CN107061644B - 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，其不会趋于大型化或者增加油消耗，即使在高旋转高负载时、发动机起动时、常用域中运行时的任意时候，都能够始终施加适当的压紧力。具体而言，在压油室(101)与供油部(103)之间配置有止回阀单元(150)，在柱塞(120)的外周面与柱塞收容孔(111)的圆筒面部(113)之间具有第2压油室(102)，在从压油室(101)泄漏的油流入其中的同时，其因柱塞(120)的后退而容积变大，具备在第2压油室(102)处于规定以上的高压时释放油的安全阀单元(130)。

Description

链条张紧装置
技术领域
本发明涉及一种适当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；圆筒状柱塞，滑动自如地插入于该柱塞收容孔；及加力机构，伸缩自如地收纳于形成在所述柱塞收容孔与柱塞之间的压油室且在前进方向上对柱塞施加力。
背景技术
以往，通常使用适当保持链条张力的链条张紧装置，例如，公知有以下技术，通过移动导块对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结构中，为了适当地保持张力而用链条张紧装置对具有移动导块的摆动链条导件施加力。
例如，如图5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，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结构。
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而在适当地保持定时链条CH的张力的同时抑制振动。
例如图6所模式表示的那样，用于这样的链条导件结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；圆筒状柱塞520，插入为在该柱塞收容孔511的圆筒面部513滑动自如；及加力机构，从柱塞收容孔511在前进方向上对柱塞520施加力。
加力机构由收容于圆筒状柱塞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，从而形成在柱塞收容孔511与柱塞520之间的压油室501内充满油，通过油在前进方向上对柱塞520施加力，同时通过止回阀550(只是模式地图示了止回球)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。
专利文献1：日本国特开2000-240744号公报
发明内容
在这样的链条张紧装置中，由于在高旋转高负载时或混入空气等而油压起不了衰减效果的发动机起动时担心链条发生抖动，因此希望加大加力机构的载荷或者加大柱塞直径，但是在加大加力机构的载荷时，在常用域中运行时会以必要以上的压紧力压入链条而链条的张力提高，使链条与运动面上的摩擦性恶化，会增加噪音或带来发动机燃料费的恶化。
另外，如果加大柱塞直径，则存在链条张紧装置自身趋于大型化、要确保搭载空间、重量增加、成本增加等的问题。
为了缓解上述问题，公知如下链条张紧装置，通过设置将压油室(高压油室8)内的油以规定的流路阻力向外部释放的节流部，从而排出在发动机起动后的早期混入的空气，发动机起动时抑制链条发生抖动(参照专利文献1等)。
但是，在专利文献1所记载的技术的情况下，在发动机刚起动之后油起不了衰减效果，在加力机构的载荷较小的情况下，停留在发挥一定程度的抑制效果。
另外，由于从节流部向外部释放油，因此油耗较大，需要强化液压泵的能力。
而且，存在对于高旋转高负载时的链条抖动无法得到较大效果的问题。
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，其不会趋于大型化或者增加油消耗，即使在高旋转高负载时、发动机起动时、常用域中运行时的任意时候，都能够始终施加适当的压紧力。
本发明是一种链条张紧装置，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；圆筒状柱塞，滑动自如地插入于该柱塞收容孔；及加力机构，伸缩自如地收纳于形成在所述柱塞收容孔与柱塞之间的压油室且在前进方向上对柱塞施加力，在所述压油室与供油部之间配置有止回阀单元，在所述柱塞的外周面与柱塞收容孔的圆筒面部之间具有第2压油室，在从所述压油室泄漏的油流入其中的同时，其因所述柱塞的后退而容积变大，具备在所述第2压油室处于规定以上的高压时释放油的安全阀单元，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，由于在柱塞的外周面与柱塞收容孔的圆筒面部之间具有第2压油室，在从压油室泄漏的油流入其中的同时，其因柱塞的后退而容积变大，具备在第2压油室处于规定以上的高压时释放油的安全阀单元，因此在常用域以下，第2压油室的压力不会高于安全阀单元的开阀压力，由于在柱塞进行前进时，产生从第2压油室返回到压油室的油的流动，因此在柱塞进行前进时油的衰减力发挥作用，力在减小加力机构对柱塞施加的前进方向的压紧力的方向上发挥作用。
由此，常用域中，即使加大加力机构的载荷，也可以避免以必要以上的力使柱塞进行前进，不会以必要以上的力压入链条而使链条的张力提高，链条与运动面上的摩擦性得到提高，防止噪音增加、发动机燃料费的恶化。
发动机起动时，由于第2压油室、压油室内不会充满油，在第2压油室与压油室之间几乎不存在油的衰减力，力不会在减小加力机构对柱塞施加的前进方向的压紧力的方向上发挥作用，因此能够通过载荷被设定成较大的加力机构来防止链条发生抖动。
高旋转高负载时，由于第2压油室也处于高压，安全阀单元开阀，不会产生从第2压油室返回到压油室的油的流动，在柱塞进行前进时不存在油的衰减力，力不会在减小加力机构对柱塞施加的前进方向的压紧力的方向上发挥作用，能够通过载荷被设定成较大的加力机构来产生充分的压紧力。
另外，由此，由于能够加大加力机构的载荷，不需要加大柱塞直径，因此能够实现小型化，搭载空间的自由度较大，能够实现轻量化且也可以削减成本。
根据本技术方案2所记载的结构，由于在压油室与第2压油室之间具有规定泄漏的油流量的节流部，因此通过设定节流，从而能够设定在第2压油室与压油室内流动的油的流路阻力来将衰减力设定成最适合，能够适当地设定加力机构对柱塞施加的前进方向的压紧力。
根据本技术方案3所记载的结构，由于安全阀单元被配置成使油回流到供油部，因此油不会被释放到外部，油耗较少，不需要强化液压泵的能力。
根据本技术方案4所记载的结构，由于还具有在压油室处于规定以上的高压时使油回流到供油部的第2安全阀单元，第2安全阀单元的开阀压力高于安全阀单元的开阀压力，因此成为过大的链条张力，也可以应对于需要避免过大的负载的进一步的高旋转高负载，能够进一步扩展可应用的运行域。
根据本技术方案5所记载的结构，由于作为第2安全阀单元的阀要素而配置有止回阀单元，呈一体地形成有第2安全阀单元与止回阀单元，因此即使将安全阀单元与止回阀单元安装于内部也不会引起大型化。
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2实施方式所涉及的链条张紧装置的剖视图。
图3是图2的第2安全阀单元的放大剖视图。
图4是本发明所涉及的链条张紧装置的压紧力的特性示意图。
图5是用于发动机的链条导件结构的链条张紧装置的示意图。
图6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-压油室；102-第2压油室；103-供油部；110、510-张紧装置主体；111、511-柱塞收容孔；112、512-底部；113、513-圆筒面部；114、514-供油孔；115-顶端密封环；120、520-柱塞；121-大径部；122-节流部；130-安全阀单元；131-回流流路；140、540-螺旋弹簧(加力机构)；150、550-止回阀单元；151-止回球；152-护圈；153-止回阀座部；154-球压紧弹簧；160-第2安全阀单元；161-安全阀套筒；162-安全阀座部；163-单元按压弹簧(单元按压结构)；165-开放孔；167-第2节流部；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
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所示，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；圆筒状柱塞120，滑动自如地插入于该柱塞收容孔111；及加力机构即螺旋弹簧140，伸缩自如地收纳于形成在柱塞收容孔111与柱塞120之间的压油室101且在前进方向上对柱塞120施加力。
在张紧装置主体110对发动机等的安装面侧，设置有从发动机等供油的供油部103。
在柱塞收容孔111的底部112设置有止回阀单元150，向供油部103供给的油从供油孔114介由止回阀单元150供给到压油室101。
止回阀单元150具有：止回球151；止回阀座部153，通过止回球151的就位来进行开闭；护圈152，用于将止回球151内插于止回阀座部153内；及球压紧弹簧154，向止回阀座部153侧轻轻按压止回球151。
柱塞120在柱塞收容孔111的底部112侧，具有与柱塞收容孔111的圆筒面部113发生滑动的大径部121，在柱塞收容孔111的顶端侧，设置有与柱塞120的大径部121以外的部分发生滑动的顶端密封环115。
由此，在柱塞120的外周面与柱塞收容孔111的圆筒面部113之间形成有第2压油室102，其被进退方向的柱塞120的大径部121与顶端密封环115所划分且因柱塞120的后退而容积变大。
在压油室101与第2压油室102之间流动在大径部121与圆筒面部113之间泄漏的油，大径部121设置有规定泄漏的油流量的节流部122。
张紧装置主体110中设置有在第2压油室102处于规定以上的高压时向供油部103释放油的安全阀单元130。
并且，本实施方式中，虽然作为安全阀单元130而应用了具有球阀的安全阀单元，但是也可以是任意形式的安全阀单元。
对如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的动作进行说明。
油从供油孔114通过止回阀单元150供给到压油室101，压油室101的油通过节流部122供给到第2压油室102。
在长时间停止后发动机起动时，压油室101及第2压油室102内不会充满油，通过节流部122的油不会施加衰减力。
由于螺旋弹簧140的载荷在柱塞120进行前进时直接成为压紧力，因此通过使螺旋弹簧140的载荷具有充分强度，从而能够防止链条发生抖动。
发动机起动后，当发动机转速上升到常用域时，压油室101及第2压油室102内充满油。
发动机运行中，柱塞120在大致一定的位置，在前进方向上承受螺旋弹簧140的载荷与压油室101内的油的压力，因链条的张力变动等而进行往复运动。
在柱塞120被压入之后，当在前进方向上移动时，由于第2压油室102的容积变小，因此产生从第2压油室102返回到压油室101的流动而衰减力发挥作用，力在减小螺旋弹簧140对柱塞施加的前进方向的压紧力的方向上发挥作用。
由此，加大螺旋弹簧140的载荷，以便发动机起动时防止链条发生抖动，即使这样也可以避免以必要以上的力使柱塞前进，不会以必要以上的力压入链条而使链条的张力提高，提高链条与运动面上的摩擦性，防止噪音增加、发动机的燃料费恶化。
而且，当发动机转速上升到高速域时，由于负载也增大，链条张力变大，压油室101及第2压油室102的压力也增大，因此安全阀单元130开阀。
由此，当被压入之后柱塞120在前进方向上移动时，由于油从第2压油室102通过安全阀单元130被释放，因此不产生返回到压油室101的流动，在柱塞120进行前进时不产生油的衰减力。
从而，由于力不会在减小加力机构对柱塞120施加的前进方向的压紧力的方向上发挥作用，螺旋弹簧140的载荷在柱塞120进行前进时直接成为压紧力，因此通过载荷被设定成较大的螺旋弹簧140来产生对抗较大的链条张力的充分的压紧力。
另外，由于安全阀单元130被配置成使油回流到供油部103，因此油不会被释放到外部，油耗较少，不需要强化液压泵的能力。
实施例2
如图2所示，本发明的第2实施方式所涉及的链条张紧装置100b如下，具有在压油室101处于规定以上的高压时使油回流到供油部103的第2安全阀单元160，作为第2安全阀单元160的阀要素而配置有止回阀单元150，呈一体地形成有第2安全阀单元160与止回阀单元150。
如图3所示，第2安全阀单元160具备：安全阀套筒161，可滑动地内插止回阀单元150；安全阀座部162，通过止回阀单元150的滑动来进行开闭；及单元按压弹簧163，向安全阀座部162侧按压止回阀单元150，单元按压弹簧163的一个端部就位于张紧装置主体110的内部。
并且，也可以将支撑固定单元按压弹簧163的弹簧压紧构件设置成可固定于安全阀套筒161。
安全阀套筒161如下，在安全阀座部162的后方具有使在处于规定以上的高压时被释放的油向外周面侧流出的开放部即开放孔165，在与开放孔165相比更靠近供油孔114侧的部位，形成有节流部167。
止回阀单元150具有：止回球151；止回阀座部153，通过止回球151的就位来进行开闭；护圈152，用于将止回球151内插于止回阀座部153内；及球压紧弹簧154，向止回阀座部153侧轻轻按压止回球151。
止回阀座部153的外形以圆筒形形成，就位于第2安全阀单元160的安全阀座部162。
第2安全阀单元160的开阀压力被设定成高于安全阀单元130的开阀压力。
由于其他的结构与第1实施方式相同，因此省略说明。
对如上构成的本发明的第2实施方式所涉及的链条张紧装置100b的动作进行说明。
在长时间停止后发动机起动时，常用域及高速域为止的动作与第1实施方式相同。
本实施方式中，在进一步到达高旋转域时，由于压油室101的压力进一步增大，与安全阀单元130相比被设定成更高的开阀压力的第2安全阀单元160也开阀，因此通过在降低由油产生的压紧力的同时降低柱塞120后退时的衰减，从而提高对于峰值张力的随动性，成为过大的链条张力，也能够应对于需要避免过大的负载的进一步的高旋转高负载。
另外，由于第2安全阀单元160被配置成使油回流到供油部103侧，因此油不会释放到外部，油耗较少，不需要强化液压泵的能力。
图4中示出本发明所涉及的链条张紧装置的压紧力的特性。
在现有技术的链条张紧装置中，不管转速如何，柱塞前进时的压紧力对应于加力机构即螺旋弹簧的载荷而大致一定。
在本发明所涉及的链条张紧装置中，起动时(用a所示的转速以下)，由于压油室101及第2压油室102内不会充满油，也不会产生压力，因此加力机构即螺旋弹簧的载荷直接作为压紧力而发挥作用。
常用域(a～b的转速)中，压油室101及第2压油室102处于充满油的状态，如前所述，因第2压油室102的存在而力在减小对柱塞的前进方向的压紧力的方向上发挥作用，维持较低的压紧力。
高速域(用b所示的转速以上)中，如前所述，安全阀单元130开阀，第2压油室102的作用消失，再次与现有技术的链条张紧装置同样，加力机构即螺旋弹簧的载荷直接作为压紧力而发挥作用。
而且，第2实施方式中，在进一步的高速域(用c所示的转速以上)中，第2安全阀单元160开阀，油的压紧力降低。
并且，虽然压油室101内的油的压紧力对应于旋转的上升而增大，但是由于对于加力机构即螺旋弹簧的载荷并不是大的比例，因此图示中进行简化而做成一定。
另外，为了容易观察到变化，夸张地表示了图4的曲线，并不表示实际值。
虽然以上说明的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此，除此之外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，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结构，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结构，也可以适用于带、绳索等的类似的传动结构，在各种工业领域均可利用。

Claims (5)

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；圆筒状柱塞，滑动自如地插入于该柱塞收容孔；及加力机构，伸缩自如地收纳于形成在所述柱塞收容孔与柱塞之间的压油室且在前进方向上对柱塞施加力，其特征为，
在所述压油室与供油部之间配置有止回阀单元，
在所述柱塞的外周面与柱塞收容孔的圆筒面部之间具有第2压油室，在从所述压油室泄漏的油流入其中的同时，其因所述柱塞的后退而容积变大，
具备在所述第2压油室处于规定以上的高压时释放油的安全阀单元。
2.根据权利要求1所述的链条张紧装置，其特征为，在所述压油室与第2压油室之间具有规定泄漏的油流量的节流部。
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，所述安全阀单元被配置成使油回流到供油部。
4.根据权利要求1所述的链条张紧装置，其特征为，
还具有在所述压油室处于规定以上的高压时使油回流到供油部的第2安全阀单元，
所述第2安全阀单元的开阀压力高于所述安全阀单元的开阀压力。
5.根据权利要求4所述的链条张紧装置，其特征为，
作为所述第2安全阀单元的阀要素而配置有所述止回阀单元，
呈一体地形成有所述第2安全阀单元与所述止回阀单元。
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