JP6451526B2 - チェーンの駆動に用いるスプロケット - Google Patents

Description

本発明は、チェーンを駆動するために用いるスプロケットに関するものである。

一般に、重量物を運搬するためのチェーンコンベア等を駆動するためにエンドレスのチェーンが使用されており、そのチェーンに動力を伝達する手段として駆動用歯車（いわゆるスプロケット）が広く普及している。スプロケットは、チェーンと嵌合する歯をホイール本体の外周縁部に有しており、そのホイール本体が回転軸を中心にして回転することによって、動力をチェーンに伝達するものである。

したがって、チェーンを駆動する際に発生する荷重は、ホイール本体の外周縁部に設けられる歯に集中する。特にチェーンコンベアを駆動するスプロケットにおいては、重量物を運搬することによって発生する多大な荷重がホイール本体の歯に作用するので、歯の損傷（たとえば変形、欠損等）が生じ易い。ホイール本体の歯が損傷すると、スプロケットからチェーンへ動力の円滑な伝達が困難になるので、健全な歯を有するホイール本体に取替える必要がある。

このホイール本体の取替えは、労力と時間を要する作業であり、取替えが終了するまでスプロケットを停止（ひいてはチェーンコンベアを稼動停止）せざるを得ない。そのため、ホイール本体を効率よく取替えるための技術が検討されている。たとえば特許文献１、２には、ホイール本体を複数個のホイール分割体に分割して、ボルトで固定するスプロケットが開示されている。以下に特許文献１、２に開示されたスプロケットについて、図３を参照して説明する。

特許文献１、２に開示されたスプロケットは、いずれも、ホイール本体を複数個のホイール分割体４に分割して、ホイール分割体４をボルト５で固定盤３に固定するものである。固定盤３はピン２を介して回転軸１に固定され、回転軸１は動力源（図示せず）によって回転する。したがって、回転軸１に追随して固定盤３が回転し、その結果、ボルト５で固定されたホイール分割体４も回転軸１を中心として回転する。

そしてホイール分割体４の歯4aが損傷すると、回転軸１の回転を停止し、ボルト５を取外して、健全な歯4aを有するホイール分割体４に取替える。このような取替え作業は、ホイール本体を複数個のホイール分割体４に分割しているので、短時間で効率よく行なうことができる。

しかし図３に示すスプロケットにおいては、ホイール分割体４の歯4aに加わる荷重は、ボルト５の剪断応力として作用する。ボルト５は剪断応力に対する強度が比較的劣るので、過大な荷重が加わった場合や、時間経過に伴って劣化した場合に、ボルト５の損傷（たとえば曲り、破断等）が生じ易い。そして、ボルト５が損傷すると、スプロケットからチェーンへ動力の円滑な伝達が困難になるので、健全なボルト５に取替える必要がある。

つまり特許文献１、２に開示されたスプロケットは、ホイール分割体を取替える際の１回あたりの作業時間を短縮できるものの、ボルトを取替える頻度が増加するという問題がある。

特開昭48-92764号公報 特開2002-356217号公報

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、ホイール本体を複数個のホイール分割体に分割することによって取替え作業を容易に行なうことを可能とし、しかもホイール分割体を固定するボルトの耐用性を向上できるスプロケットを提供することを目的とする。

本発明者は、図３に示すような従来のスプロケットにおいて、ホイール分割体を固定するボルトの損傷は、剪断応力が原因となって発生することに着目した。そして、ボルトの損傷を防止する観点から、ボルトに作用する剪断応力を緩和する技術について検討した。その結果、ホイール分割体を固定するボルトに引張応力や圧縮応力を作用させることによって、剪断応力を解消し、ボルトの損傷を防止できることを見出した。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。

すなわち本発明は、チェーンを駆動するためのスプロケットであって、動力源から供給される動力によって回転する回転軸と、回転軸にピンを介して装着されて回転軸に追随して回転する固定盤と、チェーンに嵌合する歯を有しかつ固定盤に固定されてホイール本体を構成する複数個のホイール分割体とを備えるとともに、互いに隣り合うホイール分割体の間に挟持される突起部を固定盤から突出させ、突起部に対向するホイール分割体の部位にフランジ部を設け、突起部およびフランジ部を貫通する貫通孔にボルトを挿入してホイール分割体を固定盤に複数個固定するスプロケットである。

本発明によれば、ホイール本体を複数個のホイール分割体に分割することによって取替え作業を容易に行なうことができ、しかもホイール分割体を固定するボルトの耐用性を向上することが可能となるので、産業上格段の効果を奏する。

本発明のスプロケットの例を模式的に示す断面図である。 本発明のスプロケットの他の例を模式的に示す断面図である。 従来のスプロケットの例を模式的に示す断面図である。

図１は、本発明のスプロケットの例を模式的に示す断面図である。本発明のスプロケットは、ホイール本体を複数個のホイール分割体４に分割して、ホイール分割体４をボルト５で固定盤３に固定するものである。固定盤３には突起部3aが突出するように設けられる。図１に示すように４個のホイール分割体４を用いる場合は、突起部3aも４ケ所に突出させる。ここで、突起部3aは等間隔（図１の例では90°間隔）で突出させることによって、ホイール分割体４の歯4aに加わる荷重を均等に分散できるので好ましい。荷重が均等に分散すれば、特定の歯4aやボルト５に過大な荷重が作用するのを防止でき、歯4aの損傷やボルト５の損傷を防止できる。

そして、その突起部3aにホイール分割体４を固定するために、ホイール分割体４にフランジ部4bを設ける。フランジ部4bは、突起部3aに対向する部位に設けられ、さらにフランジ部4bと突起部3aを貫通する貫通孔にボルト５を挿入して、ホイール分割体４を突起部3a（すなわち固定盤３）に固定する。

固定盤３はピン２を介して回転軸１に固定され、回転軸１は動力源（図示せず）によって回転する。したがって、回転軸１に追随して固定盤３が回転し、その結果、ボルト５で固定されたホイール分割体４も回転軸１を中心として回転する。このとき、ホイール分割体４の歯4aに加わる荷重はボルト５の引張応力や圧縮応力として作用し、剪断応力が加わるのを防止できる。その結果、ボルト５の損傷を防止できる。

図１には、固定盤３の突起部3aに対向する部位のみに設ける例を示したが、図２に示すように、突起部3a以外の固定盤３の外周面に当接する部位にも、フランジ部4cを設けてもよい。そのフランジ部4cは、ボルトで固定する必要はない。固定盤３の外周面に当接する部位にもフランジ部4cを設けることによって、ホイール分割体４が安定した姿勢を保つことが可能となり、荷重を均等に分散させる効果が向上する。

本発明のスプロケットでは、ホイール分割体４の歯4aが損傷した場合は、その損傷したホイール分割体４のみを取替えればよく、ボルト５が損傷した場合は、その損傷したボルトのみを取替えればよい。したがって、短時間で取替え作業を行なうことができる。しかも、ボルト５には引張応力が作用するので、ボルト５の損傷を防止できる。

以上では図１、２を参照して、ホイール本体を４個のホイール分割体４に分割する例について説明したが、本発明ではホイール分割体４の個数は特に限定しない。ただし、ホイール分割体４の個数が少なすぎると、１個あたりの重量が大きくなるので、取替え作業におけるハンドリングに支障が生じて、作業時間が長くなる。一方で、ホイール分割体４の個数が多すぎると、多量のボルト５が必要となり、ボルト５同士の干渉が生じて、取替え作業に要する時間が長くなる。したがって、ホイール本体を３〜５個のホイール分割体４に分割することが好ましい。

本発明のスプロケットを使用して、鋼管を運搬するためのチェーンコンベアを３ケ月間稼動し、ホイール分割体の歯の損傷の発生回数と、損傷したホイール分割体の取替え作業の所要時間、およびボルトの損傷の発生回数と、損傷したボルトの取替え作業の所要時間を調査した。図１に示すようなフランジ部4cを設けないホイール分割体を備えたスプロケットを使用した例を発明例１とし、図２に示すようなフランジ部4cを設けたホイール分割体４を備えたスプロケットを使用した例を発明例２として、調査した結果を表１に示す。

これに対して、図３に示すような従来のスプロケットを使用して、発明例と同様に調査した結果を表１に併せて示す。

表１に示す通り、ボルト５の損傷は、ボルト５に引張応力や圧縮応力が作用する発明例１、２では発生せず、ボルト５に剪断応力が作用する比較例では２回発生した。これによって、本発明のスプロケットでは、ホイール分割体４を固定するボルト５の損傷を防止できることが確かめられた。

また、ホイール分割体４の歯4aの損傷は、発明例１では１回発生し、発明例２では発生しなかった。これは、発明例２で使用したスプロケットのホイール分割体４がフランジ部4cを備えているので、ホイール分割体４の姿勢を安定させて、荷重を均等に分散させる効果が大幅に向上したことを示している。

これに対して比較例は、発明例1と同様に、歯4aの損傷が１回発生した。これは、比較例におけるホイール分割体４の安定性が発明例１と同等であることを意味している。また、比較例におけるホイール分割体４の安定性が発明例２よりも劣っていることが分かる。

１ 回転軸
２ ピン
３ 固定盤
3a 突起部
４ ホイール分割体
4a 歯
4b フランジ部
4c フランジ部
５ ボルト

Claims (1)

1. チェーンを駆動するためのスプロケットであって、動力源から供給される動力によって回転する回転軸と、該回転軸にピンを介して装着されて前記回転軸に追随して回転する固定盤と、前記チェーンに嵌合する歯を有しかつ前記固定盤に固定されてホイール本体を構成する複数個のホイール分割体とを備えるとともに、互いに隣り合う前記ホイール分割体の間に挟持される突起部を前記固定盤から突出させ、前記突起部に対向する前記ホイール分割体の部位にフランジ部を設け、前記突起部に当接して対向する前記フランジ部の片方から前記突起部を貫通して他方の前記フランジ部に到達しかつ前記固定盤の円周方向に設けられる貫通孔にボルトを挿入し、前記フランジ部を２個ずつ用いて前記突起部をそれぞれ挟持させることによって前記ホイール分割体を前記固定盤に複数個固定することを特徴とするスプロケット。

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