KR101100542B1

KR101100542B1 - 체인 전동장치

Info

Publication number: KR101100542B1
Application number: KR1020070107776A
Authority: KR
Inventors: 아키라 히라이; 지 사쿠라; 시게노부 스가사와; 쥰야 구로하타; 다케시 오가와
Original assignee: 가부시기가이샤쯔바기모도체인
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2011-12-29
Also published as: CN101210606A; GB2445225A; US20080161144A1; GB2445225B; DE102007057594A1; CN101210606B; JP2008164045A; DE102007057594B4; GB0721864D0; JP4318264B2; KR20080061251A

Abstract

표준 체인이 스프로켓의 톱니와 맞물릴 때 발생하는 진동 및 소음을 저감함과 함께, 표준 체인의 스프로켓으로부터의 물림이 어긋남이 원활한 체인 전동장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

표준롤러체인(50)의 롤러(52) 또는 표준 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓 (11a (11b))의 톱니와 맞물리는 체인 전동장치에 있어서, 스프로켓(11a(11b))은, 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치각을 가짐과 함께, 상기 톱니형 피치각은, 피치원 (pc11)의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되고 있고, 또한, 상기 스프로켓 (11a(11b))의 톱니형은, 그 톱니바닥의 원지름(df) 또는 톱니바닥의 거리(dc)가 표준 스프로켓의 톱니바닥의 원지름 또는 톱니바닥의 거리보다 큰 것에 의해, 상기의 과제를 해결하는 것이다.

Description

체인 전동장치{CHAIN TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은, 표준 롤러체인의 롤러 또는 표준 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물릴 때 발생하는 소음을 저감함과 함께 물림이 어긋남이 원활히 행해지는 체인 전동장치에 관한 것이다.

종래, 체인을 구동측 및 종동측의 적어도 2개의 스프로켓에 걸어 동력을 전달하는 체인 전동장치는, 자동차의 엔진에 있어서, 크랭크축의 회전을 캠축에 전달하는 전동장치로서 넓게 사용되고 있다.

근년의 엔진은, 환경 문제에 대한 의식의 고양에 의해 고연소효율이 요구되어, 고출력화가 되어, 크랭크축의 회전을 캠축에 전달하는 전동장치의 부하가 증대하는 한편으로, 유저 요구의 높아짐에 의해, 자동차의 저소음화의 요구 레벨도 엄격해지고 있다. 그리고, 그 원인으로서 체인과 스프로켓의 맞물림음이 크다고 하는 문제가 있었다. 종래에는, 맞물림음의 저감 대책으로서 엔진에 방진재를 붙여, 방사음을 흡수시키거나, 방진고무를 접착하고 고무의 특성을 이용하여 소음·진동을 감소시켜 왔다. 그러나, 크랭크축의 회전을 캠축에 전달하는 전동장치의 부하가 증대하면, 체인의 장력도 증대하여 맞물림음이 커지기 때문에, 방진재만으로는 지금까지의 소음 레벨로 억제할 수 없게 되어 있다.

이러한 체인 전동장치에는, 종래, 후술하는 일본공업규격(JIS) 및 국제규격 (ISO)에 규정하는 전동용 롤러체인 또는 부쉬체인과 스프로켓이 사용되는 경우가 많다.

일본공업규격(JIS)에는, JIS B1801-1997(전동용 롤러체인 및 부쉬체인)의 규정이 있고, 그 부속서 2(스프로켓의 형상 및 톱니 수)에 스프로켓의 톱니형(S톱니형, U톱니형)이 규정되어 있다(비특허문헌 1 참조).

한편, 국제규격(ISO)에는, ISO 606 : 1994(E)의 규정이 있고, 체인 및 스프로켓의 톱니형(ISO 톱니형)이 규정되고 있다(비특허문헌 2 참조).

본 발명에 있어서, 표준 체인 및 표준 스프로켓은, 전술의 JIS규격 또는 ISO규격에 준거한 것을 의미하고 있지만, 이하의 설명에 대해서는, ISO규격에 준거한 표준 체인 및 표준 스프로켓에 기초하여 설명한다.

이하에, 표준 체인으로서의 롤러체인(표준 롤러체인)(80)과 표준 스프로켓의 일례인 ISO 톱니형을 갖는 스프로켓(표준 스프로켓)(90)으로 이루어지는 체인 전동장치의 개략에 대해 설명한다. 도 8은, ISO 규격에 의한 표준 스프로켓(90)과 표준 롤러체인(80)으로 이루어지는 체인 전동장치의 정면도이고, 도 9는, 도 8의 IX부의 확대도이다. 도 8 및 도 9에 나타내는 ISO 톱니형은, ISO 606 : 1994(E)에 의해 다음의 식에서 규정되어 있다.

d = p/sin (180°/z) (피치원 지름)

df = d-d1 (톱니바닥의 원지름)

dc = df (짝수톱니에 있어서의 톱니바닥의 거리)

dc = d·cos (90°/z)-d1 (홀수톱니에 있어서의 톱니바닥의 거리)

re(max) = 0.12·d1(z+2) (톱니끝 원호의 반지름 최대치)

ri(min) = 0.505·d1 (톱니바닥 원호의 반지름 최소치)

re(min) = 0.008·d1 (z²+180) (톱니끝 원호의 반지름 최소치)

ri(max) = 0.505·d1 + 0.069 (d1)^1/3 (톱니바닥 원호의 반지름 최대치)

한편, 상기 식에 있어서, p는 롤러체인의 피치, d는 피치원 지름, d1은 롤러체인의 롤러 바깥지름, df는 톱니바닥의 원지름, dc는 톱니바닥의 거리, re(max)는 톱니끝 원호의 반지름 최대치, ri(min)는 톱니바닥 원호의 반지름 최소치, re(min)는 톱니끝 원호의 반지름 최소치, ri(max)는 톱니바닥 원호의 반지름 최대치, z는 스프로켓의 톱니 수이다.

또한, 도 8 및 도 9에 있어서, pa는, 스프로켓의 현(弦) 피치이다. 그리고, 이 스프로켓의 현 피치(pa)는, 체인피치(p)와 같다.

상기 식으로부터 분명한 바와 같이, 도 9에 나타내는 표준 스프로켓(90), 즉, ISO 톱니형의 톱니 바닥부(93)는, 롤러(82)의 반지름(d1/2)보다 조금 큰 톱니끝 원호의 반지름 r1의 원호로 형성되고, 톱니면(92)은 톱니끝 원호의 반지름 re의 원호로 형성되고, 이 톱니면(92)은 톱니 바닥부(93)의 양측에 연속하여 형성되어 있다. 또한, 톱니바닥의 원지름(df)은 피치원 지름(d)과 롤러체인의 롤러 바깥지름(d1)과의 차이와 동일하게 형성되어 있다. 또한, 톱니바닥의 원지름(df)은, 피 치원 지름(d)과 톱니바닥 원호의 반지름(ri)의 2배와의 차이와 대략 같게 형성되어 있다.

이하에, 표준 롤러체인과 표준 스프로켓의 개략에 대해 설명한다.

표준 롤러체인은, 2개의 부쉬의 양단이 한 쌍의 내부플레이트의 부쉬구멍에 각각 압입됨과 함께 바깥지름 d1의 롤러가 부쉬의 바깥둘레에 회전 자유롭게 끼워넣어진 내부링크와, 부쉬내에 회전 자유롭게 삽입된 2개의 연결 핀의 양단이 한 쌍의 내부플레이트의 양 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 외부플레이트의 핀 구멍에 각각 압입된 외부링크를 갖고, 내부링크와 외부링크가 연결 핀에 의해 서로 굴곡 가능하게 연결된 것이다. 그리고, 표준 롤러체인은, 균등한 체인 피치(p)(각 롤러의 중심간의 거리)를 가지고 있다.

다음에, 표준 스프로켓에 대해서, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 표준 스프로켓은, 스프로켓의 회전중심(O)과 톱니 바닥부의 중심을 연결하는 톱니 바닥부 중심선(X)에 대해서 톱니 바닥부와 톱니 바닥부에 연속하는 톱니면이 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 그리고, 각 톱니 바닥부 중심선(X)과 피치원(pc)과의 교점을 a로 하면, 이웃하는 톱니 바닥부 중심선(X)이 이루는 톱니형 피치각 θ는, 피치원 (pc)상의 2개의 교점 a, a의 중심각이기 때문에, 스프로켓의 톱니 수 z에 의해 정해져, 톱니의 피치각 θ = 360°/z이다. 또한, 톱니형 피치(pa)는 각 톱니 바닥부 중심선(X)과 피치원(pc)과의 교점 a, a간의 거리이다. 따라서, 톱니형 피치(pa)는, 톱니형 피치각 θ에 대응하는 현의 길이이다. 표준 스프로켓은, 톱니형 피치각 θ가 모두 동일하기 때문에, 균등한 톱니형 피치(pa)(현 피치)가 피치원(pc)의 원둘 레방향을 따라서 배열되어 있다. 또한, 톱니형 피치(pa)(현 피치)는, 체인 피치 (p)와 동일하다.

또한, 종래, 체인이 스프로켓에 맞물릴 때 발생하는 소음을 저감하는 저소음 체인 전동장치로서, 다음과 같은 것이 제안되어 있다. 즉, 롤러체인과 톱니바닥 및 톱니면을 갖는 동일 형상의 다수의 톱니를 구비한 스프로켓으로 이루어지는 체인 전동장치에 있어서, 상기 롤러체인의 롤러의 바깥지름을, 상기 롤러가 상기 스프로켓의 톱니에 맞물릴 때, 상기 스프로켓의 톱니바닥과의 사이에 공극을 갖고 인접하는 한 쌍의 톱니면에 접촉하도록, 표준 사이즈보다 크게 구성하고, 또한 상기 스프로켓의 톱니바닥를, 상기 롤러의 바깥지름보다 조금 작은 지름으로 이루어지는 원호면으로 구성하고, 또한, 상기 스프로켓의 톱니면에 상기 롤러가 접촉하는 개소에 있어서의 상기 롤러의 접선과, 상기 롤러의 중심과 상기 스프로켓의 중심을 연결하는 선이 이루는 각을, 상기 롤러 및/또는 상기 톱니면을 탄성변형하면서, 상기 롤러가 상기 톱니바닥에 자리잡거나 또는 그 근방까지, 상기 톱니면에 미끄럼접촉·이동할 수 있는 작은 각도로 구성한 저소음 체인 전동장치가 제안되고 있다(특허문헌 1 참조).

[비특허문헌 1] JIS B1801-1997

[비특허문헌 2] ISO 606 : 1994(E)

[특허문헌 1] 일본 특허공고공보 평성7-18478호

도 8에 나타내는 표준 롤러체인(80)은, 균등한 체인 피치(p)(각 롤러(82)의 중심(O1)간의 거리)를 가지고 있다. 다만, 도 8에는, 표준 롤러체인(80)을 구성하는 부품 중 롤러(82)만을 도시하고, 부쉬, 내부플레이트, 내부링크, 연결 핀, 외부플레이트, 외부링크는 도시를 생략하고 있다.

또한, 도 8 및 도 9에 나타내는 표준 스프로켓(90)은, 톱니 수(18)의 구동측 스프로켓이다. 톱니형 피치각 θ는, 식 θ = 360°/z로 정해지기 때문에, 톱니 수 (18)의 표준 스프로켓(90)의 톱니형 피치각 θ는 20°이다. 또한, 상술한 바와 같이, 톱니형 피치(pa)는 각 톱니 바닥부 중심선(X)과 피치원(pc)과의 교점 a, a간의 거리이며, 톱니형 피치각 θ에 대응하는 현의 길이이다. 따라서, 표준 스프로켓 (90)은, 톱니형 피치각 θ(20°)가 모두 동일하고, 균등한 톱니형 피치(pa)가 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 배열되고 있다.

표준 스프로켓(90)이 시계회전 방향으로 회전하면, 롤러(82)의 물림 시작부분에 있어서, 이미 톱니 바닥부에 자리잡아 지지되어 있는 선행 롤러(82)의 중심 (O1)을 중심으로 하여 체인 피치(p)를 반지름으로 하여 후속롤러(82)가 상대적으로 운동하여, 표준 스프로켓(90)의 톱니 바닥부에 충돌한다. 그 때, 후속롤러(82)는 톱니 바닥부의 중심 근방에 대략 직각으로 충돌하므로, 후속롤러(82)의 맞물림 시작시에 있어서, 표준 스프로켓(90)의 톱니면에 대한 후속롤러(82)의 운동 에너지가 완충되는 일 없이 톱니 바닥부에 전해진다. 그 때문에, 후속롤러(82)의 맞물림 시 작시의 진동 및 소음이 커진다고 하는 과제가 있다.

또한, 표준 스프로켓(90)의 톱니형 피치(pa)(현 피치)는, 표준 롤러체인(80)의 피치 p와 동일하기 때문에, 각 후속롤러(82)의 맞물림 시작시에, 각 후속롤러 (82)는 표준 스프로켓(90)의 톱니와 ○표로 나타내는 같은 접촉위치 t로 접촉한다. 따라서, 각 후속롤러(82)의 표준 스프로켓(90)의 톱니와 맞물리기 시작하는 타이밍은 항상 일치하고 있다. 그 때문에, 톱니 수에 의해서 정해지는 차수에 의한 진동 및 소음이 커진다고 하는 과제가 있다.

또한, 상기 특허 문헌 1에 개시된 저소음 체인 전동장치에 대해서는, 스프로켓의 톱니면에 롤러가 접촉하는 개소에 있어서의 상기 롤러의 접선과 상기 롤러의 중심과 스프로켓의 중심을 연결하는 선이 이루는 각을, 롤러 및/또는 톱니면을 탄성변형하면서, 상기 롤러가 톱니바닥에 자리잡거나 또는 그 근방까지 톱니면에 미끄럼접촉·이동할 수 있는 작은 각도로 구성하고 있으므로, 롤러와 스프로켓의 톱니면과의 맞물릴 때의 충격이 완화되어, 맞물림시의 소음을 저감할 수 있지만, 그 반면, 롤러가 톱니바닥측을 향하여 쐐기형상으로 대향하는 톱니면 사이에 끼워넣어진 상태로 맞물리기 때문에, 롤러체인이 스프로켓으로부터 물림이 어긋난 측에서 롤러와 스프로켓의 톱니면과의 원활한 물림이 어긋남이 저해되는 일이 있다고 하는 과제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 스프로켓의 톱니형 및 톱니형 피치각의 최적화에 의해, 표준 체인이 스프로켓의 톱니와 맞물릴 때 발생하는 진동 및 소음을 저감함과 함께, 표준 체인의 스프로켓으로부터의 물림이 어긋남이 원활한 체인 전동장치 를 제공하는 것이다.

청구항 1에 관한 발명은, 표준 롤러체인의 롤러 또는 표준 부쉬체인이 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니와 맞물리는 엔진용 타이밍 체인 전동장치에 있어서, 상기 불규칙 톱니형 스프로켓이, 피치원의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열된, 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치각을 갖는 동시에, 상기 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니 수가 짝수인 경우에 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니바닥 거리가 ISO 톱니형을 갖는 표준 스프로켓의 톱니바닥 원지름보다 크게 되어 있거나, 또는 상기 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니 수가 홀수인 경우에 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니바닥 거리가 ISO 톱니형을 갖는 표준 스프로켓의 톱니바닥 거리보다 크게 되어 있는 것에 의해, 상기 과제를 해결하는 것이다.

청구항 2에 관한 발명은, 청구항 1에 관한 발명의 구성에 더하여, 상기 표준 스프로켓의 톱니형 피치각을 θ로 한 경우, 상기 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니형 피치각이, θ-Δθ, θ-Δθ, θ+2Δθ인 것에 의해, 상기 과제를 해결하는 것이다.

청구항 3에 관한 발명은, 청구항 1에 관한 발명의 구성에 더하여, 상기 표준 스프로켓의 톱니형 피치각을 θ로 한 경우, 상기 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니형 피치각이, θ-Δθ, θ, θ+Δθ인 것에 의해, 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 발명에 의하면, 표준 롤러체인의 롤러 또는 표준 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물리는 체인 전동장치에 있어서, 상기 스프로켓은, 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치각을 가짐과 함께, 상기 톱니형 피치각은, 피치원의 원 둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있고, 또한, 상기 스프로켓의 톱니형은, 그 톱니바닥의 원지름 또는 톱니바닥의 거리가 표준 스프로켓의 톱니바닥의 원지름 또는 톱니바닥의 거리보다 큰 것에 의해, 이하에 (1)∼(4)로서 나타내는 본 발명에 특유의 효과를 이룬다.

(1) 롤러 또는 부쉬의 스프로켓에의 맞물릴 때에 상기 롤러 또는 부쉬의 상기 스프로켓의 톱니면에 대한 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적기 때문에, 상기 롤러 또는 부쉬의 맞물림음이 저감된다.

(2) 롤러 또는 부쉬의 스프로켓에의 맞물릴 때에 상기 롤러 또는 부쉬의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋나므로, 톱니 수에 의해서 정해지는 차수의 진동 및 소음이 저감된다. 또한, 오버올(OA)음, 즉, 체인 전동장치의 전체의 소음과 각 회전 차수음의 열림이 크기 때문에, 귓전을 맴도는 소음이 저감된다.

(3) 롤러 또는 부쉬의 스프로켓에의 물림 시작부분에 있어서, 표준 체인의 선행롤러 또는 부쉬가 상기 스프로켓의 회전방향 배면측의 톱니면에 최초로 접촉함과 함께, 선행롤러 또는 부쉬가 회전방향 배면측의 톱니면에 거의 접선방향에서 접촉하므로, 선행 롤러 또는 부쉬의 상대적인 운동에 의한 충격이 적다. 또한, 롤러 또는 부쉬의 물림 시작부분에 있어서, 선행 롤러 또는 부쉬의 회전 방향 배면측의 톱니면에의 접촉시의 충격이 적기 때문에, 충격에 의한 소음이 저감된다.

(4) 롤러 또는 부쉬의 스프로켓으로부터의 물림이 어긋난 부분에 있어서, 선행 롤러 또는 부쉬는 후속롤러 또는 부쉬의 중심을 중심으로 하여 표준 체인의 체인 피치를 반지름으로서 상대적으로 요동 운동한다. 그 때에, 선행 롤러 또는 부 쉬는 상기 스프로켓의 회전방향 전면측의 톱니면의 접촉 위치에 접촉하고 있을 뿐이므로, 이 접촉 위치로부터 용이하게 멀어져 요동 운동할 수 있다. 따라서, 선행 롤러 또는 부쉬와 스프로켓의 톱니면과의 원활한 물림이 어긋남이 저해되는 일 없이, 선행 롤러 또는 부쉬의 상기 스프로켓으로부터의 물림이 어긋남을 원활히 할 수 있다.

본 발명은, 표준 롤러체인의 롤러 또는 표준 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물리는 체인 전동장치에 있어서, 상기 스프로켓은, 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치각을 가짐과 함께, 상기 톱니형 피치각은, 피치원의 원둘레방향을 따라 불규칙하게 배열되어 있고, 또한, 상기 스프로켓의 톱니형은, 그 톱니바닥의 원지름 또는 톱니바닥의 거리가 표준 스프로켓의 톱니바닥의 원지름 또는 톱니바닥의 거리보다 큰 것으로서, 상기 표준 체인이 상기 스프로켓의 톱니와 맞물릴 때 발생하는 진동 및 소음을 저감함과 함께, 상기 표준 체인이 상기 스프로켓으로부터의 물림이 어긋남이 원활한 체인 전동장치이면, 그 구체적인 실시의 형태는, 어떤 것이라도 아무런 상관없다.

본 발명의 체인 전동장치의 최선의 형태로서는, 이하와 같다. 즉, 서로 마주 보는 톱니면이 톱니 바닥부에 연속하는 톱니 홈에 의해서 복수의 톱니가 형성되어, 표준 체인이 톱니 홈에 맞물리는 스프로켓을 갖고 있고, 스프로켓의 톱니형은, 그 톱니바닥의 원지름(df) 또는 톱니바닥의 거리(dc)가 ISO 톱니형(표준 스프로켓)의 톱니바닥의 원지름(df) 또는 톱니바닥의 거리(dc)보다 큰 것인 것과 함께, 크기 가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치각 θ를 가지고 있어, 상기 톱니형 피치각 θ가 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있는 것이다. 그 실시예 1 내지 실시예 8에 대해서, 도 1 내지 도 7에 기초하여 설명한다. 한편, 설명의 이해를 돕기 위해, 도 10에 실시예 1 내지 실시예 8에 이용된 스프로켓의 파라미터를 ISO 톱니형(표준 스프로켓)과 대비하여 나타낸다.

[실시예 1]

본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치에 대해 이하에 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치에 이용되는 스프로켓(11a)의 톱니형의 일부분과 표준 롤러체인(50)의 롤러(52)의 하나를 나타내는 정면도이다.

도 1에 나타내는 톱니형을 갖는 표준 롤러체인용 스프로켓(이하, 단순히 스프로켓이라고 한다)(11a)은, 표준롤러체인(50)에 적용되는 것이다.

스프로켓(11a)은, 서로 마주 보는 톱니면(12a) 및 톱니면(12b)이 톱니 바닥부(13)에 연속하는 톱니 홈(14)에 의해서 복수의 톱니(15)가 형성되어 있다. 한편, 도 1에는, 비교를 위해서, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 파선으로 도시하고 있다.

스프로켓(11a)의 톱니형은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(11a)의 회전 중심(O)(미도시)과 각 톱니 바닥부(13)의 중심을 연결하는 톱니 바닥부 중심선 (X)에 대해서 스프로켓(11a)의 회전방향 전면측의 톱니면(12a)과 회전방향 배면측의 톱니면(12b)이 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 톱니면(12a) 및 톱니면(12b)은, 각각 단면 볼록한 형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니면(12a) 및 톱니면 (12b)을 형성하는 원호는, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 원호형상의 톱니면의 톱니면 반지름 re보다 큰 톱니면 반지름(re12a,re12b)으로 각각 형성되어 있다. 즉, re12a>re, 및, re12b>re의 관계에 있다. 그리고, 톱니면(12a), 및, 톱니면(12b)은, 톱니 바닥부(13)에 원활하게 연속하고 있다.

또한, 톱니 바닥부(13)는, 톱니 바닥부 중심선(X)상에 중심을 갖는 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니 바닥부(13)를 형성하는 원호는, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 원호형상의 톱니 바닥부의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri보다 큰 톱니 바닥부 원호 반지름 ri13으로 형성되어 있다. 즉, ri13>ri의 관계에 있다. 이 톱니 바닥부 원호 반지름 ri13의 중심은, 톱니 바닥부 중심선(X)상에 있고, 또한 ISO 톱니형 (표준 톱니형)의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri의 중심보다 바깥쪽에 위치하고 있다.

그리고, 톱니 바닥부 원호 반지름 ri13의 중심이 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri의 중심보다 바깥쪽에 위치하는 것에 의해, 스프로켓 (11a)의 톱니 수 z가 짝수인 경우는, 톱니바닥의 원지름(df13)은 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 원지름(df)보다 커지고 있다. 즉, df13>df의 관계에 있다. 또한, 스프로켓(11a)의 톱니 수 z가 홀수인 경우는, 톱니바닥의 거리(dc13)는 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 거리(dc)보다 커지고 있다. 즉, dc13>dc의 관계에 있다.

또한, 톱니바닥의 원지름(df13) 또는 톱니바닥의 거리(dc13)를 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥원 지름(df) 또는 톱니바닥의 거리(dc)보다 크게 하는 것에 의해, 스프로켓(11a)의 현 피치(pa11)(즉, 피치원(pc11)으로 톱니 바닥부 중심 선(X)과의 교점 a, a간의 거리)는, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 갖는 표준 스프로켓의 현 피치(pa)(즉, 피치원(pc11)과 톱니 바닥부 중심선(X)과의 교점 a, a간의 거리 : 도 8 및 도 9 참조)보다 커지고 있다. 즉, pa11>pa의 관계에 있다.

그리고, 스프로켓(11a)은, 표준롤러체인(50)에 적용되는 것이기 때문에, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 갖는 표준 스프로켓의 현 피치(pa)는, 표준 롤러체인(50)의 체인 피치(p)(즉, 롤러(52)의 중심 사이의 거리)와 동일한 것에 비하여, 스프로켓 (11a)의 현 피치(pa11)는, 표준롤러체인(50)의 체인 피치(p)보다 커지고 있다. 즉, pa11>p의 관계에 있다.

한편, 스프로켓(11a)은, 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치각 θ-Δθ, θ+2Δθ를 갖고 있다. 즉, 톱니형 피치각 θ-Δθ는, 표준 피치각 θ보다 각도 Δθ만큼 작은 것이고, 톱니형 피치각 θ+2Δθ는, 표준 피치각 θ보다 2배의 각도 Δθ만큼 큰 것이다. 그리고, Δθ는, 표준 피치각 θ의 1/4 이하(즉, Δθ <θ/4)인 것이 필요하다. 이것은 롤러(52)와의 맞물림을 허용할 수 있는데 필요한 범위이다. 구체적으로는, 스프로켓(11a)은, 톱니 수 z가 18이기 때문에, 표준 피치각 θ는, 식 θ = 360°/z에 의해 20°이며, Δθ는 Δθ<θ/4에 의해 Δθ<5°이다. 또한, 2 종류의 톱니의 피치각 θ-Δθ 및 θ+2Δθ의 모든 합계는 2π 즉 360°이다.

그리고, 스프로켓(11a)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 이들 2종류의 톱니형 피치각 θ-Δθ, θ+2Δθ가, 2개의 톱니형 피치각 θ-Δθ과 1개의 톱니형 피치각 θ+2Δθ를 1조로 하여 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있 다.

도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치의 표준롤러체인 (50)과 스프로켓(11a)의 맞물림 상태를 이하에 설명한다. 또한 스프로켓(11a)은, 도 6에 대해서는, 단순히 스프로켓(11)으로서 나타내고 있다. 또한, 도 1에 있어서의 현 피치(pa11)는, 도 6에 있어서의 톱니형 피치(pa1,pa2)와 같은 부분간의 거리를 가리키는 것이지만, 톱니형 피치각에 관한 설명의 형편상, 굳이 다른 부재명 및 참조부호를 이용하고 있다.

표준롤러체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 갖고 있고, 또한, 스프로켓(11)은, 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치각 θ-Δθ, θ+2Δθ를 갖고, 또한, 이들의 톱니형 피치각 θ-Δθ, θ+2Δθ는, 2개의 톱니형 피치각 θ-Δθ와 1개의 톱니형 피치각 θ+2Δθ를 1조로 하여 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있으므로, 스프로켓(11)이 회전하면, 각 롤러(52)의 물림 시작부분에 있어서, 이미 톱니 바닥부에 자리잡아 지지되어 있는 선행롤러(52)의 중심(O1)을 중심으로 하여 체인 피치(p)를 반지름으로서 후속롤러(52)가 상대적으로 운동하여, ○표로 나타내는 접촉위치 t로 스프로켓(11) 의 톱니 바닥부 또는 톱니면에 접촉한다. 그리고, 톱니면에 접촉하는 경우는, 후속롤러(52)는, 톱니면의 거의 접선방향에서 접촉하기 때문에, 후속롤러(52)의 스프로켓(11)의 톱니면에 대한 운동 에너지가 완충되어 접촉에 의한 충격이 적다. 따라서, 그 만큼, 후속롤러(52)의 맞물림음이 저감되게 된다.

또한, 표준롤러체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 가지고 있고, 한편, 스프 로켓(11)은, 크기가 다른 2 종류의 톱니형 피치각에 대응하는 현의 길이인 톱니형 피치(pa1,pa2)를 갖고, 또한, 이들 톱니형 피치(pa1,pa2)는, 2개의 톱니형 피치 (pa1)와 1개의 톱니형 피치(pa2)를 1조로서 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있으므로, 각 후속롤러(52)의 맞물림 시작시에 있어서, 각 후속롤러(52)의 스프로켓(11)의 톱니에의 접촉위치 t가 스프로켓(11)의 회전에 수반하여 변화한다. 따라서, 각 후속롤러(52)의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋난다. 그 결과, 톱니 수에 의해서 정해지는 차수의 진동 및 소음이 저감된다.

[실시예 2]

본 발명의 실시예 2에 관한 체인 전동장치에 대해 이하에 설명한다.

실시예 2에 사용되는 스프로켓(11b)의 톱니형은, 도 1에 나타낸 실시예 1의 톱니형과 같으므로 설명은 생략한다.

스프로켓(11b)의 톱니형 피치각은, 상술한 본 발명의 실시예 1이 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치각 θ-Δθ, θ+2Δθ를 갖는 것에 비하여, 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치각을 갖는 점만이 상이하다. 상술한 바와 같이, 이하의 설명의 편의상, 식 θ =360°/z로 정해지는 톱니형 피치각 θ를 표준 피치각 θ라고 한다.

스프로켓(11b)은, 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치각 θ(표준 피치각 θ), θ+Δθ, θ-Δθ를 가지고 있다. 즉, 톱니형 피치각 θ+Δθ는, 표준 피치각 θ보다 각도 Δθ만큼 큰 것이고, 톱니형 피치각 θ-Δθ은, 표준 피치각 θ보다 각도 Δθ만큼 작은 것이다. 그리고, 상술한 바와 같이, Δθ는, 표준 피치각 θ의 1/4 이하(즉, Δθ<θ/4)인 것이 필요하다. 이것은 롤러(52)와의 맞물림을 허용할 수 있는데 필요한 범위이다. 구체적으로는, 스프로켓(11b)은, 상술한 실시예 1의 스프로켓(11a)과 같이 톱니 수(18)의 구동측 스프로켓이기 때문에, 표준 피치각 θ는, 식 θ = 360°/z에 의해 20°이고, Δθ는, Δθ<θ/4에 의해 Δθ<5°이다. 또한, 3 종류의 톱니형 피치각 θ(표준 피치각 θ), θ+Δθ, θ-Δθ의 모든 합계는 2π 즉 360°이다.

그리고, 스프로켓(11b)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 이들 3종류의 톱니형 피치각 θ(표준 피치각 θ), θ+Δθ, θ-Δθ는, 1개의 톱니형 피치각 θ(표준 피치각 θ) 및 1개의 톱니형 피치각 θ+Δθ 및 1개의 톱니형 피치각 θ-Δθ를 1조로 하여 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있다. 또한, 톱니형 피치(pa)는, 톱니형 피치각 θ(표준 피치각 θ)에 대응하는 현의 길이이고, 톱니형 피치(pa3)는, 톱니형 피치각 θ+Δθ에 대응하는 현의 길이이고, 톱니형 피치(pa1)는, 톱니형 피치각 θ-Δθ에 대응하는 현의 길이이다. 따라서, 스프로켓 (11b)은, 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한, 이들 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 톱니형 피치(pa) 및 1개의 톱니형 피치(pa3) 및 1개의 톱니형 피치(pa1)를 1조로 하여 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되고 있다.

도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예 2에 관한 체인전동장치의 표준 롤러체인 (50)과 스프로켓(11b)의 맞물림 상태를 이하에 설명한다. 또한 스프로켓(11b)은, 도 7에 대해서는, 단순히 스프로켓(11)으로서 나타내고 있다. 또한, 도 1에 있어서의 현 피치(pa11)는, 도 7에 있어서의 톱니형 피치(pa,pa1,pa2)와 같은 부분간의 거리를 가리키는 것이지만, 톱니형 피치각에 관한 설명의 형편상, 굳이 다른 부재명 및 참조 부호를 이용하고 있다.

표준롤러체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 갖고 있고, 또한, 스프로켓(11)은, 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한, 이들 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 톱니형 피치(pa) 및 1개의 톱니형 피치(pa3) 및 1개의 톱니형 피치(pa1)를 1조로 하여 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있으므로, 스프로켓(11)이 회전하면, 각 롤러(52)의 물림 시작부분에 있어서, 이미 톱니 바닥부에 자리잡아 지지되어 있는 선행 롤러(52)의 중심(O1)을 중심으로 하여 체인피치(p)를 반지름으로서 후속롤러(52)가 상대적으로 운동하여, ○표로 나타내는 접촉위치 t로 스프로켓(11)의 톱니 바닥부 또는 톱니면에 접촉한다. 그리고, 톱니면에 접촉하는 경우는, 후속롤러(52)는 톱니면의 거의 접선 방향에서 접촉하기 때문에, 후속롤러(52)의 스프로켓(11)의 톱니면에 대한 운동 에너지가 완충 되어, 접촉에 의한 충격이 적다. 따라서, 그 만큼, 후속롤러의 맞물림음이 저감되게 된다.

또한, 표준롤러체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 가지고 있고, 또한, 스프로켓(11)은, 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한, 이들 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 톱니형 피치(pa) 및 1개의 톱니형 피치(pa3) 및 1개의 톱니형 피치(pa1)를 1조로서 차례차례 시계회전 방향으로 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 배열되고 있으므로, 각 후속롤러(52)의 맞물림 시작시에 있어서, 각 후속롤러(52)의 스프로켓(11)의 톱니에의 접촉위치 t가 스프로켓(11)의 회전에 수반하여 변화한다. 따라서, 각 후속롤러(52)의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋난다. 그 결과, 톱니 수에 의해서 정해지는 차수의 진동 및 소음이 저감된다.

[실시예 3]

다음에 본 발명의 실시예 3에 관한 체인 전동장치에 대해서 이하에 설명한다. 도 2는, 본 발명의 실시예 3에 관한 체인 전동장치에 이용되는 스프로켓(21a)의 톱니형의 일부분과 표준롤러체인(50)의 롤러(52)의 하나를 나타내는 정면도이다.

도 2에 나타내는 톱니형을 갖는 표준 롤러체인용 스프로켓(이하, 단순히 스프로켓이라고 한다)(21a)은, 표준롤러체인(50)에 적용되는 것이다.

스프로켓(21a)은, 서로 마주 보는 톱니면(22a,22b)이 톱니 바닥부(23)에 연속하는 톱니 홈(24)에 의해서 복수의 톱니(25)가 형성되어 있다. 한편, 도 2에는, 비교를 위해서, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 파선으로 도시하고 있다.

스프로켓(21a)의 톱니형은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(21a)의 회전중심(O)(미도시)과 각 톱니 바닥부(23)의 중심을 연결하는 톱니 바닥부(23)의 톱니 바닥부 중심선(X)에 대해서 스프로켓(21a)의 회전방향 전면측의 톱니면(22a)과 회전방향 배면측의 톱니면(22b)이 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 톱니면(22a) 및 톱니면(22b)은, 각각 단면 볼록한 형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니면 (22a) 및 톱니면(22b)을 형성하는 원호는, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 원호형상의 톱니면의 톱니면 반지름 re와 같은 톱니면 반지름(re22a,re22b)으로 각각 형성되어 있다. 즉, re22a = re, 및, re22b = re의 관계에 있다. 그리고, 톱니면(22a) 및 톱니면(22b)은 톱니 바닥부(23)에 원활하게 연속하고 있다.

또한, 톱니 바닥부(23)는 톱니 바닥부 중심선(X)상에 중심을 갖는 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니바닥부(23)를 형성하는 원호는, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 원호형상의 톱니 바닥부의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri보다 큰 톱니 바닥부 원호 반지름 ri23으로 형성되어 있다. 즉, ri23>ri의 관계에 있다. 이 톱니 바닥부 원호 반지름 ri23의 중심은, 톱니 바닥부 중심선(X)상에 있고, 또한 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri의 중심보다 바깥쪽에 위치하고 있다.

그리고, 톱니 바닥부 원호 반지름 ri23의 중심이 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri의 중심보다 바깥쪽에 위치하는 것에 의해, 스프로켓 (21a)의 톱니 수 z가 짝수인 경우는, 톱니바닥의 원지름(df23)은 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 원지름(df)보다 커지고 있다. 즉, df23>df의 관계에 있다. 또한, 스프로켓(21a)의 톱니 수 z가 홀수인 경우는, 톱니바닥의 거리(dc23)는 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 거리(dc)보다 커지고 있다. 즉, dc23>dc의 관계에 있다.

또한, 톱니바닥의 원지름(df23) 또는 톱니바닥의 거리(dc23)를 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 원지름(df) 또는 톱니바닥의 거리(dc)보다 크게 하는 것에 의해, 스프로켓(21a)의 현 피치(pa21)(즉, 피치원(pc21)과 톱니 바닥부 중심선(X)과의 교점 a, a간의 거리)는, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 갖는 표준 스프로켓의 현 피치(pa)(즉, 피치원(pc)과 톱니 바닥부 중심선(X)과의 교점 a, a간의 거리 : 도 8및 도 9 참조)보다 커지고 있다. 즉, pa21>pa의 관계에 있다.

그리고, 스프로켓(21a)은 표준롤러체인(50)에 적용되는 것이기 때문에, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 갖는 표준 스프로켓의 현 피치(pa)는, 표준롤러체인(50)의 체인 피치(p)(즉, 롤러(52)의 중심(O1,O1)간의 거리)와 동일한데 것에 비해, 스프로켓(21a)의 현 피치(pa21)는, 표준롤러체인(50)의 체인 피치(p)보다 커지고 있다. 즉, pa21>p의 관계에 있다.

실시예 3에 사용되는 스프로켓(21a)의 톱니형 피치각은, 실시예 1의 톱니형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 4]

본 발명의 실시예 4에 관한 체인 전동장치에 대해 이하에 설명한다.

실시예 4에 사용되는 스프로켓(21b)의 톱니형은, 도 2에 나타낸 실시예 3의 톱니형과 같으므로 설명은 생략한다.

또한, 실시예 4에 사용되는 스프로켓(21b)의 톱니형 피치각은, 실시예 2의 톱니형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 5]

다음에, 본 발명의 실시예 5에 관한 체인 전동장치에 대해서 이하에 설명한다. 도 3은, 본 발명의 실시예 5에 관한 체인 전동장치에 이용되는 스프로켓(31a)의 톱니형의 일부분과 표준롤러체인(50)의 롤러(52)의 하나를 나타내는 정면도이다.

도 3에 나타내는 톱니형을 갖는 표준 롤러체인용 스프로켓(이하, 단순히 스프로켓이라고 한다)(31a)는, 표준롤러체인(50)에 적용되는 것이다.

스프로켓(31a)는, 서로 마주 보는 톱니면(32a,32b)이 톱니 바닥부(33)에 연속하는 톱니 홈(34)에 의해서 복수의 톱니(35)가 형성되어 있다. 한편, 도 3에는, 비교를 위해서, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 파선으로 도시하고 있다.

스프로켓(31a)의 톱니형은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(31a)의 회전중심(O)(미도시)과 각 톱니 바닥부(33)의 중심을 연결하는 톱니 바닥부 중심선 (X)에 대해서 스프로켓(31a)의 회전방향 전면측의 톱니면(32a)과 회전방향 배면측의 톱니면(32b)이 좌우 비대칭으로 형성되어 있다. 톱니면(32a)은 단면 볼록한 형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니면(32a)을 형성하는 원호는, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 원호형상의 톱니면의 톱니면 반지름 re와 같은 톱니면 반지름 re32a로 형성되어 있다. 즉, re32a = re의 관계에 있다. 톱니면(32b)은 단면 볼록한 형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니면(32b)을 형성하는 원호는, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 원호형상의 톱니면의 톱니면 반지름 re보다 큰 톱니면 반지름 re32b로 형성되어 있다. 즉, re32b>re의 관계에 있다. 그리고, 톱니면(32a) 및 톱니면(32b)은 톱니 바닥부(33)에 원활하게 연속하고 있다.

또한, 톱니 바닥부(33)는 톱니 바닥부 중심선(X)상에 중심을 갖는 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니 바닥부(33)를 형성하는 원호는, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 원호형상의 톱니 바닥부의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri보다 큰 톱니 바닥부 원호 반지름 ri33으로 형성되어 있다. 즉, ri33>ri의 관계에 있다. 이 톱니 바닥부 원호 반지름 ri33의 중심은, 톱니 바닥부 중심선(X)상에 있고, 또한 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri의 중심보다 바깥쪽에 위치하고 있다.

그리고, 톱니 바닥부 원호 반지름 ri33의 중심이 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri의 중심보다 바깥쪽에 위치하는 것에 의해, 스프로켓 (31a)의 톱니 수 z가 짝수인 경우는, 톱니바닥의 원지름(df33)은 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 원지름(df)보다 커지고 있다. 즉, df33>df의 관계에 있다. 또한, 스프로켓(31a)의 톱니 수 z가 홀수인 경우는, 톱니바닥의 거리(dc33)는 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 거리(dc)보다 커지고 있다. 즉, dc33>dc의 관계에 있다.

또한, 톱니바닥의 원지름(df33) 또는 톱니바닥의 거리(dc33)를 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 원지름(df) 또는 톱니바닥의 거리(dc)보다 크게 하는 것에 의해, 스프로켓(31a)의 현 피치(pa31)(즉, 피치원(pc31)과 톱니 바닥부 중심선(X)과의 교점 a, a간의 거리)는, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 갖는 표준 스프로켓의 현 피치(pa)(즉, 피치원(pc)과 톱니 바닥부 중심선(X)과의 교점 a, a간의 거리 : 도 8 및 도 9 참조)보다 커지고 있다. 즉, pa31>pa의 관계에 있다.

그리고, 스프로켓(31a)은 표준롤러체인(50)에 적용되는 것이기 때문에, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 갖는 표준 스프로켓의 현 피치(pa)는 표준 롤러체인(50)의 체인 피치(p)(즉, 롤러(52)의 중심(O1,O1)간의 거리)와 동일한데 비해서, 스프로켓 (31a)의 현 피치(pa31)는, 표준롤러체인(50)의 체인 피치(p)보다 커지고 있다. 즉, pa31>p의 관계에 있다.

또한, 실시예 5에 사용되는 스프로켓(31a)의 톱니형 피치각은, 실시예 1의 톱니형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 6]

본 발명의 실시예 6에 관한 체인 전동장치에 대해 이하에 설명한다.

실시예 6에 사용되는 스프로켓(31b)의 톱니형은, 도 3에 나타낸 실시예 5의 톱니형과 같으므로 설명은 생략한다.

또한, 실시예 6에 사용되는 스프로켓(31b)의 톱니형 피치각은, 실시예 2의 톱니형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 7]

다음에, 본 발명의 실시예 7에 관한 체인 전동장치에 대해 이하에 설명한다. 도 4는, 본 발명의 실시예 7에 관한 체인 전동장치에 이용되는 스프로켓(41a)의 톱니형의 일부분과 표준롤러체인(50)의 롤러(52)의 하나를 나타내는 정면도이다.

도 4에 나타내는 톱니형을 갖는 표준 롤러체인용 스프로켓(이하, 단순히 스프로켓이라고 한다)(41a)은, 표준롤러체인(50)에 적용되는 것이다.

스프로켓(41a)은, 서로 마주 보는 톱니면(42a,42b)이 톱니 바닥부(43)에 연속하는 톱니 홈(44)에 의해서 복수의 톱니(45)가 형성되어 있다. 한편, 도 4에는, 비교를 위해서, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 파선으로 도시하고 있다.

스프로켓(41a)의 톱니형은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(41a)의 회전중심(O)(미도시)과 각 톱니 바닥부(43)의 중심을 연결하는 톱니 바닥부 중심선(X)에 대해서 스프로켓(41a)의 전면측의 톱니면(42a)과 회전방향 배면측의 톱니면(42b)이 좌우 비대칭으로 형성되어 있다. 톱니면(42a)은 단면 볼록한 형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니면(42a)를 형성하는 원호는 ISO 톱니형(표준 톱니 형)의 원호형상의 톱니면의 톱니면 반지름 re보다 큰 톱니면반지름 re42a로 형성되어 있다. 즉, re42a>re의 관계에 있다. 톱니면(42b)은 단면 볼록한 형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니면(42b)을 형성하는 원호는, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 원호형상의 톱니면의 톱니면 반지름 re와 같은 톱니면 반지름 re42b로 형성되어 있다. 즉, re42b=re의 관계에 있다. 그리고, 톱니면(42a) 및 톱니면(42b)은 톱니 바닥부(43)에 원활하게 연속하고 있다.

또한, 톱니 바닥부(43)는 톱니 바닥부 중심선(X)상에 중심을 갖는 원호에 의해 형성되어 있다. 톱니 바닥부(43)를 형성하는 원호는, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 원호형상의 톱니 바닥부의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri보다 큰 톱니 바닥부 원호 반지름 ri43으로 형성되어 있다. 즉, ri43>ri의 관계에 있다. 이 톱니 바닥부 원호 반지름 ri43의 중심은, 톱니 바닥부 중심선(X)상에 있고, 또한, ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri의 중심보다 바깥쪽에 위치하고 있다.

그리고, 톱니 바닥부 원호 반지름 ri43의 중심이 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니 바닥부 원호 반지름 ri의 중심보다 바깥쪽에 위치하는 것에 의해, 스프로켓 (41a)의 톱니 수 z가 짝수의 경우는, 톱니바닥의 원지름(df43)은 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 원지름(df)보다 커지고 있다. 즉, df43>df의 관계에 있다. 또한, 스프로켓(41a)의 톱니 수 z가 홀수인 경우는, 톱니바닥의 거리(dc43)는 ISO 톱니형(표준 톱니형)의 톱니바닥의 거리(dc)보다 커지고 있다. 즉, dc43>dc의 관계에 있다.

또한, 톱니바닥의 원지름(df43) 또는 톱니바닥의 거리(dc43)를 ISO 톱니형 (표준 톱니형)의 톱니바닥의 원지름(df) 또는 톱니바닥의 거리(dc)보다 크게 하는 것에 의해, 스프로켓(41a)의 현 피치(pa41)(즉, 피치원(pc41)과 톱니 바닥부 중심선(X)과의 교점 a, a간의 거리)는, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 갖는 표준 스프로켓의 현 피치(pa)(즉, 피치원(pc)과 톱니 바닥부 중심선(X)과의 교점 a, a간의 거리 : 도 8 및 도 9 참조)보다 커지고 있다. 즉, pa41>pa의 관계에 있다.

그리고, 스프로켓(41a)은 표준롤러체인(50)에 적용되는 것이기 때문에, ISO 톱니형(표준 톱니형)을 갖는 표준 스프로켓의 현 피치(pa)는, 표준롤러체인(50)의 체인 피치(p)(즉, 롤러(52)의 중심(O1,O1)간의 거리)와 동일한 것에 비하여, 스프로켓(41a)의 현 피치(pa41)는, 표준롤러체인(50)의 체인 피치(p)보다 커지고 있다. 즉, pa41>p의 관계에 있다.

또한, 실시예 7에 사용되는 스프로켓(41a)의 톱니형 피치각은, 실시예 1의 톱니형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 8]

본 발명의 실시예 8에 관한 체인 전동장치에 대해서 이하에 설명한다.

실시예 8에 사용되는 스프로켓(41b)의 톱니형은, 도 4에 나타낸 실시예 7의 톱니형과 같으므로 설명은 생략한다.

또한, 실시예 8에 사용되는 스프로켓(41b)의 톱니형 피치각은, 실시예 2의 톱니형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

다음에, 상술의 실시예 1 내지 실시예 8의 체인 전동장치에 사용한 각 스프로켓(11a,11b,21a,21b,31a,31b,41a,41b)과 표준 롤러체인(50)의 맞물림 상태에 대 해 설명한다(이하, 첨자 a, b에 대해서는, 생략한다). 각 스프로켓(11,21,31,41)과 표준롤러체인(50)은, 모두 같은 맞물림을 실시하므로, 실시예 1 및 실시예 2의 체인 전동장치에 사용한 스프로켓(11)과 표준롤러체인(50)과의 맞물림을 예로서 도 5를 참조하면서 이하에 설명한다.

도 5는, 엔진의 크랭크축의 회전을 캠축에 전달하는 체인 전동장치에 사용한, 각 스프로켓(11)(21,31,41)과 표준롤러체인(50)의 맞물림 상태를 나타내는 정면도이다. 각 스프로켓(11)(21,31,41)은, 아이들러, 즉, 엔진의 설계상의 사정으로 타이밍 체인의 방향을 바꿀 필요가 있을 때에 사용되는 스프로켓으로서 사용되고 있다.

크랭크축의 회전에 의해서 표준롤러체인(50)에 장력이 부여되면, 표준롤러체인(50)의 롤러(52)가 스프로켓(11)의 톱니 홈(14)에 차례차례 맞물려 각 스프로켓 (11)은 반시계방향으로 회전한다. 스프로켓(11)이 반시계방향으로 회전하면, 롤러 (52)의 물림 시작부분에 있어서, 후속롤러(52b)는, 이미 톱니 바닥부(13)에 자리잡아 지지되어 있는 선행롤러(52a)의 중심(O1)을 중심으로 하여 표준롤러체인(50)의 체인피치(p)를 반지름으로서 상대적으로 요동 운동한다. 그 때, 스프로켓(11)의 현 피치(pa11)는 표준롤러체인(50)의 체인 피치(p)보다 크기 때문에, 후속롤러 (52b)는 회전방향 배면측의 톱니면(12b)에 접촉한다. 그리고, 후속롤러(52b)는 톱니면(12b)의 거의 접선방향에서 접촉하기 때문에, 상대적인 요동 운동에 의한 충격이 적다. 따라서, 롤러(52)의 물림 시작부분에 있어서, 후속롤러(52b)의 톱니면 (12b)에의 접촉시의 충격이 적기 때문에, 충격에 의한 소음이 저감된다. 그리고, 스프로켓(11)의 회전에 수반하여, 후속롤러(52b)는 접촉위치(맞물림 위치)가 톱니 바닥부(13)측에 이동하여, 톱니 바닥부(13)의 중앙부에서 지지된다. 이 후속롤러 (52b)의 톱니 바닥부(13)측에의 이동은 전동에 의한 이동이므로, 소음을 발생하는 일이 없다.

또한, 도시는 하지 않지만, 롤러(52)의 물림이 어긋난 부분에 있어서는, 선행롤러(52a)는, 후속롤러(52b)의 중심(O1)을 중심으로 하여 표준롤러체인(50)의 체인 피치(p)를 반지름으로서 상대적으로 요동 운동한다. 그 때, 선행롤러(52a)는, 회전방향 전면측의 톱니면(12a)의 접촉위치에 접촉하고 있는 것 뿐이므로, 이 접촉위치로부터 용이하게 멀어져 요동 운동할 수 있다. 따라서, 선행롤러(52a)의 스프로켓(11)으로부터의 물림이 어긋남을 원활히 할 수 있다.

실시예 3 내지 실시예 8의 체인 전동장치에 사용한 각 스프로켓(21,31,41)과 표준롤러체인(50)과의 맞물림도, 상술한 실시예 1 및 실시예 2의 스프로켓(11)과 표준롤러체인(50)과의 맞물림과 같이 행하여지므로, 그 설명은 생략한다.

상술한 실시예 1 내지 실시예 8의 체인 전동장치에 사용한 스프로켓(11,21, 31,41)에 의한 오버 올(OA)의 소음·진동저감의 효과에 대해서, 도 1 내지 도 5에 기초하여 설명한다.

각 스프로켓(11,21,31,41)의 톱니형은, 그 톱니바닥의 원지름(df13,df23, df33,df43) 또는 톱니바닥의 거리(dc13,dc23,dc33,dc43)가 ISO 톱니형(표준 톱니형)을 갖는 표준 스프로켓의 톱니바닥의 원지름(df) 또는 톱니바닥의 거리(dc)보다 크기 때문에, 각 스프로켓(11,21,31,41)의 현 피치(pa11,pa21,pa31,pa41)는, 표준 롤러체인(50)의 체인피치 p보다 커지고 있다. 이것에 의해, 롤러(52)의 물림 시작부분에 있어서, 표준롤러체인(50)의 후속롤러(52b)는, 각 스프로켓(11,21,31,41)의 회전방향 배면측의 톱니면(12b,22b,32b,42b)에 최초로 접촉한다. 그리고, 후속롤러(52b)는 회전방향 배면측의 톱니면(12b,22b,32b,42b)에 거의 접선방향에서 접촉하기 때문에, 상대적인 운동에 의한 충격이 적다. 따라서, 롤러(52)의 물림 시작부분에 있어서, 후속롤러(52b)의 회전방향 배면측의 톱니면(12b,22b,32b,42b)에의 접촉시의 충격이 적기 때문에, 충격에 의한 소음이 저감된다.

또한, 롤러(52)의 물림이 어긋난 부분에 있어서는, 선행롤러(52a)는 후속롤러(52b)의 중심(O1)을 중심으로 하여 표준 롤러체인(50)의 체인 피치(p)를 반지름으로서 상대적으로 요동 운동한다. 그때, 선행롤러(52a)는 각 스프로켓(11,21, 31,41)의 회전방향 전면측의 톱니면(12a,22a,32a,42a)의 접촉 위치에 접촉하고 있는 것뿐이기 때문에, 이 접촉위치로부터 용이하게 멀어져 요동 운동할 수 있다. 따라서, 종래의 상기 특허공고공보 평성7-18478호에 개시된 저소음 체인 전동장치와 같이 롤러와 스프로켓의 톱니면과의 원활한 물림이 어긋남이 저해되는 일 없이, 선행롤러(52a)의 각 스프로켓(11,21,31,41)으로부터의 물림이 어긋남을 원활히 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 8에 관한 체인 전동장치에 의하면, 다음과 같은 맞물림 차수에 의한 소음·진동 저감의 효과를 갖는다. 도 6 및 도 7로부터 분명한 바와 같이 표준 롤러체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 가지고 있고, 또한, 스프로켓(11,21,31,41)은, 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치각을 갖고, 또한, 이들 톱니형 피치각은, 피치원(pc)의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열되고 있으므로, 롤러(52)의 스프로켓(11,21,31,41)에의 맞물릴 때에 롤러(52)의 스프로켓(11,21,31,41)의 톱니면에 대한 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적고, 롤러(52)의 맞물림음이 저감된다. 또한, 롤러(52)의 스프로켓(11, 21,31,41)에의 맞물릴 때에 롤러(52)의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋나므로, 톱니 수에 의해서 정해지는 차수의 진동 및 소음이 저감된다. 또한, 오버 올(OA)음과 각 회전차수음의 열림이 크고, 귓전을 맴도는 소음이 저감된다.

한편, 상기 본 발명의 각 실시예에 있어서는, 체인으로서 표준롤러체인(50)을 이용한 경우에 대해서 설명하고 있지만, 청구항 1 내지 청구항 3에 관한 체인 전동장치는, 롤러 대신에 부쉬가 스프로켓의 톱니 홈에 맞물리는 표준 부쉬체인에도 적용할 수 있는 것인 것은, 말할 필요도 없다. 또한, 상기의 각 실시예에 대해서는, 톱니형형상 그 자체가 표준 스프로켓과 다른 톱니형을 채용하고 있지만, 스프로켓의 톱니형은 그 톱니바닥의 원지름 또는 톱니바닥의 거리가 표준 스프로켓의 톱니바닥의 원지름 또는 톱니바닥의 거리보다 크다고 하는 조건을 충족시키면, 톱니형형상 그 자체는 표준 스프로켓과 같아도 같은 효과를 이룬다. 한편, 모든 실시예에 있어서 톱니형의 최대 바깥지름은, 표준 스프로켓의 최대 바깥지름에 맞추는 것에 의해서, 종전의 스프로켓, 즉, 표준 스프로켓을 이용한 체인 전동장치와의 호환성을 담보하고 있다.

본 발명은, 맞물림 차수의 소음·진동을 저감함과 함께, 오버올(OA)의 소음 ·진동의 저감을 도모하는 것이며, 그 결과, 맞물림 차수에 의한 소음·진동과 오버올의 소음·진동의 각각을 저감할 뿐만 아니라, 오버올(OA)음과 각 회전차수음의 열림이 커지는 것에 의해서 생기는 귓전을 맴도는 소음이 저감된다고 하는 상승효과를 초래하는 것으로, 그 산업상의 이용 가능성은, 극히 높다.

도 1은 본 발명의 실시예 1, 실시예 2에 관한 체인 전동장치에 사용되는 스프로켓의 톱니형을 나타내는 정면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예 3, 실시예 4에 관한 체인 전동장치에 사용되는 스프로켓의 톱니형을 나타내는 정면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예 5, 실시예 6에 관한 체인 전동장치에 사용되는 스프로켓의 톱니형을 나타내는 정면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예 7, 실시예 8에 관한 체인 전동장치에 사용되는 스프로켓의 톱니형을 나타내는 정면도이다.

도 5는 엔진의 크랭크축의 회전을 캠축에 전달하는 체인 전동장치에 사용한 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 8에 관한 체인 전동장치의 스프로켓과 표준 롤러체인의 맞물림 상태를 나타내는 정면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예 1, 3, 5, 7에 관한 체인 전동장치의 표준 롤러체인과 스프로켓의 맞물림 상태의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예 2, 4, 6, 8에 관한 체인 전동장치의 표준 롤러체인과 스프로켓의 맞물림 상태의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 8은 표준 롤러체인과 표준 스프로켓을 사용한 종래의 체인 전동장치를 나타내는 정면도이다.

도 9는 도 8의 IX부의 확대도이다.

도 10은 실시예 1 내지 실시예 8에 이용된 스프로켓의 파라미터를 ISO 톱니 형(표준 스프로켓)과 대비하여 나타낸 표이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11, 21, 31, 41 : 표준 롤러체인용 스프로켓

12a, 22a, 32a, 42a : 회전방향 전면측의 톱니면

12b, 22b, 32b, 42b : 회전방향 배면측의 톱니면

re, re12a, re22a, re32a, re42a, re12b, re22b, re32b, re42b : 톱니면 원호 반지름

13, 23, 33, 43 : 톱니 바닥부

ri, ri13, ri23, ri33, ri43 : 톱니 바닥부 원호 반지름

14, 24, 34, 44 : 톱니 홈

15, 25, 35, 45 : 톱니

50, 80 : 표준 롤러체인

52, 52a, 52b : (표준 롤러체인의) 롤러

90 : 표준 스프로켓

pc, pc11, pc21, pc31, pc41 : 피치원

d, d11, d21, d31, d41 : 피치원 지름

pa11, pa21, pa31, pa41 : 현 피치

df, df13, df23, df33, df43 : 톱니바닥의 원지름

dc, dc13, dc23, dc33, dc43 : 톱니바닥의 거리

z : (스프로켓의) 톱니 수

O : (스프로켓의) 회전중심

X : 톱니 바닥부 중심선

a : 피치원과 톱니 바닥부 중심선과의 교점

p : 체인 피치

d1 : (표준 롤러체인의) 롤러 바깥지름

O1 : (표준 롤러체인의) 롤러의 중심

pa, pa1, pa2, pa3 : 톱니형 피치

θ, θ-Δθ, θ+2Δθ θ+Δθ : 톱니형 피치각

t : 접촉위치

Claims

표준 롤러체인의 롤러 또는 표준 부쉬체인이 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니와 맞물리는 엔진용 타이밍 체인 전동장치에 있어서,

상기 불규칙 톱니형 스프로켓이, 피치원의 원둘레방향을 따라서 불규칙하게 배열된, 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치각을 갖는 동시에,

상기 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니 수가 짝수인 경우에 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니바닥 거리가 ISO 톱니형을 갖는 표준 스프로켓의 톱니바닥 원지름보다 크게 되어 있거나, 또는 상기 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니 수가 홀수인 경우에 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니바닥 거리가 ISO 톱니형을 갖는 표준 스프로켓의 톱니바닥 거리보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 체인 전동장치.
제 1 항에 있어서, 상기 표준 스프로켓의 톱니형 피치각을 θ로 한 경우, 상기 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니형 피치각이, θ-Δθ, θ-Δθ, θ+2Δθ인 것을 특징으로 하는 체인 전동장치.
제 1 항에 있어서, 상기 표준 스프로켓의 톱니형 피치각을 θ로 한 경우, 상기 불규칙 톱니형 스프로켓의 톱니형 피치각이, θ-Δθ, θ, θ+Δθ인 것을 특징으로 하는 체인 전동장치.