(57)【要約】【課題】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。【解決手段】クラッチ１００は、駆動側回転体１１０と、連結位置と解除位置との間を出力軸２１０に沿って移動可能でありかつ出力軸２１０と一体として回転し、出力軸２１０を中心軸とする螺旋溝４００が外周面に形成された従動側回転体１２０とを備えている。従動側回転体１２０は付勢部材１４０によって解除位置から連結位置に向けて付勢されている。クラッチ１００は、螺旋溝４００に挿入されてその側壁４０４と係合することによって、出力軸２１０の回転により従動側回転体１２０を付勢部材１４０の付勢力に抗して解除位置まで移動させ、かつ解除位置に従動側回転体１２０を保持する係合部材１５１を備える。従動側回転体１２０は、係合部１２１に加え、従動側回転体１２０以外の部材と接することにより、出力軸２１０に対する従動側回転体１２０の傾きを規制する規制部１２９を有する。【選択図】図１
2015021568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸と、
該出力軸に対して回転自在に設けられた駆動側回転体と、
該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出力軸に沿って移動可能でありかつ前記出力軸と一体として回転し、前記出力軸を中心軸とする螺旋溝が外周面に形成された従動側回転体と、
該従動側回転体を前記解除位置から前記連結位置に向けて付勢する付勢部材と、
前記螺旋溝に挿入されて前記螺旋溝の側壁と係合することによって、前記出力軸の回転により前記従動側回転体を前記付勢部材の付勢力に抗して前記解除位置まで移動させ、かつ前記解除位置に前記従動側回転体を保持する係合部材と、を備えるクラッチであり、
前記従動側回転体は、該従動側回転体を前記出力軸に対して係合させる係合部に加え、前記解除位置への移動に際して前記従動側回転体以外の部材と接することにより、前記出力軸に対する前記従動側回転体の傾きを規制する規制部を有することを特徴とするクラッチ。
【請求項２】
前記規制部が接する前記部材は、前記出力軸の周りに回転不能に設けられた非回転部材であることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ。
【請求項３】
前記規制部は、前記従動側回転体の前記軸方向における一端に設けられており、
前記従動側回転体が前記連結位置から前記解除位置に向けて移動するにつれて、前記規制部と前記非回転部材とが接触する面積が大きくなることを特徴とする請求項２に記載のクラッチ。
【請求項４】
前記従動側回転体は、前記軸方向における一端に円筒状をなすガイド部を有し、
該ガイド部の内周面が前記規制部になっていることを特徴とする請求項３に記載のクラッチ。
【請求項５】
前記ガイド部の内径は前記非回転部材の外径よりも大きく、
前記ガイド部は、前記係合部材が前記螺旋溝に挿入されていないときには前記非回転部材から離間している一方、前記係合部材が前記螺旋溝に挿入されたときに前記非回転部材と接触することを特徴とする請求項４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、駆動側回転体と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、出力軸と、該出力軸に対して回転自在に設けられた駆動側回転体と、該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出力軸に沿って移動可能でありかつ前記出力軸と一体として回転し、前記出力軸を中心軸とする螺旋溝が外周面に形成された従動側回転体と、該従動側回転体を前記解除位置から前記連結位置に向けて付勢する付勢部材と、前記螺旋溝に挿入されて前記螺旋溝の側壁と係合することによって、前記出力軸の回転により前記従動側回転体を前記付勢部材の付勢力に抗して前記解除位置まで移動させ、かつ前記解除位置に前記従動側回転体を保持する係合部材と、を備えるクラッチであり、前記従動側回転体は、該従動側回転体を前記出力軸に対して係合させる係合部に加え、前記解除位置への移動に際して前記従動側回転体以外の部材と接することにより、前記出力軸に対する前記従動側回転体の傾きを規制する規制部を有することをその要旨とする。
【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けて付勢される。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状態となる。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溝に係合部材が挿入されると、螺旋溝の側壁と係合部材とが係合した状態で従動側回転体が回転する。その結果、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して、駆動側回転体と従動側回転体との連結が解除される。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。
【００１１】
なお、螺旋溝の側壁に係合部材が係合すると、従動側回転体は係合部材から反力を受けて出力軸に対して傾くことがある。従動側回転体が出力軸に対して傾くと、出力軸と係合している係合部が噛み込んで軸方向への移動が妨げられるおそれがある。
【００１２】
これに対して、上記構成では、規制部が従動側回転体以外の部材と接することによって、係合部材から反力を受けたときの出力軸に対する従動側回転体の傾きが規制される。したがって、出力軸と係合している係合部が噛み込んで軸方向への移動が妨げられることを抑制することができ、小さな力で連結を解除することができる。
【００１３】
上記クラッチにおいて、前記規制部が接する前記部材は、前記出力軸の周りに回転不能に設けられた非回転部材であるのが好ましい。
従動側回転体が解除位置まで移動す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くなるが、従動側回転体が解除位置に移動した直後は、従動側回転体は慣性力によって回転を続ける。上記構成によれば、このとき、従動側回転体の規制部が出力軸の周りに回転不能に設けられた非回転部材と接するため、規制部が摩擦ブレーキとして作用し、慣性力による回転がより早く止まるようになる。そして、このように解除位置における従動側回転体の慣性力による回転を早く停止させることによって、螺旋溝の側壁と接触する係合部材の摩耗を抑制することができる。
【００１４】
上記クラッチにおいて、前記規制部は、前記従動側回転体の前記軸方向における一端に設けられており、前記従動側回転体が前記連結位置から前記解除位置に向けて移動するにつれて、前記規制部と前記非回転部材とが接触する面積が大きくなるのが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、従動側回転体が連結位置にあるときには、規制部と非回転部材とが接触する面積が小さいので、規制部と非回転部材との間に生じる摩擦力は、従動側回転体が解除位置にあるときよりも小さい。そのため、従動側回転体が駆動側回転体と連結されて駆動側回転体とともに回転しているときには摩擦抵抗を小さくすることができる。したがって、クラッチを介して駆動力を効率的に伝達することができる。一方で、従動側回転体が解除位置に移動したときには、規制部と非回転部材とが接触する面積が大きくなるので、規制部と非回転部材との間に生じる摩擦力が、従動側回転体が連結位置にあるときよりも大きくなる。したがって、従動側回転体が解除位置に移動した後の慣性力による回転を、規制部と非回転部材との間に生じる摩擦抵抗によって効果的に停止させることができる。
【００１６】
上記クラッチにおいて、前記従動側回転体は、前記軸方向における一端に円筒状をなすガイド部を有し、該ガイド部の内周面が前記規制部になっているのが好ましい。
具体的には、上記のように従動側回転体の軸方向における一端に円筒状のガイド部を設け、そのガイド部を非回転部材の一部を覆うように配設し、ガイド部の内周面を規制部とする構成を採用することができる。
【００１７】
上記クラッチにおいて、前記ガイド部の内径は前記非回転部材の外径よりも大きく、前記ガイド部は、前記係合部材が前記螺旋溝に挿入されていないときには前記非回転部材から離間している一方、前記係合部材が前記螺旋溝に挿入されたときに前記非回転部材と接触するのが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、係合部材が螺旋溝に挿入されておらず、従動側回転体が駆動側回転体と連結されているときには、規制部と非回転部材とが離間しているので、従動側回転体が駆動側回転体と連結されて駆動側回転体とともに回転しているときには摩擦抵抗が生じなくなる。したがって、クラッチを介して駆動力を効率的に伝達することができる。一方で、係合部材が螺旋溝に挿入され、従動側回転体が傾いたときには、規制部と非回転部材とが接触するようになる。そのため、従動側回転体が解除位置に移動した後の慣性力による回転を、規制部と非回転部材との間に生じる摩擦抵抗によって効果的に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態のクラッチの断面図。
【図２】連結を解除した状態のクラッチを示す側面図。
【図３】連結状態のクラッチを示す側面図。
【図４】係合部材を螺旋溝に出し入れするアクチュエータの構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、上記課題を解決するクラッチの一実施形態について、図を参照して説明する。
この実施形態は、エンジンに設けられたクランク軸から、エンジンを冷却するため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クラッチの一例である。
【００２１】
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、略筒状をなす非回転部材の一例である支持部材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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、係合部１２１を介してこのストレートスプライン２１２に嵌合された従動側回転体１２０が配設されている。
【００２４】
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に嵌合している。そのため、従動側回転体１２０は出力軸２１０の軸方向に沿って移動可能である一方、出力軸２１０との相対回転が規制されている。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軸方向という。
【００２５】
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、そしてポンプ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。
【００２６】
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１４０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。
【００２７】
付勢部材１４０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１４０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。
【００２８】
従動側回転体１２０の軸方向におけるポンプ２００側の一端、すなわち小径部１２３の先端は、支持部材３２０の先端を覆う位置まで延びており、円筒状をなすガイド部１２６になっている。そして、このガイド部１２６の内周面は、出力軸２１０の周りに回転不能に設けられた支持部材３２０の外周面と接する規制部１２９になっている。
【００２９】
ガイド部１２６の内径は、接触する相手側の部材である支持部材３２０の外径よりも僅かに大きくなっている。これにより、規制部１２９と支持部材３２０との間には、支持部材３２０に対する従動側回転体１２０の移動を許容する隙間が設けられている。
【００３０】
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、全周に亘って環状溝１１１が形成されている。この環状溝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と環状溝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。
【００３１】
従動側回転体１２０が付勢部材１４０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に示す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。そして、従動側回転体１２０が駆動側回転体１１０と連結しているときには、ガイド部１２６と支持部材３２０との間には上述したように僅かな隙間が存在し、ガイド部１２６は支持部材３２０から離間している。
【００３２】
なお、以下の説明では出力軸２１０に沿って軸方向に移動する従動側回転体１２０の軸方向における位置のうち、図１に示す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。
【００３３】
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。従動側プーリ２７０は、クランク軸２５０の端部に一体回転可能に取り付けられた駆動側プーリ２６０に、両プーリ２６０，２７０に巻き掛けられたベルト２８０を介して連結されている。
【００３４】
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。
【００３５】
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（図２参照）になっている。なお、駆動側回転体１１０の回転方向は、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（図２及び図３に矢印で示す方向）である。
【００３６】
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に示すように球体１３０が球体収容溝１２７の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の環状溝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。
【００３７】
一方、図３に示すように、球体１３０が球体収容溝１２７内を移動して保持部１２８（図２参照）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の環状溝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。
【００３８】
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を駆動側回転体１１０に対して連結する。
【００３９】
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の環状溝１１１に収容されており、駆動側回転体１１０に対する軸方向の相対移動を規制されているためである。
【００４０】
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。
【００４１】
なお、以下の説明では出力軸２１０に沿って軸方向に移動する従動側回転体１２０の軸方向における位置のうち、図２に示す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。
【００４２】
図２に示すように、従動側回転体１２０の小径部１２３の外周面には、軸方向に対して傾斜して延びる螺旋溝４００が形成されている。
また、クラッチ１００は、軸方向への移動が規制されている係合部材１５１と、係合部材１５１を螺旋溝４００に出し入れするアクチュエータ１５０とを備えている。
【００４３】
係合部材１５１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、螺旋溝４００の始端４０１近傍にその先端が挿入できるように軸方向における位置が設定されている。
【００４４】
これにより、係合部材１５１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、螺旋溝４００内の始端４０１近傍に挿入されることになる。螺旋溝４００に挿入された係合部材１５１は、螺旋溝４００の側壁４０４と係合することによって、付勢部材１４０の付勢力に抗して従動側回転体１２０を係止する。
【００４５】
駆動側回転体１１０と連結されている従動側回転体１２０が、係合部材１５１によって係止された状態で駆動側回転体１１０とともに回転すると、係合部材１５１が螺旋溝４００内を摺動する間に、従動側回転体１２０が連結位置から解除位置に向かって軸方向に移動する。すなわち、クラッチ１００では、螺旋溝４００に係合部材１５１を挿入し、螺旋溝４００の側壁４０４に係合部材１５１を係合させることによって従動側回転体１２０を付勢部材１４０の付勢力に抗して解除位置まで移動させる。
【００４６】
従動側回転体１２０が解除位置に移動すると、駆動側回転体１１０と従動側回転体１２０とが相対回動可能になり、クラッチ１００の連結が解除された状態になる。そして、クラッチ１００は、係合部材１５１を螺旋溝４００に挿入した状態を維持することにより、解除位置に従動側回転体１２０を保持して、連結を解除した状態を維持する。
【００４７】
これに対して、上記のように係合部材１５１が螺旋溝４００に挿入されており、クラッチ１００の連結が解除された状態にあるときにアクチュエータ１５０を駆動して係合部材１５１を螺旋溝４００から引き抜くと、係止が解除された従動側回転体１２０は付勢部材１４０の付勢力によって解除位置から連結位置に移動する。こうして、従動側回転体１２０が解除位置から連結位置に移動すると、クラッチ１００が再び連結状態になる。
【００４８】
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。
【００４９】
有底筒状の第１ケース１５２の底部には、固定芯１５４が固定されている。図４に示すように第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は鉄芯であるが、固定芯１５４及び可動芯１５５として鉄以外の磁性体を用いることもできる。
【００５０】
第１ケース１５２の先端側（図４では左端側）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の第１ケース１５２側端部には、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では右端側）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では左端側）が第２ケース１５８から外側に突出している。
【００５１】
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。
【００５２】
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では左方向）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、ピン１６２を介して係合部材１５１と連結されている。
【００５３】
係合部材１５１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、係合部材１５１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から最も突出した突出位置にあるとき、係合部材１５１の先端は従動側回転体１２０の螺旋溝４００内に挿入されることになる。
【００５４】
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。
【００５５】
吸引された可動芯１５５が固定芯１５４に近づく方向（図４では右方向）に移動すると、係合部材１５１は図４における反時計回りに回動して、係合部材１５１の先端が螺旋溝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、係合部材１５１を螺旋溝４００から引き抜く。
【００５６】
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。
【００５７】
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、係合部材１５１は図４における時計回りに回動して、係合部材１５１の先端が螺旋溝４００に挿入される。
【００５８】
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。
【００５９】
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型のソレノイドである。
【００６０】
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。
図１に示すように、従動側回転体１２０が付勢部材１４０の付勢力によって連結位置に保持されているとき、クラッチ１００は駆動側回転体１１０の回転を出力軸２１０に伝達する連結状態にある。
【００６１】
こうした状態において、アクチュエータ１５０が係合部材１５１を螺旋溝４００に挿入すると、係合部材１５１が従動側回転体１２０を係止した状態で従動側回転体１２０が駆動側回転体１１０とともに回転する。
【００６２】
すると、係合部材１５１が螺旋溝４００内を相対移動する間に、従動側回転体１２０が連結位置から解除位置に移動する。すなわち、係合部材１５１が軸方向への移動が規制された状態で従動側回転体１２０を係止している間に、従動側回転体１２０は駆動側回転体１１０から伝達される回転力によって、解除位置に向けて軸方向に移動する。
【００６３】
このとき、係合部材１５１は周方向における一点で従動側回転体１２０を係止しているため、係合部材１５１が側壁４０４に係合すると、図１に矢印で示すような曲げモーメントが発生して、従動側回転体１２０が回転中心ＲＣを中心に回転するように傾くことがある。そして、このように従動側回転体１２０が傾くと、従動側回転体１２０が出力軸２１０に対して傾くことになるため、係合部１２１が出力軸２１０のストレートスプライン２１２に噛み込んでしまうおそれがある。
【００６４】
その点、本実施形態の従動側回転体１２０は、従動側回転体１２０を出力軸２１０に対して相対回転不能且つ軸方向に移動可能に係合させる係合部１２１に加え、解除位置への移動に際して支持部材３２０と接する規制部１２９を備えている。そのため、係合部材１５１からの反力を受けて従動側回転体１２０が回転中心ＲＣを中心に傾いたときには、従動側回転体１２０の傾動に伴ってガイド部１２６が支持部材３２０と当接し、規制部１２９が支持部材３２０の外周面と接触する。
【００６５】
規制部１２９は係合部１２１から軸方向に離間した位置に設けられているため、規制部１２９が支持部材３２０に当接することによって、従動側回転体１２０の出力軸２１０に対する傾きが規制される。これにより、係合部１２１のストレートスプライン２１２に対する噛み込みが抑制され、従動側回転体１２０の解除位置への移動が滑らかに進行する。
【００６６】
従動側回転体１２０が解除位置に到達すると、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。ただし、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は慣性力によって回転を続ける。
【００６７】
ここで、従動側回転体１２０の軸方向におけるポンプ２００側の一端に設けられるガイド部１２６は、図１及び図３に示されるように従動側回転体１２０が解除位置にある状態でハウジング３００に固定された支持部材３２０の先端を覆っている。すなわち、ガイド部１２６の内周面に設けられた規制部１２９は、従動側回転体１２０が解除位置にある状態で既に支持部材３２０の外周面と対向している。
【００６８】
そして、上述したように係合部材１５１が螺旋溝４００に挿入され、従動側回転体１２０が係合部材１５１からの反力により傾くと、規制部１２９と支持部材３２０の外周面とが接触した状態で従動側回転体１２０が連結位置から解除位置に向けて移動する。こうして規制部１２９と支持部材３２０とが接触しながら従動側回転体１２０が連結位置から解除位置に向けて移動するにつれて、規制部１２９と支持部材３２０とが接触する面積が徐々に大きくなり、従動側回転体１２０に作用する摩擦力の影響が大きくなっていく。
【００６９】
そして、従動側回転体１２０が解除位置に移動したときには、規制部１２９と支持部材３２０との間に作用する摩擦力が連結位置にあるときよりも大きくなるので、従動側回転体１２０の慣性力による回転がより早く止まるようになる。すなわち、従動側回転体１２０の規制部１２９が支持部材３２０と接することによって、規制部１２９が摩擦ブレーキとして作用して、従動側回転体１２０の慣性力による回転がより早く停止する。
【００７０】
従動側回転体１２０は、規制部１２９と支持部材３２０との間に生じる摩擦力の作用を受けることによって、慣性力に基づく回転が抑制され、係合部材１５１が螺旋溝４００の終端４０２（図３参照）に近づいたところで回転を停止する。そして、従動側回転体１２０が回転を停止した後も、係合部材１５１が付勢部材１４０の付勢力に抗して従動側回転体１２０の係止を継続することによって、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状態が維持される。
【００７１】
一方、クラッチ１００を、連結を解除している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が係合部材１５１を螺旋溝４００から引き抜く。すると、係合部材１５１による係止が解除された従動側回転体１２０は、付勢部材１４０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。
【００７２】
このように、従動側回転体１２０は、付勢部材１４０の付勢力によって解除位置から連結位置に移動する。また、アクチュエータ１５０は自己保持型のソレノイドであるので、クラッチ１００を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、通電を必要としない。
【００７３】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）駆動側回転体１１０とともに回転している従動側回転体１２０の螺旋溝４００に、軸方向における移動が規制されている係合部材１５１が挿入されると、螺旋溝４００の側壁４０４と係合部材１５１とが係合した状態で従動側回転体１２０が回転する。その結果、従動側回転体１２０が付勢部材１４０の付勢力に抗して連結位置から解除位置に移動して、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、このクラッチ１００によれば、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。
【００７４】
（２）規制部１２９が従動側回転体１２０以外の部材である支持部材３２０と接することによって、係合部材１５１から反力を受けたときの出力軸２１０に対する従動側回転体１２０の傾きが規制される。したがって、出力軸２１０と係合している係合部１２１が噛み込んで軸方向への移動が妨げられることを抑制することができ、小さな力で連結を解除することができる。
【００７５】
（３）従動側回転体１２０が解除位置まで移動すると駆動側回転体１１０から従動側回転体１２０へのトルクの伝達がなされなくなるが、従動側回転体１２０が解除位置に移動した直後は、従動側回転体１２０は慣性力によって回転を続ける。このとき、従動側回転体１２０の規制部１２９が出力軸２１０の周りに回転不能に設けられた支持部材３２０と接するため、規制部１２９が摩擦ブレーキとして作用し、慣性力による回転がより早く止まるようになる。そして、このように解除位置における従動側回転体１２０の慣性力による回転を早く停止させることによって、螺旋溝４００の側壁４０４と接触する係合部材１５１の摩耗を抑制することができる。
【００７６】
（４）従動側回転体１２０が連結位置にあるときには、規制部１２９と支持部材３２０とが接触する面積が小さいので、規制部１２９と支持部材３２０との間に生じる摩擦力は、従動側回転体１２０が解除位置にあるときよりも小さい。そのため、従動側回転体１２０が駆動側回転体１１０と連結されて駆動側回転体１１０とともに回転しているときには摩擦抵抗を小さくすることができる。したがって、クラッチ１００を介して駆動力を効率的に伝達することができる。一方で、従動側回転体１２０が解除位置に移動したときには、規制部１２９と支持部材３２０とが接触する面積が大きくなるので、規制部１２９と支持部材３２０との間に生じる摩擦力が、従動側回転体１２０が連結位置にあるときよりも大きくなる。したがって、従動側回転体１２０が解除位置に移動した後の慣性力による回転を、規制部１２９と支持部材３２０との間に生じる摩擦抵抗によって効果的に停止させることができる。
【００７７】
（５）係合部材１５１が螺旋溝４００に挿入されておらず、従動側回転体１２０が駆動側回転体１１０と連結されているときには、規制部１２９と支持部材３２０とが離間しているので、従動側回転体１２０が駆動側回転体１１０と連結されて駆動側回転体１１０とともに回転しているときには摩擦抵抗が生じなくなる。したがって、クラッチ１００を介して駆動力を効率的に伝達することができる。一方で、係合部材１５１が螺旋溝４００に挿入され、従動側回転体１２０が傾いたときには、規制部１２９と支持部材３２０とが接触するようになる。そのため、従動側回転体１２０が解除位置に移動した後の慣性力による回転を、規制部１２９と支持部材３２０との間に生じる摩擦抵抗によって効果的に停止させることができる。
【００７８】
（６）アクチュエータ１５０は自己保持型のソレノイドであり、このクラッチ１００を操作する上で電力を消費するのは、係合部材１５１を螺旋溝４００に挿入する時と、係合部材１５１を螺旋溝４００から引き抜く時に限られる。したがって、動力の伝達状態を切り替えるために要する消費電力を小さくすることが可能になる。
【００７９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。また、上記実施形態及び下記変更例は、任意に組み合わせることができる。
・従動側回転体１２０において、係合部１２１及び規制部１２９の軸方向における配設位置や設置数は任意に変更することができる。例えば、係合部１２１及び規制部１２９を軸方向に沿ってそれぞれ複数設けてもよい。
【００８０】
・従動側回転体１２０の規制部１２９が接触する相手側の部材は出力軸２１０であってもよい。
・従動側回転体１２０の規制部１２９は、ガイド部１２６の内周面から周方向に沿って複数突設される構成としてもよい。この構成によれば、規制部１２９と支持部材３２０とが接触する面積が小さくなるので、従動側回転体１２０が連結位置から解除位置に移動するときの摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００８１】
・規制部１２９に加えて、従動側回転体１２０における小径部１２３のポンプ２００側の先端を支持部材３２０に対する規制部としてもよい。この場合には、従動側回転体１２０が解除位置に移動した場合に、小径部１２３の先端に設けられた規制部が支持部材３２０と接触する。この構成によれば、従動側回転体１２０が駆動側回転体１１０と連結されているときには摩擦抵抗を生じない一方で、従動側回転体１２０が解除位置に到達したときには、規制部の摩擦抵抗によって慣性力による回転を抑えることができる。
【００８２】
・規制部１２９を設けるのは、ガイド部１２６の内周面に限らない。例えば、ガイド部１２６の外周面に規制部を設けて、この規制部がハウジング３００と接触するようにしてもよい。また、ガイド部１２６の内周面と外周面の両方に規制部を設けることもできる。
【００８３】
・付勢部材１４０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１２０を１つの付勢部材１４０で付勢することも可能である。
・付勢部材１４０は従動側回転体１２０を解除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を解除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。
【００８４】
・アクチュエータ１５０は自己保持型のソレノイドに限らず、例えばコイル１５３に通電している間のみ、係合部材１５１が螺旋溝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１５３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１５３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が故障した場合にもポンプ２００を駆動させることができる。
【００８５】
・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係合部材１５１の挿入及び引き抜きを行ってもよい。
【００８６】
・アクチュエータは、可動部を吸引したときに係合部材１５１を螺旋溝４００から引き抜く上記アクチュエータ１５０のようなプル型に限らず、可動部を突出させたときに係合部材１５１を螺旋溝４００から引き抜くプッシュ型のアクチュエータにすることもできる。
【００８７】
・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。
【００８８】
・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１００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１００の構成を適用することもできる。
【符号の説明】
【００８９】
１００…クラッチ、１１０…駆動側回転体、１２０…従動側回転体、１２１…係合部、１２６…ガイド部、１２９…規制部、１４０…付勢部材、１５１…係合部材、２１０…出力軸、４００…螺旋溝、４０４…側壁。
【図１】
2015021568.tif 000003
【図２】
2015021568.tif 000004
【図３】
2015021568.tif 000005
【図４】
2015021568.tif 000006