(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動側回転体と、
前記駆動側回転体の回転軸を中心軸とする螺旋部と、該螺旋部よりも深く、前記回転軸の回転軸方向に直交して全周に亘って延びる環状部と、を有する溝が外周面に設けられ、前記駆動側回転体に連結される連結位置と連結が解除される解除位置との間を前記回転軸方向に沿って移動可能である従動側回転体と、
前記従動側回転体を前記解除位置から前記連結位置に向かって付勢する付勢部材と、
前記溝に挿脱可能なピンと、
を備え、
連結を解除する際に、前記ピンを前記螺旋部に挿入して前記従動側回転体を前記解除位置まで移動させるクラッチであり、
前記螺旋部は、前記環状部に向って延びるとともにその頂面が前記螺旋部の底面を構成することとなる螺旋壁と、該螺旋壁に対して前記環状部とは前記回転軸方向において反対側であり且つ当該螺旋壁に隣接する凹溝と、を含み、
前記ピンにおいて前記螺旋部に挿入される先端部には凸部が設けられ、前記ピンの先端部が前記螺旋部に挿入されているとき、前記凸部は前記凹溝に収容され、
前記螺旋壁における前記環状部側の端には、前記凹溝と前記環状部とが接続する接続部が形成され、
前記接続部では、前記凸部が前記凹溝と前記環状部とを変位可能に、前記凹溝と前記環状部とが連続する
ことを特徴とするクラッチ。
【請求項２】
前記ピンにおいて、前記ピンが前記螺旋部に挿入されているときに前記ピンが前記螺旋部の側壁と係合する面に沿って、前記凸部が設けられ、
前記螺旋部の側壁は、前記凹溝における、前記回転軸方向の前記環状部から離れる側の側壁である
請求項１に記載のクラッチ。
【請求項３】
前記凸部が、先端にテーパ面を有しており、先端に向かって細くなっている
請求項１または請求項２に記載のクラッチ。
【請求項４】
前記凸部は、前記凸部が前記凹溝に収容されているときに前記螺旋壁と向かい合う面の先端に前記テーパ面を有している
請求項３に記載のクラッチ。
【請求項５】
前記テーパ面と向かい合う前記螺旋壁が、前記テーパ面と等しい角度で傾斜したテーパ面によって形成されている
請求項４に記載のクラッチ。
【請求項６】
前記凸部は、前記凸部が前記凹溝に収容されているときに前記凹溝の側壁と向かい合う面の先端に前記テーパ面を有しており、
前記凹溝の側壁は、前記凹溝における、前記回転軸方向の前記環状部から離れる側の側壁である
請求項３に記載のクラッチ。
【請求項７】
前記凸部の前記回転軸方向と直交する方向における長さが、前記接続部の前記回転軸方向と直交する方向における長さよりも長い
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動側回転体に対する従動側回転体の連結状態を切り替えることによって、従動側回転体への動力の伝達状態を切り替えるクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却水を循環させるための機械式のポンプとクランク軸とをクラッチを介して連結してクランク軸の回転力によってポンプを駆動させたり、クラッチによる連結を解除してポンプの駆動を停止したりすることのできるエンジンが知られている。クランク軸に対するポンプの連結状態を切り替えるためのクラッチとしては、クランク軸に連結された駆動側回転体と、駆動側回転体に対して相対回転可能に設けられた従動側回転体とを備え、これら回転体を磁石の磁力によって圧接することで、クラッチを連結状態に維持するものがある。
【０００３】
なお、こうしたクラッチにおいて連結状態を解除する場合には、同クラッチに設けられたコイルに対して通電制御を実行し、上記磁力を打ち消す磁界を発生させる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０３４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のように、駆動側回転体と従動側回転体とを圧接してクラッチを連結状態にする場合には、同クラッチを介して伝達しなければいけないトルクの大きさ、すなわち従動側回転体によって回転駆動される機器が必要とするトルクの大きさが大きいほど大きな圧接力が必要になる。そして、圧接力を大きくするために磁石をより磁力の強いものに変更すると、それに伴い、その磁力を打ち消すためのコイルが大きくなる。
【０００６】
コイルが大きくなると装置が大型化したり、消費電力が大きくなったりしてしまうため、大きなトルクを伝達できるようにしながらも、連結状態の解除に要する力をできるだけ小さくしたいという要請がある。
【０００７】
なお、こうした課題は、上記のように磁界を発生させて磁石の磁力を打ち消すものに限らず、油圧によって連結状態を解除するものなど、アクチュエータによって駆動側回転体と従動側回転体とを相対移動させることにより連結を解除するクラッチにおいては、概ね共通したものとなっている。
【０００８】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さな力で連結を解除することのできるクラッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのクラッチは、駆動側回転体と、前記駆動側回転体の回転軸を中心軸とする螺旋部と、該螺旋部よりも深く、前記回転軸の回転軸方向に直交して全周に亘って延びる環状部と、を有する溝が外周面に設けられ、前記駆動側回転体に連結される連結位置と連結が解除される解除位置との間を前記回転軸方向に沿って移動可能である従動側回転体と、前記従動側回転体を前記解除位置から前記連結位置に向かって付勢する付勢部材と、前記溝に挿脱可能なピンと、を備え、連結を解除する際に、前記ピンを前記螺旋部に挿入して前記従動側回転体を前記解除位置まで移動させるクラッチであり、前記螺旋部は、前記環状部に向って延びるとともにその頂面が前記螺旋部の底面を構成することとなる螺旋壁と、該螺旋壁に対して前記環状部とは前記回転軸方向において反対側であり且つ当該螺旋壁に隣接する凹溝と、を含み、前記ピンにおいて前記螺旋部に挿入される先端部には凸部が設けられ、前記ピンの先端部が前記螺旋部に挿入されているとき、前記凸部は前記凹溝に収容され、前記螺旋壁における前記環状部側の端には、前記凹溝と前記環状部とが接続する接続部が形成され、前記接続部では、前記凸部が前記凹溝と前記環状部とを変位可能に、前記凹溝と前記環状部とが連続している。
【００１０】
上記構成によれば、従動側回転体が付勢部材の付勢力によって連結位置に向かって付勢される。そして、従動側回転体が連結位置にあるときには、駆動側回転体と従動側回転体とが連結された状態になる。
【００１１】
一方で、駆動側回転体とともに回転している従動側回転体の螺旋部にピンが挿入されると、螺旋部の側壁にピンが係合した状態で従動側回転体が回転し、従動側回転体が付勢部材の付勢力に抗して連結位置から解除位置に移動する。その結果、駆動側回転体と従動側回転体との連結が解除される。
【００１２】
すなわち、上記構成によれば、クラッチの連結を解除するために必要な力を従動側回転体の回転力から得ることができる。したがって、小さな力で連結を解除することができる。
【００１３】
なお、駆動側回転体と従動側回転体との連結が解除されると、駆動側回転体から従動側回転体へのトルクの伝達がなされない状態になるが、連結が解除された直後は従動側回転体が慣性力で回転し続ける。ただし、連結が解除された状態にあるときには環状部内にピンが挿入されており、従動側回転体は回転軸方向には変位しない。そして、駆動側回転体からのトルクの伝達がなされなくなっている従動側回転体の回転は次第に遅くなり、従動側回転体はやがて停止する。
【００１４】
上記構成では、従動側回転体は付勢部材の付勢力によって連結位置に向かって付勢されているため、連結を解除した状態を維持するためには、ピンを環状部に挿入した状態を維持することになる。そして、再び駆動側回転体と従動側回転体とを連結させるときには、溝の環状部に挿入されているピンを引き抜く。こうしてピンを引き抜くと、ピンと従動側回転体との係合が解除され、付勢部材の付勢力によって従動側回転体が連結位置に移動し、駆動側回転体と従動側回転体とが再び連結された状態になる。
【００１５】
ここで、従動側回転体の外周面に形成される溝では、環状部の深さが螺旋部の深さよりも深くなっており、螺旋部と環状部とが接続している部分には段差が生じている。そして、この段差の側壁により、螺旋部から環状部に移動したピンが環状部から螺旋部に戻ってしまうことが規制される。
【００１６】
しかし、従動側回転体の回転に伴ってピンが螺旋部から環状部へ変位する際には、ピンをより深い環状部に挿入し、ピンを螺旋部と環状部との間の段差の側壁に係合させる必要があるため、ピンの挿入量を増加させなければならない。ピンの挿入量を増加させて段差の側壁に係合させるには、ある程度の時間を要する。そのため、駆動側回転体の回転速度が大きく、ピンを段差の側壁に係合させるのに掛かる時間よりも、ピンが螺旋部の終端を通過してから再び螺旋部の存在する位相に至るのに掛かる時間が短くなる場合には、ピンを環状部に移動させることができず、連結を解除した状態を適切に保持できないおそれがある。なお、ピンを駆動するアクチュエータを大型化すれば、ピンの挿入量を増加させて段差の側壁に係合させるのに掛かる時間を短縮することができるが、装置の大型化を招くことになる。
【００１７】
この点、上記構成では、ピンの先端に凸部を設け、螺旋部の底面にこの凸部を収容する凹溝を設けている。こうした構成によれば、ピンが螺旋部に挿入され、凸部が凹溝に収容されたときには、このピンの凸部はすでに螺旋部の底面よりも深くまで挿入されていることになる。そのため、ピンが螺旋部の終端に到達した際にピンの挿入量を増加させなくても螺旋部と環状部との間の段差の側壁に凸部が係合するようになる。したがって、駆動側回転体の回転速度が大きい場合であってもピンを段差の側壁に係合させることができるようになり、装置の大型化を抑制しつつ、ピンが螺旋部に戻ってしまうことを抑制することができる。
【００１８】
上記クラッチでは、前記ピンにおいて、前記ピンが前記螺旋部に挿入されているときに前記ピンが前記螺旋部の側壁と係合する面に沿って、前記凸部が設けられているといった態様を採用することができる。なお、前記螺旋部の側壁は、前記凹溝における、前記回転軸方向の前記環状部から離れる側の側壁である。
このようにした場合、ピンにおける溝の側壁と当接する面を、凸部の側面を含めたより広い面にすることができ、従動側回転体が回転する際のピンと溝の側壁との摺動面がより広くなる。そのため、ピンと螺旋部の側壁との間の接触面圧を低下させ、ピンの摩耗を抑制することができる。
【００１９】
上記クラッチでは、前記凸部が、先端にテーパ面を有しており、先端に向かって細くなっているといった態様を採用することができる。
ピンを螺旋部に挿入する際、従動側回転体の外周面や螺旋部の底面に凸部の先端が当接してしまうと、ピンを円滑に螺旋部に挿入することができなかったり、ピンの凸部を円滑に凹溝に挿入することができなかったりするおそれがある。
【００２０】
これに対して上記構成のように凸部の先端にテーパ面を設けるようにすれば、仮にピンを挿入する際に従動側回転体の外周面や螺旋部の底面に凸部の先端が当接したとしても、テーパ面に沿ってこれら当接する部材同士が摺動し、互いの位置関係を回転軸方向にずらすことができるようになる。そのため、ピンと従動側回転体との回転軸方向におけるずれを修正し、螺旋部の内部へピンを案内することができる。
【００２１】
また、上記クラッチでは、前記凸部は、前記凸部が前記凹溝に収容されているときに前記螺旋壁と向かい合う面の先端に前記テーパ面を有しているといった態様を採用することができる。
上記構成によれば、ピンと従動側回転体との回転軸方向における相対位置がずれて、ピンを螺旋部に挿入した際に凸部の先端が螺旋部の底面に当接したとしても、テーパ面に沿ってピンの凸部と従動側回転体とが摺動し、互いの位置関係を回転軸方向にずらすことができるようになる。そのため、ピンと従動側回転体との回転軸方向におけるずれを修正し、凹溝の内部へ凸部を案内することができる。
【００２２】
また、この上記構成のクラッチでは、前記テーパ面と向かい合う前記螺旋壁が、前記テーパ面と等しい角度で傾斜したテーパ面によって形成されているといった態様を採用することができる。
【００２３】
上記構成によれば、ピンの凸部のテーパ面と螺旋壁のテーパ面とが互いに平行な状態で当接し、ピンには、ピンを挿入する方向の力によって、同ピンを螺旋部の側壁に向かって付勢する方向の力が作用するようになる。そのため、ピンの凸部を螺旋壁に密着させるとともに、ピンを螺旋部の側壁に密着させることができる。
【００２４】
上記クラッチでは、前記凸部は、前記凸部が前記凹溝に収容されているときに前記凹溝の側壁と向かい合う面の先端に前記テーパ面を有しているといった態様を採用することができる。なお、前記凹溝の側壁は、前記凹溝における、前記回転軸方向の前記環状部から離れる側の側壁である。
上記構成によれば、ピンと従動側回転体との回転軸方向における相対位置がずれて、ピンを螺旋部に挿入した際に凸部の先端が従動側回転体の外周面に当接したとしても、テーパ面に沿ってピンの凸部と従動側回転体とが摺動し、互いの位置関係を回転軸方向にずらすことができるようになる。そのため、ピンと従動側回転体との回転軸方向におけるずれを修正し、螺旋部の内部へ凸部を案内することができる。
【００２５】
上記クラッチでは、前記凸部の前記回転軸方向と直交する方向における長さが、前記接続部の前記回転軸方向と直交する方向における長さよりも長くなっているといった態様を採用することができる。
【００２６】
ピンが環状部内にある場合、従動側回転体の回転に伴ってピンは螺旋部の底面に設けられた凹溝と環状部とが接続する接続部を通過する。この接続部では凹溝と環状部とを隔てるものがなくなるため、このとき、付勢部材の付勢力により、環状部に挿入されているピンの凸部が環状部から螺旋部へ逆走してしまう可能性がある。
【００２７】
これに対して上記のように、凸部の回転軸方向と直交する方向における長さが、凹溝と環状部との接続部の回転軸方向と直交する方向における長さよりも長くなっていれば、ピンの凸部が凹溝と環状部との接続部を通過する際に、ピンが接続部から螺旋部へ進入しにくくなる。このように、ピンの挿入位置が環状部から螺旋部に変位することを抑制することができるため、ピンを溝から引き抜いていないにもかかわらず駆動側回転体と従動側回転体とが連結された状態になることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態のクラッチの断面図。
【図２】第１実施形態のクラッチの連結を解除した状態を示す側面図。
【図３】第１実施形態のクラッチの連結状態を示す側面図。
【図４】第１実施形態のクラッチの従動側回転体の溝と係止部材との関係及び係止部材を駆動するアクチュエータの構造を示す断面図。
【図５】第１実施形態のクラッチにおける溝の展開図。
【図６】図５における６−６線に沿った断面図。
【図７】図５における７−７線に沿った断面図。
【図８】図５における８−８線に沿った断面図。
【図９】図５における９−９線に沿った断面図。
【図１０】第２実施形態のクラッチにおける溝の展開図。
【図１１】図１０における１１−１１線に沿った断面図。
【図１２】図１０における１２−１２線に沿った断面図。
【図１３】第３実施形態のクラッチにおけるピン及び溝の断面図。
【図１４】その他の変形例におけるピン及び溝の断面図。
【図１５】その他の変形例におけるピンの形状を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１実施形態）
以下、クラッチの第１実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
第１実施形態のクラッチは、エンジンのクランク軸からエンジンの冷却水を循環させるウォーターポンプへの動力の伝達状態を切り替えるものである。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態のクラッチ１００は、ハウジング３００に設けられた収容部３１０に収容されている。ハウジング３００には、略筒状をなす支持部材３２０が嵌め込まれている。クラッチ１００の出力軸２１０は、支持部材３２０の内周側に配置された第１ベアリング３３０を介して、支持部材３２０に回転自在に支持されている。
【００３１】
出力軸２１０の先端側（図１では右端側）には、ポンプ２００のインペラ２２０が一体回転可能に取り付けられている。一方、出力軸２１０の基端側（図１では左端側）には、駆動側回転体１１０が第２ベアリング３４０を介して回転自在に支持されている。そして、出力軸２１０における第１ベアリング３３０と第２ベアリング３４０との間に位置する部分の外周面には、ストレートスプライン２１２が形成されている。
【００３２】
図１に示すように、ハウジング３００と駆動側回転体１１０との間には、従動側回転体１２０が配設されている。従動側回転体１２０は、内周面に設けられた係合部１２１が出力軸２１０のストレートスプライン２１２に嵌合しており、これにより、出力軸２１０と一体となって回転し、且つ出力軸２１０の回転軸方向に沿って移動可能となっている。なお、本実施形態では、出力軸２１０、駆動側回転体１１０及び従動側回転体１２０の回転軸は図１〜図３に一点鎖線で示すように一致しており、以下の説明ではこの回転軸の延伸方向を回転軸方向という。
【００３３】
従動側回転体１２０は、径の異なる２つの円柱を、中心軸を揃えて接合したような外形をなしており、駆動側回転体１１０側（図１では左側）に大径部１２２が、ポンプ２００側（図１では右側）に小径部１２３が位置するような向きで出力軸２１０に支持されている。
【００３４】
従動側回転体１２０の小径部１２３には、ポンプ２００側に向けて開口する凹部１２４が形成されている。凹部１２４の底部には、付勢部材１３５を収容するための収容凹部１２５が出力軸２１０を囲むように周方向に沿って複数形成されている。
【００３５】
付勢部材１３５は例えばコイル状のばねであり、従動側回転体１２０の収容凹部１２５に収容され、先端が出力軸２１０に設けられた係止突部２１１に係止されている。付勢部材１３５は、圧縮された状態で収容凹部１２５内に収容されており、従動側回転体１２０を駆動側回転体１１０に向かって（図１では左方向）に付勢する。
【００３６】
従動側回転体１２０の大径部１２２には、球体１３０を収容する球体収容溝１２７が周方向に複数形成されている。また、駆動側回転体１１０の内周面には、全周に亘って円弧溝１１１が形成されている。この円弧溝１１１は、図１に示すように断面形状が円弧状となっている。これら球体収容溝１２７と円弧溝１１１とによって形成される空間に球体１３０が収容されている。
【００３７】
従動側回転体１２０が付勢部材１３５の付勢力によって駆動側回転体１１０に近づくように移動し、図１に示される位置にあるときには、この球体１３０を介して駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０とが連結される。
【００３８】
なお、以下の説明では出力軸２１０に沿って回転軸方向に移動する従動側回転体１２０の回転軸方向における位置のうち、図１に示されるように駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０とが連結された状態になる位置を連結位置という。
【００３９】
駆動側回転体１１０には、ハウジング３００の収容部３１０に収容されたクラッチ１００を取り囲むようなカップ状の従動側プーリ２７０が取り付けられている。クランク軸２５０の端部には駆動側プーリ２６０が一体回転可能に取り付けられており、駆動側プーリ２６０と従動側プーリ２７０とは、ベルト２８０が巻き掛けられることにより連結されている。
【００４０】
したがって、図１に示すように、従動側回転体１２０が連結位置にあり、球体１３０を介して駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０とが連結されている場合には、クランク軸２５０の回転が駆動側プーリ２６０及びベルト２８０を介して従動側回転体１２０及び出力軸２１０に伝達される。そして、出力軸２１０と一体となって回転するインペラ２２０によって、ポンプ２００から冷却水が送出される。なお、図２及び図３に矢印で示すように、駆動側回転体１１０は、出力軸２１０の先端側（図２及び図３では右端側）から駆動側回転体１１０を見たときに時計回りとなる方向に回転する。
【００４１】
図２及び図３に示すように、従動側回転体１２０の大径部１２２に形成された球体収容溝１２７は、大径部１２２の端面から回転軸方向に沿って延びるとともに、途中で屈曲し、駆動側回転体１１０の回転方向に沿って延びており、その終端が保持部１２８になっている。
【００４２】
球体収容溝１２７の深さは駆動側回転体１１０の回転方向に沿って浅くなっており、保持部１２８における深さが最も浅くなっている。
そのため、図２に示されるように球体１３０が球体収容溝１２７の回転軸方向に延びている部分に収容されているときには、球体収容溝１２７と駆動側回転体１１０の円弧溝１１１（図１参照）との間に、球体１３０の回転を許容する隙間が形成される。
【００４３】
一方、図３に示されるように、球体１３０が球体収容溝１２７内を移動して保持部１２８内に位置するようになると、この部分における球体収容溝１２７と駆動側回転体１１０の円弧溝１１１（図１参照）との間にできる隙間が小さいため、球体１３０は従動側回転体１２０と駆動側回転体１１０とに挟まれて回転不能になる。
【００４４】
こうして従動側回転体１２０が図３に示す連結位置に移動したときに球体１３０が回転不能になることで、従動側回転体１２０が駆動側回転体１１０と一緒に回転するようになる。すなわち、球体１３０は、従動側回転体１２０が連結位置に移動したときに従動側回転体１２０と駆動側回転体１１０との間に回転不能に嵌合されて、従動側回転体１２０と駆動側回転体１１０とを連結する。
【００４５】
一方、従動側回転体１２０が図２に示す位置に移動したときには、球体１３０が保持部１２８から外れて球体収容溝１２７の回転軸方向に延びている部分に入る。これは、球体１３０は、そのほぼ半分が駆動側回転体１１０の円弧溝１１１に収容されており、駆動側回転体１１０に対する回転軸方向の相対移動を規制されているためである。こうして球体１３０が深さの浅くなっている保持部１２８から外れて、保持部１２８よりも深くなっている回転軸方向に延びている部分に入ると、従動側回転体１２０と駆動側回転体１１０との間で球体１３０が回転するようになる。その結果、駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０との相対回動が許容されるようになり、従動側回転体１２０の駆動側回転体１１０に対する連結が解除される。
【００４６】
なお、以下の説明では出力軸２１０に沿って回転軸方向に移動する従動側回転体１２０の回転軸方向における位置のうち、図２に示されるように駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０との連結が解除された状態になる位置を解除位置という。
【００４７】
図２及び図３に示すように、従動側回転体１２０の小径部１２３の外周面には、周方向に延びる溝４００が形成されている。溝４００は、回転軸を中心軸とする螺旋部４１０と、螺旋部４１０と連続し且つ回転軸方向に直交して延びる環状部４２０とを有している。螺旋部４１０は、従動側回転体１２０の外周面をほぼ一周して、駆動側回転体１１０の回転方向後方側ほど、その側壁４１３が駆動側回転体１１０に近づくように傾斜している。また、環状部４２０は、螺旋部４１０に連続し且つ従動側回転体１２０の外周面の全周に亘って形成されている。なお、溝４００の構成については、後に詳細に説明する。
【００４８】
図２及び図３に示すように、クラッチ１００は、係止部材１４０と、係止部材１４０の先端に設けられるピン１４１を溝４００に出し入れするためのアクチュエータ１５０とを備えている。
【００４９】
係止部材１４０は回転軸方向の位置が規制されている。そして、係止部材１４０の回転軸方向における位置は、図３に示すように、従動側回転体１２０が連結位置にあるときに、溝４００における螺旋部４１０の始端４１１近傍にピン１４１を挿入できるように設定されている。これにより、係止部材１４０は従動側回転体１２０が連結位置にあるときに、アクチュエータ１５０によって従動側回転体１２０側に駆動されると、ピン１４１が螺旋部４１０の始端４１１近傍に挿入されることになる。螺旋部４１０に挿入されたピン１４１は、螺旋部４１０の側壁４１３と係合することによって、付勢部材１３５の付勢力に抗して従動側回転体１２０を係止する。
【００５０】
図３に示すように、従動側回転体１２０が駆動側回転体１１０と連結されている状態において、螺旋部４１０に係止部材１４０のピン１４１が挿入されると、螺旋部４１０の側壁４１３にピン１４１が係合した状態で従動側回転体１２０が回転する。そして、ピン１４１が螺旋部４１０の側壁４１３を摺動する間に、従動側回転体１２０が連結位置から解除位置に向かって回転軸方向に移動する。ピン１４１が螺旋部４１０の終端４１２に到達すると、ピン１４１は環状部４２０に挿入され、図２に示すように、従動側回転体１２０が解除位置に移動する。このようにして、クラッチ１００では、溝４００に係止部材１４０のピン１４１を挿入し、螺旋部４１０の側壁４１３にピン１４１を係合させることによって従動側回転体１２０を付勢部材１３５の付勢力に抗して解除位置まで移動させる。
【００５１】
なお、駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０との連結が解除されると、駆動側回転体１１０から従動側回転体１２０へのトルクの伝達がなされない状態になるが、連結が解除された直後は従動側回転体１２０が慣性力で回転し続ける。ただし、図２に示すように、従動側回転体１２０が解除位置にあるときにはピン１４１が環状部４２０内に挿入されており、従動側回転体１２０は回転軸方向には変位しない。そして、従動側回転体１２０には、駆動側回転体１１０からのトルクの伝達がなされなくなっているため、その回転速度が次第に低下して回転が停止する。
【００５２】
従動側回転体１２０は、付勢部材１３５の付勢力によって連結位置に向けて付勢されているため、連結を解除した状態を維持するためには、係止部材１４０のピン１４１を従動側回転体１２０の環状部４２０に挿入した状態を維持することになる。そして、再び駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０とを連結させるときには、アクチュエータ１５０によって溝４００の環状部４２０に挿入されているピン１４１を引き抜く。こうしてピン１４１を引き抜くと、ピン１４１と従動側回転体１２０との係合が解除され、付勢部材１３５の付勢力によって従動側回転体１２０が連結位置に移動し、駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０とが再び連結された状態になる。
【００５３】
ここで、図４に示すように、従動側回転体１２０の外周面に形成される溝４００では、環状部４２０の深さが螺旋部４１０の深さよりも深くなっている。これにより、これら螺旋部４１０と環状部４２０とが接続している部分には、図２及び図３に示すように段差が存在している。そして、この段差の側壁４２１により、螺旋部４１０から環状部４２０移動したピン１４１が環状部４２０から螺旋部４１０に戻ってしまうことが規制される。
【００５４】
しかし、従動側回転体１２０の回転に伴ってピン１４１が螺旋部４１０から環状部４２０へ変位する際には、ピン１４１をより深い環状部４２０に挿入し、ピン１４１を螺旋部４１０と環状部４２０との間の段差の側壁４２１に係合させる必要があるため、ピン１４１の挿入量を増加させなければならない。ピン１４１の挿入量を増加させて段差の側壁４２１に係合させるには、ある程度の時間を要する。駆動側回転体１１０の回転速度が大きい場合には、ピン１４１を段差の側壁４２１に係合させるのに掛かる時間よりも、ピン１４１が螺旋部４１０の終端４１２を通過してから再び螺旋部４１０の存在する位相に至るのに掛かる時間が短くなることがある。こうした場合には、ピン１４１を環状部４２０に移動させることができず、連結を解除した状態を適切に保持できないおそれがある。なお、ピン１４１を駆動するアクチュエータ１５０を大型化すれば、ピン１４１の挿入量を増加させて段差の側壁４２１に係合させるのに掛かる時間を短縮することができるが、装置の大型化を招くことになる。
【００５５】
この点、本実施形態のクラッチ１００では、図２及び図３に示すように、ピン１４１の先端に凸部１４２を設け、螺旋部４１０の底面４１４にこの凸部１４２を収容する凹溝４１５を設けている。なお、本実施形態では、凹溝４１５の底面は、環状部４２０の底面と同じ深さに形成されている。また、本実施形態では、凸部１４２を、ピン１４１における螺旋部４１０の側壁４１３と係合する面に沿わせたかたちで設けている。
【００５６】
次に、アクチュエータ１５０の構成について詳述する。
図４に示すように、本実施形態のアクチュエータ１５０は、第１ケース１５２内に収容されたコイル１５３に通電することによって発生する磁界の作用を利用して駆動する電磁アクチュエータである。
【００５７】
第１ケース１５２は、有底筒状をなしており、その底部には固定芯１５４が固定されている。第１ケース１５２の内部にはこの固定芯１５４を取り囲むようにコイル１５３が配設されている。すなわち、このアクチュエータ１５０では、固定芯１５４とコイル１５３とによって電磁石が構成されている。また、第１ケース１５２のコイル１５３内には、固定芯１５４と対向する位置に可動芯１５５が移動可能に収容されている。なお、本実施形態における固定芯１５４及び可動芯１５５は鉄芯である。
【００５８】
第１ケース１５２の先端側（図４では右端側）には、筒状の第２ケース１５８が固定されている。第２ケース１５８において第１ケース１５２側の端部には、可動芯１５５の周囲を囲むように永久磁石１５９が固定されている。可動芯１５５は、上述したように基端側（図４では左端側）が固定芯１５４と対向するように第１ケース１５２内に収容される一方、先端側（図４では右端側）が第２ケース１５８から外側に突出している。
【００５９】
可動芯１５５の第２ケース１５８内に収容されている部分にはリング部材１６０が取り付けられている。そして、第２ケース１５８内には、一端が第２ケース１５８に係止される一方で他端がリング部材１６０に係止されたコイルばね１６１が圧縮された状態で収容されている。
【００６０】
コイルばね１６１は、可動芯１５５を第２ケース１５８から突出させる方向（図４では右方向）に付勢している。そして、可動芯１５５の第２ケース１５８から突出した先端側は、固定ピン１６２を介して係止部材１４０と連結されている。
【００６１】
係止部材１４０は、基端が可動芯１５５と回動可能に連結されるとともに、回動軸１５６によって回動可能に支持されている。したがって、係止部材１４０は、可動芯１５５の移動に伴って、回動支点となる回動軸１５６を中心に回動する。そのため、図４に実線で示すように、コイルばね１６１の付勢力によって可動芯１５５が第２ケース１５８から突出した度合が大きくなることによって、係止部材１４０のピン１４１が従動側回転体１２０の螺旋部４１０及び環状部４２０へと順次挿入される。
【００６２】
そして、この状態でコイル１５３に通電すると、通電によって発生する磁界によって固定芯１５４及び可動芯１５５が磁化され、可動芯１５５はコイルばね１６１の付勢力に抗して固定芯１５４側に吸引される。なお、このときにコイル１５３に発生する磁界の向きは、永久磁石１５９の磁界と向きと一致している。
【００６３】
吸引された可動芯１５５が固定芯１５４に近づく方向（図４では左方向）に移動すると、係止部材１４０は図４における時計回りに回動して、図４に二点鎖線で示されるように係止部材１４０のピン１４１が溝４００から引き抜かれる。すなわち、アクチュエータ１５０は、コイル１５３への通電によって生じる磁力を利用して可動芯１５５を吸引することにより、係止部材１４０のピン１４１を溝４００から引き抜く。
【００６４】
そして、吸引された可動芯１５５が固定芯１５４に当接する当接位置（図４に二点鎖線で示す位置）に移動すると、その後に通電を停止しても、永久磁石１５９の磁力によって、可動芯１５５が固定芯１５４に当接した状態が保持される。
【００６５】
一方、可動芯１５５が図４に二点鎖線で示す当接位置にあるときに、コイル１５３に可動芯１５５を吸引するときとは反対方向の電流を通電すると、永久磁石１５９の磁界の向きとは逆向きの磁界が発生する。これにより、永久磁石１５９の吸引力が弱められ、コイルばね１６１の付勢力によって可動芯１５５が固定芯１５４から離間して、図４に実線で示す突出位置に移動する。そして、可動芯１５５が当接位置から突出位置に移動するとき、係止部材１４０は図４における反時計回りに回動して、係止部材１４０のピン１４１が溝４００に挿入される。
【００６６】
可動芯１５５が固定芯１５４から離間した突出位置にあるときには、コイルばね１６１による付勢力の方が永久磁石１５９による吸引力よりも大きくなる。そのため、コイル１５３への通電によって可動芯１５５を固定芯１５４から離間させれば、その後に通電を停止しても、可動芯１５５は突出位置に保持される。
【００６７】
すなわち、本実施形態のアクチュエータ１５０は、異なる方向に直流電流を流して可動芯１５５を移動させることによってクラッチ１００の連結状態を切り変える一方で、連結させた状態または連結を解除した状態を維持するときには通電を要さない自己保持式のソレノイドである。
【００６８】
次に、本実施形態にかかるクラッチ１００の作用について図５〜図９を参照して説明する。なお、図５は溝４００の展開図であるが、説明の便宜上、この図５では螺旋部４１０の傾き及び幅を実際よりも大きくして示している。さらに、図５では、従動側回転体１２０が回転している状態において係止部材１４０のピン１４１が溝４００内を相対移動するときの様子を二点鎖線で描いたピン１４１を複数表示することによって示している。また、図５〜図９では、螺旋部４１０と環状部４２０との境界を二点鎖線で示している。なお、この境界を示す二点鎖線は螺旋部４１０と環状部４２０との間の段差の側壁４２１の延長線と等しい。
【００６９】
上述したように、アクチュエータ１５０の可動芯１５５が当接位置にあるとき、係止部材１４０のピン１４１は溝４００の外に出ている。このとき、従動側回転体１２０は付勢部材１３５の付勢力によって連結位置に保持されているため、クラッチ１００は連結状態にある。すなわち、クラッチ１００は駆動側回転体１１０の回転を出力軸２１０に伝達している。こうした状態において、アクチュエータ１５０のコイル１５３に永久磁石１５９の磁界の向きと逆向きの磁界を発生させるように通電すると、可動芯１５５がコイルばね１６１の付勢力によって当接位置から突出位置に移動する。すると、係止部材１４０のピン１４１が、従動側回転体の溝４００における螺旋部４１０の始端４１１近傍に挿入される。
【００７０】
図５に左向きの矢印で示すように、従動側回転体１２０には付勢部材１３５の付勢力が常に作用している。そのため、ピン１４１が螺旋部４１０の始端４１１近傍に挿入されている状態、例えば、ピン１４１が位置Ａにある状態では、図６に示すようにピン１４１と螺旋部４１０の側壁４１３とが係合する。また、ピン１４１の先端部と螺旋部４１０の底面４１４とが当接するとともに、ピン１４１の先端部に設けられた凸部１４２が螺旋部４１０の底面４１４に設けられた凹溝４１５に収容される。すなわち、ピン１４１が螺旋部４１０に挿入され、ピン１４１が螺旋部の４１０の底面４１４と当接するときには、このピン１４１の凸部１４２は、すでに螺旋部４１０の底面４１４よりも深くまで挿入されていることになる。
【００７１】
このようにピン１４１と螺旋部４１０の側壁４１３とが係合した状態を維持したままで従動側回転体１２０が回転することにより、ピン１４１が螺旋部４１０内を側壁４１３に沿って摺動する。上述したように係止部材１４０は、回転軸方向の位置が規制されているため、螺旋部４１０内におけるピン１４１の位置が変化するのに伴い、従動側回転体１２０は連結位置から解除位置に向かって回転軸方向に移動していく。
【００７２】
図５に示すように、ピン１４１が螺旋部４１０内を終端４１２側に向かって相対的に移動するにつれて、螺旋部４１０の幅は次第に狭くなっていく。すなわち、ピン１４１が螺旋部４１０内を相対的に移動するにつれて、螺旋部４１０に形成された凹溝４１５が環状部４２０に近づき、図７に示すように環状部４２０と凹溝４１５との間に存在する壁の厚みが薄くなっていく。なお、図７は、図５における位置Ｂまでピン１４１が相対移動したときの状態を示している。
【００７３】
さらにピン１４１が螺旋部４１０内を相対的に移動して終端４１２に近づき、図５に示す位置Ｃに到達すると、図８に示すように環状部４２０と凹溝４１５との間に壁が存在しなくなり、ピン１４１は環状部４２０と凹溝４１５とが接続している接続部４３０に進入する。このときには、図８に示すように、ピン１４１は一瞬だけ溝４００の底面に当接せず、宙に浮いた状態になる。しかし、その直後、図８に矢印で示されるように、ピン１４１は、螺旋部４１０の側壁４１３と係合した状態のままで、接続部４３０における凹溝４１５の底面に当接するまで落下する。
【００７４】
上述したように凹溝４１５の深さは、環状部４２０の深さと同じ深さになっている。そのため、接続部４３０において凹溝４１５の底面まで落下したピン１４１は、その後、螺旋部４１０の終端４１２に到達し、環状部４２０に進入するときには落下することはなく、円滑に環状部４２０に進入する。
【００７５】
このようにして、ピン１４１が従動側回転体１２０に係合した状態で従動側回転体１２０が駆動側回転体１１０とともに回転して、ピン１４１が螺旋部４１０内を相対的に移動する間に、従動側回転体１２０は連結位置から解除位置に向かって移動する。
【００７６】
そして、ピン１４１が環状部４２０に進入すると、従動側回転体１２０が解除位置に到達する。これにより、駆動側回転体１１０の回転が従動側回転体１２０に伝達されなくなり、クラッチ１００の連結が解除された状態になる。
【００７７】
従動側回転体１２０と駆動側回転体１１０との連結が解除された直後は、従動側回転体１２０は、ピン１４１との間に生じる摩擦力の作用を受けつつ、慣性力によって回転を続ける。これにより、環状部４２０に進入したピン１４１は、図５における位置Ｅ、位置Ｆ、位置Ｇのように環状部４２０内を相対移動するようになる。
【００７８】
なお、このようにピン１４１が環状部４２０に挿入された状態で、従動側回転体１２０が回転している状態では、図９に示されるようにピン１４１が螺旋部４１０と環状部４２０との境界に存在する段差の側壁４２１に係合している。そのため、ピン１４１が環状部４２０から引き抜かれるように変位してこの段差を乗り越えない限りは、ピン１４１が螺旋部４１０に変位することはなく、ピン１４１が環状部４２０から螺旋部４１０に変位することが規制される。なお、図９はピン１４１が図５における位置Ｅにあるときの状態を示している。
【００７９】
従動側回転体１２０は、このように環状部４２０にピン１４１が挿入された状態で慣性力によって回転し続けるが、ピン１４１との間に生じる摩擦力の作用により回転速度が次第に低下して、その回転がやがて停止することになる。
【００８０】
こうしてピン１４１が環状部４２０に挿入されている限りは、クラッチ１００の連結が解除された解除状態が保持されることになる。
一方、クラッチ１００を、連結を解除している解除状態から連結状態に切り替えるときには、アクチュエータ１５０のコイル１５３に永久磁石１５９の磁界の向きと同じ向きの磁界を発生させるように通電する。すると、可動芯１５５は通電によって生じる磁力によって固定芯１５４に近づくように吸引されて、係止部材１４０が回動し、係止部材１４０のピン１４１が溝４００から完全に引き抜かれる。
【００８１】
そして、係止部材１４０による係止が解除された従動側回転体１２０は、付勢部材１３５の付勢力によって連結位置に移動し、従動側回転体１２０と駆動側回転体１１０とが連結され、クラッチ１００が連結状態に切り替わる。
【００８２】
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）本実施形態では、駆動側回転体１１０とともに回転している従動側回転体１２０の螺旋部４１０にピン１４１が挿入されると、螺旋部４１０の側壁４１３にピン１４１が係合した状態で従動側回転体１２０が回転し、従動側回転体１２０が付勢部材１３５の付勢力に抗して連結位置から解除位置に移動する。そして、その結果、駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０との連結が解除される。すなわち、クラッチ１００の連結を解除するために必要な力を従動側回転体１２０の回転力から得ることができる。したがって、小さな力で連結を解除することができる。
【００８３】
（２）本実施形態では、ピン１４１の先端に凸部１４２を設け、螺旋部４１０の底面４１４にこの凸部１４２を収容する凹溝４１５を設けている。そのため、上述したようにピン１４１が螺旋部４１０に挿入され、ピン１４１が螺旋部４１０の底面４１４と当接したときには、このピン１４１の凸部１４２はすでに螺旋部４１０の底面４１４よりも深くまで挿入されていることになる。これにより、ピン１４１が螺旋部４１０の終端４１２に到達した際にピン１４１の挿入量を増加させなくても、螺旋部４１０と環状部４２０との間の段差の側壁４２１に凸部１４２が係合するようになる。したがって、駆動側回転体１１０の回転速度が大きい場合であってもピン１４１を段差の側壁４２１に係合させることができるようになり、装置の大型化を抑制しつつ、ピン１４１が環状部４２０から螺旋部４１０に戻ってしまうことを抑制することができる。
【００８４】
（３）本実施形態では、ピン１４１の凸部１４２が、ピン１４１における螺旋部４１０の側壁４１３と係合する面に沿って設けられている。このようにすることで、ピン１４１における螺旋部４１０の側壁４１３と当接する面を凸部１４２の側面を含めたより広い面にすることができ、従動側回転体１２０が回転する際にピン１４１と螺旋部４１０の側壁４１３との摺動面がより広くなる。そのため、ピン１４１と螺旋部４１０の側壁４１３との間の接触面圧を低下させ、ピン１４１の摩耗を抑制することができる。
【００８５】
なお、クラッチは、上記第１実施形態に示した構成に限定されるものではない。例えば、第１実施形態のクラッチ１００を以下のように変更して実施することもできる。
・第１実施形態では、図５に示すように、回転軸方向と直交する方向における凸部１４２の長さＬ２が、凹溝４１５と環状部４２０との接続部４３０の長さＬ１よりも短くなっていた。しかし、凸部１４２の長さＬ２を、接続部４３０の長さＬ１よりも長くするようにしてもよい。
【００８６】
ピン１４１が環状部４２０内にある場合、従動側回転体１２０の回転に伴ってピン１４１は接続部４３０を通過する。この接続部４３０では凹溝４１５と環状部４２０とを隔てるものがなくなるため、このとき、付勢部材１３５の付勢力により、環状部４２０に挿入されているピン１４１の凸部１４２が環状部４２０から螺旋部４１０へ逆走してしまう可能性がある。
【００８７】
これに対して上記のように、凸部１４２の長さＬ２が、接続部４３０の長さＬ１よりも長くなっていれば、ピン１４１が接続部４３０を通過する際に、凸部１４２が接続部４３０から螺旋部４１０へ進入しにくくなる。したがって、ピン１４１の挿入位置が環状部４２０から螺旋部４１０に変位することを抑制することができ、ピン１４１を溝４００から引き抜いていないにもかかわらず駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０とが連結された状態になることを抑制することができる。
【００８８】
（第２実施形態）
次に、クラッチの第２実施形態について、図１０〜図１２を参照して説明する。
この第２実施形態のクラッチでは、凹溝４１５の深さを第１実施形態のクラッチよりも浅くしている。その他の構成は、上記第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用いることにより重複する説明を省略し、以下では相違する点を中心に説明する。
【００８９】
なお、図１０は本実施形態のクラッチ１００における溝４００の展開図である。この図１０でも図５と同様に螺旋部４１０の傾き及び幅を実際よりも大きくして示しているとともに、従動側回転体１２０が回転している状態において係止部材１４０のピン１４１が溝４００内を相対移動するときの様子を二点鎖線で描いたピン１４１を複数表示することによって示している。また、図１０では、図５を参照して説明した位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｅ、位置Ｆ、位置Ｇに加えて、位置Ｄと位置Ｈを表示している。位置Ｄは位置Ｃと位置Ｅとの間の位置であり、位置Ｈは位置Ｇを越えて接続部４３０に到達した状態を示す位置である。
【００９０】
本実施形態では、凹溝４１５の深さが、第１実施形態の凹溝４１５の深さよりも少し浅くされている。そのため、図１１及び図１２に示すように、凹溝４１５の深さが、環状部４２０の深さよりも浅くなっている。これにより、凹溝４１５と環状部４２０とが接続している接続部４３０には、段部４２６が形成されている。
【００９１】
次に、本実施形態にかかるクラッチ１００の作用について説明する。
第１実施形態と同様に、第２実施形態のクラッチ１００でも、ピン１４１が螺旋部４１０に挿入されると、ピン１４１の先端部と螺旋部４１０の底面４１４とが当接するとともに、ピン１４１の先端部に設けられた凸部１４２が螺旋部４１０の底面４１４に設けられた凹溝４１５に収容される。すなわち、ピン１４１が螺旋部４１０に挿入され、ピン１４１が螺旋部の４１０の底面４１４と当接するときには、このピン１４１の凸部１４２は、すでに螺旋部４１０の底面４１４よりも深くまで挿入されていることになる。
【００９２】
そして、このようにピン１４１と螺旋部４１０の側壁４１３とが係合した状態を維持したままで従動側回転体１２０が回転することにより、ピン１４１が螺旋部４１０内を側壁４１３に沿って摺動し、位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃのように相対移動する。このとき、ピン１４１が螺旋部４１０内を相対的に移動するにつれて、螺旋部４１０に形成された凹溝４１５が環状部４２０に近づき、環状部４２０と凹溝４１５との間に存在する壁の厚みが薄くなっていく。
【００９３】
さらにピン１４１が螺旋部４１０内を相対的に移動して終端４１２に近づき、位置Ｃを通過すると、環状部４２０と凹溝４１５との間に壁が存在しなくなり、ピン１４１は環状部４２０と凹溝４１５とが接続している接続部４３０に進入する。本実施形態のクラッチ１００では、上述したように凹溝４１５の深さが環状部４２０の深さよりも浅くなっている。そのため、ピン１４１が接続部４３０に進入し、環状部４２０と凹溝４１５との間の壁が存在しなくなったときには、図１１に示されるように、ピン１４１は凹溝４１５の底面に当接した状態になる。なお、図１１は、ピン１４１が螺旋部４１０の終端４１２を通過する直前の図１０における位置Ｄまで相対移動したときの状態を示している。
【００９４】
上述したように凹溝４１５の深さは、環状部４２０の深さよりも浅くなっている。そのため、接続部４３０において凹溝４１５の底面まで落下したピン１４１は、その後、螺旋部４１０の終端４１２を通過し、環状部４２０に進入するときにはこの凹溝４１５と環状部４２０の深さの差の分だけ落下し、環状部４２０に進入する。
【００９５】
そして、ピン１４１が環状部４２０に進入すると、従動側回転体１２０が解除位置に到達する。これにより、駆動側回転体１１０の回転が従動側回転体１２０に伝達されなくなり、クラッチ１００の連結が解除された状態になる。
【００９６】
従動側回転体１２０と駆動側回転体１１０との連結が解除された直後は、従動側回転体１２０は、ピン１４１との間に生じる摩擦力の作用を受けつつ、慣性力によって回転を続ける。これにより、環状部４２０に進入したピン１４１は、図１０における位置Ｅ、位置Ｆ、位置Ｇ、位置Ｈのように環状部４２０内を相対移動するようになる。
【００９７】
なお、このようにピン１４１が環状部４２０に挿入された状態で従動側回転体１２０が回転している状態では、ピン１４１が螺旋部４１０と環状部４２０との境界に存在する段差の側壁４２１に係合している。そのため、ピン１４１が環状部４２０から引き抜かれるように変位してこの段差を乗り越えない限りは、ピン１４１が螺旋部４１０に変位することはなく、ピン１４１が環状部４２０から螺旋部４１０に変位することが規制される。
【００９８】
また、図１２に示されるように、環状部４２０と凹溝４１５との境界には段部４２６が存在するため、環状部４２０に挿入されているピン１４１が接続部４３０を通過するときには、この段部４２６に凸部１４２が係合するようになる。
【００９９】
以上説明した第２実施形態によれば、上記第１実施形態における（１）〜（３）と同様の効果に加え、以下の（４）の効果が得られるようになる。
（４）環状部４２０に進入したピン１４１が接続部４３０を通過するときには、ピン１４１の凸部１４２が環状部４２０と凹溝４１５との境界に存在する段部４２６に係合するようになるため、接続部４３０を通過する際にピン１４１が螺旋部４１０に戻ってしまうことを抑制できる。
【０１００】
（第３実施形態）
次に、クラッチの第３実施形態について、図１３を参照して説明する。
図１３に示すように、第３実施形態のクラッチ１００は、ピン１４１の凸部１４２の形状及び溝４００における凹溝４１５の形状が上記第１実施形態の構成と異なっている。その他の構成は、上記第１実施形態と同じであるため、同じ構成については、第１実施形態と同じ符号を用いるとともに、その説明を省略する。
【０１０１】
上記第１実施形態で示した図６に示されるような形状のピン１４１を螺旋部４１０に挿入する際、螺旋部４１０の底面４１４に凸部１４２の先端が当接してしまうと、ピン１４１の凸部１４２を円滑に凹溝４１５に挿入することができないおそれがある。
【０１０２】
本実施形態では、図１３に示すように、ピン１４１の凸部１４２に、凸部１４２が先端に向かって細くなるように傾斜したテーパ面１４２ａを設けている。そして、このテーパ面１４２ａは、凸部１４２における凹溝４１５の側壁４１５ａと当接する面に形成されている。
【０１０３】
また、本実施形態では、凹溝４１５の側壁４１５ａが凸部１４２のテーパ面１４２ａと平行なテーパ面によって形成されている。
すなわち、螺旋部４１０の側壁４１３に対する側壁４１５ａの傾斜角度と、ピン１４１における螺旋部４１０の側壁４１３と係合する面に対する凸部１４２のテーパ面１４２ａの傾斜角度とが、等しい角度になっている。
【０１０４】
次に、本実施形態にかかるクラッチ１００の作用について説明する。
ピン１４１が螺旋部４１０に挿入されるとき、ピン１４１の挿入に伴って、ピン１４１の凸部１４２が螺旋部４１０の底面４１４に近づいていく。このとき、ピン１４１の従動側回転体１２０に対する回転軸方向における位置が図１３における左側にずれていた場合には、まず、ピン１４１の凸部１４２のテーパ面１４２ａと螺旋部４１０の凹溝４１５の側壁４１５ａとが当接する。
【０１０５】
図１３に示すように、凸部１４２のテーパ面１４２ａと凹溝４１５の側壁４１５ａとは、等しい角度で傾斜している。そのため、当接した凸部１４２のテーパ面１４２ａと凹溝４１５の側壁４１５ａとは、ぴったりと密着する。その結果、ピン１４１が螺旋部４１０の底面４１４に向かって進入すると、凸部１４２のテーパ面１４２ａが凹溝４１５の側壁４１５ａに密着した状態を維持しながら、凸部１４２がこの側壁４１５ａの傾斜に沿って螺旋部４１０の側壁４１３側に移動する。
【０１０６】
以上説明した第３実施形態によれば、上記第１実施形態における（１）〜（３）と同等の効果に加えて、以下の（５）の効果が得られるようになる。
（５）凸部１４２のテーパ面１４２ａと凹溝４１５の側壁４１５ａとが形成されている場合には、ピン１４１を挿入する方向の力によってピン１４１には同ピン１４１を螺旋部４１０の側壁４１３に向かって付勢する方向の力が作用するようになる。そのため、ピン１４１の凸部１４２を凹溝４１５の側壁４１５ａに密着させるとともに、ピン１４１を螺旋部４１０の側壁４１３に密着させることができる。
【０１０７】
なお、上記課題を解決するためのクラッチは、上記各第実施形態に示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第３実施形態では、テーパ面１４２ａを、ピン１４１における凹溝４１５の側壁４１５ａと当接する面に設けていたが、ピン１４１の凸部１４２を溝４００に対して挿入する際に支障がなければ、ピン１４１の凸部１４２はどのような形状に形成されていてもよい。例えば、図１４に示すように、凸部１４２は、凹溝４１５の側壁４１５ａと当接する面の先端にテーパ面１４２ａを設けるだけでなく、螺旋部４１０の側壁４１３と当接する面の先端にもテーパ面１４２ｂを設けた構成としてもよい。
【０１０８】
この場合、ピン１４１と従動側回転体１２０との回転軸方向における相対位置がずれて、ピン１４１を螺旋部４１０に挿入した際に凸部１４２の先端が螺旋部４１０の底面４１４に当接したとしても、テーパ面１４２ａに沿ってピン１４１と従動側回転体１２０とが摺動し、互いの位置関係を回転軸方向にずらすことができる。また、図１４に示されるように、ピン１４１と従動側回転体１２０との回転軸方向における相対位置がずれて、ピン１４１を螺旋部４１０に挿入した際に凸部１４２の先端が従動側回転体１２０の外周面に当接したとしても、テーパ面１４２ｂに沿ってピン１４１と従動側回転体１２０とが摺動し、互いの位置関係を回転軸方向にずらすことができる。そのため、ピン１４１と従動側回転体と１２０の回転軸方向におけるずれを修正し、螺旋部４１０の内部へ凸部１４２を案内することができる。
【０１０９】
また、テーパ面１４２ａを設けずに、テーパ面１４２ｂだけを設けるようにしてもよい。この場合にも、ピン１４１と従動側回転体１２０との回転軸方向における相対位置がずれて、ピン１４１を螺旋部４１０に挿入した際に凸部１４２の先端が従動側回転体１２０の外周面に当接したとしても、テーパ面１４２ｂに沿ってピン１４１と従動側回転体１２０とが摺動し、互いの位置関係を回転軸方向にずらすことができる。そのため、ピン１４１と従動側回転体と１２０の回転軸方向におけるずれを修正し、螺旋部４１０の内部へ凸部１４２を案内することができる。
【０１１０】
また、凸部１４２の先端を半球状にしたり、円錐形状したりすることによって先細にすることによっても同様の効果を得ることができる。
・上記各実施形態では、凹溝４１５が螺旋部４１０のみに設けられていた。しかし、凹溝を環状部４２０にも設けるようにしてもよい。この場合、ピン１４１が環状部４２０内を相対的に移動して接続部４３０を通過するときにも、ピン１４１の凸部１４２が環状部４２０に形成された凹溝に収容された状態になる。そのため、（１）〜（３）と同等の効果に加えて、接続部４３０を通過する際にピン１４１が螺旋部４１０に戻ってしまうことを抑制する効果が得られるようになる。
【０１１１】
・上記各実施形態では、ピン１４１の凸部１４２は、ピン１４１における螺旋部４１０と係合する面に沿って設けられていた。しかしながら、ピン１４１が螺旋部４１０に挿入されたときに、このピン１４１の凸部１４２が底面４１４よりも深くまで挿入された状態になるのであれば、凸部１４２は必ずしも上記の位置に設けられる必要はない。例えば、凸部１４２は、ピン１４１の両側面から凸部１４２までの距離が均等になるように、ピン１４１の中心位置に設けられていてもよい。このような位置に凸部１４２を設ける場合には、螺旋部４１０の凹溝４１５は、この凸部１４２を収容するように螺旋部４１０の側壁４１３と段差の側壁４２１との間の位置に設けるようにするとよい。
【０１１２】
・ピン１４１を螺旋部４１０に挿入したときに、ピン１４１の凸部１４２の先端が凹溝４１５の底面に当接し、螺旋部４１０の底面４１４とピン１４１とが当接しない構成であってもよい。こうした構成であってもピン１４１が螺旋部４１０に挿入され側壁４１３と係合しているときに、ピン１４１の凸部１４２が螺旋部４１０の底面４１４よりも深いところまで挿入された状態になる。そのため、上記実施形態と同様にピン１４１が螺旋部４１０の終端４１２に到達した際にピン１４１の挿入量を増加させなくても、螺旋部４１０と環状部４２０との間の段差の側壁４２１に凸部１４２が係合するようになる。したがって、駆動側回転体１１０の回転速度が大きい場合であってもピン１４１を段差の側壁４２１に係合させることができるようになり、装置の大型化を抑制しつつ、ピン１４１が環状部４２０から螺旋部４１０に戻ってしまうことを抑制することができる。
【０１１３】
・ピン１４１の形状は任意に変更することができる。例えば、図１５に示されるように断面円形状のピン１４１においてその一部を突出させて凸部１４２とする構成を採用することもできる。
【０１１４】
・付勢部材１３５の数は任意に変更することができる。例えば、従動側回転体を１つの付勢部材１３５で付勢することも可能である。
・また、付勢部材１３５は従動側回転体１２０を連結位置に向かって付勢するものであればよく、上記のような圧縮コイルばねに限定されない。例えば、従動側回転体１２０を連結位置に向かって引っ張る引っ張りばねを付勢部材として適用する構成を採用することもできる。
【０１１５】
・アクチュエータ１５０は自己保持式のソレノイドに限らず、例えばコイルに通電している間のみ、係止部材１４０のピン１４１が溝４００に挿入されるソレノイドにしてもよい。この構成によれば、コイルに通電しているときにのみクラッチ１００の連結が解除されるため、コイルに通電できない場合にはクラッチ１００が連結状態となる。したがって、アクチュエータ１５０の作動不良時にもポンプ２００を駆動させることができる。
【０１１６】
・アクチュエータ１５０はソレノイドに限らず、例えば油圧式のアクチュエータ等、ソレノイド以外のアクチュエータによってピン１４１の挿入及び引き抜きを行ってもよい。この場合にも、従動側回転体１２０の溝４００と係止部材１４０のピン１４１との係合を利用してクラッチ１００の連結を解除する仕組みは変わらないため、クラッチ１００の連結を解除するために必要な力を従動側回転体１２０の回転力から得ることができる。したがって、小さな力で連結を解除することができる。
【０１１７】
・クラッチ１００の構成は球体１３０を介して駆動力を伝達するものに限られない。クラッチ１００を圧着式のクラッチにしてもよい。
例えば、駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０との対向する面同士を回転軸方向に対して傾斜した互いに平行なテーパ面にしてこれを圧接面とし、従動側回転体１２０を回転軸方向に移動させることによりこれら圧接面を押しつけることで従動側回転体１２０と駆動側回転体１１０とを連結させる構成を採用することもできる。
【０１１８】
・上記各実施形態では、クランク軸２５０からポンプ２００への動力の伝達状態を切り替えるクラッチ１００を例示したが、コンプレッサやオイルポンプ等、他の補機とクランク軸２５０の間に配設されるクラッチにこのクラッチの構成を適用することもできる。また、クランク軸２５０からの動力の伝達状態を切り替えるものに限らず、他の動力源からの動力の伝達状態を切り替えるクラッチとしてこのクラッチの構成を適用することもできる。
【０１１９】
・上記各実施形態では、係止部材１４０の回転軸方向の位置が規制されている構成を示したが、係止部材１４０のピン１４１を溝４００に係合させることにより、クラッチ１００を解除位置まで移動させることができるのであれば、係止部材１４０は回転軸方向への移動が許容されていてもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１００…クラッチ、１１０…駆動側回転体、１１１…円弧溝、１２０…従動側回転体、１２１…係合部、１２２…大径部、１２３…小径部、１２４…凹部、１２５…収容凹部、１２７…球体収容溝、１２８…保持部、１３０…球体、１３５…付勢部材、１４０…係止部材、１４１…ピン、１４２…凸部、１４２ａ，１４２ｂ…テーパ面、１５０…アクチュエータ、１５２…第１ケース、１５３…コイル、１５４…固定芯、１５５…可動芯、１５６…回動軸、１５８…第２ケース、１５９…永久磁石、１６０…リング部材、１６１…コイルばね、１６２…固定ピン、２００…ポンプ、２１０…出力軸、２１１…係止突部、２１２…ストレートスプライン、２２０…インペラ、２５０…クランク軸、２６０…駆動側プーリ、２７０…従動側プーリ、２８０…ベルト、３００…ハウジング、３１０…収容部、３２０…支持部材、３３０…第１ベアリング、３４０…第２ベアリング、４００…溝、４１０…螺旋部、４１１…始端、４１２…終端、４１３…側壁、４１４…底面、４１５…凹溝、４１５ａ…側壁、４２０…環状部、４２１…側壁、４２６…段部、４３０…接続部。
【図１】
0005880507.tif 000002
【図２】
0005880507.tif 000003
【図３】
0005880507.tif 000004
【図４】
0005880507.tif 000005
【図５】
0005880507.tif 000006
【図６】
0005880507.tif 000007
【図７】
0005880507.tif 000008
【図８】
0005880507.tif 000009
【図９】
0005880507.tif 000010
【図１０】
0005880507.tif 000011
【図１１】
0005880507.tif 000012
【図１２】
0005880507.tif 000013
【図１３】
0005880507.tif 000014
【図１４】
0005880507.tif 000015
【図１５】
0005880507.tif 000016