(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動側回転体から従動側回転体にトルクを伝達するトルク伝達装置であって、
前記駆動側回転体は、周方向に沿って極性が交互となるように、永久磁石が間隔をおいて配設され、
前記従動側回転体は、周方向に沿って、前記永久磁石の各々と対向するように軟磁性体でなる凸部が間隔をおいて形成され、
前記凸部は、非磁性導体により周囲を取り巻かれている、
トルク伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたトルク伝達装置であって、前記非磁性導体は、前記凸部ごとに互いに独立している、トルク伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたトルク伝達装置であって、前記非磁性導体は、連続して配置された２以上の前記凸部を一体的に取り巻いている、トルク伝達装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載されたトルク伝達装置であって、前記駆動側回転体と前記従動側回転体のうち、一方は円柱形状であり、他方は、内周面が前記駆動側回転体の外周面と対向する円筒形状である、トルク伝達装置。
【請求項５】
動作桿と、
前記動作桿を駆動する駆動源と、
前記駆動源の駆動力を減速して前記動作桿に伝達する減速機構とを備えた転てつ機であって、
前記減速機構は、複数段の減速部を有し、
請求項１乃至４の何れかに記載されたトルク伝達装置が、前記複数段の減速部の間に配置されている、
転てつ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク伝達装置、及びこれを用いた転てつ機に関する。
【背景技術】
【０００２】
転てつ機は、トングレールを定位及び反位の間で転換させるものであり、駆動モータ、動作桿及び鎖錠桿、駆動力を動作桿に伝達する伝達機構、鎖錠桿を鎖錠・解錠するロックピースなどを備えている。転てつ機においては、例えばトングレールと基本レールとの間に異物が挟まるなど、通常の動作が妨害された場合、駆動モータがロックして焼損したり、急激な停止によって発生する衝撃で各部が損傷したりする恐れがあった。衝撃に関しては、通常の動作終了時にも、ストッパへの当接によって慣性を吸収する構成を採っていたため、同様の恐れがあった。このため、転てつ機の伝達機構には、通常、トルクリミッタを有するトルク伝達装置が設けられている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されているような磁気式のトルク伝達装置は、駆動系と被駆動系とを磁気的に結合するため、摩擦板を用いた伝達方式に見られる摩擦熱や粉塵の発生、部材の損耗がなく、好適である。
【０００４】
しかしながら、このトルク伝達装置は、負荷が最大伝達トルクを超えて脱調状態になった後、負荷が減少して最大伝達トルク未満になっても、トルク伝達状態に、自然に復旧することはない。このように、復旧に人手を必要とするトルク伝達装置は、線路上に散在する転てつ機のトルクリミッタとして用いるには不向きである。
【０００５】
これに対して、特許文献２に開示されているトルク伝達装置は、脱調後、トルク伝達状態に、自然に復旧することができる、とされている。
【０００６】
しかしながら、このトルク伝達装置は、駆動円板と被駆動円板の両方の円周に沿って、複数の永久磁石を設ける必要があるため、コストがかかるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−６４２０５号公報
【特許文献２】特開平５−１６８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、脱調後、トルク伝達状態に、自然に復旧することができる低コストなトルク伝達装置、及びこれを用いた転てつ機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係るトルク伝達装置は、駆動側回転体から従動側回転体にトルクを伝達するものであり、前記駆動側回転体は、周方向に沿って、極性が交互となるように永久磁石が間隔をおいて配設され、前記従動側回転体は、周方向に沿って、前記永久磁石の各々と対向するように凸部が間隔をおいて形成されている。
【００１０】
前記凸部は、非磁性導体により周囲を取り巻かれている。
【００１１】
本発明に係るトルク伝達装置によると、駆動側回転体の周方向に極性が交互に配設され
た永久磁石が、従動側回転体の周方向に配設された凸部と対向している。したがって、通常動作時、駆動側回転体の永久磁石の磁束により従動側回転体の凸部がヨーク（いわゆる継鉄）の役目を果たすため、永久磁石と凸部が互いに吸引し合い、駆動側回転体から従動側回転体にトルクが伝達される。
【００１２】
また、凸部の周囲を非磁性導体が取り巻いているから、始動時、レンツの法則に従い、永久磁石の磁束によって非磁性導体に誘導電流が発生する。したがって、この誘導電流による磁界の作用によって、各磁石と各凸部の間で反発力と吸引力とが発生し、駆動側回転体のスリップが妨げられ、駆動側回転体から従動側回転体にトルクが伝達される。
【００１３】
よって、所定の負荷より大きなトルクがかかり、駆動側回転体が脱調状態に至った場合も、トルクが所定の負荷よりも小さくなれば、上記の動作原理に従って、永久磁石と凸部が磁気的に再度結合し、脱調状態からトルク伝達状態に自然に復旧することができる。
【００１４】
さらに、本発明に係るトルク伝達装置は、駆動側回転体のみに永久磁石が配設されているから、材料コストを低減することができる。
【００１５】
ここで、非磁性導体が、連続して配置された２以上の凸部を一体的に取り巻くようにすると好ましい。これは、各凸部に非磁性導体を個別に取り付ける場合と比較して、部品数を低減することができるとともに、組み立てを簡易化することができ、生産効率を向上することができるからである。
【００１６】
次に、本発明に係る転てつ機は、動作桿と、前記動作桿を駆動する駆動源と、前記駆動源の駆動力を減速して前記動作桿に伝達する減速機構とを備える。前記減速機構は、複数段の減速部を有し、本発明に係るトルク伝達装置が、前記複数段の減速部の間に配置されている。
【００１７】
本発明に係る転てつ機は、本発明に係るトルク伝達装置を構成に含むから、上述した内容と同様の効果を奏する。すなわち、本発明に係る転てつ機は、人手を要することなく、トルク伝達装置が脱調状態からトルク伝達状態に自然に復旧することができる。
【００１８】
また、本発明に係る転てつ機は、本発明に係るトルク伝達装置の一実施形態に過ぎず、例えば遮断機の遮断幹の駆動装置に適用することもできるし、他にも昇降装置、搬送コンベヤ、及びシュレッダー等の装置に広く適用することができるものである。
【発明の効果】
【００１９】
以上述べたように、本発明によれば、脱調後、トルク伝達状態に、自然に復旧することができる低コストなトルク伝達装置、及びこれを用いた転てつ機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るトルク伝達装置の上面の部分断面図である。
【図２】本発明に係るトルク伝達装置の側面の部分断面図である。
【図３】トルク伝達装置の上面から見たトルク伝達時の磁気的結合状態を示す。
【図４】トルク伝達装置の上面から見たトルク復旧時の磁力の作用状態を示す。
【図５】従動側回転体の内周面の展開図である。
【図６】他の実施形態に係るトルク伝達装置の上面の部分断面図である。
【図７】他の実施形態に係るトルク伝達装置の側面の部分断面図である。
【図８】他の実施形態に係る従動側回転体の内周面の展開図である。
【図９】他の実施形態に係るトルク伝達装置の上面の部分断面図である。
【図１０】他の実施形態に係るトルク伝達装置の側面の部分断面図である。
【図１１】本発明に係る転てつ機を縦断面的に示す図である。
【図１２】トルクリミッタを縦断面的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１と図２は、それぞれ、本発明に係るトルク伝達装置の上面と側面の部分断面図である。トルク伝達装置は、駆動側回転体２から従動側回転体１にトルクを伝達するものである。
【００２２】
駆動側回転体２は円柱形状をなし、従動側回転体１は、内周面が駆動側回転体２の外周面と対向する円筒形状をなす。従動側回転体１と駆動側回転体２は、同心円状に配置され、回転自在となるように、それぞれ、図２の紙面で上下方向に延びる回転軸４，５に端面の中心部が軸着されている。ここで、駆動側回転体２の回転軸５は、従動側回転体１の開口１２を介して駆動側回転体２の端面に設けられている。もっとも、従動側回転体１と駆動側回転体２は、このような形状に限定されず、正六角柱の中空・中実形状などの他の形状であっても良い。
【００２３】
駆動側回転体２は、周方向に沿って、極性が交互となるように永久磁石２１が間隔をおいて配設されている。すなわち、駆動側回転体２の外周面には、表面がＮ極に着磁された磁石と、Ｓ極に着磁された永久磁石２１が交互に等間隔で並んでいる。磁石２１の形状は、図示するような方形状に限定されるものではなく、円状などの他の形状でもよい。
【００２４】
一方、従動側回転体１は、透磁率の高い鉄などで形成され、周方向に沿って、永久磁石２１の各々と対向するように凸部１１が間隔をおいて形成されている。すなわち、従動側回転体１の内周面には、凸部１１が等間隔で並んでいる。凸部１１は、軟磁性体で構成される。
【００２５】
凸部１１は、図示するように、磁束を好適に通過させるため、従動側回転体１と一体成形されるのが望ましいが、別個に形成して従動側回転体１に取り付けても良い。また、凸部１１の形状は、図示するような方形状に限定されるものではなく、円状などの他の形状でもよい。
【００２６】
この構成により、図３に示すようなトルク伝達時の磁気的結合状態が得られる。通常動作において、駆動側回転体２がｒ方向に回転しているとき、凸部１１がヨーク（継鉄）として機能することによって、Ｎ極の磁石２１から凸部１１に入り、隣の凸部１１から出てＳ極の磁石に入る磁束φが発生している。このため、従動側回転体１と駆動側回転体２が磁気的に結合しており、従動側回転体１は、駆動側回転体２の回転に従ってｒ方向に回転する。
【００２７】
しかし、駆動側回転体２の回転トルクが、駆動側回転体２と従動側回転体１との間に働く磁気的吸引力を超過すると、磁気的結合が外れ、トルク伝達装置は、脱調状態（スリップ状態）となる。ひとたび脱調状態に至ると、従動側回転体１と駆動側回転体２との間には、は正方向及び逆方向のトルクが交互に作用することになるため、平均伝達トルクが約０となり、トルクの伝達ができなくなる。
【００２８】
そこで、本発明の特徴的部分として、凸部１１の周囲を取り巻くように非磁性導体３が設けられている。非磁性導体３は、銅コイルなどの金属製の短絡環であり、各凸部１１の外周沿いに個別に巻き回されている。
【００２９】
この構成によると、従動側回転体１と駆動側回転体２が非同期に回転している場合、あ
るいは従動側回転体１のみが停止している場合、レンツの法則に従い、非磁性導体３に誘導電流が発生し、結果として凸部１１がＮ極、またはＳ極の磁石として機能する。
【００３０】
図４は、このときのトルク伝達装置の上面から見た磁力の作用状態を示し、図５は、従動側回転体１の内周面の展開図である。ここで、誘導電流の向きは、図４の非磁性導体３の記号、もしくは、図５の矢印に示すとおりである。このため、Ｓ極の磁石２１が接近するとともにＮ極の磁石２１が遠ざかる位置にある凸部１１はＳ極となり、一方、Ｎ極の磁石２１が接近するとともにＳ極の磁石２１が遠ざかる位置にある凸部１１はＮ極となる。
【００３１】
したがって、脱調後は、各磁石２１と各凸部１１の間で、それぞれ、反発力（図３の両方向矢印を参照）と吸引力（図３の一方向矢印を参照）とが作用する。よって、従動側回転体１は、駆動側回転体２の回転に引きずられ、やがて同期して回転するようになり、結果として、従動側回転体１と駆動側回転体２は、再度、磁気的に結合することができる。
【００３２】
上記の誘導電流は、図４及び図５に示すとおり、隣り合う、一対の非磁性導体３のコイルの辺において同一方向となる。したがって、非磁性導体３は、本実施形態のような、各凸部１１に個別に巻き回すコイルに限定されず、連続して配置された２以上の凸部１１を一体的に取り巻くシート状非磁性導体であってもよい。
【００３３】
図６〜図８は、それぞれ、シート状非磁性導体を採用した実施形態に係るトルク伝達装置の上面図、側面図、そして、従動側回転体１の内周面の展開図である。このように非磁性導体６が、各凸部１１を一体的に取り巻くようにすれば、各凸部１１に非磁性導体３を個別に取り付ける場合と比較して、部品数を低減することができるとともに、組み立てを簡易化することができ、生産効率を向上することができる。
【００３４】
また、上述した実施形態では、２つの回転体１，２のうち、内側に駆動側回転体２を、外側に従動側回転体１を配置した構成を示したが、これらの位置を逆にしてもよい。
【００３５】
図９と図１０は、それぞれ、シート状非磁性導体６を採用し、外側に駆動側回転体２を、内側に従動側回転体１を配置した実施形態に係るトルク伝達装置の上面と側面の部分断面図である。この実施形態においても、上述した実施形態と同様の作用効果が得られるのは言うまでもないが、回転体１，２の配置構成について何れを採用するかは、トルク伝達装置の適用形態に基づいて適宜に決定すべきものである。
【００３６】
これまで述べたように、本発明に係るトルク伝達装置によると、駆動側回転体２の周方向に極性が交互に配設された永久磁石２１が、従動側回転体１の周方向に配設された凸部１１と対向している。したがって、通常動作時、駆動側回転体２の永久磁石２１の磁束φにより従動側回転体１の凸部１１がヨーク（継鉄）の役目を果たすため、永久磁石２１と凸部１１が互いに吸引し合い、駆動側回転体２から従動側回転体１にトルクが伝達される。
【００３７】
また、凸部１１の周囲を非磁性導体３が取り巻いているから、始動時、レンツの法則に従い、永久磁石２１の磁束によって非磁性導体３に誘導電流が発生する。したがって、この誘導電流による磁界の作用によって各磁石２１と各凸部１１の間で反発力と吸引力とが作用し、駆動側回転体２のスリップが妨げられ、駆動側回転体２から従動側回転体１にトルクが伝達される。
【００３８】
よって、所定の負荷より大きなトルクがかかり、駆動側回転体２が脱調状態に至った場合も、トルクが所定の負荷よりも小さくなれば、同様に、永久磁石２１と凸部１１が磁気的に再度結合し、脱調状態からトルク伝達状態に自然に復旧することができる。
【００３９】
さらに、本発明に係るトルク伝達装置は、駆動側回転体２のみに永久磁石２１が配設されているから、材料コストを低減することができる。
【００４０】
次に、本発明に係る転てつ機について説明する。図１１は、本実施の形態に係る転てつ機を縦断面的に示す図である。
【００４１】
転てつ機は、駆動モータ９０を有している。駆動モータ９０は、駆動源であって、転てつ機のケース９２に取り付けられている。ケース９２内には、動作桿９７、鎖錠桿９９、ロックピース９８、減速機構９４、トルクリミッタ８等が設けられている。
【００４２】
動作桿９７は、図示省略するトングレールを定位及び反位の間で動作させるものであり、図１１紙面の表裏方向に延びる概ね棒状の部材である。鎖錠桿９９もまた、動作桿９７と同様に、図１１紙面の表裏方向に延びる概ね棒状の部材であって、トングレールの先端近傍に接続され、トングレールの先端近傍の位置の検出する。ロックピース９８は、所定条件に応じて、鎖錠桿９９に設けられている切り欠きと係合・離脱し、鎖錠桿９９の鎖錠・解錠を行う。これら動作桿９７、鎖錠桿９９、ロックピース９８は既存の転てつ機に設けられていた構成と同様に構成することができる。
【００４３】
減速機構９４は、駆動モータ９０の駆動力を、減速して動作桿９７に伝達するものである。減速機構９４は、複数段、本例では、三段の減速部を有する。一段目の減速部は、第１ギヤ９１と第２ギヤ８０とから構成され、二段目の減速部は、第３ギヤ８２と第４ギヤ９５とから構成され、三段目の減速部は、第５ギヤ９３と第６ギヤ９６とから構成されている。第１ギヤ９１及び第２ギヤ８０はそれぞれ、小ベベルギヤ及び大ベベルギヤとなっている。また、第４ギヤ８２及び第５ギヤ９３は、一体的に回転するように同一の軸部材に支持されている。一方、第２ギヤ８０と第３ギヤ８２との間には、トルクリミッタ８が設けられており、すなわち、第２ギヤ８０及び第３ギヤ８２は、別々の軸部材に支持されている。
【００４４】
図１２は、トルクリミッタ８を縦断面的に示す。トルクリミッタ８は、図９と図１０に示したトルク伝達装置を構成に含み、さらに、駆動側回転体２の外周面に大ベベルギヤである第２ギヤ８０が設けられ、回転軸５の上部に第３ギヤ８２が設けられている。
【００４５】
このように、本発明に係る転てつ機は、本発明に係るトルク伝達装置を構成に含むから、上述した内容と同様の効果を奏する。すなわち、本発明に係る転てつ機は、人手を要することなく、トルク伝達装置が脱調状態からトルク伝達状態に自然に復旧することができる。
【００４６】
また、本発明に係る転てつ機には、次のような作用がある。まず、転てつ機においては、通常動作終了時・動作妨害時に、駆動モータがロックして焼損したり、急激な停止によって発生する衝撃で各部が損傷したりする恐れがあった。これにつき、本実施の形態に係る転てつ機では、減速機構９４にトルクリミッタ８が組み込まれている。よって、通常の動作中には、トルクリミッタ８は減速機構９４の機能を阻害することなく、駆動モータ９０の出力は、減速機構９４に伝達され、動作桿９７が駆動されて転換動作が実現される一方、通常動作終了時・動作妨害時には、過大なトルク伝達状態を生じないようにして、駆動モータ９０や、減速機構９４、さらには動作桿９７及び鎖錠桿９９等を含む動作部分の保護を図ることができる。
【００４７】
なお、上述した転てつ機は、本発明に係るトルク伝達装置の一実施形態に過ぎず、例えば遮断機の遮断幹の駆動装置に適用することもできるし、他にも昇降装置、搬送コンベヤ
、及びシュレッダー等の装置に広く適用することができるものである。
【００４８】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【符号の説明】
【００４９】
１                    従動側回転体
１１                  凸部
２                    駆動側回転体
２１                  永久磁石
３，６                非磁性導体
９０                  駆動モータ
９４                  減速機構
９７                  動作桿
【図１】
0005618610.tif 000002
【図２】
0005618610.tif 000003
【図３】
0005618610.tif 000004
【図４】
0005618610.tif 000005
【図５】
0005618610.tif 000006
【図６】
0005618610.tif 000007
【図７】
0005618610.tif 000008
【図８】
0005618610.tif 000009
【図９】
0005618610.tif 000010
【図１０】
0005618610.tif 000011
【図１１】
0005618610.tif 000012
【図１２】
0005618610.tif 000013