CN106051080A - 链条张紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种链条张紧装置，其对于各种链条的张力变动可始终施加适当的反作用力、衰减力，并且，结构简单，制造容易且制造成本也降低。具体而言，其为通过加力单元(140)在突出方向上对插入于柱塞收容孔(111)的柱塞(120)施加力的链条张紧装置(100)，介由隔离板(130)在柱塞(120)的突出方向上串联设置有多个伸缩自如地收纳于高压室(101)的加力单元(140)，隔离板(130)具有调整油流通的1个以上的油通路。

Description

链条张紧装置
技术领域
本发明涉及一种适当地保持链条张力的链条张紧装置，其具备：张紧装置主体，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔；有底圆筒状柱塞，滑动自如地插入于该柱塞收容孔；及加力单元，伸缩自如地收纳于在所述柱塞收容孔与柱塞内部的跨度上形成的高压室且在突出方向上对柱塞施加力。
背景技术
以往，为了适当保持链条张力而通常使用链条张紧装置，例如，公知有以下技术，在分别设置于发动机室(engine room)内的曲轴与凸轮轴的链轮之间使滚子链等定时链条进行无接头套挂转动的定时系统中，通过链条张紧装置对摆动链条导件施加力，摆动链条导件具有对定时链条进行滑动导向的运动导块。
在这样的定时系统中，如图13所示，定时链条CH在安装于发动机室内的曲轴的驱动链轮S1与安装于凸轮轴的一对从动链轮S2、S3之间进行无接头套挂转动，通过摆动链条导件G1与固定链条导件G2对该定时链条CH进行导向而构成链条导件机构。
由2个安装轴B1、B2将固定链条导件G2固定在发动机室内，摆动链条导件G1安装在发动机室内且能够以安装轴B0为中心在定时链条CH的套挂转动平面内进行摆动。
链条张紧装置500通过按压摆动链条导件G1来在适当地保持定时链条CH的张力的同时抑制振动。
例如图14所模式表示的那样，用于这样的链条导件机构的公知的链条张紧装置500具备：张紧装置主体510，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔511；有底圆筒状柱塞520，滑动自如地插入于该柱塞收容孔511的圆筒面513；及加力单元，从柱塞收容孔511在突出方向上对柱塞520施加力。
加力单元由收容于有底圆筒状柱塞520的筒状凹部521且在与柱塞收容孔511的底部512之间被压缩的螺旋弹簧540所构成。
通过从设置于柱塞收容孔511的供油孔514供油，从而在柱塞收容孔511与柱塞520的筒状凹部521的跨度上形成的高压室501内充满油，同时通过止回阀550(模式地仅图示了止回球)阻止从供油孔514流出油。
由此，伴随柱塞520的往复运动，油在柱塞520与柱塞收容孔511之间的细微的间隙内流动，因该流路阻力而得到使柱塞520的往复运动衰减的衰减效果。
在这样的定时系统中，因发动机的不同而对螺旋弹簧540所要求的反作用力也不同，在发动机起动时担心链条发生抖动时，要求具有较高的反作用力。
另外，由于在因老化而链条发生拉伸时也需要施加较高的反作用力，因此在链条未发生拉伸时的反作用力变得过大。
由此张紧装置500会以必要以上的力压入链条，从而会使链条与运动面上的摩擦性恶化，带来发动机燃料费的恶化。
另外，由于链条上根据发动机的转速、负载的变化而发生张力变动，这些张力变动的周期、变动幅度因运行条件而不同，因此为了吸收这些，柱塞也以各种周期、速度进行往复运动。
此时，由于螺旋弹簧540的反作用力按照一定的弹簧常数根据柱塞520的位置而被决定，衰减效果也按照柱塞520速度而被决定，因此难以对应于各种张力变动而始终施加适当的反作用力、衰减力，在特定运行条件下也有可能发生共振或者使张力变动发生增幅。
为了缓解上述问题，公知如下链条张紧装置，在高压室(流体腔22)内的弹簧(第1弹簧40)的基础上在柱塞顶端介由第2弹簧50等而设置凸头(nose)部，通过该第2弹簧等来吸收急剧的张力变动(参照专利文献1等)。
另外，也公知如下链条张紧装置，在高压室(流体腔80)内的弹簧的中间部分，设置连动于弹簧的伸缩而进行往复运动的规定质量的中心构件，通过将中心构件的共振频率做成与柱塞(活塞40)相同的共振频率，从而使柱塞(活塞40)的运动发生衰减(参照专利文献2等)。
专利文献1：日本国特开平11-22792号公报
专利文献2：日本国特开2000-145903号公报
发明内容
但是，在专利文献1所记载的技术的情况下，由于第2弹簧等设置在高压室的外部，因此不存在油的衰减效果，只是随动于因链条的张力变动而产生的振动，使振动衰减的效果低，根据运行条件，还有可能因共振等而使振动发生增幅。
另外，由于柱塞的构造变复杂，零件数量也增加，因此存在制造成本上升的同时因变形、破损而也容易发生运转不良的问题。
在专利文献2所记载的技术的情况下，虽然能够抑制柱塞发生共振，但是不参与除此之外频率的振动的吸收、衰减，难以对各种张力变动始终施加适当的反作用力、衰减力。
另外，由于会附加与柱塞具有相同共振频率的规定质量，因此柱塞整体的质量增加相等量，存在对于因链条的张力变动而产生的振动的随动性恶化的问题。
本发明是为了解决上述问题而进行的，所要解决的技术问题是提供一种链条张紧装置，其对于各种链条的张力变动可始终施加适当的反作用力、衰减力，并且，结构简单，制造容易且制造成本也降低。
本发明所涉及的链条张紧装置如下，其具备：张紧装置主体，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔；有底圆筒状柱塞，滑动自如地插入于该柱塞收容孔；及加力单元，伸缩自如地收纳于在所述柱塞收容孔与柱塞内部的跨度上形成的高压室且在突出方向上对柱塞施加力，在柱塞的突出方向上串联设置有多个所述加力单元，在所述多个加力单元之间设置有隔离板，所述隔离板将所述高压室划分成多个，同时具有调整被划分的高压室之间的油流通的1个以上的油通路，由此解决上述课题。
根据本技术方案1所涉及的链条张紧装置，由于在柱塞的突出方向上串联设置有多个加力单元，在多个加力单元之间设置有隔离板，隔离板将高压室划分成多个，同时具有调整被划分的高压室之间的油流通的1个以上的油通路，因此通过适当设定油通路的油流量，而能够任意地调整对于隔离板在柱塞内部移动的衰减特性，所以对于多个加力单元的伸缩动作能够给予不同的衰减特性。
另外，由于能够任意选择多个加力单元各自的弹簧常数，因此对于多个加力单元的伸缩动作能够给予不同的衰减特性。
由此，能够将多个加力单元各自的弹簧常数、衰减特性设定成各种组合，能够设定成对于链条的各种张力变动可始终施加适当的反作用力、衰减力。
另外，由于隔离板具有调整被划分的高压室之间的油流通的1个以上的油通路即可，能够由轻量且简单的构件所形成，因此对于因链条张力变动而产生的振动的柱塞随动性不会恶化，柱塞本体的结构呈与以往相同的简单的形状，隔离板也呈简单的结构，所以制造容易且制造成本也降低，也不会增加破损、变形等。
根据本技术方案2所记载的结构，由于油通路由设置在隔离板上的1个以上的贯通孔所形成，因此能够通过贯通孔的大小、形状、数量来施加任意的流路阻力，所以能够任意地调整对于隔离板在柱塞内部移动的衰减特性，对于多个加力单元的伸缩动作可给予不同的衰减特性。
根据本技术方案3所记载的结构，由于油通路由设置在隔离板的外周缘的1个以上的槽或缺口所形成，因此能够通过槽或缺口的大小、形状、数量来施加任意的流路阻力，所以能够任意地调整对于隔离板在柱塞内部移动的衰减特性，对于多个加力单元的伸缩动作可给予不同的衰减特性。
另外，与前述的贯通孔相比更容易加工，而且通过与贯通孔一起设置槽或缺口，从而能够进一步扩大流路阻力的调整幅度。
根据本技术方案4所记载的结构，由于隔离板具有在柱塞的突出方向上延伸且防止螺旋弹簧移动的突起部，因此就位性提高，能够抑制螺旋弹簧与隔离板在伸缩方向以外的方向上相对移动，所以隔离板在柱塞内部更加顺畅地移动，防止流路阻力或隔离板的移动阻力发生变化，能够给予稳定的衰减特性。
根据本技术方案5所记载的结构，由于突起部包含位于螺旋弹簧内侧的内周突起部，因此能够在该突起部设置较长的贯通孔来施加较大的流路阻力，能够扩大衰减特性的调整范围。
根据本技术方案6所记载的结构，由于突起部包含位于螺旋弹簧的外侧且构成隔离板的外周缘的外周突起部，因此该外周突起部的外周缘在伸缩方向上形成为较长，在柱塞的内部隔离板能够以稳定的姿势顺畅地移动，能够给予更加稳定的衰减特性。
根据本技术方案7所记载的结构，由于在柱塞的突出方向上串联设置有3个以上加力单元，隔离板设置在各个加力单元之间，因此能够设定成形成更加多样的弹簧常数、衰减特性的组合，能够设定成对于链条的各种张力变动可施加更加适当的反作用力、衰减力。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置的剖视图。
图2是本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置的立体剖视图。
图3是本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置的隔离板的立体图。
图4是隔离板的第1变形例的立体图。
图5是隔离板的第2变形例的立体图。
图6是隔离板的第3变形例的立体图。
图7是隔离板的第4变形例的立体图。
图8是隔离板的第5变形例的立体图。
图9是隔离板的第6变形例的立体图。
图10是隔离板的第7变形例的立体图。
图11是隔离板的第8变形例的立体图。
图12是本发明的第2实施方式所涉及的链条张紧装置的立体剖视图。
图13是用于发动机链条导件机构的链条张紧装置的示意图。
图14是现有链条张紧装置的概要示意图。
符号说明
100、500-链条张紧装置；101、501-高压室；102-第1高压室；103-第2高压室；104-第3高压室；110、510-张紧装置主体；111、511-柱塞收容孔；512-底部；513-圆筒面；114-安装孔；120、520-柱塞；521-筒状凹部；130-隔离板；131-贯通孔(油通路)；132-缺口(油通路)；133-槽(油通路)；134-内周突起部；135-外周突起部；140、540-螺旋弹簧(加力单元)；141-第1螺旋弹簧；142-第2螺旋弹簧；143-第3螺旋弹簧；150、550-止回阀；151-球座；152-止回球；153-护圈；S1-驱动链轮；S2-从动链轮；S3-从动链轮；CH-定时链条；G1-摆动链条导件；G2-固定链条导件；B0、B1、B2-安装轴。
具体实施方式
本发明的链条张紧装置如下，其具备：张紧装置主体，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔；有底圆筒状柱塞，滑动自如地插入于该柱塞收容孔；及加力单元，伸缩自如地收纳于在所述柱塞收容孔与柱塞内部的跨度上形成的高压室且在突出方向上对柱塞施加力，在柱塞的突出方向上串联设置有多个所述加力单元，在所述多个加力单元之间设置有隔离板，所述隔离板将所述高压室划分成多个，同时具有调整被划分的高压室之间的油流通的1个以上的油通路，只要其对于各种链条的张力变动可始终施加适当的反作用力、衰减力，并且，结构简单，制造容易且制造成本也降低，则其具体结构可以是任意的。
例如，只要不会因加力单元的按压力而发生破损、变形，则隔离板也可以由树脂或铁、铝等的金属等任意材料所形成。
另外，多个加力单元既可以是螺旋弹簧、碟形弹簧等任意形状的构件，也可以是金属、橡胶、树脂等任意材质的构件，多个加力单元各自的材质、形状还可以互不相同。
实施例1
根据附图对本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置100进行说明。
如图1至图3所示，本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置100具备：张紧装置主体110，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔111；有底圆筒状柱塞120，滑动自如地插入于该柱塞收容孔111；第1螺旋弹簧141、第2螺旋弹簧142，在突出方向上对柱塞120施加力；及隔离板130。
第1螺旋弹簧141、隔离板130及第2螺旋弹簧142串联收容于在柱塞收容孔111与柱塞120内部的跨度上形成的高压室101，隔离板130将高压室101划分为第1高压室102及第2高压室103。
隔离板130构成为如下，设置有构成油通路的贯通孔131，当隔离板130在柱塞120内部进行往复运动时，利用通过贯通孔131而在第1高压室102与第2高压室103之间移动的油的流路阻力来对柱塞120的往复运动附加衰减特性。
本实施方式所涉及的链条张紧装置100固定在具有链条导件机构的发动机内，因而，如图1、图2所示，张紧装置主体110具有螺栓等穿通的安装孔114。
在张紧装置主体110的柱塞收容孔111的底面侧配置有止回阀150。
止回阀150具备：球座151；可贴紧该球座151的油流路的止回球152；及对该止回球152进行导向的护圈153，从发动机的安装面侧介由止回阀150始终供油。
对如以上构成的本发明的第1实施方式所涉及的链条张紧装置100的运转进行说明。
在发动机运转时，设置在未图示的安装壁部的供油单元始终供油，介由止回阀150维持第1高压室102及第2高压室103始终处于充满油的状态。
在发动机运转时，根据发动机的转速、负载的变化等的各种变动条件，链条张力上也发生各种周期、振幅变动。
在因这样的链条的张力变化而柱塞120在按压方向上活动时，第1高压室102内的油从柱塞收容孔111与柱塞120之间的细微间隙向外部漏出，因此由该流路阻力带来的衰减特性而产生对应于柱塞120运动速度的规定的制动力。
另外，第1螺旋弹簧141及第2螺旋弹簧142被压缩，根据各自的弹簧常数对应于压缩量而施加规定的反作用力。
而且，由于隔离板130只移动第2螺旋弹簧142的压缩部分，因此由通过贯通孔131从第2高压室103流向第1高压室102的油的流路阻力带来的衰减特性，而产生对应于第2螺旋弹簧142的压缩速度的规定的制动力。
另一方面，当柱塞120在突出方向上移动时，由于介由止回阀150向第1高压室102供油，因此在柱塞收容孔111与柱塞120之间不发生油流动，制动力也不产生，但是由于隔离板130只移动第2螺旋弹簧142的拉伸部分，因此由通过贯通孔131从第1高压室102流向第2高压室103的油的流路阻力带来的衰减特性，而产生对应于第2螺旋弹簧142的拉伸速度的规定的制动力。
另外，第1螺旋弹簧141及第2螺旋弹簧142发生拉伸，根据各自的弹簧常数对应于拉伸量而反作用力减少。
这样，由于具备隔离板130，因此第1螺旋弹簧141与第2螺旋弹簧142对于压缩、拉伸的衰减特性不同，所以通过适当地选择、组合各个螺旋弹簧的弹簧常数与隔离板130的衰减特性，从而能够设计成对应于由各种链条的张力变动、热、老化产生的链条拉伸而进行适当的动作。
例如，通过将第2螺旋弹簧142的弹簧常数设定成小于第1螺旋弹簧141，从而在受发动机正常运转时的振动等影响的短周期且小变动幅度的张力变动中，由于隔离板130的相对移动速度较小且衰减影响较少，因此能够通过弹簧常数小的第2螺旋弹簧142来敏感性良好地进行吸收，在伴随发动机的急剧的负载变动、转速变动的大变动幅度的张力变动中，能够使弹簧常数大的第1螺旋弹簧141发挥更大作用。
另外，伴随因热、老化而产生的长期的链条拉伸，即使柱塞120在突出方向上前进，通过较小地设定第2螺旋弹簧142的弹簧常数，从而也能够使对应于柱塞120位置的作用力(第1螺旋弹簧141及第2螺旋弹簧142的反作用力)的变化减小。
能够通过适当设定贯通孔131的大小来调整由隔离板130带来的衰减特性。
另外，能够通过改变贯通孔131的形状、数量来调整油流量并设定各种衰减特性。
例如，如图4所示，通过使隔离板130a的贯通孔131t呈锥状，从而对应于隔离板130a的移动方向(柱塞120的移动方向)而流路阻力不同，能够改变压缩时与拉伸时的衰减特性。
另外，通过像图5所示的隔离板130b那样设置多个较小的贯通孔131s，或者像图6所示的隔离板130c那样组合设置多个尺寸不同的贯通孔131s、131b，或者像图7所示的隔离板130d那样设置多个锥状的贯通孔131t，从而根据贯通孔131s、131b、131t的种类、配置、数量而可在广范围设定衰减特性，同时在设计、制造时能够提高在选择衰减特性不同的隔离板时的辨认性。
为了设定隔离板130的流路阻力、衰减特性，代替贯通孔131或者在贯通孔131的基础上，也可以在隔离板130的外周部构成允许油在与柱塞120的内周面之间流通的油通路。
例如，图8所示的隔离板130e是设置有2个缺口132的构件，图9所示的隔离板130f是设置有6个槽133的构件。
图3至图8所示的隔离板的贯通孔、缺口、槽的种类、形状、配置、数量、组合是例示，只要能够设定流路阻力、衰减特性，则可以是任意的种类、形状、配置、数量、组合。
由于隔离板130成为两侧面的螺旋弹簧的就位部，因此也可以做成通过设置抑制与螺旋弹簧的相对移动的突起部来提高就位性的构造。
例如，在图10所示的隔离板130g的中央部设置有内周突起部134，在内周突起部134设置有贯通孔131。
由此，内周突起部134嵌合于螺旋弹簧的内周而相对移动被抑制。
另外，通过在内周突起部134设置贯通孔131，从而能够加长油的流路来加大流路阻力，能够提高衰减特性。
也可以使两侧面的内周突起部134的直径、突出量对应于各自的螺旋弹簧而互不相同。
而且，也可以使内周突起部134成为在最大限度压缩螺旋弹簧时的长度以上，从而在较大地压缩螺旋弹簧时使内周突起部134抵接于柱塞或者张紧装置主体。
由此，能够防止螺旋弹簧的弹簧线彼此接触，能够防止弹簧线发生摩损。
在图11所示的隔离板130h上设置有构成外周缘的外周突起部135。
由此，外周突起部135嵌合于螺旋弹簧的外周而相对移动被抑制，同时隔离板130h能够在柱塞内部以稳定的姿势顺畅移动，能够给予更加稳定的衰减特性。
既可以使两侧面的外周突起部135的内径、突出量对应于各自的螺旋弹簧而互不相同，也可以在外周断续地设置多个突起，而不是如图所示地在外周整体上设置。
实施例2
如图12所示，本发明的第2实施方式所涉及的链条张紧装置100b与前述的第1实施方式所涉及的链条张紧装置100相比还具备1张隔离板130与第3螺旋弹簧143。
第1螺旋弹簧141、隔离板130、第2螺旋弹簧142、隔离板130及第3螺旋弹簧串联收容于在柱塞收容孔111与柱塞120内部的跨度上形成的高压室101，2张隔离板130将高压室101划分为第1高压室102、第2高压室103及第3高压室104的3个。
其他结构与第1实施方式所涉及的链条张紧装置100相同(相同的构件、构造的符号与第1实施方式相同)。
本实施方式中，由于具备2个隔离板130与3个螺旋弹簧141、142、143，因此第1螺旋弹簧141、第2螺旋弹簧142及第3螺旋弹簧143对于压缩、拉伸的衰减特性互不相同，所以通过适当地选择、组合每个螺旋弹簧的弹簧常数与每个隔离板130的衰减特性，从而对于因各种链条的张力变动、热、老化而发生的链条拉伸，能够设计成更加适当地进行动作。
虽然以上说明的各实施方式是本发明所涉及的链条张紧装置的具体例，但是本发明所涉及的链条张紧装置并不局限于这些，可以对各构成构件的形状、位置、尺寸、配置关系等进行各种变形。
另外，并不妨碍在前述的各实施方式的结构基础上附加棘轮机构等的组装于链条张紧装置的其他结构。
另外，本发明的链条张紧装置不局限于适用于通过移动导块对在分别设置于发动机室内的曲轴与凸轮轴的链轮之间进行无接头套挂转动的滚子链等传动链进行滑动导向的链条导件机构，也可以通过柱塞顶端直接对链条进行滑动导向。
而且，不局限于利用链条的传动机构，也可以适用于带、绳索等的类似的传动机构，只要其用途为要求在长时间停止供油后再次起动时供给充分的油，则在各种工业领域均可利用。

Claims (7)

1.一种链条张紧装置，其具备：张紧装置主体，具有一侧开放的圆筒状的柱塞收容孔；有底圆筒状柱塞，滑动自如地插入于该柱塞收容孔；及加力单元，伸缩自如地收纳于在所述柱塞收容孔与柱塞内部的跨度上形成的高压室且在突出方向上对柱塞施加力，其特征为，
在柱塞的突出方向上串联设置有多个所述加力单元，
在所述多个加力单元之间设置有隔离板，
所述隔离板将所述高压室划分成多个，同时具有调整被划分的高压室之间的油流通的1个以上的油通路。
2.根据权利要求1所述的链条张紧装置，其特征为，所述油通路由设置在所述隔离板上的1个以上的贯通孔所形成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的链条张紧装置，其特征为，所述油通路由设置在所述隔离板的外周缘的1个以上的槽或缺口所形成。
4.根据权利要求1至权利要求3中任意1项所述的链条张紧装置，其特征为，
所述多个加力单元的至少1个由螺旋弹簧所构成，
所述隔离板具有在柱塞的突出方向上延伸且防止所述螺旋弹簧移动的突起部。
5.根据权利要求4所述的链条张紧装置，其特征为，所述突起部包含位于所述螺旋弹簧内侧的内周突起部。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的链条张紧装置，其特征为，所述突起部具有位于所述螺旋弹簧的外侧且构成所述隔离板的外周缘的外周突起部。
7.根据权利要求1至权利要求6中任意1项所述的链条张紧装置，其特征为，
在柱塞的突出方向上串联设置有3个以上所述加力单元，
所述隔离板设置在各个加力单元之间。
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