(57)【要約】【課題】走行するチェーンがスプロケット歯に噛み込む噛込み開始部において、スプロケットの両側に設けられた２つのクッションリングにチェーンが接触するタイミングをずらせるようにして衝突音を分散させることにより、チェーンとクッションリングとの接触時に発生する騒音を抑制すること。【解決手段】クッションリング付きチェーン用スプロケット１をスプロケット２の両側に、噛込み開始部及び噛外れ部でチェーン１０に接触するクッションリング８，９を設けて形成する。リング８はリング９に比較して低剛性で大径であり、噛込み開始部ではチェーン１０が各リング８，９に接触するタイミングがずれる。チェーンに接触したクッションリング８は弾性変形し、その緩衝効果で接触時の衝突音が抑制される。【選択図】図２
2006038031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チェーンとスプロケットとの噛込み開始部及び噛外れ部において、外周面が走行するチェーンに接触すると共に、内周面の一部がスプロケットの歯幅方向両側に形成された環状溝の底部に係合するクッションリングが、スプロケットの歯幅方向両側にそれぞれ偏心態様で設けられてなるクッションリング付きチェーン用スプロケットであって、
前記クッションリングは、その一方が他方に比較して低剛性で大径であり、もう一方が他方に比較して高剛性で小径であることを特徴とするクッションリング付きチェーン用スプロケット。
【請求項２】
前記クッションリングは、外径の異なる複数のリングがスプロケットの歯幅方向に組み合わされて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のクッションリング付きチェーン用スプロケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行するチェーンとスプロケットとの噛込み開始部において、チェーンがスプロケット歯に噛合する直前に、スプロケットの歯幅方向両側に設けたクッションリングにチェーンが接触、衝突したときに発生する騒音を抑制することができるクッションリング付きチェーン用スプロケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
チェーン駆動の伝動装置において、走行するローラチェーン、ブシュチェーン等のチェーンが噛込み開始部でスプロケットに巻き付き始める際、チェーンに備えられているローラやブシュがスプロケット歯底と衝突するときの衝撃音により騒音が発生する。
【０００３】
従来、上記のような騒音発生を抑制する手段として、緩衝用リングがスプロケットの歯幅方向両側に設けられたチェーン用スプロケットが知られている（特許文献１）。このチェーン用スプロケットは、スプロケットの歯幅方向両側に環状の溝部を形成し、この溝部にリング内周の一部が係合するように弾性体の緩衝用リングを設けたもので、この緩衝用リングは、かなり厚みのある金属板で形成され、外径がチェーンとスプロケットとの完全な噛合時におけるチェーンの内接円直径より大きく形成されたものである。
【特許文献１】特公昭５３−４７８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の緩衝用リングを備えたチェーン用スプロケットは、緩衝用リングが厚みのある１枚の金属板で形成された一体構造のものであるため、チェーンとスプロケットとの噛込み開始部において、噛合う直前に走行するチェーンのプレートと緩衝用リングとが接触するときの衝突による衝撃音と、噛込み開始部及び噛外れ部で振動するチェーンの振動音とにより騒音が発生する、という問題があった。さらに、スプロケットの歯幅方向両側に設けられている２つの緩衝用リングが同時にチェーンに接触して衝撃音を発生するために騒音が大きくなる、という問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題点を解決し、走行するチェーンがスプロケット歯に噛み込む噛込み開始部において、チェーンがスプロケットの歯幅方向両側に設けられた２つのクッションリングに接触するタイミングをずらせるようにして衝突音を分散させることにより、チェーンとクッションリングとの接触時に発生する騒音を抑制することができるクッションリング付きチェーン用スプロケットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のクッションリング付きチェーン用スプロケットは、スプロケットの歯幅方向両側にそれぞれ設けられた２つのクッションリングを剛性及び外径が異なるものとし、外径が大きい方のクッションリングを低剛性のものとし、外径が小さい方のクッションリングを高剛性のものとすることにより、上記課題を解決したものである。
【０００７】
請求項１に係る本発明は、チェーンとスプロケットとの噛込み開始部及び噛外れ部において、外周面が走行するチェーンに接触すると共に、内周面の一部がスプロケットの歯幅方向両側に形成された環状溝の底部に係合するクッションリングが、スプロケットの歯幅方向両側にそれぞれ偏心態様で設けられてなるクッションリング付きチェーン用スプロケットであって、前記クッションリングは、その一方が他方に比較して低剛性で大径であり、もう一方が他方に比較して高剛性で小径であるクッションリング付きチェーン用スプロケット、という構成としたものである。
【０００８】
請求項２に係る本発明は、前記請求項１のクッションリング付きチェーン用スプロケットにおいて、前記クッションリングは、外径の異なる複数のリングがスプロケットの歯幅方向に組み合わされて形成されている、という構成としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る本発明によれば、外周面がチェーンとスプロケットとの噛込み開始部及び噛外れ部でチェーンに接触するクッションリングがスプロケットの歯幅方向両側にそれぞれ設けられているので、チェーンに備えられているローラやブシュがスプロケット歯底と衝突するときの速度が緩和され、その結果、チェーンとスプロケットとの噛合時に発生する騒音を抑制することができる。
【００１０】
また、スプロケットの歯幅方向両側にそれぞれ設けられているクッションリングは、その一方（第１のクッションリング）が他方（第２のクッションリング）に比較して低剛性で大径であり、もう一方（第２のクッションリング）が他方（第１のクッションリング）に比較して高剛性で小径であるので、噛込み開始部において、走行するチェーンが低剛性で大径の第１のクッションリングに接触するとき、クッションリングの弾性変形によりエネルギーが吸収され、その緩衝効果により衝突音の発生が抑制される。また、高剛性で小径の第２のクッションリングに接触するとき、低剛性の第１のクッションリングとの接触、衝突で、エネルギーが吸収されているため、第２のクッションリングとの接触時のエネルギーは低く抑えられ、その結果、チェーンと第２のクッションリングとの接触時に発生する衝突音を小さくすることができる。
【００１１】
さらに、第１のクッションリングと第２のクッションリングとは、外径が異なるので、チェーンとクッションリングとが接触するタイミングをずらせることができ、その結果、発生する衝突音が分散され、衝撃音の最大レベルを低く抑えることができ、チェーンと第１、第２のクッションリングとの接触、衝突による騒音を抑制することができる。また、外径の小さい第２のクッションリングの剛性を大きくすることで、外径の大きい第１のクッションリングのみと当たる「片当たり」を防止することができる。
【００１２】
また、周知のようにチェーンとスプロケットとの噛込み開始部及び噛外れ部において、チェーンが多角形運動するため弦振動（コーダルアクション）し、このチェーンの弦振動によりチェーンが高速走行すると騒音が発生するが、チェーンとスプロケットとの噛込み開始部及び噛外れ部において、チェーンが第１、第２のクッションリングの外周面に接触してガイドされるので、チェーンの多角形運動が規制される。その結果、噛込み開始部及び噛外れ部におけるチェーンの振動音を抑制することができる。
【００１３】
請求項２に係る本発明によれば、第１、第２のクッションリングは、外径の異なる複数のリングがスプロケットの歯幅方向に組み合わされて形成されているので、板厚、外径、材質（鉄、ステンレス、アルミ等の金属、樹脂、ゴム等）の異なるリングを適宜に組合わせて、チェーンの接触時の衝撃を吸収しやすくして騒音の低減化を図ることができる。また、リングの板厚を薄くすることで、打抜き加工でリング作成が可能となり、クッションリング作成のコスト低減化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施例１を図１〜図７、図１２、図１３に基づいて説明する。図１はフランジの図示を省略した第１のクッションリング側のクッションリング付きチェーン用スプロケットの側面図、図２は第１のクッションリングの作動状態を示すクッションリング付きチェーン用スプロケットの説明図、図３はフランジの図示を省略した第２のクッションリング側のクッションリング付きチェーン用スプロケットの側面図、図４は第２のクッションリングの作動状態を示すクッションリング付きチェーン用スプロケットの説明図、図５はクッションリング付きチェーン用スプロケットの正面図、図６は図２におけるＸ−Ｘ線断面図、図７は図２におけるＹ−Ｙ線断面図、図１２及び図１３は騒音測定の結果を示すグラフである。
【００１５】
各図において、１はクッションリング付きチェーン用スプロケット、２はスプロケット、３はスプロケット歯、４はスプロケット２のボス部、５は軸孔、６はフランジ、７はスプロケット歯３とボス部４とフランジ６とで形成された環状溝、７ａは環状溝７の底部、８は低剛性で大径の第１のクッションリング、９は高剛性で小径の第２のクッションリング、１０は内プレート１０ａと外プレート１０ｂとからなるチェーン、１０ｃはチェーンのローラ、１１ａは環状溝７の底部７ａとクッションリング８，９との間の隙間、１１ｂはチェーン１０とクッションリング８，９との間の隙間である。
【００１６】
クッションリング付きチェーン用スプロケット１は、以下詳述するが、概略、走行するチェーン１０が巻き掛けられるスプロケット２と、このスプロケット２の歯幅方向両側に偏心態様で設けられる第１、第２のクッションリング８，９とで構成される。
【００１７】
スプロケット２の歯幅方向両側に環状溝７が形成される（図６、図７参照）。この環状溝７は、スプロケット２の両側に形成されたボス部４，４の外側端にフランジ６，６がそれぞれ固定され、このフランジ６とスプロケット歯３とにより形成された環状の溝で、ボス部４の外周面が環状溝７の底部７ａになっている。
【００１８】
図１、図３、図５に示すように、第１、第２のクッションリング８，９は、それぞれ外径が異なり、第１のクッションリング８は、第２のクッションリング９に比較して外径が大きい。また、第１、第２のクッションリング８，９は、いずれも弾性変形可能な鋼、ステンレス、アルミ等の金属製のものである。第１のクッションリング８は、第２のクッションリング９に比較して剛性の低い材質の金属材で形成された低剛性のもので、弾性体リングといえるものである。第２のクッションリング９は、第１のクッションリング８に比較して小径で剛性の高い材質の金属材で形成された高剛性のものである。
【００１９】
図２、図４に示すように、第１、第２のクッションリング８，９は、その外周面がチェーン１０とスプロケット２との噛込み開始部及び噛外れ部の２箇所においてのみチェーン１０に接触する。また、この第１、第２のクッションリング８，９は、その内周面の一部が環状溝７の底部７ａとなるボス部４の外周面に係合して、スプロケット２の両側に偏心態様で設けられる。この場合、ボス部４の外径よりクッションリング８，９の内径を大きくしておくと、ボス部４との間に間隙ができ、クッションリング８，９とスプロケット２とは偏心態様になる。
【００２０】
また、第１、第２のクッションリング８，９は、図２、図４に示すように、それぞれの外周半径をＫ１，Ｋ２、スプロケット歯３の歯底にチェーンのローラ１０ｃが完全に噛合したときのチェーン１０の内接円半径をＬ、ボス部４の外周半径をＭ、クッションリング８，９の厚さをそれぞれＮ１，Ｎ２とした場合、Ｋ１＞Ｋ２、Ｋ１＞Ｌ≧Ｍ＋Ｎ１、Ｋ２＞Ｌ≧Ｍ＋Ｎ２の関係にある。すなわち、第１、第２のクッションリング８，９の外径は、チェーン１０とスプロケット２との完全噛合時におけるチェーン１０の内接円直径より大きく形成されている。
【００２１】
上記のように、偏心態様で設けられている第１、第２のクッションリング８，９は、かかる関係式を満たすと共に、リング外周面がチェーン１０とスプロケット２との噛込み開始部及び噛外れ部の２箇所においてのみチェーン１０に接触している。
【００２２】
図６に示すように、噛込み開始部において、チェーン１０は第１、第２のクッションリング８，９の外周面に接触し、第１、第２のクッションリング８，９の内周面と環状溝７の底部７ａとの間には隙間１１ａが生じる。図示は省略するが噛外れ部においても隙間が生じる。また、図７に示すように、スプロケット歯３の歯底にチェーンのローラ１０ｃが完全に噛合したところでは、第１、第２のクッションリング８，９とチェーン１０との間に隙間１１ｂができ、第１、第２のクッションリング８，９の内周面の一部がボス部４の外周面、すなわち環状溝７の底部７ａに係合する。上記のように、噛込み開始部及び噛外れ部において、第１、第２のクッションリング８，９の外周面に接触しているチェーン１０は、第１、第２のクッションリング８，９によりガイドされ、接触抵抗により第１、第２のクッションリング８，９はスプロケット２と回転差をもって回転する。
【００２３】
上記構成からなるクッションリング付きチェーン用スプロケット１の作用効果は次のとおりである。図２に示すように、スプロケット２とチェーン１０との噛込み開始部において、走行するチェーン１０の片側のプレート１０ａ，１０ｂ下端部が低剛性で大径の第１のクッションリング８に接触、衝突する。このとき、第１のクッションリング８は、小径で剛性の高い第２のクッションリング９にチェーン１０が接触するところまで弾性変形するが、第１のクッションリング８はこの弾性変形によりエネルギーが吸収され、その緩衝効果により衝突音の発生が抑制される。このように第１のクッションリング８に接触したチェーン１０は、他方の片側のプレート１０ａ，１０ｂ下端部が小径の第２のクッションリング９に接触する（図４参照）が、第１のクッションリング８との接触、衝突でエネルギーが吸収されているため、剛性の高い第２のクッションリング９との接触時のエネルギーは低く抑えられ、その結果、チェーン１０と第２のクッションリング９との接触による衝突音を小さくすることができる。
【００２４】
また、第１のクッションリング８と第２のクッションリング９とは、外径が異なるので、チェーン１０と第１、第２のクッションリング８，９との接触、衝突がタイミングをずらせて行なわれ、このタイミングのずれにより特定周期の衝突音が分散され、それと共に、第１のクッションリング８の弾性変形による衝突音低減により、一層騒音の低減化を図ることができる。この騒音の低減化が図られる点について行なった測定結果を図１２、図１３のグラフに示す。
【００２５】
図１２の（Ａ）には、比較例として、スプロケットの歯幅方向両側に設けられるクッションリングを２つとも高剛性の金属材（第２のクッションリング９と同じ金属材）で同じ外径に形成したクッションリングを用いた場合（従来例に相当）の騒音、（Ｂ）には、本発明例として、スプロケットの歯幅方向両側に設けられる２つのクッションリングに、実施例１の第１のクッションリング８、第２のクッションリング９を用いた場合の騒音の測定結果の概念図を示し、図１３には、比較例及び本発明例の騒音レベルの測定結果を示す。
【００２６】
比較例では、２つのクッションリングが同時にチェーンに接触するため、レベルの高い衝突音Ｓが特定の周期で発生する。それに対して、本発明例では、接触するタイミングがずれていることにより、レベルの低い衝突音Ｔ１、Ｔ２に分散され、全体として騒音レベルが低下する。ここで、Ｔ１は第１のクッションリング８とチェーンとの接触時におけるピークの衝突音であり、Ｔ２は第２のクッションリング９とチェーンとの接触時におけるピークの衝突音である。この騒音測定の結果、Ｔ１＜Ｓ、Ｔ２＜Ｓとなり、本発明例は、比較例に比較して発生する騒音の低減化が図られている。
【００２７】
また、図１３に示すように、比較例、本発明例共に、スプロケットの回転数増加に伴って騒音レベルが上昇するが、本発明のクッションリング８，９を設けた本発明例の方が騒音レベルを低く抑えることができる。
【００２８】
さらに、第１のクッションリング８は、第２のクッションリング９に比較して低剛性であることにより、チェーン１０と接触したとき弾性変形して、チェーン１０が高剛性の第２のクッションリング９にも接触するようになるため、チェーン１０が第１のクッションリング８のみに当たる「片当たり」を防止することができる。
【００２９】
また、周知のようにチェーンとスプロケットとの噛込み開始部及び噛外れ部において、チェーンが多角形運動するため弦振動（コーダルアクション）し、このチェーンの弦振動によりチェーンが高速走行すると騒音が発生するが、チェーン１０とスプロケット２との噛込み開始部及び噛外れ部において、チェーン１０が第１、第２のクッションリング８，９の外周面に接触してガイドされるので、チェーン１０の多角形運動が規制されるため、チェーン１０の弦振動により発生する振動騒音を抑制することができる。
【００３０】
上記実施例１においては、第１のクッションリング８を低剛性の金属材で形成し、弾性変形が可能なクッションリングとして説明したが、プラスチック、ゴムのような比較的剛性の低い材質で形成したものとしてもよい。この場合は、第２のクッションリング９を低剛性の金属材で形成してもよい。実施例１においては、環状溝７をボス部４の外側端にフランジ６を固定して形成したが、スプロケット２の歯幅方向両側にボス部とは別の環状段落部を形成してその外端部にフランジを固定して環状溝を形成してもよい。また、実施例１ではチェーンがローラチェーンのものについて説明したが、本発明のスプロケットはブシュチェーンにも適用されるもので、ローラチェーンを用いた場合と同じ作用効果を奏する。
【００３１】
以上、実施例１において、第１のクッションリング８として、第２のクッションリング９より、剛性の低い材質の金属材で形成された低剛性の第１のクッションリング８について説明したが、次に、剛性の低い材質の金属材で形成された低剛性のクッションリングの断面形状について説明する。
【００３２】
第１のクッションリングとして用いられる低剛性のクッションリングの要部断面形状を図８に示す。図８の（Ａ）〜（Ｇ）に示すクッションリング１３ａ〜１３ｇは、ベース部材となるリング１４に、さらに剛性の低い部材、例えば、プラスチック、ゴムのような比較的剛性の低い材質で形成したリング１５ａ〜１５ｇを嵌め込んで固定したものである。このリング１５ａ〜１５ｇは断面形状が図８の（Ａ）〜（Ｇ）に示す形状である。
【００３３】
他の低剛性のクッションリングの断面形状を図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す。（Ａ）に示すクッションリング１６ａは、低剛性のリング１７，１７間にトラス１７ａを設けて接続したもの、（Ｂ）に示すクッションリング１６ｂは、低剛性のリング１７，１７間にハニカム構造体１７ｂを設けて接続したもの、（Ｃ）に示すクッションリング１６ｃは、低剛性のリング１７，１７間に板ばねのような板材１７ｃを設けて接続したものである。
【００３４】
さらに他の低剛性のクッションリングの断面形状を図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す。（Ａ）に示すクッションリング１８ａは、低剛性の金属材からなるリング１９に貫通孔１９ａを多数穿設したものであり、（Ｂ）に示すクッションリング１８ｂは、低剛性の金属材からなるリング１９に貫通溝１９ｂを多数穿設したものであり、（Ｃ）に示すクッションリング１８ｃは、低剛性の金属材からなるリング１９の内部に気泡のような小さな空間１９ｃを多数設けて形成したものである。
【００３５】
本発明の実施例２を図１１に基づいて説明する。この実施例２は、前記実施例１のクッションリング付きチェーン用スプロケットにおける第１、第２のクッションリングを変更したもので、スプロケット、チェーン等は異ならないので、共通する部材には、適宜実施例１と同じ符号を付して第１、第２のクッションリングについて説明する。
【００３６】
図１１に示すように、第１、第２のクッションリング２１，２２は、外径の異なる複数のプレート状のリングがスプロケット２の歯幅方向に組み合わされて形成されている。すなわち、第１のクッションリング２１は、低剛性で大径のリング２１ａと、リング２１ａより小径の複数のリング２１ｂ、２１ｃをスプロケット２の歯幅方向に組み合わせて形成したものである。第２のクッションリング２２は、上記リング２１ａより高剛性で小径のリング２２ａと、このリング２２ａより小径の複数のリング２２ｂ、２２ｃをスプロケット２の歯幅方向に組み合わせて形成したものである。そして、この第１のクッションリング２１は、第２のクッションリングに比較して、全体として低剛性で大径であり、第２のクッションリングは第１のクッションリングに比較して高剛性で小径である。
【００３７】
上記第１のクッションリング２１、第２のクッションリング２２が設けられたクッションリング付きチェーン用スプロケットは、スプロケット２とチェーン１０との噛込み開始部において、走行するチェーン１０の下端部が低剛性で大径の第１のクッションリング２１に接触、衝突する。このとき、クッションリング２１は、小径で剛性の高い第２のクッションリング２２にチェーン１０が接触するところまで弾性変形し、このクッションリング２１の弾性変形によりエネルギーが吸収されて衝撃音の発生が抑制される。
【００３８】
以上、実施例１における低剛性のクッションリングの変形例、実施例２として低剛性のクッションリングについて説明したが、これら低剛性のクッションリングを用いたクッションリング付きチェーン用スプロケットは、上記実施例１として説明したクッションリング付きチェーン用スプロケットと同じ作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１を示し、フランジの図示を省略した第１のクッションリング側のクッションリング付きチェーン用スプロケットの側面図である。
【図２】第１のクッションリングの作動状態を示す説明図である。
【図３】フランジの図示を省略した第２のクッションリング側のクッションリング付きチェーン用スプロケットの側面図である。
【図４】第２のクッションリングの作動状態を示す説明図である。
【図５】クッションリング付きチェーン用スプロケットの正面図である。
【図６】図２におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】図２におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｇ）は低剛性のクッションリングの断面形状を示し、それぞれの要部説明図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は他の低剛性のクッションリングの断面形状を示し、それぞれの要部説明図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は他の低剛性のクッションリングの断面形状を示し、それぞれの要部説明図である。
【図１１】本発明の実施例２を示し、クッションリング付きチェーン用スプロケットの正面図である。
【図１２】（Ａ）は比較例の衝突音の測定結果の概念図を示し、（Ｂ）は本発明例の衝突音の測定結果の概念図を示す。
【図１３】比較例及び本発明例の騒音レベルの測定結果を示す。
【符号の説明】
【００４０】
１      クッションリング付きチェーン用スプロケット
２      スプロケット
３      スプロケット歯
４      ボス部
５      軸孔
６，６  フランジ
７      環状溝
７ａ    環状溝底部
８      第１のクッションリング
９      第２のクッションリング
１０    チェーン
１０ａ，１０ｂ  プレート
１０ｃ    チェーンのローラ
１１ａ、１１ｂ  隙間
１３ａ〜１３ｇ  クッションリング
１４    ベース部材となるリング
１５ａ〜１５ｇ  リング
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  クッションリング
１７    リング
１７ａ  トラス
１７ｂ  ハニカム構造体
１７ｃ  板ばねのような板材
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  クッションリング
１９    リング
１９ａ  貫通孔
１９ｂ  貫通溝
１９ｃ  小さな空間
２１    第１のクッションリング
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  リング
２２    第２のクッションリング
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  リング
Ｋ１，Ｋ２  外周半径
Ｌ      チェーンの内接円半径
Ｍ      ボス部の外周半径
Ｎ１、Ｎ２  クッションリングの厚さ
【図１】
2006038031.tif 000003
【図２】
2006038031.tif 000004
【図３】
2006038031.tif 000005
【図４】
2006038031.tif 000006
【図５】
2006038031.tif 000007
【図６】
2006038031.tif 000008
【図７】
2006038031.tif 000009
【図８】
2006038031.tif 000010
【図９】
2006038031.tif 000011
【図１０】
2006038031.tif 000012
【図１１】
2006038031.tif 000013
【図１２】
2006038031.tif 000014
【図１３】
2006038031.tif 000015