特開 2024-61066 スプロケット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024061066

(43)【公開日】2024-05-07

(54)【発明の名称】スプロケット

(51)【国際特許分類】

   F16H 55/30 20060101AFI20240425BHJP

【ＦＩ】

F16H55/30 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022168762

(22)【出願日】2022-10-21

(71)【出願人】

【識別番号】519185580

【氏名又は名称】株式会社アイ・エス・エー

(74)【代理人】

【識別番号】100111811

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】伊佐 貴志

【テーマコード（参考）】

3J030

【Ｆターム（参考）】

3J030AC10

3J030BA07

3J030BB07

3J030BB09

3J030BC02

3J030CA10

(57)【要約】

【課題】スプロケットの歯部とローラーチェーンとの嵌合性を低下させずに、ローラーチェーンの一対のガイドプレートとスプロケットの歯部との干渉を抑えることができ、高速度回転での長時間使用にも耐え得る二輪車用のスプロケットを提供する。
【解決手段】スプロケットＳＰ１は、歯部２の、回転軸方向の両側に、半径方向外方の先端から順に第１面取り部５１と第２面取り部６１とを有する。ここで、第１面取り部５１および第２面取り部６１は丸面取り又は角面取りであるのが好ましい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二輪車用のスプロケットであって、
歯部の、回転軸方向の一方側または両側面に、半径方向外方の先端から順に第１面取り部と第２面取り部とを有する
ことを特徴とするスプロケット。

【請求項2】

第１面取り部および第２面取り部が、丸面取り又は角面取りである請求項１記載のスプロケット。

【請求項3】

第１面取り部が丸面取りであって、半径曲率が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である請求項２記載のスプロケット。

【請求項4】

第１面取り部が角面取りであって、歯部の半径方向先端における切欠き量が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である請求項２記載のスプロケット。

【請求項5】

第２面取り部が丸面取りであって、歯部の半径方向先端における切欠き量が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下で、曲率半径が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である請求項３または４記載のスプロケット。

【請求項6】

第２面取り部が角面取りであって、歯部の半径方向先端における切欠き量が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下で、半径方向長さが３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である請求項３または４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、より詳細には二輪車に使用されるスプロケットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

二輪車において動力を伝達する方式としては、通常、駆動側スプロケット（ドライブスプロケット）と従動側スプロケット（ドリブンスプロケット）との間に無端状のローラーチェーンを架け渡して動力を伝達する方式が用いられている。このような動力伝達方式では、スプロケットの歯部とローラーチェーンのローラーとが噛み合って、ローラーから歯部の側面（スプロケットの周方向の側面）に又は歯部の側面からローラーに力が加わる。

【0003】

ローラーチェーンを構成する一対のガイドプレートの内側の間隔は、スプロケットの半径方向外方の歯部の厚みよりも僅かに大きく設定されている。二輪車の場合、走行中に走行方向に垂直な面内において車体が傾くことがある。競技用二輪車の場合には、最大で６０°近くも車体が傾くことがある。車体が傾くとローラーチェーンは重力方向側に片寄るため、ローラーチェーンとスプロケットとが噛み合う際に、ローラーチェーンの片方側のガイドプレートとスプロケットの歯部とが干渉しやすくなる。

【0004】

また二輪車が減速するときに、ローラーチェーンに対する回転方向への引っ張り力が弱まってローラーチェーンに弛みが生じて、ローラーチェーンが回転方向に対して垂直方向に横振れして、ローラーチェーンとスプロケットとが噛み合う際に、ローラーチェーンのガイドプレートとスプロケットの歯部とが干渉しやすくなる。ローラーチェーンのガイドプレートとスプロケットの歯部とが干渉すると部材の摩耗や軋み音などが発生する。

【0005】

ローラーチェーンのガイドプレートとスプロケットの歯部との干渉を抑制するためには、ローラーチェーンのガイドプレートとスプロケットの歯部との隙間を大きくすることが考えられるが、当該隙間を大きくするとスプロケットの歯部とローラーチェーンとの嵌合性が低下して駆動力の伝達効率が低下するおそれがある。

【0006】

特許文献１には、自動車におけるサイレントチェーンによる駆動伝達方式において、スプロケットの歯部とチェーンとの干渉を抑制するため、歯部の厚み方向両側に面取り部を設けることが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２－３４９６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、スプロケットの歯部とローラーチェーンとの嵌合性を低下させずに、ローラーチェーンの一対のガイドプレートとスプロケットの歯部との干渉を抑えることができ、高速度回転での長時間使用にも耐え得る二輪車用のスプロケットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成する本発明の一態様に係るスプロケットは、二輪車用のスプロケットであって、歯部の、回転軸方向の一方側または両側に、半径方向外方の先端から順に第１面取り部と第２面取り部とを有することを特徴とする。

【0010】

本態様によれば、歯先の先端部に２つの面取り部が設けられているのでスプロケットの歯部とローラーチェーンとの噛み合いが円滑となるとともに、嵌合性も低下せずに動力を無駄なく伝達することができる。

【0011】

前記態様のスプロケットにおいて、第１面取り部および第２面取り部が、丸面取り又は角面取りであるのがよい。

【0012】

前記態様のスプロケットにおいて、第１面取り部が丸面取りであって、半径曲率が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましい。

【0013】

前記態様のスプロケットにおいて、第１面取り部が角面取りであって、歯部の半径方向先端における切欠き量が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましい。

【0014】

前記態様のスプロケットにおいて、第２面取り部が丸面取りであって、歯部の半径方向先端における切欠き量が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下で、曲率半径が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であるのが好ましい。

【0015】

前記態様のスプロケットにおいて、第２面取り部が角面取りであって、歯部の半径方向先端における切欠き量が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下で、半径方向長さが３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるのが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係るスプロケットによれば、スプロケットの歯部とローラーチェーンとの嵌合性を低下させずに、ローラーチェーンの一対のガイドプレートとスプロケットの歯部との干渉を抑えることができる。これにより、高速度回転での長時間使用にも耐え得る。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係るスプロケットＳＰ１の正面図である。

【図2】図１におけるＡ－Ａ線断面図である。

【図3】スプロケットＳＰ１の歯部とローラーチェーンとの噛み合い過程を示す説明図である。

【図4】第２実施形態に係るスプロケットＳＰ２の歯部の拡大断面図である。

【図5】第３実施形態に係るスプロケットＳＰ３の歯部の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明を図に基づきさらに詳しく説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
また、以下の各実施形態では、同一または対応する構成については同一の符号を付して説明を適宜省略する場合がある。また以下の説明において、半径方向、厚み方向、周方向は各図に示す半径方向、厚み方向、周方向を意味するものとする。また厚み方向は回転軸方向と同じ方向を意味するものとする。

【0019】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るスプロケットＳＰ１を示す正面図を図１に、図１のＡ－Ａ線断面図を図２にそれぞれ示す。なお、これらの図に示すスプロケットＳＰ１は自動二輪車のドリブンスプロケット（以下、単に「スプロケット」と記すことがある。）として使用されるものである。

【0020】

図１に示すスプロケットＳＰ１は、所定の厚みを有する円盤状の本体部１と、本体部１の外周に周方向に等間隔で形成された複数個の溝部３と、溝部３の形成により出現する歯部２とを有する。

【0021】

円盤状の本体部１は、円環状の中央部１１と、中央部１１の外周に接続する円環状の外縁部１２とを有する。中央部１１と外縁部１２とは一体に形成されている。

【0022】

中央部１１は外縁部１２よりも薄く成形され、本体部１の表面に中央部１１と外縁部１２との境界に周状段差１３が形成されている。

【0023】

なお、本体部１の表面に外縁部１２と中央部１１とに周状段差１３が形成されているのは主としてスプロケットＳＰ１の軽量化を図るためである。スプロケットＳＰ１の所望の強度や剛性等が維持できるならば、周状段差１３は本体部１の表面および裏面の両側に設けても構わない。また反対に、スプロケットＳＰ１の高強度化などの観点から本体部１に周状段差１３は設けずに中央部１１と外縁部１２とを同一厚みとしても勿論構わない。

【0024】

本体部１の中央部１１の中心には所定径の軸穴１５が形成され、軸穴１５の周囲にはスプロケットＳＰ１を二輪車本体に着脱可能に取り付けるための５個の固定用穴１６が周方向に等間隔で形成されている。また、スプロケットＳＰ１の軽量化を図るため、本体部１の軸穴１５の周囲には、直径の異なる円形の５つの軽量化穴１７ａと５つの軽量化穴１７ｂとが交互に周方向に等間隔で複数個形成されている。なお、軸穴１５及び固定用穴１６の大きさや個数、形成位置などはスプロケットＳＰ１を取り付ける二輪車の仕様に合わせて適宜決定される。また、軽量化穴１７ａ，１７ｂの形状や個数などはスプロケットＳＰ１の強度等を考慮して適宜決定され、軽量化穴１７ａ，１７ｂを設けない構成としても勿論構わない。

【0025】

図２に示すように、スプロケットＳＰ１の外縁部１２の外周には溝部３及び歯部２が周方向に所定間隔で交互に形成されている。換言すると、外縁部１２の外周に溝部３が周方向に所定間隔で形成されることで、歯部２が周方向に所定間隔で出現する。溝部３及び歯部２を含む外縁部１２は、スプロケットＳＰ１の回転軸に垂直な厚み方向の中央の線Ｏに対して線対称の形状を有する。溝部３及び歯部２は、通常、ＪＩＳ及びＡＮＳＩに規定される形状に準じたの形状とされる。具体的には、チェーンピッチやローラー外径、スプロケットＳＰ１の歯数などが決まれば、ピッチ円直径、歯底円直径、歯面半径、歯底部円弧半径などは所定の式から求められ、溝部３及び歯部２の形状が定まる。

【0026】

歯部２の厚み方向両側面（表側面および裏側面）には、半径方向外方の先端から順に第１面取り部５１と第２面取り部６１とが連続して設けられている。すなわち、歯部２の厚みは、半径方向外方に向かって厚み方向両側から厚み方向中央方向に徐々に薄くなり、歯部２の半径方向外周面と歯部２の厚み方向両側面との接続部は丸面取りとされている。これによって、スプロケットＳＰ１の歯部２とローラーチェーン７（図３に図示）とが噛み合い始めるとき、ローラーチェーン７がスプロケットＳＰ１に対して多少回転軸方向に横ぶれしたり、あるいは片方側に片寄って進入することがあっても、スプロケットＳＰ１の歯部２とローラーチェーン７との干渉が抑制されるとともに噛み込み（嵌合）も確実に実行されるようになる。

【0027】

本実施形態のスプロケットＳＰ１では第１面取り部５１および第２面取り部６１はいずれも丸面取りである。

【0028】

第１面取り部５１は、後述する第２面取り部６１の半径方向外方側端と、歯部２の半径方向外周面との接続部を丸面取りしたものである。第１面取り部５１の曲率半径Ｒａに特に限定はなく、ローラーチェーン７の一対のガイドプレート７１ａ，７１ｂ（図３に図示）の内側の間隔や歯部２の厚みなどを考慮して適宜決定すればよい。第１面取り部５１の曲率半径Ｒａは、通常、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲が好ましい。より好ましい範囲は０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲である。

【0029】

第１面取り部５１の形成は、後述のスプロケットの作製方法において説明するように、第２面取り部６１の形成と共に形成するのが効率的であるが、第２面取り部６１の形成後に別途形成しても構わない。

【0030】

第２面取り部６１は、歯部２の半径方向途中部から第１面取り部５１の半径方向内方側端に至るまで設けられている。第２面取り部６１の切欠き量Ｄｂに特に限定はないが、通常、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲が好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲である。第２面取り部６１の曲率半径Ｒｂに特に限定はないが、通常、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下の範囲が好ましく、より好ましくは１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲である。

【0031】

（噛合過程）
図３に、本実施形態のスプロケットＳＰ１の歯部２とローラーチェーン７との噛み合い過程を示す説明図を示す。この図におけるローラーチェーン７は、スプロケットＳＰ１に対して厚み方向の位置が表側にズレていると共に、ローラーチェーン７のローラー７２の回転軸Ｏ_２がスプロケットＳＰ１の回転軸方向Ｏ_１に対して角度θ傾いている。
このような厚み方向の位置ズレおよびスプロケットＳＰ１の回転軸方向Ｏ_１に対する傾きを有するローラーチェーン７がスプロケットＳＰ１の歯部２と噛み合う際、まずローラーチェーン７の一対のガイドプレート７１ａ，７１ｂの一方のガイドプレート７１ｂがスプロケットＳＰ１の歯部２の第１面取り部５１に当接して、ローラーチェーン７は歯部２に滑らかに係入する（図３（ａ））。次いで、ガイドプレート７１ｂが第２面取り部６１に摺接しながら半径方向内方に進入することで、ローラーチェーン７は厚み方向の位置ズレおよび傾きが矯正されながら歯部２にさらに係入する（図３（ｂ））。そして、ローラーチェーン７の位置ズレおよび傾きが矯正された状態で、ローラーチェーン７とスプロケットＳＰ１の歯部２とは噛み合うようになる（図３（ｃ））。

【0032】

本実施形態に係るスプロケットＳＰ１の材料としては従来公知の物が使用可能であるが、耐久性を向上させる観点からは高硬度の物が望ましい。このような材料としては、例えば、アルミ合金、鉄、チタン合金、炭素鋼、クロムモリブデン鋼、合金工具鋼などが挙げられる。またこれらの材料に対して表面処理や熱処理を行った物を用いてもよい。

【0033】

本実施形態に係るスプロケットＳＰ１の直径は二輪車に使用される直径であり、通常、５０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下の範囲である。また本実施形態に係るスプロケットＳＰ１の厚みは二輪車に使用される厚みであり、通常、４．３ｍｍ，５．８ｍｍ，７．２ｍｍ，８．７ｍｍなどである。

【0034】

スプロケットＳＰ１は、歯部２の半径方向外周の周方向両端部が丸面取りされているのが好ましい。歯部２の摩耗が低減され、高速度回転での長時間使用にも耐え得るようになる。丸面取りの曲率半径は、通常、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲が好ましい。

【0035】

（スプロケットの作製）
スプロケットＳＰ１の作製方法に特に限定はないが、高い寸法精度が得られることからエンドミルなどを用いた切削加工が望ましい。なお、スプロケットの前駆体としての円盤は耐摩耗性等の観点から高い硬度を有する材料から構成されているので、エンドミルによる一回当たりの切削量は所定量以下（例えば１ｍｍ程度）に抑えられる。このため、円盤の外縁部１２に所望形状の歯部２を削り出すためには繰り返し切削する必要がある。

【0036】

また、スプロケットＳＰ１の軸穴１５・固定用穴１６・軽量化穴１７ａ，１７ｂなども切削加工により形成するのが望ましい。切削加工による削り出しによって作製されたスプロケットＳＰでは高い寸法精度が得られるからである。

【0037】

（第２実施形態）
図４に、図２と同様の、第２実施形態に係るスプロケットＳＰ２の部分拡大断面図を示す。この図に示すスプロケットＳＰ２が、第１実施形態のスプロケットＳＰ１と異なる点は、第２面取り部６２が角面取りである点である。その外の点は第１実施形態のスプロケットＳＰ１と同じであるので、ここではそれらの点の説明は省略し、スプロケットＳＰ２の第２面取り部６２について以下説明する。

【0038】

スプロケットＳＰ２の歯部２の厚み方向両側面に設けられた第２面取り部６２は、歯部２の半径方向先端における切欠き量がＤｂで半径方向長さがＬｂである。そして、第２面取り部６２の外側端と歯部２の半径方向外周面との接続部に、曲率半径Ｒａの丸面取りの第１面取り部５１が設けられている。

【0039】

第２面取り部６２の切欠き量Ｄｂに特に限定はないが、通常、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲が好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲である。第２面取り部６２の半径方向長さＬｂも特に限定はないが、通常、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲が好ましく、より好ましくは５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲である。

【0040】

このような構成のスプロケットＳＰ２によっても、スプロケットＳＰ２の歯部２とローラーチェーン７とが噛み合い始めるとき、ローラーチェーン７がスプロケットＳＰ２に対して多少回転軸方向に横ぶれしたり、あるいは片方側に片寄って進入することがあっても、スプロケットＳＰ２の歯部２とローラーチェーン７との干渉が抑制されるとともに噛み込みが確実に実行されるようになる。

【0041】

（第３実施形態）
図５に、図２と同様の、第３実施形態に係るスプロケットＳＰ３の部分拡大断面図を示す。この図に示すスプロケットＳＰ３が、第１実施形態のスプロケットＳＰ１と異なる点は、第１面取り部５２が角面取りである点である。その外の点は第１実施形態のスプロケットＳＰ１と同じであるので、ここではそれらの点の説明は省略し、スプロケットＳＰ３の第１面取り部５２について以下説明する。

【0042】

第３実施形態のスプロケットＳＰ３では、第２面取り部６１の半径方向外方端と歯部２の半径方向外周面との接続部に、第１面取り部５２としての角面取りが設けられている。この第１面取り部５２の切欠き量Ｄａに特に限定はないが、通常、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲が好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲である。
第１面取り部５２がこのような角面取りの場合も、丸面取りの場合と同様に、スプロケットＳＰ２の歯部２とローラーチェーン７との干渉が抑制されるとともに噛み込みが確実に実行されるようになる。

【0043】

（その他）

【0044】

なお、スプロケットの歯部２の第１面取り部５１および第２面取り部６１がどちらも角面取りであっても勿論構わない。この場合の切欠き量Ｄａ，Ｄｂ、半径方向長さＬｂは前述の好適範囲がここでも適用される。

【0045】

また、以上説明した各実施形態はいずれも自動二輪車のドリブンスプロケットであったが、本発明に係るスプロケットはドライブスプロケットなどにも適用可能である。また、ＪＩＳ及びＡＮＳＩに準拠しない形状の溝部３及び歯部２を有するスプロケットにも適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明に係るスプロケットは、歯部とローラーチェーンとの嵌合性を低下させずに、ローラーチェーンの一対のガイドプレートとスプロケットの歯部との干渉を抑えることができる。

【符号の説明】

【0047】

ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３ スプロケット
１ 本体部
２ 歯部
３ 溝部
７ ローラーチェーン
１１ 中央部
１２ 外縁部
１３ 段差
１５ 軸穴
１６ 固定用穴
１７ａ，１７ｂ 軽量化穴
５１，５２ 第１面取り部
６１，６２ 第２面取り部
７１ａ，７１ｂ ガイドプレート
７２ ローラー
Ｒａ 第１面取り部の曲率半径
Ｒｂ 第２面取り部の曲率半径
Ｄａ 第１面取り部の半径方向先端における切欠き量
Ｄｂ 第２面取り部の半径方向先端における切欠き量
Ｌｂ 第２面取り部の半径方向長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】