スプロケット及びそれを用いた自動二輪車
【課題】軽量且つ耐久性に優れ、しかもチェーンへの攻撃性を低減し得るスプロケット及びそれを用いた自動二輪車を提供する。
【解決手段】スプロケット６を構成するスプロケット金属板の厚さＴ１が、スプロケットに噛み合うチェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾Ｔ２よりも薄く、かつスプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部２０が該波型形状の波の頂部２２の外端部に形成され、該スプロケット歯部２０がチェーン７に適正に噛み合うように、スプロケット歯部２０における波型形状の厚さＴ３がチェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾Ｔ２に整合され、各スプロケット歯部２０の表裏面の外端側をチェーン７の内プレート１０間の内方側へ傾斜された。
【解決手段】スプロケット６を構成するスプロケット金属板の厚さＴ１が、スプロケットに噛み合うチェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾Ｔ２よりも薄く、かつスプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部２０が該波型形状の波の頂部２２の外端部に形成され、該スプロケット歯部２０がチェーン７に適正に噛み合うように、スプロケット歯部２０における波型形状の厚さＴ３がチェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾Ｔ２に整合され、各スプロケット歯部２０の表裏面の外端側をチェーン７の内プレート１０間の内方側へ傾斜された。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車に好適な巻掛伝動装置のスプロケット及びそれを用いた自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動二輪車や自転車或いは種々の産業機械の動力伝達系において、チェーンとスプロケットとを用いた巻掛伝動装置が広く採用されている。また、チェーン及びスプロケットの形状やサイズに関しては、ＪＩＳ規格のＪＩＳＢ１８０１、ＪＩＳＢ１８０２に夫々規定されている。
【０００３】
前記スプロケットにおいては、素材の使用量を少なくしてその製作コストを安価にするためや、自動二輪車等においては、車体重量の軽減や、加速時における応答性などの改善のため、所定の配列で複数の軽減孔が形成され、スプロケットの重量が軽減されたものも実用化されている。また、自動二輪車の後輪側に設けられるスプロケットは、外部に露出させることも多く、軽減孔の形状により自動二輪車の外観、意匠が大きく左右されるので、軽減孔の形状やサイズに関しても多数の提案がなされている。
【０００４】
特許文献１には、スプロケットの重量を極力軽減するため、スプロケットを構成するスプロケット金属板の厚さが、スプロケットに噛み合うチェーンの平行な内プレートの間隔巾よりも薄く、かつスプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部が該波型形状の波の頂部の外端部に形成され、該スプロケット歯部がチェーンに適正に噛み合うように、スプロケット歯部における波型形状の厚さがチェーンの平行な内プレートの間隔巾に整合されるように構成され、スプロケット金属板の板厚が従来のスプロケットの１／２に設定された、チェーンに対してガタなく円滑に噛合するスプロケットが記載されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１１０８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１記載のスプロケットでは、チェーンとスプロケットとの噛合関係を良好に維持するため、表面側に配置されるスプロケット歯部の表面と、裏面側に配置されるスプロケット歯部の裏面に対して切削加工或いはプレス加工を施して、従来のスプロケットと同様にスプロケット歯部の表裏面に対して面取りを行っていたが、このように構成すると、スプロケット歯部がスプロケットの回転中心と略直交する方向に延設されることから、チェーンラインが精確に張設されていなかった場合や、チェーンラインが緩んでいる場合や、チェーンが伸長してチェーンが緩んだ状態でスプロケットに対して巻掛伝動するとき、スプロケット歯部の歯先がチェーンの平行な内プレートの間隔巾に対してスムーズに噛合わなく接触、衝突したりすることがあるので、チェーンの平行な内プレートに対してスプロケット歯部の歯先が適正に噛み合うように、また平行なプレート間隔巾に対して適正に整合させることが望まれていた。特にスプロケットやチェーンの耐久性が向上することが期待されている。
【０００７】
本発明の目的は、スプロケット金属板の板厚が薄く、スプロケットが軽量化され、スプロケット歯部の損傷や摩耗が効果的に防止されスプロケットの耐久性が向上されるとともに、チェーンがスプロケット歯部にスムーズに噛み合うことができ、回転エネルギーのロスが少なくなると共にチェーンへの攻撃性が低減され得るスプロケット及びそれを用いた自動二輪車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るスプロケットは、スプロケットを構成するスプロケット金属板の厚さが、スプロケットに噛み合うチェーンの平行な内プレートの間隔巾よりも薄く、かつスプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部が該波型形状の波の頂部の外端部に形成され、該スプロケット歯部がチェーンに適正に噛み合うように、スプロケット歯部における波型形状の厚さがチェーンの平行な内プレートの間隔巾に整合され、各スプロケット歯部の表裏面の外端側がチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜されたものである。
【０００９】
このスプロケットにおいては、スプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部が該波型形状の波の頂部の外端部に形成され、該スプロケット歯部がチェーンに適正に噛み合うように、スプロケット歯部における波型形状の厚さがチェーンの平行な内プレートの間隔巾に整合され、各スプロケット歯部の表裏面の外端側がチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜されているので、スプロケット歯部は、チェーンの平行な内プレート間においてローラに、ローラの一端側と他端側とに交互に噛み合いながら、スプロケットとチェーン間において動力を伝達することになる。このため、チェーンの形状や強度に応じてスプロケット金属板を薄肉に構成することができ、スプロケットの大幅な軽量化が可能となる。また、波型形状に形成されたスプロケット金属板の外周部により、スプロケット全体の捩じれに対する強度、剛性が高くなって、スプロケットの耐久性や信頼性を向上でき、しかもスプロケットの回転により波型形状部分が空気を切るので、スプロケットの温度上昇が抑制されて、温度上昇による強度低下も効果的に防止できる。更に、スプロケットの使用途中で外面に付着した泥水等は、スプロケットの回転による遠心力でスプロケットとチェーンとの噛合部分へ移動することになるが、波型形状部分の溝に沿って泥水等が外部へ効率的に排出されるので、スプロケットとチェーン間に泥水等が噛み込まれることが防止され、スプロケット及びチェーンの耐久性が向上する。更にまた、各スプロケット歯部の表裏面の外端側をチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜させているので、チェーンラインが精確に張設されていなかった場合や、チェーンが緩んでいる場合や、チェーンが伸長してチェーンが緩んだ状態でスプロケットに対して巻掛伝動するとき、スプロケット歯部の歯先がチェーンの平行な内プレートの間隔巾に対してスムーズに噛み合わなく接触、衝突したり、横ぶれがすることがなく、チェーンの平行な内プレートに対してスプロケット歯部の歯先が適正に噛み合うようになり、スプロケット歯部とチェーンとの噛み合い関係を良好に維持することが可能となる。その結果、スプロケット歯部の歯先の損傷や摩耗が効果的に防止でき、スプロケット歯部の弾性変形が抑制され、チェーンの外れが防止されるとともにスプロケット歯部でチェーンが傷つけられることが防止され、スプロケットやチェーンの耐久性が向上できる。
【００１０】
ここで、前記スプロケット金属板の厚さは、チェーンの形状、強度等に応じて任意に設定可能で、例えば波型形状の厚さに対して４／５〜１／１０に設定できる。尚、波型形状の厚さとは、金属板の外周部を周方向に沿って表裏に交互に突出させた波型形状における、表面側の波の頂部と、裏面側の波の頂部間における、スプロケットの厚さ方向（軸方向）の間隔を意味する。
【００１１】
前記各スプロケット歯部の表裏面の外端側が、テーパー状に傾斜されることもでき、また湾曲状に傾斜されることもできる。また、スプロケット歯部の表裏面の外端側の傾斜は、プレス加工により行うこともできるし、切削加工により傾斜させることもできる。
【００１２】
前記スプロケット歯部の歯数は、波型形状部分における波のピッチを同一ピッチに設定して、スプロケットの外観、意匠性を向上することができることから偶数歯に構成することが好ましいが、波型形状部分における少なくとも１つの波のピッチが他の波のピッチと異なるように構成され、スプロケット歯部の少なくとも１つが、波型形状の波の途中部の外端部に形成されて、奇数歯に構成することもできる。具体的には、波型形状部分における少なくとも１つの波のピッチが他の波のピッチの２倍に設定され、この波型部分に関しては波の途中部の外端部にスプロケット歯部が形成されることになる。
【００１３】
前記スプロケット金属板の中央部に、取付用シャフトに嵌入される芯孔が形成され、取付用シャフトの取付面に対面するスプロケット金属板の取付面に、波型形状の一側面の頂部を含む面内に位置する凸部面が形成されるものも好ましい実施の形態である。このように構成すると、スプロケットのボス部の凸部面を取付用シャフトの取付部に対面して重ね合わせ固定することができ、取付用シャフトとスプロケット歯部の軸方向の位置関係を従来のスプロケットと同じに設定した状態で使用できるので、軸方向に位置調整することなく、既存のスプロケットに代えて本発明のスプロケットを組み付けることができる。
【００１４】
前記スプロケット金属板の素材としては、素材コストや製作コストを考慮すると炭素鋼板を用いることが好ましいが、ステンレス鋼板を用い、少なくともスプロケット歯部を反りや変形を防止するように焼入れすることも好ましい実施の形態である。
【００１５】
前記スプロケットは、自転車やゴーカート等にも適用できるが、耐久性及び信頼性、軽量化に対する要求が厳しい、自動二輪車に好適に適用できる。
【００１６】
本発明に係る自動二輪車は、請求項１乃至９のいずれかに記載のスプロケットを用いたものである。自動二輪車においては、エンジンからの駆動力を伝達するためのスプロケット及びチェーンの耐久性及び信頼性、軽量化に対する要求が厳しいことから、本発明に係るスプロケットが好適に適用される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るスプロケットによれば、チェーンの形状や強度に応じてスプロケット金属板が薄肉に構成されることができ、スプロケットの大幅な軽量化が可能となること、波型形状に形成されたスプロケット金属板の外周部により、スプロケット全体の捩じれに対する強度、剛性が高くなって、スプロケットの耐久性や信頼性が向上できるとともに、温度上昇による強度低下が効果的に防止できること、スプロケットとチェーン間に泥水等が噛み込まれることが防止され、スプロケット及びチェーンの耐久性が向上できること、更に各スプロケット歯部の表裏面の外端側がチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜されているので、チェーンラインが精確に張設されていなかった場合や、チェーンが緩んでいる場合や、チェーンが伸長してチェーンが緩んだ状態でスプロケットに対して巻掛伝動するとき、スプロケット歯部の歯先がチェーンの平行な内プレートの間隔巾に対してスムーズに噛合わなく接触、衝突したり、横ぶれすることがなくなり、チェーンの平行な内プレートに対してスプロケット歯部の歯先が適正に噛み合うようになり、スプロケット歯部とチェーンとの噛み合い関係を良好に維持することが可能となる。その結果、スプロケット歯部の歯先の損傷や摩耗が効果的に防止でき、スプロケット歯部の弾性変形が抑制され、チェーンの外れが防止できるとともにスプロケット歯部でチェーンが傷つけられることが防止され、スプロケットやチェーンの耐久性が向上できる。
【００１８】
また、本発明に係るスプロケットを用いた自動二輪車によれば、スプロケットとチェーンとからなる動力伝達系として、軽量で且つ耐久性及び信頼性に優れた動力伝達系を備えた自動二輪車を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、自動二輪車１のエンジン２の出力軸３には駆動スプロケット４が設けられ、後輪５には従動スプロケット６が設けられ、両スプロケット４、６にはチェーン７が張設され、エンジン２からの出力は、駆動スプロケット４とチェーン７と従動スプロケット６を経て後輪５に伝達されるように構成されている。本実施の形態では、このような構成の巻掛伝動装置を備えたオフロードタイプの自動二輪車１の駆動スプロケット４に本発明を適用した場合について説明するが、オンドードタイプの自動二輪車の駆動スプロケットに対しても本発明を同様に適用できる。
【００２０】
チェーン７は、図２、図８に示すように、内外に平行配置される１対の内プレート１０及び１対の外プレート１１と、両内プレート１０の両端部間に配置したローラ１２と、ローラ１２を挿通して内プレート１０と外プレート１１とを回動自在に連結するリンクピン１３とを備え、内プレート１０と外プレート１１とをリンクピン１３で無端ループ状に交互に連結した周知の構成のものである。
【００２１】
従動スプロケット（以下、単にスプロケットと称する。）６は、図２〜図８に示すように、金属板をプレス成形により製作したものである。スプロケット６を構成するスプロケット金属板の素材としては、スプロケット６の少なくともスプロケット歯部２０に対してステンレス鋼板または炭素鋼板を用いることになる。特に、ステンレス鋼板からなるスプロケット金属板は、変態点温度以上に加熱した後、１０℃／分以上で５０℃／分以下の緩やかな冷却速度、例えば常温にて緩やかに冷却することにより焼入れ処理を施すことができ、炭素鋼板のように変態点以上に加熱後、急冷する必要がないので、スプロケット６の歪や反りを少なくすることができるので好ましい。特に軽量化を図るために軽減孔２８を形成する場合には、スプロケット素材の強度、剛性が優れ、簡単な焼入れ処理により最高の硬度剛性にすることが望まれるので、焼入れ処理をしたステンレス鋼板は硬度剛性に優れるため、これを用いることが好ましい。ステンレス金属板の焼入れ処理は、一般的な手法で行うことができ、例えば高周波加熱コイルにより、スプロケット金属板を加熱して行うことができる。焼入れは、スプロケット歯部２０のみに施すこともできるし、スプロケット６全体に施すこともできる。尚、スプロケット６は、プレス成形以外に鋳造や鍛造等により製作することもできる。
【００２２】
図２〜図８に示すように、スプロケット金属板の厚さＴ１は、スプロケット６に噛み合うチェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾Ｔ２よりも薄く設定されている。具体的には、スプロケット金属板の厚さＴ１は、内プレート１０の間隔巾Ｔ２の４／５以上では重量軽減のメリットが十分に得られず、１／１０以下では強度が十分に確保できないので、４／５〜１／１０、好ましくは４／５〜１／５に設定されている。図２〜図８に示すスプロケット６では、スプロケット金属板の厚さＴ１を内プレート１０の間隔巾Ｔ２の約１／２に設定したものを開示している。スプロケット金属板の厚さＴ１は、全体にわたって一様な板厚に設定することが、製作コストを低減する上で好ましいが、例えばスプロケット歯部２０の板厚のみが他の部分よりも厚肉になるように構成したものを用いることも可能である。
【００２３】
スプロケット金属板の外周部には、周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされた波型部２１が形成され、波型部２１の各波の頂部２２及び頂部２２から隣接する頂部２２に至る傾斜部２３は半径方向に放射状に配置されている。波型部２１の外周部には、頂部２２の外端部が歯先２０ａとなり、傾斜部２３の外端部の途中部が歯底２０ｂとなるように複数のスプロケット歯部２０が形成され、スプロケット歯部２０がチェーン７に適正に噛み合うように、スプロケット歯部２０における波型部２１の厚さＴ３が、チェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾Ｔ２よりもやや薄くなって適正なクリアランスが確保されるように整合されている。スプロケット歯部２０の歯数は、図３に示すスプロケット６では４２個に設定したが、エンジン出力等に応じて任意の個数に設定でき、また波型部２１の形成範囲は、図３に示すスプロケット６では、スプロケット６の外端部から中央部側へ向けて半径の約２／５の範囲に形成したが、少なくとも外周部にスプロケット歯部２０を形成可能な範囲であれば任意の範囲に設定できる。
【００２４】
各スプロケット歯部２０の表面２０Ｆ及び裏面２０Ｒは、スプロケット歯部２０を曲げ加工することにより、外端側がチェーン７の内プレート１０間の内方側へ傾斜された、テーパー状又は湾曲状の傾斜面に構成されている。表面側へ突出するスプロケット歯部２０の表面２０Ｆと、裏面側へ突出するスプロケット歯部２０の裏面２０Ｒとは、同じ方向に傾斜したテーパー状又は湾曲状に形成され、各スプロケット歯部２０の厚さが、歯元から歯先２０ａにわたって一様な厚さとなるように構成されている。表裏面２０Ｆ、２０Ｒは、スプロケット歯部２０がチェーン７に対して良好に噛合するように、テーパー状に形成する場合には、スプロケット６の回転中心と直交する方向に対する傾斜角度を、例えば２０°〜３０°に設定することになり、湾曲状に形成する場合には、例えばその曲率半径を１０ｍｍ〜２５ｍｍに設定することになる。また、テーパー状と湾曲状の両者を組み合わせた形状に形成することも可能である。更に、スプロケット歯部２０の半径方向の全長に亙ってテーパー状や湾曲状に形成したり、半径方向の途中部よりも歯先側においてテーパー状や湾曲状に形成することもできる。
【００２５】
スプロケット歯部２０の加工は、別途に行うことも可能であるが、スプロケット金属板に対してスプロケット歯部２０や軽減孔２８を形成するための金型で、スプロケット歯部２０や軽減孔２８と同時にプレス成形することが、作業工程数を少なくする上で好ましい。このようにスプロケット歯部２０に対して曲げ加工を施すと、歯先２０ａにおいても十分な強度剛性が確保され、歯先２０ａの損傷を防止できる。一方それに伴いチェーン７の損傷も防止できる。加えて、スプロケット６の表裏への歯先２０ａの弾性変形並びに塑性変形も抑制され、弾性変形によるチェーン７とスプロケット６の噛み合わせ不良を防止して、スプロケット歯部２０によりチェーン７が傷つけられるという不具合を防止できるとともに、自動二輪車などにおいてはその走行時における振動で、スプロケット６からのチェーン７が脱落するという不具合も効果的に防止でき、走行安定性が図れる。但し、表面側へ突出するスプロケット歯部２０の表面２０Ｆと、裏面側へ突出するスプロケット歯部２０の裏面２０Ｒとは、傾斜面に加えて切削により面取り形状に形成することも可能である。
【００２６】
自動二輪車１の後輪５におけるホイールのボス部（これが取付用シャフトに相当する）３０には軸孔３１が形成され、軸孔３１には複数のベアリング３２が装着され、後輪５はこれら複数のベアリング３２を挿通する車軸３３に回転自在に支持されている。スプロケット６は後輪５のボス部３０に形成した鍔状の取付部３４にボルト３５で固定され、スプロケット６の中央部には、ボス部３０に嵌入する芯孔２４が形成され、スプロケットの芯孔２４と波型部２１間にはスプロケット６の取付部２５が形成され、スプロケット６の取付部２５には表面側突出部２５Ｆと裏面側突出部２５Ｒとが、波型部２１よりも大きなピッチの矩形波状に、周方向に沿って交互に突出形成されている。裏面側突出部２５Ｒの裏面側には正面視略５角形状の平坦な凸部面２６が形成され、この凸部面２６は波型部２１の表面側の頂部２２を含む面内に配置され、裏面側突出部２５Ｒの中央部にはテーパー状の座ぐりを形成したボルト挿通孔２７が形成され、スプロケット６は、芯孔２４をボス部３０の端部に挿入した状態で、ボス部３０の取付部３４に裏面側突出部２５Ｒの凸部面２６を対面的に重ね合わせ、スプロケットの取付部２５をボス部３０の取付部３４にボルト３５で固定して後輪５に組付けられている。このように、裏面側突出部２５Ｒの凸部面２６が波型部２１の表面側の頂部２２を含む面内に配置されているので、凸部面を後輪５の取付部３４に重ね合わせてスプロケット６を後輪５に固定することで、通常のスプロケットと同様に、スプロケット歯部２０の軸方向位置が後輪５に対して適正位置に配置されるように構成される。なお、スプロケット６の取付部２５の凸部面２６が裏面側突出部２５Ｒに形成された一例を説明したが、凸部面は表裏面突出部２５R、２５Fの表裏面に設けてもよい。
【００２７】
各裏面側突出部２５Ｒの外周部の両端部と各表面側突出部２５Ｆの中央部及び外周部の両端部には、スプロケット６の重量を軽減するための正面視三角形状の軽減孔２８が形成されている。軽減孔２８の形状や個数は任意に設定可能であるが、表面側突出部２５Ｆの側部の内端部又は途中部と、表面側突出部２５Ｆの外周部の中央部とを連結するリブ部２９が形成されるように構成することで、軽減孔２８を極力大きく設定しつつスプロケット６の強度剛性を十分に確保できるように構成されている。スプロケット６の表面又は裏面における軽減孔２８の空隙率は５〜４０％、に設定されている。空隙率が４０％を越える場合には、スプロケット６の強度剛性を十分に確保できず、５％未満の場合には、軽減孔２８による軽量化の効果が少ないので、空隙率は１２〜２３％に設定することが好ましい。
【００２８】
次に、前記スプロケット６の作用、効果について説明する。
図８に示すように、本発明のスプロケット６は、スプロケット歯部２０の表裏面２０Ｆ、２０Ｒが傾斜された形状になっているので、チェーン７が精確に張設されていなかった場合や、チェーン７が緩んでいる場合や、チェーン７が伸長して緩んだ状態でスプロケット６に対して巻掛伝動するとき、スプロケット歯部２０の歯先２０ａがチェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾に対してスムーズに噛み合わなく接触、衝突したり、横ぶれすることがなくなり、チェーン７の平行な内プレート１０に対してスプロケット歯部２０の歯先２０ａが適正に噛み合い、スプロケット歯部２０とチェーン７との噛み合い関係を良好に維持することが可能となる。その結果、スプロケット歯部２０の歯先２０ａの損傷や摩耗が効果的に防止でき、スプロケット歯部２０の弾性変形ないし塑性変形が抑制され、チェーン７の脱落、外れが防止できるとともにスプロケット歯部２０でチェーン７が傷つけられたり、スプロケット６が傷つけられたりすることが防止され、スプロケット６やチェーン７の耐久性が向上できる。
【００２９】
次に、前記スプロケット６の構成を部分的に変更した他の実施の形態について説明する。尚、前記実施の形態と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３０】
（１） スプロケット６の波型部２１では頂部２２を放射状に形成したが、図９に示すスプロケット６Ａの波型部２１Ａのように、頂部２２Ａを一方向に湾曲状に形成することもできる。また、頂部２２が半径方向に対して一方向に傾斜状になるように形成することもできる。
【００３１】
（２） スプロケット６では、一定周期で表裏に交互に突出させて波型部２１を形成しているので、スプロケット６は偶数歯となるが、図１０〜図１２に示すスプロケット６Ｂのように、波型部２１Ｂの少なくとも１つの波における頂部２２間のピッチを他の頂部２２間のピッチＰ１の２倍、つまり１周期分のピッチをあけて頂部２２を形成してもよい。この波においては、頂部２２の外端部にスプロケット歯部２０を形成するとともに、頂部２２間の傾斜部２３Ｂの途中部の外端部にスプロケット歯部２０Ｂを形成し、偶数歯のスプロケットにおいては、傾斜部２３Ｂの個数を偶数に設定し、奇数歯のスプロケットにおいては、傾斜部２３Ｂの個数を奇数に設定することも可能である。但し、傾斜部２３Ｂを複数設ける場合には、スプロケット６Ｂのバランスを良くするため、傾斜部２３Ｂを円周一定間隔おきに設けることが好ましい。
【００３２】
尚、本実施の形態では、自動二輪車１の従動スプロケット６に本発明を適用した場合について説明した、自転車や電動アシスト自転車、ゴーカート、小型自動車など、自動二輪車１以外の各種乗り物や、産業機械に対してもスプロケットを備えたものであれば、本発明を同様に適用することが可能である。
【００３３】
次に、前記スプロケットの性能を評価するために行った評価試験について説明する。
スプロケットとして、外観形状が図３〜図７に示すような外観形状で、各部の寸法が表１に示すように設定されたステンレス製のスプロケットを用いた。また、試験機として排気量６００ｃｃ、装備重量１８０ｋｇの自動二輪車に適用することを想定し、模擬レースコースの走行条件（平均速度１７８ｋｍ／ｈ、最高速度２７７ｋｍ／ｈ）、チェーン平均張力４．３ＫＮ、チェーン最高張力６．８ＫＮを１サイクルとして、走行距離が４．３ｋｍの走行時に加減速を繰返し、２０，０００ｋｍに相当する試験を実施した。評価試験機は大同工業株式会社製のＤＩＤ５２０ＶＭを用い、チェーンとしてチェーンピッチが１５．８７５ｍを用い、駆動スプロケットとしてサンスター技研（株）製の駆動スプロケット１７Ｔ−＃５２０を用いた。
【００３４】
この試験機にスプロケットをセットして、２０，０００Ｋｍの走行試験を行い、走行試験後におけるスプロケットの各部の寸法を測定し、走行試験前との変化量を求めた。その結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
この走行試験の結果、厳しい条件下で２０，０００ｋｍ相当の走行試験を行ったが、表１から歯底径の減少は０．０２３ｍｍと極めて小さく、また歯底振れの変化量が０．０１ｍｍと極めて僅かで磨耗も偏磨耗もほとんどなく、チェーンがスプロケット歯部に対してスムーズに噛合していることが実証できる。チェーンに関しては損傷、破損、磨耗や伸長変形は認められず、またローラの摩耗もローラ間の伸びもほとんど認められなかった。このことから、本発明のスプロケットは、チェーンに対する攻撃性が少なく、チェーンの耐久性を向上できることが判った。また、スプロケットに関しては、スプロケット歯部の損傷、破損、磨耗や変形は認められず、スプロケットの耐久性も十分に確保できていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】自動二輪車の側面図
【図２】図１のII-II線断面図
【図３】スプロケットの正面図
【図４】図３のIV-IV線断面図
【図５】スプロケットの要部平面図
【図６】図３のVI-VI線断面図
【図７】図３のVII-VII線断面図
【図８】スプロケットとチェーンとの噛み合い状態の説明図
【図９】他の構成のスプロケットの正面図
【図１０】他の構成のスプロケットの正面図
【図１１】同スプロケットの要部平面図
【図１２】図１０のXII-XII線断面図
【符号の説明】
【００３８】
１ 自動二輪車 ２ エンジン
３ 出力軸 ４ 駆動スプロケット
５ 後輪 ６ 従動スプロケット
７ チェーン
１０ 内プレート １１ 外プレート
１２ ローラ １３ リンクピン
２０ スプロケット歯部 ２０ａ 歯先
２０ｂ 歯底 ２０Ｆ 表面
２０Ｒ 裏面 ２１ 波型部
２１ａ 溝部 ２２ 頂部
２３ 傾斜部 ２４ 芯孔
２５ スプロケットの取付部 ２５Ｆ 表面側突出部
２５Ｒ 裏面側突出部 ２６ 凸部面
２７ ボルト挿通孔 ２８ 軽減孔
２９ リブ部
３０ ボス部 ３１ 軸孔
３２ ベアリング ３３ 車軸
３４ 取付部 ３５ ボルト
６Ａ スプロケット ２１Ａ 波型部
２２Ａ 頂部
６Ｂ スプロケット ２０Ｂ スプロケット歯部
２１Ｂ 波型部 ２３Ｂ 傾斜部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車に好適な巻掛伝動装置のスプロケット及びそれを用いた自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動二輪車や自転車或いは種々の産業機械の動力伝達系において、チェーンとスプロケットとを用いた巻掛伝動装置が広く採用されている。また、チェーン及びスプロケットの形状やサイズに関しては、ＪＩＳ規格のＪＩＳＢ１８０１、ＪＩＳＢ１８０２に夫々規定されている。
【０００３】
前記スプロケットにおいては、素材の使用量を少なくしてその製作コストを安価にするためや、自動二輪車等においては、車体重量の軽減や、加速時における応答性などの改善のため、所定の配列で複数の軽減孔が形成され、スプロケットの重量が軽減されたものも実用化されている。また、自動二輪車の後輪側に設けられるスプロケットは、外部に露出させることも多く、軽減孔の形状により自動二輪車の外観、意匠が大きく左右されるので、軽減孔の形状やサイズに関しても多数の提案がなされている。
【０００４】
特許文献１には、スプロケットの重量を極力軽減するため、スプロケットを構成するスプロケット金属板の厚さが、スプロケットに噛み合うチェーンの平行な内プレートの間隔巾よりも薄く、かつスプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部が該波型形状の波の頂部の外端部に形成され、該スプロケット歯部がチェーンに適正に噛み合うように、スプロケット歯部における波型形状の厚さがチェーンの平行な内プレートの間隔巾に整合されるように構成され、スプロケット金属板の板厚が従来のスプロケットの１／２に設定された、チェーンに対してガタなく円滑に噛合するスプロケットが記載されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１１０８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１記載のスプロケットでは、チェーンとスプロケットとの噛合関係を良好に維持するため、表面側に配置されるスプロケット歯部の表面と、裏面側に配置されるスプロケット歯部の裏面に対して切削加工或いはプレス加工を施して、従来のスプロケットと同様にスプロケット歯部の表裏面に対して面取りを行っていたが、このように構成すると、スプロケット歯部がスプロケットの回転中心と略直交する方向に延設されることから、チェーンラインが精確に張設されていなかった場合や、チェーンラインが緩んでいる場合や、チェーンが伸長してチェーンが緩んだ状態でスプロケットに対して巻掛伝動するとき、スプロケット歯部の歯先がチェーンの平行な内プレートの間隔巾に対してスムーズに噛合わなく接触、衝突したりすることがあるので、チェーンの平行な内プレートに対してスプロケット歯部の歯先が適正に噛み合うように、また平行なプレート間隔巾に対して適正に整合させることが望まれていた。特にスプロケットやチェーンの耐久性が向上することが期待されている。
【０００７】
本発明の目的は、スプロケット金属板の板厚が薄く、スプロケットが軽量化され、スプロケット歯部の損傷や摩耗が効果的に防止されスプロケットの耐久性が向上されるとともに、チェーンがスプロケット歯部にスムーズに噛み合うことができ、回転エネルギーのロスが少なくなると共にチェーンへの攻撃性が低減され得るスプロケット及びそれを用いた自動二輪車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るスプロケットは、スプロケットを構成するスプロケット金属板の厚さが、スプロケットに噛み合うチェーンの平行な内プレートの間隔巾よりも薄く、かつスプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部が該波型形状の波の頂部の外端部に形成され、該スプロケット歯部がチェーンに適正に噛み合うように、スプロケット歯部における波型形状の厚さがチェーンの平行な内プレートの間隔巾に整合され、各スプロケット歯部の表裏面の外端側がチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜されたものである。
【０００９】
このスプロケットにおいては、スプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部が該波型形状の波の頂部の外端部に形成され、該スプロケット歯部がチェーンに適正に噛み合うように、スプロケット歯部における波型形状の厚さがチェーンの平行な内プレートの間隔巾に整合され、各スプロケット歯部の表裏面の外端側がチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜されているので、スプロケット歯部は、チェーンの平行な内プレート間においてローラに、ローラの一端側と他端側とに交互に噛み合いながら、スプロケットとチェーン間において動力を伝達することになる。このため、チェーンの形状や強度に応じてスプロケット金属板を薄肉に構成することができ、スプロケットの大幅な軽量化が可能となる。また、波型形状に形成されたスプロケット金属板の外周部により、スプロケット全体の捩じれに対する強度、剛性が高くなって、スプロケットの耐久性や信頼性を向上でき、しかもスプロケットの回転により波型形状部分が空気を切るので、スプロケットの温度上昇が抑制されて、温度上昇による強度低下も効果的に防止できる。更に、スプロケットの使用途中で外面に付着した泥水等は、スプロケットの回転による遠心力でスプロケットとチェーンとの噛合部分へ移動することになるが、波型形状部分の溝に沿って泥水等が外部へ効率的に排出されるので、スプロケットとチェーン間に泥水等が噛み込まれることが防止され、スプロケット及びチェーンの耐久性が向上する。更にまた、各スプロケット歯部の表裏面の外端側をチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜させているので、チェーンラインが精確に張設されていなかった場合や、チェーンが緩んでいる場合や、チェーンが伸長してチェーンが緩んだ状態でスプロケットに対して巻掛伝動するとき、スプロケット歯部の歯先がチェーンの平行な内プレートの間隔巾に対してスムーズに噛み合わなく接触、衝突したり、横ぶれがすることがなく、チェーンの平行な内プレートに対してスプロケット歯部の歯先が適正に噛み合うようになり、スプロケット歯部とチェーンとの噛み合い関係を良好に維持することが可能となる。その結果、スプロケット歯部の歯先の損傷や摩耗が効果的に防止でき、スプロケット歯部の弾性変形が抑制され、チェーンの外れが防止されるとともにスプロケット歯部でチェーンが傷つけられることが防止され、スプロケットやチェーンの耐久性が向上できる。
【００１０】
ここで、前記スプロケット金属板の厚さは、チェーンの形状、強度等に応じて任意に設定可能で、例えば波型形状の厚さに対して４／５〜１／１０に設定できる。尚、波型形状の厚さとは、金属板の外周部を周方向に沿って表裏に交互に突出させた波型形状における、表面側の波の頂部と、裏面側の波の頂部間における、スプロケットの厚さ方向（軸方向）の間隔を意味する。
【００１１】
前記各スプロケット歯部の表裏面の外端側が、テーパー状に傾斜されることもでき、また湾曲状に傾斜されることもできる。また、スプロケット歯部の表裏面の外端側の傾斜は、プレス加工により行うこともできるし、切削加工により傾斜させることもできる。
【００１２】
前記スプロケット歯部の歯数は、波型形状部分における波のピッチを同一ピッチに設定して、スプロケットの外観、意匠性を向上することができることから偶数歯に構成することが好ましいが、波型形状部分における少なくとも１つの波のピッチが他の波のピッチと異なるように構成され、スプロケット歯部の少なくとも１つが、波型形状の波の途中部の外端部に形成されて、奇数歯に構成することもできる。具体的には、波型形状部分における少なくとも１つの波のピッチが他の波のピッチの２倍に設定され、この波型部分に関しては波の途中部の外端部にスプロケット歯部が形成されることになる。
【００１３】
前記スプロケット金属板の中央部に、取付用シャフトに嵌入される芯孔が形成され、取付用シャフトの取付面に対面するスプロケット金属板の取付面に、波型形状の一側面の頂部を含む面内に位置する凸部面が形成されるものも好ましい実施の形態である。このように構成すると、スプロケットのボス部の凸部面を取付用シャフトの取付部に対面して重ね合わせ固定することができ、取付用シャフトとスプロケット歯部の軸方向の位置関係を従来のスプロケットと同じに設定した状態で使用できるので、軸方向に位置調整することなく、既存のスプロケットに代えて本発明のスプロケットを組み付けることができる。
【００１４】
前記スプロケット金属板の素材としては、素材コストや製作コストを考慮すると炭素鋼板を用いることが好ましいが、ステンレス鋼板を用い、少なくともスプロケット歯部を反りや変形を防止するように焼入れすることも好ましい実施の形態である。
【００１５】
前記スプロケットは、自転車やゴーカート等にも適用できるが、耐久性及び信頼性、軽量化に対する要求が厳しい、自動二輪車に好適に適用できる。
【００１６】
本発明に係る自動二輪車は、請求項１乃至９のいずれかに記載のスプロケットを用いたものである。自動二輪車においては、エンジンからの駆動力を伝達するためのスプロケット及びチェーンの耐久性及び信頼性、軽量化に対する要求が厳しいことから、本発明に係るスプロケットが好適に適用される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るスプロケットによれば、チェーンの形状や強度に応じてスプロケット金属板が薄肉に構成されることができ、スプロケットの大幅な軽量化が可能となること、波型形状に形成されたスプロケット金属板の外周部により、スプロケット全体の捩じれに対する強度、剛性が高くなって、スプロケットの耐久性や信頼性が向上できるとともに、温度上昇による強度低下が効果的に防止できること、スプロケットとチェーン間に泥水等が噛み込まれることが防止され、スプロケット及びチェーンの耐久性が向上できること、更に各スプロケット歯部の表裏面の外端側がチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜されているので、チェーンラインが精確に張設されていなかった場合や、チェーンが緩んでいる場合や、チェーンが伸長してチェーンが緩んだ状態でスプロケットに対して巻掛伝動するとき、スプロケット歯部の歯先がチェーンの平行な内プレートの間隔巾に対してスムーズに噛合わなく接触、衝突したり、横ぶれすることがなくなり、チェーンの平行な内プレートに対してスプロケット歯部の歯先が適正に噛み合うようになり、スプロケット歯部とチェーンとの噛み合い関係を良好に維持することが可能となる。その結果、スプロケット歯部の歯先の損傷や摩耗が効果的に防止でき、スプロケット歯部の弾性変形が抑制され、チェーンの外れが防止できるとともにスプロケット歯部でチェーンが傷つけられることが防止され、スプロケットやチェーンの耐久性が向上できる。
【００１８】
また、本発明に係るスプロケットを用いた自動二輪車によれば、スプロケットとチェーンとからなる動力伝達系として、軽量で且つ耐久性及び信頼性に優れた動力伝達系を備えた自動二輪車を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、自動二輪車１のエンジン２の出力軸３には駆動スプロケット４が設けられ、後輪５には従動スプロケット６が設けられ、両スプロケット４、６にはチェーン７が張設され、エンジン２からの出力は、駆動スプロケット４とチェーン７と従動スプロケット６を経て後輪５に伝達されるように構成されている。本実施の形態では、このような構成の巻掛伝動装置を備えたオフロードタイプの自動二輪車１の駆動スプロケット４に本発明を適用した場合について説明するが、オンドードタイプの自動二輪車の駆動スプロケットに対しても本発明を同様に適用できる。
【００２０】
チェーン７は、図２、図８に示すように、内外に平行配置される１対の内プレート１０及び１対の外プレート１１と、両内プレート１０の両端部間に配置したローラ１２と、ローラ１２を挿通して内プレート１０と外プレート１１とを回動自在に連結するリンクピン１３とを備え、内プレート１０と外プレート１１とをリンクピン１３で無端ループ状に交互に連結した周知の構成のものである。
【００２１】
従動スプロケット（以下、単にスプロケットと称する。）６は、図２〜図８に示すように、金属板をプレス成形により製作したものである。スプロケット６を構成するスプロケット金属板の素材としては、スプロケット６の少なくともスプロケット歯部２０に対してステンレス鋼板または炭素鋼板を用いることになる。特に、ステンレス鋼板からなるスプロケット金属板は、変態点温度以上に加熱した後、１０℃／分以上で５０℃／分以下の緩やかな冷却速度、例えば常温にて緩やかに冷却することにより焼入れ処理を施すことができ、炭素鋼板のように変態点以上に加熱後、急冷する必要がないので、スプロケット６の歪や反りを少なくすることができるので好ましい。特に軽量化を図るために軽減孔２８を形成する場合には、スプロケット素材の強度、剛性が優れ、簡単な焼入れ処理により最高の硬度剛性にすることが望まれるので、焼入れ処理をしたステンレス鋼板は硬度剛性に優れるため、これを用いることが好ましい。ステンレス金属板の焼入れ処理は、一般的な手法で行うことができ、例えば高周波加熱コイルにより、スプロケット金属板を加熱して行うことができる。焼入れは、スプロケット歯部２０のみに施すこともできるし、スプロケット６全体に施すこともできる。尚、スプロケット６は、プレス成形以外に鋳造や鍛造等により製作することもできる。
【００２２】
図２〜図８に示すように、スプロケット金属板の厚さＴ１は、スプロケット６に噛み合うチェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾Ｔ２よりも薄く設定されている。具体的には、スプロケット金属板の厚さＴ１は、内プレート１０の間隔巾Ｔ２の４／５以上では重量軽減のメリットが十分に得られず、１／１０以下では強度が十分に確保できないので、４／５〜１／１０、好ましくは４／５〜１／５に設定されている。図２〜図８に示すスプロケット６では、スプロケット金属板の厚さＴ１を内プレート１０の間隔巾Ｔ２の約１／２に設定したものを開示している。スプロケット金属板の厚さＴ１は、全体にわたって一様な板厚に設定することが、製作コストを低減する上で好ましいが、例えばスプロケット歯部２０の板厚のみが他の部分よりも厚肉になるように構成したものを用いることも可能である。
【００２３】
スプロケット金属板の外周部には、周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされた波型部２１が形成され、波型部２１の各波の頂部２２及び頂部２２から隣接する頂部２２に至る傾斜部２３は半径方向に放射状に配置されている。波型部２１の外周部には、頂部２２の外端部が歯先２０ａとなり、傾斜部２３の外端部の途中部が歯底２０ｂとなるように複数のスプロケット歯部２０が形成され、スプロケット歯部２０がチェーン７に適正に噛み合うように、スプロケット歯部２０における波型部２１の厚さＴ３が、チェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾Ｔ２よりもやや薄くなって適正なクリアランスが確保されるように整合されている。スプロケット歯部２０の歯数は、図３に示すスプロケット６では４２個に設定したが、エンジン出力等に応じて任意の個数に設定でき、また波型部２１の形成範囲は、図３に示すスプロケット６では、スプロケット６の外端部から中央部側へ向けて半径の約２／５の範囲に形成したが、少なくとも外周部にスプロケット歯部２０を形成可能な範囲であれば任意の範囲に設定できる。
【００２４】
各スプロケット歯部２０の表面２０Ｆ及び裏面２０Ｒは、スプロケット歯部２０を曲げ加工することにより、外端側がチェーン７の内プレート１０間の内方側へ傾斜された、テーパー状又は湾曲状の傾斜面に構成されている。表面側へ突出するスプロケット歯部２０の表面２０Ｆと、裏面側へ突出するスプロケット歯部２０の裏面２０Ｒとは、同じ方向に傾斜したテーパー状又は湾曲状に形成され、各スプロケット歯部２０の厚さが、歯元から歯先２０ａにわたって一様な厚さとなるように構成されている。表裏面２０Ｆ、２０Ｒは、スプロケット歯部２０がチェーン７に対して良好に噛合するように、テーパー状に形成する場合には、スプロケット６の回転中心と直交する方向に対する傾斜角度を、例えば２０°〜３０°に設定することになり、湾曲状に形成する場合には、例えばその曲率半径を１０ｍｍ〜２５ｍｍに設定することになる。また、テーパー状と湾曲状の両者を組み合わせた形状に形成することも可能である。更に、スプロケット歯部２０の半径方向の全長に亙ってテーパー状や湾曲状に形成したり、半径方向の途中部よりも歯先側においてテーパー状や湾曲状に形成することもできる。
【００２５】
スプロケット歯部２０の加工は、別途に行うことも可能であるが、スプロケット金属板に対してスプロケット歯部２０や軽減孔２８を形成するための金型で、スプロケット歯部２０や軽減孔２８と同時にプレス成形することが、作業工程数を少なくする上で好ましい。このようにスプロケット歯部２０に対して曲げ加工を施すと、歯先２０ａにおいても十分な強度剛性が確保され、歯先２０ａの損傷を防止できる。一方それに伴いチェーン７の損傷も防止できる。加えて、スプロケット６の表裏への歯先２０ａの弾性変形並びに塑性変形も抑制され、弾性変形によるチェーン７とスプロケット６の噛み合わせ不良を防止して、スプロケット歯部２０によりチェーン７が傷つけられるという不具合を防止できるとともに、自動二輪車などにおいてはその走行時における振動で、スプロケット６からのチェーン７が脱落するという不具合も効果的に防止でき、走行安定性が図れる。但し、表面側へ突出するスプロケット歯部２０の表面２０Ｆと、裏面側へ突出するスプロケット歯部２０の裏面２０Ｒとは、傾斜面に加えて切削により面取り形状に形成することも可能である。
【００２６】
自動二輪車１の後輪５におけるホイールのボス部（これが取付用シャフトに相当する）３０には軸孔３１が形成され、軸孔３１には複数のベアリング３２が装着され、後輪５はこれら複数のベアリング３２を挿通する車軸３３に回転自在に支持されている。スプロケット６は後輪５のボス部３０に形成した鍔状の取付部３４にボルト３５で固定され、スプロケット６の中央部には、ボス部３０に嵌入する芯孔２４が形成され、スプロケットの芯孔２４と波型部２１間にはスプロケット６の取付部２５が形成され、スプロケット６の取付部２５には表面側突出部２５Ｆと裏面側突出部２５Ｒとが、波型部２１よりも大きなピッチの矩形波状に、周方向に沿って交互に突出形成されている。裏面側突出部２５Ｒの裏面側には正面視略５角形状の平坦な凸部面２６が形成され、この凸部面２６は波型部２１の表面側の頂部２２を含む面内に配置され、裏面側突出部２５Ｒの中央部にはテーパー状の座ぐりを形成したボルト挿通孔２７が形成され、スプロケット６は、芯孔２４をボス部３０の端部に挿入した状態で、ボス部３０の取付部３４に裏面側突出部２５Ｒの凸部面２６を対面的に重ね合わせ、スプロケットの取付部２５をボス部３０の取付部３４にボルト３５で固定して後輪５に組付けられている。このように、裏面側突出部２５Ｒの凸部面２６が波型部２１の表面側の頂部２２を含む面内に配置されているので、凸部面を後輪５の取付部３４に重ね合わせてスプロケット６を後輪５に固定することで、通常のスプロケットと同様に、スプロケット歯部２０の軸方向位置が後輪５に対して適正位置に配置されるように構成される。なお、スプロケット６の取付部２５の凸部面２６が裏面側突出部２５Ｒに形成された一例を説明したが、凸部面は表裏面突出部２５R、２５Fの表裏面に設けてもよい。
【００２７】
各裏面側突出部２５Ｒの外周部の両端部と各表面側突出部２５Ｆの中央部及び外周部の両端部には、スプロケット６の重量を軽減するための正面視三角形状の軽減孔２８が形成されている。軽減孔２８の形状や個数は任意に設定可能であるが、表面側突出部２５Ｆの側部の内端部又は途中部と、表面側突出部２５Ｆの外周部の中央部とを連結するリブ部２９が形成されるように構成することで、軽減孔２８を極力大きく設定しつつスプロケット６の強度剛性を十分に確保できるように構成されている。スプロケット６の表面又は裏面における軽減孔２８の空隙率は５〜４０％、に設定されている。空隙率が４０％を越える場合には、スプロケット６の強度剛性を十分に確保できず、５％未満の場合には、軽減孔２８による軽量化の効果が少ないので、空隙率は１２〜２３％に設定することが好ましい。
【００２８】
次に、前記スプロケット６の作用、効果について説明する。
図８に示すように、本発明のスプロケット６は、スプロケット歯部２０の表裏面２０Ｆ、２０Ｒが傾斜された形状になっているので、チェーン７が精確に張設されていなかった場合や、チェーン７が緩んでいる場合や、チェーン７が伸長して緩んだ状態でスプロケット６に対して巻掛伝動するとき、スプロケット歯部２０の歯先２０ａがチェーン７の平行な内プレート１０の間隔巾に対してスムーズに噛み合わなく接触、衝突したり、横ぶれすることがなくなり、チェーン７の平行な内プレート１０に対してスプロケット歯部２０の歯先２０ａが適正に噛み合い、スプロケット歯部２０とチェーン７との噛み合い関係を良好に維持することが可能となる。その結果、スプロケット歯部２０の歯先２０ａの損傷や摩耗が効果的に防止でき、スプロケット歯部２０の弾性変形ないし塑性変形が抑制され、チェーン７の脱落、外れが防止できるとともにスプロケット歯部２０でチェーン７が傷つけられたり、スプロケット６が傷つけられたりすることが防止され、スプロケット６やチェーン７の耐久性が向上できる。
【００２９】
次に、前記スプロケット６の構成を部分的に変更した他の実施の形態について説明する。尚、前記実施の形態と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３０】
（１） スプロケット６の波型部２１では頂部２２を放射状に形成したが、図９に示すスプロケット６Ａの波型部２１Ａのように、頂部２２Ａを一方向に湾曲状に形成することもできる。また、頂部２２が半径方向に対して一方向に傾斜状になるように形成することもできる。
【００３１】
（２） スプロケット６では、一定周期で表裏に交互に突出させて波型部２１を形成しているので、スプロケット６は偶数歯となるが、図１０〜図１２に示すスプロケット６Ｂのように、波型部２１Ｂの少なくとも１つの波における頂部２２間のピッチを他の頂部２２間のピッチＰ１の２倍、つまり１周期分のピッチをあけて頂部２２を形成してもよい。この波においては、頂部２２の外端部にスプロケット歯部２０を形成するとともに、頂部２２間の傾斜部２３Ｂの途中部の外端部にスプロケット歯部２０Ｂを形成し、偶数歯のスプロケットにおいては、傾斜部２３Ｂの個数を偶数に設定し、奇数歯のスプロケットにおいては、傾斜部２３Ｂの個数を奇数に設定することも可能である。但し、傾斜部２３Ｂを複数設ける場合には、スプロケット６Ｂのバランスを良くするため、傾斜部２３Ｂを円周一定間隔おきに設けることが好ましい。
【００３２】
尚、本実施の形態では、自動二輪車１の従動スプロケット６に本発明を適用した場合について説明した、自転車や電動アシスト自転車、ゴーカート、小型自動車など、自動二輪車１以外の各種乗り物や、産業機械に対してもスプロケットを備えたものであれば、本発明を同様に適用することが可能である。
【００３３】
次に、前記スプロケットの性能を評価するために行った評価試験について説明する。
スプロケットとして、外観形状が図３〜図７に示すような外観形状で、各部の寸法が表１に示すように設定されたステンレス製のスプロケットを用いた。また、試験機として排気量６００ｃｃ、装備重量１８０ｋｇの自動二輪車に適用することを想定し、模擬レースコースの走行条件（平均速度１７８ｋｍ／ｈ、最高速度２７７ｋｍ／ｈ）、チェーン平均張力４．３ＫＮ、チェーン最高張力６．８ＫＮを１サイクルとして、走行距離が４．３ｋｍの走行時に加減速を繰返し、２０，０００ｋｍに相当する試験を実施した。評価試験機は大同工業株式会社製のＤＩＤ５２０ＶＭを用い、チェーンとしてチェーンピッチが１５．８７５ｍを用い、駆動スプロケットとしてサンスター技研（株）製の駆動スプロケット１７Ｔ−＃５２０を用いた。
【００３４】
この試験機にスプロケットをセットして、２０，０００Ｋｍの走行試験を行い、走行試験後におけるスプロケットの各部の寸法を測定し、走行試験前との変化量を求めた。その結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
この走行試験の結果、厳しい条件下で２０，０００ｋｍ相当の走行試験を行ったが、表１から歯底径の減少は０．０２３ｍｍと極めて小さく、また歯底振れの変化量が０．０１ｍｍと極めて僅かで磨耗も偏磨耗もほとんどなく、チェーンがスプロケット歯部に対してスムーズに噛合していることが実証できる。チェーンに関しては損傷、破損、磨耗や伸長変形は認められず、またローラの摩耗もローラ間の伸びもほとんど認められなかった。このことから、本発明のスプロケットは、チェーンに対する攻撃性が少なく、チェーンの耐久性を向上できることが判った。また、スプロケットに関しては、スプロケット歯部の損傷、破損、磨耗や変形は認められず、スプロケットの耐久性も十分に確保できていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】自動二輪車の側面図
【図２】図１のII-II線断面図
【図３】スプロケットの正面図
【図４】図３のIV-IV線断面図
【図５】スプロケットの要部平面図
【図６】図３のVI-VI線断面図
【図７】図３のVII-VII線断面図
【図８】スプロケットとチェーンとの噛み合い状態の説明図
【図９】他の構成のスプロケットの正面図
【図１０】他の構成のスプロケットの正面図
【図１１】同スプロケットの要部平面図
【図１２】図１０のXII-XII線断面図
【符号の説明】
【００３８】
１ 自動二輪車 ２ エンジン
３ 出力軸 ４ 駆動スプロケット
５ 後輪 ６ 従動スプロケット
７ チェーン
１０ 内プレート １１ 外プレート
１２ ローラ １３ リンクピン
２０ スプロケット歯部 ２０ａ 歯先
２０ｂ 歯底 ２０Ｆ 表面
２０Ｒ 裏面 ２１ 波型部
２１ａ 溝部 ２２ 頂部
２３ 傾斜部 ２４ 芯孔
２５ スプロケットの取付部 ２５Ｆ 表面側突出部
２５Ｒ 裏面側突出部 ２６ 凸部面
２７ ボルト挿通孔 ２８ 軽減孔
２９ リブ部
３０ ボス部 ３１ 軸孔
３２ ベアリング ３３ 車軸
３４ 取付部 ３５ ボルト
６Ａ スプロケット ２１Ａ 波型部
２２Ａ 頂部
６Ｂ スプロケット ２０Ｂ スプロケット歯部
２１Ｂ 波型部 ２３Ｂ 傾斜部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプロケットを構成するスプロケット金属板の厚さが、スプロケットに噛み合うチェーンの平行な内プレートの間隔巾よりも薄く、かつスプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部が該波型形状の波の頂部の外端部に形成され、該スプロケット歯部がチェーンに適正に噛み合うように、スプロケット歯部における波型形状の厚さがチェーンの平行な内プレートの間隔巾に整合され、各スプロケット歯部の表裏面の外端側がチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜された、
ことを特徴とするスプロケット。
【請求項２】
前記スプロケット金属板の厚さが、波型形状の厚さに対して４／５〜１／１０に設定された請求項１記載のスプロケット。
【請求項３】
前記各スプロケット歯部の表裏面の外端側が、テーパー状に傾斜された請求項１または２記載のスプロケット。
【請求項４】
前記各スプロケット歯部の表裏面の外端側が、湾曲状に傾斜された請求項１または２記載のスプロケット。
【請求項５】
前記各スプロケット歯部が、プレス加工によりその表裏面の外端側が、傾斜された請求項１乃至４のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項６】
前記各スプロケット歯部が、切削加工によりその表裏面の外端側が、傾斜された請求項１乃至４項のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項７】
前記スプロケット歯部の少なくとも１つが、波型形状の波の途中部の外端部に形成された請求項１乃至６いずれかに記載のスプロケット。
【請求項８】
前記スプロケット金属板の中央部に、取付用シャフトに嵌入される芯孔が形成され、取付用シャフトの取付面に対面するスプロケット金属板の取付面に、波型形状の一側面の頂部を含む面内に位置する凸部面が形成された請求項１乃至７のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項９】
前記スプロケット金属板がステンレス鋼板であり、少なくともスプロケット歯部が焼入れされた請求項１乃至８のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項１０】
自動二輪車に用いられることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかに記載のスプロケットを用いた自動二輪車。
【請求項１】
スプロケットを構成するスプロケット金属板の厚さが、スプロケットに噛み合うチェーンの平行な内プレートの間隔巾よりも薄く、かつスプロケット金属板の外周部が周方向に沿って表裏に交互に突出する波型形状とされ、スプロケット歯部が該波型形状の波の頂部の外端部に形成され、該スプロケット歯部がチェーンに適正に噛み合うように、スプロケット歯部における波型形状の厚さがチェーンの平行な内プレートの間隔巾に整合され、各スプロケット歯部の表裏面の外端側がチェーンの内プレート間の内方側へ傾斜された、
ことを特徴とするスプロケット。
【請求項２】
前記スプロケット金属板の厚さが、波型形状の厚さに対して４／５〜１／１０に設定された請求項１記載のスプロケット。
【請求項３】
前記各スプロケット歯部の表裏面の外端側が、テーパー状に傾斜された請求項１または２記載のスプロケット。
【請求項４】
前記各スプロケット歯部の表裏面の外端側が、湾曲状に傾斜された請求項１または２記載のスプロケット。
【請求項５】
前記各スプロケット歯部が、プレス加工によりその表裏面の外端側が、傾斜された請求項１乃至４のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項６】
前記各スプロケット歯部が、切削加工によりその表裏面の外端側が、傾斜された請求項１乃至４項のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項７】
前記スプロケット歯部の少なくとも１つが、波型形状の波の途中部の外端部に形成された請求項１乃至６いずれかに記載のスプロケット。
【請求項８】
前記スプロケット金属板の中央部に、取付用シャフトに嵌入される芯孔が形成され、取付用シャフトの取付面に対面するスプロケット金属板の取付面に、波型形状の一側面の頂部を含む面内に位置する凸部面が形成された請求項１乃至７のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項９】
前記スプロケット金属板がステンレス鋼板であり、少なくともスプロケット歯部が焼入れされた請求項１乃至８のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項１０】
自動二輪車に用いられることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のスプロケット。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかに記載のスプロケットを用いた自動二輪車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１９８４５１（Ｐ２００７−１９８４５１Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５８７９（Ｐ２００６−１５８７９）
【出願日】平成１８年１月２５日（２００６．１．２５）
【出願人】（３０５０３２２５４）サンスター技研株式会社 (97)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２５日（２００６．１．２５）
【出願人】（３０５０３２２５４）サンスター技研株式会社 (97)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]