JP2001050056A - テンショナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機器使用の初期より耐久終了までの間に作動
特性の変動が少ないテンショナーを提供する。 【解決手段】 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、前記第１のシャフト部
材を一方向に回転付勢するばねと、前記第１のシャフト
部材の後端部に直接または間接的に接触して摺動する受
け部を有して当該第１のシャフト部材及び第２のシャフ
ト部材を収容するケースとを備え、前記第２のシャフト
部材の回転を拘束して前記ばねの回転付勢力を第２のシ
ャフト部材の一方向の推進力に変換するテンショナーに
おいて、前記第１のシャフト部材の後端部と前記受け部
とが、それぞれ連続した線又は面で接触して摺動する形
状に形成される構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無端ベルトまたは
チェーン等の張力を一定に保つためのテンショナーに関
する。

【０００２】

【従来の技術】テンショナーは、例えば自動車やバイク
等に使用される無端状のベルトやチェーン等に伸びや緩
みが生じた場合に、当該ベルトやチェーン等の張力を一
定に保つ装置である。以下、自動車やバイクのエンジン
部分に使用される代表的なテンショナーの構造について
説明する。

【０００３】図７はエンジン本体に取付けられるテンシ
ョナーの実装レイアウトの一例を示すためにその一部を
切り欠いて示した図である。すなわち、このエンジン５
０には、一対のカムスプロケット５１とクランクスプロ
ケット５２間に、無端のタイミングチェーン５３が掛回
されている。テンショナー１は、タイミングチェーン５
３に当接してこれを案内する湾曲形状をなすチェーンガ
イド１０を有し、このチェーンガイド１０は、基部１１
を支点として揺動自在となっている。そして、テンショ
ナー１の伸縮する第２のシャフト部材４が、チェーンガ
イド１０を押したり引いたりして揺動させることによ
り、タイミングチェーン５３の張力を調節するようにな
っている。

【０００４】図８は、前記図７に示す一例としてのテン
ショナー１の詳細を示す縦断面図である。図において、
ケース２の内部には、第１及び第２のシャフト部材３，
４が組み付けられて挿入されている。ケース２は、図７
に示すようにエンジン本体に取付けられるものであり、
このための取付孔５が形成されたフランジ６が外方に延
出して形成されている。

【０００５】第１及び第２のシャフト部材３，４の組み
付けは、第１のシャフト部材３の外周面に雄ねじ部３ａ
を形成する一方、第２のシャフト部材４の内周面に雌ね
じ部４ａを形成し、これらの各ねじ部３ａ，４ａを螺合
させることにより行われる。組み付けられた第１及び第
２のシャフト部材３，４は、第１のシャフト部材３の後
端部３ｃを、前記受け部としてのシャフト受け部材７に
嵌合させることによりケース２内に支持される。

【０００６】前記捩じりばね８は、その一端８ａが第１
のシャフト部材３に形成された摺割り部（スリット）３
ｄに係止され、また、他端８ｂがケース２の所定位置に
係止されている。このような構成により、組み付けに際
し、前記摺割り部３ｄにドライバー様の器具を差し込ん
で回転させると、捩じりばね８に初期トルクが付与さ
れ、この付与された初期トルクの付勢力により第１のシ
ャフト部材３が回転するようになる。

【０００７】第２のシャフト部材４は筒状となってお
り、第１のシャフト部材３の前側の略半分部分が螺合状
態で挿入される。この第２のシャフト部材４は、軸受９
に挿通させることにより支持されており、軸受９はケー
ス２の先端部分に固定されるとともに、略小判形状の摺
動孔９ａが形成されている。そして、第２のシャフト部
材４の外周は摺動孔９ａと同形状に形成されている。し
たがって、第２のシャフト部材４を軸受９の摺動孔９ａ
に挿入することにより、第２のシャフト部材４の回転が
拘束されるようになっている。

【０００８】このような構造では、前記捩じりばね８の
回転付勢力により第１のシャフト部材３が回転しても、
この第１のシャフト部材３に螺合する第２のシャフト部
材４は回転しない。このため、捩じりばね８の回転付勢
力が第１のシャフト部材３の回転を介して第２のシャフ
ト部材の推進力に変換され、第２のシャフト部材４が進
出する。これにより、第２のシャフト部材４は、チェー
ンガイド１０を介して前記タイミングチェーンを押しつ
けてこれに一定の張力を付与する。すなわち、第２のシ
ャフト部材が、タイミングチェーンやベルト等から入力
される外部入力荷重に押されて後退しようとする力と、
これを押し戻そうとするテンショナーの均衡作用とによ
りテンション作動が行われる。

【０００９】なお、前記図７及び図８等に示すテンショ
ナー１は、いずれもタイミングチェーン等を押す方向に
作動する押し作動タイプであるが、タイミングチェーン
等を引く方向に作動する引っ張り作動タイプのテンショ
ナーもある。

【００１０】このようなねじ式テンショナーの作動特性
は次の〜のファクターにより決定される。 ねじリード角 シャフト端面の接触状況 摺動面の摩擦係数 ばね力 ここで、作動特性（動き易さ）を示す指標としての“戻
りトルク値（＝Ｔ）”について説明する。戻りトルク値
とは、図６（ａ）に示すように、テンショナー１に所定
重量の重り（Ｗ）を載せ、第１のシャフト部材３に形成
された摺割り部３ｄにトルク測定具を挿入して、一定回
転数で回転させた際の抵抗トルク値を“戻りトルク値
（＝Ｔ）”と称している。

【００１１】ここで前記のファクターを一定とし
た場合には次の関係がなりたつ。 シャフト端面の接触抵抗 高い ← → 低い 戻りトルク値 大きい ← → 小さい また、戻りトルク値と作動円滑性の間には次の関係があ
る。 作動特性 動きにくい ← → 動きやすい 戻りトルク値 大きい ← → 小さい つまり、 作動特性のよいもの ＝ 戻りトルクは小さい 作動円滑性の重いもの ＝ 戻りトルクは大きい 以後、作動円滑性のよし・重しを戻りトルク値（＝Ｔ）
で表す。

【００１２】図６（ｂ）は、ねじ式テンショナーの使用
初期から製品寿命である耐久終了までの戻りトルク値の
推移を概念的に示すグラフであり、二点鎖線にて示すグ
ラフが従来仕様のテンショナーである。この図からわか
るように、一般的に、従来におけるテンショナーは、使
用初期に戻りトルク値が最大であり、その後低下する特
徴を有する。

【００１３】ところで、図９（ａ）は、前記第１のシャ
フト部材３の後端部３ｃを裏返して示した部分斜視図、
図９（ｂ）は、当該後端部３ｃを嵌合して受けるシャフ
ト受け部材７の一部を切り欠いて示した斜視図、図９
（ｃ）は、第１のシャフト部材３の後端部をシャフト受
け部材７に嵌合させた状態の詳細な部分断面図である
が、図示のように、第１のシャフト部材３の後端部３ｃ
には、軸心を通る径の両端にかけ、また、軸方向所定の
長さにわたって切り欠いた摺割り部３ｄが形成されてい
る。また、シャフト受け部材７には、その中心部位に孔
７ａが形成されている。したがってシャフト受け部材７
に第１のシャフト部材３の後端部３ｃを嵌合させると、
第１のシャフト部材３の底面３ｅとシャフト受け部材７
の上面７ｂは、接触外径φＤから接触内径φｄの幅で接
触し、回転摺動することになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】この場合、第１のシャ
フト部材３に形成された摺割り部３ｄ部分もシャフト受
け部材７の上面７ｂに接触，回転することになるが、こ
の摺割り部３ｄの存在がテンショナーの作動特性に影響
を与えること、すなわち、この摺割り部３ｄの形成状態
により、各テンショナーの作動特性が異なってくること
が実験等によって確認されている。従来のテンショナー
においては、仕様設定において、この特性変化を考慮す
る必要があった。そこで、本発明においては、第１のシ
ャフト部材３に形成された摺割り部３ｄとシャフト受け
部材７とが直接に接触、摺動しない構成とすることによ
り、機器仕様の初期より耐久終了までの間に作動特性の
変動が少ないテンショナーを実現することをその目的と
している。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題を解決
するために、請求項１記載の発明においては、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、前記第１のシャフト部材を一方向に回転付勢す
るばねと、前記第１のシャフト部材の後端部に直接また
は間接的に接触して摺動する受け部を有して当該第１の
シャフト部材及び第２のシャフト部材を収容するケース
とを備え、前記第２のシャフト部材の回転を拘束して前
記ばねの回転付勢力を第２のシャフト部材の一方向の推
進力に変換するテンショナーにおいて、前記第１のシャ
フト部材の後端部と前記受け部とが、それぞれ連続した
線又は面で接触して摺動する形状に形成される構成とす
るものである。

【００１６】このように、第１のシャフト部材とシャフ
ト受け部とが連続した線または面で接触することから、
前記摺割り部が受け部に接触しないこととなって、テン
ショナーの特性変動が少なくなる。

【００１７】また、請求項２記載の発明においては、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、前記第１のシャフト部材を一方向に回転
付勢するばねと、前記第１のシャフト部材の後端部に直
接または間接的に接触して摺動する受け部を有して当該
第１のシャフト部材及び第２のシャフト部材を収容する
ケースとを備え、前記第２のシャフト部材の回転を拘束
して前記ばねの回転付勢力を第２のシャフト部材の一方
向の推進力に変換するテンショナーにおいて、前記ばね
の一端が前記第１のシャフト部材に係止されるとともに
当該ばねを巻締めるための巻締め用手段が第１のシャフ
ト部材の端面に設けられ、当該巻締め用手段が前記ケー
スに設けられた受け部と接触しない状態で、第１のシャ
フト部材の後端部とケースの受け部とが直接または間接
的に接触する構成とするものである。

【００１８】請求項２記載の発明は請求項１記載の発明
をより具体的に記述したものであるが、請求項１と同様
に、ばねの巻締め用手段としての前記摺割り部が受け部
に接触しないこととなって、テンショナーの特性変動が
少なくなる。

【００１９】請求項３記載の発明においては、前記巻締
め用手段は前記第１のシャフト部材の後端面に形成され
たスリット（摺割り部）又は凹部であることを特徴とす
る。この巻締め用手段は、ばねに初期トルクを付与する
ために第１のシャフト部材を回転させる際に係止される
部分であり、当該スリット又は凹部にドライバー様の器
具を差し込んで回転させる。

【００２０】請求項４記載の発明においては、前記接
触，摺動する第１のシャフト部材の後端部とケースの受
け部との間にシャフト受け部材が介装されていることを
特徴とし、また、請求項５記載の発明は前記第１のシャ
フト部材の後端部にボス部が軸方向に突設されて、この
ボス部に前記巻き締め用手段が形成されていることを特
徴ととする。さらに請求項６記載の発明は、第１のシャ
フト部材の後端部側面に前記ばねの一端を係止するため
の係止部が形成されていることを特徴とする。当該ばね
の一端は、従来においては、第１のシャフト部材の後端
部に形成された巻締め用のスリットに係止されていたも
のであるが、本発明にともなって新たに係止部を設けた
ものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は第１の実施の形態を示す図であ
り、図１（ａ）は第１の実施の形態に係るテンショナー
１の縦断面図、図１（ｂ）は、第１のシャフト部材３の
後端部３ｃ部分を裏返して示した部分斜視図、図１
（ｃ）はシャフト受け部材７の一部を切り欠いて示した
斜視図である。なお、この図１（ａ）記載のテンショナ
ーは、前記従来技術を示す図８等に記載のテンショナー
と基本的部分において共通であり、同一名称部分には同
一の符号を付している。

【００２２】図１において、この第１の実施の形態に示
すテンショナー１は、図１（ｂ）に明らかなように、第
１のシャフト部材３の後端部３ｃ部分に、軸心から同心
円状の円柱形状にて外方に突出するボス部３ｆが形成さ
れる。そして、このボス部３ｆに、前記巻締め用手段と
しての摺割り部（スリット）３ｄが形成される。ボス部
３ｆが前記受け部としてのシャフト受け部材７に嵌合さ
れると、図１（ａ）の断面図に明らかなように、当該ボ
ス部３ｆはシャフト受け部材７に形成された孔７ａから
外方に突出する。これにより、第１のシャフト部材３と
シャフト受け部材７の接触は、第１のシャフト部材３の
ボス部３ｆ周囲の底面３ｅ部分と、シャフト受け部材７
の上面７ｂ部分となる。すなわち、相互に連続する線あ
るいは面による接触となる。

【００２３】このようにボス部３ｆを突出して設け、こ
のボス部３ｆに摺割り部３ｄを形成したことにより、従
来、この摺割り部３ｄに巻き付けて係止していた捩じり
ばね８の一端８ａ（図８参照）は、ばねの一端を係止す
るための前記係止部として第１のシャフト部材３の後端
部３ｃ側面に、軸心方向に向かう係止孔３ｇを形成し、
この係止孔３ｇに捩じりばね８の一端８ａを差し込んで
係止している（図３参照）。

【００２４】以上のように、この実施の形態において
は、従来におけるテンショナーのように摺割り部３ｄ部
分がシャフト受け部材７に接触しない構成であることか
ら、前記説明のように、戻りトルク値の変動量が小さく
なる。図６（ｂ）に示す実線のグラフは、この第１の実
施の形態のテンショナーの特性変化を概念的に示したも
のであるが、破線にて示す従来のテンショナーに比較す
ると、機器使用の初期から耐久終了までにおける特性変
動が少ないことを確認できる。

【００２５】図２は、第２の実施の形態を示す部分縦断
面図であり、第１のシャフト部材３の後端部のボス部３
ｆには摺割り部３ｄが形成されるとともに、当該ボス部
３ｆから順次上方に拡径する傾斜形状の底面３ｅを有
し、シャフト受け部材７は、当該傾斜形状の底面３ｅと
接触嵌合するような下方に順次縮径する傾斜形状の上面
７ｂを有し、それぞれの底面３ｅと上面７ｂが相互に連
続した線または面にて接触，摺動をしている。シャフト
受け部材７の下方は開口しており、シャフト受け部材３
のボス部３ｆが下方に突出する構成である。

【００２６】また、この実施の形態においては、第１の
シャフト部材３の後端部３ｃの側面部分にピン１４を差
し込み、一部を側面より突出させて前記係止部とし、こ
のピン１４の突出部に捩じりばね８の一端８ａを巻き付
けている。このように、捩じりばね８の一端８ａを係止
する係止部としては、この実施の形態以外にも、例え
ば、何らかの突起を設ける等、捩じりばね８の一端８ａ
を係止可能なものであればよい。

【００２７】図３は第３の実施の形態を示す部分縦断面
図であり、シャフト受け部材７は、下方の小径部から上
方の大径部に接続する階段状の段差を有し、第１のシャ
フト部材３の後端部３ｃは当該段差を有するシャフト受
け部材７に嵌合する形状にて下方のボス部３ｆを小径部
とする段差を有している。そして、シャフト受け部材７
の上面７ｂと第１のシャフト部材３の底面３ｅ部分にお
いて、相互に連続した接触，摺動をしている。シャフト
受け部材７の下方の小径部は深い円筒状となって開口し
ており、第１のシャフト部材３に形成されるボス部３ｆ
は、前記実施の形態と同様に摺割り部３ｄが形成される
とともに、シャフト受け部材７の小径部から外方には突
出しない構成である。

【００２８】図４は別な実施の形態を示し、この実施の
形態のテンショナーは、第１のシャフト部材３と、この
第１のシャフト部材３に螺合する第２のシャフト部材４
の外周部分に、抜け止め用筒状体１２を装着し、この抜
け止め用筒状体１２のさらに外周部分に捩じりばね８を
外装したものである。捩じりばね８は、ケース２内部の
軸方向略全長にわたり装着され、その一端８ａは第１の
シャフト部材３の後端部３ｃ側面より軸心方向に向けて
形成された前記係止部としての係止孔３ｇに差し込んで
係止されている。また、第１のシャフト部材３の後端面
に形成される前記巻締め用手段として、この実施の形態
では、多角形形状の内周面を有する凹部３ｈが形成され
ている。この凹部３ｈに、ドライバー様の回転器具を差
し込み、第１のシャフト部材３を回転させて捩じりばね
８に初期トルクを付与する。この凹部３ｈはシャフト受
け部材７の孔７ａより小径に形成されていることから、
シャフト受け部材７と接触，摺動せず、したがって、テ
ンショナーの回転特性に影響を及ぼさない。

【００２９】図５はさらに別な実施の形態を示す図であ
り、螺合して組み付けられた第１のシャフト部材３と第
２のシャフト部材４の外周部分に抜け止め用筒状体１２
を外装する点は前記図４に示す実施の形態と同様である
が、第１のシャフト部材３を回転付勢する弾性部材とし
てこの実施の形態においては板ばね１３を使用する。す
なわち、第１のシャフト部材３の基端部分に板ばね１３
を巻回するとともに、その一端１３ａを第１のシャフト
部材３に形成された前記係止部としての係止孔３ｇに係
止し、他端１３ｂをケース２の所定位置に係止する。こ
の板ばね１３の作用は前記捩じりばね８と同様である。
また、第１のシャフト部材３の後端部３ｃとシャフト受
け部材７との嵌合部分は、前記第１の実施の形態と同様
であり、前記巻締め用手段としての摺割り部３ｄが形成
されたボス部３ｆがシャフト受け部材７の孔７ａから突
出している。

【００３０】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
ず、特許請求の範囲に記載された技術思想に基づき、当
業者において様々な態様をとりうることは当然であり、
例えば、ケース２の部材を適切に選択することにより、
前記シャフト受け部材７を使用せずに、ケース２が、直
接に第１のシャフト部材３を受けてこれと接触，摺動す
るようにしてもよく、また、ばねの一端を係止する係止
部は、第１のシャフト部材の側面以外の回転に支障のな
い別な位置に係止するようにしてもよく、このような構
成も本発明の権利範囲に含まれる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明のように本発明においては、第
１のシャフト部材３に形成されたスリットや凹部等のば
ねの巻締め手段とシャフト受け部材７とが直接に接触、
摺動しないことから、機器仕様の初期より耐久終了まで
の間に作動特性の変動が少なく長期にわたって安定した
特性を発揮し、したがって、設計上において仕様設定の
自由度が高いねじ式テンショナーとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は第
１の実施の形態に係るテンショナー１の縦断面図、
（ｂ）は、第１のシャフト部材３の後端部３ｃ部分を裏
返して示した部分斜視図、（ｃ）はシャフト受け部材７
の一部を切り欠いて示した斜視図である。

【図２】第２の実施の形態を示す部分縦断面図である。

【図３】第３の実施の形態を示す部分縦断面図である。

【図４】別な実施の形態を示す縦断面図である。

【図５】さらに別な実施の形態を示す縦断面図である。

【図６】（ａ）は、従来におけるねじ式テンショナーに
おいて、戻りトルク値の測定を説明するための縦断面図
であり、（ｂ）は、従来におけるねじ式テンショナーと
本発明に係るねじ式テンショナーの、使用初期から製品
寿命である耐久終了までの戻りトルク値の推移を概念的
に比較して示したグラフである。

【図７】エンジン本体に取付けられるテンショナーの実
装レイアウトの一例を示すためにその一部を切り欠いて
示した図である。

【図８】従来におけるねじ式テンショナーの詳細を示す
縦断面図である。

【図９】（ａ）は、前記第１のシャフト部材３の後端部
３ｃを裏返して示した部分斜視図、（ｂ）は、当該後端
部３ｃを嵌合して受けるシャフト受け部材７の一部を切
り欠いて示した斜視図、（ｃ）は、第１のシャフト部材
３の後端部をシャフト受け部材７に嵌合させた状態の詳
細な部分断面図である。

【符号の説明】

１ テンショナー ２ ケース ３ 第１のシャフト部材 ３ａ 雄ねじ部 ３ｄ 摺割り部 ３ｅ 底面 ３ｆ ボス部 ３ｇ 係止孔 ３ｈ 凹部 ４ 第２のシャフト部材 ４ａ 雌ねじ部 ７ シャフト受け部材 ７ａ 孔 ７ｂ 上面 ８ 捩じりばね ９ 軸受 １２ 抜け止め用筒状体 １３ 板ばね １４ ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹 羽 秀 志 長野県上伊那郡宮田村3131番地 日本発条 株式会社内 Ｆターム(参考） 3J049 AA01 AA08 BB15 BB34 BC03 CA04 CA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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、前記第１のシャフト部
   材を一方向に回転付勢するばねと、前記第１のシャフト
   部材の後端部に直接または間接的に接触して摺動する受
   け部を有して当該第１のシャフト部材及び第２のシャフ
   ト部材を収容するケースとを備え、前記第２のシャフト
   部材の回転を拘束して前記ばねの回転付勢力を第２のシ
   ャフト部材の一方向の推進力に変換するテンショナーに
   おいて、 前記第１のシャフト部材の後端部と前記受け部とが、そ
   れぞれ連続した線又は面で接触して摺動する形状に形成
   されることを特徴とするテンショナー。
2. 【請求項２】 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、前記第１のシャフト部
   材を一方向に回転付勢するばねと、前記第１のシャフト
   部材の後端部に直接または間接的に接触して摺動する受
   け部を有して当該第１のシャフト部材及び第２のシャフ
   ト部材を収容するケースとを備え、前記第２のシャフト
   部材の回転を拘束して前記ばねの回転付勢力を第２のシ
   ャフト部材の一方向の推進力に変換するテンショナーに
   おいて、 前記ばねの一端が前記第１のシャフト部材に係止される
   とともに前記ばねを巻締めるための巻締め用手段が第１
   のシャフト部材の後端面に設けられ、当該巻締め用手段
   が前記ケースに設けられた受け部と接触しない状態で第
   １のシャフト部材の後端部とケースの受け部とが直接ま
   たは間接的に接触して摺動することを特徴とするテンシ
   ョナー。
3. 【請求項３】 前記巻締め用手段は、前記第１のシャフ
   ト部材の後端面に形成されたスリット又は凹部であるこ
   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。
4. 【請求項４】 前記接触，摺動する第１のシャフト部材
   の後端部とケースの受け部との間にシャフト受け部材が
   介装されていることを特徴とする請求項１，請求項２又
   は請求項記載のテンショナー。
5. 【請求項５】 前記第１のシャフト部材の後端部にボス
   部が軸方向に突設されており、このボス部に前記巻き締
   め用手段が形成されていることを特徴とする請求項１乃
   至請求項４のいずれかに記載のテンショナー。
6. 【請求項６】 前記第１のシャフト部材の後端部側面
   に、前記ばねの一端を係止するための係止部が形成され
   ていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
   かに記載のテンショナー。