CN1578887A - 链条张紧器 - Google Patents

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Abstract

一种链条张紧器。其在由壳体(1)形成的油缸室(2)内装入柱塞(4)和把该柱塞(4)向外侧按压的弹簧(6)。在壳体(1)上设置与在柱塞(4)背部形成的压力室(7)连通的供油通路(8)。把壳体(1)的外径制成在整个轴向全长上大致相同，通过冲压成型能大量生产，以谋求降低链条张紧器的成本。

Description

链条张紧器
技术领域
本发明涉及链条传动装置中，特别是凸轮轴驱动用链条传动装置中把链条的张力保持恒定的链条张紧器。
背景技术
作为凸轮轴驱动用链条传动装置中把链条的张力保持恒定的链条张紧器，现在公开的是，在由壳体形成的油缸室内装入柱塞和把该柱塞向外按压的弹簧，在所述壳体上设置供油通路，其与在柱塞背部形成的压力室连通，通过从该供油通路向压力室内供给的工作油缓冲给予柱塞的按压力。
由上述结构构成的链条张紧器有外装型和内装型(参照美国专利第5658212号说明书和日本专利第3243226号)。
如图13所示，外装型的链条张紧器把所述链条张紧器的壳体71***到设置在发动机罩60上的安装孔61内，通过用螺钉75拧紧设置在该壳体71后端部的凸缘72而固定在发动机罩60上。
而如图14所示，内装型的链条张紧器在壳体73的外周形成有多个安装片74，通过用螺钉75拧紧各安装片74而固定在发动机座66上。
外装型和内装型的链条张紧器都是通过柱塞76按压以轴63为中心能摇动的链条导向器64来张紧凸轮轴驱动用链条65的。
发明内容
但外装型和内装型的链条张紧器都是通过拧紧螺钉75而固定在发动机罩60或发动机座66上的结构，所以必须在壳体71、73上设置凸缘72和安装片74。因此使壳体71、73外周的形状变得复杂，使该壳体71、73大量生产时的制造方法不能采用冲压成型的方法。因此被限定在模铸方法和铸造方法上，有制造成本高的问题。
本发明的课题在于谋求降低链条张紧器的成本。
为了解决所述课题，本发明的链条张紧器在由壳体形成的油缸室内装入能滑动的柱塞和把该柱塞向外侧按压的弹簧，在所述壳体上设置供油通路，其与在所述柱塞背部形成的压力室连通，通过从该供油通路向压力室内供给的工作油缓冲给予柱塞的按压力。该链条张紧器采用把所述壳体制成其外径在整个轴向全长上是大致相同径的圆筒状冲压成型品的结构。
如上所述，通过把壳体的外径制成在整个轴向全长上大致相同，就能把该壳体用冲压成型进行大量生产，能谋求降低链条张紧器的成本。
在壳体的冲压成型时是冲裁金属板而形成坯料，再把该坯料进行深冲。坯料的板厚若不到1.7mm，则壳体的强度弱，若超过2.5mm，则深冲困难，使深冲的次数变多而制造成本变高。因此坯料的板厚最好是1.7～2.5mm左右。
在此，冲压成型的壳体的油缸室的内径面粗糙度Ra若超过3.2μm，则由与柱塞的接触而容易磨损，所以所述内径面粗糙度Ra最好在3.2μm以下。
本发明的链条张紧器在所述供油通路的油出口侧设置有单向阀，其具有阀座和设置为与该阀座能自由接触离开并在接触状态关闭供油通路的止回球，这样当对柱塞给予按压力时则单向阀关闭供油通路，防止压力室内的工作油向供油通路一侧流动，通过压力室内的工作油缓冲所述按压力，所以能得到缓冲效果优良的链条张紧器。
在此，通过把所述阀座与壳体形成一体就可以不需要阀座部件，进一步降低带单向阀的链条张紧器的制造成本，并且能谋求链条张紧器的紧凑化。
本发明的链条张紧器通过把壳体***安装对象上形成的安装孔内而成为安装状态。这时，在设置在链条张紧器壳体上的供油通路由轴向贯通油缸室封闭端壁的通孔构成时，在安装孔的封闭端设置与该供油通路连通的油通路。这时通过由油缸室封闭端壁的外面与内面的面积差供给由油通路的工作油压力使壳体向从安装孔脱开的方向移动，相反地，柱塞按压向油缸室的底面。在此，所述壳体的移动量，即柱塞的按压量大时则壳体从安装孔脱落。
为了把这种问题的发生防患于未然，而在所述壳体与柱塞相互间设置了后退移动限制机构，其用于防止柱塞向油缸室的底面后退移动规定量以上的量，这样能防止柱塞按压规定量以上的量。
作为柱塞的后退移动防止机构，可以采用下面的结构，即在油缸室的开口部内周形成卡子收放槽，在该卡子收放槽内收放设置在保护卡子上并能径向弹性变形的环部，在所述柱塞的外周沿轴向间隔设置多个用所述环部夹住的圆周槽，各圆周槽的内周设有：锥面，其在柱塞前进时使所述环部扩径；配合面，其在柱塞后退时与所述环部配合而阻止柱塞的后退移动。
作为柱塞的后退移动限制机构，可以采用下面的结构，即在油缸室的开口部内周设置阴螺纹，在柱塞的外周形成与所述阴螺纹的螺纹配合的阳螺纹，把所述阴螺纹和阳螺纹的螺纹牙型制成锯齿状，其承受给予柱塞的轴向按压力的压力侧牙侧面的牙侧面角大于间隙侧牙侧面的牙侧面角，对该锯齿状螺纹牙型设置有通过弹簧的弹力使柱塞向外侧移动的导程角，通过所述阴螺纹和阳螺纹的间隙侧牙侧面的配合来防止柱塞的后退移动。
在设置了所述后退移动限制机构的链条张紧器中，由该后退移动限制机构限制的柱塞的后退量要小于安装孔的深度，这样就能防止链条张紧器从安装孔中被脱开。
通过阴螺纹和阳螺纹的螺纹配合来限制柱塞后退移动的链条张紧器中，柱塞在一边旋转一边轴向移动时，若壳体与柱塞一起旋转的话则不能发挥链条张紧器的功能。为了防止这种问题的发生，可以在壳体与安装孔的相互间设置防止壳体转动的止转机构。
在设置了后退移动限制机构的链条张紧器中，壳体移动时由与安装孔内周的接触壳体有可能被磨损。而且壳体的油缸室内径面也有可能由柱塞的滑动而被磨损。为了抑制该磨损最好对壳体的外周面和油缸室的内径面实施硬化处理，使其硬度为Hv400～700左右。
作为硬化处理可以采用软氮化处理和浸碳氮化处理或电镀处理。
附图说明
图1(I)是表示本发明链条张紧器第一实施例的纵剖主视图，图1(II)是图1(I)是右侧视图；
图2(I)是把图1(I)后退移动限制机构的一部分进行放大表示的剖面图，图2(II)是表示柱塞的后退移动被限制状态的剖面图；
图3是表示图1所示链条张紧器安装一例的纵剖主视图；
图4是表示本发明链条张紧器第二实施例的纵剖主视图；
图5是表示本发明链条张紧器第二实施例的纵剖主视图；
图6是把图5所示链条张紧器的阴螺纹与阳螺纹的螺纹配合部进行放大表示的剖面图；
图7是表示图5所示链条张紧器安装例的纵剖主视图；
图8是表示本发明链条张紧器另一安装例的剖面图；
图9是表示本发明链条张紧器第四实施例的纵剖主视图；
图10是表示本发明链条张紧器另一安装例的纵剖主视图；
图11是表示本发明链条张紧器又一安装例的剖面图；
图12是图11的纵剖主视图；
图13是表示现有链条张紧器安装例的局部主视图；
图14是表示现有链条张紧器其他安装例的局部主视图。
具体实施方式
下面根据图1到图12说明本发明的实施例。图1表示了本发明链条张紧器A的第一实施例。如图所示，壳体1内形成具有封闭端的油缸室2，外周是圆筒面3，其外径在整个轴向上相同。该壳体1通过冲压成型而形成。
在壳体1的冲压成型时，是通过冲裁金属板而形成坯料，再把该坯料进行深冲。坯料的板厚最好是1.7～2.5mm左右，若不到1.7mm时，则得不到强度强的壳体1，若超过2.5mm时，则使深冲的次数变多而制造成本变高。冲压成型后的壳体1对油缸室2的内径面进行磨削加工，把内径面精加工成粗糙度Ra在3.2μm以下。
柱塞4安装在油缸室2内。柱塞4在后端部设有开口的弹簧收放孔5，在该弹簧收放孔5的封闭端与油缸室2的底面间安装的弹簧6把柱塞4向外侧按压。
油缸室2的封闭端壁上形成有供油通路8，其与在所述柱塞4的背部形成的压力室7连通，在该供油通路8的油出口侧设有单向阀9，其用于防止压力室7内的工作油向供油通路8侧逆流。
单向阀9包括：安装在油缸室2封闭端壁上的阀座部件9a、对在该阀座部件9a上形成的阀孔9b的阀座9c能自由接触离开并在接触时关闭阀孔9b的止回球9d、限制该止回球9d开闭量的***9e。
在壳体1与柱塞4的相互间设置有后退移动限制机构10，其用于防止柱塞4向油缸室2的底面进行规定量以上的后退移动。
如图2(I)、图2(II)所示，后退量限制机构10在油缸室2的开口部内周形成卡子收放槽11，在该卡子收放槽11内收放设置在保护卡子12上并能径向弹性变形的环部12a，在柱塞4的外周部沿轴向等间隔设置用所述环部12a夹住的多个圆周槽13，，各圆周槽13的内周设有：锥面13a，其朝向柱塞4的前端是小径；配合面13b，其位于该锥面13a的小径端部。
由上述结构构成的后退移动限制机构10中，通过锥面13a使保护卡子12的环部12a扩径的作用而容许柱塞4前进移动，如图2(II)所示，通过配合面13b配合与卡子收放槽11的后壁面11a触接而停止的保护卡子12的环部12a，限制柱塞4的后退移动。
在第一实施例所示的链条张紧器中，表示出作为保护卡子12在环部12a上设有一对捏手12b(参照图1(II))，通过把该一对捏手12b相互向内按压能使环部12a扩径的保护卡子，但也可以采用如图4第二实施例所示的链条张紧器A没有捏手12b的能径向弹性变形的保护卡子12。
图3表示把由上述结构构成的链条张紧器A安装在了张紧器安装对象B上的状态。作为张紧器安装对象B，在此表示了图13所示的发动机罩。安装链条张紧器A时，在张紧器安装对象B上形成具有封闭端的安装孔20，把链条张紧器A的壳体1安装在该安装孔20内，在所述张紧器安装对象B上形成有与链条张紧器A的供油通路8连通的油通路21。
现在从油通路21把工作油向供油通路8供给，由弹簧6的弹力被向外按压的柱塞4按压图13所示的链条导向器64，而调整链条65的张力。在此状态，由曲轴旋转一周的角速度变化和凸轮轴的扭矩变动而链条65产生振动，当该链条65出现松弛时则通过弹簧6的弹力使柱塞4向外移动，把链条65的松弛吸收。
这时锥面13a使保护卡子12的环部12a扩径，容许柱塞4前进移动(参照图2)。
而当链条65张紧时，通过链条导向器64给予柱塞4按压力，该按压力通过压力室7内的工作油被缓冲。所述按压力比弹簧6的弹力大时，则如图2(II)所示，通过配合面13b配合与在卡子收放槽11的后壁面11a触接而停止的保护卡子12的环部12a，限制柱塞4的后退移动。
图1所示的链条张紧器A，由于把其壳体1的外径制成在整个轴向全长相同，所以能把该壳体1通过冲压成型来进行大量生产。因此壳体1的制造成本便宜，能谋求降低链条张紧器A的成本。
链条张紧器A能把壳体1的后端部***在张紧器安装对象B上形成的安装孔20内来进行安装，所以与通过螺钉紧固来固定壳体的现有的链条张紧器相比，链条张紧器A的安装容易，而且由于在安装链条张紧器A不需要确保大的空间，所以能提高设计的自由度。
在图3所示的链条张紧器A的安装中，壳体1的油缸室2的封闭端壁由于存在外面a与内面b相互间的面积差，所以有可能通过油通路21供给的工作油的压力，壳体1被向外推出，相反地柱塞被向壳体1内推入。
这时，如图2(II)所示，柱塞4后退到保护卡子12的环部12a与卡子收放槽11的后壁面11a接触的位置，当所述环部12a接触到后壁面11a时则停止。因此柱塞4不会被超过需要地推入。
图4表示本发明链条张紧器A的第二实施例。该实施例所示的链条张紧器A在壳体1的冲压成型时把构成防止工作油逆流用的单向阀9的阀座9c一体形成在壳体1上的这点上与第一实施例所示的链条张紧器A不同。
因此，对与第一实施例所示的链条张紧器A相同的部件给予相同的符号而省略其说明。
如上所述，通过把阀座9c一体形成在壳体1上能省略图1所示的阀座部件9a，所以能把具有单向阀9的链条张紧器A的制造成本进一步降低。
在此，为了防止由与单向阀9的止回球9d的接触而阀座9c产生磨损，也可以对包括阀座9c的壳体1的内周面实施硬化处理。
图5和图6表示了本发明链条张紧器A的第三实施例。该实施例表示的链条张紧器A与图1中先前叙述的第一实施例的链条张紧器A在限制柱塞4后退移动的后退移动限制机构10的结构上不同。
因此对与第一实施例相同的部件给予相同的符号而省略其说明。
在图5和图6表示的后退移动限制机构10中，在油缸室2的开口部内周设置阴螺纹31，在柱塞4的外周形成与所述阴螺纹31的螺纹配合的阳螺纹32，把该阴螺纹31和阳螺纹32的螺纹牙型制成锯齿状，其承受给予柱塞4的轴向按压力的压力侧牙侧面33的牙侧面角大于间隙侧牙侧面34的牙侧面角，在该锯齿状螺纹牙型的螺纹配合部间设有螺纹间隙35。而且对锯齿状螺纹牙型设有通过弹簧6的弹力使柱塞4一边旋转一边在轴向上移动的导程角。
形成阴螺纹31时，在此是把内周具有阴螺纹31的螺母部件36与在形成于油缸室2开口部内周的嵌合凹部37嵌合并通过把壳体1的开口端部向内侧敛口来固定螺母部件36，但也可以在油缸室2的开口端部直接形成阴螺纹31。
在由上述结构构成的后退量限制机构10中，容许柱塞4在由阴螺纹31与阳螺纹32间形成的螺纹间隙35的间隙量δ内后退移动，通过阴螺纹31和阳螺纹32的压力侧牙侧面33的嵌合来限制柱塞4的后退移动，柱塞4不能被推入得超过该量。
在图5所示的链条张紧器中，表示了具有阀座部件9a的单向阀9，但也可以与图4所示的链条张紧器同样，在壳体1冲压成型时把阀座9c同时成型。
图7表示了把图5所示的链条张紧器A安装在张紧器安装对象B上的状态。在此，张紧器安装对象B与图3所示的张紧器安装对象B同样地具有安装孔20和油通路21，把链条张紧器A的壳体1***到所述安装孔20内。
在此，在图5所示的链条张紧器A，柱塞4通过弹簧6的弹力一边旋转一边在轴向(向外侧)上移动来吸收链条松弛的结构，所以壳体1旋转时，就不能使柱塞4在轴向上移动。
因此，在图7表示的安装例中，在壳体1与安装孔20的之间设置了止转机构40。止转机构40在壳体1的后端面外周部上突出设置了止转销41，把该止转销41***到在安装孔20的封闭端上形成的销孔42内来防止壳体1转动。
如上所述，当设置了防止壳体1转动用的止转机构40，则在柱塞4一边旋转一边轴向移动时就能防止壳体1与柱塞4一起旋转，能可靠发挥链条张紧器A的功能。而且通过防止壳体1的转动能抑制在壳体1与安装孔20的接触面上的磨损。
如图3和图7所示，在把壳体1***安装孔20内的链条张紧器A的安装中，有可能通过油通路21供给的工作油的压力而使链条张紧器A从安装孔20向脱开的方向移动，在这种移动时，壳体1的外周相对安装孔20内周的接触而容易磨损。而且油缸室2的内径面也由柱塞4的滑动而容易磨损。
因此，在第一实施例到第三实施例所示的链条张紧器中，对壳体1的外周和油缸室2的内径面实施硬化处理，把其硬度提高到Hv400～700左右。作为硬化处理可以采用软氮化处理、浸碳氮化处理等淬火处理和电镀处理。通过实施这种硬化处理提高壳体1外周面的硬度，可以得到耐久性优良的壳体1。
图8表示了第一实施例到第三实施例的链条张紧器A的另一安装例。在该例，在由发动机罩构成的张紧器安装对象B上形成具有封闭端的安装孔20，把链条张紧器A***该安装孔20内，在该链条张紧器A的壳体1与安装孔20的之间设有防脱落机构50。
防脱落机构50跨越壳体1外周上形成的配合槽51和安装孔20内周上设置的配合槽52来安装弹簧挡圈53。
如上所述，通过由防脱落机构50来防止壳体1脱落，能谋求链条张紧器A安装的稳定化，由于能省略对壳体1的硬化处理，所以与实施硬化处理的链条张紧器A相比能实现降低成本。
图9表示了本发明链条张紧器的第四实施例。该实施例所示的链条张紧器A中，壳体1的后端部外径尺寸比前端部外径尺寸稍微大些，在其后端部的外周上设置环状槽45和密封槽46，在所述环状槽45的底面上形成与压力室7连通的供油通路8，在所述密封槽46内安装O型环47，在这些方面与图1所示的第一实施例的链条张紧器不同。因此，对与第一实施例所示的链条张紧器相同的部件给予相同的符号而省略其说明。
把由上述结构构成的链条张紧器A安装到例如由发动机罩构成的张紧器安装对象B上时，在该张紧器安装对象B上形成由通孔构成的安装孔20，把链条张紧器A***到该安装孔20内，使O型环47紧密贴在安装孔20的内周面上，并且通过安装在安装孔20内周上的弹簧挡圈23来限制链条张紧器A的***量，在所述张紧器安装对象B上形成与环状槽45连通的油通路21。
如图9所示，在壳体1后端部外周上形成的环状槽45的底面上开口设供油通路8，并从在张紧器安装对象B上形成的油通路21向供油通路8供给工作油，这样能防止由工作油的压力而使壳体1从安装孔20向脱开的方向移动，能谋求壳体1的安装稳定化。
而且壳体1的外径在整个轴向全长上大致相同，所以能通过冲压成型来形成壳体1。
把作为通孔的安装孔20的内径尺寸制成比链条张紧器的最大径大，从张紧器安装对象B的外部(例如发动机罩的外部)就能把链条张紧器***，这样就能容易进行安装。
把图10、图14所示的链条导向器64作为张紧器安装对象B，表示了把链条张紧器安装在该张紧器安装对象B上的例子。
即在张紧器安装对象B上设置安装孔24和贮油室25和把该贮油室25与安装孔24连通的油通路26，把链条张紧器A的壳体1***所述安装孔24内，使该链条张紧器A的柱塞4前端与设置在图示省略了的发动机罩上的触接部60a触接，通过弹簧6的弹力把链条导向器64向链条张紧的方向按压。
图11和图12表示了安装有链条张紧器A的张紧器安装对象B的另一例。该例中把安装在发动机体C上的托架B作为张紧器安装对象，在该托架B上形成安装孔27，把链条张紧器A***该安装孔27内，安装弹簧挡圈56，以跨越该链条张紧器A的壳体1外周上形成的配合槽54和安装孔27内周上设置的配合槽55，而防止壳体1的脱落。57表示连通在发动机体C上形成的油通路21与壳体1的供油通路21的通路。
如图11和图12所示，通过把安装在发动机体C上的托架B作为张紧器安装对象，使即使安装链条张紧器A的发动机的种类不同时，链条张紧器A也不需要变更壳体1的尺寸和形状等，能以同一尺寸、同一形状进行制作，能抑制链条张紧器的成本。
托架B需要根据发动机的种类而变更尺寸，但其形状简单，精度上也没有要求，所以能通过压铸等的铸造成型便宜地进行制造。
后退移动限制机构并不限定于实施例，也可以是棘轮式等其他方式。
综上所述，本发明通过把内装柱塞和弹簧的壳体外径制成在整个轴向全长上大致相同，能通过冲压成型大量生产壳体，能谋求降低链条张紧器的成本。

Claims (8)

1、一种链条张紧器，其在由壳体形成的油缸室内装入能滑动的柱塞和把该柱塞向外侧按压的弹簧，在所述壳体上设置供油通路，其与在所述壳体背部形成的压力室连通，通过从该供油通路向压力室内供给的工作油缓冲给予柱塞的按压力，其特征在于，把所述壳体制成其外径在整个轴向全长上是大致相同的圆筒状冲压成型品。
2、如权利要求1所述的链条张紧器，其特征在于，在所述供油通路的油出口侧设置有单向阀，其具有阀座和设置为对该阀座能自由接触离开并在接触状态时关闭供油通路的止回球。
3、如权利要求2所述的链条张紧器，其特征在于，把所述阀座与壳体形成一体。
4、如权利要求2或3所述的链条张紧器，其特征在于，把所述阀座冲压成型。
5、如权利要求1到4任一项所述的链条张紧器，其特征在于，在所述壳体与柱塞的之间设置了后退移动限制机构，其用于防止柱塞向油缸室的底面后退移动规定量以上的量。
6、如权利要求5所述的链条张紧器，其特征在于，所述后退移动防止机构在油缸室的开口部内周形成卡子收放槽，在该卡子收放槽内安装能径向弹性变形的保护卡子，在所述柱塞的外周沿轴向间隔设置多个用所述环部夹住的圆周槽，各圆周槽的内周设有：锥面，其在柱塞前进时使所述环部扩径；配合面，其在柱塞后退时与所述环部配合而阻止柱塞的后退移动。
7、如权利要求5所述的链条张紧器，其特征在于，所述后退移动限制机构包括：在所述油缸室的开口部内周设置的阴螺纹和在所述柱塞的外周设置并与所述阴螺纹的螺纹配合的阳螺纹，其结构是：把所述阴螺纹和阳螺纹的螺纹牙型制成锯齿状，其承受对给予柱塞的轴向按压力的压力侧牙侧面的牙侧面角大于间隙侧牙侧面的牙侧面角，对该锯齿状螺纹牙型设置有通过弹簧的弹力使柱塞向外侧移动的导程角。
8、如权利要求1到7任一项所述的链条张紧器，其特征在于，对所述壳体的外周面实施硬化处理。
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