(57)【要約】【課題】ローラチェーンシステムにおいて、チェーンノイズを低減して騒音の発生を防止するローラチェーンシステム用ガイド構造を提供することにある。【解決手段】ローラチェーンシステム用ガイド構造１は、ローラチェーン２と、インボリュート形状の複数の歯３ａを有してチェーン２のローラ４に噛合するスプロケット３と、を具えるローラチェーンシステムに用いられるものであり、このガイド構造１が、チェーン２を案内して、少なくともローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラ中心の軌跡を直線上に保持する案内手段を具えることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラチェーンと、インボリュート形状の複数の歯を有して前記ローラチェーンのローラに噛合するスプロケットと、を具えるローラチェーンシステムに用いられ、
前記ローラチェーンを案内して、少なくとも前記ローラと前記スプロケットとの噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、前記ローラ中心の軌跡を直線上に保持する案内手段を具えることを特徴とするローラチェーンシステム用ガイド構造。
【請求項２】
前記案内手段が、
前記ローラチェーンに対して前記スプロケットの中心が存在する側から、前記ローラチェーンの、前記スプロケットと前記ローラとが噛合する噛合部のチェーン移動方向手前側の部分を支持する第１のガイドと、
前記ローラチェーンに対して前記スプロケットの中心が存在する側から、前記ローラチェーンの、前記スプロケットと前記ローラとが噛合する噛合部のチェーン移動方向後ろ側の部分を支持する第２のガイドと、
前記ローラチェーンに対して前記スプロケットの中心が存在する側と反対の側から前記ローラチェーンの少なくとも前記噛合部を支持する第３のガイドと、
を具えることを特徴とする請求項１記載のローラチェーンシステム用ガイド構造。
【請求項３】
前記第３のガイドが、前記第１のガイド及び前記第２のガイドの間に、前記ローラチェーンの、前記スプロケットと前記ローラとの前記噛合部の手前及び後ろとなる部分を、所定の領域に亘って直線状に挟持することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のローラチェーンシステム用ガイド構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローラチェーンと、インボリュート形状の複数の歯を有してローラチェーンのローラに噛合するスプロケットとを具えるローラチェーンシステムに用いられ、ローラチェーンの騒音を低減させるローラチェーン用ガイド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ローラチェーンシステムとしては、例えば、ローラチェーンと、そのローラチェーンのローラに噛合するインボリュート形状の歯を有するスプロケットとを具えた構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−４２４２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のローラチェーンシステムでは、ローラチェーンのローラがスプロケットに着座する際に、ローラとスプロケットの歯底とが衝突してしまう。このため、その衝突の衝撃によって励起されるチェーンノイズのレベルが大きくなり騒音になってしまうという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ローラチェーンシステムにおいて、チェーンノイズを低減して騒音の発生を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のローラチェーンシステム用ガイド構造は、ローラチェーンと、インボリュート形状の複数の歯を有して前記ローラチェーンのローラに噛合するスプロケットと、を具えるローラチェーンシステムに用いられ、前記ローラチェーンを案内して、少なくとも前記ローラと前記スプロケットとの噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、前記ローラ中心の軌跡を直線上に保持する案内手段を具えることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の効果】
上記構成の本発明のローラチェーンシステム用ガイド構造にあっては、案内手段が、ローラチェーンを案内して、少なくともローラチェーンのローラとスプロケットとの噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラチェーンのローラ中心の軌跡を直線上に保持する。
【０００８】
ところで、ローラ中心の軌跡を直線とした部分でローラチェーンの並進速度とスプロケットの回転速度とを一致させた場合を考えると、図５に示すように、スプロケット上の任意の点Ａからみたローラ中心の相対的な軌跡は、点Ａを開始点とした左右に広がる二本のインボリュート曲線になる。
【０００９】
またこのときの点Ａに対するローラの相対速度の変化について図６に示すように、ローラのＸ方向の相対速度及びＹ方向の相対速度はともに、点Ａでローラとスプロケットとが噛み合う時点においてゼロになっていることが確認できる。
【００１０】
これらのことから、上記図５に示した、スプロケット上の任意の点Ａから見たローラの描く軌跡であるインボリュート曲線と同様のインボリュート曲線形状を持つスプロケットを設定することにより、案内手段で、ローラチェーンを案内して、ローラチェーンのローラとスプロケットとの噛合開始位置から噛合終了位置までの間において、ローラ中心の軌跡を直線上に保持されたローラの外周面を、スプロケットの歯面に沿わせることができる。しかも、上記図６に示すようにローラがスプロケットに着座する際のスプロケットに対するローラの相対速度をゼロにすることができるとともに、ローラの着座時におけるスプロケットの歯底とローラ中心との距離がローラ半径よりも大きくなるように設定することができるから、ローラとスプロケットの歯底との衝突のない静かな着座を実現することができる。
【００１１】
しかも、ローラとスプロケットとの噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラ中心の軌跡を直線上に保持するから、ローラがスプロケットとの噛合により受ける法線方向の力、即ち、ローラがスプロケットの歯から外れようとする力に対して、ローラチェーンを支持することができる。
【００１２】
従って、本発明のローラチェーンシステム用ガイド構造によれば、ローラチェーンシステムにおいて、ローラとスプロケットの歯面との衝突のない着座を実現することができるから、チェーンノイズを低減させ得て騒音の発生を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明のローラチェーンシステム用ガイド構造の一実施の形態を示す概略図である。図２は、本実施の形態のローラチェーンシステム用ガイド構造における案内手段の具えるガイドの構成を示す説明図である。また、図３は、本実施の形態におけるスプロケットのインボリュート歯形形状を説明するための部分拡大図である。また図４は、本実施の形態に用いられるローラチェーンの構成を説明するための概略図であり、図４（ａ）にローラチェーンの一部の正面図を示し、図４（ｂ）に、図４（ａ）に示すローラチェーンの半部断面図を示す。
【００１４】
本実施の形態のローラチェーンシステム用ガイド構造１は、図１に示すように、ローラチェーン２と、外周部にインボリュート形状の複数の歯３ａを有してチェーン２の有するローラ４と噛合するスプロケット３と、を具える従来の一般的な構成を有するローラチェーンシステムに適用することができる。このローラチェーンシステム用ガイド構造１は、チェーン２を案内して、ローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラ４中心の軌跡５を直線上に保持する後述の案内手段を具えている。
【００１５】
即ち、上記案内手段は、図１及び図２に示すように、第１のガイド６と第２のガイド７と第３のガイド８とを具えて構成される。第１のガイド６は、チェーン２に対してスプロケット３の中心Ｃが存在する側から、チェーン２の、スプロケット３とローラ４とが噛合する噛合部のチェーン移動方向（図１では矢印Ｅ，Ｆ方向）手前側の部分（図１及び図２ではスプロケット３の左側に位置する部分）を支持するものである。また、第２のガイド７は、チェーン２に対してスプロケット３の中心Ｃが存在する側から、チェーン２の、スプロケット３とローラ４とが噛合する噛合部のチェーン移動方向後ろ側の部分（図１及び図２ではスプロケット３の右側に位置する部分）を支持するものである。
【００１６】
ここでの第１のガイド６及び第２のガイド７は、所定の厚みを有する部材で構成され、スプロケット３を挟んで整列して配置される。それらの第１のガイド６及び第２のガイド７には、図２に示すようにチェーン２を支持するための支持部６ａ，７ａを設けている。支持部６ａ，７ａは、第１のガイド６及び第２のガイド７の整列時に図２で示す如く同一直線上にのるように所定の支持領域αを平らな面とすることで形成している。
【００１７】
また上記第３のガイド８は、チェーン２に対してスプロケット３の中心Ｃが存在する側と反対の側からチェーン２の少なくとも噛合部を支持するとともに、第１のガイド６及び第２のガイド７の間に、チェーン２の、スプロケット３とローラ４との噛合部の手前及び後ろとなる部分を、所定の支持領域αに亘って直線状に挟持するように以下の構成とする。
【００１８】
即ち、ここでの第３のガイド８は、所定の厚みを有する板状部材で構成し、図２に示すように、チェーン２の噛合部及び第１及び第２のガイド６，７の支持部６ａ，７ａに対向可能なように寸法を設定する。
【００１９】
なお、上記第３のガイド８の、チェーン２と対向する面は、図２に示すように、第１のガイド６及び第２のガイド７の支持部６ａ，７ａと対向位置になる二箇所の支持部８ａ，８ｂが少なくとも図２に示す如く同一直線上にのるようにしている。また、遠心力等の外力を受けた場合のチェーン２の跳ね上がりによる衝突を防止するため、チェーン２に対向する面には、第３のガイド８の、チェーン２の移動方向両端部の角に丸みをつけている。
【００２０】
そして図２に示すように、第３のガイド８と第１のガイド６及び第２のガイド７とを対向配置するとともに、図１に示すチェーン２のチェーン幅分と使用条件用クリアランス分とを考慮した所定の隙間ＣＬを設定する。なお隙間ＣＬは、理想的な噛み合いを実現する観点からはチェーン２の幅と一致させるのが望ましいが、実際には、チェーン２と第１、第２及び第３のガイド６，７，８との干渉音等が問題となる場合があるため、使用条件（回転速度、チェーン曲率等）に応じた上記使用条件用クリアランス分を考慮して設定している。
【００２１】
上記の構成になる第１、第２及び第３のガイド６，７，８によれば、第３のガイド８が、第１のガイド６及び第２のガイド７との間に、チェーン２の、スプロケット３とローラ４との噛合部の手前及び後ろとなる部分が、所定の支持領域αに亘って直線状に挟持される。しかも、第３のガイド８が、ローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラ４がスプロケット３との噛合により受ける法線方向の力、即ち、ローラ４がスプロケット３の歯３ａから外れようとする力に対して、チェーン２を支持する。従って、ローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラ中心の軌跡５ａ（図１参照）を直線上に保持することができる。なお、支持領域αの長さは、少なくともローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラ中心の軌跡を直線上に保持するように案内できる限りにおいて適宜変更することができるが、長ければ長いほど望ましい。
【００２２】
またスプロケット３の歯３ａは、図３に示すように、ローラ４との噛み合いに寄与する領域βとなる噛み合い部分３ｂを、スプロケット３における任意の点Ａからみた、ローラ４の中心の軌跡であるインボリュート曲線９の一部と平行になるように形成する。これにより、ローラ４とスプロケット３との噛み合い時においては、ローラ４の中心とスプロケット３の歯３ａの噛み合い部分３ｂとの距離をローラ４の半径に一致させることができる。それゆえ、チェーン２の、ローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間において、回転するスプロケット３の歯面３ａに、案内手段で中心の軌跡が直線となるように案内されたローラ４の外周面を沿わせることができるとともに、ローラ４がスプロケット３に着座する際のスプロケット３に対するローラ４の相対速度をゼロにすることができる。
【００２３】
しかもスプロケット３のかかる構成により、図３に示すように、ローラ４とスプロケット３との接点Ｂよりも歯底側の歯面３ａにはローラ４が当接しないため、その接点Ｂよりも歯底側の歯面の形状の制約を受けることがない。なお、スプロケット３の歯３ａは、前述のように、接点Ｂよりも歯底側にはローラ４が当接しないため形状の制約を受けることはないが、ローラ４とスプロケット３の歯底との衝突を防止するため、点Ａから歯底までの距離γは、ローラ４の半径以上の大きさを確保する必要がある。
【００２４】
本実施の形態におけるローラチェーン２は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、外側リンク１０に、二本のピン１１が固定支持されると共に、それらピン１１にはそれぞれ回転自在にローラ４が支持される。そして、複数の外側リンク１０は、各ピン１１に回動自在に支持された内側リンク１２を介して、連結される。なお、本実施例の形態では従来から一般的に用いられているローラチェーンを用いることができるが、スプロケット３へのローラ４の理想的な着座を実現するためにはローラ４の真円度は高いほど望ましい。
【００２５】
上記構成になる本実施の形態のローラチェーンシステム用ガイド構造１にあっては、図１に示すように、案内手段の第１、第２及び第３のガイド６，７，８が、ローラチェーン２を案内して、ローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラ中心の軌跡５ａが直線になるようにローラチェーン２を案内する。これにより、例えば、スプロケット３を図中矢印Ｄの方向に回転させた場合、図１に示すように、ローラチェーン２のローラ４とスプロケット３との噛合により、チェーン２が矢印Ｅ，Ｆ方向に移動する。なお、ローラチェーン２を図１中矢印Ｅ，Ｆの方向に移動させた場合は、ローラ４とスプロケット３との噛合によりスプロケット３が図１中矢印Ｄの方向に回転する。
【００２６】
上記ローラ４とスプロケット３との噛合に際し、上述したように、スプロケット３上の任意の点Ａから見たローラ４の描く軌跡である図３に示すインボリュート曲線９と同様のインボリュート曲線形状を持つスプロケット３を設定している。それゆえ、案内手段で、チェーン２を案内して、チェーン２のローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間において、ローラ中心の軌跡５ａを直線上に保持されたローラ４の外周面を、スプロケット３の歯面３ａに沿わせることができる。しかも、ローラ４がスプロケット３に着座する際のローラ４の相対速度をゼロにすることができるとともに、ローラ４の着座時におけるスプロケット３の歯底３ａとローラ中心との距離がローラ半径よりも大きくなるように設定することができるから、ローラ４とスプロケット３の歯底との衝突のない静かな着座を実現することができる。
【００２７】
従って、本実施の形態のローラチェーンシステム用ガイド構造１によれば、ローラチェーンシステムにおいて、ローラ４とスプロケット３の歯面３ａとの衝突のない着座を実現することができるから、チェーンノイズを低減させ得て騒音の発生を防止することができる。
【００２８】
上記案内手段は、チェーン２に対してスプロケット３の中心Ｃが存在する側から、チェーン２の、スプロケット３とローラ４とが噛合する噛合部のチェーン移動方向手前側の部分を支持する第１のガイド６と、チェーン２に対してスプロケット３の中心Ｃが存在する側から、チェーン２の、スプロケット３とローラ４とが噛合する噛合部のチェーン移動方向後ろ側の部分を支持する第２のガイド７と、チェーン２に対してスプロケット３の中心Ｃが存在する側と反対の側からチェーン２の噛合部及びその噛合部のチェーン移動方向手前側及び後ろ側の部分を支持する第３のガイド８と、を具えている。
【００２９】
これにより、チェーン２の噛合部のローラ中心の軌跡５ａを直線上に保持するようにチェーン２を確実に案内することができる。
【００３０】
しかも、第３のガイド８が、第１のガイド６及び第２のガイド７の間に、ローラチェーン２の、スプロケット３とローラ４との噛合部の手前及び後ろとなる部分を、所定の支持領域αに亘って直線状に挟持している。従って、チェーン２の噛合部のローラ中心の軌跡５ａを直線上に保持するようにチェーン２をより確実に案内することができる。
【００３１】
以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上記実施の形態のものに限れるものではない。例えば、上記実施の形態では案内手段を、第１のガイド６、第２のガイド７及び第３のガイド８により別体として構成したが、それらガイド６，７，８を一体に形成して例えばレール形状の部材として構成しても良い。
【００３２】
また、本発明のローラチェーンシステム用ガイド構造における案内手段は、少なくともローラチェーン２のローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラ中心の軌跡を直線上に保持できるものであれば良い。従って、ローラ４とスプロケット３との噛合開始位置から噛合終了位置までの間の、ローラ中心の軌跡を直線上に保持するように案内できる限りにおいて適宜変更することができ、例えば、上記実施の形態における第１のガイド６及び第２のガイド７の少なくとも一方をローラ等で構成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のローラチェーンシステム用ガイド構造の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】本実施の形態のローラチェーンシステム用ガイド構造における案内手段としてのガイド部分の構成を示す説明図である。
【図３】本実施の形態におけるスプロケットのインボリュート歯形形状を説明するための部分拡大図である。
【図４】本実施の形態に用いられるローラチェーンの構成を説明するための概略図であり、（ａ）はローラチェーンの一部の正面図を示し、（ｂ）は（ａ）に示すローラチェーンの半部断面図を示す。
【図５】ローラ中心の軌跡が直線となる部分でローラチェーンの並進速度とスプロケットの回転速度とを一致させた場合の、スプロケット上の任意の点Ａからみたローラ中心の相対的な軌跡を示す説明図である。
【図６】チェーンローラのローラとスプロケットとの噛合前から噛合後間での間における点Ａに対するローラの相対速度の変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ローラチェーンシステム用ガイド構造
２  ローラチェーン
３  スプロケット
３ａ  歯
３ｂ  噛み合い部分
４  ローラ
５，５ａ  軌跡
６  第１のガイド
６ａ，７ａ，８ａ，８ｂ  支持部
７  第２のガイド
８  第３のガイド
９  インボリュート曲線
１０  外側リンク
１１  ピン
１２  内側リンク
【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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