KR20080005861A

KR20080005861A - 체인 전동장치

Info

Publication number: KR20080005861A
Application number: KR1020070067906A
Authority: KR
Inventors: 지 사쿠라; 아키라 히라이; 마사토시 소노다
Original assignee: 가부시기가이샤쯔바기모도체인
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2008-01-15
Also published as: JP2008019881A; US7691020B2; GB2440018A; GB0712051D0; CN101105214A; DE102007032440A1; US20080009377A1; GB2440018B

Abstract

롤러체인의 롤러 또는 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물림 할 때 발생하는 진동 및 소음을 저감하는 것과 함께, 제조비용을 저감할 수 있는 체인 전동장치를 제공한다.

표준 롤러체인(1)의 롤러(2)가 스프로켓(31)의 톱니와 맞물림하는 체인 전동장치에 있어서, 표준 롤러체인(1)은 균등한 체인 피치(p)를 갖고, 스프로켓(31)은 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치(pa1,pa2)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치 (pa1,pa2)는, 2개의 톱니형 피치(pa1)와 1개의 톱니형 피치(pa2)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있다.

Description

체인 전동장치{CHAIN TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은, 롤러체인의 롤러 또는 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물림 할 때 발생하는 소음을 저감하는 체인 전동장치에 관한 것이다.

종래, 롤러체인의 롤러 또는 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물림하는 체인 전동장치에 있어서는, 후술하는 일본공업규격(JIS)에서 규정하는 전동용 롤러체인 및 부쉬체인과 스프로켓이 사용되는 경우가 많다.

일본공업규격(JIS)에는, JIS B1801-1997(전동용 롤러체인 및, 부쉬체인)의 규정이 있고, 그 부속서 2(스프로켓의 형상 및 치수)에 스프로켓의 톱니형(S톱니형, U톱니형 및 ISO 톱니형)이 규정되어 있다. JIS B18 01-1997(전동용 롤러체인 및 부쉬체인)의 부속서 2(스프로켓의 형상 및 치수)에는, 다음 식이 기재되어 있다.

pa = p (1+(ds-d1)/d)

한편, 상기 식에 있어서, pa는 톱니형 피치(S톱니형의 a-a, U톱니형의 e-e), p는 체인 피치, ds는 톱니 바닥부 원호의 지름, d1은 롤러 바깥지름, d는 피치 원지름이다(비특허문헌 1 참조).

[비특허문헌 1] JIS B1801-1997

이하, 본 명세서에 있어서, 표준 롤러체인 및 표준 부쉬체인이란, JIS B1801-1997 (전동용 롤러체인 및 부쉬체인)에 규정되는 전동용 롤러체인 및 부쉬체인을 의미하고, 또한, 표준 스프로켓이란, 그 부속서 2(스프로켓의 형상 및 치수)에 규정되는 S톱니형 또는 U톱니형을 갖는 스프로켓을 의미한다.

다음에, 표준 롤러체인과 표준 스프로켓의 개략에 대해서 이하에 설명한다.

표준 롤러체인은, 2개의 부쉬의 양단이 한 쌍의 내부 플레이트의 부쉬구멍에 각각 압입되는 것과 함께 바깥지름(d1)의 롤러가 부쉬의 바깥둘레에 회전 자유롭게 끼워 넣어진 내부 링크와, 부쉬 내에 회전 자유롭게 삽입된 2개의 핀의 양단이 한 쌍의 내부 플레이트의 양 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 외부 플레이트의 핀 구멍에 각각 압입된 외부 링크를 갖고, 내부 링크와 외부 링크가 핀에 의해 서로 굴곡 가능하게 연결된 것이다. 그리고, 표준 롤러체인은 균등한 체인 피치(p)(각 롤러의 중심간의 거리)를 가지고 있다.

표준 스프로켓에 대해서는, 후술하는 도 4를 참조하여 설명한다. 표준 스프로켓은, 스프로켓의 회전중심(o)과 톱니 바닥부의 중심을 연결하는 톱니 바닥부의 중심선(톱니 바닥부 중심선)(x)에 대해서 톱니 바닥부와 톱니 바닥부에 연속하는 톱니면이 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 그리고, 각 톱니 바닥부 중심선(x)과 피치 원(pc)과의 교점을 a로 하면, 서로 이웃하는 톱니 바닥부 중심선(x)이 이루는 톱니의 피치각(θ)은, 피치 원(pc)상의 2개의 교점(a,a)의 중심각이기 때문에, 스프로켓의 톱니 수(z)에 의해 정해져, 톱니의 피치각(θ) = 360°/z이다. 또한, 톱 니형 피치(pa)는 각 톱니 바닥부 중심선(x)과 피치 원(pc)과의 교점(a,a)간의 거리이다. 따라서, 톱니형 피치(pa)는 톱니의 피치각(θ)에 대응하는 현의 길이이다. 표준 스프로켓은, 톱니의 피치각(θ)이 전부 같기 때문에, 균등한 톱니형 피치(pa)가 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있다. 또한, 톱니형 피치(pa)는, 상기 식 pa = p(1+(ds-d1)/d)가 나타내는 바와 같이, 체인 피치(p)와 일정한 관계에 있다.

또한, 종래, 롤러체인의 롤러가 스프로켓에 맞물림할 때 발생하는 소음을 저감하는 롤러체인 전동장치로서, 다음과 같은 것이 제안되어 있다. 즉, 롤러체인과, 해당 롤러체인과 맞물림하는 톱니형을 갖는 스프로켓으로 이루어지는 롤러체인 전동장치에 있어서, 스프로켓은, 톱니형이 다른 제 1 톱니와 제 2 톱니를 적어도 갖고, 제 1 톱니와 제 2 톱니가 불규칙하게, 또한, 제 1 톱니가 연속하는 일 없이 배열하고 있는 것과 함께, 제 2 톱니의 수가 제 1 톱니의 수의 4배를 넘지 않는 것인, 롤러체인 전동장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 2005-163806호

도 4는 종래의 체인 전동장치의 표준 롤러체인(1)과 표준 스프로켓(3)의 맞물림 상태의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 4에 나타내는 표준 롤러체인(1)은, 상술한 바와 같은 구성을 가지고 있다. 그리고, 표준 롤러체인(1)은 균등한 체인 피치(p)(각 롤러(2)의 중심(o1)간의 거리)를 가지고 있다. 다만, 도 4에는, 표준 롤러체인(1)을 구성하는 부품 중 롤러(2)만을 도시하고, 부쉬, 내부 플레이트, 내부 링크, 핀, 외부 플레이트, 외부 링크는 도시를 생략하고 있다.

도 4에 나타내는 표준 스프로켓(3)은, 상술한 바와 같은 구성을 가지고 있다. 그리고, 표준 스프로켓(3)은 톱니 수(18)의 구동측 스프로켓이다. 톱니의 피치각(θ)은, 식 θ = 360°/z로 정해지기 때문에, 톱니 수(18)의 구동측 스프로켓 (3)의 톱니의 피치각(θ)은 20°이다. 또한, 상술한 바와 같이, 톱니형 피치(pa)는 각 톱니 바닥부 중심선(x)과 피치 원(pc)과의 교점(a,a)간의 거리이며, 톱니의 피치각(θ)에 대응하는 현의 길이이다. 따라서, 표준 스프로켓(3)은, 톱니의 피치각(θ)(20°)이 모두 동일하고, 균등한 톱니형 피치(pa)가 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있다.

도 4를 참조하여, 종래의 체인 전동장치의 표준 롤러체인(1)과 표준 스프로켓(3)의 맞물림 상태를 이하에 설명한다.

표준 스프로켓(3)이 시계회전방향으로 회전하면, 롤러(2)의 맞물림 시작부에 있어서, 이미 톱니 바닥부에 안착하여 지지되어 있는 선행 롤러(2)의 중심(o1)을 중심으로 하여 체인 피치(p)를 반지름으로 하여 후속 롤러(2)가 상대적으로 운동하고, 표준 스프로켓(3)의 톱니 바닥부에 충돌한다. 그 때, 후속 롤러(2)는 톱니 바닥부의 중심 근방에 대략 직각으로 충돌하므로, 후속 롤러(2)의 맞물림 시작할 때에 있어서, 후속 롤러(2)의 운동 에너지가 완충되는 일 없이 톱니 바닥부에 전해진다. 그 때문에, 후속 롤러(2)의 맞물림 시작할 때의 진동 및 소음이 커진다고 하는 문제점이 있다.

또한, 톱니형 피치(pa)는 상기 식 pa=p(1+(ds-d1)/d)가 나타내는 바와 같이, 체인 피치(p)와 일정한 관계에 있으므로, 각 후속 롤러(2)의 맞물림 시작할 때에, 각 후속 롤러(2)는 표준 스프로켓(3)의 톱니와 ○표시로 나타내는 같은 접촉위치 (t)에서 접촉한다. 따라서, 각 후속 롤러(2)의 표준 스프로켓(3)의 톱니와 맞물림 시작하는 타이밍은 항상 일치하고 있다. 그 때문에, 회전수에 따른 특정의 맞물림 주파수의 진동 및 소음이 커진다고 하는 문제점이 있다.

도 5는 도 4에 나타내는 종래의 체인 전동장치의 소음 측정의 결과를 나타내는 그래프이다. 이 종래의 체인 전동장치의 소음 측정은, 톱니 수(18)의 표준 스프로켓(3)을 구동측 스프로켓로 하고, 톱니 수(36)의 표준 스프로켓을 종동측 스프로켓으로 하고, 구동측 표준 스프로켓(3)과 종동측 표준 스프로켓에 표준 롤러체인 (1)을 감아 구동측 표준 스프로켓(3)의 회전속도를 500~5,000r.p.m의 사이에서 변화시켜, 구동측 표준 스프로켓(3)의 소음을 측정하였다.

도 5에 의하면, 오버올(OA)음과 각 회전차수음이 접근하고 있다(즉, 양자간 의 면적(S1)이 작다). 그 때문에, 도 4에 나타내는 종래의 체인 전동장치는, 각 회전차수음이 눈에 띄게 귓전을 맴돈다는 문제점이 있다. 한편, 오버올(OA)음이란, 체인 전동장치의 전체의 소음이다.

또한, 상기 일본 특허공개공보 2005-163806호에 개시된 롤러체인 전동장치는, 톱니형이 다른 제 1 톱니와 제 2 톱니를 적어도 갖는 스프로켓을 사용하고 있으므로, 톱니형이 복잡하고, 그 제조비용이 증가한다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 롤러체인의 롤러 또는 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물림 할 때에 발생하는 진동 및 소음을 저감하는 것과 함께, 제조비용을 저감할 수 있는 체인 전동장치를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

청구항 1 기재의 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 롤러체인의 롤러 또는 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물림하는 체인 전동장치에 있어서, 상기 롤러체인 또는 부쉬체인은 균등한 체인 피치를 갖고, 상기 스프로켓은 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치를 갖고, 또한 상기 톱니형 피치는 피치 원의 원둘레방향에 따라서 불규칙하게 배열되어 있는 것이다.

청구항 1 기재의 발명에 의하면, 롤러체인의 롤러 또는 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물림하는 체인 전동장치에 있어서, 상기 롤러체인 또는 부쉬체인은 균등한 체인 피치를 갖고, 상기 스프로켓은 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치를 갖고, 또한 상기 톱니형 피치는 피치 원의 원둘레방향에 따라서 불규 칙하게 배열되어 있으므로, 상기 롤러 또는 부쉬의 상기 스프로켓에의 맞물림할 때에 상기 롤러 또는 부쉬의 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적고, 상기 롤러 또는 부쉬의 맞물림음이 저감된다. 또한, 상기 롤러 또는 부쉬의 상기 스프로켓에 맞물림할 때에 상기 롤러 또는 부쉬의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋나므로, 톱니 수에 의해서 정해지는 차수의 진동 및 소음이 저감된다. 또한, 오버올(OA)음과 각 회전차수음의 열림이 크고, 귓전을 맴도는 소음이 저감된다. 게다가, 상기 스프로켓은, 표준 스프로켓과 비교하여 톱니의 피치각이 상이할 뿐이므로, 소결(燒結)에 의해 용이하게 제작할 수 있고, 제조비용을 저감할 수 있다.

본 발명의 체인 전동장치의 최선의 형태로서는, 표준 롤러체인의 롤러가 스프로켓의 톱니와 맞물림하는 체인 전동장치로서, 그 구성은 다음과 같다. 즉, 표준 롤러체인(1)의 롤러(2)가 스프로켓(31)의 톱니와 맞물림하는 체인 전동장치에 있어서, 표준 롤러체인(1)은 균등한 체인 피치(p)를 갖고, 스프로켓(31)은 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치(pa1,pa2)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa1,pa2)는, 2개의 톱니형 피치(pa1)와 1개의 톱니형 피치(pa2)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있는 것이다. 그 각 실시예를 이하에 설명한다.

[실시예 1]

본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치를 도 1, 도 2를 참조하여 이하에 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치의 표준 롤러체인과 스프로켓의 맞물림 상태의 일부를 나타내는 정면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치의 소음 측정의 결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 표준 롤러체인(1)과, 표준 롤러체인(1)의 롤러(2)가 톱니에 맞물림하는 스프로켓 (31)을 갖는다.

표준 롤러체인(1)은, 상술한 바와 같이, 2개의 부쉬의 양단이 한 쌍의 내부 플레이트의 부쉬구멍에 각각 압입되는 것과 함께 바깥지름(d1)의 롤러(2)가 부쉬의 바깥둘레에 회전 자유롭게 끼워 넣어진 내부 링크와, 부쉬 내에 회전 자유롭게 삽입된 2개의 핀의 양단이 한 쌍의 내부 플레이트 양 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 외부 플레이트의 핀 구멍에 각각 압입된 외부 링크를 갖고, 내부 링크와 외부 링크가 핀에 의해 서로 굴곡 가능하게 연결된 것이다. 다만, 도 1에는, 표준 롤러체인(1)을 구성하는 부품 중 롤러(2)만을 도시하고, 부쉬, 내부 플레이트, 내부 링크, 핀, 외부 플레이트, 외부 링크는 도시를 생략하고 있다. 그리고, 표준 롤러체인(1)은 균등한 체인 피치(p)(각 롤러(2)의 중심(o1)간의 거리)를 가지고 있다.

스프로켓(31)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 스프로켓(31)의 회전중심(o)과 톱니 바닥부의 중심을 연결하는 톱니 바닥부의 중심선(톱니 바닥부 중심선)(x)에 대해서 톱니 바닥부와 톱니 바닥부에 연속하는 톱니면이 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 스프로켓(31)은 톱니 수(18)의 구동측 스프로켓이다. 그리고, 상술한 도 4에 나타내는 표준 스프로켓(3)이 톱니의 피치각(θ)(20°)이 모두 동일한 것에 비해서, 스프로켓(31)은, 이하에 서술하는 바와 같이, 크기가 다른 2종류의 톱니의 피치각을 갖는 점에서 상이하다. 이하의 설명의 편의상, 식 θ = 360°/z로 정해지는 톱니의 피치각(θ)을 표준 피치각(θ)이라고 한다.

스프로켓(31)은 크기가 다른 2종류의 톱니의 피치각(θ-Δθ, θ+2Δθ)을 가지고 있다. 즉, 톱니의 피치각(θ-Δθ)은 표준 피치각(θ)보다 각도 Δθ만큼 작은 것이고, 톱니의 피치각(θ+2Δθ)은 표준 피치각(θ)보다 2배의 각도 Δθ만큼 큰 것이다. 그리고, Δθ는 표준 피치각(θ)의 1/4 이하(즉, Δθ≤θ/4)인 것이 필요하다. 이것은 롤러(2)와의 맞물림을 허용할 수 있는 것에 필요한 범위이다. 구체적으로는, 스프로켓(31)은 톱니 수(z)가 18이기 때문에, 표준 피치각(θ)은 식 θ = 360°/z에 의해 20°이고, Δθ는 Δθ≤θ/4에 의해 Δθ≤5°이다. 또한, 2종류의 톱니의 피치각(θ-Δθ 및 θ+2Δθ)의 모든 합계는 2π 즉 360°이다.

그리고, 스프로켓(31)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이러한 2종류의 톱니의 피치각(θ-Δθ, θ+2Δθ)은, 2개의 톱니의 피치각(θ-Δθ)과 1개의 톱니의 피치각(θ+2Δθ)을 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 배열되어 있다. 또한, 톱니형 피치(pa1)는 톱니의 피치각(θ-Δθ)에 대응하는 현의 길이이고, 톱니형 피치(pa2)는 톱니의 피치각(θ+2Δθ)에 대응하는 현의 길이이다. 따라서, 스프로켓(31)은, 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치(pa1,pa2)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa1,pa2)는, 2개의 톱니형 피치(pa1)와 1개의 톱니형 피치(pa2)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치의 표준 롤러체인(1)과 스프로켓(31)의 맞물림 상태를 이하에 설명한다.

표준 롤러체인(1)은 균등한 체인 피치(p)를 가지고 있고, 게다가, 스프로켓 (31)은 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치(pa1,pa2)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa1,pa2)는, 2개의 톱니형 피치(pa1)와 1개의 톱니형 피치(pa2)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있으므로, 스프로켓(31)이 시계회전방향으로 회전하면, 각 롤러(2)의 맞물림 시작부에 있어서, 이미 톱니 바닥부에 안착하여 지지되어 있는 선행 롤러(2)의 중심(o1)을 중심으로 하여 체인 피치(p)를 반지름으로 하여 후속 롤러(2)가 상대적으로 운동하여, ○표시로 나타내는 접촉위치(t)에서 스프로켓(31)의 톱니 바닥부 또는 톱니면에 접촉한다. 그리고, 톱니면에 접촉하는 경우는, 후속 롤러(2)는 톱니면의 거의 접선방향으로부터 접촉하기 때문에, 후속 롤러(2)의 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적다. 따라서, 그 만큼, 후속 롤러의 맞물림음이 저감되게 된다.

또한, 표준 롤러체인(1)은 균등한 체인 피치(p)를 가지고 있고, 게다가, 스프로켓(31)은 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치(pa1,pa2)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa1,pa2)는, 2개의 톱니형 피치(pa1)와 1개의 톱니형 피치(pa2)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있으므로, 각 후속 롤러(2)의 맞물림 시작할 때에 있어서, 각 후속 롤러(2)의 스프로켓(31)의 톱니에의 접촉위치(t)가 스프로켓(31)의 회전에 수반하여 변화한다. 따라서, 각 후속 롤러(2)의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋난다. 그 결과, 톱니 수에 의해서 정해지는 차수의 진동 및 소음이 저감된다.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치의 소음 측정의 결과를 나타내는 그래프이다. 이 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치의 소음 측정은, 톱니 수(18)의 스프로켓(31)을 구동측 스프로켓으로 하고, 톱니 수(36)의 표준 스프로켓을 종동측 스프로켓으로 하고, 구동측 스프로켓(31)과 종동측 스프로켓에 표준 롤러체인(1)을 감아 구동측 스프로켓(31)의 회전속도를 500∼5,000r.p.m의 사이에서 변화시켜, 구동측 스프로켓(31)의 소음을 측정하였다.

도 2에 의하면, 오버올(OA)음과 각 회전차수음이, 종래의 도 5에 나타내는 것에 비해 떨어져 있다(즉, 양자간의 면적(S2)이 크다). 그 때문에, 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치는, 도 4에 나타내는 종래의 체인 전동장치가 갖는 각 회전차수음이 귓전을 맴돈다는 문제점이 개선되고 있다.

본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치에 의하면, 다음과 같은 효과를 갖는다. 표준 롤러체인(1)은 균등한 체인 피치(p)를 가지고 있고, 게다가, 스프로켓 (31)은 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치(pa1,pa2)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa1,pa2)는, 2개의 톱니형 피치(pa1)와 1개의 톱니형 피치(pa2)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있으므로, 롤러(2)의 스프로켓(31)에의 맞물림할 때에 롤러(2)의 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적고, 롤러(2)의 맞물림음이 저감된다. 또한, 롤러(2)의 스프로켓(31)에의 맞물림할 때에 롤러(2)의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋나므로, 톱니 수에 의해서 정해지는 차수의 진동 및 소음이 저감된다. 또한, 오버올 (OA)음과 각 회전차수음의 열림이 크고, 귓전을 맴도는 소음이 저감된다. 게다가, 스프로켓(31)은, 표준 스프로켓(3)과 비교하여 톱니의 피치각이 상이할 뿐이므로, 소결(燒結)에 의해 용이하게 제작할 수 있어 제조비용을 저감할 수 있다.

[실시예 2]

다음에, 본 발명의 실시예 2에 관한 체인 전동장치를 도 3을 참조하여 이하에 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예 2에 관한 체인 전동장치의 표준 롤러체인과 스프로켓의 맞물림 상태의 일부를 나타내는 정면도이다.

본 발명의 실시예 2에 관한 체인 전동장치는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 표준 롤러체인(1)과 표준 롤러체인(1)의 롤러(2)가 톱니에 맞물림하는 스프로켓 (41)을 갖는다.

표준 롤러체인(1)은, 본 발명의 실시예 1에 관해서 상술한 바와 같으므로, 그 설명은 생략한다.

스프로켓(41)은, 상술한 본 발명의 실시예 1이 크기가 다른 2종류의 톱니의 피치각(θ-Δθ, θ+2Δθ)을 갖는 것에 비해서, 크기가 다른 3종류의 톱니의 피치각을 갖는 점만이 상이하다. 상술한 바와 같이, 이하의 설명의 편의상, 식 θ = 360°/z로 정해지는 톱니의 피치각(θ)을 표준 피치각(θ)이라고 한다.

스프로켓(41)은 크기가 다른 3종류의 톱니의 피치각(θ(표준 피치각(θ)), θ+Δθ, θ-Δθ)을 가지고 있다. 즉, 톱니의 피치각(θ+Δθ)은 표준 피치각(θ)보다 각도 Δθ만큼 큰 것이고, 톱니의 피치각(θ-Δθ)은 표준 피치각(θ)보다 각도 Δθ만큼 작은 것이다. 그리고, 상술한 바와 같이, Δθ는 표준 피치각 (θ)의 1/4 이하(즉, Δθ≤θ/4)인 것이 필요하다. 이것은 롤러(2)와의 맞물림을 허용할 수 있는 것에 필요한 범위이다. 구체적으로는, 스프로켓(41)은, 상술한 실시예 1의 스프로켓(31)과 같이 톱니수(18)의 구동측 스프로켓이기 때문에, 표준 피치각(θ)은 식 θ = 360°/z에 의해 20°이고, Δθ은 Δθ≤θ/4에 의해 Δθ≤5°이다. 또한, 3종류의 톱니의 피치각(θ(표준 피치각(θ)), θ+Δθ, θ-Δθ)의 모든 합계는 2π 즉 360°이다.

그리고, 스프로켓(41)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 이러한 3종류의 톱니의 피치각(θ(표준 피치각(θ)), θ+Δθ, θ-Δθ)은, 1개의 톱니의 피치각(θ)(표준 피치각(θ))과 1개의 톱니의 피치각(θ+Δθ)과 1개의 톱니의 피치각(θ-Δθ)을 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 배열되어 있다. 또한, 톱니형 피치(pa)는 톱니의 피치각(θ)(표준 피치각(θ))에 대응하는 현의 길이이고, 톱니형 피치(pa3)는 톱니의 피치각(θ+Δθ)에 대응하는 현의 길이이고, 톱니형 피치 (pa1)는 톱니의 피치각(θ-Δθ)에 대응하는 현의 길이이다. 따라서, 스프로켓 (41)은, 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 톱니형 피치(pa)와 1개의 톱니형 피치(pa3)와 1개의 톱니형 피치(pa1)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있다.

도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예 2에 관한 체인 전동장치의 표준 롤러체인(1)으로 스프로켓(41)의 맞물림 상태를 이하에 설명한다.

표준 롤러체인(1)은 균등한 체인 피치(p)를 가지고 있고, 게다가 스프로켓 (41)은 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 톱니형 피치(pa)와 1개의 톱니형 피치(pa3)와 1개의 톱니형 피치(pa1)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있으므로, 스프로켓(41)이 시계회전방향으로 회전하면, 각 롤러(2)의 맞물림 시작부에 있어서, 이미 톱니 바닥부에 안착하여 지지되어 있는 선행 롤러(2)의 중심(o1)을 중심으로 하여 체인 피치(p)를 반지름으로 하여 후속 롤러(2)가 상대적으로 운동하여, ○표시로 나타내는 접촉위치(t)에서 스프로켓(41)의 톱니 바닥부 또는 톱니면에 접촉한다. 그리고, 톱니면에 접촉하는 경우는, 후속 롤러(2)는 톱니면의 거의 접선 방향으로부터 접촉하기 때문에, 후속 롤러(2)의 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적다. 따라서, 그만큼, 후속 롤러의 맞물림음이 저감되게 된다.

또한, 표준 롤러체인(1)은 균등한 체인 피치(p)를 가지고 있고, 게다가, 스프로켓(41)은 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 톱니형 피치(pa)와 1개의 톱니형 피치(pa3)와 1개의 톱니형 피치(pa1)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있으므로, 각 후속 롤러(2)의 맞물림 시작할 때에 있어서, 각 후속 롤러(2)의 스프로켓(41)의 톱니에의 접촉위치(t)가 스프로켓(41)의 회전에 수반하여 변화한다. 따라서, 각 후속 롤러(2)의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋난다. 그 결과, 톱니 수에 의해서 정해지는 차수의 진동 및 소음이 저감된다.

본 발명의 실시예 2에 관한 체인 전동장치에 의하면, 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치와 대략 같은 효과를 가지므로, 그 효과의 설명은 생략한다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예 1에 있어서는, 스프로켓(31)은, 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치(pa1,pa2)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa1,pa2)는, 2개의 톱니형 피치(pa1)와 1개의 톱니형 피치(pa2)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있는 것으로 하고 있고, 또한, 상술한 본 발명의 실시예 2에 있어서는, 스프로켓(41)은, 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한 이러한 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 톱니형 피치(pa)와 1개의 톱니형 피치(pa3)와 1개의 톱니형 피치(pa1)를 1세트로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레방향에 따라서 배열되어 있는 것으로 하고 있지만, 청구항 1 기재의 발명은, 스프로켓에 있어서 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치의 배열에 관해서 규칙성은 필요 없고, 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치는 피치 원의 원둘레방향에 따라서 불규칙하게 배열되어 있으면 좋다.

또한, 상술한 본 발명의 실시예 1에 있어서는, 크기가 다른 2종류의 톱니형 피치(pa1,pa2)를 갖는 예를 나타내고, 또한, 상술한 본 발명의 실시예 2에 있어서는, 크기가 다른 3종류의 톱니형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖는 예를 나타내고 있지만, 청구항 1 기재의 발명은, 롤러 또는 부쉬의 맞물림을 허용할 수 있는 범위이면, 스프로켓은 3종류 이상의 톱니형 피치를 갖는 것이라도 좋다.

또한, 상술한 본 발명의 실시예 1, 2에 있어서는 스프로켓에 대해서 구동측 스프로켓을 예로 들고 있지만, 청구항 1 기재의 발명은, 스프로켓은 종동측 스프로켓이라도 좋다.

또한, 상술한 본 발명의 실시예 1, 2에 있어서는, 표준 롤러체인을 사용한 경우를 설명하고 있지만, 청구항 1 기재의 발명은, 표준 롤러체인 대신에 표준 부쉬체인을 사용하는 경우에도 적용할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치의 표준 롤러체인과 스프로켓의 맞물림 상태의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 관한 체인 전동장치의 소음 측정의 결과를 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예 2에 관한 체인 전동장치의 표준 롤러체인과 스프로켓의 맞물림 상태의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 4는 종래의 체인 전동장치의 표준 롤러체인과 표준 스프로켓의 맞물림 상태의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 5는 도 4에 나타내는 종래의 체인 전동장치의 소음 측정의 결과를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 표준 롤러체인

2 : 롤러

d1 : 롤러 바깥지름

p : 체인 피치

o1 : 롤러의 중심

3 : 표준 스프로켓

θ : 톱니의 피치각(표준 피치각)

pa : 톱니형 피치

31 : 스프로켓

θ-Δθ, θ+2Δθ : 톱니의 피치각

pa1, pa2 : 톱니형 피치

41 : 스프로켓

θ+Δθ : 톱니의 피치각

pa3 : 톱니형 피치

z : 스프로켓의 톱니 수

o : 스프로켓의 회전중심

d : 피치 원지름

pc : 피치 원

x : 톱니 바닥부 중심선

a : 피치 원과 톱니 바닥부 중심선과의 교점

t : 접촉위치

Claims

롤러체인의 롤러 또는 부쉬체인의 부쉬가 스프로켓의 톱니와 맞물림하는 체인 전동장치에 있어서,

상기 롤러체인 또는 부쉬체인은 균등한 체인 피치를 갖고,

상기 스프로켓은 크기가 다른 적어도 2종류의 톱니형 피치를 갖고, 또한 상기 톱니형 피치는 피치 원의 원둘레방향에 따라서 불규칙하게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 체인 전동장치.