JP2003090324A - 伝動軸および沈殿池の掻寄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のスプロケットホイルの軸受け構造で
は、スプロケットホイルや軸およびセラミックス製のス
リーブやブッシュに孔加工を施して、そこにノックピン
を打ち込んでスリーブやブッシュの固定をしていたが、
破損しやすいことが判明した。 【解決手段】 軸体６０、軸体に外嵌して外周面を回転
摺動面とするセラミックス製のスリーブ６３及び止め輪
６５を有し、前記スリーブの端面と前記止め輪の端面と
を互いに干渉させて前記スリーブの前記軸体に対する回
動を阻止する伝動軸。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は上水や汚水を浄化す
るための沈殿池において使用されるリンクベルト式掻寄
機の伝動軸および沈殿池の掻寄機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より上水の浄水場や汚水の処理場に
設けられている沈殿池にはリンクベルト式掻寄機が多用
されている。近年においては耐久性の向上、維持管理の
容易性、リサイクル可能化のニーズが高まっており、沈
殿池の掻寄機もその例外ではない。従来は鋳鉄製の部品
が使用されていた掻寄機の軽量化や耐食性の向上策とし
て、プラスチック製の部品を多用した掻寄機が提案され
実施されているが、リサイクル可能化という点で難点を
有している。またスプロケットホイルと軸、或いは軸受
と軸との回転摺動部に合金製のスリーブ或いはブッシュ
を装着して油による潤滑をおこなっていたが、この油が
外部に漏れ出すことを防止するために、複雑な構造のオ
イルシール部を設ける必要があった。また上水の浄水場
では潤滑油が溶出する危険性のあるものはその使用が避
けられていた。これらの課題を解決する手段として、本
願出願人らは実用新案登録公報第２５６４８２０号に記
載されているように、回転摺動部を形成するスリーブ或
いはブッシュをセラミックス製として、無給油化および
これによる維持管理の容易な汚泥掻寄機を提案してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した実用
新案登録公報第２５６４８２０号に記載されるスプロケ
ットホイルの軸受け構造では、スプロケットホイルや軸
およびセラミックス製のスリーブやブッシュに孔加工を
施して、そこにノックピンを打ち込んでスリーブとブッ
シュをそれぞれ軸とスプロケットホイルに固定してい
る。本願出願人らは下水処理設備に用いる汚泥掻寄機で
この軸受け構造を採用したところ、ノックピンを打ち込
む際に、または汚泥掻寄機の運転中に応力集中によりセ
ラミックス製スリーブやブッシュが破損しやすいことが
判明した。本発明の目的は、上記の課題を解決して無給
油でしかも耐久性に優れた伝動軸および沈殿池の掻寄機
を提供することをとする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の伝動軸は、軸
体、軸体に外嵌して外周面を回転摺動面とするセラミッ
クス製のスリーブ及び止め輪を有し、前記スリーブの端
面と前記止め輪の端面とを互いに干渉させて前記スリー
ブの前記軸体に対する回動を阻止することを特徴とす
る。

【０００５】本発明の沈殿池の掻寄機は、多数の掻寄フ
ライトを横架した一対の無端チェンが、軸体、軸体に外
嵌して外周面を回転摺動面とするセラミックス製のスリ
ーブ及び止め輪を有し前記スリーブの端面と前記止め輪
の端面とを互いに干渉させて前記スリーブの前記軸体に
対する回動を阻止する伝動軸により枢支されるスプロケ
ットホイルを介して掛け廻されることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の沈殿池の掻寄機の実施の
形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係わる
掻寄機の全体を示す斜視図である。図中１は沈殿池で、
その池底１０１に池底レール２が敷設されている。沈殿
池１の上流側の側壁１０２には軸受３が取付けられて、
その軸受３に駆動軸４が回転自在に支承され、駆動軸４
には第一のスプロケットホイル５、５が対向して取付け
られている。駆動軸４の下部側の側壁１０２には水中ヘ
ッド軸６が対向して突設されて、水中ヘッド軸６には各
々第二のスプロケットホイル７が回転自在に設けられて
いる。

【０００７】沈殿池１の下流側の側壁１０２には水中テ
ール軸８、８が対向して突設されて、水中テール軸８に
は各々第三のスプロケットホイル９が回転自在に設けら
れている。沈殿池１の中間部の側壁１０２には中間軸１
０、１０が対向して突設され、中間軸１０には各々第四
のスプロケットホイル１１が回転自在に設けられてい
る。前記した駆動軸４はそれ自体が回転する回転軸であ
り、水中ヘッド軸６、水中テール軸８、中間軸１０はそ
れ自体が回転しない固定軸である。

【０００８】前記した第一、第二、第三、第四のスプロ
ケットホイル５、７、９、１１には無端チェン１２が並
列して掛け廻され、その無端チェン１２、１２にフライ
ト１３が所定の間隔で取付けられて、フライト１３は前
記した池底レール２の上を滑動するようにされている。
前記した池底レール２，軸受３，駆動軸４，第一のスプ
ロケットホイル５，水中ヘッド軸６，第二のスプロケッ
トホイル７，水中テール軸８，第三のスプロケットホイ
ル９，中間軸１０，第四のスプロケットホイル１１，無
端チェン１２，フライト１３は何れもＳＵＳ３０４ステ
ンレス鋼（ＪＩＳ規格）で形成されて腐食に対する耐久
性を向上させるよう図られている。

【０００９】駆動軸３が別途の駆動装置（図示略）で矢
印Ａ方向に回転されると、それと共に第一のスプロケッ
トホイル５もＡ方向に回転して、それにより無端チェン
１２とそれに取付けられたフライト１３が矢印Ｂ方向に
移動する。池底１０１に沈殿した汚泥は前記したフライ
ト１３のＢ矢印方向への移動により掻き寄せられて、集
泥ピット１０３に集められる。

【００１０】図２は本発明の伝動軸である固定軸とスプ
ロケットホイルとの組み合わせ状態を示す断面図であ
る。以下に水中ヘッド軸６で代表して説明する。図中６
は固定軸である水中ヘッド軸で、それに第二のスプロケ
ットホイル７が回転自在に装着されている。軸６は中空
の軸体６０とベース６１とを溶接によって一体化したも
ので、ベース６１にて沈殿池の側壁１０２へ固定して固
定軸とされる。軸体６０の先端部には外径をやや細く
（段付き）加工した嵌合部６０１を有する。軸体６０の
嵌合部６０１にはスリーブ６３とスプロケットホイル７
が嵌装され、スプロケットホイル７の両端部を第一の止
め輪６２、第二の止め輪６４、第三の止め輪６５で挟み
込んでスプロケットホイル７が軸体６０から抜け出るこ
とを防止する。

【００１１】図３はスリーブ６３の詳細を示す断面図で
あり、図４は第二の止め輪６４、第三の止め輪６５の詳
細を示す断面図である。固定軸６とスプロケットホイル
７を組み合せる際は、嵌合部６０１に先ず第一の止め輪
６２が嵌入されて、止め螺子６２１で軸体６０に固定さ
れる。次にスリーブ６３が嵌合部６０１に嵌入される。
スリーブ６３の端部切り口面６３１はスリーブ６３の軸
芯Ａに対して直角に形成され（図３）、他の端部切り口
面６３２は軸芯Ａに対する直交面Ｂに対して角度α傾斜
して形成される。そしてスリーブ６３は切り口面６３１
側が第一の止め輪６２側になるように嵌入される

【００１２】次いでスプロケットホイル７と第二の止め
輪６４とをスリーブ６３上に嵌入する。第二の止め輪６
４はスリーブ６３の軸心Ａと直交する端面６４１と軸心
Ａと直交する面Ｂに対して角度α傾斜した端面６４２と
が形成されており（図４）、端面６４１をスプロケット
ホイル７側にして嵌入する。そしてスリーブ６３の傾斜
した切り口面６３２と第二の止め輪６４の傾斜した端面
６４２とが同一平面上に位置するように位相を調節した
うえで、第三の止め輪６５を軸体６０の嵌合部６０１へ
装着する。第三の止め輪６５はスリーブ６３の軸心Ａと
直交する端面６５１と軸心Ａと直交する面Ｂに対して角
度α傾斜した端面６５２とが形成されており、傾斜した
端面６５２を第二の止め輪６４の端面６４２に合わせる
ようにして嵌入する。そして第三の止め輪６５が軸体６
０に対して最も引っ込むように（図２で最も左に位置す
るように）位相を調節したうえで、螺子６５３で軸体６
０に固定すると共に、螺子６５４にて第三の止め輪６５
と第二の止め輪６４とを一体化する。

【００１３】上記したようにスリーブ６３の傾斜した切
り口面６３２と第二の止め輪６４の傾斜した端面６４２
と第三の止め輪６５の傾斜した端面６５２との三面を一
致した位置で固定しておくと、スリーブ６３は第三の止
め輪６５と干渉するので軸体６０に対して回動すること
を阻止される。したがってスプロケットホイル７が回転
した際にスリーブ６３が連れ回りすることはなく、スプ
ロケットホイル７の内周面７１とスリーブ６３の外周面
６３３とが回転摺動面を形成する。スリーブ６３の傾斜
した切り口面６３２と第三の止め輪６５の傾斜した端面
６５２とが互いに面接触で当接して干渉するので、スリ
ーブ６３の一部に応力が集中することがなく、セラミッ
クスで形成したスリーブ６３が破損することはない。

【００１４】発明者らの加速試験によれば、スプロケッ
トホイル７とスリーブの６３の回転摩耗状況は、スリー
ブ６３では皆無であった。スプロケットホイル７の内周
面７１では軽微に発生したが、この摩耗量はスプロケッ
トホイル７の歯の摩耗量より小さいから実質的には問題
ない。汚泥掻寄機を長期間使用してスプロケットホイル
７の内周面７１の磨耗が進みガタつきが生じた時は、ス
プロケットホイル７のみを交換すればよい。なお、スプ
ロケットホイル７が回転した際にスリーブ６３が連れ回
りするとスリーブ６３の内周面と外周面が回転摺動面に
なるので、軸体６０でも磨耗が進む。したがって軸体６
０の交換もしなければならない。しかし、軸体６０の交
換はスプロケットホイル７の交換に比べて手間やコスト
が余計に掛かる。

【００１５】本実施の形態ではスリーブ６３はサイアロ
ンセラミックス（Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系セラミックス）
で形成されたものを使用した。軸６はＳＵＳ３０４製の
鋼管から形成されている。サイアロンセラミックスそれ
自体が耐摩耗性に優れ、しかも結晶粒径が２ミクロン程
度であって平滑度が高いから、スプロケットホイル７の
内周面７１やスリーブ６３の外周面６３３とも油潤滑を
行なわなくても充分に摩耗に耐えることができる。また
サイアロンセラミックスは金属に比して電気抵抗が極め
て大きいため、スプロケットホイル７と軸６との間を絶
縁するので、電気的腐食を防止する効果もある。

【００１６】図５は本発明の伝動軸である回転軸と軸受
とスプロケットホイルとの組み合わせ状態を示す断面図
である。図中４は回転軸である駆動軸で、それに駆動ス
プロケットホイル５が軸に固定して装着されている。軸
４は中空の軸体４０とその先端部には外径をやや細く
（段付き）加工した嵌合部４０１を有する。軸体４０の
嵌合部４０１にはスリーブ４２と軸受３が嵌装され、軸
受３の両端部を第一の止め輪４１、第二の止め輪４３、
第三の止め輪４４で挟み込んで軸体４０が軸受３から抜
け出ることを防止する。図６はスリーブ４２の詳細を示
す断面図であり、図７は第二の止め輪４３、第三の止め
輪４４の詳細を示す断面図である。駆動軸４と軸受３を
組み合わせる際は、嵌合部４０１にまず第一の止め輪４
１が挿入されて、止め螺子４１１で軸体４０に固定され
る。次にスリーブ４２が嵌合部４０１に嵌入される。ス
リーブ４２はその一端切り口面４２１はスリーブ４２の
軸芯Ａに対して直角に形成され、他端の端部切り口面４
２２は軸芯Ａに対する直交面Ｂに対して角度α傾斜して
形成されている。そしてスリーブ４２は切り口面４２１
側が第一の止め輪４１側になるように挿入される。

【００１７】次いで軸受３と第二の止め輪４３とをスリ
ーブ４２上に装着する。第二の止め輪４３はスリーブ４
２の軸心Ａと直交する端面４３１と軸心Ａと直交する面
Ｂに対して角度α傾斜した端面４３２とが形成されてお
り、端面４３１を軸受３側にして挿入する。そしてスリ
ーブ４２の傾斜した切り口面４２２と第二の止め輪４３
の傾斜した端面４３２とが一致するように調節したうえ
で、第三の止め輪４４を軸体４０の嵌合部４０１へ装着
する。第三の止め輪４４はスリーブ４２の軸心Ａと直交
する端面４４１と軸心Ａと直交する面Ｂに対して角度α
傾斜した端面４４２とが形成されており、傾斜した端面
４４２を第二の止め輪４３側にして挿入する。そして第
三の止め輪４４が軸体４０に対して最も引っ込むように
（図５で最も左に位置するように）位相を調節して、止
め螺子４４３で軸体４０へ固定すると共に、螺子４４４
にて第二の止め輪４３と第三の止め輪４４とを一体化す
る。

【００１８】上記したようにスリーブ４２の傾斜した切
り口面４２２と第二の止め輪４３の傾斜した端面４３２
と第三の止め輪４４の傾斜した端面４４２との三面が一
致した位置で固定しておくと、スリーブ４２は軸体４０
に対して回転することを阻止される。駆動軸４の回転と
共にスリーブ４２は軸体４０と一体に回転し、軸受３の
内周面３１とスリーブ４２の外周面４２３とが回転摺動
面を形成する。

【００１９】図８はフライト１３を示す斜視図である。
フライト１３は本体１３１にシュー１３２を貼り付けた
もので、シュー１３２がレール２との摺動面となる。シ
ューはセラミックスで形成され、ゴム系の接着剤で本体
１３１に貼り付け固定される。シュー１３２は全てのフ
ライト１３に取り付けられているので数量が多く交換作
業は大変であるが、セラミックス製とすることで交換は
ほとんど必要無くなる。レール２の交換は容易である。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上記した構成としたから、無給
油でしかも耐久性に優れた沈殿池の掻寄機を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掻寄機の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の掻寄機に使用される固定軸の軸受構造
を示す断面図である。

【図３】本発明の伝動軸に使用されるスリーブの断面図
である。

【図４】本発明の伝動軸に使用される第二および第三の
止め輪を示す断面図である。

【図５】本発明の掻寄機に使用される駆動軸の軸受構造
を示す断面図である。

【図６】本発明の伝動軸に使用されるスリーブの縦断面
図である。

【図７】本発明の伝動軸に使用される第二および第三の
止め輪を示す断面図である。

【図８】本発明の掻寄機に使用されるフライトを示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 沈殿池 ２ 池底レール ３ 軸受 ４ 駆動軸 ５，７，９，１１ スプロケットホイル ６ 水中ヘッド軸 ８ 水中テール軸 １０ 中間軸 １２ 無端チェン １３ フライト ４２，６３ スリーブ ４１，６２ 第一の止め輪 ４３，６４ 第二の止め輪 ４４，６５ 第三の止め輪 ６０ 軸体 ４２２，６３２ 端部切り口面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J017 AA01 AA06 CA06 DA02 DB03 3J033 AA01 AB03 BA05 BC05 GA01 GA07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸体、軸体に外嵌して外周面を回転摺動
   面とするセラミックス製のスリーブ及び止め輪を有し、
   前記スリーブの端面と前記止め輪の端面とを互いに干渉
   させて前記スリーブの前記軸体に対する回動を阻止する
   ことを特徴とする伝動軸。
2. 【請求項２】 多数の掻寄フライトを横架した一対の無
   端チェンが請求項１記載の伝動軸により枢支されるスプ
   ロケットホイルを介して掛け廻されることを特徴とする
   沈殿池の掻寄機。