(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速機構部によってモータの駆動力を減速させて動作桿の転換動力とする転てつ機であって、
第１の軸方向面に配置された第３永久磁石部及びヒステリシス材のうちの一方のクラッチ部材と、第２の軸方向面に配置された第１永久磁石部とを有し、回転力を前記動作桿側に伝達する出力歯車に接続されたロータ部と、
第２永久磁石部を、前記第１永久磁石部に対向する位置に有し、前記モータ側からの駆動力を受ける受動歯車部と、
前記第３永久磁石部及び前記ヒステリシス材のうちの他方のクラッチ部材を前記一方のクラッチ部材に対向する位置に有し、前記一方のクラッチ部材に対する当該他方のクラッチ部材の間隔を変化させる方向に装着位置を調整可能に前記受動歯車部に装着された調整機構部と、
を備え、前記第１永久磁石部と前記第２永久磁石部との磁気結合により第１マグネットクラッチ部が構成され、前記一方のクラッチ部材と前記他方のクラッチ部材との磁気結合により第２マグネットクラッチ部が構成され、前記調整機構部の装着位置を調整することで、前記第２マグネットクラッチ部のトルクを調整可能な転てつ機。
【請求項２】
前記第１永久磁石部は、前記第１の軸方向面に、円周方向に沿ってＮ極及びＳ極の一方のみが表れるように複数の永久磁石が多重環状に配置されて構成され、
前記第２永久磁石部は、前記第１永久磁石部と同数の永久磁石が、Ｎ極及びＳ極の他方のみが前記第１永久磁石部に対向するように前記円周方向に沿って多重環状に配置されて構成され、
前記第１永久磁石部及び前記第２永久磁石部それぞれは、半径方向に隣接する環状配置において、永久磁石の周方向隣接位置が異なるように永久磁石が配置されて構成された、
請求項１に記載の転てつ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道用線路の分岐器を定位／反位に転換させる転てつ機に関する。
【背景技術】
【０００２】
転てつ機には、モータの焼損や内部機構への衝撃を防止するためのクラッチが設けられている。このクラッチは磁気結合式が主流であり、モータと減速歯車との間に連結されている。近年、磁石の能力が向上したため、大きなトルクのマグネットクラッチ（磁気結合式クラッチ）を小型化できるようになったことから、減速機構内にクラッチを配置する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、負荷の大きさに適したトルク調整を可能とする技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３６８０４号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４１４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のマグネットクラッチ式の転てつ機において、伝達トルクを一層増加させることは困難であった。例えば、特許文献２に開示された転てつ機は、永久磁石とヒステリシス材とを組み合わせてマグネットクラッチを構成している。この構成であれば、スリップの度合いに関係なく一定のトルクでトルク伝達ができるが、更に伝達トルクを増加させるために磁束密度を大きくするには限界がある。勿論、単純にマグネットクラッチの大きさを大きくすれば伝達トルクを増加できるが、収容するためのスペースを確保するためには転てつ機の大型化が避けられず、従来の転てつ機のサイズに収めることは困難であった。
【０００５】
一方、永久磁石と永久磁石とを組み合わせてマグネットクラッチを構成する考えもある。しかし、スリップしたときに向かい合う磁石の位置ズレが生じると伝達トルクの脈動が起こる。すなわち、位置ズレが生じている過程では伝達トルクが減少し、位置ズレが無くなる（完了する）と伝達トルクが元の大きさに戻ることが繰り返されて伝達トルクが脈動する。また、伝達トルクが脈動すると、各機構部品が振動して騒音を発生させるおそれもある。永久磁石の極数を多くすれば脈動を低減できるが製作が難しく、且つコスト高騰を招く問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みて考案されたものであり、その目的とするところは、転てつ機のマグネットクラッチにおいて、伝達トルクの脈動を抑えつつ、伝達トルクを増強させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の発明は、減速機構部によってモータの駆動力を減速させて動作桿の転換動力とする転てつ機であって、第１の軸方向面に配置された第１永久磁石部と、第２の軸方向面に配置された第３永久磁石部及びヒステリシス材のうちの一方のクラッチ部材とを有し、回転力を前記動作桿側に伝達する出力歯車に接続されたロータ部と、前記第３永久磁石部及び前記ヒステリシス材のうちの他方のクラッチ部材を、前記一方のクラッチ部材に対向する位置に有し、前記モータ側からの駆動力を受ける受動歯車部と、前記受動歯車部と一体に回転し、且つ、前記第１永久磁石部と対向する位置に設けられた第２永久磁石部と、を備え、前記第１永久磁石部と前記第２永久磁石部との磁気結合により第１マグネットクラッチ部が構成され、前記一方のクラッチ部材と前記他方のクラッチ部材との磁気結合により第２マグネットクラッチ部が構成される転てつ機である。
【０００８】
第１の発明によれば、第１永久磁石部と第２永久磁石部とをクラッチ部材とした第１マグネットクラッチ部と、第３永久磁石部とヒステリシス材とをクラッチ部材とした第２マグネットクラッチ部と、のハイブリッド構造とすることで、永久磁石部とヒステリシス材とを組み合わせたマグネットクラッチのみで構成するよりも伝達トルクを増強することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、第１マグネットクラッチ部の極数を、コスト高騰を招かない程度に制限しても伝達トルクの脈動を抑制できる。すなわち、第１マグネットクラッチ部ではスリップが生じるほど回転ズレが大きくなると磁気結合が弱まる反面、第２マグネットクラッチ部では回転ズレが大きくなるほど磁気結合が強くなるため、第１マグネットクラッチ部での磁気結合の低下を補い脈動を抑制できる。
つまり、伝達トルクの脈動を抑制しつつ、伝達トルクを増強させることができる。
【００１０】
第２の発明は、前記第２永久磁石部を有し、前記第１永久磁石部に対する当該第２永久磁石部の間隔を変化させる方向に装着位置を調整可能に前記受動歯車部に装着された調整機構部、を更に備え、前記調整機構部の装着位置を調整することで、前記第１マグネットクラッチ部のトルクを調整可能な第１の発明の転てつ機である。
【００１１】
第２の発明によれば、転てつ機全体としての伝達トルクの調整が可能になる。
【００１２】
なお、第１マグネットクラッチ部に係る磁極の配置については、第３の発明として、前記第１永久磁石部が、前記第１の軸方向面に、円周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に表れるように永久磁石が配置されて構成され、前記第２永久磁石部は、前記第１永久磁石部と同数の永久磁石が、Ｎ極とＳ極とが交互に前記第１永久磁石部に対向するように前記円周方向に沿って配置されて構成された、第１又は第２の発明の転てつ機を構成することができる。
【００１３】
あるいは、第４の発明として、前記第１永久磁石部は、前記第１の軸方向面に、円周方向に沿ってＮ極及びＳ極の一方のみが表れるように複数の永久磁石が配置されて構成され、前記第２永久磁石部は、前記第１永久磁石部と同数の永久磁石が、Ｎ極及びＳ極の他方のみが前記第１永久磁石部に対向するように前記円周方向に沿って配置されて構成された、
第１又は第２の発明の転てつ機を構成することができる。
【００１４】
また、第５の発明として、前記第１永久磁石部及び前記第２永久磁石部それぞれは、半径方向に隣接する環状配置の永久磁石数が異なるように永久磁石が多重環状に配置されて構成された、
第４の発明の転てつ機を構成することができる。
【００１５】
第４及び第５の発明によれば、第１マグネットクラッチ部に起因する伝達トルクの脈動を一層抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態における転てつ機の内部機構の構成例を示す上面図であって、ケースの蓋を外した様子に相当する図。
【図２】第１実施形態におけるマグネットクラッチの構成例を示す拡大断面図。
【図３】マグネットクラッチのロータハウジングの構成例を示す上面図。
【図４】マグネットクラッチのロータハウジングの構成例を示す断面図。
【図５】マグネットクラッチのロータハウジングの構成例を示す下面図。
【図６】マグネットクラッチの調整機構部の構成例を示す上面図。
【図７】マグネットクラッチの調整機構部の構成例を示す断面図。
【図８】マグネットクラッチの調整機構部の構成例を示す下面図。
【図９】マグネットクラッチのロータの構成例を示す上面図。
【図１０】マグネットクラッチのロータの構成例を示す側面図。
【図１１】クラッチ調整工具の構成例を示す斜視外観図。
【図１２】第１実施形態における転てつ機のクラッチ調整方法を説明するための図。
【図１３】第１マグネットクラッチ部の構成の変形例を示す図。
【図１４】第１マグネットクラッチ部の構成の変形例を示す断面図。
【図１５】マグネットクラッチの構成の変形例を示す拡大断面図。
【図１６】マグネットクラッチの構成の変形例を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態における転てつ機１００の内部機構の構成例を示す上面図であって、ケース１０１の上蓋を外し、当該ケースの内部、すなわちメンテナンス空間１０３が見える状態に相当する。なお、内部機構の理解を容易にするために、回路制御器、制御リレー、外部端子板等の図示を省略している。
【００１８】
本実施形態の転てつ機１００は、ケース１０１の外側面（図１に向かって左側面）にモータ２５０を備える。モータ２５０の駆動軸２０２は、ケース１０１の側部を貫通して、内部に設けられた減速機構部１２０に接続されている。モータ２５０で発生された回転動力は、減速機構部１２０で適切なトルクに変換されて、転換鎖錠機構部１４０に伝達される。
【００１９】
減速機構部１２０は、例えばモータ２５０の駆動軸２０２に取り付けられたピニオンギア１２２と、これに噛み合う受動歯車であるベベルギア１２４と、当該ベベルギア１２４の回転軸に設けられた第１減速ギア１２６と噛み合う中間ギア１２８と、当該中間ギア１２８の回転軸に設けられた第２減速ギア１３０と噛み合う最終歯車である転換ギア１３２とを含んで構成される。
【００２０】
転換鎖錠機構部１４０は、減速機構部１２０で減速された回転動力を動作桿１０２の直動運動に変換するとともに、鎖錠桿１０４の鎖錠／解除を行う機構部であって、公知の転てつ機と同様に実現できる。
例えば、転換に関しては、転換ギア１３２の下面に突設された転換ローラ１４２と、動作桿１０２の動作方向と交差方向に向いて動作桿１０２に刻設された転換カム溝１４４との係合により実現される。また、鎖錠に関しては、転換ローラ１４２と係合する略半円状の鎖錠カム溝が刻設された第１鎖錠プレート１５３及び第２鎖錠プレート１５４が設けられ、各鎖錠プレートにはそれぞれ鎖錠桿１０４へ向けて延設されて貫通するロックピース１５５，１５６が延設されている。
【００２１】
［マグネットクラッチの説明］
図２は、本実施形態におけるマグネットクラッチの構成例を示す拡大断面図であって、図１のマグネットクラッチ３００に係るＡ−Ａ断面図である。なお、構造の理解を容易にするために、中間ギア１２８の図示を省略している。
【００２２】
本実施形態のマグネットクラッチ３００は、減速機構部１２０の一部を構成している。
具体的には、マグネットクラッチ３００は、
（１）モータ２５０側からの回転動力を受けるベベルギア１２４と一体で、その回転軸Ａ１に沿って有底円柱状の内部空間を形成するロータハウジング３０４と、
（２）ロータハウジング３０４の有底円柱状内部空間の上向き開口部に回転軸Ａ１と同軸に螺合される調整機構部３４０と、
（３）ロータハウジング３０４の内部空間で回転自在で当該クラッチ自身及びベベルギア１２４の回転軸を兼ねるロータ部３７０と、を備える。
【００２３】
先ず、ロータハウジング３０４の構成について説明する。
図３は、ロータハウジング３０４の上面図。図４は同断面図（図１のＡ−Ａ断面）。図５は同下面図である。これらの図に示すように、ロータハウジング３０４は、有底円筒部３０５の上端開口部外周に、鍔状にベベルギア１２４を備える。有底円筒部３０５の軸はベベルギア１２４の回転軸と一致するように形成されており、ベベルギア１２４は有底円筒部３０５より大径に設定されている。つまり、ベベルギア１２４のはす歯は、有底円筒部３０５より外側にある。
【００２４】
有底円筒部３０５は、開口部側の大内径部３０６と、当該大内径部３０６よりも底部側で小径の小内径部３０８とを有する。つまり、有底円筒部３０５は、開口部側から底に向けて段階的に内径が縮小されており、上向きに開口する段付の有底円柱状空間を形成している。
【００２５】
大内径部３０６の内壁面には、開口端側から調整ネジ３１０が形成されている。この調整ネジ３１０は、調整機構部３４０の外周に設けられる調整ネジ３４４（図７参照）と適合する。
【００２６】
有底円筒部３０５の段付部分の開口部向きの面には、調整ネジ３１０に螺合された調整機構部３４０を、開口方向に付勢するための調整バネ３６０（図２参照）の一端を嵌着させるための調整バネ受け溝３１２が凹設されている。
【００２７】
小内径部３０８は、ロータ部３７０を収容するロータ収容部３１４となる。そして、小内径部３０８の底面（すなわち面方向（面の法線方向）がロータハウジング３０４及びロータ部３７０の回転軸方向の面（軸方向面））には、全体として環状平板形の第３永久磁石部３５３Ｂが固定されている。
【００２８】
第３永久磁石部３５３Ｂは、表裏で磁極が異なる平板扇形状の複数の永久磁石を環状に配置して構成されており、各永久磁石は、上向き（ロータハウジング３０４の開口部向き）の磁極をＮ極とＳ極とが円周方向に沿って交互に表れるように配置されている。例えば、厚み方向両面着磁形の扇形永久磁石を環状に配置して実現される。本実施形態では、磁極数は３６０°を８等分するように設けているが、磁極数は適宜設定可能である。また、第３永久磁石部３５３Ｂを、片面多極型のリング形永久磁石により構成することとしてもよい。
【００２９】
また、ロータハウジング３０４は、小内径部３０８の外側、大内径部３０６との径差部分に、ロータハウジング３０４と調整機構部３４０との相対位置を固定／解除するロック機構部３２０を備える。
【００３０】
ロック機構部３２０は、止めピン３２２と、当該止めピンを有底円筒部３０５の開口部方向に付勢する圧縮バネ３２４と、それら（止めピン３２２及び圧縮バネ３２４）を、止めピン収容部３２６に封入する止めピン蓋３２８とを備える。
【００３１】
止めピン３２２は、円柱断面のロッドの中程に拡径された顎部３２２ｂを備える。
止めピン収容部３２６は、ロータハウジング３０４の底面側からベベルギア１２４の回転軸と平行に形成された下向き開口の有天井円柱状の小空間である。止めピン収容部３２６の中心軸は、ベベルギア１２４の回転軸（ロータハウジング３０４の中心軸でもある）から距離Ｌだけ外側に設定される。
【００３２】
止めピン収容部３２６の天井部分には、天井面の内径より小径のピン先端挿通孔３２６ａが有底円筒部３０５の段付部分に貫通する。ピン先端挿通孔３２６ａの中心軸も、ベベルギア１２４の回転軸、すなわちロータハウジング３０４の中心軸から距離Ｌだけ外側となる。このピン先端挿通孔３２６ａの内径は、止めピン３２２の先端部分３２２ａが遊嵌可能に設定されているが、止めピン３２２の顎部３２２ｂの径よりは小さく設定されている。また、止めピン収容部３２６の下端開口部には、止めピン蓋３２８をネジ込みできるようにネジが切ってある。
【００３３】
止めピン蓋３２８は、止めピン収容部３２６の下端開口部から、止めピン３２２及び圧縮バネ３２４が抜けるのを防止するために螺合される蓋である。その中央には、止めピン３２２の下端部分３２２ｃが挿通するピン下端挿通孔３２８ａが設けられている。
【００３４】
ロック機構部３２０の組み立ては、止めピン収容部３２６に、止めピン３２２の先端部分３２２ａを上に向けて挿入し、次いで圧縮バネ３２４を挿入し、最後に止めピン蓋３２８をねじ込んで成される。組み立てられた状態では、止めピン３２２の先端部分３２２ａはピン先端挿通孔３２６ａに遊嵌し、ロータハウジング３０４の開口部向き、つまり上向きに突出する。止めピン３２２の下端部分３２２ｃは、止めピン蓋３２８のピン下端挿通孔３２８ａに遊嵌し、ピン先端挿通孔３２６ａの遊嵌と相まって止めピン３２２の倒れを規制しつつガイドする機能を果たす。
【００３５】
圧縮バネ３２４は、止めピン３２２の顎部３２２ｂと、止めピン蓋３２８との間に圧縮状態で収容され、止めピン３２２を上向き、すなわち調整ネジ３１０にネジ込まれる調整機構部３４０の方向へ付勢する。但し、止めピン３２２の顎部３２２ｂが止めピン収容部３２６の天井に当接するので、止めピン３２２の先端部分３２２ａは、有底円筒部３０５の内部には規定長さ以上には突出しない。
【００３６】
次に、調整機構部３４０について説明する。
図６〜図８は、それぞれ調整機構部３４０の上面図、断面図（図１のＡ−Ａ断面）、下面図である。
【００３７】
図７に示すように、調整機構部３４０は、円板状の基板３４２の外周側面にロータハウジング３０４の調整ネジ３１０に適合する調整ネジ３４４を備え、基板３４２の中心軸に沿ってロータ部３７０の軸の上部が挿通するロータ軸挿通孔３４６が貫通されている。
また、図６に示すように、基板３４２の中心軸に対して半径ｒの同心円状に、止めピン３２２の先端部分３２２ａが挿通できる複数の止めピン孔３４８が貫通されている。本実施形態では、基板３４２の中心軸周りに４５°刻みで止めピン孔３４８を設けているが、設置数、設置角度はこれに限らず適宜設定することができる。なお、半径ｒは、止めピン収容部３２６及びそのピン先端挿通孔３２６ａと、ロータハウジング３０４の中心軸との距離Ｌ（図４参照）と一致する。
【００３８】
そして、基板３４２の下面には、全体として環状平板形の第２永久磁石部３５２Ａが固定されている。
図７や図８に示すように、第２永久磁石部３５２Ａは、表裏で磁極が異なる平板扇形状の複数の永久磁石を環状に配置して構成されており、各永久磁石は、下向き（ロータハウジング３０４に装着した場合に下向き）の磁極をＮ極とＳ極とが円周方向に沿って交互に表れるように配置されている。例えば、厚み方向両面着磁形の扇形永久磁石を環状に配置して実現される。本実施形態では、磁極数は３６０°を８等分するように設けているが、磁極数は適宜設定可能である。また、第２永久磁石部３５２Ａを、片面多極型のリング形永久磁石により構成することとしてもよい。
【００３９】
また、基板３４２の下面、第２永久磁石部３５２Ａの外周部には、調整バネ受け溝３４５が凹設されている。調整バネ受け溝３４５は、調整ネジ３１０に螺合された調整機構部３４０を開口方向に付勢するための調整バネ３６０の上端部が嵌着される。
【００４０】
次に、ロータ部３７０について説明する。
図９〜図１０は、本実施形態におけるロータ部３７０の構成例を示す図であって、前者は上面図、後者は側面図に相当する。
【００４１】
本実施形態のロータ部３７０は、回転軸本体部３７２の中央付近に、当該回転軸本体部よりも径が大きい拡径部３７４を備える。
【００４２】
回転軸本体部３７２は、ケース１０１のケース筐体９０に固定されたベアリング９２（図２参照）に嵌合し上下に枢支される円柱体である。拡径部３７４を境にして、回転軸本体部３７２の上側には、キー溝３７２ａが設けられるとともに段付３７２ｂが設けられている。この段付３７２ｂには、第１減速ギア１２６が突き当てられて、キー９６を用いて固定される（図２参照）。
【００４３】
一方、拡径部３７４の外径は、ロータハウジング３０４のロータ収容部３１４（図４参照）の内径よりも小さく設定されている。そして、その上側の軸方向面（第１の軸方向面）に、環状平板形の第１永久磁石部３５１Ａが磁界を上向きに固定され、拡径部３７４の下側の軸方向面（第２の軸方向面）には、環状平板形のヒステリシス材３５４Ｂが固定されている。第１永久磁石部３５１Ａおよびヒステリシス材３５４Ｂの外径は、拡径部３７４のそれよりも小さく設定されている。
【００４４】
第１永久磁石部３５１Ａは、表裏で磁極が異なる平板扇形状の複数の永久磁石を環状に配置して構成されており、各永久磁石は、上向きの磁極をＮ極とＳ極とが円周方向に沿って交互に表れるように配置されている。例えば、厚み方向両面着磁形の扇形永久磁石を環状に配置して実現される。本実施形態では、磁極数は３６０°を８等分するように設けているが、磁極数は適宜設定可能である。また、第１永久磁石部３５１Ａを、片面多極型のリング形永久磁石により構成することとしてもよい。
【００４５】
［組み立て手順の説明］
次に、マグネットクラッチ３００の組み立て及び転てつ機への組み付け手順について説明する。尚、ロータハウジング３０４には、ロック機構部３２０が予め組み付けられているものとする。また、ロータ部３７０には、第１減速ギア１２６は組み付けられていないものとする。
【００４６】
（手順１）ロータハウジング３０４のロータ軸受部３１６（図４参照）に、ロータ部３７０のキー溝３７２ａの無い側の回転軸本体部３７２（図１０参照）を差し込む。
（手順２）調整バネ３６０（図７参照）を、ロータハウジング３０４の調整バネ受け溝３１２（図４参照）に嵌め込む。
（手順３）調整機構部３４０のロータ軸挿通孔３４６（図７参照）に、ロータ部３７０のキー溝３７２ａのある回転軸本体部３７２を通しつつ、調整機構部３４０をロータハウジング３０４の調整ネジ３１０にネジ込む。このとき、調整機構部３４０をロータハウジング３０４に相対回転させると、止めピン孔３４８が止めピン３２２の上方に達する都度、止めピン３２２が止めピン孔３４８に挿入され、調整機構部３４０とロータハウジング３０４との相対位置関係を固定する。もし、調整機構部３４０のネジ込みを続けたい場合には、止めピン孔３４８に挿入されている止めピン３２２を押し込みつつ、調整機構部３４０を回すことでネジ込みを継続できる。調整機構部３４０を適当なところまでネジ込むと、マグネットクラッチ３００が組み立てられたことになる。
【００４７】
（手順４）ロータ軸受部３１６（図４参照）から突出したロータ部３７０の回転軸本体部３７２の先端を、下側のケース筐体９０のベアリング９２（図２参照）に嵌合させる。
（手順５）キー溝３７２ａにキー９６を入れ、第１減速ギア１２６をロータ部３７０に固定する。これに伴い、中間ギア１２８なども適宜組み付ける。
（手順６）着脱自在な上側のケース筐体９０の梁部９１を、当該梁部に予め嵌着されているベアリング９２にロータ部３７０の回転軸本体部３７２の上端を嵌合させるようにして取り付ける。
【００４８】
すると、図２で示すように、マグネットクラッチ３００が、転てつ機１００に組み付けられた状態となる。
この状態では、止めピン３２２が調整機構部３４０の何れかに突入して回り止めとして機能し、調整機構部３４０とロータハウジング３０４が連結され一体となる。第１永久磁石部３５１Ａと第２永久磁石部３５２Ａとは、回転軸Ａ１の軸方向に可変距離Ｄ１だけ離して対向配置される。すなわち、第１永久磁石部３５１Ａと第２永久磁石部３５２Ａとにより、永久磁石同士をクラッチ部材として対向させた第１マグネットクラッチ部３５０Ａが構成される。
【００４９】
一方、第３永久磁石部３５３Ｂとヒステリシス材３５４Ｂもまた回転軸Ａ１の軸方向に所定距離Ｄ３だけ離して対向配置され、永久磁石とヒステリシス材とをクラッチ部材として対向させる第２マグネットクラッチ部３５０Ｂが構成される。
【００５０】
そして、駆動軸２０２が回転すれば、ピニオンギア１２２と噛み合うベベルギア１２４が受動される。ベベルギア１２４と一体のロータハウジング３０４、及びこれに止めピン３２２により回り止めされている調整機構部３４０が、クラッチの回転軸Ａ１で一体となって回転する。すると、第１マグネットクラッチ部３５０Ａと第２マグネットクラッチ部３５０Ｂとにより、ロータハウジング３０４および調整機構部３４０を回転させるトルクがロータ部３７０に伝達される。すなわち、モータ２５０より出力された回転力は第１減速ギア１２６を介して減速機構部１２０の他のギアへ伝搬され、転換鎖錠動作に利用される。
【００５１】
本実施形態によれば、第１永久磁石部３５１Ａと第２永久磁石部３５２Ａとをクラッチ部材とした第１マグネットクラッチ部３５０Ａと、第３永久磁石部３５３Ｂとヒステリシス材３５４Ｂとをクラッチ部材とした第２マグネットクラッチ部３５０Ｂとのハイブリッド構造とすることで、永久磁石とヒステリシス材とを組み合わせたマグネットクラッチのみで構成する従来のマグネットクラッチよりも伝達トルクを増強することができる。
また、第１マグネットクラッチ部３５０Ａによる伝達トルクの脈動を抑制することができる。すなわち、第１マグネットクラッチ部３５０Ａではスリップが生じて回転ズレが大きくなると磁気結合が弱まる反面、第２マグネットクラッチ部３５０Ｂでは回転ズレが大きくなるほど磁気結合が強くなるため、第１マグネットクラッチ部３５０Ａでの磁気結合の低下を補い脈動を抑制できる。つまり、伝達トルクの脈動を抑制しつつ、伝達トルクを増強させることができる。
【００５２】
［マグネットクラッチの調整方法の説明］
次に、マグネットクラッチ３００の調整方法について説明する。
図１１は、クラッチ調整工具４００の構成例を示す斜視外観図である。
クラッチ調整工具４００は、丸棒状の工具であって、一端から順に、先端部４０２と、突き当て部４０４と、把持部４０６とを備える。先端部４０２は、止めピン孔３４８と嵌合するのに適当な直径と、少なくとも止めピン孔３４８の深さ以上の長さを有する。突き当て部４０４は、先端部４０２よりも径が大きい。把持部４０６は、調整作業者が握る部位である。
【００５３】
では、具体的な調整作業について説明する。
調整作業者は、先ずケース１０１の上蓋を外してメンテナンス空間１０３を確保する（図１参照）。メンテナンス空間１０３に露出した調整機構部３４０の止めピン孔３４８の何れかには、止めピン３２２が下から突入した状態になっている。そこで、図１２に示すように、クラッチ調整工具４００の先端部４０２を、止めピン３２２が挿入されている止めピン孔３４８に向けて、圧縮バネ３２４が止めピン３２２を押し上げる付勢力に抗するように上方から差し込む。この際、クラッチ調整工具４００の突き当て部４０４に、調整機構部３４０の上面が突き当って工具が固定される。すると、止めピン３２２は押し戻されて止めピン孔３４８から抜けるので、調整作業者は、クラッチ調整工具４００を握ったまま、クラッチの回転軸Ａ１を中心にして時計回り又は反時計回りに回す。
【００５４】
クラッチ調整工具４００を回すと、押し戻された止めピン３２２は、クラッチ調整工具４００の先端部４０２から離れ、再び圧縮バネ３２４の付勢力により上方へ突出するが、調整機構部３４０の下面に突き当たる。クラッチ調整工具４００を回し、調整機構部３４０が調整ネジ３１０に沿って回る間、止めピン３２２は調整機構部３４０の下面に突き当たったまま滑るので、回り止めとしては機能しない。しかし、やがて次の止めピン孔３４８が、止めピン３２２の上方に到達すると、当該次の止めピン孔３４８に止めピン３２２が突入し、再び回り止めとして機能する。もし、調整機構部３４０を更に回転させたければ、クラッチ調整工具４００を抜いて、現在止めピン３２２が突入している止めピン孔３４８に差し込み直して、再び回り止めを解除してクラッチ調整工具４００を回す。
【００５５】
結果、調整機構部３４０は、調整ネジ３１０によってロータハウジング３０４に対して上方又は下方に平行移動する。これに伴い第１永久磁石部３５１Ａと第２永久磁石部３５２Ａとの相対位置が平行移動し距離Ｄ１が増減する。つまり、第１永久磁石部３５１Ａと第２永久磁石部３５２Ａとの磁気結合力が変化し、第１マグネットクラッチ部３５０Ａによる伝達トルクの大きさが変更される。
【００５６】
これに対して、第２マグネットクラッチ部３５０Ｂでは、第３永久磁石部３５３Ｂとヒステリシス材３５４Ｂとの距離は変化しない。つまり、第１マグネットクラッチ部３５０Ａで生じる伝達トルクの脈動を抑制する効果はクラッチ調整の影響を受けない。
【００５７】
〔変形例〕
以上、本発明を適用した実施形態について説明したがこれに限定されるものではなく、適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。
【００５８】
例えば、第１永久磁石部３５１Ａ、第２永久磁石部３５２Ａ、第３永久磁石部３５３Ｂを複数の永久磁石を配置して形成する場合、隣接する永久磁石同士を直接当接させるとしてもよいが、永久磁石の間に適宜樹脂スペーサ等を挟んで連結する構成としてもよい。
【００５９】
また、第１永久磁石部３５１Ａおよび第２永久磁石部３５２Ａにおける磁極の配置はＮ極とＳ極を交互としたがこれに限らない。
例えば、図１３は、第１マグネットクラッチ部３５０Ａの変形例を示す図であって、
（１）断面図、（２）第２永久磁石部３５２Ａの断面図、（３）第２永久磁石３５２Ａの下面図すなわち対向面図、（４）第１永久磁石部３５１Ａの断面図、（５）第１永久磁石部３５１Ａの上面図すなわち対向面図、である。
【００６０】
これらに示すように、第１永久磁石部３５１Ａを、円周方向に沿ってＮ極及びＳ極の一方のみが表れるように複数の永久磁石を配置して構成し、第２永久磁石部３５２Ａを、第１永久磁石部３５１Ａと同数の永久磁石が、Ｎ極及びＳ極の他方のみが第１永久磁石部３５１Ａに対向するように円周方向に沿って配置した構成とすることもできる。この場合、第１マグネットクラッチ部３５０Ａにおける伝達トルクの脈動を低減する効果が期待できる。なお、第１永久磁石部３５１Ａ及び第２永久磁石部３５２Ａは、それぞれ１つの筒状永久磁石（環状永久磁石）で構成しても良いし、厚さ方向に着磁された扇形永久磁石を複数個環状に連結させて構成することとしてもよい。後者の場合、隣接する永久磁石同士を直接当接させるとしてもよいが、永久磁石の間に適宜樹脂スペーサ等を挟んで連結する構成としてもよい。
【００６１】
また、図１４は、第１マグネットクラッチ部３５０Ａの変形例を示す図であって、
（１）断面図、（２）第２永久磁石部３５２Ａの断面図、（３）第２永久磁石３５２Ａの下面図すなわち対向面図、（４）第１永久磁石部３５１Ａの断面図、（５）第１永久磁石部３５１Ａの上面図すなわち対向面図、である。
これらに示すように、第１永久磁石部３５１Ａ及び第２永久磁石部３５２Ａそれぞれを、半径方向に隣接する環状配置の永久磁石数が異なるように永久磁石を多重環状に配置して構成することもできる。
【００６２】
図１３及び図１４の構成によれば、第１マグネットクラッチ部３５０Ａによる伝達トルクの脈動を一層低減することが期待できる。
【００６３】
また、第２マグネットクラッチ部３５０Ｂについては、例えば図１５に示すように、第３永久磁石部３５３Ｂとヒステリシス材３５４Ｂとで取り付け位置を交換するとしてもよい。つまり、第３永久磁石部３５３Ｂをロータ部３７０に設けて、ヒステリシス材３５４Ｂをロータハウジング３０４に設けるとしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、第１マグネットクラッチ部３５０Ａの伝達トルクを調整可能とする構成としたが、図１６に示すように、第１マグネットクラッチ部３５０Ａの伝達トルクは固定とし、第２マグネットクラッチ部３５０Ｂの伝達トルクを調整可能とする構成も可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１００…転てつ機
１２２…ピニオンギア
１２４…ベベルギア
１５５，１５６…ロックピース
２０２…駆動軸
２５０…モータ
３００…マグネットクラッチ
３０４…ロータハウジング
３０５…有底円筒部
３０６…大内径部
３０８…小内径部
３１０…調整ネジ
３１２…調整バネ受け溝
３１４…ロータ収容部
３１６…ロータ軸受部
３２０…ロック機構部
３２２…止めピン
３２２ａ…先端部分
３２２ｂ…顎部
３２２ｃ…下端部分
３２４…圧縮バネ
３２６…止めピン収容部
３２６ａ…ピン先端挿通孔
３２８…止めピン蓋
３２８ａ…ピン下端挿通孔
３４０…調整機構部
３４２…基板
３４４…調整ネジ
３４６…ロータ軸挿通孔
３４８…止めピン孔
３５０Ａ…第１マグネットクラッチ部
３５０Ｂ…第２マグネットクラッチ部
３５１Ａ…第１永久磁石部
３５２Ａ…第２永久磁石部
３５３Ｂ…第３永久磁石部
３５４Ｂ…ヒステリシス材
３５５…永久磁石
３６０…調整バネ
３７０…ロータ部
４００…クラッチ調整工具
【要約】
【課題】転てつ機のマグネットクラッチにおいて、伝達トルクの脈動を抑えつつ、伝達トルクを増強させること。
【解決手段】マグネットクラッチ３００を、１）第１永久磁石部３５１Ａと第２永久磁石部３５２Ａとをクラッチ部材として対向させて構成した第１マグネットクラッチ部３５０Ａと、２）第３永久磁石部３５３Ｂとヒステリシス材３５４Ｂとをクラッチ部材として対向させて構成した第２マグネットクラッチ部３５０Ｂとのハイブリッド構造とする。
【選択図】図２【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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