(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
適宜に軸支されるとともに周囲に複数の歯を有し、それら各歯とローラチェーンのローラとが係合されるかたちで同ローラチェーンが巻装されるローラチェーン用スプロケットにおいて、
前記ローラチェーンのローラに接触される部分のうちの少なくとも前記各歯の底面である歯底面に、それら各歯の歯すじ方向に沿ってその各中央部を頂とする曲面を設け、
前記歯底面は、前記曲面の頂となる中央部において扁平状をなし、歯すじ方向両端部のみが曲面を有して該扁平状をなす中央部に滑らかにつながる
ことを特徴とするローラチェーン用スプロケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエンジンの動力伝達機構等にあって複数の回転軸間に張設されるローラチェーンが巻装されるローラチェーン用スプロケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車載用エンジンにあって、そのクランクシャフトの回転動力をカムシャフトに伝達して動弁系を駆動する機構として、上記ローラチェーン及びスプロケットを有してなる動力伝達機構が広く用いられている（例えば特開平５−２１５１８９号公報参照）。
【０００３】
以下、こうしたローラチェーンとローラチェーン用スプロケットを用いた動力伝達機構についてその具体構造を図８に従って説明する。
図８に示すように、動力伝達機構５１は、図示しないクランクシャフトあるいはカムシャフト等に装着されて動力を伝達あるいは受入するスプロケット５２と、このスプロケット５２に巻装されてそれらシャフト間に張設されるローラチェーン５３とを備えている。スプロケット５２の外周には複数の歯５４が形成されている。また、ローラチェーン５３は、連結された複数のリンク５５と、それら各リンク５５間に配設された複数のローラ５６とを備えている。そして、ローラチェーン５３は、その各ローラ５６がスプロケット５２の各歯５４にかみ合わされるかたちで同スプロケット５２に巻装されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうした動力伝達機構５１の作動時においては、ローラチェーン５３のローラ５６がスプロケット５２の歯５４の歯面５７及び歯底面５８に摺接しながら、同ローラチェーン５３の移動が行われる。ここで図９に示すように、上記歯底面５８はほぼ扁平状に形成されているため、原理上、ローラ５６は歯底面５８に対して面接触した状態で摺動する。そしてこの場合、該接触面には均等の面圧がかかる。
【０００５】
しかしながら、こうした動力伝達機構５１にあっては通常、スプロケット５２が装着される支軸（シャフト）は片持梁構造にて支持されることが多い。そしてこの場合には、同支軸の剛性、スプロケット５２及びローラチェーン５３の重量等に起因する支軸の撓みが無視できないものとなる。すなわちこの場合、例えば同動力伝達機構５１の上部では、図１０に示すように、上記スプロケット５２の歯底面５８の端縁５８ａから上記ローラチェーン５３のローラ５６に対して押し上げる力が加わるようになるため、同ローラ５６と歯底面５８との接触部の面圧が高くなる。そしてその結果、ローラチェーン５３のローラ５６とスプロケット５２の歯底面５８との間のフリクションが増大し、動力伝達効率の低下を招いてしまう。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ローラチェーンとスプロケットとの間のフリクションを好適に低減することのできるローラチェーン用スプロケットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、適宜に軸支されるとともに周囲に複数の歯を有し、それら各歯とローラチェーンのローラとが係合されるかたちで同ローラチェーンが巻装されるローラチェーン用スプロケットにおいて、前記ローラチェーンのローラに接触される部分のうちの少なくとも前記各歯の底面である歯底面に、それら各歯の歯すじ方向に沿ってその各中央部を頂とする曲面を設け、前記歯底面は、前記曲面の頂となる中央部において扁平状をなし、歯すじ方向両端部のみが曲面を有して該扁平状をなす中央部に滑らかにつながることをその要旨とする。
【０００８】
こうした構成によれば、スプロケットの装着される支軸が撓むような場合であれ、スプロケットの歯底面の端縁からローラチェーンのローラに対して押し上げる力等は加わらず、ローラチェーンのローラはスプロケットの歯底面に対し、均等に面圧がかかった状態で摺接されるようになる。このため、ローラチェーンのローラとスプロケットの歯底面との間の面圧が均等に維持され、それらスプロケット及びローラチェーン間のフリクションが低減される。
【００１０】
また、こうした構成によれば、スプロケットの装着される支軸が撓んでいない通常の状態において、スプロケットの歯底面の中央部とローラチェーンのローラとは面接触されるようになる。このため、スプロケットの歯底面の中央部とローラチェーンのローラとの間の面圧は低い状態に保たれ、それらスプロケット及びローラチェーン間のフリクションが低減される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１及び図２に示すように、動力伝達機構１１にあって、本実施形態にかかるスプロケット１２は、前述したシャフト等（図示せず）に装着され、ローラチェーン５３を介して同シャフトの回転動力を伝達あるいは受入する。同スプロケット１２の外周には複数の歯１３が形成されている。そして、図２に示すように、その各歯底面１５は歯すじ方向に曲面を有して形成されている。詳しくは、同歯底面１５の中央部１７が最も高く、両端部１６において低くなるような曲線状をなして加工されている。すなわち、同図中に示すように、両端部１６は、中央部１７に対して高低差ｈとなる曲線状に形成されている。また、中央部１７はほぼ扁平状に形成されており、両端部１６と中央部１７とは滑らかにつながっている。
【００１４】
このため、前述した片持梁構造に起因して、例えば図３に示す態様でスプロケット１２の装着された支軸（シャフト）が撓むような場合でも、スプロケット１２の歯底面１５の端縁からローラチェーン５３のローラ５６に対して押し上げる力等は加わらず、ローラチェーン５３のローラ５６はスプロケット１２の歯底面１５に対し、均等に面圧がかかった状態で摺接されるようになる。
【００１５】
図４は、本実施形態のスプロケット１２を用いた動力伝達機構１１及び前述した従来のスプロケット５２を用いた動力伝達機構５１の動作時において、各スプロケット１２，５２の回転数に対応した摩擦平均有効圧力（フリクション）の測定結果を示すグラフである。この図４に示されるように、本実施形態のスプロケット１２によれば、動力伝達機構１１の動作時におけるフリクションの値を従来よりも低く維持できることが発明者によって確認されている。
【００１６】
また、前記従来のスプロケット５２においては、前記歯底面５８の表面粗さについて特に考慮されていなかった。ちなみに図５は従来のスプロケット５２の歯底面５８及び本実施形態のスプロケット１２の歯底面１５の表面を拡大して示すグラフであるが、従来は図５（ａ）に示されるように、歯底面５８の表面は粗く形成されている。このため、こうした表面粗さに起因してフリクションもより増大する傾向にあった。しかし、本実施形態のスプロケット１２においては、図５（ｂ）に示すように、上記歯底面１５の表面が滑らかに形成されているため、表面粗さに起因するフリクションをも低減することができるようになる。
【００１７】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）スプロケット１２の装着される支軸が撓むような場合であれ、ローラチェーン５３のローラ５６とスプロケット１２の歯底面１５との間の面圧を均等に維持することができ、それらスプロケット１２及びローラチェーン５３間のフリクションを低減することができる。そしてひいては、動力伝達効率の低下を好適に抑制することができるようになる。
【００１８】
（２）スプロケット１２の歯底面１５の中央部１７はほぼ直線状に形成されているため、上記支軸が撓んでいない状態（通常状態）においては、同中央部１７とローラチェーン５３のローラ５６とは面接触されるようになる。このため、該通常状態における中央部１７とローラ５６との接触面の面圧は低い状態に保たれ、やはりスプロケット１２及びローラチェーン５３間のフリクションを低く維持することができる。
【００１９】
（３）スプロケット１２の各歯底面１５に対する上記加工により、同歯底面１５の表面が滑らかに形成され、表面粗さに起因するフリクションをも併せて低減することができる。
【００２０】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・図６に示すように、スプロケット１２の歯底面１５における両端部１６及び中央部１７をともに曲線形状をなすように形成する。このようにすれば、ローラチェーン５３のローラ５６と歯底面１５との接触面圧を常に一定の面圧に維持することができ、ローラチェーン５３の張力変動も抑制することができるようになる。
【００２１】
・上記実施形態では、スプロケット１２の歯底面１５においてのみ、歯すじ方向における両端部１６を曲線状に形成しているが、これを、図７に示すように、各歯１３の歯面１４にも同様に適用する。このようにすれば、ローラチェーン５３のローラ５６とスプロケット１２の歯面１４との接触部のフリクションも低減することができ、動力伝達効率の低下をより一層好適に抑制することができるようになる。
【００２２】
・スプロケット１２を支持する支軸の材質、スプロケット１２及びローラチェーン５３の重量等から同支軸の撓み量を算出し、図２に示したスプロケット１２の歯底面１５における両端部１６と中央部１７との高低差ｈを、その撓み量に基づく最適値に設定する。例えば、該高低差ｈの最大値を上記撓み量の最大値に対応する値として設定する。このようにすれば、スプロケット１２の歯底面１５とローラチェーン５３のローラ５６との接触面圧も最適化することができるようになる。
【００２３】
次に、前記各実施形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
（１）請求項１〜３のいずれか１項に記載のローラチェーン用スプロケットにおいて、前記ローラチェーンのローラに接触される部分を滑らかに形成したことを特徴とするローラチェーン用スプロケット。
【００２４】
このようにすれば、ローラチェーンのローラに接触される部分の表面粗さに起因するスプロケットとローラチェーンとの間のフリクションをより好適に低減することができる。
【００２５】
（２）請求項１〜３、または前記（１）のいずれか１項に記載のローラチェーン用スプロケットにおいて、前記中央部と前記両端縁の高低差を、当該スプロケットを支持する軸の撓み量に基づく最適値に設定することを特徴とするローラチェーン用スプロケット。
【００２６】
このようにすれば、ローラチェーンとスプロケットとの接触面圧を、常に最適な面圧にすることができる。
（３）適宜に軸支されるとともに周囲に複数の歯を有するスプロケットと、それら各歯にローラが係合されるかたちでスプロケットに巻装されるローラチェーンとを備える動力伝達機構において、前記スプロケットは、前記ローラチェーンのローラに接触される部分のうちの少なくとも前記各歯の底面である歯底面に、それら各歯の歯すじ方向に沿ってその各中央部を頂とする曲面を有してなることを特徴とする動力伝達機構。
【００２７】
このようにすれば、ローラチェーン及びスプロケットを備える動力伝達機構として、スプロケットの装着される支軸が撓むような場合であれ、スプロケットの歯底面の端縁からローラチェーンのローラに対して押し上げる力等は加わらず、ローラチェーンのローラはスプロケットの歯底面に対し、均等に面圧がかかった状態で摺接されるようになる。このため、ローラチェーンのローラとスプロケットの歯底面との間の面圧を均等に維持することができ、それらスプロケット及びローラチェーン間のフリクションを低減することができる。そしてひいては、動力伝達効率の低下を好適に抑制することができるようになる。
【００２８】
（４）前記（３）に記載の動力伝達機構において、前記スプロケットの歯底面は、前記曲面の頂となる中央部において扁平状をなし、歯すじ方向両端部のみが曲面を有して該扁平状をなす中央部に滑らかにつながることを特徴とする動力伝達機構。
【００２９】
このようにすれば、ローラチェーン及びスプロケットを備える動力伝達機構として、前記（３）の効果に加え、スプロケットの装着される支軸が撓んでいない通常の状態において、スプロケットの歯底面の中央部とローラチェーンのローラとは面接触されるようになる。このため、スプロケットの歯底面の中央部とローラチェーンのローラとの間の面圧を低い状態に保つことができ、それらスプロケット及びローラチェーン間のフリクションを低減することができる。
【００３０】
（５）前記（３）に記載の動力伝達機構において、前記スプロケットの歯底面は、前記中央部を頂とする円弧状の曲面を有することを特徴とする動力伝達機構。
【００３１】
このようにすれば、ローラチェーン及びスプロケットを備える動力伝達機構として、ローラチェーンのローラとスプロケットの歯底面との接触面圧を常に一定の面圧に維持することができ、ローラチェーンの張力変動を抑制することができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、スプロケットの装着される支軸が撓むような場合であれ、ローラチェーンのローラとスプロケットの歯底面との間の面圧を均等に維持することができ、それらスプロケット及びローラチェーン間のフリクションを低減することができる。そしてひいては、動力伝達効率の低下を好適に抑制することができるようになる。
【００３３】
また、本請求項１に記載の発明によれば、スプロケットの装着される支軸が撓んでいない通常の状態において、スプロケットの歯底面の中央部とローラチェーンのローラとは面接触されるようになる。このため、スプロケットの歯底面の中央部とローラチェーンのローラとの間の面圧を低い状態に保つことができ、それらスプロケット及びローラチェーン間のフリクションを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるスプロケットの一実施形態が適用される動力伝達機構の一部を拡大して示す正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】同実施形態による作用を示す断面図。
【図４】同実施形態と従来のスプロケットとのフリクションの程度を比較して示すグラフ。
【図５】同実施形態と従来のスプロケットとの歯底面の形状を拡大して示すグラフ。
【図６】本発明にかかるスプロケットの他の実施形態を示す断面図。
【図７】本発明にかかるスプロケットの他の実施形態を示す正面図。
【図８】従来のスプロケットが用いられた動力伝達機構の一部を拡大して示す正面図。
【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図。
【図１０】動力伝達機構作動時のスプロケットとローラチェーンとの関係を示す断面図。
【符号の説明】
１１…動力伝達機構、１２…スプロケット、１４…歯面、１５歯底面、１６…両端部、１７…中央部、５３…ローラチェーン、５６…ローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003555445.tif 000009
【図９】
0003555445.tif 000010
【図１０】
0003555445.tif 000011