JP2009545708A - 増強された耐荷重性を有するチェーンスプロケット - Google Patents

Abstract

本発明は、チェーンリンクを載せるために円周上にチェーンのくぼみを備える、例えば丸リンクチェーンまたは成形鋼チェーンのようなリンクチェーン用のチェーンスプロケットに関する。さらに、チェーンのくぼみは、直立のチェーンリンク用に備えられる。直立のチェーンリンク用のチェーンのくぼみは、歯によって仕切られる。ある直立のリンクが、荷重がかかっている状態で置かれる歯それぞれの歯元面表面は、特別な輪郭と寸法とを有する。寸法は、特定のチェーン荷重までは、直立のチェーンリンクが歯元面にその先端で接触しないような値である。歯元面表面と、対応する直立のチェーンリンクの先端との接触は、所定のチェーン荷重で初めて生じる。
【選択図】なし

Description

いわゆる丸リンクチェーンは、個々の丸リンクを鎖状に連結して構成される。隣接する各チェーンリンクは、基準となるチェーンの長手方向軸に対して互いに９０°回転している。丸リンクチェーンを構成する各チェーンリンクは湾曲したワイヤ切片から成り、その自由端は互いに突合わせ溶接されている。

平坦側の平面図において、チェーンリンクは、互いに平行な２つの直線部を備え、そのどちらもがそれぞれの端で半円弧になる。２つの半円弧の半径は、直線部の中心からの離間距離に一致する。そのような、平坦に配置したチェーンを、チェーンリンクの平坦側に平行な面上に投影したものは、一方の線が外側線で他方の線が内側線である２本の線で囲まれている。したがって、外側線は互いに平行な２つの直線形の切片と２つの半円弧で構成され、その直径は直線部間の距離に一致する。内側線はあらゆる地点で外側線から同一の距離離れて延び、当該距離はワイヤの直径に一致する。

そのような丸リンクチェーンは、工作物の駆動、または駆動体に使用される。前者は、例えば、搬送路に沿って搬送されるパレットであるかもしれないし、あるいは、そのようなチェーンはいわゆるチェーンブロックの荷重搬送手段として使用されうる。

丸リンクチェーンは、チェーンリンクと確実に噛み合うように協働するチェーンスプロケットを介して駆動される。この点で、直立のチェーンリンクと水平のチェーンリンクとが区別されるが、この区別は、チェーンスプロケットの観点から生じる。水平のチェーンリンクは、平坦側がチェーンスプロケットの回転軸方向に向けられるチェーンリンクを意味すると理解される。直立のチェーンリンクは、平坦側がチェーンスプロケットの回転軸に対して垂直であるチェーンリンクである。

従前の一般的なチェーンスプロケットにおいて、チェーンスプロケットからチェーンへの力の伝達には、水平のチェーンリンクのみが使用されてきた。今のところ、直立のチェーンリンクはチェーンスプロケットおよび丸リンクチェーンに対する力の伝達用に使用されていない。

チェーンスプロケットは、特許文献１から、チェーンにおける摩耗から生じるチェーンのピッチの変化に適合するものが公知となっている。

欧州特許出願公開第０ ２６９ ５５７号明細書

荷重がかかっている状態のチェーンがチェーンスプロケットをまたいで通るとき、近接するチェーンリンク間に動きが生じる。この動きは、荷重がかかっている状態で引っ張られるチェーンがチェーンスプロケットによって円形路に押し込められることに起因している。

チェーンリンク間の相対運動は摩擦による摩耗の原因となる。その結果、チェーンリンクの厚さはそれぞれの領域において減少する。チェーンリンクの厚さとは、当該技術分野では、問題としている地点でワイヤが有する直径を意味すると理解されている。

チェーンリンクの厚さが変化することによってチェーンはより長くなる。すなわち、チェーンリンクの周期性は、もはやチェーンスプロケットのピッチに適合しなくなる。この点を考慮に入れて、上記公知のチェーンスプロケットでは、直立のチェーンリンク用のチェーンポケットが特別に形成されている。

直立のチェーンリンク用のチェーンポケットは、チェーンスプロケットの円周方向に延びる溝を形成し、該溝は水平のチェーンリンク用のチェーンポケットにわたっている。この溝の底部は広義のｎ角形を描く。ｎは水平チェーンリンク用のチェーンポケットの数に等しい。この正ｎ角形の辺は、それぞれ、各チェーンリンクの外側線の曲率半径に比べて非常に大きな一定の曲率半径をもつ円弧断片である。ポケットの底部は、その延長方向に沿って曲率半径を有していない。当該底部は、単に一方の端でｎ角形の丸くなったコーナに移行するだけであり、そこで、直立のチェーンリンクの近接するチェーンポケットに対する次のポケット底部が始まる。このコーナは最も広義において歯としても理解することができる。歯の先端部は中央、すなわち、水平のチェーンリンク用のポケットの中央に配置される。それは、回転軸に最も近接したチェーンリンクの平坦側によって定められる平面より明らかに下方で終わっている。

従来技術に関する特許文献１の図２は、従前使用されていなかった丸リンクチェーンが使用されるときの、直立のチェーンリンクとそれに対応するチェーンポケットとの関係を示す。隣接する水平のチェーンリンクは、各直立のリンク用のチェーンポケット底部の上方に、所定距離を隔てて直立のチェーンリンクを保持している。摩耗によりチェーンが長くなる場合にかぎり、直立のチェーンリンクのわずかな傾斜が生じ、その結果、チェーンリンクは、その先端をその荷重方向に向けた状態で、ポケットの底部と接触する。

ポケットの底部とチェーンリンクの外側線との接点における接線は、直立のチェーンリンクの長手方向軸に対して極めて鋭角的に延びる。したがって、この点形状の接触位置を経由して、チェーンスプロケットから丸リンクチェーンへ力を伝達することはほとんどできない。

したがって、公知のチェーンスプロケットは、安全性限界値に係る基準に合致するものよりも高度にチェーンを使用することができない。基準は、チェーンにおける最大応力がチェーンスプロケットの領域で生じると想定している。

この点を根幹として、本発明の課題は、所定の材料のリンクチェーンに、従来技術によるチェーンスプロケットとこのリンクチェーンとを組合せた場合よりも、より高い荷重をかけることができるチェーンスプロケットを創出することである。

出願人の会社の設計者は、チェーンスプロケットからチェーンに、またはその逆方向に、力を伝達するために、直立のチェーンリンクも使用すれば、チェーンのより高い荷重／利用が可能であることに気がついた。これを達成するためには、荷重をかけたとき直立のチェーンリンクがその先端で接触する荷重受け歯元面を、特別な方法で構成しなければならない。

先行技術のチェーンスプロケットと同様に、新規のチェーンスプロケットは、特にチェーンブロックの丸リンクチェーンまたは成形鋼チェーンを駆動するために装備される。リンクチェーンの各リンクは湾曲したワイヤ部からなり、平坦な形状を有する。当該形状は、２つの互いに平行な部位と２つの半円アークから構成される。

本発明に係るチェーンスプロケットは、外周面と、該外周面に対して中心にある回転軸とを備えた基体を有する。

チェーンポケットは、外周面に配置され、かつチェーンスプロケットから水平のチェーンリンクに力を伝達する目的で水平のチェーンリンクを収容するために備えられ、基体に含まれる。

さらにチェーンスプロケットは、同様に外周面に配置され、かつ直立のチェーンリンクを収容するために備えられるチェーンポケットを含む。直立のチェーンリンク用のチェーンポケットの数は、水平のチェーンリンク用のチェーンポケットの数に一致する。直立のチェーンリンク用の各チェーンポケットは、複数の接触面を有し、個々のチェーンリンクは円弧に隣接するその直線部の少なくとも一部分で、前記接触面に接触して配置される。直立のチェーンリンク用のチェーンポケットは、水平のチェーンリンク用の隣り合うチェーンポケット間にそれぞれ配置され、水平のチェーンリンク用の前記隣り合うチェーンポケットの一部と重なり合っている。

チェーンスプロケットから直立のチェーンリンクに力を伝達するよう設計される径方向の歯は、直立のチェーンリンク用の隣接チェーンポケットの間に突き出る。各歯は円周方向に面する２つの歯元面によって境界を定められる。

各歯の２つの歯元面のうちの一つは、荷重受け歯元面であり、すなわち、直立のチェーンリンクが、対応する荷重の下で、前記荷重受け歯元面に対向して置かれる。この歯元面は、荷重下のリンクチェーンにおいて作用する荷重に対し反対の方向に向いている。

各荷重受け歯側面は、直立のチェーンリンク用のチェーンポケットを通り、かつ回転軸に垂直な対称面内に配置される歯元面の湾曲線を定める。この対称面は直立のチェーンリンクの対称面と合致し、直立のチェーンリンクに隣接する２つの横方向の歯元面表面間を通る。歯元面表面は、チェーンリンクが各歯元面において接線で接する面として理解される。

荷重受け歯元面の位置は、対称面において、歯元面の湾曲線が、チェーンポケット内に配置されるチェーンリンクに属する半円弧の荷重方向に面する外側線から少し離れるように計算される。２つの隣接するチェーンリンクが外力の影響なく対応するチェーンポケットの中央に置かれるとき、この距離が与えられる。

歯元面の湾曲線と半円弧の外側線（双方は回転軸に直角に交差する平面内にある）の間の距離により、弧状に湾曲しかつ幅が歯の先端方向に広がっているくさび形状を有する間隙が、チェーンリンクの先端と、これに近接する歯元面との間に形成される。リンクチェーンに作用する所定の力が限度を超えるとこの間隙がなくなるように、この間隙の大きさが定められる。この間隙の消失は、チェーンリンクの対応する半円弧の弾性変形により生ずる。

直立のチェーンリンクに対して最適な力の伝達を達成するためには、歯の径方向高さはできる限り高くしなければならない。しかしながら、一方において径方向の高さは通常チェーンブロックに使用されるチェーン用エゼクタによって制限され、他方においては、チェーンリンクが、チェーンスプロケットから接線方向へ脱離するのを妨げられないようにしなければならないという事実によって制限される。歯がそこに突出している対象領域である水平のチェーンリンクの歯元面表面領域によって範囲が定められる表面領域にわたって、０．１６〜０．７５の間の値をチェーンリンクの厚さに乗じた高さを歯が有するならば、結果として好適な条件となる。

容易にわかるとおり、歯の高さは、チェーンリンクのために使用されるワイヤの厚さに依存する。

歯元面が２軸で湾曲しているならば、丸リンクチェーンと歯元面との間の好適な力の伝達が達成される。２軸湾曲により、接触面がより広くなるため、結果として、歯元面とチェーンリンクの先端の双方において、好適な力配分となる。

２軸湾曲とは、その湾曲に対応する湾曲の中心点が、歯元面の湾曲線から対応する距離を隔てて、それに平行に走る線上に位置する湾曲を意味すると理解される。このラインを基準に測定される湾曲の半径は、好都合にも、チェーンリンクが製造されるワイヤの直径の半分より小さくない。

チェーンリンクの先端と荷重を受ける歯元面との間の距離、または外側線と歯元面の湾曲の半径との間の距離は、２つの接触円を用いた近似により決定することができる。一つの接触円は、スプロケットに挿入された直立のチェーンリンクの半円弧の外側線の近似である。こうして、接触円の中心点が定められる。

第２の近似は、歯元面の湾曲線を近似する円であり、他方の中心点が定められる。歯元面に対する接触円の中心点は、チェーンリンクに対する接触円の中心点を基準にして荷重方向に変位している。変位量は、チェーンリンクのワイヤの厚さとチェーンリンクの長さに同様に依存する。

好都合にも、接触円の２つの中心点は、直立のチェーンリンクの直線部に平行に延びる直線上に位置する。

チェーンリンクの性質によっては、鋭角で延びることも好都合かもしれない。

歯元面の湾曲線は正円形にしてもよい、そうすることによりチェーンスプロケットの製造が簡単になる。また、歯側面の湾曲線は、チェーンリンクが所定の荷重、例えば公称荷重を受けるときに外側線によって定められるものと同一の輪郭を有してもよい。より詳細に見ると、輪郭は略放物線状であるが、しかし、それでもなお、ここでも、歯元面の湾曲線の長さにわたって接触円が定められうることを意味する。そのとき、接触円は、歯元面の湾曲線からの距離が最小になる、すなわち、回帰線である円形線として定義される。ここでは、この距離は接触円の当該半径を基準に測定される。

できるかぎり良好なチェーンスプロケット耐用寿命を達成するために、チェーンスプロケットが焼入鋼から構成されている場合、耐摩耗性が高いまま、一定の弾性と適応性を維持することは好都合であり、その意味で肌焼きが好ましい。

軸穿孔は、それによりチェーンスプロケットが歯車モータの出力軸上に回転可能に固定配置されるものであり、チェーンスプロケットを貫通するのが好ましい。

水平のチェーンリンク用のチェーンポケットは、浴槽形に形成される。

直立のチェーンリンク用のチェーンポケットは、荷重受け歯元面、該荷重受け歯元面から離れかつ隣接した歯に付属する歯元面、およびポケット底部により境界が定められる。

ポケット底部は同様に湾曲していてよいし、湾曲線の軸は回転軸に垂直であってよい。平坦で、かつ、荷重受け取り歯元面に隣接する領域で上述の湾曲部に移行するポケット底部を使用することもできる。

溶接部の領域におけるチェーンリンクへの過度の応力を回避するため、ポケット底部は、チェーンリンクの溶接部逃がし用のくぼみを含んでもよい。

歯元面の湾曲線に対する接触円の半径は、半円弧の外側線に対する接触円の半径と等しいかまたは大きくてもよい。互いを基準にする中心点の位置は、ポケット底部が屈曲点なく接線方向で歯元面につながるように選択されなければならない。２つの半径の比率は、ワイヤの直径またはチェーンリンクの大きさに同様に依存し、１．０倍〜１．２倍の間にある場合がある。

荷重受け歯元面への直立のチェーンリンクの出し入れ走行を改善するために、好ましくは、該荷重受け歯元面は、歯の頂き付近でベベル（傾斜面）に移行する。ベベルは、曲面でも平面でもよい。歯の半径方向に計測されるベベルの高さは、好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍであるが、好適には０．２〜１．５ｍｍである。

下記図の説明は、本発明の基本的な観点の説明に限定されている。多くの変形例が可能であることは明らかである。記載されていない些細な点の詳細は、当業者が通常の方法で、図面から類推することができ、この観点において本図の説明を補完する。
本発明の実施の形態は、以下に示す通り図に示されている。

極端に図式化されたチェーンブロックの斜視図である。 チェーンリンクの歯元面上へのチェーンリンクの平面図である。 本発明に係るチェーンスプロケットの斜視図である。 チェーンポケットの対称面に沿ってかつ回転軸に直角に切り取られたチェーンスプロケットを示す図である。 チェーンに荷重がかかっていない状態での、丸リンクチェーンと本発明に係るチェーンスプロケットとの相互作用を示す、回転軸に直角に切り取られたチェーンスプロケットの断面図である。 図５の一部の拡大図である。 歯元面の異なる設計に係る、図５の一部の拡大図である。 チェーンパラメータの関数としてチェーンスプロケットの寸法の好適な値を示す表である。

本発明に係る適用例として、図１はチェーンブロックを簡略化した斜視図で示す。チェーンブロック１は、概ねブロック形状のギア組立品ハウジング２を有し、その一方の端面において非同期モータの形で電気モータ３がフランジに取り付けられている。図に見られるとおり、ギア組立品ハウジング２とモータ３の双方は、連続冷却リブを備える。制御器または制御器の主要部分を収納するカバー５は、ギア組立品ハウジング２から離れた側のモータ３上に設けられている。チェーンスプロケットハウジング６は、その上方側からブラケット７がチェーンブロック１を懸架する役割を果たし、制御器のカバー５とギア組立品ハウジングの反対の端面との間に配置される。丸リンクチェーン８は、その自由端でフック９が取り付けられ、チェーンスプロケットハウジング６から下げられる。

図１の説明から容易にわかるとおり、垂直下方向の力のみが常に丸リンクチェーン８にはたらく。力の方向は、フック９から懸架される荷重が上方向に引っ張られるかまたは下向きに落下するのを防ぐようにかかるかとは無関係である。下向きの動作においてさえ、丸リンクチェーン８における力は、同一方向に、開始動作を除いては持ち上げるのと同一の大きさで、はたらく。

丸リンクチェーン８は、複数の同一のチェーンリンク１０から構成されるが、チェーンリンク１０の一つは、平坦側における平面図で図２に例として示されている。チェーンリンク１０は、楕円に曲げられる好適な直径を有する丸ワイヤ１１からなる。ワイヤ切片は、その端で突合せられ、符号１２の位置で突合せ溶接される。チェーンリンクの湾曲の種類によっては、２つの互いに平行な部位１３および１４は、２つの半円弧１５および１６と同じという結果になる。２つの半円弧１５および１６は、破線１７および１８において湾曲部位１３および１４に移行する。このように、チェーンリンク１０の外郭は、チェーンリンクを囲む外側線１９を定める。この形状のため、外側線１９は２つの半円弧１５および１６の領域にある半円形を示し、その中心点は破線１７および１８上にそれぞれ置かれ、２つの直線部１３と１４の間の中央にある。中心点は、図２において符号２１および２２が付されている。

隣接するチェーンリンクは、図示されたチェーンリンクに鎖状につながれて示されたとすれば、それらの平坦側が、図示された面に対して垂直となる状態で置かれることになる。

図３および図４は、チェーンスプロケットハウジング６内に配置されるタイプのものでかつギア組立品２の出力シャフト上に回転可能に固定設置されたチェーンスプロケット２３を示す。丸リンクチェーン８にうまく協働するこのチェーンスプロケット２３の助けによって、フック９から生じる力は出力シャフトにおいて回転運動に変換され、逆の場合も同様である。

チェーンスプロケット２３は、２つの互いに平行な平面２５（うち１つの平面のみが図において見ることができる）により境界が定められる短円筒形状の基体２４を有する。円筒外周面２６は平面２５の間にわたる。一方の平面２５から他方にチェーンスプロケット２３を貫通する成形された通路開口部２７は、外周面２６と同軸に設けられる。それぞれのギア組立品出力軸への回転可能な固定接続は、開口部２７の成形をどのようにするかにより達成される。

示される例では、水平のチェーンリンク用の合計４つのチェーンポケット２８が、外周面２６に逐次設けられている。チェーンポケット２８は、通路開口部２７と同軸に、外周に沿って等距離に分配されている。互いの距離は、対応する丸リンクチェーン８がたるみも引張りもなく挿入された場合の、チェーンポケット２８内に置かれるチェーンリンク１０の想定間隔に一致する。

水平のチェーンリンクは、図２の看者の方に向いている平坦側が、回転軸、すなわち通路開口部２７の中心軸に面するように向けられるチェーンリンクとして当業者に理解される。

チェーンポケット２８は、互いに同一の形状を有する。それらは、浴槽形状をしており、ポケット底部２９ならびに壁部３１で境界が定められている。壁部３１は、外周面２６の高さで終わる。

壁部３１の輪郭は、その中に配置されるチェーンリンク１０の外側線１９の輪郭に一致する。周方向に横断して、壁部３１は、当該チェーンリンク１０が荷重のかかっている状態で円弧１５および１６の外側と接触する接触面または端面３２および３３を形成する。チェーンスプロケット２３とポケット２８内にある水平のチェーンリンク１０とは、動作方向に依存して、端面３２または３３を介して確実に協働する。

ポケット底部２９は、水平のチェーンリンク１０のちょうど平坦側に一致し、平らである。

丸リンクチェーンのチェーンリンクの交差した配置のために、水平のチェーンリンクに接続するチェーンリンクは必然的に直立に配置されなければならない。すなわち、図２に示される平面に平行なそれらの平面は、チェーンスプロケット２３の回転軸に対して垂直となる。直立のチェーンリンク１０を収容するため、チェーンスプロケット２３は、水平のチェーンリンク用のチェーンポケット２８と同数の追加チェーンポケット３５を含む。図が示すとおり、チェーンポケット３５は、それらが周方向にチェーンポケット２８と重なり合うように配置される。概念的に、チェーンポケット３５は、チェーンリンク１０の厚さに対応する幅の周方向に延びる溝で構成され、その中で歯３６は該当する間隔で溝の外側に放射状に突出している。このように、ポケット３５は、同様に浴槽形状を有しかつ２つの互いに平行な平坦側面３７に隣接し、平坦側面のうちの１つが図３または４に示されている。側面３７の互いの距離は、チェーンリンク１０の厚さよりもやや大きい。

歯３６は、面３８の半径方向に突出する領域内で、所定の幅を有することができ、その幅は、チェーンリンク１０の直線部１３および１４の間の空隙部の距離よりもわずかに小さいだけである。

さらに、チェーンポケット３５は、ポケット底部３８と２つの歯元面３９および４１により境界が定められている。

本発明によると、直立のチェーンリンクはチェーンスプロケット２３と丸リンクチェーン８との間の力の伝達のために使用され、かつ、力は常に同一方向に作用しているので、歯元面の一方のみが常に荷重を受けるかまたは荷重を伝達する。本発明をさらに説明するために、この面は、下記に荷重受け歯元面として示される歯元面３９であると仮定する。

備えが完全であることのためだけで言えば、溶接部１２を収容するくぼみ４２がポケット底部２８内に含まれてよいことに言及してもよい。こうして、各チェーンポケット３５の境界は、くぼみ４２は別として、その両端で歯元面３９および４１に滑らかに移行する平らなポケット底部３８で構成される。くぼみ４２のいずれの側においても、ポケット底部３８は直線部、すなわち接線上に位置する部分を形成する。この場合において、直線は必ずしも平坦を意味しない。また、歯元面３９および４１のように、ポケット底部３８は図４の作図平面に位置する軸に対して湾曲部を構成してもよい。また、言い換えれば、ポケット底部３８は、湾曲部の半径が、チェーンリンク１０が作られるワイヤの湾曲部の半径よりもいくぶん大きな空洞であってもよい。

丸リンクチェーン８のチェーンスプロケット２３との協働は、図５から結果として生じる。

チェーンスプロケット２３の回転軸に垂直なチェーンポケット２８の対称面は、同時にチェーンポケット３５の対称面であり、また、チェーンリンク１０がチェーンポケット２８および３５内に位置するときはチェーンリンク１０の対称面でもある。

図４に示されるとおり、図５はこの対称面に沿って切断されたチェーンスプロケット２３を示す。水平のチェーンリンク１０も同様にこの対称面、すなわち図２の作図面に垂直な面でありかつ中心点２１および２２を通る面で切断されている。

図５において、チェーンリンクは符号１０が付され、さらに互いをよりよく識別するために英小文字が加えられている。図２に関する説明はそれらすべてに適用される。

図５からわかるように、丸リンクチェーンは、反時計回りで接線方向にチェーンスプロケット２３から脱離している。チェーンリンク１０ａはすでにチェーンスプロケット２３から実際脱離しており、荷重方向において下向きである。水平のチェーンリンク１０ｂはチェーンリンク１０ｃと連結することによりチェーンリンク１０ｄに接続される。荷重作用の結果として、チェーンリンク１０ｄはチェーンポケット２８の前面壁３３において支持される。隣の直立のチェーンリンク１０ｅは、反時計回りで隣のチェーンポケット３５内にほぼ力が及ばない状態で置かれる。

丸リンクチェーン８のリターンストランドの領域内において、示されていない収容領域に入っていくために丸リンクチェーン８がチェーンスプロケット２３に引き上がるまで、この状況は続く。

本発明を理解するにあたり極めて重要な状況は、丸リンクチェーン８が荷重ストランドの側でチェーンスプロケット２３から脱離していることであり、特に、チェーンリンク１０ｂがチェーンスプロケットの他の部分でそれ自身を支持することができなくても、最上方の水平のチェーンリンク１０ｂがその上方に配置されている直立のチェーンリンク１０ｃによって保持されることである。

図から認識されうるとおり、示されているようなチェーンスプロケット２３のかどのある位置における力の伝達は、実質的には、チェーンリンク１０ｃの近接する先端、すなわち近接する半円弧にチェーンポケット２８の前面壁３３を確実に噛み合わせて協働することにより行われる。チェーンリンク１０ｄは、前面壁３３を切り開いているチェーンポケット３５の両側面上の前面壁３３に押しつけて置かれている。

図６は、切り取られた部分の拡大図で、例えばチェーンリンク１０ｃのような直立のチェーンリンクの先端と、近接歯３６の荷重受け歯元面３９との噛み合わせの関係を示す。図６では、噛み合わせの関係を説明することに重要でない事項の詳細は、すべて省略されている。さらに、大きさの関係は、認識可能であるために重要な事項に対して、相応しいかなりの誇張がなされている。チェーンスプロケット２３を貫通する断面は、チェーンスプロケットの回転軸に垂直な対称面にある。これは、チェーンポケット３５の２つの側面３７間の中央を通る前述の対称面である。また、このように前述対称面は、傾斜の遊びを別にして、チェーンリンク１０ｃの２つの互いに平行な側面の間の中央を通る。この２側面は、チェーンリンク１０ｃが図２または図６に係る作図面に平行な、双方の側に延びる接平面によって定められる。この認識できる断面において、荷重受け歯元面表面３９は、（再度、傾斜の遊びを別にして）周方向に外側線または外郭線１９に直接対向する歯元面の湾曲線４５を形成する。

歯元面の湾曲線４５は、近接歯３６の先端まで届きかつポケット底部３８に接する状態で通じている円弧である。歯元面の湾曲線４５を定める当該円の中心は符号４６の点である。すなわち、中心点４６は、荷重方向に中心２１を基準としてポケット底部３８に平行にわずかにずれている。ずれの大きさ、すなわち２つの中心２１および４６の距離は、チェーンリンク１０の寸法に依存している。中心点間の距離の好適な値は、チェーンリンク１０の寸法の関数として下記図７の表に列記されている。

歯元面の湾曲線を示す円の直径は、半円弧１６および１７のものと同一の直径を有する。

この距離ａの寸法決定において、丸リンクチェーンはまだ使用されておらず、摩耗は認められないものと仮定された。丸リンクチェーンは、チェーンスプロケット２３上に力の及ばない状態で置かれ、すなわち水平のチェーンリンク１０ｂおよび１０ｄはそれらのチェーンポケット２８内に対称に置かれる。また、直立のチェーンリンク１０ｃは、後者２つの間に対称的に挿入されるので、外側線１９の湾曲の中心としての中心点２１の位置はこの方法により保持される。

表からわかるとおり、中心点のずれから生じるくさび形状は非常に小さい。図５に示される状況におけるチェーン上の公称荷重の下で、水平のチェーンリンク１０ｂにすぐに続く直立のチェーンリンク１０ｃが、荷重によって同時弾性変形で伸びるように、最終的に（上記距離aの）寸法が決められる。この変形の結果として、直立のチェーンリンク１０ｃは歯元面３９にその先端で、すなわち半円弧の荷重方向に面する部分で接触する。また、換言すれば、この荷重値より大きい荷重の場合に、直立のチェーンリンクを介してチェーンスプロケット２３と丸リンクチェーン８との間で力が伝達される。今、もはや力の伝達は、従来技術であったような、水平のチェーンリンクと前方接触面３３とを介するだけで行われるものではない。

同一のチェーン品質のために、チェーンはこの構成によりより高い荷重値まで使用できることが示されている。別の方法で公称荷重と比較すると、リスクなしに荷重を２５％まで増加することができる。

本新規チェーンスプロケットは安全性を増しかつチェーンの摩耗を減らすことがさらに示されている。

上記では、チェーン８は、丸リンクチェーンであり、何度も説明されたとおり、その各チェーンリンクは一片の丸ワイヤから作られているものであると仮定された。荷重受け歯元面３９が二軸で湾曲するならばその分都合がよい。これは、一方では、接触円に対応して湾曲し、他方では、荷重受け歯元面３９に対する母線が、丸リンクチェーンを作るワイヤの直径よりもいくぶん大きい直径を有する円弧である、ということを意味する。表面圧の総計は著しく減少する。

ポケット底部の領域において同様のことをなし得る。

リンクチェーンの搬送容量を増加するために、チェーンリンクを作るための丸ワイヤの代わりに成形ワイヤを使用するための努力がなされている。成形ワイヤは円弧切片と正方形切片から構成される。別の言い方をすれば、これは、正方形断面であるが、その中で一方の側の近接する端部が四分円に置き替えられている。

荷重受け歯元面３９の本発明の設計は、この型式のチェーンにも用いることができる。その場合、荷重吸収面は丸リンクチェーンへの接続においてもはや前述のような二軸湾曲ではなく、その代わりとして、荷重受け面３９に対する母線は、歯元面の湾曲線に沿って回転軸に平行に伸びる直線である。

最後に、引き続き熱処理されない、十分な強度のある未処理鋼を使用することが考えられる。この点において、コストは著しく低減される。

示されたチェーンスプロケットは軸に押し込められるために穿孔が設けられている。また、一体化した突出軸をもつチェーンスプロケットを作ることも考えられる。

上記では、上記教示に従って、回転の一方向の歯元面のみが、荷重受け歯元面であり、成形され、寸法が決められると考えることができると仮定された。回転の各方向において荷重を受けない、反対側の歯元面の輪郭は、ほとんど重要でない。それは、できるかぎり破断抵抗のある歯元を実現するという観点で寸法が決められる。

また、歯元の強度が十分であれば、新規のチェーンスプロケットを双方向に作ること、すなわち、歯元面３９だけでなく歯元面４１においても上述の形状および寸法を使用することが可能であるし、したがって例えば荷重が図６に関して左ではなく右に作用するならば、中心点４７が中心点２２を基準に他方向に移動されている接触円を使用することが可能である。

状況次第で、歯元面の湾曲線４５の半径が外郭線１９の半径よりも大きいならば有利である。この場合において、中心４６または４７は、図に対してさらに上方向にずれる。所定のずれ量により、歯元面の湾曲線４５がポケット底部３８に向かって接線するように伸び続けることが確実になる。

図７は本発明の別の実施形態を示す。チェーンリンク１０ｃの外郭線１９と、近接する歯元面３９または４１との間の所望の距離は、図６に係る上記例にあるとおり、接触円のずれによっては得られない。そのかわり、ここでは、歯元面の湾曲線４５により、表８に従って、例えば、半円弧１６、１７の領域内の外郭線１９の半径に対して、拡大された半径の接触円を定義することでこの距離が得られる。

ともすればチェーンリンク１０の外側の面上のくぼみにつながるかもしれない変曲点は回避しなければならないので、中心点４６は、分離線１７または１８上でポケット底部３８から遠ざかる方向にずらしてある。したがって、ポケット底部３８は、直線部を直接接するように歯元面の湾曲線４５に達しており、従って、変曲点はない。このように中心点２１および４６は、直線部１２、１３と半円弧１５とを分ける分離線１７上に置かれ、他方、湾曲中心点４７は、半円弧１６と直線部１３、１４とを分ける分離線１８上に置かれる。中心点２１、４６と２２、４７との間の距離は、それぞれ半径の差に一致する。

他の点において、機能は上記詳述したとおりである。

最後に、円弧部分としてではなく歯元面線の寸法を決めることも考えられるが、その代わりに歯側面線を、荷重がかけられているこの領域で想定される外郭線１９の形状とすることも考えられる。この場合も同様に、図６および上述の表に従って互いに位置ずれした接触円が、歯元面の湾曲線および外郭線の両方に対して規定出来る。それらの接触円は、例えば最小自乗誤差の概念にしたがって一種の回帰分析により得ることのできる近似曲線を表している。距離の測定および接触円へのフィッティングは、それぞれ想定された円の半径を出発点として実施される。表は、１６０Ｎ／ｍｍ^２の公称張力に対して計算されテストされている。

歯３６それぞれの高さは、チェーン８の良好な走行特性と、回転軌道（これに沿ってチェーンスプロケットと直立のチェーンリンクとの間で力が伝達される）の最大化という相矛盾する優先度に左右される。歯３６の高さの好適な値は、チェーンリンク１０を作るワイヤの厚さに０．１６〜０．７５を乗じた値の間にある。その高さは、ある面と歯先端との間の距離として測定される。基準面は、歯３６が突出している水平のチェーンリンクの低い位置の歯元面における接平面である。

歯３６がその歯先にベベル（傾斜面）を備えているならば挿入・脱離状況を改善することができる。このベベルの高さまたは幅は０．１ｍｍ〜１．５ｍｍである。

例えば、丸リンクチェーンまたは成形鋼チェーンのようなリンクチェーン用のチェーンスプロケットは、水平のチェーンリンク用のチェーンポケットを有する。また、直立のチェーンリンク用のチェーンポケットも備える。直立のチェーンリンク用のチェーンポケットは、歯によってお互いから分離される。直立のチェーンリンクが荷重のかかった状態で接触する歯の歯元面は、特別の方法により寸法どりされ、成形される。寸法は、定められたチェーン荷重までは直立のチェーンリンクが歯元面にその先端で接触しないように決められる。定められたチェーン荷重を超えた場合にのみ歯側面と各チェーンリンクの先端とが接触する。

Claims (29)

1. 特にチェーンブロック（１）の丸リンクチェーンまたは成形鋼チェーンのようなリンクチェーン（８）を駆動するためのチェーンスプロケット（２３）であって、各チェーンリンク（１０）は屈曲げワイヤからなり、かつ、２つの互いに平行な部位（１３、１４）と２つの半円弧（１５、１６）とから構成される平坦形状を有し、
   外周面（２６）及び回転軸を有する基体（２４）と、
   前記外周面（２６）に位置し、ならびに水平の前記チェーンリンク（１０）を受け入れ、かつ前記チェーンスプロケット（２３）から前記水平のチェーンリンク（１０）に動力を伝達するために設けられる、チェーンポケット（２８）と、
   チェーンポケット（３５）であって、
   前記外周面（２６）に位置し、
   直立の前記チェーンリンク（１０）を受け入れるために設けられ、
   該チェーンポケット（３５）の数は、前記水平のチェーンリンク用のチェーンポケット（２８）の数に一致し、
   該チェーンポケット（３５）は、それぞれ前記直立のチェーンリンクに対する支持領域（３８）を有し、前記各チェーンリンク（１０）が、円弧（１５、１６）に隣接する少なくともその直線部の一部で、前記支持領域（３８）にもたれることができ、かつ、
   該チェーンポケット（３５）は、前記水平のチェーンリンク（１０）用の２つの隣接するチェーンポケット（２８）それぞれの間に１つずつ配置され、これらのチェーンポケット（２８）と交差する、
   チェーンポケット（３５）と、
   歯（３６）であって、
   前記歯（３６）は、前記直立のチェーンリンク（１０）用の２つの隣接するチェーンポケット（３５）それぞれの間に１つずつ配置され、
   前記歯（３６）は、チェーンスプロケット（２３）から前記直立のチェーンリンク（１０）に力を伝達するために設けられ、かつ、
   前記各歯は、周方向に面する２つの歯元面（３９、４１）で境界が定められ隣接し、
   荷重受け歯元面（３９）として、チェーンスプロケット（２３）が動作可能に使用されるとき、各歯（３６）の前記２つの歯元面（３９）のうち少なくとも１つは、リンクチェーン（８）の荷重方向とは逆方向を向き、
   荷重受け歯元面（３９）のそれぞれは、回転軸に垂直な前記直立のチェーンリンク（１０）用のチェーンポケット（３５）の対称面において、対応するチェーンポケット（３５）内に位置する直立のチェーンリンク（１０）の、荷重方向に面する前記隣接する半円弧（１５）の外側線（４５）の湾曲した輪郭に少なくともおおよそ一致する歯元面の湾曲線（４５）を規定し、
   もし２つの隣り合うチェーンリンク（１０）が外力の作用なく、それらに対応するチェーンポケット（２８）内の中央に置かれ、前記チェーンリンク（１０）の間に遊びがないならば、前記対称面において測定されるその歯元面の湾曲線（４５）が対応するチェーンポケット（３５）内に置かれるリンクチェーン（１０）の半円弧（１５、１６）の外側線（１９）から、少なくとも歯先端の近傍で、ある距離で分離されるように、荷重受け取り歯元面（３９）の位置が寸法どりされる、
   歯（３６）と、
   を備えるチェーンスプロケット（２３）。
2. 回転軸に最も近接する水平のチェーンリンク（１０）の歯元面によって範囲が定められる表面にわたって、歯（３６）は、０．１６〜０．７５を上記チェーンリンクの厚さに乗じた範囲内にある高さを有することを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
3. 荷重受け歯元面（３９）は２軸で湾曲することを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
4. 他の湾曲部は、チェーンリンク（１０）が作られるワイヤの直径の半分よりも小さくない半径を有することを特徴とする請求項３に記載のチェーンスプロケット。
5. チェーンスプロケット（２３）に挿入される直立のチェーンリンク（１０）の半円弧（１５、１６）の外側線（１９）は、中心点（２１、２２）を有するチェーンリンク接触円を少なくともおおよそ規定し、荷重受け歯元面（３９）の歯元面の湾曲線（４５）は中心点（４６、４７）を有する歯元面接触円を規定し、前記歯元面接触円の中心点（４６、４７）は前記チェーンリンク接触円の中心点（２１、２２）を基準に変位していることを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
6. 前記変位は荷重方向に向いていることを特徴とする請求項５に記載のチェーンスプロケット。
7. 前記２つの中心点（２１、４６；２２、４７）の間の接続線は、直立のチェーンリンク（１０）の前記直線部（１３、１４）に平行に延びることを特徴とする請求項５に記載のチェーンスプロケット。
8. 前記２つの中心点（２１、４６；２２、４７）の間の接続線は、直立のチェーンリンク（１０）の前記直線部（１３、１４）の縦軸に対し鋭角に延びることを特徴とする請求項５に記載のチェーンスプロケット。
9. 前記２つの中心点（２１、４６；２２、４７）の間の接続線は、直立のチェーンリンク（１０）の前記直線部（１３、１４）の長手方向軸に対し直角に延びることを特徴とする請求項５に記載のチェーンスプロケット。
10. 前記接触円の前記中心点（２１、４６；２２、４７）の間の距離は、０．０６〜０．１、好適には０．０８２〜０．０９６をチェーンリンク（１０）のワイヤの直径に乗じた範囲内にあることを特徴とする請求項５に記載のチェーンスプロケット。
11. 歯元面の湾曲線（４５）は正円形であることを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
12. 歯元面の湾曲線（４５）は、公称荷重状態にありかつ前記荷重受け歯元面（３９）に隣接する、公称荷重状態にあるチェーンリンク（１０）の前記半円弧（１５）の前記外側線（１９）と同一の輪郭を有することを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
13. 焼き入れされた、好適には肌焼きされた、または未処理の鋼から構成されることを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
14. 歯車モータ（２、３）の出力軸に回転固定で押し込まれうる軸口径（２７）を含むことを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
15. 前記水平のチェーンリンク（１０）用の前記チェーンポケット（２８）は、浴槽様の形状を有することを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
16. 前記直立のチェーンリンク（１０）用のチェーンポケット（３５）は、荷重受け歯元面（３９）と、荷重受け歯元面（３９）に対向する隣接する歯（３６）の歯元面（４１）と、ポケット底部（３８）とによって範囲が規定されることを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
17. ポケット底部（３８）は、湾曲し、その湾曲部の軸が回転軸に直角に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載のチェーンスプロケット。
18. ポケット底部（３８）は平らであることを特徴とする請求項１６に記載のチェーンスプロケット。
19. ポケット底部（３８）は、リンクチェーン（１０）の溶接部（１２）を逃がすために中央にくぼみ（４２）を有することを特徴とする請求項１６に記載のチェーンスプロケット。
20. 前記歯元面の湾曲線（４５）の接触円の半径は、前記半円弧（１５、１６）の外側線（１９）の接触円の半径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
21. 半径の比率は、０．０８〜０．３を前記ワイヤの直径に乗じた範囲内にあることを特徴とする請求項２０に記載のチェーンスプロケット。
22. 半径の比率は、１．０の比率と１．２の比率との間にあることを特徴とする請求項２０に記載のチェーンスプロケット。
23. 荷重受け歯元面（３９）は、前記歯の先端方向にベベルへ移行することを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
24. チェーンリンク（１０）の前記ワイヤの直径に依存して、前記ベベルの高さは０．１ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２３に記載のチェーンスプロケット。
25. チェーンスプロケット（２３）は、一体化した軸延長部分を有することを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
26. 前記水平のチェーンリンク（１０）用のポケット底部（３８）の上方に突出する領域において、前記歯（３６）は、チェーンリンク（１０）の前記直線部（１３、１４）の間の空隙距離よりもわずかに小さい幅を有することを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
27. ０Ｎ／ｍｍ^２よりも大きい、好ましくはリンクチェーン（８）の公称張力の１００％〜７５％の範囲の、所定の張力で、歯元面の湾曲線（４５）と半円弧（１５、１６）の外側線（１９）との間の距離が消滅することを特徴とする請求項１に記載のチェーンスプロケット。
28. 前記公称張力は、３２０Ｎ／ｍｍ^２〜８０Ｎ／ｍｍ^２の範囲、好ましくは２００Ｎ／ｍｍ^２〜１００Ｎ／ｍｍ^２の範囲内であることを特徴とする請求項２７に記載のチェーンスプロケット。
29. 前記公称張力は、動的構成要素ならびに前記チェーンリンクのワイヤ断面積を考慮に入れることなく、チェーン伝動装置の公称許容荷重から計算されることを特徴とする請求項２７に記載のチェーンスプロケット。

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