CN107208773A - 链轮和弹性履带驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种链轮(10)，其能够与位于有弹性的无端带状体(21)的多个芯骨(22)接合，其中在所述链轮(10)的齿(12)的齿面(F)，以该齿(12)的中心线(O₂)为边界的至少一侧的齿基的一部分是齿基面(21b)，所述齿基面(21b)以朝向齿顶面(12d)接近所述齿(12)的中心线(O₂)的方式，相对于所述齿(12)的中心线(O₂)以在0°以上至7.5°以下的范围的角度(A)倾斜。

Description

链轮和弹性履带驱动机构

技术领域

本公开涉及链轮和弹性履带驱动机构。

背景技术

已知用于通过使链轮与位于有弹性的无端带状体的多个接合部(芯骨)接合来驱动无端带状体的技术。一种这样的技术通过将芯骨的位于链轮侧的外表面设置成半圆形截面形状，并且接合并陷入链轮的位于齿根附近的区域的仅一少部分，防止了因驱动力或被卡着的异物导致的齿跳(例如，参见专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-152851号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，通过将芯骨的接合面设置成半圆形截面形状，并且通过使芯骨与链轮的仅一少部分接合，芯骨与链轮之间的接触面积是小的，从而会有大的载荷置于链轮。利用该结构，链轮中的磨耗倾向于增大。

因此，提供减轻了链轮的磨耗的链轮和弹性履带驱动机构是有帮助的。

用于解决问题的方案

为此，根据本公开的链轮能够与位于有弹性的无端带状体的多个接合部接合，其中在所述链轮的齿的齿面，位于该齿的中心线的至少一侧的齿基的一部分是齿基面，所述齿基面以朝向齿顶面接近所述齿的中心线的方式，相对于所述齿的中心线以在0°以上至7.5°以下的范围的角度倾斜。

减轻了根据本公开的链轮的磨耗。

在根据本公开的链轮中，在所述齿面，位于所述齿基面与所述齿顶面之间的齿端面以朝向所述齿顶面接近所述齿的中心线的方式，相对于所述齿的中心线以在22.5°以上至35°以下的范围的角度倾斜。在这种情况下，齿端面朝向齿顶面渐缩。因而，从链轮开始与位于无端带状体的接合部接合时起到接合完成止，或者从与接合部接合起到接合解除止，能够防止接合部与齿端面之间的接触。另外，侵入的任何异物均不大可能陷入。因此，能够可靠地减慢磨耗的进展。

在根据本公开的链轮中，所述齿端面的连接到所述齿顶面的连接部分可以是朝向所述齿的外侧凸出的弯曲面。在这种情况下，从链轮开始与位于无端带状体的接合部接合时起到接合完成止，或者从与接合部接合起到接合解除止，在链轮中的齿的齿端面中的位于齿顶面附近的部分，也能够更可靠地防止与接合部接触。因而，能够更可靠地减慢磨耗的进展。

在根据本公开的链轮中，所述齿基面与所述齿端面之间的连接部分可以朝向所述齿的外侧凸出。在这种情况下，当链轮开始与位于无端带状体的接合部接合时，或者在与接合部解除接合时，避免了连接部分与接合部之间的接触，由此甚至更可靠地减慢了磨耗的进展。

根据本公开的弹性履带驱动机构包括任一前述的链轮和具有位于有弹性的无端带状体的多个接合部的弹性履带，所述接合部能够与所述链轮接合，其中在所述链轮的所述齿面，位于该链轮的齿底面与所述齿基面之间的根面是朝向所述齿的内侧凹陷的弯曲面，所述接合部的至少一部分是朝向该接合部的外侧凸出的弯曲面，并且所述链轮的所述根面的弯曲面的形状与所述接合部的所述弯曲面的形状彼此对应。根据本公开的弹性履带驱动机构增大了链轮与位于无端带状体的接合部之间的接触面积，由此通过减小因驱动力而产生的应力改善了链轮的耐久性。

发明的效果

根据本公开，能够提供磨耗被减轻的链轮以及使用该磨耗被减轻的链轮的弹性履带驱动机构。

附图说明

图1A是示意性地示出根据实施方式1的链轮中的一个齿的放大侧视图；

图1B是示意性地示出作为弹性履带的与图1A中的链轮接合的接合部的示例的芯骨的侧视图；

图2是示意性地示出根据本公开一实施方式的使用图1A的链轮的弹性履带驱动机构中的弹性履带的截面的侧视图；

图3是示意性地示出在图2的弹性履带驱动机构中当链轮沿一个方向转动时由芯骨画出的轨迹的解析图；

图4是示意性地示出在图2的弹性履带驱动机构中当链轮沿另一方向转动时由芯骨画出的轨迹的解析图；以及

图5是示意性地示出根据实施方式2的链轮中的一个齿的放大侧视图。

具体实施方式

参照附图，以下说明根据本公开的链轮的各种实施方式以及使用该链轮的弹性履带驱动机构的实施方式。如以下提及的，弹性履带的宽度方向与无端带状体21的宽度方向相同。

图1A示出了根据实施方式1的链轮10。链轮10包括：圆盘11，其作为转动构件；和多个齿12(图1A中仅示出了一个齿12)，其间隔开地配置在圆盘11的周向上。在本实施方式中，圆盘11的外周面11a形成齿底面(齿底面11a)。此外，如图1A所示，本实施方式中的齿12关于齿12的中心线O₁(穿过链轮10的转动中心并将齿12的齿顶面12d在圆盘11的周向上二等分的线)对称。齿12包括从齿底面11a朝向齿顶面12d渐缩的两个齿面F。

在本实施方式中，两个齿面F均具有连接到齿底面11a的根面12a。本实施方式中的齿根面12a均为从齿底面11a朝向齿12的内侧(朝向齿12的中心线O₁)凸出的弯曲面。本实施方式中的各齿根面12a均形成为具有曲率半径r_a的弯曲面。曲率半径r_a可以在10mm至20mm的范围内(10mm≤r_a≤20mm)。具体的曲率半径r_a的示例为15mm。

在本实施方式中，两个齿面F均具有连接到根面12a的齿基面12b。如图1A所示，齿基面12b以朝向齿顶面12d、接近齿12的中心线O₁的方式相对于中心线O₁以角度A₁倾斜。在本实施方式中，齿基面12b形成为平坦面。角度A₁在从0°至7.5°的范围(0°≤A₁≤7.5°)。换言之，本实施方式中的两个齿基面12b的张角(opening angle)2A₁在从0°至15°的范围(0°≤2A₁≤15°)。在采用该范围的情况下，齿基面12b垂直于或近似垂直于齿底面11a地立起。更详细地，本实施方式中的齿基面12b形成为相对于齿12的中心线O₁以角度A₁＝6°倾斜的平坦面，并且整个齿12的张角2A₁为12°。

在本实施方式中，两个齿面F均具有连接到齿基面12b的齿端面12c。如图1A所示，齿端面12c以朝向齿顶面12d、接近齿12的中心线O₁的方式相对于中心线O₁以角度A₂倾斜。齿端面12c形成为平坦面。角度A₂可以在22.5°至35°的范围内(22.5°≤A₂≤35°)。换言之，两个齿端面12c的张角2A₂可以在45°至70°的范围内(45°≤2A₂≤70°)。本实施方式中的齿端面12c形成为相对于齿12的中心线O₁以角度A₂＝30°倾斜的平坦面，并且整个齿12的张角2A₂为60°。

本实施方式中的两个齿基面12b均是弯曲的，使得连接到齿端面12c的连接部分12b₁朝向齿12的外侧(远离齿12的中心线O₁)凸出。本实施方式中的齿基面12b的连接到齿端面12c的连接部分12b₁形成为具有曲率半径r_b的弯曲面。曲率半径r_b可以在5mm至15mm的范围内(5mm≤r_b≤15mm)。具体的曲率半径r_b的示例为10mm。

本实施方式中的两个齿端面12c均弯曲成连接到齿顶面12d的连接部分12c₁朝向齿12的外侧(在本实施方式中，远离齿12的中心线O₁)凸出。本实施方式中的齿端面12c的连接到齿顶面12d的连接部分12c₁形成为具有曲率半径r_c的弯曲面。曲率半径r_c可以在5mm至15mm的范围内(5mm≤r_c≤15mm)。具体的曲率半径r_c的示例为5mm。

本实施方式中的齿顶面12d是与齿12的中心线O₁正交的平坦面。穿过链轮10的齿顶面12d的圆的直径φ_d(齿顶圆直径)和穿过齿底面11a的圆的直径φ_a(齿底圆直径)可以适当地改变。对于齿顶圆直径φ_d，示例为485mm，对于齿底圆直径φ_a，示例为419mm。

接下来，图2示出了根据本公开实施方式的使用图1A的链轮10的弹性履带驱动机构100。在以下解释中，将在图中链轮10逆时针转动时的转动方向指定为前进转动方向D_f，将链轮10顺时针转动时的转动方向指定为后退转动方向D_b。在图2中的链轮10的两个齿12之中，将朝向左侧的齿12指定为左侧齿(前进转动方向侧的齿)，将朝向右侧的齿12指定为右侧齿(后退转动方向侧的齿)。此外，在齿12的两个齿面F之中，将朝向左侧的齿面F指定为前进转动方向侧的齿面F，将朝向右侧的齿面F指定为后退转动方向侧的齿面F。

附图标记20表示具有芯骨的弹性履带。弹性履带20包括有弹性的无端带状体21和多个芯骨(接合部)22。无端带状体21是无端的带状构件。本实施方式的无端带状体21例如通过使橡胶材料硫化而形成。芯骨22在周向上间隔开地布置在无端带状体21的内周侧。在本实施方式中，多个收纳部23在无端带状体21的延伸方向上间隔开地形成于无端带状体21。本实施方式中的收纳部23均形成在沿无端带状体21的周向布置的芯骨22之间。

如图2所示，芯骨22均包括边缘面22a、成角面22b和底面22c。各芯骨22均沿弹性履带20的宽度方向(垂直于附图的方向)延伸。芯骨22由诸如铁等的金属材料构成、通过铸造或锻造而形成并通过硫化粘接等方式在无端带状体21的内周面固定就位。在本实施方式中，如图1B所示，芯骨22被形成为当从侧方观察时截面轮廓关于芯骨22的中心线O₂(将芯骨22的边缘面22a在弹性履带20的转动方向(进退方向)上二等分的线)对称。另外，如图2所示，芯骨22的底面22c埋设在无端带状体21的外周侧，边缘面22a布置在无端带状体21的内周侧。

如图1B所示，本实施方式中的芯骨包括两个成角面22b，成角面22b在进退方向上间隔开、沿宽度方向延伸。如图1B所示，两个成角面22b从底面22a朝向边缘面22a渐缩。各成角面22b均是朝向芯骨22的外侧(在本实施方式中，远离芯骨22的中心线O₂)凸出的弯曲面。本实施方式中的两个成角面22b均形成为具有曲率半径R_b的弯曲面。曲率半径R_b可以在10mm至20mm的范围内(10mm≤r_b≤20mm)。具体的曲率半径R_b的示例为15mm。此外，在本实施方式中，连接到两个成角面22b的边缘面22a是与芯骨22的中心线O₂正交的平坦面。

在本实施方式中，如图2所示，当弹性履带20绕着链轮10卷绕时，链轮10的齿12收纳在形成于弹性履带20的无端带状体21的收纳部23中，而弹性履带20的芯骨22均收纳在形成于两个齿12之间的齿槽中。在本实施方式中，当链轮10沿前进转动方向D_f转动时，主要是链轮10中的右侧齿12的前进转动方向侧的齿面F与芯骨22接合。在本实施方式的弹性履带20中，芯骨22的边缘面22a与两个成角面22b一起用作链轮10的接合面。

参照图3和图4，说明使用图1A和图2所示的链轮10的弹性履带20的驱动机构100的操作。

图3示出了当通过使链轮10沿前进转动方向D_f转动来驱动弹性履带20时，芯骨22相对于链轮10的轨迹。在使链轮10沿前进转动方向D_f转动时，弹性履带20绕着链轮10卷绕，从而使弹性履带20的芯骨22在沿着渐开曲线移动的同时，沿着箭头d₁垂直地进入形成在链轮10的两个齿12之间的齿槽。

在本实施方式中，链轮10中的齿12的齿基面12b以角度A₁相对于齿12的中心线O₁倾斜。该角度A₁在从0°至7.5°的范围(0°≤A₁≤7.5°)。在这种情况下，即使绕着弹性履带20卷绕的芯骨22沿着渐开曲线移动，芯骨22也会在减少与链轮10中的左侧齿12的后退转动方向侧的齿基面12b的接触以及减少与右侧齿12的前进转动方向侧的齿基面12b的接触的同时，垂直地进入形成在两个齿12之间的齿槽。然后，芯骨22的位于图3中的右侧的成角面22b(后退转动方向侧的成角面)卡在并接合链轮10中的右侧齿12的前进转动方向侧的根面12a。换言之，在本实施方式中，弹性履带20的芯骨22能够在几乎不接触链轮10中的齿12的齿基面12b的同时与链轮10接合。结果，通过经由链轮10将驱动力传递到弹性履带20，链轮10能够沿前进转动方向D_f驱动弹性履带20。

在使链轮10进一步转动时，被卷绕的弹性履带20在链轮10的下侧(未示出)与链轮10解除卷绕。此时，当弹性履带20的芯骨22在芯骨22与链轮10的齿12已经接合之后脱离链轮10的齿槽时，芯骨22会沿着渐开曲线沿箭头d₂的方向描绘轨迹。通过描绘该轨迹，当被卷绕的弹性履带20与链轮10解除卷绕时，芯骨22也与链轮10中的齿12的齿基面12b较少接触。因此，在使链轮10进一步转动时，弹性履带20的芯骨22也能够在几乎不与链轮10中的齿12的齿基面12b接触的情况下解除与链轮10的接合。

图4示出了当通过使链轮10沿后退转动方向D_b转动来驱动弹性履带20时，芯骨22相对于链轮10的轨迹。在使链轮10沿后退转动方向D_b转动时，弹性履带20沿图3中的相反方向绕着链轮10卷绕，从而使芯骨22在从图3中的相反侧沿着渐开曲线移动的同时，沿着箭头d₁垂直地进入形成在链轮10的两个齿12之间的齿槽。

在本实施方式中，链轮10中的齿12的齿基面12b以角度A₁倾斜。该角度A₁在从0°至7.5°的范围(0°≤A₁≤7.5°)。因此，还在这种情况下，即使绕着弹性履带20卷绕的芯骨22沿着渐开曲线移动，芯骨22也会在减少与链轮10中的右侧齿12的前进转动方向侧的齿基面12b接触以及减少与左侧齿12的后退转动方向侧的齿基面12b接触的同时，垂直地进入形成在两个齿12之间的齿槽。然后，芯骨22的位于图4中的左侧的成角面22b(前进转动方向侧的成角面)卡在并接合链轮10中的左侧齿12的后退转动方向侧的根面12a。换言之，在本实施方式中，即使当链轮10沿后退转动方向D_b转动时，弹性履带20的芯骨22也能够在几乎不接触链轮10中的齿12的齿基面12b的同时与链轮10接合。结果，通过经由链轮10将驱动力传递到弹性履带20，链轮10能够沿后退转动方向D_b驱动弹性履带20。

在使链轮10进一步转动时，被卷绕的弹性履带20在链轮10的下侧(未示出)与链轮10解除卷绕。此时，当弹性履带20的芯骨22在芯骨22与链轮10的齿12已经接合之后脱离链轮10的齿槽时，芯骨22会沿着渐开曲线沿箭头d₂的方向描绘轨迹。通过描绘该轨迹，当被卷绕的弹性履带20与链轮10解除卷绕时，芯骨22也与链轮10中的齿12的齿基面12b较少接触。因此，在使链轮10进一步转动时，弹性履带20的芯骨22也能够在几乎不与链轮10中的齿12的齿基面12b接触的情况下解除与链轮10的接合。

以这种方式，利用根据本实施方式的链轮10和弹性履带驱动机构100，在链轮10的齿12的齿面F，位于齿12的中心线O1的至少一侧的齿基的一部分是齿基面12b，齿基面12b以朝向齿顶面12d、接近齿12的中心线O₁的方式以角度A₁相对于齿12的中心线O₁倾斜，其中角度A₁在0°以上至7.5°以下的范围。因此，芯骨22的接合面(22a、22b)在几乎不接触链轮10的齿基面12b的同时与链轮10接合，由此减轻了链轮10和芯骨22的磨耗。对于防止动力传递时的齿跳而言和对于改善耐久性而言，该磨耗的减轻是有效的。根据本公开，能够提供磨耗被减轻的链轮10，并且还能够提供使用该磨耗被减轻的链轮10的弹性履带驱动机构100。

在本实施方式的链轮10中，在齿12的齿面F，位于齿基面12b与齿顶面12d之间的齿端面12c以朝向齿顶面12d、接近齿12的中心线O₁的方式以角度A₂相对于齿12的中心线O₁倾斜，其中角度A₂在22.5°以上至35°以下的范围(22.5°≤A₂≤35°)。

在这种情况下，齿端面12c朝向齿顶面12d渐缩。因此，从链轮10开始与芯骨22接合时起到接合完成止，或者从与芯骨22接合起到接合解除止，能够防止芯骨22与齿端面12c之间的接触。另外，侵入的任何异物均不大可能陷入。因而，能够可靠地减慢链轮10的磨耗进展。

在根据本实施方式的链轮10中，齿端面12c的连接到齿顶面12b的连接部分12c₁是朝向齿12的外侧凸出的弯曲面。在这种情况下，从链轮10开始与芯骨22接合时起到接合完成止，或者从与芯骨22接合起到接合解除止，在链轮10中的齿12的齿端面12c中的位于齿顶面12d附近的部分，也能够更可靠地防止与芯骨22接触。因而，能够更可靠地减慢链轮10的磨耗进展。

在根据本实施方式的链轮10中，齿基面12b与齿端面12c之间的连接部分12b₁朝向齿12的外侧凸出。

在这种情况下，当链轮10开始与芯骨22接合时，或者当与芯骨22的接合结束时，避免了连接部分12b₁与芯骨22之间的接触，由此甚至更可靠地减慢了齿面F的磨耗进展。

根据本实施方式的图2中的弹性履带驱动机构100包括链轮10和具有位于有弹性的无端带状体21的多个芯骨22的弹性履带20，其中芯骨22能够与链轮10接合。在链轮10的齿面F，位于链轮10的齿底面11a与齿基面12b之间的根面12a是朝向齿12的内侧凹陷的弯曲面。芯骨22的与链轮10接合的各接合面(边缘面22a、成角面22b)中的至少一部分(成角面22b)是朝向外侧凸出的弯曲面。此外，链轮10的根面12a的弯曲面的形状与芯骨22的成角面(弯曲面)22b的形状彼此对应。

在根据本实施方式的弹性履带驱动机构100中，增大了链轮10与芯骨22之间的接触面积，从而通过减小因驱动力而产生的应力改善了链轮10的耐久性。

图5是示意性地示出根据实施方式2的链轮10′中的多个齿12′之中的一个齿12′的放大侧视图。用相同的附图标记对与以上实施方式大致相同的部分标记，并且省略其详细说明。

在根据本实施方式的链轮10′中，齿12′的形状与图1A中的链轮10中的齿12的形状不同。在本实施方式中，两个齿端面12c和齿顶面12d弯曲成朝向齿12的外侧凸出。齿端面12c和齿顶面12d一体地形成为具有曲率半径r_d的弯曲面。

本实施方式中的根面12a的曲率半径r_d可以在15mm至25mm的范围内(15mm≤r_d≤25mm)。具体的曲率半径r_d的示例为16mm。曲率半径r_a可以在10mm至20mm的范围内(10mm≤r_a≤20mm)。具体的曲率半径r_a的示例为16mm。在本实施方式中，齿基面12d垂直于齿底面11a地立起，齿基面12b之间的间隔ΔW为34mm。然而，间隔ΔW可以根据需要进行调整。在本实施方式中，齿顶圆直径φ_d的具体示例为480mm，齿底圆直径φ_a的具体示例为410mm。

本实施方式的与实施方式1相同的部分(具有相同附图标记的部分)实现了与实施方式1相同的效果。

虽然已经说明了本公开的实施方式，但是可以在专利权利要求的范围内进行各种改变。例如，当链轮10(10′)仅沿一个方向转动时，形成一个齿12(12′)的两个齿面F中仅一个齿面F可以包括根据本实施方式的齿基面12b和其它表面。本公开的弹性履带20可以通过将钢帘线层埋设在无端带状体21中而形成。代替芯骨22，弹性履带20还可以具有通过在无端带状体21布置弹性(橡胶)突起而形成的弹性突起结构，其中与芯骨22同样地，弹性突起的一部分是接合部。此外，以上实施方式中采用的各种构造和配置可以根据需要进行组合或置换。构成接合部的材料不限于上述材料。例如，也可以使用由树脂制成的芯骨。

产业上的可利用性

本公开可以采用在能够与设置于有弹性的无端带状体的多个突起接合的链轮中，并且可以采用在使用该链轮的弹性履带驱动机构中。

附图标记说明

10 链轮

10′ 链轮

11 圆盘

11a 齿底面

12 齿

12a根面

12b 齿基面

12b₁ 齿基面的连接到齿端面的连接部分

12c 齿端面

12c₁ 齿端面的连接到齿顶面的连接部分

12d 齿顶面

20 弹性履带

21 无端带状体

22 芯骨(接合部)

22a 边缘面(接合面)

22b 成角面(接合面的一部分)

23 收纳部

100 弹性履带驱动机构

A₁ 齿基面的角度

A₂ 齿端面的角度

F 齿面

O₁ 齿的中心线

O₂ 芯骨的中心线

r_a 根面的曲率半径

r_b齿基面的连接到齿端面的连接部分的曲率半径

r_c 齿端面的连接到齿顶面的连接部分的曲率半径

r_d 齿端面和齿顶面的曲率半径

Claims (5)

1.一种链轮，其能够与位于有弹性的无端带状体的多个接合部接合，其中

在所述链轮的齿的齿面，位于该齿的中心线的至少一侧的齿基的一部分是齿基面，所述齿基面以朝向齿顶面接近所述齿的中心线的方式，相对于所述齿的中心线以在0°以上至7.5°以下的范围的角度倾斜。

2.根据权利要求1所述的链轮，其特征在于，在所述齿面，位于所述齿基面与所述齿顶面之间的齿端面以朝向所述齿顶面接近所述齿的中心线的方式，相对于所述齿的中心线以在22.5°以上至35°以下的范围的角度倾斜。

3.根据权利要求2所述的链轮，其特征在于，所述齿端面的连接到所述齿顶面的连接部分是朝向所述齿的外侧凸出的弯曲面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的链轮，其特征在于，所述齿基面与所述齿端面之间的连接部分朝向所述齿的外侧凸出。

5.一种弹性履带驱动机构，其包括：

权利要求1至4中任一项所述的链轮和具有位于有弹性的无端带状体的多个接合部的弹性履带，所述接合部能够与所述链轮接合，其中

在所述链轮的所述齿面，位于该链轮的齿底面与所述齿基面之间的根面是朝向所述齿的内侧凹陷的弯曲面，

所述接合部的至少一部分是朝向该接合部的外侧凸出的弯曲面，并且

所述链轮的所述根面的弯曲面的形状与所述接合部的所述弯曲面的形状彼此对应。