(57)【要約】【課題】  音特性と疲労強度を向上させたローラチェーンを提供する。【解決手段】  本発明によるローラチェーン(1)は、２つの平行な連結スリーブ(5)によって互いに連結された２つの平行な内プレート(4)を有する内リンク(2)と、２つの平行な連結ピン(11)によって互いに連結された２つの平行な外プレート(10)を有する外リンク(3)と、が交互に配置され且つ連結部(12)を介して互いに連結される。連結部(12)を形成するのに、外リンク(3)の連結ピン(11)が内リンク(2)の連結スリーブ(5)の中を貫通する。更に、回転可能なローラ(6)が連結スリーブ(5)の外面上に配置される。ローラ(6)の外径(dR)に対する外プレート(10)及び内プレート(4)の高さ(hL)の寸法比が１．４よりも大きく、外プレート(10)の平均厚さ(dLA)に対する内プレート(4)の平均厚さ(dLI)の寸法比が１．１よりも大きい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの平行な連結スリーブ（５）によって互いに連結された２つの平行な内側プレート（４）を有する内側チェーンリンク（２）と、２つの平行な連結ピン（１１）によって互いに連結された２つの平行な外側プレート（１０）を有する外側チェーンリンク（３）と、が交互に配置され且つチェーン連結部（１２）を介して互いに連結され、このチェーン連結部（１２）を形成するために、外側チェーンリンク（３）の連結ピン（１１）が内側チェーンリンク（２）の連結スリーブ（５）の中を貫通し、更に、回転可能なローラ（６）が連結スリーブ（５）の外面上に配置された、ローラチェーン（１）であって、
ローラ（６）の外径（ｄR）に対する外側プレート（１０）及び内側プレート（４）の高さ（ｈL）の寸法比が１．４よりも大きく、外側プレート（１０）の平均厚さ（ｄLA）に対する内側プレート（４）の平均厚さ（ｄLI）の寸法比が１．１よりも大きいことを特徴とするローラチェーン。
【請求項２】
外側プレート（１０）の平均厚さ（ｄLA）に対する内側プレート（４）の平均厚さ（ｄLI）の寸法比は、１．２よりも大きい請求項１に記載のローラチェーン。
【請求項３】
外側プレート（１０）の平均厚さ（ｄLA）に対する内側プレート（４）の平均厚さ（ｄLI）の寸法比は、最大１．５、好ましくは、１．４である請求項１又は２に記載のローラチェーン。
【請求項４】
外側プレート（１０）及び内側プレート（４）は、同じ高さ（ｈL）を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項５】
外側プレート（１０）及び内側プレート（４）はそれぞれ、その丸みのついた端部の間に、長手方向中心線に対して対称な均一な高さ（ｈL）を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項６】
ローラ（６）の外径（ｄR）に対する外側プレート（１０）及び内側プレート（４）の高さ（ｈL）の寸法比は、１．４５よりも大きく、１．５５よりも小さい請求項１〜５のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項７】
ローラ（６）の外径（ｄR）に対する外側プレート（１０）及び内側プレート（４）の高さ（ｈL）の寸法比は、１．４８よりも大きく、１．５２よりも小さい請求項１〜６のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項８】
ローラチェーン（１）のピッチ（Ｔ）に対するローラ（６）の外径（ｄR）の寸法比は、最大０．７１である請求項１〜７のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項９】
ローラチェーン（１）のピッチ（Ｔ）に対するローラ（６）の内側プレート（４）及び外側プレート（１０）の高さ（ｈL）の寸法比は、０．９７〜１．１である請求項１〜８のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項１０】
連結ピン（１１）の外径（ｄB）及びピッチ（Ｔ）の寸法比は、最大０．３９である請求項１〜９のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項１１】
内側プレート（４）の高さ（ｈL）及び連結ピン（１１）の外径（ｄB）の寸法比は、２．７、好ましくは、２．８５よりも大きく、３．１、好ましくは、３．０よりも小さい請求項１〜１０のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項１２】
内側プレート（４）の高さ（ｈL）及び連結スリーブ（５）の外径（ｄH）の寸法比は、１．９、好ましくは、２．０５よりも大きく、２．３、好ましくは、２．１５よりも小さい請求項１〜１１のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項１３】
外側プレート（１０）、内側プレート（４）、連結スリーブ（５）、連結ピン（１１）及びローラ（６）は、スチール材料、特に、焼き戻しスチールからなる請求項１〜１２のいずれか１項に記載のローラチェーン。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の単列のローラチェーンであって、その最小破壊力が、同じピッチ（Ｔ）、同じローラ（６）の外径（ｄR）及び同じ材料で作られたＤＩＮ８１８７に適合した単列のローラチェーンの標準の最小破壊力と比較して、少なくとも係数１．４増大するように、前記寸法比が選択される単列のローラチェーン。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の単列のローラチェーンであって、同じピッチ（Ｔ）、同じローラ（６）の外径（ｄR）及び同じ材料で作られたＤＩＮ８１８７に適合した単列のローラチェーンと比較して、内燃機関のタイミングチェーンとして使用したときの２０００〜５０００ｒｐｍの同じ試験条件において、少なくとも１ｄＢの空中伝搬ノイズの平均的な減少及び少なくとも２ｄＢの構造伝搬ノイズの平均的な減少を得るように、前記寸法比が選択される単列のローラチェーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料のローラチェーンに関し、更に詳細には、２つの平行な連結スリーブによって互いに連結された２つの平行な内側プレートを有する内側チェーンリンクと、２つの平行な連結ピンによって互いに連結された２つの平行な外側プレートを有する外側チェーンリンクと、が交互に配置され且つチェーン連結部を介して互いに連結され、このチェーン連結部を形成するために、外側チェーンリンクの連結ピンが内側チェーンリンクの連結スリーブの中を貫通し、更に、回転可能なローラが連結スリーブの外面上に配置された、ローラチェーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ローラチェーンの例は、米国特許第５３８２１９９Ａ号明細書、英国特許第２３９８８５２Ａ号明細書、欧州特許第２５７６６１Ａ号明細書、及び、米国特許第５７９９４７９Ａ号明細書に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種類のローラチェーンは、特にチェーンの静かな音特性が必要な適用例に、しばしば採用されている。連結スリーブの上に回転可能に配置されたローラは、その回転支持により、ローラがチェーンホイールと噛合うときに発生するノイズをスリーブタイプのチェーンよりも低レベルにすることを確保する。しかしながら、同程度の寸法のスリーブ式チェーンと比較すると、ローラチェーンは、スリーブ式チェーンよりも疲労強度が小さいという欠点を有している。従って、各適用例について、音の問題を優先させるか疲労強度の問題を優先させるかを考えなければならない。また、ある使用例、例えば、内燃機関のタイミングチェーンとして使用されるローラチェーンの場合、標準チェーンを使用するための隙間又は余裕が著しく制限されるという空間的な問題が実質的に生じる。
【０００４】
従って、本発明の目的は、音特性と疲労強度を向上させたローラチェーンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、ローラの外径に対する外側プレート及び内側プレートの高さの寸法比が１．４よりも大きく、外側プレートの平均厚さに対する内側プレートの平均厚さの寸法比が１．１よりも大きい本発明により解決される。ローラの外径が互いに同一である標準ローラチェーンと本発明によるローラチェーンとを比較すると、本発明によるローラチェーンの外側プレート及び内側プレートの高さが、標準ローラチェーンの外側プレート及び内側プレートの高さよりも高い即ち大きいことが分かる。また、内側プレートの厚さの増大は、その異なる種類の構成により、疲労強度の潜在的な増大に著しく寄与する。比較的高い外側プレート及び内側プレート、及び、外側プレートよりも厚い内側プレートを、多くのチェーン駆動系、特にその他の寸法が本質的に同じである多くのチェーン駆動系に使用することができるという事実があるので、本発明は、比較的高い外側プレート及び内側プレート及び比較的厚い内側プレートだけにより、疲労強度の増大が得られるという利点を更に有する。かくして、チェーン駆動系を何も変更する必要なしに、スリーブ式チェーン及び標準ローラチェーンを、本発明によるローラチェーンに置き換えることができる。高さが大きい外側プレート又は内側プレートは、引張り用棒及びチェーン調整装置による普通の引張り変位によって問題なく張力が付与される。ローラのピッチ及び外径が同じであるとき、変更、特にスプロケットの変更は行われない。要するに、疲労強度のために重要である内側プレート及び外側プレートの断面を標準ローラチェーンよりも拡大させることを、機能を悪化させることなしにできる。本発明による解決と対照的に、米国特許出願第２００４／０１９２４８２Ａ１号明細書における設計では、連結領域が拡大され、それにより、より良好な摩擦抵抗を得る。これに対して、本発明は、疲労強度、特に適度な平均張力における疲労強度を改善することを目的としている。内側プレート及び外側プレートの平均厚さは、同じ重さ（同じ外輪郭、寸法及び内輪郭（開口）及び同じ材料）を有し且つ平らで平行な側面を有するプレートの厚さの平均が採用される。この定義によれば、例えば、米国特許第５７９９４７９号明細書による輪郭の内側プレートは、それと関連した外側プレートと同じ平均厚さを本質的に有している。また、この明細書の図６の図面が不正確であるため、かかる技術を実施することはできない。
【０００６】
既存の多くのチェーン駆動系は、スプロケットの修正を必要とすることなしに、ローラチェーンの疲労強度の更なる増大を容易にする。これに関して、１つの実施形態によるローラチェーンは、外側プレートの平均厚さに対する内側プレートの平均厚さの寸法比が１．２よりも大きい。チェーン駆動系の変更を必要としないかかる寸法比は、１．５以下であり、好ましくは、１．４以下である。
【０００７】
特に、内燃機関のタイミングチェーンに使用するためのローラチェーンである１つの実施形態によれば、外側プレートと内側プレートが同じ高さを有することが有利である。この理由で、外側プレートおよび内側プレートは各々、丸みのついた端部の間において、均一な高さを有し、長手方向中心線に対して対称であることが有利である。このようにすることは、外側プレート及び内側プレートの上縁及び下縁が互いに平行に且つチェーンの長手方向中心線に対して同じ距離のところに位置する又は延びることを意味する。
【０００８】
音特性と疲労強度の組合せに関して、ローラの外径に対する外側プレート及び内側プレートの高さの寸法比が１．４５よりも大きく１．５５よりも小さい実施形態が特に好ましいことが分かった。
【０００９】
好ましくは、ローラの外径に対する内側プレート及び外側プレートの高さの寸法比は、１．４８よりも大きく１．５２よりも小さくなるように選択される。かかる範囲を採用すれば、本発明のローラチェーンを、既存のチェーン駆動系の代替品として使用することができる。
【００１０】
１つの実施形態によれば、ローラチェーンのピッチに対するローラの外径の寸法比が０．７１以下であるとき、標準ローラチェーンの代わりに本発明のローラチェーンを容易に置き換えることができる。このようにすることによって、チェーン連結部の摩擦特性を向上させることはできないけれども、本発明のローラチェーンは、標準ローラチェーンよりも、適度な平均負荷に対する耐久性を有している。
【００１１】
更に、ローラチェーンのピッチに対する内側プレート及び外側プレートの高さの寸法比は、０．９７〜１．１であるのがよい。
【００１２】
更に、ローラチェーンのピッチに対する連結ピンの外径の寸法比は、０．３９以下であるのがよい。また、この場合、通常のチェーンと比較して、連結領域の係合が本質的にないことを確保する。
【００１３】
１つの実施形態によれば、連結ピンの外径に対する外側プレートの高さの寸法比が２．７、好ましくは、２．８５よりも大きく、しかも、３．１、好ましくは、３．０よりも小さいとき、疲労強度に更なる影響を及ぼす。
【００１４】
他の実施形態例のローラチェーンの追加の幾何学的最適化のために使用されるその他の寸法比は、連結スリーブの外径に対する内側プレートの高さである。この寸法比は、１．９、好ましくは、２．０５よりも大きく、２．３、好ましくは、２．１５よりも小さい。
【００１５】
本発明によるローラチェーンの１つの実施形態では、主に内燃機関のタイミングチェーンとして使用されるので、外側プレート、内側プレート、連結スリーブ、連結ピン及びローラの金属材料として、スチール材料、特に、焼き戻しスチールが使用される。
【００１６】
単列のローラチェーンにおいて、その最小破壊力は、同じピッチ、同じローラの外径及び同じ材料で作られたＤＩＮ８１８７に適合した単列のローラチェーンの標準の最小破壊力と比較して、少なくとも係数１．４増大する。
【００１７】
更に、本発明による単列のローラチェーンは、同じピッチ、同じローラの外径及び同じ材料で作られたＤＩＮ８１８７に適合した単列のローラチェーンと比較して、内燃機関のタイミングチェーンとして使用したときの２０００〜５０００ｒｐｍの同じ試験条件において、少なくとも１ｄＢの空中伝搬ノイズの平均的な減少及び少なくとも２ｄＢの構造伝搬ノイズの平均的な減少を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。
図１に示すローラチェーンは、交互に配置された内側チェーンリンク２及び外側チェーンリンク３を有している。
【００１９】
各内側チェーンリンク２は、互いに間隔をおいて配置された２つの平行な内側プレート４と、内側プレート４を互いに連結するように互いに間隔をおいた２つの平行な連結スリーブ５と、各連結スリーブ５に対して１つずつ連結スリーブ５の外面７に回転可能に支持された２つのローラ６とからなる。
【００２０】
連結スリーブ５は、内側プレート４の開口８に押し入れられ、それにより、連結スリーブ５の側面９は、内側プレート４を越えてわずかに突出している。ローラ６は、２つの内側プレート４の間隔よりもわずかに小さい長さを有している。
【００２１】
各外側チェーンリンク３は、互いに平行に且つ所定の距離だけ離れて配置された２つの外側プレート１０と、互いに平行に且つ所定の距離だけ離れて配置された２つの連結ピン１１とからなる。チェーン連結部１２を形成するために、連結ピン１１は、内側チェーンリンク２の各連結スリーブ５に対して１つずつ連結スリーブ５を貫いて延びている。連結ピン１１は、外側プレート１０の開口１３に押し入れられ、その両端部が、外側プレート１０をわずかに越えてその側面から突出している。外側チェーンリンク３の外側プレート１０の間隔は、連結スリーブ５の長さよりもわずかに大きい。
【００２２】
図２から、内側プレート４及び外側プレート１０が、高さｈLを有していることが分かる。連結ピン１１は、外径ｄBを有し、連結スリーブ５は、外径ｄHを有し、ローラ６は、外径ｄRを有している。内側プレート４及び外側プレート１０の上縁及び下縁は、互いに平行に延び、チェーン長手方向中心線Ｍに対して同じ距離のところに、即ち、対称的に位置している。従って、全ての内側プレート４及び外側プレート１０は、等しい高さを有している。
【００２３】
本発明によれば、ローラ６の外径ｄRに対する外側プレート１０、即ち、内側プレート４の高さｈLの寸法比は、１．４よりも大きいのがよい。この実施形態では、ローラ６の外径ｄRが６．３５ｍｍのとき、ｈLは、９．５ｍｍに等しい。これは、寸法比１．４９６に一致する。本発明によれば、かかる寸法比は、１．４よりも大きく、好ましくは、１．４５〜１．５５であり、更に好ましくは、１．４８〜１．５２である。
【００２４】
この実施形態では、連結ピン１１の外径ｄBは、３．３５ｍｍである。連結ピン１１の外径ｄBに対する外側プレート１０、即ち、内側プレート４の高さｈLの寸法比は、２．９２３に一致する。本発明によれば、かかる寸法比は、２．７よりも大きく、好ましくは、２．８５よりも大きく、しかも、３．１よりも小さく、好ましくは、３．０よりも小さい。
【００２５】
この実施形態では、連結スリーブ５の外径ｄHは、４．５５ｍｍである。連結スリーブ５の外径ｄHに対する外側プレート１０、即ち、内側プレート４の高さｈLの寸法比は、２．０８８に一致する。本発明によれば、かかる寸法比は、１．９よりも大きく、好ましくは、２．０５よりも大きく、しかも、２．３よりも小さく、好ましくは、２．１５よりも小さい。
【００２６】
この実施形態では、内側プレート４の厚さｄLIは、１．５ｍｍであり、外側プレート１０の厚さｄLAは、１．２ｍｍである。これは、外側プレート１０の厚さｄLAに対する内側プレート４の厚さｄLIの寸法比１．２５に一致する。本発明によれば、かかる寸法比は、１．１よりも大きく、好ましくは、１．２よりも大きいが、最大１．５である。
【００２７】
ローラチェーンのピッチＴは、９．５２５ｍｍである。もちろん、適当な寸法比が保持されれば、その他のピッチを採用してもよい。
【００２８】
この実施形態では、ローラチェーン１のピッチＴに対するローラ６の外径ｄRの寸法比は、０．６７である。本発明によれば、かかる寸法比は、０．７１以下であるのがよい。
【００２９】
この実施形態では、ローラチェーン１のピッチＴに対する内側プレート４及び外側プレート１０の高さｈLの寸法比は、０．９９７である。本発明によれば、かかる寸法比は、０．９７〜１．１であるのがよい。
【００３０】
この実施形態では、ローラチェーン１のピッチＴに対する連結ピン１１の外径ｄBの寸法比は、０．３５である。本発明によれば、かかる寸法比は、０．３９以下であるのがよい。
【００３１】
最小破壊力が、同じピッチＴ、同じローラ６の外径ｄB、同じ材料で作られたＤＩＮ８１８７に適合した単列のローラチェーンの標準の最小破壊力と比較して、少なくとも係数１．４増大するように、寸法比を正しく選択すべきである。本発明の実施形態では、この係数は著しく高い。この比較を、等しいスチール材料、例えば、４２ＣｒＭｏ４又はＣ４５Ｅで作られたローラチェーンＤＩＮ８１８７−０６Ｂ−１について行っている。
【００３２】
更に、本発明による単列のローラチェーンは、同じピッチＴ、ローラ６の同じ外径ｄB、同じ材料で作られたＤＩＮ８１８７に適合した単列のローラチェーンと比較して、内燃機関のタイミングチェーンとして使用したときの２０００〜５０００ｒｐｍの同じ試験条件において、少なくとも１ｄＢの空中伝搬ノイズの平均的な減少及び少なくとも２ｄＢの構造伝搬ノイズの平均的な減少を得る。この比較を、Ｖ６試験シミュレーションで行った。スチール材料、特に、４２ＣｒＭｏ４又はＣ４５ＥのローラチェーンＤＩＮ８１８７−０６Ｂ−１は、比較用ローラチェーンとしての役割を有する。本発明によるローラチェーンの空気伝搬ノイズは、全体の速度範囲にわたって、標準ローラチェーンのノイズレベル以下に維持された。これは、本質的には、構造伝搬ノイズの測定でも同様である。調整は、ある共鳴速度範囲で必要に過ぎず、上述した速度範囲内に過剰な値は存在しない。従って、新規なローラチェーンは、実質的に比較的静かであり、また、比較的耐久性がある。
【００３３】
ローラ６の外径ｄBに対するプレート高さｈLの比が標準ローラチェーンよりも大きいため、ローラチェーン１の静かな音特性の維持とは別に、疲労強度の実質的な増加も生じる。従って、かかるローラチェーンを、特に、内燃機関のタイミングチェーンに使用することができる。更に、ローラ６の外径ｄBと等しいスリーブ外径を有するスリーブ式チェーンを以前から使用しているチェーン駆動系のチェーン交換のとき、本発明によるローラチェーン１を、面倒なしに使用することができる。しかも、疲労強度は、同様の値を達成する。しかしながら、本発明のローラチェーン１の使用することにより、音特性は、スリーブ式チェーンと比較して著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるローラチェーンの断面図である。
【図２】図１のローラチェーンの側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ローラチェーン
２  内側チェーンリンク
３  外側チェーンリンク
４  内側プレート
５  連結スリーブ
６  ローラ
１０  外側プレート
１１  連結ピン
１２  チェーン連結部
ｄB    連結ピンの外径
ｄH    連結スリーブの外径
ｄR    ローラの外径
ｄLA  外側プレートの平均厚さ
ｄLI  内側プレートの平均厚さ
ｈL    外側プレート及び内側プレートの高さ
Ｔ      ピッチ
【図１】
2006077981.tif 000003
【図２】
2006077981.tif 000004