(57)【要約】      （修正有）【課題】ロッドを２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のワンウェイクラッチを提供することである。【解決手段】保持器１０を弾性部材１１によってくさび状空間８の狭小部に向けて付勢する。保持ピン１３の一端部を保持器１０の端部に設けられた係合部１４に係合して円錐ころ９がくさび状空間８の広幅部に臨む状態に保持する。保持ピン１３にピストン２２を設け、そのピストン２２をハウジング１の外周に設けたシリンダ２１内で摺動自在とし、シリンダ２１の内部に設けられたシリンダ下室２３と高圧エア発生源２４とを通路２５で連通し、その通路２５に組込まれた電磁式切換弁２６を作動位置に切換え、保持ピン１３の軸方向への移動により係合部１４に対する係合を解除し、弾性部材１１により円錐ころ９をくさび状空間８の狭小部に噛み込ませてロッド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、前記ハウジングを半径方向にスライド自在に貫通し、前記くさび状空間内に臨む一端部と前記保持器の端部に設けられた係合部との係合によって係合子がくさび状空間の広幅部に臨む係合解除状態に保持器を保持する保持ピンを設け、その保持ピンを弾性部材によりくさび状空間内に向けて付勢すると共に、電磁式切換弁の作動により流動が制御される高圧エアを駆動源として保持ピンをハウジングの半径方向外方に移動させる移動手段を設けた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】
前記移動手段が、前記ハウジングの外周に取付けられて前記保持ピンのハウジングの外部に臨む外端部を覆うシリンダと、前記保持ピンの外端部に設けられてシリンダ内を摺動可能なピストンと、そのピストンとハウジング外周間に設けられたシリンダ下室内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て前記シリンダ下室が高圧エア発生源に連通する状態と大気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】
前記移動手段が、前記保持ピンのハウジング外部に臨む外端部に一端部が連結され、長さ方向の中央部から他端側に片寄った位置を中心として揺動可能なレバーと、そのレバーの他端部にピストンロッドの先端部が連結されたエアシリンダと、そのエアシリンダのロッドカバーとピストン間に形成されたシリンダ上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て前記シリンダ上室が高圧エア発生源に連通する状態と大気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。
【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の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の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、前記ハウジングを半径方向にスライド自在に貫通し、前記くさび状空間内に臨む一端部と前記保持器の端部に設けられた係合部との係合によって係合子がくさび状空間の広幅部に臨む係合解除状態に保持器を保持する保持ピンを設け、その保持ピンを弾性部材によりくさび状空間内に向けて付勢すると共に、電磁式切換弁の作動により流動が制御される高圧エアを駆動源として保持ピンをハウジングの半径方向外方に移動させる移動手段を設けた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。また、円筒ころであってもよい。
【０００８】
また、前記移動手段として下記の（１）および（２）から成るものを採用することができる。
【０００９】
移動手段（１）：前記ハウジングの外周に取付けられて前記保持ピンのハウジングの外部に臨む外端部を覆うシリンダと、前記保持ピンの外端部に設けられてシリンダ内を摺動可能なピストンと、そのピストンとハウジング外周間に設けられたシリンダ下室内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て前記シリンダ下室が高圧エア発生源に連通する状態と大気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】
移動手段（２）：前記保持ピンのハウジング外部に臨む外端部に一端部が連結され、長さ方向の中央部から他端側に片寄った位置を中心として揺動可能なレバーと、そのレバーの他端部にピストンロッドの先端部が連結されたエアシリンダと、そのエアシリンダのロッドカバーとピストン間に形成されたシリンダ上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て前記シリンダ上室が高圧エア発生源に連通する状態と大気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。
【発明の効果】
【００１１】
上記の構成から成る軸方向ワンウェイクラッチにおいては、保持器端部の係合部に対する保持ピンの係合により係合子はくさび状空間の広幅部に臨む係合解除位置に保持されるため、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、高圧エアを駆動源とする移動手段の作動により保持ピンをハウジングの半径方向外方に移動させると、係合部に対する保持ピンの係合が解除され、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くさび状空間の狭小部に噛み込み、ロッドがロックされて一方向に移動するのが防止される。このため、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】
【００１２】
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実施形態を示す。図示のように、ハウジング１は円筒状をなし、その一端には端板２が一体に設けられ、他端の開口部には環状板３が圧入等の手段によって取付けられている。
【００１３】
ハウジング１の内部に挿通されたロッド４は端板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。
【００１４】
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が設けられている。
【００１５】
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は環状板３との間に組込まれた弾性部材１１によって円錐ころ９がくさび状空間８の狭小部に向けて移動する方向に付勢されている。
【００１６】
ハウジング１には、外周からくさび状空間８の狭小部に至る半径方向のピン孔１２が設けられ、そのピン孔１２内に保持ピン１３がスライド自在に挿入されている。
【００１７】
保持ピン１３のくさび状空間８の狭小部に臨む一端部は保持器１０の端部外周に形成された切欠部から成る係合部１４に対して係合可能とされ、その係合部１４に対する係合によって円錐ころ９が円筒面６およびカム面７に対して係合解除される係合解除位置に保持器１０を保持するようになっている。
【００１８】
なお、保持器１０の端面を係合部１４とし、その係合部に対する保持ピン１３の係合によって保持器１０を係合解除位置に保持するようにしてもよい。
【００１９】
上記保持ピン１３は、その外端面を押圧する弾性部材１５によりくさび状空間８内に向けて付勢されている。また、保持ピン１３は高圧エアを駆動する移動手段２０によってハウジング１の半径方向外方に向けて移動されるようになっている。
【００２０】
移動手段２０はハウジング１の外周に保持ピン１３と同軸上にシリンダ２１を固定し、上記保持ピン１３には上記シリンダ２１の内周にそって摺動可能なピストン２２を設け、そのピストン２２とハウジング１の外周面間に形成されたシリンダ下室２３と高圧エア発生源２４とを通路２５で連通し、その通路２５に電磁式切換弁２６を組込んだ構成としており、上記シリンダ２１内に前記弾性部材１５を組込んでいる。
【００２１】
ここで、電磁式切換弁２６は３ポート２位置切換弁から成り、その電磁式切換弁２６のノーマル位置でシリンダ下室２３は大気に連通し、作動位置でシリンダ下室２３と高圧エア発生源２４とが連通して、そのシリンダ下室２３内に高圧エアが供給されるようになっている。
【００２２】
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は、電磁式切換弁２６がノーマル位置にある状態を示し、シリンダ下室２３は大気に連通し、保持ピン１３は弾性部材１５によりくさび状空間８内に向けて付勢されてくさび状空間８内に位置する一端部が保持器１０の係合部１４と係合し、その係合によって保持器１０はくさび状空間８の広幅部に変位した位置に保持され、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た位置に保持されている。
【００２３】
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。
【００２４】
図１に示す状態において、電磁式切換弁２６を作動位置に切換えると、シリンダ下室２３は高圧エア発生源２４と連通し、その高圧エア発生源２４の高圧エアがシリンダ下室２３内に供給され、ピストン２２および保持ピン１３が弾性部材１５の弾性に抗してハウジング１の半径方向外方に移動して、保持ピン１３と係合部１４の係合が解除される。その係合解除により、弾性部材１１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、図３に示すように、円錐ころ９が円筒面６およびカム面７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、図３の矢印で示す方向にのみ移動することができる。
【００２５】
このように、電磁式切換弁２６を作動位置に切換えることによってロッド４を一方向にロックすることができるため、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。
【００２６】
なお、円錐ころ９を係合解除状態に戻すには、電磁式切換弁２６をノーマル位置に切換えてシリンダ下室２３を大気に連通させた状態でロッド４を図３の矢印方向に移動させ、ロッド４の円筒面６と円錐ころ９の接触部に作用する摩擦抵抗により保持器１０をくさび状空間８の広幅部に向けて移動させ、弾性部材１５の押圧によりくさび状空間８内に向けて付勢される保持ピン１３の一端部を係合部１４に係合させる。
【００２７】
上記のような保持器１０のリセットを確実に行なわせるため、ハウジング１の端板２にアクチュエータを設け、そのアクチュエータにより保持器１０をくさび状空間８の広幅部に向けて押すようにしてもよい。
【００２８】
実施の形態では、係合子として円錐ころ９を示したが、係合子は円錐ころ９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して用いる場合は、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。
【００２９】
図４および図５は、保持ピン１３をハウジング１の半径方向外方に移動させる移動手段２０の他の例を示している。図４に示す移動手段２０においては、ハウジング１のピン孔１２に挿入された保持ピン１３のハウジング１の外部に臨む端部にレバー２７の一端部を連結し、そのレバー２７の長さ方向中央部から他端側に片寄った位置をハウジング１の外周に設けた支持片２８に支持ピン２９を介して揺動自在に支持し、上記支持ピン２９に支持された弾性部材３０により保持ピン１３の一端部が保持器１０の係合部１４と係合する方向にレバー２７を付勢している。また、ハウジング１の外周に、シリンダ３２と、そのシリンダ３２の内部に組込まれたピストン３３およびピストンロッド３４とから成るエアシリンダ３１を取付け、そのエアシリンダ３１のロッドカバーとピストン３３間に形成されたシリンダ上室３５と高圧エア発生源３６とを通路３７で連通し、その通路３７に電磁式切換弁３８を組込み、上記ピストンロッド３４の先端部にレバー２７の他端部を連結している。
【００３０】
ここで、電磁式切換弁３８は３ポート２位置切換弁から成り、その電磁式切換弁３８のノーマル位置でシリンダ上室３５が大気に連通し、作動位置に切換えることによりシリンダ上室３５に高圧エアが供給されるようにしている。
【００３１】
上記の構成から成る移動手段２０において、電磁式切換弁３８がノーマル位置に位置する状態でシリンダ上室３５は大気に連通し、保持ピン１３の一端部は保持器１０の係合部１４に係合して、保持器１０をくさび状空間８の広幅部に位置する状態に保持している。
【００３２】
上記電磁式切換弁３８を作動位置に切換えると、高圧エア発生源３６の高圧エアがシリンダ上室３５に供給されてピストン３３およびピストンロッド３４がハウジング１の外周に向けて移動し、レバー２７が支持ピン２９を中心に揺動して保持ピン１３がハウジング１の半径方向外方に移動し、上記保持ピン１３の一端部と保持器１０の係合部１４の係合解除により保持器１０がくさび状空間８の狭小部に向けて移動して、図５に示すように、円錐ころ９が円筒面６およびカム面７に係合する。
【００３３】
上記移動手段２０の採用においても、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】
図４では、保持ピン１３とエアシリンダ３１とをハウジング１の軸方向に並ぶ配置としているが、保持ピン１３とエアシリンダ３１をハウジング１の周方向に並ぶ配置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明に係る軸方向のワンウェイクラッチ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に示すワンウェイクラッチのロック状態を示す断面図
【図４】移動手段の他の例を示す縦断正面図
【図５】図４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
８    くさび状空間
９    円錐ころ（係合子）
１０  保持器
１１  弾性部材
１３  保持ピン
１５  弾性部材
２０  移動手段
２１  シリンダ
２２  ピストン
２３  シリンダ下室
２４  高圧エア発生源
２５  通路
２６  電磁式切換弁
２７  レバー
３１  エアシリンダ
３４  ピストンロッド
３５  シリンダ上室
３６  高圧エア発生源
３７  通路
３８  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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