推进力赋予装置

摘要

一种推进力赋予装置,将前端抵接在被推进部件上、而且至少在后端的内周具有内螺纹且制成圆筒状的推压体,禁止绕其轴线旋转、但可沿轴线方向移动地支承在固定的外壳上,在前端具有与上述内螺纹旋合的外螺纹部的旋转轴的基端和外壳之间,介设有可绕其轴线旋转地轴向支承该旋转轴的轴承部件,在外壳和旋转轴之间设有使旋转轴沿着使推压体前进的方向弹压的弹簧。旋转轴7和轴承部件8之间的有效摩擦直径d1设计得比外螺纹部7a旋入内螺纹18的旋合部的有效直径d2大,因此,即使由于长期使用摩擦系数降低,也能极力防止推压体急速后退。

说明书

本发明涉及一种推进力赋予装置，将前端抵接在被推进部件上、而且至少在后端的内周具有内螺纹且制成圆筒状的推压体，虽然禁止绕其轴线的旋转，但可沿轴线方向移动，且支承在固定的外壳上，在前端具有与上述内螺纹旋合的外螺纹部的旋转轴基端和外壳之间，介设有可绕其轴线旋转地止推支承该旋转轴的轴承部件，在外壳和旋转轴之间设有使旋转轴沿着使推压体向前进的方向弹压的弹簧，尤其是适合驱动摩托车和四轮汽车发动机凸轮轴的凸轮链条赋予一定张力的张紧轮使用的推进力赋予装置。

这样的现有装置，例如已由日本专利特开平2--66354号公报所公开。

但是，若长期使用这样的推进力赋予装置，有时旋转轴和轴承部件间的摩擦系数、以及螺纹面的摩擦系数会降低，这样的话，当摩擦系数降低，由于来自被推进部件的反力、旋转轴旋转、推压体急速后退，因此凸轮链条的张力降低，根据场合的不同有可能罕见地产生异常噪音。因此，必须即使因长期使用而使上述摩擦系数降低也能防止推压体后退，上述现有的推进力赋予装置为了防止摩擦系数降低，需要注意以推压体的内螺纹以及旋转轴的外螺纹部和基端部为关键部位的构件的加工精度。

本发明是鉴于这样的问题而提出的，其目的是提供一种即使由于长期使用导致摩擦系数降低也能够极力防止推压体急速后退的推进力赋予装置。

为了达到上述目的，根据本发明，推进力赋予装置，将前端抵接在被推进部件上而且至少在后端的内周有内螺纹且制成圆筒状的推压体，允许沿其轴线方向移动而禁止其绕轴线旋转、且支承在固定的外壳上，在前端具有与上述内螺纹旋合的外螺纹部的旋转轴的基端和外壳之间，介设有可绕其轴线旋转地止推支承该旋转轴的轴承部件，在外壳和旋转轴之间，设有使旋转轴沿着使推压体向前进的方向弹压的弹簧，旋转轴和轴承部件之间的有效摩擦直径设计得比外螺纹部旋入内螺纹的旋合部的有效直径大。由此可以增大摩擦系数余量，使其降低到由于来自被推进部件侧的反力使旋转轴能反向旋转的限度，即使由于长期使用也能极力防止推压体后退。

另外，固定在外壳上的轴承部件，由旋转自如地将旋转轴的基端部插入的圆筒部和从该圆筒部的一端沿半径方向内方伸出且与旋转轴的基端滑动接触的环部所构成，环部内周直径设计得比外螺纹部旋入内螺纹的旋合部的有效直径大。因此，即使轴承部件的加工精度存在偏差，也能使旋转轴和轴承部件之间的有效摩擦直径、比外螺纹部旋入内螺纹的旋合部的有效直径大。

另外，外螺纹部和内螺纹的导引角设计成在11．4度以下，由此，再加上旋转轴和轴承部件之间的有效摩擦直径设计得比外螺纹部旋入内螺纹的旋合部的有效直径大，能有效地防止低摩擦系数状态下的推压体的后退。

图1是推进力赋予装置的纵向剖视图。

图2是图1的2-2线的剖视图。

图3是用于说明作用在推压体和旋转轴上的力的图。

图4是表示反转力矩为正的范围的图。

图5是表示由于加工精度的偏差轴承部件的环部制成锥状的状态的主要部位放大图。

首先，在图1，该推进力赋予装置用作给驱动摩托车上的发动机凸轮轴的凸轮链条赋予一定张力的凸轮链条张紧轮，该装置具备：固定在发动机等机器(图未示)上的外壳5；禁止其绕轴线旋转但可以轴向移动地支承在外壳5上的推压体6；与推压体6同轴配置且旋合在该推压体6上的旋转轴7；固定在外壳5上、且止推支承旋转轴7的轴承部件8；设在旋转轴7和外壳5之间、使旋转轴7旋转弹压的盘簧9，推压体6的前端抵接在与凸轮链条(图中未表示)滑动接触着的被推进部件10上。

外壳5在其后端(图1的左端)具有向外侧伸出的凸缘5a、且制成圆筒状，在该外壳5上，从其前端(图1的右端)依次同轴地设有：收纳孔11；直径比收纳孔11小的安装孔12；直径比安装孔12小的螺纹孔13。而且在螺纹孔13上旋合有图未示的螺栓，在螺纹孔13的后端开口边缘周向间隔90度设有4个止动凹部14…。

推压体6由同轴地配置在收纳孔11内、而且前端从外壳5的前端伸出的圆筒体15和由弹簧销17固定在该圆筒体15的前端的柱头16所构成，该柱头16抵接在被推进件10上。而且至少在推压体6的后端、即至少在圆筒体15的后端内周设有内螺纹18。

圆筒体15插通在插通孔20中，该插通孔20设在制成盘状的限制件19的中央。而且在圆筒体15的外表面设有沿其轴线平行延伸的一对平坦面15a、15a，上述插通孔20制成与圆筒体15的外表面形状相对应的形状。因此，圆筒体15和限制件19可以沿圆筒体15的轴线方向相对移动、但绕上述轴线的相对转动被阻止。

在限制件19的周缘部接连设有在其周向上相隔180度间隔的一对卡合爪21a、21a和一对卡合爪21b、21b，使其向半径方向外侧突出，该一对卡合爪21b、21b与上述卡合爪21a、21a在周向上相隔90度间隔而且比卡合爪21a、21a窄小，在外壳5的前端设有卡合这些卡合爪21a、21a、21b、21b的4个止动凹部22a、22a、22b、22b。而且在分别卡在各止动凹部22a、22a、22b、22b上的卡合爪21a、21a、21b、21b上，同时卡有嵌装在外壳5的前端外周的挡圈23，由此限制件19被固定在外壳5上。即，相对限制件19不能绕轴线相对旋转的推压体6虽然禁止绕其轴线旋转，但可以沿轴线方向移动地支承在外壳5上。

旋转轴7从其前端侧依次同轴地接连设有：与推压体6的内螺纹18相啮合的外螺纹部7a、直径比外螺纹部7a小的颈部7b、直径比颈部7b大的弹簧卡合部7c、直径比弹簧卡合部7c大的支承部7d。另一方面，轴承部件8压入、固定在外壳5的安装孔12中，旋转轴7的基端、即支承部7d的端面被该轴承部件8止推支承着。即轴承部件8由圆筒部8a和环部8b所构成，该圆筒部8a压入在安装孔12中、而且旋转自如地将旋转轴7的基端部即支承部7d插入其中，环部8b从该圆筒部8a的一端向半径方向内侧伸出，支承部7d的端面与环部8b滑动接触且被其支承着。

而且旋转轴7和轴承部件8之间的有效摩擦直径d₁设计成比外螺纹7a旋入内螺纹18的旋合部有效直径d₂大，为了使其即使轴承部件8的加工精度存在偏差也能使d₁＞d₂始终成立，环部8b的内周直径d₃设计得比外螺纹部7a旋入内螺纹18的旋合部的有效直径d₂大。另外外螺纹部7a和内螺纹18的导引角α设计成小于11．4度。

在旋转轴7的支承部7d和弹簧卡合部7c上设有开设于支承部7d的端面的止动切口25，围绕弹簧卡合部7c的盘簧9的内端卡合在该止动切口25中。另外，在与弹簧卡合部7c相对应的位置、在外壳5上设有止动切口26，上述盘簧9的外端卡合在该止动切口26中。由于盘簧9的弹簧力，旋转轴7被旋转弹压，其旋转弹压的方向设计成随着旋转轴7的外螺纹部7a与内螺纹18相啮合而使推压体6向前进的方向。

环状的垫板27卡合在旋转轴的弹簧卡合部7c上，在该垫板27和限制件19之间介装有围绕推压体6的圆筒状间隔套管28。这些垫板27和间隔套管28所起的作用是：在被推进部件10设有抵接在推压体6的前端的状态下，阻止旋转轴7和推压体6向前移动。

下面对本实施例的作用进行说明，在被推进部件10没有抵接在推压体6的前端的状态下，图未示的挡块的一端卡合在旋转轴7的止动切口25中，该挡块的另一端与设在螺纹孔13后端开口边缘的4个止动凹部14…中的2个相卡合。因此，即使由于盘簧9的弹簧力、旋转轴7也不会旋转、推压体6也不前进。

在将外壳5固定配置在规定位置、而且被推进部件10配置在推压体6的前方的状态下，当拆下上述挡块时，旋转轴7被盘簧9的弹簧力所驱动而旋转，随之推压体6前进到使其前端的柱头16抵接在被推进部件10上，推进力作用在被推进部件10上。

这样的推力赋予装置当承受来自被推进部件10一侧的反力时，旋转轴7主要由外螺纹部7a和内螺纹18的旋合部的摩擦力、以及旋转轴7和轴承部件8之间的摩擦力而不旋转地支撑着、抑制凸轮链条的乱跳。

参照图3对作用在推压体6和旋转轴7上的力进行说明，当假设外螺纹部7a和内螺纹18的导引角为α、由被推进部件10作用在推压体6上的反力为Q时，在外螺纹部7a和内螺纹18的旋合部的摩擦角ρ是由朝向外螺纹部7a和内螺纹18的旋合部的垂直分力N、与在外螺纹部7a和内螺纹18的旋合部沿周向作用的摩擦力F和反力Q的合力R所成的角度，在外螺纹部7a和内螺纹18的旋合部沿周向作用的摩擦力矩T₁为：

T₁=Q·(d₂／2)·tan(ρ-α)另一方面，在旋转轴7和轴承部件8之间产生的摩擦力矩T₂，当假设旋转轴7和轴承部件8之间的摩擦系数为μ₁时，为：

T₂=Q·μ₁·(d1／2)另外当假设盘簧9给与的力矩为T_s时，在来自被推进部件10的反力Q起作用的状态下，如果还能给旋转轴7一些反方向的旋转力矩的话，表示旋转轴7反向旋转、推压体6后退的反转力矩T可简略地用下式表示：

T=T1+T2+Ts

=Q·(d₂／2)·tan(ρ-α)+Q·μ₁·(d₁／2)+T_s

但是，反力Q直接与凸轮链条的驱动力矩相关，与凸轮链条的驱动力矩同步变化，由于在此探讨旋转轴7不倒退的条件，所以Q取反力的最大值。

在上式中，tan(ρ-α)在α＞ρ的状态下为负值。另外当μ₁=tanρ₁、ρ=ρ₁时，上式为：

T=Q·(d₂／2)·tan(ρ-α)+Q·tanρ·(d₁／2)+T_s

在此研究反力Q很大的情况，当为简便起见，假设T_s=0时，试研究反转力矩T为正值(T＞0)的条件，为了T＞0，则：

d₁·tanρ＞d₂·tan(α-ρ)即必须为：

d₁／d₂＞tan(α-ρ)／tanρ……(1)

另外，当改变外螺纹部7a和内螺纹18的导引角α和摩擦角ρ时，{tan(α-ρ)／tanρ}的值如图4的各曲线所示，满足上述(1)式的范围在图4的各曲线中是斜线所示的一侧。图4在探讨摩擦角ρ变得更小时的情况时表明，与d₁／d₂＜1即d₁＜d₂的情况相比，d₁／d₂＞1即d₁＞d₂的场合，满足上述(1)式的摩擦角ρ较小。也就是说，在由于长期使用摩擦角ρ降低时，与设计成d₁＜d₂的场合相比，设计成d₁＞d₂时更能防止旋转轴7反向旋转、推压体6后退。

基于这一观点，设计成旋转轴7和轴承部件8之间的有效摩擦直径d₁比外螺纹部7a旋入内螺纹18的旋合部的有效直径d₂大。因此，能增大摩擦系数的余量，使其降低到旋转轴7由于来自被推进部件10一侧的反力而能反向旋转的限度。即使是由于长期使用也能极力防止推压体6的后退。由于防止了推压体6的后退，所以能防止凸轮链条产生异常噪音。

另外，设置在轴承部件8一端的环部8b的内周直径d₃设计得比外螺纹部7a旋入内螺纹18的旋合部的有效直径d₂大。因此，如图5所示，即使轴承部件8的加工精度存在偏差、环部8b制成锥状，也能始终使d₁＞d₂成立。

但、外螺纹部7a和内螺纹18的旋合部、以及旋转轴7和轴承部件8之间的摩擦系数被润滑状态、表面粗糙度、表面处理的有无及其种类、以及加工精度所控制，但假设通常的油润滑，上述摩擦系数的经验值一般是0．14。而且当假设通常的油润滑的摩擦系数为μ=0．14时，在d₁＞d₂、摩擦系数在0．14以下的状态下，为了反转力矩T是T＞0，所以如图4所表明的那样，其条件是，外螺纹部7a和内螺纹18的导引角α在15．9度以下。

另外，在采用掺入二硫化钼等低摩擦系数添加剂的油的情况下、以及在施行表面处理情况下的上述摩擦系数的一般经验值是0．1。而且，假设采用掺入低摩擦系数添加剂的油润滑时，其摩擦系数为μ=0．1，此时，在d₁＞d₂、摩擦系数在0．1以下的状态下，为了反转力矩T是T＞0，如图4所表明的那样，必须是外螺纹部7a和内螺纹18的导引角α在11．4度以下。但是，在推导上式(1)时，为简化起见假设盘簧9所给予的力矩T_s为T_s=0，满足T＞0的导引角α虽然比从图4所求得的值稍微小一点，但由于是考虑相对推压体6后退的余置，所以实际应用中也能用从图4求得的导引角α进行判断。

而且，不仅在采用掺入低摩擦系数添加剂的油的场合，在认为由于长期使用外螺纹部7a和内螺纹18的旋合部、以及旋转轴7和轴承部件8之间已形成镜面的场合，可以设想摩擦系数降低到了与采用掺入低摩擦系数添加剂的油的场合相同的程度，使d₁＞d₂且α≤11．4度，在极力防止由于长期使用而引起的推压体6后退、和防止凸轮链条产生异常噪音方面很有效。

以上详细描述了本发明的实施例，但本发明并不仅限于上述实施例，在不脱离权利要求的范围所记载的本发明的情况下也能进行各种变更设计。

例如，本发明不仅仅是凸轮链条张紧轮，而且还可广泛地适用于给被推进部件赋予一定的推进力的推进力赋予装置。

权利要求书

按照条约第19条的修改

1．一种推进力赋予装置，将前端抵接在被推进部件(10)上、而且至少在后端的内周具有内螺纹(18)且制成圆筒状的推压体(6)，禁止绕其轴线旋转、但可沿轴线方向移动地支承在固定的外壳(5)上，在前端具有与上述内螺纹(18)旋合的外螺纹部(7a)的旋转轴(7)的基端和外壳(5)之间，介设有可绕其轴线旋转地止推支承该旋转轴(7)的轴承部件(8)，在外壳(5)和旋转轴(7)之间设有使旋转轴(7)沿着使推压体(6)前进的方向弹压的弹簧(9)，旋转轴(7)和轴承部件(8)之间的有效摩擦直径(d₁)设计得比外螺纹部(7a)旋入内螺纹(18)的旋合部的有效直径(d₂)大，固定在外壳(5)上的轴承部件(8)，由旋转自如地将旋转轴(7)的基端部插入的圆筒部(8a)、和从该圆筒部(8a)的一端向半径方向内侧伸出且与旋转轴(7)的基端滑动接触的环部(8b)所构成，其特征是：上述环部(8b)的内周直径(d₃)设计得比外螺纹部(7a)旋入内螺纹(18)的旋合部的有效直径(d₂)大。

2．一种推进力赋予装置，将前端抵接在被推进部件(10)上、而且至少在后端的内周具有内螺纹(18)且制成圆筒状的推压体(6)，禁止绕其轴线旋转、但可沿轴线方向移动地支承在固定的外壳(5)上，在前端具有与上述内螺纹(18)旋合的外螺纹部(7a)的旋转轴(7)的基端和外壳(5)之间，介设有可绕其轴线旋转地止推支承该旋转轴(7)的轴承部件(8)，在外壳(5)和旋转轴(7)之间设有使旋转轴(7)沿着使推压体(6)前进的方向弹压的弹簧(9)，旋转轴(7)和轴承部件(8)之间的有效摩擦直径(d₁)设计得比外螺纹部(7a)旋入内螺纹(18)的旋合部的有效直径(d₂)大，其特征是：外螺纹部(7a)和内螺纹(18)的导引角设计成在11．4度以下。

3．一种推进力赋予装置，将前端抵接在被推进部件(10)上、而且至少在后端的内周具有内螺纹(18)且制成圆筒状的推压体(6)，禁止绕其轴线旋转、但可沿轴线方向移动地支承在固定的外壳(5)上，在前端具有与上述内螺纹(18)旋合的外螺纹部(7a)的旋转轴(7)的基端和外壳(5)之间，介设有可绕其轴线旋转地止推支承该旋转轴(7)的轴承部件(8)，在外壳(5)和旋转轴(7)之间设有使旋转轴(7)沿着使推压体(6)前进的方向弹压的弹簧(9)，旋转轴(7)和轴承部件(8)之间的有效摩擦直径(d₁)设计得比外螺纹部(7a)旋入内螺纹(18)的旋合部的有效直径(d₂)大，固定在外壳(5)上的轴承部件(8)，由旋转自如地将旋转轴(7)的基端部插入的圆筒部(8a)、和从该圆筒部(8a)的一端向半径方向内侧伸出且与旋转轴(7)的基端滑动接触的环部(8b)所构成，其特征是：上述环部(8b)的内周直径(d₃)设计得比外螺纹部(7a)旋入内螺纹(18)的旋合部的有效直径(d₂)大，外螺纹部(7a)和内螺纹(18)的导引角设定在11．4度以下。