スプロケットの歯形設計について

このQ&Aのポイント
  • スプロケットの歯形設計について質問です。JISなどの規格を見ると、谷が開いて山が細い歯形が標準とされていますが、なぜなのでしょうか?圧力角が大きい設計のメリットやデメリットも知りたいです。また、製造コストや手間にも影響はあるのでしょうか?
  • スプロケットの歯形設計について質問です。標準的な歯形は谷が開いて山が細い設計であり、圧力角が大きいです。これにはどのような理由があるのでしょうか?また、大トルク時に浮き上がりやテンション増大が起こるのではないかという疑問もあります。さらに、異なる歯形のメリットやデメリットや製造コストについても知りたいです。
  • スプロケットの歯形設計について質問です。JISなどの規格では、谷が開いて山が細い歯形が標準とされています。これにはどのような理由があるのでしょうか?圧力角が大きい設計の場合、大トルク時にチェーンが浮き上がってテンションが増大する可能性があるため、採用されていないと思われますが、実際のバイクなどではどちらの歯形が採用されているのでしょうか?また、それぞれの歯形のメリットやデメリットと製造コストの違いも知りたいです。
回答を見る
  • 締切済み

スプロケットの歯形設計について

スプロケットの設計について質問です。 ローラーチェーンと組み合わせるスプロケットの歯形は、単純に考えれば下記の参考サイトにあるようなものだと思っていました。 しかし、JIS等を見ると、もっと谷が開いて山が細い、言い換えれば圧力角が大きい歯形が標準とされているようです。これには、どのような理由があるのでしょうか?私の理解では、圧力角が大きいと大トルク時にチェーンが浮き上がってテンションが増大するような気がしますし、歯の強度としても不利に思えるのですが。 実際のバイク等を見ると、どちらの歯形も採用されているように見えるのですが、それぞれのメリットやデメリットをご存知の方はいらっしゃいますか?また、ターニングセンタ等での製作を考えた時に、製造コストや手間に差はあるのでしょうか? http://www.gizmology.net/sprockets.htm

noname#230358
noname#230358
  • 2D
  • 回答数3
  • ありがとう数2

みんなの回答

noname#230359
noname#230359
回答No.3

> 実際のバイク等を見ると、 > どちらの歯形も採用されているように見えるのですが、 バイクの話があったので、食い付いてしまいました。(笑 現在のS歯形やU歯形は、昔、ASAの?型,?型と呼ばれていたものです。 チェーンの許容ピッチ誤差を、大きく取るかどうかの違いです。 チェーンの初期伸びが大きい事が確認された場合、 やや余裕を持たせた歯形の方がトラブルが少なかった様です。 後輪のホィールトラベルが大きいモデル(オフロード車等)では、 チェーンの条件が過酷なので、許容差を大きめにしておくのも手です。 最終的には、設計者の判断。(もちろん、社内の標準化を優先。) > ターニングセンタ等での製作を考えた時に、 > 製造コストや手間に差はあるのでしょうか? オートバイのスプロケットは、一般に、ファインブランキングなので、 若干の歯研を行うにしても、何らの差は無いでしょう。 全削り出しでも、プログラミングの差でしかありません。 > バイクにお詳しいようなので ブルーの文字の、私の名前の箇所をクリックして下さい。 正体が分かります。 > 軽合金スプロケットが多用されますよね? サンスター技研やアファムの製品を、お考えの事と察します。 結構、硬い材質にしていますね。 > チェーンが伸びればそれに合わせてスプロケットは > どんどん磨耗すると思うのです。 それがですね、チェーンの伸びに沿って、スプロケットはどんどん摩耗・・ ・・ではなく、馴染む様に伸び分だけ摩耗、と考えた方が良い様です。 チェーンのピッチの製造誤差は、0~+0.5%です。 初期伸びは、これに+アルファされるだけで、短期間に安定します。 寿命期間にじわじわ伸びていって、+1.5%の伸びになった時に寿命です。 (+1.5%は、初めの誤差の+0.5%を含めてです。) ですので、初期摩耗の多い機種では、誤差を許容する方が良い様です。 軽合金スプロケットは、寿命より慣性量の少なさを優先しているので、 多少、摩耗が激しくても想定の範囲内という事だと思います。 取説やマニュアルには、点検期間を短くして指示されている筈です。

noname#230358
質問者

補足

ご丁寧な回答、ありがとうございました。 バイクにお詳しいようなのでもう少し伺いたいのですが、一般工業用と違って軽合金スプロケットが多用されますよね?この場合には、チェーンが伸びればそれに合わせてスプロケットはどんどん磨耗すると思うのです。であれば、最初から遊びの多い歯形ではかえって衝撃荷重が発生してスプロケットの異常磨耗や破損につながるのではないか、チェーンの実用範囲の伸びであればスプロケットの通常の磨耗で問題なく摺り合わされるのではないか・・という疑問を抱きました。 が、やはりチェーンの磨耗伸びの方が早く進行するので、それに合わせて歯形には余裕を持たせる、という理解でよろしいのでしょうか?

noname#230359
noname#230359
回答No.2

規格上は歯形は3種類(S/U/ISO)あるようですが,ほとんどのスプロケ ット歯形はS形のようです。その他トロコイド形やシマノのHG形などの 歯形もあるようですが,チェンとの取合いにおける扱いや寿命の点でS形が 有利のようです。

参考URL:
http://www.tsubakimoto.jp/support/faq/tsp2.html http://www.kana.co.jp/home/sprockets_j/cata_PDF/A-109.pdf
noname#230358
質問者

お礼

ためになる資料と実際の応用を踏まえた回答、どうもありがとうございました。とても助かりました。

noname#230359
noname#230359
回答No.1

ほとんどのスプロケットはS歯形です。 チェーンは伸びますから予めガタを付けたのがU歯形、圧力角を変化させるのがS歯形です。 S歯形の方がチェーンの寿命が長くなります。

参考URL:
http://www.did-daido.co.jp/documents/jp/catalog/dendou09.pdf
noname#230358
質問者

お礼

ツボを押さえた解説、とてもためになりました。参考サイトも分かりやすくて勉強になりました。どうもありがとうございました。

関連するQ&A

  • 1モータで位相差の生じる左右スプロケットにトルク…

    1モータで位相差の生じる左右スプロケットにトルクをかけたい 下手な説明で分かり難いかもしれませんが、加熱炉の搬送用チェーンとして、左右ピッチ約600mm/2本のチェーンを用い、それに搬送治具を差し込むようにセットしています。このチェーンの駆動スプロケット出口の緩み側に一切弛みが生じ無いように、片側30kg程度のテンションをかけたいのですが、左右チェーン個体差や温度による延びの違いで、左右の長さが±10mm程度変化します。その手段として、トルクモーターでテンションをかけようと考えています。しかし、左右独立させてモーターをつけるスペースが無いため、1軸に1個のモーターでトルクをかけ、その軸上の2個のスプロケット部に【位相差を吸収するバネ機構を持った何か】を入れようと考えています。そういう市販品をご存知の方、あるいは、そういう機構のアイデアになるものをご存知の方はいらっしゃいませんか? 色々、回答、ありがとうございます。説明が難しいので詳細までは出来ませんが、装置のスペース的な制約があって、軌道は一切変えられず、一直線上にテンションをかける必要があります。そのため、市販のテンションは使えません。正確には、テンションをかけるトルクモーターの後には軽いテンションをかけます。ここには、シリンダーを使います。弛みが出ると、干渉したり、その弛みが発生して解消される動きで、搬送しているワークが落下します。そのために、社内会議で、<1モータで位相差の生じる左右スプロケットにトルクをかける機構>を検討することになりました。 1モータで位相差の生じる左右スプロケットにトルクをかける機構は、自動車を参考にすれば設計できますが、複雑になるため、何とか簡単にしたいのです。2個のスプロケットの各々にバネ的なものを設けて、位相が変わっても2ヶ所が10%以下の誤差レベルで、テンションをかけられる何か。それを市販品で、あるいは、簡単な機構で。。。無理なのでしょうか?

  • 軸とスプロケットの固定方法

    初歩的な質問かもしれませんがお願いします。 軸とスプロケット(チェーン駆動)を固定(組付)するために、 よくスプラインを双方に入れて組み合わせると思うのですが、 その2つの部品をスプラインではなく溶接で一体化させるのとは 主にどのような点が異なるのでしょうか? トルク伝達や強度の問題でしょうか? メリットやデメリットがあればお教え頂きたいです。 宜しくお願いいたします。

  • スプロケットの強度計算が必要となりました。

    機械強度を購買者に急きょお知らせしなければならなくなりました。 チェーン駆動で動力伝達を行うのですが、使用するスプロケットの材質から引っ張り強度は51kgf/m?と、チェーンへかかる駆動力は9.0kg/mです。 スプロケットの強度計算を求められています。安全率が1.6を上回る事を証明しなくてはなりません。 どういった計算で求められるか、皆目見当が付きません。教えて頂けると助かります。よろしくお願いします。 ご回答ありがとうございます。 なるほど~と思いましたが、またご回答にいくつか質問です。よろしければ是非お願いします。 強度計算の半径にかかる力が23820kgf/mm 歯の断面が 130.77㎟ 歯の山数は 11 最初のせん断強度から歯の断面の面積で計算した場合、2.4の安全率が出ました。 質問ですが JISB8265 圧力容器の構造 からの抜粋でしたが、こう言った歯車などにも適応されるのでしょうか? 後でチェーンメーカーさんのURLをお知らせいただきましたが、1山では軽く引っ張り強度を超えてしまいます。 ねじれ・・・となるとどんな計算式になるのでしょうか? 色々すいませんが、お分かりの範囲で結構ですので、ご回答くだされば幸いです。

  • スプロケットの長穴調整について

    画像のようなスプロケットとチェーンの装置を計画していて 軸間距離と歯数が解ったので、メーカーのHPから計算式を探して チェーンのリンク数を計算したのですが、 友人から、チェーンをかける時に、モーターか、ローラー側のブラケットの ボルト穴を長穴に切っておかないとダメだと言われました。 この長穴量の考え方はどのように考えれば良いのでしょうか? チェーンがの長さがぴったりになるくらいまで移動できれば良いということなのでしょうか? 何か計算式があるのでしょうか? わかる方がおられましたらご教授くださいませ。

  • スクリューコンベヤの設計について

    エンジニアリング会社でありながら、スクリューの設計が必要になり質問させて頂きます。 モータ・チェーン連結駆動のスクリューコンベヤを計画しています。 モータ所用動力については、各方面の文献で調査を行い、2.2kWの選定が出来ています。 それに伴うスクリューの強度計算ですが、以下の通り考えていますが、正しいのでしょうか。 ?モータトルクによる駆動チェーン引張力を求める。 ?チェーン引張力をスクリュー側スプロケット径を利用しスクリューにかかるトルクを求める。 ?スクリューの回転による、軸受反力を求める。 ?スクリュー自重による、軸受反力を求める。 ? ?と?の合計反力にて、シャフト段付き及びスクリュー中心の曲げモーメントを求める。 ?スクリューにかかるトルクと曲げモーメントにて各点の相当捻りモーメント・曲げモーメントを求める。 ?シャフト段付きなどより総合安全率を算定し、基準強度を設定する。 ?相当捻りモーメント・曲げモーメントから各部応力を計算し、基準強度と比較する。(軸径を当初から設定した場合) また、スクリューコンベヤの必要動力ですが、先述の通り文献より算出しています。 これに対し、スクリューの必要トルクの考え方がよく分かりません。 2.2kWの定トルクモータを選定していますが、モータ出力トルクに対し、先述の?の計算でスクリューのかかるトルクを 計算しています。 このトルクに対する妥当性はどのように確認したらよいのでしょうか。 素人が分かったような口を利いて申し訳ありませんが、御教示頂ければ幸いです。宜しくお願い致します。

  • チェーンの選定

    モーターと駆動シャフトにスプロケットを取り付け チェーンで駆動させる時のチェーンの選定について教えて下さい。 条件 モーターの許容トルクが300N.m スプロケットのPCDがどちらも250mm(モーター、駆動シャフト 1:1) チェーンにかかる引張り力はどのように計算すれば良いのですか。 まず知りたかったのがモーターの許容トルクの力がかかった時 スプロケットの径250/2=125の位置では、どのくらいの力になるのでしょうか

  • Bテンションアジャストボルトが無い場合はどうすればいいですか?

    ホームセンターで購入した廉価なMTBを2年近く乗っています。ガイドプーリーとスプロケットとの距離が少し離れてきたようなので、いわゆる「Bテンション」を調整したいのですが、Bテンションアジャストボルトがありません。リアディレーラーは「SHIMANO SIS」と表示されているタイプです。 ガイドプーリーとスプロケットとの距離は、離れている場合よりも近すぎている場合のほうが異音が発生するなどの問題が生じますが、2年くらい毎日のように走っているので、スプロケットの歯もそろそろ磨耗してきており、登り坂で踏み込んだ時にチェーンが滑らない為にも、即ち、より多くの歯にチェーンを噛ませるためにも、異音が発生しない程度にガイドプーリーを可能な限りスプロケットに近づけたいと考えています。 現在、走行や変速に特に問題はなく、差し迫った質問ではないのですが、もし何らかの調整方法があれば教えて頂けると幸いです。なければ諦めます。。

  • ACサーボモーターと歯形ベルト駆動の振動

    お世話になります。 回転系機構をACサーボモーター、プーリー、歯形ベルトにて構成しています。 2000rpmを目標回転数としているのですが、動作時に振動が大きく対策を検討しています。 モーターは、メーカーに選定してもらい性能的には余裕があると思います。 モーターのゲイン調整などを行ってみても大幅な改善はありませんでした。 考えられる原因として、架台の強度不足とプーリーのバランス、ベルトからの振動伝達が考えられるのですが、どこから改善していいかわかりません。 このタイプの機構は初めてですが、ベルト駆動だとこんなに振動するのでしょうか。よろしくお願い致します。 【機構構成】 箱型ベース上部にシャフトと軸受けのハウジングをZ軸に設置。 モーターはブラケットに取付し、ベース内の長穴部にY軸方向に固定。 Y軸方向にモーターブラケットを引っ張ることで、ベルトテンションを張る機構です。 ACサーボモーター側:三相200V 750w 軸φ19mm プーリー:φ100mm 歯数32 1対1にて使用 ベルト:幅20mm 歯形ベルト 軸受け側:φ42mm 中空φ32mm 支点側にアンギュラベアリングを背面合わせ      ワーク近くには深溝玉軸受 シャフト長325mm

  • 新品チェーン交換後、トルクをかけてこぐと空回りはなぜ?

    7年ぐらい前に購入したMTBのチェーンが伸びきってしまったので、自分で新品のチェーンに交換して乗ってみましたが、特に後ろのギアが小さい時に思いっきりトルクをかけてこぐと空回り(チェーンの駒一つ分)してから落ち着きます。 テンション調整ネジは最大、最小にしても同じでした。 アドバイスお願いします?

  • RDの調整方法 or チェーン交換

    いつもお世話になっています。 先日こちらでアドバイス頂き、フリー(スプロケット)を交換しました。 そうしましたら、大径ギアの時にスプロケットとガイドプーリーが近づき過ぎてしまい、接触してしまうようになりました。カラカラと言う感じです。 後輪を回転させ、手でガイドプ-リーをスプロケットから少し離してやるとスムーズになります。 B張力ねじで調整しても全く変わりません。 その他の調整箇所も一通り試しています。 フリー交換時にはチェーンは交換していません。殆ど新品だった事と14-28Tから14-28Tと同じギアに交換したので歯飛びも少ないかと言う素人判断です。 今回の症状は歯飛びになるのでしょうか? チェーン切りも持っておりますので、新品のチェーンに換えるべきか、RDの調整で直るのかアドバイスをお願いします。 ちなみにシマノ製6段です。 シマノのサイトで紹介されているチェーンの長さ(プーリー2個(ガイド・テンション)が垂直に並ぶ)は合っています。 宜しくお願い致します。