卷绕传动体张紧装置的制作方法

本发明涉及调整链条、皮带等卷绕传动体的张力的卷绕传动体张紧装置。

背景技术：

通常，在使用了链条、皮带等卷绕传动体的传动装置中，使用有对其松弛侧赋予张力的张紧装置。特别是，已知一种链条张紧器，在将曲轴的旋转传递至凸轮轴的正时链条传动装置中，将由发动机驱动的液压泵的液压以及复位弹簧的作用力作用于柱塞，张紧上述正时链条。

上述链条张紧器在发动机停止而未对柱塞作用液压的状态下，为了防止因来自链条的张力而被压入，而在形成于柱塞的外周面的卡合槽与形成于成为缸的壳体的引导槽之间夹设定位夹(定位环)，将柱塞呈棘爪状卡止来阻止该柱塞的后退(参照专利文献1及2)。

如图7a所示，上述定位夹1由被向缩径侧施力的环部1a、和从该环部的两端朝向径向外侧弯折的操作部1b、1b构成，若基于链条的张力对柱塞作用后退方向的力，则环部1a卡合在卡合槽的锁定面与引导槽的阻挡面之间来阻止上述柱塞的后退。在通过复位弹簧的作用力以及液压作用于柱塞的前进方向的力大于来自链条的按压力的情况下，柱塞突出，借助张紧器臂取得链条的松弛。此时，环部1a克服作用于其自身的缩径方向的作用力，在卡合槽的锥形面移动并扩径。进一步，当链条伸长时，环部1a转移到后侧的卡合槽。由此，柱塞前进一个卡合槽大小。另外，在由于维护而拆下柱塞的情况下，如图7b所示，若夹捏定位夹1的操作部1b、1b向箭头方向按压，则能够使环部1a克服其作用力而扩径，将该环部1a从卡合槽释放而将柱塞从壳体拆下。

专利文献1：专利第3670911号公报

专利文献2：专利第3929680号公报

上述定位夹1由大致一圈的扭力螺旋弹簧构成，一圈大小的环部1a本身是将柱塞的卡合槽(锥形面)向缩径方向紧固的部分，从该环部1a弯折并延伸的操作部1b、1b成为自由端。

上述环部1a由于卡合于柱塞的卡合槽，所以由与柱塞的直径大致同径的大径的扭力螺旋弹簧构成，且由于成为夹设在卡合槽与壳体的阻挡面之间的卡合部件，所以需要形成一圈。而且，该一圈的扭力螺旋弹簧为了沿着柱塞外周的锥形面移动并扩径，而需要克服作用于其自身的紧固来使该大径的环部1a整体向大径侧变形的较大的能量。

因此，为了使柱塞前进以吸收由于链条的伸长而引起的张力变化，而需要大于上述较大的能量的比较大的作用力的复位弹簧。由此，对于柱塞，始终作用基于上述复位弹簧的较大的按压力，并借助张紧器臂对链条作用较大的载荷，其结果为，张紧器臂与链条的摩擦也增大，成为燃料效率下降的原因。

另外，若使用作用力较小的复位弹簧，则在链条变成松弛的状态的情况下，将定位夹1沿着锥形面扩径的能量不足，无法适时地使柱塞前进，有时产生基于链条的异响或产生爬齿。

为了将链条张紧器中的柱塞的突出力优化，也考虑变更定位夹1的线径、卷径，来降低定位夹1的扩径阻力。但是，由于上述定位夹线径、卷径被柱塞的直径、卡合槽限定，因此其变更被限制，与环部1a本身为弹力的产生源的情况相应地，在降低定位夹的扩径阻力方面存在限制，不易将柱塞的突出力优化。

因此，在上述专利文献2中，提出了通过降低定位夹滑动的锥形面(滑动面)的表面粗糙度(例如为6.3μm以下)，而伴随着柱塞的前后移动，减小定位夹在锥形面滑动时的滑动阻力的方案。但是，表面粗糙度的降低伴随着麻烦的加工并且其效果也不充分，在将柱塞的突出力优化方面存在限制。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供使用与将柱塞卡合的卡合部相独立地设置对该卡合部赋予卡合力的弹簧部的定位夹，以解决上述的课題的卷绕传动体张紧装置(例如链条张紧器)。

本发明涉及一种卷绕传动体张紧装置，其具备：

壳体(20)，其形成有缸；

柱塞(22)，其滑动自如地嵌插于形成在上述壳体(20)的上述缸(21)；

复位弹簧(26)，其压缩设置在上述缸(21)的底部与上述柱塞(22)之间；以及

定位夹(35)，其夹设在配置于上述缸(21)的内周面及上述柱塞(22)的外周面的一方的多条卡合槽(29)中的一条卡合槽(29)、与配置于上述缸(21)的内周面及上述柱塞(22)的外周面的另一方的引导槽(32)之间，允许上述柱塞(22)在与上述复位弹簧(26)的作用力一致的前进方向上的移动，并且限制上述柱塞在克服上述复位弹簧(26)的作用力的后退方向上的移动，

上述定位夹(35)具有：

卡合部(35a)，其能够卡合于上述卡合槽(29)；

弹簧部(35b)，其对该卡合部赋予向上述卡合槽卡合的卡合方向的作用力；以及

操作部(35c、35c)，其进行操作以将上述卡合部从上述卡合槽释放。

例如图3a及图3b所示，上述卡合部(35a)由规定的半径(r)的圆弧面构成。

例如图3a及图3b、图6b及图6c所示，上述弹簧部(35b、353b、354b)为规定匝数的扭力螺旋弹簧。

例如图6a所示，上述弹簧部(352b)为压缩螺旋弹簧。

例如图3a及图3b所示，上述定位夹(35)通过在上述卡合部(35a、35a)与上述弹簧部(35b)之间配置上述操作部(35c、35c)而成。

例如图6b所示，上述定位夹(353)通过在上述弹簧部(353b)与上述操作部(353c、353c)之间配置上述卡合部(353a、353a)而成。

例如图6c所示，上述定位夹(354)通过在上述卡合部(354a、354a)与上述操作部(354c、354c)之间配置上述弹簧部(354b)而成。

例如图2所示，在上述柱塞(22)的外周面形成上述多条卡合槽(29)，在上述缸(21)的内周面形成上述引导槽(32)，

上述卡合槽(29)具备设置在其后方侧的锥形面(29b)、和设置在其前方侧的锁定面(29a)，通过作用于上述柱塞(22)的按压力，上述定位夹(35)的卡合部(35a)沿着上述锥形面(29b)移动而扩张，并转移到邻接的上述卡合槽。

例如图2所示，具备单向阀(25)，单向阀(25)配设在与设置于所述壳体(20)的所述缸(21)连通的液压的供给孔(23)与上述缸(21)之间，限制油从上述缸(21)朝向上述供给孔的流动。

此外，上述括号内的符号用于与附图相对照，但并不由此对权利要求书所记载的特征带来任何影响。

定位夹由于与卡合于卡合槽的卡合部相独立地具有弹簧部，因此弹簧部与受柱塞直径尺寸、卡合槽的形状影响的卡合部相独立，能够自由设计影响弹簧常数的线圈匝数、卷径等，并且，卡合部也能够容易地设计、制造为规定半径的圆弧面。定位夹能够以高自由度进行设计，从而可以降低沿着卡合槽滑动时的阻力。由此，可以减小作用于柱塞的复位弹簧的载荷，而能够将柱塞的突出力优化，能够降低由复位弹簧始终作用的张紧装置与卷绕传动体之间的摩擦损失，并且即使减小该复位弹簧的载荷，也由于定位夹的上述阻力较低，所以能够以适当的时机使柱塞前进。

附图说明

图1是表示正时链条传动装置的概要的主视图。

图2是表示应用了本发明的链条张紧器的剖视图。

图3a是表示自然状态下的链条张紧器的定位夹的主视图。

图3b是表示夹捏操作部的状态下的链条张紧器的定位夹的主视图。

图4a是表示柱塞沿突出方向移动时位置i处的定位夹的局部主视图。

图4b是表示位置ii处的定位夹的局部主视图。

图4c是表示位置iii处的定位夹的位置的局部主视图。

图5a是表示使用了现有的定位夹的情况下的柱塞突出力的图。

图5b是表示使用了本发明所涉及的定位夹的情况下的柱塞突出力的图。

图5c是对现有的定位夹的突出力与本发明所涉及的定位夹的突出力进行比较的图。

图6a是表示其他实施方式的定位夹的图。

图6b是表示其他实施方式的定位夹的图。

图6c是表示其他实施方式的定位夹的图。

图7a是表示自然状态下的现有技术的定位夹的图。

图7b是表示夹捏操作部的状态下的现有技术的定位夹的图。

具体实施方式

以下，按照附图对本发明的实施方式进行说明。如图1所示，配置在发动机内的正时链条传动装置10具有：链轮11a，其固定于曲轴11；链轮12a、12a，它们固定于两个凸轮轴12、12；以及正时链条13，其卷绕在上述曲柄链轮11a与凸轮链轮12a、12a之间。在作为卷绕传动体的上述正时链条13中，在其张紧侧两处滑动接触有链条引导部14、15，在其松弛侧滑动接触有张紧器臂16。链条引导部14、15固定于发动机机体，张紧器臂16的一端被支轴16a支承为自由摆动，在张紧器臂16的另一端侧抵接有链条张紧器17。此外，正时链条13也能够适用于无声链条、滚子链条、套筒链条中的任一个，另外，张紧器臂16的支轴16a可以位于链条的移动方向上游侧也可以位于下游侧。

如图2所示，作为卷绕传动体张紧装置的上述链条张紧器17具有固定于发动机机体的壳体20，在该壳体20形成有一端开口的缸21。在该缸21滑动自如地嵌插有柱塞22，另外，在壳体20形成有与缸21的底部连通，并被供给来自由发动机驱动的液压泵的液压的供给孔23。在与该供给孔23连通的上述缸21的底部安装有单向阀25，该单向阀25具有：阀座25a、阀体(止回球)25b、以及保持该阀体的保持器25c。该单向阀25在供给孔23的液压比缸21内的液压高的情况下，阀体25b离开阀座25a，将供给孔23的工作油向缸21供给，在缸21内的液压较高的情况下，使阀体25b落座于阀座25a，阻止缸21内的油向供给孔23漏出。

上述柱塞22构成为有底中空形状，在该中空部22a，在其底部与上述单向阀25的保持器25c之间压缩设置有复位弹簧26。在上述底部形成有能够安装螺纹槽状的孔眼、单向阀等排气部件的排气部27。该柱塞22、上述缸21、复位弹簧26以及上述单向阀25在它们之间充满工作油而构成液压阻尼器，该液压阻尼器的可动部亦即柱塞22的前端抵接于上述张紧器臂16，来对上述正时链条13赋予适当的张力。

在上述柱塞22的外周面沿轴向每隔规定间隔地排列形成有多条(例如八条)卡合槽29…。上述卡合槽29构成为环状，在前端侧(前方侧)形成有角度比较大的(接近径向面的直立的)锁定面29a，在基端侧(后方侧)形成有角度比较小的(接近轴向平面的躺倒的)锥形面29b。在柱塞外周面的上述卡合槽29的后方侧形成有两侧端由角度比较大的角度构成的环状的防脱槽30。

在上述壳体20中的缸21的开口部上端部分形成有距开口部规定长度的切口31，在与该切口31相关的缸21的内周面形成有环状的引导槽32。引导槽32具有规定量的轴向长度，并在其后方侧端形成有规定角度(例如45°)的第一阻挡面32a，在其前方侧端形成有接近垂直的第二阻挡面32b。

在上述卡合槽29与引导槽32之间夹设有本发明所涉及的定位夹35。如图3a及图3b所示，定位夹35具有：卡合部35a、35a，其卡合于上述卡合槽29；弹簧部35b，其对该卡合部35a赋予缩径方向的作用力；以及操作部35c、35c，其在扩径方向上对上述卡合部35a进行操作。在本实施方式中，弹簧部35b由规定匝数的扭力螺旋弹簧构成，并形成有操作部35c、35c，该操作部35c、35c从该弹簧部35b的两端向沿宽度方向远离的倾斜方向延伸并能够进行夹捏操作。该扭力螺旋弹簧的两端从操作部35c、35c延伸，而构成形成为圆弧状的上述卡合部35a、35a。因此，卡合部35a、35a由扭力螺旋弹簧的自由端构成，并由其本身不产生弹力的恒定半径r的对置的圆弧面构成。上述弹簧部35b的两端在轴向上相互分离，在操作部35c处倾斜或者在轴向上延伸，在卡合部35a处形成在与柱塞22垂直的一个平面上。本定位夹35的卡合部35a的两端相互分离规定间隔，而不形成环部。即，定位夹35构成为，夹设在配置于缸21的内周面及柱塞22的外周面的一方的多条卡合槽29中的一条卡合槽29与配置于缸21的内周面及柱塞22的外周面的另一方的引导槽32之间，允许柱塞22在与复位弹簧26的作用力一致的前进方向上的移动，并且限制上述柱塞22在克服复位弹簧26的作用力的后退方向上的移动。

该定位夹35配置成上述操作部35c的下侧被壳体20的切口31的两侧面夹住，进一步配置成，弹簧部35b位于操作部35c的上侧，卡合部35a夹住卡合槽29。对于弹簧部35b的扭力而言，其移动量从其两端被扩大操作部35c的长度大小(扭力减小)并作用于卡合部35a。

接着，对本实施方式的链条张紧器的作用进行说明。在发动机旋转过程中，曲轴11的箭头方向的旋转经由曲柄链轮11a、正时链条13、凸轮链轮12a、12a而使凸轮轴12旋转，配合发动机旋转的时机使凸轮旋转。此时，利用链条引导部14、15引导正时链条13的背面，并且张紧器臂16在正时链条13的松弛侧的背面以滑动接触的方式移动。张紧器臂16通过支轴16a而自由摆动，且被链条张紧器17按压而对链条13赋予适当的张力。

在发动机旋转过程中，链条张紧器17将来自由该发动机驱动的液压泵的液压经由供给孔23及单向阀25供给至缸21内。因此，对柱塞22作用上述液压及复位弹簧26的合力，该合力经由张紧器臂16而作用于正时链条13。

若正时链条13张紧，大于上述合力而按压柱塞22，则定位夹35在从位于规定的卡合槽29的锁定面29a与引导槽32的第二阻挡面32b之间的状态直至抵接于第一阻挡面32a为止的长度内移动引导槽32的轴向长度大小的同时柱塞22后退。该柱塞22的移动在单向阀25关闭的状态且构成液压阻尼器的缸21充满了油的状态下进行。因此，该柱塞22的后退移动通过上述液压阻尼器的缓冲功能而更加缓慢地进行。即，通过上述后退移动，该缸21内的过量的工作油从柱塞22与缸21之间的微小的间隙以及排气部27(的孔眼)向壳体20的外部泄漏。

若由于正时链条13伸长而链条13产生松弛，上述液压与复位弹簧26的合力大于来自链条13的按压力，则柱塞22沿前进方向移动。此时，定位夹35前进至引导槽32的第二阻挡面32b(图4a的位置i)，在进一步前进的情况下，在抵接于第二阻挡面32b的状态下，扩大该对置的卡合部35a、35a间的间隔的同时沿着卡合槽29的锥形面29b移动(图4b的位置ii)。然后，定位夹35的卡合部35a、35a越过在后方侧邻接的卡合槽29而卡合于其锁定面29a(图4c的位置iii)。由此，柱塞22在前进方向上移动一个节距大小，而将链条13张紧该一个节距大小。由此，链条张紧器17吸收正时链条13因其老化而伸长的大小，并且通过基于液压阻尼器的缓冲作用将链条保持为适当的张紧状态。

若将发动机停止，则液压泵的驱动也停止，通过供给孔23向缸21的液压供给停止。在该状态下，也存在由于凸轮的停止位置的关系而将柱塞22压入的情况。存在根据车辆的停止位置以及齿轮位置，车辆重量作用于正时链条13的松弛侧，而将柱塞22压入较大的情况。即使在这样的情况下，定位夹35也位于卡合槽29的锁定面29a与引导槽32的第一阻挡面32a之间，不会使柱塞22后退移动较大。因此，仅通过链条张紧器17在基于引导槽32的长度的移动范围后退，便使链条13不会松弛较大，在使发动机再工作时，能够防止由于链条13的松弛而引起的爬齿、异响的产生，并且能够防止柱塞22突然前进而吸入空气。

在图7a及图7b所示的现有的定位夹(环)1中，环部1a本身由一圈较大的扭力螺旋弹簧构成，为了沿着上述锥形面29b进行扩径，环部1a整体的直径变大。因此，该定位夹1由于作为弹性起源的环部1a本身为卡合部，因此被柱塞直径以及卡合槽29的形状限定，限制了弹力的设计自由度，不易使扩径阻力为规定值以下。进一步，环部1a由大致完整的环状构成，遍及其整周地与卡合槽29的锥形面29b接触并从绕紧锥形面29b的状态(图4a的位置i)沿线轴方向移动并在径向上拡大并且沿着锥形面29b移动(图4b的位置ii)。因此，在移动开始时，需要克服环部1a的轴线方向以及锥形面方向的较大的静摩擦力而移动。因此，若使用该现有的定位夹1，则基于锥形面29b的环部1a的扩径阻力、特别是扩径移动开始时的阻力变大，因此柱塞22的突出力减小。图5a表示使用了现有定位夹的情况的柱塞突出力a，图中的i～ii与图4a、图4b及图4c的位置i～iii分别对应。在图5a中，用x示出定位夹1越过锥形面29b时的柱塞突出力a的减少幅度。柱塞22的突出力a在越过各卡合槽29时最小。

特别是，在发动机启动时等的利用液压泵的液压上升不充分的状态下，需要对正时链条13赋予规定张紧力，并需要与其相称的复位弹簧26的作用力。在上述现有的定位夹1中，如上述那样，由于在利用锥形面29b进行扩径时产生较大的阻力，因此复位弹簧26考虑到越过各卡合槽29时的柱塞突出力的减少幅度x，而需要比图5a的柱塞突出力a大的作用力(载荷)。

在图3所示的本实施方式的定位夹35中，弹簧部35b与卡合部35a相独立，能够使用规定匝数以及卷径的扭力螺旋弹簧，设计的自由度大幅提高。进一步，弹簧部35b处于隔着操作部35c、35c而远离与锥形面29b滑动接触的卡合部35a、35a的位置，弹簧部35b的扭转弹力以与上述距离相称的量按比例减小而作用于卡合部35a。因此，从卡合部35a作用于卡合槽29的锥形面29b的缩径力能够为以与上述比例相称的量减小的较小的力。另外，卡合部35a、35a由规定半径r的对置的圆弧面构成，上述卡合部35a、35a在使规定半径r恒定的状态下以将弹簧部35b的线圈中心c作为中心相互远离的方式扩张。因此，相对于柱塞22的外周面的锥形面29b，如图3a所示，从卡合部35a、35a的左右侧面的一部分与锥形面的小径部分接触的状态，如图3b所示，变形为配合锥形面29b的直径变大而逐渐扩张该接触部。由此，卡合部35a、35a不会在线轴方向上相对于锥形面摩擦移动，而沿着锥形面移动并变形。

因此，本定位夹35由于卡合部35a、35a在扩径方向上移动的阻力变小，因此如图5b所示，使用了本定位夹35的情况下的柱塞突出力b的减小幅度y与使用了现有定位夹1的情况下的减小幅度x相比变小。此外，图5b的i～iii与图4a、图4b及图4c的位置i～iii分别对应。在图5c中，使用了现有的定位夹1的柱塞突出力a与使用了本发明所涉及的定位夹35的柱塞突出力b之差亦即斜线部分成为为了将柱塞22突出而所需的能量之差。在本发明中，能够降低用于将定位夹35与锥形面29b滑动接触并扩径的损失能量，使用弹簧载荷较小的复位弹簧26。复位弹簧26的载荷始终经由柱塞22及张紧器臂16而作用于正时链条13，通过降低上述载荷，能够降低正时链条传动装置10的摩擦损失，实现燃料效率提高。另外，尽管使用较小的载荷的复位弹簧26，但由于定位夹35的扩径阻力较小，因此能够适时地使柱塞22前进而适当地追随链条的动作，从而能够防止由松弛的链条引起的异响的产生及爬齿的产生。

在由于正时链条传动装置10的维护等，而将链条张紧器17分解的情况下，如图3b所示，夹捏定位夹35的操作部35c、35c而向箭头方向进行按压。由此，卡合部35a、35a扩径而从锥形面29b脱离，柱塞22能够通过复位弹簧26向前进方向突出来拆下。即使在该情况下，也将定位夹35的卡合部35a、35a限制在防脱槽30的阻挡面与引导槽32的第二阻挡面32b之间，能够防止柱塞22跳出。此外，在本发明所涉及的实施方式中，扩径是指两个对置的卡合部35a、35a间的间隔变大，此时，在卡合部35a、35a中，位于与弹簧部35b相反一侧的端部相互最为远离。另外，缩径是指上述间隔变小，意味着上述端部相互最为接近。

接着，按照图6a～图6c对本发明的其他实施方式的定位夹进行说明。图6a对弹簧部352b使用压缩螺旋弹簧。该弹簧部352b的两端被弯曲成圆弧面而成为卡合部352a、352a。本定位夹352将该弹簧部352b与卡合部352a之间的部分收纳在壳体20的切口31内。弹簧部352b的欲扩张的压缩力以与切口31接触的接触部为支点作为使卡合部352a、352a相互接近的缩径方向的力起作用。若在压缩方向上对弹簧部352b的两端进行操作，则卡合部352a、352a以上述接触部为支点在扩径方向上变形。因此，本定位夹352的弹簧部352b的两端部成为操作部352c、352c。

图6b所示的定位夹353的弹簧部353b与操作部353c、353c隔着卡合部353a、353a配置在相反侧。弹簧部353b由规定匝数的扭力螺旋弹簧构成，其两端向上方延伸而成为弯曲成圆弧状的卡合部353a、353a。该卡合部353a、353a的上端进一步向上方延伸并弯折，而成为操作部353c、353c。该定位夹353将操作部353c、353c收纳在壳体20的切口31内。弹簧部353b产生使卡合部353a、353a相互接近的缩径方向的作用力。若夹捏操作部353c、353c向相互接近的方向进行按压，则卡合部353a、353a向扩径的方向变形。

图6c所示的定位夹354使用一根扭力螺旋弹簧。一根扭力螺旋弹簧构成弹簧部354b，其两端分别朝向上方弯折并延伸。而且，在其上端在前后方向上(与图6c的纸面正交的方向)弯曲成u字形状，并向下方延伸。该u字形状的部分354c、354c分别成为操作部。向上述下方延伸的部分分别弯曲而构成卡合部354a、354a。

弹簧部354b及其上方的两操作部354c、354c的下部分以分别抵接于切口31的两侧面的方式安装于壳体20。各抵接部形成固定，各弹簧部354b分别向使各卡合部354a、354a相互接近的方向施力。若向使各操作部相互接近的方向进行按压操作，则以上述抵接部为支点使各卡合部354a、354a向相互远离的扩径方向变形。

此外，上述实施方式适用于正时链条装置所使用的链条张紧器，但并不限于此，也可以适用于平衡器驱动、油泵驱动用等其他链条，还可以适用于辅机驱动用的链条、皮带等。即，用于发动机内链条是优选的，但并不限于此，也能够适用于对链条、皮带等所有的卷绕传动体赋予张力的卷绕传动体张紧装置。另外，如上述的实施方式那样，并不限于具备供给液压的液压阻尼器的张紧装置，也能够适用于使用像复位弹簧以及棘爪那样作用的卡合槽以及定位夹的所有的张紧装置。因此，卡合槽并不限于设置于柱塞的外周面，也能够适用于设置于缸的内周面。

本卷绕传动体张紧装置能够适用于对链条、皮带等所有的卷绕传动体赋予张力的卷绕传动体张紧装置。

附图标记说明

17…卷绕传动体张紧装置(链条张紧器)；20…壳体；21…缸；22…柱塞；23…供给孔；25…单向阀；26…复位弹簧；29…卡合槽；29a…锁定面；29b…锥形面；32…引导槽；35、352、353、354…定位夹；35a、352a、353a、354a…卡合部；35b、352b，353b，354b…弹簧部；35c、352c、353c、354c…操作部。