JP2018062941A - クッション式スプロケット - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で、良好な衝撃吸収を長期に亘って実現するクッション式スプロケットを提供すること。【解決手段】スプロケット２０と、スプロケット本体２１の側方に配置されたクッションユニット３０とを備え、クッションユニット３０は、可撓性リング４０と、可撓性リング４０の内周においてスプロケット周方向に複数配置された弾性部材６０とを備え、各弾性部材６０は、スプロケット歯２２の歯先２２ａと同じ角度位置にある歯先対応位置Ｐ１から、スプロケット周方向にずれた位置に配置されているクッション式スプロケット１０。【選択図】図６

Description

本発明は、スプロケット本体の側方に配置されたクッションユニットを備えたクッション式スプロケットに関する。

従来、チェーンを駆動側および従動側の少なくとも２つのスプロケットに掛架して動力を伝達するチェーン伝動装置が広く使用されており、いずれの用途においても騒音レベルを低減させることが望ましい。

特に、チェーンがスプロケットに噛み合い始める時に生じる、スプロケット歯に対するチェーンの接触による打撃音は、騒音の大きな要因となっており、これを低減することがチェーン伝動装置の課題となっている。また、チェーンとスプロケットとの噛み合い始めの接触による衝撃が振動の要因となる他、チェーンやスプロケットの破損や摩耗の要因となり、耐久性を低下させる等の問題もあった。

このようなチェーンとスプロケットの噛み合い時の接触による衝撃や打撃音を軽減する一つの案として、複数のスプロケット歯が形成されたスプロケット本体の側方にゴム製のクッションリングを設置することにより、チェーンがスプロケット歯に接触する前に、クッションリングにチェーンプレートを接触させ、クッションリングの弾性を利用して、噛み合い時の衝撃や打撃音を軽減するものが知られている（例えば特許文献１を参照）。

ところが、ゴム製のクッションリングを用いた場合、チェーンプレートとの間の繰り返しの接触によって摩耗が生じ易いことに加えて、チェーン伝動装置の設置環境によっては、経年劣化等に起因して硬化が生じ易く、クッションリングの寿命が短くなる場合があるという問題があった。

そこで、上述した問題を解決する案として、衝撃吸収機能を担う弾性部材の外周に、金属製の外側リングを配置することで、チェーンプレートと弾性部材との直接的な接触を回避し、内周側に配置された弾性部材の摩耗を抑制することが提案されている（例えば特許文献２を参照）。

この特許文献２に記載のスプロケットでは、スプロケットのボス部の外周面上に、ゴム等から成る弾性部材がスプロケット周方向に複数配置され、これら弾性部材の外周側に金属製の外側リングが配置されており、また、各弾性部材は、スプロケット歯の歯先と同じ角度位置の歯先対応位置に配置されている。

これにより、スプロケットにチェーンが巻き掛かる時には、歯先対応位置において、チェーンプレート（特にチェーンプレートの長手方向の中央部分）が金属製の外側リングに接触し、これにより、外側リングおよびボス部の間で弾性部材が挟まれて弾性変形して、チェーンとスプロケットとの衝突に起因した衝撃や騒音が吸収される。

特開２０１１−２５６８８６号公報 特開平９−１５２０１３号公報

ところが、特許文献２に記載されるスプロケットでは、金属製の外側リングによって内周側の弾性部材とチェーンプレートとの直接的な接触を回避して、弾性部材の摩耗を抑制することができるものの、チェーンプレートとの衝突の度に繰り返し行われる弾性部材の弾性変形に起因した、弾性部材の劣化は避けることができないという問題がある。また、弾性部材の劣化が進むと、弾性部材の衝撃吸収機能が低下することになる。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、良好な衝撃吸収を長期に亘って実現するクッション式スプロケットを提供することを目的とするものである。

本発明は、複数のスプロケット歯が形成されたスプロケット本体を有したスプロケットと、前記スプロケット本体の側方に配置されたクッションユニットとを備えたクッション式スプロケットであって、前記クッションユニットは、可撓性リングと、前記可撓性リングの内周においてスプロケット周方向に複数配置された弾性部材とを備え、前記各弾性部材は、前記スプロケット歯の歯先と同じ角度位置にある歯先対応位置から、スプロケット周方向にずれた位置に配置されていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明によれば、スプロケット本体の側方に配置されたクッションユニットが、可撓性リングと、可撓性リングの内周においてスプロケット周方向に複数配置された弾性部材とを備え、各弾性部材が、スプロケット歯の歯先と同じ角度位置にある歯先対応位置から、スプロケット周方向にずれた位置に配置されていることにより、スプロケットにチェーンが巻き掛かる時に、可撓性リングが弾性部材によって支持されていない位置において、チェーンプレートが可撓性リングに接触して、可撓性リングがチェーンプレートによって内周側に向けて押されるため、可撓性リングに撓みを生じさせることができる。これにより、チェーンプレートと弾性部材との直接的な接触を回避して、弾性部材の摩耗を防止できるばかりでなく、チェーンとスプロケットとの衝突に起因した衝撃や騒音を、可撓性リングの撓みと弾性部材の弾性変形とで分散して吸収することが可能であるため、良好な衝撃吸収を長期に亘って実現することができる。

本請求項２に係る発明によれば、各弾性部材が、スプロケット歯間の歯底と同じ角度位置にある歯底対応位置に配置されていることにより、可撓性リングが弾性部材によって支持されていない位置において、チェーンプレートを可撓性リングに確実に接触させることが可能であるため、可撓性リングを良好に撓ませることができる。
本請求項３に係る発明によれば、弾性部材が、スプロケット周方向に並んだ複数の歯底対応位置のうち、一部の歯底対応位置のみに配置されていることにより、弾性部材の設置個数を減らしてコストを低減できるばかりでなく、スプロケット周方向に並んだ弾性部材の前後間隔を広くすることが可能であるため、可撓性リングをより撓ませ易くなる。
本請求項４に係る発明によれば、可撓性リングが樹脂製であり、弾性部材が金属製スプリングであることにより、可撓性リングに良好な可撓性および耐摩耗性を付与することができるとともに、弾性部材に良好な弾性および耐久性を付与することができる。
本請求項５に係る発明によれば、クッションユニットが、ボス部の外周面上に配置される保持リングを有し、保持リングの外周面に、弾性部材を保持する複数の保持凹部が形成されていることにより、保持リングの外周面の保持凹部に弾性部材を設置し、弾性部材の外周側に可撓性リングを嵌めることで、クッションユニットをユニット化することが可能であるため、スプロケットに対するクッションユニットの装着を容易に行うことができる等、クッションユニットのハンドリング性を向上することができる。
本請求項６に係る発明によれば、保持リングが、円筒部のスプロケット幅方向の外側端縁において、円筒部の外周面から外周側に向けて突出したフランジ部を有していることにより、保持凹部から弾性部材が外れることを抑制でき、また、これに伴って、可撓性リングが外れることについても抑制できる。
本請求項７に係る発明によれば、フランジ部は、スプロケット幅方向に見た場合に、その一部が可撓性リングに重なるように形成されていることにより、スプロケット幅方向に可撓性リングが位置ズレを生じることや、可撓性リングの外れを防止できる。
本請求項８に係る発明によれば、クッションユニットが、各弾性部材に被せられるスリーブ部材を複数有していることにより、スリーブ部材によって弾性部材を保護することで、弾性部材に外部塵埃等が付着することや錆等が発生することを抑制できるばかりでなく、クッションユニットの組み付け時等において、剥き出しの弾性部材によって作業者の指等が傷つけられることを防止できる。また、スリーブ部材の底部が、弾性部材の可撓性リング側の端部上に配置されるように、弾性部材にスリーブ部材を被せることにより、弾性部材に対して可撓性リングを周方向に移動可能に設置した場合における、弾性部材に対する可撓性リングの摺動性を確保できるとともに、可撓性リングの摩耗を抑制できる。
本請求項９に係る発明によれば、可撓性リングが、その内周面から内周側に向けて突出した環状突出部を、スプロケット幅方向における両端縁のうち少なくとも一方に有していることにより、スプロケット幅方向に可撓性リングが位置ズレを生じることを防止できる。

本発明の第１実施形態に係るクッション式スプロケットを示す斜視図。 クッションユニットを示す斜視図。 図２に示すクッションユニットから、可撓性リング、一部の弾性部材、一部のスリーブ部材を取り外して示す説明図。 クッション式スプロケットの一部分を示す断面斜視図。 クッション式スプロケットを示す断面図。 クッション式スプロケットに対するチェーンの接触状態を示す説明図。 第２実施形態に係るクッション式スプロケットの一部分を示す断面斜視図。 第３実施形態に係るクッション式スプロケットの一部分を示す断面斜視図。 第４実施形態に係るクッション式スプロケットの一部分を示す断面斜視図。

以下に、本発明の第１実施形態に係るクッション式スプロケット１０について、図面に基づいて説明する。

クッション式スプロケット１０は、図１や図４に示すように、スプロケット２０と、スプロケット２０のスプロケット本体２１のスプロケット幅方向における両側方に配置された一対のクッションユニット３０とから構成されている。

スプロケット２０は、図１や図４に示すように、その外周部に複数のスプロケット歯２２が形成されたスプロケット本体２１と、スプロケット本体２１からスプロケット幅方向の両側方に突出した円筒状の一対のボス部２３とを有している。

各クッションユニット３０は、図２〜図５に示すように、可撓性リング４０と、可撓性リング４０の内周側であってボス部２３の外周面上に配置された保持リング５０と、可撓性リング４０および保持リング５０の間に配置された複数の弾性部材６０と、各弾性部材６０に被せられた複数のスリーブ部材７０とから構成されている。

可撓性リング４０は、可撓性を有するように形成され、具体的には、ガラスファイバー入りの合成樹脂等から形成されている。可撓性リング４０は、その周方向に継ぎ目なく連続して円筒状に形成されている。
なお、可撓性リング４０の材質は、可撓性、弾性、摩擦抵抗、剛性、耐久性、成形性、コスト等に諸条件に応じて公知の適宜のものを選択すればよい。

可撓性リング４０は、スプロケット２０に対して周方向に回転する、すなわち、弾性部材６０や保持リング５０に対してスプロケット周方向に移動可能に配置されていてもよく、また、スプロケット２０に対してスプロケット周方向に固定された状態で配置されていてもよい。スプロケット２０に対して可撓性リング４０がスプロケット周方向に回転可能に設置されている場合には、チェーンプレートＧＰとの接触に起因した可撓性リング４０の局所的な摩耗を低減することができる。

保持リング５０は、合成樹脂や金属等から形成され、図３や図４に示すように、ボス部２３に対して、圧入等の手段によって固定されている。
保持リング５０は、ボス部２３の外周面上に配置された円筒部５１と、円筒部５１の外周面上にスプロケット幅方向に離間して形成された複数の保持凹部５２と、円筒部５１のスプロケット幅方向の外側端縁（スプロケット本体２１側の端縁とは反対側の端縁）において、円筒部５１の外周面から外周側に向けて突出したフランジ部５３とを有している。

各弾性部材６０は、図３や図４に示すように、コイルばね状の金属製スプリングとして構成され、その一端が外周側（可撓性リング４０側）に向き、その他端が内周側（保持リング５０側）に向いた状態で、各保持凹部５２内に、圧縮状態で設置されている。

各弾性部材６０は、図５に示すように、スプロケット歯２２の歯先２２ａと同じ角度位置にある（言い換えると、歯先２２ａの内周側の）歯先対応位置Ｐ１から、スプロケット周方向にずれた位置に配置され、本実施形態では、各弾性部材６０が、スプロケット歯２２間の歯底２２ｂと同じ角度位置にある（言い換えると、歯底２２ｂの内周側の）歯底対応位置Ｐ２に配置されている。
また、弾性部材６０は、スプロケット周方向に並んだ複数の歯底対応位置Ｐ２のうち、一部の歯底対応位置Ｐ２のみに配置され、本実施形態では、図５に示すように、スプロケット周方向に並んだ複数の歯底対応位置Ｐ２に、１つ置きで配置されている。

スリーブ部材７０は、合成樹脂等から弾性を有するように形成され、図４に示すように、筒状部７１と、筒状部７１の一端に形成された底部７２とを有している。スリーブ部材７０は、底部７２が各弾性部材６０の外周側端部（可撓性リング４０側の端部）上に配置されるように、弾性部材６０に被せられている。

このようにして得られた本実施形態のクッション式スプロケット１０では、図６に示すように、弾性部材６０が、歯先対応位置Ｐ１から、スプロケット周方向にずれた位置（歯底対応位置Ｐ２）に配置されていることにより、スプロケット２０にチェーンが巻き掛かる時に、チェーンの幅方向外側に配置されたチェーンプレートＧＰ（特にチェーンプレートＧＰの長手方向の中央部分）が、可撓性リング４０が弾性部材６０によって支持されていない位置（弾性部材６０が配置されていない位置）で、可撓性リング４０に接触することになるため、可撓性リング４０に撓みを生じさせることができる。これにより、チェーンとスプロケット２０との衝突に起因した衝撃や騒音を、可撓性リング４０の撓みと弾性部材６０の弾性変形とで分散して吸収することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係るクッション式スプロケット１０について、図７に基づいて説明する。ここで、第２実施形態では、保持リング５０以外の構成については、前述した第１実施形態と全く同じであるため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

まず、第２実施形態では、図７に示すように、保持リング５０のフランジ部５３の高さ設計が、第１実施形態とは異なる。
具体的には、第１実施形態においては、図４に示すように、フランジ部５３が、スプロケット幅方向に見た場合に、可撓性リング４０に重ならない高さで設計されていたが、第２実施形態においては、図７に示すように、フランジ部５３が、スプロケット幅方向に見た場合に、その一部が可撓性リング４０に重なる高さで設計されている。

次に、本発明の第３実施形態に係るクッション式スプロケット１０について、図８に基づいて説明する。ここで、第３実施形態では、可撓性リング４０以外の構成については、前述した第１実施形態と全く同じであるため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

第３実施形態では、図８に示すように、可撓性リング４０が、その内周面から内周側に向けて突出した環状突出部４１を有している。
この環状突出部４１は、可撓性リング４０のスプロケット幅方向の内側端縁（スプロケット本体２１側の端縁）に形成され、弾性部材６０（スリーブ部材７０）とスプロケット本体２１との間に介在して配置されている。

次に、本発明の第４実施形態に係るクッション式スプロケット１０について、図９に基づいて説明する。ここで、第４実施形態では、可撓性リング４０以外の構成については、前述した第３実施形態と全く同じであるため、相違点以外の構成については、その説明を省略する。

第４実施形態では、可撓性リング４０の環状突出部４１の形成位置が、第３実施形態とは異なる。
すなわち、第４実施形態では、図９に示すように、この環状突出部４１は、可撓性リング４０のスプロケット幅方向の内側端縁に加えて、可撓性リング４０のスプロケット幅方向の外側端縁にも形成されている。
内側端縁側の環状突出部４１は、弾性部材６０（スリーブ部材７０）とスプロケット本体２１側との間に介在して配置され、また、外側端縁側の環状突出部４１は、弾性部材６０（スリーブ部材７０）と保持リング５０のフランジ部５３との間に介在して配置されている。

なお、環状突出部４１を、可撓性リング４０のスプロケット幅方向の外側端縁のみに形成しても何ら構わない。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、上述した実施形態では、クッション式スプロケットに掛け回されるチェーンがサイレントチェーンであるものとして説明したが、チェーンの具体的種類は、ローラチェーンやブシュチェーン等の如何なるものでもよい。また、上述した実施形態では、可撓性リングに接触するチェーンプレートがサイレントチェーンの幅方向外側に配置されたガイドプレートであるものとして説明したが、チェーンがローラチェーン等である場合には、可撓性リングに接触するチェーンプレートが、外プレートおよび内プレートの少なくとも一方になる。
また、上述した実施形態では、可撓性リングが円筒状に形成されているものとして説明したが、可撓性リングの具体的態様は、環状に形成されたものであれば如何なるものでもよく、例えば、特開平９−１５２０１３号公報の図３の波形環と同様に、その周方向に沿って波を打った形状で形成されていてもよい。
また、上述した実施形態では、弾性部材が、金属製スプリングであるものとして説明したが、弾性部材の具体的態様は、弾性を有するものであれば如何なるものでもよく、例えば、ゴムや合成樹脂等で形成されたものであってもよい。

１０ ・・・ クッション式スプロケット
２０ ・・・ スプロケット
２１ ・・・ スプロケット本体
２２ ・・・ スプロケット歯
２２ａ ・・・ 歯先
２２ｂ ・・・ 歯底
２３ ・・・ ボス部
３０ ・・・ クッションユニット
４０ ・・・ 可撓性リング
４１ ・・・ 環状突出部
５０ ・・・ 保持リング
５１ ・・・ 円筒部
５２ ・・・ 保持凹部
５３ ・・・ フランジ部
６０ ・・・ 弾性部材
７０ ・・・ スリーブ部材
７１ ・・・ 筒状部
７２ ・・・ 底部
ＧＰ ・・・ チェーンプレート
Ｐ１ ・・・ 歯先対応位置
Ｐ２ ・・・ 歯底対応位置

Claims (9)

1. 複数のスプロケット歯が形成されたスプロケット本体を有したスプロケットと、前記スプロケット本体の側方に配置されたクッションユニットとを備えたクッション式スプロケットであって、
   前記クッションユニットは、可撓性リングと、前記可撓性リングの内周においてスプロケット周方向に複数配置された弾性部材とを備え、
   前記各弾性部材は、前記スプロケット歯の歯先と同じ角度位置にある歯先対応位置から、スプロケット周方向にずれた位置に配置されていることを特徴とするクッション式スプロケット。
2. 前記各弾性部材は、前記スプロケット歯間の歯底と同じ角度位置にある歯底対応位置に配置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式スプロケット。
3. 前記弾性部材は、スプロケット周方向に並んだ複数の前記歯底対応位置のうち、一部の前記歯底対応位置のみに配置されていることを特徴とする請求項２に記載のクッション式スプロケット。
4. 前記可撓性リングは、樹脂製であり、
   前記弾性部材は、金属製スプリングであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のクッション式スプロケット。
5. 前記スプロケットは、前記スプロケット本体から側方に突出したボス部を有し、
   前記クッションユニットは、前記ボス部の外周面上に配置される保持リングを有し、
   前記保持リングの外周面には、前記弾性部材を保持する複数の保持凹部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のクッション式スプロケット。
6. 前記保持リングは、円筒部と、前記円筒部の外周面上に形成された複数の前記保持凹部と、前記円筒部のスプロケット幅方向の外側端縁において、前記円筒部の外周面から外周側に向けて突出したフランジ部とを有していることを特徴とする請求項５に記載のクッション式スプロケット。
7. 前記フランジ部は、スプロケット幅方向に見た場合に、その一部が前記可撓性リングに重なるように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のクッション式スプロケット。
8. 前記クッションユニットは、前記各弾性部材に被せられるスリーブ部材を複数有し、
   前記スリーブ部材は、筒状部と、前記筒状部の一端に形成された底部とを有し、
   前記底部は、前記弾性部材の前記可撓性リング側の端部上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のクッション式スプロケット。
9. 前記可撓性リングは、その内周面から内周側に向けて突出した環状突出部を、スプロケット幅方向における両端縁のうち少なくとも一方に有していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のクッション式スプロケット。

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