特開 2016-191431 スプロケット及び汚泥掻き寄せ機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-191431(P2016-191431A)

(43)【公開日】2016年11月10日

(54)【発明の名称】スプロケット及び汚泥掻き寄せ機

(51)【国際特許分類】

   F16H 55/30 20060101AFI20161014BHJP

   F16H 7/06 20060101ALI20161014BHJP

   B01D 21/18 20060101ALI20161014BHJP

【ＦＩ】

   F16H55/30 Z

   F16H7/06

   B01D21/18 A

   B01D21/18 G

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2015-72015(P2015-72015)

(22)【出願日】2015年3月31日

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】安堂 豪

(72)【発明者】

【氏名】上木 祐太朗

【テーマコード（参考）】

3J030

3J049

【Ｆターム（参考）】

3J030BA07

3J030BB08

3J030BB12

3J030BC02

3J049AA08

3J049BH01

3J049CA10

(57)【要約】

【課題】歯飛びが発生し難いスプロケットを提供すること。
【解決手段】複数の歯２と歯底１０とを交互に外周に備えるスプロケット１において、歯２の歯面３とピッチ円ＰＣとの交点Ｃ１又は該交点Ｃ１の近傍を通り、且つ回転駆動開始時にチェーンの円柱接触部分Ｒと接触する歯底部分１２に接する接線Ｔ１、あるいは、歯２の歯面３とピッチ円ＰＣとの交点Ｃ１又は該交点Ｃ１の近傍と歯底部分１２とを結ぶ直線よりも歯２の内側に引退する曲面部５を備えることを特徴とするスプロケット。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の歯と歯底とを交互に外周に備えるスプロケットにおいて、
前記歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍を通り、且つ回転駆動開始時にチェーンの円柱接触部分と接触する歯底部分に接する接線、あるいは、前記歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍と前記歯底部分とを結ぶ直線よりも前記歯の内側に引退する曲面部を備えることを特徴とするスプロケット。

【請求項2】

前記曲面部が円弧状であることを特徴とする請求項１に記載のスプロケット。

【請求項3】

前記曲面部の曲率半径が、前記チェーンの円柱接触部分の半径の１倍よりも大きく３倍以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプロケット。

【請求項4】

前記歯底の左右両側のそれぞれに、前記歯底の内側に引退する左円弧部及び右円弧部を前記歯底部分として備え、前記歯底の外側に張り出す中央円弧部を前記左円弧部と前記右円弧部との間に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスプロケット。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項のスプロケットを駆動スプロケット又は従動スプロケットとして使用することを特徴とする汚泥掻き寄せ機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外周の複数の歯と歯底にチェーンを巻き掛けて動力伝達を行うスプロケットと、当該スプロケットを備える汚泥掻き寄せ機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のスプロケットとしては、例えば以下の特許文献１や特許文献２に記載されるものが知られている。特許文献１のスプロケットでは、歯面がテーパー状に形成されている。また特許文献２のスプロケットでは、歯の外側に張り出す円弧状の歯面が、歯の内側に引退する円弧状の歯底に連続している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−１６９１６５号公報（図４参照）

【特許文献2】特許第４６８５４２９号公報（図１参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のスプロケットでは、長年の使用によりチェーンが伸びてその張力が低下すると、チェーンとスプロケットがうまく噛み合わずにチェーンの円柱接触部分が歯の上を滑って越える所謂「歯飛び」現象が生じる虞があった。歯飛びが生じるとチェーンからスプロケットへの動力伝達あるいはスプロケットからチェーンへの動力伝達に支障をきたすことになる。

【0005】

本発明の目的は、歯飛びが発生し難いスプロケットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のスプロケットに係る第１特徴構成は、複数の歯と歯底とを交互に外周に備えるスプロケットにおいて、前記歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍を通り、且つ回転駆動開始時にチェーンの円柱接触部分と接触する歯底部分に接する接線、あるいは、前記歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍と前記歯底部分とを結ぶ直線よりも前記歯の内側に引退する曲面部を備える点にある。

【0007】

〔作用及び効果〕
本構成のごとく、曲面部を設けることによって、歯の歯面とチェーンの円柱接触部分との接触が良くなるため、長年の使用によりチェーンが多少伸びたとしても歯飛びが生じ難くなり、動力伝達が有効に行われる。

【0008】

第２特徴構成は、前記曲面部が円弧状である点にある。

【0009】

〔作用及び効果〕
本構成のごとく曲面部を円弧状にすることにより、当該曲面部におけるチェーンの円柱接触部分の接触力が変わることなくチェーンに駆動力を伝えることができる。

【0010】

第３特徴構成は、前記曲面部の曲率半径が、前記チェーンの円柱接触部分の半径の１倍よりも大きく３倍以下である点にある。

【0011】

〔作用及び効果〕
本構成によれば、歯面がテーパー状に形成されている従来のスプロケットと比べて、チェーンの円柱接触部分の接触力を増加（約１．２倍）させることができる。

【0012】

第４特徴構成は、前記歯底の左右両側のそれぞれに、前記歯底の内側に引退する左円弧部及び右円弧部を前記歯底部分として備え、前記歯底の外側に張り出す中央円弧部を前記左円弧部と前記右円弧部との間に備える点にある。

【0013】

〔作用及び効果〕
本構成によれば、長年の使用によりチェーンに伸びが生じたとしても、スプロケットを逆回転させたときにチェーンの円柱接触部分がピッチ円に沿って滑らかに移動することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明のスプロケットの平面図である。

【図2】本発明のスプロケットの一部拡大平面図である。

【図3】本発明の汚泥掻き寄せ機を備える汚水処理設備の全体縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態のスプロケット１は複数の歯２と歯底１０とを備えており、これらの歯２と歯底１０はスプロケットの外周に沿って交互に配置される。

【0016】

歯２は、滑らかな曲面である右歯面３及び左歯面６と、平坦な面である歯先面９とを備えており、平面視において左右対称の形状を有する。

【0017】

歯底１０の左右両側のそれぞれに、歯底１０の内側（図２の双方向矢印参照）に円弧状に引退する左円弧部１１及び右円弧部１２を備える。これら左円弧部１１及び右円弧部１２は、回転駆動開始時にチェーンの円柱接触部分Ｒと接触する歯底部分を構成する。また、歯底１０は、その外側（図２の双方向矢印参照）に緩やかに円弧状に張り出す中央円弧部１３を、左円弧部１１と右円弧部１２との間に備えており、平面視において左右対称の形状を有する。尚、中央円弧部１３は、ピッチ円ＰＣと同心の円弧状の曲面であることが望ましい。また中央円弧部１３については必ずしも設ける必要はなく、スプロケット１の回転中心側に円弧状に引退する曲面のみで歯底１０を構成しても良い。

【0018】

本実施形態のスプロケット１を右回転（図１紙面上時計回り）させて使用する場合は歯底１０の右円弧部１２から歯２の右歯面３に亘る部分にチェーンの円柱接触部分Ｒが係止され、左回転（図１紙面上反時計回り）させて使用する場合は歯底１０の左円弧部１１から歯２の左歯面６に亘る部分にチェーンの円柱接触部分Ｒが係止される。

【0019】

図２に示すように、該右歯面３とピッチ円ＰＣとの交点Ｃ１を通り、且つ歯底１０の右円弧部１２に接する接線Ｔ１よりも歯２の内側（図２の双方向矢印参照）に引退する右曲面部５を、歯の右歯面３が備える。該右曲面部５は歯底１０の右円弧部１２に滑らかに連続する。

【0020】

また右歯面３は、交点Ｃ１から歯先面９にかけて歯２の外側（図２の双方向矢印参照）に張り出す円弧状の右曲面４を備え、右曲面４と右曲面部５とが滑らかに連続する。尚、本実施形態では、交点Ｃ１と右曲面４の開始点（角丸めの開始点）とが一致しているため、動力の伝達とチェーンの離脱がよりスムーズになる。

【0021】

図２に示すように、右曲面部５は円弧状であることが望ましい。また、右曲面部５の曲率半径ｒ２が、チェーンの円柱接触部分Ｒの半径ｒ４の１倍よりも大きく３倍以下であることが望ましく、また２倍以上３倍以下であることがさらに望ましい。

【0022】

右曲面４の曲率半径ｒ１、右曲面部５の曲率半径ｒ２、右円弧部１２の曲率半径ｒ３のそれぞれは、例えば以下の計算式１〜３に基づいて設定することができる。式中のｄ_１はチェーンの円柱接触部分Ｒの外径最大値であり、ｚは歯数である。
式１：ｒ１＝（１．００５ｄ_１＋０．０７６）／２
式２：ｒ２＝１．３０２５ｄ_１＋０．０３８
式３：ｒ３＝ｄ_１〔０．８ｃｏｓ（１８°−５６°/ｚ）＋１．４ｃｏｓ（１７°−６４°/ｚ）−１．３０２５〕−０．０３８

【0023】

尚、上述の計算式１〜３のうちの少なくともいずれか一つを用いて歯面を構成しても良く、式１及び式２を使用して歯面を構成することがより好ましい。

【0024】

尚、歯の左歯面６についても上記右歯面３と同様の構成を備える。即ち、該左歯面６とピッチ円ＰＣとの交点Ｃ２を通り、且つ歯底１０の左円弧部１１に接する接線Ｔ２よりも歯２の内側に引退する左曲面部８を、歯の左歯面６が備える。該左曲面部８は歯底１０の左円弧部１１に滑らかに連続する。また左歯面６は、交点Ｃから歯先面９にかけて歯２の外側に張り出す円弧状の左曲面７を備え、左曲面７と左曲面部８とが滑らかに連続する。また交点Ｃ２と左曲面７の開始点（角丸めの開始点）とが一致する。

【0025】

上記構成のごとく、右曲面部５及び左曲面部８を設けることによって、右歯面３及び左歯面６とチェーンの円柱接触部分Ｒとの接触が良くなるため、長年の使用によりチェーンが多少伸びたとしても歯飛びが生じ難くなり、動力伝達が有効に行われる。さらに、右曲面部５及び左曲面部８を設けることによって、従来のスプロケットと比べて加工操作（例えば、エンドミル加工等）を実施し易くなり、製造コストを抑えることができる。

【0026】

上述のスプロケット１については、例えば、汚泥掻き寄せ機の駆動用スプロケット及び従動用スプロケットのいずれにも適用することができる。以下、上述のスプロケット１を、汚泥掻き寄せ機の駆動用スプロケット及び従動用スプロケットに適用した例を説明する。

【0027】

図３は、汚水処理設備における沈澱池２０の縦断面を示し、汚泥掻き寄せ機２１とスカムスキマ２３とが設置され、汚泥掻き寄せ機２１には、無端チェーン２４の駆動構造が設けられている。

【0028】

汚泥掻き寄せ機２１は、汚泥掻き寄せ具２２を回動方向に間隔を隔てて取り付けてある無端回動体としての左右一対の無端チェーン２４、横軸心（回転中心）Ｘ周りで回転する駆動回転体としての駆動用スプロケット１ａと従動回転体としての従動用スプロケット１ｂ、及び駆動用スプロケット１ａを駆動回転させる駆動装置２５を備えて構成される。

【0029】

無端チェーン２４は、駆動用スプロケット１ａと、３つの従動用スプロケット１ｂとに亘って回動自在に巻き掛けられている。駆動装置２５が駆動用スプロケット１ａを回転駆動させると、無端チェーン２４が図３紙面上時計回り方向に駆動回転する。これにより、沈澱池２０の水面ＷＬ近くに浮いているスカムをスカムスキマ２３側に掻き寄せながら、沈殿池２０の底面２６近くに沈殿している汚泥を沈殿池２０の底部に設けてある排出溝２７に掻き寄せることができる。

【0030】

〔その他の実施形態〕
１．上述の接線Ｔは、必ずしも交点Ｃ１，Ｃ２を通るものでなくとも良く、上述の作用・効果と同様の作用・効果を発揮することができる範囲において、交点Ｃ１，Ｃ２の近傍を通るものであっても良い。
２．上述の歯底１０の歯底部分の形状は、必ずしも円弧状である必要はなく、他の曲線としても良いし、あるいは直線状としても良い。尚、歯底部分の形状が直線状である場合、曲面部は、歯の歯面とピッチ円との交点又は該交点の近傍と当該歯底部分とを結ぶ直線よりも歯２の内側に引退する構成となる。図示しないが、例えば上述の実施形態における歯底１０の左右両側の歯底部分のそれぞれが直線状である場合、右歯面３とピッチ円ＰＣとの交点Ｃ１と歯底１０の右の歯底部分とを結ぶ直線よりも歯２の内側に右曲面部５が引退し、左歯面６とピッチ円ＰＣとの交点Ｃ２と歯底１０の左の歯底部分とを結ぶ直線よりも歯２の内側に左曲面部８が引退する。
３．上述の右曲面４及び左曲面７のそれぞれの形状は必ずしも円弧状である必要はなく、チェーンの円柱接触部分Ｒが動力伝達を終えた後に歯底１０から抜け易くなるような形状であれば、他の曲線としても良いし、あるいは直線状としても良い。
４．上述の歯先面９については、必ずしも平坦面でなくとも良く、ピッチ円ＰＣと同心の円弧状の曲面としても良い。
５．上述の中央円弧部１３の形状は、必ずしも円弧状である必要はなく、円柱接触部分Ｒが歯底内を滑るときに、円柱接触部分Ｒの軸心がピッチ円ＰＣの中心側に大きく入り込まない形状であれば良い。
６．上述の円柱接触部分Ｒについては回転可能なローラを使用しても良い。

【産業上の利用可能性】

【0031】

本発明は、チェーンを巻き掛けて動力伝達を行うスプロケットに適用することができる。

【符号の説明】

【0032】

１ スプロケット
１ａ 駆動用スプロケット
１ｂ 従動用スプロケット
２ 歯
３ 右歯面
４ 右曲面
５ 右曲面部（曲面部）
６ 左歯面
７ 左曲面
８ 左曲面部（曲面部）
９ 歯先面
１０ 歯底
１１ 左円弧部（歯底部分）
１２ 右円弧部（歯底部分）
１３ 中央円弧部
２０ 沈澱池
２１ 汚泥掻き寄せ機
２２ 汚泥掻き寄せ具
２３ スカムスキマ
２４ 無端チェーン
２５ 駆動装置
２６ 底面
２７ 排出溝
ＰＣ ピッチ円
Ｃ１，Ｃ２ 交点
Ｔ１，Ｔ２ 接線
Ｒ チェーンの円柱接触部分

【図1】

【図2】

【図3】