(57)【要約】【課題】軽量で、バックラッシュの無いツーウェイクラッチ及び関節部構造を提供する。【解決手段】本発明のツーウェイクラッチ１では、係合子が軸方向に互いに重複しない位置に配置された第１の係合子８と第２の係合子９とからなる。第１の係合子８は第１の保持器１０により保持され、第２の係合子９は第２の保持器１１により保持されている。第１の係合子８が円筒面３とカム面５に係合して内方部材２と外輪４の一方向の相対回転を阻止するとともに第２の係合子９が円筒面３とカム面５に係合して内方部材２と外輪４の他方向の相対回転を阻止する状態とすることにより内方部材２と外輪４の両方向の相対回転を阻止する。【選択図】図１
2008057566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方部材と該内方部材を同心状に囲む外輪を互いに相対回転可能に構成し、前記内方部材の外周と前記外輪の内周の一方に円筒面を設け、他方に前記円筒面との間に楔形空間を形成するように複数のカム面を設け、該楔形空間に係合子を組み込み、該係合子が軸方向に互いに重複しない位置に配置された第１の係合子と第２の係合子とからなり、前記第１の係合子を第１の保持器により保持し、前記第２の係合子を第２の保持器により保持した構成とし、
前記第１の係合子と前記第２の係合子が共に前記円筒面と前記カム面に係合しない状態とすることにより前記内方部材と前記外輪とが両方向に相対回転可能となり、
前記第１の係合子が前記円筒面と前記カム面に係合して前記内方部材と前記外輪の一方向の相対回転を阻止するとともに前記第２の係合子が前記円筒面と前記カム面に係合して内方部材と外輪の他方向の相対回転を阻止する状態とすることにより前記内方部材と前記外輪の両方向の相対回転を阻止する、ことを特徴とするツーウェイクラッチ。
【請求項２】
前記第１の保持器は、前記第１の係合子が前記円筒面と前記カム面に係合し前記内方部材と前記外輪の一方向の相対回転を阻止する第１阻止位置と、前記第１の係合子が前記円筒面及び前記カム面と係合しない中立位置との間を移動可能であり、
前記第２の保持器は、前記第２の係合子が前記円筒面と前記カム面に係合し前記内方部材と前記外輪の他方向の相対回転を阻止する第２阻止位置と、前記第２の係合子が前記円筒面及び前記カム面と係合しない中立位置との間を移動可能であり、
前記第１及び第２の保持器を中立位置にしたときに前記内方部材と前記外輪とが両方向に相対回転可能となり、
前記第１の保持器を前記第１阻止位置とし前記第２の保持器を前記第２阻止位置としたときに前記内方部材と前記外輪の両方向の相対回転を阻止する、ことを特徴とする請求項１に記載のツーウェイクラッチ。
【請求項３】
前記外輪は、軸方向に直列に配置された第１の外輪と第２の外輪とからなり、前記内方部材と前記第１の外輪との間に前記第１の保持器が設けられ、前記内方部材と前記第２の外輪との間に前記第２の保持器が設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のツーウェイクラッチ。
【請求項４】
前記第１の保持器を前記第１阻止位置とし前記第２の保持器を前記第２の阻止位置とするように前記第１と第２の保持器を付勢する付勢手段を設けた、ことを特徴とする請求項２又は３に記載のツーウェイクラッチ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のツーウェイクラッチを２つ備え、第１部材と第２部材を回動可能に連結する関節部構造であって、
前記第１部材に設置され関節部を駆動するためのモータと、
該モータにより回転駆動される駆動軸と、
該駆動軸に連結され該駆動軸の回転を減速して伝達する減速機構と、を備え、
前記第２部材に前記２つのツーウェイクラッチが設置され、一方のツーウェイクラッチは前記駆動軸に連結されており、他方のツーウェイクラッチは前記減速機構を介して前記駆動軸に連結されており、
前記一方のツーウェイクラッチをＯＮとし、前記他方のツーウェイクラッチをＯＦＦとしたときに、前記駆動軸の回転が、前記２つのツーウェイクラッチのうち前記一方のツーウェイクラッチのみを介して前記第２部材に伝達され、
前記一方のツーウェイクラッチをＯＦＦとし、前記他方のツーウェイクラッチをＯＮとしたときに、前記駆動軸の回転が、前記減速機構によって減速され前記２つのツーウェイクラッチのうち前記他方のツーウェイクラッチのみを介して前記第２部材に伝達される、ことを特徴とする関節部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内方部材と外輪との間で両回転方向に駆動と空転を切り替えることが可能なツーウェイクラッチ及びこのようなツーウェイクラッチを備えた関節部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、４足歩行可能な犬型などの移動ロボットが提案されている（例えば下記特許文献１参照）。この種の移動ロボットは、胴体部に２本以上の脚部が回動可能に取り付けられている。この脚部は関節部を有し、脚部の動体部に対する回動と脚部自体の屈伸によって歩行を行なうようになっている。
【０００３】
また、図５に示す別の移動ロボットは、胴体部６１を、関節を有する脚体６２で支持し、各脚体６２が足部、関節部、股部に車輪６３を有している。各脚体６２は、関節部で回動可能に連結された上脚６２ａと下脚６２ｂからなり、それぞれ脚駆動モータ６４で揺動駆動される。また、各車輪６３には、インホイールモータ６５が内蔵され、各車輪６３を回転駆動するようになっている。
なおこの図で、６６は軸受であり脚駆動モータ６４の出力軸（上脚６２ａと下脚６２ｂにそれぞれ固定されている）を回転可能に支持する。また６７は、インホイールモータ６５の固定軸であり、下脚６２ｂに回転しないように固定されている。
この構成により、脚駆動モータ６４で上脚６２ａと下脚６２ｂを揺動駆動することにより、歩行移動が可能であり、インホイールモータ６５で各車輪６３を回転駆動することにより高速移動が可能である。
【０００４】
上記の移動ロボット、その他ロボットアームなどでは、その関節部にクラッチ（回転伝達装置）を装備することにより、クラッチを連結したときは関節部を固定して高トルクを発生し、クラッチを切ったときは関節部をフリーにして脚部やアームなどを屈伸運動させる。
従来、このようなクラッチとして、電磁クラッチやツーウェイクラッチを使用していた。電磁クラッチは、電磁石の磁気的な作用を利用して動力の伝達（クラッチオン）と遮断（クラッチオフ）を行なうものである（例えば、下記特許文献２、３参照）
【０００５】
また、ツーウェイクラッチは、図６に示す構造をしている。このツーウェイクラッチ３０は、内方部材３１と外輪３３を内外に配置し同一軸心周りに相対的に回転可能な構成としている。このツーウェイクラッチ３０では、内方部材３１が回転軸であり、外輪３３が固定側である。内方部材３１の外周には円筒面３２が設けられ、外輪３３の内周には円筒面３２との間に楔形空間３５を形成する複数のカム面３４が設けられている。この楔形空間３５に周方向に等間隔に係合子としてのローラ３６，３６・・・が配置されている。ローラ３６は楔形空間に設けられた保持器３７により、互いに等間隔を置くように保持されている。保持器３７には切り替えレバー３８が連結されている。切り替レバー３８を操作することにより、外輪３３に対する保持器３７の位相をＡ方向（反時計方向）又はＢ方向（時計方向）に変化させることができる。
【０００６】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は図６に示したツーウェイクラッチ３０の拡大図である。上記のように構成されたツーウェイクラッチ３０では、以下の４つの制御状態を切り替えることができる。
【０００７】
（状態１）
図７（Ａ）に示すように、ローラ３６が円筒面３２とカム面３４に係合しない中立位置となるように保持器３７の位置を固定したときは、内方部材３１は両方向に自由に回転する。
【０００８】
（状態２）
図７（Ｂ）に示すように、切り替えレバー３８を図６のＡ方向に操作し、上記の中立位置よりも反時計方向においてローラ３６が円筒面３２とカム面３４に係合する位置に保持器３７の位置を固定したときは、内方部材３１は反時計方向にはロックするが、時計方向には空転する。
【０００９】
（状態３）
図７（Ｃ）に示すように、切り替えレバー３８を図６のＢ方向に操作し、上記の中立位置よりも時計方向においてローラ３６が円筒面３２とカム面３４に係合する位置に保持器３７の位置を固定したときは、内方部材３１は時計方向にはロックするが、反時計方向には空転する。
【００１０】
（状態４）
保持器３７を固定せずフリーの状態とすれば、保持器３７は内方部材３１の回転方向に連れ回るため、内方部材３１を反時計回りに回転させると図７（Ｂ）と同様のロック状態となり、内方部材３１を時計回りに回転させると図７（Ｃ）と同様のロック状態となる。
【００１１】
したがって、移動ロボットの脚部やロボットアームにおける関節部にツーウェイクラッチを用いる場合、状態４の機能を使うことにより、関節部を固定することができる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−１３１７５６号公報
【特許文献２】特開平１１−１５９５４４号公報
【特許文献３】特開２００６−１５３０３０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した電磁クラッチは電磁コイルなどの構成部品が重いため、軽量化が要求される移動ロボットなどでは採用が困難であった。
また、ツーウェイクラッチはバックラッシュ（がたつき）がある。すなわち、図７（Ｂ）において、反時計方向にロックした状態から時計方向に負荷が掛かると、ローラ３６が時計方向に移動し、図７の時計方向のロック状態となる。この移動の際に一瞬、図７（Ａ）のフリー状態となるため、バックラッシュが発生していた。このため、移動ロボットやロボットアームの関節部などの負荷方向か切り替わる機構に適用すると、位置精度が低下するという問題があった。
【００１４】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、軽量で、バックラッシュの無いツーウェイクラッチ及びこのようなツーウェイクラッチを備えた関節部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明のツーウェイクラッチ及び関節部構造は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるツーウェイクラッチは、内方部材と該内方部材を同心状に囲む外輪を互いに相対回転可能に構成し、前記内方部材の外周と前記外輪の内周の一方に円筒面を設け、他方に前記円筒面との間に楔形空間を形成するように複数のカム面を設け、該楔形空間に係合子を組み込み、該係合子が軸方向に互いに重複しない位置に配置された第１の係合子と第２の係合子とからなり、前記第１の係合子を第１の保持器により保持し、前記第２の係合子を第２の保持器により保持した構成とし、前記第１の係合子と前記第２の係合子が共に前記円筒面と前記カム面に係合しない状態とすることにより前記内方部材と前記外輪とが両方向に相対回転可能となり、前記第１の係合子が前記円筒面と前記カム面に係合して前記内方部材と前記外輪の一方向の相対回転を阻止するとともに前記第２の係合子が前記円筒面と前記カム面に係合して内方部材と外輪の他方向の相対回転を阻止する状態とすることにより前記内方部材と前記外輪の両方向の相対回転を阻止する、ことを特徴とする。
【００１６】
また、上記本発明にかかるツーウェイクラッチにおいて、前記第１の保持器は、前記第１の係合子が前記円筒面と前記カム面に係合し前記内方部材と前記外輪の一方向の相対回転を阻止する第１阻止位置と、前記第１の係合子が前記円筒面及び前記カム面と係合しない中立位置との間を移動可能であり、前記第２の保持器は、前記第２の係合子が前記円筒面と前記カム面に係合し前記内方部材と前記外輪の他方向の相対回転を阻止する第２阻止位置と、前記第２の係合子が前記円筒面及び前記カム面と係合しない中立位置との間を移動可能であり、前記第１及び第２の保持器を中立位置にしたときに前記内方部材と前記外輪とが両方向に相対回転可能となり、前記第１の保持器を前記第１阻止位置とし前記第２の保持器を前記第２阻止位置としたときに前記内方部材と前記外輪の両方向の相対回転を阻止する、ことを特徴とする。
【００１７】
上記のように構成された本発明にかかるツーウェイクラッチによれば、第１及び第２の保持器を中立位置にしたときに内方部材と外輪とが両方向に相対回転可能となり、第１の保持器を第１阻止位置とし第２の保持器を第２阻止位置としたときに内方部材と外輪の両方向の相対回転を阻止するように構成したので、負荷方向が切り替わっても、従来のツーウェイクラッチのようなバックラッシュが発生しない。また、本発明のツーウェイクラッチは、電磁コイルなどの重量部品が無いため、軽量である。
【００１８】
また、上記本発明にかかるツーウェイクラッチにおいて、前記外輪は、軸方向に直列に配置された第１の外輪と第２の外輪とからなり、前記内方部材と前記第１の外輪との間に前記第１の保持器が設けられ、前記内方部材と前記第２の外輪との間に前記第２の保持器が設けられている、ことを特徴とする。
【００１９】
このように、外輪は、第１の保持器と第２の保持器を共通に囲む一体のものに限られず、第１の外輪と第２の外輪とからなるものであってもよい。
【００２０】
また、上記本発明にかかるツーウェイクラッチにおいて、前記第１の保持器を前記第１阻止位置とし前記第２の保持器を前記第２の阻止位置とするように前記第１と第２の保持器を付勢する付勢手段を設けた、ことを特徴とする。
【００２１】
このような付勢手段により、第１の保持器を第１阻止位置とし第２の保持器を第２阻止位置とする方向に常時付勢するので、外力を加えないときは内方部材と外輪の両方向の相対回転が阻止される。また、クラッチ外部に駆動装置（例えばソレノイド）を設け、この駆動装置により付勢手段の付勢に抗して第１と第２の保持器を共に中立位置に移動させることにより両方向に相対回転可能に切り替えることができる。
【００２２】
本発明にかかる関節部構造は、上記のツーウェイクラッチを２つ備え、第１部材と第２部材を回動可能に連結する関節部構造であって、前記第１部材に設置され関節部を駆動するためのモータと、該モータにより回転駆動される駆動軸と、該駆動軸に連結され該駆動軸の回転を減速して伝達する減速機構と、を備え、前記第２部材に前記２つのツーウェイクラッチが設置され、一方のツーウェイクラッチは前記駆動軸に連結されており、他方のツーウェイクラッチは前記減速機構を介して前記駆動軸に連結されており、前記一方のツーウェイクラッチをＯＮとし、前記他方のツーウェイクラッチをＯＦＦとしたときに、前記駆動軸の回転が、前記２つのツーウェイクラッチのうち前記一方のツーウェイクラッチのみを介して前記第２部材に伝達され、前記一方のツーウェイクラッチをＯＦＦとし、前記他方のツーウェイクラッチをＯＮとしたときに、前記駆動軸の回転が、前記減速機構によって減速され前記２つのツーウェイクラッチのうち前記他方のツーウェイクラッチのみを介して前記第２部材に伝達される、ことを特徴とする。
【００２３】
このように構成されているので、一方のクラッチをＯＮとし、他方のクラッチをＯＦＦとしたときは、駆動軸の回転が減速されずに第２部材に伝達されるので、第２部材を高速旋回させることができる。
一方、一方のクラッチをＯＦＦとし、他方のクラッチをＯＮとしたときは、駆動軸の回転が減速機構によって減速されて第２部材に伝達されるので、第２部材を高トルクで旋回させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、軽量で、バックラッシュを無くすことができるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態にかかるツーウェイクラッチ１の軸心方向の断面図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１のＩ−Ｉ線断面図である。図１及び図２に示すように、このツーウェイクラッチ１は、内方部材２と外輪４とを有している。本実施形態では、内方部材２が回転軸であり、外輪４が固定側である。外輪４は、内方部材２を同心状に囲み、内方部材２に対して同一軸心を中心に相対回転可能に構成されている。内方部材２の外周には円筒面３が設けられ、外輪４の内周には円筒面３との間に楔形空間７を形成するように複数のカム面５が設けられている。この楔形空間７に周方向に等間隔に係合子（ローラ）８，９が配置されている。
【００２７】
係合子８，９は、軸方向に互いに重複しない位置に配置された第１の係合子８と第２の係合子９とからなる。
第１の係合子８は、楔形空間７に設けられた第１の保持器１０により互いに等間隔を置いて静止するように保持されている。第２の係合子９は、楔形空間７に設けられた第２の保持器１１により互いに等間隔を置いて静止するように保持されている。ただし、図２（Ａ）では、第２の係合子９と第２の保持器１１は、第１の係合子８と第１の保持器１０で遮られた位置にあるため図には表れていない。図２（Ｂ）では、理解を容易にするため、第１の係合子８を実線で示し、第２の係合子９を破線で示している。
【００２８】
第１の保持器１０は、第１の係合子８が円筒面３とカム面５に係合し内方部材２と外輪４の一方向の相対回転（図２で内方部材２の反時計方向の回転）を阻止する第１阻止位置と、第１の係合子８が円筒面３及びカム面５と係合しない中立位置との間を移動可能に構成されている。このように、カム面５を有する外輪４と第１の保持器１０の相対位置（外輪４と第１の係合子８の相対位置）を変えることにより、内方部材２と外輪４の一方向の相対回転を阻止する状態（図２（Ｂ）の状態）と、この阻止を解除する状態（図２（Ａ）の状態）とを切り替えることができる。
【００２９】
第２の保持器１１は、第２の係合子９が円筒面３とカム面５に係合し内方部材２と外輪４の他方向の相対回転（図２で内方部材２の時計方向の回転）を阻止する第２阻止位置と、第２の係合子９が円筒面３及びカム面５と係合しない中立位置との間を移動可能に構成されている。このように、カム面５を有する外輪４と第２の保持器１１の相対位置（外輪４と第２の係合子９の相対位置）を変えることにより、内方部材２と外輪４の一方向の相対回転を阻止する状態（図２（Ｂ）の状態）と、この阻止を解除する状態（図２（Ａ）の状態）とを切り替えることができる。
【００３０】
上記のように構成されたツーウェイクラッチ１では、第１及び第２の保持器１０，１１を中立位置にすると、第１の係合子８と第２の係合子９が共に円筒面３とカム面５に係合しない状態（図２（Ａ）の状態）となるので、内方部材２と外輪４とが両方向に相対回転可能となる。すなわち、本実施形態では、内方部材２が左右いずれの方向にも自由回転可能となる。
【００３１】
一方、第１の保持器１０を第１阻止位置とし第２の保持器１１を第２阻止位置にすると、第１の係合子８が円筒面３とカム面５に係合して内方部材２と外輪４の一方向の相対回転を阻止するとともに第２の係合子９が円筒面３とカム面５に係合して内方部材２と外輪４の他方向の相対回転を阻止する状態（図２（Ｂ）の状態）となるので、内方部材２と外輪４の両方向の相対回転を阻止する。すなわち、本実施形態では、内方部材２が左右いずれの方向にも回転不可能となる。
【００３２】
図７に示したように、従来のツーウェイクラッチ３０では、反時計方向にロックした状態（図７（Ｂ）参照）から時計方向に負荷が掛かると、ローラ３６が時計方向に移動し、時計方向のロック状態となるが（図７（Ｃ）参照）、このとき一瞬、フリー状態（図７（Ａ）参照）となるため、バックラッシュが発生していた。
【００３３】
これに対し、本発明のツーウェイクラッチ１によれば、第１及び第２の保持器１０，１１を中立位置にしたときに内方部材２と外輪４とが両方向に相対回転可能となり、第１の保持器１０を第１阻止位置とし第２の保持器１１を第２阻止位置としたときに内方部材２と外輪４の両方向の相対回転を阻止するように構成したので、負荷方向が切り替わっても、従来のツーウェイクラッチ１のようなバックラッシュが発生しない。また、本発明のツーウェイクラッチ１は、電磁コイルなどの重量部品が無いため、軽量である。
【００３４】
図１及び図２に示すように、第１の保持器１０を第１阻止位置とし第２の保持器１１を第２の阻止位置とするように第１と第２の保持器１０，１１を付勢する付勢手段１３が設けられている。本実施形態において付勢手段１３は圧縮バネである。第１と第２の保持器１０，１１には、それぞれ第１レバー部材１４、第２レバー部材１５が連結されており、その間に圧縮バネが配置されている。この圧縮バネの弾発力により、第１と第２の保持器１０，１１が互いに反対方向に回転するように常時付勢されるようになっている。
【００３５】
このような付勢手段１３により、第１の保持器１０を第１阻止位置とし第２の保持器１１を第２阻止位置とする方向に常時付勢するので、外力を加えないときには図２（Ｂ）の状態となり、内方部材２と外輪４の両方向の相対回転が阻止される。一方、付勢手段１３の付勢力に抗するように外力を加えたときは図２（Ａ）の状態となり、内方部材２と外輪４の両方向の相対回転が可能となる。したがって、本発明のツーウェイクラッチ１を移動ロボットやロボットアームの関節部に適用するときは、クラッチ外部に駆動装置（例えばソレノイド）を設け、この駆動装置により付勢手段１３の付勢に抗して第１と第２の保持器１０，１１を共に中立位置に移動させることにより両方向に相対回転可能に切り替えることができる。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、内方部材２の外周に円筒面３を設け、外輪４の内周にカム面５を設けたが、これとは逆に、内方部材２の外周にカム面を設け、外輪４の内周に円筒面を設けるようにしてもよい。この場合、外輪が回転側となり内方部材が固定側となる。
【００３７】
上述した実施形態では、外輪４は、第１の保持器１０と第２の保持器１１を共通に囲む一体のものであったが、第１の保持器１０を囲む部分と第２の保持器１１を囲む部分とを別部品で構成しこれらを連結してもよい。すなわち、外輪４が軸方向に直列に配置された第１の外輪と第２の外輪とからなり、内方部材２と第１の外輪との間に第１の保持器１０が設けられ、内方部材２と第２の外輪との間に第２の保持器１１が設けられている構成であってもよい。
【００３８】
上述した実施形態では、圧縮バネにより第１の保持器１０を第１阻止位置に付勢し、第２の保持器１１を第２阻止位置に付勢したが、ソレノイド等の駆動装置により第１と第２の保持器をそれぞれ駆動して、第１の保持器１０の中立位置と第１阻止位置の切り替えと、第２の保持器１１の中立位置と第２阻止位置の切り替えを行ってもよい。
【００３９】
次に、本発明の実施形態にかかる関節部構造について説明する。図３に、本発明のツーウェイクラッチ１をロボットアーム１の関節部２３に適用した例を示す。
このロボットアーム１は、基部２１に回動可能に連結された第１部材としての第１アーム２２と、第１アーム２２に関節部２３を介して回動可能に連結された第２部材としての第２アーム２４と、第２アーム２４に連結され物品２６を把持するハンド２５とを備える。
【００４０】
図４に、図３に示したロボットアーム１の関節部２３の構造を示す。図４において、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
第１アーム２２には、関節部２３を駆動するためのモータ２７が固定されている。モータ２７には駆動軸２８が連結されている。駆動軸２８は第１アーム２２を貫通し、軸受３６ａを介して第１アーム２２に回転可能に支持されている。また駆動軸２８は、第２アーム２４を貫通し、軸受３６ｂを介して第２アーム２４に回転可能に支持されている。
【００４１】
第１アーム２２には環状突出部２２ａが形成されている。環状突出部２２ａの内周には外輪歯車３０が設けられている。環状突出部２２ａの内側において、駆動軸２８には太陽歯車３１が固定されている。この太陽歯車３１と外輪歯車３０の間に、複数（この例では２個）の遊星歯車３２が設けられている。遊星歯車３２は太陽歯車３１を中心として公転しながら自転するようになっている。
【００４２】
各遊星歯車３２は、遊星支持軸３３に回転可能に支持されている。遊星支持軸３３は、駆動軸２８に軸受３６ｃを介して回転可能に支持された中空円筒形のスリーブ部材３４に連結されている。したがって、外輪歯車３０、太陽歯車３１および遊星歯車３２により、減速機構としての遊星歯車機構２９が構成されており、駆動軸２８の回転が減速されてスリーブ部材３４に伝達されるようになっている。
【００４３】
第２アーム２４には、第２アーム２４を基準に第１アーム２２とは反対側で、駆動軸２８を内側で支持するように第１クラッチ１Ａが固定されている。また第２アーム２４には、第２アーム２４を基準に第１アーム２２側で、スリーブ部材３４を内側で支持するように第２クラッチ１Ｂが固定されている。この第１及び第２のクラッチ１Ａ，１Ｂは、図４では詳細な構造は示していないが、上述した実施形態のツーウェイクラッチ１と同様の構成を有している。
【００４４】
第１クラッチ１Ａの外輪は、第２アーム２４とは相対回転不可能に固定されている。一方、第１クラッチ１Ａの内方部材は、駆動軸２８に相対回転不可能に嵌合している。
第２クラッチ１Ｂの外輪は、第２アーム２４とは相対回転不可能に固定されている。一方、第２クラッチ１Ｂの内方部材は、スリーブ部材に相対回転不可能に嵌合している。
【００４５】
上記のように構成された関節部構造において、第１クラッチ１ＡをＯＮ（外輪と内方部材とが両方向に相対回転不可能な状態）とし、第２クラッチ１ＢをＯＦＦ（外輪と内方部材とが両方向に相対回転可能な状態）としたときは、駆動軸２８の回転は２つのクラッチのうち第１クラッチ１Ａのみを介して第２アーム２４に伝達される。したがって、駆動軸２８の回転が減速されずに第２アーム２４に伝達されるので、第２アーム２４を高速旋回させることができる。
【００４６】
一方、第１クラッチ１ＡをＯＦＦとし、第２クラッチ１ＢをＯＮとしたときは、駆動軸２８の回転は、２つのクラッチのうち第２クラッチ１Ｂのみを介して第２アーム２４に伝達される。したがって、駆動軸２８の回転が遊星歯車機構２９によって減速されて第２アーム２４に伝達されるので、第２アーム２４を高トルクで旋回させることができる。
【００４７】
このように、本発明のツーウェイクラッチ１をロボットアームの関節部に適用すれば、重量物を搬送するときは高トルクを発生し、軽量物を搬送するときは高速にアームを動かしてタクトタイムを短縮できる。
【００４８】
なお、図４の実施形態では、本発明の関節部構造をロボットアームに適用した例を説明したが、第１部材と第２部材を回動可能に連結するものであれば、他の装置や構造体にも適用できる。
また、図４の実施形態では、減速機構として遊星歯車機構を用いたが、駆動軸２８の回転を減速して伝達できる限りで、他の形態の減速機構を採用してもよい。
【００４９】
なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明にかかるツーウェイクラッチの軸心方向の断面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】本発明にかかる関節部構造を適用したロボットアームの概略構成を示す図である。
【図４】本発明にかかる関節部構造の構成を示す図である。
【図５】従来の移動ロボットの一例を示す図である。
【図６】従来のツーウェイクラッチの断面図である。
【図７】図６の拡大図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ツーウェイクラッチ
１Ａ  第１クラッチ
１Ｂ  第２クラッチ
２  内方部材
３  円筒面
４  外輪
５  カム面
７  楔形空間
８  第１の係合子
９  第２の係合子
１０  第１の保持器
１１  第２の保持器
１３  付勢手段
１４  第１レバー部材
１５  第２レバー部材
２０  ロボットアーム
２２  第１アーム（第１部材）
２３  関節部
２４  第２アーム（第２部材）
２７  モータ
２８  駆動軸
２９  遊星歯車機構（減速機構）
３３  遊星支持軸
３４  スリーブ部材
【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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