(57)【要約】      （修正有）【課題】ポッピングの発生防止とロッドをロックする係合子の係合部位での面圧の低減化とを図ることができるようにした直動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の内周に形成された円錐面５とロッド４の円筒状外径面間に形成されたくさび状空間６内に保持器７を組込み、その保持器７に形成されたポケット８内に係合子９を組込む。その係合子９がくさび状空間６の狭小部に噛み込む方向に向けて保持器７を弾性部材１４で付勢する。前記円錐面５のロッド４に対するテーパ角度をθ0 、係合子９と円錐面５、および係合子９とロッド４の接触部位での最大摩擦係数をμとしたき、μ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つようにしてロッド４のロック初期の係合子９の噛み込み特性を高めてポッピング発生を防止する。【選択図】図１
2007132372.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内にロッドを挿入し、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円筒状外径面間に形成されたくさび状空間内に保持器を組込み、その保持器の周方向に形成された複数のポケットのそれぞれ内部に係合子を組込み、その係合子を弾性部材によりくさび状空間の狭小部に向けて付勢した直動ワンウェイクラッチにおいて、
前記円錐面と係合子、係合子とロッドの接触部での最大摩擦係数をμ、円錐面のロッドに対するテーパ角度をθ0 としたとき、μ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つような寸法関係とし、その円錐面の小径端に、ロッドの円筒状外径面に向けてわん曲する曲面を設けたことを特徴とする直動ワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記円錐面のロッドに対するテーパ角度θ0 を、θ0 ＜１２°とした請求項１に記載の直動ワンウェイクラッチ。
【請求項３】
固定の配置とされるハウジング内にロッドを挿入し、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円筒状外径面間に形成されたくさび状空間内に保持器を組込み、その保持器の周方向に形成された複数のポケットのそれぞれ内部に係合子を組込み、その係合子を弾性部材によりくさび状空間の狭小部に向けて付勢した直動ワンウェイクラッチにおいて、
前記円錐面が、前記くさび状空間の狭小部に至るに従ってロッドに対するテーパ角度が順次大きくなる複数の円錐面から成り、くさび状空間の広幅部に位置する第１の円錐面と係合子、係合子とロッドの接触部での最大摩擦係数をμ、第１の円錐面のロッドに対するテーパ角度をθ0 としたとき、μ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つような寸法関係としたことを特徴とする直動ワンウェイクラッチ。
【請求項４】
前記第１の円錐面のロッドに対するテーパ角度θ0 を、θ0 ＜１２°とした請求項３に記載の直動ワンウェイクラッチ。
【請求項５】
前記ロッドの変形能を前記ハウジングの変形能より高くした請求項１乃至４のいずれかに記載の直動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直動ワンウェイクラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の直動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。この直動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、上記従来の直動ワンウェイクラッチにおいては、スプリングによって係合子が円錐内面と円筒状表面に接触するスタンバイ位置に向けて係合子を付勢しているが、軸のロック方向への移動速度が速くなると、係合子が円錐内面と円筒状表面で形成されるくさび状空間の広幅部に向けて押し出され、軸がロックされない現象（ポッピング）が発生する可能性がある。
【０００５】
ポッピングの発生防止には、円錐内面の軸に対するテーパ角度を小さくすることが有効であるが、テーパ角度を小さくすると係合子の係合部位での面圧が高くなり、本体や軸が破損するという問題が発生する。
【０００６】
この発明の課題は、係合子の食い込み特性の向上を図り、ポッピングの発生防止と面圧の低減化とを図ることができるようにした直動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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、第1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、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円筒状外径面間に形成されたくさび状空間内に保持器を組込み、その保持器の周方向に形成された複数のポケットのそれぞれ内部に係合子を組込み、その係合子を弾性部材によりくさび状空間の狭小部に向けて付勢した直動ワンウェイクラッチにおいて、前記円錐面と係合子、係合子とロッドの接触部での最大摩擦係数をμ、円錐面のロッドに対するテーパ角度をθ0としたとき、μ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つような寸法関係とし、その円錐面の小径端に、ロッドの円筒状外径面に向けてわん曲する曲面を設けた構成を採用したのである。
【０００８】
ここで、上記最大摩擦係数μは、一般的に０．１程度であるため、円錐面のロッドに対するテーパ角度θ0 は、θ0 ＜１２°としておくのがよい。
【０００９】
また、第２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、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円筒状外径面間に形成されたくさび状空間内に保持器を組込み、その保持器の周方向に形成された複数のポケットのそれぞれ内部に係合子を組込み、その係合子を弾性部材によりくさび状空間の狭小部に向けて付勢した直動ワンウェイクラッチにおいて、前記円錐面が、前記くさび状空間の狭小部に至るに従ってロッドに対するテーパ角度が順次大きくなる複数の円錐面から成り、くさび状空間の広幅部に位置する第１の円錐面と係合子、係合子とロッドの接触部での最大摩擦係数をμ、第１の円錐面のロッドに対するテーパ角度をθ0としたとき、μ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つような寸法関係とした構成を採用したのである。
【００１０】
上記第２の発明においても、最大摩擦係数μは、一般的に０．１程度であるため、第１の円錐面のロッドに対するテーパ角度θ0 は、θ0 ＜１２°としておくのがよい。
【００１１】
上記第１の発明および第２の発明において、ロッドの変形能をハウジングの変形能より高くすることにより、ロッドのロック方向に過大な軸方向荷重が負荷された場合、係合子との係合部位での変形および破損をロッド側に特定することができ、ハウジングの破損防止に効果を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記第１の発明のように、係合子と円錐面およびロッドとの接触部位での最大摩擦係数μと円錐面のロッドに対するテーパ角度θ0 との間でμ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つようにすることにより、くさび状空間に対する係合子の食い込み特性の向上を図ることができ、ロッドのロック初期にポッピングが発生するのを防止することできる。
【００１３】
また、円錐面の小径端に曲面を連続して設けたことにより、その曲面とロッドの円筒状外径面に対する係合子の係合によってロッドが一方向にロックされるとき、曲面と係合子の係合部位を通る接線とロッドとで形成されるテーパ角度は曲面の小径端に至るに従って次第に大きくなるため、係合子の係合部位での面圧の低減化を図ることができ、ロッドやハウジングの破損防止に効果を挙げることができる。
【００１４】
また、第２の発明のように、ハウジングに形成された円錐面を、ロッドとの間で形成されるテーパ角度がくさび状空間の狭小部に至るに従って次第に大きくなる複数の円錐面で形成し、前記係合子と第１の円錐面およびロッドとの接触部位での最大摩擦係数μと円錐面のロッドに対するテーパ角度θ0 との間でμ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つ足すようにすることにより、くさび状空間に対する係合子の食い込み特性の向上を図ることができ、ロッドのロック初期にポッピングが発生するのを防止することができる。
【００１５】
また、複数の円錐面の各テーパ角度をくさび状空間の狭小部に至るに従って次第に大きくすることにより、係合子の係合部位での面圧を低減させることができ、ロッドやハウジングの破損防止に効果を挙げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、この発明に係る直動ワンウェイクラッチの第１の実施形態を示す。図示のように、ハウジング１は筒状をなして一端が開口し、他端には端壁２が形成されている。
【００１７】
端壁２には、ロッド挿入孔３が形成され、そのロッド挿入孔３内にロッド４がスライド自在に挿通されている。
【００１８】
ハウジング１の内周には端壁２側を小径端とする円錐面５が形成され、その円錐面５とロッド４の円筒状外径面４ａ間にくさび状空間６が形成されている。
【００１９】
ハウジング１の内周とロッド４の円筒状外径面４ａ間には保持器７が組込まれている。保持器７には複数のポケット８が周方向に等間隔に形成され、各ポケット８内に係合子９が組込まれている。係合子９として、ここではボールが採用されている。
【００２０】
ハウジング１の開口端部の内周には係合溝１０が形成され、その係合溝１０に着脱自在に取付けられた止め輪１１によってハウジング１の開口端部内に組込まれたばね座１２が抜け止めされている。
【００２１】
保持器７のばね座１２と対向する端面には複数のばね収容孔１３が等間隔に形成され、各ばね収容孔１３内に一部が収容された弾性部材１４は上記ばね座１２により支持されている。
【００２２】
弾性部材１４としてコイルばねが採用されている。この弾性部材１４は係合子９がくさび状空間６の狭小部に噛み込む方向に向けて保持器７を付勢している。
【００２３】
図２（Ｉ）において、θ0 はロッド４に対する円錐面５のテーパ角度を示し、そのテーパ角度θ0 は、係合子９の食い込み特性を高め、ポッピングの発生を防止するうえにおいて小さいほど好ましい。
【００２４】
ポッピングが発生するか否かは、図３に示す力の釣り合い関係から決定される。すなわち、係合子９と円錐面５の接触部、および係合子９とロッド４の接触部での最大摩擦係数をμとし、円錐面５のテーパ角度をθ0 としたとき、μ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つと、ポッピングの発生はなく、また、μ＜ｔａｎ（θ0 ／２）の関係になると、ポッピングが発生することになる。
【００２５】
そこで、実施の形態では、最大摩擦係数μと円錐面５のテーパ角度θ0 との間で、μ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つようにしてポッピングの発生を防止するようにしている。
【００２６】
通常、最大摩擦係数μは、０．１程度であるため、円錐面５のテーパ角度θ0 は、θ0 ＜１２°とされている。
【００２７】
図２（Ｉ）に示すように、円錐面５の小径端には、ロッド４の円筒状外径面４ａに向けてわん曲する曲面１５が連続して設けられている。
【００２８】
曲面１５として、ここでは、円弧面が採用され、その円弧面から成る曲面１５の曲率半径Ｒは係合子９の半径ｒより大きくなり、上記曲面１５と係合子９の接点Ｐを通る接線Ｌのロッド４に対する傾斜角度θｎは、上記接点が曲面１５の小径端に至るに従って次第に大きくなっている。
【００２９】
図１に示すように、ロッド４は筒状とされてその肉厚はハウジング１の径方向厚みより薄く、ロッド４の変形能がハウジング１の変形能より高くされている。
【００３０】
なお、ロッド４の変形能をハウジング１の変形能より高くするため、ロッド４とハウジング１の厚みを相違させるようにしたが、ロッド４の円筒状外径面４ａの表面硬さをハウジング１の内周面の表面硬さより小さくしてもよい。
【００３１】
実施の形態で示す直動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（Ｉ）は、弾性部材１４の押圧により係合子９がくさび状空間６に押し込まれて円錐面５およびロッド４の円筒状外径面４ａに接触するスタンバイ位置にある状態を示す。
【００３２】
上記係合子９のスタンバイ状態において、ロッド４に図１の矢印で示す方向の軸方向荷重が負荷されると、弾性部材１４の弾性に抗して保持器７がばね座１２に向けて移動すると共に、ロッド４の円筒状外径面４ａに対する係合子９の係合が解除され、ロッド４は矢印で示す方向に移動する。
【００３３】
一方、ロッド４に図１の矢印で示す方向と反対方向（ロック方向）の軸方向荷重が負荷されると、係合子９はくさび状空間６の狭小部に引き込まれて、図２（II）に示すように、曲面１５とロッド４の円筒状外径面４ａに係合する。
【００３４】
このとき、ロッド４の変形能はハウジング１の変形能より高くされているため、ロッド４は内方に変形する。１６はその変形部を示す。
【００３５】
ロッド４がロック方向にさらに移動すると、係合子９は、図２（III）に示すように、曲面１５の端部に係合して、曲面１５およびロッド４の円筒状外径面４ａに強く係合し、その係合によってロッド４はロックされる。
【００３６】
ここで、係合子９と円錐面５、および係合子９とロッド４の接触部位での最大摩擦係数μと、円錐面５のテーパ角度θ0 との間でμ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つようにされているため、ロッド４のロック方向への移動によって係合子９はくさび状空間６にスムーズに噛み込むことになる。
【００３７】
このため、ロッド４が高速度でロック方向に移動したとしても、係合子９はくさび状空間６に噛み込んでくさび状空間６の広幅部側に押し出されることはない。
【００３８】
また、円錐面５の小径端にロッド４の円筒状外径面４ａに向けてわん曲する曲面１５を連続して設けたことにより、曲面１５と係合子９の接点Ｐを通る接線Ｌのロッド４に対する傾斜角度θｎは、上記接点Ｐが曲面１５の小径端に至るに従って大きくなるため、係合子９が曲面１５の小径端側に引き込まれても係合子９の係合位置での面圧は高くなることはない。
【００３９】
このように、係合子９と円錐面５、および係合子９とロッド４の接触部位での最大摩擦係数μと、円錐面５のテーパ角度θ0 との間でμ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つようにしたことにより、ロッド４のロック初期にポッピングが発生するのを防止することができると共に、曲面１５に対する係合子９の係合によって係合位置での面圧の低減化を図ることができ、ハウジング１の破損防止に効果を挙げることができる。
【００４０】
また、ロッド４の変形能をハウジング１の変形能より高くしたことにより、ロッド４にロック方向の過大な軸方向荷重が作用すると、ロッド４が破損するが、ハウジング１は破損しない。
【００４１】
ロッド４とハウジング１の双方が破損した場合は、全体を新しいものと交換する必要が生じるが、実施の形態における直動ワンウェイクラッチでは、ロッド４のみを新しいものと交換するだけでよいため、コストも安く、しかも、ロッド４はロック解除方向に押圧することによってハウジング１から簡単に分解することができるため、交換作業も容易である。
【００４２】
図４および図５は、この発明に係る直動ワンウェイクラッチの第２の実施形態を示す。この第２の実施形態では、ハウジング１の内周に形成された円錐面５を、第１円錐面５ａと、その第１円錐面５ａの小径端に連続して設けられた第２円錐面５ｂとで形成しており、第１の実施形態とは、曲面１５に代えて第２円錐面５ｂを採用している点で相違している。
【００４３】
このため、第１の実施形態と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
ここで、第１円錐面５ａのロッド４に対するテーパ角度は第１の実施形態における円錐面５のテーパ角度θ0 と同じとされ、その第１円錐面５ａと係合子９、および係合子９とロッド４の接触部位での最大摩擦係数をμとしたとき、μ＞ｔａｎ（θ0／２）の関係が成り立つようにされている。最大摩擦係数μは、前述のように、一般的に、０．１程度であるため、第１円錐面５ａのテーパ角度θ0 は、θ0 ＜１２°とされている。また、第２円錐面５ｂのロッド４に対するテーパ角度は第１円錐面５ａのテーパ角度より大きくなっている。
【００４５】
第２の実施形態で示すように、第１円錐面５ａと係合子９、および係合子９とロッド４の接触部位での最大摩擦係数μと第１円錐面５ａのテーパ角度θ0 との間でμ＞ｔａｎ（θ0 ／２）の関係が成り立つようにすることによってロッド４のロック初期にポッピングが発生するのを防止することができると共に、図５（II）に示すように、係合子９が第２円錐面５ｂに係合するロッド４のロック状態で係合子９の係合部位での面圧を低減することができ、ハウジング１の破損を防止することができる。
【００４６】
第２の実施形態では、円錐面５を第１円錐面５ａと第２円錐面５ｂの二つの円錐面で形成したが、テーパ角度が異なる三つ以上の円錐面で上記円錐面５を形成してもよい。この場合、ロッド４のロック方向に向けてテーパ角度の大きくなるよう複数の円錐面を配置する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明に係る直動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】（Ｉ）乃至（III）はロッドのロック状態を段階的に示す断面図
【図３】ポッピングが発生するか否かの力関係を示す図
【図４】この発明に係る直動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５】（Ｉ）は係合子のスタンバイ状態を示す断面図、（II）はロック状態を示す断面図
【符号の説明】
【００４８】
１      ハウジング
４      ロッド
５      円錐面
５ａ    第１円錐面
５ｂ    第２円錐面
６      くさび状空間
７      保持器
８      ポケット
９      係合子
１４    弾性部材
１５    曲面
【図１】
2007132372.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007132372.tif 000006
【図５】
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