JP4944169B2 - スプロケット及びチェーン式汚泥掻き寄せ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ノッチ式と称されるチェーンに噛み合うスプロケット及び該スプロケットを備えたチェーン式汚泥掻き寄せ装置に関する。

ノッチ式と称される合成樹脂製のチェーンに噛合するスプロケットを備えたチェーン式汚泥掻き寄せ装置が知られている（特許文献１参照）。この種の汚泥掻き寄せ装置は、左右一対のチェーンを連結するように取り付けられた汚泥スクレーパを備えており、チェーンの回転に連動して汚泥スクレーパが所定方向に移動することで処理槽内に堆積する汚泥を排出部に送り出す。

ところで、一般的なチェーンの場合、内側リンクと外側リンクとが交互に組み合わされて連結されているが、ノッチ式のチェーンの場合には、同形態の複数のオフセットリンクが直列に連結されることで構成されている。オフセットリンクは、切り欠き（ノッチ）が形成された一対のサイドプレートを備えており、スプロケットには、この切り欠きに係合することでチェーンに動力を伝達し、また、チェーンから動力を伝達される複数のピンが設けられている。ノッチ式のチェーンに噛合するスプロケットの場合、一般的なチェーンに噛合する場合に比べて、摩擦部位、すなわちチェーンとスプロケットとの取り合い部分やオフセットリンク同士を連結して摺動する部分がそれぞれ位置的に異なっており、耐久性が高いという利点がある。

特許第４２４５１８６号公報

しかしながら、ノッチ式のチェーンに噛み合う従来のスプロケットの場合、正転時にはチェーンに動力を伝達できるが、逆転時にはスプロケットのピンが切り欠きから外れてしまって動力の伝達を行うことは難しく、また、正転時であってもピンが切り欠きから外れて歯飛びが発生すると適切に動力を伝達することができなくなってしまう。

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、チェーンとの間での動力の伝達を確実に実行できるスプロケット及び該スプロケットを備えたチェーン式掻き寄せ装置を提供することを目的とする。

本発明は、オフセットし、且つ切り欠きが形成され、外側に張り出すように設けられた羽根部を有する一対のサイドプレート部が対向配置されると共に、サイドプレート部同士が円筒部及び軸部によって隙間を空けて結合された複数のオフセットリンクからなり、一のオフセットリンクの軸部が他のオフセットリンクの円筒部内に挿通されることで複数のオフセットリンクが無端状に連結されたチェーンに噛み合うスプロケットにおいて、サイドプレート部の切り欠きに係合して噛み合う複数のピン部と、一対のサイドプレート部同士の間の隙間に挿入されると共に、ピン部と切り欠きとの係合が解けた際に、円筒部に係合して噛み合う複数のスプロケット歯と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、逆転時にスプロケットのピン部がチェーンの切り欠きから外れても、スプロケット歯がチェーンの円筒部に係合して噛み合うことで動力が伝達される。また、正転時に歯飛びが発生してピン部がチェーンの切り欠きから外れた場合であっても、スプロケット歯がチェーンの円筒部に係合して噛み合うことで動力が伝達される。その結果として、チェーンとの間での動力の伝達を確実に実行できる。

さらに、正転方向に回転するときには、ピン部は切り欠きに接触すると共に、スプロケット歯の正転方向側の縁部と円筒部との間には遊びが形成されると好適である。正転方向に回転してピン部が切り欠きに接触している状態においては、ピン部からチェーンに動力が伝達され、一方で、スプロケット歯の正転方向側の縁部と円筒部との間には遊びが形成されているのでスプロケット歯と円筒部との摺動による摩耗が防止され、耐久性の向上に有効である。

さらに、正転方向に回転するときを基準にした場合のスプロケット歯の逆転方向側の縁部と円筒部との間の距離は、逆転方向に回転するときにピン部がサイドプレート部に干渉してチェーンを持ち上げるのに要する距離よりも短いと好適である。逆転時にピン部がサイドプレート部に干渉してチェーンを持ち上げてしまう前に、スプロケット歯がチェーンに噛み合って逆転方向へ回転させるようになるので、逆転時におけるチェーンとの間での動力の確実な伝達に有効である。

また、本発明は、オフセットし、且つ切り欠きが形成され、外側に張り出すように設けられた羽根部を有する一対のサイドプレート部が対向配置されると共に、サイドプレート部同士が円筒部及び軸部によって隙間を空けて結合された複数のオフセットリンクからなり、一のオフセットリンクの軸部が他のオフセットリンクの円筒部内に嵌入されることで複数のオフセットリンクが無端状に連結されたチェーンと、チェーンに掛け回される従動回転部と、チェーンに掛け回されると共に、チェーンを回転させる駆動スプロケットと、チェーンに取り付けられた汚泥スクレーパと、を備えるチェーン式汚泥掻き寄せ装置において、駆動スプロケットは、サイドプレート部の切り欠きに係合して噛み合う複数のピン部と、一対のサイドプレート部同士の間の隙間に挿入されると共に、ピン部と切り欠きとの係合が解けた際に、円筒部に係合して噛み合う複数のスプロケット歯と、を備えることを特徴とする。この構成によれば、駆動スプロケットの動力をチェーンに確実に伝達することができる。

本発明によれば、チェーンとの間での動力の伝達を確実に実行できる。

本発明の実施形態に係るチェーン式汚泥掻き寄せ装置を概略的に示す斜視図である。 チェーン式汚泥掻き寄せ装置におけるチェーン及びスプロケットの配置を示す説明図である。 チェーンに噛み合う駆動スプロケットの側面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 チェーンのオフセットリンクを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 正転時のチェーンとスプロケットとの噛み合い状態を示し、図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った拡大断面図である。 逆転時のチェーンとスプロケットとの噛み合い状態を示し、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った拡大断面図である。

以下、本発明に係るチェーン式汚泥掻き寄せ装置及びチェーンを回転させる駆動スプロケットの好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示されるように、チェーン式汚泥掻き寄せ装置（以下、「掻き寄せ機」という）１は、例えば、矩形の沈澱槽３内に設けられている。沈澱槽３は左右及び前後の側壁３ａによって囲まれており、沈澱槽３には、汚泥が堆積する矩形の底部３ｂと、底部３ｂの長手方向の一方端側に設けられた汚泥ピット３ｃとが形成されている。底部３ｂに堆積した汚泥は、掻き寄せ機１によって汚泥ピット３ｃまで掻き出され、汚泥ピット３ｃから排出される。

掻き寄せ機１は、沈澱槽３の左右の側壁３ｂに沿って配置された左右一対の無端状のチェーン５を備えている。一対のチェーン５は、それぞれ駆動スプロケット７及び複数の従動ホイール（従動回転部）９，１１，１３に掛け回されており、左右の駆動スプロケット７は、同期して回転するように一本の駆動軸１５に固定されている。駆動軸１５はモータ（図示省略）の駆動によって回転する。

チェーン５（図２参照）は、駆動スプロケット７と、沈澱槽３の上部に配置された第１従動ホイール９と、沈澱槽３の底部の隅に配置された第２従動ホイール１１及び第３従動ホイール１３とによって支えられており、駆動スプロケット７の回転によって循環動する。第１〜第３従動ホイール９，１１，１３のうち、第１従動ホイール９にはチェーン５に噛み合うスプロケット歯９ｂが形成されているが、第２従動ホイール１１及び第３従動ホイール１３にはスプロケット歯は形成されていない。第１〜第３従動ホイール９，１１，１３は、それぞれ軸部によって回転自在に支持されている。

また、掻き寄せ機１は、左右のチェーン５同士を連結し、チェーン５の循環動に連動して沈澱槽３内を移動する複数の汚泥スクレーパ１７を備えている。汚泥スクレーパ１７は、第２従動ホイール１１側から第３従動ホイール１３側へ移動する過程で沈澱槽３の底部３ｂに設けられたレール上を掻くように移動し、底部３ｂに堆積する汚泥を汚泥ピット３ｃへ掻き出す。汚泥スクレーパ１７は、チェーン５の循環動に連動して第３従動ホイール１３を越えると、沈澱槽３の上方へ移動し、その後、沈澱槽３の上部に配置された駆動スプロケット７及び第１従動ホイール９を越えて第２従動ホイール１１側に戻り、再び、汚泥を汚泥ピット３ｃへ掻き出す。

チェーン５は、ノッチ式と称される合成樹脂製のチェーンであり、複数のオフセットリンク１９が無端状に連結されることで構成されている。図５に示されるように、オフセットリンク１９は、対向配置された一対のサイドプレート部２１と、サイドプレート部２１同士を結合する円筒状のバレル部２３とを有する。

サイドプレート部２１は、段差が形成されるように両端がオフセットした形状からなり、対向配置された一対のサイドプレート部２１同士の間は、バレル部２３を介して結合された一端側で狭く、他端側で広くなっている。サイドプレート部２１の他端側には、バレル部２３に挿通される軸部２５が固定されている。バレル部２３及び軸部２５によって、対向配置された一対のサイドプレート部２１同士の間には隙間Ｓが形成される。なお、サイドプレート部２１には、外側に張り出すように設けられた羽根部２１ｆや補強リブが形成されている。

サイドプレート部２１には、駆動スプロケット７に噛み合う側の縁に円弧状（凹曲線状）のノッチ（切り欠き）２１ａが形成され、さらに、ノッチ２１ａに並んで第２従動ホイール１１や第３従動ホイール１３に接触する従動受け部２１ｂが形成されている。ノッチ２１ａは、スプロケットピン２７に係合することで噛み合い、駆動スプロケット７の回転力が伝達される。また、ノッチ２１ａと従動受け部２１ｂとの間には、スプロケットピン２７がノッチ２１ａに到達するまでの干渉を避ける逃げ部２１ｃが形成されている。なお、サイドプレート部２１のノッチ２１ａが形成された縁とは逆側の縁には、適宜に汚泥スクレーパ１７が固定されている。

隣接するオフセットリンク１９同士は、一方のオフセットリンク１９の軸部２５が他方のオフセットリンク１９のバレル部２３に挿通されることで互いに連結され、結果として複数のオフセットリンク１９が無端状に連結されてノッチ式のチェーン５が構成されている。

図３及び図４に示されるように、チェーン５に噛み合う駆動スプロケット７は、スプロケットホイール２９と、スプロケットホイール２９を挟むようにして配置された一対のリングホイール３１と、一対のリングホイール３１をスプロケットホイール２９に固定するリングホイール支持部３３と、スプロケットホイール２９を貫通すると共に一対のリングホイール３１によって支持された複数のスプロケットピン（ピン部）２７と、を備えている。

スプロケットピン２７は、リングホイール３１の周方向に沿って等間隔に配置されており、スプロケットピン２７同士のピッチ（間隔）は、チェーン５のノッチ２１ａ同士の間隔に対応している。スプロケットピン２７は、一対のリングホイール３１及びスプロケットホイール２９に挟持されたシリンダ部（スペーサ）２７ａと、リングホイール３１及びスプロケットホイール２９を貫通し、且つシリンダ部２７ａに挿通された軸ピン部２７ｂと、軸ピン部２７ｂの両端に固定されたねじ部に螺合する一対のナット２７ｃと、を備えている。

スプロケットホイール２９の外周には、スプロケットピン２７と同数のスプロケット歯２９ａが形成されている。スプロケット歯２９ａ同士のピッチ（間隔）は、チェーン５のバレル部２３同士の間に形成された隙間Ｓの間隔に対応しており、スプロケット歯２９ａは隙間Ｓに挿入自在である。また、スプロケットホイール２９には、駆動軸１５がフランジ接続されている。

リングホイール支持部３３は、スプロケットホイール２９に対してリングホイール３１が同心となるようにリングホイール３１を所定位置に固定する。リングホイール支持部３３は、スプロケットホイール２９の周方向に沿って均等間隔で複数箇所（例えば、４カ所）に設けられており、一対のリングホイール３１及びスプロケットホイール２９に挟持されたシリンダ部（スペーサ）３３ａと、リングホイール３１及びスプロケットホイール２９を貫通し、且つシリンダ部３３ａに挿通された六角ボルト３３ｂと、六角ボルト３３ｂに螺合するナット３３ｃと、を備えている。

図６に示されるように、駆動スプロケット７が正転方向ＦＤに回転するときには、スプロケットピン２７はノッチ２１ａに接触して回転力をチェーン５側に伝達する。一方で、スプロケットホイール２９のスプロケット歯２９ａはチェーン５のバレル部２３同士の間に形成された隙間Ｓに挿入されており、さらに、スプロケット歯２９ａの正転方向ＦＤ側の縁部Ｅｆとバレル部２３との間には遊びとしてのクリアランスＣが形成されている。従って、スプロケットピン２７がノッチ２１ａに接触して適正に動力をチェーン５に伝達している状態においては、クリアランスＣが形成されていることで、スプロケット歯２９ａとバレル部２３との摺動による摩耗が防止され、耐久性の向上に有効である。

また、何らかの原因によってノッチ２１ａがスプロケットピン２７から外れて歯飛びしてしまった場合、すなわち、スプロケットピン２７とノッチ２１ａとの係合が解けた際には、今度はスプロケット歯２９ａがバレル部２３に係合して噛み合う。その結果、ノッチ２１ａがスプロケットピン２７から外れてしまった場合も、駆動スプロケット７の正転時の回転力を確実にチェーン５に伝達することが可能になる。

また、正転方向ＦＤに回転するときを基準にした場合のスプロケット歯２９ａの逆転方向ＢＤ側の縁部Ｅｂとバレル部２３との間の距離ｄ１は、逆転方向ＢＤに回転するときにスプロケットピン２７がサイドプレート部２１の逃げ部２１ｃに干渉してチェーン５を持ち上げるのに要する距離ｄ２よりも短くなっている。具体的には、逃げ部２１ｃは円弧状のノッチ２１ａの接線方向に沿って形成された直線部２１ｄと直線部２１ｄに滑らかに連なると共に斜めに切り欠かれた傾斜線部２１ｅとを有し、スプロケット歯２９ａの逆転方向ＢＤ側の縁部Ｅｂとバレル部２３との間の距離ｄ１は、逃げ部２１ｃの直線部２１ｄの長さｄ２よりも短くなっている。

上記構成にすることで、図７に示されるように、逆転時にチェーン５のノッチ２１ａがスプロケットピン２７から外れても、すなわち、スプロケットピン２７とノッチ２１ａとの係合が解けた場合でも、チェーン５のバレル部２３がスプロケット歯２９ａに係合して噛み合うことで動力が伝達される。特に、逆転時にスプロケットピン２７がサイドプレート部２１に干渉してチェーン５を持ち上げてしまう前に、スプロケット歯２９ａがチェーン５に噛み合って逆転方向ＢＤへ回転させるようになるので、逆転時におけるチェーン５との間での動力の確実な伝達に有効である。

上記の駆動スプロケット７によれば、逆転時にチェーン５のノッチ２１ａがスプロケットピン２７から外れても、チェーン５のバレル部２３がスプロケット歯２９ａに係合して噛み合うことで動力が伝達される。また、正転時に歯飛びが発生してチェーン５のノッチ２１ａがスプロケットピン２７から外れた場合であっても、チェーン５のバレル部２３がスプロケット歯２９ａに係合して噛み合うことで動力が伝達される。その結果として、駆動スプロケット７とチェーン５との間での動力の伝達を確実に実行できる。

さらに、駆動スプロケット７を備えた掻き寄せ機１によれば、駆動スプロケット７の回転動力をチェーン５に確実に伝達できるので、汚泥スクレーパ１７による汚泥の掻き出し及び汚泥ピット３ｃからの排出を確実に実行できる。

本発明は、上記の実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、本発明に係るスプロケットとして駆動スプロケットを例に説明したが、従動ホイールを、本発明に係るスプロケットピンとスプロケット歯を備えたスプロケットとすることもできる。また、上記実施形態では、チェーン式汚泥掻き寄せ装置に適用した場合を例示したが、いわゆるノッチ式と称されるチェーンに噛み合うスプロケットを備えた装置であれば、チェーン式汚泥掻き寄せ装置以外の装置に適用することも可能である。

１…チェーン式汚泥掻き寄せ装置、５…チェーン、７…駆動スプロケット（スプロケット）、９…第１従動ホイール（従動回転部）、１１…第２従動ホイール（従動回転部）、１３…第３従動ホイール（従動回転部）、１７…汚泥スクレーパ、２１…サイドプレート部、１９…オフセットリンク、２３…バレル部（円筒部）、２１ａ…ノッチ（切り欠き）、２５…軸部、２７…スプロケットピン（ピン部）、２９ａ…スプロケット歯、Ｃ…クリアランス（遊び）、Ｓ…サイドプレート部同士の間の隙間、ＦＤ…正転方向、ＢＤ…逆転方向、Ｅｆ…スプロケット歯の正転方向側の縁部、Ｅｂ…スプロケット歯の正転方向側の縁部、ｄ１…スプロケット歯の逆転方向側の縁部とバレル部との間の距離、ｄ２…逃げ部の直線部の長さ。

Claims (4)

1. オフセットし、且つ切り欠きが形成され、外側に張り出すように設けられた羽根部を有する一対のサイドプレート部が対向配置されると共に、前記サイドプレート部同士が円筒部及び軸部によって隙間を空けて結合された複数のオフセットリンクからなり、一の前記オフセットリンクの前記軸部が他の前記オフセットリンクの前記円筒部内に挿通されることで複数の前記オフセットリンクが無端状に連結されたチェーンに噛み合うスプロケットにおいて、
   前記サイドプレート部の切り欠きに係合して噛み合う複数のピン部と、
   前記一対のサイドプレート部同士の間の隙間に挿入されると共に、前記ピン部と前記切り欠きとの係合が解けた際に、前記円筒部に係合して噛み合う複数のスプロケット歯と、を備えることを特徴とするスプロケット。
2. 正転方向に回転するときには、前記ピン部は前記切り欠きに接触すると共に、前記スプロケット歯の正転方向側の縁部と前記円筒部との間には遊びが形成されることを特徴とする請求項１記載のスプロケット。
3. 正転方向に回転するときを基準にした場合の前記スプロケット歯の逆転方向側の縁部と前記円筒部との間の距離は、逆転方向に回転するときに前記ピン部が前記サイドプレート部に干渉して前記チェーンを持ち上げるのに要する距離よりも短いことを特徴とする請求項１または２記載のスプロケット。
4. オフセットし、且つ切り欠きが形成され、外側に張り出すように設けられた羽根部を有する一対のサイドプレート部が対向配置されると共に、前記サイドプレート部同士が円筒部及び軸部によって隙間を空けて結合された複数のオフセットリンクからなり、一の前記オフセットリンクの前記軸部が他の前記オフセットリンクの前記円筒部内に嵌入されることで複数の前記オフセットリンクが無端状に連結されたチェーンと、前記チェーンに掛け回される従動回転部と、前記チェーンに掛け回されると共に、前記チェーンを回転させる駆動スプロケットと、前記チェーンに取り付けられた汚泥スクレーパと、を備えるチェーン式汚泥掻き寄せ装置において、
   前記駆動スプロケットは、
   前記サイドプレート部の切り欠きに係合して噛み合う複数のピン部と、
   前記一対のサイドプレート部同士の間の隙間に挿入されると共に、前記ピン部と前記切り欠きとの係合が解けた際に、前記円筒部に係合して噛み合う複数のスプロケット歯と、を備えることを特徴とするチェーン式汚泥掻き寄せ装置。

Images