JP6433712B2

JP6433712B2 - 荷重付加装置

Info

Publication number: JP6433712B2
Application number: JP2014162114A
Authority: JP
Inventors: 林貴雄小; 岡和人平
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2034-08-08
Also published as: JP2016038036A

Description

本発明は、自動車のエンジン等に用いられるテンショナーの作動補助を行うための荷重付加装置に関する。

２輪車、４輪車等の自動車のエンジンは、タイミングチェーン、タイミングベルト等の無端状の移動部材を用いて車軸に動力を伝達している。これらの移動部材は適正な張力によって走行（移動）する必要がある。このためテンショナーがエンジンに組み付けられ、テンショナーが移動部材を所定の力で押圧することにより移動部材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している。

図１２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の間に移動部材としての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、相手部材としてのチェーンガイド等のガイドアーム２４０がタイミングチェーン２３０に接触するように配置され、タイミングチェーン２３０がガイドアーム２４０の前面（右面）２４１に沿って摺動するようになっている。チェーンガイド等のガイドアーム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、ガイドアーム２４０をタイミングチェーン２３０に押圧するためにエンジン本体２００の内部に設けられたテンショナーである。テンショナー３００は軸方向への伸縮動作によってガイドアーム２４０を押圧する構造のものが一般的に使用される。

図１３は、テンショナー３００の一般的な構造を示す。筒状の推進部材３２０と、ねじ部３３０によって推進部材３２０と螺合したシャフト状の回転部材３４０と、回転部材３４０に回転トルクを付与するコイルばね３５０と、これらを収容するケース３１０とを備えており、ケース３１０がボルト止め等によってエンジン本体２００に固定される。推進部材３２０はケース３１０の先端部分に取り付けられた軸受部材３６０によって回転が拘束され、これにより推進部材３２０はねじ部３３０を介して伝達された回転部材３４０の回転力によってケース３１０に対して進出しガイドアーム２４０を介してタイミングチェーン２３０を押圧する。一方、タイミングチェーン２３０の張力が大きくなると、ガイドアーム２４０が推進部材３２０を押し戻すため、推進部材３２０が回転部材３４０を逆方向に回転させながら後退する。これらの動作によってタイミングチェーン２３０の張力を一定に保つ。

テンショナー３００やガイドアーム２４０は、エンジンからの振動によるタイミングチェーン２３０の張力変動を繰り返し受けた状態となっており、エンジンの振動が大きい場合には、異音が発生したり、テンショナー３００の各部品に過大な負荷が作用して部品が破損することがある。このためエンジンの振動を吸収する必要がある。特許文献１及び２には、このための構造が記載されている。

特許文献１では、ガイドアームのテンショナーとの対向部分に円弧状の突出部を形成すると共に、テンショナーの推進部材の先端部分に樹脂や金属からなるキャップを取り付け、このキャップが突出部と当接することによる緩衝作用により振動吸収を行う構造となっている。
特許文献２では、揺動するガイドアームの全体を樹脂によって形成し、このガイドアームにおけるテンショナーとの対向部分にゴムからなるパッド部を設け、このパッド部による緩衝作用によって振動吸収する構造となっている。

特開平１１−２０１２４５号公報特開２０１３−８３２７９号公報

特許文献１及び２に記載された従来の緩衝に用いるキャップやパッド部が樹脂やゴムの場合、高温油中における熱劣化が発生したり、振動時の高荷重に耐えられずに潰れを起こす問題がある。これに対してキャップやパッド部として、金属を用いる場合には高温油中での耐久性を備えることができるが、その反面、高荷重に対する必要な撓みを得ることが難しいと共に、緩衝機能を発揮するために必要なヒス特性（撓み−荷重特性）を得ることができない問題がある。
以上のような問題に対応するため、テンショナー自体の特性を変更してエンジンからの振動に対する良好な緩衝機能を有したテンショナーとすることが検討されているが、テンショナーは本来的に張力調整を行う構造であり、この張力調整機能に加えて緩衝機能等の広範な機能を有した特性を有するテンショナーを開発することが困難となっているのが現状である。

本発明は、以上のような問題点を考慮してなされたものであり、良好な緩衝機能を得ることができ、耐久性を備え、しかもテンショナーへの設計変更を不要とした汎用性のある荷重付加装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明の荷重付加装置は、薄板材が複数回巻かれたゼンマイばねと、前記ゼンマイばねを保持する保持部材とを備え、移動部材に設けられた相手部材と前記相手部材を押圧するテンショナーとの間に前記ゼンマイばねが挟まれるように前記保持部材が前記相手部材又は前記テンショナーに取り付けられていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の荷重付加装置であって、前記保持部材は前記ゼンマイばねの拡縮作動を許容した状態で前記相手部材または前記テンショナーに取り付けられていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の荷重付加装置であって、前記ゼンマイばねを収容する凹部が前記相手部材又は前記テンショナーに形成され、前記ゼンマイばねは外周部が前記凹部に当接した収容状態で前記相手部材または前記テンショナーに取り付けられることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、前記ゼンマイばねは外周部が前記相手部材またはテンショナーに直接に又は前記保持部材を介して間接的に当接していることを特徴とする。

請求項５記載の発明の荷重付加装置は、薄板材が複数回巻かれたゼンマイばねと、移動部材に設けられた相手部材を押圧するために進退移動する推進部材を有するテンショナーとを備え、前記ゼンマイばねが前記推進部材の後退方向側に位置するように前記テンショナーに配置されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の荷重付加装置であって、前記テンショナーは前記推進部材を進退移動可能に収容するケースを備え、前記ゼンマイばねは前記推進部材の後退方向側に設けた回転部材とケースとの間に配置されていることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、前記移動部材は自動車のエンジン内で無端状となって移動するタイミングチェーン又はタイミングベルトであり、前記相手部材は前記エンジン内に揺動可能に設けられ前記移動部材が摺動するガイドアームであることを特徴とする。

本発明によれば、良好な緩衝機能を得ることができ、耐久性を備え、テンショナーへの設計変更を不要とした汎用性のある荷重付加装置とすることができる。

本発明の第１実施形態の荷重付加装置を自動車のエンジンに適用した状態を示す断面図である。第１実施形態の荷重付加装置及びその周辺を示す側面図である。図２のＥ−Ｅ線断面図である。図３のＦ−Ｆ線断面図である。本発明の第２実施形態の荷重付加装置及びその周辺を示す側面図である。図５のＧ−Ｇ線断面図である。本発明の第３実施形態の荷重付加装置及びその周辺を示す側面図である。本発明の第４実施形態の荷重付加装置及びその周辺を示す側面図である。第４実施形態の荷重付加装置を示す断面図である。本発明の第５実施形態の荷重付加装置の断面であり、図１１のＩ−Ｉ線断面図である。第５実施形態の荷重付加装置の断面であり、図１０のＨ−Ｈ線断面図である。一般的なテンショナーが組み込まれた自動車のエンジン本体の内部を示す断面図である。一般的なテンショナーを示す断面図である。

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。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。又、各実施形態において、上下方向及び前後方向を図示する矢印方向として説明する。

（第１実施形態）
図１〜図４は、本発明の第１実施形態の荷重付加装置１であり、自動車のエンジンに適用された実施形態を示す。荷重付加装置１はエンジンに用いられているチェーンガイド等のガイドアーム２４０を相手部材とし、このガイドアーム２４０に取り付けられて使用される。

図１はこの実施形態の荷重付加装置１が組み込まれたエンジン本体２００を示し、図１２と対応した符号を付してある。すなわちエンジン本体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の間に移動部材としての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は本発明の移動部材となるものであり、移動部材としてのタイミングチェーン２３０は、クランクスプロケット２２０の回転によってスプロケット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、相手部材としてのチェーンガイド等のガイドアーム２４０がタイミングチェーン２３０に接触するように配置され、タイミングチェーン２３０がガイドアーム２４０の前面２４１に沿って摺動するようになっている。チェーンガイド等のガイドアーム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。

タイミングチェーン２３０の張力を調整するため、エンジン本体２００の内部には、テンショナー３００が取り付けられている。テンショナー３００は図１３に示す一般的なテンショナーが用いられ、ケース３１０がエンジン本体２００にボルト止め等によって固定されている。ケース３１０の内部には、コイルばねによって回転付勢された回転部材と、回転部材に螺合し回転が拘束された推進部材が設けられている（いずれも図示省略）。推進部材３２０の先端部分はケース３１０から突出してガイドアーム２４０に対向している。この実施形態において、荷重付加装置１はテンショナー３００の推進部材３２０に対向するようにガイドアーム２４０に取り付けられる。

図２は荷重付加装置１及びその周辺部分を示す拡大図、図３は図２のＥ−Ｅ線断面図、図４は図３のＦ−Ｆ線断面図である。

図２に示すように、荷重付加装置１はゼンマイばね３と、ゼンマイばね３を保持する保持部材４とによって形成されており、全体がガイドアーム２４０の背面２４２に取り付けられている。ガイドアーム２４０の背面２４２におけるテンショナー３００（推進部材３２０）との対向部位にはゼンマイばね３を収容する凹部２４３が形成されている。図４に示すように、ガイドアーム２４０の凹部２４３は、上下方向両側の斜面部２４４と、斜面部２４４の間で窪むように連設した底部２４５とによって形成されており、斜面部２４４にゼンマイばね３の外周部３１が当接する。ゼンマイばね３の外周部３１が斜面部２４４に当接することにより、ガイドアーム２４０とゼンマイばね３との間で荷重が相互に作用する。なお、底部２４５にはゼンマイばね３の外周部３１が非当接状態となる。

図２及び図３に示すように、保持部材４は保持部４１と腕部４２とを有し、腕部４２がガイドアーム２４０の背面２４２に係止されることによりガイドアーム２４０に取り付けられる。この取り付けにより保持部材４はゼンマイばね３を保持した状態となり、ゼンマイばね３は相手部材としてのガイドアーム２４０と、ガイドアーム２４０を押圧するテンショナー３００との間に挟まれるように設けられる。

保持部材４の保持部４１は、所定厚さでゼンマイばね３の方向に湾曲した傘形状となっており、ゼンマイばね３と対向した前面には凹部４５が形成されている。凹部４５は、上下方向両側の斜面部４６と、斜面部４６の間に窪むように連設した底部４７とによって形成されており、斜面部４６がゼンマイばね３の外周部３１に当接する一方、底部４７はゼンマイばね３の外周部３１との非当接状態となる。ゼンマイばね３の外周部３１が斜面部４６に当接することによりゼンマイばね３と保持部材４との間で荷重が相互に作用する。保持部４１はゼンマイばね３を覆うように設けられており、その背面部分がテンショナー３００の推進部材３２０に当接する当接部４１となっている。

腕部４２は保持部４１の左右両側からガイドアーム２４０の方向に延びており、その延設端部（前端部）が屈曲されて係止爪部４３となっている。係止爪部４３はガイドアーム２４０に形成した係止凹部２４６に係止され、これにより腕部４２がゼンマイばね３の両端面を挟んだ状態で保持部材４がガイドアーム２４０に取り付けられる。係止爪部４３の厚みは係止凹部２４６の幅よりも小さくなっており、係止爪部４３が係止凹部２４６に係止されると、係止爪部４３と係止凹部２４６との間に隙間が形成される。このため、保持部材４はガイドアーム２４０の厚さ方向（前後方向）に変位可能となっている。従って、ゼンマイばね３の拡縮作動に応じて保持部材４が前後方向に変位するため、ゼンマイばね３の拡縮作動を許容することができる状態となっている。

ゼンマイばね３はばね性を有した薄板材を複数回渦巻き状に巻くことにより形成され、渦巻き状の内端部が巻き上げ部３２となっている。渦巻き状の外端部は外端係止部３３となっており、この外端係止部３３が保持部材４の保持部４１の端部に係止される。保持部材４の腕部４２には、窓部４４が開口しており、窓部４４から巻き上げ部材（図示省略）を挿入して回転操作することにより適宜ゼンマイばね３を巻き上げる（縮径させる）ことができる。ゼンマイばね３は拡径する際における薄板材間の摩擦抵抗があるため、拡径する力が比較的小さい反面、縮径する際における薄板材間の摩擦抵抗があるため、縮径に必要な力が大きい特性を有しており、この特性によって良好な緩衝機能を発揮することができる。

この実施形態の荷重付加装置１は、ゼンマイばね３を縮径した緊張状態とし、この緊張状態でガイドアーム２４０の凹部２４３にゼンマイばね３を収容し、保持部材４をガイドアーム２４０に取り付ける。これによりガイドアーム２４０とテンショナー３００との間にゼンマイばね３が挟まれた状態となる。この状態では保持部材４における保持部４１の当接部４１ａがテンショナー３００の推進部材３２０と当接しており、緊張状態のゼンマイばね３は保持部材４をテンショナー３００の方向に付勢した状態となる。

エンジンからの振動を受けると、移動部材としてのタイミングチェーン２３０からガイドアーム２４０に交番荷重が作用し、ゼンマイばね３は保持部材４を介してガイドアーム２４０とテンショナー３００との間で交番荷重を受ける。ゼンマイばね３は薄板材が複数回密着して巻かれており、交番荷重によりゼンマイばね３は撓み及び反対への戻りの繰り返し作動を行う。この繰り返し作動により薄板材間で摩擦が発生するため、保持部材４の前後動の荷重特性線図にヒス特性が発生する。このためガイドアーム２４０から激しい振動が作用してもこの振動を緩衝して受け流すことが可能となり、共振等の抑制を行うことができる。

ゼンマイばね３が振動を緩衝させることからテンショナー３００に緩衝特性を付与する必要がなく、緩衝特性付与のための設計や仕様の選択が不要となり、テンショナー３００の選択に大きな自由度を付与することができる。この実施形態において、ゼンマイばね３の緩衝特性は、薄板材の板厚、板幅、長さや外径の大きさを選定することにより、要求されるばね定数に設定することが容易であり、設計自由度が高くなる。さらに、ゼンマイばね３がガイドアーム２４０の凹部２４３に収容された状態で荷重付加装置１がガイドアーム２４０に取り付けられるため、取り付けのための高さスペースが小さくなり、取り付け状態が嵩張ることを抑制することができる。又、ゼンマイばね３及び保持部材４は金属によって形成されるため、熱劣化の発生がないと共に高荷重に耐えることができ、耐久性が向上する。

（第２実施形態）
図５及び図６は本発明の第２実施形態の荷重付加装置１Ａを示す。この実施形態においても、荷重付加装置１Ａをエンジン本体２００に適用している。

この実施形態では、保持部材４の腕部４２が保持部４１の上下端部からガイドアーム２４０の長さ方向に沿って延びており、延設した腕端部４２ａがガイドアーム２４０の方向に屈曲している。腕端部４２ａには係止爪部４３が形成されている。ガイドアーム２４０には、それぞれの腕端部４２ａに対応した係止凹部２４６が形成されており、腕端部４２ａの係止爪部４３がそれぞれの係止凹部２４６に係止され、この係止により保持部材４（荷重付加装置１Ａ）がガイドアーム２４０に取り付けられる。保持部材４の腕部４２は長手方向（上下方向）に長く、又、腕部４２を含めた保持部材４の全体をポリアミド樹脂（例えばナイロン）等の樹脂によって形成する。このため、保持部材４はゼンマイばね３の拡縮作動に応じて伸縮するため、ゼンマイばね３の拡縮作動を許容することができる状態となっている。保持部４１にはゼンマイばね３の両端面を挟む挟み片部４８が形成されており、ゼンマイばね３は保持部４１及び挟み片部４８に保持された状態でガイドアーム２４０の凹部２４３に収容される。この実施形態において、ゼンマイばね３の外端係止部３３は一方（下方）の腕部４２に係止される。

この実施形態においても、ゼンマイばね３が縮径された緊張状態で荷重付加装置１Ａがガイドアーム２４０に取り付けられる。これにより、ゼンマイばね３がガイドアーム２４０とテンショナー３００に挟まれた状態となる。このような構造では、第１実施形態と同様にエンジンからの交番荷重を受けることにより、ゼンマイばね３が撓み及び反対への戻りの繰り返し作動を行い、この繰り返し作動により薄板材間で摩擦が発生するため、保持部材４の前後動の荷重特性線図にヒス特性が発生する。このためガイドアーム２４０から激しい振動が作用してもこの振動を緩衝して受け流すことが可能となり、共振等の抑制を行うことができる。従って、テンショナー３００に緩衝特性を付与する必要がなく、緩衝特性付与のための設計や仕様の選択が不要となり、テンショナー３００の選択に大きな自由度を付与することができる。又、保持部材４の形状や大きさは相手部材であるガイドアーム２４０に合わせて適宜変更することが可能である。

（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態の荷重付加装置１Ｂを示す。この実施形態においても、荷重付加装置１Ｂをエンジン本体２００に適用している。

この実施形態では、テンショナー３００に対向する保持部４１を省略した保持部材４を用いるものである。保持部材４は湾曲した三角形状となってガイドアーム２４０からゼンマイばね３の方向に延びる板状の一対の保持体４９によって形成されており、一対の保持体４９がねじ５０によってガイドアーム２４０に固定されることにより、ゼンマイばね３の両端面を挟むようになっている。

ゼンマイばね３は板状の一対の保持体４９に挟持された状態でガイドアーム２４０の背面２４２の凹部２４３に収容され、外端係止部３３はガイドアーム２４０の背面２４２に係止される。このゼンマイばね３はテンショナー３００の推進部材３２０に直接に当接しており、推進部材３２０の前面にはゼンマイばね３の外周部３１に対応した凹部３２０ａが形成されている。なお、凹部３２０ａを形成することなく、推進部材３２０の前面をフラット面としても良い。

この実施形態においても、ゼンマイばね３が縮径された緊張状態で荷重付加装置１Ｂがガイドアーム２４０に取り付けられる。ゼンマイばね３は直接にテンショナー３００の推進部材３２０に当接した状態でガイドアーム２４０とテンショナー３００に挟まれる。このような構造では、エンジンからの交番荷重を受けることにより、ゼンマイばね３が撓み及び反対への戻りの繰り返し作動を行い、この繰り返し作動により薄板材間で摩擦が発生するため、保持部材４（保持体４９）の前後動の荷重特性線図にヒス特性が発生する。このためガイドアーム２４０から激しい振動が作用してもこの振動を緩衝して受け流すことが可能となり、共振等の抑制を行うことができる。従って、テンショナー３００に緩衝特性を付与する必要がなく、緩衝特性付与のための設計や仕様の選択が不要となり、テンショナー３００の選択に大きな自由度を付与することができる。

（第４実施形態）
図８及び図９は、本発明の第４実施形態の荷重付加装置１Ｃを示す。この実施形態の荷重付加装置１Ｃは、テンショナー３００に取り付けられ、テンショナー３００への取り付け状態でテンショナー３００と相手部材としてのガイドアーム２４０とにゼンマイばね３が挟まれる。

テンショナー３００は、図９に示すように、筒状の推進部材３２０と、ねじ部３３０によって推進部材３２０と螺合したシャフト状の回転部材３４０と、回転部材３４０に回転トルクを付与するコイルばね３５０と、これらを収容するケース３１０とを備え、ケース３１０がボルト止め等によってエンジン本体２００の内部に固定される。推進部材３２０はケース３１０の先端部分に取り付けられた軸受部材３６０によって回転が拘束され、これにより推進部材３２０はねじ部３３０を介して伝達された回転部材３４０の回転力によってケース３１０に対して右方向に進出しガイドアーム２４０を介してタイミングチェーン２３０を押圧する。一方、タイミングチェーン２３０の張力が大きくなってガイドアーム２４０が推進部材３２０を押し戻すことにより、推進部材３２０が回転部材３４０を逆方向に回転させながら左方向に後退する。符号３７０は、回転部剤３４０を回転させることにより回転部剤３４０を介してコイルばね３５０を巻き締めるため、ケース３１０の後端部から挿入される巻締め治具である。

荷重付加装置１Ｃは，テンショナー３００の推進部材３２０の先端（左端）部分に取り付けられる。荷重付加装置１Ｃを取り付けるため、推進部材３２０の先端部分には、凹部３２１が形成されている。凹部３２１は、底部３２３と、底部３２３の両側の斜面部３２２とによって形成されており、斜面部３２２にゼンマイばね３の外周部３１が当接し、この当接によってゼンマイばね３が凹部３２１への収容状態となる。ゼンマイばね３の外周部３１が斜面部３２２に当接することにより、推進部材３２０とゼンマイばね３との間で荷重が相互に作用する。

荷重付加装置１Ｃは第１実施形態と同様な構造となっており、保持部４１及び腕部４２を有した保持部材４と、保持部材４に保持されるゼンマイばね３とによって形成されている。保持部４１は第１実施形態と同様に、底部４７の両側から斜面部４６が連設されており、斜面部４６にゼンマイばね３の外周部３１が当接する。保持部４１の当接部４１ａは図８に示すように、相手部材としてのガイドアーム２４０に当接する。腕部４２の後端部（右端部）には係止爪部４３が形成され、この係止爪部４３が推進部材３２０に形成した係止凹部３２４に係止され、この係止によって荷重付加装置１Ｃが推進部材３２０に取り付けられる。
この実施形態においても、第１実施形態と同様に、係止爪部４３の厚みは係止凹部３２４の幅よりも小さくなっており、係止爪部４３が係止凹部３２４に係止されると、係止爪部４３と係止凹部３２４との間に隙間が形成される。このため、保持部材４は推進部材３２０の軸方向の長さ方向左右方向）に変位可能となっており、ゼンマイばね３の拡縮作動に応じて保持部材４が前後方向に変位するため、ゼンマイばね３の拡縮作動を許容することができる状態となっている。

この実施形態の荷重付加装置１Ｃも第１実施形態と同様に作用することができる。すなわちエンジンからの交番荷重がガイドアーム２４０から保持部材４に作用し、ゼンマイばね３はガイドアーム２４０と推進部材３２０との間で交番荷重を受ける。ゼンマイばね３は薄板材が複数回密着して巻かれており、交番荷重によりゼンマイばね３は撓み及び反対への戻りの繰り返し作動を行う。この繰り返し作動により薄板材間で摩擦が発生するため、保持部材４の前後動の荷重特性線図にヒス特性が発生し、ガイドアーム２４０から激しい振動が作用してもこの振動を緩衝して受け流すことが可能となり、共振等の抑制を行うことができる。
特に、この実施形態では、荷重付加装置１Ｃがテンショナー３００に取り付けられているため、ガイドアーム２４０に対して凹部を形成する等の加工が不要となり、一般的なガイドアームを用いることができ汎用性が拡大する。又、テンショナー３００としては、コイルばね３５０に加えて推進部材３２０の進退移動をロックするラチェットを組み込んだ構造、その他の構造であっても良い。

（第５実施形態）
図１０及び図１１は、本発明の第５実施形態の荷重付加装置１Ｄを示す。荷重付加装置１Ｄは、ゼンマイばね３がテンショナー３００の内部に組み込まれることにより形成されている。すなわち荷重付加装置１Ｄは、ゼンマイばね３と、テンショナー３００とによって形成されるものである。

テンショナー３００は、図９及び図１３と同様な構造のものが使用され、ボルト止め等によってエンジン本体２００内に固定されるケース３１０を備え、さらにコイルばね３５０によって回転付勢された回転部材３４０と、回転部材３４０にねじ部３３０を介して螺合し軸受部材２６０により回転が拘束された筒状の推進部材３２０とを備えている。推進部材３２０はコイルばね３５０のばね力で回転部材３４０が回転することによりケース３１０から進出してガイドアーム２４０を押圧する一方、ガイドアーム２４０から荷重が入力することにより後退する。

ゼンマイばね３は推進部材３２０の後退方向側に位置するように２つがケース３１０内に配置される。推進部材３２０の後退方向には、回転部材３４０が同軸的に連結されており、２つのゼンマイばね３はこの回転部材３４０とケース３１０との間に配置される。２つのゼンマイばね３を配置するため、回転部材３４０の後端部には、受け部材６が配置される。受け部材６は回転部材３４０の後端面に形成された受け凹部３４１に当接するように設けられており、底部６１と底部６１周囲の斜面部６２とを有し、斜面部６２にそれぞれのゼンマイばね３の外周部３１が当接する。一方、ケース３１０の回転部材３４０に対応した底壁部３１０ａの内面には、底部３１１と底部３１１周囲の斜面部３１２とからなる受け凹部３１３が形成され、受け凹部３１３の斜面部３１２にゼンマイばね３の外周部３１が当接している。又、ケース３１０の底壁部３１０ａには、２つのゼンマイばね３を区画して配置するための隔壁部３１４が突出するように形成されている（図１０）。このような構造では、ゼンマイばね３は回転部材３４０とケース３１０とに挟まれた状態で配置される。

このような構造において、エンジン本体からの交番荷重は、推進部材３２０から回転部材３４０に伝達され、回転部材３４０から受け部材６を介して交番荷重がそれぞれのゼンマイばね３に作用する。ゼンマイばね３は薄板材が複数回密着して巻かれており、ゼンマイばね３はケース３１０の内部で撓み及び反対への戻りの繰り返し作動を行う。この繰り返し作動により薄板材間で摩擦が発生するため、回転部材３４０の前後動の荷重特性線図にヒス特性が発生し、ガイドアーム２４０から激しい振動が作用してもこの振動を緩衝して受け流すことが可能となり、共振等の抑制を行うことができる。
この実施形態においては、ゼンマイばね３がテンショナー３００に組み込まれることによりゼンマイばね３がテンショナー３００の一部を構成しており、ガイドアーム２４０やテンショナーの外側にゼンマイばね３を別途取り付ける必要がなく、緩衝のための構造を簡単とすることができると共にエンジン本体への組み付けが容易となる。なお、テンショナー３００としては、コイルばね３５０に加えて推進部材３２０の進退移動をロックするラチェットを組み込んだ構造、その他の構造であっても良い。

以上の実施形態では、自動車のエンジンに使用される荷重付加装置を示したが、これに限らず、開閉作動する自動車のエンジンの吸気バルブやその他の開閉機構や直線移動機構に対しても同様に適用することができる。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ荷重付加装置
３ゼンマイばね
３１外周部
４保持部材
２００エンジン本体
２３０タイミングチェーン（移動部材）
２４０ガイドアーム（相手部材）
３００テンショナー

Claims

薄板材が複数回巻かれたゼンマイばねと、前記ゼンマイばねを保持する保持部材とを備え、
移動部材に設けられた相手部材と前記相手部材を押圧するテンショナーの推進部材の先端部分の少なくとも一方に凹部が形成され、
前記ゼンマイばねの外周部が前記凹部と対応した状態で前記相手部材と前記推進部材の先端部分との間に前記ゼンマイばねの外周部が挟まれるように前記保持部材が前記推進部材の先端部分又は相手部材に取り付けられ、前記保持部材は前記ゼンマイばねの両端面を挟んだ部分に前記ゼンマイばねの巻き上げのための窓部が開口していることを特徴とする荷重付加装置。
請求項１記載の荷重付加装置であって、
前記保持部材はゼンマイばねの拡縮作動に応じて前記相手部材または前記推進部材に対して変位することを特徴とする荷重付加装置。
請求項１又は２記載の荷重付加装置であって、
前記保持部材は前記ゼンマイばねの拡縮作動を許容した状態で前記相手部材または前記推進部材に取り付けられていることを特徴とする荷重付加装置。
請求項１〜３のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
前記ゼンマイばねは外周部が前記凹部に当接した収容状態で保持部材に保持されることを特徴とする荷重付加装置。
請求項１〜４のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
前記ゼンマイばねは外周部が前記相手部材または推進部材に直接に又は前記保持部材を介して間接的に当接していることを特徴とする荷重付加装置。
薄板材が複数回巻かれたゼンマイばねと、移動部材に設けられた相手部材を押圧するためのテンショナーとを備え、
前記テンショナーは、相手部材を押圧するために進退移動する推進部材と、この推進部材の後退方向側に同軸的に連結され回転することにより前記推進部材を進退させる回転部材と、ばね力によって前記回転部材を回転させるコイルばねと、前記推進部材を進退移動可能に収容するケースとを備え、
前記回転部材の後端面に当接するように受け部材が設けられ、前記回転部材に対応した前記ケースの底壁部に受け凹部が形成され、前記ゼンマイばねは外周部が前記受け部材及び前記ケースの受け凹部に当接して撓み及び戻りの繰り返し作動が可能となっていることを特徴とする荷重付加装置。
請求項１乃至６のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
前記移動部材は自動車のエンジン内で無端状となって移動するタイミングチェーン又はタイミングベルトであり、前記相手部材は前記エンジン内に揺動可能に設けられ前記移動部材が摺動するガイドアームであることを特徴とする荷重付加装置。