CN103748383B - 凸轮轴驱动用的链传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的凸轮轴驱动用的链传动装置，在安装于曲轴（1）的驱动链轮（2）与安装于凸轮轴（3）的从动链轮（4）之间架设正时链（5），在该正时链（5）的松弛侧链条的一侧部设置能够摆动的链导（A1），该链导（A1）具有引导正时链（5）移动的多个能够旋转的辊（41），对该链导的摆动侧端部施加链条张紧器的调整力以使辊（41）向正时链（5）推压。使驱动链轮（2）的节圆直径D1与辊（41）的外径D2之比（D1/D2）为5/3～5/1的范围，从而防止链导用辊（41）的润滑不良，实现发动机布局的容易化。

Description

凸轮轴驱动用的链传动装置
技术领域
本发明涉及凸轮轴驱动用的链传动装置。
背景技术
在安装于曲轴的驱动链轮与安装于凸轮轴的从动链轮之间架设有正时链的凸轮轴驱动用的链传动装置中，在正时链的松弛侧链条的一侧设置能够摆动的链导，对该链导的摆动侧端部施加链条张紧器的调整力以使正时链拉紧，从而防止链条的松弛、抖动。
另外，在正时链的张紧侧链条上设置链导来作为固定的配置，通过该固定的链导来引导正时链的移动，从而抑制链条的抖动。
其中，作为正时链的张力调整用、移动引导用的链导，公知有通过滑动接触而对正时链进行平面引导的形式的链导，但存在正时链的移动阻力大、传递扭矩损失多这样的问题。
为了解决这样的问题，在专利文献1中提出如下的链导，即、由沿正时链的移动方向较长地延伸的引导基座而对配置为曲线状的多个辊轴的两端部进行支承，并分别由上述多个辊轴而将由滚子轴承构成的辊支承为旋转自如，从而借助上述多个辊将正时链支承为移动自如。
在上述链导中，正时链的引导是通过多个辊的滚动进行的引导，因此具有正时链的移动阻力小，传递扭矩损失少这样的特征。
专利文献1:国际公开2010/090139号
然而，在上述专利文献1所记载的凸轮轴驱动用的链传动装置中，对于驱动链轮与引导链条移动的辊的相对的大小的关系却没有任何描述。其中，驱动链轮的节圆直径与引导链的移动的辊的外径之比若过大，则在发动机高速旋转时，辊高速旋转而在与辊轴之间产生润滑不良。另外，若驱动链轮的节圆直径与辊的外径之比减小，则辊变重，从而因辊外径的大径化而使发动机布局变得困难。
发明内容
本发明的课题在于，防止设置于凸轮轴驱动用链传动装置的链条引导用辊的润滑不良，以及实现发动机布局的容易化。
为了解决上述课题，在本发明中采用如下结构，即：一种凸轮轴驱动用的链传动装置，在安装于曲轴的驱动链轮与安装于凸轮轴的从动链轮之间架设正时链，在该正时链的松弛侧链条的一侧部设置能够摆动的链导，该链导对引导正时链移动的多个能够旋转的辊以在正时链的移动方向上隔开间隔的方式进行保持，将链条张紧器的调整力施加于所述链导的摆动侧端部，以便将所述辊向正时链推压，其中，所述驱动链轮的节圆直径D1与所述辊的外径D2之比(D1/D2)为5/3～5/1的范围，所述辊是滚子轴承，构成为包括：壳形外圈，该壳形外圈是对厚度为1mm～3mm的较厚的金属板进行拉深成形所形成的，并且在两端部具有内向凸缘；装入到所述外圈的内侧的多个滚针；以及保持所述滚针的保持器，所述壳形外圈直接接触于所述正时链来进行引导。
其中，一般情况下，发动机的曲轴的转速最大为8000rpm左右，如上述结构那样，通过使安装于该曲轴的驱动链轮的节圆直径D1与辊的外径D2之比(D1/D2)为5/1以下，由此辊的转速不会超过40000rpm，从而不会发生辊润滑不良这样的情况。
另外，设置在曲轴上的驱动链轮，一般情况下其节圆直径φ为40～50mm左右，通过将驱动链轮的节圆直径D1与辊的外径D2之比(D1/D2)设为5/3以上，由此辊的外径φ不会成为超过30.0mm的大小，从而能够采用轻型且操作容易的小径的辊，能够实现发动机布局的容易化。
在由上述结构构成的凸轮轴驱动用的链传动装置中，在正时链的张紧侧链条的一侧设置有由与上述能够摆动的链导相同的结构构成的固定配置的链导，因而能够有效地抑制正时链的抖动。
作为辊，通过采用具有装入外圈及其内侧的多个滚子的滚针轴承、圆柱滚子轴承，由此通过与正时链的接触而能够使辊顺利地旋转，从而能够使正时链的移动阻力大幅度地降低。
在本发明中，如上所述，通过将驱动链轮的节圆直径D1与上述辊的外径D2之比(D1/D2)设为5/3～5/1的范围，由此能够防止因发动机的高速旋转而使辊润滑不良。另外，不使辊超过所需地大径化，就能够实现发动机布局的容易化。
附图说明
图1是表示本发明的链传动装置的实施方式的示意图。
图2是本发明的链导的立体图。
图3是图2的纵剖视图。
图4是图3的右侧视图。
图5是沿着图3的V-V线的剖视图。
图6是图5所示的辊的剖视图。
图7是表示引导基座的一部分与辊的分解主视图。
图8是用于说明驱动链轮与辊的大小的关系的示意图。
图9是表示辊的其他例子的剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的实施方式。图1表示凸轮轴驱动用的链传动装置，在安装于曲轴1的轴端部的驱动链轮2与分别安装于两个凸轮轴3的轴端部的从动链轮4之间架设有正时链5。
正时链5可以是滚子链，也可以是无声链。
曲轴1向图1的箭头所示的方向旋转。通过该曲轴1的旋转，正时链5向该图的箭头所示的方向移动，使从驱动链轮2至位于该图的左侧的一方的从动链轮4的部分成为松弛侧，使从另一方的从动链轮4至驱动链轮2的部分成为张紧侧，在上述松弛侧链条5a的一侧部设置有链导A1。
链导A1沿正时链5的移动方向较长地延伸，上述链导A1的上端部由从发动机体突出设置的支点轴14支承，且能够以该支点轴14为中心摆动，对下侧的摆动侧端部施加链条张紧器15的调整力从而将下侧的摆动侧端部朝向松弛侧链条5a推压。
在正时链5的张紧侧链条5b的另一侧部设置有链导A2。该链导A2与能够摆动的链导A1相同地沿正时链5的移动方向较长地延伸，且该链导A2的两端部通过拧入发动机体的螺栓16的紧固而被固定，以便引导正时链5的移动。
其中，能够摆动的链导A1与固定的链导A2为相同的结构，不同点仅在于：相对于能够摆动的链导A1在一端部形成有供轴插入用的插入孔24而言，固定的链导A2在两端部形成有供螺栓插入用的插入孔。
因此在此，以下对能够摆动的链导A1的结构进行说明，针对固定配置的链导A2，对相同的部分标记相同的附图标记并省略说明。
如图2～图4所示，链导A1的构成包括：沿正时链5的移动方向较长地延伸的引导基座21、在该引导基座21的长度方向上隔开间隔地设置的多个辊轴31、以及分别转动自如地支承于上述多个辊轴31的链导用的多个辊41。
引导基座21成为在对置的一对侧板部22之间在长度方向上隔开间隔地形成有多个间隔保持板23的结构。一对侧板部22形成为弓形状，在其上端部形成有供支点轴14插入的插入孔24。
另外，在一对侧板部22的对置的内表面，沿侧板部22的长度方向隔开间隔地形成有支承辊轴31的轴端部的多个轴承凹部25。
如图7所示，轴承凹部25的构成包括：锥形槽部25a，其从侧板部22的与正时链5对置的外侧面部朝向侧板部22的宽度方向，且在上述外侧面部的开口端为宽幅；圆形凹部25b，其作为与上述锥形槽部25a的狭窄端连通的轴支承部。辊轴31从锥形槽部25a嵌合于圆形凹部25b，且被该圆形凹部25b支承。
其中，若将锥形槽部25a的狭窄部的宽度尺寸设为D11、将圆形凹部25b的内径设为D12、将辊轴31的外径设为d10，则为d10＞D12＞D11的关系成立的尺寸关系，从锥形槽部25a将辊轴31推入圆形凹部25b，从而成为在该圆形凹部25b保持过盈量的嵌合支承。
多个轴承凹部25为连结该圆形凹部25b的中心的线描绘出凸形的圆弧状线的圆弧状的配置，也可以为曲线状的配置。
由上述结构构成的引导基座21成为合成树脂的成形品。作为合成树脂，优选使用耐油性、耐候性以及强度高的树脂。作为这样的树脂，可举出聚酰胺46(PA46)、聚酰胺66(PA66)。为了使机械强度进一步提高，优选在这些树脂中混入强化玻璃纤维。
此外，引导基座21使用铝合金、镁合金等轻金属来铸造，或者也可以压铸成形。
多个辊轴31与多个轴承凹部25分别嵌合。辊轴31将SUJ2、SC材料作为原料。为了提高耐磨损性，对该辊轴31进行热处理来提高硬度。作为热处理，这里采用光亮淬火，但也可以是高频淬火，还可以是渗碳淬火。或者，也可以是碳氮共渗淬火。
多个辊41被多个辊轴31分别支承为旋转自如。如图6所示，作为辊41，这里采用滚针轴承。滚针轴承41的构成包括：外圈42、装入于该外圈42内侧的多个滚针43、以及保持该滚针43的保持器44。
外圈42是对SPC、SCM等金属板进行拉深成形而成的壳形，通过热处理来提高该外圈42的硬度。此时，为了实现拉深成形的容易化，作为成形用原料的金属板优选薄壁的材料。然而，在采用较薄的金属板的情况下，由于热处理使圆柱度降低，从而在引导正时链5时，由于与该正时链5的接触而产生异响。
为了消除那样的缺陷，在实施方式中，对厚度为1mm～3mm左右的较厚的金属板进行拉深成形。
另外，在壳形外圈42的两端部形成有防止保持器44脱落的内向凸缘46。为了实现滚针轴承41组装的容易化，在装入保持滚针43的保持器44之后，将该内向凸缘46弯曲成形。
如图8所示，在将驱动链轮2的节圆直径设为D1、将辊41的外径设为D2时，驱动链轮2的节圆直径D1与辊的外径D2之比(D1/D2)为5/3～5/1的范围。
一般情况下，驱动链轮2的节圆直径φ为40～50mm左右。因此在实施方式中，采用外径为8～30mm左右的辊41。
此外，滚针轴承的外圈42也可以通过切削加工而形成。如图9所示，也可以采用圆柱滚子轴承41来代替这样的滚针轴承。另外，滚针轴承、圆柱滚子轴承也可以是没有保持器的满滚子式的滚子轴承。在图9中，42表示圆柱滚子轴承41的外圈，43表示圆柱滚子。
实施方式所示的链传动装置由上述构造构成，在通过架设于驱动链轮2与从动链轮4之间的正时链5的移动，而将曲轴1的旋转传递至凸轮轴3的扭矩传递状态下，若由于负载的变动使正时链5的张力发生变化，则链条张紧器15动作，将该张力变化吸收。因此能够抑制正时链5的松弛、抖动。
在将曲轴1的旋转传递至凸轮轴3的扭矩传递时，由能够摆动的链导A1以及固定的链导A2的各自的滚子轴承所构成的辊41，通过与高速移动的正时链5的接触而旋转，由此正时链5被滚动引导。
这样，由于正时链5因辊41的滚动而被引导，因此正时链5的移动阻力小，正时链5顺利地移动，从而无损失地进行扭矩传递。
在因正时链5的移动而进行的朝向凸轮轴3的旋转扭矩的传递过程中，若驱动链轮2的节圆直径D1与引导正时链5的移动的辊41的外径D2之比变得过大，则在发动机以最大为8000rpm左右的高速旋转时，辊41高速旋转，从而在外圈42与滚针(圆柱滚子)43的接触部，或者在滚针(圆柱滚子)43与辊轴31的接触部产生润滑不良。
另外，若驱动链轮2的节圆直径D1与辊41的外径D2之比减小，则辊41的外径增大变重，从而因其外径的大径化而使发动机布局变得困难。
在实施方式中，由于将安装于曲轴1的驱动链轮2的节圆直径D1与辊41的外径D2之比(D1/D2)设为5/1以下，因此辊41的转速不会超过40000rpm。因此不会发生在滚针(圆柱滚子)43的接触部发生润滑不良的情况。
另外，对于设置在曲轴1上的驱动链轮2而言，一般情况下，其节圆直径φ为40～50mm左右，且将驱动链轮2的节圆直径D1与辊的外径D2之比(D1/D2)设为5/3以上，因而辊41的外径φ不会超过30.0mm的大小。因此能够采用轻型且操作容易的小径的辊，从而能够实现发动机布局的容易化。
附图标记说明：A1...链导；A2...链导；1...曲轴；2...驱动链轮；3...凸轮轴；4...从动链轮；5...正时链(链条)；31...辊轴；41...辊(滚针轴承)；42...外圈；43...滚针(圆柱滚子)。

Claims (2)

1.一种凸轮轴驱动用的链传动装置，在安装于曲轴的驱动链轮与安装于凸轮轴的从动链轮之间架设正时链，在该正时链的松弛侧链条的一侧部设置能够摆动的链导，该链导对引导正时链移动的多个能够旋转的辊以在正时链的移动方向上隔开间隔的方式进行保持，将链条张紧器的调整力施加于所述链导的摆动侧端部，以便将所述辊向正时链推压，
所述凸轮轴驱动用的链传动装置的特征在于，
所述驱动链轮的节圆直径(D1)与所述辊的外径(D2)之比(D1/D2)为5/3～5/1的范围，
所述辊是滚子轴承，构成为包括：壳形外圈，该壳形外圈是对厚度为1mm～3mm的较厚的金属板进行拉深成形所形成的，并且在两端部具有内向凸缘；装入到所述外圈的内侧的多个滚针；以及保持所述滚针的保持器，
所述壳形外圈直接接触于所述正时链来进行引导。
2.根据权利要求1所述的凸轮轴驱动用的链传动装置，其特征在于，
在所述正时链的张紧侧链条的一侧设置有由与所述链导相同的结构构成的固定配置的链导。
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