JP2016191431A - スプロケット及び汚泥掻き寄せ機 - Google Patents

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【課題】歯飛びが発生し難いスプロケットを提供すること。
【解決手段】複数の歯2と歯底10とを交互に外周に備えるスプロケット1において、歯2の歯面3とピッチ円PCとの交点C1又は該交点C1の近傍を通り、且つ回転駆動開始時にチェーンの円柱接触部分Rと接触する歯底部分12に接する接線T1、あるいは、歯2の歯面3とピッチ円PCとの交点C1又は該交点C1の近傍と歯底部分12とを結ぶ直線よりも歯2の内側に引退する曲面部5を備えることを特徴とするスプロケット。
【選択図】図2

Description

本発明は、外周の複数の歯と歯底にチェーンを巻き掛けて動力伝達を行うスプロケットと、当該スプロケットを備える汚泥掻き寄せ機に関する。
従来のスプロケットとしては、例えば以下の特許文献1や特許文献2に記載されるものが知られている。特許文献1のスプロケットでは、歯面がテーパー状に形成されている。また特許文献2のスプロケットでは、歯の外側に張り出す円弧状の歯面が、歯の内側に引退する円弧状の歯底に連続している。
特開2014−169165号公報(図4参照) 特許第4685429号公報(図1参照)
従来のスプロケットでは、長年の使用によりチェーンが伸びてその張力が低下すると、チェーンとスプロケットがうまく噛み合わずにチェーンの円柱接触部分が歯の上を滑って越える所謂「歯飛び」現象が生じる虞があった。歯飛びが生じるとチェーンからスプロケットへの動力伝達あるいはスプロケットからチェーンへの動力伝達に支障をきたすことになる。
本発明の目的は、歯飛びが発生し難いスプロケットを提供することにある。
本発明のスプロケットに係る第1特徴構成は、複数の歯と歯底とを交互に外周に備えるスプロケットにおいて、前記歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍を通り、且つ回転駆動開始時にチェーンの円柱接触部分と接触する歯底部分に接する接線、あるいは、前記歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍と前記歯底部分とを結ぶ直線よりも前記歯の内側に引退する曲面部を備える点にある。
〔作用及び効果〕
本構成のごとく、曲面部を設けることによって、歯の歯面とチェーンの円柱接触部分との接触が良くなるため、長年の使用によりチェーンが多少伸びたとしても歯飛びが生じ難くなり、動力伝達が有効に行われる。
第2特徴構成は、前記曲面部が円弧状である点にある。
〔作用及び効果〕
本構成のごとく曲面部を円弧状にすることにより、当該曲面部におけるチェーンの円柱接触部分の接触力が変わることなくチェーンに駆動力を伝えることができる。
第3特徴構成は、前記曲面部の曲率半径が、前記チェーンの円柱接触部分の半径の1倍よりも大きく3倍以下である点にある。
〔作用及び効果〕
本構成によれば、歯面がテーパー状に形成されている従来のスプロケットと比べて、チェーンの円柱接触部分の接触力を増加(約1.2倍)させることができる。
第4特徴構成は、前記歯底の左右両側のそれぞれに、前記歯底の内側に引退する左円弧部及び右円弧部を前記歯底部分として備え、前記歯底の外側に張り出す中央円弧部を前記左円弧部と前記右円弧部との間に備える点にある。
〔作用及び効果〕
本構成によれば、長年の使用によりチェーンに伸びが生じたとしても、スプロケットを逆回転させたときにチェーンの円柱接触部分がピッチ円に沿って滑らかに移動することができる。
本発明のスプロケットの平面図である。 本発明のスプロケットの一部拡大平面図である。 本発明の汚泥掻き寄せ機を備える汚水処理設備の全体縦断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態のスプロケット1は複数の歯2と歯底10とを備えており、これらの歯2と歯底10はスプロケットの外周に沿って交互に配置される。
歯2は、滑らかな曲面である右歯面3及び左歯面6と、平坦な面である歯先面9とを備えており、平面視において左右対称の形状を有する。
歯底10の左右両側のそれぞれに、歯底10の内側(図2の双方向矢印参照)に円弧状に引退する左円弧部11及び右円弧部12を備える。これら左円弧部11及び右円弧部12は、回転駆動開始時にチェーンの円柱接触部分Rと接触する歯底部分を構成する。また、歯底10は、その外側(図2の双方向矢印参照)に緩やかに円弧状に張り出す中央円弧部13を、左円弧部11と右円弧部12との間に備えており、平面視において左右対称の形状を有する。尚、中央円弧部13は、ピッチ円PCと同心の円弧状の曲面であることが望ましい。また中央円弧部13については必ずしも設ける必要はなく、スプロケット1の回転中心側に円弧状に引退する曲面のみで歯底10を構成しても良い。
本実施形態のスプロケット1を右回転(図1紙面上時計回り)させて使用する場合は歯底10の右円弧部12から歯2の右歯面3に亘る部分にチェーンの円柱接触部分Rが係止され、左回転(図1紙面上反時計回り)させて使用する場合は歯底10の左円弧部11から歯2の左歯面6に亘る部分にチェーンの円柱接触部分Rが係止される。
図2に示すように、該右歯面3とピッチ円PCとの交点C1を通り、且つ歯底10の右円弧部12に接する接線T1よりも歯2の内側(図2の双方向矢印参照)に引退する右曲面部5を、歯の右歯面3が備える。該右曲面部5は歯底10の右円弧部12に滑らかに連続する。
また右歯面3は、交点C1から歯先面9にかけて歯2の外側(図2の双方向矢印参照)に張り出す円弧状の右曲面4を備え、右曲面4と右曲面部5とが滑らかに連続する。尚、本実施形態では、交点C1と右曲面4の開始点(角丸めの開始点)とが一致しているため、動力の伝達とチェーンの離脱がよりスムーズになる。
図2に示すように、右曲面部5は円弧状であることが望ましい。また、右曲面部5の曲率半径r2が、チェーンの円柱接触部分Rの半径r4の1倍よりも大きく3倍以下であることが望ましく、また2倍以上3倍以下であることがさらに望ましい。
右曲面4の曲率半径r1、右曲面部5の曲率半径r2、右円弧部12の曲率半径r3のそれぞれは、例えば以下の計算式1〜3に基づいて設定することができる。式中のdはチェーンの円柱接触部分Rの外径最大値であり、zは歯数である。
式1:r1=(1.005d+0.076)/2
式2:r2=1.3025d+0.038
式3:r3=d〔0.8cos(18°−56°/z)+1.4cos(17°−64°/z)−1.3025〕−0.038
尚、上述の計算式1〜3のうちの少なくともいずれか一つを用いて歯面を構成しても良く、式1及び式2を使用して歯面を構成することがより好ましい。
尚、歯の左歯面6についても上記右歯面3と同様の構成を備える。即ち、該左歯面6とピッチ円PCとの交点C2を通り、且つ歯底10の左円弧部11に接する接線T2よりも歯2の内側に引退する左曲面部8を、歯の左歯面6が備える。該左曲面部8は歯底10の左円弧部11に滑らかに連続する。また左歯面6は、交点Cから歯先面9にかけて歯2の外側に張り出す円弧状の左曲面7を備え、左曲面7と左曲面部8とが滑らかに連続する。また交点C2と左曲面7の開始点(角丸めの開始点)とが一致する。
上記構成のごとく、右曲面部5及び左曲面部8を設けることによって、右歯面3及び左歯面6とチェーンの円柱接触部分Rとの接触が良くなるため、長年の使用によりチェーンが多少伸びたとしても歯飛びが生じ難くなり、動力伝達が有効に行われる。さらに、右曲面部5及び左曲面部8を設けることによって、従来のスプロケットと比べて加工操作(例えば、エンドミル加工等)を実施し易くなり、製造コストを抑えることができる。
上述のスプロケット1については、例えば、汚泥掻き寄せ機の駆動用スプロケット及び従動用スプロケットのいずれにも適用することができる。以下、上述のスプロケット1を、汚泥掻き寄せ機の駆動用スプロケット及び従動用スプロケットに適用した例を説明する。
図3は、汚水処理設備における沈澱池20の縦断面を示し、汚泥掻き寄せ機21とスカムスキマ23とが設置され、汚泥掻き寄せ機21には、無端チェーン24の駆動構造が設けられている。
汚泥掻き寄せ機21は、汚泥掻き寄せ具22を回動方向に間隔を隔てて取り付けてある無端回動体としての左右一対の無端チェーン24、横軸心(回転中心)X周りで回転する駆動回転体としての駆動用スプロケット1aと従動回転体としての従動用スプロケット1b、及び駆動用スプロケット1aを駆動回転させる駆動装置25を備えて構成される。
無端チェーン24は、駆動用スプロケット1aと、3つの従動用スプロケット1bとに亘って回動自在に巻き掛けられている。駆動装置25が駆動用スプロケット1aを回転駆動させると、無端チェーン24が図3紙面上時計回り方向に駆動回転する。これにより、沈澱池20の水面WL近くに浮いているスカムをスカムスキマ23側に掻き寄せながら、沈殿池20の底面26近くに沈殿している汚泥を沈殿池20の底部に設けてある排出溝27に掻き寄せることができる。
〔その他の実施形態〕
1.上述の接線Tは、必ずしも交点C1,C2を通るものでなくとも良く、上述の作用・効果と同様の作用・効果を発揮することができる範囲において、交点C1,C2の近傍を通るものであっても良い。
2.上述の歯底10の歯底部分の形状は、必ずしも円弧状である必要はなく、他の曲線としても良いし、あるいは直線状としても良い。尚、歯底部分の形状が直線状である場合、曲面部は、歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍と当該歯底部分とを結ぶ直線よりも歯2の内側に引退する構成となる。図示しないが、例えば上述の実施形態における歯底10の左右両側の歯底部分のそれぞれが直線状である場合、右歯面3とピッチ円PCとの交点C1と歯底10の右の歯底部分とを結ぶ直線よりも歯2の内側に右曲面部5が引退し、左歯面6とピッチ円PCとの交点C2と歯底10の左の歯底部分とを結ぶ直線よりも歯2の内側に左曲面部8が引退する。
3.上述の右曲面4及び左曲面7のそれぞれの形状は必ずしも円弧状である必要はなく、チェーンの円柱接触部分Rが動力伝達を終えた後に歯底10から抜け易くなるような形状であれば、他の曲線としても良いし、あるいは直線状としても良い。
4.上述の歯先面9については、必ずしも平坦面でなくとも良く、ピッチ円PCと同心の円弧状の曲面としても良い。
5.上述の中央円弧部13の形状は、必ずしも円弧状である必要はなく、円柱接触部分Rが歯底内を滑るときに、円柱接触部分Rの軸心がピッチ円PCの中心側に大きく入り込まない形状であれば良い。
6.上述の円柱接触部分Rについては回転可能なローラを使用しても良い。
本発明は、チェーンを巻き掛けて動力伝達を行うスプロケットに適用することができる。
1 スプロケット
1a 駆動用スプロケット
1b 従動用スプロケット
2 歯
3 右歯面
4 右曲面
5 右曲面部(曲面部)
6 左歯面
7 左曲面
8 左曲面部(曲面部)
9 歯先面
10 歯底
11 左円弧部(歯底部分)
12 右円弧部(歯底部分)
13 中央円弧部
20 沈澱池
21 汚泥掻き寄せ機
22 汚泥掻き寄せ具
23 スカムスキマ
24 無端チェーン
25 駆動装置
26 底面
27 排出溝
PC ピッチ円
C1,C2 交点
T1,T2 接線
R チェーンの円柱接触部分

Claims (5)

  1. 複数の歯と歯底とを交互に外周に備えるスプロケットにおいて、
    前記歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍を通り、且つ回転駆動開始時にチェーンの円柱接触部分と接触する歯底部分に接する接線、あるいは、前記歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍と前記歯底部分とを結ぶ直線よりも前記歯の内側に引退する曲面部を備えることを特徴とするスプロケット。
  2. 前記曲面部が円弧状であることを特徴とする請求項1に記載のスプロケット。
  3. 前記曲面部の曲率半径が、前記チェーンの円柱接触部分の半径の1倍よりも大きく3倍以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスプロケット。
  4. 前記歯底の左右両側のそれぞれに、前記歯底の内側に引退する左円弧部及び右円弧部を前記歯底部分として備え、前記歯底の外側に張り出す中央円弧部を前記左円弧部と前記右円弧部との間に備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のスプロケット。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項のスプロケットを駆動スプロケット又は従動スプロケットとして使用することを特徴とする汚泥掻き寄せ機。
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