JP2020109299A - スプロケット - Google Patents

Abstract

【課題】歯に軸線方向の荷重が加わったときに発生する応力を低減できる、スプロケットを提供する。【解決手段】スプロケット本体２２が軸線方向に第１分割部分３１と第２分割部分３２とに２分割されている。そして、第１分割部分３１と第２分割部分３２とにフランジ部２４の挟み込み部２８が軸線方向に挟まれており、ボルト４８が第１分割部分３１側から第１分割部分３１を貫通して第２分割部分３２に達することにより、スプロケット本体２２とフランジ部２４とが締結されている。【選択図】図１

Description

本発明は、コンバインなどのクローラに用いられるスプロケットに関する。

たとえば、コンバインでは、不整地走破能力が必要とされるため、左右一対の走行装置にクローラが採用されている。クローラの駆動輪となる駆動スプロケットには、車軸が相対回転不能に接続されている。そして、駆動源からの動力は、動力伝達機構を介して、左右の車軸に伝達され、左右のクローラの駆動スプロケットがそれぞれ車軸と一体に回転する。

図３は、従来のコンバインにおける車軸５１と駆動スプロケット５２との接続部分を示す断面図である。図４は、駆動スプロケット５２の側面図（軸線方向から見た図）である。

車軸５１は、周面にスプラインが形成されたスプライン部５３を端部に有し、周面にねじが形成されたねじ部５４をスプライン部５３に対する軸線方向の外側の最端部に有している。

駆動スプロケット５２は、ハブ５５およびスプロケット本体５６を備えている。

ハブ５５には、略円筒状のボス部５７と、ボス部５７から周囲に張り出した略円環板状のフランジ部５８とが一体に形成されている。ボス部５７の内周面には、スプラインが形成されている。ボス部５７が車軸５１のスプライン部５３にスプライン嵌合され、車軸５１のねじ部５４に円環板状の座金５５が嵌められて、その軸線方向の外側からナット５９がねじ部５４に螺合されることにより、ハブ５５が車軸５１に相対回転不能に取り付けられている。

スプロケット本体５６は、全体として略円環板状に形成されており、その直径に沿って２個の分割部分６１に分割されている。各分割部分６１の外周部には、複数の歯６２が周方向に等間隔に並べて形成されている。各分割部分６１の内周部には、３個のボルト挿通孔６３と２個のピン挿通孔６４とが周方向に交互に並べて形成されている。これに対応して、ハブ５５には、６個のボルト孔６５と４個のピン挿入穴６６とが形成されている。各分割部分６１は、ハブ５５のフランジ部５８に対して軸線方向の外側に、その内周縁をハブ５５のボス部５７の外周面に沿わせて配置され、それらの端面が互い突き合わされる。そして、各分割部分６１は、２個のピン挿通孔６４に軸線方向の外側からそれぞれ挿通された平行ピン６７がハブ５５のピン挿入穴６６に挿入されることにより、ハブ５５に対して位置決めされ、３個のボルト挿通孔６３に軸線方向の外側からそれぞれ挿通されたボルト６８がハブ５５のボルト孔６５にねじ込まれることにより、ハブ５５に対して固定されている。

特開２０１７−７５６２４号公報

かかる構成では、車軸５１の撓みなどにより、スプロケット本体５６の歯６２に軸線方向の荷重が加わった場合、スプロケット本体５６にボルト６８による締結点を支点とした曲げモーメントによる応力が発生する。この応力の発生が繰り返されると、疲労によるスプロケット本体５６の割れが発生するおそれがある。

本発明の目的は、歯に軸線方向の荷重が加わったときに発生する応力を低減できる、スプロケットを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るスプロケットは、回転軸と一体に回転するスプロケットであって、回転軸に相対回転不能に結合され、回転軸の周囲を取り囲むフランジ部を有するハブと、複数の締結具によってフランジ部に締結され、外周部に複数の歯が周方向に等間隔に並べて形成されたスプロケット本体とを含み、フランジ部またはスプロケット本体の一方は、回転軸の軸線方向に第１分割部分および第２分割部分に分割され、その他方は、第１分割部分と第２分割部分とに軸線方向に挟まれ、締結具は、第１分割部分を軸線方向に貫通して第２分割部分に達している。

この構成によれば、ハブのフランジ部またはスプロケット本体の一方が軸線方向に第１分割部分と第２分割部分とに２分割されている。そして、第１分割部分と第２分割部分とにフランジ部またはスプロケット本体の他方が軸線方向に挟まれており、締結具が第１分割部分側から第１分割部分を貫通して第２分割部分に達することにより、フランジ部とスプロケット本体とが締結されている。そのため、歯に軸線方向の荷重が加わったときに、その荷重が第１分割部分と第２分割部分とに分散されるので、スプロケット本体に発生する応力（第１分割部分と第２分割部分とのそれぞれに発生する応力）を小さく抑えることができる。その結果、スプロケット本体の疲労を軽減することができ、スプロケット本体に疲労による割れが発生することを抑制できる。

スプロケット本体が第１分割部分および第２分割部分に分割され、フランジ部が第１分割部分と第２分割部分とに軸線方向に挟まれていてもよい。

その場合、スプロケット本体は、ハブの周囲を取り囲む内周端から歯の先端まで軸線方向に分割されていることが好ましい。これにより、歯に軸線方向の荷重が加わったときに、その荷重を歯の部分から第１分割部分と第２分割部分とに分割して受けることができる。そのため、スプロケット本体に発生する応力を効果的に低減でき、スプロケット本体の疲労を一層軽減することができる。

また、締結具は、第１分割部分の内周縁と外周縁との中間の位置に挿通されていることが好ましい。これにより、歯に軸線方向の荷重が加わったときに、その加重によりスプロケット本体に生じる回転モーメントのアーム（モーメントアーム）の長さを短くでき、スプロケット本体に発生する応力をより小さく抑えることができる。

本発明によれば、歯に軸線方向の荷重が加わったときにスプロケット本体に発生する応力を低減できるので、スプロケット本体の疲労を軽減でき、スプロケット本体の耐久性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る駆動スプロケットの断面図であり、コンバインの車軸との接続部分を併せて示す。 駆動スプロケットの側面図である。 従来のコンバインにおける車軸と駆動スプロケットとの接続部分を示す断面図である。 図３に示される駆動スプロケットの側面図（軸線方向から見た図）である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車軸と駆動スプロケットとの接続構造＞
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動スプロケット１の断面図である。

駆動スプロケット１は、たとえば、コンバインの車軸２の端部に取り付けられる。車軸２は、スプライン部１１およびねじ部１２を一体に備えている。スプライン部１１は、スプラインを周面に有する略円柱状に形成されている。ねじ部１２は、スプライン部１１よりも車軸２の軸線方向（以下、単に「軸線方向」という。）の外側で車軸２の最端部をなし、スプライン部１１よりも小径かつスプライン部１１と共通の中心線を有する略円柱形状に形成されている。ねじ部１２の周面には、ねじが切られている。

駆動スプロケット１は、ハブ２１およびスプロケット本体２２を備えている。

ハブ２１は、ボス部２３およびフランジ部２４を一体に備えている。

ボス部２３は、車軸２のスプライン部１１に相対回転不能に取り付けられる。具体的には、ボス部２３は、スプライン部１１の外径に対応した内径を有する略円筒状に形成され、その内周面にスプラインを有しており、スプライン部１１に外嵌にてスプライン嵌合される。そして、車軸２のねじ部１２に円環板状の座金２５が嵌められて、その軸線方向の外側から２個のナット２６がねじ部１２に螺合されることにより、ハブ２１が車軸２に固定されている。

フランジ部２４は、ボス部２３の外周面からその外周面の径方向の外側に張り出す円環ブロック状に形成された内周部２７と、内周部２７から径方向の外側にさらに張り出す円環板状で内周部２７よりも薄肉に形成された挟み込み部２８とを一体に備えている。

＜スプロケット本体＞
図２は、駆動スプロケット１の側面図である。

スプロケット本体２２は、全体として、略円環板状をなしている。スプロケット本体２２は、図１に示されるように、軸線方向に第１分割部分３１と第２分割部分３２とに２分割されている。第１分割部分３１は、図２に示されるように、その直径に沿った仮想分割線Ｌで２個の第１小分割部分３３と第２小分割部分３４とに分割されている。第２分割部分３２は、第１分割部分３１の分割に対応して、図示されていないが、仮想分割線Ｌで２個の小分割部分に分割されている。これにより、スプロケット本体２２は、４分割されている。

第１分割部分３１の第１小分割部分３３の外周部には、複数個（たとえば、４個）の側面視略三角形状の突起３５が周方向に等間隔に並べて形成されている。第１分割部分３１には、内周縁３６と外周縁３７との中間に設定された仮想円Ｃ上に、複数個（たとえば、３個）のボルト孔３８が周方向に等間隔に並べて形成されている。また、その仮想円Ｃ上には、周方向に隣り合う２個のボルト孔３８の間に、円形のピン挿通孔３９が形成されている。

第２小分割部分３４は、仮想分割線Ｌに関して第１小分割部分３３と対称な構成を有している。第２小分割部分３４の構成の具体的な説明は、省略する。

第２分割部分３２の外周部には、第１分割部分３１の各突起３５と軸線方向に重なる位置に、それぞれ側面視で突起３５と同形状の突起４１が形成されている。突起３５，４１が軸線方向に重なって合わさることにより、突起３５，４１からなる歯４２が形成される。また、第２分割部分３２の各小分割部分には、図１に示されるように、第１分割部分３１の各ボルト孔３８と軸線方向に重なる位置に、それぞれボルト孔４３が形成されている。さらに、第２分割部分３２の各小分割部分には、第１分割部分３１の各ピン挿通孔３９と軸線方向に重なる位置に、それぞれピン挿通孔３９と同径を有する円形のピン挿入穴４４が形成されている。

第１分割部分３１は、ハブ２１の挟み込み部２８に対して軸線方向の外側に、その内周縁３６をハブ２１のボス部２３の外周面に沿わせて、第１小分割部分３３の端面と第２小分割部分３４の端面とを突き合わした状態に配置される。第２分割部分３２は、その挟み込み部２８に対して軸線方向の内側に、その内周縁をハブ２１の内周部２７の外周面に沿わせて、各小分割部分の端面を互いに突き合わした状態に配置される。第１分割部分３１および第２分割部分３２の回転位置は、第１分割部分３１の各ピン挿通孔３９と第２分割部分の各ピン挿入穴４４とが軸線方向に対向して重なり合うように調整される。

ハブ２１の挟み込み部２８には、各ピン挿通孔３９およびそれに対向するピン挿入穴４４と軸線方向に重なる位置に、ピン挿通孔３９と同径を有するピン挿通孔４５が形成されている。第１分割部分３１に対する軸線方向の外側から、略円柱状の平行ピン４６が第１分割部分３１のピン挿通孔３９および挟み込み部２８のピン挿通孔４５をこの順に挿通して第２分割部分３２のピン挿入穴４４に挿入されることにより、第１分割部分３１および第２分割部分３２がハブ２１に対して位置決めされる。

この位置決めされた状態において、第１分割部分３１の各ボルト孔３８と第２分割部分３２の各ボルト孔４３とが軸線方向に対向する。ハブ２１の挟み込み部２８には、軸線方向に対向するボルト孔３８，４３と軸線方向に重なる位置に、ボルト挿通孔４７が形成されている。第１分割部分３１および第２分割部分３２がハブ２１に対して位置決めされた状態で、第１分割部分３１に対する軸線方向の外側から、ボルト４８が第１分割部分３１のボルト孔３８および挟み込み部２８のボルト挿通孔４７をこの順に挿通して第２分割部分３２のボルト孔４３にねじ込まれることにより、第１分割部分３１および第２分割部分３２と挟み込み部２８とが締結される。

＜作用効果＞
以上のように、スプロケット本体２２が軸線方向に第１分割部分３１と第２分割部分３２とに２分割されている。そして、第１分割部分３１と第２分割部分３２とにフランジ部２４の挟み込み部２８が軸線方向に挟まれており、ボルト４８が第１分割部分３１側から第１分割部分３１を貫通して第２分割部分３２に達することにより、スプロケット本体２２とフランジ部２４とが締結されている。そのため、歯４２に軸線方向の荷重が加わったときに、その荷重が第１分割部分３１と第２分割部分３２とに分散されるので、スプロケット本体２２に発生する応力（第１分割部分３１と第２分割部分３２とのそれぞれに発生する応力）を小さく抑えることができる。その結果、スプロケット本体２２の疲労を軽減することができ、スプロケット本体２２に疲労による割れが発生することを抑制できる。

また、スプロケット本体２２は、ハブ２１の周囲を取り囲む内周端から歯４２の先端まで軸線方向に分割されている。これにより、歯４２に軸線方向の荷重が加わったときに、その荷重を歯４２の部分から第１分割部分３１と第２分割部分３２とに分割して受けることができる。そのため、スプロケット本体２２に発生する応力を効果的に低減でき、スプロケット本体２２の疲労を一層軽減することができる。

さらに、第１分割部分３１の内周縁３６と外周縁３７との中間に設定された仮想円Ｃ上にボルト４８が配置されるので、ボルト４８が仮想円Ｃよりも内周縁３６に近い位置に配置される構成と比較して、歯４２に軸線方向の加重が加わったときに、その加重によりスプロケット本体２２に生じる回転モーメントのアームの長さが短くなる。よって、スプロケット本体２２に発生する応力をより小さく抑えることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

前述の実施形態では、スプロケット本体２２が軸線方向に２分割された構成を取り上げたが、ハブ２１のフランジ部２４が軸線方向に第１分割部分と第２分割部分とに２分割されて、その第１分割部分と第２分割部分とにスプロケット本体２２が軸線方向に挟まれた構成が採用されてもよい。

また、車軸２は、コンバインの車軸であるとしたが、本発明は、コンバインに限らず、人参や大根、枝豆、キャベツなどの野菜を収穫する収穫機など、コンバイン以外の作業車両の車軸に取り付けられる駆動スプロケットに適用することができる。

また、車軸に限らず、車軸以外の回転軸（従動軸）に取り付けられるスプロケットに本発明が適用されてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：駆動スプロケット（スプロケット）
２：車軸（回転軸）
２１：ハブ
２２：スプロケット本体
２４：フランジ部
２８：挟み込み部
３１：第１分割部分
３２：第２分割部分
３６：内周縁
３７：外周縁
４２：歯
４８：ボルト（締結具）

Claims (4)

1. 回転軸と一体に回転するスプロケットであって、
   前記回転軸に相対回転不能に結合され、前記回転軸の周囲を取り囲むフランジ部を有するハブと、
   複数の締結具によって前記フランジ部に締結され、外周部に複数の歯が周方向に等間隔に並べて形成されたスプロケット本体とを含み、
   前記フランジ部または前記スプロケット本体の一方は、前記回転軸の軸線方向に第１分割部分および第２分割部分に分割され、その他方は、前記第１分割部分と前記第２分割部分とに前記軸線方向に挟まれ、
   前記締結具は、前記第１分割部分を前記軸線方向に貫通して前記第２分割部分に達している、スプロケット。
2. 前記スプロケット本体が前記第１分割部分および前記第２分割部分に分割され、前記フランジ部が前記第１分割部分と前記第２分割部分とに前記軸線方向に挟まれている、請求項１に記載のスプロケット。
3. 前記スプロケット本体は、前記ハブの周囲を取り囲む内周端から前記歯の先端まで前記軸線方向に分割されている、請求項２に記載のスプロケット。
4. 前記締結具は、前記第１分割部分の内周縁と外周縁との中間の位置に挿通されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスプロケット。

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