JP2022096127A - チェーンスプロケットホイール - Google Patents

Abstract

【課題】一部の部分ホイールを交換することができ、部分ホイールが固定部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】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、固定部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がノックピン８によって着脱可能に固定部３に取り付けられ、固定部３には、部分ホイール５の内周面５ａと当接して、部分ホイール５の固定部３に対する周方向への回転を規制する接続面３３が形成され、固定部３の接続面３３と部分ホイール５の内周面５ａは、ノックピン８を介して互いに接合される。【選択図】図１

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。

また、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・ナットで取り付け固定されているので、ボルトの着脱の際にホイールの正面側、すなわちボルト頭側にボルトを抜き差しするスペースが狭い場合（例えば、スプロケットホイールが二つ並ぶダブルスプロケットホイールなどの場合）には、作業が困難となり、採用することができない場合がある。

本発明の目的は、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く、ホイールの正面側のスペースが狭くても交換が可能な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、固定部と、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、各部分ホイールが着脱可能に前記固定部に取り付けられ、前記固定部には、前記部分ホイールの内周面と当接して、該部分ホイールの前記固定部に対する周方向への回転を規制する接続面が形成され、前記固定部の前記接続面と前記部分ホイールの内周面は、ノックピンを介して互いに接合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、前記固定部は、本体部と、該本体部に着脱可能であるとともに前記部分ホイールの背面側に配置される固定盤と、を備え、前記固定盤と前記部分ホイールのうち、いずれか一方に凸部が、他方に凹部が形成されており、前記凸部と前記凹部とが係合して前記部分ホイールの径方向への移動が規制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ホイールである。

本願請求項３に係る発明は、前記固定部は、前記部分ホイールの正面側の少なくとも基端部を覆う被覆部を備え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、前記部分ホイールは、前記被覆部と係合する切り欠き部を備えてい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ホイールである。

本願請求項５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乃至請求項４のうちいずれか１項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６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乃至請求項５のうちいずれか１項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、固定部に、部分ホイールの内周面と当接して部分ホイールの固定部に対する周方向への回転を規制する接続面を形成して、接続面と部分ホイールの内周面は、ノックピンを介して互いに接合されているので、部分ホイールの固定部に対する周方向への回転が規制され、部分ホイールががたつかず、安定して固定される。
さらに、ノックピンにより位置決めが精度よく行われることで部分ホイールが正確に配置され偏摩耗などの発生を低下させる。ホイールの正面側にスペースが狭くても部分ホイールの交換作業が行いやすい。

加えて、固定部は、本体部と、本体部に着脱可能であるとともに部分ホイールの背面側に配置される固定盤と、を備え、固定盤と部分ホイールのうち、いずれか一方に凸部が、他方に凹部が形成されており、凸部と凹部とが係合して部分ホイールの径方向への移動が規制されるので、部分ホイールに固定部に対して径方向に引っ張られる力が作用しても対抗することができるとともにがたつきをさらに抑えることができる。

加えて、固定部は、部分ホイールの正面側の少なくとも基端部を覆う被覆部を備えているので、ノックピンにおける部分ホイールの正面側方向へのせん断力にも対抗できるとともに、部分ホイールの正面側や背面側へ倒れることを防止することができる。また、部分ホイールが固定盤に挟持される構造により、部分ホイールのがたつきをさらに効果的に抑制することができる。

加えて、部分ホイールは、被覆部と係合する切り欠き部を備えているので、固定部の被覆部によって部分ホイールをしっかりと保持することが可能となり、部分ホイールのがたつきをさらに効果的に抑制することができる。

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。
また、隙間があったとしてもノックピンによって正確な位置に部分ホイールを取付けることができる。

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。

本発明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。 本発明の実施形態に係る固定部の側面図。 本発明の実施形態に係る固定部の部分ホイール取付部の断面図。 本発明の実施形態を示す固定盤の正面図。 本発明の実施形態を示す固定盤の断面図。 本発明の実施形態における部分ホイールの正面図。 本発明の第２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２の実施形態における効果を説明する図。

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。

図１には、本実施形態を示すチェーンスプロケットホイール１の正面図が示されている。また、図２にはチェーンスプロケットホイール１の断面図が、図３には固定部３の側面図が、図４には固定部３の部分ホイール取付部３１の断面図が、図５及び図６には固定盤６の正面図及び断面図が、図７には部分ホイール５の正面図がそれぞれ示されている。

図１等に示された本実施形態の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、チェーンスプロケットホイール１の回転動作によって、長さ方向に移動させるものである。また、図１及び図２等に示すように、チェーンスプロケットホイール１は、主に、ホイール部２と、円盤状の固定部３とから構成されている。

ホイール部２は、その外周にチェーンが係合する複数の歯４を有し、山部４１と谷部４２を形成している。また、ホイール部２の内周面５ａは、図１に破線で示されているように、正多角形状（図示される実施例では正八角形状）となっている。

ホイール部２は、周方向に等間隔で複数（本実施形態では８個）の部分ホイール５に分割されている。この分割数については、不図示のチェーンをＵターン状に掛け渡した際において、チェーンが係合しない部分ホイール５が少なくとも一つ以上存在できるだけの分割数として設定すればよい。

ホイール部２は、山部４１と、固定部３に形成された正多角形の部分ホイール取付部３１の頂点を通って径方向に伸びる分割線（図１の一点鎖線を参照）に沿って分割され、すべての部分ホイール５を固定部３の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。

図７に示すように、部分ホイール５の内周面５ａは直線である。内周面５ａが、後述する固定部３の正多角柱の部分ホイール取付部３１のそれぞれの辺の接続面３３と当接する。また、内周面５ａには、ノックピン８を挿入する挿入孔９（図示下方の点線部）が２箇所形成されている。

部分ホイール５の背面側には、後述する固定盤６の凸部１１と係合する凹部１２（図示点線部）が形成されている。また、部分ホイール５を固定部３に取り付けた際に、部分ホイール５の正面側で、固定部３の被覆部３２と嵌合する切り欠き部１３が形成されている（図２、図７）。

固定部３は、略筒状の本体部３ａと、本体部３ａに着脱可能であるとともに部分ホイール５の背面側に配置される固定盤６を備えている。
図１及び図２等に示されるように、本体部３ａには、図示しないシャフトを通すための開口部３０が形成されている。

本体部３ａには、正多角柱（本実施形態では正八角柱）の形状をした部分ホイール取付部３１が形成されており、この多角形の辺を構成する面が部分ホイール５の内周面５ａが接合される接続面３３を形成している（図１、図２、図３、図４）。また、接続面３３には、ノックピン８が打ち込まれて挿入される挿入孔９が形成されている（図３、図４）。

図２等に示されるように、本体部３ａの部分ホイール５の正面側であって部分ホイール取付部３１の正面側に隣接して、接続面３３を含んで部分ホイール５の基端部を覆う被覆部３２が一体に形成されている。被覆部３２の外周は円形状である。被覆部３２は、部分ホイール５が取付けられた際に切り欠き部１３に係合する。

このような構成により、ノックピン８における部分ホイール５の正面側方向へのせん断力にも対抗できるとともに、部分ホイール５の正面側や背面側へ倒れることを防止することができる。また、部分ホイール５が後述する固定盤６に挟持される構造により、部分ホイール５のがたつきをさらに効果的に抑制することができる。

本体部３ａには、部分ホイール取付部３１の背面側に隣接して、後述する固定盤６が取付けられる円柱形の固定盤取付部３ｂが形成されている（図２、図３、図５）。固定盤取付部３ｂの外周面にはボルト孔３４が中心方向に向かって複数（本実施形態では４つ）形成されている（図３、図５）。

図２に示されるように、固定部３は、本体部３ａに着脱可能であるとともに取付けられた部分ホイール５の背面側に配置される固定盤６を備えている。固定盤６は、円盤状で部分ホイール５の背面側に当接するようにして取付けられる。

図５及び図６に示すように、固定盤６には部分ホイール５の背面に当接する当接面１４が形成され、さらにその外周部分には、正面側に向かって突出する凸部１１が形成されている。凸部１１は取付けられた部分ホイール５の凹部１２に係合するように形成されている。
また、固定盤６の外周面から当該固定盤６中心に向かって複数（図示する例では４箇所）のボルト挿通孔３５が形成されている。固定盤６の内周面を固定盤取付部３ｂに合わせてボルト挿通孔３５とボルト孔３４とに不図示のボルトを通して締結することにより、本体部３ａに固定盤６を固定することが可能となっている。

それぞれの部分ホイール５は、図１のＡ部の透視図に示されているように、固定部３に二つのノックピン８を介して取付けられている。具体的には、本体部３ａの部分ホイール取付部３１の接続面３３と部分ホイール５の内周面５ａが当接された状態で、ノックピン８が部分ホイール５と部分ホイール取付部３１の双方の挿入孔９にわたって挿入された状態となっている。
ノックピン８の双方の挿入孔９への挿入は、ノックピン８の一端側を部分ホイール５の挿入孔９に打ち込んで挿入してから、当該部分ホイール５から露出したノックピン８の他端側を部分ホイール取付部３１の挿入孔９に合わせて当該部分ホイール５を押圧するようにしても良いし、逆にノックピン８の一端側を部分ホイール取付部３１の挿入孔９に打ち込んで挿入してから、部分ホイール取付部３１から露出したノックピン８の他端側を部分ホイール５の挿入孔９に合わせて当該部分ホイール５を押圧するようにしても良い。

部分ホイール５を固定部３に取付けた後、固定盤６を本体部３ａに取り付ける。具体的には、固定盤６の内周面を固定盤取付部３ｂに合わせてボルト挿通孔３５とボルト孔３４とに不図示のボルトを通して締結することにより、固定盤取付部３ｂに固定盤６を固定する（図２、図５）。そうすると、図２に示すように、部分ホイール５の背面側に固定盤６の当接面１４が当接されるとともに、部分ホイール５に形成された凹部１２に、固定盤６の凸部１１が係合する。

よって、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、固定部３に、部分ホイール５の内周面５ａと当接して部分ホイール５の固定部３に対する周方向への回転を規制する接続面３３を形成して、接続面３３と部分ホイール５の内周面５ａは、ノックピン８を介して互いに接合されているので、部分ホイール５の固定部３に対する周方向への回転が規制され、部分ホイール５ががたつかず、安定して固定される。凸部１１と凹部１２とが係合して部分ホイール５の径方向への移動が規制されるので、部分ホイール５に固定部３に対して径方向に引っ張られる力が作用しても対抗することができるとともにがたつきをさらに抑えることができる。また、円形の凸部１１と凹部１２との係合や円形の被覆部３２と切り欠き部１３との係合、及びノックピン８の存在によって、部分ホイール５の内周面５ａと接続面３３とで平行であってホイールの回転前後方向におけるせん断力に部分ホイール５が対抗することができる。

使用中のチェーンスプロケットホイール１のいずれかの部分ホイール５が摩耗・損傷した場合の交換作業について説明する。
本体部３ａに取り付けられた固定盤６のボルト孔３４から図示しないボルトを抜き、固定盤６を背面側へ取り外して移動させ、固定盤６の凸部１１と部分ホイール５の凹部１２の係合状態を解除させる。なお、ボルトを全方向から抜くことができないときは、チェーンスプロケットホイール１を回転して停止させてからボルトを抜いていく。

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さないで、その部分ホイール５がチェーンと係合しない位置までチェーンスプロケットホイール１を回転移動させる。
そして、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を取り付けて交換を行う。

部分ホイール５の交換作業に際しては、隣設して配置された部分ホイール５間に隙間７が形成されているので、隣接する部分ホイール５と交換対象の部分ホイール５とが競ることなく、隣接する部分ホイール５に邪魔されずに、容易に部分ホイール５の交換ができる。

固定盤６を背面側に移動させた際に、凸部１１と部分ホイール５の凹部１２の係合状態を解除させても、ノックピン８によって部分ホイール５は固定部３に接合されているので、チェーンが装着されていても部分ホイール５が倒れることはないが、安全を考慮してサポート部材などで部分ホイール５が倒れないようにしても良い。

また、固定部３にノックピン８によって接合された部分ホイール５を取り外すには、固定盤６を移動させて露出した凹部１２に治具を係合させて、固定部３に反力をとって引き抜くようにしても良い。

このようにノックピン８の抜き差しによって部分ホイール５を固定部３に対して半径方向に引き抜き、または取付けるので、チェーンスプロケットホイール１の正面側のスペースが狭くても部分ホイールの交換作業が行いやすい。

〔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８及び図９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の実施形態において、ホイール部２は、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を谷部４２で分割することで、チェーンに対して最も負荷が掛かる山部４１を一体形成することができ、山部４１の欠けなどを抑制することが可能となる。

また、部分ホイール５の着脱に際して、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、着脱が容易になり、さらに、隙間７に指を挟む可能性も低くなって安全に着脱作業を行うことができる。

取り付けられた８個の部分ホイール５は、部分ホイール取付部３１に対してノックピン８を介して取り付けられるが、製造誤差などにより、隣り合う部分ホイール５同士との間で、段差が生じる可能性がある。このような場合であっても、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。

図９は上記した効果を説明するための図であり、図９（イ）は、図１の実施形態における山部４１で分割されたホイール部２を側面視した拡大図で、図９（ロ）は、図８の第２の実施形態における谷部４２で分割されたホイール部２を側面視した拡大図である。

チェーンと係合することになる二つの山部４１の距離は、図９（イ）の山部４１で分割した場合でＬ１、図９（ロ）の谷部４２で分割した場合でＬ１よりも長い距離のＬ２となる。したがって、前述したように、隙間７を挟んで互いに隣接する部分ホイール５の間に、図示されるような段差Ｚが生じた場合、図９（ロ）のように谷部４２で分割した方が二つの山部４１の距離が長いため、チェーンに対する山部４１の段差Ｚによる悪影響を軽減させることができる。すなわち、図９（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おいて、当該穴に係合する山部４１間で段差Ｚが生じることになるが、図９（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が生じることとなるので、チェーンに対する段差の影響を軽減することができる。

〔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、チェーンスプロケットホイール１を駆動ホイールとして説明したが、これに限られず、従動ホイールであっても良い。

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。これに伴って、固定部３の部分ホイール取付部３１には、部分ホイールの数に対応した数の接続面３３及びノックピン８を挿入するための挿入孔９が形成される。

本実施形態では、部分ホイール５の内周面５ａ及び固定部３の接続面３３を平面状としてあるが、部分ホイール５の周方向への移動を規制する形状であればよく、屈曲面、凹凸面等とすることもできる。

本実施形態では、固定盤６に凸部１１を形成し、部分ホイール５に凹部１２を形成したが、もちろん、固定盤６に凹部を形成し、部分ホイール５に凸部を形成してもよい。

本実施形態では、固定盤６の外周縁全長に沿って円形状の凸部１１を形成したが、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よい。また、外周縁でなく内側の部分ホイール５との当接面１４に凸部１１を形成してもよい。また、その場合、凸部１１と嵌合する凹部も部分ホイール５の対応する位置に形成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５を二つのノックピン８によって固定部３に取り付けているが、これに限られず、一つのノックピン８又は三つ以上のノックピン８で固定部３に取り付けてもよい。

本実施形態では、被覆部３２の一部が部分ホイール５に嵌合するように、部分ホイール５に切り欠き部１３が形成したが、必ずしもこのような形態に限定されるものではない。例えば、部分ホイール５に切り欠き部１３を形成することなく、被覆部３２の一部が部分ホイール５の正面側の面に当接するように構成してもよい。

本実施形態では、固定盤６が一部材で複数の部分ホイール５のすべて背面側に配置されるようになっていたが、これに限られない。固定盤を部分ホイールと同様に周方向に分割して形成し、それぞれ分割された固定盤をボルトで本体部に着脱可能に設けるようにしても良い。固定盤の分割数と分割線は、例えば部分ホイール５の分割数と分割線と同じにしても良い。また分割ホイール二つに対して分割した固定盤を１つ（部分ホイールが８個であれば分割した固定盤は４つ）にしても良い。このようにすれば、交換対象でないチェーンがかかった部分ホイールが倒れる可能性も低くなってより安全に交換作業を行うことができる。

本実施形態では、従来のボルトを用いずに部分ホイールを固定部にノックピンを介して取付けるものであったが、ボルトが抜き差しできるスペースが確保できる場合には、従来同様にボルト締結を併用するようにしても良い。すなわち、本発明はボルトでの締結を排除するものではない。

本実施形態では、チェーンをスプロケットホイールに装着したまま部分ホイールの交換作業を行ったが、これに限られず、チェーンを取り外してから交換作業を行っても良い。

本発明は、チェーンスプロケットホイールの構造についてのものであったが、本明細書で述べた技術思想を歯車の構造に適用して、歯車の発明としてもよい。この場合には、多数の歯に係合するのはチェーンではなく他の歯車の歯となる。

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 固定部
４ 歯
５ 部分ホイール
６ 固定盤
７ 隙間
８ ノックピン
９ 挿入孔
１１ 凸部
１２ 凹部
１３ 切り欠き部
１４ 当接面
３０ 開口部
３１ 部分ホイール取付部
３２ 被覆部
３３ 接続面
３４ ボルト孔
３５ ボルト挿通孔

Claims (6)

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、固定部と、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、各部分ホイールが着脱可能に前記固定部に取り付けられ、
   前記固定部には、前記部分ホイールの内周面と当接して、該部分ホイールの前記固定部に対する周方向への回転を規制する接続面が形成され、
   前記固定部の前記接続面と前記部分ホイールの内周面は、ノックピンを介して互いに接合される
   ことを特徴とするチェーンスプロケットホイール。
2. 前記固定部は、本体部と、該本体部に着脱可能であるとともに前記部分ホイールの背面側に配置される固定盤と、を備え、
   前記固定盤と前記部分ホイールのうち、いずれか一方に凸部が、他方に凹部が形成されており、前記凸部と前記凹部とが係合して前記部分ホイールの径方向への移動が規制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ホイール。
3. 前記固定部は、前記部分ホイールの正面側の少なくとも基端部を覆う被覆部を備え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. 前記部分ホイールは、前記被覆部と係合する切り欠き部を備えてい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ホイール。
5. 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乃至請求項４のうちいずれか１項に記載のチェーンスプロケットホイール。
6. 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乃至請求項５のうちいずれか１項に記載のチェーンスプロケットホイール。

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