動力伝達装置
【課題】永久磁石２を使用する動力伝達装置１において、誤作動の発生を抑制する。
【解決手段】動力伝達装置１は、永久磁石２の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、磁石姿勢変更手段により永久磁石２の姿勢を変更することで、ロータ４とアーマチャ７とに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータ４とアーマチャ７に流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、クラッチＯＮ状態−クラッチＯＦＦ状態を切り替える。これによれば、クラッチＯＦＦ状態（第２磁気回路を形成する姿勢）の際、ロータ４とアーマチャ７との間の磁気吸引力は弱まるので、振動や外力が原因で隙間６が狭まってもアーマチャ７がロータ４に吸着されることなく、意図せずロータ４とアーマチャ７が連結してしまうという誤作動の発生を抑制できる。
【解決手段】動力伝達装置１は、永久磁石２の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、磁石姿勢変更手段により永久磁石２の姿勢を変更することで、ロータ４とアーマチャ７とに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータ４とアーマチャ７に流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、クラッチＯＮ状態−クラッチＯＦＦ状態を切り替える。これによれば、クラッチＯＦＦ状態（第２磁気回路を形成する姿勢）の際、ロータ４とアーマチャ７との間の磁気吸引力は弱まるので、振動や外力が原因で隙間６が狭まってもアーマチャ７がロータ４に吸着されることなく、意図せずロータ４とアーマチャ７が連結してしまうという誤作動の発生を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転動力の伝達を断続する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、従来の動力伝達装置１００は、ロータ１０１に保持された磁性板１０２、１０３に挟持されてアーマチャ１０４とロータ１０１に流れる磁束を形成する環状の永久磁石１０５と、永久磁石１０５が形成する磁束（実線で図示）の流れに対して正方向及び逆方向に磁束（破線で図示）を生じさせるための電磁コイル１０６とを備え、永久磁石１０５により形成される磁気回路によりロータ１０１にアーマチャ１０４を吸引して、回転動力を伝達するものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
そして、このような永久磁石１０５を使用する動力伝達装置１００は、クラッチＯＮ状態とクラッチＯＦＦ状態とを切り替える時以外には電力を要しない。
【０００４】
すなわち、動力伝達装置１００では、電磁コイル１０６に永久磁石１０５の磁束の流れに対して正方向に磁束を生じさせるように印加すると、ロータ１０１と所定の隙間Ｇを隔てて対向するアーマチャ１０４は、板バネ１０７の付勢力に打ち勝って、ロータ１０１に吸引され、ロータ１０１とアーマチャ１０４とが連結される（クラッチＯＮ状態）。その後、印加電圧を切っても、永久磁石１０５の磁束によって、ロータ１０１とアーマチャ１０４とは連結されたままであり、クラッチＯＮ状態が保たれる。
【０００５】
また、電磁コイル１０６に永久磁石１０５の磁束の流れに対して逆方向に磁束を生じさせるように印加すると、永久磁石１０５の磁束は弱められ、板バネ１０７の付勢力によりアーマチャ１０４はロータ１０１から遠ざかり、アーマチャ１０４とロータ１０１との間に再び隙間Ｇが形成される（クラッチＯＦＦ状態）。その後、印加電圧を切っても、隙間Ｇの存在により、永久磁石１０５の磁束量のみではアーマチャ１０４とロータ１０１とが吸引されることなく、クラッチＯＦＦ状態が保たれる。
【０００６】
しかし、動力伝達装置１００には振動や外力が加わることがあり、この場合に隙間Ｇを所定量に保てず、隙間Ｇが所定量よりも小さくなってしまうことがある。
この場合、従来の動力伝達装置１００では、電磁コイル１０６への印加電圧を切った状態でも、クラッチＯＮ状態で保持されている場合と同じように永久磁石１０５が形成する磁束が流れているため、振動等が原因で隙間Ｇが所定量よりも小さくなってしまうと、永久磁石１０５の磁束量だけでアーマチャ１０４がロータ１０１に吸引されてしまう虞がある。すなわち、電磁コイル１０６の印加電圧を切った状態でクラッチＯＦＦ状態を保っているときに、意図せずにクラッチＯＮ状態に切り替わってしまうという誤作動を生じる虞がある。
【特許文献１】特公平２−２００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、永久磁石を使用する動力伝達装置において、誤作動の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の動力伝達装置は、永久磁石と、駆動力源より伝達された回転動力を受けて回転するロータと、ロータと所定の隙間を隔てて対向し、従動側機器に連結されたアーマチャと、ロータとアーマチャとの間に上記隙間を形成するようにアーマチャを保持する弾性部材とを備える。
そして、永久磁石により形成される磁気回路により、弾性部材の付勢力に抗して、アーマチャがロータに吸引されることで、駆動力源からの回転動力を従動側機器へ伝達する。
【０００９】
また、動力伝達装置は、永久磁石の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、磁石姿勢変更手段により永久磁石の姿勢を変更することで、ロータとアーマチャとに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータとアーマチャに流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、回転動力の伝達・遮断を切り替える。
【００１０】
これによれば、磁石姿勢変更手段により、永久磁石を第１磁気回路を形成する姿勢にすれば、弾性部材の付勢力に抗して、アーマチャがロータに吸引されてロータとアーマチャが連結し、ロータからアーマチャへ回転動力が伝達される（クラッチＯＮ状態）。そして、永久磁石の姿勢を第１磁気回路を形成する姿勢に維持することで、クラッチＯＮ状態が保たれる。
【００１１】
また、磁石姿勢変更手段により、永久磁石を第２磁気回路を形成する姿勢にすれば、ロータとアーマチャとの間に流れる磁束が第１磁気回路によって形成される磁束よりも弱いため、ロータとアーマチャとの間の磁気吸引力は弱まり、弾性部材の付勢力により、ロータとアーマチャとが離れて隙間が形成され、回転動力の伝達が遮断される（クラッチＯＦＦ状態）。そして、永久磁石の姿勢を第２磁気回路を形成する姿勢に維持することで、クラッチＯＦＦ状態が保たれる。
【００１２】
そして、クラッチＯＦＦ状態の際、振動や外力によりロータとアーマチャとの間の隙間が狭まっても、ロータとアーマチャとの間に流れる磁束が弱いため、アーマチャがロータに吸着されることなく、意図せずロータとアーマチャが連結してしまうという誤作動の発生を抑制できる。
すなわち、永久磁石を使用する動力伝達装置において、誤作動の発生を抑制することができる。
【００１３】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の動力伝達装置は、永久磁石を複数個備え、永久磁石は、ロータの内側に配置されたステータに収容されている。そして、磁石姿勢変更手段は、永久磁石を回転させる。
これは、請求項１の実施態様の１つであり、永久磁石の回転により、ロータとアーマチャとの間に形成される磁気回路を変更するものである。
【００１４】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の動力伝達装置によれば、磁石姿勢変更手段は、ステータの軸心周りを回転可能に設けられた回転部材と、回転部材を回転させる回転手段と、回転部材の回転に連動して永久磁石を回転させるリンク機構とを有する。
これによれば、複数個ある永久磁石を直接回すよりも、回転部材及びリンク機構を用いることで、効率よく永久磁石を回転させることができる。
【００１５】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の動力伝達装置によれば、回転手段は、モータにより回転させられるウォームと、回転部材の外周に設けられたウォームホイールとで構成されるウォームギヤである。
これによれば、回転部材の回転はウォーム側へは伝達されないので、ウォームの回転を止めるだけで、回転部材の回転を所定位置で止めることができ、永久磁石の姿勢を維持することができる。
【００１６】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の動力伝達装置によれば、回転部材は、ステータ及び永久磁石に対向するように設けられた円盤状をなす。そして、リンク機構は、回転部材または各永久磁石のいずれか一方に設けられたピンと、回転部材または各永久磁石のいずれか他方に設けられた長穴とを有し、ピンが長穴に挿通され、回転部材と永久磁石との間でクランク機構を構成してなる。
これは、請求項３の実施態様の１つであり、回転部材と永久磁石との間のリンク機構を、ピンと長穴の係合によるクランク機構とするものである。
【００１７】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の動力伝達装置によれば、リンク機構は、それぞれの永久磁石に永久磁石の軸心に対して偏心して設けられたピンと、回転部材にピンが挿通するように設けられた長穴とを有し、回転部材と永久磁石との間でクランク機構を構成してなる。
これは、請求項５の実施形態の１つであり、永久磁石側にピンを設け、回転部材側に長穴を設けるものである。
【００１８】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載の動力伝達装置によれば、回転手段はリニアソレノイドであり、リニアソレノイドの変位に連動して回転部材を回転させる。
【００１９】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の動力伝達装置によれば、回転手段の動力源が、油圧源である。
特に、動力伝達装置が、例えば自動車用回転機器に用いられる場合、自動車のエンジンの油圧ポンプの油圧を回転手段の動力源として兼用すれば、エネルギーの削減になる。
【００２０】
〔請求項９の手段〕
請求項９に記載の動力伝達装置によれば、回転手段の動力源は、空気圧源である。
特に、動力伝達装置が、例えば自動車用回転機器に用いられる場合、自動車のエンジンの空気ポンプの空気圧を回転手段の動力源として兼用すれば、エネルギーの削減になる。
【００２１】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０に記載の動力伝達装置によれば、回転手段の動力源は、自動車用空調装置の冷媒圧縮機の内部圧力源である。
これによれば、冷媒の圧力を回転手段の動力源として用いるため、回転手段のために新たな駆動源を設ける必要はなく、エネルギーの削減になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
最良の形態１の動力伝達装置は、永久磁石と、駆動力源より伝達された回転動力を受けて回転するロータと、ロータと所定の隙間を隔てて対向し、従動側機器に連結されたアーマチャと、ロータとアーマチャとの間に上記隙間を形成するようにアーマチャを保持する弾性部材とを備える。
そして、永久磁石により形成される磁気回路により、弾性部材の付勢力に抗して、アーマチャがロータに吸引されることで、駆動力源からの回転動力を従動側機器へ伝達する。
【００２３】
また、動力伝達装置は、永久磁石の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、磁石姿勢変更手段により永久磁石の姿勢を変更することで、ロータとアーマチャとに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータとアーマチャに流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、回転動力の伝達・遮断を切り替える。
【００２４】
また、永久磁石を複数個備え、永久磁石は、ロータの内側に配置されたステータに収容されている。そして、磁石姿勢変更手段は、永久磁石を回転させる。
磁石姿勢変更手段は、ステータの軸心周りを回転可能に設けられた回転部材と、回転部材を回転させる回転手段と、回転部材の回転に連動して永久磁石を回転させるリンク機構とを有する。
【００２５】
回転手段は、モータにより回転させられるウォームと、回転部材の外周に設けられたウォームホイールとで構成されるウォームギヤである。
回転部材は、ステータ及び永久磁石に対向するように設けられた円盤状をなす。そして、リンク機構は、それぞれの永久磁石に永久磁石の軸心に対して偏心して設けられたピンと、回転部材に前記ピンが挿通するように設けられた長穴とを有し、回転部材と永久磁石との間でクランク機構を構成してなる。
【００２６】
最良の形態２の動力伝達装置は、回転手段がリニアソレノイドであり、リニアソレノイドの変位に連動して回転部材が回転する。
【実施例１】
【００２７】
〔実施例１の構成〕
実施例１の動力伝達装置１の構成を、図１〜６を用いて説明する。
動力伝達装置１は、例えば、自動車用空調装置の冷媒圧縮機Ｃ（従動側機器）に装着されて、エンジン（図示せず）の回転動力の冷媒圧縮機Ｃへの伝達を断続するものである。
【００２８】
動力伝達装置１は、永久磁石２と、永久磁石２が収容されるステータ３と、エンジンより伝達された回転動力を受けて回転するロータ４と、ロータ４と所定の隙間６を隔てて対向して冷媒圧縮機Ｃに連結されたアーマチャ７と、ロータ４とアーマチャ７との間に隙間６を形成するようにアーマチャ７を保持する弾性部材８とを備える。
【００２９】
ステータ３は、全体として円筒状を呈しており、内周側をなすインナーステータ９と、外周側をなすアウターステータ１１と、インナーステータ９とアウターステータ１１との間に設けられるミドルステータ１２とが一体に固定されてなり、後述するようにロータ４の内側に配置される。
【００３０】
ミドルステータ１２は、非磁性材料（例えば、アルミニウム、銅、樹脂など）により断面Ｔ字形状の円筒状に形成されている。また、インナーステータ９及びアウターステータ１１は、鉄などの磁性材料により円筒状に形成され、インナーステータ９がミドルステータ１２の内周側に固定され、アウターステータ１１がミドルステータ１２の外周側に固定されている。
【００３１】
また、ステータ３には、ステータ３の軸心に対して同心円状に複数の穴１３（本実施例では１２個）が等ピッチに形成されており、それぞれの穴１３に円柱状の永久磁石２が収容されている。
永久磁石２は、円柱状の径方向の両端が磁極となっており、穴１３内に永久磁石２の軸心周りに回転自在に収容されている。
【００３２】
ロータ４は、鉄や低炭素鋼等の磁性材料により形成されており、断面コの字形状の円筒状を呈するように環状溝１４を有し、環状溝１４には、環状溝１４の底壁１６がステータ３の軸方向の一端側を覆うように、ステータ３が配置されている。なお、ステータ３の内周面及び外周面と環状溝１４との間には微小な隙間が形成されている。
【００３３】
また、ロータ４は、内周側に設けられたボールベアリング１７を介して冷媒圧縮機Ｃのハウジング１８に回転自在に支持されている。ロータ４の外周にはプーリ１９が設けられており、プーリ１９に掛け渡されるベルト（図示せず）を介してエンジンの回転動力がロータ４へと伝達される。
【００３４】
アーマチャ７は、円環状に形成されて、ロータ４と隙間６を隔てて対向して配置されている。アーマチャ７には、冷媒圧縮機Ｃのシャフト２１に連結するハブ２２が弾性部材８を介して連結されている。そして、弾性部材８は、アーマチャ７とロータ４との間に隙間６が形成されるように、アーマチャ７を反ロータ側に付勢している。なお、弾性部材８はハブ２２とアーマチャ７との間に設けられたゴムであるが、板バネであってもよい。
【００３５】
また、動力伝達装置１は、永久磁石２の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備える。
以下に、磁石姿勢変更手段の構成について詳述する。
【００３６】
〔磁石姿勢変更手段の構成〕
本実施例では、磁石姿勢変更手段は、永久磁石２を回転することで、永久磁石２の姿勢を変更するものであり、ステータ３の軸心周りを回転可能に設けられた回転部材２３と、回転部材２３を回転させる回転手段２４と、回転部材２３の回転に連動して永久磁石２を回転させるリンク機構２６とを有する。
【００３７】
回転部材２３は、ステータ３の軸心周りに回転可能な円盤状をなし、ステータ３とハウジング１８との間に、ステータ３及び永久磁石２に対向して配置されている。
【００３８】
回転手段２４は、モータ２７により回転させられるウォーム２８と、回転部材２３の外周に設けられたウォームホイール２９とで構成されるウォームギヤである。
すなわち、回転部材２３の外周の一部にウォームホイール２９が設けられ、ウォームホイール２９と噛み合うようにウォーム２８が配置され、ウォーム２８がモータ２７により回転することで、ウォーム２８に噛み合うウォームホイール２９を有する回転部材２３がステータ３の軸心周りに回転する。尚、ウォームホイール２９は回転部材２３の外周全周に設けてもよい。
【００３９】
リンク機構２６は、それぞれの永久磁石２に永久磁石２の軸心に対して偏心して設けられたピン３１と、回転部材２３にピン３１が挿通するように設けられた長穴３３とを有し、回転部材２３と永久磁石２との間でクランク機構を構成してなる。
【００４０】
すなわち、永久磁石２の軸方向の他端側（回転部材２３に対向する側）には、永久磁石２の軸心に対して偏心するピン３１が、永久磁石２の軸方向の他端側に固着された円盤状のプレート３２と一体的に設けられている。ピン３１及びプレート３２はステンレスなどの非磁性材料により形成されている。
また、回転部材２３には、永久磁石２と同じ数（１２個）の長穴３３が、ピン３１に対応する位置に設けられ、ピン３１が長穴３３に挿通されている。
そして、回転部材２３が回転すると長穴３３が移動するが、このとき、永久磁石２のピン３１が長穴３３に沿って移動するため、クランクの作用により、永久磁石２が穴１３内で回転する。
【００４１】
尚、永久磁石２のＮ極・Ｓ極はピン３１と所定の角度位置関係を持って着磁されており、回転部材２３の回転により、永久磁石２が第１磁気回路（後述する）を形成する姿勢と、第２磁気回路（後述する）を形成する姿勢となるように、着磁されている。
【００４２】
〔実施例１の動力伝達装置１の動作〕
実施例１の動力伝達装置１の動作を、特に図３〜６に基いて説明する。
本発明では、永久磁石２の姿勢を変更することで、ロータ４とアーマチャ７とに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータ４とアーマチャ７とに流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、回転動力の伝達・遮断を切り替える。
【００４３】
まず、永久磁石２の姿勢、及び各姿勢での磁気回路について説明する。
本実施例では、第１磁気回路は、永久磁石２を、磁極がステータ３の径方向に指向する（Ｓ極とＮ極との境界線が接線方向となる）姿勢とすることで形成される（図３、図５参照）。この姿勢では、永久磁石２の一方の磁極（Ｓ極）がインナーステータ９に接触し、他方の磁極（Ｎ極）がアウターステータ１１に接触している。
【００４４】
この場合、永久磁石２による磁束は、ロータ４及びアーマチャ７に設けられた円弧状の長穴３６、３７により迂回させられながら、主に、永久磁石２のＮ極→ロータ４→アーマチャ７→ロータ４→アーマチャ７→ロータ４→永久磁石２のＳ極と流れ（図５（ａ）矢印参照）、ロータ４とアーマチャ７との間には大きな磁気吸引力が生じる。
【００４５】
一方、第２磁気回路は、永久磁石２を、磁極がステータ３の接線方向に指向する（Ｓ極とＮ極との境界線が径方向となる）姿勢とすることで形成される（図４、図６参照）。この姿勢では、永久磁石２の両磁極がインナーステータ９及びアウターステータ１１の両方に接触している。
【００４６】
この場合、永久磁石２による磁束は、主に、永久磁石２のＮ極→インナーステータ９→Ｓ極、Ｎ極→アウターステータ１１→Ｓ極を流れる（図６矢印参照）。すなわち、磁性材料であるインナーステータ９及びアウターステータ１１により短絡されるので、ロータ４とアーマチャ７とには磁束がほとんど流れない状態となる。
【００４７】
尚、この姿勢においても、永久磁石２から漏れる磁束がロータ４とアーマチャ７とに流れる可能性があるが、その場合の磁束は、第１磁気回路のように積極的にロータ４とアーマチャ７とに流す場合の磁束よりも弱く、非常に小さいものである。従って、この第２磁気回路は、積極的にロータ４とアーマチャ７とに磁束を流す回路ではなく、ロータ４とアーマチャ７に流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い回路といえる。
このため、永久磁石２が第２磁気回路を形成する姿勢の場合、ロータ４とアーマチャ７とに流れる磁束が弱いため、ロータ４とアーマチャ７との間に磁気吸引力が生じてもその磁気吸引力は、第１磁気回路の場合よりも小さく、弾性部材８の付勢力よりも小さい微弱なものである。
【００４８】
次に、永久磁石２の姿勢の変更動作について説明する。
永久磁石２の姿勢変更は磁石姿勢変更手段により行われる。すなわち、モータ２７によりウォーム２８を回転させることで、ウォーム２８に噛み合うウォームホイール２９を有する回転部材２３をステータ３の軸心周りに回転させる。すると、回転部材２３に設けられた長穴３３が移動するため、長穴３３の内周縁がピン３１を押し動かし、ピン３１が長穴３３に沿って移動することで、クランクの作用により、永久磁石２が穴１３内で回転し、第１磁気回路を形成する永久磁石２の姿勢（以下、第１姿勢と呼ぶ）と第２磁気回路を形成する永久磁石２の姿勢（以下、第２姿勢と呼ぶ）とが切り替わる。そして、姿勢が切り替わったところで、モータ２７の回転を停止する。
【００４９】
最後に、永久磁石２の姿勢変更による、クラッチＯＮ状態とクラッチＯＦＦ状態の切替について説明する。
モータ２７によりウォーム２８を駆動して回転部材２３を回転し、永久磁石２を第１姿勢にする。すると、ロータ４とアーマチャ７との間に生じる磁気吸引力により、弾性部材８の付勢力に抗して、アーマチャ７がロータ４に吸引されてロータ４とアーマチャ７が連結し、ロータ４からアーマチャ７へ回転動力が伝達される（クラッチＯＮ状態）。そして、永久磁石２の姿勢を第１姿勢に維持することで、クラッチＯＮ状態が保たれる。
尚、永久磁石２の姿勢の維持は、モータ２７の回転を止めるだけで達成できる。回転部材２３の回転はウォーム２８側へは伝達されないので、ウォーム２８の回転が止まれば、回転部材２３の位置が維持されるためである。
【００５０】
また、モータ２７によりウォーム２８を駆動して回転部材２３を回転し、永久磁石２を第２姿勢にする。すると、ロータ４とアーマチャ７との間にはほとんど磁束が流れない（流れていても弱い）ため、ロータ４とアーマチャ７との間の磁気吸引力は弱まり、弾性部材８の付勢力により、ロータ４とアーマチャ７とが離れて隙間６が形成され、回転動力の伝達が遮断される（クラッチＯＦＦ状態）。そして、永久磁石２の姿勢を第２姿勢に維持することで、クラッチＯＦＦ状態が保たれる。
【００５１】
〔実施例１の効果〕
実施例１の動力伝達装置１は、永久磁石２の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、磁石姿勢変更手段により永久磁石２の姿勢を変更することで、ロータ４とアーマチャ７とに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータ４とアーマチャ７に流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、クラッチＯＮ状態−クラッチＯＦＦ状態を切り替える。
【００５２】
これによれば、永久磁石２を第１姿勢にすることで、第１磁気回路によりアーマチャ７がロータ４に吸着されて、クラッチＯＮ状態となり、永久磁石２の姿勢を第１姿勢に維持することで、クラッチＯＮ状態が保たれる。
また、永久磁石２を第２姿勢にすることで、ロータ４とアーマチャ７とが離れて隙間６が形成され、クラッチＯＦＦ状態となり、永久磁石２の姿勢を第２姿勢に維持することで、クラッチＯＦＦ状態が保たれる。
【００５３】
ここで、クラッチＯＦＦ状態の際、振動や外力によりロータ４とアーマチャ７との間の隙間６が狭まることがある。しかし、第２姿勢ではロータ４とアーマチャ７との間にほとんど磁束が流れない（流れていても弱い）ため、ロータ４とアーマチャ７との間の磁気吸引力は弱まるので、振動や外力が原因で隙間６が狭まってもアーマチャ７がロータ４に吸着されることなく、意図せずロータ４とアーマチャ７が連結してしまうという誤作動の発生を抑制できる。
【００５４】
また、クラッチＯＮ状態−ＯＦＦ状態の切替を、永久磁石２の姿勢を変更することで切り替え、切替後は永久磁石２により形成される磁束のみでロータ４とアーマチャ７の連結状態を保持するので、従来例のように磁束を形成するための電磁コイルを備える必要はない。
【００５５】
また、実施例１の動力伝達装置１は、回転部材２３と、回転部材２３を回転させる回転手段２４と、回転部材２３の回転に連動して永久磁石２を回転させるリンク機構２６とにより、ステータ３に収容された複数個の永久磁石２を回転して姿勢を変更する。
これにより、複数個ある永久磁石２を直接回すのに比べて、効率よく永久磁石２を回転させることができる。
【００５６】
さらに、実施例１の動力伝達装置１は、モータ２７により回転させられるウォーム２８と、回転部材２３の外周に設けられたウォームホイール２９とで構成されるウォームギヤにより、回転部材２３を回転させる。
これによれば、回転部材２３の回転はウォーム２８側へは伝達されないので、ウォーム２８の回転を止めるだけで、回転部材２３の回転を所定位置で止めることができ、永久磁石２の姿勢を維持することができる。
【実施例２】
【００５７】
実施例２の動力伝達装置１の構成を、図７を用いて、実施例１と異なる点を中心に説明する。
実施例２の動力伝達装置１では、回転手段２４がリニアソレノイド４１であり、プランジャ４２の変位に連動して回転部材２３が回転するように構成されている。
【００５８】
すなわち、リニアソレノイド４１はプランジャ４２の変位方向が回転部材２３の接線方向となるように配置され、回転部材２３には外周側に突出する係合部４３が設けられている。そして、係合部４３に設けられた軸方向に貫通する長穴４４に、プランジャ４２に設けられたピン４６が挿通してクランク機構を構成している。これにより、リニアソレノイド４１への通電によりプランジャ４２が変位すると、クランクの作用によって回転部材２３が回転する。そして、回転部材２３が回転すると、実施例１と同様の機構によって永久磁石２が回転する。
【００５９】
なお、リニアソレノイド４１に、プランジャ４２を変位方向の一端側（クラッチＯＮ状態側）へ付勢するスプリング（図示せず）を内蔵してもよい。
この場合、クラッチＯＮ状態からクラッチＯＦＦ状態への切替は、リニアソレノイド４１への通電により、スプリングの付勢力に抗して、プランジャ４２が他端側に変位し、永久磁石２が第１姿勢から第２姿勢となることで行われる。
【００６０】
ここで、第２姿勢（Ｓ極とＮ極がインナーステータ９及びアウターステータ１１により短絡した姿勢）は、一度、その姿勢となれば姿勢を維持することが容易で、永久磁石２を回転させて第２姿勢から第１姿勢にしようとすると大きなトルクが必要となる。尚、アーマチャ７がロータ４に吸引される第１姿勢（磁極が径方向を指向した姿勢）では、その姿勢から永久磁石２を回転させて別の姿勢にすることは第２姿勢において永久磁石２の姿勢を変更する場合に比べて容易である。
このため、永久磁石２が第２姿勢となった状態でリニアソレノイド４１への通電を停止しても、永久磁石２は第２姿勢を維持し、クラッチＯＦＦ状態が維持される。
【００６１】
また、クラッチＯＦＦ状態からクラッチＯＮ状態への切替時には、リニアソレノイド４１への通電によりプランジャ４２が一端側へ変位する際、スプリングにアシストされるので、プランジャ４２により回転部材２３を押圧する力が増強される。これにより、大きなトルクが必要な第２姿勢から第１姿勢への変更をすることができる。
尚、プランジャ４２の変位方向の一端側がクラッチＯＦＦ状態側、他端側がクラッチＯＮ状態側である場合には、プランジャ４２をスプリングにより変位方向の他端側に付勢すれば上記と同様の作用が生じることは言うまでもない。
【００６２】
〔変形例〕
実施例１では、回転手段２４にモータ２７を用いており、実施例２では、回転手段２４にリニアソレノイド４１を用いていたが、回転手段２４の動力源が、油圧源または空気圧源または冷媒圧縮機Ｃの内部圧力源であってもよい。
特に、動力伝達装置１が、例えば自動車用回転機器に用いられる場合、自動車のエンジンの油圧ポンプの油圧または空気ポンプの空気圧を回転手段の動力源として兼用すれば、エネルギーの削減になる。
また、回転手段２４の駆動源として、冷媒圧縮機Ｃの内部圧力源を用いるならば、冷媒の圧力を回転手段２４の動力源として用いるため、回転手段２４のために新たな駆動源を設ける必要はなく、エネルギーの削減になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】動力伝達装置の構成図である（実施例１）。
【図２】動力伝達装置の構成を示す斜視図である（実施例１）。
【図３】クラッチＯＮ状態の動力伝達装置を回転部材側からみた軸方向視図である（実施例１）。
【図４】クラッチＯＦＦ状態の動力伝達装置を回転部材側からみた軸方向視図である（実施例１）。
【図５】（ａ）は、クラッチＯＮ状態の永久磁石の姿勢及び磁気回路を説明する図であり、（ｂ）は（ａ）の軸方向視図である（実施例１）。
【図６】（ａ）は、クラッチＯＦＦ状態の永久磁石の姿勢及び磁気回路を説明する図であり、（ｂ）は（ａ）の軸方向視図である（実施例１）。
【図７】（ａ）はクラッチＯＮ状態の動力伝達装置を回転部材側からみた軸方向視図である（実施例２）。
【図８】動力伝達装置の構成図である（従来例）。
【符号の説明】
【００６４】
１ 動力伝達装置
２ 永久磁石
３ ステータ
４ ロータ
６ 隙間
７ アーマチャ
８ 弾性部材
２３ 回転部材（磁石姿勢変更手段）
２４ 回転手段（磁石姿勢変更手段）
２６ リンク機構（磁石姿勢変更手段）
２７ モータ
２８ ウォーム
２９ ウォームホイール
３１ ピン
３３ 長穴
４１ リニアソレノイド
Ｃ 冷媒圧縮機（従動側機器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転動力の伝達を断続する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、従来の動力伝達装置１００は、ロータ１０１に保持された磁性板１０２、１０３に挟持されてアーマチャ１０４とロータ１０１に流れる磁束を形成する環状の永久磁石１０５と、永久磁石１０５が形成する磁束（実線で図示）の流れに対して正方向及び逆方向に磁束（破線で図示）を生じさせるための電磁コイル１０６とを備え、永久磁石１０５により形成される磁気回路によりロータ１０１にアーマチャ１０４を吸引して、回転動力を伝達するものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
そして、このような永久磁石１０５を使用する動力伝達装置１００は、クラッチＯＮ状態とクラッチＯＦＦ状態とを切り替える時以外には電力を要しない。
【０００４】
すなわち、動力伝達装置１００では、電磁コイル１０６に永久磁石１０５の磁束の流れに対して正方向に磁束を生じさせるように印加すると、ロータ１０１と所定の隙間Ｇを隔てて対向するアーマチャ１０４は、板バネ１０７の付勢力に打ち勝って、ロータ１０１に吸引され、ロータ１０１とアーマチャ１０４とが連結される（クラッチＯＮ状態）。その後、印加電圧を切っても、永久磁石１０５の磁束によって、ロータ１０１とアーマチャ１０４とは連結されたままであり、クラッチＯＮ状態が保たれる。
【０００５】
また、電磁コイル１０６に永久磁石１０５の磁束の流れに対して逆方向に磁束を生じさせるように印加すると、永久磁石１０５の磁束は弱められ、板バネ１０７の付勢力によりアーマチャ１０４はロータ１０１から遠ざかり、アーマチャ１０４とロータ１０１との間に再び隙間Ｇが形成される（クラッチＯＦＦ状態）。その後、印加電圧を切っても、隙間Ｇの存在により、永久磁石１０５の磁束量のみではアーマチャ１０４とロータ１０１とが吸引されることなく、クラッチＯＦＦ状態が保たれる。
【０００６】
しかし、動力伝達装置１００には振動や外力が加わることがあり、この場合に隙間Ｇを所定量に保てず、隙間Ｇが所定量よりも小さくなってしまうことがある。
この場合、従来の動力伝達装置１００では、電磁コイル１０６への印加電圧を切った状態でも、クラッチＯＮ状態で保持されている場合と同じように永久磁石１０５が形成する磁束が流れているため、振動等が原因で隙間Ｇが所定量よりも小さくなってしまうと、永久磁石１０５の磁束量だけでアーマチャ１０４がロータ１０１に吸引されてしまう虞がある。すなわち、電磁コイル１０６の印加電圧を切った状態でクラッチＯＦＦ状態を保っているときに、意図せずにクラッチＯＮ状態に切り替わってしまうという誤作動を生じる虞がある。
【特許文献１】特公平２−２００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、永久磁石を使用する動力伝達装置において、誤作動の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の動力伝達装置は、永久磁石と、駆動力源より伝達された回転動力を受けて回転するロータと、ロータと所定の隙間を隔てて対向し、従動側機器に連結されたアーマチャと、ロータとアーマチャとの間に上記隙間を形成するようにアーマチャを保持する弾性部材とを備える。
そして、永久磁石により形成される磁気回路により、弾性部材の付勢力に抗して、アーマチャがロータに吸引されることで、駆動力源からの回転動力を従動側機器へ伝達する。
【０００９】
また、動力伝達装置は、永久磁石の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、磁石姿勢変更手段により永久磁石の姿勢を変更することで、ロータとアーマチャとに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータとアーマチャに流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、回転動力の伝達・遮断を切り替える。
【００１０】
これによれば、磁石姿勢変更手段により、永久磁石を第１磁気回路を形成する姿勢にすれば、弾性部材の付勢力に抗して、アーマチャがロータに吸引されてロータとアーマチャが連結し、ロータからアーマチャへ回転動力が伝達される（クラッチＯＮ状態）。そして、永久磁石の姿勢を第１磁気回路を形成する姿勢に維持することで、クラッチＯＮ状態が保たれる。
【００１１】
また、磁石姿勢変更手段により、永久磁石を第２磁気回路を形成する姿勢にすれば、ロータとアーマチャとの間に流れる磁束が第１磁気回路によって形成される磁束よりも弱いため、ロータとアーマチャとの間の磁気吸引力は弱まり、弾性部材の付勢力により、ロータとアーマチャとが離れて隙間が形成され、回転動力の伝達が遮断される（クラッチＯＦＦ状態）。そして、永久磁石の姿勢を第２磁気回路を形成する姿勢に維持することで、クラッチＯＦＦ状態が保たれる。
【００１２】
そして、クラッチＯＦＦ状態の際、振動や外力によりロータとアーマチャとの間の隙間が狭まっても、ロータとアーマチャとの間に流れる磁束が弱いため、アーマチャがロータに吸着されることなく、意図せずロータとアーマチャが連結してしまうという誤作動の発生を抑制できる。
すなわち、永久磁石を使用する動力伝達装置において、誤作動の発生を抑制することができる。
【００１３】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の動力伝達装置は、永久磁石を複数個備え、永久磁石は、ロータの内側に配置されたステータに収容されている。そして、磁石姿勢変更手段は、永久磁石を回転させる。
これは、請求項１の実施態様の１つであり、永久磁石の回転により、ロータとアーマチャとの間に形成される磁気回路を変更するものである。
【００１４】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の動力伝達装置によれば、磁石姿勢変更手段は、ステータの軸心周りを回転可能に設けられた回転部材と、回転部材を回転させる回転手段と、回転部材の回転に連動して永久磁石を回転させるリンク機構とを有する。
これによれば、複数個ある永久磁石を直接回すよりも、回転部材及びリンク機構を用いることで、効率よく永久磁石を回転させることができる。
【００１５】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の動力伝達装置によれば、回転手段は、モータにより回転させられるウォームと、回転部材の外周に設けられたウォームホイールとで構成されるウォームギヤである。
これによれば、回転部材の回転はウォーム側へは伝達されないので、ウォームの回転を止めるだけで、回転部材の回転を所定位置で止めることができ、永久磁石の姿勢を維持することができる。
【００１６】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の動力伝達装置によれば、回転部材は、ステータ及び永久磁石に対向するように設けられた円盤状をなす。そして、リンク機構は、回転部材または各永久磁石のいずれか一方に設けられたピンと、回転部材または各永久磁石のいずれか他方に設けられた長穴とを有し、ピンが長穴に挿通され、回転部材と永久磁石との間でクランク機構を構成してなる。
これは、請求項３の実施態様の１つであり、回転部材と永久磁石との間のリンク機構を、ピンと長穴の係合によるクランク機構とするものである。
【００１７】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の動力伝達装置によれば、リンク機構は、それぞれの永久磁石に永久磁石の軸心に対して偏心して設けられたピンと、回転部材にピンが挿通するように設けられた長穴とを有し、回転部材と永久磁石との間でクランク機構を構成してなる。
これは、請求項５の実施形態の１つであり、永久磁石側にピンを設け、回転部材側に長穴を設けるものである。
【００１８】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載の動力伝達装置によれば、回転手段はリニアソレノイドであり、リニアソレノイドの変位に連動して回転部材を回転させる。
【００１９】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の動力伝達装置によれば、回転手段の動力源が、油圧源である。
特に、動力伝達装置が、例えば自動車用回転機器に用いられる場合、自動車のエンジンの油圧ポンプの油圧を回転手段の動力源として兼用すれば、エネルギーの削減になる。
【００２０】
〔請求項９の手段〕
請求項９に記載の動力伝達装置によれば、回転手段の動力源は、空気圧源である。
特に、動力伝達装置が、例えば自動車用回転機器に用いられる場合、自動車のエンジンの空気ポンプの空気圧を回転手段の動力源として兼用すれば、エネルギーの削減になる。
【００２１】
〔請求項１０の手段〕
請求項１０に記載の動力伝達装置によれば、回転手段の動力源は、自動車用空調装置の冷媒圧縮機の内部圧力源である。
これによれば、冷媒の圧力を回転手段の動力源として用いるため、回転手段のために新たな駆動源を設ける必要はなく、エネルギーの削減になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
最良の形態１の動力伝達装置は、永久磁石と、駆動力源より伝達された回転動力を受けて回転するロータと、ロータと所定の隙間を隔てて対向し、従動側機器に連結されたアーマチャと、ロータとアーマチャとの間に上記隙間を形成するようにアーマチャを保持する弾性部材とを備える。
そして、永久磁石により形成される磁気回路により、弾性部材の付勢力に抗して、アーマチャがロータに吸引されることで、駆動力源からの回転動力を従動側機器へ伝達する。
【００２３】
また、動力伝達装置は、永久磁石の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、磁石姿勢変更手段により永久磁石の姿勢を変更することで、ロータとアーマチャとに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータとアーマチャに流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、回転動力の伝達・遮断を切り替える。
【００２４】
また、永久磁石を複数個備え、永久磁石は、ロータの内側に配置されたステータに収容されている。そして、磁石姿勢変更手段は、永久磁石を回転させる。
磁石姿勢変更手段は、ステータの軸心周りを回転可能に設けられた回転部材と、回転部材を回転させる回転手段と、回転部材の回転に連動して永久磁石を回転させるリンク機構とを有する。
【００２５】
回転手段は、モータにより回転させられるウォームと、回転部材の外周に設けられたウォームホイールとで構成されるウォームギヤである。
回転部材は、ステータ及び永久磁石に対向するように設けられた円盤状をなす。そして、リンク機構は、それぞれの永久磁石に永久磁石の軸心に対して偏心して設けられたピンと、回転部材に前記ピンが挿通するように設けられた長穴とを有し、回転部材と永久磁石との間でクランク機構を構成してなる。
【００２６】
最良の形態２の動力伝達装置は、回転手段がリニアソレノイドであり、リニアソレノイドの変位に連動して回転部材が回転する。
【実施例１】
【００２７】
〔実施例１の構成〕
実施例１の動力伝達装置１の構成を、図１〜６を用いて説明する。
動力伝達装置１は、例えば、自動車用空調装置の冷媒圧縮機Ｃ（従動側機器）に装着されて、エンジン（図示せず）の回転動力の冷媒圧縮機Ｃへの伝達を断続するものである。
【００２８】
動力伝達装置１は、永久磁石２と、永久磁石２が収容されるステータ３と、エンジンより伝達された回転動力を受けて回転するロータ４と、ロータ４と所定の隙間６を隔てて対向して冷媒圧縮機Ｃに連結されたアーマチャ７と、ロータ４とアーマチャ７との間に隙間６を形成するようにアーマチャ７を保持する弾性部材８とを備える。
【００２９】
ステータ３は、全体として円筒状を呈しており、内周側をなすインナーステータ９と、外周側をなすアウターステータ１１と、インナーステータ９とアウターステータ１１との間に設けられるミドルステータ１２とが一体に固定されてなり、後述するようにロータ４の内側に配置される。
【００３０】
ミドルステータ１２は、非磁性材料（例えば、アルミニウム、銅、樹脂など）により断面Ｔ字形状の円筒状に形成されている。また、インナーステータ９及びアウターステータ１１は、鉄などの磁性材料により円筒状に形成され、インナーステータ９がミドルステータ１２の内周側に固定され、アウターステータ１１がミドルステータ１２の外周側に固定されている。
【００３１】
また、ステータ３には、ステータ３の軸心に対して同心円状に複数の穴１３（本実施例では１２個）が等ピッチに形成されており、それぞれの穴１３に円柱状の永久磁石２が収容されている。
永久磁石２は、円柱状の径方向の両端が磁極となっており、穴１３内に永久磁石２の軸心周りに回転自在に収容されている。
【００３２】
ロータ４は、鉄や低炭素鋼等の磁性材料により形成されており、断面コの字形状の円筒状を呈するように環状溝１４を有し、環状溝１４には、環状溝１４の底壁１６がステータ３の軸方向の一端側を覆うように、ステータ３が配置されている。なお、ステータ３の内周面及び外周面と環状溝１４との間には微小な隙間が形成されている。
【００３３】
また、ロータ４は、内周側に設けられたボールベアリング１７を介して冷媒圧縮機Ｃのハウジング１８に回転自在に支持されている。ロータ４の外周にはプーリ１９が設けられており、プーリ１９に掛け渡されるベルト（図示せず）を介してエンジンの回転動力がロータ４へと伝達される。
【００３４】
アーマチャ７は、円環状に形成されて、ロータ４と隙間６を隔てて対向して配置されている。アーマチャ７には、冷媒圧縮機Ｃのシャフト２１に連結するハブ２２が弾性部材８を介して連結されている。そして、弾性部材８は、アーマチャ７とロータ４との間に隙間６が形成されるように、アーマチャ７を反ロータ側に付勢している。なお、弾性部材８はハブ２２とアーマチャ７との間に設けられたゴムであるが、板バネであってもよい。
【００３５】
また、動力伝達装置１は、永久磁石２の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備える。
以下に、磁石姿勢変更手段の構成について詳述する。
【００３６】
〔磁石姿勢変更手段の構成〕
本実施例では、磁石姿勢変更手段は、永久磁石２を回転することで、永久磁石２の姿勢を変更するものであり、ステータ３の軸心周りを回転可能に設けられた回転部材２３と、回転部材２３を回転させる回転手段２４と、回転部材２３の回転に連動して永久磁石２を回転させるリンク機構２６とを有する。
【００３７】
回転部材２３は、ステータ３の軸心周りに回転可能な円盤状をなし、ステータ３とハウジング１８との間に、ステータ３及び永久磁石２に対向して配置されている。
【００３８】
回転手段２４は、モータ２７により回転させられるウォーム２８と、回転部材２３の外周に設けられたウォームホイール２９とで構成されるウォームギヤである。
すなわち、回転部材２３の外周の一部にウォームホイール２９が設けられ、ウォームホイール２９と噛み合うようにウォーム２８が配置され、ウォーム２８がモータ２７により回転することで、ウォーム２８に噛み合うウォームホイール２９を有する回転部材２３がステータ３の軸心周りに回転する。尚、ウォームホイール２９は回転部材２３の外周全周に設けてもよい。
【００３９】
リンク機構２６は、それぞれの永久磁石２に永久磁石２の軸心に対して偏心して設けられたピン３１と、回転部材２３にピン３１が挿通するように設けられた長穴３３とを有し、回転部材２３と永久磁石２との間でクランク機構を構成してなる。
【００４０】
すなわち、永久磁石２の軸方向の他端側（回転部材２３に対向する側）には、永久磁石２の軸心に対して偏心するピン３１が、永久磁石２の軸方向の他端側に固着された円盤状のプレート３２と一体的に設けられている。ピン３１及びプレート３２はステンレスなどの非磁性材料により形成されている。
また、回転部材２３には、永久磁石２と同じ数（１２個）の長穴３３が、ピン３１に対応する位置に設けられ、ピン３１が長穴３３に挿通されている。
そして、回転部材２３が回転すると長穴３３が移動するが、このとき、永久磁石２のピン３１が長穴３３に沿って移動するため、クランクの作用により、永久磁石２が穴１３内で回転する。
【００４１】
尚、永久磁石２のＮ極・Ｓ極はピン３１と所定の角度位置関係を持って着磁されており、回転部材２３の回転により、永久磁石２が第１磁気回路（後述する）を形成する姿勢と、第２磁気回路（後述する）を形成する姿勢となるように、着磁されている。
【００４２】
〔実施例１の動力伝達装置１の動作〕
実施例１の動力伝達装置１の動作を、特に図３〜６に基いて説明する。
本発明では、永久磁石２の姿勢を変更することで、ロータ４とアーマチャ７とに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータ４とアーマチャ７とに流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、回転動力の伝達・遮断を切り替える。
【００４３】
まず、永久磁石２の姿勢、及び各姿勢での磁気回路について説明する。
本実施例では、第１磁気回路は、永久磁石２を、磁極がステータ３の径方向に指向する（Ｓ極とＮ極との境界線が接線方向となる）姿勢とすることで形成される（図３、図５参照）。この姿勢では、永久磁石２の一方の磁極（Ｓ極）がインナーステータ９に接触し、他方の磁極（Ｎ極）がアウターステータ１１に接触している。
【００４４】
この場合、永久磁石２による磁束は、ロータ４及びアーマチャ７に設けられた円弧状の長穴３６、３７により迂回させられながら、主に、永久磁石２のＮ極→ロータ４→アーマチャ７→ロータ４→アーマチャ７→ロータ４→永久磁石２のＳ極と流れ（図５（ａ）矢印参照）、ロータ４とアーマチャ７との間には大きな磁気吸引力が生じる。
【００４５】
一方、第２磁気回路は、永久磁石２を、磁極がステータ３の接線方向に指向する（Ｓ極とＮ極との境界線が径方向となる）姿勢とすることで形成される（図４、図６参照）。この姿勢では、永久磁石２の両磁極がインナーステータ９及びアウターステータ１１の両方に接触している。
【００４６】
この場合、永久磁石２による磁束は、主に、永久磁石２のＮ極→インナーステータ９→Ｓ極、Ｎ極→アウターステータ１１→Ｓ極を流れる（図６矢印参照）。すなわち、磁性材料であるインナーステータ９及びアウターステータ１１により短絡されるので、ロータ４とアーマチャ７とには磁束がほとんど流れない状態となる。
【００４７】
尚、この姿勢においても、永久磁石２から漏れる磁束がロータ４とアーマチャ７とに流れる可能性があるが、その場合の磁束は、第１磁気回路のように積極的にロータ４とアーマチャ７とに流す場合の磁束よりも弱く、非常に小さいものである。従って、この第２磁気回路は、積極的にロータ４とアーマチャ７とに磁束を流す回路ではなく、ロータ４とアーマチャ７に流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い回路といえる。
このため、永久磁石２が第２磁気回路を形成する姿勢の場合、ロータ４とアーマチャ７とに流れる磁束が弱いため、ロータ４とアーマチャ７との間に磁気吸引力が生じてもその磁気吸引力は、第１磁気回路の場合よりも小さく、弾性部材８の付勢力よりも小さい微弱なものである。
【００４８】
次に、永久磁石２の姿勢の変更動作について説明する。
永久磁石２の姿勢変更は磁石姿勢変更手段により行われる。すなわち、モータ２７によりウォーム２８を回転させることで、ウォーム２８に噛み合うウォームホイール２９を有する回転部材２３をステータ３の軸心周りに回転させる。すると、回転部材２３に設けられた長穴３３が移動するため、長穴３３の内周縁がピン３１を押し動かし、ピン３１が長穴３３に沿って移動することで、クランクの作用により、永久磁石２が穴１３内で回転し、第１磁気回路を形成する永久磁石２の姿勢（以下、第１姿勢と呼ぶ）と第２磁気回路を形成する永久磁石２の姿勢（以下、第２姿勢と呼ぶ）とが切り替わる。そして、姿勢が切り替わったところで、モータ２７の回転を停止する。
【００４９】
最後に、永久磁石２の姿勢変更による、クラッチＯＮ状態とクラッチＯＦＦ状態の切替について説明する。
モータ２７によりウォーム２８を駆動して回転部材２３を回転し、永久磁石２を第１姿勢にする。すると、ロータ４とアーマチャ７との間に生じる磁気吸引力により、弾性部材８の付勢力に抗して、アーマチャ７がロータ４に吸引されてロータ４とアーマチャ７が連結し、ロータ４からアーマチャ７へ回転動力が伝達される（クラッチＯＮ状態）。そして、永久磁石２の姿勢を第１姿勢に維持することで、クラッチＯＮ状態が保たれる。
尚、永久磁石２の姿勢の維持は、モータ２７の回転を止めるだけで達成できる。回転部材２３の回転はウォーム２８側へは伝達されないので、ウォーム２８の回転が止まれば、回転部材２３の位置が維持されるためである。
【００５０】
また、モータ２７によりウォーム２８を駆動して回転部材２３を回転し、永久磁石２を第２姿勢にする。すると、ロータ４とアーマチャ７との間にはほとんど磁束が流れない（流れていても弱い）ため、ロータ４とアーマチャ７との間の磁気吸引力は弱まり、弾性部材８の付勢力により、ロータ４とアーマチャ７とが離れて隙間６が形成され、回転動力の伝達が遮断される（クラッチＯＦＦ状態）。そして、永久磁石２の姿勢を第２姿勢に維持することで、クラッチＯＦＦ状態が保たれる。
【００５１】
〔実施例１の効果〕
実施例１の動力伝達装置１は、永久磁石２の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、磁石姿勢変更手段により永久磁石２の姿勢を変更することで、ロータ４とアーマチャ７とに磁束が流れる第１磁気回路と、ロータ４とアーマチャ７に流れ得る磁束が第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、クラッチＯＮ状態−クラッチＯＦＦ状態を切り替える。
【００５２】
これによれば、永久磁石２を第１姿勢にすることで、第１磁気回路によりアーマチャ７がロータ４に吸着されて、クラッチＯＮ状態となり、永久磁石２の姿勢を第１姿勢に維持することで、クラッチＯＮ状態が保たれる。
また、永久磁石２を第２姿勢にすることで、ロータ４とアーマチャ７とが離れて隙間６が形成され、クラッチＯＦＦ状態となり、永久磁石２の姿勢を第２姿勢に維持することで、クラッチＯＦＦ状態が保たれる。
【００５３】
ここで、クラッチＯＦＦ状態の際、振動や外力によりロータ４とアーマチャ７との間の隙間６が狭まることがある。しかし、第２姿勢ではロータ４とアーマチャ７との間にほとんど磁束が流れない（流れていても弱い）ため、ロータ４とアーマチャ７との間の磁気吸引力は弱まるので、振動や外力が原因で隙間６が狭まってもアーマチャ７がロータ４に吸着されることなく、意図せずロータ４とアーマチャ７が連結してしまうという誤作動の発生を抑制できる。
【００５４】
また、クラッチＯＮ状態−ＯＦＦ状態の切替を、永久磁石２の姿勢を変更することで切り替え、切替後は永久磁石２により形成される磁束のみでロータ４とアーマチャ７の連結状態を保持するので、従来例のように磁束を形成するための電磁コイルを備える必要はない。
【００５５】
また、実施例１の動力伝達装置１は、回転部材２３と、回転部材２３を回転させる回転手段２４と、回転部材２３の回転に連動して永久磁石２を回転させるリンク機構２６とにより、ステータ３に収容された複数個の永久磁石２を回転して姿勢を変更する。
これにより、複数個ある永久磁石２を直接回すのに比べて、効率よく永久磁石２を回転させることができる。
【００５６】
さらに、実施例１の動力伝達装置１は、モータ２７により回転させられるウォーム２８と、回転部材２３の外周に設けられたウォームホイール２９とで構成されるウォームギヤにより、回転部材２３を回転させる。
これによれば、回転部材２３の回転はウォーム２８側へは伝達されないので、ウォーム２８の回転を止めるだけで、回転部材２３の回転を所定位置で止めることができ、永久磁石２の姿勢を維持することができる。
【実施例２】
【００５７】
実施例２の動力伝達装置１の構成を、図７を用いて、実施例１と異なる点を中心に説明する。
実施例２の動力伝達装置１では、回転手段２４がリニアソレノイド４１であり、プランジャ４２の変位に連動して回転部材２３が回転するように構成されている。
【００５８】
すなわち、リニアソレノイド４１はプランジャ４２の変位方向が回転部材２３の接線方向となるように配置され、回転部材２３には外周側に突出する係合部４３が設けられている。そして、係合部４３に設けられた軸方向に貫通する長穴４４に、プランジャ４２に設けられたピン４６が挿通してクランク機構を構成している。これにより、リニアソレノイド４１への通電によりプランジャ４２が変位すると、クランクの作用によって回転部材２３が回転する。そして、回転部材２３が回転すると、実施例１と同様の機構によって永久磁石２が回転する。
【００５９】
なお、リニアソレノイド４１に、プランジャ４２を変位方向の一端側（クラッチＯＮ状態側）へ付勢するスプリング（図示せず）を内蔵してもよい。
この場合、クラッチＯＮ状態からクラッチＯＦＦ状態への切替は、リニアソレノイド４１への通電により、スプリングの付勢力に抗して、プランジャ４２が他端側に変位し、永久磁石２が第１姿勢から第２姿勢となることで行われる。
【００６０】
ここで、第２姿勢（Ｓ極とＮ極がインナーステータ９及びアウターステータ１１により短絡した姿勢）は、一度、その姿勢となれば姿勢を維持することが容易で、永久磁石２を回転させて第２姿勢から第１姿勢にしようとすると大きなトルクが必要となる。尚、アーマチャ７がロータ４に吸引される第１姿勢（磁極が径方向を指向した姿勢）では、その姿勢から永久磁石２を回転させて別の姿勢にすることは第２姿勢において永久磁石２の姿勢を変更する場合に比べて容易である。
このため、永久磁石２が第２姿勢となった状態でリニアソレノイド４１への通電を停止しても、永久磁石２は第２姿勢を維持し、クラッチＯＦＦ状態が維持される。
【００６１】
また、クラッチＯＦＦ状態からクラッチＯＮ状態への切替時には、リニアソレノイド４１への通電によりプランジャ４２が一端側へ変位する際、スプリングにアシストされるので、プランジャ４２により回転部材２３を押圧する力が増強される。これにより、大きなトルクが必要な第２姿勢から第１姿勢への変更をすることができる。
尚、プランジャ４２の変位方向の一端側がクラッチＯＦＦ状態側、他端側がクラッチＯＮ状態側である場合には、プランジャ４２をスプリングにより変位方向の他端側に付勢すれば上記と同様の作用が生じることは言うまでもない。
【００６２】
〔変形例〕
実施例１では、回転手段２４にモータ２７を用いており、実施例２では、回転手段２４にリニアソレノイド４１を用いていたが、回転手段２４の動力源が、油圧源または空気圧源または冷媒圧縮機Ｃの内部圧力源であってもよい。
特に、動力伝達装置１が、例えば自動車用回転機器に用いられる場合、自動車のエンジンの油圧ポンプの油圧または空気ポンプの空気圧を回転手段の動力源として兼用すれば、エネルギーの削減になる。
また、回転手段２４の駆動源として、冷媒圧縮機Ｃの内部圧力源を用いるならば、冷媒の圧力を回転手段２４の動力源として用いるため、回転手段２４のために新たな駆動源を設ける必要はなく、エネルギーの削減になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】動力伝達装置の構成図である（実施例１）。
【図２】動力伝達装置の構成を示す斜視図である（実施例１）。
【図３】クラッチＯＮ状態の動力伝達装置を回転部材側からみた軸方向視図である（実施例１）。
【図４】クラッチＯＦＦ状態の動力伝達装置を回転部材側からみた軸方向視図である（実施例１）。
【図５】（ａ）は、クラッチＯＮ状態の永久磁石の姿勢及び磁気回路を説明する図であり、（ｂ）は（ａ）の軸方向視図である（実施例１）。
【図６】（ａ）は、クラッチＯＦＦ状態の永久磁石の姿勢及び磁気回路を説明する図であり、（ｂ）は（ａ）の軸方向視図である（実施例１）。
【図７】（ａ）はクラッチＯＮ状態の動力伝達装置を回転部材側からみた軸方向視図である（実施例２）。
【図８】動力伝達装置の構成図である（従来例）。
【符号の説明】
【００６４】
１ 動力伝達装置
２ 永久磁石
３ ステータ
４ ロータ
６ 隙間
７ アーマチャ
８ 弾性部材
２３ 回転部材（磁石姿勢変更手段）
２４ 回転手段（磁石姿勢変更手段）
２６ リンク機構（磁石姿勢変更手段）
２７ モータ
２８ ウォーム
２９ ウォームホイール
３１ ピン
３３ 長穴
４１ リニアソレノイド
Ｃ 冷媒圧縮機（従動側機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と、
駆動力源より伝達された回転動力を受けて回転するロータと、
前記ロータと所定の隙間を隔てて対向し、従動側機器に連結されたアーマチャと、
前記ロータとアーマチャとの間に前記隙間を形成するように前記アーマチャを保持する弾性部材とを備え、
前記永久磁石により形成される磁気回路により、前記弾性部材の付勢力に抗して、前記アーマチャが前記ロータに吸引されることで、前記駆動力源からの回転動力を前記従動側機器へ伝達する動力伝達装置であって、
前記永久磁石の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、
前記磁石姿勢変更手段により前記永久磁石の姿勢を変更することで、
前記ロータと前記アーマチャとに磁束が流れる第１磁気回路と、
前記ロータと前記アーマチャとに流れ得る磁束が前記第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、前記回転動力の伝達・遮断を切り替えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達装置において、
前記永久磁石を複数個備え、
前記永久磁石は、前記ロータの内側に配置されたステータに収容され、
前記磁石姿勢変更手段は、前記永久磁石を回転させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項２に記載の動力伝達装置において、
前記磁石姿勢変更手段は、
前記ステータの軸心周りを回転可能に設けられた回転部材と、
前記回転部材を回転させる回転手段と、
前記回転部材の回転に連動して、前記永久磁石を回転させるリンク機構とを有することを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段は、
モータにより回転させられるウォームと、
前記回転部材の外周に設けられたウォームホイールとで構成されるウォームギヤであることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４に記載の動力伝達装置において、
前記回転部材は、前記ステータ及び前記永久磁石に対向するように設けられた円盤状をなし、
前記リンク機構は、
前記回転部材または各前記永久磁石のいずれか一方に設けられたピンと、
前記回転部材または各前記永久磁石のいずれか他方に設けられた長穴とを有し、
前記ピンが前記長穴に挿通され、前記回転部材と前記永久磁石との間でクランク機構を構成してなることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項５に記載の動力伝達装置において、
前記リンク機構は、
それぞれの前記永久磁石に前記永久磁石の軸心に対して偏心して設けられた前記ピンと、
前記回転部材に前記ピンが挿通するように設けられた前記長穴とを有し、
前記回転部材と前記永久磁石との間でクランク機構を構成してなることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項７】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段はリニアソレノイドであり、前記リニアソレノイドの変位に連動して前記回転部材を回転させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項８】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段の動力源が、油圧源であることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項９】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段の動力源は、空気圧源であることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段の動力源は、自動車用空調装置の冷媒圧縮機の内部圧力源であることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項１】
永久磁石と、
駆動力源より伝達された回転動力を受けて回転するロータと、
前記ロータと所定の隙間を隔てて対向し、従動側機器に連結されたアーマチャと、
前記ロータとアーマチャとの間に前記隙間を形成するように前記アーマチャを保持する弾性部材とを備え、
前記永久磁石により形成される磁気回路により、前記弾性部材の付勢力に抗して、前記アーマチャが前記ロータに吸引されることで、前記駆動力源からの回転動力を前記従動側機器へ伝達する動力伝達装置であって、
前記永久磁石の姿勢を変更する磁石姿勢変更手段を備え、
前記磁石姿勢変更手段により前記永久磁石の姿勢を変更することで、
前記ロータと前記アーマチャとに磁束が流れる第１磁気回路と、
前記ロータと前記アーマチャとに流れ得る磁束が前記第１磁気回路よりも弱い第２磁気回路とを切り替えて、前記回転動力の伝達・遮断を切り替えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達装置において、
前記永久磁石を複数個備え、
前記永久磁石は、前記ロータの内側に配置されたステータに収容され、
前記磁石姿勢変更手段は、前記永久磁石を回転させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項２に記載の動力伝達装置において、
前記磁石姿勢変更手段は、
前記ステータの軸心周りを回転可能に設けられた回転部材と、
前記回転部材を回転させる回転手段と、
前記回転部材の回転に連動して、前記永久磁石を回転させるリンク機構とを有することを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段は、
モータにより回転させられるウォームと、
前記回転部材の外周に設けられたウォームホイールとで構成されるウォームギヤであることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４に記載の動力伝達装置において、
前記回転部材は、前記ステータ及び前記永久磁石に対向するように設けられた円盤状をなし、
前記リンク機構は、
前記回転部材または各前記永久磁石のいずれか一方に設けられたピンと、
前記回転部材または各前記永久磁石のいずれか他方に設けられた長穴とを有し、
前記ピンが前記長穴に挿通され、前記回転部材と前記永久磁石との間でクランク機構を構成してなることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項５に記載の動力伝達装置において、
前記リンク機構は、
それぞれの前記永久磁石に前記永久磁石の軸心に対して偏心して設けられた前記ピンと、
前記回転部材に前記ピンが挿通するように設けられた前記長穴とを有し、
前記回転部材と前記永久磁石との間でクランク機構を構成してなることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項７】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段はリニアソレノイドであり、前記リニアソレノイドの変位に連動して前記回転部材を回転させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項８】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段の動力源が、油圧源であることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項９】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段の動力源は、空気圧源であることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の動力伝達装置において、
前記回転手段の動力源は、自動車用空調装置の冷媒圧縮機の内部圧力源であることを特徴とする動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５３１８（Ｐ２０１０−２５３１８Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９１０４８（Ｐ２００８−１９１０４８）
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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