CN106996439A - 链条张紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种链条张紧装置，其不管链条如何伸长，对于各种张力变动都能够始终发挥适当的反作用力、衰减特性，不会引起因共振等而产生的振动，能够吸收张力变动。具体而言，具备：圆筒状顶端柱塞(130)，滑动自如地***于在柱塞(120)的顶端侧开放的顶端收容孔(121)；顶端加力机构(141)，伸缩自如地收纳于第2压油室(102)且在突出方向上对顶端柱塞(130)施加力；止回阀单元(150)，抑制从压油室(101)流入第2压油室(102)的油逆流；及第1安全阀单元(160)，在第2压油室(102)处于规定以上的高压时向压油室(101)侧释放油。

Description

链条张紧装置
技术领域
本发明涉及一种适当保持链条张力的链条张紧装置，其具备：张紧装置主体，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔；圆筒状柱塞，滑动自如地***于该柱塞收容孔；及加力机构，伸缩自如地收纳于形成在所述柱塞收容孔与柱塞之间的压油室且在突出方向上对柱塞施加力。
背景技术
以往，通常使用适当保持链条张力的链条张紧装置，例如，公知有以下技术，通过移动导块对在分别设置于发动机室(engine room)内的曲轴与凸轮轴的链轮之间进行无接头套挂转动的滚子链等传动链进行滑动导向的链条导件结构中，为了适当地保持张力而用链条张紧装置对具有移动导块的摆动链条导件施加力。
例如，如图7所示，定时链条CH在安装于发动机室内的曲轴的驱动链轮S1与安装于凸轮轴的一对从动链轮S2、S3之间进行无接头套挂转动，摆动链条导件G1与固定链条导件G2对该定时链条CH进行导向而构成链条导件结构。
由2个安装轴B1、B2将固定链条导件G2固定在发动机室内，摆动链条导件G1安装在发动机室内且能够以安装轴B0为中心在定时链条CH的套挂转动平面内进行摆动。
链条张紧装置500通过按压摆动链条导件G1而在适当地保持定时链条CH的张力的同时抑制振动。
例如图8所模式表示的那样，用于这样的链条导件结构的公知的链条张紧装置500具备：张紧装置主体510，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔511；圆筒状柱塞520，***为在该柱塞收容孔511的圆筒面部513滑动自如；及加力机构，从柱塞收容孔511在突出方向上对柱塞520施加力。
加力机构由收容于圆筒状柱塞520的筒状凹部521且在与柱塞收容孔511的底部512之间被压缩的螺旋弹簧540所构成。
通过从设置于柱塞收容孔511的供油孔514供油，从而形成在柱塞收容孔511与柱塞520之间的压油室501内充满油，通过油在突出方向上对柱塞520施加力，同时通过止回阀550(只是模式地图示了止回球)阻止从供油孔514流出油。
由此，伴随柱塞520的往复运动，油在柱塞520与柱塞收容孔511之间的细微的间隙内流动，因该流路阻力而得到使柱塞520的往复运动衰减的衰减效果。
专利文献1：日本国特开平11-22792号公报
发明内容
在这样的链条张紧装置中，因发动机的不同而对螺旋弹簧540所要求的反作用力也不同，在发动机起动时担心链条发生抖动时，要求具有较高的反作用力。
另外，由于在因老化而链条发生拉伸时也需要施加较高的反作用力，因此在链条未发生拉伸时的反作用力变得过大。
由此张紧装置500会以必要以上的力压入链条，从而会使链条与运动面上的摩擦性恶化，带来发动机燃料费的恶化。
另外，由于链条上根据发动机的转速、负载的变化而发生张力变动，这些张力变动的周期、变动幅度因运行条件而不同，因此为了吸收这些，柱塞也以各种周期、速度进行往复运动。
此时，由于螺旋弹簧540的反作用力按照一定的弹簧常数根据柱塞520的位置而被决定，衰减效果也按照柱塞520速度而被决定，因此难以对应于各种张力变动而始终发挥适当的反作用力、衰减特性，在特定运行条件下也有可能发生共振或者使张力变动发生增幅。
为了缓解上述问题，公知如下链条张紧装置，在压油室(流体腔22)内的加力机构(第1弹簧40)的基础上在柱塞顶端介由第2弹簧50等而设置凸头(nose)部，通过该第2弹簧等来吸收急剧的张力变动(参照专利文献1等)。
但是，在专利文献1所记载的技术的情况下，由于第2弹簧等设置在压油室的外部，因此不存在油的衰减效果，只是随动于因链条的张力变动而产生的振动，使振动衰减的效果低，根据运行条件，还有可能因共振等而使振动发生增幅。
本发明是为了解决上述问题而进行的，所要解决的技术问题是提供一种链条张紧装置，其不管链条如何伸长，对于各种张力变动都能够始终发挥适当的反作用力、衰减特性，不会引起因共振等而产生的振动，能够吸收张力变动。
本发明是一种链条张紧装置，其具备：张紧装置主体，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔；圆筒状柱塞，滑动自如地***于该柱塞收容孔；及加力单元，伸缩自如地收纳于形成在所述柱塞收容孔与柱塞之间的压油室且在突出方向上对柱塞施加力，所述柱塞具有在顶端侧开放的顶端收容孔，具备：圆筒状顶端柱塞，滑动自如地***于所述顶端收容孔；顶端加力机构，伸缩自如地收纳于形成在所述顶端收容孔与顶端柱塞之间的第2压油室且在突出方向上对顶端柱塞施加力；止回阀单元，抑制从所述压油室流入所述第2压油室的油逆流；及第1安全阀单元，在所述第2压油室处于规定以上的高压时向所述压油室侧释放油，由此解决上述课题。
根据本技术方案1所涉及的链条张紧装置，由于柱塞具有在顶端侧开放的顶端收容孔，具备：圆筒状顶端柱塞，滑动自如地***于顶端收容孔；顶端加力机构，伸缩自如地收纳于形成在顶端收容孔与顶端柱塞之间的第2压油室且在突出方向上对顶端柱塞施加力；止回阀单元，抑制从压油室流入第2压油室的油逆流；及第1安全阀单元，在第2压油室处于规定以上的高压时向压油室侧释放油，因此能够设定成对于柱塞整体的往复运动、顶端柱塞的往复运动的任意运动，都发挥适当的反作用力、衰减特性。
由此，不管链条如何伸长，对于各种张力变动都能够始终发挥适当的反作用力、衰减特性，不会引起因共振等而产生的振动，能够吸收张力变动。
根据本技术方案2所记载的结构，由于顶端加力机构的按压力大于加力机构的按压力，柱塞在后退方向上的移动被棘轮结构所限制，因此通过加力机构的按压力来实现因链条的伸长而发生的柱塞的前进，通过棘轮结构来限制柱塞在后退方向上的移动，能够设定成利用顶端加力机构通过顶端柱塞的往复运动来实现对于较大的张力变动的反作用力。
由此，不管链条如何伸长，质量较小的顶端柱塞都能够一边发挥规定的适当的反作用力、衰减特性一边进行往复运动而随动于运行中的各种张力变动，在反作用力、衰减特性稳定的状态下随动性提高，不会引起因共振等而产生的振动，能够吸收张力变动。
另外，在具有棘轮结构的现有技术中，对于运行中的张力变动，虽然柱塞以对应于棘轮结构的齿隙的部分进行往复运动而随动，但是根据本技术方案2所记载的结构，由于顶端柱塞进行往复运动而随动，因此不需要较大地设置对应于齿隙的部分，能够提高棘轮结构的耐久性。
根据本技术方案3所记载的结构，由于作为第1安全阀单元的阀要素而配置有止回阀单元，呈一体地形成有第1安全阀单元与止回阀单元，因此即使将安全阀单元与止回阀单元安装于柱塞内部，也不会趋于大型化，加工部位也不会增加。
另外，由于呈一体地形成第1安全阀单元与止回阀单元，第1安全阀单元在压油室与第2压油室之间被配置成安全阀座部朝向第2压油室侧，因此在预先装配第1安全阀单元之后，能够呈一体地安装于内部，所以能够减少组装工时。
根据本技术方案4所记载的结构，由于形成在第1安全阀单元的外周与柱塞的内面之间的油回流流路具有限制油流量的节流部，因此即使在第2压油室的压力超过第1安全阀单元的开阀压力的状态下，第2压油室的压力与衰减特性也被节流部维持在规定的范围内，对于更加多样的张力变动能够始终发挥适当的反作用力、衰减特性。
根据本技术方案5所记载的结构，由于在第2压油室内具备在处于规定以上的高压时向外部释放油的第2安全阀单元，第2安全阀单元的开阀压力大于第1安全阀单元的开阀压力，因此通过对于过大的张力使第2安全阀单元开阀，从而尤其在发动机高速旋转时等，能够抑制对链条施加过大的负载。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置的剖视图。
图2是本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置的动作示意图。
图3是图1的第1安全阀单元的放大剖视图。
图4是本发明的第2实施方式所涉及的链条张紧装置的剖视图。
图5是本发明所涉及的链条张紧装置的按压力的特性示意图。
图6是本发明的第2实施方式所涉及的链条张紧装置的衰减特性的特性示意图。
图7是用于发动机的链条导件结构的链条张紧装置的示意图。
图8是现有链条张紧装置的概要示意图。
符号说明
100、500-链条张紧装置；101、501-压油室；102-第2压油室；110、510-张紧装置主体；111、511-柱塞收容孔；112、512-底部；113、513-圆筒面部；114、514-供油孔；115-棘轮爪；120、520-柱塞；121-顶端收容孔；122-棘轮齿；130-顶端柱塞；140、540-螺旋弹簧(加力机构)；141-第2螺旋弹簧(第2加力机构)；150、550-止回阀单元；151-止回球；152-护圈；153-止回阀座部；154-球压紧弹簧；160-第1安全阀单元；161-安全阀套筒；162-安全阀座部；163-单元按压弹簧(单元按压结构)；165-开放孔；166-油回流流路；167-节流部；170-第2安全阀单元；S1-驱动链轮；S2-从动链轮；S3-从动链轮；CH-定时链条；G1-摆动链条导件；G2-固定链条导件；B0、B1、B2-安装轴。
具体实施方式
实施例1
根据附图对本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置100及第1安全阀单元160进行说明。
如图1所示，链条张紧装置100具备：张紧装置主体110，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔111；圆筒状柱塞120，滑动自如地***于该柱塞收容孔111；及加力机构即螺旋弹簧140，伸缩自如地收纳于形成在柱塞收容孔111与柱塞120之间的压油室101且在突出方向上对柱塞120施加力。
在柱塞收容孔111的底面上设置有从外部向压油室101供油的供油孔114。
另外，柱塞120具有在顶端侧开放的顶端收容孔121，且具备：圆筒状顶端柱塞130，滑动自如地***于顶端收容孔121；及顶端加力机构即第2螺旋弹簧141，伸缩自如地收纳于形成在顶端收容孔121与顶端柱塞130之间的第2压油室102且在突出方向上对顶端柱塞130施加力。
在压油室101与第2压油室102之间具备：止回阀单元150，抑制从压油室101流入第2压油室102的油逆流；及第1安全阀单元160，在第2压油室102处于规定以上的高压时向压油室101侧释放油。
在柱塞120的外面，在长度方向上形成有棘轮齿122，与设置于张紧装置主体110的可摆动的棘轮爪115配合而构成棘轮结构。
利用该棘轮结构，通过使棘轮爪115越过棘轮齿122来容许柱塞120在前进方向上移动，通过使棘轮爪115无法越过棘轮齿122来限制柱塞120在后退方向上移动。
对顶端柱塞130施加力的第2螺旋弹簧141被设定成与按压柱塞120的螺旋弹簧140相比产生更大的按压力。
如图2所示，无负载时(发动机停止时)，顶端柱塞130被第2螺旋弹簧141所按压而前进到突出极限为止，柱塞120也被螺旋弹簧140所按压而前进到对应于链条位置的位置。
当链条上产生张力时，首先按压力较弱的螺旋弹簧140只被压缩对应于棘轮结构的齿隙的部分，而柱塞120进行后退。
当张力进一步增大时，由于柱塞120的后退被棘轮结构所阻止，因此第2螺旋弹簧141被按压而压缩，顶端柱塞130在顶端收容孔121内进行后退。
本实施方式中，将相当于齿隙的部分设定为约1mm，将顶端柱塞130的行程设定为约3mm，合计具有约4mm的行程。
如图3所示，第1安全阀单元160具备：安全阀套筒161，可滑动地内插止回阀单元150；安全阀座部162，通过止回阀单元150的滑动来进行开闭；及单元按压弹簧163，向安全阀座部162侧按压止回阀单元150，单元按压弹簧163的一个端部就位于柱塞120的内部。
并且，也可以将支撑固定单元按压弹簧163的弹簧压紧构件设置成可固定于安全阀套筒161。
安全阀套筒161如下，在安全阀座部162的后方具有使在处于规定以上的高压时被释放的油向外周面侧流出的开放部即开放孔165，在与开放孔165相比更靠近压油室101侧的部位，形成有具有节流部167的油回流流路166。
止回阀单元150具有：止回球151；止回阀座部153，通过止回球151的就位来进行开闭；护圈152，用于将止回球151内插于止回阀座部153内；及球压紧弹簧154，向止回阀座部153侧轻轻按压止回球151。
止回阀座部153的外形以圆筒形形成，就位于安全阀单元160的安全阀座部162。
对如上构成的本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置100的动作进行说明。
油从供油孔114供给到压油室101，通过止回阀单元150供给到第2压油室102。
当顶端柱塞130在顶端收容孔121内向突出侧移动时，压油室101内的油从止回阀座部153提起止回球151而流入第2压油室102内。
当顶端柱塞130在顶端收容孔121内被按压时，第2压油室102的压力上升，止回球151被压紧于止回阀座部153，阻止从止回阀单元150流出油，通过该压力以抵抗单元按压弹簧163的按压力而压下止回阀单元150自身的方式进行工作。
当第2压油室102的压力成为第1安全阀单元160的开阀压力以上的高压时，如图3b所示，单元按压弹簧163被压缩而止回阀单元150整体后退，离开第1安全阀单元160的安全阀座部162而第2压油室102的压力被释放。
并且，本实施方式中，如图所示，由于安全阀座部162以凹状形成，止回阀单元150嵌入规定量而处于关闭状态，因此成为到解除止回阀单元150的嵌入为止后退之后第2压油室102的压力被释放的结构，抑制关闭时压力发生泄漏。
由于止回阀单元150离开安全阀座部162而第2压油室102的压力被释放，因此油从第2压油室102通过开放孔165、安全阀套筒161的外周面侧的油回流流路166的节流部167流出，不会流出到外部而是回流到压油室101。
当第2压油室102的压力下降到规定值以下时，止回阀单元150再次被单元按压弹簧163所移动而就位于安全阀座部162，维持保持内部压力的关闭状态。
此时，由于是成为向供油侧即压油室101进行利用第1安全阀单元160的压力释放的结构，因此与向外部释放压力的结构相比，第2压油室102与压油室101的压差变小，提高第1安全阀单元160返回到关闭状态的速度。
另外，即使第1安全阀单元160开阀而压力被释放，也由于流出的油流量被节流部167所限制，因此抑制压力急剧降低以及因发动机油压的进一步上升而压力上升，同时维持规定的衰减力。
并且，当第2压油室102的压力急剧上升到高压时，止回球151与止回阀座部153的接触压力急剧上升。
当从止回球151未与止回阀座部153接触的状态到压力急剧上升到规定以上的高压时，止回球151与止回阀座部153发生冲突。
此时，由于止回阀座部153后退，因此能够缓解止回球151与止回阀座部153的接触压力的急剧上升及因冲突而发生的冲击，能够防止止回球或止回阀座部受损伤而作为止回阀的功能降低。
另外，如图3所示，由于第1安全阀单元160与止回阀单元150呈一体，能够预先作为1个构件而构成，因此能够较大地减少张紧装置主体110、柱塞120等的加工部位及在组装链条张紧装置100时的组装工时。
当对顶端柱塞130施加力的第2螺旋弹簧141被设定成与按压柱塞120的螺旋弹簧140相比产生更大的按压力，且在链条上产生张力时，按压力较弱的螺旋弹簧140被压缩相当于棘轮结构的齿隙的部分，而柱塞120进行后退并进一步的后退被阻止。
由此，通过螺旋弹簧140的按压力只进行因链条的伸长而发生的柱塞120的前进，通过棘轮结构来限制柱塞在后退方向上的移动，运行时，使顶端柱塞130在顶端收容孔121内进行往复运动，只通过第2螺旋弹簧141、第2压油室102的因油压而产生的反作用力及衰减特性来承受较大的张力变动。
由于通过柱塞120的前进来应对链条的伸长，因此第2压油室102的容积及第2螺旋弹簧141的压缩量不受链条伸长的影响，能够始终发挥适当的反作用力、衰减特性。
实施例2
如图4所示，本发明的第2实施方式所涉及的链条张紧装置100b是在顶端柱塞130b中设置有泄掉第2压油室102b的规定以上的高压的第2安全阀单元170的链条张紧装置。
第2安全阀单元170可以是任意形式的安全阀单元，本实施方式中使用了球式的安全阀单元。
第2安全阀单元170的开阀压力被设定成大于第1安全阀单元160的开阀压力。
其他结构与前述的第1实施方式相同(符号也相同)。
本实施方式中，由于具有第2安全阀单元170，因此当第2压油室102的压力维持第1安全阀单元160的开阀压力以上的高压，且发动机油压进一步上升而上升到第2安全阀单元170的开阀压力以上时，第2安全阀单元170开阀，从设置于顶端柱塞130b的顶端附近的第2压油室102向外部释放油。
当第2压油室102的压力下降到第2安全阀单元170的开阀压力以下时，第2安全阀单元170闭阀，维持保持内部压力的关闭状态。
图5中示出链条的伸长与链条张紧装置的反作用力的关系。
在现有的链条张紧装置中，当链条发生伸长时，柱塞进行前进而压油室容积发生变化，同时施加反作用力的螺旋弹簧发生伸长。
另外，当链条发生伸长时，由于柱塞进行前进而与柱塞收容孔的重叠变少，因此从压油室流出间隙的油量也增加而保持力减少，所以反作用力也变小。
因此，在未发生伸长的状态下，将螺旋弹簧的反作用力设定成大于最佳值的值，设定成在一定程度发生伸长的时刻成为最佳值。
本发明中，由于第2螺旋弹簧141的压缩量不受链条伸长的影响，因此不管链条如何伸长，都能够始终维持最佳值。
图6中示出发动机转速与第2压油室102内的油压、衰减特性的变化的关系。
当发动机转速上升时，由于被供给的油的压力也上升，因此第2压油室102内的油压也上升。
当发动机转速上升到图6的a时，第2压油室102内的油压到达第1安全阀单元160的开阀压力，第1安全阀单元160开阀。
虽然流出的油通过油回流流路166的节流部167回流到供油侧即压油室101，但是由于压油室101侧也承受来自供给侧的油压，因此第2压油室102内的油压不会降低而是得到维持。
另外，由于因节流部167的流路阻力而产生的衰减特性发挥作用，因此衰减特性也只下降到规定值为止。
当发动机转速处于图6的a至b之间时，第1安全阀单元160处于开阀状态(第2实施方式中是第2安全阀单元170处于闭阀状态)，第2压油室102内的油压与衰减力被节流部167保持为大致规定的值。
当发动机转速接近图6的b时，从发动机供给的油压进一步上升，通过节流部167无法得到稳定效果，第2压油室102内的油压上升。
当发动机转速上升到图6的b时，在不存在第2安全阀单元170的第1实施方式中，虽然第2压油室102内的油压继续上升，但是还是维持因节流部167的流路阻力而产生的衰减特性。
在具有第2安全阀单元170的第2实施方式中，第2压油室102内的油压到达第2安全阀单元170的开阀压力，第2安全阀单元170开阀，油压维持规定值。
另外，由于仅由第2安全阀单元170的流路阻力产生衰减特性，因此衰减特性较大地降低。
在完全不存在安全阀时，如图6的小点虚线所示，压油室的油压对应于发动机转速的上升而持续上升，衰减特性以起始时的较高的值趋于一定。
此时，无法得到对应于转速的适当的压力、衰减力。
另外，在仅有第2安全阀单元170时，如图6的大点虚线所示，发动机转速到达图6的b为止，第2压油室的油压对应于发动机转速的上升而持续上升，衰减力以起始时的较高的值趋于一定，当发动机转速上升到图6的b时，压油室内的油压停止上升，衰减特性较大地降低。
在仅有第2安全阀单元170时，虽然能够调整开阀压力并改变相当于图6的b的转速，能够根据转速来设定压油室的油压的上升限度，但是对于广泛的发动机油压无法得到适当的压力、衰减特性。
与此相对，根据本发明的链条张紧装置，通过设定第1安全阀单元160的开阀压力，从而能够调整对应于转速的压油室的油压的变化点，通过对节流部167的设定，能够调整第1安全阀单元160已开阀时的适当的衰减力，因此对于广泛的发动机油压可适当保持压油室的压力，对于转速可得到所希望的反作用力、衰减力。
虽然以上说明的实施方式是本发明所涉及的链条张紧装置的具体例，但是本发明所涉及的链条张紧装置并不局限于此，除此之外可以对各构成构件的形状、位置、尺寸、配置关系等进行各种变形。
另外，本发明的链条张紧装置不局限于适用于通过移动导块对在分别设置于发动机室内的曲轴与凸轮轴的链轮之间进行无接头套挂转动的滚子链等传动链进行滑动导向的链条导件结构，也可以通过柱塞顶端直接对链条进行滑动导向。
而且，不局限于利用链条的传动结构，也可以适用于带、绳索等的类似的传动结构，在各种工业领域均可利用。

Claims (5)

1.一种链条张紧装置，其具备：张紧装置主体，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔；圆筒状柱塞，滑动自如地***于该柱塞收容孔；及加力单元，伸缩自如地收纳于形成在所述柱塞收容孔与柱塞之间的压油室且在突出方向上对柱塞施加力，其特征为，
所述柱塞具有在顶端侧开放的顶端收容孔，
具备：圆筒状顶端柱塞，滑动自如地***于所述顶端收容孔；
顶端加力机构，伸缩自如地收纳于形成在所述顶端收容孔与顶端柱塞之间的第2压油室且在突出方向上对顶端柱塞施加力；
止回阀单元，抑制从所述压油室流入所述第2压油室的油逆流；
及第1安全阀单元，在所述第2压油室处于规定以上的高压时向所述压油室侧释放油。
2.根据权利要求1所述的链条张紧装置，其特征为，
所述顶端加力机构的按压力大于所述加力机构的按压力，
所述柱塞在后退方向上的移动被棘轮结构所限制。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的链条张紧装置，其特征为，
作为所述第1安全阀单元的阀要素而配置有所述止回阀单元，
呈一体地形成有所述第1安全阀单元与所述止回阀单元，
所述第1安全阀单元在所述压油室与所述第2压油室之间被配置成安全阀座部朝向所述第2压油室侧。
4.根据权利要求3所述的链条张紧装置，其特征为，形成在所述第1安全阀单元的外周与所述柱塞的内面之间的油回流流路具有限制油流量的节流部。
5.根据权利要求1至权利要求4中任意1项所述的链条张紧装置，其特征为，
在所述第2压油室内具备在处于规定以上的高压时向外部释放油的第2安全阀单元，
所述第2安全阀单元的开阀压力大于所述第1安全阀单元的开阀压力。
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