CN104136809B - 链引导件以及链传动装置 - Google Patents

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Abstract

能够降低凸轮轴驱动用的定时链的移动阻力并实现低油耗化。利用在用于扭矩传递的定时链(5)的一侧部对置配置的引导件基体(21)的对置的一对的侧板部(22)支承多个辊轴(31)的各自的轴端部，利用多个辊轴(31)的每一个将链引导用的滚针轴承(41)支承为自如旋转。作为基于滚针(45)对滚针轴承(41)的保持器(43)的引导，通过降低对定时链(5)的移动进行滚动引导的外圈(42)的旋转阻力，来降低定时链(5)的移动阻力，抑制不必要的燃料消耗。

Description

链引导件以及链传动装置
技术领域
本发明涉及用于链的张力调整或链的移动引导的链引导件以及使用该链引导件的链传动装置。
背景技术
在安装于曲柄轴的驱动链轮和安装于凸轮轴的从动链轮之间挂设定时链的凸轮轴驱动用的链传动装置中，在定时链的松弛侧链的一侧设置能够摆动的链引导件，向该链引导件的摆动侧端部负载链张紧器的调整力而使定时链张紧，从而防止链的松弛和晃动。
另外，在定时链的张紧侧链固定链引导件，利用所述固定的链引导件来引导定时链的移动并抑制晃动。
其中，作为用于定时链的张力调整、移动引导的链引导件，已知通过与定时链滑动接触来进行面引导的形式，但存在定时链的移动阻力大，传递扭矩损失多的问题。
为了解决上述那样的问题，在专利文献1中提出一种链引导件，其利用在定时链的移动方向上较长地延伸的引导件基体来支承配置为曲线状的多个辊轴的两端部，利用所述多个辊轴的每一个将由滚动轴承构成的辊支承为自如旋转，利用所述多个辊将定时链支承为自如移动。
在上述的链引导件中，由于定时链的引导是基于多个辊的滚动的引导，因此，与对定时链进行面引导的情况相比较，具有定时链的移动阻力小，传递扭矩损失少的特征。
专利文献1国际公开2010/090139号
然而，在上述专利文献1所述的链引导件中，作为辊使用滚动轴承，但对保持器的引导形式没有任何记载。因此，作为滚动轴承，若采用轨道轮引导的形式则外圈的旋转扭矩大，该旋转扭矩成为定时链的移动阻力从而成为扭矩损失。因此，发动机中的燃料消耗多，在实现其低油耗化上存在有待改善的地方。
另外，在上述链引导件中，由于对于滚动轴承的润滑仅使用被定时链运来的润滑油，因此润滑油不能充分地遍布外圈的滚动面，存在产生剥落等现象以及寿命变短的问题。
发明内容
本发明的课题是在利用滚动轴承引导定时链的移动的链引导件中，降低定时链的移动阻力并实现低油耗化。
另外，在本发明中，另一个课题是实现对于滚动轴承的润滑性的提高。
为了解决上述课题，本发明的链引导件配置于定时链的外周的一部分，包括：引导件基体，其具有在所述定时链的移动方向上较长地延伸的侧板部；多个辊轴，所述多个辊轴的两端部被所述引导件基体的侧板部支承，并且所述多个辊轴沿所述侧板部的长度方向空开间隔地设置；以及被所述多个辊轴各自支承为自如旋转的链引导用的多个辊，所述辊为滚动轴承，该滚动轴承将保持器组入于在轴向的两端部形成有内朝向凸缘部的外圈内，在沿所述保持器的周向空开间隔地形成的凹处内收容能够沿形成于上述外圈的内周的滚子滚动面和上述辊轴的圆筒状外周面滚动的滚子,在所述链引导件中采用如下结构，即：以所述保持器的外径面与外圈的滚子滚动面为非接触、并且保持器的内径面与辊轴的圆筒状外周面为非接触的方式对所述滚动轴承的保持器进行滚动引导。
另外，在本发明的链传动装置中，在驱动链轮和从动链轮之间挂设有定时链，在所述定时链的松弛侧链的一侧部设置有引导定时链的移动的能摆动的链引导件，对所述链引导件的摆动侧端部施加链张紧器的调整力，从而将所述摆动侧端部向定时链按压，在所述链传动装置中，作为所述链引导件采用本发明的所述链引导件。
在由上述结构构成的链传动装置中，在定时链的张紧侧链的一侧方设置引导定时链的移动的固定的链引导件，作为所述固定的链引导件采用本发明的上述链引导件，从而能够有效地抑制定时链的晃动。
在本发明的链引导件中，如上述那样，通过作为对定时链的移动进行滚动引导的辊而采用对保持器进行滚动引导的滚动轴承，由于使外圈和保持器以及保持器和辊轴为非接触状态，因此外圈的旋转扭矩极小，通过与定时链的接触能够使所述外圈顺畅地旋转，降低基于定时链的移动的扭矩损失，能够实现低油耗化。
其中，滚动轴承的保持器也可以是如下结构，即：由钢板的压制成型品或者成型品构成，形成于相邻的凹处之间柱部形成为V字形，并且具有：内柱部，该内柱部相对滚子的节圆直径配置于内侧；倾斜柱部，该倾斜柱部在所述内柱部的轴向两端连续地设置；以及外柱部，该外柱部在所述倾斜柱部的轴向端部连续地设置，且相对滚子的节圆直径配置于外侧。
在上述那样的保持器的使用中，若使凹处的在周向对置的一对侧面向相反的方向内侧倾斜为：凹处的保持器外径面侧的开口的周向宽度比滚子的外径大，保持器内径面侧的开口的周向宽度比滚子的外径小，则通过柱部的倾斜柱部的侧面相对滚子的节圆直径在内径侧被接触引导，与使一对侧面平行的保持器相比较能够简单地进行滚动引导。
另外，若被滚子引导的引导面是剪切面，则与在断裂面引导滚子的情况相比较，在面粗糙度光滑的部分的滚子的旋转阻力小，能够进一步使扭矩损失减少。
在本发明的链引导件中，若使外圈的凸缘部内径比保持器和滚子的接触部的接触圆直径大且比保持器的端部外径小，则在对保持器进行防脱的状态下，能够在凸缘部的内径面和辊轴的外径面之间确保极大的间隙。
结果，由定时链运来润滑油向外圈的外径面转移，从所述外径面经过凸缘部的外侧面向内周部流入的润滑油容易从上述间隙进入轴承内部，能够有效地润滑轴承内部。
其中，若预先使外圈的凸缘部的内径面形成为以凸缘部的外侧面侧为大径端的锥面，则经过凸缘部的外侧面到达锥面的大径端侧的润滑油，沿所述锥面的倾斜向轴承内部流动，从而能够有效地向轴承内部导入润滑油，能够进一步使润滑性提高。
另外，若凸缘部的外侧面为凸曲面，则经过其外侧面的润滑油容易向凸缘部内径面侧流入，能够有效地向轴承内部导入润滑油。
在本发明中，如上述那样，作为对定时链的移动进行滚动引导的辊，采用对保持器进行滚动引导的滚动轴承，从而与外圈等的轨道轮引导保持器的滚动轴承相比较，滚动轴承的旋转扭矩小，通过与定时链的接触能够使外圈顺畅地旋转，降低基于定时链的移动的扭矩损失，能够实现低油耗化。
另外，在本发明中通过使外圈的凸缘部内径比保持器和滚子的接触部的接触圆直径大且比保持器的端部外径小，从而在对保持器进行防脱的状态下，能够在凸缘部的内径面和辊轴的外径面之间，确保由定时链运来的润滑油容易进入的极大的间隙，能够实现轴承内部的润滑性的提高。
附图说明
图1是示出本发明的链传动装置的实施方式的示意图。
图2是本发明的链引导件的纵剖视图。
图3是沿图2的III－III线的剖视图。
图4是沿图3的IV-IV线的剖视图。
图5是放大表示图4的一部分的剖视图。
图6是放大表示图3的一部分的剖视图。
图7中，(a)是示出图4所示的保持器的素形材的俯视图，(b)是沿(a)的VII－VII线的剖视图，(c)是示出将(a)所示的柱部弯曲成形后的状态的剖视图。
图8是示出滚针轴承的其它实施例的剖视图。
图9是是出滚针轴承的其它实施例的剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1示出凸轮轴驱动用的链传动装置，在安装于曲柄轴1的轴端部的驱动链轮2和安装于凸轮轴3的轴端部的从动链轮4之间挂设有定时链5。
定时链5可以是辊子链也可以是无声链。
曲柄轴1向图1的箭头所示的方向旋转。基于该曲柄轴1的旋转，定时链5向图1的箭头所示的方向移动，在该定时链5的松弛侧链5a的一侧部设置有链引导件A1。
链引导件A1在定时链5的移动方向上较长地延伸，其上端部被从发动机体突出地设置的支点轴10支承，能够以所述支点轴10为中心摆动，在下侧的摆动侧端部被施加链张紧器11的调整力从而被向松弛侧链5a按压。
在定时链5的张紧侧链5b的另一侧部设置有链引导件A2。该链引导件A2与能够摆动的链引导件A1相同，沿定时链5的移动方向上较长地延伸，其两端部通过被旋入发动机体的螺栓12的紧固而被固定，从而引导定时链5的移动。
其中，能够摆动的链引导件A1和固定的链引导件A2为相同的结构，仅形状不同。因此，本发明中，以下对能够摆动的链引导件A1的结构进行说明，对于固定配置的链引导件A2，对与能够摆动的链引导件A1相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。
如图1至图3所示，链引导件A1包括：在定时链5的移动方向上较长地延伸的引导件基体21、在所述引导件基体21的长度方向空开间隔地设置的多个辊轴31、被所述多个辊轴31各自支承为自如旋转的链引导用的多个辊41。
引导件基体21构成为在对置的一对侧板部22之间，沿长度方向空开间隔地形成有多个间隔保持板23，在相邻的间隔保持板23之间形成辊收容空间24。
此外，链引导件A1的侧板部22为弓形，另一方面，链引导件A2的侧板部22为与链引导件A1的形状不同的带板状，但也可以与链引导件A1相同为弓形。
由上述结构构成的引导件基体21为合成树脂的成形品，但也可以使用铝合金、镁合金等轻金属来铸造或压铸成型而成形。
多个辊轴31各自被一个一个地组入辊收容空间24各自的内部，其两端部被一对侧板部22支承，连结轴中心的线为描绘凸形的圆弧状线的圆弧状的配置，但也可以为曲线状的配置。
辊轴31以SUJ2、SC材为材料。对该辊轴31而言，为了使耐磨损性能提高，通过进行热处理使硬度变高。作为热处理，这里采用光亮淬火，但也可以是高频淬火，也可以是渗碳淬火。或者也可以是碳氮共渗淬火。
多个辊41被多个辊轴31各自支承为自如旋转。如图3至图5所示，辊41由滚针轴承构成。所述滚针轴承41构成为：在外圈42内组入保持器43，在沿所述保持器43的周向空开间隔地形成的多个凹处44各自的内部组入有滚针45。
外圈42以SPC、SCM等低碳钢为材料，通过拉深成型形成为壳型，通过热处理被硬化处理从而表面硬度提高。另外，在外圈42的轴向的两端形成对保持器43进行防脱的内朝向凸缘部46。
作为外圈42的热处理，这里采用渗碳淬火、碳氮共渗淬火，但也可以由SUJ2和SC件等高碳钢形成外圈42，并对其进行光亮淬火或高频淬火。
保持器43由钢板的压制成型制品或者成型品构成。在形成于保持器43并沿周向排列的多个凹处44中的相邻的凹处44之间形成的柱部47分别由内柱部47a、倾斜柱部47b和外柱部47c形成，且形成为V字形，其中，上述内柱部47a相对滚针45的节圆直径PCD配置于内侧，上述倾斜柱部47b在上述内柱部47a的轴向两端连续地设置，外柱部47c在上述倾斜柱部47b的轴向端部连续地设置、且相对滚针45的节圆直径配置于外侧。
如图5所示，凹处44的沿周向对置的一对侧面44a为向相反的方向朝内侧倾斜的倾斜面，凹处44的保持器外径面侧的开口的周向宽度W1比滚针45的外径d0大，另外，保持器内径面侧的开口的周向宽度W2比滚针45的外径d0小。而且，倾斜柱部47b的一部分在相对滚针45的节圆直径PCD靠内径侧的外周面被接触引导，保持器43以其外径面与引导外圈42内圆周的滚针45的滚子滚动面42a以及辊轴31的圆筒状外径面31a非接触的状态进行滚动引导。其中，图5以及图6所示的P示出保持器43和滚针45的接触点。
如图6所示，外圈42的凸缘部46的内径d1比保持器43的端部的端部外径D1小且比保持器43和滚针45的接触部P的接触圆直径d2大，并在其凸缘部46的内径面46a和辊轴31的外径面31a之间形成间隙50。
上述那样的保持器43能够通过下述方式简单地形成，即如图7的(a)、(b)所示，沿带状钢板60的长度方向等间隔地冲压冲裁矩形的凹处61，如图7(c)所示，使形成于相邻的凹处61之间的柱部62向带状钢板60的一面侧弯曲成形为V字状而形成保持器素形材B，将该保持器素形材B以V字状的弯曲成形部为内侧的方式弯曲成形为圆筒状并将两端接合。
其中，由于凹处61为通过冲压冲裁而形成的结构，因此凹处61的内周为剪切面，且该剪切面光滑，该光滑的剪切面在滚针45的圆筒状外径面被接触引导，因此滚针45相对于保持器43的旋转阻力小，外圈42旋转时的扭矩损失少。
代替滚针轴承41也可以采用圆筒滚动轴承。
实施方式中示出的链传动装置由上述结构构成，在通过挂设于驱动链轮2和从动链轮4之间的定时链5的移动而将曲柄轴1的旋转向凸轮轴3传递的扭矩传递状态下，由于定时链5的张力负载的变动而变化时，能够利用链张紧器11防止定时链5松弛和晃动。
在将曲柄轴1的旋转向凸轮轴3传递的扭矩传递时，能够摆动的链引导件A1以及固定的链引导件A2的各自的滚针轴承41的外圈42通过与高速移动的定时链5的接触而旋转，从而定时链5被滚动引导。
此时，对滚针轴承41而言，由于保持器43被滚动引导，该保持器43与外圈42处于非接触的状态，因此，滚针轴承41的旋转扭矩极小，外圈42顺利地旋转。而且，由于定时链5被所述顺利旋转的外圈42滚动引导，定时链5顺畅地移动，由此，基于定时链5的移动的扭矩损失少，燃料的无益消耗被抑制。
从曲柄轴1向凸轮轴3传递扭矩时，利用单向地移动的定时链5向滚针轴承41的外圈42外径面上运来润滑油，沿凸缘部46的外侧面向内周部流动的润滑油从在凸缘部46的内径面46a和辊轴31的外径面31a之间形成的间隙50向轴承内部浸入从而对轴承进行润滑。
其中，在凸缘部46的内径面46a和辊轴31的外径面31a之间形成的间隙50小的情况下，无法向轴承内部导入充足的润滑油，在外圈42的滚动面和滚子31的滚动面产生剥落等从而寿命变短。
但是，实施方式中，如图6所示，由于使外圈42的凸缘部46的内径d1比保持器43和滚子31的接触点P的接触圆直径d2大且比保持器43的端部外径D1小，因此在对保持器43进行防脱的状态下，能够在凸缘部46的内径面46a和辊轴31的外径面31a之间确保极大的间隙50。
因此，从外圈42的外径面沿凸缘部46的外侧面向内周部侧流入的润滑油容易从间隙50进入轴承内部，能够利用所述浸入的润滑油有效地润滑轴承内部，能够抑制滚针轴承41的寿命降低。
图8以及图9示出滚针轴承41的其它的实施例。在图8所示的滚针轴承41中，仅外圈42的凸缘部46的内径面46a成为以凸缘部46的外侧面侧为大径端的锥面这一点与图6所示的滚针轴承41不同。其中，由锥面构成的内径面46a的小端径与图6所示的凸缘部46的内径d1直径相同。
如图8所示，若预先使外圈42的凸缘部46的内径面46a为锥面，则经过凸缘部46的外侧面到达锥面的大径端侧的润滑油沿着所述锥面的倾斜向轴承内部流动，因此能够有效地向轴承内部导入润滑油。
在图9所示的滚针轴承41中，仅外圈42的凸缘部46的外侧面46b成为凸曲面这一点与图8所示的滚针轴承41不同。如图9所示，若凸缘部46的外侧面46b为凸曲面，则经过其外侧面46b的润滑油容易向凸缘部46的内径面侧流入，能够有效地向轴承内部导入润滑油。
附图标记
A1 链引导件、A2 链引导件、2 驱动链轮、4 从动链轮、5定时链(链)、21 引导件基体、22 侧板部、31 辊轴、31a 外径面、41 滚针轴承(滚动轴承)、42 外圈、42a 滚子滚动面、43 保持器、44 凹处、44a 侧面、45 滚针(滚子)、46a 内径面、46b 外侧面、47 柱部、47a 内柱部、47b 倾斜柱部、47c 外柱部。

Claims (14)

1.一种链引导件，
其配置于定时链的外周的一部分，
包括：引导件基体，其具有在所述定时链的移动方向上较长地延伸的侧板部；多个辊轴，所述多个辊轴的两端部被所述引导件基体的侧板部支承，并且所述多个辊轴沿所述侧板部的长度方向空开间隔地设置；
以及被所述多个辊轴各自支承为能够旋转的链引导用的多个辊，
所述辊为滚动轴承，该滚动轴承将保持器组入于在轴向的两端部形成有内朝向凸缘部的外圈内，在沿所述保持器的周向空开间隔地形成的凹处内收容有能够沿形成于所述外圈的内周的滚子滚动面和所述辊轴的圆筒状外周面滚动的滚子,
所述链引导件的特征在于，
以所述保持器的外径面与外圈的滚子滚动面为非接触、并且保持器的内径面与辊轴的圆筒状外周面为非接触的方式对所述滚动轴承的保持器进行滚动引导，
使形成于所述外圈的轴向两端的内朝向凸缘部的内径比所述保持器与滚子的接触部的接触圆直径大、且比保持器的端部外径小。
2.根据权利要求1所述的链引导件，其特征在于，
所述保持器由钢板成型品构成，在相邻的所述凹处之间形成的柱部形成为V字形，并且具有：内柱部，该内柱部相对于滚子的节圆直径配置于内侧；倾斜柱部，该倾斜柱部在所述内柱部的轴向两端连续地设置；以及外柱部，该外柱部在所述倾斜柱部的轴向端部连续地设置，且相对于滚子的节圆直径配置于外侧。
3.根据权利要求1所述的链引导件，其特征在于，
所述保持器由钢板的冲压成型品构成，在相邻的所述凹处之间形成的柱部形成为V字形，并且具有：内柱部，该内柱部相对于滚子的节圆直径配置于内侧；倾斜柱部，该倾斜柱部在所述内柱部的轴向两端连续地设置；以及外柱部，该外柱部在所述倾斜柱部的轴向端部连续地设置，且相对于滚子的节圆直径配置于外侧。
4.根据权利要求2所述的链引导件，其特征在于，
使所述凹处的沿周向对置的一对侧面向相反的方向朝内侧倾斜为：凹处的保持器外径面侧的开口的周向宽度比滚子的外径大，保持器内径面侧的开口的周向宽度比滚子的外径小。
5.根据权利要求3所述的链引导件，其特征在于，
使所述凹处的沿周向对置的一对侧面向相反的方向朝内侧倾斜为：凹处的保持器外径面侧的开口的周向宽度比滚子的外径大，保持器内径面侧的开口的周向宽度比滚子的外径小。
6.根据权利要求2所述的链引导件，其特征在于，
所述柱部的由所述滚子引导的引导面为剪切面。
7.根据权利要求3所述的链引导件，其特征在于，
所述柱部的由所述滚子引导的引导面为剪切面。
8.根据权利要求4所述的链引导件，其特征在于，
所述柱部的由所述滚子引导的引导面为剪切面。
9.根据权利要求5所述的链引导件，其特征在于，
所述柱部的由所述滚子引导的引导面为剪切面。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的链引导件，其特征在于，
所述外圈的凸缘部的内径面是以所述凸缘部的外侧面侧为大径端的锥面。
11.根据权利要求1～9中任一项所述的链引导件，其特征在于，
所述外圈的凸缘部的外侧面为凸曲面。
12.根据权利要求10所述的链引导件，其特征在于，
所述外圈的凸缘部的外侧面为凸曲面。
13.一种链传动装置，
在驱动链轮和从动链轮之间挂设有定时链，在所述定时链的松弛侧链的一侧部设置有引导定时链的移动的能摆动的链引导件，对所述链引导件的摆动侧端部施加链张紧器的调整力，从而将所述摆动侧端部向定时链按压，
所述链传动装置的特征在于，
所述链引导件由权利要求1～12中任一项所述的链引导件构成。
14.根据权利要求13所述的链传动装置，其特征在于，
在所述定时链的张紧侧链的一侧方设置引导定时链的移动的链引导件且该链引导件被固定的配置，所述链引导件由权利要求1～9中任一项所述的链引导件构成。
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