(57)【要約】【課題】エンジンからの強い入力振動荷重に対しても、エンジン回転数の広範囲に亘り出作動及び戻り作動時とも安定した振幅抑制を行うことが可能なテンショナーを提供する。【解決手段】ねじ部８、９によって螺合した第１のシャフト部材３及び第２のシャフト部材４と、第１のシャフト部材３を一方向に回転付勢する捩りばね５とがケース２に収容されている。第２のシャフト部材４の回転を拘束して捩りばね５の回転付勢力を第２のシャフト部材４の推進力に変換する。出作動及び戻り作動時とも第２のシャフト部材４に入力する外部入力荷重に対して常時抵抗トルクを発生させる抵抗トルク付加機構２０を、第１のシャフト部材３と第２のシャフト部材４との間に配置して、第２のシャフト部材４の振幅をきめ細かに安定的に抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ部によって螺合した第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材と、第１のシャフト部材を一方向に回転付勢する捩りばねとがケースに収容されており、第２のシャフト部材の回転を拘束して捩りばねの回転付勢力を第２のシャフト部材の推進力に変換するテンショナーであって、
第２のシャフト部材の進退往復方向に対しても常時抵抗トルクを付加する抵抗トルク付加機構が、前記第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されていることを特徴とするテンショナー。
【請求項２】
前記抵抗トルク付加機構は、
前記第１のシャフト部材のねじ部に螺合する少なくとも一つ以上の第３のシャフト部材と、
前記第２のシャフト部材又は第１のシャフト部材のいずれかと第３のシャフト部材との間に設けられた第１の弾性部材とからなり、
前記第３のシャフト部材は、第２のシャフト部材と共に回転方向が規制されており、軸方向には移動可能であ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】
前記抵抗トルク付加機構は、
前記第２のシャフト部材のねじ部に螺合する少なくとも一つ以上の第３のシャフト部材と、
前記第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に設けられた第１の弾性部材とからなり、
前記第３のシャフト部材は、第１のシャフト部材に対して回転方向が規制されるとともに軸方向には移動可能であ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４】
前記抵抗トルク付加機構は、
前記第１のシャフト部材のねじ部に螺合する少なくとも一つ以上の第３のシャフト部材と、
前記第２のシャフト部材及び第３のシャフト部材の間に設けられた第１の弾性部材と、
前記第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に設けられた第２の弾性部材とからなり、
前記第３のシャフト部材は、第２のシャフト部材と共に回転方向が規制されており、軸方向には移動可能であ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５】
前記第１の弾性部材は、第２のシャフト部材又は第１のシャフト部材のいずれかと第３のシャフト部材との間に圧縮された状態で配置されるとともに、外部入力荷重とは独立して、第１のシャフト部材と第２のシャフト部材及び第３のシャフト部材との間で継続的な抵抗トルクを付加的に発生させるコイルばねであることを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項４のいずれか１項に記載のテンショナー。
【請求項６】
前記第２の弾性部材は、前記第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間にそれぞれ圧縮された状態で配置されるとともに、外部入力荷重によって圧縮されることにより、第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間で抵抗トルクを付加的に発生させるコイルばねであることを特徴とする請求項４記載のテンショナー。
【請求項７】
前記第１の弾性部材及び第２の弾性部材は、圧縮ばね、皿ばね、ゴム成形体又は樹脂成形体のいずれかであることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載のテンショナー。
【請求項８】
前記第２のシャフト部材は、第１のシャフト部材のねじ部に螺合する基端部である主部材に連結され、第３のシャフト部材の回転方向を規制するとともに、軸方向移動可能にするように形成された筒状部材を有することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項４のいずれか１項に記載のテンショナー。
【請求項９】
前記抵抗トルク付加機構が第１のシャフト部材に付加する抵抗トルクをＴｍｚ、前記捩じりばねのばねトルクをＴｂとすると、
Ｔｍｚ＜Ｔｂの関係を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のテンショナー。
【請求項１０】
前記第２のシャフト部材が推進する方向に流体圧源からの流体圧を作用させることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に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、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２５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は取付面２５０の取付孔２６０を貫通するボルト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２６は従来一般的なテンショナーの縦断面図、図２７はその作用における力の釣合いを模式的に説明するための力学モデル図である。
図２６に示されたテンショナー１００は、既に公知であるので詳細な説明は省略するが、雌雄ねじ部１３１、１２１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２５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２５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】
ここで、図２７の力学モデル図を参照してテンショナー１００の機能及び力の釣合いについて説明する。
エンジン２００からの振動による受け荷重Ｗ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Ｋ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Ｍ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μが大きく（Ｍ＝Ｗ×μ）、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２００からの振動による受け荷重Ｗが推進部材１３０に入力されると、摺動面の摩擦係数μ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の図示右方向移動、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】
近年、２輪、４輪自動車を問わずエンジンの高性能化が進み、エンジン内部のカムチェーン系の振動が大きいエンジンが増えつつある。振動の大きいエンジンにおいては、図２５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Ｗも大きい傾向にある。受け荷重Ｗ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（図２６、２７参照）のよっても変化する。
【０００８】
図２８は、あるエンジンの回転数に対するテンショナーの受け荷重特性線図の一例である。従来のエンジンでは、エンジンからの振動が全体的に小さく、図２８のＬに示すように、回転数の変化に対して受け荷重Ｗは大きく変動しない傾向にあった。しかし、近年登場する高性能エンジンでは、図２８のＨに示すように、回転数の変化に対して受け荷重Ｗが大きく変動する傾向にある。同図中Ｌ、Ｈの各上下の線は、それぞれ受け荷重Ｗの最大、最小値を示し、各上下の線間幅がそれぞれの振幅を示す。一般的には、エンジンの回転数の増大に伴って受け荷重Ｗの振幅も増大する傾向にある。しかし、その途中で一時的に振幅のピークを示す所があるが、これはテンショナーを含むカムチェ−ン系の固有振動数とエンジンの回転数とが一致することによる共振現象等の特異点と考えられている。
【０００９】
ところで、テンショナーに求められる機能は、エンジンの回転数あるいは振動の大きい領域に至るまで、カムチェ−ン系に対し少なくとも次の要件をバランスよく満たすことである。
（１）最適なチェーン張力を付与する（出（張り）過ぎず、戻り（緩み）過ぎず）。
（２）チェーンのばたつきを抑制する（出・戻り振幅が小さい）。
【００１０】
このようなテンショナーは元来、チェーンガイド２４０からの外部入力である振動荷重を受けて、振動の大きな場合は戻り作動を、振動が小さい場合は出作動を行い、最適な推進シャフトの出代寸法を維持しつつ最適なチェーン張力を付与する機能を有することが望ましい。
【００１１】
図２９は、従来のテンショナー（図２６、２７）における振動受け荷重Ｗと摺動面の摩擦係数μとの関係を概念的に示した特性線図である。振動受け荷重Ｗが大きくなるほど、摩擦係数μは低下傾向にあり、ある限度を超えた時点で摺動面が浮き上がり状況になり摩擦係数μが急減し不安定な状態を示すようになる。摩擦係数μが不安定な状態となる領域Ｑ２域を図２７の力の釣合いに当てはめると、摺動面摩擦抵抗Ｍが０に近づき、入力振動である振動受け荷重Ｗとばね力Ｋだけの釣合いとなり、推進シャフト（推進部材）の振幅ｂは急増して発散状態となってしまう。このとき、推進シャフトの出代寸法Ａも不安定になり、定まらない。このような状況では、テンショナー１００はチェーン系に適切な張力を付与できず、機能を十分発揮できない状況となってしまう。
【００１２】
そこで、振動の大きいエンジンに対して従来のテンショナー１００では、チェーンガイド２４０からの振動荷重に対する推進シャフト１３０の押し込み量（振幅ｂ）を押さえて作動を安定させるために、チェーンガイド２４０を強く押さえる必要がある。このためには、（１）捩りばね１５０のばねトルクを大きくする、（２）回転シャフト１２０と推進シャフト１３０の螺合を行っている雄ねじ部１２１及び雌ねじ部１３１のリード角を小さくする（例えば、１２°を９°にする）、（３）回転シャフト１２０の端面の径を大きくして回転シャフト１２０と受け座１４０（又はケース１１０）（図２６参照）との接触半径を大きくする、等の対応がなされている。
【００１３】
しかしながら、これらの対応構造では、逆に推進シャフト１３０が推進（前進）する特性が強くなる傾向となっている。そして、推進シャフト１３０が必要以上に推進する場合には、チェーン系に余分な張力を与えチェーンガイド２４０とチェーン２３０との間の摩擦が増加して、エンジンの出力ロスが大きくなる原因となり、好ましくない。
【００１４】
これに対し、最近、ケースに摩擦板を設けると共に、回転シャフトにおける摩擦板との対向部分に接触径の大きな鍔状の摩擦面を設け、さらに補助ばねによって摩擦面が摩擦板と接触しないように保持する構造が開示されている。この構造では、チェーンガイドからの外部入力荷重が小さいときには、摩擦面が摩擦板と接触しないが、外部入力荷重が一定大きさ以上となったとき、摩擦面が摩擦板と接触して摩擦力を発生することができる。これにより、上述した（１）〜（３）の構造とする必要がなくなって、エンジンの出力ロスを低減させることができ、しかも大きな外部入力荷重に対する推進シャフトの振幅を抑えることが可能となっている。
【特許文献１】特開２００１−２１０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特開２００１−２１０１２号公報の構造によっても、推進シャフトの振幅を抑えることが可能となっているが、最近の高性能エンジンなどエンジンの機種によっては、強い振動に対し、振幅抑制に重点をおいた出作動及び戻り作動を抑えた特性をもったテンショナーが強く要求されるようになっている。
【００１６】
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、エンジンからの強い入力振動荷重に対しても、エンジン回転数の広範囲に亘り出作動及び戻り作動時とも安定した振幅抑制を行うこと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】
【００１７】
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第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材と、第１のシャフト部材を一方向に回転付勢する捩りばねとがケースに収容されており、第２のシャフト部材の回転を拘束して捩りばねの回転付勢力を第２のシャフト部材の推進力に変換するテンショナーであって、
第２のシャフト部材の進退往復方向に対しても常時抵抗トルクを付加する抵抗トルク付加機構が、前記第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１の発明では、エンジンの振動による外部入力荷重を受けて第２のシャフト部材が進退往復する両方向に対しても常時、第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に配置された抵抗トルク付加機構が抵抗トルクを付加するため、この抵抗トルクがダンピング効果を生むことから第２のシャフト部材の進退振幅を小さくすることができる。
【００１９】
この結果、外部入力荷重が大きい場合、捩りばねのばねトルクを大きくしたり、ねじ部のリード角を小さくしたりする等によって第２のシャフト部材の推進力を大きくする必要がなくなる。このため、チェーンガイドとチェーンとの間の摩擦が大きくなることがなく、エンジンの出力ロスを少なくすることができる。すなわち、テンショナーの張り過ぎによる馬力ロスや、戻り過ぎによるチェーン張力不足といった問題点が同時に解決可能である。
【００２０】
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、前記抵抗トルク付加機構は、前記第１のシャフト部材のねじ部に螺合する少なくとも一つ以上の第３のシャフト部材と、前記第２のシャフト部材又は第１のシャフト部材のいずれかと第３のシャフト部材との間に設けられた第１の弾性部材とからなり、前記第３のシャフト部材は、第２のシャフト部材と共に回転方向が規制されており、軸方向には移動可能であることを特徴とする。
【００２１】
請求項２の発明では、請求項１の発明における特徴に加えて、第３のシャフト部材２１は第１の弾性部材以外の第２のシャフト部材には直接接触しておらず、いわゆる一種の遊動ねじ部材である。すなわち、第２のシャフト部材又は第１のシャフト部材のいずれかに対して、抵抗トルク付加機構の第３のシャフト部材が第１の弾性部材を介し間接的に配置されているので、外部入力荷重を直接受け止めることがなく、第１の弾性部材による軸力（圧縮力）が作用するのみである。このため、外部入力荷重の大小によっても第３のシャフト部材を含む抵抗トルク付加機構のねじ部の摩擦係数が低下しない。このことから、外部入力荷重の大小に関係なく、抵抗トルク付加機構が抵抗トルクを常に付加して第２のシャフト部材の振幅を制御するため、安定した振幅抑制を行うことができる。そして、第３のシャフト部材のねじ部が第１の弾性部材の圧縮力により第１のシャフト部材又は第２のシャフト部材のいずれかのねじ部に常時押付けられているため、戻り及び出作動時の進退往復方向に対しても常に抵抗トルクを有効的に付加する。ここで、例えば、単に第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間に圧縮ばねからなる弾性部材を設けただけの簡易な構造の形態も考えられるが、このような形態では次のような問題点がある。すなわち、前記弾性部材が戻り作動時には第１のシャフト部材と第２のシャフト部材との間で有効的な抵抗トルクを発生させるが、出作動時には前記弾性部材の圧縮力により第２のシャフト部材のねじ面が第１のシャフト部材のねじ面から浮き上がる（このとき、ねじ面の摩擦係数≒０となる）ことから摩擦による抵抗トルクが必ずしも有効的に発生しない。これに対して、本発明の前記第３のシャフト部材及び第１の弾性部材を備えた抵抗トルク付加機構は、上述したように戻り作動時は勿論、出作動時にも常時有効的な抵抗トルクを発生するため、このような問題点をも改善するものである。
【００２２】
また、第１の弾性部材が第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に設けられる場合は、第２のシャフト部材及び第３のシャフト部材が共に進退するため第１の弾性部材のセット長が変化することから、第１の弾性部材による軸力Ｚも変化する。このとき、捩じりばねのばねトルクと第１の弾性部材及び第３のシャフト部材等からなる抵抗トルク付加機構により付加される抵抗トルクとの差を同一になるように設定すれば、第２のシャフト部材が推進する力（押し力）が一定となる特性が得られる。これにより、エンジンの広範囲な回転数及び振動域に亘りテンショナーの過出戻り、それによる摩耗やエンジン馬力ロス等を防止し、安定した制振効果及び耐久性を確保することができる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１記載のテンショナーであって、前記抵抗トルク付加機構は、前記第２のシャフト部材のねじ部に螺合する少なくとも一つ以上の第３のシャフト部材と、前記第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に設けられた第１の弾性部材とからなり、前記第３のシャフト部材は、第１のシャフト部材に対して回転方向が規制されるとともに軸方向には移動可能であることを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明でも、請求項１の発明における特徴に加えて、第１のシャフト部材に対して、抵抗トルク付加機構の第３のシャフト部材が第１の弾性部材を介し間接的に配置されているので、外部入力荷重を直接受け止めることがないことから、外部入力荷重の大小に関係なく、抵抗トルク付加機構が抵抗トルクを常に付加して第２のシャフト部材の振幅を制御するため、安定した振幅抑制を行うことができる。
【００２５】
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、前記抵抗トルク付加機構は、請求項２記載の抵抗トルク付加機構に加えて、前記第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に設けられた第２の弾性部材とからなることを特徴とする。
【００２６】
請求項４の発明では、請求項１あるいは請求項２の発明における特徴に加えて、外部入力荷重が第２のシャフト部材に入力されると、第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に配置された第２の弾性部材に荷重が作用する。これにより、第２の弾性部材が外部入力荷重に対する抵抗トルクをさらに付加的に発生させるため、第２のシャフト部材の振幅を一層小さくすることができる。
【００２７】
さらに、このような請求項４の発明では、第２の弾性部材が第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に配置されているため、外部入力荷重の入力があると、第３のシャフト部材及び第１のシャフト部材が常に摩擦による抵抗トルクを付加的に発生する。従って、外部入力荷重の大小に関係なく、抵抗トルクが発生して第２のシャフト部材の振幅を効果的に制御するため、きめ細かな安定した振幅抑制を行うことができる。
【００２８】
請求項５の発明は、請求項２、請求項３又は請求項４のいずれかに記載のテンショナーであって、前記第１の弾性部材は、第２のシャフト部材又は第１のシャフト部材のいずれかと第３のシャフト部材との間に圧縮された状態で配置されるとともに、外部入力荷重とは独立して、第１のシャフト部材と第２のシャフト部材及び第３のシャフト部材との間で継続的な抵抗トルクを付加的に発生させるコイルばねであることを特徴とする
【００２９】
請求項５の発明では、第１の弾性部材がコイルばねによって形成されている。このコイルばねは、第２のシャフト部材又は第１のシャフト部材のいずれかと第３のシャフト部材とによって圧縮された状態となっているとともに、外部入力荷重を直接受け止めることがないことから、請求項２、請求項３あるいは請求項４の発明と同様にきめ細かな安定した振幅抑制を行うことができる。また、コイルばねの軸方向荷重を調節することによって、抵抗トルクを増減することが可能であり、抵抗トルクを最適値に設定することができる。
【００３０】
請求項６の発明は、請求項４記載のテンショナーであって、前記第２の弾性部材は、前記第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間にそれぞれ圧縮された状態で配置されるとともに、外部入力荷重によって圧縮されることにより、第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間で摩擦トルクを付加的に発生させるコイルばねであることを特徴とする。
【００３１】
請求項６の発明では、請求項４の発明における特徴に加えて、第２の弾性部材がコイルばねによって形成されている。このコイルばねは、第１のシャフト部材及び第３のシャフト部材により圧縮された状態となっているとともに、第２のシャフト部材への外部入力荷重の入力によって圧縮力が作用することにより圧縮される。この圧縮により、第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に摩擦による抵抗トルクが重畳的に付加され、テンショナー全体の抵抗トルクが増大するため、第１のシャフト部材の回転が効果的に規制される。すなわち、外部入力荷重を受けることによって、第２のシャフト部材がケース内に押し込まれるため、第１のシャフト部材は捩りばねの回転付勢方向と逆方向に回転するが、この逆方向の回転に対しては第２の弾性部材であるコイルばねの摩擦力によるブレーキ力がさらに付加的に作用する。このため、第２のシャフト部材の進退する振幅が効果的に抑制される。
【００３２】
このように、請求項６の発明においても、第２の弾性部材であるコイルばねが第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に配置されているため、コイルばねが常に第１のシャフト部材及び第３のシャフト部材に対して摩擦による抵抗トルクをさらに付加的に発生させる。そこに外部入力荷重が入力すると、さらにコイルばねが圧縮され第１のシャフト部材の回転を強く抑制するため、第２のシャフト部材に対する振幅抑制効果が高められる。
【００３３】
請求項７の発明は、請求項２乃至請求項６のいずれかに記載のテンショナーであって、前記第１の弾性部材及び第２の弾性部材は、圧縮ばね、皿ばね、ゴム成形体又は樹脂成形体のいずれかであることを特徴とする。
【００３４】
請求項７の発明では、皿ばね、ゴム成形体又は樹脂成形体が第１又は第２の弾性部材として用いるものである。従って、請求項２乃至請求項６の発明におけると同様な特徴に加えて、例えば捩じりばねに板巻きばね、第１及び第２の弾性部材に皿ばねとを採用した場合は、これらのばねがいずれもコンパクトであるため、テンショナーを小型軽量化することができる。
【００３５】
請求項８の発明は、請求項１、請求項２又は請求項４のいずれかに記載のテンショナーであって、前記第２のシャフト部材は、第１のシャフト部材のねじ部に螺合する基端部である主部材に連結され、第３のシャフト部材の回転方向を規制するとともに、軸方向移動可能にするように形成された筒状部材を有することを特徴とする。
【００３６】
請求項８の発明では、請求項１、請求項２あるいは請求項４の発明における特徴と同様に、外部入力荷重の大きさに関係なく第２のシャフト部材へのきめ細かな振幅抑制を行うことができる。これに加えて、第３のシャフト部材の回転方向を規制するとともに軸方向移動可能にする別体の筒状部材を第２のシャフト部材の主部材に接続することから、テンショナー製作設計の自由度が向上する。
【００３７】
請求項９の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のテンショナーであって、前記抵抗トルク付加機構が第１のシャフト部材に付加する抵抗トルクをＴｍｚ、前記捩じりばねのばねトルクをＴｂとすると、Ｔｍｚ＜Ｔｂの関係を満足することを特徴とする。
【００３８】
請求項９の発明では、請求項１乃至請求項４の発明における特徴に加えて、抵抗トルク付加機構が第１のシャフト部材に付加する抵抗トルクＴｍｚより捩じりばねのばねトルクＴｂを大きく設定しているので、第２のシャフト部材の進退作動が良好に対応することができ、安定した振幅抑制作動を確保することができる。
【００３９】
請求項１０の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のテンショナーであって、前記第２のシャフト部材が推進する方向に流体圧源からの流体圧を作用させることを特徴とする。
【００４０】
請求項１０の発明では、請求項１乃至請求項８の発明における特徴に加えて、前記第２のシャフト部材が推進する方向に流体圧源からの流体圧を作用させるので、第１、第２及び第３のシャフト部材の作動に対して流体の粘性抵抗によるダンピング効果が付加される。このため、第２のシャフト部材の振幅を一層安定的に抑制することができる。
【００４１】
また、前記流体がこれらのシャフト部材及び捩りばねや各種弾性部材の潤滑剤ともなるため、テンショナーの円滑な作動を行うことができるとともに、これら部材の摩耗を抑制することができ、耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００４２】
請求項１の発明によれば、外部入力荷重を受けて第２のシャフト部材が進退往復する両方向に対しても常時、抵抗トルク付加機構が抵抗トルクを付加することによるダンピング効果を生むことから、第２のシャフト部材の進退振幅を小さくすることができる。このため、テンショナーの張り過ぎによる馬力ロスや、戻り過ぎによるチェーン張力不足といった問題点を同時に解決することができる。
【００４３】
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、抵抗トルク付加機構の第３のシャフト部材が外部入力荷重を直接受け止めることがないことから、外部入力荷重の大小に関係なく、さらに戻り作動時及び出作動時とも抵抗トルク付加機構が抵抗トルクを常に付加して第２のシャフト部材の振幅を制御するため、安定した振幅抑制を行うことができる。
また、第１の弾性部材が第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に設けられる場合は、第２のシャフト部材及び第３のシャフト部材が共に進退するため第１の弾性部材のセット長すなわち軸力も変化する。したがって、捩じりばねのばねトルクと抵抗トルク付加機構により付加される抵抗トルクとの差すなわち第２のシャフト部材の推進する力（押し力）が一定となるような特性が得られる。これにより、エンジンの広範囲な回転数及び振動域に亘りテンショナーの過出戻り、それによる摩耗やエンジン馬力ロス等を防止し、安定した制振効果及び耐久性を確保することができる。
【００４４】
請求項３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、第１のシャフト部材に対して、抵抗トルク付加機構の第３のシャフト部材が第１の弾性部材を介し間接的に配置されているので、外部入力荷重を直接受け止めることがないことから、外部入力荷重の大小に関係なく、抵抗トルク付加機構が抵抗トルクを常に付加して第２のシャフト部材の振幅を制御するため、安定した振幅抑制を行うことができる。
【００４５】
請求項４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、第２のシャフト部材を介して外部入力荷重を受ける第２の弾性部材が第１のシャフト部材及び第３のシャフト部材に対して抵抗トルクをさらに付加的に発生させるため、第２のシャフト部材の振幅を一層効果的に抑え、きめ細かな安定した振幅抑制を行うことができる。
【００４６】
請求項５の発明によれば、第２のシャフト部材又は第１のシャフト部材のいずれかと第３のシャフト部材とによって圧縮された状態となっている第１の弾性部材であるコイルばねが、外部入力荷重を直接受け止めることがないことから、請求項２、請求項３あるいは請求項４の発明と同様にきめ細かな安定した振幅抑制を行うことができる。また、コイルばねの軸方向荷重を調節することによって、抵抗トルクを増減することが可能であり、抵抗トルクを最適値に設定することができる。
【００４７】
請求項６の発明によれば、請求項４の発明と同様な効果を有するのに加えて、第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材によって圧縮された状態となっている第２の弾性部材であるコイルばねが、第２のシャフト部材への外部入力荷重の入力により圧縮されることによって、第１のシャフト部材と第３のシャフト部材との間に摩擦による抵抗トルクが重畳的に付加され、テンショナー全体の抵抗トルクが増大するため、第１のシャフト部材の回転が強く規制される。このため、第２のシャフト部材に対する振幅抑制効果が高められる。
【００４８】
請求項７の発明によれば、皿ばね、ゴム成形体又は樹脂成形体が第１又は第２の弾性部材として用いるものであって、請求項２乃至請求項６の発明におけると同様な特徴に加えて、例えば捩じりばねに板巻きばね、第１及び第２の弾性部材に皿ばね等を採用した場合は、これらのばねがいずれもコンパクトであるため、テンショナーを小型軽量化することができるなど製作設計の自由度がある。
【００４９】
請求項８の発明によれば、請求項１、請求項２又は請求項４の発明と同様な効果を有するのに加えて、第３のシャフト部材の回転方向を規制するとともに軸方向移動可能にする別体の筒状部材を第２のシャフト部材の主部材に接続することから、テンショナー製作設計の自由度が向上する。
【００５０】
請求項９の発明によれば、請求項１乃至請求項４の発明と同様な効果を有するのに加えて、抵抗トルク付加機構の第１のシャフト部材に対する抵抗トルクＴｍｚより捩じりばねのばねトルクＴｂを大きく設定しているので、第２のシャフト部材の進退作動が良好で、安定した振幅抑制作動を確保することができる。
【００５１】
請求項１０の発明によれば、請求項１乃至請求項９の発明と同様な効果を有するのに加えて、粘性を有する油圧油などの流体圧源からの流体が、第１のシャフト部材、第２シャフト部材及び第３のシャフト部材の作動に対して流体の粘性抵抗によるダンピング効果及び潤滑効果が付加されるため、第２のシャフト部材の振幅を安定的に抑制する効果がさらに高められるとともに、これら部材の摩耗を抑制することにより耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明を図示する実施例により具体的に説明する。なお、各実施例において、部分的に形状が異なっていても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。
エンジンからの強い入力振動荷重に対しても、エンジン回転数の広範囲に亘り安定した振幅抑制を行うために、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た。
【実施例１】
【００５３】
図１は本発明の実施例１のテンショナーＡ１を示す縦断面図、図２は図１におけるＦ−Ｆ線断面図である。テンショナーＡ１は、ケース２、第１のシャフト部材３、第２のシャフト部材４、捩りばね５、軸受６、スペーサ７、及び抵抗トルク付加機構２０を備えている。
【００５４】
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及び抵抗トルク付加機構２０の組付体が収容される。
【００５５】
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２５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。
【００５６】
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。
【００５７】
第１のシャフト部材３は、基端側シャフト部３ａと、先端側（図示上方）のねじ部３ｂとが軸方向に一体的に形成されており、先端側のねじ部３ｂの外周には、雄ねじ８が形成されている。また、基端側シャフト部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。
【００５８】
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１０が取付けられている。キャップ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の先端部分に嵌め込んだ状態で、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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における基端側シャフト部３ａとねじ部３ｂとの境界部分には、大径となるフランジ部３ｃが形成されており、スペーサ７はその基端部７ａがフランジ部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。
【００６４】
以上に加えて、実施例１では、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂにほぼ一定の抵抗トルクを付加する抵抗トルク付加機構２０が設けられている。抵抗トルク付加機構２０は、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂに螺合する第３のシャフト部材２１と、第３のシャフト部材２１及び第２のシャフト部材４の間に設けられた第１の弾性部材としてのコイルばね２２とから構成されている。
第３のシャフト部材２１は、第２のシャフト部材４の雌ねじ９が形成されている基端部４ａより先端側の筒状部４ｂ内に配置されている。さらに、コイルばね２２は、筒状部４ｂ内の第３のシャフト部材２１の下面２１ｂと第２のシャフト部材４の基端部４ａ内面４ｃとの間に配置されている。
【００６５】
また、コイルばね２２としては、両端部が自由端となっている圧縮ばねが使用されている。圧縮ばねからなるコイルばね２２は、一端部（先端部）２２ａが第３のシャフト部材２１の下面２１ａと当接する一方、他端部（基端部）２２ｂが第２のシャフト部材４の基端部４ａ内面４ｃと当接している。このようなコイルばね２２は、両端部２２ａ、２２ｂが両シャフト部材２１、４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。これにより、第２のシャフト部材４及び第３のシャフト部材２１は、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂの雄ねじ８に対し、コイルばね２２の圧縮力により常に相互軸方向反対側（図示上下方向）に押付けられている。
なお、コイルばね２２と第１のシャフト部材３のねじ部３ｂとの絡み合い防止のため、コイルばね２２の巻方向をねじ山の捩じれ方向と逆にすることが望ましい。
【００６６】
第３のシャフト部材２１は、図２に示すように、第２のシャフト部材４の断面六角形状に成形された筒状部４ｂ内面に嵌合して回転方向が拘束され、軸方向は移動可能である六角ナット状に成形されている。ただし、第２のシャフト部材４の筒状部４ｂの内面及び第３のシャフト部材２１の外面形状は、相互に嵌合する断面略小判形状、Ｄカットや平行カット、その他の非円形に成形されてもよい。そして、第３のシャフト部材２１は、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂに螺合するとともに、第２のシャフト部材４の非円形断面形状に成形された筒状部４ｂの内面に嵌合して回転が拘束され、軸方向は移動可能となっている。
【００６７】
図３は、テンショナーＡ１の抵抗トルク付加機構２０の作用を説明する一部縦断面図である。
以上のように構成された第３のシャフト部材２１は、内径に形成された雌ねじ２１ｃがエンジンからの外部入力荷重（受け荷重）及び後述の第１のシャフト部材３に対する摩擦抵抗と捩りばね５のばね力との力の釣合う正又は逆方向に回転する第１のシャフト部材３のねじ部３ｂの雄ねじ８に対し、コイルばね２２の圧縮力（軸方向荷重）Ｚにより常に軸方向に押付けられた密着状態で螺合している。かくして前記力の釣合う方向に追従して第１のシャフト部材３が回転するのに伴い、第３のシャフト部材２１は、回転が拘束されているので推進力を得ることから第１のシャフト部材３のねじ部３ｂに常に密着螺合状態を保持しながら第２のシャフト部材４及びコイルばね２２と共に一体的に軸方向に進退する。
【００６８】
このように、第３のシャフト部材２１は、コイルばね２２以外の第２のシャフト部材には直接接触しておらず、いわゆる一種の遊動ねじ部材である。すなわち、第３のシャフト部材２１と第２のシャフト部材４との間の軸方向の位置関係（すなわちコイルばね２２のセット長）は一定に保持される。同時に、第３のシャフト部材２１は、第１のシャフト部材３の回転に対し、正逆転の関係無しにほぼ一定の摩擦による抵抗トルクを付与している。このとき、エンジンからの外部入力荷重（受け荷重）は、第２のシャフト部材４と螺合している第１のシャフト部材３に直に軸方向に作用するが、第３のシャフト部材２１を含む抵抗トルク付加機構２０には直接的には作用しない。このため、抵抗トルク付加機構２０のねじ部の摩擦係数μが外部入力荷重（受け荷重）の大小によっても低下しない。このことは、後述するが、エンジンからの強い入力振動荷重に対しても、抵抗トルク付加機構２０が第１のシャフト部材３の回転に対し正逆転の関係無しにほぼ一定の抵抗トルクを付与することができることを意味し、エンジン回転数の広範囲に亘り安定した振幅抑制を行うという本発明の目的を果たす上で最も重要なポイントである。
【００６９】
従って、第２のシャフト部材４を押し込むエンジンからの受け荷重が入力されると、第２のシャフト部材４と螺合している第１のシャフト部材３に直に軸力が作用し、第１のシャフト部材３を回転させる。第１のシャフト部材３の回転に伴い、第３のシャフト部材２１を含む抵抗トルク付加機構２０及び第２のシャフト部材４が共に一体的に軸方向に進退する。これらの動作において、第３のシャフト部材２１及び第２のシャフト部材４と第１のシャフト部材３との間に抵抗トルクＴｍｚが加算的に発生している。すなわち、前記従来のテンショナー１００において推進シャフト１３０と回転シャフト１２０との間に発生する摩擦トルク相当に、さらに第３のシャフト部材２１及び第２のシャフト部材４と第１のシャフト部材３との間にコイルばね２２の圧縮力（軸方向荷重）Ｚにより発生する抵抗トルクＴｍｚが加算されて第１のシャフト部材３に対して発生する全体抵抗トルクが増大することになる。これにより、第１のシャフト部材３に対して強いブレーキ力が作用し、第１のシャフト部材３の回転が効果的に規制される。
【００７０】
また、コイルばね２２の軸方向荷重Ｚを調節することによって、抵抗トルクＴｍｚを増減することが可能である。この結果、抵抗トルクＴｍｚを最適値に設定することが可能となる。抵抗トルクＴｍｚの値は、第２のシャフト部材４に作用するエンジンからの振動受け荷重によって若干変化するが、実施例１の構造では、無負荷時おおよそ次の値を示す。
Ｔｍｚ≒２・Ｚ・μ・ｒ
ここで、μはねじ面の摩擦係数、ｒはねじ部３ｂの有効半径である。
上記式中の数値「２」が乗じられるのは、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂに対して、図３に示すように、コイルばね２２により押付けられる第３のシャフト部材２１及び第２のシャフト部材４の螺合する摩擦面が２面あるためである。
【００７１】
図４は、実施例１（Ａ１）の抵抗トルク付加機構２０の作用を説明する一部断面斜視図である。
ここで、図２６、２７に示す従来のテンショナー１００と比較して説明する。図３０は、従来のテンショナー１００の作用を説明する一部断面斜視図である。
図３０において、従来のテンショナー１００には、本発明の実施例１（Ａ１）の符号を付して対応させてある。第１のシャフト部材３には、図４及び３０に示すように、捩りばね５によってトルクＴｂからなる回転付勢力が作用している。チェーンガイドを介して外部入力荷重であるエンジンからの振動受け荷重Ｗの入力があると、第２のシャフト部材４がケース２内に押し込まれるため、第１のシャフト部材３が捩りばね５の回転付勢力（トルクＴｂ）に抗して軸回り方向に回転する。
【００７２】
抵抗トルク付加機構２０を備えていない従来のテンショナー１００では、図３０に示すように、振動受け荷重Ｗの入力に応じた回転トルクで軸回り正逆転方向に微小往復（揺動）回転する。この場合の第１のシャフト部材３の回転角度はθであり、角度θに対応した第２のシャフト部材４の振幅はｂとなる。エンジンからの振動は、チェーンガイド→キャップ（振動受け荷重Ｗが入力）→第２のシャフト部材（推進シャフト）４→第１のシャフト部材（回転シャフト）３→受け座１９→ケース２の順番で伝播し、その抵抗要素としては、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂ及び受け座１９の摩擦による抵抗トルクと捩じりばね５のばねトルクＴｂの間で力の釣合いが成り立つ。その結果として、第１のシャフト部材３が揺動回転角度θ、第２のシャフト部材４が振幅ｂの進退運動をしている。このとき、ねじ部３ｂ及び受け座１９等の摺動面の摩擦係数（動摩擦係数）は、静的状態（静摩擦係数）より低下している。
【００７３】
さらにエンジンからの振動が大きくなると（振動受け荷重２Ｗ〜４Ｗ〜など）、摩擦係数がさらに低下すると同時に、ある振動限度を超えると前記摺動面の摩擦係数が０に近付く。このような状態では、図３０に示すように、第２のシャフト部材４の振幅は大きな増加（２ｂ〜４ｂ〜発散）をし、出代寸法も極めて不安定な状態になる。
【００７４】
これに対し、本発明の実施例１（Ａ１）では、図４に示すように、第１のシャフト部材３と第２のシャフト部材４との間に抵抗トルク付加機構２０が配置されている。抵抗トルク付加機構２０として、第２のシャフト部材４及び第３のシャフト部材２１がコイルばね２２により第１のシャフト部材３のねじ部３ｂ雄ねじ８面（それぞれ上下面共）に押付けられ、しかもエンジンからの振動受け荷重は第３のシャフト部材２１には直接的にほとんど作用しない。第２のシャフト部材４及び第３のシャフト部材２１の間にはコイルばね２２により、常時軸力Ｚが負荷され、第１のシャフト部材３を回転させるためには、抵抗トルクＴｍｚ以上の回転力が必要となる（図３参照）。この結果、第１のシャフト部材３の正逆転の往復回転運動に対し、常に（継続的に）抵抗トルクＴｍｚが制動をかける働きを行うことから、第１のシャフト部材３の往復回転角度θ’は前記従来のテンショナーの往復回転角度θに比べて小さくなる。これに伴い、第２のシャフト部材４の進退振幅ｂ’も従来のテンショナーの進退振幅ｂに比べて小さくなる。
【００７５】
エンジンからの振動が大きくなっても（振動受け荷重２Ｗ〜４Ｗ〜など）、抵抗トルク付加機構２０には振動受け荷重がほとんど直接的には作用しないため、第１のシャフト部材３に対する摩擦係数が低下することなくほぼ一定である。このため、図４に示すように、第２のシャフト部材４の振幅（２ｂ’〜４ｂ’〜など）は、前記従来のテンショナーの進退振幅（２ｂ〜４ｂ〜発散）のような大きな増加を示さない。これにより、第２のシャフト部材の出代寸法も極めて安定な状態、すなわち進退振幅が安定的に抑制された状態を保持する。
【００７６】
図５は、抵抗トルク付加機構の有無による（本発明及び従来の）テンショナーの挙動比較を示す試験データ図の一例である。図５において、横軸はエンジンの回転数を周波数（Ｈｚ）で示し、縦軸は第２のシャフト部材（推進シャフト）の出代寸法Ａを示す。また、図５においては、密集して色濃く見える点が抵抗トルク付加機構２０を有する本発明のテンショナーＡ１、分散している点が従来のテンショナー１００のデータを示す。この図から明らかなように、従来のテンショナー１００は高周波数域すなわちエンジンの高速回転域でエンジン振動も大きい領域において出代寸法Ａの最大最小値の幅（振幅）が拡大しており、不安定な挙動を示している。
これに対して、本発明のテンショナーＡ１はエンジンの回転数及びこれに伴うエンジン振動が大きい領域においても出代寸法Ａ及びその最大最小値の幅（振幅）がほぼ一定で、出代寸法Ａの最大値及びＡの振幅も従来のものより小さな値を示しており、抵抗トルク付加機構２０が極めて有効に振幅抑制を安定的に行うことを実証している。
【００７７】
また、図３１及び図３２は、本発明及び従来のテンショナーを振動の大きい高性能エンジンに装着した際の挙動比較を示す試験データ図の一例で、それぞれエンジンの回転数に対する出代寸法Ａの最大値Ａｍａｘ、受け荷重（外部入力荷重）Ｗの特性を示している。図３１において、Ａｍａｘの値が相対的に大きくかつ変動も大きい特性を示しているのが従来のテンショナーであり、Ａｍａｘの値が相対的に小さくかつ変動も小さくほぼ一定の特性を示しているのが本発明のテンショナーである。
図３２においては、下方部に密集して色濃く見える点が本発明のテンショナー、上方部に分散している点が従来のテンショナーのデータを示す。この図から明らかなように、従来のテンショナーは高周波数域すなわちエンジンの高速回転域でエンジン振動も大きい領域において受け荷重Ｗの最大最小値の幅（振幅）も拡大しており、不安定な挙動を示している。
これに対して、本発明のテンショナーはエンジンの回転数及びこれに伴うエンジン振動が大きい領域においても受け荷重Ｗ及びその最大最小値の幅（振幅）もほぼ一定で、受け荷重Ｗの最大値及びＷの振幅も従来のものより小さな値を示している。これは、抵抗トルク付加機構２０が極めて有効に振幅抑制を安定的に行うことによる結果でもある。
【００７８】
このような実施例１（Ａ１）では、抵抗トルク付加機構２０が第１のシャフト部材３及び第２のシャフト部材４との間に配置されることにより、外部入力荷重（受け荷重）Ｗの影響をほとんど受けることなく、しかも第２のシャフト部材４の進退の両方向において、抵抗トルク付加機構２０が常時第１のシャフト部材３に対して抵抗トルクを付加する。従って、外部入力荷重Ｗの大小に関係なく、第２のシャフト部材４の振幅を抑制できるため、きめ細やかな振幅抑制を安定的に行うことが可能となる。一方、抵抗トルク付加機構２０は、外部入力荷重（受け荷重）Ｗの大きさに関係なく、第２のシャフト部材４の進出（出作動）方向にも抵抗トルクが働くために進出（出作動）方向の抑制が可能である。これらの効果によって、本発明のテンショナーはエンジン振動に最適な追随が可能となり、大きな振動を有する最近の高性能エンジンに対してもより広い適応が可能となる。
【００７９】
また、外部入力荷重Ｗが大きい場合従来のテンショナー１００に対して行われたような、振幅抑制を行うために捩りばね５のばねトルクを大きくしたり、ねじ部（８、９）のリード角を小さくしたりして第２のシャフト部材４の推進力を大きくする必要がない。このため、チェーンガイドとチェーンとの間の摩擦が過大となることがなく、エンジンの出力ロスを少なくすることができる。
【実施例２】
【００８０】
図６は、本発明の実施例２のテンショナーＡ２の縦断面図である。
実施例２（Ａ２）においては、実施例１（Ａ１）における第２のシャフト部材４の基端部４ａから筒状部４ｂを切り離した別体の筒状部材４１としたもので、他の構成は実施例１（Ａ１）と同じである。すなわち、実施例２（Ａ２）における第２のシャフト部材４は、実施例１（Ａ１）における第２のシャフト部材４の基端部４ａに相当する主部材４０と筒状部材４１とから構成される（請求項８の発明に対応する）。
【００８１】
図７は筒状部材４１を示す縦断面図、図８はその平面図である。
筒状部材４１は、図８に示すように、内面及び外面とも平行カット部４１ｃ、４１ｄを有する非円形断面形状に成形されている。筒状部材４１の内外面は、略小判形状、Ｄカット、その他の非円形断面形状に成形されてもよい。これは、筒状部材４１の内面が、後述する外面が同形状の非円形断面形状に成形された第３のシャフト部材２１の回転を規制するとともに、軸方向に移動可能にガイドするためである。一方、筒状部材４１の外面は、軸受６の同形状の非円形断面形状に成形された摺動孔６ａの内面に回転が拘束されるとともに、軸方向に移動可能にガイドされるためである。
また、筒状部材４１の先端４１ｂには、キャップ１０を嵌め込んだ状態で取付け、図示しないスプリングピンを圧入する貫通孔４１ｅが連通して２個設けられている（図６参照）。
【００８２】
図９は主部材４０を示す縦断面図、図１０はその平面図である。
主部材４０は、段付鍔部を有する円形鍔状に形成されており、その内面には第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。そして、第１、第２のシャフト部材３、４及び後述の第３のシャフト部材２１は、実施例１と同様に図６に示すように、それぞれ雄ねじ８に雌ねじ９及び２１ｃ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。
主部材４０は、大径鍔状の基端部上面４０ａに連設して小径段部（上面４０ｂ）が形成されている。小径段部の外面４０ｃは、図１０に示すように、筒状部材４１の基端部４１ａ内面が嵌合できるようにその形状に合わせ例えば平行カット部４０ｄなどを有する非円形断面形状に成形されている。基端部上面４１ａ及び小径段部外面４０ｃには、筒状部材４１の基端部４１ａが嵌め込められた状態でカシメられるなどにより抜け止めされて連結され、いわゆる第２のシャフト部材４を構成する（図６参照）。
また、小径段部の上面４０ｂに連設しさらに小径部４０ｅが形成されている。この上面４０ｂ及び小径部４０ｅには、コイルばね２２の先端部２２ａが外挿される。
【００８３】
このように、実施例２（Ａ２）においては、第２のシャフト部材４が筒状部材４１及び主部材４０により個別的に接続される構成となっているので、テンショナーの製作・組立て又は分解も容易化されるなど製作設計の自由度が向上するメリットがある。
【００８４】
図１１は第３のシャフト部材２１を示す縦断面図、図１２はその平面図である。
第３のシャフト部材２１は、鍔部を有する円形鍔状に形成されており、その内面には第１のシャフト部材３の雄ねじ８が螺合する雌ねじ２１ｃが形成されている。
鍔部（上面２１ａ、下面２１ｂ）の外面は、図１２に示すように、筒状部材４１の内面に嵌合できるようにその形状に合わせ、例えば平行カット部２１ｄなどを有する非円形断面形状に成形されている。そして、第３のシャフト部材２１は、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂに螺合するとともに、第２のシャフト部材４の非円形断面形状に成形された筒状部４１の内面に嵌合して回転が拘束され、軸方向は移動可能となっている。
また、鍔部下面２１ｂに連設しさらに小径部２１ｅが形成されている。この下面２１ｂ及び小径部２１ｅには、コイルばね２２の基端部２２ｂが外挿される。
【００８５】
第１の弾性部材であるコイルばね２２は、実施例１と同様に、第２のシャフト部材３及び第３のシャフト部材２１の間に圧縮された状態で配置されており、コイルばね２２と第１のシャフト部材３のねじ部３ｂとの絡み合い防止のため、コイルばね２２の巻方向をねじ山の捩じれ方向と逆にすることが望ましいことも同様である。さらに、コイルばね２２の径方向移動を規制するため、主部材４０及び第３のシャフト部材２１のコイルばね２２の座面となる小径段部上面４０ｂ及び小径部４０ｅと鍔部下面２１ｂ及び小径部２１ｅとにコイルばね２２の両端部２２ｂ、２２ａを外挿するようにしたり、コイルばね２２の外径を筒状部材４１の内面又は平行カット部４１ｄに近接させたりすることなども絡み合い防止に効果がある（図６、９及び１１参照）。
【００８６】
図１３は実施例２（Ａ２）の変形々態のテンショナーＡ２ａを示す縦断面図、図１４はその平面図である。
図１３の形態（Ａ２ａ）では、各構成部材の形状が若干異なるものの図６の形態（Ａ２）と機能・構成内容は基本的に同様である。例えば、ケース２は、胴部２ａの基端部が角部の余肉を切除した略円錐体状に成形されるとともに、フランジ部２ｂも取付孔２ｄの回りをスリム化した形状に成形されている。
【００８７】
第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃは、上部に段付状の小径部３ｄが形成され、スペーサ７の基端部７ａが小径部３ｄに安定的に嵌め込まれている。
【００８８】
また、捩りばね５は、スペーサ７の外面をその先端部７ａ近傍まで覆うように外挿され、フック部５ａがケース２先端部の軸受６の下面に隣接して形成されたフック溝２ｆに挿入され係止されている。このため、捩りばね５は、スペーサ７外面に案内されることにより、径方向へのずれを防止して安定した状態を保持することができる。
また、捩りばね５の取付長を長く取れるので、ばね巻数を多くすることにより、第２のシャフト部材４の出代ストロークを大きく取れることもできるが、それよりも重要な点は出代ストロークに対するばねトルクＴｂの変化率を緩やかに設定することができる。これにより、安定した制振作動を確保することができるというメリットがある。
【００８９】
軸受６は、摺動孔６ａ部がケース２先端面部まで盛り上がったキャップ状に形成されている。
スペーサ７の先端部７ｂは、軸受６のキャップ状頂部の摺動孔６ａ部下面に近接して臨んでおり、摺動孔６ａ部の下面への当接により、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。
【００９０】
このように、図１３の形態（Ａ２ａ）では、実施例１（Ａ１）及び図６の実施例２（Ａ２）と同様な効果を有するのに加えて上記のメリットを確保するともに、上記したように、構成スペースの有効活用及びスリム化による軽量・コンパクト化を図ることができる。
【実施例３】
【００９１】
図１５は本発明の実施例３のテンショナーＡ３を示す縦断面図、図１６は図１５におけるＨ−Ｈ線断面図である。
この実施例のテンショナーＡ３では、図１５に示すように、前記実施例に対して第２のシャフト部材４及び第３のシャフト部材２１の配置を上下逆転した構造による抵抗トルク付加機構２０の配置構成が異なるだけであり、他の構成は前記実施例と基本的に同様である。すなわち、抵抗トルク付加機構２０は、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂに螺合した第３のシャフト部材２１が第２のシャフト部材４の基端部の下側に配置され、コイルばね２２を介して接続部材５０により第２のシャフト部材４と連結された構成となっている。
【００９２】
図１７は実施例３（Ａ３）の接続部材５０を示す縦断面図、図１８はその平面図である。
接続部材５０は、図１７、１８に示すように、有底円筒の先端側胴部を４箇所等間隔にカットした形状に概略形成されている。接続部材５０の基端部５１の底面には、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂを挿通するためのねじ部３ｂ外径より大き目の径の貫通孔５３が設けられている。基端部５１に連設する先端側の４箇所の胴部５２は、先端が鍵状に曲折されたフック部５２ａが設けられている。
【００９３】
一方、第２のシャフト部材４の基端部４ａの外周面には、図１５に示すように、接続部材５０の４個のフック部５２ａを挿入して係止するとともに、接続部材５０の回転を規制する係止溝４ｃが４ヶ所設けられている。
【００９４】
また、第３のシャフト部材２１の外周面には、図１６に示すように、接続部材５０の４個の胴部５２が外側から没入されるとともに、接続部材５０の回転を規制する係止溝２１ｃが４ヶ所設けられている。
【００９５】
そして、圧縮ばねからなるコイルばね２２は、先端部２２ａが第３のシャフト部材２１の下面２１ａと当接する一方、基端部２２ｂが接続部材５０の基端部５１の底面（内面）と当接している。このようなコイルばね２２は、両端部２２ａ、２２ｂが第３のシャフト部材２１と接続部材５０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。これにより、第２のシャフト部材４及び第３のシャフト部材２１は、コイルばね２２及び接続部材５０を介して第１のシャフト部材３のねじ部３ｂの雄ねじ８に対し、コイルばね２２の圧縮力により常に相互軸方向反対側（図示上下方向）に押付けられている。
【００９６】
以上のように第３のシャフト部材２１、コイルばね２２及び接続部材５０等から構成された抵抗トルク付加機構２０を有する実施例３のテンショナーＡ３は、前記実施例と同様な効果を有するのに加えて、第１のシャフト部材３と第２のシャフト部材４との間への抵抗トルク付加機構２０の組付けが容易化するメリットがある。
【００９７】
図１９は実施例３の変形々態のテンショナーＡ３ａを示す縦断面図である。
図１９の形態（Ａ３ａ）は、図１７の実施例３（Ａ３）に対しコイルばね２２が第２のシャフト部材４と第３のシャフト部材２１との間に配置されるとともに、接続部材５０が図１３の形態（Ａ２）におけるスペーサ７を兼用している構造による抵抗トルク付加機構２０の配置構成が異なるだけであり、他の構成は前記実施例と基本的に同様である。
【００９８】
圧縮ばねからなるコイルばね２２は、先端部２２ａが第２のシャフト部材４の基端部４ａ下面４ｆと当接する一方、基端部２２ｂが第３のシャフト部材２１の上面２１ａと当接している。このようなコイルばね２２は、両端部２２ａ、２２ｂが両シャフト部材４、２１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。これにより、第２のシャフト部材４及び第３のシャフト部材２１は、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂの雄ねじ８に対し、コイルばね２２の圧縮力により常に相互軸方向反対側（図示上下方向）に押付けられている。
【００９９】
接続部材５０の基端部５０ａは、第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃの上部段付状の小径部３ｄに回転自在に嵌め込まれている。また、接続部材５０の先端部５０ｂは、軸受６のキャップ状頂部の摺動孔６ａ部の下面に近接して臨んでおり、摺動孔６ａ部の下面への当接により、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。これと併せて、接続部材５０の外面が捩じりばね５のガイドとなっていることも前記実施例におけるスペーサ７と同様の機能である。
【０１００】
一方、接続部材５０の内面は、第２のシャフト部材４の基端部４ａ及び第３のシャフト部材２１の外形形状に合わせて両シャフト部材４、２１の回転を規制するとともに、軸方向の移動可能とするよう例えば図示しない平行カット部などを有する非円形断面形状に成形されている。
【０１０１】
以上のように第３のシャフト部材２１、コイルばね２２及び接続部材５０等から構成された抵抗トルク付加機構２０を有する図１９の形態（Ａ３ａ）においては、外部入力荷重を受けて第１のシャフト部材３が正又は逆回転すると、第２のシャフト部材４、コイルばね２２及び第３のシャフト部材２１は回転が規制されているため共に軸方向に移動（すなわち進退）する。一方このとき、接続部材５０は、第２のシャフト部材４と共に回転を規制されて停止した状態で、第３のシャフト部材２１の回転を規制するとともにこれらのシャフト部材４、２１の軸方向移動をガイドしている。
【０１０２】
なお、キャップ１０の頭部１０の先端には、略球体状のゴムなどの弾性部材１０ｃが装着されている。この弾性部材１０ｃは、外部入力荷重Ｗの振動低減効果を得るための緩衝材の役目を果たすもので、特に振動の大きい前記高性能エンジン用のテンショナーに適用される場合に一層有効的である。
【０１０３】
以上のようにこの形態のテンショナーＡ３ａは、前記実施例と同様な効果を有するのに加えて、接続部材５０が図１３の形態（Ａ２）におけるスペーサ７を兼用しているため部材点数が削減されることから、構成及び組立てが簡易化され、コスト的にもメリットがある。
【０１０４】
図２０は実施例３の別の変形々態のテンショナーＡ３ｂを示す縦断面図である。
図２０の形態のテンショナーＡ３ｂは、図１９の形態（Ａ３）に対しコイルばね２２が第１のシャフト部材３と第３のシャフト部材２１との間に配置されている構造による抵抗トルク付加機構２０の配置構成が異なるだけであり、接続部材５０が図１３の形態（Ａ２）におけるスペーサ７を兼用していることを含め他の構成は前記実施例と基本的に同様である。
【０１０５】
圧縮ばねからなるコイルばね２２は、先端部２２ａが第３のシャフト部材２１の下面２１ｂと当接する一方、基端部２２ｂが第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃの上部段付状の小径部３ｄの上面３ｆに当接している。このようなコイルばね２２は、両端部２２ａ、２２ｂが第３のシャフト部材２１と第１のシャフト部材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。これにより、第３のシャフト部材２１の雌ねじ９は、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂの雄ねじ８に対し、コイルばね２２の圧縮力により常に先端側軸方向に押付けられている。
【０１０６】
図２１は、この形態のテンショナーＡ３ｂの特性を示す特性線図である。
この形態（Ａ３ｂ）では、第２のシャフト部材４の進退に伴って、第２のシャフト部材４と共に接続部材５０により回転規制されている第３のシャフト部材２１も共に進退するためコイルばね２２のセット長が変化する（たわむ）ことから、コイルばね２２による軸力Ｚも変化する。このとき、捩じりばね５のばねトルクＴｂとコイルばね２２及び第３のシャフト部材２１等からなる抵抗トルク付加機構２０により付加される抵抗トルクＴｍｚとの差を同一（Ｔｂ−Ｔｍｚ＝一定）になるように設定すれば、第２のシャフト部材４が推進する力（押し力）Ｊが一定となる特性が得られる。すなわち、この形態（Ａ３ｂ）の出代寸法Ａに対するトルクＴｂ、Ｔｍｚ及び押し力Ｊの関係を示したのが、図２１の特性線図である。
【０１０７】
従来のテンショナー１００等や前記実施例においては、押し力Ｊは推進部材又は第２のシャフト部材４の進退位置（ストローク）が変ると変動していたが、図２１の形態（Ａ３ｂ）では、第２のシャフト部材４の進退位置（ストローク）がどの位置でも押し力Ｊが変化しない点が独特的な特徴である。これにより、エンジンの広範囲な回転数及び振動域に亘りテンショナーの過出戻り、それによる摩耗やエンジン馬力ロス等を防止し、安定した制振効果及び耐久性を確保することができる。
【実施例４】
【０１０８】
図２２は、本発明の実施例４のテンショナーＡ４を示す縦断面図である。
この実施例のテンショナーＡ４は、図２２に示すように、図１５の実施例３（Ａ３）の構成に加えて第２の弾性部材としてのコイルばね６０が設けられている構造による抵抗トルク付加機構２０の構成が異なるだけであり、他の構成は前記実施例と基本的に同様である。コイルばね６０は、第１のシャフト部材３及び第３のシャフト部材２１の間に配置されている。この実施例（Ａ４）において、コイルばね６０は第１のシャフト部材３におけるねじ部３ｂの基端部と第３のシャフト部材２１の下面２１ｂとの間に配置されている。すなわち、抵抗トルク付加機構２０は、第１のシャフト部材３のねじ部３ｂに螺合した第３のシャフト部材２１がコイルばね２２を介して接続部材５０により第２のシャフト部材４と連結されるとともに、コイルばね６０が第１のシャフト部材３及び第３のシャフト部材２１の間に設けられた構成となっている。
【０１０９】
また、コイルばね６０としては、両端のフック部が自由端となっている圧縮ばねが使用されている。圧縮ばねからなるコイルばね６０は、先端部６０ａが第３のシャフト部材２１と当接する一方、基端部６０ｂ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６０ｂは第１のシャフト部材３のフランジ部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。このようなコイルばね６０は、両端部６０ａ、６０ｂが両シャフト部材２１、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。
【０１１０】
このようにコイルばね６０の追加によって、第３のシャフト部材２１は第１のシャフト部材３のねじ部３ａの先端側軸方向に押付けられる。この結果、前記コイルばね２２の圧縮力にさらにコイルばね６０の圧縮力が追加された合計圧縮力による抵抗トルクが、抵抗トルク付加機構２０による抵抗トルクＴｍｚとして第１のシャフト部材３に対して付加される。
【０１１１】
従って、第２のシャフト部材４を押し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接続部材５０を介して回転規制された第３のシャフト部材２１も第２のシャフト部材４と共に第１のシャフト部材３のねじ部３ａの基端側に押込まれ、先端部６０ａが第３のシャフト部材２１と当接しているコイルばね６０に直に圧縮力が作用して、コイルばね６０が圧縮される。コイルばね６０は他端部６０ｂが第１のシャフト部材３と当接しているため、コイルばね６０の圧縮によって、コイルばね６０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、既に発生していたコイルばね２２の圧縮力による抵抗トルクがさらに増大する。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の回転が強力に規制されることからさらに強力で安定した制振機能を確保することができる。
【０１１２】
第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃ上段の小径部３ｄとねじ部３ｂとの間に、さらにコイルばね６０の内径に相応した外径の段部３ｅが形成されている。この段部３は、コイルばね６０の基端部６０ｂを支持する支持座となるものである。そして、コイルばね６０の基端部６０ｂに対してこの段部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、コイルばね６０の基端部６０ｂと第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃ上段の小径部３ｄの上面３ｆとの間には、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。この実施例（Ａ４）においても、コイルばね６０はある程度圧縮された状態となっている。
【０１１３】
このように第１及び第３のシャフト部材３、２１にコイルばね６０の両端部６０ｂ、６０ａが支持されるとともに、接続部材５０を介して第２及び第３のシャフト部材４、２１にコイルばね２２の両端部２２ｂ、２２ａが支持されることにより、第１のシャフト部材３が往復回転を繰り返しても、その作動に円滑に対応することができるため、一層安定した制振作動を行うことができる。
【実施例５】
【０１１４】
図２３は、本発明の実施例５のテンショナーＡ５を示す縦断面図である。
この実施例のテンショナーＡ５は、図２３に示すように、図１５の実施例３（Ａ３）における第２のシャフト部材４と第１のシャフト部材３の配列を逆転した構造である（請求項３の発明に対応する）。また、捩じりばね５として板巻きばね、第１の弾性部材として皿ばねの積層体２２が用いられており、ケース２など部材の形状も変っている所が多いが、テンショナーとしての機能及び制振性能は実施例３（Ａ３）と基本的に同様である。
【０１１５】
ケース２は、基端部側ケースと先端部側ケースとに２分割され、フランジ２ｂ１、２ｂ２を介して図示しないボルト部材などにより連結されている。
基端部側ケースは、胴部２ａ１の先端部にフランジ部２ｂ１を備えた有底円筒状に大略成形されている。そして、胴部２ａ１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２ｃ１が形成されている。収納孔２ｃ１の先端部分は開放されており、この収納孔２ｃ１内に、第１及び第２のシャフト部材３、４の基端側シャフト部３ａ、４ａ及び捩りばね５の組付体が収容される。
先端部側ケースは、胴部２ａ２の基端部にフランジ部２ｂ２を備えた円筒状に大略成形されている。そして、胴部２ａ２内部には、軸方向に貫通する収納孔２ｃ２が形成されている。収納孔２ｃ２の両端は開放されており、この収納孔２ｃ２内に、第１及び第２のシャフト部材３、４の先端側シャフト部３ｂ、４ｂ等の組付体が収容される。なお、先端部側の収納孔２ｃ２は、基端部側の収納孔２ｃ１より若干細くなっているが、この理由については後述する。
【０１１６】
先端部側ケースのフランジ部２ｂ２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、いずれも図示しないエンジン本体に螺合するボルトが貫通する取付孔が形成されている。エンジン本体への取付けに際しては、図２５と同様に、フランジ部２ｂ２の先端面（図示上面）がエンジン本体２００の取付面２５０と当接する。
【０１１７】
第１のシャフト部材３は捩りばね５によって付勢されることにより回転し、先端側ケースに設けられた軸受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。
【０１１８】
第１のシャフト部材３は、基端側シャフト部３ａと、先端側シャフト部３ｂとが軸方向に一体的に連設された両端開放の円筒状に大略成形されており、先端側シャフト部３ｂの内面には、雌ねじ８ａが形成されている。基端側シャフト部３ａの内径３ｉは、第２のシャフト部材４の雄ねじ９ａの外径より若干大き目の逃げ孔径となっている。また、基端側シャフト部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。
【０１１９】
第２のシャフト部材４は軸方向先端に伸びる先端側シャフト部４ｂが形成されており、基端部側シャフト部４ａの外周には、第１のシャフト部材３の雌ねじ８ａが螺合する雄ねじ９ａが形成されたねじ部となっている。第１及び第２のシャフト部材３、４は、雌ねじ８ａ及び雄ねじ９ａを螺合させた状態でケース２の収納孔２ｃ１及び２ｃ２内に挿入される。第２のシャフト部材４の先端側シャフト部４ｂの先端には、キャップ１０が取付けられている。
【０１２０】
板巻きばねからなる捩りばね５は、第１のシャフト部材３の基端部側シャフト部３ａに外挿されている。この捩りばね５の図示しないフック状に形成された外径端部５ａがケース２の基端部側ケース内に形成された図示しないフック溝に挿入されて係止される一方、図示しないフック状に形成された内径端部５ｂが第１のシャフト部材３の基端部側シャフト３ａの図示しないスリットに挿入されて係止されている。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。
【０１２１】
軸受６は、前記実施例と同様に、ケース２の先端側ケースの先端部分に回転止めされた状態で取付けられ、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の先端側シャフト部４ｂ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の先端側シャフト部４ｂの外面は、断面が図示しない略小判形状、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。
【０１２２】
第２のシャフト部材４には、雌雄ねじ８ａ、９ａ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。
【０１２３】
この実施例５（Ａ５）においては、実施例３（Ａ３）におけるスペーサ７は省略されており、ケース２の先端側ケースがスペーサの機能を兼ねている。すなわち、第１のシャフト部材３における基端側シャフト部３ａと先端側シャフト部３ｂとの境界部分には、大径となるフランジ部３ｃが形成されており、先端側ケースのフランジ２ｂ２の内面２ｃ２側（先端部側の収納孔２ｃ２が、基端部側の収納孔２ｃ１より若干細くなっていることによる段差部分）下面２ｈにフランジ部３ｃの上面３ｈが当接可能なように近接している。この第１のシャフト部材３のフランジ部３ｃ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。
【０１２４】
以上に加えて、この実施例５（Ａ５）では、第２のシャフト部材４の雄ねじ９ａ部及び第１のシャフト部材３の基端部３ａにほぼ一定の抵抗トルクを付加する抵抗トルク付加機構２０が設けられている。抵抗トルク付加機構２０は、前記先端側ケース内に配置され、第２のシャフト部材４の雄ねじ９ａに螺合する第３のシャフト部材２１と、第３のシャフト部材２１及び第１のシャフト部材３の間に設けられた第１の弾性部材としての皿ばね２２と、第３のシャフト部材２１及び第２のシャフト部材４を連結する接続部材５５とから構成されている。
皿ばね２２は、前記先端側ケース内の第３のシャフト部材２１の基端面（図示下面）２１ｂと第１のシャフト部材３の先端面（図示上面）３ｊとの間に配置されている。
【０１２５】
また、皿ばね２２は、表裏１対ずつ重ね合わされた複数対の積層体であり、その両端部が自由端となっている圧縮ばねとして使用されている。圧縮ばねである皿ばね２２は、先端部２２ａが第３のシャフト部材２１の基端面２１ｂと当接する一方、基端部２２ｂが第１のシャフト部材３の先端面３ｊと当接している。このような皿ばね２２は、両端部２２ａ、２２ｂが両シャフト部材２１、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。これにより、第１のシャフト部材３及び第３のシャフト部材２１は、第２のシャフト部材４の雄ねじ８ａに対し、皿ばね２２の圧縮力により常に相互軸方向反対側（図示上下方向）に押付けられている。これと同時に、第１のシャフト部材３の基端部３ａが受け座１９にも皿ばね２２の圧縮力により常に軸方向基端側（図示下側）に押付けられている。
【０１２６】
接続部材５５は、図２３に示すように、有天円筒形状に概略形成されている。接続部材５５の先端部５６の天井面５６ａには、第２のシャフト部材４を挿通するための貫通孔５８が設けられている。先端部５６に連設する基端側の胴部５７は、天井面５６ａに連設する先端部近傍が内側に凹状に曲折された凹部５７ａが設けられている。
【０１２７】
一方、第３のシャフト部材３の先端部の外周面には、図２３に示すように、接続部材５５の凹部５７ａを挿入して係止する係止溝２１ｆが設けられている。
【０１２８】
また、接続部材５５の内面は、第３のシャフト部材２１及び第１のシャフト部材３の先端部３ｂ外形と共に形状を合わせて、両シャフト部材２１、３の回転を規制する一方、第１のシャフト部材３の軸方向の移動可能とするよう、例えば図示しない平行カット部などを有する非円形断面形状に成形されている。
【０１２９】
以上のように第３のシャフト部材２１、皿ばね２２及び接続部材５５等から構成された抵抗トルク付加機構２０を有する図２３の形態（Ａ５）においては、外部入力荷重を受けて第１のシャフト部材３が正又は逆回転すると、接続部材５５により第１のシャフト部材３と連結された第３のシャフト部材２１及び皿ばね２２共同時に回転するが、第３のシャフト部材２１第２のシャフト部材４は軸受６によリ回転が規制されているため軸方向に進退する。
【０１３０】
以上のようにこの形態のテンショナーＡ５は、前記実施例３（Ａ３）と同様な効果を有するのに加えて、ケース２の先端側ケースが図１３の形態（Ａ２）におけるスペーサ７を兼用しているため部材点数が削減されることから、構成及び組立てが簡易化され、コスト的にもメリットがある。
また、ケース２が基端部側ケースと先端部側ケースとに２分割されているため、テンショナー全体の組立て及び分解が容易化される。
【０１３１】
さらに、捩じりばねの板巻きばね５、第１の弾性部材の皿ばね２２はいずれもコンパクトであるため、テンショナーを小型軽量化することができる。
【実施例６】
【０１３２】
図２４は、本発明の実施例６のテンショナーＡ６を示す縦断面図である。
この実施例のテンショナーＡ６は、前記実施例のテンショナーの第１、第２のシャフト部材３、４、及び第３のシャフト部材２１等からなる抵抗トルク付加機構２０を含むケース２内に油圧などの流体圧源７０からの流体７１が充填され、第２のシャフト部材４が推進する方向に前記流体圧が作用するものである。その一例として図２４に示すテンショナーＡ６は、図１３の形態（Ａ２ａ）と同様な構成が示されている。したがって、図２４のテンショナーＡ６は、前記図１３の形態（Ａ２ａ）と同様な機能及び制振性能に、さらに流体の粘性抵抗による緩衝機能を付加したものであり、エンジンからの振動を十分緩衝する効果を発揮し、一層安定した挙動特性を有する。
【０１３３】
図２４のテンショナーＡ６では、第２のシャフト部材４が筒状部材４１の先端にキャップ１０を一体的に備えた構造である。また、ケース２が、胴部２ａの側面にフランジ部２ｂを備え、そのフランジ部２ｂを介してエンジン本体にボルト結合されている。
その他の構成は、流体圧系を除き図１３の形態（Ａ２ａ）と同様の構成であるため、それらの詳細説明は省略する。
【０１３４】
ケース２の胴部２ａ側面のフランジ部２ｂには、流体７１の流路７２がケース２の先端側内部（溝２ｅ）に連通し設けられている。さらに、スペーサ７の基端部７ｂにも流体７１の流通口７３が設けられ、この流通口７３内には適宜流体７１の流通抵抗を付与する図示しないオリフィス等の流動抵抗手段を備えている。また、第２のシャフト部材４の基端部の主部材４０及び第３のシャフト部材２１にも、それぞれ流体７１の流通口７４、７５が形成されている。
また、ケース２の胴部２ａの基端面に開設された治具孔２ｅは、盲プラグ７３をねじ込み密閉される。
【０１３５】
第２のシャフト部材４が先端方向（出方向）に推進する場合、図２４の矢印８０のように、例えばエンジン本体内に設けられた流体圧源７０からの流体７１は、流路７２を経てケース２内に流入し、さらに流通口７３からスペーサ７内、そして順次流通口７４、７５を経て第２のシャフト部材４内に流入する。
第２のシャフト部材４が基端部方向（戻り方向）に推進する場合、第２のシャフト部材４内の流体７１は、前記図２４の矢印８０とは反対方向に流れ、ケース２内から流路７２を経て流出し、流体圧源７０に逆流する。
さらに、流体７１は、流通口７３を流出入するとき、前記流動抵抗手段により一層効果的な流動抵抗を受ける。
【０１３６】
このような第２のシャフト部材４の進退（出戻り）動作に伴う流体７１の粘性流動抵抗により、エンジンからの外部入力荷重を受ける第２のシャフト部材４の前記進退（出戻り）動作（振動）に対して緩衝機能を付加する。この結果、実施例６のテンショナーＡ６は、前記抵抗トルク付加機構２０による制振効果に加えて、流体７１による緩衝効果が付加され、一層効果的な安定した制振特性を発揮する。
さらに、流体７１が前記シャフト部材３、４、２１及び捩りばね５や第１の弾性部材２２等の潤滑剤ともなるため、テンショナーの円滑な作動を行うことができるとともに、これら部材の摩耗を抑制することができ、耐久性を向上させることができる。
【０１３７】
以上説明したように、本発明のテンショナーは、図１〜２４に示した実施例の他に、ケース２、第１、第２、第３のシャフト部材３、４、２１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、組み合わせを変更したりすることが可能である。
また、捩じりばね５、第１及び第２の弾性部材２２、６０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、第１及び第２の弾性部材は圧縮ばね、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。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、抵抗トルク付加機構が外部入力荷重を直接受け止めることがないため、外部入力荷重の大小に関係なく抵抗トルクを常に付加して第２のシャフト部材の振幅を抑制するため、安定した振幅抑制を行うことができることから、特に最近の高性能エンジンなど振動の大きいエンジンのタイミングチェーンやタイミングベルトのテンショナーとして効果的に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の実施例１のテンショナーを示す縦断面図である。
【図２】図１におけるＦ−Ｆ線断面図である。
【図３】実施例１の抵抗トルク付加機構の作用を説明する一部縦断面図である。
【図４】実施例１の抵抗トルク付加機構の作用を説明する一部断面斜視図である。
【図５】実施例１の抵抗トルク付加機構の有無によるテンショナーの挙動比較を示す試験データ図の一例である。
【図６】実施例２のテンショナーを示す縦断面図である。
【図７】実施例２の筒状部材を示す縦断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】実施例２の第２のシャフト部材を示す縦断面図である。
【図１０】図９の平面図である。
【図１１】実施例２の第３のシャフト部材を示す縦断面図である。
【図１２】図１１の平面図である。
【図１３】実施例２の変形々態のテンショナーを示す縦断面図である。
【図１４】図１３の平面図である。
【図１５】実施例３のテンショナーを示す縦断面図である。
【図１６】図１５におけるＨ−Ｈ線断面図である。
【図１７】実施例３の接続部材を示す縦断面図である。
【図１８】図１７の平面図である。
【図１９】実施例３の変形々態のテンショナーを示す縦断面図である。
【図２０】実施例３の別の変形々態のテンショナーを示す縦断面図である。
【図２１】実施例３の別の変形々態のテンショナーの特性を示す特性線図である。
【図２２】実施例４のテンショナーを示す縦断面図である。
【図２３】実施例５のテンショナーを示す縦断面図である。
【図２４】実施例６のテンショナーを示す縦断面図である。
【図２５】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２６】従来のテンショナーを示す縦断面図である。
【図２７】従来のテンショナーの力の釣合いを説明するための力学モデル図である。
【図２８】あるエンジンの回転数に対するテンショナーの受け荷重特性線図の一例である。
【図２９】従来のテンショナーの振動受け荷重Ｗと摺動面の摩擦係数μとの関係を概念的に示した特性線図である。
【図３０】従来のテンショナーの作用を説明する一部断面斜視図である。
【図３１】本発明及び従来のテンショナーの挙動比較を示す試験データ図の別の例である。
【図３２】本発明及び従来のテンショナーの挙動比較を示す試験データ図のさらに別の例である。
【符号の説明】
【０１４０】
２      ケース
３      第１のシャフト部材
４      第２のシャフト部材
４ａ    基端部
５      捩りばね
２０    抵抗トルク付加機構
２１    第３のシャフト部材
２２    第１の弾性部材
４０    主部材
４１    筒状部材
６０    第２の弾性部材
７０    流体圧源
７１    流体
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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