CN112513500B - 张紧器 - Google Patents
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Abstract
张紧器(10)具有:可动部(32),经由张紧构件接受来自缠绕传动体的负载;固定部(12),将可动部(32)支撑为能够位移;平面涡卷弹簧(34),对可动部(32)施力以与张紧构件对抗,并且在施加于张紧构件的作用力大于从张紧构件作用的负载的情况下,平面涡卷弹簧(34)在板间摩擦力小的状态下松卷,在施加于张紧构件的作用力小于从张紧构件作用的负载的情况下,平面涡卷弹簧(34)在板间摩擦力大的状态下卷紧;以及支撑弹簧(92),限制平面涡卷弹簧(34)的卷紧。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于保持链条或带等缠绕传动体的张力的张紧器。
背景技术
日本特表平8-501619号公报中记载的带拉伸系统具有:臂,枢轴转动自如地安装于支撑单元;带轮,被该臂支撑为旋转自如;涡旋弹簧,向该带轮与带构造体卡合的方向对臂施力。该涡旋弹簧由卷成螺旋状的扁平金属电线以及设置在相邻的圈之间的减摩性聚合物材料的带材构成。
本发明内容
本发明要解决的问题
在上述的带拉伸系统中,当从带构造体向带轮即臂输入过大的负载时,由于涡旋弹簧(平面涡卷弹簧)过度地卷紧,带轮施加于带构造体的作用力有暂时大幅减小的可能性。这种情况下,带构造体发生过大的松弛,从而带构造体(缠绕传动体)的动作变得不稳定。
本发明考虑到上述情况,其目的在于获得一种张紧器,能够防止因平面涡卷弹簧的过度卷紧而导致缠绕传动体的动作变得不稳定。
用于解决问题的手段
本发明的第一方式的张紧器,具有:可动部,经由张紧构件接受来自缠绕传动体的负载;固定部,将所述可动部支撑为能够位移;平面涡卷弹簧,对所述可动部施力以对抗所述张紧构件,并且在施加于所述张紧构件的作用力大于从所述张紧构件作用的负载的情况下,所述平面涡卷弹簧在板间摩擦力小的状态下松卷,在施加于所述张紧构件的作用力小于从所述张紧构件作用的负载的情况下,所述平面涡卷弹簧在板间摩擦力大的状态下卷紧;以及卷紧限制部,限制所述平面涡卷弹簧的卷紧。
在第一方式的张紧器中,经由张紧构件接受来自缠绕传动体的负载的可动部被固定部支撑为能够位移,该可动部被平面涡卷弹簧施力以与张紧构件对抗。由此,通过平面涡卷弹簧的松卷、卷紧来缓冲缠绕传动体的振动,并且能够通过因在平面涡卷弹簧的松卷方向的板间摩擦力与卷紧方向的板间摩擦力之间的差而产生的滞后特性,将能量吸收并衰减。而且,通过卷紧限制部限制(抑制)平面涡卷弹簧的卷紧,能够防止平面涡卷弹簧的过度卷紧,因此能够防止因该过度卷紧而导致的缠绕传动体的动作不稳定的情况。
本发明的第二方式的
张紧器,在第一方式的张紧器中,所述卷紧限制部具有阻力赋予部,所述阻力赋予部配置在所述平面涡卷弹簧的内侧,对于所述平面涡卷弹簧的缩径赋予阻力。
在第二方式的张紧器中,配置在平面涡卷弹簧的内侧的阻力赋予部,对于平面涡卷弹簧的缩径赋予阻力。由此,平面涡卷弹簧的卷紧被限制。而且,由于能够使在平面涡卷弹簧卷紧时在平面涡卷弹簧上产生的板间摩擦力增大,因此能够提高前述的滞后特性。
本发明的第三方式的张紧器,在第一方式的张紧器中,所述卷紧限制部具有位移限制部,该位移限制部允许所述可动部相对于所述固定部向所述张紧构件侧位移,并且限制所述可动部相对于所述固定部向所述张紧构件的相反侧位移。
根据第三方式的张紧器,位移限制部允许可动部相对于固定部向张紧构件侧的位移,并且限制可动部向张紧构件的相反侧的位移。由此,防止在从链条或带等缠绕传动体经由张紧构件向可动部输入过大负载的情况下,可动部向张紧构件的相反侧过度地位移,因此能够防止随着该位移而平面涡卷弹簧过度卷紧。
本发明的第四方式的张紧器,在第二方式的张紧器中,所述阻力赋予部是由板状的弹簧材料构成的支撑弹簧,所述支撑弹簧具有:环状部,形成为开口环状,外周面与所述平面涡卷弹簧的内周面接触;以及卡止部,从所述环状部的一端部延伸出并卡止于所述固定部。
根据第四方式的张紧器,由板状的弹簧材料构成的支撑弹簧,形成为开口环状的环状部的外周面与平面涡卷弹簧的内周面接触,从环状部的一端部延伸出的卡止部卡止于固定部。因此,在平面涡卷弹簧卷紧时,支撑弹簧的环状部对平面涡卷弹簧的缩径赋予阻力。像这样,由板状的弹簧材料构成的支撑弹簧成为阻力赋予部,因此能够将阻力赋予部制成简单的结构。而且,通过在平面涡卷弹簧卷紧时在平面涡卷弹簧与环状部之间发生的摩擦等,能够进一步提高前述的滞后特性。
本发明的第五方式的张紧器,在第二方式的张紧器中,所述阻力赋予部具有:多个压抵构件,在所述平面涡卷弹簧的周向上排列配置;以及施力部,向所述平面涡卷弹簧的径向外侧对所述多个压抵构件施力而将所述多个压抵构件压抵于所述平面涡卷弹簧的内周面。
根据第五方式的张紧器,多个压抵构件以在平面涡卷弹簧的周向上排列的方式配置在平面涡卷弹簧的内侧。这些多个压抵构件被施力部向平面涡卷弹簧的径向外侧施力,从而压抵于平面涡卷弹簧的内周面。因此,在平面涡卷弹簧卷紧时,多个压抵构件一边受到施力部的作用力,一边对平面涡卷弹簧的缩径赋予阻力。由此,平面涡卷弹簧的卷紧被限制。而且,是在平面涡卷弹簧的周向上排列配置的多个压抵构件压抵于平面涡卷弹簧的内周面的结构,因此能够易于使压抵力均匀地作用于平面涡卷弹簧的周向的各部分。另外,通过在平面涡卷弹簧卷紧时在平面涡卷弹簧的内周面与多个压抵构件之间发生的摩擦,能够进一步提高前述的滞后特性。
本发明的第六方式的张紧器,在第二方式的张紧器中,所述阻力赋予部具有:支撑弹簧,由板状的弹簧材料形成为开口环状,外周面与所述平面涡卷弹簧的内周面接触;一对轴动构件,与所述平面涡卷弹簧同轴地配置在相对于所述平面涡卷弹簧的卷轴方向的两侧,以能够在所述卷轴方向上位移的方式支撑于所述固定部,并且越朝向所述平面涡卷弹簧的卷轴方向中央侧直径越缩小的外周面与所述支撑弹簧的内周部接触;以及弹性构件,向使所述一对轴动构件互相靠近的方向对所述一对轴动构件施力。
根据第六方式的张紧器,由板状的弹簧材料形成为开口环状的支撑弹簧的外周面与平面涡卷弹簧的内周面接触。因此,在平面涡卷弹簧卷紧时,支撑弹簧对平面涡卷弹簧的缩径赋予阻力。像这样,由于由板状的弹簧材料构成的支撑弹簧成为阻力赋予部,因此,能够将阻力赋予部制成简单的结构。而且,通过在平面涡卷弹簧卷紧时在平面涡卷弹簧与支撑弹簧之间发生的摩擦等,能够进一步提高前述滞后特性。
另外,在该张紧器中,一对轴动构件与平面涡卷弹簧同轴地配置在相对于平面涡卷弹簧的卷轴方向的两侧,以能够在上述卷轴方向上位移的方式支撑于固定部。这些轴动构件的越朝向平面涡卷弹簧的卷轴方向中央侧直径越缩小的外周面与支撑弹簧的内周部接触,并且这些轴动构件被弹性构件向互相靠近的方向施力。由于支撑弹簧由这些轴动构件从内周侧支撑,因此支撑弹簧易于在周向的各部分均匀地变形。由此,能够抑制平面涡卷弹簧以及支撑弹簧的局部磨损,并且平面涡卷弹簧的松卷、卷紧稳定。
本发明的第七方式的张紧器,在第五方式的张紧器中所述施力部具有:一对轴动构件,与所述平面涡卷弹簧同轴地配置在相对于所述平面涡卷弹簧的卷轴方向的两侧,以能够在所述卷轴方向上位移的方式支撑于所述固定部,并且越朝向所述平面涡卷弹簧的卷轴方向中央侧直径越缩小的外周面从所述平面涡卷弹簧的径向内侧与所述多个压抵构件接触;以及弹性构件,向使所述一对轴动构件互相靠近的方向对所述一对轴动构件施力。
根据第七方式的张紧器,一对轴动构件与平面涡卷弹簧同轴地配置在相对于平面涡卷弹簧的卷轴方向的两侧,以能够在上述卷轴方向上位移的方式支撑于固定部。这些轴动构件的越朝向平面涡卷弹簧的卷轴方向中央侧直径越缩小的外周面从平面涡卷弹簧的径向内侧与多个压抵构件接触,并且这些轴动构件被弹性构件向互相靠近的方向施力。能够由这些轴动构件将多个压抵构件均匀地压抵于平面涡卷弹簧的内周面。其结果,能够抑制平面涡卷弹簧以及多个压抵构件的局部磨损,并且平面涡卷弹簧的松卷、卷紧稳定。
本发明的第八方式的张紧器,在第四方式的张紧器中,具有:缩径限制构件,以能够绕沿着所述平面涡卷弹簧的卷轴方向的轴线旋转的方式支撑于所述固定部,卡合于所述环状部的另一端部;以及旋转限制部,允许所述缩径限制构件与所述环状部的扩径联动而相对于所述固定部向绕所述轴线的一方向旋转,并且限制所述缩径限制构件与所述环状部的缩径联动而相对于所述固定部向绕所述轴线的另一方向旋转。
在第八方式的张紧器中,当通过可动部相对于固定部向张紧构件侧位移,平面涡卷弹簧以及支撑弹簧的环状部扩径时,缩径限制构件与该环状部的扩径联动而相对于固定部向绕沿平面涡卷弹簧的卷轴方向的轴线的一方向旋转。此时,旋转限制部允许缩径限制构件向绕上述轴线的一方向旋转。
另一方面,当带或链条等缠绕传动体经由张紧构件按压可动部,可动部要向张紧构件的相反侧位移时,平面涡卷弹簧以及支撑弹簧的环状部要缩径。此时,缩径限制构件与环状部的缩径联动而要相对于固定部向绕上述轴线的另一方向旋转,但是,旋转限制部限制了缩径限制构件向绕该轴线的另一方向的旋转。这种情况下,在环状部的缩径被限制的状态下,可动部要向张紧构件的相反侧位移,由此平面涡卷弹簧在内周面的缩径被环状部限制的状态下卷紧。由此,在平面涡卷弹簧上产生的板间摩擦力增加。其结果,可动部向张紧构件的相反侧的过度位移被抑制,因此缠绕传动体的动作进一步稳定。
本发明的第九方式的张紧器,在第四方式的张紧器中,具有:第一销构件,固定于所述固定部,供所述卡止部卡止;第二销构件,在从所述卡止部起的所述环状部的延伸方向上与所述第一销构件相邻配置,固定于所述固定部,并且与所述环状部的内周面卡合;以及板构件,固定于所述第一销构件以及所述第二销构件,限制所述平面涡卷弹簧以及所述支撑弹簧在所述平面涡卷弹簧的卷轴方向上位移。
根据第九方式的张紧器,支撑弹簧的卡止部卡止于固定在固定部上的第一销构件。在从所述卡止部起的环状部的延伸方向上与该第一销构件相邻配置的第二销构件,固定于固定部,并且与环状部的内周面卡合,限制支撑弹簧向绕第一销构件的一方向旋转。由此,以悬臂状支撑于固定部的支撑弹簧在平面涡卷弹簧卷紧时易于均匀地变形,因此能够抑制平面涡卷弹簧以及支撑弹簧的局部磨损,平面涡卷弹簧的松卷、卷紧稳定。另外,平面涡卷弹簧以及支撑弹簧被固定于第一销构件以及第二销构件的板构件限制了在平面涡卷弹簧的卷轴方向上的位移。由此能够防止或抑制在平面涡卷弹簧松卷、卷紧时平面涡卷弹簧在卷轴方向上发生位置偏移。
本发明的第十方式的张紧器,在第四方式的张紧器中,所述固定部具有与所述环状部的内周面卡合来支撑所述环状部的内周支撑部。
根据第十方式的张紧器,固定部所具有的内周支撑部与支撑弹簧的环状部的内周面卡合来支撑该环状部。由此,以悬臂状支撑于固定部的支撑弹簧在平面涡卷弹簧卷紧时易于均匀地变形,因此能够抑制平面涡卷弹簧以及支撑弹簧的局部磨损,并且平面涡卷弹簧的松卷、卷紧稳定。
本发明的第十一方式的张紧器,在第四方式的张紧器中,所述环状部的截面积在周向上变化。
根据第十一方式的张紧器,支撑弹簧的环状部的截面积在周向上变化。由此,例如,能够防止或抑制在平面涡卷弹簧松卷、卷紧时在环状部上产生的应力局部地变高。
本发明的第十二方式的张紧器,在第四方式的张紧器中,所述平面涡卷弹簧的从周向观察到的截面向所述环状部的相反侧凸出并弯曲。
根据第十二方式的张紧器,内周面与支撑弹簧的环状部的外周面接触的平面涡卷弹簧,其从周向观察到的截面向环状部的相反侧凸出并弯曲。因此,在平面涡卷弹簧松卷、卷紧时,能够在平面涡卷弹簧的板间产生空隙。另外,也能够在平面涡卷弹簧与环状部之间形成空隙。由此,例如油易于进入上述各空隙,因此易于抑制平面涡卷弹簧以及支撑弹簧的磨损,并且能够使平面涡卷弹簧的松卷、卷紧稳定。
本发明的第十三方式的张紧器,在第四方式的张紧器中,所述环状部的外周面形成为从所述环状部的周向观察向所述平面涡卷弹簧侧凸出的凸形状。
根据第十三方式的张紧器,支撑弹簧的环状部的外周面形成为从该环状部的周向观察向平面涡卷弹簧侧凸出的凸形状。因此,由于在平面涡卷弹簧与环状部之间形成了空隙,因此,例如油易于进入该空隙。其结果,易于抑制平面涡卷弹簧以及支撑弹簧的磨损,并且能够使平面涡卷弹簧的松卷、卷紧稳定。
本发明的第十四方式的张紧器,在第四方式的张紧器中,在构成所述平面涡卷弹簧的板簧材料的外周面以及内周面形成有多个凹凸。
根据第十四方式的张紧器,由于构成平面涡卷弹簧的板簧材料的外周面以及内周面如上述那样形成,因此在平面涡卷弹簧的板间以及平面涡卷弹簧与环状部之间分别形成有空隙。由此,例如油易于进入所述各空隙,因此易于抑制平面涡卷弹簧以及支撑弹簧的磨损,并且能够使平面涡卷弹簧的松卷、卷紧稳定。
本发明的第十五方式的张紧器,在第四方式的张紧器中,所述可动部以能够在与所述平面涡卷弹簧的卷轴方向正交的进退方向上滑动的方式支撑于所述固定部,所述平面涡卷弹簧在与所述卷轴方向以及所述进退方向正交的弹簧相邻方向上与所述可动部相邻配置,并且外端部卡止于所述可动部,内端部卡止于所述固定部,在将卷紧所述平面涡卷弹簧的旋转方向设为卷紧方向,将所述平面涡卷弹簧松卷的旋转方向设为松卷方向的情况下,所述环状部从所述卡止部向所述卷紧方向延伸,在从所述卷轴方向观察的情况下,所述环状部的所述一端部配置在绕所述环状部的中心相对于假想直线0度的位置到向相对于假想直线所述松卷方向旋转90度的位置的范围,所述假想直线是沿所述相邻方向从所述环状部的中心朝向所述可动部侧延伸的线。
根据第十五方式的张紧器,如前述那样,支撑弹簧的形成为开口环状环状部的外周面与平面涡卷弹簧的内周面接触,从环状部的一端部延伸出的卡止部卡止于固定部。另外,在将卷紧平面涡卷弹簧的旋转方向设为卷紧方向、将松卷平面涡卷弹簧的旋转方向设为松卷方向的情况下,环状部从卡止部向卷紧方向延伸。而且,在从平面涡卷弹簧的卷轴方向观察的情况下,环状部的一端部(卡止部延伸出的端部)配置在绕环状部的中心相对于假想直线0度的位置到相对于假想直线向松卷方向旋转90度的位置的范围,所述假想直线是从环状部的中心沿弹簧相邻方向(平面涡卷弹簧与可动部的相邻方向)向可动部侧延伸的线。也就是说,环状部的一端部侧的部位靠近可动部而配置。
在此,在环状部的一端部侧的部位远离可动部而配置的情况下,通过可动部向张紧构件的相反侧的位移而施加于平面涡卷弹簧的外端部的负载,作为弯曲负载作用于平面涡卷弹簧以及支撑弹簧,变换为卷紧平面涡卷弹簧的负载的效率变差。其结果,在平面涡卷弹簧上产生的板间摩擦力减小,滞后特性降低。对此,如本发明那样在环状部的一端部侧的部位靠近可动部配置的情况下,通过可动部向张紧构件的相反侧的位移而施加于平面涡卷弹簧的外端部的负载,难以作为弯曲负载而作用于平面涡卷弹簧以及支撑弹簧,易于变换为卷紧平面涡卷弹簧的负载。其结果,在平面涡卷弹簧上产生的板间摩擦力增加,滞后特性提高。
本发明的第十六方式的张紧器,在第四方式的张紧器中,所述环状部是所述板状的弹簧材料卷绕1.0圈以上而形成的。
根据第十六方式的张紧器,支撑弹簧的环状部是板状的弹簧材料卷绕1.0圈以上而形成的。由此,能够防止在平面涡卷弹簧卷紧时环状部的另一端侧(自由端侧)比环状部的一端侧(卡止端侧)更向环状部的中心侧发生大的变形,环状部易于在周向的各部分均匀地缩径。其结果,易于使从环状部对平面涡卷弹簧的缩径赋予的阻力均匀地作用于平面涡卷弹簧的周向的各部分。
本发明的第十七方式的张紧器,在第一至第十六方式的任一个张紧器中,所述卷紧限制部具有追加弹簧,该追加弹簧相对于所述固定部向所述张紧构件侧对所述可动部施力。
根据第十七方式的张紧器,追加弹簧相对于固定部向张紧构件侧对可动部施力。由此,平面涡卷弹簧的卷紧被限制。而且,由于不仅由平面涡卷弹簧向张紧构件侧对可动部施力,而且也由追加弹簧向张紧构件侧对可动部施力,因此能够给予可动部足够的推进力,并且能够对链条或带等缠绕传动体施加足够的张力。另外,能够根据平面涡卷弹簧和追加弹簧,分开设定对于张紧构件的张力负荷和负载吸收特性。
发明效果
如上所述,在本发明的张紧器中,能够防止因平面涡卷弹簧的过度卷紧而导致的缠绕传动体的动作不稳定。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的张紧器的主视图。
图2是示出本发明的第一实施方式的张紧器的侧视图。
图3是示出本发明的第一实施方式的张紧器的俯视图。
图4是示出本发明的第一实施方式的张紧器的立体图。
图5是示出本发明的第二实施方式的张紧器的主视图。
图6是示出本发明的第二实施方式的张紧器的立体图。
图7是示出本发明的第三实施方式的张紧器的局部剖视图。
图8是示出将本发明的第三实施方式的张紧器沿图7的F8-F8线切断的状态的局部剖视图。
图9是示出本发明的第四实施方式的张紧器的局部剖视图。
图10是示出将本发明的第四实施方式的张紧器沿图9的F10-F10线切断的状态的局部剖视图。
图11是示出本发明的第五实施方式的张紧器的局部结构的立体图。
图12是示出本发明的第五实施方式的张紧器的局部结构的剖视图。
图13是示出本发明的第五实施方式的支撑弹簧的立体图。
图14是示出本发明的第六实施方式的张紧器所具有的多个压抵构件的立体图。
图15是示出本发明的第七实施方式的张紧器的主视图。
图16是示出沿图15的F16-F16线的剖切面的剖视图。
图17A是示出本发明的第七实施方式的可动部的侧视图。
图17B是示出本发明的第七实施方式的可动部的端面图。
图18是示出本发明的第八实施方式的张紧器的立体图。
图19是示出本发明的第八实施方式的张紧器的立体图。
图20A是示出本发明的第八实施方式的张紧器的主视图。
图20B是示出本发明的第八实施方式的张紧器的俯视图。
图20C是示出本发明的第八实施方式的张紧器的侧视图。
图21是在图20A中示出的结构中省略横防向偏移构件的板的图示的图。
图22是示出本发明的第八实施方式的固定部的立体图。
图23是示出沿图23A的F23-F23线的剖切面的剖视图。
图24是示出在本发明的第八实施方式的张紧器中可动部的反作用力与可动部的行程之间的关系的线图。
图25是在本发明的第八实施方式的张紧器中,用于对平面涡卷弹簧以及追加弹簧的负载吸收特性进行说明的与图24对应的线图。
图26A是示出本发明的第九实施方式的张紧器所具有的支撑弹簧的主视图。
图26B是示出本发明的第九实施方式的支撑弹簧的侧视图。
图27A是示出本发明的第九实施方式的支撑弹簧的变形例的主视图。
图27B是示出本发明的第九实施方式的支撑弹簧的变形例的侧视图。
图28是示出本发明的第十实施方式的张紧器的局部结构的剖视图。
图29是示出在本发明的第十实施方式中平面涡卷弹簧卷紧的状态的与图30对应的剖视图。
图30是示出本发明的第十一实施方式的张紧器的局部结构的剖视图。
图31是示出在本发明的第十一实施方式中平面涡卷弹簧卷紧的状态的与图32对应的剖视图。
图32是示出本发明的第十二实施方式的张紧器的局部结构的剖视图。
图33是从正面侧观察本发明的第十三实施方式的张紧器的局部剖视图,是示出了将支撑构件沿图35的F33-F33线切断的状态的图。
图34是示出本发明的第十三实施方式的张紧器的俯视图。
图35是示出本发明的第十三实施方式的张紧器的侧视图。
图36A是示出本发明的第十三实施方式的固定部的主视图。
图36B是示出本发明的第十三实施方式的固定部的俯视图。
图36C是示出本发明的第十三实施方式的固定部的侧视图。
图37A是示出本发明的第十三实施方式的可动部的主视图。
图37B是示出本发明的第十三实施方式的可动部的俯视图。
图37C是示出本发明的第十三实施方式的可动部的侧视图。
图38是示出本发明的第十三实施方式的第一变形例的主视图。
图39是示出本发明的第十三实施方式的第二变形例的主视图。
图40A是示出本发明的第一实施方式的张紧器的主视图,是在从平面涡卷弹簧的卷轴方向观察的情况下,支撑弹簧的环状部的一端部相对于假想直线的配置(以下,称为“支撑弹簧的相位”)为绕上述中心旋转-90度的位置的状态的图,该假想直线是从支撑弹簧的环状部的中心沿弹簧相邻方向向可动部侧延伸的线。
图40B是示出本发明的第一实施方式的张紧器的主视图,是支撑弹簧的相位为绕环状部的中心旋转-60度的位置的状态的图。
图40C是示出本发明的第一实施方式的张紧器的主视图,是支撑弹簧的相位为绕环状部的中心旋转0度的位置的状态的图。
图40D是示出本发明的第一实施方式的张紧器的主视图,是支撑弹簧的相位为绕环状部的中心旋转60度的位置的状态的图。
图40E是示出本发明的第一实施方式的张紧器的主视图,是支撑弹簧的相位为绕环状部的中心旋转90度的位置的状态的图。
图40F是示出本发明的第一实施方式的张紧器的主视图,是支撑弹簧的相位为绕环状部的中心旋转180度的位置的状态的图。
图40G是示出本发明的第一实施方式的张紧器的主视图,是支撑弹簧的相位为绕环状部的中心旋转270度的位置的状态的图。
图41是示出本发明的第一实施方式的张紧器的支撑弹簧的相位与耗散率之间的关系的线图。
图42是示出在本发明的第一实施方式的张紧器中,输入至推进构件的负载与推进构件的行程之间的关系的线图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下,结合图1至图4,对本发明的第一实施方式的张紧器10进行说明。此外,为方便说明,将各图中适当示出的箭头X、Y、Z所指示的方向分别称为“进退方向”、“弹簧相邻方向”、“卷轴方向”。这些进退方向X、弹簧相邻方向Y以及卷轴方向Z相互正交。
(结构)
如图1至图4所示,第一实施方式的张紧器10具有可动部(推进构件;柱塞)32、固定部(支撑构件)12、接触式平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92。可动部经由链条引导件或带引导件等的张紧构件(省略图示)受到来自同步链条或同步带等的缠绕传动体(省略图示)的负载。固定部12将可动部32支撑为能够位移(在此为能够在进退方向X上直线移动)。平面涡卷弹簧34在弹簧相邻方向Y上与可动部32相邻配置。该平面涡卷弹簧34的卷轴方向Z,如前述的,与进退方向X以及弹簧相邻方向Y正交。就该平面涡卷弹簧34而已,对可动部32施力以与张紧构件对抗,并且在施加于张紧构件的作用力大于从张紧构件作用的负载的情况下,该平面涡卷弹簧34以板间摩擦力小的状态松卷,在施加于张紧构件的作用力小于从张紧构件作用的负载的情况下,该平面涡卷弹簧34以板间摩擦力大的状态卷紧。支撑弹簧92配置在平面涡卷弹簧34的内侧,对于平面涡卷弹簧34的缩径赋予阻力。以下,对上述各结构要素进行详细的说明。
(关于固定部)
固定部12例如由金属形成,具有形成为以平面涡卷弹簧34的卷轴方向Z为板厚方向的板状的固定部主体14。该固定部主体14形成为从卷轴方向Z观察以进退方向X为长度方向的长条矩形状。在该固定部主体14的宽度方向(弹簧相邻方向Y)的两端部的长度方向的中央侧,分别形成有向固定部主体14的宽度方向外侧突出的固定部16、18。在这些固定部16、18上分别形成有在卷轴方向Z上贯通的通孔20、22。使用在这些通孔20、22中穿过的螺栓等,将固定部12固定在未图示的发动机的缸体上。此外,固定部12也可以是与发动机的缸体一体成型的结构。
另外,在固定部主体14的宽度方向一端部形成有向卷轴方向Z的一方向侧突出的前端侧支撑部24以及基端侧支撑部26。前端侧支撑部24形成在固定部12的长度方向一端部(前进方向X1侧的端部),基端侧支撑部26形成在固定部12的长度方向另一端部(后退方向X2侧的端部)。如图1至图4所示,前端侧支撑部24以及基端侧支撑部26形成为大致长方体形状。在前端侧支撑部24以及基端侧支撑部26上分别形成有在进退方向X上贯通的通孔28(图2之外省略图示)以及通孔30(图2以及图3之外省略图示)。这些通孔28、30与可动部32对应。
(关于可动部)
可动部32例如由金属形成,形成为以进退方向X为轴线方向的大致圆柱状。详细地说,该可动部32的前端部(轴线方向一端部)32A以及基端部(轴线方向另一端部)32B形成为圆柱状。可动部32的长度方向中间部32C的弹簧相邻方向Y的一方向侧(图1中的右侧)被切缺成D形切口。可动部32的基端部32B以滑动自如的方式插入形成在基端侧支撑部26的圆形的通孔30,可动部32的长度方向中间部32C的前端部32A侧的一部分以滑动自如的方式在形成在前端侧支撑部24的圆形的通孔28中穿过。
如上述那样以滑动自如的方式插入通孔28、30的可动部32,以能够在进退方向X上直线地进退移动(能够直线移动)的方式支撑于固定部12。也就是说,该可动部32能够相对于固定部12向前进方向X1以及后退方向X2移动(滑动)。该可动部32的前端部32A侧比固定部12更向前进方向X1突出。该可动部32的前端部32A借助平面涡卷弹簧34的作用力压在未图示的张紧构件上。
(关于平面涡卷弹簧)
平面涡卷弹簧34由板状的弹簧材料(板簧材料)构成,具有由该板簧材料卷成涡卷状而形成的涡卷部34A、从涡卷部34A的内端34A1向涡卷部34A的中心侧延伸出的内端部34B以及从涡卷部34A的外端34A2沿该外端34A2的涡卷部34A的切线方向延伸出的外端部34C。此外,本实施方式的涡卷部34A为上述板簧材料卷绕2.0圈左右的结构,但是不限于此,能够适当地改变涡卷部34A的板簧材料的圈数。
该平面涡卷弹簧34以涡卷部34A的卷轴方向Z与固定部主体14的板厚方向一致的姿态,相对于固定部主体14配置在可动部32的同侧,并且在弹簧相邻方向Y上与可动部32的长度方向中间部32C相邻。在固定部主体14上形成有向平面涡卷弹簧34侧呈圆柱状地突出的底座部15,该底座部15从卷轴方向Z的一方向侧支撑平面涡卷弹簧34。
涡卷部34A的内端34A1以及外端34A2配置在涡卷部34A的可动部32侧的端部。从涡卷部34A的内端34A1向涡卷部34A的中心侧延伸出的内端部34B的前端侧向后退方向X2弯曲,钩挂在固定于底座部15的内侧固定构件36上。由此,平面涡卷弹簧34的内端部34B卡止于固定部12。上述的内侧固定构件36行程为从卷轴方向Z观察为大致扇形的块状,由固定件(例如铆钉、螺丝等)固定在底座部15上。该内侧固定构件36夹在内端部34B与涡卷部34A之间。
平面涡卷弹簧34的外端部34C从涡卷部34A的外端34A2向后退方向X2呈平板状延伸,与可动部32的长度方向中间部32C接触配置。该外端部34C的前端部(后退方向X2侧的端部)由卡止构件40(例如铆钉、螺丝等)卡止(在此为“固定”)于可动部32。此外,在图1中,箭头WU表示作为将平面涡卷弹簧34卷紧的旋转方向的卷紧方向,箭头RW表示作为将平面涡卷弹簧34松卷的旋转方向的松卷方向。
(关于支撑弹簧)
支撑弹簧92相当于本发明中的“阻力赋予部”以及“卷紧限制部”,由板厚比构成平面涡卷弹簧34的板状的弹簧材料更厚的板状的弹簧材料构成。此外,构成支撑弹簧92的弹簧材料不限于金属,例如也可以是具有耐磨损性的树脂。该支撑弹簧92形成为与平面涡卷弹簧34同心的开口环状(C字状),具有外周面与平面涡卷弹簧34的内周面接触的环状部92A以及从环状部92A的一端部92A1向环状部92A的中心S侧延伸出的卡止部92B。该卡止部92B形成为与平面涡卷弹簧34的内端部34B同样的形状,且与内端部34B重叠,钩挂在内侧固定构件36上。由此,支撑弹簧92的卡止部92B卡止于固定部12。
环状部92A从卡止部92B向平面涡卷弹簧34的卷紧方向WU延伸,环状部92A的一端部92A1位于环状部92A的可动部32侧的端部。在本实施方式中,环状部92A是构成支撑弹簧92的板状的弹簧材料卷绕小于1.0圈而形成的。在从卷轴方向Z(图8中与纸面垂直的方向)观察的情况下,该一端部92A1配置在绕中心S相对于假想直线VL为0度的位置,该假想直线VL是从环状部92A的中心S沿弹簧相邻方向Y向可动部32侧延伸的线。另外,环状部92A的另一端部92A2在环状部92A的周向上与一端部92A1分离配置,环状部92A在从卷轴方向Z观察为大致C字状。此外,优选地,环状部92A的一端部92A1在从卷轴方向Z观察的情况下,配置在绕中心S相对于假想直线VL为0度的位置到相对于假想直线VL向松卷方向RW旋转90度的位置的范围(图8的θ为-90°~0°的范围)。
(作用以及效果)
接下来,对第一实施方式的作用以及效果进行说明。
在上述结构的张紧器10中,通过可动部32借助接触式平面涡卷弹簧34的作用力相对于固定部12向前进方向X1位移,可动部32的前端部32A经由带引导件或链条引导件等张紧构件压在同步带或同步链条等缠绕传动体上。由此,通过平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧来缓冲缠绕传动体的振动,并且能够通过因平面涡卷弹簧34的松卷方向RW的板间摩擦力与卷紧方向WU的板间摩擦力之间的差产生的滞后特性,将能量吸收衰减。
具体而言,若在保持同步带或同步链条的张力的状态下,同步带或同步链条按压可动部32,则可动部32相对于固定部12向后退方向X2位移,接触式平面涡卷弹簧34卷紧。此时,通过在接触式平面涡卷弹簧34上产生的板间摩擦、在平面涡卷弹簧34上产生的弯曲应力而导致的损失以及在平面涡卷弹簧34与可动部32之间产生的摩擦等,能够有效地使输入至可动部32的负载的能量衰减。由此,能够有效地吸收(抑制)同步带或同步链条的微小振动。其结果,发动机的机械损失降低,降低发动机的耗油量。
而且,就由板状的弹簧材料构成的支撑弹簧92而已,形成为与平面涡卷弹簧34同心的环状的环状部92A的外周面与平面涡卷弹簧34的内周面接触,从环状部92A的一端部向环状部92A的中心S侧延伸出的卡止部92B卡止于固定部12。上述的环状部92A在平面涡卷弹簧34卷紧时对于平面涡卷弹簧34的缩径赋予阻力(朝向平面涡卷弹簧34的径向外侧的作用力)。由此,由于能够防止平面涡卷弹簧34的过度卷紧,因此能够防止因该过度卷紧而导致缠绕传动体的动作变得不稳定(缠绕传动体过度地动作)。其结果,能够防止在缠绕传动体上产生异常状态或产生异音。另外,由于在平面涡卷弹簧34卷紧时能够使在平面涡卷弹簧34上产生的板间摩擦力增大,因此能够提高前述的滞后特性。
另外,在该实施方式中,由于由板状的弹簧材料构成的支撑弹簧92成为阻力赋予部(卷紧限制部),因此能够将阻力赋予部制成简单的结构。而且,由于通过在平面涡卷弹簧34卷紧时在平面涡卷弹簧34与环状部92A之间产生的摩擦、在支撑弹簧92上产生的弯曲应力导致的损失等,也能够使输入至可动部62的负载的能量衰减,因此能够有效地提高滞后特性。
而且,在该实施方式中,在从卷轴方向Z观察的情况下,环状部92A的一端部92A1配置在绕环状部92A的中心S相对于假想直线VL为0度的位置的范围,其中该假想直线VL是从环状部92A的中心S沿弹簧相邻方向Y向可动部32侧延伸的线。也就是说,环状部92A的一端部92A1侧的部位靠近可动部32而配置。在此,在环状部92A的一端部92A1侧的部位远离可动部32而配置的情况下,通过可动部32向后退方向X2的位移而施加在平面涡卷弹簧34的外端部34C的负载作为弯曲负载作用于平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92,变换为卷紧平面涡卷弹簧34的负载的效率变差。其结果,在平面涡卷弹簧34上产生的板间摩擦力减小,滞后特性降低。对此,如本实施方式那样,在环状部92A的一端部92A1侧的部位靠近可动部32而配置的情况下,通过可动部32向后退方向X2的位移而施加在平面涡卷弹簧34的外端部34C的负载,作为转矩输入平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92,以减小涡卷部34A以及环状部92A的整个区域的曲率差,从而涡卷部34A以及环状部92A易于以卡止部92B为支点在保持正圆形的状态下缩径。其结果,上述负载难以作为弯曲负载作用于平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92,从而变得易于变换为卷紧平面涡卷弹簧34的负载。其结果,在平面涡卷弹簧34上产生的板间摩擦力增加,滞后特性提高。
此外,在上述第一实施方式中,支撑弹簧92的环状部92A是构成支撑弹簧92的板状的弹簧材料卷绕小于1.0圈而形成的,但是不限于此。即,支撑弹簧92的环状部92A也可以是构成支撑弹簧92的板状的弹簧材料卷绕1.0圈以上形成的。这种情况下,结构变为,环状部92A的另一端部92A2侧的部位相对于环状部92A的一端部92A1侧的部位配置在环状部92的径向外侧。通过这样构成,防止在平面涡卷弹簧34卷紧时,环状部92A的另一端部92A2侧(自由端侧)比环状部92A的一端部92A1侧(卡止端侧)更向环状部92A的中心侧发生大的变形,环状部92A易于在周向的各部分均匀地缩径。其结果,环状部92A对平面涡卷弹簧34的涡卷部34A的缩径赋予的阻力易于均匀地作用于涡卷部34A的周向的各部分。
接下来,对本发明的其他实施方式进行说明。此外,对于与已说明的实施方式基本同样的结构以及作用,标注与已说明的实施方式相同的附图标记且省略其说明。
<第二实施方式>
在图5中,以主视图示出本发明的第二实施方式的张紧器80,在图6中,以立体图示出了该张紧器80。该张紧器80具有与第一实施方式的张紧器10基本相同的结构,但是,不具备第一实施方式的支撑弹簧92。作为替代,该张紧器80具有作为位移限制部的棘轮机构82,棘轮机构82允许可动部32相对于固定部12向张紧构件侧(前进方向X1)的位移,并且限制可动部32相对于固定部12向张紧构件的相反侧(后退方向X2)的位移。该棘轮机构82相当于本发明的“卷紧限制部”,具有支撑于前端侧支撑部24的棘轮构件84。
该棘轮构件84相对于可动部32的长度方向中间部32C配置在弹簧相邻方向Y的一方向侧(配置有平面涡卷弹簧34的一侧),配置在形成在前端侧支撑部24的槽部85(参照图6)内。该棘轮构件84经由以卷轴方向Z为轴线方向的支撑轴86而支撑于前端侧支撑部24,能够绕支撑轴86旋转。该棘轮构件84被设置在其与前端侧支撑部24之间的未图示的施力构件绕支撑轴86的轴线向一方向施力,可动部32的长度方向中间部32C侧的端部(前端部)压抵于长度方向中间部32C。在长度方向中间部32C的棘轮构件84侧的端面,在进退方向X上排列形成有多个槽口88,通过棘轮构件84的前端部与该槽口88卡合,限制可动部32相对于固定部12向后退方向X2的位移。在可动部32相对于固定部12向前进方向X1位移(前进)时,一边使上述的施力构件发生弹性变形,该棘轮构件84一边绕支撑轴86的轴线向另一方向旋转。由此,变为允许可动部32前进的结构。
在该实施方式中,上述以外的结构与第一实施方式相同。因此,在该实施方式中,也通过平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧来缓冲链条或带等缠绕传动体的振动,并且能够通过因平面涡卷弹簧34的松卷方向RW的板间摩擦力与卷紧方向WU的板间摩擦力之间的差产生的滞后特性,将能量吸收衰减。而且,在该实施方式中,棘轮机构82允许可动部32相对于固定部12向张紧构件侧(前进方向X1)的位移,并且限制可动部32相对于固定部12向张紧构件的相反侧(后退方向X2)的位移。由此,在从缠绕传动体经由张紧构件向可动部32输入过大负载的情况下,能够防止可动部32向张紧构件的相反侧过度地位移(后退)。其结果,由于能够防止平面涡卷弹簧34伴随着上述的位移而过度地卷紧,因此能够防止因该过度卷紧而导致缠绕传动体的动作变得不稳定。
此外,位移限制部只要能够允许可动部32向前进方向X1位移并且限制(在一定的范围内限制)可动部32向后退方向X2位移,即能够防止可动部32过度后退即可,不限于上述的棘轮机构82,能够适当地改变。例如,也可以采用如下结构:在可动部32与固定部12之间的空隙配置有越向后退方向X2侧宽度越窄的楔形的卡止梁,使形成在可动部32的槽口部与上述的卡止梁卡合。另外,例如也可以采用对准环、锯齿螺丝、蜗轮蜗杆等构成后退限制部。
<第三实施方式>
在图7中,以从正面侧观察到的局部剖视图示出了本发明的第三实施方式的张紧器100,在图8中,以局部剖视图示出了将该张紧器100沿图7的F8-F8线切断的状态。该张紧器100具有固定部102、可动部118以及平面涡卷弹簧34,基本结构与第一实施方式的张紧器10相同。但是,在该张紧器100中,固定部102以及可动部118的结构与第一实施方式的固定部102以及可动部118的结构不同。
固定部102例如是金属板冲压成型而形成的,具有以卷轴方向Z为板厚方向的板状的固定部主体104。该固定部主体104形成为从卷轴方向Z观察为以进退方向X为长度方向的大致长条矩形状。固定部主体104的宽度方向(弹簧相邻方向Y)的一端侧形成为呈大致U字状(大致“コ”字状)向平面涡卷弹簧34侧弯曲的可动部支撑部102A。该可动部支撑部102A从固定部主体104的宽度方向一端部(图7以及图8中为上侧的端部)向卷轴方向Z的一方向侧(配置有平面涡卷弹簧34以及可动部118的一侧)突出。该可动部支撑部102A具有:相向壁106,隔开空隙地与固定部主体104相向;以及上壁108,在卷轴方向Z上将固定部主体104以及相向壁106的各宽度方向一端部(图7以及图8中为上侧的端部)连接。而且,该可动部支撑部102A具有从相向壁106的宽度方向另一端部的进退方向X的两端部向固定部主体104侧延伸出的一对保持片110、112。保持片110、112的前端部110A、112A向上壁108的相反侧弯曲,与固定部主体104重叠。而且,在前端部110A、112A以及固定部主体104上形成有将两者贯通的通孔114、116。使用在这些通孔114、116中穿过的螺栓等将固定部102固定在未图示的发动机的缸体上。
另外,可动部118例如是金属板冲压成型而形成的,形成为以进退方向X为长度方向的长条状。该可动部118形成为从进退方向X观察平面涡卷弹簧34侧开口的开放截面形状,配置在固定部主体104与相向壁106之间。该可动部118被一对保持片110、112和上壁108限制在弹簧相邻方向Y上的位移,但是以能够在进退方向X上直线地进退移动的方式支撑于固定部102。该可动部118的前端部118A比固定部102更向前进方向X1突出。在该可动部118的前端设置有以进退方向X为板厚方向的前端壁118A1。该前端壁118A1压在未图示的张紧构件(带引导件、链条引导件等)上。平面涡卷弹簧34的包括外端部34C的一部分配置在该可动部118的内侧。平面涡卷弹簧34的外端部34C的前端部(后退方向X2侧的端部)被卡止构件40(例如铆钉、螺丝等)卡止(在此为“固定”)于可动部118的基端部118B。
而且,在该张紧器100中,在平面涡卷弹簧34的涡卷部34A的内侧配置有多个(在此为四个)压抵构件120以及施力部122。施力部122由一对楔形构件124以及压缩螺旋弹簧126构成。多个压抵构件120以及施力部122构成阻力赋予部。多个压抵构件120在平面涡卷弹簧34的周向上排列配置。这些压抵构件120形成为在从卷轴方向Z观察时为大致扇形的块状,在从卷轴方向Z观察为圆弧状的面与涡卷部34A的内周面接触。各压抵构件120例如具有向固定部主体104侧突出的未图示的突出部,通过该突出部嵌合于形成在固定部主体104的未图示的槽,由此以能够在平面涡卷弹簧34的径向(涡卷部34A的径向)上位移的方式支撑于固定部主体104。此外,在本实施方式中,平面涡卷弹簧34的内端部34B固定于上述多个压抵构件120中的一个,经由该一个压抵构件120卡止于固定部102,但不限于此。也可以是平面涡卷弹簧34的内端部34B直接卡止于支撑构件102的结构。
一对楔形构件124形成为在从卷轴方向Z观察为大致三角形的块状,在涡卷部34A的径向(在此为弹簧相邻方向Y)上排列配置。这些楔形构件124插进相邻的一对压抵构件120之间。各楔形构件124例如具有向固定部主体104侧突出的未图示的突出部,通过该突出部嵌合于形成在固定部主体104的未图示的槽,从而以能够在平面涡卷弹簧34的径向(在此为弹簧相邻方向Y)上位移的方式支撑于固定部主体104。
在一对楔形构件124之间配置有压缩螺旋弹簧126。压缩螺旋弹簧126的轴线方向两端侧插入形成在一对楔形构件124上的孔(省略附图标记)内。该压缩螺旋弹簧126向使一对楔形构件124互相远离的方向对一对楔形构件124施力。由此,多个压抵构件120被向平面涡卷弹簧34的径向外侧施力,多个压抵构件120压抵于平面涡卷弹簧34的内周面。
在该实施方式中,上述以外的结构与第一实施方式相同。因此,在该实施方式中,也通过平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧来缓冲链条或带等缠绕传动体的振动,并且能够通过因平面涡卷弹簧34的松卷方向RW的板间摩擦力与卷紧方向WU的板间摩擦力之间的差而产生的滞后特性,将能量吸收而衰减。而且,在该实施方式中,在平面涡卷弹簧34卷紧时,在平面涡卷弹簧34的周向上排列配置的多个压抵构件120一边受到压缩螺旋弹簧126的作用力,一边对平面涡卷弹簧34的缩径赋予阻力。由此,由于能够防止平面涡卷弹簧34的过度卷紧,因此能够防止因该过度卷紧而导致缠绕传动体的动作变得不稳定。
另外,如上述那样,通过对于平面涡卷弹簧34的缩径赋予阻力,能够使在平面涡卷弹簧34上产生的板间摩擦力增大。而且,由于是在平面涡卷弹簧34的周向上排列配置的多个压抵构件120压抵于平面涡卷弹簧34的内周面的结构,因此易于使压抵力均匀地作用于平面涡卷弹簧34的周向的各部分。而且,在平面涡卷弹簧34卷紧时,通过在平面涡卷弹簧34的内周面与多个压抵构件120之间发生的摩擦,能够进一步提高滞后特性。而且,在该实施方式中,在从进退方向X观察为平面涡卷弹簧34侧开口的开放截面形状的可动部118的内侧,配置有平面涡卷弹簧34的包括外端部34C的一部分。由此,能够实现张紧器100的小型化。另外,在该实施方式中,由于固定部102以及可动部118为金属板的冲压成型品,因此与通过切削加工和锻造等来制造固定部102以及可动部118的情况相比,能够缩短生产节拍,并且易于实现生产成本的低成本化。另外,易于使固定部102以及可动部118轻量化。
<第四实施方式>
在图9中,以从正面观察到的局部剖视图示出了本发明的第六实施方式的张紧器130,在图10中,以局部剖视图示出了将该张紧器130沿图9的F10-F10线切断的状态。该张紧器130具有与第三实施方式的平面涡卷弹簧34、固定部102以及可动部118同样的平面涡卷弹簧34、固定部102以及可动部118。但是,该张紧器130不具备第三实施方式的多个压抵构件120以及施力部122,而是具有作为阻力赋予部的支承弹簧92作为替代。该支承弹簧92具有与第一实施方式的支承弹簧92基本同样的结构,具有环状部92A以及卡止部92B。
另外,在该张紧器130中,具有:缩径限制构件132,从卷轴方向Z观察配置在环状部92A的内侧,以能够绕沿卷轴方向Z的轴线旋转的方式支撑于固定部102,与环状部92A的另一端部92A2卡合;作为旋转限制部的旋转棘轮机构138,允许缩径限制构件132与环状部92A的扩径联动而相对于固定部102绕上述轴线向一方向(图9中的箭头R1方向)旋转,并且限制缩径限制构件132与环状部92A的缩径联动而相对于固定部102绕上述轴线向另一方向(图9中的箭头R2方向)旋转。以下,进行详细的说明。
在本实施方式中,支承弹簧92的卡止部92B的前端部形成为弯曲成与平面涡卷弹簧34同心的环状的弯曲部92B1。在该弯曲部92B1的内侧嵌合有从固定部主体104以圆柱状突出的支撑轴134。该支撑轴134形成为与平面涡卷弹簧34的涡卷部34A以及支承弹簧92的环状部92A同心状。
另外,在该实施方式中,平面涡卷弹簧34的内端部34B成型为与支承弹簧92的卡止部92B同样的形状,在内端部34B的前端部形成有弯曲成与平面涡卷弹簧34同心状的环状的弯曲部34B1。该内端部34B与卡止部92B重叠,弯曲部34B1缠绕在弯曲部92B1的外周面。由此,平面涡卷弹簧34的内端部34B卡止于固定部102。
缩径限制构件132卡合于支承弹簧92的环状部92A的另一端部92A2。缩径限制构件132配置在平面涡卷弹簧34的涡卷部34A以及环状部92A的内侧。该缩径限制构件132例如由金属形成,具有在卷轴方向Z观察形成为大致环状的轴承部132A。该轴承部132A配置在平面涡卷弹簧34以及支承弹簧92的弯曲部34B1、92B1与固定部主体104之间,并且在轴承部132A的内侧以旋转自如的方式嵌合有支撑轴134。由此,缩径限制构件132以能够绕支撑轴134的轴线(绕沿卷轴方向Z的轴线)旋转的方式支撑于固定部102。
从轴承部132A的外周的一部分朝向环状部92A的另一端部92A2侧延伸出另一端侧支撑部132B。环状部92A的另一端部92A2朝向环状部92A的中心侧弯曲,并嵌入在另一端侧支撑部132B的前端部形成的凹口136。由此,环状部92A的另一端部92A2支撑(连接)于缩径限制构件132。另外,在轴承部132A与环状部92A的一端侧之间配置有一端侧固定部131。该一端侧支撑部132C例如由金属板形成,通过焊接等方法固定在固定部104上,形成为从卷轴方向Z观察越朝向环状部92A的一端侧而环状部92A的周向尺寸越扩大的大致扇形状。
在一端侧固定部131的环状部92A侧的端部形成有向固定部主体104的相反侧(图9中为纸面外侧)延伸的圆弧状壁部131A。该圆弧状壁部131A与环状部92A同心状地弯曲,从环状部92A的内周侧与环状部92A的一端侧接触。另外,在一端侧固定部131中,在环状部92A的周向的一方向侧(图9的箭头R1方向一侧)的端部,形成有向固定部主体104的相反侧(图9中为纸面外侧)延伸的径向壁部131B。该径向壁部131B向环状部92A的径向延伸,并且与圆弧状壁部131A连接为一体,从环状部92A的周向的一方向侧与卡止部92B的基端部接触。环状部92A的一端侧以及卡止部92B被上述结构的一端侧固定部131支撑。
另一方面,旋转棘轮机构138具有棘轮构件140,该棘轮构件140经由轴承部132A配置在一端侧固定部131的相反侧。该棘轮构件140形成为以进退方向X为长度方向的长条状。在棘轮构件140的基端部(后退方向X2侧的端部)贯通有从固定部主体104突出的支撑轴142。该支撑轴142形成为以卷轴方向Z为轴线方向的圆柱状,棘轮构件140能够相对于固定部102绕支撑轴142旋转。通过架设在固定部主体104与棘轮构件140之间的扭簧(施力构件)144向绕支撑轴142的轴线的一方向对该棘轮构件140施力,由此前端部(前进方向X1侧的端部)压抵于轴承部132A的外周面。
在轴承部132A的外周面,在轴承部132A的周向上排列形成有多个棘轮齿133,通过棘轮构件140的前端部与该棘轮齿133卡合,限制缩径限制构件132相对于固定部102绕支撑轴134的轴线向另一方向(图9的箭头R2方向)的旋转。当缩径限制构件132相对于固定部102绕支撑轴134的轴线向一方向(图9的箭头R1方向)旋转时,该棘轮构件140一边使扭簧144弹性变形,一边使该棘轮构件140绕支撑轴142的轴线向另一方向旋转。由此,成为允许缩径限制构件132绕上述轴线向一方向旋转的结构。
此外,在本实施方式中,由形成在缩径限制构件132上的多个棘轮齿133以及棘轮构件140等构成的旋转棘轮机构138(旋转限制部)配置在平面涡卷弹簧34的内侧,但是不限于此。例如,旋转限制部也可以为如下结构:在向平面涡卷弹簧34的外侧延伸出的缩径限制构件132的一部分上形成有多个棘轮齿,并且配置在平面涡卷弹簧34的外侧的棘轮构件与上述多个棘轮齿卡合。
在本实施方式中,上述以外的结构与第三实施方式相同。在该实施方式中,由于在平面涡卷弹簧34卷紧时,支承弹簧92的环状部92A对于平面涡卷弹簧34的缩径赋予阻力,因此也能够获得与第一实施方式基本同样的作用效果。
另外,在该实施方式中,若通过可动部118相对于固定部102向前进方向X1位移,由此平面涡卷弹簧34的涡卷部34A以及支承弹簧92的环状部92A扩径,则缩径限制构件132与该环状部的扩径联动而相对于固定部102绕沿卷轴方向Z的轴线向一方向(图9的箭头R1方向)旋转。此时,旋转棘轮机构138允许缩径限制构件132绕上述轴线向一方向旋转。
另一方面,若链条或带等缠绕传动体按压可动部118,可动部118相对于固定部102向后退方向X2位移,则平面涡卷弹簧34的涡卷部34A以及支承弹簧92的环状部92A要缩径。此时,缩径限制构件132与环状部92A的缩径联动而要相对于固定部102绕上述轴线向另一方向(图9的箭头R2方向)旋转,但是缩径限制构件132绕该轴线向另一方向的旋转被旋转棘轮机构138限制。这种情况下,在环状部92A的缩径被限制的状态下,可动部118要向后退方向X2位移,由此平面涡卷弹簧34以内周面的缩径被环状部92A限制的状态卷紧。由此,在平面涡卷弹簧34上产生的板间摩擦力增加。其结果,可动部118向固定部102的相反侧(后退方向X2)的过度位移被抑制,因此缠绕传动体的动作更加稳定。
<第五实施方式>
在图11中,以立体图示出了本发明的第五实施方式的张紧器150的局部结构。另外,在图12中,以剖视图示出了张紧器150的局部结构。该张紧器150具有与第一实施方式的张紧器10类似的结构,但是具有与第一实施方式的支撑弹簧92(阻力赋予部)不同的阻力赋予部152。该阻力赋予部152具有与支撑弹簧92类似的支撑弹簧154、一对轴动构件156以及一对压缩螺旋弹簧162。一对压缩螺旋弹簧162相当于本发明的“弹性构件”。
支撑弹簧154由板状的弹簧材料形成,形成为与平面涡卷弹簧34同心的开口环状(C字状)。该支撑弹簧154以外周面与平面涡卷弹簧34的内周面接触的状态配置。
该一对轴动构件156例如由金属形成为圆锥台状,与平面涡卷弹簧34同轴地配置在相对于平面涡卷弹簧34的卷轴方向Z的两侧。这些轴动构件156以越朝向平面涡卷弹簧34的卷轴方向中央侧直径越缩小的外周面156A与支撑弹簧154的内周部(内周面)接触的状态配置。此外,如图13所示,在支撑弹簧154的内周部的轴线方向两端部形成有越朝向支撑弹簧154的轴线方向两端侧直径越扩打的锥形面154A(图13之外省略附图标记),这些锥形面154A与各轴动构件156的外周面156A面接触。
在一对轴动构件156的轴心部(径向中央部)形成有将各轴动构件156在轴线方向上贯通的圆形的通孔158。这些通孔158的卷轴方向Z的外侧的部位形成为大径部158A,并且卷轴方向Z的内侧的部位形成为小径部158B,在大径部158A与小径部158B之间形成有阶梯部158C。在大径部158A以及小径部158B中贯通有圆柱状的支撑轴160。该支撑轴160的轴线方向一端部固定于固定部12的固定部主体14。该实施方式的固定部12具有与固定部主体14相向的相向部15。该相向部15例如固定于前端侧支撑部24以及基端侧支撑部26(参照图1至图4)。支撑轴160的轴线方向另一端部固定在该相向部15。由此,支撑轴160的轴线方向两端部固定于固定部12,轴动构件156经由支撑轴160支撑于固定部12。这些轴动构件156能够相对于固定部12在卷轴方向Z上位移。
另外,在各轴动构件156的大径部158A内分别配置有压缩螺旋弹簧162。压缩螺旋弹簧162以内侧穿过有支撑轴160的状态配置。一个压缩螺旋弹簧162在一个轴动构件156的阶梯部158C与固定部主体14之间被压缩,另一个压缩螺旋弹簧162在另一个轴动构件156的阶梯部158C与相向部15之间被压缩。由此,一对轴动构件156向互相靠近的方向施力(参照图11的箭头B)。
在该实施方式中,上述以外的结构与第一实施方式相同。因此,在该实施方式中,也通过平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧来缓冲链条或带等的缠绕传动体的振动,并且通过因在平面涡卷弹簧34的松卷方向的板间摩擦力与卷紧方向的板间摩擦力之间的差而产生的滞后特性,能够将能量吸收而衰减。
另外,在该实施方式中,由板状的弹簧材料形成为开口环状的支撑弹簧154的外周面与平面涡卷弹簧34的内周面接触。因此,在平面涡卷弹簧34卷紧时,支撑弹簧154对于平面涡卷弹簧的缩径赋予阻力。像这样,由于由板状的弹簧材料构成的支撑弹簧154成为阻力赋予部,因此能够将阻力赋予部制成简单的结构。而且,能够通过在平面涡卷弹簧34卷紧时在平面涡卷弹簧34与支撑弹簧154之间发生的摩擦等,进一步提高前述滞后特性。
而且,在该实施方式中,一对轴动构件156与平面涡卷弹簧34同轴地配置在相对于平面涡卷弹簧34的卷轴方向Z的两侧,以能够在卷轴方向Z上位移的方式支撑于固定部12。这些轴动构件156的越朝向平面涡卷弹簧34的卷轴方向中央侧直径越缩小的外周面156A与支撑弹簧154的内周部接触,这些轴动构件156被一对压缩螺旋弹簧162向互相靠近的方向施力。由于支撑弹簧154由这些轴动构件156从内周侧支撑,因此支撑弹簧154易于在周向的各部分均匀地变形。由此,由于平面涡卷弹簧34从支撑弹簧154受到的面压均匀,因此能够抑制平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧154局部磨损,并且平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧稳定。
另外,在该实施方式中,由于支撑弹簧154被一对轴动构件156向径向外侧按压,因此即使不使支撑弹簧154的板厚增加,也能够增加从径向内侧支撑平面涡卷弹簧34的负载(支撑负载)。而且,在该实施方式中,由于支撑弹簧154不是以悬臂状支撑于固定部12的结构,而是被一对轴动构件156支撑的结构,因此支撑弹簧154的挠曲对张紧器150的负载吸收特性没有影响。
<第六实施方式>
在图14中,以立体图示出了本发明的第六实施方式的张紧器所具有的多个(在此为四个)压抵构件170。该实施方式的张紧器具有与第三实施方式类似的结构,多个压抵构件170以在平面涡卷弹簧34的周向上排列的方式配置在平面涡卷弹簧34的内侧。另外,该实施方式的张紧器具有与第三实施方式的施力部122不同的施力部。该施力部具有与第五实施方式的一对轴动构件156以及一对压缩螺旋弹簧162(参照图11以及图12;在图14中省略图示)同样的一对轴动构件156以及一对压缩螺旋弹簧162。该施力部具有的一对轴动构件156的外周面156A从平面涡卷弹簧34的径向内侧与多个压抵构件170接触。此外,在多个压抵构件170的卷轴方向Z的两侧部分,形成有与各轴动构件156的外周面156A面接触的弯曲面170A。另外,在该实施方式中,与第三实施方式的固定部12同样的固定部12具有固定支撑轴160的轴线方向一端部的固定部主体14以及固定支撑轴160的轴向另一端部的相向部(省略图示)。
在该实施方式中,上述以外的结构与第三实施方式相同。因此,在该实施方式中也能够获得与第三实施方式同样的作用效果。而且,在该实施方式中,一对轴动构件156的越朝向平面涡卷弹簧34的卷轴方向中央侧直径越缩小的外周面156A从平面涡卷弹簧34的径向内侧与多个压抵构件170接触,一对轴动构件156被一对压缩螺旋弹簧162向互相靠近的方向施力。能够由这些轴动构件156将多个压抵构件170均匀地压抵于平面涡卷弹簧34的内周面。其结果,能够抑制平面涡卷弹簧34以及多个压抵构件170的局部磨损,并且平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧稳定。
<第七实施方式>
在图15中,以从正面观察到的局部剖视图示出了本发明的第七实施方式的张紧器180。另外,在图16中,以剖视图示出了沿图15的F16-F16线的剖切面。该张紧器180具有与第一实施方式的张紧器10类似的结构,但是具有金属板制成的固定部182以及可动部192来代替第一实施方式的固定部12以及可动部32。固定部182具有以卷轴方向Z为板厚方向的板状的固定部主体184、在卷轴方向Z上与该固定部主体184相向的板状的保持板186以及在卷轴方向Z上将固定部主体184与保持板186连接的一对销构件188、190。固定部主体184以及保持板186为金属板的冲压成型品,销构件188、190例如由金属制成的棒材构成。
保持板186设定为弹簧相邻方向Y的尺寸比固定部主体184小,隔着可动部192配置在固定部主体184的相反侧。一对销构件188、190形成为以卷轴方向Z为轴线方向的圆柱状。这些销构件188、190隔着可动部192在平面涡卷弹簧34的相反侧,在推进方向X上隔开间隔地配置。销构件188、190各轴线方向一端部嵌入形成在固定部主体184上的圆形的通孔(省略附图标记),销构件188、190的各轴线方向另一端部嵌入形成在保持板186上的圆形的通孔(省略附图标记)。这些销构件188、190通过铆接或焊接等方法固定在固定部主体184以及保持板186,保持板186经由这些销构件188、190支撑于固定部主体184。
如图17A以及图17B所示,可动部192是金属板通过冲压成型而冲切形成的,形成为长条的平板状。该可动部192以进退方向X为长度方向,以弹簧相邻方向Y为板厚方向,配置在一对销构件188、190与平面涡卷弹簧34之间,在卷轴方向Z的位移被固定部主体184以及保持板186限制。利用卡止构件40(例如铆钉、螺丝等),平面涡卷弹簧34的外端部34C的前端部(后退方向X2侧的端部)卡止(在此为“固定”)于该可动部192。
平面涡卷弹簧34的内端部34B与支承弹簧92的卡止部92B以互相重叠的状态弯曲成以卷轴方向Z为轴线方向的大致圆筒状,缠绕在从固定部主体184突出的圆柱状的卡止销194上。卡止销194通过铆接或焊接等固定在固定部主体184上,卡止部92B以及内端部34B经由该卡止销194卡止于固定部102。
在固定部主体184中,在配置有推进构件192侧的相反侧的端部形成有向支承弹簧92的内侧(卷轴方向Z的一方向侧)延伸的抵接部184A。该抵接部184A相当于本发明中的“内周支撑部”。该抵接部184A弯曲成与支承弹簧92同心的圆弧状,与支承弹簧92的内周面接触(卡合)。支承弹簧92被该抵接部184A从内周侧支撑。
另外,在固定部主体184中,在弹簧相邻方向Y的中央部附近形成有在固定部主体184的卷轴方向Z上贯通的一对通孔196、198。这些通孔196、198在进退方向X上分离配置。使用在这些通孔196、198中穿过的螺栓等将固定部182固定在未图示的发动机的缸体上。
在该实施方式中,上述以外的结构与第一实施方式相同。因此,在该实施方式中,也能够获得与第一实施方式基本同样的作用效果。而且,在该实施方式中,由于作为金属板的冲压成型品的可动部192形成为平板状,因此,能够通过金属板的冲切加工来制造可动部192。由此能够实现可动部192的小型轻量化,并且能够进一步降低生产成本。另外,在该实施方式中,由于固定部182主要由金属板构成,因此易于使固定部182轻量化。
而且,在该实施方式中,在可动部192的相反侧设置在固定部182上的抵接部184A与支承弹簧92的内周面接触。由此,由于在平面涡卷弹簧34卷紧时,以悬臂状支撑于固定部182的支承弹簧92易于均匀(均一)地变形,因此能够抑制平面涡卷弹簧34以及支承弹簧92的局部磨损,并且平面涡卷弹簧34的卷紧稳定(平面涡卷弹簧34易于在周向上均一地卷紧)。而且,由于能够通过将固定部主体184的一部分弯曲加工来形成抵接部184A,因此抵接部184A的制造变得容易,并且无需增加部件,因此能够抑制生产成本的增加。此外,抵接部184(内周支撑部)可以与固定部主体184分开形成并固定于固定部主体184。另外,内周支撑部也可以经由其他构件间接地与支撑弹簧的内周面接触。
<第八实施方式>
在图18以及图19中,以立体图示出了本发明的第十一实施方式的张紧器200。另外,在图20A至图20C中,分别示出了该张紧器200的主视图、俯视图以及侧视图。该张紧器200具有固定部202、可动部214、平面涡卷弹簧34以及支承弹簧92,并且基本结构与第一实施方式的张紧器10相同。但是,在该张紧器200中,固定部202以及可动部214的结构与第一实施方式的固定部12以及可动部32的结构不同。
固定部202例如是金属板冲压成型而形成的,具有以卷轴方向Z为板厚方向的板状的固定部主体204。在该固定部主体204上,设置有向弹簧相邻方向Y的两侧延伸的固定部204A、204B。在固定部204A、204B上分别形成有在卷轴方向Z上贯通的通孔206、208。使用在这些通孔206、208中穿过的螺栓等,将固定部202固定在未图示的发动机的缸体上。
另外,在固定部主体204的进退方向X的两端部分别一体地设置有向卷轴方向Z的一方向侧突出的前端侧支撑部204C以及基端侧支撑部204D。这些前端侧支撑部204C以及基端侧支撑部204D形成为以进退方向X为板厚方向的板状,从进退方向X观察为大致矩形。在这些前端侧支撑部204C以及基端侧支撑部204D上形成有圆形的通孔210、212(图22以外省略附图标记)。形成在前端侧支撑部204C的通孔210形成为,直径比形成在基端侧支撑部204D的通孔212的直径大。这些通孔210、212与可动部214对应,配置成互相同轴。
可动部214例如由金属制成的棒材形成为带阶梯的圆柱状,以进退方向X为轴线方向配置。可动部214的轴线方向中间部为大径部214A,可动部214的轴线方向一端部(前进方向X1侧的端部)为直径比大径部214A小的前端小径部214B,可动部214的轴线方向另一端侧(后退方向X2侧)的部位为直径比大径部214A小的基端小径部214C。大径部214A的弹簧相邻方向Y的一方向侧(在图20A中为右侧)切缺成D形切口。大径部214A的前端侧滑动自如地嵌合在前端侧支撑部204C的通孔210内,基端小径部214C的基端侧滑动自如地嵌合在基端侧支撑部204D的通孔212内。由此,可动部214以能够在进退方向X上直线地移动(能够滑动)的方式支撑于固定部202。
在大径部214A与基端小径部214C之间形成有阶梯部,在该阶梯部与基端侧支撑部204D之间设置有压缩螺旋弹簧216。该压缩螺旋弹簧216相当于本发明中的“追加弹簧”,为复位弹簧。该压缩螺旋弹簧216与可动部214同轴地配置在基端小径部214C的径向外侧。该压缩螺旋弹簧216对可动部214向后退方向X2的位移赋予阻力(作用力)。平面涡卷弹簧34以及支承弹簧92相对于该可动部件214配置在弹簧相邻方向的一方向侧。
平面涡卷弹簧34的外端部34C从弹簧相邻方向的一方向侧与可动部214的大径部214A重叠。该外端部34C的前端部(后退方向X2侧的端部)由卡止构件40(例如铆钉、螺丝等)卡止(在此为“固定”)于大径部214A即可动部32。平面涡卷弹簧34的内端部34B以及支承弹簧92的卡止部92B利用横防向偏移构件218卡止于固定部202。
横防向偏移构件218由一对板构件220、222以及一对销构件224、226构成,形成为如链段那样的形状。销构件224相当于本发明的“第一销构件”,销构件226相当于本发明的“第二销构件”。一对板构件220、222,例如是金属板冲压成型而形成的,形成为以卷轴方向Z为板厚方向且在从进退方向观察为大致长圆形(大致葫芦形)的板状。在这些板构件220、222的长度方向两侧分别形成有圆形的通孔(省略附图标记)。这些板构件220、222在弹簧相邻方向Y的一方向侧与可动部214的大径部214A相邻配置,且相对于平面涡卷弹簧34以及支承弹簧92分开配置在卷轴方向Z的两侧。这些板构件220、222配置为从卷轴方向Z观察互相重合,由一对销构件224、226互相连接。
一对销构件224、226例如由金属制成的棒材形成,以卷轴方向Z为轴线方向,配置在支承弹簧92的径向内侧。这些销构件224、226沿支承弹簧92的内周面在支承弹簧92的周向上排列,并且靠近可动部214配置。一个销构件224隔着平面涡卷弹簧34的涡卷部34A的外端34A2配置在可动部214的相反侧,另一个销226配置在比上述一个销构件224更靠近后退方向X2的一侧。这些销构件224、226在形成在板构件220、222的长度方向两侧的通孔中穿过,各板构件220、222通过铆接等方法固定在各销构件224、226上。另外,各销构件224、226的轴线方向一端部嵌入形成在固定部主体204上的一对通孔228、230(参照图22)内,通过铆接或焊接等方法固定在固定部主体204上。
平面涡卷弹簧34的内端部34B以及支承弹簧92的卡止部92B卡止于一个销构件224。具体而言,平面涡卷弹簧34的内端部34B和支承弹簧92的卡止部92B以互相重叠的状态弯曲成以卷轴方向Z为轴线方向的大致圆筒状,并缠绕在一个销构件224上。由此,卡止92B以及内端部34B经由一个销构件224卡止于固定部102。
如图21所示,另一个销构件226与支承弹簧92的内周面接触。该另一个销构件226限制支承弹簧92绕一个销构件224向图21的箭头T方向旋转。另外,平面涡卷弹簧34的涡卷部34A的内端部34B侧的部位以及支承弹簧92的卡止部92B侧的部位配置在一对板构件220、222之间,卷轴方向Z上的位移被这些板构件220、222限制(参照图23)。此外,也可以为省略板构件220的结构,即,由板构件222和固定部主体204限制平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92的上述位移。
在该实施方式中,上述以外的结构与第一实施方式相同。因此,在该实施方式中,也能获得与第一实施方式基本同样的作用效果。而且,在该实施方式中,由于固定部202为金属板的冲压成型品,因此,与通过切削加工或锻造等来制造固定部202的情况相比,能够缩短生产节拍,并且易于实现生产成本的低成本化。另外,易于使固定部202轻量化。
而且,在该实施方式中,横防向偏移构件218的另一个销构件226限制支承弹簧92绕一个销构件224向图21的箭头T方向旋转。由此,以悬臂状支撑在支撑构件202上的支承弹簧92在平面涡卷弹簧34卷紧时易于均匀(均一)地变形,因此能够抑制平面涡卷弹簧34以及支承弹簧92的局部磨损,并且平面涡卷弹簧34的卷紧稳定(平面涡卷弹簧34易于在周向上均一地卷紧)。而且,由于能够挪用例如链段等已有的部件来制作该横防向偏移构件218,因此能够以低成本获得上述效果。另外,在该实施方式中,由于由横防向偏移构件218的一对板构件220、222限制平面涡卷弹簧34的涡卷部34A在卷轴方向Z上的位移,因此,能够防止或抑制在平面涡卷弹簧34卷紧和松卷时涡卷部34A在卷轴方向Z上横向偏移(参照图23)。
另外,在该实施方式中,不仅由平面涡卷弹簧34向前进方向X1对可动部214施力,而且也由压缩螺旋弹簧216向前进方向X1对可动部214施力。若增加平面涡卷弹簧34的圈数,则滞后效果增加,且增加了对来自同步带或同步链条的输入(振动)的缓冲效果。另一方面,由于推进构件214向X1方向的推进力减弱,因此有时无法获得足够的按压链条引导件的力。由于能够独立于平面涡卷弹簧34以及支承弹簧92而任意地设定压缩螺旋弹簧216的负载,因此,能够对可动部214基于足够的推进力,能够对同步链条或同步带施加足够的张力。另外,能够根据平面涡卷弹簧34和压缩簧圈间距216,分开设定负载吸收和张力负荷。
也就是说,在该张紧器200上产生的负载为下面的(一)~(三)。(一)平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92作为弹簧的负载(扩径力)。(二)在平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92上产生的摩擦力。这由上述(一)产生。(三)压缩螺旋弹簧216(追加弹簧)作为弹簧的负载。
在张紧器200具有压缩螺旋弹簧216的情况下(参照图24的实线),以及不具有压缩螺旋弹簧216的情况下(参照图24的双点划线),上述(二)的摩擦力没有变化。另外,由于无论压缩螺旋弹簧216的有无,平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92的形状都不变,因此上述(一)的负载没有变化。张紧器200的阻尼特性由在图25中标注附图标记S的区域(即相当于上述(一)、(二))决定,因此无论在图25中标注附图标记R的区域(即相当于上述(三)),上述(一)、(二)都不变。因此,能够在不改变阻尼特性的情况下,仅将负载下限值提高上述(三)的负载。此外,在图24以及图25中,为了使说明便于理解,无论可动部214的位置如何,都将压缩螺旋弹簧216作为弹簧的负载记载为恒定。此外,本发明中的“追加弹簧”,不限于压缩螺旋弹簧216,也可以是其他种类的弹簧。
<第九实施方式>
在图26A中,以主视图示出了本发明的第九实施方式的张紧器所具有的支撑弹簧92,在图26B中,以侧视图示出了该支撑弹簧92。该张紧器具有与第一实施方式的张紧器10基本同样的结构,但是,该实施方式的支撑弹簧92的环状部92A的截面积在周向上变化。具体而言,环状部92A的周向一端部92A1侧以及周向另一端部92A2侧的板厚设定为比周向中间部92A3的板厚薄。
在该实施方式中,由于支撑弹簧92的环状部92A以上述方式构成,因此,能够防止或抑制在平面涡卷弹簧34松卷、卷紧时在环状部92A上产生的应力局部地变高。也就是说,由于环状部92A的周向一端部92A1侧以及周向另一端部92A2侧的应力与周向中间部92A3相比变低,因此通过降低周向一端部92A1侧以及周向另一端部92A2侧的弹簧常数,支撑弹簧92易于一边保持正圆状一边变形。其结果,平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧稳定。
此外,在上述第九实施方式中,也可以构成为图27A以及图27B所示的变形例那样。在该变形例中,环状部92A的周向一端部92A1侧以及周向另一端部92A2侧的宽度尺寸(卷轴方向Z的尺寸)设定为比周向中间部92A3的宽度尺寸(卷轴方向Z的尺寸)小。在该变形例中,也能够获得与上述第九实施方式同样的作用效果。
<第十实施方式>
在图28中,以剖视图示出了本发明的第十实施方式的张紧器的局部结构。该张紧器具有与第一实施方式的张紧器10基本同样的结构,但是平面涡卷弹簧34的涡卷部34A的从周向观察到的截面向支撑弹簧92的环状部92A的相反侧凸出并弯曲。
在该实施方式中,如图29所示,在平面涡卷弹簧34松卷、卷紧时,能够在涡卷部34A的板间产生空隙,并且也能够在涡卷部34A与环状部92A之间形成空隙。由此,例如润滑油(发动机油)易于进入所述各空隙,因此,易于抑制平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92的磨损,并且能够使平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧稳定。
<第十一实施方式>
在图30中,以剖视图示出了本发明的第十一实施方式的张紧器的局部结构。该张紧器具有与第一实施方式的张紧器10基本同样的结构,但是支撑弹簧92的环状部92A的外周面形成为从该环状部92A的周向观察向平面涡卷弹簧34侧凸出的凸形状(在此为弯曲形状)。
在该实施方式中,如图30所示,由于在平面涡卷弹簧34与环状部92A之间形成有空隙,因此润滑油易于进入该空隙。另外,如图31所示,在平面涡卷弹簧34松卷、卷紧时,能够在涡卷部34A的板间产生空隙。由上述可知,易于抑制平面涡卷弹簧34以及支撑弹簧92的磨损,并且能够使平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧稳定。
<第十二实施方式>
在图32中,以剖视图示出了本发明的第十一实施方式的张紧器的局部结构。该张紧器具有与第一实施方式的张紧器10基本同样的结构,但是在构成平面涡卷弹簧34的涡卷部34A的板簧材料的外周面以及内周面上,以在平面涡卷弹簧34的卷轴方向Z(图32中的左右方向)上排列的方式形成有多个凹凸。具体而言,构成涡卷部34A的板簧材料的截面形成波浪形。此外,在本实施方式中,只要在构成涡卷部34A的板簧材料的外周面以及内周面上形成有多个凹凸即可,例如也可以通过喷砂加工等在所述外周面以及内周面形成多个凹凸。
在该实施方式中,在平面涡卷弹簧34的板间以及平面涡卷弹簧34与环状部92A之间也分别形成有空隙。由此,由于润滑油易于进入所述各空隙,因此易于抑制平面涡卷弹簧34与支撑弹簧92的磨损,并且能够使平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧稳定。
<第十三实施方式>
在图33中,以从正面观察到的局部剖视图示出了本发明的第十三实施方式的张紧器240,在图34中,示出了该张紧器240的俯视图,在图35中示出了该张紧器240的侧视图。该张紧器240具有固定部242、能够旋转(能够位移)地支撑在该固定部242上的可动部(按压构件)250、向旋转方向的一方向对可动部250施力的平面涡卷弹簧34以及配置在平面涡卷弹簧34的径向内侧的支承弹簧92。
如图33至图36C所示,固定部242为金属板的冲压成型品,具有主体壁242A,该主体壁242A形成为以平面涡卷弹簧34的卷轴方向为板厚方向的长条板状。主体壁242A形成为从卷轴方向Z观察为大致三角形状(大致直角三角形状),越向长度方向一方向侧(图33以及图36A中为上侧)宽度尺寸越扩大。在主体壁242A的三个角部分别形成有贯通主体壁242A的通孔244。使用在这些通孔244中穿过的螺栓等,将固定部242固定在未图示的发动机的缸体上。
从主体壁242A的宽度方向一端部,朝向主体壁242A的板厚方向一方向侧一体地延伸出侧壁242B。从该侧壁242B的主体壁242A的相反侧的端部,向主体壁242A的宽度方向另一端侧一体地延伸出保持壁242C。该保持壁242C与主体壁242A平行地延伸,从平面涡卷弹簧34的卷轴方向观察为大致梯形状。在侧壁242B的一端部形成有弯曲成圆弧状的弹簧卡止部242B1。另外,在主体壁242A以及保持壁242C上分别形成有将它们贯通的圆形的通孔246。这些通孔246同轴配置。在这些通孔246中嵌合有圆柱状的支撑轴248(参照图33)。支撑轴248例如由金属制成的棒材形成,通过铆接或焊接等方法固定在主体壁242A以及保持壁242C。可动部250以能够旋转的方式支撑于该支撑轴248。
如图33至图35、图37A至图37C所示,可动部250为金属板的冲压成型品,具有在平面涡卷弹簧34的卷轴方向上互相相向的一对相向壁250A、250B。相向壁250A、250B从平面涡卷弹簧34的卷轴方向观察为大致L字状,具有:主体部250A1、250B1,在主体壁242A的长度方向(图33中为上下方向)上延伸;以及臂部250A2、250B2,从主体部250A1、250B1的长度方向一端侧(图33中为下侧)向与主体部250A1、250B1长度方向正交的方向一方向侧(图33中为右侧)延伸。各臂部250A2、250B2的前端部由在平面涡卷弹簧34的卷轴方向上延伸的按压部250C连接为一体。
各主体部250A1、250B1配置在固定部242的主体壁242A与保持壁242C之间。在各主体部250A1、250B1上分别形成有呈圆筒状地向彼此靠近的一侧突出的轴承部250D、250E。前述的支撑轴248旋转自如地嵌合于这些轴承部250D、250E的内侧。由此,可动部250经由支撑轴248以能够旋转的方式支撑于固定部242。该可动部250的按压部250C向可动部250的旋转方向的一方向(参照图33的箭头P)压抵于带引导件或链条引导件等的张紧构件PS上。
另外,在各主体部250A1、250B1分别形成有向彼此靠近的一侧隆起的隆起部250F、250G。这些隆起部250F、250G从平面涡卷弹簧34的卷轴方向观察为大致长圆形状,配置在轴承部250D、250E(支撑轴248)与侧壁242B之间。在这些隆起部250F、250G和轴承部250D、250E上缠绕有平面涡卷弹簧34的内端部34B以及支承弹簧92的卡止部92B。具体而言,平面涡卷弹簧34的内端部34B和支承弹簧92的卡止部92B以互相重叠的状态下弯曲成大致S字状,以一部分夹在隆起部250F、250G与轴承部250D、250E之间的状态缠绕在隆起部250F、250G以及轴承部250D、250E上。由此,内端部34B以及卡止部92B卡止于可动部250,并且经由轴承部250D、250E以及支撑轴248卡止于固定部242。平面涡卷弹簧34的外端部34C与固定部242的侧壁242B重叠。外端部34C的前端部弯曲成圆弧状,并卡止(钩挂)于侧壁242B的弹簧卡止部242B1。该平面涡卷弹簧34对可动部250向相对于固定部242的旋转方向的一方向(图33的箭头P方向)施力,并且通过可动部250向旋转方向的另一方向旋转而卷紧。
此外,在本实施方式中,平面涡卷弹簧34与可动部250同轴配置,但是不限于此,也可以是如下结构:平面涡卷弹簧34相对于可动部250偏心配置,即,平面涡卷弹簧34的中心轴线与可动部250的旋转轴线互相在径向上错开配置。
在上述结构的张紧器240中,可动部250借助平面涡卷弹簧34的作用力相对于固定部242向旋转方向的一方向旋转,由此可动部250的按压部经由带引导件或链条引导件等的张紧构件压在同步带或同步链条等缠绕传动体上。由此,通过平面涡卷弹簧34的松卷、卷紧来缓冲缠绕传动体的振动,并且能够通过因在平面涡卷弹簧34的松卷方向的板间摩擦力与卷紧方向的板间摩擦力之间的差产生的滞后特性,将能量吸收衰减。而且,由于该张紧器240具有与第一实施方式的支撑弹簧92同样的支撑弹簧92,因此与第一实施方式同样地,能够防止平面涡卷弹簧34的过度卷紧。
此外,在上述第十二实施方式中,平面涡卷弹簧34的外端部34C卡止于固定部242,平面涡卷弹簧34的内端部34B卡止于可动部250,但是不限于此,也可以为平面涡卷弹簧的内端部卡止于固定部,平面涡卷弹簧的外端部卡止于按压构件。
另外,在上述第十二实施方式中,如图38示出的变形例那样,可以在可动部250的相向壁250A、250B之间架设有一对销252、254,使用这些销252、254来代替隆起部250F、250G。在该第一变形例中,侧壁242B的长度方向中间部被切开立起而形成弹簧卡止部242B1。
另外,在上述第十二实施方式中,如图39所示的第二变形例那样,也可以增加追加弹簧(在此为压缩螺旋弹簧)256。该压缩螺旋弹簧256设置在固定部242与可动部250之间,对可动部250朝向相对于固定部242向旋转方向的一方向施力。在该第二变形例中,与第八实施方式同样地,能够分开设定负载吸收和张力负荷。
(关于支承弹簧的补充说明)
接下来,使用图40A至图42,对前述的支承弹簧92进行补充说明。在图40A至图40G中,示出了与第一实施方式的张紧器10同样的张紧器10,但是在图40A至图40G中,支承弹簧92相对于可动部32的相位θ(环状部92A的一端部92A1相对于假想直线VL的配置)各自不同。此外,在图40A至图40G中,易于观察附图的角度,省略了一部分附图标记。
在图40A中,示出了环状部92A的一端部92A1(卡止部92B侧的端部)配置在绕环状部92A的中心S相对于假想直线VL旋转-90度的位置(向松卷方向旋转90度的位置)的状态(支承弹簧92的相位θ设定为-90度的状态)。
在图40B中,示出了环状部92A的一端部92A1(卡止部92B侧的端部)配置在绕环状部92A的中心S相对于假想直线VL旋转-60度的位置(向松卷方向旋转60度的位置)的状态(支承弹簧92的相位θ设定为-60度的状态)。
在图40C中,示出了环状部92A的一端部92A1配置在绕环状部92A的中心S相对于假想直线VL为0度的位置的状态(支承弹簧92的相位θ设定为0度的状态)。在该状态下,平面涡卷弹簧34的圈数设定为2.0圈。
在图40D中,示出了环状部92A的一端部92A1配置在绕环状部92A的中心S相对于假想直线VL旋转60度的位置(向卷紧方向旋转60度的位置)的状态(支承弹簧92的相位θ设定为60度的状态)。
在图40E中,示出了环状部92A的一端部92A1配置在绕环状部92A的中心S相对于假想直线VL旋转90度的位置(向卷紧方向旋转90度的位置)的状态(支承弹簧92的相位θ设定为90度的状态)。
在图40F中,示出了环状部92A的一端部92A1配置在绕环状部92A的中心S相对于假想直线VL旋转180度的位置(向卷紧方向旋转180度的位置)的状态(支承弹簧92的相位θ设定为180度的状态)。在该状态下,平面涡卷弹簧34的圈数设定为1.5圈。
在图40G中,示出了环状部92A的一端部92A1配置在绕环状部92A的中心S相对于假想直线VL旋转270度的位置(向卷紧方向旋转270度的位置)的状态(支承弹簧92的相位θ设定为270度的状态)。此外,省略图示,在支承弹簧92的相位θ设定为360度的状态下,平面涡卷弹簧34的圈数设定为1.0圈。
另外,在图41中,以线图示出了输入至可动部32的负载的能量的耗散率与支承弹簧92的相位θ的关系,在图42中,以线图示出了输入至可动部32的负载与可动部32的行程的关系。在图42中,对表示输入至可动部32的负载与可动部32的后退方向X2的行程的关系的曲线标注附图标记C2,对表示输入至可动部32的负载与可动部32的前进方向X1的行程的关系的曲线标注附图标记C1。另外,上述的耗散率根据图42中标注附图标记A的区域的面积与标注附图标记B的区域的面积之间的关系确定为:耗散率=A/(A+B)。
在此,如图41所示,在支承弹簧92的相位θ设定在-90°~0°的范围(在图41中标注点的范围)的情况下,与设定在此以外的范围的情况相比,可以确定上述的耗散率大幅提高,即能够获得高阻尼特性。另外,由于在上述的范围,耗散率的波动较小且安定,因此能够确定为支承弹簧92的最合适的安装相位。此外,耗散率也根据平面涡卷弹簧34的圈数而变化。例如,在平面涡卷弹簧34的圈数为1.0圈的情况下,在平面涡卷弹簧34上发生的板间摩擦变得不足,耗散率变低,但是若平面涡卷弹簧34的圈数变为2.0圈以上,则平面涡卷弹簧34的板间摩擦增加,耗散率变高。因此,优选将平面涡卷弹簧34的圈数设定为2.0圈以上。但是,即使平面涡卷弹簧34的圈数增加,耗散率也根据支承弹簧92的相位而变低。因此,更优选将支承弹簧92的相位θ设定在上述范围,将平面涡卷弹簧34的圈数设定在2.0圈~2.25圈。
尽管以上示出了几个实施方式对本发明进行了说明,但是,本发明能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变更来实施。例如,上述各实施方式能够将各构成要素适当替换组合来实施。另外,当然本发明的权利范围不限于上述各实施方式。
此外,2018年8月1日申请的日本国专利申请2018-145337号的公开内容整体,通过援引并入本说明书中。对于本说明书中记载的所有文献、专利申请以及技术标准,通过援引并入各个文献、专利申请以及技术标准与具体且分别地记载的情况相同程度地通过援引并入本说明书中。
Claims (15)
1.一种张紧器,其中,具有:
可动部,经由张紧构件接受来自缠绕传动体的负载;
固定部,将所述可动部支撑为能够位移;
平面涡卷弹簧,对所述可动部施力以对抗所述张紧构件,并且在施加于所述张紧构件的作用力大于从所述张紧构件作用的负载的情况下,所述平面涡卷弹簧在板间摩擦力小的状态下松卷,在施加于所述张紧构件的作用力小于从所述张紧构件作用的负载的情况下,所述平面涡卷弹簧在板间摩擦力大的状态下卷紧;以及
卷紧限制部,限制所述平面涡卷弹簧卷紧,
所述卷紧限制部具有阻力赋予部,所述阻力赋予部配置在所述平面涡卷弹簧的内侧,且包括对于所述平面涡卷弹簧的缩径施加作用力的弹簧。
2.根据权利要求1所述的张紧器,其中,所述阻力赋予部是由板状的弹簧材料构成的支撑弹簧,
所述支撑弹簧具有:
环状部,形成为开口环状,外周面与所述平面涡卷弹簧的内周面接触;以及
卡止部,从所述环状部的一端部延伸出并卡止于所述固定部。
3.根据权利要求1所述的张紧器,其中,
所述阻力赋予部具有:
多个压抵构件,在所述平面涡卷弹簧的周向上排列配置;以及
施力部,向所述平面涡卷弹簧的径向外侧对所述多个压抵构件施力而将所述多个压抵构件压抵于所述平面涡卷弹簧的内周面。
4.根据权利要求1所述的张紧器,其中,
所述阻力赋予部具有:
支撑弹簧,由板状的弹簧材料形成为开口环状,外周面与所述平面涡卷弹簧的内周面接触;
一对轴动构件,与所述平面涡卷弹簧同轴地配置在相对于所述平面涡卷弹簧的卷轴方向的两侧,以能够在所述卷轴方向上位移的方式支撑于所述固定部,并且越朝向所述平面涡卷弹簧的卷轴方向中央侧直径越缩小的外周面与所述支撑弹簧的内周部接触;以及
弹性构件,向使所述一对轴动构件互相靠近的方向对所述一对轴动构件施力。
5.根据权利要求3所述的张紧器,其中,
所述施力部具有:
一对轴动构件,与所述平面涡卷弹簧同轴地配置在相对于所述平面涡卷弹簧的卷轴方向的两侧,以能够在所述卷轴方向上位移的方式支撑于所述固定部,并且越朝向所述平面涡卷弹簧的卷轴方向中央侧直径越缩小的外周面从所述平面涡卷弹簧的径向内侧与所述多个压抵构件接触;以及
弹性构件,向使所述一对轴动构件互相靠近的方向对所述一对轴动构件施力。
6.根据权利要求2所述的张紧器,其中,具有:
缩径限制构件,以能够绕沿着所述平面涡卷弹簧的卷轴方向的轴线旋转的方式支撑于所述固定部,卡合于所述环状部的另一端部;以及
旋转限制部,允许所述缩径限制构件与所述环状部的扩径联动而相对于所述固定部向绕所述轴线的一方向旋转,并且限制所述缩径限制构件与所述环状部的缩径联动而相对于所述固定部向绕所述轴线的另一方向旋转。
7.根据权利要求2所述的张紧器,其中,具有:
第一销构件,固定于所述固定部,供所述卡止部卡止;
第二销构件,在从所述卡止部起的所述环状部的延伸方向上与所述第一销构件相邻配置,固定于所述固定部,并且与所述环状部的内周面卡合;以及
板构件,固定于所述第一销构件以及所述第二销构件,限制所述平面涡卷弹簧以及所述支撑弹簧在所述平面涡卷弹簧的卷轴方向上位移。
8.根据权利要求2所述的张紧器,其中,
所述固定部具有与所述环状部的内周面卡合来支撑所述环状部的内周支撑部。
9.根据权利要求2所述的张紧器,其中,
所述环状部的截面积在周向上变化。
10.根据权利要求2所述的张紧器,其中,
所述平面涡卷弹簧的从周向观察到的截面向所述环状部的相反侧凸出并弯曲。
11.根据权利要求2所述的张紧器,其中,
所述环状部的外周面形成为从所述环状部的周向观察向所述平面涡卷弹簧侧凸出的凸形状。
12.根据权利要求2所述的张紧器,其中,
在构成所述平面涡卷弹簧的板簧材料的外周面以及内周面形成有多个凹凸。
13.根据权利要求2所述的张紧器,其中,
所述可动部以能够在与所述平面涡卷弹簧的卷轴方向正交的进退方向上滑动的方式支撑于所述固定部,
所述平面涡卷弹簧在与所述卷轴方向以及所述进退方向正交的弹簧相邻方向上与所述可动部相邻配置,并且外端部卡止于所述可动部,内端部卡止于所述固定部,
在将卷紧所述平面涡卷弹簧的旋转方向设为卷紧方向,将所述平面涡卷弹簧松卷的旋转方向设为松卷方向的情况下,所述环状部从所述卡止部向所述卷紧方向延伸,
在从所述卷轴方向观察的情况下,所述环状部的所述一端部配置在绕所述环状部的中心相对于假想直线0度的位置到相对于假想直线向所述松卷方向旋转90度的位置的范围,所述假想直线是沿所述相邻方向从所述环状部的中心朝向所述可动部侧延伸的线。
14.根据权利要求2所述的张紧器,其中,
所述环状部是所述板状的弹簧材料卷绕1.0圈以上而形成的。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的张紧器,其中,
所述卷紧限制部具有追加弹簧,该追加弹簧相对于所述固定部向所述张紧构件侧对所述可动部施力。
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