JP2006189106A - 直動ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】くさび状空間の狭小部に対する噛み込みによってロッドを一方向にロックするボールを上記くさび状空間に確実に押し込む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７とロッド４の円筒状外周面６間のくさび状空間８内に保持器９を組込み、その保持器９にはくさび状空間８の大径端側に位置する一端から軸方向に延びる複数のポケット１０を形成する。各ポケット１０内にボール１１と、そのボール１１をくさび状空間８の狭小部に向けて押圧するスプリング１２とを組込み、そのスプリング１２をハウジング１の端板３で支持して、ボール１１とスプリング１２の位相がずれるのを防止し、ボール１１をくさび状空間８の狭小部に確実に押し込むことができるようにする。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。
特開昭５１−１１４５５３号公報

ところで、上記直動ワンウェイクラッチにおいては、係合子としてボールを用い、その複数のボールを保持器で保持しているが、保持器と本体との関係について何も記載されておらず、また、円錐内面を有する本体によって弾性部材を支持するようにしているため、複数のボールを保持する保持器が振動等により回転すると、ボールとスプリングの位相がずれてボールを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することができない事態が生じる可能性がある。

この発明の課題は、係合子とその係合子をハウジングとロッド間に形成されたくさび状空間の狭小部に向けて押し込む弾性部材の位相がずれるのを防止して、係合子をくさび状空間の狭小部に確実に押し込む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。

上記の課題を解決するために、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、この円錐面とロッドの円筒状外周面間に形成されたくさび状空間内に保持器を組込み、その保持器には上記くさび状空間の大径端側に位置する一端面から軸方向に延びる複数のポケットを周方向に等間隔に設け、各ポケット内に係合子と、その係合子をくさび状空間の狭小部に押し込む弾性部材とを組込み、その弾性部材の押圧による反力をハウジングに設けられた端板で支持するようにした構成を採用したのである。

ここで、前記保持器をくさび状空間の大径端側に向けて移動させて係合子を円錐面および円筒状外周面に対して係合解除された位置に保持する解除手段を設けることにより、解除手段の操作により係合子を係合解除させることができるため、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。

前記解除手段として、保持器の他端面に対向配置された回転可能なカムリングを有し、そのカムリングの外周に設けられたレバーをハウジングに形成された周方向に長いレバー挿入孔に挿入し、前記カムリングと保持器の対向面に、保持器に対するカムリングの相対回転によって保持器をくさび状空間の大径端側に移動させるトルクカムを設けた構成から成るものを採用することができる。

上記の解除手段において、トルクカムは、保持器とカムリングの対向面一方に周方向の両端が相反する方向に傾斜するＶ形のカム突起を設け、他方にそのカム突起に適合するＶ形の凹部を設けた構成から成るものであってもよく、あるいは、保持器とカムリングの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を形成し、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成るものであってもよい。

また、前記の課題を解決するため、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この円錐面とロッドの円筒状外周面間に形成されたくさび状空間内に複数の円錐ころを周方向に間隔をおいて組込み、各円錐ころの大端面にばね支持孔を設け、そのばね支持孔内に一端部が挿入され、他端がハウジングの端板により支持されるスプリングにより円錐ころをくさび状空間の狭小部に向けて付勢した構成を採用している。

第１の発明のように、保持器に設けられたポケット内に係合子と、その係合子をくさび状空間の狭小部に押し込む弾性部材とを組込み、その弾性部材の押圧による反力をハウジングの端板で支持することにより、係合子と弾性部材の相互間で位相がずれるということはない。このため、係合子をくさび状空間の狭小部に確実に押し込むことができ、直動ワンウェイクラッチを常に精度よく作動させることができる。

また、第２の発明のように、円錐ころの大端面にばね支持孔を設け、そのばね支持孔内に一端部が挿入され、他端がハウジングの端板で支持されるスプリングにより円錐ころをくさび状空間の狭小部に向けて付勢したことにより、円錐ころとスプリングの相互間で位相がずれるということはない。したがって、円錐ころをくさび状空間の狭小部に確実に押し込むことができ、直動ワンウェイクラッチを常に精度よく作動させることができる。

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４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１乃至図３に示すように、固定の配置とされるハウジング１は円筒状をなし、その両端には端板２、３が設けられ、この両端板２、３を貫通するようにしてロッド４が設けられている。

ロッド４は一方の端板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、その外周面６は円筒状とされている。一方、ハウジング１の内周には軸方向に傾斜する円錐面７が設けられ、この円錐面７とロッド４の円筒状外周面６間に軸方向の一端が狭小のくさび状空間８が形成されている。

くさび状空間８内には保持器９が組込まれている。保持器９にはくさび状空間８の大径端側に位置する一端面から軸方向に延びる複数のポケット１０が周方向に等間隔に形成され、各ポケット１０内に係合子としてのボール１１と、弾性部材としてのスプリング１２とが組込まれている。スプリング１２はボール１１をくさび状空間８の狭小部に向けて押圧し、その押圧による反力はハウジング１の端板３によって支持されるようになっている。

保持器９の他端とハウジング１の端板２間には、上記保持器９をくさび状空間の大径端側に向けて移動させてボール１１を円錐面７および円筒状外周面６に対して係合解除された位置に保持する解除手段２０が設けられている。

解除手段２０は、保持器９の他端面に対向配置されたカムリング２１を有し、そのカムリング２１と保持器９の対向面間にトルクカム２２を設け、上記保持器９に対するカムリング２１の相対回転により、保持器９をくさび状空間８の大径端側に移動させ、その移動時にポケット１０の閉塞端でボール１１を押圧するようにしている。

ここで、カムリング２１は、ロッド４との間に組込まれた軸受２３によって回転自在に支持され、外周には回転操作用のレバー２４が設けられている。このレバー２４はハウジング１に形成された周方向に長いレバー挿入孔２５に挿入されて端部がハウジング１の外部に臨み、そのレバー２４の端部に操作力を付与してカムリング２１を回転させるようにしている。

図４に示すように、トルクカム２２は、カムリング２１の保持器９に対する対向面に周方向の両端が相反する方向に傾斜するテーパ面とされたＶ形のカム突起２６を形成し、保持器９にはカムリング２１に対する端面に上記カム突起２６に適合するＶ形の凹部２７を形成した構成とされている。

上記の構成から成るトルクカム２２において、レバー２４がレバー挿入孔２５の一端に当接する状態では、図４（Ｉ）に示すように、カム突起２６が凹部２７に嵌合する。このとき、ボール１１はハウジング１の円錐面７およびロッド４の円筒状外周面６に係合する状態に保持される。

上記の状態からレバー２４をレバー挿入孔２５の他端に向けて移動させると、カム突起２６と凹部２７が周方向に位相がずれ、上記カム突起２６の押圧により保持器９がくさび状空間８の大径端側に移動し、ボール１１はポケット１０の閉塞端で押されて円錐面７および円筒状外周面６に対して係合解除される。そして、レバー２４がレバー挿入孔２５の他端に当接する状態で、カム突起２６が図４（II）に示すように、保持器９の端面に当接し、上記ボール１１は係合解除状態に保持される。

第１の実施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３は、レバー２４がレバー挿入孔２５の他端に当接する状態を示す。その状態において、カム突起２６の先端は図４（II）に示すように、保持器９の端面に当接し、ボール１１はハウジング１の円錐面７およびロッド４の円筒状外周面６に対して係合解除された状態に保持され、ロッド４は図１の右方向および左方向の両方向に移動し得るようになっている。

図３に示す状態からレバー２４をレバー挿入孔２５の一端に当接する位置まで揺動させると、カム突起２６が凹部２７に対向し、スプリング１２の押圧によりボール１１がくさび状空間８の狭小部に押し込まれて図１および図２に示すように、円錐面７および円筒状外周面６に係合する。その係合によりロッド４がロックされて一方向（図１の矢印で示す反対方向）に移動するのが防止される。

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、ボール１１はくさび状空間８の広幅部に向けて移動することになり、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。

このように、レバー２４をレバー挿入孔２５の一端に当接する位置まで揺動させることによってボール１１が円筒状外周面６および円錐面７に係合してロッド４をロックするため、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。

また、第１の実施形態では、保持器９に形成される複数のポケット１０のそれぞれ内部にボール１１と、そのボール１１をくさび状空間８に押し込むスプリング１２とを組込むようにしたので、複数のボール１１のそれぞれを同時に係合および係合解除させることができると共に、ボール１１とスプリング１２の位相がずれることもなく、上記スプリング１２によってボール１１をくさび状空間８の狭小部に確実に押し込むことができ、直動ワンウェイクラッチを常に精度よく作動させることができる。

第１の実施形態では、カムリング２１にカム突起２６を形成し、保持器９の端面に凹部２７を設けたが、カムリング２１に凹部を形成し、保持器９にカム突起を設けてもよい。

また、第１の実施形態では、トルクカム２２として、カム突起２６と凹部２７から成るものを示したが、トルクカム２２はこれに限定されるものではない。例えば、図５（Ｉ）に示すように、保持器９とカムリング２１の対向面それぞれに中央から周方向両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなるカム溝２８、２９を形成し、そのカム溝２８、２９間にボール３０を組込んだものであってもよい。

図５（Ｉ）に示すトルクカム２２において、カムリング２１を保持器９に対して相対回転させると、カム溝２８、２９が周方向に位相がずれ、ボール３０はカム溝２８、２９の溝深さの浅い方に移動するため、保持器９が軸方向に移動する。そして、図５（II）に示すように、ボール３０を保持器９の端面とカムリング２１の端面間に位置させることにより、保持器９を移動させた位置に保持することができる。

図６および図７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。この実施形態では、ハウジング１の円錐面７とロッド４の円筒状外周面６間に形成されたくさび状空間８内に複数の円錐ころ３１を組込み、各円錐ころ３１の大端面にばね支持孔３２を設け、そのばね支持孔３２内に一端部が挿入され、他端がハウジング１の端板３に支持されるスプリング３３により円錐ころ３１をくさび状空間８の狭小部に押し込んで円錐面７および円筒状外周面６に圧接させ、ロッド４に図６の矢印で示す方向の押圧力が負荷されたとき、円錐ころ３１を円錐面７および円筒状外周面６に係合させてロッド４を一方向にロックするようにしている。

第２の実施形態においては、上記のように、円錐ころ３１のばね支持孔３２内にスプリング３３の一端部を挿入しているため、円錐ころ３１とスプリング３３の位相がずれるのを防止することができる。このため、スプリング３３により円錐ころ３１をくさび状空間８の狭小部に確実に押し込むことができ、直動ワンウェイクラッチを常に精度よく作動させることができる。

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１のII−II線に沿った断面図 図１に示す直動ワンウェイクラッチのロッドのロック解除状態を示す断面図 （Ｉ）はトルクカムの展開図、（II）はトルクカムによって保持器を押圧移動させた状態の展開図 （Ｉ）はトルクカムの他の例を示す展開図、（II）は作動状態の展開図 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６のVII−VII線に沿った断面図

符号の説明

１ ハウジング
３ 端板
４ ロッド
６ 円筒状外周面
７ 円錐面
８ くさび状空間
９ 保持器
１０ ポケット
１１ ボール（係合子）
１２ スプリング（弾性部材）
２０ 解除手段
２１ カムリング
２２ トルクカム
２４ レバー
２５ レバー挿入孔
２６ カム突起
２７ 凹部
２８、２９ カム溝
３０ ボール
３１ 円錐ころ
３２ ばね支持孔
３３ スプリング

Claims (6)

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、この円錐面とロッドの円筒状外周面間に形成されたくさび状空間内に保持器を組込み、その保持器には上記くさび状空間の大径端側に位置する一端面から軸方向に延びる複数のポケットを周方向に等間隔に設け、各ポケット内に係合子と、その係合子をくさび状空間の狭小部に押し込む弾性部材とを組込み、その弾性部材の押圧による反力をハウジングに設けられた端板で支持するようにした直動ワンウェイクラッチ。
2. 前記保持器をくさび状空間の大径端側に向けて移動させて係合子を円錐面および円筒状外周面に対して係合解除された位置に保持する解除手段を設けた請求項１に記載の直動ワンウェイクラッチ。
3. 前記解除手段が、保持器の他端面に対向配置された回転可能なカムリングを有し、そのカムリングの外周に設けられたレバーをハウジングに形成された周方向に長いレバー挿入孔に挿入し、前記カムリングと保持器の対向面に、保持器に対するカムリングの相対回転によって保持器をくさび状空間の大径端側に移動させるトルクカムを設けた構成から成る請求項２に記載の直動ワンウェイクラッチ。
4. 前記トルクカムが、保持器とカムリングの対向面一方に周方向の両端が相反する方向に傾斜するＶ形のカム突起を設け、他方にそのカム突起に適合するＶ形の凹部を設けた構成から成る請求項３に記載の直動ワンウェイクラッチ。
5. 前記トルクカムが、保持器とカムリングの対向面それぞれに周方向の両端に向けて溝深さが次第に浅くなるカム溝を形成し、そのカム溝間にボールを組込んだ構成から成る請求項３に記載の直動ワンウェイクラッチ。
6. 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、この円錐面とロッドの円筒状外周面間に形成されたくさび状空間内に複数の円錐ころを周方向に間隔をおいて組込み、各円錐ころの大端面にばね支持孔を設け、そのばね支持孔内に一端部が挿入され、他端がハウジングの端板により支持されるスプリングにより円錐ころを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。

Images