CN1824970B

CN1824970B - 棘轮式张紧器

Info

Publication number: CN1824970B
Application number: CN2006100003560A
Authority: CN
Inventors: 早见淳志; 佐藤利文
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2026-01-06
Also published as: CN1824970A; GB0525868D0; DE102006003795A1; CN1824970C; JP3949691B2; JP2006234088A; GB2423564A; US20060194661A1; US7468012B2; GB2423564B

Abstract

本发明提供一种棘轮式张紧器，其在发动机的组装时可防止棘轮施力用弹簧的脱落，减轻组装负担，并可防止发动机工作时的棘轮施力用弹簧的弯曲，长期切实地发挥棘轮功能。该棘轮式张紧器(100)具有：在弹簧的施力作用下从外壳主体(110)的推杆收容孔(111)中滑动到前进突出状态的推杆(120)；和被摆动自如地轴支撑在外壳主体(110)的棘轮轴(112)上，并承受棘轮施力用弹簧(150)的施力的棘轮(140)，并且，配置在棘轮施力用弹簧(150)与棘轮(140)之间的棘轮顶推用活塞部件(160)被设置成其一部分从外壳主体(110)的棘轮施力用弹簧收容孔(113)中向棘轮(140)突出出来的状态。

Description

棘轮式张紧器

技术领域

本发明涉及用于对车辆用发动机的正时皮带或正时链等的传动链施加适当张力的棘轮式张紧器。

背景技术

以往，在车辆用发动机的曲轴与凸轮轴之间传递动力的链传动装置中，广泛使用棘轮式张紧器，其通过张紧杆向正时皮带或正时链的松弛侧施加适当的张力，用于抑制其在行驶时所产生的振动。

图6至图8所示的以往的棘轮式张紧器500具有推杆520和棘轮540，该推杆520利用弹簧的推力从外壳主体510的推杆收容孔511内滑动到向前方突出的位置，该棘轮540被摆动自如地支撑在外壳主体510的棘轮轴512上，并受棘轮施力用弹簧550的顶推，由此构成为使棘轮540的棘轮爪541、542与形成在推杆520侧面的齿条齿522啮合，容许推杆520进行前进变位、阻止后退变位的结构(例如参照专利文献1)。

[专利文献1]特开平11-344086号公报

但是，如图7所示，这样以往的棘轮式张紧器500，棘轮施力用弹簧550在朝向棘轮540突出的状态下直接对棘轮540施力，但是在针对要求推杆520行程大的高负荷型或高速旋转型等的发动机的情况下，必须扩大棘轮施力用弹簧收容孔513的开口部与棘轮540之间的间隙，以充分确保棘轮施力用弹簧550的突出区域，如果这样地加长棘轮施力用弹簧550的突出区域，则在发动机安装时存在着以下棘手的问题，即：在安装到发动机上时会发生棘轮施力用弹簧550容易从突出区域中脱落的情况，由此使得在发动机内的极为有限的张紧器安装位置上的安装操作变为非常困难，需要高度的熟练或大量的作业负担。

另外，以往的棘轮式张紧器500存在着如下问题，即如图8所示，在棘轮540的容许推杆520前进变位、阻止后退变位的一系列动作中，从棘轮施力用弹簧收容孔513向棘轮540突出的棘轮施力用弹簧550的突出部分有可能在棘轮施力用弹簧收容孔513的开口部与棘轮540之间(参照图8中的符号X所示的部位)形成弯曲折乱，假如棘轮施力用弹簧550弯曲，不能恢复弹性，则不能发挥弹簧本来的正常弹性功能，造成阻止推杆520向后退方向变位的棘轮功能的障碍。

并且，以往的棘轮式张紧器500由于是如上述那样，棘轮施力用弹簧550在向棘轮540突出的状态下直接向棘轮540施力，所以，在结构上存在着以下的问题，即必须确保尽可能大的棘轮540的弹簧承受平面543的面积，由此使得棘轮轴512的轴孔附近部分变薄，使棘轮540的小型化受到制约。

发明内容

因此，本发明就是为了解决上述的问题而提出的，即，本发明的目的是提供一种棘轮式张紧器，该棘轮式张紧器可防止在发动机安装时的棘轮施力用弹簧的脱落，减轻安装负担，并且可防止在发动机工作时的棘轮施力用弹簧的弯曲，可长期地切实发挥棘轮功能。

本发明之1的棘轮式张紧器具有：在弹簧的施力作用下，从外壳主体的推杆收容孔中滑动到前进突出状态的推杆；和被摆动自如地轴支撑在所述外壳主体的棘轮轴上，并承受棘轮施力用弹簧的施力的棘轮，通过使所述棘轮的棘轮爪与推杆侧面的齿条齿啮合，来容许推杆的前进变位而阻止后退变位，通过把配置在所述棘轮施力用弹簧与棘轮之间的棘轮顶推用活塞部件设置成其一部分从所述外壳主体的棘轮施力用弹簧收容孔中向棘轮突出出来的状态，来达到上述的目的。

另外，本发明之2的棘轮式张紧器，在本发明之1的结构的基础上，通过使所述棘轮顶推用活塞部件具有：在所述棘轮施力用弹簧收容孔中进退自如地滑动的活塞躯体部；和避免与所述棘轮的轴孔附近部接触，而与活塞对向部抵接的其直径比所述活塞躯体部的直径小的前端抵接部，来达到上述的目的。

另外，本发明之3的棘轮式张紧器，在本发明之1或2的结构的基础上，通过使所述棘轮顶推用活塞部件的前端抵接部具有平坦面，并且使所述棘轮的活塞对向部具有凸状曲面，来达到上述的目的。

根据本发明之1的棘轮式张紧器，由于把配置在棘轮施力用弹簧与棘轮之间的棘轮顶推用活塞部件设置成其一部分从棘轮施力用弹簧收容孔中向棘轮突出出来的状态，所以棘轮顶推用活塞部件必然被保持在棘轮施力用弹簧收容孔内，因此，可防止在发动机的组装时棘轮施力用弹簧的脱落，减轻组装负担，另外，由于棘轮施力用弹簧在不从棘轮施力用弹簧收容孔中露出的状态下伸缩自如地产生顶推力，所以可避免在发动机工作时的棘轮施力用弹簧的弯曲，使棘轮进行圆滑的摆动，从而可长期切实地发挥棘轮功能。

另外，本发明之2在本发明之1的结构基础上，通过使所述棘轮顶推用活塞部件具有：在所述棘轮施力用弹簧收容孔中进退自如地滑动的活塞躯体部；和避免与所述棘轮的轴孔附近部接触，而与活塞对向部抵接的其直径比所述活塞躯体部的直径小的前端抵接部，不仅达到了本发明之1的效果，而且可增加棘轮的轴孔附近部的壁厚，因此，可不受制约地实现棘轮的小型化，并且还可防止在棘轮的薄壁的轴孔附近部上产生龟裂。

另外，本发明之3通过在本发明之1或2的结构基础上，使所述棘轮顶推用活塞部件的前端抵接部具有平坦面，并且使所述棘轮的活塞对向部具有凸状曲面，由此，不仅达到了本发明之1或本发明之2的效果，而且无论棘轮在与推杆的啮合脱开时所呈现的任何状态，通过棘轮顶推用活塞部件的顶推，总能够使在棘轮的活塞对向部上所产生的抵抗力指向棘轮施力用弹簧的中心线方向，因此，能够使棘轮跟随棘轮的伴随张力变动的后退变位来进行圆滑的摆动，从而可切实地实现棘轮功能。

附图说明

图1是本发明的实施例的棘轮式张紧器100的使用状态图。

图2是将图1所示的棘轮式张紧器100放大后的外观图。

图3是表示棘轮与推杆的啮合脱开状态的剖面图。

图4是表示棘轮与推杆的啮合状态的剖面图。

图5是在本实施例中使用的棘轮顶推用活塞部件的放大立体图。

图6是表示以往的棘轮式张紧器的剖面图。

图7是表示棘轮施力用弹簧的脱落状态的说明图。

图8是表示棘轮施力用弹簧的弯曲状态的说明图。

图中：100、500-棘轮式张紧器；110、510-外壳主体；111、511-推杆收容孔；112、512-棘轮轴；113、513-棘轮施力用弹簧收容孔；120、520-推杆；121、521-空洞部；122、522-齿条齿；130、530-推杆施力用弹簧；140、540-棘轮；141、142、541、542-棘轮爪；143-活塞对向部；143a-凸状曲面；144-轴孔附近部；543-弹簧承受平面；150、550-棘轮施力用弹簧；160-棘轮顶推用活塞部件；161-前端抵接部；162-活塞躯体部；161a-平坦面；S1-驱动侧链轮；S2-被驱动侧链轮；C-正时链；L-可动杆；G-固定导轨；R-高压室。

具体实施方式

本发明的棘轮式张紧器，只要构成为通过将位于棘轮施力用弹簧与棘轮之间的棘轮顶推用活塞部件设置成其一部分从外壳主体的棘轮施力用弹簧收容孔向棘轮突出出来的结构，可防止在发动机安装时的棘轮施力用弹簧的脱落，减轻安装负担，并且防止在发动机工作时的棘轮施力用弹簧的弯曲，长期切实地发挥棘轮功能的结构，其具体的实施方式可以是任意的。

即，本发明的棘轮式张紧器只要通过使棘轮的棘轮爪与形成在推杆侧面上的齿条齿构成摆动自如地啮合，来阻止推杆的后退变位，抵抗从传动链施加在推杆上的冲击力，限制传动链的振动，可以是任意形式的棘轮式张紧器，例如，可以是在推杆收容孔的底部连续凹设的止回阀单元收容孔内收容有以往公知的油压机构，即阻止从外壳的压力油供给路流入到高压室中的压力油的回流的止回阀单元(也称为止回阀球机构)的棘轮式油压张紧器、或不具备这样的油压机构的棘轮式张紧器。另外，也可以是具有减压阀机构的棘轮式张紧器。

另外，关于本发明所使用的棘轮施力用弹簧和棘轮顶推用活塞部件，为了通过把相对推杆的棘轮啮合位置设定在比棘轮轴稍稍位于前方，从而能够切实地阻止推杆的后退变位，可配置成朝向推杆的前进突出方向稍微扩开的状态，并且为了能够同时成型推杆收容孔和棘轮施力用弹簧收容孔，以及实现外壳主体的小型化，也可以配置成与推杆收容孔平行的状态。

另外，本发明所使用的棘轮施力用弹簧，由于采用了通过棘轮顶推用活塞部件将其弹簧力传递至棘轮的结构，所以只要具有能够被收容在棘轮施力用弹簧收容孔内的弹簧外径和弹簧长度，其具体的形式可以是任意的，而且，也可以不根据棘轮的尺寸设计棘轮施力用弹簧的弹簧外径。

[实施例]

下面，根据图1至图5对本发明的实施例的棘轮式张紧器100进行说明。

这里，图1是本发明的实施例的棘轮式张紧器100的使用状态图，图2是图1所示的棘轮式张紧器100的放大外观图，图3是表示棘轮与推杆的啮合脱开状态的剖面图，图4是表示棘轮与推杆的啮合状态的剖面图，图5是在本实施例中所使用的棘轮顶推用活塞部件的放大立体图。

首先，如图1所示，本实施例的棘轮式张紧器100被安装在发动机主体上的正时链C的松弛侧，该正时链C被环挂在随发动机的曲轴旋转的驱动侧链轮S1和被固定在凸轮轴上的被驱动侧链轮S2之间，推杆120从外壳主体110的前面突出、且出没自如，通过使推杆120顶推被摆动自如地支撑在发动机主体侧上的可动杆L的摆动端附近的背面，经过可动杆L对正时链C的松弛侧施加张力。另外，在发动机主体侧上安装有在正时链C的绷紧侧对正时链C的运转进行导向的固定导轨G。

而且，当驱动侧链轮S1向箭头方向旋转时，正时链C向箭头方向运转，然后，该正时链C的运转使被驱动侧链轮S2向箭头方向旋转，从而使驱动侧链轮S 1的旋转传递到被驱动侧链轮S2。

因此，如图2至图4所示，本实施例的棘轮式张紧器100在形成在外壳主体110上的推杆收容孔111内，滑动自如地插入有圆柱状推杆120，在该推杆120的一端形成有朝向推杆收容孔111底部开口的空洞部121。

而且，在推杆收容孔111与空洞部121之间收容有推杆施力用弹簧130，该推杆施力用弹簧130的常态为使推杆120的前端部突出到推杆收容孔111的外部。

另外，在设置在所述外壳主体110上的棘轮轴112上轴支撑容许推杆120的前进变位、而阻止后退变位的棘轮140，该棘轮140在受到棘轮施力用弹簧150的施力的状态下，在棘轮顶推用活塞部件160的顶推下摆动自如，在被收容在形成于外壳主体110上的棘轮施力用弹簧收容孔113内的棘轮施力用弹簧150的作用下，使该棘轮140的棘轮爪141和棘轮爪142与形成在推杆120的侧面上的齿条齿122构成摆动自如的啮合，由此来容许推杆的前进变位和阻止后退变位。

另外，对应所述棘轮施力用弹簧150的棘轮施力用弹簧收容孔113的孔径被设定为使棘轮施力用弹簧150在棘轮施力用弹簧收容孔113内不会形成弯曲。

而且，本实施例所使用的棘轮140除了形成了棘轮爪141和棘轮爪142以外，还形成有具有与棘轮顶推用活塞部件160对向的凸状曲面143a的活塞对向部143，并且，为了在组装小型化的棘轮式张紧器时，防止发生以往那样的在棘轮540的薄壁的轴孔附近部544容易产生的龟裂，形成厚壁的棘轮140的轴孔附近部144。

并且，该棘轮式张紧器100在齿条齿122、棘轮爪141以及棘轮爪142之间具有齿轮啮合间隙，通过止回阀单元170的止回阀171，从外部的供油源将压力油导入形成在推杆收容孔111与空洞部121之间的高压室R中，在推杆120受到可动杆L的冲击力时，在齿条齿122和棘轮爪141以及棘轮爪142相互啮合的状态下，使推杆120在齿轮啮合间隙的范围内抵抗推杆施力用弹簧130的弹簧力而后退，此时，止回阀171关闭，使推杆120内的压力油从推杆120的外周面和外壳主体110的推杆收容孔111的内周面之间溢出，以缓冲冲击力，由此来抵抗从正时链C施加在推杆120上的冲击力，限制正时链C的振动。

下面，对本实施例的棘轮式张紧器100的最具特征的棘轮顶推用活塞部件160进行详细的说明。

即，如图4所示，位于上述棘轮140与棘轮施力用弹簧150之间的棘轮顶推用活塞部件160由金属制部件构成，被设置成其一部分从上述外壳主体110的棘轮施力用弹簧收容孔113朝向棘轮140突出出来的状态，并具有在棘轮施力用弹簧收容孔113内进退自如地滑动的圆柱状活塞躯体部162；和为了避免与棘轮140的轴孔附近部144接触而与活塞对向部143的凸状曲面143a抵接的、直径小于上述活塞躯体部162的前端抵接部161，并且在该前端抵接部161上形成有平坦面161a。

另外，对于棘轮顶推用活塞部件160的全长，根据棘轮施力用弹簧收容孔113的开口部与棘轮140之间的空隙部、棘轮施力用弹簧150的全长、棘轮140的形状等进行调整，以使在其一部分从外壳主体110的棘轮施力用弹簧收容孔113向棘轮140突出出来的棘轮动作中，棘轮顶推用活塞部件160不会从棘轮施力用弹簧收容孔113中脱落。

另外，上述实施例的棘轮顶推用活塞部件160虽然只在一侧形成顶推棘轮140的活塞对向部143的前端抵接部161，但为了防止在棘轮式张紧器的组装时错误地把前端抵接部161与棘轮施力用弹簧150对向组装，即所谓的误装配，也可以把前端抵接部161设置在活塞躯体部162的两端，使得从任何一端组装都不会造成误装配。

本实施例的棘轮式张紧器100进行如下的动作。

首先，如图3所示，在正时链C的张力发生松弛，使推杆120超过齿轮啮合间隙而向突出方向前进变位时，棘轮140的棘轮爪141和棘轮爪142受到前进的推杆120的齿条齿122的顶推，使棘轮140相对棘轮轴112向顺时针方向转动。

在该棘轮140以顺时针方向转动时，与棘轮140的活塞对向部143对向的棘轮顶推用活塞部件160压缩棘轮施力用弹簧收容孔113内的棘轮施力用弹簧150，使其后退，使推杆120的齿条齿122与棘轮140的啮合解除。

然后，在棘轮140与相邻的另一齿条齿122啮合时，棘轮140相对棘轮轴112向反时针方向转动。

在该棘轮140向反时针方向转动时，棘轮施力用弹簧收容孔113内的棘轮施力用弹簧150伸长，把棘轮顶推用活塞部件160顶推向棘轮140的活塞对向部143。

之后，棘轮140和棘轮施力用弹簧150直到正时链C的松弛消除为止，反复进行上述同样的动作。而且，在正时链C发生了松弛的时刻，应啮合的齿条齿122与棘轮140的棘轮爪141和棘轮爪142停止在相互啮合的状态。

这样构成的本实施例的棘轮式张紧器100，由于位于棘轮140与棘轮施力用弹簧150之间的棘轮顶推用活塞部件160被设置成其一部分从外壳主体110的棘轮施力用弹簧收容孔113朝向棘轮140突出出来的状态，所以，棘轮顶推用活塞部件160必然被保持在棘轮施力用弹簧收容孔113中，因此，在装配发动机时，可防止棘轮施力用弹簧150的脱落，减轻装配负担，而且，由于棘轮施力用弹簧150不从棘轮施力用弹簧收容孔113中露出，而只在内部伸缩自如地产生弹簧力，所以，可防止在发动机工作时的棘轮施力用弹簧150的弯曲，使棘轮进行圆滑的摆动，可切实地长期发挥棘轮功能。

另外，棘轮顶推用活塞部件160由于通过具有在棘轮施力用弹簧收容孔113中进退自如地滑动的活塞躯体部162；和为了避免与棘轮140的轴孔附近部144的接触而与活塞对向部143抵接的、直径比活塞躯体部162的直径小的前端抵接部161，可增加棘轮140的轴孔附近部144的壁厚，所以，可不受制约地实现棘轮140的小型化，并且可防止在棘轮140的壁薄的轴孔附近部144处发生龟裂。

并且，通过使棘轮顶推用活塞部件160的前端抵接部161具有平坦面161a，并且使棘轮140的活塞对向部143具有凸状曲面143a，棘轮140在与推杆120的啮合脱开时无论呈现何种倾斜姿势，也能够通过棘轮顶推用活塞部件160的顶推，使产生在棘轮140的活塞对向部143上的抵抗力总是指向棘轮施力用弹簧150的中心线方向，因此，能够使棘轮140跟随推杆120的随着张力变动的后退变位进行圆滑的摆动，从而可切实地发挥棘轮功能。

并且，通过在之间设置棘轮顶推用活塞部件160，可扩大棘轮施力用弹簧150的弹簧外径和全长等尺寸设定范围，可加大零件的调配自由度，而且，由于对棘轮施力用弹簧150未施加弯曲方向的负荷，所以具有可提高棘轮施力用弹簧150的使用寿命等突出的效果。

Claims

1.一种棘轮式张紧器，其具有：在弹簧的施力作用下，从外壳主体的推杆收容孔中滑动到前进突出状态的推杆；和被摆动自如地轴支撑在所述外壳主体的棘轮轴上，并承受棘轮施力用弹簧的施力的棘轮，通过使所述棘轮的棘轮爪与推杆侧面的齿条齿啮合，来容许推杆的前进变位而阻止后退变位，其特征在于，

配置在所述棘轮施力用弹簧与棘轮之间的棘轮顶推用活塞部件被设置成其一部分从所述外壳主体的棘轮施力用弹簧收容孔中向棘轮突出出来的状态，这样棘轮顶推用弹簧不会从棘轮顶推用弹簧收容孔中露出。

2.根据权利要求1所述的棘轮式张紧器，其特征在于，

所述棘轮顶推用活塞部件具有：在所述棘轮施力用弹簧收容孔中进退自如地滑动的活塞躯体部；和避免与所述棘轮的轴孔附近部接触，而与活塞对向部抵接的其直径比所述活塞躯体部的直径小的前端抵接部。

3.根据权利要求1或2所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述棘轮顶推用活塞部件的前端抵接部具有平坦面，并且所述棘轮的活塞对向部具有凸状曲面。