(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯等が使用される高温環境下に配置される搬送チェーン用のスプロケットであって、
前記スプロケットは、
前記搬送チェーンの係合部に係合するための係合歯を有する樹脂製歯車部材と、
前記樹脂製歯車部材に対し同心の配置にて取り付けられ、前記樹脂製歯車部材の素材よりも熱膨張係数の小さい素材からなる補強部材と、
を具備し、
前記補強部材は、リング状に構成され、
前記樹脂製歯車部材の少なくとも一つの側面には、円周溝が構成され、
前記円周溝に、前記補強部材が収容される構成とし、
前記補強部材は、予め整形された前記樹脂製歯車部材に対して固定ボルトにより後付で固定されて一体化される、
ことを特徴とする、搬送チェーン用のスプロケット。
【請求項２】
前記補強部材は、前記樹脂製歯車部材の歯底円よりも歯先円側に配置される係合歯補強部を具備し、
前記円周溝には、前記樹脂製歯車部材の前記係合歯の各歯先に向かう歯先部溝が形成され、
前記歯先部溝に、前記係合歯補強部が収容される構成とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の搬送チェーン用のスプロケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットトップチェーン等の搬送チェーンについて用いられるスプロケットの構造に関し、より詳しくは、高温環境下で使用される樹脂製のスプロケットを補強するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、缶飲料の製造ライン等において、アルミ缶等を載置して連続的に配置しつつ搬送する、いわゆる、搬送チェーンと称されるコンベア装置が知られている。
【０００３】
この搬送チェーンは、アルミ缶等を載置するために、コンベア幅方向において、所定の幅を有しており、この幅は、各製造工程において適宜設定されることとなっている。例えば、或る製造工程において、アルミ缶が一つずつ搬送されてくる必要がある場合には、一列のアルミ缶を搬送するために、アルミ缶の直径と略等しい幅を有する搬送チェーンが使用されることになる。また、加熱工程（缶に熱を与える工程）においては、高温の湯をアルミ缶に散布する等して、ゆっくりと熱を加える必要がある。このため、多くのアルミ缶をコンベア幅方向に配置できる幅の広い搬送チェーンを利用し、該搬送チェーンをゆっくりと搬送することとし、ライン全体として要求される搬送スピードを確保することとしている。
【０００４】
図６に示す例では、前記加熱工程において、低温の飲料製品が充填された数多くのアルミ缶３１・３１・・・を搬送チェーン３２にて搬送させることを示している。そして、搬送方向Ｆの複数箇所において、搬送チェーン３２の上方には、高温の湯の撒布装置３３・３３・・・が設けられており、この撒布装置３３・３３・・・から撒布される湯（例えば、４５℃〜５０℃）により、缶全体としての温度を徐々に上昇させ、常温に近づけることとしている。そして、前記搬送チェーン３２は、その搬送方向Ｆにおいて端の位置に配置されるスプロケット３４・３４にて駆動されることになっている。
【０００５】
ここで、図６の構成において、搬送チェーン３２には数多くの缶製品が載置されることになるため、この搬送チェーン３２の駆動には、大きな駆動力を要することになり、この駆動力をスプロケット３４・３４から搬送チェーン３２に確実に伝達させるためには、スプロケット３４・３４と搬送チェーン３２とを確実に噛合させる必要がある。つまり、図７に示すごとく、スプロケット３４の歯３４ａ・３４ａと、搬送チェーン３２の係合歯３２ａ・３２ａとを確実に噛合させ、歯飛びが発生しないようにする必要があるのである。
【０００６】
しかし、図６及び図７の構成において、前記スプロケット３４・３４の素材が、搬送チェーン３２に対応して樹脂で構成される場合には、高温環境下における長期間の使用により、スプロケット３４・３４が熱膨張をしてしまうことが確認されている。このような場合、長期間連続して運転していると、歯飛びが発生する危険性が極めて高くなる。この歯飛びの発生の可能性は、上述したように、スプロケット３４・３４と搬送チェーン３２の間に大きな駆動力がかかっていることから考えると、高くなるものと考えられる。
【０００７】
そして、このような歯飛びが一たび発生すると、搬送チェーン３２の駆動が不安定となる。そして、数多くの缶製品を同時に搬送していることから、この加熱工程の上流・下流工程において、缶製品のいわゆるジャム（詰まり）が発生し、他の製造工程にも大きな影響を与えることになる。また、スプロケット３４・３４の交換、復旧には、多大な時間を要することになり、生産効率の著しい低下をもたらすことになる。
【０００８】
尚、特許文献１には、合成樹脂ピニオンの補強構造についての開示があるが、補強のための金属製の円盤を備える構成とするものであり、全体としての重量が大きくなることや、係合歯（ギア）の部位についての熱膨張に関する課題の記載や示唆はされていないものである。
【特許文献１】実公平７−３９６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の問題点に鑑み、搬送チェーン用のスプロケットにつき、その熱膨張に伴う熱変形を抑え、それに起因する不具合の発生を防止することとした新規な構造を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１に記載のごとく、
湯等が使用される高温環境下に配置される搬送チェーン用のスプロケットであって、
前記スプロケットは、
前記搬送チェーンの係合部に係合するための係合歯を有する樹脂製歯車部材と、
前記樹脂製歯車部材に対し同心の配置にて取り付けられ、前記樹脂製歯車部材の素材よりも熱膨張係数の小さい素材からなる補強部材と、
を具備し、
前記補強部材は、リング状に構成され、
前記樹脂製歯車部材の少なくとも一つの側面には、円周溝が構成され、
前記円周溝に、前記補強部材が収容される構成とし、
前記補強部材は、予め整形された前記樹脂製歯車部材に対して固定ボルトにより後付で固定されて一体化される、
ことを特徴とする、搬送チェーン用のスプロケットとする。
【００１２】
また、請求項２に記載のごとく、
前記補強部材は、前記樹脂製歯車部材の歯底円よりも歯先円側に配置される係合歯補強部を具備し、
前記円周溝には、前記樹脂製歯車部材の前記係合歯の各歯先に向かう歯先部溝が形成され、
前記歯先部溝に、前記係合歯補強部が収容される構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
即ち、請求項１に記載の発明においては、スプロケット全体としての熱膨張係数が小さく構成されることにより、スプロケットの熱膨張に起因する歯飛びといった不具合の発生を防止できることになる。また、スプロケットにおける重量バランスが良好となり、また、樹脂製歯車部材及び補強部材に作用する応力バランスが良好となる（応力集中が生じない等）。また、樹脂製歯車部材と補強部材との間での接触面積を向上させることができ、これにより、スプロケット全体としての剛性を向上することが可能となる。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明においては、係合歯の部位においても、熱膨張による変形を効果的に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明の実施形態は、
湯等が使用される高温環境下に配置される搬送チェーン用のスプロケットであって、
前記スプロケットは、
前記搬送チェーンの係合部に係合するための係合歯を有する樹脂製歯車部材と、
前記樹脂製歯車部材に対し同心の配置にて取り付けられ、前記樹脂製歯車部材の素材よりも熱膨張係数の小さい素材からなる補強部材と、を具備する、搬送チェーン用のスプロケットとするものである。
尚、本発明でいう「高温環境下」とは、樹脂製歯車部材が周囲の熱を受けることにより、常温の設計寸法（製品規格に準じる）と比較して拡大し、熱膨張を起こし得る温度の環境下のことをいい、具体的な温度の数値は、その素材等に応じて定義されるものである。
以下、各実施例について、図を用いて説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１に示すごとく、本実施例のスプロケット１は、樹脂製歯車部材２に補強部材１０を一体的に固定して構成されている。前記樹脂製歯車部材２は、本実施例では、ポリアミドナイロン樹脂を素材とし、その熱膨張係数を５．１×１０−５／℃としている。
【００２２】
また、図１及び図２に示すごとく、前記樹脂製歯車部材２は、その中心に駆動軸を貫装するための軸取付孔３が設けられ、また、その外周面において円周方向に所定の間隔を空けて複数の係合歯４・４・・・が形成されることにより、全体として歯車形状が構成されることとしている。
【００２３】
また、図２に示すごとく、前記補強部材１０は、矩形断面を有するリング状に構成されている。また、本実施例では、その素材をステンレス３０４とし、その熱膨張係数を１７．３×１０−６／℃としている。この熱膨張係数は、前記樹脂製歯車部材２のものよりも小さく設定されている。また、湯が散布される環境下であるため、補強部材１０はステンレスを素材とすることで、錆びが生じないようにしている。また、リング状に構成することで、スプロケット１における重量バランスが良好となり、また、樹脂製歯車部材２及び補強部材１０に作用する応力バランスが良好となる（応力集中が生じない等）。
【００２４】
また、図２及び図３に示すごとく、樹脂製歯車部材２において、その軸取付孔３の中心軸線と直交する平面を構成する二つの側面構成部５・５には、前記軸取付孔３と同心の円周方向に円周溝６・６が形成されることとしている。また、この円周溝６の溝幅Ｗ（図３参照）は、円周溝６に対し前記補強部材１０が嵌合するように、補強部材１０のリング幅Ｄの寸法と対応して設定されることとしている。また、このように円周溝６を形成して前記補強部材１０を収容する構成とすることにより、樹脂製歯車部材２と補強部材１０との間での接触面積を向上させることができ、これにより、スプロケット１全体としての剛性を向上することが可能となる。
【００２５】
また、図２に示すごとく、前記円周溝６には、軸取付孔３の軸方向に剪截されるタップ７・７・・・が円周方向において複数個所に設けられている。同様に、前記補強部材１０には、前記タップ７・７・・・と対応可能な位置に、貫通孔８・８・・・が複数個所に設けられている。そして、図３に示すごとく、前記タップ７の位置に貫通孔８を合わせつつ、前記円周溝６に補強部材１０を嵌合させるとともに、前記貫通孔８を介して前記タップ７に固定ボルト９を螺挿することにより、樹脂製歯車部材２に対して補強部材１０が固定されるようになっている。
【００２６】
以上のようにして樹脂製歯車部材２に対して補強部材１０が固定されて構成されるスプロケット１においては、熱膨張係数の小さい補強部材１０の存在により、それよりも熱膨張係数の大きい樹脂製歯車部材２を単体で構成する場合と比較して、全体として熱膨張係数が小さく構成されることになる。そして、このように、スプロケット１全体としての熱膨張係数が小さく構成されることにより、スプロケット１の熱膨張に起因する歯飛びといった不具合の発生を防止できることになる。
【００２７】
そして、高温の湯が散布される前記加熱工程や、さらに高温の湯を用いた湯殺菌の工程において、スプロケット１が適用される場合においても、その熱膨張による変形が防止されることにより、歯飛びの不具合、及び、それに起因するライン停止や、交換作業といった不具合の発生を防止することができる。また、熱膨張による変形が抑制されることから、部品の長寿命化を図ることが可能となり、結果としてコスト削減を図ることが可能となる。また、湯に限らず、薬液や潤滑油といった液体が使用されてスプロケット１が高温の環境下に配置される場合や、殺菌用の高温雰囲気環境下に配置される場合などにおいても、本実施例は適用可能であり、上述の効果を発揮することができる。
【００２８】
また、以上の構成において、図２及び図３に示すごとく、例えば、軸取付孔３の中心から係合歯４までの距離と、その温度変化に対する変形量を基に規定されるスプロケット１の全体としての熱膨張係数については、前記樹脂製歯車部材２、及び、補強部材１０の素材の選定によって設計することができる他、図３に示すごとく、前記円周溝６の溝幅Ｗとリング幅Ｄの選定や、前記円周溝６の溝深さＭとリング厚Ｎの選定によっても設計することができ、これらの要素を適宜選定することによって、スプロケット１の全体としての所望の熱膨張係数を設計することが可能となる。また、前記樹脂製歯車部材２、及び、補強部材１０の素材については、本実施例に限定されるものではなく、明細書中の記載から把握できる特性を呈する素材であれば、本発明を適用できるものである。
【実施例２】
【００２９】
本実施例では、上述の実施例１に加え、さらに、樹脂製歯車部材の係合歯の部位における補強の向上を図った構成とするものである。
即ち、図４及び図５（ａ）（ｂ）に示すごとく、前記補強部材１０Ａは、前記樹脂製歯車部材２Ａの歯底円Ｒ１よりも、歯先円Ｒ２側に配置される係合歯補強部１１・１１・・・を具備する構成としている。この係合歯補強部１１・１１・・・によって、前記係合歯４を構成している部位における全体的な熱膨張係数の低下を図り、熱膨張による変形を防止することとするものである。
【００３０】
具体的には、図４に示すごとく、補強部材１０Ａは、リング状のベース部１２と、前記ベース部１２から前記各係合歯４・４・・・の配置と対応する複数箇所において半径方向外側へ突出する形態で設けられ、前記樹脂製歯車部材２Ａの中心軸方向にて望む正面視において、前記係合歯４の輪郭内に収まる略歯形状をなす係合歯補強部１１・１１・・・とを具備する構成としている。
【００３１】
また、図４及び図５（ａ）（ｂ）に示すごとく、前記係合歯補強部１１・１１・・・は、切削加工等にてベース部１２と一体的に設けられることとしている。また、各係合歯補強部１１は、正面視において、係合歯４の輪郭内に収まるようにしており、その形状を前記係合歯４を縮小させてなる歯形状としている。これにより、補強部材１０Ａ全体として、略歯車形状をなすようになっている。
【００３２】
また、図５（ｂ）に示すごとく、前記係合歯補強部１１は、リング状のベース部１２と略同一の厚みを有し正面視において前記係合歯４の輪郭内に収まる歯形状部１１ａと、該歯形状部１１ａから樹脂製歯車部材２Ａの厚み方向中心に向かって突出される係合凸部１１ｂとを具備する構成としている。この係合凸部１１ｂは、前記係合歯補強部１１の加工の際に同時に設けてもよく、また、別体の構造物を前記係合歯補強部１１に固着することで構成することとしてもよい。図５（ｂ）に示される例では、前記係合歯補強部１１を厚み方向に延長することで係合凸部１１ｂを形成することとし、前記歯形状部１１ａと係合凸部１１ｂとが一体的に構成されるようになっている。
【００３３】
また、図４及び図５（ｂ）に示すごとく、樹脂製歯車部材２Ａにおいては、実施例１と同様に、リング状のベース部１２を収容して嵌合させるための円周溝６Ａが形成されるとともに、該円周溝６Ａから各歯先に向かって歯先部溝６Ｂ・６Ｂ・・・が形成されている。さらに、前記各歯先部溝６Ｂから、樹脂製歯車部材２の厚み方向に向かって歯先部深溝６Ｃ（図５（ｂ））が形成される。ここで、前記歯先部溝６Ｂは、前記係合歯補強部１１の歯形状部１１ａを嵌装すべく構成され、また、前記歯先部深溝６Ｃは、前記係合歯補強部１１の係合凸部１１ｂを嵌装すべく構成されている。
【００３４】
以上のように構成することで、図５（ａ）に示すごとく、スプロケット１の係合歯４の部位において前記係合歯補強部１１が存在し、これにより、係合歯４の部位における全体としての（係合歯４と係合歯補強部１１を合わせたもの）熱膨張係数の低下を図ることが可能となり、これにより、係合歯４の部位においても、熱膨張による変形を効果的に防止することが可能となる。
【００３５】
さらに、係合歯４の部位における熱膨張による変形が抑制されることにより、各係合歯４・４同士の間のピッチＰを規定の値に維持することが可能となり、このことによって、歯飛びをさらに効果的に抑制できることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、特に、温水が撒布される等の高温環境下において使用される樹脂製のスプロケットに対して適用可能である。例えば、飲料等の製造ラインにおいて、缶（アルミ缶、スチール缶等）、瓶、ペットボトル等を搬送において、加熱工程を実施する搬送チェーン用のスプロケットに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１に係るスプロケットの構成について示す斜視図。
【図２】同じく樹脂製歯車部材及び補強部材の構成について示す正面図。
【図３】同じく樹脂製歯車部材及び補強部材の構成について示す前面断面図。
【図４】本発明の実施例２に係るスプロケットを構成する樹脂製歯車部材及び補強部材の構成について示す図。
【図５】（ａ）は、同じく歯先の部位の正面一部拡大図。（ｂ）は、同じく歯先の部位の前面一部拡大断面図。
【図６】従来の搬送チェーンによる缶製品の搬送について示す図。
【図７】従来の搬送チェーンの係合歯とスプロケットの係合歯との関係について示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１    スプロケット
２    樹脂製歯車部材
３    軸取付孔
４    係合歯
５    側面構成部
６    円周溝
７    タップ
８    貫通孔
９    固定ボルト
１０    補強部材
【図１】
0005247084.tif 000002
【図２】
0005247084.tif 000003
【図３】
0005247084.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005247084.tif 000008