JP7396791B2 - スプロケット - Google Patents

Description

本発明は、本体の周面にチェーンのピン、ブシュあるいはローラと噛み合う複数の歯が形成され、本体の側面に外周面がチェーンのリンクプレートと接触するクッションリングを有するスプロケットに関するものである。

従来、チェーンを駆動側および従動側の少なくとも２つのスプロケットに掛架して動力を伝達するチェーン伝動装置が広く使用されており、いずれの用途においても騒音レベルを低減させることが望ましい。

特に、チェーンがスプロケットに噛み合い始める時に生じる、ピン、ブシュあるいはローラとスプロケットの歯との接触、着座による打撃音は、騒音の大きな要因となっており、これを低減することがチェーン伝動装置の課題となっている。
また、ピン、ブシュあるいはローラとスプロケットの歯との噛み合い始めの接触、着座による衝撃が振動の要因となる他、チェーンやスプロケットの破損や摩耗の要因となり耐久性を低下させるなどの問題もあった。

このようなチェーンとスプロケットの噛み合い時の接触、着座による衝撃や打撃音を軽減するため、本体の周面にチェーンのピン、ブシュあるいはローラと噛み合う複数の歯が形成され、本体の側面に外周面がチェーンのリンクプレートと接触するクッションリングを有するスプロケットを使用して、チェーンのピン、ブシュあるいはローラがスプロケットの歯と接触あるいは着座する前にリンクプレートがクッションリングの外周面と接触するようにして噛み合い時の衝撃や打撃音を軽減したものが知られている。

通常スプロケットが、内リンクプレートと外リンクプレートを連結ピンにより多数交互に連結したローラチェーンと噛み合う場合、チェーンがスプロケットに巻き掛けられた状態では、各リンクプレートのチェーン長手方向の中間部分が最もスプロケットの中心寄りに位置する。
したがって、クッションリングは、外周面の各リンクプレートのチェーン長手方向の中間部分に接触する部分、すなわち、円周方向の複数の歯の歯先に対応する部分が、最もリンクプレートと強く当接して大きく弾性変形することとなる。

この弾性力を調整し、噛み合い時のローラとスプロケットとの接触状態を制御するために、クッションリングの外周面にスプロケットの歯と同様のピッチで溝を設けるとともに、クッションリングの溝と溝の間の外周面を円周面に対して傾斜した面としたスプロケットも公知である（たとえば、特許文献１参照。）。

特表平２００２－５２３６９８号明細書（全頁、全図）

特許文献１等で公知のスプロケットのクッションリングは、チェーンを掛架して回転する際に、チェーンの各リンクプレートとの接触による圧縮変形と、離脱による解放復帰を繰り返す。
クッションリングが各リンクプレートにより強く押圧されて大きく変形する場所は、内リンクプレートにより押圧される領域と外リンクプレートにより押圧される領域とで、歯ごとにクッションリングの幅方向にずれた位置となる。

また、一般的に内リンクプレートと外リンクプレートで形状、高さ、板厚の異なるものが多用されており、クッションリングの内リンクプレートにより押圧される領域と外リンクプレートにより押圧される領域では、歯ごとにクッションリングの変形量や接触のタイミングが異なるものとなる。
このことで、クッションリングから各リンクプレートに与える反力も、内リンクプレートにより押圧される領域と外リンクプレートにより押圧される領域とで異なるものとなり、チェーンとの噛み合い時の接触、着座による衝撃や打撃音は低減するものの、２種類の反力が等間隔で交互に現れることからチェーンの振動や共振等の原因となり、チェーン伝動装置全体の振動や騒音が発生する虞があった。

本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、チェーンとの噛み合い時の接触、着座による衝撃や打撃音を軽減するとともに、チェーン伝動装置全体の振動や騒音を低減し耐久性を向上するスプロケットを提供することである。

本発明は、周面に形成されチェーンのピン、ブシュあるいはローラと噛み合う複数の歯と、少なくとも一方の側面に設けられ外周面が内リンクプレートと外リンクプレートの高さが異なるチェーンのリンクプレートと接触するクッションリングとを有するスプロケットにおいて、前記クッションリングが、前記外周面にリンクプレートと接触する複数の凸状部を有し、前記複数の凸状部が、前記複数の歯と同一のピッチで歯先に対応する部分に設けられ、かつ、形状の異なるものを含み、前記複数の凸状部は、互いに形状の異なる第１凸状部と第２凸状部で構成され、前記第１凸状部と第２凸状部は、円周方向に交互に配置され、前記第１凸状部は、着座時に内リンクプレートによって圧縮されて変形するように形成され、前記第２凸状部は、着座時に外リンクプレートによって圧縮されて変形するように形成され、チェーンの内リンクプレートの着座時に前記第１凸状部が圧縮されて変形した体積である干渉体積が、チェーンの外リンクプレートの着座時に前記第２凸状部が圧縮されて変形した体積である干渉体積と等しいことにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明のスプロケットは、クッションリングが、外周面にリンクプレートと接触する複数の凸状部を有することにより、チェーンとの噛み合い時の接触、着座による衝撃や打撃音を軽減することができる。
そして、凸状部が、複数の歯と同一のピッチで歯先に対応する部分に設けられ、かつ、形状の異なるものを含むことにより、クッションリングから各リンクプレートに与える反力を、内リンクプレートにより押圧される領域と外リンクプレートにより押圧される領域とで同一としたり、３種類以上とすることが可能となり、２種類の反力が等間隔で交互に現れることがなく、チェーン伝動装置全体の振動や騒音の発生を低減でき、耐久性を向上することができる。

また、複数の凸状部は、互いに形状の異なる第１凸状部と第２凸状部で構成され、第１凸状部と第２凸状部は、円周方向に交互に配置され、第１凸状部は、着座時に内リンクプレートによって圧縮されて変形するように形成され、第２凸状部は、着座時に外リンクプレートによって圧縮されて変形するように形成されていることにより、チェーン長手方向に交互に配置された内リンクプレートと外リンクプレートに対して、それぞれ接触、着座による衝撃や打撃音を低減させる最適な形状とすることができるとともに、反力を均等化したり、チェーンの振動や共振を抑制する態様で巻き掛けることが可能となり、チェーン伝動装置全体の振動や騒音の発生をさらに低減でき、耐久性を向上することができる。
さらに、チェーンの内リンクプレートの着座時に第１凸状部が圧縮されて変形した体積である干渉体積が、チェーンの外リンクプレートの着座時に第２凸状部が圧縮されて変形した体積である干渉体積と等しいことで、内リンクプレートと外リンクプレートの高さが異なる場合でも、クッションリングから各リンクプレートに与える反力を均等とすることができ、内リンクプレートと外リンクプレートで反力が異なることによる振動を抑制することができる。

本請求項２に係る構成によれば、内リンクプレートと外リンクプレートの高さが異なる場合でも、第１凸状部と第２凸状部の圧縮前の高さをそれに応じて異なるものとすることで、接触開始のタイミングを内リンクプレートと外リンクプレートで同一とすることができ、接触のタイミングが異なることによる振動を抑制することができる。
本請求項３に係る構成によれば、内リンクプレートと外リンクプレートの形状や板厚が異なる場合でも、第１凸状部と第２凸状部との接触状態をそれぞれ最適化することが可能となり、チェーン伝動装置全体の振動や騒音の発生をさらに低減でき、耐久性を向上することができる。

本発明の第１参考例であるスプロケットおよびチェーン（一部）の斜視図。 図１のスプロケットおよびチェーン（一部）の説明図。 本発明の第１実施形態であるスプロケットおよびチェーン（一部）の説明図。 本発明の第２参考例であるスプロケットおよびチェーン（一部）の説明図。 本発明の第３参考例であるスプロケットおよびチェーン（一部）の説明図。

本発明は、周面に形成されチェーンのピン、ブシュあるいはローラと噛み合う複数の歯と、少なくとも一方の側面に設けられ外周面が内リンクプレートと外リンクプレートの高さが異なるチェーンのリンクプレートと接触するクッションリングとを有するスプロケットにおいて、前記クッションリングが、前記外周面にリンクプレートと接触する複数の凸状部を有し、前記複数の凸状部が、前記複数の歯と同一のピッチで歯先に対応する部分に設けられ、かつ、形状の異なるものを含み、前記複数の凸状部は、互いに形状の異なる第１凸状部と第２凸状部で構成され、前記第１凸状部と第２凸状部は、円周方向に交互に配置され、前記第１凸状部は、着座時に内リンクプレートによって圧縮されて変形するように形成され、前記第２凸状部は、着座時に外リンクプレートによって圧縮されて変形するように形成され、チェーンの内リンクプレートの着座時に前記第１凸状部が圧縮されて変形した体積である干渉体積が、チェーンの外リンクプレートの着座時に前記第２凸状部が圧縮されて変形した体積である干渉体積と等しいものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであってもよい。
本発明のスプロケットの本体および歯の材質は、鋼等の金属、セラミック、樹脂等いかなる材料であっても良く、それらの複合材料であってもよい。
また、本発明のスプロケットのクッションリングは、弾性を有しチェーンとの接触音が低減されるものであれば、ゴム、合成樹脂等の如何なる材料であってもよい。

参考例１

本発明の第１参考例であるスプロケット１００は、図１や図２に示すように、周面に複数の歯先１１１と歯底１１２を有する歯１１０が形成されたスプロケット本体１０１と、スプロケット本体１０１の両側面に設けられ、外周がチェーンのリンクプレートと接触する弾性部材からなるクッションリング１２０とを有している。

両側面のクッションリング１２０の外周には、第１凸状部１２１と第２凸状部１２２が円周方向に交互に設けられ、第１凸状部１２１と第２凸状部１２２の中央が歯先１１１に対応する位置となるように形成されている。
なお、本明細書中で円周方向の「対応する位置」とは、スプロケット１００の円周方向における同じ角度位置のことを言う。
また、本参考例では、第１凸状部１２１と第２凸状部１２２の間の凹状部の表面が連続する滑らかな波状曲面となるように形成されている。

このスプロケット１００にチェーン１５０が巻き掛けられる（図では一部のみ示す）。
チェーン１５０は、一般的なローラチェーンであり、ブシュ１５３が嵌合する１対の内リンクプレート１５１と、連結ピン１５２が嵌合する１対の外リンクプレート１５５と、ローラ１５４とを有し、ブシュ１５３の内面に連結ピン１５２遊嵌することで外リンクプレート１５５と内リンクプレート１５１が交互に屈曲可能に連結され、ブシュ１５３の外面にローラ１５４が遊嵌されて構成されている。

図２に示すように、内リンクプレート１５１が連結ピン１５２と嵌合する孔の径は、外リンクプレート１５５がブシュ１５３と嵌合する孔の径は、内リンクプレート１５１が連結ピン１５２と嵌合する孔の径よりも大きいため、引張強度を確保するため、内リンクプレート１５１の高さｃ１は、外リンクプレート１５５の高さｃ２より大きく形成されている。
これに対応して、内リンクプレート１５１と接触するクッションリング１２０の第１凸状部１２１の厚さｈ１は、外リンクプレート１５５と接触するクッションリング１２０の第２凸状部１２２の厚さｈ２よりも小さく形成されている。

このことにより、噛み合い始めの内リンクプレート１５１と第１凸状部１２１とが接触するタイミングと、外リンクプレート１５５が第２凸状部１２２とが接触するタイミングとをほぼ同一とすることができ、接触のタイミングが異なることによる振動を抑制することができる。
ない。

本発明の第１実施形態であるスプロケットは、第１参考例とクッションリング１２０Ｂのみ相違し、他の構成は同様である。
第１実施形態であるスプロケットのクッションリング１２０Ｂは、図３に示すように、チェーン１５０が着座した際の、内リンクプレート１５１によって第１凸状部１２１Ｂが圧縮されて変形した体積である干渉量(体積)ｖ１と、外リンクプレート１５５によって第２凸状部１２２Ｂとが圧縮されて変形した体積である干渉量(体積)ｖ２が同じになるように形成されている。

このことにより、内リンクプレート１５１と外リンクプレート１５５の高さが異なる場合でも、クッションリング１２０Ｂから各リンクプレートに与える反力を均等とすることができ、内リンクプレート１５１と外リンクプレート１５５で反力が異なることによる振動を抑制することができる。

参考例２

本発明の第２参考例であるスプロケットは、図４に示すように、第１参考例あるいは第１実施形態と、クッションリング１２０Ｃのみ相違し、他の構成は同様である。
第２参考例であるスプロケットのクッションリング１２０Ｃは、内リンクプレート１５１が干渉する第１凸状部１２１Ｃの形状と、外リンクプレート１５５が干渉する第２凸状部１２２Ｃの形状が異なるように形成されている。

参考例３

本発明の第３参考例であるスプロケットは、図５に示すように、第１参考例、第１実施形態あるいは第２参考例とクッションリング１２０Ｄのみ相違し、他の構成は同様である。
第３参考例であるスプロケットのクッションリング１２０Ｄは、内リンクプレート１５１が干渉する第１凸状部１２１Ｄの接触する面の周方向長さｓ１と、外リンクプレート１５５が干渉する第２凸状部１２２Ｄの接触する面の周方向長さｓ２とが異なる（すなわち、接触する面の面積も異なる）ように形成されている。
本参考例では、同時に、第２参考例と同様に、内リンクプレート１５１が干渉する第１凸状部１２１Ｄの形状と、外リンクプレート１５５が干渉する第２凸状部１２２Ｄの形状も異なるように形成されている。

以上のように本発明のスプロケットによれば、チェーンとの噛み合い時の接触による衝撃や打撃音を軽減するとともに、チェーンとの噛み合い時の接触、着座による衝撃や打撃音を軽減するとともに、チェーン伝動装置全体の振動や騒音を低減し耐久性を向上するなど、その効果は甚大である。

１００ ・・・スプロケット
１０１ ・・・スプロケット本体
１１０ ・・・歯
１１１ ・・・歯先
１１２ ・・・歯底
１２０ ・・・クッションリング
１２１ ・・・第１凸状部
１２２ ・・・第２凸状部
１５０ ・・・チェーン
１５１ ・・・内リンクプレート
１５２ ・・・連結ピン
１５３ ・・・ブシュ
１５４ ・・・ローラ
１５５ ・・・外リンクプレート

Claims (3)

1. 周面に形成されチェーンのピン、ブシュあるいはローラと噛み合う複数の歯と、少なくとも一方の側面に設けられ外周面が内リンクプレートと外リンクプレートの高さが異なるチェーンのリンクプレートと接触するクッションリングとを有するスプロケットにおいて、
   前記クッションリングが、前記外周面にリンクプレートと接触する複数の凸状部を有し、
   前記複数の凸状部が、前記複数の歯と同一のピッチで歯先に対応する部分に設けられ、かつ、形状の異なるものを含み、
   前記複数の凸状部は、互いに形状の異なる第１凸状部と第２凸状部で構成され、
   前記第１凸状部と第２凸状部は、円周方向に交互に配置され、
   前記第１凸状部は、着座時に内リンクプレートによって圧縮されて変形するように形成され、
   前記第２凸状部は、着座時に外リンクプレートによって圧縮されて変形するように形成され、
   チェーンの内リンクプレートの着座時に前記第１凸状部が圧縮されて変形した体積である干渉体積が、チェーンの外リンクプレートの着座時に前記第２凸状部が圧縮されて変形した体積である干渉体積と等しいことを特徴とするスプロケット。
2. 前記第１凸状部と第２凸状部は、圧縮前の半径方向の高さが異なることを特徴とする請求項１に記載のスプロケット。
3. 前記第１凸状部と第２凸状部は、圧縮前の形状が異なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスプロケット。

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