JP7601230B2 - チェーン伸び検知装置 - Google Patents

Description

本開示は、チェーン伸び検知装置に関するものである。

特許文献１に、チェーンの伸びを測定する技術が開示されている。

日本特許第３３１２３２６号公報

特許文献１に記載の技術は、チェーンの複数のリンクの伸びの情報を得ることはできるが、１リンク単位での伸びの情報を得ることができない。

本開示は、上記のような課題を解決するためのものである。本開示の目的は、１リンク単位でのチェーンの伸びを検知可能なチェーン伸び検知装置を得ることである。

本開示に係るチェーン伸び検知装置は、軸中心を結ぶ直線が対象となるチェーンの走行方向と平行となるように設置された１対の回転軸と、これらの回転軸を回転中心として回転自由に取り付けられた１対のレバーと、を備える。１対の回転軸同士の間の寸法は、チェーンのチェーンピッチと同じ寸法に設定される。１対のレバーは、チェーンの隣接する外リンクの側面あるいは隣接する内リンクの側面に接触可能な１対の端部を有し、当該１対の端部は、それぞれのチェーンへの接触状態が同じになるように形成される。
そして、１対のレバーの少なくとも一方のチェーンと接触する側と反対側の端部には、１対のレバーのチェーンと接触する側の１対の端部同士の相対的な間隔の変化に応じて状態が機械的に変化する構造が設けられている。
あるいは、１対のレバーの少なくとも一方のチェーンと接触する側と反対側の端部には、１対のレバーのチェーンと接触する側の１対の端部同士の相対的な間隔の情報を検出して電気的に出力する検出器が設けられている。

本開示に係るチェーン伸び検知装置であれば、１リンク単位でのチェーンの伸びを検知することが可能である。

動力伝達に用いられるチェーンの一般的な構造を示す斜視図である。 実施の形態１によるチェーン伸び検知装置の構造を示す斜視図である。 実施の形態１によるチェーン伸び検知装置の構造を示す斜視図である。 実施の形態１における検知部品の周辺を示す斜視図である。 実施の形態１によるチェーン伸び検知装置において、伸びのないチェーンの走行時の状態を示す正面図である。 実施の形態１によるチェーン伸び検知装置において、伸びのあるチェーンの走行時の状態を示す正面図である。 図６から更にチェーンが走行した状態を示す正面図である。 実施の形態１における検知部品の変形例を示す斜視図である。 実施の形態１における検知部品の変形例を示す正面図である。 実施の形態２によるチェーン伸び検知装置を示す図である。 実施の形態２によるチェーン伸び検知装置の第１変形例を示す図である。 実施の形態２によるチェーン伸び検知装置の第２変形例を示す図である。

以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付すものとし、本開示では、重複する説明を簡略化または省略する。なお、本開示は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態によって開示される構成のあらゆる組合せおよび変形例を含み得るものである。

実施の形態１．
図１は、動力伝達に用いられるチェーン１の一般的な構造を示す斜視図である。チェーン１は、１対のスプロケットに巻き掛けられた当該チェーン１の張力によって動力を伝達する動力伝達構造を構成する部材である。

図１に示すように、チェーン１は、交互に連結する外リンク１１と内リンク１２とによって構成される。外リンク１１は、リンクプレートとピン１３とが一体になった部材である。内リンク１２は、リンクプレートとブッシュ１４とが一体になった部材である。ピン１３は、ブッシュ１４を貫通し、回転摺動する。また、ブッシュ１４の外側には、チェーンローラ１５が取り付けられる。チェーンローラ１５は、動力を伝達するための１対のスプロケットの歯と噛み合う。

チェーン１の伸びは、主に、ピン１３とブッシュ１４との間での回転摺動による摩耗を原因として生じる。チェーン１の伸びによって、隣接する外リンク１１同士、あるいは、隣接する内リンク１２同士の間隔が広がる。チェーン１のリンク間の寸法は「チェーンピッチ」と呼ばれ、このチェーンピッチはチェーン１のサイズに応じて規格で定められている。チェーン１の伸びは、チェーンピッチからの伸び率（％）で表される。

図１に示す構造において、特定の外リンク１１が備える１対のピン１３同士の間隔の寸法は、当該外リンク１１のリンクプレートに伸びが生じない限りは変化しない。同様に、特定の内リンク１２が備える１対のブッシュ１４同士の間隔の寸法は、当該内リンク１２のリンクプレートに伸びが生じない限りは変化しない。このことからも、チェーン１の伸びは、隣接する外リンク１１同士、あるいは、隣接する内リンク１２同士の間隔の寸法変化として表れることがわかる。

本開示に係るチェーン伸び検知装置は、隣接するリンク同士の間隔の寸法変化を、リンクとの接触によって直接的に機械的に検知するものである。図２および図３は、実施の形態１によるチェーン伸び検知装置の構造を示す斜視図である。

本実施の形態に係るチェーン伸び検知装置は、土台４を備える。土台４には一対のレバーが取り付けられている。この１対のレバーは、それぞれ、左レバー２および右レバー３である。また、土台４には、伸び検知の対象となるチェーン１を挟持して当該チェーン１にチェーン伸び検知装置を固定するためのチェーンガイド５が取り付けられている。

本実施の形態に係るチェーン伸び検知装置は、土台４上に設けられた、１対の回転軸を備える。この１対の回転軸は、それぞれ、回転軸Ｐ２および回転軸Ｐ３である。この１対の回転軸は、その軸中心を結ぶ直線が対象となるチェーン１の走行方向と平行になるように設置される。また、この一対の回転軸同士の間の寸法は、チェーン１のチェーンピッチと同じ寸法に設定されている。回転軸Ｐ２は、本開示に係る第１回転軸の一例である。回転軸Ｐ３は、本開示に係る第２回転軸の一例である。

左レバー２は、回転軸Ｐ２を回転中心として回転自由に取り付けられている。右レバー３は、回転軸Ｐ３を回転中心として回転自由に取り付けられている。左レバー２は、本開示に係る第１レバーの一例である。右レバー３は、本開示に係る第２レバーの一例である。

１対のレバーは、チェーン１の隣接する外リンク１１の側面あるいは隣接する内リンク１２の側面に接触可能な端部を有する。この１対の端部は、それぞれのチェーン１への接触状態が同じになるように形成されている。具体的には、左レバー２のチェーン１側の端部から回転軸Ｐ２までの部分の長さは、右レバー３のチェーン１側の端部から回転軸Ｐ３までの部分の長さと同じに設定される。また、左レバー２および右レバー３のそれぞれのチェーン１側の端部の形状は、チェーン１のリンク側面と同じ回転姿勢において同じ接触状態になるように設計されている。

図２において、チェーン１は、紙面右側に向かって走行することとする。左レバー２には、回転軸Ｐ２を中心とした時計回りの回転力がバネ６等の手段によって付加されている。同様に、右レバー３には、回転軸Ｐ３を中心とした時計回りの回転力がバネ６等の手段によって付加されている。左レバー２および右レバー３は、それぞれ、土台４に固定されたストッパ７によって初期姿勢が保たれている。

図２に示す状態では、左レバー２および右レバー３は、チェーン１の走行方向に対して鉛直の姿勢をとっている。この状態において、左レバー２および右レバー３のチェーン１側の端部は、チェーン１のリンク側面に接していない。この状態において、左レバー２および右レバー３は、回転力を付与するバネ６等の手段によってストッパ７に押し付けられた初期姿勢をとっている。

本開示において、１対のレバーの少なくとも一方のチェーン１と接触する側と反対側の端部には、１対のレバーのチェーン１と接触する側の１対の端部同士の相対的な間隔の変化に応じて状態が機械的に変化する構造が設けられている。一例として、本実施の形態では、図３に示すように、左レバー２の先端部に、レバーの回転の接線方向に貫通する孔が設けられた部材が取り付けられている。この孔に挿入されて摺動可能な検知部品８が、左レバー２の先端部に設置されている。図４は、実施の形態１における検知部品８の周辺を示す斜視図である。

図３において左レバー２および右レバー３は、図２と同様に、回転力を付与するバネ６等の手段によってストッパ７に押し付けられた初期姿勢をとっている。この状態では、両レバーのチェーン１とは反対側の端部において、検知部品８と右レバー３の先端とは、接触あるいは一定の距離で離れた位置関係となっている。図３に示す状態では、検知部品８の右レバー３と反対側の端部は、左レバー２の先端部の貫通孔から飛び出していない。

図５は、実施の形態１によるチェーン伸び検知装置において、伸びのないチェーン１の走行時の状態を示す正面図である。図５は、図３の状態からチェーン１が紙面右側に移動した状態を示している。上述した通り、１対の回転軸は、軸中心を結ぶ直線がチェーン１の走行方向と平行となるように設置されている。回転軸同士の間の寸法は、チェーン１のチェーンピッチと同じ寸法に設定さている。また、両レバーのチェーン１側の端部から回転軸までの距離は、同じになっている。そして、両レバーのチェーン１に接する部分の形状もまた、同じになっている。このため、伸びのないチェーン１が進行方向に移動すると、１対のレバーのチェーン１側の端部は、同じタイミングでそれぞれリンク外形の同じ位置と接触する。チェーン１の移動に伴って、１対のレバーは、それぞれの回転軸Ｐ２および回転軸Ｐ３に対して同じ回転角度で回転動作を行う。チェーン１に伸びがない場合、両レバーは平行を維持して動く。また、両レバーのチェーン１側と反対側の端部同士は、初期に設定された間隔から接近することはない。左レバー２の先端に設置された検知部品８と右レバー３の先端との距離も変化することはない。

図６は、実施の形態１によるチェーン伸び検知装置において、伸びのあるチェーン１の走行時の状態を示す正面図である。図７は、図６から更にチェーン１が走行した状態を示す正面図である。

上述した通り、チェーン１に伸びがない状態では、隣接するリンクＡとリンクＢとの間隔は、チェーンサイズによって規定されたチェーンピッチｐとなっている。図３および図５に示す状態において、左レバー２と右レバー３とは、チェーン１に伸びのない状態、つまりチェーンピッチｐの間隔で隣接するリンクに、それぞれ接している。一方、伸び率α％の伸びが生じたチェーン１では、リンクＡとリンクＢとの間隔は、次式（１）で表される寸法になる。
（１＋α／１００）×ｐ ・・・（１）

図６において、リンクＡとリンクＢとの間隔は、チェーンピッチｐよりも大きい状態になっている。図６において、リンクＡとリンクＢとの間隔は、具体的に、（１＋α／１００）×ｐの寸法となっている。図６において、リンクＡは、左レバー２を通過し右レバーと接触している。

図６の状態からチェーン１が更に走行して図７の状態になると、リンクＢが左レバー２と接触する前に、リンクＡと右レバー３とが接触する。そして、両レバーのうち右レバー３のみが回転して傾き始める。左レバー２がリンクＢと接触するまでは、右レバー３のみが回転を続けることになり、当該右レバー３の先端が左レバー２の先端に接近することで、検知部品８が押し込まれて摺動する。

想定されるチェーン伸び率に対して右レバー３の先端が左レバー２の先端に接近する距離は、予め求めることができる。右レバー３のチェーン１側端部から回転軸Ｐ３までの距離をＬ１とする。右レバー３のチェーン１側と反対側の端部から回転軸Ｐ３までの距離をＬ２とする。そして、チェーン１の伸び率をα（％）とする。右レバー３がリンクＡとの接触により回転を始めてから左レバー２がリンクＢとの接触により回転を始めるまでのチェーン１の移動量は、伸び率α（％）の分である。この移動量は、ｐ×α／１００で表すことができる。この間に、チェーン１と反対側の右レバー３端部が左レバー２に対して接近する量は、次式（２）で求めることができる。
（ｐ×α／１００）×（Ｌ２／Ｌ１） ・・・（２）

検知部品８の右レバー３とは反対側の端部は、図３に示す初期姿勢においては左レバー２の先端部の貫通孔から飛び出ていない。チェーン１の伸びに伴って右レバー３が回転することで、検知部品８は貫通孔に押し込まれる。ここで、検知部品８が左レバー２の貫通孔から飛び出すまでの押し込み量を、式（２）によって求められる量よりも小さくしておくと、図７に示す通り、予め設定された特定のチェーン伸び率α（％）以上の伸びがチェーン１に生じていることを外部から容易に目視で確認することができる。

本実施の形態では、検知すべき伸びの有無を示すための検知部品８と当該検知部品８が摺動するための貫通孔を左レバー２の先端に設けている。検知部品８と当該検知部品８が摺動するための貫通孔は、右レバー３の先端に設けても良い。また、各レバーの先端に設けられる機械的な構造は、検知部品８とは異なる任意の機械要素からなる構造でよい。例えば、特定の伸び率以上の伸びを示すものに限られず、単に伸びの有無を示す構造であってもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、チェーン１に対して、目的とする伸び率以上の伸びが生じているかどうかを、チェーン１の全域にわたって１リンク単位で調査可能なチェーン伸び検知装置が得られる。また、本実施の形態では、チェーン１の伸びの有無を、機械的な変化によって外部に知らせる手段を用いている。本実施の形態であれば、電気的な配線を必要とせず、設置や作業性の面において有利なチェーン伸び検知装置が得られる

また、図８は、実施の形態１における検知部品８の変形例を示す斜視図である。図９は、実施の形態１における検知部品８の変形例を示す正面図である。本変形例において、検知部品８は、チェーン１の複数の特定の伸び率以上の伸びが当該チェーン１に生じていることを機械的な変化によって外部から目視可能とするように構成されている。具体的に、検知部品８は、右レバー３と接触する側と反対側の先端から順番に、当該先端からの距離に応じて異なる色が塗られている。

両レバー先端の接近する量は、上述した式（２）で表すことができる。この式を用いることで、複数の特定の伸び率における両レバーの接近量、すなわち検知部品８の押し込み量を、それぞれ求めることができる。

図９（ａ）は、伸びがゼロの状態を示している。図９（ｂ）は、伸び率がα１の状態を示している。図９（ｃ）は、伸び率がα２の状態を示している。ここで伸び率の関係は、ゼロ＜α１＜α２である。本変形例では、図９に示すように、検知部品８が貫通孔から突出した部分の色を見分けることで、チェーン１が有する最大の伸び率を外部から目視で確認することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２によるチェーン伸び検知装置について説明する。なお、実施の形態１と同じ又は相当する部分については、図示および説明を省略する。本実施の形態では、実施の形態１との相違点について説明する。

図１０は、実施の形態２によるチェーン伸び検知装置を示す図である。本実施の形態において、１対のレバーの少なくとも一方のチェーン１と接触する側と反対側の端部には、１対のレバーのチェーン１と接触する側の１対の端部同士の相対的な間隔の情報を検出して電気的に出力する検出器が設けられている。

一例として、左レバー２の先端には、右レバー３の先端からの一定の押し込み量を検知することでＯＮ／ＯＦＦとなるリミットスイッチ９が設置される。リミットスイッチ９は、本開示に係る検出器の一例である。

リミットスイッチ９は、実施の形態１における検知部品８と同様の機能を有する。リミットスイッチ９は、チェーン１に特定の伸び率以上の伸びが生じているか否かに応じて動作する。チェーン１に特定の伸び率以上の伸びが生じている場合、リミットスイッチ９が右レバー３によって押し込まれる。これによって、リミットスイッチ９はＯＮになる。このリミットスイッチ９からの信号は、別途設けた信号処理部１０に出力される。信号処理部１０は、音声、画面表示または光等の任意の手法によって、リミットスイッチ９がＯＮになったことを外部に報知する。これにより、チェーン１に特定の伸び率以上の伸びが生じていることを容易に確認することができる。なお、信号処理部１０は、チェーン伸び検知装置に組み込まれていてもよいし、外部装置として構成されていてもよい。

また、図１１は、実施の形態２によるチェーン伸び検知装置の第１変形例を示す図である。信号処理部１０に代えて、例えば、外部から視認可能なＬＥＤを設けてもよい。このＬＥＤは、リミットスイッチ９がＯＮになることで点灯するように構成される。

本実施の形態によれば、チェーン１の伸びの情報が外部に出力されるため、チェーン１近傍を開放したり、チェーン１自体を目視したりする必要がない。

また、図１２は、実施の形態２によるチェーン伸び検知装置の第２変形例を示す図である。例えば、左レバー２の先端には、リミットスイッチ９に代えて、相対する物体の相対的な距離を検知する変位検出手段として、変位センサ２０が設けられていてもよい。変位センサ２０は、光学的、あるいは磁気的な手段を用いて非接触な測定が可能なものである。変位センサ２０は、左レバー２の先端と右レバー３の先端との接近量の情報を電気的に出力する。変位センサ２０から出力された情報は、例えば、信号処理部１０によって処理される。本変形例によっても、チェーン１の伸びを１リンク単位で容易に検知することが可能である。

本開示に係るチェーン伸び検知装置は、例えば、動力伝達機構を構成するチェーンの伸びを検知するために利用される。

１ チェーン、 ２ 左レバー、 ３ 右レバー、 ４ 土台、 ５ チェーンガイド、 ６ バネ、 ７ ストッパ、 ８ 検知部品、 ９ リミットスイッチ、 １０ 信号処理部、 １１ 外リンク、 １２ 内リンク、 １３ ピン、 １４ ブッシュ、 １５ チェーンローラ、 ２０ 変位センサ

Claims (6)

1. 軸中心を結ぶ直線が対象となるチェーンの走行方向と平行となるように設置された１対の回転軸と、
   前記回転軸を回転中心として回転自由に取り付けられた１対のレバーと、
   を備え、
   前記１対の回転軸同士の間の寸法は、前記チェーンのチェーンピッチと同じ寸法に設定され、
   前記１対のレバーは、前記チェーンの隣接する外リンクの側面あるいは隣接する内リンクの側面に接触可能な１対の端部を有し、当該１対の端部は、それぞれの前記チェーンへの接触状態が同じになるように形成され、
   前記１対のレバーの少なくとも一方の前記チェーンと接触する側と反対側の端部には、前記１対のレバーの前記チェーンと接触する側の前記１対の端部同士の相対的な間隔の変化に応じて状態が機械的に変化する構造が設けられていることを特徴とするチェーン伸び検知装置。
2. 前記１対のレバーの少なくとも一方の前記チェーンと接触する側と反対側の端部に、予め設定した前記チェーンの特定の伸び率以上の伸びが当該チェーンに生じていることを機械的な変化によって外部から目視可能とする検知部品が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のチェーン伸び検知装置。
3. 前記検知部品は、前記チェーンの複数の特定の伸び率以上の伸びが当該チェーンに生じていることを機械的な変化によって外部から目視可能とするように構成されている請求項２に記載のチェーン伸び検知装置。
4. 軸中心を結ぶ直線が対象となるチェーンの走行方向と平行となるように設置された１対の回転軸と、
   前記回転軸を回転中心として回転自由に取り付けられた１対のレバーと、
   を備え、
   前記１対の回転軸同士の間の寸法は、前記チェーンのチェーンピッチと同じ寸法に設定され、
   前記１対のレバーは、前記チェーンの隣接する外リンクの側面あるいは隣接する内リンクの側面に接触可能な１対の端部を有し、当該１対の端部は、それぞれの前記チェーンへの接触状態が同じになるように形成され、
   前記１対のレバーの少なくとも一方の前記チェーンと接触する側と反対側の端部には、前記１対のレバーの前記チェーンと接触する側の前記１対の端部同士の相対的な間隔の情報を検出して電気的に出力する検出器が設けられていることを特徴とするチェーン伸び検知装置。
5. 前記検出器は、前記チェーンの特定の伸び率以上の伸びが当該チェーンに生じているか否かに応じて動作するスイッチによって構成されていることを特徴とする請求項４に記載のチェーン伸び検知装置。
6. 前記検出器は、前記１対のレバーの前記チェーンと接触する側と反対側の端部同士の接近量の情報を電気的に出力する請求項４に記載のチェーン伸び検知装置。

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