スプロケット交換時期は?歯数・ハブ形状や軸穴とキー公差の規格とは

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規格

最近、チェーンがよく
歯飛びするんです。

チェーンが伸びたんじゃ

ないですか?

チェーンは、少し前に
交換しました。

では、チェーンが
たるんでいませんか?

チェーンの張り具合は

調整してあります。

じゃあ、スプロケットに

ゴミが噛んでいるか
摩耗しているかの

どちらかですね。

スプロケットって

あの歯車みたいな

やつのことですよね。

そうです。

ゴミは噛んで
いませんでした。

では、
摩耗はどうですか?

パッと見、
摩耗してる感じは、
しませんが・・・。

ただ、交換が面倒で
一度も交換したことが

無いんです。

では多分、
スプロケットの摩耗が
原因ですね。

スプロケットの摩耗は、
歯飛び以外にも、異音や
振動の原因にもなるので、
早めの交換をお勧めします。

分かりました。

それと、
スプロケットの摩耗は、
チェーンの摩耗伸びを
早める原因にもなるので
注意して下さい。

そうなんですか。

すぐ交換します。

ただ、
軸からスプロケットを
抜かないといけないので
大変なんですよ。

最近は、

簡単に交換できる
スプロケットが

あるみたいですよ。

検討したいので
紹介して下さい。

いいですよ。

あとで、紹介しますね。

という、やりとりがありました。

テーマ

今回は、『スプロケット』
について、簡単にわかりやすく
紹介していきたいと思います。

 
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スプロケットとは?

そもそも、
スプロケットって

なんですか?

私の分かる範囲での

説明になりますが

大丈夫ですか?

大丈夫です。

では今回、

Point

伝動用ローラーチェーンと
コンベアチェーン用の
スプロケットについて
紹介していきたいと思います。

 

お願いします。

まずスプロケットは、
JISで

4.5.1 スプロケット
チェーン伝動装置において、
軸に取り付け、チェーンと
か(噛)み合って回転する
鎖車の総称。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

と定義されています。

スプロケットって、

日本語では鎖車と

表現するんですね。

そうなんです。

このように、
スプロケットは、

Point

チェーンと組み合わせて、
軸に回転を伝えたり、
軸の回転をチェーンに
伝えるためのものです。

 

なるほど。

ちなみに、
スプロケットのメーカーは、
何社くらいあるんですか?

私の分かる範囲ですが、

Point
  • 株式会社椿本チエイン
  • オリエンタルチエン工業株式会社
  • 大同工業株式会社
  • 株式会社三興製作所
  • センクシアチェン株式会社
  • 片山チエン株式会社
  • 株式会社江沼チヱン製作所
  • 株式会社平和実業
  • 加賀工業株式会社

等があります。

 

結構な数の会社が
スプロケットを
作っているんですね。

そうなんです。

確認ですが、
スプロケットは、JISで
規格化されてるので
メーカーが変わっても、
寸法は変わらない
ですよね?

基本的には、
寸法は変わりませんが、
念のため、確認してから
使用して下さい。

スプロケットとは?
  • スプロケットとは、チェーンと
    組み合わせて、軸に回転を
    伝えたり、軸の回転を
    チェーンに伝えるもの。

  • スプロケットのメーカーは、
    9社以上ある。

  • スプロケットは、JISで
    規格化されてるので
    メーカーが変わっても
    寸法は変わらない。

 

スプロケットの形状

スプロケットの
メーカーがたくさん
ある事は分かりました。

ただ、

どのように注文すれば

良いんですか?

注文するのに必要な

確認項目は、

Point
  • 呼び番号
  • チェーン列数
  • ハブ形式
  • 歯数
  • 材質
  • 歯先硬化処理
  • 表面処理

になります。

 

まず、『呼び番号』
ってなんですか?

呼び番号とは、

Point

チェーンの呼び番号と共通の
番号で、チェーンの種類には、

  • A系チェーン
  • A系H級チェーン
  • A系HE級チェーン
  • B系チェーン

等があります。

 

A系とかB系って

なんですか?

A系チェーンは、

4.1.1.2.1 A系チェーン
米国のASME規格を基にした
呼び番号のローラチェーン。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

A系H級チェーンと
HE級チェーンは、

4.1.1.2.2 A系H級チェーン
A系チェーンの外プレート及び
内プレートの厚さを1サイズ
大きくして最小動的強度を
高くしたローラチェーン。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

4.1.1.2.3 A系HE級チェーン
A系H級チェーンと同一寸法で
最小引張強さを高くした
ローラチェーン。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

と、JISで
定義されています。

A系とは、アメリカの
ASME規格のチェーンの

ことなんですね。

このA系チェーンは、
日本の標準的な
ローラーチェーンとしても
使われています。

日本の標準的なチェーンは、
A系チェーンなんですね。

では、B系チェーンは

なんですか?

B系チェーンは、

4.1.1.2.4 B系チェーン
欧州のBS/DIN規格を基にした
呼び番号のローラチェーン。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

と定義されています。

 

B系チェーンとは、

欧州規格のチェーンの

ことなんですね。

そうなんです。

では、『チェーン列数』
について教えて下さい。

チェーン列数は、

Point

一列のローラーチェーンを
ピン長手方向に重ねて一体とした、
ローラーチェーンの列の数です。

 

チェーンが重なっている
数を列数と言うんですね。

そうです。

そして、

Point

1列ローラーチェーンに使用する
スプロケットを1列スプロケット、
2列以上の列数のチェーンに
使用するスプロケットを
多列スプロケットと言います。

 

あまり、
多列は見かけませんね。

そうなんです。

Point

3列以上のスプロケットは、
一般的には、あまり使用されて
おらず、ほとんど1列か2列で
使用されています。

 

次は、『ハブ形状』
について教えて下さい。

ハブ形状は、

Point
  • 平板形スプロケット
  • 片ハブ形スプロケット
  • 両ハブ形スプロケット
  • ハブ分離形スプロケット
 

の4種類です。

それぞれ、
どんな形状なんですか?

平板形スプロケットは、

4.5.11 平板形スプロケット
ハブのない平板のスプロケット。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

片ハブ形スプロケットは、

4.5.12 片ハブ形スプロケット
平板の片側にハブのある
スプロケット。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

両ハブ形スプロケットは、

4.5.13 両ハブ形スプロケット
平板の両側にハブのある
スプロケット。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

ハブ分離形スプロケットは、

4.5.14 ハブ分離形スプロケット
平板に脱着可能なハブを
取り付けたスプロケット。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

と定義されています。

今回購入するのは、
片ハブ形ですが

どのように使い分けて
いるんですか?

おおまかですが、

Point

平板形は、低速・軽荷重用
片ハブ形は、高速回転・駆動用
両ハブ形は、低速回転・従動用
で、主に使用されています。

 

Q11. ハブの形式は?
参考:株式会社椿本チエイン
よくあるご質問:スプロケット

次は、『歯数』について

教えて下さい。

歯数は、JISで

4.5.37 歯数
歯の総数。
引用:JIS B 1812
チェーン、スプロケット及び附属品−用語

と定義されています。

メーカーさんの型式見ると、
歯数の後にTがついている
ときがありますが
これはなんですか?

それは、

Point

歯を英語でTeethというので、
『T』で歯数を表現していると
言われています。

 

ちなみに、この『T』に
漢字をあてはめたものが
『丁』と言われています。

だから、
歯数を数える時は、
『1丁、2丁、3丁』
と数えるんですね。

次は、『材質』ですが、

スプロケットに使用する

主な材質は、

Point
  • 一般構造用圧延鋼(SS400)
  • 機械構造用炭素鋼(S35C・45C)
  • ステンレス鋼(SUS304)
  • 樹脂(MC901)

等が一般的に使用されます。

 

結構、
種類がありますね。

しかも、
上記の材質以外にも
特注で対応して
もらえる材質も
あるそうです。

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では、『歯先硬化処理』
について教えて下さい。

歯先硬化処理とは、

Point

歯先に高周波焼入れを行って
表面を硬化させる処理のことで、
耐摩耗性と強度が向上します。

 

ただし、

Point

材質によっては、焼入れ
できないものもあるので
確認が必要になります。

 
 

焼入れをする場合、
メーカーに確認して

材質から選定する
必要がありますね。

最後に『表面処理』は、

Point

金属の表面に熱処理や化学反応を加え、
外観、耐食性、耐摩耗性を向上させる
目的で実施します。

 

どんな種類が
あるんですか?

そうですね、
表面処理には、

Point
  •  無電解ニッケルりんめっき
  •  電気亜鉛めっき三価クロメート
  •  黒染(四酸化鉄皮膜処理)

等があります。

 
 
スプロケットの形状
  • スプロケットを注文する場合は、
    呼び番号・チェーン列数・
    ハブ形式・歯数・材質・
    歯先硬化処理・表面処理の
    7点を確認する。

  • スプロケットの呼び番号は、
    チェーンの呼び番号と共通。

  • チェーン列数は、チェーンが
    重なっている数のことで、
    2列以上の列数のチェーンに
    使用するスプロケットを
    多列スプロケットと言う。

  • ハブ形状には、平板形・片ハブ形・
    両ハブ形・ハブ分離形がある。

  • 平板形は、低速・軽荷重用
    片ハブ形は、高速回転・駆動用
    両ハブ形は、低速回転・従動用
    などに使用されている。

  • スプロケットの主な材質に、
    一般構造用圧延鋼
    機械構造用炭素鋼
    ステンレス鋼・樹脂等がある。

  • 歯先硬化処理とは、
    歯先に高周波焼入れを行い、
    表面を硬化させる処理のことで、
    耐摩耗性と強度が向上する。

  • 表面処理は、金属の表面に
    熱処理や化学反応を加え、
    外観、耐食性、耐摩耗性を
    向上させる目的で実施する。

 

スプロケットの軸穴加工

スプロケットの形状に
ついては分かりました。

ただ、軸穴加工は

どうすればいいですか?

基本的にスプロケットの
軸穴加工は、

Point

用途・会社規格によって条件が
違うため、通常は下穴加工のみで
軸穴加工はされていません。

 

やはり、そうですよね。

ただ、会社に加工機械が

一切ありません。
どうしたらいいですか?

そういった場合は、

図面を描いて
外注に出すか、

スプロケットメーカーに
加工内容を伝え、
加工してもらう
方法があります。

メーカーへの
加工内容は、どのように

指示すればいいですか?

そうですね。

まず、
全加工してもらえる

メーカーかどうかの

確認が必要です。

その後、先ほどの

  • 呼び番号
  • チェーン列数
  • ハブ形式
  • 歯数
  • 材質
  • 歯先硬化処理
  • 表面処理

とは別に、

Point
  • 軸穴径
  • 軸穴交差
  • キー溝加工
  • キー溝公差
  • 止めネジサイズ
  • 止めネジ位置

の指示が必要になります。

 

当然『軸穴径』は、
当たり前ですよね。

そうですね。

Point

まず、必要な軸穴径を指示します。
ただ、スプロケットの大きさによって
最大軸穴径が違うので、カタログで
確認する必要があります。

 

なるほど。

強度面の問題から、

スプロケットの大きさで
開けれる穴の大きさが
決まってしまうんですね。

次は、
『軸穴交差』ですが、

Point

一般的には、
『H7』が選択されますが、
温度上昇がある場合は、
『G7』が選択されます。

 
 

使用条件によって、

公差を選択する必要が
あるんですね。

次は、
『キー溝加工』です。

Point

キーは、軸の回転をスプロケットに
効率よく伝えるもので、
軸径によってキーの大きさは、
JISで決まっています。

 

軸に合わせたキー溝の
サイズを指示すれば
いいんですね。

ただ、

Point

スプロケットの歯とキー溝の
標準位置を、歯底で合わせる
メーカーと歯先で合わせる
メーカーがあるので注意して下さい。

 

次は、『キー溝公差』
について教えて下さい。

キー溝公差も、
軸穴交差同様に

使用条件によって
選定する必要があります。

では次は、
『止めネジサイズ』と
『止めネジ位置』に
ついて教えて下さい。

止めネジサイズは、

Point

軸穴径に応じたタップサイズが
決まっているため、
特別なサイズで無い限りは、
指示する必要はありません。

 

最後に、
止めネジ位置ですが、

Point

止めネジの位置を、キー溝上の1ヵ所
のみか、キー溝上1ヵ所+90°か120°
の2ヵ所にするかの指示が
必要があります。

 

止めネジの開き角度は
90°と120°は

どちらが良いんですか?

止めネジの開き角度は

Point

角度が大きくなるにつれて保持力が
低下すると言われており、
90°以下が望ましいと言われています。

 

開き角度が小さい方が

保持力強いんですね。

六角穴付き止めねじの使い方
参考:三木プーリ株式会社

ありがとうございます。

これで手配かけれます。

スプロケットの軸穴加工
  • 軸穴加工は、用途・会社規格
    によって条件が違うため、
    通常は下穴加工のみで
    軸穴の加工はされていない。

  • 軸穴交差は、一般的に
    『H7』が選択されますが、
    温度上昇がある場合は、
    『G7』が選択される。

  • キーは、軸の回転をスプロケット
    に効率よく伝えるもので、
    軸径によってキーの大きさは、
    JISで決まっている。

  • スプロケットの歯とキー溝の
    標準位置を、歯底で合わせる
    メーカーと歯先で合わせる
    メーカーがあるので注意が必要。

  • 止めネジサイズは、軸穴径に応じた
    タップサイズが決まっているので、
    特別なサイズで無い限りは、
    指示する必要はない。

  • 止めネジ位置は、
    キー溝上の1ヵ所のみか、
    キー溝上1ヵ所+90°か120°の
    2ヵ所にするかの指示が必要。

  • 止めネジの開き角度は、
    角度が大きくなるにつれて
    保持力が低下するので、
    90°以下が望ましい。

 

特殊加工スプロケット

今更ですが、

スプロケットの摩耗は、

どうやって判断すれば

良いんですか?

一般的に、

Point

スプロケットは、ピッチ円上の
歯の厚みが1/3減ると
摩耗限界と言われています。

 

正直、
判断が難しいですね。

そうなんです。

そのため、
歯形のゲージなどを
作り、それを使って、
確認する会社もあります。

製作しなくても

いい方法ありませんか?

それなら、

Point

株式会社椿本チエインさんに
取替タイミングが、一目で判断できる、
取替お知らせマーク付きの
スプロケットがあります。

 

チェッカーズアイ®仕様
参考:株式会社椿本チエイン

これなら
分かりやすいですね。

そういえば、先ほど
簡単に交換できる
スプロケットあるって
言っていませんでした?

あっ!それは、

Point

株式会社椿本チエインさんが
商品化している、
大形コンベアスプロケット
スマート取替シリーズのことです。

 

大形コンベヤスプロケット
参考:株式会社椿本チエイン

大形コンベア用しか
ないんですか?

他にも、

Point

スズキ機工株式会社さんから、
ワイヤーカットスプロケットが
商品化されています。

 

ワイヤーカットスプロケット
参考:スズキ機工株式会社

半割のスプロケット
なので、軸から
抜かなくていいのが
良いですね。

一度交換してしまえば、
あとは楽ですね。

緊急時の復旧や
スプロケット交換が
楽になります。

特殊加工スプロケット
  • スプロケットは、ピッチ円上の
    歯の厚みが1/3減ると
    摩耗限界と言われている。

  • 株式会社椿本チエインさんから
    取替タイミングが、一目で
    判断できる、取替お知らせ
    マーク付きのスプロケットがある。

  • 株式会社椿本チエインさんには
    大形コンベアスプロケット用
    スマート取替シリーズがある。

  • スズキ機工株式会社さんから、
    ワイヤーカットスプロケットが
    商品化されている。

 

まとめ

スプロケットは、チェーン駆動には
欠かせないものですが、
スプロケットが摩耗すると、滑り・
振動・異音などの原因にもなります。

定期的に交換する必要がありますが、
軸から抜く作業や設備を
バラす必要があるので
交換が面倒になり、後に
回すことが多いと聞きます。

分かりにくかった摩耗の状態が
分かるものや交換が容易な
スプロケットが商品化されており
それらを使うことで生産の
停止時間を短縮できると思います。

ありがとうございました。

スズキ機工 ワイヤーカットスプロケット#60-24T ステンレス [穴加工/キー加工/割り加工/簡単交換]