CN1419063A - 用于传动装置的塑料的可动导向件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有优良无噪性和耐磨性、能降低生产成本且能长期地具有较小程度的因磨损而产生的损坏及破裂的塑料可动导向件。在导向主体101的枢轴前端部侧设置了柱塞容纳部分101B，张紧装置的柱塞能够可挤压地与柱塞容纳部分101B相接触，垂直地插入到形成于导向主体101的垂直板部分103中的狭缝107内的加强板108从狭缝开口的端部处稍稍突出。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过可旋转地绕一根轴如张紧杆、滑动件等来安装使用的传动装置的塑料的可动导向件，所述可动导向件用于通过主动侧链轮、从动侧链轮和缠绕在这些链轮上且循环运行的链条来将动力从主动侧传递到从动侧的传动装置中，或者所述可动导向件用于通过主动侧滑轮、从动侧滑轮和缠绕在这些滑轮上且循环运行的皮带来将动力从主动侧传递到从动侧的传动装置中。
背景技术
发动机、驱动装置等通常包括传动装置，其通过链条、皮带等来传递动力，如图15所示。在这种传动装置中，已经使用了具有滑动功能的可动导向件Ga，以对与之滑动接触的循环运行的传送介质CH施加合适的张力，并在与张紧装置T共同操作时防止运行的传送介质CH发生垂直振动和横向振动。此可动导向件Ga通过轴支撑装置P如固定螺栓、销等连接到发动机、驱动装置等的机架E上。在图15中，S1表示主动侧链轮，S2表示从动侧链轮，Gb表示用于引导性限制循环运行的传送介质CH的运行路径的固定导向件。
图10显示了从用于链条传动装置中的塑料的可动导向件(张紧杆)300的一侧看去的平面图，此导向件在已由本发明人提交的专利申请中公开，图11显示了从塑料的可动导向件的底部看去的平面图(日本专利申请No.2000-382798)。
在这种塑料的可动导向件300中，导向主体301包括带有表面与传送介质CH如运行的链条、皮带等滑动接触的支承垫块(shoe)部分302，以及沿导向件的纵向设置于所述支承垫块部分302的背侧上的垂直板部分303，导向主体301由合成树脂整体地模制成，由可加强所述导向主体301的刚性材料制成的加强板308安装到狭缝307中，所述狭缝沿导向件的纵向在所述垂直板部分303的垂直边缘部分上打开。另外，在垂直板部分303的固定端部侧设有用于安装到发动机、驱动装置等的机架上的安装孔305，在加强板308的一个端部侧还设有通孔308A，其通过轴支撑装置如固定螺栓等与导向主体301中的安装孔305定位并紧固在一起，所述加强板308安装到狭缝307中。
在上述塑料的可动导向件300中，包括有支承垫块部分302和垂直地设置于支承垫块部分302的背侧上的垂直板部分303的导向主体301由合成树脂整体地模制成，合成树脂为塑料。导向主体301具有滑动功能，因此不必设置其它支承垫块。因此，可以减少零件数目和生产工序的数目。另外，由于在垂直边缘上开口的狭缝307沿导向件的纵向形成于导向主体301内的垂直板部分303中，而且加强板308安装到狭缝307中，因此加强板308可设置成能增加塑料可动导向件在枢轴转动方向上的强度(截面模数)。结果，可以显著地提高抗弯刚度、韧性和强度。
在这种传统的用于传动装置的塑料可动导向件300中，没有详尽地考虑导向主体301和加强板308的各自的大小和形状之间的关系，在设计中安装孔305的直径被设定为与通孔308A的直径相同。然而，在加强板308已经安装到导向主体301中时，制造加工精度的偏差和材料热膨胀系数之间的差异等会使加强板308从导向主体的一端上稍稍突出，或者相反地，由于加强板308比导向主体301稍小，因此这就使得加强板308从导向主体的一端上缩回。因此，由于这种偏差而引起了各种情况。
当上述用于传动装置的塑料可动导向件与发动机机架相连接并用作张紧杆时，会产生与采用只由塑料制成的塑料可动导向件时相比更大噪音的情况。因此，希望在无噪性方面做出改进。
另外，存在着由合成树脂整体模成的导向主体发生磨损和恶化且最终因与柱塞的碰撞而达到破裂的危险。因此，为了提高导向主体的耐磨性，必须在所使用的合成树脂中添加纤维，或者使合成树脂进行交联处理等，这将导致生产成本增加。
另外，本发明人研究并分析了用于传动装置的塑料可动导向件产生噪音的原因以及导向主体磨损和损坏的原因。作为结果，发明人发现，在所有塑料的可动导向件中不会以相同方式发生上述问题，然而当加强板的端部如图12(a)所示地在柱塞容纳部分内从导向主体上缩回时，每当柱塞310撞击导向主体301，插入到导向主体301的狭缝307中的加强板308会在狭缝中上下运动，结果，加强板的端部与柱塞的前表面如图12(b)所示地以一个相对角度相互接触，产生了比在通常状态下柱塞的前表面和加强板的端部之间接触的情况中更高的金属噪音。另外，发明人还发现，在导向主体301的狭缝307中上下运动的加强板308的另一端部会如图12(a)所示地撞击支承垫块部分302的后表面，这就导致了损坏的产生，例如在支承垫块部分302的合成树脂中出现裂纹等。
另外，如图10所示，用于传动装置的塑料可动导向件300的柱塞容纳部分301B的形状是一条直线。因此，柱塞前端和柱塞容纳部分之间的接触角度因可动导向件的使用而变化，而且如图13(a)和13(b)所示，柱塞前端和柱塞容纳部分之间的接触面积逐渐减小，使得载荷集中在柱塞容纳部分的一个端部上。因此，本发明人已经发现，此载荷集中是加剧柱塞容纳部分的磨损的一个原因。另外，已经清楚，在采用用于传动装置的塑料导向件时会施加振动等，可动导向件或柱塞在相对于纵向方向的垂直方向上倾斜，而且如图14所示，载荷集中在加强板端部的一角，使得加强板的磨损加剧。
发明内容
因此，本发明的目的是解决塑料可动导向件的上述现有技术中的问题，并提供一种具有优良无噪性、能降低生产成本且能长期抑制加强板的磨损的塑料可动导向件。
为了实现所述目的，提出了一种具有本发明的特征1的用于传动装置的塑料的可动导向件，其中包括带有表面与运行的链条、皮带等滑动接触的支承垫块部分以及沿导向件的纵向设置于所述支承垫块部分的背侧上的垂直板部分的导向主体由合成树脂整体地模制成，用于加强所述导向主体的加强板安装到狭缝中，所述狭缝在垂直板部分的垂直边缘部分上打开并形成于导向件的纵向上，在所述垂直板部分的固定端部侧上设置了用于将所述塑料可动导向件安装在发动机、驱动装置等的机架上的安装孔，而且在所述加强板的一个端部侧上设置了通孔，其与安装孔一起以接合状态定位于狭缝中且固定螺栓或固定销从其中穿过，其特征在于，所述导向主体的枢轴端部侧上具有柱塞容纳部分，张紧装置的柱塞可与所述柱塞容纳部分可挤压地相接触，而且所述加强板从所述柱塞容纳部分中的所述狭缝开口的一个端部处突出。
根据特征2的发明，除根据特征1的发明的结构外，其特征在于，所述加强板的侧面形状形成为无论由所述柱塞容纳部分和所述柱塞形成的接触角度如何，在柱塞容纳部分内的所述加强板的端面和所述柱塞的端面之间的接触状态均可以保持固定的接触面积。
根据特征3的发明，除根据特征2的发明的结构外，其特征在于，所述柱塞容纳部分内的所述加强板的侧面形状为突出的圆弧。
根据特征4的发明，除根据特征2的发明的结构外，其特征在于，所述柱塞容纳部分内的所述加强板的侧面形状为凹进的圆弧。
根据特征5的发明，除根据特征1到4发明的的结构外，其特征在于，所述柱塞容纳部分内的加强板端部在垂直于纵向的剖面中的形状为大致圆弧、端面斜切角或端面圆角中的任一种形状。
在本发明中，形成导向主体的塑料的材料并无特别限制。然而，由于导向主体与链条、皮带等滑动接触的表面具有用作支承垫块的功能，因此材料最好是所谓的工程塑料，例如具有优良耐磨性和润滑性能的聚酰胺类树脂。另外，可以单独地使用纤维增强塑料或者将其与另一种塑料共同地使用来作为此材料。另外，如果加强板具有塑料可动导向件所需的抗弯刚度和强度，那么加强板的材料并无特别限制。然而，优选使用铁基金属如铸铁、不锈钢等，有色金属如铝、镁、钛等，工程塑料如聚酰胺类树脂等，以及纤维增强塑料。
由于根据本发明的用于传动装置的塑料可动导向件具有上述的装置结构，因此可以得到下述独特的效果。
首先，根据特征1的用于传动装置的塑料可动导向件，在位于导向主体的枢轴前端部侧上且与张紧装置的柱塞可挤压地接触的柱塞容纳部分中，垂直插入到形成于导向主体的垂直板部分中的狭缝内的加强板从狭缝开口的端部处稍稍突出。因此，由于柱塞的前后运动由加强板端部来可靠地承受，不会因加强板在导向主体内上下运动而在加强板端部和柱塞前端之间发生较高相对速度的接触，金属噪音的产生也得到抑制。
另外，根据特征1的用于传动装置的塑料可动导向件，由于不会因加强板在导向主体的上下运动而产生加强板的另一端部与导向主体内的支承垫块部分的后表面的撞击，因此可以显著地减少支承垫块部分内的裂纹和磨损。
根据特征2的用于传动装置的塑料可动导向件，除了可以得到根据特征1的用于传动装置的塑料可动导向件的效果外，所述加强板的侧面形状形成为无论由所述柱塞容纳部分和所述柱塞形成的接触角度如何，柱塞容纳部分内的所述加强板的端面和所述柱塞的端面之间的接触状态均可以保持固定的接触面积。即使随着导向件的使用柱塞容纳部分和柱塞前端部分之间的接触角度因传送介质如链条等的伸长而发生变化，在加强板的端部和柱塞的前端表面之间也可以保持柱塞容纳部分内的固定接触面积。因此，不会在某一位置上产生接触压力集中，而且加强板端部的磨损恶化得到抑制。
根据特征3或4的用于传动装置的塑料可动导向件，除了可以得到根据特征2的用于传动装置的塑料可动导向件的效果外，所述柱塞容纳部分内的所述加强板的侧面形状为突出的圆弧或凹进的圆弧，这是十分简单的形状。因此，在加强板的端部和柱塞的前端表面之间的柱塞容纳部分内的接触面积保持在一个固定值，无须进行特殊的处理工序。
根据特征5的用于传动装置的塑料可动导向件，除了可以得到根据特征1到4的用于传动装置的塑料可动导向件的效果外，所述柱塞容纳部分内的加强板端部在垂直于纵向的剖面中的形状为大致圆弧、端面斜切角或端面圆角中的任一种形状。因此，振动施加在可动导向件或张紧装置的柱塞上，使得即使可动导向件或柱塞稍稍倾斜，也可以避免在加强板端部的角部处发生载荷集中，从而长期地抑制加强板的磨损。
附图说明
图1是根据本发明的示例1的可动导向件的装配说明图。
图2是图1所示导向主体的底面侧的平面图。
图3是沿图1中线A-A的剖视图。
图4是沿图1中线B-B的剖视图。
图5是沿图1中线C-C的剖视图，其中柱塞与图1中枢轴前端部分侧上的柱塞容纳部分101B相接触。
图6是根据本发明的示例2的可动导向件的加强板的平面图。
图7是图6所示加强板的平面图，其中加强板具有接触角度。
图8是显示了本发明示例2的加强板的另一实施例的平面图。
图9是本发明示例3的导向板的柱塞容纳部分的剖面图。
图10是传统的可动导向件的平面图。
图11是传统的导向主体的底面侧的平面图。
图12是用于说明传统可动导向件的问题的柱塞容纳部分的剖面图。
图13是用于说明传统可动导向件的另一问题的加强板的侧视图。
图14是用于说明传统可动导向件的另一问题的柱塞容纳部分的剖面图。
图15是发动机室内的用于传动装置的导向件的设置图。
在图中各标号的含义如下：100，300塑料的可动导向件；101，201，301导向主体；101A，301A固定端侧；101B，301B枢轴前端侧(柱塞容纳部分)；102，202，302支承垫块部分；103，303垂直板部分；103’，303’加强肋；104，304凸缘；104A突出部分；105，305安装孔；106，306凸台部分；107，307狭缝；108，208，308加强板；108A，308A通孔；109固定部分；109A枢轴部分；110，210，310柱塞；CH传送介质；E机架；Ga可动导向件；Gb固定导向件；P轴支撑装置；S1主动侧链轮；S2从动侧链轮。
具体实施方式
下面将根据示例1并参考图1到5来介绍本发明的一个实施例。图1显示了在链条传动装置中使用的塑料可动导向件100的装配状态。可动导向件100通过将加强板108沿箭头方向插入到导向主体101中而形成。图2是图1所示的塑料可动导向件的底面侧的平面图。图3是沿图1中线A-A的剖视图。图4是沿图1中线B-B的剖视图。另外，图5显示了沿线C-C的剖视图，其中柱塞110与设于图1所示塑料可动导向件的枢轴前端侧上的柱塞容纳部分101B相接触。
此导向主体101是由合成树脂整体地模制成的塑料主体，包括具有与运行链条在一个表面侧滑动接触的滑动表面的支承垫块部分102，以及沿导向件的纵向垂直地设置于支承垫块部分102的背侧上的垂直板部分。另外，导向主体101还包括在此垂直板部分103的垂直边缘部分上形成的凸缘104，以及具有用于将导向件安装到发动机、驱动装置等的机架上的安装孔105的凸台部分106。另外，此垂直板部分103具有桁架形的加强肋103’，以及沿导向件的纵向在凸缘104侧上的垂直边缘部分处打开的狭缝107。
从图3到5中可以看出，狭缝107整体地形成于相对于支承垫块部分102垂直设置的垂直板部分103内。然后为了加强导向主体101，在此狭缝107内从相反侧到支承垫块部分102上安装了加强板108，其具有用于固定螺栓等的通孔。
另外，在导向主体101的枢轴前端侧部分上形成了柱塞容纳部分101B，张紧装置的柱塞110能够可挤压地与此柱塞容纳部分101B相接触。如图5所示，加强板108设置成从狭缝开口的端部处稍稍突出。用语“稍稍突出”并无特别的规定，只要柱塞的前端部分与加强板108的端部相接触，加强板不会在导向主体内上下运动，而且柱塞的前后运动能可靠地传递到柱塞容纳部分101B上。然而，希望在图5所示中突出部分的高度h与突出部分的宽度w(即狭缝107的宽度)之比(h/w)小于1。示例1采用了宽度w为3mm、高度h为0.5mm的加强板108，即h/w之比为0.17。
另外，柱塞容纳部分的形状并无特别限制。然而为了防止因塑料可动杆的横向振动而引起柱塞的前端部分从柱塞容纳部分101B中脱离，最好在凸缘104的端部处形成一个用于防止横向移动的突出部分104A，如图5所示。
另外，虽然在此示例中加强板108只从狭缝开口的端部处突出到柱塞容纳部分101B内，然而加强板108也可以沿整个可动导向件从狭缝开口的端部处突出。
安装有加强板108的塑料可动导向件可安装到发动机、驱动装置等的机架上，这是通过采用如图3所示的带有枢轴部分109A的固定螺栓(台阶螺栓)109或机架上的固定销采用使固定螺栓或销穿过导向主体101和加强板108的方式来实现的。
在这种情况下，即使导向主体101和加强板108的热膨胀系数之间存在差异，由于通过用固定螺栓109或固定销就可将加强板108一侧上的通孔108A定位并安装到狭缝107中，而且导向主体101和加强板108在导向件的纵向上处于自由状态从而可以吸收形状变形，因此，加强板108不会破裂。
下面将参考图6和7来介绍作为本发明另一实施例的示例2。图6和7显示了安装并插入到塑料可动导向件的导向主体中的加强板208，加强板208在与柱塞前端部分相接触的部分处的侧面形状为突出的圆弧。特别是，图6显示了正常时间下加强板208和柱塞210之间的接触状态，图7显示了在塑料可动导向件和柱塞之间的接触角度因使用过程中的链条伸长而发生变化时加强板208和柱塞210之间的接触状态。从图6和7中可明显看出，通过使与柱塞的前端部分相接触的加强板208的侧面形状形成为突出的圆弧，可以总是保持固定的接触面积，不会使载荷集中在加强板208端部的某一位置上，即使塑料可动导向件和柱塞之间的接触角度发生变化时也是如此。结果，可以抑制加强板的磨损。在此示例中侧面形状设定为突出的圆弧。然而如图8所示，在柱塞210的前端部分为圆弧时，即使加强板的208的侧面形状设定为凹进的圆弧，也能得到相同的效果。
另外，将参考图9来介绍作为本发明另一实施例的示例3。图9显示了塑料可动导向件的柱塞容纳部分的剖视图。在示例3中，由于安装并插入到导向主体201中的加强板208端部的角部设定成截面为大致圆弧，即使可动导向件和柱塞210侧向倾斜，柱塞的前端部分也不会在端部的位置处与加强板208的侧部相接触，从而总是能保持固定的接触面积。在示例3中，虽然加强板208端部的角部设定成大致圆弧，但它也可以是在角部的斜切角形状或圆角形状。
如上所述，根据特征1的用于传动装置的塑料可动导向件，在位于导向主体的枢轴前端部分侧上且与张紧装置的柱塞可挤压地接触的柱塞容纳部分中，垂直插入到形成于导向主体的垂直板部分中的狭缝内的加强板从狭缝开口的端部处稍稍突出。因此，由于柱塞前端部分的前后运动可由加强板的端部来可靠地承受，不会因加强板在导向主体内上下运动而在加强板端部和柱塞前端之间发生较高相对速度的接触，金属噪音的产生也得到抑制，从而有助于降低发动机的噪音。另外，由于不会因加强板在导向主体的上下运动而产生加强板的另一端部与导向主体内的支承垫块部分的后表面的撞击，因此可以显著地减少支承垫块部分内的裂纹和磨损，从而可以得到更长使用寿命的可动导向件。
另外，垂直板部分的固定端部侧上设有用于将导向件安装在发动机、驱动装置等的机架上的安装孔，而且在加强板的一个端部侧上设置了通孔，其用于与安装孔一起并以接合状态定位于狭缝中并使固定螺栓或固定销从其中穿过。因此，即使导向主体和加强板的热膨胀系数之间存在差异，由于通过用固定螺栓或固定销就可将加强板一侧上的通孔定位并安装到狭缝中，而且导向主体和加强板在导向件的纵向上处于自由状态从而可以吸收形状变形，因此，加强板不会破裂。
根据特征2的用于传动装置的塑料可动导向件，除了可以得到根据特征1的用于传动装置的塑料可动导向件的效果外，所述加强板的侧面形状形成为无论由所述柱塞容纳部分和所述柱塞形成的接触角度如何，柱塞容纳部分内的所述加强板的端面和所述柱塞的端面之间的接触状态均可以保持固定的接触面积。即使随着导向件的使用柱塞容纳部分和柱塞的前端部分之间的接触角度因传送介质如链条等的伸长而发生变化，在加强板的端部和柱塞的前端部分之间也可以保持位于柱塞容纳部分中的固定接触面积。因此，不会在某一位置上产生接触压力集中，而且加强板端部的磨损恶化得到抑制。
根据特征3或4的用于传动装置的塑料可动导向件，除了可以得到根据特征2的用于传动装置的塑料可动导向件的效果外，所述柱塞容纳部分内的所述加强板的侧面形状为突出圆弧或凹进圆弧，这是十分简单的形状。因此，在加强板的端部和柱塞的前端表面之间的柱塞容纳部分中的接触面积保持在一个固定值，无须进行特殊的处理工序。
根据特征5的用于传动装置的塑料可动导向件，除了可以得到根据特征1到4的用于传动装置的塑料可动导向件的效果外，所述柱塞容纳部分内的加强板端部在垂直于纵向的剖面中的形状为大致圆弧、端面斜切角或端面圆角中的任一种形状。因此，振动施加在可动导向件或张紧装置的柱塞上，使得即使可动导向件或柱塞稍稍倾斜，也可以避免在加强板端部的角部处发生载荷集中，从而长期地抑制加强板的磨损。
Claims (5)
1.一种用于传动装置的塑料的可动导向件，其中包括了带有表面与运行的链条、皮带等滑动接触的支承垫块部分以及沿所述导向件的纵向设置于所述支承垫块部分的背侧上的垂直板部分的导向主体由合成树脂整体地模制成，可加强所述导向主体的加强板安装到狭缝中，所述狭缝在所述垂直板部分的垂直边缘部分上打开并形成于所述导向件的纵向上，在所述垂直板部分的固定端部侧设置了用于将所述塑料可动导向件安装在发动机、驱动装置等的机架上的安装孔，而且在所述加强板的一个端部侧设置了通孔，其与所述安装孔一起以接合状态定位于所述狭缝中，并且固定螺栓或固定销从所述通孔中穿过，其特征在于，
所述导向主体的枢轴端部侧上具有柱塞容纳部分，张紧装置的柱塞可与所述柱塞容纳部分可挤压地相接触，所述加强板从所述柱塞容纳部分中的所述狭缝开口的一个端部处突出。
2.根据权利要求1所述的用于传动装置的塑料的可动导向件，其特征在于，所述加强板的侧面形状形成为无论所述柱塞容纳部分和所述柱塞形成的接触角度如何，所述柱塞容纳部分内的所述加强板的端面和所述柱塞的端面之间的接触状态均可以保持固定的接触面积。
3.根据权利要求2所述的用于传动装置的塑料的可动导向件，其特征在于，所述柱塞容纳部分内的所述加强板的侧面形状为突出的圆弧。
4.根据权利要求2所述的用于传动装置的塑料的可动导向件，其特征在于，所述柱塞容纳部分内的所述加强板的侧面形状为凹进的圆弧。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的用于传动装置的塑料的可动导向件，其特征在于，所述柱塞容纳部分内的加强板端部在垂直于纵向的剖面中的形状为大致圆弧、端面斜切角部或端面圆角中的任一种形状。
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