JP2022083077A - チェーンスプロケットホイール - Google Patents

Abstract

【課題】駆動を停止することなく、部分ホイールの一部のみを交換することができ、部分ホイールが固定盤に対してがたつきにくいチェーンスプロケットホイールを提供すること。【解決手段】外周に掛け渡したチェーンを長さ方向に駆動するチェーンスプロケットホイール１であって、チェーンが係合する多数の歯４を有するホイール部２と、固定盤３とを備え、ホイール部２が周方向に複数の部分ホイール５に分割され、各部分ホイール５が単独で交換可能に固定盤３に取り付けられ、固定盤３と部分ホイール５の接合面に、互いに係合する凸部１１と凹部１２が周方向に沿って形成され、部分ホイール５を固定盤３に取り付けるボルト８は複数で第一ボルト８ａと、該第一ボルト８ａよりも部分ホイール５の回転方向後方に配置される第二ボルト８ｂとを少なくとも有し、第一ボルト８ａ及び第二ボルト８ｂは、ホイール部の回転中心と同心円上に配置される。【選択図】図１１

Description

本発明は、外周に掛け渡されたチェーンを長さ方向に可動させるチェーンスプロケットホイールに関する。

一般的なチェーン機構のチェーンスプロケットホイールは、複数配置されてその外周にチェーンが掛け渡され、少なくとも一つのチェーンスプロケットホイールが駆動装置で回転され、その回転力をチェーンに伝達して長さ方向に移動させるようになっている。
チェーンはチェーンスプロケットホイールの歯の一部に係合されるので、この歯に大きな荷重が加わることになり、破損や摩耗が生じやすい。特に、重量物を搬送するチェーンコンベアや、汚泥かき寄せ装置のチェーン機構では、歯の損傷が激しいため、チェーンスプロケットホイールの交換頻度が高くなる。この際、大型のチェーンスプロケットホイール全体を交換すると、多大な労働力及び作業時間を要するだけでなく、コストも非常に高くついた。
また、従動チェーンスプロケットホイールについても同様である。

そこで、従来、ホイール本体とこれを取り付け固定する固定盤とからなり、ホイール本体は、取替え可能に分割型に形成してあるチェーンスプロケットホイールが特許文献１に開示されている。
このような分割型のチェーンスプロケットホイールは、歯が部分的に欠損したり、摩耗するなどして使用に耐えられなくなった場合に、チェーンを掛け渡したまま、ホイール本体の分割片の一部を交換するのみで補修することができる。

特開２００２－３５６２１７号公報

しかし、上記特許文献１に記載のようなチェーンスプロケットホイールは、ホイール本体の分割片と固定盤がボルト・ナットのみで取り付け固定されているので、歯の一部に大きい力が加わると、分割片が固定盤に対してがたつき、チェーンとの間で力の伝達が十分に行われないおそれがあった。
本発明が解決しようとする課題は、チェーンを取り外すことなく、部分ホイールの一部のみを交換することができ、部分ホイールが固定盤に対してがたつきにくいチェーンスプロケットホイールを提供することにある。

本願請求項１に係る発明は、チェーンを外周に掛け渡すチェーンスプロケットホイールであって、チェーンが係合する多数の歯を有するホイール部と、固定盤と、を備え、前記ホイール部が周方向に複数の部分ホイールに分割され、各部分ホイールが固着具によって着脱可能に前記固定盤に取り付けられ、前記固定盤及び前記部分ホイールの接合面のうち、いずれか一方に凸部が、他方に凹部が形成されるとともに前記凸部と前記凹部とは係合され、前記部分ホイールを前記固定盤に着脱可能に取り付ける前記固着具は複数であって、前記複数の固着具は、第一固着具と、該第一固着具よりも前記部分ホイールの回転方向後方に配置される第二固着具とを少なくとも有し、前記第一固着具及び前記第二固着具は、前記ホイール部の回転中心と同心円上に配置されることを特徴とするチェーンスプロケットホイールである。

本願請求項２に係る発明は、隣設された前記部分ホイール間には隙間が形成され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ホイールである。

本願請求項３に係る発明は、前記ホイール部が前記歯の谷部を通って周方向に分割されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチェーンスプロケットホイールである。

本願請求項４に係る発明は、一の前記部分ホイールにおける固着具間の距離と、前記一の部分ホイールにおける固着具のうち隣接する他の部分ホイール側に位置する固着具と前記他の部分ホイールにおける固着具のうち前記一の部分ホイール側に位置する固着具との距離とが同じ距離であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のチェーンスプロケットホイールである。

本発明によれば、いずれかの部分ホイールに不具合が生じた場合に、その部分ホイールをチェーンと係合しない位置に移動させて、チェーンを取り外すことなく簡単に摩耗や損傷した部分ホイールのみを交換することができ、交換に要する手間やコストを大幅に低減することが可能となる。
また、固着具によって取り付けられた部分ホイールが、固定盤との接合面に形成された凹部と凸部が係合されているので、歯の一部に大きな力が加わっても、部分ホイールが固定盤に対してがたつきを防止することができる。
さらに、部分ホイールを固定盤に着脱可能に取り付ける固着具を、少なくとも第一固着具とそれより前記部分ホイールの回転方向後方に配置される第二固着具との複数とし、第一固着具及び第二固着具が、ホイール部の回転中心と同心円上に配置されるように構成したので、例えば、駆動チェーンスプロケットホイールと従動チェーンスプロケットホイールとで、部分ホイールを共用できるようになり、部分ホイールの製造コストを抑えることが可能となる。

加えて、隣設して配置された部分ホイール間に隙間を形成することにより、部分ホール同士が競ることを防止し部分ホイールの着脱が容易となる。

加えて、ホイール部が歯の谷部を通って周方向に分割されることにより、山部同士の分割に比較して、接触面が少なくなり着脱が容易になる。

加えて、一の部分ホイールにおける固着具間の距離と、一の部分ホイールにおける固着具のうち隣接する他の部分ホイール側に位置する固着具と他の部分ホイールにおける固着具のうち一の部分ホイール側に位置する固着具との距離とが同じ距離離にすることにより、チェーンスプロケットホイールを最初に組み付ける際、部分ホイールを固定盤に容易に取り付けることができ、組付け作業を効率的に行うことが可能となる。

本発明の第１の実施形態を示すチェーンスプロケットホイールの正面図。 本発明の第１の実施形態を示すチェーンスプロケットホイールの断面図。 本発明の第１の実施形態に係る固定盤の正面図。 本発明の第１の実施形態に係る部分ホイールの背面図。 本発明の第２の実施形態を示すチェーンスプロケットホイールの正面図。 本発明の第３の実施形態を示すチェーンスプロケットホイールの正面図。 第３の実施形態における効果を説明する図。 本発明の第４の実施形態を示すチェーンスプロケットホイールの正面図。 本発明の第４の実施形態に係る固定盤の正面図。 本発明の第５の実施形態に係る部分ホイールの背面図。 本発明の第６の実施形態を示すチェーンスプロケットホイールの正面図。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態を図１～図４と共に説明する。
図１は第１の実施形態を示すチェーンスプロケットホイールの正面図であり、図２は第１の実施形態を示すチェーンスプロケットホイールの断面図であり、図３は第１の実施形態に係る固定盤の正面図であり、図４は第１の実施形態に係る部分ホイールの背面図である。

第１の実施形態において、チェーンスプロケットホイール１は、駆動チェーンスプロケットホイールであって、外周に掛け渡したチェーン（図示せず）を長さ方向に可動させるものである。
図１及び図２に示すように、チェーンスプロケットホイール１は、ホイール部２と、円盤状の固定盤３とを備える。
ホイール部２は、その外周にチェーンが係合する多数の歯４を有し、歯４は、山部４１と谷部４２とを備える。

ホイール部２は、周方向に等間隔で複数（本実施例では８個）の部分ホイール５に分割されている。この分割数は、チェーンをＵターン状に掛け渡した際においても、チェーンが係合しない部分ホイール５が少なくとも一つは存在できるだけの分割数として設定すれば良い。
ホイール部２は、歯４の山部４１を通って径方向に伸びる分割線に沿って分割され、すべての部分ホイール５を周方向に組み合わせることにより、全体として円盤状に形成される。また、すべての部分ホイール５を組み合わせると、隣接する部分ホイール５の間には、わずかな隙間７が形成される。

部分ホイール５は、固定盤３のボルト孔９（図３参照）及び部分ホイール５のボルト孔１０（図４参照）に挿通したボルト８によって、単独で着脱可能に固定盤３の一面に固定される。
ボルト８は、一つの部分ホイール５に対して二つ設けられており、これらのボルトは、第一ボルト８ａと、第一ボルト８ａよりも部分ホイール５の回転方向後方に配置される第二ボルト８ｂとで構成されている。ボルト８、第一ボルト８ａ、第二ボルト８ｂは、それぞれ本願発明の固着具、第一固着具、第二固着具に相当する。

そして、第一ボルト８ａが配置されるホイール部２の回転中心からの距離と、第二ボルト８ｂが配置されるホイール部２の回転中心からの距離とが異なるものとなっている。
このように配置することで、歯４にチェーンの可動方向に大きな力が加わっても、部分ホイール５が固定盤３に対してがたつきをより防止することができる。

具体的には、第一ボルト８ａが配置されるホイール部２の回転中心からの距離は、第二ボルト８ｂが配置されるホイール部２の回転中心からの距離より長くなるように設定されている。
これにより、駆動チェーンスプロケットホイールであるので、チェーンスプロケットホイール１の回転によって生じるチェーンからの部分ホイール５の回転方向反対側に作用する回転モーメントに対する耐力を増すことができ、がたつきを防止することができる。

図２及び図３に示すように、固定盤３は、図示しないシャフトを通すための筒状部３０と、ホイール部２を取り付けるための円形鍔状のホイール固定部３１とを備える。
ホイール固定部３１の一面（ホイール部２が接合される面）には、内周縁沿って固定用フランジ３２が形成され、固定用フランジ３２の内周面が筒状部３０の外周面に溶接等により固定されている。

図２及び図３に示すように、ホイール固定部３１の一面には、外周縁全てに沿って円形状の凸部１１が形成され、図４に示すように、部分ホイール５の固定盤３に接合される面には、固定盤３の凸部１１と係合する凹部１２が周方向に沿って形成される。
部分ホイール５の内周面を固定用フランジ３２の外周面に当接させると、部分ホイール５と固定盤３とが径方向に位置決めされ、凸部１１と凹部１２を簡単に係合できるとともに、ボルト孔９，１０も位置合わせしやすい。

ホイール固定部３１の外周縁全てに沿って円形状の凸部１１が形成するので、凸部１１の加工が行いやすい。
チェーンスプロケットホイール１を回転させてチェーンを駆動する際に、部分ホイール５の歯４に不均等な力が加わり、部分ホイール５は固定盤３に対してがたつこうとするが、周方向に延びる固定盤３の凸部１１と部分ホイール５の凹部１２が係合して、がたつきを抑える。

いずれかの部分ホイール５が摩耗・損傷した場合は、チェーンスプロケットホイール１からチェーンを取り外すことなく、その部分ホイール５がチェーンと係合しない位置まで移動させ、第一ボルト８ａ及び第二ボルト８ｂを抜き取り、摩耗・損傷を受けた部分ホイール５を取り外して、新たな部分ホイール５を取り付ける。
この時、隣設して配置された部分ホイール５間には隙間７が形成されている。このように隙間７が形成されているので、隣の部分ホイール５と取り外す部分ホイール５とが競ることなく、隣の部分ホイール５に邪魔されずに、容易に部分ホイール５を取り外しができる。また、取り付けにおいても隣の部分ホイール５に邪魔されずに作業が行うことができる。

〔第２の実施形態〕
以下、本発明に係る第２の実施形態について図５と共に説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。

第２の実施形態におけるチェーンスプロケットホイール１は、従動チェーンスプロケットホイールであって、外周に掛け渡したチェーン（図示せず）の可動に伴って回転する。
チェーンスプロケットホイール１は、チェーンの可動に伴って図５に示す矢印方向に回転する。このため、部分ホイール５には、チェーンの可動によって生じるチェーンからの部分ホイールの回転方向の回転モーメントが作用することになる。

これに対応して、第一ボルト８ａが配置されるホイール部２の回転中心からの距離を、第一ボルト８ａよりホイール部２の回転方向後方に配置される第二ボルト８ｂのホイール部２の回転中心からの距離より短くして、ボルト８を配置している。このようにすることで、チェーンの可動によって生じるチェーンからの部分ホイール５の回転方向に作用する回転モーメントに対する耐力を増すことができる。

〔第３の実施形態〕
以下、本発明に係る第３の実施形態について図６及び図７と共に説明する。なお、第１及び第２の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。

第３の実施形態において、ホイール部２は、歯４の谷部４２を通って径方向に伸びる分割線に沿って、複数の部分ホイール５に分割されている。
このようにホイール部２を歯４の谷部４２で分割すると、山部４１で分割したものと比べて、強度がやや低くなって部分ホイール５間が開きやすくなるが、着脱に際して、隣設して配置された部分ホイール５と接触し得る部分が少なくなるので、隣設して配置された部分ホイール５が邪魔にならず、着脱が容易になる。また、山部４１で分割したものと比べて、着脱に際して、隣設して配置された部分ホイール５と接触し得る部分が少なくなるので、指を挟む可能性も低くなり安全な着脱作業をすることができる。

取り付けられた８個の部分ホイール５は、ホイール固定部３１の接合面に面一となるように通って設けられるものであるが、着脱する際に隣り合う部分ホイール５同士との間で、段差が生じる場合がある。このような場合であっても、歯４の谷部４２を通って径方向に伸びる分割線に沿って、複数の部分ホイール５が分割されていれば、チェーンの可動に対する段差の存在による影響が小さくすることができ、チェーンのスムーズな可動に貢献する。この効果を図７により具体的に説明する。
図７は、この効果を説明するための図で、図７（イ）は、ホイール部２を歯４の山部４１で分割した部分を拡大した平面図（図５におけるＡ方向から見た図）で、図７（ロ）は、第３の実施形態を示すもので、ホイール部２を歯４の谷部４２で分割した部分を拡大した平面図（図６におけるＢ方向から見た図）である。

隙間７を介して配置された隣合う部分ホイール５、５が段差Ｚが生じた場合の段差Ｚに対する分割された山部４１の距離については、図７（イ）のように歯４の山部４１で分割されているケースでは、分割された山部４１の距離は隙間７のＬ１である。一方、図７（ロ）のように歯４の谷部４２で分割されているケースでは、分割された山部４１の距離は隙間７より谷部４２、４２分だけ大きいＬ２であり、谷部４２で分割されるケースでは、山部４１の同じ段差Ｚが生じる距離が長くなる。
このことから、チェーンに対する山部４１の段差の影響は、図７（ロ）の谷部４２で分割されるケースの方が相対的に小さくなる。しかも、図７（イ）の山部４１で分割されるケースでは、チェーンの一つの穴に係合する山部４１間で段差Ｚが生じるが、図７（ロ）の谷部４２で分割されるケースでは、チェーンの二つの穴に係合する山部４１間で段差Ｚが生じることになり、チェーンに対する段差の影響は少なくなる。

〔第４の実施形態〕
本発明に係る第４の実施形態について図８～図９と共に説明する。なお、第１～第３の実施形態のいずれかと同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。

図８及び図９に示すように、固定盤３の外形を、部分ホイール５の数と同数の辺を有する正多角形（本実施形態では正八角形）とし、固定盤３の外周縁に沿って正多角形の凸部１１を形成する。
部分ホイール５の接合される面に設けられる凹部１２は、図８に示すように固定盤３の正八角形の各頂点の凸部１１の形状に合わせて折れ曲がった形状で設けられており、部分ホイール５が、固定盤３の正八角形の各頂点の位置に取り付けられている。
このように構成し、凸部１１及び凹部１２を、固定盤３と同心の円の接線と平行な直線を含むように設けることで、部分ホイール５が固定盤３に対して径方向及び周方向に位置決めされるので、部分ホイール５のがたつきをより確実に抑えることができ、ボルト孔９，１０の位置合わせもさらに容易となる。

〔第５の実施形態〕
本発明に係る第５の実施形態について図１０と共に説明する。なお、第１～第４の実施形態のいずれかと同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。

第５の実施形態は、第４の実施形態の固定盤３に正八角形の各辺の位置に、部分ホイール５を取り付けるものである。
図１０に示すように、部分ホイール５の固定盤３に接合される面には、固定盤３の凸部１１と係合する凹部１２が形成される。この凹部１２は、固定盤３の正八角形の各辺の凸部１１の形状に合わせて直線状に設けられており、部分ホイール６が、固定盤３の正八角形の各辺の位置に取り付けることができる。
このよう構成し、凸部１１及び凹部１２を、固定盤３と同心の円の接線と平行な直線を含むように設けると、部分ホイール５が固定盤３に対して径方向及び周方向に位置決めされるので、部分ホイール５のがたつきをより確実に抑えることができ、ボルト孔９，１０の位置合わせもさらに容易となる。

〔第６の実施形態〕
以下、本発明に係る第６の実施形態について図１１と共に説明する。なお、第１～第５の実施形態のいずれかと同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。

前述した実施形態では、図１、図５、図６等に示されるように、部分ホイール５を固定する第一ボルト８ａ（第一固着具）及び第二ボルト８ｂ（第二固着具）を、それぞれホイール部２の回転中心からの距離が異なるように構成したが、図１１に示されるように、第一ボルト８ａ及び第二ボルト８ｂを、ホイール部２の回転中心と同心円上にそれぞれ配置している。

このように構成することにより、駆動チェーンスプロケットホイールと従動チェーンスプロケットホイールとで、部分ホイール５を共用することが可能となる。すなわち、前述の実施形態のように、チェーンスプロケットホイールの回転方向に応じて、第一ボルト８ａ及び第二ボルト８ｂの位置を、ホイール部２の回転中心からそれぞれ異なる距離になるように構成していない。したがって、駆動チェーンスプロケットホイールと従動チェーンスプロケットホイールとで、部分ホイール５を共用できるようになり、部分ホイール５の製造コストを抑えることが可能となる。なお、図１１に示された部分ホイール５は、山部４１で分割した例が示されているが、前述の実施形態と同様、谷部４２で分割することも可能である。

また、図１１に示された実施例では、部分ホイール５の第一ボルト８ａ（第一固着具）と第二ボルト８ｂ（第二固着具）との距離（図示ａ）と、隣接する部分ホイール５を固定するボルトとの距離（図示ｂ）とが異なるように構成されている。しかし、このような構成に限らず、一の部分ホイール５内のボルト間の距離（図示ａ）と、該一の部分ホイール５を固定するボルトのうち隣接する他の部分ホイール５側に位置するボルトと該他の部分ホイール５を固定するボルトのうち一の部分ホイール側に位置するボルトとの間の距離（図示ｂ）とを同じ距離となるように、すなわちボルト８をすべて円周方向に等間隔で配するように構成することも可能である。このように構成することで、固定盤３のホイール固定部３１に形成されるボルト孔９が等間隔となり、例えば、チェーンスプロケットホイール１のホイール部２を最初に組み付ける際、部分ホイール５をホイール固定部３１上のどのような位置でも容易に取り付けることができ、組付け作業を効率的に行うことが可能となる。

〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。

本実施形態では、ホイール部を８個の部分ホイールに分割してあるが、チェーンスプロケットホイールの大きさ、チェーンが係合する角度等によって、分割する数は適宜変更できる。

本実施形態では、固定盤に凸部を形成し、部分ホイールに凹部を形成してあるが、もちろん、固定盤に凹部を形成し、部分ホイールに凸部を形成してもよい。

本実施形態では、ホイール固定部３１の外周縁全てに沿って円形状の凸部１１が形成したが、これに限られない。外周縁全てに沿ってではなく断続的に設けるようにしても良い。また、外周縁でなく内側の接合面に凸部を形成しても良い。凸部の形状も実施形態に限定されるものではない。本実施形態では、周方向に湾曲するように設けるか、多角形状に設けたが、径方向に長く設けるようなものでも良い。また、その場合、係合する凹部も対応する位置形状にすることはいうまでもない。

本実施形態では、各部分ホイールを第一ボルト及び第二ボルトの２本のボルトで固定盤に取り付けてあるが、これに限られず、１本のボルトで固定盤に取り付けても良い。

本実施形態では、各部分ホイールを第一ボルト及び第二ボルトの２本のボルトで固定盤に取り付けてあるが、部分ホイールの大きさに応じて、３本以上のボルトで取り付けても良い。

いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。

１ チェーンスプロケットホイール
２ ホイール部
３ 固定盤
４ 歯
５ 部分ホイール
７ 隙間
８ ボルト
８ａ 第一ボルト（第一固着具）
８ｂ 第二ボルト（第二固着具）
９，１０ ボルト孔
３０ 筒状部
３１ ホイール固定部
３２ 固定用フランジ

Claims (4)

1. チェーンを外周に掛け渡すチェーンスプロケットホイールであって、
   チェーンが係合する多数の歯を有するホイール部と、固定盤と、を備え、
   前記ホイール部が周方向に複数の部分ホイールに分割され、各部分ホイールが固着具によって着脱可能に前記固定盤に取り付けられ、
   前記固定盤及び前記部分ホイールの接合面のうち、いずれか一方に凸部が、他方に凹部が形成されるとともに前記凸部と前記凹部とは係合され、
   前記部分ホイールを前記固定盤に着脱可能に取り付ける前記固着具は複数であって、
   前記複数の固着具は、第一固着具と、該第一固着具よりも前記部分ホイールの回転方向後方に配置される第二固着具とを少なくとも有し、
   前記第一固着具及び前記第二固着具は、前記ホイール部の回転中心と同心円上に配置される
   ことを特徴とするチェーンスプロケットホイール。
2. 隣設された前記部分ホイール間には隙間が形成され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ホイール。
3. 前記ホイール部が前記歯の谷部を通って周方向に分割されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチェーンスプロケットホイール。
4. 一の前記部分ホイールにおける固着具間の距離と、前記一の部分ホイールにおける固着具のうち隣接する他の部分ホイール側に位置する固着具と前記他の部分ホイールにおける固着具のうち前記一の部分ホイール側に位置する固着具との距離とが同じ距離であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のチェーンスプロケットホイール。

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