チェーンドライブの理解：種類、機能、用途

この記事では、さまざまなチェーンドライブの種類、その働き、利点、欠点、用途について学び、この投稿のPDFファイルを最後にダウンロードできます。

チェーンドライブとその種類：

チェーンドライブは小さなセンター距離に適しており、一般的に3メートルまで、特殊な場合では8メートルまで使用できます。チェーンドライブは動力を伝達し、最大100kW、周速15m/sまで動作可能です。速度比は最大8:1まで高められます。

ベルトドライブとロープドライブの主な欠点は、速度比が一定せず、スリップによって変動することです。チェーンドライブはポジティブドライブであるためスリップがなく、速度比は一定に保たれます。

チェーンドライブは、自転車、オートバイ、圧延機、農業機械、工作機械、コンベア、石炭切断機など、幅広い動力伝達用途で採用されています。チェーンドライブはチェーンと2つのホイール（スプロケットと呼ばれる）で構成されます。スプロケットは、無端チェーンが掛けられる歯付きホイールです。

動力伝達に使用されるチェーンの種類

1. ローラーチェーン
2. サイレントチェーン
3. リーフチェーン
4. フラットトップチェーン
5. エンジニアリングスチールチェーン

チェーンの種類に関わらず、そのスタイルは以下のように分類されます。

1. ストレートリンクチェーン：「外側」と「内側」のリンクが交互にあります。
2. オフセットリンクチェーン：すべてのリンクが同一です。バーリンク、フラットトップ、溶接鋼チェーンなどの一体型リンクチェーンが含まれます。

ローラーチェーンは、自転車、オートバイ、工作機械などで一般的に使用されます。サイレントチェーンは反転歯チェーンで、低速でのスムーズで静かな動作に広く使用されます。

チェーンの種類

業界の観点から、主要なチェーンの種類は以下の通りです：

1. ローラーチェーン（ブッシュローラーチェーン）

このタイプのチェーンは、コンベア、ワイヤー・チューブ引き抜き機、印刷機、自動車、オートバイ、自転車など、多くの種類の家庭用、産業用、農業用機械での機械的動力伝達に最も一般的に使用されます。

ローラーチェーンは、サイドリンクによって連結された一連の短い円筒ローラーで構成されます。歯付きホイールと呼ばれるスプロケットによって駆動されます。動力伝達のためのシンプルで信頼性が高く、効率的なものです。

これらのチェーンは、一般的にチェーンのリンクプレートの高さよりも小さい直径です。リンクプレートは、チェーンがスプロケットと噛み合うときのガイドとして機能します。

チェーンは、トラックやウェイ上でその上に運ばれる材料を支持・案内するガイドとしても機能します。これはコンベアや一部のバケットエレベータの特徴です。ローラーチェーンは駆動用とコンベア用の両方に使用されます。

• 駆動用として最も一般的に使用されるチェーンは、単列標準シリーズローラーチェーンです。これらのチェーンの動力定格容量は、幅広い駆動負荷要件をカバーしています。
• 多列ローラーチェーンは、チェーンピッチや線速度を増やすことなく、動力容量を増やすために使用されます。

2. サイレントチェーン

サイレントチェーンは反転歯チェーンとも呼ばれ、ジョイント部品上に組み立てられた一連の歯付きリンクプレートで構成され、各ピッチ間で自由な屈曲を可能にします。

サイレントチェーンは、ギア型輪郭を持つ平らなリンクプレートの積み重ねられた列で構成され、ラックがギアと噛み合うのと類似した方法でスプロケット歯と噛み合うように設計されています。リンクは各チェーンジョイントで1本以上のピンによって保持され、チェーンの屈曲も可能にします。

サイレントチェーンは、異なるメーカーのもの同士を通常接続することはできません。標準サイレントチェーンは、コンパクト、高速、スムーズ、低騒音の駆動が要求される幅広い産業用駆動で使用されます。

高性能サイレントチェーンは、ピッチと幅の幅広いサイズで利用可能で、非常に高速な駆動で例外的なスムーズさと静粛性が要求される場合に使用されます。これらのチェーンは、究極のスムーズさが要求される産業装置で一般的に使用されます。

3. リーフチェーン

リーフチェーンは、動力伝達ではなく揚重用に設計されています。張力は非常に高いが、速度は低いです。通常、チェーンは断続的に動作します。リーフチェーンの設計における主な考慮事項は、引張荷重、ジョイント摩耗、リンクプレートとシーブの摩耗です。

リーフチェーンはスプロケットと噛み合いません。シーブ上を走行することを意図しているため、スプロケットと噛み合うための規定はありません。リーフチェーンは非常に大きな荷重を持ち上げることが多く、したがって高い降伏強度が必要で、大きな荷重を持ち上げても永久に伸びない必要があります。リーフチェーンの最も一般的な用途は、おそらくフォークリフトです。

4. フラットトップチェーン

フラットトップチェーンはコンベアで広く使用され、最も基本的には特殊なタイプのスラットコンベアで使用されます。

フラットトップチェーンは以下で構成されます：

• ヒンジのようなバレルが両側にカールした一連の鋼製トッププレート。
• バレルを通してピンが挿入され、ジョイントを形成します。これらは梁とベアリングの両方として機能します。
• ピンは、一方のトッププレートのバレルでプレスフィットまたはヘッディングによって保持され、次のリンクのバレルでは自由に関節運動できます。
• 接続ピンは通常、片端がノール加工または拡大され、一方のバレルにピンを保持します。
• これにより連続的な長さのフラットトップチェーンが形成されます。
• フラットトップチェーンは搬送専用です。

5. エンジニアリングスチールチェーン

エンジニアリングスチールチェーンは1880年代に最初に開発され、困難な搬送用途向けに設計されました。ほとんどのエンジニアリングスチールチェーンは、コンベア、バケットエレベータ、張力リンクで使用されます。

駆動用に使用されるのはごくわずかです。これらのチェーンの主な設計考慮事項は、引張荷重、いくつかの種類の摩耗、潤滑、および環境です。

摩耗はエンジニアリングスチールチェーンの設計において最も重要なパラメータです。ジョイント摩耗、ローラーとブッシュの摩耗、サイドバーとトラックの摩耗は、コンベアチェーンすべてにとって大きな懸念事項です。

自転車で使用されるチェーン

ほとんどの自転車チェーンはプレーンな炭素鋼または合金鋼で作られていますが、一部は錆防止または単にスタイリッシュさのためにニッケルメッキされています。

チェーンドライブは、1885年に導入されたセーフティバイシクル（2つの同サイズの車輪）を「ハイホイーラー」タイプの自転車から変えた主要な特徴でした。チェーン駆動セーフティの人気は、今日でも自転車設計の基本的な特徴です。

自転車チェーンは、圧力点をアクスルから遠ざけ、ベアリングへのストレスを減らし、内輪の摩擦を減らすため、非常に高い効率を持っています。より高いチェーン張力の方が効率的であることがわかっています。

自動車におけるチェーンドライブ

チェーンドライブシステムは、車両でデフから後軸へ動力を伝達します。

自動車の初期の頃、チェーンドライブは非常に人気のある動力伝達システムでした。剛性ホッチキス、ドライブシャフト、ユニバーサルジョイントを備えたシステーム・パンハードの代替として注目を集めました。

チェーンドライブは、ドライブシャフトとユニバーサルジョイントよりも設計がシンプルです。

後輪の非ばね重量が少ないため、サスペンションが路面の凹凸により効果的に反応できます。これにより車両の乗り心地が滑らかになります。

チェーンドライブの利点と欠点

利点

1. ポジティブな非スリップ駆動です。
2. 効率が非常に高い（最大99％）。
3. 小さなセンター距離から大きなセンター距離（最大3m）まで使用できます。
4. 1段で最大8:1の高速度比を許容します。
5. ベルトドライブより高い動力を伝達できます。
6. スプロケットはプーリーより軽いため、ベルトドライブと比較して軸への応力が少なくなります。
7. ベルトドライブとは異なり、悪条件の温度と大気条件下で動作できます。
8. ベルトドライブより少ないスペースを占有し、よりコンパクトです。
9. メンテナンスが少ない。

欠点

1. 駆動軸と被駆動軸は、それらの軸線が完全に平行になるように正確に整列させる必要があります。
2. より多くの潤滑が必要です。
3. 初期コストが高い。
4. チェーンの伸びにより、定期的な逆転動作が不可能になります。
5. 速度変動が大きいです。

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以上です。読んでいただきありがとうございます。私が知っているすべてのチェーンの種類について議論しました。この記事はまだ完成していませんが、このトピックについて質問がある場合はコメントでお聞きください。この記事が気に入ったら友達と共有してください。

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