(57)【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内にロッドを挿入して同軸上に配置し、ハウジングの内周には軸方向に傾斜する円錐面を設け、その円錐面とロッドの外周間に組込まれた保持器に複数のポケットを形成し、各ポケット内に係合子を組込み、その係合子が前記円錐面とロッドの外周に当接する方向に向けて前記保持器を付勢する弾性部材を設け、前記ロッドを筒状として塑性変形能をハウジングの塑性変形能より高くし、そのロッドとして径方向剛性の異なる数種のものを用意し、これら数種のロッドをハウジングに対して着脱自在として、軸方向荷重の負荷によりロック状態とされたロッドが軸方向に移動する際のリミット荷重を設定可能とした軸方向ワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記ロッドが、係合子と対応する部位に断面円弧状の溝が形成された筒体から成る請求項１に記載の軸方向ワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記ロッドが、係合子の数と対応する多角形の筒体から成る請求項１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、軸方向に移動可能なロッドを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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の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においては、円筒状の本体内に円錐内面を設け、その円錐内面と本体内に挿入された軸の円筒状表面間に複数の係合子を周方向に等間隔に組込み、各係合子をスプリングで押圧して上記本体の円錐内面と軸の円筒状表面に噛み込む方向に向けて付勢し、上記円錐内面と円筒状表面に対する係合子の噛み込みによって軸を一方向にロックするようにしている。
【０００３】
また、本体の端面にキャップを対向し、本体の外周部にソレノイドを設け、そのソレノイドに対する通電によりキャップに磁気吸引力を付与して上記キャップを本体の端面に向けて移動させ、そのキャップに設けられた筒体部で係合子を軸方向に押圧して係合子の噛み込みを解除するようにしている。
【特許文献１】特開昭５１−１１４５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記軸方向ワンウェイクラッチにおいて、本体と軸の表面硬度および剛性が同程度であると、軸に過大なロック方向の荷重が負荷された場合に、係合子が円錐内面および円筒状表面に強く噛み込み、円錐内面および円筒状表面の双方を塑性変形させて使用不能な状態になる可能性がある。また、クラッチ取付部やフレームを破損させる可能性がある。その対策には各部の剛性を高めることが有効であるが、重量が増加し、コストが高くなるという問題が発生する。
【０００５】
この発明の課題は、ロッドを軸方向一方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にトルクリミッタとしての機能を付加してハウジングの破損を防止すること、およびトルクリミッタ荷重を要求に応じて設定できるようにすることである。
【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内にロッドを挿入して同軸上に配置し、ハウジングの内周には軸方向に傾斜する円錐面を設け、その円錐面とロッドの外周間に組込まれた保持器に複数のポケットを形成し、各ポケット内に係合子を組込み、その係合子が前記円錐面とロッドの外周に当接する方向に向けて前記保持器を付勢する弾性部材を設け、前記ロッドを筒状として塑性変形能をハウジングの塑性変形能より高くし、そのロッドとして径方向剛性の異なる数種のものを用意し、これら数種のロッドをハウジングに対して着脱自在として、軸方向荷重の負荷によりロック状態とされたロッドが軸方向に移動する際のリミット荷重を設定可能とした構成を採用したのである。
【０００７】
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、ロッドにロック方向の軸方向荷重が負荷されると、係合子がハウジングの円錐面およびロッドの外周面に係合し、その係合によってロッドがロックされる。
【０００８】
そのロック状態において、軸方向荷重が増大すると、係合子は、ハウジングの円錐面に沿って小径端側に引き込まれる。このとき、ロッドの塑性変形能はハウジングの塑性変形能より高いため、ロッドが半径方向内方に弾性変形する。
【０００９】
上記軸方向荷重がロッドの弾性限界を超える過大な軸方向荷重であると、ロッドが塑性変形し、ロッドは径方向変形量を保持した状態で軸方向に移動する。
【００１０】
このように、ロッドに過大な軸方向荷重が負荷され、その軸方向荷重が所定値を超えると、ロッドは塑性変形する状態で軸方向に移動し、その移動はトルクリミッタとしての作用であるため、ハウジングやハウジングの取付け部の破損防止に効果を挙げることができる。
【００１１】
ここで、ロッドの径方向変形量はロッドの径方向剛性に依存するため、この発明にかかる軸方向ワンウェイクラッチのように、径方向剛性の異なる数種のロッドを用意し、これらのロッドをハウジング内に対して着脱自在とすることでトルクリミッタのリミット荷重を任意に設定することができる。
【００１２】
径方向剛性の異なるロッドとして、係合子と対応する部位に断面円弧状の溝を形成した筒体や、係合子の数と対応する多角形の筒体を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように、この発明においては、ロッドを筒状として塑性変形能をハウジングの塑性変形能より高くしたことにより、ロッドのロック状態で過大な軸方向荷重が負荷されると、ロッドは半径方向に塑性変形し、その径方向変形量を保持する状態で軸方向に移動することになるため、軸方向ワンウェイクラッチにトルクリミッタとしての機能を付加することができる。このため、ハウジングの円錐面やハウジングを支持するクラッチ取付部の破損を防止することができ、また、これらの剛性を高める必要もないため、軽量化や低コスト化を図ることができる。
【００１４】
また、トルクリミッタが機能すると、ロッドを新しいロッドと交換しなければならないが、上記ロッドはハウジング内に挿入した組込みであって係合子が円錐面の大径端側に向けて移動する方向に自由に移動することができるため、簡単に交換することができ、ロッドやハウジングの双方を交換する場合に比較して、交換に要するコストの低減化を図ることができる。
【００１５】
さらに、径方向の剛性が異なる数種のロッドをハウジングに対して着脱自在としたことによってトルクリミッタのリミット荷重を任意に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、固定の配置とされるハウジング１の内側にはロッド２が挿入されている。
【００１７】
ハウジング１の内周には円錐面３が形成され、その円錐面３の小径端側の一端部に内向きのフランジ４が形成されている。
【００１８】
ハウジング１の内周とロッド２の外周間には保持器５が組込まれている。保持器５には複数のポケット６が周方向に等間隔に形成され、各ポケット６内に係合子としてのボール７が組込まれている。
【００１９】
図６に示すように、ロッド２は、筒体から成り、その外周は各ボール７と対応する位置に断面円弧状の溝８が形成されて軸方向の断面形状が円でない異形状とされ、かつ、内周は円形とされて、径方向への塑性変形能がハウジング１の塑性変形能より高くされている。
【００２０】
図３に示すように、ハウジング１の他端部内周には保持器５を抜け止めする止め輪９が取付けられ、その止め輪９と保持器５との間に弾性部材１０が組込まれている。弾性部材１０は、保持器５をハウジング１のフランジ４に向けて付勢し、その付勢によってボール７は、ハウジング１の円錐面３およびロッド２の溝８底面に当接するロックスタンバイ状態とされている。
【００２１】
実施の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３に示すように、ボール７がハウジング１の円錐面３およびロッド２の溝８底面に当接するロックスタンバイ状態において、ロッド２に同図の矢印で示す方向（ロック解除方向）の軸方向力が負荷されると、ボール７はハウジング１に形成された円錐面３の大径端側に向けて移動するため、ロッド２は矢印で示す方向に自由に移動する。
【００２２】
また、上記とは逆に、ロッド２に矢印で示す方向と反対の方向（ロック方向）の軸方向力が負荷されると、ボール７は円錐面３および溝８底面に係合し、その係合によってロッド２はロックされ、軸方向に移動するのが防止される。
【００２３】
ロッド２のロック状態において、ロック方向の軸方向力（軸方向荷重）が増大すると、ボール７は円錐面３の小径端側に引き込まれる。
【００２４】
このとき、ロッド２の径方向への塑性変形能はハウジング１の塑性変形能より高いため、円錐面３の小径端側に移動するボール７の押圧により、ロッド２の溝８底面が径方向内方に弾性変形する。
【００２５】
ロック方向の軸方向荷重がさらに増大し、ロッド２の弾性限界を超えると、図４に示すように、ロッド２はボール７との係合部位で塑性変形し、ボール７の軸方向の移動量が大きくなるにつれて、ロッド２の塑性変形量も増大する。１１はロッド２の塑性変形部を示す。
【００２６】
ボール７によるロッド２の軸方向保持力が所定値に達すると、図５に示すように径方向への塑性変形能を保持したままロッド２が軸方向に移動する。
【００２７】
図９は、ロッド２の塑性変形能をハウジング１の塑性変形能より高くした軸方向ワンウェイクラッチのロッド２の軸ストロークと軸方向保持力の関係を示すグラフである。そのグラフにおいて、過大荷重作用初期（Ｉ）ではボール７がロッド２の溝８底面に押し込まれ、その溝８底面が径方向内方に弾性変形する。軸方向荷重がさらに増大すると、ボール７による押圧によりロッド２が径方向内方に塑性変形し、その塑性変形量を保持したままロッド２が軸方向に移動する状態（II）となる。その領域（II）においては、比較的フラットな荷重特性領域ａが得られ、この部分でトルクリミッタとしての機能が発揮する。
【００２８】
上記のように、ロッド２の塑性変形能をハウジング１の塑性変形能より高くすることによって、軸方向ワンウェイクラッチにトルクリミッタとしての機能を付加することができ、円錐面３やハウジング１の取付け部の破損を防止することができ、これらの剛性を高める必要がないため、軽量化やコストの低減を図ることができる。
【００２９】
トルクリミッタが機能した場合は、ロッド２が塑性変形しているため、新しいものと交換する必要が生じる。このとき、ロッド２をロック解除方向（図３の矢印で示す方向）に押圧すると、ボール７は円錐面３に沿って大径端側に移動してロッド２の保持を解除するため、ロッド２を簡単に変換することができ、ロッド２とハウジング１の双方を交換する場合に比較して交換に要するコストの低減化を図ることができる。
【００３０】
ここで、トルクリミッタのリミット荷重は、ロッド２の軸方向保持力により決定される。その軸方向保持力はロッド２の径方向への塑性変形量とほぼ比例し、この径方向への塑性変形量はロッド２の径方向の剛性に依存する。
【００３１】
このため、ロッド２の径方向への塑性変形量を制御すること、つまり、ロッド２を剛性の異なるものと交換することによって、トルクリミッタのリミット荷重を任意に設定することができる。
【００３２】
実施の形態では、図６乃至図８に示すロッド２を用意し、これらのロッド２の取り替えによってトルクリミッタのリミット荷重を設定するようにしている。
【００３３】
ここで、図６に示すロッド２は、先に述べたように、外周のボール７と対応する部位に断面円弧状の溝８を設け、内周に円筒面１２を形成している。
け止めされる。
【００３４】
また、図７に示すロッド２は、外周のボール７と対応する部位に断面円弧状の溝８を設け、外周を内周にならった形状としている。
【００３５】
さらに、図８に示すロッド２は、ボール７の数と対応する多角形の筒状としている。
【００３６】
これらの各ロッド２は、外周が円でない異形状であるため、径方向の剛性は高く、ロッド２の軸方向保持力の増大化を図ることができる。また、径方向の剛性は各ロッド２で相違し、これらのロッド２を取り替えて使用することにより、トルクリミッタのリミット荷重を任意に設定することができる。
【００３７】
また、ロッド２の径方向剛性を変化させるためには、外周が円形のもので、その肉厚を均一に増加させる手段も考えられるが、実施の形態で採用した実形状に比べ、重量増加となる。つまり、実施の形態の形状では、重量増を伴わずに径方向剛性を変化させることが可能である。
【００３８】
なお、上記の目的が達成されるロッド形状であれば、実施の形態のものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明に係る軸方向ワンウェイクラッチの実施の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スタンバイ状態を示す断面図
【図４】ロッドの塑性変形を伴ったロック状態を示す断面図
【図５】軸方向ワンウェイクラッチに付加されたトルクリミッタの作動状態を示す断面図
【図６】ロッドの端面図
【図７】ロッドの他の例を示す端面図
【図８】ロッドのさらに他の例を示す端面図
【図９】ロッドの軸ストロークと軸方向保持力の関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００４０】
１      ハウジング
２      ロッド
３      円錐面
５      保持器
６      ポケット
７      ボール
８      溝
１０    弾性部材
【図１】
0004718255.tif 000002
【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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