JP2003049928A - 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でのコーダルア
クションを解消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が、内側フ
ランクを連続した形状と概ね相似な歯形を有するホブカ
ッターを用いて、夫々の歯数に応じてスプロケットに進
入するチェーンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き
付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一致するよう
な転位量で、歯切りされた相異なるスプロケット歯形を
有していると共に、サイレントチェーン２０の外側フラ
ンクが、最小歯数のスプロケットに着座した時に接する
ような直線状歯先部Ｌと、最大歯数のスプロケットに着
座した時に接するような円弧状歯元部Ｒ１と、前記直線
状歯先部Ｌと前記円弧状歯元部Ｒ１の双方に接するよう
な円弧状中間部Ｒ２とで輪郭形成されているサイレント
チェーン伝動機構。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、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を駆動するような
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、バルブ駆動用サイレントチ
ェーン２０ａ、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、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、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１３ａ、１３ｂ、バランサ駆動用サイレント
チェーン２０ｂ、反転用歯車１４ａ、１４ｂ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、バランサ軸は、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おり、か
つ、反転用歯車１４によって互いに逆方向に回転するよ
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
動機構に用いるバルブ駆動用サイレントチェーン２０ａ
とバランサ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
クよりはみ出しており、それぞれのスプロケットに対し
て内側フランクの中央膨出部が一時的に接触した後に外
側フランクで巻き付き着座して動力伝達するものであ
り、両者は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。 【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
歯形を有するホブカッターによって、夫々の歯数に応じ
て外側フランクで正多角形状に巻き付き着座するような
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１１
ａ、１１ｂ、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
き付いた時に、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、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
面に巻き付き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、チェーンがスプロケットに巻き付く際に生じるスプ
ロケット１０の正多角形運動に伴うサイレントチェーン
２０の上下動、いわゆる、コーダルアクションを抑制し
ようとしている。 【０００９】ここで、チェーン・ピッチをＰ、スプロケ
ット歯数をｚとするとき、ピッチ円半径Ｒｃ、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き着
座した時の連結ピン中心からスプロケット中心までの距
離は、 Ｒｃ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） また、着座高さＶ、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き着座した時のチェーン・ピッチ
線からスプロケット中心までの距離は、 Ｖ＝Ｐ／２ｔａｎ（π／ｚ） のような幾何学的関係が成り立つ。したがって、正多角
形運動の大きさ、すなわち、正多角形運動量Δは、スプ
ロケットが半ピッチ角（π／ｚ）回転する毎に、スプロ
ケットに進入するチェーンの噛み合い高さがＲｃとＶの
間で変動することによって生ずるものであり、その大き
さは、 Δ＝Ｒｃ−Ｖ で表わされる。 【００１０】しかしながら、正多角形運動の大きさはス
プロケットの歯数によって異なるので、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場合は、
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。 【００１１】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、または、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。 【００１２】したがって、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１１ａ、１１
ｂ、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スプロケット歯面と
衝突して、いわゆる、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。 【００１３】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、全ての歯数のスプロケットにおけるサイレントチェ
ーンのコーダルアクションとビーティングモーションを
完全に解消して、これによって引き起こされるサイレン
トチェーン伝動機構の振動と騒音を低減するとともに、
噛み合い速度の変動によって引き起こされるサイレント
チェーンの張力変動を抑制して優れた耐久性を発揮する
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。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は、一対のリンク
歯と一対の連結ピン穴とを有するリンクプレートをチェ
ーン幅方向に重ね合わせ、連結ピンでチェーン長手方向
に多数連結してなる無端状のサイレントチェーンが、歯
数の相異なるスプロケットに対して前記一対のリンク歯
に形成された内側フランクで噛み合い進入し、前記一対
のリンク歯に形成された外側フランクで巻き付き着座し
て、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
歯形を有するホブカッターを用いて、夫々の歯数に応じ
てスプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さと、
スプロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半
径とが一致するような転位量で、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共に、前記サイレント
チェーンの外側フランクが、最小歯数のスプロケットに
チェーンが巻き付き着座した時に接するような直線状歯
先部と、最大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き
着座した時に接するような円弧状歯元部と、前記直線状
歯先部と前記円弧状歯元部の双方に接するような円弧状
中間部とで輪郭形成されていることによって、前記課題
を解決した。 【００１５】ここで、本発明における「噛み合い高さ」
とは、スプロケットに噛み合い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、リンクプレートの一対の連結ピン穴に挿通された一
対の連結ピンの中心を相互に結ぶ直線を意味する。 【００１６】本発明における「ピッチ円半径」とは、チ
ェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き着座した
時の連結ピン中心からスプロケット中心までの距離を意
味し、チェーン・ピッチをＰ、スプロケット歯数をｚと
するとき、ピッチ円半径Ｒｃは Ｒｃ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） で表される。チェーン・ピッチＰは、リンクプレートの
連結ピン穴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。 【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。また、これらのスプロ
ケットの歯切り加工時に切り下げが生じないためには、
少なくとも１６枚以上のスプロケット歯を有するスプロ
ケットであることが望ましい。 【００１８】そして、本発明でチェーン長手方向に多数
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、チ
ェーンを直線状に張った時に隣り合うリンクプレートの
それぞれ対応する内側フランクの相互間隔と外側フラン
クの相互間隔は、チェーン・ピッチＰとそれぞれ等しく
なっている。 【００１９】また、本発明における「内側フランク」
は、スプロケットに噛み合い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、チェーンを直線状に張っ
た時に多数の内側フランクが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「外側フランク」
は、後に詳述するように、チェーンを直線状に張った時
に隣り合うリンクプレートの概ね直線状の内側フランク
よりも歯先側に向かってすぼまった概ねＳ字形曲線状の
歯面形状を呈しており、チェーン張力によって直線状に
引っ張られた状態では、隣り合うリンクプレートの内側
フランクの内側に隠れるようになっている。 【００２１】 【作用】本発明のサイレントチェーン伝動機構は、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
駆動するような、歯数の相異なるスプロケットに対して
動力伝達するものであって、その最も特徴とする作用は
以下のとおりである。 【００２２】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、内側フランクを連続し
た形状と概ね相似な歯形を有するホブカッターを用い
て、夫々の歯数に応じてスプロケットに進入するチェー
ンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き付き着座した
チェーンのピッチ円半径とが一致するような転位量で、
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するチェーンの噛み合
い高さはスプロケットの歯数にかかわらず、常にスプロ
ケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径に等
しく一定に保たれる。このため、リンク歯に形成された
内側フランクとスプロケット歯面はあたかもラック・ピ
ニオンの如き噛み合い動作を奏し、従来のようなサイレ
ントチェーンがスプロケットに巻き付く際に生じる正多
角形運動に伴う上下動、いわゆる、コーダルアクション
や噛み合い速度の変動を発生しない。 【００２３】本発明のサイレントチェーン伝動機構は、
外側フランクの直線状歯先部が、最小歯数のスプロケッ
トにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形
に接するような直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、最小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正多角形状に巻き付
き着座することができる。 【００２４】また、外側フランクの円弧状歯元部が、最
大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時
にスプロケット歯形に接するような円弧で輪郭形成され
た歯面形状を有していることによって、最大歯数のスプ
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
正多角形状に巻き付き着座することができる。 【００２５】さらに、外側フランクの円弧状中間部が、
前記直線状歯先部と前記円弧状歯元部の双方に接するよ
うな円弧で輪郭形成された歯面形状を有していることに
よって、最小歯数と最大歯数の間の任意の歯数を有する
スプロケットにおいては、それぞれの歯数に応じてサイ
レントチェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き
着座することができる。 【００２６】したがって、スプロケットの歯数にかかわ
らず、内側フランクでスプロケットに噛み合い進入した
着座直前の連結ピン中心の位置と、外側フランクでスプ
ロケットに巻き付き着座した直後の連結ピン中心の位置
が完全に一致するので、従来のような外側フランクがス
プロケットに着座する際に生じる衝突、いわゆる、ビー
ティングモーションを発生しない。 【００２７】すなわち、本発明のサイレントチェーン伝
動機構は、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、サイレントチェーンがスプロケットに噛み合い
進入してから巻き付き着座し終わるまでの間、伝動機構
を構成する全てのスプロケットにおけるサイレントチェ
ーンのコーダルアクションとビーティングモーションを
完全に解消することができるので、伝動機構全体とし
て、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サイレントチェーン伝動機
構の振動と騒音を低減するとともに、噛み合い速度の変
動によって引き起こされるサイレントチェーンの張力変
動を抑制する。 【００２８】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解消さ
れる。 【００２９】 【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。 【００３０】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バルブ駆動用サイレン
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１３ａ、１３ｂ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、前記バルブ駆動用サイ
レントチェーン２０ａとバランサ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。 【００３１】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。 【００３２】本実施例に用いたサイレントチェーン２０
は、一対のリンク歯と一対の連結ピン穴とを有するリン
クプレート２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、・・・をチェーン
幅方向に重ね合わせ、連結ピン２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、・・・でチェーン長手方向に無端状に多数連結して
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に対して内側フランクで噛み合い進入した後に外
側フランクで巻き付き着座して動力伝達するようになっ
ている。 【００３３】図１に示すように、前記サイレントチェー
ン２０の内側フランクは、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、内側フラン
ク・圧力角 をαｃとして輪郭形成された直線状歯面を
有している。ここで、前記直線状歯面の上限は、概ね、
連結ピンの中心Ｃから直線状歯面を形成する直線Ｍに降
ろした垂線の足Ｈまでとし、相対する内側フランクの直
線状歯面の上限と円弧状に接続されている。また、前記
直線状歯面の下限は、後述する外側フランクの下限とこ
れに接続する円弧部によって必然的に決定される。 【００３４】なお、ここで意味する「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り、「内側フランク・圧力
角」とは、内側フランク直線の傾き角度のことである。 【００３５】他方、前記サイレントチェーン２０の外側
フランクは、最小歯数のスプロケットにチェーンが巻き
付き着座した時にスプロケット歯形に接するような直線
状歯先部と、最大歯数のスプロケットにチェーンが巻き
付き着座した時にスプロケット歯形に接するような円弧
状歯元部と、前記直線状歯先部と前記円弧状歯元部の双
方に接するような円弧状中間部で輪郭形成された歯面形
状を有している。 【００３６】ここで、この外側フランクは以下のような
具体的な決定手順によって輪郭形成される。 【００３７】すなわち、図３に示すように、チェーン・
ピッチをＰ、スプロケット歯数をｚとするとき、着座高
さＶ、すなわち、チェーンがスプロケットに正多角形状
に巻き付き着座した時のチェーン・ピッチ線からスプロ
ケット中心までの距離は、 Ｖ＝Ｐ／２ｔａｎ（π／ｚ） で表される。 【００３８】そこで、図３に示すように、最小歯数のス
プロケット１０ａと最大歯数のスプロケット１０ｂそれ
ぞれの着座高さＶにリンクプレート２３を配置する。つ
ぎに、図５に示すように、リンクプレート２３上に最小
歯数のスプロケット１０ａにチェーンが巻き付き着座し
た時にスプロケット歯形に接するような直線状歯先部Ｌ
と、最大歯数のスプロケット１０ｂにチェーンが巻き付
き着座した時にスプロケット歯形に接するような円弧状
歯元部Ｒ１と、前記直線状歯先部Ｌと前記円弧状歯元部
Ｒ１の双方に接するような円弧状中間部Ｒ２を描き、こ
の輪郭を外側フランクの歯面形状として採用するもので
ある。 【００３９】ここで、図４は、外側フランクの歯面形
状、および、スプロケットの歯形曲線と外側フランクの
歯面形状との関係を示すものであり、図５は、外側フラ
ンクの輪郭決定手順を示す図である。なお、図４および
図５に示したｚは、スプロケット歯数でる。外側フラン
クの歯面形状は、図５において、以下に述べるような手
順で輪郭決定する。 【００４０】まず、図５において、外側フランクの直線
状歯先部Ｌは、最小歯数ｚ１のスプロケット１０ａにリ
ンクプレート２３が着座高さＶで着座した時に、該スプ
ロケット歯形に接するように描かれている。また、外側
フランクの直線状歯先部Ｌの下限は、概ね、遠い方の連
結ピンの中心Ｃ１から直線状歯先部Ｌに降ろした垂線の
足Ｋまでとして、相対する内側フランクの直線状歯面を
形成する直線Ｍと円弧状に接続されており、内側フラン
クの直線状歯面の下限は、これによって必然的に決定さ
れる。また、これによって、リンクプレート歯先の円弧
部とスプロケットの歯面との干渉が避けられる。外側フ
ランクの直線状歯先部Ｌの傾き角度αｆは、内側フラン
クの直線状歯面を形成する直線Ｍの傾き角度αｃと異な
る角度であっても良い。 【００４１】つぎに、前記外側フランクの円弧状歯元部
Ｒ１は、最大歯数ｚ２のスプロケット１０ｂにリンクプ
レート２３が着座高さＶで着座した時に、該スプロケッ
ト歯形に接し、かつ、一端がリンクプレート２３肩部の
曲線に接するように描かれている。ここで、リンクプレ
ート２３肩部の曲線は、一例として、近い方の連結ピン
の中心Ｃ２から、サイレントチェーン２０を直線状に張
った時に隣接するリンクプレートの内側フランクの直線
状歯面を形成する直線Ｍに接するような半径Ｒｓの円弧
であっても良い。 【００４２】そして、外側フランクの円弧状中間部Ｒ２
は、一端が前記直線状歯先部Ｌに接し、かつ、他端が前
記円弧状歯元部Ｒ１に接するように描かれている。 【００４３】このようにして輪郭決定された外側フラン
クは、サイレントチェーン２０を直線状に張った時に隣
接するリンクプレートの内側フランクの直線状歯面を形
成する直線Ｍよりも歯先側に向かってすぼまった概ねＳ
字形曲線状の歯面形状を呈している。 【００４４】そこで、図５における最小歯数ｚ１のスプ
ロケット１０ａと最大歯数ｚ２のスプロケット１０ｂの
歯形曲線を見ると、サイレントチェーン２０の外側フラ
ンクは、最小歯数のスプロケット１０ａと最大歯数のス
プロケット１０ｂのいずれの歯形にも接触することがで
きるので、いずれのスプロケットにも着座高さＶで正多
角形状に着座することができる。 【００４５】また、図４における最小歯数ｚ１と最大歯
数ｚ２の間のスプロケット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、また、
何れの曲線も外側フランクの歯面形状に極めて接近して
いるので、サイレントチェーン２０の外側フランクは、
実質上、いかなる歯数を有するスプロケットにも着座高
さＶで正多角形状に着座することができる。 【００４６】また、このように輪郭形成された外側フラ
ンクの歯面形状が、チェーンを直線状に張った時に隣り
合うリンクプレートの概ね直線状の内側フランクよりも
歯先側に向かってすぼまったＳ字形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、チェーン張力
によって直線状に引っ張られた状態においては、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。 【００４７】以上のようにして輪郭形成された一対のリ
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。 【００４８】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１
１、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のリンク歯に形成された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１１、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。 【００４９】すなわち、ホブカッターのピッチと圧力角
は、チェーン・ピッチＰ、リンクプレートの内側フラン
ク・圧力角αｃにそれぞれ等しく、デデンダムＨｄ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正多角形運動量Δだけ小さ
く、また、アデンダムＨａ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正多角形運動量Δだけ大
きく形成されている。ここで、正多角形運動量Δは、ス
プロケットが半ピッチ角（π／ｚ）回転する毎に、スプ
ロケットに進入するチェーンの噛み合い高さがＲｃとＶ
の間で変動することによって生ずるものであり、その大
きさは、 Δ＝Ｒｃ−Ｖ ＝（Ｐ／２）［１／ｓｉｎ（π／ｚ）−１／２ｔａｎ（π／ｚ）］ で表わされる。上式から明らかなように、正多角形運動
量Δはスプロケット歯数ｚによって異なり、スプロケッ
ト歯数が小さいほど正多角形運動量は大きい。したがっ
て、デデンダムＨｄ、および、アデンダムＨａを決定す
る際には、対象とするサイレントチェーン伝動機構にお
いて起こり得る最大の正多角形運動量、すなわち、最小
歯数ｚ１のスプロケット１０ａにおける正多角形運動量 Δ１＝（Ｐ／２）［１／ｓｉｎ（π／ｚ１）−１／２ｔ
ａｎ（π／ｚ１）］ を採用する。これによって、いずれのスプロケット１
１、１２、１３に対してもスプロケットの歯先と内側フ
ランク上端の円弧部との干渉、あるいは、スプロケット
の歯底とリンクプレート歯先の円弧部との干渉が避けら
れるので、全てのスプロケットは同一のホブカッターで
歯切りすることができる。 【００５０】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、内側フランクを連続した形
状と概ね相似な歯形を有するホブカッターを用いて、そ
れぞれのスプロケット歯数に応じて、スプロケットに進
入するチェーンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き
付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一致するよう
な転位量Ｘで歯切りされるので、それぞれのスプロケッ
トには、ピッチＰ、圧力角αｃ、デデンダムＨｄ、アデ
ンダムＨａからなる同一のホブカッターを用いて、スプ
ロケット歯数毎に相異なるスプロケット歯形が形成され
る。 【００５１】ここで、これらのスプロケット歯数毎に相
異なるスプロケットの歯切り加工時の転位量は、以下の
ような具体的算出方法によって決定される。すなわち、
図７に示すように、ホブのピッチをＰ、スプロケット歯
数をｚ、スプロケット１０の歯切りピッチ円直径をＤｐ
とすれば、周知のように Ｄｐ＝Ｐ×ｚ／π である。ここに、歯切りピッチ線は、スプロケット中心
からＤｐ／２だけ離れた直線であり、転位量Ｘは、歯切
りピッチ線からホブの歯形中心線までの距離として定義
される。 【００５２】一方、チェーン・ピッチをＰ、スプロケッ
ト歯数をｚとするとき、サイレントチェーンがスプロケ
ットに正多角形状に巻き付き着座した時の連結ピン中心
からスプロケット中心までの距離、すなわち、ピッチ円
半径Ｒｃは Ｒｃ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ） で表される。そこで、歯切り加工時の転位量は、チェー
ンの内側フランク・ピッチ線とホブの歯形中心線とが一
致し、かつ、スプロケットに進入するチェーンの噛み合
い高さとスプロケットに巻き付き着座したチェーンのピ
ッチ円半径とが一致するよう設定すれば、容易に求める
ことができる。 【００５３】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、転位量をＸと
すると、図７から明らかなように Ｘ＝Ｈｃ−［Ｒｃ−Ｄｐ／２］ となり、それぞれのスプロケット歯数に応じて歯切り加
工時の転位量が一義的に定まる。 【００５４】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で内側フランクと噛み合いな
がら、スプロケットに進入するサイレントチェーン２０
の噛み合い高さを、明らかに、チェーンのピッチ円半径
に等しく保つことができる。 【００５５】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。 【００５６】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。 【００５７】まず、リンクプレート２３ａは、外側フラ
ンクの形状が、最小歯数のスプロケットにチェーンが巻
き付き着座した時に接するような直線状歯先部Ｌと、最
大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時
に接するような円弧状歯元部Ｒ１と、前記直線状歯先部
と前記円弧状歯元部の双方に接するような円弧状中間部
Ｒ２で輪郭形成されているので、最小歯数から最大歯数
までの全てのスプロケット１０において、サイレントチ
ェーン２０は正多角形状に巻き付き着座することができ
る。 【００５８】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、噛み合い高さはピッチ円半径に
一致する。 【００５９】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、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。 【００６０】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。 【００６１】そこで、リンクプレート２３ｃは、内側フ
ランクでスプロケット１０の歯面と噛み合っており、ス
プロケット１０歯数の相異なるスプロケットが、スプロ
ケットに進入するチェーンの噛み合い高さと、スプロケ
ットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一
致するような転位量に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、いわゆる、噛み合い高さ
は、当然ピッチ円半径と一致する。 【００６２】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、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。 【００６３】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、
いわゆる、噛み合い高さは、常にピッチ円半径と等しく
保たれる。 【００６４】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。 【００６５】したがって、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、スプロケットの歯数にかかわらずス
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・ピッチ線は常にピッチ円半径と等しい高さにあ
り、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、スプロケットに巻き付く際に生じ得る正多
角形運動の最高点となるように、常に一定に保たれる。
このため、チェーンの内側フランクとスプロケット歯面
は、あたかもラック・ピニオンの如き噛み合い動作を奏
し、従来のようなサイレントチェーンがスプロケットに
巻き付く際に生じる正多角形運動に伴う上下動、いわゆ
る、コーダルアクションが解消され、また、サイレント
チェーンの噛み合い速度の変動が発生しない。 【００６６】また、本実施例のサイレントチェーン伝動
機構は、外側フランクが最小歯数のスプロケットにチェ
ーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する
ような直線状歯先部Ｌと、最大歯数のスプロケットにチ
ェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接す
るような円弧状歯元部Ｒ１と、前記直線状歯先部Ｌと前
記円弧状歯元部Ｒ１の双方に接するような円弧状中間部
Ｒ２で輪郭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、外側
フランクがそれぞれの歯数に応じて正多角形状に巻き付
き着座することができる。このため、内側フランクでス
プロケットに噛み合い進入した着座直前の連結ピン中心
の位置と、外側フランクでスプロケットに巻き付き着座
した直後の連結ピン中心の位置がスプロケット歯数の大
小に係わらず一致し、全てのスプロケット１１、１２、
１３においてサイレントチェーン２０外側フランクがス
プロケットに着座する際に生じる衝突、いわゆる、ビー
ティングモーションが解消される。 【００６７】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、伝動機構全体としてサイレ
ントチェーン２０のコーダルアクションとビーティング
モーションを解消することができる。 【００６８】 【発明の効果】本発明のサイレントチェーン伝動機構
は、４サイクルエンジンのクランク軸からカム軸やバラ
ンサ軸を駆動するような、歯数の相異なるスプロケット
に対して動力伝達するものであって、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、内側フランクを
連続した形状と概ね相似な歯形を有するホブカッターを
用いて、夫々の歯数に応じてスプロケットに進入するチ
ェーンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き付き着座
したチェーンのピッチ円半径とが一致するような転位量
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、スプロケットの歯数にかかわらず、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、ピッチ円半径とが一致するように常に一定に保た
れるため、チェーンの内側フランクとスプロケット歯面
は、あたかもラック・ピニオンの如き噛み合い動作を奏
し、従来のようなサイレントチェーンがスプロケットに
巻き付く際に生じる正多角形運動に伴う上下動、いわゆ
る、コーダルアクションや噛み合い速度の変動を発生し
ない。 【００６９】（２）外側フランクが、最小歯数のスプロ
ケットにチェーンが巻き付き着座した時に接するような
直線状歯先部と、最大歯数のスプロケットにチェーンが
巻き付き着座した時に接するような円弧状歯元部と、前
記直線状歯先部と前記円弧状歯元部の双方に接するよう
な円弧状中間部とで輪郭形成されていることによって、
スプロケット歯数の大小に係わらず、外側フランクはそ
れぞれの歯数に応じて正多角形状に巻き付き着座するこ
とができるため、内側フランクでスプロケットに噛み合
い進入した着座直前の連結ピン中心の位置と、外側フラ
ンクでスプロケットに巻き付き着座した直後の連結ピン
中心の位置がスプロケット歯数の大小に係わらず一致
し、従来のような外側フランクがスプロケットに着座す
る際に生じる衝突、いわゆる、ビーティングモーション
を発生しない。 【００７０】（３）したがって、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、サイレンチェーンがスプ
ロケットに噛み合い進入してから巻き付き着座し終わる
までの間、伝動機構を構成する全てのスプロケットにお
けるサイレントチェーンのコーダルアクションとビーテ
ィングモーションを完全に解消することができるので、
伝動機構全体として、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サイレン
トチェーン伝動機構の振動と騒音を低減するとともに、
噛み合い速度の変動によって引き起こされるサイレント
チェーンの張力変動を抑制して優れた耐久性を発揮する
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】 歯数の異なるスプロケットの歯形を投影した
部分図。 【図５】 外側フランクの輪郭決定手順を示した図。 【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 １０ａ ・・・ 最小歯数のスプロケット １０ｂ ・・・ 最大歯数のスプロケット 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 αｃ ・・・・ 内側フランクの圧力角 αｆ ・・・・ 外側フランクの圧力角 Ｐ ・・・・・ チェーン・ピッチ ｚ ・・・・・ スプロケットの歯数 ｚ１ ・・・・ スプロケットの最小歯数 ｚ２ ・・・・ スプロケットの最大歯数 Ｒｃ ・・・・ チェーンをスプロケットに正多角形状
に巻き付けた時のスプロケット中心ら連結ピンまでの中
心間隔 Ｖ ・・・・・ チェーンをスプロケットに正多角形状
に巻き付けた時のスプロケット中心らチェーン・ピッチ
線までの相互間隔 Ｄｐ ・・・・ スプロケットのピッチ円直径 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 ・・・・・ 転位量

─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成１３年８月６日（２００１．８．６） 【手続補正１】 【補正対象書類名】図面 【補正対象項目名】図５ 【補正方法】変更 【補正内容】 【図５】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成１３年１２月１８日（２００１．１２．
１８） 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】００３４ 【補正方法】変更 【補正内容】 【００３４】なお、ここで意味する「内側フランク・ピ
ッチ線」とは、内側フランクとの交点同士の距離がチェ
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り、「内側フランク・圧力
角」とは、内側フランク直線の傾き角度のことである。 【手続補正２】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】００５９ 【補正方法】変更 【補正内容】 【００５９】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、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。 【手続補正３】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】００６６ 【補正方法】変更 【補正内容】 【００６６】また、本実施例のサイレントチェーン伝動
機構は、外側フランクが最小歯数のスプロケットにチェ
ーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する
ような直線状歯先部Ｌと、最大歯数のスプロケットにチ
ェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接す
るような円弧状歯元部Ｒ１と、前記直線状歯先部Ｌと前
記円弧状歯元部Ｒ１の双方に接するような円弧状中間部
Ｒ２で輪郭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、外側
フランクがそれぞれの歯数に応じて正多角形状に巻き付
き着座することができる。このため、内側フランクでス
プロケットに噛み合い進入した着座直前の連結ピン中心
の位置と、外側フランクでスプロケットに巻き付き着座
した直後の連結ピン中心の位置がスプロケット歯数の大
小に係わらず一致し、全てのスプロケット１１、１２、
１３においてサイレントチェーン２０の外側フランクが
スプロケットに着座する際に生じる衝突、いわゆる、ビ
ーティングモーションが解消される。 【手続補正４】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】００６７ 【補正方法】変更 【補正内容】 【００６７】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、サイレントチェー
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、伝動機構全体としてサイ
レントチェーン２０のコーダルアクションとビーティン
グモーションを解消することができる。 【手続補正５】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】００７０ 【補正方法】変更 【補正内容】 【００７０】（３）したがって、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、サイレントチェーンがス
プロケットに噛み合い進入してから巻き付き着座し終わ
るまでの間、伝動機構を構成する全てのスプロケットに
おける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を完全に解消することができるの
で、伝動機構全体として、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サイ
レントチェーン伝動機構の振動と騒音を低減するととも
に、噛み合い速度の変動によって引き起こされるサイレ
ントチェーンの張力変動を抑制して優れた耐久性を発揮
することができる。 【手続補正７】 【補正対象書類名】図面 【補正対象項目名】図５ 【補正方法】変更 【補正内容】 【図５】 【手続補正８】 【補正対象書類名】図面 【補正対象項目名】図８ 【補正方法】変更 【補正内容】 【図８】

───────────────────────────────────────────────────── 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 7/06 Ｆ１６Ｈ 7/06

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一対のリンク歯と一対の連結ピン穴とを
   有するリンクプレートをチェーン幅方向に重ね合わせ、
   連結ピンでチェーン長手方向に多数連結してなる無端状
   のサイレントチェーンが、歯数の相異なるスプロケット
   に対して前記一対のリンク歯に形成された内側フランク
   で噛み合い進入し、前記一対のリンク歯に形成された外
   側フランクで巻き付き着座して、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
   を有するホブカッターを用いて、夫々の歯数に応じてス
   プロケットに進入するチェーンの噛み合い高さと、スプ
   ロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径と
   が一致するような転位量で、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共に、 前記サイレントチェーンの外側フランクが、最小歯数の
   スプロケットにチェーンが巻き付き着座した時に接する
   ような直線状歯先部と、最大歯数のスプロケットにチェ
   ーンが巻き付き着座した時に接するような円弧状歯元部
   と、前記直線状歯先部と前記円弧状歯元部の双方に接す
   るような円弧状中間部とで輪郭形成されていることを特
   徴とするサイレントチェーン伝動機構。