JP6909116B2 - Automatic torque switching device and fishing reel - Google Patents
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Description
本発明は、要求トルクに応じて高速回転と低速回転とを自動的に切り替えるトルク自動切替装置および魚釣用リールに関する。 The present invention relates to an automatic torque switching device that automatically switches between high-speed rotation and low-speed rotation according to a required torque, and a fishing reel.
モータおよび減速機を備えた駆動装置では、負荷トルクや必要な出力回転数の範囲が広範囲に及ぶ場合、変速手段が必要である。変速の方法として、複数の異なる減速比からなるギア列を切り替えたり、または減速の有無自体を切り替えたりするなどして、モータから出力に至るまでの減速比を選択する方法が知られている。特許文献1では、要求されるトルクに応じて、高速回転をそのまま出力する状態から減速機を介して高トルクの低速回転を出力する状態に切り替え可能なトルク自動切替装置が開示されている。
Drives with motors and reducers require transmission means when the range of load torque and required output speed is wide. As a method of shifting gears, there is known a method of selecting a reduction ratio from a motor to an output by switching a gear train composed of a plurality of different reduction ratios or switching the presence / absence of deceleration itself.
また、魚釣用電動リールでは、高速巻取りに対応する場合、低速回転時のトルク不足が問題となることが指摘されており、これらを両立するために変速機構を取り入れる方法が提案されている。特許文献2では、スプール駆動モータの出力部の回転方向によって、高速用減速歯車機構と低速用減速歯車機構のいずれか一方を選択的に動力伝達可能として、スプールの回転速度を変化させる魚釣用電動リールが開示されている。
In addition, it has been pointed out that insufficient torque during low-speed rotation becomes a problem in electric reels for fishing when it is compatible with high-speed winding, and a method of incorporating a transmission mechanism has been proposed in order to achieve both of these. .. In
しかしながら、特許文献1のトルク自動切替装置では、装置全体が大型化してしまうとともに、高速回転時において減速機ごと回転させるためにイナーシャが大きくなりすぎてしまう。
However, in the torque automatic switching device of
また、特許文献2の魚釣用電動リールでは、変速の際にトルクの伝達が停止する瞬間が発生するため、それに伴いスプールの回転が停止してしまう。詳細には、駆動モータが停止、反転再起動という動作になるため、スプールの回転速度の変化も著しく大きくなってしまう。魚がかかっているときに駆動モータがこのような動作をすると、糸の張力や巻き上げ速度が著しく変化するため、魚が逃げてしまう。
Further, in the electric reel for fishing of
本発明は、変速の際のトルクおよび速度の変化を低減するとともに、イナーシャを低減し、装置全体を小型化可能なトルク自動切替装置および魚釣用リールを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an automatic torque switching device and a fishing reel that can reduce changes in torque and speed during shifting, reduce inertia, and reduce the size of the entire device.
本発明の一側面としてのトルク自動切替装置は、入力部を備え、該入力部に入力された動力を減速する減速機構と、出力部材と、出力部材の回転を一方向に制限する一方向クラッチと、トルクリミッタ機構と、を備えるクラッチ機構と、を有する。減速機構は、第1出力部と、該第1出力部と同軸状態で支持され、第1出力部とは異なる出力の第2出力部と、を備える。第1出力部は、一方向クラッチを介して出力部材に連結され、第2出力部は、トルクリミッタ機構を介して出力部材に連結されている。出力部材に作用するトルクが所定値以下である場合、出力部材は、第2出力部と一体的に回転し、一方向クラッチは空転し、該トルクは第1出力部に伝達されない。出力部材に作用するトルクが所定値より大きい場合、出力部材は、一方向クラッチを介して第1出力部と一体的に回転することを特徴とする。 The torque automatic switching device as one aspect of the present invention includes an input unit, a reduction mechanism for decelerating the power input to the input unit, an output member, and a one-way clutch that limits the rotation of the output member in one direction. And a clutch mechanism including a torque limiter mechanism . The speed reduction mechanism includes a first output unit and a second output unit that is supported coaxially with the first output unit and has an output different from that of the first output unit. The first output unit is connected to the output member via a one-way clutch , and the second output unit is connected to the output member via a torque limiter mechanism . When the torque acting on the output member is equal to or less than a predetermined value, the output member rotates integrally with the second output unit , the one-way clutch idles, and the torque is not transmitted to the first output unit. When the torque acting on the output member is larger than a predetermined value, the output member is characterized in that it rotates integrally with the first output unit via a one-way clutch.
本発明によれば、変速の際のトルクおよび速度の変化を低減するとともに、イナーシャを低減し、装置全体を小型化可能なトルク自動切替装置および魚釣用リールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an automatic torque switching device and a fishing reel that can reduce changes in torque and speed during shifting, reduce inertia, and reduce the size of the entire device.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same member is given the same reference number, and duplicate description is omitted.
図1は、本発明の実施形態に係るトルク自動切替装置1の断面図である。図2は、モータ17に接続されたトルク自動切替装置の断面図である。図3(a)はクラッチ機構部2の組立図、図3(b)は減速機部(減速機構)3の組立図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an automatic
トルク自動切替装置1は、クラッチ機構部2と減速機部3とを有する。入力ピニオン16に入力された動力は、減速機部3で減速され、クラッチ機構部2を経て最終的に出力プーリ(出力部材)10より出力される。クラッチ機構部2は、トルクリミッタ部(トルクリミッタ機構)4、一方向クラッチ5および出力プーリ10を有する。減速機部3は、プラネタリ型遊星歯車減速機であり、最終段のキャリア軸(第1出力部)6の出力が最も減速された出力に相当する。本実施形態では、キャリア軸6を中空形状とし、低速側出力軸として使用する。なお、本実施形態では、減速機部3は遊星歯車機構であるが、異なる機構であってもよい。
The torque
最終段の太陽歯車7の先端には、軸(第2出力部)7aが形成されている。軸7aはキャリア軸6の内部に設けられた軸受8にキャリア軸6と同軸状態で支持され、先端はキャリア軸6の外部に突出する。本実施形態では、軸7aを高速側出力軸として使用する。プラネタリ型遊星歯車減速機では、1段あたりの減速比を1/3〜1/6程度にすることが多く、この場合、低速側出力部と高速側出力部も1/3〜1/6程度の速比を持つ。
A shaft (second output unit) 7a is formed at the tip of the final
図4(a)に示されるように、高速側出力軸を2段目の太陽歯車に設けた場合、低速側出力部と高速側出力部の速比は2段分となり、1/9〜1/36程度となる。また、図4(b)に示されるように、高速側出力軸を1段目の駆動入力部に設けた場合、速比は3段分となり、1/27〜1/216程度と大きな速比を得ることができる。このように、高速側出力軸は、所望の速比に合わせて設ければよい。 As shown in FIG. 4A, when the high-speed side output shaft is provided on the second-stage sun gear, the speed ratio between the low-speed side output unit and the high-speed side output unit is two stages, which is 1/9 to 1 It will be about / 36. Further, as shown in FIG. 4B, when the high-speed side output shaft is provided in the drive input section of the first stage, the speed ratio is three stages, which is as large as 1/27 to 1/216. Can be obtained. In this way, the high-speed side output shaft may be provided according to a desired speed ratio.
ハブ9は、軸7aと一体的に回転するように取り付けられている。出力プーリ10は、一方向クラッチ5を介してキャリア軸6に連結されている。一方向クラッチ5は、出力プーリ10がキャリア軸6に対して回転方向へ回転する間、空転するとともに、出力プーリ10の反対方向への回転をロックする。出力プーリ10の形状は、タイミングプーリ、歯車、チェーンスプロケットなど、不図示の負荷側の部材に合わせて任意に選択可能である。また、一方向クラッチ5は、本実施形態の構成に限定されない。
The
トルクリミッタ部4は、摩擦板11、摩擦板12、摩擦材13、これらの部材を押し付ける方向へ付勢する皿ばね14、および皿ばね14の付勢力を調整するナット(調整機構)15を有する。摩擦板11は、軸方向へ移動可能であり、出力プーリ10と一体的に回転する。摩擦板12は、軸方向へ移動可能であり、ハブ9と一体的に回転する。2つの摩擦材13はそれぞれ、ハブ9の端部である摩擦部9aと摩擦板11との間、および摩擦板11と摩擦板12との間に移動可能に配置されている。より大きな摩擦トルクが必要な場合、摩擦板11、12と摩擦材13を増設すればよい。本実施形態では、摩擦面を付勢する手段として、皿ばね14と位置決め用のナット15とを用いている。ナット15の締め込み加減を調整することで、摩擦面の押し込み荷重、すなわち摩擦係合力を調整することができる。使用者がナット15の締め込み加減を調整可能にするために、ナット15は出力プーリ10の外側に露出、または外部から容易にアクセスできるように配置されている。皿ばね14とナット15については、種々の弾性部材と位置決め手段で代用できる。なお、トルクリミッタ部4は、本実施形態の構成に限定されない。
The
以下、トルク自動切替装置1の動作について説明する。出力プーリ10に作用する負荷がトルクリミッタ部4の摩擦係合力以下である場合、出力プーリ10は摩擦係合力によりハブ9と一体的に回転しようとする。このとき、出力プーリ10は、キャリア軸6よりも回転方向へ速く回る。すなわち、出力プーリ10は、キャリア軸6に対して回転方向へ回転している。このとき、一方向クラッチ5は、空転している。したがって、出力プーリ10は、軸7aに従動して高速回転する。
Hereinafter, the operation of the automatic
出力プーリ10に作用する負荷がトルクリミッタ部4の摩擦係合力よりも大きい場合、出力プーリ10はハブ9に対して差動回転する。しかし、出力プーリ10は、一方向クラッチ5により反対方向へ回転することができないため、キャリア軸6より遅くなることはない。したがって、低速側出力軸に従動する状態に移行する場合の速度変化を小さくすることができる。このように、出力プーリ10に作用する負荷がトルクリミッタ部4の摩擦係合力よりも大きくなると、出力プーリ10はキャリア軸6に従動して低速回転する。このとき、キャリア軸6に従動する出力プーリ10と、軸7aと一体的に回転するハブ9との間では、各出力軸の減速比の差からなる差動が生じており、それに伴うトルクリミッタ部4のスリップトルクが発生する。
When the load acting on the
トルクリミッタ部4の摩擦係合力を超える負荷が取り除かれると、出力プーリ10は再びトルクリミッタ部4の摩擦係合力によりハブ9と一体回転しようとするため、すみやかに高速回転を行う。軸7aに従動する状態に移行するまでの間、トルクリミッタ部4に生じているスリップトルクは途切れることがないため、出力プーリ10には常に駆動トルクが作用している。
When the load exceeding the frictional engagement force of the
以上説明したように、本実施形態のトルク自動切替装置1は、出力プーリ10に作用する負荷が変速の閾値(所定値)であるトルクリミッタ部4の摩擦係合力を超えるか否かで自動的に高速回転と低速回転とを切り替えることができる。このとき、出力プーリ10に伝達される駆動トルクは、常に作用し続けることになり、変速に伴う出力プーリ10の速度変化は効果的に低減される。また、前述したように、本実施形態では、ナット15を調整することで、トルクリミッタ部4の摩擦係合力を容易に調整することができる。
As described above, the torque
なお、本実施形態では、トルク自動切替装置1は、出力プーリ10に作用する負荷が所定値以下である場合、高速回転に切り替え、所定値より大きい場合、低速回転に切り替えるが、本発明はこれに限定されない。トルク自動切替装置1は、出力プーリ10に作用する負荷が所定値より小さい場合、高速回転に切り替え、所定値以上である場合、低速回転に切り替えてもよい。
In the present embodiment, the automatic
本実施形態では、入力される動力について特に限定しないが、図2に示されるように、入力ピニオン16にモータ17を取り付けることで、モータ17の駆動力(回転力)が入力されてもよい。トルク自動切替装置1にモータ17を取り付けることで、低負荷領域での高速回転と高負荷時の安定した巻上げが両立可能である。
In the present embodiment, the input power is not particularly limited, but as shown in FIG. 2, the driving force (rotational force) of the
従来の低負荷領域で高速回転でありながら、想定される負荷にあわせた十分な起動トルクを持つ大型で高速回転のモータは、作動音が大きく、起動時に大電流を要するために大きなバッテリーを必要とする。本実施形態では、トルク自動切替装置1とトルクの小さい小型のモータ17とを組み合わせることで、作動音を低く抑えられるだけでなく、モータ17や装置全体の小型化・軽量化が可能になる。また、モータ17を動力源とすることで、前述した変速時の駆動特性に加えて、電流値にも特徴的な変化が現れる。
A large, high-speed rotating motor that rotates at high speed in the conventional low load region but has sufficient starting torque according to the expected load requires a large battery because it requires a large operating noise and a large current at startup. And. In the present embodiment, by combining the automatic
図5(a)および図5(b)はそれぞれ、DCモータを動力源とする場合のトルク自動切替装置1のトルクに対する回転数および電流値の関係を示す特性図である。図5では横軸がトルクであるが、スリップトルクを境に速度が切り替わっている。このとき、トルクの増加に対する電流値の増加が著しく小さくなるように、電流値の傾きが大きく変化している。これにより、負荷の増大に伴うモータの発熱が大きく抑えられるため、より大きな負荷に対応できるとともに、高負荷領域での稼働時間を大きく取ることができる。
5 (a) and 5 (b) are characteristic diagrams showing the relationship between the rotation speed and the current value with respect to the torque of the torque
以上説明したように、トルク自動切替装置1は、モータを動力源とすることで広いトルク範囲に対応した動力ユニットを形成することができる。
As described above, the automatic
以下、トルク自動切替装置1を魚釣用リールに適用した場合について説明する。手巻きの場合、出力プーリ10をスプールに接続し、入力ピニオン16に手巻き用ハンドルを接続する構成が考えられる。スリップトルクを仕掛けの重さよりも重くなるように設定しておくことで、仕掛けの回収において、低減速比の状態、すなわち少ないハンドル回転数で巻き上げることが可能である。大きな魚がかかった場合など、巻き上げに大きな力を要するときは、自動的に高減速比が選択されるため、ハンドル回転数が多く必要になるが、少ない力で巻き上げることができる。
Hereinafter, a case where the automatic
電動リールの場合、出力プーリ10をスプールに接続し、入力ピニオン16にモータ17を接続する構成が考えられる。スリップトルクを仕掛けの重さよりも重くなるように設定しておくことで、仕掛けの回収において、迅速に巻き上げることが可能である。大きな魚がかかった場合など、巻き上げに大きな力を要するときは、自動的に高減速比が選択され、スプールに大きな力を伝えることができる。また、スプールの回転数は従来に比べて低下するものの、電流値が大幅に抑えられるため、モータの発熱や電流値の制限によりこれまでは困難であった大型の魚も巻き上げることが可能である。さらに、変速の際はモータを一旦停止させる必要も無く、スプールの速度は連続的に変化しながら高速から低速に移行するため、魚を逃がしにくく、魚釣用リールに好適といえる。
In the case of an electric reel, a configuration is conceivable in which the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.
1 トルク自動切替装置
2 クラッチ機構部(クラッチ機構)
3 減速機部(減速機構)
4 トルクリミッタ部(トルクリミッタ機構)
5 一方向クラッチ
6 キャリア軸(第1出力部)
7a 軸部(第2出力部)
10 出力プーリ(出力部材)
1 Torque
3 Reducer section (reduction mechanism)
4 Torque limiter (torque limiter mechanism)
5 One-
7a Shaft section (second output section)
10 Output pulley (output member)
Claims (7)
出力部材と、前記出力部材の回転を一方向に制限する一方向クラッチと、トルクリミッタ機構と、を備えるクラッチ機構と、を有するトルク自動切替装置であって、
前記減速機構は、第1出力部と、該第1出力部と同軸状態で支持され、前記第1出力部とは異なる出力の第2出力部と、を備え、
前記第1出力部は、前記一方向クラッチを介して前記出力部材に連結され、前記第2出力部は、前記トルクリミッタ機構を介して前記出力部材に連結され、
前記出力部材に作用するトルクが所定値以下である場合、前記出力部材は、前記トルクリミッタ機構を介して前記第2出力部と一体的に回転し、前記一方向クラッチは空転し、該トルクは前記第1出力部に伝達されず、
前記出力部材に作用するトルクが所定値より大きい場合、前記出力部材は、前記一方向クラッチを介して前記第1出力部と一体的に回転することを特徴とするトルク自動切替装置。 A deceleration mechanism that has an input unit and decelerates the power input to the input unit,
And output member, and a one-way clutch for restricting the rotation of the output member in one direction, a torque automatic switching device having a clutch mechanism, a comprising a torque limiter mechanism, a,
The deceleration mechanism includes a first output unit and a second output unit that is supported coaxially with the first output unit and has an output different from that of the first output unit.
The first output unit is connected to the output member via the one-way clutch, and the second output unit is connected to the output member via the torque limiter mechanism.
When the torque acting on the output member is equal to or less than a predetermined value, the output member rotates integrally with the second output unit via the torque limiter mechanism , the one-way clutch idles, and the torque is increased. Not transmitted to the first output unit
An automatic torque switching device characterized in that when the torque acting on the output member is larger than a predetermined value, the output member rotates integrally with the first output unit via the one-way clutch.
前記第2出力部は、前記第1出力部の内部に前記第1出力部と同軸状態で支持されていることを特徴とする請求項5に記載のトルク自動切替装置。 The first output unit has a hollow shape and has a hollow shape.
The automatic torque switching device according to claim 5, wherein the second output unit is supported inside the first output unit in a coaxial state with the first output unit.
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