液壓張力器的製作方法
2023-06-09 19:15:41
專利名稱：液壓張力器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於向例如在車輛發動機中的同步皮帶或同步鏈條的環形的、柔性的傳動媒介施加適當的張力的液壓張力器。
背景技術：
液壓張力器已經被廣泛地用於在車輛發動機中在曲軸和一個或多個凸輪軸之間傳遞旋轉的同步鏈條和同步皮帶中保持適當的張力。這些張力器還防止傳動鏈條或皮帶移動產生的振動。
如圖7中所示，傳統的液壓張力器500包括從形成在殼體510中的活塞容納孔511中可滑動地伸出的活塞520。在高壓油腔室R中容納了向活塞施加偏壓的彈簧530，其形成在活塞容納孔511和活塞520之間，以在活塞伸出的方向上向活塞520施加偏壓。結合在活塞容納孔511的底部部分的止回閥單元540阻止油向該高壓油腔室R外倒流。止回閥單元540包括止回球541，面向止回球541的球座544，用於將止回球541壓靠在球座544上的圓錐螺旋彈簧545，和支撐圓錐螺旋彈簧545並且限制止回球541的運動的保持器542。
如圖8所示，在止回球541和保持器542之間提供了間隙D1-d1，以確保當打開止回閥時獲得最大面積開口的情況下，油的流入速率為適合的。(參看，例如，日本公開的專利出版物No.2003-247616，第一頁，圖1)該止回球閥541在此間隙內不規則地運動，並且從而該止回球541產生猛烈運動。作為該止回球的不規則和猛烈的運動的結果，特別是當發動機運轉在高轉速時，該液壓張力器不能充分地跟隨張力的變化。特別是在液壓張力器在發動機上側向布置時，尤其難以獲取充分的跟隨特性，因為，當流過止回閥的方向不是豎直向上時，例如當流動的方向為水平時，重力使得止回球從對準其座的位置移位，進一步還導致止回球產生不規則和猛烈的運動。
在球和球導向器的內壁之間的間隙應該足夠大，以確保油流入的速率對應在止回球541和座544之間的開口的最大面積，以使得當止回閥完全打開時，球不限制油流動。然而，上述的間隙受到止回球的行程的影響。就是說，當止回球的行程增加時，止回球和保持器之間的開口的最大面積必須增加，以確保足夠的油的流量。因此，在止回閥具有相對較長的行程的情況下，在球和球導向器的內壁之間的必要的間隙大於在止回閥具有相對較短的行程的情況。因此，在傳統的液壓張力器中，不能抑制止回球的猛烈運動。
本發明的目的在於解決現有技術中存在的上述問題，並且提供一種液壓張力器，特別是在高轉速的情況下，其可以抑制止回球在其止回閥單元中的猛烈運動，並且精確地跟隨張力的變化，並且與張力器的布置和止回閥的行程無關。
發明內容
根據本發明的優選的液壓張力器包括具有活塞容納孔的張力器殼體。該孔具有在其一端的開口和底部。活塞可滑動地容納在該活塞容納孔中，並且從中伸出。此活塞適用於在環形傳送鏈條或其它柔性的、移動的動力傳送媒介中保持張力。該活塞和殼體配合在一起，限定了高壓油腔室。容納在高壓油腔室中的給活塞施加偏壓的彈簧沿活塞伸出的方向推動活塞。在活塞容納孔的底部的止回閥單元允許油從油源流入高壓油腔室，但是阻止油從高壓油腔室倒流。該止回閥單元包括止回球、球座和具有面向該高壓油腔室的側面的球導向器。球導向器包括圍繞該止回球的內壁。該止回閥單元還包括具有油傳送孔的盤型保持器，其球導向器的面向高壓油腔室的側面上接附在球導向器上。止回球密封在球導向器中，但是可以在其中朝向或遠離球座自由移動，以允許油流動通過止回閥單元的球座，並且通過導向器和保持器的油傳送孔，進入高壓油腔室。然而，該球通過靠在球座上以阻止油倒流出高壓油腔室。在球導向器的內壁上形成了多個油傳送凹槽。當球遠離球座移動時，這些凹槽提供了從球座通過止回球朝著高壓油腔室的油傳送路徑。通過球導向器的內壁阻止球在該導向器內部猛烈地運動。
用以上結構，液壓張力器可以向車輛發動機中的同步鏈條、同步皮帶或類似物施加適當的張力。另外，多個通過切除球導向器的內壁的一些部分形成的油傳送凹槽，確保在提供使得止回球自由移動所需的最小間隙時，可以保持對應止回閥的最大開口的流入速率。此最小間隙不受對應止回閥的最大程度開口的油流入速率的影響，如在現有的止回閥結構的情況。因此，特別是在發動機高速運轉時，根據本發明的液壓張力器可以抑制止回閥單元中的止回球的猛烈運動，並且在張力發生變化時獲得精確的跟隨特性。
另外，猛烈的止回球運動及其不良影響得到避免，而與止回閥的行程無關，並且與張力器的布置無關。
圖1為示出了用於雙上凸輪內燃機的同步傳動中的根據本發明的液壓張力器的示意圖；圖2為圖1中的液壓張力器的截面圖；圖3為圖2中的張力器的止回閥單元的放大的、拆開的透視圖；圖4為圖2中的止回閥單元的分解的組裝圖；圖5為圖2中的止回閥單元的平面圖；圖6為沿圖3中的剖面6-6截取的截面圖；圖7為傳統的液壓張力器的截面圖；及圖8為沿圖7中的剖面8-8截取的截面圖。
具體實施例方式
如圖1和2中所示，接附到發動機主體(未示出)的液壓張力器100向同步鏈條C的鬆弛側施加張力，同步鏈條C與被曲軸驅動旋轉的驅動鏈輪S1，及兩個被驅動的鏈輪S2嚙合，每個鏈輪S2固定到一對凸輪軸中的一個且可以與其一起旋轉。活塞120可滑動地從張力器主體110的前端伸出，並且該活塞通過樞轉的槓桿L1向鏈條C施加張力，這通過在遠離該槓桿的樞轉端的位置向該槓桿的背部施加壓力來實現。固定的導向器L2引導該同步鏈條C的張緊側的移動。箭頭示出了鏈條移動的方向和鏈輪旋轉的方向。
如圖2中所示，外部基本為圓柱形的活塞120可滑動地裝配到形成在殼體110中的活塞容納孔111的內部。向活塞施加偏壓的螺旋彈簧130位於由活塞120和活塞容納孔111形成的高壓油腔室R內部。此彈簧沿活塞120伸出的方向向其施加偏壓。
止回閥單元140在活塞容納孔111的底部部分結合到張力器中。該止回閥單元阻止油從該高壓油腔室R倒流。
如圖3和4中所示，優選的止回閥單元140是包括止回球141，和合成樹脂球導向器142的組件，該球導向器包括圍繞止回球141的內壁142a，且該止回球可以在其中軸向自由移動。該止回閥單元還包括盤形保持器143，其具有壓力油傳送孔143a。該保持器裝配到形成在球導向器的高壓油腔室側上的環形凹槽內，並且可以被堵縫。金屬的球座144類似地與形成在球導向器的供油側上的凹槽接合，並且可以被堵縫。
在球導向器142的內壁提供了四個弓形凹槽142b，每個凹槽優選為具有半圓的或者半月形的截面。這四個凹槽中的每一個優選為如圖6中所示般布置為與其相鄰的凹槽對於在球導向器中的開口的中心軸線呈90度關係。這些凹槽傳導油從供油側穿過該止回球到達止回閥單元140的高壓油腔室側。
該球導向器結構控制止回球141的運動，以使得其在導向器中平穩和自由地運動，不會沿內壁142a猛烈地或不規則地運動，並且不會在導向器中側向運動以使得在球的一側的間隙大於在球的相反側的間隙。半圓形的弓形凹槽142b確保可以保持對於在止回球141和球座144之間的開口的最大面積的油的流入速率與球的運動無關，並且與是否有重力向球導向器的壁推動球無關，如在該張力器定位為使得油流動通過球導向器的方向不是豎直方向的情況中。這樣，即便在發動機運轉在高轉速下時，該液壓張力器也可以抑制止回球的猛烈運動，並且精確地跟隨張力的變化，與止回球的行程和張力器殼體的布置無關。
假設球和導向器之間的間隙限定為導向器的內圓周壁142a的直徑D2和止回球的直徑d2之間的差的一半，如圖6中所示，例如，當止回球的直徑為4毫米時，球和導向器的內壁之間的間隙可以設置為0.6毫米或者更小，不會受球的行程影響，並且可以抑制止回球的猛烈運動。
因為在發動機運轉過程中，合成樹脂球導向器142承受高溫，所以優選使用聚醯胺樹脂，諸如尼龍46、尼龍66、玻璃纖維加強尼龍或者類似物。如果該球導向器的高壓油腔室側和供油側的外周區域的堵縫通過加熱軟化狀態實現，這些區域可以呈現極好的形狀保持性。
因為保持器143將止回球141密封在球導向器142內部，且同時由給活塞施加偏壓的彈簧130的一端鄰接，其優選由金屬形成。止回球141優選由金屬、陶瓷、或合成樹脂，或類似物形成。
在液壓張力器100中，高壓油腔室R始終充滿從張力器的外部依靠油泵或者類似物通過止回閥單元140供應的在壓力作用下的油。當同步鏈條C鬆弛時，在其伸出方向上持續地被彈簧130偏置的活塞120拉緊鏈條的鬆弛部分。當活塞在其伸出的方向運動且止回閥打開時，使得油流入該高壓油腔室R。
當同步鏈條C(圖1)施加的衝擊力移動活塞120沿縮回的方向逆著彈簧130施加的偏壓壓力進入活塞容納孔111時，高壓油腔室R中的油的壓力升高，以使得止回閥單元140的止回球141被推在球座144上。從而，阻止了油從高壓油腔室R到球座的供油通道144a(圖3和4)的倒流。
當油的倒流被阻塞時，高壓油腔室R中的油的壓力進一步升高，並且油通過活塞120的外周表面和活塞容納孔111的內周表面之間的微小的間隙洩漏。洩漏的油流出到殼體110的外部。由於通過圍繞活塞的洩漏路徑流動的油的粘性，在另外的情況下由施加的衝擊力導致的活塞120的振動被快速地抑制。
在液壓張力器100中，在球導向器的內壁142a上提供了四個凹槽142b，其中每個凹槽具有半圓形截面。這些凹槽142b從供油側通向高壓油腔室R，並且確保油的流入速率可以對應止回球141和球座144之間的開口的最大面積。止回球141和球座144之間的最小間隙可以設置為允許止回球141自由運動。由於凹槽142b的存在，此最小間隙不受在止回閥完全打開的情況下的油的流入速率的影響。因此，本發明的液壓張力器可以抑制止回球141在止回閥單元140中的猛烈運動，並且在高發動機轉速下精確地跟隨張力的變化。另外，這些期望的特性的呈現與止回球141的行程和張力器的布置無關。
可以對上述張力器進行各種修改。例如，本發明的原理可以通過棘齒型液壓張力器實現，其中形成在活塞外部的齒條與在張力器殼體上樞轉的棘爪配合。另外，球導向器中的凹槽，儘管優選為半圓形或半月形的形狀，其也可以形成為具有其它形狀的截面，諸如矩形或三角形的形狀。另外，通過凹槽確保油的流入速率對應止回閥的最大開口的凹槽的數量可以改變，儘管凹槽的數量優選為兩個到四個。
權利要求
1.一種液壓張力器，其包括具有活塞容納孔的張力器殼體，所述孔具有在其一端的開口和底部；可在所述活塞容納孔中滑動且從其中伸出的活塞，所述活塞適用於在柔性的、移動的動力傳送媒介中保持張力，所述活塞和所述殼體配合在一起以限定高壓油腔室；容納在所述高壓油腔室中的給活塞施加偏壓的彈簧，該給活塞施加偏壓的彈簧沿活塞伸出的方向推動活塞；在所述活塞容納孔的底部的止回閥單元，用於允許油從油源流入所述高壓油腔室，但是阻止油從所述高壓油腔室倒流；其中，所述止回閥單元包括止回球、球座、具有面向高壓油腔室的側面的球導向器，該球導向器包括圍繞止回球的內壁，和包括油傳送孔的盤形保持器，該保持器在所述球導向器面向高壓油腔室的側面接附到其上；其中，止回球密封在球導向器中，但是可以在其中朝向和遠離球座自由運動，以允許油流動通過止回閥單元的球座，並且通過導向器和所述油傳送孔，進入高壓油腔室，但是通過將該止回球壓靠在球座上，阻止油倒流出高壓油腔室；及其中，在所述球導向器的內壁上形成了多個油傳送凹槽，當球運動從球座離開時，所述凹槽提供了從球座通過所述止回球朝著高壓油腔室的油傳送路徑，同時通過所述內壁阻止球在所述球導向器內猛烈運動。
全文摘要
在液壓張力器的止回閥單元中，止回球導向器具有圍繞止回球的內壁。在此壁上提供了多個油傳送凹槽，其通過切除該導向器內壁的一些部分形成。當球運動從其座離開時，這些凹槽傳送油從油源穿過該球到達張力器的高壓油腔室。
文檔編號F16H7/08GK1696535SQ20051005246
公開日2005年11月16日 申請日期2005年2月28日 優先權日2004年5月14日
發明者吉田修 申請人:株式會社椿本鏈索