(57)【要約】【課題】係止部材が螺旋溝に挿入されるタイミングを規定し、係止部材に螺旋溝の側壁が接触する際の接触荷重を緩和することができるクラッチ装置を提供する。【解決手段】従動側回転体５を駆動側回転体に対して前進させボールロック機構によりクラッチ装置を係合状態にする。従動側回転体５の外周面に螺旋溝５７を形成し、従動側回転体５が前進位置にある際に、係止部材６１のピン６９を螺旋溝５７に挿入して、この螺旋溝５７の傾斜側面をピン６９に接触させることで、従動側回転体５を、その回転に伴って後退移動させてクラッチ装置を開放状態にする。螺旋溝５７のピン挿入側面５７ａＩの形成箇所にガイド面５９を設けことにより、このガイド面５９のみからピン６９の螺旋溝５７への挿入を可能にし、螺旋溝５７に対するピン６９の挿入量が少ない状態で、ピン６９に螺旋溝５７の傾斜側面が接触してしまうといった状況を回避する。【選択図】図８
2015081678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力発生源からの動力を受ける駆動側回転体と、
この駆動側回転体に連結される連結位置と、その連結が解除される解除位置との間で移動可能な従動側回転体と、
前記従動側回転体に形成された螺旋溝に挿入される係止部材とを備え、
前記従動側回転体が前記連結位置にある状態で、前記係止部材が前記螺旋溝に挿入された際、この螺旋溝に設けられた傾斜側面と係止部材との当接により、前記従動側回転体がその回転に伴って前記解除位置に向かって移動するクラッチ装置であって、
前記螺旋溝の側面の外周縁には、係止部材が螺旋溝に向けて移動する際に係止部材が当接することで螺旋溝への係止部材の挿入を禁止する領域、および、係止部材が螺旋溝に向けて移動する際に係止部材を螺旋溝の底面に向けて案内する案内領域を備えており、
前記案内領域における螺旋溝の側面は、螺旋溝の底面に向かって傾斜する傾斜部を有しており、この傾斜部の外周側端の位置が前記係止部材における前記解除位置側の端縁よりも更に前記解除位置側に位置していることを特徴とするクラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクラッチ装置に係る。特に、本発明は、駆動側回転体に対して従動側回転体を進退移動させることによって、これら両者の連結状態を切り換えるクラッチ装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの動力をウォータポンプに伝達する係合状態と伝達しない解放状態とを切り換えるクラッチ装置が知られている。例えば特許文献１には、クランク軸に連繋された駆動側回転体と、ウォータポンプに連繋された従動側回転体とを備え、これら回転体同士を、磁力を利用して圧接することにより係合状態となるクラッチ装置が開示されている。具体的に、この特許文献１に開示されているクラッチ装置は、駆動側回転体に向かう磁力を従動側回転体に付与する磁石と、通電されることによって前記磁石の磁界を打ち消すコイルとを備えている。そして、コイルの非通電時には、磁石の磁力によって駆動側回転体と従動側回転体とが圧接して係合状態となる。これにより、ウォータポンプに動力が伝達される。一方、コイルの通電時には、コイルの周囲に発生する磁界によって磁石の磁界が打ち消されて駆動側回転体と従動側回転体とが離間して解放状態となる。これにより、ウォータポンプには動力が伝達されないことになる。
【０００３】
しかしながら、この特許文献１の構成では、ウォータポンプに伝達すべきトルクが大きい場合、回転体同士を圧接させるための圧接力を大きくしておく必要がある。この場合、前記磁石を大型化する必要がある。また、この大型の磁石の磁界を打ち消すための（係合状態から解放状態へ切り換えるための）前記コイルも大型化しておく必要がある。このため、特許文献１の構成ではクラッチ装置全体としての小型化を図ることが難しい。
【０００４】
そこで、本願特許出願人は、従動側回転体の回転力を利用して係合状態から解放状態への切り換えを可能にするクラッチ装置について出願している（特願２０１２−２１１０４６号および特願２０１３−１５４９８６号）。
【０００５】
具体的には、従動側回転体を駆動側回転体に対して進退移動自在とする。また、駆動側回転体に向かう付勢力を従動側回転体に作用させる付勢手段を設ける。また、従動側回転体の外周面に螺旋溝および環状溝を互いに隣接して設けると共に、この螺旋溝に挿入可能な係止部材を設ける。そして、螺旋溝に係止部材が挿入されていない状態では、前記付勢手段の付勢力によって従動側回転体が駆動側回転体に向かって前進移動し、これら回転体同士が連結されてクラッチ装置が係合状態となる。一方、螺旋溝に係止部材が挿入されると、係止部材と螺旋溝の側壁との当接により、従動側回転体の回転力が、この従動側回転体をスライド移動させる力に変換される。これにより、従動側回転体が回転しながら駆動側回転体から後退し、これら回転体同士が離間してクラッチ装置が解放状態となる。そして、従動側回転体の回転が更に進んで係止部材が螺旋溝から環状溝に移ると、係止部材と環状溝の側壁とが当接する。これにより、従動側回転体の進退移動が規制されることでクラッチ装置の解放状態が維持されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
本発明の発明者は、前記出願に係るクラッチ装置の実用性を高めるための更なる改良について考察した。そして、係止部材に螺旋溝の側壁が当接する際に、この両者間に生じる接触荷重（衝撃荷重）を緩和できるようにしておく必要があることに着目した。以下、前記出願に係るクラッチ装置において、この接触荷重が大きくなる状況について説明する。
【０００８】
前記クラッチ装置は、ウォータポンプの回転速度を減速側に制御する際や、ウォータポンプを停止させる際などにおいて係合状態から解放状態になる。つまり、クラッチ解放要求に応じて係止部材が従動側回転体の螺旋溝に向かって前進（例えば係止部材が従動側回転体に向かって回動）し、この係止部材が螺旋溝に挿入される。つまり、係止部材が従動側回転体の螺旋溝に向けて前進を開始するタイミングは、従動側回転体の回転位置に関わりなく決定される。
【０００９】
また、一般に、クラッチ装置の係合状態で回転している従動側回転体の螺旋溝に係止部材が挿入された時点では、この係止部材と螺旋溝の側壁との間に僅かな隙間（回転軸心に沿う方向の隙間）が生じている。そして、この螺旋溝に係止部材が挿入された時点から従動側回転体の回転が進むに従って螺旋溝の側壁が係止部材に近付いていき、この両者が当接した後に前述した従動側回転体の後退移動（駆動側回転体からの後退移動）が開始されることになる。
【００１０】
ところが、前述した如く係止部材が螺旋溝に向けて前進を開始するタイミングは従動側回転体の回転位置に応じて制御されていないため、この係止部材が前進を開始するタイミングによっては、螺旋溝への係止部材の挿入動作の途中で（挿入動作が未完了の状態で）、この係止部材に螺旋溝の側壁が接触することがある。例えば、係止部材が螺旋溝に向かって前進を開始した時点で、既に、この係止部材が挿入されるべき箇所に向けて螺旋溝の側壁が近付いていっている（螺旋溝の側壁の位置が係止部材が挿入されるべき箇所に向けて移動している）場合である。このような状況では、螺旋溝に対する係止部材の挿入量が少ない（挿入深さが浅い）状態で、係止部材に螺旋溝の側壁が接触する可能性がある。図１２は、このようなタイミングで係止部材ａに螺旋溝ｂの側壁ｂ１が接触した状態を示す図（従動側回転体ｃの軸心に沿った方向から見た図）である。また、図１３は、このようなタイミングで係止部材ａに螺旋溝ｂの側壁ｂ１が接触した状態における螺旋溝ｂの展開図である。
【００１１】
このように、螺旋溝ｂに対する係止部材ａの挿入量が少ない状態で、係止部材ａに螺旋溝ｂの側壁ｂ１が接触した場合、その接触が開始された時点にあっては、係止部材ａの先端部分のみが螺旋溝ｂの側壁ｂ１からの接触荷重を受けることになる。このため、この係止部材ａの先端部分に作用する接触荷重が極端に大きくなってしまう。
【００１２】
このような大きな接触荷重が作用する状況が頻繁に現れると、係止部材の一部（先端部分）が摩耗するなどして、クラッチ装置の解放動作に悪影響を与えたり、係止部材の長寿命化に悪影響を与えたりしてしまう可能性がある。また、この接触荷重によって螺旋溝の側壁の一部が摩耗してしまう可能性もある。
【００１３】
このため、係止部材が螺旋溝に挿入されるタイミングを、前記接触荷重が大きくならないタイミングに設定し、これによって、クラッチ装置の動作の信頼性の向上、および、クラッチ装置を構成する各部材の長寿命化を図る必要があることを本発明の発明者は見出した。
【００１４】
なお、係止部材が螺旋溝に挿入されるタイミングを制御するために従動側回転体の回転位置を検出する角度センサを備えさせることが考えられる。しかしながら、これでは、コストの高騰を招いてしまうため好ましくない。
【００１５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従動側回転体の回転位置を検出する必要なしに、係止部材が螺旋溝に挿入されるタイミングを規定し、これにより、係止部材に螺旋溝の側壁が接触する際の接触荷重を緩和することができるクラッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
−発明の解決原理−
前記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、螺旋溝の側壁に、係止部材をガイドする機能部分を設けることにより、螺旋溝に対する係止部材の挿入位置を規定する。これにより、係止部材と螺旋溝の側壁との間に生じる接触荷重が大きくなる状況を回避できるようにしている。
【００１７】
−解決手段−
具体的に、本発明は、動力発生源からの動力を受ける駆動側回転体と、この駆動側回転体に連結される連結位置とその連結が解除される解除位置との間で移動可能な従動側回転体と、前記従動側回転体に形成された螺旋溝に挿入される係止部材とを備え、前記従動側回転体が前記連結位置にある状態で、前記係止部材が前記螺旋溝に挿入された際、この螺旋溝に設けられた傾斜側面と係止部材との当接により、前記従動側回転体がその回転に伴って前記解除位置に向かって移動するクラッチ装置を対象とする。このクラッチ装置に対し、前記螺旋溝の側面の外周縁に、係止部材が螺旋溝に向けて移動する際に係止部材が当接することで螺旋溝への係止部材の挿入を禁止する領域、および、係止部材が螺旋溝に向けて移動する際に係止部材を螺旋溝の底面に向けて案内する案内領域を備えさせる。そして、前記案内領域における螺旋溝の側面に、螺旋溝の底面に向かって傾斜する傾斜部を設け、この傾斜部の外周側端の位置を前記係止部材における前記解除位置側の端縁よりも更に前記解除位置側に位置させている。
【００１８】
この特定事項により、従動側回転体が連結位置にある状態で、係止部材が螺旋溝に向けて移動した場合、係止部材は、前記案内領域においてのみ、螺旋溝に挿入され、この螺旋溝の底面に向けて案内される。このため、螺旋溝に対する係止部材の挿入位置を規定することが可能になり、螺旋溝に対する係止部材の挿入量が少ない（挿入深さが浅い）状態で、係止部材に螺旋溝の傾斜側面が当接してしまうといった状況を招くことがないように係止部材の挿入位置を規定することができる。これにより、係止部材に作用する接触荷重を緩和することができる。その結果、係止部材の摩耗や螺旋溝の傾斜側面の摩耗を抑制することができ、クラッチ装置の動作の信頼性の向上、および、クラッチ装置を構成する各部材の長寿命化を図ることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、螺旋溝の側面の外周縁の一部に、係止部材が螺旋溝に向けて移動する際に係止部材を螺旋溝の底面に案内する案内領域を備えさせている。このため、螺旋溝に対する係止部材の挿入量が少ない状態で、係止部材に螺旋溝の傾斜側面が当接してしまうといった状況を招くことを回避でき、係止部材に作用する接触荷重を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係るクラッチ装置の断面図である。
【図２】従動側回転体の斜視図である。
【図３】クラッチ装置の解放状態を示す側面図である。
【図４】クラッチ装置の係合状態を示す側面図である。
【図５】係止部材が螺旋溝に挿入された状態であって、図３のＶ−Ｖ線に対応した位置における断面図である。
【図６】第１実施形態における従動側回転体の螺旋溝形成領域および環状溝形成領域それぞれを展開して示す図である。
【図７】第１実施形態に係る従動側回転体の螺旋溝の始端部周辺を示す斜視図である。
【図８】第１実施形態におけるピンの支持構造および螺旋溝の断面形状を示す図であって、図８（ａ）はピンが螺旋溝に挿入される前の状態を示す図であり、図８（ｂ）はピンが螺旋溝に挿入された状態を示す図である。
【図９】第２実施形態における従動側回転体の螺旋溝形成領域の一部を展開して示す図である。
【図１０】第３実施形態に係る従動側回転体の螺旋溝の始端部周辺を示す斜視図である。
【図１１】第４実施形態における従動側回転体の螺旋溝形成領域の一部を展開して示す図である。
【図１２】螺旋溝に対する係止部材の挿入量が少ない状態を従動側回転体の軸心に沿った方向から見た図である。
【図１３】螺旋溝に対する係止部材の挿入量が少ない状態で係止部材に螺旋溝の側壁が接触した状態を示す螺旋溝の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係るクラッチ装置を自動車用エンジン（内燃機関）の冷却系に備えられたウォータポンプに適用した場合について説明する。つまり、エンジンからウォータポンプへ動力を伝達する動力伝達系に備えられたクラッチ装置であって、エンジンの動力をウォータポンプへ伝達する状態（係合状態）と伝達しない状態（解放状態）とを切り換えるものとして説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係るクラッチ装置１の断面図である。この図１では、エンジンの動力をクラッチ装置１へ伝達するための構成部品およびウォータポンプ８の主たる構成部品をそれぞれ仮想線で示している。
【００２３】
この図１に示すように、クラッチ装置１は、クラッチハウジング２と、このクラッチハウジング２の内側空間に配設されたクラッチ機構３とを備えている。
【００２４】
（クラッチハウジングおよびクラッチ出力軸）
クラッチハウジング２は、例えばエンジンのシリンダブロック（図示省略）に固定されており、鉛直方向に延びる平板状のベース部２１と、このベース部２１の一方側の面（図中における左側の面）に形成された略円筒形状のクラッチ機構収容部２２とを備えている。このクラッチ機構収容部２２の内側空間に前記クラッチ機構３が配設されている。
【００２５】
クラッチハウジング２のベース部２１の中央部には水平方向に貫通した貫通孔２３が形成されている。この貫通孔２３には、略円筒形状の支持部材２４が嵌め込まれている。この支持部材２４は、その内側に配設された第１ベアリングＢ１を介して、クラッチ出力軸１１を回転自在に支持している。
【００２６】
クラッチ出力軸１１の先端側（図１における右端側）には、ウォータポンプ８のインペラ８１が一体回転可能に取り付けられている。
【００２７】
一方、クラッチ出力軸１１の基端側（図１における左端側）には、クラッチ機構３を構成する駆動側回転体４および従動側回転体５が設けられている。これら駆動側回転体４および従動側回転体５の配設位置としては、従動側回転体５が駆動側回転体４よりもウォータポンプ寄りとなっている。駆動側回転体４は、第２ベアリングＢ２を介してクラッチ出力軸１１に、相対回転自在に支持されている。従動側回転体５は、スプライン嵌合によってクラッチ出力軸１１に、一体回転可能に且つ軸心方向に沿って移動自在に支持されている。これら駆動側回転体４および従動側回転体５の構成については後述する。
【００２８】
（クラッチ機構）
クラッチ機構３は、所謂ボールロック式のクラッチ機構で構成されており、前記駆動側回転体４および従動側回転体５を備えている。このクラッチ機構３は、駆動側回転体４と従動側回転体５とを連結することによってクラッチ装置１の係合状態を成立させ、これにより、ウォータポンプ８を作動させる。また、クラッチ機構３は、駆動側回転体４と従動側回転体５との連結を解除することによってクラッチ装置１の解放状態を成立させ、これにより、ウォータポンプ８を停止または減速させる。例えば、所定期間内においてクラッチ装置１を係合状態にする期間と解放状態にする期間との比を調整することによって、ウォータポンプ８の回転速度を任意に調整することが可能である。以下、駆動側回転体４および従動側回転体５の構成について具体的に説明する。
【００２９】
駆動側回転体４は、ボルト止め等の手段によって従動側プーリ７１に一体回転可能に連結されている。この従動側プーリ７１は、クラッチ機構３の外周側および前記クラッチハウジング２のクラッチ機構収容部２２の外周側を囲む形状となっている。また、この従動側プーリ７１は、第３ベアリングＢ３を介してクラッチハウジング２により回転自在に支持されている。一方、エンジン（動力発生源）のクランクシャフト７２の端部には駆動側プーリ７３が一体回転可能に連結されている。そして、これら従動側プーリ７１と駆動側プーリ７３とに亘って補機用ベルト７４が架け渡されている。これにより、クランクシャフト７２の回転力が駆動側プーリ７３および補機用ベルト７４を介して従動側プーリ７１に伝達されるようになっている。この回転力の伝達によって従動側プーリ７１が回転すると、それに伴って駆動側回転体４も回転する。
【００３０】
従動側回転体５は、図２（従動側回転体５の斜視図）にも示すように、外径寸法が互いに異なる大径部５１と小径部５２とを備えている。大径部５１は軸心方向の駆動側回転体４側（図１における左側）に位置している。小径部５２は軸心方向のウォータポンプ８側（図１における右側）に位置している。
【００３１】
従動側回転体５の小径部５２には、ウォータポンプ８側に向かって開放する凹部５２ａ（図１を参照）が形成されている。この凹部５２ａの内径寸法は前記支持部材２４の外径寸法よりも僅かに大きく設定され、この凹部５２ａの内部に支持部材２４の一部が挿入されている。
【００３２】
この凹部５２ａの底部には、付勢部材ＳＰを収容するための収容凹部５２ｂが形成されている。この収容凹部５２ｂは前記クラッチ出力軸１１の外周側において周方向に亘る複数箇所に設けられている。
【００３３】
前記付勢部材ＳＰは例えばコイルスプリングで成る。前記クラッチ出力軸１１の外周面には、前記収容凹部５２ｂに対面するフランジ形状の係止突起１１ａが設けられている。前記付勢部材ＳＰは、この係止突起１１ａと前記従動側回転体５の収容凹部５２ｂとの間に圧縮された状態で配設されている。これにより、従動側回転体５は、駆動側回転体４に向かって（図１における左側に向かって）付勢されている。
【００３４】
前記駆動側回転体４には、従動側回転体５側に向かって開放する凹部４１が設けられている。この凹部４１の内径寸法は前記従動側回転体５の大径部５１よりも大径となっており、この凹部４１内に従動側回転体５の大径部５１が挿入されている。これにより、従動側回転体５の大径部５１の外周面と、駆動側回転体４の凹部４１の内周面とが、半径方向で対面している。
【００３５】
従動側回転体５の大径部５１には、前記駆動側回転体４の凹部４１に向かって延びる複数（例えば３個）の延長部５１ａ，５１ａ，５１ａが設けられている。これら延長部５１ａ，５１ａ，５１ａは、図２に示すように、大径部５１の周方向で等間隔を存した位置に設けられている。
【００３６】
これら延長部５１ａ，５１ａ，５１ａの外周面には、球体収容溝５３がそれぞれ形成されている。この球体収容溝５３は、連結解除溝部５４と連結溝部５５とを備えている。連結解除溝部５４は、従動側回転体５の軸心方向に沿って延びている。連結溝部５５は、連結解除溝部５４の一端（小径部５２寄りの一端）から従動側回転体５の周方向に沿って延びている。この連結解除溝部５４の一端からの連結溝部５５の延長方向は、前記クランクシャフト７２から回転力を受けた際の駆動側回転体４の回転方向の下流側に向かう方向（クラッチ出力軸１１の先端側（図１における右側）から駆動側回転体４を見た場合の時計回り方向）となっている。
【００３７】
前記球体収容溝５３の深さ寸法としては、連結解除溝部５４が最も深く、連結溝部５５が最も浅くなっている。そして、この深さ寸法は、連結解除溝部５４から連結溝部５５に向かって次第に浅くなっている。
【００３８】
一方、駆動側回転体４の凹部４１の内周面には、その全周囲に亘って円弧溝４２が形成されている。この円弧溝４２は、図１に示すように断面形状が略円弧状である。この円弧溝４２の深さ寸法は、駆動側回転体４の全周囲に亘って略同一となっている。これにより、この駆動側回転体４の円弧溝４２と前記従動側回転体５の球体収容溝５３とが対面している。そして、これら円弧溝４２と球体収容溝５３とによって形成される空間に球体３１が収容されている（図１、図３、図４を参照）。
【００３９】
前述した如く従動側回転体５は、クラッチ出力軸１１の軸心方向に沿って移動自在となっている。つまり、従動側回転体５は、駆動側回転体４に近付く位置（図４に示す位置）と、駆動側回転体４から後退する位置（図３に示す位置）との間で軸心方向に沿って進退移動（スライド移動）自在となっている。
【００４０】
図４（クラッチ装置１の係合状態を示す側面図）に示すように、従動側回転体５が前記付勢部材ＳＰの付勢力によって駆動側回転体４に近付く位置に移動した場合には、駆動側回転体４の円弧溝４２と従動側回転体５の連結溝部５５とが対面する。前述した如く、連結溝部５５の深さは浅くなっている。具体的に、駆動側回転体４の凹部４１の内周面と従動側回転体５の大径部５１の外周面との間の間隔寸法と、連結溝部５５の深さ寸法と、円弧溝４２の深さ寸法との総和は、球体３１の外径寸法よりも僅かに小さくなっている。このため、図４に示すように球体３１が連結溝部５５の近傍に位置している場合には、この連結溝部５５と円弧溝４２との間に挟まれることで球体３１の回転は不能となる。つまり、球体３１が連結溝部５５と円弧溝４２との間に回転不能に嵌合され、これによって、駆動側回転体４の回転力が、球体３１を介して従動側回転体５に伝達されることになる。すなわち、駆動側回転体４と従動側回転体５とが連結される。この場合、従動側回転体５の回転に伴ってクラッチ出力軸１１およびウォータポンプ８のインペラ８１も回転し、ウォータポンプ８から冷却水が吐出されることになる。以下では、この駆動側回転体４と従動側回転体５とが連結された状態における従動側回転体５の位置（軸心に沿ったスライド移動位置）をロック位置（本発明でいう連結位置）と呼ぶ。
【００４１】
一方、図３（クラッチ装置１の解放状態を示す側面図）に示すように、従動側回転体５が前記付勢部材ＳＰの付勢力に抗して駆動側回転体４から後退する位置に移動した場合には、駆動側回転体４の円弧溝４２と従動側回転体５の連結解除溝部５４とが対面する。前述した如く、連結解除溝部５４の深さは深くなっている。具体的に、駆動側回転体４の凹部４１の内周面と従動側回転体５の大径部５１の外周面との間の間隔寸法と、連結解除溝部５４の深さ寸法と、円弧溝４２の深さ寸法との総和は、球体３１の外径寸法よりも僅かに大きくなっている。このため、図３に示すように球体３１が連結解除溝部５４に位置している場合には、この連結解除溝部５４と円弧溝４２との間に球体３１の回転（空転）を許容する隙間が形成される。この場合、クランクシャフト７２から回転力を受けることで駆動側回転体４が回転しても、球体３１による従動側回転体５への回転力の伝達は行われないことになる。すなわち、駆動側回転体４と従動側回転体５との連結が解除される。この場合、クラッチ出力軸１１およびウォータポンプ８のインペラ８１への回転力の伝達も行われないため、ウォータポンプ８は停止または減速されることになる。以下では、この駆動側回転体４と従動側回転体５との連結が解除された状態における従動側回転体５の位置（軸心に沿ったスライド移動位置）をアンロック位置（本発明でいう解除位置）と呼ぶ。
【００４２】
このように、駆動側回転体４と従動側回転体５との連結状態および連結解除状態は、従動側回転体５を駆動側回転体４に向かって進退移動させる機構によって実現される。つまり、従動側回転体５を駆動側回転体４に向けて前進させてロック位置にすることで駆動側回転体４と従動側回転体５とは連結状態（クラッチ装置１の係合状態）となる。一方、従動側回転体５を駆動側回転体４から後退させてアンロック位置にすることで駆動側回転体４と従動側回転体５とは連結解除状態（クラッチ装置１の解放状態）となる。
【００４３】
以下、この従動側回転体５を進退移動させるための機構（進退移動機構）について説明する。
【００４４】
（進退移動機構）
図３および図４に示すように、進退移動機構３２は、従動側回転体５の外周面に形成された溝５６、および、この溝５６に挿入される係止部材６１を有する係止ユニット６を備えている。以下、具体的に説明する。
【００４５】
従動側回転体５の小径部５２の外周面において、大径部５１に近接した位置には、周方向に延びる前記溝５６が形成されている。この溝５６は、周方向（軸心方向に直交する方向）に対して所定角度だけ傾斜した方向に延びる傾斜側面５７ａII（図６を参照）を有する螺旋溝５７と、軸心方向に対して直交する方向に延びる側面５８ａを有する環状溝５８とを備えている。これら螺旋溝５７および環状溝５８の配設位置としては、環状溝５８が螺旋溝５７よりも大径部５１寄りとなっている。
【００４６】
前記螺旋溝５７は、半径方向に延びる側面５７ａ（後述するピン挿入側面５７ａＩおよび傾斜側面５７ａIIで成る；図６を参照）と、この側面５７ａの内周端から環状溝５８側に向かって軸心に沿う方向に延びる底面５７ｂとを備えている。
【００４７】
図６は、前記従動側回転体５の小径部５２において螺旋溝５７が形成されている領域（以下、螺旋溝形成領域という）および環状溝５８が形成されている領域（以下、環状溝形成領域という）それぞれを展開して示す図である。この図６では、左右方向が小径部５２の周方向であり、上下方向が小径部５２の軸心方向である。この図６に示すように、小径部５２の外周面には、それぞれ周方向に延びる螺旋溝形成領域および環状溝形成領域が隣接して設けられている。
【００４８】
前記螺旋溝形成領域における側面５７ａの周方向の所定範囲は、駆動側回転体４の回転方向（クラッチ装置１が係合状態にある場合には従動側回転体５の回転方向でもあるので、以下では、従動側回転体５の回転方向と呼ぶ場合もある）の上流側に向かって（図６における右方向に向かって）駆動側回転体４に次第に近付くように（環状溝５８に次第に近付くように）傾斜した傾斜側面５７ａIIとなっている。この傾斜側面５７ａIIの傾斜角度および傾斜範囲（傾斜側面５７ａIIが設けられている周方向の角度範囲）は、従動側回転体５の小径部５２の全周囲長さや従動側回転体５に必要な移動量（前記ロック位置とアンロック位置との間での移動量）に応じて適宜設定される。例えば前記ロック位置とアンロック位置との間での移動量（図中における寸法ｔ１）は２．０ｍｍであり、傾斜側面５７ａIIの傾斜角度（図中における角度α）は３°に設定されている。また、この傾斜側面５７ａIIが設けられている領域の周方向の角度範囲（図中における範囲ｔ２）としては２５０°の範囲に設定されている。これらの値はこれに限定されるものではない。
【００４９】
このように傾斜側面５７ａIIが形成されているため、この傾斜側面５７ａIIが設けられている範囲ｔ２にあっては、前記底面５７ｂの幅寸法（軸心に沿う方向の寸法）は、周方向に亘って（従動側回転体５の回転方向の上流側に向かって）次第に狭くなっている。
【００５０】
また、この傾斜側面５７ａIIよりも従動側回転体５の回転方向の下流側（図６における左側）には、軸心方向に対して直交する方向に延びる（傾斜していない）ピン挿入側面５７ａＩが設けられている。このピン挿入側面５７ａＩが設けられている範囲ｔ３にあっては、前記底面５７ｂの幅寸法（軸心に沿う方向の寸法）は、周方向に亘って均一となっている。
【００５１】
また、傾斜側面５７ａIIよりも従動側回転体５の回転方向の上流側（図６における右側）にあっては、螺旋溝５７が形成されておらず、この領域は小径部５２の外周面と面一の（小径部５２の外周面と径方向の寸法が一致した）円弧面５７ａIIIとなっている。
【００５２】
前記ピン挿入側面５７ａＩが設けられている部分は、係止ユニット６の係止部材６１に備えられたピン６９が螺旋溝５７に挿入される場合の挿入開始領域に相当する（より具体的には、後述するように、このピン挿入側面５７ａＩが設けられている部分の一部分のみが、ピン６９の挿入開始領域となる）。以下では、この領域を始端部５７ｃと呼ぶ。図６に示す形状の螺旋溝５７にあっては、前述した図中の範囲ｔ３が前記始端部５７ｃを構成するピン挿入側面５７ａＩの形成範囲となっている。本実施形態の特徴は、この螺旋溝５７の始端部５７ｃの形状にある。この始端部５７ｃの形状の詳細については後述する。また、傾斜側面５７ａIIにおける従動側回転体５の回転方向の上流側の端部は、前記ピン６９が螺旋溝５７から脱して環状溝５８に挿入される場合の挿入開始位置に相当する。以下では、この部分を終端部５７ｄと呼ぶ。
【００５３】
また、螺旋溝５７の深さ寸法として、前記ピン挿入側面５７ａＩの形成範囲ｔ３にあっては、傾斜側面５７ａIIの形成範囲ｔ２に向けて次第に深くなっている。また、傾斜側面５７ａIIの形成範囲ｔ２にあっては、その全周囲に亘って螺旋溝５７の深さ寸法が一定となっている（図５（図３のＶ−Ｖ線に対応した位置における断面図）に示した螺旋溝５７の深さを参照）。
【００５４】
一方、環状溝５８は、前記螺旋溝５７に隣接し且つ従動側回転体５の外周面の全周に亘って形成されている。また、この環状溝５８は、半径方向に延びる前記側面５８ａと、この側面５８ａの内周端から大径部５１側に向かって軸心に沿う方向に延びる底面５８ｂとを備えている。側面５８ａはその全面が軸心に対して直交する平面となっている。つまり、この側面５８ａは傾斜していない。また、底面５８ｂは、前記螺旋溝５７の底面５７ｂよりも内周側に位置している。つまり、環状溝５８の深さ寸法は、螺旋溝５７の深さ寸法よりも大きくなっている。このため、環状溝５８と螺旋溝５７とは、これらの間に段差が存在する状態で隣接している。更に、この環状溝５８では、前記螺旋溝５７の終端部５７ｄに隣接する位置が、前記ピン６９の挿入が開始される始端部５８ｃとなっている。
【００５５】
このように、螺旋溝５７および環状溝５８が形成されていることにより、図４に示すように従動側回転体５がロック位置にあって、駆動側回転体４と従動側回転体５とが連結状態である場合に、係止部材６１が溝５６に向けて回動した場合には、この係止部材６１のピン６９が前記螺旋溝５７の始端部５７ｃ（ピン挿入側面５７ａＩが形成されている領域）から螺旋溝５７に挿入される（この螺旋溝５７へのピン６９の挿入動作の詳細については後述する）。このように螺旋溝５７にピン６９が挿入された場合、螺旋溝５７の傾斜側面５７ａIIがピン６９に当接した状態で従動側回転体５が回転することになる。そして、螺旋溝５７の傾斜側面５７ａIIがピン６９に摺動する間に、従動側回転体５がロック位置からアンロック位置に向かって軸心に沿う方向（図４における右方向）に移動する。この従動側回転体５の移動に伴い、前記球体３１は、従動側回転体５に設けられている前記連結溝部５５から前記連結解除溝部５４に向けて相対移動していく。
【００５６】
そして、ピン６９が螺旋溝５７の終端部５７ｄに達すると、ピン６９は環状溝５８の始端部５８ｃから環状溝５８に挿入される。これにより、従動側回転体５はロック位置からアンロック位置への移動が完了することになる。これに伴い、前記球体３１は前記連結解除溝部５４に嵌り込むことになる。このようにして、クラッチ装置１では、溝５６に係止部材６１のピン６９を挿入し、螺旋溝５７の傾斜側面５７ａIIにピン６９を係合させることによって前記付勢部材ＳＰの付勢力に抗して従動側回転体５をロック位置からアンロック位置までスライド移動させて、係合状態から解放状態に切り換わる。
【００５７】
ここで、前記係止部材６１を回動させるためのアクチュエータ６２について説明する。図５に示すように、アクチュエータ６２は、第１ケース６４内にコイル６４ａが収容されており、このコイル６４ａ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。
【００５８】
前記第１ケース６４は、有底筒状であって、その底部に固定芯６４ｂが設けられている。第１ケース６４の内部には、固定芯６４ｂを取り囲むように前記コイル６４ａが配設されている。すなわち、このアクチュエータ６２では、固定芯６４ｂとコイル６４ａとによって電磁石が構成されている。また、コイル６４ａの内側には、固定芯６４ｂと対向する位置に可動芯６４ｃが移動可能に収容されている。なお、これら固定芯６４ｂおよび可動芯６４ｃはそれぞれ鉄芯である。
【００５９】
第１ケース６４の先端側（図５における上端側）には、筒状の第２ケース６５が取り付けられている。この第２ケース６５において第１ケース６４側の端部には可動芯６４ｃの周囲を囲むように永久磁石６５ａが配設されている。可動芯６４ｃは、前述したように基端部（図５における下側の端部）が固定芯６４ｂと対向するように第１ケース６４内に収容されている一方、先端部（図５における上側の端部）が第２ケース６５から外側に突出している。
【００６０】
可動芯６４ｃにおいて第２ケース６５内に収容されている部分にはリング部材６５ｂが取り付けられている。そして、第２ケース６５内には、この第２ケース６５とリング部材６５ｂとの間にコイルばね６５ｃが圧縮された状態で収容されている。このコイルばね６５ｃは、可動芯６４ｃを第２ケース６５から突出させる方向に付勢している。そして、可動芯６４ｃにおいて第２ケース６５から突出した先端側は、固定ピン６４ｄを介して係止部材６１に連結されている。
【００６１】
係止部材６１は、基端が可動芯６４ｃに回動可能に連結されるとともに、回動軸６３によって回動可能に支持されている。従って、係止部材６１は、可動芯６４ｃの移動に伴って、回動軸６３を中心に回動する。そのため、図５に実線で示すように、コイルばね６５ｃの付勢力によって可動芯６４ｃが第２ケース６５から突出した度合が大きくなることによって、係止部材６１のピン６９が従動側回転体５の溝５６に挿入される。なお、係止部材６１におけるピン６９の支持構造については後述する。
【００６２】
そして、この状態でコイル６４ａに通電すると、この通電によって発生する磁界によって固定芯６４ｂおよび可動芯６４ｃが磁化され、可動芯６４ｃはコイルばね６５ｃの付勢力に抗して固定芯６４ｂ側に引き込まれる。なお、このときにコイル６４ａに発生する磁界の大きさは、永久磁石６５ａの磁界の向きと一致している。
【００６３】
引き込まれた可動芯６４ｃが固定芯６４ｂに近付く方向（図５における下方向）に移動すると、係止部材６１は図５における反時計回り方向に回動して、係止部材６１のピン６９が溝５６から引き抜かれる。すなわち、アクチュエータ６２は、コイル６４ａへの通電によって生じる磁力を利用して可動芯６４ｃを吸引することにより、係止部材６１を溝５６から引き抜く。
【００６４】
そして、吸引された可動芯６４ｃが固定芯６４ｂに当接する位置（図５に仮想線で示す位置）まで移動すると、その後に通電を停止しても、永久磁石６５ａの磁力によって、可動芯６４ｃが固定芯６４ｂに当接した状態が保持される。
【００６５】
一方、可動芯６４ｃが図５に仮想線で示す当接位置にあるときに、可動芯６４ｃを吸引するときとは反対方向の電流をコイル６４ａに通電すると、永久磁石６５ａ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６５ａの吸引力が弱められ、コイルばね６５ｃの付勢力によって可動芯６４ｃが固定芯６４ｂから離間して、図５に実線で示す突出位置に移動する。そして、可動芯６４ｃが当接位置から突出位置に移動するとき、係止部材６１は図５における時計回り方向に回動して、係止部材６１のピン６９が溝５６に挿入される。
【００６６】
可動芯６４ｃが固定芯６４ｂから離間した突出位置にあるときには、コイルばね６５ｃによる付勢力の方が永久磁石６５ａによる吸引力よりも大きくなる。そのため、コイル６４ａへの通電によって可動芯６４ｃを固定芯６４ｂから離間させれば、その後に通電を停止しても、可動芯６４ｃ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６２は、異なる方向に直流電流を流して可動芯６４ｃを移動させることによってクラッチ装置１の連結状態を切り換える一方で、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】
（螺旋溝の始端部の構成）
次に、本実施形態の特徴である螺旋溝５７の始端部５７ｃの構成についての複数の実施形態を説明する。
【００６９】
＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態について説明する。
【００７０】
図７は、本実施形態に係る螺旋溝５７の始端部５７ｃの周辺を示す斜視図である。また、図８は、ピン６９の支持構造および螺旋溝５７の断面形状を示す図（図６におけるVIII−VIII線に沿った断面図）であって、図８（ａ）はピン６９が螺旋溝５７に挿入される前の状態を示す図であり、図８（ｂ）はピン６９が螺旋溝５７に挿入された状態を示す図である。
【００７１】
以下の説明では、従動側回転体５の軸心に沿う方向をＸ方向と呼び、このＸ方向に直交する方向であって図７における水平方向をＹ方向と呼び、Ｘ方向に直交する方向であって図７および図８における鉛直方向をＺ方向と呼ぶこととする。
【００７２】
図６〜図８に示すように、螺旋溝５７の始端部５７ｃにあっては、従動側回転体５の軸心に直交する方向から見た場合（Ｚ方向に沿って上側から見た場合）の側面５７ａの位置がピン６９の挿入位置に重なり合っている。つまり、側面５７ａの位置とピン６９の挿入位置とがＸ方向でオーバラップしており、始端部５７ｃに向けてピン６９が移動する場合に、このピン６９が始端部５７ｃに干渉するようになっている。
【００７３】
そして、この始端部５７ｃには、従動側回転体５の外周面からピン挿入側面５７ａＩに亘るガイド面（傾斜部）５９が設けられている。このガイド面５９は、従動側回転体５の外周面とピン挿入側面５７ａＩとの間の稜線部分が切り欠かれた形状の傾斜面で成っている。
【００７４】
具体的に、このガイド面５９は、前記ピン挿入側面５７ａＩが設けられている範囲ｔ３の一部分（周方向の中央部分）に設けられている。また、このガイド面５９は、従動側回転体５の外周面からピン挿入側面５７ａＩに亘り且つこの従動側回転体５の外周面から軸心に向かって（Ｚ方向に沿い軸心に向かって）環状溝５８に向かう側（Ｘ方向に沿って環状溝５８に向かう側）に傾斜する第１ガイド面５９ａを備えている。更に、このガイド面５９は、前記第１ガイド面５９ａの周方向（従動側回転体５の周方向）の両側に位置し、平面視において両外側（周方向の外側）に向かうに従ってピン挿入側面５７ａＩ側に傾斜する第２および第３のガイド面５９ｂ，５９ｃとを備えている。
【００７５】
第１ガイド面５９ａの外周端位置は、前記従動側回転体５の軸心に直交する方向から見た場合（Ｚ方向に沿って上側から見た場合）に、ピン６９の挿入位置よりもウォータポンプ８側（従動側回転体５が後退移動する側）に位置している。つまり、ピン６９が溝５６に向かって移動した場合、このピン６９の位置と第１ガイド面５９ａの位置とが一致した場合（従動側回転体５の周方向で両者の位置が一致した場合）には、ピン６９の先端縁が第１ガイド面５９ａに当接するようになっている。また、この第１ガイド面５９ａの傾斜角度は、前記始端部５７ｃの形成範囲（始端部５７ｃが設けられている領域の周方向の角度範囲）や螺旋溝５７の深さ寸法（ピン挿入側面５７ａＩの高さ寸法）等に基づいて規定される。本実施形態のものでは、底面５７ｂに対して例えば６０°の傾斜角度に設定されている。
【００７６】
第２ガイド面５９ｂは、第１ガイド面５９ａに連続し、この第１ガイド面５９ａに対して従動側回転体５の回転方向の下流側（図６における左側）に位置している。また、第３ガイド面５９ｃは、第１ガイド面５９ａに連続し、この第１ガイド面５９ａに対して従動側回転体５の回転方向の上流側（図６における右側）に位置している。これら第２ガイド面５９ｂおよび第３ガイド面５９ｃの従動側回転体５の周方向に対する傾斜角度としては、第３ガイド面５９ｃの傾斜角度に対して第２ガイド面５９ｂの傾斜角度の方が大きくなっている。例えば第３ガイド面５９ｃの傾斜角度（周方向に対する傾斜角度）が３０°であるのに対し、第２ガイド面５９ｂの傾斜角度は４５°となっている。これら値はこれに限定されるものではない。
【００７７】
このようなガイド面５９が設けられているため、ピン６９が前記第１ガイド面５９ａの形成領域以外の領域に対して螺旋溝５７に向けて前進した場合、ピン６９は、従動側回転体５の外周面に干渉することになる。つまり、ピン６９は、この第１ガイド面５９ａの形成領域以外の領域からは螺旋溝５７に挿入できないようになっている。そして、図８（ａ）に示すように、ピン６９が前記第１ガイド面５９ａの形成領域に対して螺旋溝５７に向けて前進した場合には、ピン６９が第１ガイド面５９ａに当接し、この第１ガイド面５９ａに案内されて螺旋溝５７の底面５７ｂに向けて移動するようになっている（図８（ｂ）に示す状態を参照）。このため、前記第１ガイド面５９ａの形成領域が本発明でいう「係止部材を螺旋溝の底面に向けて案内する案内領域」となる。また、第１ガイド面５９ａの形成領域以外の領域が本発明でいう「係止部材が螺旋溝に向けて移動する際に係止部材が当接することで螺旋溝への係止部材の挿入を禁止する領域」となる。
【００７８】
前記ピン６９は、係止部材６１の先端部分に備えられており、従動側回転体５の軸心に沿う方向（Ｘ方向）に移動自在に弾性支持されている。以下、具体的に説明する。
【００７９】
図８に示すように、前記係止部材６１の先端部（ピン６９が装着される部分）には、ピン収容空間Ｓが形成されている。このピン収容空間Ｓは、係止部材６１の先端部において、従動側回転体５の軸心に沿う方向の両側に設けられたフランジ部６１ａ，６１ｂ同士の間に形成された空間である。これらフランジ部６１ａ，６１ｂ同士の間には、ピン支持ロッド６１ｃが架け渡されている。また、ピン６９には、ピン支持ロッド６１ｃが挿通可能な貫通孔６９ｂが形成されている。そして、このピン６９は、その貫通孔６９ｂにピン支持ロッド６１ｃが挿通された状態で、前記ピン収容空間Ｓに収容されている。また、このピン支持ロッド６１ｃの軸心に沿う方向におけるピン６９の幅寸法は、前記ピン収容空間Ｓにおける同一方向の空間寸法（前記フランジ部６１ａ，６１ｂ同士の間隔寸法）よりも小さくなっている。これにより、ピン６９は、ピン支持ロッド６１ｃに案内され、ピン収容空間Ｓの内部において従動側回転体５の軸心に沿う方向（Ｘ方向）に移動自在に装着されている。
【００８０】
また、ピン６９と一方のフランジ部６１ａ（従動側回転体５の大径部５１側に位置するフランジ部６１ａ）との間には、コイルばね６１ｄが圧縮された状態で収容されている。このため、ピン６９は、他方のフランジ部６１ｂ（ウォータポンプ８側に位置するフランジ部６１ｂ）に向けて付勢されている。また、このコイルばね６１ｄの付勢力は、前記付勢部材ＳＰ（従動側回転体５を駆動側回転体４に向けて付勢している付勢部材ＳＰ）の付勢力よりも十分に小さくなっている。つまり、コイルばね６１ｄのバネ定数は付勢部材ＳＰのバネ定数よりも小さくなっている。
【００８１】
このような構成により、ピン６９が螺旋溝５７に挿入されていない状態では、図８（ａ）に示すように、ピン６９は、コイルばね６１ｄの付勢力を受け、前記他方のフランジ部６１ｂ側に位置している。この場合、ピン６９と前記第１ガイド面５９ａとは従動側回転体５の半径方向で対向した位置にある。つまり、ピン６９がこの位置にある場合、前記第１ガイド面５９ａの外周縁の位置（図８（ａ）における位置Ｐ１）は、ピン６９のウォータポンプ８側の端縁（図８（ａ）における位置Ｐ２）よりも更にウォータポンプ８側に位置しており、この状態で、ピン６９が螺旋溝５７に向けて前進した場合には、ピン６９のウォータポンプ８側の端縁Ｐ２が第１ガイド面５９ａに接触することになる。
【００８２】
そして、ピン６９が螺旋溝５７に向けて前進し、ピン６９のウォータポンプ８側の端縁Ｐ２が第１ガイド面５９ａに接触すると、この第１ガイド面５９ａからの反力をピン６９が受けることになり、このピン６９は、前記コイルばね６１ｄの付勢力に抗して一方のフランジ部６１ａに向けて移動しながら、螺旋溝５７の底面５７ｂに向けて内周側に案内されることになる。なお、前述した如く前記コイルばね６１ｄの付勢力は、前記付勢部材ＳＰの付勢力よりも十分に小さくなっている。このため、ピン６９が螺旋溝５７の底面５７ｂに向けて案内される際、従動側回転体５が後退移動（前記アンロック位置に向けて後退移動）することはない。
【００８３】
（クラッチ装置の動作）
次に、前述の如く構成されたクラッチ装置１の動作について説明する。
【００８４】
アクチュエータ６２の可動芯６４ｃが当接位置にあるとき、図５に仮想線で示すように、係止部材６１のピン６９は溝５６から後退している。このとき、図４に示すように、従動側回転体５は付勢部材ＳＰの付勢力によってロック位置に保持されているため、球体３１は連結溝部５５に位置しており、クラッチ装置１は係合状態にある。すなわち、クラッチ装置１は駆動側回転体４の回転を、従動側回転体５を介してクラッチ出力軸１１に伝達している。これによりウォータポンプ８は作動している。
【００８５】
このウォータポンプ８の作動状態において、アクチュエータ６２のコイル６４ａに永久磁石６５ａの磁界の向きとは逆向きの磁界を発生させるように通電すると、可動芯６４ｃがコイルばね６５ｃの付勢力によって当接位置から図５に実線で示す突出位置に移動する。すると、係止部材６１が図５における時計回り方向に回動するのに伴って、係止部材６１のピン６９が、従動側回転体５の溝５６に向かって移動する。
【００８６】
そして、前述した如く、ピン６９が前記第１ガイド面５９ａの形成領域以外の領域に対して螺旋溝５７に向けて前進した場合には、ピン６９は、従動側回転体５の外周面に干渉することになる。つまり、ピン６９は、螺旋溝５７に挿入されない。一方、図８（ａ）に示すように、ピン６９が前記第１ガイド面５９ａの形成領域に対して螺旋溝５７に向けて前進した場合や、前述した如く、ピン６９が前記第１ガイド面５９ａの形成領域以外の領域に対して螺旋溝５７に向けて前進した場合であって、その後に、従動側回転体５の回転が進んで、前記第１ガイド面５９ａの形成領域がピン６９に対応する位置に達した場合には、ピン６９が、第１ガイド面５９ａに当接し、この第１ガイド面５９ａに案内されて螺旋溝５７の底面５７ｂに向けて移動する（図８（ｂ）に示す状態を参照）。つまり、ピン６９は、第１ガイド面５９ａの形成領域においてのみ、螺旋溝５７に挿入され、この螺旋溝５７の底面５７ｂに向けて案内されることになる。
【００８７】
ピン６９が螺旋溝５７に挿入され、このピン６９がピン挿入側面５７ａＩの形成範囲から傾斜側面５７ａIIの形成範囲に達して、この傾斜側面５７ａIIに当接した状態で、従動側回転体５が駆動側回転体４とともに回転すると、ピン６９が螺旋溝５７内を相対的に移動する間に、従動側回転体５はロック位置からアンロック位置に向かって移動する。つまり、図４に示す状態から図３に示す状態へと変化する。その後、従動側回転体５の回転が進むと、ピン６９は、螺旋溝５７の終端部５７ｄから環状溝５８の始端部５８ｃを経て環状溝５８に挿入される状態となる。これにより、従動側回転体５がアンロック位置に到達する。従動側回転体５がアンロック位置に達すると、球体３１が連結解除溝部５４に位置することになり、駆動側回転体４の回転が従動側回転体５に伝達されなくなり、クラッチ装置１は解放状態となる。
【００８８】
従動側回転体５と駆動側回転体４との連結が解除された直後は、図３に示すように、従動側回転体５は、環状溝５８にピン６９が挿入された状態で、このピン６９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。このようにピン６９が環状溝５８に挿入された状態では、ピン６９が螺旋溝５７と環状溝５８との境界に存在する段差、すなわち、環状溝５８の側面５８ａに係合している。そのため、ピン６９が環状溝５８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６９が螺旋溝５７に変位することはない。こうして、従動側回転体５の環状溝５８に係止部材６１のピン６９が挿入された状態で、従動側回転体５は回転し、その回転速度が次第に低下していく。この状態が継続されると、ウォータポンプ８は停止される。
【００８９】
一方、クラッチ装置１を、解放状態から係合状態に切り換えるときには、アクチュエータ６２のコイル６４ａに永久磁石６５ａ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６４ｃは通電によって生じる磁力によって固定芯６４ｂに近付くように吸引されて、図５に実線で示す突出位置から仮想線で示す当接位置に移動する。これにより、係止部材６１が図５における反時計回り方向に回動して係止部材６１のピン６９が溝５６から完全に引き抜かれる。
【００９０】
そして、係止部材６１による係止が解除された従動側回転体５は、付勢部材ＳＰの付勢力によってロック位置に移動し、従動側回転体５と駆動側回転体４とが連結され、クラッチ装置１が係合状態に切り換わる。
【００９１】
このようにしてクラッチ装置１の係合状態と開放状態とが切り換わるようになっているため、前述した如く、所定期間内においてクラッチ装置１を係合状態にする期間と解放状態にする期間との比を調整することによって、ウォータポンプ８の回転速度を任意に調整することが可能となっている。
【００９２】
以上説明したように、ピン６９は、第１ガイド面５９ａの形成領域においてのみ螺旋溝５７に挿入され、この螺旋溝５７の底面５７ｂに向けて案内されるようになっている。また、この第１ガイド面５９ａは、前記ピン挿入側面５７ａＩに設けられている。このため、ピン６９は、ピン挿入側面５７ａＩが形成されている領域のみから螺旋溝５７に挿入されることになる。つまり、ピン６９が螺旋溝５７に挿入された時点にあっては、ピン６９は未だ螺旋溝５７の傾斜側面５７ａIIに対向する位置には達していない。このため、ピン６９が螺旋溝５７に向かって前進を開始した時点で、既に、このピン６９が挿入されるべき箇所に向けて螺旋溝５７の傾斜側面５７ａIIが近付いていっている（螺旋溝５７の傾斜側面５７ａIIの位置がピン６９が挿入されるべき箇所に向けて移動している）といった状況を招くことはない。つまり、螺旋溝５７に対するピン６９の挿入量が少ない（挿入深さが浅い）状態で、ピン６９に螺旋溝５７の傾斜側面５７ａIIが接触してしまうといった状況を招くことがない。従って、ピン６９の先端部分のみが傾斜側面５７ａIIからの接触荷重を受けるといった状況を招くことがなくなり、ピン６９の先端部分の摩耗を抑制することができる。その結果、クラッチ装置１を解放状態にするための動作に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、ピン６９の長寿命化を図ることもできる。また、この接触荷重の軽減により、螺旋溝５７の傾斜側面５７ａIIの摩耗も抑制することができる。これによっても、クラッチ装置１を解放状態にするための動作に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、従動側回転体５の長寿命化を図ることもできる。
【００９３】
また、本実施形態の構成では、螺旋溝５７の側面５７ａの位置とピン６９の挿入位置とがオーバラップしており（図７および図８（ａ）において、従動側回転体５の軸心に直交する方向から見た場合（Ｚ方向に沿って上側から見た場合）の側面５７ａの位置がピン６９の挿入位置に重なり合っており）、前記ガイド面５９を経て螺旋溝５７にピン６９が挿入された時点では、このピン６９と螺旋溝５７の側面５７ａとの間に隙間（回転軸心に沿う方向の隙間）は生じないものとなっている。仮に、この隙間が生じる構成であった場合（図１３における寸法ｔ４を参照）、部品の加工誤差や組み付け誤差等に起因して前記隙間にバラツキが生じてしまう可能性がある。この場合、この隙間が大きくなっているものでは前記接触荷重が大きくなりやすい。つまり製品によって同じ使用頻度であってもピンの摩耗量に差が生じてしまうため、出荷前の製品の検査が煩雑になったり、使用途中での点検（摩耗状態の点検）が必要になったりする可能性がある。本実施形態の構成は、この隙間が生じないものであるため、前記のバラツキは生じず、全ての製品において低い接触荷重を実現することが可能である。
【００９４】
＜第２実施形態＞
次に、螺旋溝５７の始端部５７ｃの構成についての第２実施形態を説明する。本実施形態は、始端部５７ｃに形成されているガイド面５９の形状が第１実施形態のものと異なっている。ここでは、第１実施形態との相違点（ガイド面５９の形状）についてのみ説明する。
【００９５】
図９は、本実施形態における従動側回転体５の螺旋溝形成領域の一部を展開して示す図である。
【００９６】
この図９に示すように、本実施形態に係るガイド面５９の外周側縁は、従動側回転体５の軸心に直交する方向から見た場合（Ｚ方向に沿って上側から見た場合）の形状が湾曲面で形成されている。具体的には、従動側回転体５の回転方向の下流側（図９における左側）では、ピン挿入側面５７ａＩからの後退量が大きく、従動側回転体５の回転方向の上流側（図９における右側）に向けてピン挿入側面５７ａＩからの後退量が次第に小さくなっていく湾曲面によってガイド面５９が形成されている。
【００９７】
また、このガイド面５９の断面形状としては、前記第１実施形態において図８で示したように、従動側回転体５の外周面から軸心に向かって（Ｚ方向に沿い軸心に向かって）環状溝５８に向かう側（Ｘ方向に沿って環状溝５８に向かう側）に傾斜する形状となっている。
【００９８】
また、ピン６９において前記傾斜側面５７ａIIに摺接する摺接面６９ａは、前記湾曲面によって形成されているガイド面５９の所定位置における接線方向（湾曲面で形成されている外周側縁の所定位置における接線方向）に沿う傾斜面となっている（図９においてピン挿入側面５７ａＩと平行な破線に対して所定角度だけ傾斜した摺接面６９ａを参照）。例えば、ガイド面（湾曲面）５９の曲率が最も大きい部分の接線に沿う方向に延びる傾斜面となっている。
【００９９】
本実施形態の構成によれば、ガイド面５９に沿って螺旋溝５７の底面５７ｂに向けて案内されたピン６９を、ピン挿入側面５７ａＩから傾斜側面５７ａIIに向けて円滑に案内することが可能になる。このため、ピン６９の摺接面６９ａがピン挿入側面５７ａＩに摺接する状態から傾斜側面５７ａIIに摺接する状態に移行する際に接触荷重が一時的に大きくなってしまうことを防止できる。
【０１００】
＜第３実施形態＞
次に、螺旋溝５７の始端部５７ｃの構成についての第３実施形態を説明する。本実施形態は、始端部５７ｃに形成されているガイド面５９の形状が第２実施形態のものと異なっている。ここでは、第２実施形態との相違点（ガイド面５９の形状）についてのみ説明する。
【０１０１】
図１０は、本実施形態に係る従動側回転体５の螺旋溝５７の始端部５７ｃ周辺を示す斜視図である。
【０１０２】
この図１０に示すように、本実施形態に係るガイド面５９は、第２実施形態のものと同様に湾曲面（Ｚ方向に沿って上側から見た場合の形状が湾曲面）で形成されている。
【０１０３】
また、本実施形態では、ガイド面５９において、従動側回転体５の回転方向の下流側（図１０における左側）の領域がピン挿入側面５７ａＩに向けて僅かに膨出した形状となっている。
【０１０４】
この構成によれば、ピン６９がガイド面５９に当接する際、ピン６９の広範囲に亘ってガイド面５９に当接させることが可能である。つまり、ガイド面５９は湾曲面で形成されているため、この構成（湾曲面で形成されている構成）では、ピン６９の摺接面６９ａのうち、従動側回転体５の回転方向の上流側（図１０における右側）の領域（図中のＡ部分）がガイド面５９に当接しやすくなる。これに対し、ガイド面５９において、従動側回転体５の回転方向の下流側の領域が僅かに膨出した形状となっているため、この構成（膨出した部分が存在する構成）では、ピン６９の摺接面６９ａのうち、従動側回転体５の回転方向の下流側（図１０における左側）の領域（図中のＢ部分）がガイド面５９に当接しやすくなる。
【０１０５】
このように、ピン６９の摺接面６９ａの各所が当接しやすくなるようにガイド面５９が形成されている。これにより、ピン６９の一部分のみがガイド面５９に摺接してしまって、この一部分のみが摩耗してしまうといった状況を回避できる。その結果、クラッチ装置１を解放状態にするための動作に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、ピン６９の長寿命化を図ることもできる。
【０１０６】
＜第４実施形態＞
次に、螺旋溝５７の始端部５７ｃの構成についての第４実施形態を説明する。本実施形態も、始端部５７ｃに形成されているガイド面の形状が第２実施形態のものと異なっている。ここでも、第２実施形態との相違点（ガイド面５９の形状）についてのみ説明する。
【０１０７】
図１１は、本実施形態における従動側回転体５の螺旋溝形成領域の一部を展開して示す図である。
【０１０８】
この図１１に示すように、本実施形態に係るガイド面５９の外周側縁は、従動側回転体５の軸心に直交する方向から見た場合（Ｚ方向に沿って上側から見た場合）の形状が湾曲面で形成されている。具体的に、本実施形態におけるガイド面５９は、前記ピン挿入側面５７ａＩの略全範囲に亘って形成されている。つまり、ピン挿入側面５７ａＩにおける従動側回転体５の回転方向の下流側（図１１における左側）の端部から、従動側回転体５の回転方向の上流側（図１１における右側）の端部に亘って湾曲されてガイド面５９が形成されている。
【０１０９】
この構成によってもガイド面５９に沿って螺旋溝５７の底面５７ｂに向けて案内されたピン６９を、ピン挿入側面５７ａＩから傾斜側面５７ａIIに向けて円滑に案内することが可能になる。このため、ピン６９の摺接面６９ａがピン挿入側面５７ａＩに摺接する状態から傾斜側面５７ａIIに摺接する状態に移行する際に接触荷重が一時的に大きくなってしまうことを防止できる。
【０１１０】
−他の実施形態−
以上説明した各実施形態では、螺旋溝５７の傾斜側面５７ａIIの形成範囲ｔ２における溝深さは周方向に亘って均一となっていた。本発明はこれに限らず、傾斜側面５７ａIIの形成範囲ｔ２において、前記始端部５７ｃから終端部５７ｄにかけて漸次深くなっていく構成としてもよい。
【０１１１】
また、前記各実施形態では、環状溝５８の深さはその全周囲に亘って一定となっていた。本発明はこれに限らず、環状溝５８における始端部５８ｃの溝深さがその他の部分の溝深さよりも浅くなっていてもよい。
【０１１２】
また、前記各実施形態では、螺旋溝５７においてピン挿入側面５７ａＩが形成されている領域のみにガイド面５９を設けるようにしていたが、このガイド面５９を、ピン挿入側面５７ａＩが形成されている領域から傾斜側面５７ａIIが形成されている領域に亘って設けるようにしてもよい。また、螺旋溝５７の全周囲に亘ってガイド面５９を設けるようにしてもよい。
【０１１３】
また、前記各実施形態では、係止部材６１のピン６９が挿入される溝５６（螺旋溝５７および環状溝５８）を従動側回転体５の外周面に設けていた。本発明はこれに限らず、これら溝５６を従動側回転体５の内周面に設け、従動側回転体５の内部空間に挿入された係止部材６１のピン６９が外周側に移動することで溝５６に挿入される構成としてもよい。
【０１１４】
また、前記付勢部材ＳＰの数は任意に変更することが可能である。例えば、従動側回転体５を１つの付勢部材で付勢することも可能である。また、この付勢部材ＳＰは従動側回転体５をロック位置に向かって付勢するものであればよく、前述した圧縮コイルスプリングには限定されない。例えば、従動側回転体５をロック位置に向かって引っ張る引張スプリングを付勢部材として適用するようにしてもよい。
【０１１５】
前記アクチュエータ６２は自己保持式のソレノイドには限定されず、例えばコイルに通電している間のみ、係止部材６１が溝５６に挿入されるソレノイドで構成してもよい。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装置１が解放状態となるため、コイルに通電できない場合にはクラッチ装置１は係合状態となる。従って、アクチュエータ６２の作動不良時にもウォータポンプ８を駆動させることが可能になる。
【０１１６】
前記アクチュエータ６２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であってもよい。
【０１１７】
クラッチ装置１の構成としてはボールロック式には限定されない。例えば圧着式のクラッチ装置としてもよい。
【０１１８】
前記各実施形態では、クランクシャフト７２からウォータポンプ８への動力の伝達状態を切り換えるクラッチ装置１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、オイルポンプやコンプレッサ等、他の補機とクランクシャフト７２との間に配設されたクラッチ装置に対しても適用可能である。また、クランクシャフト７２からの動力の伝達状態を切り換えるものに限らず、他の動力源からの動力の伝達状態を切り換えるクラッチ装置として本発明を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、エンジンの動力をウォータポンプに伝達する係合状態と伝達しない解放状態とを切り換えるクラッチ装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１        クラッチ装置
３        クラッチ機構
４        駆動側回転体
５        従動側回転体
５７      螺旋溝
５７ａ    側面
５７ａII  傾斜側面
５９      ガイド面
５９ａ    第１ガイド面（傾斜部）
６１      係止部材
６９      ピン
【図１】
2015081678.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015081678.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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