JP2013536383A - クラッチ式被動装置及び関連のクラッチ機構 - Google Patents

Abstract

第１の回転クラッチ部分（５０）、第２の回転クラッチ部分（５２）、軸受（５４）、ラップスプリング（５６）及びアクチュエータ（６０）を含むクラック組立体（１６）を有するクラッチ式被動装置（１０）。第１の回転クラッチ部分は、内側クラッチ表面（７６）を有する。第１及び第２の回転クラッチ部分は、クラッチ式被動装置の回転軸線（７０）回りに回転可能に設けられている。軸受は、第１の回転クラッチ部分と第２の回転クラッチ部分との間に受け入れられており、この軸受は、第１の回転クラッチ部分を第２の回転クラッチ部分上で回転可能に支持する。ラップスプリングは、軸受の半径方向内方に設けられており、このラップスプリングは、内側クラッチ表面に当てて納められた複数個の螺旋コイル（１１４）を有する。アクチュエータは、ラップスプリングのコイル状巻き取りを選択的に開始させてラップスプリングの螺旋コイルが内側クラッチ表面から所定の程度まで離脱するよう構成されている。

Description

本発明は、クラッチ式被動装置及び関連のクラッチ機構に関する。

〔関連出願の説明〕
本願は、２０１０年８月２４日に出願された米国特許仮出願第６１／３７６，４８９号の権益主張出願である。この米国特許仮出願を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。

このセクションは、本発明に関連しているが必ずしも先行技術であるというわけではない背景技術情報を提供する。

装置に回転動力を供給することが望ましい場合が多く、この回転動力は、原動機から直接的に、および無端動力伝達要素を介してのいずれかにより伝達され、このような無端動力伝達要素は、ベルト、チェーン及び／又は歯車を利用する場合がある。このような装置は、例えば、付属装置又はタイミング駆動装置を介して自動車のエンジンに連結される場合があり、このような装置としては、例えば、ポンプ（例えば、ウォータポンプ、真空ポンプ、パワーステアリングポンプ、エアコンプレッサ、空調用コンプレッサ）、発電手段（例えば、交流発電機（オルタネータ）、直流発電機（ジェネレータ）、スタータ‐オルタネータ、スタータ‐ジェネレータ）及び／又はファンが挙げられる。

装置の出力が必要とされず又は望ましくない状況では、装置の作動は、原動機の効率の減少と関連することは理解されよう。例えば、自動車との関連において、エンジンが冷えているとき及び始動中にあるとき、エンジンウォータポンプを作動させることは必要ではない場合があり、従って、エンジンが冷えているとき及び始動中であるときのエンジンウォータポンプの作動は、エンジンの全体的燃料効率を低下させる。この欠点を解決するために、当該技術分野において、装置を選択的に作動させるためにクラッチを提供することが知られている。このようなクラッチでは、典型的には、回転動力をクラッチにより伝達して装置を駆動することができるようにするために或る種の動力、通常電力が必要である。近年、幾つかの形式のクラッチがリテンズ・オートモーティブ・パートナーシップ（Litens Automotive Partnership）社によって開発されたが、このようなクラッチは、回転動力を通常の又は動力非供給状態で被動（駆動される）装置に伝達したり比較的低動力入力を用いる動力供給状態において被動装置への回転動力の伝達を阻止したりするよう構成されているのが良い。

このようなクラッチは、これらの意図した目的に適しているが、このようなクラッチは、それにもかかわらず、改良の余地がある。

このセクションは、本発明の概要を提供するものであり、本発明の全範囲又はその特徴の全ての包括的な開示であるというわけではない。

本発明の第１の態様では、第１の回転クラッチ部分を第２の回転クラッチ部分に対して支持する軸受の半径方向内方に設けられたラップスプリングを有するクラッチ式被動装置が提供される。例示の一形態では、本発明は、第１の回転クラッチ部分、第２の回転クラッチ部分、軸受、ラップスプリング及びアクチュエータを含むクラッチ組立体を有するクラッチ式被動装置を提供する。第１の回転クラッチ部分は、内側クラッチ表面を備えた駆動部材を有する。第１及び第２の回転クラッチ部分は、クラッチ式被動装置の回転軸線回りに回転可能に設けられる。軸受は、第１の回転クラッチ部分と第２の回転クラッチ部分との間に受け入れられる。ラップスプリングは、軸受の半径方向内方に設けられ、ラップスプリングは、第１の端部、第１の端部と反対側の第２の端部及び第１の端部と第２の端部の間に延びる複数個の螺旋コイルを有する。第１の端部は、回転動力を第２の回転クラッチ部分に伝達するよう構成される。螺旋コイルは、内側クラッチ表面に当てた状態で収納される。アクチュエータは、ラップスプリングのコイル状巻き取りを選択的に開始させてラップスプリングの螺旋コイルが内側クラッチ表面から所定の程度まで離脱するよう構成されている。アクチュエータは、アクチュエータ入力部材を有する。アクチュエータ入力部材は、回転軸線回りに回転可能であり、アクチュエータ入力部材は、ラップスプリングの第２の端部に係合するスプリングマウント及びブレーキロータを有する。アクチュエータは、回転軸線回りのアクチュエータ入力部材の回転に抵抗するようブレーキロータに加えられる制動力を発生させるよう選択的に作動可能である。

本発明の第２の態様では、クラッチ組立体の作動を制御する抗（ドラグ）力を提供するようピボットアームを介して動かされるブレーキバンドを備えたクラッチ式被動装置が提供される。例示の形態では、本発明は、第１の回転クラッチ部分、第２の回転クラッチ部分、軸受、ラップスプリング及びアクチュエータを含むクラッチ組立体を有するクラッチ式被動装置を提供する。第１の回転クラッチ部分は、内側クラッチ表面を備えた駆動部材を有する。第１及び第２の回転クラッチ部分は、クラッチ式被動装置の回転軸線回りに回転可能に設けられる。ラップスプリングは、第１の端部、第１の端部と反対側の第２の端部及び第１の端部と第２の端部の間に延びる複数個の螺旋コイルを有する。第１の端部は、回転動力を第２の回転クラッチ部分に伝達するよう構成される。螺旋コイルは、内側クラッチ表面に当てた状態で収納される。アクチュエータは、ラップスプリングのコイル状巻き取りを選択的に開始させてラップスプリングの螺旋コイルが内側クラッチ表面から所定の程度まで離脱するよう構成されている。アクチュエータは、回転軸線回りに回転可能なアクチュエータ入力部材を有し、このアクチュエータ入力部材は、ラップスプリングの第２の端部に係合するスプリングマウント及びブレーキロータを有する。アクチュエータは、ブレーキシュー及びピボットアームを更に有する。ブレーキシューは、ブレーキロータの周囲に沿って少なくとも部分的に延びるバンドである。ピボットアームは、バンドの少なくとも一端部に結合されており、バンドをブレーキロータに選択的に係合させるよう構成されている。

本発明の第３の態様では、ラップスプリング及びラップスプリングの係合を制御するケーブルを備えたアクチュエータを含むクラッチ組立体を有するクラッチ式被動装置が提供される。例示の形態では、本発明は、第１の回転クラッチ部分、第２の回転クラッチ部分、軸受、ラップスプリング及びアクチュエータを含むクラッチ組立体を有するクラッチ式被動装置を提供する。第１の回転クラッチ部分は、内側クラッチ表面を備えた駆動部材を有する。第１及び第２の回転クラッチ部分は、クラッチ式被動装置の回転軸線回りに回転可能に設けられる。ラップスプリングは、第１の端部、第１の端部と反対側の第２の端部及び第１の端部と第２の端部の間に延びる複数個の螺旋コイルを有する。第１の端部は、回転動力を第２の回転クラッチ部分に伝達するよう構成される。螺旋コイルは、内側クラッチ表面に当てた状態で収納される。アクチュエータは、ラップスプリングのコイル状巻き取りを選択的に開始させてラップスプリングの螺旋コイルが内側クラッチ表面から所定の程度まで離脱するよう構成されている。アクチュエータは、回転軸線回りに回転可能なアクチュエータ入力部材を有し、このアクチュエータ入力部材は、ラップスプリングの第２の端部に係合するスプリングマウント及びブレーキロータを有する。アクチュエータは、第１のクラッチ部分に対するブレーキロータの回転を制御するよう動くことができるケーブルを更に有する。

本発明の第４の態様では、ラップスプリング及びアクチュエータを含むクラッチ組立体を備えたクラッチ式被動装置が提供される。アクチュエータは、ブレーキロータ及びドラグトルクをブレーキロータに選択的に加える直線（リニア）モータを有し、直線モータは、ラップスプリングの係合及び／又は離脱（係合解除）を制御する。例示の形態では、本発明は、第１の回転クラッチ部分、第２の回転クラッチ部分、軸受、ラップスプリング及びアクチュエータを含むクラッチ組立体を有するクラッチ式被動装置を提供する。第１の回転クラッチ部分は、内側クラッチ表面を備えた駆動部材を有し、第１及び第２の回転クラッチ部分は、クラッチ式被動装置の回転軸線回りに回転可能に設けられ、ラップスプリングは、第１の端部、第１の端部と反対側の第２の端部及び第１の端部と第２の端部の間に延びる複数個の螺旋コイルを有し、第１の端部は、回転動力を第２の回転クラッチ部分に伝達するよう構成され、螺旋コイルは、内側クラッチ表面に当てた状態で収納され、アクチュエータは、ラップスプリングのコイル状巻き取りを選択的に開始させてラップスプリングの螺旋コイルが内側クラッチ表面から所定の程度まで離脱するよう構成されている。アクチュエータは、アクチュエータ入力部材及び直線モータを有し、アクチュエータ入力部材は、回転軸線回りに回転可能であり、アクチュエータ入力部材は、ラップスプリングの第２の端部に係合するスプリングマウント及びブレーキロータを有し、直線モータは、出力部材を有し、直線モータは、回転軸線回りのアクチュエータ入力部材の回転に抵抗するようブレーキロータに加えられる制動力を発生させるために出力部材を動かすよう作動される。

本発明の第４の態様の教示によるクラッチ式被動装置は、
・第１の回転クラッチ部分を第２の回転クラッチ部分回りに回転可能に支持した状態で第１の回転クラッチ部分と第２の回転クラッチ部分との間に受け入れられた軸受を有するのが良く、ラップスプリングは、オプションとして、軸受の半径方向内方に設けられ、
・ポンプ、ファン及び発電手段の少なくとも１つを含む作業装置を更に含むのが良く、作業装置は、第２のクラッチ部分にこれと一緒に回転可能に結合された入力シャフトを有し、
・アクチュエータは、制動力を発生させるようブレーキロータに係合するブレーキシューを有し、オプションとして、アクチュエータは、ブレーキシューを動かしてこれをブレーキロータに接触させると共に／或いはこれから離脱させるよう動作可能なソレノイドを更に有し、ブレーキシューは、ソレノイドの出力部材に取り付けられるのが良く、ブレーキシューは、ケーブル及びリンク装置の少なくとも一方によって出力部材に結合されるのが良く、アクチュエータは、ブレーキシューを動かしてこれをブレーキロータに接触させると共に／或いはこれから離脱させるよう作動可能な流体動力式シリンダを更に有するのが良く、ブレーキシューは、ブレーキロータに少なくとも部分的に巻き付けられるバンドを有するのが良く、アクチュエータは、ブレーキシューを動かしてこれをブレーキロータに接触させると共に／或いはこれから離脱させるよう作動可能な回転モータを有するのが良く、回転モータは、ケーブル、親ねじ、ラックピニオン装置及びウォーム駆動装置の少なくとも１つによりブレーキシューに結合されるのが良く、アクチュエータは、相転移材料を更に有するのが良く、相転移材料は、相転移材料が第１の相の状態にあるときに第１の体積を有し、相転移材料が第１の相とは異なる第２の相の状態にあるときに第２の体積を有し、第１の相及び第２の相は、固相、液相及び気相から成る群から選択され、相転移材料は、ワックスであるのが良く、アクチュエータは、ヒータを更に有するのが良いように構成されるのが良く、且つ／或いは
・アクチュエータがコイル及び電機子を有するよう構成されるのが良く、コイルは、アーマチュアを動かして制動力を発生させるよう動作可能であり、電機子は、出力部材であり、オプションとして、電機子は、回転不能であるが、ブレーキロータに軸方向に可動的に結合されると共に／或いはコイルは、制動力を発生させるよう電機子と接触するコイルハウジング内に収納されるのが良い。

本発明の第５の態様では、クラッチ組立体を有するクラッチ式被動装置が提供され、クラッチ組立体は、ラップスプリング及びクラッチ組立体を介して回転動力を選択的に伝達するようラップスプリングの係合及び／又は離脱を制御するアクチュエータを含む。アクチュエータは、ブレーキロータ及び螺旋コイルスプリングを有し、螺旋コイルスプリングの直径は、ブレーキロータに係合し又はこれから離脱してドラグトルクをブレーキロータに選択的に加えてラップスプリングの係合及び／又は離脱を制御するよう変化可能である。例示の形態では、本発明は、第１の回転クラッチ部分、第２の回転クラッチ部分、軸受、ラップスプリング及びアクチュエータを含むクラッチ組立体を有するクラッチ式被動装置を提供する。第１の回転クラッチ部分は、内側クラッチ表面を備えた駆動部材を有する。第１及び第２の回転クラッチ部分は、クラッチ式被動装置の回転軸線回りに回転可能に設けられる。ラップスプリングは、第１の端部、第１の端部と反対側の第２の端部及び第１の端部と第２の端部の間に延びる複数個の螺旋コイルを有する。第１の端部は、回転動力を第２の回転クラッチ部分に伝達するよう構成される。螺旋コイルは、内側クラッチ表面に当てた状態で収納される。アクチュエータは、ラップスプリングのコイル状巻き取りを選択的に開始させてラップスプリングの螺旋コイルが内側クラッチ表面から所定の程度まで離脱するよう構成されている。アクチュエータは、回転軸線回りに回転可能なアクチュエータ入力部材及びブレーキロータを有する。アクチュエータ入力部材は、ラップスプリングの第２の端部に係合するスプリングマウントを有する。アクチュエータは、ブレーキロータに係合するよう半径方向に動くことができるブレーキシューを更に有する。ブレーキシューは、ドラグトルクをブレーキロータに選択的に加えるようコイル状に巻き取り可能であると共に／或いは巻き出し可能であるコイルスプリング要素を有する。

本発明の第５の態様の教示に従って構成されたクラッチ式被動装置は、コイルスプリング要素の巻き取り及び巻き出しを制御するよう回転可能なドラムアクチュエータを更に有するのが良い。

別の産業上の利用分野は、本明細書において提供される説明から明らかになろう。理解されるべきこととして、説明及び特定の実施例は、説明目的に過ぎず、本発明の範囲、その用途及び／又は使用を何ら制限するものではない。

本明細書において説明する図面は、例示目的に過ぎず、本発明の範囲を何ら制限するものではない。種々の図全体を通じ、一貫した参照符号が類似又は同一の要素に与えられている。

本発明の教示に従って構成された被動付属装置の縦断面図である。 図１の被動付属装置の一部分の前から見た分解組立て斜視図である。 図１の被動付属装置の一部分の後ろから見た分解組立て斜視図である。 図１の被動付属装置の一部分の斜視図であり、第２の回転クラッチ部分を詳細に示す図である。 図１の被動付属装置の一部分の縦断面図である。 図１の被動付属装置の一部分の後ろから見た斜視図であり、ラップスプリング及びキャリヤを詳細に示す図である。 本発明の教示に従って構成された第２の被動付属装置の縦断面図である。 本発明の教示に従って構成された第３の被動付属装置の縦断面図である。 本発明の教示に従って構成された第４の被動付属装置の後ろから見た斜視図である。 図９の被動付属装置の一部分の後ろから見た斜視図である。 図９の被動付属装置の一部分の前から見た斜視図である。 図９の被動付属装置の一部分の後ろから見た斜視図である。 本発明の教示に従って構成された第５の被動付属装置の後ろから見た斜視図である。 図１３の被動付属装置を詳細に示す横断面図である。 本発明の教示に従って構成された第６の被動付属装置の後ろから見た斜視図である。 図１５の被動付属装置の一部分の右側から見た斜視図である。 図１５の被動付属装置の一部分の後ろから見た斜視図である。 図１５の被動付属装置の一部分の後ろから見た斜視図である。 図１５の被動付属装置の一部分の上から見た斜視図である。 図１５の被動付属装置の一部分の下から見た斜視図である。 図１５の被動付属装置の一部分の後ろから見た斜視図である。 本発明の教示に従って構成された第７の被動付属装置の一部分の断面図である。 本発明の教示に従って構成された第８の被動付属装置の一部分を示す前から見た斜視図である。 本発明の教示に従って構成された第９の被動付属装置の一部分の断面図である。 本発明の教示に従って構成された第１０の被動付属装置の一部分の断面図である。 本発明の教示に従って構成された第１１の被動付属装置の側面図である。 本発明の教示に従って構成された第１２の被動付属装置の側面図である。 本発明の教示に従って構成された第１３の被動付属装置の側面図であり、直線モータを引き込み状態で示す図である。 本発明の教示に従って構成された第１３の被動付属装置の側面図であり、直線モータを伸長状態で示す図である。 本発明の教示に従って構成された第１４の被動付属装置の一部分の後ろから見た斜視図である。 本発明の教示に従って構成された第１５の被動付属装置の一部分の縦断面図である。

対応の参照符号は、図面の幾つかの図全体にわたって対応の部分を示している。

本明細書で用いられる用語は、特定の例示の実施形態を説明する目的のためであり、本発明を限定しようとするものではない。原文明細書において用いられる単数形“ａ”、“ａｎ”及び“ｔｈｅ”は、別段の明示の指定がなければ複数形をも含むものである。原文明細書で用いられている“comprises”（翻訳文では、「〜を有する」としている場合が多い）、“comprising”、“including”（翻訳文では、「〜を含む」としている場合が多い）及び“having”（翻訳文では、「〜を有する」又は「〜を備える」としている場合が多い）は、包含的であり、従って、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素及び／又はコンポーネントの存在を規定するが、１つ又は２つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネント及び／又はこれらの群の存在又は追加を排除するものではない。

要素又は層を別の要素又は層に対して“on”（「に（上に）」）、“engaged to”（「係合し」）、“connected to”（「連結され」）又は“coupled to”（「結合され」）と称する場合、この要素又は層は、他の要素又は層上に直接位置し、係合し、連結され或いは結合される場合があり、又は介在する要素又は層が存在しても良い。これとは対照的に、要素を別の要素又は層“directly on ”（「に（上に）直接」）、“directly engaged to ”（「直接係合し」）、“directly connected to ”（「直接連結され」）又は“directly coupled to ”（「直接結合され」）と称する場合、介在要素又は層は存在しない場合がある。要素相互間の関係を説明するために用いられる他の用語は、同様に（例えば、“between”（〜と〜との間）に対して“directly between”、“adjacent”に対して“directly adjacent”等）解釈されるべきである。本明細書で用いられる“and/or”は、関連の列記されたアイテムの任意のもの及びこれらの１つ又は２つ以上の任意の組み合わせを含む。

本明細書で用いられる“first”（翻訳文では、「第１」としている場合が多い）、“second”（翻訳文では、「第２」としている場合が多い）、“third”（翻訳文では、「第３」としている場合が多い）等という用語は、本明細書においては、種々の要素、コンポーネント、領域、層及び／又は区分を説明するために用いられている場合があり、これら要素、コンポーネント、領域、層及び／又は区分は、これらの用語によって限定されるべきではない。これら用語は、１つの要素、コンポーネント、領域、層又は区分を別の領域、層又は区分から区別するために用いられているに過ぎない場合がある。例えば“first”、“second”のような用語及び他の数を用いた用語が、本明細書で用いられる場合、明示の指定がなければ、順序又は順番を意味しているわけではない。かくして、以下に説明する第１の要素、第１のコンポーネント、第１の領域、第１の層又は第１の区分を第２の要素、第２のコンポーネント、第２の領域、第２の層又は第２の区分と呼んでも良く、これは、例示の実施形態の教示からは逸脱しない。

空間に関する用語、例えば“inner ”（翻訳文では、「内側」としている場合が多い）、“outer ”（翻訳文では、「外側」としている場合が多い）、“beneath ”（翻訳文では、「〜の下」としている場合が多い）、“below ”（翻訳文では、「〜の下方」としている場合が多い）、“lower ”（翻訳文では、「下側」としている場合が多い）、“above ”（翻訳文では、「〜の上方」としている場合が多い）、“upper ”（翻訳文では、「上側」としている場合が多い）等という用語は、図に示されている１つの要素又は特徴と別の要素又は特徴との関係を説明するよう説明を容易にするために用いられている場合がある。空間に関する用語は、図示の向きに加えて、使用又は作動中における装置の互いに異なる向きを含むものである。例えば、図示の装置をひっくり返した場合、他の要素又は特徴の「〜の下方」又は「〜の下」として説明されている要素は、この場合、他の要素又は特徴の「〜の上方」に差し向けられることになる。かくして、一例として用語「〜の下方」は、上方と下方の向きの両方を含む場合がある。装置は別の向きを取る場合がある（９０°回転し又は他の向きに位置する）ので本明細書で用いられている空間に関連した説明は、それに応じて解釈されるべきである。

図面の図１及び図２を参照すると、本発明の教示に従って構成されたクラッチ式被動装置又は付属装置が全体を参照符号１０で示されている。クラッチ式被動装置１０は、入力部材１２、実質的に従来型の付属装置部分１４及びクラッチ組立体１６を有するのが良い。提供されている特定の実施例では、付属装置部分１４は、ウォータポンプ組立体２０であるが、当業者であれば理解されるように、ウォータポンプ組立体２０についての説明は、本発明の教示の一用途の例示であるに過ぎず、本発明は、種々の他形式のエンジン付属装置、例えばファン、発電手段（例えば、交流発電機（オルタネータ）、直流発電機（ジェネレータ）、スタータ‐オルタネータ、スタータ‐ジェネレータ）、他形式のポンプ（例えば、空調用圧縮機、パワーステアリングポンプ、真空ポンプ、空気圧縮機）、ブロワ、スーパーチャージャ、動力取り出し装置並びにモータ（例えば、電力又は流体動力式モータ）を含む他の動力源によって駆動される付属装置に利用できる。さらに、本発明は、自動車又は車両との関連で示されているが、本発明の教示は、駆動装置（即ち、回転運動を伝えるシステムを含む運動伝達システム）一般に利用できることが理解されよう。

入力部材１２は、無端動力伝達部材から回転動力を受け取るよう構成されているのが良い。種々の無端動力伝達部材の例としては、ベルト、チェーン及び歯車が挙げられる。提供されている特定の実施例では、入力部材１２は、ベルト（図示せず）から回転動力を受け取るよう構成されたプーリシーブ２２を有する。

ウォータポンプ組立体２０は、ハウジング３０、入力シャフト３２、軸受セット３４、シールシステム３６及び羽根車（インペラ）３８を含むのが良い。ハウジング３０は、クラッチ式被動装置１０を原動機、例えばエンジンに取り付けるよう構成されているのが良い。入力シャフト３２は、入力端部４０及び入力端部４０と反対側に位置した出力端部４２を有するのが良い。軸受セット３４は、ハウジング３０と入力シャフト３２との間に配置されるのが良く、このような軸受セットは、入力シャフト３２をハウジング３０に対して回転可能に支持するのが良い。シールシステム３６は、軸受セット３４中への汚染要因物（例えば、汚れ、デブリ、水分）の流入及び／又は軸受セット３４からの潤滑剤の流出を阻止するよう構成された１つ又は２つ以上の組をなすシールから成るのが良い。羽根車３８は、入力シャフト３２の出力端部４２にこれと一緒に回転可能にしっかりと固定されるのが良い。

図１〜図３を参照すると、クラッチ組立体１６は、第１の回転クラッチ部分５０、第２の回転クラッチ部分５２、軸受５４、ラップスプリング５６、キャリヤ５８及びアクチュエータ６０を含むのが良い。

第１の回転クラッチ部分５０は、入力部材１２と一緒に回転軸線７０回りに回転可能に入力部材１２に結合されるよう構成されているのが良い。第１の回転クラッチ部分５０は、内側クラッチ表面７６を備えた駆動部材７４を有するのが良い。提供されている特定の実施例では、第１の回転クラッチ部分５０は、管状ハブ７８及び管状ハブ７８の後側端部から半径方向外方に延びる状態でこれにしっかりと結合された半径方向フランジ８０を有している。内側クラッチ表面７６は、これが回転軸線７０回りに同心状に設けられるよう管状ハブ７８の内側円周方向表面上に形成されるのが良い。半径方向フランジ８０は、入力部材１２に所望の仕方で、例えば溶接部又はねじ部品８２によってしっかりと固定されるのが良い。別の実施例として、半径方向フランジ８０は、入力部材１２と一体に且つ合体して形成されるのが良い（即ち、一体型コンポーネントとして）。

第２の回転クラッチ部分５２は、回転動力をウォータポンプ組立体２０の入力シャフト３２に伝達するよう構成されているのが良い。提供されている特定の実施例では、第２の回転クラッチ部分５２は、外側環状壁９０、内側環状壁９２、少なくとも１つの駆動ラグ（突出部）９４（図４）及び外側環状壁９０と内側環状壁９２を互いに連結する端壁９６を有している。外側環状壁９０は、第１の回転クラッチ部分５０の管状ハブ７８回りに同心状に設けられるのが良く、内側環状壁９２は、管状ハブ７８内に同心状に設けられるのが良い。内側環状壁９２は、入力シャフト３２の入力端部４０に所望の仕方で、例えば、締り嵌め、溶接部、スプライン歯及び／又はねじ部品により回転不能に結合されるのが良い。駆動ラグ９４は、外側環状壁９０、内側環状壁９２及び端壁９６の１つ又は２つ以上に該壁と一緒に回転可能に結合されるのが良い。提供されている特定の実施例では、駆動ラグ９４は、内側環状壁９２及び端壁９６と同時に形成されるが、理解されるように、駆動ラグ９４は、外側環状壁９０、内側環状壁９２及び端壁９６の１つ又は２つ以上に組み付けられる（そして、該壁に回転不能に結合される）別の構造体、例えばスラストワッシャに形成されても良い。

軸受５４は、第１の回転クラッチ部分５０と第２の回転クラッチ部分５２との間に受け入れられるのが良く、この軸受は、第１の回転クラッチ部分５０を第２の回転クラッチ部分５２回りに回転可能に支持するのが良い。提供されている実施例では、軸受５４は、外側環状壁９０の半径方向内面及び管状ハブ７８の半径方向外面に係合する。軸受５４は、任意形式の軸受であって良いが、提供されている実施例では、回転軸線７０に沿って互いに軸方向に間隔を置いて配置された２つの列をなす軸受要素１００ａ，１００ｂを備えた密閉型軸受である。

図３、図５及び図６を参照すると、ラップスプリング５６は、適当なワイヤで形成されるのが良く、このワイヤは、全体として正方形又は長方形の断面形状を有するのが良い。ラップスプリング５６を形成するワイヤは、非被覆状態（即ち、無地）であっても良く、或いは、例えば摩擦、摩耗及び／又は発熱を制御するのを助けることができる適当な材料で被覆されても良い。ラップスプリング５６は、軸受５４の半径方向内方に設けられるのが良く、このラップスプリングは、第１の端部１１０、第１の端部１１０と反対側の第２の端部１１２及び第１の端部１１０と第２の端部１１２との間に延びるのが良い複数個の螺旋コイル１１４を有するのが良い。螺旋コイル１１４は、内側クラッチ表面７６に当てて収納されるのが良い。提供されている特定の実施例では、螺旋コイル１１４は、内側クラッチ表面７６に圧力嵌めされるが、理解されるように、他形式の嵌合方式を変形例として採用しても良い。さらに、理解されるように、螺旋コイル１１４の全ては、同一の仕方で内側クラッチ表面７６に装着される必要はない。例えば、螺旋コイル１１４の幾つかは、締り嵌めを採用しても良く、残りの螺旋コイルと内側クラッチ表面７６との間に隙間又は漸変する締り嵌めレベルが存在しても良い。第１の端部１１０は、以下に詳細に説明するように回転動力を螺旋コイル１１４から第２の回転クラッチ部分５２に伝達するよう構成されているのが良い。第２の端部１１２は、以下に詳細に説明するようにアクチュエータ６０に結合可能な制御タング１１８を有するのが良い。

キャリヤ５８は、適当な材料、例えば鋼又はプラスチックで形成でき、このキャリヤは、フランジ部分１２０、スリーブ部分１２２、溝１２４及びキャリヤ当接壁１２６を有するのが良い。フランジ部分１２０は、第２の回転クラッチ部分５２の端壁９６に当接することができる前面１３０及びラップスプリング５６の螺旋コイル１１４の隣接した螺旋コイルに当接することができる後面１３２を有する環状構造体であるのが良い。提供されている実施例では、ラップスプリング５６に当接する後面１３２の一部分は、ラップスプリング５６の螺旋コイル１１４の輪郭に合致するよう螺旋に形作られている。スリーブ部分１２２は、フランジ部分１２０から軸方向に延びるのが良い環状構造体であるのが良い。スリーブ部分１２２は、螺旋コイル１１４の１つ又は２つ以上を支持すると共にキャリヤ５８及びラップスプリング５６の第１の端部１１０を回転軸線７０回りに維持するようラップスプリング５６の螺旋コイル１１４内に受け入れられるような寸法のものであるのが良い。溝１２４は、ラップスプリング５６の第１の端部１１０を受け入れるよう構成されているのが良く、この溝は、スリーブ部分１２２の周囲を貫通して且つオプションとしてキャリヤ当接壁１２６を貫通して延びるのが良い。キャリヤ当接壁１２６は、第２の回転クラッチ部分５２に設けられている駆動ラグ９４の１つに設けられている当接フェース１４０（図４）に当接するのが良く、溝１２４がキャリヤ当接壁１２６を貫通している場合（提供されている実施例において示されているように）、ラップスプリング５６を形成するワイヤの軸方向端フェース１４２も又、駆動ラグ９４（図４）の１つの当接フェース１４０（図４）に当接するのが良い。

図１、図３及び図５を参照すると、ラップスプリング５６は、回転動力がクラッチ組立体１６を介して伝達されると、螺旋コイル１１４が半径方向外方に巻き出し又は拡張しがちであるよう巻かれているのが良い。具体的に説明すると、入力部材１２０の回転により、これに対応して駆動部材７４が回転するのが良く、駆動部材７４は、次に、螺旋コイル１１４と内側クラッチ表面７６との係合に起因してラップスプリング５６を回転させようとするのが良い。ラップスプリング５６に入力された回転動力は、第２の回転クラッチ部分５２に伝達されるのが良く（ラップスプリング５６の第１の端部１１０及び／又はキャリヤ５８を介して）、それにより、付属装置部分１４の入力シャフト３２が回転しがちになるであろう。付属装置部分１４の入力シャフト３２が抵抗なく回転なくスピンすることがないので（入力シャフト３２の回転により、付属装置部分１４は、仕事を生じさせることができる）、ラップスプリング５６の螺旋コイル１１４は、内側クラッチ表面７６を良好に掴むよう半径方向外方に巻き出る又は拡張する傾向がある。したがって、クラッチ組立体１６のこの実施例は、自己作動性を示す。

図１、図３及び図５を参照すると、アクチュエータ６０は、ラップスプリング５６の巻き取りを選択的に開始させて螺旋コイル１１４を内側クラッチ表面７６から少なくとも部分的に離脱させるよう構成されているのが良い。具体的に説明すると、アクチュエータ６０の作動により、ラップスプリング５６の第２の端部１１２を押すことができ、それにより、螺旋コイル１１４の１つ又は２つ以上が緊密に巻き取り状態になり又は半径方向内方に収縮する。提供されている実施例では、アクチュエータ６０は、アクチュエータ入力部材１４０、駆動モータ１４２及びブレーキシュー１４４を有する。

アクチュエータ入力部材１４０は、ハブ部材１５０及びブレーキロータ１５２を有するのが良い。ハブ部材１５０は、第２の回転クラッチ部分５２の内側環状壁９２と管状ハブ７８との間に受け入れ可能な管状構造体であるのが良い。ハブ部材１５０は、ラップスプリング５６の第２の端部１１２に係合することができるスプリングマウント１５６を有するのが良い。提供されている実施例では、スプリングマウント１５６は、ハブ部材１５０に形成された長手方向に延びるスロット１５８を有する。螺旋コイル１１４の隣接した螺旋コイルから半径方向内方に延びるのが良いラップスプリング５６の第２の端部１１２のタング１１８（図６）は、ラップスプリング５６の第２の端部１１２に対して所定の方向におけるアクチュエータ入力部材１４０の回転により螺旋コイル１１４の巻き取りが生じるようスロット１５８中に受け入れられるのが良い。ブレーキロータ１５２は、ハブ部材１５０に結合されてこれから半径方向外方に延びるのが良い環状構造体であるのが良い。ブレーキロータ１５２は、ロータ表面１６０を有するのが良い。

アクチュエータ入力部材１４０は、実質的に第１の回転クラッチ部分５０と一緒に回転軸線７０回りに回転するよう構成されているのが良く、その結果、アクチュエータ入力部材１４０は、以下に詳細に説明するように第１の回転クラッチ部分５０と一緒に回転し又はこれの僅か後ろに遅れて進むようになる。アクチュエータ入力部材１４０を第１の回転クラッチ部分５０に第１の回転クラッチ部分５０に対するアクチュエータ入力部材１４０の制限された回転を可能にするような仕方で結合する任意所望の手段を採用することができる。例えば、ラップスプリング５６の第２の端部１１２のタング１１８（図６）をスロット１５８内に嵌め込むことにより、アクチュエータ入力部材１４０が実質的に第１の回転クラッチ部分５０と一緒に回転するようにするのに十分なほどの第１の回転クラッチ部分５０へのアクチュエータ入力部材１４０の回転結合を提供できる。しかしながら、提供されている特定の実施例では、第１の回転クラッチ部分５０とアクチュエータ入力部材１４０との間に摩擦インターフェースが作られ、この摩擦インターフェースは、第１の回転クラッチ部分５０が回転しているときにアクチュエータ入力部材１４０を駆動する傾向のある抗力を生じさせると共に螺旋コイル１１４が巻き出し／半径方向拡張を行って内側クラッチ表面７６に一段と係合するよう螺旋コイル１１４を「付勢する」のに役立つ。提供されている特定の実施例では、ハブ部材１５０に形成されたシール溝１７２内に受け入れられたＯリングシール１７０が第１の回転クラッチ部分５０とハブ部材５０の両方に摩擦係合する。所望ならば、第１の回転クラッチ部分５０と第２の回転クラッチ部分５２との間に設けられていて、ラップスプリング５６が収納される空所を封止するために１つ又は２つ以上のシールを採用するのが良い。提供されている特定の実施例では、第２のＯリングシール１７６が第２の回転クラッチ部分５２の内側環状壁９２とハブ部材１５０の間のインターフェースを封止し、Ｏリングシール１７０がハブ部材１５０と管状ハブ７８との間のインターフェースを封止する。理解されるように、任意所望の形式のシール、例えばカッド（quad）リングシール、Ｘリングシール、リップシール、動的シール、複合成形部等をＯリングシール１７０，１７６の一方又はこれら両方に採用するのが良い。所望ならば、螺旋コイル１１４及び内側クラッチ表面７６を潤滑するために適当な潤滑剤、例えば被膜、ドライフィルム潤滑剤、グリース、油及び／又はトラクション流体（traction fluid）を採用するのが良い。

第２の回転クラッチ部分５２に対するアクチュエータ入力部材１４０の軸端遊びを制御すると共に／或いはキャリヤ５８を保持してキャリヤ５８及びラップスプリング５６の第１の端部１１０に作用する軸方向クランプ力をもたらすために、種々の軸端遊び制御技術を採用するのが良い。例えば、第２の回転クラッチ部分５２とアクチュエータ入力部材１４０の前側軸方向表面との間にスラストリング１８０を設けるのが良く、第２の回転クラッチ部分５２に設けられたリング溝１８４内に嵌め込まれるのが良い保持リング１８２が端壁９６から遠ざかる軸方向におけるアクチュエータ入力部材１４０の運動を制限するのが良い。

駆動モータ１４２は、付属装置部分１４（図１）のハウジング３０（図１）に取り付けられるのが良く、この駆動モータは、ブレーキシュー１４４を選択的に駆動してこれをブレーキロータ１５２のロータ表面１６０に摩擦契合させるよう構成されているのが良い。提供されている実施例では、駆動モータ１４２は、直線（リニア）モータ、例えば電動式ソレノイドであるが、理解されるように、変形例としてシリンダを含む他形式の駆動モータ（又は直線モータ）を採用しても良い。また、提供されている実施例では、駆動モータ１４２は、回転軸線７０に垂直に差し向けられたアクチュエータ軸線１９８に沿って並進するよう構成された出力部材１９６を有する。

理解されるように、駆動モータ１４２は、ブレーキシュー１４４を駆動してこれをブレーキロータ１５２のロータ表面１６０に接触させて抗力（即ち、摩擦力）を生じさせるよう作動されるのが良く、このような抗力により、アクチュエータ入力部材１４０は、第１の回転クラッチ部分５０に対して回転し、その結果、ラップスプリング５６の第２の端部１１２のタング１１８（図６）が螺旋コイル１１４の１つ又は２つ以上を巻き出し又は半径方向内方に収縮させる回転方向に引っ張ってラップスプリング５６が所定の程度まで内側クラッチ表面７６から離脱するようになる。この実施例では、ブレーキシュー１４４とロータ表面１６０の接触状態は、ブレーキロータ１５２が第１の回転クラッチ部分５０と一緒に回転し続けている間（角度オフセットにより定められる僅かに遅れる状態ではあるが）制限された角度オフセットにより第１の回転クラッチ部分５０に対するブレーキロータ１５２の相対回転を生じさせるよう定められる。しかしながら、理解されるように、所望ならば、ブレーキシュー１４４とロータ表面１６０の接触状態は、第１の回転クラッチ部分５０が回転している間、ブレーキロータ１５２を静止又は非回転状態に維持するようブレーキロータ１５２の回転を止めても良い。

ブレーキシュー１４４は、駆動モータ１４２の出力部材１９６にこれと一緒に並進可能に取り付けられているのが良い。提供されている実施例では、ブレーキシュー１４４は、パッドとして図示されているが、理解されるように、ブレーキシュー１４４は、出力部材１９６に回転可能に取り付けられ又は出力部材１９６と一緒に形成できる他の構造体、例えば摩擦ローラから成っていても良い。

クラッチ組立体１６をブレーキロータの回転軸線に全体として垂直に差し向けられた直線モータ及びブレーキロータの円周方向に延びる表面の一部分に接触するブレーキシューを採用するものとして図示すると共に説明したが、本発明の教示に従って構成される被動付属装置を幾分これとは異なる構成にしても良いことは理解されよう。
例えば、駆動モータ１４２ａは、アクチュエータ軸線１９８ａが図７に示されているように回転軸線７０に平行であるように差し向けられても良い。この実施例では、ロータ表面１６０ａは、図１〜図６の実施例の場合のように円周方向に延びる表面ではなく、ブレーキロータ１５２ａの半径方向に延びる表面に形成される。

図８の実施例は、駆動モータ１４２ｂが入力シャフト３２回りに同心状に設けられると共に入力シャフト３２の回転軸線と一致したアクチュエータ軸線に沿ってピストン２０２を有する環状シリンダ２００を有し、ピストン２０２が入力シャフト３２の回転軸線と一致したアクチュエータ軸線に沿ってピストン２０２を並進させる加圧流体、例えば空気、水又は油によって動力供給される点を除き、図７の実施例とほぼ同じである。加圧流体源をピストン２０２の運動を生じさせるよう環状シリンダ２００の内部に連絡させるのが良く、或いは、変形例では、流体をシリンダ２００から抜き出して周囲空気圧力がピストン２０２を動かすよう圧力差を生じさせても良い。理解されるように、ピストン２０２は、環状シリンダ２００内に回転不能に収納されるのが良く、ブレーキシュー１４４ｂは、ピストン２０２の環状端フェースに取り付けられ又はこれと一体に形成されるのが良い。

種々のシリンダ又はシリンダ状装置を図８に示されていると共に上述した特定のシリンダに代えて用いても良い。例えば、シリンダ２００は、環状の形態を備える必要はなく、このような場合、シリンダは、シリンダの長手方向軸線がクラッチ式被動装置１０ｂの回転軸線からオフセットしているが、これとは平行であるように取り付けられても良い。別の実施例として、シリンダは、シリンダ内の作動流体の圧力の変化がシリンダを既定の仕方で収縮させ又は伸長させることができる「空気圧式筋肉（pneumatic muscle）」形態を有しても良い。

ブレーキシュー１４４ｃがブレーキロータ１５２ｃの周囲に少なくとも部分的に巻き付けられたバンド又は帯状態２２０を有する別の実施例が図９〜図１２に示されている。この実施例では、バンド２２０の第１の端部２２４は、駆動モータ１４２ｃの出力部材１９６ｃに結合され、バンド２２０の第２の反対側の端部２２６が駆動モータ１４２ｃをハウジング３０（図１）に取り付けるために用いられたブラケット２３０にしっかりと結合されている。理解されるように、駆動モータ１４２ｃの作動により、出力部材１９６ｃが動き、その結果、バンド２２０がブレーキロータ１５２ｃのロータ表面１６０ｂにきつく巻き付けられるようになる。

さらに別の実施例が図１３及び図１４に示されており、この実施例では、ブレーキシュー１４４ｄは、バンド２２０ｄを有し、駆動モータ１４２ｄは、アクチュエータ軸線１９８ｄが被動付属装置の回転軸線７０に対して横方向であるよう取り付けられ、ピボットアーム２５０が駆動モータ１４２ｄの出力部材１９６ｄをバンド２２０ｄに結合している。提供されている実施例では、駆動モータ１４２ｄは、ブラケット２５８にしっかりと取り付けられ、ピボットアーム２５０は、ピボットピン２６０を介してブラケット２５８に回動可能に取り付けられている。駆動モータ１４２ｄの出力部材１９６ｄは、ピボットアーム２５０の第１の端部２６２に回動可能に結合されるのが良い。バンド２２０ｄは、第１の取り付け部分２６４及び第２の取り付け部分２６６並びにブレーキロータ１５２ｄのロータ表面１６０ｄに巻き付けられるのが良いバンド本体２６８を有するのが良い。理解されるように、バンド２２０ｄは、駆動モータ１４２ｄが第１の作動状態（例えば、動力供給され又は作動されている状態）にあるとき、きつく締まってロータ表面１６０ｄに摩擦係合し、駆動モータ１４２ｄが第２の作動状態（例えば、動力供給されておらず又は作動されていない状態）にあるとき、ロータ表面１６０ｄから摩擦係合を解除することができるような任意所望の仕方でピボットアーム２５０に結合されるのが良い。例えば、第１及び第２の取り付け部分２６４，２６６の一方は、ピボットアーム２５０にこれと一緒に運動可能に結合されるのが良く、第１及び第２の取り付け部分２６４，２６６の他方は、ピボットピン２６０回りのピボットアーム２５０の回動により、バンド２２０ｄがロータ表面１６０ｄに摩擦係合したりこれから離脱したりするようブラケット２５８に結合されるのが良い。変形例として、第１の取り付け部分２６４と第２の取り付け部分２６６の両方がピボットアーム２５０に結合されても良い。提供されている実施例では、第１の取り付け部分２６４は、ピボットピン２６０と第１の端部２６２との間の第１の場所でピン２８０を介してピボットアーム２５０に結合され、他方、第２の取り付け部分２６６は、ピボットピン２６０と第１の端部２６２の反対側の第２の端部２８４との間の第２の場所でピン２８２を介してピボットアーム２５０に結合されている。第２の場所は、バンド２２０ｄをロータ表面１６０ｄに係合させることができるよう第２の場所がピボットピン２６０に対して動く量よりも大きな量だけ第１の場所がピボットピン２６０に対して動くようにする量を増大させるよう第１の場所よりもピボット軸線２９０（ピボットピン２６０により定められる）から一層間隔を置いて位置する。

別の実施例が図１５〜図２１に示されており、この実施例では、ブレーキシュー１４４ｅは、駆動モータ１４２ｅによってドラムアクチュエータ３０２に選択的に係合可能なブレーキスプリング３００である。駆動モータ１４２ｅを非回転構造体、例えばハウジング３０（図１）にしっかりと結合可能なブラケット３０６に取り付けられるのが良い。ブラケット３０６は、第１のタングスロット３１２を備えるのが良い管状ハブ３１０を有するのが良い。ブレーキスプリング３００は、第１のタング３２０、第２のタング３２２及び第１のタング３２０と第２のタング３２２との間に位置する複数個の螺旋コイル３２４を有する。第１のタング３２０は、螺旋コイル３２４から半径方向内方に延びるのが良く、第２のタング３２２は、螺旋コイル３２４から軸方向に延びるのが良い。ブレーキスプリング３００は、管状ハブ３１０に嵌められるのが良く、第１のタング３２０は、第１のタングスロット３１２内に嵌め込まれるのが良い。ドラムアクチュエータ３０２は、ブレーキスプリング３００を収納することができる環状構造体であるのが良い（即ち、その結果、ブレーキスプリング３００の螺旋コイル３２４は、ドラムアクチュエータ３０２と管状ハブ３１０との間に受け入れられる）。ドラムアクチュエータ３０２は、第２のタング３２２を嵌め込むことができる第２のタングスロット３３０を有するのが良い。したがって、ブラケット３０６に対するドラムアクチュエータ３０２の回転により、ドラムスプリング３００の螺旋コイル３２４が半径方向外方に拡張し（即ち、巻き出し状態になる）又は半径方向内方に収縮する（即ち、きつく巻き取り状態になる）ことが理解されよう。駆動モータ１４２ｅからの運動をドラムアクチュエータ３０２に伝達するために任意所望の手段を採用することができるが、提供されている特定の実施例では、駆動モータ１４２ｅの出力部材１９８ｅはリンク装置３３４を介してドラムアクチュエータ３０２に結合されている。ブレーキロータ１５２ｅは、ロータ表面１６０ｅが螺旋コイル３２４回りに円周方向に延びるよう螺旋コイル３２４相互間に受け入れられるのが良い。理解されるように、ドラムアクチュエータ３０２をブラケット３０６に対して第１の方向に回転させるよう駆動モータ１４２ｅを作動させると、螺旋コイル３２４が拡張し又は巻き出し状態になることができ、その結果、螺旋コイル３２４は、ロータ表面１６０ｅに摩擦係合し、これに対し、ブラケット３０６に対して第２の逆の方向へのドラムロータ３０２の回転により、螺旋コイル３２４が収縮し又は巻き取り状態になり、その結果、螺旋コイル３２４は、ロータ表面１６０ｅに摩擦係合しないようになる。

ソレノイド及び電機子又は出力部材を有する直線モータを含むクラッチ組立体を採用するものとして被動付属装置を説明したが、直線モータをこれとは幾分異なる形態にすることができることは理解されよう。例えば、図２２及び図２３は、直線モータの形態を除き、図１４及び図１１の被動付属装置とほぼ同じ被動付属装置の部分を示している。

図２２では、駆動モータ１４２ｆは、ハウジング３０（図１）に対して静止状態に設けられる外側スリーブ４０２を備えたボーデンケーブル４００及び外側スリーブ４０２内に摺動可能に受け入れられるケーブル４０４を有する。ケーブル４０４の第１の端部４１０は、ピボットアーム２５０の第１の端部２６２に結合されるのが良く、ケーブル４０４の第２の反対側の端部４１２は、ケーブル４０４を外側スリーブ４０２に対して駆動するよう構成された回転モータ４１４に結合されるのが良い。この実施例では、モータ４１４は、ケーブル４０４の第２の端部４１２に結合されている軸方向に動くことができる出力部材４１６を備えた装置を有する。所望ならば、ばねを用いてケーブル４０４を所望の位置に付勢するのが良い。

図２３では、駆動モータ１４２ｇも又、ボーデンケーブル４００を有するが、ケーブル４０４の第２の端部４１２は、制御ロータ４５０に取り付けられ又はこれに巻き付けられており、静止物体（例えば、ハウジング３０（図１））に対するこの制御ロータの回転位置は、回転出力を備えたモータ４５６によって制御される。モータ４５６は、制御ロータ４５０を直接回転させるよう構成されているのが良いステップモータであっても良いが、提供されている特定の実施形態では、モータ４５６は、柔軟性ケーブル４６０を介して伝動装置４５８を駆動する比較的小型の高速低トルクモータから成る。伝動装置４５８は、回転動力を制御ロータ４５０に伝達する任意所望の減速駆動装置を有するのが良い。提供されている実施例では、伝動装置４５８は、回転動力を制御ロータ４５０に出力するウォーム駆動装置を有する。

図２４の実施例は、直線モータ５２０が概略的に示されており、電子信号又は磁気信号にさらされると形状及び／又は長さを変化させる材料で形成されるのが良い点を除き、図２２の実施例とほぼ同じである。この材料は、形状記憶金属材料、バイメタル材料（例えば、バイメタルストリップ）、電歪材料又は磁歪材料であるのが良い。電子信号を生じさせると共に／或いは磁界発生器５２４を制御して磁界を生じさせると共に／或いはヒータ５２６を制御して材料の形状及び／又は長さを制御するのに適した熱を生じさせるためにコントローラ５２２を採用するのが良い。

図２５の実施例では、アクチュエータ６０ｊの駆動モータ１４２ｊ及びブレーキシュー１４４ｊは、ブレーキロータ１５２ｊ中に収納されている。ブレーキシュー１４４ｊは、適当なプラスチックで作られるのが良く、このブレーキシューは、一方の側を貫通して半径方向に形成されている分割部を備えた環状の形を有するのが良い（従って、ブレーキシュー１４４ｊは、Ｃ字形である）。ワイヤ発熱体であるのが良いヒータ５３０及び形状記憶材料又はバイメタル材料で形成された要素５３２を有する駆動モータ１４２ｊは、ウォータポンプ組立体２０（図１）に回転不能に取り付けられた状態でブレーキシュー１４４ｊ中に封入されるのが良い。ヒータ５３０の作動により、要素５３２は、半径方向外方に撓んでブレーキシュー１４４ｊを駆動してこれをブレーキロータ１５２ｊのロータ表面１６０ｊに係合させることができる。理解されるように、ブレーキシュー１４４ｊとロータ表面１６０ｊとの接触により生じる抗力により、クラッチ組立体１６ｊは、上記において詳細に説明した仕方と同様な仕方で入力部材１２と入力シャフト３２（図１）との間における回転動力の伝達を停止させることができる。要素５３２それ自体及び／又はブレーキシュー１４４ｊを形成する材料の弾性は、要素５３２が冷えたときにブレーキシュー１４４ｊをロータ表面１６０ｊから離脱させる戻しばねとして作用することができる。

駆動モータ１４２ｊ及びブレーキシュー１４４ｊを、アクチュエータ６０ｊの駆動モータ１４２ｊ及びブレーキシュー１４４ｊがブレーキロータ１５２ｊの円周方向に延びる内面に加わる抗力を生じさせるようブレーキロータ１５２ｊと協働するよう構成されているものとして図示されると共に説明したが、駆動モータ１４２ｊ及びブレーキシュー１４４ｊは、ブレーキロータ１５２ｊの円周方向に延びる外面に加わる抗力を生じさせるようブレーキロータ１５２ｊと協働するよう構成されても良いことが理解されよう（即ち、ブレーキシュー１４４ｊは、ロータ表面１６０ｊの半径方向外方に設けられると共にロータ表面１６０ｊに係合するよう半径方向内方に収縮したりロータ表面１６０ｊから離脱するよう半径方向外方に拡張したりしても良い）。

図２６では、直線モータは、ブレーキシュー１４４ｋを動かしてこれをブレーキロータ１５２ｋのロータ表面１６０ｋに接触させるよう親ねじ５５２を回転させる回転出力部材を備えたモータ５５０から成る。

図２７では、直線モータは、歯付きラック５６４と噛み合い状態にある歯付きピニオン５６２を回転させる出力部材を備えたモータ５６０から成る。ブレーキシュー１４４ｍは、歯付きラック５６４の端部に取り付けられており、このブレーキシューを選択的に駆動させてこれをブレーキロータ１５２ｍのロータ表面１６０ｍに接触させることができる。理解されるように、ブレーキシュー１４４ｍは、歯付きラック５６４に直接取り付けられる必要はなく、これとは異なり、歯付きラック５６４を介して駆動され又は動かされる別の要素に取り付けられても良い。

図２８及び図２９では、直線モータは、アクチュエータハウジング６００、出力部材６０２、相転移材料６０４、ヒータ６０６及び応従性部材６０８を有する市販の相転移型アクチュエータから成る。相転移材料６０４、ヒータ６０６及び応従性部材６０８は、アクチュエータハウジング６００内に受け入れられるのが良い。出力部材６０２は、アクチュエータハウジング６００内に摺動可能に受け入れられるのが良く、この出力部材を応従性部材６０８に係合させることができる。相転移材料６０４は、状態（例えば、固体、液体）の変化に応答して体積を変化させるよう構成された材料であるのが良い。提供されている特定の実施例では、相転移材料６０４は、応従性部材６０８の周りに設けられるのが良いワックスである。ヒータ６０６は、アクチュエータハウジング６００に結合されるのが良く、このヒータは、相転移材料６０４の相を変化させる（例えば、溶解させる）よう構成されているのが良い。提供されている特定の実施例では、ヒータ６０６は、直流電力（例えば、１２ＶＤＣ電力）で動作する電気ヒータである。応従性部材６０８は、適当な材料で形成でき、この応従性材料は、ばねから成る。提供されている特定の実施例では、応従性材料６０８は、出力部材６０２とアクチュエータハウジング６００との間の接合部を追加的に封止するエラストマーで形成される。

相転移材料６０４は、非作動状態では（図２８に示されている）、応従性部材６０８周りに分布して配置され、応従性部材６０８は、出力部材６０２を付勢してこれを戻し位置に至らせ、この戻し位置では、出力部材６０２は、アクチュエータハウジング６００内に実質的に収容される。ヒータ６０６を作動させると、相転移材料６０４は、相転移材料６０４の体積が大きくなった相に変化することができ、それにより、アクチュエータハウジング６００内の圧力が増大する。圧力の増大に応答して、応従性部材６０８は、変形し、それにより、出力部材６０２を図２９に示されているようにアクチュエータハウジング６００の外方に押圧することができ、それによりブレーキシュー１４４ｎは、ブレーキロータ１５２ｎのロータ表面１６０ｎに接触することができる。理解されるように、ヒータ６０６の作動を停止させ、相転移材料６０４がその他の相（体積が減少した相）に戻り始めた後、応従性部材６０８は、相転移材料６０４を半径方向外方に押すことができ、それにより、応従性部材６０８は、出力部材６０２をアクチュエータハウジング６００内に引き戻すことができる。

先の実施例を、ヒータを含むものとして説明したが、相転移材料６０４の相を変化させるのに他の形式のエネルギーを用いても良いことは理解されるべきである。例えば、内燃エンジンからの熱を、アクチュエータハウジング６００を介して相転移材料６０４に伝達し、それにより相転移材料６０４の相の変化を開始させることができる。追加的に又は代替的に、先の実施例の直線モータをシリンダ内ロッド形態のものとして説明したが、直線モータは、これとは異なる構成にしても良いことは理解されよう。例えば、直線モータは、図８に示されている環状シリンダ２００と類似した環状形態を有しても良い。

本発明の教示に従って構成された別の被動装置の一部分が図３０に示されている。この実施例では、アクチュエータは、ウォーム駆動装置が直線モータ及びリンク装置に代えて用いられている点を除き、図１５〜図２１に示されているアクチュエータと同じである。この点に関し、ドラムアクチュエータ３０２ｐは、ウォームスクリュ６５２により駆動されるウォーム歯車又はホイール６５０を有するのが良く、ウォームスクリュ６５２は、回転出力を備えたモータ６５４によって駆動されるのが良い。

図３１を参照すると、本発明に従って構成された別の被動付属装置の一部分が示されている。クラッチ式被動装置１０ｒは、アクチュエータ６０ｒが直線モータに代えて磁気粘性（マグネットレオロジ）流体又は電気粘性（エレクトロレオロジ）流体を有する装置７００を含んでいる点を除き、図８に示されている装置とほぼ同じであるのが良い。装置７００は、ハウジング７０２、静止部材７０４、流体７０６、１つ又は２つ以上のシール７０８及び流体７０６の粘度に影響を及ぼす手段を有するのが良い。ブレーキロータ１５２ｒは、静止部材７０４と反対側でハウジング７０２内に受け入れられるのが良い。ハウジング７０２は、適当な構造体、例えばウォータポンプ組立体２０（図１）のハウジングに回転不能に結合されるのが良い。流体７０６は、ハウジング７０２内に受け入れられるのが良く、この流体は、ブレーキロータ１５２ｒと静止部材７０４との間に配置されるのが良い。静止部材７０４は、これが非回転状態に配置されるよう適当な構造体に結合されるのが良い。所望ならば、静止部材７０４は、ハウジング７０２と一体に形成されるのが良い。シール７０８は、ハウジング７０２をブレーキロータ１５２ｒ及び静止部材７０４に対して封止するのが良い。粘度に影響を及ぼす手段７１０は、流体７０６がその粘度を変化させるようにする任意の手段から成っていて良い。例えば、流体７０６が磁気粘性流体である場合、粘度に影響を及ぼす手段７１０は、流体７０６の粘度を変化させるのに適当な磁界を生じさせるよう構成されるのが良いワイヤコイル７１２から成るのが良い。流体７０６が電気粘性流体である場合、粘度に影響を及ぼす手段７１０は、流体７０６がその粘度を変化させるよう流体７０６に電力を選択的に供給するよう構成された電力供給源から成る。理解されるように、流体７０６は、相当大きな抗力を生じさせることなくブレーキロータ１５２ｒが流体７０６内で回転することができる第１の粘度を備えた通常の状態を有する（即ち、従って、回転動力がクラッチ組立体１６ｒを介して伝達される）。粘度に影響を及ぼす手段７１０の作動により、流体７０６の粘度が変化することができ、その結果、流体７０６は、ブレーキロータ１５２ｒの回転に抵抗し、それによりブレーキロータ１５２ｒに与えられる抗力を生じさせ、この抗力により、ラップスプリング５６の巻き取りがクラッチ組立体１６ｒを介する回転動力の伝達を阻止するようになる。

上述の説明は、性質上例示に過ぎず、本発明の内容、その用途又は使用を限定するものではないことは理解されよう。特定の実施例が明細書に記載されると共に図面に示されているが、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、これら実施例の種々の変更を行なうことができると共にこのような実施例の要素に代えて均等例を用いても良いことは理解されよう。さらに、種々の実施例相互間における特徴、要素及び／又は機能の混合及び整合は、本明細書において明示的に想定され、その結果、当業者であればこの開示内容から１つの実施例の特徴、要素及び／又は機能を必要ならば別の実施例に組み込むことができることが理解されよう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させる多くの改造例を想到できる。したがって、本発明の内容は、本発明の教示を具体化するために現時点に想定された最適実施態様として図面に示されると共に本明細書において説明した特定の実施例に限定されず、本発明の範囲は、上記説明及び特許請求の範囲の記載に含まれるどのような実施形態をも含むものである。

Claims (17)

1. クラッチ式被動装置（１０）であって、
   第１の回転クラッチ部分（５０）、第２の回転クラッチ部分（５２）、軸受（５４）、ラップスプリング（５６）及びアクチュエータ（６０）を含むクラッチ組立体（１６）を有し、前記第１の回転クラッチ部分（５０）は、内側クラッチ表面（７６）を備えた駆動部材（７４）を有し、前記第１及び前記第２の回転クラッチ部分（５０，５２）は、前記クラッチ式被動装置（１０）の回転軸線（７０）回りに回転可能に設けられ、前記軸受（５４）は、前記第１の回転クラッチ部分（５０）を前記第２の回転クラッチ部分（５２）回りに回転可能に支持した状態で前記第１の回転クラッチ部分（５０）と前記第２の回転クラッチ部分（５２）との間に受け入れられ、前記ラップスプリング（５６）は、前記軸受（５４）の半径方向内方に設けられ、前記ラップスプリング（５６）は、第１の端部（１１０）、前記第１の端部（１１０）と反対側の第２の端部（１１２）及び前記第１の端部（１１０）と前記第２の端部（１１２）の間に延びる複数個の螺旋コイル（１１４）を有し、前記第１の端部（１１０）は、回転動力を前記第２の回転クラッチ部分（５２）に伝達するよう構成され、前記螺旋コイル（１１４）は、前記内側クラッチ表面（７６）に当てた状態で収納され、前記アクチュエータ（６０）は、前記ラップスプリング（５６）のコイル状巻き取りを選択的に開始させて前記ラップスプリング（５６）の前記螺旋コイル（１１４）が前記内側クラッチ表面（７６）から所定の程度まで離脱するよう構成されており、前記アクチュエータ（６０）は、アクチュエータ入力部材（１４０）を有し、前記アクチュエータ入力部材（１４０）は、前記回転軸線（７０）回りに回転可能であり、前記アクチュエータ入力部材（１４０）は、前記ラップスプリング（５６）の第２の端部（１１２）に係合するスプリングマウント（１５６）及びブレーキロータ（１５２）を有し、前記アクチュエータ（６０）は、前記回転軸線（７０）回りの前記アクチュエータ入力部材（１４０）の回転に抵抗するよう前記ブレーキロータ（１５２）に加えられる制動力を発生させるよう選択的に作動可能である、
   ことを特徴とするクラッチ式被動装置（１０）。
2. 前記制動力は、前記ブレーキロータ（１５２）に伝達される摩擦力である、
   請求項１記載のクラッチ式被動装置（１０）。
3. 前記アクチュエータは、前記制動力を発生させるよう前記ブレーキロータ（１５２）に係合するブレーキシュー（１４４）を有する、
   請求項２記載のクラッチ式被動装置（１０）。
4. 前記アクチュエータは、前記ブレーキシュー（１４４）を動かしてこれを前記ブレーキロータ（１５２）に接触させると共に／或いはこれから離脱させるよう動作可能なソレノイド（１４２）を更に有する、
   請求項３記載のクラッチ式被動装置（１０）。
5. 前記ブレーキシュー（１４４）は、前記ソレノイド（１４２）の出力部材（１９６）に取り付けられている、
   請求項４記載のクラッチ式被動装置（１０）。
6. 前記ブレーキシュー（１４４）は、ケーブル（４０４）及びリンク装置（３３４）の少なくとも一方によって前記出力部材（１９６）に結合されている、
   請求項４記載のクラッチ式被動装置（１０）。
7. 前記アクチュエータ（６０）は、前記ブレーキシュー（１４４）を動かしてこれを前記ブレーキロータ（１５２）に接触させると共に／或いはこれから離脱させるよう作動可能な流体動力式シリンダ（２００）を更に有する、
   請求項３記載のクラッチ式被動装置（１０）。
8. 前記アクチュエータ（６０）は、形状記憶金属材料、バイメタル材料、電歪材料、磁歪材料及びこれらの組み合わせから成る群から選択された材料で形成される要素（５３２）を更に有し、前記要素（５３２）は、前記ブレーキシュー（１４４）を動かしてこれを前記ブレーキロータ（１５２）に接触させると共に／或いはこれから離脱させるよう動作可能である、
   請求項３記載のクラッチ式被動装置（１０）。
9. 前記要素（５３２）は、前記ブレーキシュー（１４４）の直径を変化させるよう構成されている、
   請求項８記載のクラッチ式被動装置（１０）。
10. 前記ブレーキシュー（１４４）は、前記ブレーキロータ（１５２）に少なくとも部分的に巻き付けられるバンド（２２０）を有する、
    請求項３、５、６及び８のいずれか１項に記載のクラッチ式被動装置（１０）。
11. 前記アクチュエータ（６０）は、前記ブレーキシュー（１４４）を動かしてこれを前記ブレーキロータ（１５２）に接触させると共に／或いはこれから離脱させるよう作動可能な回転モータ（４１４）を有する、
    請求項３記載のクラッチ式被動装置（１０）。
12. 前記回転モータ（４１４）は、ケーブル（４０４）、親ねじ（５５２）、ラックピニオン装置（５６４，５６２）及びウォーム駆動装置（４５８）の少なくとも１つにより前記ブレーキシュー（１４４）に結合されている、
    請求項１１記載のクラッチ式被動装置（１０）。
13. 前記アクチュエータ（６０）は、相転移材料（６０４）を更に有し、前記相転移材料（６０４）は、前記相転移材料（６０４）が第１の相の状態にあるときに第１の体積を有し、前記相転移材料（６０４）が前記第１の相とは異なる第２の相の状態にあるときに第２の体積を有し、前記第１の相及び前記第２の相は、固相、液相及び気相から成る群から選択される、
    請求項３記載のクラッチ式被動装置（１０）。
14. 前記相転移材料（６０４）は、ワックスである、
    請求項１３記載のクラッチ式被動装置（１０）。
15. 前記アクチュエータ（６０）は、ヒータ（６０６）を更に有する、
    請求項１３記載のクラッチ式被動装置（１０）。
16. 前記アクチュエータ（６０）は、前記ブレーキシュー（１４４）を半径方向に膨張させて前記ブレーキロータ（１５２）に当てると共に／或いは前記ブレーキシュー（１４４）を半径方向に収縮させるよう回転可能なドラムアクチュエータ（３０２）を含む、
    請求項３記載のクラッチ式被動装置（１０）。
17. 前記アクチュエータ（６０）は、磁気粘性特性及び電気粘性特性の少なくとも一方を有する流体（７０６）を含む、
    請求項１記載のクラッチ式被動装置（１０）。

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