JP5668125B2

JP5668125B2 - 転てつ機

Info

Publication number: JP5668125B2
Application number: JP2013236942A
Authority: JP
Inventors: 正伊佐山; 毅彦岡見
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2028-08-07
Also published as: JP2014061883A

Description

本発明は、転てつ機に関するものである。

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（特許文献１参照）。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、図４に示されるように、既存の転てつ機１０１では、駆動モータ１０３と減速機構１１３との間に、渦電流式のトルクリミッタ１１５が設けられていた。

渦電流式のトルクリミッタ１１５は、駆動モータ１０３の出力軸１０３ａに設けられたマグネット１１５ａと、それを取り囲むような銅製の円筒部１１５ｂとの間で渦電流作用により軸１１５ｃに動力を伝達するものであり、動作妨害時にはすべりを生じさせてモータが焼損することを防止していた。また，トルクリミッタ１１５の筐体に固定されたマグネット１１５ｄを設けており，銅製の円筒部１１５ｂとの間で発生する渦電流作用により常時弱いブレーキを作用させ，通常の動作終了後は機構の慣性エネルギを徐々に消費してストッパへの当接時に発生する衝撃力を低減し機構を防護していた。
特開２０００−３１８６１０号公報

上述した既存の転てつ機に設けられていた渦電流式のトルクリミッタ１１５は、伝達可能なトルクが大きくないため、図４に示したように、減速機構１１３の上流部分、すなわち、減速作用が得られる前の比較的伝達トルクが大きくなくて済む部分に設けられていた。

しかしながら、渦電流式のトルクリミッタ１１５を減速機構１１３の上流部分に設けると、通常動作終了時・動作妨害時にはトルクリミッタ１１５の円筒部１１５ｂや出力軸１１５ｃの慣性力および減速機構１１３自体の慣性力が機構（減速歯車、動作かん、ロックピース、鎖錠桿等）に作用することなる。減速機構を含む構造の慣性は減速比の２乗で効くため、特に減速機構の上流に設けられたトルクリミッタの出力軸による慣性が大きな衝撃力を生むことなる。このため、トルクリミッタの慣性が損傷の原因となる恐れがあった。

また、これに関しては、前述したようにトルクリミッタ１１５の筐体に固定されたマグネット１１５ｄと銅製の円筒部１１５ｂの間で発生する渦電流作用により常時弱いブレーキを作用させ，通常の動作終了時に発生する衝撃力を低減し機構を防護していた。しかしながら、その場合には、常時、ブレーキが作用している状態となるため、本来の通常動作を行わせるよりも動作効率が悪化する問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、通常動作終了時・動作妨害時に損傷を抑制することができ、且つ、専用の常時ブレーキを設けることなく慣性による損傷を防止することができる、転てつ機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、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、複数段の減速部からなり、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、隣接する前段減速部と後段減速部との間に組み入れられたトルクリミッタと、を備え、前記トルクリミッタは、その外周部に前段減速部の一部となる減速歯車が設けられるハウジングと、前記ハウジング上部を貫通し、前記後段減速部の一部となる減速歯車が設けられる出力軸と、を備える。

好適には、前記ハウジングの前記外周部に設けられた前記減速歯車は、大べベルギアであり、前記大べベルギアは、相互に交差する軸部を有する小べベルギアと共に前記減速歯車を構成する。

本発明によれば、通常動作終了時・動作妨害時に損傷を抑制することができ、且つ、専用の常時ブレーキを設けることなく慣性による損傷を防止することができる。

なお、本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。

以下、本発明を転てつ機に適用した場合の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

図１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。転てつ機１は、駆動モータ３を有している。駆動モータ３は、駆動源であって、転てつ機１のケース５に取り付けられている。ケース５内には、動作桿７、鎖錠桿９、ロックピース１１、減速機構１３、トルクリミッタ１５等が設けられている。

動作桿７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１紙面の表裏方向に延びる概ね棒状の部材である。鎖錠桿９もまた、動作桿７と同様に、図１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１１は、所定条件に応じて、鎖錠桿９に設けられている切り欠きと係合・離脱し、鎖錠桿９の鎖錠・解錠を行う。これら動作桿７、鎖錠桿９、ロックピース１１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。

減速機構１３は、駆動モータ３の駆動力を、減速して動作桿７に伝達するものである。減速機構１３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２１と第２ギヤ２２とから構成され、二段目の減速部は、第３ギヤ２３と第４ギヤ２４とから構成され、三段目の減速部は、第５ギヤ２５と第６ギヤ２６とから構成されている。第１ギヤ２１及び第２ギヤ２２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２４及び第５ギヤ２５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２２と第３ギヤ２３との間には、ヒステリシス式トルクリミッタ１５が設けられており、すなわち、第２ギヤ２２及び第３ギヤ２３は、別々の軸部材に支持されている。

次に、図２及び図３に基づいてトルクリミッタの構成を説明する。トルクリミッタは、磁気を利用した非接触な動力伝達方式のトルクリミッタであり、具体的には、ヒステリシス式トルクリミッタである。図２及び図３はそれぞれ、ヒステリシス式トルクリミッタを縦断面的及び平面的に示す図である。ヒステリシス式トルクリミッタ１５は、ハウジング３１と、その内部に収容された永久磁石部３３及びヒステリシス磁化部３５とを有する。

ハウジング３１は、概ね円筒状に構成されており、その外周部に大ベベルギヤである第２ギヤ２２が設けられている。ハウジング３１の上部には、出力軸３７が貫通しており、出力軸３７の上部には、第３ギヤ２３が設けられている。出力軸３７の下部すなわちハウジング３１の内側部分には、ロータ３９が設けられており、永久磁石部３３は、そのロータ３９の外周面に設けられている。一方、ハウジング３１の内周面には、永久磁石部３３と所定間隔をあけて対向するようにヒステリシス磁化部３５が設けられている。本実施の形態では、永久磁石部３３は、希土類磁石で構成されており、好適な例として、サマリウムコバルト磁石で構成されている。

以上のように構成された転てつ機には、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１では、減速機構１３にヒステリシス式トルクリミッタ１５が組み込まれている。よって、通常の動作中には、ヒステリシス式トルクリミッタ１５は減速機構１３の機能を阻害することなく、駆動モータ３の出力は、減速機構１３に伝達され、動作桿７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３や、減速機構１３、さらには動作桿７及び鎖錠桿９等を含む動作部分の保護を図っていた。

さらに、ヒステリシス式トルクリミッタ１５は減速機構１３の一段目の減速部と、二段目の減速部との間に配置されているため、減速機構１３の一部を含むヒステリシス式トルクリミッタ１５の上流部分に起因する慣性力に関し、鎖錠桿等への伝達を抑制することができる。特に、減速機構を含む構造の慣性は、減速比の自乗で効くため、減速機構１３の途中にヒステリシス式トルクリミッタ１５が組み入れられている効果は非常に大きいものである。また、このように減速機構１３の途中にヒステリシス式トルクリミッタ１５を組み入れることによって、過大な慣性力による各部の損傷の防止が確保されているため、前述した既存の構成（図４参照）のように、慣性力の消費を図る常時ブレーキ手段を別途設ける必要がなく、動作効率が悪化する問題も生じない。

一方、減速機構はその下流にいくほど、伝達トルクの増大がなされていることから、減速機構にトルクリミッタを組み入れると、通常動作時に所望のトルク伝達が困難になる可能性がある。この点、本実施の形態に係る転てつ機１では、永久磁石部３３に希土類磁石（サマリウムコバルト磁石）が用いられているヒステリシス式トルクリミッタ１５が設けられているため、極めて高いトルク伝達が実現でき、減速機構中のトルクリミッタが減速機構の働きを阻害することがない。本発明者の試験によれば、次の表に示すように、希土類磁石（サマリウムコバルト磁石）をヒステリシス式トルクリミッタに用いた場合に限り、特に高い伝達トルクを獲得できることが分った。

上記表から分るように、比較例２のヒステリシス式のトルクリミッタであっても永久磁石部に異方性フェライト磁石を用いた場合、渦電流式のトルクリミッタと同程度の最大伝達トルクしか得られない。すなわち、トルクリミッタを減速機構内に組み入れることは困難であり、減速機構上流に配置せざるを得ない。これに対し、本実施の形態のように永久磁石部に希土類磁石（サマリウムコバルト磁石）を用いたヒステリシス式トルクリミッタは、比較例の倍以上の最大伝達トルクを得ることが可能であり、このように構成することによってはじめて、ヒステリシス式トルクリミッタ１５を減速機構１３に組み入れても、ヒステリシス式トルクリミッタ１５が減速機構１３の働きを阻害することがない。

このように、本実施の形態に係る転てつ機によれば、通常動作終了時・動作妨害時に損傷を抑制することができ、且つ、専用の常時ブレーキを設けることなく慣性による損傷を防止することができる。

以上、好ましい実施の形態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、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

本発明の実施の形態に係る転てつ機を縦断面的に示す図である。ヒステリシス式トルクリミッタを縦断面的に示す図である。ヒステリシス式トルクリミッタを平面的に示す図である。比較例としての転てつ機を縦断面的に示す図である。

１転てつ機
３駆動モータ
７動作桿
１３減速機構
１５ヒステリシス式トルクリミッタ
３３永久磁石部
３５ヒステリシス磁化部

Claims

動作桿と、
前記動作桿を駆動する駆動源と、
複数段の減速部からなり、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、
隣接する前段減速部と後段減速部との間に組み入れられたトルクリミッタと、を備え、
前記トルクリミッタは、その外周部に前段減速部の一部となる減速歯車が設けられるハウジングと、前記ハウジング上部を貫通し、前記後段減速部の一部となる減速歯車が設けられる出力軸と、を備える、転てつ機。
請求項１に記載された転てつ機であって、前記ハウジングの前記外周部に設けられた前記減速歯車は、大べベルギアであり、前記大べベルギアは、相互に交差する軸部を有する小べベルギアと共に前記減速歯車を構成する、転てつ機。