JP6739034B2

JP6739034B2 - チェーン伝動装置用ホイール

Info

Publication number: JP6739034B2
Application number: JP2019138372A
Authority: JP
Inventors: 増田　智也; 智也増田
Original assignee: Aquaintec Corp
Current assignee: Aquaintec Corp
Priority date: 2019-07-27
Filing date: 2019-07-27
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2028-08-12
Also published as: JP2019219058A

Description

この発明はチェーン伝動装置用ホイールに関し、汚泥掻寄装置等の下水処理設備における使用等に特に適したものである。

沈殿池等の下水処理設備において汚泥の掻寄装置として一対の平行配置の無端状チェーン間に掻寄部材を所定間隔にて張渡し、チェーンを駆動することにより処理槽の下面に沿って位置する掻寄部材が処理槽底面に沿って汚泥ピットに向け移動せしめられ、処理槽の底面に堆積した汚泥の汚泥ピットへの掻寄を行うことができる。チェーンとしては通常のスプロケット係合タイプもあるが（特許文献１）、市町村の下水設備における設置例からすると所謂ノッチチェーンとしたものが最近は多い（特許文献２）。ノッチチェーンは一連のリンクを連結ピンにより無端連結した構造は通常のスプロケット用チェーンと同様であるが、リンクの底面にノッチを形成し、駆動用ホイールとしてはスプロケットの代わりに、一対のディスク間に円周方向に等間隔に離間した駆動ピンを備えたものが使用される。ノッチチェーンは駆動部においては連結ピンをノッチと係合させることで動力伝達するが、従動部においてはリンクの内周腹面を従動ホイール（シーブ）の表面に当接させる構造であり、係合部が分散されるため通常のスプロケットを使用した場合と比較してチェーンの寿命が延長する利点があると言われている。他方、ノッチチェーンにおける駆動ピンとノッチとの係合は通常のスプロケットと比較して浅いため駆動用ホイールの部位で駆動ピンからノッチが外れてしまうこと（所謂歯飛び）を防止するため駆動用ホイールの外周に沿ってチェーンガードを設置している。

特開平１１−２９０８４６号公報特開２００６−３２６４８３号公報

ノッチチェーンによる駆動は歯飛び防止のため駆動ホイールの外周部位にチェーンガードが必須であるが、沈殿池等の下水処理システムにおける使用においてはチェーンガードの駆動ホイール対向部位（隙間）に夾雑物が絡み付く懸念があった。また、チェーンガードは取り付け用のブラケットが必要で、この部位の構造が複雑化し、また、沈殿池の躯体構造によっては取り付け構造が複雑化し、極端な場合は困難となることさえあった。

本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、ノッチチェーンの利点を損なうことなくチェーンガードを不要とする新規な構造を提供することを目的とする。

この発明によれば、下水処理システムに使用するチェーン伝動装置用ホイールであって、
回転軸と共に回転し、チェーンのリンクピッチと同一ピッチで配置され、チェーンの各リンクを構成する一対の板状部間を連結するバレルに係合可能にされた歯部を外周に有したスプロケット円板と、
チェーンの各リンクを構成する一対の板状部の下面に形成されるノッチのピッチと同一ピッチでスプロケット円板の円周方向に係合可能に配置された駆動ピンと、
回転軸と共に回転し、歯部のバレルに対する若しくは駆動ピンのノッチに対する係合状態において、スプロケット円板とでチェーンの前記一対の板状部の各々を挟むようにスプロケット円板の両側に位置し、かつチェーンの板状部に対して重なり合った位置関係をなすように配置された駆動ピン支持板と、
を具備して成り、駆動ピンは近接した歯部の凸状外面の径方向内側に位置するチェーン伝動装置用ホイールが提供される。

この発明によれば、チェーン伝動装置用ホイールはチェーンピッチに応じたピッチの駆動ピンと歯部を備え、ノッチ部と駆動ピンとをチェーンにおける駆動側に使用することにより確実な動力伝達を行うことができ、かつチェーンガードが不要であり、しかも従動側では通常のスプロケットに加え、シーブホイールの使用も可能であり、ノッチチェーンの利点も損なうことがない。

図１はこの発明のホイールを使用するチェーンにおける隣接リンクの連結前の各パーツの断面図である。図２は図１のチェーンの構成部品である連結ピンの正面図であり、図１のII−II線に沿った矢視図である。図３は図１のチェーンの構成部品である係止リングの正面図であり、図１のIII−III線に沿った矢視図である。図４は図１のチェーンの構成部品であるロック駒の正面図であり、図１のIV−IV線に沿った矢視図である。図５は図１のチェーンの組立て状態の断面図である。図６は図１のチェーンの構成部品であるリンク（板状部）の側面図であり、図１のVI−VI線に沿った矢視図である。図７は図１〜図６のチェーンと噛合状態にあるこの発明のホイール６の正面図であり、図９のVII−VII線に沿った矢視図である。図８は図７のホイールの断面図であり、図７のVIII−VIII線に沿った矢視図である。図９はこの発明のホイールの、チェーンにおける駆動ピン及び歯部との係合状態を表す図であり、図７のIX方向より見た図である。

図１はこの発明のチェーン伝動装置に使用されるチェーンを隣接リンクの解体状態にて示す。チェーンは全部品が合成樹脂の成形品であり、連結ピン１０と、係止リング１２と、ロック駒１４とが基本的構成要素である。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２に示すように二面幅となっている。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（図５参照）に形成している。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とは幾分離間して終端している。

図３に示すように、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用溝２９と、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。溝29, 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。挿入用溝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いる（図１）。

図４に示すようにロック駒１４は内径Ｒ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度の部位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は正面より見ると二股部３２を呈する。切除部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への装着は二股部３２を弾性的に変形させることで行われ、装着後は二股部３２は弾性により本来の内径Ｒに復帰し、二股部３２の先端は連結ピン外径（縮径部２２の外径）に対し半径方向内方の突出部となり、縮径部２２との係合状態をその弾性下で維持する。更に、二股部３２の先端３２Ａは図１に示す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。

図１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、芯合した連結ピン挿入孔40, 42が形成される。一対の板状部３８の狭窄部38-1間に連結ピン挿入孔４０と芯合するようにバレル４４（筒状部）が一体成形されている。一対の板状部３８間はバレルから対向する拡開部38-2までの間は隙間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５のように挿入され、隣接するリンク１６間で連結ピン挿入孔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、片側のピン挿入孔42, 40、バレル４４及び反対側のピン挿入孔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の挿入用溝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。そして、連結ピン１０に対して係止リング１２を９０度回し、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がその二股部３２が連結ピン１０の縮径部２２を跨ぐように、かつ二股部３２の先細先端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。ロック駒１４は、その二股部３２の厚みをリンク３８とスペーサ４８の対向面との隙間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において二股部３２の先端は連結ピン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、二股部３２はその弾性に抗して拡開され、二股部３２は連結ピン１０を通過され、二股部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５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。

図１及び図５から分かるように、一つのリンク１６を隣接するリンク１６を連結ピン１０により連結した状態において、その一つのリンク１６の一対の板状部３８間に隙間Ｓが形成され、隙間Ｓはこの実施形態においては、上下に開口しており、後述のようにこの隙間Ｓにチェーンを駆動するホイールの歯部が延出位置する。後述のホイールの歯部との係合機能からすると板状部３８間における歯部の係合が可能であれば、隙間Ｓは上面が閉じたものであってもよい。また、図６は一つのリンク１６の側面図であり、板状部３８の底面は連結ピン挿入孔４２とバレル４４との間においてノッチ５０を備え、ノッチ５０はこの発明のチェーン駆動ホイールの駆動ピンの係合部である。ノッチ５０は前面が比較的急峻で後面が緩くなった実質的に逆Ｖの溝形状をなし、ノッチ５０の前後の板状部３８の底面３８Ａは幾分の凹面をなし、この凹面形状は、チェーン伝動系における従動ホイールをシーブホイールとした場合において、チェーンをシーブホイールの周面に巻きかけたとき、隣接するリンクの板状部３８の底面３８Ａがシーブホイールの周面形状をスムースに倣うような凹面形状を呈する。

図７〜図９はこの発明のチェーン伝動装置用ホイール５２を示すもので、チェーン伝動装置において駆動側に使用されるものである。チェーン伝動装置用ホイール又は組立体５２は従来のスプロケットチェーン伝動装置における歯部による伝動とノッチチェーン伝動装置における駆動ピンによる伝動とを順次若しくは同時的に行うものである。即ち、チェーン伝動装置用ホイール５２は、図８に示すように、円板状の支持本体５４はその中心ハブ部54-1に回転軸５６が挿入され、支持本体５４と回転軸５６はキー等の適宜の手段により固定されている。支持本体５４の両側には環状の駆動ピン支持板57, 58が回転軸５６と同心に配置される。支持本体５４と隣接して環状のスプロケット円板６０が位置され、スプロケット円板６０は外周にチェーンのリンクピッチと等しいピッチで円周方向に等間隔に配置した歯部（スプロケット部）６０Ａを備える。駆動ピン６２は歯部６０Ａより内側においてチェーンのリンクピッチと等しいピッチで円周方向に等間隔に配置されており、駆動ピン６２は中間部はスプロケット円板６０を挿通され、その両端に外径が縮小したねじ部62-1を備え、ねじ部62-1は駆動ピン支持板57, 58に形成された開口より両側に軸外方に突出している。そして、ボルト６６は、駆動ピン支持板５８とスプロケット円板６０との間にはスペーサ６４を、支持本体５４と駆動ピン支持板５７との間にはスペーサ６３を夫々介在させて駆動ピン支持板５８、スプロケット円板６０、支持本体５４及び駆動ピン支持板５７の順に挿通され、駆動ピン支持板５７から突出するボルト６６の端部にナット６８が螺合される。また、駆動ピン支持板57, 58から突出したねじ部62-1にナット７０が螺合締結され、図１から図６のチェーンを備えたチェーン伝動装置において駆動側に使用することができるホイールとして組み立てられる。

本発明のホイールを図１〜図６のチェーンよりなるチェーン伝動系において駆動側ホイールとして使用することができ、図７におけるホイールの回転方向ａにおいてチェーンがホイールの回りを巡る際に、スプロケット円板６０の歯部６０Ａはチェーンを構成するリンク１６における一対の板状部３８間の隙間Ｓに入り込み、歯部６０Ａはその回転方向前縁60A-1がバレル４４に係合する（図９も参照）。そして、バレル４４に対する歯部６０Ａの係合に加え駆動ピン６２はチェーンを構成するリンク１６における一対の板状部３８の底面のノッチ５０に係合する。歯部６０Ａとバレル４４との係合及び駆動ピン６２とノッチ５０との係合が順次若しくは同時的に発生してホイールからチェーンへの動力伝達が行われるため、ノッチのみの場合には必要となるチェーンガードの設置が不要であるにも拘わらず確実な動力を行うことができる。

チェーン伝動系における従動側については、通常のスプロケットでもシーブホイールでもよい。通常のスプロケットの場合はスプロケット外周の歯部がチェーンを構成するリンク１６における一対の板状部３８間の隙間Ｓに入り込み、バレル４４に係合することになる。また、シーブホイールの場合は、チェーンがシーブホイールを巡るとき、チェーンのリンクを構成する一対の板状部３８の底面３８Ａの凹面の連接がシーブホイールの外周とこれを倣うように面接するため、チェーンの円滑な移動が得られる。

１０…連結ピン
１６…リンク
３８…板状部
40, 42…連結ピン挿入孔
３８…板状部
３８Ａ…リンクの底面
４４…バレル
５０…ノッチ
５２…チェーン伝動装置用ホイール
５４…支持本体
５６…回転軸
57, 58…駆動ピン支持板
６０…スプロケット円板
６０Ａ…歯部
６２…駆動ピン

Claims

下水処理システムに使用するチェーン伝動装置用ホイールであって、
回転軸と共に回転し、チェーンのリンクピッチと同一ピッチで配置され、チェーンの各リンクを構成する一対の板状部間を連結するバレルに係合可能にされた歯部を外周に有したスプロケット円板と、
チェーンの各リンクを構成する一対の板状部の下面に形成されるノッチのピッチと同一ピッチでスプロケット円板の円周方向に係合可能に配置された駆動ピンと、
回転軸と共に回転し、歯部のバレルに対する若しくは駆動ピンのノッチに対する係合状態において、スプロケット円板とでチェーンの前記一対の板状部の各々を挟むようにスプロケット円板の両側に位置し、かつチェーンの板状部に対して重なり合った位置関係をなすように配置された駆動ピン支持板と、
を具備して成り、駆動ピンは近接した歯部の凸状外面の径方向内側に位置するチェーン伝動装置用ホイール。