(57)【要約】【課題】ロッドを軸方向の両方向に移動可能とし、必要に応じて一方向にロックすることができる軸方向ワンウェイクラッチを提供することである。【解決手段】ハウジング１の内周とその内側に挿通されたロッド４の外周間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間７を形成し、そのくさび状空間７内に複数の円錐ころ８を組込み、各円錐ころ８を弾性部材９によってくさび状空間７の広幅部に向けて付勢する。ハウジング１の開口端部内にシリンダ部材１１を取付け、そのシリンダ部材１１に形成されたシリンダ室１２内にピストン部材１３を摺動自在に組込む。シリンダ室１２と高圧エア発生源１４とを連通する通路１５に電磁式切換弁１６を組込み、その電磁式切換弁１６の作動位置への切換えによりシリンダ室１２内に高圧エアを供給し、軸方向に移動するピストン部材１３で円錐ころ８をくさび状空間７の狭小部に向けて移動させ、上記狭小部に対する円錐ころ８の噛み込みによりロッド４を一方向にロックする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定の配置とされるハウジングと、そのハウジング内に挿通されて軸方向に移動可能とされ、前記ハウジングの内周との間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間を形成するロッドと、前記くさび状空間内に組込まれ、そのくさび状空間の狭小部に対する噛み込みによってロッドを一方向にロックする複数の環状配置の係合子と、その複数の係合子をくさび状空間の広幅部に向けて付勢する弾性部材と、電磁式切換弁の作動により前記弾性部材の弾性力より大きい押圧力を前記係合子に負荷してその係合子をくさび状空間の狭小部に向けて移動させるエア加圧手段とから成る軸方向のワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記係合子が、円錐ころ、ボール、円筒ころの一種から成る請求項１に記載の軸方向のワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記エア加圧手段が、ハウジングの開口端部内に取付けられ、係合子と対向する一側面に環状のシリンダ室が形成されたリング状のシリンダ部材と、そのシリンダ部材のシリンダ室内に組込まれてシリンダ室の開口部を閉塞する摺動可能な環状のピストン部材と、前記シリンダ室を高圧エア発生源に連通する通路と、その通路に組込まれ、前記シリンダ室を大気に連通する状態と前記高圧エア発生源とに連通する状態とに選択的に切換える電磁式切換弁とから成る請求項１又は２に記載の軸方向のワンウェイクラッチ。
【請求項４】
前記くさび状空間内に複数の係合子を保持する保持器を設け、その保持器の前記くさび状空間の広幅部側に位置する一端に前記ピストン部材を一体化した請求項３に記載の軸方向のワンウェイクラッチ。
【請求項５】
前記エア加圧手段が、前記ハウジングの開口端部内に取付けられて係合子と軸方向で対向するノズルプレートを有し、そのノズルプレートの各係合子と対向する位置にエア噴射ノズルを設け、各係合子には前記エア噴射ノズルが挿入される閉塞端を有するノズル挿入孔を形成し、前記エア噴射ノズルと高圧エア発生源とを通路で連通し、その通路にエア噴射ノズルを大気に連通する状態と高圧エア発生源に連通する状態に選択的に切換える電磁式切換弁を組込んだ構成から成る請求項１又は２に記載の軸方向のワンウェイクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、往復動可能なロッドの一方向の移動を必要に応じて阻止し得るようにした軸方向のワンウェイクラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸方向のワンウェイクラッチとして特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この軸方向ワンウェイクラッチは、ボディに形成されたシリンダの開口部に、その開口端を大径端とするテーパ面を設け、そのテーパ面と前記シリンダ内に後端部がスライド自在に挿入されたロッドの外周円筒面間にボールと、そのボールを保持する保持器とを組込み、上記保持器に圧縮ばねのばね力を付与してボールがシリンダのテーパ面およびロッドの外周円筒面に圧接する方向に付勢し、上記ロッドに押し込み力が負荷されたとき、シリンダのテーパ面およびロッドの外周円筒面にボールを係合させてロッドをロックするようにしている。
【特許文献１】特公昭５６−５３１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に記載された軸方向のワンウェイクラッチにおいては、圧縮ばねのばね力によってボールがシリンダのテーパ面およびロッドの外周円筒面に圧接するスタンバイ状態にあり、ロッドに押し込み力が負荷されると、ボールが直ちに係合し、ロッドを押し込み方向に移動させることができない。
【０００４】
このように、上記従来の軸方向のワンウェイクラッチは、ロッドを一方向にロックし、ロッドの他方向の移動を自由とする構成であってロッドを軸方向の両方向に移動させることができないため、チェーンテンショナのような特殊な用途にのみ使用可能であって用途範囲が狭く、例えば、産業用ロボットの腕や足、あるいは電動ブレーキの駐車ブレーキ機構のように、ロッドを両方向に移動自在とし、必要なときにのみロッドを一方向にロックすることができるようにした装置類には採用することができない。
【０００５】
この発明の課題は、ロッドを軸方向の両方向に移動自在とし、必要なときに一方向にロックすることができるようにした軸方向ワンウェイクラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明においては、固定の配置とされるハウジングと、そのハウジング内に挿通されて軸方向に移動可能とされ、前記ハウジングの内周との間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間を形成するロッドと、前記くさび状空間内に組込まれ、そのくさび状空間の狭小部に対する噛み込みによってロッドを一方向にロックする複数の環状配置の係合子と、その複数の係合子をくさび状空間の広幅部に向けて付勢する弾性部材と、電磁式切換弁の作動により前記弾性部材の弾性力より大きい押圧力を前記係合子に負荷してその係合子をくさび状空間の狭小部に向けて移動させるエア加圧手段とから成る構成を採用したのである。
【０００７】
ここで、係合子は、円錐ころであってもよく、ボールであってもよい。あるいは、円筒ころであってもよい。
【０００８】
また、エア加圧手段として、下記の（Ｉ）および（II）に示す構成から成るものを採用することができる。
【０００９】
エア加圧手段（Ｉ）：ハウジングの開口端部内に取付けられ、係合子と対向する一側面に環状のシリンダ室が形成されたリング状のシリンダ部材と、そのシリンダ部材のシリンダ室内に組込まれてシリンダ室の開口部を閉塞する摺動可能な環状のピストン部材と、前記シリンダ室を高圧エア発生源に連通する通路と、その通路に組込まれ、前記シリンダ室を大気に連通する状態と前記高圧エア発生源とに連通する状態とに選択的に切換える電磁式切換弁とから成るもの。
【００１０】
エア加圧手段（II）：ハウジングの開口端部内に取付けられて係合子と軸方向で対向するノズルプレートを有し、そのノズルプレートの各係合子と対向する位置にエア噴射ノズルを設け、各係合子には前記エア噴射ノズルが挿入される閉塞端を有するノズル挿入孔を形成し、前記エア噴射ノズルと高圧エア発生源とを通路で連通し、その通路にエア噴射ノズルを大気に連通する状態と高圧エア発生源に連通する状態に選択的に切換える電磁式切換弁を組込んだ構成から成るもの。
【００１１】
上記エア加圧手段（Ｉ）において、前記くさび状空間内に複数の係合子を保持する保持器を設け、その保持器の前記くさび状空間の広幅部側に位置する一端に前記ピストン部材を一体化すると、係合子がスキューするのを防止することができると共に、シリンダ室内に対する高圧エアの供給により保持器をくさび状空間の狭小部に向けて移動させることができるため、保持器に保持された複数の係合子をくさび状空間の狭小部に同時に確実に精度よく噛み込ませることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記の構成から成る軸方向のワンウェイクラッチにおいては、電磁式切換弁の切換え動作によって係合子に押圧力を負荷したり、あるいはその負荷を解除したりすることができ、上記負荷の解除により係合子は弾性部材によりくさび状空間の広幅部に保持されるため、ロッドを軸方向の両方向に移動させることができる。また、係合子に押圧力を負荷すると、係合子がくさび状空間の狭小部に向けて移動してその狭小部に噛み込むため、ロッドを一方向にロックすることができる。したがって、軸方向の両方向に移動可能なロッドを必要に応じて一方向にロックすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３はこの発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの第１の実施形態を示す。図示のように、固定の配置とされる円筒状のハウジング１は、一端に端板２を有し、その端板２に支持された軸受３によってハウジング１の内部に挿通されたロッド４が軸方向に移動自在に支持されている。
【００１４】
ロッド４の外周には円筒面５が形成され、一方、ハウジング１の内周には円錐面から成るカム面６が形成され、そのカム面６と円筒面５との間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間７が設けられている。
【００１５】
くさび状空間７の内部には係合子としての複数の円錐ころ８が周方向に等間隔に設けられて環状の配置とされ、その環状配置の円錐ころ８とロッド４間にコイルスプリングをリング状とした弾性部材９が組込まれている。
【００１６】
弾性部材９は各円錐ころ８の長さ方向中央部に形成されたリング溝８ａに一部が嵌り込む組込みとされている。また、弾性部材９は縮径状態で組込まれ、その復元弾性により各円錐ころ８をカム面６に押し付けて円錐ころ８をくさび状空間７の広幅部に向けて付勢している。
【００１７】
複数の円錐ころ８のそれぞれは、エア加圧手段１０によりくさび状空間７の狭小部に向けての押圧力が負荷されて上記狭小部に向けて移動される。
【００１８】
エア加圧手段１０は、ハウジング１の開口端部内にリング状のシリンダ部材１１を圧入等の手段により取付け、そのシリンダ部材１１の円錐ころ８と対向する一側面に環状のシリンダ室１２を形成し、そのシリンダ室１２にリング状のピストン部材１３を摺動自在に組込んでシリンダ室１２の開口を密閉し、このシリンダ室１２と高圧エア発生源１４とを通路１５で連通し、その通路１５に電磁式切換弁１６を組込んだ構成としている。
【００１９】
ここで、電磁式切換弁１６は３ポート２位置切換弁から成り、その電磁式切換弁１６のノーマル位置でシリンダ室１２は大気と連通し、また、作動位置でシリンダ室１２が高圧エア発生源１４に連通するようになっている。
【００２０】
第１の実施形態で示す軸方向のワンウェイクラッチは上記の構造から成り、図１は電磁式切換弁１６がノーマル位置にある状態を示し、シリンダ室１２は大気に連通し、複数の円錐ころ８のそれぞれは弾性部材９によりくさび状空間７の広幅部に変位されて、円筒面５およびカム面６に対して係合解除された位置に保持されている。
【００２１】
このため、ロッド４は軸方向の両方向（図１の右方向および左方向）に移動可能な状態にある。
【００２２】
図１に示す状態において、電磁式切換弁１６を作動位置に切換えると、シリンダ室１２と高圧エア発生源１４とが連通し、その高圧エア発生源１４の高圧エアがシリンダ室１２内に供給され、ピストン部材１３が軸方向に移動して複数の円錐ころ８を押圧する。このため、円錐ころ８は弾性部材９の弾性に抗してくさび状空間７の狭小部に向けて移動し、図３に示すように、円筒面５およびカム面６に係合する。このため、ロッド４はロックされて一方向（図３の矢印で示す反対方向）に移動するのが防止される。
【００２３】
ここで、ロッド４に図３の矢印で示す方向の押圧力が負荷されると、円錐ころ８はくさび状空間７の広幅部に向けて移動するため、ロッド４は矢印で示す方向のみ移動することができる。
【００２４】
上記のように、電磁式切換弁１６を操作してシリンダ室１２を高圧エア発生源１４に連通させることにより、円錐ころ８が係合状態になってロッド４をロックするため、両方向に移動可能なロッド４を必要に応じて一方向にロックすることができる。
【００２５】
図４および図５は、この発明に係る軸方向のワンウェイクラッチの第２の実施形態を示す。この第２の実施形態で示すワンウェイクラッチは、環状に配置された複数の円錐ころ８を円筒面５とカム面６間に組込まれた保持器２０で保持し、その保持器２０の端部にシリンダ部材１１のシリンダ室１２内で摺動可能なピストン部材２１を一体化している点で第１の実施形態で示すワンウェイクラッチと相違している。
【００２６】
このため、第１の実施形態で示すワンウェイクラッチと同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
第２の実施形態で示すワンウェイクラッチのように、複数の円錐ころ８を保持器２０で保持することにより、円錐ころ８のスキューを防止することができると共に、シリンダ室１２内に対する高圧エアの供給により、保持器２０が軸方向に移動して複数の円錐ころ８がくさび状空間７の狭小部に同時に噛み込むため、ワンウェイクラッチを精度よく作動させることができる。
【００２８】
図６および図７は、この発明に係る軸方向のワンウェイクラッチの第３の実施形態を示す。この実施形態で示すワンウェイクラッチと第１の実施形態で示すワンウェイクラッチとは、円錐ころ８をくさび状空間７の狭小部に向けて移動させるエア加圧手段１０の構成のみが相違している。
【００２９】
このため、第１の実施形態と同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。図６に示すエア加圧手段１０は、ハウジング１の開口端部内に取付けたノズルプレート３０の前記円錐ころ８のそれぞれと対向する位置にエア噴射ノズル３１を設け、各エア噴射ノズル３１を円錐ころ８の大端面に形成された盲孔から成るノズル挿入孔３２内に挿入し、前記ノズルプレート３０の外側面には環状のエアヘッダ３３を取付けて、そのエアヘッダ３３とノズルプレート３０間に各エア噴射ノズル３１と連通する環状のエア供給路３４を設け、このエア供給路３４と高圧エア発生源１４とを連通する通路３５に電磁式切換弁３６を組込んでいる。
【００３０】
ここで、電磁式切換弁３６は３ポート２位置切換弁から成り、その電磁式切換弁３６のノーマル位置でエア供給路３４は大気に連通し、作動位置で高圧エア発生源１４とエア供給路３４とが連通するようになっている。
【００３１】
上記の構成から成るエア加圧手段１０において、電磁式切換弁３６を作動位置に切換えることにより、高圧エア発生源１４からエア供給路３４に高圧エアが供給され、その高圧エアはエア噴射ノズル３１からノズル挿入孔３２内に噴射されるため、円錐ころ８がくさび状空間７の狭小部に向けて移動し、円筒面５およびカム面６に係合してロッド４が一方向にロックされることになる（図７参照）。
【００３２】
また、電磁式切換弁３６をノーマル位置に切換えることにより、図６に示すように、エア供給路３４が大気に連通するため、複数の円錐ころ８は弾性部材９の押圧によりくさび状空間７の広幅部に向けて移動して円筒面５およびカム面６に対して係合解除し、ロッド４の一方向のロックを解除する。
【００３３】
このように、第３の実施形態においても、軸方向の両方向に移動可能なロッド４を必要に応じて一方向にロックすることができる。
【００３４】
第１乃至第３の実施形態では、係合子として円錐ころ８を示したが、係合子はこれに限定されるものではない。例えば、ボールであってもよく、あるいは、円筒ころであってもよい。円筒ころを係合子とする場合は、その円筒ころを軸心がロッド４の軸方向に対して直交する配置とし、ハウジング１の内周およびロッド４の外周にはハウジング１の径方向で対向する一対の平坦面を形成し、その一対の平坦面の一方をロッド４の軸方向に傾斜させて、一対の平坦面間にくさび状空間を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの第１の実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１に示す軸方向ワンウェイクラッチのロック状態を示す断面図
【図４】この発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの第２の実施形態を示す縦断正面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図
【図６】この発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの第３の実施形態を示す縦断正面図
【図７】図６に示すワンウェイクラッチのロック状態を示す断面図
【符号の説明】
【００３６】
１    ハウジング
４    ロッド
７    くさび状空間
８    円錐ころ（係合子）
９    弾性部材
１０  エア加圧手段
１１  シリンダ部材
１２  シリンダ室
１３  ピストン部材
１４  高圧エア発生源
１６  電磁式切換弁
２０  保持器
２１  ピストン部材
３０  ノズルプレート
３１  エア噴射ノズル
３２  ノズル挿入孔
３５  通路
３６  電磁式切換弁
【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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