(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周上に列設された磁極と、前記磁極の側方にクラッチ突起を備え、出力回転手段を形成する磁極回転体と、
前記磁極回転体と同一回転軸心で回転し、前記磁極と歯先が対向するように列設される歯形形状部を有し、前記磁極回転体と磁気吸引力によりトルクを伝達する歯形磁性体を備え、低トルク入力手段を形成する継鉄回転体と、
前記磁極回転体と同一回転軸心で回転し、前記出力回転手段に設けられたクラッチ突起と係合するクラッチ係合部を有する高トルク入力手段を備えた負荷感応型磁気クラッチ装置であって、前記クラッチ突起は磁性体からなり、前記クラッチ係合部は前記クラッチ突起が磁力によって吸着するクラッチ保持磁性体を有し、前記クラッチ保持磁性体は吸着した前記クラッチ突起をクラッチ係合部の深部に誘導するクラッチ突起誘導部を有し、
前記磁極回転体と前記低トルク入力手段間で伝達可能なトルクを上まわる負荷トルクが作用したときに、前記クラッチ突起が前記クラッチ保持磁性体に吸着し、前記クラッチ突起誘導部によりクラッチ係合部の深部に誘導することを特徴とする負荷感応型磁気クラッチ装置。
【請求項２】
前記クラッチ保持磁性体は、台形形状をし、クラッチ突起をクラッチ係合部の深部に誘導するクラッチ突起誘導部と、台形形状頂部に形成され、前記クラッチ突起との吸着力が低減される磁気吸着力低減部を有することを特徴とする請求項１記載の負荷感応型磁気クラッチ装置。
【請求項３】
前記磁気吸着力低減部は、磁気吸着力を低減する永久磁石を有することを特徴とする請求項２記載の負荷感応型磁気クラッチ装置。
【請求項４】
前記高トルク入力手段を、遊星歯車機構の遊星キャリアに連結し、前記低トルク入力手段を、前記遊星歯車機構の太陽歯車に連結し、前記遊星歯車機構に回転力を入力する回転トルク入力手段を前記遊星キャリアに連結したことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の負荷感応型磁気クラッチ装置。
【請求項５】
前記高トルク入力手段を、遊星歯車機構の遊星キャリアに前記遊星歯車機構に回転力を入力する回転トルク入力手段を介して連結し、前記低トルク入力手段を、前記遊星歯車機構の太陽歯車に連結したことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の負荷感応型磁気クラッチ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の負荷感応型磁気クラッチ装置を備えた手動チェーンブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、2つの回転体間で磁気の吸引力によって回転トルクを伝達する負荷感応型磁
気クラッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
2つの回転体間で磁気の吸引力によって回転トルクを伝達する負荷感応型磁気クラッチ
装置において、磁気の吸引力によって伝達可能な回転トルクを上回る負荷トルクが作用したときに、回転体を回転軸方向に磁気の吸引力の作用で自動的にスライド移動し、この回転体のスライド移動作用を利用して、負荷トルクの大小によって回転トルクの伝達経路を低負荷伝達経路と高負荷伝達経路に切り換える磁気クラッチ装置が本出願人により提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願2010-189080号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記磁気クラッチ装置は、
出力回転手段と低トルク回転手段間に予め設定した値を超える負荷トルクが作用した場合に、出力回転手段がスライドすることで、出力回転手段を高トルク回転手段に係合し、高負荷伝達経路にトルク伝達経路を切換えることができ、また、負荷トルクが磁極と側部磁性体間の磁気吸引力を下回ると、出力回転手段の磁極は低トルク回転手段の歯形磁性体と対向する位置に移動し、低負荷伝達経路にトルク伝達経路が切替わるので、負荷トルクの増減に伴い磁気クラッチの切換を自動的に行うことができるが、
例えば、手動チェーンブロックに応用した場合では、荷の巻上げ操作時に、出力回転手段の回転が停止すると高負荷の場合でも出力回転手段は低トルク回転手段に戻り、操作毎にクラッチの切換え動作が発生するという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、負荷感応型磁気クラッチにおいて、負荷トルクの伝達経路を低負荷伝達経路から高負荷伝達経路への切換え操作を迅速かつ確実に行うことができ、さらに、荷の巻上げ操作時等において、クラッチ部に加わる負荷の変動によりクラッチの負荷トルク伝達経路が高負荷伝達経路から低負荷伝達経路に切換わるクラッチ戻りの発生を防止できる負荷感応型磁気クラッチ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するもので、
円周上に列設された磁極と、前記磁極の側方にクラッチ突起を備え、出力回転手段を形成する磁極回転体と、
前記磁極回転体と同一回転軸心で回転し、前記磁極と歯先が対向するように列設される歯形形状部を有し、前記磁極回転体と磁気吸引力によりトルクを伝達する歯形磁性体を備え、低トルク入力手段を形成する継鉄回転体と、
前記磁極回転体と同一回転軸心で回転し、前記出力回転手段に設けられたクラッチ突起と係合するクラッチ係合部を有する高トルク入力手段を備えた負荷感応型磁気クラッチ装置であって、前記クラッチ突起は磁性体からなり、前記クラッチ係合部は前記クラッチ突起が磁力によって吸着するクラッチ保持磁性体を有し、前記クラッチ保持磁性体は吸着した前記クラッチ突起をクラッチ係合部の深部に誘導するクラッチ突起誘導部を有し、
前記磁極回転体と前記低トルク入力手段間で伝達可能なトルクを上まわる負荷トルクが作用したときに、前記クラッチ突起が前記クラッチ保持磁性体に吸着し、前記クラッチ突起誘導部によりクラッチ係合部の深部に誘導することを特徴とする。
【０００７】
また、前記クラッチ保持磁性体は、台形形状をし、クラッチ突起をクラッチ係合部の深部に誘導するクラッチ突起誘導部と、台形形状頂部に形成され、前記クラッチ突起との吸着力が低減される磁気吸着力低減部を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記磁気吸着力低減部は、磁気吸着力を低減する永久磁石を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記高トルク入力手段を遊星歯車機構の遊星キャリアに連結し、前記低トルク入力手段を前記遊星歯車機構の太陽歯車に連結し、前記遊星歯車機構に回転力を入力する回転トルク入力手段を前記遊星キャリアに連結したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記高トルク入力手段を、遊星歯車機構の遊星キャリアに前記遊星歯車機構に回転力を入力する回転トルク入力手段を介して連結し、前記低トルク入力手段を前記遊星歯車機構の太陽歯車に連結したことを特徴とする。
【００１１】
また、手動チェーンブロックに前記の負荷感応型磁気クラッチ装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、円周上に列設された磁極を有し、端部に咬合クラッチのクラッチ突起を備える、出力回転手段を形成する磁極回転体と、前記磁極回転体と同一回転中心軸で回転し、前記磁極と歯先が対向するように列設される歯形形状部を有し、前記磁極回転体と磁気吸引力によるトルクを伝達する歯形磁性体を備え、低トルク入力手段を形成する継鉄回転体と、前記磁極回転体と同一回転軸心で回転し、前記出力回転手段に設けたクラッチ突起と係合する咬合クラッチのクラッチ係合部を有する高トルク入力手段を設けた構成としたので、予め設定した回転トルクを上回る負荷トルクが作用すると、出力回転手段が回転中心線方向に所定量スライドして、回転トルクの伝達を出力回転手段と低トルク回転手段の経路から、出力回転手段と高トルク回転手段の経路に簡単な構成で切り換えることが可能で、装置の小形化、クラッチ切換えの確実性、及びコストの低減を可能にでき、また、前記クラッチ係合部は前記クラッチ突起が磁力によって吸着するクラッチ保持磁性体を有し、前記クラッチ保持磁性体は吸着した前記クラッチ突起をクラッチ係合部の深部に誘導するクラッチ突起誘導部を有し、前記磁極回転体と前記低トルク入力手段間で伝達可能なトルクを上まわる負荷トルクが作用したときに、前記クラッチ突起が前記クラッチ保持磁性体に吸着し、前記クラッチ突起誘導部によりクラッチ係合部の深部に誘導する構成としたので、磁極回転体と低トルク入力手段間で伝達可能なトルクを上まわる負荷トルクが作用し、磁極回転体と継鉄回転体が相対回転を開始すると、両回転体の回転軸方向に働く磁力による吸着・保持力が、磁極と歯形形状部の歯先が対向吸着しているときに比べ大幅に低減し、その結果クラッチ突起とクラッチ係合部のクラッチ保持磁性体間に働く磁気吸引力が磁極回転体と継鉄回転体間に働く磁気吸引力を上まわり、クラッチ突起はクラッチ係合部のクラッチ保持磁性体に吸着し、クラッチ突起は該吸着力と負荷トルクによる両者の相対回転によってクラッチ突起誘導部の傾斜に沿ってクラッチ係合部の深部に誘導され、咬み合いクラッチが確実に係合し高負荷トルクを伝達することができる。また、負荷トルクが減少しても直ちにはクラッチ突起とクラッチ保持磁性体の係合は解除されず、吸着動作の逆をたどる動作によって咬み合いクラッチが解除されるので、手動チェーンブロックの無負荷高速変速装置として最適である。また、クラッチ突起がクラッチ保持磁性体に吸引されるため、咬合クラッチの係合動作を迅速かつ確実に行うことができる。
【００１３】
また、クラッチ保持磁性体には、クラッチ突起との吸着力がクラッチ突起誘導部より低減された磁気吸着力低減部を設けたので、
負荷が作用しているときには確実に咬み合いクラッチが咬み合い状態を保持し、負荷が無くなり、クラッチ突起が磁気吸引力低減部に相対回転して移動したときに、磁極回転体と低トルク入力手段間に働く磁気吸着力がクラッチ突起とクラッチ保持磁性体間に働く磁気吸着力を上まわり、確実に咬み合いクラッチを解除することができる。
【００１４】
また、永久磁石によって磁気吸着力低減部を形成し、吸着力を打ち消すようにすることで、吸着力を容易にコントロールできる。
【００１５】
また、遊星歯車機構の遊星キャリアに高トルク入力手段を連結し、遊星歯車機構の太陽歯車に前記低トルク入力手段を連結する構成としたので、
一つの駆動源から高速回転を低トルク回転手段に、低速回転を高トルク回転手段にそれぞれ伝達することができ、自動変速駆動装置の構成をコンパクトに構成することができる。
【００１６】
また、手動チェーンブロックに前記負荷感応型磁気クラッチ装置を備えた構成としたので、ハンドホイールを回転駆動させるだけで、無負荷では自動で高速に切り替わり巻上げ巻下げするチェーンブロックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の負荷感応型磁気クラッチ装置の全体構成図。
【図２】図１の拡大断面説明図。
【図３】実施の形態２の負荷感応型磁気クラッチ装置の全体構成図。
【図４】図３の拡大断面図。
【図５】出力回転手段と低トルク回転手段を示す側面図。
【図６】本発明の負荷感応型磁気クラッチ装置の動作説明図。
【図７】本発明の負荷感応型磁気クラッチ装置を備えた手動チェーンブロックの低負荷高速回転時の全体構成図。
【図８】本発明の負荷感応型磁気クラッチ装置を備えた手動チェーンブロックの高負荷低速回転時の全体構成図。
【００１８】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態１の負荷感応型磁気クラッチ装置について、図１、２を参照して説明する。
【００１９】
本実施の形態は、１つの回転トルク入力手段にプラネタリキャリア（遊星キャリア）を介して高トルク入力手段を連結し、回転トルク入力手段の回転に連動して高速回転する低トルク入力手段を設けた形態である。図１及び図２において、１は後記するプラネタリキャリア７ａに連結された回転トルク入力手段を構成する入力部材、２はプラネタリキャリア７ａを介して入力部材１に連結された高トルク入力手段、３は高トルク入力手段２に設けられ、咬合クラッチのトルク伝達用係合部を構成する係合凹部で、後記する咬合クラッチのクラッチ突起１６と係合するクラッチ係合部である。４は前記係合凹部３の凹部底面に設けられたクラッチ保持磁性体で、なだらかな山型の台形形状をし、クラッチ突起１６をクラッチ係合部の深部に誘導するクラッチ突起誘導部４ａと台形形状の頂部を形成する磁気吸着力低減部４ｂを有する。磁気吸着力低減部４ｂには係合凹部３の中央部に設けられ、前記磁気吸着力低減部４ｂの裏面に接するように永久磁石４ｃが設けられている。永久磁石４ｃは後記するクラッチ突起１６の永久磁石１５よりは吸引力の小さい磁力で構成され、永久磁石１５の吸引力を打ち消すように作用し、クラッチ突起１６のクラッチ係合部３からの離脱を容易にする。クラッチ突起１６は永久磁石１５によって励磁される強磁性体からなり、後記するクラッチ切換動作でクラッチ突起１６が高トルク入力手段２の係合凹部３側に移動すると、クラッチ保持磁性体４に吸着し、保持される。高トルク入力手段２はクラッチ保持磁性体４以外は、非磁性体で構成されている。
【００２０】
７は増速機構として作用する遊星歯車機構、７ａは前記入力部材１に連結されたプラネタリキャリア、７ｂはプラネタリキャリア７ａに回転可能に軸支されたプラネタリギア、８はプラネタリギヤ７ｂが内接咬合するリングギヤ、９は太陽ギヤ軸１０に設けられた太陽ギヤ、１０は増速機構の出力軸である太陽ギヤ軸である。プイラネタリギヤ７ｂは太陽ギヤ９と外接噛合し、前記リングギヤ８と内接噛合し、プラネタリキャリア７ａの回転を増速し、前記入力部材１の回転を遊星歯車機構７を介して増速し、太陽ギヤ軸１０を増速回転する。
【００２１】
１１は太陽ギヤ軸に連結され、入力部材１の回転を遊星歯車機構７で増速され高速回転する低トルク入力手段である。
【００２２】
１２は継鉄回転体で、低トルク入力手段１１の円周上に２列に列設された複数の歯先を有する歯形形状継鉄（歯形形状磁性体）１２ａ、１２ａを備える。
【００２３】
１４は円周上に２列に列設された磁極１４ａ、１４ａを有する磁極回転体である。磁極１４ａは歯形形状継鉄１２ａの歯先の列の外周に対向配置されている。１５は前記１対の磁極１４ａ、１４ａ間に設けられた中空円板状の永久磁石で、一方の側面がＮ極、他方の側面がＳ極となっている。磁極１４ａ、１４ａは中空円板状の永久磁石１５の側面に固着され、各磁極１４ａ、１４ａの内周には複数の歯形形状部１４ｂ、１４ｂが列設され、永久磁石１５によって歯形形状部１４ｂの歯先にＮ極又はＳ極が励磁されている。前記磁極回転体１４、永久磁石１５は出力回転手段１７に固設されている。
【００２４】
１６は強磁性体からなり係合凹部３と係脱することで咬合クラッチを構成するクラッチ突起で、永久磁石１５によって励磁されている。クラッチ突起１６は出力回転手段１７の磁極回転体１４の側面から係合凹部３に向かって突出して設けられ、高負荷時に前記高トルク入力手段２に設けた係合凹部３に吸着し、係合する。
【００２５】
１７は前記永久磁石１５を有する前記磁極回転体１４とクラッチ突起１６を備えた出力回転手段、１７ａは出力回転手段１７のボス部である。出力回転手段１７のボス部１７ａの内周にはスプライン１７ｂが設けられており、出力軸１８に設けたスプライン１８ａとスプライン結合しており、出力軸１８と同一回転中心軸１８ｂで回転し、出力回転手段１７から出力軸１８に回転トルクを伝達するとともに、出力回転手段１７を出力軸１８の軸方向にスライド可能に支持する。出力回転手段１７は、磁極回転体１４、永久磁石１５、クラッチ突起１６以外の材質は、非磁性体にて構成されている。  
【００２６】
次に、本実施の形態の磁気クラッチ機構の切換動作について説明する。
【００２７】
図１に示すクラッチが低負荷を伝達する状態では、低トルク入力手段１１の歯形形状継鉄１２ａの歯型形状部の歯先と出力回転手段１７に設けた磁極１４ａの歯型形状部１４ｂの歯先が対向した状態にあり、永久磁石１５で励磁された磁極１４ａの歯形形状部１４ｂと低トルク入力手段１１に設けた歯形形状継鉄１２ａに磁気回路を形成し、両回転手段間に強力な磁気吸引力が発生する。
【００２８】
この状態においては、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａ間の磁力による回転中心軸方向の吸引力は、クラッチ突起１６と高トルク入力手段２のクラッチ保持磁性体４の磁力による回転中心軸方向の吸引力と釣合い状態にあり、歯形形状継鉄１２ａと磁極１４ａは、磁力によって図１に示す状態を維持し、歯形形状継鉄１２ａから磁極１４ａにトルクを伝達し、歯形形状継鉄１２ａは磁極１４ａを低トルク入力手段１１と同速で回転する。この動作によって、出力回転手段１７は回転トルク入力手段６に比して高速で回転する。
【００２９】
次に、負荷トルクが増大し、負荷トルクが歯形形状継鉄１２ａと磁極１４ａの磁気吸引力を越えると、図６（ａ）に示すように、低トルク入力手段１１と出力回転手段１７は相対回転し、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａ間の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力はＦｒｍａｘからＦｒｍｉｎに減少し、一方、クラッチ突起１６と高トルク入力手段２のクラッチ保持磁性体４の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力が磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａ間の磁力による吸引力の回転中心軸方向の分力より相対的に増大することにより、磁極１４ａは回転中心軸方向にスライドし、クラッチ突起１６とクラッチ保持磁性体４は吸着し、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの相対位置が変位して、図６（ｂ）に示すように、クラッチ突起１６は回転トルク入力手段６と同じ速度で回転する高トルク入力手段２の係合凹部３に係合し、クラッチ突起誘導部４ａの傾斜に沿ってクラッチ係合凹部３の深部に誘導され、高負荷低速回転に切換えられる。
【００３０】
この動作によって、クラッチ突起１６を介して、出力回転部材１７を高トルク入力手段２と同速で回転する。
【００３１】
この高負荷回転時においても、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａは連続して相対的に回転し、磁極１４ａの歯形形状部１４ｂと歯形形状継鉄１２ａの歯型形状部が対向した状態時に、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの歯型形状部間に最大のスラスト力が発生し、磁極１４ａの山（歯先）と歯形形状継鉄１２ａの谷（歯底）が対向した時にスラスト力は最小となる。
【００３２】
次に、負荷が解消（所定トルク以下に減少）すると、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの歯形形状部の歯先同士が磁力で引き合い円周方向で歯先の位置が一致し向き合い、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの磁力による吸引力の回転中心軸方向の分力が増加する。高トルク入力手段２と出力回転手段１７間に働く負荷トルクが解消されていると、この増加した磁気吸引力（スラスト力）によって、クラッチ突起１６とクラッチ保持磁性体４は吸着しながらクラッチ突起１６はクラッチ保持磁性体の頂部に設けられた磁気吸着力低減部４ｂに相対移動する。その結果、更に磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの歯形形状部１２ｂに働く磁力が増大し、クラッチ突起１６はクラッチ保持磁性体４間に働く磁気吸着力は低減するので、クラッチ突起１６はクラッチ保持磁性体４から釈放されて咬み合いクラッチの係合が解除され、低負荷伝達モードに切り換わる。
【００３３】
以上の通り、高負荷時にはクラッチ突起１６とクラッチ保持磁性体４の吸着力が高く確実に高トルク伝達モードを維持し、負荷が減少すると、クラッチ突起１６が磁気吸着低減部４ｂに移動し、低トルク伝達モードに自動的に確実に切り替わることができる。
【００３４】
本実施の形態によると、磁極回転体１４と低トルク入力手段１１間で伝達可能なトルクを上まわる負荷トルクが作用し、磁極回転体１４と継鉄回転体１２が相対回転を開始すると、両回転体の回転軸方向に働く磁力による吸着・保持力が、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの歯先が対向吸着しているときに比べ大幅に低減し、その結果、クラッチ突起１６と高トルク入力手段のクラッチ係合凹部のクラッチ保持磁性体４間に働く磁気吸引力が磁極回転体１４と継鉄回転体１２間に働く磁気吸引力を上まわり、クラッチ突起はクラッチ係合凹部のクラッチ保持磁性体４に吸着し、クラッチ突起１６は該吸着力と負荷トルクによる両者の相対回転によってクラッチ突起誘導部４ａの傾斜に沿ってクラッチ係合部の深部に誘導され、咬み合いクラッチが確実に係合し高負荷トルクを伝達することができる。また、負荷トルクが減少しても直ちにはクラッチ突起１６とクラッチ保持磁性体４の係合は解除されず、吸着動作の逆をたどる動作によって咬み合いクラッチが解除される。
【００３５】
また、クラッチ保持磁性体４には、クラッチ突起１６との吸着力がクラッチ突起誘導部４ａより低減された磁気吸着力低減部を設けたので、負荷が作用しているときには確実に咬み合いクラッチが咬み合い状態を保持し、負荷が無くなり、クラッチ突起が磁気吸引力低減部に相対回転して移動したときに、磁極回転体１９と低トルク入力手段１１間に働く磁気吸着力がクラッチ突起１６とクラッチ保持磁性体４間に働く磁気吸着力を上まわり、確実に咬み合いクラッチを解除することができる。
【００３６】
また、永久磁石４ｃによって磁気吸着力低減部４ｂを形成し、吸着力を打ち消すようにすることで、吸着力を容易にコントロールできる。
【００３７】
また、遊星歯車機構７の遊星キャリア７ａに高トルク入力手段２を連結し、遊星歯車機構７の太陽プラネタリギヤ７ｂに低トルク入力手段１１を連結する構成としたので、
一つの駆動源から高速回転を低トルク回転手段に、低速回転を高トルク回転手段にそれぞれ伝達することができ、自動変速駆動装置の構成をコンパクトに構成することができる。
〔実施の形態２〕
以下、本発明の実施の形態２の負荷感応型磁気クラッチ装置について、図３、４を参照して説明する。
【００３８】
本実施の形態は、回転トルク入力手段に高トルク入力手段を連結し、回転トルク入力手段に遊星歯車機構を連結し、高速、低速回転の切換を行う形態である。図３及び図４において、１は後記する回転トルク入力手段を構成する非磁性の中空軸状の入力部材、２は入力部材１に連結された高トルク入力手段、３は高トルク入力手段２に設けられた咬合クラッチのトルク伝達用係合部を構成する係合凹部である。４は前記係合凹部３の凹部底面に設けられたクラッチ保持磁性体で、台形形状をし、クラッチ突起１６をクラッチ係合部の深部に誘導するクラッチ突起誘導部４ａと台形形状の頂部を形成する磁気吸着力低減部４ｂを有する。磁気吸着力低減部４ｂは係合凹部３の中央部に設けられ、前記台形形状部の頂部裏面に接するように永久磁石４ｃが設けられている。永久磁石４ｃは後記するクラッチ突起１６の永久磁石１５よりは吸引力の小さい磁石で構成され、永久磁石１５の吸引力を打ち消すように作用する。クラッチ突起１６は永久磁石１５によって励磁される強磁性体からなり、高トルク入力手段２の係合凹部３のクラッチ保持磁性体４に吸着し、保持される。高トルク入力手段２はクラッチ保持磁性体４以外は、非磁性体で構成されている。
【００３９】
６は入力部材１の外周に設けられたハンドホイール、ベルト車等の回転操作部材で、入力部材１を介して後記するプラネタリキャリア７ａに連結されている。
【００４０】
７は増速機構として作用する遊星歯車機構、７ａは入力部材１に連結されたプラネタリキャリア、７ｂはプラネタリキャリア７ａに回転可能に軸支されたプラネタリギア、８はプラネタリギヤ７ｂが内接咬合するリングギヤ、９は太陽ギヤ軸１０に設けられた太陽ギヤ、１０は増速機構の出力軸である太陽ギヤ軸である。プラネタリギヤ７ｂは太陽ギヤ９と外接噛合し、前記リングギヤ８と内接噛合し、プラネタリキャリア７ａの回転を増速し、太陽ギヤ軸１０を増速回転する。
【００４１】
１１は太陽ギヤ軸に連結され、回転トルク入力手段６の回転に対し遊星歯車機構の増速比で高速回転する低トルク入力手段、１１ａは低トルク入力手段のボス部である。
【００４２】
低トルク入力手段１１は軸受け１９ａを介して出力回転手段１７の前記ボス部１７ａ外周にボス部１７ａに対して相対的に回転及び軸方向にスライド可能に軸受されている。
【００４３】
１２は継鉄回転体で、低トルク入力手段１１のボス部１１ａの外周の円周上に２列に列設された複数の歯先を有する歯形形状継鉄（歯形形状磁性体）１２ａ、１２ａを備える。前記継鉄回転体１２は軟磁性体が好ましい。
【００４４】
１４は円周上に２列に列設された磁極１４ａ、１４ａを有する磁極回転体である。磁極１４ａは歯形形状継鉄１２ａの歯先の列の外周に対向配置されている。１５は前記１対の磁極１４ａ、１４ａ間に設けられた中空円板状の永久磁石で、一方の側面がＮ極、他方の側面がＳ極となっている。磁極１４ａ、１４ａは中空円板状の永久磁石１５の側面に固着され、各磁極１４ａ、１４ａの内周には複数の歯形形状部１４ｂ、１４ｂが列設され、永久磁石１５によって歯形形状部１４ｂの歯先にＮ極又はＳ極が励磁されている。前記磁極回転体１４、永久磁石１５は出力回転手段１７に固設されている。
【００４５】
１６は強磁性体からなり前記係合凹部３と係脱することで咬合クラッチを構成するクラッチ突起で、永久磁石１５によって励磁されている。クラッチ突起１６は磁極回転体１４の側面から係合凹部３に向かって出力回転手段１７から突出して設けられ、高負荷時に前記高トルク入力手段２に設けた係合凹部３に吸着し、係合する。
【００４６】
１７は前記永久磁石１５を有する前記磁極回転体１４及びクラッチ突起１６を備えた出力回転手段、１７ａは出力回転手段１７のボス部である。出力回転手段１７のボス部１７ａの内周にはスプライン１７ｂが設けられており、後記する駆動部材３０のボス部３０ａ外周に設けたスプライン３０ｃとスプライン結合しており、出力回転手段１７から駆動部材３０を介して出力軸１８に回転トルクを伝達するとともに、出力回転手段１７を駆動部材３０に対して軸方向にスライド可能に支持する。出力回転手段１７は、磁極回転体１４、永久磁石１５、クラッチ突起１６以外の材質は、非磁性体にて構成されている。
【００４７】
次に、本実施の形態の磁気クラッチ機構の切換動作について説明する。
【００４８】
図３に示すクラッチが低負荷を伝達する状態では、低トルク入力手段１１の歯形形状継鉄１２ａの歯型形状部の歯先と出力回転手段１７に設けた磁極１４ａの歯型形状部１４ｂの歯先が対向した状態にあり、永久磁石１５で励磁された磁極１４ａの歯形形状部１４ｂと低トルク入力手段１１に設けた歯形形状継鉄１２ａに磁気回路を形成し、両回転手段間に強力な磁気吸引力が発生する。
【００４９】
この状態においては、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａ間の磁力による回転中心軸方向の吸引力は、クラッチ突起１６と高トルク入力手段２のクラッチ保持磁性体４の磁力による回転中心軸方向の吸引力と釣合い（安定）状態にあり、歯形形状継鉄１２ａと磁極１４ａは、磁力によって図３に示す状態を維持し、歯形形状継鉄１２ａから磁極１４ａにトルクを伝達し、歯形形状継鉄１２ａは磁極１４ａを低トルク入力手段１１と同速で回転する。この動作によって、出力回転手段１７は回転トルク入力手段６に比して高速で回転する。
【００５０】
次に、負荷トルクが増大し、負荷トルクが歯形形状継鉄１２ａと磁極１４ａの磁気吸引力を越えると、低トルク入力手段１１と出力回転手段１７は相対回転するため、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａ間の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力はＦｒｍａｘからＦｒｍｉｎに減少する。クラッチ突起１６と高トルク入力手段２のクラッチ保持磁性体４の磁力による吸引力の回転中心線方向の分力により、磁極１４ａは回転中心線方向にスライドし、クラッチ突起１６とクラッチ保持磁性体４は吸着し、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの相対位置が変位して、クラッチ突起１６は回転トルク入力手段６と同じ速度で回転する高トルク入力手段２の係合凹部３に係合し、クラッチ突起誘導部４ａの傾斜に沿ってクラッチ係合部３の深部に誘導され、高負荷低速回転に切換えられる。
【００５１】
この高負荷回転時においても、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａは連続して相対的に回転し、磁極１４ａの歯形形状部１４ｂと歯形形状継鉄１２ａの歯型形状部が対向した状態時に、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの歯型形状部間に最大のスラスト力が発生し、磁極１４ａの山（歯先）と歯形形状継鉄１２ａの谷（歯底）が対向した時にスラスト力は最小となる。
【００５２】
次に、負荷が解消（所定トルク以下に減少）すると、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの両者の歯形形状部の歯先同士が磁力で引き合い円周方向で歯先の位置が一致し向き合い、磁気回路が歯形形状継鉄１２ａの歯型形状部の歯先を流れる磁気回路が強固になるので、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの磁力による吸引力の回転中心線方向の分力が増加する。高トルク入力手段２と出力回転手段１７間に働く負荷トルクが解消されていると、この増加した磁気吸引力（スラスト力）によって、クラッチ突起１６とクラッチ保持磁性体４は吸着しながらクラッチ突起１６はクラッチ保持磁性体の頂部に設けられた磁気吸着力低減部４ｂに相対移動する。その結果、更に磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの歯形形状部１２ｂに働く磁力が増大し、クラッチ突起１６はクラッチ保持磁性体４間に働く磁気吸着力は低減するので、クラッチ突起１６はクラッチ保持磁性体４から釈放されて咬み合いクラッチの係合が解除され、低負荷伝達モードに切り換わる。
【００５３】
以上の通り、高負荷時には、クラッチ突起１６とクラッチ保持磁性体４の吸着力が高く確実に高トルク伝達モードを維持し、負荷が減少すると、クラッチ突起１６が磁気吸着低減部４ｂに移動し、低トルク伝達モードに自動的に確実に切り替わることができる。
【００５４】
本実施の形態によると、回転トルク入力手段６に高トルク入力手段２を連結し、回転トルク入力手段６に遊星歯車機構７を連結し、出力回転手段１７を介して高速、低速の回転切換えを行う形態であるため、手動チェーンブロックのハンドホイールを回転トルク入力手段に設けることで、容易に手動チェーンブロックに適用することが可能で、手動チェーンブロックに本実施の形態の前記負荷感応型磁気クラッチ装置を備えることで、ハンドホイール６を回転駆動させるだけで、無負荷では自動で高速に切り替わり巻上げ巻下げするチェーンブロックを提供できる。
【００５５】
以上の通り、本発明によると、出力回転手段１７の磁極１４ａに付加される負荷により、出力回転手段１７に設けた磁極１４ａと低トルク入力手段１１に設けた歯形形状継鉄１２ａとが相対回転した時に、永久磁石１５の磁力によって発生するスラスト力を利用して、磁極１４ａを回転軸方向にスライドすることで出力回転手段１７を高トルク入力手段２に、クラッチ突起１６と係合凹部３からなる咬合クラッチによって連結する構成としているので、従来公知の装置において必要としていた別体としてのスラスト変換機構を設ける必要がないため、部品点数が少なく、構造が簡単で、小型・軽量化が可能となり、製品コストを大幅に削減することができ、また、高負荷時には、磁極１４ａと歯形形状継鉄１２ａの相対回転により、磁極１４ａに設けたクラッチ突起１６を高トルク入力手段２に係合する構成としているので、高負荷時においても、動力伝達を確実に行うがことができ、かつクラッチの切換えをハイレスポンスに行うことができる。
【００５６】
さらに、高トルク入力手段２のトルク伝達用係合凹部３にクラッチ突起誘導部４ａを有するクラッチ保持磁性体４を設けたので、出力回転手段１７が低トルク入力手段１１から高トルク入力手段２に切換える動作時、クラッチ突起１６がクラッチ保持磁性体４に吸引され、クラッチ突起誘導部４ａの傾斜に沿ってクラッチ係合凹部３の深部に誘導されるため、クラッチ突起１６による切換え動作を確実に行うことができ、また、高負荷伝達モードにおける操作時、クラッチ突起１６は常時クラッチ保持磁性体４の深部に吸着されているため、クラッチに作用する負荷の変動によりクラッチ戻りの発生を防止することができる。また、クラッチ保持磁性体４にクラッチ突起１６との離脱用の磁気吸引力低減部４ｂを設けたので、出力回転手段１７と高トルク入力手段２間のトルクが減少し、出力回転手段１７を高トルク入力手段２から、低トルク入力手段１１への伝達に伝達経路を切換える操作を、高トルク入力手段２をそれまでの回転方向とは逆方向に回転させることで、クラッチ突起１６を磁気吸引力低減部４ｂから離反する方向に移動させ、クラッチ突起１６とクラッチ保持磁性体４との吸着力は低減し、出力回転手段１７を高トルク入力手段２から低トルク入力手段１１への伝達位置に切換え、円滑に低負荷伝達（高速）モードに切換えることができる。
〔実施の形態３〕
図７〜図８を用いて、本発明の実施の形態２の負荷感応型磁気クラッチ装置を内蔵したチェーンブロックの実施の形態について説明する。
【００５７】
図７は、本発明の負荷感応型磁気クラッチ装置を備えた手動チェーンブロックの低負荷高速回転時の全体構成図を示し、図８は、本発明の負荷感応型磁気クラッチ装置を備えた手動チェーンブロックの高負荷低速回転時の全体構成図を示す。
【００５８】
図において、２１は巻上機の上フック、２２はロードシーブ２３及び減速ギア用軸受を備えた本体フレーム、２３は本体フレーム２２に回転可能に軸支され、図示しないロードチェーンを巻き上げ巻き下げするロードシーブ、２４ａはロードシーブ２３のボス部にスプライン結合されたロードギヤ、２４ｂは駆動軸１８のピニオン１８ａと噛合し、ロードギヤ２４ａと噛合する図示しない減速歯車（小）と同軸に軸着された減速ギヤ（大）で、駆動軸１８の回転を減速してロードシーブ２３に伝達している。１８はロードシーブ２３の挿通孔に回転自在に貫装され、一方の端部にはピニオン１８ａ、他方には雄ねじ１８ｂが設けられている。駆動軸１８はピニオン１８ａ側の先端がカバーフレーム２７ａに軸受け２６ａで軸支され、雄ねじ１８ｂ側の先端が回転操作部材であるハンドホイール６のカバーフレーム２７ｂに軸受け２６ｂで軸支されている。
【００５９】
２５は駆動軸１８に回転不能に軸着されたブレーキ受圧部材で、そのボス部２５ａには一対の摩擦板２９、２９と、摩擦板２９、２９に挟装され、図示しない爪に係合する逆転防止用爪車２８が回転可能に外装されている。
【００６０】
３０はメカニカルブレーキの駆動部材で、ボス部３０ａの内周部に雌ネジ３０ｂを、外周部にスプライン３０ｃを有し、前記雌ネジ３０ｂは駆動軸１８の雄ネジ１８ｂに螺合し、正転（巻き上げ操作）することで、摩擦板２９、２９及び逆転防止用爪車２８をブレーキ受圧部材２５に向かってその制動面で押圧し、駆動部材３０の回転を駆動軸１８に伝達するように構成され、逆転（巻き下げ操作）することで、前記押圧方向とは逆方向にスライドして逆転防止用爪車２８との摩擦係合を解放し逆転（巻き下げ）を可能にするようにされており、駆動部材３０はメカニカルブレーキの回動駆動操作される入力部を構成している。
【００６１】
ボス部３０ａは、駆動部材３０から、摩擦板２９を押圧する制動面とは反対方向で後記するハンドホイール６のカバーフレーム２７ｂの側面方向に延長され、ボス部３０ａの外周に設けられたスプライン３０ｃに、後記する出力回転部材１７のボス部１７ａが軸方向にスライド可能にボス部１７ａの内周に設けられたスプラインで嵌装され、駆動部材３０と出力回転部材１７はトルク伝達可能に連結されている。更にこのボス部１７ａの外周に低トルク入力手段１１が軸受け１９ａによって回転可能、かつ回転軸方向へスライド可能に相対移動可能に軸承されている。以下磁気クラッチの構成は実施の形態２と同一である。
【符号の説明】
【００６２】
１  入力部材
２  高トルク入力手段
３  係合凹部
４  クラッチ保持磁性体
４ａ  クラッチ突起誘導部
４ｂ  磁気吸着力低減部
４ｃ  永久磁石
６  回転操作部材
７  遊星歯車機構
７ａ  プラネタリキャリア
７ｂ  プラネタリギヤ
８    リングギヤ
９    太陽ギヤ
１０  太陽ギヤ軸
１１  低トルク入力手段
１２  継鉄回転体
１２ａ  歯形形状継鉄
１４    磁極回転体
１４ａ  磁極
１４ｂ  歯形形状部
１５  永久磁石
１６  クラッチ突起
１７  出力回転手段
１７ａ  ボス部
１８  出力軸（駆動軸）
１８ａ  スプライン
２３  ロードシーブ
２４ａ  ロードギヤ
２４ｂ  減速ギヤ
２５  受圧部材
２６ａ、２６ｂ  軸受け
３０  駆動部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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