(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のリンク歯と一対の連結ピン穴とを有するリンクプレートをチェーン幅方向に重ね合わせ、連結ピンでチェーン長手方向に多数連結してなる無端状のサイレントチェーンが、歯数の相異なるスプロケットに対して前記一対のリンク歯に形成された内側フランクで噛み合い進入し、前記一対のリンク歯に形成された外側フランクで巻き付き着座して、動力伝達するサイレントチェーン伝動機構において、
前記歯数の相異なるスプロケットが、前記サイレントチェーンの内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形を有するホブカッターを用いて、夫々の歯数に応じてスプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一致するような転位量で、歯切りされた相異なるスプロケット歯形を有しているとともに、
前記サイレントチェーンの外側フランクが、最小歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する直線状歯先部と、最大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する円弧状歯元部と、前記直線状歯先部と円弧状歯元部の双方に隣接する円弧状中間部とで輪郭形成されていることを特徴とするサイレントチェーン伝動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯数の相異なるスプロケット間で動力を伝達するサイレントチェーン伝動機構に関するものであって、特に、４サイクルエンジンのクランク軸からカム軸やバランサ軸を駆動するようなサイレントチェーン伝動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に示すような４サイクルエンジンのクランク軸から吸気バルブ、排気バルブ、バランサなどを駆動する場合に用いられるサイレントチェーン伝動機構は、バルブ駆動用クランク軸スプロケット１１ａ、吸気バルブ用カム軸スプロケット１２ａ、排気バルブ用カム軸スプロケット１２ｂ、バルブ駆動用サイレントチェーン２０ａ、サイレントチェーン２０ａに張力を与えるテンショナＴとテンショナレバーＬ、サイレントチェーン２０ａの振れを押さえるチェーンガイドＧ、バランサ駆動用クランク軸スプロケット１１ｂ、バランサ軸スプロケット１３ａ、１３ｂ、バランサ駆動用サイレントチェーン２０ｂ、反転用歯車１４ａ、１４ｂなどで構成されている。
【０００３】
このような吸気バルブと排気バルブは、カム軸スプロケット１２の歯数をバルブ駆動用クランク軸スプロケット１１ａの歯数の２倍に設定した減速伝動機構において、クランク軸が２回転すると、それぞれ１回作動するようになっている。
【０００４】
また、バランサ軸は、バランサ軸スプロケット１３の歯数をバランサ駆動用クランク軸スプロケット１１ｂの歯数の１／２に設定した増速伝動機構において、クランク軸の高次不釣り合いを相殺するため、クランク軸が１回転すると２回転するようになっており、かつ、反転用歯車１４によって互いに逆方向に回転するようになっている。
【０００５】
そして、このようなサイレントチェーン伝動機構に用いるバルブ駆動用サイレントチェーン２０ａとバランサ駆動用サイレントチェーン２０ｂは、チェーン張力を加えて直線状に張ったときにリンクプレートが有する内側フランクの中央膨出部が直線状の外側フランクよりはみ出しており、それぞれのスプロケットに対して内側フランクの中央膨出部が一時的に接触した後に外側フランクで巻き付き着座して動力伝達するものであり、両者は、形状構造において同一のサイレントチェーン２０を使用している。
【０００６】
他方、クランク軸スプロケット１１、カム軸スプロケット１２、バランサ軸スプロケット１３には、直線状の外側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形を有するホブカッターによって、夫々の歯数に応じて外側フランクで正多角形状に巻き付き着座するような転位量で歯切りされたインボリュート歯が形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、このように構成された従来のサイレントチェーン伝動機構の基本的な作動状態を歯数の相異なるそれぞれのスプロケット１１ａ、１１ｂ、１２、１３のいずれか一つのスプロケット（以下、スプロケット１０という。）に注目して説明すると、以下のとおりである。
【０００８】
従来のサイレントチェーン伝動機構は、サイレントチェーン２０がこれらのスプロケット１０に巻き付いた時に、外側フランクはスプロケット１０の１歯おきにスプロケット歯面に着座して正多角形状の巻き付き形態を呈する一方、内側フランクの中央膨出部が直線状の外側フランクよりはみ出している。
このために、スプロケット１０に進入する内側フランクの中央膨出部がスプロケット歯面と接触して、外側フランクがスプロケット歯面に巻き付き着座する前にスプロケットに進入するサイレントチェーン２０を一時的に持ち上げることによって、チェーンがスプロケットに巻き付く際に生じるスプロケット１０の正多角形運動に伴うサイレントチェーン２０の上下動、いわゆる、コーダルアクションを抑制しようとしている。
【０００９】
ここで、チェーン・ピッチをＰ、スプロケット歯数をｚとするとき、ピッチ円半径Ｒｃ、すなわち、チェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き着座した時の連結ピン中心からスプロケット中心までの距離は、
Ｒｃ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ）
また、着座高さＶ、すなわち、チェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き着座した時のチェーン・ピッチ線からスプロケット中心までの距離は、
Ｖ＝Ｐ／２ｔａｎ（π／ｚ）
のような幾何学的関係が成り立つ。
したがって、正多角形運動の大きさ、すなわち、正多角形運動量Δは、スプロケットが半ピッチ角（π／ｚ）回転する毎に、スプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さがＲｃとＶの間で変動することによって生ずるものであり、その大きさは、
Δ＝Ｒｃ−Ｖ
で表わされる。
【００１０】
しかしながら、正多角形運動の大きさはスプロケットの歯数によって異なるので、クランク軸スプロケット１１ａとカム軸スプロケット１２との歯数、あるいは、クランク軸スプロケット１１ｂとバランサ軸スプロケット１３との歯数が大きく異なっている場合は、それぞれのスプロケット１０に生じるコーダルアクションの大きさも大きく異なる。
【００１１】
したがって、前述したようなリンク歯の内側フランクがその中央膨出部を有しているサイレントチェーン２０を使用した場合には、スプロケット１０に進入するチェーンを持ち上げる高さが一定であるため、クランク軸スプロケット１１ａ、または、１１ｂ、カム軸スプロケット１２、バランサ軸スプロケット１３のいずれか一つにおいてコーダルアクションを抑制することはできるが、全てのスプロケット１０においてコーダルアクションを共に抑制することはきわめて困難である。
【００１２】
したがって、このようなサイレントチェーン伝動機構では、クランク軸スプロケット１１ａ、１１ｂ、カム軸スプロケット１２、若しくは、バランサ軸スプロケット１３のいずれか一つにおいてコーダルアクションが抑制されたとしても、サイレントチェーン伝動機構全体としてみるとコーダルアクションに伴う振動と騒音を低減したことにはならなず、また、リンク歯の内側フランクに膨出させた中央部がスプロケット歯面と衝突して、いわゆる、ビーティングモーションを引き起こし、新たな振動・騒音やチェーンの張力変動を生じるという厄介な問題があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、４サイクルエンジンのクランク軸からカム軸やバランサ軸を駆動する場合に用いられるような、歯数の相異なるスプロケット間で動力を伝達するサイレントチェーン伝動機構において、スプロケット歯数の大小に係わらずに外側フランクをそれぞれの歯数に応じて正多角形状に巻き付き着座させて全ての歯数のスプロケットにおけるサイレントチェーンのコーダルアクションとビーティングモーションを完全に解消して振動と騒音を低減するとともに、噛み合い速度の変動によって引き起こされるサイレントチェーンの張力変動を抑制して優れた耐久性を発揮するサイレントチェーン伝動機構を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対のリンク歯と一対の連結ピン穴とを有するリンクプレートをチェーン幅方向に重ね合わせ、連結ピンでチェーン長手方向に多数連結してなる無端状のサイレントチェーンが、歯数の相異なるスプロケットに対して前記一対のリンク歯に形成された内側フランクで噛み合い進入し、前記一対のリンク歯に形成された外側フランクで巻き付き着座して、動力伝達するサイレントチェーン伝動機構において、前記歯数の相異なるスプロケットが、前記サイレントチェーンの内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形を有するホブカッターを用いて、夫々の歯数に応じてスプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一致するような転位量で、歯切りされた相異なるスプロケット歯形を有していると共に、前記サイレントチェーンの外側フランクが、最小歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する直線状歯先部と、最大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する円弧状歯元部と、前記直線状歯先部と円弧状歯元部の双方に隣接する円弧状中間部とで輪郭形成されていることによって、前記課題を解決した。
【００１５】
ここで、本発明における「噛み合い高さ」とは、スプロケットに噛み合い進入するリンクプレートのチェーン・ピッチ線からスプロケット中心までの相互間隔を意味し、また、この「チェーン・ピッチ線」とは、リンクプレートの一対の連結ピン穴に挿通された一対の連結ピンの中心を相互に結ぶ直線を意味する。
【００１６】
本発明における「ピッチ円半径」とは、チェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き着座した時の連結ピン中心からスプロケット中心までの距離を意味し、チェーン・ピッチをＰ、スプロケット歯数をｚとするとき、ピッチ円半径Ｒｃは
Ｒｃ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ）
で表される。
チェーン・ピッチＰは、リンクプレートの連結ピン穴に挿通された一対の連結ピンの中心間隔として定義される。
【００１７】
なお、本発明に採用する「歯数の相異なるスプロケット」は、サイレントチェーンに噛み合い得る歯数を有するスプロケットであれば、同じ歯数もしくは異なる歯数を問わず、如何なる歯数のスプロケットを組み合わせて採用しても構わない。
また、これらのスプロケットの歯切り加工時に切り下げが生じないためには、少なくとも１６枚以上のスプロケット歯を有するスプロケットであることが望ましい。
【００１８】
そして、本発明でチェーン長手方向に多数連結する「リンクプレート」は、全て同一の歯面形状を有する内側フランクと外側フランクを採用しており、チェーンを直線状に張った時に隣り合うリンクプレートのそれぞれ対応する内側フランクの相互間隔と外側フランクの相互間隔は、チェーン・ピッチＰとそれぞれ等しくなっている。
【００１９】
また、本発明における「内側フランク」は、スプロケットに噛み合い進入するチェーンとスプロケットとが一般的に良く知られたラックとピニオンとの噛み合い関係を呈するために、チェーンを直線状に張った時に多数の内側フランクが台形状連続歯型のラックを構成し得る概ね直線状の歯面形状を有していると良い。
【００２０】
他方、本発明における「外側フランク」は、後に詳述するように、チェーンを直線状に張った時に隣り合うリンクプレートの概ね直線状の内側フランクよりも歯先側に向かってすぼまった概ねＳ字形曲線状の歯面形状を呈しており、チェーン張力によって直線状に引っ張られた状態では、隣り合うリンクプレートの内側フランクの内側に隠れるようになっている。
【００２１】
【作用】
本発明のサイレントチェーン伝動機構は、４サイクルエンジンのクランク軸からカム軸やバランサ軸を駆動するような、歯数の相異なるスプロケットに対して動力伝達するものであって、その最も特徴とする作用は、以下のとおりである。
【００２２】
本発明のサイレントチェーン伝動機構は、歯数の相異なるスプロケットが、内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形を有するホブカッターを用いて、夫々の歯数に応じてスプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一致するような転位量で、歯切りされた相異なるスプロケット歯形を有していることによって、スプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さはスプロケットの歯数にかかわらず、常にスプロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径に等しく一定に保たれている。
このため、リンク歯に形成された内側フランクとスプロケット歯面はあたかもラック・ピニオンの如き噛み合い動作を奏し、従来のようなサイレントチェーンがスプロケットに巻き付く際に生じる正多角形運動に伴う上下動、いわゆる、コーダルアクションや噛み合い速度の変動を発生しない。
【００２３】
本発明のサイレントチェーン伝動機構は、外側フランクの直線状歯先部が、最小歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する直線で輪郭形成された歯面形状を有していることによって、最小歯数のスプロケットにおいてサイレントチェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き着座することができる。
【００２４】
また、外側フランクの円弧状歯元部が、最大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する円弧で輪郭形成された歯面形状を有していることによって、最大歯数のスプロケットにおいてサイレントチェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き着座することができる。
【００２５】
さらに、外側フランクの円弧状中間部が、直線状歯先部と円弧状歯元部の双方に隣接する円弧で輪郭形成された歯面形状を有していることによって、最小歯数と最大歯数の間の任意の歯数を有するスプロケットに、それぞれの歯数に応じてサイレントチェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き着座することができる。
【００２６】
したがって、スプロケットの歯数にかかわらず、内側フランクでスプロケットに噛み合い進入した着座直前の連結ピン中心の位置と、外側フランクでスプロケットに巻き付き着座した直後の連結ピン中心の位置が完全に一致しているので、従来のような外側フランクがスプロケットに着座する際に生じる衝突、いわゆる、ビーティングモーションを発生しない。
【００２７】
すなわち、本発明のサイレントチェーン伝動機構は、同じ歯数もしくは異なる歯数を問わず、如何なる歯数のスプロケットを組み合わせて伝動機構を構成しても、サイレントチェーンがスプロケットに噛み合い進入してから巻き付き着座し終わるまでの間、伝動機構を構成する全てのスプロケットにおけるサイレントチェーンのコーダルアクションとビーティングモーションを完全に解消することができるので、伝動機構全体として、これらのコーダルアクションとビーティングモーションによって引き起こされるサイレントチェーン伝動機構の振動と騒音を低減するとともに、噛み合い速度の変動によって引き起こされるサイレントチェーンの張力変動を抑制する。
【００２８】
なお、本発明のサイレントチェーン伝動機構が、歯数が同一である複数個のスプロケットを備えた伝動機構である場合は、当然に、サイレントチェーンのコーダルアクションとビーティングモーションが解消される。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明の一実施例である歯数の相異なる複数個のスプロケットを備えたサイレントチェーン伝動機構を、図面に基づいて説明する。
【００３０】
まず、本実施例におけるサイレントチェーン伝動機構は、図１０に示された従来例と同様に自動車エンジンの吸気バルブと排気バルブをクランク軸の２回転につき１回転作動させるためにバルブ駆動用サイレントチェーン２０ａによって動力伝達されるバルブ駆動用クランク軸スプロケット１１ａ、吸気バルブ・カム軸スプロケット１２ａ、排気バルブ・カム軸スプロケット１２ｂを備えた減速伝動機構と、バランサをクランク軸の１回転につき２回転させるためにバランサ駆動用サイレントチェーン２０ｂによって動力伝達されるバランサ駆動用クランク軸スプロケット１１ｂ、バランサ軸スプロケット１３ａ、１３ｂを備えた増速伝動機構とを組み合わせたものから構成されており、前記バルブ駆動用サイレントチェーン２０ａとバランサ駆動用サイレントチェーン２０ｂとは、これらの形状構造において同一のサイレントチェーン２０を使用している。
【００３１】
そこで、本実施例のサイレントチェーン伝動機構で用いたサイレントチェーン２０について以下のとおり詳説する。
なお、図１は、サイレントチェーンのリンクプレートの外形を示す図であり、図２は、サイレントチェーンの編成状態を示す図である。
【００３２】
本実施例に用いたサイレントチェーン２０は、一対のリンク歯と一対の連結ピン穴とを有するリンクプレート２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、・・・をチェーン幅方向に重ね合わせ、連結ピン２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、・・・でチェーン長手方向に無端状に多数連結してなるものであって、離間配置された複数個のスプロケット１０に対して内側フランクで噛み合い進入した後に外側フランクで巻き付き着座して動力伝達するようになっている。
【００３３】
図１に示すように、前記サイレントチェーン２０の内側フランクは、チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの相互間隔をＨｃ、内側フランク・圧力角  をαｃとして輪郭形成された直線状歯面を有している。
ここで、前記直線状歯面の上限は、概ね、連結ピンの中心Ｃから直線状歯面を形成する直線Ｍに降ろした垂線の足Ｈまでとし、相対する内側フランクの直線状歯面の上限と円弧状に接続されている。
また、前記直線状歯面の下限は、後述する外側フランクの下限とこれに接続する円弧部によって必然的に決定される。
【００３４】
なお、ここで意味する「内側フランク・ピッチ線」とは、内側フランクとの交点同士の距離がチェーン・ピッチの１／２となるような位置でチェーン・ピッチ線に平行な直線のことである。
また、「内側フランク・圧力角」とは、内側フランク直線の傾き角度のことである。
【００３５】
他方、前記サイレントチェーン２０の外側フランクは、最小歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する直線状歯先部と、最大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する円弧状歯元部と、前記直線状歯先部と円弧状歯元部の双方に隣接する円弧状中間部で輪郭形成された歯面形状を有している。
【００３６】
ここで、この外側フランクは、以下のような具体的な決定手順によって輪郭形成されている。
【００３７】
すなわち、図３に示すように、チェーン・ピッチをＰ、スプロケット歯数をｚとするとき、着座高さＶ、すなわち、チェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き着座した時のチェーン・ピッチ線からスプロケット中心までの距離は、
Ｖ＝Ｐ／２ｔａｎ（π／ｚ）
で表される。
【００３８】
そこで、図３に示すように、最小歯数のスプロケット１０ａと最大歯数のスプロケット１０ｂそれぞれの着座高さＶにリンクプレート２３を配置する。
つぎに、図５に示すように、リンクプレート２３上に最小歯数のスプロケット１０ａにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する直線状歯先部Ｌと、最大歯数のスプロケット１０ｂにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する円弧状歯元部Ｒ１と、これらの直線状歯先部Ｌと円弧状歯元部Ｒ１の双方に隣接する円弧状中間部Ｒ２を描き、この輪郭を外側フランクの歯面形状として採用するものである。
【００３９】
ここで、図４は、外側フランクの歯面形状、および、スプロケットの歯形曲線と外側フランクの歯面形状との関係を示すものであり、図５は、外側フランクの輪郭決定手順を示す図である。
なお、図４および図５に示したｚは、スプロケット歯数でる。
外側フランクの歯面形状は、図５において、以下に述べるような手順で輪郭決定する。
【００４０】
まず、図５において、外側フランクの直線状歯先部Ｌは、最小歯数ｚ１のスプロケット１０ａにリンクプレート２３が着座高さＶで着座した時に、このスプロケット歯形に接するように描かれている。
また、外側フランクの直線状歯先部Ｌの下限は、概ね、遠い方の連結ピンの中心Ｃ１から直線状歯先部Ｌに降ろした垂線の足Ｋまでとして、相対する内側フランクの直線状歯面を形成する直線Ｍと円弧状に接続されており、内側フランクの直線状歯面の下限は、これによって必然的に決定される。
また、これによって、リンクプレート歯先の円弧部とスプロケットの歯面との干渉が避けられる。
外側フランクの直線状歯先部Ｌの傾き角度αｆは、内側フランクの直線状歯面を形成する直線Ｍの傾き角度αｃと異なる角度であっても良い。
【００４１】
つぎに、前記外側フランクの円弧状歯元部Ｒ１は、最大歯数ｚ２のスプロケット１０ｂにリンクプレート２３が着座高さＶで着座した時に、このスプロケット歯形に接し、かつ、一端がリンクプレート２３肩部の曲線に接するように描かれている。
ここで、リンクプレート２３肩部の曲線は、一例として、近い方の連結ピンの中心Ｃ２から、サイレントチェーン２０を直線状に張った時に隣接するリンクプレートの内側フランクの直線状歯面を形成する直線Ｍに接するような半径Ｒｓの円弧であっても良い。
【００４２】
そして、外側フランクの円弧状中間部Ｒ２は、一端が前記直線状歯先部Ｌに接し、かつ、他端が前記円弧状歯元部Ｒ１に接するように描かれている。
【００４３】
このようにして輪郭決定された外側フランクは、サイレントチェーン２０を直線状に張った時に隣接するリンクプレートの内側フランクの直線状歯面を形成する直線Ｍよりも歯先側に向かってすぼまった概ねＳ字形曲線状の歯面形状を呈している。
【００４４】
そこで、図５における最小歯数ｚ１のスプロケット１０ａと最大歯数ｚ２のスプロケット１０ｂの歯形曲線を見ると、サイレントチェーン２０の外側フランクは、最小歯数のスプロケット１０ａと最大歯数のスプロケット１０ｂのいずれの歯形にも接触するので、いずれのスプロケットにも着座高さＶで正多角形状に着座することができる。
【００４５】
また、図４における最小歯数ｚ１と最大歯数ｚ２の間のスプロケット歯形曲線群を見ると、何れかの曲線が他の曲線を完全に覆い隠すことはなく、また、何れの曲線も外側フランクの歯面形状に極めて接近しているので、サイレントチェーン２０の外側フランクは、実質上、いかなる歯数を有するスプロケットにも着座高さＶで正多角形状に着座することができる。
【００４６】
また、このように輪郭形成された外側フランクの歯面形状が、チェーンを直線状に張った時に隣り合うリンクプレートの概ね直線状の内側フランクよりも歯先側に向かってすぼまったＳ字形曲線状の歯面形状を呈していることから、図２に示すように、チェーン張力によって直線状に引っ張られた状態においては、外側フランクは内側フランクの陰に隠れるような状態になるので、サイレントチェーン２０がスプロケット１０に進入する時に、外側フランクが内側フランクの噛み合いを妨げることはない。
【００４７】
以上のようにして輪郭形成された一対のリンク歯を有するリンクプレートは、図２に示すように、全て同一形状のものを採用しており、隣り合うリンクプレートにおいてそれぞれ対応する内側フランクの相互間隔は、前述したチェーン・ピッチと等しくなっている。
【００４８】
次に、本実施例のサイレントチェーン伝動機構で用いたスプロケットについて、以下のとおり詳説する。
なお、図６は、ホブカッターの外形を示す図であり、図７は、スプロケット歯切り加工の概念を示す図である
まず、図６に示すように、クランク軸スプロケット１１、カム軸スプロケット１２、バランサ軸スプロケット１３を歯切り加工するホブカッターは、サイレントチェーン２０のリンク歯に形成された直線状内側フランクを連続した形状と概ね相似な台形歯形を有しており、いずれのスプロケット１１、１２、１３に対しても同一のホブカッターで歯切りすることができる。
【００４９】
すなわち、ホブカッターのピッチと圧力角は、チェーン・ピッチＰ、リンクプレートの内側フランク・圧力角αｃにそれぞれ等しく、デデンダムＨｄはリンクプレートの内側フランク・ピッチ線から内側フランクの歯底までの距離よりも正多角形運動量Δだけ小さく、また、アデンダムＨａは内側フランク・ピッチ線からリンク歯先までの距離よりも正多角形運動量Δだけ大きく形成されている。
ここで、正多角形運動量Δは、スプロケットが半ピッチ角（π／ｚ）回転する毎に、スプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さがＲｃとＶの間で変動することによって生ずるものであり、その大きさは、
Δ＝Ｒｃ−Ｖ
＝（Ｐ／２）［１／ｓｉｎ（π／ｚ）−１／２ｔａｎ（π／ｚ）］
で表わされる。
上式から明らかなように、正多角形運動量Δはスプロケット歯数ｚによって異なり、スプロケット歯数が小さいほど正多角形運動量は大きい。
したがって、デデンダムＨｄ、および、アデンダムＨａを決定する際には、対象とするサイレントチェーン伝動機構において起こり得る最大の正多角形運動量、すなわち、最小歯数ｚ１のスプロケット１０ａにおける正多角形運動量
Δ１＝（Ｐ／２）［１／ｓｉｎ（π／ｚ１）−１／２ｔａｎ（π／ｚ１）］
を採用する。
これによって、いずれのスプロケット１１、１２、１３に対してもスプロケットの歯先と内側フランク上端の円弧部との干渉、あるいは、スプロケットの歯底とリンクプレート歯先の円弧部との干渉が避けられるので、全てのスプロケットは同一のホブカッターで歯切りすることができる。
【００５０】
そして、図７に示すように、クランク軸、カム軸、バランサ軸の歯数が相異なるそれぞれのスプロケット１１、１２、１３は、内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形を有するホブカッターを用いて、それぞれのスプロケット歯数に応じて、スプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一致するような転位量Ｘで歯切りされるので、それぞれのスプロケットには、ピッチＰ、圧力角αｃ、デデンダムＨｄ、アデンダムＨａからなる同一のホブカッターを用いて、スプロケット歯数毎に相異なるスプロケット歯形が形成される。
【００５１】
ここで、これらのスプロケット歯数毎に相異なるスプロケットの歯切り加工時の転位量は、以下のような具体的算出方法によって決定される。
すなわち、図７に示すように、ホブのピッチをＰ、スプロケット歯数をｚ、スプロケット１０の歯切りピッチ円直径をＤｐとすれば、周知のように
Ｄｐ＝Ｐ×ｚ／π
である。
ここに、歯切りピッチ線は、スプロケット中心からＤｐ／２だけ離れた直線であり、転位量Ｘは、歯切りピッチ線からホブの歯形中心線までの距離として定義される。
【００５２】
一方、チェーン・ピッチをＰ、スプロケット歯数をｚとするとき、サイレントチェーンがスプロケットに正多角形状に巻き付き着座した時の連結ピン中心からスプロケット中心までの距離、すなわち、ピッチ円半径Ｒｃは
Ｒｃ＝Ｐ／２ｓｉｎ（π／ｚ）
で表される。
そこで、歯切り加工時の転位量は、チェーンの内側フランク・ピッチ線とホブの歯形中心線とが一致し、かつ、スプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さとスプロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一致するよう設定すれば、容易に求めることができる。
【００５３】
すなわち、チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの相互間隔をＨｃ、転位量をＸとすると、図７から明らかなように
Ｘ＝Ｈｃ−［Ｒｃ−Ｄｐ／２］
となり、それぞれのスプロケット歯数に応じて歯切り加工時の転位量が一義的に定まる。
【００５４】
したがって、歯数の相異なるそれぞれのスプロケット１１、１２、１３は、スプロケット歯数毎に異なったスプロケット歯形で内側フランクと噛み合いながら、スプロケットに進入するサイレントチェーン２０の噛み合い高さを、明らかに、チェーンのピッチ円半径に等しく保つことができる。
【００５５】
このように構成された本実施例のサイレントチェーン伝動機構の基本的な作動状態を、歯数の相異なるそれぞれのスプロケット１１、１２、１３のいずれか一つのスプロケット（以下、スプロケット１０という。）に注目して説明すると、以下のとおりである。
【００５６】
図８は、リンクプレート２３ａがスプロケット１０に着座した瞬間、すなわち、スプロケット１０の中心と連結ピン２２ａとスプロケット１０に進入するサイレントチェーンとが直角を成す場合の噛み合い状態を示す。
なお、図中の２２ａ、２２ｂ、２２ｃ・・・は、サイレントチェーンを構成する連結ピンであり、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ・・・は、サイレントチェーンを構成するリンクプレートである。
【００５７】
まず、リンクプレート２３ａは、外側フランクの形状が、最小歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する直線状歯先部Ｌと、最大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する円弧状歯元部Ｒ１と、これらの直線状歯先部Ｌと円弧状歯元部Ｒ１の双方に隣接する円弧状中間部Ｒ２で輪郭形成されているので、最小歯数から最大歯数までの全てのスプロケット１０において、サイレントチェーン２０は正多角形状に巻き付き着座することができる。
【００５８】
また、リンクプレート２３ｂに後続するチェーンは、チェーン張力によって直線状に引っ張られた状態となっているため、噛み合い高さはピッチ円半径に一致する。
【００５９】
したがって、このリンクプレート２３ｂに後続するチェーンは、チェーン張力によって直線状に引っ張られた状態において、外側フランクが内側フランクの輪郭よりも内側に隠れているため、スプロケット１０をピニオンとした場合に多数の内側フランクで構成された台形状連続歯型のラックと見做すことができ、スプロケット１０に進入するチェーンとスプロケット１０とは、一般的に良く知られたラックとピニオンとの噛み合い関係を呈する。
【００６０】
次に、図９は、図８の噛み合い状態からスプロケット１０がピッチ角の１／２だけ回転してリンクプレートがピッチの１／２だけ進んだ状態を示す。
【００６１】
そこで、リンクプレート２３ｃは、内側フランクでスプロケット１０の歯面と噛み合っており、スプロケット１０歯数の相異なるスプロケットが、スプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一致するような転位量に設定して歯切りされているから、スプロケット１０の中心からリンクプレート２３ｃのチェーン・ピッチ線までの距離、いわゆる、噛み合い高さは、当然ピッチ円半径と一致する。
【００６２】
また、リンクプレート２３ｃに後続するチェーンは、チェーン張力によって直線状に引っ張られた状態において、外側フランクが内側フランクの輪郭よりも内側に隠れているため、スプロケット１０をピニオンとした場合に多数の内側フランクで構成された台形状連続歯型のラックと見做すことができ、スプロケット１０に進入するチェーンとスプロケット１０とは、一般的に良く知られたラックとピニオンとの噛み合い関係を呈する。
【００６３】
すなわち、図９において、リンクプレート２３ｃの内側フランクがスプロケット１０に噛み合い始めてから、連結ピン２２ｂが連結ピン２２ａの存在していた位置まで１ピッチ進む間、スプロケット中心からリンクプレート２３ｃのチェーン・ピッチ線までの距離、いわゆる、噛み合い高さは、常にピッチ円半径と等しく保たれる。
【００６４】
このリンクプレート２３ｃが１ピッチ進む間、リンクプレート２３ｂの内側フランクは、連結ピン２２ａを中心とする屈曲運動によってスプロケット１０から離れ、他方、リンクプレート２３ｂの外側フランクは、まだ、スプロケット１０と接触しないので、リンクプレート２３ｂは、連結ピン２２ａと連結ピン２２ｂに支持されてスプロケット１０に滑らかに噛み込んでいく。
【００６５】
したがって、カム軸スプロケット１２がクランク軸スプロケット１１ａに対して２倍の歯数を備え、あるいは、バランサ軸スプロケット１３がクランク軸スプロケット１１ｂに対して１／２の歯数を備えている場合であっても、スプロケットの歯数にかかわらずスプロケット１０に進入するサイレントチェーン２０のチェーン・ピッチ線は常にピッチ円半径と等しい高さにあり、スプロケットに進入するサイレントチェーンの噛み合い高さが、スプロケットに巻き付く際に生じ得る正多角形運動の最高点となるように、常に一定に保たれる。
このため、チェーンの内側フランクとスプロケット歯面は、あたかもラック・ピニオンの如き噛み合い動作を奏し、従来のようなサイレントチェーンがスプロケットに巻き付く際に生じる正多角形運動に伴う上下動、いわゆる、コーダルアクションが解消され、また、サイレントチェーンの噛み合い速度の変動が発生しない。
【００６６】
また、本実施例のサイレントチェーン伝動機構は、外側フランクが最小歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する直線状歯先部Ｌと、最大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する円弧状歯元部Ｒ１と、これらの直線状歯先部Ｌと円弧状歯元部Ｒ１の双方に隣接する円弧状中間部Ｒ２で輪郭形成された歯面形状を有していることによって、カム軸スプロケット１２がクランク軸スプロケット１１ａに対して２倍の歯数を備え、あるいは、バランサ軸スプロケット１３がクランク軸スプロケット１１ｂに対して１／２の歯数を備えている場合であっても、外側フランクがそれぞれの歯数に応じて正多角形状に巻き付き着座することができる。
このため、内側フランクでスプロケットに噛み合い進入した着座直前の連結ピン中心の位置と、外側フランクでスプロケットに巻き付き着座した直後の連結ピン中心の位置がスプロケット歯数の大小に係わらず一致し、全てのスプロケット１１、１２、１３においてサイレントチェーン２０の外側フランクがスプロケットに着座する際に生じる衝突、いわゆる、ビーティングモーションが解消される。
【００６７】
以上のようにして得られた本実施例のサイレントチェーン伝動機構は、従来のサイレントチェーン伝動機構と比較すると、伝動機構を構成する全てのスプロケット１１、１２、１３において、サイレントチェーン２０がスプロケット１１、１２、１３に噛み合い始めてから着座し終わるまでの噛み合い動作の全過程でスプロケット中心からチェーン・ピッチ線までの距離を一定に維持するため、伝動機構全体としてサイレントチェーン２０のコーダルアクションとビーティングモーションを解消することができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明のサイレントチェーン伝動機構は、４サイクルエンジンのクランク軸からカム軸やバランサ軸を駆動するような、歯数の相異なるスプロケットに対して動力伝達するものであって、以下のような特有の効果を奏することができる。
すなわち、
（１）歯数の相異なるスプロケットが、内側フランクを連続した形状と概ね相似な歯形を有するホブカッターを用いて、夫々の歯数に応じてスプロケットに進入するチェーンの噛み合い高さと、スプロケットに巻き付き着座したチェーンのピッチ円半径とが一致するような転位量で、歯切りされた相異なるスプロケット歯形を有していることによって、スプロケットの歯数にかかわらず、スプロケットに進入するサイレントチェーンの噛み合い高さが、ピッチ円半径とが一致するように常に一定に保たれるため、チェーンの内側フランクとスプロケット歯面は、あたかもラック・ピニオンの如き噛み合い動作を奏し、従来のようなサイレントチェーンがスプロケットに巻き付く際に生じる正多角形運動に伴う上下動、いわゆる、コーダルアクションや噛み合い速度の変動を発生しない。
【００６９】
（２）外側フランクが、最小歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する直線状歯先部と、最大歯数のスプロケットにチェーンが巻き付き着座した時にスプロケット歯形に接する円弧状歯元部と、これらの直線状歯先部と円弧状歯元部の双方に隣接する円弧状中間部とで輪郭形成されていることによって、スプロケット歯数の大小に係わらず、外側フランクはそれぞれの歯数に応じて正多角形状に巻き付き着座するため、内側フランクでスプロケットに噛み合い進入した着座直前の連結ピン中心の位置と、外側フランクでスプロケットに巻き付き着座した直後の連結ピン中心の位置がスプロケット歯数の大小に係わらず一致し、従来のような外側フランクがスプロケットに着座する際に生じる衝突、いわゆる、ビーティングモーションを発生しない。
【００７０】
（３）したがって、同じ歯数もしくは異なる歯数を問わず、如何なる歯数のスプロケットを組み合わせて伝動機構を構成しても、サイレントチェーンがスプロケットに噛み合い進入してから巻き付き着座し終わるまでの間、伝動機構を構成する全てのスプロケットにおけるサイレントチェーンのコーダルアクションとビーティングモーションを完全に解消するので、伝動機構全体として、これらのコーダルアクションとビーティングモーションによって引き起こされるサイレントチェーン伝動機構の振動と騒音を低減するとともに、噛み合い速度の変動によって引き起こされるサイレントチェーンの張力変動を抑制して優れた耐久性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に採用したリンクプレートの外形図。
【図２】  本発明に採用したサイレントチェーンの編成状態図。
【図３】  本発明における外側フランク形成方法の概念図。
【図４】  歯数の異なるスプロケットの歯形を投影した部分図。
【図５】  外側フランクの輪郭決定手順を示した図。
【図６】  スプロケット歯切りに用いるホブカッターの一部断面図。
【図７】  本発明におけるスプロケット歯切り加工の概念図。
【図８】  本発明における噛み合い状態図。
【図９】  図８の噛み合い状態からピッチ角の半分回転した時の噛み合い状態図。
【図１０】  従来のサイレントチェーン伝動機構の全体概要図。
【符号の説明】
１０  ・・・・  スプロケット
１０ａ  ・・・  最小歯数のスプロケット
１０ｂ  ・・・  最大歯数のスプロケット
１１ａ  ・・・  カム軸駆動用クランク軸スプロケット
１１ｂ  ・・・  バランサ軸駆動用クランク軸スプロケット
１２  ・・・・  カム軸スプロケット
１３  ・・・・  バランサ軸スプロケット
２０  ・・・・  サイレントチェーン
２０ａ  ・・・  カム軸駆動用サイレントチェーン
２０ｂ  ・・・  バランサ軸駆動用サイレントチェーン
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  ・・・  連結ピン
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ  ・・・  リンクプレート
αｃ  ・・・・  内側フランクの圧力角
αｆ  ・・・・  外側フランクの圧力角
Ｐ  ・・・・・  チェーン・ピッチ
ｚ  ・・・・・  スプロケットの歯数
ｚ１  ・・・・  スプロケットの最小歯数
ｚ２  ・・・・  スプロケットの最大歯数
Ｒｃ  ・・・・  スプロケットに巻き付けた時のスプロケット中心から連結ピンまでの中心間隔
Ｖ  ・・・・・  スプロケットに巻き付けた時のスプロケット中心からチェーン・ピッチ線までの相互間隔
Ｄｐ  ・・・・  スプロケットのピッチ円直径
Ｈｃ  ・・・・  チェーン・ピッチ線から内側フランク・ピッチ線までの相互間隔
Ｘ  ・・・・・  転位量
【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】
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【図９】
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【図１０】
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