アーム部材を介して前記ブレードシューの前記先端部に作用している、
    ことを特徴とするブレードテンショナ装置。
  4. チェーンに緊張力を作用させるためのブレードテンショナ装置であって、
    先端部および基端部を有し、弧状に湾曲したチェーン摺動面を有するブレードシューと、
    前記ブレードシューの前記チェーン摺動面と逆側に配設され、前記ブレードシューを介してチェーンにばね力を作用させるための板ばね状のブレードスプリングと、
    前記ブレードシューに押付力を作用させるためのピストンと、前記ピストンをスライド自在に支持するピストン穴を有するハウジングと、前記ピストン穴に配設され前記ピストンを突出方向に付勢するピストンスプリングと、前記ピストンの外周に形成されたラック歯に係合するラチェット歯を有するとともに前記ピストンの突出方向の移動を許容しかつ後退方向の移動を規制するポール部材とから構成されたテンショナと、
    前記ブレードシューの前記先端部をスライド自在に支持するスライド面を一端に有し、前記ブレードシューの前記基端部を回動自在に支持する支軸部を他端に有するとともに、前記ピストンの先端部が中央に係合するアーム部材と、
    を備えたブレードテンショナ装置。
  5. 請求項3または4において、
    前記アーム部材の前記スライド面には、前記ブレードシューの前記先端部の当該スライド面上でのスライド移動をガイドするためのガイド片が設けられている、
    ことを特徴とするブレードテンショナ装置。
  6. 請求項1、3または4のいずれかにおいて、
    前記テンショナが機械式テンショナである、
    ことを特徴とするブレードテンショナ装置。
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