JP2015025470A - Clutch - Google Patents

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JP2015025470A
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砂田 洋尚
Hironao Sunada
洋尚 砂田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clutch capable of switching a power transmission state with a small force.SOLUTION: A clutch 100 includes a driving-side rotary body 110, a driven-side rotary body 120 movable along the axial direction of the driving-side rotary body 110 between a connection position to be connected with the driving-side rotary body 110, and a release position to release the connection with the driving-side rotary body 110, and provided with a groove 400 including a spiral groove portion 410 on an axis of the driving-side rotary body 120 as a center axis, a biasing member 140 for biasing the driven-side rotary body 120 from the release position toward the connection position, and a locking member 151 capable of being inserted to and removed from the groove 400, and restricted in the axial movement. In the clutch 151, a depth of the groove 400 at a part where the locking member 151 is positioned when the driven-side rotary body 120 is located on the release position, is shallower than a depth of the groove 400 of a part where the locking member 151 is inserted.

Description

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。   The present invention relates to a clutch that switches a transmission state of power to a driven-side rotator by switching a connection state of a driven-side rotator with respect to a drive-side rotator.

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したり、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固定クラッチ板に対して、ポンプに連結された可動クラッチ板を、スプリングの付勢力によって押し当てるものがある。   A mechanical pump for circulating cooling water and a crankshaft are connected via a clutch and the pump is driven by the rotational force of the crankshaft, or the pump is stopped by releasing the clutch connection. Engines that can do this are known. As a clutch for switching the connection state of the pump to the crankshaft, there is a clutch that presses the movable clutch plate connected to the pump against the fixed clutch plate connected to the crankshaft by the biasing force of the spring.

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、例えば電磁力などの外力によって、可動クラッチ板をスプリングの付勢力に抗して移動させ、固定クラッチ板から離間させる必要がある(例えば、特許文献1)。   In order to release the connected state in such a clutch, it is necessary to move the movable clutch plate against the urging force of the spring, for example, by an external force such as electromagnetic force, and to separate it from the fixed clutch plate (for example, Patent Document 1). ).

特開2004−293430号公報JP 2004-293430 A

上述のようなクラッチにおいては、伝達しなければならないトルクが大きいほど、連結状態を維持するためのスプリングの付勢力を大きくする必要がある。そして、大きい付勢力に抗して可動クラッチ板を離間させるためには、コイルの巻き数を多くするなどして、電磁力を大きくする必要がある。   In the clutch as described above, it is necessary to increase the urging force of the spring for maintaining the connected state as the torque to be transmitted is larger. In order to separate the movable clutch plate against a large urging force, it is necessary to increase the electromagnetic force by increasing the number of turns of the coil.

しかし、コイルの巻き数が多くなると装置が大型化したり、消費電力量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。   However, as the number of turns of the coil increases, the device becomes larger and the amount of power consumption increases. Therefore, there is a demand for reducing the force required for releasing the connection as much as possible while allowing a large torque to be transmitted. is there.

なお、こうした課題は、電磁力によって可動クラッチ板を移動させる電磁クラッチに限らず、油圧によって可動クラッチ板を移動させる油圧クラッチなど、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動力の伝達状態を切り替えるクラッチにおいては、概ね共通したものとなっている。   Such a problem is not limited to the electromagnetic clutch that moves the movable clutch plate by electromagnetic force, but relatively moves the driving side rotating body and the driven side rotating body by an actuator, such as a hydraulic clutch that moves the movable clutch plate by hydraulic pressure. Therefore, the clutches for switching the power transmission state are generally the same.

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、小さな力で動力の伝達状態を切り替えることができるクラッチを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a clutch capable of switching a power transmission state with a small force.

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、該駆動側回転体に連結される連結位置と前記駆動側回転体に対する連結が解除される解除位置との間を前記駆動側回転体の軸方向に沿って移動可能であり、前記駆動側回転体の軸を中心軸とする螺旋溝部を含む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、前記溝に挿脱可能であるとともに前記軸方向への移動が規制されている係止部材と、を備え、前記溝に前記係止部材を挿入し、前記螺旋溝部の側壁に前記係止部材を係合させることによって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て連結を解除するクラッチであり、前記従動側回転体が前記解除位置に位置するときに前記係止部材が位置する部分の前記溝の深さが、前記係止部材が挿入される部分の前記溝の深さよりも浅いことをその要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
The clutch for solving the above-described problems is characterized in that the drive-side rotator is between the drive-side rotator, a connection position connected to the drive-side rotator, and a release position where the connection to the drive-side rotator is released. A driven-side rotating body in which a groove including a spiral groove portion having the axis of the driving-side rotating body as a central axis is formed on an outer peripheral surface, and the driven-side rotating body at the release position A biasing member that biases toward the coupling position, and a locking member that can be inserted into and removed from the groove and that is restricted from moving in the axial direction. A clutch that releases the connection by moving the driven-side rotating body to the release position against the urging force of the urging member by engaging the locking member with the side wall of the spiral groove portion. Yes, when the driven rotating body is located at the release position The depth of the groove portion the locking member is located, and its gist the locking member to be shallower than the depth of the groove portion to be inserted.

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。   According to the above configuration, the driven-side rotator is urged toward the coupling position by the urging force of the urging member. And when a driven side rotary body exists in a connection position, a drive side rotary body and a driven side rotary body will be in a connection state.

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溝に、駆動側回転体の軸方向における移動が規制されている係止部材が挿入されると、螺旋溝部の側壁と係止部材と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。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。   On the other hand, when a locking member in which movement in the axial direction of the drive-side rotator is restricted is inserted into the groove of the driven-side rotator rotating with the drive-side rotator, the side wall of the spiral groove is locked. The driven-side rotator rotates with the member engaged, and the driven-side rotator moves from the coupling position to the release position against the urging force of the urging member. As a result, the connection between the driving side rotating body and the driven side rotating body is released. That is, according to the above configuration, a force necessary to release the clutch can be obtained from the rotational force of the driven-side rotator.

なお、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ため、従動側回転体の回転は停止する。上記構成では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ているため、連結を解除した状態を維持するために、係止部材を溝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、溝に挿入されている係止部材を引き抜く。こうして係止部材を引き抜くと、付勢部材の付勢力によって連結位置に向けて付勢されている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。   When the driven-side rotator moves to the release position, torque is not transmitted from the drive-side rotator to the driven-side rotator, so that the rotation of the driven-side rotator stops. In the above configuration, the driven-side rotator is urged toward the connection position by the urging force of the urging member, so the state where the locking member is inserted into the groove is maintained in order to maintain the released state. It will be. And when connecting a drive side rotary body and a driven side rotary body again, the latching member inserted in the groove | channel is pulled out. When the locking member is pulled out in this way, the driven-side rotating body that is biased toward the connecting position by the biasing force of the biasing member moves to the connecting position, and the driving-side rotating body and the driven-side rotating body are connected again. It becomes a state.

上記構成では、従動側回転体が解除位置に位置するときに係止部材が位置する部分の溝の深さが、係止部材が挿入される部分の溝の深さよりも浅い。そのため、溝が浅くなっている分、連結を解除した状態を維持しているときの係止部材は、はじめに溝に挿入されたときと比較して溝から押し出されることになる。すなわち、上記構成によれば係止部材を溝から引き抜くために必要な力の一部も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、小さな力で動力の伝達状態を切り替えることができる。   In the above configuration, the depth of the groove where the locking member is located when the driven-side rotator is located at the release position is shallower than the depth of the groove where the locking member is inserted. Therefore, since the groove is shallower, the locking member when maintaining the disconnected state is pushed out of the groove as compared to when it is first inserted into the groove. That is, according to the above configuration, a part of the force necessary to pull out the locking member from the groove can also be obtained from the rotational force of the driven side rotating body. Therefore, the power transmission state can be switched with a small force.

上記クラッチにおいて、前記溝の底面は、同溝の深さが、連結を解除した状態を維持しているときに前記係止部材が位置する部分に向かって次第に浅くなるように傾斜した傾斜面を有しているのが好ましい。   In the clutch described above, the bottom surface of the groove has an inclined surface that is inclined so that the depth of the groove gradually becomes shallower toward a portion where the locking member is located while maintaining a disconnected state. It is preferable to have it.

係止部材が溝の中で引っ掛かり従動側回転体の回転を妨げてしまったり、係止部材が溝の中で飛び跳ねて溝から飛び出してしまったりすることにより、従動側回転体を解除位置まで移動させることができない場合には連結を解除することができなくなってしまう。これに対して、上記構成によれば、溝に挿入された係止部材が傾斜面に案内されて次第に押し上げられるようになる。そのため、係止部材が溝の中で引っ掛かり従動側回転体の回転を妨げてしまったり、係止部材が溝の中で飛び跳ねて溝から飛び出してしまったりすることを抑制することができる。   When the locking member is caught in the groove and the rotation of the driven side rotating body is hindered, or the locking member jumps in the groove and jumps out of the groove, the driven side rotating body is moved to the release position. If it cannot be made, the connection cannot be released. On the other hand, according to the above configuration, the locking member inserted into the groove is guided by the inclined surface and gradually pushed up. Therefore, it is possible to prevent the locking member from being caught in the groove and preventing the driven side rotating body from rotating, or the locking member from jumping into the groove and jumping out of the groove.

上記クラッチは、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間の連結を仲介する球体を備え、該球体は、前記従動側回転体が前記連結位置に移動したときに前記従動側回転体と前記駆動側回転体との間に回転不能に嵌合されて前記従動側回転体を前記駆動側回転体に対して連結する一方、前記従動側回転体が前記解除位置に移動したときに前記従動側回転体と前記駆動側回転体との間で回転して前記従動側回転体の前記駆動側回転体に対する連結を解除するのが好ましい。   The clutch includes a sphere that mediates the connection between the drive-side rotator and the driven-side rotator, and the sphere is the driven-side rotator when the driven-side rotator moves to the connection position. And the drive-side rotator are non-rotatably fitted to connect the driven-side rotator to the drive-side rotator, while the driven-side rotator moves to the release position. It is preferable that the connection between the driven-side rotator and the drive-side rotator is released to rotate the driven-side rotator from the drive-side rotator.

上記構成によれば、駆動側回転体と従動側回転体の間に球体が回転不能に嵌合されることにより、従動側回転体と駆動側回転体とが嵌合した球体を介して一体に回転するようになる。そのため、圧着式のクラッチのように圧着させた駆動側回転体と従動側回転体との間に生じる摩擦力を利用して駆動力を伝達するクラッチと比較して、大型化を抑制しつつ、より大きなトルクを伝達することが可能になる。   According to the above configuration, the spherical body is non-rotatably fitted between the driving side rotating body and the driven side rotating body, so that the driven side rotating body and the driving side rotating body are integrated with each other through the spherical body. It starts to rotate. Therefore, compared with a clutch that transmits a driving force using a frictional force generated between a driving side rotating body and a driven side rotating body that are crimped like a crimping type clutch, while suppressing an increase in size, A larger torque can be transmitted.

上記クラッチにおいて、前記溝は、前記螺旋溝部を第1の螺旋溝部としたとき、同第1の螺旋溝部とは反対の方向に傾斜して延びる第2の螺旋溝部を有しており、同溝における連結を解除した状態を維持しているときに前記係止部材が位置することになる部分が、前記第2の螺旋溝部にあるのが好ましい。   In the clutch, the groove has a second spiral groove portion that extends in a direction opposite to the first spiral groove portion when the spiral groove portion is the first spiral groove portion. It is preferable that the portion where the locking member is located when the state where the connection is released is maintained in the second spiral groove portion.

従動側回転体が付勢部材の付勢力に抗して解除位置に向かって移動するほど、付勢部材の変形量が多くなるため、付勢部材によって付勢される力は大きくなる。そして、付勢部材から大きな付勢力を受けているときほど、従動側回転体の溝の側面と溝に挿入されている係止部材との間に生じる摩擦力は大きくなるため、係止部材を溝から引き抜くために要する力は大きくなる。   Since the amount of deformation of the urging member increases as the driven-side rotator moves toward the release position against the urging force of the urging member, the force urged by the urging member increases. And, as the larger biasing force is received from the biasing member, the frictional force generated between the side surface of the groove of the driven side rotating body and the locking member inserted into the groove becomes larger. The force required to pull out from the groove increases.

これに対して、上記構成では、溝には付勢部材の付勢力に抗して従動側回転体を解除位置に向かって移動させる第1の螺旋溝部に加えて、第1の螺旋溝部とは反対の方向に傾斜している第2の螺旋溝部が設けられている。そして、連結を解除した状態を維持しているときに係止部材が位置することになる部分は第2の螺旋溝部にある。そのため、第1の螺旋溝部と係止部材との摺動によって付勢部材の付勢力に抗して解除位置まで移動させられた従動側回転体は、その後に第1の螺旋溝部とは反対方向に傾斜している第2の螺旋溝部と係止部材との摺動によって付勢部材の付勢力と同じ方向に移動する。なお、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。そして、従動側回転体は、その後、第2の螺旋溝部内に係止部材が挿入された状態で、連結を解除した状態を維持したまま停止することになる。したがって、駆動側回転体と従動側回転体とを連結する際には、付勢部材の変形量が最大になる第1の螺旋溝部の末端部ではなく、付勢部材の変形量がより小さくなる方向に傾斜した第2の螺旋溝部内にある係止部材を引き抜くことになるため、係止部材を溝から引き抜くために要する力が小さくてすむ。したがって、係止部材を溝から引き抜き、クラッチを連結状態に切り替えるために必要な力を小さくすることができる。   On the other hand, in the above configuration, in addition to the first spiral groove portion that moves the driven-side rotator toward the release position against the biasing force of the biasing member, the groove is the first spiral groove portion. A second spiral groove that is inclined in the opposite direction is provided. And the part where a locking member will be located when maintaining the state which canceled the connection exists in the 2nd spiral groove part. Therefore, the driven-side rotating body that has been moved to the release position against the biasing force of the biasing member by sliding between the first spiral groove portion and the locking member is then in the direction opposite to the first spiral groove portion. It moves in the same direction as the urging force of the urging member by sliding between the second spiral groove portion inclined to the locking member and the locking member. Note that when the driven side rotator moves to the release position, torque is not transmitted from the drive side rotator to the driven side rotator, but immediately after the driven side rotator moves to the release position, the driven side rotator is inertial. Continue to rotate by force. Then, the driven-side rotator is stopped while maintaining the disconnected state in a state where the locking member is inserted into the second spiral groove portion. Therefore, when connecting the driving side rotating body and the driven side rotating body, the deformation amount of the biasing member is smaller than the terminal portion of the first spiral groove portion where the deformation amount of the biasing member is maximized. Since the locking member in the second spiral groove portion inclined in the direction is pulled out, the force required to pull out the locking member from the groove can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the force required to pull out the locking member from the groove and switch the clutch to the connected state.

上記クラッチは、電磁石と、該電磁石への通電によって生じる磁力によって吸引される可動芯と、を有して、前記係止部材を前記溝に出し入れする電磁式のアクチュエータを備え、前記係止部材は、基端が前記可動芯と回動可能に連結されるとともに先端が前記従動側回転体の溝に出し入れ可能な状態で、両端の間に位置する回動支点を中心に回動可能に支持されており、前記アクチュエータは、前記電磁石への通電によって生じる磁力によって前記可動芯を吸引することにより、前記係止部材を前記溝から引き抜くのが好ましい。   The clutch includes an electromagnet and a movable core attracted by a magnetic force generated by energization of the electromagnet, and includes an electromagnetic actuator that moves the locking member into and out of the groove. The base end is pivotally connected to the movable core, and the tip is pivotally supported around a pivot fulcrum located between both ends in a state where the distal end can be inserted into and removed from the groove of the driven side rotating body. The actuator preferably pulls out the locking member from the groove by attracting the movable core by a magnetic force generated by energizing the electromagnet.

上記構成によれば、可動芯が吸引されて係止部材が回動支点を中心に回動すると、溝に挿入されている係止部材の先端が溝から引き抜かれる。このとき、係止部材が溝に浅く挿入されているほど、アクチュエータ内部における可動芯と電磁石との距離は近くなる。ここで、同じ磁力を発生させた場合であっても可動芯に作用する吸引力は可動芯と電磁石との距離が近くなるほど大きくなる。したがって、可動芯と電磁石との距離が近づけば、より小さな磁力で可動芯を吸引することができる。これに対して上記構成によれば、従動側回転体が解除位置に位置するときに係止部材が位置する部分の溝の深さが、係止部材が挿入される部分の溝の深さよりも浅くなっているため、連結を解除した状態を維持しているときの係止部材は、溝が浅くなっている分、溝から押し出されていることになる。すなわち、小さな磁力で係止部材を引き抜くことができるようになるため、電磁石のコイルの巻き数を少なくしてアクチュエータを小型化したり、係止部材の引き抜くために要する消費電力を小さくしたりすることができる。   According to the above configuration, when the movable core is sucked and the locking member rotates around the rotation fulcrum, the tip of the locking member inserted in the groove is pulled out from the groove. At this time, the closer the locking member is inserted into the groove, the closer the distance between the movable core and the electromagnet inside the actuator. Here, even when the same magnetic force is generated, the attractive force acting on the movable core increases as the distance between the movable core and the electromagnet decreases. Therefore, if the distance between the movable core and the electromagnet is reduced, the movable core can be attracted with a smaller magnetic force. On the other hand, according to the above-described configuration, the depth of the groove where the locking member is located when the driven-side rotator is positioned at the release position is greater than the depth of the groove where the locking member is inserted. Since it is shallow, the locking member when maintaining the disconnected state is pushed out of the groove as the groove is shallow. That is, since the locking member can be pulled out with a small magnetic force, the number of windings of the electromagnet coil can be reduced to reduce the size of the actuator, and the power consumption required to pull out the locking member can be reduced. Can do.

一実施形態のクラッチの断面図。A sectional view of a clutch of one embodiment. 連結を解除した状態のクラッチを示す側面図。The side view which shows the clutch of the state which cancelled | released connection. 連結状態のクラッチを示す側面図。The side view which shows the clutch of a connection state. 溝の展開図。FIG. 溝の深さの変化を示す模式図。The schematic diagram which shows the change of the depth of a groove | channel. クラッチの溝と係止部材との関係並びに係止部材を溝に出し入れするアクチュエータの構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the actuator which puts / removes the relationship between the groove | channel of a clutch and a locking member, and a locking member in a groove | channel.

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。
Hereinafter, an embodiment of a clutch that solves the above problem will be described with reference to the drawings.
This embodiment is an example of a clutch that switches a transmission state of power from a crankshaft provided in an engine to a water pump that circulates cooling water for cooling the engine.

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。   As shown in FIG. 1, the clutch 100 according to the present embodiment is housed in a housing portion 310 provided in the housing 300. A support member 320 having a substantially cylindrical shape is fitted into the housing 300. The output shaft 210 of the clutch 100 is rotatably supported by the support member 320 via a first bearing 330 disposed on the inner peripheral side of the support member 320.

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。   An impeller 220 of the pump 200 is attached to the distal end side (right end side in FIG. 1) of the output shaft 210 so as to be integrally rotatable. On the other hand, on the base end side (left end side in FIG. 1) of the output shaft 210, the drive side rotating body 110 is rotatably supported via the second bearing 340. A straight spline 212 is formed on the outer peripheral surface of a portion of the output shaft 210 located between the first bearing 330 and the second bearing 340.

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。   As shown in FIG. 1, between the housing 300 and the driving side rotating body 110, the driven side rotating body 120 fitted to the straight spline 212 via the engaging portion 121 is disposed.

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に嵌合しているため、従動側回転体120は出力軸210と一体となって回転し、かつ、出力軸210の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軸方向という。   Since the engagement part 121 provided on the inner peripheral surface of the driven side rotating body 120 is fitted to the straight spline 212 of the output shaft 210, the driven side rotating body 120 rotates integrally with the output shaft 210, In addition, it can move along the axial direction of the output shaft 210. In the present embodiment, the rotation shafts of the output shaft 210, the drive-side rotator 110, and the driven-side rotator 120 coincide with each other as shown by a one-dot chain line in FIGS. The stretching direction is called the axial direction.

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。   The driven-side rotating body 120 has an external shape such that two cylinders having different diameters are joined with their central axes aligned, the large-diameter portion 122 on the driving-side rotating body 110 side (left side in FIG. 1), and It is supported by the output shaft 210 in such a direction that the small diameter portion 123 is positioned on the pump 200 side (right side in FIG. 1).

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。   The small diameter portion 123 of the driven side rotating body 120 is formed with a recess 124 that opens toward the pump 200 side. A plurality of housing recesses 125 for housing the biasing member 140 are formed at the bottom of the recess 124 along the circumferential direction so as to surround the output shaft 210.

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。   The biasing member 140 is, for example, a coiled spring, and is housed in the housing recess 125 of the driven-side rotator 120, and the tip is locked by a locking protrusion 211 provided on the output shaft 210. The urging member 140 is housed in the housing recess 125 in a compressed state, and urges the driven-side rotator 120 toward the drive-side rotator 110 (leftward in FIG. 1).

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。   The large-diameter portion 122 of the driven-side rotator 120 is formed with a plurality of sphere housing grooves 127 for housing the sphere 130 in the circumferential direction. In addition, an annular groove 111 is formed on the inner peripheral surface of the drive side rotating body 110 over the entire circumference. As shown in FIG. 1, the annular groove 111 has an arc shape in cross section. A sphere 130 is accommodated in a space formed by the sphere accommodating groove 127 and the annular groove 111.

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。   When the driven-side rotating body 120 is moved so as to approach the driving-side rotating body 110 by the biasing force of the biasing member 140 and is at the position shown in FIG. The body 120 is connected.

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。   In the following description, among the positions in the axial direction of the driven side rotating body 120 that moves in the axial direction along the output shaft 210, the driving side rotating body 110 and the driven side rotating body 120 are connected as shown in FIG. The position where the state is achieved is called a connection position.

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。   A cup-shaped driven pulley 270 that surrounds the clutch 100 housed in the housing portion 310 of the housing 300 is attached to the drive-side rotating body 110. The driven pulley 270 is connected to a driving pulley 260 that is attached to an end of the crankshaft 250 so as to be integrally rotatable via a belt 280 wound around both pulleys 260 and 270.

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。   Therefore, when the driven-side rotator 120 is in the coupling position and the drive-side rotator 110 and the driven-side rotator 120 are coupled via the sphere 130 as shown in FIG. Is transmitted to the driven side rotating body 120 and the output shaft 210 via the driving side pulley 260 and the belt 280. Then, the cooling water is delivered from the pump 200 by the impeller 220 that rotates integrally with the output shaft 210.

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の回転方向は図2及び図3に矢印で示す方向である。   As shown in FIGS. 2 and 3, the spherical body accommodation groove 127 formed in the large-diameter portion 122 of the driven-side rotator 120 extends along the axial direction from the end surface of the large-diameter portion 122 and bends in the middle. It extends along the rotation direction of the drive side rotating body 110, and the end thereof is a holding portion 128 (see FIG. 2). Note that the rotation direction of the drive-side rotator 110 is the direction indicated by the arrows in FIGS.

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。
The depth of the spherical body accommodation groove 127 is shallow along the rotation direction of the driving side rotating body 110, and the depth of the holding portion 128 is the shallowest.
Therefore, as shown in FIG. 2, when the sphere 130 is accommodated in the axially extending portion of the sphere accommodating groove 127, the sphere accommodating groove 127 and the annular groove 111 (see FIG. 1) of the driving side rotating body 110 A gap allowing the rotation of the sphere 130 is formed between the two.

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。   On the other hand, as shown in FIG. 3, when the sphere 130 moves in the sphere housing groove 127 and is positioned in the holding portion 128, the sphere housing groove 127 and the annular groove 111 ( 1), the sphere 130 is sandwiched between the driven-side rotator 120 and the drive-side rotator 110 and cannot rotate.

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。   Thus, when the driven-side rotator 120 moves to the connection position shown in FIG. 3, the sphere 130 becomes non-rotatable, so that the driven-side rotator 120 rotates together with the drive-side rotator 110. That is, the spherical body 130 is fitted between the driven side rotating body 120 and the driving side rotating body 110 so as not to rotate when the driven side rotating body 120 moves to the coupling position. The rotating body 110 is connected.

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。   On the other hand, when the driven-side rotator 120 moves to the position shown in FIG. 2, the sphere 130 is removed from the holding portion 128 and enters a portion extending in the axial direction of the sphere receiving groove 127. This is because almost half of the spherical body 130 is accommodated in the annular groove 111 of the driving side rotating body 110, and relative movement in the axial direction with respect to the driving side rotating body 110 is restricted.

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。   Thus, when the sphere 130 is detached from the holding portion 128 having a shallow depth and enters the axially extending portion that is deeper than the holding portion 128, the driven side rotating body 120, the driving side rotating body 110, and The sphere 130 is rotated between the two. As a result, relative rotation between the driving side rotating body 110 and the driven side rotating body 120 is allowed, and the connection of the driven side rotating body 120 to the driving side rotating body 110 is released.

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。   In the following description, among the positions in the axial direction of the driven side rotating body 120 that moves in the axial direction along the output shaft 210, the connection between the driving side rotating body 110 and the driven side rotating body 120 as shown in FIG. The position at which is released is called the release position.

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、駆動側回転体110の軸を中心軸として、軸方向に対して傾斜して延びる第1の螺旋溝部410を含む溝400が形成されている。なお、第1の螺旋溝部410は駆動側回転体110の回転方向後方側ほど駆動側回転体110に近づくように傾斜している。   As shown in FIG. 2, a first spiral groove 410 extending obliquely with respect to the axial direction with the axis of the driving side rotating body 110 as the central axis is formed on the outer peripheral surface of the small diameter portion 123 of the driven side rotating body 120. A groove 400 is formed. The first spiral groove 410 is inclined so as to approach the driving side rotating body 110 toward the rear side in the rotation direction of the driving side rotating body 110.

また、クラッチ100は、溝400に挿脱可能であるとともに軸方向への移動が規制されている係止部材151と、係止部材151を溝400に出し入れするアクチュエータ150とを備えている。   The clutch 100 includes a locking member 151 that can be inserted into and removed from the groove 400 and that is restricted from moving in the axial direction, and an actuator 150 that moves the locking member 151 into and out of the groove 400.

係止部材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、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。   The position of the locking member 151 in the axial direction is set so that the tip of the locking member 151 can be inserted in the vicinity of the starting end 401 of the groove 400 when the driven-side rotating body 120 is in the coupling position as shown in FIG.

これにより、係止部材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、溝400内の始端401近傍に挿入されることになる。溝400に挿入された係止部材151は、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。   Thus, the locking member 151 is inserted in the vicinity of the start end 401 in the groove 400 when driven by the actuator 150 toward the driven side rotating body 120 when the driven side rotating body 120 is in the coupling position. The locking member 151 inserted into the groove 400 engages the side wall 404 of the groove 400, thereby locking the driven-side rotating body 120 against the biasing force of the biasing member 140.

駆動側回転体110と連結されている従動側回転体120が、係止部材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、係止部材151が第1の螺旋溝部410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、溝400に係止部材151を挿入し、第1の螺旋溝部410の側壁404に係止部材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。   When the driven-side rotator 120 connected to the drive-side rotator 110 rotates together with the drive-side rotator 110 while being locked by the locking member 151, the locking member 151 moves in the first spiral groove 410. While sliding, the driven-side rotator 120 moves in the axial direction from the connection position toward the release position. That is, in the clutch 100, the engaging member 151 is inserted into the groove 400, and the engaging member 151 is engaged with the side wall 404 of the first spiral groove portion 410, thereby energizing the driven-side rotating body 120 with the urging force of the urging member 140. Move to the release position against

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、係止部材151を溝400に挿入した状態を維持することにより連結を解除した状態を維持する。   When the driven-side rotator 120 moves to the release position, the drive-side rotator 110 and the driven-side rotator 120 can rotate relative to each other, and the clutch 100 is disengaged. And the clutch 100 maintains the state which canceled the connection by maintaining the state which inserted the latching member 151 in the groove | channel 400. FIG.

アクチュエータ150は、従動側回転体120が解除位置にあるときに、係止部材151を溝400から引き抜く。すると、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して、クラッチ100が再び連結状態になる。   The actuator 150 pulls out the locking member 151 from the groove 400 when the driven-side rotator 120 is in the release position. Then, the driven-side rotator 120 that is unlocked is moved from the released position to the connected position by the urging force of the urging member 140, and the clutch 100 is again connected.

図4に示すように、溝400は、始端401側から図4に白抜き矢印で示す付勢部材140の付勢方向(図1〜図3では左方向)に傾斜して延びる第1の螺旋溝部410に加えて、第1の螺旋溝部410とは反対の方向に傾斜して延びる第2の螺旋溝部420を有している。なお、図4に示すように第1の螺旋溝部410と第2の螺旋溝部420とが接続されている部分を接続部405とする。   As shown in FIG. 4, the groove 400 extends from the start end 401 side inclining in the biasing direction (leftward in FIGS. 1 to 3) of the biasing member 140 indicated by a white arrow in FIG. In addition to the groove portion 410, the second spiral groove portion 420 is inclined and extended in a direction opposite to the first spiral groove portion 410. As shown in FIG. 4, a portion where the first spiral groove portion 410 and the second spiral groove portion 420 are connected is referred to as a connection portion 405.

クラッチ100における駆動側回転体110と従動側回転体120との連結が解除されている状態を維持しているときには、係止部材151は第2の螺旋溝部420内に位置することになる。すなわち、係止部材151が第2の螺旋溝部420に挿入されているとき、従動側回転体120は駆動側回転体110と連結されない解除位置にある。   When the state where the connection between the driving side rotating body 110 and the driven side rotating body 120 in the clutch 100 is released, the locking member 151 is positioned in the second spiral groove 420. That is, when the locking member 151 is inserted into the second spiral groove 420, the driven-side rotator 120 is in a release position where it is not connected to the drive-side rotator 110.

図5に示すように、溝400の底面403は、溝400の終端402近傍において終端402向かって次第に浅くなるように傾斜している。すなわち、溝400は、終端402近傍が浅くなっている。これにより、溝400は、図2及び図5に示すように従動側回転体120が解除位置に位置するときに係止部材151が位置する部分である終端402近傍の深さが、係止部材151が挿入される部分である始端401近傍の深さよりも浅くなっている。   As shown in FIG. 5, the bottom surface 403 of the groove 400 is inclined so as to become gradually shallower toward the end 402 in the vicinity of the end 402 of the groove 400. That is, the groove 400 is shallow in the vicinity of the terminal end 402. Accordingly, the groove 400 has a depth in the vicinity of the end 402 where the locking member 151 is located when the driven-side rotating body 120 is positioned at the release position as shown in FIGS. 2 and 5. It is shallower than the depth in the vicinity of the starting end 401 where 151 is inserted.

なお、図5に示すように、本実施形態においては連結が解除されている状態を維持しているときに係止部材151が位置することになる終端402近傍と、連結を解除する際に係止部材151がはじめに挿入される始端401近傍との深さの差はd1である。   As shown in FIG. 5, in this embodiment, the vicinity of the end 402 where the locking member 151 is located when the state where the connection is released is maintained, and the case where the connection is released. The difference in depth from the vicinity of the starting end 401 where the stop member 151 is first inserted is d1.

次に、アクチュエータ150の構成について詳述する。
図6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式のアクチュエータである。
Next, the configuration of the actuator 150 will be described in detail.
As shown in FIG. 6, the actuator 150 of the present embodiment is an electromagnetic actuator that is driven using the action of a magnetic field generated by energizing a coil 153 housed in the first case 152.

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6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。   A fixed core 154 is fixed to the bottom of the bottomed cylindrical first case 152. As shown in FIG. 6, a coil 153 is disposed inside the first case 152 so as to surround the fixed core 154. That is, in the actuator 150, an electromagnet is configured by the fixed core 154 and the coil 153. A movable core 155 is movably accommodated in a coil 153 of the first case 152 at a position facing the fixed core 154. In addition, although the fixed core 154 and the movable core 155 in this embodiment are iron cores, a magnetic body other than iron can be used as the fixed core 154 and the movable core 155.

第1ケース152の先端側(図6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6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6では左端側)が第2ケース158から外側に突出している。   A cylindrical second case 158 is fixed to the front end side (left end side in FIG. 6) of the first case 152. A permanent magnet 159 is fixed to the end of the second case 158 on the first case 152 side so as to surround the periphery of the movable core 155. As described above, the movable core 155 is housed in the first case 152 so that the base end side (right end side in FIG. 6) faces the fixed core 154, while the distal end side (left end side in FIG. 6) is the first end. Two cases 158 protrude outward.

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。   A ring member 160 is attached to a portion of the movable core 155 accommodated in the second case 158. In the second case 158, a coil spring 161 having one end locked to the second case 158 and the other end locked to the ring member 160 is accommodated in a compressed state.

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6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を介して係止部材151と連結されている。   The coil spring 161 biases the movable core 155 in the direction in which the movable core 155 protrudes from the second case 158 (left direction in FIG. 6). The distal end side of the movable core 155 protruding from the second case 158 is connected to the locking member 151 via the pin 162.

係止部材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、係止部材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6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、係止部材151の先端は従動側回転体120の溝400内に挿入されることになる。   The locking member 151 has a base end rotatably connected to the movable core 155 and is rotatably supported by a rotation shaft 156. Therefore, the locking member 151 rotates around the rotation shaft 156 that serves as a rotation fulcrum as the movable core 155 moves. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 6, when the movable core 155 is in the projecting position where it protrudes most from the second case 158 by the urging force of the coil spring 161, the tip of the locking member 151 is the groove of the driven side rotating body 120. 400 will be inserted.

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。   When the coil 153 is energized in this state, the fixed core 154 and the movable core 155 are magnetized by the magnetic field generated by the energization, and the movable core 155 is attracted toward the fixed core 154 against the biasing force of the coil spring 161. . At this time, the direction of the magnetic field generated in the coil 153 coincides with the direction of the magnetic field of the permanent magnet 159.

吸引された可動芯155が固定芯154に近づく方向(図6では右方向)に移動すると、係止部材151は図6における反時計回りに回動して、係止部材151の先端が溝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151を溝400から引き抜く。   When the sucked movable core 155 moves in a direction approaching the fixed core 154 (rightward in FIG. 6), the locking member 151 rotates counterclockwise in FIG. Pulled out from. That is, the actuator 150 pulls out the locking member 151 from the groove 400 by attracting the movable core 155 using the magnetic force generated by energizing the coil 153.

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6に点線で示す位置)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。   Then, when the attracted movable core 155 moves to a contact position (a position indicated by a dotted line in FIG. 6) where it contacts the fixed core 154, even if energization is stopped thereafter, the movable core 155 is caused by the magnetic force of the permanent magnet 159. Is held in contact with the fixed core 154.

一方、可動芯155が図6に点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6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151は図6における時計回りに回動して、係止部材151の先端が溝400に挿入される。   On the other hand, if the coil 153 is energized with a current in the opposite direction to that when the movable core 155 is attracted when the movable core 155 is in the contact position indicated by the dotted line in FIG. 6, the direction of the magnetic field of the permanent magnet 159 is reversed. Directional magnetic field is generated. As a result, the attractive force of the permanent magnet 159 is weakened, and the movable core 155 is separated from the fixed core 154 by the biasing force of the coil spring 161 and moves to the protruding position shown by the solid line in FIG. Then, when the movable core 155 moves from the contact position to the protruding position, the locking member 151 rotates clockwise in FIG. 6 and the tip of the locking member 151 is inserted into the groove 400.

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。   When the movable core 155 is in the protruding position separated from the fixed core 154, the biasing force by the coil spring 161 is larger than the attractive force by the permanent magnet 159. Therefore, if the movable core 155 is separated from the fixed core 154 by energizing the coil 153, the movable core 155 is held at the protruding position even if the energization is stopped thereafter.

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。   That is, the actuator 150 of the present embodiment switches the coupling state of the clutch 100 by causing the direct current to flow in different directions and moving the movable core 155, while maintaining the coupled state or the uncoupled state. Sometimes it is a self-holding solenoid that does not require energization.

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6に点線で示すように、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151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140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。
Next, the operation of the clutch 100 according to the present embodiment will be described.
As shown by a dotted line in FIG. 6, when the movable core 155 of the actuator 150 is in the contact position, the locking member 151 is out of the groove 400. At this time, since the driven-side rotator 120 is held at the connected position by the urging force of the urging member 140, the clutch 100 is in the connected state. That is, the clutch 100 transmits the rotation of the driving side rotating body 110 to the output shaft 210.

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図6に実線で示す突出位置に移動する。すると、係止部材151が図6における時計回りに回動するのに伴って、係止部材151の先端が溝400の始端401近傍に挿入されて、従動側回転体120を係止する。   In such a state, when the coil 153 of the actuator 150 is energized so as to generate a magnetic field opposite to the direction of the magnetic field of the permanent magnet 159, the movable core 155 is moved from the contact position by the urging force of the coil spring 161 in FIG. Move to the protruding position shown. Then, as the locking member 151 rotates clockwise in FIG. 6, the distal end of the locking member 151 is inserted in the vicinity of the start end 401 of the groove 400 to lock the driven side rotating body 120.

係止部材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とともに回転すると、係止部材151が第1の螺旋溝部410内を相対移動する間に、従動側回転体120は連結位置から解除位置に移動する。そして、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。   If the driven-side rotator 120 rotates together with the drive-side rotator 110 while the locking member 151 locks the driven-side rotator 120, the locking member 151 moves relatively within the first spiral groove 410. The driven-side rotator 120 moves from the connection position to the release position. When the driven-side rotator 120 reaches the release position, the rotation of the drive-side rotator 110 is not transmitted to the driven-side rotator 120, and the clutch 100 is disengaged.

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は係止部材151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。そして、従動側回転体120が慣性力によって回転することにより、係止部材151の先端は第2の螺旋溝部420に至る。   Immediately after the connection between the driven-side rotator 120 and the drive-side rotator 110 is released, the driven-side rotator 120 continues to rotate due to the inertial force while receiving the action of the friction force generated between the locking member 151 and the driven-side rotator 120. . Then, when the driven-side rotator 120 rotates due to the inertial force, the leading end of the locking member 151 reaches the second spiral groove 420.

そして、係止部材151の先端が第2の螺旋溝部420の底面403に当接した状態で従動側回転体120が慣性力によって図6に矢印で示す方向に回転すると、底面403の傾斜に沿って係止部材151の先端が溝400から押し出される。例えば、係止部材151が溝400の終端402に向けて相対移動する間に、係止部材151が底面403の傾斜に沿って、図5に示す溝400の深さの差d1の分、溝400から押し出される。   Then, when the driven-side rotator 120 rotates in the direction indicated by the arrow in FIG. 6 with the inertial force in a state where the tip of the locking member 151 is in contact with the bottom surface 403 of the second spiral groove 420, the inclination of the bottom surface 403 follows. Thus, the tip of the locking member 151 is pushed out of the groove 400. For example, while the locking member 151 is relatively moved toward the end 402 of the groove 400, the locking member 151 moves along the inclination of the bottom surface 403 by the difference d1 in the depth of the groove 400 shown in FIG. Extruded from 400.

これにより、係止部材151はコイルばね161の付勢力に抗して図6に実線で示す位置から図6に二点鎖線で示す位置まで回動する。また、係止部材151の回動に伴って、突出位置にあった可動芯155が、突出位置よりも当接位置に近い途中位置(図6に二点鎖線で示す位置)に移動する。すなわち、従動側回転体120の回転力によって、可動芯155が突出位置から途中位置まで移動する。   As a result, the locking member 151 rotates against the biasing force of the coil spring 161 from the position indicated by the solid line in FIG. 6 to the position indicated by the two-dot chain line in FIG. As the locking member 151 rotates, the movable core 155 located at the protruding position moves to a midway position (a position indicated by a two-dot chain line in FIG. 6) closer to the contact position than the protruding position. That is, the movable core 155 moves from the protruding position to the middle position by the rotational force of the driven side rotating body 120.

また、従動側回転体120は、係止部材151から反力を受けることによって、慣性力に基づく回転が抑制され、係止部材151が終端402に近づくと回転を停止する。そして、図6に二点鎖線で示す位置において係止部材151が従動側回転体120を係止することによって、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。   Further, the driven-side rotating body 120 receives a reaction force from the locking member 151, thereby suppressing the rotation based on the inertial force, and stops rotating when the locking member 151 approaches the terminal end 402. Then, when the locking member 151 locks the driven-side rotator 120 at the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 6, the state where the connection between the driven-side rotator 120 and the driving-side rotator 110 is released is maintained. Is done.

すなわち、クラッチ100は、係止部材151がはじめに挿入される部分の溝400の深さよりも溝400の深さが浅い部分に係止部材151が位置して連結を解除した状態を維持する。   In other words, the clutch 100 maintains a state where the locking member 151 is located at a portion where the depth of the groove 400 is shallower than the depth of the groove 400 where the locking member 151 is first inserted and the connection is released.

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、図6に二点鎖線で示す途中位置から図6に点線で示す当接位置に移動する。これにより、係止部材151が図6における反時計回りに回動して、係止部材151が溝400から完全に引き抜かれる。   On the other hand, when the clutch 100 is switched from the disconnected state to the connected state, the coil 153 of the actuator 150 is energized so as to generate a magnetic field having the same direction as the magnetic field of the permanent magnet 159. Then, the movable core 155 is attracted so as to approach the fixed core 154 by a magnetic force generated by energization, and moves from a midway position indicated by a two-dot chain line in FIG. 6 to a contact position indicated by a dotted line in FIG. Thereby, the locking member 151 rotates counterclockwise in FIG. 6, and the locking member 151 is completely pulled out of the groove 400.

そして、係止部材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。   Then, the driven-side rotator 120 released from the locking by the locking member 151 is moved to the connecting position by the urging force of the urging member 140, and the driven-side rotator 120 and the driving-side rotator 110 are connected. The clutch 100 is switched to the connected state.

ここで、コイル153に通電したときに可動芯155に作用する吸引力は、以下に示す(式1),(式2)によって表される関係を利用して推定することができる。
F={1/(2×μ)}×Bg×S・・・(式1)
Bg=K×μ×(NI/G)・・・(式2)
なお、上記(式1),(式2)において、Fは吸引力(N)、Bgは吸引面の磁束密度(T)、Sは吸引面の面積(m)、μは真空中の透磁率、NIは起磁力(A)、Gは空隙(m)、Kは鉄部分の損失を考慮した係数である。
Here, the attractive force acting on the movable core 155 when the coil 153 is energized can be estimated using the relationship expressed by the following (Expression 1) and (Expression 2).
F = {1 / (2 × μ 0 )} × Bg 2 × S (Formula 1)
Bg = K × μ 0 × (NI / G) (Formula 2)
In the above (Expression 1) and (Expression 2), F is the attractive force (N), Bg is the magnetic flux density (T) of the attractive surface, S is the area (m 2 ) of the attractive surface, and μ 0 is in vacuum. Permeability, NI is magnetomotive force (A), G is air gap (m), and K is a coefficient considering the loss of the iron portion.

式(1),(2)は、可動芯155と固定芯154との空隙が小さくなれば、吸引面の磁束密度が増して、吸引力が大きくなることを示している。例えば、空隙を半分にすれば吸引力は4倍になる。すなわち、可動芯155に作用する吸引力は、可動芯155の移動方向における固定芯154との間の距離が短くなるほど大きくなる。   Expressions (1) and (2) indicate that if the gap between the movable core 155 and the fixed core 154 is reduced, the magnetic flux density on the attraction surface is increased and the attraction force is increased. For example, if the gap is halved, the suction force is quadrupled. That is, the suction force acting on the movable core 155 increases as the distance from the fixed core 154 in the moving direction of the movable core 155 decreases.

そして、係止部材151が第1の螺旋溝部410の始端401付近にあるときよりも、係止部材151が第2の螺旋溝部420の終端402付近にあるときの方が、係止部材151が底面403に押し出される分、可動芯155と固定芯154との距離は短くなる。したがって、係止部材151を傾斜した底面403で押し出して可動芯155と固定芯154との距離を短くすれば、可動芯155に作用する吸引力が大きくなるので、可動芯155を溝400から引き抜くために発生させる磁力は小さくてすむ。   Then, when the locking member 151 is near the terminal end 402 of the second spiral groove 420 than when the locking member 151 is near the start end 401 of the first spiral groove 410, the locking member 151 is The distance between the movable core 155 and the fixed core 154 is shortened by the amount pushed out to the bottom surface 403. Therefore, if the locking member 151 is pushed out by the inclined bottom surface 403 and the distance between the movable core 155 and the fixed core 154 is shortened, the suction force acting on the movable core 155 increases, so that the movable core 155 is pulled out from the groove 400. Therefore, the magnetic force generated can be small.

また、本実施形態のクラッチ100においては、係止部材151が溝400の傾斜した底面403に押し出される分、係止部材151を引き抜く際に可動芯155を当接位置まで移動させる距離も短くなる。   Further, in the clutch 100 of the present embodiment, the distance by which the movable core 155 is moved to the contact position when the locking member 151 is pulled out is shortened by the amount that the locking member 151 is pushed out to the inclined bottom surface 403 of the groove 400. .

さらに、上述したように第2の螺旋溝部420は第1の螺旋溝部410と反対の方向に傾斜して延びている。すなわち、図3にも示されるように第2の螺旋溝部420は駆動側回転体110の回転方向後方に向かって付勢部材140の付勢方向と反対方向に傾斜して延びている。そのため、係止部材151が第2の螺旋溝部420内を終端402に向かって相対移動するにつれて付勢部材140は伸長し、従動側回転体120が付勢部材140から受ける付勢力は小さくなる。   Furthermore, as described above, the second spiral groove 420 extends in an inclined direction in the opposite direction to the first spiral groove 410. That is, as shown in FIG. 3, the second spiral groove 420 extends in the direction opposite to the urging direction of the urging member 140 toward the rear in the rotation direction of the driving-side rotator 110. Therefore, the urging member 140 expands as the locking member 151 moves relative to the terminal end 402 in the second spiral groove 420, and the urging force received by the driven-side rotator 120 from the urging member 140 decreases.

したがって、係止部材151を溝400の接続部405付近から引き抜く場合よりも、係止部材151を溝400の終端402付近から引き抜く場合の方が、付勢部材140の付勢力によって生じる溝400の側壁404と係止部材151との摩擦力が小さくなる。このことも、係止部材151を溝400から引き抜くために要する磁力を小さくすることに貢献している。   Therefore, when the locking member 151 is pulled out from the vicinity of the terminal end 402 of the groove 400 than when the locking member 151 is pulled out from the vicinity of the connection portion 405 of the groove 400, the groove 400 generated by the biasing force of the biasing member 140 is removed. The frictional force between the side wall 404 and the locking member 151 is reduced. This also contributes to reducing the magnetic force required to pull out the locking member 151 from the groove 400.

なお、コイル153には、係止部材151を溝400に挿入する時にも、係止部材151を溝400から引き抜く時にも通電がなされるが、係止部材151を引き抜く時には付勢部材140の付勢力によって溝400の側壁404と係止部材151との間に生じる摩擦力に抗して係止部材151を引き抜くため、挿入時よりも大きな力を要する。   The coil 153 is energized both when the locking member 151 is inserted into the groove 400 and when the locking member 151 is pulled out of the groove 400, but when the locking member 151 is pulled out, the biasing member 140 is attached. Since the locking member 151 is pulled out against the frictional force generated between the side wall 404 of the groove 400 and the locking member 151 due to the force, a larger force is required than at the time of insertion.

そのため、アクチュエータ150に要求される磁力の最大値は、係止部材151を引き抜くときに要する力の大きさを基準に設定される。したがって、上述したように小さな磁力で係止部材151を引き抜くことができれば、コイル153の巻き数を少なくしてアクチュエータ150を小型化したり、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したりすることが可能になる。   Therefore, the maximum value of the magnetic force required for the actuator 150 is set on the basis of the magnitude of the force required when the locking member 151 is pulled out. Therefore, if the locking member 151 can be pulled out with a small magnetic force as described above, the number of turns of the coil 153 can be reduced to reduce the size of the actuator 150, or the power consumption required to switch the power transmission state can be reduced. It becomes possible to do.

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)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向けて付勢される。そして、従動側回転体120が連結位置にあるときには、駆動側回転体110と従動側回転体120とが連結状態となる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The driven side rotating body 120 is urged toward the coupling position by the urging force of the urging member 140. When the driven-side rotator 120 is in the connection position, the drive-side rotator 110 and the driven-side rotator 120 are connected.

一方で、駆動側回転体110とともに回転している従動側回転体120の溝400に、駆動側回転体110の軸方向における移動が規制されている係止部材151が挿入されると、第1の螺旋溝部410の側壁404と係止部材151とが係合した状態で従動側回転体120が回転する。すると、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では、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、小さな力で動力の伝達状態を切り替えることができる。   On the other hand, when the locking member 151 that restricts the movement of the driving side rotating body 110 in the axial direction is inserted into the groove 400 of the driven side rotating body 120 rotating together with the driving side rotating body 110, the first The driven-side rotator 120 rotates in a state where the side wall 404 of the spiral groove 410 and the locking member 151 are engaged. Then, the driven-side rotator 120 moves from the connection position to the release position against the urging force of the urging member 140, and the connection between the drive-side rotator 110 and the driven-side rotator 120 is released. That is, in the clutch 100, a force necessary to release the coupling of the clutch 100 can be obtained from the rotational force of the driven side rotating body 120. Therefore, the power transmission state can be switched with a small force.

(2)上記実施形態では、従動側回転体120が解除位置に位置するときに係止部材151が位置する部分の溝400の深さが、係止部材151が挿入される部分の溝の深さよりも浅くなっている。そのため、溝400が浅くなっている分、連結を解除した状態を維持しているときの係止部材151は、はじめに溝400に挿入されたときと比較して溝400から押し出されることになる。すなわち、このクラッチ100では、係止部材151を溝400から引き抜くために必要な力の一部も従動側回転体120の回転力から得ることができる。したがって、小さな力で動力の伝達状態を切り替えることができる。   (2) In the above embodiment, the depth of the groove 400 where the locking member 151 is located when the driven-side rotating body 120 is located at the release position is the depth of the groove where the locking member 151 is inserted. It is shallower than that. Therefore, as the groove 400 is shallower, the locking member 151 when maintaining the disconnected state is pushed out of the groove 400 as compared to when it is first inserted into the groove 400. That is, in this clutch 100, part of the force necessary for pulling out the locking member 151 from the groove 400 can also be obtained from the rotational force of the driven side rotating body 120. Therefore, the power transmission state can be switched with a small force.

(3)係止部材151が溝400の中で引っ掛かり従動側回転体120の回転を妨げてしまったり、係止部材151が溝400の中で飛び跳ねて溝400から飛び出してしまったりすることにより、従動側回転体120を解除位置まで移動させることができない場合には連結を解除することができなくなってしまう。これに対して、このクラッチ100では、溝400の底面403の一部が、終端402に向かって溝400の深さが次第に浅くなるように傾斜した傾斜面になっているため、溝400に挿入された係止部材151が底面403の傾斜面に案内されて次第に押し上げられるようになる。そのため、係止部材151が溝400の中で引っ掛かり従動側回転体120の回転を妨げてしまったり、係止部材151が溝400の中で飛び跳ねて溝400から飛び出してしまったりすることを抑制することができる。   (3) When the locking member 151 is caught in the groove 400 and the rotation of the driven-side rotating body 120 is prevented, or the locking member 151 jumps in the groove 400 and jumps out of the groove 400, If the driven-side rotator 120 cannot be moved to the release position, the connection cannot be released. On the other hand, in this clutch 100, a part of the bottom surface 403 of the groove 400 has an inclined surface that is inclined so that the depth of the groove 400 gradually decreases toward the terminal end 402. The engaged locking member 151 is guided by the inclined surface of the bottom surface 403 and gradually pushed up. Therefore, it is possible to prevent the locking member 151 from being caught in the groove 400 and preventing the driven-side rotating body 120 from rotating, or the locking member 151 from jumping in the groove 400 and jumping out of the groove 400. be able to.

(4)このクラッチ100では、駆動側回転体110と従動側回転体120の間に球体130が回転不能に嵌合されることにより、従動側回転体120と駆動側回転体110とが嵌合した球体130を介して一体に回転するようになる。そのため、圧着式のクラッチのように圧着させた駆動側回転体と従動側回転体との間に生じる摩擦力を利用して駆動力を伝達するクラッチと比較して、大型化を抑制しつつ、より大きなトルクを伝達することが可能になる。   (4) In this clutch 100, the spherical body 130 is non-rotatably fitted between the driving side rotating body 110 and the driven side rotating body 120, so that the driven side rotating body 120 and the driving side rotating body 110 are fitted. The spheres 130 rotate together. Therefore, compared with a clutch that transmits a driving force using a frictional force generated between a driving side rotating body and a driven side rotating body that are crimped like a crimping type clutch, while suppressing an increase in size, A larger torque can be transmitted.

(5)従動側回転体120が付勢部材140の付勢力に抗して解除位置に向かって移動するほど、付勢部材140の変形量が多くなるため、付勢部材140によって付勢される力は大きくなる。そして、付勢部材140から大きな付勢力を受けているときほど、従動側回転体120の溝400の側面である側壁404と溝400に挿入されている係止部材151との間に生じる摩擦力は大きくなるため、係止部材151を溝400から引き抜くために要する力は大きくなる。   (5) Since the amount of deformation of the urging member 140 increases as the driven-side rotator 120 moves toward the release position against the urging force of the urging member 140, the urging member 140 is urged. Power increases. Then, the frictional force generated between the side wall 404 that is the side surface of the groove 400 of the driven-side rotating body 120 and the locking member 151 inserted into the groove 400 as the biasing member 140 receives a larger biasing force. Therefore, the force required to pull out the locking member 151 from the groove 400 increases.

これに対して、このクラッチ100では、溝400には付勢部材140の付勢力に抗して従動側回転体120を解除位置に向かって移動させる第1の螺旋溝部410に加えて、第1の螺旋溝部410とは反対の方向に傾斜している第2の螺旋溝部420が設けられている。そして、連結を解除した状態を維持しているときに係止部材151が位置することになる部分は第2の螺旋溝部420にある。   On the other hand, in the clutch 100, the groove 400 includes a first spiral groove portion 410 that moves the driven-side rotating body 120 toward the release position against the urging force of the urging member 140. A second spiral groove 420 that is inclined in a direction opposite to the spiral groove 410 is provided. The portion where the locking member 151 is positioned when the state of being disconnected is maintained is in the second spiral groove 420.

したがって、駆動側回転体110と従動側回転体120とを連結する際には、付勢部材140の変形量が最大になる第1の螺旋溝部410と第2の螺旋溝部420との接続部405ではなく、付勢部材140の変形量がより小さくなる方向に傾斜した第2の螺旋溝部420内にある係止部材151を引き抜くことになる。これにより、係止部材151を溝400から引き抜くために要する力が小さくてすむので、係止部材151を溝400から引き抜き、クラッチ100を連結状態に切り替えるために必要な力を小さくすることができる。   Therefore, when connecting the driving side rotating body 110 and the driven side rotating body 120, the connecting portion 405 between the first spiral groove portion 410 and the second spiral groove portion 420 that maximizes the amount of deformation of the biasing member 140. Instead, the locking member 151 in the second spiral groove 420 inclined in the direction in which the deformation amount of the biasing member 140 becomes smaller is pulled out. Thereby, since the force required to pull out the locking member 151 from the groove 400 can be reduced, the force required to pull out the locking member 151 from the groove 400 and switch the clutch 100 to the connected state can be reduced. .

(6)可動芯155が吸引されて係止部材151が回動支点を中心に回動すると、溝400に挿入されている係止部材151の先端が溝400から引き抜かれる。このとき、係止部材151が溝400に浅く挿入されているほど、アクチュエータ150内部における可動芯155と固定芯154との距離は近くなる。   (6) When the movable core 155 is sucked and the locking member 151 rotates about the rotation fulcrum, the tip of the locking member 151 inserted into the groove 400 is pulled out from the groove 400. At this time, the shallower the locking member 151 is inserted into the groove 400, the closer the distance between the movable core 155 and the fixed core 154 in the actuator 150 is.

ここで、同じ磁力を発生させた場合であっても可動芯155に作用する吸引力は可動芯155と固定芯154との距離が近くなるほど大きくなる。したがって、可動芯155と固定芯154との距離が近づけば、より小さな磁力で可動芯155を吸引することができる。   Here, even when the same magnetic force is generated, the attractive force acting on the movable core 155 increases as the distance between the movable core 155 and the fixed core 154 becomes shorter. Therefore, if the distance between the movable core 155 and the fixed core 154 is reduced, the movable core 155 can be attracted with a smaller magnetic force.

これに対してこのクラッチ100では、従動側回転体120が解除位置に位置するときに係止部材151が位置する部分の溝400の深さが、係止部材151が挿入される部分の溝400の深さよりも浅くなっている。そのため、連結を解除した状態を維持しているときの係止部材151は、溝400が浅くなっている分、溝400から押し出されていることになる。   On the other hand, in this clutch 100, the depth of the groove 400 where the locking member 151 is located when the driven rotary body 120 is located at the release position is the groove 400 where the locking member 151 is inserted. It is shallower than the depth. Therefore, the locking member 151 when maintaining the disconnected state is pushed out of the groove 400 as the groove 400 is shallow.

すなわち、小さな磁力で係止部材151を引き抜くことができるようになるため、コイル153の巻き数を少なくしてアクチュエータ150を小型化したり、係止部材151の引き抜くために要する消費電力を小さくしたりすることができる。   That is, since the locking member 151 can be pulled out with a small magnetic force, the number of turns of the coil 153 can be reduced to reduce the size of the actuator 150, or the power consumption required to pull out the locking member 151 can be reduced. can do.

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。
・溝400に第2の螺旋溝部420を設けず、溝400を第1の螺旋溝部410のみによって構成するようにしてもよい。また、第2の螺旋溝部420に替えて、第1の螺旋溝部410の途中位置から終端402に向けて従動側回転体120の回転方向に沿って延びるストレート溝部を設けるようにしてもよい。この場合にも溝400の底面403を上記実施形態と同様に終端402に向かって傾斜させれば、上記(2)及び(6)と同様の効果を得ることができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows. Moreover, the said embodiment and the following modified example can be combined arbitrarily.
The groove 400 may be configured only by the first spiral groove 410 without providing the second spiral groove 420 in the groove 400. Further, instead of the second spiral groove portion 420, a straight groove portion that extends along the rotational direction of the driven-side rotating body 120 from the midway position of the first spiral groove portion 410 toward the terminal end 402 may be provided. Also in this case, if the bottom surface 403 of the groove 400 is inclined toward the terminal end 402 as in the above embodiment, the same effects as in the above (2) and (6) can be obtained.

・溝400の底面403の傾斜角度は一定でなくてもよい。例えば、底面403は終端402側に向けて傾斜角度が変化する湾曲面であってもよい。
・また、底面403の傾斜が始まる位置は適宜変更することができる。例えば、接続部405から第2の螺旋溝部420の途中までは底面403を傾斜させず、第2の螺旋溝部420の途中から終端402側のみを傾斜させるようにしてもよい。
The inclination angle of the bottom surface 403 of the groove 400 may not be constant. For example, the bottom surface 403 may be a curved surface whose inclination angle changes toward the terminal end 402 side.
Further, the position where the bottom surface 403 starts to be tilted can be changed as appropriate. For example, the bottom surface 403 may not be inclined from the connection portion 405 to the middle of the second spiral groove portion 420, and only the end 402 side may be inclined from the middle of the second spiral groove portion 420.

・溝400における連結を解除した状態を維持しているときに係止部材151が位置することになる部分の深さが、連結を解除する際に係止部材151がはじめに挿入される部分よりも浅くなっていれば、連結が解除されているときに係止部材151が押し出された状態になり、上記(2)や(6)の効果が得られるようになる。そのため、溝400における連結を解除した状態を維持しているときに係止部材151が位置することになる部分の深さが、連結を解除する際に係止部材151がはじめに挿入される部分よりも浅くなっていれば溝400の途中で深さが変化していてもよい。しかし、溝400の途中で溝の深さが急変していると、係止部材151が溝400の中で引っ掛かり従動側回転体120の回転を妨げてしまったり、係止部材151が溝400の中で飛び跳ねて溝400から飛び出してしまったりするおそれがある。この場合には、従動側回転体120を解除位置まで移動させることができず、連結を解除することができなくなってしまうおそれがあるため、こうした事態を避けるためには、上記実施形態のように底面403を溝400の深さが終端402に向かって次第に浅くなるように一方向に向かって傾斜させた面にすることが望ましい。   The depth of the portion where the locking member 151 is located when maintaining the state where the connection in the groove 400 is released is greater than the portion where the locking member 151 is first inserted when the connection is released. If it is shallow, the locking member 151 is pushed out when the connection is released, and the effects (2) and (6) can be obtained. Therefore, the depth of the portion where the locking member 151 is located when the state where the connection in the groove 400 is released is maintained is larger than the portion where the locking member 151 is first inserted when the connection is released. If the depth is shallower, the depth may change in the middle of the groove 400. However, if the depth of the groove changes abruptly in the middle of the groove 400, the locking member 151 is caught in the groove 400 and the rotation of the driven side rotating body 120 is hindered, or the locking member 151 is not in the groove 400. There is a risk of jumping inside and jumping out of the groove 400. In this case, the driven-side rotator 120 cannot be moved to the release position and the connection cannot be released. To avoid such a situation, as in the above embodiment, It is desirable that the bottom surface 403 be a surface that is inclined in one direction so that the depth of the groove 400 gradually decreases toward the terminal end 402.

・底面403の傾斜角度や、第1の螺旋溝部410、第2の螺旋溝部420の傾斜角度を調整すれば、係止部材151を介して従動側回転体120に作用する反力の大きさを調整することができるため、従動側回転体120の慣性力による回転を停止させるタイミングを調整することもできる。   -If the inclination angle of the bottom surface 403 and the inclination angles of the first spiral groove portion 410 and the second spiral groove portion 420 are adjusted, the magnitude of the reaction force acting on the driven side rotating body 120 via the locking member 151 can be increased. Since it can be adjusted, it is also possible to adjust the timing for stopping the rotation due to the inertial force of the driven-side rotating body 120.

・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。
・また、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。
The number of urging members 140 can be arbitrarily changed. For example, the driven side rotating body 120 can be urged by one urging member 140.
The urging member 140 only needs to urge the driven-side rotator 120 toward the release position, and is not limited to the compression coil spring as described above. For example, it is possible to adopt a configuration in which a tension spring that pulls the driven-side rotator 120 toward the release position is applied as the urging member.

・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、係止部材151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。   The actuator 150 is not limited to a self-holding solenoid, and may be a solenoid in which the locking member 151 is inserted into the groove 400 only while the coil 153 is energized, for example. According to this configuration, since the coupling of the clutch 100 is released only when the coil 153 is energized, the clutch 100 is in the coupled state when the coil 153 cannot be energized. Therefore, the pump 200 can be driven even when the actuator 150 fails.

・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止部材151の挿入及び引き抜きを行ってもよい。この場合にも、係止部材151が従動側回転体120の回転に伴って溝400の底面403に押し戻される分、引き抜き時の係止部材151の移動距離が小さくなるので、アクチュエータを動作させるために要するエネルギーを小さくすることができる。   The actuator 150 is not limited to a solenoid, and the locking member 151 may be inserted and withdrawn by an actuator other than the solenoid, such as a hydraulic actuator. Also in this case, since the locking member 151 is pushed back to the bottom surface 403 of the groove 400 in accordance with the rotation of the driven side rotating body 120, the moving distance of the locking member 151 at the time of pulling is reduced, so that the actuator is operated. The energy required for this can be reduced.

・アクチュエータは、可動部を吸引したときに係止部材151を溝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止部材151が溝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。この場合にも、係止部材151が従動側回転体120の回転に伴って溝400の底面403に押し戻される分、引き抜き時の係止部材151の移動距離が小さくなるので、アクチュエータから可動部を押し出して係止部材151を引き抜くために要するエネルギーを小さくすることができる。   The actuator is not limited to the pull type such as the actuator 150 that pulls out the locking member 151 from the groove 400 when the movable portion is sucked, but is a push that the locking member 151 pulls out from the groove 400 when the movable portion is projected. It can also be a type actuator. Also in this case, the moving distance of the locking member 151 at the time of pulling is reduced by the amount that the locking member 151 is pushed back to the bottom surface 403 of the groove 400 as the driven rotary body 120 rotates. The energy required to push out and pull out the locking member 151 can be reduced.

・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。   The configuration of the clutch 100 is not limited to that which transmits the driving force via the sphere 130. The clutch 100 may be a crimp type clutch. For example, the opposing surfaces of the drive-side rotator 110 and the driven-side rotator 120 are tapered surfaces parallel to each other that are inclined with respect to the axial direction and are used as pressure contact surfaces, and the driven-side rotator 120 is moved in the axial direction. Thus, it is possible to adopt a configuration in which the driven-side rotating body 120 and the driving-side rotating body 110 are coupled by pressing these pressure contact surfaces.

・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。   In each of the above embodiments, the clutch 100 that switches the transmission state of power from the crankshaft 250 to the pump 200 is illustrated, but a clutch that is disposed between another auxiliary machine such as a compressor or an oil pump and the crankshaft 250. The configuration of the clutch 100 can also be applied. Further, the configuration of the clutch 100 can be applied as a clutch for switching the transmission state of power from another power source, not limited to switching the transmission state of power from the crankshaft 250.

100…クラッチ、110…駆動側回転体、120…従動側回転体、130…球体、140…付勢部材、150…アクチュエータ、151…係止部材、155…可動芯、400…溝、403…底面、404…側壁、410…第1の螺旋溝部、420…第2の螺旋溝部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Clutch, 110 ... Drive side rotary body, 120 ... Driven side rotary body, 130 ... Sphere, 140 ... Biasing member, 150 ... Actuator, 151 ... Locking member, 155 ... Movable core, 400 ... Groove, 403 ... Bottom 404 ... sidewalls, 410 ... first spiral groove, 420 ... second spiral groove.

Claims (5)

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前記駆動側回転体に対する連結が解除される解除位置との間を前記駆動側回転体の軸方向に沿って移動可能であり、前記駆動側回転体の軸を中心軸とする螺旋溝部を含む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、
前記溝に挿脱可能であるとともに前記軸方向への移動が規制されている係止部材と、を備え、
前記溝に前記係止部材を挿入し、前記螺旋溝部の側壁に前記係止部材を係合させることによって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て連結を解除するクラッチであり、
前記従動側回転体が前記解除位置に位置するときに前記係止部材が位置する部分の前記溝の深さが、前記係止部材が挿入される部分の前記溝の深さよりも浅いことを特徴とするクラッチ。
A driving side rotating body;
The drive-side rotator is movable in the axial direction of the drive-side rotator between a connection position connected to the drive-side rotator and a release position where the connection to the drive-side rotator is released. A driven-side rotating body in which a groove including a spiral groove portion with the axis of
A biasing member that biases the driven-side rotating body from the release position toward the connection position;
A locking member that can be inserted into and removed from the groove and is restricted from moving in the axial direction,
By inserting the locking member into the groove and engaging the locking member with the side wall of the spiral groove, the driven-side rotating body is moved to the release position against the biasing force of the biasing member. The clutch to release the connection,
The depth of the groove in the portion where the locking member is located when the driven side rotating body is located in the release position is shallower than the depth of the groove in the portion where the locking member is inserted. And clutch.
前記溝の底面は、同溝の深さが、連結を解除した状態を維持しているときに前記係止部材が位置する部分に向かって次第に浅くなるように傾斜した傾斜面を有していることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ。   The bottom surface of the groove has an inclined surface that is inclined so that the depth of the groove gradually becomes shallower toward a portion where the locking member is located when maintaining a state where the connection is released. The clutch according to claim 1. 前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間の連結を仲介する球体を備え、
該球体は、前記従動側回転体が前記連結位置に移動したときに前記従動側回転体と前記駆動側回転体との間に回転不能に嵌合されて前記従動側回転体を前記駆動側回転体に対して連結する一方、前記従動側回転体が前記解除位置に移動したときに前記従動側回転体と前記駆動側回転体との間で回転して前記従動側回転体の前記駆動側回転体に対する連結を解除することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のクラッチ。
A sphere that mediates the connection between the driving side rotating body and the driven side rotating body;
The spherical body is non-rotatably fitted between the driven-side rotator and the drive-side rotator when the driven-side rotator is moved to the coupling position, so that the driven-side rotator is rotated on the drive side. The drive-side rotation of the driven-side rotator by rotating between the driven-side rotator and the drive-side rotator when the driven-side rotator is moved to the release position. The clutch according to claim 1 or 2, wherein the clutch is released from the body.
前記溝は、前記螺旋溝部を第1の螺旋溝部としたとき、同第1の螺旋溝部とは反対の方向に傾斜して延びる第2の螺旋溝部を有しており、
同溝における連結を解除した状態を維持しているときに前記係止部材が位置することになる部分が、前記第2の螺旋溝部にあることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載のクラッチ。
The groove has a second spiral groove extending in a direction opposite to the first spiral groove when the spiral groove is the first spiral groove,
The portion in which the locking member is located when maintaining the state where the connection in the groove is released is in the second spiral groove portion. The clutch according to any one of the above.
電磁石と、該電磁石への通電によって生じる磁力によって吸引される可動芯と、を有して、前記係止部材を前記溝に出し入れする電磁式のアクチュエータを備え、
前記係止部材は、基端が前記可動芯と回動可能に連結されるとともに先端が前記従動側回転体の溝に出し入れ可能な状態で、両端の間に位置する回動支点を中心に回動可能に支持されており、
前記アクチュエータは、前記電磁石への通電によって生じる磁力によって前記可動芯を吸引することにより、前記係止部材を前記溝から引き抜くことを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載のクラッチ。
An electromagnetic actuator having an electromagnet and a movable core attracted by a magnetic force generated by energization of the electromagnet, and taking the locking member into and out of the groove;
The locking member rotates about a rotation fulcrum located between both ends in a state in which a base end is rotatably connected to the movable core and a distal end can be inserted into and removed from the groove of the driven side rotating body. Is supported movably,
5. The actuator according to claim 1, wherein the actuator pulls out the locking member from the groove by attracting the movable core by a magnetic force generated by energization of the electromagnet. 6. The clutch described.
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