JP2004208632A - 両軸受リールの制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルと回路基板との絶縁不良を軽減しかつ制動装置を容易に組み立てできるようにする。
【解決手段】両軸受リールの制動装置は、リール本体に回転自在に装着されたスプール１２を制動する装置であって、スプール制動ユニット４０と、スプール制御ユニット４２とを備えている。スプール制動ユニットは、回転方向に並べて配置され極性が交互に異なる複数の磁石６１を有しスプールに連動して回転する回転子６０、回転子の周囲に周方向に間隔を隔てて配置され直列接続された複数のコイル６２、及び直列接続された複数のコイルの両端に接続されたスイッチ素子６３を有している。スプール制御ユニットは、リール本体のスプールの一方の端面と対向する面に装着され複数のコイルが取り付けられた回路基板７０及び回路基板に搭載された制御部５５等を有し、スプール制動ユニットを電気的に制御する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制動装置、特に、リール本体に回転自在に装着されたスプールを制動する両軸受リールの制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
両軸受リール、特に、釣り糸の先端にルアー等の仕掛けを装着してキャスティングするベイトキャスティングリールには、キャスティング時のバックラッシュを防止するためにスプールを制動する制動装置が設けられている。この種の制動装置では従来、遠心力や磁力を利用している機械式のものが多い。しかし、機械式の制動装置では、回転速度に比例又は二乗に比例した制動力しか発生しなかったので、本来制動が不要なタイミングでも制動力が発生してしまい、飛距離の減少を招くおそれがある。
【０００３】
そこで、スプールとリール本体との間に発電機構を設け、それを電気的に制御してキャスティング途中の制動力を調整可能な電気制御式の制動装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
従来の制動装置は、スプールに設けられた磁石及びリール本体に設けられたコイルを有する発電機能を有する制動機構と、スプール回転速度を検出する回転速度検出装置と、コイルに流れる電流を制御する制御装置とを備えている。磁石は、スプール軸に固定され、コイルは磁石の周囲に磁石に対向可能にリール本体にスプール軸方向に移動自在に装着されている。これにより、コイルと磁石との距離を変化させて制動力を手動で調整できるようにしている。制御装置は、リール本体に取り付けられた回路基板と、回路基板に装着されたたとえばマイクロコンピュータからなる制御部とを備えている。回路基板は、リール本体のスプールから離れた位置の内側面に取り付けられており、リード線によりコイルと接続されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３３２４３６号公報参照
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、回路基板がスプールから離れた位置に配置されているともにコイルがスプール軸方向に移動するので、コイルとの間をリード線で接続する必要がある。このようリード線でコイルと接続すると、水分が多い腐食雰囲気で使用される両軸受リールでは、絶縁不良が生じやすい。しかも、コイルをリール本体にスプール軸方向に移動自在に装着しているので、コイルをリール本体に装着しかつ回路基板をリール本体に装着しなければならず、装置の組立が煩雑になる。
【０００６】
本発明の課題は、コイルと回路基板との絶縁不良を軽減しかつ制動装置を容易に組み立てできるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る両軸受リールの制動装置は、リール本体に回転自在に装着されたスプールを制動する装置であって、スプール制動手段と、スプール制御手段とを備えている。スプール制動手段は、回転方向に並べて配置され極性が交互に異なる複数の磁極を有しスプールに連動して回転する回転子、回転子の周囲に周方向に間隔を隔てて配置され直列接続された複数のコイル、及び直列接続された複数のコイルの両端に接続されたスイッチ手段を有し、スプールを制動するものである。スプール制御手段は、リール本体のスプールの一方の端面と対向する面に装着され複数のコイルが取り付けられた回路基板及び回路基板に搭載された制御素子を有し、スプール制動手段を電気的に制御するものである。
【０００８】
この制動装置では、スプールが回転した状態でスイッチ素子がオンするとコイルに電流が発生しスプールが制動される。このコイルは、リール本体のスプールの一方の端面と対向する面に装着された回路基板に取り付けられている。ここでは、回路基板がリール本体のスプールの一方の端面と対向する面に装着されているので、回転子の周囲に対向して配置されたコイルを回路基板に直接取り付けることができる。このため、コイルと回路基板とを接続するリード線が不要になり、コイルと回路基板との絶縁不良を軽減できる。しかも、コイルがリール本体に取り付けられた回路基板に装着されているので、回路基板をリール本体に取り付けるだけでコイルもリール本体に装着される。このため、制動装置を容易に組み立てできる。
【０００９】
発明２に係る両軸受リールの制動装置は、発明１に記載の装置において、回転子は、スプールが回転不能に装着されたスプール軸に固定され交互に極性を異ならせて回転方向に並べて配置された複数の磁石を有する。この場合には、スプール軸に固定された複数の磁石により回転子を構成しているので、回転子の構成が簡素になる。
【００１０】
発明３に係る両軸受リールの制動装置は、発明２に記載の装置において、複数の磁石は、スプール軸方向の端部に配置された非磁性体製のキャップ部材によりスプール軸と実質的に同芯に配置されるように保持されている。この場合には、キャップ部材が非磁性体製であるので、磁力を弱めることなくスプール軸上での磁石の組立を容易にできるとともに、組立後の磁石の比強度を高めることができる。
【００１１】
発明４に係る両軸受リールの制動装置は、発明２又は３に記載の装置において、磁石の数とコイルの数とは同数である。この場合には、コイルと磁石の数が同じ数であるので、コイルの出力が単相になりスイッチ素子が簡素になる。
発明５に係る両軸受リールの制動装置は、発明１から４のいずれかに記載の装置において、複数のコイルは、スプール軸芯から径方向に延びる軸を中心に矩形枠状に巻回されかつスプールの回転方向に沿って円弧状に湾曲して形成されたコアレスコイルである。この場合には、複数のコイルをコアレスコイルとしたので、コギングが生じにくくなり、スプールの回転がスムーズになる。しかもスプールの回転方向に沿って円弧状に湾曲して形成されているので、回転子との隙間を一定に維持しやすい。
【００１２】
発明６に係る両軸受リールの制動装置は、発明１から５のいずれかに記載の装置において、コイルは、非磁性体製の有底筒状のコイルホルダに装着された状態で回路基板に固定されている。この場合には、複数のコイルが非磁性体製のコイルホルダに装着されているので、コイルを回路基板に装着しやすくなるとともに、コイルホルダが非磁性体製であるので、回転子による磁束を乱すことがない。
【００１３】
発明７に係る両軸受リールの制動装置は、発明１から６のいずれかに記載の装置において、複数のコイルは、スプール軸芯と実質的に同芯に配置されている。この場合には、回路基板に装着されたコイルがスプール軸芯と実質的に同芯に配置されているので、回転子との隙間を一定に維持しやすい。
発明８に係る両軸受リールの制動装置は、発明１から７のいずれかに記載の装置において、回路基板は、スプール軸芯と実質的に同芯に配置された座金形状の部材である。この場合には、回路基板が座金形状のリング状部材でありかつスプール軸芯と実質的に同芯に配置されているので、回路基板をリール本体に装着するだけでコイルをスプール軸芯と実質的に同芯に配置できる。また、回路基板をスプールのフランジ部内に収めることにより、糸噛み防止のためにリール本体との隙間が小さいフランジ部とリール本体との間の空間に回路基板を配置でき、防水性能を高めることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔リールの構成〕
図１及び図２において、本発明の一実施形態による両軸受リールは、ベイトキャスト用の丸形の両軸受リールである。このリールは、リール本体１と、リール本体１の側方に配置されたスプール回転用ハンドル２と、ハンドル２のリール本体１側に配置されたドラグ調整用のスタードラグ３とを備えている。
【００１５】
ハンドル２は、板状のアーム部２ａと、アーム部２ａの両端に回転自在に装着された把手２ｂとを有するダブルハンドル形のものである。アーム部２ａは、図２に示すように、ハンドル軸３０の先端に回転不能に装着されており、ナット２８によりハンドル軸３０に締結されている。
リール本体１は、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金などの金属製の部材であり、フレーム５と、フレーム５の両側方に装着された第１側カバー６及び第２側カバー７とを有している。リール本体１の内部には糸巻用のスプール１２がスプール軸２０（図２）を介して回転自在に装着されている。第１側カバー６は、スプール軸方向外方から見て円形であり、第２側カバー７は、交差する２つの円で構成されている。
【００１６】
フレーム５内には、図２に示すように、スプール１２と、サミングを行う場合の親指の当てとなるクラッチレバー１７と、スプール１２内に均一に釣り糸を巻くためのレベルワインド機構１８とが配置されている。またフレーム５と第２側カバー７との間には、ハンドル２からの回転力をスプール１２及びレベルワインド機構１８に伝えるためのギア機構１９と、クラッチ機構２１と、クラッチレバー１７の操作に応じてクラッチ機構２１を制御するためのクラッチ制御機構２２と、スプール１２を制動するドラグ機構２３と、スプール１２の回転時の抵抗力を調整するためのキャスティングコントロール機構２４とが配置されている。また、フレーム５と第１側カバー６との間には、キャスティング時のバックラッシュを抑えるための電気制御式のブレーキ機構（制動装置の一例）２５が配置されている。
【００１７】
フレーム５は、所定の間隔をあけて互いに対向するように配置された１対の側板８，９と、これらの側板８，９を一体で連結する上下の連結部１０ａ，１０ｂ（図１）とを有している。側板８の中心部よりやや上方には、円形の開口８ａが形成されている。この開口８ａには、リール本体１を構成するスプール支持部１３がねじ止め固定されている。
【００１８】
スプール支持部１３は、図３及び図４に示すように、開口８ａに着脱自在に装着される扁平な略有底筒状の部材である。スプール支持部１３の壁部１３ａの中心部には、内方に向けて突出する筒状の軸受収納部１４が一体形成されている。軸受収納部１４の内周面には、スプール軸２０の一端を回転自在に支持するための軸受２６ｂが装着されている。また、軸受収納部１４の底部にはキャスティングコントロール機構２４の摩擦プレート５１を装着されている。軸受２６ｂは、線材製の止め輪２６ｃにより軸受収納部１４に係止されている。
【００１９】
上側の連結部１０ａは、図１に示すように、側板８，９の外形と同一面に配置されており、下側の連結部１０ｂは、前後に１対設けられており、外形より内側に配置されている。下側の連結部１０ｂには、リールを釣り竿に装着するための前後に長い、たとえばアルミニウム合金等の金属製の竿装着脚部４がリベット止めされている。
【００２０】
第１側カバー６は、第２側カバー７側から挿入されたねじ部材（図示せず）により側板８にねじ止め固定されている。第１側カバー６には、後述するブレーキ切換つまみ４３が配置される円形の開口部６ａが形成されている。
スプール１２は、図２に示すように、両側部に皿状のフランジ部１２ａを有しており、両フランジ部１２ａの間に筒状の糸巻胴部１２ｂを有している。図２左側のフランジ部１２ａの外周面は、糸噛みを防止するために開口８ａの内周側に僅かな隙間をあけて配置されている。スプール１２は、糸巻胴部１２ｂの内周側を貫通するスプール軸２０にたとえばセレーション結合により回転不能に固定されている。この固定方法はセレーション結合に限定されず、キー結合やスプライン結合等の種々の結合方法を用いることができる。
【００２１】
スプール軸２０は、たとえばＳＵＳ３０４等の非磁性金属製であり、側板９を貫通して第２側カバー７の外方に延びている。その延びた一端は、第２側カバー７に装着されたボス部７ｂに軸受２６ａにより回転自在に支持されている。またスプール軸２０の他端は前述したように軸受２６ｂにより回転自在に支持されている。スプール軸２０の中心には、大径部２０ａが形成されており、両端に軸受２６ａ，２６ｂに支持される小径部２０ｂ，２０ｃが形成されている。なお、軸受２６ａ，２６ｂは、たとえばＳＵＳ４４０Ｃに特殊耐食性被膜をコーティングしたものである。
【００２２】
さらに、図１左側の小径部２０ｃと大径部２０ａとの間には両者の中間の外径を有する、後述する磁石６１を装着するための磁石装着部２０ｄが形成されている。磁石装着部２０ｄには、たとえば、ＳＵＭ（押出・切削）等の鉄材の表面に無電界ニッケルめっきを施した磁性体製の磁石保持部２７がたとえばセレーション結合により回転不能に固定されている。磁石保持部２７は、断面が正方形で中心に磁石装着部２０ｄが貫通する貫通孔２７ａが形成された四角柱状の部材である。磁石保持部２７の固定方法はセレーション結合に限定されず、キー結合やスプライン結合等の種々の結合方法を用いることができる。
【００２３】
スプール軸２０の大径部２０ａの右端は、側板９の貫通部分に配置されており、そこにはクラッチ機構２１を構成する係合ピン２９が固定されている。係合ピン２９は、直径に沿って大径部２０ａを貫通しており、その両端が径方向に突出している。
クラッチレバー１７は、図２に示すように、１対の側板８，９間の後部でスプール１２後方に配置されている。クラッチレバー１７は側板８，９間で上下方向にスライドする。クラッチレバー１７のハンドル装着側には、係合軸１７ａが側板９を貫通して一体形成されている。この係合軸１７ａは、クラッチ制御機構２２に係合している。
【００２４】
レベルワインド機構１８は、図２に示すように、スプール１２の前方で両側板８，９間に配置され、外周面に交差する螺旋状溝４６ａが形成された螺軸４６と、螺軸によりスプール軸方向に往復移動して釣り糸を案内する釣り糸案内部４７とを有している。螺軸４６は、両端が側板８，９に装着された軸支持部４８，４９により回転自在に支持されている。螺軸４６の図２右端には、ギア部材３６ａが装着されており、ギア部材３６ａは、ハンドル軸３０に回転不能に装着されたギア部材３６ｂに噛み合っている。このような構成により、螺軸４６は、ハンドル軸３０の糸巻取方向の回転に連動して回転する。
【００２５】
釣り糸案内部４７は螺軸４６の周囲に配置され一部が軸方向の全長にわたって切り欠かれたパイプ部材５３と、螺軸の上方に配置されたガイド軸（図示せず）とによりスプール軸２０方向に案内されている。釣り糸案内部４７には、螺旋状溝４６ａに係合する係止部材（図示せず）が回動自在に装着されており、螺軸４６の回転によりスプール軸方向に往復移動する。
【００２６】
ギア機構１９は、ハンドル軸３０と、ハンドル軸３０に固定されたメインギア３１と、メインギア３１に噛み合う筒状のピニオンギア３２とを有している。ハンドル軸３０は、側板９及び第２側カバー７に回転自在に装着されており、ローラ型のワンウェイクラッチ８６及び爪式のワンウェイクラッチ８７により糸繰り出し方向の回転（逆転）が禁止されている。ワンウェイクラッチ８６は、第２側カバー７とハンドル軸３０との間に装着されている。メインギア３１は、ハンドル軸３０に回転自在に装着されており、ハンドル軸３０とドラグ機構２３を介して連結されている。
【００２７】
ピニオンギア３２は、側板９の外方から内方に延び、中心にスプール軸２０が貫通する筒状部材であり、スプール軸２０に軸方向に移動自在に装着されている。また、ピニオンギア３２の図２左端側は、軸受３３により側板９に回転自在かつ軸方向移動自在に支持されている。ピニオンギア３２の図２左端部には係合ピン２９に噛み合う噛み合い溝３２ａが形成されている。この噛み合い溝３２ａと係合ピン２９とによりクラッチ機構２１が構成される。また中間部にはくびれ部３２ｂが、右端部にはメインギア３１に噛み合うギア部３２ｃがそれぞれ形成されている。
【００２８】
クラッチ制御機構２２は、スプール軸２０方向に沿って移動するクラッチヨーク３５を有している。また、クラッチ制御機構２２は、スプール１２の糸巻取方向の回転に連動してクラッチ機構２１をクラッチオンさせるクラッチ戻し機構（図示せず）を有している。
キャスティングコントロール機構２４は、スプール軸２０の両端を挟むように配置された複数の摩擦プレート５１と、摩擦プレート５１によるスプール軸２０の挟持力を調節するための制動キャップ５２とを有している。左側の摩擦プレート５１は、スプール支持部１３内に装着されている。
【００２９】
〔スプール制動機構の構成〕
スプール制動機構２５は、図３、図４及び図７に示すように、スプール１２とリール本体１とに設けられたスプール制動ユニット４０と、釣り糸に作用する張力を検出するための回転速度センサ４１と、スプール制動ユニット４０を８段階の制動モードのいずれかで電気的に制御するスプール制御ユニット４２と、８つの制動モードを選択するためのブレーキ切換つまみ４３とを有している。
【００３０】
スプール制動ユニット４０は、スプール１２を発電により制動する電気的に制御可能なものである。スプール制動ユニット４０は、スプール軸２０に回転方向に並べて配置された４つの磁石６１を含む回転子６０と、回転子６０の外周側に対向して配置され直列接続されたたとえば４つのコイル６２と、直列接続された複数のコイル６２の両端が接続されたスイッチ素子６３とを備えている。スプール制動ユニット４０は、磁石６１とコイル６２との相対回転により発生する電流を、スイッチ素子６３によりオンオフすることによりスプール１２を制動する。スプール制動ユニット４０で発生する制動力はスイッチ素子６３のオン時間が長さに応じて大きくなる。
【００３１】
回転子６０の４つの磁石６１は、周方向に並べて配置され極性が交互に異なっている。磁石６１は、磁石保持部２７と略同等の長さを有する部材であり、その外側面６１ａは断面円弧状の面であり、内側面６１ｂは平面である。この内側面６１ｂがスプール軸２０の磁石保持部２７の外周面に接触して配置されている。磁石６１の両端部は、たとえばＳＵＳ３０４等の非磁性体製の円形皿状のキャップ部材６５ａ，６５ｂにより挟持され、スプール軸２０に対して回転不能に磁石保持部２７に装着されている。このようにキャップ部材６５ａ，６５ｂにより磁石６１を保持することにより、キャップ部材６５ａ，６５ｂが非磁性体製であるので、磁力を弱めることなくスプール軸２０上での磁石の組立を容易にできるとともに、組立後の磁石の比強度を高めることができる。
【００３２】
磁石６１の図４左端面と軸受２６ｂとの距離は２．５ｍｍ以上離れている。図４右側のキャップ部材６５ａは、スプール軸２０の大径部２０ａと磁石装着部２０ｄとの段差と磁石保持部２７とに挟まれてそれより右方への移動が規制されている。
軸受２６ｂとの間に配置された左側のキャップ部材６５ｂには、たとえば、ＳＰＣＣ（板材）等の鉄材の表面に無電界ニッケルめっきを施した磁性体製のワッシャ部材６６が装着されている。ワッシャ部材６６は、スプール軸２０に装着されたたとえばＥ型止め輪６７により抜け止めされている。このワッシャ部材６６の厚みは０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、外径は軸受２６ｂの外径の６０％以上１２０％以下である。このような磁性体製のワッシャ部材６６を設けることにより、磁石６１の近くに配置される軸受２６ｂが磁化されにくくなる。このため、磁石６１の近くに軸受２６ｂを配置してもスプール１２の自由回転時の回転性能に影響を与えにくくなる。また、磁石６１と軸受２６ｂとの距離を２．５ｍｍ以上離したことも軸受２６ｂを磁化しにくくしている。
【００３３】
糸巻胴部１２ｂの内周面の磁石６１に対向する位置には、たとえば、ＳＵＭ（押出・切削）等の鉄材の表面に無電界ニッケルめっきを施した磁性体製のスリーブ６８が装着されている。スリーブ６８は、糸巻胴部１２ｂの内周面に圧入又は接着などの適宜の固定手段により固定されている。このような磁性体製のスリーブ６８を磁石６１に対向して配置すると、磁石６１からの磁束がコイル６２を集中して通過するので、発電及びブレーキ効率が向上する。
【００３４】
コイル６２は、コギングを防止してスプール１２の回転をスムーズにするためにコアレスタイプのものが採用されている。さらにヨークも設けていない。コイル６２は、巻回された芯線が磁石６１に対向して磁石６１の磁場内に配置されるように略矩形に巻回されている。４つのコイル６２は直列接続されており、その両端がスイッチ素子６３に接続されている。コイル６２は、磁石６１の外側面６１ａとの距離が略一定になるようにスプール軸芯に対して実質的に同芯の円弧状にスプール１２の回転方向に沿って湾曲して成形されている。このため、コイル６２と回転中の磁石６１との隙間を一定に維持することができる。４つのコイル６２は、たとえばＳＵＳ３０４等の非磁性体製の円形皿状のコイルホルダ６９によりまとめられている。コイルホルダ６９は、スプール制御ユニット４２を構成する後述する回路基板７０に固定されている。なお図３ではコイル６２を主に描くためにコイルホルダ６９は、二点鎖線で図示している。このように、４つのコイル６２が非磁性体製のコイルホルダ６９に装着されているので、コイル６２を回路基板７０に装着しやすくなるとともに、コイルホルダ６９が非磁性体製であるので、磁石６１による磁束を乱すことがない。
【００３５】
スイッチ素子６３は、たとえば高速でオンオフ制御できる並列接続された２つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）６３ａを有している。ＦＥＴ６３ａの各ドレイン端子に直列接続されたコイル６２が接続されている。このスイッチ素子６３も回路基板７０に装着されている。
回転速度センサ４１は、たとえば、投光部と受光部とを有する反射型の光電スイッチを用いており、回路基板７０のスプール１２のフランジ部１２ａに対向する面に配置されている。フランジ部１２ａの外側面には、投光部から照射された光を反射する読み取りパターン７１が印刷やシール貼り付けや反射板の取付などの適宜の方法により形成されている。この回転速度センサ４１からの信号により回転速度を検出して釣り糸に作用する張力を検出する。
【００３６】
ブレーキ切換つまみ４３は、８段階の制動モードのいずれかを設定するために設けられている。ブレーキ切換つまみ４３は、に図４〜図６に示すように、スプール支持部１３に回動自在に装着されている。ブレーキ切換つまみ４３は、たとえば合成樹脂製の円盤状のつまみ本体７３と、つまみ本体７３の中心に位置する金属製の回動軸７４とを有している。回動軸７４とつまみ本体７３とはインサート成形により一体化されている。つまみ本体７３の開口部６ａに臨み外部に露出する外側面には、外側に脹らむつまみ部７３ａが形成されている。つまみ部７３ａの周囲は凹んでおりブレーキ切換つまみ４３を操作しやすくなっている。
【００３７】
つまみ部７３ａの一端には僅かに凹んで指針７３ｂが形成されている。指針７３ｂに対向する第１側カバー６の開口部６ａの周囲には、８つのマーク７５が等間隔に印刷やシールなどの適宜の形成方法により形成されている。ブレーキ切換つまみ４３を回して指針７３ｂをマーク７５のいずれかに合わせることにより制動モードのいずれかを選択して設定できる。また、つまみ本体７３の背面には、ブレーキ切換つまみ４３の回動位置、すなわち制動モードのいずれが選択されたかを検出するための識別パターン７６が等間隔に印刷やシールなどの適宜の形成方法により形成されている。識別パターン７６は、回転方向に３種１０個の扇形の第１〜第３パターン７６ａ，７６ｂ，７６ｃにより構成されている。第１パターン７６ａは、図６に左下がりのハッチングで描かれており、たとえば鏡面の光を反射するパターンである。第２パターン７６ｂは、図６に右下がりのハッチングで描かれており、たとえば黒色の光を反射しにくいパターンである。第３パターン７６ｃは、図６にクロスハッチングで描かれており、たとえば灰色の光を略半分だけ反射するパターンである。この３種のパターン７６ａ〜７６ｃの組み合わせにより８段階の制動モードのいずれかが選択されたかを識別できる。なお、いずれかのパターン７６ａ〜７６ｃのひとつがつまみ本体７３と同色の場合には、つまみ本体７３の背面をそのまま利用してパターンを別に形成しなくてもよい。
【００３８】
回動軸７４は、スプール支持部１３の壁部１３ａに形成された貫通孔１３ｂに装着され、止め輪７８により壁部１３ａに係止されている。
つまみ本体７３とスプール支持部１３の壁部１３ａの外側面との間には位置決め機構７７が設けられている。位置決め機構７７は、ブレーキ切換つまみ４３を制動モードに応じた８段階の位置で位置決めするとともに、回動操作時に発音する機構である。位置決め機構７７は、つまみ本体７３ａの背面に形成された凹部７３ｃに装着された位置決めピン７７ａと、位置決めピン７７ａの先端が係合する８つの位置決め穴７７ｂと、位置決めピン７７ａの位置決め穴７７ｂに向けて付勢する付勢部材７７ｃとを有している。位置決めピン７７ａは、小径の頭部とそれより大径の鍔部と小径の軸部とを有する軸状の部材であり、頭部は半球状に形成されている。位置決めピン７７ａは、凹部７３ｃに進退自在に装着されている。８つの位置決め穴７７ｂは、スプール支持部１３の壁部１３ａの外側面に貫通孔１３ｂの周囲に固定された扇形の補助部材１３ｃに周方向に間隔を隔てて形成されている。位置決め穴７７ｂは、指針７３ｂが８つのマーク７５のいずれかに一致するように形成されている。
【００３９】
スプール制御ユニット４２は、スプール支持部１３のスプール１２のフランジ部１２ａに対向する面に装着された回路基板７０と、回路基板７０に搭載された制御部５５とを有している。
回路基板７０は、中心が円形に開口する座金形状のリング状の基板であり、軸受収納部１４の外周側でスプール軸２０と実質的に同芯に配置されている。回路基板７０は、スプール支持部１３の壁部１３ａの内側面にビスにより固定されている。この回路基板７０をビスにより固定する際には、たとえば、軸受収納部１４に仮置きされた治具を利用して芯出しし、回路基板７０がスプール軸芯に対して実質的に同芯に配置されるようにしている。これにより、回路基板７０をスプール支持部１３に装着すると、回路基板７０に固定されたコイル６２がスプール軸芯と実質的に同芯に配置される。
【００４０】
ここでは、回路基板７０がスプール支持部１３のスプール１２のフランジ部１２ａと対向する面に装着されているので、回転子６０の周囲に配置されたコイル６２を回路基板７０に直接取り付けることができる。このため、コイル６２と回路基板７０とを接続するリード線が不要になり、コイル６２と回路基板７０との絶縁不良を軽減できる。しかも、コイル６２がスプール支持部１３に取り付けられた回路基板７０に装着されているので、回路基板７０をスプール支持部１３に取り付けるだけでコイル６２もスプール支持部１３に装着される。このため、スプール制動機構２５を容易に組み立てできる。
【００４１】
制御部５５は、たとえばＣＰＵ５５ａ，ＲＡＭ５５ｂ，ＲＯＭ５５ｃ及びＩ／Ｏインターフェイス５５ｃ等が搭載されたマイクロコンピュータから構成されている。制御部５５のＲＯＭ５５ｃには、制御プログラムが格納されるとともに、後述する３つの制動処理にわたる制動パターンがそれぞれ８段階の制御モードに応じて格納されている。また、各制御モード時の張力の設定値や回転速度の設定値なども格納されている。制御部５５には、回転速度センサ４１と、ブレーキ切換つまみ４３の回動位置を検出するためのパターン識別センサ５６とが接続されている。また、制御部５５には、スイッチ素子６３の各ＦＥＴ６３ａのゲートが接続されている。制御部５５は、各センサ４１，５６からのパルス信号によりスプール制動ユニット４０のスイッチ素子６３を後述する制御プログラムにより、たとえば周期１／１０００秒のＰＷＭ（パルス幅変調）信号によりオンオフ制御する。具体的には、制御部５５は、８段階の制動モードにおいて、異なるデューティ比Ｄでスイッチ素子６３をオンオフ制御する。制御部５５には電源としての蓄電素子５７からの電力が供給される。この電力は回転速度センサ４１とパターン識別センサ５６にも供給される。
【００４２】
パターン識別センサ５６は、ブレーキ切換つまみ４３のつまみ本体７３の背面に形成された識別パターン７６の３種のパターン７６ａ〜７６ｃを読み取るために設けられている。パターン識別センサ５６は、投光部と受光部とを有する２組の光電センサ５６ａ，５６ｂから構成されている。光電センサ５６ａ，５６ｂは回路基板７０のスプール支持部１３の壁部１３ａに面する側に上下に並べて配置されている。スプール支持部１３の壁部１３ａには、光電センサ５６ａ，５６ｂが各パターン７６ａ〜７６ｃを臨み得るように透孔１３ｄ，１３ｅが上下に並べて形成されている。ここでは、回転方向に並べて配置された３種のパターン７６ａ〜７６ｂを読み取ることにより、たとえば下記に説明するようにして８段階の制動モードを識別する。
【００４３】
いま、指針７３ｂが最も弱い位置にあるとき、図６に示すように、２つの第１パターン７６ａからの反射光をパターン識別センサ５６は読み取る。この場合、両光電センサ５６ａ，５６ｂは双方とも最も大きな光量を検出する。続いて、次のマークに指針７３ｂを合わせると、下側の光電センサ５６ｂは第１パターン７６ａに位置し強い光量を検出するが、上側の光電センサ５６ａは第２パターン７６ｂに位置しほとんど検出しない。これらの検出光量の組み合わせによりブレーキ切換つまみ４３が何れの位置にあるかを識別する。
【００４４】
電源としての蓄電素子５７は、たとえば電解コンデンサを用いており、整流回路５８に接続されている。整流回路５８はスイッチ素子６３に接続されており、回転子６０とコイル６２とを有し発電機として機能するスプール制動ユニット４０からの交流電流を直流に変換しかつ電圧を安定化して蓄電素子５７に供給する。
【００４５】
なお、これらの整流回路５８及び蓄電素子５７も回路基板７０に搭載されている。この回路基板７０に搭載されたコイル６２を含む各部は、透明な合成樹脂絶縁体製の被膜９０により覆われている。具体的には、回路基板７０に各部を搭載して配線を終わると、合成樹脂液体が入れられたタンクに回路基板７０を浸けて浸漬処理し、その後タンクから取り出して硬化処理を行い、表面に被膜９０を形成する。このように回路基板７０を含む各部を絶縁体製の合成樹脂の被膜９０で覆うことにより制御部５５等の電子機器への液体の浸入防止できる。しかも、この実施形態では、発電された電力を蓄電素子５７に蓄え、その電力で制御部５５等を動作させているので、電源の交換が不要になる。このため、被膜９０による封止を永続させることができ、絶縁不良によるトラブルを低減できる。
【００４６】
〔実釣時のリールの操作及び動作〕
キャスティングを行うときには、クラッチレバー１７を下方に押圧してクラッチ機構２１をクラッチオフ状態にする。このクラッチオフ状態では、スプール１２が自由回転状態になり、キャスティングを行うと仕掛けの重さにより釣り糸がスプール１２から勢いよく繰り出される。このキャスティングによりスプール１２が回転すると、磁石６１がコイル６２の内周側を回転して、スイッチ素子６３をオンするとコイル６２に電流が流れスプール１２が制動される。キャスティング時にはスプール１２の回転速度は徐々に速くなり、ピークを越えると徐々に減速する。
【００４７】
ここでは、磁石６１を軸受２６ｂの近くに配置しても、その間に磁性体製のワッシャ部材６６を配置しかつ軸受２６ｂとの間隔を２．５ｍｍ以上離したので、軸受２６ｂが磁化しにくくなりスプール１２の自由回転性能が向上する。また、コイル６２をコアレスコイルとしたので、コギングが生じにくくなり、さらに自由回転性能が向上する。
【００４８】
仕掛けが着水すると、ハンドル２を糸巻取方向に回転させて図示しないクラッチ戻し機構によりクラッチ機構２１をクラッチオン状態にし、リール本体１をパーミングしてアタリを待つ。
〔制御部の制御動作〕
次に、キャスティング時の制御部５５のブレーキ制御動作について、図８及び図９の制御フローチャート並びに図１０及び図１１のグラフを参照しながら説明する。
【００４９】
キャスティングによりスプール１２が回転して蓄電素子５７に電力が蓄えられ制御部５５に電源が投入されると、ステップＳ１で初期設定が行われる。ここでは、各種のフラグや変数がリセットされる。ステップＳ２では、ブレーキ切換つまみ４３により何れの制動モードＢＭｎ（ｎは１〜８の整数）が選択されたか否かを判断する。ステップＳ３では、制動モードを選択された制動モードＢＭｎに設定する。これにより、以降の制御で制御部５５内のＲＯＭから制動モードＢＭｎに応じたデューティ比Ｄが読み出される。ステップＳ５では、回転速度センサ４１からのパルスによりキャスティング当初のスプール１２の回転速度Ｖを検出する。ステップＳ７では、スプール１２から繰り出される釣り糸に作用する張力Ｆを算出する。
【００５０】
ここで、張力Ｆは、スプール１２の回転速度の変化率（Δω／Δｔ）とスプール１２の慣性モーメントＪとで求めることができる。ある時点でスプール１２の回転速度が変化すると、このとき、もしスプール１２が釣り糸からの張力を受けずに単独で自由回転していた場合の回転速度との差は釣り糸からの張力により発生した回転駆動力（トルク）によるものである。このときの回転速度の変化率を（Δω／Δｔ）とすると、駆動トルクＴは、下記（１）式で表すことができる。
【００５１】
Ｔ＝Ｊ×（Δω／Δｔ）・・・・・（１）
（１）式から駆動トルクＴが求められれば、釣り糸の作用点の半径（通常は１５〜２０ｍｍ）から張力を求めることができる。この張力が所定以下になったときに大きな制動力を作用させると、回転速度のピークの手前で仕掛け（ルアー）の姿勢が反転して安定して飛行することを本発明者等は知見した。この回転速度のピークの手前で制動して安定した姿勢で仕掛けを飛行させるために以下の制御を行う。すなわち、キャスティング当初に短時間強い制動力を作用させて仕掛けを反転させ、その後徐々に弱くなりかつ途中で一定になる制動力で徐々に制動していく。最後に、所定回転数まで下がるまでさらに徐々に弱くなる制動力でスプール１２を制動する。この３つの制動処理を制御部５５は行う。
【００５２】
ステップＳ８では、回転速度の変化率（Δω／Δｔ）と慣性モーメントＪとにより算出された張力Ｆが所定値Ｆｓ（たとえば、０．５〜１．５Ｎの範囲のいずれかの値）以下か否か判断する。所定値Ｆｓを超えている場合にはステップＳ９に移行してデューティ比Ｄを１０に、つまり周期の１０％だけスイッチ素子６３をオンするように制御し、ステップＳ２に戻る。これにより、スプール制動ユニット４０はスプール１２を僅かに制動するが、スプール制動ユニット４０が発電するため、スプール制御ユニット４２が安定して動作する。
【００５３】
張力Ｆが所定値Ｆｓ以下になるとステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０では、タイマＴ１をスタートさせる。このタイマＴ１は、強い制動力で制動する第１制動処理の処理時間を定めるタイマである。ステップＳ１１では、タイマＴ１がタイムアップしたか否かを判断する。タイムアップしていない場合には、ステップＳ１３に移行し、タイマＴ１がアップするまで遠投の時の第１制動処理を行う。この第１制動処理では、図１０に左下がりのハッチングで示すように、一定の第１デューティ比Ｄｎ１で時間Ｔ１だけスプール１２を制動する。この第１デューティ比Ｄｎ１は、たとえば５０〜１００％デューティ（全体の周期の５０％から１００％がオン時間）、好ましくは７０〜９０％デューティの範囲であり、ステップＳ５で検出された回転速度Ｖによって変化する。すなわち、第１デューティ比Ｄｎ１は、たとえばキャスティング当初のスプール回転速度Ｖの関数ｆ１（Ｖ）に制動モードに応じて所定のデューティ比ＤｎＳを掛けた値である。また、時間Ｔ１は、０．１〜０．３秒の範囲が好ましい。このような範囲で制動すると回転速度のピークの前にスプール１２を制動しやすくなる。
【００５４】
第１デューティ比Ｄｎ１は、制動モードＢＭｎよって上下にシフトし、この実施形態では、制動モードが最大の時（ｎ＝１）、デューティ比Ｄ１１が最も大きくそれから徐々に小さくなる。このように仕掛けに合わせて強い制動力を短時間作用させると仕掛けの姿勢が釣り糸係止部分から反転して釣り糸係止部分が手前になって仕掛けが飛行する。これにより仕掛けの姿勢が安定して仕掛けがより遠くに飛ぶようになる。
【００５５】
一方、タイマＴ１がタイムアップしたときは、ステップＳ１１からステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、タイマＴ２がすでにスタートしているか否かを判断する。タイマＴ２がスタートしている場合にはステップＳ１７に移行する。タイマＴ２スタートしていない場合はステップＳ１４に移行してタイマＴ２をスタートさせる。このタイマＴ２は、第２制動処理の処理時間を定めるタイマである。
【００５６】
ステップＳ１７では、タイマＴ２がタイムアップしたか否かを判断する。タイムアップしていない場合には、ステップＳ１８に移行し、タイマＴ２がアップするまで第２制動処理を行う。この第２制動処理では、図１０に右下がりのハッチングで示すように、最初急激に下降しその後徐々に下降し最後に一定の値になる変化するデューティ比Ｄｎ２で第２所定時間Ｔ２の間スプール１２を制動する。このデューティ比Ｄｎ２の最小値は、たとえば３０〜７０％の範囲が好ましい。また、第２所定時間Ｔ２は、０．３〜２秒の間が好ましい。この第２所定時間Ｔ２も第１デューティ比Ｄｎ１と同様にキャスティング当初のスプール回転速度Ｖに応じて変化する。たとえばキャスティング当初のスプール回転速度Ｖの関数ｆ２（Ｖ）に所定時間ＴＳを掛けた値である。
【００５７】
また、第２及び第３制動処理では余分な制動力をカットすること目的とした図９に示すような制動補正処理も行われる。図９のステップＳ３１では、補正張力Ｆａが設定される。この補正張力Ｆａは、図１１に二点鎖線で示すように時間の関数であり、時間とともに徐々に減少するように設定されている。なお、図１１では、第３制動処理における補正処理のグラフを示している。
【００５８】
ステップＳ３２では速度Ｖを読み込む。ステップＳ３３では、ステップＳ７と同様な手順で張力Ｆを算出する。ステップＳ３４では、得られた張力から下記（２）式に示す判定式を算出する。ステップＳ３５では判定式から補正の要否を判断する。
Ｃ＝ＳＳａ×（Ｆ−ＳＳｄ×回転速度）−（ΔＦ／Δｔ）・・・・（２）
ここで、ＳＳａ，ＳＳｄは、回転速度（ｒｐｍ）に対する係数であり、たとえば５０である。また、ＳＳｄは、０．０００００５である。
【００５９】
この（２）式の結果が正の時、つまり検出された張力Ｆが設定張力Ｆａを大きく超えていると判断すると、ステップＳ３５での判断がＹｅｓとなり、ステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６では、予め設定された第２デューティ比Ｄｎ２から一定量Ｄａ減算したデューティ比（Ｄｎ２−Ｄａ）に次のサンプリング周期（通常は１回転毎）まで補正する。
【００６０】
ステップＳ２１では、速度Ｖが制動終了速度Ｖｅ以下になったか否かを判断する。速度Ｖが制動終了速度Ｖｅを超えている場合にはステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では第３制動処理を行う。
第３制動処理では、図１０に縦縞のハッチングで示すように徐々に下降割合が小さくなる第２制動処理と同様な時間とともに変化するデューティ比Ｄｎ３で制御する。そして、ステップＳ１１に戻りステップＳ２１で、速度Ｖが制動終了速度Ｖｅ以下となるまで処理を続けるまた、第３制御処理でも制動補正処理は実行される。
【００６１】
速度Ｖが制動終了速度Ｖｅ以下となると、ステップＳ２に戻る。
ここでは、回転速度のピーク前に強い制動力で制動すると、第１所定値Ｆｓ以下であった張力が急激に大きくなりバックラッシュを防止できるとともに、仕掛けが安定して飛行する。このため、バックラッシュを防止しつつ仕掛けの姿勢を安定させてより遠くに仕掛けをキャスティングできるようになる。
【００６２】
また、キャスティング当初のスプールの回転速度に応じて３つの制動処理において異なるデューティ比及び制動時間で制御されるので、同じ設定であってもスプールの回転速度によって異なるデューティ比及び制動時間でスプールが制動される。このため、スプールの回転速度が異なるキャスティングを行っても制動力の調整操作が不要になり、制動力の調整操作にかかる釣り人の負担を軽減できる。
【００６３】
〔他の実施形態〕
（ａ）前記実施形態では、回転子６０を回転方向に並べて配置された４つの磁石（磁極）で構成したが、磁石の数は複数であればどのような数でもよい。しかし磁石の数は３〜８の範囲が好ましい。またコイルの数も磁石（磁極）と同数でなくてもよいが、磁石（磁極）の数と同数であるのが好ましい。
【００６４】
（ｂ）前記実施形態では、複数の磁石６１により回転子６０を構成したが、周方向に異なる極性が交互に配置された磁極を有するものであれば、たとえば、希土類金属を含む筒状のプラスティック磁石等の一体形成されたものを用いてもよい。
（ｃ）前記実施形態では、回路基板７０を治具によりスプール軸芯に対して芯出しして固定したが、たとえば、軸受収納部１４の外周面に回路基板７０の内周面又はコイルホルダ６９の内周面を嵌合させ、スプール軸芯と回路基板７０とを実質的に同芯に配置するようにしてもよい。
【００６５】
（ｄ）前記実施形態では、キャップ部材６５ａ，６５ｂにより磁石６１を保持したが、たとえば熱収縮チューブにより磁石６１の外周をカバーして磁石６１をスプール軸２０に保持してもよい。この場合、キャップ部材６５ａ，６５ｂを装着した後に熱収縮チューブを装着してもよい。
（ｅ）前記実施形態では、１対のキャップ部材６５ａ，６５ｂにより磁石６１を保持したが、片方だけをキャップ部材としもう片方を円板状の位置決め用の部材として、両者で磁石６１を挟むようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、回路基板がリール本体のスプールと対向する面に装着されているので、回転子の周囲に配置されたコイルを回路基板に直接取り付けることができる。このため、コイルと回路基板とを接続するリード線が不要になり、コイルと回路基板との絶縁不良を軽減できる。しかも、コイルがリール本体に取り付けられた回路基板に装着されているので、回路基板をリール本体に取り付けるだけでコイルもリール本体に装着される。このため、制動装置を容易に組み立てできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を採用した両軸受リールの斜視図。
【図２】その平面断面図。
【図３】スプール制動機構の分解斜視図。
【図４】スプール制動機構の断面拡大図。
【図５】両軸受リールの右側面図。
【図６】ブレーキ切換つまみの背面図。
【図７】スプール制動機構の制御ブロック図。
【図８】制御部の主制御処理を示すフローチャート。
【図９】第２制動処理を示すフローチャート。
【図１０】各制動処理でのデューティ比の変化を模式的に示すグラフ。
【図１１】第３制動処理での補正処理を模式的に示すグラフ。
【符号の説明】
１ リール本体
１２ スプール
２０ スプール軸
２５ スプール制動機構
４０ スプール制動ユニット
４２ スプール制御ユニット
５５ 制御部
６０ 回転子
６１ 磁石
６２ コイル
６３ スイッチ素子
６５ａ，６５ｂ キャップ部材
６９ コイルホルダ
７０ 回路基板

Claims (8)

1. リール本体に回転自在に装着されたスプールを制動する両軸受リールの制動装置であって、
   回転方向に並べて配置され極性が交互に異なる複数の磁極を有し前記スプールに連動して回転する回転子、前記回転子の周囲に周方向に間隔を隔てて対向して配置され直列接続された複数のコイル、及び直列接続された前記複数のコイルの両端に接続されたスイッチ手段を有し、前記スプールを制動するスプール制動手段と、
   前記リール本体の前記スプールの一方の端面と対向する面に装着され前記複数のコイルが取り付けられた回路基板及び前記回路基板に搭載された制御素子を有し、前記スプール制動手段を電気的に制御するスプール制御手段と、
   を備えた両軸受リールの制動装置。
2. 前記回転子は、前記スプールが回転不能に装着されたスプール軸に固定され交互に極性を異ならせて回転方向に並べて配置された複数の磁石を有する、請求項１に記載の両軸受リールの制動装置。
3. 前記複数の磁石は、スプール軸方向の端部に配置された非磁性体製のキャップ部材により前記スプール軸と実質的に同芯に配置されるように保持されている、請求項２に記載の両軸受リールの制動装置。
4. 前記磁石の数と前記コイルの数とは同数である、請求項２又は３に記載の両軸受リールの制動装置。
5. 前記複数のコイルは、前記スプール軸芯から径方向に延びる軸を中心に矩形枠状に巻回されかつ前記スプールの回転方向に沿って円弧状に湾曲して形成されたコアレスコイルである、請求項１から４のいずれかに記載の両軸受リールの制動装置。
6. 前記コイルは、非磁性体製の有底筒状のコイルホルダに装着された状態で前記回路基板に固定されている、請求項１から５のいずれかに記載の両軸受リールの制動装置。
7. 前記複数のコイルは、前記スプール軸芯と実質的に同芯に配置されている、請求項１から６のいずれかに記載の両軸受リールの制動装置。
8. 前記回路基板は、前記スプール軸芯と実質的に同芯に配置された座金形状の部材である、請求項１から７のいずれかに記載の両軸受リールの制動装置。

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