(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリンク列（１３０）であって、前記複数のリンク列（１３０）のそれぞれは前方ピン中心（Ｃ）を中心として先行リンク列に対して関節連結し、かつ前記複数のリンク列のそれぞれは後方ピン中心（Ｃ）を中心として後続リンク列に対して関節連結し、前記前方ピン中心と後方ピン中心とは、相互にチェーンピッチＰだけ離間し、前記列のそれぞれは前方内側歯面（１３６）と後方外側歯面（１３７）とを備える、複数のリンク列（１３０）を備える逆歯チェーン（１１０）であって、
前記各列の前方内側歯面（１３６）は、前記先行列の後方外側歯面（１３７）の作動部分よりも、０．００７×Ｐ≦λ≦０．０１７×Ｐとなるような最大突出量λだけ相対的に外側に突出しており、
前記チェーンの各列の前方内側歯面は、Ｐ≦Ｒ＜２×Ｐである内側歯面半径Ｒで画定され、
前記外側歯面（１３７）は、前記チェーンの各リンクの前記作動部分とトウ先端（１３９）との間にあるチャンファ（１３８）から成る非作動部分を備え、前記チェーンの隣接列の前方内側歯面は、前記逆歯チェーンが真直ぐに引張られている場合に、前記突出量λより大きな突出量（λＴ）だけ前記チャンファよりも外側に突出している、逆歯チェーン（１１０）。
【請求項２】
前記後方外側歯面（１３７）の作動部分と前記チャンファ（１３８）とはいずれも平坦であり、前記リンクのそれぞれに対して、前記チャンファと前記後方外側歯面とのなす角度としてチャンファ角が定義される、請求項１に記載の逆歯チェーン。
【請求項３】
前記後方外側歯面（１３７）の前記作動部分は直線形状であり、
各リンクは外側歯面角Ψ≦３０．５°を画定し、
前記外側歯面角Ψは、（ｉ）前記後方ピン中心（Ｃ）を通り、前記前方ピン中心と後方ピン中心（Ｃ）とを結ぶピン中心参照線（ＰＲ）に対して垂直である、第１の参照線（Ｗ１）と、（ｉｉ）前記後方外側歯面（１３７）の前記作動部分に一致する、第２の参照線（Ｗ２）とのなす角度として定義される、請求項１又は請求項２に記載の逆歯チェーン。
【請求項４】
前記外側歯面角Ψは、Ψ≦２７°である、請求項３に記載の逆歯チェーン。
【請求項５】
複数の歯（６０）を備えるスプロケット（５０）であって、それぞれの歯が係合歯面（６２）と離合歯面（６４）とからなるスプロケット（５０）と、
前記スプロケットと噛み合う請求項１に記載の逆歯チェーン（１１０）と、
を備えるチェーンとスプロケット駆動システム（１１５）であって、
前記チェーン（１１０）は、前記スプロケット（５０）に近づき、各スプロケット歯（６０）の係合歯面（６２）が、初期噛合接触の瞬間において前記チェーンの噛合列（１３０ｃ）の前方内側歯面（１３６）上の初期接触位置（ＩＣ）において前記チェーンと初期噛合接触を行い、
前記初期噛合接触の瞬間において、前記噛合列（１３０ｃ）に先行する直前のチェーン列（１３０ｂ）が、制御ピン中心となる、ピッチ直径（ＰＤ）上に位置する前方ピン中心（Ｃ１）を含み、
接線（ＴＬ）は、前記前方ピン中心（Ｃ１）において前記ピッチ直径（ＰＤ）に接し、
前記チェーン（１１０）は前記接線（ＴＬ）に沿って前記スプロケット（５０）に近づき、
前記スプロケット（５０）と全体に噛合している前記チェーン（１１０）の各列に対して、その前方ピン中心と後方ピン中心とは、前記ピッチ直径（ＰＤ）上に位置し、かつ、その後方外側歯面（１３７）は、前記係合歯面（６２）の１つと接触しており、
噛合接触角（τ）は、前記接線（ＴＬ）と、前記制御ピン中心（Ｃ１）と前記初期接触位置（Ｃ）との両方を通る初期接触参照線（１７０）とのなす角度として定義され、
リンクプレートの入口角（β）は、前記初期接触参照線（１７０）と、前記前方内側歯面（１３６）の半径（Ｒ）の弧の中心（１７９）と前記初期接触位置（ＩＣ）とを通る内側歯面参照線（１７４）とのなす角度として定義され、
噛合衝撃角（σ）は、前記接線（ＴＬ）と、前記内側歯面参照線（１７４）とがなす角度であって、σ＝τ＋βであり、前記噛合衝撃角（σ）は３４°以下であるように定義される、チェーン・スプロケット駆動システム（１１５）。
【請求項６】
前記角（β）は７°以下である、請求項５に記載のチェーン・スプロケット駆動システム。
【請求項７】
前記チェーン（１１０）の前記内側リンクのそれぞれは、Ψ≦３０．５°である外側歯面角度Ψを画定し、
前記外側歯面角度Ψは、前記後方ピン中心（Ｃ）を通り前記接線に垂直な第１の参照線（Ｗ１）と、前記後方外側歯面に一致する第２の参照線（Ｗ２）とのなす角度として定義される、請求項５又は請求項６に記載のチェーン・スプロケット駆動システム。
【請求項８】
前記外側歯面角Ψは、Ψ≦２７°である、請求項７に記載のチェーン・スプロケット駆動システム。
【請求項９】
前記後方外側歯面（１３７）の作動部分と前記チャンファ（１３８）とはいずれも平坦であり、前記内側リンクのそれぞれに対して、前記チャンファと前記後方外側歯面とのなす角度としてチャンファ角が定義される、請求項５〜８の何れか１項に記載のチェーン・スプロケット駆動システム。
【請求項１０】
前記各スプロケット歯（６０）の係合歯面（６２）は、少なくとも２７°であり、且つ２９°以下である圧力角（ＣＰＡ）で画定される、請求項５〜９の何れか１項に記載のチェーン・スプロケット駆動システム。
【請求項１１】
前記角（σ）は３１°以下である、請求項５〜１０の何れか１項に記載のチェーン・スプロケット駆動システム。
【請求項１２】
前記角（β）は７°以下である、請求項５〜１１の何れか１項に記載のチェーン・スプロケット駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００８年９月９日に出願された米国特許仮出願第６１／０９５，３９３号の出願日からの優先権およびその利益を主張するものであり、この米国特許仮出願第６１／０９５，３９３号のすべての開示はここで参照することにより本明細書に明示的に組み込まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
逆歯チェーン１０は、自動車用途におけるシャフト間の動力と運動の伝達に長く利用されてきている。図１に示すように逆歯チェーンは通常、挟み込まれたリンクプレート３０の並びすなわち列３０ａ、３０ｂなどを有する無端チェーン構造となっており、リンクプレートのそれぞれには外側歯面３７と内側歯面３６とを有する一対の歯３４があり、歯と歯の間には股部３５が画定されている。また各リンクプレートには２つの開口３２がリンク列を横断して整列し、そこに接続ピン４０（例えば丸ピン、ロッカージョイントなど）を受けて列を枢動可能に結合する。そうして、駆動スプロケットまたは従動スプロケットとの噛合開始時に、リンクプレートの内側歯面（“内側歯面係合”の場合）または外側歯面（“外側歯面係合”の場合）のいずれかにおいて駆動のためにスプロケット歯と係合する際に、ピン中心Ｃを中心とするチェーン１０の関節連結を提供する。ピン中心Ｃ同士はチェーンリンクピッチＰの距離で離れている。“ピン中心Ｃ”という用語には、ピン４０が丸ピン、ロッカージョイント、または別の好適なジョイントであるか否かに拘わらず、連続するリンク列３０ａ、３０ｂが相互に回転するための軸も含まれる。外側歯面３７は直線側面であり（ただし、曲面もあり得る）、外側歯面角Ψで画定される。内側歯面は凸曲面であり、弧中心７９（図３Ａ）を中心とする半径Ｒの円弧部分から成る。
【０００３】
自動車エンジンのタイミング駆動には内側歯面係合と外側歯面係合の両方の噛合形式が用いられてきているが、内側歯面係合の方がより一般的である。図１を参照すると、スプロケットとの噛合開始時に、フリーのチェーンスパンでは通常そうであるようにリンク列３０ａ，３０ｂが直線状に配置された状態で、リンクプレート３０の前方（チェーンの移動方向に関して）の内側歯面３６が、先行する列３０ａの隣接リンクプレート３０の外側歯面３７に対して外側突出λを有していることによって、内側歯面の噛合接触が可能となる。
【０００４】
噛合開始時のチェーン−スプロケット間の衝撃は、チェーン駆動システムの騒音の主因であり、それはチェーンリンク列が係合範囲を出る時にスプロケット歯にぶつかる際に発生する。噛合現象の複雑な動的挙動は、当技術分野においては周知であり、チェーン−スプロケット間の噛合衝撃の大きさは、さまざまな因子の影響を受ける。その内の多角形効果（“弦作用”または“弦運動”と称される）は、チェーンが接線に沿ってスプロケットに近づく際に、スプロケットの上流にある“フリー”な、すなわち支持されていないスパンに横振動を誘起することが知られている。弦運動は、噛合時にチェーンがスプロケット歯と係合する際に生じ、チェーンの移動方向に対して直角方向と、チェーンとスプロケットとの同一面内に弦運動を起こさせる。この望ましくないチェーンの振動運動は、初期接触点において噛合するチェーンのリンク列とスプロケット歯との間に速度差を生じ、それにより、チェーンとスプロケット間の噛合衝撃および関連するチェーンの係合ノイズレベルの度合いに影響を及ぼす。
【０００５】
図２Ａと図２Ｂは、スプロケットに対する弦上昇を示す。弦上昇ＣＲは通常、チェーンが角度α／２だけ移動する際のチェーンピン中心Ｃ（もしくはその他のチェーン接続点）の垂直方向変位として定義される。ここで、
ＣＲ＝ｒｐ−ｒｃ＝ｒｐ［１−ｃｏｓ（１８０°／Ｎ）］
であり、ｒｃは弦の半径、すなわちスプロケット中心から、チェーンのピッチ長に等しい長さＰのスプロケットピッチ弦までの距離であり、ｒｐはスプロケットのピッチ半径の理論値、すなわちピッチ直径ＰＤの半分であり、Ｎはスプロケット歯の数であり、αはスプロケット歯角度、すなわち３６０°／Ｎである。図２Ａは、チェーンピン中心Ｃがスプロケットと噛合した瞬間の第１の位置を示し、そこでは、接線ＴＬとスプロケットピッチ直径ＰＤとに同時に整列している。当技術分野で周知であり、本明細書において使われるように、接線ＴＬは、噛合するチェーンピン中心がスプロケットに近づく理論的直線経路である。ここで示すように、接線ＴＬは水平方向に位置し、その場合接線ＴＬは上死点、すなわちピッチ直径上の１２時の位置においてピッチ直径ＰＤに対する接線となる。つまり、チェーンピン中心がピッチ直径ＰＤ上に中心を置いて配置され、接線ＴＬに直交する半径方向参照線上にも中心を置くように配置された場合、接線ＴＬはピッチ直径ＰＤに接する（接線がここに示すように水平方向であれば、参照線は垂直である）。図２Ｂは、スプロケットが角度α／２だけ回転した後の、同じピン中心Ｃの位置を示す。ここでは、ピン中心Ｃがスプロケット外周の周りの移動を続けた結果、横方向に距離ＣＲだけ変位したことがわかる。このピン中心の垂直変位は、上流のチェーンスパンとその接線ＴＬに対応する変位をもたらす。チェーンのピン中心Ｃが弦上昇および弦下降を経ながら移動する際の、この横方向の変位は、フリーなチェーンスパンの望ましくない振動を誘起する。
【０００６】
このチェーンの望ましくない弦運動を低減する１つの試みが、Horieらの米国特許第６，５３３，６９１号明細書に記述されている。Horieらは、初期のスプロケット歯の噛合接触から全体的に噛合する（弦）位置に至るまで内側歯面が円滑な動きをすることを意図して、各リンクプレートの内側歯面が複合的な半径プロフィールで画定される逆歯チェーンを開示している。Horieらのリンクプレート形状での初期噛合接触は、リンクのトウ（ｔｏｅ）先端における内側歯面の凸面円弧部で起こり、内側歯面の第２の円弧部へ円滑かつ連続的に進んだ後に、先行リンクの外側歯面の全体噛合に移行する。
【０００７】
弦運動は、Ｙｏｕｎｇらによる米国特許出願公開第２００６／００６８９５９号明細書に開示のシステムによっても低減される。この開示においては、それぞれの隣接リンクプレートの外側歯面に対する、チェーンの内側歯面突出量は、チェーンピッチＰの関数として定義され、関係する外側歯面に対する内側歯面の最大突出量λは、０．０１０×Ｐ≦λ≦０．０２０×Ｐの範囲内に入るように定義される。Ｙｏｕｎｇらは、弦運動を制限するために内側歯面の初期噛合接触も組み込んだリンクプレートを開示しているが、その内側歯面噛合接触は、リンクプレートの同一の凸面円弧部で開始、終了し、その後、噛合接触が先行リンクの外側歯面全体噛合接触へ移行して、噛合サイクルが完結する。
【０００８】
米国特許第６，２４４，９８３号明細書において、Matsudaは全噛合サイクルにおいてスプロケットとの内側歯面噛合を有するリンクプレートを開示している。Matsudaのリンクプレートの外側歯面は、スプロケット歯とは接触しないが、内側歯面の噛合ジオメトリによって係合時の弦運動が制限されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，５３３，６９１号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／００６８９５９号
【特許文献３】米国特許第６，２４４，９８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の従来技術による逆歯チェーンはすべて、噛合時の弦運動を有利に制限する特徴を有している。しかし、これらのチェーンにおいては、チェーンの駆動ノイズレベルへの悪影響を有する別の重要な因子に関しては、他の従来技術による逆歯チェーンと同様に、リンクプレートの設計において十分に考慮されていない。その因子とは、チェーンとスプロケットとの係合過程における噛合衝撃ジオメトリに関するものである。
【００１１】
図３及びより明確には図３Ａに示すように、チェーン１０とスプロケット５０とチェーン１０に噛合する少なくとももう１つのスプロケットとを含むチェーン駆動システム１５において、チェーン10の従来技術によるチェーンリンク列３０ｃが、の従来型スプロケット５０のスプロケット歯６０ｃと噛合しようとしている。参照番号は通常、各列３０ａ、３０ｂ、３０ｃの前面に見える一個のチェーンリンク列３０についてのみ示されているが、当業者であれば、ここでの議論は各列の複数のリンクプレート３０に当てはまることが理解されるであろう。連続するピン中心Ｃは、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４などのように番号を付けて、互いに識別できるようにした。
【００１２】
リンク列３０ｃは、対応するスプロケット歯６０ｃとの初期噛合接触の瞬間を示している。すなわち、チェーンリンクプレートの前方内側歯面３６とスプロケット歯６０ｃの係合歯面６２ｃとが、係合歯面６２ｃ上の初期接触位置ＩＣにおいて最初の接触をする瞬間である。初期接触角Θは、スプロケットの回転軸を起点とし接線ＴＬに対して直交する第１の参照線Ｌ１と、スプロケットの回転軸を起点とし対象のスプロケット歯６０ｃの歯中心を通る第２の参照線ＴＣとのなす角度として定義される。リンク列３０ｃが初期噛合衝撃ＩＣをする瞬間においては、先行するリンク列３０ｂはチェーンスパンを出て、“浮遊状態”に入る。すなわち列３０ｂのリンクプレート３０はスプロケット５０とは直接接触せず、噛合している列３０ｃと、先行するスプロケット歯６０ｂと全体噛合接触している先行列３０ａとの間で宙吊りの状態となる。列３０ｃが初期噛合接触位置ＩＣから内側歯面の最終的な噛合接触位置ＩＦまで、スプロケット歯６０ｃの係合歯面６２ｃとの摺動接触を介して関節連結をしている間中、リンク列３０ｂは、この浮遊状態にとどまっている。そして、ＩＦに到達した時点で、列３０ｂは噛合サイクルが完了し、後方外側歯面３７が点ＯＦにおいてスプロケット歯６０ｃと全体噛合する位置へ移行する（接触位置ＩＦとＯＦは図４と図４Ａに示されている）。図４と図４Ａは、噛合サイクルにおいて“同時噛合”と呼ばれる時点を示しており、そこでは、リンク列３０ｂと３０ｃとが、スプロケット歯６０ｃに同時に接触し、その次のスプロケットの回転によってリンク列３０ｃが内側歯面噛合接触から離れて行く。離れた後、リンク列３０ｃはスパンにとどまり、次の列３０ｄがスプロケット歯６０ｄと初期噛合衝撃ＩＣをする瞬間に浮遊状態に入る。
【００１３】
リンク列３０ｃが初期噛合衝撃する時点（図３、図３Ａ参照）より前に、チェーンスパンはピン中心Ｃ１を中心とした回転を効果的に行い、列３０ｃがスプロケット歯６０ｃとの噛合衝撃ＩＣに向かって関節的に連結していることに留意されたい。従って、ピン中心Ｃ１は“制御ピン中心”と呼ばれてもよい。制御ピン中心Ｃ１は、噛合リンク列３０ｃの前方ピン中心Ｃ２に対して直近の先行（下流）ピン中心である（制御ピン中心Ｃ１はまた、全体噛合リンク列３０ａの（チェーン移動方向に関して）直近の後方ピン中心でもある）。このようにして、以下の関係が定義される。
・噛合接触角τは、接線ＴＬと、制御ピン中心Ｃ１と初期接触位置ＩＣとの両方を通る初期接触参照線７０との間の角度として定義される。
・初期接触参照線７０は、制御ピン中心Ｃ１と初期接触位置ＩＣとの間のレバーアーム長を画定する。
・リンクプレートの入口角βは、初期接触参照線７０と、内側歯面半径Ｒの弧の中心７９と初期接触位置ＩＣとを通る内側歯面参照線７４との間の角度で定義される。（ここで、内側歯面参照線７４は、スプロケット歯６０ｃの係合歯面６２ｃのインボリュート曲線（または円弧部分あるいはその他の曲面）に対して垂直となる。）
・噛合衝撃角σは、接線ＴＬと内側歯面参照線７４とのなす角度で定義される。すなわち、σ＝τ＋βとなる。
【００１４】
チェーン−スプロケット間の噛合衝撃は、噛合リンク列３０ｃとスプロケット歯６０ｃの初期接触位置ＩＣにおける速度差により発生する。そして、スプロケット歯が初期噛合衝撃の瞬間にチェーンスパンから噛合リンク列３０ｃを受け止める際の、関連の衝撃エネルギーＥは次式で与えられる。
【数１】
0005593318.tif 000002
ここで、Ｃは定数、ｍは１つの噛合リンク列３０ｃの質量に等しく、Ｌは制御ピン中心Ｃ１から初期接触位置ＩＣまでの距離、ωはスプロケットの角速度、βはリンクプレートの噛合入口角である。噛合衝撃、及びそれに関連するノイズレベルは、速度差を小さくすることで低減可能であり、それは噛合入口角βを低減することで達成される。
【００１５】
また、衝撃エネルギーＥの式は、噛合リンク列３０ｃの質量のみを含み、チェーン張力ＴＣは考慮されていない。このチェーン張力は、生じる噛合衝撃エネルギーＥと関連する全ノイズレベルを増大させる。チェーン張力ＴＣは、噛合開始時にスプロケット歯６０ｃに作用し、リンク衝撃力ＦＬに反対向きで等しい歯の衝撃反力ＦＳは、噛合衝撃角σの大きさと共に変化する。ここで、であり、
【数２】
0005593318.tif 000003
ＦＨは、水平方向の合力がゼロであることを満足するためにＴＣと等しい。これらの関係を図３及び図３Ａに示す。（図３Ａにおいて、噛合衝撃角σとその成分角は、接線ＴＬに平行で初期接触位置ＩＣを通る参照線７２（これは力ベクトルＦＨに一致）からの角度として示されていることに留意されたい。）スプロケット歯６０ｃは、歯６０ｃの前方（下流側）にある次のいくつかの歯と共にチェーン張力ＴＣの荷重分布を共有し、初期噛合接触の開始時に歯６０ｃの位置ＩＣにおいて最大の反力ＦＨを生じることに留意されたい。歯６０ｃの前方のいくつかの歯に掛かる、チェーン張力荷重の残りの部分は、噛合ノイズレベルには影響を与えないので、本発明の考慮の対象外とする。要約すると、リンク衝撃力ベクトルＦＬは、初期噛合接触時に噛合衝撃位置ＩＣに作用し、全噛合衝撃エネルギーＥとそれに関連するノイズレベルを増大させる。
【００１６】
前述したように、図４は同時噛合接触を示し、リンク列３０ｃの前方内側歯面３６はスプロケット歯６０ｃの係合歯面６２ｃと位置ＩＦにおいて接触しており、先行リンク列３０ｂの後方外側歯面３７は、位置ＯＦにおいて係合歯面６２ｃと接触している。図４Ａは図４を大きく拡大した部分図であり、ここにも同時噛合接触現象のジオメトリから生じる力が示されている。歯６０がリンク列３０ｃの前方内側歯面３６との“内側歯面のみ”の接触から、先行リンク列３０ｂの後方外側歯面３７との同時外側歯面接触に移行するこの瞬間は、移行点とも呼ばれ、歯６０ｃの噛合サイクルの終点も定義する。それはリンク列３０ｂがこの時、ピッチ直径ＰＤ上にある前方ピン中心Ｃ１と後方ピン中心Ｃ２との両方に全体噛合しているからである。移行角Φは第１の半径参照線Ｌ１と歯６０ｃの歯中心を表す第２の半径参照線ＴＣとの間の角度として定義される。
【００１７】
図４と図４Ａはそれぞれ図３と図３Ａに対応するが、移行現象に関するものであり、以下のことを示している。
・移行接触角τ'は、接線ＴＬと、外側歯面接触位置ＯＦと制御ピン中心Ｃ１との両方を通る、移行接触参照線８０との間の角度として定義される。移行現象に関しては、制御ピン中心Ｃ１は地点ＯＦにおいて後方外側歯面接触に移行するリンク列の前方ピン中心である（すなわち、同時噛合しているリンク列間の界面にあるピン中心の直前に先行するピン中心Ｃである）。
・移行接触参照線８０は、制御ピン中心Ｃ１と、外側歯面接触位置ＯＦとの間のレバーアーム長Ｌ’を定義する。
・リンクプレート移行角β’は、移行接触参照線８０と、後方外側歯面３７に対して垂直に延びる外側歯面参照線８４とのなす角度として定義される。（ここで、外側歯面参照線８４は、スプロケット歯６０ｃの係合歯面６２ｃのインボリュート曲線（または円弧部分あるいはその他の曲面）に対しても垂直となる。）
・移行衝撃角σ’は、接線ＴＬと外側歯面参照線８４とのなす角度で定義される。すなわち、σ’＝τ’＋β’となる。
ここで、図３と図３Ａの特徴に対応する図４と図４Ａの特徴は、対応する参照番号に（’）を付して表されており、そのすべてを必ずしもこれ以上議論しないことに注意されたい。また、図４Ａにおいては、移行衝撃角σ’とその成分は、外側歯面接触位置ＯＦを通り接線ＴＬに平行な参照線８２（これは力ベクトルＦ'Ｈに一致）からの角度として示されている。
【００１８】
リンク列３０ｂがスプロケット歯６０ｃと位置ＯＦにおいて全体弦噛合接触に移行する際の、第２の噛合衝撃とそれに関連するノイズレベルの強度は、上記の位置ＩＣにおける初期噛合衝撃とそれによる噛合ノイズレベルに比較すれば小さい値である。第１に、移行衝撃角σ’は、初期噛合衝撃角σよりも常に小さい値である。第２に、位置ＯＦでの外側面接触は、リンク列３０ｂが浮遊状態から全体噛合状態に移行するのに応じて発生する。これは噛合開始時に、チェーンスパンからの1つのリンク列がスプロケット歯６０との衝撃を受ける、チェーンスパン１０とスプロケット５０との間の初期接触に比較すれば、衝撃力の観点からは重大ではないと考えられる。さらに、ノイズと振動の試験結果から、位置ＯＦにおける外側歯面３７の移行噛合衝撃が全噛合ノイズレベルに与える寄与は、位置ＩＣにおける内側歯面３６の初期噛合衝撃よりも小さいことがわかっている。
【００１９】
スプロケット５０は従来型のものであり、歯６０（すなわち、６０ａ、６０ｂ、６０ｃなど）は、それぞれ、歯中心半径線ＴＣに対して対称的に画定され、噛合時にチェーン１０と初期接触をする係合歯面６２（すなわち、６２ａ、６２ｂ、６２ｃなど）と、それに整合した離合歯面６４（すなわち、６４ａ、６４ｂ、６４ｃなど）とを有する。歯中心ＴＣによって各歯６０は二等分され、歯角α＝３６０°／Ｎの均等な角度で配置されている。係合歯面６２（および離合歯面６４）のインボリュート曲線形状は基準円から生成され、その基準円は次のように定義される。
基準円＝ＰＤ×ＣＯＳ（ＰＡ）
ここで、ＰＤ＝スプロケットピッチ直径、およびＰＡ＝歯の圧力角、である。
更に、ピッチ直径ＰＤそのものは以下のように定義される。
ＰＤ＝Ｐ／ＳＩＮ（１８０／Ｎ）
ここで、Ｐ＝ピッチ、Ｎ＝スプロケットの歯数である。
インボリュート歯形はラジアル歯形で近似することができ、ラジアル歯形の圧力角ＰＡは、同様に決定することができる。いずれにせよ、小さい圧力角で画定される係合歯面６２ほど、大きな圧力角で画定される係合歯面に比べてより急峻となる（スプロケットの回転軸を起点とするラジアル線により近くなる）。このように、初期接触位置ＩＣにおける係合歯面６２に接する参照線は、弧の参照線と、係合歯面とすぐ下流（前方）の離合歯面６４との間にある半径参照線との間に角度を画定し、この角度は圧力角が減少すれば小さくなり、圧力角が増大すれば大きくなる。従来技術のシステムでは、リンク衝撃力ＦＬと関連する衝撃エネルギーＥとを最小化するために、従来のスプロケット歯の圧力角を大きく変えてチェーンリンクプレート３０の設計を最適化することは行ってこなかった。下の表１に従来のスプロケット圧力角を度単位で示している。そしてスプロケット５０はこれらの従来例に一致する（歯６０の全てが同一の圧力角ＰＡを有する）。
【表１】
0005593318.tif 000004
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一態様によれば、チェーン・スプロケット駆動システムが複数の歯からなるスプロケットを含み、それぞれの歯が係合歯面と離合歯面とを備える。逆歯チェーンは、スプロケットと噛合し、複数のリンク列を備え、そのそれぞれは前方ピン中心を中心として先行リンク列に対して関節連結し、かつそのそれぞれは後方ピン中心を中心として後続リンク列に対して関節連結し、その前方ピン中心と後方ピン中心とは、相互にチェーンピッチＰだけ離間し、それらの列のそれぞれは前方内側歯面と後方外側歯面とを備える。各列の前方内側歯面は、先行列の後方外側歯面の接触部分すなわち作動部分よりも相対的に外側に突出していて、内側歯面半径Ｒを備える。チェーンは、接線沿いにスプロケットに近づき、スプロケットの各歯の係合歯面が、初期噛合接触の瞬間においてチェーンの噛合列の前方内側歯面上の初期接触位置において前記チェーンと初期噛合接触をする。初期噛合接触の瞬間において、噛合列に先行する直前のチェーン列が、制御ピン中心となる、ピッチ直径上に位置する前方ピン中心を含む。スプロケットと全体噛合しているチェーンの各列に対して、その前方ピン中心と後方ピン中心とは、ピッチ直径ＰＤ上に位置し、かつ、その後方外側歯面は、係合歯面の１つと接触する。噛合接触角τは、接線ＴＬと、制御ピン中心と初期接触位置との両方を通る初期接触参照線とがなす角度として定義される。リンクプレートの入口角βは、初期接触参照線と、内側歯面半径の弧の中心と初期接触位置とを通る内側歯面参照線とがなす角度として定義される。噛合衝撃角σは、接線と、内側歯面参照線とがなす角度であって、σ＝τ＋βであって、σは３４°以下であるように定義される。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、逆歯チェーンは複数のリンク列を含み、そのそれぞれは前方ピン中心を中心として先行列に対して関節連結し、かつそのそれぞれは後方ピン中心を中心として後続リンク列に対して関節連結し、前方ピン中心と後方ピン中心とは、チェーンピッチＰだけ相互に離間し、それぞれの列は前方内側歯面と後方外側歯面とを備える。
ここで、各列の前方内側歯面は、先行列の後方外側歯面の作動部分よりも、０．００７×Ｐ≦λ≦０．０１７×Ｐとなるような最大突出量λだけ相対的に外側に突出している。チェーンの各列の前方内側歯面は、Ｐ≦Ｒ＜２×Ｐである内側歯面半径Ｒで画定される。外側歯面は、チェーンの各リンクの作動部分とトウ先端との間にあるチャンファ（面取り）から成る非作動部分を備え、チェーンの隣接列の前方内側歯面は、逆歯チェーンが真直ぐに引張られている場合に、突出量λより大きな突出量だけチャンファよりも外側に突出している。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、逆歯チェーンと噛合するように適合されたスプロケットが、複数の歯を含み、それぞれの歯は係合歯面と離合歯面とを備える。それぞれの歯の係合歯面は、スプロケットに含まれる歯の総数を定義する歯数Ｎに基づいて、
Ｎ＝１９〜２５に対して２８°≦ＰＡ≦２９°
Ｎ＝２６〜５０に対して２７°≦ＰＡ≦２８°
のように大きさが変わる圧力角ＰＡによって画定される。
【００２３】
本発明の別の態様によれば、逆歯チェーンは、複数のリンク列を含み、そのそれぞれは前方ピン中心を中心として先行列に対して関節連結し、かつそのそれぞれは後方ピン中心を中心として後続リンク列に対して関節連結し、前方ピン中心と後方ピン中心とは、チェーンピッチＰだけ相互に離間し、それぞれの列は前方内側歯面と後方外側歯面とを備え、  各列の前方内側歯面は、チェーンが真直ぐに引張られている場合に、先行列の後方外側歯面の直線的な作動部分よりも、０．００７×Ｐ≦λ≦０．０１７×Ｐとなるような最大突出量λだけ相対的に外側に突出しており、
各列の前方内側歯面は、Ｐ≦Ｒ＜２×Ｐである内側歯面半径Ｒで画定され、
各列の外側歯面は、作動部分とトウ先端との間にあるチャンファからなる非作動部分を備え、チェーンの隣接列の前方内側歯面は、チェーンが真直ぐに引張られている場合に、突出量λより大きな突出量だけチャンファよりも外側に突出しており、
外側歯面は、外側歯面角Ψ≦３０．５°を画定し、この外側歯面角Ψは、（ｉ）後方ピン中心を通り、前方ピン中心と後方ピン中心とを結ぶピン中心参照線に対して垂直である、第１の参照線と、（ｉｉ）後方外側歯面の直線作動部分に一致する、第２の参照線と、の間の角度として定義される。
【００２４】
本発明はさまざまな部品および部品の配列からなっており、その好適な実施形態を添付の図面で示す。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】既知の逆歯チェーンの第１のリンク列および第２のリンク列を、背後のリンクプレートが見えるようにガイドプレートを取り除いた状態で示した図である。
【図２Ａ】スプロケットに対する弦上昇を示す図である。
【図２Ｂ】スプロケットに対する弦上昇を示す図である。
【図３】チェーン駆動システムにおいて、図１のチェーンのリンク列が既知のスプロケットのスプロケット歯と噛合開始する時の状態を示す図である。
【図３Ａ】図３の部分拡大図である。
【図４】図３のシステムにおいて、チェーンの２つの連続したリンク列がスプロケット歯と同時噛合接触している状態を示す図である。
【図４Ａ】同時噛合接触をより明らかに示すために、前面のリンクプレートを除去した状態の図４の部分拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施形態により形成された逆歯チェーンの第１のリンク列と第２のリンク列とを示す図である（背景のリンクプレートを見えるようにするために、ガイドプレートは除去されている）。
【図５Ａ】図５の詳細部分５Ａの拡大図である。
【図５Ｂ】図５のチェーンの多数のリンク列を示す、ガイドプレートも含んだ等角図である。
【図５Ｃ】図５の詳細部分５Ａであり、噛合サイクル期間においてスプロケット歯の係合歯面と接触するチェーン上の位置を示す図である。
【図６】図５のチェーンのリンク列が図３の従来型スプロケットのスプロケット歯と噛合開始する時の状態を示す図である。
【図６Ａ】図６の部分拡大図である。
【図７】図６のシステムにおいて、チェーンの２つの連続したリンク列がスプロケット歯と同時噛合接触している状態を示す図である。
【図７Ａ】同時噛合接触をより明らかに示すために、前面のリンクプレートを除去した状態の図７の部分拡大図である。
【図８】本発明の第２の実施形態により形成された逆歯チェーンの第１のリンク列と第２のリンク列とを示す図である（背景のリンクプレートを見えるようにするために、ガイドプレートは除去されている）。
【図８Ａ】図８の詳細部分８Ａの拡大図である。
【図８Ｂ】図８のチェーンの多数のリンク列を示す、ガイドプレートも含んだ等角図である。
【図８Ｃ】図８の詳細部分８Ａであり、噛合サイクル期間においてスプロケット歯の係合歯面と接触するチェーン上の位置を示す図である。
【図９】本発明の別の態様による、小さい圧力角で画定される歯面を有するスプロケットと噛合する図８のチェーンを示す図である。
【図９Ａ】図９のスプロケット歯の拡大図である（図３の従来型スプロケット歯を仮想線で重ねて示している）。
【図１０】図９の部分拡大図であり、図８のチェーンのリンク列がスプロケット歯と噛合開始した状態を示す図である。
【図１０Ａ】図１０の部分拡大図である。
【図１１】図１０のシステムにおいて、チェーンの２つの連続したリンク列がスプロケット歯と同時噛合接触している状態を示す図である。
【図１１Ａ】同時噛合接触をより明らかに示すために、前面のリンクプレートを除去した状態の図１１の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図５は、本発明により形成された、内側歯面係合逆歯チェーン１１０の第１の列と第２の列を示したものであり（チェーンのガイドプレートは表示されていない）、好適な内側歯面突出λと外側歯面形状を示している。図５Ａは、図５の詳細部分５Ａの拡大図であり、リンク歯先端１３９付近での外側歯面チャンファ１３８に対する内側歯面突出λＴを示している。図５Ｂは、逆歯チェーン１１０を画定する本発明に従った図５のリンクプレートを組み込んだチェーン部分の等角図である。
【００２７】
チェーン１１０は、挟み込まれた内側リンクすなわちリンクプレート１３０の並びすなわち列１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃなどを備え、それぞれのリンクプレートは、外側歯面１３７と内側歯面１３６とを有する一対の歯１３４を含み、歯１３４の内側歯面１３６の間に股部１３５が画定されている。歯１３４はそれぞれトウすなわち先端１３９を有する。各リンクプレート１３０には２つの開口１３２がリンク列を横断して整列し、そこに接続ピン１４０（例えば丸ピン、ロッカージョイントなど）を受けて列を枢動可能に結合する。そうして、従来型スプロケット５０のようなスプロケットとの噛合開始時に、内側歯面１３６（“内側歯面係合”の場合）で駆動のためにスプロケット歯と係合する際に、ピン中心Ｃを中心とするチェーンの関節連結を提供する。ピン中心は、チェーンピッチすなわちリンクピッチＰだけ相互に離間している。本明細書での“ピン中心Ｃ”という用語には、ピン１４０が丸ピン、ロッカージョイント、または別の好適なジョイントであるか否かに拘わらず、連続するリンク列１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが相互に回転するための軸も含まれる。第１及び第２のガイドプレート１２０（図５Ｂ）が１つ置きのリンク列（いわゆる“ガイド列”）の側面に配置されて、チェーン１１０をスプロケット上に整列させる。ただしガイドプレートはスプロケット歯とは噛合しない（ガイドプレート１２０は、背後のリンクプレート１３０を見えるようにするために、本明細書の大部分の図では表示されていない）。スプロケット５０のようなスプロケットとの噛合が始まる時、フリーのチェーンスパンの場合には通常そうであるように、すべてのピン中心Ｃが接線ＴＬに沿って整列して、リンク列が直線状に配置されている場合には、各リンク列１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの前方（チェーン移動方向に関して）の内側歯面１３６は、先行するリンク列１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの後方外側歯面１３７よりも突出量λだけ外側に突出している。前述の背景において説明したように、接線ＴＬは、噛合するチェーンピン中心がスプロケットに近づく理論的直線経路である。ここで示すように、接線ＴＬは水平方向に位置し、この場合は接線ＴＬは上死点、すなわちピッチ直径上の１２時の位置においてピッチ直径ＰＤに対する接線である。つまり、チェーンピン中心がピッチ直径ＰＤ上に中心を置いて配置され、接線ＴＬに直交する半径方向参照線上にも中心を置くように配置された場合、接線ＴＬはピッチ直径ＰＤに接する（接線がここに示すように水平方向であれば、参照線は垂直である）。
【００２８】
それぞれのリンクプレート１３０は、互いに同一であり、ピン中心Ｃ同士の中間における、リンクプレート１３０に直交して配置された垂直面に関して対称的である。外側歯面１３７は直線側面であり（ただし、曲面もあり得る）、この第１の実施形態に関しては、外側歯面角度Ψは、３０°＜Ψ≦３０．５°として画定される。ここで、Ψはピン中心Ｃ同士を結ぶ参照線ＰＲに直交する第１の参照線Ｗ１と、外側歯面１３７に一致する第２の参照線Ｗ２とのなす角度として定義される。内側歯面１３６は、凸面の円弧形を有し、内側歯面は好ましくは、隣接するリンク列の外側歯面に対して、０．００７×Ｐ≦λ≦０．０１７×Ｐなる関係を満足する突出量λだけ、外方向に突出している。ここで、Ｐはチェーンピッチ長に等しい。内側歯面１３６は好ましくは、不等式：
Ｐ≦Ｒ＜２Ｐ
を満たすように形成されている。ここで、Ｒは内側歯面１３６の曲率半径であり、Ｐはチェーンピッチ長である。各内側歯面１３６は、弧中心１７９（図６Ａ参照）を中心とする半径Ｒの円弧部分で画定され、股部１３５から先端１３９まで延びる。外側歯面１３７は、先端１３９に隣接する任意角度のチャンファ１３８を含んでいる。チャンファ１３８は、特に内側歯面突出λが製造上の下限にある場合においても、前方内側歯面１３６に対する初期噛合接触領域１９０（図５Ａ参照）が、噛合開始時にλＴ＞λだけ先行リンクプレート１３０の後方外側歯面１３７より外側に常に確実に突き出るように作用する。図示したように、チャンファ１３８は平坦で、外側歯面１３７の他の部分の面との間にチャンファ角１３３を画定する。λの値が小さければ、それだけ小さい角度βが有利に与えられる。
【００２９】
チェーン１１０は、図６、図６Ａに示すように、通常のスプロケット５０と噛合し、チェーン駆動システムを画定する少なくとも１つ置きのスプロケットと噛合する。図６、図６Ａにおいて、チェーンリンク列１３０ｃは、スプロケット５０のスプロケット歯６０ｃと噛合開始しようとしている（通常、各列１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃなどの前面に見える一個のチェーンリンクプレート１３０についてのみ参照するが、当業者であれば、各列には複数のチェーンリンクプレート１３０が各列を横断して配置されていることが理解されるであろう）。連続するピン中心Ｃは、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４などのように番号付けして、互いに識別できるようにした。列１３０ｃは、対応するスプロケット歯６０ｃとの初期噛合接触の瞬間を示している。すなわち、チェーンリンクプレートの内側歯面１３６とスプロケット歯６０ｃの係合歯面６２ｃとが、係合歯面６２ｃ上の初期接触位置ＩＣにおいて最初の接触をする瞬間である。初期接触角θは、スプロケットの回転軸を起点とし接線ＴＬに対して直交する第１の参照線Ｌ１と、スプロケットの回転軸を起点とし対象のスプロケット歯６０ｃの歯中心を通る第２の参照線ＴＣとのなす角度として定義される。先行スプロケット歯６０ｂの噛合サイクルは既に完了しており、リンク列１３０ａの後方外側歯面１３７とスプロケット歯６０ｂの係合歯面６２ｂとの位置ＯＦにおける接触によって制御された状態で、リンク列１３０ｂの前方ピン中心Ｃ１（これはリンク列１３０ａの後方ピン中心Ｃでもある）はピッチ直径ＰＤ上にある。リンク列１３０ｂは、前述の“浮遊状態”にあり、前方内側歯面１３６および後方外側歯面１３７のいずれも、スプロケット５０には直接的に接触していない。ピン中心Ｃ１は“制御ピン中心”と見なされ、それは噛合しているリンク列１３０ｃの前方ピン中心Ｃ２に対して（チェーンの移動方向から見て）先行する、すなわち下流の直近のピン中心Ｃである（制御ピン中心Ｃ１はまた、（チェーンの移動方向から見て）直近の全体噛合しているリンク列１３０ａの後方ピン中心でもある）。このようにして、以下の関係が画定される。
・噛合接触角τは、接線ＴＬと、制御ピン中心Ｃ１と初期接触位置ＩＣとの両方を通る初期接触参照線１７０とがなす角度として定義される。
・初期接触参照線１７０は、制御ピン中心Ｃ１と、初期接触位置ＩＣとの間のレバーアーム長Ｌを定義する。
・リンクプレートの入口角βは、初期接触参照線１７０と、内側歯面半径Ｒの弧の中心１７９と初期接触位置ＩＣとを通る内側歯面参照線１７４とがなす角度として定義される。（ここで、内側歯面参照線１７４は、スプロケット歯６０ｃの係合歯面６２ｃのインボリュート曲線（または円弧部分あるいはその他の曲面）に対して垂直となる。）
・噛合衝撃角σは、接線ＴＬと内側歯面参照線１７４とのなす角度で定義される。すなわち、σ＝τ＋βとなる。
【００３０】
図６Ａにおいては、噛合衝撃角σとその成分角は、接線ＴＬに平行で初期接触位置ＩＣを通る参照線１７２（これは力ベクトルＦＨに一致）に対する角度として示されている。図６および図６Ａに示されているように、図１及び図３の従来技術のチェーンとは違って、チェーン１１０のリンクプレート１３０の形状は、スプロケット歯６０ｃとリンク列１３０ｃのリンクプレート１３０の前方内側歯面１３６との間の、初期接触位置ＩＣにおける初期噛合衝撃ジオメトリの最適化設計がなされ、スプロケット歯６０ｃがチェーンスパンからリンク列１３０ｃを受け止める際に、リンク衝撃力ＦＬとそれに起因する衝撃エネルギーＥとを減少させるようにする。このように、リンクプレート１３０の形状は、チェーン−スプロケットの噛合現象に係わるノイズと振動のレベルを低減する。図７と図７Ａに関連して以下で説明するように、改善されたリンクプレート形状１３０は、先行リンク列１３０ｂの後方外側歯面１３７における、後続の全体弦噛合接触への移行に対しても最適化された噛合接触ジオメトリをもたらし、同一歯の噛合プロセスを完結させる。
【００３１】
本発明に従ってリンクプレート１３０を設計するために、リンクプレート１３０ｃの内側歯面１３６は、スプロケット歯６０ｃとの所望の初期接触位置ＩＣの関数として決定される。これは好ましくは、チェーン１１０と共に使用される一群の（一連の歯数の）スプロケットの内の最小、または最小に近い歯数のスプロケットサイズ（歯数）に対して確立される。しかし外側歯面１３７は、これ以前に決定されている。それは、直近の全体噛合リンク列（この場合、リンク列１３０ａ）の後方外側歯面１３７が、噛合リンク列１３０ｂ、１３０ｃを位置付ける役割をなすからである。その次に、リンクプレート１３０用の内側歯面１３６の形状を、初期噛合衝撃（初期接触）ＩＣ回転位置において確立することができる。
【００３２】
前述したように、噛合衝撃角σは、図６、図６Ａに示すように次式により定義される。
σ＝τ＋β
ここで、τはリンクプレート噛合接触角であり、βは噛合衝撃開始時のリンクプレート入口角である。歯の衝撃反力Ｆｓは、一定のチェーン張力ＴＣに対して噛合衝撃角σの大きさによって変化し、内側歯面１３６の形状を確立する際に、噛合衝撃角σが現実的な範囲で小さいほど有利である。
【００３３】
再び図６Ａを参照すると、噛合ジオメトリとリンクプレート荷重とを最適化する内側歯面１３６上の所望領域に初期接触位置ＩＣが配置されるように、制御ピン中心Ｃ１の回転位置と噛合接触角τが選択される。図５Ｃに示すように、図示されたピッチＰ＝７．７ｍｍのチェーンに対して、内側歯面１３６上の初期接触位置ＩＣは、リンクプレートのピン中心同士（図６と図６Ａのピン中心Ｃ２とＣ３）を結ぶピン中心参照線ＰＲから所望の初期接触距離ＩＣＤだけ離れている。この所望の初期接触距離ＩＣＤは、スプロケット５０の歯数が、チェーン１１０と共に使用される一群（一連の歯数）の内の最小、または最小に近い歯数に対して決定された。ＩＣＤはその範囲内の他のすべての歯数に対して変化する。従ってリンクプレート１３０の内側歯面１３７の設計は、使用される歯数が最小または最小に近い従来型スプロケット５０と噛合する場合に決定される。所与のリンクプレートに対する最適初期接触距離ＩＣＤは、リンクプレートの設計、特には内側歯面の関数となり、ＩＣＤは勿論チェーンピッチＰによって変化する。
【００３４】
図６Ａに示すように、参照線１７６は、初期接触位置ＩＣにおいてとスプロケット歯係合歯面６２と、リンクプレート内側歯面１３６の両方に接している。内側歯面参照線１７４は、したがって参照線１７６に垂直であり、初期接触位置ＩＣにおいて歯面６２のインボリュート面に直交する。参照線１７８は、初期接触参照線１７０に垂直である。したがって、リンクプレート入口角βは噛合接触角τの選択により決まることになる。制御ピン中心Ｃ１の回転位置と噛合接触角τの選択とが、リンクプレート入口角βを実効的に画定し、したがって噛合衝撃角σも画定する。図６Ａに図形表示したように、噛合衝撃反力ＦＳは、噛合衝撃角σが減少する程小さい値となる。したがってリンクプレート１３０の形状を画定する際に、ピン中心Ｃ１の回転（すなわち、制御ピン中心Ｃ１の回転位置）と噛合接触角τが次式を満足するように選択することが望ましい。
σ＝（τ＋β）≦３４°（初期噛合衝撃ＩＣにおいて）、但し、β≦９°
初期噛合衝撃ＩＣにおいてσ＝（τ＋β）≦３４°でありかつβ≦９°であるシステムは、リンク衝撃力ＦＬおよびそれによる衝撃エネルギーＥを従来システム（前記の背景で述べた）に比べて低減する結果となる。
【００３５】
図７及び図７Ａはそれぞれ図４及び図４Ａに対応し、図７及び図７Ａではチェーン１１０の同時噛合接触を示している。図７は図６に類似しているが、スプロケット５０がさらに回転して噛合サイクルが進み、先行リンク列１３０ｂの後方外側歯面１３７がスプロケット歯６０ｃの係合歯面６２ｃと外側歯面接触位置ＯＦにおいて接触し、同時に、リンク列１３０ｃの前方内側歯面１３６も係合歯面６２ｃと位置ＩＦにおいて接触している瞬間となっている。前述したように、歯６０ｃがリンク列１３０ｃの前方内側歯面１３６との内側歯面のみの接触から、先行リンク列１３０ｂの後方外側歯面１３７と外側接触点ＯＦにおける外側歯面接触もするように移行する瞬間は、移行点と呼ばれ、歯６０ｃの噛合サイクルの終点も定義する。それはリンク列１３０ｂがこの時、ピッチ直径ＰＤ上にある前方ピン中心Ｃ１と後方ピン中心Ｃ２との両方で全体噛合しているからである。移行角Φは第１の半径参照線Ｌ１と歯６０ｃの歯中心を通る第２の半径参照線ＴＣとの間の角度として定義される。
【００３６】
図７Ａは図７の部分拡大図であって、次のことを示している。
・移行接触角τ’は、接線ＴＬと、外側歯面接触位置ＯＦと制御中心Ｃ１（これは移行現象に関しては、位置ＯＦにおいて後方外側歯面接触に移行しようするリンク列の前方ピン中心である）の両方を通る移行接触参照線１８０とのなす角度として定義される。
・移行接触参照線１８０は、制御ピン中心Ｃ１と外側歯面接触位置ＯＦとの間のレバーアーム長Ｌ’を定義する。
・リンクプレート移行角β’は、移行接触参照線１８０と、後方外側歯面１３７に対して垂直に延びる外側歯面参照線１８４とのなす角度として定義される（ここで、外側歯面参照線１８４は、スプロケット歯６０ｃの係合歯面６２ｃのインボリュート曲線（または円弧部分あるいはその他の曲面）に対して垂直となる）。
・移行衝撃角σ’は、接線ＴＬと外側歯面参照線１８４とのなす角度で定義される。ここでは、σ’＝τ’＋β’となる。
結果として得られるリンクプレート移行角β’と移行衝撃角σ’は、地点ＯＦにおける後方外側歯面１３７の移行衝撃に関するリンク衝撃力Ｆ’Ｌとそれによる衝撃エネルギーＥとを決定づける。ここで、図６と図６Ａの特徴に対応する図７と図７Ａの特徴は、対応する参照文字に（’）を付して表されており、そのすべてを必ずしもこれ以上議論しないことに注意されたい。また、図７においては、移行衝撃角σ’とその成分は、外側歯面接触位置ＯＦを通り接線ＴＬに平行な参照線１８２（これは力ベクトルＦ’Ｈに一致）からの角度として示されている。これらの、地点ＯＦにおける後方外側歯面１３７の移行衝撃は、前記の位置ＩＣにおける前方内側歯面１３６の初期噛合衝撃に比べるとノイズと振動に対する寄与は小さいと考えられる。しかし、移行衝撃角σ’とその成分、すなわちリンクプレート移行角β’と移行接触角τ’とを制御することは、システム１１５のノイズと振動の更なる最小化のために望ましいと考えられる。
【００３７】
図５Ｃに戻ると、リンク列の前方内側歯面１３６と、先行リンク列の後方外側歯面１３７とを含むチェーン１１０を大きく拡大した部分図が示されている。スプロケット５０と噛合するチェーン１１０に関しては、チェーン１１０が、チェーンリンクピッチＰが７．７ｍｍで、１９〜５０の範囲の歯数を有する一群のスプロケットと噛合するように設計されているものとして、初期接触位置ＩＣと外側歯面接触位置ＯＦと内側歯面移行接触位置ＩＦとは、対応する噛合衝撃角σと移行衝撃角σ’と共に、スプロケット歯数Ｎと圧力角とに依存して変化する。特に、スプロケット歯数Ｎおよび圧力角の関数として、初期接触位置ＩＣは領域１９０内で変化し、外側歯面接触位置ＯＦは領域１８５内で変化し、内側歯面移行位置ＩＦは領域１９２内で変化する。
【００３８】
λは、チェーンを真直ぐ引張った状態で、外側歯面１３７の直線的な“接触”部すなわち“作動部”に対する距離として測定される。すべてのピン中心Ｃが同一線上にある場合には、チェーンの第１列と第２列とは直線的に引張られているものと見なされる。外側歯面１３７の作動部分は、チェーン１１０と噛合するように意図されたすべてのスプロケット歯数に対して、外側接触位置ＯＦがある領域である。チャンファ１３８は、チェーン１１０と噛合するように意図されたすべての歯数のスプロケット歯とは接触しないので、外側歯面１３７の“非接触”部または“非作動”部と呼ばれる。チャンファ１３８は、平坦である必要はないが、スプロケット５０と初期接触ＩＣをすることが要求される隣接リンク列の前方内側歯面１３６の少なくとも一部分が、あらゆる製造誤差条件下で常に、隣接列よりも十分な距離だけ外側に突出することを確保するために、含まれている。
【００３９】
表１で定義されるような従来の圧力角で画定される歯を有する、スプロケット５０のような従来型のスプロケットに対してチェーン１１０が噛合しなければならない場合、噛合衝撃角σと移行衝撃角σ’との最小化には限界がある。代替となる本発明の実施形態によると、図８、図８Ａ，図８Ｂに示されているようなチェーン２１０が、図９に示されているような本発明に従って形成された、新規の変更されたスプロケット２５０と噛合するように画定されている。チェーン・スプロケット駆動システム２１５は、スプロケット２５０に噛合するチェーン２１０と、スプロケット２５０（同じ歯数または異なる歯数）の構造により画定される少なくとも１つ置きのスプロケットとによって定義される。スプロケット２５０は、前記の表１に示した従来型の圧力角よりも小さな圧力角で画定される歯２６０（２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｃなど）を含む。その結果、係合歯面２６２（２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃなど）がスプロケット５０の係合歯面６２に比べて急峻となっている。このことは次の表２に示されている（与えられたスプロケット２５０のすべての歯２６０は同一圧力角ＰＡで画定されている）。
【表２】
0005593318.tif 000005
当業者であれば、チェーンピッチＰが現在の実施例Ｐ＝７．７ｍｍから増減すると、表２に示された歯数も増減することが理解されるであろう。特に、チェーンピッチＰが小さくなれば歯数の範囲は高い方にずれ、チェーンピッチＰが大きくなれば低い方にずれる。
【００４０】
図９Ａは、歯中心ＴＣに関して対称的に画定された係合歯面２６２ｃと離合歯面２６４ｃとを含むスプロケット２５０の歯２６０ｃを示す。従来のスプロケット５０の歯６０ｃが仮想線で示されている。歯面２６２ｃ、２６４ｃはより小さな圧力角で画定され、従来の圧力角で画定された歯面６２ｃ、６４ｃに比べるとより急峻となっている。参照線７６と１７６は、それぞれ初期接触位置ＩＣ１０とＩＣ１１０とにおける係合歯面６２ｃへの接線である。ここで、初期接触位置ＩＣ１０はチェーン１０に対する初期接触位置であり、初期接触位置ＩＣ１１０はチェーン１１０に対する初期接触位置である。参照線２７６は、チェーン２１０の噛合リンク列２３０の前方内側歯面２３６が係合歯面２６２ｃと初期噛合接触をする、初期接触位置ＩＣ２１０における係合歯面２６２ｃへの接線である。
【００４１】
図１０も参照すると、変更された圧力角を有するスプロケット２５０に対して、ノイズおよび振動を更に改善するために、噛合衝撃角σを以下のように更に低減することが可能である。
σ＝（τ＋β）≦３１°（内部歯面初期噛合接触ＩＣに対して）
ここでβ≦７°である。この場合、チェーン２１０がスプロケット２５０と適切に噛合するためには、外側歯面角Ψも
Ψ≦２７°
のように低減する必要がある。この結果、移行衝撃角σ’も小さくなって、σ’＝（τ’＋β’）≦２６°（外側歯面の全体噛合接触への移行に対して）となる。ここでβ’≦８°である。
【００４２】
本明細書において、他の表示および記載をしない限り、図８〜図１１Ａに示すチェーン２１０は、チェーン１１０と同一であり、類似の部品にはチェーン１１０の場合よりも１００だけ大きい参照番号を付けてある。内側歯面２３６は、凸面の円弧形を有し、内側歯面は好ましくは、隣接するリンク列の外側歯面２３７に対して、
０．００７×Ｐ≦λ≦０．０１７×Ｐ
なる関係を満足する突出量λだけ、外方向に突出している。ここで、Ｐはチェーンピッチ長に等しい。内側歯面２３６は好ましくは、不等式：
Ｐ≦Ｒ＜２Ｐ
を満たすように形成されている。ここで、Ｒは内側歯面２３６の曲率半径であり、Ｐはチェーンピッチ長である。各内側歯面２３６は、弧中心２７９（図１０Ａ）を中心とする半径Ｒの円弧部分で画定され、股部２３５から先端２３９まで延びる。同様に、スプロケット２５０は、本明細書において他の表示または記載をしない限り、スプロケット５０と同一であり、類似の特徴はスプロケット５０の場合よりも２００だけ大きい参照番号を付けてある。さらには、図１０と図１０Ａはそれぞれ図６と図６Ａに対応し、図１１と図１１Ａはそれぞれ図７と図７Ａに対応している。ただしチェーン１１０とスプロケット５０に代わって、チェーン２１０とスプロケット２５０が示されている。そういうことで、図８〜図１１Ａについての議論はここではこれ以上行わない。ただし、スプロケット歯の圧力角を減少し、それに対応して外側歯面角Ψを減少することにより、スプロケット２５０と噛合するチェーン２１０の噛合衝撃角σ、および移行衝撃角σ’の両方が、従来型のスプロケット５０と噛合するチェーン１１０の噛合衝撃角σ、および移行衝撃角σ’に比較して所望通りに減少されることだけを言及しておく。したがって、衝撃エネルギーＥと歯衝撃反力ＦＳは、従来型のスプロケット５０を利用するシステム１１５に比較してさらに低減される。
【００４３】
次の表３に、結果として得られる噛合衝撃角σとリンクプレート入口角βに関する追加データを示す。
【表３】
0005593318.tif 000006
【００４４】
図８Ｃに戻ると、リンク列の前方内側歯面２３６と、先行リンク列の後方外側歯面２３７とを含むチェーン２１０を大きく拡大した部分図が示されている。スプロケット２５０と噛合するチェーン２１０に対して、初期接触位置ＩＣは、リンクプレート２３０のピン中心Ｃ間に延びるピン中心参照線ＰＲから、ピン中心参照線に対して直角に測った距離ＩＣＤにある前方内側歯面２３６上に位置する。チェーン２１０は、チェーンリンクピッチＰが７．７ｍｍで、例えば１９〜５０の範囲の歯数Ｎを有する一群のスプロケットと噛合するように設計されているものとして、外側歯面接触位置ＯＦと内側歯面移行接触位置ＩＦは、噛合衝撃角σと移行衝撃角σ’の対応する変化と共に、スプロケット歯数Ｎと圧力角とに依存して変化する。
【００４５】
下の表４は、システム２１５の一例を示している。ここでは、スプロケット歯数Ｎは１９〜５０で変化し、チェーンピッチＰ＝７．７ｍｍ、λ＝０．０７５であり、これらは上記のβおよびσに対する必要条件を満たす。
【表４】
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当業者であれば、ＩＴチェーンシステム２１５においてスプロケット圧力角ＰＡを変更し得ることは、前述したように、初期接触位置ＩＣを内側歯面２３６上の好適な位置（距離ＩＣＤによって定義）に置いたままで、衝撃エネルギーＥを減少するために、βおよびσを最適化（β≦７°，σ≦３１°）することが可能となることを理解できるであろう。
【００４６】
本発明を好適な実施形態を参照して説明した。本発明が関係する分野の当業者は修正および変更を思いつくであろうが、本発明はそのような修正および変更のすべてを包含するものと見なされることが意図されている。
【図１】
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【図２Ａ−２Ｂ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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