JPH03354A - リニアクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直線的な運動の伝達、遮断を行なう場合等
に用いるリニアクラッチに関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

一般に、回転トルクの伝達、遮断を行なうクラッチには
多くのものが存在するが、直線運動の伝達、遮断を行な
うようにしたリニアクラッチは未だ存在しない。

しかし、実際の機械、装置においては、駆動軸の軸方向
の直線運動をこれと同軸に配置した被駆動軸に伝え、被
駆動軸からの直線運動は遮断して駆動軸に伝達されない
ようにしなければならない場合が生じる。

上記のような場合、従来は、回転方向クラッチの作動方
向を、ロッドやカムを用いて直線運動に変換して用いる
ようにしており、これでは構造が複雑になると同時に、
装置全体が大型化するという問題が生じる。

〔発明の課題〕

この発明は上記の点に鑑み、直線運動の伝達、遮断を行
なうことができるようにした新規なリニアクラッチを提
供することを技術的課題としている。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために、第１の発明においては、
外輪に対して軸方向に移動自在に設けられた出力軸とこ
れと同軸に配置された入力軸とを軸方向すきまをもって
係合し、その軸方向すきまの中立位置に保持し設定弾力
を越えた軸力が付与されたとき軸方向すきまが無くなる
まで弾性変形する軸力設定弾性部材で入力軸と出力軸と
を連結し、前記外輪の内径面には軸芯に平行するカム面
を設け、出力軸の外径面には上記カム面との間で軸方向
の両端部が狭い楔形空間を形成する係合面を形成し、前
記入力軸にはカム面と係合面間に組込まれる保持器を設
け、その保持器には、楔形空間と対向する位置にポケッ
トを形成し、このポケット内に一対の係合子と、その係
合子を相反する方向に押圧してポケットの軸方向で対向
する端面に係合子を押し付ける弾性部材を組込んだ構成
を採用したのである。

また、第２の発明においては、外輪に対して軸方向に移
動自在に設けられた出力軸とこれと同軸に配置された入
力軸とを軸方向すきまをもって係合し、その軸方向すき
まの中立位置に保持し設定弾力を越えた軸力が付与され
たとき軸方向すきまが無くなるまで弾性変形する軸力設
定弾性部材で入力軸と出力軸とを連結し、前記外輪の内
径面には軸芯に平行するカム面を設け、出力軸の外径面
には上記カム面との間で軸方向の両端部が狭い楔形空間
を形成する係合面を形成し、前記入力軸にはカム面と係
合面間に組込まれる保持器を設け、その保持器には、楔
形空間と対向する位置にポケットを形成し、このポケッ
ト内に一対の係合子と、その係合子を相反する方向に押
圧して楔形空間の挟小部に係合子を噛み込ませる弾性部
材とを組込んだ構成を採用したのである。

さらに、第３の発明においては、外輪に対して軸方向に
移動自在に設けられた出力軸とこれに同軸に配置された
入力軸とを軸方向すきまをもって係合し、前記外輪の内
径側に円筒形のカム面を設け、出力軸の外径面には上記
カム面との間で軸方向の両端が狭い楔形空間を形成する
係合面を形成し、その係合面とカム面の間に組込まれた
保持器を入力軸に連結し、この保持器には、楔形空間と
対向する位置にポケットを設け、そのポケット内に一対
の係合子と、その係合子を相反する方向に押圧して楔形
空間の挟小部に係合子を噛み込ませる弾性部材とを組込
み、その係合子とポケットの端面に形成されるポケット
すきまを前記軸方向すきまより小さくした構成を採用し
たのである。

（作用〕 第１の発明において、外輪を固定した使用状態では、入
力軸を軸方向に直線運動させると、その軸力が軸力設定
弾性部材の設定ばね力より小さい場合、入力軸の直線運
動は、設定弾性部材を介して出力軸に伝達され、出力軸
が軸方向に移動する。

入力軸の軸力が軸力設定弾性部材の設定ばね力を越える
と、軸方向すまきが無くなるまで入力軸が出力軸に対し
て移動して両輪が軸方向に係合する。その係合によって
、入力軸の直線運動が出力軸に伝達される。このとき、
係合子はポケットの端面で押されて軸方向に移動するが
、保持器からの押正によっては係合子はカム面および係
合面に係合せず、カム面に沿って軸方向に移動する。

上記と逆に、出力軸が直線運動すると、その軸力が軸力
設定弾性部材の設定ばね力より小さい場合、軸力設定弾
性部材を介して入力軸に伝達され、設定ばね力より軸力
が大きくなると、係合子がカム面および係合面に係合し
、その係合によって出力軸は停止する。このため、出力
軸から入力軸に直線運動が伝達されるのを防止すること
ができる。

第２の発明においても上記同様に、入力軸の直線運動を
出力軸に伝達することができると共に、出力軸から入力
軸に直線運動が伝達されるのを防止することができる。

第３の発明においては、入力軸が軸方向に移動すると、
軸力の大きさに関係なく軸方向すきまが無くなるまで入
力軸が軸方向に移動し、入力軸と出力軸が係合する状態
において、入力軸と共に出力軸が軸方向に移動する。

また、出力軸が直線運動すると、係合子がカム面および
係合面に係合し、その係合によって出力軸′が停止する
ため、入力軸に出力軸の直線運動が伝達されるのを防止
することができる。

（実施例〕 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図および第２図は、この発明に係るリニアクラッチ
の第１の実施例を示す。

図示のように、外輪１の内径面に沿って一対の軸受２．
２がスライド自在に組込まれ、その一方の軸受２によっ
て出力軸３が支持されている。また、他方の軸受２によ
って入力軸４が支持され、その入力軸４の端部に設けた
一対の板状の保持器５が外輪１と出力軸３との間に組込
まれている。

上記保持器５によって両端部が支持されたビン６は出力
軸３に形成した径方向のビン挿入孔７に挿入され、その
ビン挿入孔７とビン６との間に軸方向すきまＡが設けら
れている。

また、一対の保持器５には軸力設定弾性部材としての板
ばね８の両端部が支持され、その板ばね８の中途は出力
軸３の端部に設けたばね挿入溝９に挿通されている。こ
の板ばね８の弾力によって、ビン６は軸方向すきまＡの
中立状態に保持されている。

前記外輪１の内径面には上記保持器５の外側に一対のカ
ムブロック１０が取付け、られ、そのカムブロック１０
の内面は軸芯に平行なカム面１１とされている。

一方、出力軸３の端部外周には、上記カム面１１と対向
位置に両端部が内方傾斜する係合面１２が設けられ、そ
の係合面１２と上記カム面１１との間に楔形空間１３が
形成されている。

前記保持器５には、上記係合面１２と対向位置にポケッ
ト１４が形成され、そのポケット１４内にローラから成
る一対の係合子１５．１６が組込まれている。この係合
子１５．１６は、その間に組込んだ弾性部材１７により
相反する方向に押されてポケット１４の軸方向で対向す
る端面に押し付けられている。

第１の実施例で示すリニアクラッチは上記の構造から成
り、次にその作用を説明する。

いま、外輪１を固定し、入力軸４を軸方向に押し込むと
、その軸力が軸力設定弾性部材８の設定ばね力より小さ
い場合は、軸力設定弾性部材８の変形が小さく、入力軸
４の軸方向の移動を軸力設定弾性部材８を介して出力軸
３に伝達することができる。

入力軸４の軸力が軸力設定弾性部材８の設定ばね力を越
えると、軸力設定弾性部材８が大きく変形してビン６が
ビン孔７の内径面に係合し、その係合によって、入力軸
４の軸方向の移動が出力軸３に伝達され、軸受２と共に
軸方向に移動する。

このとき、一対の係合子１５．１６はポケット１４の端
面で押されて軸方向に移動し、その移動方向前側の係合
子１６が楔形空間１３の挟小部に押し込まれるが、保持
器５からの押し込みによっては係合子１６は楔形空間１
３の挟小部に噛み込まず、係合子１６はカム面１１に沿
って滑動する。

また、入力軸４を引き込んだ場合も上記と同様に出力軸
３が軸方向に移動する。

したがって、入力軸４から出力軸３を動かす場合は、軸
力の大きさに拘わらず入力軸４と共に出力軸３を動かす
ことができる。

一方、出力軸３にキックバックが生じ、その出力軸３が
入力軸４に向けて移動されると、その出力軸３の軸力が
軸力設定弾性部材８の設定ばね力より小さい場合は、出
力軸４と共に入力軸３が軸方向に移動する。出力軸３の
軸力が上記設定ばね力より大きい場合は、出力軸３が保
持器５に対して軸方向に相対的に移動し、出力軸３の移
動方向後側の係合子１６がカム面１１および係合面１２
に係合する。その係合によって出力軸３は停止し、出力
軸３と共に入力軸４が軸方向に移動するのが防止される
。

以上は、外輪１を固定した使用であるが、リニアクラッ
チの使用はこれに限定されない。例えば軸力設定弾性部
材８の変形量を検出するセンサーを設け、そのセンサー
および制御装置によって制御される駆動装置の作動によ
り外輪１を出力軸３に同けて移動させるようにすれば、
入力軸４と外輪１の２つの軸力を出力軸３に伝達するこ
とができ、動力倍力装置として使用することができる。

第３図および第４図は、この発明に係るリニアクラッチ
の第２の実施例を示す。この第２の実施例においては、
第１の実施例におけるローラから成る係合子１５．１６
に代えてくさびブロックから成る係合子２５．２６をポ
ケット１４内に組込むようにしており、他の構成および
作用は第１の実施例と同じであるため説明を省略する。

第５図および第６図は、この発明に係るリニアクラッチ
の第３の実施例を示す。この実施例においては、外輪１
の内径側に円筒形のカム面２１を設け、−力出力軸３の
端部外周に軸方向の両端部を円錐形とした係合面２２を
形成しである。そして、保持器５′は円筒形とし、その
保持器５′の周方向に複数のポケット１４を設け、各ポ
ケット１４内にボールから成る一対の係合子３５．３６
と弾性部材１７とを組込み、その弾性部材１７の弾力に
より係合子３５．３６を相反する方向に押して各係合子
３５．３６をカム面２１および係合面２２に係合させで
ある。その係合状態において、係合子３５．３６とポケ
ット１４の端面間にポケットすきまＢが形成され、その
ポケットすきまＢはビン６とビン挿入孔７間に形成され
たポケットすきまＡより小さ（なっている。

また、入力軸４の端面に孔１８を形成し、出力軸３の端
面に設けた突軸１９を上記孔１８に挿入他の構成は、第
１の実施例と同じであるため、同一の部品には同一符号
を付して説明を省略する。

この第３の実施例においては、入力軸４の軸力の大きさ
に関係なく、その入力軸４の直線運動を出力軸３に伝え
ることができると共に、出力軸３の直線運動が入力軸４
に伝達されるのを防止することができる。

第７図はこの発明に係るリニアクラッチの第４の実施例
を示す。この第４の実施例においては、外輪１の内径面
に沿って摺動自在に設けられた一対の軸受２で筒状の出
力軸３の両端部を支持し、その出力軸３の内側に入力軸
４をスライド自在に挿入しである。

また、出力軸３にビン孔７を形成し、そのビン孔７に軸
方向すきまＡをもって挿入されたビン６で入力軸４と保
持器５′とを連結している。

他の構成は第３の実施例と同様であるため、同一部品に
同一符号を付して説明を省略する。

この第４の実施例においては、軸受２で出力軸３の両端
部を支持し、その出力軸３で入力軸３を支持しているた
め、入力軸４と出力軸３の軸方向の折れ曲がりがなく、
剛性の高いリニアクラッチを提供することができる。

第８図および第９図は、この発明に係るリニアクラッチ
の第５の実施例を示す、この実施例においては、第３の
実施例で示すボールから成る係合子３５．３６に代えて
、クサビブロックから成る係合子４５．４６を用いてお
り、他の構成および作用は第３の実施例と同じであるた
め、同一部品に同一符号を付して説明を省略する。

なお、４７は周方向に並ぶ係合子４５．４６の連結用ガ
ータスプリングを示す。

〔発明の効果］ 本発明は上記のように構成したので下記に示す効果を奏
する。

第１の発明および第２の発明においては、入力軸の直線
運動を出力軸に伝達することができると共に、出力軸か
らはその出力軸の軸力の大きに応じて入力軸に伝えたり
、遮断したりすることができるリニアクラッチを可能と
することができる。

第３の発明においては、入力軸から出力軸に直線運動を
伝達することができると共に、出力軸からは軸力の大き
さに関係なく入力軸に直線運動が伝達されるのを防止す
ることができるリニアクラッチを可能とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るリニアクラッチの第１の実施
例を示す縦断正面図、第２図は第１図の■−■線に沿っ
た断面図、第３図は同上リニアクラッチの第２の実施例
を示す縦断正面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿
った断面図、第５図は同上リニアクラッチの第３の実施
例を示す縦断正面図、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線に
沿った断面図、第７図は同上リニアクラッチの第４の実
施例を示す縦断正面図、第８図は同上リニアクラッチの
第５の実施例を示す縦断正面図、第９図は第８図のＩＸ
−ＩＸ線に沿った断面図である。 １・・・・・・外輪、　　　　　　３・・・・・・出力
軸、４・・・・・・入力軸、　　　　　５．５′・・・
・・・保持器、６・・・・・・ピン、　　　　　　７・
・・・・・ビン挿入孔、８・・・・・・軸力設定弾性部
材、１１．２１・・・・・・カム面、１２．２２・・・
・・・係合面、　１３・・・・・・模形空間、１４・・
・・・・ポケット、 １５．１６．２５．２６．３５．３６．４５．４６・・
・・・・係合子、　　　　　　１７・・・・・・弾性部
材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外輪に対して軸方向に移動自在に設けられた出力
   軸とこれと同軸に配置された入力軸とを軸方向すきまを
   もって係合し、その軸方向すきまの中立位置に保持し設
   定弾力を越えた軸力が付与されたとき軸方向すきまが無
   くなるまで弾性変形する軸力設定弾性部材で入力軸と出
   力軸とを連結し、前記外輪の内径面には軸芯に平行する
   カム面を設け、出力軸の外径面には上記カム面との間で
   軸方向の両端部が狭い楔形空間を形成する係合面を形成
   し、前記入力軸にはカム面と係合面間に組込まれる保持
   器を設け、その保持器には、楔形空間と対向する位置に
   ポケットを形成し、このポケット内に一対の係合子と、
   その係合子を相反する方向に押圧してポケットの軸方向
   で対向する端面に係合子を押し付ける弾性部材を組込ん
   だリニアクラッチ。
2. （２）外輪に対して軸方向に移動自在に設けられた出力
   軸とこれと同軸に配置された入力軸とを軸方向すきまを
   もって係合し、その軸方向すきまの中立位置に保持し設
   定弾力を越えた軸力が付与されたとき軸方向すきまが無
   くなるまで弾性変形する軸力設定弾性部材で入力軸と出
   力軸とを連結し、前記外輪の内径面には軸芯に平行する
   カム面を設け、出力軸の外径面には上記カム面との間で
   軸方向の両端部が狭い楔形空間を形成する係合面を形成
   し、前記入力軸にはカム面と係合面間に組込まれる保持
   器を設け、その保持器には、楔形空間と対向する位置に
   ポケットを形成し、このポケット内に一対の係合子と、
   その係合子を相反する方向に押圧して楔形空間の挟小部
   に係合子を噛み込ませる弾性部材とを組込んだリニアク
   ラッチ。
3. （３）外輪に対して軸方向に移動自在に設けられた出力
   軸とこれに同軸に配置された入力軸とを軸方向すきまを
   もって係合し、前記外輪の内径側に円筒形のカム面を設
   け、出力軸の外径面には上記カム面との間で軸方向の両
   端が狭い楔形空間を形成する係合面を形成し、その係合
   面とカム面の間に組込まれた保持器を入力軸に連結し、
   この保持器には、楔形空間と対向する位置にポケットを
   設け、そのポケット内に一対の係合子と、その係合子を
   相反する方向に押圧して楔形空間の狭小部に係合子を噛
   み込ませる弾性部材とを組込み、その係合子とポケット
   の端面に形成されるポケットすきまを前記軸方向すきま
   より小さくしたリニアクラッチ。