JP4912760B2

JP4912760B2 - テンショナ

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Publication number: JP4912760B2
Application number: JP2006164162A
Authority: JP
Inventors: ジョージ・エル・マークレイ; ティモシー・エイ・ターナー; ジョン・ティー・クロケット二世; マーク・エム・ウィグステン
Original assignee: ボーグワーナーインコーポレーテッド
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2026-06-14
Also published as: EP1739327A1; EP1739327B1; US7479077B2; JP2007010142A; US20060293134A1

Description

本発明は、可変バルブタイミング機構の分野に関し、より詳細には、可変バルブタイミング機構のためのアクチュエータおよび制御方法に関し、とくに、追従性ブレードスプリングを備えた枢支機械式テンショナに関する。

チェーンが複数のスプロケット間を走行する際に、動力伝達用チェーンまたは類似の動力伝達装置のための制御装置として、液圧テンショナのようなテンショニング装置が用いられている。

この種の装置においては、チェーンはドライブシャフトからドリブンシャフトに動力を伝達しており、チェーンの一部が弛むとともに、他の部分が張られている。一般に、歯付チェーンの場合には、ノイズやスリップ、歯の噛合不良を防止するために、チェーンにある程度の緊張力を作用させてこれを維持することは重要なことである。

このようなスリップの防止は、内燃機関のチェーン駆動カムシャフトの場合にとくに重要である。というのは、歯飛びはカムシャフトタイミングをずらして、損傷を生じさせる恐れがあり、またエンジンを作動不良にするかもしれないからである。

内燃機関がおかれた過酷な環境下では、種々の要因がチェーン張力の変動を生じさせる。たとえば、温度の幅広い変化やエンジンの種々の部品の熱膨張係数の違いが、非常に高い値と低い値の間でチェーン張力を変化させる。長時間の使用の間に、動力伝達システムの構成部品の摩耗がチェーン張力を減少させる。

また、カムシャフトおよびクランクシャフトにより生じる捩り振動がチェーン張力を著しく変化させる。たとえばエンジン停止時やエンジン始動不良時に発生するエンジンの逆転もまた、チェーン張力を変動させる。このような理由により、チェーンの張り側への過大な押付力を取り除きかつチェーンの弛み側に必要な張力を確保するための機構が要望されている。

液圧テンショナは、適切なチェーン張力を維持するための一般的な手法である。液圧テンショナは、一般に、動力伝達システムの弛み側においてチェーンに押付力を作用させるレバーアームを採用している。このレバーアームはチェーンを押し付けなければならず、これにより、チェーンが弛んでいるときにはチェーンに張力を発生させており、さらに、レバーアームは、チェーンが張られているときには非常に強固なものでなければならない。

このため、図１に示すように、従来の液圧テンショナ１は、典型的には、ピストン２としてのロッドまたはシリンダを有しており、ピストン２は、テンショナスプリング３によってチェーンの側に付勢されている。ピストン２は、ハウジング５内に収容されており、一端がチェーンの側に開口しかつ他端が閉塞している内部空間を有している。

内部空間は、リザーバーまたは外部液圧源と連絡する圧力チャンバ４を有している。圧力チャンバ４は、典型的には、ハウジング５およびピストン２間に形成されており、ピストン２がハウジング５内を移動するときに膨張しまたは収縮する。

圧力チャンバの内外への流体の流れを調整するために、一般に、バルブが採用されている。たとえば、典型的な吸入チェックバルブ６は、ピストン２の外方への移動によりチャンバ内の圧力が減少したときに開放して圧力チャンバ４内への流体の流れを許容するボールチェックバルブを有している。

圧力チャンバ内の圧力が高いときには、吸入チェックバルブ６は閉塞し、流体が圧力チャンバから流出するのを防止する。吸入チェックバルブ６の閉塞により、圧力チャンバが収縮するのが防止されて、ピストンが縮退するのが防止され、その結果、いわゆる「逆止機能」を獲得するのである。

多くの液圧テンショナはまた、チャンバ内の圧力が高いときに流体が圧力チャンバから出るのを許容することにより、チェーン張力の急激な増加に応じてピストンの縮退を許容するプレッシャーリリーフ機構を採用している。

いくつかのテンショナにおいては、このプレッシャーリリーフ機構がスプリング付勢のチェックバルブである。チェックバルブは、圧力が或る値を超えたときに開放する。テンショナの中には、吸入チェック機能およびプレッシャーリリーフ機能の双方の機能を果たすバルブを採用しているものもある。

その他の機構としては、流体が流体チャンバから出ることができかつ流体チャンバ内の圧力が大きくなければ流体チャンバからの流量が最少となるような、制限された流路を採用している。たとえば、制限された流路は、ピストンおよびハウジング穴間のクリアランスや、ピストンの突出端内部のベントチューブ、または流体チャンバおよびリザーバー間のベント部材に設けられていてもよい。

テンショナアームまたはシューとともに用いられる液圧テンショナは、シンプソンらによる米国特許第 5,967,921号に示されている。なお、当該米国特許は、引用することによって本願明細書中に含まれる。

この液圧チェーンテンショナは、典型的には、チャンバ内にスライド自在に設けられかつチェーンに緊張力を作用させるようにスプリングによって外方に付勢されたプランジャを有している。プランジャの端部には、チェーンへの張力付与を補助するためのレバー、アームまたはシューが設けられている。

オイルポンプなどのような外部加圧源からの液圧は、ハウジングに形成された流路を通ってチャンバ内に流入する。プランジャは、液圧およびスプリング力の合力によって、アームに向かって外方に移動する。

プランジャがチェーンから離れて逆方向（ハウジング内方）に移動する際には、チェックバルブがチャンバからの流体の流れを制限する。このようにして、テンショナは、プランジャの一方向（ハウジング外方）への移動は容易であるが逆方向への移動は困難であるという、いわゆる逆止機能を獲得する。

その一方、ブレードテンショナは、荷重変動がスプリングを過大に曲げ変形させるほど激しくない場所でチェーンやベルトを制御するのに一般に用いられているテンショナである。また、テンショナには、テンショニング装置の後退動を制限するためのバックラッシュ付ラチェット機構が追加されている。

図２は、従来のブレードテンショナを示している。ブレードテンショナ１１０は、湾曲したチェーン摺動面を有する樹脂製のブレードシュー１１１と、好ましくは金属材料からなる多数のブレードスプリング１２１とを有している。

ブレードスプリング１２１は、チェーン摺動面から離れた、ブレードシュー１１１の逆側に層状に配設されており、ブレードシュー１１１にバネ力を作用させている。ブレードスプリング１２１の各端部は、ブレードシュー１１１の先端部１１２および基端部１１３にそれぞれ形成された切込み部１１４，１１５に挿入されている。

ブラケット１１７は、ブレードテンショナ１１０をエンジン内に取り付けるために設けられている。ブラケット１１７には孔１１８，１１９が形成されており、これらの孔には、取付ボルトが挿入されている。

ブラケット１１７の先端部に形成されたスライド面１１６は、ブレードシュー１１１の先端部１１２と接触しており、先端部１１２のスライド移動を許容している。ブラケット１１７に固定されたピン１２０が、ブレードシュー１１１の基端部１１３を回転自在に支持している。

図３は、枢支部２０４によって連結された一対のアーム２０２，２０３を有する従来のチェーンテンショニング装置を示している。スプリング２０６により付勢されたカムブロック２０５によってアーム２０３がチェーン（図示せず）に緊張力を作用させるように、アーム２０２，２０３は、互いに離れる側に付勢されている。

チェーンの荷重逆転の際にアーム２０３が破壊するのを防止するために、キャッチディスク２０９およびロッドが設けられており、スプリング付勢のカムブロック２０５の戻りを防止している。

図４は、ラチェット装置を使用するテンショナの一例を示している。ラチェットテンショナ３０１は、プランジャ３０８を受け入れるための穴３１２を有するテンショナハウジング３０７と、テンショナハウジング３０７に対して軸３１６により枢支可能に支持されかつラチェットスプリング３１８によって付勢されたラチェットポール３１７とを有している。

プランジャ３０８は、ラチェットポール３１７と係合する歯を一方の外側面に有している。プランジャ３０８は、中空部３１３内の流体およびプランジャスプリング３１４によって、テンショナレバー３１０と接触するように穴３１２の外方に付勢されている。

テンショナレバー３１０は、支軸３０９に枢支されており、カムシャフト３０４上のスプロケット３０５およびクランクシャフト３０２上のスプロケット３０３の周りに巻き掛けられたタイミングチェーン３０６の弛み側と接触してこれに緊張力を作用させるシュー面３１１を有している。穴３１２の内外に対するプランジャ３０８の移動は、プランジャ３０８の歯と噛み合うラチェットポール３１７によって制限されている。

図５は、米国特許第 6,599,209号に記述されたテンショニング装置を示している。このテンショニング装置４２１は、ハニカム状の連結部４２４をテンショニングトラック４２３に連結した一体型の支持本体部４２２を有している。テンショニングトラック４２３は、コイルスプリング４２５によって弾性的に支持されている。取付孔４２０は、テンショナ４２１を取付固定するために設けられている。

図６ａおよび図６ｂに示す変形例においては、一対のテンショニングトラック４０６が、リブ状の連結部４０７によって連結されて一体に構成されている。連結部４０７は弾性変形可能であり、傾斜部４０８を有している。テンショニングトラック４０６と支持本体部（図示せず）との間には、単一の板バネ４０９または複数の板バネ４０９ａが配置されている。

米国特許第 6,599,209号のテンショニング装置の欠点の一つは、スプリングがテンショニングトラックの中央部のみに押付力を作用させており、テンショナの全面に沿って押付力を作用させていない点である。もう一つの欠点は、テンショナが単一の部材であることにより、スプリングを支持本体部の内部に配置しなければならないという点である。

図７は、米国特許第 6,849,015号のテンショナを示している。シュー５３３がテンショナアーム５３４に取り付けられるとともに、チェーンの弛み側スパンの外側に配置されている。テンショナアーム５３４は、矢印５３９で示される方向に移動したとき、チェーンに緊張力を作用させる。

テンショナアーム５３４およびシュー５３３は、固定ピン５３８によってテンショナ枢支アーム５３１に取り付けられている。テンショナ枢支アーム５３１は枢支部５３２を有している。点５３５において矢印５３６で示す方向に力が作用したとき緊張力付与が行われる。テンショナ枢支アーム５３１の過剰な逆回転は、ラチェット装置によって規制されている。
米国特許第 5,967,921号明細書米国特許第 6,599,209号明細書米国特許第 6,849,015号明細書

上述した従来のテンショナはいずれも、過大なチェーン押付力に十分に対抗するようには構成されていない。本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであって、過大なチェーン押付力に十分に対抗できるテンショナを提供しようとしている。

請求項１の発明は、チェーンに緊張力を作用させるためのテンショナであって、緩やかな湾曲形状の面と、前記面の長さ方向に沿って形成されかつその両端に拘束手段を有する溝とを備えたボディと、前記ボディの前記面の上に配置されるとともに、チェーン摺動面と、前記ボディの端部の周りに巻き掛けられる２つの端部と有し、前記チェーン摺動面が押し出されることができるように、前記ボディよりも大形の弾性チェーンガイド部材と、前記ボディの前記溝に収容され、その両端が前記拘束手段で拘束されるとともに、前記弾性チェーンガイド部材を前記ボディから離れる外側に押圧する少なくとも一つのブレードスプリングと、枢支部を有する前記ボディに固定された少なくとも一つのブラケットとを備えている。

請求項２の発明では、弾性チェーンガイド部材の端部およびボディの端部の間にクリアランスをさらに有している。

請求項３の発明は、弛み側スパンおよび張り側スパンを有するチェーンに緊張力を作用させるためのテンショニングシステムであって、チェーンの弛み側スパンに配置された第１のテンショナと、チェーンの張り側スパンに配置された第２のテンショナとを備え、前記第１のテンショナが、緩やかな湾曲形状の面と、前記面の長さ方向に沿って形成されかつその両端に拘束手段を有する溝とを備えたボディと、前記ボディの前記面の上に配置されるとともに、チェーン摺動面と、前記ボディの端部の周りに巻き掛けられる２つの端部と有し、前記チェーン摺動面が押し出されることができるように、前記ボディよりも大形の弾性チェーンガイド部材と、前記ボディの前記溝に収容され、その両端が前記拘束手段で拘束されるとともに、前記弾性チェーンガイド部材を前記ボディから離れる外側に押圧する少なくとも一つのブレードスプリングと、枢支部を有する前記ボディに固定された少なくとも一つのブラケットとから構成されており、前記第２のテンショナが、緩やかな湾曲形状の面と、前記面の長さ方向に沿って形成されかつその両端に拘束手段を有する溝とを備えたボディと、前記ボディの前記面の上に配置されるとともに、チェーン摺動面と、前記ボディの端部の周りに巻き掛けられる２つの端部と有し、前記チェーン摺動面が押し出されることができるように、前記ボディよりも大形の弾性チェーンガイド部材と、前記ボディの前記溝に収容され、その両端が前記拘束手段で拘束されるとともに、前記弾性チェーンガイド部材を前記ボディから離れる外側に押圧する少なくとも一つのブレードスプリングと枢支部を有する前記ボディに固定された少なくとも一つのブラケットとから構成されている。

請求項４の発明では、第１のテンショナにおける少なくとも一つのブレードスプリングが、第２のテンショナにおける少なくとも一つのブレードスプリングと異なるバネ力を有している。

請求項５の発明では、弾性チェーンガイド部材の端部および第１のテンショナのボディ端部の間に形成された第１のクリアランスと、弾性チェーンガイド部材の端部および第２のテンショナのボディ端部の間に形成された第２のクリアランスとをさらに有している。

請求項６の発明では、第１のクリアランスが第２のクリアランスよりも大きくなっている。

本発明に係るテンショナは、本体部（ボディ）と、弾性チェーンガイド部材と、少なくとも一つのブレードスプリングと、少なくとも一つのブラケットとを備えている。テンショナのボディは、新品のチェーンの走行路の形状を備えた面と、当該面の長手方向に延びる溝とを有している。

ボディの面の上に配置された弾性チェーンガイド部材は、チェーン摺動面と、ボディの端部の周りに巻き付けられた２つの端部とを有しており、チェーン摺動面がボディから離れる側に付勢されるように、ボディよりも十分に長くなっている。

ブレードスプリングは溝内に設けられており、チェーンガイドをボディから離れる側に付勢している。少なくとも一つのブラケットがボディに固定されており、枢支部を有している。ボディ端部と弾性チェーンガイドの端部との間には、クリアランスが形成されている。

他の実施例においては、チェーンの弛み側スパンおよび張り側スパンに第１および第２のテンショナが設けられている。第１のテンショナのブレードスプリングのバネ力は、第２のテンショナのブレードスプリングのバネ力と等しく、またはこれよりも大きく、あるいは小さくなっている。

別の実施例においては、第１のテンショナの弾性チェーンガイドの端部とボディ端部との間のクリアランスは、第２のテンショナの弾性チェーンガイドの端部とボディ端部との間のクリアランスよりも大きくなっている。

本発明によれば、チェーン摺動面を有する弾性チェーンガイド部材が、ボディの面の上にブレードスプリングを介して設けられるので、チェーンから押付力が作用してチェーンガイド部材が弾性変形した場合には、ボディの面がチェーンガイド部材を支持することができる。これにより、過大なチェーン押付力に十分に対抗できるようになる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

図８ないし図１０は、本発明の第１の実施例によるテンショナシステムを示している。これらの図に示すように、ドライブシャフト６０６上のドライブスプロケット６０８およびドリブンシャフト６０２上のドリブンスプロケット６０４の周りには、チェーン６００が巻き掛けられている。チェーン６００の弛み側スパンの外側には、追従性枢支テンショニング装置７０１が設けられている。

図１３ないし図１６に示すように、追従性枢支テンショニング装置７０１は、ブラケットボディ６１４に固定されるとともにブラケットボディ６１４から幅方向外方に延びる一対のブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂを有している。

各ブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂは、フェース端部から等距離隔てられかつ枢支ピン６１０を受け入れるために両ブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂの共通ラインからオフセットされた枢支ピン孔６１０ａをそれぞれ有しているのが好ましい。

ブラケットボディ６１４は、チェーンガイド部材６１２によって制御される新品チェーンの走行路に類似した緩やかな湾曲形状の面６１４ｃを有している。面６１４ｃの長さ方向に沿って溝６１５が形成されている。溝６１５は、側面６１５ａ、底面６１５ｂおよび凹状のポケット部６１５ｃを有している。溝６１５内には、少なくとも一つのブレードスプリング６１８がいくらか平坦状にされて配置されている。

ブレードスプリング６１８は、ブラケットボディ６１４およびチェーンガイド部材６１２間の溝内において、無負荷の状態（自由状態）では長さ方向に湾曲した矩形形状を有しており、組立時にはほとんど湾曲していない状態におかれている。

溝６１５の両端部に形成された凹状ポケット６１５ｃは、ブレードスプリング６１８が自由状態に湾曲しようとするときに、ブレードスプリング端部の拘束手段およびベアリング面として作用する。

ブレードスプリング６１８は、当該ブレードスプリング６１８が自由状態に湾曲しようとすると、チェーンガイド部材６１２の下面６１２ｅに対して分離させる方向の押付力を作用させて、ブラケットボディ６１４から離れる側であるチェーン６００に向かってチェーンガイド部材６１２を押しやる。

これにより、チェーンガイド部材６１２を常時チェーンスパンに接触させている。ブラケットボディ６１４の面６１４ｃは、過大なチェーン押付力に対抗する、チェーンガイド部材６１２のためのストッパとして作用している。

ブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂは、チェーンガイド部材６１２の伸長状態のときにチェーンガイド部材６１２をＺ方向（図８ないし図１１紙面垂直方向）に維持するのを補助するように、ブラケットボディ６１４の両側に配置されている。ブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂは、ブラケットボディ６１４に固定されているのが好ましいが、ブラケットボディ６１４と一体に形成されていてもよい。

チェーンガイド部材６１２は、チェーン摺動面６１２ｂとして作用する中間部を介して連結された第１の端部６１２ｃおよび第２の端部６１２ｄを有している。チェーン摺動面６１２ｂはチェーン６００に摺動接触する。

チェーンガイド部材６１２のチェーン摺動面６１２ｂの両側においてチェーン摺動面６１２ｂに沿って延びるのは、チェーン摺動面６１２ｂに沿ってチェーン６００を案内するためのガイド６１２ａである。チェーンガイド部材６１２の第１の端部６１２ｃおよび第２の端部６１２ｄは、下面側に湾曲している。

チェーンガイド部材６１２は、ブラケットボディ６１４よりも大きく、湾曲した第１および第２の端部６１２ｃ，６１２ｄは、ブラケットボディ６１４の対応する第１および第２の端部６１４ａ，６１４ｂを受け入れており、チェーンガイド部材６１２をブラケットボディ６１４に対して緩く保持している。

チェーンガイド部材６１２は、可撓性を有する材料から構成されているのが好ましく、チェーンガイド部材６１２がチェーン６００およびブレードスプリング６１８の形状に適合できるようにしている。チェーンガイド部材６１２の第１、第２の端部６１２ｃ，６１２ｄおよびブラケットボディ６１４の第１、第２の端部６１４ａ，６１４ｂの間には、クリアランスＣが形成されている。

ブレードスプリング６１８がチェーンガイド部材６１２をブラケットボディ６１４から離れる側に付勢するとき、チェーンガイド部材６１２の各端部６１２ｃ，６１２ｄおよびブラケットボディ６１４の各端部６１４ａ，６１４ｂ間のクリアランスＣは、チェーンガイド部材６１２がそれ以上外側に撓むことができなくなるまで取り去られる。

典型的な従来のチェーンドライブシステムにおいては、弛み側スパンおよび張り側スパンを有するループ状チェーンが、一定の距離を隔ててドライブスプロケットおよびドリブンスプロケットの周りに巻き付く。

各スプロケットは、内燃機関のタイミングシステムの一部として、互いに独立して加速または減速される一方、前進側への動きを維持する。チェーンの張り側スパンには、通常、剛体的に固定されたガイドが配置されており、弛み側スパンには、少なくとも半剛体的に固定されたテンショナが、固定ガイドの逆側に配置されている。

ドライブスプロケットが加速されまたはドリブンスプロケットが減速されるとき、速度が減少したスプロケットから発生して他方のスプロケットに向かって移動するエネルギ波がチェーンスパンに生じる。

チェーンは、エネルギ波が発生したスプロケットと噛み合うチェーンリンクと他方のスプロケットとの間の距離をできるだけ短い距離、すなわち直線にしようとする。エネルギ波は、ガイドまたはテンショナの端部に到達するまで、チェーンの自由スパンを通って移動する。エネルギ波は、ガイドまたはテンショナの端部に衝突して、吸収される。

図８に示すように、追従性枢支テンショニング装置７０１は、チェーンの弛み側スパンに配置されている。チェーンの弛み側スパンは、各ブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂの間に配設されており、チーンガイド部材６１２のチェーン摺動面６１２ｂ上をスライド移動する。

各ブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂは、枢支ピン孔６１０ａしたがって枢支ピン６１０がドライブスプロケット６０８およびドリブンスプロケット６０４間において、好ましくはチェーン中心線に沿って配置されるような向きに配向されているのが好ましい。追従性枢支テンショニング装置７０１は、枢支ピン６１０の回りを回動する。

チェーンのエネルギ波による荷重を受けるチェーンガイド部材端部６１２ｃ，６１２ｄは、当該荷重が他端側の類似の荷重と釣り合うまで当該荷重から離れる側に枢支部の回りを回動することによって、当該荷重を受けることができる。

図９は、チェーンの弛み側スパンに配置された追従性枢支テンショニング装置７０１において、一方のブラケットフェースプレート６１６ａが取り除かれた状態が示されており、同図には、チェーンガイド部材６１２およびブレードスプリング６１８が新品チェーンとともに示されている。

図１７は、自由長状態のブレードスプリング６１８を示しており、このとき、ブレードスプリング６１８は、ブラケットボディ６１４の溝６１５に組み込まれたときよりも大きく湾曲している。

図１０は、チェーンの弛み側スパンに配置された追従性枢支テンショニング装置７０１において、一方のブラケットフェースプレート６１６ａが取り除かれた状態が示されており、同図には、チェーンガイド部材６１２およびブレードスプリング６１８が摩耗チェーンとともに示されている。

この場合、ブレードスプリング６１８は、新品チェーンの場合よりも、より大きく湾曲している。チェーンが摩耗し伸びると、ブレードスプリング６１８はさらに湾曲し、チェーンガイド部材６１２を摩耗チェーンの側に付勢して摩耗チェーンを押圧する。溝６１５の底部６１５ｂとブレードスプリング６１８の間には、間隙６１９が形成されている。

ブレードスプリング６１８をその平坦状の状態から湾曲させようとするような大きなスプリング荷重を持たせることによって、追従性枢支テンショニング装置７０１のチェーンガイド部材６１２は、チェーンガイド部材６１２の端部およびブラケットボディ６１４間にクリアランスが形成された状態で、チェーンが摩耗しているかまたは新品であるかどうかに拘らず、チェーン６００と常時接触しており、これにより、システムの設計寿命のためのチェーン制御を行える。

図１１および図１２は、本発明の第２の実施例によるテンショナシステムを示している。図１１はチェーンテンショナシステムの正面図であり、図１２はチェーンテンショナシステムの斜視図である。

これらの図に示すように、ドライブシャフト６０６上のドライブスプロケット６０８およびドリブンシャフト６０２上のドリブンスプロケット６０４の周りには、チェーン６００が巻き掛けられている。チェーン６００の弛み側および張り側の双方のスパンの外側には、追従性枢支テンショニング装置７０１，８０１が設けられている。

追従性枢支テンショニング装置７０１，８０１は、好ましくは同一の装置であり、チェーン６００に沿って互いに逆側に配置されている。図中の６００番代の参照符号は、前記実施例中の部材と同一の部材を示している。

チェーンスパンが各ブラケット間に受け入れられてチェーンスパンがチェーンガイド部材６１２のチェーン摺動面６１２ｂ上をスライドするように、追従性枢支テンショニング装置７０１，８０１はそれぞれ弛み側スパンおよび張り側スパンに配置されている。

好ましくは、各枢支テンショニング装置７０１，８０１のブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂは、枢支ピン６１０を受け入れるために、フェース端部から等距離隔てられかつ各フェースプレート６１６ａ，６１６ｂの双方に共通のラインからオフセットされた枢支ピン孔６１０ａを有している。追従性枢支テンショニング装置７０１，８０１は、枢支ピン６１０の回りを回動する。

ブラケットボディ６１４は、チェーンガイド部材６１２によって制御される新品チェーンの走行路に類似した緩やかな湾曲形状の面６１４ｃを有している。面６１４ｃの長さ方向に沿って溝６１５が形成されている。溝６１５は、側面６１５ａ、底面６１５ｂおよび凹状のポケット部６１５ｃを有している。

溝６１５内には、少なくとも一つのブレードスプリング６１８がいくらか平坦状にされて配置されている。ブレードスプリング６１８は、ブラケットボディ６１４およびチェーンガイド部材６１２間の溝内において、無負荷の状態（自由状態）では長さ方向に湾曲した矩形形状を有しており、組立時にはほとんど湾曲していない状態におかれている。

ブレードスプリング６１８は、当該ブレードスプリング６１８が自由状態に湾曲しようとすると、チェーンガイド部材６１２の下面６１２ｅに対して分離させる方向の押付力を作用させて、ブラケットボディ６１４から離れる側であるチェーン６００に向かってチェーンガイド部材６１２を押しやる。これにより、チェーンガイド部材６１２を常時チェーンスパンに接触させている。

ブラケットボディ６１４の面６１４ｃは、過大なチェーン押付力に対抗する、チェーンガイド部材６１２のためのストッパとして作用している。ブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂは、チェーンガイド部材６１２の伸長状態のときにチェーンガイド部材６１２をＺ方向（図１１紙面垂直方向）に維持するのを補助するように、ブラケットボディ６１４の両側に配置されている。

ブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂは、ブラケットボディ６１４に固定されているのが好ましいが、ブラケットボディ６１４と一体に形成されていてもよい。ブレードスプリング６１８，７１８のスプリング荷重は同一であるのが好ましい。

典型的な従来のチェーンドライブシステムにおいては、弛み側スパンおよび張り側スパンを有するループ状チェーンが、一定の距離を隔ててドライブスプロケットおよびドリブンスプロケットの周りに巻き付く。各スプロケットは、内燃機関のタイミングシステムの一部として、互いに独立して加速または減速される一方、前進側への動きを維持する。

チェーンの張り側スパンには、通常、剛体的に固定されたガイドが配置されており、弛み側スパンには、少なくとも半剛体的に固定されたテンショナが固定ガイドの逆側に配置されている。

ドライブスプロケットが加速されまたはドリブンスプロケットが減速されるとき、速度が減少したスプロケットから発生して他方のスプロケットに向かって移動するエネルギ波がチェーンスパンに生じる。チェーンは、エネルギ波が発生したスプロケットと噛み合うチェーンリンクと他方のスプロケットとの間の距離をできるだけ短い距離、すなわち直線にしようとする。

エネルギ波は、ガイドまたはテンショナの端部に到達するまで、チェーンの自由スパンを通って移動する。エネルギ波は、ガイドまたはテンショナの端部に衝突して吸収される。このとき、一方の端部はチェーンスパンから離れる側に回動し、他方の端部はチェーンスパンに入り込む側に回動して、テンショナの長さ方向にわたって荷重を釣り合わせる。

追従性枢支テンショニング装置７０１，８０１は、チェーンのエネルギ波に応じて枢支ピン６１０の回りを回動する。とくに、チェーンのエネルギ波による荷重を受けるチェーンガイド部材端部６１２ｃ，６１２ｄは、当該荷重が前記第１の実施例における他の端部への類似の荷重によって釣り合わされるまで、当該荷重から離れる側に枢支部の回りを回動することによって当該荷重を受けることができる。

あるいは、第２の実施例のように、２つのテンショナ７０１，８０１が存在している場合には、各ブレードスプリングのバネ力が異なっていてもよい。一実施例において、チェーンの弛み側スパンにのみ緊張力を作用させるために、張り側スパンのチェーンガイド部材６１２は、通常ブラケットボディ６１４の（ストッパ）面６１４ｃに対向している。

内燃機関の停止時に発生し得る逆回転や捩りによる荷重反転の事象の際には、チェーンの弛み側スパンおよび張り側スパンが反転し、張り側スパンのテンショナが、通常のチェーン回転が再開されるときに弛み側スパンに緊張力を作用させてドリブンスプロケットでのチェーンの歯飛びを防止することによって、反応するだろう。

さらに、チェーンの張り側スパンのテンショナは、荷重がテンショナの他方の端部への荷重を受ける類似の端部によって釣り合わされるまで、チェーンのエネルギ波により荷重を受ける端部から離れる側に回動する。張り側スパンの側のバネ力の小さい方のスプリングはまた、チェーンが通常の張られた走行路を再開してチェーンガイド部材６１２がブラケットボディ６１４上に再び着座する際に衝撃を和らげる。

他の実施例においては、双方のチェーンスパンに均等に緊張力を作用させるために、張り側スパンのブレードスプリング６１８がわずかに高いかまたは等しいバネ力を有しているが、双方のスパンのバネ力は、ドリブンスプロケットの逆方向の力に打ち勝つとともに双方のスパンに緊張力を作用させる（ストッパ）面６１４ｃを提供するように増加している。

図１９は、本発明の第３の実施例による追従性枢支テンショニング装置９０１を備えたテンショナシステムを、第１の実施例による従性枢支テンショニング装置７０１と対比させて示している。

この第３の実施例による追従性枢支テンショニング装置９０１は、ブラケットボディ６１４およびチェーンガイド部材６１２の間に、第１の実施例による追従性枢支テンショニング装置７０１の場合よりも大きなクリアランスＣ２を有している。

この増加したクリアランスＣ２は、ブラケットボディ６１４のサイズを小さくすることによって、またはチェーンガイド部材６１２の端部６１２ｃ，６１２ｄの曲率半径を大きくすることによって、得られる。クリアランスを大きくすることによって、追従性枢支テンショニング装置９０１は、追従性枢支テンショニング装置７０１に比べて、能力が増大している。

追従性枢支テンショニング装置９０１は、前記第１の実施例と同様にチェーンの弛み側スパンに設けられていてもよく、あるいは、前記第２の実施例に示すようにチェーンの双方のスパンに設けられていてもよい。

第２の実施例と同様に２つの追従性枢支テンショニング装置が設けられる場合には、あるいは、第１の実施例のテンショナおよび第３の実施例のテンショナがそれぞれのチェーンスパンに設けられる場合には、ブレードスプリングのバネ力は異なっている方が好ましい。たとえば、一方の追従性枢支テンショニング装置が高いバネ力を有し、他方の追従性枢支テンショニング装置が低いバネ力を有していてもよい。

他の実施例においては、２つの追従性枢支テンショニング装置、たとえば第２の実施例による装置７０１，８０１が共通の枢支ピンを共有している。枢支ピン孔６１０ａが整列して単一の共通枢支ピン６１０が用いられるように、第１の枢支テンショニング装置７０１のブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂが前方（または後方）にオフセットされるとともに、第２の枢支テンショニング装置８０１のブラケットフェースプレート６１６ａ，６１６ｂが、第１のテンショニング装置７０１のフェースプレートに対して後方（または前方）にオフセットされている。

あるいは、一対のブラケットフェースプレートの代わりに、単一のブラケットフェースプレートが用いられていてもよい。しかしながら、単一のブラケットフェースプレートの場合、プレートへの荷重がＺ方向に捩りを生じさせる可能性がある。

ここで述べられた本発明の実施例が本発明の原理を採用する単なる例示であるということが理解されるべきである。本発明に本質的であるとみなされる特徴部分を説明している実施例の詳細にここで言及することは、特許請求の範囲を限定する意図ではない。

従来の液圧テンショナを示す図である。従来のブレードテンショナを示す図である。従来の他のテンショナを示す図である。従来のラチェット付テンショナを示す図である。従来の一体型テンショナの第１の実施例を示す図である。従来の一体型テンショナの他の実施例を示す図である。従来の一体型テンショナの別の実施例を示す図である。従来のテンショナを示す図である。本発明の第１の実施例によるテンショナシステムの正面図である。本発明の第１の実施例によるテンショナシステムを新品チェーンとともに示す正面図であって、プレートが取り除かれた状態を示している。本発明の第１の実施例によるテンショナシステムを摩耗チェーンとともに示す正面図であって、プレートが取り除かれた状態を示している。本発明の第２の実施例によるテンショナシステムの正面図である。本発明の第２の実施例によるテンショナシステムの斜視図である。テンショニング装置の斜視図である。テンショニング装置の斜視図であって、チェーンガイド部材が取り除かれた状態を示している。テンショニング装置の斜視図であって、チェーンガイド部材およびブレードスプリングが取り除かれた状態を示している。チェーンガイド部材の斜視図である。新品チェーンに緊張力を作用させるためのブレードスプリングの斜視図である。摩耗チェーンに緊張力を作用させるためのブレードスプリングの斜視図である。本発明の第３の実施例によるテンショナシステムの正面図である。

６００：チェーン
６１０ａ：枢支ピン孔
６１２：チェーンガイド部材
６１２ｂ：チェーン摺動（接触）面
６１２ｃ：第１の端部
６１２ｄ：第２の端部
６１４：（ブラケット）ボディ
６１４ｃ：面
６１５：溝
６１５ｃ：ポケット部（拘束手段）
６１８：ブレードスプリング
７０１：追従性枢支テンショニング装置（テンショナ）

Claims

チェーンに緊張力を作用させるためのテンショナであって、
緩やかな湾曲形状の面と、前記面の長さ方向に沿って形成されかつその両端に拘束手段を有する溝とを備えたボディと、
前記ボディの前記面の上に配置されるとともに、チェーン摺動面と、前記ボディの端部の周りに巻き掛けられる２つの端部とを有し、前記チェーン摺動面が押し出されるように、前記ボディよりも大形の弾性チェーンガイド部材と、
前記ボディの前記溝に収容され、その両端が前記拘束手段で拘束されるとともに、前記弾性チェーンガイド部材を前記ボディから離れる外側に押圧する少なくとも一つのブレードスプリングと、
枢支部を有する前記ボディに固定された少なくとも一つのブラケットと、
を備えたテンショナ。
請求項１において、
弾性チェーンガイド部材の端部およびボディの端部の間にクリアランスをさらに有している、
ことを特徴とするテンショナ。
弛み側スパンおよび張り側スパンを有するチェーンに緊張力を作用させるためのテンショニングシステムであって、
チェーンの弛み側スパンに配置された第１のテンショナと、チェーンの張り側スパンに配置された第２のテンショナとを備え、
前記第１のテンショナが、
緩やかな湾曲形状の面と、前記面の長さ方向に沿って形成されかつその両端に拘束手段を有する溝とを備えたボディと、
前記ボディの前記面の上に配置されるとともに、チェーン摺動面と、前記ボディの端部の周りに巻き掛けられる２つの端部とを有し、前記チェーン摺動面が押し出されるように、前記ボディよりも大形の弾性チェーンガイド部材と、
前記ボディの前記溝に収容され、その両端が前記拘束手段で拘束されるとともに、前記弾性チェーンガイド部材を前記ボディから離れる外側に押圧する少なくとも一つのブレードスプリングと、
枢支部を有する前記ボディに固定された少なくとも一つのブラケットとから構成されており、
前記第２のテンショナが、
緩やかな湾曲形状の面と、前記面の長さ方向に沿って形成されかつその両端に拘束手段を有する溝とを備えたボディと、
前記ボディの前記面の上に配置されるとともに、チェーン摺動面と、前記ボディの端部の周りに巻き掛けられる２つの端部とを有し、前記チェーン摺動面が押し出されるように、前記ボディよりも大形の弾性チェーンガイド部材と、
前記ボディの前記溝に収容され、その両端が前記拘束手段で拘束されるとともに、前記弾性チェーンガイド部材を前記ボディから離れる外側に押圧する少なくとも一つのブレードスプリングと、
枢支部を有する前記ボディに固定された少なくとも一つのブラケットとから構成されている、
ことを特徴とするテンショニングシステム。
請求項３において、
第１のテンショナにおける少なくとも一つのブレードスプリングが、第２のテンショナにおける少なくとも一つのブレードスプリングと異なるバネ力を有している、
ことを特徴とするテンショニングシステム。
請求項３において、
弾性チェーンガイド部材の端部および第１のテンショナのボディ端部の間に形成された第１のクリアランスと、弾性チェーンガイド部材の端部および第２のテンショナのボディ端部の間に形成された第２のクリアランスとをさらに有している、
ことを特徴とするテンショニングシステム。
請求項５において、
第１のクリアランスが第２のクリアランスよりも大きくなっている、
ことを特徴とするテンショニングシステム。