(57)【要約】【解決手段】複合スプロケット。スプロケットは、金属の内部ハブ（１０）に設けられたポリマーの外部リング（２０）を備える。外部リングは、一定の形状、例えば歯形状を有する。歯形状リングは、ポリウレタンのような熱硬化性材料を備える。ハブは、リングからシャフトへトルクを伝えるのに十分ないかなる最適な金属、あるいは非金属の材料をも備える。保持リング（１３）あるいは接着剤、または両方が、ハブ上の一定の位置にリングを固定するために用いられる。リング上のトランスバースラグ（１７）とハブ上の溝（１５）は、トルクが掛けられたときにリングが回転することを防止する。１又は複数の保持部材（１３）は、リングの横方向の動きを防止するために用いられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に横断溝を有するハブと、
ハブ外面と係合するリングと、
前記ハブ外面にリングを保持するために前記ハブと係合する保持部材とを備え、
前記リングは一定の形状を有し、前記溝と協働的に係合するために内面にラグを有するスプロケット。
【請求項２】
前記ハブは、前記保持部材を受けるための円周溝をさらに備える請求項１に記載のスプロケット。
【請求項３】
前記保持部材は、保持リングである請求項１に記載のスプロケット。
【請求項４】
前記リング形状は歯形状を備える請求項１に記載のスプロケット。
【請求項５】
ハブと、
前記ハブと係合するリングと、前記リングは外面に一定形状を有し、かつ、径方向内側に突出しかつ内面上に横断して延びるラグを有し、
前記ハブは、前記ラグと協動的に係合するための溝を備え、
前記ハブ上に前記リングを保持するために前記ハブと係合する保持部材とを備え、
前記リングはポリウレタンを備えるスプロケット。
【請求項６】
前記形状は歯を備える請求項５に記載のスプロケット。
【請求項７】
自動二輪車の車輪に取り付けられる請求項５に記載のスプロケット。
【請求項８】
前記保持部材は、保持リングを備える請求項５に記載のスプロケット。
【請求項９】
前記ハブは、前記保持リングを受けるための円周溝をさらに備える請求項８に記載のスプロケット。
【請求項１０】
外面に横断溝を有するハブと、
前記ハブと係合するリングと、
前記リングは外面に一定形状を有し、かつ、内面にラグを有し、前記ラグは前記溝と協動的に係合し、
前記ハブ外面上に前記リングを保持するために前記リングの両側面で前記ハブと係合する第１および第２の保持部材とを備えるスプロケット。
【請求項１１】
前記ハブは、前記第１および第２の保持部材を受けるために、前記リングの両側面に配される第１および第２の円周溝をさらに備える請求項１０に記載のスプロケット。
【請求項１２】
それぞれの保持部材は保持リングを備える請求項１１に記載のスプロケット。
【請求項１３】
前記リングは歯形状を備える請求項１０に記載のスプロケット。
【請求項１４】
それぞれの保持部材は、リングの半径（ＩＤ１）よりも大きい半径（ＩＤ３）を有する肩部を備える請求項１０に記載のスプロケット。
【請求項１５】
前記リングは、ポリウレタン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエチレン、またはこれらの複数の結合物を備える請求項１０に記載のスプロケット。
【請求項１６】
第１のスプロケットを備え、前記第１のスプロケットは、
外面に横断溝を有するハブと、
前記ハブと係合するリングと、前記リングはベルトと係合するための表面を有し、
前記ハブ上に前記リングを保持するために前記ハブと係合する保持部材と、
前記リングは一定形状を有し、かつ、前記溝と協動的に係合するために内面上にラグを有し、
前記スプロケットは車輪に接続され、
前記リングはポリマー材料を備え、
フレーム部材を備え、
旋回軸でフレーム部材に揺動自在に接続される揺動アームを備え、
前記車輪は揺動アームに軸支され、
前記揺動アームと前記フレームの間に接続される衝撃吸収部材を備え、
前記第１のスプロケットに協動的に配される第２のスプロケットを備え、
前記第１のスプロケットと前記第２のスプロケットとの間に架け回される無端部材とを備える自動二輪車のサスペンションシステム。
【請求項１７】
前記ハブは、前記保持部材を受けるための円周溝をさらに備える請求項１６に記載の第１のスプロケット。
【請求項１８】
前記保持部材は保持リングを備える請求項１６に記載の第１のスプロケット。
【請求項１９】
前記リングは歯形状を備える請求項１６に記載の第１のスプロケット。
【請求項２０】
ハブと、
接着剤を用いて前記ハブに係合するリングとを備え、前記リングはベルトと係合するために外面上に一定形状を有し、径方向に突出しリング内面を横断して延びるラグを有し、前記リングはハブ外面の直径よりも小さい内面の直径を有し、
前記ハブは前記ラグと協動的に係合するための溝を備え、
前記リングはポリウレタンを備えるスプロケット。
【請求項２１】
外面に横断溝を有するハブと、
前記ハブ外面の一定の位置に設けられるポリマーリングとを備え、
前記リングは一定の外面形状を有するスプロケット。
【請求項２２】
前記リングの外面形状はベルトと係合するための歯形状を備える請求項２１に記載のスプロケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスプロケットに関し、特に保持部材およびトランスバースラグにより金属ハブに設けられるポリマーリングを備える複合スプロケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
スプロケットは動力伝達の技術において周知である。複数のスプロケットが、ベルト、チェーン、あるいは張力負荷に耐えるに適した他の曲げやすい部材により接続されうる。スプロケットは、平らなベルト受け面を有し、もしくは横方向に設けられた歯、ギア、あるいは溝を備える。
【０００３】
従来技術のスプロケットは一体的であり、スプロケットの本体と歯とが同じ材料から作られ、あるいは削り出される。材料は、金属、プラスチック、あるいは他の適切に硬い材料を備えうる。他の例では、スプロケットの歯は除去可能である。このことは、メンテナンスの最中にスプロケットが取り付けられたままであることを可能にしながら歯が個別に交換されることを可能にする。従来技術によるこの種のスプロケットは、例えば鉄のような金属を備え、そして、土工機械のような厳しい負荷用途に用いられる。
【０００４】
従来技術を代表するものはラマース（Ｌａｍｍｅｒｓ）に付与された、支持ハブと複数の交換可能な歯を有するドライブスプロケットの組立てを開示する、米国特許第４，７５２，２８１号（１９８８年）である。
【０００５】
また従来技術を代表するバーグ（Ｂｅｒｇ）に付与された、複合ギアまたはスプロケットホイールを開示する、英国特許第２０６４７０８号（１９８０年）であり、外部歯部は、ギアまたはスプロケットの車輪のブランクすなわち円盤のリムへ取り付けられる、連続成形された可撓性のギアベルトの一片により成形される。
【０００６】
本発明と同じ発明者により２００３年３月３１日に出願された係属中の特許出願番号  10/404,181も参照され、これは、駆動部材と係合するための非金属リングを有する複合スプロケットを開示する。
【０００７】
従来技術のスプロケットは、回転を防止するために保持リングおよびトランスバースラグを用いてハブに取り付けられる着脱可能な磨耗面を有するハブを教示していない。
【０００８】
必要なものは、保持部材によりハブに取り付けられた着脱可能な磨耗面を備えるハブを有し、かつ、ハブと着脱可能な磨耗面との間の回転を防止するためのトランスバースラグを有する、複合スプロケットである。本願発明は、これらの要求に合致する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の第１の特徴は、保持部材によりハブに取り付けられた着脱可能な磨耗面を備えるハブを有し、かつ、ハブと着脱可能な磨耗面との間の回転を防止するためのトランスバースラグを有する、複合スプロケットを提供することである。
【００１０】
本発明の他の特徴は、本発明に関する以下の記述および添付された図面により指摘され、あるいは明らかにされる。
【００１１】
本願発明は、複合スプロケットを備える。スプロケットは金属内部ハブに設けられる、ポリマー外部リングを備える。外部リングは、一定の形状、例えば歯形状を有する。歯形状リングは、ポリウレタンのような熱硬化性材料を備える。ハブは、リングからシャフトへトルクを伝えるのに十分ないかなる最適な金属、あるいは非金属の材料をも備える。保持リングあるいは接着剤、または両方が、ハブ上の一定の位置にリングを固定するために用いられる。リング上のトランスバースラグとハブ上の溝との協働により、トルクが掛けられたときにリングが回転することが防止される。１又は複数の保持部材は、リングの横方向の動きを防止するために用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図1は本発明によるスプロケットの断面図である。複合スプロケット１００は一般的にハブ１０とリング２０とを備える。
【００１３】
ハブ１０はアウターリム１１を有する。アウターリム１１は放射突起すなわち肩部１２を備える。ハブ１０は、金属あるいは非金属材料、限定する目的ではなく例示すると、鉄、ベルト受け面が硬化されたステンレス、アルミニウム、同様にこれらの等価物、またはこれらの複合物、のようなトルクを伝達するに適した材料を備える。
【００１４】
環状部材すなわちリング２０は、その上にベルトを保持するためのリングの片側に配されたフランジ２１を備える。リング２０もまた一定の外形、例えば、歯２２の間に溝２３を備える、ベルトに係合するための歯形状を備える。図２参照。同期ベルトとしても呼ばれる歯付きベルトは、自動二輪車の駆動に用いられる。リング２０も同様に、平面または溝付き形状を備える。
【００１５】
リング２０は、ポリマー材料、すなわち、ポリウレタン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエチレン、そして複数のこれら又は同等物による複合物を含むが限定されない、成形された熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂、を備える。例えばリング２０は、ポリアミンまたはポリオール化合物と末端イソシアネート基との反応により、強固なゴム状の固体へと加硫されうる液体ウレタンエラストマである、アディプレーン（Ａｄｉｐｒｅｎｅ）Ｌ−３２５を備えてもよい。適切に加硫されたＬ−３２５は、構造用プラスチックの強度に近い、強固で頑丈な製品を生む。Ｌ−３２５は捻り剛性と伸長性により、高い耐衝撃性と、摩擦と変形への耐性とを一般的に有する。Ｌ−３２５の加硫体は、熱、水、オゾン、オイルおよびほとんどの溶剤に抵抗力がある。
【００１６】
熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂の材料を使用することは、ベルトとリング２０との間に捕らえられた破片の影響に対する抵抗力を改善するという利点を有する。本発明のリングは、リングが破片の侵入力の一部を部分的に吸収することを可能にし、そうでなければ侵入力がベルトにより単独で吸収されてベルト故障を助長する、従来技術による金属スプロケットよりも適切である。リング２０は金属材料をもまた備えうる。
【００１７】
リング２０は、常温下で半径ＩＤ１を有しつつ、成形される。アウターリム１１の外面１６は半径ＩＤ２で製造される。肩部１２は半径ＩＤ３を有する。半径ＩＤ３はＩＤ１よりも大きい。ＩＤ１、ＩＤ２、そしてＩＤ３との間の関係式は、リング２０の熱膨張率による関数である。リングは、加熱後に表面１６を圧迫するためにリム１１へ滑り入れあるいは圧入され得る程度に十分伸び得ることが望ましい。冷却すると、リングはＩＤ１へ収縮する。
【００１８】
保持部材すなわち保持リング１３はリム１１の円周溝１４と係合する。保持リング１３は外面１６上にリング２０を保持し、側方への動きを防止する。限定ではなく例示によれば、スモーリー・スチール・リング・カンパニー（Smalley Steel Ring Company）により製造され、部品番号ＷＳ−１１００である保持リングが本発明に用いられてもよい。
【００１９】
複合スプロケットを組み立てるために、リング２０はリングをわずかにやわらかくし、かつ伸ばすために、必要に応じて熱される。リングが熱される温度範囲は、およそ６５℃から１７５℃である。リングの加熱は、リング材料の熱膨張率に応じて径ＩＤ１を拡大する。リング２０はその後、圧力が掛けられ、表面１６と係合する。ラグ１７は溝１５に合わせて並べられ係合する。ハブ１０は、この工程の間、常温、およそ２３℃に維持される。リング２０は冷却されると縮み、リングをＩＤ１に戻して、これによりリング２０をハブ１０へ機械的に固定する。保持リング１３はその後、溝１４に嵌め込まれる。
【００２０】
他の実施形態では、保持リングは使われない。リング２０はＩＤ１とＩＤ３との間の径方向長さの差により保持される。言い換えると、ＩＤ３は、一旦リング２０が冷却されると、リングとハブの間には締まり嵌めが引き起こされることにより、リング２０がスプロケットから外れることを防止するに十分な大きさである。
【００２１】
金属リングは、ハブが常温に保たれ、加熱により部分的にリングを拡張してハブに滑り入れるという、同様の方法で取り付けられうる。保持リング１３は金属リング２０を一定の位置に保持するために用いられる。金属の実施形態は、硬化されたベルト受け面を有するステンレス鋼を備えうる。ボルト（図示しない）は、ハブ１０を公知の自動二輪車の車輪Ｗへ取り付けるために穴１９へ係合される。
【００２２】
図２は図１のＡ−Ａ線における本発明のスプロケットの一部平面図である。溝２３および歯２２は、スプロケットの技術において公知である、いかなる形状をも示しうる。
【００２３】
リング２０は、リング内面１８のリング幅を横断して延びる、ラグ１７を備える。溝１５を受けるラグは、外面１６に配される。ラグ溝１５は、リング２０が外面１６へ圧入されたときにラグ１７と協調的に係合するため、幅方向に向けられている。溝１５は、取付けを容易にするため、かつ、ラグと溝の間の径方向干渉を打ち消すため、ラグの高さよりもわずかに深い。間隙Ｇ参照。ラグ１７は、過大なトルクがリングとハブの相対的回転運動を起こさないように、ハブ上の一定の位置にリングを固定する。
【００２４】
ラグ１７と溝１５の任意の組は、一定の幾何学的配置がリング２０とハブ１０との間に生じるような特定のキー配列を創造するために、円周方向に離間して設けられる。例えば、ラグと溝との２つの組の間隔は、他のラグと溝との組の間隔よりも小さくなりうる。このキーの特徴は、リングとスプロケットとの間の望ましい関係を保証するために用いられうる。
【００２５】
表面１６は、リング２０をハブ１０へ結合するために公知の接着剤と共に取り扱われうる。例えば、温度と材料に適した、３Ｍ  ＤＰ８１０（登録商標）のような３Ｍシリーズ８００エポキシを含むが限定されない、いかなるエポキシ接着剤が用いられうる。さらに、締まり嵌めが、常温状態でＩＤ１よりも大きいＩＤ２を製作することにより引き起こされる。ハブにリングを固定するどちらの方法も、ハブの正しい場所にリングを固定するために役立ち、これにより、トルクが掛けられる間、ハブに関してリングが動くことを防止する。
【００２６】
本発明によるスプロケットは、スプロケットの保守を容易にする。歯形状が規定量を磨耗すると、アウターリング２０は容易に取り外され、交換される。これは、車輪からスプロケット全体を除去するための必要性をなくすことと同様に、スプロケット全体を交換する必要性をなくす。
【００２７】
スプロケット、車輪、そしてタイヤは、自動二輪車の後部サスペンションのバネ下重量の重要な部品を代表する。バネ下重量を減らすことは、自動二輪車の操縦特性を著しく改善する。本発明によるスプロケットはそのような効果を提供する。熱可塑性プラスチックリング２０の使用は、スプロケットの重量を著しく低減する。例えば、高速度工具鋼の平均密度は〜８．７  ｇｍ／ｃｃ、すなわち５４６  ｌｂ／ｆｔ3である。ポリウレタンの平均密度は〜１．３  ｇ／ｃｃ、すなわち８２  ｌｂ／ｆｔ3である。密度におけるこの相違は、複数複合プーリを用いたシステムにおけるかなりの重量減と同様に、単数複合プーリシステムにおけるかなりの重量減を意味する。
【００２８】
典型的な自動二輪車の後部サスペンションに本発明によるスプロケットを用いれば、正確には６７６グラムのバネ下重量軽減がもたらされうる。例えば、公知のアルミニウムスプロケット、車輪、ブレーキディスク、取り付けボルト（５）およびタイヤの組み合わせは２１．１２キログラムの重量である。本発明による複合スプロケットを用いた同様の組み合わせは２０．４５キログラムの重量である。より適切には、上述のシステムに用いられる公知の金属スプロケットは２，８３２グラムの重量である。同一の物理形状である複合スプロケットは、およそ２５％のスプロケット重量減少となる、２，１４７グラムである。これはまた、使用状態での重量減少、そしてこれによるコスト全体の削減により、ショックやスプリングといったサスペンションの構成部品に直接影響を与える。
【００２９】
図３は他の実施形態における断面図である。この実施形態では、肩部１２は他の保持リング１３ａに置き換えられている。この実施形態は、リング２０の両側に保持リングを備える。この実施形態では、リング２０はどちらの側からでもリム１１から取り付けられあるいは取り外される。金属肩部１２を溝１４ａおよび保持リング１３ａで置き換えることにより、正味重量が減少する意義がある。
【００３０】
図４は他の実施形態における断面図である。この他の実施形態では、保持リング１３は他の肩部１２に置き換えられる。この実施形態は、リング２０の両側に肩部２０を備える。この実施形態では、リング２０はどちらの側からでもリム１１から取り付けられあるいは取り外されうる。
【００３１】
図５は他の実施形態における断面図である。この実施形態では、フランジ７０はリム１１の側面から径方向に延びる。保持リング１３は、溝１４と係合する。リング２０は保持リング１３とフランジ７０との間に保持される。
【００３２】
図６は他の実施形態における断面図である。この実施形態においては、フランジ７０はリム１１の側面から径方向に延びる。肩部はリム１１のフランジ７０と反対側に配される。リング２０は肩部１３とフランジ７０との間に保持される。取り付けるときには、リング２０は、ここに開示されたような温度に加熱される。リング２０はその後、肩部１２を超えて圧入される。リング２０が冷却されると半径が縮小し、これにより、肩部１２とフランジ７０との間の機械的な拘束となる。
【００３３】
図７は他の実施形態における断面図である。図７における実施形態は、この実施形態が２つのリング２０を備えるということを除いては、図３において示された実施形態と同じである。リング２０は図２に示されたものとそれぞれ同様である。それぞれのリング２０は、２つのリング２０がリム１１上に並んで設けられることを可能にする幅（Ｗ）を有する。ラグ１７および溝１５は２つのリングの適切な整列を保証する。
【００３４】
図８は他の実施形態における断面図である。図８における実施形態は、この実施形態が２つのリング２０を備えることを除いては、図４に示された実施形態と同じである。リング２０は、図２に示されたものとそれぞれ同様である。それぞれのリング２０は、リム１１上に並んで設けられることを可能にする幅（Ｗ、図７参照）を有する。ラグ１７および溝１５は２つのリングの適切な整列を保証する。
【００３５】
図９は他の実施形態における断面図である。本実施形態においては、保持リング及び肩部はリム１１上のリング２０に保持するために求められない。リング２０は、リム１１の外形よりもやや小さい内径を有する。リング２０はその後、本明細書中のいずれかに記載されているように加熱される。リング２０はその後、リム１１へ圧入され、冷却される。これは、リング２０とリム１１の間に締まり嵌めを引き起こす。ラグ１７及び溝１５は図２に示されるものと同様である。
【００３６】
表面１６は、ハブ１０にリング２０をさらに強く結合するために公知の接着剤と共に取り扱われる。例えば、温度と材質に適したいかなるエポキシ接着剤をも用いられ得り、３Ｍ  ＤＰ８１０（登録商標）のような、３Ｍシリーズ８００エポキシを含むが限定されない。さらに、締まり嵌めは、常温においてＩＤ２をＩＤ１よりも大きく製作することによって引き起こされうる。ハブにリングを固定するどちらの方法も、これによりトルクが掛けられている間、リングがハブに対して動くことを防止する。
【００３７】
他の実施形態において、リング２０は公知技術を用いてリム１１上の一定の位置に鋳造される。
【００３８】
図１０は自動二輪車の二次駆動部およびサスペンションにおける本発明のスプロケットの側面図である。公知のサスペンションは、ピボットＰでフレーム部材Ｆに接続された、揺動アームＳＡを備える。ショックアブソーバＳＨは、フレームを懸架し、かつ路面から伝えられる衝撃を吸収、弱めるために、フレームＦと揺動アームＳＡとの間に接続される。トランスミッションスプロケットＴＳは、従来技術において知られるトランスミッション出力軸（図示しない）に接続され、後車輪ＷＨおよびタイヤＴ上の本発明によるスプロケット１００に、無端部材Ｂにより接続される。後車輪ＷＨは軸Ａで揺動アームＳＡに軸支される。無端部材Ｂは歯付きベルトを備える。複合スプロケット１００は本明細書中に記載されていると同様である。このシステムにおける本発明によるスプロケットの明確な効果は、リング２０が使用により磨耗したとき、容易に低価格で交換されうることである。しかしながら、磨耗したリング２０のみが交換されることを必要とする。スプロケットのリム及びハブ部分は交換される必要がない。一方で、使用により磨耗すると、公知技術による金属スプロケット全体を交換することが必要とされる。
【００３９】
ここに本発明の複数の実施形態が説明されたが、記載された発明の範囲と精神から逸脱することなく、変形が各部の構造と関係に施されることは、当業者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明によるスプロケットの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における本発明のスプロケットの一部平面図である。
【図３】他の実施形態における断面図である。
【図４】他の実施形態における断面図である。
【図５】他の実施形態における断面図である。
【図６】他の実施形態における断面図である。
【図７】他の実施形態における断面図である。
【図８】他の実施形態における断面図である。
【図９】他の実施形態における断面図である。
【図１０】自動二輪車の二次駆動部およびサスペンションにおける本発明のスプロケットの側面図である。
【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】
2006528325.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006528325.tif 000009
【図８】
2006528325.tif 000010
【図９】
2006528325.tif 000011
【図１０】
2006528325.tif 000012
【国際調査報告】
2006528325.tif 000013
2006528325.tif 000014
2006528325.tif 000015