JP2006118599A - 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、上記従来の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ってロッドを軸方向の両方向に移動させることができないため、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 conventional axial one-way clutch is configured to lock the rod in one direction and freely move the rod in the other direction, and cannot move the rod in both axial directions. It can be used only for special applications such as chain tensioners and has a narrow range of applications. For example, the arm and legs of industrial robots, or the parking brake mechanism of electric brakes, the rod can be moved in both directions and is necessary. It is not possible to adopt the device which can lock the rod in one direction only at certain times.
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と、そのハウジング内に挿通されて軸方向に移動可能とされ、前記ハウジングの内周との間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間を形成するロッドと、前記くさび状空間内に組込まれ、その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複数の環状配置の係合子と、その複数の係合子をくさび状空間の広幅部に向けて付勢する弾性部材と、電磁式切換弁の作動により前記弾性部材の弾性力より大きい押圧力を前記係合子に負荷してその係合子をくさび状空間の狭小部に向けて移動させるエア加圧手段とから成る構成を採用したのである。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, the housing is fixedly arranged, and is inserted into the housing so as to be movable in the axial direction. A rod that forms a wedge-shaped space having one end narrowed; and a plurality of annularly arranged engagement members that are incorporated in the wedge-shaped space and lock the rod in one direction by biting into the narrow portion of the wedge-shaped space; An elastic member that urges the plurality of engagement elements toward the wide portion of the wedge-shaped space, and a pressure greater than the elastic force of the elastic member is applied to the engagement element by the operation of the electromagnetic switching valve. A configuration comprising air pressurizing means for moving the head toward the narrow portion of the wedge-shaped space is 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。あるいは、円筒ころであってもよい。 Here, the engagement element may be a tapered roller or a ball. Alternatively, it may be a cylindrical roller.
また、エア加圧手段として、下記の(I)および(II)に示す構成から成るものを採用することができる。 Moreover, what consists of the structure shown to the following (I) and (II) as an air pressurization means is employable.
エア加圧手段(I):ハウジングの開口端部内に取付けられ、係合子と対向する一側面に環状のシリンダ室が形成されたリング状のシリンダ部材と、そのシリンダ部材のシリンダ室内に組込まれてシリンダ室の開口部を閉塞する摺動可能な環状のピストン部材と、前記シリンダ室を高圧エア発生源に連通する通路と、その通路に組込まれ、前記シリンダ室を大気に連通する状態と前記高圧エア発生源とに連通する状態とに選択的に切換える電磁式切換弁とから成るもの。 Air pressurizing means (I): a ring-shaped cylinder member that is mounted in the open end of the housing and has an annular cylinder chamber formed on one side facing the engagement element, and is incorporated in the cylinder chamber of the cylinder member A slidable annular piston member that closes the opening of the cylinder chamber, a passage that communicates the cylinder chamber with a high-pressure air generation source, a state that is incorporated in the passage, and that communicates the cylinder chamber with the atmosphere and the high pressure It consists of an electromagnetic switching valve that selectively switches to a state communicating with an air source.
エア加圧手段(II):ハウジングの開口端部内に取付けられて係合子と軸方向で対向するノズルプレートを有し、そのノズルプレートの各係合子と対向する位置にエア噴射ノズルを設け、各係合子には前記エア噴射ノズルが挿入される閉塞端を有するノズル挿入孔を形成し、前記エア噴射ノズルと高圧エア発生源とを通路で連通し、その通路にエア噴射ノズルを大気に連通する状態と高圧エア発生源に連通する状態に選択的に切換える電磁式切換弁を組込んだ構成から成るもの。 Air pressurizing means (II): It has a nozzle plate attached in the open end of the housing and facing the engagement element in the axial direction, and an air injection nozzle is provided at a position facing each engagement element of the nozzle plate, A nozzle insertion hole having a closed end into which the air injection nozzle is inserted is formed in the engagement element, the air injection nozzle and the high-pressure air generation source communicate with each other through the passage, and the air injection nozzle communicates with the atmosphere through the passage. Consists of a built-in electromagnetic switching valve that selectively switches between a state and a state communicating with a high-pressure air source.
上記エア加圧手段(I)において、前記くさび状空間内に複数の係合子を保持する保持器を設け、その保持器の前記くさび状空間の広幅部側に位置する一端に前記ピストン部材を一体化すると、係合子がスキューするのを防止することができると共に、シリンダ室内に対する高圧エアの供給により保持器をくさび状空間の狭小部に向けて移動させることができるため、保持器に保持された複数の係合子をくさび状空間の狭小部に同時に確実に精度よく噛み込ませることができる。 In the air pressurizing means (I), a retainer for holding a plurality of engagement elements is provided in the wedge-shaped space, and the piston member is integrated with one end of the retainer located on the wide-width portion side of the wedge-shaped space. In this case, it is possible to prevent the engagement element from skewing and to move the cage toward the narrow portion of the wedge-shaped space by supplying high-pressure air to the cylinder chamber. A plurality of engagement elements can be reliably and accurately inserted into the narrow portion of the wedge-shaped space at the same time.
上記の構成から成る軸方向のワンウェイクラッチにおいては、電磁式切換弁の切換え動作によって係合子に押圧力を負荷したり、あるいはその負荷を解除したりすることができ、上記負荷の解除により係合子は弾性部材によりくさび状空間の広幅部に保持されるため、ロッドを軸方向の両方向に移動させることができる。また、係合子に押圧力を負荷すると、係合子がくさび状空間の狭小部に向けて移動してその狭小部に噛み込むため、ロッドを一方向にロックすることができる。したがって、軸方向の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 axial one-way clutch configured as described above, the pressing force can be applied to the engaging element or the load can be released by the switching operation of the electromagnetic switching valve, and the engaging element can be released by releasing the load. Since the elastic member holds the wide portion of the wedge-shaped space, the rod can be moved in both axial directions. Further, when a pressing force is applied to the engagement element, the engagement element moves toward the narrow part of the wedge-shaped space and engages with the narrow part, so that the rod can be locked in one direction. Therefore, the rod movable in both axial 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乃至図3はこの発明に係る軸方向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、固定の配置とされる円筒状のハウジング1は、一端に端板2を有し、その端板2に支持された軸受3によってハウジング1の内部に挿通されたロッド4が軸方向に移動自在に支持されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show a first embodiment of an axial one-way clutch according to the present invention. As shown in the figure, a
ロッド4の外周には円筒面5が形成され、一方、ハウジング1の内周には円錐面から成るカム面6が形成され、そのカム面6と円筒面5との間に軸方向の一端が狭小となるくさび状空間7が設けられている。
A
くさび状空間7の内部には係合子としての複数の円錐ころ8が周方向に等間隔に設けられて環状の配置とされ、その環状配置の円錐ころ8とロッド4間にコイルスプリングをリング状とした弾性部材9が組込まれている。
A plurality of
弾性部材9は各円錐ころ8の長さ方向中央部に形成されたリング溝8aに一部が嵌り込む組込みとされている。また、弾性部材9は縮径状態で組込まれ、その復元弾性により各円錐ころ8をカム面6に押し付けて円錐ころ8をくさび状空間7の広幅部に向けて付勢している。
The
複数の円錐ころ8のそれぞれは、エア加圧手段10によりくさび状空間7の狭小部に向けての押圧力が負荷されて上記狭小部に向けて移動される。
Each of the plurality of
エア加圧手段10は、ハウジング1の開口端部内にリング状のシリンダ部材11を圧入等の手段により取付け、そのシリンダ部材11の円錐ころ8と対向する一側面に環状のシリンダ室12を形成し、そのシリンダ室12にリング状のピストン部材13を摺動自在に組込んでシリンダ室12の開口を密閉し、このシリンダ室12と高圧エア発生源14とを通路15で連通し、その通路15に電磁式切換弁16を組込んだ構成としている。
The air pressurizing means 10 is formed by attaching a ring-
ここで、電磁式切換弁16は3ポート2位置切換弁から成り、その電磁式切換弁16のノーマル位置でシリンダ室12は大気と連通し、また、作動位置でシリンダ室12が高圧エア発生源14に連通するようになっている。
Here, the
第1の実施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は電磁式切換弁16がノーマル位置にある状態を示し、シリンダ室12は大気に連通し、複数の円錐ころ8のそれぞれは弾性部材9によりくさび状空間7の広幅部に変位されて、円筒面5およびカム面6に対して係合解除された位置に保持されている。
The axial one-way clutch shown in the first embodiment has the above structure. FIG. 1 shows a state where the
このため、ロッド4は軸方向の両方向(図1の右方向および左方向)に移動可能な状態にある。
For this reason, the
図1に示す状態において、電磁式切換弁16を作動位置に切換えると、シリンダ室12と高圧エア発生源14とが連通し、その高圧エア発生源14の高圧エアがシリンダ室12内に供給され、ピストン部材13が軸方向に移動して複数の円錐ころ8を押圧する。このため、円錐ころ8は弾性部材9の弾性に抗してくさび状空間7の狭小部に向けて移動し、図3に示すように、円筒面5およびカム面6に係合する。このため、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。
In the state shown in FIG. 1, when the
ここで、ロッド4に図3の矢印で示す方向の押圧力が負荷されると、円錐ころ8はくさび状空間7の広幅部に向けて移動するため、ロッド4は矢印で示す方向のみ移動することができる。
Here, when the pressing force in the direction indicated by the arrow in FIG. 3 is applied to the
上記のように、電磁式切換弁16を操作してシリンダ室12を高圧エア発生源14に連通させることにより、円錐ころ8が係合状態になってロッド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。
As described above, by operating the
図4および図5は、この発明に係る軸方向のワンウェイクラッチの第2の実施形態を示す。この第2の実施形態で示すワンウェイクラッチは、環状に配置された複数の円錐ころ8を円筒面5とカム面6間に組込まれた保持器20で保持し、その保持器20の端部にシリンダ部材11のシリンダ室12内で摺動可能なピストン部材21を一体化している点で第1の実施形態で示すワンウェイクラッチと相違している。
4 and 5 show a second embodiment of the axial one-way clutch according to the present invention. In the one-way clutch shown in the second embodiment, a plurality of
このため、第1の実施形態で示すワンウェイクラッチと同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。 For this reason, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the one-way clutch shown in 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
第2の実施形態で示すワンウェイクラッチのように、複数の円錐ころ8を保持器20で保持することにより、円錐ころ8のスキューを防止することができると共に、シリンダ室12内に対する高圧エアの供給により、保持器20が軸方向に移動して複数の円錐ころ8がくさび状空間7の狭小部に同時に噛み込むため、ワンウェイクラッチを精度よく作動させることができる。
As in the one-way clutch shown in the second embodiment, the plurality of
図6および図7は、この発明に係る軸方向のワンウェイクラッチの第3の実施形態を示す。この実施形態で示すワンウェイクラッチと第1の実施形態で示すワンウェイクラッチとは、円錐ころ8をくさび状空間7の狭小部に向けて移動させるエア加圧手段10の構成のみが相違している。
6 and 7 show a third embodiment of the axial one-way clutch according to the present invention. The one-way clutch shown in this embodiment is different from the one-way clutch shown in the first embodiment only in the configuration of the air pressurizing means 10 that moves the tapered
このため、第1の実施形態と同一部品には同一の符号を付して説明を省略する。図6に示すエア加圧手段10は、ハウジング1の開口端部内に取付けたノズルプレート30の前記円錐ころ8のそれぞれと対向する位置にエア噴射ノズル31を設け、各エア噴射ノズル31を円錐ころ8の大端面に形成された盲孔から成るノズル挿入孔32内に挿入し、前記ノズルプレート30の外側面には環状のエアヘッダ33を取付けて、そのエアヘッダ33とノズルプレート30間に各エア噴射ノズル31と連通する環状のエア供給路34を設け、このエア供給路34と高圧エア発生源14とを連通する通路35に電磁式切換弁36を組込んでいる。
For this reason, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The air pressurizing means 10 shown in FIG. 6 is provided with an
ここで、電磁式切換弁36は3ポート2位置切換弁から成り、その電磁式切換弁36のノーマル位置でエア供給路34は大気に連通し、作動位置で高圧エア発生源14とエア供給路34とが連通するようになっている。
Here, the
上記の構成から成るエア加圧手段10において、電磁式切換弁36を作動位置に切換えることにより、高圧エア発生源14からエア供給路34に高圧エアが供給され、その高圧エアはエア噴射ノズル31からノズル挿入孔32内に噴射されるため、円錐ころ8がくさび状空間7の狭小部に向けて移動し、円筒面5およびカム面6に係合してロッド4が一方向にロックされることになる(図7参照)。
In the air pressurizing means 10 configured as described above, the high-pressure air is supplied from the high-pressure
また、電磁式切換弁36をノーマル位置に切換えることにより、図6に示すように、エア供給路34が大気に連通するため、複数の円錐ころ8は弾性部材9の押圧によりくさび状空間7の広幅部に向けて移動して円筒面5およびカム面6に対して係合解除し、ロッド4の一方向のロックを解除する。
Further, by switching the
このように、第3の実施形態においても、軸方向の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, also in 3rd Embodiment, the
第1乃至第3の実施形態では、係合子として円錐ころ8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 1st thru | or 3rd embodiment, although the tapered
1 ハウジング
4 ロッド
7 くさび状空間
8 円錐ころ(係合子)
9 弾性部材
10 エア加圧手段
11 シリンダ部材
12 シリンダ室
13 ピストン部材
14 高圧エア発生源
16 電磁式切換弁
20 保持器
21 ピストン部材
30 ノズルプレート
31 エア噴射ノズル
32 ノズル挿入孔
35 通路
36 電磁式切換弁
1
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Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004306889A JP2006118599A (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | Axial one-way clutch |
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JP2004306889A JP2006118599A (en) | 2004-10-21 | 2004-10-21 | Axial one-way clutch |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015148973A1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Expandable piston assembly |
-
2004
- 2004-10-21 JP JP2004306889A patent/JP2006118599A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2015148973A1 (en) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Expandable piston assembly |
US10288130B2 (en) | 2014-03-28 | 2019-05-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Expandable piston assembly |
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