(57)【要約】【解決手段】  ピボットアーム（２０）を一方向には自由に回転させ、他方向には回転させないような逆転ストッパ装置（４０）を備えているテンショナ（１０）である。通常の運転条件の下では、ベルトの歯飛びが生じることのないように、ピボットアーム（２０）に働くトルクに耐えられるような摩擦によって逆転は阻止される。開示した実施形態においては、逆転ストッパ装置（４０）は、軸方向に連結されて相対的に回転可能であるような、ストップスリーブ（５０）とクランプホルダ（６０）とを含んでいる。これらを取り巻いているクラッチバネ（８０）は、ストップスリーブ（５０）とクランプホルダ（６０）とを相対的に、一方向には自由に回転させるが、他方向には回転させない。クランプホルダ（６０）の中に保持されているクランプ（７０）は、ピボットシャフトに対して摩擦係合している。摩擦クランプに代えて、粘性結合装置を使用することもできる。
2005511984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジン用のベルトのテンショナであって、
ピボットシャフトと、
前記ピボットシャフトに枢動可能に取り付けられているピボットアームと、
前記ピボットアームに回転可能に支持されているプーリーと、
ベルトが張られる方向へ前記ピボットアームを付勢するバネと、
一方向クラッチ部材と摩擦ブレーキ部材とを備えている逆転ストッパ装置であって、前記摩擦ブレーキ部材は摩擦係合によって固定部分に対して固定され、前記固定部分は前記車両のエンジンに対して静止していて、前記一方向クラッチ部材は前記ピボットアームと前記摩擦ブレーキ部材との間に配置され、前記一方向クラッチ部材は、前記ベルトが張られる方向については実質的に自由に前記ピボットアームが回転することを許容し、前記ベルトが張られる方向とは反対の方向については前記ピボットアームが前記摩擦ブレーキ部材に対して回転することを阻止するように構成及び配置されているような上記逆転ストッパ装置と、
を有することを特徴とするテンショナ。
【請求項２】
前記摩擦ブレーキ部材と前記固定部分との間における前記摩擦係合の強さは、通常のエンジン運転条件下において前記ピボットアームがベルト荷重によるトルクを受けたとき、前記ベルトが張られる方向とは反対である前記方向へ前記ピボットアームが回転することを停止させるのに十分に大きくて、且つ、前記ピボットアームを手作業によって前記ベルトが張られる方向とは反対である前記方向へ回転させることができるだけ十分に小さい、ことを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項３】
前記摩擦ブレーキ部材は、前記ピボットアームが手作業によって前記ベルトが張られる方向とは反対である前記方向へ回転させられたとき、少なくとも部分的に開くように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のテンショナ。
【請求項４】
前記固定部分は、前記ピボットシャフトのうちの前記逆転ストッパ装置が配置されている付近の部分によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項５】
前記ピボットアームと前記一方向クラッチ部材との間に、ある程度の遊びが提供されていることを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項６】
前記遊びは、前記エンジンの熱膨張に起因するアームの動きの回転の大きさと略同一であるような所定の回転成分を含んでいることを特徴とする請求項５に記載のテンショナ。
【請求項７】
前記遊びは、前記エンジンの熱膨張に起因するアームの動きの回転の大きさ、並びに、エンジンによる前記ピボットアームの動的振動に起因するアームの動きの回転の大きさと、略同一であるような所定の回転成分を含んでいることを特徴とする請求項５に記載のテンショナ。
【請求項８】
前記摩擦ブレーキ部材は、摩擦クランプ部材から構成され、
前記一方向クラッチ部材は、前記ピボットシャフトのまわりに配置されてなる軸方向に整列された一対の回動部材から構成されていて、前記回動部材の一方は前記ピボットアームに係合し、前記回動部材の他方は前記摩擦クランプ部材に係合するようなクランプホルダを備え、前記回動部材の少なくとも一方は円筒形部分を有しており、
前記一方向クラッチ部材はクラッチバネをさらに備え、前記クラッチバネの一方の端部は、前記少なくとも一方の前記回動部材における前記円筒形部分の上に重なっていて、前記クラッチバネの他方の端部は、前記回動部材の他方に取り付けられていて、これによって、前記クラッチバネは、前記回動部材が互いに相対的に一方向へ回転することを許容し、前記回動部材が互いに反対方向へ回転することを実質的に阻止する、
ことを特徴とする請求項１に記載のテンショナ。
【請求項９】
前記クランプホルダは、上方にあるクランプスリーブ部材と、下方にあるボトムスリーブ部材とから構成されていて、前記摩擦クランプ部材は、前記上方のクランプスリーブ部材と前記下方のボトムスリーブ部材との間に収容されていることを特徴とする請求項８に記載のテンショナ。
【請求項１０】
前記クラッチバネが有している突起によって、前記ピボットアームに係合している回動部材に、クラッチバネが固定されていることを特徴とする請求項８に記載のテンショナ。
【請求項１１】
前記クラッチバネが有している突起によって、クラッチバネが前記クランプホルダに固定されていることを特徴とする請求項８に記載のテンショナ。
【請求項１２】
前記一方向クラッチ部材における前記回動部材の一方は、前記ピボットアームと一体的に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のテンショナ。
【請求項１３】
前記一対の回動部材は、互いに直接的に軸方向に相互結合されていることを特徴とする請求項８に記載のテンショナ。
【請求項１４】
前記一方向クラッチ部材における前記回動部材の一方は、前記ピボットアームと一体的に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のテンショナ。
【請求項１５】
車両のエンジン用のベルトのテンショナであって、
ピボットシャフトと、
前記ピボットシャフトに枢動可能に取り付けられているピボットアームと、
前記ピボットアームに回転可能に支持されているプーリーと、
ベルトが張られる方向へ前記ピボットアームを付勢するバネと、
アーム係合部分と摩擦ブレーキ部材と一方向クラッチ部材とを含んでいるような逆転ストッパ装置と、を備え、
前記逆転ストッパ装置は、前記一方向クラッチ部材と前記摩擦ブレーキ部材との間に相対的な摺動動作を許容することによって、前記ベルトが張られる方向については前記ピボットアームが実質的に自由に回転することを許容し、
前記逆転ストッパ装置は、前記アーム係合部分による係合と、前記摩擦ブレーキ部材と前記エンジンに対して静止している固定部分との摩擦係合と、前記摩擦ブレーキ部材と前記アーム係合部分との間における前記一方向クラッチ部材の連結作用とによって、前記ベルトが張られる方向とは反対の方向へ前記ピボットアームが回転することを阻止することを特徴とするテンショナ。
【請求項１６】
前記摩擦ブレーキ部材と前記固定部分との間における前記摩擦係合の強さは、通常のエンジン運転条件下において前記ピボットアームがベルト荷重によるトルクを受けたとき、前記ベルトが張られる方向とは反対である前記方向へ前記ピボットアームが回転することを阻止するのに十分に大きくて、且つ、前記ピボットアームを手作業によって前記ベルトが張られる方向とは反対である前記方向へ回転させることができるだけ十分に小さい、ことを特徴とする請求項１５に記載のテンショナ。
【請求項１７】
前記固定部分は、前記ピボットシャフトのうちの前記逆転ストッパ装置が配置されている付近の部分によって構成されていることを特徴とする請求項１５に記載のテンショナ。
【請求項１８】
前記ピボットアームと前記一方向クラッチ部材との間に、ある程度の遊びが提供されていることを特徴とする請求項１５に記載のテンショナ。
【請求項１９】
前記摩擦ブレーキ部材は、摩擦クランプ部材から構成され、
前記逆転ストッパ装置は、前記ピボットシャフトのまわりに配置されてなる軸方向に整列された一対の略円筒形の部材から構成されていて、前記略円筒形の部材の一方は前記ピボットアームに係合し、前記略円筒形の部材の他方は前記摩擦クランプ部材を支持するようなクランプホルダを備え、
前記一方向クラッチ部材はクラッチバネを備え、該クラッチバネは、前記一対の前記略円筒形の部材に重なっていて、前記略円筒形の部材が互いに相対的に一方向へ回転することを許容し、前記略円筒形の部材が互いに反対方向へ回転することを実質的に阻止する、
ことを特徴とする請求項１５に記載のテンショナ。
【請求項２０】
前記クランプホルダは、上方にあるクランプスリーブ部材と、下方にあるボトムスリーブ部材とから構成されていて、前記摩擦クランプ部材は、前記上方のクランプスリーブ部材と前記下方のボトムスリーブ部材との間に収容されていることを特徴とする請求項１９に記載のテンショナ。
【請求項２１】
前記ピボットアームに係合している前記略円筒形の部材に、前記クラッチバネが結合されていることを特徴とする請求項１９に記載のテンショナ。
【請求項２２】
クランプホルダを構成している略円筒形の部材に、前記クラッチバネが結合されていることを特徴とする請求項１９に記載のテンショナ。
【請求項２３】
前記一対の略円筒形の部材は、互いに直接的に軸方向に相互結合されていることを特徴とする請求項１９に記載のテンショナ。
【請求項２４】
前記ピボットアームと、ピボットアームに係合している略円筒形の部材の係合部分との間に、ある程度の遊びが提供されていることを特徴とする請求項１９に記載のテンショナ。
【請求項２５】
車両用のベルトのテンショナであって、
エンジンに固着されるべく構成されているピボットシャフトと、
前記ピボットシャフトに枢動可能に取り付けられているピボットアームと、
前記ピボットアームに回転可能に支持されているプーリーと、
ベルトが張られる方向へ前記ピボットアームを付勢すべく構成されて配置されているバネと、
前記ピボットアームと前記エンジンに対して静止している固定部分との間に配置された逆転ストッパ装置であって、前記逆転ストッパ装置は、前記ベルトが張られる方向については実質的に自由に前記ピボットアームが回転することを許容し、前記ベルトが張られる方向とは反対の方向については前記ピボットアームが回転することを阻止するように構成及び配置されているような上記逆転ストッパ装置と、を備え、
前記ピボットアームと前記逆転ストッパ装置とは、両者間に所定の限られた大きさの回転遊びを提供すべく協働して構成されており、
前記逆転ストッパ装置は、前記ピボットシャフトのまわりに配置された一対のストッパ部材であって、前記ストッパ部材の一方は前記ピボットアームに係合し、前記ストッパ部材の他方は前記固定部分に結合されているような上記ストッパ部材と、一方向クラッチ部材であって、前記一対のストッパ部材に重なっているクラッチバネを備え、前記ストッパ部材が互いに相対的に一方向へ回転することを許容し、前記ストッパ部材が互いに反対方向へ回転することを実質的に阻止するような上記一方向クラッチ部材とを備えていることを特徴とするテンショナ。
【請求項２６】
前記他方の前記ストッパ部材は、前記固定部分に係合している摩擦ブレーキ部材を介して前記固定部分に直接的に結合されていることを特徴とする請求項２５に記載のテンショナ。
【請求項２７】
前記他方の前記ストッパ部材は、液圧装置を介して前記固定部分に結合されていることを特徴とする請求項２５に記載のテンショナ。
【請求項２８】
前記他方の前記ストッパ部材は、粘性物質を介して前記固定部分に結合されていることを特徴とする請求項２７に記載のテンショナ。
【請求項２９】
車両用のベルトテンショナであって、
エンジンに固着されるべく構成されているピボットシャフトと、
前記ピボットシャフトに枢動可能に取り付けられているピボットアームと、
前記ピボットアームに回転可能に支持されているプーリーと、
ベルトが張られる方向へ前記ピボットアームを付勢すべく構成されて配置されているバネと、
前記ピボットアームと前記エンジンに対して静止している固定部分との間に配置された逆転ストッパ装置であって、前記逆転ストッパ装置は、前記ベルトが張られる方向については実質的に自由に前記ピボットアームが回転することを許容し、前記ベルトが張られる方向とは反対の方向については前記ピボットアームが回転することを阻止するように構成及び配置されているような上記逆転ストッパ装置と、を備え、
前記逆転ストッパ装置は、前記ピボットシャフトのまわりに配置された一対のストッパ部材であって、前記ストッパ部材の一方は前記ピボットアームに係合し、前記ストッパ部材の他方は粘性物質を介して前記固定部分に結合されているような上記ストッパ部材と、一方向クラッチ部材であって、前記一対のストッパ部材に重なっているクラッチバネを備え、前記ストッパ部材が互いに相対的に一方向へ回転することを許容し、前記ストッパ部材が互いに反対方向へ回転することを実質的に阻止するような上記一方向クラッチ部材とを備えていることを特徴とするテンショナ。
【請求項３０】
回転出力又は回転トルクを選択的に伝達するための回転装置であって、  軸方向に互いに直接的に相互結合されていて、互いに相対的に回動可能であるような一対の回動部材と、
前記一対の回動部材にかぶせるように配置された一方向クラッチバネであって、前記一方向クラッチバネは、前記回動部材のひとつが一方向へ回転するときには、前記一対の軸方向に連結された回動部材を回転方向にインターロックし、前記回動部材のひとつが反対方向に回転するときには、前記軸方向に連結された回動部材が相対的に回転することを許容するような上記一方向クラッチバネと、
を有することを特徴とする回転装置。
【請求項３１】
前記一対の回動部材のひとつは、前記クラッチバネの一部分にかぶさるように配置されてなるリング状の縁を有していて、前記回動部材の前記ひとつが前記反対方向に回転するときに前記クラッチバネの巻線が開くことを拘束し、該反対方向の回転によって巻線が開くことが無いようにしていることを特徴とする請求項３０に記載の回転装置。
【請求項３２】
前記クラッチバネは、前記クラッチバネの残余の巻線に比べて大きい直径であるような、少なくとも１回分の巻線を有していて、前記大きい直径の巻線は、前記クラッチバネが前記一対の回動部材を回転方向にインターロックする前に、前記回動部材の前記ひとつにある程度の自由回転ストロークを提供していることを特徴とする請求項３０に記載の回転装置。
【請求項３３】
前記一対の回動部材のひとつは、前記クラッチバネの一部分にかぶさるように配置されてなるリング状の縁を有していて、前記回動部材の前記ひとつが前記反対方向に回転するときに前記クラッチバネの巻線が開くことを拘束し、該反対方向の回転によって巻線が開くことが無いようにしていることを特徴とする請求項３２に記載の回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には車両用のベルトのテンショナに関し、特に、一方向クラッチと摩擦ブレーキとによってアームの逆転ストッパの位置が制御されるような、タイミングベルト用のテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のベルトテンショナは当業者に周知であって、例えばタイミングベルトなど、様々なベルト系の張力を調整するために使用されている。一般にベルトテンショナは、エンジンその他の機械装置におけるベルトの一部分を回転可能に支持するような、可動な支持構造を含んでいる。ベルトテンショナにおけるアーム／プーリーのサブ・アセンブリの回転位置は、通常は自動調整されて、エンジンの熱膨張や熱収縮に起因する、及び／又は、ベルトの摩耗や伸びに起因する、ベルト経路の長さの増減を補償して、ベルトの張り具合を調整する。さらに、テンショナ組立体の全体は、通常はエンジンブロックに対して手作業で調整可能になっていて、エンジンの製造公差にかかわりなく、テンショナをエンジンの適切な位置に調整できるようになっている。
【０００３】
従来技術によるひとつの一般的なタイプのベルトテンショナは、固定構造とピボット構造とを含んでいて、該ピボット構造は一般的にはアーム／プーリーのサブ・アセンブリから構成されて、固定構造に枢動可能に取り付けられる。コイルバネがピボット部材を取り巻いて、バネの端部はそれぞれ固定構造とピボット構造とに結合されていて、ベルトの張り具合が最大になる位置へ向けてピボット構造を付勢する。ベルトの張り具合が最小になる位置から、ベルトの張り具合が最大になる位置へと、ピボット構造が動くと、バネの付勢力は減少する。与えられた動きの範囲内でバネ力は変化するけれども、ベルトは実質的に一定の張り具合に維持される。米国特許第４，４７３，３６２号明細書は、そのようなテンショナを開示している。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，４７３，３６２号明細書
【０００５】
さらに、タイミングベルト用のテンショナやチェーン用のテンショナは通常、ストローク・リミッタを有している。ストローク・リミッタは通例、一対の固定ストッパを含んでいて、該ストッパは、ピボットアームがその通常の位置から所定距離を越えて回転することを阻止する。すなわち、第１のストッパは、ベルトへ向かうアームの回転を制限するもので、“自由アームストッパ”と称され、第２のストッパは、アームがベルトから離れる回転を制限するもので、“逆転ストッパ”と称される。逆転ストッパは、ピボットアームが逆転した場合であっても、駆動系におけるいずれのスプロケットの歯からもベルトが浮いて“歯飛び”したり歯から係脱したりすることが無いように、配置されるのが通常である。言い換えれば、逆転ストッパは歯飛びを防止するようにデザインされていて、さもなくば、そうした歯飛びは様々なスプロケット間にタイミング・エラーを生じさせて、結果的に、機器の誤動作や損傷につながることになる。
【０００６】
手作業による初期の据付調整を提供しないテンショナを使用して、エンジンの製造公差を補償すべくピボット構造を回転させるような場合、逆転ストッパをピボットアームの公称位置から所定距離に位置決めするための一般的な方法は、便利ではない。言い換えれば、そうしたテンショナの構成にあっては、テンショナのアームはなんらの固定された公称位置をも有しておらず、よって逆転ストッパの固定された位置も存在せず、従って、初期のテンショナの据付け作業中には、手作業にて又は好ましくは自動的に、逆転ストッパの位置を調整することが必要になる。さらに、今日ではエンジン部品の耐用年数は長くなって、ベルトの寿命やベルトの伸びもより長くなったため、テンショナの寿命期間内において、より広い調整範囲がテンショナのピボット構造に要求されることになる。従って、手作業による保守調整を避けるために、逆転ストッパの位置を自動調整することがさらに重要になる。
【０００７】
いくつかの公知のテンショナのデザインによって、テンショナにおける逆転ストッパのそうした自動調整が提供されている。例えば、米国特許第４，１４５，９３４号明細書においては、偏心アーム（レバー）に対して楔を押圧することで、いったん張力バネによってテンショナのアームがベルトに対して付勢されたならば、アームがベルトから離れるように回転できないようにしている。同様に、米国特許第４，３５１，６３６号明細書が開示しているテンショナは、原理的には同一であるものの、楔に代えて、ラチェット歯止組立体を使用している。米国特許第４，６３４，４０７号明細書には、別のラチェット歯止式のテンショナ機構が開示されている。しかしながら、これらの特許においては、いったんテンショナのアームがベルトに向かって回転したならば、該アームはベルトから離れるように回転することは不可能になっていて、従って、そうした構成にあっては、エンジンブロックが熱膨張する間に、ベルトの張り具合を制御することができない。
【０００８】
【特許文献２】米国特許第４，１４５，９３４号明細書
【特許文献３】米国特許第４，３５１，６３６号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６３４，４０７号明細書
【０００９】
米国特許第４，５８３，９６２号明細書は、そうしたデザインに対する改良を開示している。より詳しくは、同特許で開示されている機構は、アームが逆転ストッパへ向かうような、限られた大きさの戻りストロークを許容することで、エンジンの熱膨張に適合している。同特許によるテンショナは、バネクラッチ式の一方向装置と、アームが逆行できるように構成された弓形の溝穴とを使用している。同様に、米国特許第４，８２２，３２２号明細書と米国特許第４，８３４，６９４号明細書とに開示されているテンショナにあっては、在来の（ローラ式）一方向クラッチによって一方向機構が構成されていて、テンショナのアームの戻りストロークは弓形の溝穴によって制御されている。さらに、米国特許第４，８０８，１４８号明細書が開示しているテンショナにおいては、逆行ストロークを溝穴で制限するのではなくて、ラチェット歯止組立体と静止取付部材との間に弾性付勢要素（例えばエラストマーのバネ）を提供している。
【００１０】
【特許文献５】米国特許第４，５８３，９６２号明細書
【特許文献６】米国特許第４，８２２，３２２号明細書
【特許文献７】米国特許第４，８３４，６９４号明細書
【特許文献８】米国特許第４，８０８，１４８号明細書
【００１１】
前述したいずれのデザインのテンショナも、いったんアームの自由位置へ向けて動いたならば、また、エンジンの最適な走行条件下以外での運転時には、逆転ストッパがベルトから離れるように逆行できないという制限を有していた。逆転ストッパは、冷間始動中に及び／又はエンジンの激しいキックバックのために、最適位置を越えて動くので、テンショナのアームはたびたび逆転ストッパに接触することになって、そのために、ノイズや損傷、及び／又は、部品の早期故障を生じさせる。さらに、かかるタイプのテンショナにおいては、ベルトの再据付けや交換を行なうことができない。
【００１２】
米国特許第４，９２３，４３５号明細書が開示しているテンショナは、アームと一方向クラッチ機構との間に粘性物質を配置している。しかしながら、このデザインは、張力を加えられたベルトが歯飛びをしないことを保証するものではない。ベルトに連続的な荷重が加わると（こうした状態は、特にエンジン停止中に車両を後退させることでエンジンが無理に逆転させられる場合に生じる。）、粘性物質はテンショナのアームが回転することを許容してしまうので、粘性物質は積極的なストッパとしては機能せずに、単なる回転ダンパとして機能する。
【００１３】
【特許文献９】米国特許第４，９２３，４３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、従来技術のこれらの制限を解消するもので、提供されるテンショナにおいては、テンショナのアームがアームの自由位置に向かってピボット（枢動）すると、逆転ストッパはこれに“追従”することによって、逆転ストッパの適切な動作位置を自動的に“見つけ出す”ことができて、逆転ストッパの動作位置は、公称の又は一時的な（例えば振動などの）ベルト荷重の下では維持されるが、例えば据付け時には手作業にて逆転ストッパを逆転させることができ、また、ベルトに高い荷重が十分に又は長く続くときには逆転を許容するものになっている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のひとつの観点によるタイミングベルトのテンショナは、エンジンブロックに固定されたピボットシャフトと、ピボットシャフトに枢動可能に取り付けられているピボットアームと、ピボットアームと固定構造（例えばエンジンブロック）との間に取り付けられて、ベルトが張られる方向へ（すなわちアームの自由位置へ向けて）ピボットアームを付勢する捩りバネと、逆転ストッパ装置と、を有している。逆転ストッパ装置は、略円筒形のストップスリーブと、（例えば略円筒形のクランプホルダによって支持される）摩擦ブレーキと、一方向クラッチとを含んでいる。ストップスリーブとピボットアームとは、ストップスリーブに対してピボットアームが所定の限られた大きさだけ回転動作できるように協働して構成されることが好ましい。一方向クラッチは、ストップスリーブが（よってピボットアームが）アームの自由位置へ向かう方向については比較的自由な回転動作を許容するが、ストップスリーブがベルトから離れる方向に（つまりベルトの張り具合が最小になる位置へ向けて）回転するときには、ストップスリーブを摩擦ブレーキに係合させて、摩擦ブレーキは、例えばピボットシャフトあるいはエンジンブロック自体などの一定の固定箇所に、一方向クラッチを効果的に“固定”する。変形例としては、摩擦ブレーキに代えて、例えば粘性物質を使用したものなどの液圧結合装置を使用しても良い。
【００１６】
摩擦ブレーキは、クランクシャフトが逆転したような場合には、ベルトから加わるその程度の大きさの力によっては、アームがベルトの張り具合が最小になる位置へ向かって動くことは阻止するものの、例えば据付け時などに手作業によってピボットアームを回転させる場合には、逆転ストッパがベルトの張り具合が最小になる位置へ向けて回転することを許容ないし“解放”する。本発明の構成によるテンショナによれば、据付けが容易になり、構成が簡易であり、従って製造及び据付けの時間とコストを削減することができる。
【００１７】
本発明の別の観点による、回転出力又は回転トルクを選択的に伝達するための回転装置は、軸方向に互いに直接的に相互結合されていて、互いに相対的に回動可能であるような一対の回動部材を含んでいる。一方向クラッチバネが、一対の回動部材にかぶせられるように配置されて、回動部材のひとつが一方向へ回転するときには、一対の回動部材を回転方向にインターロックし（すなわち両者間の相対的な回転を阻止し）、回動部材のひとつが反対方向に回転するときには、回動部材が相対的に回転することを許容する。回動部材のひとつは、クラッチバネの巻線が開くことを拘束するような縁を有していても良く、また、クラッチバネは、残余の巻線に比べて大きい直径であるような、１回分又は複数回分の巻線を有していて、クラッチバネが回動部材を回転方向にインターロックする前に、ある程度の自由ストロークを提供しても良い。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明について詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、内燃機関のためのタイミングベルト装置を示している。エンジンのクランクシャフト１１３には、歯付プーリー・スプロケット１１２が固定され、内面に歯の付いたベルト１１４は、該スプロケット１１２によって駆動される。歯付ベルト１１４は、外面に歯の付いた第２のスプロケット１１６を引張って駆動して、このスプロケット１１６はエンジンのカムシャフト１１８に結合されていて、もって該カムシャフトを回転させる。本発明によるテンショナ１０は、ベルト１１４に張力を加えるような関係に取り付けられている。
【００１９】
図２に示すように、テンショナ１０が備えているプーリー１２は、ボールベアリング組立体１３に取り付けられて、ピボットアーム２０の外周に延在していて、該ピボットアーム２０は、例えばジャーナル軸受によって、ピボットシャフト１６に対して偏心してピボット（枢動）可能であるように、該ピボットシャフトに取り付けられている。言い換えれば、プーリー１２は、ボールベアリング組立体１３の中心を通るような、プーリー自体の回転軸線１５を中心として回転し、ピボットアーム２０は、ピボットシャフト１６の長手軸線１６ｃを中心として（プーリー１２を共にピボット（枢動）させつつ）ピボット（枢動）するが、該軸線１６ｃは、一般に、プーリー１２の回転軸線１５に対して間隔を隔てて且つ平行になっている。
【００２０】
ピボットシャフト１６は、長手方向に中心に貫通してなるボア１６ｂを有していて、ボアに通された据付ボルト（図示せず）によってテンショナ組立体はエンジンに固定される。ピボットシャフト１６には、ベースプレート３０が圧入によって取り付けられていて、好ましい構成においては、ベースプレートとピボットシャフトとの圧入を改善するために、ベースプレートは中心に突出部３１を有している。
【００２１】
捩りコイルバネ１８は、テンショナの（図における）下方の部分を取り巻いて、アーム２０とベースプレート３０の間に取り付けられて、バネの片端の突起１８ａはアーム２０の対応する溝穴２２の中へ延在し、バネの他端の突起１８ｂはベースプレート３０の上方へ延びた外側スカート３２に形成されている溝孔３３の中へ延在している。テンショナ１０を組み立てる際には、アーム２０を最終的な軸線位置にする前に、アーム２０をベースプレート３０に対して回転させることで、バネ１８に予荷重を与え、アーム２０がアームの自由位置に向かって回転するように付勢しておく。アーム２０の本体とピボットシャフト１６のフランジ１６ａとの間には、スラストワッシャ１４が配置されていて、アーム２０が回転するときの両者間の摩擦を低減している。
【００２２】
ピボットシャフト１６におけるアーム２０とベースプレート３０との間には、逆転ストッパ装置４０が据付けられている。ひとつの実施形態においては、逆転ストッパ装置４０は、略円筒形のストップスリーブ５０と、直接的に相互結合されてなる略円筒形のクランプホルダ６０と、クランプ７０の形態である摩擦ブレーキ部材と、クラッチバネ８０と、ブッシング１００と、から構成されている。図４に詳しく示した摩擦クランプ７０は、クランプホルダ６０の中に保持され、ピボットシャフト１６に対して摩擦的に回転係合していて、クランプホルダ６０と摩擦クランプ７０とは一緒につまり単一のユニットとして、ピボットシャフト１６に対して回転するように構成されている。
【００２３】
ひとつの好ましい実施形態においては、クランプホルダ６０をストップスリーブ５０に直接的に相互結合するために、ストップスリーブ５０には、フランジ状の外向きの突起部５６と円周に沿って延在してなる外向きの溝部５４とが設けられ、これらの突起部と溝部とはそれぞれ、クランプホルダ６０に設けられた内向きの溝６８と内向きのリング６７とに嵌合する。ストップスリーブ５０における突起部５６と溝５４とが配置されている端部は、図３に示す如く、軸方向の切れ目５３によって、幅狭で可撓性の複数の指状部分５９に分割されている。指状部分５９は半径方向に可撓性であるために、突起部５６を細く絞り込むことでクランプホルダ６０の内向きリング６７に挿通させて２つの部品を互いに組み立てれば、その後には該突起部は元の位置に反発して復帰する。突起部とリングと各溝とが相互に係合することによって、ストップスリーブ５０とクランプホルダ６０とを軸方向に互いに係止しつつ、両者が相対的に回転することを許容している。ストップスリーブ５０とクランプホルダ６０とは、互いに隙間嵌めになっていて、これらの２つの部品同士は比較的自由に回転することができる。ストップスリーブはナイロンなどの可撓性の材料から作られていて、内方へ屈曲したり、外向きに反発復帰したりすることができる。
【００２４】
ストップスリーブ５０の内側には、ブッシング１００が挿入されていて、テンショナの運転寿命中に、突起部５６が内方へつぶれることを防止している。また、ブッシング１００は、特にストップスリーブ５０がアームの回転動作を阻止している時に、ストップスリーブ５０の全体的な剛性を向上させる。
【００２５】
クランプ７０は、パッドないしブレーキシュー状の要素７１を介して、ピボットシャフト１６を把持するようにデザインされていて、クランプ７０を所定の強さの力で実質的にないし“選択的”に固定して、もってクランプホルダ６０をピボットシャフト１６に固定している。クランプ７０はピボットシャフト１６を十分な力で把持するように設計されていて、パッド要素７１とピボットシャフト１６との間の摩擦抵抗力に打ち勝ってピボットシャフト１６に対して摩擦摺動的にクランプ７０を（もってクランプホルダ６０を）回転させるために要求されるトルクの大きさについては、（１）歯飛びが起こさないような条件下においてベルトから働く力によって生じるトルクの大きさに比べると大きいが、（２）クランプ７０の設計把持トルクを越えるトルク荷重が作用したときには、クランプ７０を（もってクランプホルダ６０を）を回転させることができるようになっている。望ましくは、クランプ７０は、１７−４ステンレス鋼などの高い降伏強度をもった耐腐食性の材料から作られていて、そのバネ要素を大きく変形させることで必要な予荷重力に達することができるものになっている。変形例としては、高強度炭素鋼や工具鋼からクランプを作製して、該部品に耐腐食性コーティングを施すことも可能である。
【００２６】
ひとつの好ましい形態においては、図４に示す如く、クランプ７０は文字“Ｃ”に似ていて、両端にパッドないしブレーキシュー状の要素７１が取り付けられている。クランプ７０をかかる形状に作製する場合には、クランプ７０にタブ７２を設けるようにして、クランプの位置決めと、クランプホルダ６０に対する係合固定とを助けるようにすると良い。摩擦クランプ７０は、クランプホルダ６０の円周の一部に延在し、その一部分は半径方向に貫通しているような溝７３に嵌着される。パッド７１は、溝７３の底部からクランプホルダ６０の壁面を完全に貫通している開口７４（クランプホルダの両側にひとつずつ設けられている。）に通されて、ピボットシャフト１６の側面を把持することができるようになっている。さらに、２つのリブ７５（図３では片方だけが見えている）の間に形成されて、溝７３の中に形成されてなる小さい溝穴（図面上では隠れていて見えない）の中にタブ７２が嵌入する。これにより、タブ７２は、クランプホルダ内における摩擦クランプ７０の位置決めと、位置の維持とを助ける。
【００２７】
ストップスリーブ５０とクランプホルダ６０とが相互に結合されている箇所における少なくとも一部分にわたるように、ストップスリーブ５０とクランプホルダ６０とはそれぞれ、円筒形の外面５２と６２とを有していて、これらは同一の直径になっている。クラッチバネ８０は、円筒面５２と６２とにかぶせるように圧着されている。クラッチバネ８０の一方の端部は軸方向の突起８２になっていて、該突起は、ストップスリーブ５０から軸方向に延出した舌片５０ａの内部に形成されて軸方向に延びている孔５１に挿入されており、突起８２はストップスリーブ５０と共にクラッチバネ８０を回転させるようになっている。クラッチバネ８０と２つの円筒面５２及び６２とは、一方向クラッチの機能を行なうもので、すなわち、プーリー１２とピボットアーム２０とがベルト１１４へ向かって回転することでストップスリーブ５０がクランプホルダ６０に対して一方向に回転するときには、ほとんど抵抗を伴なわずに、クラッチバネ８０はクランプホルダ６０に対して摺動的に回転するけれども、プーリー１２とピボットアーム２０とがベルト１１４から離れるように回転することでストップスリーブが反対方向に回転するときには、クラッチバネ８０は３つの全部品（ストップスリーブ５０、クランプホルダ６０、クラッチバネ８０）を締め付けてロックする。より詳しくは、クラッチバネ８０の巻線方向を選択するに際しては、ベルトが張られる方向（つまりアームの自由位置へ向かう方向）については、ストップスリーブ５０（これは詳しくは後述するようにピボットアーム２０と共に回転する。）がクランプホルダ６０に対して自由に回転できるものの、ベルトの張り具合が最小になる方向へ向けてアーム２０によってストップスリーブ５０が回転するときには、クラッチバネ８０が円筒面５２と６２とをしっかりとクランプして締め付けて、ベルトの張り具合が最小になる方向へ向けてストップスリーブ５０がクランプホルダ６０に対して回転することを阻止するようになっている。
【００２８】
ピボットアーム２０とストップスリーブ５０との間に働く力は、ストップスリーブ５０とクランプホルダ６０との間に働く力と共に、クランプホルダ６０を軸方向にベースプレート３０へ押圧する傾向がある。従って、クランプホルダ６０の底面は、良好なスラストベアリング面を提供するように形成しておくことが望ましい。
【００２９】
バネクラッチは、コイルバネ８０の配置に応じて、様々な構成及び配置にすることができる。クラッチバネによるトルク伝達能力は、それぞれの面に係合しているコイルの巻数に依存することは理解できるだろう。もしも、数回のコイルのための十分な軸線方向の空間が存在するのであれば、クラッチバネ８０を均一ないしほぼ均一に、ストップスリーブ５０とクランプホルダ６０とのそれぞれの部分にかぶせても良い。しかしながら、軸線方向の空間が限られているのであれば、片方の円筒面を短くして、図２に例示するような突起を用いて、クラッチバネを当該要素に係合させても良い。しかし、そうした事例にあっても、突起が受ける力の大きさを低減させるため、少なくとも２〜３回分のコイルを各円筒面にかぶせることが好ましい。さらに、アームの自由位置へ向けてのクラッチバネの摺動回転の具合を改善するために、クラッチバネ８０の少なくとも１回分を十分に被うように、リング状の縁５０ｃを備えたストップスリーブを提供することが好ましい。リング状の縁５０ｃは、クランプホルダ６０に対してクラッチバネが摺動し始める前に、クラッチバネのコイルが過剰に開くことを防止する。
【００３０】
ピボットアーム２０は空洞２１を形成されて有していて、その中に、ストップスリーブ５０の舌片５０ａが嵌入している。空洞２１は舌片５０ａに対して締り嵌めになっていても良いけれども、軸方向の舌片５０ａに比べて空洞を若干大きくしておくことで、ピボットアーム２０がストップスリーブ５０に対して若干程度、自由に回転動作できるようにすることが好ましい。逆転ストッパ装置４０の摩耗を最小にするために、かかる回転“遊び”の大きさは、エンジンの熱膨張に起因するアームの回転動き及び／又は動的エンジンによるアームの振動の大きさと、少なくとも略同一にすることが推奨される。かかる角度範囲は、個々のエンジン構造によって変化するが、一般的には２０゜〜５０゜のオーダーである。また、ピボットアーム２０には六角穴２３が形成されていて、この六角穴２３には対応する工具、例えばアレンレンチ（六角棒レンチの登録商標：図示せず）やその他の任意の簡便なレバー式ないしハンドル式の装置をアクセスすることができ、そうした工具はスラストワッシャ１４の開口１４ａに通して六角穴２３に挿入する。
【００３１】
図５及び図６には、本発明の別の構成によるテンショナを示している。この構成は、図２に示したものと類似しているけれども、逆転ストッパ装置１４０の構成がいくぶん変更されていて、また、テンショナの静止要素に対してピボットアームを回転方向にロック可能であるような任意の機械的装置から構成されてなる据付クリップ（図示せず）が提供されている。より詳しくは、逆転ストッパ装置１４０にあっては、前述した実施形態に比べると、ストップスリーブ１５０とクランプホルダ１６０との構成が逆になっていて、クラッチバネ１８０の端部にある軸方向のバネ突起１８２は、（図２に示したストップスリーブ５０ではなくて）、クランプホルダ１６０に形成された孔１６１の中に固定されるようになっている。その結果、ストップスリーブ１５０の円筒形の外面１５２は、適切な巻数のバネコイルに適合すべく、対応するクランプホルダ１６０の円筒形の外面１６２に比べて長くすることが望ましいことから、外向きの突起部１６６と外向きの溝部１６４とについてはクランプホルダ１６０に形成し、これに合致して相互係合させるように、内向きのリング１５７と内向きの溝部１５８とはストップスリーブ１５０に形成することが必要になる。従って、部品の組み立てを容易にするような、可撓性の指部１６９を形成する軸方向の切れ目１６３は、図６に示す如く、クランプホルダ１６０に形成される。同様に、クラッチバネ１８０が過剰に開くことを制限する縁１６０ｃは、クランプホルダ１６０に形成される。ストップスリーブ１５０に比べれば、クランプホルダ１６０にはめったに側方から力が働くことがなく、クランプホルダ１６０がピボットシャフト１６に対して回転する必要があるのは、高トルクの条件下のみであることから、クランプホルダ１６０とピボットシャフト１６との間になんらブッシングを提供せずに済ませることができる。
【００３２】
さらに、本実施形態におけるクランプホルダ１６０と摩擦クランプ１７０とは、摩擦クランプ１７０が溝１７３に嵌入するように構成され、該溝はクランプホルダ１６０の直径を完全に貫通してなる溝孔として形成されていて、パッド１７１はピボットシャフト１６の側面に露出して係合する。タブ１７２は、摩擦クランプ１７０から外方へ突出していて（図４の実施形態では内方へ突出していた）、溝１７３に対して垂直に延在してなる半径方向の溝孔１７６に嵌入していて、摩擦クランプ１７０を溝１７３の中にて適切に位置決めして保持している。摩擦クランプ１７０は、溝ないし溝孔１７３へ横方向に押し込んでクランプホルダ１６０に挿入し、タブ１７２が溝孔１７６に整列したならば、摩擦クランプを半径方向に移動させて、タブ１７２を半径方向の溝孔１７６に係合させる。
【００３３】
据付クリップは、テンショナをエンジンに取り付ける作業を容易にする。より詳しくは、ピボットアーム２０を逆転ストッパの最も後方の位置へ近づけて又は完全に回転させた状態にて、ピボットアーム２０とテンショナ１０における何かの静止した部品ないし要素（例えばベースプレート３０）とに対応して設けられた孔にクリップを挿入するが、この挿入作業は通常はテンショナの製造中の組立ラインにおいて行なわれる。据付クリップが挿入されていると、据付クリップが取り外されるまでは、ピボットアーム２０は初期の工場設定状態から離れる方向へ回転することができない。
【００３４】
図７及び図８には、本発明のさらに別の構成によるテンショナを示している。全体的な構成は、図５及び図６の構成と類似しているけれども、摩擦クランプ２７０とクランプホルダ２６０との構成が異なっている。より詳しくは、前述の実施形態における摩擦クランプ７０及び１７０とは異なって、摩擦クランプ２７０は割りリング状に構成されていて、前述の２つの実施形態に比べると、摩擦クランプ２７０はより広い円周範囲にてテンショナのピボットシャフトに摩擦接触するように構成されている。例えば、摩擦クランプ２７０は、ピボットシャフトの円周まわりの２７０゜にわたって接触することが好ましい。
【００３５】
摩擦クランプ２７０は好ましくは、ステンレス鋼のバネワイヤから作られる。摩擦バネクランプ２７０のバネワイヤの寸法は、もちろん、摩擦クランプが保持することを要求されるトルクの大きさに依存するけれども、参考までに、図示の実施形態における摩擦クランプ２７０は、３mm×３mmの正方形断面であるバネワイヤから作られている。摩擦クランプ２７０は一般的に、前述した摩擦クランプ７０及び１７０に比べると、作るのが容易で強度も高く、より一定したトルク抵抗性能を提供することが見い出された。
【００３６】
さらに、クランプ２７０が行なう摺動回転は、図４及び図６のクランプとは若干異なっている。突起２７１ａが上方にあるクランプスリーブ２６０ａによって押されると、クランプ２７０はわずかに開いて、クランプ力及び回転に対する摩擦抵抗を減少させる。言い換えれば、摩擦ブレーキは、摩擦保持の解放が期待される条件の下において、少なくとも部分的に開くように構成される。この結果、摩擦係数の変動が、摩擦ブレーキの解放／摺動が生じるトルクに対して与える影響は少なくなる。
【００３７】
摩擦クランプ２７０を収容するために、クランプホルダ２６０は２つの部品、つまり上方にあるクランプスリーブ２６０ａと、下方にあるボトムスリーブ２６０ｂとから形成されている。図８に良く示されているように、摩擦クランプ２７０は、クランプスリーブ２６０ａにおける肩面２８３と周辺壁２８４とによって区画された“ポケット”の中に嵌入している。
【００３８】
３つの支柱ないしほぞ２８５ａ，２８５ｂ，２８５ｃが、周辺壁２８４から突出していて、それに合わせて周辺壁２８４の関連部分は“分厚く”なっている。周辺壁２８４における、ほぞ２８５ｃが形成されている部分には、該部分を貫通するような孔が形成されていて（図面上では見えない）、その孔は、周辺壁２８４の（図７の向きにクランプスリーブ２６０ａを配置したときにおける）下方の面において、ほぞ２８５ｃの半径方向の外面２８７に形成されてなる溝穴２８６へと変遷している。孔と溝穴２８６とは、クラッチバネ２８０における軸方向に延びた下側突起２８２の全長を又はほぼ全長を受け入れるように構成されていて、下側突起２８２を適切に保持し、該下側突起は、クラッチバネ２８０をクランプスリーブ２６０ａに対して（そして、組み立てられた後にはクランプホルダ２６０に対して）回転方向に固定する。
【００３９】
クランプスリーブ２６０ａの周辺壁２８４には、クラッチバネ２８０の軸方向突起２８２を受け入れるように構成されてなるほぞ２８５ｃの両側にひとつずつの、２つの切欠ないし溝２８８ａ，２８８ｂが形成されている。図８に良く示されているように、切欠ないし溝２８８ａ，２８８ｂは、摩擦クランプ２７０の突起状の端部を受け入れる。片方の切欠２８８ａは比較的幅狭になっていて、摩擦クランプ２７０の対応する端部２７１ａを締り嵌めにて受け入れて、摩擦クランプ２７０の端部２７１ａを所定位置にしっかりと保持する一方で、他方の切欠２８８ｂは比較的幅広になっていて、組立誤差に適合している。
【００４０】
クランプスリーブ２６０ａにおいてクラッチバネ２８０に係合する部分は、クラッチバネ２８０によるクランプスリーブ２６０ａの把持を促進するため、比較的大きい摩擦係数を有することが好ましい。他方において、クランプスリーブ２６０ａにおいてストップスリーブ２５０に回転可能に係合する部分は、２つの部品の相対的な回転を容易にするため、比較的小さい摩擦係数を有することが好ましい。さらに、クランプスリーブ２６０ａの可撓性の指部２６９は、ストップスリーブ２５０とクランプスリーブ２６０ａとが互いに押圧されたときに破損することが無いように、十分な弾性を有しているべきである。これらの様々な事項に鑑みて、かかる目標を達成すべく、クランプスリーブ２６０ａは、それぞれが望ましい摩擦係数と可撓性とを有するような異なった材料を一体成形して作製するか、または、３つのすべての事項を同時に満たすように選ばれた材料（例えばナイロン−４６）からクランプスリーブを作製する。
【００４１】
ボトムスリーブ２６０ｂは、一般に３つの主な役割を有している。第１は、クランプホルダ２６０の内部の適切な位置に、摩擦クランプ２７０を取り囲むことである。第２は、３つのほぞ２８５ａ，２８５ｂ，２８５ｃを互いに“結び合わせる”ことによって、摩擦クランプ２７０とクランプスリーブ２６０ａとを組み合わせたユニットが、クラッチバネ２８０の軸方向突起２８２によって及びクランプスリーブ２６０ａの円筒外面に巻き付けられたクラッチバネ２８０によってクランプスリーブ２６０ａへ作用する捩り荷重に対して、１本のほぞ２８５ｃだけが該捩り荷重を受ける場合に比べて、良好に耐えられるようにすることである。第３は、ボトムスリーブ２６０ｂの（図７の向きに配置したときにおける）底面２８９は、スラストベアリングとして機能して、逆転ストッパ装置２４０が、テンショナ内にて発生する軸方向荷重の下でベースプレート２３０に押圧されたとき、ベースプレート２３０に対して回転することを許容する。逆転ストッパ２８９がスラストベアリング面として機能するため、ボトムスリーブ２６０ｂは、比較的小さい摩擦係数μを有しているような非充填ナイロンなどの材料から形成することが好ましい。
【００４２】
図７及び図８にさらに示しているように、ボトムスリーブ２６０ｂは略円筒形の周辺壁２９０とリング状である端部“壁面”２９１とを有していて、該壁面の露出した部分は、スラストベアリング面として機能する底面２８９を提供する。周辺壁２９０は、若干の部分２９２にわたって半径方向外方へ突出していて、クランプホルダ２６０が組み立てられたとき、突起状のクランプ端部２７１ａ及び２７１ｂが嵌入できる空間を提供している。さらに、リング状の端部壁２９１の軸方向には溝孔２９３が貫通していて、クランプホルダ２６０が（テンショナの残余の部品と共に）組み立てられたとき、ほぞ２８５ｃが（クラッチバネ２８０の軸方向突起２８２をほぞ２８５ｃの溝穴２８６に配置された状態にて）溝孔２９３に延入する（ただしベアリング面２８９を越えて突出することはない。）。リング状である端部壁２９１の上面には、さらに２つの溝穴がめくら穴として形成されており、該めくら穴は、クランプホルダ２６０が互いに組み立てられたとき、他の２つのほぞ２８５ａ及び２８５ｂを受け入れるべく配置されている。
【００４３】
ボトムスリーブ２６０ｂの周辺壁２９０は、周辺壁２９０の内面の円周に突出してなるビード２９４を有していて、該ビードは周辺壁２９０の（図示の配置における）上方の縁の近くに配置されている。ビード２９４は、クランプスリーブ２６０ａにおける周辺壁２８４のまわりに形成されている円周方向に延びた幅狭のロック溝２９５に係合する。従って、いったん摩擦クランプ２７０がクランプスリーブ２６０ａの“ポケット”の中に適切に配置されたならば、クランプスリーブ２６０ａとボトムスリーブ２６０ｂとを互いに押し込んで、ビード２９４をロック溝２９５にスナップ係合させることでクランプホルダ２６０を組み立てて、その際、ボトムスリーブ２６０ｂのリング状である端部壁２９１に形成されたそれぞれの溝穴に、ほぞ２８５ａ，２８５ｂ，２８５ｃが嵌入するようにする。
【００４４】
ボトムスリーブ２６０ｂは、周辺壁２９０の（図７の配置における）上方の縁のまわりにリング状の上側縁（図面では見えていない）を有していて、該縁の構造は、図２に示した縁５０ｃ及び図５に示した縁１６０ｃと同様である。リング状の縁のサイズは、テンショナが組み立てられたときにクラッチバネ２８０の下方にある１又は複数のコイルを収容し、クランプホルダ２６０に対してバネが摺動し始める前に、クラッチバネ２８０のコイルが過剰に開くことを防止するように定められる。
【００４５】
テンショナは（とりわけ逆転ストッパ装置４０，１４０，２４０は）、以下の如く動作する。テンショナとベルトとを最初に据付ける際には、テンショナは通例、ピボットシャフト１６のボア１６ｂとエンジンのネジ穴とに挿通されるボルト（図示せず）を使用して、エンジンの適切な位置に取り付けられる。もしもテンショナが据付クリップ１１を有しているならば既にアーム２０はベルトの張り具合が最小になる状態になっていて、ベルトを容易に取り付けることができる。さもなくば、もしもテンショナが据付クリップを有していないならば（とりわけ、現場における保守中にテンショナを再据付けする場合で、もはやクリップが入手できないときには）、テンショナを据付ける作業員は、テンショナのプーリー１２にベルトを掛けるために、ベルトの張り具合が最小になる位置へ又は該位置へ近づけるように、ピボットアーム２０を動かさなければならない。このために、ピボットアーム２０の六角穴２３にアレンレンチを挿入して、ピボットアーム２０をベルトの張り具合が最小になる位置へと回転させる。軸方向舌片５０ａ，１５０ａ，２５０ａとピボットアーム２０に形成された空洞２１との間に回転クリアランスがあって、ピボットアーム２０とストップスリーブ５０，１５０，２５０との間にいくらかの回転“遊び”があるならば、作業員が最初に感じる回転抵抗力は、メインバネ１８によって提供される力だけである。いったん“遊び”を越えたならば、作業員は、さらにストップスリーブ５０，１５０，２５０を回転させなければならない。ストップスリーブ５０，１５０，２５０は、摩擦クランプ７０，１７０，２７０を介してピボットシャフト１６にある程度の強度にて回転方向に固定されているので、作業員は、クランプ７０，１７０，２７０とピボットシャフト１６との間の摩擦によって生じる回転抵抗に打ち勝つことが必要である。かかる摩擦抵抗力は、エンジンの逆転に起因するベルト力によるトルクに対して耐えるには十分に大きいが、作業員がピボットアーム２０を逆転させるためには十分に小さいようにデザインされている。従って、作業員は、ピボットアーム２０をベルトの張り具合が最小になる位置へ完全に動かすことができて、この位置にて、様々なスプロケットやプーリーにベルトを掛けて取り付ける。
【００４６】
ベルトを様々なプーリーに掛けて配置した後には、ピボットアーム２０（そしてプーリー１２）は、適切なベルト張力を提供すべく、ベルトへ向かって自由にピボット（枢動）できることが必要である。もしもテンショナが据付クリップ１１を有しているならば、作業員は単にクリップ１１を取り外す。もしも手作業によってアームとプーリーとの組立体をベルトの張り具合が最小になる位置へ回転させているのであれば、作業員は、工具（アレンレンチ）へ与えている力を解放することで、メインバネ１８がピボットアーム２０を（そしてプーリー１２）をベルトへ向けて回転させる。いったんプーリー１２がベルトに対してしっかり掛けられたならば、工具を取り外して手作業による据付け工程を終了する。いずれの事例にあっても、メインバネ１８はアームがベルトへ向かう動きを提供し、結果的にベルトを張ることができるが、というのは逆転ストッパ装置はピボットアーム２０がアームの自由位置へ向かう回転についてはほとんど抵抗を生じさせないためである。
【００４７】
普通、テンショナは時折、プーリーへのベルト荷重が増加してピボットアーム２０に逆転方向つまりベルトから離れる方向へのトルクが加わるような、ある種のエンジンの運転条件にさらされる。そうした運転条件の２つは、エンジンの冷間始動に続く正常な熱膨張と、エンジンの逆転である。これらのいずれの例においても、何らかの回転“遊び”があるとすれば、ピボットアーム２０が逆転ストッパへ向けて逆転した後に、ストップスリーブ５０，１５０，２５０の軸方向に延在している舌片５０ａ，１５０ａ，２５０ａは、ピボットアーム２０の空洞２１の関連する端面に当接し、あるいは、軸方向に延在している舌片と空洞とが締り嵌めになっているならば、ピボットアームはストップスリーブに対して回転することはない。その後は、ピボットアーム２０の逆転（すなわちベルトから離れる方向への回転）は阻止されるが、というのは、ピボットアームはストップスリーブとバネクラッチとクランプホルダとを介して摩擦クランプに連結されていて、摩擦クランプはそうした逆転を阻止するために十分な摩擦力を提供して歯飛びを防止するが、手作業によれば摩擦ブレーキを強引に回転させることができて、テンショナのアームを容易に据付けたり再据付けしたりすることができる。
【００４８】
上述の実施形態においては、バネクラッチは、必要な一方向機能を提供する。しかしながら、ストップスリーブを摩擦ブレーキに相互結合するためには、任意の公知の一方向装置を用いることができる（例えば一方向ローラクラッチやラチェット歯止など）。同様に、クランプに代えて、摩擦ブレーキは、摩擦によってブレーキ力を生じさせるような、任意の公知の構造にすることもできる。
【００４９】
変形例としては、図９に示す如く、摩擦ブレーキに代えて、十分な抵抗力を生じさせて、逆転ストッパの逆転とそれに伴なってアームがベルトから離れることを阻止できる十分な保持力を有するようにデザインされた液圧装置を使用しても、テンショナを構成することができる。そうした液圧装置は、任意の既存の液圧装置でも良いし、または、例えば係属中の米国特許出願第０９／５４７，１０８号明細書（出願日は２０００年４月１１日。同開示をここで参照して引用する。）に開示されているような粘性結合組立体としても良く、これらも依然として本発明の様々な特徴による利益を得ることができる。かかる結合組立体３４０にあっては、粘性物質３７０は、ピボットシャフト１６の下部外面に固定されてなる第１の部材３８１と、第１の部材３８１に対して回転することができるような第２の部材３９６との間に提供される（第２の部材３９６は例示目的のために一体的構造として図示しているけれども、前記米国特許出願第０９／５４７，１０８号明細書に示されているように上方と下方との２つの部品構造にすることができる。）。ピボットアーム３２０に突然に捩り荷重が働いて、該荷重がストップスリーブ３５０とクラッチバネ３８０とを介して第２の部材３９６へ伝達されると、粘性物質３７０はその粘性によって第１の部材３８１に対して第２の部材３９６が回転することを阻止するが、捩り荷重が徐々に及び／又は連続的に働いたときには、粘性物質３７０は第２の部材３９６が第１の部材３８１に対して回転することを許容する。
【００５０】
ストップスリーブ３５０は、前述したものに比べるといくぶん短くなってはいるが、前述したのと同様の手段によって、第２の部材３９６に結合されている。より詳しくは、２つの部品の相互結合は、軸方向には両者を互いにロックするが、片方の部品が他方の部品に対して相対的に回転することは許容する。クラッチバネ３８０は、前記各実施形態においてストップスリーブをクランプホルダにクラッチしていたのと略同一のやり方で、ストップスリーブ３５０を第２の部材３９６に対してクラッチする
前述の如く、ピボットアーム３２０とストップスリーブ３５０との間に回転方向の“遊び”を提供することによって（そのためには例えば、ストップスリーブ３５０の軸方向舌片３５０ａが嵌入している空洞３２１を、軸方向舌片３５０ａに比べて大きくする。）、液圧装置が受ける振動の大きさを低減することができる。これによって、液圧装置の耐用年数を長くすることができる。
【００５１】
図１０及び図１１には、本発明のさらに別の実施形態によるテンショナを示している。本実施形態では、“ストップスリーブ”４５０は、テンショナのピボットアーム４２０の一体的な延長部分として形成されている。本実施形態においては、クラッチバネ４８０は、テンショナのピボットアーム４２０に直接的に有効に結合されていて、クラッチバネ４８０の軸方向突起４８２は、テンショナのピボットアーム４２０に形成されてなる空洞４２１の中へ延びている（変形例としては、クラッチバネ４８０の反対側の下部端部を適当なやり方で“クランプスリーブ”４６０に固定しても良い。）。
【００５２】
図１１に良く示されているように、摩擦ブレーキ４７０は、ピボットシャフト１６の下方部分を取り巻くような円筒形に形成されていて、円筒形の一部分４７２が欠落している。“クランプスリーブ”４６０は、摩擦ブレーキ４７０と同軸的であって該摩擦ブレーキの外面に嵌着されている。クランプスリーブ４６０は、クランプスリーブ４６０の内面から径方向内方へ突出したキー４６２を有していて、キー４６２は摩擦ブレーキ４７０の欠落部分４７２の中に嵌入している。従って、クランプスリーブ４６０が十分に回転して、欠落部分４７２の壁面４７３，４７４に接触し、十分な力を加えると、摩擦ブレーキ４７０はピボットシャフトを中心として回転させられる。
【００５３】
クランプスリーブ４６０がテンショナのピボットシャフト１６に対して回転すること、ピボットアーム４２０がクラッチバネ４８０を介してトルクを伝達することによって生じることは、もちろん理解できるだろう。もしも“ストップスリーブ（これは本質的にはテンショナのアーム４２０の中心の延長部分である。）”４５０に巻き付けられたコイルの巻数が十分に大きいのであれば、及び／又は、もしもクラッチバネの軸方向突起４８２が図示の如く空洞４２１の中にしっかりと固定されているのであれば、クラッチバネ４８０は、テンショナのピボットアーム４２０の動きに追従する。
【００５４】
しかしながら、テンショナには若干の大きさの“自由ストローク”を持たせて、テンショナのアーム４２０が（エンジンの熱膨張及び／又はベルト駆動の動的振動に対応するような）ある程度の範囲にて自由に回転できるようにすることが好ましい。そうした自由ストロークは、２つの特徴の一方又は双方によって遂げることができるが、図面には双方を示している。まず、クランプスリーブ４６０のキー４６２を欠落部分４７２に比べて幅狭に形成することで、ピボットアーム４２０にある程度の大きさの回転遊びを提供することができる。さらに、又はこれに代えて、図示の如く、クラッチバネ４８０に２〜３回分の大きい直径の巻線を備えるように形成し、ある程度の大きさの回転遊びを組立体に組み込むこともできる。その根拠は、ピボットアーム４２０がクラッチバネ４８０を回転させ始めると、まずはクラッチバネ４８０における大径の巻線が収縮してから下層にある面に接触し、その後になってから、クラッチバネはクランプスリーブ４６０へ主たる回転トルクを生じさせるためである。さらに別の変形例（図示せず）としては、“ストップスリーブ（アームの中心部）”４５０におけるクラッチバネのコイルの巻数を少なくして（または完全に無くして）、空洞４２１を円周方向の弓形に形成することで、テンショナのアーム４２０がクラッチバネを押圧してアームの回転に追従させる前に、アームがある程度の大きさだけ回転できるようにしても、回転遊びを提供することができる。
【００５５】
上述して図示した本発明の実施形態においては、逆転ストッパ装置をピボットシャフト１６に摩擦係合させるようにして、逆転ストッパ装置が回転を阻止していたけれども、逆転ストッパ装置をピボットシャフト１６以外のベースプレート３０や（ベースプレートを用いない場合には）エンジン本体などの固定された部分に摩擦係合させることで、逆転ストッパ装置が回転を阻止するようにしても、テンショナを構成することができる。これらの及びその他の実施形態は、特許請求の範囲に含まれるものであると考える。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、テンショナを含むタイミングベルト組立体を備えた車両用の内燃機関を示した正面立面図である。
【図２】図２は、本発明のひとつの実施形態によるテンショナを示した断面図である。
【図３】図３は、図２のテンショナにおけるストップスリーブとクランプホルダとを示した斜視図である。
【図４】図４は、図２のテンショナにおけるブレーキクランプを示した斜視図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態によるテンショナを示した断面図である。
【図６】図６は、図５に示したテンショナの分解斜視図である。
【図７】図７は、本発明の別の実施形態によるテンショナを示した分解斜視図である。
【図８】図８は、図７における上側のクランプスリーブと下側のボトムスリーブとの組立関係を示した断面図であって、該断面図は、上側のクランプスリーブを通過する切断面に沿って、図７の線８−８に示す如くピボットアームに向いた方向に示されている。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態によるテンショナを示した断面図である。
【図１０】図１０は、本発明のさらに別の実施形態によるテンショナを示した断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示したテンショナの線１１−１１に沿った断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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