JPWO2016021567A1 - 荷重付加装置 - Google Patents

Abstract

小型化でき、良好な緩衝作用を備えることが可能な荷重負荷装置を提供する。相対的に軸方向に移動可能となって内外に組み付けられ、相手部材を押圧するために一方が他方に対して軸方向に進退移動可能な推進部材となっている第１部材（２）及び第２部材（３）と、第１部材（２）及び第２部材（３）の組み付け状態の内部に設けられ、前記推進部材となっている部材に対して推進力を付与する弾性部材（４）とを備える。内外における外側の部材は、軸方向に延びた複数の側面部（２２、２２）及び一部の側面部が欠如することにより軸方向に延びた開口部（２３、２３）からなる脚部（２４）を備える。推進部材となっている部材の後退時に側面部（２２、２２）が軸方向と交差する方向に変位可能となっている。

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を始めとした荷重負荷装置に関する。

荷重負荷装置のひとつとしてのテンショナーは例えば、自動車のエンジンに組み込まれた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。

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に対して進出しチェーンガイド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、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。

図１３に示す一般的なテンショナー３００においては、推進部材３２０に対してタイミングチェーン２３０から大きな張力が作用すると、推進部材３２０がコイルばね３５０のばね力に抗して後退し易く、タイミングチェーン２３０の張力を保つことが難しい問題がある。このため推進部材３２０の後退（戻り作動）を抑制する必要があり、特許文献１〜３にはこのための従来のテンショナーが開示されている。

特許文献１〜３に開示されたテンショナーでは、図１２の構造に加えて、推進部材の後退移動を抑制する係止駒を設けるものである。特許文献１のテンショナーでは、推進部材を円筒状とし、円筒状の推進部材の内面にラチェット歯等の係止歯を形成している。又、推進部材内のシャフトを挿入し、このシャフト側に係止駒を配置し、係止駒と係止歯とを係合させる構造となっている。特許文献２及び３のテンショナーでは、推進部材を忠実な円柱状として外面に係止歯を形成してケース等の保持部材の内部に配置する一方、推進部材の係止歯に係合する係止駒を保持部材の内部に配置している。以上の特許文献１〜３の構造では、推進部材が後退移動するときに係止駒の係止歯が推進部材の係止歯に係合するため、推進部材の戻り作動を抑制できる。

特許第５１５７０１３号公報 特許第３７１７４７３号公報 特許第３８８３１９１号公報

しかしながら特許文献１のテンショナーでは、円筒状の推進部材の内部に係止駒を設けているため、推進部材の径方向寸法が大きくなる。特許文献２及び３のテンショナーでは、円柱状の推進部材の外側に係止駒を設けているため、推進部材を含めた保持部材の径方向寸法が大きくなる。このため、いずれのテンショナーにおいても、テンショナー全体が径方向に大きくなり、小型化に限界がある問題を有している。
又、推進部材が円筒状や円柱状であり剛体に近い硬い部材であるため、軸方向荷重に対する撓みが少なく、エンジンからの振動を緩和して受ける緩衝作用が小さいものとなり、タイミングチェーン等のチェーン系統に打音や異音が発生する問題も有している。

本発明はこのような従来のテンショナーの問題点を考慮してなされたものであり、小型化でき、良好な緩衝作用を備えることが可能なテンショナー等の荷重負荷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、相手部材を押圧するために軸方向に進退移動する推進部材と、前記推進部材に推進力を付与する弾性部材とを備え、前記推進部材は軸方向に延びた複数の側面部及び一部の側面部が欠如することにより軸方向に延びた開口部を備え、前記側面部及び開口部によって前記弾性部材の周囲を囲んでいることを特徴とする。

請求項２記載の発明の荷重付加装置は、相対的に軸方向に移動可能となって内外に組み付けられ、相手部材を押圧するために一方が他方に対して軸方向に進退移動可能な推進部材となっている第１部材及び第２部材と、前記第１部材及び第２部材の組み付け状態の内部に設けられ、前記推進部材となっている部材に対して推進力を付与する弾性部材とを備え、前記内外における外側の部材は、軸方向に延びた複数の側面部及び一部の側面部が欠如することにより軸方向に延びた開口部からなる脚部を備えており、前記推進部材となっている部材の後退時に前記側面部が軸方向と交差する方向に変位可能となっていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の荷重付加装置であって、前記第１部材と第２部材との間に配置されたロック部材をさらに備え、前記脚部とロック部材とに相互に係合可能な係止歯が形成され、前記推進部材となっている部材の後退によって前記係止歯が相互に係合して前記後退がロック状態なることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の荷重付加装置であって、前記内外における内側の部材及び前記ロック部材の対向面に前記軸方向に対して傾斜したテーパ部が形成され、前記推進部材となっている部材の後退時に前記ロック部材が前記テーパ部に沿って摺動し、この摺動に伴って前記脚部が軸方向と交差する方向に変位することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の荷重付加装置であって、前記ロック部材が前記第１部材と第２部材との間に複数配置され、前記弾性部材が複数のロック部材の間を貫通するよう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１乃至５のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、前記弾性部材はコイル部が前記軸方向に沿って延びたコイルばね又は薄板材が複数回巻かれたゼンマイばねであること特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項３乃至６のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、前記第１部材及び第２部材が配置される固定部材をさらに有し、前記内外における内側の部材が前記ロック部材の摺動に伴って軸方向に移動可能となっており、前記内側の部材と前記固定部材との間に、薄板材が複数回巻かれたゼンマイばねからなる緩衝ばねが配置されていることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、前記脚部が多角形断面に形成され、前記開口部は多角形における１つの側面部、対向した２つの側面部又は３つ以上の側面部が欠如されることにより形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、小型化でき、良好な緩衝作用を備えることが可能なテンショナー等の荷重負荷装置とすることができる。

本発明の荷重付加装置の第１実施形態のテンショナーを示す正面図である。 （ａ）、（ｂ）はテンショナーの平面図及び右側面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第１部材の平面図、正面図、右側面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第２部材の平面図、正面図、右側面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はロック部材の平面図、左側面図、正面図、右側面図である。 ヒス特性を示す荷重‐撓み特性図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第２実施形態のテンショナーを示す正面図、右側面図、底面図である （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は第２実施形態の第１部材の平面図、左側面図、正面図、右側面図である。 （ａ）、（ｂ）は第３実施形態のテンショナーを示す正面図、Ｅ−Ｅ線断面図である。 第４実施形態のテンショナーを示す正面図である。 （ａ）、（ｂ）は第５実施形態のテンショナーを示す正面図及び右側面図である。 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。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、本発明の荷重負荷装置の第１実施形態としてのテンショナー１を示す。図１及び図２はテンショナー１を示し、図１に示すように、テンショナー１は第１部材２及び第２部材３と、弾性部材４と、ロック部材５とを備えている。

図１に示すように、第１部材２及び第２部材３は、いずれも軸方向Ｘに沿って延びるように形成されており、第２部材３が第１部材２の内部に挿入され、この挿入により第１部材２及び第２部材３が内外で組み付けられる。第１部材２は軸方向Ｘに沿って進退移動し、この進退移動により第１部材２が相手部材を押圧する。このため、この実施形態のテンショナー１において、第１部材２が推進部材となる。テンショナー１が図１２に示すエンジン本体２００に取り付けられる場合、第１部材２が押圧する相手部材としては、タイミングチェーン２３０が摺動するチェーンガイド２４０が該当する。

テンショナー１のエンジン本体２００への取り付けは、平板状の固定部材６をボルト等によってエンジン本体２００に固定することにより行われ、この固定によりテンショナー１の全体がエンジン本体２００の内部に設けられる。第２部材３はその底面部３１が固定部材６に加締め等により固定され、この固定状態で第２部材３が固定部材６から立ち上がって第１部材２を保持し、その進退移動を支持する。このため第２部材３は第１部材２の保持部材となる。

図３は第１部材２を示す。第１部材２は第２部材３に対し外側の部材となる。外側の部材としての第１部材２は平面矩形状の天板部２１と、天板部２１の４辺２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの内、左右で対向する２辺２１ａ、２１ｃには軸方向Ｘに沿って垂下した２つの側面部２２、２２が連設され、これにより第１部材２の全体はコ字形に屈曲された帯状に形成されている。天板部２１の他の対向した辺２１ｂ、２１ｄには側面部が欠如されており、この欠如により他の２辺２１ｂ、２１ｄの下部が２つの開口部２３、２３となっている。そして、２つの側面部２２、２２及び側面部が欠如した２つの開口部２３、２３によって脚部２４が形成される。脚部２４を形成することにより、第２部材３を第１部材２内に挿入すると第１部材２が第２部材を跨いで覆った状態となる。この場合、脚部２４の底部２７は開口状態となっている。

第１部材２においては、２つの側面部２２、２２の間に開口部２３、２３が形成されることにより脚部２４の剛性が低くなっており、これにより側面部２２、２２が軸方向Ｘと交差する方向に変位可能となっている。この変位は、後述するように、推進部材である第１部材２に対して相手部材（チェーンガイド２４０）からの荷重が作用して第１部材２が後退したとき、２つの側面部２２、２２が広がる（図１の矢印Ａ）方向に撓むようになされるものである。かかる側面部２２、２２の変位を容易とするため、側面部２２、２２は天板部２１よりも肉薄に形成されている。さらに、対向している２つの側面部２２、２２の対向面には、係止歯２５が長さ方向に沿って形成されている。

図４は第２部材３を示す。第２部材３は第１部材２に対し内側の部材となる。内側の部材としての第２部材３は固定部材６に固定される平面矩形状の底面部３１と、底面部３１の左右方向の２辺から立ち上がって軸方向Ｘに沿って延びる２つの側面部３２、３２とを備えている。一方、第２部材３の底面部３１の前後方向（紙面貫通方向）の２辺には、側面部が形成されることがなく、開口状態となっている。このような第２部材３は全体が枠状となっている。２つの側面部３２、３２は第１部材２の２つの側面部２２、２２に対応しており、第２部材３を第１部材２内に挿入することにより２つの側面部３２、３２が第１部材２の対向した側面部２２、２２と対面した状態となる。これにより第１部材２が進退移動する際に、第１部材２の側面部２２、２２が側面部３２、３２を摺動する。従って側面部３２、３２は第１部材の進退移動の際のガイド面となる。

それぞれの側面部３２、３２の立ち上がり端部には、テーパ部３３、３３がそれぞれ連設され、それぞれのテーパ部３３、３３に天板部３４、３４が連設されている。２つのテーパ部３３、３３は軸方向Ｘに沿って第２部材３の中心線に徐々に近づくように傾斜して上方に延びている。天板部３４、３４は、それぞれのテーパ部３３、３３の延設端部から水平状となって外方に延びており、それぞれのテーパ部３３、３３の上部を覆うように設けられている。第２部材３の中心線に近づくように傾斜したテーパ部３３、３３を形成することにより、それぞれのテーパ部３３、３３と天板部３４、３４との間には凹み状の収容凹部３５、３５が形成され、この収容凹部３５、３５のそれぞれにロック部材５及び後述する押しばね７が収容される（図１参照）。

図１に示すように、弾性部材４はコイル部を有したコイルばねが使用されている。コイルばねからなる弾性部材４は、第２部材３の側面部３２、３２の間に配置されることにより、そのコイル部が軸方向Ｘに沿って延び、内側の部材である第２部材３の内部に設けられる。コイル部の上下端部は第２部材３の底板部３１と第１部材２の天板部２１とに当接しており、第１部材２に推進力を付与している。

図５はロック部材５を示す。ロック部材５は第１部材２の側面部２２、２２の幅方向（図１の紙面貫通方向、図２の幅Ｄ方向）に沿って延びた平面矩形状に形成されている。ロック部材５の一側面には、第１部材２の側面部２２、２２の係止歯２５に対応した係止歯１０が形成される。係止歯１０の反対側の側面には、第２部材３のテーパ部３３に対応したテーパ部１１が形成されている。ロック部材５はテーパ部１１が第２部材３のテーパ部３３と対向し、係止歯１０が第１部材２の係止歯２５に対向するように第２部材３の収容凹部３５、３５のそれぞれに配置される。それぞれのロック部材５と、第２部材３の天板部３４との間には、板ばねからなる押しばね７が挟まれるように配置され、押しばね７によってロック部材５はテーパ部１１が第２部材３のテーパ部３３に常時押し付けられた状態となる。
ロック部材５には、弾性部材４のコイル部が入り込む凹部５ａが形成されており、弾性部材４はこの凹部５ａを横切って貫通するように配置される。凹部５ａを形成することにより、ロック部材５と弾性部材４とを狭いスペース内に配置することができる。

テンショナー１は弾性部材４を圧縮した状態でエンジン本体２００に取り付けられる。これにより、弾性部材４によって推進部材としての第１部材２に推進力が作用し、第１部材２はチェーンガイド２４０を介してタイミングチェーン２３０を常時押圧する。図１の矢印Ｃは、第１部材２の進出方向を示す。

エンジン本体２００への取付状態では、チェーンガイド２４０を介してタイミングチェーン２３０から矢印Ｂ方向の荷重を受ける。矢印Ｂ方向の荷重により第１部材２が戻り作動（後退）し、係止歯２５がロック部材５の係止歯１０に係合して相互に噛み合ったロック状態となる。又、押しばね７によってロック部材５のテーパ部１１が第２部材３のテーパ部３３に押し付けられる。この状態でテーパ部１１、３３が摺動抵抗を受けながらロック部材５が矢印Ｂ方向に後退する。ロック部材５の矢印Ｂ方向への後退ではロック部材５のテーパ部１１が第２部材３のテーパ部３３を押すため、テーパ部３３が第２部材３の中心軸の方向（反矢印Ａ方向）に押圧されて撓む。これと共に第１部材２の脚部２４における側面部２２、２２が矢印Ａ方向に広がるように変位する（撓む）ため、第１部材２の矢印Ｂ方向への荷重の上がり方が緩やかとなり、良好な緩衝を行うことができる。

一方、第２部材３の内部に設けられた弾性部材４は、推進部材である第１部材２を矢印Ｃ方向に常時付勢しており、第１部材２と係合しているロック部材５は第１部材２と共に第２部材３のテーパ部３３を滑って摺動抵抗を受けながら矢印Ｃ方向に移動する。通常のエンジン本体からの交番荷重においては、係止歯１０、２５が係合した状態で以上のＢ方向とＣ方向との往復方向への動きを繰り返す。図６は、このような動作における荷重線図を示し、横軸が撓み量、縦軸が荷重であり、矢印Ｂ方向とＣ方向との間で荷重の差が生じるヒス特性を有している。このヒス特性によってエンジン本体２００からの交番荷重を吸収することができるため、振動を減衰させる緩衝力を大きくすることができる。このような実施形態のテンショナー１では、チェーンガイド２４０を介したタイミングチェーン２３０からの荷重を緩衝して受けることができるため、タイミングチェーン２３０等のチェーン系統に発生する打音や異音を低減させることができる。さらに、第１部材２が後退する矢印Ｂ方向への移動においては、テーパ部１１、３３で発生する摩擦抵抗が熱エネルギーに変換されて消費されるため、第１部材２へ荷重を作用させるタイミングチェーン２３０及びチェーンガイド２４０の挙動を抑制することができる。

一方、タイミングチェーン２３０が伸びてロック部材５の係止歯１０の歯のピッチ以上に第１部材２が矢印Ｃ方向に進出すると、ロック部材５の係止歯１０と第１部材２の係止歯２５との係合が解除し、ロック部材５が第１部材２の係止歯２５の１歯を乗り越えるため第１部材２が矢印Ｃ方向に進出することができる。

テンショナー１においては、第１部材２が側面部２２、２２の間に開口部２３、２３を有した構造となっており、開口部２３、２３の間（図２における幅Ｄの間）にロック部材５や弾性部材４を配置することができ、幅方向（Ｄ方向）の寸法を小さくすることができる。これによりテンショナー１を小型化することができる。
弾性部材４は、第２部材３の２つのテーパ部３３及び２つのロック部材５の間を貫通するように配置される。このような配置では、径方向へのスペースを有効活用することができ、コンパクトに収容でき、しかも弾性部材４の収容スペースを長く確保できる。従って、弾性部材４を長くすることができ、そのばね定数を低く、押圧の荷重変動を小さくすることができる。
さらに、開口状態となっている第１部材２の開口部２３、２３からエンジン本体２００内の潤滑油がテンショナー１の内部に円滑に入り込むため、テンショナー１の内部を良好な潤滑状態とすることができる。
又、第１部材２及び第２部材３は金属板をプレスすることにより加工できるため、簡単且つ安価に作成することができる。
なお、以上のテンショナー１では、第１部材２に作用する荷重に対し、第１部材２の側面部２２、２２の矢印Ａ方向の撓み及び反対方向の撓みを調整することにより、荷重‐撓み特性の設計の自由度を増大させることができる。

（第２実施形態）
図７及び図８は本発明の荷重負荷装置の第２実施形態として用いるテンショナー１Ａを示す。

この実施形態のテンショナー１Ａは、第１実施形態のテンショナー１の第１部材２に対し側面部２６を１つ追加するものであり、その他の構造は第１実施形態のテンショナー１と同様となっている。テンショナー１Ａの第１部材２は軸方向Ｘに延びており、内部に第２部材３が挿入され、この挿入により第１部材２及び第２部材３が内外で組み付けられている。又、第１部材２は軸方向Ｘに沿って進退移動する推進部材なっており、第１部材２の進退移動により第１部材２は相手部材としてのチェーンガイド２４０を押圧する。第２部材３は第１部材２の進退移動を支持するように第１部材２を保持する。

図８は第１部材２を示し、平面矩形状の天板部２１の４辺２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの内、前後で対向する２辺２１ｂ、２１ｄには軸方向Ｘに沿って垂下した２つの側面部２２、２２が連設されている。これに加え、第１部材２は天板部２１の左側の１辺２１ａに側面部２６が連設されている。側面部２６は左側の１辺２１ａから軸方向Ｘに沿って垂下しており、２辺２１ｂ、２１ｄ側の側面部２２、２２を連結した状態となっている。天板部２１の残りの辺（右側の辺）２１ｃは側面部が欠如されており、この欠如により開口部２３となっている。これらの３つの側面部２２、２２、２６及び１つの開口部２３によって第１部材２の脚部２４が形成されている。脚部２４においては、天板部２１と対向した底部２７が開口状態となっている。

この実施形態のテンショナー１Ａの第１部材２においても、タイミングチェーン２３０から矢印Ｂ方向の荷重を受けることにより、軸方向Ｘに沿って後退する。この後退の際には、第１実施形態と同様にロック部材５のテーパ部１１が第２部材３のテーパ部３３を押し付けながらロック部材５が矢印Ｂ方向に後退する。この後退により第２部材３のテーパ部３３が中心軸の方向（反矢印Ａ方向）に撓み、この撓みと共に側面部２６で連結されている２つの側面部２２、２２が矢印Ａ方向に広がるように変位する（撓む）。この変位により矢印Ｂ方向への荷重が緩やかとなるため、荷重を緩衝させることができる。このようなロック部材５及び係止歯１０、２５は、第１実施形態と同様に作用する。

この実施形態においては、第１部材２が３つの側面部２２、２２、２６を有しているため、荷重‐撓み特性（剛性）が高くなっており、第１実施形態のテンショナー１に比べて側面部の撓み量が少ない。このためタイミングチェーン２３０からの荷重が高い場合に好適に使用することができる。この実施形態においても、金属板をプレスすることにより第１部材２を加工することができる。従って、第１部材２を簡単且つ安価に作成することができる。

図７において、符号１２は抜け止め部材である。抜け止め部材１２は、コ字形に形成されて外側の部材である第１部材２を部分的に包むように固定部材６に取り付けられる。コ字形の抜け止め部材１２の両端部にはフック爪１４が形成されており、フック爪１４が固定部材６に形成されたフック溝１５に係止されることにより抜け止め部材１２が固定部材６に固定される。このような抜け止め部材１２を設けることにより、第１部材２が進出しても抜け止め部材１２によって外れ止めされるため、第１部材２の進出を安定して行うことができる。

図示を省略するが、この実施形態においては、第１部材２の天板部２１や側面部２２、２２、２６に対して小穴やスリットを形成することにより、エンジン本体内の潤滑油をテンショナー１Ａの内部に取り込むことができる。これによりテンショナー１Ａの内部を良好な潤滑状態とすることができる。

（第３実施形態）
図９は本発明の荷重付加装置の第３実施形態として用いるテンショナー１Ｂを示す。

テンショナー１Ｂは第１実施形態のテンショナー１に緩衝ばね８を追加するものである。テンショナー１Ｂの第１部材２は、第２実施形態のテンショナー１Ｂと同様に２つの側面部２２、２２と、２つの側面部２２、２２を連結する側面部２６と、側面部が欠如されることにより形成された１つの開口部２３とからなる脚部２４を有している。この第１部材２の内部に第２部材３が挿入され、この挿入により第１部材２及び第２部材３が内外で組み付けられている。第１部材２は弾性部材４によって推進力が付与された推進部材となる。第１部材２及び第２部材３は固定部材６に取り付けられる。この場合、内側の部材である第２部材３は固定部材６に固定されることなく、第１部材２の内部で移動可能となっている。第２部材３の移動はロック部材５のテーパ部１１が第２部材３のテーパ部３３に当接した状態でロック部材５が後退することによりなされる。

緩衝ばね８は薄板材が複数回巻かれたゼンマイばね３が使用されている。ゼンマイばね３からなる緩衝ばね８は巻締められた状態となっており、第２部材３の底面部３１の端面に形成した湾曲状の受け凹部３６と、固定部材６に設けた湾曲状の受け部１６との間に巻締め状態で配置される。これにより第２部材３が後退すると緩衝ばね８は受け凹部３６によって押されるため、縮径方向への荷重が作用する。

固定部材６には、ストッパ突起７１が形成される。ストッパ突起７１は第２部材３の底面部３１よりも進出方向Ｃ側に位置するように固定部材６から第２部材３の内部に向かって突出している。ストッパ突起７１は第２部材３の後退方向Ｂへの移動は許容するが、同部材３の進出方向Ｃへの移動を阻止するものである。すなわち、緩衝ばね８が拡径することにより第２部材３に進出方向Ｃへの移動力が作用するが、第２部材３の底面部３１がストッパ突起７１に当接するため、第２部材３が同方向Ｃに移動することがない。これにより緩衝ばね８が所定の径を維持した状態を保持することができる。

図９において、符号９は押え部材である。押え部材９は本体部９ａと、本体部９ａから緩衝ばね８の方向に延設された押え片部９ｂとによって形成されている。本体部９ａはコ字形となっており、固定部材６に取り付けられて第２実施形態の抜け止め部材１２と同様に推進部材である第１部材２の外れ止めを行う。押え片部９ｂは緩衝ばね８の方向に延設されることにより、緩衝ばね８の上面を覆っており、これにより緩衝ばね８が固定部材６から脱落することを阻止している。

この実施形態のテンショナー１Ｂにおいて、チェーンガイド２４０を介してタイミングチェーン２３０から矢印Ｂ方向の荷重を受けることにより第１部材２が軸方向Ｘに沿って後退し、この後退によりロック部材５がテーパ部１１及びテーパ部３３を介して第２部材３を押圧するため、第２部材３が後退する。この後退によって、後退方向側に位置している緩衝ばね８に縮径方向の荷重が作用する。緩衝ばね８は薄板材を複数回巻いたゼンマイばね３であるため、自らが拡径する力を保持しており、この拡径方向の力が荷重に対する抵抗となる。これに加えて、縮径方向の荷重により薄板材の間で摩擦が生じて同様に荷重に対する抵抗となる。これらによりタイミングチェーン２３０からの荷重が緩やかとなり、荷重を緩衝させることができる。このようなゼンマイばね３からなる緩衝ばね８を用いる構造では、第２実施形態における荷重よりも大きな荷重に適合することができる。

（第４実施形態）
図１０は本発明の荷重付加装置として用いる第４実施形態のテンショナー１Ｃを示す。テンショナー１Ｃは第１実施形態のテンショナー１を天地逆さまにして用いるものである。

この実施形態においても、第２部材３が第１部材２の内部に挿入された構造となっているが、外側の部材である第１部材２は天板部２１が固定部材６に固定された固定側となり、内側の部材である第２部材３は第１部材２の内部で軸方向Ｘに沿って進退移動する推進部材となっている。推進部材である第２部材３に推進力を付与するため、コイルばねからなる弾性部材４が第２部材３の内部に配置されている。

推進部材である第２部材３のテーパ部３３に対しロック部材５が配置され、ロック部材５のテーパ部１１が第２部材３のテーパ部３３に当接している。ロック部材５には係止歯１０が形成され、この係止歯１０が外側の部材である第１部材２の側面部２２、２２に形成された係止歯２５に係合可能となっている。

この実施形態においても、外側の部材である第１部材２は軸方向Ｘに沿った長尺形状に形成されると共に、２つの側面部２２、２２及び２つの側面部２２、２２の間の開口部２３、２３からなる脚部２４を有している。これにより脚部２４の剛性が低くなっており、タイミングチェーン２３０から推進部材である第２部材３に矢印Ｂ方向（図１参照）の荷重が作用すると、テーパ部１１、３３を介して側面部２２、２２が軸方向Ｘと交差する方向に変位（撓み）可能となっている。従って、この実施形態においてもタイミングチェーン２３０からの荷重を緩衝することができる。又、エンジン本体からの交番荷重に対してＢ方向とＣ方向（図１参照）への動きを繰り返すため、これらの方向でヒス特性が発生してエンジン本体２００からの交番荷重を吸収することができ、振動を減衰させる緩衝力を大きくすることができる。又、開口部２３、２３の間にロック部材５や弾性部材４を配置することができるため、幅方向の寸法を小さくすることができ、テンショナー１Ｃを小型化することができる。さらに、エンジン本体２００の間の潤滑油が開口部２３、２３から円滑に入り込むため、テンショナー１Ｃの内部を良好な潤滑状態とすることかできる。加えて、第１部材２及び第２部材３は金属板のプレスにより加工できるため、簡単且つ安価に作成することができる。

（第５実施形態）
図１１は本発明の荷重付加装置として用いる第５実施形態のテンショナー１Ｄを示す。テンショナー１Ｄは推進部材５１と、弾性部材４と、ケース６１とを備えている。弾性部材４は薄板材が複数回巻いたゼンマイばねが使用されている。推進部材５１はゼンマイばねからなる弾性部材４によって推進力が付与されることにより軸方向Ｘに沿って進退移動する。

推進部材５１は２つの側面部５２、５２を有し、２つの側面部５２、５２には、進出方向の先端部で側面部５２、５２と一体となった覆い部５４が設けられている。２つの側面部５２、５２は四角形の２辺で対向しており、四角形の他の２辺は側面部が欠如した開口部５３となっている。図１１（ａ）において、符号５３は手前側の開口部を示し、この開口部５３と同じ開口部（図示省略）が側面部２２、２２を挟むように奥側に形成されている。弾性部材４はこれらの側面部５２、５２及び開口部５３、５３によって周囲が囲まれた状態で配置される。

覆い部５４は２つの側面部５２、５２の進出方向の先端部に一体となって連設されることにより側面部５２、５２の一部を構成している。覆い部５４は円弧状に形成されており、ゼンマイばね３からなる弾性部材４の外周部４１が覆い部５４に当接している。従って、弾性部材４によって推進部材５１が進出する方向に付勢される。又、チェーンガイド２４０等の相手部材からの荷重が推進部材５１に作用して推進部材５１が後退すると、その荷重が弾性部材４に作用する。

ケース６１は第１ケース６２と、第２ケース６３とを組み付けることにより形成されており、エンジン本体２００の内部にボルト等により固定される。第２ケース６３は第１ケース６２から立ち上がった収容部６５を備えており、第１ケース６２と収容部６５との空間内に弾性部材４が配置される。収容部６５の後端壁は円弧状のばね受け部６４となっており、弾性部材４の外周部４１がばね受け部６４に当接する。

ゼンマイばね３からなる弾性部材４は内端部が六角形状に形成された巻き上げ部４２となっており、外端部はケース６１のばね受け部６４に係止される外端係止部４３となっている。第２ケース６３における巻き上げ部４２に対応した天板部分には切り欠き部６６が形成されており、切り欠き部６６に巻き上げ部材を挿入して操作することにより弾性部材４を巻き上げることができる。

テンショナー１Ｄにおいては、巻き上げられた弾性部材４は蓄えたばね力で拡径し、この拡径により推進部材５１が軸方向Ｘに沿って進出し、チェーンガイド２４０を介してタイミングチェーン２３０を押圧する。一方、推進部材５１はタイミングチェーン２３０から交番荷重（振動）を受けることにより推進部材５１が弾性部材４を縮径方向に押圧する。弾性部材４は薄板材を複数回巻いた部材であり、推進部材５１から荷重を受けることにより薄板材の間で摩擦が生じる。この縮径時の摩擦による力は弾性部材４が拡径する力よりも大きく、これらの力の差がヒス特性となり、ヒス特性によってエンジン本体２００からの交番荷重を吸収することができる。このため振動を減衰させる緩衝力を大きくすることができる。

このテンショナー１Ｄにおいては、推進部材５１が側面部５２、５２と開口部５３、５３を有しており、開口部５３、５３からエンジン本体２００内の潤滑油が円滑に入り込むため、テンショナー１Ｄの内部を良好な潤滑状態とすることかできる。又、弾性部材４として高さが低いゼンマイばねを使用しているため、テンショナー１Ｄ全体の高さを低くすることができ、エンジン本体２００内への配置の自由度を増大させることができる。さらに推進部材５１を金属板のプレスにより加工できるため、簡単且つ安価に作成することができる。

本発明において、側面部としては開口部に対応して設けられるものであり、以上の実施形態に限定されることなく、側面部を１つとしても、３つ以上としても良い。又、以上の実施形態では、荷重付加装置として自動車のエンジンに使用されるテンショナーへの適用を示したが、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適用することができる。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ テンショナー
２ 第１部材
３ 第２部材
４ 弾性部材
５ ロック部材
６ 固定部材
７ 押しばね
８ 緩衝ばね
１０、２５ 係止歯
１１、３３ テーパ部
２２ 側面部
２３ 開口部
２４ 脚部
５１ 推進部材
５２ 側面部
５３ 開口部

Claims (8)

1. 相手部材を押圧するために軸方向に進退移動する推進部材と、前記推進部材に推進力を付与する弾性部材とを備え、
   前記推進部材は軸方向に延びた複数の側面部及び一部の側面部が欠如することにより軸方向に延びた開口部を備え、前記側面部及び開口部によって前記弾性部材の周囲を囲んでいることを特徴とする荷重付加装置。
2. 相対的に軸方向に移動可能となって内外に組み付けられ、相手部材を押圧するために一方が他方に対して軸方向に進退移動可能な推進部材となっている第１部材及び第２部材と、
   前記第１部材及び第２部材の組み付け状態の内部に設けられ、前記推進部材となっている部材に対して推進力を付与する弾性部材とを備え、
   前記内外における外側の部材は、軸方向に延びた複数の側面部及び一部の側面部が欠如することにより軸方向に延びた開口部からなる脚部を備えており、前記推進部材となっている部材の後退時に前記側面部が軸方向と交差する方向に変位可能となっていることを特徴とする荷重付加装置。
3. 請求項２記載の荷重付加装置であって、
   前記第１部材と第２部材との間に配置されたロック部材をさらに備え、
   前記脚部とロック部材とに相互に係合可能な係止歯が形成され、前記推進部材となっている部材の後退によって前記係止歯が相互に係合して前記後退がロック状態なることを特徴とする荷重付加装置。
4. 請求項３記載の荷重付加装置であって、
   前記内外における内側の部材及び前記ロック部材の対向面に前記軸方向に対して傾斜したテーパ部が形成され、前記推進部材となっている部材の後退時に前記ロック部材が前記テーパ部に沿って摺動し、この摺動に伴って前記脚部が軸方向と交差する方向に変位することを特徴とする荷重付加装置。
5. 請求項３記載の荷重付加装置であって、
   前記ロック部材が前記第１部材と第２部材との間に複数配置され、前記弾性部材が複数のロック部材の間を貫通するように配置されていることを特徴とする荷重付加装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
   前記弾性部材はコイル部が前記軸方向に沿って延びたコイルばね又は薄板材が複数回巻かれたゼンマイばねであること特徴とする荷重付加装置。
7. 請求項３乃至６のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
   前記第１部材及び第２部材が配置される固定部材をさらに有し、前記内外における内側の部材が前記ロック部材の摺動に伴って軸方向に移動可能となっており、前記内側の部材と前記固定部材との間に、薄板材が複数回巻かれたゼンマイばねからなる緩衝ばねが配置されていることを特徴とする荷重付加装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
   前記脚部が多角形断面に形成され、前記開口部は多角形における１つの側面部、対向した２つの側面部又は３つ以上の側面部が欠如されることにより形成されていることを特徴とする荷重付加装置。

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