(57)【要約】【課題】二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８を形成し、そのくさび状空間８内に円錐ころ９と、その円錐ころ９を保持する保持器１０とを組込む。保持器１０に弾性部材１２の弾性力を付与してくさび状空間８の狭小部に向けて付勢することで、くさび状空間８の狭小部に対する円錐ころ９の噛み込みによってロッド４を一方向にロックする。また、くさび状空間８の狭小部にカムリング１３を組込み、そのカムリング１３と保持器１０の対向面間にトルクカム１７を設け、そのトルクカム１７による保持器１０の押圧解除により、その保持器１０を弾性部材１２の押圧に抗してくさび状空間８の広幅部に向けて移動させ、くさび状空間８の狭小部に対する円錐ころ９をくさび状空間８の狭小部から解除することによってロッド４を二方向に移動可能とする。【選択図】図１
2006097887.tif 000002
【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の内周と、そのハウジング内に挿通されて軸方向に移動可能なロッドの外周間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間を形成し、そのくさび状空間内に係合子と、その係合子を保持する保持器とを組込み、前記保持器を弾性部材によって軸方向の一方に付勢し、その付勢方向の先端側の保持器端面に対向してカムリングを設け、そのカムリングの外周に設けられた回転操作用のレバーをハウジングに形成された半径方向に貫通する扇形のレバー挿入孔に挿通し、前記カムリングと保持器の対向面間に、保持器に対するカムリングの相対回転によって保持器を軸方向の他方に押圧移動させるトルクカムを設けた軸方向ワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記弾性部材による保持器の付勢方向を係合子がくさび状空間の狭小部に噛み込む方向とした請求項１に記載の軸方向ワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記弾性部材による保持器の付勢方向を係合子がくさび状空間の広幅部に向けて移動する方向とした請求項１に記載の軸方向ワンウェイクラッチ。
【請求項４】
前記トルクカムが、保持器とカムリングの対向面一方に周方向の両端が相反する方向に傾斜するＶ形のカム突起を設け、他方にはそのカム突起に適合するＶ形の凹部を形成した構成から成る請求項１乃至３のいずれかに記載の軸方向ワンウェイクラッチ。
【請求項５】
前記トルクカムが、保持器とカムリングの対向面のそれぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を形成し、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成る請求項１乃至３のいずれかに記載の軸方向ワンウェイクラッチ。
【請求項６】
固定の配置とされるハウジングの内周と、そのハウジング内に挿通されて軸方向に移動可能なロッドの外周間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間を形成し、そのくさび状空間内に係合子と、その係合子を保持する保持器とを組込み、前記保持器を弾性部材により係合子がくさび状空間の狭小部に向けて移動する方向に向けて付勢し、前記ハウジングには外周からくさび状空間の狭小部に至る貫通孔を形成し、その貫通孔内にスライド自在に挿入された操作部材の前記くさび状空間内に位置する一端部と保持器の端面の対向面における少なくとも一方に、操作部材の押し込みによって係合子がくさび状空間の広幅部に向けて移動する方向に保持器を移動させる傾斜状のカム面を形成した軸方向ワンウェイクラッチ。
【請求項７】
前記係合子が円錐ころ、ボールおよび円筒ころの一種から成る請求項１乃至６のいずれかに記載の軸方向ワンウェイクラッチ。
【請求項８】
前記係合子がボールから成り、前記ロッドの外周にはボールの外周に沿う断面円弧状の軸方向の案内溝を形成した請求項１乃至６のいずれかに記載の軸方向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、上記軸方向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２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、第１の発明においては、固定の配置とされるハウジングの内周と、そのハウジング内に挿通されて軸方向に移動可能なロッドの外周間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間を形成し、そのくさび状空間内に係合子と、その係合子を保持する保持器とを組込み、前記保持器を弾性部材によって軸方向の一方に付勢し、その付勢方向の先端側の保持器端面に対向してカムリングを設け、そのカムリングの外周に設けられた回転操作用のレバーをハウジングに形成された半径方向に貫通する扇形のレバー挿入孔に挿通し、前記カムリングと保持器の対向面間に、保持器に対するカムリングの相対回転によって保持器を軸方向の他方に押圧移動させるトルクカムを設けた構成を採用したのである。
【０００７】
ここで、弾性部材による保持器の付勢方向は、係合子がくさび状空間の狭小部に噛み込む方向であってもよく、あるいは、くさび状空間の広幅部に向けて移動する方向であってもよい。
【０００８】
第１の発明に係る軸方向ワンウェイクラッチにおいて、トルクカムは、保持器とカムリングの対向面一方に周方向の両端が相反する方向に傾斜するＶ形のカム突起を設け、他方にはそのカム突起に適合するＶ形の凹部を形成した構成から成るものであってもよく、あるいは、保持器とカムリングの対向面のそれぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を形成し、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成るものであってもよい。
【０００９】
また、前記の課題を解決するため、第２の発明においては、固定の配置とされるハウジングの内周と、そのハウジング内に挿通されて軸方向に移動可能なロッドの外周間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間を形成し、そのくさび状空間内に係合子と、その係合子を保持する保持器とを組込み、前記保持器を弾性部材により係合子がくさび状空間の狭小部に向けて移動する方向に向けて付勢し、前記ハウジングには外周からくさび状空間の狭小部に至る貫通孔を形成し、その貫通孔内にスライド自在に挿入された操作部材の前記くさび状空間内に位置する一端部と保持器の端面の対向面における少なくとも一方に、操作部材の押し込みによって係合子がくさび状空間の広幅部に向けて移動する方向に保持器を移動させる傾斜状のカム面を形成した構成を採用したのである。
【００１０】
第１の発明および第２の発明に係る軸方向ワンウェイクラッチにおいて、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。
【００１１】
ボールを係合子とする場合において、ロッドの外周にボールの外周に沿う断面円弧状の軸方向の案内溝を形成しておくと、軸方向ワンウェイクラッチのロック状態でのロッドとボールの接触部の面圧を低減させることができ、耐久性に優れた軸方向ワンウェイクラッチを得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明に係るワンウェイクラッチにおいては、レバーの揺動によりカムリングを保持器に対して相対回転させることにより、トルクカムまたは弾性部材の押圧により保持器がくさび状空間の狭小部に向けて移動して、係合子が上記くさび状空間の狭小部に噛み込むことになり、その噛み込みによってロッドをロックすることができる。このため、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。
【００１３】
また、第２の発明に係るワンウェイクラッチにおいては、操作部材を引き上げると、弾性部材の押圧により保持器がくさび状空間の狭小部に向けて移動し、係合子がくさび状空間の狭小部に噛み込むことになり、その噛み込みによってロッドをロックすることができ、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】
【００１４】
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４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１に示すように、円筒状のハウジング１は軸方向の両端に端板２、３を有し、その両端板２、３を貫通するようにしてロッド４が設けられている。
【００１５】
ロッド４は一方の端板２に取付けられた軸受５によって軸方向に移動自在に支持されている。
【００１６】
ロッド４の外周には円筒面６が設けられ、一方、ハウジング１の内周には円錐面から成るカム面７が形成され、そのカム面７と円筒面６との間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間８が形成されている。
【００１７】
くさび状空間８の内部には係合子としての複数の円錐ころ９と、その円錐ころ９を保持する保持器１０とが組込まれている。保持器１０は、ハウジング１の他方の端板３の内面に設けられたガイド筒１１により端部内周が支持されて軸方向に移動自在とされ、その保持器１０と、他方の端板３との間に組込んだ弾性部材１２は円錐ころ９がくさび状空間８の狭小部に向けて移動する方向に保持器１０を付勢している。
【００１８】
くさび状空間８の狭小部には、保持器１０の端面と軸方向で対向するカムリング１３が設けられている。カムリング１３はロッド４との間に組込まれた軸受１４によって回転自在に支持されている。カムリング１３は回転操作用のレバー１５を外周に有し、そのレバー１５はハウジング１の外周からくさび状空間８の狭小部に至る半径方向のレバー挿入孔１６に挿入されて先端部がハウジング１の外部に臨んでいる。
【００１９】
ここで、レバー挿入孔１６は、図２に示すように、扇形をなし、そのレバー挿入孔１６の周方向で対向する端面にレバー１５が当接する範囲においてカムリング１３は回動自在とされている。
【００２０】
図１に示すように、保持器１０とカムリング１３の対向面間には、保持器１０に対するカムリング１３の相対回転によって保持器１０をくさび状空間８の広幅部に向けて移動させるトルクカム１７が設けられている。また、図示はしていないが、保持器１０はハウジング１に対して軸方向のみ移動自在となっている。
【００２１】
図３（Ｉ）、（II）に示すように、トルクカム１７は、カムリング１３の保持器１０に対する対向面に周方向の両端が相反する方向に傾斜するテーパ面とされたＶ形のカム突起１８を形成し、保持器１０にはカムリング１３に対する端面に上記カム突起１８に適合するＶ形の凹部１９を形成した構成から成っている。
【００２２】
上記の構成から成るトルクカム１７において、レバー１５がレバー挿入孔１６の両端間の中央に位置する状態では、図３（Ｉ）に示すように、カム突起１８が凹部１９に嵌合し、保持器１０は弾性部材１２によりくさび状空間８の狭小部に向けて押圧され、円錐ころ９は円筒面６およびカム面７に係合する状態にある。
【００２３】
上記の状態からレバー１５をレバー挿入孔１６の端面に向けて揺動させると、カム突起１８と凹部１９が周方向に位相がずれ、上記カム突起１８の押圧により保持器１０がくさび状空間８の広幅部に向けて移動し、円錐ころ９は円筒面６およびカム面７に対して係合解除される。上記カム突起１８が図３（II）に示すように、保持器１０の端面に当接する状態で円錐ころ９は係合解除位置に保持される。
【００２４】
第１の実施形態で示す軸方向ワンウェイクラッチは上記の構造から成り、図１および図２は、レバー１５がレバー挿入孔１６の一方の端面側に倒された状態を示す。その状態において、カム突起１８の先端面は、図３（II）に示すように、保持器１０の端面に当接して保持器１０がくさび状空間８の狭小部に向けて移動するのを防止しており、円錐ころ９はくさび状空間８の広幅部に位置する係合解除位置に保持されている。
【００２５】
このため、ロッド４は図１の右方向および左方向の両方向に移動し得るようになっている。
【００２６】
図２に示す状態からレバー１５をレバー挿入孔１６の両端間の中央まで揺動させるとカム突起１８が保持器１０の端面に形成された凹部１９に対向し、弾性部材１２の押圧により保持器１０がくさび状空間８の狭小部に向けて移動して、図３（Ｉ）に示すように、カム突起１８が凹部１９に嵌り込むと共に、円錐ころ９はくさび状空間８の狭小部に向けて移動して、図４に示すように、円筒面６およびカム面７に係合する。その係合により、ロッド４はロックされて一方向（図４の矢印で示す反対方向）に移動するのが防止される。
【００２７】
なお、ロッド４に矢印で示す方向の押圧力が負荷されると、円錐ころ９はくさび状空間８の広幅部に向けて移動するため、ロッド４は矢印で示す方向にのみ移動することができる。
【００２８】
第１の実施形態で示すワンウェイクラッチは、上記のように、レバー１５をレバー挿入孔１６の両端面間の中央位置まで揺動させることによって、円錐ころ９が円筒面６およびカム面７に係合してロッド４を一方向にロックするため、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。
【００２９】
なお、ロッド４のロック解除に際しては、レバー挿入孔１６の両端面間の中央に位置しているレバー１５をレバー挿入孔１６の両端面いずれかに向けて揺動させる。そのレバー１５の揺動により、カムリング１３が回転してカム突起１８が保持器１０を押圧するため、保持器１０および円錐ころ９がくさび状空間８の広幅部に向けて移動し、円筒面６およびカム面７に対する円錐ころ９の係合解除によりロッド４のロックが解除される。また、カム突起１８の先端面が保持器１０の端面に当接することによって、ロッド４はロック解除状態に保持される。
【００３０】
第１の実施形態では、カムリング１３にカム突起１８を形成し、保持器１０の端面に凹部１９を設けたが、カムリング１３に凹部を形成し、保持器１０の端面にカム突起を形成してもよい。
【００３１】
また、第１の実施形態では、レバー１５をレバー挿入孔１６の両端間の中央に位置させることで円錐ころ９を係合状態としてロッド４をロックし、レバー挿入孔１６の両端面いずれかに位置させることで円錐ころ９を係合解除としてロッド４をロック解除するようにしたが、上記とは逆に、上記レバー１５をレバー挿入孔１６の両端面いずれかに位置させることでロッド４をロックし、レバー挿入孔１６の両端面間中央に位置させることでロック解除としてもよい。
【００３２】
さらに、第１の実施形態では、トルクカム１７として、カム突起１８と凹部１９から成るものを示したが、トルクカム１７はこれに限定されるものではない。例えば、図５（Ｉ）に示すように、保持器１０とカムリング１３の対向面それぞれに中央から周方向の両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなるカム溝２０、２１を形成し、そのカム溝２０、２１間にボール２２を組込んだものであってもよい。
【００３３】
図５（Ｉ）に示すトルクカム１７において、カムリング１３を保持器１０に対して相対回転させると、カム溝２０、２１が周方向に位相がずれ、ボール２２は各カム溝２０、２１の溝深さの浅い方に移動するため、保持器１０が軸方向に移動する。そして、図５（II）に示すように、ボール２２を保持器１０の端面とカムリング１３の側面間に位置させることにより、保持器１０は移動した位置に保持される。
【００３４】
図６および図７は、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。この第２の実施形態で示す軸方向ワンウェイクラッチと第１の実施形態で示す軸方向ワンウェイクラッチとは、保持器１０を軸方向に押圧する弾性部材１２と、保持器１０に対する相対回転によって保持器１０を軸方向に押圧するカムリング１３の組込み位置が相違している。
【００３５】
すなわち、第２の実施形態では、ハウジング１の一方の端板２と保持器１０の端面間に弾性部材１２を組込み、その弾性部材１２によって円錐ころ９が円筒面６およびカム面７に対して係合解除される方向に向けて保持器１０を付勢している。
【００３６】
また、くさび状空間８の広幅部にカムリング１３を組込んで保持器１０の端面と軸方向で対向し、そのカムリング１３の外周に設けられたレバー１５をハウジング１の外周からくさび状空間８の広幅部に至る扇形のレバー挿入孔２３に挿入し、そのカムリング１３と保持器１０の対向面にトルクカム１７を設け、上記レバー１５の揺動操作によるカムリング１３の回転により、保持器１０をくさび状空間８の狭小部に向けて移動させ、円錐ころ９を円筒面６およびカム面７に係合させるようにしている。
【００３７】
トルクカム１７として、ここでは、図３（Ｉ）、（II）に示すトルクカム１７を採用してカム突起１８により保持器１０を押圧してくさび状空間８の狭小部に向けて移動させるようにしているが、図５に示すトルクカム１７を用いるようにしてもよい。
【００３８】
なお、Ｓはロックを保持するトルクカムの状態（図３（II）、図５（II））において円錐ころ９を確実にくさび状空間８に押し込むための軸方向力を負荷するスプリングを示す。
【００３９】
他の構成は第１の実施形態と同一であるため、同一部品に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
第２の実施形態における軸方向ワンウェイクラッチにおいても、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。
【００４１】
図８および図９は、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。この実施形態で示すワンウェイクラッチにおいては、第１の実施形態で示すワンウェイクラッチのカムリング１３に代えて操作部材２４を採用し、その操作部材２４の押し込みにより保持器１０をくさび状空間８の広幅部に向けて移動させるようにしている。
【００４２】
すなわち、ハウジング１に外周からくさび状空間８の狭小部に至る半径方向の貫通孔２５を形成し、その貫通孔２５内にスライド自在に挿入した操作部材２４のくさび状空間８内に位置する一端部と保持器１０の端面の対向面に互に面接触する傾斜状のカム面２６、２７を形成し、上記操作部材２４の押し込みにより保持器１０をくさび状空間８の広幅部に向けて移動させ、円筒面６およびカム面７に対する円錐ころ９の係合解除によってロッド４のロックを解除するようにしている。また、操作部材２４の引き上げによって、弾性部材１２の押圧により保持器１０をくさび状空間８の狭小部に向けて移動させ、円筒面６およびカム面７に対する円錐ころ９の係合によりロッド４をロックするようにしている。
【００４３】
なお、２８は保持器１０を移動自在に支持する軸受を示し、この軸受２８は保持器１０に取付けられて、保持器１０と共に移動するようになっている。
【００４４】
他の構成は、第１の実施形態と同一であるため、同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
第３の実施形態においても、軸方向の２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。
【００４６】
第１乃至第３の実施の形態では、係合子として円錐ころ９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、図１０乃至図１２に示すようにボール２９を用いるようにしてもよく、あるいは円筒ころを用いるようにしてもよい。
【００４７】
図１０乃至図１２に示すこの発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの第４の実施形態においては、図１に示す軸方向ワンウェイクラッチの円錐ころ９に代えてボール２９を用いるようにしており、図１０および図１１は、ロッド４のロック解除状態を示し、図１２は、ロッド４のロック状態を示している。
【００４８】
ボール２９を係合子とする場合において、図１３および図１４に示すこの発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの第５の実施形態においては、ロッド４の外周に軸方向に延びる案内溝３０を形成し、その案内溝３０をボール２９の外周に沿う断面円弧状とすることにより、ロッド４のロック状態でボール２９とロッド４の接触部の面圧を低減することができ、上記接触部での破損の少ない耐久性に優れた軸方向ワンウェイクラッチを得ることができる。
【００４９】
なお、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。
【００５０】
また、実施の形態では、ロッド４の外周に円筒面６を形成し、ハウジング１の内周に円錐面から成るカム面７を形成したが、ハウジング１の内周に円筒面を形成し、ロッド４の外周にカム面を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【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】（Ｉ）はトルクカムの展開図、（II）はトルクカムによって保持器を押圧移動させた状態の展開図
【図４】ロッドのロック状態を示す断面図
【図５】（Ｉ）はトルクカムの他の例を示す断面図、（II）は作動状態を示す断面図
【図６】この発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの第２の実施形態を示す縦断正面図
【図７】図６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８】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９】図８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１０】この発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの第４の実施形態を示す縦断正面図
【図１１】図１０のXI−XI線に沿った断面図
【図１２】図１０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１３】この発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの第５の実施形態を示す縦断正面図
【図１４】図１３のXIV−XIV線に沿った断面図
【符号の説明】
【００５２】
１    ハウジング
４    ロッド
８    くさび状空間
９    円錐ころ（係合子）
１０  保持器
１２  弾性部材
１３  カムリング
１５  レバー
１６  レバー挿入孔
１７  トルクカム
１８  カム突起
１９  凹部
２０  カム溝
２１  カム溝
２２  ボール
２３  レバー挿入孔
２４  操作部材
２５  貫通孔
２６  カム面
２７  カム面
２９  ボール
３０  案内溝
【図１】
2006097887.tif 000003
【図２】
2006097887.tif 000004
【図３】
2006097887.tif 000005
【図４】
2006097887.tif 000006
【図５】
2006097887.tif 000007
【図６】
2006097887.tif 000008
【図７】
2006097887.tif 000009
【図８】
2006097887.tif 000010
【図９】
2006097887.tif 000011
【図１０】
2006097887.tif 000012
【図１１】
2006097887.tif 000013
【図１２】
2006097887.tif 000014
【図１３】
2006097887.tif 000015
【図１４】
2006097887.tif 000016