KR20090042278A

KR20090042278A - 스프로켓, 및 이를 구비한 체인 드라이브

Info

Publication number: KR20090042278A
Application number: KR1020097003750A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 리츠
Original assignee: 이위스 모토시스템 게엠베하 ＆ 컴퍼니 케이지
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2009-04-29
Also published as: JP2009544902A; WO2008011924A1; DE502007002948D1; US8353796B2; US20100048337A1; DE102006034364A1; DE102006034364B4; CN101517273B; JP5007865B2; KR101074821B1; EP2044348B1; EP2044348A1; CN101517273A

Abstract

본 발명은 스프로켓(1)에 관한 것으로서, 상기 스프로켓(1)은 원형의 기어 링(3)의 외주 둘레에 배치된 복수의 교호형 톱니(4)와 톱니 공간(5), 및 상이한 피치 이격거리(T)를 포함한다. 몇개의 연속적인 피치 이격거리(T)는 상기 기어 링(3)의 제 1 영역 위에서 연속적으로 증가하고, 몇 개의 연속적인 피치 이격거리(T)는 상기 기어 링(3)의 다음 영역에서 연속적으로 감소한다. 또한, 본 발명은 체인 드라이브(20), 특히 제어 체인 드라이브에 관한 것으로서, 이는 구동 체인(14)과, 상기 타입의 하나 이상의 스프로켓(1)을 구비한다.

Description

스프로켓, 및 이를 구비한 체인 드라이브{SPROCKET WITH ALTERNATING PITCH SPACINGS}

본 발명은 특히 타이밍 체인 드라이브용 스프로켓으로서, 원형의 기어 링의 외주 둘레에 배치된 복수의 교호형 톱니와 톱니 공간, 및 상이한 피치 이격거리를 포함하는 스프로켓에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상응하는 타이밍 체인 드라이브, 특히 구동 체인 및 당해 타입의 하나 이상의 스프로켓을 갖는 타이밍 체인 드라이브에 관한 것이다.

자동차의 개발에 있어서, NVH 거동(소음, 진동 및 거칠음)이 점차 중요해지고 있다. 높은 진동 편안함을 위한 고객의 요구와 더불어, 운전자에 대한 낮은 소음 및 진동 부하는 액티브 보안에 기여할 것이다. 또한, 특히 진동 부하는 당해의 구성요소들의 서비스 수명 및 필요한 치수를 손상시킨다.

자동차에서, 많은 구성요소들은 진동 및 소음에 대한 여기원으로서 동시에 작동한다. 내연기관 자체와 더불어, 이들 구성요소들은 파워트레인, 트랜스미션, 팬, 흡입 시스템, 배기가스 시스템뿐만 아니라 타이어 및 섀시이며, 별도의 소음 및 진동원으로부터 발생된 소음 및 진동은 무시할 수 있다. 그러나, 파워트레인의 진동 및 소음 여기, 예컨대 크랭크샤프트 및 캠샤프트의 회전 진동, 플라이휠의 불규칙한 회전운동, 베어링 부하뿐만 아니라 크랭크샤프트의 각속도 변동 및 토크 여기는 이러한 관점에서 주요한 역할을 한다. 파워트레인의 동적 부하, 특히 내연기관에 사용되고 크랭크샤프트 체인 휠, 하나 이상의 캠샤프트 체인 휠 및 구동 체인을 구성하는 타이밍 체인 드라이브의 동적 부하는 전체 차량에 우세하게 전달되며 다른 모든 소음 및 진동원을 첨가한다.

구동을 위해 치형 벨트 또는 치형 체인이 사용된 것인지에 관계없이, 파워트레인 내의 동적 부하를 감소시키는 것은 수년 동안 내연기관의 분야에서 우선적인 것 중 하나이다. 예컨대, 독일공개공보 DE 37 39 336 C2는 회전 진동이 진동 흡수장치의 사용에 의해 제거되지만, 실질적으로 추가된 비용을 수반하며 실질적으로 추가된 설치 공간을 필요로 한다. 독일특허공보 DE 39 20 528 C1은 캠샤프트로부터 발생된 교호 토크가 유압 브레이크 유닛에 의해 제거되어야 하는 것을 제안한다. 독일특허공개공보 DE 195 20 508 A1은 치형 벨트 드라이브에 대해 진동 여기를 감소하도록 캠샤프트 풀리로서 사용되는 비원형의 풀리를 개시한다. 본 문헌에 도시한 비원형의 풀리는 규칙적인 간격으로 풀리 둘레에 배치된 4개의 돌출 영역 및 4개의 비돌출 영역을 갖는다. 더욱이, 일본특허공개공보 JP 10266868 A는 치형 벨트 타이밍 드라이브를 위한 타원형 크랭크샤프트 피니언을 개시한다. 독일실용신안공개공보 DE 202 20 367 U1 및 DE 203 19 172 U1은 치형 벨트에 제한되지 않고 하나 이상의 치형 벨트 휠의 비원형 프로파일, 특히 타원형 프로파일에 의해 반대 로 변동하는 교정 토크를 통해 파워트레인의 동적 부하를 감소시키는 동기성 드라이브 유닛의 개발을 추가적으로 기술한다.

또한, 부하 감소형 타이밍 체인 드라이브는, 예컨대 유럽특허공보 EP 097 041 B1 및 유럽특허공개공보 EP 1 308 646 A2에 공지되어 있다. 여기서, 스프로켓의 톱니 공간은 종래의 균일한 루트원에 비해 그들의 루트원 직경, 즉 그들의 반경방향 위치의 관점에서는 변경된다. 이로써, 스프로켓 톱니 사이의 체인 링크의 반경방향 맞물림 위치는 변경되는 반면, 맞물리는 체인 링크 사이의 피치 이격거리는 일정하게 유지된다. 톱니 공간 루트원 직경의 배치는 임의로 분포되거나 또는 균일한 제어 체인 부하에 관해서 선택된다.

더욱이, 독일특허공개공보 DE 43 31 482 A2는 상이한 길이의 체인으로 구성된 체인과, 이에 대응하게 상이한 톱니 피치를 갖는 스프로켓을 포함하는 체인 드라이브를 개시한다. 스프로켓의 톱니와 체인의 맞물림에 대한 반복 순서를 감소시키는 것은, 체인 드라이브의 소음 배출 및 주기적인 진동 여기를 감소시킨다. 체인 링크의 상이한 길이로 인해, 스프로켓에 대한 상이한 톱니 피치는 짝수로 반복되는 구성으로 배치된다. 이와 같은 체인 드라이브에 의해, 진동 에너지는 3가지 주파수로 분포되지만, 스프로켓의 제조 및 상이한 길이의 체인 링크로 구성된 체인의 제조가 비싸고, 특히 구성요소들의 교체의 경우에 조립 결함이 생기기 쉽다.

파워트레인의 소음 및 진동 부하를 감소시키기 위해 종래 기술에 공지된 다수의 해결책은 그들의 사용 과정에 유용한 것으로 알려졌다. 자동차에서의 NVH 거동을 개선하기 위한 현재의 고강도 노력은, 특히 파워트레인의 주요한 소음 및 진 동원의 경우에 추가적인 개발 노력을 더욱 필요로 한다. 더욱이, 드라이브 상의 동적 부하는 지금까지의 유용한 해결책이 사용된 경우에 비교적 높다. 따라서, 타이밍 드라이브 내의 또다른 부하 감소가 바람직하고, 크기감소 효과를 통해, 타이밍 드라이브의 영역 면에서 비용 감소를 이끌 수 있다.

본 발명의 목적은 파워트레인, 특히 타이밍 체인 드라이브 내의 동적 부하를 감소시키고, 동일하거나 또는 약간 감소된 효율을 성취하면서 공지된 해결책의 단점을 없애는 것이다.

당해 타입의 스프로켓의 경우에, 본 목적은 복수의 연속적인 피치 이격거리, 바람직하게 3개 이상의 피치 이격거리는 원형의 기어 링의 다음 영역에서 연속적으로 감소한다. 피치 이격거리의 연속적인 변화는 원리적으로 사인곡선 프로파일인 가장 적절한 피치 이격거리 프로파일로서 불균일한 특성과 균일한 특성을 모두 가질 수 있다. 그러나, 2가지 각각의 단계를 포함하는 단차형 피치 이격거리 형태는 이미 긍정적인 효과를 충족시킬 수 있다. 연속적으로 증가하고 연속적으로 감소하는 피치 이격거리를 갖는 영역들은, 예컨대 평균 피치의 일정한 피치 이격거리를 갖도록 이들 영역 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 최선의 긍정적인 효과를 산출하는 피치 이격거리 프로파일을 성취하도록, 서로 인접하게 교호형 영역을 배치한다.

스프로켓의 회전방향으로 기어 링 상에 상이한 피치 이격거리를 교호적으로 배치하면, 타이밍 체인 드라이브에서 진동 부하에 반대하는 추가적인 진동 여기를 발생시키므로, 타이밍 체인 드라이브에서 발생하는 체인력은 감소될 것이다. 공명 위치의 영역에서 발생하는 형태에서 타이밍 드라이브의 효과적인 추가 여기를 마련하는 것은, 체인력의 실질적인 감소를 발생시키고, 이에 따라 NVH 거동의 개선뿐만 아니라 성능 및 사용 조건에 변경 없이 타이밍 체인 드라이브의 치수를 더욱 작게 할 수 있다.

바람직한 실시예에 의하면, 연속적으로 증가하는 피치 이격거리를 갖는 기어 링의 영역, 및 연속적으로 감소하는 피치 이격거리를 갖는 영역은 교호적으로 연속하게 배치되어, 타이밍 체인 드라이브 내의 체인력의 가장 균일한 감소를 성취한다.

스프로켓 자체 또는 체인 드라이브의 일부로서의 스프로켓의 장점적인 실시예는, 연속적으로 증가하는 피치 이격거리 및/또는 연속적으로 감소하는 피치 이격거리를 갖는 기어 링의 영역은 4개 이상의 상이한 피치 이격거리를 포함하도록 고안된다. 피치 이격거리의 단차형 변화는 천천히 형성되는 진동 여기, 즉 타이밍 체인 드라이브 내의 스프로켓에 의해 유도된 체인력의 느릿한 증가 또는 부분적인 보상을 허용한다.

스프로켓의 주요한 실시예는, 가장 큰 피치 이격거리와 가장 작은 피치 이격거리 간의 차가 상기 가장 큰 피치 이격거리의 35% 미만, 바람직하게 15% 미만인 것으로 고안된다. 상이한 피치 이격거리는, 체인 드라이브의 부하 감소 및 진동 여기에 대한 잘 균형된 비율을 갖는 본 발명에 따른 체인 드라이브 내에 사용된 스프로켓의 만족스럽거나 또는 양호하게 매끄러운 주행 특성을 허용한다.

비원형 스프로켓에 비해, 체인 스트랜드(chain strands)의 횡단 여기의 감소를 허용하기 위해, 기어 링의 루트원은 원형의 프로파일을 가져서, 각각의 톱니 공간이 동일한 루트원 반경을 가질 수 있다. 상이한 피치 이격거리에도 불구하고 균일한 것으로서 원형의 기어 링 프로파일을 성취하기 위해, 기어 링의 이끝원은 톱니가 동일한 이끝원 반경을 갖도록 원형 프로파일을 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 체인 드라이브, 특히 타이밍 체인 드라이브에 관한 것으로서, 상기 체인 드라이브는 구동 체인, 그리고 기어 링의 외주 둘레에 배치된 복수의 교호형 톱니와 톱니 공간, 및 상이한 피치 이격거리를 포함하는 원형의 기어 링을 갖는 하나 이상의 스프로켓, 원형의 기어 링의 영역 위로 연속적으로 증가하는 복수의 연속적인 피치 이격거리, 및 비원형 기어 링의 다음의 바람직하게 인접하는 영역에서 연속적으로 감소하는 복수의 연속적인 피치 이격거리를 포함한다. 이와 같은 체인 드라이브에서, 부여된 진동 폭은 실질적으로 감소될 수 있다. 이와 같은 진동 폭은 내연기관에 의해 도입된 체인 드라이브 상의 동적 부하에 의해, 예컨대 타이밍 체인 드라이브 내에서 발생된다. 크랭크샤프트 상에 배치된 상이한 피치 이격거리를 갖는 스프로켓은, 소멸 효과를 통해 진동 중첩에 의해 구현된 공명 진동 및 체인력의 감소 및 엔진 여기의 공명 범위에서 진동 중첩을 발생시키는 진동을 타이밍 체인 드라이브 내에 도입할 수 있다. 진동 중첩은 시뮬레이션에 의해 먼저 내연기관의 공명 범위에 적응될 수 있다. 그러나, 기어 링의 상이한 피치 이격거리는 각각의 톱니 공간의 각 위치의 변화, 2개의 인접한 톱니 중심선 또는 톱니 공간 중심선 사이의 각도 증가를 야기하는 피치 이격거리의 증가를 발생시킨다. 바람직하게 시뮬레이션에 의해 연산된 적절한 이격거리에 의해, 톱니 공간 각도 사이의 각 변위 및 상이한 피치 이격거리는 기존의 진동 특성에 적응될 수 있다.

잘 균형된 부하 감소와 조합하여 양호하게 매끄러운 주행 특성을 성취하기 위해, 가장 큰 피치 이격거리와 가장 작은 피치 이격거리 간의 차가 상기 가장 큰 피치 이격거리의 35% 미만, 바람직하게 15% 미만일 수 있다. 실질적으로 동일한 체인 피치를 갖는 복수의 체인 링크를 포함하는 종래의 구동 체인이 사용된 경우에, 상이한 피치 이격거리는 체인 피치보다 작거나 또는 그와 동일한 것이 바람직하다. 그러나, 구동 체인이 구속력을 회피하도록 주의 깊게 설계된 경우에, 체인 피치보다 큰 피치 이격거리가 마찬가지로 제공될 수 있다. 동일한 체인 피치를 갖는 구동 체인의 경우에, 표준 체인, 예컨대 롤러 체인 또는 분절식 체인이 사용되어, 합리적인 비용으로 제조할 뿐만 아니라 규정된 체인 위치없이 쉽게 조립하게 할 수 있다. 이와 관련된 구동 체인의 체인 피치와 작거나 또는 동일한 피치 이격거리는 톱니 상에 체인이 끼는 것을 방지하므로, 구속력의 발생을 방지한다.

바람직한 실시예는, 스프로켓의 기어 링 상에 체인의 맞물림 외주가 비원형의 프로파일로 형성되도록 고안된다. 맞물림 외주는 맞물린 상태에서 체인의 힌지 축의 위치 또는 체인의 접촉 지점을 상호 연결하는 곡선에 의해 규정된다. 체인의 맞물림 외주의 비원형 프로파일은, 본 발명에 따라 상이한 피치 이격거리가 배치되는 점에 의해, 기어 링이 원형이라는 점에도 불구하고 형성된다.

이하, 본 발명은 실시예에 기초하여 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스프로켓의 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 2개의 스프로켓을 갖는 체인 드라이브의 평면도.

도 1은 본 발명에 따른 스프로켓(1)의 평면도로서, 스프로켓은 허브 부분(2)과 원형의 기어 링(3)을 포함한다. 기어 링(3)은, 기어 링(3)의 외주 둘레에 분포된 복수의 교호형 톱니(4)와 톱니 공간(teeth spaces)(5)을 배치한다. 스프로켓(1)의 중심(6)은 그 회전축에 있다.

톱니(4)의 팁부 둘레에 도시된 곡선된 원주는 스프로켓(1)의 이끝원(addendum circle)(7)을 형성하며, 이끝원 반경(8)은 톱니(4)의 팁부와 중심(6) 사이의 거리에 있다. 마찬가지로, 스프로켓(1)의 루트원(root circle)(9)은 톱니 공간(5)의 최저 영역을 통해 연장되는 곡선의 원주에 의해 규정된다. 이에 따라, 루트원 반경(10)은 톱니 공간(5)의 최저 영역과 스프로켓(1)의 중심(6) 사이의 거리에 있다.

여기서, 스프로켓(1)의 피치원(pitch circle)(11) 및 피치원 반경(12)은 톱니 공간(5) 내의 별개의 체인 링크 또는 롤러(15)의 최적 위치에서, 인접하는 체인 링크 사이의 체인 피치(KT) 및 체인(14)과는 별도의 톱니 공간(5)에서 구동 체인(14)(여기서는, 롤러 체인)의 별개의 체인 링크 축(13)의 위치를 연결하는 곡선 에 의해 규정된다. 도면 상에서, 피치원(11)은 서로 연결되지 않고서 톱니 공간(5) 내에 느슨하게 배치된 롤러(15) 또는 슬리브의 체인 링크 축(13)을 연결하는 곡선에 의해 규정된다. 모든 톱니 공간(5)은 실질적으로 동일한 사이즈를 가지고, 롤러(15)는 톱니 공간(5)에 대한 최적의 위치에 배치된다. 따라서, 피치원 반경(12)은 톱니 공간(5) 내의 체인 링크 축(13)의 독립 위치와 스프로켓(1)의 중심(6) 사이에 있다. 이로써, 스프로켓(1)의 피치 이격거리(pitch spacings)(T) 또한 얻어지며, 상기 피치 이격거리(T)는 톱니 공간(5) 내의 체인 링크의 축(13)의 독립 위치와 다음의 톱니 공간(5) 내의 체인 링크 축(13)의 독립 위치 사이의 선형 거리로부터 생긴다. 톱니 공간(5)의 균일한 형상, 즉 톱니 공간 측면의 역전된 경상(mirror shape)의 경우에, 피치 이격거리(T)는 스프로켓(1)의 피치원(11)을 갖는 2개의 인접한 톱니 공간(5)의 톱니 공간 이등분선의 교차 지점 사이의 거리로부터 생긴다. 구동 체인(14)이 톱니형 체인으로서 실시되는 경우에, 피치원(11) 및 피치원 반경(12)은 톱니 공간(5)의 측면을 갖는 톱니형 체인의 톱니의 접촉 지점으로부터 생긴다.

도 1에 도시한 스프로켓(1)은 상이한 피치 이격거리(T1 내지 T7)를 갖는다. 원형의 기어 링(3)의 제 1 영역(T1 내지 T4)에서, 피치 이격거리((T1 내지 T4)는 연속적으로 증가한다. 체인력(chain force)의 균일한 증가에 대해 균일한 증가와 더불어, 소정의 체인력의 특정 형태가 증가하는 경우에 불균일한 증가가 가능하다. 기어 링(3)의 다음 영역(T5 내지 T7)에서, 피치 이격거리(T5 내지 T7)는 연속적으로 감소한다. T1은 T2보다 작고, T2는 T3보다 작고, T3는 T4보다 작다. 마찬가지 로, T5는 T6보다 크고, T6은 T7보다 크다. 인접한 피치 이격거리(T4, T5)는 대략 동일하게 크기설정되거나, 또는 피치 이격거리(T4)가 기어 링(3)의 제 2 연속적으로 감소하는 영역의 일부로서 간주될 수 있도록 T5는 T4보다 작을 수 있다. 또한, 스프로켓(1)의 상이한 피치 이격거리는 관련된 톱니 공간의 톱니 공간 이등분선 사이에서 상이한 각도를 발생시키므로, 피치 이격거리(T1 내지 T7)의 감소 및 증가는 톱니 공간 이등분선의 상이한 각도에 의해 유사하게 규정될 수 있다.

상이한 피치 이격거리(T1 내지 T7)에도 불구하고, 각각의 톱니 공간(5)은 크기와 형상이 동일하다. 피치 이격거리의 변화는 피치 이격거리와 함께 연속적으로 증감하는 톱니(4)의 치수에 영향을 미친다. 따라서, 톱니 이격거리(5)는 톱니 공간 이등분선의 각도 및 피치 이격거리가 변함에 따라 변한다.

체인 피치(KT)를 갖는 구동 체인(14)와 함께 사용되는 종래의 스프로켓에 비해, 본 발명에 따른 스프로켓(1)은 피치원(11)이 원주에서 더욱 작아질 뿐만 아니라, 이끝원(7) 및 루트원(9)의 크기가 작아지도록 고안된다. 스프로켓(1)의 원형의 기어 링(3)은 전체적으로 보다 작은 원주 치수를 갖는다.

도 2는 2개의 스프로켓(1, 21)과, 이 스프로켓(1, 21) 둘레에 배치된 구동 체인(14)을 갖는 단순한 체인 드라이브(20)를 도시한다. 구동 체인의 부하 측 상에는, 스프로켓(1, 21) 사이에서 구동 체인(14)을 지지하는 가이드레일이 제공된다. 구동 체인(14)의 비부하 측에는, 외측으로 지향된 일정한 프리텐션을 구동 체인(14)에 적용하는 추가적인 텐셔닝 레일(23)이 제공된다. 상기 프리텐션을 적용하기 위해, 텐셔닝 레일(23)은 적절하게 지지되며 텐셔닝 장치(도시하지 않음)에 연결된다.

도 2에 도시한 개략적인 체인 드라이브(20)는 4개 실린더 내연기관의 최소의 타이밍 체인 드라이브로서 작용할 수 있다. 보다 작은 스프로켓(1)은 내연기관의 크랭크샤프트(도시하지 않음)에 연결되고, 보다 큰 스프로켓(1)은 내연기관의 캠샤프트(도시하지 않음)에 연결된다.

캠샤프트 스프로켓(1)은 스프로켓의 중심(6) 둘레에 배치되며 병렬 배치된 톱니(4)와 톱니 공간(5)을 포함하는 원형의 기어 링(3)을 구비하며, 연속적인 피치 이격거리는 본 발명에 따른 기어 링의 제 1 영역 위로 연속적으로 증가하고 인접한 영역에서 연속적으로 감소한다. 캠샤프트 스프로켓(21)은, 스프로켓(21)의 중심(6') 둘레에 원형으로 배치된 원형의 기어 링(3')을 구비한다. 캠샤프트 스프로켓(21)의 기어 링(3')은, 캠 샤프트 스프로켓(1)에 비해, 다수의 톱니(4)와 톱니 공간(5)의 2배를 갖는다.

작동시에, 본 발명에 따른 체인 드라이브(20)의 구동 체인(14)의 롤러 또는 슬리브는 스프로켓(1)의 톱니 공간(5)과 맞물리며, 상기 구동 체인(14)은 링크 체인 또는 슬리브형 체인으로서 실시된다. 바람직하게, 구동 체인(14)의 체인 링크의 힌지 축(13) 사이의 체인 피치(KT)는 체인의 길이에 걸쳐 균일하다. 그러나, 필요하다면, 약간 다른 체인 피치를 갖는 저소음 랜덤 체인이 마찬가지로 사용될 수 있다. 스프로켓(1)의 상이한 피치 이격거리(T1 내지 T7)는 구동 체인(14)의 평균 체인 피치 또는 체인 피치(KT)와는 상이하다. 체인 피치(KT), 즉 종래의 스프로켓의 공칭값에 대략 상응하는 피치 이격거리와 더불어, 스프로켓은 보다 작은 피 치 이격거리(T)를 더 구비한다. 또한, 보다 큰 피치 이격거리가 원칙적으로 가능하지만, 공칭의 피치에 비해 보다 큰 피치 이격거리에 의해 산출된 효과는 미비하다. 더욱이, 피치 이격거리가 체인 피치(KT)에 비해 과도하게 큰 경우에, 체인(14)이 스프로켓의 톱니(4)에 의해 끼임으로써 구속력이 발생되므로, 보다 큰 피치 이격거리는 매우 작은 정도 및 제한된 특대형으로만 이루어진다. 평균 피치 이격거리에 비해, 피치 이격거리(T1 내지 T7)는 통상적으로 ±5% 만큼 변화한다. 추가적으로, 기술적인 작동성은 대략 ±20% 까지 제공된다.

체인 링크가 톱니 공간(5)을 보다 작은 피치, 예컨대 T1 내지 T3, T6 및 T7로 맞물리는 경우, 체인(14)은 피치원(11)보다 약간 큰 맞물림 외주 상에서 주행하는데, 그 이유는 체인 링크가 톱니 공간(5)을 자유롭게 그리고 독립적으로 도입하는 것이 아니라, 구동 체인(14)의 인접한 체인 링크와 조합하여 도입하기 때문이다. 톱니 공간(5)의 피치 이격거리(T)가 구동 체인의 체인 피치(KT)의 공칭값에 도달하는 경우, 맞물림 외주가 톱니 공간(5)에 의해 사전결정된 공칭의 피치원(11)에 다시 도달할 것이다. 피치 이격거리(T)가 체인 피치(KT)의 값에 도달하는 경우에, 체인(14)의 피치원(11)과 맞물림 외주는 상응한다. 피치 이격거리(T)가 체인 피치(KT)보다 큰 경우에는 맞물림 외주가 피치원(11)에 다시 상응할 것이다.

본 발명에 따른 체인 드라이브(20)의 일부로서의 스프로켓(1)의 구조 설계는, 기어 링의 제 1 영역에서의 연속적인 피치 이격거리의 연속적인 증가 및 인접한 영역에서의 피치 이격거리의 연속적인 감소로 인해, 스프로켓(1)의 원형의 기어 링(3) 상의 체인(14)의 맞물림 외주의 비원형 프로파일을 발생시킨다. 맞물림 외 주의 비원형 프로파일은, 구동 체인(14)에 부여된 상이한 체인력으로 인해, 체인 드라이브(내연기관의 타이밍 체인 드라이브일 수 있음)의 기존의 진동 여기의 경우에, 중첩된 진동에 의해 소멸하기 위해 이용될 수 있는 체인 드라이브의 진동 여기를 발생시킨다. 바람직하게 공명 진동 범위를 위해 구성된 반대로 지향된 체인 드라이브 여기는 구동 체인(14)에 작용하는 체인력을 실질적으로 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 중첩된 진동에 의해 발생된 소멸 효과(extinction effects)는, 특히 공명 범위에서 체인 드라이브(20)에 의해 형성된 소음을 감소시킬 것이다. 본 발명에 따른 스프로켓(1)은 NVH 거동의 개선뿐만 아니라 내연기관을 위한 타이밍 드라이브의 크기감소도 허용한다. 본 발명에 따른 스프로켓(1)과 같이 종래기술에 공지된 비원형 스프로켓의 경우와는 달리, 체인 스트랜드의 횡단 여기를 감소시킬 것이다.

각종 피치 이격거리의 최적 순서, 기어 링의 각종 영역에서의 피치 이격거리의 순서, 및 기어 링의 각각의 영역에서 피치 이격거리를 균일하게 또는 불균일하게 변화시키는 결정뿐만 아니라 기어 링의 외주 상에 피치 이격거리를 증감하는 영역의 배치는, 특히 체인 드라이브(20)의 공명 범위에서, 최선의 가능한 진동 중첩이 얻어져서 결과적인 소멸 효과가 최대 진동 및 소음 여기의 범위에서 발생되도록 시뮬레이션에 의해 서로 적절하게 적응될 수 있다.

Claims

타이밍 체인 드라이브용 스프로켓(1)에 있어서,

상기 스프로켓(1)은 원형의 기어 링(3)의 외주 둘레에 배치된 복수의 교호형 톱니(4)와 톱니 공간(5), 및 상이한 피치 이격거리(T)를 포함하며,

3개 이상의 연속적인 피치 이격거리(T)는 상기 기어 링(3)의 제 1 영역 위에서 연속적으로 증가하고, 3개 이상의 연속적인 피치 이격거리(T)는 상기 기어 링(3)의 다음 영역에서 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 스프로켓.
제1항에 있어서,

상기 기어 링(3)의 제 1 영역 및 상기 기어 링의 다음 영역은 서로 인접하는 것을 특징으로 하는 스프로켓.
제1항 또는 제2항에 있어서,

연속적으로 증가하는 피치 이격거리(T)를 갖는 상기 기어 링(3)의 제 1 영역 및 연속적으로 감소하는 피치 이격거리(T)를 갖는 상기 기어 링(3)의 영역은 교호적으로 연속하게 배치되는 것을 특징으로 하는 스프로켓.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

연속적으로 증가하는 피치 이격거리(T) 및/또는 연속적으로 감소하는 피치 이격거리(T)를 갖는 상기 기어 링(3)의 영역은 4개 이상의 상이한 피치 이격거리(T)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프로켓.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

가장 큰 피치 이격거리와 가장 작은 피치 이격거리 간의 차는 상기 가장 큰 피치 이격거리의 35% 미만, 바람직하게 15% 미만인 것을 특징으로 하는 스프로켓.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기어 링(3)의 루트원(9)은 원형의 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 스프로켓.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기어 링(3)의 이끝원(7)은 원형의 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 스프로켓.
타이밍 체인 드라이브용 체인 드라이브(1)에 있어서,

상기 체인 드라이브(1)는 구동 체인(14), 그리고 기어 링(3)의 외주 둘레에 배치된 복수의 교호형 톱니(4)와 톱니 공간(5), 및 상이한 피치 이격거리(T)를 포함하는 대체로 원형의 기어 링(3)을 갖는 하나 이상의 스프로켓(1)을 포함하며,

3개 이상의 연속적인 피치 이격거리(T)는 상기 기어 링(3)의 제 1 영역 위에서 연속적으로 증가하고, 3개 이상의 연속적인 피치 이격거리(T)는 상기 기어 링(3)의 다음 영역에서 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.
제8항에 있어서,

상기 기어 링(3)의 제 1 영역 및 상기 기어 링의 다음 영역은 서로 인접하는 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.
제8항 또는 제9항에 있어서,

연속적으로 증가하는 피치 이격거리(T)를 갖는 상기 기어 링(3)의 제 1 영역 및 연속적으로 감소하는 피치 이격거리(T)를 갖는 상기 기어 링(3)의 영역은 교호적으로 연속하게 배치되는 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

연속적으로 증가하는 피치 이격거리(T) 및/또는 연속적으로 감소하는 피치 이격거리(T)를 갖는 상기 기어 링(3)의 영역은 4개 이상의 상이한 피치 이격거리(T)를 포함하는 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

가장 큰 피치 이격거리와 가장 작은 피치 이격거리 간의 차는 상기 가장 큰 피치 이격거리의 35% 미만, 바람직하게 15% 미만인 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기어 링(3)의 루트원(9)은 원형의 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.
제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기어 링(3)의 이끝원(7)은 원형의 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.
제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동 체인(14)은 동일한 체인 피치(KT)를 갖는 복수의 체인 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.
제15항에 있어서,

상기 기어 링(3)의 피치 이격거리(T) 각각은 상기 체인 피치(KT)보다 작거나 또는 그와 동일한 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.
제8항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스프로켓(1)의 기어 링(3) 상의 상기 체인(14)의 맞물림 외주는 비원형의 프로파일을 형성하는 것을 특징으로 하는 체인 드라이브.