张紧器的制作方法

专利名称：张紧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调整环形带或链条的张力使其保持一定的张紧器。
背景技术：
张紧器的作用是以规定的力按压使用于例如汽车发动机上的定时链条或同步带，当在这些上产生伸长或松弛时，使其张力保持一定。
图25是表示将张紧器100安装在汽车的发动机本体200上时的状态的配置图。在发动机本体200的内部配置有一对凸轮链轮210、210和曲轴链轮220，在这些链轮210、210、220之间架设有环形定时链条230。另外，在定时链条230的移动路径上可自由摆动地配置有链条导向件240，定时链条230可在链条导向件240上滑动。在发动机本体200上形成有安装面250，张紧器100利用贯穿安装面250的安装孔260的螺栓270固定在安装面250上。另外，在发动机本体200的内部封入有未图示的润滑油。
图26是现有的一般张紧器的纵向剖视图，图27是用于示意地说明其作用的力的平衡的力学模型图。
图26所示的张紧器100已经公知，故省略详细说明，但利用内、外螺纹部131、121螺合的旋转轴120及推进轴130、以及对旋转轴120施力使其向一个方向旋转的螺旋弹簧150收容在壳体110内，并限制推进轴130的旋转，将螺旋弹簧150的旋转施力转换为推进轴130的推进力。如图25所示，壳体110的凸缘部112利用螺栓270相对发动机本体200的安装面250进行安装。
在以上结构的张紧器100中，贯穿以不可旋转的状态固定在壳体110前端部分的平板状轴承160的推进轴130与轴承160的贯穿孔161一起成形为非圆形截面形状，从而在壳体110中被限制旋转，故利用螺旋弹簧150的施力使旋转轴120旋转，该旋转力转换为推进轴130的推进力，由此推进轴130前进。因此，如图25所示，推进轴130通过轴承盖180及链条导向件240压紧定时链条230，从而可对定时链条230赋予张力。
在此，参照图27的力学模型图对张紧器100的功能及力平衡进行说明。
由来自发动机200的振动所引起的承受载荷W输入给推进部件130。另一方面，作为其反作用力，即螺旋弹簧150的弹力K、以及螺纹部121、131和旋转轴120的下端面部等的滑动面摩擦力M达成平衡。在为静载荷时，所述滑动面的摩擦系数μ大(M＝W×μ)，推进部件130不发生伸出或返回动作。但是，当来自发动机200的振动所引起的承受载荷W输入给推进部件130时，滑动面的摩擦系数μ由于从静摩擦转变为动摩擦而降低，并同时依次进行如下动作推进部件130向图示的下方后退、旋转部件120向图示的右方移动、以及螺旋弹簧150压缩，从而使推进轴130进行往复动作直至最后达到力平衡的位置。
近年来，不管是两轮、四轮汽车，其发动机不断高性能化，发动机内部的凸轮链条系的振动大的发动机逐渐增加。在振动大的发动机中，通过图25所示的链条导向件240使张紧器100受到的承受载荷W也有变大的倾向。承受载荷W通常是根据发动机的振动而变化的振动载荷，也根据推进轴130的伸出长度尺寸A(参照图26、27)而变化。
图28是张紧器相对某发动机转速的承受载荷特性线图的一个示例。在现有的发动机中，来自发动机的振动整体上较小，如图28的L所示，相对转速的变化，承受载荷W趋向于幅度不大地变动。但是，在近年出现的高性能发动机中，如图28的H所示，相对转速的变化，承受载荷W趋向于较大幅度地变动。该图中的L、H的各上下线分别表示承受载荷W的最大、最小值，各上下线间的宽度表示各自的振幅。通常，随着发动机的转速增多，承受载荷W的振幅也有增大的趋势。但是，在其中段有暂时显示出振幅峰值的地方，这个被认为是包括张紧器在内的凸轮链条系的固有振动数和发动机的转速一致所引起的共振现象等的特征所在。
但是，张紧器所需的性能，尤其是对发动机的转速或振动大的区域，至少对凸轮链条系要均衡地满足以下必要条件。
(1)赋予最佳的链条张力(不过于伸出(伸长)，不过于返回(松弛))。
(2)抑制链条的抖动(伸出、返回振幅小)。
这种张紧器本来是接受来自链条导向件240的作为外部输入的振动载荷，当振动大时进行返回动作，当振动小时进行伸出动作，优选具有维持推进轴的最佳伸出长度尺寸、同时赋予最佳的链条张力的功能。
图29是示意地表示现有张紧器(图26、图27)的振动承受载荷W和滑动面的摩擦系数μ之间的关系的特性线图。振动承受载荷W越大，摩擦系数μ越倾向于减小，当超过某一限度时，发生滑动面浮起的状况，摩擦系数μ急剧下降，呈现出不稳定状态。当将摩擦系数μ呈现不稳定状态的区域即Q2区域适用于图27的力平衡时，滑动面摩擦力M接近于0，成为只有作为输入振动的振动承受载荷W和弹力K之间的平衡，推进轴(推进部件)的振幅b急剧上升，呈现发散状态。此时，推进轴的伸出长度尺寸A也不稳定，因此不确定。在这种情况下，张紧器100不能赋予链条系合适的张力，出现不能充分发挥功能的状况。
因此，相对振动大的发动机，在现有的张紧器100中，为了压入推进轴130相对来自链条导向件240的振动荷重的压入量(振幅b)使其稳定地动作，需要强制按压链条导向件240。为此，需要采取以下等应对措施(1)增大螺旋弹簧150的弹簧力矩；(2)减小用于进行旋转轴120和推进轴130的螺合的外螺纹部121及内螺纹部131的螺纹升角(例如，使12°为9°)；(3)增大旋转轴120的端面直径，增大旋转轴120和底座140(或壳体110)(参照图26)的接触半径。
但是，在这些的对应结构中，相反地，推进轴130推进(前进)的特性趋于增强。并且，当推进轴130推进到需要量以上程度时，将在链条系上施加多余的张力，链条导向件240和链条230之间的摩擦增加，成为发动机的输出损耗增大的原因，故不合适。
与此相对，最近还公开了如下结构在壳体上设置摩擦板，同时在旋转轴的与摩擦板相对的部分设置接触直径较大的凸缘状摩擦面，还利用辅助弹簧保持摩擦面不与摩擦板接触。在该结构中，当来自链条导向件的外部输入载荷小时，摩擦面不与摩擦板接触，但当外部输入载荷为一定大小以上时，摩擦面与摩擦板接触，可产生摩擦力。由此，不需要上述(1)至(3)的结构，可降低发动机的输出损耗，并且可抑制推进轴相对较大的外部输入载荷的振幅。
专利文献1日本特开2001-21012号公报采用日本专利特开2001-21012号公报的结构，也可抑制推进轴的振幅，但由于近来出现了很多高性能发动机等发动机的机种，故针对强的振动，迫切要求张紧器着重于振幅抑制、具有抑制伸出动作及返回动作的特性。

发明内容
为满足上述要求，本发明的目的在于提供一种即使针对来自发动机的强输入振动载荷也可在发动机转速的大范围内、在进行伸出动作及返回动作时都能进行稳定的振幅抑制的张紧器。
为达成上述目的，根据技术方案一的发明的张紧器，其在壳体内收容有利用螺纹部螺合的第一轴部件和第二轴部件、以及对第一轴部件施力使其向一个方向旋转的扭簧，并限制第二轴部件的旋转，将扭簧的旋转施力转换为第二轴部件的推进力，其特征在于在所述第一轴部件和第二轴部件之间配置有对第二轴部件的进退往复方向始终附加阻力矩的阻力矩附加机构。
在技术方案一的发明中，在受到由发动机振动引起的外部输入载荷作用而使第二轴部件进退往复的两方向上，配置在第一轴部件和第二轴部件之间的阻力矩附加机构始终附加阻力矩，该阻力矩产生制动效果，从而可减小第二轴部件的进退振幅。
其结果是，在外部输入载荷较大时，没有必要通过加大扭簧的弹簧力矩、或减小螺纹部的螺纹升角等来加大第二轴部件的推进力。因此，链条导向件和链条之间的摩擦不会变大，可减少发动机的输出损耗。即，可同时解决张紧器的过度拉伸引起的马力损耗和过度复原引起的链条张力不足的问题。
技术方案二的发明在技术方案一所述的张紧器的基础上，其特征在于所述阻力矩附加机构包括与所述第一轴部件的螺纹部螺合的至少一个第三轴部件、以及设置在所述第二轴部件或第一轴部件中的任一个和第三轴部件之间的第一弹性部件，其中，所述第三轴部件与第二轴部件一起被限制旋转，且可在轴向上移动。
在技术方案二的发明中，除具有技术方案一的发明中的特征外，并且，第三轴部件除第一弹性部件外不与第二轴部件直接接触，是一种所谓的浮动螺纹部件。即，相对第二轴部件或第一轴部件中的任一个，阻力矩附加机构的第三轴部件通过第一弹性部件间接地配置在其上，故不会直接承受外部输入载荷，仅作用有第一弹性部件施加的轴向力(压缩力)。因此，无论外部输入载荷的大小如何，包含第三轴部件在内的阻力矩附加机构的螺纹部的摩擦系数都不会降低。因此，与外部输入载荷的大小无关，阻力矩附加机构总是附加阻力矩，控制第二轴部件的振幅，故可进行稳定的振幅抑制。并且，第三轴部件的螺纹部始终被第一弹性部件的压缩力向第一轴部件或第二轴部件中的任一个的螺纹部推压，故对进行返回动作及伸出动作时的进退往复方向总是有效地附加阻力矩。在此，例如，也考虑到仅在第一轴部件和第二轴部件之间设置由压缩弹簧构成的弹性部件的简易结构，但采用这种形态的话，存在下述问题。即，所述弹性部件在进行返回动作时，在第一轴部件和第二轴部件之间会产生有效的阻力矩，但在进行伸出动作时，由于所述弹性部件的压缩力，第二轴部件的螺纹面会从第一轴部件的螺纹面浮起(此时螺纹面的摩擦系数0)，故未必会有效地产生摩擦引起的阻力矩。与此相对，本发明的具有所述第三轴部件及第一弹性部件的阻力矩附加机构如上所述，在进行返回动作时不用说，即便是在进行伸出动作时也始终产生有效的阻力矩，故也可改善这种问题。
另外，当第一弹性部件设置在第一轴部件和第三轴部件之间时，第二轴部件及第三轴部件一起进退，故第一弹性部件的装配长度发生变化，从而第一弹性部件引起的轴向力Z也发生变化。此时，具有下述特性如果将扭簧的弹簧力矩和由第一弹性部件及第三轴部件等构成的阻力矩附加机构所附加的阻力矩之差设定为相同的话，则第二轴部件推进的力(推力)也不变。由此，可在发动机的大范围转速及振动区域内，防止张紧器的过度伸出、返回以及由此引起的磨损和发动机马力损耗等，可确保稳定的减振效果及耐久性。
技术方案三的发明在技术方案一所述的张紧器的基础上，其特征在于所述阻力矩附加机构包括与所述第二轴部件的螺纹部螺合的至少一个第三轴部件、以及设置在所述第一轴部件和第三轴部件之间的第一弹性部件，其中，所述第三轴部件相对第一轴部件被限制旋转方向，且可在轴向上移动。
在技术方案三的发明中，除具有技术方案一的发明中的特征外，并且，阻力矩附加机构的第三轴部件通过第一弹性部件间接地配置在第一轴部件上，故不会直接承受外部输入载荷，因此，与外部输入载荷的大小无关，阻力矩附加机构总是附加阻力矩，抑制第二轴部件的振幅，因而可进行稳定的振幅抑制。
技术方案四的发明在技术方案一所述的张紧器的基础上，其特征在于所述阻力矩附加机构在技术方案二所述的阻力矩附加机构的基础上，还包括设置在所述第一轴部件和第三轴部件之间的第二弹性部件。
在技术方案四的发明中，除具有技术方案一或技术方案二的发明中的特征外，并且，当外部输入载荷输入到第二轴部件上时，则配置在第一轴部件和第三轴部件之间的第二弹性部件上作用有载荷。由此，第二弹性部件也附加地产生对外部输入载荷的阻力矩，从而可进一步减小第二轴部件的振幅。
另外，在该技术方案四的发明中，因为第二弹性部件配置在第一轴部件和第三轴部件之间，故当有外部输入载荷输入时，第三轴部件及第一轴部件总是附加地产生由摩擦引起的阻力矩。因此，与外部输入载荷的大小无关地产生阻力矩，可有效地抑制第二轴部件的振幅，从而可进行极其精细且稳定的振幅抑制。
技术方案五的发明在技术方案二、技术方案三或技术方案四所述的张紧器的基础上，其特征在于所述第一弹性部件是螺旋弹簧，其以压缩状态配置在第二轴部件或第一轴部件中的任一个和第三轴部件之间，并且独立于外部输入载荷在第一轴部件和第二轴部件及第三轴部件之间附加地产生不间断的阻力矩。
在技术方案五的发明中，第一弹性部件由螺旋弹簧形成。该螺旋弹簧处于被第二轴部件或第一轴部件中的任一个和第三轴部件压缩的状态，且不直接承受外部输入载荷，故与技术方案二、技术方案三或技术方案四的发明相同，可进行极其精细且稳定的振幅抑制。另外，通过调节螺旋弹簧的轴向载荷，可增减阻力矩，可将阻力矩设定为最佳值。
技术方案六的发明在技术方案四所述的张紧器的基础上，其特征在于所述第二弹性部件是螺旋弹簧，其分别以压缩状态配置在所述第一轴部件和第三轴部件之间，并且通过被外部输入载荷压缩而在第一轴部件和第三轴部件之间附加地产生摩擦转矩。
在技术方案六的发明中，除具有技术方案四的发明中的特征外，并且，第二弹性部件由螺旋弹簧形成。该螺旋弹簧处于被第一轴部件及第三轴部件压缩的状态，并且由于向第二轴部件输入的外部输入载荷而作用压缩力，从而被压缩。由于该压缩，在第一轴部件和第三轴部件之间重合地附加由摩擦引起的阻力矩，张紧器整体的阻力矩增大，故可有效地限制第一轴部件的旋转。即，由于受到外部输入载荷，第二轴部件被推入到壳体内，从而第一轴部件向与扭簧的旋转施力方向相反的方向旋转，但对该反向的旋转还附加地作用有由第二弹性部件即螺旋弹簧的摩擦力引起的制动力。因此，可有效地抑制第二轴部件的进退振幅。
这样，在技术方案六的发明中，因为第二弹性部件即螺旋弹簧配置在第一轴部件和第三轴部件之间，故螺旋弹簧总是对第一轴部件及第三轴部件再附加地产生由摩擦引起的阻力矩。当输入外部输入载荷时，螺旋弹簧被压缩，强制抑制第一轴部件的旋转，从而可提高对第二轴部件的振幅抑制效果。
技术方案七的发明在技术方案二至技术方案六中任一项所述的张紧器的基础上，其特征在于所述第一弹性部件及第二弹性部件是压缩弹簧、盘簧、橡胶成形体或树脂成形体中的任一种。
在技术方案七的发明中，将盘簧、橡胶成形体或树脂成形体用作第一或第二弹性部件。因此，除具有与技术方案二至技术方案六的发明相同的特征外，并且，例如在扭簧采用板簧、第一及第二弹性部件采用盘簧时，因为这些弹簧都是小型的，故可使张紧器小型化、轻量化。
技术方案八的发明在技术方案一、技术方案二或技术方案四所述的张紧器的基础上，其特征在于所述第二轴部件具有筒状部件，该筒状部件与螺合在第一轴部件的螺纹部上的基端部即主部件连接，形成为限制第三轴部件的旋转且使其可在轴向上移动的形态。
在技术方案八的发明中，与技术方案一、技术方案二或技术方案四的发明中的特征相同，可与外部输入载荷的大小无关地对第二轴部件进行极其微细的振幅抑制。并且，将限制第三轴部件的旋转且使其可在轴向上移动的独立的筒状部件连接于第二轴部件的主部件，从而提高了张紧器制作设计的自由度。
技术方案九的发明在技术方案一至技术方案四中任一项所述的张紧器的基础上，其特征在于当将所述阻力矩附加机构对第一轴部件附加的阻力矩设为Tmz、将所述扭簧的弹簧力矩设为Tb时，则满足Tmz＜Tb的关系。
在技术方案九的发明中，除具有技术方案一至技术方案四的发明中的特征外，并且，将扭簧的弹簧力矩Tb设定为比阻力矩附加机构对第一轴部件附加的阻力矩Tmz大，故可良好地对应第二轴部件的进退动作，可确保稳定的振幅抑制动作。
技术方方案十的发明在技术方案一至技术方案八中任一项所述的张紧器的基础上，其特征在于在所述第二轴部件推进的方向上作用有来自流体压力源的流体压。
在技术方方案十的发明中，除具有技术方案一至技术方案八的发明中的特征外，因为在所述第二轴部件推进的方向上作用有来自流体压力源的流体压，故对第一、第二及第三轴部件的动作附加由流体的粘性阻力引起的制动效果。因此，可更加稳定地抑制第二轴部件的振幅。
另外，所述流体也可作为这些轴部件及扭簧或各种弹性部件的润滑剂，故张紧器可顺利地进行动作，且可抑制这些部件的磨损，提高耐久性。
采用技术方案一的发明的话，则在受到外部输入载荷而使第二轴部件进退往复的两方向上，阻力矩附加机构始终对其附加阻力矩，从而产生制动效果，故可减小第二轴部件的进退振幅。因此，可同时解决张紧器的过度拉伸引起的马力损耗和过度恢复引起的链条张力不足的问题。
采用技术方案二的发明的话，则除具有与技术方案一的发明相同的效果外，因为阻力矩附加机构的第三轴部件不直接承受外部输入载荷，故与外部输入载荷的大小无关，在进行返回动作时及进行伸出动作时阻力矩附加机构始终都附加阻力矩，抑制第二轴部件的振幅，故可进行稳定的振幅抑制。
另外，当第一弹性部件设置在第一轴部件和第三轴部件之间时，第二轴部件及第三轴部件一起进退，故第一弹性部件的装配长度即轴向力也发生变化。因此，可获得扭簧的弹簧力矩与阻力矩附加机构所附加的阻力矩之差即第二轴部件推进的力(推力)不变的特性。由此，可在发动机的大范围的转速及振动区域内，防止张紧器的过度伸出、返回以及由此引起的磨损和发动机马力损耗等，可确保稳定的减振效果及耐久性。
采用技术方案三的发明的话，则除具有与技术方案一的发明相同的效果外，并且，阻力矩附加机构的第三轴部件通过第一弹性部件间接地配置在第一轴部件上，故不会直接承受外部输入载荷，因此，与外部输入载荷的大小无关，阻力矩附加机构总是附加阻力矩，抑制第二轴部件的振幅，因而可进行稳定的振幅抑制。
采用技术方案四的发明的话，则除具有与技术方案一或技术方案二的发明相同的效果外，并且，通过第二轴部件受到外部输入载荷的第二弹性部件也对第一轴部件及第三轴部件附加地产生阻力矩，从而可更加有效地抑制第二轴部件的振幅，进行极其微细且稳定的振幅抑制。
采用技术方案五的发明的话，则处于被第二轴部件或第一轴部件中的任一个和第三轴部件压缩状态下的第一弹性部件即螺旋弹簧，不直接承受外部输入载荷，故与技术方案二、技术方案三或技术方案四的发明相同，可进行极其微细的稳定的振幅抑制。另外，通过调节螺旋弹簧的轴向载荷，可增减阻力矩，从而可将阻力矩设定为最佳值。
采用技术方案六的发明的话，则除具有与技术方案四的发明相同的效果外，并且，处于被第一轴部件及第三轴部件压缩状态下的第二弹性部件即螺旋弹簧，由于向第二轴部件输入的外部输入载荷的作用而被压缩，从而在第一轴部件和第三轴部件之间重叠地附加由摩擦引起的阻力矩，张紧器整体的阻力矩增大，故可强制地限制第一轴部件的旋转。因此，可提高对第二轴部件的振幅抑制效果。
采用技术方案七的发明的话，则作为第一或第二弹性部件使用盘簧、橡胶成形体或树脂成形体，除具有与技术方案二至技术方案六的发明相同的效果外，例如在扭簧采用板簧、第一及第二弹性部件采用盘簧等时，因为这些弹簧都是小型的，故具有可使张紧器小型化、轻量化等制作设计的自由度。
采用技术方案八的发明的话，则除具有与技术方案一、技术方案二或技术方案四的发明相同的效果外，因为将限制第三轴部件的旋转且使其可在轴向上移动的独立的筒状部件连接于第二轴部件的主部件，故可提高张紧器制作设计的自由度。
采用技术方案九的发明的话，则除具有与技术方案一至技术方案四的发明相同的效果外，因为将扭簧的弹簧力矩Tb设定为比阻力矩附加机构对第一轴部件附加的阻力矩Tmz大，故可良好地对应第二轴部件的进退动作，可确保稳定的振幅抑制动作。
采用技术方方案十的发明的话，则除具有与技术方案一至技术方案九的发明相同的效果外，因为来自具有粘性的液压等流体压力源的流体对第一轴部件、第二轴部件及第三轴部件的动作附加由流体的粘性阻力引起的制动效果和润滑效果，故可进一步提高稳定抑制第二轴部件的振幅这样的效果，同时可抑制这些部件的磨损，从而可提高耐久性。


图1是表示本发明实施例一的张紧器的纵向剖视图；图2是图1的F-F线剖视图；图3是用于说明实施例一的阻力矩附加机构的作用的局部纵向剖视图；图4是用于说明实施例一的阻力矩附加机构的作用的局部剖视立体图；图5是表示有、无实施例一的阻力矩附加机构的张紧器的表现比较的试验数据图的一例；图6是表示实施例二的张紧器的纵向剖视图；图7是表示实施例二的筒状部件的纵向剖视图；图8是图7的俯视图；图9是表示实施例二的第二轴部件的纵向剖视图；图10是图9的俯视图；
图11是表示实施例二的第三轴部件的纵向剖视图；图12是图11的俯视图；图13是表示实施例二的变形形态的张紧器的纵向剖视图；图14是图13的俯视图；图15是表示实施例三的张紧器的纵向剖视图；图16是图15的H-H线剖视图；图17是表示实施例三的连接部件的纵向剖视图；图18是图17的俯视图；图19是表示实施例三的变形形态的张紧器的纵向剖视图；图20是表示实施例三的另一变形形态的张紧器的纵向剖视图；图21是表示实施例三的另一变形形态的张紧器的特性的特性线图；图22是表示实施例四的张紧器的纵向剖视图；图23是表示实施例五的张紧器的纵向剖视图；图24是表示实施例六的张紧器的纵向剖视图；图25是将张紧器安装在发动机本体上时的状态的配置图；图26是表示现有张紧器的纵向剖视图；
图27是用于说明现有张紧器的力平衡的力学模型图；图28是张紧器相对某发动机转速的承受载荷特性线图的一例；图29是示意地表示现有张紧器的振动承受载荷W和滑动面的摩擦系数μ之间的关系的特性线图；图30是说明现有张紧器的作用的局部剖视立体图；图31是表示本发明及现有的张紧器的表现比较的试验数据图的另一例；以及图32是表示本发明及现有的张紧器的表现比较的试验数据图的又一例。
具体实施例方式
下面，利用图示的实施例对本发明进行具体说明。另外，在各实施例中，对局部形状不同但具有相同功能的部件赋予同一符号，以相互对应。
本发明构成为针对来自发动机的强输入振动载荷，为了在发动机转速的大范围内进行稳定的振幅抑制，而增加最少量的零件数，故在张紧器的配置空间上也不存在问题。
实施例一图1是表示本发明实施例一的张紧器A1的纵向剖视图，图2是图1的F-F线剖视图。张紧器A1包括壳体2、第一轴部件3、第二轴部件4、扭簧5、轴承6、隔板7及阻力矩附加机构20。
壳体2大致成形为在筒体部2a的中间部具有凸缘部2b的有底圆筒状。并且，在筒体部2a内部形成有沿轴向(推进方向)延伸到前端的收纳孔2c。收纳孔2c的前端部分开放，在该收纳孔2c内收容有第一轴部件3、第二轴部件4、扭簧5、隔板7及阻力矩附加机构20的组合体。
壳体2的凸缘部2b用于向适用的发动机本体进行安装，形成有供螺合在发动机本体上的螺栓(未图示)贯穿的安装孔2d。在向发动机本体安装时，与图25相同，凸缘部2b的前端面与发动机本体200的安装面250抵接。
第一轴部件3利用后述扭簧5的施力而旋转，由设在壳体2上的后述轴承6限制旋转、同时可沿轴向移动的第二轴部件4利用第一轴部件3的旋转而从壳体2推进。
第一轴部件3在轴向上一体形成有基端侧轴部3a和前端侧(图示上方)螺纹部3b，在前端侧螺纹部3b的外周形成有外螺纹8。另外，基端侧轴部3a的基端部与设在壳体2内的支撑座19抵接，从而支承其旋转。并且，在轴部3a的基端面上形成有切口3c，供用于使第一轴部件3旋转的卷紧工具(未图示)的前端插入。切口3e与开设在壳体2的筒体部2a的基端面上的工具孔2e连通，将卷紧工具的前端从工具孔2e插入到切口3e中，通过切口3e使第一轴部件3旋转，从而可卷紧后述的扭簧5。
第二轴部件4形成有在轴向前端(图示上方)开口的筒状部4b，在基端部4a的内表面上形成有与第一轴部件3的外螺纹8螺合的内螺纹9。这些轴部件3、4在外螺纹8和内螺纹9螺合的状态下插入到壳体2的收纳孔2c内。在该第二轴部件4的筒状部4b前端安装有盖体10。盖体10包括头部10a及脚部10b，在头部10a盖住第二轴部件4的筒状部4b的前端部分、并将脚部10b嵌入筒状部4b的前端部分的状态下，在这些中压入弹簧销11，从而不会脱落地固定在筒状部4b上。
扭簧5套在第一轴部件3的基端例轴部3a外面。该扭簧5的一端侧(前端侧)的钩部5a插入到在壳体2上形成的钩槽2f中并卡住，另一方面，另一端侧(基端侧)的钩部5b插入到第一轴部件3的基端面(底部)的切口3e中并卡住。因此，通过卷紧扭簧5而产生转矩，从而可使第一轴部件3旋转。
轴承6安装在壳体2的前端部分，利用挡圈13加以固定。轴承6具有滑动孔6a，在该滑动孔6a内贯穿有第二轴部件4。轴承6的滑动孔6a的内表面及第二轴部件4的外表面的截面形成为大致椭圆形、D型切削或平行切削、以及其他的任意非圆形形状，由此，第二轴部件4处于旋转被限制的状态。
轴承6成形为具有预定厚度的平板形状，例如与现有技术相同，在外周侧放射状地形成有多个固定片6b。该固定片6b嵌合在形成于壳体2前端部分的切槽2g中，从而整个轴承6处于不可旋转的状态。这样，由于轴承6相对壳体2不可旋转，从而贯穿轴承6的第二轴部件4通过轴承6被壳体2限制旋转。
在第二轴部件4上通过内外螺纹9、8螺合第一轴部件3，利用扭簧5的旋转施力进行旋转的第一轴部件3的旋转力传递给第二轴部件4，但由于第二轴部件4被轴承6限制旋转，故第二轴部件4得到推进力后相对壳体2在轴向上进退。
隔板7为筒状，其内部插入第一轴部件3及第二轴部件4的螺合部分。此时，在第一轴部件3的基端侧轴部3a和螺纹部3b的交界部分形成有粗径的凸缘部3c，隔板7的基端部7a抵接在凸缘部3c上。另外，隔板7的前端部7b靠近轴承6的下表面且与其正对，通过抵接到轴承6上来防止第一及第二轴部件3、4从壳体2脱出。
并且，在实施例一中，设置有对第一轴部件3的螺纹部3b施加基本一定(固定)的阻力矩的阻力矩附加机构20。阻力矩附加机构20包括螺合在第一轴部件3的螺纹部3b上的第三轴部件21；以及设置在第三轴部件21及第二轴部件4之间的作为第一弹性部件的螺旋弹簧22。
第三轴部件21配置在第二轴部件4的比形成内螺纹9的基端部4a更靠近前端侧的筒状部4b内。另外，螺旋弹簧22配置在筒状部4b内的第三轴部件21的下表面21b和第二轴部件4的基端部4a的内表面4c之间。
另外，作为螺旋弹簧22使用两端部为自由端的压缩弹簧。由压缩弹簧构成的螺旋弹簧22的一端部(前端部)22a与第三轴部件21的下表面21a抵接，且另一端部(基端部)22b与第二轴部件4的基端部4a的内表面4c抵接。这种螺旋弹簧22以两端部22a、22b与两轴部件21、4抵接、同时压缩至某种程度的状态进行组装。由此，第二轴部件4及第三轴部件21相对第一轴部件3的螺纹部3b的外螺纹8，始终被螺旋弹簧22的压缩力沿轴向向相互相反侧(图示上下方向)推压。
另外，为了防止螺旋弹簧22和第一轴部件3的螺纹部3b相互缠绕，而最好使螺旋弹簧22的卷绕方向与螺纹牙的扭转方向相反。
如图2所示，第三轴部件21嵌合于第二轴部件4的截面成形为六角形的筒状部4b的内表面，从而被限制旋转方向，并且成形为可轴向移动的六角螺母状。但是，第二轴部件4的筒状部4b的内表面及第三轴部件21的外表面的形状也可以成形为互相嵌合的截面为大致椭圆形、D型切削或平行切削、以及其他的非圆形的形状。并且，第三轴部件21螺合于第一轴部件3的螺纹部3b，同时嵌合于第二轴部件4的成形为非圆形截面形状的筒状部4b的内表面，从而被限制旋转，且可在轴向上移动。
图3是用于说明张紧器A1的阻力矩附加机构20的作用的局部纵向剖视图。
上述构成的第三轴部件21的在内径上形成的内螺纹21c以始终被螺旋弹簧22的压缩力(轴向载荷)Z向轴向推压的贴紧状态螺合在第一轴部件3的螺纹部3b的外螺纹8上，并且该第一轴部件3向来自发动机的外部输入载荷(承受载荷)及后述对第一轴部件3的摩擦力和扭簧5的弹力的力平衡的正向或反向旋转。这样，第一轴部件3追随上述力平衡方向进行旋转，第三轴部件21由于被限制旋转而得到推进力，故相对第一轴部件3的螺纹部3b始终保持紧密螺合状态，同时与第二轴部件4及螺旋弹簧22一起一体地沿轴向进退。
这样，第三轴部件21除螺旋弹簧22外不与第二轴部件直接接触，是一种所谓的浮动螺纹部件。即，第三轴部件21和第二轴部件4之间的轴向位置关系(即螺旋弹簧22的装配长度)保持一定。同时，第三轴部件21对第一轴部件3的旋转与正转、反转无关地施加基本一定的由摩擦引起的阻力矩。此时，来自发动机的外部输入载荷(承受载荷)直接沿轴向作用在与第二轴部件4螺合的第一轴部件3上，但不直接作用在包含第三轴部件21在内的阻力矩附加机构20上。因此，阻力矩附加机构20的螺纹部的摩擦系数μ与外部输入载荷(承受载荷)的大小无关，不会减小。该种情况将会在后面叙述，但其意味着即使相对来自发动机的强输入振动载荷，阻力矩附加机构20也可对第一轴部件3的旋转与正转、反转无关地施加基本一定的阻力矩，这在实现本发明的目的即在发动机转速的大范围内进行稳定的振幅抑制上，是最重要的一点。
因此，当从发动机输入将第二轴部件4推入的承受载荷时，轴向力直接作用在与第二轴部件4螺合的第一轴部件3上，使第一轴部件3旋转。随着第一轴部件3的旋转，包含第三轴部件21在内的阻力矩附加机构20及第二轴部件4一起一体地在轴向上进退。这些动作在第三轴部件21及第二轴部件4与第一轴部件3之间相加地产生阻力矩Tmz。即，在所述现有张紧器100中的在推进轴130和旋转轴120之间产生的摩擦转矩的基础上，再加上在第三轴部件21及第二轴部件4和第一轴部件3之间由螺旋弹簧22的压缩力(轴向载荷)Z产生的阻力矩Tmz，使得对第一轴部件3产生的整体阻力矩增大。由此，对第一轴部件3作用很强的制动力，可有效限制第一轴部件3的旋转。
另外，通过调节螺旋弹簧22的轴向载荷Z，从而可增减阻力矩Tmz。其结果是可将阻力矩Tmz设定为最佳值。阻力矩Tmz的值会因作用在第二轴部件4上的来自发动机的振动承受载荷不同而有所变化，但若采用实施例一的结构的话，则在没有负载时大体可用下式表示。
Tmz2·Z·μ·r这里，μ是螺纹面的摩擦系数，r是螺纹部3b的有效半径。
在上述式中乘以数值“2”是因为相对第一轴部件3的螺纹部3b，如图3所示，由螺旋弹簧22推压的第三轴部件21及第二轴部件4的螺合摩擦面有两个面。
图4是用于说明实施例一(A1)的阻力矩附加机构20的作用的局部剖视立体图。
在此，与图26、图27所示的现有张紧器100作对比地进行说明。图30是用于说明现有张紧器100的作用的局部剖视立体图。
图30中，在现有张紧器100上附加本发明实施例一(A1)的元件符号以互相对应。如图4及图30所示，在第一轴部件3上由扭簧5作用有由力矩Tb构成的旋转施力。当通过链条导向件输入外部输入载荷即来自发动机的振动承受载荷W时，因为第二轴部件4被推入壳体2内，故第一轴部件3克服扭簧5的旋转施力(力矩Tb)绕轴旋转。
在不具有阻力矩附加机构20的现有张紧器100中，如图30所示，以与振动承受载荷W的输入对应的转矩绕轴向正反转方向进行小幅度的往复(摆动)旋转。此时，第一轴部件3的旋转角度是θ，与角度θ对应的第二轴部件4的振幅是b。来自发动机的振动以链条导向件→盖体(振动承受载荷W输入)→第二轴部件(推进轴)4→第一轴部件(旋转轴)3→支撑座19→壳体2的顺序传递，作为其阻力要素，由第一轴部件3的螺纹部3b及支撑座19的摩擦力引起的阻力矩和扭簧5的弹簧力矩Tb之间达成力平衡。其结果是，第一轴部件3以摆动旋转角度θ、第二轴部件4以振幅b进行进退运动。此时，螺纹部3b及支撑座19等的滑动面的摩擦系数(动摩擦系数)比静止状态时(静摩擦系数)低。
另外，当来自发动机的振动变大(振动承受载荷从2W变为4W等)时，摩擦系数更低，且在超过某种振动限度时，所述滑动面的摩擦系数接近于0。在该状态下，如图30所示，第二轴部件4的振幅有较大的增加(从2b到4b再到发散)，伸出长度尺寸也处于极不稳定的状态。
与此相对，在本发明的实施例一(A1)中，如图4所示，在第一轴部件3和第二轴部件4之间配置有阻力矩附加机构20。作为阻力矩附加机构20，将第二轴部件4及第三轴部件21通过螺旋弹簧22推压到第一轴部件3的螺纹部3b的外螺纹8表面(分别为上下面)上，且来自发动机的振动承受载荷几乎不直接作用在第三轴部件21上。在第二轴部件4及第三轴部件21之间始终被螺旋弹簧22施加轴向力Z，为了使第一轴部件3旋转，则需要大于阻力矩Tmz的旋转力(参照图3)。其结果是，由于对第一轴部件3的正反转的往复旋转运动，阻力矩Tmz始终(持续地)起到制动的作用，故第一轴部件3的往复旋转角度θ′比所述现有张紧器的往复旋转角度θ小。由此，第二轴部件4的进退振幅b′也比现有张紧器的进退振幅b小。
即使来自发动机的振动变大(振动承受载荷从2W变到4W等)，由于振动承受载荷几乎不直接作用在阻力矩附加机构20上，故对第一轴部件3的摩擦系数不会减小而基本上固定。因此，如图4所示，第二轴部件4的振幅(从2b′到4b′等)不会像所述现有张紧器的进退振幅(从2b到4b再到发散)那样有较大的增加。因此，第二轴部件的伸出长度尺寸也处于极其稳定的状态，即保持稳定地抑制进退振幅的状态。
图5是表示有、无阻力矩附加机构时的(本发明及现有的)张紧器的表现比较的试验数据图的一例。在图5中，横轴用频率(Hz)表示发动机的转速，纵轴表示第二轴部件(推进轴)的伸出长度尺寸A。另外，在图5中，密集且看起来颜色重的点表示具有阻力矩附加机构20的本发明张紧器A1的数据，分散的点表示现有张紧器100的数据。由该图可知，现有张紧器100在高频区即发动机的高速旋转区、且发动机振动也大的区域，伸出长度尺寸A的最大、最小值间的宽度(振幅)增大，显示出不稳定的表现。
与此相对，本发明的张紧器A1即使在发动机的转速及同时产生的发动机振动较大的区域，伸出长度尺寸A及其最大、最小值间的宽度(振幅)也基本上不变，伸出长度尺寸A的最大值及伸出长度尺寸A的振幅也比现有技术的值小，证实了阻力矩附加机构20可稳定地进行极其有效的振幅抑制。
另外，图31及图32是表示将本发明及现有的张紧器安装在振动较大的高性能发动机上时的表现比较的一个试验数据图，分别表示相对发动机转速的伸出长度尺寸A的最大值Amax和承受载荷(外部输入载荷)W的特性。在图31中，表现出Amax的值相对较大且变动也较大的特性的是现有张紧器，表现出Amax的值相对较小且变动也较小、基本上不变的特性的是本发明的张紧器。
在图32中，下方部密集且看起来颜色重的点表示本发明张紧器的数据，上方部分散的点表示现有张紧器的数据。由该图可知，现有张紧器在高频区即发动机的高速旋转区、且发动机振动也大的区域，承受载荷W的最大、最小值的宽度(振幅)也增大，显示出不稳定的表现。
与此相对，本发明的张紧器即使在发动机的转速及其引起的发动机振动较大的区域，承受载荷W及其最大、最小值间的宽度(振幅)也基本上一定，承受载荷W的最大值及承受载荷W的振幅也比现有技术的值小。这也是阻力矩附加机构20稳定地进行极其有效的振幅抑制所带来的效果。
在该实施例一(A1)中，将阻力矩附加机构20配置在第一轴部件3及第二轴部件4之间，从而几乎不会受到外部输入载荷(承受载荷)W的影响，且在第二轴部件4进退的两个方向上，阻力矩附加机构20始终对第一轴部件3施加阻力矩。因此，与外部输入载荷W的大小无关，可抑制第二轴部件4的振幅，故可稳定地进行极其精细的振幅抑制。另一方面，与外部输入载荷(承受载荷)W的大小无关，阻力矩附加机构20也可在第二轴部件4的前进(伸出动作)方向上作用阻力矩而进行前进(伸出动作)方向的抑制。由于具有这些效果，本发明的张紧器可非常恰当地追随发动机振动，即使对具有较大振动的近来的高性能发动机也可更加广泛地适应。
另外，在外部输入载荷W较大时，不需要如现有张紧器100那样，为了进行振幅抑制而加大扭簧5的弹簧力矩，或减小螺纹部(8、9)的螺纹升角，以加大第二轴部件4的推进力。因此，链条导向件和链条之间的摩擦不会过大，可减少发动机的输出损耗。
实施例二图6是本发明实施例二的张紧器A2的纵向剖视图。
在实施例二(A2)中，从实施例一(A1)中的第二轴部件4的基端部4a上将筒状部4b切离下来形成单独的筒状部件41，其他构成与实施例一(A1)相同。即，实施例二(A2)中的第二轴部件4由相当于实施例一(A1)中的第二轴部件4的基端部4a的主部件40和筒状部件41构成(对应权利要求8的发明)。
图7是表示筒状部件41的纵向剖视图，图8是其俯视图。
如图8所示，筒状部件41成形为内表面及外表面都具有平行切削部41c、41d的非圆形截面形状。筒状部件41的内外表面也可以成形为大致椭圆形、D型切削、以及其他的非圆形截面形状。这是因为筒状部件41的内表面用于对后述外表面成形为相同形状的非圆形截面形状的第三轴部件21的旋转进行限制，同时在轴向上可移动地进行引导。另一方面是因为筒状部件41的外表面在轴承6的成形为相同形状的非圆形截面形状的滑动孔6a的内表面上被限制旋转，同时在轴向上可移动地被引导。
另外，在筒状部件41的前端41b，以嵌入状态安装有盖体10，并设置有两个压入有未图示的弹簧销的相通的贯穿孔41e(参照图6)。
图9是表示主部件40的纵向剖视图，图10是其俯视图。
主部件40形成为具有带台阶凸缘部的圆形凸缘状，在其内表面上形成有与第一轴部件3的外螺纹8螺合的内螺纹9。并且，第一轴部件3、第二轴部件4及后述第三轴部件21与实施例一相同，如图6所示，在外螺纹8分别与内螺纹9及内螺纹21c螺合的状态下，插入到壳体2的收纳孔2c内。
主部件40上与粗径凸缘状的基端部上表面40a相连地形成有细径台阶部(上表面40b)。如图10所示，细径台阶部的外表面40c为了可与筒状部件41的基端部41a的内表面嵌合，而配合其形状成形为例如具有平行切削部40d等的非圆形截面形状。在基端部上表面40a及细径台阶部外表面40c上以嵌入状态通过铆接等防脱地连接筒状部件41的基端部41a，构成所谓的第二轴部件4(参照图6)。
另外，还与细径台阶部的上表面40b相连地形成有细径部40e。在该上表面40b及细径部40e上从外侧插入螺旋弹簧22的前端部22a。
这样，在实施例二(A2)中，第二轴部件4采用通过筒状部件41及主部件40分别连接的构成，故具有提高了张紧器的制作、组装或拆卸简单化等制作设计上的自由度的优点。
图11是表示第三轴部件21的纵向剖视图，图12是其俯视图。
第三轴部件21形成为具有凸缘部的圆形凸缘状，在其内表面形成有与第一轴部件3的外螺纹8螺合的内螺纹21c。
如图12所示，凸缘部(上表面21a、下表面21b)的外表面为了可与筒状部件41的内表面嵌合，而配合其形状成形为例如具有平行切削部21d等的非圆形截面形状。并且，第三轴部件21与第一轴部件3的螺纹部3b螺合，并与第二轴部件4的成形为非圆形截面形状的筒状部41的内表面嵌合，从而旋转受到限制，可在轴向上移动。
另外，还与凸缘部下表面21b相连地形成有细径部21e。在该下表面21b及细径部21e上从外侧插入螺旋弹簧22的基端部22b。
与实施例一相同，作为第一弹性部件的螺旋弹簧22以压缩状态配置在第二轴部件4及第三轴部件21之间，为了防止螺旋弹簧22和第一轴部件3的螺纹部3b缠绕，同样地，也最好使螺旋弹簧22的卷绕方向与螺纹牙的扭转方向相反。另外，因为限制螺旋弹簧22的径向移动，故在主部件40及第三轴部件21的构成螺旋弹簧22支撑面的细径台阶部上表面40b及细径部40e和凸缘部下表面21b及细径部21e上从外侧插入螺旋弹簧22的两端部22b、22a，以及使螺旋弹簧22的外径靠近筒状部件41的内表面或平行切削部41d等，也具有防止缠绕的效果(参照图6、图9及图11)。
图13是表示实施例二(A2)的变形形态的张紧器A2a的纵向剖视图，图14是其俯视图。
图13的形态(A2a)与图6的形态(A2)相比，各构成部件的形状稍有不同，但功能、构成内容基本上相同。例如，壳体2的筒体部2a的基端部成形为切除了角部多余部分的大致圆锥体状，并且凸缘部2b也成形为使安装孔2d周围薄化的形状。
第一轴部件3的凸缘部3c在上部形成有带台阶状的细径部3d，隔板7的基端部7a可稳定地嵌入到细径部3d中。
另外，扭簧5套在隔板7的外表面上，且覆盖到其前端部7a附近，钩部5a插入到壳体2前端部的与轴承6的下表面相邻形成的钩槽2f中并卡住。因此，扭簧5被导向隔板7的外表面，从而可防止向径向偏离，保持稳定的状态。
另外，因扭簧5的安装长度加长，故通过增多弹簧匝数，也可加大第二轴部件4的伸出长度行程，但更为重要的一点是可将弹簧力矩Tb相对伸出长度行程的变化率设定得缓和些。由此，具有可确保进行稳定的减振动作的优点。
轴承6形成为滑动孔6a部分隆起直至壳体2前端面部分的盖状。
隔板7的前端部7b靠近轴承6的盖状顶部的滑动孔6a部分的下表面并与其相对，通过抵接到滑动孔6a部分的下表面上，从而防止了第一及第二轴部件3、4从壳体2脱出。
这样，在图13的形态(A2a)中，具有与实施例一(A1)及图6的实施例二(A2)相同的效果，并且可确保前面所述的优点，如上所述，通过构成空间的有效活用及精简，从而可实现轻量化、小型化。
实施例三图15是表示本发明实施例三的张紧器A3的纵向剖视图，图16是图15的H-H线剖视图。
如图15所示，该实施例的张紧器A3与上述实施例相比，不同点仅在于阻力矩附加机构20的配置构成，其采用了将第二轴部件4及第三轴部件21的配置上下翻转的结构，其他构成与上述实施例基本相同。即，阻力矩附加机构20构成为与第一轴部件3的螺纹部3b螺合的第三轴部件21配置在第二轴部件4的基端部的下侧，通过螺旋弹簧22由连接部件50与第二轴部件4连接。
图17是表示本发明实施例三(A3)的连接部件50的纵向剖视图，图18是其俯视图。
如图17、图18所示，连接部件50大体形成为将有底圆筒的前端侧筒体部在四个部位等间隔地切削的形状。在连接部件50的基端部51的底面上设置有供第一轴部件3的螺纹部3b穿过的比螺纹部3b的外径稍大的贯穿孔53。在与基端部51连接的前端侧的四个部位的筒体部52上设置有前端弯折为钩状的钩部52a。
另一方面，如图15所示，在第二轴部件4的基端部4a的外周面四个位置上设置有卡槽4c，用于插入连接部件50的四个钩部52a并卡住，同时限制连接部件50的旋转。
另外，如图16所示，在第三轴部件21的外周面四个位置上设置有卡槽21c，供连接部件50的四个筒体部52从外侧埋入，同时限制连接部件50的旋转。
并且，由压缩弹簧构成的螺旋弹簧22的前端部22a与第三轴部件21的下表面21a抵接，且基端部22b与连接部件50的基端部51的底面(内表面)抵接。该螺旋弹簧22以两端部22a、22b分别与第三轴部件21和连接部件50抵接、同时被某种程度压缩的状态进行组装。由此，第二轴部件4及第三轴部件21通过螺旋弹簧22及连接部件50相对第一轴部件3的螺纹部3b的外螺纹8，由螺旋弹簧22的压缩力始终沿轴向向相互相反侧(图示上下方向)推压。
如上所述，具有由第三轴部件21、螺旋弹簧22及连接部件50等构成的阻力矩附加机构20的实施例三的张紧器A3具有与上述实施例相同的效果，并且具有阻力矩附加机构20向第一轴部件3和第二轴部件4之间组装简单化的优点。
图19是表示实施例三的变形形态的张紧器A3a的纵向剖视图。
图19的形态(A3a)与图17的实施例三(A3)相比，不同点仅在于阻力矩附加机构20的配置构成不同，其采用了将螺旋弹簧22配置在第二轴部件4和第三轴部件21之间、同时使连接部件50兼作图13的形态(A2)中的隔板7的结构，其他构成与上述实施例基本相同。
由压缩弹簧构成的螺旋弹簧22的前端部22a与第二轴部件4的基端部4a的下表面4f抵接，且基端部22b与第三轴部件21的上表面21a抵接。该螺旋弹簧22以两端部22a、22b分别与两轴部件4、21抵接、同时被某种程度压缩的状态进行组装。由此，第二轴部件4及第三轴部件21相对第一轴部件3的螺纹部3b的外螺纹8，由螺旋弹簧22的压缩力始终沿轴向向相互相反侧(图示上下方向)推压。
连接部件50的基端部50a旋转自如地嵌入第一轴部件3的凸缘部3c上部的带台阶状的细径部3d。另外，连接部件50的前端部50b靠近轴承6的盖状顶部的滑动孔6a部下表面并与其相对，通过抵接到滑动孔6a部的下表面上，从而防止第一及第二轴部件3、4从壳体2中脱出。与此同时，连接部件50的外表面也构成扭簧5的导向件，具有与上述实施例中的隔板7相同的功能。
另一方面，连接部件50的内表面配合第二轴部件4的基端部4a及第三轴部件21的外形形状成形为具有例如未图示的平行切削部等的非圆形截面形状，以限制两轴部件4、21的旋转，同时使其可轴向移动。
如上所述，在具有由第三轴部件21、螺旋弹簧22及连接部件50等构成的阻力矩附加机构20的图19的形态(A3a)中，当受到外部输入载荷的作用而使第一轴部件3正转或反转时，第二轴部件4、螺旋弹簧22及第三轴部件21被限制旋转，故一起在轴向上移动(即进退)。另一方面，此时，连接部件50在与第二轴部件4一起被限制旋转而停止的状态下，对第三轴部件21的旋转进行限制，同时引导这些轴部件4、21的轴向移动。
另外，在盖体10的头部10a的前端安装有大致球体状的橡胶等弹性部件10c。该弹性部件10c起到缓冲件的作用，针对外部输入载荷W具有减振效果，故尤其是适用于振动较大的上述高性能发动机用张紧器时，非常有效。
如上所述，该形态的张紧器A3a具有与上述实施例相同的效果，并且因为连接部件50兼作图13的形态(A2)中的隔板7，故可减少零件数量，从而具有构成及组装简单、成本低的优点。
图20是表示实施例三的另一变形形态的张紧器A3b的纵向剖视图。
图20形态的张紧器A3b与图19的形态(A3)相比，不同点仅在于阻力矩附加机构20的配置构成，其采用了将螺旋弹簧22配置在第一轴部件3和第三轴部件21之间的结构，包含连接部件50兼作图13的形态(A2)中的隔板7在内的其他构成与上述实施例基本相同。
由压缩弹簧构成的螺旋弹簧22的前端部22a与第三轴部件21的下表面21b抵接，且基端部22b与第一轴部件3的凸缘部3c上部的带台阶状的细径部3d的上表面3f抵接。该螺旋弹簧22以两端部22a、22b分别与第三轴部件21和第一轴部件3抵接、同时被某种程度压缩的状态进行组装。由此，第三轴部件21的内螺纹9相对第一轴部件3的螺纹部3b的外螺纹8，由螺旋弹簧22的压缩力始终沿轴向向前端侧推压。
图21是表示该形态的张紧器A3b的特性的特性线图。
在该形态(A3b)中，随着第二轴部件4的进退，与第二轴部件4一起被连接部件50限制旋转的第三轴部件21也一起进退，从而螺旋弹簧22的装配长度变化(松弛)，故螺旋弹簧22引起的轴力Z也变化。此时，具有下述特性如果将由扭簧5的弹簧力矩Tb和由螺旋弹簧22及第三轴部件21等构成的阻力矩附加机构20附加的阻力矩Tmz之差设定为相同(Tb-Tmz＝定值)的话，则第二轴部件4推进的力(推力)J也一定。即，相对该形态(A3b)的伸出长度尺寸A的力矩Tb、Tmz及推力J的关系如图21的特性线图所示。
在现有的张紧器100等和上述实施例中，当推进部件或第二轴部件4的进退位置(行程)变化时，则推力J变动，但在图21的形态(A3b)中，具有不管第二轴部件4的进退位置(行程)在何位置上推力J都不变化的独特特征。由此，可在发动机的大范围转速及振动区域内防止张紧器的过度伸出、返回及由此引起的磨损和发动机马力损耗等，可确保稳定的减振效果及耐久性。
实施例四图22是表示本发明实施例四的张紧器A4的纵向剖视图。
如图22所示，该实施例的张紧器A4的不同点仅在于在图15的实施例三(A3)的构成的基础上，阻力矩附加机构20采用设置有作为第二弹性部件的螺旋弹簧60的构成，其他构成与上述实施例基本相同。螺旋弹簧60配置在第一轴部件3及第三轴部件21之间。在该实施例(A4)中，螺旋弹簧60配置在第一轴部件3的螺纹部3b的基端部和第三轴部件21的下表面21b之间。即，阻力矩附加机构20构成为螺合在第一轴部件3的螺纹部3b上的第三轴部件21通过螺旋弹簧22由连接部件50与第二轴部件4连接，同时螺旋弹簧60设置在第一轴部件3及第三轴部件21之间。
另外，作为螺旋弹簧60使用两端的钩部为自由端的压缩弹簧。由压缩弹簧构成的螺旋弹簧60的前端部60a与第三轴部件21抵接，且基端部60b与第一轴部件3抵接。此时，基端部60b与在第一轴部件3的凸缘部3c上段形成的细径部3d的上表面3f抵接。这种螺旋弹簧60以两端部60a、60b与两轴部件21、3抵接、且被某种程度压缩的状态进行组装。
这样，通过追加螺旋弹簧60，第三轴部件21被向第一轴部件3的螺纹部3b的前端侧轴向推压。其结果是，由所述螺旋弹簧22的压缩力加上螺旋弹簧60的压缩力得到的总压缩力引起的阻力矩作为阻力矩附加机构20的阻力矩Tmz对第一轴部件3施加。
因此，当输入将第二轴部件4推入的外部输入载荷时，随着第一轴部件3的旋转，由连接部件50限制旋转的第三轴部件21也与第二轴部件4一起被推入到第一轴部件3的螺纹部3b的基端侧，在前端部60a与第三轴部件21抵接的螺旋弹簧60上直接作用压缩力，从而螺旋弹簧60被压缩。因为螺旋弹簧60的另一端部60b与第一轴部件3抵接，故由于螺旋弹簧60的压缩，在螺旋弹簧60和第一轴部件3之间进一步附加由摩擦引起的阻力矩，使得由已经产生的螺旋弹簧22的压缩力引起的阻力矩更大。由此，对第一轴部件3作用强制动力，强制地限制第一轴部件3的旋转，从而能更加有力地确保稳定的减振功能。
在第一轴部件3的凸缘部3c上段的细径部3d和螺纹部3b之间还形成有外径与螺旋弹簧60的内径相应的台阶部3e。该台阶部3构成支撑螺旋弹簧60的基端部60b的支撑座。并且，将该台阶部3e插入螺旋弹簧60的基端部60b，从而形成更稳定的支撑状态。另外，在螺旋弹簧60的基端部60b和第一轴部件3的凸缘部3c上段的细径部3d的上表面3f之间，最好夹设未图示的作为缓冲板或摩擦板的金属垫圈。在该实施例(A4)中，螺旋弹簧60也处于被某种程度压缩的状态。
这样，在第一及第三轴部件3、21上支撑螺旋弹簧60的两端部60b、60a，同时通过连接部件50在第二及第三轴部件4、21上支撑螺旋弹簧22的两端部22b、22a，从而即使第一轴部件3反复地进行往复旋转，也可圆滑地对应其动作，可进行更加稳定的减振动作。
实施例五图23是表示本发明实施例五的张紧器A5的纵向剖视图。
如图23所示，该实施例的张紧器A5采用将图15的实施例三(A3)中的第二轴部件4和第一轴部件3的排列翻转的结构(对应权利要求3的发明)。另外，作为扭簧5使用板簧，作为第一弹性部件使用盘簧的层压体22，壳体2等部件的形状也有多处变化，但作为张紧器的功能及减振性能与实施例三(A3)基本相同。
壳体2被分割为基端部侧壳体和前端部侧壳体两部分，通过凸缘2b1、2b2，由未图示的螺栓部件等加以连接。
基端部侧壳体大致成形为在筒体部2a1的前端部具有凸缘部2b 1的有底圆筒状。并且，在筒体部2a1内部形成有向轴向(推进方向)延伸到前端部的收纳孔2c1。收纳孔2c1的前端部分开放，在该收纳孔2c1内收容有第一及第二轴部件3、4的基端侧轴部3a、4a及扭簧5的组合体。
前端部侧壳体大致成形为在筒体部2a2的基端部具有凸缘部2b2的圆筒状。并且，在筒体部2a2内部形成有沿轴向贯穿的收纳孔2c2。收纳孔2c2的两端开放，在该收纳孔2c2内收容有第一及第二轴部件3、4的前端侧轴部3b、4b等的组合体。另外，前端部侧的收纳孔2c2比基端部侧的收纳孔2c1稍细，关于其理由将会在后面叙述。
前端部侧壳体的凸缘部2b2用于向所适用的发动机本体进行安装，形成有全部未图示的供螺合到发动机本体上的螺栓贯穿的安装孔。在向发动机本体上安装时，与图25相同，凸缘部2b2的前端面(图示上面)与发动机本体200的安装面250抵接。
第一轴部件3被扭簧5施力而旋转，被设在前端侧壳体上的轴承6限制旋转、且可沿轴向移动的第二轴部件4由于第一轴部件3的旋转而从壳体2推进。
第一轴部件3大致成形为在轴向上一体地连接设置有基端侧轴部3a和前端侧轴部3b的两端开放的圆筒状，在前端侧轴部3b的内表面上形成有内螺纹8a。基端侧轴部3a的内径3i形成为比第二轴部件4的外螺纹9a的外径稍大的退刀孔径。另外，基端侧轴部3a的基端部抵接到设在壳体2内的支撑座19上，从而其旋转得到支撑。
第二轴部件4形成有从轴向前端伸出的前端侧轴部4b，在基端部侧轴部4a的外周上形成与第一轴部件3的内螺纹8a螺合的外螺纹9a而成为螺纹部。第一及第二轴部件3、4在使内螺纹8a及外螺纹9a螺合的状态下插入到壳体2的收纳孔2c1及收纳孔2c2内。在第二轴部件4的前端侧轴部4b的前端安装有盖体10。
由板簧构成的扭簧5套在第一轴部件3的基端部侧轴部3a上。该扭簧5的形成未图示的钩状的外径端部5a插入到在壳体2的基端部侧壳体内形成的未图示钩槽中并卡住，另一方面，形成未图示的钩状的内径端部5b插入到第一轴部件3的基端部侧轴部3a的未图示切口中并卡住。因此，通过卷紧扭簧5而赋予转矩，从而可使第一轴部件3旋转。
轴承6与上述实施例相同，以禁止旋转的状态安装在壳体2的前端侧壳体的前端部分，并利用挡圈13加以固定。轴承6具有滑动孔6a，在该滑动孔6a内贯穿有第二轴部件4的前端侧轴部4b。轴承6的滑动孔6a的内表面及第二轴部件4的前端侧轴部4b的外表面的截面形成为未图示的大致椭圆形、D型切削或平行剪切、以及其他任意的非圆形形状，由此，第二轴部件4处于旋转被限制的状态。
在第二轴部件4上通过内外螺纹8a、9a螺合第一轴部件3，利用扭簧5的旋转施力进行旋转的第一轴部件3的旋转力传递给第二轴部件4，但由于第二轴部件4被轴承6限制旋转，故第二轴部件4得到推进力后相对壳体2在轴向上进退。
在该实施例五(A5)中，省略了实施例三(A3)中的隔板7，而是使壳体2的前端侧壳体兼备隔板的功能。即，在第一轴部件3的基端侧轴部3a和前端侧轴部3b的交界部分形成粗径的凸缘部3c，前端侧壳体的凸缘2b2的内表面2c2侧(前端部侧的收纳孔2c2比基端部侧的收纳孔2c1稍细而形成的台阶部分)下表面2h和凸缘部3c的上表面3h靠近且可抵接。通过该第一轴部件3的凸缘部3c的抵接，从而防止第一及第二轴部件3、4从壳体2脱出。
并且，在实施例五(A5)中，设置有对第二轴部件4的外螺纹9a部及第一轴部件3的基端部3a施加大致一定的阻力矩的阻力矩附加机构20。阻力矩附加机构20配置在所述前端侧壳体内，包括螺合在第二轴部件4的外螺纹9a上的第三轴部件21；设置在第三轴部件21及第一轴部件3之间的作为第一弹性部件的盘簧22；以及连接第三轴部件21及第二轴部件4的连接部件55。
盘簧22配置在所述前端侧壳体内的第三轴部件21的基端面(图示下面)21b和第一轴部件3的前端面(图示上面)3j之间。
另外，盘簧22是内外成对地重叠形成的多对层压体，使用两端部为自由端的压缩弹簧。作为压缩弹簧的盘簧22的前端部22a与第三轴部件21的基端面21b抵接，且基端部22b与第一轴部件3的前端面3j抵接。这种盘簧22以两端部22a、22b与两轴部件21、3抵接、且被某种程度压缩的状态进行组装。由此，第一轴部件3及第三轴部件21相对第二轴部件4的外螺纹8a，由盘簧22的压缩力始终沿轴向向相互相反侧(图示上下方向)推压。与此同时，第一轴部件3的基端部3a在支撑座19上也被盘簧22的压缩力始终沿轴向向基端侧(图示下侧)推压。
如图23所示，连接部件55大致形成为有底圆筒形状。在连接部件55的前端部56的顶面56a上设置有供第二轴部件4穿过的贯穿孔58。与前端部56连接的基端侧的筒体部57在与顶面56a连接的前端部附近设置有向内侧弯折为凹状的凹部57a。
另一方面，如图23所示，在第三轴部件21的前端部的外周面上设置有插入连接部件55的凹部57a并卡住的卡槽21f。
另外，连接部件55的内表面成形为同时与第三轴部件21及第一轴部件3的前端部3b的外形形状一致、并具有例如未图示的平行切削部等的非圆形截面形状，以限制两轴部件21、3的旋转，同时使第一轴部件3可在轴向上移动。
如上所述，在具有由第三轴部件21、盘簧22及连接部件55等构成的阻力矩附加机构20的图23的形态(A5)中，当受到外部输入载荷而使第一轴部件3正转或反转时，通过连接部件55与第一轴部件3连接的第三轴部件21及盘簧22要同时旋转，但因为第三轴部件21及第二轴部件4被轴承6限制旋转，故在轴向上进退。
如上所述，该形态的张紧器A5具有与上述实施例三(A3)相同的效果，并且因为壳体2的前端侧壳体兼作图13的形态(A2)中的隔板7，故可减少零件数量，从而具有构成及组装简单、成本也低的优点。
并且，因为壳体2被分割为基端部侧壳体和前端部侧壳体两部分，故张紧器整体的组装及拆卸变得容易。
另外，因为作为扭簧的板簧5、作为第一弹性部件的盘簧22都是小型的，故可使张紧器小型化、轻量化。
实施例六图24是表示本发明实施例六的张紧器A6的纵向剖视图。
该实施例的张紧器A6在上述实施例的张紧器的包含由第一轴部件3、第二轴部件4及第三轴部件21等构成的阻力矩附加机构20的壳体2内填充来自液压等流体压力源70的流体71，所述流体压作用在第二轴部件4推进的方向上。作为其一个例子，图24所示的张紧器A6具有与图13的形态(A2a)相同的构成。因此，图24的张紧器A6具有与所述图13的形态(A2a)相同的功能及减振性能，另外还附加了流体的粘性阻力所带来的缓冲功能，发挥出充分缓冲来自发动机的振动的效果，具有更加稳定的表现特性。
在图24的张紧器A6中，第二轴部件4是在筒状部件41的前端一体地设有盖体10的结构。另外，壳体2在筒体部2a的侧面具有凸缘部2b，通过该凸缘部2b用螺栓连接到发动机本体上。
除流体压系统以外其他构成都与图13的形态(A2a)相同，故省略其详细说明。
在壳体2的筒体部2a侧面的凸缘部2b上，与壳体2的前端侧内部(槽2e)连通地设置有流体71的流路72。另外，在隔板7的基端部7b上也设置有流体71的流通口73，在该流通口73内具有适当地对流体71赋予流通阻力的未图示的节流孔等流动阻挡部件。另外，在第二轴部件4的基端部的主部件40及第三轴部件21上也分别形成有流体71的流通口74、75。
另外，开设在壳体2的筒体部2a的基端面上的工具孔2e中被旋入盲塞73以进行密封。
当第二轴部件4向前端方向(伸出方向)推进时，如图24的箭头80所示，例如来自设置在发动机本体内的流体压力源70的流体71经过流路72流入到壳体2内，再从流通口73流到隔板7内，并依次经过流通口74、75流入到第二轴部件4内。
当第二轴部件4向基端部方向(返回方向)推进时，第二轴部件4内的流体71向与上述图24的箭头80相反的方向流动，从壳体2内经过流路72流回到流体压力源70。
另外，流体71在流出或流入流通口73时，受到所述流动阻挡部件施加的更加有效的流动阻力。
随着这种第二轴部件4的进退(伸出和返回)动作产生的流体71的粘性流动阻力，对受到来自发动机的外部输入载荷的第二轴部件4的所述进退(伸出和返回)动作(振动)起到缓冲作用。其结果是，实施例六的张紧器A6除具有所述阻力矩附加机构20的减振效果外，还具有流体71的缓冲效果，可发挥更加有效的稳定的减振特性。
另外，流体71也可作为所述轴部件3、4、21及扭簧5和第一弹性部件22等的润滑剂，故张紧器可顺利地进行动作，同时可抑制这些部件的磨损，提高耐久性。
如上所述，本发明的张紧器除图1至图24所示的实施例以外，对壳体2、第一轴部件3、第二轴部件4、第三轴部件21及其他构成部件可任意变更形状，或对其组合进行变更。
另外，对扭簧5、第一及第二弹性部件22、60的包含直径在内的弹簧部件尺寸和形状也可任意变更，由此，可任意调整弹簧力矩或压缩力的阻力矩。另外，第一及第二弹性部件可任意选择使用压缩弹簧、盘簧、橡胶成形体或树脂成形体等，扭簧55可任意选择使用压缩弹簧、板簧或其他弹簧等。
产业上的可利用性本发明因为阻力矩附加机构不直接承受外部输入载荷，故能与外部输入载荷的大小无关地始终附加阻力矩，抑制第二轴部件的振幅，从而可进行稳定的振幅抑制，尤其是可有效用作近来的高性能发动机等振幅较大的发动机的定时链条或同步带的张紧器。
符号说明2壳体 3第一轴部件4第二轴部件4a 基端部5扭簧 20 阻力矩附加机构21 第三轴部件22 第一弹性部件40 主部件41 筒状部件60 第二弹性部件 70 流体压力源71 流体
权利要求
1.一种张紧器，其在壳体内收容有利用螺纹部螺合的第一轴部件和第二轴部件、以及对第一轴部件施力使其向一个方向旋转的扭簧，并限制第二轴部件的旋转，将扭簧的旋转施力转换为第二轴部件的推进力，其特征在于在所述第一轴部件和第二轴部件之间配置有对第二轴部件的进退往复方向始终附加阻力矩的阻力矩附加机构。
2.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于所述阻力矩附加机构包括至少一个第三轴部件，与所述第一轴部件的螺纹部螺合；以及第一弹性部件，设置在所述第二轴部件或第一轴部件中的任一个和第三轴部件之间；其中，所述第三轴部件与第二轴部件一起被限制旋转方向，且可在轴向上移动。
3.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于所述阻力矩附加机构包括至少一个第三轴部件，与所述第二轴部件的螺纹部螺合；以及第一弹性部件，设置在所述第一轴部件和第三轴部件之间；其中，所述第三轴部件相对第一轴部件被限制旋转方向，且可在轴向上移动。
4.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于所述阻力矩附加机构包括至少一个第三轴部件，与所述第一轴部件的螺纹部螺合；第一弹性部件，设置在所述第二轴部件和第三轴部件之间；以及第二弹性部件，设置在所述第一轴部件和第三轴部件之间；其中，所述第三轴部件与第二轴部件一起被限制旋转方向，且可在轴向上移动。
5.根据权利要求2、3或4所述的张紧器，其特征在于所述第一弹性部件是螺旋弹簧，该螺旋弹簧以压缩状态配置在第二轴部件或第一轴部件中的任一个和第三轴部件之间，同时独立于外部输入载荷在第一轴部件和第二轴部件及第三轴部件之间附加地产生不间断的阻力矩。
6.根据权利要求4所述的张紧器，其特征在于所述第二弹性部件是螺旋弹簧，该螺旋弹簧分别以压缩状态配置在所述第一轴部件和第三轴部件之间，并且通过被外部输入载荷压缩而在第一轴部件和第三轴部件之间附加地产生阻力矩。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的张紧器，其特征在于所述第一弹性部件及第二弹性部件是压缩弹簧、盘簧、橡胶成形体或树脂成形体中的任一种。
8.根据权利要求1、2或4所述的张紧器，其特征在于所述第二轴部件具有筒状部件，该筒状部件与螺合在第一轴部件的螺纹部上的基端部即主部件连接，形成为限制第三轴部件的旋转方向且使其可在轴向上移动的形态。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的张紧器，其特征在于当将所述阻力矩附加机构对第一轴部件附加的阻力矩设为Tmz、将所述扭簧的弹簧力矩设为Tb时，则满足Tmz＜Tb的关系。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的张紧器，其特征在于在所述第二轴部件推进的方向上作用有来自流体压力源的流体压。
全文摘要
本发明提供一种张紧器，其即使针对来自发动机的强输入振动载荷也可在发动机转速的大范围内，在进行伸出动作及返回动作时都能进行稳定的振幅抑制。在壳体(2)内收容有通过螺纹部(8、9)螺合的第一轴部件(3)和第二轴部件(4)、以及对第一轴部件(3)施力使其向一个方向旋转的扭簧(5)。限制第二轴部件(4)的旋转，将扭簧(5)的旋转施力转换为第二轴部件(4)的推进力。在第一轴部件(3)和第二轴部件(4)之间配置有在进行伸出动作及返回动作时都始终对输入给第二轴部件(4)的外部输入载荷产生阻力矩的阻力矩附加机构(20)，从而可极其精细且稳定地抑制第二轴部件(4)的振幅。
文档编号F16H7/08GK1829871SQ200480021908
公开日2006年9月6日 申请日期2004年8月4日 优先权日2003年8月4日
发明者小林贵雄, 天野种平 申请人:日本发条株式会社