KR102654972B1 - 스프로켓 - Google Patents

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Abstract

[과제]체인과의 맞물림 시의 접촉, 착석에 의한 충격이나 타격음을 경감함과 동시에, 체인 전동장치 전체의 진동이나 소음을 저감하여 내구성을 향상하는 스프로켓을 제공하는 것이다. [해결 수단]체인(150)의 링크 플레이트(151, 155)와 접촉하는 쿠션 링(120)을 갖는 스프로켓(100)에 있어서, 쿠션 링(120)이, 외주면에 링크 플레이트(151, 155)와 접촉하는 복수의 철상부(121, 122)를 갖고, 복수의 철상부(121, 122)가, 복수의 이(110)과 동일한 피치로 이끝(111)에 대응하는 부분에 설치되고, 또한, 형상이 다른 것을 포함하는 것이다.

Description

스프로켓{SPROCKET}
본 발명은, 스프로켓의 본체의 둘레면(周面, circumferential surface)에 체인의 핀, 부쉬(bush) 혹은 롤러와 맞물리는(engage) 복수의 이(齒, teeth)이 형성되고, 본체의 측면에 외주면이 체인의 링크 플레이트와 접촉하는 쿠션 링(cushion ring)을 갖는 스프로켓에 관한 것이다.
종래, 체인을 구동측 및 종동측의 적어도 2개의 스프로켓에 걸어서(掛架, suspend) 동력을 전달하는 체인 전동장치가 널리 사용되고 있고, 어느 용도에서도 소음 레벨을 저감시키는 것이 바람직하다.
특히, 체인이 스프로켓에 맞물리기 시작할 시에 생기는, 핀, 부쉬 혹은 롤러와 스프로켓의 이와의 접촉, 착석에 의한 타격음(打擊音, striking sound)은, 소음의 큰 요인이 되고 있어서, 이를 저감하는 것이 체인 전동장치의 과제가 되고 있다.
또, 핀, 부쉬 혹은 롤러와 스프로켓의 이와의 맞물리기 시작하는 접촉, 착석에 의한 충격이 진동의 요인이 되는 외에, 체인이나 스프로켓의 파손이나 마모의 요인이 되어 내구성을 저하시키는 등의 문제도 있었다.
이러한 체인과 스프로켓의 맞물림 시의 접촉, 착석에 의한 충격이나 타격음을 경감하기 위해, 본체의 둘레면에 체인의 핀, 부쉬 혹은 롤러와 맞물리는 복수의 이가 형성되고, 본체의 측면으로 외주면이 체인의 링크 플레이트와 접촉하는 쿠션 링을 갖는 스프로켓을 사용하고, 체인의 핀, 부쉬 혹은 롤러가 스프로켓의 이와 접촉 혹은 착석하기 전에 링크 플레이트가 쿠션 링의 외주면과 접촉하도록 하여 맞물림 시의 충격이나 타격음을 경감하는 것이 알려져 있다.
통상 스프로켓이, 이너 링크 플레이트(inner link plate)와 아우터 링크 플레이트(outer link plate)를 연결 핀에 의해 다수 교대로 연결한 롤러 체인과 맞물리는 경우, 체인을 스프로켓에 감아 걸린 상태에서는, 각 링크 플레이트의 체인 길이 방향의 중간 부분이 가장 스프로켓의 중심 근처에 위치한다.
따라서, 쿠션 링은, 외주면의 각 링크 플레이트의 체인 길이 방향의 중간 부분에 접촉하는 부분, 즉, 원주 방향의 복수의 이의 이끝(齒先, tooth tip)에 대응하는 부분이, 가장 링크 플레이트와 강하게 맞닿아서(當摺, contact) 크게 탄성변형 하게 된다.
이 탄성력을 조정하여, 맞물림 시의 롤러와 스프로켓의 접촉 상태를 제어하기 위해서, 쿠션 링의 외주면에 스프로켓의 이와 동일한 피치로 홈(溝, groove)을 설치함과 동시에, 쿠션 링의 홈과 홈 사이의 외주면을 원주면에 대해서 경사한 면으로 하는 스프로켓도 공지이다(예를 들어, 특허문헌 1 참조.).
일본 특허 특표평2002-523698호 명세서(전 페이지, 전 도면)
특허문헌 1 등에서 공지의 스프로켓의 쿠션 링은, 체인을 걸어 회전할 때에, 체인의 각 링크 플레이트와의 접촉에 의한 압축 변형과, 이탈에 의한 해방 복귀(解放復歸, release and return)를 반복한다.
쿠션 링이 각 링크 플레이트에 의해 강하게 눌려서(押壓, pressure) 크게 변형하는 장소는, 이너 링크 플레이트에 의해 눌리는 영역과 아우터 링크 플레이트에 의해 눌리는 영역으로, 이마다 쿠션 링의 폭 방향으로 어긋난(shift) 위치가 된다.
또, 일반적으로 이너 링크 플레이트와 아우터 링크 플레이트에서 형상, 높이, 판 두께가 다른 것이 다용되고 있고, 쿠션 링의 이너 링크 플레이트에 의해 눌리는 영역과 아우터 링크 플레이트에 의해 눌리는 영역에서는, 이마다 쿠션 링의 변형량이나 접촉의 타이밍이 다르게 된다.
이것으로, 쿠션 링크로부터 각 링크 플레이트에 주는 반력도, 이너 링크 플레이트에 의해 눌리는 영역과 아우터 링크 플레이트에 의해 눌리는 영역에 다르게 되어, 체인과의 맞물림 시의 접촉, 착석에 의한 충격이나 타격음은 저감하지만, 2 종류의 반력이 등간격으로 교대로 나타나므로 체인의 진동이나 공진 등의 원인이 되어, 체인 전동장치 전체의 진동이나 소음이 발생하는 우려가 있었다.
본 발명은, 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제를 해결하는 것이며, 즉, 본 발명의 목적은, 체인과의 맞물림 시의 접촉, 착석에 의한 충격이나 타격음을 경감함과 동시에, 체인 전동장치 전체의 진동이나 소음을 저감하여 내구성을 향상하는 스프로켓을 제공하는 것이다.
본 발명은, 스프로켓의 둘레면에 형성되어 체인의 핀, 부쉬 혹은 롤러와 맞물리는 복수의 이와, 스프로켓의 적어도 일방의 측면에 설치되어 외주면이 체인의 링크 플레이트와 접촉하는 쿠션 링을 갖는 스프로켓에서, 상기 쿠션 링이, 상기 외주면에 링크 플레이트와 접촉하는 복수의 철상부를 갖고, 상기 복수의 철상부가, 상기 복수의 이와 동일한 피치로 이끝에 대응하는 부분에 설치되고, 또한, 형상이 다른 것을 포함하는 것으로, 상기 과제를 해결하는 것이다.
본 청구항 1에 따른 발명의 스프로켓은, 쿠션 링이, 외주면에 링크 플레이트와 접촉하는 복수의 철상부를 가지므로, 체인과의 맞물림 시의 접촉, 착석에 의한 충격이나 타격음을 경감할 수 있다.
그리고, 철상부가, 복수의 이와 동일한 피치로 이끝에 대응하는 부분에 설치되고, 또한, 형상이 다른 것을 포함함으로써, 쿠션 링으로부터 각 링크 플레이트에 주는 반력을, 이너 링크 플레이트에 의해 눌리는 영역과 아우터 링크 플레이트에 의해 눌리는 영역에서 동일하게 하거나, 3 종류 이상의 반력으로 하는 것이 가능해져, 2 종류의 반력이 등간격으로 교대로 나타나지 않고, 체인 전동장치 전체의 진동이나 소음의 발생을 저감 가능하고, 내구성을 향상할 수 있다.
본 청구항 2에 따른 구성에 의하면, 복수의 철상부는, 서로 형상이 다른 제1 철상부와 제2 철상부로 구성되고, 제1 철상부와 제2 철상부는, 원주 방향으로 교대로 배치되어 있으므로, 체인 길이 방향으로 교대로 배치된 이너 링크 플레이트와 아우터 링크 플레이트에 대해서, 각각 접촉, 착석에 의한 충격이나 타격음을 저감시키는 최적인 철상부의 형상으로 할 수 있음과 동시에, 반력을 균등화하거나, 체인의 진동이나 공진을 억제하는 형태로 감는 것이 가능해져, 체인 전동장치 전체의 진동이나 소음의 발생을 더욱 저감 가능하고, 내구성을 향상할 수 있다.
본 청구항 3에 따른 구성에 의하면, 이너 링크 플레이트와 아우터 링크 플레이트의 높이가 다른 경우에서도, 제1 철상부와 제2 철상부의 높이를 거기에 대응하여 다르게 함으로써, 접촉 개시의 타이밍을 이너 링크 플레이트와 아우터 링크 플레이트에서 동일하게 하는 것이 가능하고, 접촉의 타이밍이 다름에 의한 진동을 억제할 수 있다.
본 청구항 4 내지 청구항 6에 따른 구성에 의하면, 이너 링크 플레이트와 아우터 링크 플레이트의 형상이나 판 두께가 다른 경우에서도, 제1 철상부와 제2 철상부의 접촉 상태를 각각 최적화하는 것이 가능해져, 체인 전동장치 전체의 진동이나 소음의 발생을 더욱 저감 가능하고, 내구성을 향상할 수 있다.
본 청구항 7에 따른 구성에 의하면, 제1 철상부와 체인의 이너 링크 플레이트의 착석시의 간섭량이, 상기 제2 철상부와 체인의 아우터 링크 플레이트의 착석시의 간섭량과 동일하므로, 이너 링크 플레이트와 아우터 링크 플레이트의 높이가 다른 경우에서도, 쿠션 링으로부터 각 링크 플레이트에 주는 반력을 균등하게 하는 것이 가능하고, 이너 링크 플레이트와 아우터 링크 플레이트에서 반력이 다름에 의한 진동을 억제할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 제1 실시 형태인 스프로켓 및 체인(일부)의 사시도.
[도 2] 도 1의 스프로켓 및 체인(일부)의 설명도.
[도 3] 본 발명의 제2 실시 형태인 스프로켓 및 체인(일부)의 설명도.
[도 4] 본 발명의 제3 실시 형태인 스프로켓 및 체인(일부)의 설명도.
[도 5] 본 발명의 제4 실시 형태인 스프로켓 및 체인(일부)의 설명도.
본 발명은, 둘레면에 형성되어 체인의 핀, 부쉬 혹은 롤러와 맞물리는 복수의 이와, 적어도 일방의 측면에 설치되어 외주면이 체인의 링크 플레이트와 접촉하는 쿠션 링을 갖는 스프로켓에서, 상기 쿠션 링이, 상기 외주면에 링크 플레이트와 접촉하는 복수의 철상부를 갖고, 상기 복수의 철상부가, 상기 복수의 이와 동일한 피치로 이끝에 대응하는 부분에 설치되고, 또한, 형상이 다른 것을 포함하는 것이면, 그 구체적인 실시형태는 어떤 것이어도 좋다.
본 발명의 스프로켓의 본체 및 이의 재질은, 강철 등의 금속, 세라믹, 수지 등 어떠한 재료여도 좋고, 그러한 복합재료여도 좋다.
또, 본 발명의 스프로켓의 쿠션 링은, 탄성을 가져 체인과의 접촉음이 저감되는 것이면, 고무, 합성 수지 등의 어떤 재료여도 좋다.
[실시예 1]
본 발명의 제1 실시 형태인 스프로켓(100)은, 도 1이나 도 2에 나타내듯이, 둘레면에 복수의 이끝(齒先, teeth tip)(111)과 치저(齒底, teeth bottom)(112)를 갖는 이(齒, teeth)(110)이 형성된 스프로켓 본체(101)와, 스프로켓 본체(101)의 양측면에 설치되어, 외주가 체인의 링크 플레이트와 접촉하는 탄성 부재로 이루어지는 쿠션 링(120)을 갖고 있다.
양측면의 쿠션 링(120)의 외주에는, 제1 철상부(凸狀部, convex section)(121)와 제2 철상부(122)가 원주 방향으로 교대로 설치되고, 제1 철상부(121)와 제2 철상부(122)의 중앙이 이끝(111)에 대응하는 위치가 되도록 형성되고 있다.
또한, 본 명세서 중에서 원주 방향의 「대응하는 위치」란, 스프로켓(100)의 원주 방향에서의 같은 각도 위치를 말한다.
또, 본 실시 형태에서는, 제1 철상부(121)와 제2 철상부(122) 사이의 오목한 형상부(凹狀部, concave section)의 표면이 연속하는 매끄러운 파상 곡면(波狀曲面, concave section)이 되도록 형성되고 있다.
이 스프로켓(100)에 체인(150)을 감을 수 있다(도면에서는 일부만 나타내 보인다).
체인(150)은, 일반적인 롤러 체인이며, 부쉬(bush)(153)가 감합하는 1쌍의 이너 링크 플레이트(inner link plate)(151)와, 연결 핀(152)이 감합하는 1쌍의 아우터 링크 플레이트(outer link plate)(155)와, 롤러(154)를 갖고, 부쉬(153)의 내면에 연결 핀(152)을 유동가능하게 삽입함으로써 아우터 링크 플레이트(155)와 이너 링크 플레이트(151)가 교대로 굴곡 가능하게 연결되고(alternately bendably coupled), 부쉬(153)의 외면에 롤러(154)가 유동 가능하게 삽입되어 구성되어 있다.
도 2에 나타내듯이, 아우터 링크 플레이트(155)가 부쉬(153)와 감합(嵌合, fit)하는 구멍의 지름은, 이너 링크 플레이트(151)가 연결 핀(152)과 감합하는 구멍의 지름보다 크기 때문에, 인장 강도를 확보하기 위해, 이너 링크 플레이트(151)의 높이 c1는, 아우터 링크 플레이트(155)의 높이 c2보다 크게 형성되고 있다.
이에 대응하여, 이너 링크 플레이트(151)와 접촉하는 쿠션 링(120)의 제1 철상부(121)의 두께 h1은, 아우터 링크 플레이트(155)와 접촉하는 쿠션 링(120)의 제2 철상부(122)의 두께 h2보다 작게 형성되고 있다.
이것에 의해, 맞물리기 시작한 이너 링크 플레이트(151)와 제1 철상부(121)가 접촉하는 타이밍과, 아우터 링크 플레이트(155)가 제2 철상부(122)와 접촉하는 타이밍을 거의 동일하게 하는 것이 가능하고, 접촉의 타이밍이 다름에 의한 진동을 억제할 수 있다.
[실시예 2]
본 발명의 제2 실시 형태인 스프로켓은, 제1 실시 형태와 쿠션 링(120B)만 다르고(相違), 다른 구성은 동일하다.
제2 실시예인 스프로켓의 쿠션 링(120B)은, 도 3에 나타내듯이, 체인(150)이 착석했을 때의, 제1 철상부(121B)와 이너 링크 플레이트(151)의 간섭량(체적) v1과, 제2 철상부(122B)와 아우터 링크 플레이트(155)의 간섭량(체적) v2이 동일하게 되도록 형성되고 있다.
이것에 의해, 이너 링크 플레이트(151)와 아우터 링크 플레이트(155)의 높이가 다른 경우에서도, 쿠션 링(120B)으로부터 각 링크 플레이트에 주는 반력을 균등하게 하는 것이 가능하고, 이너 링크 플레이트(151)와 아우터 링크 플레이트(155)에서 반력이 다름에 의한 진동을 억제할 수 있다.
[실시예 3]
본 발명의 제3 실시 형태인 스프로켓은, 도 4에 나타내듯이, 제1 실시 형태 혹은 제2 실시 형태와, 쿠션 링(120C)만 다르고, 다른 구성은 동일하다.
제3 실시예인 스프로켓의 쿠션 링(120C)은, 이너 링크 플레이트(151)가 간섭하는 제1 철상부(121C)의 형상과, 아우터 링크 플레이트(155)가 간섭하는 제2 철상부(122C)의 형상이 다르도록 형성되고 있다.
[실시예 4]
본 발명의 제4 실시 형태인 스프로켓은, 도 5에 나타내듯이, 제1 실시예 내지 제 3 실시예와 쿠션 링(120D)만 다르고, 다른 구성은 동일하다.
제4 실시예인 스프로켓의 쿠션 링(120D)은, 이너 링크 플레이트(151)가 간섭하는 제1 철상부(121D)의 접촉하는 면의 둘레 방향(周方向, circumferential direction) 길이(s1)와, 아우터 링크 플레이트(155)가 간섭하는 제2 철상부(122D)의 접촉하는 면의 둘레 방향 길이(s2)가 다르게(즉, 접촉하는 면의 면적도 다르게) 형성되고 있다.
본 실시 형태에서는, 제3 실시 형태와 동일하게, 이너 링크 플레이트(151)가 간섭하는 제1 철상부(121D)의 형상과, 아우터 링크 플레이트(155)가 간섭하는 제2 철상부(122D)의 형상도 다르도록 형성되고 있다.
이상과 같이 본 발명의 스프로켓에 의하면, 체인과의 맞물림 시의 접촉에 의한 충격이나 타격음을 경감함과 동시에, 체인과의 맞물림 시의 접촉, 착석에 의한 충격이나 타격음을 경감함과 동시에, 체인 전동장치 전체의 진동이나 소음을 저감하여 내구성을 향상하는 등, 그 효과는 심대(甚大)하다.
100···스프로켓(sprocket)
101···스프로켓 본체
110···이(齒, teeth)
111···이끝(齒先, teeth tip)
112···치저(齒底, teeth bottom)
120···쿠션 링
121···제1 철상부(凸狀部, convex section)
122···제2 철상부
150···체인
151···이너 링크 플레이트(inner link plate)
152···연결 핀
153···부쉬
154···롤러
155···아우터 링크 플레이트(outer link plate)

Claims (7)

  1. 스프로켓의 둘레면에 형성되어 체인의 핀, 부쉬 혹은 롤러와 맞물리는 복수의 이와, 스프로켓의 적어도 일방의 측면에 설치되어 외주면이 이너 링크 플레이트와 아우터 링크 플레이트의 높이가 다른 체인의 링크 플레이트와 접촉하는 쿠션 링을 갖는 스프로켓에 있어서,
    상기 쿠션 링이, 그 상기 외주면에, 링크 플레이트와 접촉하는 복수의 철상부를 갖고,
    상기 복수의 철상부가, 상기 복수의 이와 동일한 피치로 이끝에 대응하는 부분에 설치되고, 또한, 형상이 다른 것을 포함하고,
    상기 복수의 철상부는, 서로 형상이 다른 제1 철상부와 제2 철상부로 구성되고,
    상기 제1 철상부와 제2 철상부는, 원주 방향으로 교대로 배치되고,
    상기 제1 철상부는, 착석시에 이너 링크 플레이트에 의해 압축되어 변형되도록 형성되고,
    상기 제2 철상부는, 착석시에 아우터 링크 플레이트에 의해 압축되어 변형되도록 형성되고,
    상기 제1 철상부와 체인의 이너 링크 플레이트와의 착석시의 중복 부분의 압축 전의 체적인 간섭 체적이,
    상기 제2 철상부와 체인의 아우터 링크 플레이트와의 착석시의 중복 부분의 압축 전의 체적인 간섭 체적과 동일한 것을 특징으로 하는 스프로켓.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 철상부와 제2 철상부는, 쿠션 링의 반경 방향의 높이가 다른 것을 특징으로 하는 스프로켓.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 철상부와 제2 철상부는, 링크 플레이트의 착석시의 중복 부분의 링크 플레이트 측의 면의 착석시의 압축 전의 형상이 다른 것을 특징으로 하는 스프로켓.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 철상부와 제2 철상부는, 링크 플레이트의 착석시의 중복 부분의 링크 플레이트 측의 면의 착석시의 압축 전의 면적이 다른 것을 특징으로 하는 스프로켓.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 철상부와 제2 철상부는, 링크 플레이트의 착석시의 중복 부분의 링크 플레이트 측의 면의 착석시의 압축 전의 원주 방향의 직선 길이가 다른 것을 특징으로 하는 스프로켓.
  6. 삭제
  7. 삭제
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