KR20090118830A

KR20090118830A - 체인용 스프로킷

Info

Publication number: KR20090118830A
Application number: KR1020090030342A
Authority: KR
Inventors: 지 사쿠라; 마사토시 소노다; 아키라 히라이
Original assignee: 가부시기가이샤쯔바기모도체인
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2009-11-18
Also published as: DE102009017454A1; CN101581357A; JP4633819B2; KR101313949B1; JP2009275788A; US20090286640A1

Abstract

스프로킷의 치형 및 치형 피치각의 최적화에 의해, 체인이 스프로킷의 이와 맞물릴 때에 발생하는 진동 및 소음을 저감하는 것과 함께, 표준 체인의 스프로킷으로부터의 맞물림 빗나감이 원활하고, 제조가 용이하고 마찰음을 저감할 수 있는 체인용 스프로킷을 제공하는 것.

체인용 스프로킷(11)에 있어서, 크기가 다른 적어도 2종류의 치형 피치각을 갖는 복수의 이가 불규칙하게 배열되고, 복수의 이의 치형이, 그 치저 원지름 또는 치저거리가 표준 스프로킷의 치저 원지름 또는 치저거리보다 크게 형성되는 것과 함께, 소결에 의해 스프로킷(11) 전체가 일체로 성형되어 있는 것.

Description

체인용 스프로킷{SPROCKET FOR CHAIN}

본 발명은, 서로 마주 보는 치면부(tooth surface portion)가 치저부(tooth gap bottom portion)에 연속하는 치홈(tooth groove)과, 서로 이웃한 치홈 사이에 형성된 복수의 이를 갖고, 롤러 체인의 롤러 또는 부시 체인의 부시가 상기 치홈에 맞물리는 체인용 스프로킷으로서, 롤러 체인의 롤러 또는 부시 체인(bush chain)의 부시가 스프로킷(sprocket)의 이와 맞물릴 때에 발생하는 소음을 저감하는 것과 함께 풀림(disengagement)이 원활히 행하여지는 체인용 스프로킷에 관한 것이다.

종래, 체인을 구동측 및 종동측의 적어도 2개의 스프로킷에 감아 동력을 전달하는 체인 전동장치는 널리 사용되어 있고, 어느 용도에서나 소음 레벨을 저감시키는 것이 바람직하다.

특히, 자동차의 엔진에 있어서, 크랭크축의 회전을 캠축에 전달하는 전동장치 등의 용도에 있어서는, 환경 문제에 대한 의식의 고양에 의해 고연소 효율이고 또한 고출력화가 되어, 크랭크축의 회전을 캠축에 전달하는 전동장치의 부하가 증대하는 한편, 사용자 요구가 높아짐에 따라, 자동차의 저소음화의 요구 레벨도 어려워지고 있어, 체인과 스프로킷의 맞물림음(engagement noise)을 무시할 수 없는 수준이 되고 있다.

종래, 자동차용 엔진에 있어서의 맞물림음의 저감 대책으로서, 엔진에 방진재를 부착하여 방사음(radiant sound)을 흡수시키거나, 방진고무를 접착하고 고무의 특성을 이용하여 소음·진동을 감소시키는 등의 대책이 채택되어져 왔지만, 크랭크축의 회전을 캠축에 전달하는 전동장치의 부하가 증대하면, 체인의 장력도 증대하여 맞물림음이 커지기 때문에, 이들 대책에서는 소음 레벨을 충분히 억제하는 것이 곤란해지고 있다.

이들 체인 전동장치는, 일본공업규격(JIS)에 JIS B1801-1997(전동용 롤러 체인 및 부시 체인)이 규정되고, 그 부속서 2(스프로킷의 형상 및 치수)에 스프로킷의 치형(S치형, U치형)이 규정되어 있고(비특허문헌 1 참조), 또한, 국제 규격 (ISO)에 ISO 606: 1994(E)에, 체인 및 스프로킷의 치형(ISO 치형)이 규정되어 있고(비특허문헌 2 참조), 이것들로 규정하는 전동용 롤러 체인 또는 부시 체인과 스프로킷이 사용된다.

이하에, 종래의 체인 전동장치인, 표준 체인으로서의 롤러 체인(표준 롤러 체인)(80)과, ISO 치형을 갖는 스프로킷(표준 스프로킷)(90)으로 이루어지는 체인 전동장치에 대해서, 도 8 및 도 9에 기초하여 설명한다.

도 8은, ISO 규격에 의한 표준 스프로킷(90)과 표준 롤러 체인(80)으로 이루어지는 체인 전동장치의 정면도이고, 도 9는, 도 8의 IX부의 확대도이다.

도 8 및 도 9에 도시하는 ISO 치형은, ISO 606 : 1994(E)에 의해 다음의 식에서 규정되고 있다.

d=p/sin(180°/z)…(피치 원지름)

df=d-d1…(치저 원지름)

dc=df…(짝수 이에 있어서의 치저거리)

dc=d*cos(90°/z)-d1…(홀수 이에 있어서의 치저거리)

re(max)=0.12*d1(z+2 )…(치선 원호의 반지름 최대치)

ri(min)=0.505*d1…(치저 원호의 반지름 최소치)

re(min)=0.008*d1(z²+180)…(치선 원호의 반지름 최소치)

ri(max)=0.505*d1+0.069(d1)^1/3…(치저 원호의 반지름 최대치)

한편, 상기 식에 있어서, p는 롤러 체인의 피치, d는 피치 원지름, d1은 롤러 체인의 롤러 바깥지름, df는 치저(tooth gap bottom) 원지름, dc는 치저거리, re(max)는 치선(tooth head) 원호의 반지름 최대치, ri(min)는 치저 원호의 반지름 최소치, re(min)는 치선 원호의 반지름 최소치, ri(max)는 치저 원호의 반지름 최대치, z는 스프로킷의 치수(number of sprocket teeth)이다.

또한, 도 8 및 도 9에 있어서, pa는, 스프로킷의 현피치(chordal pitch)이다. 그리고, 이 스프로킷의 현피치(pa)는, 체인 피치 p와 동일하다.

상기 식으로부터 분명한 바와 같이, 도 9에 도시하는 표준 스프로킷(90), 즉, ISO 치형의 치저부(93)는, 롤러(82)의 반지름(d1/2)보다 조금 큰 치저 원호의 반지름(ri)의 원호로 형성되고, 치면부(92)는 치선 원호의 반지름(re)의 원호로 형성되고, 이 치면부(92)는 치저부(93)의 양측에 연속하여 형성되어 있다. 또한, 치 저 원지름(df)은 피치 원지름(d)과 롤러 체인의 롤러 바깥지름(d1)과의 차이에 동일하게 형성되고, 치저 원지름(df)은, 피치 원지름(d)과 치저 원호의 반지름(ri)의 2배와의 차이에 대략 동일하게 형성되어 있다.

표준 롤러 체인(80)은, 2개의 부시의 양단이 한 쌍의 내부 플레이트의 부시 구멍에 각각 압입됨과 함께, 바깥지름(d1)의 롤러가 부시의 바깥둘레에 자유롭게 회전되도록 끼워 넣어진 내부 링크와, 부시내에 자유롭게 회전되도록 삽입된 2개의 연결 핀의 양단이 한 쌍의 내부 플레이트의 양 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 외부 플레이트의 핀 구멍에 각각 압입된 외부 링크를 갖고, 내부 링크와 외부 링크가 연결 핀에 의해 서로 굴곡 가능하게 연결된 것으로, 균등한 체인 피치(p)(각 롤러의 중심간의 거리)를 가지고 있다.

표준 스프로킷(90)은, 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 회전중심(O)과 치저부(93)의 중심을 연결하는 치저부 중심선(X)에 대해서 치저부(93)와 치저부(93)에 연속하는 치면부(92)가 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 그리고, 각 치저부 중심선(X)과 피치 원(pc)과의 교점을 a로 하면, 서로 이웃한 치저부 중심선(X)이 이루는 치형 피치각 θ는, 피치 원(pc)상의 2개의 교점(a,a)의 중심각이기 때문에, 스프로킷의 치수(z)로부터 결정되고, 이의 피치각 e=360°/z이다. 또한, 치형 피치 (pa)는 각 치저부 중심선(X)과 피치 원(pc)와의 교점(a,a)간의 거리이다.

따라서, 치형 피치(pa)는, 치형 피치각 θ에 대응하는 현의 길이이고, 표준 스프로킷(90)은 치형 피치각 θ가 전부 동일하기 때문에, 균등한 치형 피치(pa)(현피치)가 피치 원(pc)의 원둘레 방향을 따라서 배열되어 있고, 또한, 치형 피치 (pa)(현피치)는, 체인 피치(p)와 동일하다.

또한, 종래, 체인이 스프로킷에 맞물릴 때에 발생하는 소음을 저감하는 저소음 체인 전동장치로서, 롤러 체인과 치저부 및 치면부를 갖는 동일 형상의 다수의 이를 구비한 스프로킷으로 이루어지는 체인 전동장치에 있어서, 상기 롤러 체인의 롤러의 바깥지름을, 상기 롤러가 상기 스프로킷의 이에 맞물릴 때, 상기 스프로킷의 치저부와의 사이에 공극을 갖고 인접하는 한 쌍의 치면부에 접촉하도록, 표준 사이즈보다 크게 구성하고, 또한 상기 스프로킷의 치저부를, 상기 롤러의 바깥지름보다 조금 작은 지름으로 이루어지는 원호면으로 구성하고, 또한, 상기 스프로킷의 치면부에 상기 롤러가 접촉하는 개소에서의 상기 롤러의 접선과, 상기 롤러의 중심과 상기 스프로킷의 중심을 연결하는 선이 이루는 각을, 상기 롤러 및/또는 상기 치면부를 탄성변형하면서, 해당 롤러가 상기 치저부에 착석하거나 또는 그 근방까지 상기 치면부에 미끄럼접촉·이동할 수 있는 작은 각도로 구성한 저소음 체인 전동장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

[비특허문헌 1] JIS B1801-1997

[비특허문헌 2] ISO 606 : 1994(E)

[특허문헌 1] 일본 특허공고공보 평성7-18478호

종래의 표준 롤러 체인(80)과 표준 스프로킷(90)으로 이루어지는 체인 전동장치에서는, 표준 스프로킷(90)이 시계방향으로 회전하면, 롤러(82)의 맞물림 시작 부에 있어서, 이미 치저부에 착석하여 지지되어 있는 선행 롤러(82)의 중심 c를 중심으로 하여 체인 피치(p)를 반지름으로 해서 후속 롤러(82)가 상대적으로 운동하고, 표준 스프로킷(90)의 치저부에 충돌한다. 그 때, 후속 롤러(82)는 치저부의 중심 근방에 대략 직각으로 충돌하므로, 후속 롤러(82)의 맞물림 시작시에 있어서, 표준 스프로킷(90)의 치면부에 대한 후속 롤러(82)의 운동 에너지가 완충되는 일 없이 치저부에 전달된다. 그 때문에, 후속 롤러(82)의 맞물림 시작시의 진동 및 소음이 커진다고 하는 문제가 있었다.

또한, 표준 스프로킷(90)의 치형 피치(pa)(현피치)는, 표준 롤러 체인(80)의 피치 p와 동일하기 때문에, 각 후속 롤러(82)의 맞물림 시작시에, 각 후속 롤러 (82)는 표준 스프로킷(90)의 이와 동일한 접촉위치(t)에서 접촉한다. 따라서, 각 후속 롤러(82)의 표준 스프로킷(90)의 이와 맞물림하기 시작하는 타이밍은 항상 일치하고 있다. 그 때문에, 치수에 의해서 결정되는 차수에 의한 진동 및 소음이 커진다고 하는 문제가 있었다.

또한, 상기 특허문헌 1에 개시된 저소음 체인 전동장치에 있어서는, 스프로킷의 치면부에 롤러가 접촉하는 개소에서의 상기 롤러의 접선과 상기 롤러의 중심과 스프로킷의 중심을 연결하는 선이 이루는 각을, 롤러 및/또는 치면부를 탄성변형하면서, 상기 롤러가 치저부에 착석하거나 또는 그 근방까지 치면부에 미끄럼접촉·이동할 수 있는 작은 각도로 구성하고 있으므로, 롤러와 스프로킷의 치면부와의 맞물릴 때의 충격이 완화되어, 맞물릴 때의 소음을 저감할 수 있지만, 그 반면, 롤러가 치저부측을 향하여 쐐기형상으로 대향하는 치면부 사이에 끼워 넣어진 상태 로 맞물리기 때문에, 롤러 체인이 스프로킷으로부터 풀리는 측에서 롤러와 스프로킷의 치면부와의 원활한 풀림이 저해되고, 그것으로 체인의 진동이 발생하고, 반대로 소음이 발생하는 등의 문제가 있었다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제를 해결하는 것으로서, 즉, 본 발명의 목적은, 스프로킷의 치형 및 치형 피치각의 최적화에 의해, 체인이 스프로킷의 이와 맞물릴 때에 발생하는 진동 및 소음을 저감하는 것과 함께, 표준 체인의 스프로킷으로부터의 풀림이 원활하고, 제조가 용이하고 마찰음을 저감할 수 있는 체인용 스프로킷을 제공하는 것이다.

청구항 1에 관한 발명은, 서로 마주 보는 치면부가 치저부에 연속하는 치홈과, 서로 이웃한 치홈 사이에 형성된 복수의 이를 갖고, 롤러 체인의 롤러 또는 부시 체인의 부시가 상기 치홈에 맞물리는 체인용 스프로킷에 있어서, 상기 복수의 이가, 크기가 다른 적어도 2종류의 치형 피치각을 갖는 것과 함께, 상기 치형 피치각은, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있고, 상기 복수의 이의 치형이, 그 치저 원지름 또는 치저거리가 표준 스프로킷의 치저 원지름 또는 치저거리보다 크게 형성되고, 상기 복수의 이가, 소결에 의해 스프로킷 전체적으로 일체로 성형되어 있는 것에 의해, 상기 과제를 해결하는 것이다.

청구항 2에 관한 발명은, 청구항 1에 관한 발명의 구성에 더하여, 치형 피치각이, 표준 스프로킷의 치형 피치각을 θ로 한 경우, θ-Δθ, θ-Δθ, θ+2Δθ로서, 이들 치형 피치각이, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있는 것에 의해, 상기 과제를 해결하는 것이다.

청구항 3에 관한 발명은, 청구항 1에 관한 발명의 구성에 더하여, 치형 피치각이, 표준 스프로킷의 치형 피치각을 θ로 한 경우, θ-Δθ, θ, θ+Δθ로서, 이들 치형 피치각이, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있는 것에 의해, 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 발명에 의하면, 서로 마주 보는 치면부가 치저부에 연속하는 치홈과, 서로 이웃한 치홈 사이에 형성된 복수의 이를 갖고, 롤러 체인의 롤러 또는 부시 체인의 부시가 상기 치홈에 맞물리는 체인용 스프로킷에 있어서, 복수의 이가, 크기가 다른 적어도 2종류의 치형 피치각을 갖는 것에 의해, 롤러 또는 부시의 스프로킷으로의 맞물릴 때에 상기 롤러 또는 부시의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋나 롤러 또는 부시의 스프로킷으로의 맞물릴 때에 스프로킷의 치면부에 대한 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적어져서 롤러 또는 부시의 맞물림음이 저감되고, 또한, 치수에 의해서 결정되는 차수의 진동 및 소음도 저감되고, 게다가, 체인 전동장치의 전체의 소음과 각 회전 차수음(order sound)의 갭(gap)이 크기 때문에 귓전을 맴도는 소음을 저감할 수 있는 것과 함께, 이하와 같은 각별한 효과를 이룰 수 있다.

즉, 본 청구항 1에 관한 발명의 체인용 스프로킷은, 치형 피치각이, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있고, 복수의 이의 치형이, 그 치저 원지름 또는 치저거리가 표준 스프로킷의 치저 원지름 또는 치저거리보다 크게 형 성되어 있는 것에 의해서, 작은 치형을 갖는 이를 극력 줄일 수 있어, 스프로킷 전체의 내구성을 손상시키는 일 없이 진동 및 소음을 저감할 수 있는 것과 함께, 복수의 이가, 소결에 의해 스프로킷 전체적으로 일체로 성형되어 있는 것에 의해, 복잡한 제어에 의한 기계 가공이나 전조(rolling)를 행할 필요가 없기 때문에 제조가 용이해지고, 또한, 소결에 의해 스프로킷 표면에 윤활제를 많이 유지하는 것이 가능해짐으로써, 롤러 또는 부시가 피치가 다른 복수의 이와의 미끄럼접촉에 의한 마찰음도 저감할 수 있다.

그리고, 본 청구항 2에 관한 발명의 체인용 스프로킷은 청구항 1에 관한 체인용 스프로킷이 이루는 효과에 더하여, 표준 스프로킷의 치형 피치각을 θ로 한 경우, θ-Δθ, θ-Δθ, θ+2Δθ로서, 이들 치형 피치각이, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있는 것에 의해, 2종류의 치형 피치각만을 형성하면 좋고 제조가 용이해진다.

또한, 본 청구항 3에 관한 발명의 체인용 스프로킷은 청구항 1에 관한 체인용 스프로킷이 이루는 효과에 더하여, 치형 피치각이, 표준 스프로킷의 치형 피치각을 θ로 한 경우, θ-Δθ, θ, θ+Δθ로서, 이들 치형 피치각이, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있는 것에 의해, 3종류의 치형 피치각만을 형성하면 좋고 제조가 용이해진다.

본 발명은, 서로 마주 보는 치면부가 치저부에 연속하는 치홈과, 서로 이웃한 치홈 사이에 형성된 복수의 이를 갖고, 롤러 체인의 롤러 또는 부시 체인의 부 시가 치홈에 맞물리는 체인용 스프로킷에 있어서, 복수의 이가, 크기가 다른 적어도 2종류의 치형 피치각을 갖고, 상기 치형 피치각이, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있고, 복수의 이의 치형이, 그 치저 원지름 또는 치저거리가 표준 스프로킷의 치저 원지름 또는 치저거리보다 크게 형성되고, 복수의 이가, 소결에 의해 스프로킷 전체적으로 일체로 성형되어 있는 것으로서, 스프로킷의 치형 및 치형 피치각의 최적화에 의해, 체인이 스프로킷의 이와 맞물릴 때에 발생하는 진동 및 소음을 저감하는 것과 함께, 표준 체인의 스프로킷으로부터의 풀림이 원활하고, 제조가 용이하고 마찰음을 저감할 수 있는 것이면, 그 구체적인 실시형태는 어떠한 것이라도 아무런 상관없다.

즉, 본 발명의 복수의 이는, 그 이의 수는 몇 매라도 좋고, 또한, 복수 종류의 치형 피치각은 2종류 이상이면 몇 종류이더라도 좋고, 3종류 이상의 경우는 표준 스프로킷의 치형 피치각의 이를 포함해도 좋다.

이하에, 본 발명의 실시예인 체인용 스프로킷에 대해 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예 1, 2에 관한 체인용 스프로킷의 치형을 도시하는 정면도이고, 도 2는, 본 발명의 실시예 3, 4에 관한 체인용 스프로킷의 치형을 도시하는 정면도이고, 도 3은, 본 발명의 실시예 5, 6에 관한 체인용 스프로킷의 치형을 도시하는 정면도이고, 도 4는, 본 발명의 실시예 7, 8에 관한 체인용 스프로킷의 치형을 도시하는 정면도이고, 도 5는, 본 발명의 실시예 1 내지 8에 관한 체인용 스프로킷과 표준 롤러 체인의 맞물림 상태를 도시하는 정면도이고, 도 6은, 본 발명의 실시예 1, 3, 5, 7에 관한 체인용 스프로킷과 표준 롤러 체인의 맞물림 상태의 일부를 도시하는 정면도이고, 도 7은, 본 발명의 실시예 2, 4, 6, 8에 관한 체인용 스프로킷과 표준 롤러 체인의 맞물림 상태의 일부를 도시하는 정면도이다.

[실시예 1]

본 발명의 실시예 1에 관한 체인용 스프로킷에 대해 이하에 설명한다.

도 1에 도시하는 치형을 갖는 표준 롤러 체인용 스프로킷(이하, 단순히 스프로킷이라고 한다)(11a)은, 표준 롤러 체인(50)에 적용되는 것이다.

스프로킷(11a)은, 서로 마주 보는 치면(12a) 및 치면(12b)이 치저부(13)에 연속하는 치홈(14)에 의해서 복수의 이(15)가 형성되어 있다. 한편, 도 1에는, 비교를 위해서, ISO치형(표준 치형)을 파선으로 도시하고 있다.

스프로킷(11a)의 치형은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 스프로킷(11a)의 회전중심(O)(도시는 되어 있지 않음)과 각 치저부(13)의 중심을 연결하는 치저부 중심선(X)에 대해서 스프로킷(11a)의 회전방향 전면측의 치면(12a)과 회전방향 배면측의 치면(12b)이 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 치면(12a) 및 치면(12b)은, 각각 단면 볼록형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 치면(12a) 및 치면(12b)을 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치면의 치면 반지름(re)보다 큰 치면 반지름(re12a,re12b)으로 각각 형성되어 있다. 즉, re12a>re, 및, re12b>re의 관계에 있다. 그리고, 치면(12a) 및 치면(12b)은, 치저부(13)에 매끄럽게 연속하고 있다.

또한, 치저부(13)는, 치저부 중심선(X)상에 중심을 갖는 원호에 의해 형성되어 있다. 치저부(13)를 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치저 부의 치저부 원호 반지름(ri)보다 큰 치저부 원호 반지름(ri13)으로 형성되어 있다. 즉 ri13>ri의 관계에 있다. 이 치저부 원호 반지름(ri13)의 중심은, 치저부 중심선(X)상에 있고, 또한 ISO 치형(표준 치형)의 치저부 원호 반지름(ri)의 중심보다 바깥쪽에 위치하고 있다.

그리고, 치저부 원호 반지름(ri13)의 중심이 ISO 치형(표준 치형)의 치저부 원호 반지름(ri)의 중심보다 바깥쪽에 위치하는 것에 의해, 스프로킷(11a)의 치수 (z)가 짝수의 경우는, 치저 원지름(df13)은 ISO 치형(표준 치형)의 치저 원지름 (df)보다 커지고 있다. 즉, df13>df의 관계에 있다. 또한, 스프로킷(11a)의 치수 (z)가 홀수의 경우는, 치저거리(dc13)은 ISO 치형(표준 치형)의 치저거리(dc)보다 커지고 있다. 즉, dc13>dc의 관계에 있다.

또한, 치저 원지름(df13) 또는 치저거리(dc13)를 ISO 치형(표준 치형)의 치저 원지름(df) 또는 치저거리(dc)보다 크게 하는 것에 의해, 스프로킷(11a)의 현피치(pa11)(즉, 피치 원(pc11)과 치저부 중심선(X)과의 교점(a,a)간의 거리)는, ISO 치형(표준 치형)을 갖는 표준 스프로킷의 현피치(pa)(즉, 피치 원(pc11)과 치저부 중심선(X)과의 교점(a,a)간의 거리: 도 8 및 도 9 참조)보다 커지고 있다. 즉, pa11>pa의 관계에 있다.

그리고, 스프로킷(11a)은, 표준 롤러 체인(50)에 적용되는 것이기 때문에, ISO 치형(표준 치형)을 갖는 표준 스프로킷의 현피치(pa)는, 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)(즉, 롤러(52)의 중심간의 거리)와 동일한 것에 대하여, 스프로킷 (11a)의 현피치(pa11)는, 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)보다 커지고 있다. 즉, pa11>p의 관계에 있다.

한편, 스프로킷(11a)은, 크기가 다른 2종류의 치형 피치각 θ-Δθ, θ+2Δθ를 가지고 있다. 즉, 치형 피치각 θ-Δθ는, 표준 피치각 θ보다 각도 Δθ만큼 작은 것이고, 치형 피치각 θ+2Δθ는, 표준 피치각 θ보다 2배의 각도(Δθ)만큼 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, 스프로킷(11a)은, 치수(z)가 18이기 때문에, 표준 피치각 θ는, 식 θ=360°/z로부터 20°이고, Δθ는 Δθ<θ/4로부터 Δθ<5°이다. 또한, 2종류의 이의 피치각 θ-Δθ 및 θ+2Δθ의 모든 합계는 2π, 즉 360°이다.

그리고, 스프로킷(11a)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 이러한 2종류의 치형 피치각 θ-Δθ, θ+2Δθ가, 2개의 치형 피치각 θ-Δθ와 1개의 치형 피치각 θ+2Δθ를 1조로 하여 피치 원(pc)의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있다.

도 6을 참조하여, 표준 롤러 체인(50)과 본 발명의 실시예 1에 관한 체인용 스프로킷(11a)의 맞물림 상태를 이하에 설명한다. 한편 스프로킷(11a)은, 도 6에 있어서는, 단순히 스프로킷(11)으로서 도시하고 있다. 또한, 도 1에 있어서의 현피치(pa11)는, 도 6에 있어서의 치형 피치(pa1,pa2)와 같은 부분간의 거리를 가리키는 것이지만, 치형 피치각에 관한 설명의 형편상, 감히 다른 부재명 및 참조 부호를 이용하고 있다.

표준 롤러 체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 갖고 있고, 또한, 스프로킷 (11)은, 크기가 다른 2종류의 치형 피치각 θ-Δθ, θ+2Δθ를 갖고, 또한, 이들 치형 피치각 θ-Δθ, θ+2Δθ는, 2개의 치형 피치각 θ-Δθ와 1개의 치형 피치각 θ+2Δθ를 1조로 하여 피치 원(pc)의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있으므로, 스프로킷(11)이 회전하면, 각 롤러(52)의 맞물림 시작부에 있어서, 이미 치저부에 착석하여 지지되어 있는 선행 롤러(52)의 중심(O1)을 중심으로 하여 체인 피치(p)를 반지름으로 해서 후속 롤러(52)가 상대적으로 운동하여, ○표시로 나타내는 접촉위치(t)에서 스프로킷(11)의 치저부 또는 치면에 접촉한다. 그리고, 치면에 접촉하는 경우는, 후속 롤러(52)는, 치면의 거의 접선방향으로부터 접촉하기 때문에, 후속 롤러(52)의 스프로킷(11)의 치면에 대한 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적다. 따라서, 그만큼, 후속 롤러(52)의 맞물림음이 저감되게 된다.

또한, 표준 롤러 체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 갖고 있고, 한편, 스프로킷(11)은, 크기가 다른 2종류의 치형 피치각에 대응하는 현의 길이인 치형 피치 (pa1,pa2)를 갖고, 또한, 이들 치형 피치(pa1,pa2)는, 2개의 치형 피치(pa1)와 1개의 치형 피치(pa2)를 1조로 하여 피치 원(pc)의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있으므로, 각 후속 롤러(52)의 맞물림 시작시에 있어서, 각 후속 롤러 (52)의 스프로킷(11)의 이로의 접촉위치(t)가 스프로킷(11)의 회전에 수반하여 변화한다. 따라서, 각 후속 롤러(52)의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋난다. 그 결과, 치수에 의해서 결정되는 차수(order)의 진동 및 소음이 저감된다.

[실시예 2]

본 발명의 실시예 2에 관한 체인용 스프로킷에 대해 이하에 설명한다.

한편, 실시예 2의 체인용 스프로킷(11b)의 치형은, 도 1에 도시한 실시예 1의 치형과 같으므로 설명은 생략한다.

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

스프로킷(11b)은, 크기가 다른 3종류의 치형 피치각 θ(표준 피치각 θ), θ+Δθ, θ-Δθ를 가지고 있다. 즉, 치형 피치각 θ+Δθ는, 표준 피치각 θ보다 각도 Δθ만큼 큰 것이고, 치형 피치각 θ-Δθ는, 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, 스프로킷(11b)은, 상술한 실시예 1의 스프로킷 (11a)과 같이 치수(18)의 구동측 스프로킷이기 때문에, 표준 피치각 θ는, 식 θ=360°/z에 의해 20°이고, Δθ는, Δθ<θ/4에 의해 Δθ<5°이다. 또한, 3종류의 치형 피치각 θ(표준 피치각 θ), θ+Δθ, θ-Δθ의 모든 합계는 2π, 즉 360°이다.

그리고, 스프로킷(11b)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 이러한 3종류의 치형 피치각 θ(표준 피치각 θ), θ+Δθ, θ-Δθ는, 1개의 치형 피치각 θ(표준 피치각 θ)과 1개의 치형 피치각 θ+Δθ 및 1개의 치형 피치각 θ-Δθ를 1조로 하여 피치 원(pc)의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있다. 또한, 치형 피치 (pa)는, 치형 피치각 θ(표준 피치각 θ)에 대응하는 현의 길이이고, 치형 피치 (pa3)는, 치형 피치각 θ+Δθ에 대응하는 현의 길이이고, 치형 피치(pa1)는, 치형 피치각 θ-Δθ에 대응하는 현의 길이이다. 따라서, 스프로킷(11b)은, 크기가 다른 3종류의 치형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한, 이들 치형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 치형 피치(pa)와 1개의 치형 피치(pa3) 및 1개의 치형 피치(pa1)를 1조로 하여 피치 원(pc)의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있다.

도 7을 참조하여, 표준 롤러 체인(50)과 본 발명의 실시예 2에 관한 체인용 스프로킷(11b)의 맞물림 상태를 이하에 설명한다. 한편 스프로킷(11b)은, 도 7에 있어서는, 단순히 스프로킷(11)으로서 도시하고 있다. 또한, 도 1에 있어서의 현피치(pa11)는, 도 7에 있어서의 치형 피치(pa,pa3,pa1)와 같은 부분 사이의 거리를 가리키는 것이지만, 치형 피치각에 관한 설명의 형편상, 감히 다른 부재명 및 참조 부호를 이용하고 있다.

표준 롤러 체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 갖고 있고, 또한, 스프로킷(11)은, 크기가 다른 3종류의 치형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한, 이들 치형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 치형 피치(pa)과 1개의 치형 피치(pa3) 및 1개의 치형 피치(pa1)를 1조로 하여 피치 원(pc)의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있으므로, 스프로킷(11)이 회전하면, 각 롤러(52)의 맞물림 시작부에 있어서, 이미 치저부에 착석하여 지지되어 있는 선행 롤러(52)의 중심(O1)을 중심으로 하여 체인 피치(p)를 반지름으로 해서 후속 롤러(52)가 상대적으로 운동하고, ○표시로 나타 내는 접촉위치(t)에서 스프로킷(11)의 치저부 또는 치면에 접촉한다. 그리고, 치면에 접촉하는 경우는, 후속롤러(52)는 치면의 거의 접선방향으로부터 접촉하기 때문에, 후속 롤러(52)의 스프로킷(11)의 치면에 대한 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적다. 따라서, 그만큼, 후속 롤러의 맞물림음이 저감되게 된다.

또한, 표준 롤러 체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 갖고 있고, 또한, 스프로킷(11)은, 크기가 다른 3종류의 치형 피치(pa,pa3,pa1)를 갖고, 또한, 이들 치형 피치(pa,pa3,pa1)는, 1개의 치형 피치(pa)와 1개의 치형 피치(pa3) 및 1개의 치형 피치(pa1)를 1조로 하여 차례차례 시계회전방향으로 피치 원(pc)의 원둘레 방향을 따라서 배열되어 있으므로, 각 후속 롤러(52)의 맞물림 시작시에 있어서, 각 후속 롤러(52)의 스프로킷(11)의 이에의 접촉위치(t)가 스프로킷(11)의 회전에 수반하여 변화한다. 따라서, 각 후속 롤러(52)의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋난다. 그 결과, 치수에 의해서 결정되는 차수의 진동 및 소음이 저감된다.

[실시예 3]

다음에 본 발명의 실시예 3에 관한 체인용 스프로킷에 대해 이하에 설명한다.

도 2에 도시하는 치형을 갖는 표준 롤러 체인용 스프로킷(이하, 단순히 스프로킷이라고 한다)(21a)은, 표준 롤러 체인(50)에 적용되는 것이다.

스프로킷(21a)은, 서로 마주 보는 치면(22a,22b)이 치저부(23)에 연속하는 치홈(24)에 의해서 복수의 이(25)가 형성되어 있다. 한편, 도 2에는, 비교를 위해서, ISO 치형 (표준 치형)을 파선으로 도시하고 있다.

스프로킷(21a)의 치형은, 도 2에 도시하는 바와 같이 스프로킷(21a)의 회전중심(O)(도시는 되어 있지 않음)과 각 치저부(23)의 중심을 연결하는 치저부(23)의 치저부 중심선(X)에 대해서 스프로킷(21a)의 회전방향 전면측의 치면(22a)과 회전방향 배면측의 치면(22b)이 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 치면(22a) 및 치면(22b)은, 각각 단면 볼록형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 치면(22a) 및 치면(22b)을 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치면의 치면 반지름(re)과 같은 치면 반지름(re22a,re22b)으로 각각 형성되어 있다. 즉, re22a=re 및 re22b=re의 관계에 있다. 그리고, 치면(22a) 및 치면(22b)은 치저부(23)에 매끄럽게 연속하고 있다.

또한, 치저부(23)는 치저부 중심선(X)상에 중심을 갖는 원호에 의해 형성되어 있다. 치저부(23)를 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치저부의 치저부 원호 반지름(ri)보다 큰 치저부 원호 반지름(ri23)으로 형성되어 있다. 즉, ri23>ri의 관계에 있다. 이 치저부 원호 반지름(ri23)의 중심은, 치저부 중심선(X)상에 있고, 또한 ISO 치형(표준 치형)의 치저부 원호 반지름(ri)의 중심보다 바깥쪽에 위치하고 있다.

그리고, 치저부 원호 반지름(ri23)의 중심이 ISO 치형(표준 치형)의 치저부 원호 반지름(ri)의 중심보다 바깥쪽에 위치하는 것에 의해, 스프로킷(21a)의 치수 (z)가 짝수의 경우는, 치저 원지름(df23)은 ISO 치형(표준 치형)의 치저 원지름 (df)보다 커지고 있다. 즉, df23>df의 관계에 있다. 또한, 스프로킷(21a)의 치수 (z)가 홀수의 경우는, 치저거리(dc23)는 ISO 치형(표준 치형)의 치저거리(dc)보다 커지고 있다. 즉, dc23>dc의 관계에 있다.

또한, 치저 원지름(df23) 또는 치저거리(dc23)를 ISO 치형(표준 치형)의 치저 원지름(df) 또는 치저거리(dc)보다 크게 하는 것에 의해, 스프로킷(21a)의 현피치(pa21)(즉, 피치 원(pc21)과 치저부 중심선(X)과의 교점(a,a)간의 거리)는, ISO 치형(표준 치형)을 갖는 표준 스프로킷의 현피치(pa)(즉, 피치 원(pc)과 치저부 중심선(X)과의 교점(a,a)간의 거리: 도 8 및 도 9 참조)보다 커지고 있다. 즉, pa21>pa의 관계에 있다.

그리고, 스프로킷(21a)은 표준 롤러 체인(50)에 적용되는 것이기 때문에, ISO 치형(표준 치형)을 갖는 표준 스프로킷의 현피치(pa)는, 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)(즉, 롤러(52)의 중심(O1,O1)간의 거리)와 동일한 것에 대하여, 스프로킷(21a)의 현피치(pa21)는, 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)보다 커지고 있다. 즉, pa21>p의 관계에 있다.

한편, 실시예 3의 스프로킷(21a)의 치형 피치각은, 실시예 1의 치형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 4]

본 발명의 실시예 4에 관한 체인용 스프로킷에 대해서는, 스프로킷(21b)의 치형은, 도 2에 도시한 실시예 3의 치형과 같고, 스프로킷(21b)의 치형 피치각은, 실시예 2의 치형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 5]

다음에, 본 발명의 실시예 5에 관한 체인용 스프로킷에 대해 이하에 설명한 다.

도 3에 도시하는 치형을 갖는 표준 롤러 체인용 스프로킷(이하, 단순히 스프로킷이라고 한다)(31a)은, 표준 롤러 체인(50)에 적용되는 것이다.

스프로킷(31a)은, 서로 마주 보는 치면(32a,32b)이 치저부(33)에 연속하는 치홈(34)에 의해서 복수의 이(35)가 형성되어 있다. 한편, 도 3에는, 비교를 위해서, ISO 치형(표준 치형)을 파선으로 도시하고 있다.

스프로킷(31a)의 치형은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 스프로킷(31a)의 회전중심(O)(도시는 되어 있지 않음)과 각 치저부(33)의 중심을 연결하는 치저부 중심선(X)에 대해서 스프로킷(31a)의 회전방향 전면측의 치면(32a)과 회전방향 배면측의 치면(32b)이 좌우 비대칭으로 형성되어 있다. 치면(32a)은 단면 볼록형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 치면(32a)을 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치면의 치면 반지름(re)과 같은 치면 반지름(re32a)으로 형성되어 있다. 즉, re32a=re의 관계에 있다. 치면(32b)은 단면 볼록형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 치면(32b)을 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치면의 치면 반지름(re)보다 큰 치면 반지름(re32b)으로 형성되어 있다. 즉, re32b>re의 관계에 있다. 그리고, 치면(32a) 및 치면(32b)은 치저부(33)에 매끄럽게 연속하고 있다.

또한, 치저부(33)는 치저부 중심선(X)상에 중심을 갖는 원호에 의해 형성되어 있다. 치저부(33)를 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치저부의 치저부 원호 반지름(ri)보다 큰 치저부 원호 반지름(ri33)으로 형성되어 있 다. 즉, ri33>ri의 관계에 있다. 이 치저부 원호 반지름(ri33)의 중심은, 치저부 중심선(X)상에 있고, 또한 ISO 치형(표준 치형)의 치저부 원호 반지름(ri)의 중심보다 바깥쪽에 위치하고 있다.

그리고, 치저부 원호 반지름(ri33)의 중심이 ISO 치형(표준 치형)의 치저부 원호 반지름(ri)의 중심보다 바깥쪽에 위치하는 것에 의해, 스프로킷(31a)의 치수 (z)가 짝수의 경우는, 치저 원지름(df33)은 ISO 치형(표준 치형)의 치저 원지름 (df)보다 커지고 있다. 즉, df33>df의 관계에 있다. 또한, 스프로킷(31a)의 치수 (z)가 홀수의 경우는, 치저거리(dc33)은 ISO 치형(표준 치형)의 치저거리(dc)보다 커지고 있다. 즉, dc33>dc의 관계에 있다.

또한, 치저 원지름(df33) 또는 치저거리(dc33)를 ISO 치형(표준 치형)의 치저 원지름(df) 또는 치저거리(dc)보다 크게 하는 것에 의해, 스프로킷(31a)의 현피치(pa31)(즉, 피치 원(pc31)과 치저부 중심선(X)과의 교점(a,a)간의 거리)는, ISO 치형(표준 치형)을 갖는 표준 스프로킷의 현피치(pa)(즉, 피치 원(pc)와 치저부 중심선(X)과의 교점(a,a)간의 거리: 도 8 및 도 9 참조)보다 커지고 있다. 즉, pa31>pa의 관계에 있다.

그리고, 스프로킷(31a)은 표준 롤러 체인(50)에 적용되는 것이기 때문에, ISO 치형(표준 치형)을 갖는 표준 스프로킷의 현피치(pa)는 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)(즉, 롤러(52)의 중심(O1,O1)간의 거리)와 동일한 것에 대하여, 스프로킷(31a)의 현피치(pa) 31은, 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)보다 커지고 있다. 즉, pa31>p의 관계에 있다.

또한, 실시예 5의 스프로킷(31a)의 치형 피치각은, 실시예 1의 치형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 6]

본 발명의 실시예 6에 관한 체인용 스프로킷에 대해서는, 스프로킷(31b)의 치형은, 도 3에 도시한 실시예 5의 치형과 같고, 스프로킷(31b)의 치형 피치각은, 실시예 2의 치형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 7]

다음에, 본 발명의 실시예 7에 관한 체인용 스프로킷에 대해 이하에 설명한다.

도 4에 도시하는 치형을 갖는 표준 롤러 체인용 스프로킷(이하, 단순히 스프로킷이라고 한다)(41a)은, 표준 롤러 체인(50)에 적용되는 것이다.

스프로킷(41a)은, 서로 마주 보는 치면(42a,42b)이 치저부(43)에 연속하는 치홈(44)에 의해서 복수의 이(45)가 형성되어 있다. 한편, 도 4에는, 비교를 위해서, ISO 치형(표준 치형)을 파선으로 도시하고 있다.

스프로킷(41a)의 치형은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 스프로킷(41a)의 회전중심(O)(도시는 되어 있지 않음)과 각 치저부(43)의 중심을 연결하는 치저부 중심선(X)에 대해서 스프로킷(41a)의 전면측의 치면(42a)과 회전방향 배면측의 치면 (42b)이 좌우 비대칭으로 형성되어 있다. 치면(42a)은 단면 볼록형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 치면(42a)을 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치면의 치면 반지름(re)보다 큰 치면 반지름(re42a)으로 형성되어 있다. 즉, re42a>re의 관계에 있다. 치면(42b)은 단면 볼록형상의 원호에 의해 형성되어 있다. 치면(42b)을 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치면의 치면 반지름(re)과 같은 치면 반지름(re42b)으로 형성되어 있다. 즉, re42b=re의 관계에 있다. 그리고, 치면(42a) 및 치면(42b)는 치저부(43)에 매끄럽게 연속하고 있다.

또한, 치저부(43)는 치저부 중심선(X)상에 중심을 갖는 원호에 의해 형성되어 있다. 치저부(43)를 형성하는 원호는, ISO 치형(표준 치형)의 원호형상의 치저부의 치저부 원호 반지름(ri)보다 큰 치저부 원호 반지름(ri43)으로 형성되어 있다. 즉, ri43>ri의 관계에 있다. 이 치저부 원호 반지름(ri43)의 중심은, 치저부 중심선(X)상에 있고, 또한, ISO치형(표준 치형)의 치저부 원호 반지름(ri)의 중심보다 바깥쪽에 위치하고 있다.

그리고, 치저부 원호 반지름(ri43)의 중심이 ISO 치형(표준 치형)의 치저부 원호 반지름(ri)의 중심보다 바깥쪽에 위치하는 것에 의해, 스프로킷(41a)의 치수 (z)가 짝수의 경우는 치저 원지름(df43)은 ISO 치형(표준 치형)의 치저 원지름 (df)보다 커지고 있다. 즉, df43>df의 관계에 있다. 또한, 스프로킷(41a)의 치수 (z)가 홀수의 경우는, 치저거리(dc43)는 ISO 치형(표준 치형)의 치저거리(dc)보다 커지고 있다. 즉, dc43>dc의 관계에 있다.

또한, 치저 원지름(df43) 또는 치저거리(dc43)를 ISO 치형(표준 치형)의 치저 원지름(df) 또는 치저거리(dc)보다 크게 하는 것에 의해, 스프로킷(41a)의 현피치(pa41)(즉, 피치 원(pc41)과 치저부 중심선(X)과의 교점(a,a)간의 거리)는 ISO 치형(표준 치형)을 갖는 표준 스프로킷의 현피치(pa)(즉, 피치 원(pc)과 치저부 중 심선(X)과의 교점(a,a)간의 거리: 도 8 및 도 9 참조)보다 커지고 있다. 즉, pa41>pa의 관계에 있다.

그리고, 스프로킷(41a)은 표준 롤러 체인(50)에 적용되는 것이기 때문에, ISO 치형(표준 치형)을 갖는 표준 스프로킷의 현피치(pa)는, 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)(즉, 롤러(52)의 중심(O1,O1)간의 거리)와 동일한 것에 대하여, 스프로킷(41a)의 현피치(pa41)는, 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)보다 커지고 있다. 즉, pa41>p의 관계에 있다.

또한, 실시예 7의 스프로킷(41a)의 치형 피치각은, 실시예 1의 치형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

[실시예 8]

본 발명의 실시예 8에 관한 체인용 스프로킷에 대해서는, 스프로킷(41b)의 치형은, 도 4에 도시한 실시예 7의 치형과 같고, 스프로킷(41b)의 치형 피치각은, 실시예 2의 치형 피치각과 같으므로 설명은 생략한다.

다음에, 전술의 실시예 1 내지 실시예 8의 체인용 스프로킷(11a,11b,21a, 21b,31a,31b,41a,41b)과 표준 롤러 체인(50)의 맞물림 상태에 대해 설명한다(이하, 첨자 a, b에 대해서는, 생략한다). 각 스프로킷(11,21,31,41)과 표준 롤러 체인 (50)은, 모두 같은 맞물림을 행하므로, 실시예 1 및 실시예 2의 체인용 스프로킷 (11)과 표준 롤러 체인(50)과의 맞물림을 예로 하여, 도 5를 참조하면서 이하에 설명한다.

도 5는, 엔진의 크랭크축의 회전을 캠축에 전달하는 체인 전동장치에 사용 한, 각 스프로킷(11(21,31,41))과 표준 롤러 체인(50)의 맞물림 상태를 도시하고, 각 스프로킷(11(21,31,41))은, 아이들러(idler), 즉, 엔진의 설계상의 사정으로 타이밍 체인의 방향을 바꿀 필요가 있을 때에 사용되는 스프로킷으로서 사용되고 있다.

크랭크축의 회전에 의해서 표준 롤러 체인(50)에 장력이 부여되면, 표준 롤러 체인(50)의 롤러(52)가 스프로킷(11)의 치홈(14)에 차례차례 맞물려 각 스프로킷(11)은 반시계방향으로 회전한다. 스프로킷(11)이 반시계방향으로 회전하면, 롤러(52)의 맞물림 시작부에 있어서, 후속 롤러(52b)는, 이미 치저부(13)에 착석하여 지지되어 있는 선행 롤러(52a)의 중심(O1)을 중심으로 하여 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)를 반지름으로 해서 상대적으로 요동 운동한다. 그 때, 스프로킷(11)의 현피치(pa11)는 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)보다 크기 때문에, 후속 롤러(52b)는 회전방향 배면측의 치면(12b)에 접촉한다. 그리고, 후속 롤러(52b)는 치면(12b)의 거의 접선방향으로부터 접촉하기 때문에, 상대적인 요동 운동에 의한 충격이 적다. 따라서, 롤러(52)의 맞물림 시작부에 있어서, 후속 롤러(52b)의 치면(12b)에의 접촉시의 충격이 적기 때문에, 충격에 의한 소음이 저감된다. 그리고, 스프로킷(11)의 회전에 수반하여, 후속 롤러(52b)는 접촉 위치(맞물림 위치)가 치저부(13)측으로 이동하여, 치저부(13)의 중앙부에서 지지된다. 이 후속 롤러(52b)의 치저부(13)측으로의 이동은 전동(rolling)에 의한 이동이므로, 소음을 발생하는 일이 없다.

또한, 도시는 하지 않지만, 롤러(52)의 풀림부(disengagement portion)에 있 어서는, 선행 롤러(52a)는, 후속 롤러(52b)의 중심(O1)을 중심으로 하고 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)를 반지름으로 하여 상대적으로 요동 운동한다. 그 때, 선행 롤러(52a)는, 회전방향 전면측의 치면(12a)의 접촉 위치에 접촉하고 있을 뿐이므로, 이 접촉 위치로부터 용이하게 멀어져 요동 운동할 수 있다. 따라서, 선행 롤러(52a)의 스프로킷(11)으로부터의 풀림을 원활히 할 수 있다

실시예 3 내지 실시예 8의 체인용 스프로킷(21,31,41)과 표준 롤러 체인(50)과의 맞물림도, 상술한 실시예 1 및 실시예 2의 스프로킷(11)과 표준 롤러 체인 (50)과의 맞물림과 마찬가지로 행하여지므로, 그 설명은 생략한다.

상술한 실시예 1 내지 실시예 8의 체인용 스프로킷(11,21,31,41)에 의한 오버올(over all, OA) 소음·진동 저감의 효과에 대해서, 도 1 내지 도 5에 기초하여 설명한다.

각 스프로킷(11,21,31,41)의 치형은, 그 치저 원지름(df13,df23,df33,df43) 또는 치저거리(dc13,dc23,dc33,dc43)가 ISO 치형(표준 치형)을 갖는 표준 스프로킷의 치저 원지름(df) 또는 치저거리(dc)보다 크기 때문에, 각 스프로킷(11,21,31, 41)의 현피치(pa11,pa21,pa31,pa41)는, 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)보다 커지고 있다. 이것에 의해, 롤러(52)의 맞물림 시작부에 있어서, 표준 롤러 체인(50)의 후속 롤러(52b)는, 각 스프로킷(11,21,31,41)의 회전방향 배면측의 치면(12b, 22b,32b,42b)에 최초로 접촉한다. 그리고, 후속롤러(52b)는 회전방향 배면측의 치면(12b,22b,32b,42b)에 거의 접선방향으로부터 접촉하기 때문에, 상대적인 운동에 의한 충격이 적다. 따라서, 롤러(52)의 맞물림 시작부에 있어서, 후속 롤러(52b)의 회전방향 배면측의 치면(12b,22b,32b,42b)에의 접촉시의 충격이 적기 때문에, 충격에 의한 소음이 저감된다.

또한, 롤러(52)의 풀림부에 있어서는, 선행 롤러(52a)는 후속 롤러(52b)의 중심(O1)을 중심으로 하고 표준 롤러 체인(50)의 체인 피치(p)를 반지름으로 하여 상대적으로 요동 운동한다. 그 때, 선행 롤러(52a)는 각 스프로킷(11,21,31,41)의 회전방향 전면측의 치면(12a,22a,32a,42a)의 접촉 위치에 접촉하고 있을 뿐이므로, 이 접촉 위치로부터 용이하게 멀어져 요동 운동할 수 있다. 따라서, 종래의 상기 일본 특허공고공보 평성7-18478호에 개시된 저소음 체인 전동장치와 같이 롤러와 스프로킷의 치면과의 원활한 풀림이 저해되는 일 없이, 선행 롤러(52a)의 각 스프로킷(11,21,31,41)으로부터의 풀림을 원활히 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 8에 관한 체인용 스프로킷에 의하면, 다음과 같은 맞물림 차수(engagement order)에 의한 소음·진동 저감의 효과를 갖는다. 도 6 및 도 7로부터 분명한 바와 같이, 표준 롤러 체인(50)은, 균등한 체인 피치(p)를 갖고 있고, 또한, 스프로킷(11,21,31,41)은, 크기가 다른 적어도 2종류의 치형 피치각을 갖고, 또한, 이들 치형 피치각은, 피치 원(pc)의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있으므로, 롤러(52)의 스프로킷(11,21,31,41)에의 맞물릴 때에 롤러(52)의 스프로킷(11,21,31,41)의 치면에 대한 운동 에너지가 완충되어, 접촉에 의한 충격이 적고, 롤러(52)의 맞물림음이 저감된다. 또한, 롤러(52)의 스프로킷(11,21,31,41)에의 맞물릴 때에 롤러(52)의 충돌 혹은 접촉의 타이밍이 어긋나므로, 치수에 의해서 결정되는 차수의 진동 및 소음이 저감된다. 또한, 오버올 (OA) 소음과 각 회전 차수음의 갭이 크고, 귓전을 맴도는 소음이 저감된다

또한, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 8에 관한 체인용 스프로킷은, 복수의 이가, 소결에 의해 스프로킷 전체적으로 일체로 성형되어 있기 때문에, 기계 가공이나 전조 등에서는 가공이 극히 곤란한 불규칙 피치의 이를 용이하게 제조할 수 있는 것과 함께, 불규칙 피치에 기인하여 치면과 롤러의 미끄럼접촉이 많아져도, 소결에 의한 윤활제의 유지 능력의 향상에 의해, 마찰음을 저감할 수 있다.

한편, 상기 본 발명의 각 실시예에 있어서는, 체인으로서 표준 롤러 체인 (50)을 이용한 경우에 대해 설명하고 있지만, 롤러 대신에 부시가 스프로킷의 치홈에 맞물리는 표준 부시 체인에도 적용할 수 있는 것인 것은 말할 필요도 없다. 또한, 상기의 각 실시예에 있어서는, 치형 형상 그 자체가 표준 스프로킷과 다른 치형을 채용하고 있지만, 스프로킷의 치형은, 그 치저 원지름 또는 치저거리가 표준 스프로킷의 치저 원지름 또는 치저거리보다 크다고 하는 조건을 충족하면, 치형 형상 그 자체는 표준 스프로킷과 같아도 같은 효과를 이룬다. 한편, 모든 실시예에 있어서 치형의 최대 바깥지름은, 표준 스프로킷의 최대 바깥지름에 맞추는 것에 의해서, 종전의 스프로킷, 즉, 표준 스프로킷을 이용한 체인 전동장치와의 호환성을 담보하고 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1, 2에 관한 체인용 스프로킷의 치형을 도시하는 정면도.

도 2는 본 발명의 실시예 3, 4에 관한 체인용 스프로킷의 치형을 도시하는 정면도.

도 3은 본 발명의 실시예 5, 6에 관한 체인용 스프로킷의 치형을 도시하는 정면도.

도 4는 본 발명의 실시예 7, 8에 관한 체인용 스프로킷의 치형을 도시하는 정면도.

도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 8에 관한 체인용 스프로킷과 표준 롤러 체인의 맞물림 상태를 도시하는 정면도.

도 6은 본 발명의 실시예 1, 3, 5, 7에 관한 체인용 스프로킷과 표준 롤러 체인의 맞물림 상태의 일부를 도시하는 정면도.

도 7은 본 발명의 실시예 2, 4, 6, 8에 관한 체인용 스프로킷과 표준 롤러 체인의 맞물림 상태의 일부를 도시하는 정면도.

도 8은 종래의 표준 롤러 체인과 표준 스프로킷을 사용한 종래의 체인 전동장치를 도시하는 정면도.

도 9는 도 8의 Ⅸ부의 확대도이다.

도 10은 실시예 1 내지 실시예 8에 이용된 스프로킷의 파라미터를 ISO 치형(표준 스프로킷)과 대비하여 도시한 표이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11,21,31,41 : 표준 롤러 체인용 스프로킷

12a,22a,32a,42a : 회전방향 전면측의 치면

12b,22b,32b,42b : 회전방향 배면측의 치면

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

13, 23, 33, 43 : 치저부

ri, ri13, ri23, ri33, ri43 : 치저부 원호 반지름

14, 24, 34, 44 : 치홈

15, 25, 35,45 : 이

50, 80 : 표준 롤러 체인

52, 52a, 52b : (표준 롤러 체인의) 롤러

90 : 표준 스프로킷

pc, pc11, pc21, pc31, pc41 : 피치 원

d, d11, d21, d31, d41 : 피치 원지름

pa11, pa21, pa31, pa41 : 현피치

df, df13, df23, df 33, df43 : 치저 원지름

dc, dc 1 3, dc23, dc33, dc43 : 치저거리

z : (스프로킷의) 치수

O : (스프로킷의) 회전중심

X : 치저부 중심선

a : 피치 원과 치저부 중심선과의 교점

p : 체인 피치

d1 : (표준 롤러 체인의) 롤러 바깥지름

O1 : (표준 롤러 체인의) 롤러의 중심

pa, pa1, pa2, pa3 : 치형 피치

θ, θ-Δθ, θ+2Δθ, θ-Δθ : 치형 피치각

t : 접촉 위치

Claims

서로 마주 보는 치면부가 치저부에 연속하는 치홈과, 서로 이웃한 치홈 사이에 형성된 복수의 이를 갖고, 롤러 체인의 롤러 또는 부시 체인의 부시가 상기 치홈에 맞물리는 체인용 스프로킷에 있어서,

상기 복수의 이가, 크기가 다른 적어도 2종류의 치형 피치각을 갖고,

상기 치형 피치각이, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있고,

상기 복수의 이의 치형은, 그 치저 원지름 또는 치저거리가 표준 스프로킷의 치저 원지름 또는 치저거리보다 크게 형성되고,

상기 복수의 이가, 소결에 의해 스프로킷 전체와 일체로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 체인용 스프로킷.
제 1 항에 있어서, 상기 치형 피치각이, 표준 스프로킷의 치형 피치각을 θ로 한 경우, θ-Δθ, θ-Δθ, θ+2Δθ로서, 이들 치형 피치각이, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 체인용 스프로킷.
제 1 항에 있어서, 상기 치형 피치각이, 표준 스프로킷의 치형 피치각을 θ로 한 경우, θ-Δθ, θ+Δθ로서, 이들 치형 피치각이, 피치 원의 원둘레 방향을 따라서 불규칙하게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 체인용 스프로킷.