JP4959430B2 - 合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具 - Google Patents

Description

この発明は下水処理設備等において使用する合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具に関するものである。

下水処理設備においてスカムの掻寄部材等の駆動のため駆動源への連結手段としてチェーンを使用することはよくある。チェーンは沈殿池等において汚水中に浸漬状態で使用することは普通である。かかる用途に適した素材としてステンレス製のチェーンが公知である。ステンレスは強度は高く、耐久性及び耐磨耗性に優れているが重いしコストとしては嵩む問題がある。そこで、チェーンにかかる負荷がそれ程高くない最終沈殿池等での使用のため合成樹脂製チェーンが採用されるようになってきている。

合成樹脂チェーンの場合にあってはリンク同士の連結のため、連結ピンを先割れ構造とするものが普通に採用される。即ち、ピンの先端において端面にまで延設されたスリットを円周方向に間隔をおいて複数設けると共に、ピンの先端を半径方向に幾分突出する係止部に構成する。スリット構造は係止部を半径内方に弾性変形せしめることによりリンクのピン孔への連結ピンの挿入を可能とし、係止部がピン孔の外に一部抜けた完全挿入状態では係止部は弾性により半径外方に本来の位置に戻り、ピンの抜け止めとなり組み立ての作業性が優れている（特許文献１）。
特開平１１−５１１２４号公報

他方運転時にリンクを介して連結ピンに荷重が加わるが連結ピンは先割れ構造となっており、この部分が力学的に脆弱部となり、応力集中により破断が生じ易かった。また、設備の保守のためチェーンを解体する際に連結ピンは先割れ部にかなり無理な力を加えないと連結ピンが抜けないため、先割れ部においてピンの破損が生じ、再使用できなくなる恐れがあった。

本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み、確実な抜け止め機能及び組み立て作業性を維持しつつ運転中の損傷が生じ難い構造とすることを目的とする。

この発明の合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具は、合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具であって、隣接する一対のリンクのピン孔にその軸部が挿通される連結ピンと、リンクから突出する連結ピンの縮径部に嵌合される係止リングと、連結ピンと係止リングとをロックするロック部材とを備え、連結ピンと係止リングとの間は所定相対角度位置でフリーに挿入可能であるが、フリー挿入状態において連結ピンと係止リングを相対回転させることで、連結ピンと係止リングとの一方に設けた係止突起を他方に設けた係止溝に係合させて、連結ピンと係止リングとを円周方向に係止させ、ロック部材は連結ピンと係止リングとを軸線方向に相対移動せしめることで、係止突起を係止溝に係合維持し、ロック部材はその内周が連結ピンの縮径部の外径より幾分大きな径に沿って延び、その先端間の隙間が縮径部の外径より狭い二股状部を有しており、ロック部材の装着時に前記二股状部は先端が連結ピンの縮径部に当接され、その弾性に抗して連結ピンを乗り越えるように拡開変形し、連結ピンの縮径部を乗り越えた後は弾性により本来の形状に復し、ロック部材の二股状部が連結ピンの軸部と係止リングとの軸方向対向端面間において連結ピンの縮径部上に装着される。

ロック部材によって係止突起が係止溝の底面に当接維持せしめられ、係止突起と係止溝との係合状態が維持され、連結ピンが抜けてしまうことがない。そして、本発明では連結ピンはロックのための割り構造を持たないため、剛性を高めることができ、長期に渡って損傷の恐れがない。

ロック部材は二股状部を有することができ、連結ピンに縮径部を挟んで挿入され、係止突起と係止溝との係合状態の維持が確実となる。

二股状部はその内周が連結ピンの縮径部の外径より幾分大きな径に沿って延び、その先端間の隙間が縮径部の外径より狭くなるようにされているため、装着時は弾性に抗して連結ピンを乗り越えるように変形し、装着後は弾性により本来の位置に復し、連結ピンとの係合状態を保持せしめるようにすることができる。そのため、振動等があってもロック部材を連結ピンに確実に保持することができ、延いては連結ピンの脱落を未然防止することができる。

ロック部材の二股状部は先端程軸方向の厚みが薄くなるように先細りに形成させることができ、これによりロック部材の装着がスムースとなる。

また、ロック部材は抜き工具用孔を形成することができ、保守作業時にこの抜き工具用孔に抜き工具を装着することで梃子様の作用で弾性に抗してロック部材を容易に引き抜くことができ、作業性を高めることができる。

この発明のリンク連結具は連結ピン１０（図１から図４）と、係止リング１２（図５及び図６）と、ロック駒（ロック部材）１４（図７及び図８）とを構成要素として含む。リンク連結具は隣接する一体成形合成樹脂リンク１６（図９）の連結のためのものである。連結ピン１０、係止リング１２、ロック駒１４、リンク１６は適当な合成樹脂を素材とする。

連結ピン１０は軸部１８と、軸部１８の一端の頭部２０と、軸部１８の他端の縮径部２２とを備える。頭部２０は図３及び図４に示すように二面幅となっており、二面幅部２０´の両側では軸部１８より突出した拡径部２０Ａとなっている。連結ピンの縮径部２２には軸部１８の外径と面一になるまで半径方向に延出する一対の係止突起２４を直径対立位置に形成している（図１２も参照）。各係止突起２４は連結ピン１０の端面から軸線に沿って延設されるが、軸部１８とは間隔Ｌ（図２）を残すように終端している。

係止リング１２はその内周に全軸長に延びる直径対立位置する一対の挿入溝２９と、挿入溝２９との間の中間に形成される有底の係止溝３０とを備える（図５及び図１２も参照）。挿入溝２９, 楔止溝３０は連結ピン１０の係止突起２４を実質的なガタなく軸線方向のフリーな挿通を可能とする幅を持つ。挿入溝２９は軸線方向の全長に延びているが、係止溝３０については係止リング１２の外面から軸線方向の途中で終端しており、係止底面３０Ａ（図６及び図１２参照）を形成している。

ロック駒１４は内径Ｒ（図７）が連結ピン１０の縮径部２２の外径より幾分大きいリングを円周方向で約３０度の部分１４Ａで切除することにより構成される。そのため、ロック駒１４は正面より見ると図７のように二股状部３２を呈する。切除部分１４Ａが中心角で３０度程度であるため、連結ピン１０の縮径部２２への装着は二股状部３２を弾性的に変形させることで行われ、装着後は二股状部３２は弾性により本来の内径Ｒに復帰し、二股状部３２の先端３２Ａは連結ピン外径（縮径部２２の外径）に対し半径方向内方に突出し、二股状部３２の先端３２Ａは縮径部２２との係合状態をその弾性下で維持する。更に、二股状部３２の先端３２Ａは図８のように先細となっており、ロック駒１４の挿入作業がスムースとなる。ロック駒１４は切除部分１４Ａと直径対立位置する部位において外周に張出部３４を備え、張出部３４は半径方向に突出しており、張出部３４は図８に示すように内面側はロック駒１４の残余の部位と面一であるが、外面側は軸線方向外向きに幾分張り出しており、この軸線方向突出部に抜き工具との係合孔３６が形成される。

以上説明した発明のリンク連結具によるチェーンの隣接したリンクの連結について説明すると、図９に示すように、各リンク１６は一対の板状部３８を備え、板状部３８は夫々狭窄部38-1と拡開部38-2とを備え、一対の板状部３８は狭窄部38-1、拡開部38-2同士が対向するように配置され、芯合した連結リンク挿入孔40, 42が形成される。一対の板状部３８の狭窄部38-1間に連結リンク挿入孔４０と芯合するように筒状部４４（バレル）が一体成形されている。一対の板状部３８の対向する拡開部38-2間は隙間Ｓとなっており、この隙間Ｓに隣接するリンク１６の狭窄部38-1が図１０のように挿入され、隣接するリンク１６間で連結リンク挿入孔40, 42が芯合状態とされる。そして、連結ピン１０が、スペーサ４６を介して縮径部２２より、片側の連結リンク挿入孔42, 40、バレル４４及び反対側の連結リンク挿入孔40, 42に挿入され、連結ピン１０の頭部２０は対向する外側の板状部３８の側面に当接され、反対側の板状部３８の側面から連結ピン１０の先端が突出する。

板状部３８の側面から突出される連結ピン１０の先端に他方のスペーサ４８が挿入され、次いで係止リング１２が挿入される。このとき、係止リング１２の挿入溝２９を係止突起２４に合わせることで係止リング１２は連結ピン１０の係止突起２４から完全に抜けるまで挿入可能である（図１２の矢印ａ）。そして、連結ピン１０に対して係止リング１２を９０度回し（図１２の矢印ｂ）、連結ピン１０上で係止リング１２を幾分軸線方向の外側に引く（図１２の矢印ｃ）ように動かすことで、連結ピン１０の係止突起２４を係止リング１２の有底の係止溝３０に係合させることができる。そして、ロック駒１４がその二股状部３２が連結ピン１０の縮径部２２を跨ぐように、かつ二股状部３２の先細の先端３２Ａがスペーサ４８と係止リング１２との間に位置するように半径方向外側より装着される（図１０）。ロック駒１４は、その二股状部３２の厚みｔ（図８）をリンク３８とスペーサ４の対向面との隙間ｄに対して適切に設定することにより、ロック駒１４をこの隙間の部位にスムースに装着することができる。そのため、係止突起２４と係止溝３０との係合状態を保持することができる。ロック駒１４の装着時に、最初は切除部１４Ａにおいて二股状部３２の先端３２Ａは連結ピン１０の縮径部２２に当接するが、ロック駒１４をその張出部３４においてプラスチックハンマーなどの工具で打撃することで、二股状部３２はその弾性に抗して拡開され、二股状部３２は連結ピン１０を通過され、二股状部３２は弾性によって本来の状態に復帰する。ロック駒１４の挿入は、同時に、その厚み分だけ係止リング１２を軸線方向外側に変位せしめ、これは、連結ピン１０の係止突起２４と係止リング１２の有底の係止溝３０との係合を深める（軸方向に緩まない）。そのため、ロック駒１４の装着状態では、係止突起２４と係止溝３０との係合状態は強固に維持される。ロック駒１４は、その二股状部３２が弾性により本来の位置に復帰した状態では３０度の切欠部１４Ａを除いた全周で連結ピン１０の縮径部２２と係合しており、ロック駒１４が外れてしまうことはなく、連結ピン１０により隣接したリンク１６は連結状態に維持される。図１０は連結ピン１０により隣接リンク１６の連結が完了した状態を示す。

保守作業のため連結ピン１０を離脱させる際にはロック駒１４の係合孔３６に抜き工具の先端を挿入し、係止リング１２の当接部を支点に梃子のように外向きにこじることにより二股状部３２はその弾性に抗し半径外方に変形し、ロック駒１４を取り外すことができ、その後、係止リング１２を抜去することにより連結ピン１０を抜くことができる。

以上の実施形態では連結ピン１０に係止突起２４を設け、係止リング１２に挿入溝２９及び係止溝３０を設けているが、逆の配置とすることができる。図１３はこの逆の配置を模式的に示し、連結ピン１１０は先端に拡径部110Aを備え、拡径部110Aは直径対立位置に挿入溝１２９を備え、円周方向に９０度離間して直径対立位置に係止溝１３０を備える。挿入溝１２９は拡径部110A の全長に延びているが、係止溝１３０は拡径部110A の後面から軸線方向に途中まで延びており、そのため図１３では係止溝１３０は片側のみ見える。係止リング１１２は内周における直径対立位置に係止突起１２４を形成している。

リンク連結時における連結ピン１１０に対する係止リング１１２の装着を説明すると、係止リング１１２の係止突起１２４を連結ピン１１０の挿入溝１２９に合わせつつ係止リング１１２を軸線方向（矢印ａ）に変位させることで、係止突起１２４は挿入溝１２９に挿入される。係止突起１２４が係止溝１２９を完全に通過したところで、係止リング１１２を９０度回し（矢印ｂ）、係止突起１２４が係止溝１３０に芯合したところで係止リング１１２を軸線方向に逆に（矢印ｃ）戻すことで、係止突起１２４が係止溝１３０にその底面に当接するよう係合される。以降のロック駒によるロック方式は第１の実施形態と同様である。

この発明の構造では連結リングは先端（縮径部２２）が割り構造でなく、実質的に中実構造であるためチェーンの作動中のかかる荷重に対する剛性を高めることができ、長期に亘って安定な作動を確保することができる。

図１はこの発明の合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具の連結ピンの側面図である。 図２は図１の連結ピンの平面図である。 図３は図１の連結ピンの正面図である。 図４は図１の連結ピンの底面図である。 図５はこの発明の合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具の係止リングの正面図である。 図６は図５の係止リングの断面図（図５のVI−VI線に沿った矢視断面図）である。 図７はこの発明の合成樹脂チェーンにおけるロック駒の正面図である。 図８は図７のロック駒の側面図である。 図９はこの発明のリンク連結具による隣接リンクの連結前の各パーツの断面図である。 図１０はこの発明のリンク連結具による隣接リンクの連結後の状態の断面図である。 図１１は図１０のXI方向より見た矢視図である。 図１２は第１の実施形態における係止機構を説明する模式的斜視図である。 図１３は別実施形態における係止機構を説明する模式的斜視図である。

符号の説明

１０…連結ピン
１２…係止リング
１４…ロック駒（ロック部材）
１６…リンク
２４…係止突起
２９…挿入溝
３０…係止溝
３２…二股状部
３４…張出部
３６…抜き工具用孔

Claims (4)

1. 合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具であって、隣接する一対のリンクのピン孔にその軸部が挿通される連結ピンと、リンクから突出する連結ピンの縮径部に嵌合される係止リングと、連結ピンと係止リングとをロックするロック部材とを備え、連結ピンと係止リングとの間は所定相対角度位置でフリーに挿入可能であるが、フリー挿入状態において連結ピンと係止リングを相対回転させることで、連結ピンと係止リングとの一方に設けた係止突起を他方に設けた係止溝に係合させて、連結ピンと係止リングとを円周方向に係止させ、ロック部材は連結ピンと係止リングとを軸線方向に相対移動せしめることで、係止突起を係止溝に係合維持し、ロック部材はその内周が連結ピンの縮径部の外径より幾分大きな径に沿って延び、その先端間の隙間が縮径部の外径より狭い二股状部を有しており、ロック部材の装着時に前記二股状部は先端が連結ピンの縮径部に当接され、その弾性に抗して連結ピンを乗り越えるように拡開変形し、連結ピンの縮径部を乗り越えた後は弾性により本来の形状に復し、ロック部材の二股状部が連結ピンの軸部と係止リングとの軸方向対向端面間において連結ピンの縮径部上に装着される合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具。
2. 請求項１に記載の発明において、ロック部材の二股状部は先端程軸方向の厚みが薄くなるように先細りに形成される合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具。
3. 請求項２に記載の発明において、ロック部材は抜き工具用孔を形成している合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、リンクから突出する連結ピンの縮径部は実質的に中実構造である合成樹脂チェーンにおけるリンク連結具。

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