(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの内部に回転可能に挿入されかつ第１のねじ部を有する第１のシャフト部材と、
前記第１のねじ部に螺合する第２のねじ部を有しかつ前記ケースに対して軸線方向に移動可能で回転が拘束される第２のシャフト部材と、
前記第１のシャフト部材を回転させるトルクを発生するねじりばねと、
荷重伝達部を介して前記第２のシャフト部材に入力する軸方向の荷重に応じて、前記荷重伝達部が前記第２のシャフト部材に対し軸方向に変位することを許容するか、もしくは前記第１のシャフト部材が前記ケースに対して軸方向に変位することを許容する緩衝機構とを具備し、
前記緩衝機構は、前記第２のシャフト部材の端部に軸方向に移動可能に設けた端部材と、この端部材と前記第２のシャフト部材との間に設けた弾性部材を有することを特徴とするテンショナ。
【請求項２】
請求項１に記載されたテンショナにおいて、
前記弾性部材は、ばね部材であることを特徴とするテンショナ。
【請求項３】
請求項１に記載されたテンショナにおいて、
前記弾性部材は、ゴム部材であることを特徴とするテンショナ。
【請求項４】
ケースの内部に回転可能に挿入されかつ第１のねじ部を有する第１のシャフト部材と、
前記第１のねじ部に螺合する第２のねじ部を有しかつ前記ケースに対して軸線方向に移動可能で回転が拘束される第２のシャフト部材と、
前記第１のシャフト部材を回転させるトルクを発生するねじりばねと、
荷重伝達部を介して前記第２のシャフト部材に入力する軸方向の荷重に応じて、前記荷重伝達部が前記第２のシャフト部材に対し軸方向に変位することを許容するか、もしくは前記第１のシャフト部材が前記ケースに対して軸方向に変位することを許容する緩衝機構とを具備したテンショナにおいて、
前記緩衝機構は、加圧されたオイルが満たされるオイルチャンバを有し、このオイルチャンバは、前記第２のシャフト部材に軸方向の荷重が入力したときに、その荷重に応じて容積が変化する可変チャンバであることを特徴とするテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端ベルトや無端チェン等の力伝達部材を用いた動力伝達機構において、力伝達部材の張力を適正に保つためのテンショナ(tensioner)に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のエンジンの回転運動をカムシャフトに伝達する動力伝達機構に、無端状のベルトやチェン等の力伝達部材が使われている。この力伝達部材の張力を適正に保つために、テンショナが採用されることがある。図１４と図１５はそれぞれ従来のテンショナの断面を示している。このテンショナはケース３１を備えている。ケース３１に、第１のシャフト部材３２と、筒状の第２のシャフト部材３３が挿入されている。ケース３１は、エンジンなどの機器に固定するための取付孔３１ａを有するフランジ部３１ｂを備えている。第１のシャフト部材３２の外面に雄ねじ部３２ａが形成されている。第２のシャフト部材３３の内面に雌ねじ部３３ａが形成されている。これら雄ねじ部３２ａと雌ねじ部３３ａが互いに螺合している。第１のシャフト部材３２の後端部３２ｂは、ケース３１の内部に形成された嵌合孔３９に挿入される。この後端部３２ｂの端面３２ｆが、ケース３１の内面に接触している。第１のシャフト部材３２の外周側に、ねじりばね３４が設けられている。ねじりばね３４の一端３４ａは第１のシャフト部材３２に係止され、他端３４ｂはケース３１に係止される。このばね３４がねじられると、ばね３４の反発力によって第１のシャフト部材３２を回転させるトルクが発生する。第１のシャフト部材３２は、ケース３１に対して回転自在である。
【０００３】
円筒状の第２のシャフト部材３３は、軸受３５に形成された摺動孔３５ａを挿通している。図１５に示すように、第２のシャフト部材３３の外周面と、摺動孔３５ａの内周面は、いずれも非円形状である。これにより第２のシャフト部材３３は、軸受３５に対して軸方向に移動することが許容され、しかも回転が阻止される。このため、ねじりばね３４の反発力によって第１のシャフト部材３２が回転すると、第２のシャフト部材３３は回転せず、軸方向に推力を生じる。例えばこのばね３４の反発力は、第２のシャフト部材３３をケース３１から突出させる方向に作用する。この推力を前記ベルトあるいはチェン等の力伝達部材に与えることにより、力伝達部材に適度な張力が付与される。第２のシャフト部材３３がベルト等の力伝達部材を押すと、このシャフト部材３３には力伝達部材からの反力が作用する。この反力（入力荷重）と、ねじりばね３４によるシャフト部材３３の推力とが釣合う位置までシャフト部材３３が軸方向に移動する。このため従来のテンショナは、図１３に線分Ｌ１で示すように、入力荷重Ｆと第２のシャフト部材３３の移動量とが比例するリニヤ(liner)な特性であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
チェンやベルト等の力伝達部材の張り具合は、例えばエンジンの運転条件によって時々刻々に変化する。しかし従来のテンショナは、直線的(liner)な特性をもつため、広い範囲の入力荷重の変化に対応させることが難しいという問題があった。
【０００５】
ここで、テンショナが力伝達部材を押す力（推力）と、テンショナの変位振幅σとの関係について述べる。テンショナの剛性は、力伝達部材から受ける荷重に対する第２のシャフト部材の移動量（すなわち変位振幅σ）で表わすことができる。推力が大きく、剛性の高いテンショナは、大きな入力荷重に耐えることができる反面、変位振幅σは小さくなる。逆に、テンショナの推力を小さくすれば、変位振幅σを大きくとることができるが、大きな入力荷重に対応することができない。例えば大排気量のエンジンに対して、テンショナの剛性を高くすると変位振幅σが小さくなる。つまり剛性の高いテンショナは、狭い変位振幅σの範囲で機能するように設計せざるをえないなど、テンショナの設計上の自由度が狭いという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、剛性が高いにもかかわらず変位振幅を大きくとることができるなど、広い範囲の入力荷重の変化に対応することができるテンショナを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のテンショナは、
ケースの内部に回転可能に挿入されかつ第１のねじ部を有する第１のシャフト部材と、
前記第１のねじ部に螺合する第２のねじ部を有しかつ前記ケースに対して軸線方向に移動可能で回転が拘束される第２のシャフト部材と、
前記第１のシャフト部材を回転させるトルクを発生するねじりばねと、
荷重伝達部を介して前記第２のシャフト部材に入力する軸方向の荷重に応じて、前記荷重伝達部が前記第２のシャフト部材に対し軸方向に変位することを許容するか、もしくは前記第１のシャフト部材が前記ケースに対して軸方向に変位することを許容する緩衝機構とを具備し、前記緩衝機構は、前記第２のシャフト部材の端部に軸方向に移動可能に設けた端部材と、この端部材と前記第２のシャフト部材との間に設けた弾性部材とを有している。
【０００８】
前記緩衝機構に、圧縮コイルばねや皿ばね、ゴム部材、あるいは所定圧力に加圧された液体などを用いることができる。ゴムあるいはばね等に代表される弾性部材は、前記第１のシャフト部材または第２のシャフト部材の少なくともいずれか一方に設けることができる。前記弾性部材は、前記第２のシャフト部材の先端に設けた荷重伝達部としての端部材と、第２のシャフト部材との間に介在させてもよい。
【０００９】
この発明のテンショナにおいて、ベルトやチェン等の力伝達部材から第２のシャフトに例えば小さな荷重が入力すると、前記緩衝機構が作動することによって、荷重伝達部が第２のシャフトに対して軸方向に変位するか、もしくは前記第１のシャフト部材が前記ケースに対して軸方向に変位する。前記第２のシャフトに加わる荷重によっては、前記第１のねじ部と第２のねじ部を介して、第１のシャフト部材が回転する。
【００１０】
前記緩衝機構のばね定数等に応じて、例えば入力荷重が小さいときに、主として緩衝機構を作動させることにより、力伝達部材に張力を与えることができる。入力荷重が大きいときには、第１のシャフト部材と第２のシャフト部材による本来のテンション作用を行わせることができる。これにより、大きな入力荷重に対応することができ、しかも小さな変位振幅に対する追従性も良好となる。例えば大排気量のエンジン等に使われる力伝達部材に対しても、大きな入力荷重の変化に対応することができ、力伝達部材に適正な張力を付与することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第１の実施形態について、図１Ａから図２Ｂを参照して説明する。図１Ａに示されるテンショナＡ１は、例えば図１Ｂに示される自動車用エンジン１００の動力伝達機構１０１に採用される。動力伝達機構１０１は、エンジン１００の回転運動を、タイミングベルトあるいはチェーン等の無端の力伝達部材１０２を介して、カムシャフト１０３に伝える。テンショナＡ１はエンジン１００の所定位置に装着され、後述する推力を発生することにより、力伝達部材１０２を矢印Ｖで示す方向に押す。
【００１２】
テンショナＡ１は、中空のケース１と、第１のシャフト部材２と、第２のシャフト部材３とを備えている。これらシャフト部材２，３が互いにねじ部２ａ，３ａにおいて螺合することにより、シャフトアセンブリＳが構成される。シャフトアセンブリＳはケース１に挿入されている。ケース１の前端部は開口し、この開口を通じて第２のシャフト部材３が進退する。ケース１の後端部にねじ孔１９が形成されている。このねじ孔１９に、ケース１の内部をシールするためのボルト１９ａがねじ込まれる。
【００１３】
第１のシャフト部材２に雄ねじ部２ａが形成されている。第２のシャフト部材３は円筒状をなし、その内周面に雌ねじ部３ａが形成されている。この雌ねじ部３ａに雄ねじ部２ａが螺合することにより、シャフトアセンブリＳが構成される。これらのねじ部２ａ，３ａは、一般的なねじ山よりもリード角(lead angle)を大きくすることが通例であり、例えば三条ねじ(triple thread)などの多条ねじ(multiple thread)が採用されている。
【００１４】
シャフトアセンブリＳの外周側に、ねじりばね４が設けられている。ねじりばね４はシャフト部材２，３の軸方向に延びている。ねじりばね４の一端部４ａがケース１に係止されている。ねじりばね４の他端部４ｂは、第１のシャフト部材２の後端に形成されたスリット２ｂに挿入される。
【００１５】
ボルト１９ａをねじ孔１９から取外し、ドライバー(screw driver)等の操作部材を孔１９に挿入し、この操作部材の先端をスリット２ｂに差し込めば、操作部材によって第１のシャフト部材２を回転させることができる。第１のシャフト部材２を第１の方向（例えば時計回り）に回転させ、ばね４をねじると、このばね４はシャフト部材２を第２の方向（例えば反時計回り）に回転させる弾性エネルギー（初期トルク）を蓄える。
【００１６】
ケース１の前端部に軸受部材１ａが止め輪１ｂによって固定されている。この軸受部材１ａには、第２のシャフト部材３が挿通する非円形の摺動孔１ｃが形成されている。第２のシャフト部材３の径方向の断面は、摺動孔１ｃに対応して非円形状である。このため第２のシャフト部材３は、ケース１に対して軸方向に移動できるが、回転は阻止される。
【００１７】
図１Ａに示すように、ケース１の底部に形成された凹部に軸受部材１ｅが固定されている。この軸受部材１ｅに、第１のシャフト部材２の端部が回転可能に挿入されている。第１のシャフト部材２は、その後端面２ｆがケース１の端面１ｆに接触した状態で回転することにより、摩擦トルクを発生させる。
【００１８】
なお、ケース１の材質によっては、軸受部材１ｅを用いずに、ケース１に形成した凹部に第１のシャフト部材２の端部を直接挿入してもよい。この点については、以下に説明する各実施形態に適用することができる。
【００１９】
ねじりばね４が蓄えた弾性エネルギーによって、第１のシャフト部材２が第２の方向に回転すると、そのトルクは第２のシャフト部材３に作用する。しかし第２のシャフト部材３は、軸受部材１ａによって回転が阻止されているから、このシャフト部材３には、ケース１から突き出る方向の推力が生じる。一方、力伝達部材１０２（図１Ｂに示す）から第２のシャフト部材３に入力する荷重Ｆは、第２のシャフト部材３をケース１内に押し込む方向に作用する。このため荷重Ｆによって、第１のシャフト部材２を第１の方向に回転させるトルクが発生する。このトルクに対抗する力は、第１のシャフト部材２の端面２ｆとケース１の端面１ｆとの間に生じる摩擦トルクと、ねじりばね４の反発力などである。これらの対抗力が、前記入力荷重Ｆと釣り合う位置まで第２のシャフト部材３が移動することにより、力伝達部材１０２に適度な張力を与えることができる。このように第１のシャフト部材２が回転しつつ第２のシャフト部材３が軸方向に移動することによって力伝達部材１０２に張力を与えることを、この明細書では“主たるテンション作用”と称する。
【００２０】
このテンショナＡ１は緩衝機構５を備えている。緩衝機構５は、弾性部材の一例として皿ばね９を有している。この皿ばね９は、第２のシャフト部材３に設けたキャップ６のフランジ部７と、端部材８との間に設けられている。荷重伝達部として機能する端部材８は、皿ばね９が軸方向に圧縮されたときに生じる反発荷重によって、キャップ６から突き出る方向に付勢される。
【００２１】
キャップ６は，第２のシャフト３の端部に形成された開口３ｃに挿入されて固定される脚部６ａと、脚部６ａに形成されたスライド溝２３と、前記フランジ部７などを有している。端部材８は、スライド溝２３に対し軸線方向に移動自在に挿入される軸部８ａを有している。軸部８ａには、その軸線方向に沿うスライド孔２１が形成されている。
【００２２】
キャップ６の脚部６ａに、ローラ２０が取付けられている。このローラ２０はスライド孔２１に挿入されている。端部材８の軸部８ａの端に、ストッパピン２２が取付けられている。したがってこの端部材８は、キャップ６に対し、ローラ２０とストッパピン２２とによって規制される所定のストロークを、軸方向に移動することができる。なお、ストッパピン２２の代りにサークリップ(snap ring)が使われてもよい。ローラ２０の代りにピンが使われてもよい。
【００２３】
皿ばね９は、図２Ａに示されるように端部材８に入力する荷重Ｆが所定値を越えたときに平坦な形状に変形することにより、それ以上変形できなくなる。この状態に至ると、皿ばね９は実質的に剛体となる。この明細書では、大きな荷重Ｆによって弾性部材（例えば皿ばね９）が最大に変形することを、“変形限界に達した”と表現することにする。
【００２４】
この変形限界からさらに荷重Ｆが増加すると、端部材８と一体に第２のシャフト部材３が軸線方向に移動する。すなわち、ねじ部２ａ，３ａが互いに回転方向に滑ることにより、第１のシャフト部材２が回転し、シャフト部材２，３による主たるテンション作用に移行する。この皿ばね９は、図２Ｂに示されるように入力荷重Ｆが小さいときには、その反発弾性によって端部材８をキャップ６から突き出す方向に付勢する。
【００２５】
ただしこのテンショナＡ１は、皿ばね９が変形限界に達する前、すなわち皿ばね９が変形できる荷重域において、前述の“主たるテンション作用”に移行できるように構成されていてもよい。この点については、以下に説明する全ての実施形態のテンショナについても同様である。
【００２６】
次に、このテンショナＡ１の緩衝機構５の作用について説明する。
【００２７】
図２Ｂに示されるように入力荷重Ｆが小さいとき、端部材８は皿ばね９によって、キャップ６に弾性的に支持されている。この場合、入力荷重Ｆに応じて皿ばね９がキャップ６の軸方向に撓むことによって、端部材８の変位が吸収される。たとえば入力荷重Ｆが増大する際には端部材８がキャップ６に近付く方向に移動し、入力荷重Ｆが減少する際には端部材８がキャップ６から離れる方向に移動する。
【００２８】
入力荷重Ｆが所定値を越えると、図２Ａに示されるように皿ばね９が変形限界に達するため、荷重伝達部として機能する端部材８と一体に、第２のシャフト部材３が軸方向に移動する。この場合、第１のシャフト部材２が回転することにより、主たるテンション作用が行われる。なお、皿ばね９のばね定数や、シャフト部材２が回転する際の摩擦トルク等の諸条件によっては、皿ばね９が変形限界に達する前の荷重域にて、主たるテンションに移行することもありえる。
【００２９】
例えばエンジン１００が停止すると、力伝達部材１０２の無端走行が停止することにより、一定の静荷重が第２のシャフト部材３に作用する。エンジンの温度が低下すると、力伝達部材１０２の張力が徐々に下がる傾向となる。しかし、こうした緩慢な張力低下（静荷重の変化）に対しては、通常、テンショナＡ１は反応しにくく、第２のシャフト部材３は停止したままとなる。
【００３０】
ここでエンジン１００を始動し、力伝達部材１０２が動き始めると、第２のシャフト部材３は、力伝達部材１０２が弛んでいた分だけケース１から突き出るとともに、その移動量に応じて第１のシャフト部材２が回転する。始動後のエンジン１００がアイドリング状態に保たれると、エンジンの温度が次第に上昇するため、力伝達部材１０２の張力が増大してゆく。しかしアイドリング中は入力荷重Ｆが比較的小さいため、従来のテンショナ（例えば図１４に示すテンショナ）では、第２のシャフト部材３３が入力荷重Ｆに追従しないことがある。その結果、従来のテンショナでは、力伝達部材１０２の張力増加に対して作動遅れを生じることがある。
【００３１】
これに対し、緩衝機構５を備えている本実施形態のテンショナＡ１の場合、エンジン１００が始動した直後は、皿ばね９が図２Ｂで示すように伸び側に変形するため、端部材８のみが力伝達部材１０２に向かって移動する。しばらくしてエンジン１００の温度が上昇し、力伝達部材１０２の張力が増大すると、入力荷重Ｆに応じて皿ばね９が圧縮されることにより、力伝達部材１０２の張力が過剰になることが回避される。アイドリング終了後にエンジン１００が通常の運転状態に移行し、入力荷重Ｆが高まったときには、図２Ａに示すように皿ばね９が変形限界まで圧縮されることにより、第２のシャフト部材３が端部材８と一体に軸方向に移動する。このことにより、テンショナＡ１は主たるテンション作用を行うようになる。
【００３２】
入力荷重Ｆが一時的に所定値以下になると、皿ばね９が図２Ｂに示すように伸び側に変形するとともに、シャフト部材３も軸方向に移動することによって、力伝達部材１０２に適度な張力が付与される。入力荷重Ｆが再び所定値を越えると、皿ばね９が圧縮されるとともに、シャフト部材２，３による主たるテンション作用に移行する。
【００３３】
このような緩衝機構５を備えた本実施形態のテンショナＡ１は、エンジン１００の温度変化によって生じる力伝達部材１０２の張力変化に対して、その張力を適正に保つことができる。しかもこのテンショナＡ１は、入力荷重Ｆが小さい場合にも力伝達部材１０２の張力を適正に保つことができる。
【００３４】
図３Ａはこの発明の第２の実施形態のテンショナＡ２を示している。このテンショナＡ２の緩衝機構５ａは、キャップ６のフランジ部７と端部材８との間に、弾性部材の一例しての圧縮コイルばね１０を備えている。それ以外の構成と作用について、この第２の実施形態のテンショナＡ２は、第１の実施形態のテンショナＡ１と共通である。圧縮コイルばね１０は、端部材８をキャップ６から突き出す方向に付勢している。このコイルばね１０は、第１の実施形態の皿ばね９と同様に、所定値以下の入力荷重のもとでは端部材８を弾性的に支持し、所定値以上の荷重が入力したときに変形限界に達する。
【００３５】
図３Ｂはこの発明の第３の実施形態のテンショナＡ２を示している。このテンショナＡ２の緩衝機構５ｂは、キャップ６のフランジ部７と端部材８との間に、弾性部材の一例して、筒状のゴム部材１１を備えている。それ以外の構成と作用について、この第３の実施形態のテンショナＡ２は、第１の実施形態のテンショナＡ１と共通である。このゴム部材１１は、端部材８をキャップ６から突き出す方向に付勢する。ゴム部材１１は、第１の実施形態の皿ばね９と同様に、所定値以下の入力荷重では端部材８を弾性的に支持し、所定値を越える荷重が入力したときに変形限界に達する。
【００３６】
これら第２および第３の実施形態においても、コイルばね１０あるいはゴム部材１１が変形限界に達する前の荷重域において、“主たるテンション作用”に移行することもありえる。
【００３７】
図３Ｃはこの発明の第４の実施形態のテンショナＡ２を示している。このテンショナＡ２の緩衝機構５ｃは、弾性部材の一例として、圧縮コイルばね１５を備えている。圧縮コイルばね１５と第１のシャフト部材２との間に、カップ状のスラスト軸受１３が設けられている。スラスト軸受１３の底面１３ａと、シャフト部材２の端面２ｆとが互いに接することにより、摩擦トルクが発生する。スラスト軸受１３とコイルばね１５は、ケース１の内部に形成された収容部１４に収容されている。コイルばね１５は、スラスト軸受１３を介してシャフトアセンブリＳを軸方向に押圧している。それ以外の構成と作用について、この第４の実施形態のテンショナＡ２は、第１の実施形態のテンショナＡ１と共通である。
【００３８】
この第４の実施形態のテンショナＡ２において、第２のシャフト部材３に入力する荷重Ｆが所定値よりも大きいとき、コイルばね１５が圧縮されることにより、スラスト軸受１３がケース１の段部１８に当接する。軸受１３が段部１８に当接すると、コイルばね１５が変形限界に達するため、シャフト部材２，３による“主たるテンショナ作用”が行われることになる。
【００３９】
この第４の実施形態のテンショナＡ２によれば、ケース１に形成された収容部１４に、コイルばね１５と軸受１３を組付けるだけの簡単な作業によって緩衝機構５ｃを構成できる。このため第４の実施形態のテンショナＡ２は、第１の実施形態の効果に加えて、緩衝機構５ｃの組付け性を向上させることができる。この第４の実施形態のテンショナＡ２において、ねじ孔１９に螺合されるボルト１９ａのねじ込み量を変えることにより、コイルばね１５の反発荷重を変化させることができる。すなわち、コイルばね１５が変形限界に至るまでの入力荷重Ｆの大きさを調整することができる。この第４の実施形態においても、コイルばね１５が変形限界に達する前の荷重域において、シャフト部材２，３による“主たるテンション作用”に移行することもありえる。
【００４０】
図４Ａと図４Ｂは、この発明の第５の実施形態のテンショナＡ３を示している。このテンショナＡ３は、ケース３１と、第１のシャフト部材３２と、筒状の第２のシャフト部材３３と、ねじりばね３４と、端部材３６と、緩衝機構４０などを備えている。ケース３１は、エンジンなどの機器に固定するための取付孔３１ａを有するフランジ部３１ｂを備えている。第１のシャフト部材３２の外面に雄ねじ部３２ａが形成されている。第２のシャフト部材３３の内面に雌ねじ部３３ａが形成されている。これら雄ねじ部３２ａと雌ねじ部３３ａが互いに螺合している。第１のシャフト部材３２の後端部は、ケース３１の内部に固定されたカップ状のシャフト受け部材３８に挿入されている。第１のシャフト部材３２の端面３２ｆが、シャフト受け部材３８の底面３８ａに接することにより、回転時に摩擦トルクが発生する。第２のシャフト部材３３の先端部に外筒部材４１がピン３３ｂによって固定されている。
【００４１】
ねじりばね３４の一端部３４ａは第１のシャフト部材３２に係止され、他端部３４ｂはケース３１に係止される。このばね３４がねじられると、ばね３４の反発力によって第１のシャフト部材３２を回転させるトルクが発生する。第１のシャフト部材３２は、ケース３１に対して回転自在である。
【００４２】
筒状の第２のシャフト部材３３は、軸受３５に形成された摺動孔３５ａを挿通している。第２のシャフト部材３３は、軸受３５に対して軸方向に移動することが許容され、しかも回転が阻止される。このため、ねじりばね３４の反発力によって第１のシャフト部材３２が回転すると、第２のシャフト部材３３は回転せず、軸方向に推力を生じる。例えばこのばね３４の反発力は、第２のシャフト部材３３をケース３１から突き出す方向に作用する。
【００４３】
このテンショナＡ３の緩衝機構４０は、荷重伝達部として機能する端部材３６と、この端部材３６のフランジ部３６ａと外筒部材４１との間に設けたリング状のゴム部材４２と、コイルばね４３とを備えている。端部材３６の中央に軸部３６ｂが形成されている。この軸部３６ｂは、外筒部材４１に形成された貫通孔に、軸方向に移動自在に挿入されている。軸部３６ｂの端には、周方向に沿う凸部３６ｃが形成されている。この凸部３６ｃは、外筒部材４１の内周に形成された係止部４１ａに当接可能である。端部材３６が外筒部材４１から突き出る方向に所定量移動したとき、凸部３６ｃが係止部４１ａに当接することにより、端部材３６がそれ以上移動することが阻止される。
【００４４】
圧縮コイルばね４３は、端部材３６を外筒部材４１から突き出す方向に常時付勢している。図４Ａに示すように端部材３６が外筒部材４１から最大に突き出た状態において、ゴム部材４２とフランジ部３６ａとの間に、所定距離の隙間Ｇ１が確保される。ゴム部材４２は、フランジ部３６ａが外筒部材４１に向かって押し込まれたときに、フランジ部３６ａと外筒部材４１との衝突を緩和させる（異音の発生を防ぐ）機能と、フランジ部材３６ａを押し返す機能とを担っている。なお、コイルばね４３の代りに、筒状のゴム状弾性部材が使用されてもよい。
【００４５】
この第５の実施形態（図４Ａ）において、端部材３６に荷重が入力すると、荷重に応じて、まず、コイルばね４３が圧縮されることにより、コイルばね４３の反発荷重によって端部材３６が押し返される。さらに大きな荷重が入力すると、図４Ｂに示すように、端部材３６のフランジ部３６ａがゴム部材４２に当接することにより、ゴム部材４２が圧縮される。例えば入力荷重が最大（Ｆmax）のとき、端部材３６は距離σ分だけ移動する。このように大きな荷重が入力したとき、端部材３６は、コイルばね４３の反発荷重とゴム部材４２の反発荷重とを合わせた力によって押し返される。
【００４６】
図１３に示す線分Ｌ２は、テンショナＡ３の荷重Ｆと変位σとの関係を表わしている。入力荷重Ｆがゼロのときから屈曲点１までは、主としてコイルばね４３の反発荷重が作用する。このため端部材３６を押し返す力は弱いが、荷重あたりの変位σは比較的大きい。入力荷重Ｆが増大し、ゴム部材４２とコイルばね４３とが協働するようになると、屈曲点１と屈曲点２との間の特性となり、端部材３６を押し返す力が大きくなり、荷重あたりの変位σは小さくなる。入力荷重Ｆがさらに大きくなると、ゴム部材４２とコイルばね４３が変形限界に達することにより、屈曲点２を越える特性（線分Ｌ１と同じ傾き）となる。すなわち、大荷重のもとでこのテンショナＡ３は、シャフト部材３２，３３による主たるテンション作用を行うようになる。
【００４７】
この実施形態のテンショナＡ３によれば、小さな荷重が入力されたときの変位σを大きくとることができるため、シャフト部材３２，３３による主たるテンション作用の押し力を高く設定してあっても、弱い荷重に対する追従性が向上することになる。
【００４８】
図５はこの発明の第６の実施形態のテンショナＡ４を示している。このテンショナＡ４は、油圧を利用した緩衝機構を備えている。この緩衝機構は、第２のシャフト部材３３の先端部に、オイル４５が満たされた第１のオイルチャンバ４６を備えている。このオイルチャンバ４６に、キャップ状の端部材３６が軸方向に移動自在に挿入されている。第１のオイルチャンバ４６の底部を構成する隔壁４７に、ゴム部材４８が取付けられている。隔壁４７の反対側の面に、第２のオイルチャンバ４９が形成されている。第２のオイルチャンバ４９は、隔壁４７に形成された流通部５０を介して、第１のオイルチャンバ４６と連通している。第２のオイルチャンバ４９には、第２のシャフト部材３３に形成された流通部５１を介して、エンジン本体（図示せず）から所定圧力のオイルが供給される。この緩衝機構以外の構成について、第６の実施形態のテンショナＡ４は、第５の実施形態のテンショナＡ３とおおむね共通である。
【００４９】
この第６の実施形態のテンショナＡ４において、端部材３６に荷重Ｆが入力すると、端部材３６が押圧されることにより、第１のオイルチャンバ４６内のオイルが流通部５０，５１を通ってエンジン本体側に戻される。このオイルは所定圧力に加圧されているから、入力荷重Ｆに対して端部材３６が緩衝作用を発揮する。入力荷重Ｆが減少すると、所定圧力のオイルが再び流通部５０，５１を通って第１のオイルチャンバ４６に供給される。
【００５０】
大きな荷重Ｆが入力すると、端部材３６が第１のオイルチャンバ４６内にさらに押し込まれ、ついには端部材３６がゴム部材４８に当接する。この当接により、ゴム部材４８が圧縮され、テンショナＡ４の押し力が増大するため、図１３に示す線分Ｌ２の屈曲点１を越える。すなわちこのテンショナＡ４は、中程度の入力荷重については、オイルの圧力とゴム部材４８の反発荷重によって、端部材３６を押し返すことになる。入力荷重Ｆがさらに増加すると、ゴム部材４８が変形限界に達する。この場合、入力荷重Ｆが第２のシャフト部材３３にダイレクトに伝達されるため、前記線分Ｌ２において、屈曲点２を越える特性となる。すなわち、入力荷重Ｆに応じてシャフト部材３２，３３による主たるテンション作用が行われる。
【００５１】
図６は、この発明の第７の実施形態のテンショナＡ５を示している。このテンショナＡ５の基本的な構成は、図４Ａに示した第５の実施形態のテンショナＡ３と共通であるが、緩衝機構４０を構成するコイルばね４３の形状が第５の実施形態とは異なっている。この第７の実施形態のコイルばね４３は、ピッチの広い部分４３ａと、ピッチの狭い部分４３ｂとを有している。端部材３６に荷重Ｆが入力すると、コイルばね４３が圧縮される。荷重Ｆが大きくなると、まず、ピッチの狭い部分４３ｂが素線間密着を生じるため、図１３に示す線分Ｌ３の屈曲点１を境に、コイルばね４３のばね定数が大きくなり、端部材３６を押し返す力が増加する。さらに荷重Ｆが大きくなると、端部材３６がゴム部材４２に当接することにより、コイルばね４３とゴム部材４２が協働して端部材３６を押し返すようになる。このとき、前記線分Ｌ３の屈曲点２を境に、テンショナＡ５の押し力が増大する。
【００５２】
入力荷重Ｆがさらに増加すると、ゴム部材４２が変形限界に達することにより、荷重Ｆがダイレクトに第２のシャフト部材３３に伝達される。このため前記線分Ｌ３において屈曲点３を越える特性（Ｌ１と同等の傾き）となり、シャフト部材３２，３３による主たるテンション作用に移行する。この実施形態のテンショナＡ５によれば、押し力が３段階にわたって変化するため、より滑らかなテンション作用を得ることができる。
【００５３】
図７はこの発明の第８の実施形態のテンショナＡ６を示している。このテンショナＡ６の緩衝機構４０は、ゴム部材４２と、第１のコイルばね４３と、第２のコイルばね４３ｃを備えている。端部材３６は、フランジ部３６ａと、円筒状の外周部３６ｄとを有している。この外周部３６ｄの外側に第２のコイルばね４３ｃが設けられている。第２のコイルばね４３ｃのばね定数は第１のコイルばね４３のばね定数よりも小さい。端部材３６は第２のコイルばね４３ｃによって、外筒部材４１から突き出る方向に常時付勢されている。端部材３６に荷重Ｆが加わっていないとき、第１のコイルばね４３の端面と端部材３６の内面との間に所定距離の隙間Ｇ２が存在する。
【００５４】
この実施形態（図７）のテンショナＡ６に荷重Ｆが入力すると、まず、第２のコイルばね４３ｃが圧縮される。荷重Ｆが増大すると、端部材３６の内面が第１のコイルばね４３に当接し、第１のコイルばね４３も圧縮される。このため、双方のばね４３，４３ｃが協働して端部材３６を押し返す。荷重Ｆがさらに増大すると、端部材３６がゴム部材４２に当接し、ゴム部材４２が圧縮される。このためテンショナＡ６の押し力がさらに増大する。
【００５５】
入力荷重Ｆがさらに増大することにより、ゴム部材４２が変形限界に達すると、シャフト部材３２，３３による主たるテンション作用に移行する。したがってこのテンショナＡ６の押し力は、図１３中の線分Ｌ３で示すように、屈曲点１，２，３を境に４段階に変化する。
【００５６】
図８はこの発明の第９の実施形態のテンショナＡ７を示している。この実施形態は、図４Ａに示されたテンショナＡ３からゴム部材４２を省略したテンショナである。それ以外の点について、この実施形態のテンショナＡ７の構成は図４ＡのテンショナＡ３と同様である。このテンショナＡ７の端部材３６に荷重Ｆが入力したときに、まず、コイルばね４３が圧縮されることによって、端部材３６が押し返される。大きな荷重Ｆが入力すると、コイルばね４３の圧縮量が大きくなるため、端部材３６が外筒部材４１に当接する。このためシャフト部材３２，３３による主たるテンション作用が行われる。このテンショナＡ７の押し力は、図１３中の線分Ｌ４で示すように、屈曲点１を境に２段階に変化する。
【００５７】
図９はこの発明の第１０の実施形態のテンショナＡ８を示している。このテンショナＡ８の緩衝機構４０は、第２のシャフト部材３３の先端に連結部材５４によって固定された基部５５と、基部５５に取付けられたゴム部材５６と、基部５５の筒部５５ａの外周側に設けた圧縮コイルばね４３を備えている。端部材３６は、圧縮コイルばね４３によって、基部５５から突き出る方向に常時付勢されている。端部材３６に荷重Ｆが加わっていないとき、ゴム部材５６の端面と端部材３６の内面との間に所定距離の隙間Ｇ３が存在する。端部材３６に、円筒状の外周部３６ｄが形成されている。この外周部３６ｄによって、コイルばね４３と基部５５とゴム部材５６が覆われている。
【００５８】
この実施形態（図９）のテンショナＡ８に荷重Ｆが入力すると、まず、コイルばね４３が圧縮される。荷重Ｆが増大すると、端部材３６の内面がゴム部材５６に当接し、ゴム部材５６が圧縮される。このためコイルばね４３とゴム部材５６が協働して端部材３６を押し返す。入力荷重Ｆがさらに増大すると、シャフト部材３２，３３による主たるテンション作用に移行する。このテンショナＡ８の押し力は、図１３中の線分Ｌ２で示すように、屈曲点１，２を境に３段階に変化する。
【００５９】
図１０はこの発明の第１１の実施形態のテンショナＡ９を示している。このテンショナＡ９のねじりばね３４は、ケース３１の内部において第２のシャフト部材３３に達する長さを有している。このテンショナＡ９の緩衝機構４０の構成と作用は図９に示す第１０の実施形態のテンショナＡ８と共通であるから、説明は省略する。
【００６０】
図１１はこの発明の第１２の実施形態のテンショナＡ１０を示している。このテンショナＡ１０は、油圧を利用した緩衝機構を備えている。この緩衝機構は、ケース３１の内部に収容されたピストン状のシャフト受け部材５７と、シャフト受け部材５７を弾性的に支持する圧縮コイルばね６０と、オイルが満たされた第１のオイルチャンバ５８と、第２のオイルチャンバ５９などを含んでいる。シャフト受け部材５７は、ケース３１の軸方向に移動することができる。
【００６１】
第１のオイルチャンバ５８の内容積は、ケース３１の内面とシャフト受け部材５７とによって規定され、その内部に圧縮コイルばね６０を収容している。第１のオイルチャンバ５８は、ケース３１に形成された流通部６１を介して第２のオイルチャンバ５９と連通している。第２のオイルチャンバ５９には、図示しないエンジン本体から所定圧力のオイルが供給される。
【００６２】
この実施形態のテンショナＡ１０において、端部材３６に入力した荷重Ｆは、第２のシャフト部材３３と第１のシャフト部材３２とシャフト受け部材５７とを軸方向に押圧する。このためシャフト受け部材５７がコイルばね６０を圧縮する方向に移動することにより、第１のオイルチャンバ５８内のオイルが流通部６１を通って第２のオイルチャンバ５９の方に戻される。オイルチャンバ５８，５９内のオイルは所定圧力に加圧されているから、入力荷重Ｆに対応して緩衝作用が発揮される。また、シャフト受け部材５７がコイルばね６０に当接し、コイルばね６０が圧縮されると、その圧縮量に応じて受け部材５７を押し返す力が生じる。その力により、端部材３６が押し返される。荷重Ｆが減少すると、所定圧力のオイルが再び流通部６１を通って第１のオイルチャンバ５８に供給される。これに伴ない、シャフト受け部材５７やシャフト部材３２，３３が押し返される。
【００６３】
大きな荷重Ｆが入力したときには、シャフト受け部材５７がオイルチャンバ５８内にさらに押し込まれ、コイルばね６０が変形限界に達する。その結果、シャフト部材３２，３３による主たるテンション作用に移行する。したがってこのテンショナＡ１０の押し力は、図１３中の線分Ｌ２で示すように屈曲点１，２を境に３段階に変化する。
【００６４】
図１２はこの発明の第１３の実施形態の緩衝機構４０を示している。この緩衝機構４０のコイルばね４３は、ゴムなどの弾性部材６５によって覆われている。この明細書で言うゴムとは、天然ゴムだけでなく、合成ゴムあるいはウレタン等の合成樹脂のエラストマも含む概念である。この第１３の実施形態の緩衝機構４０は、荷重Ｆが入力したときに、コイルばね４３と弾性部材６５が協働して端部材３６を押し返すことになる。コイルばね４３の素線間に弾性部材６５が介在するため、素線どうしが密着するまでコイルばね４３が圧縮されたときに、素線どうしの接触による騒音を防止できる。それ以外の構成と作用に関して、この第１３の実施形態のテンショナは、第９の実施形態（図８）と共通である。
【００６５】
前述した各実施形態のテンショナは、いずれも小さな入力荷重に対して緩衝機構が作動するように構成されている。しかしこの発明は、小さい荷重域において第１および第２のシャフト部材による“主たるテンション作用”がなされ、入力荷重が大きくなった時点で緩衝機構が作動するように構成してもよい。前記各実施形態において、前記ねじりばねは、いずれも第２のシャフト部材をケースから押し出す方向に付勢している。ただし入力荷重の方向によっては、前記ねじりばねの反発力が、第２のシャフト部材をケース内に引き込む方向に付勢するように構成してもよい。
【００６６】
（産業上の利用の可能性）
以上の説明から明らかなように、本発明のテンショナは、例えば自動車のエンジンをはじめとして、無端ベルトや無端チェーン等を用いる動力伝達機構に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  本発明の第１の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図１Ｂ】  図１Ａに示されたテンショナの使用例を示すエンジンの一部の断面図。
【図２Ａ】  図１Ａに示されたテンショナに大きな荷重が入力した場合のテンショナの一部の断面図。
【図２Ｂ】  図１Ａに示されたテンショナに小さな荷重が入力した場合のテンショナの一部の断面図。
【図３Ａ】  本発明の第２の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図３Ｂ】  本発明の第３の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図３Ｃ】  本発明の第４の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図４Ａ】  本発明の第５の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図４Ｂ】  図４Ａに示されたテンショナに大きな荷重が入力した場合のテンショナの断面図。
【図５】  本発明の第６の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図６】  本発明の第７の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図７】  本発明の第８の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図８】  本発明の第９の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図９】  本発明の第１０の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図１０】  本発明の第１１の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図１１】  本発明の第１２の実施形態を示すテンショナの断面図。
【図１２】  本発明の第１３の実施形態を示すテンショナの一部の断面図。
【図１３】  本発明と従来のテンショナに入力する荷重と、これらテンショナの変位との関係を示す図。
【図１４】  従来のテンショナの断面図。
【図１５】  図１４に示されたテンショナの径方向に沿う断面図。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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