JP2005172170A - 流体式ファン・カップリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受の角触れ時に駆動ディスクとの接触により密封器匣に発生する内面疵を防止し、ファン・カップリング装置の耐久寿命を向上させる。
【解決手段】 駆動側と被駆動側とのなすトルク伝達間隙部での油の有効接触面積を増減させて駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を制御せしめるファン・カップリング装置において、前記駆動側をなす回転軸体の先端部に固着される駆動ディスクに、被駆動側をなす密封器匣のケースとの接触により軸方向に変形可能な可撓性を付与する。
【選択図】 図１

Description

本発明は一般に自動車等における機関冷却用のファン回転を外部周囲の温度変化あるいは回転変化に追従して制御せしめ、絶えず走行状態に応じた冷却風量を自動調整して機関に供給する流体式ファン・カップリング装置に関する。

従来、この種のファン・カップリング装置として、図８に示す流体式ファン・カップリング装置（サーモモジュレート・タイプ）が知られている。このファン・カップリング装置は、後端部に相手基体への取付フランジ壁１′を有する回転軸体１の先端部に駆動ディスク７が固着されて駆動側となし、回転軸体１上に軸受（ボールベアリング）１５を介してカップリング装置のなすケース２とケース３とからなる被駆動側としての密封器匣を支承している。この密封器匣の内部は仕切板５により油溜り室６と前記駆動ディスク７を内装するトルク伝達室４とに区画されており、かつ仕切板５には油溜り室６よりトルク伝達室４への油の供給調整孔５′が設けてある。そして前記駆動ディスク７はトルク伝達室４内にあって密封器匣のなす対向壁面とにトルク伝達のための微小間隙を保持してある。

８は供給調整孔５′を開閉する弁部材であって、仕切板５の一端に鋲着し、他端を当該仕切板の供給調整孔部に位置して設けてあり、前記ケース３の前面の支持金具１１にその両端部を係支した板状バイメタルからなる感温体１０による外部周囲の温度変化に感応して、該温度が設定値を超えると前記調整孔５′を解放し、設定値以下では閉鎖連動するように連桿９を介して内部に備えてある。そしてトルク伝達室４部での油の有効接触面積を増減せしめて駆動側の回転軸体１から被駆動側の密封器匣への回転トルク伝達を制御する仕組みとなっている。

１２はダムであり、回転作動時の遠心力による油の集溜する駆動ディスク７の外周面側と対向する密封器匣の内周側壁部の一部に設け、かつ回転方向の当該タムの手前に近傍して形成した排出口に連なるトルク伝達室４側より油溜り室６側への排出循環路１３によってポンピング機能をなすものである。

Ｆは金属製もしくは樹脂製のファン部材であって、被駆動側の密封器匣をなす前記ケース２の外周部から外方へ一体に延長した延長部２′に取着されている。１４は冷却ファンである。

しかるに、上記のような構造の従来の流体式ファン・カップリング装置において、当該装置の運転中、特に高速・高負荷時にケース２とケース３とからなる被駆動側としての密封器匣を支承している軸受（ボールベアリング）１５の偏摩耗による角振れが増大した場合には、図９に示すように回転軸体１の先端部に固着されている駆動ディスク７の端面が密封器匣を構成するケース２とケース３の内面に接触し、この接触面圧に起因してケース２とケース３の内面に摩耗による“かじり”と称する疵が発生する。このような現象が発生すると、接触による異常発熱や摩耗粉が内部封入シリコン・オイルの耐久寿命を低下させ、それが著しい場合には車両のオーバーヒート等を惹起するおそれがあった。

この発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたもので、駆動ディスクの形状、材質等を改良することによって、軸受の角振れ時における当該ディスクトとケースとの接触面圧を低下させ得る流体式ファン・カップリング装置を提供しようとするものである。

本発明は、駆動側と被駆動側とのなすトルク伝達間隙部での油の有効接触面積を増減させて駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を制御せしめるファン・カップリング装置において、前記駆動側をなす回転軸体の先端部に固着される駆動ディスクに、被駆動側をなす密封器匣のケースとの接触により軸方向に変形可能な可撓性を付与したことを特徴とし、また駆動ディスクに前記可撓性を付与する手段として、当該ディスクの一部に薄肉部を設けたり、当該ディスクの一部に孔を複数個穿設したり、当該ディスクの一部を薄肉にして波形状に形成したり、当該ディスクの回転軸体側を波形状に形成したり、当該ディスクを外周端側と回転軸体側との分割構造とするとともに、外周端側を表面平坦な板状部材、回転軸体側を波板部材で構成し、両部材を締結して一体構造とするとともに、前記波板部材を介して回転軸体に固着して構成したり、当該ディスクを金属製に替えて可撓性を有する合成樹脂製としたりするものである。

本発明はこのように駆動側をなす回転軸体の先端部に固着される駆動ディスクに可撓性を付与したことにより、高速・高負荷時に密封器匣を支承している軸受（ボールベアリング）の偏摩耗による角振れが増大した場合に該駆動ディスクの端面が密封器匣を構成するケースの内面に接触するも、当該ディスクが軸方向に変形することによりその時の接触面圧が低下し、“かじり”と称する疵を防止できる。したがって、本発明によれば、駆動ディスクと密封器匣の接触による異常発熱や摩耗粉が内部封入シリコン・オイルの耐久寿命を低下させことがなくなり、ファン・カップリング装置の耐久寿命を著しく向上させることができるとともに、駆動ディスクと密封器匣の接触音の軽減、装置の軽量化などもはかられる。

図１〜図６は本発明に係る流体式ファン・カップリング装置における駆動ディスクを例示したもので、図１は本発明の請求項２に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図、図２は本発明の請求項３に対応する駆動ディスクの一例を示す正面図、図３は本発明の請求項４に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図、図４は本発明の請求項５に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図、図５は本発明の請求項６に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図、図６は本発明の請求項７に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図、図７は被駆動側としての密封器匣を支承している軸受（ボールベアリング）の偏摩耗による角振れが増大した場合の駆動ディスクの変形例を示す縦断側面図であり、７ａ〜７ｆは駆動ディスクである。

すなわち、図１に示す駆動ディスク７ａは当該ディスクの一部に薄肉部７ａ−１を設けることによって当該ディスクに可撓性を付与する方式を示したもので、薄肉部７ａ−１を設けることによってディスク自体の剛性を低下させて軸方向に変形可能な可撓性を付与したものである。このディスクは主に金属製（鉄またはアルミ等の溶製材）である。

次に、図２に示す駆動ディスク７ｂは当該ディスクの一部に孔７ｂ−１を複数個穿設することによって当該ディスクに可撓性を付与する方式を示したもので、複数個の孔７ｂ−１を設けることによってディスク自体の剛性を低下させて軸方向に変形可能な可撓性を付与したものである。

また、図３に示す駆動ディスク７ｃは当該ディスクの一部を薄肉にするとともに当該部分を波形状に形成して蛇腹部７ｃ−１を設けることによって当該ディスクに可撓性を付与する方式を示したもので、当該ディスクの半径方向の中間部に薄肉の蛇腹部７ｃ−１を設けることによって当該蛇腹部の弾性作用によりディスク自体に軸方向に変形可能な可撓性を付与したものである。

図４に示す駆動ディスク７ｄは当該ディスクの付け根部（回転軸体側）を薄肉にして波形状に形成して蛇腹部７ｄ−１を設けることによって当該ディスクに可撓性を付与する方式を示したもので、蛇腹部７ｄ−１の弾性作用によりディスク自体に軸方向に変形可能な可撓性を付与したものである。

図５に示す駆動ディスク７ｅは当該ディスクを外周端側のドーナツ形ディスク板７ｅ−１と、回転軸体側のドーナツ形波板７ｅ−２とで構成したもので、ドーナツ形ディスク板７ｅ−１とドーナツ形波板７ｅ−２はビス７ｅ−３にて締結して一体構造とするとともに、回転軸体１に外嵌固着した取付けリング７ｅ−４にドーナツ形波板７ｅ−２の他端をビス７ｅ−５にて締結した構造となしたもので、ドーナツ形波板７ｅ−２の弾性作用によりディスク自体に軸方向に変形可能な可撓性を付与したものである。

図６に示す駆動ディスク７ｆは当該ディスクを可撓性を有する合成樹脂製としたもので、合成樹脂の場合は金属と比べ変形が大きいので有利である。なお、合成樹脂の種類としては、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等が挙げられる。

上記構造の駆動ディスクを有する流体式ファン・カップリング装置において、例えば図１に示す駆動ディスク７ａを例にとり説明すると、当該ファン・カップリング装置の運転中、特に高速・高負荷時にケース２とケース３とからなる被駆動側としての密封器匣を支承している軸受（ボールベアリング）１５の偏摩耗による角振れが増大した場合、駆動ディスク７ａは薄肉部７ａ−１を設けることによってディスク自体の剛性を低下させて軸方向に変形可能な可撓性を付与した構造となっているので、図７に示すように回転軸体１の先端部に固着されている駆動ディスク７の端面が密封器匣を構成するケース２とケース３の内面に接触するも容易に変形することによって接触面積が広くなり接触面圧が低下するので、ケース２とケース３の内面に摩耗による“かじり”と称する疵が発生することはない。したがって、駆動ディスク７ａ〜７ｆとケース２、ケース３との接触による異常発熱や摩耗粉の発生はほとんどなくなる。このような作用効果は、図２〜図６に示す駆動ディスク７ｂ〜７ｆを有するファン・カップリング装置においても同様に得られる。

この発明は、高速・高負荷時に密封器匣を支承している軸受（ボールベアリング）の偏摩耗による角振れが増大した場合においても駆動ディスクが軸方向に変形することによりその時の接触面圧が低下し、“かじり”と称する疵を防止できるので、この種のすべてのファン・カップリング装置の耐久寿命を著しく向上させることができるとともに、駆動ディスクと密封器匣の接触音の軽減、装置の軽量化などもはかられる。

本発明の請求項２に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図である。 本発明の請求項３に対応する駆動ディスクの一例を示す正面図である。 本発明の請求項４に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図である。 本発明の請求項５に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図である。 本発明の請求項６に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図である。 本発明の請求項７に対応する駆動ディスクの一例を示す縦断側面図である。 被駆動側としての密封器匣を支承している軸受（ボールベアリング）の偏摩耗による角振れが増大した場合の駆動ディスクの変形例を示す縦断側面図である。 本発明の対象とする従来の流体式ファン・カップリング装置の一例を示す縦断側面図である。

符号の説明

１ 回転軸体
２、３ ケース
４ トルク伝達室
５ 仕切板
６ 油溜り室
７、７ａ〜７ｆ 駆動ディスク
８ 弁部材
９ 連桿
１０ 感温体
１１ 支持金具
１２ ダム
１３ 排出循環路
１４ 冷却ファン
１５ 軸受

Claims (7)

1. 駆動側と被駆動側とのなすトルク伝達間隙部での油の有効接触面積を増減させて駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を制御せしめるファン・カップリング装置において、前記駆動側をなす回転軸体の先端部に固着される駆動ディスクに、被駆動側をなす密封器匣のケースとの接触により軸方向に変形可能な可撓性を付与したことを特徴とする流体式ファン・カップリング装置。
2. 駆動ディスクに可撓性を付与する手段として、当該ディスクの一部に薄肉部を設けたことを特徴とする請求項１記載の流体式ファン・カップリング装置。
3. 駆動ディスクに可撓性を付与する手段として、当該ディスクの一部に孔を複数個穿設することを特徴とする請求項１記載の流体式ファン・カップリング装置。
4. 駆動ディスクに可撓性を付与する手段として、当該ディスクの一部を薄肉にして波形状に形成したことを特徴とする請求項１記載の流体式ファン・カップリング装置。
5. 駆動ディスクに可撓性を付与する手段として、当該ディスクの回転軸体側を波形状に形成したことを特徴とする請求項１記載の流体式ファン・カップリング装置。
6. 駆動ディスクに可撓性を付与する手段として、当該ディスクを外周端側と回転軸体側との分割構造とするとともに、外周端側を表面平坦な板状部材、回転軸体側を波板部材で構成し、両部材を締結して一体構造とするとともに、前記波板部材を介して回転軸体に固着することを特徴とする請求項１記載の流体式ファン・カップリング装置。
7. 駆動ディスクに可撓性を付与する手段として、当該ディスクを可撓性を有する合成樹脂製とすることを特徴とする請求項１記載の流体式ファン・カップリング装置。
   

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