(57)【要約】【課題】印加される電流に応じてスプールの回転に対する制動力を変化可能な制動手段であって、スプールに巻回される釣糸の巻き取り半径の変化による張力変動を考慮してドラグ力調整を行なうことができる制動手段を有する魚釣用リールを提供する。【解決手段】本発明の魚釣用リールは、印加される電流に応じてスプール１０１の回転に対する制動力を変化可能な制動手段１０３と、制動手段１０３に印加される電流を制御する制御手段１０５とを備える。制御手段１０５は、巻き取り半径検出手段１０４（１０５１），１０５２により検出されるスプール１０１の巻き取り半径に基づいて制動手段１０３に印加される電流を制御することによりスプール１０１に巻回される釣糸１０９の張力を設定張力（目標張力）Ｔに維持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
釣糸を巻回可能なスプールと、
前記スプールを回転可能に支持する支軸と、
前記スプールの巻き取り半径を検出する巻き取り半径検出手段と、
印加される電流に応じて前記スプールの回転に対する制動力を変化可能な制動手段と、
前記制動手段に印加される電流を制御する制御手段と、
を備える魚釣用リールにおいて、
前記制御手段は、前記巻き取り半径検出手段により検出される前記スプールの巻き取り半径に基づいて前記制動手段に印加される電流を制御することにより前記スプールに巻回される釣糸の張力を設定張力に維持することを特徴とする魚釣用リール。
【請求項２】
前記巻き取り半径検出手段は、前記スプールの回転を検出する回転検出手段と、該回転検出手段の検出信号に基づいて前記スプールに巻回される釣糸の巻き取り半径を算出する半径算出手段とによって構成され、
前記制御手段は、前記半径算出手段により算出された釣糸の巻き取り半径と前記設定張力とに基づいて前記制動手段に印加される電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の魚釣用リール。
【請求項３】
前記制御手段は、前記巻き取り半径検出手段により検出された釣糸の巻き取り半径に比例する大きさの電流を前記制動手段に印加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の魚釣用リール。
【請求項４】
前記スプールに巻回される釣糸に作用する張力を検出するための張力検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記張力検出手段により検出された釣糸の張力と、前記巻き取り半径検出手段により検出された釣糸の巻き取り半径と、前記設定張力とに基づいて前記制動手段に印加される電流を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の魚釣用リール。
【請求項５】
前記制動手段は、パウダクラッチ、ヒステリシスクラッチ、磁気粘性流体を用いたクラッチ、電磁アクチュエータを用いたクラッチ、渦電流ブレーキ方式、発電ブレーキ方式、及び、回生ブレーキ方式のうちのいずれかから成るドラグ装置であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の魚釣用リール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚釣用リールに関し、より具体的には、印加される電流に応じてスプールの回転に対する制動力を変化可能な制動手段を有する魚釣用リールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、魚釣用リールには、釣糸が巻回されるスプールの回転に対して制動力を付与するドラグ装置が設けられている。このようなドラグ装置は、例えば、ハンドル操作に伴って駆動する駆動機構や駆動モータなどの駆動部からスプールへ伝わるトルクの大きさを調整するように実装され、それにより、魚が掛かって釣糸が繰り出された際にスプールの釣糸繰り出し方向の回転に所望のドラグ力を作用させることができ、あるいは、別の言い方をすると、巻き取る釣糸に過大な張力がかかった際に釣糸の破断を避けるべくスプールを空転させることができる。
【０００３】
また、スプールの回転に対する制動力、言い換えると、スプールの空転が始まる閾値となる張力（ドラグ力）を調整するためのドラグ装置の調整形態は、従来から様々なものが知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１ないし特許文献３には、電動アクチュエータ等に供給される電力に応じてドラグ力を調整するドラグ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１５５０３８号
【特許文献２】実開平４−３０８６８号
【特許文献３】特開２００５−１４３５０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようなドラグ装置は、実際にはドラグ機構に働くトルクを制御している。一方、釣糸の破断は、トルクではなく過大な張力が釣糸に作用したときに発生する。釣糸に作用する張力は、スプールに巻き取られている釣糸の巻き取り半径によって変化する。すなわち、同じトルクの場合、釣糸の巻き取り半径が大きければ大きいほど釣糸に作用する張力は小さくなり、逆に、釣糸の巻き取り半径が小さければ小さいほど釣糸に作用する張力は大きくなる。したがって、釣糸の破断を防止するためには、スプールからの釣糸の繰り出し量に応じてドラグ力の調整を行なうこと、すなわち、スプールに巻回される釣糸の巻き取り半径の変化による張力変動を考慮したドラグ力調整が必要である。
【０００７】
しかしながら、前述した特許文献１に開示されるドラグ装置は、モータによってドラグナットを回転させることによりドラグ力の調整を行なっているにすぎず、ドラグ力を動的に制御するものではない。すなわち、この特許文献１は、釣糸の張力の変動に着目してドラグ力を調整しようとする思想がない。
【０００８】
また、特許文献２に開示されるドラグ装置は、釣糸の張力を検出する張力センサの出力に応じて電磁ドラグの電流を制御する回転センサを備えているが、この回転センサからの検出信号はスプールの回転方向を検出するためだけに利用されている。すなわち、この特許文献２も、釣糸の巻き取り半径の変化による釣糸の張力の変動に着目してドラグ力を調整しようとする思想がなく、したがって、回転センサからの検出信号は、例えば釣糸の張力に関連付けられる釣糸のスプール巻き取り半径を算出するために利用されない。
【０００９】
また、特許文献３に開示されるドラグ装置は、釣竿のたわみ等を利用して釣糸の張力を算出し、その算出した張力に応じてドラグ力を調整しようとするものであるが、スプールに巻回される釣糸の巻き取り半径の変化による張力変動を考慮してドラグ力を調整しようとするものではない。
【００１０】
本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、印加される電流に応じてスプールの回転に対する制動力を変化可能な制動手段であって、スプールに巻回される釣糸の巻き取り半径の変化による張力変動を考慮してドラグ力調整を行なうことができる制動手段を有する魚釣用リール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】
【００１１】
上記した目的を達成するために、本発明は、釣糸を巻回可能なスプールと、前記スプールを回転可能に支持する支軸と、前記スプールの巻き取り半径を検出する巻き取り半径検出手段と、印加される電流に応じて前記スプールの回転に対する制動力を変化可能な制動手段と、前記制動手段に印加される電流を制御する制御手段と  を備える魚釣用リールにおいて、前記制御手段は、前記巻き取り半径検出手段により検出される前記スプールの巻き取り半径に基づいて前記制動手段に印加される電流を制御することにより前記スプールに巻回される釣糸の張力を設定張力に維持することを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、巻き取り半径検出手段により検出されるスプールの巻き取り半径に基づいて制動手段に印加される電流を制御するようにしているため、スプールに巻回される釣糸の巻き取り半径の変化による張力変動を補正して、スプールに巻回される釣糸の張力を設定張力に維持することができ、その結果、釣糸の破断を未然に防止することが可能になる。
【００１３】
なお、上記構成において、設定張力は、何らかの操作手段によって使用者が任意に設定できるようになっていてもよく、また、その設定値は、予め決められた固定値であってもよく或いは連続的または段階的に変化可能であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、印加される電流に応じてスプールの回転に対する制動力を変化可能な制動手段であって、スプールに巻回される釣糸の巻き取り半径の変化による張力変動を考慮してドラグ力調整を行なうことができる制動手段を有する魚釣用リールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の魚釣用リールの一態様の概念図である。
【図２】制動手段としての電磁ドラグ装置がパウダクラッチから成る魚釣用リールの概念図である。
【図３】（ａ）は、制動手段としての電磁ドラグ装置がヒステリシスクラッチから成る魚釣用リールの概念図、（ｂ）は、ヒステリシスクラッチのロータおよびヨークの断面図である。
【図４】制動手段としての電磁ドラグ装置が電磁アクチュエータを用いたクラッチから成る魚釣用リールの概念図である。
【図５】制動手段としての電磁ドラグ装置が磁気粘性流体を用いたクラッチから成る魚釣用リールの詳細な断面図である。
【図６】図５に示す魚釣用リールの主要部の拡大図である。
【図７】張力（釣糸巻き取り半径）とスプール回転量との間の関係を本発明の実施例と従来との比較で示すグラフ図である。
【図８】本発明の魚釣用リールの他の態様の概念図である。
【図９】図８の魚釣用リールの制御装置の制御ブロック図である。
【図１０】本発明の魚釣用リールの更なる他の態様の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る魚釣用リールの実施形態について説明する。
まず、図１を参照して、本発明に係る魚釣用リールの基本的構成の一例を概略的に説明する。図示の魚釣用リールは、両軸受型リールとして構成されており、釣糸１０９を巻回可能なスプール１０１と、スプール１０１を回転可能に支持する支軸としてのスプール軸１０２と、印加される電流に応じてスプール１０１の回転に対する制動力を電磁的に変化可能な制動手段としての電磁ドラグ装置１０３と、スプール１０１の回転を検出する回転検出手段としての回転検出器１０４と、電磁ドラグ装置１０３に印加される電流を制御する制御手段としての制御装置１０５と、スプール１０１の回転に対する制動力を設定する（したがって、電磁ドラグ装置１０３に対する印加電流を設定する）ための設定手段としての操作レバー１０６と、スプール軸１０２を支持するリール本体を形成するサイドプレート１０７と、例えばハンドル操作によってスプール１０１を回転させるトルクを発生させるための駆動部１０８とを備える。
【００１７】
スプール１０１は、両側にフランジ１０１ａ，１０１ａを有する円筒状を成し、両側のフランジ１０１ａ，１０１ａを繋ぐ巻回胴部１０１ｂに釣糸１０９を巻回することができる。スプール１０１は駆動部１０８から伝わるトルクによって回転され、駆動部１０８からスプール１０１に伝わるトルクの大きさは、電磁ドラグ装置１０３によって調整される。なお、スプール１０１を回転可能に支持するスプール軸１０２はサイドプレート１０７によって両端が支持される。
【００１８】
特に、本構成では、スプール軸１０２が駆動部１０８によって回転され、駆動部１０８からのトルクがスプール軸１０２および電磁ドラグ装置１０３を介してスプール１０１に伝えられるようになっている。この場合、駆動部１０８は、スプール軸１０２に直結されるハンドルによって構成されてもよく、あるいは、ハンドルを歯車等の適切な伝達機構を介してスプール軸１０２に結合することによって構成されてもよい。また、駆動部１０８は、このようなハンドルによってユーザが手動でトルクを発生させるものであってもよいが、モータや原動機によってトルクを発生させるものであってもよい。
【００１９】
また、電磁ドラグ装置１０３は、駆動部１０８とスプール１０１との間のトルク伝達を継脱する、いわゆるクラッチの役割を果たす。この電磁ドラグ装置１０３の作用により、スプール１０１に巻き取られる釣糸１０９に過大な張力がかかった際には、釣糸１０９の破断を避けるべくスプール１０１を空転させることができる。この場合、制御装置１０５から電磁ドラグ装置１０３に印加される電流の大きさによって、スプール１０１の空転が始まる閾値となる張力（ドラグ力）を調節することが可能となっている。また、操作レバー１０６は、ユーザが所望のドラグ力（したがって、釣糸の所望の設定張力（目標張力）Ｔ）を任意に設定入力できる操作部であり、入力されるドラグ力をボリューム抵抗等を利用して電気信号に変換する。
【００２０】
また、制御装置１０５は、回転検出器１０４から検出信号を受けてスプール１０１の回転状態、特にスプール１０１の回転量を検出する信号処理回路としての回転検出部１０５１と、回転検出部１０５１により検出されるスプール１０１の回転量に基づいてスプール１０１に巻回される釣糸１０９の巻き取り半径Ｒ（本発明では、スプールに巻回される釣糸１０９の最大外径部分の半径を釣糸巻き取り半径Ｒと定義する）を算出する半径算出手段としての半径算出部１０５２と、半径算出部１０５２により算出された釣糸の巻き取り半径と操作レバー１０６からの操作信号（設定張力）とに基づいて電磁ドラグ装置１０３に印加すべき電流の大きさを決定する電流決定部１０５３と、電流決定部１０５２で決定される信号を外部電源（図示せず）から供給される電力によって増幅（制御）して電磁ドラグ装置１０３の励磁コイルに供給する増幅部１０５４とを有する。
【００２１】
この場合、回転検出器１０４は、いわゆるインクリメンタル式のロータリーエンコーダーであり、スプール１０１と同期して回転するパルス板とフォトセンサとによって構成される。パルス板には円周上に等間隔のスリットが設けられる。フォトセンサによってスリットの有無を検出することができるため、パルス板の回転と同期したパルス波信号が得られる。このパルス波の数を数えることで、スプール１０１の回転量を計測できる。また、フォトセンサを複数配置することにより、スプールの回転方向の検出を行なうこともできる。しかしながら、スプール１０１の回転検出方法はこの方式に限らず、その他の公知技術を用いてもよい。
【００２２】
半径算出部１０５２は、前述したように回転検出部１０５１からの検出信号を利用してスプール１０１に巻回された釣糸１０９の半径Ｒを検出する。一般に、釣糸１０９の伸びは無視できる程度に小さく、スプール１０１への釣糸１０９の巻き取りに十分な再現性があると見なせるため、所定の釣糸巻き取り半径Ｒ０からの半径変化量は、スプール１０１の回転量によって一意に決まる。そのため、本実施例では、電源投入時や釣糸巻き取り量が１００％になったとき等にユーザからの入力を受け付けることにより、既知の釣糸巻き取り半径Ｒ０を一つ得る。その後は、回転検出部１０５１によってスプール１０１の回転量を測定することによって、スプール１０１に巻回される釣糸１０９の巻き取り半径Ｒを常時算出することができる。つまり、この構成において、半径算出部１０５２は、回転検出器１０４および回転検出部１０５１と共に、スプール１０１の巻き取り半径Ｒを検出する巻き取り半径検出手段を構成すると言える。
【００２３】
前述したように、電流決定部１０５３は、電磁ドラグ装置１０３に通電する電流を決定し、また、ユーザは、操作レバー１０６によって目標張力Ｔを設定する。ここで、電磁ドラグ装置１０３の発生するトルク（制動力）Ｍと、釣糸巻き取り半径Ｒおよび目標張力Ｔとの間には、Ｍ＝ＴＲの関係が成り立つ。前述したように、電磁ドラグ装置１０３は、印加される電流の大きさによってトルク（スプール１０１の回転に対する制動力）を調整することができるため、釣糸巻き取り半径Ｒおよび目標張力Ｔが得られれば、電磁ドラグ装置１０３に印加すべき電流を決定することができる。
【００２４】
つまり、本実施形態では、電磁ドラグ装置１０３が、印加される電流の大きさに比例したトルク（制動力）をスプール１０１に付与する（印加される電流の大きさに比例したトルクを発生する）ようになっているため、電流決定部１０５３は、半径算出部１０５２により算出された釣糸の巻き取り半径Ｒおよび操作レバー１０６により設定される目標張力Ｔに比例する大きさの電流を電磁ドラグ装置１０３に印加すべき電流として決定する。なお、電流と発生トルクとが比例しないようなドラグ装置を用いる場合であっても、ドラグ装置が発生するトルクが釣糸巻き取り半径Ｒに比例するように電流を決定する。電流と発生トルクとの間の関係を事前に調べておくことで、このような電流を決定できる。なお、このようにして電流決定部１０５３により決定された電流は、前述したように増幅部１０５４によって電力を増幅されて、電磁ドラグ装置１０３内の励磁コイルに通電される。
【００２５】
ところで、スプール１０１の回転に対する制動力、言い換えると、スプール１０１の空転が始まる閾値となる張力（ドラグ力）を調整するための電磁ドラグ装置１０３の調整形態は、例えば図２〜図６に示されるように様々なものが考えられる。なお、図２〜図４において、図１と同様の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００２６】
図２は、電磁ドラグ装置１０３がパウダクラッチから成る構成を示す。図示のように、スプール１０１の一端には円筒容器１０３１が取り付けられ、一方、スプール軸１０２には摩擦板１０３２が円筒容器１０３１内に収納されるように取り付けられている。摩擦板１０３２および円筒容器１０３１は、それぞれが鉄などの強磁性材料によって形成され、わずかな空隙を隔てて対向している。この空隙には磁粉１０３３が充填されている。
【００２７】
円筒容器１０３１の外周には励磁コイル１０３４が配置される。制御装置１０５（図１参照）から励磁コイル１０３４に通電がなされると、摩擦板１０３２を軸方向（図中の左右方向）で貫くような磁場が形成される。この磁場によって磁粉１０３３が鎖状に繋がり、摩擦板１０３２から円筒容器１０３１へトルクが伝えられる。伝えられるトルクの大きさは、制御装置１０５（図１参照）から励磁コイル１０３４に通電される電流の大きさによって決まる。なお、励磁コイル１０３４への通電によって効率的に磁場を形成するために、適切な補助ヨークを設けてもよい。また、円筒容器１０３１に磁粉１０３３（図２中に網掛け模様で示される）を封入する代わりに、後述する図５および図６に示されるように磁気粘性流体（Magnetorheological Fluid;ＭＲ流体とも称される）のような外部磁場に応答する機能性材料を封入してもよい。磁気粘性流体を封入することで、姿勢差によって磁粉が片寄ってしまう不具合を避けることができる。
【００２８】
図３は、電磁ドラグ装置１０３がヒステリシスクラッチ（ヒステリシスブレーキ）１１３から成る構成を示す。図示のように、スプール１０１は、硬磁性材料からなる円筒状のヒステリシスロータ１１３１を一端に有する。また、スプール軸１０２は外ヨーク１１３２および内ヨーク１１３３を有する。図３の（ｂ）に示されるように、外ヨーク１１３２および内ヨーク１１３３は、その内周および外周に爪状の磁極１１３２ａ，１１３３ａを有しており、ヒステリシスロータ１１３１とその内側および外側で対向する。また、外ヨーク１１３２の外周には励磁コイル１１３４が配置される。
【００２９】
制御装置１０５（図１参照）から励磁コイル１１３４に通電を行なうと、外ヨーク１１３２と内ヨーク１１３３との間に磁場が形成され、この磁場により、外ヨーク１１３２と内ヨーク１１３３との間に配置されたヒステリシスロータ１１３１が励磁される。ヒステリシスロータ１１３１にはヒステリシス特性があるため、この励磁には時間的な遅れが生じる。この遅れにより、スプール軸２０２からスプール２０１へトルクを伝達することができる。この方式では、駆動部１０８（図１参照）側とスプール１０１側とを接触させずにトルクを伝えることができるため、摩耗の影響が無く、耐久性のよい電磁ドラグ装置１０３を実現できる。なお、本構成では、効率よく磁場を形成するために、必要に応じて補助ヨークを設置してもよい。
【００３０】
図４は、電磁ドラグ装置１０３がボイスコイルモータやソレノイドアクチュエータなどの電磁アクチュエータ１２３を用いたクラッチから成る構成を示す。図示のように、スプール１０１の一端には摩擦板１２１が取り付けられている。また、非磁性材料からなる接触子１２２がスプール軸１０２に対して回転不能に且つ軸方向に移動可能に支持されている。接触子１２２には円筒形のコイル１２３が取り付けられている。また、コイル１２３には、径方向に着磁された円筒形状の永久磁石１２４およびコの字型断面を有する回転体である強磁性材料のヨーク１２５によって、径方向に磁場が作用している。
【００３１】
このような構成において制御装置１０５（図１参照）からコイル１２３に通電を行なうと、ローレンツ力が生じて接触子１２２に軸方向の力が作用する。この力により接触子１２２が摩擦板１２１に接触することによって、スプール軸１０２からスプール１０１へトルクが伝達される。このトルクは、ローレンツ力に半径と摩擦係数とを乗じたものとなるため、コイル１２３への通電を調整する（コイル１２３へ印加する電流の大きさを調整する）ことによってトルクを調整することができる。
【００３２】
図５および図６は、電磁ドラグ装置１０３が磁気粘性流体を用いたクラッチから成る構成を詳細に示す。この構成において、両軸受型リールである魚釣用リールのリール本体１は、左側板１Ａ、右側板１Ｂ、および、両側板１Ａ，１Ｂ間に回転自在に支持したスプール３（図１〜図４のスプール１０１に対応する）を備えている。この構成では、右側板１Ｂ側にハンドル５を設けており、ハンドル５を巻き取り操作することでスプール３を回転駆動する構成となっている（右ハンドル式）。
【００３３】
リール本体１は、左右の側板１Ａ，１Ｂを構成するフレーム７（図１〜図４のプレート１０７に対応する）を備えている。このフレーム７は、例えば、アルミニウム合金の金属材等によって一体形成されており、左側板（反ハンドル側の側板）１Ａそのものを構成するとともに、後述するカバー体１５を装着した状態で右側板１Ｂを構成している。すなわち、フレーム７は、左側板７Ａと右枠体７Ｂとを備えており、左側板７Ａがリール本体１の左側板１Ａを構成し、右枠体７Ｂにカバー体１５を装着することでリール本体１の右側板１Ｂを構成している。
【００３４】
フレーム７は、左側板７Ａと右枠体７Ｂとを連結する連結部を備えている。この連結部は、例えば、スプール３の前方および後方に設けるとともに、スプール３の下方に設けることができ（連結部７Ｃ）、これらの連結部は、左側板７Ａおよび右枠体７Ｂとともに一体形成されている。なお、連結部７Ｃには、釣竿のリールシートに装着されるリール脚８が一体的に装着されている（リール脚はフレーム７と一体形成されていてもよい）。
【００３５】
フレーム７の左側板７Ａは、外周形状が側面視円形状に構成されており、左側板７Ａには、スプール３のフランジ部３Ａが収容される環状の凹所７ａが形成されている（凹所７ａの内径は、スプール３のフランジ部３Ａの外径よりも僅かに大きく形成されている）。また、左側板７Ａの中心領域には、凹部７ｂが形成されており、その凹部７ｂ内には軸受１０が配設され、スプール３の中央部を挿通するスプール軸２１（図１〜図４のスプール軸１０２に対応する）の左側端部を回転自在に支持している。
【００３６】
フレーム７の右枠体７Ｂは、スプール３が挿脱できるようにリング状に形成されている。この右枠体７Ｂには、カバー体１５が止めビス１６によって被着されており、カバー体１５とスプール３のフランジ部３Ａの外側面（円形の外側面）３ｂとの間にはスペースＳが形成されている。このスペースＳ内には、ハンドル５の回転駆動力をスプール３に伝達する巻き取り駆動機構、磁気制動手段、および、磁場発生手段が配設されている。なお、リング状に形成された右枠体７Ｂの一部には、略半円状に膨出する膨出部７Ｄが形成されており、その部分に後述するドライブギアが収容できるように構成されている。
【００３７】
スプール３は、釣糸が巻回される釣糸巻回胴部３Ｂと、その両側に形成されたフランジ部３Ａとを備えている。スプール３の中心部は、スプール軸２１が挿通されるように貫通孔３Ｃが形成されており、貫通孔３Ｃ内には、スプール３とスプール軸２１との間に軸受１７が配設されて、スプール３は、スプール軸２１に対して相対回転可能に支持されている。
【００３８】
右枠体７Ｂに被着されるカバー体１５は、スペースＳが生じるように凹状に形成されている。この場合、カバー体１５は、基本的に側面視で円形状に構成されているが、ハンドル５の巻き取り効率を向上するために、ハンドル軸５Ａには大きいドライブギアを装着するようにしている。このドライブギアは、前述したように、右枠体７Ｂに形成された膨出部７Ｄに収容されることから、カバー体１５には、この膨出部７Ｄを覆うように膨出部１５Ａが形成されている。
【００３９】
次に、前述したスペースＳ内に配設される巻き取り駆動機構、磁気制動手段、および、磁場発生手段について説明する。
【００４０】
前述したように、ハンドル５を回転操作すると、その回転駆動力は、巻き取り駆動機構２０（図１〜図４の駆動部１０８に対応する）を介してスプール軸２１に伝達され、スプール軸２１の回転駆動力は、スプール軸２１とスプール３との間に配設される磁気制動手段４０（図１〜図４の電磁ドラグ装置１０３に対応する）によって生じる制動力によってスプール３に伝達される。本構成の巻き取り駆動機構２０には、ハンドル５の巻き取り駆動力をスプール３側に伝達するに際して、高速巻き取り状態／低速巻き取り状態を切り換える公知の変速装置２０Ａが組み込まれている。
【００４１】
変速装置２０Ａは、スプール軸２１に並設される高速従動ギア２２、低速従動ギア２３と、それぞれのギアに噛合され、ハンドル５が装着された筒状のハンドル軸５Ａに並設された高速ドライブギア２４、低速ドライブギア２５とを備えている。なお、スプール軸２１は、カバー体１５に配設される軸受２６、後述する収容部材（密閉空間を有するケース部材）との間に配設される軸受２７、および、前述した軸受１０，１７によって左右側板間に回転自在に支持されている。また、ハンドル軸５Ａは、カバー体１５に配設される軸受２８，２９によって回転自在に支持されている。
【００４２】
変速装置２０Ａは、ハンドル軸５Ａ内に軸方向に移動可能に配設され、複数のバネ部材３０ａ，３０ｂの付勢力によって位置決めされる切り換えシャフト３０と、切り換えシャフト３０の軸方向移動によって、高速ドライブギア２４および低速ドライブギア２５に対して選択的に係合して高速巻き取り状態／低速巻き取り状態に切り換える切換部材３１と、ハンドル軸５Ａ周りに回動可能に装着され、切り換えシャフト３０を軸方向に駆動させる切換レバー３３とを備えており、切換レバー３３を所定角度回動操作することにより、切り換えシャフト３０が軸方向に移動され、切換部材３１が高速ドライブギア２４または低速ドライブギア２５に係合してスプール３の巻き取りスピードが変更されるようになっている。
【００４３】
また、ハンドル軸５Ａには、カバー体１５との間に公知の一方向クラッチ３５が配設されており、ハンドル５の釣糸巻き取り方向の回転を許容し、逆回転を阻止している。なお、本発明の巻き取り駆動機構２０は、この実施形態に限らず、スプール軸に直接ハンドル軸を取り付けるような構成でも実現可能である。また、駆動源としてモータやエンジン等を用い、巻き取り駆動機構がその駆動源からトルクを伝達しても良い。
【００４４】
スペースＳ内に配設される磁気制動手段４０は、前述した巻き取り駆動機構２０（変速装置２０Ａ）を介して回転駆動されるスプール軸２１とスプール３との間に配設されている。
なお、本発明は、このような構成に限定されることはない。たとえば、ハンドル５に与えられた巻き取り駆動力は、従動ギアやドライブギアを介しスプール３に伝わるが、磁気制動手段４０は、その間の任意の場所に配置可能である。
以下、磁気制動手段４０について詳しく説明する。
【００４５】
磁気制動手段４０は、磁場の大きさに応じて結合力が変化する磁気反応摩擦材であるＭＲ流体を有する構成であり、このような磁気反応摩擦材を収容した収容部材を、スプール３とスプール軸２１との間に配設し、磁気反応摩擦材に対する剪断応力によってスプール３に対して所望の制動力を付与するよう構成されている。磁気制動手段４０は、スプール３のフランジ部３Ａの外側面と対向して配設されており、両者の間にはリール本体を構成する枠体等が介在しない構成となっている。本構成では、フランジ部３Ａの外側面に環状の凹所３ａが形成されており、凹所３ａの底面（フランジ部の外側面となる）３ｂに磁気制動手段４０を構成する円板状のスプールヨーク４１が固定されている。すなわち、磁気制動手段４０の構成部材がフランジ部３Ａの外側面３ｂに密着して配設されており、両者の間に間隙が存在しない状態で対向している。
【００４６】
円板状のスプールヨーク４１は、フランジ部３Ａの輪帯状の周縁面３ｃに当て付くとともに、凹所３ａ内に入り込むように屈曲部４１ａが形成されており、屈曲することで形成された当接面４１ｂがフランジ部３Ａの凹所３ａの底面３ｂに密着して固定されている。また、スプールヨーク４１の中心部分には、スプール軸２１を挿通させる開口４１ｃが形成されるとともに、その周囲には環状壁部４１ｄが形成されており、環状壁部４１ｄがスプール３の開口内壁部３ｄに圧入された状態でスプールヨーク４１はスプール３のフランジ部３Ａの外側面３ｂに密着、固定されている。なお、スプールヨーク４１は、磁気回路が形成可能な材料、たとえば純鉄等の強磁性体によって構成されている。
【００４７】
磁気制動手段４０は、スプールヨーク４１に被着される収容部材４３を備えている。収容部材４３は収容空間（密閉空間）Ｓ１を備えた略カップ形状に形成されており、開口側に形成されたフランジ部４３ａをスプールヨーク４１の屈曲部４１ａの段差に圧入することでスプールヨーク４１に対して固定されている。収容部材４３には、スプール軸２１が挿通する開口４３ｂが形成されるとともに、スプール軸２１との間に軸受２７を配設する環状突起４３ｃが形成されており、スプール軸２１に対して相対回転可能な関係となっている。なお、収容部材４３は、アルミニウムや樹脂材料等、非磁性材料によって構成されている。
【００４８】
収容部材４３の収容空間Ｓ１内には、磁気反応摩擦材（ＭＲ流体・・・図６中にドット模様で示される）が密封されるとともに、磁気反応摩擦材に対する剪断応力によってスプール３に対して制動力を付与する制動板が配設されている。この場合、磁気反応摩擦材は、そこに付与される磁場の大きさによってその結合力が変化する特性を備えており、制動板が回転することによって生じる剪断応力の大きさが変わることでスプール３に対する制動力が調整可能となっている。すなわち、後述する磁場発生手段によって生じる磁場の大きさを可変制御することによって、スプール３に対する制動力が調整される。
【００４９】
本構成の制動板は、スプール３に対して大きな制動力が作用するように多板式に構成されている。以下、制動板の構成について説明する。
【００５０】
収容部材４３の内周面には、２枚の円板状の制動板（スプール側制動板；第１制動板）４５が、スペーサ４５ａを介在して一体的に固定（収容部材に固定）されている。第１制動板４５は、純鉄等の強磁性材料によって構成され、スペーサ４５ａは、アルミニウム等の非磁性材料によって構成されている。この場合、スペーサ４５ａは、２枚の第１制動板４５の間、一方の第１制動板４５と収容部材４３の内壁面との間、および、他方の第１制動板４５とスプールヨーク４１の内面との間に、以下の第２制動板４７が入り込んで所定の隙間を維持できる厚さに形成されている。
【００５１】
収容部材４３に挿通されるスプール軸２１には、スペーサ４５ａによって維持される間隔に制動板（スプール側制動板；第２制動板）４７が回り止め固定されている。この場合、第２制動板４７間には、スペーサ４７ａが介在されており、このスペーサ４７ａは、第２制動板４７を所定の間隔で維持できる厚さに形成されている。第２制動板４７は、純鉄等の強磁性材料によって構成され、スペーサ４７ａは、アルミニウム等の非磁性材料によって構成されている。
【００５２】
前述したように、本構成における制動板は、スプール３側の第１制動板４５が２枚、スプール軸２１側の第２制動板４７が３枚で構成される多板式となっており、これにより、収容部材４３の収容空間Ｓ１内に密封される磁気反応摩擦材に対して大きな制動力を生じさせることが可能となっている。なお、スプール軸２１とスプールヨーク４１との間、及び、スプール軸２１と収容部材４３との間には、環状の弾性シール材４８ａ，４８ｂが配設されており、収容部材４３の収容空間Ｓ１内を密封している。
【００５３】
リール本体１には、前述した構成の磁気制動手段４０に対して異なる強度の磁場を付与する磁場発生手段５０が装着されている。この磁場発生手段５０は、制御装置１０５（図１参照）からの電流の印加により異なる磁力を発生させる励磁コイル５１を備えている。励磁コイル５１は、スプール軸２１を中心軸として円筒形状に巻回されるコイルであり、純鉄等の磁性材料で形成された励磁ヨーク５２に装着されている。この場合、励磁ヨーク５２は、断面Ｌ字型となった環状の周壁５２ａを備えており、側板を構成する右枠体７Ｂに固定されている。そして、励磁コイル５１は、励磁ヨーク５２の環状の周壁５２ａの内側に固定され、収容部材４３の径方向外方に配設された状態となっている。すなわち、スプール３のフランジ部の外側面３ｂに対向する（密着する）ようにして磁気反応摩擦材を収容した収容部材４３を配設するとともに、収容部材４３の径方向外方に励磁コイル５１を配設しており、これにより磁気制動手段４０および磁場発生手段５０を軸方向にコンパクト化することが可能となる。
【００５４】
前述したように、励磁コイル５１が、断面Ｌ字型となった環状の励磁ヨーク５２の周壁５２ａの内側に固定され、かつ、収容部材４３の径方向外方に配設されることで、励磁コイル５１に通電した際、スプールヨーク４１から励磁ヨーク５２に亘って磁気回路を形成することができ、収容部材４３に配設された制動板を横切る磁場（スプール軸２１方向に沿った磁場）を発生させる。この場合、スペースＳ内には、前述した駆動装置１０５が配設されており（図５参照）、この制御装置１０５により外部電源（図示せず）から供給される電流値を制御することにより、励磁コイル５１で発生する磁場の強さ（制動板を通過する磁場の強度）を調整することが可能となっている。なお、励磁コイル５１に対する電流量は、リール本体１の外部に装着した操作部材、たとえばカバー体１５に対して回動可能な操作レバー５７（図１〜図４の操作レバー１０６に対応する）を配設し、その回動位置に応じて印過電流を可変制御することで調整される。
【００５５】
このような構成によれば、制御装置１０５を介して励磁コイル５１に対して電流を通電すると、励磁コイル５１は磁束を発生し磁気回路を形成する。この磁気回路は、スプールヨーク４１、制動板４５，４７、および、励磁ヨーク５２を一周するように形成され、第１制動板４５、第２制動板４７の間に強力な磁場を発生させ、各制動板の間で磁気反応摩擦材が鎖状に連結する。
【００５６】
この状態でハンドル５を回転操作すると、巻き取り駆動機構２０の一部である従動ギア２２，２３を介して一体回転するスプール軸２１が回転駆動される。このとき、スプール軸２１に回り止め固定された第２制動板４７が回転駆動され、磁気反応摩擦材には剪断応力が作用して、第１制動板４５を介して収容部材４３と一体回転するスプール３に摩擦トルクを伝達する。この摩擦トルクは、磁気反応摩擦材に働く磁束密度の大きさ、すなわち、励磁コイル５１に通電する電流の大きさによって調整することができ、これにより、スプール３に対して所望の制動力を付与した状態での巻き取りをすることが可能となる。この場合、制動板は多板で構成されているため、各制動板間で発生する剪断応力が大きくなり、大きな制動力を生じさせることが可能となる。
【００５７】
なお、釣糸の繰り出し（魚のヒット等）に伴うスプール３の逆回転に制動力を付与する制動状態について説明すると、励磁コイル５１の通電状態（磁気反応摩擦材の鎖状連結状態）において、釣糸に張力が作用してスプール３に逆回転方向の力が作用した場合、スプール３と一体的な第１制動板４５と、スプール軸２１と一体的な第２制動板４７は摩擦連結され、そして巻き取り駆動機構２０を介して一方向クラッチ３５でハンドル軸５Ａは逆転止めされているので、励磁コイル５１への制御電流値に応じてスプール３の制動状態を調節できる。
【００５８】
以上、電磁ドラグ装置１０３の様々な形態について概略的に或いは詳細に説明してきたが、いずれの場合においても、電磁ドラグ装置１０３に対する電流の印加形態は、図１に関連して前述したように制御装置１０５により制御される。すなわち、回転検出器１０４から検出信号を受けて回転検出部１０５１がスプール１０１の回転量を検出し、回転検出部１０５１により検出されるスプール１０１の回転量に基づいて半径算出部１０５２がスプール１０１に巻回される釣糸１０９の巻き取り半径Ｒを算出し、また、電磁ドラグ装置１０３は、印加される電流の大きさに比例したトルク（制動力）をスプール１０１に付与するようになっているため、電流決定部１０５３は、半径算出部１０５２により算出された釣糸の巻き取り半径Ｒおよび操作レバー１０６により設定される目標張力Ｔに比例する大きさの電流を電磁ドラグ装置１０３に印加すべき電流として決定する。したがって、釣糸１０９の放出や巻取りに伴って釣糸巻き取り半径Ｒが変化しても、ドラグ力の変化を避けることができる。これにより、ドラグ機構の設定ドラグ力を常に最適にすることができ、釣糸１０９に作用する張力が大きくなりすぎて破断させてしまったり、張力が小さすぎて釣糸１０９をスプール１０１に巻き取れなくなるといった状態を避けることができる。
【００５９】
図７は、釣糸に作用する張力Ｔ（釣糸巻き取り半径Ｒ）とスプール回転量Ｎとの間の関係を本発明の実施例と従来との比較で示すグラフ図である。図示のように、釣糸巻き取り半径（釣糸半径）Ｒは、スプール１０１に巻回される釣糸１０９の放出と共に徐々に小さくなる。従来の構成は、釣糸巻き取り半径（釣糸半径）Ｒとは無関係にドラグ装置が発生するトルクＭが一定であったため、釣糸の張力Ｔ１はＭ／Ｒとなり、スプール回転量の増加とともに大きくなる（図７中「従来張力Ｔ１」参照）。それにより、初期状態よりも大きな張力が釣糸にかかることになり、釣糸が破断する危険性が高まる。一方、前述した本発明の実施形態の構成では、ドラグ装置１０３が発生するトルクＭを釣糸巻き取り半径（釣糸半径）Ｒに比例させて変化させているため、釣糸の張力Ｔ２は、スプール回転量Ｎに依存せず、常に一定となる（図７中「本実施例張力Ｔ２」参照）。つまり、本発明の実施形態の構成では、前述したような電磁ドラグ装置１０３および制御装置１０５を用いることにより、釣糸巻き取り半径Ｒの変化に伴う釣糸張力の変動を自動的に補正することができる。
なお、釣糸の張力を検出する張力センサを用い、その信号をフィードバック制御することによっても、釣糸巻き取り半径Ｒの変化に伴う釣糸張力の変動を自動的に補正することは可能である。これに対して本発明では、張力センサを必須としないため、装置全体の小型化が実現可能である。また、フィードフォワード制御であることから、張力が発振してしまう危険性が無いという効果がある。
【００６０】
なお、前述した実施形態では、釣糸巻き取り半径Ｒの算出に回転検出センサ（回転検出器１０４）が利用されたが、本発明はこの方法に限定しない。例えば、距離センサを利用して直接に釣糸巻き取り半径Ｒを計測してもよい。この場合、距離センサとしては、超音波センサおよびレーザ変位計などの非接触式センサや、ばねによって釣糸にプローブを接触させるまでの移動量をボリューム抵抗の抵抗変化量等で測定する接触式センサなど、公知のものを利用可能である。
【００６１】
また、本発明の魚釣用リールは、前述した実施形態のように、いわゆる両軸受けリールと呼ばれるような、駆動部１０８がステップ軸１０２を回転させるタイプのものだけでなく、スピニングリールと呼ばれるような、駆動部１０８が糸巻き１０１の周囲にあるラインガイドを回転させるようなタイプのものであってもよい。この場合、電磁ドラグ装置１０３は、前述した実施形態のように駆動部１０８と連結させて構成してもよく、あるいは、リール本体に固定されたスプール軸とスプールとの間に設けられてもよい。
【００６２】
また、電磁ドラグ装置１０３として、上述した方式の他にも、渦電流を利用した渦電流ブレーキ方式や、電動機を発電機として利用することでブレーキ力を発生する発電ブレーキ方式、発電によって得られた電力を充電等により回収する回生ブレーキ方式を用いても良い。これらの渦電流ブレーキ方式、発電ブレーキ方式、回生ブレーキ方式では、スプール１０１とスプール軸１０２に速度差が生じない場合は制動力を生じないため、単独でドラグ装置を構成することは難しい一方、磨耗部分が存在しないため、耐久性が良い。したがって、例えばマグロ釣り等の大きな制動力を求められ、発熱対策や磨耗対策が必要なリールでは、前述の方式（パウダクラッチ、ヒステリシスクラッチ、磁気粘性流体を用いたクラッチ、電磁アクチュエータを用いたクラッチ）に加え、これらの方式のドラグ装置を補助的に用いることも考えられる。この場合では、補助的に用いたドラグ装置との合力による制動力が、半径検出手段１０４により検出される巻取り半径に基づいて決まるように、それぞれのドラグ装置への通電量を決定すればよい。
【００６３】
次に、図８および図９を参照して、本発明の魚釣用リールの他の態様について説明する。なお、前述した図１と同様の構成要素については、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
図８に示されるように、この態様に係る魚釣用リール１００は、スプール１０１と、スプール軸１０２と、電磁ドラグ装置１０３と、回転検出器１０４と、制御装置２０５と、操作レバー１０６と、サイドプレート１０７と、駆動部１０８と、張力検出器（張力検出手段）２０９とを少なくとも備える。
【００６４】
制御装置２０５は、回転検出部１０５１と、半径算出部１０５２と、電流決定部１０５３と、増幅部１０５４と、張力検出部２０５５とを備える。張力検出部２０５５は、張力検出器２０９によって計測された釣糸１０９の張力（スプール１０１に巻回される釣糸１０９に作用する張力）を電気信号に変換する。張力検出器２０９は、釣糸１０９を挟み込むように設置され、歪みゲージなどの機電変換素子によって釣糸１０９に作用する張力に応じた電圧を出力する。
【００６５】
電流決定部１０５３は、半径算出部１０５２によって得られた釣糸巻き取り半径Ｒだけでなく、張力検出部２０５５によって得られた張力信号も併せて使用することにより、目標張力Ｔに基づきドラグ装置１０３の設定トルク（ドラグ装置１０３に印加されるべき電流）を決定する。
【００６６】
図９は、制御装置２０５の制御ブロック図である。図示のように、この制御形態では、張力検出器２０９を利用することにより、３０２に示されるようなフィードバック制御を実現することができる。ここでは、操作レバー１０６により設定される目標張力Ｔ０と張力検出部２０５５により検出される測定張力Ｔｍとの差に対して比例要素、微分要素、および、積分要素を組み合わせたＰＩＤ制御を行なっている。また、３０１では、図１に関連して前述した態様と同様、半径算出部１０５２によって得られた釣糸巻き取り半径Ｒに比例させるフィードフォワード制御を行なっている。３０３において、これらの２つの制御法（ＰＩＤ制御およびフィードフォワード制御）を所定の割合で合成することにより、ドラグ装置１０３に印加すべき電流を決定している。
【００６７】
図１に関連して前述した態様では、釣糸巻き取り半径Ｒを検出することにより半径変化に伴うドラグ力の変化が補正されるが、そのようなフィードフォワード制御のみでは、釣糸１０９にかかる予期しない摩擦力の変化など、外乱による張力変化を補正することができない。これに対し、図８および図９に示される制御形態では、前述のようにフィードバック成分を有するため、外乱に対する張力のばらつきを補正することができる。また、純粋なフィードバック制御と比較すると、外乱の量が所定の値よりも低い条件において、釣糸巻き取り半径Ｒを検出することによって応答性が早くなり、短い時間で目標張力に収束するという効果、および、張力の発散や振動が起こりにくいという効果等が得られる。
【００６８】
なお、前述したように、回転検出センサ（回転検出器１０４）からの信号に基づいて半径算出部１０５２により釣糸巻き取り半径Ｒを算出する代わりに、距離センサ等を利用して直接に釣糸巻き取り半径Ｒを計測してもよい。その例が図１０に示される。図１０では、制御装置３０５に半径検出部１０５９が更に設けられ、この半径検出部１０５９は、超音波センサおよびレーザ変位計などの非接触式センサや、ばねによって釣糸にプローブを接触させるまでの移動量をボリューム抵抗の抵抗変化量等で測定する接触式センサなどを利用して、スプール１０１に巻回される釣糸１０９の巻き取り半径Ｒを直接に計測する。この計測値に基づいて、電流決定部１０５３は、スプール１０１に巻回される釣糸１０９の張力を設定張力（目標張力）Ｔに維持するように増幅部１０５４を介して対応する電流を電磁ドラグ装置１０３に印加する。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、前述した実施形態における各部材の材質、形状、寸法、形態、数、または、配置等は適宜変更され得る。また、前述した実施形態では、両軸受型リールを例にとって説明されたが、本発明の魚釣用リールはスピニングリールも含む。また、前述した実施形態では、スプールを手動で巻き取る形式の両軸受型リールについて説明したが、スプールを駆動モータによって回転駆動する電動タイプの両軸受型リールに適用することも可能である。このような構成では、駆動モータを駆動する外部電源から電流を励磁コイルに印加することも可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
３，１０１  スプール
２０  巻き取り駆動機構（駆動部）
４０  磁気制動手段（制動手段）
２１，１０２  スプール軸（支軸）
１０３  電磁ドラグ装置（制動手段）
１０４  回転検出器（回転検出手段；巻き取り半径検出手段）
１０５，２０５，３０５  制御装置（制御手段）
１０８  駆動部
２０９  張力検出器（張力検出手段）
１０５２  半径算出部（半径算出手段；巻き取り半径検出手段）
【図１】
2018057317.tif 000003
【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】
2018057317.tif 000008
【図７】
2018057317.tif 000009
【図８】
2018057317.tif 000010
【図９】
2018057317.tif 000011
【図１０】
2018057317.tif 000012