JP6243361B2 - 荷重付加装置 - Google Patents

Description

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ために用いられるテンショナーを始めとした荷重付加装置に関する。

荷重付加装置のひとつとしての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圧しており、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。

図３１は自動車のエンジン本体２００の内部を示す。エンジン本体２００の内部には、従動軸である一対のカムスプロケット２１０、２１０と駆動軸である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。そしてクランクスプロケット２２０の回転によってタイミングチェーン２３０がスプロケット２１０、２１０、２２０の間を移動（走行）する。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がタイミングチェーン２３０に接触するように配置されており、タイミングチェーン２３０はチェーンガイド２４０を摺動しながら移動する。チェーンガイド２４０は支軸２５０を中心に揺動可能となっており、この揺動によってタイミングチェーン２３０の張力を調整する。

符号３００はチェーンガイド２４０をタイミングチェーン２３０に押圧するためエンジン本体２００の内部に設けられたテンショナーである。テンショナー３００は軸方向への伸縮によってチェーンガイド２４０を押圧する構造のものが一般的に使用される。このテンショナー３００は、エンジン本体２００内に固定されるケース３１０と、ケース３１０の内部に進退移動可能に配置された推進シャフト３２０とを備えている。推進シャフト３２０はケース３１０の内部に設けられたコイルばね（図示省略）によってケース３１０から進出するように付勢されている。推進シャフト３２０はその先端部がチェーンガイド２４０に当接しており、チェーンガイド２４０を押圧することによりタイミングチェーン２３０に張力を付与している。

図３１に示すテンショナー３００では、コイルばね及び推進シャフト３２０をケース３１０内に配置した構造となっていると共に推進シャフト３２０が軸方向に進退することから軸方向に長くなり、軸方向への短縮化に限界があり、小型エンジンへの適用が難しい問題がある。このため従来よりゼンマイばねを用いたテンショナーが開発されている（特許文献１及び２参照）。

特許文献１のテンショナーは、タイミングチェーンが緊張する方向にチェーンガイドを揺動させる偏心カムからなるカム部材と、チェーンガイドを押圧する方向にカム部材が揺動するように付勢するゼンマイばねとを備えた構造となっている。カム部材は逆転防止爪が噛合することによって逆転が防止されている。ゼンマイばねは内端がエンジン本体の固定ピンに係止され、外端がカム部材に係止されており、拡径動作することによりカム部材を付勢して揺動させるものであり、カム部材の揺動によってチェーンガイドを押圧する。

特許文献２のテンショナーもぜんまいばね及びカム部材を用いるものであるが、カム部材はインボリュート曲線となっているカム面が形成された構造となっている。また、チェーンガイドには転がり軸受が取り付けられており、この転がり軸受がカム部材のカム面に転動可能に接触している。このためカム部材が揺動することにより転がり軸受がカム面を転動する。ゼンマイばねは外端がエンジン本体に係止され、内端がカム部材に係止されることによりカム部材を回動付勢し、カム部材が揺動してチューンガイドを押圧するようになっている。

以上の特許文献１及び２に記載されたテンショナーでは、ゼンマイばねに連結されたカム部材がチェーンガイドに接触して揺動することによりタイミングチェーンの張力を付与する構造であり、軸方向へ進退することがないため、軸方向の短縮化が可能となっている。

特許第４１４９５７０号公報 特開２０１１−１４０９７２号公報

しかしながら特許文献１及び２記載されたテンショナーでは、カム部材は剛性が高いため、タイミングチェーンからの振動を減衰させる緩衝力が小さいばかりでなく、打音が発生する問題がある。また、カム部材の逆転防止のための部材やゼンマイばねとカム部材とを連結させる連結部材が必要であり、部品点数が多く構造が複雑となる問題がある。

そこで、本発明はゼンマイばねを用いた構造であっても、振動緩衝力が大きく、打音発生を抑制でき、構造も簡単なテンショナーなどの荷重付加装置を提供することを目的とする。

本発明の荷重付加装置は、薄板材が渦巻き状に複数回巻かれたゼンマイばねが可動体と固定部材との間に縮径および拡径可能に配置され、前記ゼンマイばねの外周部が前記可動体および前記固定部材と直接にまたは間接的に当接していることを特徴とする。

このような荷重付加装置において、前記ゼンマイばねの内端部がゼンマイばねを巻き上げるための巻き上げ部となっており、前記巻き上げ部はゼンマイばねの巻き上げ、ゼンマイばねの拡径、縮径に対応して前記渦巻き状の内部で移動可能となっていることが好ましい。

また、前記ゼンマイばねの外周部が、前記可動体と間接部材を介して間接的に当接、及び／又は前記固定部材と板状の弾性部材を介して間接的に当接していることが好ましい。

また、前記ゼンマイばねの拡径により前記ゼンマイばねの外周部が前記固定部材、可動体、間接部材又は板状の弾性部材に対して少なくとも２箇所で当接することが好適である。

また、前記固定部材、間接部材もしくは板状の弾性部材における前記ゼンマイばねの外周部との対向部分に三角状、円弧状または直線状の受け部が形成されていることが好ましい。

また、前記ゼンマイばねの外周部と前記間接部材または前記固定部材の少なくとも一方との間に緩衝部材が配置されていることが好ましい。

また、前記固定部材と前記間接部材との間に前記ゼンマイばねが前記可動体からの荷重の方向に沿って複数設けられ、隣接するゼンマイばねの間に中間部材が配置されていても良い。

また、前記板状の弾性部材は長さ方向の両端部が前記固定部材または間接部材と接触し、長さ方向の中間部が前記固定部材または間接部材と撓み変形可能な空間を有して対向していることが好ましい。

また、前記複数のゼンマイばねは、ゼンマイばね間における薄板材が連続していても良い。

また、前記固定部材または中間部材は前記可動体からの荷重の方向と交差する方向に分割された複数の分割体からなり、前記分割体は前記ゼンマイばねの径の拡縮に伴って前記間接部材との接触方向に進退移動可能となっていることが好ましい。

さらには、前記固定部材と前記可動体との間に長さ方向の調整機構を介したことが好適である。

また、前記ゼンマイばねを巻き上げ状態に保持するための仮止め手段が設けられていることが好ましい。

そして、前記可動体は、自動車のエンジン内で無端状となって移動するタイミングチェーンまたはタイミングベルトであることが好適である。

また、前記可動体は、自動車のエンジンの吸気バルブを開閉するためにスイング動作するロッカーアームであっても良い。

本発明によれば、ゼンマイばねの外周部が可動体と直接に、または間接部材を介して間接的に当接し、この当接によって可動体を押圧するため、部品点数が少なく構造が簡単となる。また剛性が低くなり、振動を減衰させる緩衝力が大きく、打音の発生を抑制できる。

本発明の荷重付加装置としての第１実施形態のテンショナーが組み込まれたエンジン本体を示す断面図である。 本発明の第１実施形態のテンショナーを示す斜視図である。 （ａ）は第１実施形態のテンショナーの側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。 ゼンマイばねを巻き上げる状態を示す側面図である。 ゼンマイばねを巻き上げた後における図４のａ−ａ線断面図である。 第１実施形態のテンショナーの作用を説明する側面図である。 ゼンマイばねの撓み−荷重線図である。 第１実施形態のテンショナーの変形々態を示す側面図である。 変形々態のテンショナーに用いる巻き上げ用筒体を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の荷重付加装置としての第２実施形態のテンショナーを示し、（ａ）はゼンマイばねを巻き上げた状態を示す側面図、（ｂ）は正面図である。 第２実施形態のテンショナーにおけるゼンマイばねが拡径した状態を示す側面図である。 第２実施形態のテンショナーに用いる第１ケース部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はｂ−ｂ線断面図である。 第２実施形態のテンショナーに用いる第２ケース部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はｃ−ｃ線断面図である。 推進部材を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）〜（ｄ）は第２実施形態のテンショナーの作用を説明する側面図である。 本発明の荷重付加装置としての第３実施形態のテンショナーを示す側面図である。 第３実施形態のテンショナーに用いられる緩衝部材を示し、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の荷重付加装置としての第４実施形態のテンショナーを示し、（ａ）は（ｂ）のｄ−ｄ線断面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の荷重付加装置としての第５実施形態のテンショナーを示す側面図である。 本発明の荷重付加装置としての第６実施形態のテンショナーをエンジン本体に取り付けた状態を示す断面図である。 第６実施形態のテンショナーを示す正面図である。 図２１におけるｆ−ｆ線断面図である。 本発明の荷重付加装置としての第７実施形態のテンショナーをエンジン本体に取り付けた状態を示す断面図である。 本発明の荷重付加装置としての第８実施形態のテンショナーを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）〜（ｄ）は第８実施形態のテンショナーの作用を説明する側面図である。 第８実施形態のテンショナーにおける静的な剛性−撓み量を示すグラフである。 本発明の荷重付加装置としての第９実施形態のテンショナーを示し、（ａ）は（ｂ）のｊ−ｊ線断面図、（ｂ）は正面図である。 第９実施形態の変形々態のテンショナーを示す断面図である。 本発明の荷重付加装置としての第１０実施形態のテンショナーを示す断面図である。 本発明の荷重付加装置としての第１１実施形態のテンショナーを示す断面図である。 一般的なテンショナーをエンジン本体に取り付けた状態を示す断面図である。 本発明の荷重付加装置としての第１２実施形態のラッシュアジャスターの配置を示す断面図である。 （ａ）は第１２実施形態のラッシュアジャスターの平面図、（ｂ）は（ｃ）のｋ−ｋ線断面図、（ｃ）は正面図である。 本発明の荷重付加装置の第１３実施形態をエンジン本体に取り付けた状態を示す断面図である。 本発明の荷重付加装置の第１３実施形態の断面図である。

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、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

（第１実施形態）
図１〜図７は本発明の荷重付加装置のひとつとして用いるテンショナー１０の第１実施形態を示す。

図１はテンショナー１０を設けたエンジン本体１を示し、駆動軸となるクランクスプロケット２及び従動軸となる２つのカムスプロケット３が設けられ、これらのスプロケット２、３の間に可動体としてのタイミングチェーン４が無端状となって掛け渡されている。タイミングチェーン４はクランクスプロケット２の回転によって、スプロケット２、３、３の間を移動（走行）する。タイミングチェーン４の移動路上には、ガイド部材としてのチェーンガイド５がタイミングチェーン４に接触するように配置されており、タイミングチェーン４はチェーンガイド５を摺動しながら移動する。チェーンガイド５は支軸６を中心に揺動可能となっており、この揺動によってタイミングチェーン４の張力を調整する。

テンショナー１０はチェーンガイド５と対向するようにエンジン本体１の内部に設けられており、チェーンガイド５を押圧してチェーンガイド５を揺動させることにより、タイミングチェーン４に張力を付与する。この実施形態において、テンショナー１０は後述するようにゼンマイばね２０を備えており、ゼンマイばね２０の外周部がチェーンガイド５に当接することによりゼンマイばね２０のばね力がチェーンガイド５を介して可動体としてのタイミングチェーン４に間接的に伝達される。従って、ガイド部材としてのチェーンガイド５はゼンマイばね２０の外周部がタイミングチェーン（可動体）４に間接的に当接する間接部材を構成している。一方、タイミングチェーン４はカムスプロケット３（カム軸）を回転させることによりトルク変動を受け、張力変動しながら移動している。このため、テンショナー１０はタイミングチェーン４、チェーンガイド５から振動（交番荷重）を受けることになる。

図２及び図３はこの実施形態のテンショナー１０を示し、ゼンマイばね２０は同ばね２０を収容する固定部材としてのケース１１内に収容されている。

固定部材としてのケース１１は、底板部１４と天板部１５とによって収容部１３が形成されており、この収容部１３内にゼンマイばね２０が収容される。ケース１１には上下方向に延びるフランジ部１２が形成されており、このフランジ部１２にボルト等を取り付けてテンショナー１０をエンジン本体１の内部に固定する。

ゼンマイばね２０はばね性を有した薄板材を渦巻き状に巻くことにより形成されており、収容部１３内に収容されて用いられる。ケース１１への収容状態においては、ゼンマイばね２０は薄板材の板幅方向の両縁部が底板部１４及び天板部１５に両側から挟まれる。これにより薄板材が板幅方向にずれることがない状態（暴れることがない状態）でゼンマイばね２０がケース１１内に収容される。また、ケース１１にはゼンマイばね２０の外周部２１が接触するばね受け部（受け部）１８が設けられている（図３、図４、図６参照）。この実施形態において、ばね受け部１８は平面状（直線状）に形成されており、直線状のばね受け部（受け部）１８に外周部２１が接触することによりゼンマイばね２０がケース１１に支持される。

ケース１１への収容状態において、ゼンマイばね２０はその外周部２１がケース１１から部分的に露出した状態となる。符号２１ａはゼンマイばね２０の外周部２１における露出部分であり、この露出部分２１ａがチェーンガイド５側の受け部７に直接に当接する（図６参照）。この受け部７への直接の当接により、ゼンマイばね２０はチェーンガイド５が揺動するための付勢力をチェーンガイド５に直接に作用させることができる。また、チェーンガイド５からの振動がゼンマイばね２０に直接に入力される。

ゼンマイばね２０は渦巻き状に巻かれた内端部が六角形状に形成された巻き上げ部２２となっており、外端部はケース１１に引っ掛けられて係止される外端係止部２３となっている。巻き上げ部２２はケース１１の天板部１５に形成されている切り欠き部１６から露出しており、六角レンチ等の巻き上げ部材３０を切り欠き部１６を介して巻き上げ部２２に差し込むことができる（図４及び図５参照）。これにより巻き上げ部材３０を操作してゼンマイばね２０を巻き上げる（縮径させる）ことができる。ケース１１の底板部１４には、巻き上げ部材３０の先端部が挿入されることにより巻き上げ部材３０の先端部が係止される六角形の仮止め穴１７が形成されている。仮止め穴１７に巻き上げ部材３０の先端部を係止することにより、巻き上げ部材３０が回転拘束される。これによりゼンマイばね２０を巻き上げ状態（縮径した状態）で一時固定することができる。このような仮止め穴１７はゼンマイばね２０を巻き上げ状態に保持する仮止め手段を構成する。なお、ゼンマイばね２０の巻き上げ部２２及びケース１１の仮止め穴１７は、巻き上げ部材３０の外形に合わせた非円形形状に形成されるものであり、巻き上げ部材３０の外形が三角断面、四角断面の場合には、これらに合わせた非円形に形成される。

次に、この実施形態のテンショナー１０の操作を説明する。エンジン本体１への固定前においては、巻き上げ部材３０をゼンマイばね２０の巻き上げ部２２に挿入し、図４に示す巻き上げ方向Ａに回転させる。これによりゼンマイばね２０が巻き上げられて縮径されてばね力が蓄えられる。ゼンマイばね２０の縮径の後、巻き上げ部材３０の先端部を図５に示すようにケース１１の仮止め穴１７に係止する。これによりテンショナー１０はゼンマイばね２０が巻き上げられた状態が一時固定される。その後、テンショナー１０をエンジン本体１に取り付ける。この取り付けにより、ゼンマイばね２０の外周部２１の露出部分２１ａがチェーンガイド５の受け部７と対向する。

エンジン本体１への取り付けの後、巻き上げ部材３０を引き抜く。これによりゼンマイばね２０は蓄えたばね力で拡径する。拡径によりゼンマイばね２０の外周部２１はケース１１のばね受け部１８及びチェーンガイド５の受け部７と当接する。この当接によりゼンマイばね２０はタイミングチェーン４からの荷重を受けると共にケース１１の荷重（支持力）を受ける。ゼンマイばね２０はばね受け部１８によって外周部２１が受けられているため、拡径によって外周部２１の露出部分２１ａがチェーンガイド５を押してチェーンガイド５を揺動させる。このためチェーンガイド５を介してタイミングチェーン４に張力を付与することができる。

図６はゼンマイばね２０がチェーンガイド５と当接することによりチェーンガイド５から荷重を受ける状態を示している。ゼンマイばね２０はチェーンガイド５の受け部７とケース１１のばね受け部（受け部）１８との間に挟まれており、チェーンガイド５から作用する矢印Ｂで示す交番荷重（振動）をチェーンガイド５から受ける。この交番荷重によりゼンマイばね２０は矢印Ｃ方向に膨れながら露出部分２１ａが矢印Ｂ方向に撓む。ゼンマイばね２０はばね性を有した薄板材を渦巻き状に複数回巻いた部材であるため、重なった薄板材のばねとなって強い交番荷重に耐えることができる。

図７はゼンマイばね２０の外周部２１に対して静荷重を加えた場合のゼンマイばね２０の撓み−荷重線図を示す。ゼンマイばね２０が薄板材を複数回巻いた部材であり、荷重を加えることにより薄板材の間で摩擦が起こる。チェーンガイド５から矢印Ｂ方向の交番荷重（振動）を受けたテンショナー１０は、矢印Ｂ方向に押圧されて大きな力を発揮する。一方、Ｂ方向と反対方向に拡径するときは小さな力になる。この大小の力の差（ヒス特性）によって矢印Ｂ方向と、Ｂ方向との反対方向との間で大きな差が生じる。このヒス特性によって、チェーンガイド５から受ける交番荷重（振動）を吸収することができるため、振動を減衰させる緩衝力を大きくすることができる。これに対して、ゼンマイばねの代わりに圧縮コイルばねのようにヒス特性の小さな弾性部材によって構成されていると、Ｂ方向とＢ方向と反対方向の力の差が極めて少ないため、チェーンガイド５から受ける交番荷重（振動）を吸収することが難しい。また、ゼンマイばね２０が薄板材の複数巻きによって形成されているため、中実部材と異なり剛性が低いものとなっており、このため打音を抑制する静音効果を有している。

一方、タイミングチェーン４が伸びてチェーンガイド５が矢印Ｂ方向と逆方向に移動したときには、ゼンマイばね２０がこれに追随して無段階で拡径する。この拡径によって外周部２１がチェーンガイド５を押圧するため、タイミングチェーン４の緊張状態を無段階で調整するこができる。この場合において、ゼンマイばね２０は薄板材によって形成されているため、ゼンマイばね２０が拡径するときにおける各薄板の間で生じる板間摩擦が大きい。このため拡径時の荷重が小さくなる。また、拡径スピードが遅くなるため、瞬間的な過度の張り込みを低減させることができる。これによりチェーンガイド５をソフトに押圧するため、タイミングチェーン４の張力が必要以上に大きくなることがない。これに対してタイミングチェーン４が緊張した場合には、図６で説明したようにゼンマイばね２０が撓むことにより、タイミングチェーン４の過張力を抑制することができる。

さらに、ゼンマイばね２０は薄板材を巻いた外形となっているため、テンショナー１０を小型化でき、設置のための専用スペースも小さくすることができる。またテンショナー１０としての部品点数が少なく、構造が簡単となる。

図８はこの実施形態の変形々態のテンショナー１０を示す。この形態のテンショナー１０はゼンマイばね２０の内端に六角形の巻き上げ部２２を形成する代わりに、ゼンマイばね２０の内端に巻き上げ用筒体３１を設けるものである。図９に示すように、巻き上げ用筒体３１はゼンマイばね２０における薄板材の板幅と略同じ長さに形成された筒本体３１ａと、筒本体３１ａの中央部分に形成された六角形の巻き上げ用穴３１ｂと、筒本体３１ａの外面に長さ方向に沿って形成された係止凹部３１ｃとによって形成されている。

この巻き上げ用筒体３１をゼンマイばね２０の内端に挿入し、ゼンマイばね２０の内端係止部２４を係止凹部３１ｃに係止させてゼンマイばね２０と連結する。そして巻き上げ用筒体３１の巻き上げ用穴３１ｂに六角レンチ等の巻き上げ部材３０を挿入して回転操作する。このことによりゼンマイばね２０を巻き上げてゼンマイばね２０にばね力を蓄えることができる。ゼンマイばね２０の巻き上げの後においては、巻き上げ部材３０の先端部をケース１１の仮止め穴１７に係止することにより、ばね力を蓄えた状態でゼンマイばね２０を仮止めすることができる。このようにゼンマイばね２０と別部材の巻き上げ用筒体３１を設けることにより、ゼンマイばね２０の内端への加工が不要となるため、ゼンマイばね２０を簡単に製造することができる。

（第２実施形態）
図１０〜図１５は本発明の荷重付加装置として用いる第２実施形態のテンショナー１０Ａを示す。テンショナー１０Ａは第１実施形態１のテンショナー１のケース１１及びゼンマイばね２０に加えて推進部材４０を組み込むものである。図１０及び図１１に示すように、推進部材４０はゼンマイばね２０の外周部２１における露出部分２１ａを周方向で覆っており、ゼンマイばね２０の拡径及び縮径に伴ってケース１１に対して進退移動する。この実施形態において、推進部材４０はゼンマイばね２０の外周部２１を覆うことにより、同ばね２０の外周部２１とチェーンガイド５との間に設けられる。これにより、推進部材４０はゼンマイばね２０の外周部２１がタイミングチェーン（可動体）４に間接的に当接する間接部材を構成する。

図１４は推進部材４０を示し、ゼンマイばね２０の薄板材の板幅と略同様な幅を有した板材によって形成されている。この推進部材４０はゼンマイばね２０の外周部２１における露出部分２１ａを覆う覆い部４１と、覆い部４１の両側の終端から直線状となってチェーンガイド５から離れる方向に伸びるガイド部４２と、ガイド部４２の終端に形成されたストッパ部４３とによって形成されている。

覆い部４１は円弧部４１ａを真ん中として円弧部４１ａの両側から２つの斜め直線部４１ｂが連続した形状となっている。２つの斜め直線部４１ｂは円弧部４１ａから相互に離れる斜め状態で延びている。円弧部４１ａ及び斜め直線部４１ｂからなる覆い部４１は、ゼンマイばね２０の縮径状態から拡径状態にわたってゼンマイばね２０の外周部２１と接触する。すなわちゼンマイばね２０の縮径状態では覆い部４１の円弧部４１ａにゼンマイばね２０の外周部２１における露出部分２１ａが当接し（図１０参照）、ゼンマイばね２０の拡径状態では覆い部４１の斜め直線部４１ｂにゼンマイばね２０の外周部２１が当接する（図１１参照）。このような覆い部４１はゼンマイばね２０の外周部２１と対向して同ばね２０の外周部２１を受ける受け部を構成する。この場合、覆い部４１の円弧部４１ａは円弧状となってゼンマイばね２０の外周部２１を受け、円弧部４１ａの両側の２つの斜め直線部４１ｂは三角状となってゼンマイばね２０の外周部２１を受けるものである。

推進部材４０のガイド部４２は、推進部材４０の進退移動の際にケース１１を摺動するものであり、これにより推進部材４０の進退移動が安定する。ストッパ部４３は推進部材４０の進出によってケース１１と係止し、これにより推進部材４０の進出を所定範囲で規制すると共に、推進部材４０がケース１１から外れることを防止する。

固定部材としてのケース１１を形成する第１ケース部１１ａを図１２に示し、第２ケース部１１ｂを図１３に示す。

図１２に示すように、第１ケース部１１ａは平板状のフランジ部７０と、フランジ部７０の長さ方向の略中央部分から一体に立ち上がるばね受け部（受け部）７１とによって形成されている。フランジ部７０は第２ケース部１１ｂとの組み付けを行うための部位であり、巻き上げ部材３０が係止される六角穴からなる仮止め穴１７が形成されている。

ばね受け部（受け部）７１はゼンマイばね２０の外周部２１に対応するようにフランジ部７０から立ち上がっている。ばね受け部７１の高さはゼンマイばね２０の薄板材の板幅と略同様となっている。ばね受け部７１は円弧部７１ａを真ん中として円弧部７１ａの両側から２つの斜め直線部７１ｂが連続した形状となっている。斜め直線部７１ｂの間に円弧部７１ａを設けることにより、ゼンマイばね２０を巻き上げた最縮状態でゼンマイばね２０が円弧部７１ａと推進部材４０における覆い部４１の円弧部４１ａとの間に入り込むため、ゼンマイばね２０とばね受け部７１及び推進部材４０との間に空間部分ができることを防止することができる。これによりばね受け部７１が長くなることを防止することができる。２つの斜め直線部７１ｂは斜め状態となって円弧部７１ａの両側から相互に離れる斜め方向に延びている。このようなばね受け部７１はゼンマイばね２０から縮径状態から拡径状態にわたってゼンマイばね２０の外周部２１と接触するものであり、ゼンマイばね２０の縮径状態では円弧部７１ａにゼンマイばね２０の外周部２１における露出部分２１ａが接触し（図１０参照）、ゼンマイばね２０の拡径状態では斜め直線部７１ｂにゼンマイばね２０の外周部２１が接触する（図１１参照）。このような受け部７１の円弧部７１ａは推進部材４０における覆い部４１の円弧部４１ａと同様に円弧状となってゼンマイばね２０の外周部２１を受け、円弧部７１ａの両側の２つの斜め直線部７１ｂは三角状となってゼンマイばね２０の外周部２１を受けるものである。

図１３に示すように、第２ケース部１１ｂは長さ方向両側の平板状のフランジ部７３と、それぞれのフランジ部７３からゼンマイばね２０の薄板材の板幅と略同じ高さで立ち上がる立ち上がり部７４と、立ち上がり部７４を連結する天板部７５とによって形成されている。天板部７５はゼンマイばね２０の上部を覆うものであり、巻き上げ部材３０が挿通するための切欠部１６が形成されている。立ち上がり部７４は推進部材４０のガイド部４２が摺動するものであり、この摺動により推進部材４０が安定して進退移動する。

この実施形態のテンショナー１０Ａは、ゼンマイばね２０がケース１１のばね受け部７１と推進部材４０との間に囲まれた空間に配置される。この状態で巻き上げ部材３０をゼンマイばね２０の巻き上げ部２２内に挿入して巻き上げ方向に回転させることによりゼンマイばね２０を巻き上げて縮径させる。これによりゼンマイばね２０にばね力が蓄えられる。図１０はゼンマイばね２０を巻き上げた状態を示し、ゼンマイばね２０の２１はケース１１のばね受け部７１の円弧部７１ａ及び推進部材４０の覆い部４１の円弧部４１ａに接触する（図１５（ａ）参照）。図１５（ａ）〜（ｄ）における三角印はゼンマイばね２０の外周部２１における接触部２７を示す。

巻き上げ部材３０を巻き上げ部２２から外してゼンマイばね２０を開放すると、ゼンマイばね２０が蓄えたばね力により拡径する。この拡径により接触部２７が示すようにゼンマイばね２０の外周部２１はケース１１のばね受け部７１に対し２箇所で接触すると共に推進部材４０に対し２箇所で接触する。すなわちゼンマイばね２０の外周部２１は、図１５（ｂ）に示すようにばね受け部７１のそれぞれの斜め直線部７１ｂと推進部材４０の覆い部４１におけるそれぞれの斜め直線部４１ｂとに接触する。この接触状態でチェーンガイド５からの交番荷重を受けると、ゼンマイばね２０の外周部２１を４点で押すため、２点で接触する第１実施形態のテンショナー１と比べ、ゼンマイばね２０の軸方向の剛性が大きくなって軸方向の撓みが少ないため、大きな交番荷重を受けることができる。

図１５はこの実施形態のテンショナー１Ａの作用を示す。上述したようにゼンマイばね２０が拡径すると、ゼンマイばね２０の外周部２１はばね受け部７１の三角状となっている２つの斜め直線部７１ｂの２箇所で接触すると共に推進部材４０の覆い部４１の三角状となっている２つの斜め直線部４１ｂの２箇所で接触し、この接触状態で推進部材４０が進出する。ゼンマイばね２０の拡径が進行するのにつれて、図１５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）で順に示すようにばね受け部７１及び推進部材４０に対して接触部２７が移動し、推進部材４０の覆い部４１がゼンマイばね２０の外周部２１から離れていく。これにより推進部材４０はゼンマイばね２０が拡径する量よりも大きな進出量で進出するため、大きな作動量を得ることができる。

第２実施形態では、図１１、図１５（ｂ）〜（ｄ）で示すように、ゼンマイばね２０の円形状部分である外周面２１に推進部材４０とばね受け部７１が直列状に配置されている。このような形態では、エンジンからの振動（タイミングチェーン（可動体）４からの荷重）を受けると、推進部材４０及びばね受け部７１はゼンマイばね２０の外周部２１上を斜め直線部４１ｂ、７１ｂが広がり、滑りながら推進部材４０の後退方向（Ｂ方向）に撓む。一方、エンジンからの振動（タイミングチェーン（可動体）４からの荷重）が緩むと、ゼンマイばね２０（ゼンマイばねの外周部２１）上を斜め直線部４１ｂと７１ｂとが狭まりながら滑って推進部材４０の推進方向（Ｂ方向と逆方向）に進出する。これは円環部材に皿ばねをのせて荷重を加えたり、除いたりした場合と同じであり、推進方向に摩擦（滑りによる荷重の差（ヒス特性））が大きく発生する。これらの構造では、第１実施形態に示すゼンマイばね２０が単体の場合のヒス特性に加えて推進部材４０とばね受け部７１とにより発揮される第２のヒス特性と合わせてさらに大きな緩衝特性を得られるメリットがある。

すなわち、図１５におけるゼンマイばね２０の最縮径状態の外径をφＤ１とし、ゼンマイばね２０が拡径した開放状態の外径をφＤ２とした場合、推進部材４０の進出量ＳはφＤ２−φＤ１よりも大きくなる（Ｓ＞φＤ２−φＤ１）。例えば、φＤ１を直径１２ｍｍ、φＤ２を直径２０ｍｍとした場合、Ｓは１２ｍｍ前後となる。φＤ２−φＤ１＝８ｍｍであるからゼンマイばね２０の拡径量よりも約１．５倍の作動量を得ることができる。

なお、本発明における推進部材４０及びケース１１のばね受け部７１としては、ゼンマイばね２０の外周部２１と対向する部分に円弧部４１ａ、７１ａ及びこれに連続した斜め直線部４１ｂ、７１ｂが形成されていれば良い。すなわち推進部材４０及びばね受け部７０の全体を図１０や図１１に示す形状とすることなく、ゼンマイばね２０の外周部２１と対向する部分（対向面）だけに円弧部４１ａ、７１ａ及びこれに連続した斜め直線部４１ｂ、７１ｂを形成すれば良いものである。また、推進部材４０及びばね受け部７１においては、ゼンマイばね２０の外周部２１と３点以上で接触するようにしても良い。さらに、推進部材４０の覆い部４１及びばね受け部７１としては、円弧部だけの円弧状としても良く、斜めで交差する２つの斜め直線部だけの三角状としても良い。なお、円弧部４１ａの形状は、推進部材４０の長さを短縮することが目的であり、円弧形状に限定されるものではなく、相手部材（受け部７）の形状に合わせて直線状、先尖状、凸状等に自由に設計変更することができる。

（第３実施形態）
図１６及び図１７は本発明の荷重付加装置として用いる第３実施形態のテンショナー１０Ｂを示す。この実施形態のテンショナー１０Ｂは第２実施形態のテンショナー１０Ａの構造に対し緩衝部材５０を組み込むものである。

図１６に示すように、緩衝部材５０はゼンマイばね２０の外周部２１における露出部分２１ａと推進部材４０との間に挟まれるように介在されている。緩衝部材５０における推進部材４０側の対向面５１は、推進部材４０の覆い部４１における円弧部４１ａ及び斜め直線部４１ｂに沿うように形成されている。一方、推進部材４０におけるゼンマイばね２０側の対向面５２は、ゼンマイばね２０の外周部２１に沿うように円弧状に形成されている。このゼンマイばね２０側の対向面５２には、凹凸部５３が形成されている。

図１７に示すように、凹凸部５３は緩衝部材５０の幅方向の両側に形成されるものであり、この凹凸部５３がゼンマイばね２０の外周部２１に接触する。このように推進部材４０とゼンマイばね２０の外周部２１との間に設けた緩衝部材５０のゼンマイばね２０との対向面５２に凹凸部５３を設けることにより、チェーンガイド５からの荷重が分散した状態でゼンマイばね２０に入力される。このためゼンマイばね２０に対して平均化した荷重を作用させることができ、ゼンマイばね２０の部分的な摩耗を軽減することができる。緩衝部材５０としては、鋼板等の金属であっても良いが、樹脂によって形成することによりゼンマイばね２０の摩耗量をさらに軽減することができる。なお、緩衝部材５０に対しては凹凸部５３を形成しなくても良い。

なお、この実施形態のテンショナー１０Ｂでは、緩衝部材５０をゼンマイばね２０の外周部２１と間接部材としての推進部材４０との間に配置しているが、ゼンマイばね２０の外周部２１と固定部材としてのケース１１との間に配置して良く、ゼンマイばね２０の外周部２１と推進部材４０との間及びゼンマイばね２０の外周部２１とケース１１との間の双方に配置しても良い。

（第４実施形態）
図１８は本発明の荷重付加装置として用いる第４実施形態のテンショナー１０Ｃを示す。テンショナー１０Ｃは左右２つのゼンマイばね２０を横並び状に配置すると共に、２つのゼンマイばね２０の間に中間部材６０が配置されている。２つのゼンマイばね２０はタイミングチェーン４（可動体）が摺動するチェーンガイド５から入力される荷重の方向に沿って横並び状に配置されている。

推進部材４０は第２実施形態の推進部材４０と同様な形状に形成されており、チェーンガイド５側に位置する右側のゼンマイばね２０の外周部２１を覆うように設けられてチェーンガイド５を押圧する。中間部材６０は左右２つのゼンマイばね２０の間に設けられることにより左側のゼンマイばね２０の拡径によりチェーンガイド５の方向に移動し、右側のゼンマイばね２０をチェーンガイド５側（右側）に押し出す。これにより右側のゼンマイばね２０も同方向に押し出され、その拡径動作により推進部材４０をチェーンガイド５側に押し出す。従って、推進部材４０は左右２つのゼンマイばね２０の拡径動作を合わせた進出量で作動し、推進部材４０の作動量を大きくすることができる。

この実施形態において、中間部材６０は２つのゼンマイばね２０に対向する左右の対向面６１、６２が円弧状となっており、左右のゼンマイばね２０の外周部２１と広い面積で接触する。これにより左側のゼンマイばね２０の拡径動作を右側のゼンマイばね２０に確実に伝達することができる。また、チェーンガイド５から右側のゼンマイばね２０に入力される荷重が円弧状となっている中間部材６０の左右の対向面６１、６２によって分散されるため入力荷重を緩衝することができる。

さらにこの実施形態では、左側のゼンマイばね２０の外周部２１を受けるケース１１のばね受け部７１及び右側のゼンマイばね２０の外周部２１に対応した推進部材４０の覆い部４１が円弧状に形成されており、ゼンマイばね２０の外周部２１との接触面積が大きくなっている。

この実施形態ではゼンマイばね２０をチェーンガイド５から入力される荷重の方向に沿って３つ以上並列に配置し、隣接するそれぞれのゼンマイばね２０の間に中間部材６０を配置することができる。これにより並列配置したゼンマイばね２０の数に応じて推進部材４０の進出量を大きくすることができる。また、ゼンマイばね２０の数及び中間部材６０の数に応じて緩衝効果を大きくすることができる。

（第５実施形態）
図１９は本発明の荷重付加装置として用いる第５実施形態のテンショナー１０Ｄを示す。テンショナー１０Ｄにおいては、ゼンマイばね２０の外周部２１の露出部分２１ａに対向して外周部２１と当接するチェーンガイド５の受け部７が凹み形成されている。また、この実施形態において、エンジン本体１から伸びるばね受け部７１が形成されており、このばね受け部７１にゼンマイばね２０の外周部２１が接触している。ゼンマイばね２０はこのばね受け部７１とチェーンガイド５の受け部７とに挟まれるように配置され、カバー８３によって覆うことによりエンジン本体１に固定される。エンジン本体１のばね受け部７１はゼンマイばね２０を固定する固定部材として機能する。

（第６実施形態）
図２０〜図２２は本発明の荷重付加装置として用いる第６実施形態のテンショナー１０Ｅを示す。テンショナー１０Ｅは図２０に示すように、エンジン本体１内に固定されるものであり、エンジン本体１を固定部材とし、このエンジン本体１にゼンマイばね２０が固定されることにより構成されている。すなわち、図２１及び図２２に示すように、ゼンマイばね２０を受ける受け部としての円弧状の受けブロック７８をエンジン本体１のエンジンブロック７７から一体に起立させ、この受けブロック７８にゼンマイばね２０の外周部２１を当接させ、押えカバー７９をゼンマイばね２０に被せてねじ止めすることによりゼンマイばね２０がエンジン本体１に固定される。これによりゼンマイばね２０は受けブロック７８（エンジン本体１）とチェーンガイド５の凹み状の受け部７とに挟まれて作動する。

ゼンマイばね２０の内周部は空洞となっており、この内周部に対してエンジン本体１の油圧が供給可能となっている。すなわちエンジンの油圧ポンプに連通した油路８１がエンジンブロック７７に形成され、この油路８１がゼンマイばね２０の内周部に開口している。これによりゼンマイばね２０の内部に油圧が供給される。これによりゼンマイばね２０のばね力に油圧が加わった状態でタイミングチェーン４を押圧することができる。すなわち、エンジンの回転数の変化によってタイミングチェーン４（チェーンガイド５）から受ける振動が過大になった場合、ゼンマイばね２０のばね力だけではタイミングチェーン４の押えが弱い場合があるが、この実施形態では油圧を付与してゼンマイばね２０のばね力を補助するようになっている。このため、タイミングチェーン４が強く振動した場合においてもタイミングチェーン４の振動を抑えることができる。また、油圧が作用した場合においても、ゼンマイばね２０が変形して撓むため、ソフトな押圧特性とすることができる。

（第７実施形態）
図２３は本発明の荷重付加装置として用いる第７実施形態のテンショナー１０Ｆを示す。テンショナー１０Ｆはエンジン本体１の内部に配置されるが、エンジン本体１には間接部材としてのチューンガイド５が設けられていない。そして、ケース１１に取り付けられたゼンマイばね２０の外周部２１が可動体としてのタイミングチェーン４に直接に当接しており、この当接によってイミングチェーン４を直接に押圧している。このような直接な当接によってもタイミングチェーン４の張力を調整することができる。

（第８実施形態）
図２４〜図２６は本発明の荷重付加装置として用いる第８実施形態のテンショナー１０Ｇを示す。テンショナー１０Ｇは推進部材４０に加えて板状の弾性部材８０を備えた構造となっている。

推進部材４０は第２実施形態の推進部材４０と同様な形状に形成された間接部材であり、ゼンマイばね２０の外周部２１を覆うように設けられてチェーンガイド５からの荷重を受ける。推進部材４０はゼンマイばね２０の外周部２１を覆う円弧状の覆い部４１と、覆い部４１の両側の終端から直線状となってチェーンガイド５から離れる方向に伸びるガイド部４２と、ガイド部４２の終端に形成されたストッパ部４３とによって形成されている。覆い部４１は円弧部４１ａと、円弧部４１ａの両側から連続した２つの斜め直線部４１ｂとを有している。

ゼンマイばね２０を収容する固定部材としてのケース１１は第２実施形態のケース１１と同様となっており、第１ケース部１１ａ及び第２ケース部１１ｂを組み付けることによって形成される。第１ケース部１１ａには、フランジ部７０から立ち上がるばね受け部７１が形成されている。ばね受け部７１は円弧部７１ａと円弧部７１ａの両側に連続した２つの斜め直線部７１ｂとによって形成されている。

板状の弾性部材８０は、ゼンマイばね２０と推進部材４０との間及びゼンマイばね２０とケース１１のばね受け部７１との間に配置されることによりテンショナー１０Ｇに対して２つが組み付けられている。板状の弾性部材８０としては、板ばねが用いられる。

それぞれの板状の弾性部材８０は、ゼンマイばね２０と推進部材４０との間及びゼンマイばね２０とばね受け部７１との間に配置される。推進部材４０側の板状の弾性部材８０は、ゼンマイばね２０の板幅方向と直交する長さ方向の中間部８５が推進部材４０における覆い部４１の円弧部４１ａと撓み変形可能な空間８７を有して円弧部４１ａと対向している。また、ばね受け部７１側の板状の弾性部材８０はゼンマイばね２０の板幅方向と直交する長さ方向の中間部８５がばね受け部７１の円弧部７１ａと撓み変形可能な空間８７を有して円弧部７１ａと対向している。

板状の弾性部材８０に対しタイミングチェーン（可動体）４からの荷重が作用することにより、推進部材４０側の板状の弾性部材８０においては長さ方向の両端部８６が推進部材４０の斜め直線部４１ｂと接触する一方、ばね受け部７１側の板状の弾性部材８０は長さ方向の両端部８６がばね受け部７１の斜め直線部７１ｂと接触し、チェーンガイド５からの荷重（以下、この実施形態において、軸方向荷重という）を受けるようになっている。

図２５（ａ）〜（ｄ）はゼンマイばね２０の径の拡縮に伴う板状の弾性部材８０の接触位置の変化を示す。図２５において、黒三角印はゼンマイばね２０の外周部２１が板状の弾性部材８０と接触する接触部２７ａであり、白三角印は板状の弾性部材８０の両端部８２が推進部材４０及びばね受け部７１と接触する接触部２７ｂである。

図２５（ａ）はゼンマイばね２０が最も縮径した状態であり、ゼンマイばね２０の外周部２１の接触部２７ａが２つのそれぞれの板状の弾性部材８０の中間部８５と接触している。また、推進部材４０及びばね受け部７１との接触部２７ｂはいずれも板状の弾性部材８０の両端部８６となっている。この状態では、接触部２７ａと接触部２７ｂとの距離が長いため、板状の弾性部材８０の撓みが大きくなり、板状の弾性部材８０の剛性（ｋ２）は低い状態となっている。一方、ゼンマイばね２０においては、巻き数が大きく外径が小さいため、ゼンマイばね２０単体での剛性（ｋ１）は高い状態となっている。

図２５（ｂ）〜（ｄ）はゼンマイばね２０の拡径が進行する状態を示し、ゼンマイばね２０の拡径に伴ってゼンマイばね２０の外周部２１との接触部２７ａが板状の弾性部材８０の長さ方向に沿って移動するため、接触部２７ａと接触部２７ｂとの距離が徐々に小さくなる。図２５（ｄ）においては、ゼンマイばね２０との接触部２７ａが板状の弾性部材８０の両端部８６側に移動するため接触部２７ａと接触部２７ｂとの距離が縮まり、板状の弾性部材８０の剛性（ｋ２）が高くなる。一方、ゼンマイばね２０においては、巻き数が減少し外径が大きくなるため、ゼンマイばね２０単体での剛性（ｋ１）が低くなる。これによりゼンマイばね２０の径の拡縮に伴ってゼンマイばね２０の剛性と板状の弾性部材８０の剛性を合わせたテンショナー１０Ｇ全体の剛性が変化する。

図２６は以上の作動に基づいて、推進部材４０の出代寸法Ｇ（図２４参照）と剛性（静的荷重と推進部材４０の先端部の変位量）との関係をプロットしたグラフである。ここでは推進部材４０とばね受け部７１を剛体として説明する。図２６の横軸はケース１１のフランジ部７０に形成されているテンショナー取付穴７０ｇの中心と推進部材４０の先端部との間の距離であり、図２４（ａ）に示す距離Ｇである。テンショナー１０Ｇ全体の剛性（ｋ）と板状の弾性部材８０の剛性（ｋ２）とゼンマイばね２０の剛性（ｋ１）との関係は、板状の弾性部材８０を２つ備えることから、１／ｋ＝（１／ｋ１）＋２×（１／ｋ２）となる。従って図２６の特性曲線ｋで示すように、テンショナー１０Ｇ全体の剛性（ｋ）の変化が少なく、剛性変化を緩和することが可能となる。一方、図２５で示す弾性部材８０はエンジンからの振動（タイミングチェーン（可動体）４からの荷重）によって推進部材４０とばね受け部７１の接触部２７ｂを摩擦を伴い滑りながらＢ方向／Ｂ方向と逆方向に撓みを生じる。これによりＢ方向とＢ方向と逆方向の力の差（ヒス特性）として、第３のヒス特性が生じる。剛性変化の緩和と第３のヒス特性によってさらに柔軟で安定したテンショナーとなる。

なお、この実施形態における板状の弾性部材８０においては、その形状・寸法・材質を変更したり、２つの板状の弾性部材８０の板厚や剛性を異なるように組み合わせたり、板状の弾性部材８０を１個としたり、要求される特性に応じて任意に設計変更することが可能である。

（第９実施形態）
図２７は本発明の荷重付加装置として用いる第９実施形態のテンショナー１０Ｈを示す。テンショナー１０Ｈは図１８で示す第４実施形態のテンショナー１０Ｃと同様な構造となっており、チェーンガイド５（可動体としてのタイミングチェーン４）から入力される荷重の方向に沿って横並び状（左右方向）に２つのゼンマイばね２０が配置され、２つのゼンマイばね２０の間に中間部材６０が設けられている。また、チェーンガイド５側に位置する右側のゼンマイばね２０には、推進部材４０が配置されている。中間部材６０は２つのゼンマイばね２０に対向する左右の対向面６１、６２が円弧状となっており、左右のゼンマイばね２０の外周部２１と広い面積で接触する。また、推進部材４０の覆い部４１が円弧状に形成されており、右側のゼンマイばね２０と広い面積で接触すると共に、左側のゼンマイばね２０に対応したばね受け部７１が円弧状に形成されることにより左側のゼンマイばね２０と広い面積で接触する。

この実施形態では、左右の２つのゼンマイばね２０を１枚の薄板材２９を渦巻き状に巻くことによって形成するものであり、２つのゼンマイばね２０間においては薄板材２９が連続した状態となっている。この場合、右側のゼンマイばね２０及び左側のゼンマイばね２０は薄板材２９の巻き方向が逆巻きとなっており、左右のゼンマイばね２０においては巻き上げ部２２が逆となる。１枚の薄板材２９は中間部材６０と推進部材４０のガイド部４２との間を通過することにより左右２つのゼンマイばね２０を連結した状態となっている。このように１枚の薄板材２９を巻くことにより２つのゼンマイばね２０が形成される構造では、薄板材２９の個数を減じることができる。また、第４実施形態のテンショナー１０Ｃと同様に、推進部材４０が左右２つのゼンマイばね２０の拡径動作を合わせた進出量で作動するため、推進部材４０の作動量を大きくすることができる。

図２８は第９実施形態の変形々態のテンショナー１０Ｉを示す。このテンショナー１０Ｉは図２７のテンショナー１０Ｈと同様に、１枚の薄板材２９を逆の渦巻き状に巻くことにより形成されており、これにより１枚の薄板材２９によって左右２つのゼンマイばね２０が形成される。この形態のテンショナー１０Ｉでは、中間部材６０の上下方向における中間部のくびれ部分にスリット６５を形成し、薄板材２９をスリット６５に通過させることにより左右のゼンマイばね２０を連結するものであり、図２７のテンショナー１０Ｈと同様に作動することができる。

（第１０実施形態）
図２９は本発明の荷重付加装置として用いる第１０実施形態のテンショナー１０Ｊを示す。テンショナー１０Ｊはチェーンガイド５（可動体としてのタイミングチェーン４）から入力される荷重の方向に沿って横並び状（左右方向）に２つのゼンマイばね２０が配置され、２つのゼンマイばね２０の間に中間部材６０が設けられている。チェーンガイド５側に位置する右側のゼンマイばね２０側には、間接部材としての推進部材４０が配置されている。推進部材４０は覆い部４１と、覆い部４１からチェーンガイド５から離れる方向に直線状に伸びた上下２つのガイド部４２とを有している。ガイド部４２はケース１１（下ケース部１１ｂ）に形成されている立ち上がり部７４を摺動する。左右の２つのゼンマイばね２０は１枚の薄板材２９を逆方向に渦巻き状に巻くことによって形成されるものであり、２つのゼンマイばね２０間においては薄板材２９が連続した状態となっている。

２つのゼンマイばね２０の間の中間部材６０は、チェーンガイド５からの荷重方向と交差する（直交する）上下方向に２分割されており、これにより中間部材６０が分割体６０ａと分割体６０ｂとによって形成される。薄板材２９はこの分割体６０ａ、６０ｂの間を通過することにより２つのゼンマイばね２０を連結している。

このような構造において、チェーンガイド５から荷重が入力すると、左右のゼンマイばね２０が押されて分割体６０ａ、６０ｂを相互に離れる上下方向に押し広げる。分割体６０ａ、６０ｂが押し広げられると、それぞれの分割体６０ａ、６０ｂは推進部材４０のガイド部４２との接触方向（矢印１００方向）に移動する。このためガイド部４２がケース１１の立ち上がり部７４に押し付けられ、この押し付けによってガイド部４２と立ち上がり部７４との間の摩擦力が大きくなるため、ガイド部４２（推進部材４０）はチェーンガイド５からの荷重方向への移動が拘束される。このためテンショナー１０Ｊの剛性が非線形特性となり、推進部材４０の後退方向の抵抗力を増大させる効果を発揮し、設計の自由度を拡大することができる。

（第１１実施形態）
図３０は本発明の荷重付加装置として用いる第１１実施形態のテンショナー１０Ｋを示す。テンショナー１０Ｋは固定部材としてのケース１１内に１つのゼンマイばね２０が配置されている。また、ケース１１には、間接部材としての推進部材４０がチェーンガイド５の方向に進退可能に設けられている。推進部材４０はゼンマイばね２０の外周面２１を覆う覆い部４１と、覆い部４１からチェーンガイド５から離れる方向に直線状に伸びた上下２つのガイド部４２とを有している。

ケース１１における推進部材４０の進退方向後側の内部には受けブロック８９が設けられている。受けブロック８９はチェーンガイド５（可動体としてのタイミングチェーン４）から入力される荷重の方向と交差する（直交する）上下方向の２つの分割体８９ａ、８９ｂによって形成されている。それぞれの分割体８９ａ、８９ｂは側面から見て三角形状に形成されており、ゼンマイばね２０の外周面２１を受ける斜面状の受け面９８を有している。また、２つの分割体８９ａ、８９ｂは推進部材４０のガイド部４２との対応位置となるようにケース１１内に設けられていると共に、ゼンマイばね２０の径の拡縮に伴ってガイド部４２との接触方向（矢印１０１方向）に進退移動可能となっている。なお、下側の分割体８９ａには、ゼンマイばね２０の外端係止部２３が係止される。

このような構造においてチェーンガイド５から荷重が入力すると、ゼンマイばね２０が押圧されて分割体８９ａ、８９ｂを相互に離れる上下方向に押し広げる。分割体８９ａ、８９ｂが押し広げられると、それぞれの分割体８９ａ、８９ｂは推進部材４０のガイド部４２と接触する矢印１０１方向に移動する。この移動により分割体８９ａ、８９ｂとガイド部４２との間の摩擦力が大きくなるため、ガイド部４２（推進部材４０）はチェーンガイド５からの荷重方向への移動が拘束される。このためテンショナー１０Ｋの剛性が非線形となり、推進部材４０の後退方向への抵抗力を増大させる効果を発揮し、設計の自由度を拡大することができる。

（第１２実施形態）
図３２及び図３３は本発明の荷重付加装置を自動車エンジンのラッシュアジャスター１２０に適用した第１２実施形態を示す。

図３２に示すように、エンジンのシリンダヘッド１３１には、シリンダを開閉する吸気バルブ（図示省略）のバルブステム１３２が設けられている。バルブステム１３２はシリンダヘッド１３１の貫通孔１３３を上下方向に移動する。バルブステム１３２の上端部には、スプリングリテーナ１３４が取り付けられ、このスプリングリテーナ１３４とシリンダヘッド１３１との間には吸気バルブ（バルブステム１３２）を閉弁方向に付勢するバルブスプリング１３５が配置される。

ラッシュアジャスター１２０は、バルブステム１３２の上端面とロッカーアーム１３７との間の隙間を調整するため、バルブステム１３２に近接するようにシリンダヘッド１３１の上面に設けられる。ラッシュアジャスター１２０をシリンダヘッド１３１に取り付けるため、シリンダヘッド１３１の上面には、アジャスタ取付穴１３１ａが形成されている。

ロッカーアーム１３７は本実施形態の可動体となるものであり、バルブステム１３２を介して吸気バルブを開閉する。ロッカーアーム１３７はバルブステム１３２の上端面とラッシュアジャスター１２０の上端部との間に掛け渡された状態でシリンダヘッド１３１の上方にスイング動作可能に設けられている。ロッカーアーム１３７の上面には、カムシャフト１３８に取り付けられたカム１３９が接触しており、カム１３９が回転することによりロッカーアーム１３７が上下方向にスイング動作して吸気バルブの開閉が行われる。ロッカーアーム１３７はカム１３９が接触するアーム本体１３７ａの左右の両端部に椀状の当接部１３７ｂとプッシュロッド１３７ｃとを備えており、当接部１３７ｂがラッシュアジャスター１２０に当接し、プッシュロッド１３７ｃがバルブステム１３２に当接している。

図３３に示すように、ラッシュアジャスター１２０は、薄板材が渦巻き状に巻かれたゼンマイばね２０と、ゼンマイばね２０が取り付けられるケース１１と、ケース１１の反対側でゼンマイばね２０を覆う推進部材４０とを備えている。

ケース１１は固定部材を構成するものであり、シリンダヘッド１３１に形成されているアジャスタ取付穴１３１ａ内に固定される。ケース１１におけるゼンマイばね２０との対向面には、ゼンマイばね２０の外周部を受けるばね受け部７１が形成されている。

推進部材４０は間接部材を構成するものであり、ゼンマイばね２０を覆う覆い部４１と、覆い部４１からロッカーアーム１３７との反対側に伸びる２つの脚部４９とを有している。覆い部４１はゼンマイばね２０の外周部と接触するものであり、第２実施形態の覆い部４１と同様に、円弧形状に形成された円弧部４１ａと、円弧部４１ａの両側で連続した２つの斜め直線部４１ｂとによって形成されており、これらの円弧部４１ａ及び２つの斜め直線部４１ｂによってゼンマイばね２０の外周部が受けられる。これにより推進部材４０はゼンマイばね２０の径の拡縮によって進退移動する。一方、覆い部４１の円弧部４１ａはロッカーアーム１３７の椀状の当接部１３７ｂに嵌った状態で当接部１３７ｂに当接し、ロッカーアーム１３７のスイング動作による荷重を受ける。なお、２つの脚部４９は２つの斜め直線部４１ｂの配置位置と直交した位置で円弧部４１ａから伸びており、その終端部分は、内方に屈曲されてストッパ部４３となっている。ストッパ部４３がケース１１に当接することにより推進部材４０の推進が停止する。

このようなラッシュアジャスター１２０では、ロッカーアーム１３７のスイング動作をゼンマイばね２０のばね力によって制御することができ、これによりバルブステム１３２の上端面とロッカーアーム１３７との間の隙間を調整することができる。このため、従来の油圧プランジャーによるラッシュアジャスターを不要とすることができる。

なお、ラッシュアジャスター１２０においては、推進部材４０を省略してゼンマイばね２０をロッカーアーム１３７と接触させても良く、第４実施形態のようにロッカーアーム１３７からの荷重の方向に沿って複数のゼンマイばね２０を横並び状に配置しても良い。

（第１３実施形態）
図３４及び図３５は、本発明の第１３実施形態の荷重付加装置１４０を示す。荷重付加装置１４０は図３４に示すように、エンジン本体１の内部に配置されるものであり、固定部材としてのエンジンブロック８内に固定される。エンジン本体１は図１に示すように、クランクスプロケット２とカムスプロケット３、３との間に可動体としてのタイミングチェーン４が無端状となって掛け渡されている。タイミングチェーン４は支軸６に揺動可能となっているチェーンガイド５を摺動しながら移動する。荷重付加装置１４０は固定部材としてのエンジンブロック８と可動体としてのタイミングチェーン４との間に配置される。

図３５に示すように、荷重付加装置１４０はエンジンブロック８に固定されるケース１４１と、ケース１４１に組み付けられた長さ方向の調整機構１４２と、ケース１４１内に配置されたゼンマイばね２０とを有している。長さ方向の調整機構１４２は、ケース１４１内に挿入された筒状の支持シャフト１４３と、ケース１４１から進退するように支持シャフト１４３内に軸方向に挿入された推進シャフト１４４と、推進シャフト１４４を付勢するコイルばね１４５とを備えている。推進シャフト１４４は先端部がタイミングチェーン４（チェーンガイド５）に当接しており、タイミングチェーン４の長さ方向の変化に対応して進退しタイミングチェーン４に緊張力を付与する。

さらに、長さ方向の調整機構１４２はケース１４１内に設けられたラチェット１４７を有している。ラチェット１４７は支持シャフト１４３の後端側（左端側）に配置されて推進シャフト１４４の後端部（左端部）のテーパ面１４４ａと接触している。支持シャフト１４３内には保持枠１４８が挿入されており、保持枠１４８とラチェット１４７との間にラチェット用ばね１４９が配置されることにより、ラチェット１４７は推進シャフト１４４との接触方向に付勢されている。

ゼンマイばね２０は受け部材１５１と推進部材１５３との間に挟まれており、その外周部が受け部材１５１と推進部材１５３とに接触している。この場合、受け部材１５１はケース１４１内部の後端側に配置され、推進部材１５３は支持シャフト１４３の後端部分に当接した状態で配置される。

このような構造の荷重付加装置１４０では、タイミングチェーン４の伸びによる長さ方向の変化が大きい場合、その伸び分に対してはラチェット１４７を有した長さ方向の調整機構１４２で対応する。ゼンマイばね２０はタイミングチェーン４からの荷重に対する緩衝効果を受ける。これによりタイミングチェーン４の永久伸びに対する追従と緩衝効果を両立させることが可能となる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ、１０Ｉ、１０Ｊ、１０Ｋ テンショナー（荷重付加装置）
４ タイミングチェーン（可動体）
５ チェーンガイド（ガイド部材（間接部材））
７ 受け部
１１ ケース
１７ 仮止め穴
１８ ばね受け部（受け部）
２０ ゼンマイばね
２１ 外周部
２２ 巻き上げ部
２９ 薄板材
３０ 巻き上げ部材
４０ 推進部材（間接部材）
４１ 覆い部
４１ａ 円弧部
４１ｂ 斜め直線部
５０ 緩衝部材
５３ 凹凸部
６０ 中間部材
６０ａ、６０ｂ 分割体
７１ ばね受け部（受け部）
７１ａ 円弧部
７１ｂ 斜め直線部
８０ 板状の弾性部材
８５ 中間部
８６ 両端部
８７ 空間
８９ 受けブロック
８９ａ、８９ｂ 分割体
１２０ ラッシュアジャスター（荷重付加装置）
１４０ 荷重付加装置
１４２ 長さ方向の調整機構

Claims (14)

1. 薄板材が渦巻き状に複数回巻かれたゼンマイばねが、可動体と固定部材との間に縮径および拡径動作可能に配置され、
   前記ゼンマイばねの外周部が前記可動体および前記固定部材と直接にまたは間接的に当接していることを特徴とする荷重付加装置。
2. 請求項１記載の荷重付加装置であって、
   前記ゼンマイばねの内端部がゼンマイばねを巻き上げるための巻き上げ部となっており、前記巻き上げ部はゼンマイばねの巻き上げ、ゼンマイばねの拡径、縮径に対応して前記渦巻き状の内部で移動可能となっていることを特徴とする荷重付加装置。
3. 請求項１または２記載の荷重付加装置であって、
   前記ゼンマイばねの外周部が、前記可動体と間接部材を介して間接的に当接、及び／又は前記固定部材と板状の弾性部材を介して間接的に当接していることを特徴とする荷重付加装置。
4. 請求項３記載の荷重付加装置であって、
   前記ゼンマイばねの拡径により前記ゼンマイばねの外周部が前記固定部材、可動体、間接部材又は板状の弾性部材に対して少なくとも２箇所で当接することを特徴とする荷重付加装置。
5. 請求項３または４記載の荷重付加装置であって、
   前記固定部材、間接部材もしくは板状の弾性部材における前記ゼンマイばねの外周部との対向部分に三角状、円弧状または直線状の受け部が形成されていることを特徴とする荷重付加装置。
6. 請求項３乃至５のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
   前記ゼンマイばねの外周部と前記間接部材または前記固定部材の少なくとも一方との間に緩衝部材が配置されていることを特徴とする荷重付加装置。
7. 請求項３乃至６のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
   前記固定部材と前記間接部材との間に前記ゼンマイばねが前記可動体からの荷重の方向に沿って複数設けられ、隣接するゼンマイばねの間に中間部材が配置されていることを特徴とする荷重付加装置。
8. 請求項３乃至７のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
   前記板状の弾性部材は長さ方向の両端部が前記固定部材または間接部材と接触し、長さ方向の中間部が前記固定部材または間接部材と撓み変形可能な空間を有して対向していることを特徴とする荷重付加装置。
9. 請求項７記載の荷重付加装置であって、
   前記複数のゼンマイばねは、ゼンマイばね間における薄板材が連続していることを特徴とする荷重付加装置。
10. 請求項７または９記載の荷重付加装置であって、
    前記固定部材または中間部材は前記可動体からの荷重の方向と交差する方向に分割された複数の分割体からなり、前記分割体は前記ゼンマイばねの径の拡縮に伴って前記間接部材との接触方向に進退移動可能となっていることを特徴とする荷重付加装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
    前記固定部材と前記可動体との間に長さ方向の調整機構を介したことを特徴する荷重付加装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
    前記ゼンマイばねを巻き上げ状態に保持するための仮止め手段が設けられていることを特徴とする荷重付加装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
    前記可動体は、自動車のエンジン内で無端状となって移動するタイミングチェーンまたはタイミングベルトであることを特徴とする荷重付加装置。
14. 請求項１乃至１２のいずれか１項記載の荷重付加装置であって、
    前記可動体は、自動車のエンジンの吸気バルブを開閉するためにスイング動作するロッカーアームであることを特徴とする荷重付加装置。

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