(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の係合フランクと第１の非係合フランクとを各々が有する複数の第１の歯を含み、
第２の係合フランクと第２の非係合フランクとを各々が有する複数の第２の歯を含み、
前記第１の歯の前記第１の係合フランクが、前記第１の歯に隣接する前記第１の非係合フランク又は前記第２の非係合フランクの何れかと協働して第１の非対称歯溝を画定して対応ローラチェーンのローラを収容し、前記第１の非対称歯溝が、該第１の非対称歯溝を画定する前記係合フランクと前記非係合フランクとの間に第１のルート面を有し、前記第１のルート面が、スプロケットの回転中に前記対応ローラチェーンのローラに接触するように調節され、
前記第２の歯の前記第２の係合フランクが、前記第２の歯に隣接する前記第１の非係合フランク又は前記第２の非係合フランクの何れかと協働して第２の非対称歯溝を画定して対応ローラチェーンのローラを収容し、前記第２の非対称歯溝が、該第２の非対称歯溝を画定する前記係合フランクと前記非係合フランクとの間に第２のルート面を有し、前記第２のルート面が、スプロケットの回転中に前記対応ローラチェーンのローラと前記第２のルート面との間に間隙を形成するように前記ローラから離間され、
前記第２のルート面が、前記対応ローラチェーンのローラの半径よりも小さい半径を有する係合側ルート面部を含む、
スプロケット。
【請求項２】
前記第１及び第２の非対称歯溝のうちの少なくとも１つが、非係合側ローラ着接角度（β'）よりも大きい係合側ローラ着接角度（β）によって画定される、請求項１のスプロケット。
【請求項３】
前記第１及び第２の係合フランクのうちの少なくとも１つが、各係合フランクとルート面との間に位置づけされた平面を含む、請求項１のスプロケット。
【請求項４】
前記少なくとも１つの平面が、第１の部分と第２の部分とを有し、前記第１の部分が最初の接線ローラ−スプロケット衝撃を助長し、前記第２の部分がそれぞれの非対称歯溝内での２点ローラ着接を助長する、請求項３のスプロケット。
【請求項５】
前記第１の非対称歯溝が第１の係合側ローラ着接角度（β）によって画定され、前記第２の非対称歯溝が前記第１のローラ着接角度とは異なる第２の係合側ローラ着接角度（β）によって画定される、 請求項２のスプロケット。
【請求項６】
前記第１及び第２の係合フランクのうちの少なくとも１つが、各係合フランクとルート面との間に位置づけされた平面を含む、請求項１のスプロケット。
【請求項７】
前記第１及び第２のルート面のうちの少なくとも１つが、歯溝間隙（ＴＳＣ）を設けるために、傾斜されたルート面部を少なくとも１つ含む、請求項１のスプロケット。
【請求項８】
前記第２のルート面が、前記第２のルート面の係合側に第１の平面部分と、前記第２のルート面の非係合側に第２の平面部分とを有し、前記第１及び第２の平面部分が、協働して前記第２のルート面と前記第２の非対称歯溝内のローラとの間に前記間隙を設ける、請求項１のスプロケット。
【請求項９】
第１のスプロケットと、第２のスプロケットと、前記第１及び第２のスプロケットと係合接触しているローラを有する対応ローラチェーンと、を含む一方向性ローラチェーン駆動システムであって、
前記第１及び第２のスプロケットのうちの少なくとも１つが、第１の係合フランクと第１の非係合フランクとを各々が有する複数の第１の歯を含み、
第２の係合フランクと第２の非係合フランクとを各々が有する複数の第２の歯を含み、
前記第１の歯の前記第１の係合フランクが、前記第１の歯に隣接する前記第１の非係合フランク又は前記第２の非係合フランクの何れかと協働して第１の非対称歯溝を画定して対応ローラチェーンのローラを収容し、前記第１の非対称歯溝が、該第１の非対称歯溝を画定する前記係合フランクと前記非係合フランクとの間に第１のルート面を有し、前記第１のルート面が、スプロケットの回転中に前記対応ローラチェーンのローラに接触するように調節され、
前記第２の歯の前記第２の係合フランクが、前記第２の歯に隣接する前記第１の非係合フランク又は前記第２の非係合フランクの何れかと協働して第２の非対称歯溝を画定して対応ローラチェーンのローラを収容し、前記第２の非対称歯溝が、該第２の非対称歯溝を画定する前記係合フランクと前記非係合フランクとの間に第２のルート面を有し、前記第２のルート面が、スプロケットの回転中に前記対応ローラチェーンのローラと前記第２のルート面との間に間隙を形成するように前記ローラから離間され、
前記第２のルート面が、前記対応ローラチェーンのローラの半径よりも小さい半径を有する係合側ルート面部を含む、
前記チェーン駆動システム。
【請求項１０】
前記第１及び第２の非対称歯溝のうちの少なくとも１つが、非係合側ローラ着接角度（β'）よりも大きい係合側ローラ着接角度（β）によって画定される、請求項９のチェーン駆動システム。
【請求項１１】
前記第１及び第２の係合フランクのうちの少なくとも１つが、各係合フランクとルート面との間に位置づけされた平面を含む、請求項９のチェーン駆動システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの平面部表面が、第１の部分と第２の部分とを有し、前記第１の部分が最初の接線ローラ−スプロケット衝撃を助長し、前記第２の部分が各非対称歯溝内での２点ローラ着接を助長する、請求項１１のチェーン駆動システム。
【請求項１３】
前記第１の非対称歯溝が第１の係合側ローラ着接角度（β）によって画定され、前記第２の非対称歯溝が前記第１のローラ着接角度とは異なる第２の係合側ローラ着接角度（β）によって画定される、 請求項１０のチェーン駆動システム。
【請求項１４】
前記第１及び第２の係合フランクのうちの少なくとも１つが、各係合フランクとルート面との間に位置づけされた平面を含む、請求項９のチェーン駆動システム。
【請求項１５】
前記第１及び第２のルート面のうちの少なくとも１つが、歯溝間隙（ＴＳＣ）を設けるために、傾斜されたルート面部を少なくとも１つ含む、請求項９のチェーン駆動システム。
【請求項１６】
前記第２のルート面が、前記第２のルート面の係合側に第１の平面部分と、前記第２のルート面の非係合側に第２の平面部分とを有し、前記第１及び第２の平面部分が協働して前記第２のルート面と前記第２の非対称歯溝内のローラとの間に前記間隙を設ける、請求項９のチェーン駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、１９９８年３月２６日に提出された米国仮特許出願シリアル番号第６０／０７９，４１４号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、自動車タイミングチェーン技術に関する。それは、自動車カムシャフト駆動用途において用いられるための一方向性ローラチェーンスプロケットと関連して特定の用法を見出し、その特定の引例と共に説明されるであろう。しかしながら、本発明は、チェーン駆動に付随されるノイズレベルを低下させることが所望される他のタイプのチェーン駆動システム及び用途に関連した用法を、更に見出すこともできる。
【０００３】
自動車エンジンのカムシャフト駆動に用いられるローラチェーンスプロケットは、通常、ＩＳＯ（国際標準化機構）標準規格６０６（１９９４年（Ｅ））に従って製造される。ＩＳＯ−６０６規格は、ショートピッチ精密ローラチェーン、及び関係するチェーンホイール、即ちスプロケットの要求条件を特定する。
【０００４】
図１は、ＩＳＯ−６０６適合スプロケットのための対称歯溝の形状を示す。歯溝は、ローラ着接（嵌合）角度αによって画定されるように、１つの歯のフランク（又は、側面）から隣接する歯フランクへと延出する、連続的なフィレット又はルート半径（谷の丸み）Ｒiを有する。フランク半径（フランクの丸み）Ｒfは、接点ＴＰにおいてローラ着接半径Ｒiに正接する。リンクピッチＰを有するチェーンは歯溝と接触している直径Ｄ1のローラを有する。ＩＳＯスプロケットは、同様に長さＰの弦ピッチと谷径Ｄ2とＺ個の歯とを有する。ピッチ円周直径ＰＤ、先端即ち外側直径ＯＤ、及び歯角度Ａ（＝３６０度／Ｚ）がＩＳＯ−６０６適合スプロケットを更に画定する。最大及び最小ローラ着接角度αは下記式によって定められる。
【０００５】
αmax＝（140°−90°）／Ｚ  及び  αmin＝（120°−90°）／Ｚ
【０００６】
図２に関し、例示的ＩＳＯ−６０６適合ローラチェーン駆動システム１０は矢印１１によって示されるように時計回り方向に回転する。チェーン駆動システム１０は、駆動スプロケット１２と、従動スプロケット１４と、多数のローラ１８を有するローラチェーン１６とを有する。スプロケット１２、１４とチェーン１６は、各々が概ねＩＳＯ−６０６規格に従っている。
【０００７】
ローラチェーン１６は、スプロケット１２及び１４の周囲に係合して巻きつき、また、スプロケット間に延出する２つのスパン、スラック（緩み）ストランド２０及びトート（張り）ストランド２２、を有する。ローラチェーン１６は矢印２４によって示される張力下にある。トートストランド２２の中央部は、従動スプロケット１４と駆動スプロケット１２との間をチェーンガイド２６によって案内されうる。第１のローラ２８は、駆動スプロケット１２上の１２時の位置でかみ合う状態で示される。第２のローラ３０は、第１のローラ２８に隣接し、次に駆動スプロケット１２とかみ合うローラである。
【０００８】
チェーン駆動システムは、所望されないノイズを構成する成分をいくつか有する。ローラチェーン駆動ノイズの主原因は、かみ合い中、ローラがスパンを通過し、スプロケットと衝突する際に生成される音である。結果生じた衝撃ノイズは、一般的にチェーンのスプロケットとのかみ合いの周波数（頻度）に等しい周波数で繰り返される。衝撃ノイズの音の大きさはかみ合い動作中に発生する衝撃エネルギー（ＥA）の関数である。衝撃エネルギー（ＥA）は、エンジン速度、チェーンの質量、及びかみ合い開始時のチェーンとスプロケットとの衝撃速度に関連する。衝撃速度は、係合フランク圧力角γ（図３）の因数であるチェーン−スプロケット（チェーンとスプロケットとの）係合の形状寸法によって影響される。ここで、
【０００９】
【数１】
0004309052.tif 000002
【００１０】
ＥA＝衝撃エネルギー［Ｎ・ｍ］
ＶA＝ローラ衝撃速度［ｍ／ｓ］
γ＝係合フランク圧力角
ｎ＝エンジン速度［ＲＰＭ］
ｗ＝チェーン質量［kg／ｍ］
Ｚ＝スプロケット歯数
Ａ＝歯の角度（３６０度／Ｚ）
α＝ローラ着接角度
Ｐ＝チェーンピッチ（弦ピッチ）
【００１１】
衝撃エネルギーＥAの等式は、チェーン駆動運動が通常準静的分析モデルに従い、また、スプロケットがスパンからローラを受ける際に、フランクとルート半径との接点ＴＰ（図３）において、ローラ−スプロケット駆動のための接触が起きるであろうと仮定している。
【００１２】
図３に示すように、圧力角(pressure angle)γは、ラインＡとラインＢとの間の角度として定義され、ラインＡは、フランク半径(flank radius)Ｒfの中心を通って、接点ＴＰで係合歯フランク(engaging tooth flank)に接触したときの係合中のローラ２８の中心から延びるラインであり、ラインＢは、谷径（歯底円径）Ｄ2（点Ａ）に着座したときの完全着座中のローラ２８の中心と、次にかみ合うローラ３０であって、係合する歯溝(tooth space)内の谷径Ｄ2に着座したと仮定したときの該ローラ３０の中心と、を結ぶラインである。図２５に列挙されているローラ着接角度α及び圧力角γは、上記に定められた等式から計算される。γは、αが最大であるときに最小であるのが理解されるであろう。図３の例示の１８歯、ＩＳＯ−６０６適合スプロケット１２は、図２５の表に記載されるように、１２．５度〜２２．５度の範囲内の圧力角γを有するであろう。
【００１３】
図３は、駆動スプロケットが矢印１１の方向に回転する際の、ローラ２８（実線）の係合経路（仮想線ローラ）と駆動接触位置を更に示す。図３は、チェーンピッチとスプロケット弦ピッチが共に理論ピッチＰに等しい、最大資材スプロケットの谷径Ｄ2上に着接されたチェーンローラ２８による理論的事例を描写する。この理論的事例では、ローラの係合開始時に発生するノイズは、ローラ２８がルート面（歯底曲面）Ｒiに衝突した結果生じるラジアル成分ＦRと、ローラが駆動接触へと移動する際、同ローラ２８が点ＴＰにおいて係合歯フランクと衝突する際に生成される接線成分ＦTと、を有する。最初にラジアル衝撃が生じ、ほぼ同時に接線衝撃が追随すると考えられる。ローラ衝撃速度ＶAは、点ＴＰで駆動接触にあるローラ２８によって、係合フランク接点ＴＰを通って作用するように示され、また該接点ＴＰに実質的に垂直である。
【００１４】
衝撃エネルギー（ＥA）の等式は、かみ合いの間の接線ローラ衝撃についてのみ考慮する。そのため、（あらゆる順序で起こる）接線及びラジアル衝撃を有すると仮定される実際のローラ係合は、衝撃エネルギー（ＥA）の等式と矛盾するように思われる。指向性工具(directional tool)として有益に用いられるこの準静的モデルの適用は、かみ合い開始時に、接線上のローラ−スプロケット衝突中に発生する衝撃エネルギーを減少させるよう変更することができるそれらの特徴の分析を可能とする。かみ合い中のラジアル衝突とそのノイズレベルへの影響は、衝撃エネルギー（ＥA）の等式とは別に求められる。
【００１５】
特定寸法公差の結果として生じる実際状況下では、チェーンとスプロケットとにピッチのずれ（不整合）があるのが通常で、ずれは使用中に部品が摩耗されるにつれて増加する。このピッチのずれはかみ合い衝撃のポイントを移動させる役割をし、ルート衝突は必ずしもＤ2においてではないが、それまでどおりルート面Ｒiにおいて生じる。接線衝突は、点ＴＰの近接点で起こるのが通常であるが、この接触は、実際のチェーン−スプロケットピッチのずれの関数として、ルート半径Ｒiの係合側の高方で又は係合フランク半径Ｒf上の点ＴＰから半径方向に外側においても起こりうる。
【００１６】
係合フランク圧力角γを縮小することにより、上記に示された衝撃エネルギー（ＥA）の等式によって予測される、ローラチェーン駆動に付随されるかみ合いノイズレベルが低下する。単純にローラ着接角度αを拡げ、両方のフランクの圧力角を効果的に縮小させることによって達成されうる、対称歯形を保持しながらの圧力角γの縮小は可能であるが推奨されない。説明されたようなこのプロファイルは、ローラがスプロケットラップ周囲を移動する際（下記に詳述される）に、摩耗されたチェーンが非常に急勾配の傾斜にインターフェース（作用）し、また、ラップを出る前にローラが必然的にコーストフランクの高方に乗り上げることになるであろう。
【００１７】
チェーン駆動ノイズの他の原因は、シャフトのねじれ振動やチェーンとスプロケットのわずかな寸法公差（誤差）によって部分的に生成される広帯域機械的ノイズである。ローラがスプロケットラップ周囲を移動する際に無負荷ローラとスプロケット歯との間で起こる間欠又は振動接触が、広帯域機械的ノイズレベルの要因の大部分を占める。特に、通常のチェーン駆動システムの摩耗は、スプロケット歯面の摩耗とチェーンの摩耗とから成る。チェーンの摩耗は、チェーン継目の軸受の摩耗に起因し、ピッチの伸長として特徴づけられる。ＩＳＯ規格スプロケットとかみ合う摩耗されたチェーンは、駆動接触において最大荷重状態で荷重がかけられるローラを１つのみ有するであろうと考えられる。
【００１８】
再度図２を参照して、最大荷重での駆動接触はローラが駆動スプロケットラップ３２に係合状態で進入する際に起こる。係合ローラ２８は、駆動接触状態で示され、また最大荷重状態で荷重がかけられている。ローラ２８上の荷重は、主にかみ合い衝撃荷重とチェーン引張荷重である。ローラ２８の前方ラップ３２中の隣り合った数個のローラは、累進的に減少する割合においてではあるがチェーン引張荷重を共有する。ローラ２８（及び、隣り合ったラップ中の数個のローラにはそれよりも少ない程度の）の荷重は、スプロケットルート面３４とべたに（間断なく）又は堅固に接触してローラを保持する役割をする。
【００１９】
ローラ３６は、スラックストランド２０に入る前の、駆動スプロケットラップ３２中の最後のローラである。ローラ３６もまた、駆動スプロケット１２と堅固な接触状態にあるが、ルート面３４の更に高方（例えば、半径方向に外側）の何れかのポイントにある。ローラ２８及び３６、並びにチェーン引張荷重を共有するローラ２８の前方の数個のローラを除いて、駆動スプロケットラップ３２中の残りのローラはスプロケットのルート面３４と堅固に接触しておらず、そのため、それらがラップ周囲を移動する際にスプロケット面に接して自由に振動し、よって望ましくない広帯域機械的ノイズの生成の一因となる。
【００２０】
ローラ３８は、トートストランド２２に入る前の、従動スプロケット１４のスプロケットラップ４０内の最後のローラである。ローラ３８は、スプロケット１４と駆動接触状態にある。駆動スプロケットラップ３２中のローラ３６と同様に、スプロケットラップ４０中のローラ４２は、従動スプロケット１４のルート半径４４と堅固な接触状態にあるが、全般的に谷径とは堅固な接触状態にはない。
【００２１】
スプロケット歯の間にピッチライン間隙（ＰＬＣ）を設けることにより、ローラチェーンが摩耗されている際でさえ、スプロケットラップ内でのチェーンローラとスプロケットとの堅固な接触が助長されることが知られている。歯溝に付加されるピッチライン間隙の量は、歯溝の中心に置かれる短円弧の全長を定め、谷径Ｄ2の１部分を形成する。ルートフィレット半径Ｒiは、フランク半径Ｒfと谷径円弧セグメントとに正接する。歯形はやはり対称であるが、Ｒiはもはや１つのフランク半径から隣接するフランク半径への連続的なフィレット半径ではない。これは、チェーン駆動システムの広帯域機械的ノイズ成分を減らす作用を有する。しかしながら、スプロケット歯の間にピッチライン間隙を付加することは、衝撃の際のローラ−スプロケット衝突に起因するチェーン駆動ノイズを削減しない。
【００２２】
弦状動作、即ち弦の上昇及び降下は、特に高速における、チェーン駆動の操作の平滑度やノイズレベルに影響を及ぼすもう１つの重要な要因である。弦状動作は、かみ合いの間にチェーンがフリー（遊離）スパンからスプロケットに入る際に起こり、チェーン及びスプロケットと同じ平面内にあるが、チェーンの進行に対して垂直な方向でのフリーチェーンの移動を引き起こし易い。弦状動作に起因するこのチェーンの動作は、かみ合いノイズレベルに好ましくないノイズレベル成分を与え、従ってローラチェーン駆動に生来する弦状動作を軽減することは有益である。
【００２３】
図４ａ及び４ｂは、９．５２５mmの弦ピッチを有する、１８歯のＩＳＯ−６０６適合スプロケットの弦状動作を示す。弦の上昇４５は、従来、スプロケットが角度Ａ／２を介して回転する際のチェーンの中心線の変位として定められうる。ここで、
【００２４】
弦の上昇＝ｒp−ｒc＝ｒp［１=cos（108°／Ｚ）］
【００２５】
ここで、ｒcは弦の半径、即ちスプロケットの中心から全長Ｐのピッチ弦までの距離であり、ｒpは実際の理論ピッチ半径であり、また、Ｚはスプロケット歯の数である。
【００２６】
短ピッチのチェーンは、同様のピッチ半径を有するそれよりも長いピッチのチェーンと比較して軽減された弦状動作を提供することが知られている。図４ａ及び４ｂは駆動スプロケットのみを示し、また、従動スプロケット（図示されず）も１８歯を有し、示される駆動スプロケットと動作が同期することを想定する。つまり、Ｔ＝０（図４ａ）において、双方のスプロケットは１２時の位置に歯の中心を有するであろう。従って、準静的条件下のこのチェーン駆動装置は、弦の上昇の距離と等距離を一律（均等）に上下移動する頂部即ちトートストランドを有するであろう。Ｔ＝０において、ローラ４６はかみ合い開始時にあり、トートストランド２２と水平且つ一線の弦ピッチＰを有する。Ｔ＝０＋（Ａ／２）において（図４ｂ）、ローラ４６は１２時の位置に移動された。
【００２７】
多くのチェーン駆動装置では、駆動及び従動スプロケットは異なる大きさで、必ずしも同期しないであろう。チェーンガイド２６（図２）は、トートスパンにおけるチェーンストランド振動を制御する目的を主に有する。ガイドチェーンの作用領域の形状寸法も、弦の上昇及び下降が動作されるフリースパンチェーンの長さを画定する。図５は、第１のローラ２８を係合状態で、また、第２のローラ３０をスプロケット１２とかみ合う直前の隣（次）のローラとして示す、図２の拡大図である。この例において、チェーンガイド２６は、チェーンガイド２６と係合ローラ２８との間に延びる５つの支持されていない、即ち「フリー」リンクピッチ以外の、トートストランド２２の係合部を制御及びガイドする。この例におけるトートストランド２２の係合部のこの支持されていないリンクピッチの全長は、ローラ２８が１２時の位置にある際に水平である。
【００２８】
図６を参照すると、駆動スプロケット１２はローラ２８を新たな角度の位置（Ａ／２）＋ωに進行させるよう、時計回り方向に回転され、ここでωは、ローラ２８が完全に着接され、ローラ３０がスプロケット係合の瞬間にある、準静的係合配置によって決定される付加された回転角度である。ローラ２８は、ローラ３０のかみ合い開始時にＤ2において着接され、ルート面と堅固な接触状態にあると考えられ、直線は、周辺でピン４８から係合ローラ３０までの支持されていない即ち「フリー」スパンが回転する、ローラ２８からチェーンピンセンター４８までのチェーンスパンであると仮定される。
【００２９】
弦状動作の結果として、係合フリースパンは、もはや水平ではなくローラ係合の配置を満たさなくなる。これは、駆動スプロケットと従動スプロケットが同数の歯を有し、スプロケット歯が同期するため、弦状動作がトートストランドを一律に、しかしながら水平経路に移動させる図４ａに説明されたようなチェーン駆動装置とは対照的である。直線の仮定条件は準静的モデルにおいてのみ有効であることが理解されるであろう。直線の仮定条件からの移動又は非係合の度合は、駆動動力と、チェーン制御装置と、チェーン駆動装置及びスプロケット形状寸法との関数となるであろう。チェーンガイド２６の位置及びチェーンがインターフェースする形状は、ローラのかみ合い工程中に、弦の上昇及び降下の結果としてチェーン動作が生じるであろうフリースパンピッチの数を決定するであろう。
【００３０】
ローラ２８及び３０がそれぞれ、５０及び５２においてスプロケットのルート面と堅固な接触にあると仮定すると、弦の上昇は、ローラ３０が示されているその最初のかみ合い位置から１２時の位置へと移動する際の、（ピッチ直径ＰＤ上に位置される）ローラ３０の中心のトートスパン２２経路からの垂直変位である。説明されたようなチェーン駆動装置では、ローラのかみ合い周波数に対する変更はない。つまり、全てのスプロケット歯のローラのかみ合いは、実質的に、一定のエンジン速度について同様の周波数で生じるであろう。
【００３１】
従って、より優れた、そしてより一層の有利な結果を提供すると共に、上述の必要性を満たし、上述の欠点、その他を克服する新規且つ向上されたローラチェーン駆動システムを開発することが望まれる。
【００３２】
本発明の１態様に従って、スプロケットが開示される。そのスプロケットは、第１の係合フランクと第１の非係合フランクとを各々が有する多数の第１の歯と、第２の係合フランクと第２の非係合フランクとを各々が有する多数の第２の歯とを含む。第１の係合フランクのうちの１つが、第１の隣接する歯の第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクの何れかと協働して第１の非対称歯溝を画定し、対応ローラチェーンのローラを収容する。第１の非対称歯溝は、第１の係合フランクのうちの１つと、第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクとの間に第１のルート面を有する。第１のルート面は、スプロケットの回転中に対応ローラチェーンのローラに接触するように調節されている。第２の係合フランクのうちの１つは、第２の隣接する歯の第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクの何れかと協働して第２の非対称歯溝を画定し、対応ローラチェーンのローラを収容する。第２の非対称歯溝は、第２の係合フランクのうちの１つと、第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクとの間に第２のルート面を有する。第２のルート面は、スプロケットの回転中に間に間隙を形成するように対応ローラチェーンのローラから離間される。
【００３３】
本発明の更なる態様に従って、一方向性ローラチェーン駆動システムが開示される。その一方向性ローラチェーン駆動システムは、第１のスプロケットと、第２のスプロケットと、第１及び第２のスプロケットと係合接触しているローラを有するローラチェーンとを有する。第１及び第２のスプロケットのうちの少なくとも１つは、第１の係合フランク及び第１の非係合フランクを各々が有する第１の複数の歯と、第２の係合フランク及び第２の非係合フランクを各々が有する第２の複数の歯とを有する。第１の係合フランクのうちの１つは、第１の隣接する歯の前記第１の非係合フランク又は前記第２の非係合フランクの何れかと協働して第１の非対称歯溝を画定し、ローラチェーンに関係するローラを収容する。第１の非対称歯溝は、第１の係合フランクのうちの１つと、第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクとの間に第１のルート面を有する。第１のルート面は、スプロケットの回転中、ローラチェーンに関係するローラに接触するように調節されている。第２の係合フランクのうちの１つは、第２の隣接する歯の前記第１の非係合フランク又は前記第２の非係合フランクと協働して第２の非対称歯溝を画定し、ローラチェーンに関係するローラを収容する。第２の非対称歯溝は、前記第２の係合フランクのうちの１つと、第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクとの間に第２のルート面を有する。第２のルート面は、スプロケットの回転中に間に間隙を形成するように、ローラチェーンに関係するローラから離間される。
【００３４】
更に本発明の他の態様に従って、スプロケットとかみ合うローラチェーンのかみ合い衝撃周波数を変更する方法が開示される。このスプロケットは、各々が第１の係合フランク及び第１の非係合フランクを有する第１の複数の歯と、各々が第２の係合フランク及び第２の非係合フランクを有する第２の複数の歯とを有する。第１の係合フランクのうちの１つは、第１の隣接する歯の第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクの何れかと協働して、ローラチェーンの第１のローラを収容するように調節された第１の非対称歯溝を画定する。第１の非対称歯溝は、第１の係合フランクのうちの１つと、第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクとの間に第１のルート面を有する。第２の係合フランクのうちの１つは、第２の隣接する歯の第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクの何れかと協働して、ローラチェーンの第２のローラを収容するよう調節された第２の非対称歯溝を画定する。第２の非対称歯溝は、第２の係合フランクのうちの１つと、第１の非係合フランク又は第２の非係合フランクとの間に第２のルート面を有する。この方法は、（ａ）スプロケットの回転中、第１のローラが第１の非対称歯溝とかみ合い、それにより、第１のローラが第１のルート面と接触するステップと、（ｂ）スプロケットの回転中、第２のローラが第２の非対称歯溝とかみ合い、それにより、第２のローラが第２のルート面の少なくとも一部に接触しないように、第２のローラと第２のルート面との間に間隙が保持されるステップとを含む。
【００３５】
本発明の１つの利点は、係合歯面上にフランク平面部を取り入れ、第１の歯形と第２の歯形とのかみ合い接触の変化を助長する、ローラチェーンスプロケットを提供することである。
【００３６】
本発明の他の利点は、係合歯面上にフランク平面部を取り入れ、ローラと第１のスプロケット歯形との最初の接触と、ローラと第２のスプロケット歯形との最初の接触との間に時間遅延をもたらすローラチェーンスプロケットを提供することである。
【００３７】
本発明の他の利点は、第１の歯形の係合歯面上にフランク平面部を取り入れ、第１の歯形の最初のローラと係合フランクとの接触の周波数を、第２の歯形のローラと係合フランクとの最初の接触に関して段階を追って実行させることを助長させ、ローラと第１の係合フランクとの最初の接触と、ローラと第２の係合フランクの最初の接触とのリズムを変化させる、ローラチェーンスプロケットを提供することである。
【００３８】
本発明の他の利点は、スプロケットとローラとの間に付加されたピッチのずれを取り入れ、「段階的」ローラとスプロケットとの衝撃を助長するローラチェーンスプロケットの提供することである。
【００３９】
本発明の更なる他の利点は、歯溝間隙を設けるために、係合フランク上に傾斜したルート面、コーストフランク、又は係合フランクとコーストフランクの両方を取り入れる、ローラチェーンスプロケットを提供することである。
【００４０】
本発明の更に他の利点は、かみ合いの間、ローラ−スプロケット衝突によって生成される衝撃ノイズを最小限にするローラチェーンスプロケットを提供することである。
【００４１】
本発明の更なる利点は、スプロケットラップ中の無負荷ローラによって生成される広帯域機械的ノイズを最小限にするローラチェーンスプロケットを提供することである。
【００４２】
本発明のなお一層の利点は、接線衝撃がまず最初に起こり、完全なかみ合いにおいてラジアル衝撃を随伴する、ローラチェーンスプロケットを提供することである。
【００４３】
本発明のなお一層の利点は、より漸次的な負荷の移動を可能にするためにローラの係合を有意な時間間隔を介して分散させ、それにより、ローラ−スプロケット衝撃及びそれによって生成される生来のノイズを最小限にする、ローラチェーンンスプロケットを提供することである。
【００４４】
本発明のより一層の利点は、何れかの歯形が単独で用いられて発生させるノイズレベル以下にチェーン駆動システムノイズレベルを低下させるために協働する異種の歯形を組み込む２組のスプロケット歯を有する、ローラチェーンスプロケットを提供することである。
【００４５】
本発明の更なる利点は、以下の好ましい実施形態の詳細の説明を読み、理解するうえで当該技術において通常の技術を有する人々にとって明白となるであろう。
【００４６】
発明は、様々な部品及び部品の組合せ、並びに、様々な工程及び工程の組合せの形態をとることができる。図面は好ましい実施形態を示すためだけのもので、発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００４７】
ここで、図７を参照して、ローラチェーン駆動システム１１０は、本発明の特徴を組み込んだ駆動スプロケット１１２と従動スプロケット１１４とを備える。そのローラチェーン駆動システム１１０は、スプロケット１１２、１１４に係合し、その周囲に巻きつく多数のローラ１１８を有するローラチェーン１１６を更に備える。ローラチェーンは、矢印１１によって示されるように時計回り方向に回転する。
【００４８】
ローラチェーン１１６は、スプロケット間に延出する２つのスパン、スラックストランド１２０及びトートストランド１２２、を有する。そのローラチェーン１１６は矢印１２４によって示されるような張力下にある。トートストランド１２２の中央部は従動スプロケット１１４と駆動スプロケット１１２との間をチェーンガイド１２６によって案内されうる。第１のローラ１２８は、駆動スプロケット１１２の１２時の位置に完全に着接されて示される。第２のローラ１３０は第１のローラ１２８に隣接し、また、駆動スプロケット１１２とかみ合う次のローラである。
【００４９】
本発明の非対称歯形の説明を容易にするために、駆動スプロケット１１２のみが参照される。しかしながら、本発明の非対称歯形は従動スプロケット１１４、及びアイドラスプロケットや、逆転バランスシャフトに連結されたスプロケットなどの他のタイプのスプロケットにも同様に適用可能である。
【００５０】
図８を参照すると、ランダム係合ローラチェーン駆動スプロケット１１２の第１の実施形態である。このスプロケット１１２は、１８歯スプロケットとして示されている。しかしながら、スプロケット１１２は求めに応じてそれ以上又はそれ以下の歯を有することができる。スプロケット１１２は、第１の多数のスプロケット歯１５０と（スプロケット歯１、３、４、９、１３、１４、及び１６として番号が付された）第２の多数のスプロケット歯１５２とを有する。説明されている実施形態において、スプロケット１１２の周囲に任意で位置決めされた１１個のスプロケット歯１５０と７つのスプロケット歯１５２とがある。しかしながら、各タイプのスプロケット歯の数と位置が発明の範囲から逸脱せずに様々に変えられることが理解されるであろう。
【００５１】
スプロケット歯１５０は、それぞれ、（時計回り様式に）隣接する歯の非係合面又はフランクプロファイルと協働する係合面又はフランクプロファイルを有し、ルート面１５６を有する第１の非対称歯溝１５４を形成する。スプロケット歯１５２は、それぞれ、（時計回り様式に）隣接する歯の非係合面即ちフランクプロファイルと協働する係合面又はフランクプロファイルを有し、ルート面１６０を有する第２の非対称歯溝１５８を形成する。以下に更に説明されるように、スプロケット歯１５０、１５２の第１及び第２のグループは、何れかの歯形が単独で用いられる際に生じさせるであろうノイズレベル以下にチェーン駆動システムのノイズレベルを低下させるよう協働する。
【００５２】
ここで、図９を参照して、スプロケット１１２は、係合面又はフランク１６４を有する第１の歯１６２と、非係合面又はフランク１６８を有する第２の歯１６６とを有する。係合フランク１６４と非係合フランク１６８は、歯溝１５４のうちの１つを画定するよう協働し、（仮想線で示されている）ローラ１２８のようなチェーン１１６に連結されるローラを収容する。従って、スプロケット歯１６２は、必然的に歯１５０のうちの１つとして分類され、また、スプロケット歯１６６はスプロケット歯１５０又は１５２のうちの何れかとして分類されうる。
【００５３】
係合フランク１６４は、ルート面１５６の第１の半径方向に外側の端部に接する半径Ｒfを有する。ルート面は半径Ｒiを有する。非係合フランク１６８は、ルート面１５６の第２の半径方向外側端部に正接する半径Ｒf’を有する。係合フランク１６４とルート面１５６との間の接点ＴＰの位置は、係合フランクローラ着接角度βによって画定される。係合フランクローラ着接角度βと非係合フランクローラ着接角度β’は、ＩＳＯ−６０６ローラの着接角度α（ＩＳＯのプロファイルは仮想線で示されている）を置き換える。圧力角γは係合フランクローラ着接角度βの関数である。つまり、βが増加するとγは減少するのである。最小非対称圧力角γminは下記等式（１）から決定することができる。
【００５４】
γmin＝βmax−（αmax／２  ＋  γISO min）    等式１
【００５５】
従って、図２６の表に示されるように、βmax＝（αmax／２＋γISO min）のとき、非対称圧力角γmin＝０である。特に、図２６の表は、いろいろなスプロケットサイズといろいろな非対称プロファイルについての最大ベータ（β）角度と対応する圧力角（γ）とを記載する。係合フランク圧力角γを縮小することにより、接線衝撃力成分ＦTが減少し、従って係合の際の全体的ノイズレベルに対する接線衝撃ノイズ寄与率も低下する。
【００５６】
衝撃力ＦTは、圧力角γに関連される撃速の関数である。圧力角γが縮小されると、対応してかみ合い開始時のチェーンとスプロケットとの撃速が低下し、その結果、改良されたＮＶＨ特性に帰着する。本発明の非対称歯溝プロファイルの係合フランク圧力角γは約−２度〜約１２度の範囲内である。図９の実施形態において、ローラ着接角度βは最大実体状態(maximum material condition)においてＩＳＯのαmax／２を上回る。しかしながら、所望の係合フランク圧力角γが達成されるまでβを調節することができる。
【００５７】
図１０は、ＩＳＯ−６０６ローラ着接角度αの公差範囲を示す。このように、ＩＳＯ−６０６適合スプロケットは下記等式に準じたローラ着接角度αを有する。
【００５８】
αmin ≦ α ≦ αmax        等式２
【００５９】
本発明の一実施形態において、本発明の係合フランクローラ着接角度βと非係合フランクローラ着接角度β’の公差範囲は下記等式に準ずる。
【００６０】
β ≧ ＩＳＯ αnom／２      等式３
β’≦ＩＳＯ αnom／２      等式４
β ≧ β’                   等式５
【００６１】
非対称歯溝の係合フランクローラ着接角度βは、係合フランク圧力角γが上記の範囲内となるまで調節されうる。関連した米国特許第５，８７６，２９５号は、本発明の譲受人に与えられ、係合フランクローラ着接角度βと非係合フランクローラ着接角度β’の何れか又は両方がＩＳＯ−６０６ローラ着接角度αの公差範囲内、及び／又はＩＳＯ−６０６ローラ着接角度αの公差範囲外にある、様々な非対称歯溝の実施形態を開示している。米国特許第５，８７６，２９５号は、該特許が例示及び開示するもの全てに関し、参照によって本明細書に採り入れられる。
【００６２】
いくつかのチェーン駆動装置において、特定の形状寸法の要求条件を満たすため、又は特定の駆動力を満たすために、非係合フランクローラ着接角度β’の範囲を拡げてもよいことが理解されるであろう。つまり、図１０に示されるように、本発明の他の実施形態の係合フランクローラ着接角度βと非係合フランクローラ着接角度β’の公差範囲は下記等式に準ずる。
【００６３】
β ≧ ＩＳＯ αnom／２      等式３
β’≦ＩＳＯ αmax／２      等式４ａ
β ≧ β’                   等式５
【００６４】
これらのチェーン駆動装置に関して、好ましい歯形がＩＳＯ αnom／２〜  ＩＳＯ αmax／２の範囲内で β＝β’でありうることが予期される。
【００６５】
ここで、図１１を参照して、非対称歯溝１５４は米国特許第５，８７６，２９５号に述べられるのと同様の様式で歯溝間隙（ＴＳＣ）を組み込むことができる。つまり、ルート面１５６は、特定のチェーンピッチ伸長ΔＰの程度に順応することによりチェーンピッチの伸長又はチェーン摩耗を補償する、１つ又はそれ以上の傾斜した平面１７０、１７２を含んでもよいのである。言いかえれば、歯溝間隙（ＴＳＣ）は、摩耗したチェーンのローラがスプロケット歯の１つ又はそれ以上の傾斜したルート面と堅固な接触で保持されることを可能にする。更に、傾斜したルート面１７０、１７２は半径方向の反力を低下させることを容易にし、それにより、ノイズレベル全体に対するローラの半径方向衝撃ノイズの寄与率を低下させる。
【００６６】
上記歯溝間隙と共に、浅いβ’角度が、ラップ中のローラの「堅固な」ローラ−スプロケット接触の維持を助長することが理解されるであろう。
【００６７】
図１１の実施形態において、ルート半径Ｒiは第１の傾斜したルート面１７０の半径方向外側端部に正接する。第２のルート半径Ｒi’は、歯溝１５４の係合側の傾斜したルート面１７０の半径方向内側端部に正接し、また、歯溝１５４の非係合側の傾斜したルート面１７２の半径方向内側端部に正接する。第３のルート半径Ｒi''は、第２の傾斜したルート面１７２の半径方向外側端部に正接し、また、ローラ着接角度β’によって画定される点において非係合フランク半径Ｒf’の半径方向内側端部に正接する。
【００６８】
本発明の非対称歯溝が、所望される非対称歯溝の形状寸法に依存して、傾斜したルート面１７０、１７２のうちの１つ又は両方、の何れかを組み込むことができることが理解されるであろう。更に、傾斜したルート面１７０を、特定の形状寸法を満たすため、又は一定量のピッチの伸長を補償するために必要な何れの角度Φにも傾斜させることができる。図１１に示されるように、傾斜したルート面角度Φは、Ｒi’の弧の中心とスプロケットの中心とを通過する直線１７４から、同様にＲi’の弧の中心と傾斜したルート面１７０の半径方向内側端部とを通過する第２の直線１７６までを測定される。傾斜したルート面１７０は直線１７６に直交し、Ｒi’に正接する点まで半径方向に外側に延出する。説明されている実施形態において、傾斜したルート面角度Φは約２０度〜約３５度の範囲内であるのが好ましい。
【００６９】
同様に、特定の形状寸法を満たすため、又は一定量のピッチの伸長を補償するために必要な何れの角度θにも、傾斜したルート面１７２を傾斜させることができる。傾斜したルート面角度θは、Ｒi’の弧の中心とスプロケットの中心とを通過する直線１７４から、同様にＲi’の弧の中心と傾斜したルート面１７２の半径方向内側端部とを通過する第２の直線１７８までを測定される。傾斜したルート面１７２は直線１７８に直交し、Ｒi''に正接する点まで半径方向に外側に延出する。説明されている実施形態において、傾斜したルート面角度θは約１５度〜約３０度の範囲内であるのが好ましい。
【００７０】
図１２は、特定の程度のチェーンピッチの伸長ΔＰに順応するために歯溝間隙（ＴＳＣ）を組み込むスプロケット１１２のチェーンラップ１３２を示す。つまり、歯溝間隙ＴＳＣは、摩耗したチェーンのローラがスプロケット歯の傾斜したルート面と堅固に接触して保持されることを可能にするのである。線１８０は、各ローラの接点、並びにローラがラップ周囲を移動する際の接触の経過を示す。スプロケットとローラチェーンとの生来のピッチのずれは、ローラがスプロケットラップ周囲を進行する際、ローラがコーストサイドフランクに乗り上げる原因となる。更に弦ピッチがかなり減速されることにより、ローラがコーストサイドフランクに乗り上げる範囲が増す。
【００７１】
圧力角γが負の値を有する際、弦ピッチの縮小が必要とされることを留意することが重要である。さもなければ、ローラ１３６は、ラップ１３２を出てスパンに戻る際、（最大資材スプロケットと理論的（最短）ピッチのチェーンを有して）係合フランクに干渉する。また、図１２は、浅いβ’角度（即ち、≦αmin／２）と歯溝間隙ＴＳＣが、ラップ中のローラの「堅固な」ローラ−スプロケット接触の維持を助長する理由を示す。つまり、αmin／２以下の最大値を有する非係合フランクローラ着接角度β’はローラがスプロケットを出てスパンに入る際により迅速な分離を助長するのである。この縮小された角度β’は、また、ローラがラップ内でスプロケット周囲を移動する際に、摩耗したチェーン中のローラが差し障りの少ない角度まで(to a less severe angle)コーストフランク面に乗り上げることを可能にする。
【００７２】
ここで、図１３を参照して、スプロケット１１２は、係合側又はフランク１８４を有する第３の歯１８２と、非係合側又はフランク１８８を有する第４の歯１８６とを有する。係合フランク１８４及び非係合フランク１８８は、協働して歯溝１５８のうちの１つを画定し、（仮想線で示される）ローラ１２８のような、チェーン１１６に連結されるローラを収容する。従って、スプロケット歯１８２は必然的に歯１５２のうちの１つとして分類され、スプロケット歯１８６はスプロケット歯１５０又は１５２の何れかとして分類されうる。
【００７３】
係合フランク１８４は半径Ｒfを有し、非係合フランク１８８は半径Ｒf’を有する。ルート面１６０はルートリリーフを組み込んでいる。つまり、ルート面１６０の第１のルート半径Ｒiはフランク半径Ｒfの半径方向内側端部に正接し、平面１９０の半径方向外側端部に正接する。ルート面１６０の第２のルート半径Ｒi’は平面１９０の半径方向内側端部に正接し、第２の平面１９２に正接する。非係合フランク半径Ｒf’は第２の平面１９２の半径方向外側端部に正接する。
【００７４】
このルートが緩和された歯溝１５８について、ルートリリーフは、ローラ１２８が十分なかみ合いで点Ａ’に接触し、その中心が理論的ピッチ直径ＰＤにある際の、ローラ１２８から緩和された谷径ＤRまでの間隙１９６として画定される。ルートリリーフは、Ｒiに正接し、半径方向に内側に延出する第１の平面１９０と、Ｒf’に正接し、半径方向に内側に延出する第２の平面１９２とによって完成される。平面１９０、１９２は共に、ルート面１６０を画定するルート半径Ｒi’に正接する。Ｒi’は必然的にローラの直径１２８の１／２以下でなければならない。角度Φは、Ｒiの弧の中心とスプロケットの中心とを接続する直線と、Ｒiの弧の中心とＲiの平面１９０との正接点とを接続する第２の直線との間の角度として画定され、４０度〜５０度の範囲内であるのが好ましい。図１３に示される１８歯スプロケットでは、角度Φは約４８度である。
【００７５】
図１１に示される非対称歯溝１５４においてと同様に、非対称歯溝１５８のルート面１６０は傾斜した平面１７０、１７２（図１１）のうちの１つ又は両方のいずれかを更に備えることができる。記載されたように、傾斜した平面は特定の程度のチェーンピッチの伸長ΔＰに順応することにより、チェーンピッチの伸長又はチェーンの摩耗を補償する。加えて、傾斜したルート面１７０は半径方向の反力を低下させることを助長し、それにより、ノイズレベル全体に対するローラの半径方向衝撃ノイズの寄与率を低下させる。
【００７６】
図１３ａは、点Ａ’におけるローラ１２８の十分なかみ合い状態での非係合フランクに対するローラ間隙１９４を示す。図１３ｂを参照して、ローラ１２８がより下部のフランクに接触するために半径方向に内側に移動される際には、ローラ−ルート間隙１９８、即ちルートリリーフによって示されるように、ローラ１２８は谷径ＤRにおいてルート面１６０に接触することを妨げられる。示されるように、ローラ１２８は下部係合及び非係合フランクにのみ接触することができる。
【００７７】
図１４は、ルートが緩和された非対称歯溝１５８上に重ね合わされた非対称歯溝１５４を示す。歯形１５４のローラ着接角度β及びβ’は、実質的に歯形１５８のローラ着接角度β及びβ’に等しい。更に、非対称歯溝１５４は、平面１９０の半径方向外側端部の半径方向に外側のポイントから、また、平面１９２の半径方向外側端部の半径方向に外側のポイントからは、非対称歯溝１５８と実質的に同一である（即ち、非係合フランク１６８の半径Ｒf’は、実質的に非係合フランク１８８の半径Ｒf’に等しい）。
【００７８】
図１５及び１５ａは、歯形１５４と１５８とのかみ合いの遅れを示す。特に、図１５は、歯溝１５４の点Ａにおいて谷径に着接された第１のローラ１１８ａと、第２の歯溝１５４の点Ａにおいてかみ合い接触し始めた第２のローラ１１８ｂと、歯溝１５８の駆動スプロケットとかみ合う直前の第３のローラ１１８ｃとを有する、図８のスプロケット１１２を示す。図１５ａは、第３のローラ１１８ｃが点Ａ'においてそのルートが緩和された歯溝１５８にかみ合い接触する瞬間に至るまで、時計回り方向に回転された図１５のスプロケットを示す。ローラ１１８ｂが点Ａにおけるその最初の接触位置から移動し、１２時の位置において歯形１５４と駆動接触で完全に着接するよう、スプロケット１１２は角度τを介して回転しなければならない。
【００７９】
ここで、図１５ａを参照して、ローラ１１８ｃが歯形１５８の点Ａ’における初期接触に至るまで時計回り方向に回転されたスプロケット１１２が示される。初期接触が点Ａ’で起こるように、追加角度τ−Ｋを介してスプロケット１１２が回転されたのが分かる。従って、点Ａ’における初期接触は、初期接触が点Ａで起こる場合よりも時間的に遅い時点で起こる。ここで、スプロケット１１２は、１２時の位置においてローラ１１８ｃが駆動接触で歯形１５８と完全に着接するよう、より小さな角度Ｋを介して回転しなければならない。
【００８０】
ここで図１６を参照して、ランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケット２１２の第２の実施形態が示される。第１のランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケット１１２においてと同様、スプロケット２１２は１８歯スプロケットとして示される。しかしながら、スプロケット２１２は必要に応じてそれ以上又は以下の歯を有することができる。スプロケット２１２は、多数の第１のスプロケット歯２５０（スプロケット歯１、３、４、９、１３、１４、及び１６として番号が付される）と多数の第２のスプロケット歯２５２とを有する。説明されている実施形態では、スプロケット２１２の周囲に任意で位置決めされた１１個のスプロケット歯２５０と７つのスプロケット歯２５２がある。しかしながら、それぞれのタイプのスプロケット歯の数及び位置が、発明の範囲から逸脱せずに様々に変えられることが理解されるであろう。
【００８１】
各スプロケット歯２５０は、（時計回り様式で）隣接する歯の非係合側又はフランクプロファイルと協働する係合側又はフランクプロファイルを有し、ルート面２５６を有する第１の非対称歯溝２５４を形成する。各スプロケット歯２５２は、（時計回り様式で）隣接する歯の非係合側又はフランクプロファイルと協働する係合側又はフランクプロファイルを有し、緩和されたルート面２６０を有する第２の非対称歯溝２５８を形成する。以下に更に説明されるように、スプロケット歯２５０、２５２の第１及び第２のグループは、チェーン駆動システムノイズレベルを単独で用いられた何れかの歯形が発生させるであろうノイズレベル以下に低下させるよう協働する。
【００８２】
ここで、図１７を参照して、スプロケット２１２は、係合側又はフランク２６４を有する第１の歯２６２と、非係合側又はフランク２６８を有する第２の歯２６６とを有する。係合フランク２６４と非係合フランク２６８は、協働して歯溝２５４のうちの１つを画定し、ローラ１２８などの、チェーン１１６に連結されたローラを収容する。従って、スプロケット歯２６２は必然的に歯２５０のうちの１つとして分類され、スプロケット歯２６６はスプロケット歯２５０又は２５２の何れかとして分類されうる。
【００８３】
係合ローラ１２８はローラ直径Ｄ1を有し、また、歯溝２５４内に２点接触で完全に着接されて示される。更に詳細には、係合ローラ１２８は、歯溝２５４内に駆動接触で完全に着接される際に、係合フランク面又はすくい面に沿って軸方向に（即ち、図の面に直交する方向に）延出する２つの直線Ｂ及びＣに接触する。２点接触の説明を容易にするために、直線Ｂ及びＣは以降歯溝内の接点として示され、言及される。角度Φは、Ｒｉ’の弧の中心とスプロケットの中心をつなぐ直線から、同様にＲｉ’の弧の中心と点Ｃを通過する第２の直線までが測定された角度である。角度Φは、２５度〜５０度の範囲内でよい。図１７に示される１８歯スプロケットでは、角度Φは約４５度である。
【００８４】
係合フランク２６４は、フランク面２６９の半径方向外側端部に正接する半径Ｒfを有する。半径Ｒiによって画定される第１のルート面はフランク平面２６９の半径方向内側端部と、点Ｃから半径方向外側に延出する無機能平面（図示されず）の半径方向外側端部に正接する。更に詳細には、図１７ｃに示されるように、ルート半径Ｒiの最大値は、点Ｂ及びＣにおける２点／線接触を確実にするために最小ローラ半径０．５Ｄ1に等しいか又はそれ未満でなければならない。Ｒi≦０．５Ｄ1の結果として、点Ｂ及びＣにおいてローラが着接される際にルート面２５６とローラ１２８との間にわずかな間隙２７３が画定される。また、第１の無機能平面（図示されず）は点Ｂと半径Ｒiによって画定されるルート面の半径方向外側端部との間に延出し、第２の無機能平面は点Ｃと半径Ｒiによって画定されるルート面の半径方向内側端部との間に延出する。
【００８５】
第１の無機能平面はフランク面２６９に隣接する。つまり、フランク平面２６９の第１の部分は、（以下に更に説明される）「段階的」ローラ−スプロケットのかみ合いを容易にするために点Ｂから半径方向に外側に延出し、フランク平面２６９の第２の無機能部分は点Ｂの半径方向内側に延出し、点Ｃから半径方向外側に延出する無機能平面と協働して点Ｂ及びＣにおける２点接触でローラを着接させる。
【００８６】
半径Ｒi’によって画定される第２のルート面は、点Ｃにおいて無機能平面の半径方向内側端部に正接し、半径Ｒf’によって画定される非係合側又はフランクに正接する。
【００８７】
フランク平面部２６９の位置は、角度βによって決定され、平面部の配向は、ローラが点Ｂ及びＣにおいてスプロケットに接触している時に、点Ｂとローラ１２８の中心を通過する直線に直角即ち垂直である。点Ｂから半径方向外側に延出するフランク平面部分の全長は、フランク平面部２６９に沿った第１の接点Ａにおけるスプロケット２１２とローラ１２８との初期接線衝撃（図１７ａ）と、その後の点Ｃにおけるラジアル衝撃（図１７ｂ及び１７ｃ）との時間遅延に影響を及ぼす。ローラ−スプロケットのかみ合い開始時に所望の初期ローラ接点Ａを得るために、圧力角γ、チェーンとスプロケットとのピッチのずれの度合、及びフランク平面部の全長が様々に変えられることが理解されるであろう。
【００８８】
初期の接線接触は、かみ合い開始時に点Ａにおいてその関連衝撃力ＦTを伴って生じる。スプロケットの回転が、結果生じる点Ｃにおけるラジアル接触を伴う完全なかみ合いへとローラを移動させる際に、ローラ１２８はフランク平面部２６９との堅固な接触状態を持続すると考えられる。ラジアル衝撃力ＦRは、スプロケットが点Ｃにおいてローラ１２８をラジアル接触に導くよう十分に回転されるまで発生しない。例えば、力ベクトルＦRは、まだ発生していないため、図１７ａにおいて輪郭線として示される。しかしながら、図１７ｂ及び１７ｃではラジアル衝撃力の発生を示すため、力ベクトルＦRは中実で示される。同様に、図１７ａでは、接線衝撃の発生を示すために接線衝撃力ベクトルＦTが中実で示され、図１７ｂ及び１７ｃでは以前の発生を示すために輪郭として示される。
【００８９】
従って、ラジアル衝撃力ＦRは完全なかみ合いの瞬間に生じる。同様に、図７の矢印１２４によって示されるように、かみ合いローラ１２８へのトートストランド荷重の移動も完全なかみ合いにおいて完結すると考えられる。その結果として生じるラジアル衝撃力ＦRを伴う、点Ｃにおけるローラ１２８によるラジアル衝突の瞬間、接線衝撃力ＦTは既に発生しており、もはや要因にはならない。接線ローラ−スプロケット衝突とラジアルローラ−スプロケット衝突との時間遅延（「段階的」係合）は、かみ合い工程中に発生する衝撃エネルギーをより長い時間間隔を介して効果的に分散させ、それにより、その（衝撃エネルギーの）かみ合いの周波数から生成されるノイズレベルへの寄与率を低下させる。加えて、本非対称スプロケット歯形は、かみ合いローラ１３０がその点Ａの初期のかみ合いから点Ｂ及びＣにおけるその完全な２点かみ合い位置へと移動するため、完全に係合されたローラ１２８からかみ合いローラ１３０（図７）へのより漸次的なトートストランド荷重移動を可能にするのに有用であると考えられる。
【００９０】
再度図７を参照して、非対称プロファイル２５４による弦の上昇（及び下降）は、ローラ１３０がその初期のかみ合い接触点Ａから現在ローラ１２８によって占有されているかみ合い位置へと移動する際の、ローラ１３０の中心のトートストランド１２２経路からの垂直移動である。ローラが初期の接線接触から完全なかみ合いへと移動する際、ローラ１３０は係合フランク２６４と堅固に接触した状態にとどまるであろうと考えられ、従って、点ＡとＢとの距離が拡長されると弦の上昇は減少する。
【００９１】
チェーンピッチの長さにかかわらず、フランク（接線）の接触が常に最初に起こり、次に常に点Ｃにおいて起こるラジアル接触を伴う。比較して、単一点接触（例えば、単一直線接触）を組み込んだ既知の歯溝形状（例えば、ＩＳＯ−６０６適合及び非対称）では、係合ローラは最初のラジアル接触を成した後に正接点ＴＰに近い駆動位置へと移動しなければならない。そのため、圧力角γは、係合ローラがフランク半径／ルート半径の接点において接触すると想定する。従って、既知の単一点／線歯溝形状のかみ合い接触位置は、ラジアル衝撃並びに接線衝撃が発生するであろう位置を決定するのにピッチの「影響を受け易い」。
【００９２】
スプロケット１１２に付随された非対称歯形においてと同様に、係合フランクローラ着接角度β及び非係合フランクローラ着接角度β’がＩＳＯ−６０６ローラ着接角度α（ＩＳＯのプロファイルは仮想線で示される）に置き換えられ、上記の等式３〜５に準ずる。圧力角γは係合フランクローラ着接角度βの関数である。つまり、βが拡張すると、γは縮小する。係合フランク圧力角γの縮小により接線衝撃力成分ＦT（図１７ａ）が低下し、従って全体的なノイズレベルに対する係合開始時の接線衝撃ノイズの寄与率を低下させる。つまり、衝撃力ＦTは、圧力角γに関連する衝撃速度の関数なのである。
【００９３】
圧力角γが縮小されると、チェーンとスプロケットとのかみ合い開始時の衝撃速度が対応して低下する。最小圧力角γは、接点ＡとＢとの間の分離又は距離を更に広げることを助長し、更に係合の「ステージング（足場）」を拡大又は最大化させる。好ましい実施形態において、係合フランク圧力角γは、ローラとスプロケットとの段階的衝撃を最適化するよう、約−２．０度〜約＋５度の範囲内である。
【００９４】
説明されている実施形態において、ローラ着接角度βは最大資材条件でＩＳＯαmax／２を上回り、所望の係合フランク圧力角γが達成されるまでβを調節することができる。しかしながら、最小ＩＳＯ−６０６圧力角未満の値を有する何れかの係合フランク圧力角γを定めるよう、係合フランクローラ着接角度βが有益に調節されてもよい。
【００９５】
関連した米国特許第０８／８７９，１５７号（代理人登録番号ＣＹＳ２０３９）は本発明の譲受人に譲渡されており、また、係合フランクローラ着接角度β及び非係合フランクローラ着接角度β’のうちの１つ又は両方がＩＳＯ−６０６ローラ着接角度αの公差範囲内である、及び／又は、ＩＳＯ−６０６ローラ着接角度αの公差範囲外である、様々な非対称歯溝プロファイルを開示する。米国特許第０８／８７９，１５７号は、それが例示及び開示する全てのものについて、本明細書に参照として採り入れられる。
【００９６】
非対称歯溝１５４及び１５８（図１１及び１３に個々に示される）においてと同様、非対称歯溝２５４のルート面２５６は傾斜した平面１７０、１７２（図１１）のうちの１つ又は両方のいずれかを更に有することができる。記載されたように、傾斜した平面は特定された程度のチェーンピッチの伸長ΔＰに順応することにより、チェーンピッチの伸長即ちチェーン摩耗を補償する。加えて、傾斜したルート面１７０、１７２は半径方向反力を低下させることを助長し、それにより、全体的なノイズレベルへのローラの半径方向衝撃ノイズの寄与率を低下させる。
【００９７】
ここで図１８を参照して、スプロケット２１２（図１６）は係合側又はフランク２８６を有する第３の歯２８２と、非係合側又はフランク２８８を有する第４の歯２８４とを更に有する。係合フランク２８６と非係合フランク２８８は協働して歯溝２５８を画定し、ローラ１２８などの、チェーン１１６に連結されたローラを収容する。従って、スプロケット歯２８２は必然的に歯２５２のうちの１つとして分類され、スプロケット歯２８４はスプロケット歯２５０又は２５２の何れか１つとして分類されうる。
【００９８】
係合ローラ１２８はローラ直径Ｄ1を有し、歯溝２５８内に２点接触で完全に着接されて示される。更に詳細には、係合ローラ１２８は、駆動接触で歯溝２５８に完全に着接される際、係合フランク面又はすくい面に沿って軸方向に延出する２つの直線Ｂ及びＣに接触する。
【００９９】
係合フランク２８６は、フランク平面部２８９の半径方向外側端部に正接する半径Ｒfを有する。半径Ｒiによって定められる第１のルート面は、フランク平面２８９の半径方向内側端部と、点Ｃから半径方向外側に延出する無機能平面部（図示されず）の半径方向外側端部とに正接する。更に詳細には、図１８ａに示されるように、ルート半径Ｒiの最大値は、点Ｂ及びＣにおける２点／線接触を確実にするよう、最小ローラ半径０．５Ｄ1以下である。ローラが点Ｂ及びＣにおいて着接する時、Ｒ1≦０．５Ｄ1の結果として、ルート面２６０とローラ１２８との間に小さな間隙２９３が画定される。また、第１の無機能平面（図示されず）は点Ｂと半径Ｒiによって定められるルート面の半径方向外側端部との間に延出し、第２の無機能平面は点Ｃと半径Ｒiによって定められるルート面の半径方向内側端部との間に延出する。
【０１００】
第１の無機能平面はフランク平面部２８９と隣接している。つまり、フランク平面部２８９の第１の部分は、（先述のように）「段階的」ローラ−スプロケットのかみ合いを助長するために点Ｂから半径方向に外側に延出するのである。フランク平面部２８９の第２の無機能部分は点Ｂの半径方向内側に延出し、点Ｃから半径方向外側に延出する無機能平面部と協働して、点Ｂ及びＣにおける２点接触でローラを着接させる。
【０１０１】
非対称歯溝２５８は、点Ｃから半径方向に外側は図１７の非対称歯溝２５４と同一であるのが理解されるであろう。つまり、各プロファイル２５４、２５８のローラ着接角度β並びに角度Φは同様である。従って、非対称歯形２５４、２５８の段階的なローラ−スプロケットのかみ合いは、共に同様の点Ａ、Ｂ及びＣにおいて起こる。角度Φは両歯形２５４、２５８で実質的に同一で、非対称歯溝２５４によって決定されることが理解されるであろう。
【０１０２】
ルート面２６０はルートリリーフを組み込む。つまり、第１の平面２９０は点Ｃから半径方向内側に延出する。半径Ｒi’によって定められるルート面２６０の第２の部分は平面２９０の半径方向内側端部に正接し、第２の平面２９２の半径方向内側端部に正接する。半径Ｒf’によって定められる非係合フランクは第２の平面２９２の半径方向外側端部に正接する。
【０１０３】
第２の無機能平面（点Ｃの半径方向外側）が平面２９０と隣接していることが理解されるであろう。つまり、平面２９０の第１の部分は点Ｃから半径方向外側に延出し、点Ｂから半径方向内側に延出する無機能平面部（フランク平面部２８９に付随される）と協働して点Ｂ及びＣにおける２点接触でローラを着接させる。平面２９０の第２の部分は点Ｃの半径方向内側に延出し、第２の平面２９２と協働してルートリリーフを提供する。
【０１０４】
ルートリリーフは、ローラ１２８が点ＢとＣにおいて完全なかみ合いで着接される時に、ローラ１２８から緩和されたルート面２６０までの間隙として画定される。ルートが緩和された歯溝２５８について、ローラ１２８はその中心が理論的ピッチ直径ＰＤ上にある際に完全な着接で点Ｂに接触する。第２のルート半径Ｒi’は、必然的にローラの直径１２８の１／２以下となる。
【０１０５】
フランク平面部２８９の位置は、歯溝２５４に付随されるフランク平面２６９（図１７）を参照して先述されたのと同様の様式で角度βによって画定される。更に、図１７に示される非対称歯溝２５４においてと同様に、非対称歯溝２５８のルート面２６０は、傾斜した平面１７０、１７２（図１１）のうちの１つ又は両方のいずれかを含む歯溝間隙（ＴＳＣ）を組み込むことができる。
【０１０６】
図１８ａは、点Ｂ及びＣにおけるローラ１２８の完全なかみ合い位置における非係合フランクに対するローラ間隙２９４を示す。更に、図１８ａは、ローラ１２８が同様の完全なかみ合い位置に着接される際のルートリリーフ間隙２９６も示す。図１８ｂを参照して、ローラがルートに横架し点Ｄ’とＥ’に着接される時点における、ローラと緩和されたルート面２６０との間隙２９８によって示されるように、ローラ１２８がルート面２６０に接触することが妨げられている。
【０１０７】
特に、図１８ｂは、スプロケット２１２のスプロケットラップ１３２（図７）周囲の回転中に、ローラ１２８が点Ｃから半径方向内側に移動され、点Ｄ’及びＥ’において下部フランクに接触する時点を示す。示されるように、ローラ１２８は下部係合及び非係合フランクのみに接触することができる。ローラがスプロケットラップを継続して移動すると、ローラは非係合フランク２８８に沿って点Ｅ’から外側に移動することが理解されるであろう。
【０１０８】
図１９は、ルートが緩和された非対称歯溝２５８上に重ね合わされた非対称歯溝２５４を示す。非対称歯溝２５４は、平面２９０の半径方向外側端部から半径方向外側のポイントからと、平面２９２の半径方向外側端部から半径方向外側のポイントからは、実質的に同一である（すなわち、非係合フランク２６８の半径Ｒf’は、実質的に非係合フランク２８８の半径Ｒf’と等しい）ことが理解されるであろう。
【０１０９】
図２０と２０ａは、両歯形２５４、２５８のローラのかみ合いが、実質的に、一定のエンジン速度に同様の周波数で生じることを示す。特に、図２０に示されるように、スプロケット２１２は点ＢとＣとにおける２点接触で非対称歯溝２５４内に完全に着接される第１のローラ１１８ａを有する。ローラ１１８ｂは、同様に歯形２５４に付随される第２のスプロケット歯の点Ａでの最初の接線接触の瞬間において示される。ローラ１１８ｃはスパン中の次のローラで、歯形２５８に付随されるスプロケット歯とかみ合う。スプロケット２１２は、ローラ１１８ｂが１２時の位置で点Ｂ及びＣにおける２点接触で完全に着接するように角度Ａ／２を介して回転しなければならない。
【０１１０】
図２０ａを参照すると、図２０のスプロケット２１２が、ローラ１１８ｃが歯形２５８とかみ合いを開始するまで時計回り方向に回転されて示される。スプロケット２１２は、ローラ１１８ｃを１２時の位置で着接させるために同様の角度Ａ／２を介して回転しなければならない。従って、両歯形２５４、２５８のローラのかみ合いは、一定のエンジン速度について実質的に同様の周波数で起こる。
【０１１１】
上述のように、非対称歯溝２５４及び２５８の各々のローラ着接角度β254及びβ258は実質的に等しい。同様に、角度Φ254及びΦ258は実質的に等しい。結果として、最初の接線ローラ−スプロケット衝撃は、実質的に、プロファイル２５４、２５８に関して共に同様の接点Ａにおいて起こる。同様に、次のラジアルローラ−スプロケット衝撃も実質的に同様の接点Ｃにおいて起こり、完全なかみ合いの着接はプロファイル２５４、２５８共に点Ｂ及びＣにおいて起こる。しかしながら、ローラ着接角度β254及びβ258と、角度Φ254及びΦ258の何れか又は両方は、最初の衝撃点と次のラジアル衝撃点のうちの１つ又はそれ以上をずらすように変えられることが理解されるであろう。
【０１１２】
例えば、図２１を参照すると、ローラ着接角度β254は、実質的にローラ着接角度β258に等しく、角度Φ254はΦ258よりも小さい。結果として、最初の接線ローラ−スプロケット衝撃は、実質的に、プロファイル２５４、２５８共に同様の接点Ａにおいて起こる。しかしながら、プロファイル２５４について、次のラジアルローラ−スプロケット衝撃は接点Ｃにおいて起こり、完全なかみ合いの着接は点Ｂ及びＣにおいて起こり、また、プロファイル２５８について、次のラジアルローラ−スプロケット衝撃は接点Ｃ’において起こり、完全なかみ合いの着接は点Ｂ及びＣ’において起こる。従って、プロファイル２５４、２５８の後続のラジアル衝撃に相対的なずれが生じる。
【０１１３】
図２２を参照して、ローラ着接角度β258はローラ着接角度β254よりも大きく、角度Φ254は実質的にΦ258に等しい。結果として、プロファイル２５４の最初の接線ローラ−スプロケット衝撃は接点Ａ（図示されず）において起こり、プロファイル２５８の最初の接線ローラ−スプロケット衝撃は接点Ａ'（図示されず）において起こる。更に、プロファイル２５４について、次のラジアルローラ−スプロケット衝撃は接点Ｃにおいて起こり、完全なかみ合いの着接は点Ｂ及びＣにおいて起こる。プロファイル２５８について、次のラジアルローラ−スプロケット衝撃は接点Ｃにおいて起こり、完全なかみ合いの着接は点Ｂ'及びＣにおいて起こる。従って、プロファイル２５４、２５８の最初の接線衝撃に相対的なずれが生じる。
【０１１４】
図２３及び２３ａは、歯形２５４と２５８とのかみ合いの遅延を示す。特に、図２３は、スプロケット２１２は歯形２５４に随伴されたスプロケット歯の点Ｂ及びＣにおける２点接触で完全に着接された第１のローラ１１８ａを有する、図２２のスプロケット２１２を示す。ローラ１１８ｂは、同様に歯形２５４に付随される第２のスプロケット歯の点Ａにおける初期の接線接触の瞬間において示される。ローラ１１８ｃはスパン中の次のローラで、歯形２５８に付随されるスプロケット歯とかみ合う。図２３ａは、第３のローラ１１８ｃがそのルートが緩和された歯溝２５８の点Ａ’でかみ合い接触に至るまで時計回りに回転された図２３のスプロケットを示す。ローラ１１８ｂの最初の接触は角度τで生じる。ローラ１１８ｃの最初の接触は角度κで生じる。そのため、ローラ１１８ｃの最初の接触は、スプロケットが付加的な角度τ−κを回転しなければならないだけ遅延する。従って、かみ合い周波数は変調される。
【０１１５】
図２４を参照すると、ローラ着接角度β254はローラ着接角度β258よりも小さく、角度Φ254はΦ258よりも小さい。結果として、プロファイル２５４の最初の接線ローラ−スプロケット衝撃は接点Ａ（図示されず）において起こり、プロファイル２５８の最初の接線ローラ−スプロケット衝撃は接点Ａ’（図示されず）において起こる。更に、プロファイル２５４について、次のラジアルローラ−スプロケット衝撃は接点Ｃにおいて起こり、完全なかみ合いの着接は点Ｂ及びＣにおいて起こる。プロファイル２５８について、次のラジアルローラ−スプロケット衝撃は接点Ｃ’において起こり、完全なかみ合いの着接は点Ｂ’及びＣ’において起こる。そのため、プロファイル２５４、２５８の最初の接線衝撃と次のラジアル衝撃に相対的なずれが生じる。
【０１１６】
上述のランダム係合ローラチェーンスプロケット１１２及び２１２は、各々が、最初のローラとスプロケットとの接触のポイントとリズムを１の歯形と次の歯形とで変化させることにより、かみ合い衝撃の周波数を変更するために、ランダム又は任意のパターンで配置される２つの異なる歯形の対を協働させる。多くの異なるランダム又は任意のパターンでこの異種の歯形の対が配置されることが理解されるべきである。更に、この異種の歯形の対が、同様に作用するであろう多くの規則正しいパターンで配置されることもまた考えられる。全ての場合において、スプロケット上の２対の異なる歯形の配置構成は、実質的に同一に形作られた完全なるスプロケット歯に通常関係し且つそれによって引き起こされるかみ合い周波数衝撃ノイズを衰退させる手段を与える。このかみ合い周波数ノイズの削減は、１つの歯形から次の歯形への最初のローラ−スプロケット接触のポイントとリズムを変化させることによって達成される。
【０１１７】
チェーン駆動において一般的に最小のスプロケットであるクランクシャフトスプロケットは、ノイズの主要原因であるのが通常である。しかしながら、通常それよりも大きい被駆動カムシャフトスプロケットも生成されたノイズレベルの一因となるが、一般的にクランクシャフトほどではない。しかしながら、従動スプロケットは、駆動スプロケットとほぼ同様の大きさであるか又はそれよりも小さい場合には特に、バランスシャフトスプロケットやポンプスプロケットを伴う場合と同様に、ノイズを生成する主要原因となり得る。従って、本発明の特徴はカムシャフト即ち従動スプロケットによっても有利に使用されることができる。
【０１１８】
本発明のノイズ削減の利点をもたらすチェーンとスプロケットとのかみ合いの運動から実質的に逸脱せずに、開示された非対称歯形の特徴がわずかに変えられることが理解されるべきである。例えば、係合非対称フランクプロファイルはインボリュート形状に近似させることができ、非係合非対称フランクプロファイルは異なるインボリュート形状に近似させることができる。製造及び／又は品質管理の理由によって、又は単に部品の寸法を改良するために、プロファイルに些少の変更が成されてもよい。
【０１１９】
発明は、好ましい実施形態を参照して説明された。本明細書を読み、理解する上でその他に修正が生じることは明らかで、それらが添付の請求の範囲又はその同等物の範囲内に生じる限り、本発明は同様のものを含むことが意図されている。
【０１２０】
例えば、本発明の歯溝の実施形態は、ｉ）係合側のローラ着接角度βが非係合側のローラ着接角度β’よりも大きいとき、また、ｉｉ）係合側のローラ着接角度βが非係合側のローラ着接角度β’に等しく、且つ係合側がフランク平面部２６９、２８９などを含む際のように係合側プロファイルが隣接する非係合側プロファイルとは異なるときに、非対称として分類される。
【０１２１】
更に、ランダム係合ローラスプロケット２１２の非対称歯形２５４、２５８においてと同様に、非対称歯形１５４、１５８も種々の係合側ローラ着接角度β及び角度Φを図２１、２２、及び２４に示される様式で有することができる。
【０１２２】
多数のルートが緩和された歯溝プロファイルを組み込むランダム係合スプロケットは、ローラ−スプロケット衝撃をルートにおいてではなく下部フランクにおいて生じさせ、従って、ローラ−スプロケット衝撃の大きさを軽減させることにより、ＮＶＨの増加を可能にすると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＩＳＯ−６０６適合ローラチェーンスプロケットの対称歯溝の形状を示す。
【図２】  ＩＳＯ−６０６適合駆動スプロケット、従動スプロケット、及びローラチェーンを有する例示的ローラチェーン駆動システムである。
【図３】  例示的ＩＳＯ−６０６適合駆動スプロケットが時計回り方向に回転する際の駆動位置における係合経路（仮想線）とローラ（実線）を示す。
【図４ａ】  例示的ＩＳＯ−６０６適合駆動スプロケットとのかみ合い開始時のローラを示す。
【図４ｂ】  ローラが１２時の位置に至るまで時計回り方向に回転された図４ａの駆動スプロケットを示す。
【図５】  歯溝に完全に着接されたローラと、駆動スプロケットとかみ合う直前の第２のローラとを有する図２のＩＳＯ−６０６適合駆動スプロケットの拡大図である。
【図６】  理論的条件のもとで、第２のローラが駆動プロケットのルート面に最初に接触する（即ち、ラジアル衝撃）まで時計回り方向に回転された図５の駆動スプロケットを示す。
【図７】  本発明の特徴を組み込む例示的ローラチェーン駆動システムを示す。
【図８】  図７の駆動システムのランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケットの第１の実施形態を示す。
【図９】  図８のランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケットのための第１の非対称歯溝プロファイルを示す。
【図１０】  ＩＳＯ−６０６のローラ着接角度αの公差範囲と、本発明の係合フランクローラ着接角度β及び非係合フランクローラ着接角度β’の公差範囲との比較である。
【図１１】  歯溝間隙（ＴＳＣ）を有する図９の非対称歯溝プロファイルを示す。
【図１２】  ローラが図１１のスプロケットのスプロケットラップ周囲を移動する際の接触の経過を示す。
【図１３】  図８のランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケットのルートが緩和された非対称歯溝プロファイルを示す。
【図１３ａ】  図１３の非対称歯溝プロファイルとのかみ合い開始時のローラを示す。
【図１３ｂ】  ローラが駆動接触を退出し、スプロケットの緩和されたルートに横架する瞬間に至るまで時計回り方向に回転された図１３ａのスプロケットを示す。
【図１４】  図１３の非対称歯溝プロファイルが重ね合わされた図９の非対称歯溝プロファイルを示す。
【図１５】  点Ａにおいて谷径に着接された第１のローラと、その歯溝中の点Ａにおいてかみ合い接触を開始した第２のローラと、駆動スプロケットとかみ合う直前の第３のローラとを有する、図８のスプロケットを示す。
【図１５ａ】  第３のローラが点Ａ’においてそのルートが緩和された歯溝中にかみ合い接触する瞬間まで時計回り方向に回転された図１５のスプロケットを示す。
【図１６】  図７の駆動システムのランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケットの第２の実施形態を示す。
【図１７】  図１６のランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケットのための第１の非対称歯溝プロファイルを示す。
【図１７ａ】  図１６のスプロケットが時計回り方向に回転する際の最初の接触の瞬間における係合経路（仮想線）とローラ（実線）を示す。
【図１７ｂ】  ローラが２点接触でスプロケットに完全に着接する瞬間まで時計回り方向に回転された図１７ａのスプロケットを示す。
【図１７ｃ】  ２点接触でスプロケットに完全に着接されるローラを示す図１７ｂの拡大図である。
【図１８】  スプロケットとの最初の接触の瞬間におけるローラを有する、図１６のランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケットのためのルートが緩和された非対称歯溝プロファイルを示す。
【図１８ａ】  ローラが２点駆動接触でスプロケットと完全に着接する瞬間における、図１８のルートが緩和された非対称歯溝プロファイルの拡大図である。
【図１８ｂ】  ローラが駆動接触を退出し、スプロケットの緩和されたルート面に横架する瞬間まで時計回り方向に回転された図１８ａのスプロケットを示す。
【図１９】  図１８の非対称歯溝プロファイルが重ね合わされた図１７の非対称歯溝プロファイルを示す。
【図２０】  ２点接触でスプロケットに完全に着接された第１のローラと、スプロケットとの最初の接触開始時における第２のローラと、駆動スプロケットとかみ合う直前の第３のローラとを有する図１６のスプロケットを示す。
【図２０ａ】  第３のローラがスプロケットに最初に接触する瞬間まで時計回り方向に回転された図２０のスプロケットを示す。
【図２１】  第２の非対称歯溝プロファイルが重ね合わされた第１の非対称歯溝プロファイルを有するランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケットの第３の実施形態を示す。
【図２２】  第２の非対称歯溝プロファイルが重ね合わされた第１の非対称歯溝プロファイルを有するランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケットの第４の実施形態を示す。
【図２３】  ２点接触でスプロケットに完全に着接された第１のローラと、スプロケットとの最初の接触開始時における第２のローラと、駆動スプロケットとかみ合う直前の第３のローラとを有する図２２のスプロケットを示す。
【図２３ａ】  第３のローラがスプロケットに最初に接触する瞬間まで時計回り方向に回転された図２３のスプロケットを示す。
【図２４】  第２の非対称歯溝プロファイルが重ね合わされた第１の非対称歯溝プロファイルを有するランダム−係合ローラチェーン駆動スプロケットの第５の実施形態を示す。
【図２５】  多数の異なるＩＳＯ−６０６適合スプロケットのサイズについてのローラ着接角度αと圧力角γを記載する表である。
【図２６】  様々なスプロケットサイズから成る３種の非対称歯溝プロファイル（１〜３）についての最大ベータ（β）角度と対応する圧力角（γ）を記載する表である。
【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】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１５ａ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１８】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２０ａ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２３ａ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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