JP6317331B2 - テンショナー - Google Patents

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ために用いられるテンショナーに関する。

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圧しており、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。

図１０は自動車のエンジン本体２００の内部を示す。エンジン本体２００の内部には、従動軸である一対のカムスプロケット２１０、２１０と駆動軸である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。そしてクランクスプロケット２２０の回転によってタイミングチェーン２３０がスプロケット２１０、２１０、２２０の間を移動（走行）する。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がタイミングチェーン２３０に接触するように配置されており、タイミングチェーン２３０はチェーンガイド２４０を摺動しながら移動する。チェーンガイド２４０は支軸２５０を中心に揺動可能となっており、この揺動によってタイミングチェーン２３０の張力を調整する。

符号３００はチェーンガイド２４０をタイミングチェーン２３０に押圧するためエンジン本体２００に設けられたテンショナーである。テンショナー３００は軸方向への伸縮によってチェーンガイド２４０を押圧する構造のものが一般的に使用される。このテンショナー３００は、エンジン本体２００に固定されるケース３１０と、ケース３１０の内部に進退移動可能に設けられた推進シャフト３２０とを備えており、推進シャフト３２０の先端部分がチェーンガイド２４０を押圧する。

特許文献１及び２には、推進シャフト３２０を進出させる図１０のテンショナーと同様な構造の従来のテンショナーが開示されている。これらの特許文献の構造では、先端に推進シャフトを一体に形成したナット部材と、ナット部材に螺合したボルトとをケースの内部に設けると共に、ナット部材を押圧する荷重用ばねをケースの内部に設けている。また特許文献１の構造では、ボルトを回転させる回転用ばねをボルトの内部にさらに設けており、特許文献２の構造では、ナット部材を押圧する押出用ばねをボルトの内部にさらに設けている

実開昭６４−４１７５６号公報 実開平２−５６９４８号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載されているテンショナーにおいては、ケースを丸棒からの削り出し加工を行い、ナット部材を丸棒から削り出ししてタップ加工を行い、ボルトを丸棒から削り出しして転造加工することにより形成する必要があることから、ケース、ナット部材、ボルトのいずれもが重量が大きく、テンショナー全体の軽量化が難しいものとなっている。また、ナット部材、ボルト、複数のばねやこれらの部材を収容するケースによって形成されているため、部品点数が多く、構造が複雑で組み立てが難しいばかりでなく、小型化することが難しい問題がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、軽量化及び小型化が容易であり、しかも部品点数が少なく組み立ても容易なテンショナーを提供することを目的とする。

本発明のテンショナーは、片面にねじ部が形成された複数の脚部を有し、前記複数の脚部が円周方向で離隔された状態で軸方向に延びており、前記ねじ部が相互に螺合することにより相対回転可能に組み付けられる２つの有底の筒状部材と、組み付けられた前記２つの筒状部材の内部に設けられ、一方の筒状部材が他方の筒状部材に対して回転しながら推進するばね力を作用させる弾性部材とを備え、前記２つの筒状部材の複数の脚部の内、少なくとも２つの脚部は前記筒状部材の回転時に前記ねじ部が螺合状態を維持するように設けられていることを特徴とする。

この場合、前記２つの筒状部材の内、少なくとも一方の筒状部材のねじ部における相手側の筒状部材のねじ部との螺合始端部分にねじ山の他の部分の間隔よりも大きな誘い込み口が形成され、前記誘い込み口から奥側に向って漸次間隔が狭まるガイド部が形成されていることが好ましい。

また、前記２つの筒状部材は前記脚部がスリット部を介して離隔されており、前記脚部の幅は前記スリット部の幅よりも大きくなっていることが好ましい。

また、前記２つの筒状部材は、複数の脚部の数が異なっていることが好ましい。

また、前記２つの筒状部材の複数の全ての脚部は、前記筒状部材の回転時にねじ部の螺合状態を維持するように設けられていることが好ましい。

また、前記２つの筒状部材の内、少なくとも一方の筒状部材が板材のプレス加工によって形成されていることが好ましい。

本発明のテンショナーは、２つの筒状部材の脚部に形成されているねじ部を螺合させて２つの筒状部材を組み付けると共に、２つの筒状部材の内部に弾性部材を配置させることにより形成される。このテンショナーは弾性部材のばね力によって一方の筒状部材が他方の筒状部材に対して相対回転しながら推進するため、エンジン本体のタイミングチェーン等の外部部材に張力を付与することができる。このとき、少なくとも２つの脚部はねじ部が螺合状態を維持するため、安定した作動が可能となる。

このような本発明のテンショナーは、２つの筒状部材及び弾性部材によって形成されるため、部品点数が少なく、構造が簡単であり、組み付けが容易であり、小型化も容易となる。また、２つの筒状部材の脚部にねじ部を形成するだけで、丸棒等の無垢材を削り出して用いる必要がないため、重量が大きくなることがなく、テンショナー全体を軽量化することができる。

本発明の第１実施形態のテンショナーをエンジン本体に装着した状態を示す部分破断正面図である。 本発明の第１実施形態のテンショナーの全体斜視図である。 （ａ）は支持プレートの部分破断側面図、（ｂ）は平面図である。 ホルダを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＥ−Ｅ線断面図である。 スライドを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＦ−Ｆ線断面図である。 弾性部材の正面図である。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）はホルダの正面図、（ｂ）は部分拡大斜視図である。 本発明の第３実施形態を示し、（ａ）はホルダの正面図、（ｂ）はスライドの正面図である。 （ａ）は本発明の第４実施形態を示し、図２のＧ−Ｇ線における断面図であり、（ｂ）は図２のＧ−Ｇ線における第１実施形態の断面図である。 一般的なテンショナーをエンジン本体に装着した状態を示す部分破断正面図である。

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。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。

（第１実施形態）
図１〜図６は本発明の第１実施形態のテンショナー１を示す。テンショナー１は例えば、図１に示すように、エンジン本体２００に取り付けられることにより、エンジン本体２００の内部のカムスプロケット２１０、２１０及びクランクスプロケット２２０に無端状に掛け渡されたタイミングチェーン２３０を押圧して張力を付与する。図１において、テンショナー１はチェーンガイド２４０を押圧することによりタイミングチェーン２３０に張力を付与するが、タイミングチェーン２３０に直接に張力を付与するようにしても良い。また、エンジン本体２００以外の装置に対して用いることも可能である。

図２に示すように、テンショナー１は２つの筒状部材としてのホルダ２及びスライド３と、弾性部材４（図６参照）とを備えている。

２つの筒状部材としてのホルダ２及びスライド３は、いずれも有底の筒体によって形成されており、ホルダ２が固定側、スライド３が推進側（移動側）となっている。固定側のホルダ２はフランジ状の支持プレート５に固定される（図２参照）。

支持プレート５は図１に示すように、エンジン本体２００の外壁にボルト止めされるものであり、エンジン本体２００への支持プレート５のボルト止めによってテンショナー１がエンジン本体２００に装着される。図２及び図３に示すように、支持プレート５は平面板からなる板本体５０を有している。板本体５０の中央部分にはバーリング５１がプレスによって切り起こされており、板本体５０におけるバーリング５１の左右にはエンジン本体２００への固定を行うための固定用孔５２が形成されている。バーリング５１はホルダ２を立ち上がり状に支持固定するためのものである（図２参照）。

図４に示すように、ホルダ２は、筒体部２１と、筒体部２１の外面のねじ部２２（雄ねじ部）とによって形成されている。筒体部２１は円形の底部２３と、底部２３から同方向に屈曲されて軸方向に延びる複数の脚部２４とを有しており、底部２３の中央には取付用孔２５が形成されている。取付用孔２５に支持プレート５のバーリング５１を挿入し加締めることによりホルダ２が支持プレート５に立ち上がり状に支持される。

本実施形態において、脚部２４は円周方向の６等分位置に設けられている。隣接する脚部２４はスリット部２６を介して円周方向で離隔されている。また６等分位置の複数の全ての脚部２４は幅が同一となっている。ねじ部２２はスリット部２６で離隔された隣接の脚部２４にわたってねじ山が連続するように形成されるものである。なお、ねじ部２２は底部２３を除く筒体部２１の全長にわたって形成される。このようなホルダ２は平板の板材の片面にねじ切り加工し、この平板の板材に対してプレス加工を行うことにより作製することができる。このため軽量なホルダ２とすることができる。

図５に示すように、スライド３は筒体部３１と、筒体部３１の内面のねじ部３２（雌ねじ部）とによって形成されている。筒体部３１は円形の頭部３３と、頭部３３から同方向に屈曲されて軸方向に延びる複数の脚部３４とを有している。頭部３３は閉鎖されており、この頭部３３がチェーンガイド２４０等の外部部材に当接する。脚部３４はホルダ２と同様に、スリット部３６を介して円周方向の６等分位置に離隔されるように設けられている。複数の全ての脚部３４は幅が同一となっているが、ホルダ２の脚部２４の幅よりも小さな幅となっている。

スライド３は図２に示すようにホルダ２の外周を覆うようにホルダ２に組み付けられる。この組み付けにより頭部３３はホルダ２の上部に被せられた状態となる。ねじ部３２は脚部３４における頭部３３と反対側の端部に形成される。ねじ部３２はホルダ２のねじ部２２に螺合するものであり、スリット部３６で離隔された隣接の脚部３４にわたってねじ山が連続するように形成されている。このようなスライド３はホルダ２と同様に、平板の板材の片面にねじ切り加工し、この平板の板材に対してプレス加工を行うことにより作製することができる。このため軽量なスライド３とすることができる。

ねじ部２２、３２を螺合することによりホルダ２とスライド３とが組み付けられた内部には空間が形成されており、弾性部材４はこの空間（ホルダ２の内部空間）内に配置される。弾性部材４は図６に示すようにコイルばねにより形成されている。コイルばねからなる弾性部材４は、圧縮状態でホルダ２の内部空間に収納され、長さ方向の一端部４１がホルダ２の底部２３に当接し、他端部４２がスライド３の頭部３３に当接する。これにより弾性部材４はスライド３が回転しながら推進するばね力をスライド３に作用させる。本実施形態において弾性部材４の他端部はコイル径が小さくなった小径部４３となっており、スライド３の頭部３３との接触径が小さくなっている。これによりスライド３の頭部３３との摩擦力が小さくなり、スライド３の回転を円滑に行うことができる。

本実施形態のテンショナー１は支持プレート５から立ち上がるようにホルダ２を固定し、弾性部材４を圧縮した状態でホルダ２の内部に挿入し、スライド３をホルダ２に被せてそのねじ部３２をホルダ２のねじ部２２に螺合することにより図２の状態に組み付けられる。この状態で図１に示すように、スライド３の頭部３３がチェーンガイド２４０に当接するようにエンジン本体２００に装着する。このことにより弾性部材４のばね力によりスライド３が図２のＲ方向に回転しながら推進し、チェーンガイド２４０を押圧する。これによりタイミングチェーン２３０に張力を付与することができる。一方、タイミングチェーン２３０が高張力となったとき、スライド３は反Ｒ方向に回転しながら弾性部材４のばね力に抗して後退する。これによりタイミングチェーン２３０の張力を調整する。

このような実施形態において、スライド３とホルダ２との組み付け状態では、ホルダ２の脚部２４の幅が大きく、スライド３の脚部３４の幅が小さくなっているため、スライド３が回転する際に全ての脚部２４、３４のねじ部２２、３２が螺合状態を維持する。このため、偏荷重が作用しても、横方向の力を周方向で受けることができ、傾きを防止した作動が可能となり、安定して作動することができる。また、ホルダ２及びスライド３が無垢材からの切削材料ではなく、板材のプレス加工によって作製されているため、横方向の剛性が低くなり、作動時の動きがしなやかとなる。また、板材のプレス加工によって作製されるのに加えて部品点数が少ないため、軽量なテンショナーとすることができる。さらに部品点数が少ないため、構造が簡単であり、組み付けが容易となる。なお、本実施形態では、ホルダ２及びスライド３の脚部２４、３４の全てが螺合状態を維持しているが、本発明では、ホルダ２及びスライド３の少なくとも２つの脚部２４、３４が螺合状態を維持するものであれば良く、これにより横方向荷重を周方向で受けることができ、傾きを防止することができる。

（第２実施形態）
図７は本発明の第２実施形態を示す。ホルダ２の各脚部２４の外周にはねじ部２２が形成されるが、各脚部２４のねじ部２２のねじ山６３におけるスリット部２６側の両端部６１は薄肉状のガイド面６２となっている。スリット部２６側の両端部６１は螺合相手となるスライド３のねじ部３２が螺合する始端部であり、薄肉状のガイド面６２はこの両端部６１に形成される。ガイド面６２は先端部分が最も肉薄で、奥側に向かうにつれて漸次、肉厚となるテーパ状に形成されている。

このようなテーパ状のガイド面６２を各脚部２４のねじ部２２の両端部に形成することにより、ねじ部２２の両端部は、ねじ山６３の他の部分の間隔よりも大きな間隔の誘い込み口６４となっている。また、この誘い込み口６４には、奥側に向かってねじ山６３の間隔が漸次狭まるガイド部６５が連続している。ねじ山６３の間隔が大きな誘い込み口６４を形成することにより、螺合相手のスライド３のねじ部３２がスリット部２６からねじ部２２に螺合する際にねじ部３２、２２の干渉を抑制することができ、円滑に螺合することができる。この螺合の後、スライド３のねじ部３２はガイド部６５に案内されてホルダ２のねじ部２２の本来のねじ山６３と螺合する。

このような実施形態では、スライド３のねじ部３２がホルダ２のねじ部２２と干渉することが抑制されるため、スライド３、ホルダ２の製造時にねじ部３２、２２のずれやバリがあっても、これらを吸収するため、スライド３とホルダ２との螺合を円滑に行うことができる。なお、この実施形態では、ホルダ２のねじ部２２だけに薄肉テーパ状のガイド面６２を形成しているが、スライド３のねじ部３２側だけに形成しても良く、ホルダ２のねじ部２２及びスライド３のねじ部３２の双方に形成しても良い。

（第３実施形態）
図８は本発明の第３実施形態であり、（ａ）はホルダ２、（ｂ）はスライド３を示す。この実施形態では、ホルダ２の脚部２４の幅及びスライド３の脚部３４の幅をそれぞれのスリット２６、３６の幅よりも大きくするものである。すなわち、図８（ａ）のホルダ２においては脚部２４の幅Ａをスリット部２６の幅Ｂよりも大きくし（Ａ＞Ｂ）、図８（ｂ）のスライド３においては脚部３４の幅Ｃをスリット部３６の幅Ｄよりも大きくするものである（Ｃ＞Ｄ）。このように脚部２４、３４の幅をスリット部２６、３６の幅よりも大きくすることにより、スライド３が回転する際にいずれかの脚部２４、３４が相手側の脚部３４、２４と螺合した状態を維持することができる。これにより常にホルダ２とスライド３とが螺合状態となっているため円滑に作動することができる。

（第４実施形態）
図９（ａ）は本発明の第４実施形態であり、図２のＧ−Ｇ線断面を示す。図９（ｂ）は第１実施形態におけるホルダ２とスライド３の関係を示し、ホルダ２の脚部２４及びスライド３の脚部３４が円周の６等分位置に設けられている。この状態でスライド３が矢印Ｒ方向に回転すると、全ての脚部３４のねじ部３２がホルダ２の全ての脚部２４のねじ部２２の端部を同時に通過する。このときにおいては、符号７１で示すようにスライド３の脚部２４の端部がホルダ２の脚部３４の端部に引っ掛かる場合がある。

図９（ａ）はホルダ２の脚部２４の数とスライド３の脚部３４の数とを異ならせた実施形態を示す。ホルダ２の脚部２４が円周の６等分位置に設けられているのに対し、スライド３の脚部３４が円周の５等分位置に設けられている。このようにスライド３の脚部３４の数とホルダ２の脚部２４の数とを異ならせることにより、符号７１で示すように一の脚部３４がホルダ２の脚部２４と引っ掛かりを生じても他の脚部３４はホルダ２の脚部２４と螺合しているため、スライド３は常にホルダ２との螺合状態となっている。このため安定した作動を確保することができる。なお、ホルダ２の脚部２４及びスライド３の脚部３４の数は異なっていれば良く、図９（ａ）に限定されるものではない。

１ テンショナー
２ ホルダ（筒状部材）
３ スライド（筒状部材）
４ 弾性部材
２２、３２ ねじ部
２４、３４ 脚部
２６、３６ スリット部
６２ ガイド面
６３ ねじ山
６４ 誘い込み口
６５ ガイド部

Claims (6)

1. 片面にねじ部が形成された複数の脚部を有し、前記複数の脚部が円周方向で離隔された状態で軸方向に延びており、それぞれの脚部の前記ねじ部が相互に螺合することにより相対回転可能に組み付けられる２つの有底の筒状部材と、
   組み付けられた前記２つの筒状部材の内部に設けられ、一方の筒状部材が他方の筒状部材に対して回転しながら推進するばね力を作用させる弾性部材とを備え、
   前記２つの筒状部材の複数の脚部の内、少なくとも２つの脚部は前記筒状部材の回転時に前記ねじ部が螺合状態を維持するように設けられていることを特徴とするテンショナー。
2. 請求項１記載のテンショナーであって、
   前記２つの筒状部材の内、少なくとも一方の筒状部材のねじ部における相手側の筒状部材のねじ部との螺合始端部分にねじ山の他の部分の間隔よりも大きな誘い込み口が形成され、前記誘い込み口から奥側に向って漸次間隔が狭まるガイド部が形成されていることを特徴とするテンショナー。
3. 請求項１または２記載のテンショナーであって、
   前記２つの筒状部材は前記脚部がスリット部を介して離隔されており、前記脚部の幅は前記スリット部の幅よりも大きくなっていることを特徴とするテンショナー。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項記載のテンショナーであって、
   前記２つの筒状部材は、複数の脚部の数が異なっていることを特徴とするテンショナー。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載のテンショナーであって、
   前記２つの筒状部材の複数の全ての脚部は、前記筒状部材の回転時にねじ部の螺合状態を維持するように設けられていることを特徴とするテンショナー。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載のテンショナーであって、
   前記２つの筒状部材の内、少なくとも一方の筒状部材が板材のプレス加工によって形成されていることを特徴とするテンショナー。

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