JP2008514877A - 内部フランク係合を備えた逆歯チェーンシステム - Google Patents

Abstract

各々が先行する列および次の列に旋回式に接続された複数の列（２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、…）を含む逆歯チェーン（２１０）が開示される。各列は、互いに整列配置され且つ先行する列および次の列の内部リンクと交互にされた複数の内部リンクを含む。各列は、ピッチ距離（Ｐ）で互いから間隔をおいた旋回軸（ｃ）を中心にして、先行する列および次の列に対して旋回する。内部リンク（２３０）の各々は、前トウ（２３８）および後トウ（２３８）を含む。各前トウおよび後トウは、先端（２３７）で相互接続された内部フランク（２３５）および外部フランク（２３６）を含み、前トウおよび後トウの内部フランクはクロッチ（２３４）によって結合される。各チェーン列の前トウは、先行するチェーン列の後トウに重なり合い、そのため、列および先行する列が直線に位置決めされるときには、上記チェーン列の前トウの内部フランク（２３５）は、最大量λ_MAXだけ、先行するチェーン列の後トウの外部フランク（２３６）に対して外向きに突出し、ただし、０．０１０×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐであるか、または、好ましくは、０．０１５×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐである。逆歯チェーン（２１０）は、スプロケット（２５０）に噛み合い、最大弦上昇距離（ＣＲ）を有するシステムを画成し、上記スプロケットに対して上流にある逆歯チェーンの上記弦運動は、上記最大弦上昇距離（ＣＲ）の４０％未満である。

Description

関連出願へのクロスリファレンス
本願は、２００４年１１月３０日に出願された米国特許仮出願第６０／６３１，７４８号の出願日から優先権およびその利益を主張し、また、２００４年９月２４日に出願された米国特許仮出願第６０／６１２，９６１号の出願日から優先権およびその利益を主張する。これらの出願、すなわち、２００４年１１月３０日に出願された米国特許仮出願第６０／６３１，７４８号および２００４年９月２４日に出願された米国特許仮出願第６０／６１２，９６１号は、明白に、ここに参照して本願に組み込まれる。

逆歯チェーンは、自動車用途でシャフトの間に動力および運動を伝達するために長く使用されてきており、従来、交互内部リンクまたはリンクプレートのランクまたは列を備えたエンドレスチェーンとして構成され、各々が一対のトウを有し、且つ、各々が、リンク列にわたって整列配置される２つの開口部を有して旋回ピン（たとえば、真っ直ぐなピン、ロッカージョイント等）を受け取り、列を旋回式に結合し、且つ、駆動および被動スプロケットに噛み合う開始時にリンクプレートトウの内部フランク（「内部フランク係合」）または外部フランク（「外部フランク係合」）のいずれかで、スプロケット歯に駆動的に係合するときに、チェーンの連結を提供する。双方の噛み合いスタイルが自動車のタイミング駆動に使用されてきたが、これらの駆動用には、内部フランク係合がより一般的に使用される。ガイドリンクプレートは、チェーンをスプロケット上に側方向に位置決めするために、内部リンクプレートの交互の列の対向する側部に位置する。

噛み合いの開始時のチェーン−スプロケット衝撃は、チェーン駆動システムに関連した主要ノイズ源であり、これは、チェーンリンクがスパンを離れ係合時にスプロケット歯に衝突するときに発生する。噛み合い現象の複雑な動的ふるまいは、業界ではよく知られており、チェーン−スプロケット噛み合い衝撃の大きさは、様々な要因によって影響を受け、そのうち、多角効果（「弦作用」または「弦上昇」と称される）は、チェーンが接線に沿ってスプロケットに近づくときにスプロケットから上流に位置する「自由な」または支持されていないチェーンスパンに横振動を誘発することが知られている。この弦作用は、チェーンが噛み合い中にピンと張ったスパンからスプロケットに入るときに発生し、これは、チェーン移動に対して垂直な方向に、しかし、チェーンおよびスプロケットと同一の平面に、チェーン運動を誘発する。弦作用および結果として生じる固有の望ましくない振動チェーン運動が、チェーン−スプロケット噛み合い衝撃の厳しさを増し、関連チェーン係合ノイズレベルをさらに助長することが知られている。

図１（Ａ）および（Ｂ）は、スプロケットの弦上昇を例示し、弦上昇ＣＲは、従来、角度α／２だけ動くときのチェーンピン中心Ｃ（すなわち、ピン、ロッカージョイント等の関節運動の軸）の変位として定義され、ただし、
ＣＲ＝ｒ_p−ｒ_c＝ｒ_p［１−ｃｏｓ（１８０°／Ｎ）］
であり、ただし、ｒ_cは、弦半径であるかまたはスプロケット中心から長さＰのスプロケットピッチ弦までの距離であり、ｒ_pは、スプロケットの理論的ピッチ半径、すなわち、ピッチ直径ＰＤの１／２であり、Ｎは、スプロケット歯の数であり、αは、スプロケット歯角度または３６０°／Ｎに等しい。図１（Ａ）は、第１の位置でチェーンピン中心Ｃを示し、ちょうどスプロケットと噛み合ったところであり、その中心は、噛み合うためにチェーンがスプロケットに近づくのに沿う接線ＴＬとスプロケットピッチ直径ＰＤとの双方に同時に整列配置される。図１（Ｂ）は、スプロケットが角度α／２を通って回転した後の同一のピン中心Ｃの場所を例示し、ピン中心Ｃは、スプロケットラップのまわりを移動し続けるために、横方向に変位しなければならないことが理解でき、ピン中心のこの横方向変位は、結果として、上流チェーンスパンおよびその接線ＴＬの対応する変位になる。弦上昇を通って動くときのチェーンピン中心Ｃのこの繰り返される横方向変位は、スプロケットから上流に位置する、近づいてくる支持されていないチェーンスパンに望ましくない振動を誘発するように作用し、それは、噛み合いノイズを増大する。

チェーンの望ましくない弦作用を排除する１つの試みは、Ｈｏｒｉｅらに付与された米国特許第６，５３３，６９１号に記載されている。Ｈｏｒｉｅらは逆歯チェーンを開示し、各リンクプレートの内部フランクは、内部フランクがスプロケットとの初期接触から完全噛み合い（弦）位置へ動くのを滑らかにするように意図された複合半径プロファイルで画成される。Ｈｏｒｉｅらによって開示されたチェーンはまた、チェーンのスラックストランドの振動を排除するために、システムのスラック側に張力をかけるために、接線より上に距離「ｈ」（Ｈｏｒｉｅらの図７参照）だけチェーンを意図的に上げることも意図される。

チェーンの上昇距離もまた、Ｋｏｔｅｒａによる米国特許出願公開第２００４／０１１０５９１号に開示されたシステムで、意図的に増大される。隣接するリンクプレートのそれぞれの外部フランクに対するチェーンの内部フランクの隆起は、チェーンピッチＰの関数として画成される。特に、関連外部フランクに対する内部フランクの最大突出δ_maxは、０．０２１×Ｐ≦δ_max≦０．０６３×Ｐの範囲に入ると言われ、もっとも好ましくは、チェーンを接線より上に上げることによってチェーンの横振動を抑制するために、０．０３５×Ｐ≦δ_max≦０．０６３×Ｐの範囲である。例として、Ｋｏｔｅｒａの出願によると、７．７ミリメートル（ｍｍ）チェーンピッチＰ用の関連外部フランクに対する内部フランクの最大突出δ_maxは、０．１６２ｍｍ≦δ_max≦０．４８５ｍｍの範囲である。

弦作用から生じる振動を最小限にするためのこれらの従来のアプローチは、チェーン／スプロケット噛み合い動力を最適化せず、実際、有害であることもあると思われる。チェーンの上昇を意図的に導入することによってチェーンおよびスプロケットの弦作用を補償すると、チェーンは、それにもかかわらず、真っ直ぐな線経路から強制排除される。したがって、噛み合いプロセス中に支持されていないチェーンスパンにおける横振動を最小限にするためにスパンに最小の垂直チェーン運動を与える内部フランク係合を備えた逆歯チェーンおよびスプロケットシステムを提供することが望ましいとみなされている。

本発明の第１の態様によると、チェーンスプロケット駆動システムは、複数の歯を備えたスプロケットを含み、各歯は、係合フランクおよび係合解除フランクを備える。システムは、スプロケットと噛み合った逆歯チェーンをさらに含む。スプロケットおよびチェーンは、最大弦上昇距離ＣＲを画成し、逆歯チェーンは内部リンクの複数の列を含み、それらは各々が、チェーンピッチＰで間隔をおいた旋回軸を中心にして、先行する列および後続する列に対して関節運動する。列の各々は、前内部トウフランクおよび後外部トウフランクを含み、上記逆歯チェーンが真っ直ぐに引かれるときに、各列の前内部トウフランクは、最大突出量λ_MAXだけ、先行する列の後外部トウフランクに対して外向きに突出し、そのため、各スプロケット歯の係合フランクは、上記チェーンの列の前内部フランク上でのみ上記逆歯チェーンに初期噛み合い接触し、スプロケットと完全に噛み合っているチェーンの各列用に、その後外部フランクはスプロケット歯の係合フランクと接触し、その前内部フランクは先行するスプロケット歯の係合フランクから分離し、且つ、スプロケットから上流に位置するチェーンのストランドは、最大弦上昇距離ＣＲの４０％を超えない弦運動を呈する。

本展開の別の態様によると、チェーンスプロケット駆動システム用の逆歯チェーンは、エンドレス式に互いに相互接続された内部リンクの複数の列を含み、各々が、チェーンピッチＰで間隔をおいた旋回軸を中心にして、先行する列および後続する列に対して関節運動する。列の各々は、前内部トウフランクおよび後外部トウフランクを含み、逆歯チェーンが真っ直ぐに引かれるときに、各列の前内部トウフランクは、最大突出量λ_MAXだけ、先行する列の後外部トウフランクに対して外向きに突出し、そのため、関連スプロケット歯の係合フランクは、チェーンの列の前内部フランク上でのみ逆歯チェーンに初期噛み合い接触する。最大内部フランク突出量λ_MAXは、関係：０．０１０×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐを満足させる。

本発明の別の態様によると、逆歯チェーンをスプロケットに噛み合わせる方法は、複数の歯を含むスプロケットを回転するステップを含み、各歯は係合フランクおよび係合解除フランクを備える。方法はまた、逆歯チェーンをスプロケットに噛み合わせるステップも含む。スプロケットおよびチェーンは、最大弦上昇距離ＣＲを画成し、逆歯チェーンは内部リンクの複数の列を含み、それらは各々が、チェーンピッチＰで間隔をおいた旋回軸を中心にして、先行する列および後続する列に対して関節運動する。列の各々は、前内部トウフランクおよび後外部トウフランクを含む。逆歯チェーンが真っ直ぐに引かれるときに、各列の前内部トウフランクは、最大突出量λ_MAXだけ、先行する列の後外部トウフランクに対して外向きに突出する。最大内部フランク突出量λ_MAXは、関係：０．０１５×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐを満足させる。方法は、チェーンの第１の列の前内部フランク上でのみ第１のスプロケット歯の係合フランクと逆歯チェーンとの間に初期噛み合い接触を行うステップと、スプロケットを回転し続けるステップであって、そのため、第１の列に先行するチェーンの列がスプロケットと完全に噛み合い、その後外部フランクは第１のスプロケット歯と接触し、且つ、そのため、第１の列の前内部フランクは第１のスプロケット歯から分離するステップと、をさらに含む。

本発明の別の態様によると、逆歯チェーンは、各々が先行する列および次の列に旋回式に接続された複数の列を含む。各列は、互いに整列配置され且つ先行する列および次の列の内部リンクと交互にされた複数の内部リンクを含む。各列は、ピッチ距離で互いから間隔をおいた旋回軸を中心にして、先行する列および次の列に対して旋回する。内部リンクの各々は、前トウおよび後トウを含む。各前トウおよび後トウは、先端で相互接続された内部フランクおよび外部フランクを含み、前トウおよび後トウの内部フランクはクロッチによって結合される。各チェーン列の前トウは、先行するチェーン列の後トウに重なり合い、そのため、列および先行する列が直線に位置決めされるときには、上記チェーン列の前トウの内部フランクは、最大量λ_MAXだけ、上記先行するチェーン列の後トウの外部フランクに対して外向きに突出し、ただし、０．０１０×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐである。

本展開の別の態様によると、逆歯チェーンは、エンドレス式に互いに旋回式に接続された複数の列を含み、列が互いに対して関節運動する旋回軸の間にチェーンピッチＰを画成する。各列は、複数のリンクプレートを含み、各リンクプレートは、前トウおよび後トウを備える。各トウは、先端で接続された内部フランクおよび外部フランクによって画成され、前トウおよび後トウの内部フランクは互いに向けて配向されクロッチによって接続される。各列のリンクは先行する列のリンクおよび後続する列のリンクと交互にされ、各列の前トウは、先行する列の後トウに重なり合い、チェーンが真っ直ぐ引かれるときには、前トウの内部フランクは、最大量λ_MAXだけ、重なり合った後トウの外部フランクから外向きに突出するようにし、ただし、０．０１０×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐである。
本発明は、様々な構成要素および構成要素の配列、および、様々なステップおよびステップの配列を備え、その好適な実施形態は、添付の図面を参照してここに開示される。

本発明の第一態様にしたがって形成された逆歯チェーン２１０が、図２Ａおよび２Ｂに示される。図２Ｂは、チェーン２１０の平面図であり、エンドレス式に接続された交互内部リンク２３０の列２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ等を有する標準チェーンレーシングを示し、連続した列は開口部２３２に設置された旋回ピン２４０によって旋回式に相互接続される。ピン２４０は、旋回軸Ｃを定め、それを中心にして、相互接続されたリンク列２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが互いに接続する。丸ピン２４０の場合には、旋回軸Ｃはピン２４０の中心である。旋回軸Ｃは、チェーンピッチ距離Ｐで互いに均等に間隔をおく。ガイドリンクプレート２２０は、図２Ａでは、背後の内部リンク２３０を表示するために示されていないが、図２Ｂおよび図３ではいくつかが示されている。内部リンク２３０は、必要に応じて列にわたって積み重ねられたリンク等の他のレーシング構成で組み立てることができる。本願で使用される「ピン」２４０という用語が、丸ピン、スプリットピン、ロッカージョイント、および／または、チェーン２１０のリンクプレート２３０を旋回式に相互接続する他の任意の構造物（単／複）を包含することが、当業者には理解される。

チェーン２１０は、スプロケットとの噛み合いの開始時の内部フランク係合用に構成される。図２Ａに示されるように、内部リンクプレート２３０は先端２３７によって相互接続される内部フランク２３５および外部フランク２３６により定められる歯またはトウ２３８を有する。先端２３７は、半径および／または他の凸状に湾曲した表面によって画成される。外部フランク２３６は側面が真っ直ぐであり、内部フランク２３５は凸状に弓形の形態を有し、クロッチ２３４によって互いに結合される。特に、各リンク２３０のトウ２３８の内部フランク２３５は、径Ｒによって画成され、径Ｒは、好ましくは、関連トウ２３８の先端２３７内及びこれに対向する端のクロッチ２３４内に融合する。

図３は、本発明にしたがって形成された内部フランク噛合を呈するように画成された逆歯チェーン駆動システム２００を例示する。システム２００は、スプロケットが時計回りに回転するときに駆動スプロケット２５０および少なくとも１つの他のスプロケット（図示せず）と噛合接触する逆歯チェーン２１０から構成される。スプロケット２５０は複数の歯２６０を含み、各々が係合フランク２６２および係合解除フランク２６４を有し、例示された例では、歯は、その歯中心ＴＣを中心にして対称的であり、すべて実質的に同一である。例示された歯フランク２６２は、複雑な形態を有するが、代替的に半径アーク形状を備えることができ、且つ／または、側面が真っ直ぐなプロファイル（平ら）を備えるかまたはそれによって画成されることができる。本発明の理解を容易にするために、図３では、チェーン２１０のガイドリンクプレート２２０の大半は切り取られているか完全に除去されており、下にある内部リンクプレート２３０を表示していることに注意すべきである。例示された例では、矢印１１によって示されるように、スプロケット２５０は時計回りに回転する。

続けて図３を参照すると、チェーン２１０は（チェーンピン２４０の中心Ｃで）、ピンと張ったストランドで接線ＴＬに沿ってスプロケット２５０に近づき、チェーンリンクプレート２３０が係合フランク歯面２６２に衝突するときに噛み合いが発生する。チェーン２１０がスプロケットのラップ内に動きスプロケット２５０と完全に噛み合うときには、ピン２４０の中心Ｃは、ピッチ直径ＰＤと称される円形経路に沿って移動しそれを定める。

図３に示され、図４によりはっきりと示されるように、チェーン２１０のリンクプレート列２３０ａおよび２３０ｂが、歯２６０ｂの係合フランク２６２と同時噛み合い接触する時点が示される。リンクプレート列２３０ｂの、チェーン運動方向における前トウ２３８（破線で示す）は、スプロケット歯２６０ｂと内部フランク噛み合い接触ＩＦを行い、リンクプレート列２３０ａは、チェーン運動方向における後トウ２３８（実線で示す）が、この同時接触を行うために時間Ｔ₀で同一スプロケット歯２６０ｂとの外部フランク噛み合い接触ＯＦ内に動いた位置へ、ちょうど回転している。リンクプレート列２３０ｃは、スプロケットがその中心Ｘ（回転の軸）を中心にして時計回りに回転するときに、スプロケット歯２６０ｃに噛み合う次の列である。

図２Ａに示されるように、（真っ直ぐな線に配列された少なくとも３本のピン中心Ｃによって）チェーンまたはそのセグメントが、真っ直ぐに引かれるとき（使用中に上流スパンからスプロケット２５０との係合に動くときの通常の向き）には、前内部フランク２３５は、先行するリンク列の隣接する後外部フランク２３６より、内部フランク突出距離λ（ラムダ）だけ外向きに突出する。しかし、内部フランク係合用に設計され作られた従来の逆歯チェーンとはまったく対照的に、内部フランク突出λの大きさは、スプロケット２５０に係合するときにチェーン２１０の多角効果を最小限にするように意図的に最小限にされ、それにより、スプロケットから上流に位置する支持されていないチェーンスパンの振動を最小限にするように作用する。他方、内部フランク突出λは、ゼロより大きく画成され、ここに説明されるように、内部フランク噛み合いの利点を提供する。より詳細には、内部フランク突出λは、０．０１０×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐを満足させるように画成され、もっとも好ましくは、０．０１５×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐの範囲である。ここで、Ｐはチェーンピッチであり、λ_MAXは、最大内部フランク突出である。噛み合い弦作用は、ずれλが最小限にされるときに、有利に減少される。λの最小値は、関連構成要素製造許容値によって決定され、チェーンが真っ直ぐに伸ばされるときには、列２３０ａの内部フランク２３５は必ず、先行する列２３０ｂの外部フランク２３６に対して外向きに突出するようにする。

列のリンクプレート２３０とスプロケット２５０の歯２６０との間の初期接触時に、チェーンリンク２３０の各列２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ等用に、チェーン列の前内部フランク２３５のみがスプロケット歯２６０の係合フランク２６２に接触する。この初期段階で、先行する列の外部フランク２３６は歯２６０に接触せず、それから間隔をおかれる。この係合設計は、ここでは「内部フランク係合」と称され、チェーン駆動に関連するノイズおよび振動を最小限にするために望ましいとみなされる。リンクプレート列２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが、ラップ内に動くため、チェーンの連続運動が、列の前内部フランク２３５を係合フランク２６２から分離させ、先行するリンク列の後外部フランク２３６を係合フランク２６２と接触するように動かす。

本発明にしたがって画成されたチェーンたとえばチェーン２１０の内部フランク係合および他の利点は、図４〜７を参照して、当業者には明らかである。再度図４を参照すると、チェーンリンク列２３０ｃは、スプロケット２５０の歯２６０ｃとまだ初期接触していないが、上述のように、スプロケットは、チェーン２１０のリンク列２３０ｂが場所ＩＦでスプロケット歯２６０ｂの係合フランク２６２に接触する前内部フランク２３５を有する位置へ回転しており、リンクプレート列２３０ａは、その後外部フランク２３６が場所ＯＦで同一のスプロケット歯２６０ｂの係合フランク２６２と同時噛み合い接触する点へ連続運動しており、すなわち、チェーン２１０は、内部フランク接触（リンク列２３０ｂ）から外部フランク接触（リンク列２３０ａ）へ移行しているのが示される。リンク列２３０ｂの内部フランク接触からリンク列２３０ａの外部フランク−歯接触へのこの移行は、噛合衝撃ノイズレベルに有意な程度に寄与するとは思われないが、それは、スプロケット歯２６０ｂの係合フランク２６２とのチェーンリンクの初期噛み合いおよび駆動係合が、噛み合いの開始時に内部フランク２３５で発生するからであり、逆歯チェーン駆動の主要ノイズ源であると思われるのは、この初期チェーンスプロケット噛み合い衝撃である。リンク列プレート２３０ｂの内部フランク２３５が、スプロケット回転の次のインクリメントで、スプロケット歯２６０ｂの係合フランク２６２との噛み合い接触から分離し始めることに注意することが重要である。ラップの各列の前内部フランク２３５が先行する歯の係合フランク２６２との接触から外れて動いているため、リンク列２３０ａに先行するリンク列、すなわちラップのリンク列２３０が、スプロケット２５０に完全に噛み合い、これらのリンク列が、スプロケット歯２６０の係合フランク２６２を後外部フランク２３６のみと接触させることにも注意すべきである。図示のように、ラップの各リンク列２３０の前外部フランク２３６は、スプロケット歯２６０の係合解除フランク２６４にしっかり接触しないが、本発明の全体的な範囲および意図から逸脱せずに、接触可能であり、すなわち、ラップのリンク列２３０は、任意に、後外部フランク２３６が係合する歯から２本前方に位置するスプロケット歯２６０の係合解除フランク２６４にしっかり接触した前外部フランク２３６を有することができる。時間Ｔ₀で、リンク列２３０ｂ用のピン２４０の中心Ｃ１、Ｃ２は、図示のように、且つ、図７Ａを参照して下記に完全に詳細に説明されるように、位置する。

図５に例示されるように、スプロケット２５０は、時計回りに回転しており、チェーンのリンク列２３０ｃは、時間Ｔ₁で歯２６０ｃとの噛合接触の開始時に、上述の内部フランク突出λのため、リンク列２３０ｃの前内部フランク２３５上でスプロケットと初期接触している。リンク列２３０ｃの内部フランク２３５が場所ＩＣでスプロケット歯２６０ｃと初期接触するときに、時間Ｔ₀で噛み合い接触した列２３０ａの後外部フランク２３６は、このリンク列がスプロケットラップを出てスラックストランド内に入るまで、歯２６０ｂの係合フランク２６２と実質的にしっかりと接触したままである。時間Ｔ₁で、リンク列２３０ｂ用のピン２４０の中心Ｃ１、Ｃ２は、図示のように、且つ、図７Ａを参照して下記に完全に詳細に説明されるように、位置する。

図６では、スプロケット２５０が、時間Ｔ₂で示され、そこで、この噛み合いシーケンスを例示するために時計回りにさらに回転している。内部フランク突出λが上述のように最小限にされるため、チェーン２１０の弦運動は、スプロケットとの初期接触時にチェーンストランド内に極端な上昇を意図的に導入する先行技術のチェーンとは異なり、初期接触から完全噛み合い位置へ動くときに、対応して最小限にされる。時間Ｔ₂で、リンク列２３０ｃ用のピン２４０の中心Ｃ２、Ｃ３は、図示のように、且つ、図７Ａを参照して完全に詳細に説明されるように、位置する。

チェーン２１０とスプロケット２５０との間の内部フランク２３５噛み合い接触は、チェーン２１０の各列２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ等用に内部フランク表面２３５の半径Ｒで開始し終了することを強調されるべきである。また、注記されたように、列の内部フランク２３５から先行する列の外部フランク２３６への噛み合い接触移行は、有利なことに、図４および５に示されるように、次の噛み合いリンク用の初期噛み合い接触の前に、発生する。

図７Ａは、図１（Ａ）および（Ｂ）に関連して上記に画成されたように、歯角度αおよびスプロケット弦ピッチＰを画成するスプロケット２５０を部分的に例示する。図示のように、弦上昇ＣＲは、スプロケット弦ピッチを表す線Ｐと接線ＴＬとの間にこのように画成され、接線に沿ってピン２４０が理想的には係合のためにスプロケットに近づく（スプロケット弦ピッチＰは理論的にはチェーンピッチＰと同一であるが、実際には、製作交差のため、チェーンピッチはＰを超え、スプロケット弦ピッチはＰよりも少ない）。内部フランク噛み合いを使用する従来の逆歯チェーンでは、弦作用と組み合わされたチェーンの内部フランクの隆起は、結果として、過剰な内部フランク突出のため、弦上昇距離ＣＲに近いか等しい横方向振動チェーン運動を有する噛み合いチェーンスパンになる。しかし、本発明によると、内部フランク突出λは上述のように最小限にされ、接線ＴＬのまわりのチェーン２１０の噛合スパンにおいて横方向弦運動または「弦作用」ＣＡを効果的に制限し、そのため、チェーンの横方向運動は、弦上昇ＣＲ距離の３０％〜４０％の範囲に限定される。

上述の噛み合い運動は、さらに図７Ａに概略的に示され、図４〜６に関連して説明されているが、これは、同一の時間指標Ｔ₀、Ｔ₁、Ｔ₂を含み、これらはそれぞれ、図４〜６に示されたチェーン／スプロケット位置に対応する。より詳細には、チェーン２１０のリンク列２３０ｂ、２３０ｃ用のピン中心Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、それぞれ、図４〜６の時間Ｔ₀、Ｔ₁、Ｔ₂に対応する時間Ｔ₀、Ｔ₁、Ｔ₂で示される。時間指標Ｔ₀、Ｔ₁、Ｔ₂の各セット用に、中心の間の距離は、チェーンピッチＰに等しい。時間Ｔ₀で、ピン中心Ｃ１はピッチ直径Ｐ上に位置し、接線ＴＬよりわずかに下にあり、接線は水平であるとみなされるため、ピン中心Ｃ２は接線ＴＬより下でＣ１と同一距離である。時間Ｔ₁で、ピン中心Ｃ１、Ｃ２は、接線ＴＬよりわずかに下に示される。時間Ｔ₂で、ピン中心Ｃ２は、ピッチ直径ＰＤに近づいており、両ピン中心Ｃ２、Ｃ３は、噛み合い形状のため、接線ＴＬよりわずかに上にある。

図７Ｂは、先行技術のチェーンに比較して、本発明にしたがって画成されたチェーン２１０の噛み合い弦運動を例示する。本発明にしたがって画成されたチェーンに関連した実線の結果は、内部フランク突出λ＝０．０１６＊Ｐで、望ましくない弦運動がもっとも少ない量でありノイズおよび振動を減少するようにもっとも好適であるように、ピン中心が接線にもっとも近くに移動するのを見ることができる。図７Ｃは、棒グラフの形態で、図７Ｂに示されたデータを示す。本発明にしたがって画成されたチェーン２１０用に、ピン中心Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の垂直運動または弦作用ＣＡは、内部フランク係合を備えた従来の逆歯チェーン駆動システムとは異なり、弦上昇距離ＣＲよりも大幅に少ないことを当業者は認識する。

代替の実施形態において、スプロケット２５０は、標準歯プロファイルおよびフランク解除歯プロファイルの組み合わせを有するスプロケット、たとえば、同時係属の同一出願人による２００５年８月２４日に出願された米国特許出願第１１／２１０，５９９号に開示されたスプロケット等に取って代わられ、米国特許出願第１１／２１０，５９９号の開示は、ここに参照して本願に組み込まれる。

本発明は、好適な実施形態を参照して説明してきた。当業者には修正例が浮かぶが、本発明は、すべてのそのような修正例を包含するとして解釈されることが意図される。

スプロケットとの噛み合い係合時に角度α／２を通って動くときの、スプロケット用の弦上昇およびチェーンピンの関連変位を例示する図である。 本発明による好適な内部フランク突出を示す内部リンクプレートの第１および第２の列を例示する拡大図である。 図１（Ａ）の内部リンクプレートを組み込むチェーンセグメントの平面図である。 本発明にしたがって形成された内部フランク噛み合いを備えた逆歯チェーンシステムの部分正立面図である。 スプロケットとの係合の連続段階にあるチェーンを備えた図３のチェーン駆動システムの拡大図である（図４は、図３に示されたスプロケット位置に対応する）。 スプロケットとの係合の連続段階にあるチェーンを備えた図３のチェーン駆動システムの拡大図である。 スプロケットとの係合の連続段階にあるチェーンを備えた図３のチェーン駆動システムの拡大図である。 本発明にしたがって形成され図３に示された逆歯チェーンシステム用のチェーン噛み合い形状の概略図である。 本発明にしたがって形成されたチェーン駆動システムに比較した様々な内部リンク構成の噛み合い多角作用のグラフ表示である。 本発明にしたがって形成されたチェーン駆動システムに比較した様々な内部リンク構成の噛み合い多角作用のグラフ表示である。

Claims (17)

1. チェーンスプロケット駆動システムであって、
   複数の歯を備えたスプロケットであって、各歯は、係合フランクおよび係合解除フランクを備えるスプロケットと、
   前記スプロケットと噛み合った逆歯チェーンであって、前記スプロケットおよびチェーンは、最大弦上昇距離ＣＲを画成し、前記逆歯チェーンは内部リンクの複数の列を含み、それらは各々が、チェーンピッチＰで間隔をおいた旋回軸を中心にして、先行する列および後続する列に対して関節運動し、前記列の各々は、前内部フランクおよび後外部フランクを備え、前記逆歯チェーンが真っ直ぐに引かれるときに、各列の前記前内部フランクは、最大突出量λ_MAXだけ、前記先行する列の後外部フランクに対して外向きに突出し、そのため、
   各スプロケット歯の前記係合フランクは、前記チェーンの列の前記前内部フランク上でのみ前記逆歯チェーンに初期噛み合い接触し、
   前記スプロケットと完全に噛み合っている前記チェーンの各列用に、前記後外部フランクはスプロケット歯の前記係合フランクと接触し、前記前内部フランクは先行するスプロケット歯の係合フランクから分離し、且つ、
   前記スプロケットから上流に位置する前記チェーンのストランドは、前記最大弦上昇距離ＣＲの４０％を超えない弦運動を呈する逆歯チェーンと、
   を備えるチェーンスプロケット駆動システム。
2. 前記スプロケットから上流に位置する前記チェーンの前記ストランドは、前記最大弦上昇距離ＣＲの３０％を超えない弦運動を呈する請求項１記載のチェーンスプロケット駆動システム。
3. 前記最大内部フランク突出量λ_MAXは、関係：
   ０．０１０×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐ
   を満足させる請求項１記載のチェーンスプロケット駆動システム。
4. 前記最大内部フランク突出量λ_MAXは、関係：
   ０．０１５×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐ
   を満足させる請求項３記載のチェーンスプロケット駆動システム。
5. 各列の前記前内部フランク用のスプロケット歯の前記係合フランクとの初期噛み合い接触は、前記先行する列の前記前内部フランクが先行するスプロケット歯の前記係合フランクから分離した後にのみ発生する請求項４記載のチェーンスプロケット駆動システム。
6. 前記スプロケットの各列の前記前内部フランクは、弓形の曲率半径によって画成される請求項４記載のチェーンスプロケット駆動システム。
7. チェーンスプロケット駆動システム用の逆歯チェーンであって、
   エンドレス式に互いに相互接続された内部リンクの複数の列であって、各々が、チェーンピッチＰで間隔をおいた旋回軸を中心にして、先行する列および後続する列に対して関節運動する内部リンクの複数の列を備え、前記列の各々は、前内部フランクおよび後外部フランクを含み、前記逆歯チェーンが真っ直ぐに引かれるときに、各列の前記前内部フランクは、最大突出量λ_MAXだけ、前記先行する列の後外部フランクに対して外向きに突出し、そのため、関連スプロケット歯の前記係合フランクは、前記チェーンの列の前記前内部フランク上でのみ前記逆歯チェーンに初期噛み合い接触し、前記最大内部フランク突出量λ_MAXは、関係：
   ０．０１０×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐ
   を満足させる逆歯チェーン。
8. 前記最大内部フランク突出量λ_MAXは、関係：
   ０．０１５×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐ
   を満足させる請求項７記載の逆歯チェーン。
9. 前記逆歯チェーンが関連スプロケットと噛み合うときに、先行する列は、スプロケット歯との内部フランク接触から外部フランク接触へ移行し、その後、前記先行する列に続く噛み合い列が次のスプロケット歯と初期噛み合い接触する請求項８記載の逆歯チェーン。
10. 逆歯チェーンをスプロケットに噛み合わせる方法であって、
    スプロケットを回転するステップであって、前記スプロケットは複数の歯を備え、各歯は係合フランクおよび係合解除フランクを備えるステップと、
    逆歯チェーンをスプロケットに噛み合わせるステップであって、前記スプロケットおよびチェーンは、最大弦上昇距離ＣＲを画成し、前記逆歯チェーンは内部リンクの複数の列を含み、それらは各々が、チェーンピッチＰで間隔をおいた旋回軸を中心にして、先行する列および後続する列に対して関節運動し、前記列の各々は、前内部フランクおよび後外部フランクを備え、前記逆歯チェーンが真っ直ぐに引かれるときに、各列の前記前内部フランクは、最大突出量λ_MAXだけ、前記先行する列の後外部フランクに対して外向きに突出し、前記最大内部フランク突出量λ_MAXは、関係：
    ０．０１５×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐ
    を満足させるステップと、
    前記チェーンの第１の列の前記前内部フランク上でのみ第１のスプロケット歯の前記係合フランクと前記逆歯チェーンとの間に初期噛み合い接触を行うステップと、
    前記スプロケットを回転し続けるステップであって、そのため、前記第１の列に先行する前記チェーンの列が前記スプロケットと完全に噛み合い、その後外部フランクが前記第１のスプロケット歯と接触し、且つ、そのため、前記第１の列の前記前内部フランクは前記第１のスプロケット歯から分離するステップと、
    を備える方法。
11. 前記第１の列の前記前内部フランクが前記第１のスプロケット歯から分離した後に、前記スプロケットを回転し続けるステップであって、そのため、前記第１の列に後続する前記チェーンの第２の列の前記前内部フランクが、前記第１のスプロケット歯に続く第２のスプロケット歯と初期噛み合い接触するステップ
    をさらに備える請求項１０記載の方法。
12. 前記スプロケットから上流の前記チェーンのスパンは、前記最大弦上昇距離ＣＲの４０％未満である弦運動を呈する請求項１０記載の方法。
13. 逆歯チェーンであって、
    各々が先行する列および次の列に旋回式に接続された複数の列であって、各列は、互いに整列配置され且つ先行する列および次の列の内部リンクと交互にされた複数の内部リンクを備え、各列は、ピッチ距離Ｐで互いから間隔をおいた旋回軸を中心にして、先行する列および次の列に対して旋回する複数の列を備え、
    前記内部リンクの各々は、前トウおよび後トウを備え、各前トウおよび後トウは、先端で相互接続された内部フランクおよび外部フランクを備え、前記前トウおよび前記後トウの前記内部フランクはクロッチによって結合され、
    各チェーン列の前記前トウは、先行するチェーン列の前記後トウに重なり合い、そのため、列および先行する列が直線に位置決めされるときには、前記チェーン列の前記前トウの前記内部フランクは、最大量λ_MAXだけ、前記先行するチェーン列の前記後トウの前記外部フランクに対して外向きに突出し、ただし、
    ０．０１０×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐである逆歯チェーン。
14. 前記最大内部フランク突出量λ_MAXは、関係：
    ０．０１５×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐ
    を満足させる請求項１３記載の逆歯チェーン。
15. 前記チェーンに噛み合うスプロケットをさらに備え、前記スプロケットおよびチェーンは一緒に、前記チェーンの前記旋回軸用の最大弦上昇距離ＣＲを決定し、前記スプロケットから上流に位置する前記チェーンの一部にある前記チェーンの前記旋回軸は、前記スプロケットに噛み合うときに、前記チェーンの弦作用に応答する弦運動を呈し、前記上流チェーンスパンの前記弦運動は、前記最大弦上昇距離ＣＲの４０％未満である請求項１４記載の逆歯チェーン。
16. 逆歯チェーンであって、
    エンドレス式に互いに旋回式に接続された複数の列であって、前記列が互いに対して関節運動する旋回軸の間にチェーンピッチＰを画成し、各列は、複数のリンクプレートを備え、各リンクプレートは、前トウおよび後トウを備え、各トウは、先端で接続された内部フランクおよび外部フランクによって画成され、前トウおよび前記後トウの前記内部フランクは互いに向けて配向されクロッチによって接続される複数の歯列を備え、
    各列の前記リンクは先行する列の前記リンクおよび後続する列の前記リンクと交互にされ、各列の前記前トウは、前記先行する列の前記後トウに重なり合い、そのため、前記チェーンが真っ直ぐ引かれるときには、前記前トウの前記内部フランクは、最大量λ_MAXだけ、前記重なり合った後トウの前記外部フランクから外向きに突出し、ただし、
    ０．０１０×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐである逆歯チェーン。
17. 前記最大内部フランク突出量λ_MAXは、関係：
    ０．０１５×Ｐ≦λ_MAX≦０．０２０×Ｐ
    を満足させる請求項１６記載の逆歯チェーン。

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