CN100491771C - 张紧器 - Google Patents

Abstract

一种张紧器，对制动力及特性影响最大的部分的伴随使用时间经过的磨损、润滑状态的变化所带来的制动力的变化及特性的变化少，显示出在长时间内都稳定的特性。该张紧器具有：壳体；旋转体，可旋转且被限制了轴线方向的移动的状态下收容在该壳体中；推压体，与该旋转体螺合，能够向轴线方向移动，并且相对于上述壳体的旋转被约束，轴线方向的负荷从力传递部件作用于其上；弹簧，收容在上述壳体的内部，并且对上述旋转体施加旋转力；上述旋转体的轴部旋转自如地被支承在上述壳体的支承部上，从而支撑着作用在上述推压体上的上述负荷，上述推压体的旋转被轴承约束；其特征在于，在上述旋转体、旋转体的轴部、壳体的支承部、推压体及轴承的表面中，至少在旋转体的轴部的表面上形成有镍、磷、钨的3元合金的覆膜，或者镍、磷、硼的3元合金的覆膜。

Description

张紧器

技术领域

本发明涉及一种张紧器，其是将预定的张力施加到对发动机凸轮轴进行驱动的链条或正时齿带等力传递部件上，该发动机是被搭载在例如4轮汽车或双轮车等车辆上的。

背景技术

张紧器用来使链条或正时齿带即使在使用中因伸展或磨损而产生松弛的情况下也能保持大致一定的张力。以往的一般的张紧器如图6所示，具有：壳体101；旋转体102，具有阳螺纹部102a；推压体103，具有与该旋转体102的阳螺纹部102a螺合的阴螺纹部103a；弹簧104，对旋转体102向第1旋转方向施力；轴承109，用来约束推压体103的旋转；等等。如果旋转体102在上述弹簧104的作用下向第1方向旋转，则推压体103沿轴线方向移动。旋转体102被收容在壳体101中，旋转体102的端面102b旋转自如地轴支撑在壳体101的支承面101b上。

该张紧器通过上述弹簧104在被向与第1旋转方向相反的方向扭转时蓄积的回弹力，对旋转体102向第1旋转方向施力。在此旋转转矩的作用下，推压体103向从壳体101突出的轴线方向移动，推压体103的前端直接或间接地推压链条或正时齿带等力传递部件。并且，如果链条或正时齿带的张力增大，则反推推压体103的力变大。此时，克服以上述弹簧104的施力、上述阳螺纹部102a及阴螺纹部103a之间的摩擦阻力、和旋转体102的端面102b与壳体101的支承面101b的摩擦阻力为主的转矩的总和，将推压体103向朝着壳体101的内部的轴线方向推回。张紧器能够根据这些转矩等，对链条或正时齿带施加一定的张力。

这种以往的张紧器会因伴随着使用时间经过的磨损、润滑状态的变化，引起张紧器的制动力的较大的变化。所以，在日本实用新型登录第2120655号中提出了：作为解决这种问题的技术，对旋转体2及推压体3的阳螺纹部9及阴螺纹部13进行卡宁吉恩化学镀镍等耐磨性表面处理。

但是，在以往卡宁吉恩化学镀镍的耐磨性表面处理中，在作用在张紧器上的变动负荷较大、振动剧烈的状况下，还存在处理层随着使用时间的经过而磨损、引起制动力变化等耐久性的问题。

本发明是鉴于这种问题而提出的，其目的是提供一种能够防止对制动力及特性影响最大的部分随着使用时间经过的磨损及润滑状态的变化、制动力的变化及特性的变化较少、显示出长时间稳定性能的张紧器。

发明内容

本发明的张紧器，具有：壳体；旋转体，可旋转且在被限制了轴线方向的移动的状态下被收容在该壳体中；推压体，与该旋转体螺合，能够向轴线方向移动，并且相对于上述壳体的旋转被约束，轴线方向的负荷从力传递部件作用于其上；以及弹簧，被收容在上述壳体的内部，并且对上述旋转体施加旋转力；上述旋转体的轴部旋转自如地被支承在上述壳体的支承部上，从而支撑着作用在上述推压体上的上述负荷，上述推压体的旋转被轴承约束；

其特征在于，在上述旋转体、旋转体的轴部、壳体的支承部、推压体及轴承的表面中，至少在旋转体的轴部的表面上形成有在时效温度350℃±50℃被进行热处理的镍、磷、钨的3元合金的覆膜；或者形成有镍、磷、硼的3元合金的覆膜。

用于推进推压体的旋转体是重要的运动要素，旋转体的轴部受壳体的支承部支撑，通过旋转体在壳体的支承部处的旋转，或者反力经由推压体作用在旋转体上，使过大的负荷作用在旋转体的轴部。因此，虽然产生了磨损及摩擦阻力，但本发明由于至少在旋转体的轴部形成有镍、磷、钨的3元合金的覆膜，所以很少发生磨损及摩擦阻力变化，得到稳定的性能。

根据本发明的张紧器，能够长时间保持因随着使用时间经过的磨损或润滑状态的变化而造成的制动力(摩擦力)的变化及特性的变化较少的稳定的性能。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的张紧器的剖视图。

图2是表示张紧器的使用例的发动机的一部分的剖视图。

图3是表示形成3元合金的覆膜的状况的轴部的部分放大剖视图。

图4是表示时效温度和硬度的关系的实验结果的曲线图。

图5是表示经过时间和制动转矩的关系的实验结果的曲线图。

图6是表示张紧器的以往例的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图更详细地说明本发明。

图1是表示本发明的实施方式的张紧器的剖视图，图2是表示张紧器的使用例的发动机的一部分的剖视图。

该张紧器在例如图2所示的汽车用发动机200的动力传递机构201中使用。动力传递机构201将发动机200的旋转运动经由正时齿带或链条等无接头的力传递部件202传递给凸轮轴203，因此，该张紧器安装在发动机200的预定位置上，通过后述的推力将力传递部件202向箭头V所示的方向推压，而使张力保持为一定(固定)。

图1所示的张紧器具有：壳体1，形成有轴向的空洞部1a；旋转体2和推压体3，以螺合状态插入到壳体1的空洞部1a中；扭转弹簧4，对旋转体2施加旋转力；轴承5，安装在壳体1的前端部上，约束推压体3的旋转；伸缩自如的波纹管6，包覆在壳体1和推压体3之间的部分。推压体3的后端部插入在壳体1的内部中，前端部突出到壳体1的外部。在壳体1的基端部的开口上经由密封垫7螺合着密封螺栓8，来保持基端部一侧的气密性。

在旋转体2的前侧部分上形成有阳螺纹部9，在中空的推压体3的内周面上形成有阴螺纹部13，通过该阴螺纹部13和阳螺纹部9相互螺合，将旋转体及推压体2、3可互相相对旋转且可向轴线X方向螺旋前进地安装在一起。

上述安装状态的旋转体2及推压体3被插入到螺旋弹簧4中。该弹簧4在沿着旋转体2、推压体3的轴线X的方向延伸，将弹簧4的一端部4a插入到旋转体2的缝隙12中。该缝隙12沿着旋转体2的轴线X方向。弹簧4的另一个端部4b卡止在壳体1上，或卡止在安装于壳体1上的轴承5上。这样，将弹簧4的两端部4a、4b卡止在旋转体2和壳体1上。在密封螺栓8拆下的状态下从壳体1的外部将旋转用的夹具(例如螺丝刀)的前端插入到上述缝隙12中，使旋转体2绕着轴线X旋转，则通过将弹簧4被扭转，使弹簧4积蓄使旋转体2向相反方向旋转的能量(转矩)。

在壳体1的前端部分上设有轴承5，该轴承5通过例如环弹簧15等固定用部件被固定在壳体1上。在轴承5上形成有非圆形的滑动孔5a，推压体3插通在该滑动孔5a中。推压体3的外周面对应轴承5的滑动孔5a而被形成为非圆形状，通过该推压体3与轴承5的滑动孔5a嵌合，来约束推压体3相对于壳体1的旋转。在推压体3的前端上安装着帽14。该帽14直接或经由中继部件间接地抵接在作为力传递部件202的正时齿带或链条上。

如果使旋转体2向第2方向旋转、扭转上述弹簧4，则弹簧4的弹性势能使旋转体2向第1方向旋转。该旋转经由螺纹部9、13而传递给推压体3，推压体3由于受轴承5的作用而被约束旋转，所以旋转体2的旋转力被转换为推压体3的向轴线X方向的推进力。因此，推压体3向从壳体1突出的方向前进。

另一方面，从正时齿带或链条等的力传递部件202施加的负荷Z输入给推压体3，将推压体3向轴线X方向推压。通过该推压力经由螺纹部9、13传递给旋转体2，旋转体2克服弹簧4的施力而向第2方向旋转。通过该方向的旋转，推压体3被向壳体1内推回。通过这些动作，能够将力传递部件的张力保持为大致一定。

旋转体2形成为，前端部一侧的阳螺纹部9和基端部一侧的轴部10相连接设置，轴部10被支承在壳体1的支承部11内，能够进行旋转支撑。旋转体2的轴部10被形成为比螺纹部9直径较大的大径部，壳体1的支承部11的支承面17与该大径的轴部10的端面16相邻。旋转体2的轴部10的端面16与壳体1的支承部11的支承面17接触，输入给推压体3的上述负荷Z受支承部11的支承面17支撑。

并且，在上述旋转体2的轴部10上形成有镍、磷、钨的3元合金的覆膜。该3元合金的覆膜是通过实施由镍、磷、钨的3元合金构成的镀层而形成的。图3是表示在旋转体2的轴部10上形成了3元合金的覆膜22的状况的放大部分剖视图。该3元合金也可以是和镍、磷、钨以外的元素的3元合金。例如可以举出镍、磷、硼的3元合金。

在这种张紧器中，因伴随使用时间经过的磨损及润滑状态的变化，摩擦转矩会变动，在性能上发生较大的变化。我们认为这与下面的原因有很大的关系。

(1)弹簧4的施力、和上述阳螺纹部9及阴螺纹部13之间的摩擦阻力带来的磨损及摩擦阻力的变化；

(2)在支承旋转体2的轴部10的壳体1的支承部11上，通过旋转体2旋转，或者反力(

り力)经由推压体3作用在旋转体2上，而使过大的负荷作用在轴部10及支承部11上，磨损及摩擦阻力发生变化；

(3)在轴承5和壳体1的抵接部位，弹簧4的旋转力传递给约束推压体3的旋转的轴承5，压接力作用在上述抵接部位上，而发生磨损。

但是，用来推进推压体3的旋转体2的旋转是重要的运动要素，旋转体2的轴部10因为受壳体1的支承部11支撑，所以可知特性变化中上述(2)的原因较大，在该实施方式中，由于在旋转体2的轴部10上形成有镍、磷、钨的3元合金的覆膜，所以磨损较少，摩擦阻力也不变化。由此，摩擦转矩不会发生较大变动，特性不会产生较大的变化，成为在长时间内稳定的特性。这对于镍、磷、硼的3元合金的覆膜也同样。

从这一点出发，优选为不仅在旋转体2的轴部10上、在壳体1的支承部11上也形成3元合金的覆膜，最优选为，在发生上述(1)～(3)的部件上，即壳体1的支承部11、旋转体2、旋转体2的轴部10、推压体3及轴承5等所有的表面上都形成上述3元合金的覆膜。但是，如果考虑到效果和成本等方面，则至少在旋转体2的轴部10上形成3元合金的覆膜就可以。

在本发明中使用镍、磷、钨，或镍、磷、硼的3元合金的覆膜，是基于下面的理由。

(1)是3元合金，没有分散状态带来的不均匀。

(2)可以在稳定的热处理条件下制造，镀层硬度稳定。

(3)由于在较低温下的热处理中稳定，所以氧化及对材料的影响少。

(4)密封性较高，膜厚均匀。

(5)镀层硬度较高、耐磨损性较好，在长时间内润滑状态对制动力(摩擦阻力)的影响少。

图4是表示时效温度和硬度的关系的实验结果的曲线图。根据该图4，在镍、磷、钨的3元合金的情况下，可知在350℃附近硬度稳定，比镍、磷合金硬度高。在镍、磷合金的情况下，在400℃附近硬度稳定。

图5是表示经过时间与制动转矩的关系的实验结果的曲线图。根据该图5可知，实施了镍、磷、钨的覆膜的本发明的实施品与实施了镍、磷合金的覆膜的以往产品相比制动转矩较低，随着时间经过的变化少。

另外，上述实施方式并没有对本发明进行限制，本发明可以在不脱离主旨的范围内做各种变化。

工业实用性

由以上可知，本发明的张紧器用来使链条或正时齿带即使在使用中因伸展或磨损而产生松弛的情况下也能保持大致一定的张力，因此，在例如驱动搭载在4轮汽车或双轮车等车辆上的发动机的凸轮轴的链条或正时齿带等中使用，是具有实用性的。

Claims (1)

1、一种张紧器，具有：壳体；旋转体，可旋转且在被限制了轴线方向的移动的状态下被收容在该壳体中；推压体，与该旋转体螺合，能够向轴线方向移动，并且相对于上述壳体的旋转被约束，轴线方向的负荷从力传递部件作用于其上；以及弹簧，被收容在上述壳体的内部，并且对上述旋转体施加旋转力；上述旋转体的轴部旋转自如地被支承在上述壳体的支承部上，从而支撑着作用在上述推压体上的上述负荷，上述推压体的旋转被轴承约束；其特征在于，

在上述旋转体、旋转体的轴部、壳体的支承部、推压体及轴承的表面中，至少在旋转体的轴部的表面上形成有在时效温度350℃±50℃被进行热处理的镍、磷、钨的3元合金的覆膜；或者形成有镍、磷、硼的3元合金的覆膜。

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