JP2009523217A - 改良された磁束回路を有する粘性クラッチ - Google Patents
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Abstract
Description
クラッチは様々な設定において用いられる。例えば、ファンクラッチは自動車に用いられ、ファンを選択的に係合させエンジンの冷却を助長するのに用いられる。粘性ファンクラッチは一般的に中型から大型トラックに用いられる。一般的にこれらの粘性ファンクラッチは、せん断流体を作業チャンバーに導入し、例えば駆動力の入力部材に接続されたロータおよびファンに接続されたハウジングなどの2つの構成要素を、せん断流体を介して回転力を伝達することによって摩擦的に係合させることで作動する。このような粘性クラッチは、せん断流体が作業チャンバーに存在する時にファンの回転を伝達することが可能であり、また、せん断流体が作業チャンバーから取除かれるとファンの回転の伝達を停止することが可能である。
(発明の概要)
粘性クラッチアセンブリは、回転力入力構造と、回転力入力構造に取付けられたロータと、ロータを囲み、回転力入力構造に回転可能に支持された、選択的に回転可能な部材と、ロータの駆動面に対して配置された電磁コイルと、ロータに支持されたバルブアセンブリと、 電磁コイルによって発生された磁束を用いてバルブアセンブリを制御するための磁束回路とを備える。バルブアセンブリは、せん断流体の流れを調節するためのカバープレートを備える。回転力入力構造は磁束を伝達可能な材料を備える。磁束回路は、わずか4つの空隙を備えるよう構成されている。
(詳細な説明)
概して、本発明の電磁的に作動される粘性クラッチは、入力要素と出力要素とを選択的に係合させること、例えば、モータからの回転力の入力に応じてファンを選択的に駆動させること、を可能にする。該クラッチは、流体リザーバとバルブアセンブリとを備え、これらは両方ともクラッチのロータに支持され、ロータと共に回転する。該バルブアセンブリはリザーバからの流体の流れを調節し、クラッチの係合を制御する。また、該バルブアセンブリは、ロータの後面あるいは駆動面に対して配置された電磁コイルによって発生される磁束を伝達する磁束回路を介して制御される。該バルブアセンブリは、アーマーチャを備え、該アーマーチャのフィンガー部が一連の開口部を貫いてロータの前面および後面の間を延出するよう、ロータに支持されている。磁束伝達インサートも備えられ、クラッチのハウジングの後部あるいは基部を通って延出している。また、磁束伝達磁極プレートは軸の前端において接続されている。該磁束回路は、コイルからハウジング内のインサートへ、該インサートからバルブアセンブリのアーマーチャへ、該アーマーチャから磁極プレートへ、該磁極プレートから軸へ、そして該軸からコイルへと磁束を流す。該回路はわずか4つの空隙を必要とし、その空隙のうち少なくとも3つは実質的に半径方向に配置することが可能である。
図1は電磁的に作動される粘性クラッチ100の背面図であり、該クラッチ100の後面つまり駆動面を示している。図2Aは、図1の2−2線に沿って切欠かれたクラッチ100の断面図である。図2Bは、図2Aに示された断面図の一部の拡大図である。図1〜2Bに示すように、クラッチ100は二部構成のハウジング102と、ロータ104と、バルブアセンブリ106と、電磁コイルアセンブリ108と、軸110と、リザーバ112とを備える。作業チャンバー114はハウジング102とロータ104との間のせん断流体(例えば、従来のシリコンオイルせん断流体)が流動可能な位置に形成されている。図の簡略化のため、せん断流体は図示されていない。
Claims (25)
- 粘性クラッチアセンブリであって、
磁束を伝達可能な材料を備える回転力入力構造と、
該回転力入力構造に取付けられたロータと、
該ロータを囲み、該回転力入力構造に回転可能に支持された、選択的に回転可能な部材と、
該ロータの駆動面に対して配置された電磁コイルと、
せん断流体の流れを調節するためのカバープレートを備えるバルブアセンブリであって、前記ロータに支持されたバルブアセンブリと、
前記電磁コイルによって発生された磁束を用いて前記バルブアセンブリを制御するための磁束回路であって、わずか4つの空隙を備えるよう構成され、該磁束回路の一部が前記ロータの駆動面とそれと反対の前面との間に延在する、磁束回路と
を備えたことを特徴とする粘性クラッチアセンブリ。 - 前記バルブアセンブリは、アーマーチャであって、該アーマーチャの少なくとも一部は、前記ロータの前記駆動面および前記ロータの前面の間に延出するよう配置されたアーマーチャを備えたことを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
- 前記バルブアセンブリは、基部と、該基部から延出する1つあるいはそれ以上のフィンガー部とを有するアーマーチャを更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
- 前記アーマーチャは更に、前記基部から延出するカウンターウェイトであって、前記カバープレートのほぼ反対側に配置されたカウンターウェイトを備えたことを特徴とする請求項3に記載のアセンブリ。
- 前記アセンブリは、前記せん断流体を保持するためのリザーバを備え、前記カバープレートは前記ロータおよび前記リザーバの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
- 前記リザーバは、前記ロータの前面に取付けられていることを特徴とする請求項5に記載のアセンブリ。
- 前記リザーバは、前記ロータと共に回転するように構成されたことを特徴とする請求項5に記載のアセンブリ。
- 前記アセンブリは、
前記回転力入力構造に接する前記選択的に回転可能な部材を回転可能に支持する軸受装置と、
前記選択的に回転可能な部材に取付けられた回転力出力部材であって、前記回転力入力構造の回転軸に対して前記軸受装置と軸方向にほぼ並んで配置されている回転力出力部材と
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。 - 前記カバープレートはバネ付勢されており、前記バルブアセンブリの制御は、前記カバープレートの前記バネ付勢に対して作用する前記磁束によってなされることを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
- 前記カバープレートはデフォルトで開位置へとバネ付勢されており、前記開位置は、せん断流体の流れを可能にすることを特徴とする請求項9に記載のアセンブリ。
- 粘性クラッチアセンブリであって、
磁束伝達材料を備える軸であって、回転の軸を画定する軸と、
該軸に取付けられたロータと、
該ロータを囲み、該ロータおよび該ハウジングの間に画定された作業チャンバーを画定するハウジングと、
前記ロータに取付けられ、リザーバ開口部を有するリザーバと、
前記ハウジングの外面に対して配置された電磁コイルであって、磁束を発生可能な電磁コイルと、
バルブアセンブリであって、アーマーチャと、該アーマーチャに取付けられた取付プレートと、該アーマーチャに該取付プレートとは反対側に取付けられたカバープレートであって、実質的に前記リザーバおよび前記ロータの間に配置され、前記リザーバ開口部を選択的に覆うよう配置されたカバープレートとを備えるバルブアセンブリと、
前記電磁コイルから前記アーマーチャへと磁束を流すために前記ハウジング内に配置された磁束伝達インサートと、
前記アーマーチャおよび前記軸の間に磁束を流すために前記軸に取付けられた磁束伝達磁極プレートとを備え、磁束は前記軸から前記電磁コイルへと流され、磁束回路を完結可能であり、前記磁束回路の一部は前記ロータの前面及び後面との間に延在していること
を特徴とするアセンブリ。 - 前記アーマーチャに近接する前記磁極プレートの表面は少なくとも非平面であることを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。
- 前記磁極プレートに近接する前記アーマーチャの表面は少なくとも非平面であることを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。
- 前記アーマーチャは、基部と、該基部から延出する1つあるいはそれ以上のフィンガー部とを備えることを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。
- 前記アーマーチャの前記基部は形状が環状であることを特徴とする請求項14に記載のアセンブリ。
- 前記アセンブリは、前記アーマーチャの前記基部から前記カバープレートとはほぼ反対側に延出するカウンターウェイトを備えたことを特徴とする請求項14に記載のアセンブリ。
- 前記アセンブリは、
前記軸に接する前記ハウジングを回転可能に支持する軸受装置と、
前記ハウジングに取付けられたファンブレードアセンブリであって、前記軸受装置との間の力の伝達を安定させるために、前記軸受装置とほぼ軸方向に並んで配置されたファンブレードアセンブリと
を備えたことを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。 - 前記バルブアセンブリの前記取付プレートは、前記カバープレートを付勢するためのバネとして機能し、前記磁束による前記バルブアセンブリの制御は、前記取付プレートによって付与されるバネ付勢に逆らって作用することを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。
- 前記電磁コイルは前記ハウジングの後方に配置されていることを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。
- 前記磁束伝達インサートおよび前記電磁コイルは、半径方向の空隙によって離間されていることを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。
- 前記アーマーチャおよび前記磁束伝達インサートは、実質的に半径方向の空隙によって離間されていることを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。
- 前記アーマーチャおよび前記磁束伝達磁極プレートは、実質的に軸方向の空隙によって離間されていることを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。
- 前記粘性クラッチアセンブリは、磁束が前記軸から半径方向の空隙を通って前記電磁コイルまで伝達可能であることを特徴とする請求項11に記載のアセンブリ。
- ロータと、該ロータを囲むハウジングとを有する粘性クラッチのための磁束回路アセンブリであって、該磁束回路アセンブリは、
電磁コイルと、
前記ハウジング内に前記電磁コイルと近接して配置され、半径方向の空隙である第1空隙によって前記電磁コイルから離間された磁束伝達インサートと、
前記インサートに近接して前記電磁コイルとは反対側に配置され、ほぼ半径方向の空隙である第2空隙によって前記インサートから離間されたアーマーチャであって、前記ロータの前面および後面の間に延出するアーマーチャと、
前記アーマーチャに近接して、前記ハウジングの内の前記インサートとは反対側に配置された磁気伝導性磁極プレートであって、前記アーマーチャが該磁極プレートに接触し、磁気プレートとの間の実質的に軸方向の空隙である第3空隙を閉鎖可能である磁気プレートと、
磁気伝導性軸であって、前記磁極プレートが該軸に取付けられており、半径方向の空隙である第4空隙が前記電磁コイルに近接して前記軸の一部および前記電磁コイルの間に配置された軸と
を備えたことを特徴とするアセンブリ。 - 前記磁束回路アセンブリは、4つより多くの空隙は必要としないことを特徴とする請求項24に記載のアセンブリ。
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