KR101293512B1 - 개선된 소음 특성을 가지는 고강도 및 고강성의 무음 체인 - Google Patents

개선된 소음 특성을 가지는 고강도 및 고강성의 무음 체인 Download PDF

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Abstract

스프로킷과 함께 사용하기 위한 개선된 체인용 링크(200)는 연결핀(207,208)을 수용하는 한 쌍의 구멍(202)을 가지는 몸체 및 외치면(204)과 내치면(206)을 가지는 한 쌍의 이빨(205)을 포함하며 상기 내치면(204)은 이빨 사이에서 크로치(203)를 정의한다. 개선된 링크는 1.5P에서 링크의 외치면에 접하는 접선과 이 접선과 교차하는 수직선 사이의, 29도보다 작거나 같은, 유효 외치면각, 0.5P에서 링크의 내치면에 접하는 접선과 이 접선과 교차하는 수직선 사이의, 29도보다 작거나 같은, 유효 내치면각, 및 복수의 비를 포함한다. 링크는 체인 속으로 조립될 수 있으며 복수의 핀에 의해 연결될 수 있다.
스프로킷, 체인, 링크, 몸체, 이빨, 크로치, 유효 치면각

Description

개선된 소음 특성을 가지는 고강도 및 고강성의 무음 체인{HIGH STRENGTH AND STIFFNESS SILENT CHAIN WITH IMPROVED NOISE}
<관련 출원들에 대한 참조>
본 출원은 "개선된 소음 특성을 가지는 고강도 및 고강성의 무음 체인"의 명칭으로 2005년 12월 13일에 출원된 미국 가출원 번호 제60/749,831호와 "개선된 소음 특성을 가지는 고강도 및 고강성의 무음 체인"의 명칭으로 2006년 10월 2일에 출원된 미국 가출원 번호 제60/827,731호에 개시된 발명을 주장한다. 이에, 미국 가출원에 대하여 규정하는 미국 특허법 제119조(e)항의 이익을 주장하며, 위에서 언급한 출원들은 참고자료로서 본 출원에 통합된다.
본 발명은 무음 체인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증대된 강도와 강성을 가지는 무음 체인에 관한 것이다.
무음 체인 또는 역치체인(inverted tooth chain)은 동력전달장치 응용분야, 특히 자동차 동력전달장치(powertrain)에 여러 해 동안 사용되어 왔다. 자동 동력전달장치에서, 역치 동력전달 체인은 토크 변환기와 입력기어장치 사이의 입력구동장치의 모습으로, 또는 출력 기어장치와 최종 구동장치 사이의 출력 구동장치의 모 습으로 발견될 수 있다. 역치체인은, 또한, 부변속기(transfer case)의 입력과 앞차축으로 연결되는 출력축 사이의 부변속기에서도 발견된다. 체인 연결부위의 연결을 위해 핀과 로커조인트를 사용하는 역치체인의 특별한 종류는 마찰과 마모에 의한 손실이 매우 적게 요구되는 경우에 사용된다. 대부분의 종래 역치체인은, 둥근 핀 위를 미끄러지는 링크에 의해 체인을 연결하는 링크 내의 둥근 구멍에 끼워 맞춤이 되는 단순한 둥근 핀을 사용한다. 이러한 미끄럼은 핀과 로커가 서로 구를 수 있는 곳에서 위에서 언급한 핀과 로커보다 큰 마찰을 일으킨다.
역치체인은, 체인 링크의 금속의 피로가 체인의 기능을 상실하게 하거나, 체인이 스프로킷의 이빨에서 튐으로써 두 개의 스프로킷 사이에서 장력을 전달할 능력을 순간적으로 상실하게 되므로, 역치체인이 전달할 수 있는 장력에는 한계가 있다. 체인이 마모됨에 따라, 느슨해져 이빨에서 구동장치 내에서 체인이 튀는 이빨이 없이 장력을 전달하는 능력은 감소된다. 성공적인 체인 설계는 피로강도, 이빨 튐(tooth jump)에 저항하는 능력, 체인의 마모 및 구동 소음의 수준을 조화시키는 것이다. 하나의 특성을 개선하는 노력할 때, 다른 특성들은 종종 양보된다.
동시에, 차량 제조업자들은 연료 소비를 줄임은 물론 개선된 성능을 위해 더 많은 기어를 가지는 동력전달장치를 자신이 생산하는 차량에 설치한다. 전체 동력전달비가 커지면 체인의 장력도 증가되고, 체인에 의한 이빨 튐이 가혹한 환경에서의 기동 하에서 자주 발생하게 된다. 이는, 동력전달장치(drivetrain) 내에서 발생되는 과부하 상태를 해소하는, 바퀴가 회전하는 것을 방지하는 브레이크 트랙션제어를 적용함으로써 증가된다. 동시에, 동력전달비가 높으면, 연비가 개선되는 고속 도로 주행 중의 엔진의 속도를 떨어뜨린다. 엔진의 속도가 떨어지면 마스킹 소음(masking noise)이 감소되어 소음 체인의 소음을 차량의 객실 내에서 더욱 들리기 쉽게 한다. 그 결과, 자동 동력전달장치 내의 출력 구동 또는 부변속기 내의 전달 구동(transfer drive)으로 사용될 때 작은 구동 소음과 함께 작동 중에 적은 마찰 손실이 발생되면서 현저히 우수한 이빨 튐 저항을 제공하는 개선된 체인이 필요하게 되었다.
자동차용으로 설계되는 역치형태의 동력전달 체인은 60°의 외치면의 끼인각을 가지는 링크 프로파일에 의존한다. 이는 체인 치면과 교차되는 수직선에 대하여 30°의 각도를 이룬다. 처음에는, 링크의 외치면 상의 스프로킷과 결합되고 외치면 상의 스프로킷 이빨에 안착되도록 체인이 설계되었다. 타이밍 체인으로 사용되는 통상의 무음체인은 링크의 내치면 상의 스프로킷 이빨과 맞물리도록 설계되었지만 스프로킷을 감싸도록 완전히 연결되었을 때 외치면으로 천이되었다. 일부 무음 체인이 55°의 끼인각을 사용하지만, 이러한 설계의 대부분은 60°의 외치면의 끼인각을 가진다.
이러한 무음체인은 스프로킷과의 점진적인 맞물림을 위해 긴 작용치면을 가짐으로써 낮은 수준의 작동소음을 달성하였다. 이는 링크의 피치선 위에 높은 크로치(crotch)가 필요하였다. 구멍을 통하여 링크에 작용되는 장력이 링크의 크로치 내의 강한 굽힘 응력을 야기하기 때문에, 그 결과는 상대적으로 약한 링크이었다.
주어진 적용된 장력에 대한 굽힘 응력을 감소시키도록 링크의 크로치를 체인의 피치선에 대해 내려뜨림으로써 체인의 강도를 개선하려는 시도가 있었다. 그러 나 크로치가 내려가면, 스프로킷과의 결합에 유효한 작용치면의 길이는 감소된다. 이는 체인의 작동 중의 소음을 증가시키게 된다. 이는 또한 결과적으로 임의의 작동조건 하에서 이빨 튐에 대한 체인의 저항을 감소시키는, 보다 짧은 스프로킷 이빨이 됨을 의미한다.
종래의 무음체인은 크로치의 높이, 끼인각, 및 유효 치면각을 포함하지만 여기에 제한되지 않는 링크 설계 특성 때문에 한정된 강도, 강성, 및 작은 튐 토크값을 가진다. 끼인각, 유효 치면각, 및 크로치 높이를 낮추려는 여러 시도가 있었지만, 이는 증가된 강도를 야기하였지만, 또한 원하지 않던 체인 소음을 심각하게 증가시키는 결과가 되었다. 무음체인의 다른 문제는 체인과 스프로킷 모두가 마모된다는 것이다.
미국 특허 제5,236,400호는, 체인의 길이방향으로 불규칙적으로 정렬되는 표준 링크판에 대하여 상이한 상호 결합면 링크를 가지는 불규칙 링크를 가지는 링크판의 결합면각(engaging surface angles)이 변하는 무음체인을 개시한다. 인벌루티드 스프로킷 이빨(involuted sprocket teeth)의 결합면을 가지는 링크판의 결합 위치는, 하나의 특정 위치에서의 집중적인 마모를 회피하기 위하여, 스프로킷 이빨의 결합면의 전체 영역에 걸쳐 분산된다. 불규칙 링크의 결합위치는 특정 위치에 집중되지 않고 대신에 링크의 결합면각이 달라진다. 불규칙 형상의 링크는 표준 링크의 결합각 α보다 큰 α+Δα의 결합면각을 가진다. 표준 링크의 끼인각은 60도이며 불규칙 링크의 끼인각은 80도이다. 표준 링크의 치면각은 30도이고 불규칙 링크의 치면각은 40도이다.
미국 특허 제5,267,910호는 링크판 각각이 피치선에서 스프로킷의 이빨과 맞물리기에 적합한 맞물림면을 가지는 무음체인을 개시한다. 대부분의 링크판은, 볼록한 원호가 맞물릴 스프로킷 이빨과 약간의 간섭을 일으키도록 위치되는, 소정의 곡률반경을 가지는 오목한 원호로 이루어진, 연속적인 곡면 형태의 변형된 이빨 프로파일을 가진다. 볼록한 원호의 곡률의 중심은 체인에 대한 피치링크의 이뿌리높이면(dedendum side)에 놓인다.
미국 특허 제6,244,983호는 초기 결합과 완전한 결합 동안에 내치면 상의 스프로킷 이빨과 맞물리는 무음 체인의 링크를 개시한다. 스프로킷 이빨은 링크 이빨의 내치면의 형상의 하부와 어울리는 제1부를 가지는 치면 형상과 링크 이빨 형상의 상부와 어울리는 제2부를 가지는 스프로킷 치면 형상을 가진다.
미국 특허 제6,334,828호는, Hi는 체인 피치선에서 내치면 피치선까지의 거리, Ho는 체인 피치선에서 외치면 피치선까지의 거리, 그리고 Hs는 체인의 다각형 운동의 진폭일 때, Hi=Ho+Hs 의 식을 만족하는 프로파일을 가지는 내치면 및 외치면을 가지는 링크판 이빨을 개시한다. 링크의 끼인각은 60도이다. 종래기술인 미국 특허 제6,334,828호의 도 5에서, Hi는 Ho보다 작거나 같다. 종래 링크의 끼인각은 65도이다. 종래 링크의 치면각은 32.5도이다.
종래 링크와 관련된 다른 문제는, 60도의 끼인각이나 30도의 치면각을 가지는 링크의 강도를 증가시키면서 한편으로는 크로치의 높이를 감소시키려는 시도에서 야기된다. 체인의 강도와 결과적인 강성이 증가되는 반면 상기 두 개의 변경의 조합은 수용할 수 없는 수준의 체인 소음을 야기하였다. 다른 종래의 링크는 소음 을 감소시키기 위해 링크 상의 스프로킷 이빨과의 접촉점을 변경하려고 시도하지만 크로치가 높아서 크로치의 정점이 핀 구멍의 바닥과 같거나 높도록 하고, 강도, 강성, 및 이빨 튐 토크를 감소시키도록 절충한다.
이와 유사하게, 미국 특허 제6,796,920호는, Hi=Ho+Hs 의 식을 개시하고 있는데, 여기서 Hi는 핀 중심선으로부터 내치면의 피치선까지의 거리, Ho는 핀 중심선에서 외치면의 피치선까지의 거리, 그리고 Hs는 체인의 다각형 운동의 진폭을 나타낸다. 종래기술인 미국 특허 제6,796,920호의 도 7에서, 링크판은 핀구멍의 바닥보다 높은 크로치를 가지며 56도의 끼인각을 가진다.
일본 특허출원 제60-164042호는 세 개의 다른 형태의 링크판을 가지는 무음체인을 개시한다. 링크의 각각은 상이한 압력각을 가지며 이빨 튐에 의한 부적절한 이빨의 맞물림을 방지하도록 체인을 따라 불규칙하게 정렬된다. 링크의 크로치는 핀 구멍의 바닥과 같거나 높다. 링크의 끼인각은 55도, 75도, 및 85도이다. 링크의 치면각은 각각 27.5도, 37.5도, 및 42.5도이다.
도 1은 링크의 외치면(104) 상에서 스프로킷과 접촉하며 안착되는 종래의 링크(100)를 도시한다. 링크는 로커핀(107)과 제2핀(108)으로 이루어진 연결핀을 수용하는 한 쌍의 핀 구멍(102) 및 한 쌍의 이빨(105)을 가진다. 이빨(105)은 링크의 크로치(103)를 형성하는 내치면(106)과 외치면(104)을 가진다. 링크의 피치(P)는 조립된 체인 내에서 링크의 조인트나 구멍들(102) 사이의 평균 거리이다. 피치선은, 직선으로 스프로킷에 접근하는 체인 안으로 링크가 조립될 때 핀과 로커의 접촉점으로서 정의된다. 변수 K는 피치선과 1.5피치(1.5P)에서 외치면과 접촉하는 선 사이의 측정된 거리를 나타낸다. 변수 H는 피치선에서 링크의 크로치(103)의 정점까지의 측정된 거리이다. 변수 T는 피치선에서 링크의 이빨(105)로 도시된 링크 상의 이빨의 끝까지 측정된 거리를 나타낸다.
링크의 외치면(104)에서, Fo는 링크(100)가 스프로킷 이빨과 접촉하거나 안착되는 외치면(104) 상의 접촉면적을 나타낸다. 유효 외치면각(Δ)은 1.5P 선에서 링크의 외치면에 접하는 접선과 이 접선과 교차되는 수직선에 의해 형성되는 각도로서 정의된다. 종래기술의 링크(100)는 30도의 유효 외치면각(Δ)을 가진다.
링크가 하나의 둥근 핀(로커핀이 아님)만을 가진다면, 체인의 피치선은 단일 둥근핀의 중심을 통과할 것이다.
도 2는 링크의 내치면(116) 상에서 스프로킷과 접촉하며 링크의 외치면(114)에 안착되는 종래기술의 링크(110)를 도시한다. 링크는 로커핀(117)과 제2핀(118)으로 구성되는 연결핀용의 한 쌍의 핀 구멍(112) 및 한 쌍의 이빨(115)을 가진다. 이빨(115)은 링크의 크로치(113)를 형성하는 내치면(116)과 외치면(114)을 가진다. 링크의 피치(P)는, 조립된 체인 내에서, 링크의 구멍들(112) 내에서 로커 조인트를 형성하는 로커핀(117)과 제2핀(118)의 접촉점들 사이의 거리이다. 피치선은, 링크가 직선으로 놓여있는 체인 내에서 조립될 때, 핀과 로커의 접촉점을 통과하는 선으로 정의된다. 변수 K는 피치선과 1.5 피치(1.5P)에서의 외치면과 접촉하는 선 사이의 측정된 거리를 나타낸다. 종래기술의 링크(110)는 30도의 유효 외치면각(Δ)을 가진다. 유효 외치면각(Δ)은 1.5P선에서 링크의 외치면에 접하는 접선과 이 접선과 교차되는 수직선에 의해 형성되는 각도로서 정의된다.
변수 L은 피치선과 0.5피치(0.5P)에서의 내치면과 접촉하는 선 사이의 측정된 거리를 나타낸다. 변수 H는 피치선으로부터 아래로 링크의 크로치(113)의 정점까지의 측정된 거리이다. 변수 T는 피치선 아래로부터 링크의 이빨(115)로 도시된 링크 상의 이빨의 끝까지 측정된 거리이다.
링크의 내치면(116)에서, Fi는 링크(110)가 스프로킷 이빨과 접촉하는 내치면(116) 상의 접촉면적을 나타낸다. 유효 내치면각(φ)은, 하나의 내치면(116)에서 다른 내치면까지 0.5P 이격된 수평선에 대한 반경의 접촉점에서, 내치면(116)을 형성하며 그 중심은 링크의 주변 외측에 위치하는 반경에 접하는 접선과, 이 접선과 교차하는 수직선에 의해 형성되는 각도로서 정의된다. 종래기술의 링크(110)는 30도의 유효 외치면각(φ)을 가진다.
따라서, 종래기술에는, 증가된 강도, 낮은 크로치, 그리고 작은 유효 치면각을 가지는 링크를 구비하여 작동시에 개선된 피로강도로서 여전히 낮은 소음을 내며 이빨 튐에 대한 개선된 저항을 가지는 새로운 체인에 대한 요구가 있다.
스프로킷과 함께 사용되는 개선된 체인용 링크이며, 이 링크는 연결핀을 수용하며 피치 거리만큼 이격되는 한 쌍의 구멍 및 이 구멍들을 통과하는 피치선을 가지는 몸체, 및 외치면과 내치면을 가지는 한 쌍의 이빨을 포함하며, 내치면들은 상기 이빨 사이에서 크로치를 정의한다. 링크는 링크의 내치면 또는 링크의 외치면 상에서 스프로킷의 스프로킷 이빨을 구동 가능하게 접촉하도록 형성될 수 있다. 개선된 링크들은 1.5P에서 링크의 외치면에 접하는 접선과 이 접선에 교차하는 수직선 사이의, 29도보다 작거나 같은, 유효 외치면각, 0.5P에서 링크의 내치면에 접하는 접선과 이 접선과 교차하는 수직선 사이의, 29도보다 작거나 같은, 유효 내치면각, 및 복수의 비를 포함한다.
링크는 하나의 체인 속으로 조립될 수 있으며 다수의 핀에 의해 연결될 수 있다. 핀은, 바람직하기로는 로커 핀 및 이 로커 핀에 잠길 수 있도록 설계된 로커로 알려진 제2핀의 쌍들로 이루어져 있다.
링크의 외치면은 직선 형태, 큰 곡률반경을 가지는 곡선, 또는 1.5P 선보다 아래의 작은 곡률반경을 가지는 곡선 형태일 수 있다.
링크의 내치면은 직선 형태, 큰 곡률반경을 가지는 곡선, 또는 0.5P 선보다 아래의 작은 곡률반경을 가지는 곡선 형태일 수 있다.
도 1은 링크의 외치면 상에서 스프로킷과 접촉하는 종래의 링크를 도시한다.
도 2는 링크의 내치면 상에서 스프로킷과 접촉하는 종래의 링크를 도시한다.
도 3은 링크의 외치면 상에서 스프로킷과 접촉하며 직선 외치면을 가지는 제1실시예의 링크를 도시한다.
도 4는 링크의 내치면 상에서 스프로킷과 접촉하며 둥근 또는 곡선의 내치면을 가지는 제2실시예의 링크를 도시한다.
도 5는 링크의 외치면 상에서 스프로킷과 접촉하며 큰 반경을 가지는 외치면을 가지는 제3실시예의 링크를 도시한다.
도 6은 링크의 외치면 상에서 스프로킷과 접촉하며 작은 반경을 가지는 외치 면을 가지는 제4실시예의 링크를 도시한다.
도 7은 링크의 내치면 상에서 스프로킷과 접촉하며 0.5 선보다 낮은 곡률반경을 가지는 내치면을 가지는 제5실시예의 링크를 도시한다.
도 8은 링크의 내치면 상에서 스프로킷과 접촉하며 직선인 내치면을 가지는 제6실시예의 링크를 도시한다.
도 9는 비대칭인 제7실시예의 링크를 도시한다.
도 10은 체인 구동에 의해 발생되는 전체 소음과 함께 피치 또는 맞물림 주파수(mesh frequency)에서의 기존 제품의 로커 조인트 체인, 기존 제품의 둥근 핀 체인, 및 본 발명의 로커 조인트 체인의 차수 대 속도의 그래프이다.
도 11은 체인 구동에 의해 발생되는 전체 소음과 함께 피치 또는 맞물림 주파수의 2배에서의 기존 제품의 로커 조인트 체인, 기존 제품의 둥근 핀 체인, 및 본 발명의 로커 조인트 체인의 소음 대 속도의 그래프이다.
첨부 도면에서, 대응하는 요소들은 같은 참조부호로 나타낸다.
무음 체인은 사이에 끼워진 링크(interleaved link)의 열들 또는 세트들로 구성된다. 각각의 링크는 한 쌍의 핀 구멍과 이빨을 가진다. 바람직하기로는 로커핀과 제2핀으로 구성된 연결핀은 상기 핀 구멍에 삽입되어 사이에 끼워진 링크를 폭방향으로 연결한다. 체인이 스프로킷에 감겨질 때, 스프로킷 이빨과의 링크의 접촉은 링크의 치면 또는 링크의 크로치와 이루어 질 것이다.
본 출원에서, 링크의 내치면/크로치 또는 외치면 상에서의 "구동 접촉"은 스프로킷에 의해 링크의 이 부위를 통하여 처음 구동되는 링크를 지칭하며, 링크의 다른 치면 상에서 발생될 수 있는 접촉을 배제하지 않는다. 예를 들면, 몇 개의 스프로킷 상에서, 링크는 링크의 내치면 또는 크로치 상의 구동 접촉을 가지며 이빨의 수에 따라서 외치면이나 내치면 상에 안착될 수 있다. 하나의 링크는, 두 개의 링크 사이의 결합각이 충분히 크고 체인이 구동 스프로킷에 결합될 때의 스프로킷에서의 이빨의 수에 따라 앞의 링크의 외치면 상의 구동 접촉으로 천이하는 내치면 상의 구동 접촉을 가질 수 있다.
도 3은 제1실시예의 링크(200)와 이에 대응하는 스프로킷 이빨(221)의 부위를 도시한다. 링크(200)는 외치면(204) 상에서 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉되고 링크의 외치면(204) 상에서 스프로킷 이빨(221)에 안착되도록 형성된다. 링크(200)는 로커 핀(207)과 제2핀(208)으로 구성되는 연결핀을 수용하는 한 쌍의 핀 구멍(202) 및 한 쌍의 이빨(205)을 가진다. 이빨(205)은 링크의 크로치(203)를 형성하는 내치면(206)과 외치면(204)을 가진다. 링크의 피치 또는 피치 거리(P)는 조립된 체인 내에서 로커 조인트들의 접촉점들 사이의 평균거리이다. 피치선은, 링크가 직선 형태의 체인으로 조립될 때 핀과 로커 접촉점을 통과하는 선으로 정의된다. 변수 K는 피치선과 1.5피치(1.5P)에서의 외치면과 접촉하는 선 사이의 거리로 측정된다. 변수 H는 피치선으로부터 아래로 링크의 크로치(203)의 정점까지의 거리로 측정된다. 변수 T는 피치선에서 아래로 링크의 이빨끝까지의 거리로 측정된다. 변수 L(도 4)은 피치선과 0.5피치(0.5P)에서의 내치면과 접촉하는 선 사이의 거리로 측정됨을 도시한다.
유효 외치면각(Δ)은 1.5P 선에서 링크의 외치면에 접하는 접선과 이 접선과 교차하는 수직선에 의해 형성되는 각도로 정의된다. 링크(200)는 29도보다 작거나 같은 유효 외치면각(Δ)을 가진다. 링크의 외치면(204)에서, Fo는 링크가 스프로킷 이빨(221)과 접촉하거나 그 위에 안착되는 외치면 상의 접촉면적을 나타낸다.
위에서 언급한 정의들은 본 출원의 모든 대칭링크 실시예에 적용된다.
링크(200)는 다음의 식(1.1)으로 표현되는 부등식에 의해 더 정의되고, K를 피치거리 또는 피치(P)와 유효 외치면각(Δ)의 탄젠트의 곱으로 나눈 값은 0.790보다 크거나 같다.
Figure 112008041630444-pct00001
예를 들면, 링크의 피치에 대한 값이 0.375이고, 유효 외치면각이 25°이며, K는 0.176일 때 이 값들은 부등식(1.1)에 삽입하면, 얻어지는 값은 0.790보다 크거나 같다.
Figure 112008041630444-pct00002
도 1 에 도시한 바와 같은 종래기술처럼, 유효 외치면각이 증가하고 아래의 표 1에 나타난 바와 같은 종래의 링크 평균값, K의 값은 감소하고 수학식(1.1)의 결과는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
Figure 112008041630444-pct00003
따라서, 0.698은 ≥0.790이 아니다.
링크(200)는 수학식(1.2)의 부등식으로 정의되고, 피치 또는 피치 거리(P)에 대한 H(피치선 아래로 크로치의 정점까지의 거리)의 비는 0.239보다 크다.
Figure 112008041630444-pct00004
예를 들면, H에 대한 값이 0.095이고 피치(P)가 0.375이면
Figure 112008041630444-pct00005
0.253>0.239
크로치의 정점이 피치선보다 높을 때, 수학식 (1.2)에 대한 음의 값 또는 0.239보다 작은 값이 나타난다. 다음의 표 에서 종래기술의 링크의 평균값을 사용하면, 0.1991은 0.239보다 크지 않고, 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
더욱이, 링크(200)는 수학식(1.3)에 의해 표현되는 부등식으로 정의되며 피치 또는 피치거리(P)에 대한 T(피치선에서 아래로 이빨(205)의 끝까지의 거리)의 비는 0.770보다 크거나 같다.
Figure 112008041630444-pct00006
아래의 표에서 종래기술의 링크의 평균값을 사용할 때, 0.7357은 0.770보다 크거나 작지 않으며 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
링크(200)는 또한 수학식 (1.4)로 표현되는 부등식으로 정의될 수 있고, 피치 또는 피치거리 (P)에 대한 H(피치선에서 아래로 크로치의 정점까지의 거리)의 비와, 피치 또는 피치거리 (P)에 대한 T(피치선에서 아래로 이빨(205)의 끝까지의 거리)의 비와 피치 또는 피치거리 (P)에 대한 H(피치선에서 아래로 크로치의 정점까지의 거리)의 비의 차의 곱은 0.124보다 크다.
Figure 112008041630444-pct00007
아래의 표 1에 나열한 바와 같이 종래 기술의 링크의 평균값을 사용하면,
Figure 112008041630444-pct00008
0.1068은 0.124보다 크지 않다.
따라서, 종래의 링크는 수학식 (1.4)로 표현되는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
링크(200)는 수학식 (1.5)로 표현되는 부등식에 의해서도 정의될 수 있으며, 피치선과 1.5피치(1.5P)에서 외치면과 접촉하는 선 사이의 거리로 측정되는 K의 피치거리 (P)에 대한 비와, 피치선 아래로 크로치의 정점까지의 거리(H)의 피치 또는 피치거리 (P) 에 대한 비의 곱을 유효 외치면각의 탄젠트로 나눈 값은 0.176보다 크다.
Figure 112008041630444-pct00009
아래의 표 1에 나열한 종래의 링크의 평균값을 사용하면,
Figure 112008041630444-pct00010
0.1390은 1.176보다 크지 않다.
따라서, 종래의 링크는 수학식 (1.5)로 표현되는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
본 발명과 관련된 예를 위해 선택된 수는 임의적이며 도면과 일치할 필요는 없다. 종래기술에 대한 수는 종래 제품의 체인의 대응하는 비들에 대한 평균값이며 아래의 표 1에 있으며 내용을 추가하기 위해 존재한다.
도 4는 제2실시예의 링크(210)와 대응하는 스프로킷 이빨(221)의 부위를 도시한다. 링크(210)는 링크의 내치면(216) 또는 크로치(213) 상에서 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉하도록 형성되며 링크의 외치면(214) 상의 스프로킷 이빨(221)에 안착된다. 링크(210)는 로커핀(217)과 제2핀(218)으로 구성된 연결핀을 수용하는 한 쌍의 핀 구멍(212)과 한 쌍의 이빨(215)을 가진다. 이빨(215)은 외치면(214)과 링크의 크로치(213)를 형성하는 내치면(216)을 가진다. 링크(210)는 29도보다 작거나 같은 유효 외치면각(Δ)을 가진다.
변수 L은 피치선과 0.5 피치(0.5P)에서 내치면과 접촉하는 선 사이의 측정된 거리를 나타낸다. 변수 H는 피치선 아래로 링크의 크로치(213)의 정점까지의 측정된 거리이다. 변수 T는 피치선 아래로 링크의 이빨(215)의 끝까지의 측정된 거리이다. 링크의 내치면에서, Fi는 링크가 스프로킷 이빨(221)과 접촉하는 내치면(216) 상의 접촉 면적을 나타낸다. 유효 내치면각(φ)은, 링크(210)의 수직 중심선으로부터 0.25P 이격된 수평선과의 반경의 접촉점에서, 내치면(216)을 형성하며 그 중심이 링크의 주변부 외측에 위치하는 반경에 접하는 선과 상기 접촉점을 통과하는 수 직선에 의해 형성되는 각도로서 정의된다. 링크(210)는 29도보다 작거나 같은 유효 내치면각(φ)을 가진다.
링크의 크로치 또는 내치면 상에서 스프로킷 이빨과 접촉하는 링크(210)는 수학식(2.1)로 표현되는 부등식에 의해서 정의되며, L을 피치(P)와 유효 내치면각(φ)의 탄젠트의 곱으로 나눈 값은 0.850보다 크거나 같다.
Figure 112008041630444-pct00011
예를 들면, 링크의 피치에 대한 값이 0.375이고, 유효 내치면각이 링크의 크로치 상에서 스프로킷 이빨과 접촉하는 링크에 대하여 26°이고, L이 0.1900이고 이 값들은 부등식 (2.1)에 대입하면, 얻어지는 값은 0.850보다 크거나 같다.
Figure 112008041630444-pct00012
1.039 ≥ 0.850
유효 내치면각이 증가함에 따라, 도 2에 도시된 종래기술에서처럼, L의 값은 감소되고 부등식(2.1)은 참이 되지 않는다. 종래 제품의 링크는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
Figure 112008041630444-pct00013
따라서, 0.7747은 ≥0.850이 아니다.
링크(210)는 또한 수학식 (2.2)로 표현되는 부등식으로 정의되며, 피치선 아래로 크로치의 정점까지의 거리(H)를 피치 또는 피치거리(P)로 나눈 비는 0.239보 다 크다.
Figure 112008041630444-pct00014
예를 들면, H의 값이 0.095이고 피치가 0.375이면,
Figure 112008041630444-pct00015
0.253 > 0.239
크로치의 정점이 피치선보다 높으면, 수학식 (2.2)에 대한 음의 값 또는 0.239보다 작은 값이 나온다. 아래의 표로부터 종래 링크의 평균값을 사용하면, 0.1991은 0.239보다 크지 않으며 따라서 부등식 요건을 만족하지 않는다.
링크(210)는 수학식 (2.3)으로 표현되는 부등식으로 정의되며, 피치(P)에 대한 T(피치선 아래로 이빨(215)의 끝까지의 거리)의 비는 0.770보다 크거나 같다.
Figure 112008041630444-pct00016
아래의 표로부터 종래 링크의 평균값을 사용하면, 0.7357은 0.770보다 크거나 같지 않으며 따라서 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
링크(210)는 수학식 (2.4)로 표현되는 부등식으로 정의될 수 있고, 피치(P)에 대한 H(피치선 아래로 크로치의 정점까지의 거리)의 비와, 피치(P)에 대한 T(피치선 아래로 이빨(215)의 끝까지의 거리)의 비와 피치(P)에 대한 H(피치선 아래로 크로치의 정점까지의 거리)의 비의 차의 곱은 0.124보다 크다.
Figure 112008041630444-pct00017
아래의 표 1에서 나타낸 종래 링크의 평균값을 사용하면, 종래 제품 링크는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
Figure 112008041630444-pct00018
0.1068은 0.124보다 크지 않다.
따라서, 종래 링크는 수학식 (2.4)로 표현되는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
링크(210)는 수학식 (2.5)로 표현되는 부등식으로도 정의되며, 피치(P)에 대한 H(피치선 아래로 크로치의 정점까지의 거리)의 비와, 피치(P)에 대한 T(피치선 아래로 이빨(215)의 끝까지의 거리)의 비와 피치(P)에 대한 H(피치선 아래로 크로치의 정점까지의 거리)의 비의 차의 곱을 유효 내치면각(φ)의 탄젠트로 나눈 값은 0.210보다 크다.
Figure 112008041630444-pct00019
아래의 표 1에서 나타낸 종래 링크의 평균값을 사용하면, 종래 제품의 링크는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
Figure 112008041630444-pct00020
0.178은 0.210보다 크지 않다.
따라서, 종래 링크는 수학식 (2.5)로 표현되는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
링크(210)는 수학식 (2.6)로 표현되는 부등식으로 정의되며, 피치선 아래로 이빨(215)의 끝까지의 거리 (T)를 피치(P)와 유효 내치면각(φ)의 곱으로 나눈 값은 1.40보다 크거나 같다.
Figure 112008041630444-pct00021
아래의 표 1에 나타낸 종래 링크의 평균값을 사용하면, 종래 제품의 링크는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
Figure 112008041630444-pct00022
1.2259는 1.40보다 크거나 같지 않다.
링크(210)는 수학식 (2.7)로 표현되는 부등식으로 정의될 수 있으며, 피치선과 1.5피치(1.5P)에서 외치면과 접촉하는 선 사이의 거리로 측정되는 K의 피치거리 (P)에 대한 비와, 피치선 아래로 크로치의 정점까지의 거리(H)의 피치 또는 피치거리 (P)에 비의 곱을 유효 외치면각의 탄젠트로 나눈 값은 0.176보다 크다.
Figure 112008041630444-pct00023
아래의 표 1에서 나타낸 종래 링크의 평균값을 사용하면,
Figure 112008041630444-pct00024
0.1390은 0.176보다 크지 않다.
따라서, 종래 링크는 수학식 (2.7)로 표현되는 부등식의 요건을 만족하지 않는다.
본 발명과 관련된 예를 위해 선택된 수는 임의적이며 도면과 일치할 필요는 없다. 종래기술에서의 수는 종래 제품의 체인의 대응하는 비들에 대한 평균값이며 아래의 표 1에 존재하며 내용을 추가하기 위해 존재한다.
도 5는 외치면(204)이 곡선 처리되고 큰 곡률반경을 가지는 제3실시예의 링크(220)를 도시한다. 링크(220)는 외치면(204) 상에서 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉되고 링크의 외치면(204) 상에서 스프로킷 이빨(221)에 안착되도록 형성된다. 링크(220)는 로커 핀(207)과 제2핀(208)으로 구성되는 연결핀을 수용하는 한 쌍의 핀 구멍(202) 및 한 쌍의 이빨(205)을 가진다. 이빨(205)은 외치면(204)과 링크의 크로치(203)를 형성하는 내치면(206)을 가진다.
링크(220)는 23도의 유효 외치면각(Δ)을 가진다. 링크의 외치면(204) 상에서, Fo는 링크가 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉하는 외치면 상의 접촉면적을 나타낸다. 링크는 위에서 언급한 바와 같이 추가적으로 정의되거나 수학식 (1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2.1, 2.2, 2.3, 2.5, 2.6, 및 2.7)에 의해 참조자료로 기술될 수 있다.
도 6은 외치면(204)이 곡선 처리되고 피치선 아래에 있는 작은 곡률반경을 가지는 제4실시예의 링크(220)를 도시한다. 외치면(204)은 토우 릴리프(toe relief; Rt)를 가진다. 링크(230)는 외치면(204) 상에서 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉하고 링크의 외치면(204) 상의 스프로킷 이빨(221)에 안착되도록 형성된다. 링크(230)는 로커핀(207)과 제2핀(208)으로 구성되는 연결핀을 수용하는 한 쌍의 핀 구멍(202) 및 한 쌍의 이빨(205)을 가진다. 이빨(205)은 외치면(204)과 링크의 크로치(203)를 형성하는 내치면(206)을 가진다.
링크(230)는 25도의 유효 외치면각(Δ)을 가진다. 링크의 외치면(204) 상에서, Fo는 링크가 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉하는 외치면 상의 접촉면적을 나타낸다. 링크는 위에서 언급한 바와 같이 추가적으로 정의되거나 수학식 (1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2.1, 2.2, 2.3, 2.5, 2.6, 및 2.7)에 의해 참조자료로 기술될 수 있다.
도 7은 내치면(206)이 곡선 처리되고 피치선 아래에 있는 곡률반경을 가지는 제5실시예의 링크(220)를 도시한다. 내치면(206)은 이빨 릴리프(Ri)를 가진다. 링크(240)는 내치면(206) 상에서 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉되고 링크의 외치면(206)에 안착되도록 형성된다. 매우 큰 스프로킷에서, 링크(240)는 스프로킷을 감싸기에 필요한 결합각에 따라 내치면(206)에 안착될 수 있다. 링크(204)는 로커 핀(207)과 제2핀(208)으로 구성되는 연결핀을 수용하는 한 쌍의 핀 구멍(202) 및 한 쌍의 이빨(205)을 가진다. 이빨(205)은 링크의 크로치(203)를 형성하는 외치면(204)과 링크의 크로치(203)를 형성하는 내치면(206)을 가진다. 내치면각(φ)은 도 4의 링크(210)와 유사한 방식으로 정의된다.
링크는 위에서 언급한 바와 같이 추가적으로 정의되거나 수학식 (1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2.1, 2.2, 2.3, 2.5, 2.6, 및 2.7)에 의해 참조자료로 기술될 수 있다.
도 8은 내치면(206)이 직선인 제6실시예의 링크(250)를 도시한다. 링크(250)는 내치면(206) 상에서 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉하고 링크의 외치면(204) 상의 스프로킷 이빨(221)에 안착되도록 형성된다. 다른 실시예처럼, 링크(250)는, 링크가 내치면(206) 상에서 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉하고 외치면(204) 상에 안착되지 않도록 지정될 수 있다. 링크(250)는 로커핀(207)과 제2핀(208)으로 구성되는 연결핀을 수용하는 한 쌍의 핀 구멍(202) 및 한 쌍의 이빨(205)을 가진다. 이빨(205)은 외치면(204)과 링크의 크로치(203)를 형성하는 내치면(206)을 가진다. 링크(250)는 25도의 유효 외치면각(Δ)을 가진다.
변수 L은 피치선과 0.5피치(0.5P)에서의 내치 면과 접촉하는 선 사이의 측정된 거리를 나타낸다. 변수 H는 피치선으로부터 아래로 링크의 크로치(203)의 정점까지의 측정된 거리이다. 변수 T는 피치선 아래로부터 링크의 이빨끝까지의 측정된 거리이다. 링크의 내치면 상에서, Fi는 링크가 스프로킷 이빨(221)과 구동 가능하게 접촉하는 내치면(206) 상의 접촉 면적을 나타낸다. 내치면(206)과 0.5P 접촉점을 통과하는 수직선 사이에 정의되는 내치면각(φ)은 26도이다. 링크는 위에서 언급한 바와 같이 추가적으로 정의되거나 수학식 (1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2.1, 2.2, 2.3, 2.5, 2.6, 및 2.7)에 의해 참조자료로 기술될 수 있다.
도 9는 링크의 단부에서 중심선(C)까지로 측정되는 링크의 1/2이 중심선(C) 에서 링크의 반대편 단부까지로 측정되는 링크의 나머지 1/2과 다른 제7실시예의 비대칭 링크(260)를 도시한다. 링크(260)는 내치면(206'') 상에서 스프로킷 이빨(도시하지 않음)과 구동 가능하게 접촉하고 링크의 외치면(204') 상에서 스프로킷 이빨에 안착된다. 링크(260)는 로커핀(207", 207')과 제2핀(208", 208')으로 구성되는 연결핀을 수용하는 중심선(C)의 일측면에 형성되는 핀구멍(202', 202")을 가진다. 링크(260)의 각각의 1/2은 이빨(205", 205')을 가진다. 이빨(205", 205')의 각각은 외치면(204", 204')과 링크의 크로치(203)를 형성하는 내치면(206", 206')을 가진다. 링크의 피치 또는 피치 거리(P)는 조립된 체인 내의 로커 조인트들의 접촉점들 사이의 거리이다. 피치선은, 링크가 직선인 체인으로 조립될 때 핀들과 로커 접촉점들을 통과하는 선으로 정의된다. 변수 K', K"는 피치선과 링크의 중심선으로부터 0.75피치에 있는 외치면과 접촉하는 선 사이의 측정된 거리이다.
유효 외치면각(Δ', Δ")은 0.75P 선에 있는 링크의 외치면(204". 204')에 접한 접선과 이 접선과 교차하는 수직선에 의해 형성되는 각도로서 정의된다. 유효 외치면각은 오직 명확성을 위하여 링크의 일측에 도시되었다.
변수 L', L"은 피치선과 링크 중심선으로부터 0.25피치(0.25P)에서의 내치면과 접촉하는 선 사이의 측정된 거리를 나타낸다. 변수 H는 피치선에서 아래로 링크의 크로치(203)의 정점까지의 측정된 거리이다. 변수 T',T"은 피치선에서 아래로 링크의 이빨끝까지의 측정된 거리이다.
링크의 내치면(206", 206')에서, Fi'과 Fi"은 링크가 스프로킷 이빨과 구동 가능하게 접촉하는 내치면(206", 206') 상의 접촉 면적을 나타낸다. 유효 내치면 각(φ', φ")은, 링크(260)의 수직 중심선으로부터 0.25P 이격된 수평선에 대한 반경의 접촉점에서, 내치면(206', 206")을 형성하며 그 중심은 링크의 주변부 외측에 위치하는 반경에 접하도록 형성되는 각으로 정의된다. 그러나, 유효 내치면각(φ", φ')은 내치면에 평행한 선과, 내치면이 직선일 때 0.25P접촉점을 통과하는 수직선에 의해 형성되는 각으로 정의될 수 있다. 링크의 각각의 1/2은 위에서 언급한 바와 같이 추가적으로 정의되거나 수학식 (1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2.1, 2.2, 2.3, 2.5, 2.6, 및 2.7)에 의해 참조자료로 기술될 수 있다. 명확하게 하기 위하여, 각도나 접촉점의 일부만이 비대칭 링크의 반대측에 대한 일측에 도시되었지만, 같은 각도 및 접촉면적이 링크의 반대측에도 존재하는 것으로 이해된다.
접선과 교차하는 수직선은 위에서 언급한 실시예에서 수직선이 될 수 있다.
링크는 본 발명의 사상을 벗어나지 않고도 도 3, 4, 5, 6, 7, 8, 및 9에 도시된 다양한 형태와 결합되도록 설계될 수 있다. 링크는 내치면 및 외치면의 결합 타이밍에 영향을 주기 위해 스프로킷과의 구동 접촉을 변형하도록 변경될 수 있다. 본 발명의 링크는 무작위 또는 소정의 패턴으로 체인을 따라 정렬될 수 있다. 본 발명의 링크는 또한 표준 링크를 가지는 체인에서 사용되거나 체인이 체인에 걸쳐 단 하나의 실시예의 링크를 사용하도록 형성될 수 있다.
제2핀과 로커핀을 포함하는 로커 조인트는 링크의 구멍으로 수용되어 체인을 형성하도록 링크를 연결하는데 사용될 수 있다.
0.375피치가 본 출원의 예에서 사용되었지만 링크는 상기 피치에 한정되지 않는다.
예
아래의 예에 대한 내용을 설명을 위하여, 종래 제품 체인의 대응하는 비에 대한 평균값을 아래의 표 1에 나타내었다.
Figure 112008041630444-pct00025
본 발명의 체인에 대한 하나의 예는 종래 제품인 체인, 즉 로커 조인트 체인과 단일 둥근 핀 체인과 비교하였다. 테스트한 모든 체인의 피치 또는 피치거리(P)는 0.4346 인치 피치이었다. 본 발명의 로커 조인트 체인의 유효 내치면각(φ)은 28.5도이었다. 링크의 구멍을 지나는 피치선으로부터 링크의 토우까지의 거리 (T)의 본 발명의 로커 조인트 체인의 피치 거리 또는 피치(P)에 대한 비는 0.8277이었다. 구멍을 지나는 피치선으로부터 내치면 상의 0.5P선까지의 거리 (L)의 피치 거리 또는 피치(P)와 본 발명의 로커 조인트 체인의 유효 내치면각(φ)의 접선의 곱에 대한 비는 0.9094이었다.
체인이 동적 및 정적으로 이빨에서 튀는데 필요한 토크를 결정하기 위하여 체인들이 테스트되었다. 동적으로 이빨 튐 토크를 결정하기 위하여, 1.25 인치의 폭에서 각 체인은 부변속기에 장착되고, 체인이 이빨에서 튈 때까지 토크는 서서히 증가되는 동안 150 rpm으로 회전되었다. 표 2의 결과를 보면, 기존 제품인 로커 조인트 체인은 체인의 이빨 튐이 일어나기 위한 최소의 토크를 필요로 한다. 기존 제품인 둥근 핀 체인은 더 큰 토크를 필요로 하며, 이빨 튐이 55%까지 발생하기 전까지 필요한 토크의 양을 증가시킨다. 본 발명의 체인은 둥근 핀 체인과 비슷한 양의 토크를 필요로 하며 이빨 튐이 54%까지 발생하기 전까지 필요한 토크의 양을 증가시킨다. 나아가, 기존 제품인 로커 조인트 체인은 본 발명의 로커 조인트 체인과 비슷한 결과를 얻도록 약 2인치까지 체인의 폭을 증가시켜야 할 것이다.
Figure 112008041630444-pct00026
정적으로 이빨 튐 토크를 결정하기 위하여, 1.00 인치의 폭의 각 체인은 출력 스프로킷이 토크 미터를 통하여 접지되고 입력 스프로킷은 체인이 이빨에서 튈 때까지 서서히 회전되는 특수 시험기에 고정된다. 표 3의 결과를 보면, 로커 조인트 체인은 체인이 이빨에서 튀기 시작하기 위한 최소한의 토크를 필요로 한다. 둥근 핀 체인은 더 많은 토크를 필요로 하고 이빨 튐이 43%까지 발생하기 전까지 필요한 토크를 증가시킨다. 본 발명의 체인은 둥근 핀 체인과 비슷한 토크를 필요로 하며 이빨 튐이 40%까지 발생하기 전까지 필요한 토크를 증가시킨다. 나아가, 기존 제품인 로커 조인트 체인은 본 발명의 로커 조인트 체인과 비슷한 결과를 얻기 위해서는 약 1.5인치까지 체인의 폭을 증가시켜야 할 것이다.
Figure 112008041630444-pct00027
소음 시험은 표 4에 나타낸 체인에 관하여 실시되었다. 체인의 각각은 반 방음실 내에서 40 피트-파운드 토크 부하 조건 하에서 500rpm부터 3000rpm까지 40개의 이빨을 가지는 스프로킷에 걸어 구동되었다. 소음은 속도 범위에 걸쳐 샘플링되었고 속도 범위 평균(SRA: speed range average)이 계산되었다. 전체 소음은 20 헤르츠에서 20,000헤르츠까지 기록된 모든 주파수를 포함한다. 맞물림 주파수는 체인 링크가 스프로킷과 결합될 때의 주파수이고, 맞물림 주파수의 2 배는 그 값의 두 배이다. 위에서 언급한 시험 조건에 대하여, 맞물림 주파수는 500rpm에서의 333Hz부터 3000rpm에서의 2000Hz까지 변할 것이며, 두 배의 맞물림 주파수는 동일한 두 가지 속도에서 666Hz와 4000Hz가 될 것이다.
Figure 112008041630444-pct00028
도 10 및 도 11은 각각 맞물림 주파수와 2배 맞물림 주파수에서의 본 발명의 로커 조인트 체인, 기존 제품인 둥근 핀 체인, 및 기존 제품인 로커 조인트 체인의 소음 대 속도의 그래프이다. 전체 소음은 그래프 각각에 포함된다.
실시된 시험의 결과는 본 발명의 로커 조인트 체인이 기존 제품인 로커 조인트 체인보다 50% 큰 이빨 튐 토크를 나타내고 기존 제품인 둥근 핀 체인의 이빨 튐 토크와 같음을 보여준다. 본 발명의 로커 조인트 체인은 기존 제품인 로커 조인트 체인보다 실질적으로 더 조용하고 기존 제품인 둥근 핀 체인과 비교할 때 소음에 대하여는 다른 등급에 있다. 6dBA만큼 소음이 감소되면 인간의 귀에 반정도로 시끄럽게 들리는 것으로 인식됨을 주목해야 한다. 마지막으로, 기존 제품인 둥근 핀 체인은, 기존 제품인 로커 조인트 체인과 본 발명의 로커 조인트 체인의 모두와 비교할 때, 체인의 조인트 내에서 핀 위에서 활주하는 링크의 마찰이 크기 때문에 속도 면에서 제한이 있다.
따라서, 앞에서 설명한 본 발명의 실시예들은 단지 본 발명의 원리의 적용을 설명하기 위한 것으로 이해되어 한다. 본 명세서에서 설명된 실시예들을 상세히 언급한 것은 본 발명의 본질에 관한 특징을 언급하는 특허청구의 범위를 한정하는 것이 아니다.

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  9. 스프로킷과 함께 사용되는 체인용 링크로서, 상기 링크는 핀과 로커 핀을 포함하는 연결핀들을 수용하며 피치 거리만큼 이격되는 한 쌍의 구멍과 상기 구멍들을 통과하는 피치선을 가지는 몸체; 및 외치면들과 내치면들을 가지는 한 쌍의 이빨을 포함하며, 상기 내치면들은 상기 이빨 사이에서 크로치를 형성하고, 상기 링크는 상기 링크의 상기 내치면들 상에서 상기 스프로킷의 스프로킷 이빨과 구동 가능하게 접촉하도록 형성되고, 상기 링크는
    a) 상기 링크의 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.25배에서 상기 링크의 상기 내치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 내치면 각이, 29도보다 작거나 같고;
    b) 상기 피치 거리와 상기 유효 내치면각의 탄젠트의 곱에 대한, 상기 피치선과 피치거리의 0.5배에서 상기 내치면과 접촉하는 선 사이의 거리의 비가, 하기수학식과 같이 0.850보다 크거나 같고; 및
    Figure 112013020229238-pct00046
    c) 상기 피치 거리와 상기 유효 내치면각의 탄젠트의 곱에 대한, 상기 피치 선과 상기 이빨끝 사이의 거리의 비가, 하기 수학식과 같이 1.4보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112013020229238-pct00047
  10. 제9항에 있어서, 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한, 상기 피치 선으로부터 상기 이빨끝까지의 거리의 비는, 하기 수학식과 같이 0.770보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00048
  11. 제9항에 있어서, 피치 거리와 상기 링크의 상기 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.75배에서의 상기 링크의 상기 외치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 외치면각의 탄젠트의 곱에 대한 상기 피치 선과 피치 거리의 1.5배에서의 상기 외치면에 접촉하는 선 사이 거리의 비는, 하기 수학식과 같이 0.790보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00049
  12. 제9항에 있어서, 상기 링크의 상기 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.75배에서 상기 링크의 상기 외치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이에, 29도보다 작거나 같은 유효 외치면각을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
  13. 제9항에 있어서, 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 이빨끝까지의 거리의 비와 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 차와, 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 곱은, 하기 수학식과 같이 0.124보다 큰 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00050
  14. 제9항에 있어서, 피치선의 상기 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.75배에서의 상기 링크의 상기 외치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 외치면각의 탄젠트로 나눈, 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선과 피치 거리의 1.5배에서 상기 외치면과 접촉하는 선 사이의 거리의 비와 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 아래로 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 곱은, 하기 수학식과 같이 0.176보다 큰 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00051
  15. 복수의 핀에 의해 연결되는 제9항에서 형성되는 복수의 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 체인.
  16. 스프로킷과 함께 사용되는 체인용 링크로서, 상기 링크는 핀과 로커 핀을 포함하는 연결핀들을 수용하며 피치 거리만큼 이격되는 한 쌍의 구멍과 상기 구멍들을 통과하는 피치선을 가지는 몸체; 및 외치면들과 내치면들을 가지는 한 쌍의 이빨을 포함하며, 상기 내치면들은 상기 이빨 사이에서 크로치를 형성하고, 상기 링크는 상기 링크의 내치면들 상에서 상기 스프로킷의 스프로킷 이빨과 구동 가능하게 접촉하도록 형성되고, 상기 링크는
    a) 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 이빨끝까지의 거리의 비와 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 차를 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비에 곱한, 0.124보다 큰 하기 수학식과 같은 값; 및
    Figure 112013020229238-pct00052
    b) 상기 링크의 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.25배에서 상기 링크의 상기 내치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 외치면각이, 29도보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
  17. 제16항에 있어서, 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한, 상기 피치 선으로부터 상기 이빨끝까지의 거리의 비는, 하기 수학식과 같이 0.770보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00053
  18. 제16항에 있어서, 피치 거리와 상기 링크의 상기 수직 중심선에서 상기 피치 선의 0.75배에서의 상기 링크의 상기 외치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 외치면각의 탄젠트의 곱에 대한, 상기 피치 선과 피치 거리의 1.5배에서의 상기 외치면에 접촉하는 선 사이 거리의 비는, 하기 수학식과 같이 0.790보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00054
  19. 제16항에 있어서, 상기 링크의 상기 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.75배에서 상기 링크의 상기 외치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의, 29도보다 작거나 같은, 유효 외치면각을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
  20. 제16항에 있어서,
    a) 피치 거리와 상기 링크의 수직 중심선으로부터 상기 피치선의 0.25배에서 상기 링크의 상기 내치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 내치면각의 탄젠트의 곱에 대한 상기 피치선과 피치거리의 0.5배에서 상기 내치면과 접촉하는 선 사이의 거리의 비는, 하기 수학식과 같이 0.850보다 크거나 같고,
    Figure 112011097148982-pct00055
    b) 피치 거리와 상기 링크의 상기 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.25배에서의 상기 링크의 상기 내치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 내치면각의 탄젠트의 곱에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 이빨끝까지의 거리의 비는, 하기 수학식과 같이 1.4보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00056
  21. 제16항에 있어서, 피치선의 상기 수직 중심선으로부터 피치 선의 0.75배에서의 상기 링크의 상기 외치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 외치면각의 탄젠트로 나눈, 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선과 상기 피치 거리의 1.5배에서 상기 외치면과 접촉하는 선 사이의 거리의 비와 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선 아래로 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 곱은, 하기 수학식과 같이 0.176보다 큰 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00057
  22. 복수의 핀에 의해 연결되는 제16항에서 형성되는 복수의 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 체인.
  23. 스프로킷과 함께 사용되는 체인용 링크로서, 상기 링크는 핀과 로커 핀을 포함하는 연결핀들을 수용하며 피치 거리만큼 이격되는 한 쌍의 구멍과 상기 구멍들을 통과하는 피치선을 가지는 몸체; 및 외치면들과 내치면들을 가지는 한 쌍의 이빨을 포함하며, 상기 내치면들은 상기 이빨 사이에서 크로치를 형성하고, 상기 링크는 상기 링크의 내치면들 상에서 상기 스프로킷의 스프로킷 이빨과 구동 가능하게 접촉하도록 형성되고, 상기 링크는
    a) 상기 링크의 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.25배에서 상기 링크의 상기 내치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 내치면각이, 29도보다 작거나 같고;
    b) 피치 거리와 상기 유효 내치면각의 탄젠트의 곱에 대한 상기 피치선과 피치거리의 0.5배에서 상기 내치면과 접촉하는 선 사이의 거리의 비가, 하기 수학식과 같이 0.850보다 크거나 같고;
    Figure 112013020229238-pct00058
    c) 상기 피치 거리와 상기 유효 내치면각의 탄젠트의 곱에 대한 상기 피치 선과 상기 이빨끝 사이의 거리의 비가, 하기 수학식과 같이 1.4보다 크거나 같고;
    Figure 112013020229238-pct00059
    d) 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 이빨끝까지의 거리의 비와 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 차와 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 곱은, 하기 수학식과 같이 0.124보다 크고; 및
    Figure 112013020229238-pct00060
    e) 상기 체인의 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선으로부터 상기 이빨끝까지의 거리의 비가, 하기 수학식과 같이 0.770보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112013020229238-pct00061
  24. 제23항에 있어서, 피치 거리와 상기 링크의 상기 수직 중심선에서 상기 피치 선의 0.75배에서의 상기 링크의 상기 외치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 외치면각의 탄젠트의 곱에 대한, 상기 피치 선과 피치 거리의 1.5배에서의 상기 외치 면에 접촉하는 선 사이 거리의 비는, 하기 수학식과 같이 0.790보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00062
  25. 제23항에 있어서, 상기 링크의 상기 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.75배에서 상기 링크의 상기 외치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직 선 사이의, 29도보다 작거나 같은, 유효 외치면각을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
  26. 제23항에 있어서, 피치선의 상기 수직 중심선으로부터 피치 선의 0.75배에서의 상기 링크의 상기 외치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 외치면각의 탄젠트로 나눈, 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선과 피치 거리의 1.5배에서 상기 외치면과 접촉하는 선 사이의 거리의 비와 상기 피치 거리에 대한 상기 피치 선 아래로 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 곱은, 하기 수학식과 같이 0.176보다 큰 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00063
  27. 복수의 핀에 의해 연결되는 제23항에서 형성되는 복수의 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 체인.
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  50. 제9항에 있어서, 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비와, 상기 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 이빨의 끝까지의 거리의 비와 상기 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 차의 곱을 상기 유효 내치면각의 탄젠트로 나눈 값은, 하기 수학식과 같이 0.210보다 큰 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00081
  51. 제16항에 있어서, 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비와, 상기 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 이빨의 끝까지의 거리의 비와 상기 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 차의 곱을 상기 유효 내치면각의 탄젠트로 나눈 값은, 하기 수학식과 같이 0.210보다 큰 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00082
  52. 제23항에 있어서, 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비와, 상기 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 이빨의 끝까지의 거리의 비와 상기 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 차의 곱을 상기 유효 내치면각의 탄젠트로 나눈 값은, 하기 수학식과 같이 0.210보다 큰 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112011097148982-pct00083
  53. 삭제
  54. 스프로킷과 함께 사용되는 체인용 링크로서, 상기 링크는 핀과 로커 핀을 포함하는 연결핀들을 수용하며 피치 거리만큼 이격되는 한 쌍의 구멍과 상기 구멍들을 통과하는 피치선을 가지는 몸체; 및 외치면들과 내치면들을 가지는 한 쌍의 이빨을 포함하며, 상기 내치면들은 상기 이빨 사이에서 크로치를 형성하고, 상기 링크는 상기 링크의 상기 내치면들 상에서 상기 스프로킷의 스프로킷 이빨과 구동 가능하게 접촉하도록 형성되고, 상기 링크는
    a) 상기 링크의 수직 중심선으로부터 상기 피치 선의 0.25배에서 상기 링크의 상기 내치면에 접하는 접선과 상기 접선과 교차하는 수직선 사이의 유효 내치면각이, 29도보다 작거나 같고;
    b) 피치에 대한 상기 피치선으로부터 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비와, 상기 피치에 대한 상기 피치선 아래로 상기 이빨의 끝까지의 거리의 비와 상기 피치에 대한 상기 피치선으로부터 상기 크로치의 정점까지의 거리의 비의 차의 곱을 상기 유효 내치면각의 탄젠트로 나눈 값은, 하기 수학식과 같이 0.210보다 큰 것을 특징으로 하는 체인용 링크.
    Figure 112013020229238-pct00085
KR1020087014008A 2005-12-13 2006-12-13 개선된 소음 특성을 가지는 고강도 및 고강성의 무음 체인 KR101293512B1 (ko)

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