CN103917804A - 链引导件以及链传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有优良的耐久性的链引导件。链引导件配置于转矩传递用链（5）的外周一部分，由如下部件构成：沿链（5）的行驶方向较长地延伸的引导基体（15）；沿链（5）的行驶方向隔开间隔地安装于上述引导基体（15）的多个辊轴（16）；以及能够旋转地支承于上述各辊轴（16）的辊子（17），在上述链引导件中，将各辊子（17）的中心间距离设定为越靠近施加于辊子（17）的负载变大的区域越窄。

Description

链引导件以及链传动装置

技术领域

本发明涉及对转矩传递用链的行驶进行引导的链引导件以及采用该链引导件的链传动装置。

背景技术

汽车发动机将曲柄轴的旋转经由定时链（以下，简称为“链”）而传递至凸轮轴，并通过该凸轮轴的旋转来对燃烧室的阀进行开闭。

作为这种凸轮轴驱动用的链传动装置，较多使用具有如下部件的装置：安装于曲柄轴的驱动链轮；安装于凸轮轴的从动链轮；挂设于驱动链轮与从动链轮之间的链；配置于该链的松弛侧且能够摆动的链引导件；将该链引导件朝链按压的链张紧器；以及配置于链的张紧侧的固定的链引导件。

因此，摆动侧的链引导件基于链张紧器的作用力按压链从而将链的张力保持为恒定，固定侧的链引导件一边保持理想的链的行驶线路一边抑制链的振动。

作为上述链传动装置中使用的摆动侧的链引导件、固定侧的链引导件，公知有使沿链行驶方向延伸的引导面与链滑动接触的形式的引导件，但是该滑动形式的链引导件由于相对于链的接触为滑动接触，所以存在链的行驶阻力大从而转矩的传递损失大的问题。

为了消除这种问题，本申请发明的发明者们提出：沿链行驶方向隔开间隔地设置多个辊子，利用上述各辊子引导链的链引导件（专利文献1）。

该链引导件具有如下特征：由于相对于链的接触为滚动接触，所以链的行驶阻力小，从而转矩的传递损失小。

专利文献1:国际公开2010／090139号

然而，本发明的发明者们为了评价上述滚动形式的链引导件的耐久性，而制作了将链挂设于在曲柄轴安装的驱动链轮与在凸轮轴安装的从动链轮之间，并通过滚动形式的链引导件来引导该链的行驶的试验机，来进行使该试验机的曲柄轴在红色区域（red zone）旋转的耐久试验。

结果，在红色区域经过了数千小时之后，也能够无损伤地使用链引导件的各辊子，从而能够确认具有实用中耐久的程度的耐久性，但是若更长时间地继续耐久试验，则发现了如下情况：具有存在支承辊子的辊轴、滚子产生鳞状的剥离（断裂）的情况，产生该剥离的辊轴的分布具有恒定的倾向。

即，使用由如下引导基体、多个辊轴以及辊子构成的链引导件进行耐久试验，结果，可知存在当该链引导件因辊轴的剥离而达到寿命时，在沿链的行驶方向隔开间隔地安装于引导基体各辊轴的中的、不是凸轮轴侧的区域的辊轴而是曲柄轴侧的区域的辊轴产生剥离的倾向，其中，上述引导基体被支承为能够以凸轮轴侧的端部为中心摆动，并且曲柄轴侧的端部被链引导件按压，上述多个辊轴沿链的行驶方向隔开间隔地安装于该引导基体，上述辊子能够旋转地安装于上述各辊轴。

并且，本申请发明的发明者们发现了：改变各种试验条件来发掘产生上述倾向的原因，结果，以下的两点成为支配性原因。

1）以共通通过各辊子的中心、以及和上述辊子的两侧相邻的辊子的中心的假想圆弧的半径随着从引导基体的凸轮轴侧的端部趋向曲柄轴侧的端部而变小的方式配置上述各辊子，从而能够尽可能增大链相对于曲柄轴的链轮的卷角，能够抑制曲柄轴的链轮的每个齿的负载。并且，在如此配置各辊子的情况下，在共通通过各辊子的中心、以及和上述辊子的两侧相邻的辊子的中心的假想圆弧的半径小的区域（即、曲柄轴侧的区域），链的行驶方向的弯曲大，所以从链施加于辊子的负载容易变大。

2）引导基体的接近被链张紧器按压的一侧的端部的区域的辊子比引导基体的接近摆动中心所存在的一侧的端部的区域的辊子，更靠近链张紧器的按压力的作用点，所以从链张紧器施加于辊子的负载容易变大。

发明内容

本发明欲解决的课题是提供具有优良的耐久性的链引导件。

为了解决上述课题，在本发明中，提供一种链引导件，具备：配置于转矩传递用链的外周的一部分并且沿上述链的行驶方向较长地延伸的引导基体；沿链的行驶方向隔开间隔地安装于上述引导基体的多个辊轴；以及能够旋转地支承于上述各辊轴的辊子，在上述链引导件中，将上述各辊子的中心间距离设定为：在施加于辊子的负载越大的区域越窄。

这样，在施加于辊子的负载越大的区域辊子的中心间距离越窄，所以施加于各辊子的负载均匀化。因此，能够使支承辊子的辊轴的寿命整体延长，而能够获得具有优异的耐久性的引导件。

在以共通通过各辊子的中心以及和该辊子的两侧相邻的辊子的中心的假想圆弧的半径随着从引导基体的一端部趋向另一端部而变小的方式配置上述各辊子的情况下，上述假想圆弧的半径越小的区域施加于上述辊子的负载越大。另外，在支承为能够以上述引导基体的一端部为中心摆动且另一端部被链张紧器按压的情况下，越接近被上述链张紧器按压的一侧的端部的区域施加于上述辊子的负载越大。

另外，优选，支承上述辊子的各辊轴是经过光亮淬火而得的实心的圆柱体。

上述辊子可以仅将其一部分辊子形成为不等间隔，将其余辊子形成为等间隔，但是若所有上述辊子配置为不等间隔，则能够更有效地分散施加于各辊子的负载。

另外，在本发明中，提供一种链传动装置：作为使用了上述链引导件的链传动装置，具有：挂设于驱动链轮与从动链轮之间的链；设置于上述链的松弛侧的能够摆动的上述链引导件；以及将上述链引导件朝链按压的链张紧器。

本发明的链引导件，在施加于辊子的负载越大的区域辊子的中心间距离越窄，所以施加于各辊子的负载均匀化，从而可发挥优良的耐久性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的链传动装置的示意图。

图2是图1所示的链引导件的立体图。

图3是图2所示的链引导件的纵剖视图。

图4是图3所示的链引导件的右侧视图。

图5是沿着图3的V－V线的剖视图。

图6是图5的辊子的放大剖视图。

图7是示出引导基体的一部分与辊子的分解主视图。

图8中，（a）是共通通过从图1所示的凸轮轴侧开始第二个辊子的中心、以及和该辊子的两侧相邻的辊子的中心的假想圆弧的示意图，（b）是示出共通通过从图1所示的凸轮轴侧开始第三个辊子的中心、以及和该辊子的两侧相邻的辊子的中心的假想圆弧的示意图。

具体实施方式

图1示出将本发明的实施方式的链引导件组入的链传动装置。该链传动装置具有：固定安装于发动机的曲柄轴1的驱动链轮2；固定安装于凸轮轴3的从动链轮4；以及挂设于驱动链轮2与从动链轮4之间的链5，经由该链5将曲柄轴1的旋转传递至凸轮轴3，通过该凸轮轴3的旋转来开闭燃烧室的阀（未图示）。

发动机动作时的曲柄轴1的旋转方向恒定（在图中为向右旋转），此时，对链5而言，随着曲柄轴1的旋转而进入驱动链轮2的一侧的部分成为张紧侧，从驱动链轮2送出的一侧的部分成为松弛侧。并且，在链5的松弛侧设置有链引导件7和链张紧器8，上述链引导件7被支承为能够以支点轴6中心摆动，上述链张紧器8将链引导件7朝链5按压。另一方面，在链5的张紧侧设置有固定的链引导件9。

链引导件7沿链5较长地延伸，支点轴6插入在该凸轮轴3侧的端部设置的插入孔10，从而链引导件7被支承为能够以该支点轴6中心摆动。链引导件7的曲柄轴1侧的端部与链张紧器8接触，利用该链张紧器8朝链5按压链引导件7。

固定侧的链引导件9也与摆动侧的链引导件7相同是沿链5较长地延伸的形状。对固定侧的链引导件9而言，在分别设置于凸轮轴3侧的端部与曲柄轴1侧的端部的插入孔13插入螺栓14，通过该螺栓14的紧固而被固定。

如图2～图4所示，链引导件7由如下部件构成：沿链5的行驶方向延伸的引导基体15、沿链5的行驶方向隔开间隔地安装于该引导基体15的多个辊轴16；以及以能够旋转的方式支承于上述各辊轴16的辊子17。

如图3所示，在引导基体15的一端部（图1所示的凸轮轴3侧的端部）设置有插入孔10，在引导基体15的另一端部（图1所示的曲柄轴1侧的端部）设置有承受部15a。该引导基体15如图1所示那样被支承为能够以插入于插入孔10的支点轴6为中心摆动，承受部15a被链张紧器8按压。

如图2、图4所示，引导基体15具有：沿链5的行驶方向较长地延伸并对各辊轴16的两端进行支承的对置的一对侧板18、18；以及配置于相邻的辊轴16之间并将侧板18彼此连结的多个连结部19。连结部19将其两端固定于侧板18，来保持侧板18的对置间隔。如图3以及图7所示，在各侧板18的互相对置的对置面设置有对辊轴16的轴端进行支承的圆形凹部20、与从侧板18的凸侧的边缘开始与圆形凹部20连通的轴导入槽21。

如图7所示，轴导入槽21形成为随着从侧板18的凸侧的边缘趋向圆形凹部20而槽宽变窄的锥状，通过该轴导入槽21而将辊轴16的轴端导入圆形凹部20。这里，为了防止导入圆形凹部20内的辊轴16的轴端反向返回到轴导入槽21，而将轴导入槽21形成为狭小部分的宽度D₁比圆形凹部20的内径D₂小。

圆形凹部20的内径D2形成为比辊轴16的轴端的外径D稍小的小径，辊轴16的轴端具有过盈量地嵌合于圆形凹部20。

引导基体15能够通过配合了纤维强化材料的合成树脂的注塑成型而形成。作为合成树脂，例如能够使用尼龙66、尼龙46等聚酰胺（PA）。配合到合成树脂的纤维强化材料能够使用玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维等。引导基体1可以由铝合金、镁合金等轻金属形成。

辊轴16是由SUJ2、SC材等钢材形成的实心的圆柱体，为了提高表面的耐磨性而实施光亮淬火。

如图5、图6所示，辊子17能够旋转地安装于辊轴16的外周，形成于辊子17的外周的圆筒面与链5接触。因此，辊子17是由外圈22、组入外圈22的内侧的多个辊子23、以及保持上述辊子23的保持架24构成的辊轴承。外圈22是对SPC、SCM等钢板进行拉深成型而形成为杯状的壳形外圈。在外圈22的两端形成有向内的凸缘25。外圈22的外径设定在10mm～25mm的范围内，所有外圈22的外径形成为相同的大小。

此外，在本实施方式中，为了将辊子17轻型化并将链5的行驶阻力抑制为最小限度而单独使用辊轴承作为辊子17，但是可以使用在辊轴承的外圈22的外周安装有圆筒状的树脂部材、铁部件的构件作为辊子17，除辊轴承以外还能够使用其它形式的轴承。因此，辊轴承是指圆柱辊轴承以及滚针轴承。

图1所示的各辊子17配置为：共通通过各辊子17的中心、以及和该辊子17的两侧相邻的辊子17、17的中心的假想圆弧的半径随着从引导基体15的凸轮轴3侧的端部趋向曲柄轴1侧的端部而变小。另外，各辊子17配置为：越靠近共通通过各辊子17的中心、以及和该辊子17的两侧相邻的辊子17、17的中心的假想圆弧的半径小的区域，辊子17的中心间距离越窄。

以下，如图8（a）以及（b）所示，将各辊子17从凸轮轴3侧朝曲柄轴1侧依次称为辊子17₁、17₂、17₃、17₄、…并对其配置进行具体地说明。

如图8（a）所示，设想有共通通过辊子17₂的中心、以及和该辊子17₂的两侧相邻的两个辊子17₁、17₃的中心的假想圆弧A₂。接下来，如图8（b）所示，设想有共通通过辊子17₃的中心、以及和该辊子17₃的两侧相邻的两个辊子17₂、17₄的中心的假想圆弧A₃。这样，图8（a）所示的共通通过辊子17₁、17₂、17₃的中心的假想圆弧A₂的中心O₂、与图8（b）所示的共通通过辊子17₂、17₃、17₄的中心的假想圆弧A₃的中心O₃处于不同的位置，比较上述两个假想圆弧A₂、A₃的半径R₂、R₃，则曲柄轴1侧的假想圆弧R₃的半径R₃比凸轮轴3侧的假想圆弧A₂的半径R₂小，以此方式配置辊子17₁～17₄。

虽未图示，但对于其它辊子17₄～176也相同，在设想有共通通过辊子17的中心、以及和该辊子17的两侧相邻的两个辊子17、17的中心的假想圆弧A₄～A₆的情况下，上述假想圆弧A₄～A₆的半径R4～R₆随着从凸轮轴3侧趋向曲柄轴1侧而变小，以此方式配置各辊子17₃～17₇。

这样，对于除两端的辊子17₁、17₇以外的所有辊子17₂～17₆而言，以共通通过辊子17的中心、以及和该辊子17的两侧相邻的两个辊子17、17的中心的假想圆弧A₂～A₆的半径R₂～R₆随着从凸轮轴3侧趋向曲柄轴1侧而变小的方式配置各辊子17₁～17₇。

这里，半径R₂～R₆随着从凸轮轴3侧趋向曲柄轴1侧而变小可以是半径R₂～R₆中包括从凸轮轴3侧朝曲柄轴1侧大小未变化的半径，只要其它半径R₂～R₆从凸轮轴3侧朝曲柄轴1侧变小即可。

这样，以假想圆弧A₂～A6的半径R₂～R₆随着从引导基体15的凸轮轴3侧的端部趋向曲柄轴1侧的端部而变小的方式配置各辊子17₁～17₇，从而能够尽可能地增大链5相对于图1所示的曲柄轴1的链轮2的卷角，而能够抑制曲柄轴1的链轮2的每个齿的负载。

然而，当链5被图8（a）以及（b）所示的各辊子17₁～17₄引导而行驶时，与图8（a）所示的辊子17₁、17₂、17₃的区域相比，图8（b）所示的辊子17₂、17₃、17₄的区域中的链5的行驶方向的弯曲较大。因此，从链5施加于辊子17₃的负载比从链5施加于辊子17₂的负载容易变大。

因此，为了使施加于各辊子17₁～17₄的负载均匀化，以辊子17₂、17₃、17₄的中心间距离比辊子17₁、17₂、17₃的中心间距离窄的方式配置各辊子17₁～17₄。具体而言，将辊子17₁、17₂的中心间距离设为D₁₂，将辊子17₂、17₃的中心间距离设为D23，将辊子17₃、17₄的中心间距离设为D₃₄，则D₁₂＋D₂₃＞D₂₃＋D₃₄的关系成立，以此方式设定各辊子17₁～17₄的中心间距离D₁₂、D₂₃、D₃₄。

虽为图示，但其它辊子17₄～17₇的中心间距离也相同，以越靠近假想圆弧A₄～A₆的半径R₄～R₆小的区域，该区域的辊子17₄～17₇的中心间距离越窄的方式配置各辊子17₄～17₇。

另外，若着眼于图1所示的各辊子17与链张紧器8的相对位置关系，接近被链张紧器8按压的引导基体15的承受部15a的一侧（曲柄轴1侧）的辊子1，比远离承受部15a的一侧（凸轮轴3侧）的辊子17更靠近链张紧器8的按压力的作用点，从而从链张紧器8施加于辊子17的负载容易变大。从这点出发，为了施加于各辊子17的负载均匀化，优选以随着从远离被链张紧器8按压的引导基体15的承受部15a的一侧的辊子17趋向接近承受部15a的一侧的辊子17而各辊子17的中心间距离变窄的方式配置辊子17。

如图1所示，固定侧的链引导件9也与摆动侧的链引导件7相同，具有沿链5的行驶方向隔开间隔地设置的多个辊子33，但是该辊子33等间隔地配置。

接下来，对由上构成的链传动装置的动作例进行说明。

当发动机工作时，链5在驱动链轮2与从动链轮4之间行驶，通过该链5从曲柄轴1向凸轮轴3传递转矩。此时，摆动侧的链引导件7基于链张紧器8的作用力而按压链5，从而将链5的张力保持为恒定，固定侧的链引导件9一边保持理想的链5的行驶线路一边抑制链5的振动。

这里，链引导件7的各辊子17一边与构成链5的各挡块的背部侧的边缘接触一边旋转，由于链5与链引导件7的接触为滚动接触，所以链5的行驶阻力小，转矩的传递损失小。

对本实施方式的链引导件7而言，越靠施加于辊子17的负载大的区域（即接近曲柄轴1的区域）辊子17的中心间距离越窄，所以施加于各辊子17的负载被均匀化。因此，支承各辊子17的辊轴16的寿命能够整体延长，而发挥优良的耐久性。

作为将曲柄轴1的旋转传递到凸轮轴3的链5，能够使用无声链、辊子链、或者从辊子链除去了辊子而得的衬套链等。

附图标记说明

2…驱动链轮；4…从动链轮；5…链；6…支点轴；7…链引导件；8…链张紧器；15…引导基体；16…辊轴；17…辊子。

Claims (6)

1.一种链引导件，具备：配置于转矩传递用链（5）的外周的一部分并且沿所述链（5）的行驶方向较长地延伸的引导基体（15）；沿链（5）的行驶方向隔开间隔地安装于所述引导基体（15）的多个辊轴（16）；以及能够旋转地支承于所述各辊轴（16）的辊子（17），

所述链引导件的特征在于，

所述各辊子（17）的中心间距离设定为：在施加于辊子（17）的负载越大的区域越窄。

2.根据权利要求1所述的链引导件，其特征在于，

施加于所述辊子（17）的负载大的区域是：共通通过所述各辊子（17）的中心以及在所述辊子（17）的两侧与该辊子（17）相邻的辊子（17、17）的中心而配置有所述各辊子（17）的链引导件的假想圆弧的半径小的区域，其中，所述假想圆弧的半径随着从引导基体（15）的一端部趋向另一端部而逐渐减小。

3.根据权利要求1或2所述的链引导件，其特征在于，

施加于所述辊子（17）的负载大的区域是：所述引导基体（15）被支承为能够以一端部为中心摆动且另一端部被链张紧器（8）按压的链引导件的、接近被所述链张紧器（8）按压的一侧的端部的区域。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的链引导件，其特征在于，

支承所述辊子（17）的各辊轴（16）是经过光亮淬火而得的实心的圆柱体。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的链引导件，其特征在于，

将所有所述辊子（17）以不等间隔配置。

6.一种链传动装置，具有：挂设于驱动链轮（2）与从动链轮（4）之间的链（5）；设置于所述链（5）的松弛侧的能够摆动的链引导件（7）；以及将所述链引导件（7）朝链（5）按压的链张紧器（8），

所述链传动装置的特征在于，

所述链引导件（7）是权利要求1～5中任一项所述的链引导件。