专利名称：自动张紧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对发动机的凸轮轴驱动用链条等施加合适的张力的自动张紧器。
背景技术：
为了可在发动机的凸轮轴驱动用的链条传送装置中使用，提出一种具有背隙(日文K 79 'y V )的棘轮式自动张紧器(专利文献I)。现有的棘轮式自动张紧器是以如下方式构成的将带齿条的柱塞可自由滑动地收纳在一端敞开的汽缸室，并利用汽缸室内的弹簧将柱塞朝突出方向施力，同时将与齿条卡合的棘轮设置在汽缸室的外部。在由棘轮的转动角度确定的一定的背隙范围内，柱塞能利用弹簧前后进退而使链条的张力保持恒定，一旦柱塞突出至超出背隙量时，棘轮相对于齿 条的卡合位置发生变化，而使柱塞以新的卡合位置为基准在规定的背隙范围内进退。另外，还提出如下设计减小齿条的间距而尽可能地将链条的张力平滑地调节，同时为了实现规定的背隙量，适当设定齿条中的齿的前后角度与齿距(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开平10-2386号公报专利文献2 :日本专利特开2001-214957号公报在采用上述现有技术时，由于无法彼此独立地设定齿条的间距与背隙量，不仅使得设计上的自由度小，而且会使棘轮的棘爪与齿条的齿卡合而阻止柱塞后退，因此，存在不容易实现足够的耐久性这样的问题。
发明内容
因此，基于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种自动张紧器，在该自动张紧器中，使螺母构件的阴螺纹与杆的阳螺纹螺纹卡合，并通过将阳螺纹、阴螺纹的螺纹面的一侧形成为彼此啮合的台阶状，能同时实现平滑的张力调节和任意的背隙量，并且能容易地实现所需足够的耐久性。用于实现上述目的的本发明的结构的自动张紧器包括螺母构件，该螺母构件在内周具有阴螺纹，且能滑动地收纳在一端敞开的汽缸室；杆，该杆具有与阴螺纹相适的阳螺纹，且从汽缸室的敞开端侧与螺母构件配合；第一弹簧，该第一弹簧将杆朝从螺母构件突出的方向施力；以及第二弹簧，该第二弹簧将螺母构件、杆朝从汽缸室推出的方向施力，阴螺纹和阳螺纹形成为比螺纹面的摩擦角大的导程角(日文d —卜''角)，并形成为等间距的台阶状，使因将杆推入螺母构件的方向的负荷而抵接的一侧的螺纹面彼此啮合。另外，阴螺纹、阳螺纹的台阶状的螺纹面是将轴向上的台阶和消除导程角的斜面组合而形成的。此外，阴螺纹、阳螺纹可以形成为多条螺纹，且阴螺纹根据螺纹条数将一周上的螺纹牙均等地分割后配置在轴向的相同位置上，螺母构件可以将底构件与形成阴螺纹的圆筒状的主体构件的一端接合。而且，第二弹簧能具有恒力弹簧特性，杆通过可装拆的限制构件而能限制在螺母构件内的恒定位置上。在采用本发明的结构时，螺母构件的阴螺纹、杆的阳螺纹形成为比螺纹面的摩擦角大的导程角。因此，第一弹簧通过将杆朝从螺母构件突出的方向施力而使杆在相对于螺母构件旋转的同时从汽缸室突出，从而利用杆使链条的张力平滑地增加而能修正链条的松弛。另一方面，由于在阴螺纹、阳螺纹的螺纹面中，在将杆推入螺母构件的方向的负荷的作用下抵接的一侧形成为彼此啮合的台阶状，因此，即便链条的张力增大，杆也不会推入超过由台阶状的台阶和螺纹面的间隙确定的背隙，从而能通过台阶状的台阶任意地设定背隙。不过，在杆被推入超过背隙这样的链条张力过大的情况下，能通过压缩第二弹簧，而使螺母构件、杆一体地后退的方式加以应对。螺母构件的阴螺纹、杆的阳螺纹的一侧的台阶状的螺纹面是将螺母构件、杆的相 同的轴向台阶与阴螺纹、阳螺纹的消除导程角的斜面组合而形成的。其中，消除导程角的斜面是指相对于与螺母构件、杆的相同的轴垂直的平面朝与导程角相反的方向倾斜0°以上的平面。阴螺纹、阳螺纹只要形成为多条螺纹，则即便螺母构件较短，也不会使内部的杆倾斜，不会由此对杆的旋转移动造成妨碍。此外，若将多条螺纹的阴螺纹的一周上的螺纹牙根据条数在周向上均等地分割，并在周向上配置于螺母构件的轴向相同位置，则只要实质上将一周上的螺纹牙形成在螺母构件的内周上即可，从而能从螺母构件的两端一下子对将一侧的螺纹面形成为台阶状的阴螺纹进行按压加工来制造。其中，在此所说的按压加工是指例如烧结、锻造等塑性加工。由于杆构件是将带阴螺纹的圆筒状的主体构件与底构件组合而成的，因此，能在通过按压加工来制造主体构件的阴螺纹的同时，将第一弹簧嵌装在底构件与杆之间，并将第二弹簧嵌装在底构件与汽缸室的封闭端之间。由于第二弹簧是具有恒力弹簧特性(日文定荷重&特性)的非线性弹簧，因此，能抑制链条的最大张力，从而能避免过大的张力。另外，上述非线性特性能通过例如板厚t与最大挠曲量h之比h/t = I. 4 I. 6左右的碟形弹簧或具有合适形状的弹性橡胶等弹性体弹簧等得以实现。只要设置对杆进行限制的限制构件，则即便将杆螺纹旋入螺母构件的恒定位置而对第一弹簧进行压缩，也能防止杆不经意地突出，从而能使组装作业流畅。另外，作为限制构件，较为理想的是，例如与杆的一部分卡合的能装拆的销或小螺钉等。此外，在将杆螺纹旋入汽缸室内的螺母构件来配合时，较为理想的是，在杆的前端形成与扳手等工具卡合的卡合部分，并且使防止旋转用工具经由形成于汽缸室的封闭端的通孔而与螺母构件卡合，或者通过将螺母构件的防止旋转手段设置在汽缸室中，来对螺母构件进行防止旋转。
图I是整体结构的纵剖视图。图2是杆的结构说明图。
图3是螺母构件的主要部分的结构说明图。图4是阴螺纹、阳螺纹的主要部分的说明图。图5是阴螺纹、阳螺纹的卡合状态的说明图。图6是对应于图I的整体动作的说明图。图7是使用状态的说明图。(符号说明)^导程角C 轴
Ila汽缸室12螺母构件12a主体构件12b底构件13 杆14第一弹簧15第二弹簧21阴螺纹31阳螺纹2la、3Ia 台阶2lb、3Ib 斜面
具体实施例方式
以下，依据附图对发明的实施方式进行说明。自动张紧器10包括收纳在壳体11的汽缸室Ila中的螺母构件12、杆13、第一弹簧14、第二弹簧15 (图I)。壳体11形成有一端敞开的汽缸室11a。汽缸室Ila的截面呈圆形，在汽缸室Ila的封闭端形成有带锪孔Ilc的通孔lib。另外，在壳体11中形成有安装用螺栓孔lld、lld。螺母构件12构成为使有底圆筒状的底构件12b与在内周具有阴螺纹21的圆筒状的主体构件12a —端的台阶部12c —体接合。螺母构件12使主体构件12a朝向敞开端侧并能朝汽缸室Ila的轴向滑动移动地收纳于壳体11的汽缸室Ila中。另外，底构件12b和主体构件12a的直径相同，在底构件12b的底面上开设有在垂直于图I纸面的方向上较长的长方形方孔12d。杆13形成为在与汽缸室Ila的内径相适的大径部13a的一端呈同轴状地突出设置有带阳螺纹31的小径部13b，其中，上述阳螺纹31与螺母构件12的阴螺纹21相适(图2(A))。其中，图2(A)是杆13的纵剖视图，图2(B)是图2(A)的X向视图。在杆13的内部从小径部13b的前端朝向大径部13a形成有截面呈圆形的中空部13c。此外，在大径部13a的中间部外周形成有环状槽13d，在大径部13a的前端面形成有径向呈带状的突部13e(图2(A)、图2(B))。杆13通过阳螺纹31从汽缸室Ila的敞开端侧被螺纹旋入至螺母构件12的阴螺纹21，并与螺母构件12配合(图I)。第一弹簧14是与杆13的中空部13c配合的螺旋弹簧。第一弹簧14以嵌装在中空部13c的方式压缩并夹装在螺母构件12的底构件12b与杆13之间。第一弹簧14将杆13朝从螺母构件12突出的方向施力。第二弹簧15是具有恒力弹簧特性的碟形弹簧。第二弹簧15通过大径的垫圈16而被夹装在汽缸室Ila的封闭端与底构件12b的底面之间。第二弹簧15将螺母构件12、杆13朝从汽缸室I Ia推出的方向施力。在壳体11上设有能装拆的销17。销17起到与杆13的环状槽13d卡合来使杆13限定在螺母构件12内的恒定位置的限定构件的作用。销17能从壳体11的外部相对于形成在壳体11上的销孔lie装拆。螺母构件12的阴螺纹21、杆13的阳螺纹31是彼此啮合的两条螺纹。阴螺纹21是将一周上的螺纹牙均匀地一分为二，在轴向的相同位置上，各部分在周向上对称地配置于螺母构件12的主体构件12a的内周(图3)。其中，图3(A)是主视图， 图3(B)是相当于图3(A)的Yl-Yl线向视的剖视图，图3(C)是相当于图3(A)的Y2-Y2线向视的剖视图。阴螺纹21 —侧的螺纹面由台阶21a、21a……、斜面21b、21b……形成为等间距的台阶状。其中，阴螺纹21的台阶状螺纹面是汽缸室Ila的敞开端侧、即在将杆13推入螺母构件12的方向的负荷的作用下与阳螺纹31抵接一侧的螺纹面(图I、图3)。阳螺纹31形成为与阴螺纹21相同形状的梯形(图4)。其中，图4(A)是阴螺纹21的螺纹牙的放大图，图4(B)是两条螺纹的阳螺纹31、31的螺纹牙的放大图。阴螺纹21、阳螺纹31分别具有相同的基准径a，阳螺纹31 —侧的螺纹面由台阶31a、31a……、斜面31b、31b形成为与阴螺纹21的台阶状螺纹面啮合的等间距的台阶状(图4(B)、图5)。阴螺纹21、阳螺纹31的台阶21a、31a、斜面21b、31b相对于阴螺纹21、阳螺纹31各自相对的一侧的螺纹面形成在凹陷侧。其中，图5(A)、图5(B)是表示两条螺纹的阳螺纹31、31与阴螺纹21的卡合状态的主要部分的放大图。阴螺纹21、阳螺纹31的导程角P设定成比阴螺纹21、阳螺纹31光滑的螺纹面的摩擦角大。此外，阴螺纹21、阳螺纹31的台阶21a、31a分别与螺母构件12、杆13共同的轴C平行，斜面21b、31b分别是相对于与轴C垂直的平面朝与导程角P相反的方向倾斜0 ^O0的平面。即，阴螺纹21、阳螺纹31的台阶状螺纹面分别是将轴C方向的台阶21a、21a……、31a、31a……与消除导程角^的斜面21b、21b……、31b、31b……组合而形成的。而且，作为各台阶31a、21a的高度d、阳螺纹31与阴螺纹21的间隙5，阳螺纹31、31的间距P被设定成在阳螺纹31、阴螺纹21之间存在背隙A = d+ S。自动张紧器10是将垫圈16、第二弹簧15、螺母构件12装入壳体11的汽缸室Ila内，并在压缩第一弹簧14的同时将杆13螺纹旋入螺母构件12后一体组装而成的(图6)。此时，在螺母构件12上，使工具经由汽缸室Ila的封闭端的通孔Ilb而与底构件12b底面的方孔12d卡合来防止旋转，在杆13上，使工具与前端面呈带状的突部13e卡合后旋转，来使阳螺纹31与阴螺纹21螺纹卡合。在将杆13充分螺纹旋入螺母构件12后，使销17经由壳体11的销孔Ile而与杆13的环状槽13d卡合(图I)，从而将杆13限定在恒定位置。自动张紧器10能在利用链条I对凸轮轴2、2进行驱动的发动机的凸轮轴驱动用的链条传送装置中使用(图7)。环状链条I被挂在曲柄轴3、凸轮轴2、2上的链轮3a、2a、2a上，在链条I的拉紧侧、放松侧分别配置有固定型链条导向件4、摆动型链条导向件5。摆动型链条导向件5能绕支承轴5a自由摆动，通过对链条导向件5背面的突部5b进行按压，自动张紧器10的杆13就能对链条I施加张力。另外，自动张紧器10通过安装螺栓10a、IOa而固定在未图示的发动机框上。自动张紧器10在通过销17对杆13进行限制的状态下安装到发动机框，之后，拔出销17来解除对杆13的限制。由于杆13在解除限制之后会被第一弹簧14按压，因此，会在相对于螺母构件12旋转的同时朝汽缸室Ila的敞开端侧前进(图5(A)的箭头Kl方向)，并从汽缸室Ila突出来对链条导向件5进行按压，从而能对链条I施加规定的张力。这是由于螺母构件12的阴螺纹21、杆13的阳螺纹31形成为比摩擦角大的导程角P的缘故。若链条I松弛而使张力不足，则杆13还是同样地会在旋转的同时前进，来将链条I的张力平滑地修正。此外，若链条I的张力过大，则在背隙A的范围内，杆13通过压缩第一弹簧14而后退来消除过大的张力(图5(B)的箭头K2方向)，在仍存在过大张力时，则杆13克服第二弹簧15而与螺母构件12 —起后退(相同方向)，从而能合适地保持链条I的张力。在以上的说明中，阴螺纹21、阳螺纹31也可以是两条螺纹之外的多条螺纹。此时的阴螺纹21根据螺纹条数将一周上的螺纹牙均等地分割，并在螺母构件12的轴向的相同位置上分散配置在周向上。 此外，螺母构件12也可以通过适当的防止旋转手段而以在周向上不能相对旋转、在轴向上能相对移动的方式收纳于汽缸室Ila中。此时，不需要设置汽缸室Ila的封闭端的通孔lib、螺母构件12底面的方孔12d。另外，螺母构件12的底构件12b只要能用作对第一弹簧14、第二弹簧15的一端予以支承的弹簧片即可，能任意改变其形状。此外，对杆13进行限制的销17也可以替代为小螺钉等其它限制构件。此外，第二弹簧15只要能实现规定的非线性特性，也可以使用碟形弹簧之外的弹性体弹簧。另外，将油导入汽缸室Ila而使汽缸室Ila内作为压力室，也能实现杆13后退时的液压缓冲效果。此外，在图7中，链条I也可以是齿形传动带，壳体11的汽缸室Ila也可以省略壳体11而直接形成于未图示的发动机框等。本发明还能广泛且理想地适用于对发动机的凸轮轴驱动用传送装置之外的链条或皮带等进行张力调节。
权利要求
1.一种自动张紧器，包括螺母构件，该螺母构件在内周具有阴螺纹，且能滑动地收纳在一端敞开的汽缸室；杆，该杆具有与所述阴螺纹相适的阳螺纹，且从所述汽缸室的敞开端侧与所述螺母构件配合；第一弹簧，该第一弹簧将所述杆朝从所述螺母构件突出的方向施力；以及第二弹簧，该第二弹簧将所述螺母构件、杆朝从所述汽缸室推出的方向施力，所述阴螺纹和所述阳螺纹形成为比螺纹面的摩擦角大的导程角，并形成为等间距的台阶状，使因将所述杆推入所述螺母构件的方向的负荷而抵接的一侧的螺纹面彼此啮合。
2.如权利要求I所述的自动张紧器，其特征在于，所述阴螺纹、阳螺纹的台阶状的螺纹面是将轴向上的台阶和消除导程角的斜面组合而形成的。
3.如权利要求I或2所述的自动张紧器，其特征在于，所述阴螺纹、阳螺纹形成为多条螺纹，所述阴螺纹根据螺纹条数将一周上的螺纹牙均等地分割后配置在轴向的相同位置上。
4.如权利要求3所述的自动张紧器，其特征在于，所述螺母构件将底构件与形成所述阴螺纹的圆筒状的主体构件的一端接合。
5.如权利要求I所述的自动张紧器，其特征在于，所述第二弹簧具有恒力弹簧特性。
6.如权利要求I所述的自动张紧器，其特征在于，所述杆通过能装拆的限制构件而限制在所述螺母构件内的恒定位置上。
全文摘要
一种自动张紧器，能同时实现平滑的张力调节和任意的背隙量。所述自动张紧器设有收纳在汽缸室(11a)内的螺母构件(12)；带阳螺纹(31)的杆(13)，所述阳螺纹(31)与螺母构件(12)的阴螺纹(21)相适；将杆(13)朝从螺母构件(12)突出的方向施力的第一弹簧(14)；以及将螺母构件(12)、杆(13)朝从汽缸室(11a)推出的方向施力的第二弹簧(15)。
文档编号F16H7/08GK102734405SQ20121007959
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月15日 优先权日2011年4月6日
发明者上月洋明, 志贺光男 申请人:江沼链条制作所