CN1309968C - 温度感应型流体式耦合装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种在防止由于振荡现象引起的转动失调，可靠地开关流出调节孔的同时，可以加大对温度变化敏感的控制范围的装置。与感温元件的温度变化引起的弯曲变形相连动而配置活塞杆，以便与所述隔板的表面相平行地移动。活塞杆与摇动式阀门部件的根部侧附近接触，并且其摇动侧端部依靠自己的弹簧力而具有势能从而与设置了流出调节孔的隔板的表面一边保持接触一边摇动。由于感温元件受温度变化而变形，活塞杆与隔板的表面相平行地移动，由此阀门部件的摇动侧端部与隔板的表面一边接触一边与该面相平行地移动使流出调节孔的开口面积变化，控制从储油室到转矩传达室的流入流出的油量。
Description
技术领域
本发明涉及温度感应型流体式耦合装置的改良，这种温度感应型流体式耦合装置具备根据周围的温度条件而自动地控制主要应用于车辆用内燃机的冷却风扇的动作的功能。
背景技术
这种温度感应型流体式耦合装置，例如在由本申请人以前申请的实开平1-102526号公报中被记载，这种典型的构造中，密封箱通过轴承可相对转动地支承在前端固定了驱动盘(轮子)的转动驱动轴上，密封箱的内部被隔板分为储油室和转矩传达室。外部装了冷却风扇的密封箱是由箱盖和支承轴承的箱体组装而成。这样配置在密封箱的箱盖侧外部的由双金属组成的感温元件受温度变化而弯曲变形，与此相连动且与活塞杆连接的阀门部件开闭设在隔板上的流出调节孔，依靠油从储油室向转矩室流入而传达转矩。
感温元件检测的温度一般是通过散热器后的空气温度。可以进行如下的设定，即，例如在60℃以下的低温时，双金属略为平坦，阀门部件闭锁流出调节孔，耦合装置处于OFF的状态；在60℃以上的高温时，双金属弯曲，阀门部件离开而打开流出调节孔，耦合装置处于ON的状态。
所涉及的现有的例子中，阀门部件由带状的平板部件组成，其自由端沿轴线方向运动开闭设在隔板上的流出调节孔。但是，可知的是，在这种轴线方向上的接触和分开未必是稳定的动作，在流路变窄的瞬间可发生阀门部件吸附的现象，相反地间隙急剧扩大则发生所谓的振荡(Hunting)现象。
由此，如本发明者等在特开平4-54317号(专利第2888931号)所记载的那样，提出了依靠阀门部件的自由端在与装置的轴线方向相平行的壁面上滑动来开闭流出调节孔的阀门部件。但是，在这种构造中，则有由于阀门部件的动作距离变小而流出调节孔的开口面积变小，控制装置的敏感度不高(感温特性不高)的问题。本发明意在改善这点。
发明内容
本发明的目的是提供一种温度感应型流体式耦合装置，在防止由于振荡现象引起的转动失调、可靠地开关流出调节孔的同时，可以加大对温度变化敏感的控制范围。
具体地说，本发明的目的在于提供一种温度感应型流体式耦合装置，用以间歇地驱动内燃机的冷却风扇，具备：
前端固定有驱动盘(2)的转动驱动轴(1)；
密封箱(6)，由可相对转动地支承在所述转动驱动轴(1)上的箱体(5)和配置在平面上并具有轴孔(16)箱盖(4)组成；
隔板(7)，将该密封箱的内部分为转矩传达室(9)和储油室(8)；
阀门部件(13)，开闭设置于该隔板的流出调节孔(12)；
感温元件(20)，由双金属组成，配置在所述密封箱的箱盖侧外部，配置于与所述箱盖所配置的平面相垂直的平面上；
活塞杆(11)，贯穿设置在所述箱盖上的轴孔(16)内，一端接触在该感温元件上，另一端与所述阀门部件连接，其特征在于，
将所述活塞杆(11)按照与所述隔板(7)的表面相平行地运动的方式配置，
所述阀门部件(13)在其根部侧附近与所述活塞杆(11)相接触，并且其摇动侧端部依靠自己的弹簧力而具有势能从而与设置了所述流出调节孔(12)的隔板(7)的表面一边保持接触一边摇动，
与所述感温元件的温度变化引起的弯曲变形相连动，所述活塞杆与所述隔板的表面相平行地移动，由此所述阀门部件的摇动侧端部与所述隔板的表面一边接触一边与该面相平行地移动从而使所述流出调节孔的开口面积变化，控制从储油室到转矩传达室的流入流出油量。
换句话说，本发明的前述目的是通过如下的温度感应型流体式耦合装置而得以实现的，该温度感应型流体式耦合装置具有与现有的温度感应型流体式耦合装置相同的基本构造，活塞杆按照与隔板的表面相平行地运动的方式配置，摇动式阀门部件(板簧)在其根部侧附近与前述活塞杆相接触，并且其摇动侧端部依靠自己的弹簧力而具有势能从而与设置了流出调节孔的隔板的表面保持接触，与感温元件(双金属·热敏体)的温度变化引起的弯曲变形相连动，活塞杆与隔板表面相平行地移动，由此阀门部件的摇动侧端部一边与隔板的表面接触一边与该面相平行地移动，使流出调节孔的开口面积变化，控制从储油室到转矩传达室的流入流出的油量(流量)。
根据该构成，依靠本发明，摇动式的阀门部件不是象现有那样在轴线方向上反复地接触和分开，而是一边沿隔板的表面滑动一边开闭流出调节孔，所以其开闭动作稳定，不会发生由于振荡引起的转动失调。阀门部件以根部侧端部的支点为中心那样摇动，所以可以提高连接的比例，而可以进行对温度变化敏感的控制。
作为一边沿隔板的表面滑动一边开闭流出调节孔的形式，索然使用涡旋状感温元件的例子有例如特公昭55-616号“感温动作流体接头”，但因受到内燃机的振动，涡旋状感温元件的整体振动，其动作不稳定，会有耐久性差的问题。
这样，根据本发明，可以实现这样的温度感应型流体式耦合装置，该温度感应型流体式耦合装置可以在不使由于振荡引起的转动失调发生而可靠地开闭流出调节孔的同时，加大对温度变化敏感的控制范围。
另外，使用带板状(长方形)的感温元件(双金属)时，由于现有的双金属是与箱盖表面相平行地配置，所以受到来自箱盖的热辐射而发热有可能造成敏感度下降的问题。针对该问题，在本发明中由于将双金属与箱盖表面相垂直地配置，则不容易受到来自箱盖的热辐射而得到提高敏感度的效果。
关于温度感应机构可以有各种变形的例子。以下，参照附图的实施例对本发明进行更详细的说明。
附图说明
图1是根据本发明的温度感应型流体式耦合装置的纵截面图。
图2A、图2B、图2C是为了表示阀门部件的动作将局部剖开的正面图和侧面图。
图3是从左侧面看装置的装置的正面图，局部被省略了。
图4是将图3的装置变形的例子的正面图，局部被省略了。
图5A、图5B是表示单侧支承感温元件的变形例子的扩大概略图。
图6A、图6B、图6C、图6D是表示在连接部分设置了返回弹簧的变形例的局部剖开的截面图。
图7是利用了热敏体的例子的正面图，局部被省略了。
图8A、图8B是表示其他实施例的阀门部件的动作的局部剖开正面图。
图9A、图9B是表示其他实施例的阀门部件的动作的局部剖开正面图。
图10是根据另一个实施例的温度感应型流体式耦合装置的纵截面图。
图11A、图11B是表示图10的实施例中的阀门部件的动作的局部剖开正面图。
符号说明：1驱动轴；2驱动盘；3轴承；4箱盖；5箱体；6密封箱；7隔板；8储油室；9转矩传达室；10、30、60、80流体式耦合装置；11活塞杆；12流出调节孔；13、33、53、73、83阀门部件；14、58、84突起；16轴孔；20、62感温元件；26枢纽支点。
具体实施方式
图1将本发明第一实施例的温度感应型流体式耦合装置10的未动作时(OFF时)的情况用截面表示，图2表示温度感应机构的动作，图3表示从正面看装置的外形。
该耦合装置10具备：密封箱6，该密封箱6由通过轴承3可相对转动地支承在前端固定了驱动盘2的转动驱动轴1上的箱盖4和箱体5组成；隔板7，该隔板7将该密封箱的内部分为转矩传达室9和储油室8；摇动式的阀门部件13，该阀门部件13开闭配置在该隔板的外周附近的流出调节孔12；带板状感温元件(双金属)20，设置在前述密封箱6的箱盖侧外部；活塞杆11，该活塞杆11贯穿设置在前述箱盖上的轴孔16，一端接触在该感温元件上，另一端与前述阀门部件13连接。在隔板7的中央附近设置使油在转矩传达室9和储油室8之间流入流出的流通孔15。在密封箱6的前后面侧设置冷却用风扇18。在密封箱6的外部设置冷却用风扇19。
图2A、B所示，活塞杆11按照贯穿设在箱盖4上的轴孔16并延伸、与隔板7的表面相平行地运动的方式而配置。关于阀门部件13，其根部侧端部在连接部24处与活塞杆11可动式(插销式)地连接，并且其摇动侧端部依靠自己的弹簧力而具有势能与流出调节孔12的面保持接触，另外阀门部件13的中间部分通过枢轴支点26被支承在设在隔板7上的突起14上而可以与隔板7的表面相平行地转动。即，在突起14上铆钉的头部26作为摇动阀门部件13的枢轴支点而起作用。
这样，与前述感温元件20的温度变化引起的弯曲变形相连动，活塞杆11与隔板7的表面相平行地运动，由此前述阀门部件13的摇动侧端部与隔板7的表面一边接触一边与该面相平行地移动(滑动)从而使前述流出调节孔12的开口面积变化，控制这时受到离心力而从储油室8到转矩传达室9的流入流出的油量。
最终地，通过这种油的粘性阻抗，从驱动盘2向密封箱6侧传达转矩，使被设置在流体式耦合装置10的外周的风扇19转动。
图2A～C表示温度感应机构的动作，图2A是阀门部件13关闭流出调节孔12而耦合装置处于OFF的状态，图2B是阀门部件13打开流出调节孔12而耦合装置处于ON的状态，图2C是从侧面看图2A状态的图。在这些图中，由双金属组成的感温元件20的两端被固定于箱盖4上的托架17可动地保持。活塞杆11被铆钉固定在感温元件20的中央，活塞杆11贯穿箱盖4的轴孔16向装置10的内部延伸，在活塞杆11的内侧端部设置与阀门部件13连接的连接部24。阀门部件13的根部侧端部在连接部24处与活塞杆11可动式地连接，并且其摇动侧端部依靠自己的弹簧力而具有势能，从而与流出调节孔12的面保持接触，另外阀门部件13的中间部分被铆钉26固定在设在隔板7的突起14上，将阀门部件13支承成可以一边在隔板7的表面滑动一边平行地转动。
在图2A中，由于感温元件20感测的外部气温、即通过散热器后的空气温度为例如60℃以下的低温，所以感温元件20成为略微平坦状，阀门部件13关闭流出调节孔12，耦合装置为OFF的状态。图2B中，外部气温为60℃以上的高温，所以感温元件20弯曲，阀门部件13以枢轴支点26为中心向箭头R方向转动，阀门部件13移动打开流出调节孔12，耦合装置为ON的状态。
图3是从左侧面看图1表示的温度感应型流体式耦合装置10的正面图，部分被省略。如从正面看，多个冷却用的风扇18被放射状地布置于箱盖4的外部。活塞杆11配置成可以沿箱盖4的中央附近向左右运动。
图4是根据将图1～3的装置变形后的实施例而得的温度感应型流体式耦合装置30的正面图，部分被省略。在该例子中，将阀门部件33的中央部分延长，将被连接到感温元件20上的活塞杆11和阀门部件33加以连接的连接部24的位置从箱盖4的中心偏移一定的距离S，使阀门部件33沿R方向转动，提高为开关流出调节孔12的连接比。由此，在提高流体式耦合装置的敏感度的同时，提高偏心量，提高双金属与空气的相对速度，可以得到快速的应答特性。
图5A、B表示将在上述的实施例中在两端被支持的感温元件改为只在一侧支持的变形实施例。在该例子中，感温元件40被固定于箱盖4上的托架42单侧地支承。图5A是感温元件40平坦而阀门部件13关闭火箭形的流出调节孔46，装置为OFF的状态。图5B中，感温元件40热变形而使活塞杆41沿轴线方向移动，通过连接部44，阀门部件13以枢轴支点26为中心向R方向转动，使火箭形的流出调节孔46打开，装置成为ON的状态。
图6A～D表示在感温元件和阀门部件的连接部分上设置返回弹簧来抑制阀门部件的自由振动的变形实施例。图6A是将局部剖为截面的正面图，图6B是沿图6A的B-B线的纵截面图，图6C是沿图6A的C-C线的横截面图，图6D是沿图6C的D-D线的局部截面图。
在该例子中，具有如下的特征点：在板簧式的阀门部件53的根部一侧安装摇动臂54，设置了摇动臂54被活塞杆11推而后退时从后方支承的返同弹簧(返回弹簧)55。而且，在该实施例中，将阀门部件53支承在设在箱盖4上的突起58上，可以与隔板7的表面相平行地转动。
以前由于没有设置中央的返回弹簧，阀门部件53受到振动而前后跳动，在开闭流出调节孔56时会有发生振荡现象(转动失调)的可能，由于在该例子中用返回弹簧55的力可以稳定阀门部件53，所以可以解决这样的问题。
图7是根据利用热敏体(热敏蜡)62代替双金属作为感温元件的实施例而得的温度感应型流体式耦合装置60的正面图，部分被省略了。在该例子里，与图4的例相同，将被连接到感温元件62上的活塞杆11和阀门部件33加以连接的连接部24的位置从箱盖4的中心偏移一定的距离S，使阀门部件33沿R方向转动，提高用于开关流出调节孔12的连接比。由此，提高流体式耦合装置的敏感度。另外，通过利用紧凑的热敏体，具有如下好处：其安装位置的自由度提高，板簧可以得到的大行程，可进一步提高流体式耦合装置的敏感度的好处。
图8A、B表示根据本发明另一个实施例而得的温度感应机构的动作，图8A是摇动式阀门部件73关闭流出调节孔12而耦合装置处于OFF的状态，图8B是阀门部件73打开流出调节孔12而耦合装置处于ON的状态，在这些图中，由双金属组成的感温元件20的两端被固定于箱盖4上的托架17可动地支承。活塞杆11的一端与感温元件20的中央接触，活塞杆11的另一端贯穿设置于箱盖4的轴孔16并向装置10的内部延伸，与被固定于阀门部件73的根部侧附近的垂直板70接触。即，在活塞杆11与阀门部件73之间设置撞接部74。
用被连接到阀门部件73上的返回弹簧72和被固定于隔板7上的挡块71，保持图8A的OFF状态，阀门部件73在其根部侧附近通过垂直板70依靠弹簧力与活塞杆11撞接，阀门部件73的摇动侧端部依靠自己的弹簧力而具有势能与流出调节孔12的面保持接触。另外阀门部件73的根部侧端部，通过枢轴支点26支承在设在隔板7的突起14上而可以与隔板的表面平行地转动。
如通过散热器后的空气温度为例如60℃以上的高温，如图8B所示感温元件20弯曲，活塞杆11向左移动，阀门部件73以枢轴支点26为中心向箭头R方向转动，阀门部件73的摇动侧端部移动而打开流出调节孔12，耦合装置为ON的状态。
在该例子中，由于收纳感温元件20和阀门部件73的整体的空间较少即可，所以有可紧凑地设计温度感应机构的优点。另外，如将从枢轴支点26到活塞杆11的轴线中心的距离P缩小，可以加大使阀门部件73摇动的连接比，所以有可以提高流体式耦合装置的敏感度的优点。
图9A、B表示将图8A、B变形了的实施例的温度感应机构的动作，图9A是摇动式阀门部件73关闭流出调节孔12而耦合装置处于OFF的状态，图9B是阀门部件73打开流出调节孔12而耦合装置处于ON的状态。在图8的例子中，感温元件20与阀门部件73基本呈直角地配置；而在图9的例子中，感温元件20与阀门部件73基本呈平行地配置，垂直板70、撞接部74、返回弹簧72、挡块71的动作与图8相同。在该例子中，具有收纳感温元件20和阀门部件73整体的空间较少即可的优点。
图10是将本发明另一个实施例的温度感应型流体式耦合装置80不动作时(OFF)的情况用截面表示，图11表示温度感应机构的动作。该耦合装置80的基本构造与图1的例子相同，只是温度感应机构的部分不同。
作为温度感应机构与图1的例子相同，依靠感温元件20的变形，活塞杆11配置成与隔板7的表面相平行地运动。
阀门部件83被作成将长方形的带板从中央附近扭90度的形状，其根部侧端部被固定在设在隔板7的突起84上，在其根部侧附近依靠弹簧力与活塞杆11撞接。阀门部件83的摇动侧端部依靠自己的弹簧力而具有势能与设有流出调节孔12的隔板7的表面一边保持接触，一边摇动。
图11A、B表示图10中的温度感应机构的动作，图11A是摇动式阀门部件83关闭流出调节孔12而耦合装置处于OFF的状态，图11B是阀门部件83打开流出调节孔12而耦合装置处于ON的状态。在这些图中，由双金属组成的感温元件20的两端可动地支承在固定于箱盖4上的托架17上。活塞杆11的一端与感温元件20的中央接触，活塞杆11的另一端贯穿设在箱盖4的轴孔16向装置10的内部延伸，直接与阀门部件83的根部侧附近接触。
如通过散热器后的空气温度为例如60℃以上的高温，如图11B所示感温元件20弯曲，活塞杆11向上移动，阀门部件83依靠自己的弹簧力向上弯曲，由此阀门部件83的摇动侧端部移动而打开流出调节孔12，耦合装置为ON的状态。
在该例子中，由于活塞杆11直接与阀门部件83接触，所以具有连接机构可显著地简化而可以极其紧凑地设计温度感应机构的优点。另外，如将从阀门部件83的根部到活塞杆11的轴线中心的距离P缩小，可以加大使阀门部件83摇动的连接比，所以有可以提高流体式耦合装置的敏感度的优点。
如以上的详细说明，通过本发明的温度感应型流体式耦合装置，由于阀门部件不需象现有那样在装置的轴线方向上接触和分开，而是沿隔板的表面一边滑动一边开闭流出调节孔，所以其开闭动作稳定，而不会引起振荡。另外，阀门部件以根部侧端部的支点为中心而摇动，所以可以提高连接比，可以实现对温度变化敏感的控制。该技术效果显著。
Claims (4)
1.一种温度感应型流体式耦合装置，用以间歇地驱动内燃机的冷却风扇，具备：
前端固定有驱动盘(2)的转动驱动轴(1)；
密封箱(6)，由可相对转动地支承在所述转动驱动轴(1)上的箱体(5)和配置在平面上并具有轴孔(16)箱盖(4)组成；
隔板(7)，将该密封箱的内部分为转矩传达室(9)和储油室(8)；
阀门部件(13)，开闭设置于该隔板的流出调节孔(12)；
感温元件(20)，由双金属组成，配置在所述密封箱的箱盖侧外部，配置于与所述箱盖所配置的平面相垂直的平面上；
活塞杆(11)，贯穿设置在所述箱盖上的轴孔(16)内，一端接触在该感温元件上，另一端与所述阀门部件连接，其特征在于，
将所述活塞杆(11)按照与所述隔板(7)的表面相平行地运动的方式配置，
所述阀门部件(13)在其根部侧附近与所述活塞杆(11)相接触，并且其摇动侧端部依靠自己的弹簧力而具有势能从而与设置了所述流出调节孔(12)的隔板(7)的表面一边保持接触一边摇动，
与所述感温元件的温度变化引起的弯曲变形相连动，所述活塞杆与所述隔板的表面相平行地移动，由此所述阀门部件的摇动侧端部与所述隔板的表面一边接触一边与该面相平行地移动从而使所述流出调节孔的开口面积变化，控制从储油室到转矩传达室的流入流出油量。
2.根据权利要求1所述的流体式耦合装置，其特征在于，所述的阀门部件(13、33)是其根部侧端部与所述活塞杆可动地连接，而且所述阀门部件的中间部分支承在设置于所述隔板的突起(14)上。
3.根据权利要求1所述的流体式耦合装置，其特征在于，所述的阀门部件(53、73)在其根部侧附近依靠弹簧力与所述活塞杆(11)撞接，而且所述阀门部件的根部侧端部支承在设置于所述隔板或所述箱盖的突起(14、58)上。
4.根据权利要求1所述的流体式耦合装置，其特征在于，所述阀门部件(83)被作成将长方形的带板从中央附近扭曲90度的形状，在其根部侧附近依靠弹簧力与所述活塞杆(11)撞接，而且所述阀门部件的根部侧端部固定在设置于所述隔板的突起(84)上。
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