(57)【要約】【課題】大きな逆入力が作用しても、カム面と係合子との間に過大な接触面圧が生じないようにすることである。【解決手段】出力部材３の円錐カム面３ａを各逆入力Ｂと対向する方向へ軸方向で外径側に傾斜するものとして、これらのカム面３ａを軸方向で２列に設け、連結ピン５で入力部材２に連結した保持器６に軸方向で２列に保持した各ボール４を各カム面３ａと係合させることにより、カム面３ａとボール４との間の接触を複列に分散させて、大きな逆入力Ｂが作用しても、両者の間に過大な接触面圧が生じないようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の固定部材の内径側で、軸方向に直線移動する入力部材と出力部材を同軸上に配置し、これらの入力部材と出力部材とを、前記固定部材の内径側に設けた軸方向で一定変位のカム面と、前記出力部材の外径側に設けた軸方向で傾斜するカム面との間で係合する係合子を有するクラッチ機構で連結し、前記入力部材から出力部材への入力は伝達するが、出力部材から入力部材への一方向または両方向の各逆入力は遮断するようにしたリニアクラッチにおいて、前記出力部材のカム面を前記各逆入力と対向する方向へ軸方向で外径側に傾斜するものとして、これらのカム面を軸方向で複列に設け、これらの各カム面と係合する係合子を転動体として、これらの係合子を保持器に軸方向で複列に保持して前記各カム面と係合する方向へ弾性部材で押圧し、この保持器を前記入力部材と直交する連結ピンで入力部材に連結して、この連結ピンを前記出力部材に設けた貫通孔に軸方向隙間を開けて嵌挿したことを特徴とするリニアクラッチ。
【請求項２】
前記係合子をボールとして、前記カム面を円錐カム面とし、この円錐カム面を転造加工で形成した請求項１に記載のリニアクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向に直線移動する入力部材から出力部材への入力は伝達するが、出力部材から入力部材への逆入力は遮断するリニアクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
軸方向に直線移動する入力部材から出力部材への入力は伝達するが、出力部材から入力部材への逆入力は遮断するリニアクラッチには、円筒状の固定部材の内径側で、軸方向に直線移動する入力部材と出力部材を同軸上に配置し、これらの入力部材と出力部材とを、固定部材の内径側に設けた軸方向で一定変位のカム面と、出力部材の外径側に設けた軸方向で傾斜するカム面との間で係合する係合子を有するクラッチ機構で連結し、入力部材から出力部材への入力は伝達するが、出力部材から入力部材への逆入力は遮断するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたものは、出力部材からの逆入力が両方向に生じても遮断できるように、出力部材の外径側のカム面が固定部材のカム面との間で軸方向の両端部が狭い楔空間を形成するようにし、この両端部が狭い楔空間に一対の係合子を保持器で保持して、これらの一対の係合子を弾性部材で相反する方向に押圧し、保持器を連結した入力部材に出力部材を軸方向隙間を設けて連結することにより、出力部材から入力部材への両方向の逆入力を遮断するようにしている。軸方向の両端部が狭い楔空間は、逆に両端部が広く、軸方向の中央部が狭くなる楔空間とすることもできる。
【０００４】
なお、本発明者は、ロッドやワイヤで操作端からの入力を作用端に伝達する自動車のパーキングブレーキやトランスミッションの切替用クラッチのように、作用端からのロッドの押し返しや、作用端へのワイヤの引き込みに伴う出力部材から入力部材への逆入力が一方向のみに生じるものを対象として、出力部材に設けたカム面をこの逆入力と対向する方向へ軸方向で外径側に傾斜するものとし、係合子を転動体として、この転動体を保持器に保持してカム面と係合する方向へ弾性部材で押圧し、保持器を入力部材と直交する連結ピンで入力部材に連結して、この連結ピンを出力部材に設けた貫通孔に軸方向隙間を開けて嵌挿したリニアクラッチを提案している（特願２００４−３２３９７８号）。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８９５５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来のリニアクラッチは、１つの方向の逆入力を遮断するためのカム面を出力部材の軸方向で１列に設け、これらの１列のカム面に係合子を係合させるようにしているので、大きな逆入力が作用すると、カム面と係合子との間の接触面圧が過大となって、焼付き等の表面損傷が発生する問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、大きな逆入力が作用しても、カム面と係合子との間に過大な接触面圧が生じないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、筒状の固定部材の内径側で、軸方向に直線移動する入力部材と出力部材を同軸上に配置し、これらの入力部材と出力部材とを、前記固定部材の内径側に設けた軸方向で一定変位のカム面と、前記出力部材の外径側に設けた軸方向で傾斜するカム面との間で係合する係合子を有するクラッチ機構で連結し、前記入力部材から出力部材への入力は伝達するが、出力部材から入力部材への一方向または両方向の各逆入力は遮断するようにしたリニアクラッチにおいて、前記出力部材のカム面を前記各逆入力と対向する方向へ軸方向で外径側に傾斜するものとして、これらのカム面を軸方向で複列に設け、これらのカム面と係合する係合子を転動体として、これらの係合子を保持器に軸方向で複列に保持して前記各カム面と係合する方向へ弾性部材で押圧し、この保持器を前記入力部材と直交する連結ピンで入力部材に連結して、この連結ピンを前記出力部材に設けた貫通孔に軸方向隙間を開けて嵌挿した構成を採用した。
【０００９】
すなわち、出力部材のカム面を各逆入力と対向する方向へ軸方向で外径側に傾斜するものとして、これらのカム面を軸方向で複列に設け、連結ピンで入力部材に連結した保持器に軸方向で複列に保持した係合子としての転動体を各カム面と係合させることにより、カム面と係合子との間の接触を複列に分散させて、大きな逆入力が作用しても、カム面と係合子との間に過大な接触面圧が生じないようにした。
【００１０】
前記係合子をボールとして、前記カム面を円錐カム面とし、この円錐カム面を転造加工で形成することにより、カム面を低コストで形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のリニアクラッチは、出力部材のカム面を各逆入力と対向する方向へ軸方向で外径側に傾斜するものとして、これらのカム面を軸方向で複列に設け、連結ピンで入力部材に連結した保持器に軸方向で複列に保持した係合子としての転動体を各カム面と係合させることにより、カム面と係合子との間の接触を複列に分散させるようにしたので、大きな逆入力が作用しても、カム面と係合子との間に過大な接触面圧が生じないようにして、焼付き等の表面損傷を防止することができる。
【００１２】
前記係合子をボールとして、カム面を円錐カム面とし、この円錐カム面を転造加工で形成することにより、カム面を低コストで形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図５は、第１の実施形態を示す。このリニアクラッチは、操作端からの入力をロッドで作用端に伝達する装置に用いられるものであり、図１に示すように、円筒状の固定部材１の内径側で、軸方向に直線移動する入力部材２と出力部材３が同軸上に配置され、固定部材１の内径側に設けられた軸方向で一定変位の円筒カム面１ａと、出力部材３の外径側に軸方向で２列に設けられ、軸方向で傾斜する円錐カム面３ａとの間で係合する係合子としてのボール４が、入力部材２と直交する連結ピン５で入力部材２に連結された保持器６に軸方向で２列に保持されて、保持器６に取り付けられた弾性部材としての板ばね７で各ボール４がカム面１ａ、３ａと係合する方向へ押圧されるとともに、出力部材３に設けられた貫通孔３ｂに連結ピン５が軸方向隙間を開けて嵌挿されている。
【００１４】
図示は省略するが、前記入力部材２と出力部材３はリニアガイドによって直線移動を案内され、図１に示した入力部材２からの入力Ａは、出力部材３の先端に連結されるロッドを介して作用端に伝達され、作用端からのロッドの押し返しによる出力部材３からの逆入力Ｂは、後述するメカニズムによって遮断されるようになっている。
【００１５】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、前記連結ピン５は入力部材２と保持器６に設けられた各貫通孔２ａ、６ａに嵌合され、リング状の保持器６には、各ボール４を収納するポケット６ｂが周方向で等間隔に、軸方向で２列に設けられている。
【００１６】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記出力部材３の基端側には、入力部材２の先端部がスライド自在に嵌挿される穴３ｃが設けられ、連結ピン５が軸方向隙間を開けて嵌挿される貫通孔３ｂは穴３ｃと直交するように設けられている。また、軸方向で２列に設けられた各円錐カム面３ａは転造加工で形成され、逆入力Ｂと対向する方向へ軸方向で外径側に傾斜している。
【００１７】
以下に、上述した入力部材２からの入力Ａの伝達と、出力部材３からの逆入力Ｂの遮断のメカニズムを、図４および図５に基づいて説明する。図４（ａ）に示すように、入力部材２からの入力Ａが作用するときは、連結ピン５が出力部材３の貫通孔３ｂの前側に押圧され、この連結ピン５を介して入力Ａが出力部材３に伝達される。このとき、図５（ａ）に示すように、保持器６が入力部材２と一緒に直線移動してボール４がカム面３ａと係合する方向に移動するが、出力部材３も入力部材２と一緒に直線移動してカム面３ａが逃げるので、ボール４はカム面１ａ、３ａと係合することなく、入力Ａが出力部材３に伝達される。
【００１８】
図４（ｂ）に示すように、出力部材３からの逆入力Ｂが作用するときは、出力部材３が逆入力Ｂの方向に移動しようとすると、図５（ｂ）に示すように、入力部材２に固定された保持器６は移動しないので、板ばね７で押圧されたボール４が移動しようとする出力部材３のカム面３ａと固定部材１のカム面１ａとに係合し、出力部材３がロックされて逆入力Ｂが遮断される。
【００１９】
なお、図４（ｃ）に示すように、入力部材２を矢印Ｃの方向に戻すときは、連結ピン５が出力部材３の貫通孔３ｂの後側に押圧され、連結ピン５を介して出力部材３も同じ方向に戻される。このときは、出力部材３のカム面３ａがボール４と係合する方向に移動するが、保持器６も入力部材２と一緒に移動して、ボール４をカム面３ａから逃がすので、ボール４はカム面１ａ、３ａと係合することなく、入力部材２と出力部材３が一緒に矢印Ｃの方向に戻される。
【００２０】
図６乃至図８は、第２の実施形態を示す。このリニアクラッチは、操作端からの入力をワイヤで作用端に伝達する装置に用いられるものであり、入力Ａと逆入力Ｂの向きが第１の実施形態のものと反対になっている。この実施形態では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、出力部材３の外径側に、第１の実施形態のものと反対向きの円錐カム面３ａが軸方向で３列に設けられ、連結ピン５で入力部材２に連結された保持器６に、各円錐カム面３ａと係合するボール４が軸方向で３列に保持されて、板ばね７で各カム面３ａと係合する方向へ押圧されている。その他の部分は第１の実施形態のものと同じである。
【００２１】
以下に、上述した入力部材２からの入力Ａの伝達と、出力部材３からの逆入力Ｂの遮断のメカニズムを、図７および図８に基づいて説明する。図７（ａ）に示すように、入力部材２からの入力Ａが作用するときは、連結ピン５が出力部材３の貫通孔３ｂの後側に押圧され、この連結ピン５を介して入力Ａが出力部材３に伝達される。このとき、図８（ａ）に示すように、保持器６が入力部材２と一緒に直線移動してボール４がカム面３ａと係合する方向に移動するが、出力部材３も入力部材２と一緒に直線移動してカム面３ａが逃げるので、ボール４はカム面１ａ、３ａと係合することなく、入力が出力部材３に伝達される。
【００２２】
図７（ｂ）に示すように、出力部材３からの逆入力Ｂが作用するときは、出力部材３が逆入力Ｂの方向に移動しようとすると、図８（ｂ）に示すように、入力部材２に固定された保持器６は移動しないので、板ばね７で押圧されたボール４が移動しようとする出力部材３のカム面３ａと固定部材１のカム面１ａとに係合し、出力部材３がロックされて逆入力Ｂが遮断される。
【００２３】
なお、図７（ｃ）に示すように、入力部材２を矢印Ｃの方向に戻すときは、連結ピン５が出力部材３の貫通孔３ｂの前側に押圧され、連結ピン５を介して出力部材３も同じ方向に戻される。このときは、出力部材３のカム面３ａがボール４と係合する方向に移動するが、保持器６も入力部材２と一緒に移動して、ボール４をカム面３ａから逃がすので、ボール４はカム面１ａ、３ａと係合することなく、入力部材２と出力部材３が一緒に矢印Ｃの方向に戻される。
【００２４】
図９は、第３の実施形態を示す。このリニアクラッチは入力部材２からの入力Ａ１、Ａ２と、出力部材３からの逆入力Ｂ１、Ｂ２とが左右両方向に生じるものであり、出力部材３の円錐カム面３ａが、連結ピン５の左右両側で互いに逆方向へ傾斜するように、それぞれ軸方向で２列に設けられ、連結ピン５で入力部材２に連結された保持器６にも、これらの各円錐カム面３ａと係合するボール４が連結ピン５の左右両側で２列に保持されて、それぞれ板ばね７でカム面１ａ、３ａと係合する方向へ押圧されている。入力Ａ１の伝達と逆入力Ｂ１の遮断のメカニズムは第１の実施形態のものと同じであり、入力Ａ２の伝達と逆入力Ｂ２の遮断のメカニズムは第２の実施形態のものと同じである。
【００２５】
上述した各実施形態では、固定部材を円筒状のものとし、係合子としての転動体をボールとしたが、転動体をころとすることもでき、この場合は、固定部材を角筒状のものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態のリニアクラッチを示す縦断面図
【図２】ａは図１の入力部材と保持器を示す縦断面図、ｂはａのIIb−IIb線に沿った断面図、ｃはａのIIc−IIc線に沿った断面図
【図３】ａは図１の出力部材を示す切欠き正面図、ｂはａの平面図
【図４】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図１のリニアクラッチの作用メカニズムを説明する縦断面図
【図５】ａ、ｂは、それぞれ図４（ａ）、（ｂ）の要部を拡大して示す断面図
【図６】第２の実施形態のリニアクラッチを示す縦断面図
【図７】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図６のリニアクラッチの作用メカニズムを説明する縦断面図
【図８】ａ、ｂは、それぞれ図７（ａ）、（ｂ）の要部を拡大して示す断面図
【図９】第３の実施形態のリニアクラッチを示す縦断面図
【符号の説明】
【００２７】
Ａ、Ａ１、Ａ２  入力
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２  逆入力
１  固定部材
１ａ  カム面
２  入力部材
２ａ  貫通孔
３  出力部材
３ａ  カム面
３ｂ  貫通孔
３ｃ  穴
４  ボール
５  連結ピン
６  保持器
６ａ  貫通孔
６ｂ  ポケット
７  板ばね
【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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【図８】
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【図９】
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