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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Sachgebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kettenrad. Bei dem Kettenrad ist eine Vielzahl von Zähnen, die mit Stiften, Buchsen oder Rollen einer Kette zusammengreifen, auf der Umfangsfläche des Hauptkörpers des Kettenrads ausgebildet. Das Kettenrad weist einen Polsterring auf einer Seitenfläche des Hauptkörpers auf, und die Außenumfangsfläche des Polsterrings ist derart ausgeführt, dass sie mit Laschen der Kette in Kontakt kommt.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Ein Kettenantriebszahnrad, in das eine Kette an mindestens zwei Kettenrädern auf einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite eingehängt ist und das eine Leistung überträgt, ist allgemein bekannt. Bei Verwendung des Kettenantriebszahnrads ist es wünschenswert, einen Geräuschpegel zu verringern.
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Insbesondere ist ein Aufschlaggeräusch aufgrund des Kontakts der Kettenradzähne mit und des Aufsetzens der Kettenradzähne auf Stifte, Buchsen oder Rollen, das zu Beginn des Zusammengreifens der Kette mit dem Kettenrad hervorgerufen wird, ein Hauptfaktor für das Geräusch. Das Verringern des Geräuschs ist bei Kettenantriebszahnrädern erforderlich.
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Es gibt ein weiteres Problem aufgrund des Aufpralls, der bei Kontakt von Stiften, Buchsen oder Rollen mit oder beim Aufsetzen von Stiften, Buchsen oder Rollen auf Kettenradzähne zu Beginn des Zusammengreifens der Kette mit dem Kettenrad hervorgerufen wird. Ein solcher Aufprall ruft eine Vibration hervor und kann zum Brechen oder zur Abnutzung von Ketten und Kettenrädern führen und die Lebensdauer der Kette und des Kettenrads verringern.
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Eine Vorrichtung, die zum Verringern eines solchen Aufpralls und eines Aufschlaggeräuschs aufgrund des Kontakts und des Aufsetzens beim Zusammengreifen zwischen der Kette und dem Kettenrad entwickelt worden ist, ist bekannt. Eine solche Vorrichtung weist eine Vielzahl von Zähnen auf, die mit Stiften, Buchsen oder Rollen einer Kette zusammengreifen und auf der Umfangsfläche des Hauptkörpers des Kettenrads ausgebildet sind. Das Kettenrad weist einen Polsterring auf einer Seitenfläche des Hauptkörpers auf, und die Außenumfangsfläche des Polsterrings ist derart ausgeführt, dass sie mit Laschen der Kette in Kontakt kommt. Der Aufprall und das Aufschlaggeräusch, die beim Zusammengreifen hervorgerufen werden, werden verringert durch Ausbilden der Vorrichtung derart, dass die Laschen mit der Außenumfangsfläche des Polsterrings in Kontakt kommen, bevor die Stifte, Buchsen oder Rollen der Kette mit den Zähnen des Kettenrads in Kontakt kommen oder auf diese aufgesetzt werden.
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Normalerweise befinden sich dann, wenn das Kettenrad mit einer Rollenkette, bei der eine große Anzahl von Innenlaschen und eine große Anzahl von Außenlaschen alternierend mittels Verbindungsstiften miteinander verbunden sind, zusammengreift, Zwischenabschnitte in der Kettenlängsrichtung der Laschen am nächsten zur Mitte des Kettenrads in einem Zustand, in dem die Kette um das Kettenrad gewickelt ist.
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Daher kommen bei dem Polsterring Abschnitte, die in der Kettenlängsrichtung der Laschen auf der Außenumfangsfläche mit den Zwischenabschnitten in Kontakt stehen, das heißt, Abschnitte, die Zahnspitzen der Vielzahl von Zähnen in der Umfangsrichtung entsprechen, am stärksten mit den Laschen in Kontakt und werden in hohem Maß elastisch verformt.
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Ein Kettenrad, das zum Einstellen dieser elastischen Kraft und zum Steuern eines Kontaktierungszustands der Rollen und des Kettenrads bei Zusammengriff entwickelt worden ist, ist ebenfalls bekannt (siehe zum Beispiel die
japanische Übersetzung der PCT-Anmeldung Nr. 2002-523698 (alle Seiten und alle Figuren)). Bei diesem Kettenrad sind Nuten in der Außenumfangsfläche eines Polsterrings in äquivalenten Teilungen als Teilungen der Zähne des Kettenrads vorgesehen und ist eine Außenumfangsfläche zwischen den Nuten des Polsterrings als Fläche ausgebildet, die in Bezug auf eine Umfangsfläche geneigt ist.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Der Polsterring des Kettenrads, das aus der
japanischen Übersetzung der PCT-Anmeldung Nr. 2002-523698 und dergleichen allgemein bekannt ist, erfährt wiederholt eine Verformung aufgrund des Kontakts mit den Laschen der Kette und des Freigebens und Rückkehrens in den Ausgangszustand nach dem Trennen der Laschen der Kette, wenn sich der Polsterring dreht, während die Kette auf den Polsterring aufgesetzt ist.
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Sich stark verformende Abschnitte auf dem Polsterring, die durch einen starken Druck von den Laschen verformt werden, in der Region, auf die die Innenlaschen drücken, und in der Region, auf die die Außenlaschen drücken, werden in der Breitenrichtung des Polsterrings für jeden der Zähne in unterschiedliche Positionen verschoben.
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Generell sind häufig Ketten mit Innenlaschen und Außenlaschen verwendet worden, deren Formen, Höhen und Dicken sich voneinander unterscheiden. Somit sind ein Verformungsbetrag des Polsterrings und eine Zeitsteuerung des Kontakts für jeden der Zähne in den Regionen, auf die die Innenlaschen drücken, und in den Regionen, auf die die Außenlaschen drücken, unterschiedlich.
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Daher sind Reaktionskräfte, die von dem Polsterring auf die Laschen aufgebracht werden, in den Regionen, auf die die Innenlaschen drücken, und Regionen, auf die die Außenlaschen drücken, unterschiedlich. Obwohl sich der Aufprall und das Aufschlaggeräusch aufgrund des Kontakts und des Aufsetzens bei Zusammengriff des Polsterrings mit der Kette verringern, werden Vibration, Resonanz und dergleichen der Kette hervorgerufen, da zwei Typen von Reaktionskräften alternierend in einem gleichen Intervall auftreten, wodurch Vibration und Geräusch in dem gesamten Kettenantriebszahnrad hervorgerufen werden können.
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Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der beim Stand der Technik auftretenden Probleme, die oben beschrieben worden sind, erdacht worden. Das heißt, der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kettenrad bereitzustellen, mit dem ein Aufprall und ein Aufschlaggeräusch aufgrund eines Kontakts und Aufsetzens beim Zusammengreifen des Kettenrads mit der Kette verringert werden, Vibration und Geräusch in dem gesamten Kettenantriebszahnrad verringert werden und die Lebensdauer verbessert wird.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Kettenrad bereitgestellt, das aufweist: eine Vielzahl von Zähnen, die auf der Umfangsfläche des Hauptkörpers des Kettenrads ausgebildet sind und derart ausgeführt sind, dass sie mit Stiften, Buchsen oder Rollen einer Kette zusammengreifen; und einen Polsterring, der auf mindestens einer Seitenfläche des Hauptkörpers vorgesehen ist und eine Außenumfangsfläche aufweist, die derart ausgeführt ist, dass sie mit Laschen der Kette in Kontakt kommt, wobei der Polsterring auf der Außenumfangsfläche eine Vielzahl von konvexen Teilen aufweist, die derart ausgeführt sind, dass sie mit den Laschen in Kontakt kommen, und die Vielzahl von konvexen Teilen an entsprechenden Positionen zu den Zahnspitzen in identischen Teilungen zu der Vielzahl von Zähnen vorgesehen ist und konvexe Teile mit unterschiedlichen Formen umfasst. Folglich werden mit der vorliegenden Erfindung die Probleme gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kettenrad nach Anspruch 1 weist der Polsterring auf der Außenumfangsfläche die Vielzahl von konvexen Teilen auf, die mit den Laschen in Kontakt stehen. Daher ist es möglich, einen Aufprall und ein Aufschlaggeräusch aufgrund des Kontakts und Aufsetzens beim Zusammengriff des Kettenrads mit einer Kette zu verringern.
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Bei diesem Kettenrad sind die konvexen Teile in Abschnitten, die den Zahnspitzen entsprechen, in identischen Teilungen zu der Vielzahl von Zähnen vorgesehen und umfassen die konvexen Teile mit unterschiedlichen Formen. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, Reaktionskräfte, die von dem Polsterring auf die Laschen aufgebracht werden, derart einzustellen, dass in Regionen, auf die Innenlaschen drücken, und in Regionen, auf die Außenlaschen drücken, gleich sind, oder dass es drei oder mehr unterschiedliche Typen von Reaktionskräften sind. Folglich ist es möglich, das Auftreten von zwei unterschiedlichen Typen von Reaktionskräften, die alternierend in einem gleichen Intervall auftreten, zu vermeiden, um das Auftreten von Vibration und Geräusch bei dem gesamten Kettenantriebszahnrad zu verringern und die Lebensdauer zu verbessern.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 2 ist die Vielzahl von konvexen Teilen aus den ersten konvexen Teilen und den zweiten konvexen Teilen gebildet, die sich in der Form voneinander unterscheiden, und die ersten konvexen Teile und die zweiten konvexen Teils sind alternierend in der Umfangsrichtung des Polsterrings angeordnet. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, jeweils die konvexen Teile in optimalen Formen zum Verringern eines Aufpralls und Aufsetzgeräuschs aufgrund eines Kontakts mit den und eines Aufsetzens auf die Innenlaschen und die Außenlaschen, die alternierend in der Kettenlängsrichtung angeordnet sind, auszubilden. Es ist möglich, Reaktionskräfte zu egalisieren und die Kette in einer Form aufzuwickeln, dass Vibration und Resonanz der Kette unterdrückt werden. Es ist möglich, das Auftreten von Vibration und Geräusch in dem gesamten Kettenantriebszahnrad weiter zu verringern und die Lebensdauer zu verbessern.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 3 ist es selbst dann, wenn die Höhen der Innenlaschen und der Außenlaschen unterschiedlich sind, möglich, eine Zeitsteuerung des Beginn eines Kontakts auf die gleiche Zeitsteuerung bei den Innenlaschen und den Außenlaschen durch Differenzieren der Höhen der ersten konvexen Teile und der zweiten konvexen Teile gemäß den Höhen der Innenlaschen und der Außenlaschen festzulegen. Es ist möglich, eine Vibration aufgrund einer Differenz bei der Zeitsteuerung des Kontakts zu unterdrücken.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 4 bis 6 ist es selbst dann, wenn die Formen und Dicken der Innenlaschen und der Außenlaschen unterschiedlich sind, möglich, jeweils die Kontaktzustände der ersten konvexen Teile und der zweiten konvexen Teile zu optimieren, um das Auftreten von Vibration und Geräusch bei dem gesamten Kettenantriebszahnrad zu verringern und die Lebensdauer zu verbessern.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 7 ist der Interferenzbetrag beim Aufsetzen zwischen den ersten konvexen Teilen und den Innenlaschen der Kette gleich dem Interferenzbetrag beim Aufsetzen zwischen den zweiten konvexen Teilen und den Außenlaschen der Kette. Bei dieser Konfiguration ist es selbst dann, wenn die Höhen der Innenlaschen und der Außenlaschen unterschiedlich sind, möglich, Reaktionskräfte, die von dem Polsterring auf die Innenlaschen aufgebracht werden, zu egalisieren und Vibration aufgrund einer Differenz bei den Reaktionskräften zwischen den Innenlaschen und den Außenlaschen zu unterdrücken.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kettenrads und (eines Teils) einer Kette gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine erläuternde schematische Darstellung des Kettenrads und (des Teils) der Kette, die in 1 gezeigt sind;
- 3 ist eine erläuternde schematische Darstellung eines Kettenrads und (eines Teils) einer Kette gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 4 ist eine erläuternde schematische Darstellung eines Kettenrads und (eines Teils) einer Kette gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 5 ist eine erläuternde schematische Darstellung eines Kettenrads und (eines Teils) einer Kette gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die vorliegende Erfindung kann in jeder spezifischen Form ausgeführt sein, solange sie ein Kettenrad ist, das eine Vielzahl von Zähnen aufweist, die auf der Umfangsfläche des Kettenrads ausgebildet sind und derart ausgeführt sind, dass sie mit Stiften, Buchsen oder Rollen einer Kette zusammengreifen; und einen Polsterring aufweist, der auf mindestens einer Seitenfläche des Kettenrads vorgesehen ist und eine Außenumfangsfläche umfasst, die derart ausgeführt ist, dass sie mit Laschen der Kette in Kontakt kommt, wobei der Polsterring auf der Außenumfangsfläche eine Vielzahl von konvexen Teilen aufweist, die derart ausgeführt sind, dass sie mit den Laschen in Kontakt kommen, und die Vielzahl von konvexen Teilen an entsprechenden Positionen zu den Zahnspitzen in identischen Teilungen zu der Vielzahl von Zähnen vorgesehen ist und konvexe Teile mit unterschiedlichen Formen umfasst.
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Der Hauptkörper und die Zähne des Kettenrads gemäß der vorliegenden Erfindung können aus jedem beliebigen Material, wie z.B. Metallen (z.B. Stahl), Keramiken oder Harzen, gefertigt sein oder können aus einem Verbundmaterials aus solchen Metallen, Keramiken und Harzen gefertigt sein.
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Der Polsterring des Kettenrads gemäß der vorliegenden Erfindung kann aus jedem beliebigen Material, wie z.B. Kautschuken oder Kurzharzen gefertigt sein, solange der Polsterring eine Elastizität aufrechterhält und ein Kontaktgeräusch mit einer Kette verringert werden kann.
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Ausführungsform 1
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Ein Kettenrad 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, wie in 1 und 2 gezeigt, einen Kettenradhauptkörper 101, auf dessen Umfangsfläche eine Vielzahl von Zähnen 110, einschließlich Zahnspitzen 111 und Zahngründen 112, ausgebildet ist, und Polsterringe 120, die aus einem elastischen Element gebildet sind und auf beiden Seitenflächen des Kettenradhauptkörpers 101 vorgesehen sind. Der Außenumfang eines Polsterrings 120 kommt mit den Laschen der Kette in Kontakt.
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Erste konvexe Teile 121 und zweite konvexe Teile 122 sind alternierend in der Umfangsrichtung des Außenumfangs der Polsterringe 120 auf beiden Seitenflächen vorgesehen. Sie sind derart ausgebildet, dass sich die Mitte der ersten konvexen Teile 121 und der zweiten konvexen Teile 122 an entsprechenden Positionen zu den Zahnspitzen 111 befindet.
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Hierbei bezieht sich der Ausdruck „entsprechende Positionen“ in der Umfangsrichtung auf Positionen mit identischen Winkeln in der Umfangsrichtung des Kettenrads 100.
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Bei dieser Ausführungsform sind die Flächen von konkaven Teilen zwischen den ersten konkaven Teilen 121 und den zweiten konkaven Teilen 122 derart ausgebildet, dass sie kontinuierliche glatte wellenförmige gekrümmte Flächen sind.
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Eine Kette 150 ist um das Kettenrad 100 gewickelt (in 1 ist nur ein Teil der Kette 150 gezeigt).
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Die Kette 150 ist eine bekannte Rollenkette. Die Kette 150 umfasst ein Paar von Innenlaschen 151, in die eine Buchse 153 eingepasst ist, ein Paar von Außenlaschen 155, in die ein Verbindungsstift 152 eingepasst ist, und eine Rolle 154. Der Verbindungsstift 152 ist lose in die Innenfläche der Buchse 153 eingepasst, wodurch die Außenlaschen 155 und die Innenlaschen 151 alternierend biegbar verbunden sind. Die Rolle 154 ist lose auf die Außenfläche der Buchse 153 aufgesetzt.
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Wie in 2 gezeigt, ist ein Durchmesser eines Lochs, durch das die Außenlasche 155 auf die Buchse 153 aufgesteckt ist, größer als ein Durchmesser eines Lochs, durch das die Innenlasche 151 auf den Verbindungsstift 152 aufgesteckt ist. Zum Sicherstellen einer Zugfestigkeit ist die Innenlasche 151 derart ausgebildet, dass die Höhe c1 der Innenlasche 151 größer ausgebildet ist als die Höhe c2 der Außenlasche 155.
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Entsprechend ist die Dicke h1 des ersten konvexen Teils 21 des Polsterrings 120, der mit der Innenlasche 151 in Kontakt kommt, kleiner ausgebildet als die Dicke h2 des zweiten konvexen Teils 122 des Polsterrings 120, der mit der Außenlasche 155 in Kontakt kommt.
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Bei dieser Konfiguration ist es möglich, die Zeitsteuerung eines Kontakts zwischen der Innenlasche 151 und dem ersten konvexen Teil 121 zu Beginn des Zusammengriffs mit der Zeitsteuerung eines Kontakts zwischen der Außenlasche 155 und dem zweiten konvexen Teil 122 im Wesentlichen in Übereinstimmung zu bringen, wodurch ermöglicht wird, eine Vibration aufgrund einer Differenz zwischen den Zeitsteuerungen der Kontakte zu unterdrücken.
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Ausführungsform 2
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Ein Kettenrad gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die gleiche Konfiguration auf wie das Kettenrad gemäß der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass der Polsterring 120B eingebaut ist.
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Der Polsterring 120B des Kettenrads gemäß der zweiten Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass, wie in 3 gezeigt, ein Interferenzbetrag (Volumen) v1 zwischen dem ersten konvexen Teil 121B und der Innenlasche 151 dann gleich einem Interferenzbetrag (Volumen) v2 zwischen einem zweiten konvexen Abschnitt 122B und der Außenlasche 155 ist, wenn die Kette 150 aufsitzt.
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Bei dieser Konfiguration ist es selbst dann, wenn die Höhen der Innenlasche 151 und der Außenlasche 155 unterschiedlich sind, möglich, Reaktionskräfte, die von dem Polsterring 120B auf die Laschen aufgebracht werden, zu egalisieren und Vibration aufgrund einer Differenz bei den Reaktionskräften zwischen der Innenlasche 151 und der Außenlasche 155 zu unterdrücken.
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Ausführungsform 3
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Wie in 4 gezeigt, weist ein Kettenrad gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die gleiche Konfiguration auf wie das Kettenrad gemäß der ersten oder der zweiten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass der Polsterring 120C eingebaut ist.
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Der Polsterring 120C des Kettenrads gemäß der dritten Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass sich die Form eines ersten konvexen Teils 121C, mit dem die Innenlasche 151 interferiert, von einer Form eines zweiten konvexen Teils 122C, mit dem die Außenlasche 155 interferiert, unterscheidet.
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Ausführungsform 4
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Wie in 5 gezeigt, weist ein Kettenrad gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die gleiche Konfiguration auf wie das Kettenrad gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass der Polsterring 120D eingebaut ist. Der Polsterring 120D des Kettenrads gemäß der vierten Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass sich die Umfangsrichtungslänge s1 einer Fläche, die mit einem ersten konvexen Teil 121D, mit dem die Innenlasche 151 interferiert, in Kontakt kommt, von der Umfangsrichtungslänge s2 einer Fläche, die mit einem zweiten konvexen Teil 122D, mit dem die Außenlasche 155 interferiert, in Kontakt kommt, unterscheidet (d.h. Bereiche der Flächen, die mit den konvexen Teilen in Kontakt kommen, unterscheiden sich ebenfalls).
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Bei dieser Ausführungsform unterscheiden sich auch eine Form des ersten konvexen Teils 121D, mit dem die Innenlasche 151 interferiert, und eine Form des zweiten konvexen Teils 122D, mit dem die Außenlasche 155 interferiert, ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform.
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Wie oben erläutert worden ist, bietet das Kettenrad gemäß der vorliegenden Erfindung sehr große Effekte zum Beispiel des Verringerns eines Aufpralls und eines Aufsetzgeräuschs aufgrund des Kontakts beim Zusammengriff des Kettenrads mit der Kette, des Verringerns eines Aufpralls und eines Aufsetzgeräuschs aufgrund des Kontakts und des Aufsetzens beim Zusammengriff des Kettenrads mit der Kette und des Verringerns von Vibration und Geräusch in dem gesamten Kettenantriebszahnrad und des Verbesserns der Lebensdauer.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2002523698 [0008, 0009]
