JP3914799B2 - 動力伝達用チェーンおよびスプロケット組立体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝達用チェーンおよびこれが噛み合うスプロケットに関し、詳細には、動力伝達用チェーンの弦下降運動を制限したものに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
＜発明の背景＞
動力伝達用チェーンは、スプロケットの歯に巻き付いて噛み合う無端状ループを形成することによって、一つのドライブスプロケットから一つまたはそれ以上のドリブンスプロケットに動力を伝達する。
【０００３】
ドライブスプロケットの回転によりチェーンが走行し、これにより、チェーンを通じて動力が伝達されて、チェーンと噛み合うドリブンスプロケットが回転する。
【０００４】
動力伝達用チェーンは、自動車産業において広く用いられている。エンジンタイミング用のアプリケーションにおいては、チェーンは、クランクシャフトに配置された少なくとも一つのドライブスプロケットから、カムシャフトに配置された少なくとも一つのドリブンスプロケットに動力を伝達する。
【０００５】
その他の自動車用アプリケーションは、トルクコンバータからトランスミッションに動力を伝達することや、四輪駆動車両のトランスファケース内で動力を伝達することを含んでいる。動力伝達用チェーンはまた、一般産業用にも広く用いられている。
【０００６】
動力伝達用チェーンの一つのタイプは、「サイレントチェーン」として知られている。典型的なサイレントチェーンは、チェーンに沿って互いに隣り合うリンクから構成されている。
【０００７】
リンクは、チェーン長手方向に沿って互いに隣り合う二枚の歯を有しており、これらの歯は、チェーン長手方向と直交する前面方向に延びるとともに、スプロケット歯と噛み合うように形成されている。
【０００８】
サイレントチェーンのリンクはまた、二つの開孔を有している。各開孔は、チェーン長手方向に沿ったリンク端部に配置されており、チェーン長手方向と直交しかつリンク前面方向と直交する横方向にリンクを挿通して延びている。
【０００９】
典型的なサイレントチェーンのリンクは、上述した歯および開孔をそれぞれ有する実質的に同一形状の平坦なリンクの列から構成されており、各リンク列は、総体的にチェーンのリンクを形成するように、横方向に互いに隣り合って配置されている。
【００１０】
サイレントチェーンは、互いに隣り合う平坦なリンクの列を配置して、隣り合うリンク端部の開孔が整列するように隣り合うチェーンリンクのチェーン長手方向に沿ってリンク端部を部分的にオーバラップさせることによって、構成されている。ピンのような枢支部材が、隣り合うリンクを枢支可能に連結するように、整列した開孔内に延びている。
【００１１】
リンクの列はこのように連結されており、リンク歯の延びる方向であるリンク前面方向がチェーンにより形成される無端状ループ内の領域に向かうような無端状ループを形成している。ループ内の領域に延びるような歯を有するリンクが、内向き歯リンクとされている。
【００１２】
歯が延びているチェーン内側面がチェーンの前面とされている。また、無端状ループ内の領域から外方に向かう、チェーン前面側と逆側のチェーンの面は、チェーンの背面である。
【００１３】
駆動リンクとも呼称されることがある内向き歯リンクは、チェーンおよびスプロケット間でチェーン方向に沿って動力を伝達する。リンクの各歯は、リンクの隣り合う歯に向かってチェーン方向にほぼ対向する内側フランクと、内側フランクから離れて対向する外側フランクとを限定している。
【００１４】
内向き歯リンクの歯の内側フランク面は、各歯の間においてクロッチ部で結合されている。リンク歯は、内側フランク面または外側フランク面に沿って、あるいは両フランク面に沿って、スプロケット歯と接触する。
【００１５】
リンク歯のフランク面とスプロケット歯との接触は、動力を伝達するものか、または付随的な接触によるものである。内向き歯リンクは、スプロケット歯の側面において、または隣り合うスプロケット歯間の歯元部において、スプロケットと接触する。
【００１６】
内向き歯リンクの列は、チェーン方向に沿うリンク列の各端部における各スプロケット歯と、当該リンク列におけるリンク歯の間の１枚のスプロケット歯という３枚のスプロケット歯と接触することによって、スプロケット上に配置されている。
【００１７】
リンク列は、スプロケットと接触する列を構成するリンクの歯によって、または隣り合う列のリンクの隣り合う歯によって、あるいはこれら双方によってスプロケットと接触することにより、各位置に配置されている。リンク列のチェーン方向に沿った三つの位置でスプロケットと接触することにより、スプロケット上でのリンク列の動きを制限する。
【００１８】
サイレントチェーンは、ガイドリンクを含むことが多い。ガイドリンクは、一般に、内向き歯リンクの一つ置きの列の横方向外側縁部に配置された平坦なプレートである。ガイドリンクは歯を有していないが、リンク列によって形成された歯の間の領域に隣り合うとともにリンク列に沿って延びている。
【００１９】
列の横方向外側縁部におけるガイドリンクは、リンク列の歯の間に延びるスプロケット歯のほぼ横方向幅によって隔てられている。このようにガイドリンクは、スプロケット上で横方向にチェーンを位置決めする（つまりスプロケット中心にチェーンを維持する）ように作用するが、スプロケット歯間でスプロケットとは噛み合わない。
【００２０】
従来のサイレントチェーン駆動装置は、少なくとも二つのスプロケットに巻き掛けられる無端状サイレントチェーンから構成されている。各スプロケットは、軸に取り付けられている。
【００２１】
ドライブスプロケットが取り付けられた軸の回転により、ドライブスプロケットからチェーンに動力が伝達され、ドリブンスプロケットおよびドリブンスプロケットが取り付けられた軸が回転する。図１（ａ）は、このような基本的な配置を示している。
【００２２】
チェーン３は無端状のループを形成しており、チェーン３の一部が、ループ内のドライブスプロケット１およびドリブンスプロケット２に巻き掛けられている。チェーン３の前面側４が、チェーン３によって形成された無端状ループ内の領域に隣り合っている。
【００２３】
チェーン３の歯は、ドライブスプロケット１およびドリブンスプロケット２の双方の歯と噛み合うように、前面側４に沿って内方に延びている。チェーン３の背面側５は、チェーン３の前面側４と逆側の部分であり、無端状のループの外側に面している。ドライブスプロケット１およびドリブンスプロケット２は、図１（ａ）中の反時計回りの矢印に示すように、同じ方向に回転する。
【００２４】
サイレントチェーンはまた、チェーンの背面側と噛み合うドライブスプロケットも駆動する。サイレントチェーンの背面側によって駆動（つまり背面駆動）される装置の例は、ウォータポンプ、燃料噴射ポンプおよびカウンターシャフトを含んでいる。
【００２５】
図１（ｂ）は、チェーン３によって背面駆動されるスプロケット６を示している。図１（ａ）と同様に、ドリブンスプロケット２は、チェーン３の前面側４の歯と噛み合い、ドライブスプロケットと同じ方向（反時計回り）に回転する。背面駆動スプロケット６の歯は、チェーン３の背面側５と噛み合う。背面駆動スプロケット６は、ドリブンスプロケット２と逆方向に回転する。
【００２６】
スプロケットと噛み合ってスプロケットを駆動するチェーンのリンクの背面側は、隣り合う２枚のスプロケット歯間の１枚の歯としてスプロケットを噛み合うように構成されていることが多い。このようなリンクの背面側と噛み合わされるスプロケット歯は、チェーンリンクの長さ分だけ間隔を隔てられている。
【００２７】
したがって、このようなスプロケットは、前面駆動されるスプロケットよりも、少ない個所でかつ離れた間隔でチェーンリンクと噛み合う。このことは、背面駆動スプロケットが少ない動力伝達容量に帰着することになる。
【００２８】
動力伝達容量が低いことは許容できる。というのは、背面駆動スプロケットは、チェーンの弛み側に配置されることが多く、チェーンの前面側部分によって伝達されるような大きな動力を伝達することを要求されないからである。そして、チェーンリンクとの接触位置が少なくかつ離れていることは、前面駆動のスプロケットとの接触ほどには、スプロケット上のチェーンの動きを制御しない。
【００２９】
サイレントチェーン駆動装置においては、種々のノイズ源によってノイズが引き起こされる。重要なノイズ源の一つは、スプロケットのチェーン歯との噛合開始時に、スプロケット歯がチェーン歯と衝突することである。
【００３０】
衝突によって発生するノイズレベルに影響を与える要因には、チェーンおよびスプロケット間の衝突速度と、スプロケットと接触するチェーンリンクの質量とがある。サイレントチェーン駆動装置において噛合衝突によって生じるノイズは、スプロケット歯と噛み合うチェーン歯の噛合周波数に概略対応する周波数においてほぼ周期的である。
【００３１】
この周波数は、スプロケット歯の枚数およびスプロケットの回転速度に関係している。スプロケットおよびチェーンの衝突は、不快な純音成分を含む音を発生させる。
【００３２】
チェーンの弦運動（chordal motion）は、サイレントチェーン駆動装置を含む動力伝達用チェーン駆動装置において、チェーンおよびスプロケットの噛合いに関連する他のノイズ発生源となる。弦運動は、チェーンリンクが最初にスプロケットと噛み合ってスプロケットとともに移動を開始するときに発生する。
【００３３】
スプロケットは、チェーンの前後方向に沿ってスプロケットに接近するチェーンの自由スパンの動きを生じさせる。弦下降運動（chordal fall）として知られるこの振動もまた、チェーンの噛合周波数またはその倍数において不快な純音成分を発生させる。
【００３４】
図２は、弦下降運動を示している。チェーンは、枢支可能に連結された一連の堅いリンクから構成されている。したがって、チェーンは、連続する可撓性を有しておらず、スプロケットに円弧状に巻き付かない。というよりも、チェーンは、一連の線分つまり弦のようにスプロケットに巻き付く。
【００３５】
サイレントチェーンがスプロケットと噛み合うとき、個々のリンク歯は、スプロケット歯の表面と接触して、隣り合うスプロケット歯間に配設される。このような接触により、リンクが、隣り合うリンクに関して枢支連結部の回りを関節運動する。これにより、チェーンは、スプロケットと噛み合ってスプロケットの回りに巻き付くとき、隣り合うリンクの間で枢支連結部において屈曲する。
【００３６】
図２は、チェーンリンクの枢支点Ａ，Ｂ間を結ぶ弦Ｃを示している。チェーンは、枢支点Ａにおいて、矢印Ｆ方向に沿ってチェーンの自由スパンからスプロケットと噛み合っている。弦Ｃ′は、枢支点Ａ′，Ｂ′を結んでいる。枢支点Ａ′，Ｂ′は、点Ａが点Ｂの途中までスプロケットとともに移動したときの点である。
【００３７】
図示のように、点Ａの位置から点Ａ′の位置まで移動することによって、点Ａは、チェーンの自由スパンに沿って矢印Ｆに直交する矢印Ｔ方向に距離Ｒだけ移動している。この距離Ｒがチェーンの弦下降量である。
【００３８】
上述のように、チェーンはスプロケット歯と繰り返し噛み合うので、スプロケットとの繰り返し噛合いの間におけるチェーンの位置の変化が弦下降運動を生じさせる。弦下降量は、枢支点Ａ，Ｂ間の長さＣに比例するとともに、スプロケット中心回りの点Ａ，Ｂによる円弧状走行路の半径に反比例している。
【００３９】
すなわち、チェーンが枢支運動してスプロケットと噛み合う枢支点間の距離つまりチェーンピッチが大きいほど、弦下降量が大きくなる。スプロケット中心回りの点Ａ，Ｂによる円弧状走行路の半径が小さくなるほど、弦下降量が大きくなる。
【００４０】
たとえば、比較的小径のスプロケットと噛み合うピッチの長いチェーンは、際立って大きな弦下降量を生じさせる。これに対して、滑らかなプーリと連続して噛み合う理想的な歯無しベルトにおいては、弦Ｃの長さは非常に小さく、したがって、ベルトは弦下降量を生じない。
【００４１】
背面駆動のチェーンとスプロケットとの噛合いは、チェーンの前面駆動の噛合いにおいて生じるよりも大きな制御不能の弦下降運動を許容することによって、弦下降運動の問題をさらに悪化させている。前面駆動スプロケットの歯は、チェーンの前面側においてリンクの各歯の間に配設される。
【００４２】
そして、隣り合う２枚のスプロケット歯は、チェーン方向に沿ってその各端部でリンクと噛み合う。背面駆動のスプロケットの歯は、チェーン方向に沿って各リンク間でチェーンの背面側と噛み合うだけである。
【００４３】
背面駆動スプロケットは、前面駆動スプロケットよりも少ない個所でかつ離れた位置でチェーンと噛み合うので、チェーンは、背面駆動スプロケットの歯に沿いつつ、前面駆動スプロケットの歯に沿って移動するよりも大きな量を頻繁に移動する。
【００４４】
スプロケット歯に沿った、つまりスプロケット半径方向におけるこのようなチェーンの動きは、ほぼ弦下降運動の方向に向いている。その結果、チェーンおよびスプロケットの接触を弦下降運動を制御するように行えないために、チェーンの弦下降運動が増加する。
【００４５】
背面駆動スプロケットにおいて弦下降運動を減少させるための当該分野で知られた方法の一つは、交互に配置された平坦なリンクにより構成されたチェーンを使用することである。この平坦なリンクは、チェーン方向に互いに隣り合いかつ整列した２枚のリンクの端部に横方向に隣り合っている。
【００４６】
スプロケット歯は、歯の横方向に隣り合う列のリンクの間に交互に延びることによって、チェーンの長さの半分の距離だけチェーンの背面側に延びている。その一方、スプロケット歯は、チェーンの横方向に沿って互い違いの列に配置されていなければならない。
【００４７】
図３は、互い違いに配置された歯の列を有する、すなわち歯の列が横方向に整列していない背面駆動スプロケットを示している。この配列では、スプロケット歯は、各リンク間においてチェーンの背面側に延びているだけである。
【００４８】
その一方、チェーンが背面駆動スプロケットと連続的に噛み合うチェーン方向の距離は、チェーンリンク長さの約半分である。したがって、背面駆動スプロケットは、各リンク列に対してチェーン方向に沿った３個所の位置でチェーンと噛み合う。
【００４９】
しかしながら、スプロケット上で歯の列を互い違いに配置することは、高価な製造工程を必要とする。背面駆動スプロケットが一般に大荷重を伝達することを要求されないので、互い違いの列に対する余分なコストは、十分な動力伝達を保証するものではない。したがって、歯の互い違いの配列を取り除いて、弦下降運動を制限するためのより費用効率の高い方法で置き換えることが望ましい。
【００５０】
米国特許第 1,956,942号は、前面側および背面側の双方からスプロケットを駆動するとともに、チェーンリンク間においてのみチェーンの両側でスプロケットと噛み合うチェーンを開示している。
【００５１】
チェーンリンクは、スプロケット内に延びており、リンクと対向する隣り合うスプロケット歯のフランク面に着在している。一実施態様においては、チェーンがスプロケット上で横方向に移動するのを防止するために、スプロケット歯内の凹部に延びるセンタガイドが設けられている。
【００５２】
開示されたチェーンおよびスプロケットは、スプロケット歯と噛み合うよりほかにスプロケット回りでチェーンをガイドしておらず、また、リンク長さ分だけ隔てられた歯を有するスプロケットと噛み合うことに起因する増加した弦下降量に対して何ら制限を与えるものではない。
【００５３】
米国特許第 5,967,926号は、前面側および背面側の双方でスプロケットと噛み合うとともに、テンショナシューと接触するようにチェーンの背面側に平坦面を有するチェーンを開示している。
【００５４】
リンク端部でのみスプロケットと噛み合うことにより生じる問題を避けるとともに、テンショナとスムーズに接触する背面を提供するために、平坦面により連結された歯丈の低い２枚の歯がチェーンリンクの背面側に形成されている。
【００５５】
チェーンの背面側と噛み合うスプロケットは、各リンクとその端部において歯丈の低い歯の間で噛み合っている。スプロケット歯は、歯丈の低い歯の間で平坦なリンク面と接触する弧状の頂上面を有している。
【００５６】
チェーンの横方向縁部においてこれらのリンクに隣り合って配置されたガイドプレートは、チェーンの背面をテンショナシューに対してスムーズに接触させるために、歯を越えた位置に平坦面を配置している。
【００５７】
したがって、背面駆動スプロケットのように広い歯間隔を有するスプロケット上で、チェーンの弦下降量を制限するための方法および装置の必要性が依然として残っている。
【００５８】
このように本発明は、チェーンの弦下降運動を制限できるスプロケットおよび動力伝達用チェーンを提供することを目的とする。
【００５９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る動力伝達用チェーンおよびスプロケット組立体においては、動力伝達用チェーンが、一対の歯、開孔および平坦状の背面側ガイド面をそれぞれ有する複数の外側リンクおよび内側リンクから構成されるとともに、前記外側リンクが、チェーン幅方向両外側に２枚ずつチェーン幅方向に対向しつつ配置されることによりチェーン長手方向に延設される第１および第２の外側リンク列を構成しており、前記内側リンクが、前記各外側リンク列の間に配置されて内側リンク列を構成しており、前記各外側リンク列および内側リンク列がチェーン長手方向に交互に配設されるとともに、前記各開孔内に挿入されたピンにより各々枢支可能に連結されており、前記外側リンクが、前記背面側ガイド面の左右両側から前記各歯の側に向かって延びる一対の背面側フランク面を有している。スプロケットは、前記動力伝達用チェーンの前記第１の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第１の歯からなる第１の歯列と、前記動力伝達用チェーンの前記第１の歯列からスプロケット歯幅方向に離隔配置されるとともに、前記動力伝達用チェーンの前記第２の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第２の歯からなる第２の歯列とを備えている。前記第１および第２の歯列はスプロケット歯幅方向に整列して配置されており、前記動力伝達用チェーンの前記各背面側フランク面は前記スプロケットの前記第１および第２の歯列の前記第１および第２の歯と噛み合っており、前記第１の歯列および前記第２の歯列の間には、前記動力伝達用チェーンの前記内側リンク列の前記内側リンクの前記背面側ガイド面に当接してこれをスプロケット半径方向の所定の高さ位置に支持することにより動力伝達用チェーンの噛合時の弦下降運動を制限するための隆起部が形成されている。
【００６０】
請求項２の発明に係る動力伝達用チェーンおよびスプロケット組立体においては、動力伝達用チェーンが、一対の歯、開孔および平坦状の背面側ガイド面をそれぞれ有する複数の外側リンクおよび内側リンクから構成されるとともに、前記外側リンクが、チェーン幅方向両外側に２枚ずつチェーン幅方向に対向しつつ配置されることによりチェーン長手方向に延設される第１および第２の外側リンク列を構成しており、前記内側リンクが、前記各外側リンク列の間に配置されて内側リンク列を構成しており、前記各外側リンク列および内側リンク列がチェーン長手方向に交互に配設されるとともに、前記各開孔内に挿入されたピンにより各々枢支可能に連結されており、前記外側リンクが、前記背面側ガイド面の左右両側から前記各歯の側に向かって延びる一対の背面側フランク面を有しており、さらに、動力伝達用チェーンは、チェーン幅方向の最外側にガイドプレートを有している。スプロケットは、前記動力伝達用チェーンの前記第１の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第１の歯からなる第１の歯列と、前記動力伝達用チェーンの前記第１の歯列からスプロケット歯幅方向に離隔配置されるとともに、前記動力伝達用チェーンの前記第２の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第２の歯からなる第２の歯列とを備えている。前記第１および第２の歯列はスプロケット歯幅方向に整列して配置されている。前記動力伝達用チェーンの前記ガイドプレートは、前記第１および第２の歯列の外側に配置されるとともに、前記各背面側フランク面が前記スプロケットの前記第１および第２の歯列の前記第１および第２の歯と噛み合っており、前記第１および第２の歯のスプロケット歯幅方向外側面には、前記ガイドプレートの端面に当接して当該ガイドプレートをスプロケット半径方向の所定の高さ位置に支持することにより動力伝達用チェーンの噛合時の弦下降運動を制限するための平坦面が当該外側面からスプロケット歯幅方向に張り出して形成されている。
【００６１】
＜発明の要約＞
本発明によると、広い歯間隔を有するスプロケット歯と噛み合うチェーンの弦下降量の欠点が克服されている。チェーンに沿ってチェーンリンクの長さ分だけ隔てられた位置においてのみスプロケットと噛み合うように配置された歯を有する本発明によるスプロケットは、チェーンの弦下降運動を制限する。
【００６２】
本発明によれば、スプロケット外周において半径方向外方に延びる歯を有するスプロケットは、スプロケット歯に沿った望ましい半径方向位置において、スプロケットと噛み合うチェーンを支持する。スプロケット歯は、ほぼチェーンリンクの長さ分の距離だけ隣のスプロケット歯から隔てられている。
【００６３】
チェーンは、一つ置きのチェーンのリンクの間にスプロケット歯を受け入れることによって、スプロケットと噛み合う。一つ置きのチェーンリンクは、チェーン方向に沿ってスプロケット歯の対向面と駆動接触するように配置されている。
【００６４】
スプロケット歯と横方向に隣り合うリンクは、対向するスプロケット歯面において２枚のドリブンリンクと噛み合う。スプロケットおよび連結リンクは、スプロケット歯に半径方向に沿った所望の位置で連結リンクを支持するように構成されている。
【００６５】
各スプロケット歯において半径方向にチェーンを支持することによって、スプロケットは、スプロケット歯に半径方向に沿う方向における弦下降による運動を制限する。
【００６６】
本発明の好ましい実施態様は、ほぼチェーンリンクの長さ分の距離だけ互いに隔てられた２列の歯を有するスプロケットを有している。歯の列は、チェーンの横方向に整列している。チェーンは、駆動されるチェーンリンクをスプロケット歯の列の隣り合う歯の間に配置することによって、スプロケットと噛み合う。
【００６７】
駆動されるリンクに枢支可能に連結されたリンクは、スプロケット歯の列の間においてスプロケット歯と横方向に隣り合って配置されている。スプロケットは、さらに、スプロケット歯の間で連結リンクと接触する内側ガイド肩部をスプロケット歯の列の間に有している。
【００６８】
肩部は、スプロケット歯の半径方向に沿った所望の位置で連結リンクを支持しており、これにより、連結リンクに枢支可能に連結されかつスプロケット歯によって駆動されるドリブンリンクを支持している。
【００６９】
本発明によるスプロケットは、スプロケット歯に沿って半径方向にチェーンを支持することによって、スプロケット上におけるチェーンの弦下降運動を制限する。本発明によるチェーンおよびスプロケットは、背面駆動のアプリケーションへの使用にとくに良好に適合している。
【００７０】
本発明の目的および利点は、好ましい実施態様の詳細とともに、図面および以下の記述から十分に理解されるだろう。
【００７１】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明によるサイレントチェーン１０と噛み合うスプロケット５０を示している。チェーン１０は、前面側１１および背面側１３を有している。スプロケット５０は、間隔を隔てた二つの平行な列５４，５６においてスプロケット５０の外周回りに間隔を隔てて配置された歯５２を有している。
【００７２】
歯５２は、スプロケット５０から半径方向外方に延びている。列５４の歯５２は、列５６の歯５２と横方向に互いに隣り合っている。スプロケット５０の歯５２は、チェーン１０の背面側１３と噛み合っている。
【００７３】
チェーン１０は、平坦な歯付リンク１２の列およびガイドリンク１４から構成されている。図５に最もよく示されるように、チェーン１０の平坦な歯付リンク１２は、リンク１２のチェーン方向に沿って隔てられた開孔１８を有する概略平坦状のプレートである。サイレントチェーンのリンクとして一般的なことであるが、開孔１８は、チェーン方向に沿って歯付リンク１２の端部近傍に配置されている。
【００７４】
サイレントチェーンのリンクとしてこれも一般的なことであるが、歯付リンク１２は、チェーン方向に沿って互いに隣り合うとともに、チェーン方向と略直交する前面方向に延びる二つの歯１６を有している。ガイドリンク１４は、チェーン方向に沿って互いに隔てられた二つの開孔２２を有する平坦状のリンクである。
【００７５】
チェーン１０は、互い違いの外側列３２および内側列３４で配列された平坦な歯付リンク１２から構成されている。内側列３４は、リンク平坦面が互いに隣り合うように互いに隣り合って配置された２枚の歯付リンク１２から構成されている。
【００７６】
内側列３４を構成する２枚のリンク１２は、隣り合う歯付リンク１２の開孔１８が整列して外側列３４を通る開孔を限定するように、配置されている。外側列３２は、並設された二対の歯付リンク１２から構成されている。
【００７７】
内側列３４と同様に、外側列３２を限定するリンク１２の各対は、開孔１８が整列して内側列３４を通る開孔を限定するように、並んで配置されている。二対のリンク１２は、外側列３２を構成するリンク１２の各対の間において、隣り合う内側列３４の一部を受け入れるために、内側列３４の厚みによって隔てられている。
【００７８】
隣り合う内側列および外側列は、外側列３２の端部と隣り合う各内側列３４の一部が外側列３２を構成するリンク１２の各対の一部の間に配置されるように、交互に配置されている。内側列３４および外側列３２のオーバラップ部分を通る開孔を限定するように、内側列３４の開孔１８は、外側列３２を構成する二対のリンク１２の開孔１８と整列している。
【００７９】
ガイドプレート１４は、内側列３４と横方向に隣り合って内側列３４の各側に一つずつ配置されている。ガイドプレート１４は、内側列３４の各端部とオーバラップして隣り合う外側列３２のリンク対の厚み分だけ、内側列３４から隔てられている。
【００８０】
ガイドプレート１４の開孔２２は、内側列３４の開孔１８および外側列３２のオーバラップ部分と整列している。ピン２４が、内側列３４の各側方においてガイドプレート１４の整列した開孔２２を通るとともに、内側列３４の歯付リンク１２の開孔１８内と、これとオーバラップする外側列３２の二対の歯付リンク１２の開孔１８内に延びている。
【００８１】
ピン２４は、その端部近傍においてガイドプレート１４に固定されている。内側列３４および外側列３２の歯付リンク１２の開孔１８は、リンク１２がピン２４の回りを関節運動するような大きさに形成されている。チェーン１０は、ガイドプレート１４を挿通して延びるピン２４によって連結された外側列３２および内側列３４の無端状ループを形成している。
【００８２】
チェーン１０は、リンク１２の歯１６が無端状ループ内の領域に向かって延びるように形成された無端状ループである。歯１６が沿いつつ延びるチェーン１０の面がチェーン１０の前面側１１である。チェーン１０の前面側１１と逆側に配置されかつ無端状ループ内の領域の外方に対向するチェーン１０の面が、チェーン１０の背面側１３である。
【００８３】
図６に示されるように、チェーン１０の前面側１１に沿う歯１６は、前面駆動のサイレントチェーンおよびスプロケットの噛合いにおいて一般的な噛合様式で、チェーン１０による無端状ループによって限定された領域内でスプロケット４０と噛み合う。
【００８４】
チェーン１０が前面駆動スプロケット４０の回りに巻き付くとき、スプロケット４０は、内側列３４および外側列３２における各リンク１２の歯１６の間にスプロケット歯４１を配置する。
【００８５】
これにより、各リンク１２は、チェーン方向に沿う各端部において各リンク歯１６の間でスプロケット歯４１と噛み合う。スプロケット４０とチェーン１０の前面側１１との噛合いは、一歯間隔で行われる。
【００８６】
図７は、スプロケット５０の歯５２と噛み合うサイレントチェーン１０の背面側１３を示している。列５４，５６の歯５２は、チェーン方向に沿う歯付リンク１２の長さ分だけ、列内の隣の歯から隔てられている。図４および図７に示すように、スプロケット５０は、一歯間隔ではチェーン１０の背面側１３と噛み合わない。
【００８７】
図５に示すように、歯付リンク１２は、チェーン１０の背面側１３に沿って歯１６と逆側に対向する背面を限定している。リンク１２の背面は、チェーン方向に沿って延びる概略平坦なガイド面４２と、ガイド面４２の両端部からリンク１２の前面側に向かって延びかつリンク１２のチェーン方向に沿って一部対向する二つの背面側フランク４４とを有している。
【００８８】
スプロケット５０の歯５２における二つの列５４，５６は、これらの列の間に内側列３４を受け入れて、外側列３２の隔てられたリンク対と噛み合うように、互いに隔てられている。図７に最もよく示されるように、スプロケット歯５２は、隣り合う歯の間に歯付リンク１２を受け入れるように、スプロケット５０の外周回りにおいて隣り合う歯から隔てられている。
【００８９】
スプロケット歯５２の各側面６２は、スプロケット歯５２と隣り合う外側列３２のリンク１２の背面側フランク４４と隣り合っている。チェーン１０がスプロケット５０と噛み合うとき、スプロケット５０は、２枚の歯５２をチェーン方向に隣り合う外側列３２の間に配置する。
【００９０】
これにより、チェーン１０は、スプロケット５０の外周回りにおいて、前面駆動スプロケット４０の歯４１と噛み合う距離の倍の距離でスプロケット５０の歯５２と噛み合う。このように、スプロケット５０とチェーン１０の背面側１３との噛合いは、二歯間隔で行われる。
【００９１】
一般に、二歯間隔でチェーンと噛み合うスプロケットは、一歯間隔でチェーンと噛み合うスプロケットと同じように、弦下降運動を制限しない。本発明によれば、スプロケット５０およびチェーン１０が噛み合ってスプロケット歯５２に沿うチェーン１０の動きを制限するように、スプロケット５０およびチェーン１０が形成されている。
【００９２】
図４、図７および図８に示すように、スプロケット５０は、スプロケット歯５２の列５４，５６の間において隆起した肩部５８を有している。図４および図７に示すように、肩部５８は、スプロケット歯５２間に配置された内側列３４におけるリンク１２のガイド面４２と接触している。
【００９３】
肩部５８は、スプロケット歯５２に沿った半径方向および内方から外方に沿った適切な位置において、内側列３４を支持している。内側列３４が適切な位置で支持されることにより、外側列３２は、チェーン方向に沿った各端部において内側列３４により支持されており、列５４，５６内において隣り合うスプロケット歯５２の間の適切な位置に維持されている。
【００９４】
図７に最もよく示されるように、チェーン１０が巻き掛けられるスプロケット５０の外周に沿って対向する歯５２は、歯５２の対向側において二つの面６２を限定している。面６２は、外側列３２におけるリンク１２の背面側フランク４４に隣り合っている。
【００９５】
隣り合う歯５２の面６２は、クロッチ６４によって連結されている。クロッチ６４は、リンク１２のガイド面４２との間でクリアランスを提供するように、スプロケット５０内に延びている。外側列３２のリンク１２は、スプロケット歯５２の面６２においてのみスプロケット５０と接触する。
【００９６】
外側列３２のリンク１２は、スプロケット５０の肩部５８によって支持された隣り合う内側列３４に外側列３２を連結するピン２４により、スプロケット歯５２から半径方向外方の所望の位置に維持されている。
【００９７】
図９は、肩部５８の変形例の構造によってチェーン１０の内側列３４を支持するスプロケット７０を示している。スプロケット７０は、スプロケット５０の歯５２のように、背面側１３からチェーン１０と噛み合う歯７２を有している。スプロケット７０は、歯の列の間に肩部を有していない。というよりも、歯７２は、その横方向外側面に平坦部７４を形成している。
【００９８】
内側列３４の横方向縁部に配置されたガイドプレート１４は、歯７２の横方向側面と隣り合って延びており、歯７２の横方向側面から外方に延びる平坦部７４に隣接している。平坦部７４は、歯７２の半径方向に沿った所望位置で内側列３４とガイドリンク１４とを支持するために、歯７２と隣り合う所望の位置でガイドリンク１４を支持している。
【００９９】
これまでの説明の多くは、背面駆動装置の文脈の中でなされてきたが、上記原理は、任意の二歯間隔のスプロケットに適用される。さらに、本発明は、好ましい実施態様に関連して説明されてきたものの、これらの実施態様は本発明を限定するものではないことが理解されるであろう。というよりも、本発明は、添付のクレームによって限定される本発明の精神および範囲内において、あらゆる変形例、変更および均等物を含んでいる。
【０１００】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るスプロケットおよび動力伝達用チェーンによれば、スプロケット歯に沿った所望の半径方向位置でチェーンを支持するようにしたので、チェーンの弦下降運動を制限できるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、前面駆動のスプロケットと噛み合う動力伝達用チェーンの側面図であり、（ｂ）は、背面駆動のスプロケットと噛み合う動力伝達用チェーンの側面図である。
【図２】スプロケットと噛み合う動力伝達用チェーンの弦下降量を説明するための側面図である。
【図３】互い違いに配置された多数の歯の列を有する従来のスプロケットの斜視図である。
【図４】本発明による背面駆動噛合いのスプロケットおよびサイレントチェーンの斜視部分図である。
【図５】図４のチェーンにおける内向き歯リンクおよびガイドリンクの側面図である。
【図６】スプロケットと前面噛合状態にある図４のチェーンの側面部分図である。
【図７】スプロケットと背面噛合状態にある図４のチェーンの側面部分図である。
【図８】図４のスプロケットの斜視図である。
【図９】本発明の他の実施態様によるスプロケットと噛み合うチェーンの側面部分図である。
【符号の説明】
１０： サイレントチェーン
１１： 前面側
１２： 歯付リンク
１３： 背面側
１４： ガイドリンク
１６： 歯
１８，２２： 開孔
２４： ピン
４２： ガイド面
４４： 背面側フランク
５０，７０： スプロケット
５２，７２： 歯
５８： 肩部
６４： クロッチ
７４： 平坦部
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝達用チェーンおよびこれが噛み合うスプロケットに関し、詳細には、動力伝達用チェーンの弦下降運動を制限したものに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
＜発明の背景＞
動力伝達用チェーンは、スプロケットの歯に巻き付いて噛み合う無端状ループを形成することによって、一つのドライブスプロケットから一つまたはそれ以上のドリブンスプロケットに動力を伝達する。
【０００３】
ドライブスプロケットの回転によりチェーンが走行し、これにより、チェーンを通じて動力が伝達されて、チェーンと噛み合うドリブンスプロケットが回転する。
【０００４】
動力伝達用チェーンは、自動車産業において広く用いられている。エンジンタイミング用のアプリケーションにおいては、チェーンは、クランクシャフトに配置された少なくとも一つのドライブスプロケットから、カムシャフトに配置された少なくとも一つのドリブンスプロケットに動力を伝達する。
【０００５】
その他の自動車用アプリケーションは、トルクコンバータからトランスミッションに動力を伝達することや、四輪駆動車両のトランスファケース内で動力を伝達することを含んでいる。動力伝達用チェーンはまた、一般産業用にも広く用いられている。
【０００６】
動力伝達用チェーンの一つのタイプは、「サイレントチェーン」として知られている。典型的なサイレントチェーンは、チェーンに沿って互いに隣り合うリンクから構成されている。
【０００７】
リンクは、チェーン長手方向に沿って互いに隣り合う二枚の歯を有しており、これらの歯は、チェーン長手方向と直交する前面方向に延びるとともに、スプロケット歯と噛み合うように形成されている。
【０００８】
サイレントチェーンのリンクはまた、二つの開孔を有している。各開孔は、チェーン長手方向に沿ったリンク端部に配置されており、チェーン長手方向と直交しかつリンク前面方向と直交する横方向にリンクを挿通して延びている。
【０００９】
典型的なサイレントチェーンのリンクは、上述した歯および開孔をそれぞれ有する実質的に同一形状の平坦なリンクの列から構成されており、各リンク列は、総体的にチェーンのリンクを形成するように、横方向に互いに隣り合って配置されている。
【００１０】
サイレントチェーンは、互いに隣り合う平坦なリンクの列を配置して、隣り合うリンク端部の開孔が整列するように隣り合うチェーンリンクのチェーン長手方向に沿ってリンク端部を部分的にオーバラップさせることによって、構成されている。ピンのような枢支部材が、隣り合うリンクを枢支可能に連結するように、整列した開孔内に延びている。
【００１１】
リンクの列はこのように連結されており、リンク歯の延びる方向であるリンク前面方向がチェーンにより形成される無端状ループ内の領域に向かうような無端状ループを形成している。ループ内の領域に延びるような歯を有するリンクが、内向き歯リンクとされている。
【００１２】
歯が延びているチェーン内側面がチェーンの前面とされている。また、無端状ループ内の領域から外方に向かう、チェーン前面側と逆側のチェーンの面は、チェーンの背面である。
【００１３】
駆動リンクとも呼称されることがある内向き歯リンクは、チェーンおよびスプロケット間でチェーン方向に沿って動力を伝達する。リンクの各歯は、リンクの隣り合う歯に向かってチェーン方向にほぼ対向する内側フランクと、内側フランクから離れて対向する外側フランクとを限定している。
【００１４】
内向き歯リンクの歯の内側フランク面は、各歯の間においてクロッチ部で結合されている。リンク歯は、内側フランク面または外側フランク面に沿って、あるいは両フランク面に沿って、スプロケット歯と接触する。
【００１５】
リンク歯のフランク面とスプロケット歯との接触は、動力を伝達するものか、または付随的な接触によるものである。内向き歯リンクは、スプロケット歯の側面において、または隣り合うスプロケット歯間の歯元部において、スプロケットと接触する。
【００１６】
内向き歯リンクの列は、チェーン方向に沿うリンク列の各端部における各スプロケット歯と、当該リンク列におけるリンク歯の間の１枚のスプロケット歯という３枚のスプロケット歯と接触することによって、スプロケット上に配置されている。
【００１７】
リンク列は、スプロケットと接触する列を構成するリンクの歯によって、または隣り合う列のリンクの隣り合う歯によって、あるいはこれら双方によってスプロケットと接触することにより、各位置に配置されている。リンク列のチェーン方向に沿った三つの位置でスプロケットと接触することにより、スプロケット上でのリンク列の動きを制限する。
【００１８】
サイレントチェーンは、ガイドリンクを含むことが多い。ガイドリンクは、一般に、内向き歯リンクの一つ置きの列の横方向外側縁部に配置された平坦なプレートである。ガイドリンクは歯を有していないが、リンク列によって形成された歯の間の領域に隣り合うとともにリンク列に沿って延びている。
【００１９】
列の横方向外側縁部におけるガイドリンクは、リンク列の歯の間に延びるスプロケット歯のほぼ横方向幅によって隔てられている。このようにガイドリンクは、スプロケット上で横方向にチェーンを位置決めする（つまりスプロケット中心にチェーンを維持する）ように作用するが、スプロケット歯間でスプロケットとは噛み合わない。
【００２０】
従来のサイレントチェーン駆動装置は、少なくとも二つのスプロケットに巻き掛けられる無端状サイレントチェーンから構成されている。各スプロケットは、軸に取り付けられている。
【００２１】
ドライブスプロケットが取り付けられた軸の回転により、ドライブスプロケットからチェーンに動力が伝達され、ドリブンスプロケットおよびドリブンスプロケットが取り付けられた軸が回転する。図１（ａ）は、このような基本的な配置を示している。
【００２２】
チェーン３は無端状のループを形成しており、チェーン３の一部が、ループ内のドライブスプロケット１およびドリブンスプロケット２に巻き掛けられている。チェーン３の前面側４が、チェーン３によって形成された無端状ループ内の領域に隣り合っている。
【００２３】
チェーン３の歯は、ドライブスプロケット１およびドリブンスプロケット２の双方の歯と噛み合うように、前面側４に沿って内方に延びている。チェーン３の背面側５は、チェーン３の前面側４と逆側の部分であり、無端状のループの外側に面している。ドライブスプロケット１およびドリブンスプロケット２は、図１（ａ）中の反時計回りの矢印に示すように、同じ方向に回転する。
【００２４】
サイレントチェーンはまた、チェーンの背面側と噛み合うドライブスプロケットも駆動する。サイレントチェーンの背面側によって駆動（つまり背面駆動）される装置の例は、ウォータポンプ、燃料噴射ポンプおよびカウンターシャフトを含んでいる。
【００２５】
図１（ｂ）は、チェーン３によって背面駆動されるスプロケット６を示している。図１（ａ）と同様に、ドリブンスプロケット２は、チェーン３の前面側４の歯と噛み合い、ドライブスプロケットと同じ方向（反時計回り）に回転する。背面駆動スプロケット６の歯は、チェーン３の背面側５と噛み合う。背面駆動スプロケット６は、ドリブンスプロケット２と逆方向に回転する。
【００２６】
スプロケットと噛み合ってスプロケットを駆動するチェーンのリンクの背面側は、隣り合う２枚のスプロケット歯間の１枚の歯としてスプロケットを噛み合うように構成されていることが多い。このようなリンクの背面側と噛み合わされるスプロケット歯は、チェーンリンクの長さ分だけ間隔を隔てられている。
【００２７】
したがって、このようなスプロケットは、前面駆動されるスプロケットよりも、少ない個所でかつ離れた間隔でチェーンリンクと噛み合う。このことは、背面駆動スプロケットが少ない動力伝達容量に帰着することになる。
【００２８】
動力伝達容量が低いことは許容できる。というのは、背面駆動スプロケットは、チェーンの弛み側に配置されることが多く、チェーンの前面側部分によって伝達されるような大きな動力を伝達することを要求されないからである。そして、チェーンリンクとの接触位置が少なくかつ離れていることは、前面駆動のスプロケットとの接触ほどには、スプロケット上のチェーンの動きを制御しない。
【００２９】
サイレントチェーン駆動装置においては、種々のノイズ源によってノイズが引き起こされる。重要なノイズ源の一つは、スプロケットのチェーン歯との噛合開始時に、スプロケット歯がチェーン歯と衝突することである。
【００３０】
衝突によって発生するノイズレベルに影響を与える要因には、チェーンおよびスプロケット間の衝突速度と、スプロケットと接触するチェーンリンクの質量とがある。サイレントチェーン駆動装置において噛合衝突によって生じるノイズは、スプロケット歯と噛み合うチェーン歯の噛合周波数に概略対応する周波数においてほぼ周期的である。
【００３１】
この周波数は、スプロケット歯の枚数およびスプロケットの回転速度に関係している。スプロケットおよびチェーンの衝突は、不快な純音成分を含む音を発生させる。
【００３２】
チェーンの弦運動（chordal motion）は、サイレントチェーン駆動装置を含む動力伝達用チェーン駆動装置において、チェーンおよびスプロケットの噛合いに関連する他のノイズ発生源となる。弦運動は、チェーンリンクが最初にスプロケットと噛み合ってスプロケットとともに移動を開始するときに発生する。
【００３３】
スプロケットは、チェーンの前後方向に沿ってスプロケットに接近するチェーンの自由スパンの動きを生じさせる。弦下降運動（chordal fall）として知られるこの振動もまた、チェーンの噛合周波数またはその倍数において不快な純音成分を発生させる。
【００３４】
図２は、弦下降運動を示している。チェーンは、枢支可能に連結された一連の堅いリンクから構成されている。したがって、チェーンは、連続する可撓性を有しておらず、スプロケットに円弧状に巻き付かない。というよりも、チェーンは、一連の線分つまり弦のようにスプロケットに巻き付く。
【００３５】
サイレントチェーンがスプロケットと噛み合うとき、個々のリンク歯は、スプロケット歯の表面と接触して、隣り合うスプロケット歯間に配設される。このような接触により、リンクが、隣り合うリンクに関して枢支連結部の回りを関節運動する。これにより、チェーンは、スプロケットと噛み合ってスプロケットの回りに巻き付くとき、隣り合うリンクの間で枢支連結部において屈曲する。
【００３６】
図２は、チェーンリンクの枢支点Ａ，Ｂ間を結ぶ弦Ｃを示している。チェーンは、枢支点Ａにおいて、矢印Ｆ方向に沿ってチェーンの自由スパンからスプロケットと噛み合っている。弦Ｃ′は、枢支点Ａ′，Ｂ′を結んでいる。枢支点Ａ′，Ｂ′は、点Ａが点Ｂの途中までスプロケットとともに移動したときの点である。
【００３７】
図示のように、点Ａの位置から点Ａ′の位置まで移動することによって、点Ａは、チェーンの自由スパンに沿って矢印Ｆに直交する矢印Ｔ方向に距離Ｒだけ移動している。この距離Ｒがチェーンの弦下降量である。
【００３８】
上述のように、チェーンはスプロケット歯と繰り返し噛み合うので、スプロケットとの繰り返し噛合いの間におけるチェーンの位置の変化が弦下降運動を生じさせる。弦下降量は、枢支点Ａ，Ｂ間の長さＣに比例するとともに、スプロケット中心回りの点Ａ，Ｂによる円弧状走行路の半径に反比例している。
【００３９】
すなわち、チェーンが枢支運動してスプロケットと噛み合う枢支点間の距離つまりチェーンピッチが大きいほど、弦下降量が大きくなる。スプロケット中心回りの点Ａ，Ｂによる円弧状走行路の半径が小さくなるほど、弦下降量が大きくなる。
【００４０】
たとえば、比較的小径のスプロケットと噛み合うピッチの長いチェーンは、際立って大きな弦下降量を生じさせる。これに対して、滑らかなプーリと連続して噛み合う理想的な歯無しベルトにおいては、弦Ｃの長さは非常に小さく、したがって、ベルトは弦下降量を生じない。
【００４１】
背面駆動のチェーンとスプロケットとの噛合いは、チェーンの前面駆動の噛合いにおいて生じるよりも大きな制御不能の弦下降運動を許容することによって、弦下降運動の問題をさらに悪化させている。前面駆動スプロケットの歯は、チェーンの前面側においてリンクの各歯の間に配設される。
【００４２】
そして、隣り合う２枚のスプロケット歯は、チェーン方向に沿ってその各端部でリンクと噛み合う。背面駆動のスプロケットの歯は、チェーン方向に沿って各リンク間でチェーンの背面側と噛み合うだけである。
【００４３】
背面駆動スプロケットは、前面駆動スプロケットよりも少ない個所でかつ離れた位置でチェーンと噛み合うので、チェーンは、背面駆動スプロケットの歯に沿いつつ、前面駆動スプロケットの歯に沿って移動するよりも大きな量を頻繁に移動する。
【００４４】
スプロケット歯に沿った、つまりスプロケット半径方向におけるこのようなチェーンの動きは、ほぼ弦下降運動の方向に向いている。その結果、チェーンおよびスプロケットの接触を弦下降運動を制御するように行えないために、チェーンの弦下降運動が増加する。
【００４５】
背面駆動スプロケットにおいて弦下降運動を減少させるための当該分野で知られた方法の一つは、交互に配置された平坦なリンクにより構成されたチェーンを使用することである。この平坦なリンクは、チェーン方向に互いに隣り合いかつ整列した２枚のリンクの端部に横方向に隣り合っている。
【００４６】
スプロケット歯は、歯の横方向に隣り合う列のリンクの間に交互に延びることによって、チェーンの長さの半分の距離だけチェーンの背面側に延びている。その一方、スプロケット歯は、チェーンの横方向に沿って互い違いの列に配置されていなければならない。
【００４７】
図３は、互い違いに配置された歯の列を有する、すなわち歯の列が横方向に整列していない背面駆動スプロケットを示している。この配列では、スプロケット歯は、各リンク間においてチェーンの背面側に延びているだけである。
【００４８】
その一方、チェーンが背面駆動スプロケットと連続的に噛み合うチェーン方向の距離は、チェーンリンク長さの約半分である。したがって、背面駆動スプロケットは、各リンク列に対してチェーン方向に沿った３個所の位置でチェーンと噛み合う。
【００４９】
しかしながら、スプロケット上で歯の列を互い違いに配置することは、高価な製造工程を必要とする。背面駆動スプロケットが一般に大荷重を伝達することを要求されないので、互い違いの列に対する余分なコストは、十分な動力伝達を保証するものではない。したがって、歯の互い違いの配列を取り除いて、弦下降運動を制限するためのより費用効率の高い方法で置き換えることが望ましい。
【００５０】
米国特許第 1,956,942号は、前面側および背面側の双方からスプロケットを駆動するとともに、チェーンリンク間においてのみチェーンの両側でスプロケットと噛み合うチェーンを開示している。
【００５１】
チェーンリンクは、スプロケット内に延びており、リンクと対向する隣り合うスプロケット歯のフランク面に着在している。一実施態様においては、チェーンがスプロケット上で横方向に移動するのを防止するために、スプロケット歯内の凹部に延びるセンタガイドが設けられている。
【００５２】
開示されたチェーンおよびスプロケットは、スプロケット歯と噛み合うよりほかにスプロケット回りでチェーンをガイドしておらず、また、リンク長さ分だけ隔てられた歯を有するスプロケットと噛み合うことに起因する増加した弦下降量に対して何ら制限を与えるものではない。
【００５３】
米国特許第 5,967,926号は、前面側および背面側の双方でスプロケットと噛み合うとともに、テンショナシューと接触するようにチェーンの背面側に平坦面を有するチェーンを開示している。
【００５４】
リンク端部でのみスプロケットと噛み合うことにより生じる問題を避けるとともに、テンショナとスムーズに接触する背面を提供するために、平坦面により連結された歯丈の低い２枚の歯がチェーンリンクの背面側に形成されている。
【００５５】
チェーンの背面側と噛み合うスプロケットは、各リンクとその端部において歯丈の低い歯の間で噛み合っている。スプロケット歯は、歯丈の低い歯の間で平坦なリンク面と接触する弧状の頂上面を有している。
【００５６】
チェーンの横方向縁部においてこれらのリンクに隣り合って配置されたガイドプレートは、チェーンの背面をテンショナシューに対してスムーズに接触させるために、歯を越えた位置に平坦面を配置している。
【００５７】
したがって、背面駆動スプロケットのように広い歯間隔を有するスプロケット上で、チェーンの弦下降量を制限するための方法および装置の必要性が依然として残っている。
【００５８】
このように本発明は、チェーンの弦下降運動を制限できるスプロケットおよび動力伝達用チェーンを提供することを目的とする。
【００５９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る動力伝達用チェーンおよびスプロケット組立体においては、動力伝達用チェーンが、一対の歯、開孔および平坦状の背面側ガイド面をそれぞれ有する複数の外側リンクおよび内側リンクから構成されるとともに、前記外側リンクが、チェーン幅方向両外側に２枚ずつチェーン幅方向に対向しつつ配置されることによりチェーン長手方向に延設される第１および第２の外側リンク列を構成しており、前記内側リンクが、前記各外側リンク列の間に配置されて内側リンク列を構成しており、前記各外側リンク列および内側リンク列がチェーン長手方向に交互に配設されるとともに、前記各開孔内に挿入されたピンにより各々枢支可能に連結されており、前記外側リンクが、前記背面側ガイド面の左右両側から前記各歯の側に向かって延びる一対の背面側フランク面を有している。スプロケットは、前記動力伝達用チェーンの前記第１の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第１の歯からなる第１の歯列と、前記動力伝達用チェーンの前記第１の歯列からスプロケット歯幅方向に離隔配置されるとともに、前記動力伝達用チェーンの前記第２の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第２の歯からなる第２の歯列とを備えている。前記第１および第２の歯列はスプロケット歯幅方向に整列して配置されており、前記動力伝達用チェーンの前記各背面側フランク面は前記スプロケットの前記第１および第２の歯列の前記第１および第２の歯と噛み合っており、前記第１の歯列および前記第２の歯列の間には、前記動力伝達用チェーンの前記内側リンク列の前記内側リンクの前記背面側ガイド面に当接してこれをスプロケット半径方向の所定の高さ位置に支持することにより動力伝達用チェーンの噛合時の弦下降運動を制限するための隆起部が形成されている。
【００６０】
請求項２の発明に係る動力伝達用チェーンおよびスプロケット組立体においては、動力伝達用チェーンが、一対の歯、開孔および平坦状の背面側ガイド面をそれぞれ有する複数の外側リンクおよび内側リンクから構成されるとともに、前記外側リンクが、チェーン幅方向両外側に２枚ずつチェーン幅方向に対向しつつ配置されることによりチェーン長手方向に延設される第１および第２の外側リンク列を構成しており、前記内側リンクが、前記各外側リンク列の間に配置されて内側リンク列を構成しており、前記各外側リンク列および内側リンク列がチェーン長手方向に交互に配設されるとともに、前記各開孔内に挿入されたピンにより各々枢支可能に連結されており、前記外側リンクが、前記背面側ガイド面の左右両側から前記各歯の側に向かって延びる一対の背面側フランク面を有しており、さらに、動力伝達用チェーンは、チェーン幅方向の最外側にガイドプレートを有している。スプロケットは、前記動力伝達用チェーンの前記第１の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第１の歯からなる第１の歯列と、前記動力伝達用チェーンの前記第１の歯列からスプロケット歯幅方向に離隔配置されるとともに、前記動力伝達用チェーンの前記第２の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第２の歯からなる第２の歯列とを備えている。前記第１および第２の歯列はスプロケット歯幅方向に整列して配置されている。前記動力伝達用チェーンの前記ガイドプレートは、前記第１および第２の歯列の外側に配置されるとともに、前記各背面側フランク面が前記スプロケットの前記第１および第２の歯列の前記第１および第２の歯と噛み合っており、前記第１および第２の歯のスプロケット歯幅方向外側面には、前記ガイドプレートの端面に当接して当該ガイドプレートをスプロケット半径方向の所定の高さ位置に支持することにより動力伝達用チェーンの噛合時の弦下降運動を制限するための平坦面が当該外側面からスプロケット歯幅方向に張り出して形成されている。
【００６１】
＜発明の要約＞
本発明によると、広い歯間隔を有するスプロケット歯と噛み合うチェーンの弦下降量の欠点が克服されている。チェーンに沿ってチェーンリンクの長さ分だけ隔てられた位置においてのみスプロケットと噛み合うように配置された歯を有する本発明によるスプロケットは、チェーンの弦下降運動を制限する。
【００６２】
本発明によれば、スプロケット外周において半径方向外方に延びる歯を有するスプロケットは、スプロケット歯に沿った望ましい半径方向位置において、スプロケットと噛み合うチェーンを支持する。スプロケット歯は、ほぼチェーンリンクの長さ分の距離だけ隣のスプロケット歯から隔てられている。
【００６３】
チェーンは、一つ置きのチェーンのリンクの間にスプロケット歯を受け入れることによって、スプロケットと噛み合う。一つ置きのチェーンリンクは、チェーン方向に沿ってスプロケット歯の対向面と駆動接触するように配置されている。
【００６４】
スプロケット歯と横方向に隣り合うリンクは、対向するスプロケット歯面において２枚のドリブンリンクと噛み合う。スプロケットおよび連結リンクは、スプロケット歯に半径方向に沿った所望の位置で連結リンクを支持するように構成されている。
【００６５】
各スプロケット歯において半径方向にチェーンを支持することによって、スプロケットは、スプロケット歯に半径方向に沿う方向における弦下降による運動を制限する。
【００６６】
本発明の好ましい実施態様は、ほぼチェーンリンクの長さ分の距離だけ互いに隔てられた２列の歯を有するスプロケットを有している。歯の列は、チェーンの横方向に整列している。チェーンは、駆動されるチェーンリンクをスプロケット歯の列の隣り合う歯の間に配置することによって、スプロケットと噛み合う。
【００６７】
駆動されるリンクに枢支可能に連結されたリンクは、スプロケット歯の列の間においてスプロケット歯と横方向に隣り合って配置されている。スプロケットは、さらに、スプロケット歯の間で連結リンクと接触する内側ガイド肩部をスプロケット歯の列の間に有している。
【００６８】
肩部は、スプロケット歯の半径方向に沿った所望の位置で連結リンクを支持しており、これにより、連結リンクに枢支可能に連結されかつスプロケット歯によって駆動されるドリブンリンクを支持している。
【００６９】
本発明によるスプロケットは、スプロケット歯に沿って半径方向にチェーンを支持することによって、スプロケット上におけるチェーンの弦下降運動を制限する。本発明によるチェーンおよびスプロケットは、背面駆動のアプリケーションへの使用にとくに良好に適合している。
【００７０】
本発明の目的および利点は、好ましい実施態様の詳細とともに、図面および以下の記述から十分に理解されるだろう。
【００７１】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明によるサイレントチェーン１０と噛み合うスプロケット５０を示している。チェーン１０は、前面側１１および背面側１３を有している。スプロケット５０は、間隔を隔てた二つの平行な列５４，５６においてスプロケット５０の外周回りに間隔を隔てて配置された歯５２を有している。
【００７２】
歯５２は、スプロケット５０から半径方向外方に延びている。列５４の歯５２は、列５６の歯５２と横方向に互いに隣り合っている。スプロケット５０の歯５２は、チェーン１０の背面側１３と噛み合っている。
【００７３】
チェーン１０は、平坦な歯付リンク１２の列およびガイドリンク１４から構成されている。図５に最もよく示されるように、チェーン１０の平坦な歯付リンク１２は、リンク１２のチェーン方向に沿って隔てられた開孔１８を有する概略平坦状のプレートである。サイレントチェーンのリンクとして一般的なことであるが、開孔１８は、チェーン方向に沿って歯付リンク１２の端部近傍に配置されている。
【００７４】
サイレントチェーンのリンクとしてこれも一般的なことであるが、歯付リンク１２は、チェーン方向に沿って互いに隣り合うとともに、チェーン方向と略直交する前面方向に延びる二つの歯１６を有している。ガイドリンク１４は、チェーン方向に沿って互いに隔てられた二つの開孔２２を有する平坦状のリンクである。
【００７５】
チェーン１０は、互い違いの外側列３２および内側列３４で配列された平坦な歯付リンク１２から構成されている。内側列３４は、リンク平坦面が互いに隣り合うように互いに隣り合って配置された２枚の歯付リンク１２から構成されている。
【００７６】
内側列３４を構成する２枚のリンク１２は、隣り合う歯付リンク１２の開孔１８が整列して外側列３４を通る開孔を限定するように、配置されている。外側列３２は、並設された二対の歯付リンク１２から構成されている。
【００７７】
内側列３４と同様に、外側列３２を限定するリンク１２の各対は、開孔１８が整列して内側列３４を通る開孔を限定するように、並んで配置されている。二対のリンク１２は、外側列３２を構成するリンク１２の各対の間において、隣り合う内側列３４の一部を受け入れるために、内側列３４の厚みによって隔てられている。
【００７８】
隣り合う内側列および外側列は、外側列３２の端部と隣り合う各内側列３４の一部が外側列３２を構成するリンク１２の各対の一部の間に配置されるように、交互に配置されている。内側列３４および外側列３２のオーバラップ部分を通る開孔を限定するように、内側列３４の開孔１８は、外側列３２を構成する二対のリンク１２の開孔１８と整列している。
【００７９】
ガイドプレート１４は、内側列３４と横方向に隣り合って内側列３４の各側に一つずつ配置されている。ガイドプレート１４は、内側列３４の各端部とオーバラップして隣り合う外側列３２のリンク対の厚み分だけ、内側列３４から隔てられている。
【００８０】
ガイドプレート１４の開孔２２は、内側列３４の開孔１８および外側列３２のオーバラップ部分と整列している。ピン２４が、内側列３４の各側方においてガイドプレート１４の整列した開孔２２を通るとともに、内側列３４の歯付リンク１２の開孔１８内と、これとオーバラップする外側列３２の二対の歯付リンク１２の開孔１８内に延びている。
【００８１】
ピン２４は、その端部近傍においてガイドプレート１４に固定されている。内側列３４および外側列３２の歯付リンク１２の開孔１８は、リンク１２がピン２４の回りを関節運動するような大きさに形成されている。チェーン１０は、ガイドプレート１４を挿通して延びるピン２４によって連結された外側列３２および内側列３４の無端状ループを形成している。
【００８２】
チェーン１０は、リンク１２の歯１６が無端状ループ内の領域に向かって延びるように形成された無端状ループである。歯１６が沿いつつ延びるチェーン１０の面がチェーン１０の前面側１１である。チェーン１０の前面側１１と逆側に配置されかつ無端状ループ内の領域の外方に対向するチェーン１０の面が、チェーン１０の背面側１３である。
【００８３】
図６に示されるように、チェーン１０の前面側１１に沿う歯１６は、前面駆動のサイレントチェーンおよびスプロケットの噛合いにおいて一般的な噛合様式で、チェーン１０による無端状ループによって限定された領域内でスプロケット４０と噛み合う。
【００８４】
チェーン１０が前面駆動スプロケット４０の回りに巻き付くとき、スプロケット４０は、内側列３４および外側列３２における各リンク１２の歯１６の間にスプロケット歯４１を配置する。
【００８５】
これにより、各リンク１２は、チェーン方向に沿う各端部において各リンク歯１６の間でスプロケット歯４１と噛み合う。スプロケット４０とチェーン１０の前面側１１との噛合いは、一歯間隔で行われる。
【００８６】
図７は、スプロケット５０の歯５２と噛み合うサイレントチェーン１０の背面側１３を示している。列５４，５６の歯５２は、チェーン方向に沿う歯付リンク１２の長さ分だけ、列内の隣の歯から隔てられている。図４および図７に示すように、スプロケット５０は、一歯間隔ではチェーン１０の背面側１３と噛み合わない。
【００８７】
図５に示すように、歯付リンク１２は、チェーン１０の背面側１３に沿って歯１６と逆側に対向する背面を限定している。リンク１２の背面は、チェーン方向に沿って延びる概略平坦なガイド面４２と、ガイド面４２の両端部からリンク１２の前面側に向かって延びかつリンク１２のチェーン方向に沿って一部対向する二つの背面側フランク４４とを有している。
【００８８】
スプロケット５０の歯５２における二つの列５４，５６は、これらの列の間に内側列３４を受け入れて、外側列３２の隔てられたリンク対と噛み合うように、互いに隔てられている。図７に最もよく示されるように、スプロケット歯５２は、隣り合う歯の間に歯付リンク１２を受け入れるように、スプロケット５０の外周回りにおいて隣り合う歯から隔てられている。
【００８９】
スプロケット歯５２の各側面６２は、スプロケット歯５２と隣り合う外側列３２のリンク１２の背面側フランク４４と隣り合っている。チェーン１０がスプロケット５０と噛み合うとき、スプロケット５０は、２枚の歯５２をチェーン方向に隣り合う外側列３２の間に配置する。
【００９０】
これにより、チェーン１０は、スプロケット５０の外周回りにおいて、前面駆動スプロケット４０の歯４１と噛み合う距離の倍の距離でスプロケット５０の歯５２と噛み合う。このように、スプロケット５０とチェーン１０の背面側１３との噛合いは、二歯間隔で行われる。
【００９１】
一般に、二歯間隔でチェーンと噛み合うスプロケットは、一歯間隔でチェーンと噛み合うスプロケットと同じように、弦下降運動を制限しない。本発明によれば、スプロケット５０およびチェーン１０が噛み合ってスプロケット歯５２に沿うチェーン１０の動きを制限するように、スプロケット５０およびチェーン１０が形成されている。
【００９２】
図４、図７および図８に示すように、スプロケット５０は、スプロケット歯５２の列５４，５６の間において隆起した肩部５８を有している。図４および図７に示すように、肩部５８は、スプロケット歯５２間に配置された内側列３４におけるリンク１２のガイド面４２と接触している。
【００９３】
肩部５８は、スプロケット歯５２に沿った半径方向および内方から外方に沿った適切な位置において、内側列３４を支持している。内側列３４が適切な位置で支持されることにより、外側列３２は、チェーン方向に沿った各端部において内側列３４により支持されており、列５４，５６内において隣り合うスプロケット歯５２の間の適切な位置に維持されている。
【００９４】
図７に最もよく示されるように、チェーン１０が巻き掛けられるスプロケット５０の外周に沿って対向する歯５２は、歯５２の対向側において二つの面６２を限定している。面６２は、外側列３２におけるリンク１２の背面側フランク４４に隣り合っている。
【００９５】
隣り合う歯５２の面６２は、クロッチ６４によって連結されている。クロッチ６４は、リンク１２のガイド面４２との間でクリアランスを提供するように、スプロケット５０内に延びている。外側列３２のリンク１２は、スプロケット歯５２の面６２においてのみスプロケット５０と接触する。
【００９６】
外側列３２のリンク１２は、スプロケット５０の肩部５８によって支持された隣り合う内側列３４に外側列３２を連結するピン２４により、スプロケット歯５２から半径方向外方の所望の位置に維持されている。
【００９７】
図９は、肩部５８の変形例の構造によってチェーン１０の内側列３４を支持するスプロケット７０を示している。スプロケット７０は、スプロケット５０の歯５２のように、背面側１３からチェーン１０と噛み合う歯７２を有している。スプロケット７０は、歯の列の間に肩部を有していない。というよりも、歯７２は、その横方向外側面に平坦部７４を形成している。
【００９８】
内側列３４の横方向縁部に配置されたガイドプレート１４は、歯７２の横方向側面と隣り合って延びており、歯７２の横方向側面から外方に延びる平坦部７４に隣接している。平坦部７４は、歯７２の半径方向に沿った所望位置で内側列３４とガイドリンク１４とを支持するために、歯７２と隣り合う所望の位置でガイドリンク１４を支持している。
【００９９】
これまでの説明の多くは、背面駆動装置の文脈の中でなされてきたが、上記原理は、任意の二歯間隔のスプロケットに適用される。さらに、本発明は、好ましい実施態様に関連して説明されてきたものの、これらの実施態様は本発明を限定するものではないことが理解されるであろう。というよりも、本発明は、添付のクレームによって限定される本発明の精神および範囲内において、あらゆる変形例、変更および均等物を含んでいる。
【０１００】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るスプロケットおよび動力伝達用チェーンによれば、スプロケット歯に沿った所望の半径方向位置でチェーンを支持するようにしたので、チェーンの弦下降運動を制限できるようになる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、前面駆動のスプロケットと噛み合う動力伝達用チェーンの側面図であり、（ｂ）は、背面駆動のスプロケットと噛み合う動力伝達用チェーンの側面図である。
【図２】スプロケットと噛み合う動力伝達用チェーンの弦下降量を説明するための側面図である。
【図３】互い違いに配置された多数の歯の列を有する従来のスプロケットの斜視図である。
【図４】本発明による背面駆動噛合いのスプロケットおよびサイレントチェーンの斜視部分図である。
【図５】図４のチェーンにおける内向き歯リンクおよびガイドリンクの側面図である。
【図６】スプロケットと前面噛合状態にある図４のチェーンの側面部分図である。
【図７】スプロケットと背面噛合状態にある図４のチェーンの側面部分図である。
【図８】図４のスプロケットの斜視図である。
【図９】本発明の他の実施態様によるスプロケットと噛み合うチェーンの側面部分図である。
【符号の説明】
１０： サイレントチェーン
１１： 前面側
１２： 歯付リンク
１３： 背面側
１４： ガイドリンク
１６： 歯
１８，２２： 開孔
２４： ピン
４２： ガイド面
４４： 背面側フランク
５０，７０： スプロケット
５２，７２： 歯
５８： 肩部
６４： クロッチ
７４： 平坦部
Claims (2)
- 動力伝達用チェーンおよびスプロケット組立体であって、
動力伝達用チェーンが、一対の歯、開孔および平坦状の背面側ガイド面をそれぞれ有する複数の外側リンクおよび内側リンクから構成されるとともに、前記外側リンクが、チェーン幅方向両外側に２枚ずつチェーン幅方向に対向しつつ配置されることにより、チェーン長手方向に延設される第１および第２の外側リンク列を構成しており、前記内側リンクが、前記各外側リンク列の間に配置されて内側リンク列を構成しており、前記各外側リンク列および内側リンク列がチェーン長手方向に交互に配設されるとともに、前記各開孔内に挿入されたピンにより各々枢支可能に連結されており、前記外側リンクが、前記背面側ガイド面の左右両側から前記各歯の側に向かって延びる一対の背面側フランク面を有しており、
スプロケットが、
前記動力伝達用チェーンの前記第１の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第１の歯からなる第１の歯列と、
前記動力伝達用チェーンの前記第１の歯列からスプロケット歯幅方向に離隔配置されるとともに、前記動力伝達用チェーンの前記第２の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第２の歯からなる第２の歯列とを備え、
前記第１および第２の歯列がスプロケット歯幅方向に整列して配置されており、前記動力伝達用チェーンの前記背面側フランク面が前記スプロケットの前記第１および第２の歯列の前記第１および第２の歯と噛み合っており、前記第１の歯列および前記第２の歯列の間には、前記動力伝達用チェーンの前記内側リンク列の前記内側リンクの前記背面側ガイド面に当接してこれをスプロケット半径方向の所定の高さ位置に支持することにより動力伝達用チェーンの噛合時の弦下降運動を制限するための隆起部が形成されている、
ことを特徴とする動力伝達用チェーンおよびスプロケット組立体。 - 動力伝達用チェーンおよびスプロケット組立体であって、
動力伝達用チェーンが、一対の歯、開孔および平坦状の背面側ガイド面をそれぞれ有する複数の外側リンクおよび内側リンクから構成されるとともに、前記外側リンクが、チェーン幅方向両外側に２枚ずつチェーン幅方向に対向しつつ配置されることにより、チェーン長手方向に延設される第１および第２の外側リンク列を構成しており、前記内側リンクが、前記各外側リンク列の間に配置されて内側リンク列を構成しており、前記各外側リンク列および内側リンク列がチェーン長手方向に交互に配設されるとともに、前記各開孔内に挿入されたピンにより各々枢支可能に連結されており、前記外側リンクが、前記背面側ガイド面の左右両側から前記各歯の側に向かって延びる一対の背面側フランク面を有しており、さらに、動力伝達用チェーンが、チェーン幅方向の最外側にガイドプレートを有しており、
スプロケットが、
前記動力伝達用チェーンの前記第１の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第１の歯からなる第１の歯列と、
前記動力伝達用チェーンの前記第１の歯列からスプロケット歯幅方向に離隔配置されるとともに、前記動力伝達用チェーンの前記第２の外側リンク列における前記各外側リンクの前記背面側ガイド面を受け入れるように外周方向に間隔を隔てて配設された複数の第２の歯からなる第２の歯列とを備え、
前記第１および第２の歯列がスプロケット歯幅方向に整列して配置されており、前記動力伝達用チェーンの前記背面側フランク面が前記スプロケットの前記第１および第２の歯列の前記第１および第２の歯と噛み合っており、前記動力伝達用チェーンの前記ガイドプレートが前記第１および第２の歯列の外側に配置されるとともに、前記第１および第２の歯のスプロケット歯幅方向外側面には、前記ガイドプレートの端面に当接して当該ガイドプレートをスプロケット半径方向の所定の高さ位置に支持することにより動力伝達用チェーンの噛合時の弦下降運動を制限するための平坦面が当該外側面からスプロケット歯幅方向に張り出して形成されている、
ことを特徴とする動力伝達用チェーンおよびスプロケット組立体。
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