(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転結合装置であって、
軸の周りに配置されたハブと、
前記軸の周りを前記ハブに対して回転するように前記ハブの径方向外方に配置され前記ハブ上に支持された出力部材と、
前記ハブの径方向外方に配置され、第１の回転方向に第１の速度で前記ハブに対して回転するように構成された第１の入力部材と、
前記ハブの径方向外方に配置され、第２の回転方向に第２の速度で前記ハブに対して回転するように構成された第２の入力部材であって、前記第２の回転方向と前記第２の速度の少なくとも一方が対応する前記第１の回転方向と前記第１の速度の一方と異なる、第２の入力部材と、
前記第１の入力部材と前記第２の入力部材との間に軸方向に配置され、前記出力部材に結合されたクラッチ部材と、
前記第２の入力部材の前記クラッチ部材とは反対の側に配置された電磁石とを備え、
前記電磁石を励磁していないときに、前記クラッチ部材は、前記出力部材が前記第１の入力部材と共に回転するように前記第１の入力部材に係合し、前記電磁石の励磁により、前記クラッチ部材は、前記出力部材が前記第２の入力部材と共に回転するように前記第２の入力部材に係合し、
前記出力部材と前記第１の入力部材との間に配置された第１のベアリングを更に備える、回転結合装置。
【請求項２】
回転結合装置であって、
軸の周りに配置されたハブと、
前記軸の周りを前記ハブに対して回転するように前記ハブの径方向外方に配置され前記ハブ上に支持された出力部材と、
前記ハブの径方向外方に配置され、第１の回転方向に第１の速度で前記ハブに対して回転するように構成された第１の入力部材と、
前記ハブの径方向外方に配置され、第２の回転方向に第２の速度で前記ハブに対して回転するように構成された第２の入力部材であって、前記第２の回転方向と前記第２の速度の少なくとも一方が対応する前記第１の回転方向と前記第１の速度の一方と異なる、第２の入力部材と、
前記第１の入力部材と前記第２の入力部材との間に軸方向に配置され、前記出力部材に結合されたクラッチ部材と、
前記第２の入力部材の前記クラッチ部材とは反対の側に配置された電磁石とを備え、
前記電磁石を励磁していないときに、前記クラッチ部材は、前記出力部材が前記第１の入力部材と共に回転するように前記第１の入力部材に係合し、前記電磁石の励磁により、前記クラッチ部材は、前記出力部材が前記第２の入力部材と共に回転するように前記第２の入力部材に係合し、
前記クラッチ部材は、前記第１の入力部材のテーパー状係合面に係合するように構成されたテーパー状係合面を含む、回転結合装置。
【請求項３】
回転結合装置であって、
軸の周りに配置されたハブと、
前記軸の周りを前記ハブに対して回転するように前記ハブの径方向外方に配置され前記ハブ上に支持された出力部材と、
前記ハブの径方向外方に配置され、第１の回転方向に第１の速度で前記ハブに対して回転するように構成された第１の入力部材と、
前記ハブの径方向外方に配置され、第２の回転方向に第２の速度で前記ハブに対して回転するように構成された第２の入力部材であって、前記第２の回転方向と前記第２の速度の少なくとも一方が対応する前記第１の回転方向と前記第１の速度の一方と異なる、第２の入力部材と、
前記第１の入力部材と前記第２の入力部材との間に軸方向に配置され、前記出力部材に結合されたクラッチ部材と、
前記第２の入力部材の前記クラッチ部材とは反対の側に配置された電磁石とを備え、
前記電磁石を励磁していないときに、前記クラッチ部材は、前記出力部材が前記第１の入力部材と共に回転するように前記第１の入力部材に係合し、前記電磁石の励磁により、前記クラッチ部材は、前記出力部材が前記第２の入力部材と共に回転するように前記第２の入力部材に係合し、
前記クラッチ部材は、
前記第１の入力部材に隣接する第１の部分と、
前記第２の入力部材に隣接する第２の部分とを含み、
前記軸に沿った前記第１の部分の前記第２の部分に対する位置は調整可能であり、それにより、前記クラッチ部材と前記第２の入力部材との間の空隙が変更される、回転結合装置。
【請求項４】
回転結合装置であって、
軸の周りに配置されたハブと、
前記軸の周りを前記ハブに対して回転するように前記ハブの径方向外方に配置され前記ハブ上に支持された出力部材と、
前記ハブの径方向外方に配置され、第１の回転方向に第１の速度で前記ハブに対して回転するように構成された第１の入力部材と、
前記ハブの径方向外方に配置され、第２の回転方向に第２の速度で前記ハブに対して回転するように構成された第２の入力部材であって、前記第２の回転方向と前記第２の速度の少なくとも一方が対応する前記第１の回転方向と前記第１の速度の一方と異なる、第２の入力部材と、
前記第１の入力部材と前記第２の入力部材との間に軸方向に配置され、前記出力部材に結合されたクラッチ部材と、
前記第２の入力部材の前記クラッチ部材とは反対の側に配置された電磁石とを備え、
前記電磁石を励磁していないときに、前記クラッチ部材は、前記出力部材が前記第１の入力部材と共に回転するように前記第１の入力部材に係合し、前記電磁石の励磁により、前記クラッチ部材は、前記出力部材が前記第２の入力部材と共に回転するように前記第２の入力部材に係合し、
前記クラッチ部材を前記第１の入力部材に向けてバイアスするバネと、
前記出力部材から延びるとともに前記クラッチ部材を支持するピンを更に備え、
前記バネは前記ピンの頭部と前記クラッチ部材の表面との間に配置される、回転結合装置。
【請求項５】
前記出力部材と前記第１の入力部材との間に配置された第１のベアリングを更に備える、請求項２から４のいずれか一項に記載の回転結合装置。
【請求項６】
前記ハブと前記出力部材との間に配置された第２のベアリングを更に備える、請求項１又は５に記載の回転結合装置。
【請求項７】
前記第１のベアリングと前記第２のベアリングは径方向に整列している、請求項６に記載の回転結合装置。
【請求項８】
前記クラッチ部材は、前記第１の入力部材のテーパー状係合面に係合するように構成されたテーパー状係合面を含む、請求項３又は４に記載の回転結合装置。
【請求項９】
前記クラッチ部材は、
前記第１の入力部材に隣接する第１の部分と、
前記第２の入力部材に隣接する第２の部分とを含み、
前記軸に沿った前記第１の部分の前記第２の部分に対する位置は調整可能であり、それにより、前記クラッチ部材と前記第２の入力部材との間の空隙が変更される、請求項４に記載の回転結合装置。
【請求項１０】
前記クラッチ部材は、前記出力部材と共に回転するように前記出力部材に結合されるが、前記出力部材に対して軸方向に移動可能である、請求項１から９のいずれか一項に記載の回転結合装置。
【請求項１１】
前記ハブと前記第２の入力部材との間に配置された第３のベアリングを更に備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の回転結合装置。
【請求項１２】
前記ハブは回転しないように固定される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の回転結合装置。
【請求項１３】
前記第１の入力部材は前記出力部材上に支持される、請求項１から１２のいずれか１項に記載の回転結合装置。
【請求項１４】
前記第１の入力部材はプーリーを備える、請求項１から１３のいずれか１項に記載の回転結合装置。
【請求項１５】
前記第２の入力部材はプーリーを備える、請求項１から１４のいずれか１項に記載の回転結合装置。
【請求項１６】
前記電磁石は、
前記ハブ上に支持されたフィールドシェルと、
前記フィールドシェル内に配置された導体とを含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載の回転結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転結合装置に関する。特に、本開示は、異なる回転方向に及び／又は異なる速度で出力部材を駆動するために２つの入力部材のいずれかから出力部材へのトルクの伝達を可能にする回転結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラッチやブレーキなどの回転結合装置は、回転体間でのトルクの伝達を制御するために使用される。回転結合装置の１つの従来の用途は、自動車又は別の機器を冷却するのに使用されるファンに駆動トルクを伝達する用途である。例えば、自動車のラジエータを通して冷気を引き込んで自動車の部品を冷却するのを補助するために、多くの場合、引き込みファンが使用される。ファンの回転方向を反転させることにより、自動車から熱を排出するために及び／又は自動車のラジエータから汚染物質（例えば、植物破片）を排出するために同じファンを使用することもできる。冷却ファンと共に使用される従来の回転結合装置は、ファンを一方の回転方向に駆動するために回転トルクを伝達することしかできない。それゆえ、ファンの方向を反転させるには、モータなどの別個の構造体が必要となる。回転結合装置の別の従来の用途は、自動車用エンジンからオルタネータ又は他の自動車補機に駆動トルクを伝達することである。しかしながら、オルタネータ又は他の補機を異なる速度で（例えば、自動車がアイドリングしているときにはより高速で、自動車が走行しているときにはより低速で）駆動できることが望ましく、多くの従来の回転結合装置は、オルタネータ又は補機をある速度でしか駆動することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明者らは、上記の欠点の１つ又は複数を最小化し及び／又は排除する回転結合装置の必要性を認識している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、回転結合装置に関する。特に、本開示は、異なる回転方向に及び／又は異なる速度で出力部材を駆動するために２つの入力部材のいずれかから出力部材へのトルクの伝達を可能にする回転結合装置に関する。
【０００５】
本発明の一実施形態による回転結合装置は、軸の周りに配置されたハブと、軸の周りをハブに対して回転するようにハブ上に支持された出力部材とを含む。装置は、ハブの周りに配置され第１の回転方向に第１の速度でハブに対して回転するように構成された第１の入力部材を更に含む。装置は、ハブの周りに配置され第２の回転方向に第２の速度でハブに対して回転するように構成された第２の入力部材を更に含む。第２の回転方向と第２の速度の少なくとも一方は、対応する第１の回転方向と第１の速度の一方と異なる。装置は、第１の入力部材と第２の入力部材との間に軸方向に配置され出力部材に結合されたクラッチ部材を更に含む。装置は、クラッチ部材に対する第２の入力部材の反対側に配置された電磁石を更に含む。電磁石を励磁していないときに、クラッチ部材は、出力部材が第１の入力部材と共に回転するように第１の入力部材に係合する。電磁石の励磁により、クラッチ部材は、出力部材が第２の入力部材と共に回転するように第２の入力部材に係合する。
【０００６】
本発明の別の実施形態による回転結合装置は、軸の周りに配置されたハブと、軸の周りをハブに対して回転するようにハブ上に支持された出力部材とを含む。装置は、ハブの周りに配置され第１の回転方向に第１の速度でハブに対して回転するように構成された第１の入力部材を更に含む。装置は、ハブの周りに配置され第２の回転方向に第２の速度でハブに対して回転するように構成された第２の入力部材を更に含む。第２の回転方向と第２の速度の少なくとも一方は、対応する第１の回転方向と第１の速度の一方と異なる。装置は、第１の入力部材と第２の入力部材との間に軸方向に配置されたクラッチ部材を更に含む。クラッチ部材は、出力部材と共に回転するように出力部材に結合されるが、出力部材に対して軸方向に移動可能である。装置は、クラッチ部材を第１の入力部材に向けてバイアスするバネを更に含む。装置は、クラッチ部材に対する第２の入力部材の反対側に配置された電磁石を更に含む。電磁石を励磁していないときに、クラッチ部材は、出力部材が第１の入力部材と共に回転するように第１の入力部材に係合する。電磁石の励磁により、クラッチ部材は、出力部材が第２の入力部材と共に回転するように第２の入力部材に係合する。
【０００７】
本発明の別の実施形態による回転結合装置は、軸の周りに配置されたハブと、ハブの周りに配置された第１のベアリングと、軸の周りをハブに対して回転するように第１のベアリング上に支持された出力部材とを含む。装置は、出力部材の周りに配置された第２のベアリングと、ハブの周りに配置され第２のベアリング上に支持された第１の入力部材とを更に含む。第１の入力部材は、第１の回転方向に第１の速度でハブに対して回転するように構成される。装置は、ハブの周りに配置された第３のベアリングと、ハブの周りに配置され第３のベアリング上に支持された第２の入力部材とを更に含む。第２の入力部材は、第２の回転方向に第２の速度でハブに対して回転するように構成される。
第２の回転方向と第２の速度の少なくとも一方は、対応する第１の回転方向と第１の速度の一方と異なる。装置は、第１の入力部材と第２の入力部材との間に軸方向に配置され出力部材に結合されたクラッチ部材を更に含む。装置は、クラッチ部材に対する第２の入力部材の反対側に配置された電磁石を更に含む。電磁石を励磁していないときに、クラッチ部材は、出力部材が第１の入力部材と共に回転するように第１の入力部材に係合する。電磁石の励磁により、クラッチ部材は、出力部材が第２の入力部材と共に回転するように第２の入力部材に係合する。
【０００８】
本開示による回転結合装置は、従来の結合装置と比較して有利である。特に、開示の結合装置は、出力部材が異なる回転方向に及び／又は異なる速度で駆動され得るように、２つの入力部材のいずれかから出力部材へのトルクの伝達を可能にする。例えば、冷却ファンを駆動するために使用される場合、装置は、追加のモータ又は同様の構造体を使用せずに、自動車部品を冷却し自動車から熱又は汚染物質を排出するために、いずれかの方向へのファンの回転をもたらすことができる。例えば、オルタネータ又は他の自動車補機を駆動するために使用される場合、装置は、自動車のアイドリングと走行時にオルタネータ又は補機を異なる速度で駆動することができる。
【０００９】
本発明の前述及び他の態様、特徴、詳細、有用性、並びに利点は、以下の詳細な説明と特許請求の範囲を読むことと、本発明の特徴を例として図示する添付図面を検討することから明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本教示による回転結合装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、種々の図において同一の部品を特定するために類似の参照符号が使用される図面を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による回転結合装置１０を図示している。装置１０は、エンジン、電気モータ又は他の従来の動力源からトルクを選択的に伝達するためのクラッチとして機能する。装置１０はまた、トルクが伝達されていないときにブレーキとして機能する。装置１０を自動車で使用するために設けてもよい。一実施形態において、装置１０は、スキッドステアローダで使用するために、特にスキッドステアローダ内における冷却ファンの回転を制御するために設けられる。別の実施形態において、装置１０は、（例えば、自動車のアイドリングと走行時に）自動車用オルタネータ又は別の自動車補機を異なる速度で駆動するために設けられる。しかしながら、当業者であれば、クラッチ及び／又はブレーキを必要とする多種多様な用途において装置１０が使用され得ることを理解するであろう。装置１０は、ハブ１２と、出力部材１４と、ベアリング１６、１８、２０と、入力部材２２、２４と、クラッチ部材２６と、クラッチ部材２６を出力部材１４に結合するための、１つ又は複数のピン２８などの手段と、クラッチ部材２６を一方向にバイアスするための、１つ又は複数のバネ３０などの手段と、クラッチ部材２６を反対方向に付勢するための、電磁石３２などの手段とを含み得る。装置１０を種々の用途に使用される組立品として提供してもよい。
【００１２】
ハブ１２は、装置１０の他の部品に構造的支持を提供し該他の部品の向きを定める。ハブ１２を従来の金属と金属合金で作製してもよい。ハブ１２は、装置１０の種々の部品に対する回転軸としての役割を果たす軸３４の周りに配置され軸３４を中心として配置されてもよい。図示の実施形態において、ハブ１２は、部材３８が部材３６の軸方向端部の中間に部材３６の周りに配置された、断面略円形である２つの部材３６、３８を含む。しかしながら、代替的にハブ１２が単体構造体を含み得ることを理解するべきである。部材３６は、ボルトなどのファスナー４２を受け入れるように構成された軸方向に延びる貫通ボア４０を画定してもよく、このファスナー４２を介して、ハブ１２を固定構造体にしっかりと固定するとともに回転しないように固定してもよい。開示の実施形態の一態様によれば、単一のファスナー４２を使用して、装置１０の最終組立を達成してもよい。部材３８は、ベアリング１６と１８との間に軸方向に配置され、ベアリング１６、１８を保持し位置決めするように構成される。スペーサ４４は、ファスナー４２の頭部と部材３６の一端部との間に配置されてもよく、ベアリング１８をハブ１２上に保持し位置決めするために肩対向部材３８を画定してもよい。同様に、電磁石３２は、ベアリング１６をハブ１２上に保持し位置決めするために肩対向部材３８を画定してもよい。開示の実施形態の一態様によれば、ハブ１２は、装置１０の他の部品のためのブラケット又は他の支持構造体の必要性を排除する。
【００１３】
出力部材１４は、自動車用冷却システム内の冷却ファンなどの被駆動装置に又は自動車用オルタネータ若しくは他の補機にトルクを伝達するために設けられる。部材１４を従来の金属と金属合金で作製してもよい。部材１４は、軸３４の周りに配置され軸３４を中心として配置されてもよい。部材１４は、ハブ１２の一端部に配置され、ベアリング１８により軸３４の周りをハブ１２に対して回転するようにハブ１２上に支持される。部材１４は、以下で説明する目的でピン２８を受け入れるように構成された複数のねじボア４６を部材１４の一方の軸方向端部に画定してもよい。図示の実施形態において、部材１４は、ファンカップリング４８に結合されるとともに、部材１４の反対側の軸方向端部に形成された１つ又は複数のボア５０を画定し、ボア５０は、出力部材１４とカップリング４８とを結合するファスナー５２を受け入れるように構成される。代替的に部材１４とカップリング４８を単体構造体として形成できることを理解するべきである。更に、部材１４をシャフト、ギヤ、プーリー若しくは他の機構（これを通じて被駆動装置にトルクが伝達され得る）として形成できる又はシャフト、ギヤ、プーリー若しくは他の機構に結合できることが理解されるべきである。部材１４を、ベアリング１８、２０を保持し位置決めするために使用される１つ又は複数の肩部を画定するような形状としてもよい。図示の実施形態において、部材１４は、カップリング４６に形成された対応する肩部に対向する径方向内側と外側の肩部を一方の軸方向端部に画定する。
【００１４】
ベアリング１６、１８、２０は、装置１０の部材を支持するとともに装置１０の部材を装置１０の他の部材に対して回転させるために設けられる。ベアリング１６、１８、２０は、ローラベアリング又は他の従来のベアリングを含み得る。ベアリング１６は、ハブ１２の端部に近接して配置され、ハブ１２と入力部材２４との間に径方向に配置され、それにより、入力部材２４がハブ１２に対して回転することを許容する。ベアリング１８は、ベアリング１６から軸方向に離間されるとともに、ハブ１２の反対側端部に近接して配置される。ベアリング１８は、ハブ１２と出力部材１４との間に径方向に配置され、それにより、出力部材１４がハブ１２に対して回転することを許容する。ベアリング２０は、出力部材１４と入力部材２２との間に径方向に配置され、それにより、入力部材２２が出力部材１４に対して回転することを許容する。ベアリング１８、２０は、ベアリング２０がベアリング１８の径方向外方に配置された状態で、径方向に整列していてもよい。開示の実施形態の１つの利点によれば、クラッチ部材２６と入力部材２２との係合に起因する荷重を、ベアリング１６に荷重がかからない状態で、ベアリング１８、２０の間で分担してもよく、スラストベアリングを使用せずに軸方向荷重に対処してもよい。同様に、クラッチ部材２６と入力部材２４との係合に起因する荷重は、ベアリング１６、１８、２０の間で分担される。ベアリング１６、１８の軸方向に離間した配置、と出力部材１４とファン又は他の被駆動装置との接触面に近接するベアリング１８の位置もまた、被駆動装置の片持ち位置に起因するベアリング１６への荷重を低減する。
【００１５】
入力部材２２は、駆動部材から出力部材１４に、結果として被駆動装置にトルクを伝達するために設けられる。入力部材２２は、エンジン又は別のトルク源に結合されたベルトにより駆動されるプーリーを備え得る。一実施形態において、部材２２は、エンジン補機ベルトにより駆動される。部材２２は、ハブ１２の周りに配置され、一方の回転方向にある回転速度で回転するように構成される。部材１２を、ベアリング２０により出力部材１４上に支持してもよく、出力部材１４の径方向外方に配置してもよい。部材２２は、軸３４を中心として配置され、軸３４の周りを回転するように構成されてもよい。以下により詳細に述べる本教示の一態様によれば、部材２２は、クラッチ部材２６に係合するように構成されたテーパー状係合面５４を画定してもよい。
【００１６】
入力部材２４はまた、駆動部材から出力部材１４に、結果として被駆動装置にトルクを伝達するために設けられる。入力部材２４は、同じく、エンジン又は別のトルク源に結合されたベルトにより駆動されるプーリーを備え得る。部材２４は、ハブ１２の周りに配置され、また、一方の回転方向にある回転速度で回転するように構成される。本教示の態様によれば、入力部材２４の回転方向と回転速度の少なくとも一方は、部材２２、２４が、例えば、反対の回転方向に及び／又は異なる速度で回転し得るように、入力部材２２の対応する回転方向と回転速度と比較して異なっていてもよい。部材２４は、軸３４を中心として配置され、軸３４の周りを回転するように構成されてもよい。ハブ１２に対して回転するように部材２４をベアリング１６によりハブ１２上に支持してもよい。部材２４を金属と金属合金で作製してもよい。部材２４は、径方向に延びる壁５６と、壁５６の両端部における、軸方向に延びる径方向に離間した２つの壁５８、６０とを含む。壁５８、６０は、径方向内側磁極と外側の磁極を形成するとともに、電磁石３２と入力部材２４とクラッチ部材２６とを含む電磁回路の一部を形成する。壁５６は、クラッチ部材２６に選択的に摩擦係合するように構成された径方向に延びる径方向に離間した表面６２、６４を画定する。壁５６は、電磁石３２と入力部材２４とクラッチ部材２６との間に磁束の経路を案内するように構成された１つ又は複数のスロット６６を含み得る。これらのスロット６６を、周方向に離間したバナナ形状のスロットの径方向に離間した１つ又は複数の列として形成してもよい。
【００１７】
クラッチ部材２６は、入力部材２２、２４の一方から出力部材１４に駆動トルクを伝達し、異なる回転方向に及び／又は異なる速度で出力部材１４を駆動する目的で、出力部材１４を入力部材２２、２４のいずれかに結合するために設けられる。クラッチ部材２６は、環状形状であってもよく、軸３４の周りに配置され軸３４を中心として配置されてもよい。部材２６は、入力部材２２、２４間に軸方向に配置される。部材２６は、入力部材２４、２２にそれぞれ近接して隣接する２つの部分６８、７０を含み得る。部分６８を、出力部材１４から延びるピン２８上に支持してもよく、ピン２８を通じて出力部材１４と共に回転するように出力部材１４に結合してもよい。部分６８は、ピン２８とバネ３０を受け入れるような大きさとされるボア７２を画定する。各ボア７２の直径は、対応するバネ３０の一方の端部が配置されるバネ座を画定するために異なっていてもよい。部分７０は、部分６８の周りに配置され、径方向外側表面上に摩擦ライニング７４を支持する。本教示の一態様によれば、部材２６の部分７０、特に図示の実施形態における摩擦ライニング７４は、テーパー状であるとともに、入力部材２２の表面５４に係合するように構成されたテーパー状係合面７６を画定する。テーパー状係合面５４、７６は、入力部材２２からの入力トルクの増大を可能にする。部材２６、特に部材２６の部分６８は、入力部材２４の表面６２、６４に選択的に摩擦係合するように構成された反対側の軸方向端部において径方向に延びる径方向に離間した係合表面７８、８０を画定する。電磁石３２の励磁が停止されると、クラッチ部材２６は、以下に述べるようにバネ３０により入力部材２４から離れる方向にバイアスされて、クラッチ部材２６と入力部材２４との間に空隙８２を作り出す。装置１０（又はある特定の部品のみ）を自動車又は他の使用環境内の位置から取り外さずに空隙８２を変更するために軸３４に沿った部分６８、７０の互いに対する位置が調整され得るような方式で、部分６８、７０を互いに結合してもよい。入力部材２４とクラッチ部材２６の比較的大きな係合表面６２、６４、７８、８０は、入力部材２４とクラッチ部材２６とに貼り付けられ得る任意の摩擦材料の摩耗及び／又は要件を緩和し、それにより装置１０のサイクル寿命を改善する。
【００１８】
ピン２８は、クラッチ部材２６を出力部材１４に結合するための手段を提供する。ピン２８は、出力部材１４の一方の軸方向端部からクラッチ部材２６内に軸方向に延びる。ピン２８は、出力部材１４と共に回転するとともに、出力部材１４に対して軸方向に動かないように固定される。クラッチ部材２６が、ピン２８と出力部材１４と共に回転するように結合されるが、ピン２８と出力部材１４に対して軸方向に移動可能であるように、ピン２８は、クラッチ部材２６のボア７２内に受け入れられる。代替的に、結合部材１４、２６を回転可能に結合するが、部材１４に対する部材２６の軸方向の動きを可能にするために、クラッチ部材２６と出力部材１４との間にスプライン係合又はキー／キー溝係合をもたらすことができる。各ピン２８は、頭部８４とシャンク８６とを含む。頭部８４は、ピン２８の一方の長手方向端部に配置され、バネ３０用のバネ座を画定する。シャンク８６は、頭部８４から軸方向に延びるとともに、出力部材１４におけるボア４６内に受け入れられるように構成されたねじ部分で終端する。
【００１９】
バネ３０は、クラッチ部材２６を一方向（図１の右側）にバイアスするための手段を提供する。各バネ３０は、ピン２８の頭部８４に形成されたバネ座とボア７２の直径の減少により形成された肩部との間における対応するピン２８のシャンク８６の周りに配置される。ピン２８の軸方向位置が出力部材１４に対して固定されるので、バネ３０は、入力部材２２を出力部材１４に回転可能に結合し出力部材１４を一方の回転方向に駆動するために、クラッチ部材２６を入力部材２２に向けて付勢する。
【００２０】
電磁石３２は、入力部材２２からクラッチ部材２６を外して入力部材２４に係合させるためにクラッチ部材２６を一方の軸方向に付勢するための手段を提供する。電磁石３２は、ハブ１２上に支持されるとともに、入力部材２４のクラッチ部材２６とは反対の側に配置される。電磁石３２は、軸３４の周りに配置され軸３４を中心として配置されてもよい。電磁石３２は、フィールドシェル８８と導体９０とを含む。フィールドシェル８８は、フィールドシェル８８がハブ１２上に支持されるようにハブ１２を受け入れるような大きさとされる内径を備えた環状形状であってもよい。フィールドシェル８８は、径方向に延びる壁９２と、径方向に離間した軸方向に延びる２つの壁９４、９６とを含み、これら壁９４、９６は共に、導体９０を受け入れるように構成された凹部を画定する。壁９４、９６はまた、径方向内側と外側の磁極を形成するとともに、電磁石３２と入力部材２４とクラッチ部材２６とを含む電磁回路の一部を形成する。壁９４、９６は、入力部材２４における壁５８、６０と径方向に整列しているとともに、壁５８、６０に近接して位置する。壁９２は、装置１０を別の構造体に取り付けるために使用されるブラケットとして壁９２が機能するように、１つ又は複数のファスナーを受け入れるように構成された径方向外側のフランジ（図示せず）を更に画定してもよい。クラッチ部材２６を一方の軸方向に（図１の左側に）入力部材２４に摩擦係合するように移動させて、入力部材２４と共に回転するように出力部材１４を入力部材２４に結合する目的で、フィールドシェル８８と入力部材２４とクラッチ部材２６の間に電磁回路を作り出すために導体９０が設けられる。代替的に他の従来の導体を使用してもよいが、導体９０は、従来の銅コイルを含み得る。導体９０は、壁９４、９６間においてフィールドシェル８８内に径方向に配置される。電源と、ファスナー４２が挿入され得る接地部材９８とへの接続のためにフィールドシェル８８における開口を通して導体９０からのリード線を配索してもよい。このように、リード線は、出力部材１４に結合された被駆動装置と、入力部材２２、２４に結合された駆動装置（例えば、ベルト）とを含む回転部品から離れて固定部品内に位置する。
【００２１】
動作時に、電磁石３２を励磁していないときに、バネ３０は、入力部材２２と共に回転するようにクラッチ部材２６、結果として出力部材１４、を入力部材２２に結合するために、クラッチ部材２６を一方の軸方向に（図１の右側に）入力部材２２に係合するように付勢する。このように、一方の回転方向に及び／又はある回転速度で出力部材１４を駆動してもよい。１つの潜在的な用途では、出力部材１４を自動車内における冷却ファンに結合してもよく、自動車システム部品を冷却するために、出力部材１４と入力部材２２との回転結合によりファンが駆動される。別の潜在的な用途では、出力部材１４をオルタネータ又は他の自動車補機に結合してもよく、出力部材１４と入力部材２２との回転結合によりオルタネータ又は補機が第１の速度で駆動される。電磁石３２が励磁されると、フィールドシェル８８と入力部材２４とクラッチ部材２６との間に電磁回路が形成される。この回路は、入力部材２４と共に回転するようにクラッチ部材２６、結果として出力部材１４、を入力部材２４に結合するために、クラッチ部材２６を反対の軸方向に（図１の左側に）バネ３０のバイアス力を克服して入力部材２４に係合するように付勢する。このように、異なる回転方向に及び／又は異なる速度で出力部材１４を駆動してもよい。１つの潜在的な用途において、出力部材１４と入力部材２４との回転結合は、自動車から熱を及び／又は自動車内のラジエータから汚染物質を排出するために冷却ファンの逆回転を可能にする。別の潜在的な用途において、出力部材１４と入力部材２４との回転結合は、装置１０がオルタネータ又は別の自動車を異なる速度で駆動することを可能にする。
【００２２】
本開示による回転結合装置１０は、従来の結合装置と比較して有利である。特に、開示の結合装置は、出力部材１４が異なる回転方向に及び／又は異なる速度で駆動され得るように、２つの入力部材２２、２４のいずれかから出力部材１４へのトルクの伝達を可能にする。例えば、冷却ファンを駆動するために使用される場合、装置１０は、追加のモータ又は同様の構造体を使用せずに、自動車部品を冷却し自動車から熱又は汚染物質を排出するために、いずれかの方向へのファンの回転をもたらすことができる。例えば、オルタネータ又は他の自動車補機を駆動するために使用される場合、装置１０は、自動車のアイドリングと走行時にオルタネータ又は補機を異なる速度で駆動することができる。
【００２３】
本発明の１つ又は複数の特定の実施形態を参照しながら本発明を示し説明してきたが、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱することなく種々の修正と変更を行うことができることを理解するであろう。
【図１】
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