JP2005337346A - プッシュチェーン動力伝達装置 - Google Patents

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純 馬場
Masayoshi Kobayashi
正芳 小林
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Daido Kogyo Co Ltd
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00—Chains
    • F16G13/18—Chains having special overall characteristics
    • F16G13/20—Chains having special overall characteristics stiff; Push-pull chains

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Abstract

【課題】 プッシュチェーンを用いた動力伝達装置であって、プッシュチェーンがスプロケットから離れて長く延びた位置で使用しても座屈を起こすことのないプッシュチェーンを用いた動力伝達装置の提供。
【解決手段】 プッシュチェーン１が巻き掛けられるスプロケット３から延びるガイドレール２には座屈荷重に基づく磁石間距離で磁石８を取着し、該磁石８の磁気力にてガイドレール２をスライドするプッシュチェーン１が離れないように引き寄せることで座屈を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明はプッシュチェーンを備えた動力伝達装置であって、該プッシュチェーンの先端がスプロケットから離れて長く延びた位置で使用しても座屈を起こさないようにしたプッシュチェーン動力伝達装置に関するものである。
プッシュチェーンは概略長方形リンクが配列して構成され、内側には屈曲する為にスプロケットに巻き付くことは出来るが、外側に屈曲することが出来ないリンク形状と成っている。各リンクを連結するためのピンは内側に位置し、該ピンを中心として回転可能なように内側コーナーには丸みが形成されている。そしてスプロケットに巻き掛けられたプッシュチェーンは該スプロケットの回転に伴って先端は前進・後退することが出来る。
前進する場合、概略長方形の各リンクの側端は互いに当接する為にスプロケットの回転トルクを押圧力に変換することが出来、プッシュチェーンはその先端にて物体を押すことが出来る。物体への押圧力は油圧シリンダーやエアシリンダーのピストンロッドが一般に使用されるが、プッシュチェーンはスプロケットの回転トルクを直線運動に変換することが出来ると共に、大きなスペースを要しない利点があることから、その利用も多い。
図３は従来の一般的なプッシュチェーンを用いた動力伝達装置を表している。スプロケット(イ)に巻き付いたプッシュチェーン(ロ)は、該スプロケット(イ)が時計方向に回転することでプッシュチェーン(ロ)の先端(ハ)は右方向へスライドすることが出来る。この際、先端(ハ)が移動物体に連結して、移動物体を移動させることが可能と成る。
このように、プッシュチェーンは一方向にしか屈曲しないことで、圧縮荷重を伝達することが出来るが、スプロケットから押出されたチェーンリンク数が増え、該プッシュチェーンの先端がスプロケットから離れて長く延びた位置で使用すると座屈の危険性が増加する。すなわち、プッシュチェーンの座屈荷重(許容圧縮荷重)は、リンク数に反比例して小さく成り、そのバラツキも大きくなる。
プッシュチェーンにおける座屈荷重ＷAをオイラーの式で当てはめるならば、次のようになる。
ＷA＝ＫΠ2ＥＩ／Ｌ2
(Ｅ：縦弾性係数 Ｉ：最小断面２次モーメント Ｋ：プッシュチェーンに当てはめた時の係数)
すなわち、座屈荷重ＷAはスプロケットから押出されてプッシュチェーンの先端からスプロケットとの距離の２乗に反比例する。
このように、従来のプッシュチェーンを用いた動力伝達装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、スプロケットから離れて延びるプッシュチェーンの長さが長く成っても、座屈現象を起こさないようにしたプッシュチェーンを用いた動力伝達装置を提供する。
本発明に係るプッシュチェーンの動力伝達装置は、該プッシュチェーンの長さが長くなった場合でも座屈現象を起こすことなく圧縮荷重(押圧力)の伝達を可能なように構成している。そこで、スプロケットに捲き掛けられて該スプロケットから離れて延びるプッシュチェーンがスライドする為のガイドレールを有し、このガイドレールの所々に磁石を取付けている。
磁石はプッシュチェーンを引っ張ってガイドレールから離れないように拘束することが出来る。磁石間距離Ｌは座屈荷重ＷA＝ＫΠ2ＥＩ／Ｌ2に基づく。 (Ｅ：縦弾性係数 Ｉ：最小断面２次モーメント Ｋ：プッシュチェーンに当てはめた時の係数)
磁石はプッシュチェーンをガイドレール側へ引き寄せることは出来るが、ガイドレールに沿ってのスライドを妨げるものではない。ここで、磁石の個数を必要以上に多くするならばプッシュチェーンが座屈することはないが、ガイドレールとの摩擦が大きくなって動力の損失を招くことから、座屈荷重を基にして磁石間距離Ｌを定める。
本発明に係るプッシュチェーンを用いた動力伝達装置では、スプロケットから離れてスライドするガイドレールには磁石が所々に取付けられている。従って、これら磁石によってプッシュチェーンが引っ張られ、ガイドレールから離れないように拘束される。従って、スプロケットから延びるプッシュチェーンの長さが長く成っても座屈を防止することが出来、ひいては大きな押圧力を付勢することが可能である。
ここで、ガイドレールに取着される磁石間距離Ｌはプッシュチェーンの座屈荷重に基づいて定めることで、磁石の個数を必要最小限とすることが出来る為に、プッシュチェーンがガイドレールに沿ってスライドする際の摩擦損失を小さく抑えることが出来る。
図１はプッシュチェーン１がガイドレール２に沿って配置されている場合であり、(ａ)はスプロケットから延びるプッシュチェーン１の長さがＬの場合である。力点はスプロケットから離れる最後の歯であり、該力点にて荷重が付勢され、作用点にて物体を押圧することが出来る。
ところで、上記力点から作用点までのプッシュチェーン１の長さをＬとした場合、座屈荷重ＷAは次の式で表される。
ＷA＝ＫΠ2ＥＩ／Ｌ2
この式から明らかなように、座屈荷重ＷAは最小断面２次モーメントに比例し、スプロケットから延びる長さＬの２乗に反比例する。従って、長さＬが長くなると座屈荷重ＷAは極端に小さくなってしまう。
そこで、図１(ｂ)ではスプロケットから延びる長さを３倍の３Ｌとするならば、その時の座屈荷重ＷBは次の式で表される。
ＷB＝ＫΠ2ＥＩ／９Ｌ2
すなわち、１／９と成ってしまう。
そこで、本発明ではＡ点及びＢ点を拘束してプッシュチェーン１がガイドレール２から離れないようにしている。Ａ点及びＢ点がガイドレール２に拘束されることで座屈荷重は９倍の
ＷA＝ＫΠ2ＥＩ／Ｌ2 となる。
すなわち、図１(ａ)に示すように、長さＬのプッシュチェーン１の座屈荷重と同じになる。
ところで、プッシュチェーン１をガイドレール２に拘束する手段として、本発明では磁石が用いられる。すなわち、磁石によってプッシュチェーン１を引っ張ってガイドレール２から離れないように拘束することが出来る。しかし、プッシュチェーン１はガイドレール２に沿ってスライドすることは妨げられない。
図２は本発明に係るプッシュチェーンを用いた動力伝達装置の実施例であって、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図を示している。同図の１はプッシュチェーン、２はガイドレール、３はスプロケット、4はハウジングをそれぞれ表している。そこで、上記プッシュチェーン１はスプロケット３に巻き付き、スプロケット３が回転するならば、プッシュチェーン１はガイドレール２に沿って往復摺動し、前進する際には先端５に押圧力Ｐを負荷することが出来る。
プッシュチェーン１の両リンクプレート６，６の間にガイドレール２が挟まれてガイドされる。又ガイドレール２にはガイド溝７が延びていて、該ガイド溝７には後退するプッシュチェーン１のローラが遊嵌し、そして両リンクプレート６，６はガイドレール２を挟んで往復移動することが出来る。このガイドレール２は両ハウジング４，４にて挟まれ、同じくスプロケット３も両ハウジング４，４にて挟まれた状態で回転自在に軸支されている。
ところで、プッシュチェーン１の動作方法は色々あるが、先端５に押圧力Ｐが作用しても座屈しないように、押圧力Ｐの位置はピンより外側に成っている。ここでプッシュチェーン１の説明は省略するが、概略長方形のリンクプレート６，６・・が連結されて、その側端は互いに当接し合っている。従って、プッシュチェーン１は側端が当接し合うことで一般には座屈することなく押圧力を作用する。
スプロケット３が反時計方向に回転してプッシュチェーン１が後退するならば、ガードレール２のガイド溝７に収納される。そしてスプロケット３が時計方向に回転するならばプッシュチェーン１はガイドレール２に沿って前進し、先端５に連結した物体(図示なし)を押圧・移動することが出来る。この際、該プッシュチェーン１はスプロケットから離れて長く延びた位置で使用しても、座屈しないようにガイドレールには２個の磁石８，８が取付けられている。
この磁石８，８は前記図１におけるＡ点、Ｂ点に設けられ、ガイドレール２をスライドするプッシュチェーン１を引張り、該プッシュチェーン１がガイドレール２から離れないように磁気力を作用する。該磁石８，８のガイドレール２の表面９に固定されてプッシュチェーン１のリンクプレート６に近接している。勿論、ガイドレール６の両表面９，９に磁石８，８を対を成して取着することも出来る。
プッシュチェーンのスライド長さを異にした状態。 ガイドレールに磁石を取付けた本発明に係るプッシュチェーンの動力伝達装置。 従来のプッシュチェーン動力伝達装置。
符号の説明
１ プッシュチェーン
２ ガイドレール
３ スプロケット
４ ハウジング
５ 先端
６ リンクプレート
７ ガイド溝
８ 磁石
９ 表面

Claims (4)

  1. プッシュチェーンを用いた動力伝達装置において、該プッシュチェーンが巻き掛けられるスプロケットから延びるガイドレールに磁石を取着し、該磁石の磁気力にてガイドレールをスライドするプッシュチェーンが、該ガイドレールから離れないように引き寄せることを特徴とするプッシュチェーンを用いた動力伝達装置。
  2. 上記ガイドレールの表面に磁石を取着した請求項１記載のプッシュチェーンを用いた動力伝達装置。
  3. 上記ガイドレールに所定の間隔で磁石を取着した請求項１、又は請求項２記載のプッシュチェーンを用いた動力伝達装置。
  4. 上記磁石間距離Ｌを座屈荷重ＷA＝ＫΠ2ＥＩ／Ｌ2に基づいて定めた請求項３記載のプッシュチェーンを用いた動力伝達装置。
    (Ｅ：縦弾性係数 Ｉ：最小断面２次モーメント Ｋ：プッシュチェーンに当てはめた時の係数)
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