JP2008069804A - スプロケットおよびテークアップホイール - Google Patents

Abstract

【課題】 衝突音の発生を抑えることができるスプロケットを提供するとともに、コンベアチェーンが噛合する際の衝突音の発生を抑えることのできるテークアップホイールをも提供する。
【解決手段】 スプロケットＳは、スプロケット本体１の側面に緩衝部材４を設けてなる。緩衝部材は、スプロケット本体の中心Ｃから各係入部２の中央に向かう直線上に軸心を有するロール状の緩衝部材であり、軸心をスプロケット本体の中心から等距離に位置してなる。テークアップホイールは、上記スプロケットをホイールとして使用すればよい。この場合、コンベアチェーンの連結部のうち隣接する二つが隣接する二つの上記係入部に係入されるとき該コンベアチェーンの内プレートまたは外プレートの一部が該隣接する係入部に近接する二つの上記緩衝部材のうち少なくとも片方の緩衝部材の周縁に当接できるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チェーンが噛合するスプロケットおよびチェーンコンベアにおいて駆動力を伝達するコンベアチェーンに対し張力を付与するためのテークアップホイールに関し、特に噛合時における衝突音を削減することができるスプロケットおよびテークアップホイールに関するものである。

一般的なチェーンは、ブッシュが介在しつつ２枚の内プレートを連結してなる内リンクと、上記ブッシュを貫挿する連結軸と、この連結軸で２枚の外プレートの両端が軸支された外リンクとで構成されていた。そして、このようなチェーンに噛合し得る一般的なスプロケットまたはテークアップホイールは、全周にギア状の歯形が構成され、この歯形によって形成される係入部に上記チェーンのブッシュ（連結部）が係入することにより、当該チェーンが噛合できるように構成されていた。この種のスプロケットまたはテークアップホイールは、上述のように、チェーンのブッシュ（連結部）が係入部に係入することによって噛合されることから、その際には、金属材料同士が衝突する音を発生させることとなっていた。この衝突音は、噛合速度の遅いときには小さく騒音には至らないが、噛合速度が速くなることに伴って徐々に大きくなり、高速に噛合するときには非常に大きく、これが騒音となっていた。高速噛合において衝突音が大きくなる理由として、チェーンまたはコンベアチェーンの連結部と、スプロケットまたはテークアップホイールとが、単位時間当たりに衝突する回数が非常に多くなること、チェーンまたはコンベアチェーンの移動速度が大きくなることにより、その慣性力が大となり衝突時の衝撃が大きくなって衝突する度に発生する音が大きくなること、および、チェーンまたはコンベアチェーンが高速で移動する際、移動中のチェーンまたはコンベアチェーンが振動（波打ち）する（特に、緩み側において顕著である）ため、スプロケットまたはテークアップホイールに鞭打つ状態で噛合されることとなること等が考えられる。

そこで、上記騒音を低減させる手法として、スプロケットの構造に関するものとしては、スプロケット本体の側面にリング状の弾性体を固着してなる構成としたもの（特許文献１参照）、並びに、内リンクおよび外リンクのくびれ部が当接する弾性体の突出部を設ける構成としたもの（特許文献２参照）があった。他方、チェーンの構造としては、チェーンを構成する内リンクのブッシュに被嵌されたローラを有し、このローラの内周面に弾性体を固着する構成としたもの（特許文献３参照）、および、内プレートの内側に弾性体からなるダンパープレートを配設してなる構成としたもの（特許文献４参照）、
特開昭６３−２１４５６６号公報（２頁、図１−図３） 特開２００１−２０８１４９号公報（４頁、図２） 特開平９−２５７１０４号公報（２頁−３頁、図１） 特開平１０−３８０３５号公報（３頁、図３）

上記に示した従来技術のうち、チェーンの構成に関するものは、チェーンを構成する個々の内外リンクまたはブッシュに弾性体を固着するものであるため、加工が細部に及ぶこととなり、高価なチェーンとならざるを得なかった。また、スプロケットの歯に噛合する際、衝突する部分が同じ位置であることから、当該部分の弾性体の消耗が著しく、長期間の使用に耐え得るものとは考えられなかった。他方、スプロケットの構成に関するものは、固着すべき弾性体の範囲が広いものであるにもかかわらず、チェーンが当接しない部分も存在し、無駄な弾性体を多く使用する結果となっており、また、所定形状の加工の精度や固着時の精度も要求されることとなるが、現実にチェーンが噛合する際には、チェーンの振動（波打ち）等によって予定する位置においてチェーンの内外リンクが当接するものではなかった。特に、チェーンコンベアに使用されるコンベアチェーンの場合には、スプロケットまたはテークアップホイールとの噛合時における遊びが大きく、予定する状態で噛合するものではないため、上記スプロケットの技術を転用することは困難であった。

本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、衝突音の発生を抑えることができるスプロケットを提供するとともに、コンベアチェーンが噛合する際の衝突音の発生を抑えることのできるテークアップホイールをも提供することである。

そこで、スプロケットにかかる本発明は、スプロケット本体の全周に、チェーンの連結部の係入を許容する係入部が適宜間隔で設けられたスプロケットにおいて、上記スプロケット本体の側面に緩衝部材を設けてなり、上記緩衝部材は、上記スプロケット本体の中心から各係入部の中央に向かう直線上に軸心を有するロール状の緩衝部材であり、該軸心をスプロケット本体の中心から等距離に位置してなることを特徴とするスプロケットを要旨とする。

上記構成によれば、スプロケット本体の全周に構成される係入部のそれぞれに近接する位置に独立した個々の緩衝部材を配置することができ、チェーンがスプロケットに噛合するときの連結部と係入部との相対的な位置関係が変化する場合においても、チェーンを構成する内外リンクの一部が、ロール状緩衝部材の周縁の一部に当接でき、衝撃力が緩和されることとなる。この衝撃力の緩和によって衝突音の発生を抑えることが可能となる。

また、スプロケットにかかる本発明は、スプロケット本体の全周に、チェーンの内リンクと外リンクとが連結される連結部の係入を許容する係入部が適宜間隔で設けられたスプロケットにおいて、上記スプロケット本体の側面に緩衝部材を設けてなり、上記緩衝部材は、上記スプロケット本体の中心から各係入部の中央に向かう直線上に軸心を有するロール状の緩衝部材であり、該軸心をスプロケット本体の中心から等距離に位置し、かつ、上記チェーンの連結部のうち隣接する二つが隣接する二つの上記係入部に係入されるとき、該チェーンの内プレートまたは外プレートの一部が該隣接する係入部に近接する二つの上記緩衝部材のうち少なくとも片方の緩衝部材の周縁に当接できるようにしてなることを特徴とするスプロケットをも要旨とするものである。

上記構成によれば、スプロケットの歯とこれに噛合するチェーンの内リンクまたは外リンクとの相対的な位置関係が、噛合の状態により異なることとなる場合であっても、ロール状緩衝部材の周縁の一部に上記内リンクまたは外リンクが部分的に当接することができ、この当接により、両者の衝撃を緩和することができることとなる。また、チェーンがスプロケットとの噛合を開始するとき、または、噛合を解除するときには、内リンクまたは外リンクの各プレートがスプロケットの外周円の接線に平行な状態となるため、完全な噛合状態とは異なる状態となるが、この場合においても、緩衝部材がロール状であるため、内リンクまたは外リンクの各プレートがロール状緩衝部材の周縁のどこかに当接することができることとなる。

上記両発明において、前記緩衝部材としてウレタン系樹脂により構成してなる緩衝部材とすることができる。この場合、ウレタン系樹脂の硬度を調整することにより、衝撃力に応じた柔軟性および耐摩耗性を得ることができる。また、前記緩衝部材が、軸心を中心として回動自在に装着された構成とすることができる。この場合、チェーンが噛合を開始した状態から完全な噛合状態に移行する際、既に当接したプレートが緩衝部材に対して摩擦するような動きをする場合においても、当該動きに応じて緩衝部材が回動することによって、緩衝部材が摩擦による損傷を受けることを回避することができる。

他方、テークアップホイールにかかる本発明は、チェーンコンベアにおける駆動力を伝達する駆動チェーンに対し所定の張力を付与するテークアップホイールであって、ホイール本体の全周に、コンベアチェーンの内リンクと外リンクとが連結される連結部の係入を許容する係入部が適宜間隔で設けられたテークアップホイールにおいて、上記ホイール本体の側面に緩衝部材を設けてなり、上記緩衝部材は、上記ホイール本体の中心から各係入部の中央に向かう直線上に軸心を有するロール状の緩衝部材であり、該軸心をホイール本体の中心から等距離に位置し、かつ、上記コンベアチェーンの連結部のうち隣接する二つが隣接する二つの上記係入部に係入されるとき、該コンベアチェーンの内プレートまたは外プレートの一部が該隣接する係入部に近接する二つの上記緩衝部材のうち少なくとも片方の緩衝部材の周縁に当接できるようにしてなることを特徴とするテークアップホイールを要旨とする。

上記構成によれば、専らコンベアチェーンに張力を付与するテークアップホイールは、その張力のためのテンションの大小によって、コンベアチェーンの噛合状態が異なる場合であっても、コンベアチェーンの内外プレートが緩衝部材に当接できることとなり、噛合の際の衝撃力を緩和することが可能となる。

上記発明において、前記緩衝部材としてウレタン系樹脂により構成してなる緩衝部材を使用することができる。この場合、緩衝部材の柔軟性および耐摩耗性を容易に調整できることとなり、テークアップホイールに作用するテンションの大小によって、完全な噛合状態にあるコンベアチェーンが、緩衝部材を変形させつつ強力に噛合させることができ、また、強力に衝突するコンベアチェーンを緩衝することも可能となる。さらに、前記緩衝部材は、軸心を中心として回動自在に装着された構成とすることにより、テークアップホイールに噛合するコンベアチェーンの各プレートが、張力付与のためのテンション等により、その連結部が係止部を移動する場合においても、その移動に応じて自在に回動することができることとなる。これにより、緩衝部材に作用する負荷を逃がすことができ、緩衝部材の摩耗速度を軽減することができる。

上記構成のスプロケットによれば、まゆ型プレートで構成される内外リンクを使用したチェーンに限らず、小判型プレートで構成される内外リンクを使用したチェーンにおいても、衝突音の発生を抑えることができる。また、緩衝部材がロール状であるから、スプロケットの歯に噛合するチェーンの状態が変化した場合であっても、ロール状緩衝部材のいずれかの周縁に内外リンクの一部が当接でき、少なからず消音効果を得ることができる。なお、長期使用によりロール状の緩衝部材が摩耗した場合、または、内外リンクとの接触により破損した場合等においては、当該摩耗または破損した緩衝部材のみを交換することができる。

他方、上記構成のテークアップホイールによれば、コンベアチェーンを噛合する際の遊びが大きい場合であっても、ロール状緩衝部材の一部が内外リンクの一部に当接することで消音効果を得ることができる。また、コンベアチェーンに使用される内外リンクの小判型プレートは、噛合の状態に応じて相対的な位置関係が変化することがあるものの、この場合においても、単一のロール状緩衝部材に当接する状態があるほか、隣り合う２個のロール状緩衝部材に当接することが可能となり、十分な消音効果を期待することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。スプロケットにかかる本実施形態は、図１に示すように、略円形板状のスプロケット本体１の全周に、適宜間隔で係入部２ａ，２ｂ，・・・，２ｈが設けられており、これらの係入部２ａ〜２ｈが隣接する中間部分には、外方に突出する歯３ａ，・・・，３ｈが形成されている。この種の歯形は、後述のように、略長方形状（いわゆる小判型）のリンクプレートで構成されるチェーンを使用することを前提としているためである。従って、いわゆるまゆ型のリンクプレートで構成されるチェーンを使用する場合には、上記歯形は図示のものとは異なる形状となるものである。なお、本実施形態の係入部２ａ〜２ｈは、いずれも円弧状の断面となっておらず略楕円の弧状に形成されており、後述のチェーンの連結部が嵌合することなく遊びを有する状態で係入できる構造となっている。

ここで、スプロケット本体１の中心Ｃから各係入部２ａ〜２ｈの中心に向かう（直径方向の）直線Ｌの線上に軸心を有するロール状の緩衝部材４ａ〜４ｈが装着されている。この緩衝部材４ａ〜４ｈは、軸心を軸部材によって軸支されており、僅かな回動が許容される状態となっている。そして、このロール状緩衝部材４ａ〜４ｈは、その周縁が係入部２ａに最も接近する位置の近傍でチェーンのリンクプレートに当接することができる位置に設けられている。

また、図２に示すように、緩衝部材４ａ〜４ｈは、スプロケット本体１の両側面１１，１２に同時に装着されており、かつ、この両側面１１，１２の緩衝部材４ａ〜４ｈは、同じ径のロール状で形成されている。従って、このスプロケットＳに噛合するチェーンのリンクプレートは、スプロケット本体１の両側において同様の緩衝効果を得ることができるように構成されているのである。

次に、チェーンが噛合した状態のスプロケットについて説明する。図３および図４に示すように、本実施形態のスプロケットＳに噛合するチェーンＣＨは、略長方形状のいわゆる小判型の内プレート５１および外プレート６１で構成されるものである。なお、チェーンＣＨの構造の詳細は、内プレート５１で構成される内リンク５と、外プレート６１で構成される外リンク６とが連結して形成されるものであり、内リンク５は、２枚の内プレート５１の中間にブッシュ７を介して一体的に形成され、外リンク６は、上記ブッシュ７を挿通する連結軸８が外プレート６１の両端に形成される連結孔をも挿通することによって構成されるものである。従って、上記ブッシュ（連結部）７を支点に回転することによって、所望の方向に向きを変化させることができる構造となっているのである。

そこで、スプロケットＳにチェーンＣＨが十分に噛合した状態において、相隣接する内リンク５または外リンク６の長手方向は、スプロケット本体１の外周円に対して弦方向を向くこととなる。そして、その弦方向は、上記外周円の接線方向に対して角度θだけ傾斜するため、内プレート５１または外プレート６１のスプロケット中心側の端縁は、当該プレート５１，６１の幅寸法をＷとすると、１／２Ｗ（１−ｃｏｓθ）に相当する距離だけ、スプロケットＳの中心Ｃに移動することとなる。従って、この状態において図示（図３）のように、内外プレート５２，５２，６１，６２の縁部が緩衝部材４の周縁に当接することとなるのである。

上記のような構成であることから、図５に示すように、スプロケットＳの外周円の接線方向に対する内外リンク３の長手方向の角度によって、緩衝部材４の周縁との当接位置が変化することとなる。すなわち、図５に示すように、内外リンク３がスプロケットＳに噛合し始めるとき（図５（ａ））、内外リンク３の長手方向Ｘが接線方向Ｙに対して鋭角方向となり、ブッシュ７の中心点よりの前方において緩衝部材４の周縁に当接することとなる。このときの緩衝部材４の接点はスプロケットＳの径方向よりも前位となる。そして、噛合が進むことにより、内外リンク３の長手方向Ｘが接線方向Ｙと平行となるとき（図５（ｂ））、内外リンク３は緩衝部材４の周縁から僅かな間隙を有する状態となり、両者は当接しない状態となる。さらに、噛合が進むことにより、再び内外リンク３の長手方向Ｘが接線方向Ｙに対して鋭角方向となるとき（図５（ｃ））、ブッシュ７の中心点よりも後方において緩衝部材４に当接することとなり、このときの接点はスプロケットＳの径方向よりも後位となる。

従って、スプロケットＳとチェーンＣＨとの噛合の状態（開始から完了するまでの相対的な位置関係）が変化することに伴って、チェーンＣＨの内外リンク３と緩衝部材４との当接状態および当接個所が微妙に異なることとなるのである。そして、本実施形態のように緩衝部材４がロール状であることにより、上記変化に応じた当接状態を得ることができるのである。なお、本実施形態では、上述のように、内外リンク３の長手方向Ｘが接線方向Ｙと平行な状態となったとき（図５（ｂ））、内外リンク３が緩衝部材４の周縁から僅かな間隙を有する構成としているが、これは、緩衝部材４に過剰な負荷を与えないようにしたものであり、上記の係止状態においても、緩衝部材４に当接させることは可能である。この場合、係入部２から緩衝部材４の周縁までの距離を短くすることにより実現できるものである。

ところで、本実施形態のように、係入部２に係入したブッシュ（連結部）７に遊びが生じる場合には、内外リンク５，６の長手方向が弦方向となる場合においても、スプロケット本体１の係入部２に係入したブッシュ（連結部）７の位置により、その当接状態が微妙に異なることとなる。すなわち、図６に示すように、ブッシュ（連結部）７が係入部２のほぼ中央において噛合される場合（図６（ａ））、当該ブッシュ（連結部）７の中心は、緩衝部材４の中心を通るスプロケットの径方向延長線上に位置することとなり、隣接する二つの係止部に隣接するブッシュ（連結部）７が係入したとき、内外リンク３の長手方向Ｘは接線方向Ｙに平行となる。しかし、ブッシュ（連結部）７が係入部２の前寄りに係入した場合（図６（ｂ））、または、後寄りに係入した場合（図６（ｃ））には、内外リンク３の長手方向Ｘは、接線方向Ｙに対して僅かに傾斜することとなる。このような場合には、傾斜する側の緩衝部材４に対して強く当接し、他方の緩衝部材４に対しては弱く当接する（または当接せずに間隙を生じる）こととなることがあり得る。そこで、このような場合を想定して、緩衝部材４の装着位置は、係止部と最も近い周縁において内外リンクに僅かな間隙を有する程度とすることができる。

本実施形態は上記のような構成であるから、チェーンＣＨがスプロケットＳに噛合する状態において、内外リンク５，６を構成する各プレート５１，５２，６１，６２のそれぞれが、そのスプロケット中心側端縁の一部をロール状緩衝部材４に当接させることができ、当該当接による衝突音の発生を抑制することができるのである。なお、上記説明において、両者が当接するという説明をしているが、単なる接する状態を意味するものではなく、チェーンＣＨによる外力が緩衝部材４に作用しつつ接する状態、すなわち、緩衝部材４を変形させつつ接する状態を意味するものである。そして、上記のような当接は、緩衝部材４がロール状であることによって、プレート５１，５２，６１，６２の端縁との距離が周縁の位置によって異なり、その距離が最も短くなる部分が現実の当接位置となるものである。従って、当接位置はチェーンＣＨの噛合状態によって変化することが予想されるものである。また、緩衝部材４は緩衝効果を得るために、柔軟な材料で構成されるものであるが、衝突音を緩衝するためには柔軟であるうえに所定の硬度をも必要とする。そこで、ウレタン系樹脂を使用することにより、予想される衝撃力に耐え得る硬度の緩衝部材４を構成することができる。また、そのような構成であっても、摩耗を回避するために、緩衝部材４の回動を許容するものである。緩衝部材４の回動により、緩衝部材４そのものが向きを変更することにより当接位置を変更することができるという効果を有するほかに、噛合状態にある内外リンク５，６がスプロケット本体１との相対的な位置関係を変化させる場合において、緩衝部材４が回動することによって摩擦による損傷を防止し得ることとなるのである。

以上にスプロケットにかかる本発明の実施形態を説明したが、これをチェーンコンベアにおけるテークアップホイールに転用することは可能である。すなわち、コンベアチェーンにおいては、専らいわゆる小判型プレートを使用するチェーンが採用されているからである。なお、テークアップホイールにおいては、チェーンのゆるみを解消するためのテンションが付与されることとなるが、このようなテンションの付与によって大きく噛合状態が上述のスプロケットと異なるところはないものである。

スプロケットの実施形態を示す説明図である。 ＩＩ−ＩＩ断面図である。 チェーンを噛合したスプロケットの正面図である。 ＩＶ−ＩＶ断面図である。 使用状態を示す説明図である。 使用状態を示す説明図である。

符号の説明

１ スプロケット本体
２，２ａ〜２ｈ 係入部
３ａ〜３ｈ 歯
４，４ａ〜４ｈ 緩衝部材
５ 内リンク
６ 外リンク
７ ブッシュ
８ 連結軸
１１，１２ スプロケット両側面
５１，５２ 内プレート
６１，６２ 外プレート
Ｃ スプロケットの中心
ＣＨ チェーン
Ｓ スプロケット

Claims (7)

1. スプロケット本体の全周に、チェーンの連結部の係入を許容する係入部が適宜間隔で設けられたスプロケットにおいて、上記スプロケット本体の側面に緩衝部材を設けてなり、上記緩衝部材は、上記スプロケット本体の中心から各係入部の中央に向かう直線上に軸心を有するロール状の緩衝部材であり、該軸心をスプロケット本体の中心から等距離に位置してなることを特徴とするスプロケット。
2. スプロケット本体の全周に、チェーンの内リンクと外リンクとが連結される連結部の係入を許容する係入部が適宜間隔で設けられたスプロケットにおいて、上記スプロケット本体の側面に緩衝部材を設けてなり、上記緩衝部材は、上記スプロケット本体の中心から各係入部の中央に向かう直線上に軸心を有するロール状の緩衝部材であり、該軸心をスプロケット本体の中心から等距離に位置し、かつ、上記チェーンの連結部のうち隣接する二つが隣接する二つの上記係入部に係入されるとき、該チェーンの内プレートまたは外プレートの一部が該隣接する係入部に近接する二つの上記緩衝部材のうち少なくとも片方の緩衝部材の周縁に当接できるようにしてなることを特徴とするスプロケット。
3. 前記緩衝部材はウレタン系樹脂により構成してなる緩衝部材である請求項１または２に記載のスプロケット。
4. 前記緩衝部材は、軸心を中心として回動自在に装着された請求項１ないし３のいずれかに記載のスプロケット。
5. チェーンコンベアにおける駆動力を伝達する駆動チェーンに対し所定の張力を付与するテークアップホイールであって、ホイール本体の全周に、コンベアチェーンの内リンクと外リンクとが連結される連結部の係入を許容する係入部が適宜間隔で設けられたテークアップホイールにおいて、上記ホイール本体の側面に緩衝部材を設けてなり、上記緩衝部材は、上記ホイール本体の中心から各係入部の中央に向かう直線上に軸心を有するロール状の緩衝部材であり、該軸心をホイール本体の中心から等距離に位置し、かつ、上記コンベアチェーンの連結部のうち隣接する二つが隣接する二つの上記係入部に係入されるとき、該コンベアチェーンの内プレートまたは外プレートの一部が該隣接する係入部に近接する二つの上記緩衝部材のうち少なくとも片方の緩衝部材の周縁に当接できるようにしてなることを特徴とするテークアップホイール。
6. 前記緩衝部材はウレタン系樹脂により構成してなる緩衝部材である請求項５に記載のテークアップホイール。
7. 前記緩衝部材は、軸心を中心として回動自在に装着された請求項５または６に記載のテークアップホイール。

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