JP2006077878A - Axial one-way clutch - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an axial one-way clutch which can prevent movement in one direction of a reciprocable rod as required.
軸方向の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。この軸方向の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。
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。
By the way, in the one-way clutch in the axial direction described in
このように、上記軸方向の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るため、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。 As described above, the one-way clutch in the axial direction is configured to lock the rod in one direction and freely move in the other direction of the rod, and therefore can be used only for special applications such as a chain tensioner. The range of applications is narrow, for example, the arm and foot of an industrial robot, or the parking brake mechanism of an electric brake, so that the rod can be moved in both directions and can be locked in one direction only when necessary. It is not possible to adopt it for the devices.
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。 An object of the present invention is to provide an axial one-way clutch in which a rod is movable in both axial directions and can be locked in one direction when necessary.
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、前記ハウジングには前記係合子がくさび状空間の広幅部に臨む係合解除位置に保持器を保持すると共に、電磁コイルに対する通電によってその保持を解除する電磁制御式の保持手段を設けた構成を採用したのである。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, one end in the axial direction is narrow between the inner periphery of the housing that is fixedly arranged and the outer periphery of the rod that is inserted into the housing and is movable in the axial direction. A wedge-shaped space is formed, and an engagement element and a holder for holding the engagement element are incorporated in the wedge-shaped space, and the engagement element is directed toward a narrow portion of the wedge-shaped space by an elastic member. Electromagnetic control for urging in the moving direction and holding the retainer at the disengagement position where the engaging element faces the wide portion of the wedge-shaped space in the housing and releasing the holding by energizing the electromagnetic coil A configuration provided with a formula holding means was adopted.
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。 Here, the engagement element may be a tapered roller or a ball. Moreover, a cylindrical roller may be sufficient.
また、電磁制御式の保持手段として下記の(1)および(2)から成るものを採用することができる。
保持手段(1):ハウジングを半径方向にスライド自在に貫通し、くさび状空間の狭小部に臨む一端部と保持器の端部に設けられた係合部との係合によって保持器を係合解除位置に保持する保持ピンと、その保持ピンをハウジングの内部に向けて付勢するスプリングと、保持ピンの他端部に取付けられたアーマチュアと対向し、電磁コイルに対する通電によりそのアーマチュアを吸着して保持ピンをハウジングの径方向外方に移動させる電磁石とから成るもの。
保持手段(2):ハウジングを半径方向にスライド自在に貫通し、くさび状空間の狭小部に臨む一端部と保持器の端部に設けられた係合部との係合によって保持器を係合解除位置に保持する保持ピンを有し、その保持ピンの係合部反対側の他端部に揺動可能なレバーの一端部を連結し、そのレバーの他端部には、電磁コイルの通電によりアーマチュアを吸着する直動型のアクチュエータを連結し、上記レバーの長さ方向の中央部から他端側に片寄った位置を揺動中心として前記保持ピンが保持器の係合部に対して係合する方向にレバーを弾性部材で付勢した構成から成るもの。
Further, as the electromagnetic control type holding means, the following (1) and (2) can be adopted.
Holding means (1): slidably passes through the housing in the radial direction, and engages the cage by engagement between one end facing the narrow portion of the wedge-shaped space and the engaging portion provided at the end of the cage. The holding pin that holds the release pin, the spring that biases the holding pin toward the inside of the housing, and the armature attached to the other end of the holding pin are opposed to the armature by energizing the electromagnetic coil. It consists of an electromagnet that moves the holding pin radially outward of the housing.
Holding means (2): slidably passes through the housing in the radial direction, and engages the cage by engagement between one end facing the narrow portion of the wedge-shaped space and the engaging portion provided at the end of the cage. One end of a swingable lever is connected to the other end of the holding pin opposite the engaging portion, and the other end of the lever is energized by an electromagnetic coil. A linear motion type actuator that adsorbs the armature is coupled by the lever, and the holding pin is engaged with the engaging part of the cage with the position shifted from the central part in the length direction of the lever toward the other end as a swing center. Consists of a structure in which the lever is urged by an elastic member in the mating direction.
上記の構成から成るワンウェイクラッチにおいては、保持手段によって保持器を係合解除位置で保持することにより、係合子はくさび状空間の広幅部に保持されるため、ロッドの両方向の移動を可能とすることができる。また、保持手段による保持器の保持を解除すると、弾性部材による押圧により、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むため、ロッドの一方向への移動を阻止することができ、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。 In the one-way clutch having the above-described configuration, the retainer is held at the disengagement position by the holding means, so that the engagement element is held in the wide portion of the wedge-shaped space, so that the rod can be moved in both directions. be able to. Further, when releasing the holding of the cage by the holding means, the retainer moves toward the narrow portion of the wedge-shaped space by the pressing by the elastic member, and the engagement element bites into the narrow portion of the wedge-shaped space. Movement in one direction can be prevented, and a rod movable in both directions can be locked in one direction as required.
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に示すように、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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
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。
The
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を形成している。
A
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。
Inside the wedge-
ハウジング1には、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解除位置に保持器10を保持する電磁制御式の保持手段20が設けられている。
The
保持手段20は、保持ピン21と、その保持ピン21を軸方向に押圧するスプリング22と、電磁コイル23aを有し、その電磁コイル23aに対する通電によりスプリング22の弾性に抗して保持ピン21を軸方向に移動させる電磁石23とから成り、上記保持ピン21はハウジング1の外周面からくさび状空間8の狭小部に至る半径方向のピン孔24内にスライド自在に挿入され、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25に対して係合可能とされ、その係合部25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。
The holding means 20 includes a
なお、保持器10の端面を係合部25とし、その係合部25に対する保持ピン21の係合によって保持器10を解除位置に保持するようにしてもよい。
Note that the end face of the
上記保持ピン21のハウジング1の外部に臨む部分には磁性体から成るアーマチュア26が設けられ、そのアーマチュア26に対して前記電磁石23が対向配置されている。
A portion of the
電磁石23はハウジング1の外周に取付けられた非磁性体から成るケース27内に組込まれている。また、ケース27内には前記スプリング22が組込まれ、そのスプリング22は保持ピン21をハウジング1の内部に向けて付勢している。
The
実施の形態で示す軸方向の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は、保持ピン21が保持器10の係合部25に係合している状態を示し、その係合状態で円錐ころ9は円筒面6およびカム面7に対して係合解除された状態に保持されている。
The axial one-way clutch shown in the embodiment has the above-described structure, and FIGS. 1 and 2 show a state in which the
このため、ロッド4は軸方向の2方向(図1の左方向および右方向)に移動することができる。
Therefore, the
図1および図2に示すように、保持器10が係合解除位置に保持されている状態において、電磁石23の電磁コイル23aに通電すると、アーマチュア26に磁気吸引力が作用して、図3および図4に示すように、アーマチュア26が電磁石23に吸着されると共に保持ピン21がハウジング1の半径方向外方に移動して、係合部25に対する係合が解除される。その係合解除により、弾性部材11の押圧によって保持器10がくさび状空間8の狭小部に向けて移動して、円錐ころ9が円筒面6およびカム面7に係合し、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る。
As shown in FIGS. 1 and 2, when the
なお、ロッド4に矢印で示す方向の押圧力が負荷されると、円錐ころ9はくさび状空間8の広幅部に向けて移動するため、ロッド4は矢印で示す方向にのみ移動することができる。
When the pressing force in the direction indicated by the arrow is applied to the
このように、電磁石23の電磁コイル23aに対する通電によってロッド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。
Thus, since the
なお、円錐ころ9を係合解除状態に戻すには、電磁コイル23aに対する通電を遮断し、スプリング22のばね力により保持ピン21を保持器10の外周に向けて付勢する状態でロッド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て、保持ピン21の一端部を係合部25に係合させる。
In order to return the
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側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。
In order to surely reset the
実施の形態では、係合子として円錐ころ9を示したが、係合子はこれ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する場合は、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4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。
In the embodiment, the
また、実施の形態では、ロッド4の外周に円筒面6を形成し、ハウジング1の内周に円錐面から成るカム面7を形成したが、ハウジング1の内周に円筒面を形成し、ロッド4の外周にカム面を設けるようにしてもよい。
In the embodiment, the
図5および図6は、保持手段20の他の例を示す。図5および図6に示す保持手段20は、ハウジング1のピン孔24に挿入された保持ピン21のハウジング1の外部に臨む端部にレバー28の一端部を連結し、そのレバー28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29に支持ピン30を介して揺動自在に支持し、レバー28の他端部には電磁石31のプランジャ32を連結し、上記支持ピン30に支持された弾性部材33によって保持ピン21が保持器10の係合部25に対して係合する方向にレバー28を付勢し、上記電磁石31の電磁コイル31aに対する通電により、プランジャ32と一体となったアーマチュア34を電磁コイル31aに吸着させることで保持ピン21がハウジング1の外方に移動するようレバー28を揺動させて、保持ピン21と保持器10の係合部25との係合を解除させるようにしている(図6参照)。
5 and 6 show another example of the holding means 20. The holding means 20 shown in FIGS. 5 and 6 has one end of a
上記保持手段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と共に、電磁石31としてプランジャ32およびアーマチュア34のストローク量が小さい小型のものを採用することができる。
In adopting the holding means 20 as well, the
図5では、保持ピン21と電磁石31とをハウジング1の軸方向に並ぶ配置としているが、図7に示すように、保持ピン21と電磁石31とをハウジング1の周方向に並ぶ配置としてもよい。
In FIG. 5, the holding pins 21 and the
1 ハウジング
8 くさび状空間
9 円錐ころ(係合子)
10 保持器
11 弾性部材
20 保持手段
21 保持ピン
22 スプリング
23 電磁石
23a 電磁コイル
25 係合部
26 アーマチュア
28 レバー
31 電磁石
33 弾性部材
1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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-
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A521 | Written amendment |
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