ローラーチェーンとは
ローラーチェーンとは、動力を伝達する要素部品です。
通常スプロケットと組み合わせて使用され、スプロケットとかみ合う部分がローラーになっており、回転自在に取り付けられます。
ローラーチェーンはスプロケットの1つ1つの歯に連続的にローラー部がかみ合い、ベルトのようなすべりが発生しないため非常に伝達効率が高いです。動力を伝達する2つの軸の軸間距離は比較的自由に設定できるため幅広い分野で使用されています。
ローラーチェーンの使用用途
ローラーチェーンは離れた軸間で動力を伝達する用途やアタッチメントを取り付けて物を動かす用途で用いられます。
離れた軸間で動力を伝達する使用例には、ベルトコンベヤの駆動伝達が挙げられます。動力源であるモーターの出力軸とベルトコンベヤの駆動ローラーをローラーチェーンでつないで動力を伝達可能です。同様の用途として自転車の駆動伝達でも使用できます。
また、アタッチメントを取り付けて物を動作させる使用例には回転寿司のコンベヤが挙げられ、アタッチメントに皿を運ぶプレートが取り付けられています。チェーンソーもアタッチメントに刃を取り付けて使用可能です。
ローラーチェーンの原理
ローラーチェーンは隣り合うローラーを任意の数のひょうたん型のプレートでつなぎ合わせています。ローラーの内径部分にはブッシュが入っており、ピンが挿入されて両端のひょうたん型プレートにカシメて固定されています。前後のローラーとの距離はピッチで表され、規格で数値が定められており、ローラーチェーンの周長はピッチの整数倍です。周長を奇数倍にする際にはオフセットリンクが必要です。
ローラーチェーンは金属でできており、強度が高くてスベリも起こらないため大きな動力の伝達にも耐えられます。より大きな動力を伝達する場合にはローラーチェーンを2列や3列に並べた「多列ローラーチェーン」を使用可能です。
使用する際には適度なたるみ (遊び) と給油が必要です。油を嫌う環境や途中で注油が困難な場合には無給油型のローラーチェーンが使われます。材料が自己潤滑性能を持ち、メンテナンスフリーで使用可能です。
ローラーチェーンの構造
ローラーチェーンは内リンクと外リンクを交互に組み合せて連結しています。内リンクは内プレート2枚とブッシュ2個をピンと圧入して結合し、外リンクは外プレート2枚とピン2本を圧入して結合しています。ブッシュの周囲をローラーが自由に回転可能です。
1. プレート
ローラーチェーンにかかる荷重を受け持つ部品です。引張強度、衝撃強度、疲労強度が高いプレートが必要です。
2. ブッシュ
軸受とピンの作用など、部品によって複雑な力を受けます。
3. ローラー
スプロケットにローラーチェーンが噛み込む際に歯面と衝突して衝撃荷重を受けます。ブッシュ面と歯面に挟まれて移動し、摩擦力や圧縮荷重を受けます。
4. ピン
プレートと同じく荷重を受けてプレートを介して曲げ応力やせん断応力を受けます。スプロケットと噛み合うとブッシュの中ですべり運動をします。
ローラーチェーンの種類
ローラーチェーンは強力チェーンや耐環境チェーンなどに分類可能です。
1. 強力チェーン
引張強度、衝撃強度、疲労強度が高いローラーチェーンです。繰り返し衝撃力が激しく掛かる伝動に向いています。
2. 耐環境チェーン
耐水性、耐摩耗性、耐蝕性、防錆性などに優れたローラーチェーンです。例えば特殊コーティングされたローラーチェーンは洗車場や洗浄機などの水が降りかかる環境やトンネルや地下室のような湿度が高い環境で使用可能です。
ステンレスのローラーチェーンは食品工場や化学工場などの耐熱性や耐蝕性が必要な場所での使用に向いています。特殊ニッケルメッキが施された光沢を持つチェーンなどもあり、繊維機械や食品機械の水を弾いて印刷機械や事務機械の汚れを弾きます。
参考文献
http://kousyoudesignco.dip.jp/mecha7.html
http://www.enuma.co.jp/product/industrial/about/rollerchain.html
http://www.kcm.co.jp/pdf/Group_Catalog_Power%20Transmission%20Chain.pdf
http://kikaikumitate.com/post-5437/