CN101529123B - 供油式自动张紧器 - Google Patents

Abstract

本发明在于提供一种能够切实防止空气混入压力室内的作动油中的供油式自动张紧器。装有可在形成于壳体(11)的汽缸室(13)内滑动的推杆(14)、以及赋予该推杆(14)向外方向突出特性的复位弹簧(15)，在壳体(11)上设有供油通路(17)，该供油通路(17)与形成于推杆(14)的背部的压力室(16)连通，在该供油通路(17)的作动油出口部设置有单向阀(18)。在汽缸室(13)的开口端部形成有大径孔部(19)，在可在该大径孔部(19)内移动的制动用挡圈(20)的内周设置有多个卡合片(20a)，该多个卡合片朝向推杆(14)的突出方向倾斜，且利用前端内径缘与推杆的外周面的卡合来抑制推杆的后退动作，在发动机停止时，链条对推杆(14)施加推入力时，制动用挡圈(20)因与大径孔部(19)的封闭端面的抵接而保持为停止状态，且通过形成于该制动用挡圈(20)的内轴的卡合片(20a)的前端内周缘与推杆(14)的外周面的卡合来阻止推杆(14)的后退动作并将链条保持为规定的张力状态，当发动机再次起动时，能够防止推杆(14)大幅度向外方向移动。

Description

供油式自动张紧器

技术领域

本发明涉及恒定保持凸轮轴驱动用同步带或定时链的张力的供油式自动张紧器。

背景技术

通常，在利用同步带或定时链(以下简称作链条)将发动机的旋转传递到凸轮轴的链条传动装置中，对上述链条的松弛侧链条赋予自动张紧器的调整力，来使链条的张力保持为恒定。

作为这种自动张紧器，已知有如下一种自动张紧器，其装配有：可在外壳中形成的汽缸室内滑动的链条推压用推杆、以及使该推杆向外方向突出的复位弹簧，在壳体上设有与形成于推杆的背部的压力室连通的供油通路，在该供油通路的作动油出口部设有单向阀，通过从上述供油通路供给到压力室内的作动油来缓冲链条作用于推杆的推入力，且利用因复位弹簧的推压而向外方向移动的推杆来吸收链条的松弛。

然而，在上述供油式自动张紧器中，当发动机停止时，如果因凸轮停止位置的关系使松弛侧链条保持为张紧状态，则来自该松弛侧链条的推压力会推压推杆，而将推杆保持在行程末端的位置。

这时，若发动机再次起动，则链条的松弛侧链条会大大松弛，因此，推杆会因复位弹簧的推压而急速向外方向移动来吸收链条的松弛。这时，由于推杆向外方向的行程量较大，因此，压力室的容积变大，压力急剧降低，而压力急剧降低会使作动油中溶解的空气析出，或将外部的空气吸入压力室内，从而会降低油压调节功能。

为了解决该问题，如专利文献1到3所述那样，有效的做法是设置阻止推杆的后退动作的机构。这里，在专利文献1所记载的供油式自动张紧器中，通过使形成于推杆的外周的齿条齿与设置于壳体的可摆动的棘轮卡合来防止推杆的后退动作。

在专利文献2记载的供油式自动张紧器中，在推杆上形成有在其后端面开口螺纹孔，该螺纹孔与形成于螺杆的外周的外螺纹螺旋卡合，且将该外螺纹和形成于螺纹孔的内周的内螺纹的螺纹牙形成为锯齿状，通过在该锯齿状螺纹牙的压力侧齿根的接触面上作用的摩擦力来防止推杆的后退动作。

此外，在专利文献3记载的供油式自动张紧器中，在形成于壳体的汽缸室的开口端部的内周设置导槽，在该导槽内装有定位环(registerring)，在推杆的外周上形成有可被定位环紧固的多个圆周槽，在各圆周槽的内周设置锥面，在该锥面的小径端设置卡合面，通过定位环对上述卡合面的卡合来防止推杆的后退动作。

专利文献1：日本专利实用新型注册第251627号公报

专利文献2：日本专利第3748656号公报

专利文献3：日本专利第3670911号公报

然而，在专利文献1中记载的供油式自动张紧器中，在推杆因链条的过度振动而过于向外侧突出的情况下，在发动机复原到低速时，无法吸收推杆的回收，而引起链条张力过大并造成断裂，或者，造成棘轮的破损。另外，需要在推杆的外周面上加工齿条齿，使加工成本变高。

另外，在专利文献2记载的供油式自动张紧器中，若链条张力过大，则由于对推杆施加有动负荷，会在压力侧齿根的接触面上产生滑动，而使推杆后退移动，从而能够防止链条的张力过大，但锯齿状螺纹的加工会花费很多时间，与专利文献1中记载的自动张紧器一样，会带来加工成本高的问题。

此外，在专利文献3中记载的供油式自动张紧器中，与专利文献1中记载的自动张紧器一样，因无法使推杆后退，而担心造成链条张力过大，并且，在推杆的外周形成圆周槽也会耗费工时，从而造成加工成本增加的缺陷。

发明内容

本发明的课题在于提供一种能够切实防止空气混入压力室内的作动油中的低成本供油式自动张紧器。

为了解决上述课题，在本发明中，采用了如下构成的供油式自动张紧器，其装有：可在形成于壳体的汽缸室内滑动的链条推压用推杆、以及赋予该推杆向外方向突出特性的复位弹簧，在壳体上设有供油通路，该供油通路与形成于上述推杆的背部的压力室连通，在该供油通路的作动油出口部设置有单向阀，该供油式自动张紧器的特征在于，在上述汽缸室的开口端部形成有大径孔部，在可在该大径孔部内移动的制动用挡圈的内周设置有多个卡合片，该多个卡合片朝向推杆的突出方向倾斜，且利用前端内径缘与推杆的外周面的卡合来抑制推杆的后退动作，在上述大径孔部的开口端部，设置有防止挡圈脱落用的挡块，该挡块与该大径孔部的封闭端限制制动用挡圈在轴向的移动量。

在具有上述构成的供油式自动张紧器中，当发动机停止时，因凸轮的停止位置的关系会使链条张紧，该链条会对推杆施加推入力，从而制动用挡圈与推杆一起被推入并与大径孔部的封闭端抵接，制动用挡圈通过该抵接被保持在停止状态，并且，制动用挡圈的卡合片的前端内径缘与推杆的外周面卡合，推杆就被保持在停止状态。

因此，虽然链条的松弛侧链条的张力会多少有些降低，但仍保持在张紧状态。因此，即便发动机再次起动，松弛侧链条也不会出现较大松弛，且推杆向外方向的移动量也较小，因此压力室的压力降低较小，不会出现作动油中的溶解空气析出或外气被吸入压力室内的情况，从而不会出现空气混入压力室内的作动油中的情况。

这里，挡块可以是由安装于大径孔部的内周的挡圈构成的构件，或者是由在外周具有嵌合于壳体的端部外周的圆筒部的防脱圈构成的构件。

在本发明涉及的供油式自动张紧器中，在需要对发动机中各构成进行维护而将链条或供油式自动张紧器取下时，推杆因复位弹簧的按压而向外方向滑动，因此有可能从壳体中脱落，一旦脱落就有可能导致内部的部件弹出丢失。

于是，将在径向可弹性变形的限位环以扩径状态装入上述大径孔部的封闭端与上述制动用挡圈间，且使限位环与推杆的圆筒形外径面弹性接触，该限位环利用与上述卡合片的抵接可避免从大径孔部脱落，在上述推杆的后端部外周上形成有环形防脱槽，该环形防脱槽容许限位环缩径，这样一来，当推杆因复位弹簧的推压而向外方向滑动，直到推杆移动到防脱槽与限位环相向的位置时，限位环缩径并与防脱槽嵌合，该防脱槽的移动方向的后侧面与限位环抵接，利用该抵接能够防止推杆从壳体脱落。

如上所述，在本发明中，在发动机停止时，如果松弛侧链条的张力增大，则制动用挡圈会因与大径孔部的封闭端的抵接而保持在停止状态，且推杆也因形成于该制动用挡圈的卡合片的前端内径缘与推杆外周面的卡合而保持在停止状态，因此，推杆不会被过度推入，从而能够将链条保持为规定的张力状态。

因此，即便发动机再次起动，松弛侧链条也不会出现较大的松弛，且推杆向外方向的移动量也较小，因此压力室的压力降低也很小，能够切实防止空气混入压力室内的作动油中。

另外，本发明能够提供如下的供油式自动张紧器，其是将具有卡合片的制动用挡圈装入大孔径部的简单的结构，且不需要在推杆的外周面实施任何加工，因此成本较低。

附图说明

图1是表示本发明涉及的供油式自动张紧器的实施方式的纵向剖视图。

图2是放大表示制动用挡圈的装配部的剖视图。

图3中，(I)是放大表示图2的制动用挡圈的装配部的剖视图，(II)是表示推入推杆时的状态的剖视图，(III)是表示推杆前进时的状态的剖视图。

图4是图1的右侧视图。

图5是表示推杆基于发动机的条件而在轴向位移的方向的图。

图6是表示发动机运转中的推杆的位移的图。

图7是表示发动机摆动(sweep)时作用于供油式自动张紧器的力的最大最小值的图。

图8是表示发动机摆动时推杆的轴向位移的图。

图9是表示本发明涉及的供油式自动张紧器的其他实施方式的剖视图。

图10是表示本发明涉及的供油式自动张紧器的其他的实施方式的剖视图。

图11是表示推杆的防脱状态的剖视图。

图12是表示本发明涉及的供油式自动张紧器的其他实施方式的剖视图。

符号说明如下：

11...壳体；13...汽缸室；14...推杆；15...复位弹簧；16...压力室；17...供油通路；18...单向阀；19...大径孔部；20...制动用挡圈；20a...卡合片；21...挡圈(挡块)；22...防脱圈(挡块)；22a...圆筒部；23...限位环；25...防脱槽。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示凸轮轴驱动用链条的张力调整装置。如图所示，在安装于曲轴1的端部的链轮2与安装于凸轮轴3的端部的链轮4之间架设有链条5，在该链条5的松弛侧设置有链条引导件6。

链条引导件6以设置于其下端部的轴7为中心可进行摆动。该链条引导件6受到供油式自动张紧器10的调整力而被推压到链条5上。

如图2所示，供油式自动张紧器10具有壳体11。如图1所示，壳体11在外周具有安装片12，可通过螺栓将该安装片12固定在发动机机体上。另外，在壳体11上形成有在壳体的端面开口的汽缸室13，在该汽缸室13内装配有可滑动的推杆14、以及向外侧推压该推杆14的复原弹簧15。

在壳体11上形成有供油通路17，该供油通路17与形成于推杆14的背部的压力室16连通，在该供油通路17的作动油出口部装配有单向阀18。当压力室16内的压力比向供油通路17供给的作动油的供给压力高时，该单向阀18会关闭供油通路17。

如图2及图3所示，在汽缸室13的开口端部形成有大径孔部19，在该大径孔部19内装入有制动用挡圈20。另外，在大径孔部19的开口端部安装有作为挡圈防脱用的挡块的挡圈21，在该挡圈21与大径孔部19的封闭端面间形成的轴向间隙δ的范围内，制动用挡圈20自如移动。

制动用挡圈20在内周具有朝向推杆14的突出方向倾斜的多个卡合片20a，各卡合片20a的前端部与推杆14的外周面弹性接触，当上述推杆14受到推入方向的负荷时，各卡合片20a的前端内径缘与推杆14的外周面卡合，从而抑制了推杆14的后退动作。

实施方式所示的供油式自动张紧器由上述构造构成，在图1所示的链条5的张力调整状态中，链条5的张力随着负荷的变动或曲轴的角速度的变化而变化，当该链条5的松弛侧链条5a出现松弛时，通过复位弹簧15的推压使推杆14向外侧移动，从而来吸收链条5的松弛。

另一方面，当松弛侧链条5a的张力变大，则该松弛侧链条5a会施加给推杆14推入力，而压力室16内的作动油对该推入力进行缓冲。

在上述推入力比复位弹簧15的弹力大时，压力室16的作动油就会从汽缸室13和推杆14的滑动面间形成的微小泄露间隙泄露到外部，且推杆14缓慢后退直到上述推入力与复位弹簧15的弹力平衡为止，从而使链条5的张力保持为恒定。

在进行上述那样的链条5的张力调整时，制动用挡圈20与推杆14一起移动。当链条5被长期使用而出现伸长时，复位弹簧15的推压会使推杆14向外方向移动，该制动用挡圈20如图3(III)所示，与作为挡块的挡圈21抵接并停止，则推杆14一边使卡合片20a向径向外侧弹性变形一边向外侧移动，从而吸收链条5的伸长。

当发动机停止时，有时会因凸轮的停止位置的不同，而使链条5的松弛侧链条5a处于张紧状态。这时，松弛侧链条5a会对推杆14施加推入力，因此，制动用挡圈20与推杆14一起被推入，如图3(II)所示，制动挡圈20与大径孔部19的封闭端面抵接并停止，该制动用挡圈20的卡和片20a的前端内径缘与推杆14的外周面卡合，推杆14被保持在停止状态。

因此，虽然链条5的松弛侧链条5a会多少出现张力降低的情况，但仍然保持在张紧状态。因此，即便发动机再次起动，松弛侧链条5a也不会出现特别大的松弛现象，且由于推杆14向外侧的移动量较小，因此压力室16的压力降低较小，不会出现作动油中的溶解空气析出或外气被吸入压力室16内的情况，这样就不会出现空气混入压力室16内的作动油中的情况。

图5表示推杆14基于发动机的条件而在轴向位移的方向，图6基于图5的条件表示运转中制动用挡圈20和大径孔部19的封闭端面之间所必须的轴向间隙δ的大小。另外，图7表示在发动机摆动时作用于供油式自动张紧器的力的最大最小值，此外，图8表示发动机摆动时的推杆14的轴向位移。

在图5到图8中，作为一个例子如图7所示，在低速侧和高速侧作用于供油式自动张紧器的负荷的最大值大致相等，但如果参照图8的推杆14的位移，则可知相比低速侧，推杆在高速侧多少被推入一些。这是因为链条5因离心力作用而从初始轨道鼓起，这样松弛侧链条5a将推杆14推入的原因。

对于来自链条5的变动负荷而言，由于凸轮轴的旋转会使链条5的变动负荷作用于供油式自动张紧器，且曲轴1旋转一周，阀簧的负荷进行两次变动。该值如图7所示，且最大负荷在发动机的转速不同时会发生变化。负荷变大的原因是由于链条5共振而引发振动，为了抑制该振动，使推杆14突出(3200r/min附近)。

因温度变化而引起的推杆14的推入是由曲轴和凸轮轴的轴心间距离的延伸所决定的。

对于长期使用导致链条5伸长而言，仅仅会使推杆14突出。

图6是总括表示因上述条件所引起的推杆14的位移在发动机运转中有多大范围的图，在a’～c的范围移动。因此，通过将图3(III)所示的轴向间隙δ设为a’～c的范围，在运转中，制动用挡圈20移动而不会与大径孔部19的封闭端面抵接，从而图7所示的较大的负荷不会作用在制动用挡圈20上。

针对长期使用造成的链条5伸长，通过复位弹簧15的推压而使推杆14缓缓突出。其阻力较小，且移动量也极其微小地进行变化，因此，不会使张紧器的特性恶化。

相反，在受某种外部干扰，而将推杆14推入规定的轴向间隙δ以上时，由于制动用挡圈20并未被锁定，因此，设定的负荷以上的力会将推杆14推入，从而能够防止张力过大。

在发动机停止时，因凸轮的相位的不同而造成松弛侧链条5a张紧时，该力是阀簧上推凸轮的力。四汽缸发动机的情况下，必然有一个甚至两个汽缸处于进气冲程，因此该力作用。该力因凸轮与带轮的半径差的缘故而变为大致原来的一半。此外，该力也与带轮的缠绕角有关，会进一步变小。

另外，由于在供油式自动张紧器内，装入有复位弹簧15，因此，上述张力与复位弹簧15的弹力的差即为推入推杆14的力。通常，四汽缸发动机的阀簧负荷最大为300N左右，复位弹簧15如图7的Min负荷所示为100N左右。因此，发动机停止时的链条张力为100～200N左右，减去复位弹簧15的弹簧负荷后，即为对推杆14作用100N左右的推入力，通过采用普遍使用的挡圈就能够充分发挥作用。

在图2所示的实施方式中，虽然利用安装于大径孔部19的开口端部的内周的挡圈21来挡住制动用挡圈20，但如9所示，也可以在壳体11的端部外周嵌合沿防脱圈22的外周形成的圆筒部22a，通过对该圆筒部22a进行紧固，来将防脱圈22保持为与壳体11的端面贴合状态，利用该防脱圈22来挡住制动用挡圈20。

图10及图11示出本发明涉及的供油式自动张紧器的其他例子。在该例子中，在形成于汽缸室13的开口端部的大径孔部19的封闭端与制动用挡圈20之间，将可在径向上弹性变形的限位环23以扩径状态装入并使之与推杆14的圆筒形外径面弹性接触，上述限位环23通过与卡合片20a的抵接来防止从大径孔部19脱落。

另外，在大径孔部19的封闭端设置有可收纳限位环23的小径凹部24，另一方面，在推杆14的后端部外周，形成有容许限位环23缩径的环状防脱槽25，将该防脱槽25的槽深设为比限位环23的线径小。

其他结构与图2所示的供油式自动张紧器相同，因此对于相同部分将标注相同符号并省略说明。

如上所述，将与推杆14的圆筒形外径面弹性接触并可在径向弹性变形的限位环23装入制动用挡圈20与大径凹部19的封闭端间，且在推杆14的后端部外周形成防脱槽25，由此，在需要对发动机中各构成进行维护而将链条5或供油式自动张紧器10取下时，能够防止推杆14从壳体11脱落。

例如，当取下供油式自动张紧器10时，推杆14因复位弹簧15的推压而向外方向滑动，限位环23与制动用挡圈20的卡合片20a抵接。该抵接会挡住限位环23，而仅使推杆14相对该限位环23向外方向滑动。

当推杆14向外侧移动直到形成于推杆14的后端部外周的防脱槽25与限位环23相对的位置时，限位环23因本身的复原弹性而缩径并嵌合在防脱槽25上，并且，如图11所示，上述防脱槽25的移动方向的后侧面与限位环23抵接，该抵接避免了推杆14的脱落。

在图2及图10中，表示了将壳体11固定在发动机机体上的内装式供油式自动张紧器10，但供油式自动张紧器10并不限于此。例如，也可以是如下的外装式供油式张自动张紧器10，如图12所示，将壳体11插入形成于链条罩26的张紧器安装孔27中，通过旋紧上述链条罩26的螺栓29来将形成于壳体11的后端部的凸缘28固定。

在图12所示的自动张紧器10中，在推杆14的前端部形成有将压力室16和与外部连通的压力释放孔30，该压力释放孔30中装入有安全阀31。

如上所述，在压力释放孔30中装入安全阀31，当推入推杆14使压力室16的压力高于安全阀31的设定压力时，安全阀31就会打开，从而可将压力室16内的压力从压力释放孔30释放到外部，因此，能够防止链条5张紧过度。

Claims (4)

1.一种供油式自动张紧器，其装有：可在形成于壳体的汽缸室内滑动的、链条推压用的推杆；以及赋予该推杆朝向外方向的突出特性的复位弹簧，在壳体上设有供油通路，该供油通路与形成于上述推杆的背部的压力室连通，在该供油通路的作动油出口部设置有单向阀，该供油式自动张紧器的特征在于，

在上述汽缸室的开口端部形成有大径孔部，在可在该大径孔部内移动的制动用挡圈的内周设置有多个卡合片，该多个卡合片朝向推杆的突出方向倾斜，且利用前端内径缘与推杆的外周面的卡合来抑制推杆的后退动作，在上述大径孔部的开口端部，设置有防止挡圈脱落用的挡块，该挡块与该大径孔部的封闭端限制制动用挡圈在轴向的移动量。

2.根据权利要求1所述的供油式自动张紧器，其特征在于，上述挡块由安装在大径孔部的内周的挡圈构成。

3.根据权利要求1所述的供油式自动张紧器，其特征在于，上述挡块由在外周具有与壳体端部外周嵌合的圆筒部的防脱圈构成。

4.根据权利要求1到3中的任一项所述的供油式自动张紧器，其特征在于，将在径向可弹性变形的限位环以扩径状态装入上述大径孔部的封闭端与上述制动用挡圈间，且使限位环与推杆的圆筒形外径面弹性接触，该限位环利用与上述卡合片的抵接可避免从大径孔部脱落，在上述推杆的后端部外周上形成有环形防脱槽，该环形防脱槽容许限位环缩径，且利用与该限位环的卡合来防止推杆脱落。

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