(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心方向の中央部の凹部と、該凹部の両外側に滑らかに連続する凸部とからなる左右対称の外周形状を有するローラを備えてなり、前記凹部は、中央部から両外側に向けて外径を一様に増加させ、前記各凸部は、外側に向けて外径を一様に増加させて滑らかな最大外径部を形成し、該最大外径部から外側に向けて外径を一様に減少させ、前記凸部は、スプロケットの歯底と左右対称に接触し、軸心方向の中央部から両外側に向けて滑らかに減少する隙間を前記凹部の外周と歯底との間に形成し、前記ローラは、歯底との衝突時に前記隙間を押し潰す方向に弾性変形することを特徴とするローラチェーン。
【請求項２】
前記凹部の断面形状は、凹の曲率半径の円弧とし、前記各凸部の断面形状は、前記凹部の外側から前記最大外径部までと、前記最大外径部の外側とをそれぞれ凸の曲率半径の円弧とすることを特徴とする請求項１記載のローラチェーン。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のローラチェーンと、該ローラチェーンを巻き掛けるスプロケットとを備えてなり、該スプロケットは、歯底の断面形状を歯幅方向の中央部から両外側に向けて軸心からの距離を一様に減少させて左右対称の山形に形成し、前記各凸部は、前記最大外径部の内側で前記歯底と接触することを特徴とするチェーン駆動装置。
【請求項４】
前記凸部は、前記歯底の断面形状の左右対称の直線部において前記歯底と接触することを特徴とする請求項３記載のチェーン駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、運転時の走行騒音を低減させることができるローラチェーンと、それを使用するチェーン駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローラチェーンは、ローラを回転自在に装着する前後のブシュを介して左右の内プレートを連結する内リンクと、前後のピンを介して左右の外プレートを連結する外リンクとを交互に屈曲自在に連結して構成されている。ただし、各外リンクの一方のピンは、各内リンクの一方のブシュに回転自在に挿通されている（ＪＩＳ  Ｂ  １８０１）。
【０００３】
一方、このようなローラチェーンの走行騒音を低減させるために、各ローラの外径を中央部から左右両端に向けて漸減させてバレル形の外形形状に形成するとともに、ローラチェーンに組み合わせるスプロケットの歯面をローラに合わせて歯幅方向に凹に湾曲させることが提案されている（特許文献１）。ローラチェーンのローラがスプロケットの歯に噛み合うとき、噛合いの開始時における衝撃力が歯面とローラとの接触面に沿って斜めの分力を生じるため、噛合い時の衝撃力が緩和され、衝撃音による走行騒音を低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０９４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来技術によるときは、バレル形のローラを有するローラチェーン用のスプロケットは、歯面の創成加工が容易でなく、生産性がよくないという問題が避けられない。スプロケットの歯面は、バレル形のローラに適合させるために、歯幅方向に凹に湾曲させて形成する必要があるからである。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、ローラチェーンのローラを軸心方向の中央部の凹部と、凹部の両外側に滑らかに連続する凸部とからなる左右対称の外周形状に形成することによって、走行騒音を低減させるとともに、スプロケットの生産性の問題を簡単に解決することができるローラチェーンと、それを使用するチェーン駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明（請求項１に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、軸心方向の中央部の凹部と、凹部の両外側に滑らかに連続する凸部とからなる左右対称の外周形状を有するローラを備えてなり、凹部は、中央部から両外側に向けて外径を一様に増加させ、各凸部は、外側に向けて外径を一様に増加させて滑らかな最大外径部を形成し、最大外径部から外側に向けて外径を一様に減少させ、凸部は、スプロケットの歯底と左右対称に接触し、軸心方向の中央部から両外側に向けて滑らかに減少する隙間を凹部の外周と歯底との間に形成し、ローラは、歯底との衝突時に隙間を押し潰す方向に弾性変形することをその要旨とする。
【０００８】
また、凹部の断面形状は、凹の曲率半径の円弧とし、各凸部の断面形状は、凹部の外側から最大外径部までと、最大外径部の外側とをそれぞれ凸の曲率半径の円弧としてもよい。
【０００９】
第２発明（請求項３に係る発明をいう、以下同じ）の構成は、第１発明に係るローラチェーンと、ローラチェーンを巻き掛けるスプロケットとを備えてなり、スプロケットは、歯底の断面形状を歯幅方向の中央部から両外側に向けて軸心からの距離を一様に減少させて左右対称の山形に形成し、各凸部は、最大外径部の内側で歯底と接触することその要旨とする。
【００１０】
また、凸部は、歯底の断面形状の左右対称の直線部において歯底と接触してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
かかる第１発明の構成によるときは、ローラチェーンのローラは、軸心方向の中央部の凹部と、凹部の両外側に滑らかに連続する凸部とからなる左右対称の外周形状に形成されているから、スプロケットの歯底の断面形状は、凸部が歯底に左右対称に接触するように、たとえば左右対称の山形や、スプロケットの軸心と平行な直線状に形成すればよく、スプロケットの生産性に関する問題を生じる余地がない。ただし、この発明において、「一様に増加」、「一様に減少」とは、変曲点を生じることがなく、滑らかに増加または減少させることをいう。
【００１２】
なお、ローラがスプロケットの歯底に噛み合うと、ローラの凸部は、スプロケットの歯底に左右対称に接触し、ローラの凹部の外周と歯底との間に隙間を形成する。そこで、ローラは、スプロケットとの噛合い時に歯底に衝突すると、この隙間を押し潰すように弾性変形し、発生する衝撃エネルギの一部は、ローラの歪みエネルギやスプロケットとの摩擦エネルギとして吸収され、衝撃音による走行騒音を低減させることができる。
【００１３】
凹部の断面形状と、各凸部の断面形状とをそれぞれ円弧とすると、ローラの機械加工を容易にすることができる。
【００１４】
第２発明の構成によるときは、スプロケットの歯底の断面形状を山形に形成するとともに、ローラの各凸部を最大外径部の内側で歯底に接触させることにより、ローラは、スプロケットの歯底に衝突する際に、軸方向の両外側に向けて一層弾性変形し易くなり、走行騒音を有効に低減させることができる上、ローラの軸心方向の片寄りを防止することができる。ローラの各凸部との接触位置において、スプロケットの歯底は、外側に向けて低く左右対称に傾いているからである。
【００１５】
スプロケットは、ローラの凸部と接触させる歯底の断面形状を左右対称の直線部とすることにより、機械加工を一層容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ローラチェーンの構成説明図
【図２】スプロケットの構成説明図
【図３】要部拡大動作図
【図４】試験結果実測線図
【図５】比較例１の構成説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
ローラチェーン１０は、前後のブシュ１２、１２を介して左右の内プレート１３、１３を連結して内リンク１０ａを形成し、前後のピン１４、１４を介して左右の外プレート１５、１５を連結して外リンク１０ｂを形成し、内リンク１０ａ、外リンク１０ｂを交互に屈曲自在に連結して構成されている（図１（Ａ））。なお、内リンク１０ａの一方のブシュ１２には、外リンク１０ｂの一方のピン１４が回転自在に挿通されており、各ブシュ１２には、ローラ１１が回転自在に装着されている。ただし、図１（Ａ）は、ローラチェーン１０の連結箇所における模式断面図であり、図１（Ｂ）は、ローラ１１の拡大縦断面図である。なお、図１（Ａ）には、前後のローラ１１、１１、ブシュ１２、１２、ピン１４、１４は、それぞれ１個のみが図示されている。
【００１９】
ローラチェーン１０のローラ１１は、軸心Ｃ1 方向の中央部の凹部ａ1 と、凹部ａ1 の両外側に滑らかに連続する凸部ｂ1 、ｂ1 とからなる左右対称の外周形状を備えている（図１（Ｂ））。また、ローラ１１の軸心Ｃ1 上には、ブシュ１２用の軸孔１１ａが形成されており、軸孔１１ａの両端には、面取り１１ｂ、１１ｂが施されている。ただし、ここでいう外側とは、軸心Ｃ1 方向の中央に対して左右方向をいう。
【００２０】
ローラ１１の凹部ａ1 の断面形状は、凹の曲率半径Ｒ1 の円弧としている。各凸部ｂ1 の断面形状は、凹部ａ1 の外側から最大外径部ｅまでを凸の曲率半径Ｒ2 の円弧とし、最大外径部ｅの外側を凸の曲率半径Ｒ3 の円弧としている。また、各凸部ｂ1 の凸の曲率半径Ｒ2 、Ｒ3 の中心位置は、それぞれ最大外径部ｅの軸心Ｃ1 方向の位置と同一となっている。ローラ１１の端面１１ｃ、１１ｃは、それぞれ面取り１１ｂの外周に軸心Ｃ1 と直角なリング状の平面が形成されている。
【００２１】
ローラチェーン１０は、ローラチェーン１０を巻き掛けるスプロケット２０と組み合わせてチェーン駆動装置を構成する（図２（Ａ））。
【００２２】
スプロケット２０は、円形の板材の周囲に複数の歯２１、２１…を等ピッチに形成し、軸心Ｃ2 上に取付孔２２が形成されている。また、歯２１、２１…は、ピッチ円ＰＣ上に形成されている。なお、スプロケット２０は、図２（Ａ）に拘らず、奇数または偶数の歯数としてよい。
【００２３】
スプロケット２０の各歯２１の歯底２１ａの歯幅Ｌ2 方向の断面形状は、中央部の凸の曲率半径Ｒ4 の円弧部ａ2 と、円弧部ａ2 に滑らかに連続する左右の直線部ｂ2 、ｂ2 とからなっている（図２（Ｂ））。また、円弧部ａ2 は、各歯２１の歯面上において、歯底２１ａから直線状の歯先２１ｂに至るまで連続している。ただし、円弧部ａ2 は、歯底２１ａから歯先２１ｂに至る間に、歯先２１ｂに向けて滑らかに消失させてもよい。
【００２４】
ローラチェーン１０の各ローラ１１は、スプロケット２０の歯２１、２１…と噛み合う（図３）。このとき、ローラ１１の凸部ｂ1 、ｂ1 は、歯底２１ａの直線部ｂ2 、ｂ2 と左右対称に接触し、歯底２１ａとローラ１１の外周面との間に隙間Ｇを生じる。隙間Ｇは、ローラ１１の軸心Ｃ1 方向、すなわちスプロケット２０の歯幅Ｌ2 方向の中央部において最大となり、両外側に向けて滑らかに減少し、ローラ１１の凸部ｂ1 、ｂ1 と、スプロケット２０の直線部ｂ2 、ｂ2 との接触位置ｆ、ｆで消失している。なお、接触位置ｆ、ｆは、ローラ１１の最大外径部ｅ、ｅの内側になっている。
【００２５】
そこで、ローラ１１とスプロケット２０の歯底２１ａとの衝突時に発生する衝撃力は、隙間Ｇを押し潰す方向に作用し、ローラ１１を弾性変形させるとともに、歯底２１ａとの間に滑りを生じさせる（図３の矢印Ｋ1 、Ｋ1 方向）。したがって、ローラ１１とスプロケット２０との衝突時における衝撃エネルギの一部は、ローラ１１の歪みエネルギやスプロケット２０との摩擦エネルギとして吸収され、衝撃音による走行騒音を低減させることができる。
【００２６】
ローラチェーン１０、スプロケット２０によるチェーン駆動装置の走行騒音の実測データの一例を図４に示す。図４において、曲線（１）は、この発明のチェーン駆動装置の走行騒音の実測値であり、曲線（２）は、この発明に使用しているスプロケット２０と、鼓形のローラ１１ｘを使用するローラチェーン１０ｘとを組み合わせたチェーン駆動装置（図５、以下、比較例１という）の走行騒音の実測値である。また、曲線（３）は、単純な円筒形のローラを有する通常のローラチェーンと、それに適合するスプロケットによるチェーン駆動装置（以下、比較例２という）の走行騒音の実測値である。
【００２７】
比較例１のローラ１１ｘは、中央部から両端に向けて外径Ｄx を一様に増加させて左右対称の鼓形に形成されており（図５（Ａ））、ローラ１１ｘの軸心Ｃ11を通る径方向の平面上の断面形状は、中央部の凹の曲率半径Ｒ11を有する円弧部ａ11と、円弧部ａ11と滑らかに連続する左右の直線部ｂ11、ｂ11とからなっている。比較例１では、ローラ１１ｘとスプロケット２０の歯底２１ａとは、スプロケット２０の両面の位置で接触している（図５（Ｂ））。
【００２８】
なお、図４の騒音測定試験では、駆動側のスプロケットから１００mm離れた所にマイクを設置し、駆動軸回転数をそれぞれ１１２５rpm 、１４５０rpm 、１８００rpm としたときの音圧レベルを測定した。図４の横軸は、駆動側の回転数Ｎ（rpm ）であり、縦軸は、音圧レベルＰ（dB）である。
【００２９】
図４によれば、この発明のチェーン駆動装置は、比較例１、比較例２に対し、明らかな走行騒音の低減効果がある。
【他の実施の形態】
【００３０】
ローラ１１の凹部ａ1 と各凸部ｂ1 との断面形状は、それぞれ円弧以外の２次曲線等の滑らかな関数曲線を用いることができる。なお、各凸部ｂ1 の最大外径部ｅの外側の断面形状は、曲率半径Ｒ3 の円弧とするに代えて、円弧以外の２次曲線等の滑らかな関数曲線を用いたり、２以上の円弧を組み合わせたりしてもよい。そこで、図１（Ｂ）において、ローラ１１の凹部ａ1 は、中央部から両外側に向けて外径Ｄを一様に増加させ、各凸部ｂ1 は、外側に向けて外径Ｄを一様に増加させて滑らかな最大外径部ｅを形成し、最大外径部ｅから外側に向けて外径Ｄを一様に減少させることができる。
【００３１】
また、スプロケット２０の歯底２１ａの断面形状は、歯幅Ｌ2 方向の全部を軸心Ｃ2 と平行な直線部としてもよく、図２（Ｂ）の円弧部ａ2 の部分だけを軸心Ｃ2 と平行な直線部としてもよい。また、歯底２１ａの断面形状は、直線部ｂ2 、ｂ2 を円弧等の関数曲線を用いる滑らかな曲線部とすることもできる。すなわち、図２（Ｂ）において、歯底２１ａの断面形状は、中央部から両外側に向けて軸心Ｃ2 からの距離ｄを一様に減少させ、左右対称の山形に形成することができる。ただし、ここでいう外側とは、歯幅Ｌ2 方向の中央に対して左右方向をいう。なお、スプロケット２０の歯底２１ａの断面形状は、歯幅Ｌ2 方向の中央部においてローラ１１の外周面との間に隙間Ｇを形成し、しかも、ローラ１１の各凸部ｂ1 が最大外径部ｅの位置または最大外径部ｅの内側で歯底２１ａに左右対称に接触するように設定するものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明は、ローラチェーンの走行騒音を低減させることが殊に要請される用途、たとえばバイク用のチェーン駆動装置などに対し、広く好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
Ｃ1 、Ｃ2 …軸心
ａ1 …凹部
ｂ1 …凸部
ｂ2 …直線部
ｅ…最大外径部
Ｄ…外径
ｄ…距離
Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 …曲率半径
Ｌ2 …歯幅
１０…ローラチェーン
１１…ローラ
２０…スプロケット
２１ａ…歯底
【図１】
0005637511.tif 000002
【図２】
0005637511.tif 000003
【図３】
0005637511.tif 000004
【図４】
0005637511.tif 000005
【図５】
0005637511.tif 000006