JP2022073980A - スプロケット、スプロケットの製造方法及び汚泥かき寄せ機 - Google Patents

Abstract

【課題】取り扱い性の向上、強度及び耐久性の向上を図ることができる樹脂製のスプロケット、スプロケットの製造方法及びこのスプロケットを用いた汚泥かき寄せ機を提供すること。【解決手段】本発明に係るスプロケットは、汚泥かき寄せ機の駆動力を伝達するチェーンに用いられるスプロケットであって、回転軸を通す貫通孔の径方向に分割可能に設けられ、分割される一方を第１分割部、分割される他方を第２分割部とする樹脂製のスプロケット本体と、前記第１分割部と前記第２分割部とを合わせて前記スプロケット本体を構成した状態で前記第１分割部と前記第２分割部とを連結する連結部材と、前記スプロケット本体に設けられ、前記回転軸に挿通されるハブと嵌合するハブ嵌合部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、汚泥かき寄せ機に用いられるスプロケット、スプロケットの製造方法及び汚泥かき寄せ機に関し、特に、樹脂製のスプロケット、スプロケットの製造方法及びこのスプロケットを用いた汚泥かき寄せ機に関する。

下水処理場では、下水道の汚水を浄化し、河川、湖沼または海へ放流している。下水処理場に入ってきた汚水は、スクリーンによりゴミが除去された後、ポンプで最初沈殿池に送られる。ここでは、主に比重差を利用して、重力沈降により御水中の沈殿しやすい汚れが除去される。次に、汚水は、生物反応槽に送られ、返送汚泥が加えられて高濃度の微生物によって有機物の吸着、摂取、消化分解が行われる。次に、汚水は、最終沈殿池に送られる。この最終沈殿池では、活性汚泥をゆっくり沈殿させ上澄みを河川、湖沼または海へ放流し、最終沈殿池の活性汚泥はポンプで生物反応槽に送られ再び使用される。

最終沈殿池では、汚泥かき寄せ機により、最終沈殿池の池底に堆積する汚泥がかき寄せられて集泥ピットに集められる。ここで、下水中には腐食成分が含まれていることから、最終沈殿池の池底に沈殿した汚泥には腐食成分が凝縮されている。このため、従来から汚泥かき寄せ機に腐食対策が行われている。

特許文献１に開示される発明では、ステンレス鋼で形成されて内部に中空部を有するフライト体において、フライト体の何れかの面に内部の中空部と連通する開口部を形成することが提案されている。

また、チェーンフライト式の汚泥かき寄せ機の場合、フライトを駆動させるチェーン及びこれを駆動させるスプロケットとしては金属製が多く用いられている。しかし、汚泥水には、塩素や硫化水素等の金属を腐食させる物質が含まれていること、さらに、駆動装置の駆動に関する省エネ性向上の要求から、近年、金属より軽量かつ耐腐食性のある樹脂製のチェーン及びスプロケットが導入されている。

特開２００４－２８３７８６号公報

しかしながら、汚泥かき寄せ機のフライトのチェーン駆動で用いられるスプロケットは複雑な形状で大型であるとともに、駆動軸と嵌合する軸穴部には回転力伝達用のキー溝加工が必要で、構造的な強化も必要である。このため、樹脂による射出成形品をそのままを使用することが困難なことから、主に樹脂の板材等からスプロケットの歯形部を含む大部分を切削加工することで製作する必要がある。このため、樹脂製のスプロケットの製作には多大な工数がかかり、高コストになるという問題がある。

また、汚泥かき寄せ機を下水処理施設に設置する場合、特に駆動用スプロケットは、駆動軸のキーにより伝達される捩じりトルクをチェーンに伝える動力的負荷がかかる。そのため、それぞれの下水処理施設の規模に応じた強度設計を軸径及びキー部分について行う必要がある。

さらに、汚泥かき寄せ機を下水処理施設に設置する現場において、大型の駆動用スプロケットを駆動軸に取り付けたり、メンテナンスの際に取り外したりする作業は容易ではない。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、取り扱い性の向上、強度及び耐久性の向上を図ることができる樹脂製のスプロケット、スプロケットの製造方法及びこのスプロケットを用いた汚泥かき寄せ機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明に係るスプロケットは、汚泥かき寄せ機の駆動力を伝達するチェーンに用いられるスプロケットであって、回転軸を通す貫通孔の径方向に分割可能に設けられ、分割される一方を第１分割部、分割される他方を第２分割部とする樹脂製のスプロケット本体と、前記第１分割部と前記第２分割部とを合わせて前記スプロケット本体を構成した状態で前記第１分割部と前記第２分割部とを連結する連結部材と、前記スプロケット本体に設けられ、前記回転軸に挿通されるハブと嵌合するハブ嵌合部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、取り扱い性の向上、強度及び耐久性の向上を図ることができる樹脂製のスプロケット、スプロケットの製造方法及びこのスプロケットを用いた汚泥かき寄せ機を提供することができる。

沈殿池及び汚泥かき寄せ機の断面図である。 主務スプロケットホイールの平面図である。 主務スプロケットホイールの側面図である。 主務スプロケットホイールの斜視図である。 主務スプロケットホイールの分解斜視図（その１）である。 主務スプロケットホイールの分解斜視図（その２）である。 シャフトに設けられたキーについて例示する斜視図である。 従動スプロケットホイールの平面図である。 連結部材の他の例を示す図である。 シャフトのキー及びキーアダプタの他の例を示す図である。 連結部材及び分割ラインの他の例を示す図である。 リブ部の上に分割ラインが設けられた例を示す図である。 連結部材及び分割ラインの他の例を示す図である。 連結部材及び分割ラインの他の例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（汚泥かき寄せ機）
図１は、下水場における沈殿池Ａの縦断面を示した図である。沈殿池Ａ内には、実施形態に係る汚泥かき寄せ機１が設置されている。

図１に示すように、汚泥かき寄せ機１は、フライト体１００と、無端チェーン２００と、主務スプロケットホイール３００と、従動スプロケットホイール４００と、駆動手段５００とを備える。沈殿池Ａの左右壁には、それぞれ主務スプロケットホイール３００と、複数の従動スプロケットホイール４００とが設置されており、主務スプロケットホイール３００には、主務スプロケットホイール３００を駆動回転させるモータ５２０を備えた駆動装置（駆動手段）５００が動力伝達ベルト５１０を介して連結されている。

ここで、主務スプロケットホイール３００は、沈殿池Ａの長手方向端部における水面ＷＬ近くに支持部材６００により沈殿池Ａの壁面に支持され、一の従動スプロケットホイール４００は、沈殿池Ａの長手方向略中央における水面ＷＬ近くに支持され、他の従動スプロケットホイール４００は、沈殿池Ａの長手方向両端側における池底ＢＴ近くに支持部材６００により沈殿池Ａの壁面に支持されている。

本実施形態に係る汚泥かき寄せ機１では、主務スプロケットホイール３００として後述する本実施形態に係るスプロケットが用いられる。また、従動スプロケットホイール４００として本実施形態に係るスプロケットを用いてもよい。

無端チェーン２００は、沈殿池Ａの左右壁に夫々設けられた主務スプロケットホイール３００及び複数の従動スプロケットホイール４００に回動自在に張架された左右一対の無端チェーン２００からなり、複数のチェーンリンクを連結軸によって枢着して無端に連結されている。

沈殿池Ａの左側の壁及び右側の壁の各々に沿って設けられた左右一対の無端チェーン２００の間には、所定の間隔で長尺のフライト体１００が架け渡されて固定されており、主務スプロケットホイール３００を回転動作させ、無端チェーン２００を沈殿池Ａ内で図１に向かって時計回り（ＣＷ）に循環駆動させることにより池底に沈殿した汚泥がフライト体１００により汚泥ピット（排出溝）１５へと掻き寄せられる。

（スプロケット）
次に、本実施形態に係るスプロケットの一例である主務スプロケットホイール３００について説明する。
図２は、主務スプロケットホイール３００の平面図である。
図３は、主務スプロケットホイール３００の側面図である。
図４は、主務スプロケットホイール３００の斜視図である。
図５は、主務スプロケットホイール３００の分解斜視図（その１）である。
図６は、主務スプロケットホイール３００の分解斜視図（その２）である。
なお、図２～図６においては、主務スプロケットホイール３００のほか、シャフト６１０及びハブ６２０も例示されている。

図２～図６に示すように、主務スプロケットホイール３００は円盤形状のスプロケット本体３１０を有する。スプロケット本体３１０の中央には、シャフト（回転軸）６１０を通すための貫通孔３１０ｈが設けられる。スプロケット本体３１０の材料としては、無端チェーン２００との摩擦低減のため、射出成形が可能で耐薬品性があり、かつ高い摺動性をする合成樹脂である超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）が望ましく、他にはポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６）、ポリエチレンテレフタレートなどが適する。

主務スプロケットホイール３００は、円周上に所定の幅で形成された歯部３０２を有する。歯部３０２が無端チェーン２００と噛み合うことで、主務スプロケットホイール３００の回転動作を無端チェーン２００に伝達して循環駆動させることができる。

主務スプロケットホイール３００のスプロケット本体３１０は、シャフト６１０を通す貫通孔３１０ｈの径方向に分割可能に設けられる。すなわち、主務スプロケットホイール３００は分割型のスプロケットである。スプロケット本体３１０で分割される一方は第１分割部３１１であり、分割される他方は第２分割部３１２である。

主務スプロケットホイール３００は、第１分割部３１１と第２分割部３１２とを合わせてスプロケット本体３１０を構成した状態で第１分割部３１１と第２分割部３１２とを連結する連結部材３２０を備える。連結部材３２０は、スプロケット本体３１０の分割ラインＬを跨ぐように第１分割部３１１及び第２分割部３１２に固定される。スプロケット本体３１０には貫通孔３１０ｈを中心として放射方向に２つの分割ラインＬがあることから、それぞれの分割ラインＬを跨ぐように２つの連結部材３２０によって第１分割部３１１と第２分割部３１２とが連結される。

例えば、板状に設けられた連結部材３２０の中央には孔部３２０ｈが設けられており、この孔部３２０ｈが第１分割部３１１及び第２分割部３１２のそれぞれに設けられた凸部３１３と嵌合するように取り付けられる。連結部材３２０は、第１分割部３１１及び第２分割部３１２と例えばボルト（図示せず）によって締結される。

主務スプロケットホイール３００には、強度確保の観点から貫通孔３１０ｈに周囲を取り囲むようにして隆起した包囲型のリブ部３０３と、該リブ部３０３から主務スプロケットホイール３００の外周側（歯部３０２）に向かって延在する複数本の放射状のリブ部３０４とが設けられる。また、リブ部３０４間には複数の中抜き孔３０５ｈが設けられている。

主務スプロケットホイール３００は、シャフト６１０に挿通されるハブ６２０に固定される。ハブ６２０は合成樹脂による切削加工で形成されていてもよいし、射出成形によって形成されていてもよい。また、ハブ６２０は金属で形成されていてもよい。

主務スプロケットホイール３００のスプロケット本体３１０には、ハブ６２０と嵌合するハブ嵌合部３３０が設けられる。ハブ嵌合部３３０は、ハブ６２０とスプロケット本体３１０との固定においてハブ６２０とスプロケット本体３１０とが嵌合することで分割型のスプロケット本体３１０を一体型と同様な強度を確保するために設けられる。

本実施形態では、ハブ嵌合部３３０は、スプロケット本体３１０に放射状に延在する上記のリブ部３０４を含む。ハブ６２０には、スプロケット本体３１０と対向する側に凹部６２１が設けられる。凹部６２１は、ハブ６２０のスプロケット本体３１０との対向面に複数本、放射状に設けられる。このハブ６２０にスプロケット本体３１０を固定する際、放射状に延在する複数のリブ部３０４のそれぞれが、ハブ６２０の凹部６２１のそれぞれに嵌め込まれる。これにより、スプロケット本体３１０が分割型であっても、ハブ嵌合部３３０によってハブ６２０と強固に固定されることになる。

ハブ嵌合部３３０は、スプロケット本体３１０の表裏両側に設けられていることが好ましい。すなわち、スプロケット本体３１０は表裏両側に設けられた２つのハブ６２０にそれぞれ固定される。この表裏のハブ６２０のそれぞれと嵌合するため、スプロケット本体３１０の表裏両側にハブ嵌合部３３０が設けられているとよい。

スプロケット本体３１０には、ハブ６２０との間でボルト及びナットによる固定を行うための複数の固定用孔３１５が軸方向に貫通して設けられる。一方、ハブ６２０にも固定用孔３１５に対応した複数の固定用孔６２５が設けられる。この固定用孔３１５及び６２５には貫通部材である例えば中空パイプ（図示せず）が挿入され、この挿入された中空パイプにボルト（図示せず）が通され、ナット（図示せず）によって締結される。

（スプロケットのシャフトへの取り付け・取り外し）
次に、本実施形態に係る主務スプロケットホイール３００のシャフト６１０への取り付けについて説明する。
予め、シャフト６１０にハブ６２０を挿通する。シャフト６１０にはキー６３０が設けられ、ハブ６２０にはキー溝６４０が設けられる。シャフト６１０にハブ６２０を挿通する際、キー６３０がキー溝６４０に嵌合することで、シャフト６１０に対してハブ６２０が空転しないように固定される。

図７は、シャフト６１０に設けられたキー６３０について例示する斜視図である。
キー６３０にはキーアダプタ６３１が被せられていてもよい。キーアダプタ６３１がキー６３０の上に被せられることで、キーアダプタ６３１の厚さによってキー溝６４０との嵌合の調整が行いやすくなる。また、キー６３０として規格品を使用し、キー溝６４０としてキー６３０よりも大きな溝を使用して許容応力を確保したい場合に、キーアダプタ６３１を使用することで設計の自由度が高まる。

次に、シャフト６１０にハブ６２０を挿通した後、分割されたスプロケット本体３１０における第１分割部３１１及び第２分割部３１２を、シャフト６１０を中心にして合わせるように組み付ける。その後、第１分割部３１１と第２分割部３１２とを合わせた分割ラインＬを跨ぐように、連結部材３２０を取り付けてボルトで固定する。

次に、ハブ６２０にスプロケット本体３１０を固定する。本実施形態では、２つのハブ６２０をスプロケット本体３１０の表裏両側から挟み込むようにして、それぞれのハブ嵌合部３３０とハブ６２０とを嵌合させる。すなわち、スプロケット本体３１０の放射状に延在する複数のリブ部３０４のそれぞれが、ハブ６２０の凹部６２１のそれぞれに嵌め込まれる。

ハブ嵌合部３３０とハブ６２０とを嵌合させた状態で、スプロケット本体３１０の固定用孔３１５及び表裏のハブ６２０の固定用孔６２５に中空パイプ（図示せず）を挿入し、挿入した中空パイプにボルト（図示せず）を通してナット（図示せず）で締結する。これにより、主務スプロケットホイール３００がハブ６２０を介してシャフト６１０に固定される。

シャフト６１０から主務スプロケットホイール３００を取り外す場合は、取り付けの手順とは逆に、ハブ６２０からスプロケット本体３１０を取り外し、連結部材３２０を外す。これにより、スプロケット本体３１０が第１分割部３１１と第２分割部３１２とに分割され、シャフト６１０からスプロケット本体３１０を容易に取り外すことができる。

（スプロケットの製造方法）
次に、本実施形態に係る主務スプロケットホイール３００の製造方法について説明する。
先ず、シャフト６１０に通す貫通孔３１０ｈを備えたスプロケット本体３１０を樹脂によって成形する（樹脂成形工程）。樹脂成形工程では、射出成形によってスプロケット本体３１０の全体（分割されていない状態）を成形する。

次に、樹脂成形工程によって成形したスプロケット本体３１０を熱処理して内部残留応力を緩和する（熱処理工程）。熱処理工程では、スプロケット本体３１０を構成する樹脂の溶融温度以下であって実質的に変形しないガラス転移点温度付近で熱処理を行う。例えば、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を射出成形によってスプロケット本体３１０を成形した場合、８０℃～１２０℃で所定時間保存することで内部残留応力を緩和する。

次に、熱処理工程によって内部残留応力を緩和したスプロケット本体３１０を貫通孔３１０ｈの径方向に分割する（分割工程）。これにより、第１分割部３１１及び第２分割部３１２に分割された主務スプロケットホイール３００が完成する。

スプロケット本体３１０を射出成形によって形成する場合、金型内で高温の樹脂を溶融して充填した後、金型をある程度冷却してから成形品を取り出す。この工程において、成形品の内部と金型に近い表面では樹脂の固化する速度が異なるため、樹脂が固化したのちの常温保管後も、成形品内部に各所で引張や圧縮の力が残留する。この内部断面における単位面積あたりの力を応力といい、これを成形品の内部残留応力という。

この内部残留応力を除去する方法としてアニール処理という熱処理が有効である。このアニール処理を行わずに成形品を切断及び切削加工を行うと、切削除去された部分の樹脂が無くなることで、加工された成形品が変形するといった加工後の歪が生じてしまう。成形品に所定条件でアニール処理を施した後に切断及び切削加工を行うことで、主務スプロケットホイール３００で最もコストが掛る製作方法である素材から切削加工する歯形含む全体を作成する必要がなくなる。これにより、主務スプロケットホイール３００の製造を射出成形によって行うことができるようになり、コストの削減を図ることができる。

（従動スプロケットホイール）
次に、従動スプロケットホイール４００について説明する。
図８は、従動スプロケットホイール４００の平面図である。
従動スプロケットホイール４００も主務スプロケットホイール３００と同様に合成樹脂によって成形される。従動スプロケットホイール４００は、必ずしもハブ６２０に固定されている必要はなく、シャフト６１０に挿通されていればよい。従動スプロケットホイール４００は、シャフト６１０を通す貫通孔４１０ｈの径方向に分割可能に設けられた第１分割部４１１及び第２分割部４１２を有する樹脂製のスプロケット本体４１０と、第１分割部４１１と第２分割部４１２とを合わせてスプロケット本体４１０を構成した状態で第１分割部４１１と第２分割部４１２とを連結する連結部材４２０と、を備える。

連結部材４２０は、スプロケット本体４１０の分割ラインＬを跨ぐように第１分割部４１１及び第２分割部４１２に固定される。例えば、分割ラインＬを跨ぐ第１分割部４１１及び第２分割部４１２に凹部４２１が設けられ、この凹部４２１に連結部材４２０を嵌め込むことで第１分割部４１１及び第２分割部４１２が連結される。連結部材４２０はボルト（図示せず）によって第１分割部４１１及び第２分割部４１２に固定されていてもよい。また、連結部材４２０は、主務スプロケットホイール３００で適用される連結部材３２０や後述する他の連結部材３２０と同じ構成であってもよい。

従動スプロケットホイール４００のスプロケット本体４１０は、例えば超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を用いた射出成形によって形成される。この場合、射出成形後のスプロケット本体４１０に熱処理を施して内部残留応力を緩和した後、貫通孔４１０ｈの径方向に分割して第１分割部４１１及び第２分割部４１２を構成する。従動スプロケットホイール４００にはシャフト６１０からの駆動力が掛からないため、主務スプロケットホイール３００ほどの強度は必要ない。従動スプロケットホイール４００が分割型になっていることで、シャフト６１０への取り付けや、シャフト６１０からの取り外しが容易となる。

（連結部材の他の例）
図９は、連結部材３２０の他の例を示す図である。
連結部材３２０の中央部分には、第１分割部３１１及び第２分割部３１２のそれぞれに設けられる凸部３１３と嵌合する孔部３２０ｈが設けられる。この孔部３２０ｈの形状としては、円形のほか、図９（ａ）に示すような略長円形、図９（ｂ）に示すような略菱形、及び図９（ｃ）に示すような略四角形などが挙げられる。これら孔部３２０ｈの形状に対応して凸部３１３の形状も構成される。孔部３２０ｈ及び凸部３１３の形状は上記に限定されるものではない。

（キー及びキーアダプタの他の例）
図１０は、シャフト６１０のキー６３０及びキーアダプタ６３１の他の例を示す図である。図１０に示す例では、キーアダプタ６３１がキー６３０と一体に設けられている。キー６３０及びキーアダプタ６３１は必ずしも別体である必要はなく、一体に設けられていてもよい。これにより、キー６３０とキーアダプタ６３１との互いの位置関係がずれることはなく、取り扱いが容易となる。

（連結部材及び分割ラインの他の例１）
図１１は、連結部材３２０及び分割ラインＬの他の例を示す図である。
図１１（ａ）に示すように、分割ラインＬは非直線であってもよい。例えば、分割ラインＬが第１分割部３１１及び第２分割部３１２の間で互いに凹凸の関係になるような形状になっていると、第１分割部３１１及び第２分割部３１２を組み合わせた際に合わせの部分で互いが嵌合しあうことになり、合わせずれを抑制して確実に組み合わせることができるようになる。

また、図１１（ｂ）に示すように、連結部材３２０は第１分割部３１１及び第２分割部３１２に嵌合する形状に設けられていてもよい。例えば、連結部材３２０は一対の折り曲げ片３２１を有する。この一対の折り曲げ片３２１が第１分割部３１１及び第２分割部３１２に設けられた溝３１６（又は孔）に嵌合して連結部材３２０によって第１分割部３１１及び第２分割部３１２を連結する。

図１２は、リブ部３０４の上に分割ラインＬが設けられた例を示す図である。
図１２に示すように、スプロケット本体３１０を分割する分割ラインＬは、リブ部３０４の上に沿って設けられていてもよい。リブ部３０４は他の部分に比べて肉厚が厚いため、リブ部３０４の上に沿って分割ラインＬを設けることで、第１分割部３１１と第２分割部３１２とを合わせる際の付き合わせの面積を広くでき、安定した組み付けを行うことができる。

（連結部材及び分割ラインの他の例２）
図１３及び図１４は、連結部材及び分割ラインの他の例を示す図である。図１３には、連結部材及び分割ラインの他の例の一部分解斜視図が示され、図１４には、連結部材及び分割ラインの他の例の一部断面図が示される。図１３及び図１４に示すように、主務スプロケットホイール３００のスプロケット本体３１０は、第１分割部３１１と第２分割部３１２とを分割ラインＬで合わせた状態で、第１分割部３１１及び第２分割部３１２のそれぞれに設けられた凸部３１３に連結部材３２０を嵌合させることで連結されている。

図１３及び図１４に示す凸部３１３は、第１分割部３１１及び第２分割部３１２にそれぞれ設けられた部分を合わせることで略円錐台型に構成される。すなわち、凸部３１３の略円錐台型の径は、主務スプロケットホイール３００の中心軸に沿って主務スプロケットホイール３００から離れる方向に縮径するように設けられている。これにより、凸部３１３の外周面３１３ａがテーパ状に形成される。

一方、この凸部３１３と嵌合する連結部材３２０はカップ状に設けられる。カップ状の連結部材３２０は例えば金属で形成され、カップ状の内周面３２０ａのテーパ角度が凸部３１３の外周面３１３ａのテーパ角度に合わせて設けられている。

このようなカップ状の連結部材３２０は、テーパ状の外周面３１３ａを含む凸部３１３を覆うように被せられる。連結部材３２０及び凸部３１３は、それぞれの中心孔ｈにボルトＢ等を通して締結することで固定される。ここで、凸部３１３及び連結部材３２０は、スプロケット本体３１０の表裏それぞれに設けられていてもよい。この場合、表裏の凸部３１３及び連結部材３２０を１つのボルト及びナットで共締めすればよい。

このように、カップ状の連結部材３２０を略円錐台型の凸部３１３に被せ、凸部３１３及び連結部材３２０の互いのテーパ状の外周面３１３ａ及び内周面３２０ａが嵌合することによって、凸部３１３及び連結部材３２０の位置決め効果とともに、第１分割部３１１と第２分割部３１２との連結強度が高まる。特に、スプロケット本体３１０の表裏それぞれに凸部３１３を設けて各々連結部材３２０で覆い、表裏の連結部材３２０でスプロケット本体３１０を挟み込むようにボルトＢで締結すると、第１分割部３１１と第２分割部３１２との連結強度が著しく高まる。

以上のように、本実施形態に係る主務スプロケットホイール３００は、汚泥かき寄せ機１の駆動力を伝達する無端チェーン２００に用いられるスプロケットであって、シャフト６１０を通す貫通孔３１０ｈの径方向に分割可能に設けられ、分割される一方を第１分割部３１１、分割される他方を第２分割部３１２とする樹脂製のスプロケット本体３１０と、第１分割部３１１と第２分割部３１２とを合わせてスプロケット本体３１０を構成した状態で第１分割部３１１と第２分割部３１２とを連結する連結部材３２０と、スプロケット本体３１０に設けられ、シャフト６１０に挿通されるハブ６２０と嵌合するハブ嵌合部３３０と、を備えることを特徴とする。

一般的に、駆動軸を軸受に設置後の工程で軸を囲う形態において、２分割などの割り型構造にすると組み立て易く、メンテナンスも容易となる。しかし、割り型構造にすると、一体化されているものと比較して、動力伝達時の負荷、特に駆動軸回りの捩じりトルクに対する強度不足を招きやすい。上記のような本実施形態に係る主務スプロケットホイール３００の構成にすることで、２分割のスプロケット本体３１０であっても連結部材３２０及びハブ嵌合部３３０によって一体化され、十分な強度を確保することができる。

上記主務スプロケットホイール３００において、ハブ嵌合部３３０は、スプロケット本体３１０に放射状に延在するリブ部３０４を含むように構成される。これにより、スプロケット本体３１０のリブ部３０４がハブ嵌合部３３０としてハブ６２０の凹部６２１に嵌め込まれ、２分割のスプロケット本体３１０がハブ６２０を介して強固に一体化される。

上記主務スプロケットホイール３００において、ハブ嵌合部３３０は、スプロケット本体３１０の表裏両側に設けられているとよい。これにより、スプロケット本体３１０は表裏両側に設けられた２つのハブ６２０にそれぞれと、スプロケット本体３１０の表裏に設けられたリブ部３０４のそれぞれとが嵌合することになり、２分割されたスプロケット本体３１０が、表裏両側から２つのハブ６２０によってさらに強固に一体化される。

上記主務スプロケットホイール３００において、スプロケット本体３１０には、シャフト６１０に挿通されスプロケット本体３１０の表裏両側に設けられた２つのハブ６２０で挟み込まれた状態で、２つのハブ６２０とスプロケット本体３１０とを軸方向に貫通する貫通部材を取り付ける孔（固定用孔３１５）が設けられる。ハブ６２０には、固定用孔３１５に対応した固定用孔６２５が設けられる。この固定用孔３１５及び６２５には貫通部材である例えば中空パイプ（図示せず）が挿入され、この挿入された中空パイプにボルト（図示せず）が通され、ナット（図示せず）によって締結される。これにより、２分割されたスプロケット本体３１０が強固に一体化される。

上記主務スプロケットホイール３００において、連結部材３２０は、第１分割部３１１及び第２分割部３１２にそれぞれ設けられた凸部３１３と嵌合する孔部３２０ｈを有する。これにより、連結部材３２０の孔部３２０ｈが、２分割されたスプロケット本体３１０の凸部３１３と嵌合して、第１分割部３１１及び第２分割部３１２どうしを繋ぐように連結することになる。連結部材３２０による連結により、主務スプロケットホイール３００にかかる捩じりトルクから生じる互いのスプロケットの、分離及びズレ方向の力を抑制する構造となる。このことで、一体化された主務スプロケットホイール３００の分離及びズレが抑制され、シャフト６１０からの回転力を無端チェーン２００へ円滑に伝達できるようになる。

また、本実施形態に係るスプロケットの製造方法は、汚泥かき寄せ機１の駆動力を伝達する無端チェーン２００に用いられるスプロケットの製造方法であって、シャフト６１０を通す貫通孔３１０ｈを備えたスプロケット本体３１０を樹脂によって成形する樹脂成形工程と、樹脂成形工程の後、スプロケット本体３１０を熱処理して内部残留応力を緩和する熱処理工程と、記熱処理工程の後、スプロケット本体３１０を貫通孔３１０ｈの径方向に分割する分割工程と、を備える。この熱処理工程では、スプロケット本体３１０を構成する樹脂の溶融温度以下であって実質的に変形しない温度で熱処理を行う。

このような構成によれば、主務スプロケットホイール３００のスプロケット本体３１０を樹脂成形した後に熱処理によって内部残留応力を緩和するため、スプロケット本体３１０を分割する際の内部応力変化に伴う加工後の歪みが抑制され、形状を維持したまま分割を行うことができる。

また、本実施形態に係る汚泥かき寄せ機１は、長尺のフライト体１００を、その長手方向に対して垂直な方向に走行させて、沈殿池Ａの池底に堆積する汚泥を掻き寄せる汚泥かき寄せ機１であって、フライト体１００が固定され、循環駆動する無端チェーン２００と、無端チェーン２００に掛けられる主務スプロケットホイール３００と、主務スプロケットホイール３００をシャフト６１０に固定するハブ６２０と、を備える。主務スプロケットホイール３００は、シャフト６１０を通す貫通孔３１０ｈの径方向に分割可能に設けられ、分割される一方を第１分割部３１１、分割される他方を第２分割部３１２とする樹脂製のスプロケット本体３１０と、第１分割部３１１と第２分割部３１２とを合わせてスプロケット本体３１０を構成した状態で第１分割部３１１と第２分割部３１２とを連結する連結部材３２０と、スプロケット本体３１０に設けられ、シャフト６１０に挿通されるハブ６２０と嵌合するハブ嵌合部３３０と、を有する。

このような構成によれば、２分割のスプロケット本体３１０を用いることができ、シャフト６１０に対する着脱が容易となってメンテナンス性を向上できる。また、２分割のスプロケット本体３１０であっても連結部材３２０及びハブ嵌合部３３０によって一体化され、十分な強度を確保することができる。このため、合成樹脂の成形品の切削加工によらず、射出成形によっても主務スプロケットホイール３００を構成することができ、コストを抑制することができる。

上記汚泥かき寄せ機１において、主務スプロケットホイール３００のハブ嵌合部３３０は、スプロケット本体３１０に放射状に延在するリブ部３０４を含み、ハブ６２０は、スプロケット本体３１０と対向する側に設けられ、リブ部３０４と嵌合する凹部６２１を有する。これにより、スプロケット本体３１０のリブ部３０４がハブ嵌合部３３０としてハブ６２０の凹部６２１に嵌め込まれ、２分割のスプロケット本体３１０がハブ６２０を介して強固に一体化される。

上記汚泥かき寄せ機１では、シャフト６１０に挿通されスプロケット本体３１０の表裏両側に設けられる２つのハブ６２０を有し、２つのハブ６２０でスプロケット本体３１０を挟み込んだ状態で２つのハブ６２０とスプロケット本体３１０とを軸方向に貫通するスリーブと、スリーブ内を挿通して２つのハブ６２０とスプロケット本体３１０とを締結する締結具と、を有することが好ましい。これにより、２分割されたスプロケット本体３１０が、表裏両側から２つのハブ６２０によってさらに強固に一体化される。

以上説明したように、本発明によれば、取り扱い性の向上、強度及び耐久性の向上を図ることができる樹脂製のスプロケット、スプロケットの製造方法及びこのスプロケットを用いた汚泥かき寄せ機１を提供することができる。

以上で説明したように、本発明は、取り扱い性の向上、強度及び耐久性の向上を図ることができる樹脂製のスプロケット、スプロケットの製造方法及びこのスプロケットを用いた汚泥かき寄せ機を提供することができる。このため、下水処理場において、最終沈殿池の池底に堆積する汚泥をかき寄せて集泥ピットに集める汚泥かき寄せ機に好適である。また、スプロケットとして合成樹脂を用いているので上水場においても使用することができる。

１ 汚泥かき寄せ機
１００ フライト体
２００ 無端チェーン
３００ 主務スプロケットホイール
３０２ 歯部
３０３ リブ部
３０４ リブ部
３０５ｈ 中抜き孔
３１０ スプロケット本体
３１０ｈ 貫通孔
３１１ 第１分割部
３１２ 第２分割部
３１３ 凸部
３１３ａ 外周面
３１５ 固定用孔
３１６ 溝
３２０ 連結部材
３２０ａ 内周面
３２０ｈ 孔部
３２１ 折り曲げ片
３３０ ハブ嵌合部
４００ 従動スプロケットホイール
４１０ スプロケット本体
４１０ｈ 貫通孔
４１１ 第１分割部
４１２ 第２分割部
４２０ 連結部材
４２１ 凹部
５００ 駆動手段
５１０ 動力伝達ベルト
５２０ モータ
６００ 支持部材
６１０ シャフト
６２０ ハブ
６２１ 凹部
６２５ 固定用孔
６３０ キー
６３１ キーアダプタ
６４０ キー溝
Ａ 沈殿池
Ｂ ボルト
ＢＴ 池底
ｈ 中心孔
Ｌ 分割ライン
ＷＬ 水面

Claims (10)

1. 汚泥かき寄せ機の駆動力を伝達するチェーンに用いられるスプロケットであって、
   回転軸を通す貫通孔の径方向に分割可能に設けられ、分割される一方を第１分割部、分割される他方を第２分割部とする樹脂製のスプロケット本体と、
   前記第１分割部と前記第２分割部とを合わせて前記スプロケット本体を構成した状態で前記第１分割部と前記第２分割部とを連結する連結部材と、
   前記スプロケット本体に設けられ、前記回転軸に挿通されるハブと嵌合するハブ嵌合部と、
   を備えることを特徴とするスプロケット。
2. 前記ハブ嵌合部は、前記スプロケット本体に放射状に延在するリブを含むことを特徴とする請求項１に記載のスプロケット。
3. 前記ハブ嵌合部は、前記スプロケット本体の表裏両側に設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスプロケット。
4. 前記スプロケット本体には、前記回転軸に挿通され前記スプロケット本体の表裏両側に設けられた２つの前記ハブで挟み込まれた状態で、前記２つのハブと前記スプロケット本体とを軸方向に貫通する貫通部材を取り付ける孔が設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスプロケット。
5. 前記連結部材は、前記第１分割部及び前記第２分割部にそれぞれ設けられた凸部と嵌合する孔部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスプロケット。
6. 汚泥かき寄せ機の駆動力を伝達するチェーンに用いられるスプロケットの製造方法であって、
   回転軸を通す貫通孔を備えたスプロケット本体を樹脂によって成形する樹脂成形工程と、
   前記樹脂成形工程の後、前記スプロケット本体を熱処理して内部残留応力を緩和する熱処理工程と、
   前記熱処理工程の後、前記スプロケット本体を前記貫通孔の径方向に分割する分割工程と、
   を備えることを特徴とするスプロケットの製造方法。
7. 前記熱処理工程では、前記スプロケット本体を構成する樹脂の溶融温度以下であって実質的に変形しない温度で熱処理を行うことを特徴とする請求項６に記載のスプロケットの製造方法。
8. 長尺のフライト体を、その長手方向に対して垂直な方向に走行させて、沈殿池の池底に堆積する汚泥を掻き寄せる汚泥かき寄せ機であって、
   前記フライト体が固定され、循環駆動するチェーンと、
   前記チェーンに掛けられるスプロケットと、
   前記スプロケットを回転軸に固定するハブと、
   を備え、
   前記スプロケットは、
   前記回転軸を通す貫通孔の径方向に分割可能に設けられ、分割される一方を第１分割部、分割される他方を第２分割部とする樹脂製のスプロケット本体と、
   前記第１分割部と前記第２分割部とを合わせて前記スプロケット本体を構成した状態で前記第１分割部と前記第２分割部とを連結する連結部材と、
   前記スプロケット本体に設けられ、前記回転軸に挿通される前記ハブと嵌合するハブ嵌合部と、を有することを特徴とする汚泥かき寄せ機。
9. 前記ハブ嵌合部は、前記スプロケット本体に放射状に延在するリブを含み、
   前記ハブは、前記スプロケット本体と対向する側に設けられ、前記リブと嵌合する凹部を有することを特徴とする請求項８に記載の汚泥かき寄せ機。
10. 前記回転軸に挿通され前記スプロケット本体の表裏両側に設けられる２つの前記ハブを有し、
    前記２つのハブで前記スプロケット本体を挟み込んだ状態で前記２つのハブと前記スプロケット本体とを軸方向に貫通するスリーブと、
    前記スリーブ内を挿通して前記２つのハブと前記スプロケット本体とを締結する締結具と、を有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の汚泥かき寄せ機。
    
    

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