专利名称：驱动用滚子链的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动用滚子链，尤其涉及适于实现轻量化的驱动用滚 子链。
背景技术：
在曰本特开2006-064049号公报中记载有一种滚子链，其具有链 节板，该链节板的从联接销的销孔向前端侧的外形为，从销孔的中心 看，以在从中心线偏45。的方向上为最大的方式一致地平滑鼓出。使 用该滚子链的链节板可以减少重量的增加并增大滚子链的强度。
此外，在日本特开平4-210144号公报中记载有一种无声链的导向 链节板，其可以通过使与负载相应的变形量与链节板相同来降低对联 接销的应力。在该导向链节板上，除供联接销穿过的销孔之外，还形 成有开口或狭缝。
专利文献1:日本特开2006-064049号7>报
专利文献2:日本特开平4-210144号7>才艮
专利文献l中记载的滚子链，虽然鼓出部较小但由于其形成有鼓 出部，所以重量的减轻存在极限。另一方面，在专利文献2中记载的 无声链节板中，由于具有开口或狭缝,所以能够达到 一定程度的轻量 化。但是，仅以使变形量与链节板相同的方式来决定导向链节板的形 状，而没有提供能同时满足维持强度来抑制与负载相应的变形且实现 轻量化的形状。而且，以往没有对链节板积极地进行轻量化的研究， 例如，在对搭载于车辆中用于传递动力的驱动用滚子链的开发中，不 降低强度而实现轻量化成为重要的课题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种驱动用滚子链，可以对负载具有足 够的强度的同时，实现轻量化。
用于解决上述课题的本发明，在由连接部件将多个链节板相互连 接而成的驱动用滚子链中，其第l特征在于，在上述链节板上设置嵌
插上述连接部件的2个连接用孔、和形成在该2个连接用孔之间的矩形窗。
特别是， 一种驱动用滚子链，包括具有一对联接销孔的外链节板、 和具有一对轴衬孔的内链节板，通过两端嵌合在上述内链节板的轴村
孔中的轴衬、和插通在该轴衬中且两端与上述联接销孔嵌合的联接 销，使上述外链节板及内链节板相互连接，其第2特征在于，上述外 链节板具有形成在上述一对联接销孔之间的外窗；上述内链节板具有 形成在上述一对轴衬孔之间的内窗。
此外，本发明的第3个特征在于，上述外窗的外链节板宽度方向 尺寸与上述联接销孔的直径大致相等，上述内窗的内链节板宽度方向 尺寸与上述轴衬孔的直径大致相等。
此外，本发明的第4个特征在于，上述外链节板和内链节板，在 其长度方向和宽度方向中的任意一个方向上均形成为对称形状。
此外，本发明的第5个特征在于，上述内窗及外窗为大致矩形； 其第6个特征在于，上述外窗及内窗的角部倒有圆角。
此外，本发明的第7个特征在于，上述外链节板和内链节板的外 形，由其长度方向两端部的圆弧部分，和从该圆弧部分朝向长度方向 中央、且朝向该外链节板和内链节板的宽度方向外侧的大致直线的边 而形成，上述边被设定为，相对于上述外链节板的上述圓弧部分的端 部切线方向朝向内侧。
进一步，本发明的第8特征在于，上述外链节板和内链节板的外 形及上述外窗和内窗的形状，基于应变能量的面方向分布的分析结果 -波确定。
根据第1~第4特征，通过在外链节板及内链节板上打开窗，来 实现驱动用滚子链的轻量化。
根据第5及第6特征，与圆形的窗相比轻量化效果较大。根据第 6特征，通过窗的角部的圆角，可在扩大窗的同时并回避应力集中。
根据第7特征，采用从外链节板及内链节板的各自的两端部的圓 弧部分向宽度方向扩大的形状，并使与圆弧部分相连的边为大致直
线，^v而可以形成尽可能小的形状。
根据第8特征，通过分析应变能量的面方向分布，可区别传递较 大的力的部分和其他部分，并能可靠地删除无用部分并实现轻量化。
图1是构成本发明一实施方式涉及的驱动用滚子链的内链节板的 主视图。
图2是构成本发明一实施方式涉及的驱动用滚子链的外链节板的 主视图。
图3是本发明一实施方式的驱动用滚子链的立体图。 图4是本发明一实施方式的驱动用滚子链的俯视图。 图5是外链节板的形状确定步骤的流程图。
图6是表示作为相位最优化对象的滚子链模型涉及的密度的网格 数据的图。
图7是表示形状的拓朴图。
图8是表示进行形状最优化而移动控制点后的结果的网格数据的图。
图9是表示现有的外板的米泽斯应力的图。 符号说明
1:驱动用滚子链、2:内链节、3:外链节、4:内板、5:轴衬 孔、6:轴衬、7:外板、8:销孔、9:联接销、10:内窗、11:外窗 12:有限元模型、13:对称边界、42、 72:边
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图3是本发 明的一个实施方式涉及的驱动用滚子链的主要部位立体图，图4是其 俯视图。该驱动用滚子链例如在摩托车中用于将发动机的输出动力传 递给驱动轮。将内链节2和外链节3依次连接，形成为所需长度的驱 动滚子链1。内链节2由一对内链节板(以下仅称为"内板")4和 嵌插到在该内板4上形成的轴衬孔5中的轴衬6构成。另一方面，外 链节3由一对外链节板(以下仅称为"外板")7和嵌插到在该外板 7上形成的销孔8中的联接销9构成。
在内板4上除具有2个一对的轴衬孔5之外，还具有位于该轴衬 孔5之间的矩形开口 (以下称为"内窗")10。同样，在外板7上除 具有2个一对的销孔8之外，还具有位于该销孔8之间的矩形开口(以 下称为"外窗")11。
在组装时，将轴衬6嵌插到内板4的轴衬孔5中而形成内链节2。 并且，将联接销9的一端预先嵌插到1片外板7的销孔8中。而后， 将嵌插到外板7的联接销9的前端靠在内链节2的一侧面上，并将联 接销9插通并间隙配合在轴衬6内。然后，使贯通轴衬6并向相反侧 突出的该联接销9的另一端嵌插到另一片外板7的销孔8中。这样即 组装成1组驱动用滚子链1。
另外，轴衬6以失见定的过盈量在塑性变形范围内^皮压入轴衬孔5, 联接销9以规定的过盈量在塑性变形范围内被压入销孔8。并且，上 述组装顺序是一个例子，还可以进行多种变形。
进一步说明内板4及外板7的形状。图1是内板4的主视图，图 2是外板7的主视图，都以l/4倍模型表示。即，内板4及外板7在 其长度方向及宽度方向中的任意一个方向都形成为对称形状。
如在图1中可了解到的，内窗10在与内板4的长度方向(连接 轴衬孔5、 5的线的方向)正交的方向(即宽度方向)上的尺寸hl与 轴衬孔5的直径dl大致相等。
同样，在图2中，外窗11在与外板7的长度方向(连接销孔8、 8的线的方向)正交的方向(即宽度方向)上的尺寸h2与销孔8的直
径d2大致相等。
此外，在长度方向形成内板4及外板7两端的部分圓41、 71的 圆弧角otl、 oc2设定为比现有的内板和外板的圆弧角小。为了比较， 在图中用点划线表示现有的内板和外板的外形和端部圆弧角(使用符 号ocl-0、 a2-0)。即，本实施方式的内板4及外板7设定成，使现 有的设定得较大的端部部分圆的面积变小，并且使内板4及外板7的 宽度方向的外形部分(边)42、 72大致形成为直线，并从端部部分圆 的切线方向T向内侧延长。
另外，外板4的边42相比内板7的边72,其直线度稍低而成弧 状。这是因为，对于外板7来说，当使边42从端部圆弧部分直线地 伸长时，轴衬孔5的缘与边42之间的距离会变得过短，不能传递足 够的负载。通过使边42稍微向外侧鼓出使其可以承受足够的负载。 为了使边42成为与边72相同的直线性的形状，将圆弧角al设定得 比圆弧角a2稍大即可。由此，可以充分地确保轴衬孔5和边42的缘 之间的距离。
内窗IO及外窗11不限于矩形，如图2所示，也可以为在外板7 及内板4的长度方向中央部，使宽度稍稍收紧的形状。并且，内窗IO 和外窗11的角部优选进行倒圆角(取所谓的r),以回避应力集中。
这样，由于本实施方式的驱动用滚子链1在内板4及外板7上分 别设置内窗IO及外窗11,并且使端部部分圆41、 71为其圆弧角较小 的部分而减小面积，所以与现有产品相比，可实现大幅度的轻量化。 例如，图1、图2所示的滚子链，能够实现大约23%的轻量化。
接着，对上述轻量化的内板4及外板7的形状确定的步骤进行说 明。图5是表示形状确定步骤的流程图。该形状确定步骤中包括相位 最优化、形状最优化及应力比较。
首先在步骤S1中，使设计变量为外板的1/4倍模型的整个区域内 的网格密度、目标函数为刚性最大化以及制约条件为重量缩减30%, 以此来进行相位最优化。
相位最优化采用密度法进行。在密度法中，假定外板7的材料的
纵向弹性系数E与密度p的N次幂成比例(E=pNE0),将各网格
的密度比作为设计变量求取最优相位。E0为设定的纵向弹性系数。
通过使各网格的密度p在0.0~ 1.0间变化，以使在相位最优化的计算
中使用的纵向弹性系数E变动为0.0~E0。在最优化计算中，将模型
12的整个区域的各网格作为设计变量，为了使该设计变量满足使重量
缩减30%的制约条件的同时，为实现作为目标函数的刚性最大化，反
复进行计算以求取最优解。可以使用有限元分析软件或有限元模型制 作程序等现有的方法来求取最优解。
图6是表示作为相位最优化对象的滚子链模型的网格密度的图。 有限元模型12是适用于现有的滚子链的外板的1/4倍模型。分析是在 以下情况下进行的，约束模型12的对称边界13、 14,并对销孔8赋 予作用于箭头15方向的负载P。另外，对分割网格省略图示。
图6的浓淡图案是表示基于相位最优化计算的、作为最优解的密 度分布。图案浓的部分是比淡的部分密度大的区域，在该区域中，通 过外板做功来传递更大的力。也就是说，作为滚子链的外板，浓度高 的部分是用于传递能量的重要的部分，浓度低的部分则是不十分重要 的部分。特别是，模型12中，以涂白表示的区域16、 17、 18等对于 滚子链的外板来说几乎不具有重要性，可删除。
在图5的步骤S2中，进行形状拓朴的确定。在步骤S2中，根据 在相位最优化中得到的重要部分及非重要部分，抽取出所希望的外板 7的形状。也就是说，分析者判断出可分担从图6的图案的浓淡所能 判断出的应变能量的最优形状，由人手操作来决定控制点。
图7是表示被确定的形状的拓朴图，符号18表示控制点。也就 是说，控制点18是将含有图6所示的浓度高的部分的区域作为特征 点，根据该控制点18进行定义，来确定外板7的形状。销孔8的形 状以半径来定义。
若确定了形状的拓朴，则在步骤S3中进行形状最优化。在步骤 S2中，由于只确定了外板7的特征点，所以在步骤S3中，进行对此 赋予尺寸的计算。计算使用用于形状最优化的现有的程序。在形状最
优化中，目标函数为刚性最大化，设计变量为控制点的移动量，制约
条件为重量缩减30%。图8是表示进行了形状最优化并移动了控制点 后的结果的网格数据的图。
图5的步骤S4中，进行由步骤S1 S3确定形状后的外板7和现 有形状的外板之间的、根据CAE的应力比较。应力的评价通过计算 米泽斯应力而进行。米泽斯应力的计算可以通过通用的构造分析程序 而执行。另外，应力的评价不限定于通过米泽斯应力的计算而进行的 方法。
图9是表示现有的外板的米泽斯应力的图，图IO是表示由本实 施方式的上述步骤所确定的外板7的米泽斯应力的图。在这些图中， 应力大的部分20、 21都位于销孔8的周边附近，并分布在外板7的 除了外窗ll之外的区域。由此可知，本实施方式的外4反7的形状为， 在现有的外板上删除了应力小的部分，留下了应力大的部分。也就是 说，本实施方式的外板7相当于删除了现有品的无用的部分后的部件， 并通过相位最优化及形状最优化方法达成了重量的最小化。
另外，与根据计算的应力分析一起，通过对现有品的外板的销孔 向外板长度外周方向施加负载来进行拉伸试验，制作在销孔周围的4 个位置的应力-应变线图。结果，在销孔周边，伴随应力的增大，在 外板的长度方向的应变极小，可认为这部分对刚性是无用的区域。其 结果与上述米泽斯应力的分布相符合。
通过上述的相位最优化、形状最优化、应力比较以及拉伸试验等 来确定最优轻量化后的外板7的形状，也可以采用同样的方法来确定 内板4的形状。
权利要求
1、一种驱动用滚子链，包括具有一对联接销孔的外链节板、和具有一对轴衬孔的内链节板，通过两端嵌合在上述内链节板的轴衬孔中的轴衬、和插通在该轴衬中且两端与上述联接销孔嵌合的联接销，使上述外链节板及内链节板相互连接，其特征在于，上述外链节板具有形成在上述一对联接销孔之间的外窗；上述内链节板具有形成在上述一对轴衬孔之间的内窗。
2、 如权利要求1所述的驱动用滚子链，其特征在于， 上述外窗的外链节板宽度方向尺寸与上述联接销孔的直径大致相等；上述内窗的内链节板宽度方向尺寸与上述轴衬孔的直径大致相等。
3、 如权利要求l或2所述的驱动用滚子链，其特征在于， 上述外链节板和内链节板，在其长度方向和宽度方向中的任意一个方向上均形成为对称形状。
4、 如权利要求1~3中任意一项所述的驱动用滚子链，其特征在 于，上述内窗和外窗为大致矩形。
5、 如权利要求4所述的驱动用滚子链，其特征在于，上述外窗 和内窗的角部倒有圆角。
6、 如权利要求1~5中任意一项所述的驱动用滚子链，其特征在于，上述外链节板和内链节板的外形，由其长度方向两端部的圓弧部 分，和从该圆弧部分朝向长度方向中央、且朝向该外链节々反和内链节 板的宽度方向外侧的大致直线的边而形成，上述边被设定为，相对于上述外链节板的上述圆弧部分的端部切 线方向朝向内侧。
7、 如权利要求1~6中任意一项所述的驱动用滚子链，其特征在于， 上述外链节板和内链节板的外形及上述外窗和内窗的形状，基于 应变能量的面方向分布的分析结果确定为与该应变能量较小的部位 大致一致。
8、 一种驱动用滚子链，由连接部件将多个链节板相互连接而成， 其特征在于，在上述链节板上设置有嵌插上述连接部件的2个连接用孔、和形 成在该2个连接用孔之间的矩形窗。
全文摘要
本发明提供一种轻量的驱动用滚子链，最优化链节板的形状并实现重量的最小化。外板(7)具有形成在1对联接销孔(8)之间的外窗(11)；内板(4)具有形成在1对轴衬孔(5)之间的内窗(10)。外窗和内窗的角部倒有圆角。外板(7)和内板(4)的外形由其长度方向两端部的圆弧部分(41)、(71)，和从该圆弧部分(41)、(71)朝向长度方向中央、并朝向该外板及内板的宽度方向外侧的大致直线的边(42)、(72)形成。边(72)被设定为，相对于外板(7)的圆弧部分(71)的端部切线方向朝向内侧。
文档编号F16G13/06GK101105208SQ20071012821
公开日2008年1月16日 申请日期2007年7月5日 优先权日2006年7月13日
发明者伊藤未丈, 佐佐木畅, 前田和寿, 本间秀树 申请人:本田技研工业株式会社