(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ部によって螺合した一対のシャフト部材における一方のシャフト部材がばねによって回転付勢され、他方のシャフト部材が回転拘束された状態で一方のシャフト部材からの回転力の伝達により推進するテンショナーにおいて、
前記他方のシャフト部材の反推進方向への移動によって、前記一対のシャフト部材が相互に当接するか或は一対のシャフト部材の夫々に当接する当接部が、前記一対のシャフト部材における前記ねじ部以外の部位で且つ一対のシャフト部材が軸方向に相互に対向する部位に設けられており、
前記当接部は、当接による接触半径をＲ１、前記ねじ部の有効径をＲ２、当接による当接部の摩擦係数をμ１、前記ねじ部の摩擦角度をθ２（単位：度（ｄｅｇｒｅｅ））、ねじ部のねじ面のリード角をα（単位：度（ｄｅｇｒｅｅ））としたとき、下記式（１）を満足するように設定されていることを特徴とするテンショナー。
Ｒ１／Ｒ２＜（−ｔａｎ（θ２−α））／μ１  ……式（１）
【請求項２】
前記当接部は、当接相手のシャフト部材に向かって突出する先尖形状又は曲面形状となっていることを特徴とする請求項１記載のテンショナー。
【請求項３】
前記他方のシャフト部材の推進方向の先端部分に先端部材が設けられており、前記当接部は、前記先端部材又は一方のシャフト部材又は先端部材と一方のシャフト部材とに設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のテンショナー。
【請求項４】
前記当接部は、前記一対のシャフト部材の間に配置された見掛けの摩擦係数が小さなベアリング部材であることを特徴とする請求項１記載のテンショナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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よう調整するテンショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
テンショナーは、例えば、二輪自動車等の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。
【０００３】
図６は、テンショナー１００を自動車のエンジン本体２００に実装した状態を示すレイアウト図である。エンジン本体２００の内部には、一対のカムスプロケット２１０、２１０と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。また、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が揺動自在に配置されており、タイミングチェーン２３０はチェーンガイド２４０を摺動するようになっている。エンジン本体２００には、取付面２５０が形成されており、テンショナー１００はボルト２７０によって取付面２５０に固定される。なお、エンジン本体２００の内部には、図示しない潤滑用のオイルが封入されている。
【０００４】
図７は従来一般的なテンショナーの縦断面図、図８はその作用における推進シャフトが回転シャフトに接近して当接する状態を模式的に説明するための作用モデル図である。図７に示すように、テンショナー１００は雌ねじ部１２１及び雄ねじ部１３１によって螺合した回転シャフト１２０及び推進シャフト１３０と、回転シャフト１２０を一方向に回転付勢する捩りばね１５０とがケース１１０内に収容されており、推進シャフト１３０の回転を拘束して捩りばね１５０の回転付勢力を推進シャフト１３０の推進力に変換する。ケース１１０のフランジ部１１２が、図６に示すように、ボルト２７０によりエンジン本体２００の取付面２５０に対して取付けられる。
【０００５】
以上の構造のテンショナー１００では、ケース１１０の先端部分に回転止めされた状態で固定された平板形状の軸受１６０を貫通した推進シャフト１３０が軸受１６０の貫通孔１６１と共に非円形断面形状に成形されることによりケース１１０に回転拘束されるため、捩りばね１５０の付勢力によって回転シャフト１２０が回転し、この回転力が推進シャフト１３０の推進力に変換されることから、推進シャフト１３０が進出する。したがって、推進シャフト１３０は、図６に示すように、キャップ１８０及びチェーンガイド２４０を介してタイミングチェーン２３０を押付けることにより、タイミングチェーン２３０に張力を付与することができる。
【０００６】
エンジン本体２００からの振動による受け荷重が推進部材１３０に入力される。一方、その反力として、捩じりばね１５０のばね力とねじ部１２１、１３１と回転シャフト１２０の下端面部等の摺動面摩擦抵抗との釣合いが成り立つ。静荷重時には、前記摺動面の摩擦係数が大きく、推進部材１３０の出又は戻り作動は発生しない。ところが、エンジン本体２００からの振動による受け荷重が推進部材１３０に入力されると、摺動面の摩擦係数が静摩擦から動摩擦に切り替わることにより低下し、推進部材１３０の図示下方向後退、回転部材１２０の図示例えば右方向回転、捩じりばね１５０の圧縮が同時的に順次行われることにより、最終的に力の釣合った位置まで推進シャフト１３０が戻り作動を行う。
【０００７】
図６に示すチェーンガイド２４０を介してテンショナー１００が受ける受け荷重は、通常エンジンの振動により変動する振動荷重であり、推進シャフト１３０の出代寸法Ａも変動する。
【０００８】
ここで、図８の作用モデル図を参照してテンショナー１００の作用について説明すると、推進部材１３０の可動範囲は、推進部材１３０の後端１３２と回転部材１２０の段部１２２が接触する位置（Ａ０）から推進部材１３０の図示しない後端外面段部（後述の図９における符号１３３参照）と軸受部材１６０の後端面が接触する位置（Ａ３）までである。推進部材１３０は捩じりばね１５０の回転力により、回転部材１２０を介して常に推進方向に進出しようとする。そこで、推進部材１３０は、エンジン本体２００に取付けられた時は、エンジン本体２００からの振動荷重を受けて、適宜出戻り作動を行い、タイミングチェーン２３０の張力を適正に保つ位置（Ａ２）で作動する。ここで、Ａ（図７）、Ａ０〜Ａ３は、それぞれケース１１０のフランジ部１１２取付け面からキャップ１８０先端までの出代寸法である。
【０００９】
ところで、エンジン本体２００に取付けられた推進部材１３０は、通常の使用ではＡ２の位置で作動するが、エンジンからの受け荷重が過大になった場合、或いは推進部材が後退する方向に回転部材１２０を人為的に回転させた場合等においては回転部材１２０の段部１２２と推進部材１３０の後端１３２が当接して固着した状態となり、エンジンからの受け荷重が減少しても推進部材１３０が出作動（前方へ推進）できなくなる状況が発生するという問題点があった。これは、回転部材１２０と推進部材１３０とのねじ部以外の部位の当接部の固着度合いが強い場合、捩じりばね１５０の回転トルクでは固着を解除できず、推進部材１３０はＡ０点で固定した状態となってしまい、推進部材１３０が出作動できなくなるという現象が発生するためである。
【００１０】
一方、エンジン本体２００にテンショナー１００を取付けるセッティング時には、推進部材１３０の位置はＡ１（Ａ２より後退した位置）になるように、回転部材１２０を図示しない止め金部材（巻締め治具）等で回転固定している。このとき、仮に推進部材１３０の位置を回転部材１２０と推進部材１３０とがねじ部以外の部位で当接する（以下、特にことわりがない限り、単に「当接する」という）Ａ０の位置で止め金を装着し、エンジン本体２００に組付けた後止め金部材を抜き回転部材１２０の固定を開放しても、前記ねじ部以外の部位の当接部の固着度合いが強い場合、やはり捩じりばね１５０の回転トルクでは固着を解除できず、推進部材１３０が出作動できなくなるという場合も考えられる。このため、エンジン本体にテンショナーを取付けるセッティング時には、推進部材１３０の位置を回転部材１２０が当接するＡ０の位置にならないように配慮する必要があった。
【００１１】
ここで、回転部材１２０と推進部材１３０とのねじ部以外の部位の当接部（以下、単に「当接部」という）の固着現象について発明者が検討した結果を説明する。図９は回転部材段部１２２と推進部材後端部１３２との当接部固着現象の力学的モデル図、図１０は螺合する推進部材１３０から回転部材１２０の自重落下現象を説明するためのモデル図である。
【００１２】
Ａ０点において推進部材１３０と回転部材１２０とが固着する現象は、以下の理由により発生する。回転部材段部１２２と推進部材後端部１３２とが当接した後、さらに回転部材１２０を推進部材１３０が後退する方向にトルクＴで回転させると、推進部材１３０は軸力Ｆ（図示下方向の力）で回転部材段部１２２に押し付けられる。このとき、推進部材後端１３２には軸力Ｆにより摩擦トルクＴｍが発生し、Ｔを解除した場合、回転部材１２０の回転を止める反回転（制動又は抵抗）トルクとして作用する。
【００１３】
一方ねじ部１２１、１３１では、軸力Ｆ（図示上方向の力）によって推進部材１３０が回転部材１２０のねじ背面に押し付けられる。この時、ねじ面のリード角αがねじ接触部の摩擦角度θ２よりも大きければ、推進部材１３０が出作動（図示上方向に推進）する方向に回転トルクＴｎが発生する。これは、図１０に示すように、逆に推進部材１３０を拘束した状態で回転部材１２０を開放すると、回転部材１２０が自重により回転落下していく自重落下現象と同様である。なお、摩擦係数μ２は角度換算すると、摩擦角度θ２として表され、ｔａｎθ２＝μ２の関係で示される。
【００１４】
このとき、摩擦トルクＴｍよりも回転トルクＴｎが上回れば、固着しないことになる。すなわち、この関係を数式で表すと、
・固着しない場合は；Ｔｍ＋Ｔｎ＜０  ・・・式（１０１）
・固着する場合は；Ｔｍ＋Ｔｎ＞０  ・・・式（１０２）となる。
【００１５】
ここで、テンショナー１００の当該部位の力の関係を表すと以下の通りとなる。推進部材後端１３２と回転部材段部１２２との当接部の接触半径をＲ１、ねじの接触半径（有効半径）をＲ２、推進部材後端１３２と回転部材段部との当接部の摩擦係数をμ１、ねじ（通常、角ねじ）面のリード角（Ｒ２上の値）をαとすれば、
・軸力Ｆは；
Ｆ＝Ｔ／（Ｒ２・ｔａｎ（θ２＋α））  ・・・式（１０３）
・推進部材後端に発生す摩擦トルク（制動トルク）Ｔｍは；
Ｔｍ＝Ｆ・Ｒ１・μ１・・・  式（１０４）
・ねじ部に発生する回転トルクＴｎは；
Ｔｎ＝Ｆ・Ｒ２・ｔａｎ（θ２−α）・・・  式（１０５）
と表される。なお、摩擦係数μ１は角度換算すると、摩擦角度θ１として表され、ｔａｎθ１＝μ１の関係で示される。
【００１６】
推進部材後端１３２と回転部材段部１２２との当接部が固着しない関係は、次の場合に成立する。
Ｔｍ＋Ｔｎ＜０であることから、
Ｆ・Ｒ１・μ１＋Ｆ・Ｒ２・ｔａｎ（θ２−α）＜０・・・  式（１０６）
式（１０６）の両項をＦで除すと軸力Ｆの大きさが関係なくなることが分かる。
すなわち、
Ｒ１・μ１＋Ｒ２・ｔａｎ（θ２−α）＜０・・・  式（１０７）
したがって、
Ｒ１／Ｒ２＜（−ｔａｎ（θ２−α））／μ１・・・  式（１０８）
となる。
【００１７】
式（１０８）の右辺の（−ｔａｎ（θ２−α））／μ１が固着境界線であって、つまり、「Ｒ１／Ｒ２値＜固着限界線」の範囲では推進部材後端１３２と回転部材段部１２２との当接部は固着しない。すなわち式（１０８）が前記当接部の固着をしない条件となる。
【００１８】
これに対し、従来のテンショナーでは、図７〜９に示すように、推進部材後端１３２と回転部材段部１２２との当接部の接触半径Ｒ１がねじの接触半径Ｒ２より大きく（Ｒ１＞Ｒ２）なっており、Ｒ１／Ｒ２＞１＞（−ｔａｎ（θ２−α））／μ１であることから式（１０８）を満足することができず、このため前記当接部が固着し易い構造となっていた。
【特許文献１】国際公開ＷＯ００／６１９６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このような状況から、近年、組立時の管理工数削減及びフエールセーフ的な観点から、回転部材１２０と推進部材１３０とが当接する場合に固着しない構造を有するテンショナーの出現が強く要望されている。
【００２０】
本発明は、このような要求に対応するためになされたものであり、簡潔な機構で全縮状態における回転部材と推進部材の固着を防止して、組立時の管理工数削減及びエンジンからの強い入力振動荷重などの異常作動時（過挙動）の作動確保（フエールセーフ）が可能なテンショナーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のテンショナーは、ねじ部によって螺合した一対のシャフト部材における一方のシャフト部材がばねによって回転付勢され、他方のシャフト部材が回転拘束された状態で一方のシャフト部材からの回転力の伝達により推進するテンショナーにおいて、前記他方のシャフト部材の反推進方向への移動によって、前記一対のシャフト部材が相互に当接するか或は一対のシャフト部材の夫々に当接する当接部が、前記一対のシャフト部材における前記ねじ部以外の部位で且つ一対のシャフト部材が軸方向に相互に対向する部位に設けられており、前記当接部は、当接による接触半径をＲ１、前記ねじ部の有効径をＲ２、当接による当接部の摩擦係数をμ１、前記ねじ部の摩擦角度をθ２（単位：度（ｄｅｇｒｅｅ））、ねじ部のねじ面のリード角をα（単位：度（ｄｅｇｒｅｅ））としたとき、下記式（１）を満足するように設定されていることを特徴とする。
Ｒ１／Ｒ２＜（−ｔａｎ（θ２−α））／μ１  ……式（１）
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１記載のテンショナーであって、前記当接部は、当接相手のシャフト部材に向かって突出する先尖形状又は曲面形状となっていることを特徴とする。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のテンショナーであって、前記他方のシャフト部材の推進方向の先端部分に先端部材が設けられており、前記当接部は、前記先端部材又は一方のシャフト部材又は先端部材と一方のシャフト部材とに設けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１記載のテンショナーであって、前記当接部は、前記一対のシャフト部材の間に配置された見掛けの摩擦係数が小さなベアリング部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１の発明によれば、一対のシャフト部材の当接部が（１）式を満足するように設定されていることよりこの当接部に発生する摩擦トルクＴｍ＝Ｆ・Ｒ１・μ１（式（１０４））をねじ部に発生する回転トルクＴｎ＝Ｆ・Ｒ２・ｔａｎ（θ２−α）（式（１０５））より小さくすることができることから、全縮状態で一対のシャフト部材の当接部の固着防止を確保することができる。また、エンジンからの強い入力振動荷重などの異常作動時（過挙動）にも一対のシャフト部材の当接部固着現象が起きることなく作動確保（フエールセーフ）ができるという優れた効果がある。
【００２６】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様な効果を有するのに加えて、一対のシャフト部材の当接部が当接相手のシャフト部材に向かって突出する先尖形状又は曲面形状となっていることから、当接部が固着しないための条件である（１）式を確実に満足するようにテンショナーを形成することができる。
【００２７】
請求項３の発明によれば、請求項１あるいは請求項２の発明と同様な効果を有するのに加えて、微小に形成できる前記先尖形状の当接部が先端部材又は一方のシャフト部材又は先端部材と一方のシャフト部材とに設けられていることから、この当接部が固着しないための条件である（１）式を確実に満足するようなテンショナーを簡潔でコンパクトな構造で形成することができる。
【００２８】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様な効果を有するのに加えて、前記当接部が一対のシャフト部材の間に配置された見掛けの摩擦係数が小さなベアリング部材であることから、この当接部が固着しないための条件である（１）式を確実に満足するように信頼性が向上したテンショナーとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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、同一の機能を有する部材には同一の符号を付して対応させてある。この実施形態では、一対のシャフト部材の当接部の固着を防止するために、最小の部品点数追加により、テンショナーの配置上スペース的にも問題のないように構成している。
【００３０】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１のテンショナーを示す縦断面図、図２はその全縮状態における縦断面図である。この実施形態のテンショナーは、ケース２、回転部材である第１のシャフト部材３、推進部材である第２のシャフト部材４、捩りばね（弾性部材）５、軸受６、スペーサ７から大略構成されており、これらは図７に示す従来のテンショナーと略同じ構成である。
【００３１】
ケース２は、胴部２ａの中間部にフランジ部２ｂを備えた有底円筒状に大略成形されている。そして、胴部２ａ内部には、先端部にかけて軸方向（推進方向）に延びる収納孔２ｃが形成されている。収納孔２ｃの先端部分は開放されており、この収納孔２ｃ内に、第１及び第２のシャフト部材３、４、捩りばね５、スペーサ７の組付体が収容される。
【００３２】
ケース２のフランジ部２ｂは、適用されるエンジン本体への取付けを行うものであり、エンジン本体に螺合するボルト（図示省略）が貫通する取付孔２ｄが形成されている。エンジン本体への取付けに際しては、図６と同様に、フランジ部２ｂの先端面がエンジン本体２００の取付面２５０と当接する。
【００３３】
第２のシャフト部材４の先端には、キャップからなる先端部材１０が取り付けられている。第１のシャフト部材３の先端面の中心部には、円錐状に尖った先尖状当接部２０が形成されている。第２のシャフト部材４が後退すると、先端部材１０の裏面が第１のシャフト部材３先端の当接部２０と当接する。第１のシャフト部材３は後述する捩りばね５によって付勢されることにより回転し、ケース２に設けられた後述の軸受６により回転が規制されるとともに軸方向に移動可能な第２のシャフト部材４は第１のシャフト部材３の回転によってケース２から推進する。
【００３４】
第１のシャフト部材３は、基端側のシャフト部３ａと、先端側（図示上方）のねじシャフト部３ｂとが軸方向に一体的に形成されており、先端側のねじシャフト部３ｂの外周には、雄ねじ８が形成されている。また、基端側のシャフト部３ａの基端部は、ケース２内に設けた受け座１９に当接することにより、その回転が支承されるようになっている。さらに、シャフト部３ａの基端面には、第１のシャフト３を回転させるための巻締め治具（図示省略）の先端が挿入されるスリット３ｅが形成されている。スリット３ｅはケース２の胴部２ａの基端面に開設した治具孔２ｅと連通しており、巻締め治具の先端を治具孔２ｅからスリット３ｅに挿入し、スリット３ｅを介して第１のシャフト部材３を回転させることにより、後述する捩りばね５を巻締めることができる。
【００３５】
第２のシャフト部材４は軸方向先端（図示上方）に開口する筒状部４ｂが形成されており、基端部４ａの内面には、第１のシャフト部材３の雄ねじ８が螺合する雌ねじ９が形成されている。これらのシャフト部材３、４は、雄ねじ８及び雌ねじ９を螺合させた状態でケース２の収納孔２ｃ内に挿入される。この第２のシャフト部材４の筒状部４ｂ先端には、キャップからなる先端部材１０が取付けられている。先端部材１０はプレス成形等により頭部１０ａ及び脚部１０ｂからなり、第２のシャフト部材４の筒状部４ｂの先端部に外嵌された状態で、脚部１０ｂの下端部を筒状部４ｂの先端部に形成された溝４ｅ内に加締め等の方法により固定される。
【００３６】
捩りばね５は、第１のシャフト部材３の基端側シャフト部３ａに外挿されている。この捩りばね５の一端側（先端側）のフック部５ａがケース２に形成されたフック溝２ｆに挿入されて係止される一方、他端側（基端側）のフック部５ｂが第１のシャフト部材３の基端面（底部）のスリット３ｅに挿入され係止されている。従って、捩りばね５を巻締めてトルクを付与することにより第１のシャフト部材３を回転させることができる。
【００３７】
軸受６は、ケース２の先端部分に取付けられ、止め輪１３によって固定されている。軸受６は、摺動孔６ａを有しており、この摺動孔６ａ内を第２のシャフト部材４が貫通している。軸受６の摺動孔６ａの内面及び第２のシャフト部材４の外面は、図１（ｂ）に示すように、断面が略小判形状、Ｄカットや平行カット、その他いずれかの非円形に形成されており、これにより第２のシャフト部材４は回転が拘束された状態となる。
【００３８】
軸受６は、所定厚さの平板形状に成形されており、例えば従来と同様に外周側には複数の固定片６ｂが放射状に形成されている。この固定片６ｂがケース２の先端部分に形成されている切欠溝２ｇに嵌合することにより、軸受６の全体が回転止めされた状態となっている。このように軸受６がケース２に対して回転止めされることにより、軸受６を貫通した第２のシャフト部材４が軸受６を介してケース２に回転拘束される。
【００３９】
第２のシャフト部材４には、雌雄ねじ９、８部を介して第１のシャフト部材３が螺合しており、捩りばね５の回転付勢力によって回転する第１のシャフト部材３の回転力が第２のシャフト部材４に伝達されるが、第２のシャフト部材４が軸受６によって回転拘束されているため、第２のシャフト部材４は推進力を得てケース２に対し軸方向に進退する。
【００４０】
スペーサ７は、筒状となっており、その内部には第１のシャフト部材３及び第２のシャフト部材４の螺合部分が挿入される。この場合、第１のシャフト部材３におけるシャフト部３ａとねじシャフト部３ｂとの境界部分には、大径となるフランジ状の段部３ｃが形成されており、スペーサ７はその基端部７ａが段部３ｃに当接している。また、スペーサ７の先端部７ｂは軸受６の下面に近接して臨んでおり、軸受６への当接によって、第１及び第２のシャフト部材３、４がケース２から抜け出ることを防止している。
【００４１】
以上に加えて、この実施形態では、第２のシャフト部材３の先端面の中心部に、円錐状などの先尖形状となっている当接部２０が形成されており、図２に示すように、第２のシャフト部材４が全縮状態（Ａ０位置）になるまで後退したときに当接部２０が先端部材１０の裏面と当接するようになっている。このとき、第２のシャフト部材４の後端４ｆは第１のシャフト部材３の段部３ｃに接することなく、僅かな隙間を有しているとともに、第２のシャフト部材４は構造上ケース２のフランジ部２ｂ取付け面から先端部材１０先端までの出代寸法Ａ０から後退することはない。先端部材１０の裏面１０ｃと先尖状当接部２０は点接触などの接触半径Ｒ１が極めて小さく、当接部２０は先端部材裏面１０ｃに対して固着しない。
【００４２】
これは、当接部が固着しない条件となる上記式（１０８）を満足するためであり、以下に具体的に説明する。
【００４３】
図１１は横軸にねじリード角α、縦軸に（当接部の接触半径Ｒ１）／（ねじの接触半径Ｒ２）比を取り、当接部の摩擦係数μ１及びねじ部の摩擦係数μ２＝０．１５のときの（−ｔａｎ（θ２−α））／μ１の値を実線（＝固着境界線）で示した固着境界線図の一例、図１２は摩擦係数μ（＝μ１＝μ２）が変化した場合の固着境界線を示した固着境界線図である。ここで、ねじ部は、雌ねじ部８及び雄ねじ部９をいう。図１１及び図１２のいずれも、Ｒ１／Ｒ２値が固着境界線より上側であれば当接部は固着し、下側であれば当接部は固着しないことを示す。なお、図１１、図１２において縦軸（Ｒ１／Ｒ２）の負の値は実在しないことはいうまでもない。これは、Ｒ１は０以上であることから明らかである。
【００４４】
図１１中にプロットされたテンショナーのモデル例１〜３は以下の通り設定されている。先端部材１０の裏面１０ｃと当接部２０との摩擦係数μ１及びねじ部８、９における接触部の摩擦係数μ２共に＝０．１５で、当接部２０の接触半径Ｒ１、ねじ部８及び９における接触半径Ｒ２、ねじ部８及び９のリード角αは、
モデル例１：Ｒ１＝６．０ｍｍ、Ｒ２＝５．０ｍｍ、α＝１２°、
モデル例２：Ｒ１＝０ｍｍ、Ｒ２＝３．５ｍｍ、α＝１０°、
モデル例３：Ｒ１＝１．０ｍｍ、Ｒ２＝３．５ｍｍ、α＝１４°
である。
モデル例１は固着境界線より上の範囲にあり固着し、モデル例２及び３は固着境界線より下の範囲にあり固着しないことが分かる。つまりＲ１の値が小さい場合、Ｒ１／Ｒ２値が小さくなり、固着境界線の下側領域に位置する可能性が高まることが分かる。
【００４５】
このように、全縮状態（図２のＡ０）で、第２のシャフト部材３と第１のシャフト部材３の当接部２０の接触半径Ｒ１を小さく設定することにより、すなわち、図１〜３の先尖状の当接部２０のように設定することにより、当接部２０が固着することのないテンショナーとすることができる。さらに、図１〜図３に示す先尖形状や球面を含む曲面形状とすることにより、当接部２０の曲率半径Ｒ１をより小さくすることができる。
【００４６】
なお、上記計算式における式（１０８）は角ねじの場合の計算式である。これに対し、台形ねじやメートルねじ等のねじでは、次のような分力計算が必要になる。メートルねじの場合は、式（１０８）のｔａｎθ２の部分が変化する。すなわち、角ねじの時はｔａｎθ２であるが、メートルねじの時はｔａｎθ２’になり、ｔａｎθ２’＝μ２／ｃｏｓβとなる。ここで、βはねじ山直角断面でのフランク角であり、メートルねじの場合はβ＝３０°（山角度６０°の半分になる）として計算する。なお、３０°台形ねじ（β＝１５°）やメートルねじ（β＝３０°）のようにフランク角が小さい場合、式（１０８）の右項の値は、角ねじとの有意差は少なく、式（１０８）として計算しても結果に大きな差は生じない。
【００４７】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２のテンショナーの縦断面図である。この実施形態においては、実施形態１における第１のシャフト部材３の先端面から先尖状の当接部２０を取除き、先尖状の当接部２０’を先端部材１０’側に設けたもので、先端部材１０’の形状が異なる点を除く他の構成は実施形態１と同じである。
【００４８】
先端部材１０’は、頭部１０ａ’及び脚部１０ｂ’からなり、頭部１０ａ’が第２のシャフト部材４の筒状部４ｂ先端部分を覆い、脚部１０ｂ’を筒状部４ｂの先端部内に嵌入した状態で、これらにスプリングピン１１を圧入することにより抜け止めされて筒状部４ｂに固定される。先端部材１０’の脚部１０ｂ’下端面の中心部に先尖状の当接部２０’が設けられている。
【００４９】
したがって、第２のシャフト部材４が全縮状態（Ａ０位置）になるまで後退したときに当接部２０’が第１のシャフト部材３の先端面と当接するようになっている。このとき、第２のシャフト部材４の後端４ｆは第１のシャフト部材３の段部３ｃに接することなく、僅かな隙間を有しているとともに、第２のシャフト部材４は出代寸法Ａ０からさらに後退することはない。
【００５０】
この実施形態２においても、第１のシャフト部材３の先端面と先尖状当接部２０’は点接触などの接触半径Ｒ１が極めて小さく、当接部の固着をしない条件となる式（１０８）を満足するため、当接部２０’は第１のシャフト部材３の先端面に対して固着しない。
【００５１】
このように、実施形態１及び２においては、微小な先尖状の当接部２０又は２０’を第１のシャフト部材３又は先端部材１０’の対向面の中心部に設けるだけの簡潔かつコンパクトな構造で、この当接部が固着しないための条件式（１０８）を確実に満足するテンショナーとすることができる。
【００５２】
（実施形態３）
図４は本発明の実施形態３のテンショナーを示す縦断面図である。この実施形態では、実施形態２に対して先端部材１０’における先尖状の当接部２０’を取除き、第２のシャフト部材４の後端４ｆと第１のシャフト部材３の段部３ｃとの間にスラストベアリングなどのベアリング部材３０を設けたもので、他の構成は実施形態２と基本的に同様である。
【００５３】
したがって、第２のシャフト部材４が全縮状態（Ａ０位置）になるまで後退したときに第２のシャフト部材４の後端４ｆがベアリング部材３０と当接するようになっている。このとき、先端部材１０’の脚部１０ｂ’裏面は第１のシャフト部材３の先端面に接することなく僅かな隙間を有しているとともに、第２のシャフト部材４は出代寸法Ａ０からさらに後退することはない。
【００５４】
この実施形態３においては、実施形態１、２における先尖状の当接部２０、２０’に代えてベアリング部材３０が当接部となっている。ベアリング部材３０が例えばスラストベアリングの場合は、転がり抵抗（見掛けの摩擦係数μ１）は通常０．００１程度であるため、前述のように、ベアリング部材３０に発生す摩擦トルク（制動トルク）Ｔｍが、ねじ８、９部に発生する回転トルクＴｎより十分小さい値にできるため、当接部が固着しない条件式（１０８）を十分満足することから、当接部であるベアリング部材３０は固着しない。
【００５５】
図１３は横軸にねじリード角α、縦軸に（ベアリングの球体配列半径Ｒ１）／（ねじの接触半径Ｒ２）比を取り、μ１＝０．００１、μ２＝０．１５のときの（−ｔａｎ（θ２−α））μ１の値を実線（＝固着境界線）で示した固着境界線図を示す。
【００５６】
図１３中にプロットされたテンショナーのモデル例４は以下の通り設定されている。すなわち、Ｒ１＝６ｍｍ、Ｒ２＝４．５ｍｍ、μ１＝０．００１、μ２＝０．１５、α＝１２°である。このモデル例４は固着境界線よりかなり下の範囲にあり、全く固着しないことが分かる。
【００５７】
このように、見掛けの摩擦係数μ１が小さいベアリング部材３０を用いることにより、ベアリングの接触（球体配列など）半径Ｒ１値がかなり大きくても固着しないことが分かる。すなわち、当接部が固着しないための条件（１０８）式を確実に満足するようにテンショナーを構成することができる。なお、ベアリングの半径（球体配列半径など）は任意に変更できるが、設置できるスペースには限りがあるため、一般的な設定ではねじ半径より若干大きめの１〜３倍程度が適切である。
【００５８】
（実施形態４）
図５は、本発明の実施形態４のテンショナーを示す縦断面図である。この実施形態では、図３の実施形態２の構成に加えて第１のシャフト部材３と第２のシャフト部材４との間に圧縮ばね４０を設けたもので、他の構成は、実施形態２と基本的に同様である。
【００５９】
圧縮ばね４０は第１のシャフト部材３の段部３ｃ上部と第２のシャフト部材４の基端部４ａ後端４ｆとの間に配置されている。この圧縮ばね４０としては、両端のフック部が自由端となっているコイルばねが使用されている。コイルばねからなる圧縮ばね４０は、先端部４０ａが第２のシャフト部材４と当接する一方、基端部４０ｂが第１のシャフト部材３と当接している。この場合、基端部４０ｂは第１のシャフト部材３の段部３ｃの上段に形成された小径部３ｄの上面３ｆと当接するものである。このような圧縮ばね４０は、両端部４０ａ、４０ｂが両シャフト部材４、３と当接するとともに、ある程度圧縮された状態で組み込まれる。
【００６０】
このように圧縮ばね４０の追加によって、第２のシャフト部材４は第１のシャフト部材３におけるねじシャフト部３ｂの先端側軸方向に押付けられる。この結果、圧縮ばね４０の圧縮力による抵抗トルクが第１のシャフト部材３に対して付加される。
【００６１】
従って、第２のシャフト部材４を押込む外部入力荷重が入力すると、第１のシャフト部材３が回転するのに伴い第２のシャフト部材４が第１のシャフト部材３の段部３ｃ側に押込まれ、先端部４０ａが第２のシャフト部材４と当接している圧縮ばね４０に直に圧縮力が作用して圧縮ばね４０が圧縮される。圧縮ばね４０は他端部４０ｂが第１のシャフト部材３と当接しているため、圧縮ばね４０の圧縮によって、圧縮ばね４０と第１のシャフト部材３との間に摩擦による抵抗トルクが加算的に付加される。これにより、第１のシャフト部材３に対してブレーキ力が強く作用し、第１のシャフト部材３の回転が強力に制動されることから強力で安定した制振機能を確保することができる。
【００６２】
第１のシャフト部材３における段部３ｃ上段の小径部３ｄとねじシャフト部３ｂとの間には、さらに圧縮ばね４０の内径に相応した外径の小径段部３ｅが形成されている。この小径段部３ｅは、圧縮ばね４０の基端部４０ｂを支持する支持座となるものである。そして、圧縮ばね４０の基端部４０ｂに対してこの小径段部３ｅを挿入することにより、さらに安定した支持状態としている。なお、圧縮ばね４０の基端部４０ｂと第１のシャフト部材３の小径部３ｄの上面３ｆとの間には、圧縮ばね４０に対して第１のシャフト部材３が相対的に回転するため、図示しない緩衝板又は摩擦板としての金属ワッシャを挟設することが望ましい。
【００６３】
この実施形態においても、第１のシャフト部材３の先端面と先尖状の当接部２０’との間は点接触などの接触半径Ｒ１が極めて小さく、当接部が固着条件式（１０８）を満足する。このため、当接部２０’が第１のシャフト部材３の先端面に対して固着しない。
【００６４】
以上の実施形態のテンショナーは、全圧縮状態の出代寸法がＡ０になった時だけ上述のような当接部が固着することなく接触（当接）するという従来品と異なる特徴を有している。そして、Ａ０以上の出代寸法（図４のＡ２〜Ａ３相当）では従来のテンショナーと同じ機能である。
【００６５】
なお、本発明においては、図１〜５に示した実施形態以外にも組合せが自由に設定でき、ケース２、第１、第２のシャフト部材３、４及びその他の構成部材について、任意に形状を変更したり、組合せを変更するなどにより、簡易な構造で、当接部の固着防止を行うという新たな効果が得られるものである。また、捩じりばね５、圧縮ばね４０についても、径を含むばね部材寸法や形状は、任意に変更が可能であり、これにより、ばねトルクあるいは圧縮力による抵抗トルクを任意に調整することができる。さらに、圧縮ばね４０はコイルばね、皿ばね、ゴム成形体又は樹脂成形体等、あるいは捩じりばね５はコイルばね、板巻きばね、その他いずれか任意選択的に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１のテンショナーを示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図２】実施形態１のテンショナーの全縮状態における縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態２のテンショナーを示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態３のテンショナーを示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態４のテンショナーを示す縦断面図である。
【図６】テンショナーをエンジン本体に装着した状態のレイアウト図である。
【図７】従来のテンショナーを示す縦断面図である。
【図８】図７のテンショナーの推進シャフトが回転シャフトに接近して当接する状態を模式的に説明するための作用モデル図である。
【図９】図７のテンショナーの回転部材段部と推進部材後端部との当接部固着現象の力学的モデル図である。
【図１０】図７のテンショナーの螺合する推進部材から回転部材の自重落下現象を説明するためのモデル図である。
【図１１】テンショナーの回転部材と推進部材の当接部の固着境界線図の一例である。
【図１２】テンショナーの回転部材と推進部材の当接部の摩擦係数が変化した場合の固着境界線である。
【図１３】テンショナーの回転部材と推進部材の当接部の固着境界線図の別の例である。
【符号の説明】
【００６７】
２  ケース
３  第１のシャフト部材（一方のシャフト部材）
４  第２のシャフト部材（他方のシャフト部材）
４ａ  基端部
５  捩りばね
１０、１０’  先端部材（キャップ）
２０  （先尖状）当接部
３０  ベアリング部材
４０  圧縮ばね
【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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【図１２】
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【図１３】
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