JP2002106652A - サイレントチェーン伝動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯数の相異なるスプロケット間で動力伝達す
るサイレントチェーン伝動機構において、全てのスプロ
ケットに対するコーダルアクションを抑制して振動と騒
音を低減でき、チェーン張力変動を抑制して優れた駆動
性能と耐久性を発揮できるサイレントチェーン伝動機構
を提供する。 【解決手段】 歯数の相異なるスプロケット１１、１
２、１３が特定の歯切り転位量Ｘで歯切りされた相異な
るスプロケット歯形を有しているとともに、サイレント
チェーン２０の外側フランクがチェーン巻き付き着座時
に前記スプロケット１１、１２、１３の相異なるスプロ
ケット歯形のすべてに接する包絡線で輪郭形成された歯
面形状を有していることによって、全てのスプロケット
１１、１２、１３に対するコーダルアクションを抑制し
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サイレントチェー
ンの内側フランクで噛み合い開始した後に外側フランク
で噛み合って巻き付き着座しながら動力伝達するサイレ
ントチェーン伝動機構に関するものであって、特に、４
サイクルエンジンのクランク軸からカム軸やバランサ軸
に動力伝達する歯数の相異なるスプロケットを備えたサ
イレントチェーン伝動機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９に示すような４サイクルエンジンの
クランク軸から吸気バルブ、排気バルブ、バランサなど
を駆動する場合に用いられるサイレントチェーン伝動機
構は、バルブ駆動用クランク軸スプロケット１１ａ、吸
気バルブ用カム軸スプロケット１２ａ、排気バルブ用カ
ム軸スプロケット１２ｂ、バランサ駆動用クランク軸ス
プロケット１１ｂ、バランサ軸スプロケット１３、カム
軸駆動用サイレントチェーン２０ａ、バランサ軸駆動用
サイレントチェーン２０ｂ、前記サイレントチェーン２
０ａに張力を与えるテンショナＴとテンショナレバー
Ｌ、前記サイレントチェーン２０ａの振れを押さえるチ
ェーンガイドＧなどで構成されている。

【０００３】このような吸気バルブと排気バルブは、カ
ム軸スプロケット１２の歯数をバルブ駆動用クランク軸
スプロケット１１ａの歯数の２倍に設定した減速伝動機
構において、クランク軸が２回転すると、それぞれ１回
作動するようになっている。

【０００４】また、バランサは、バランサ軸スプロケッ
ト１３の歯数をバランサ駆動用クランク軸スプロケット
１１ｂの歯数の１／２に設定した増速伝動機構におい
て、クランク軸の高次不釣り合いを相殺するためクラン
ク軸が１回転すると、２回転するようになっている。

【０００５】そして、このようなサイレントチェーン伝
動機構に用いるカム軸駆動用サイレントチェーン２０ａ
とバランサ軸駆動用サイレントチェーン２０ｂは、チェ
ーン張力を加えて直線状に張ったときにリンクプレート
が有する一対のリンク歯に形成された内側フランクの中
央膨出部が一対のリンク歯に形成された直線状の外側フ
ランクよりはみ出しており、それぞれのスプロケットに
対して内側フランクで噛み合い開始した後に外側フラン
クで噛み合って巻き付き着座しながら動力伝達するもの
であり、両者は実質的に同一のものを使用している。

【０００６】他方、クランク軸スプロケット１１、カム
軸スプロケット１２、バランサ軸スプロケット１３に
は、直線状の外側フランクを連続した形状と概ね相似な
歯形のホブカッターによって、夫々の歯数に応じて外側
フランクで噛み合って巻き付き着座するような歯切り転
位量で歯切りされたインボリュート歯が形成されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、このように構
成された従来のサイレントチェーン伝動機構の基本的な
作動状態を歯数の相異なるそれぞれのスプロケット１
１、１２、１３のいずれか一つのスプロケット（以下、
スプロケット１０という。）に注目して説明すると、以
下のとおりである。

【０００８】従来のサイレントチェーン伝動機構は、サ
イレントチェーン２０がこれらのスプロケット１０に巻
き付いた時、一対のリンク歯に形成された外側フランク
は、スプロケット１０の１歯おきにスプロケット歯面に
着座して正多角形状の巻き付き形態を呈する一方、一対
のリンク歯に形成された内側フランクの中央膨出部が直
線状の外側フランクよりはみ出しているために、スプロ
ケット１０に進入する内側フランクの中央膨出部がスプ
ロケット歯面と接触して、外側フランクがスプロケット
歯面に着座する前にスプロケットに進入するサイレント
チェーン２０を一時的に持ち上げることによって、チェ
ーン噛み合い開始時に生じるスプロケット１０の半径方
向に上下動を伴うサイレントチェーン２０の正多角形運
動、すなわち、コーダルアクションを抑制しようとして
いる。

【０００９】しかしながら、従来のサイレントチェーン
伝動機構は、クランク軸スプロケット１１ａとカム軸ス
プロケット１２との歯数、あるいは、クランク軸スプロ
ケット１１ｂとバランサ軸スプロケット１３との歯数が
大きく異なっているため、サイレントチェーン２０が１
ピッチ進む間にスプロケット１０が回転する角度が異な
り、それぞれのスプロケット１０に生じるコーダルアク
ションの大きさも大きく異なる。

【００１０】したがって、前述したようなリンク歯の内
側フランクがその中央膨出部を有しているサイレントチ
ェーン２０を使用した場合には、スプロケット１０に進
入するチェーンを持ち上げる高さが一定であるため、ク
ランク軸スプロケット１１ａ、および、１１ｂ、カム軸
スプロケット１２、バランサ軸スプロケット１３のいず
れか一つにおいてコーダルアクションを抑制することは
できるが、全てのスプロケット１０においてコーダルア
クションを共に抑制することはきわめて困難である。

【００１１】さらに、このようなサイレントチェーン伝
動機構では、クランク軸スプロケット１１、カム軸スプ
ロケット１２、若しくは、バランサ軸スプロケット１３
のいずれか一つにおいてコーダルアクションが抑制され
たとしても、サイレントチェーン伝動機構全体としてみ
るとコーダルアクションに伴う振動と騒音を低減したこ
とにはならなず、また、前記リンク歯の内側フランクに
膨出させた中央部がプロケット歯面と衝突して、すなわ
ち、ビーティングモーションを引き起こし、新たな振動
・騒音やチェーンの張力変動を生じるという厄介な問題
があった。

【００１２】そこで、本発明の目的は、４サイクルエン
ジンのクランク軸からカム軸やバランサ軸を駆動する場
合に用いられるような、歯数の相異なるスプロケット間
で動力を伝達するサイレントチェーン伝動機構におい
て、全てのスプロケットに対するサイレントチェーンの
コーダルアクションを完全に抑制してこれによって引き
起こされる振動と騒音を低減するとともに、チェーンの
張力変動を抑制して優れた駆動性能と耐久性を発揮する
ことができるサイレントチェーン伝動機構を提供するこ
とである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のサイレントチェ
ーン伝動機構は、一対のＶ字状リンク歯と一対の連結ピ
ン穴とを有する多数のリンクプレートを指組み状に編成
して多数の連結ピンでチェーン長手方向に連結してなる
無端状のサイレントチェーンが、歯数の相異なる離間配
置されたスプロケットに対して、前記一対のＶ字状リン
ク歯に形成された内側フランクで噛み合い開始した後に
前記一対のＶ字状リンク歯に形成された外側フランクで
噛み合って巻き付き着座しながら動力伝達するサイレン
トチェーン伝動機構において、前記歯数の相異なるスプ
ロケットが、前記サイレントチェーンの内側フランクを
連続した形状と概ね相似な歯形のホブカッターを用い
て、チェーン噛み合い開始時の内側フランクの噛み合い
高さとスプロケット中心からチェーン巻き付き着座時の
連結ピン中心までの中心間隔が一致するような歯切り転
位量で歯切りされた相異なるスプロケット歯形を有して
いるとともに、前記サイレントチェーンの外側フランク
が、チェーン巻き付き着座時に前記スプロケットの相異
なるスプロケット歯形のすべてに接する包絡線で輪郭形
成された歯面形状を有していることによって前記課題を
解決した。

【００１４】ここで、本発明における「チェーン噛み合
い開始時」とは、サイレントチェーンの内側フランクが
スプロケットに外接する接線方向からスプロケットに対
して噛み合い接触を開始する時点を意味し、「チェーン
巻き付き着座時」とは、噛み合い開始後にサイレントチ
ェーンの内側フランクがスプロケットから噛み外れて外
側フランクが噛み合って巻き付きながら着座している時
点を意味する。

【００１５】そして、本発明における「内側フランクの
噛み合い高さ」とは、チェーン噛み合い開始時にスプロ
ケットへ進入するリンクプレートのチェーン・ピッチ線
からスプロケット中心までの相互間隔を意味し、また、
この「チェーン・ピッチ線」とは、リンクプレートに挿
通された一対の連結ピンの中心を相互に結ぶ直線を意味
する。

【００１６】また、本発明における「外側フランクの着
座高さ」とは、チェーンがスプロケットに正多角形状に
巻き付いた時のチェーン・ピッチ線からスプロケット中
心までの相互間隔を意味する。

【００１７】なお、本発明に採用する「歯数の相異なる
スプロケット」は、サイレントチェーンに噛み合い得る
歯数を有するスプロケットであれば、同じ歯数もしくは
異なる歯数を問わず、如何なる歯数のスプロケットを組
み合わせて採用しても構わないが、これらのスプロケッ
トに対して外側フランクが噛み合って巻き付きながら安
定して着座するためには、少なくとも１８枚以上の最小
歯数を有するスプロケットであることが望ましい。

【００１８】そして、本発明で多数連結する「リンクプ
レート」は、全て同一の歯面形状を有する内側フランク
と外側フランクを採用しており、隣り合うリンクプレー
トにおいてそれぞれ対応する内側フランクの相互間隔
は、リンクプレートに挿通された一対の連結ピンの中心
間隔として定義されるチェーン・ピッチＰと等しくなっ
ている。

【００１９】また、本発明における「一対のＶ字状リン
ク歯に形成された内側フランク」は、チェーン噛み合い
開始時にスプロケットに進入するチェーンとスプロケッ
トとが一般的に良く知られたラックとピニヨンとの噛み
合い関係を呈するために、多数の内側フランクで台形状
連続歯型のラックを構成し得る概ね直線状の歯面形状を
有していると良い。

【００２０】他方、本発明における「一対のＶ字状リン
ク歯に形成された外側フランク」は、チェーン巻き付き
着座時に相異なるスプロケット歯形のすべてに接する包
絡線で輪郭形成された歯面形状をその一部に有していれ
ば、Ｖ字状リンク歯の全体形状が如何なる形状であって
も差し支えなく、特に、外側フランクの歯先側に、最小
歯数のスプロケット歯形と接するとともに内側フランク
と圧力角が等しい直線で形成された直線部を輪郭形成し
た場合には、Ｖ字状リンク歯の耐久強度を向上させるこ
とができる。

【００２１】なお、チェーン張力によって直線状に引っ
張られた状態においては、スプロケット歯形のすべてに
接する包絡線で輪郭形成された外側フランクは、概ね直
線状の歯面形状を有する内側フランクの内側に隠れてい
る。

【００２２】

【作用】本発明のサイレントチェーン伝動機構は、一対
のＶ字状リンク歯に形成された内側フランクでスプロケ
ットに噛み合い開始した後に、一対のＶ字状リンク歯に
形成された外側フランクでスプロケットに噛み合って巻
き付き着座しながら動力伝達することによって、スプロ
ケットとサイレントチェーンとの噛み合い過程において
生じ得る摺動音を内側フランクと外側フランクの両方に
分担させるとともにスプロケットへの巻き付き着座時に
一対のＶ字状リンク歯に形成された内側フランクの股部
への応力集中を緩和するものであり、その最も特徴とす
る作用は以下のとおりである。

【００２３】本発明のサイレントチェーン伝動機構は、
歯数の相異なるスプロケットが、サイレントチェーンの
内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形のホブカ
ッターを用いてチェーン噛み合い開始時の内側フランク
の噛み合い高さがスプロケット中心からチェーン巻き付
き着座時の連結ピン中心までの中心間隔と一致するよう
な歯切り転位量で歯切りされた相異なるスプロケット歯
形を有していることによって、スプロケットに進入して
噛み合うサイレントチェーンの内側フランクの噛み合い
高さが、常に、スプロケットに進入する際に生じ得る正
多角形運動の最高点となるように一定に保たれ、ラック
・ピニオンの如き噛み合い動作を奏するので、噛み合い
速度の変動もなく円滑に噛み合うことができ、従来のよ
うなサイレンチェーンがスプロケットに進入する際に生
じる正多角形運動、いわゆる、コーダルアクションを発
生しない。

【００２４】また、本発明のサイレントチェーン伝動機
構は、サイレントチェーンの外側フランクが、チェーン
巻き付き着座時に前記スプロケットの相異なるスプロケ
ット歯形のすべてに接する包絡線で輪郭形成された歯面
形状を有していることによって、同じ歯数もしくは異な
る歯数を問わず、如何なる歯数のスプロケットを組み合
わせても、外側フランクでスプロケットに着座するリン
クプレートのスプロケット中心から連結ピン中心までの
中心距離が、スプロケットに進入するリンクプレートの
噛み合い高さに等しいので、従来のようなサイレンチェ
ーンがスプロケットに着座する際のビーティングモーシ
ョンを発生しない。

【００２５】すなわち、本発明のサイレントチェーン伝
動機構は、離間配置されて伝動機構を構成し得る全ての
歯数のスプロケットにおいて、サイレンチェーンがスプ
ロケットに噛み合い開始してから噛み合って巻き付きな
がら着座し終わるまでの間、スプロケットに進入するサ
イレントチェーンのスプロケットの中心からチェーン・
ピッチ線までの距離が一定に保たれるので、サイレント
チェーンのコーダルアクションとビーティングモーショ
ンが抑制される。

【００２６】なお、本発明のサイレントチェーン伝動機
構が、歯数が同一である複数個のスプロケットを備えた
伝動機構である場合は、当然に、サイレントチェーンの
コーダルアクションとビーティングモーションが抑制さ
れる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例である歯数の相異な
る複数個のスプロケットを備えたサイレントチェーン伝
動機構を、図面に基づいて説明する。

【００２８】まず、本実施例におけるサイレントチェー
ン伝動機構は、図９に示された従来例と同様に、自動車
エンジンの吸気バルブと排気バルブをクランク軸の２回
転につき１回転作動させるためにカム軸駆動用サイレン
トチェーン２０ａによって動力伝達されるバルブ駆動用
クランク軸スプロケット１１ａ、吸気バルブ・カム軸ス
プロケット１２ａ、排気バルブ・カム軸スプロケット１
２ｂを備えた減速伝動機構と、バランサをクランク軸の
１回転につき２回転させるためにバランサ軸駆動用サイ
レントチェーン２０ｂによって動力伝達されるバランサ
駆動用クランク軸スプロケット１１ｂ、バランサ軸スプ
ロケット１３を備えた増速伝動機構とを組み合わせたも
のから構成されており、前記カム軸駆動用サイレントチ
ェーン２０ａとバランサ軸駆動用サイレントチェーン２
０ｂとは、これらの形状構造において同一のサイレント
チェーン２０を使用している。

【００２９】そこで、本実施例のサイレントチェーン伝
動機構で用いたサイレントチェーン２０について以下の
とおり詳説する。なお、図１は、サイレントチェーンの
リンクプレートの外形を示す図であり、図２は、サイレ
ントチェーンの編成状態を示す図である。

【００３０】本実施例に用いたサイレントチェーン２０
は、一対のＶ字状リンク歯と一対の連結ピン穴とを有す
る多数のリンクプレート２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、・・
・を指組み状に編成して多数の連結ピン２２ａ、２２
ｂ、２２ｃ、・・・でチェーン長手方向に無端状に連結
してなるものであって、離間配置された複数個のスプロ
ケット１０に対して前記一対のＶ字状リンク歯に形成さ
れた内側フランクで噛み合い開始した後に前記一対のＶ
字状リンク歯に形成された外側フランクで噛み合って巻
き付き着座しながら動力伝達するようになっている。

【００３１】図１に示すように、一対のＶ字状リンク歯
に形成された内側フランクは、チェーン・ピッチ線から
内側フランク・ピッチ線までの相互間隔をＨｃ、圧力角
αとして輪郭形成された直線状の歯面形状を有してい
る。

【００３２】なお、ここで意味する「チェーン・ピッチ
線」とは、リンクプレートに挿通された一対の連結ピン
の中心を相互に結ぶ直線のことであり、「内側フランク
・ピッチ線」とは、内側フランクとの交点同志の距離が
チェーン・ピッチの１／２となるような位置でチェーン
・ピッチ線に平行な直線のことであり、「チェーン・ピ
ッチ」とは、リンクプレートにおける一対の連結ピンの
相互間隔のことである。

【００３３】他方、一対のＶ字状リンク歯に形成された
外側フランクは、後述するような、チェーン巻き付き着
座時に前記スプロケット１１、１２、１３の相異なるス
プロケット歯形のすべてに接する包絡線、すなわち、チ
ェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付いた時のス
プロケット中心からチェーン・ピッチ線までの距離にリ
ンクプレートを配置して該リンクプレート上に描いた、
歯数の相異なるスプロケット歯形曲線群の包絡線で輪郭
形成された歯面形状を有している。

【００３４】ここで、この外側フランクは、以下のよう
な包絡線の具体的な決定手順によって輪郭形成される。

【００３５】すなわち、図３に示すように、スプロケッ
ト歯数をｚとし、チェーン巻き付き着座時のスプロケッ
ト中心からチェーン・ピッチ線までの相互間隔をＶとす
れば、 Ｖ ＝ Ｐ／２ｔａｎ（π／ｚ） の幾何学的関係が成り立つ。

【００３６】そこで、この幾何学的関係に基づいて、歯
数の相異なるスプロケット１１、１２、１３に応じて定
まるそれぞれのＶの高さにリンクプレートを配置して該
リンクプレート上に描いた、図４および図５に示すよう
な相異なるスプロケットの歯形曲線群からなる包絡線を
輪郭決定して、この包絡線を外側フランクの歯面形状と
して採用するものである。

【００３７】ここで、図４は、包絡線で形成された外側
フランクの歯面形状を示したものであり、図５は、図４
で枠囲みされた要部Ａの拡大図であって、スプロケット
の歯形曲線と包絡線との関係を示したものである。な
お、図４および図５に示したＴは、スプロケット歯数で
あり、図５に示したｔは、スプロケットの歯形曲線と包
絡線との接点である。

【００３８】そこで、図５における相異なるスプロケッ
トの歯形曲線群を見ると、何れかの曲線が他の曲線を完
全に覆い隠すことはなく、これらの歯形曲線群からなる
包絡線は、歯数の相異なるスプロケット１１、１２、１
３のいずれの歯形にも必ず接触することができるので、
外側フランクは、如何なる歯数のスプロケットにも必ず
着座することができる。

【００３９】また、この包絡線で輪郭形成された外側フ
ランクが、歯先側に向かってすぼまったＳ字型曲線状の
歯面形状を呈していることから、図２に示すように、チ
ェーンを直線状に張った時、外側フランクは内側フラン
クの陰に隠れるような状態になるので、サイレントチェ
ーン２０がスプロケット１０に進入する時に、外側フラ
ンクが内側フランクの噛み合いを妨げることはない。

【００４０】なお、本実施例に用いたサイレントチェー
ン２０は、一対のＶ字状リンク歯の耐久強度を向上させ
るために、前述した外側フランクの歯先側には、伝動機
構を構成する最小歯数のスプロケット歯形と接するとと
もに、直線状に輪郭形成された歯面形状を有する内側フ
ランクと圧力角が等しい直線部を輪郭形成している。

【００４１】以上のようにして輪郭形成された一対のＶ
字状リンク歯を有するリンクプレートは、図２に示すよ
うに、全て同一形状のものを採用しており、隣り合うリ
ンクプレートにおいてそれぞれ対応する内側フランクの
相互間隔は、前述したチェーン・ピッチと等しくなって
いる。

【００４２】次に、本実施例のサイレントチェーン伝動
機構で用いたスプロケットについて以下のとおり詳説す
る。なお、図６は、ホブカッターの外形を示す図であ
り、図７は、スプロケット歯切り加工の概念を示す図で
あるまず、図６に示すように、クランク軸スプロケット
１１、カム軸スプロケット１２、バランサ軸スプロケッ
ト１３を歯切り加工するホブカッターは、サイレントチ
ェーン２０の直線状内側フランクを連続した形状と概ね
相似な台形歯形を有しており、いずれのスプロケット１
１、１２、１３に対しても同一のホブカッターで歯切り
することができる。

【００４３】すなわち、ホブカッターのピッチ Ｐ、圧
力角 α は、それぞれチェーンのピッチ Ｐ、リンク
プレートの内側フランクの圧力角 α に等しく、デデ
ンダムはリンクプレートの内側フランク・ピッチ線から
内側フランクの歯底までの距離よりも少なくとも最小歯
数の正多角形運動量だけ小さく、また、アデンダムは内
側フランク・ピッチ線からリンク歯先までの距離よりも
少なくとも最小歯数の正多角形運動量よりだけ大きく形
成されている。

【００４４】そして、図７に示すように、クランク軸、
カム軸、バランサ軸の歯数が相異なるそれぞれのスプロ
ケット１１、１２、１３は、内側フランクの噛み合い高
さがスプロケット中心からチェーン巻き付き着座時の連
結ピン中心までの中心間隔と一致するような歯切り転位
量、すなわち、それぞれのスプロケット歯数に応じた歯
切り転位量で歯切りされるので、それぞれのスプロケッ
ト歯形の歯面形状は、同一のピッチ Ｐ、圧力角 αか
らなるホブカッターを用いて、スプロケット歯数毎に異
なったスプロケット歯形が形成される。

【００４５】ここで、この歯切り加工時の歯切り転位量
は、以下のような具体的算出方法によって決定される。

【００４６】すなわち、図７に示すように、スプロケッ
ト１０の歯切りピッチ円直径をＤｐとし、スプロケット
歯数をｚとし、チェーン巻き付け時のスプロケット中心
から連結ピン中心までの中心間隔をＵとすれば、 Ｄｐ＝Ｐ＊ｚ／π Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） の幾何学的関係が成り立つので、歯切り加工時の歯切り
転位量は、内側フランクの噛み合い高さ（いわゆる、チ
ェーン巻き付き着座時のスプロケット中心から連結ピン
中心までの中心間隔）をＵと一致するように設定すれ
ば、容易に求めることができる。

【００４７】すなわち、チェーン・ピッチ線から内側フ
ランク・ピッチ線までの相互間隔をＨｃとし、歯切り加
工時の歯切り転位量をＸとすると、 Ｘ＝Ｈｃ−［ Ｕ−Ｄｐ／２ ］ となり、全てのリンクプレートのチェーン・ピッチに相
当するホブカッターのピッチＰが一定であるから、それ
ぞれのスプロケット歯数に応じた歯切り加工時の転位量
Ｘが一義的に決まる。

【００４８】したがって、歯数の相異なるそれぞれのス
プロケット１１、１２、１３は、スプロケット歯数毎に
異なったスプロケット歯形に内側フランクで噛み合いな
がらスプロケットに進入するサイレントチェーン２０の
チェーン・ピッチ線が明らかにスプロケット中心からＵ
の距離に保たれるようにすることができる。

【００４９】このように構成された本実施例のサイレン
トチェーン伝動機構の基本的な作動状態を歯数の相異な
るそれぞれのスプロケット１１、１２、１３のいずれか
一つのスプロケット（以下、スプロケット１０とい
う。）に注目して説明すると、以下のとおりである。

【００５０】図８は、リンクプレート２３ａがスプロケ
ット１０に着座した瞬間、すなわち、スプロケット１０
の中心と連結ピン２２ａとスプロケット１０に進入する
サイレントチェーンとが直角を成す場合の噛み合い状態
を示す。なお、図中の２２ａ、２２ｂ、２２ｃ・・・
は、サイレントチェーンを構成する連結ピンであり、２
３ａ、２３ｂ、２３ｃ・・・は、サイレントチェーンを
構成するリンクプレートである。

【００５１】まず、リンクプレート２３ａは、外側フラ
ンクの形状が、サイレントチェーン２０をチェーンがス
プロケットに正多角形状に巻き付いた時のスプロケット
中心からチェーン・ピッチ線までの距離、いわゆる、外
側フランクの着座高さに配置して、該リンクプレート上
に描いたスプロケット歯形曲線群の包絡線で形成されて
いるので、スプロケット１０の中心からリンクプレート
２３ａのチェーン・ピッチ線までの距離は、 Ｖ＝Ｐ／２ｔａｎ（π／ｚ） となり、スプロケット中心から連結ピン２２ａの中心ま
での距離は、 Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） となる。

【００５２】また、リンクプレート２３ｂに後続するチ
ェーンは、チェーン張力によって直線状に引っ張られた
状態となっているため、スプロケット１０の中心からリ
ンクプレート２３ｂのチェーン・ピッチ線までの距離
は、 Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） となる。

【００５３】したがって、このリンクプレート２３ｂに
後続するチェーンは、チェーン張力によって直線状に引
っ張られた状態において、外側フランクが内側フランク
の輪郭よりも内側に隠れているため、スプロケット１０
をピニオンとした場合に多数の内側フランクで構成され
た台形状連続歯型のラックと見做すことができるよう
に、スプロケット１０に進入するチェーンとスプロケッ
ト１０とは、一般的に良く知られたラックとピニヨンと
の噛み合い関係を呈することができる。

【００５４】次に、図９は、図８の噛み合い状態からス
プロケット１０がピッチ角の１／２だけ回転してリンク
プレートがピッチの１／２だけ進んだ状態を示す。

【００５５】そこで、リンクプレート２３ｃは、スプロ
ケット１０が、チェーン噛み合い開始時の内側フランク
の噛み合い高さがチェーン巻き付き着座時のスプロケッ
ト中心から連結ピン中心までの距離と一致するように歯
切り転位量Ｘを設定して歯切りされているから、スプロ
ケット１０の中心からリンクプレート２３ｃのチェーン
・ピッチ線までの距離は、 Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） となる。

【００５６】また、リンクプレート２３ｃに後続するチ
ェーンは、チェーン張力によって直線状に引っ張られた
状態において、外側フランクが内側フランクの輪郭より
も内側に隠れているため、スプロケット１０をピニオン
とした場合に多数の内側フランクで構成された台形状連
続歯型のラックと見做すことができる。すなわち、スプ
ロケット１０に進入するチェーンとスプロケット１０と
は、一般的に良く知られたラックとピニヨンとの噛み合
い関係を呈することになる。

【００５７】すなわち、図９において、リンクプレート
２３ｃの内側フランクがスプロケット１０に噛み合い始
めてから、連結ピン２２ｂが連結ピン２２ａの存在して
いた位置まで１ピッチ進む間、スプロケット中心からリ
ンクプレート２３ｃのチェーン・ピッチ線までの距離
は、常にＵに保たれる。

【００５８】このリンクプレート２３ｃが１ピッチ進む
間、リンクプレート２３ｂの内側フランクは、連結ピン
２２ａを中心とする屈曲運動によってスプロケット１０
から離れ、他方、リンクプレート２３ｂの外側フランク
は、まだ、スプロケット１０と接触しないので、リンク
プレート２３ｂは、連結ピン２２ａと連結ピン２２ｂに
支持されてスプロケット１０に滑らかに噛み込んでい
く。

【００５９】したがって、サイレントチェーンの噛み合
い動作の全過程において、スプロケット１０に進入する
サイレントチェーン２０のチェーン・ピッチ線は、常に
Ｕの高さにあり、正多角形運動による上下動、いわゆ
る、コーダルアクションが抑制される。

【００６０】また、本実施例のサイレントチェーン伝動
機構は、外側フランクが、チェーン巻き付き着座時のス
プロケット中心からチェーン・ピッチ線までの距離にリ
ンクプレートを配置して該リンクプレート上に描いた、
歯数の相異なるスプロケット歯形曲線群の包絡線で形成
された歯面形状を有していることによって、カム軸スプ
ロケット１２がクランク軸スプロケット１１ａに対して
２倍の歯数を備え、あるいは、バランサ軸スプロケット
１３がクランク軸スプロケット１１ｂに対して１／２の
歯数を備えている場合であっても、サイレントチェーン
２０がスプロケット１０に噛み合いはじめてから着座す
るまでの間、サイレントチェーン２０のスプロケット中
心からチェーン・ピッチ線までの距離が、サイレントチ
ェーン２０の内側フランクの噛み合い高さと等しい一定
値に保たれるので、全てのスプロケット１１、１２、１
３においてサイレントチェーン２０のコーダルアクショ
ンが抑制される。

【００６１】以上のようにして得られた本実施例のサイ
レントチェーン伝動機構は、従来のサイレントチェーン
伝動機構と比較すると、伝動機構を構成する全てのスプ
ロケット１１、１２、１３において、サイレンチェーン
２０がスプロケット１１、１２、１３に噛み合い始めて
から着座し終わるまでの噛み合い動作の全過程でスプロ
ケット中心からチェーン・ピッチ線までの距離を一定に
維持することができるため、サイレントチェーン２０の
コーダルアクションとビーティングモーションを抑制し
てこれに伴う振動と騒音を低減するとともに、チェーン
張力変動を抑制して優れた駆動性能と耐久性を発揮する
ことができる。

【００６２】

【発明の効果】本発明のサイレントチェーン伝動機構
は、一対のＶ字状リンク歯に形成された内側フランクで
スプロケットに噛み合い開始した後に、一対のＶ字状リ
ンク歯に形成された外側フランクでスプロケットに噛み
合って巻き付き着座しながら動力伝達するによって、ス
プロケットとサイレントチェーンとの噛み合い過程にお
いて生じ得る摺動音を内側フランクと外側フランクの両
方に分担させてその低騒音化を図ることができるととも
にスプロケットへの巻き付き着座時に一対のＶ字状リン
ク歯に形成された内側フランクの股部への応力集中を緩
和してリンクプレートの強度低下を防止することができ
るものであって、以下のような特有の効果を奏すること
ができる。すなわち、 （１）歯数の相異なるスプロケットが、サイレントチェ
ーンの内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形の
ホブカッターを用いて、チェーン噛み合い開始時の内側
フランクの噛み合い高さがスプロケット中心からチェー
ン巻き付き着座時の連結ピン中心までの中心間隔と一致
するような歯切り転位量で歯切りされた相異なるスプロ
ケット歯形を有していることによって、スプロケット歯
形に内側フランクで噛み合いながらスプロケットに進入
するサイレントチェーンの噛み合い高さが一定に保たれ
てラック・ピニオンの如き噛み合い動作を奏するため、
従来のようなサイレンチェーンがスプロケットに進入す
る際に生じる正多角形運動、いわゆる、コーダルアクシ
ョンとスプロケットに着座する際のビーティングモーシ
ョンをそれぞれ抑制することができるので、これらのコ
ーダルアクションとビーティングモーションによって引
き起こされる振動と騒音を解消して、チェーン張力変動
の無い優れた駆動性能を発揮することができる。

【００６３】（２）サイレントチェーンの外側フランク
が、チェーン巻き付き着座時に前記スプロケットの相異
なるスプロケット歯形のすべてに接する包絡線で輪郭形
成された歯面形状を有していることによって、同じ歯数
もしくは異なる歯数を問わず、如何なる歯数のスプロケ
ットを組み合わせて伝動機構を構成しても、スプロケッ
トにおける相異なるすべてのスプロケット歯形に対して
コーダルアクションとビーティングモーションをそれぞ
れ抑制することができるので、このようなコーダルアク
ションとビーティングモーションに伴う振動と騒音を伝
動機構全体としてなお一層低減することができ、優れた
駆動性能とサイレントチェーンの耐久性を確保すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に採用したリンクプレートの外形図。

【図２】 本発明に採用したサイレントチェーンの編成
状態図。

【図３】 本発明における外側フランク形成方法の概念
図。

【図４】 包絡線で形成された外側フランクの歯面形状
を示した図。

【図５】 図４で枠囲みされた要部Ａの拡大図。

【図６】 スプロケット歯切りに用いるホブカッターの
一部断面図。

【図７】 本発明におけるスプロケット歯切り加工の概
念図。

【図８】 本発明における噛み合い状態図。

【図９】 図８の噛み合い状態からピッチ角の半分（π
／ｚ）回転した時の噛み合い状態図

【図１０】従来のサイレントチェーン伝動機構の全体概
要図。

【符号の説明】

１０ ・・・ スプロケット １１ａ ・・ カム軸駆動用クランク軸スプロケット １１ｂ ・・ バランサ軸駆動用クランク軸スプロケッ
ト １２ ・・・ カム軸スプロケット １３ ・・・ バランサ軸スプロケット ２０ ・・・ サイレントチェーン ２０ａ ・・ カム軸駆動用サイレントチェーン ２０ｂ ・・ バランサ軸駆動用サイレントチェーン ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ ・・・ 連結ピン ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ ・・・ リンクプレート α ・・・・ 圧力角 Ｐ ・・・・ チェーン・ピッチ ｚ ・・・・ スプロケットの歯数 Ｕ ・・・・ チェーン巻き付き着座時のスプロケット
中心から連結ピン中心までの中心間隔 Ｖ ・・・・ チェーン巻き付き着座時のスプロケット
中心からチェーン・ピッチ線までの相互間隔 Ｄｐ ・・・ スプロケットのピッチ円半径 Ｈｃ ・・・ チェーン・ピッチ線から内側フランク・
ピッチ線までの相互間隔 Ｘ ・・・・ 歯切り転位量

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１１月２日（２０００．１１．
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 サイレントチェーン伝動機構

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サイレントチェー
ンの内側フランクで噛み合い開始した後に外側フランク
で噛み合って巻き付き着座しながら動力伝達するサイレ
ントチェーン伝動機構に関するものであって、特に、４
サイクルエンジンのクランク軸からカム軸やバランサ軸
に動力伝達する歯数の相異なるスプロケットを備えたサ
イレントチェーン伝動機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０に示すような４サイクルエンジン
のクランク軸から吸気バルブ、排気バルブ、バランサな
どを駆動する場合に用いられるサイレントチェーン伝動
機構は、バルブ駆動用クランク軸スプロケット１１ａ、
吸気バルブ用カム軸スプロケット１２ａ、排気バルブ用
カム軸スプロケット１２ｂ、バランサ駆動用クランク軸
スプロケット１１ｂ、バランサ軸スプロケット１３、カ
ム軸駆動用サイレントチェーン２０ａ、バランサ軸駆動
用サイレントチェーン２０ｂ、前記サイレントチェーン
２０ａに張力を与えるテンショナＴとテンショナレバー
Ｌ、前記サイレントチェーン２０ａの振れを押さえるチ
ェーンガイドＧなどで構成されている。

【０００３】このような吸気バルブと排気バルブは、カ
ム軸スプロケット１２の歯数をバルブ駆動用クランク軸
スプロケット１１ａの歯数の２倍に設定した減速伝動機
構において、クランク軸が２回転すると、それぞれ１回
作動するようになっている。

【０００４】また、バランサは、バランサ軸スプロケッ
ト１３の歯数をバランサ駆動用クランク軸スプロケット
１１ｂの歯数の１／２に設定した増速伝動機構におい
て、クランク軸の高次不釣り合いを相殺するためクラン
ク軸が１回転すると、２回転するようになっている。

【０００５】そして、このようなサイレントチェーン伝
動機構に用いるカム軸駆動用サイレントチェーン２０ａ
とバランサ軸駆動用サイレントチェーン２０ｂは、チェ
ーン張力を加えて直線状に張ったときにリンクプレート
が有する一対のリンク歯に形成された内側フランクの中
央膨出部が一対のリンク歯に形成された直線状の外側フ
ランクよりはみ出しており、それぞれのスプロケットに
対して内側フランクで噛み合い開始した後に外側フラン
クで噛み合って巻き付き着座しながら動力伝達するもの
であり、両者は実質的に同一のものを使用している。

【０００６】他方、クランク軸スプロケット１１、カム
軸スプロケット１２、バランサ軸スプロケット１３に
は、直線状の外側フランクを連続した形状と概ね相似な
歯形のホブカッターによって、夫々の歯数に応じて外側
フランクで噛み合って巻き付き着座するような歯切り転
位量で歯切りされたインボリュート歯が形成されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、このように構
成された従来のサイレントチェーン伝動機構の基本的な
作動状態を歯数の相異なるそれぞれのスプロケット１
１、１２、１３のいずれか一つのスプロケット（以下、
スプロケット１０という。）に注目して説明すると、以
下のとおりである。

【０００８】従来のサイレントチェーン伝動機構は、サ
イレントチェーン２０がこれらのスプロケット１０に巻
き付いた時、一対のリンク歯に形成された外側フランク
は、スプロケット１０の１歯おきにスプロケット歯面に
着座して正多角形状の巻き付き形態を呈する一方、一対
のリンク歯に形成された内側フランクの中央膨出部が直
線状の外側フランクよりはみ出しているために、スプロ
ケット１０に進入する内側フランクの中央膨出部がスプ
ロケット歯面と接触して、外側フランクがスプロケット
歯面に着座する前にスプロケットに進入するサイレント
チェーン２０を一時的に持ち上げることによって、チェ
ーン噛み合い開始時に生じるスプロケット１０の半径方
向に上下動を伴うサイレントチェーン２０の正多角形運
動、すなわち、コーダルアクションを抑制しようとして
いる。

【０００９】しかしながら、従来のサイレントチェーン
伝動機構は、クランク軸スプロケット１１ａとカム軸ス
プロケット１２との歯数、あるいは、クランク軸スプロ
ケット１１ｂとバランサ軸スプロケット１３との歯数が
大きく異なっているため、サイレントチェーン２０が１
ピッチ進む間にスプロケット１０が回転する角度が異な
り、それぞれのスプロケット１０に生じるコーダルアク
ションの大きさも大きく異なる。

【００１０】したがって、前述したようなリンク歯の内
側フランクがその中央膨出部を有しているサイレントチ
ェーン２０を使用した場合には、スプロケット１０に進
入するチェーンを持ち上げる高さが一定であるため、ク
ランク軸スプロケット１１ａ、および、１１ｂ、カム軸
スプロケット１２、バランサ軸スプロケット１３のいず
れか一つにおいてコーダルアクションを抑制することは
できるが、全てのスプロケット１０においてコーダルア
クションを共に抑制することはきわめて困難である。

【００１１】さらに、このようなサイレントチェーン伝
動機構では、クランク軸スプロケット１１、カム軸スプ
ロケット１２、若しくは、バランサ軸スプロケット１３
のいずれか一つにおいてコーダルアクションが抑制され
たとしても、サイレントチェーン伝動機構全体としてみ
るとコーダルアクションに伴う振動と騒音を低減したこ
とにはならず、また、前記リンク歯の内側フランクに膨
出させた中央部がスプロケット歯面と衝突して、すなわ
ち、ビーティングモーションを引き起こし、新たな振動
・騒音やチェーンの張力変動を生じるという厄介な問題
があった。

【００１２】そこで、本発明の目的は、４サイクルエン
ジンのクランク軸からカム軸やバランサ軸を駆動する場
合に用いられるような、歯数の相異なるスプロケット間
で動力を伝達するサイレントチェーン伝動機構におい
て、全てのスプロケットに対するサイレントチェーンの
コーダルアクションを完全に抑制してこれによって引き
起こされる振動と騒音を低減するとともに、チェーンの
張力変動を抑制して優れた駆動性能と耐久性を発揮する
ことができるサイレントチェーン伝動機構を提供するこ
とである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のサイレントチェ
ーン伝動機構は、一対のＶ字状リンク歯と一対の連結ピ
ン穴とを有する多数のリンクプレートを指組み状に編成
して多数の連結ピンでチェーン長手方向に連結してなる
無端状のサイレントチェーンが、歯数の相異なる離間配
置されたスプロケットに対して、前記一対のＶ字状リン
ク歯に形成された内側フランクで噛み合い開始した後に
前記一対のＶ字状リンク歯に形成された外側フランクで
噛み合って巻き付き着座しながら動力伝達するサイレン
トチェーン伝動機構において、前記歯数の相異なるスプ
ロケットが、前記サイレントチェーンの内側フランクを
連続した形状と概ね相似な歯形のホブカッターを用い
て、チェーン噛み合い開始時の内側フランクの噛み合い
高さがスプロケット中心からチェーン巻き付き着座時の
連結ピン中心までの中心間隔と一致するような歯切り転
位量で歯切りされた相異なるスプロケット歯形を有して
いるとともに、前記サイレントチェーンの外側フランク
が、チェーン巻き付き着座時に前記スプロケットの相異
なるスプロケット歯形のすべてに接する包絡線で輪郭形
成された歯面形状を有していることによって前記課題を
解決した。

【００１４】ここで、本発明における「チェーン噛み合
い開始時」とは、サイレントチェーンの内側フランクが
スプロケットに外接する接線方向からスプロケットに対
して噛み合い接触を開始する時点を意味し、「チェーン
巻き付き着座時」とは、噛み合い開始後にサイレントチ
ェーンの内側フランクがスプロケットから噛み外れて外
側フランクが噛み合って巻き付きながら着座している時
点を意味する。

【００１５】そして、本発明における「内側フランクの
噛み合い高さ」とは、チェーン噛み合い開始時にスプロ
ケットへ進入するリンクプレートのチェーン・ピッチ線
からスプロケット中心までの相互間隔を意味し、また、
この「チェーン・ピッチ線」とは、リンクプレートに挿
通された一対の連結ピンの中心を相互に結ぶ直線を意味
する。

【００１６】また、本発明における「外側フランクの着
座高さ」とは、チェーンがスプロケットに正多角形状に
巻き付いた時のチェーン・ピッチ線からスプロケット中
心までの相互間隔を意味する。

【００１７】なお、本発明に採用する「歯数の相異なる
スプロケット」は、サイレントチェーンに噛み合い得る
歯数を有するスプロケットであれば、同じ歯数もしくは
異なる歯数を問わず、如何なる歯数のスプロケットを組
み合わせて採用しても構わないが、これらのスプロケッ
トに対して外側フランクが噛み合って巻き付きながら安
定して着座するためには、少なくとも１８枚以上の最小
歯数を有するスプロケットであることが望ましい。

【００１８】そして、本発明で多数連結する「リンクプ
レート」は、全て同一の歯面形状を有する内側フランク
と外側フランクを採用しており、隣り合うリンクプレー
トにおいてそれぞれ対応する内側フランクの相互間隔
は、リンクプレートに挿通された一対の連結ピンの中心
間隔として定義されるチェーン・ピッチＰと等しくなっ
ている。

【００１９】また、本発明における「一対のＶ字状リン
ク歯に形成された内側フランク」は、チェーン噛み合い
開始時にスプロケットに進入するチェーンとスプロケッ
トとが一般的に良く知られたラックとピニオンとの噛み
合い関係を呈するために、多数の内側フランクで台形状
連続歯型のラックを構成し得る概ね直線状の歯面形状を
有していると良い。

【００２０】他方、本発明における「一対のＶ字状リン
ク歯に形成された外側フランク」は、チェーン巻き付き
着座時に相異なるスプロケット歯形のすべてに接する包
絡線で輪郭形成された歯面形状をその一部に有していれ
ば、Ｖ字状リンク歯の全体形状が如何なる形状であって
も差し支えなく、特に、外側フランクの歯先側に、最小
歯数のスプロケット歯形と接するとともに内側フランク
と圧力角が等しい直線で形成された直線部を輪郭形成し
た場合には、Ｖ字状リンク歯の耐久強度を向上させるこ
とができる。

【００２１】なお、チェーン張力によって直線状に引っ
張られた状態においては、スプロケット歯形のすべてに
接する包絡線で輪郭形成された外側フランクは、概ね直
線状の歯面形状を有する内側フランクの内側に隠れてい
る。

【００２２】

【作用】本発明のサイレントチェーン伝動機構は、一対
のＶ字状リンク歯に形成された内側フランクでスプロケ
ットに噛み合い開始した後に、一対のＶ字状リンク歯に
形成された外側フランクでスプロケットに噛み合って巻
き付き着座しながら動力伝達することによって、スプロ
ケットとサイレントチェーンとの噛み合い過程において
生じ得る摺動音を内側フランクと外側フランクの両方に
分担させるとともにスプロケットへの巻き付き着座時に
一対のＶ字状リンク歯に形成された内側フランクの股部
への応力集中を緩和するものであり、その最も特徴とす
る作用は以下のとおりである。

【００２３】本発明のサイレントチェーン伝動機構は、
歯数の相異なるスプロケットが、サイレントチェーンの
内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形のホブカ
ッターを用いてチェーン噛み合い開始時の内側フランク
の噛み合い高さがスプロケット中心からチェーン巻き付
き着座時の連結ピン中心までの中心間隔と一致するよう
な歯切り転位量で歯切りされた相異なるスプロケット歯
形を有していることによって、スプロケットに進入して
噛み合うサイレントチェーンの内側フランクの噛み合い
高さが、常に、スプロケットに進入する際に生じ得る正
多角形運動の最高点となるように一定に保たれ、ラック
・ピニオンの如き噛み合い動作を奏するので、噛み合い
速度の変動もなく円滑に噛み合うことができ、従来のよ
うなサイレントチェーンがスプロケットに進入する際に
生じる正多角形運動、いわゆる、コーダルアクションを
発生しない。

【００２４】また、本発明のサイレントチェーン伝動機
構は、サイレントチェーンの外側フランクが、チェーン
巻き付き着座時に前記スプロケットの相異なるスプロケ
ット歯形のすべてに接する包絡線で輪郭形成された歯面
形状を有していることによって、同じ歯数もしくは異な
る歯数を問わず、如何なる歯数のスプロケットを組み合
わせても、外側フランクでスプロケットに着座するリン
クプレートのスプロケット中心から連結ピン中心までの
中心距離が、スプロケットに進入するリンクプレートの
噛み合い高さに等しいので、従来のようなサイレンチェ
ーンがスプロケットに着座する際のビーティングモーシ
ョンを発生しない。

【００２５】すなわち、本発明のサイレントチェーン伝
動機構は、離間配置されて伝動機構を構成し得る全ての
歯数のスプロケットにおいて、サイレントチェーンがス
プロケットに噛み合い開始してから噛み合って巻き付き
ながら着座し終わるまでの間、スプロケットに進入する
サイレントチェーンのスプロケットの中心からチェーン
・ピッチ線までの距離が一定に保たれるので、サイレン
トチェーンのコーダルアクションとビーティングモーシ
ョンが抑制される。

【００２６】なお、本発明のサイレントチェーン伝動機
構が、歯数が同一である複数個のスプロケットを備えた
伝動機構である場合は、当然に、サイレントチェーンの
コーダルアクションとビーティングモーションが抑制さ
れる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例である歯数の相異な
る複数個のスプロケットを備えたサイレントチェーン伝
動機構を、図面に基づいて説明する。

【００２８】まず、本実施例におけるサイレントチェー
ン伝動機構は、図１０に示された従来例と同様に、自動
車エンジンの吸気バルブと排気バルブをクランク軸の２
回転につき１回転作動させるためにカム軸駆動用サイレ
ントチェーン２０ａによって動力伝達されるバルブ駆動
用クランク軸スプロケット１１ａ、吸気バルブ・カム軸
スプロケット１２ａ、排気バルブ・カム軸スプロケット
１２ｂを備えた減速伝動機構と、バランサをクランク軸
の１回転につき２回転させるためにバランサ軸駆動用サ
イレントチェーン２０ｂによって動力伝達されるバラン
サ駆動用クランク軸スプロケット１１ｂ、バランサ軸ス
プロケット１３を備えた増速伝動機構とを組み合わせた
ものから構成されており、前記カム軸駆動用サイレント
チェーン２０ａとバランサ軸駆動用サイレントチェーン
２０ｂとは、これらの形状構造において同一のサイレン
トチェーン２０を使用している。

【００２９】そこで、本実施例のサイレントチェーン伝
動機構で用いたサイレントチェーン２０について以下の
とおり詳説する。なお、図１は、サイレントチェーンの
リンクプレートの外形を示す図であり、図２は、サイレ
ントチェーンの編成状態を示す図である。

【００３０】本実施例に用いたサイレントチェーン２０
は、一対のＶ字状リンク歯と一対の連結ピン穴とを有す
る多数のリンクプレート２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、・・
・を指組み状に編成して多数の連結ピン２２ａ、２２
ｂ、２２ｃ、・・・でチェーン長手方向に無端状に連結
してなるものであって、離間配置された複数個のスプロ
ケット１０に対して前記一対のＶ字状リンク歯に形成さ
れた内側フランクで噛み合い開始した後に前記一対のＶ
字状リンク歯に形成された外側フランクで噛み合って巻
き付き着座しながら動力伝達するようになっている。

【００３１】図１に示すように、一対のＶ字状リンク歯
に形成された内側フランクは、チェーン・ピッチ線から
内側フランク・ピッチ線までの相互間隔をＨｃ、圧力角
αとして輪郭形成された直線状の歯面形状を有してい
る。

【００３２】なお、ここで意味する「チェーン・ピッチ
線」とは、リンクプレートに挿通された一対の連結ピン
の中心を相互に結ぶ直線のことであり、「内側フランク
・ピッチ線」とは、内側フランクとの交点同志の距離が
チェーン・ピッチの１／２となるような位置でチェーン
・ピッチ線に平行な直線のことであり、「チェーン・ピ
ッチ」とは、リンクプレートにおける一対の連結ピンの
相互間隔のことである。

【００３３】他方、一対のＶ字状リンク歯に形成された
外側フランクは、後述するような、チェーン巻き付き着
座時に前記スプロケット１１、１２、１３の相異なるス
プロケット歯形のすべてに接する包絡線、すなわち、チ
ェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付いた時のス
プロケット中心からチェーン・ピッチ線までの距離にリ
ンクプレートを配置して該リンクプレート上に描いた、
歯数の相異なるスプロケット歯形曲線群の包絡線で輪郭
形成された歯面形状を有している。

【００３４】ここで、この外側フランクは、以下のよう
な包絡線の具体的な決定手順によって輪郭形成される。

【００３５】すなわち、図３に示すように、スプロケッ
ト歯数をｚとし、チェーン巻き付き着座時のスプロケッ
ト中心からチェーン・ピッチ線までの相互間隔をＶとす
れば、 Ｖ ＝ Ｐ／２ｔａｎ（π／ｚ） の幾何学的関係が成り立つ。

【００３６】そこで、この幾何学的関係に基づいて、歯
数の相異なるスプロケット１１、１２、１３に応じて定
まるそれぞれのＶの高さにリンクプレートを配置して該
リンクプレート上に描いた、図４および図５に示すよう
な相異なるスプロケットの歯形曲線群からなる包絡線を
輪郭決定して、この包絡線を外側フランクの歯面形状と
して採用するものである。

【００３７】ここで、図４は、包絡線で形成された外側
フランクの歯面形状を示したものであり、図５は、図４
で枠囲みされた要部Ａの拡大図であって、スプロケット
の歯形曲線と包絡線との関係を示したものである。な
お、図４および図５に示したＴは、スプロケット歯数で
あり、図５に示したｔは、スプロケットの歯形曲線と包
絡線との接点である。

【００３８】そこで、図５における相異なるスプロケッ
トの歯形曲線群を見ると、何れかの曲線が他の曲線を完
全に覆い隠すことはなく、これらの歯形曲線群からなる
包絡線は、歯数の相異なるスプロケット１１、１２、１
３のいずれの歯形にも必ず接触することができるので、
外側フランクは、如何なる歯数のスプロケットにも必ず
着座することができる。

【００３９】また、この包絡線で輪郭形成された外側フ
ランクが、歯先側に向かってすぼまったＳ字型曲線状の
歯面形状を呈していることから、図２に示すように、チ
ェーンを直線状に張った時、外側フランクは内側フラン
クの陰に隠れるような状態になるので、サイレントチェ
ーン２０がスプロケット１０に進入する時に、外側フラ
ンクが内側フランクの噛み合いを妨げることはない。

【００４０】なお、本実施例に用いたサイレントチェー
ン２０は、一対のＶ字状リンク歯の耐久強度を向上させ
るために、前述した外側フランクの歯先側には、伝動機
構を構成する最小歯数のスプロケット歯形と接するとと
もに、直線状に輪郭形成された歯面形状を有する内側フ
ランクと圧力角が等しい直線部を輪郭形成している。

【００４１】以上のようにして輪郭形成された一対のＶ
字状リンク歯を有するリンクプレートは、図２に示すよ
うに、全て同一形状のものを採用しており、隣り合うリ
ンクプレートにおいてそれぞれ対応する内側フランクの
相互間隔は、前述したチェーン・ピッチと等しくなって
いる。

【００４２】次に、本実施例のサイレントチェーン伝動
機構で用いたスプロケットについて以下のとおり詳説す
る。なお、図６は、ホブカッターの外形を示す図であ
り、図７は、スプロケット歯切り加工の概念を示す図で
あるまず、図６に示すように、クランク軸スプロケット
１１、カム軸スプロケット１２、バランサ軸スプロケッ
ト１３を歯切り加工するホブカッターは、サイレントチ
ェーン２０の直線状内側フランクを連続した形状と概ね
相似な台形歯形を有しており、いずれのスプロケット１
１、１２、１３に対しても同一のホブカッターで歯切り
することができる。

【００４３】すなわち、ホブカッターのピッチ Ｐ、圧
力角 α は、それぞれチェーンのピッチ Ｐ、リンク
プレートの内側フランクの圧力角 α に等しく、デデ
ンダムはリンクプレートの内側フランク・ピッチ線から
内側フランクの歯底までの距離よりも少なくとも最小歯
数の正多角形運動量だけ小さく、また、アデンダムは内
側フランク・ピッチ線からリンク歯先までの距離よりも
少なくとも最小歯数の正多角形運動量よりだけ大きく形
成されている。

【００４４】そして、図７に示すように、クランク軸、
カム軸、バランサ軸の歯数が相異なるそれぞれのスプロ
ケット１１、１２、１３は、内側フランクの噛み合い高
さがスプロケット中心からチェーン巻き付き着座時の連
結ピン中心までの中心間隔と一致するような歯切り転位
量、すなわち、それぞれのスプロケット歯数に応じた歯
切り転位量で歯切りされるので、それぞれのスプロケッ
ト歯形の歯面形状は、同一のピッチ Ｐ、圧力角 αか
らなるホブカッターを用いて、スプロケット歯数毎に異
なったスプロケット歯形が形成される。

【００４５】ここで、この歯切り加工時の歯切り転位量
は、以下のような具体的算出方法によって決定される。

【００４６】すなわち、図７に示すように、スプロケッ
ト１０の歯切りピッチ円直径をＤｐとし、スプロケット
歯数をｚとし、チェーン巻き付け時のスプロケット中心
から連結ピン中心までの中心間隔をＵとすれば、 Ｄｐ＝Ｐ＊ｚ／π Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） の幾何学的関係が成り立つので、歯切り加工時の歯切り
転位量は、内側フランクの噛み合い高さ（いわゆる、チ
ェーン巻き付き着座時のスプロケット中心から連結ピン
中心までの中心間隔）をＵと一致するように設定すれ
ば、容易に求めることができる。

【００４７】すなわち、チェーン・ピッチ線から内側フ
ランク・ピッチ線までの相互間隔をＨｃとし、歯切り加
工時の歯切り転位量をＸとすると、 Ｘ＝Ｈｃ−［ Ｕ−Ｄｐ／２ ］ となり、全てのリンクプレートのチェーン・ピッチに相
当するホブカッターのピッチＰが一定であるから、それ
ぞれのスプロケット歯数に応じた歯切り加工時の転位量
Ｘが一義的に決まる。

【００４８】したがって、歯数の相異なるそれぞれのス
プロケット１１、１２、１３は、スプロケット歯数毎に
異なったスプロケット歯形に内側フランクで噛み合いな
がらスプロケットに進入するサイレントチェーン２０の
チェーン・ピッチ線が明らかにスプロケット中心からＵ
の距離に保たれるようにすることができる。

【００４９】このように構成された本実施例のサイレン
トチェーン伝動機構の基本的な作動状態を歯数の相異な
るそれぞれのスプロケット１１、１２、１３のいずれか
一つのスプロケット（以下、スプロケット１０とい
う。）に注目して説明すると、以下のとおりである。

【００５０】図８は、リンクプレート２３ａがスプロケ
ット１０に着座した瞬間、すなわち、スプロケット１０
の中心と連結ピン２２ａとスプロケット１０に進入する
サイレントチェーンとが直角を成す場合の噛み合い状態
を示す。なお、図中の２２ａ、２２ｂ、２２ｃ・・・
は、サイレントチェーンを構成する連結ピンであり、２
３ａ、２３ｂ、２３ｃ・・・は、サイレントチェーンを
構成するリンクプレートである。

【００５１】まず、リンクプレート２３ａは、外側フラ
ンクの形状が、サイレントチェーン２０をチェーンがス
プロケットに正多角形状に巻き付いた時のスプロケット
中心からチェーン・ピッチ線までの距離、いわゆる、外
側フランクの着座高さに配置して、該リンクプレート上
に描いたスプロケット歯形曲線群の包絡線で形成されて
いるので、スプロケット１０の中心からリンクプレート
２３ａのチェーン・ピッチ線までの距離は、 Ｖ＝Ｐ／２ｔａｎ（π／ｚ） となり、スプロケット中心から連結ピン２２ａの中心ま
での距離は、 Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） となる。

【００５２】また、リンクプレート２３ｂに後続するチ
ェーンは、チェーン張力によって直線状に引っ張られた
状態となっているため、スプロケット１０の中心からリ
ンクプレート２３ｂのチェーン・ピッチ線までの距離
は、 Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） となる。

【００５３】したがって、このリンクプレート２３ｂに
後続するチェーンは、チェーン張力によって直線状に引
っ張られた状態において、外側フランクが内側フランク
の輪郭よりも内側に隠れているため、スプロケット１０
をピニオンとした場合に多数の内側フランクで構成され
た台形状連続歯型のラックと見做すことができるよう
に、スプロケット１０に進入するチェーンとスプロケッ
ト１０とは、一般的に良く知られたラックとピニオンと
の噛み合い関係を呈することができる。

【００５４】次に、図９は、図８の噛み合い状態からス
プロケット１０がピッチ角の１／２だけ回転してリンク
プレートがピッチの１／２だけ進んだ状態を示す。

【００５５】そこで、リンクプレート２３ｃは、スプロ
ケット１０が、チェーン噛み合い開始時の内側フランク
の噛み合い高さがチェーン巻き付き着座時のスプロケッ
ト中心から連結ピン中心までの距離と一致するように歯
切り転位量Ｘを設定して歯切りされているから、スプロ
ケット１０の中心からリンクプレート２３ｃのチェーン
・ピッチ線までの距離は、 Ｕ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） となる。

【００５６】また、リンクプレート２３ｃに後続するチ
ェーンは、チェーン張力によって直線状に引っ張られた
状態において、外側フランクが内側フランクの輪郭より
も内側に隠れているため、スプロケット１０をピニオン
とした場合に多数の内側フランクで構成された台形状連
続歯型のラックと見做すことができる。すなわち、スプ
ロケット１０に進入するチェーンとスプロケット１０と
は、一般的に良く知られたラックとピニオンとの噛み合
い関係を呈することになる。

【００５７】すなわち、図９において、リンクプレート
２３ｃの内側フランクがスプロケット１０に噛み合い始
めてから、連結ピン２２ｂが連結ピン２２ａの存在して
いた位置まで１ピッチ進む間、スプロケット中心からリ
ンクプレート２３ｃのチェーン・ピッチ線までの距離
は、常にＵに保たれる。

【００５８】このリンクプレート２３ｃが１ピッチ進む
間、リンクプレート２３ｂの内側フランクは、連結ピン
２２ａを中心とする屈曲運動によってスプロケット１０
から離れ、他方、リンクプレート２３ｂの外側フランク
は、まだ、スプロケット１０と接触しないので、リンク
プレート２３ｂは、連結ピン２２ａと連結ピン２２ｂに
支持されてスプロケット１０に滑らかに噛み込んでい
く。

【００５９】したがって、サイレントチェーンの噛み合
い動作の全過程において、スプロケット１０に進入する
サイレントチェーン２０のチェーン・ピッチ線は、常に
Ｕの高さにあり、正多角形運動による上下動、いわゆ
る、コーダルアクションが抑制される。

【００６０】また、本実施例のサイレントチェーン伝動
機構は、外側フランクが、チェーン巻き付き着座時のス
プロケット中心からチェーン・ピッチ線までの距離にリ
ンクプレートを配置して該リンクプレート上に描いた、
歯数の相異なるスプロケット歯形曲線群の包絡線で形成
された歯面形状を有していることによって、カム軸スプ
ロケット１２がクランク軸スプロケット１１ａに対して
２倍の歯数を備え、あるいは、バランサ軸スプロケット
１３がクランク軸スプロケット１１ｂに対して１／２の
歯数を備えている場合であっても、サイレントチェーン
２０がスプロケット１０に噛み合いはじめてから着座す
るまでの間、サイレントチェーン２０のスプロケット中
心からチェーン・ピッチ線までの距離が、サイレントチ
ェーン２０の内側フランクの噛み合い高さと等しい一定
値に保たれるので、全てのスプロケット１１、１２、１
３においてサイレントチェーン２０のコーダルアクショ
ンが抑制される。

【００６１】以上のようにして得られた本実施例のサイ
レントチェーン伝動機構は、従来のサイレントチェーン
伝動機構と比較すると、伝動機構を構成する全てのスプ
ロケット１１、１２、１３において、サイレンチェーン
２０がスプロケット１１、１２、１３に噛み合い始めて
から着座し終わるまでの噛み合い動作の全過程でスプロ
ケット中心からチェーン・ピッチ線までの距離を一定に
維持することができるため、サイレントチェーン２０の
コーダルアクションとビーティングモーションを抑制し
てこれに伴う振動と騒音を低減するとともに、チェーン
張力変動を抑制して優れた駆動性能と耐久性を発揮する
ことができる。

【００６２】

【発明の効果】本発明のサイレントチェーン伝動機構
は、一対のＶ字状リンク歯に形成された内側フランクで
スプロケットに噛み合い開始した後に、一対のＶ字状リ
ンク歯に形成された外側フランクでスプロケットに噛み
合って巻き付き着座しながら動力伝達するによって、ス
プロケットとサイレントチェーンとの噛み合い過程にお
いて生じ得る摺動音を内側フランクと外側フランクの両
方に分担させてその低騒音化を図ることができるととも
にスプロケットへの巻き付き着座時に一対のＶ字状リン
ク歯に形成された内側フランクの股部への応力集中を緩
和してリンクプレートの強度低下を防止することができ
るものであって、以下のような特有の効果を奏すること
ができる。すなわち、 （１）歯数の相異なるスプロケットが、サイレントチェ
ーンの内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形の
ホブカッターを用いて、チェーン噛み合い開始時の内側
フランクの噛み合い高さがスプロケット中心からチェー
ン巻き付き着座時の連結ピン中心までの中心間隔と一致
するような歯切り転位量で歯切りされた相異なるスプロ
ケット歯形を有していることによって、スプロケット歯
形に内側フランクで噛み合いながらスプロケットに進入
するサイレントチェーンの噛み合い高さが一定に保たれ
てラック・ピニオンの如き噛み合い動作を奏するため、
従来のようなサイレンチェーンがスプロケットに進入す
る際に生じる正多角形運動、いわゆる、コーダルアクシ
ョンとスプロケットに着座する際のビーティングモーシ
ョンをそれぞれ抑制することができるので、これらのコ
ーダルアクションとビーティングモーションによって引
き起こされる振動と騒音を解消して、チェーン張力変動
の無い優れた駆動性能を発揮することができる。

【００６３】（２）サイレントチェーンの外側フランク
が、チェーン巻き付き着座時に前記スプロケットの相異
なるスプロケット歯形のすべてに接する包絡線で輪郭形
成された歯面形状を有していることによって、同じ歯数
もしくは異なる歯数を問わず、如何なる歯数のスプロケ
ットを組み合わせて伝動機構を構成しても、スプロケッ
トにおける相異なるすべてのスプロケット歯形に対して
コーダルアクションとビーティングモーションをそれぞ
れ抑制することができるので、このようなコーダルアク
ションとビーティングモーションに伴う振動と騒音を伝
動機構全体としてなお一層低減することができ、優れた
駆動性能とサイレントチェーンの耐久性を確保すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に採用したリンクプレートの外形図。

【図２】 本発明に採用したサイレントチェーンの編成
状態図。

【図３】 本発明における外側フランク形成方法の概念
図。

【図４】 包絡線で形成された外側フランクの歯面形状
を示した図。

【図５】 図４で枠囲みされた要部Ａの拡大図。

【図６】 スプロケット歯切りに用いるホブカッターの
一部断面図。

【図７】 本発明におけるスプロケット歯切り加工の概
念図。

【図８】 本発明における噛み合い状態図。

【図９】 図８の噛み合い状態からピッチ角の半分（π
／ｚ）回転した時の噛み合い状態図

【図１０】従来のサイレントチェーン伝動機構の全体概
要図。

【符号の説明】 １０ ・・・ スプロケット １１ａ ・・ カム軸駆動用クランク軸スプロケット １１ｂ ・・ バランサ軸駆動用クランク軸スプロケッ
ト １２ ・・・ カム軸スプロケット １３ ・・・ バランサ軸スプロケット ２０ ・・・ サイレントチェーン ２０ａ ・・ カム軸駆動用サイレントチェーン ２０ｂ ・・ バランサ軸駆動用サイレントチェーン ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ ・・・ 連結ピン ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ ・・・ リンクプレート α ・・・・ 圧力角 Ｐ ・・・・ チェーン・ピッチ ｚ ・・・・ スプロケットの歯数 Ｕ ・・・・ チェーン巻き付き着座時のスプロケット
中心から連結ピン中心までの中心間隔 Ｖ ・・・・ チェーン巻き付き着座時のスプロケット
中心からチェーン・ピッチ線までの相互間隔 Ｄｐ ・・・ スプロケットのピッチ円半径 Ｈｃ ・・・ チェーン・ピッチ線から内側フランク・
ピッチ線までの相互間隔 Ｘ ・・・・ 歯切り転位量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 55/30 Ｆ１６Ｈ 55/30 Ｄ (72)発明者 堀江 博史 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号 株式会社椿本チエイン内 Ｆターム(参考） 3J030 AA08 AC10 BA07 BB06 3J049 AA08 BF02 CA02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のＶ字状リンク歯と一対の連結ピン
   穴とを有する多数のリンクプレートを指組み状に編成し
   て多数の連結ピンでチェーン長手方向に連結してなる無
   端状のサイレントチェーンが、歯数の相異なる離間配置
   されたスプロケットに対して、前記一対のＶ字状リンク
   歯に形成された内側フランクで噛み合い開始した後に前
   記一対のＶ字状リンク歯に形成された外側フランクで噛
   み合って巻き付き着座しながら動力伝達するサイレント
   チェーン伝動機構において、 前記歯数の相異なるスプロケットが、前記サイレントチ
   ェーンの内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形
   のホブカッターを用いて、チェーン噛み合い開始時の内
   側フランクの噛み合い高さがスプロケット中心からチェ
   ーン巻き付き着座時の連結ピン中心までの中心間隔と一
   致するような歯切り転位量で歯切りされた相異なるスプ
   ロケット歯形を有しているとともに、 前記サイレントチェーンの外側フランクが、チェーン巻
   き付き着座時に前記スプロケットの相異なるスプロケッ
   ト歯形のすべてに接する包絡線で輪郭形成された歯面形
   状を有していることを特徴とするサイレントチェーン伝
   動機構。