链轮的制作方法

1.本发明涉及一种链轮。


背景技术：

2.使用链和链轮来传递旋转力(驱动力或制动力)的机构被广泛利用于例如两轮机动车等中。对于链轮，存在强度与轻量化这两个相反的需求。因此，在例如专利文献1中记载了一种以不损害强度的程度在链轮上形成为了实现轻量化的开口的技术。专利文献
3.专利文献1：日本实用新型注册第3224267号公报


技术实现要素：

4.在专利文献1中，虽然形成有圆形的开口，但为了更大地提高强度以及实现轻量化，需要对开口的形状以及配置进行设计。本发明的课题为提供一种强度大且轻量的链轮。
5.本发明的一个实施方式涉及的链轮具备安装孔、多个链轮齿、第1开口以及第2开口，上述安装孔沿周向等间隔地形成，上述链轮齿设置于外周，上述第1开口形成为大致三角形，其两个角分别面向上述安装孔，剩下的一个角配置于外周侧，上述第2开口形成为大致三角形，其一个角面向上述安装孔，剩下的两个角配置于外周侧，并且在上述第2开口与上述第1开口之间界定有驱动力与荷载反力(load reaction force)相对的第1格条以及驱动力与荷载反力相反的第2格条。
6.在上述实施方式的链轮中，上述第1格条的宽度最小的部分的中心线相对于径向的倾斜角度也可以小于上述第2格条的宽度最小的部分的中心线相对于径向的倾斜角度。
7.在上述实施方式的链轮中，通过上述安装孔的中心并平行于上述第1格条的宽度最小的部分的中心线的第1基准线、与通过上述安装孔的中心并平行于上述第2格条的宽度最小的部分的中心线的第2基准线的交点也可以位于上述链轮齿的齿顶圆附近。
8.在上述实施方式的链轮中，以旋转中心为基准，从上述交点至上述第1格条侧的上述安装孔为止的角度相对于相邻的两个上述安装孔之间的角度的比也可以为0.20以上0.45以下。
9.在上述实施方式的链轮中，上述第1格条的最小宽度也可以大于上述第2格条的最小宽度。
10.在上述实施方式的链轮中，上述第1格条的宽度最小的部分处的上述第1开口侧的侧缘的切线也可以通过上述安装孔的旋转中心侧，上述第1格条的宽度最小的部分处的上述第2开口侧的侧缘的切线也可以通过上述安装孔的外周侧，上述第2格条的宽度最小的部分处的上述第1开口侧的侧缘的切线也可以通过上述安装孔，上述第2格条的宽度最小的部分处的上述第2开口侧的侧缘的切线也可以通过上述安装孔的外周侧。
11.根据本发明，可以提供一种强度大且轻量的链轮。
附图说明
12.图1为本发明的一个实施方式涉及的链轮的俯视图。图2为说明图1的链轮的详细形状的局部放大图。图3为说明实施例涉及的链轮的模型的形状的图。
具体实施方式
13.以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1为表示本发明的一个实施方式涉及的链轮1的俯视图(从旋转轴方向观察的图)。图2为说明链轮1的详细形状的局部放大俯视图。
14.图1的链轮1是被未图示的链驱动，并且用于驱动固定于链轮1的未图示的旋转轴旋转的从动链轮。该链轮1向逆时针方向旋转。即，链轮1的外周被链驱动，并传递逆时针方向的转矩。
15.链轮1形成为大致圆板状，并具备中央开口10、多个安装孔20、多个链轮齿30、多个第1开口40以及多个第2开口50。从链轮1的旋转中心cs来看，第1开口40与第2开口50沿周向交替地形成。
16.在链轮1中，在中央开口10与第1开口40之间界定有在形成安装孔20的部分之间连接的连接格条60。在第2开口50与第1开口40之间界定有驱动力与荷载反力相对的第1格条70、以及驱动力与荷载反力相反的第2格条80。在安装孔20的径向外侧界定有支承链轮齿30的外周格条90。应予说明，“驱动力与荷载反力相对”是指作用于格条的驱动力与荷载反力整体上沿压缩方向作用，“驱动力与荷载反力相反”是指作用于格条的驱动力与荷载反力整体上沿拉伸方向作用。
17.在链轮1中，主要由第1格条70传递转矩，第2格条80保持第1格条70的倾斜角度并抑制由第1格条70的变形导致的应力集中。在从动链轮中，第1格条70从安装孔20朝向外周，向旋转方向后侧倾斜延伸，第2格条80从安装孔20朝向外周，向旋转方向前侧倾斜延伸。在驱动链轮中，旋转方向相反。
18.中央开口10形成于链轮1的中央，并且其形成配置旋转轴的空间。此外，中央开口10有利于链轮1的轻量化。中央开口10的大小可以根据需求规格而限定。
19.安装孔20在中央开口10的附近沿周向等间隔地形成，并插入有螺栓，该螺栓用于将链轮1安装于固定在旋转轴上的未图示的轮毂上。安装孔20与中央开口10之间的距离可以设为能够确保紧固螺栓所需要的最小限度的面积的距离。为了通过螺栓实现的紧固，也可以在安装孔20的外侧形成锪孔21等辅助结构。安装孔20的大小、数量、径向位置等可以根据需求规格而限定。
20.链轮齿30以指定的形状以及指定的齿距形成于链轮1的外周，以与链进行咬合。链轮齿30的形状以及数量可以根据需求规格而限定。因此，链轮1的外径可以根据链轮齿30的需求规格而决定。
21.第1开口40形成为大致三角形，在本实施方式中，形成为对角部进行倒角加工的三角形。第1开口40的两个角分别面向安装孔20，第1开口40的剩下的1个角配置于外周侧且面向链轮齿30。应予说明，“大致三角形”是指具有曲率相对较小的3条边和曲率相对较大的3个角的形状，更详细而言，是指具有3处角部的形状，该角部被定义为该三角形的外缘上的
从重心观察的角度相差30
°
的各点的切线的角度差连续为10
°
以上的区域。即，第1开口40的各条边可以为与角部相比曲率相对较小的曲线状，第1开口40的各个角的倒角形状可以以局部具有曲率较大的部分的方式弯曲为多段。尤其是，连结面向第1开口40的安装孔20的两个角的边优选为与中央开口10同心的圆弧状，以使连接格条60的宽度大致固定。另一方面，为了增大第1开口40的面积并确保第1格条70以及第2格条80的强度，第1开口40的剩下的两条边优选至少部分地形成为直线状。此外，角“面向”安装孔是指在所述角部中最接近安装孔。
22.第2开口50形成为大致三角形。第2开口50的一个角面向安装孔20，第2开口50的剩下的两个角配置于外周侧并且面向链轮齿30。第2开口50的各条边也可以为曲线状，尤其是连结配置于外周侧的两个角的边优选为与中央开口10同心的圆弧状，以界定支承链轮齿30的具有固定宽度的外周格条90。另一方面，为了增大第2开口50的面积并确保第1格条70以及第2格条80的强度，第2开口50的剩下的两条边优选分别形成为至少部分地与第1格条70以及第2格条80的第1开口40侧的侧缘平行的直线状。
23.第1格条70的最小宽度优选大于第2格条80的最小宽度。即，为了获得强度，主要传递转矩的第1格条70的宽度优选为比较大，为了轻量化，辅助第1格条70的第2格条80的宽度优选为比较小。
24.第1格条70的宽度最小的部分的第1开口40侧的侧缘的切线l71优选位于安装孔20的旋转中心cs侧。此外，第1格条70的宽度最小的部分的第2开口50侧的侧缘的切线l72优选位于安装孔20的外周侧。即，第1格条70的最小宽度优选大于具有可插入螺栓的大小的安装孔20的直径，上述螺栓具有对于传递的转矩所必需的截面积。
25.另外，第1格条70的宽度最小的部分的中心线lc1更优选通过安装孔20。应予说明，中心线lc1是表示第1开口40与第2开口50之间的最短距离的线段(连结最接近点之间的线段)的中垂线。根据上述结构，能够将从链经由第1格条70传递来的转矩，高效地传递至利用安装孔20而安装有链轮1的轮毂。
26.第2格条80的宽度最小的部分的第1开口40侧的侧缘的切线l81优选通过安装孔20，更优选通过安装孔20的中心ch。此外，第2格条80的宽度最小的部分的第2开口50侧的侧缘的切线l82优选位于安装孔20的外周侧。另外，第2格条80的宽度最小的部分的中心线lc2优选通过安装孔20。根据上述结构，能够尽可能地使链轮1轻量化，并且能够抑制第1格条70的变形从而增大链轮1的强度。尤其是，第2格条80的宽度最小的部分的第1开口40侧的侧缘的切线l81通过安装孔20，由此将增强使第1开口40增大并使链轮1轻量化的效果。
27.第1格条70的中心线lc1相对于链轮1的径向的倾斜角度α优选小于第2格条80的中心线lc2相对于径向的倾斜角度β。通过使第1格条70的倾斜角度α小于第2格条80的倾斜角度β，第1格条70的长度将小于第2格条80的长度，因此在为了提高强度而增大第1格条70的宽度时，链轮1的面积乃至质量的增加变得比较小。
28.具体而言，作为第1格条70的中心线lc1的倾斜角度α的下限，优选40
°
，更优选45
°
。另一方面，作为第1格条70的中心线lc1的倾斜角度α的上限，优选60
°
，更优选55
°
。通过将第1格条70的倾斜角度α设于上述范围内，在典型的两轮机动车中，能够使作用于第1格条70的弯曲应力以及剪应力变得比较小，因此能够以比较高的效率传递作用于链轮1的转矩。
29.通过安装孔20的中心ch且与第1格条70的中心线lc1平行的第1基准线lr1与通过
安装孔20的中心ch且与第2格条80的中心线lc2平行的第2基准线lr2的交点p优选位于链轮齿30的齿顶圆附近。应予说明，“齿顶圆附近”是指距齿顶圆的径向距离为齿高以下，优选为齿顶高以下的部分。根据上述结构，能够将从链传递的力准确地分解为沿第1格条70传递转矩的成分以及与第1格条70正交且被第2格条80吸收的成分，因此能够高效地传递转矩。
30.作为以链轮1的旋转中心cs为基准，从第1基准线lr1与第2基准线lr2的交点p至第1格条70侧的安装孔20的中心ch的角度γ相对于相邻的两个安装孔20之间的角度θ的比(γ/θ：以下，称为格条角度比)的下限，优选0.20，更优选0.30。另一方面，作为格条角度比的上限，优选0.45，更优选0.40。通过将格条角度比设为上述下限以上，能够使作用于第1格条70的最大应力变得比较小。此外，通过将格条角度比设为上述上限以下，能够抑制第1格条70与第2格条80的总长度，因此能够通过减小第1格条70与第2格条80的面积从而使链轮1轻量化。
31.如上所述，链轮1通过具备形成为界定第1格条70和第2格条80的第1开口40以及第2开口50，并且上述第1格条70从安装孔20倾斜地延伸以使驱动力与荷载反力相对，上述第2格条80从安装孔20倾斜地延伸以使驱动力与荷载反力相反，尽管链轮1的强度较大，并且能够传递更大的转矩，但比较轻量。
32.链轮1的设计不一定受到限定，可以基于需求规格，根据具备下述工序的方法来进行：配置中央开口10、安装孔20以及链轮齿30的工序；画出确定连接格条60的外缘(连接第1开口40的面向安装孔20的两个角的边)的圆以及确定外周格条90的内缘(连接第2开口50的配置于外周侧的两个角的边)的圆的工序；设定第1基准线lr1以及第2基准线lr2的工序；确定作为与第1基准线lr1以及第2基准线lr2平行的直线并界定第1格条70以及第2格条80的侧缘的第1开口40以及第2开口50的两条边的工序；以及对第1开口40以及第2开口50的角进行倒角加工的工序。
33.在设定第1基准线lr1以及第2基准线lr2的工序中，可以画出通过安装孔20的中心ch的第1基准线lr1，并在链轮齿30的齿顶圆的附近，在第1基准线lr1上设定交点p，然后，画出连结该交点p与相邻的安装孔20的第2基准线lr2。在这种情况下，交点p的位置可以设为第1基准线lr1与齿顶圆的交点，但也可以设为与具有容易把握的直径的假想圆的交点，而不设为与直径难以形成为合适大小的齿顶圆的交点。
34.以上，对本发明的一个实施方式涉及的链轮1进行了说明，但本发明涉及的链轮的结构及其效果不局限于上述内容。作为例子，本发明涉及的链轮的第1开口以及第2开口也可以分别形成为大致等腰三角形，以界定沿旋转方向对称的第1格条以及第2格条。此外，本发明涉及的链轮的第1开口以及第2开口的边以及倒角的形状也可以连续地或阶段地变化。实施例
35.以下，基于实施例对本发明进行更详细的说明。应予说明，本发明并不仅限于这些实施例。
36.(模型编号1)作为模型编号1，根据上述实施方式，设定了图3所示的链轮的模型。将模型编号1的链轮的中央开口的半径设为65mm，安装孔的直径设为8.5mm，安装孔的节圆的半径设为75mm，安装孔的数量设为6个，齿顶圆的直径设为127mm，齿根圆的半径设为119mm。将连接格条60的外缘的半径设为70mm，外周格条90的内缘的半径设为108mm。画出从安装孔的中心相
对于径向倾斜60
°
的第1基准线，并画出将上述第1基准线与半径为128mm的假想圆的交点(格条角度比γ/θ＝0.39)和相邻的安装孔的中心连结的第2基准线。在模型编号1中，将第1格条的宽度设定为12mm，第2格条的宽度设定为8mm，将从第1基准线向旋转中心侧偏移5.0mm的直线设为第1格条的第1开口侧的侧缘，将第2基准线(向旋转中心侧的偏移量为0mm的直线)设为第2格条的第1开口侧的侧缘。
37.(模型编号2～17)模型编号2～5为格条角度比与模型编号1不同的模型。模型编号6～9为第1格条的宽度w1(第1开口侧的侧缘距离第1基准线的旋转中心侧偏移量a)与模型编号1不同的模型。模型编号10～13为第2格条的宽度w2(第2开口侧的侧缘距离第2基准线的偏移量b)与模型编号1不同的模型。模型编号14～17为第2格条的第2开口侧的侧缘距离第2基准线的偏移量b与模型编号1不同(宽度相等)的模型。
38.对于上述模型编号1～17，通过计算机模拟计算最大应力，并计算链轮的重量(体积)。以模型1作为100％，将上述结果的值示于下表1。
39.[表1]
[0040]
通过像这样将从第1基准线与第2基准线的交点至第1格条侧的安装孔的中心为止
的以旋转中心为基准的角度相对于相邻的两个安装孔之间的角度的比设于指定的范围内，能够在抑制重量增大的同时减小最大应力，从而提高与转矩传递相关的强度。此外，为了在不增加重量的情况下高效地减小最大应力，第1格条的中心线优选通过安装孔的中心附近，第2格条的第1开口侧的侧缘优选位于安装孔的中心附近。符号说明
[0041]
1 链轮10 中央开口20 安装孔30 链轮齿40 第1开口50 第2开口60 连接格条70 第1格条80 第2格条90 外周格条ch 安装孔的中心cs 旋转中心l71,l72,l81,l82 切线lc1 第1格条的中心线lc2 第2格条的中心线lr1 第1基准线lr2 第2基准线p 第1基准线与第2基准线的交点。