JP6090211B2 - Clutch device - Google Patents
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Description
本発明はクラッチ装置に係る。特に、本発明は、駆動側回転体に対して被駆動側回転体を進退移動させることによって、これら両者の連結状態を切り換えるクラッチ装置の改良に関する。 The present invention relates to a clutch device. In particular, the present invention relates to an improvement in a clutch device that switches the connected state of both of them by moving the driven side rotating body forward and backward relative to the driving side rotating body.
従来、エンジンの動力をウォータポンプに伝達する係合状態と伝達しない解放状態とを切り換えるクラッチ装置が知られている。例えば特許文献1には、クランク軸に連繋された駆動側回転体と、ウォータポンプに連繋された被駆動側回転体とを備え、これら回転体同士を、磁力を利用して圧接することにより係合状態となるクラッチ装置が開示されている。具体的に、この特許文献1に開示されているクラッチ装置は、駆動側回転体に向かう磁力を被駆動側回転体に付与する磁石と、通電されることによって前記磁石の磁界を打ち消すコイルとを備えている。そして、コイルの非通電時には、磁石の磁力によって駆動側回転体と被駆動側回転体とが圧接して係合状態となる。これにより、ウォータポンプに動力が伝達される。一方、コイルの通電時には、コイルの周囲に発生する磁界によって磁石の磁界が打ち消されて駆動側回転体と被駆動側回転体とが離間して解放状態となる。これにより、ウォータポンプには動力が伝達されないことになる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a clutch device that switches between an engaged state where engine power is transmitted to a water pump and a released state where engine power is not transmitted is known. For example,
しかしながら、この特許文献1の構成では、ウォータポンプに伝達すべきトルクが大きい場合、回転体同士を圧接させるための圧接力を大きくしておく必要がある。この場合、前記磁石を大型化する必要がある。また、この大型の磁石の磁界を打ち消すための(係合状態から解放状態へ切り換えるための)前記コイルも大型化しておく必要がある。このため、特許文献1の構成ではクラッチ装置全体としての小型化を図ることが難しい。
However, in the configuration of
そこで、本願特許出願人は、被駆動側回転体の回転力を利用して係合状態から解放状態への切り換えを可能にするクラッチ装置について出願している(特願2012−211046号および特願2013−154986号)。 Therefore, the applicant of the present patent application has applied for a clutch device that enables switching from the engaged state to the released state using the rotational force of the driven-side rotator (Japanese Patent Application No. 2012-211046 and Japanese Patent Application No. 2002-11046). 2013-154986).
具体的には、被駆動側回転体を駆動側回転体に対して進退移動自在とする。また、駆動側回転体に向かう付勢力を被駆動側回転体に作用させる付勢手段を設ける。また、被駆動側回転体の外周面に傾斜溝および直線溝を互いに隣接して設けると共に、この傾斜溝に挿入可能な係止部材を設ける。そして、傾斜溝に係止部材が挿入されていない状態では、前記付勢手段の付勢力によって被駆動側回転体が駆動側回転体に向かって前進移動し、これら回転体同士が連結されてクラッチ装置が係合状態となる。一方、傾斜溝に係止部材が挿入されると、係止部材と傾斜溝の側面との当接により、被駆動側回転体の回転力が、この被駆動側回転体をスライド移動させる力に変換される。これにより、被駆動側回転体が回転しながら駆動側回転体から後退し、これら回転体同士が離間してクラッチ装置が解放状態となる。そして、被駆動側回転体の回転が更に進んで係止部材が傾斜溝から直線溝に移ると、係止部材と直線溝の側面とが当接する。これにより、被駆動側回転体の進退移動が規制されることでクラッチ装置の解放状態が維持されるようになっている。 Specifically, the driven side rotator is movable forward and backward with respect to the drive side rotator. Further, an urging means for applying an urging force directed to the driving side rotating body to the driven side rotating body is provided. In addition, an inclined groove and a linear groove are provided adjacent to each other on the outer peripheral surface of the driven side rotating body, and a locking member that can be inserted into the inclined groove is provided. In a state where the locking member is not inserted into the inclined groove, the driven side rotator moves forward toward the driving side rotator by the urging force of the urging means, and these rotators are connected to each other to engage the clutch. The device is engaged. On the other hand, when the locking member is inserted into the inclined groove, the rotational force of the driven-side rotator is changed to the force that slides the driven-side rotator due to the contact between the locking member and the side surface of the inclined groove. Converted. As a result, the driven side rotator rotates while moving backward from the drive side rotator, and the rotators are separated from each other to release the clutch device. Then, when the rotation of the driven-side rotating body further proceeds and the locking member moves from the inclined groove to the linear groove, the locking member and the side surface of the linear groove come into contact with each other. Thereby, the released state of the clutch device is maintained by restricting the forward / backward movement of the driven-side rotating body.
本発明の発明者は、前記出願に係るクラッチ装置の実用性を高めるための更なる改良について考察した。そして、係止部材に傾斜溝の側面が当接する際に、この両者間に生じる接触荷重(衝撃荷重)を緩和できるようにしておく必要があることに着目した。以下、前記出願に係るクラッチ装置において、この接触荷重が大きくなる状況について説明する。 The inventor of the present invention considered further improvements for enhancing the practicality of the clutch device according to the application. Then, when the side surface of the inclined groove is brought into contact with the locking member, it has been noted that the contact load (impact load) generated between the both needs to be reduced. Hereinafter, the situation where the contact load increases in the clutch device according to the application will be described.
前記クラッチ装置は、ウォータポンプの回転速度を減速側に制御する際や、ウォータポンプを停止させる際などにおいて係合状態から解放状態になる。つまり、クラッチ解放要求に応じて係止部材が被駆動側回転体の傾斜溝に向かって前進(例えば係止部材が被駆動側回転体に向かって回動)し、この係止部材が傾斜溝に挿入される。このため、係止部材が被駆動側回転体の傾斜溝に向けて前進を開始するタイミングは、被駆動側回転体の回転位置に関わりなく決定される。 The clutch device changes from the engaged state to the released state when the rotational speed of the water pump is controlled to the deceleration side or when the water pump is stopped. That is, the locking member moves forward toward the inclined groove of the driven-side rotator in response to the clutch release request (for example, the locking member rotates toward the driven-side rotator). Inserted into. For this reason, the timing at which the locking member starts moving forward toward the inclined groove of the driven-side rotator is determined regardless of the rotational position of the driven-side rotator.
また、一般に、クラッチ装置の係合状態で回転している被駆動側回転体の傾斜溝に係止部材が挿入された時点では、この係止部材と傾斜溝の側面との間に僅かな隙間(回転軸心に沿う方向の隙間)が生じている。そして、この傾斜溝に係止部材が挿入された時点から被駆動側回転体の回転が進むに従って傾斜溝の側面が係止部材に近付いていき、この両者が当接した後に前述した被駆動側回転体の後退移動(駆動側回転体からの後退移動)が開始されることになる。 In general, when the locking member is inserted into the inclined groove of the driven rotating body rotating in the engaged state of the clutch device, a slight gap is formed between the locking member and the side surface of the inclined groove. (Gap in the direction along the rotation axis) is generated. Then, the side of the inclined groove approaches the engaging member as the rotation of the driven side rotating body progresses from the time when the engaging member is inserted into the inclined groove, and the driven side described above after the two come into contact with each other The retreating movement of the rotating body (retreating movement from the driving side rotating body) is started.
ところが、前述した如く係止部材が傾斜溝に向けて前進を開始するタイミングは被駆動側回転体の回転位置に応じた制御とはなっていないため、この係止部材が前進を開始するタイミングによっては、傾斜溝への係止部材の挿入動作の途中で(挿入動作が未完了の状態で)、この係止部材に傾斜溝の側面が接触することがある。例えば、係止部材が傾斜溝に向かって前進を開始した時点で、既に、この係止部材が挿入される箇所に向けて傾斜溝の側面が近付いていっている場合である。このような状況では、傾斜溝に対する係止部材の挿入量が少ない(挿入深さが浅い)状態で、係止部材に傾斜溝の側面が接触する可能性がある。図16は、このようなタイミングで係止部材aに傾斜溝bの側面b1が接触した状態を示す図(被駆動側回転体cの軸心に沿った方向から見た図)である。また、図17は、このようなタイミングで係止部材aに傾斜溝bの側面b1が接触した状態における傾斜溝bの展開図である。 However, as described above, the timing at which the locking member starts to advance toward the inclined groove is not controlled according to the rotational position of the driven-side rotating body. In the middle of the operation of inserting the locking member into the inclined groove (in a state where the insertion operation is not completed), the side surface of the inclined groove may come into contact with the locking member. For example, when the locking member starts moving forward toward the inclined groove, the side surface of the inclined groove is already approaching the location where the locking member is inserted. In such a situation, there is a possibility that the side surface of the inclined groove contacts the locking member in a state where the amount of the locking member inserted into the inclined groove is small (the insertion depth is shallow). FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which the side surface b1 of the inclined groove b is in contact with the locking member a at such timing (viewed from a direction along the axis of the driven-side rotating body c). FIG. 17 is a development view of the inclined groove b in a state where the side surface b1 of the inclined groove b contacts the locking member a at such timing.
このように、傾斜溝bに対する係止部材aの挿入量が少ない状態で、係止部材aに傾斜溝bの側面b1が接触した場合、その接触が開始された時点にあっては、係止部材aの先端部分のみが傾斜溝bの側面b1からの接触荷重を受けることになる。このため、この係止部材aの先端部分に作用する接触荷重が極端に大きくなってしまう。 As described above, when the side surface b1 of the inclined groove b comes into contact with the locking member a in a state where the amount of the locking member a inserted into the inclined groove b is small, the locking is performed at the time when the contact is started. Only the tip portion of the member a receives a contact load from the side surface b1 of the inclined groove b. For this reason, the contact load which acts on the front-end | tip part of this latching member a will become extremely large.
このような大きな接触荷重が作用する状況が頻繁に現れると、係止部材の一部(先端部分)が摩耗するなどして、クラッチ装置の解放動作に悪影響を与えたり、係止部材の長寿命化に悪影響を与えたりしてしまう可能性がある。また、この接触荷重によって傾斜溝の側面の一部が摩耗してしまう可能性もある。 If a situation where such a large contact load acts frequently appears, a part of the locking member (tip portion) will be worn down, which will adversely affect the releasing operation of the clutch device, and the long life of the locking member. There is a possibility of adversely affecting the conversion. Moreover, a part of the side surface of the inclined groove may be worn by this contact load.
このため、係止部材が傾斜溝に挿入されるタイミングを、前記接触荷重が大きくならないタイミングに設定し、これによって、クラッチ装置の動作の信頼性の向上、および、クラッチ装置を構成する各部材の長寿命化を図る必要があることについて本発明の発明者は考察した。 For this reason, the timing at which the locking member is inserted into the inclined groove is set to a timing at which the contact load does not increase, thereby improving the reliability of the operation of the clutch device and the components of the clutch device. The inventors of the present invention have considered that it is necessary to extend the life.
なお、係止部材が傾斜溝に挿入されるタイミングを制御するために被駆動側回転体の回転位置を検出する角度センサを備えさせることが考えられる。しかしながら、これでは、コストの高騰を招いてしまうため好ましくない。 In order to control the timing at which the locking member is inserted into the inclined groove, it is conceivable to provide an angle sensor for detecting the rotational position of the driven side rotating body. However, this is not preferable because it causes an increase in cost.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被駆動側回転体の回転位置を検出する必要なしに、係止部材が傾斜溝に挿入されるタイミングを規定し、これにより、係止部材に傾斜溝の側面が接触する際の接触荷重を緩和することができるクラッチ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to define the timing at which the locking member is inserted into the inclined groove without the need to detect the rotational position of the driven-side rotating body. Then, it is providing the clutch apparatus which can relieve the contact load at the time of the side surface of an inclination groove | channel contacting a locking member.
−発明の解決原理−
前記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、傾斜溝に対する係止部材の挿入を規制可能とする規制部材を設ける。また、この規制部材を、被駆動側回転体に同期して回転させ、これによって、規制部材の回転位置に応じて、傾斜溝に対する係止部材の挿入を規制する状態と、その挿入を許容する状態とを変化させる。これにより、傾斜溝に対して係止部材が挿入される位置の適正化が図れるようにしている。
-Solution principle of the invention-
The solution principle of the present invention devised to achieve the above object provides a restricting member that can restrict the insertion of the locking member into the inclined groove. In addition, the restricting member is rotated in synchronization with the driven-side rotating body, whereby the insertion of the locking member into the inclined groove is restricted according to the rotation position of the restricting member, and the insertion is allowed. Change state. Accordingly, the position where the locking member is inserted into the inclined groove can be optimized.
−解決手段−
具体的に、本発明は、駆動側回転体に連結される連結位置とその連結が解除される連結解除位置との間で移動可能であると共に、周方向に対して軸心方向の一方側に向かうように傾斜した傾斜側面を有する傾斜溝、および、この傾斜溝に隣接して設けられて軸心方向に対して直交する方向に延びる側面を有する直線溝を備えた被駆動側回転体と、この被駆動側回転体の前記傾斜溝に挿入可能な係止部材とを備え、前記被駆動側回転体が前記連結位置で回転している状態で、前記被駆動側回転体の傾斜溝に前記係止部材が挿入された際、この傾斜溝の前記傾斜側面が係止部材に当接することにより、前記被駆動側回転体がその回転に伴って前記連結解除位置に向かって移動すると共に、前記係止部材が前記傾斜溝から直線溝に移って連結が解除されるクラッチ装置を対象とする。このクラッチ装置に対し、前記被駆動側回転体の回転に同期して回転可能であって、回転軸心からの距離が不等長な外面を有する規制部材を、前記被駆動側回転体の前記傾斜溝の外周側に設ける。そして、前記傾斜溝における前記傾斜側面の成形範囲のうち予め設定された挿入制限要求領域に前記係止部材が対面している際には、前記規制部材において前記回転軸心からの距離が長い干渉外面が前記係止部材に干渉することによって前記傾斜溝への前記係止部材の挿入が規制されるようにする一方、前記傾斜溝における前記傾斜側面の成形範囲以外の領域であって予め設定された挿入要求領域に前記係止部材が対面している際には、前記規制部材において前記回転軸心からの距離が短い非干渉外面が前記係止部材に対面することでこの係止部材に干渉せず、前記傾斜溝への前記係止部材の挿入が許容される構成としている。
-Solution-
Specifically, the present invention is movable between a connection position connected to the drive-side rotating body and a connection release position where the connection is released, and on the one side in the axial direction with respect to the circumferential direction. A driven-side rotating body including an inclined groove having an inclined side surface inclined so as to be directed, and a linear groove having a side surface provided adjacent to the inclined groove and extending in a direction orthogonal to the axial direction; A locking member that can be inserted into the inclined groove of the driven-side rotating body, and the driven-side rotating body is rotated at the coupling position in the inclined groove of the driven-side rotating body. When the locking member is inserted, the inclined side surface of the inclined groove comes into contact with the locking member, so that the driven-side rotating body moves toward the connection release position along with the rotation, and The locking member moves from the inclined groove to the straight groove and the connection is released. Target clutch device. With respect to the clutch device, a regulating member that is rotatable in synchronization with the rotation of the driven-side rotating body and has an outer surface with an unequal length from the rotation axis is provided on the driven-side rotating body. Provided on the outer peripheral side of the inclined groove. Then, when the locking member faces a preset insertion restriction request region in the forming range of the inclined side surface in the inclined groove, interference with a long distance from the rotation axis in the restricting member. While the outer surface interferes with the locking member, the insertion of the locking member into the inclined groove is restricted, while the area outside the molding range of the inclined side surface in the inclined groove is set in advance. When the locking member faces the required insertion region, a non-interfering outer surface having a short distance from the rotation axis of the regulating member faces the locking member and interferes with the locking member. Instead, the insertion of the locking member into the inclined groove is allowed.
この特定事項により、前記傾斜溝の挿入制限要求領域に係止部材が対面している際には、規制部材において回転軸心からの距離が長い干渉外面が係止部材に干渉することによって傾斜溝への係止部材の挿入が規制される。一方、前記傾斜溝の挿入要求領域に係止部材が対面している際には、規制部材において回転軸心からの距離が短い非干渉外面が係止部材に対面することでこの係止部材に干渉せず、傾斜溝への係止部材の挿入が許容される。 Due to this specific matter, when the locking member faces the insertion restriction request area of the inclined groove, the interference outer surface having a long distance from the rotation axis in the restricting member interferes with the locking member. The insertion of the locking member into is restricted. On the other hand, when the locking member faces the insertion required area of the inclined groove, the non-interfering outer surface having a short distance from the rotation axis of the regulating member faces the locking member, so that the locking member The interference member is allowed to be inserted into the inclined groove without interference.
前記挿入制限要求領域としては、例えば、係止部材が傾斜溝に向かって前進を開始した時点で、既に、この係止部材が挿入される箇所に向けての傾斜溝の傾斜側面の移動が開始している領域である。この挿入制限要求領域への係止部材の挿入が規制されることにより、傾斜溝に対する係止部材の挿入量が少ない(挿入深さが浅い)状態で、係止部材に傾斜溝の傾斜側面が接触するといったことが回避される。 As the insertion restriction request area, for example, when the locking member starts to advance toward the inclined groove, the movement of the inclined side surface of the inclined groove toward the portion where the locking member is inserted has already started. It is the area that is. By restricting the insertion of the locking member into the insertion restriction request region, the inclined member has the inclined side surface of the inclined groove in a state where the amount of the locking member inserted into the inclined groove is small (the insertion depth is shallow). Contact is avoided.
また、前記挿入要求領域としては、例えば、係止部材が傾斜溝に向かって前進を開始した時点では、未だ、この係止部材が挿入される箇所に向けての傾斜溝の傾斜側面の移動が開始していない領域である。この挿入要求領域に対してのみ係止部材の挿入が許容されることにより、傾斜溝に対する係止部材の挿入量が多い(挿入深さが深い)状態で、係止部材に傾斜溝の傾斜側面が接触することになる。 In addition, as the insertion request area, for example, when the locking member starts moving toward the inclined groove, the inclined side surface of the inclined groove is still moved toward the position where the locking member is inserted. It is an area that has not started. By allowing the locking member to be inserted only into the insertion request region, the inclined member has an inclined side surface of the inclined groove in a state where the amount of the locking member inserted into the inclined groove is large (the insertion depth is deep). Will come into contact.
以上のように傾斜溝への係止部材の挿入可能領域が規定されることによって、係止部材の先端部分に作用する接触荷重を小さくすることができ、係止部材の摩耗や傾斜溝の傾斜側面の摩耗を抑制することができる。このため、クラッチ装置の動作の信頼性の向上、および、クラッチ装置を構成する各部材の長寿命化を図ることが可能になる。 By defining the region where the locking member can be inserted into the inclined groove as described above, the contact load acting on the distal end portion of the locking member can be reduced, the wear of the locking member and the inclination of the inclined groove. Side wear can be suppressed. For this reason, it becomes possible to improve the reliability of the operation of the clutch device and extend the life of each member constituting the clutch device.
本発明では、傾斜溝の挿入制限要求領域に係止部材が対面している際には、規制部材によって傾斜溝への係止部材の挿入を規制している。このため、傾斜溝に対する係止部材の挿入位置を適正化でき、係止部材に作用する接触荷重を緩和することができる。 In the present invention, when the locking member faces the insertion restriction request area of the inclined groove, the restriction member restricts the insertion of the locking member into the inclined groove. For this reason, the insertion position of the locking member with respect to the inclined groove can be optimized, and the contact load acting on the locking member can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係るクラッチ装置を自動車用エンジン(内燃機関)の冷却系に備えられたウォータポンプに適用した場合について説明する。つまり、エンジンからウォータポンプへ動力を伝達する動力伝達系に備えられたクラッチ装置であって、エンジンの動力をウォータポンプへ伝達する状態(係合状態)と伝達しない状態(解放状態)とを切り換えるものとして説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment demonstrates the case where the clutch apparatus based on this invention is applied to the water pump with which the cooling system of the engine (internal combustion engine) for motor vehicles was equipped. That is, it is a clutch device provided in a power transmission system that transmits power from the engine to the water pump, and switches between a state (engaged state) in which the engine power is transmitted to the water pump and a state in which it is not transmitted (released state). It will be explained as a thing.
図1は、本実施形態に係るクラッチ装置1の断面図である。この図1では、エンジンの動力をクラッチ装置1へ伝達するための構成部品およびウォータポンプ8の主たる構成部品をそれぞれ仮想線で示している。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
この図1に示すように、クラッチ装置1は、クラッチハウジング2と、このクラッチハウジング2の内側空間に配設されたクラッチ機構3とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
(クラッチハウジングおよびクラッチ出力軸)
クラッチハウジング2は、例えばエンジンのシリンダブロック(図示省略)に固定されており、鉛直方向に延びる平板状のベース部21と、このベース部21の一方側の面(図中における左側の面)に形成された略円筒形状のクラッチ機構収容部22とを備えている。このクラッチ機構収容部22の内側空間に前記クラッチ機構3が配設されている。
(Clutch housing and clutch output shaft)
The
クラッチハウジング2のベース部21の中央部には水平方向に貫通した貫通孔23が形成されている。この貫通孔23には、略円筒形状の支持部材24が嵌め込まれている。この支持部材24は、その内側に配設された第1ベアリングB1を介して、クラッチ出力軸11を回転自在に支持している。
A through
クラッチ出力軸11の先端側(図1における右端側)には、ウォータポンプ8のインペラ81が一体回転可能に取り付けられている。
An
一方、クラッチ出力軸11の基端側(図1における左端側)には、クラッチ機構3を構成する駆動側回転体4および被駆動側回転体5が設けられている。これら駆動側回転体4および被駆動側回転体5の配設位置としては、被駆動側回転体5が駆動側回転体4よりもウォータポンプ寄りとなっている。駆動側回転体4は、第2ベアリングB2を介してクラッチ出力軸11に、相対回転自在に支持されている。被駆動側回転体5は、スプライン嵌合によってクラッチ出力軸11に、一体回転可能に且つ軸心方向に沿って移動自在に支持されている。これら駆動側回転体4および被駆動側回転体5の構成については後述する。
On the other hand, on the base end side (left end side in FIG. 1) of the
(クラッチ機構)
クラッチ機構3は、所謂ボールロック式のクラッチ機構で構成されており、前記駆動側回転体4および被駆動側回転体5を備えている。このクラッチ機構3は、駆動側回転体4と被駆動側回転体5とを連結することによってクラッチ装置1の係合状態を成立させ、これにより、ウォータポンプ8を作動させる。また、クラッチ機構3は、駆動側回転体4と被駆動側回転体5との連結を解除することによってクラッチ装置1の解放状態を成立させ、これにより、ウォータポンプ8を停止または減速させる。例えば、所定期間内においてクラッチ装置1を係合状態にする期間と解放状態にする期間との比を調整することによって、ウォータポンプ8の回転速度を任意に調整することが可能である。以下、駆動側回転体4および被駆動側回転体5の構成について具体的に説明する。
(Clutch mechanism)
The
駆動側回転体4は、ボルト止め等の手段によって従動側プーリ71に一体回転可能に連結されている。この従動側プーリ71は、クラッチ機構3の外周側および前記クラッチハウジング2のクラッチ機構収容部22の外周側を囲む形状となっている。また、この従動側プーリ71は、第3ベアリングB3を介してクラッチハウジング2により回転自在に支持されている。一方、エンジン(動力発生源)のクランクシャフト72の端部には駆動側プーリ73が一体回転可能に連結されている。そして、これら従動側プーリ71と駆動側プーリ73とに亘って補機用ベルト74が架け渡されている。これにより、クランクシャフト72の回転力が駆動側プーリ73および補機用ベルト74を介して従動側プーリ71に伝達されるようになっている。この回転力の伝達によって従動側プーリ71が回転すると、それに伴って駆動側回転体4も回転する。
The driving
被駆動側回転体5は、図2(被駆動側回転体5の斜視図)にも示すように、外径寸法が互いに異なる大径部51と小径部52とを備えている。大径部51は軸心方向における駆動側回転体4側(図1における左側)に位置している。小径部52は軸心方向におけるウォータポンプ8側(図1における右側)に位置している。
As shown in FIG. 2 (a perspective view of the driven-side rotator 5), the driven-
被駆動側回転体5の小径部52には、ウォータポンプ8側に向かって開放する凹部52a(図1を参照)が形成されている。この凹部52aの内径寸法は前記支持部材24の外径寸法よりも僅かに大きく設定され、この凹部52aの内部に支持部材24の一部が挿入されている。
The small-
この凹部52aの底部には、付勢部材SPを収容するための収容凹部52bが形成されている。この収容凹部52bは前記クラッチ出力軸11の外周側において周方向に亘る複数箇所に設けられている。
An
前記付勢部材SPは例えばコイルスプリングで成る。前記クラッチ出力軸11の外周面には、前記収容凹部52bに対面するフランジ形状の係止突起11aが設けられている。前記付勢部材SPは、この係止突起11aと前記被駆動側回転体5の収容凹部52bとの間に圧縮された状態で配設されている。これにより、被駆動側回転体5は、駆動側回転体4に向かって(図1における左側に向かって)付勢されている。
The urging member SP is made of, for example, a coil spring. On the outer peripheral surface of the
前記駆動側回転体4には、被駆動側回転体5側に向かって開放する凹部41が設けられている。この凹部41の内径寸法は前記被駆動側回転体5の大径部51よりも大径となっており、この凹部41内に被駆動側回転体5の大径部51が挿入されている。これにより、被駆動側回転体5の大径部51の外周面と、駆動側回転体4の凹部41の内周面とが、半径方向で対面している。
The drive-
被駆動側回転体5の大径部51には、前記駆動側回転体4の凹部41に向かって延びる複数(例えば3個)の延長部51a,51a,51aが設けられている。これら延長部51a,51a,51aは、図2に示すように、大径部51の周方向で等間隔を存した位置に設けられている。
The large-
これら延長部51a,51a,51aの外周面には、球体収容溝53がそれぞれ形成されている。この球体収容溝53は、連結解除溝部54と連結溝部55とを備えている。連結解除溝部54は、被駆動側回転体5の軸心方向に沿って延びている。連結溝部55は、連結解除溝部54の一端(小径部52寄りの一端)から被駆動側回転体5の周方向に沿って延びている。この連結解除溝部54の一端からの連結溝部55の延長方向は、前記クランクシャフト72から回転力を受けた際の駆動側回転体4の回転方向の下流側に向かう方向(クラッチ出力軸11の先端側(図1における右側)から駆動側回転体4を見た場合の時計回り方向)となっている。
前記球体収容溝53の深さ寸法としては、連結解除溝部54が最も深く、連結溝部55が最も浅くなっている。そして、この深さ寸法は、連結解除溝部54から連結溝部55に向かって次第に浅くなっている。
As the depth dimension of the spherical
一方、駆動側回転体4の凹部41の内周面には、その全周囲に亘って円弧溝42が形成されている。この円弧溝42は、図1に示すように断面形状が略円弧状である。この円弧溝42の深さ寸法は、駆動側回転体4の全周囲に亘って略同一となっている。これにより、この駆動側回転体4の円弧溝42と前記被駆動側回転体5の球体収容溝53とが対面している。そして、これら円弧溝42と球体収容溝53とによって形成される空間に球体31が収容されている(図1、図3、図4を参照)。
On the other hand, an
前述した如く被駆動側回転体5は、クラッチ出力軸11の軸心方向に沿って移動自在となっている。つまり、被駆動側回転体5は、駆動側回転体4に近付く位置(図3に示す位置)と、駆動側回転体4から後退する位置(図4に示す位置)との間で軸心方向に沿って進退移動(スライド移動)自在となっている。
As described above, the driven-
図3(クラッチ装置1の係合状態を示す側面図)に示すように、被駆動側回転体5が前記付勢部材SPの付勢力によって駆動側回転体4に近付く位置に移動した場合には、駆動側回転体4の円弧溝42と被駆動側回転体5の連結溝部55とが対面する。前述した如く、連結溝部55の深さは浅くなっている。具体的に、駆動側回転体4の凹部41の内周面と被駆動側回転体5の大径部51の外周面との間の間隔寸法と、連結溝部55の深さ寸法と、円弧溝42の深さ寸法との総和は、球体31の外径寸法よりも僅かに小さくなっている。このため、図3に示すように球体31が連結溝部55の近傍に位置している場合には、この連結溝部55と円弧溝42との間に挟まれることで球体31の回転は不能となる。つまり、球体31が連結溝部55と円弧溝42との間に回転不能に嵌合され、これによって、駆動側回転体4の回転力が、球体31を介して被駆動側回転体5に伝達されることになる。すなわち、駆動側回転体4と被駆動側回転体5とが連結される。この場合、被駆動側回転体5の回転に伴ってクラッチ出力軸11およびウォータポンプ8のインペラ81も回転し、ウォータポンプ8から冷却水が吐出されることになる。以下では、この駆動側回転体4と被駆動側回転体5とが連結された状態における被駆動側回転体5の位置(軸心に沿ったスライド移動位置)をロック位置(本発明でいう連結位置)と呼ぶ。
As shown in FIG. 3 (a side view showing the engaged state of the clutch device 1), when the driven side
一方、図4(クラッチ装置1の解放状態を示す側面図)に示すように、被駆動側回転体5が前記付勢部材SPの付勢力に抗して駆動側回転体4から後退する位置に移動した場合には、駆動側回転体4の円弧溝42と被駆動側回転体5の連結解除溝部54とが対面する。前述した如く、連結解除溝部54の深さは深くなっている。具体的に、駆動側回転体4の凹部41の内周面と被駆動側回転体5の大径部51の外周面との間の間隔寸法と、連結解除溝部54の深さ寸法と、円弧溝42の深さ寸法との総和は、球体31の外径寸法よりも僅かに大きくなっている。このため、図4に示すように球体31が連結解除溝部54に位置している場合には、この連結解除溝部54と円弧溝42との間に球体31の回転(空転)を許容する隙間が形成される。この場合、クランクシャフト72から回転力を受けることで駆動側回転体4が回転しても、球体31による被駆動側回転体5への回転力の伝達は行われないことになる。すなわち、駆動側回転体4と被駆動側回転体5との連結が解除される。この場合、クラッチ出力軸11およびウォータポンプ8のインペラ81への回転力の伝達も行われないため、ウォータポンプ8は停止または減速されることになる。以下では、この駆動側回転体4と被駆動側回転体5との連結が解除された状態における被駆動側回転体5の位置(軸心に沿ったスライド移動位置)をアンロック位置(本発明でいう連結解除位置)と呼ぶ。
On the other hand, as shown in FIG. 4 (a side view showing the released state of the clutch device 1), the driven-
このように、駆動側回転体4と被駆動側回転体5との連結状態および連結解除状態は、被駆動側回転体5を駆動側回転体4に向かって進退移動させる機構によって実現される。つまり、被駆動側回転体5を駆動側回転体4に向けて前進させてロック位置にすることで駆動側回転体4と被駆動側回転体5とは連結状態(クラッチ装置1の係合状態)となる。一方、被駆動側回転体5を駆動側回転体4から後退させてアンロック位置にすることで駆動側回転体4と被駆動側回転体5とは連結解除状態(クラッチ装置1の解放状態)となる。
As described above, the connected state and the disconnected state of the driving
以下、この被駆動側回転体5を進退移動させるための機構(進退移動機構)について説明する。
Hereinafter, a mechanism (advance / retreat mechanism) for moving the driven-
(進退移動機構)
図3および図4に示すように、進退移動機構32は、被駆動側回転体5の外周面に形成された溝56、および、この溝56に挿入される係止部材61を有する係止ユニット6を備えている。以下、具体的に説明する。
(Advance and retreat mechanism)
As shown in FIGS. 3 and 4, the forward / backward moving
被駆動側回転体5の小径部52の外周面において、大径部51に近接した位置には、周方向に延びる前記溝56が形成されている。この溝56は、周方向(軸心方向に直交する方向)に対して軸心方向の一方側に向かうように所定角度だけ傾斜した傾斜側面57aII(図5を参照)を有する傾斜溝57と、軸心方向に対して直交する方向に延びる側面58aを有する直線溝58とを備えている。これら傾斜溝57および直線溝58の配設位置としては、直線溝58が傾斜溝57よりも大径部51寄りとなっている。
The
前記傾斜溝57は、半径方向に延びる側面57a(後述するピン挿入側面57aIおよび傾斜された(周方向に対して所定角度だけ傾斜された)傾斜側面57aIIで成る;図5を参照)と、この側面57aの内周端から直線溝58側に向かって軸心に沿う方向に延びる底面57bとを備えている。
The
図5は、前記被駆動側回転体5の小径部52において傾斜溝57が形成されている領域(以下、傾斜溝形成領域という)および直線溝58が形成されている領域(以下、直線溝形成領域という)それぞれを展開して示す図である。この図5では、左右方向が小径部52の周方向であり、上下方向が小径部52の軸心に沿う方向である。この図5に示すように、小径部52の外周面には、それぞれ周方向に延びる傾斜溝形成領域および直線溝形成領域が隣接して設けられている。
FIG. 5 shows a region where the
前記傾斜溝形成領域における側面57aの周方向の所定範囲は、駆動側回転体4の回転方向(クラッチ装置1が係合状態にある場合には被駆動側回転体5の回転方向でもあるので、以下では、被駆動側回転体5の回転方向と呼ぶ場合もある)の上流側に向かって(図5における右方向に向かって)駆動側回転体4に次第に近付くように(直線溝58に次第に近付くように)傾斜した傾斜側面57aIIとなっている。この傾斜側面57aIIの傾斜角度および傾斜範囲(傾斜側面57aIIが設けられている周方向の角度範囲)は、被駆動側回転体5の小径部52の全周囲長さや被駆動側回転体5に必要な移動量(前記ロック位置とアンロック位置との間での移動量)に応じて適宜設定される。例えば前記ロック位置とアンロック位置との間での移動量(図中における寸法t1)は2.0mmであり、傾斜側面57aIIの傾斜角度(図中における角度α)は3°に設定されている。また、この傾斜側面57aIIが設けられている領域の周方向の角度範囲(図中における範囲t2)としては250°の範囲に設定されている。これらの値はこれに限定されるものではない。
The predetermined range in the circumferential direction of the
このように周方向に対して傾斜した傾斜側面57aIIが形成されているため、この傾斜側面57aIIが設けられている範囲t2にあっては、前記底面57bの幅寸法(軸心に沿う方向の寸法)は、周方向に亘って(被駆動側回転体5の回転方向の上流側に向かって)次第に狭くなっている。
Thus, since the inclined side surface 57aII inclined with respect to the circumferential direction is formed, the width dimension (the dimension in the direction along the axis) of the
また、この傾斜側面57aIIよりも被駆動側回転体5の回転方向の下流側(図5における左側)には、軸心方向に対して直交する方向に延びる(傾斜していない)ピン挿入側面57aIが設けられている。このピン挿入側面57aIが設けられている範囲t3にあっては、前記底面57bの幅寸法(軸心に沿う方向の寸法)は、周方向に亘って均一となっている。
Further, on the downstream side (left side in FIG. 5) in the rotational direction of the driven-
また、傾斜側面57aIIよりも被駆動側回転体5の回転方向の上流側(図5における右側)にあっては、傾斜溝57が形成されておらず、この領域は小径部52の外周面と面一の(小径部52の外周面と径方向の寸法が一致した)円弧面57aIIIとなっている。
Further, the
前記ピン挿入側面57aIが設けられている部分は、係止ユニット6の係止部材61に備えられたピン69が傾斜溝57に挿入される場合の挿入開始領域に相当する。以下では、この領域を始端部57cと呼ぶ。図5に示す形状の傾斜溝57にあっては、前述した図中の範囲t3が前記始端部57cを構成するピン挿入側面57aIの形成範囲となっている。また、傾斜側面57aIIにおける被駆動側回転体5の回転方向の上流側の端部は、前記ピン69が傾斜溝57から脱して直線溝58に挿入される場合の挿入開始位置に相当する。以下では、この部分を終端部57dと呼ぶ。
The portion where the pin insertion side surface 57aI is provided corresponds to an insertion start region when the
また、傾斜溝57の深さ寸法として、前記ピン挿入側面57aIの形成範囲t3にあっては、傾斜側面57aIIの形成範囲t2に向けて次第に深くなっている。また、傾斜側面57aIIの形成範囲t2にあっては、その全周囲に亘って傾斜溝57の深さ寸法が一定となっている(図6(図4のVI−VI線に対応した位置における断面図)に示した傾斜溝57の深さを参照)。
Further, as the depth dimension of the
一方、直線溝58は、前記傾斜溝57に隣接し且つ被駆動側回転体5の外周面の全周に亘って形成されている。また、この直線溝58は、半径方向に延びる前記側面58aと、この側面58aの内周端から大径部51側に向かって軸心に沿う方向に延びる底面58bとを備えている。この直線溝58の側面58aはその全面が軸心に対して直交する平面となっている。つまり、この側面58aは傾斜していない。また、直線溝58の底面58bは、前記傾斜溝57の底面57bよりも内周側に位置している。つまり、直線溝58の深さ寸法は、傾斜溝57の深さ寸法よりも大きくなっている。このため、直線溝58と傾斜溝57とは、これらの間に段差が存在する状態で隣接している。更に、この直線溝58では、前記傾斜溝57の終端部57dに隣接する位置が、前記ピン69の挿入が開始される始端部58cとなっている。
On the other hand, the
このように、傾斜溝57および直線溝58が形成されていることにより、図3に示すように被駆動側回転体5がロック位置にあって、駆動側回転体4と被駆動側回転体5とが連結状態である場合に、係止部材61が溝56に向けて回動した場合には、この係止部材61のピン69が前記傾斜溝57の始端部57c(ピン挿入側面57aIが形成されている領域)から傾斜溝57に挿入される(この傾斜溝57へのピン69の挿入動作の詳細については後述する)。このように傾斜溝57にピン69が挿入された場合、傾斜溝57の傾斜側面57aIIがピン69に当接した状態で被駆動側回転体5が回転することになる。そして、傾斜溝57の傾斜側面57aIIがピン69に摺動する間に、被駆動側回転体5の回転力が、この被駆動側回転体5をスライド移動させる力に変換され、この被駆動側回転体5がロック位置からアンロック位置に向かって軸心に沿う方向(図3における右方向)に移動する。この被駆動側回転体5の移動に伴い、前記球体31は、被駆動側回転体5に設けられている前記連結溝部55から前記連結解除溝部54に向けて相対移動していく。
As described above, the
そして、ピン69が傾斜溝57の終端部57dに達すると、ピン69は直線溝58の始端部58cから直線溝58に挿入される。つまり、ピン69は傾斜溝57から脱して直線溝58に嵌り込む。これにより、被駆動側回転体5はロック位置からアンロック位置への移動が完了することになる。これに伴い、前記球体31は前記連結解除溝部54に嵌り込むことになる。このようにして、クラッチ装置1では、溝56に係止部材61のピン69を挿入し、傾斜溝57の傾斜側面57aIIにピン69を係合させることによって前記付勢部材SPの付勢力に抗して被駆動側回転体5をロック位置からアンロック位置までスライド移動させて、係合状態から解放状態に切り換わる。
When the
ここで、前記係止部材61を回動させるためのアクチュエータ62について説明する。図6に示すように、アクチュエータ62は、第1ケース64内にコイル64aが収容されており、このコイル64aに通電することによって発生する磁界の作用を利用して駆動する電磁アクチュエータである。
Here, the
前記第1ケース64は、有底筒状であって、その底部に固定芯64bが設けられている。第1ケース64の内部には、固定芯64bを取り囲むように前記コイル64aが配設されている。すなわち、このアクチュエータ62では、固定芯64bとコイル64aとによって電磁石が構成されている。また、コイル64aの内側には、固定芯64bと対向する位置に可動芯64cが移動可能に収容されている。なお、これら固定芯64bおよび可動芯64cはそれぞれ鉄芯である。
The
第1ケース64の先端側(図6における上端側)には、筒状の第2ケース65が取り付けられている。この第2ケース65において第1ケース64側の端部には可動芯64cの周囲を囲むように永久磁石65aが配設されている。可動芯64cは、前述したように基端部(図6における下側の端部)が固定芯64bと対向するように第1ケース64内に収容されている一方、先端部(図6における上側の端部)が第2ケース65から外側に突出している。
A cylindrical
可動芯64cにおいて第2ケース65内に収容されている部分にはリング部材65bが取り付けられている。そして、第2ケース65内には、この第2ケース65とリング部材65bとの間にコイルばね65cが圧縮された状態で収容されている。このコイルばね65cは、可動芯64cを第2ケース65から突出させる方向に付勢している。そして、可動芯64cにおいて第2ケース65から突出した先端側は、固定ピン64dを介して係止部材61に連結されている。
A
係止部材61は、基端が可動芯64cに回動可能に連結されるとともに、回動軸63によって回動可能に支持されている。従って、係止部材61は、可動芯64cの移動に伴って、回動軸63を中心に回動する。そのため、図6に実線で示すように、コイルばね65cの付勢力によって可動芯64cが第2ケース65から突出した度合が大きくなることによって、係止部材61のピン69が被駆動側回転体5の溝56に挿入可能となる。
The locking
そして、この状態でコイル64aに通電すると、この通電によって発生する磁界によって固定芯64bおよび可動芯64cが磁化され、可動芯64cはコイルばね65cの付勢力に抗して固定芯64b側に引き込まれる。なお、このときにコイル64aに発生する磁界の大きさは、永久磁石65aの磁界の向きと一致している。
When the
引き込まれた可動芯64cが固定芯64bに近付く方向(図6における下方向)に移動すると、係止部材61は図6における反時計回り方向に回動して、係止部材61のピン69が溝56から引き抜かれる。すなわち、アクチュエータ62は、コイル64aへの通電によって生じる磁力を利用して可動芯64cを吸引することにより、係止部材61を溝56から引き抜く。
When the retracted
そして、吸引された可動芯64cが固定芯64bに当接する位置(図6に仮想線で示す位置)まで移動すると、その後に通電を停止しても、永久磁石65aの磁力によって、可動芯64cが固定芯64bに当接した状態が保持される。
When the attracted
一方、可動芯64cが図6に仮想線で示す当接位置にあるときに、可動芯64cを吸引するときとは反対方向の電流をコイル64aに通電すると、永久磁石65aの磁界の向きとは逆向きの磁界が発生する。これにより、永久磁石65aの吸引力が弱められ、コイルばね65cの付勢力によって可動芯64cが固定芯64bから離間して、図6に実線で示す突出位置への移動が可能になる。そして、可動芯64cが当接位置から突出位置に移動するとき、係止部材61は図6における時計回り方向に回動して、係止部材61のピン69が溝56に挿入される。
On the other hand, when the
可動芯64cが固定芯64bから離間した突出位置にあるときには、コイルばね65cによる付勢力の方が永久磁石65aによる吸引力よりも大きくなる。そのため、コイル64aへの通電によって可動芯64cを固定芯64bから離間させれば、その後に通電を停止しても、可動芯64cは突出位置に保持される。
When the
すなわち、本実施形態のアクチュエータ62は、異なる方向に直流電流を流して可動芯64cを移動させることによってクラッチ装置1の連結状態を切り換える一方で、連結させた状態または連結を解除した状態を維持するときには通電を要さない自己保持式のソレノイドである。
That is, the
(ピン挿入制限機構)
次に、本実施形態の特徴とする機構であるピン挿入制限機構についての複数の実施形態を説明する。
(Pin insertion restriction mechanism)
Next, a plurality of embodiments of a pin insertion restriction mechanism that is a feature of this embodiment will be described.
<第1実施形態>
まず、第1実施形態について説明する。
<First Embodiment>
First, the first embodiment will be described.
−ピン挿入制限機構の構成−
図7および図8は、本実施形態におけるピン挿入制限機構9の動作を説明するための図である。図7はクラッチ装置1の係合状態(図3に対応する状態)におけるピン挿入制限機構9および被駆動側回転体5を示す側面図である。また、図8はクラッチ装置1の解放状態(図4に対応する状態)におけるピン挿入制限機構9および被駆動側回転体5を示す側面図である。また、これらの図では、ピン挿入制限機構9については、図6におけるVII−VII線に沿った断面を示している。
-Configuration of pin insertion restriction mechanism-
7 and 8 are diagrams for explaining the operation of the pin
図6に示すように、ピン挿入制限機構9は、前記係止部材61に対して、被駆動側回転体5の回転方向の上流側(図6において、係止部材61に対して時計回り方向側)に位置している。つまり、ピン挿入制限機構9と係止部材61とは、被駆動側回転体5の外周側において周方向で互いに対向するように配置されている。
As shown in FIG. 6, the pin
このピン挿入制限機構9の機能は、係止部材61が被駆動側回転体5の溝56に向けて回動する際に(前記アクチュエータ62の作動によってピン69が被駆動側回転体5の傾斜溝57に向けて移動する際に)、その回動を阻止して傾斜溝57へのピン69の挿入を制限可能とすることである。また、ピン挿入制限機構9は、被駆動側回転体5の傾斜溝57に対するピン69の挿入を制限する状態と、この挿入を許容する状態との間で状態変化するようになっている。以下、具体的に説明する。
The function of the pin
図7および図8に示すように、前記被駆動側回転体5における大径部51と直線溝58との間には回転伝達部59が設けられている。この回転伝達部59は、被駆動側回転体5の回転力をピン挿入制限機構9に伝達する部分であって、前記大径部51の外径寸法よりも小径で、且つ前記直線溝58の底面58bの外径寸法よりも大径とされた外周面59aを有している。この回転伝達部59の外周面59aは、被駆動側回転体5の軸心方向から見た場合に、この被駆動側回転体5の軸心を中心とした円形(真円)となっている。
As shown in FIGS. 7 and 8, a
また、図6に示すように、係止部材61には、ピン挿入制限機構9に向かって所定寸法だけ突出した突出部66が設けられている。後述するように、この突出部66がピン挿入制限機構9に当接した場合(ピン挿入制限機構9が突出部66に当接する回転姿勢にある場合)には、係止部材61の回動が制限され、傾斜溝57へのピン69の挿入が制限される(図9に示す状態を参照)。一方、この突出部66がピン挿入制限機構9に当接しない場合(ピン挿入制限機構9が突出部66に当接しない回転姿勢にある場合)には、係止部材61の回動は制限されないことになり、傾斜溝57へのピン69の挿入が許容される(図10に示す状態を参照)。なお、このピン挿入制限機構9によって係止部材61の回動の制限および許容を行うための構成については後述する。
Further, as shown in FIG. 6, the locking
ピン挿入制限機構9は、支持ピン91、および、この支持ピン91に回転自在に支持された回転体92を備えている。
The pin
前記支持ピン91は、被駆動側回転体5の軸心の延長方向(図7および図8における左右方向)に沿って延びた円柱形状の部材である。また、この支持ピン91の基端部分(図7における右端部分)は、例えば前記クラッチハウジング2等に設けられた挿入孔93の内部に挿入されている。この支持ピン91の基端部分と挿入孔93の底部との間には、コイルスプリング94が圧縮状態で収容されており、このコイルスプリング94によって支持ピン91に付勢力(図7において左方向に向かう付勢力)が付与されている。また、支持ピン91の先端部分(図7における左端部分)は、被駆動側回転体5の大径部51の端面51bに当接している。つまり、支持ピン91は、前記コイルスプリング94からの付勢力を受けていることにより、その先端部分が被駆動側回転体5の大径部51の端面51bに押圧されている。このため、支持ピン91は、被駆動側回転体5がロック位置(図7に示す状態)からアンロック位置(図8に示す状態)までスライド移動した場合には、この被駆動側回転体5のスライド移動に応じて、コイルスプリング94を圧縮変形させながら挿入孔93の内部に挿入されていく(図8において右方向に移動していく)ようになっている。
The
なお、支持ピン91の先端部分の摩耗を防止するために、大径部51の端面51bと支持ピン91の先端部分との間にはスラストベアリングが介在されていることが好ましい。
In order to prevent wear of the tip portion of the
前記回転体92は、前述したように支持ピン91に回転自在に支持されている。この回転体92は、小径の回転被伝達部92aと、この回転被伝達部92aよりも大径であり且つ回転被伝達部92aに一体形成された偏心カム92b(本発明でいう規制部材)とを備えている。
The rotating
回転被伝達部92aは、円筒形状であって、その軸心は前記支持ピン91の軸心に一致している。つまり、この回転被伝達部92aは支持ピン91の軸心を回転中心として回転自在となっている。また、この回転被伝達部92aにおける軸線に対して直交する方向の断面形状は真円となっている。この回転被伝達部92aの外周面92cは、前記被駆動側回転体5の回転伝達部59の外周面59aに接触している。このため、被駆動側回転体5の回転力が回転伝達部59から回転被伝達部92aに伝達されることにより、回転体92は、支持ピン91の周囲を前記被駆動側回転体5の回転と同期して回転するようになっている。
The rotationally transmitted
また、回転伝達部59の外径寸法は回転被伝達部92aの外径寸法の整数倍となっており、回転伝達部59が1回転する毎に、回転被伝達部92aが整数倍だけ回転するようになっている。
The outer diameter dimension of the
なお、回転体92の回転を円滑に行うため、回転体92と支持ピン91との間にはニードルベアリングが介在されていることが好ましい。
In order to smoothly rotate the
一方、偏心カム92bは、円筒形状であって、その軸心は支持ピン91の軸心および回転被伝達部92aの軸心に対して所定長さだけ偏心している。また、この偏心カム92bは、被駆動側回転体5がロック位置(図7に示す位置)にある場合には、前記係止部材61の突出部66(図7に仮想線で示している)に対面する位置にある。また、この偏心カム92bは、被駆動側回転体5がアンロック位置(図8に示す位置)までスライド移動した場合には、前記係止部材61の突出部66(図8に仮想線で示している)に対面しない位置(突出部66に対面する位置から退避した位置;図8における右側の位置および図6における紙面の奥側位置)に移動することになる。
On the other hand, the
前述した如く、偏心カム92bの軸心は支持ピン91の軸心および回転被伝達部92aの軸心に対して所定長さだけ偏心している。つまり、偏心カム92bの外周面の形状としては、外周面の各部における支持ピン91の軸心からの距離が不等長となっている。このため、被駆動側回転体5の回転力が回転体92に伝達されることに伴って偏心カム92bが回転する場合、支持ピン91の軸心からの距離が長い領域(一般に偏心部分またはノーズ部分と呼ばれる領域)が係止部材61(より具体的には、係止部材61の突出部66)に近付く状態と、支持ピン91の軸心からの距離が短い領域(一般にベース円部分と呼ばれる領域)が係止部材61に近付く状態とが周期的に訪れることになる。ここでは、偏心カム92bの外周面のうち、支持ピン91の軸心からの距離が所定長さよりも長い外周面を「干渉外面(後述する如く係止部材61の突出部66に干渉する外面であることの意)」と呼び、支持ピン91の軸心からの距離が所定長さよりも短い外周面を「非干渉外面(後述する如く係止部材61の突出部66に干渉しない外面であることの意)」と呼ぶこととする。
As described above, the shaft center of the
そして、回転伝達部59の外径寸法が回転被伝達部92aの外径寸法の2倍であった場合には、被駆動側回転体5が1回転する毎に、前記干渉外面が係止部材61に近付く状態と、前記非干渉外面が係止部材61に近付く状態とが周期的に2回訪れることになる。また、回転伝達部59の外径寸法が回転被伝達部92aの外径寸法の3倍であった場合には、被駆動側回転体5が1回転する毎に、前記干渉外面が係止部材61に近付く状態と、前記非干渉外面が係止部材61に近付く状態とが周期的に3回訪れることになる。
When the outer diameter dimension of the
そして、図9に示すように、干渉外面が係止部材61に近付く状態にあっては、前記アクチュエータ62の作動によって係止部材61が傾斜溝57に向かって回動する状態であっても、この係止部材61の突出部66と偏心カム92b(偏心カム92bの干渉外面)とが干渉することになり、係止部材61の回動が制限されることになる。つまり、被駆動側回転体5の傾斜溝57に対するピン69の挿入は制限されることになる。
As shown in FIG. 9, when the interference outer surface is close to the locking
一方、図10に示すように、非干渉外面が係止部材61に近付く状態にあっては、前記アクチュエータ62の作動によって係止部材61が傾斜溝56に向かって回動する状態であれば、この係止部材61の突出部66と偏心カム92b(偏心カム92bの非干渉外面)とが干渉することはなく、係止部材61の回動は制限されないことになる。つまり、被駆動側回転体5の傾斜溝57に対するピン69の挿入は制限されない(許容される)ことになる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, when the non-interference outer surface is close to the locking
なお、前記偏心カム92bの外径寸法および支持ピン91の軸心に対する偏心長さは、前述した干渉状態および非干渉状態を実現可能とするように実験等によって適宜設定される。
The outer diameter dimension of the
次に、ピン挿入制限機構9によって係止部材61の回動が制限される範囲について具体的に説明する。
Next, the range in which the rotation of the locking
図16および図17を用いて前述したように、前記ピン挿入制限機構9を備えない構成の場合、係止部材aが回動を開始するタイミングによっては、傾斜溝bへの係止部材(ピン)aの挿入動作の途中で(挿入動作が未完了の状態で)、この係止部材aに傾斜溝bの側面b1が接触することがある。つまり、傾斜溝bに対する係止部材aの挿入量が少ない(挿入深さが浅い)状態で、係止部材aに傾斜溝bの側面b1が接触する可能性がある。このように係止部材aに傾斜溝bの側面b1が接触した場合、その接触が開始された時点にあっては、係止部材aの先端部分のみが傾斜溝bの側面b1からの接触荷重を受けることになる。このため、この係止部材aの先端部分に作用する接触荷重が極端に大きくなってしまう。このような大きな接触荷重が作用する状況が頻繁に現れると、係止部材aの一部(先端部分)が摩耗するなどして、クラッチ装置の解放動作に悪影響を与えたり、係止部材aの長寿命化に悪影響を与えたりしてしまう可能性がある。また、この接触荷重によって傾斜溝bの側面の一部が摩耗してしまう可能性もある。
As described above with reference to FIGS. 16 and 17, in the case of the configuration without the pin
この状況の発生を回避するために、本実施形態では、被駆動側回転体5の傾斜溝57における所定領域(前述した、係止部材の挿入量が少ない状態で、係止部材に傾斜溝の側面が接触してしまう領域;以下、「ピン挿入制限要求領域」という)へのピン69の挿入をピン挿入制限機構9によって制限するようにしている。
In order to avoid the occurrence of this situation, in the present embodiment, a predetermined region in the
このピン挿入制限要求領域は、図9および図10において被駆動側回転体5に斜線を付した領域(斜線を付した領域での傾斜溝57の部分)である。具体的に図11(被駆動側回転体5の傾斜溝形成領域を展開して示す図、および、ピン挿入制限要求領域、ピン挿入要求領域、偏心カム92bの回転位置、回転体92のスライド位置の関係を説明するための図)を用いて説明する。
This pin insertion restriction request region is a region where the driven-side
この図11における偏心カム92bの回転位置において、「干渉回転位置」は、前記偏心カム92bの干渉外面が係止部材61に近付いている回転位置(偏心カム92bの干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉する回転位置)であり、「非干渉回転位置」は、前記偏心カム92bの非干渉外面が係止部材61に近付いている回転位置(偏心カム92bが係止部材61の突出部66に干渉しない回転位置)である。
In the rotational position of the
この図11に示すように、前記ピン挿入側面57aIの形成範囲t3から前記傾斜側面57aIIの形成範囲t2に亘る領域が前記ピン挿入制限要求領域(ピン69の挿入を阻止すべき領域)となっている。より具体的には、これら形成範囲t3,t2の境界部βに対し被駆動側回転体5の回転方向の下流側(図11における左側)に5°だけ変位した位置から、この境界部βに対し被駆動側回転体5の回転方向の上流側(図11における右側)に40°だけ変位した位置までの範囲がピン挿入制限要求領域となっている。
As shown in FIG. 11, a region extending from the formation range t3 of the pin insertion side surface 57aI to the formation range t2 of the inclined side surface 57aII is the pin insertion restriction request region (region where insertion of the
このピン挿入制限要求領域にピン69(より具体的にはピン69の先端位置(被駆動側回転体5の回転方向の上流側の位置))が対面する状態で(例えばピン69が図11において仮想線Yで示す位置にある状態で)、このピン69が傾斜溝57に向けて移動した場合には、傾斜溝57に対するピン69の挿入量が少ない(挿入深さが浅い)状態で、傾斜溝57の傾斜側面57aIIがピン69に向かって移動することになり、この挿入量が少ない状態でピン69に傾斜側面57aIIが接触してしまう可能性がある。このため、このピン挿入制限要求領域は、ピン69の挿入を制限すべき領域として規定されている。なお、前記各値はこれらに限定されるものではなく、適宜設定される。
The pin 69 (more specifically, the tip position of the pin 69 (the upstream position in the rotational direction of the driven rotating body 5)) faces this pin insertion restriction request region (for example, the
また、ピン挿入側面57aIの形成範囲t3のうち前記ピン挿入制限要求領域以外の範囲はピン挿入要求領域となっている。 Further, a range other than the pin insertion restriction request region in the formation range t3 of the pin insertion side surface 57aI is a pin insertion request region.
このピン挿入要求領域にピン69が対面する状態で(例えばピン69が図11において実線で示す位置にある状態で)、このピン69が傾斜溝57に向けて移動した場合には、傾斜溝57に対するピン69の挿入が完了した(ピン69の挿入深さが深い)状態で、傾斜溝57の傾斜側面57aIIがピン69に向かって移動することになる。つまり、ピン69の挿入量が少ない状態でピン69に傾斜側面57aIIが接触してしまうといったことを回避できる。このため、このピン挿入要求領域は、ピン69の挿入を許容すべき領域として規定されている。
When the
また、前記ピン挿入制限要求領域およびピン挿入要求領域の何れでもない領域(図11におけるピン挿入不可領域)は、この領域に向かってピン69が移動したとしても、ピン69は被駆動側回転体5の外周面(例えば円弧面57aIII等)に当接することになり、傾斜溝57への挿入が阻止される領域である(図11において仮想線Xで示すピン69の位置を参照)。
Further, in the region that is neither the pin insertion restriction request region nor the pin insertion request region (the pin insertion impossibility region in FIG. 11), even if the
前記ピン挿入要求領域のみからのピン69の挿入を実現するために、前記偏心カム92bは、前記ピン挿入制限要求領域がピン69に対面している状況においては、前記干渉外面が係止部材61に近付く状態となる。これにより、係止部材61が傾斜溝57に向かって回動する状況であっても、この係止部材61の突出部66と偏心カム92b(偏心カム92bの干渉外面)とが干渉して、係止部材61の回動を阻止するようになっている(本発明でいう「挿入制限要求領域に係止部材が対面している際には、規制部材において回転軸心からの距離が長い干渉外面が係止部材に干渉することによって傾斜溝への係止部材の挿入が規制される」に相当)。
In order to realize the insertion of the
具体的には、図9および図10において回転体92に斜線を付した領域における外周面が前記干渉外面(係止部材61の突出部66に干渉する外面)となっており、この干渉外面が係止部材61に対面している期間では、この干渉外面が突出部66に干渉することで係止部材61の回動を阻止することになる(図9に示す状態を参照)。つまり、この干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉する範囲と、ピン69がピン挿入制限要求領域に対面する範囲とが対応するようになっている。言い換えると、ピン69がピン挿入制限要求領域に対面している期間と、偏心カム92bの干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉している期間とが同期するようになっている(図11におけるピン挿入制限要求領域と、偏心カム92bの回転位置における干渉回転位置とが一致している点を参照)。
Specifically, in FIG. 9 and FIG. 10, the outer peripheral surface in the hatched region of the
なお、前述したように、回転伝達部59の外径寸法は回転被伝達部92aの外径寸法の整数倍となっており、回転伝達部59が1回転する毎に、回転被伝達部92aが整数倍だけ回転するようになっている。このため、ピン69がピン挿入制限要求領域に対面している状態では、常に、偏心カム92bの干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉している。このため、ピン69がピン挿入制限要求領域に対面している期間と、偏心カム92bの干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉している期間とを同期させることが可能である。
As described above, the outer diameter size of the
一方、前記偏心カム92bは、前記ピン挿入要求領域がピン69に対面している状況においては、前記非干渉外面が係止部材61に近付く状態となる。この非干渉外面は、前記干渉外面に比べて支持ピン91の軸心に対する偏心長さが短くなっている。このため、この非干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉することはなく、係止部材61が傾斜溝57に向かって回動する状況であれば、係止部材61の回動は許容されることになる(本発明でいう「傾斜溝における傾斜側面の成形範囲以外の領域であって予め設定された挿入要求領域に係止部材が対面している際には、規制部材において回転軸心からの距離が短い非干渉外面が係止部材に対面することでこの係止部材に干渉せず、傾斜溝への係止部材の挿入が許容される」に相当)。
On the other hand, the
具体的には、図9および図10において回転体92に斜線を付していない領域における外周面が前記非干渉外面(係止部材61の突出部66に干渉しない外面)となっており、この非干渉外面が係止部材61に対面している期間では、この非干渉外面が突出部66に干渉することはなく、係止部材61の回動は許容されることになる(図10に示す状態を参照)。つまり、この非干渉外面が係止部材61の突出部66に対面する範囲と、ピン69がピン挿入要求領域に対面する範囲とが対応するようになっている。言い換えると、ピン69がピン挿入要求領域に対面している期間と、偏心カム92bの非干渉外面が係止部材61の突出部66に対面している期間とが同期するようになっている。(図11におけるピン挿入要求領域と、偏心カム92bの回転位置における非干渉回転位置とが一致している点を参照)。
Specifically, in FIG. 9 and FIG. 10, the outer peripheral surface in the region where the rotating
なお、前述したように、回転伝達部59の外径寸法は回転被伝達部92aの外径寸法の整数倍となっている。このため、ピン69がピン挿入要求領域に対面している状態では、常に、偏心カム92bの非干渉外面が係止部材61の突出部66に対面している。このため、ピン69がピン挿入要求領域に対面している期間と、偏心カム92bの非干渉外面が係止部材61の突出部66に対面している期間とを同期させることが可能である。
As described above, the outer diameter size of the
また、前述した如く、被駆動側回転体5がロック位置(図7に示す状態)からアンロック位置(図8に示す状態)までスライド移動した場合、支持ピン91はコイルスプリング94を圧縮方向に変形させながら挿入孔93の内部に挿入されていく。これに伴って回転体92も移動することになり、偏心カム92bは係止部材61の突出部66に干渉しない位置に退避することになる。つまり、溝56にピン69が挿入されて、被駆動側回転体5がアンロック位置に向けてスライド移動した場合には、回転体92の回転によって干渉外面が係止部材61の突出部66に近接したとしても、この干渉外面の位置は、突出部66に対して軸線に沿う方向にオフセットされることになるため、偏心カム92bが突出部66に干渉することがなくなる(図8における偏心カム92bの位置と仮想線で示す突出部66の位置との関係を参照)。つまり、溝56にピン69が一旦挿入されて被駆動側回転体5がアンロック位置に向けてスライド移動した後には、偏心カム92bが回転したとしても、この偏心カム92bが係止部材61の突出部66に干渉することはなくなる。図11における回転体92のスライド位置において、「干渉可能位置」は、被駆動側回転体5がロック位置にあって、偏心カム92bが係止部材61の突出部66に対面する位置(干渉外面が突出部66に干渉可能な位置;図7に示す位置)であり、「退避位置」は、被駆動側回転体5がロック位置からアンロック位置に向けて移動している位置またはアンロック位置にあって、偏心カム92bが係止部材61の突出部66に対面しない(前記オフセットされた)位置(干渉外面が突出部66に干渉不可能な位置;図8に示す位置)である。
Further, as described above, when the driven-side
−クラッチ装置の動作−
次に、前述の如く構成されたクラッチ装置1の動作について説明する。
-Operation of the clutch device-
Next, the operation of the
アクチュエータ62の可動芯64cが当接位置にあるとき、図6に仮想線で示すように、係止部材61のピン69は溝56から後退している。このとき、図3に示すように、被駆動側回転体5は付勢部材SPの付勢力によってロック位置に保持されているため、球体31は連結溝部55に位置しており、クラッチ装置1は係合状態にある。すなわち、クラッチ装置1は駆動側回転体4の回転を、被駆動側回転体5を介してクラッチ出力軸11に伝達している。これによりウォータポンプ8は作動している。また、この場合、図7に示すように、ピン挿入制限機構9の支持ピン91は、コイルスプリング94の付勢力を受けて前進位置にあり、偏心カム92bは、係止部材61の突出部66および傾斜溝57にそれぞれ対面した位置にある。また、回転体92は、被駆動側回転体5の回転力を受けて回転している。
When the
このウォータポンプ8の作動状態において、アクチュエータ62のコイル64aに永久磁石65aの磁界の向きとは逆向きの磁界を発生させるように通電すると、可動芯64cがコイルばね65cの付勢力によって当接位置から図6に実線で示す突出位置に移動する。すると、係止部材61が図6における時計回り方向に回動するのに伴って、係止部材61のピン69が被駆動側回転体5の傾斜溝57に向かって移動する。
In the operating state of the water pump 8, when the
このように係止部材61のピン69が被駆動側回転体5の傾斜溝57に向かって移動する場合、傾斜溝57にピン69が挿入される過程としては以下の3つのパターンがある。
(1)ピン69が前記ピン挿入制限要求領域に対面した状態で係止部材61が回動して、ピン69がこのピン挿入制限要求領域に向けて移動する場合、
(2)ピン69が前記ピン挿入不可領域に対面した状態で係止部材61が回動して、ピン69がこのピン挿入不可領域に向けて移動する場合、
(3)ピン69が前記ピン挿入要求領域に対面した位置で係止部材61が回動して、ピン69がこのピン挿入要求領域に向けて移動する場合、
以下、それぞれの場合について説明する。
As described above, when the
(1) When the locking
(2) When the locking
(3) When the locking
Hereinafter, each case will be described.
(1)ピンがピン挿入制限要求領域に向けて移動する場合
この場合の一例としては、ピン69が図11において仮想線Yで示す位置にある状態で傾斜溝57に向けて移動する場合である。
(1) When the pin moves toward the pin insertion restriction request region As an example of this case, the
この場合には、前述した如く、回転体92のスライド位置としては干渉可能位置(偏心カム92bが係止部材61の突出部66に対面する位置)となっており、また、偏心カム92bの回転位置としては、干渉外面が係止部材61に対面する干渉回転位置となっている。このため、係止部材61の突出部66と偏心カム92bとが干渉することになり、係止部材61の回動が制限される(図9を参照)。従って、このピン挿入制限要求領域からのピン69の挿入は阻止される。
In this case, as described above, the sliding position of the
その後、被駆動側回転体5の回転が進むに従って回転体92も回転し、この偏心カム92bの回転位置としては、非干渉外面が係止部材61に対面する非干渉回転位置となるが、この際、ピン69は傾斜溝57のピン挿入不可領域に対面することになるので(図11において仮想線Xで示すピン69の位置を参照)、依然として傾斜溝57への挿入は阻止される。
Thereafter, as the rotation of the driven-
そして、更に被駆動側回転体5の回転が進むに従って回転体92も回転すると、ピン69が傾斜溝57のピン挿入要求領域に対面した際に、偏心カム92bの回転位置としては、非干渉外面が係止部材61に近付く非干渉回転位置となり、係止部材61の突出部66と偏心カム92bとが干渉することはなく、係止部材61の回動が許容される(図10を参照)。従って、このピン挿入要求領域からピン69が挿入され、この傾斜溝57の底面57bに向けて案内されることになる。
When the
(2)ピンがピン挿入不可領域に向けて移動する場合
この場合の一例としては、ピン69が図11において仮想線Xで示す位置にある状態で傾斜溝57に向けて移動する場合である。
(2) When the pin moves toward the pin insertion-impossible region An example of this case is a case where the
この場合には、仮に、ピン挿入制限機構9の偏心カム92bの回転位置が非干渉回転位置となったとしても、ピン69は傾斜溝57のピン挿入不可領域に対面しているため傾斜溝57への挿入は阻止される。
In this case, even if the rotational position of the
また、ピン挿入制限機構9の偏心カム92bの回転位置が干渉回転位置となっておれば、前述の場合と同様に、係止部材61の突出部66と偏心カム92bとが干渉することになり、係止部材61の回動が制限される。このため、傾斜溝57へのピン69の挿入は阻止される。
Further, if the rotational position of the
そして、被駆動側回転体5の回転が進んで、ピン69が傾斜溝57のピン挿入要求領域に対面した際には、偏心カム92bの回転位置としては非干渉回転位置となり、係止部材61の突出部66と偏心カム92bとが干渉することはなく、係止部材61の回動が許容される。従って、このピン挿入要求領域からピン69が挿入され、この傾斜溝57の底面57bに向けて案内されることになる。
When the rotation of the driven-
(3)ピンがピン挿入要求領域に向けて移動する場合
この場合の一例としては、ピン69が図11において実線で示す位置にある状態で傾斜溝57に向けて移動する場合である。
(3) When the pin moves toward the pin insertion request region As an example of this case, the
この場合には、ピン69は傾斜溝57のピン挿入要求領域に対面している。また、ピン挿入制限機構9の偏心カム92bの回転位置が非干渉回転位置となっており、係止部材61の突出部66と偏心カム92bとの干渉は解消されている。つまり、係止部材61の回動が許容されている。このため、ピン69が、このピン挿入要求領域から傾斜溝57に挿入され、この傾斜溝57の底面57bに向けて案内されることになる。
In this case, the
以上のような過程によってピン69が傾斜溝57のピン挿入要求領域から挿入されると、傾斜溝57に対するピン69の挿入が完了した(ピン69の挿入深さが深い)状態で、ピン69は、ピン挿入側面57aIの形成範囲から傾斜側面57aIIの形成範囲に達して、この傾斜側面57aIIに当接した状態で、被駆動側回転体5が駆動側回転体4とともに回転する。そして、ピン69が傾斜溝57内を相対的に移動する間に、被駆動側回転体5はロック位置からアンロック位置に向かって移動する。つまり、図3および図7に示す状態から図4および図8に示す状態へと変化する。その後、被駆動側回転体5の回転が進むと、ピン69は、傾斜溝57の終端部57dから直線溝58の始端部58cを経て直線溝58に挿入される状態となる。これにより、被駆動側回転体5がアンロック位置に到達する。被駆動側回転体5がアンロック位置に達すると、球体31が連結解除溝部54に位置することになり、駆動側回転体4の回転が被駆動側回転体5に伝達されなくなり、クラッチ装置1は解放状態となる。
When the
被駆動側回転体5と駆動側回転体4との連結が解除された直後は、図4に示すように、被駆動側回転体5は、直線溝58にピン69が挿入された状態で、このピン69との間に生じる摩擦力の作用を受けつつ、慣性力によって回転を続ける。このようにピン69が直線溝58に挿入された状態では、ピン69が傾斜溝57と直線溝58との境界に存在する段差、すなわち、直線溝58の側面58aに係合している。そのため、ピン69が直線溝58から引き抜かれるように変位してこの段差を乗り越えない限りは、ピン69が傾斜溝57に変位することはない。こうして、被駆動側回転体5の直線溝58に係止部材61のピン69が挿入された状態で、被駆動側回転体5は回転し、その回転速度が次第に低下していく。この状態が継続されると、ウォータポンプ8は停止される。
Immediately after the connection between the driven-side
一方、クラッチ装置1を、解放状態から係合状態に切り換えるときには、アクチュエータ62のコイル64aに永久磁石65aの磁界の向きと同じ向きの磁界を発生させるように通電する。すると、可動芯64cは通電によって生じる磁力によって固定芯64bに近付くように吸引されて、図6に実線で示す突出位置から仮想線で示す当接位置に移動する。これにより、係止部材61が図6における反時計回り方向に回動して係止部材61のピン69が溝56から完全に引き抜かれる。
On the other hand, when the
そして、係止部材61による係止が解除された被駆動側回転体5は、付勢部材SPの付勢力によってロック位置に移動し、被駆動側回転体5と駆動側回転体4とが連結され、クラッチ装置1が係合状態に切り換わる。被駆動側回転体5がロック位置に移動することに伴い、偏心カム92bは、係止部材61の突出部66および傾斜溝57にそれぞれ対面した位置に戻る。
Then, the driven side
このようにしてクラッチ装置1の係合状態と解放状態とが切り換わるようになっているため、前述した如く、所定期間内においてクラッチ装置1を係合状態にする期間と解放状態にする期間との比を調整することによって、ウォータポンプ8の回転速度を任意に調整することが可能となっている。
Since the engaged state and the released state of the
以上説明したように、本実施形態では、傾斜溝57のピン挿入制限要求領域にピン69が対面している際には、ピン挿入制限機構9の偏心カム92bの干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉することによって傾斜溝57へのピン69の挿入が規制される。一方、傾斜溝57のピン挿入要求領域にピン69が対面している際には、ピン挿入制限機構9の偏心カム92bの非干渉外面が係止部材61の突出部66に対面することでこの係止部材61に干渉せず、傾斜溝57へのピン69の挿入が許容される。
As described above, in the present embodiment, when the
このため、ピン69が傾斜溝57に向かって前進を開始した時点で、既に、このピン69が挿入される箇所に向けての傾斜溝57の傾斜側面57aIIの移動が開始しているといった状況を招くことはない。つまり、傾斜溝57に対するピン69の挿入量が少ない(挿入深さが浅い)状態で、ピン69に傾斜溝57の傾斜側面57aIIが接触するといったことが回避される。言い換えると、ピン69が傾斜溝57に向かって前進を開始した時点で、未だ、このピン69が挿入される箇所に向けての傾斜溝57の傾斜側面57aIIの移動は開始していない状況を得ることができる。つまり、傾斜溝57に対するピン69の挿入量が多い(挿入深さが深い)状態で、ピン69に傾斜溝57の傾斜側面57aIIを接触させることが可能になる。
For this reason, when the
以上のように傾斜溝57へのピン69の挿入可能領域が規定されることになるため、ピン69の先端部分に作用する接触荷重を小さくすることができ、ピン69の先端部分の摩耗を抑制することができる。その結果、クラッチ装置1を解放状態にするための動作に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、ピン69の長寿命化を図ることもできる。また、この接触荷重の軽減により、傾斜溝57の傾斜側面57aIIの摩耗も抑制することができる。これによっても、クラッチ装置1を解放状態にするための動作に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、被駆動側回転体5の長寿命化を図ることもできる。
As described above, since the region where the
<第2実施形態>
次に、ピン挿入制限機構9についての第2実施形態を説明する。本実施形態は、被駆動側回転体5がロック位置からアンロック位置に向けてスライド移動する際におけるピン挿入制限機構9の移動方向(偏心カム92bが係止部材61の突出部66から退避する方向)が第1実施形態のものと異なっている。ここでは、第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the pin
図12および図13は、本実施形態におけるピン挿入制限機構9の動作を説明するための図である。図12はクラッチ装置1の係合状態(図3に対応する状態)におけるピン挿入制限機構9および被駆動側回転体5を示す側面図である。また、図13は、クラッチ装置1の解放状態(図4に対応する状態)におけるピン挿入制限機構9および被駆動側回転体5を示す側面図である。
12 and 13 are diagrams for explaining the operation of the pin
図12および図13に示すように、本実施形態において、前記被駆動側回転体5における大径部51と直線溝58との間に設けられている回転伝達部59としては、その外周面59bが断面円弧形状となっている。具体的には、大径部51から直線溝58に向けて次第に外径寸法が小さくなるように凹陥された円弧面となっている。
As shown in FIGS. 12 and 13, in the present embodiment, the
本実施形態におけるピン挿入制限機構9も、支持ピン91、および、この支持ピン91に回転自在に支持された回転体92を有している。
The pin
前記支持ピン91は、第1実施形態のものと同様に、被駆動側回転体5の軸心(図12および図13における左右方向)に沿って延びた円柱形状の部材である。また、この支持ピン91の基端部分(図12における右端部分)には、コイルスプリング95が取り付けられている。このコイルスプリング95は、支持ピン91の基端部分と、この支持ピン91の基端部分の上方に配設されたスプリング取付座96との間に圧縮された状態で配設されている。これにより、支持ピン91はコイルスプリング95から下向きの付勢力を受けている。なお、前記スプリング取付座96は前記クラッチハウジング2等に設けられている。
The
前記回転体92は、第1実施形態のものと同様に、回転被伝達部92aと偏心カム92bとを備えている。
Similar to the first embodiment, the rotating
回転被伝達部92aの外周面92dは、軸心に沿った断面の形状が凸状の円弧面となっている。この回転被伝達部92aの外周面92dは、前記被駆動側回転体5の回転伝達部59の外周面59bに接触している。このため、被駆動側回転体5の回転力は、回転伝達部59から回転被伝達部92aに伝達され、回転体92が支持ピン91の周囲を回転する構成となっている。
The outer
被駆動側回転体5がロック位置(図12に示す状態)からアンロック位置(図13に示す状態)までスライド移動した場合には、回転体92は回転伝達部59の外周面59bからの押圧力を受ける。前述した如く、回転伝達部59の外周面59bは大径部51から直線溝58に向けて次第に外径寸法が小さくなるように凹陥された円弧面となっている。このため、この外周面59bから受ける押圧力によって回転体92は、コイルスプリング95を圧縮方向に変形させながら被駆動側回転体5の軸心から離れる方向(図13における上方)へ移動していくようになっている。
When the driven-
偏心カム92bの構成は、前記第1実施形態のものと同様であって、外周面の各部における支持ピン91の軸心からの距離が不等長となっている。つまり、支持ピン91の軸心からの距離が長い干渉外面と、支持ピン91の軸心からの距離が短い非干渉外面とを備えている。
The configuration of the
そして、図14に示すように、干渉外面が係止部材61に近付く状態にあっては、係止部材61が傾斜溝57に向かって回動する状態であっても、この係止部材61の突出部66と偏心カム92b(偏心カム92bの干渉外面)とが干渉することになり、係止部材61の回動が制限されることになる。つまり、被駆動側回転体5の傾斜溝57に対するピン69の挿入は制限されることになる。
As shown in FIG. 14, when the interference outer surface is close to the locking
一方、非干渉外面が係止部材61に近付く状態にあっては、係止部材61が傾斜溝56に向かって回動する状態で、この係止部材61の突出部66と偏心カム92b(偏心カム92bの非干渉外面)とが干渉することはなく、係止部材61の回動は制限されないことになる。つまり、被駆動側回転体5の傾斜溝57に対するピン69の挿入は制限されない(許容される)ことになる。
On the other hand, when the non-interfering outer surface is close to the locking
本実施形態にあっては、被駆動側回転体5がロック位置(図12および図14に示す状態)からアンロック位置(図13および図15に示す状態)までスライド移動した場合に、支持ピン91がコイルスプリング95を圧縮方向に変形させながら被駆動側回転体5の軸心から離れる方向へ移動していく(図15に示す矢印を参照)。これに伴って回転体92も移動することになり、偏心カム92bは係止部材61の突出部66に干渉しない位置に退避することになる。つまり、溝56にピン69が挿入された状態において、回転体92が回転しても、偏心カム92bが係止部材61の突出部66に干渉することがなくなる。図15に示す状態では、偏心カム92bの位置としては図14(偏心カム92bが係止部材61の突出部66に干渉した状態)と同一であるが、回転体92が移動している(被駆動側回転体5の軸心から離れる方向へ移動している)ことにより、偏心カム92bが係止部材61の突出部66に干渉しない状態となっている。
In the present embodiment, when the driven-side
その他の構成およびクラッチ装置1の動作は前述した第1実施形態の場合と同様である。
Other configurations and operations of the
本実施形態においても、前記第1実施形態の場合と同様の効果を奏することができる。つまり、傾斜溝57のピン挿入制限要求領域にピン69が対面している際には、ピン挿入制限機構9の偏心カム92bの干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉することによって傾斜溝57へのピン69の挿入が規制される。一方、傾斜溝57のピン挿入要求領域にピン69が対面している際には、ピン挿入制限機構9の偏心カム92bの非干渉外面が係止部材61の突出部66に対面することでこの係止部材61に干渉せず、傾斜溝57へのピン69の挿入が許容される。
Also in this embodiment, the same effect as in the case of the first embodiment can be obtained. That is, when the
このため、ピン69が傾斜溝57に向かって前進を開始した時点で、既に、このピン69が挿入される箇所に向けての傾斜溝57の傾斜側面57aIIの移動が開始しているといった状況を招くことはない。つまり、傾斜溝57に対するピン69の挿入量が少ない(挿入深さが浅い)状態で、ピン69に傾斜溝57の傾斜側面57aIIが接触するといったことが回避される。言い換えると、ピン69が傾斜溝57に向かって前進を開始した時点で、未だ、このピン69が挿入される箇所に向けての傾斜溝57の傾斜側面57aIIの移動は開始していない状況を得ることができる。つまり、傾斜溝57に対するピン69の挿入量が多い(挿入深さが深い)状態で、ピン69に傾斜溝57の傾斜側面57aIIを接触させることが可能になる。
For this reason, when the
以上のように傾斜溝57へのピン69の挿入可能領域が規定されることになるため、ピン69の先端部分に作用する接触荷重を小さくすることができ、ピン69の先端部分の摩耗を抑制することができる。その結果、クラッチ装置1を解放状態にするための動作に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、ピン69の長寿命化を図ることもできる。また、この接触荷重の軽減により、傾斜溝57の傾斜側面57aIIの摩耗も抑制することができる。これによっても、クラッチ装置1を解放状態にするための動作に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、被駆動側回転体5の長寿命化を図ることもできる。
As described above, since the region where the
−他の実施形態−
以上説明した各実施形態では、傾斜溝57の傾斜側面57aIIの形成範囲t2における溝深さは周方向に亘って均一となっていた。本発明はこれに限らず、傾斜側面57aIIの形成範囲t2において、前記始端部57cから終端部57dにかけて漸次深くなっていく構成としてもよい。
-Other embodiments-
In each embodiment described above, the groove depth in the formation range t2 of the inclined side surface 57aII of the
また、前記各実施形態では、被駆動側回転体5の回転伝達部59の外周面59aおよび回転体92の回転被伝達部92aの外周面92cは共に曲面(円弧形状の面)であって、これらが線接触することにより、被駆動側回転体5の回転力を回転体92に伝達するようになっていた。本発明はこれに限らず、回転伝達部59の外周面および回転被伝達部92aの外周面にそれぞれギヤを形成し、これらギヤの噛み合いによって被駆動側回転体5の回転力を回転体92に伝達するようにしてもよい。これによれば、回転体92への回転力の伝達が確実に行われ、被駆動側回転体5と回転体92との同期回転が適切に行われる。また、被駆動側回転体5と回転体92とを同期回転させる構成としては、これら被駆動側回転体5と回転体92とを伝動ベルトによって連繋する構成としてもよい。
In each of the above embodiments, the outer
また、前記各実施形態では、傾斜溝57のピン挿入制限要求領域と偏心カム92bの干渉回転位置とを同期させるようにしていた。つまり、ピン69がピン挿入制限要求領域に対面している期間と、干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉している期間とが同期するようにしていた。本発明はこれに限らず、傾斜溝57のピン挿入制限要求領域に対して、偏心カム92bの干渉回転位置を、被駆動側回転体5の回転方向の上流側に拡大してもよい。つまり、ピン69がピン挿入制限要求領域に対面している期間が経過した後にも(ピン69がピン挿入不可領域に対面している期間にも)、干渉外面が係止部材61の突出部66に干渉する状態を所定期間だけ継続させるようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the pin insertion restriction request region of the
また、前記各実施形態では、直線溝58の深さはその全周囲に亘って一定となっていた。本発明はこれに限らず、直線溝58における始端部58cの溝深さがその他の部分の溝深さよりも浅くなっていてもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the depth of the
また、前記各実施形態では、係止部材61のピン69が挿入される溝56(傾斜溝57および直線溝58)を被駆動側回転体5の外周面に設けていた。本発明はこれに限らず、これら溝56を被駆動側回転体5の内周面に設け、被駆動側回転体5の内部空間に挿入された係止部材61のピン69が外周側に移動することで溝56に挿入される構成としてもよい。この場合、ピン挿入制限機構9も被駆動側回転体5の内周側に配設され、係止部材61のピン69が外周側に移動することを阻止するものとなる。
Further, in each of the above embodiments, the grooves 56 (
また、前記付勢部材SPの数は任意に変更することが可能である。例えば、被駆動側回転体5を1つの付勢部材で付勢することも可能である。また、この付勢部材SPは被駆動側回転体5をロック位置に向かって付勢するものであればよく、前述した圧縮コイルスプリングには限定されない。例えば、被駆動側回転体5をロック位置に向かって引っ張る引張スプリングを付勢部材として適用するようにしてもよい。
The number of the urging members SP can be arbitrarily changed. For example, the driven side
前記アクチュエータ62は自己保持式のソレノイドには限定されず、例えばコイルに通電している間のみ、係止部材61が溝56に挿入されるソレノイドで構成してもよい。この構成によれば、コイルに通電しているときにのみクラッチ装置1が解放状態となるため、コイルに通電できない場合にはクラッチ装置1は係合状態となる。従って、アクチュエータ62の作動不良時にもウォータポンプ8を駆動させることが可能になる。
The
前記アクチュエータ62はソレノイドに限らず、例えば油圧式のアクチュエータ等、ソレノイド以外のアクチュエータであってもよい。
The
クラッチ装置1の構成としてはボールロック式には限定されない。例えば圧着式のクラッチ装置としてもよい。
The configuration of the
前記各実施形態では、クランクシャフト72からウォータポンプ8への動力の伝達状態を切り換えるクラッチ装置1に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、オイルポンプやコンプレッサ等、他の補機とクランクシャフト72との間に配設されたクラッチ装置に対しても適用可能である。また、クランクシャフト72からの動力の伝達状態を切り換えるものに限らず、他の動力源からの動力の伝達状態を切り換えるクラッチ装置として本発明を適用してもよい。
In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to the
本発明は、エンジンの動力をウォータポンプに伝達する係合状態と伝達しない解放状態とを切り換えるクラッチ装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a clutch device that switches between an engaged state where engine power is transmitted to a water pump and a disengaged state where engine power is not transmitted.
1 クラッチ装置
3 クラッチ機構
4 駆動側回転体
5 被駆動側回転体
57 傾斜溝
57a 側面
57aII 傾斜側面
58 直線溝
58a 側面
61 係止部材
66 突出部
69 ピン
9 ピン挿入制限機構
92b 偏心カム(規制部材)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記被駆動側回転体の前記傾斜溝に挿入可能な係止部材とを備え、
前記被駆動側回転体が前記連結位置で回転している状態で、前記被駆動側回転体の傾斜溝に前記係止部材が挿入された際、この傾斜溝の前記傾斜側面が係止部材に当接することにより、前記被駆動側回転体がその回転に伴って前記連結解除位置に向かって移動すると共に、前記係止部材が前記傾斜溝から直線溝に移って連結が解除されるクラッチ装置であって、
前記被駆動側回転体の回転に同期して回転可能であって、回転軸心からの距離が不等長な外面を有する規制部材が、前記被駆動側回転体の前記傾斜溝の外周側に設けられており、
前記傾斜溝における前記傾斜側面の成形範囲のうち予め設定された挿入制限要求領域に前記係止部材が対面している際には、前記規制部材において前記回転軸心からの距離が長い干渉外面が前記係止部材に干渉することによって前記傾斜溝への前記係止部材の挿入が規制される一方、
前記傾斜溝における前記傾斜側面の成形範囲以外の領域であって予め設定された挿入要求領域に前記係止部材が対面している際には、前記規制部材において前記回転軸心からの距離が短い非干渉外面が前記係止部材に対面することでこの係止部材に干渉せず、前記傾斜溝への前記係止部材の挿入が許容される構成となっていることを特徴とするクラッチ装置。 An inclined side surface that is movable between a connection position connected to the drive-side rotator and a connection release position where the connection is released, and is inclined toward one side in the axial direction with respect to the circumferential direction. A driven-side rotating body including an inclined groove, and a linear groove having a side surface provided adjacent to the inclined groove and extending in a direction orthogonal to the axial direction;
A locking member insertable into the inclined groove of the driven side rotating body,
When the locking member is inserted into the inclined groove of the driven-side rotating body in a state where the driven-side rotating body rotates at the coupling position, the inclined side surface of the inclined groove becomes the locking member. In the clutch device in which the driven-side rotating body moves toward the connection release position along with the rotation, and the engagement member moves from the inclined groove to the linear groove by the contact, and the connection is released. There,
A regulating member that can rotate in synchronization with the rotation of the driven-side rotating body and has an outer surface with an unequal length from the rotation axis is disposed on the outer peripheral side of the inclined groove of the driven-side rotating body. Provided,
When the locking member faces a predetermined insertion restriction request region in the forming range of the inclined side surface in the inclined groove, an interference outer surface having a long distance from the rotation axis in the restricting member is formed. While the insertion of the locking member into the inclined groove is restricted by interfering with the locking member,
When the locking member faces a predetermined insertion request region that is a region other than the forming range of the inclined side surface in the inclined groove, the distance from the rotation axis of the restricting member is short. The clutch device is configured such that the non-interfering outer surface faces the locking member so as not to interfere with the locking member and the insertion of the locking member into the inclined groove is allowed.
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