专利名称：棘轮式张紧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及对驱动发动机的凸轮轴的正时链条施加张紧力的棘轮式张紧器。
背景技术：
以往公知的一种张紧器，用于驱动发动机的凸轮轴的正时链条，使得由弹簧与外部油压产生的突出力作用于柱塞上，该柱塞可滑动地穿插在外壳内且与外壳之间形成有油室，从而向正时链条施加张紧力。作为这种现有的张紧器，例如如图12所示，张紧器500具有活塞526，在与柱塞 514的滑动方向正交的方向上可滑动地穿插在外壳512内、并在与外壳512之间形成有副油室520 ；使外部油压作用于副油室520的油路M4 ；大气室528，在副油室520的相反侧由外壳512和活塞526区划而成、并内装有使活塞526向副油室520施力的第2弹簧534，在该大气室528内设有与大气连通的大气连通孔532，在作用外部油压从而使活塞5 克服第2 弹簧534的作用力而相对于副油室520移动时，由活塞526闭塞该大气连通孔532，在柱塞 514被外壳512围绕部分上刻设有齿条538，在固定在活塞5 上的杆5M的前端设置有能够与齿条538啮合的多个啮合齿536，啮合齿536和齿条538的柱塞后退阻止齿面形成为在柱塞514的进退方向上呈直角的齿面(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 实用新型登录第2559664号公报(实用新型登录权利要求书、图1)在如前所述的现有的张紧器500中，柱塞514和活塞5 是由圆柱体构成的，因此，在发动机驱动时相对柱塞514的振动，柱塞514的齿条538与活塞526的啮合齿536之间的啮合呈现出防止过度旋转状态，因此活塞526的啮合齿536容易缺齿，结果，造成齿宽全部区域的歪扭、啮合不整齐、由啮合齿536和齿条538构成的棘轮结构的错误动作等问题，此外，在张紧器制造和保养维护时，柱塞514和活塞526围绕着各自的轴心旋转从而产生相互之间错误组装的棘手问题。另外，在如前所述的现有张紧器500中，啮合齿536和齿条538的柱塞后退阻止齿面形成为在柱塞514的进退方向上呈直角的齿面，因此，限制了由发动机的温度变化等产生的链条张力过大而发生的柱塞514的后退方向的动作，使柱塞烧熔，链条张力过大时仍要行进，从而存在增加了链条的负担以及噪音增大的问题。因此，配合由链条张力过大产生的柱塞514的后退方向的移动的设定最大值，对由啮合齿536和齿条538构成的棘轮结构设置一定的柱塞移动(backlash)量，S卩，从链条张力下降导致柱塞突出到啮合齿和齿条齿即将脱啮之前的最大移动量处，到柱塞受到后退方向的力而后退到啮合齿和齿条齿再次啮合处的柱塞返回移动量。但是存在此柱塞移动量越大越不能减少发动机启动时吧嗒吧嗒的打击声的问题。此外，为了解决所述发动机启动时容易产生打击声的问题，虽然可采用附加节流孔结构和油存储结构，将柱塞施力用弹簧518更换成适应高负荷的弹簧等对策，但是为此不仅造成增加了部件个数和制造成本，还造成使张紧器自身大型化的问题。
发明内容
本发明旨在解决上述现有技术的问题，即本发明的目的在于提供一种棘轮式张紧器，使由柱塞和棘轮构成的棘轮结构不发生错误动作、确实且稳定地启动，从而能够在长期放置后的发动机启动时，针对从正时链条受到的柱塞的反冲力抑制柱塞移动，并在减少吧嗒吧嗒声的同时，允许发动机启动后由链条张力过大产生的柱塞向后退方向的移动，防止柱塞烧熔。首先，本发明方案1所述的棘轮式张紧器，具有形成有外部压力油的供油路径的外壳本体，从该外壳本体的柱塞收容孔向行进链条滑动自如地突出的柱塞，容纳在所述外壳本体的柱塞收容孔与柱塞的中空部之间形成的高压油室中且向柱塞的突出方向施力的柱塞施力用弹簧，穿插在所述外壳本体的棘轮收容孔中且在与柱塞的进退方向正交的方向上滑动的圆柱状的棘轮，对设置在该棘轮的柱塞侧前端部的棘轮齿施加朝柱塞侧面的齿条齿方向的力的棘轮施力用弹簧，嵌入在所述棘轮收容孔的后端附近以支撑所述棘轮施力用弹簧的弹簧卡止用插塞；防止棘轮的外周面相对于所述棘轮收容孔的内周面旋转的啮合调整机构，使棘轮的棘轮齿在齿宽的全部区域相对于所述柱塞侧面的齿条齿不会相互歪扭地啮合，由此解决了上述课题。本发明方案2所述的棘轮式张紧器在方案1所述的结构基础之上，所述啮合调整机构由棘轮侧凸条和外壳侧凹槽构成，所述棘轮侧凸条沿滑动方向设置于所述棘轮的外周面上，所述外壳侧凹槽在与该棘轮侧凸条凹凸卡合的状态下沿滑动方向设置于棘轮收容孔的内周面上，由此解决了上述课题。本发明方案3所述的棘轮式张紧器在方案1或方案2所述的结构基础之上，所述棘轮的全长尺寸比棘轮的外径尺寸大，由此解决了上述课题。本发明方案4所述的棘轮式张紧器在方案1至方案3中任一项所述的结构基础之上，所述棘轮施力用弹簧沿滑动方向插入到所述棘轮的弹簧收容孔内，由此解决了上述课题。本发明方案5所述的棘轮式张紧器在方案1至方案4中任一项所述的结构基础之上，所述棘轮施力用弹簧的作用力设定成比发动机启动时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力大，且比发动机启动后链条张力过大时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力小，由此解决了上述课题。本发明方案6所述的棘轮式张紧器在方案1至方案5中任一项所述的结构基础之上，所述柱塞的齿条齿由相对所述沿棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面与相对所述沿棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；所述棘轮的棘轮齿由相对所述沿棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面与相对所述沿棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面形成为凹凸状，由此解决了上述课题。本发明方案7所述的棘轮式张紧器在方案6所述的结构基础之上，相对于所述棘轮的滑动方向，所述止动面的倾斜角形成为比所述滑动面的倾斜角小，由此解决了上述课题。发明效果
本发明所述棘轮式张紧器具有形成有外部压力油的供油路径的外壳本体，从该外壳本体的柱塞收容孔向行进链条滑动自如地突出的柱塞，容纳在外壳本体的柱塞收容孔与柱塞的中空部之间形成的高压油室中且施加向柱塞的突出方向的力的柱塞施力用弹簧， 穿插在外壳本体的棘轮收容孔中且在与柱塞的进退方向正交的方向上滑动的圆柱状的棘轮，对设置在该棘轮的柱塞侧前端部的棘轮齿施加朝柱塞侧面的齿条齿方向的力的棘轮施力用弹簧，嵌入在棘轮收容孔的后端附近以支撑所述棘轮施力用弹簧的弹簧卡止用插塞， 由此本发明的棘轮式张紧器不仅能由柱塞对发动机内的行进链条施加张紧力，还能达到以下特有的效果。S卩，根据本发明方案1所述的棘轮式张紧器，棘轮的棘轮齿在齿宽全部区域相对于柱塞侧面的齿条齿不会相互歪扭而啮合的啮合调整机构是在防止棘轮的外周面相对棘轮收容孔的内周面旋转的状态下构成的，由此在发动机驱动时，与针对柱塞的振动，柱塞侧面的齿条齿和棘轮的棘轮齿之间的啮合与否无关，防止棘轮的外周面相对于棘轮收容孔的内周面旋转，因此能够使由柱塞和棘轮构成的棘轮结构确实且稳定地启动，同时，柱塞侧面的齿条齿与棘轮的棘轮齿能够在齿宽全部区域正确地啮合，因此回避了由柱塞侧面的齿条齿和棘轮的棘轮齿之间的错误组装产生的歪扭，从而能够防止棘轮结构的错误动作。根据本发明方案2所述的棘轮式张紧器，在本发明方案1所达到的效果的基础之上，啮合调整机构由棘轮侧凸条和外壳侧凹槽构成，棘轮侧凸条沿滑动方向设置于棘轮的外周面上，外壳侧凹槽在与该棘轮侧凸条凹凸卡合的状态下沿滑动方向设置于棘轮收容孔的内周面上，由此能够在完全防止棘轮的外周面相对于棘轮收容孔的内周面旋转的状态下滑动，因此能够使由柱塞和棘轮构成的棘轮结构顺利地启动，同时，在外壳侧的棘轮收容孔上设置有凹槽，因此与在外壳侧的棘轮收容孔上设置凸条的啮合调整机构相比，能够大幅地减轻啮合调整机构的制作负担。根据本发明方案3所述的棘轮式张紧器，在本发明方案1或方案2所达到的效果的基础之上，棘轮的全长尺寸比棘轮的外径尺寸大，由此即使在棘轮承受了过剩的负荷时也能抑制相对棘轮收容孔内的滑动方向容易产生的棘轮的倾斜，从而防止棘轮的偏磨损， 因此能够使由柱塞和棘轮构成的棘轮结构更加顺利地启动。此外，根据本发明方案4所述的棘轮式张紧器，在本发明方案1至方案3中任一项所达到的效果的基础之上，棘轮施力用弹簧沿滑动方向插入到棘轮的弹簧收容孔内，由此棘轮施力用弹簧处于被大致插入到棘轮的弹簧收容孔内的状态，因此与棘轮施力用弹簧外嵌于棘轮的外周面上时相比，能够简化棘轮安装到棘轮收容孔内的安装方式且能实现小型化。此外，根据本发明方案5所述的棘轮式张紧器，在本发明方案1至方案4中任一项所达到的效果的基础之上，棘轮施力用弹簧的作用力设定成比发动机启动时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力大，由此发动机启动时一旦产生使柱塞后退的反冲力，棘轮施力用弹簧的作用力作用于棘轮的棘轮齿从而令其与柱塞的齿条齿相啮合，因此限制了柱塞受力产生的向后退方向的移动，阻止后退变位，从而能够减少正时链条的吧嗒吧嗒声，除此以外，只要柱塞施力用弹簧的作用力是使柱塞突出施力的作用力就足够，因此根本无需特殊的适应高负荷的柱塞施力用弹簧和节流孔结构、油存储结构， 从而能够减少部件个数和制造成本，使张紧器自身小型化。〔0026〕 此外，棘轮施力用弹簧的作用力设定成比发动机启动后链条张力过大时由使柱塞 从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力小，由此发动机启动后链条张 力过大时一旦产生使柱塞后退的反冲力，棘轮施力用弹簧的作用力作用于棘轮的棘轮齿， 则棘轮的棘轮齿与柱塞的齿条齿脱啮，由于棘轮施力用弹簧的作用力直至比沿棘轮的滑动 方向的分力大时才能使柱塞后退，因此，由发动机的温度变化等导致柱塞过剩地前进，通过 棘爪即使发生超负荷也不会限制柱塞向后退方向的移动，允许后退变位从而能够防止柱塞 烧熔，除此之外，调整了此棘轮施力用弹簧的作用力，由此能够调整发动机启动后链条张力 过大而导致脱啮的时机，因此能够确实地防止柱塞烧熔。
〔0027〕 根据本发明方案6所述的棘轮式张紧器，在本发明方案1至方案5任一项所达到 的效果的基础之上，柱塞的齿条齿由相对于棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面与 相对于棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；棘轮的棘轮齿由相对于 棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面与相对于棘轮的滑动方向向柱塞后退侧 倾斜的滑动对置面形成为凹凸状，由此一旦发动机启动后链条张力过大时产生使柱塞后退 的反冲力，则此反冲力通过柱塞侧的止动面的分力作用于棘轮的止动对置面，作用于该棘 轮的止动对置面的分力的沿棘轮的滑动方向的更小的分力，使棘轮的棘轮齿与柱塞的齿条 齿脱啮，柱塞的齿条齿经过棘轮的止动对置面而在滑动对置面上滑动，退回一个齿的量，因 此防止发动机启动后链条张力过大时容易在棘轮的棘轮齿与柱塞的齿条齿上产生缺齿等 摩损，且不会限制柱塞向后退方向的移动，从而能够顺利地允许后退变位，同时，还能够避 免对棘轮施力用弹簧的过度冲击从而发挥优异的耐久性。
〔0028〕 根据本发明方案7所述的棘轮式张紧器，在本发明方案6所达到的效果的基础之 上，相对于棘轮的滑动方向，止动面的倾斜角形成为比滑动面的倾斜角小，由此即使发动机 启动时产生使柱塞后退的反冲力，也能阻止柱塞的齿条齿与棘轮的棘轮齿的脱啮，因此，限 制了发动机启动时柱塞受力产生的向后退方向的移动从而能够阻止后退变位。
〔0029〕 图1为本发明第1实施例所述棘轮式张紧器100的使用状态图； 〔0030〕 图2为图1所示棘轮式张紧器100的重要部分的放大剖面图； 〔0031〕 图3为齿条齿与棘轮齿的放大图； ^0032^ 图4为图2所示“的放大〔0033〕 图5为棘轮、棘轮施力用弹簧和弹簧卡止用插塞的分解图； 〔0034〕 图6为伴随发动机启动时柱塞突出动作的啮合状态示意图； 〔0035〕 图7为伴随发动机启动时柱塞后退动作的啮合状态示意图； 〔0036〕 图8为链条张力过大导致柱塞后退动作开始时的啮合状态示意图； 〔0037〕 图9为链条张力过大导致柱塞后退动作中的脱啮的状态示意图； 〔0038〕 图10为链条张力过大导致柱塞后退动作结束时的啮合状态示意图； 〔0039〕 图11为在本发明第2实施例中所用棘轮的立体图； 〔0040〕 图12为现有的棘轮式张紧器500的剖面图。 ^00413 符号的说明 〔0042〕 100^棘轮式张紧器
110......外壳本体111......供油路径112......柱塞收容孔113......棘轮收容孔113a......外壳侧凹槽120......柱塞121......中空部122......齿条齿122a......止动面122b......滑动面130......柱塞施力用弹簧140......逆向阻止阀单元141......球座141a......油路141b......阀座142......止回球143......球施力用弹簧144......钟状保持架150,250......棘轮151,251......棘轮齿151a......止动对置面151b......滑动对置面152......棘轮侧凸条153......弹簧收容孔160,260......棘轮施力用弹簧170,270......弹簧卡止插塞171,271......突出舌片Sl......驱动侧链轮S2......从动侧链轮C......正时链条L......可动杆G......固定导轨P......活塞部高压油室R......高压油室D......棘轮外径尺寸W......棘轮全长尺寸Fs......棘轮施力用弹簧的作用力Fl......发动机启动时使柱塞后退的反冲力F2......发动机启动后张力过大时使柱塞后退的反冲力
fl......由反冲力Fl产生的棘轮滑动方向的分力
f2......由反冲力F2产生的棘轮滑动方向的分力
fh......由反冲力F2作用于柱塞的止动面的分力
θ____..柱塞上形成的止动面的倾斜角
α ......柱塞上形成的滑动面的倾斜角
500. · ·...现有的棘轮式张紧器
512......外壳
514......柱塞
516......油室
518......弹簧
520. · ·...副油室
524. · ·…杆
526. · ·...活塞
528. · · --大气室
532. · ·...大气连通孔
534. · ·...第一弹簧
536. · ·...啮合齿
538. · ·...齿条
544. · ·...油路
548. · ·...油路
550. · · · · _槽
具体实施例方式本发明提供一种棘轮式张紧器，其具有形成有外部压力油的供油路径的外壳本体，从该外壳本体的柱塞收容孔向行进链条滑动自如地突出的柱塞，容纳在外壳本体的柱塞收容孔与柱塞的中空部之间形成的高压油室中且向柱塞的突出方向施力的柱塞施力用弹簧，穿插在外壳本体的棘轮收容孔中且在与柱塞的进退方向正交的方向上滑动的圆柱状的棘轮，对设置在该棘轮的柱塞侧前端部的棘轮齿施加朝柱塞侧面的齿条齿方向的力的棘轮施力用弹簧，嵌入在棘轮收容孔的后端附件以支撑所述棘轮施力用弹簧的弹簧卡止用插塞；防止棘轮的外周面相对于所述棘轮收容孔的内周面旋转的啮合调整机构，使棘轮的棘轮齿在齿宽的全部区域相对于所述柱塞侧面的齿条齿不会相互歪扭地啮合。从而使由柱塞和棘轮构成的棘轮结构不发生错误动作、确实且稳定地启动，能够在长期放置后的发动机启动时，对从正时链条受到的柱塞的反冲力抑制柱塞移动，并在减少吧嗒吧嗒声的同时，允许由发动机启动后链条张力过大产生的柱塞向后退方向的移动，防止柱塞烧熔。只要可以获得上述的效果，则其具体的实施方式可以为任意方式。例如，关于本发明所述棘轮式张紧器的外壳本体的基本形态既可以是将油泵供给的压力油直接导入到外壳本体上形成的供油路径，或者也可以是将油泵供给的压力油导入到外壳本体上形成的供油路径之前，在外壳本体的背面部分凹设的临时储油的储油部。此外，在本发明所述棘轮式张紧器中，阻止压力油从高压油室内向供油路径逆流的逆向阻止阀单元既可以是装入柱塞收容孔的底部，或者也可以是不装入柱塞收容孔的底部。进而，在设置有所述逆向阻止阀单元的棘轮式张紧器中，其具体的单元形态只要是装入柱塞收容孔的底部而阻止向高压油室内的压力油的供油路径逆流的方式即可，则其形态可以为任意的。例如，只要是设置有与供油路径连通而向高压油室侧供给压力油的球座、与该球座的阀座对置的止回球、对该止回球向球座推压施力的球施力用弹簧和限制止回球的移动量的钟状保持架的方式，则可为任意结构。关于本发明所述棘轮式张紧器所用的棘轮施力用弹簧的作用力，只要设定为比发动机启动时从行进链条侧由使柱塞后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力大，同时比发动机启动后链条张力过大时由使柱塞后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力小的作用力，则任意一定值的作用力都可以，考虑了柱塞的齿条齿与棘轮的棘轮齿之间的摩擦系数后而设定的作用力更加优选。进而，关于本发明所述棘轮式张紧器所用的针对柱塞侧面的齿条齿的棘轮的棘轮齿的啮合调整机构，只要是在防止转棘轮的外周面相对棘轮收容孔的内周面旋转的状态下构成的，则其具体形态可以为任意的。例如，可以由在具有圆形剖面的棘轮的外周面上沿滑动方向设置的角形花键、渐开线花键等花键构成的棘轮侧凸条、和在与该棘轮侧凸条凹凸卡合的状态下与棘轮大致同径的棘轮收容孔的内周面上沿滑动方向凹设的角形花键槽、渐开线花键槽等花键槽构成的外壳侧凹槽构成；也可以由在具有圆形剖面的棘轮的外周面上沿滑动方向设置的角形花键槽、渐开线花键槽等花键槽构成的棘轮侧凹槽、和在与该棘轮侧凹槽凹凸卡合的状态下与棘轮大致同径的棘轮收容孔的内周面上沿滑动方向设置的角形花键、渐开线花键等花键由构成的外壳侧凸条构成；或者，还可以通过具有椭圆剖面的棘轮和具有与该棘轮大致同形的椭圆剖面的外壳本体的棘轮收容孔来防止旋转。此外，关于在本实施例中所用的棘轮的具体形态，只要是将在齿宽全部区域相对于刻设于柱塞侧面的齿条齿不会相互歪扭而啮合的数个棘轮齿设置在棘轮的柱塞侧前端部即可，例如，可以是设置有等节距的齿间距以及具有同一齿高的3个棘轮齿的棘轮，由于能够面向柱塞侧面的齿条齿均等地分散啮合负荷而啮合，因而优选。实施例以下，结合图1至图8对本发明的一个实施例的棘轮式张紧器100进行说明。图1为本发明的第1实施例的棘轮式张紧器100的使用状态图；图2为图1所示棘轮式张紧器100的重要部分的放大剖面图；图3为齿条齿与棘轮齿的放大图；图4为图 2所示A-A的放大图；图5为棘轮、棘轮施力用弹簧和弹簧卡止用插塞的分解图；图6为伴随发动机启动时柱塞突出动作的啮合状态示意图；图7为伴随发动机启动时柱塞后退动作的啮合状态示意图；图8为链条张力过大导致柱塞后退动作开始时的啮合状态示意图；图 9为链条张力过大导致柱塞后退动作中的脱啮的状态示意图；图10为链条张力过大导致柱塞后退动作结束时的啮合状态示意图；图11为在本发明第2实施例中所用棘轮的立体图。首先，如图1所示，本发明的第1实施例的棘轮式张紧器100通过正时链条C的松弛侧被安装发动机本体上，该正时链条C挂绕在由发动机的曲轴进行驱动而转动的驱动侧链轮Sl与固定在凸轮轴的从动侧链轮S2之间，柱塞120从外壳本体110的前面进出自如地突出，柱塞120推压在可动杆L的摇动端附近的背面上，该可动杆L摇动自如地支承在发动机本体侧上，由此，由可动杆L向正时链条C的松弛侧施加张力。另外，在正时链条C的张紧侧，用于引导正时链条C行进的固定导轨G安装在发动机本体侧。一旦驱动侧链轮Sl沿着箭头方向转动，正时链条C就会沿着箭头方向行进，接着， 从动侧链轮S2通过该正时链条C的行进也会沿着箭头方向旋转，从而将驱动侧链轮Sl的旋转传递到从动侧链轮S2。此处，如图2所示，本实施例所述棘轮式张紧器100设置有外壳本体110，其中形成有用于导入从发动机组侧供给的外部压力油的供油路径111本体；圆柱状的柱塞120，从该外壳本体110上形成的柱塞收容孔112面向行进链条(未图示)且滑动自如地突出；柱塞施力用弹簧130，容纳于在所述外壳本体110的柱塞收容孔112与柱塞120的中空部121 之间形成的高压油室R内并对柱塞120施加朝突出方向的力；逆向阻止阀单元140，装入柱塞收容孔112的底部以阻止从高压油室R内向供油路径111的压力油逆流；圆柱状的棘轮 150，穿插在所述外壳本体110处形成的圆筒状的棘轮收容孔113中且在与柱塞120的进退方向正交的方向上滑动；棘轮施力用弹簧160，通过施力使得设置在该棘轮150的柱塞侧前端部的棘轮齿151朝刻设在柱塞侧面的齿条齿122啮合；弹簧卡止用插塞170，嵌入到所述棘轮收容孔113的后端附近以防止棘轮施力用弹簧160脱出，并将其支撑。关于所述逆向阻止阀单元140的具体单元构造，只要是装入柱塞收容孔112的底部以阻止压力油从高压油室R内向供油路径111逆流的单元构造，则可为现有任意的单元构造，在本实施例中，采用如下逆向阻止阀单元140结构，其包括球座141，具有与所述的外壳本体110的供油路径111连接的油路141a的；止回球142，固定于该球座141的阀座 141b上；球施力用弹簧143，将该止回球142向球座141推压施力；钟状保持架144，支撑该球施力用弹簧143且限制止回球142的移动量。接着，本实施例所述棘轮式张紧器100的最具特征的是使棘轮150的棘轮齿151 在齿宽全部区域相对柱塞侧面的齿条齿122不会歪扭而啮合的啮合调整机构，结合图2至图5对其具体的配置方式做进一步详细说明。首先，如图2和图4所示，所述的啮合调整机构是在防止棘轮150的外周面相对棘轮收容孔113的内周面旋转的状态下构成的，所述棘轮收容孔113的内周面呈圆筒状且设置在相对柱塞120的滑动方向正交的方向上。由此，针对于发动机驱动时的柱塞120的振动，与柱塞侧面的齿条齿122与棘轮 150的棘轮齿151之间的啮合与否无关地，在防止棘轮150的外周面相对棘轮收容孔113的内周面旋转的同时，棘轮150的棘轮齿151相对柱塞侧面的齿条齿122在齿宽全部区域正确地啮合。具体地说，所述啮合调整机构包括在棘轮150的外周面沿滑动方向设置的由渐开线花键构成的棘轮侧凸条152、和与该棘轮侧凸条152处于凹凸卡合状态的在棘轮收容孔113的内周面沿滑动方向设置的由渐开线花键槽构成的外壳侧凹槽113a构成。由此，在完全防止棘轮150的外周面相对棘轮收容孔113的内周面旋转的状态下使其滑动的同时，大幅地减轻了该啮合调整机构的制作负担。如图5所示，所述的棘轮150具有大于棘轮外径尺寸D的棘轮全长尺寸W，由此，即使在棘轮150承受了过剩的负荷时也能抑制相对棘轮收容孔113内的滑动方向容易产生的棘轮150的倾斜，从而防止棘轮150的偏磨损。另外，在本实施例中的棘轮150是朝向在柱塞侧面刻设的齿条齿122均等地分散啮合负荷而啮合，因此，如图3和图5所示，具有等节距的齿间隔以及同一齿高的3个棘轮齿151设置在柱塞侧前端部。此外，如图5所示，所述棘轮施力用弹簧160沿滑动方向以同心圆状向棘轮150内插入，由此，棘轮施力用弹簧160在棘轮150的弹簧收容孔153内处于大致插入的状态。另外，关于本实施例的棘轮式张紧器100所用的棘轮施力用弹簧160的作用力，设定成比发动机启动时由使柱塞120从行进链条侧后退的反冲力产生的棘轮150的滑动方向的分力大的同时，比发动机启动后链条张力过大时由使柱塞120后退的反冲力产生的棘轮 150的滑动方向的分力小。进而，如图2所示，所述弹簧卡止用插塞170嵌入到棘轮收容孔113的后端附近且周设有防脱出的发挥弹性作用力的多个突出舌片171，也就是通常说的防脱出用垫圈，由此，如图2和图5所示，使棘轮施力用弹簧160的后端固定。进而，关于在本实施例的棘轮式张紧器100中柱塞120的齿条齿122与棘轮150 的棘轮齿151、棘轮施力用弹簧160的相互关系，结合图3、图6至图8做进一步详细说明。首先，如图6所示，在发动机启动时以及发动机启动后的通常行进时，柱塞120突出时，通常fl > Fs，柱塞120在将棘轮150推回的同时向前进。本实施例所用的棘轮施力用弹簧160的作用力Fs，如图7所示，设定成比发动机启动时由使柱塞120从行进链条侧后退的反冲力Fl产生的棘轮150的滑动方向的分力fl 大，同时，如图8所示，设定成比发动机启动后链条张力过大时由使柱塞120从行进链条侧后退的反冲力F2产生的棘轮150的滑动方向的分力f 2小。由此，如图6所示，在发动机启动时的柱塞突出动作中，通常fl >Fs，柱塞120追随杆(未图示)前进。然后，如图7所示，发动机启动时一旦从行进链条侧产生使柱塞120 后退的反冲力F1，比所述棘轮150的滑动方向的分力fl大的棘轮施力用弹簧160的作用力 Fs作用到棘轮150的棘轮齿151上，从而使其与柱塞120的齿条齿122啮合，限制柱塞120 受力产生的向后退方向的移动，从而阻止了后退变位。进而，如图8所示，当发动机启动后链条张力过大时，一旦从行进链条侧产生使柱塞120后退的反冲力F2，所述棘轮150的滑动方向的分力f2比棘轮施力用弹簧160的作用力Fs大，如图9所示，棘轮150的棘轮齿151与柱塞120的齿条齿122脱啮，直到棘轮施力用弹簧160的作用力Fs变得相对大于棘轮的滑动方向的分力f2为止，使柱塞120后退齿条齿122的一个齿或多个齿的量，因此不会限制发动机启动后由于链条张力过大从而柱塞 120受力产生的向后退方向的移动，如图10所示，容许后退变位。因此，柱塞施力用弹簧130的作用力比棘轮施力用弹簧160的作用力Fs大，但是只要是能够使柱塞120突出作用的作用力即可，通过在上述范围内调整棘轮施力用弹簧 160的作用力Fs，能够调整由于发动机启动后链条张力过大而引起的脱啮的时机。进而，更详细地说，本实施例的棘轮式张紧器100，如图3所示，柱塞120的齿条齿 122由相对棘轮150的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面12 与相对棘轮150的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面122b形成为凹凸状，同时，棘轮150的棘轮齿151由相对棘轮150的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面151a与相对棘轮150的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面151b形成为凹凸状。由此，如图8所示，一旦发动机启动后链条张力过大时产生使柱塞120从行进链条侧后退的反冲力F2，该反冲力F 2通过柱塞侧的止动面12 的分力fh作用于棘轮150的止动对置面151a，作用于该棘轮150的止动对置面151a上的分力fh的沿棘轮150的滑动方向的更小的分力f 2起到使棘轮150的棘轮齿151与柱塞120的齿条齿122脱啮的作用， 如图9至图10所示，柱塞120的齿条齿122经过棘轮150的止动对置面151a而在滑动对置面151b上滑动，退回一个齿或者多个齿的量。所述柱塞120上形成的止动面12 的倾斜角θ设定成比滑动面122b的倾斜角 α小。由此，即使在发动机启动时产生使柱塞120从行进链条侧后退的反冲力F1，也能阻止柱塞120的齿条齿122与棘轮150的棘轮齿151的脱啮。因此，如上所述，即使由发动机的温度变化等造成的柱塞120过剩地前进而通过棘爪发生超负荷，如图9所示，发动机启动后链条张力过大时由使柱塞120从行进链条侧后退的反冲力F2产生的棘轮150的滑动方向的分力f2与棘轮施力用弹簧160的作用力Fs 的大小关系为，f2 = F2Xcos θ Xsin θ Χμf2 > Fs另外，在此所说的μ是指柱塞120的齿条齿122与棘轮150的棘轮齿151之间的
摩擦系数。此外，限制所述发动机启动时柱塞120受力产生的向后退方向的移动、阻止后退变位时，如图7所示，发动机启动时由使柱塞120从行进链条侧后退的反冲力Fl产生的棘轮150的滑动方向的分力Π与棘轮施力用弹簧160的作用力Fs的大小关系为，fl = Fl X cos θ Xsin θ X μfl < Fs另外，在此所说的μ是指柱塞120的齿条齿122与棘轮150的棘轮齿151之间的
摩擦系数。接着，关于本实施例的棘轮式张紧器100最具特征的发动机启动后链条张力过大时柱塞120的齿条齿122与棘轮150的棘轮齿151的脱啮动作，结合图8至图10进行以下说明。另外，图8至图10的柱塞前端侧所示的假想线表示发动机启动后发生链条张力过大时、即、如图8所示的状态下的柱塞120的前端位置。此外，图9至图10的棘轮附近侧所示的假想线表示发动机启动后发生链条张力过大时、即、图8所示的状态下的棘轮150的位置。首先，一旦发动机启动后链条张力过大时产生使柱塞120从行进链条侧后退的反冲力F2，如图8所示，该反冲力F 2通过柱塞侧的止动面12 的分力f h作用在棘轮150 的止动对置面151a上，作用于该棘轮150的止动对置面151a上的分力f h作为棘轮150 的滑动方向的更小的分力f 2起作用。一旦作用了所述棘轮150的滑动方向的分力f 2，如图9所示，柱塞侧的止动面 122a在棘轮侧的止动对置面151a上滑动，同时柱塞120开始后退，柱塞120的齿条齿122与棘轮150的棘轮齿151脱啮。接着，在柱塞120的齿条齿122与棘轮150的棘轮齿151脱啮，与此同时，柱塞侧的滑动面122b开始在棘轮侧的滑动对置面151b上滑动，柱塞120继续后退。进而，一旦柱塞侧的滑动面122b在棘轮侧的滑动对置面151b上开始滑动，同时柱塞120继续后退，如图10所示，柱塞侧的后续的新的止动面12 与棘轮侧的止动对置面 151a抵接从而容许后退变位，柱塞120退回齿条齿122的一个齿或多个齿的量，由此消除了由发动机的温度变化等产生的柱塞120的过剩跳出而引起的超负荷。如此得到的本实施例所述棘轮式张紧器100，使棘轮150的棘轮齿151在齿宽全部区域上相对柱塞侧面的齿条齿不会相互歪扭而啮合的啮合调整机构包括在棘轮150的外周面上沿滑动方向设置的棘轮侧凸条152、以及在与该棘轮侧凸条152凹凸卡合的状态下棘轮收容孔113的内周面上沿滑动方向设置的外壳侧凹槽113a，且处于防止棘轮收容孔 113的内周面相对棘轮150的外周面旋转的状态。由此，使由柱塞120和棘轮150构成的棘轮结构确实且安定地运行，避免由柱塞侧面的齿条齿122与棘轮150的棘轮齿151之间的错误组装而引起的歪扭，消除棘轮结构的错误动作，同时，与外壳侧的棘轮收容孔113上施加有花键状凸条的啮合调整机构相比，在本实施例中，能够大幅地减轻啮合调整机构的制作负担。并且，棘轮150具有的棘轮全长尺寸W比棘轮外径尺寸D大，由此，即使在棘轮150 承受了过剩的负荷时也能抑制相对于棘轮收容孔113内的滑动方向容易产生的棘轮150的倾斜，从而防止棘轮150的偏磨损，能够使由柱塞120和棘轮150构成的棘轮结构更加顺利地运行。此外，棘轮施力用弹簧160沿滑动方向插入到棘轮150内，由此，与棘轮施力用弹簧160外嵌于棘轮150的外周面上的情况相比，在本实施例中，能够简化棘轮150相对棘轮收容孔113的安装方式并能够实现小型化。进而，在本实施例中，棘轮施力用弹簧160的作用力F s设定成比发动机启动时产生的棘轮150的滑动方向的分力fl大，同时比发动机启动后链条张力过大时产生的棘轮 150的滑动方向的分力f2小，由此，抑制了发动机启动时柱塞120的后退变位从而能够减少正时链条的吧嗒吧嗒声；同时，允许由发动机启动后链条张力过大而造成的柱塞120的后退变位，从而能够防止柱塞120被烧熔，并且根本无需附加特殊的适应高负荷的柱塞施力用弹簧160和节流孔结构、油存储结构，从而能够减少部件个数和制造成本，以使张紧器自身小型化。并且，柱塞120的齿条齿122由向柱塞前进侧倾斜的止动面12 与向柱塞后退侧倾斜的滑动面122b形成为凹凸状，同时，棘轮150的棘轮齿151由向柱塞前进侧倾斜的止动对置面151a与向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面151b形成为凹凸状，而且，止动对置面 151a的倾斜角θ形成为比滑动对置面151b的倾斜角α大，由此，防止了容易在发动机启动后链条张力过大时棘轮150的棘轮齿151与柱塞120的齿条齿122产生的缺齿等的摩损，且不限制柱塞120的后退方向的动作，能够顺利地允许其后退变位，同时还能够避免对棘轮施力用弹簧160的过度冲击而发挥优异的耐久性等，具有很大的效果。接着，结合图11对本发明第2实施例所述棘轮式张紧器进行说明。本发明的第2实施例的棘轮式张紧器，与上述第1实施例的棘轮式张紧器100相比，仅是使棘轮的棘轮齿在齿宽全部区域相对于柱塞侧面的齿条齿不会相互歪扭而啮合的啮合调整机构的具体的配置方式存在不同，至于其余的装置构成则无任何变化，因此，仅对本发明的第2实施例的啮合调整机构的具体配置形态，结合图11来进行详细说明。另外，关于本发明的第2实施例的啮合调整机构以外的装置结构，对与上述第1实施例的棘轮式张紧器100相同的部件仅将100号段对应地标记为200号段，从而省略重复的说明。因此，如图11所示，所述啮合调整机构是由具有椭圆剖面的棘轮250和图示图中未显示的具有与该棘轮250大致同形状的椭圆剖面的外壳本体的棘轮收容孔构成，呈现防止棘轮250的外周面相对于柱塞的滑动方向正交的方向上设置的圆筒状的棘轮收容孔的内周面旋转的状态。由此，针对发动机驱动时柱塞的振动，与柱塞侧面的齿条齿与棘轮250的棘轮齿 251之间的啮合与否无关，防止棘轮250的外周面相对棘轮收容孔的内周面旋转，同时，使棘轮250的棘轮齿251相对于柱塞侧面的齿条齿齿宽全部区域正确地啮合。并且，如图11所示，所述棘轮250具有的棘轮全长尺寸W比棘轮外径尺寸D大，由此，即使在棘轮250承受了过剩的负荷时也能抑制相对棘轮收容孔内的滑动方向容易产生的棘轮250的倾斜，从而防止棘轮250的偏磨损。另外，在本实施例中的棘轮250，其面向刻设在柱塞侧面上的齿条齿122均等地分散啮合负荷而啮合，因此如图11所示，具有等节距的齿间距以及同一齿高的3个棘轮齿251 设置在柱塞侧前端部。如此得到的本第2实施例的棘轮式张紧器与上述第1实施例的棘轮式张紧器100 同样地可使由柱塞和棘轮250构成的棘轮结构确实且安定地运行，避免因柱塞侧面的齿条齿与棘轮250的棘轮齿251之间的错误组装而导致的歪扭，从而消除棘轮结构的错误动作， 同时如第1实施例所述那样，形成由外壳侧的棘轮收容孔与棘轮的外周面的花键构成的凹凸卡合形态，因此根本无需精密的机械加工就能够大幅地减轻制作负担等，具有很大的效
权利要求
1.一种棘轮式张紧器，其特征在于，包括外壳本体，形成有外部压力油的供油路径；柱塞，可从该外壳本体的柱塞收容孔朝行进链条方向滑动自如地突出；柱塞施力用弹簧，容纳在所述外壳本体的柱塞收容孔与柱塞的中空部之间形成的高压油室中且施加向柱塞的突出方向的力；圆柱状的棘轮，穿插在所述外壳本体的棘轮收容孔中且在与柱塞的进退方向正交的方向上滑动；棘轮施力用弹簧，对设置在该棘轮的柱塞侧前端部的棘轮齿施加朝柱塞侧面的齿条齿方向的力；弹簧卡止用插塞，嵌入在所述棘轮收容孔的后端附近以支撑棘轮施力用弹簧；防止棘轮的外周面相对于所述棘轮收容孔的内周面旋转的啮合调整机构，使棘轮的棘轮齿在齿宽的全部区域相对于所述柱塞侧面的齿条齿不会相互歪扭地啮合。
2.根据权利要求1所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述啮合调整机构由棘轮侧凸条和外壳侧凹槽构成，所述棘轮侧凸条沿滑动方向设置于所述棘轮的外周面上，所述外壳侧凹槽在与该棘轮侧凸条凹凸卡合的状态下沿滑动方向设置于棘轮收容孔的内周面上。
3.根据权利要求1或2所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述棘轮的全长尺寸比棘轮外径尺寸大。
4.根据权利要求1或2所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述棘轮施力用弹簧沿滑动方向插入到所述棘轮的弹簧收容孔内。
5.根据权利要求3所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述棘轮施力用弹簧沿滑动方向插入到所述棘轮的弹簧收容孔内。
6.根据权利要求1或2所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述棘轮施力用弹簧的作用力设定成比发动机启动时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力大，且比发动机启动后链条张力过大时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力小。
7.根据权利要求3所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述棘轮施力用弹簧的作用力设定成比发动机启动时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力大，且比发动机启动后链条张力过大时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力小。
8.根据权利要求4所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述棘轮施力用弹簧的作用力设定成比发动机启动时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力大，且比发动机启动后链条张力过大时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力小。
9.根据权利要求5所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述棘轮施力用弹簧的作用力设定成比发动机启动时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力大，且比发动机启动后链条张力过大时由使柱塞从行进链条侧后退的反冲力产生的沿棘轮的滑动方向的分力小。
10.根据权利要求1或2所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述柱塞的齿条齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；所述棘轮的棘轮齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面形成为凹凸状。
11.根据权利要求3所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述柱塞的齿条齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；所述棘轮的棘轮齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面形成为凹凸状。
12.根据权利要求4所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述柱塞的齿条齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；所述棘轮的棘轮齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面形成为凹凸状。
13.根据权利要求5所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述柱塞的齿条齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；所述棘轮的棘轮齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面形成为凹凸状。
14.根据权利要求6所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述柱塞的齿条齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；所述棘轮的棘轮齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面形成为凹凸状。
15.根据权利要求7所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述柱塞的齿条齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；所述棘轮的棘轮齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面形成为凹凸状。
16.根据权利要求8所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述柱塞的齿条齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；所述棘轮的棘轮齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面形成为凹凸状。
17.根据权利要求9所述的棘轮式张紧器，其特征在于，所述柱塞的齿条齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动面形成为凹凸状；所述棘轮的棘轮齿由相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞前进侧倾斜的止动对置面以及相对于所述棘轮的滑动方向向柱塞后退侧倾斜的滑动对置面形成为凹凸状。
18.根据权利要求10所述的棘轮式张紧器，其特征在于，相对于所述棘轮的滑动方向，所述止动面的倾斜角形成为比所述滑动面的倾斜角小。
19.根据权利要求11所述的棘轮式张紧器，其特征在于，相对于所述棘轮的滑动方向， 所述止动面的倾斜角形成为比所述滑动面的倾斜角小。
20.根据权利要求12所述的棘轮式张紧器，其特征在于，相对于所述棘轮的滑动方向， 所述止动面的倾斜角形成为比所述滑动面的倾斜角小。
21.根据权利要求13所述的棘轮式张紧器，其特征在于，相对于所述棘轮的滑动方向， 所述止动面的倾斜角形成为比所述滑动面的倾斜角小。
22.根据权利要求14所述的棘轮式张紧器，其特征在于，相对于所述棘轮的滑动方向， 所述止动面的倾斜角形成为比所述滑动面的倾斜角小。
23.根据权利要求15所述的棘轮式张紧器，其特征在于，相对于所述棘轮的滑动方向， 所述止动面的倾斜角形成为比所述滑动面的倾斜角小。
24.根据权利要求16所述的棘轮式张紧器，其特征在于，相对于所述棘轮的滑动方向， 所述止动面的倾斜角形成为比所述滑动面的倾斜角小。
25.根据权利要求17所述的棘轮式张紧器，其特征在于，相对于所述棘轮的滑动方向， 所述止动面的倾斜角形成为比所述滑动面的倾斜角小。
全文摘要
本发明提供一种棘轮式张紧器，能够使由柱塞和棘轮构成的棘轮结构不发生错误动作、确实且稳定地运行，从而能够在减少吧嗒吧嗒声的同时防止柱塞烧熔。该棘轮式张紧器(100)使棘轮(150)的棘轮齿(151)在齿宽全部区域相对于所述柱塞侧面的齿条齿(122)不会相互歪扭而啮合的啮合调整机构是在防止棘轮(150)的外周面相对于所述棘轮收容孔(113)的内周面旋转的状态下构成的。
文档编号F16H7/08GK102562975SQ20111035544
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月10日 优先权日2010年11月11日
发明者前田宗裕, 吉田修, 榑松勇二 申请人:株式会社椿本链条