(57)【要約】【課題】エネルギーを無駄に消費することなく、確実な伝動を実現するウォータポンプのクラッチ機構を構成する。【解決手段】駆動シャフト１２と一体回転する嵌合ディスク２７に嵌合孔２７Ａを形成し、従動シャフト３と一体回転するクラッチケース２１に中間支持部材２２を備え、これに出退自在に嵌合ピン２４を備えてクラッチ機構Ｃを構成する。嵌合ピン２４を突出付勢する突出スプリング２５を備え、作動油の供給により嵌合ピン２４を退入方向に作動させるオイル供給空間Ｓを備え、作動油を供給しない状態で嵌合ピン２４を嵌合孔２７Ａに嵌合させてクラッチ機構Ｃを入り状態とし、作動油の供給により嵌合ピン２４を退入させてクラッチ機構Ｃを切り状態にする。【選択図】図１
2013124715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸芯を中心にして駆動回転する駆動回転体と、
前記回転軸芯と同軸芯で回転自在に支持されウォータポンプに回転駆動力を伝える従動回転体と、
前記駆動回転体と前記従動回転体とのうちの一方の回転体において、ピンを伝動位置と遮断位置とに移動自在に支持するピン移動機構と、
前記駆動回転体と前記従動回転体とのうちの他方の回転体において、前記ピンが遮断位置にある状態で前記ピンからの駆動力が伝えられず、前記ピンが伝動位置に設定された際に前記ピンが嵌り込むことにより前記ピンとの間で駆動力を伝える伝動部とを備えているウォータポンプのクラッチ機構。
【請求項２】
前記一方の回転体に対して前記回転軸芯を中心にして設定角度領域内での回転が許される支持部材を備え、この支持部材の前記設定角度領域内での回転に抵抗力を作用させる緩衝機構を備え、
前記ピン移動機構が、前記他方の回転体に向けて前記ピンを突出させることにより前記ピンを前記伝動位置に設定し、この逆方向に向けて前記ピンを退入させることで前記ピンを前記遮断位置に設定する作動を行い、
前記伝動部が、前記ピンが前記遮断位置にある場合には前記ピンと非嵌合状態にあり、前記ピンが前記伝動位置に作動した際に前記ピンが嵌り込んで伝動を行うために前記他方の回転体に形成された嵌合孔を備えて構成されている請求項１記載のウォータポンプのクラッチ機構。
【請求項３】
前記支持部材に前記回転軸芯と平行な姿勢の作動軸芯に沿ってシリンダ状空間が形成され、このシリンダ状空間に前記ピンが出退作動自在に挿入され、
前記ピン移動機構が、前記シリンダ状空間に挿入された前記ピンを突出方向に付勢する突出スプリングと、オイル供給により前記ピンを前記突出スプリングの付勢力に抗して退入方向に作動させるオイル供給空間とを備えて構成されている請求項２記載のウォータポンプのクラッチ機構。
【請求項４】
前記緩衝機構が、前記支持部材を取り囲む空間に配置され前記回転軸芯を中心とするコイルスプリングで構成されると共に、前記一方の回転体と前記支持部材とが相対回転した際に前記コイルスプリングが捩り方向への弾性変形することにより相対回転を抑制する方向に付勢力を作用させる請求項２又は３記載のウォータポンプのクラッチ機構。
【請求項５】
前記ピン移動機構が、前記一方の回転体において、前記ピンの軸芯を前記回転軸芯と一致させる前記遮断位置と、前記ピンの軸芯を前記回転軸芯から半径方向に離間する前記伝動位置とに移動自在に構成され、
前記伝動部が、前記他方の回転体において、前記ピンが前記遮断位置から前記伝動位置に亘る領域に形成される係合溝を有する伝動ディスクで構成されている請求項１記載のウォータポンプのクラッチ機構。
【請求項６】
前記一方の回転体に対して前記回転軸芯と平行となる作動軸芯を中心にして回転自在に支持される作動部材を備え、この作動部材の外周位置に前記ピンを立設することにより、作動軸芯を中心とした回転により前記ピンを前記遮断位置と前記伝動位置とに設定可能にする前記ピン移動機構が構成され、
前記作動部材が、前記ピンを前記遮断位置に設定する方向に中立スプリングで付勢され、オイル供給により前記中立スプリングの付勢力に抗して前記ピンを前記伝動位置の方向に作動させるオイル供給空間を備えている請求項５記載のウォータポンプのクラッチ機構。
【請求項７】
前記係合溝が、前記他方の回転体において、前記回転軸芯に沿う方向視で、前記回転軸芯の部位から外周方向に延びる形態で形成され、この係合溝のうち前記回転軸芯に近い部位ほど溝幅が広く設定されている請求項５又は６記載のウォータポンプのクラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回転体からの駆動力を従動回転体に伝えるウォータポンプのクラッチ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成されたとしてウォータポンプのクラッチ機構として、特許文献１には、外周にベルトが巻回し、このベルトの駆動により駆動回転する駆動回転体（文献ではプーリ）の内部で駆動回転体と同軸芯に従動回転体（文献ではシャフト）を備え、駆動回転体の回転力を従動回転体に伝えるクラッチ機構を有した構成が示されている。従動回転体の端部にはインペラが備えられクラッチ機構によって駆動力を断続することによりエンジンのウォータポンプの駆動を制御できるように構成されている。
【０００３】
また、特許文献１では、従動回転体に外嵌する固定部に板バネが支持され、この板バネの外周部分にアーマチュアとクラッチ板とが備えられ、駆動回転体の内部空間にコイルが備えられている。クラッチ板は駆動回転体の側面に隣接配置され、コイルに通電することによりアーマチュアを駆動回転体の側面に引き寄せ、クラッチ板を駆動回転体の側面に圧接させることで、駆動回転体の駆動回転力を、クラッチ機構を介して従動回転体に伝え、ウォータポンプを駆動するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１‐２０２５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるように、ウォータポンプを駆動する際にコイルに通電を行う構成では、エンジンが稼動状態にありエンジン内に冷却水を循環させる必要がある場合にコイルに対する通電を継続して行う必要があり、省エネルギーの観点から改善の余地がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載されるクラッチ機構では、駆動回転体の側面にクラッチ板を圧接させて駆動力を伝える構成であるため、圧接力が不足する場合には駆動回転体の側面にクラッチ板との間に滑りを生じ、確実な伝動が行われないこともある。
【０００７】
本発明の目的は、エネルギーを無駄に消費することなく、確実な伝動を実現するウォータポンプのクラッチ機構を合理的に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特徴は、回転軸芯を中心にして駆動回転する駆動回転体と、前記回転軸芯と同軸芯で回転自在に支持されウォータポンプに回転駆動力を伝える従動回転体と、前記駆動回転体と前記従動回転体とのうちの一方の回転体において、ピンを伝動位置と遮断位置とに移動自在に支持するピン移動機構と、前記駆動回転体と前記従動回転体とのうちの他方の回転体において、前記ピンが遮断位置にある状態で前記ピンからの駆動力が伝えられず、前記ピンが伝動位置に設定された際に前記ピンが嵌り込むことにより前記ピンとの間で駆動力を伝える伝動部とを備えている点にある。
【０００９】
この構成によると、ピンが遮断位置にある場合にはピンと伝動部との間で駆動回転力は伝えられずクラッチ機構が切り状態に維持される。また、ピン移動機構によりピンを伝動位置に移動させた場合には、ピンが伝動部に嵌り込むことでピンと伝動部との間で駆動力が伝えられクラッチ機構が入り状態に維持される。特に、クラッチ機構が入り状態に設定された場合には、ピンが伝動部に嵌合して回転駆動力を伝えるため、駆動側回転体と従動側回転体との間に滑りを発生させることがなく、ピンに作用する力により嵌合状態が維持されピンを伝動位置に維持できる。
従って、エネルギーを無駄に消費することなく、確実な伝動を実現するウォータポンプのクラッチ機構が合理的に構成された。
【００１０】
本発明は、前記一方の回転体に対して前記回転軸芯を中心にして設定角度領域内での回転が許される支持部材を備え、この支持部材の前記設定角度領域内での回転に抵抗力を作用させる緩衝機構を備え、前記ピン移動機構が、前記他方の回転体に向けて前記ピンを突出させることにより前記ピンを前記伝動位置に設定し、この逆方向に向けて前記ピンを退入させることで前記ピンを前記遮断位置に設定する作動を行い、前記伝動部が、前記ピンが前記遮断位置にある場合には前記ピンと非嵌合状態にあり、前記ピンが前記伝動位置に作動した際に前記ピンが嵌り込んで伝動を行うために前記他方の回転体に形成された嵌合孔を備えて構成しても良い。
【００１１】
これによると、駆動回転体が回転する状況においてピン移動機構によりピンを突出させ、ピンが支持部材の嵌合孔に嵌り込んだ場合には、クラッチ機構が入り状態に達しピンと支持部材との一体的回転が開始する。この嵌合の直後には支持部材が設定角度領域内で回転することになり、この回転時に緩衝機構から抵抗力が作用するためピンが嵌合孔に嵌り込んだ後に作用する回転力による衝撃を吸収する。
【００１２】
本発明は、前記支持部材に前記回転軸芯と平行な姿勢の作動軸芯に沿ってシリンダ状空間が形成され、このシリンダ状空間に前記ピンが出退作動自在に挿入され、前記ピン移動機構が、前記シリンダ状空間に挿入された前記ピンを突出方向に付勢する突出スプリングと、オイル供給により前記ピンを前記突出スプリングの付勢力に抗して退入方向に作動させるオイル供給空間とを備えて構成されても良い。
【００１３】
これによると、オイル供給空間にオイルを供給することで、ピンを退入させクラッチ機構を切り状態に維持する。また、オイル供給空間にオイルを供給しない場合には突出スプリングの付勢力によってピンが突出して嵌合孔に嵌合し、この嵌合状態に維持されるためクラッチ機構が入り状態に維持される。
【００１４】
本発明は、前記緩衝機構が、前記支持部材を取り囲む空間に配置され前記回転軸芯を中心とするコイルスプリングで構成されると共に、前記一方の回転体と前記支持部材とが相対回転した際に前記コイルスプリングが捩り方向への弾性変形することにより相対回転を抑制する方向に付勢力を作用させても良い。
【００１５】
これによると、駆動回転体が回転する状況においてピンが嵌合孔に嵌合してピンと支持部材とが一体回転を開始する場合にはコイルスプリングが弾性変形する状態で捩られ、この捩りよる付勢力を抵抗力として作用させ衝撃を吸収できる。
【００１６】
本発明は、前記ピン移動機構が、前記一方の回転体において、前記ピンの軸芯を前記回転軸芯と一致させる前記遮断位置と、前記ピンの軸芯を前記回転軸芯から半径方向に離間する前記伝動位置とに移動自在に構成され、前記伝動部が、前記他方の回転体において、前記ピンが前記遮断位置から前記伝動位置に亘る領域に形成される係合溝を有する伝動ディスクで構成されても良い。
【００１７】
これによると、ピンが回転軸芯と一致する遮断位置にある場合には、駆動回転体の回転力を伝動ディスクに伝えずクラッチ機構が切り状態に維持される。また、ピンが回転軸芯から離間する伝動位置に移動した場合には駆動回転体の回転力をピンから係合溝に伝えることになり、結果として駆動回転体の回転力を従動回転体に伝える。つまり、ピン移動機構により、ピンを回転軸芯の位置から半径方向に離間する位置に移動させることで、ピンを軸芯方向に出退させずとも遮断位置から伝動位置に設定することが可能となる。
【００１８】
本発明は、前記一方の回転体に対して前記回転軸芯と平行となる作動軸芯を中心にして回転自在に支持される作動部材を備え、この作動部材の外周位置に前記ピンを立設することにより、作動軸芯を中心とした回転により前記ピンを前記遮断位置と前記伝動位置とに設定可能にする前記ピン移動機構が構成され、前記作動部材が、前記ピンを前記遮断位置に設定する方向に中立スプリングで付勢され、オイル供給により前記中立スプリングの付勢力に抗して前記ピンを前記伝動位置の方向に作動させるオイル供給空間を備えても良い。
【００１９】
これによると、オイル供給空間にオイルを供給しない場合には中立スプリングの付勢力によりピンを遮断位置に保持するように作動部材の回転姿勢が設定され、クラッチ機構が切り状態に維持される。また、オイル供給空間にオイルを供給した場合には、中立スプリングの付勢力によりピンを伝動位置まで移動させるように作動部材が作動軸芯を中心にして回転し、クラッチ機構が入り状態となる。
【００２０】
本発明は、前記係合溝が、前記他方の回転体において、前記回転軸芯に沿う方向視で、前記回転軸芯の部位から外周方向に延びる形態で形成され、この係合溝のうち前記回転軸芯に近い部位ほど溝幅が広く設定されても良い。
【００２１】
これによると、ピン移動機構によりピンを遮断位置から伝動位置に作動させる初期には、係合溝の溝幅が広いため、この係合溝の溝幅方向にピンと係合溝とが相対移動することで衝撃を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】クラッチ機構とウォータポンプとの縦断側面図である。
【図２】切り状態のクラッチ機構の縦断側面図である。
【図３】嵌合ディスクと嵌合ピンとの位置関係を示す断面図である。
【図４】クラッチ機構の分解斜視図である。
【図５】別実施形態（ａ）のクラッチ機構とウォータポンプとの縦断側面図である。
【図６】別実施形態（ａ）の入り状態のクラッチ機構の縦断側面図である。
【図７】別実施形態（ａ）の作動体と係合ピンとの関係を示す断面図である。
【図８】別実施形態（ａ）のクラッチ機構の分解斜視図である。
【図９】別実施形態（ａ）の係合溝の形状を示す図である。
【図１０】別実施形態（ｂ）のクラッチ機構の縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図１には本発明のクラッチ機構Ｃによって動力の伝動及び遮断が可能なウォータポンプＷＰが示されている。ウォータポンプＷＰは、エンジン（図示せず）のウォータジャケット（図示せず）の冷却水をラジエータ（図示せず）に供給するように従動シャフト３（従動回転体の一例）の内端に連結したインペラ４で構成されている。
【００２４】
また、エンジンには、このエンジンの駆動力を従動シャフト３に伝える伝動装置が備えられている。この伝動装置は、エンジンの駆動力が駆動ベルト１４により伝えられる駆動プーリ１３と、この駆動プーリ１３と一体的に回転する駆動回転体としての駆動シャフト１２と、駆動シャフト１２の駆動力を従動シャフト３に伝える油圧式のクラッチ機構Ｃとを備えて構成されている。
【００２５】
伝動装置の具体構成として、図１〜図４に示すように、エンジンに備えられるポンプハウジング１に対して基端ブロック２を形成し、この基端ブロック２に対して回転軸芯Ｘを中心にして回転自在に従動シャフト３（従動回転体の一例）が支持されている。この従動シャフト３の内端にインペラ４を備え、従動シャフト３とポンプハウジング１との間に冷却水を遮断するためのメカニカルシール５を備えている。基端ブロック２の突出端に支持ブロック１０を連結し、この支持ブロック１０に対し駆動側軸受１１により回転軸芯Ｘを中心にして回転自在に駆動シャフト１２（駆動回転体の一例）が支持され、この駆動シャフト１２の外端に駆動回転体としての駆動プーリ１３を連結している。このような構成により従動シャフト３と駆動シャフト１２とは回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置される。
【００２６】
エンジンには冷却水の水温を計測する温度センサ（図示せず）を備えており、車体には温度センサでの計測結果によりクラッチ機構Ｃを断続操作する制御装置（図示せず）を備えている。制御装置は、エンジンの始動直後のように冷却水の水温が低い（エンジンの暖機が充分でない）ことを判別した場合にクラッチ機構Ｃを切り状態（遮断状態）に維持して暖機を促進し、エンジンの温度が適度に高まったことを判別した場合にクラッチ機構Ｃを入り状態に設定してインペラ４の駆動により冷却水を循環させる制御を行う。
【００２７】
駆動プーリ１３は、駆動ベルト１４としてＶリブドベルトを用いる構成であるが、Ｖベルトを使用するため外周にＶ状の溝を形成した構成でも良く、歯付ベルト（タイミングベルト）を使用するために外周面にギヤ状の凹凸を有した構成であっても良い。また、駆動ベルト１４は、平ベルト、駆動歯車等の構成でも良い。
【００２８】
〔クラッチ機構〕
基端ブロック２の内部には回転軸芯Ｘを中心とするクラッチ収容空間が形成され、支持ブロック１０の内部には回転軸芯Ｘを中心とするディスク収容空間が形成されている。クラッチ機構Ｃは、クラッチケース２１と、中間支持部材２２と、回転規制ピン２３と、嵌合ピン２４と、突出スプリング２５と、緩衝機構としてのコイルスプリング２６と、伝動部としての嵌合ディスク２７とを備えて構成されている。
【００２９】
つまり、クラッチケース２１は、クラッチ収容空間に収容され、駆動シャフト１２が配置される方向に開放する椀状であり、従動シャフト３と一体回転するように従動シャフト３の外端側に一体形成されている。また、クラッチケース２１の中央部分には回転軸芯Ｘと同軸芯にネジ孔が形成され、このネジ孔に螺合するネジ部を有した連結シャフト２９が連結する。中間支持部材２２は、中央部分に連結シャフト２９が挿通するシャフト孔２２Ａが形成されたディスク状であり、クラッチケース２１の内部においてクラッチケース２１に対して相対回転自在に支持されている。この中間支持部材２２の一方の端面には回転軸芯Ｘと平行となる軸芯の貫通孔２２Ｂが形成され、この貫通孔２２Ｂに連設する状態でシリンダ状空間２２Ｃが形成され、この中間支持部材２２の他方の端面には回転軸芯Ｘを中心とする円弧状の規制溝２２Ｄが形成されている
【００３０】
回転規制ピン２３は、回転軸芯Ｘと平行する姿勢でクラッチケース２１を貫通する状態で支持され、突出端を中間支持部材２２の規制溝２２Ｄに係入させている。これにより回転規制ピン２３が、クラッチケース２１と中間支持部材２２との相対回転を設定角度領域（１８０度程度）内での相対回転を許容する。
【００３１】
嵌合ピン２４は、基端位置に形成した大径のピストン状部２４Ａをシリンダ状空間２２Ｃに内接する状態で備えられ、嵌合ピン２４のピン部分を中間支持部材２２の貫通孔２２Ｂに挿通させることで回転軸芯Ｘと平行な軸芯に沿って出退自在に構成されている。突出スプリング２５は、嵌合ピン２４を突出方向に付勢するように中間支持部材２２のシリンダ状空間２２Ｃの内部に配置されている。また、シリンダ状空間２２Ｃの内部には突出スプリング２５の座屈を抑制し、嵌合ピン２４の退入方向の作動限界を決めるストッパー２８が配置されている。
【００３２】
コイルスプリング２６は、回転軸芯Ｘを中心とするコイル状に成形したバネ材で構成され、クラッチケース２１の内部で中間支持部材２２を取り囲む空間に配置されている。このコイルスプリング２６の一端２６Ａをクラッチケース２１に係合させ、他端２６Ｂを中間支持部材２２に係合させている。これにより、クラッチケース２１と中間支持部材２２とが回転軸芯Ｘを中心にして相対回転した場合に、コイルスプリング２６が捩られることで付勢力に起因する抵抗力を回転に作用させ衝撃を吸収する。
【００３３】
嵌合ディスク２７は、支持ブロック１０のディスク収容空間に収容され、駆動シャフト１２と一体回転する状態で備えられている。この嵌合ディスク２７のディスク面には前述した嵌合ピン２４が係入する嵌合孔２７Ａが形成されている。
【００３４】
このクラッチ機構Ｃは、作動油の供給により嵌合ピン２４を遮断位置まで退入させて切り状態（遮断状態）を作り出し、作動油が供給されない状態では突出スプリング２５の付勢力により嵌合ディスク２７の嵌合孔２７Ａに嵌合する伝動位置まで嵌合ピン２４が突出させて伝動位置を作り出すように構成されている。このように嵌合ピン２４を出退作動させる構成をピン移動機構と称している。
【００３５】
〔クラッチ機構：ピン移動機構〕
従動シャフト３と連結シャフト２９とには回転軸芯Ｘに沿ってシャフト油路３Ａが穿設され、このシャフト油路３Ａの基端側に連通する供給油路２Ａが基端ブロック２に形成されている。シャフト油路３Ａの先端側は、中間支持部材２２の嵌合ピン２４のピストン状部２４Ａに対して、嵌合ピン２４が退入する方向に油圧を作用させるオイル供給空間Ｓに連通している。
【００３６】
供給油路２Ａに対する作動油の給排を行う制御弁Ｖが備えられ、この制御弁Ｖの操作によりシャフト油路３Ａを介してオイル供給空間Ｓに作動油を供給することで嵌合ピン２４は嵌合ディスク２７の嵌合孔２７Ａから離脱して遮断位置に達し、クラッチ機構Ｃは切り状態となる。
【００３７】
また、嵌合ピン２４の退入方向への作動時にシリンダ状空間２２Ｃから排油を行うための開口２２Ｅが中間支持部材２２に形成されている。この構成では、作動油がオイル供給空間Ｓに供給され嵌合ピン２４が退入方向に作動した場合に、シリンダ状空間２２Ｃの内部の作動油が開口２２Ｅから送り出される。このように送り出された作動油は、中間支持部材２２とクラッチケース２１との隙間から基端ブロック２のクラッチ収容空間に流れ、基端ブロック２において従動シャフト３が貫通する部位に対して潤滑油として供給される。尚、基端ブロック２と従動シャフト３との間には潤滑油の流出を抑制するオイルシール６が備えられている。
【００３８】
クラッチ機構Ｃが切り状態にある場合には、クラッチケース２１に対して中間支持部材２２は、コイルスプリング２６の付勢力により図３（ｂ）に示す姿勢にあり、この姿勢では、回転規制ピン２３が規制溝２２Ｄの一方の端部当接している。また、クラッチ機構Ｃが切り状態にある場合には駆動プーリ１３からの回転駆動力により嵌合ディスク２７は同図に二点鎖線の矢印の方向に回転する。この状況において、制御弁Ｖの操作によりオイル供給空間Ｓのオイルを排出して突出スプリング２５の付勢力により嵌合ピン２４が嵌合ディスク２７の嵌合孔２７Ａに嵌合した場合（クラッチ機構Ｃを入り状態に操作した場合）には速度差からコイルスプリング２６が捩られることで、付勢力に起因する抵抗力を作用させて衝撃を抑制する。
【００３９】
つまり、嵌合ピン２４が嵌合ディスク２７の嵌合孔２７Ａに嵌合する以前には、クラッチケース２１からインペラ４に連なる回転系は静止状態にある。このような理由からクラッチ機構Ｃが入り状態に達した場合には中間支持部材２２が嵌合ディスク２７と一体的に回転するが、静止状態の静慣性の作用により中間支持部材２２の回転駆動力はコイルスプリング２６を捩り乍らクラッチケース２１に伝えられることになる。このコイルスプリング２６の捩り量はクラッチ機構Ｃが入り操作された直後に最も大きく（設定角度領域の最大角度内）、このように大きく捩られる際に衝撃が吸収される。そして時間経過に伴いコイルスプリング２６が復元方向に変形することで捩り量も少なくなり、クラッチケース２１と中間支持部材２２との相対回転姿勢が図３（ｂ）に示す状態で回転駆動力が伝えられることになる。なお、図３（ｂ）において図示はしていないが、厳密にはインペラ４に作用する水圧や、駆動側軸受１１、メカニカルシール５の摺動抵抗、従動シャフト３側のイナーシャにより、コイルスプリング２６は図３（ｂ）に示す位置からやや捩られて回転する。このようにコイルスプリング２６を介して回転駆動力を伝える状態では、回転規制ピン２３が、規制溝２２Ｄが形成された領域の中間部分に維持される。
【００４０】
〔実施形態の作用・効果〕
本発明では、エンジンの始動時にクラッチ機構Ｃは入り状態にあり、エンジンの始動に伴いウォータポンプＷＰを作動させるものであるが、エンジンの始動の後には、制御装置の制御で作動油を供給することでクラッチ機構Ｃを切り状態に設定して暖機が可能となる。この後にエンジンの温度が上昇した場合には制御装置の制御により作動油の供給を停止することで、嵌合ピン２４が、嵌合孔２７Ａに係合する状態に達してクラッチ機構Ｃが入り状態に達して駆動力を伝える。このクラッチ機構Ｃの入り状態では、例えば、摩擦ディスクを用いたクラッチ機構のように摩擦ディスクの部位で滑りを発生させることがなく確実な伝動を実現する。また、クラッチ機構Ｃが入り状態にある場合には、嵌合ピン２４と嵌合ディスク２７との間に剪断方向に力が作用するため、嵌合ピン２４が嵌合孔２７Ａの内周面に圧接し嵌合ピン２４が退入する方向に変位することがなく、入り状態が維持される。
【００４１】
特に、駆動シャフト１２が回転する状態で嵌合ピン２４が嵌合ディスク２７の嵌合孔２７Ａに係入してクラッチ機構Ｃが入り状態に達した場合には、衝撃を招くことになるが、この衝撃をコイルスプリング２６の捩り方向への弾性変形により吸収するため滑らかな入り操作が実現する。
【００４２】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（この別実施形態では前記実施形態と同じ機能を有するものには、前記実施形態と共通の番号、符号を付している）。
【００４３】
（ａ）図５〜図８にはウォータポンプＷＰに伝えられる駆動力の断続を行うクラッチ機構Ｃとして前述した実施形態と異なる構成が示されている。
【００４４】
エンジンの駆動力を従動シャフト３（従動回転体の一例）に伝える伝動装置の具体構成として、ポンプハウジング１に基端ブロック２を形成し、この基端ブロック２に対して回転軸芯Ｘを中心にして回転自在に従動シャフト３が回転自在に支持されている。基端ブロック２に支持ブロック１０が連結され、支持ブロック１０には駆動側軸受１１を介して駆動シャフト１２（駆動回転体の一例）が回転自在に支持され、この駆動シャフト１２の外端に駆動プーリ１３が連結している。
【００４５】
従動シャフト３の端部にクラッチブロック４２が備えられ、駆動シャフト１２の内端に伝動部としての伝動ディスク４３が連結し、このクラッチブロック４２と伝動ディスク４３とは、基端ブロック２と支持ブロック１０との間に形成されるクラッチ収容空間において回転軸芯Ｘを中心にして回転自在に支持されている。
【００４６】
この別実施形態（ａ）のクラッチ機構Ｃは、クラッチブロック４２と、保持部材４４と、作動部材４５と、作動部材４５に形成した係合ピン４６と、中立スプリング４７と、摺接プレート４８と、伝動ディスク４３とで構成されている。
【００４７】
クラッチブロック４２は、駆動シャフト１２が配置された方向に開放する凹状の保持空間を有している。保持部材４４は、クラッチブロック４２の保持空間に嵌め込まれ、固定ピン４９によりクラッチブロック４２に対して回転不能に支持される。保持部材４４は、一方の面で回転軸芯Ｘから外方に変位する部位に作動部材４５を嵌め込む円形の凹部４４Ａが形成され、この凹部４４Ａの中央位置に支持孔４４Ｂが穿設されている。
【００４８】
また、この保持部材４４の凹部４４Ａの外周部分には後述する受圧アーム４５Ｃが配置される作動溝４４Ｃが形成され、この作動溝４４Ｃの一方の端部には作動油が供給される供給孔４４Ｄが形成されている。この作動溝４４Ｃのうち受圧アーム４５Ｃより供給孔４４Ｄに近い部位にオイル供給空間Ｓが構成され、前述した凹部４４Ａの裏面側にはバネ配置空間４４Ｅが形成されている。
【００４９】
従動シャフト３には回転軸芯Ｘに沿ってシャフト油路３Ａが形成され、このシャフト油路３Ａの基端側に連通する供給油路２Ａが基端ブロック２に形成され、シャフト油路３Ａの先端側はバネ配置空間４４Ｅから保持部材４４の供給孔４４Ｄに連通し、この供給孔４４Ｄからオイル供給空間Ｓに作動油を供給するように構成されている。また、供給油路２Ａに対する作動油の給排を行う制御弁Ｖが備えられ、この制御弁Ｖの操作によりシャフト油路３Ａを介してオイル供給空間Ｓに作動油を供給した場合には、後述するように作動部材４５を伝動姿勢に設定してクラッチ機構Ｃは入り状態となる。
【００５０】
作動部材４５は円板状に成形され、この作動部材４５の表面側（伝動ディスク４３に向かう側）の外周位置に係合ピン４６が突設されている。この作動部材４５の裏面側（伝動ディスク４３と反対側）の中央位置には裏面側に突出する形態で支軸部４５Ａが一体的に形成され、この作動部材４５の表面側の中央領域には表面側に突出する突出領域４５Ｂが形成されている。作動部材４５の外周部分には半径方向で外方に突出する受圧アーム４５Ｃが形成されている。この作動部材４５は、支軸部４５Ａを保持部材４４に形成された凹部４４Ａに嵌め込むことにより回転軸芯Ｘと平行する姿勢の作動軸芯Ｙを中心にして遮断姿勢と伝動姿勢との間の領域において回転自在に支持される。係合ピン４６は軸状であり突出端が半球状となるように円滑に成形されている。
【００５１】
中立スプリング４７は、作動部材４５の回転姿勢を遮断姿勢に設定するように渦巻き状に成形され、バネ配置空間４４Ｅに収容されている。この中立スプリング４７の一方の端部を作動部材４５の支軸部４５Ａに係合させ、他方の端部を保持部材４４に係合させている。中立スプリング４７の付勢力により作動部材４５の受圧アーム４５Ｃが、保持部材４４の作動溝４４Ｃの端部に当接した状態が遮断姿勢であり、この遮断姿勢では係合ピン４６の軸芯が回転軸芯Ｘと同軸芯上の遮断位置に配置される。また、作動部材４５が作動軸芯Ｙを中心にして回転して伝動姿勢に達した場合には係合ピン４６が伝動位置に配置される。尚、作動部材４５の表面側には回転バランスを取るためのバランス凹部４５Ｅが形成されている。
【００５２】
摺接プレート４８は、作動部材４５の突出領域４５Ｂが嵌り込む円形の孔部４８Ａが形成され、クラッチブロック４２に嵌め込む状態で保持部材４４に重ね合わせる位置に備えられる。この摺接プレート４８を備えることにより、この摺接プレート４８の摺接面と作動部材４５の突出領域４５Ｂの表面とが同一平面上に配置され、保持部材４４の作動溝４４Ｃの表面側が閉じられる。また、摺接プレート４８を配置した場合に、保持部材４４の作動溝４４Ｃの内部のオイルを前述した供給孔４４Ｄと反対側の端部位置から排出する排出口４８Ｂが摺接プレート４８に穿設されている。
【００５３】
伝動ディスク４３は、回転軸芯Ｘを中心にして放射状に係合溝４３Ａが形成され、この係合溝４３Ａに対して係合ピン４６が嵌り込むように位置関係が設定されている。特に、図９に示すように、この係合溝４３Ａのうち外端位置の溝幅Ｗａは係合ピン４６の直径Ｄに対して僅かに広い値に設定されているが、この係合溝４３Ａのうち回転軸芯Ｘの近傍部位の溝幅Ｗｂが係合ピン４６の直径Ｄより充分に広い幅に設定されている。
【００５４】
この別実施形態（ａ）のクラッチ機構Ｃは、作動油が供給されない状態で中立スプリング４７の付勢力により作動部材４５が中立姿勢の保持されるため係合ピン４６が回転軸芯Ｘと同軸芯上の遮断位置に保持され、切り状態に維持される。また、作動油が供給された場合には、この作動油圧により中立スプリング４７の付勢力に抗して作動部材４５を伝動位置の方向に回転させ、係合ピン４６を係合溝４３Ａの外周側に移動させて伝動位置に達する。このように係合ピン４６が伝動位置に設定されることで係合ピン４６を介して回転駆動力を伝える状態となり、クラッチ機構Ｃが入り状態になる。このように作動油の供給により作動部材４５を回転させて嵌合ピン２４を移動させる構成をピン移動機構と称している。
【００５５】
このような構成から、この別実施形態（ａ）において、エンジンの始動時には係合ピン４６が回転軸芯Ｘと同軸芯上の遮断位置にあるため、クラッチ機構Ｃは切り状態にあり回転駆動力を伝えない。エンジンの始動の後に制御装置の制御により作動油を供給することで作動部材４５を伝動位置の方向に回転し、係合ピン４６を伝動位置に達するため、クラッチ機構Ｃは入り状態（伝動状態）に達する。この入り状態では係合ピン４６が、係合溝４３Ａに係合する状態で駆動力を伝えるため、例えば、摩擦ディスクを用いたクラッチ機構のように摩擦ディスクの部位で滑りを発生させることがなく確実な伝動を実現する。また、クラッチ機構Ｃが入り状態にある場合には、係合ピン４６と係合溝４３Ａとの間に剪断方向に力が作用するため、係合ピン４６が係合溝４３Ａの内面に圧接し係合ピン４６の退入方向への変位が規制され、作動油の供給を停止した状態でも中立スプリング４７の付勢力に抗して入り状態が維持される。
【００５６】
特に、この別実施形態（ａ）のクラッチ機構Ｃでは、駆動シャフト１２が回転する状態で係合ピン４６を伝動位置に作動させた場合には、作動の初期に係合ピン４６が係合溝４３Ａの広い溝幅Ｗｂの部位に導入されるため、嵌合時の衝撃が抑制される。
【００５７】
（ｂ）別実施形態（ａ）の変形例として、図１０に示すように係合ピン４６を作動部材４５に対し作動軸芯Ｙに沿って出退自在に支持すると共に、嵌合スプリング５１により突出付勢する。また、係合溝４３Ａにおいて伝動ディスク４３の中心側（回転軸芯Ｘに近い領域）での溝深さ値Ｄ１に対して、伝動ディスク４３の外周側（回転軸芯Ｘから離間する領域）での溝深さＤ２が深くなるように設定しても良い。
【００５８】
このように構成することにより、この別実施形態（ｂ）では係合ピン４６が伝動位置に作動させる初期には、作動部材４５に作用する負荷を小さくし、伝動位置に達した場合に係合溝４３Ａに対して係合ピン４６の嵌合深さを大きくして安定的な入り状態（伝動状態）が現出する。
【００５９】
（ｃ）実施形態と別実施形態（ａ）とにおいて、従動回転体（従動シャフト３・一方の回転体）と一体回転する部材に対してピン（嵌合ピン２４・係合ピン４６）を備えていたが、このピンを駆動回転体（駆動シャフト１２・他方の回転体）と一体的に回転する部材に備え、伝動部（嵌合ディスク２７・伝動ディスク４３）を従動回転体と一体回転する部材に備えても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、駆動回転体からの駆動力を従動回転体に伝えるクラッチ機構全般に利用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
３            従動回転体（従動シャフト）
１２          駆動回転体（駆動シャフト）
２４          ピン（嵌合ピン）
２２          支持部材（中間支持部材）
２２Ｃ        シリンダ状空間
２５          突出スプリング
２６          緩衝機構（コイルスプリング）
２７          伝動部（嵌合ディスク）
２７Ａ        嵌合孔
４３          伝動部（伝動ディスク）
４３Ａ        係合溝
４５          作動部材
４６          ピン（係合ピン）
Ｓ            オイル供給空間
Ｘ            回転軸芯
Ｙ            作動軸芯
Ｗａ          溝幅
Ｗｂ          溝幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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