ローラチェーンまたはブシュドローラチェーンは、コンベヤ、伸線機、印刷機、自動車、オートバイなどの家庭用、産業用、農業用の各種機械に最も多く使用されているチェーンドライブタイプです。自転車。これは、サイドリンクによって一緒に保持された一連の短い円筒形のローラーで構成されています。スプロケットと呼ばれる歯車によって駆動されます。シンプルで信頼性が高く効率的な送電方法です。レオナルド ダ ヴィンチによる 16 世紀のスケッチには、ローラー ベアリングを備えたチェーンが描かれています。 1800 年にジェームス ファッセルがカウンターバランス ロックを開発したローラー チェーンの特許を取得し、1880 年にハンス レイノルドがブッシュ ローラー チェーンの特許を取得しました。
立てる
ブシュドローラチェーンは2種類のリンクを交互に配置したチェーンです。 1 つ目のタイプはインナーリンクで、2 つのインナープレートが 2 つのローラーを回転させる 2 つのスリーブまたはブッシュによって一緒に保持されます。内側リンクは、内側リンク ブッシングを通過するピンによって一緒に保持される 2 枚の外側プレートで構成される 2 番目のタイプの外側リンクと交互になります。 「ブッシュレス」ローラー チェーンは構造が異なりますが、動作は同様です。内側のパネルを別々のブッシングやスリーブで保持する代わりに、パネルには穴から突き出たチューブが刻印されており、同じ目的を果たします。これには、チェーンの組み立ての手順が省けるという利点があります。ローラーチェーンの設計により摩擦が軽減され、単純な設計と比較して効率が向上し、摩耗が軽減されます。オリジナルのドライブ チェーンにはローラーやブッシュがなく、内プレートと外プレートの両方がスプロケットの歯に直接接触するピンによって固定されていました。しかし、この構成では、スプロケットの歯と、スプロケットの歯が回転するプレートが非常に早く摩耗することがわかりました。この問題は、外側プレートを保持するピンが内側プレートを接続するブッシングまたはスリーブを通過するスリーブ チェーンの開発によって部分的に解決されました。これにより、摩耗がより広範囲に分散されます。しかし、ブッシュとの滑り摩擦により、スプロケットの歯は依然として予想よりも早く摩耗しています。チェーンブッシュスリーブの周囲に追加されたローラーは、スプロケットの歯との転がり接触を提供し、スプロケットとチェーンに優れた耐摩耗性をもたらします。チェーンが適切に潤滑されている限り、摩擦は非常に低くなります。効率的な動作と適切な張力のためには、ローラー チェーンの継続的なクリーンな潤滑が不可欠です。
潤滑
多くのドライブ チェーン (工場設備や内燃機関のカムシャフト ドライブなど) は、その磨耗面 (つまり、ピンやブッシング) が沈降または浮遊する堆積物の影響を受けないようにクリーンな環境で動作し、多くは閉鎖環境です。チェーンのアウターリンクプレートとインナーローラーチェーンプレートの間にOリングが内蔵されています。コネチカット州ハートフォードのホイットニー・チェーンで働いていたジョセフ・モンターノが1971年にこの応用を発明して以来、チェーンメーカーはこの機能を採用し始めました。Oリングは、チェーンの寿命を延ばすために重要である動力伝達チェーンリンクの潤滑を改善する方法として導入されました。 。これらのゴム製リテーナは、工場で塗布されたグリースをピンとブッシングの摩耗領域内に保持するバリアを形成します。さらに、ゴム製の O リングがチェーンの接合部に塵やその他の汚染物質が侵入するのを防ぎます。そうしないと、そのような粒子が深刻な摩耗を引き起こす可能性があります。また、汚れた状態で動作しなければならず、サイズや動作上の理由からシールできないチェーンも数多くあります。例としては、農機具、自転車、チェーンソーに使用されるチェーンが挙げられます。これらのチェーンは必然的に摩耗率が比較的高くなります。多くの油ベースの潤滑剤はほこりやその他の粒子を引き寄せ、最終的にはチェーンの摩耗を増加させる研磨ペーストを形成します。この問題は、「乾式」PTFE スプレーを使用することで軽減できます。塗布後に強力な皮膜を形成し、粒子や水分をブロックします。
オートバイのチェーンの潤滑
オイルバスは二輪車相当の高速で走行するチェーンを使用してください。これは現代のオートバイでは不可能であり、ほとんどのオートバイのチェーンは保護されずに動作します。そのため、バイク用チェーンは他の用途に比べて摩耗が早くなる傾向があります。これらは極端な力にさらされ、雨、泥、砂、道路の塩にさらされます。自転車チェーンは、モーターから後輪に動力を伝達するドライブトレインの一部です。適切に潤滑されたチェーンは、98% 以上の伝達効率を達成できます。チェーンが潤滑されていないと、パフォーマンスが大幅に低下し、チェーンとスプロケットの摩耗が増加します。アフターマーケットのオートバイ チェーン潤滑剤には、スプレー潤滑剤と点滴システムの 2 種類があります。スプレー潤滑剤にはワックスまたはテフロンが含まれる場合があります。これらの潤滑剤はチェーンに付着するために粘着性の添加剤を使用していますが、同時に道路から汚れや砂を引き離し、時間の経過とともにコンポーネントの摩耗を促進する研磨ペーストも生成します。チェーンに付着しにくい軽めのオイルを使用し、チェーンへの給油を継続的に滴下してください。研究によると、点滴オイル供給システムは最大限の摩耗保護と最大限のエネルギー節約を提供します。
バリエーション
チェーンが摩耗の激しい用途に使用されない場合 (たとえば、ハンドレバーから機械の制御シャフトやオーブンのスライドドアに単純に動きを伝達する場合)、より単純なタイプが使用されます。チェーンもまだまだ使えます。逆に、余分な強度が必要であるが、より短い間隔でスムーズに駆動する必要がある場合、チェーンは「ぶつかる」ことがあります。チェーンの外側にプレートを 2 列だけ配置する代わりに、隣接するペアとローラーの間にブッシングを備えた 3 列 (「ダブル」)、4 列 (「トリプル」) またはそれ以上の平行プレートを配置することも可能です。同じ列数の歯が平行に配置され、スプロケットに一致します。たとえば、自動車のエンジンのタイミング チェーンには、通常、チェーンと呼ばれる複数の列のプレートがあります。ローラー チェーンにはさまざまなサイズがあり、最も一般的な米国規格協会 (ANSI) の規格は 40、50、60、および 80 です。最初の数字はチェーンの間隔を 8 インチ単位で示し、最後の数字はチェーンの間隔を示します。は 0 です。1 は標準チェーン、1 は軽量チェーン、5 はローラなしのスリーブ チェーンです。したがって、0.5 インチピッチのチェーンはサイズ 40 のスプロケットですが、サイズ 160 のスプロケットの歯間は 2 インチということになります。メートルねじピッチは、16 分の 1 インチで表されます。したがって、メートル No. 8 チェーン (08B-1) は ANSI No. 40 に相当します。ほとんどのローラー チェーンは普通炭素鋼または合金鋼で作られていますが、食品機械やその他の潤滑が問題となる場所にはステンレス鋼が使用されています。 , 同じ理由でナイロンや真鍮も時々見かけます。ローラチェーンは通常、マスターリンク（「コネクティングリンク」とも呼ばれます）を使用して接続されます。このメインリンクには通常、摩擦嵌めではなく馬蹄形クリップによってピンが固定されており、簡単な工具で挿入または取り外しができます。取り外し可能なリンクまたはピンを備えたチェーンは、アジャスタブル スプリット チェーンとも呼ばれます。ハーフリンク (「オフセット」とも呼ばれます) が用意されており、単一のローラーでチェーンの長さを増やすために使用されます。リベット留めされたローラー チェーン メイン リンク (「コネクティング リンク」とも呼ばれます) の端は「リベット留め」または押しつぶされます。これらのピンは耐久性があり、取り外すことはできません。
蹄鉄クリップ
馬蹄クランプは、ローラー チェーン リンクを完成させるために以前は必要であった接続 (または「マスター」) リンクの側板を固定するために使用される U 字型のばね鋼製アタッチメントです。メンテナンスを目的としない無限ループのチェーンが増えているため、クランプ方式はあまり使われなくなりつつあります。現代のオートバイにはエンドレスチェーンが装備されている傾向がありますが、チェーンが摩耗して交換が必要になることはますます稀になっています。スペアパーツとしてご利用いただけます。オートバイのサスペンションを改造すると、この使用が減る傾向があります。このクランプ方法は古いバイクや古いバイク（ハブギア付きバイクなど）によく見られますが、ディレイラーギア付きバイクではクランプがシフターに引っかかりやすいため使用できません。多くの場合、エンドレス チェーンは機械のフレームに固定されており、簡単に交換できません (これは特に従来の自転車に当てはまります)。ただし、場合によっては、馬蹄形クランプを使用したカップリング リンクが機能しなかったり、アプリケーションによって好まれたりすることがあります。この場合、チェーンリベットマシンによる摩擦のみに依存する「ソフトリンク」が使用されます。最新の材料、ツール、熟練した技術を使用したこの修理は、壊れていないチェーンとほぼ同じくらい強く、長持ちする永久的な修理となります。
使用
ローラー チェーンは、毎分約 600 ～ 800 フィートの低速から中速ドライブで使用されます。ただし、毎分約 2,000 ～ 3,000 フィートの高速では、摩耗と騒音の問題のため、V ベルトが使用されることがよくあります。自転車チェーンはローラーチェーンの一種です。自転車チェーンにはマスターリンクが付いているか、取り外しと取り付けにチェーンツールが必要な場合があります。ほとんどのオートバイは同様の、より大型で強力なチェーンを使用していますが、騒音が少なく、メンテナンスの必要性が少ない歯付きベルトまたはシャフトドライブに置き換えられることもあります。一部の自動車エンジンは、カムシャフトの駆動にローラー チェーンを使用します。ギアドライブは高性能エンジンで一般的に使用されており、一部のメーカーは 1960 年代初頭から歯付きベルトを使用しています。チェーンは、油圧ラムをプーリーとして使用してトラックを上げ下げするフォークリフトにも使用されます。ただし、これらのチェーンはローラーチェーンとはみなされず、リフトチェーンまたはプレートチェーンに分類されます。チェーンソー切断チェーンは表面的にはローラー チェーンに似ていますが、リーフ チェーンにより密接に関連しています。これらは突き出たドライブリンクによって駆動され、チェーンをバーに位置決めする役割も果たします。おそらく、一対のオートバイチェーンを使用するのは珍しいかもしれませんが、ハリアージャンプジェットは、エアモーターからのチェーンドライブを使用して、ホバリング飛行の場合は下向き、通常の場合は後方を向く可動エンジンノズルを回転させます。前進飛行、「推力ベクタリング」と呼ばれるシステム。
着る
ローラー チェーンが摩耗すると、ピッチ (リンク間の距離) が増加し、チェーンが長くなります。これはピボット ピンとブッシングの摩耗によるものであり、金属の実際の伸びではないことに注意してください (車のハンド ブレーキ ケーブルなど、一部の柔軟なスチール部品で発生します)。のように）。最新のチェーンでは、（自転車以外の）チェーンが破損するまで摩耗することはほとんどありません。チェーンが摩耗すると、スプロケットの歯が急速に摩耗し始め、最終的には破損し、すべてのスプロケットの歯が失われます。スプロケットの歯。スプロケット (特に 2 つのスプロケットのうち小さい方) は研削動作を受け、歯の被動面に特徴的なフック形状が形成されます。 (この影響はチェーンの張力が不適切であると悪化しますが、どのような予防策を講じても避けられません)。歯（およびチェーン）が摩耗すると、動力をスムーズに伝達できなくなり、騒音、振動、または（タイミング チェーンを備えた自動車エンジンの場合）タイミング ライトを通して見える点火時期の変化として明らかになります。摩耗したスプロケットに新しいチェーンを取り付けても長くは持たないため、この場合はスプロケットとチェーンの両方を交換する必要があります。ただし、それほど深刻ではない場合は、2 つのスプロケットのうち大きい方を保存できます。これは、小さいスプロケットが常に最も摩耗するためです。通常、チェーンがスプロケットから飛び出すのは、非常に軽い用途 (自転車など) または張力が不十分な極端な場合にのみです。チェーン摩耗伸びは次の式で計算されます。 % = ( ( M. − ( S. ＊ P. ) ) / ( S. ＊ P. ) ) ＊ 100 {\displaystyle \%=((M-(S *P ))/(S*P))*100} M = 測定されたリンクの数の長さ S = 測定されたリンクの数 P = ピッチ 業界ではチェーン テンショナーの動きを監視するのが一般的です (手動または自動）およびドライブ チェーンの長さの精度（経験則では、チェーンを交換するために調整可能なドライブでローラーを 3% 伸ばすか、ローラー チェーンを 1.5% 伸ばすことです） %（固定センター ドライブの場合）。特に自転車やオートバイのユーザーに適した簡単な方法は、チェーンが張った状態で 2 つのスプロケットのうち大きい方のスプロケットからチェーンを引き抜くことです。大きな動き（隙間などから見える）は、チェーンが最終摩耗限界に達しているか、限界摩耗限界を超えていることを示している可能性があります。この問題を無視すると、スプロケットが破損する可能性があります。スプロケットの摩耗はこの影響を打ち消し、チェーンの摩耗を隠す可能性があります。
自転車のチェーンの磨耗
ディレイラーギアを備えた自転車の軽量チェーンは、内側のピンが円筒形ではなく樽形であるため (または、サイド プレートにあるため、通常は「リベット留め」が最初に失敗します)、破損する可能性があります。外れてしまう可能性があります）。ピンとブシュの接触が通常の線ではなく点となり、チェーンのピンがブシュを突き抜け、最終的にはローラーを突き抜け、最終的にチェーンの破損を引き起こします。この構造が必要なのは、このトランスミッションのシフト操作でチェーンを横に曲げたりねじったりする必要があるためですが、これはバイクのこのような細いチェーンの柔軟性と比較的長い自由度によるものです。長さが発生する場合があります。ハブ ギア システム (Bendix 2 スピード、Sturmey-Archer AW など) では、平行ピン ブッシュと接触する摩耗面がはるかに大きいため、チェーンの故障はそれほど問題になりません。ハブ ギア システムにより完全なハウジングも可能になり、潤滑と砂からの保護に大きく役立ちます。
チェーンの強度
ローラー チェーンの強度を示す最も一般的な尺度は引張強度です。引張強さは、チェーンが破断する前に耐えられる単一の荷重の量を示します。チェーンの疲労強度は引張強度と同じくらい重要です。チェーンの疲労強度に影響を与える主な要素は、チェーンを製造するために使用される鋼の品質、チェーン部品の熱処理、チェーンプレートの節穴処理の品質、ショットの種類、およびチェーンの強度です。ショットピーニング塗装。リンクボードにあります。その他の要因には、チェーン プレートの厚さやチェーン プレートのデザイン (プロファイル) が含まれる場合があります。連続駆動で動作するローラー チェーンの場合、使用するマスター リンクのタイプ (圧入またはスリップ) に応じて、チェーンにかかる負荷がチェーンの引張強度の 1/6 または 1/9 を超えないようにするのが経験則です。の上 ）。適合する必要があります）。これらのしきい値を超える連続駆動で動作するローラー チェーンは、チェーン プレートの疲労破壊により早期に破損する可能性があり、実際に破損することがよくあります。 ANSI 29.1 スチール チェーンの標準最小極限強度は 12,500 x (ピッチ (インチ)2) です。 X リングおよび O リング チェーンには内部潤滑剤が組み込まれており、摩耗を大幅に軽減し、チェーンの寿命を延ばします。チェーンをリベット留めするときに真空によって内部潤滑剤が注入されます。
チェーン標準
ANSI や ISO などの標準化団体は、ドライブ チェーンの設計、寸法、互換性に関する標準を維持しています。たとえば、次の表は、米国機械学会 (ASME) によって開発された ANSI 規格 B29.1-2011 (精密ローラー チェーン、アクセサリ、およびスプロケット) のデータを示しています。詳細については、「リソース」を参照してください。覚えておいていただくために、同じ規格の主な寸法 (インチ単位) を示す別の表を示します (これは、ANSI 規格で推奨される数値を選択する際の考慮事項の一部です): 典型的な自転車チェーン (ディレイラー ギア用) ナロー 1 を使用します。 /2インチピッチチェーン。チェーン幅は耐荷重に影響を与えることなく変更可能です。後輪のスプロケットの数が増えるほど (以前は 3 ～ 6 でしたが、現在は 7 ～ 12)、チェーンは薄くなります。チェーンは、「10 スピード チェーン」など、動作するように設計された速度の数に基づいて販売されます。ハブギアまたはシングルスピードバイクは、1/2 x 1/8 インチのチェーンを使用します。 1/8 インチとは、チェーンで使用できるスプロケットの最大の厚さを指します。平行リンクを備えたチェーンには通常、偶数のリンクがあり、各幅の狭いリンクの後に幅の広いリンクが続きます。一端が狭く、他端が広い均一なリンクで作られたチェーンは、奇数のリンクで作ることができるため、特殊なスプロケット距離に対応するのに有利です。まず、そのようなチェーンは強度が弱い傾向があります。 ISO規格に基づいて製造されたローラーチェーンを「イソチェーン」と呼ぶこともあります。
投稿日時: 2023 年 11 月 6 日
