JP2511738B2 - 温度感応型流体式ファンカップリング装置 - Google Patents

温度感応型流体式ファンカップリング装置

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JP2511738B2
JP2511738B2 JP3083491A JP8349191A JP2511738B2 JP 2511738 B2 JP2511738 B2 JP 2511738B2 JP 3083491 A JP3083491 A JP 3083491A JP 8349191 A JP8349191 A JP 8349191A JP 2511738 B2 JP2511738 B2 JP 2511738B2
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temperature
rotation
oil
fan
valve member
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裕一 小野
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D35/00Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion
    • F16D35/02Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part
    • F16D35/021Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part actuated by valves
    • F16D35/023Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part actuated by valves the valve being actuated by a bimetallic coil

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に自動車機関の冷
却用ファンに関し、特にファン部材を取付けて回転の制
御可能な温度感応型流体式ファンカップリング装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】この種、温度感応型流体式ファンカップ
リング装置については、従来本出願人により実願昭55
−182957号明細書(実開昭57−107819号
公報)及び特公昭59−7846号公報に示すよう種々
提案されている。その従来のこの種装置を図1を参照に
して説明する。即ち、先端に駆動ディスク7を固着した
回転軸体1上に軸受Bを介して支承され且つ外周に冷却
ファンを取付けたカバー3とケース2からなる密封器匣
の内部の油の流出調整孔5′を有する仕切板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とに区劃し、更に回転時の油の集溜する駆動ディスク
周壁部と密封器匣側の対向壁面の一部にダム12と、こ
れに連ってトルク伝達室4側より油溜り室6側に通ずる
循環路13′を形成するとともに、外部周囲の温度変化
により前記仕切板5の流出調整孔5′を開閉する弁部材
8を前記カバー3の前面に設けた渦巻型の感温体10の
温度変化に伴う円周方向の作動に連動するよう内部に備
え、駆動ディスク7と前記ケース2との対向壁面に設け
られたトルク伝達のための間隙において油の有効接触面
積を増減させて回転軸体1の側から被駆動側の密封器匣
側へのトルク伝達を制御するようにしたものである。な
お、1′はフランジ、9は連桿、13は流入口、15は
流出口、16は隔壁、17,17′は冷却フィン、1
8,18′はファン固定用のボルト孔である。また、1
9は重錘体で、前記弁部材8の自由端に接触させて間接
的に揺動自在となすレバーの一端に付設するか、もしく
は弁部材8の自由端附近に突設した変位方向の腕部材を
介して付設するかしたもので、従来装置には付設されな
い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の装置は、
ラヂエーターを通過した外部周囲の空気温度が一定の温
度(車種によって異なるが約50℃乃至80℃)に達す
ると、感温体10としてのバイメタルが円周方向に弯曲
を始め、同時に油溜り室6内に設けた弁部材8をピスト
ン9を介して一体的に回動することにより、仕切板5上
の流入調整孔5′を開き油をトルク伝達室4側に流入せ
しめてファンの回転を増大するように働くものである。
その温度と弁開度との特性曲線はファンの回転に関係な
く図3のQ曲線に示すようにほぼ直線的に変化する。
また、そのファンドライブ特性は図4のQ曲線に示す
ように、温度上昇につれてファン回転の上昇する区間
(a〜b)と温度変化なしにファン回転が上昇する区間
(b〜d)と温度が下がってもOFFとならない区間
(d〜f)、温度変化がなくとも回転が低下する区間
(f〜h)、温度低下とともに回転が低下する区間(h
〜a)がある。その理由を図5により説明する。
【0004】図5はファン回転数とオイル供給量及び回
収量の関係を示すファンカップリング装置の感温特性を
示す図である。図において点線で示す曲線がそれぞれ一
定温度(一定開度)毎の従来型のオイル供給能力曲線
で、またXY直線がオイル回収量を示す特性曲線であ
る。そこで、図4における区間a〜b上の各点の回転、
温度を図5上にプロットすると曲線ABとなる。
【0005】特性図において、 (1).A点(又はa点)
はバルブ全閉状態のOFF回転の状態で、溜り室に存在
するオイルに加わる遠心力の圧力とダム付近に存在する
オイルに加わる剪断力によって生ずる圧力がバランス
し、オイルが溜り室方向にも伝達室方向にも流れない状
態である。
【0006】(2).AB区間(又はab区間)は温度上
昇とともに回転が上昇する区間で、供給口から流入する
流量と回収口から流出する量とが等しい領域である。こ
の間の回転は供給口から回収口にオイルが移動する間に
トルクを伝達する現象であり、限られた隙間を通過する
オイル量が変化した場合、ディスクとオイルの接触幅が
変化することによってトルクが変化する現象であると云
われる。実験的に流量当りのファン回転は曲線ABE′
で与えられる。従って、ある流量曲線(点線)と曲線A
Bとの交点、例えばC点が存在すると感温特性上の図4
のC点が生ずる。こうした点の連続が感温特性上のa〜
c〜b曲線である。
【0007】(3).次に、bd区間は温度が変化しなく
とも回転が変化する区間で、図5のB点よりX側でXY
直線と交点Eを持つ供給曲線状態では、流量によって決
定される回転はE′回転となる。この領域、つまりXY
よりE′側ではオイルの供給量は回収量を上回り、時間
経過とともに(供給量−回収量)が各時刻で伝達室に蓄
積され、温度に関係なく時間経過とともに回転が上昇
し、ファンクラッチの全伝達トルクであるY回転まで回
転は上昇する。なお、説明のためにE点をB点から離し
たが、B点より僅かにX側で交点を持てば供給量曲線は
曲線BE′と直線XYよりE′側で交点を持ち、同様な
時間的変化を示し、図4の感温特性上のd点となる。そ
して最高回転に達すると回収量はY点で示す量となる。
従ってファンドライブ内のオイル流量はY点で示す量で
決まりオイルの略全量が伝達室内に存在し、ダムによっ
て溜り室に戻ったオイルもまた、伝達室に流入する。従
って溜り室では各時刻、Y点で示される流量が通過する
のみである。こうした現象は温度が上っても同様であ
る。
【0008】(4).次に、df区間は温度が下がっても
OFFとならない区間である。すなわち、温度が下がる
と供給能力は低下するが、供給能力曲線が直線YZとY
点に対してZ側で交点を持つ場合は、供給能力が回収量
を上回っており、ON状態のままである。この状態は供
給能力曲線がY点を通る温度となるまで続き、感温特性
上のdf間である。 (5) .次に、fh区間は温度変化がなくとも回転が低下
する区間で、これは供給能力曲線が直線YZとY点に対
しZと反対側で交点Fを持つと、供給量が回収量を下回
り、時間経過とともに供給能力曲線と曲線ABとの交点
Hに変化する。すなわち昇温行程同様、Y点より僅かで
もZと逆側で交点を持てば、このような現象を生じ、こ
のとき直線YZの延長線との交点Fが図4の感温特性上
のf点であり、図5のH点に当る点が図4のh点であ
る。 (6) .さらに、ha区間は温度低下とともに回転が低下
する区間で、以下は供給能力曲線と曲線ABとの交点を
変化し、昇温行程と同じ感温特性上を変化する。
【0009】このように従来のものは温度変化がなくて
もファン回転が急激に上昇或いは下降するため、(1) 不
連続な変化によるファン騒音、(2)ファン消費馬力の不
連続な変化によるファン駆動系への急激な負荷変動、
(3) 過剰風量の発生による燃費の低下等を招いていた。
【0010】本発明は、このような従来の問題点を解決
するもので、従来の温度変化なしにファン回転が上昇及
び下降する区間を温度に1対1に対応したファン回転が
得られるようにするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る温度感応型
流体式ファンカップリング装置は、上記目的を達成する
ために、先端に駆動ディスクを固着した回転軸体上に軸
受を介して支承され、且つ外周に冷却ファンを取付けた
カバーとケースからなる密封器匣の内部を、油の流出調
整孔を有する仕切板により油溜り室と前記駆動ディスク
を内装するトルク伝達室とに区劃し、更に回転時の油の
集溜する駆動ディスク周壁部と密封器匣側の対向壁面の
一部にダムと、これに連ってトルク伝達室側より油溜り
室側に通ずる循環路を形成するとともに、外部周囲の温
度変化により前記仕切板の流出調整孔を開閉する弁部材
を前記カバーの前面に設けた渦巻型の感温体の温度変化
に伴う円周方向の作動に連動するよう内部に備え、駆動
ディスクと前記ケースとの対向壁面に設けられたトルク
伝達のための間隙において油の有効接触面積を増減させ
て、回転軸体側から被駆動側の密封器匣側へのトルク伝
達を制御するカップリング装置において、重錘体を前記
弁部材の自由端に接触させて間接的に揺動自在となすレ
バーの一端に付設するか、もしくは該弁部材の自由端附
近に突設した変位方向の腕部材を介して付設するかし
て、被駆動の回転上昇により流出調整孔の開度を減少せ
しめ、温度変化なしにファン回転の上昇及び下降する区
間を、外部温度の変化に1対1に対応してファン回転を
得るように構成せしめたことを要旨とするものである。
【0012】
【作用】本発明では上記のように重錘体を弁部材の自由
端に接触させて間接的に揺動自在となすレバーの一端に
付設するか、もしくは該弁部材の自由端部附近に突設し
た変位方向の腕部材を介して付設するかすることによ
り、ファン回転の上昇に伴い弁部材の変位によって流出
調整孔の開度が減少し、オイルの供給量と回収量をフリ
クション効果によって好適に機能よく効果的に、しかも
小片状の重錘体をもって発揮してファン回転を温度に比
例して制御することができる。
【0013】
【実施例】本発明の一実施例を図面により詳細に説明す
る。
【0014】図1は本発明温度感応型流体式ファンカ
ップリング装置の一実施例を示す断面図である。図に示
すように、弁部材8の自由端に重錘体19を接触させて
間接的に揺動自在となすレバーの一端に付設し、ファン
回転の上昇によって流出調整孔5′の開度が減少するよ
うに弁部材8を変位せしめるようにしたものである。な
お、その他の部分は従来と同じであり、先に説明したと
おりであるので省略する。
【0015】この場合の温度−弁開度との特性曲線は図
3のP曲線のようにファンの回転が増大するにつれて
弁開度が下がる区間がある。そして、そのファンドライ
ブ特性は図4のP曲線に示すように、温度の上昇につ
れてファン回転の上昇もほぼ一様な特性が得られた。そ
の理由を図5により説明する。即ち図5の1点鎖線で示
す曲線がそれぞれ一定温度毎の本発明によるオイル供給
能力曲線である。
【0016】この供給能力曲線がXY曲線と交点を持た
ず、曲線ABと交点を持つ場合は従来型と同様の機構で
各温度に対応した回転となる。この区間が図4の曲線a
b′である。次に、供給能力曲線が回収能力曲線XYと
B点よりわずかX側で交点を持つ場合には、供給能力曲
線とABE′曲線との交点Mで示す回転となり、供給量
が回収量を上回り、各時刻での(供給量−回収量)分が
伝達室に蓄積され、B点より高い回転に存在するもう1
つの交点B′まで温度の変化がなくとも加速度的に回転
が上昇する。但し、図5はB点で接するような供給能力
曲線が存在し、従って、図4には不連続部分が現われな
い。
【0017】さらに、温度が上昇すると、それぞれの供
給能力曲線とBY線分の交点の回転となる。この区間が
図4の曲線b′c′である。この状態はファン回転が上
昇しようとすればオイルの供給量が回収量を下回り、フ
ァン回転が下り、また回転下降しようとすれば回収量が
供給量を下回り、回転が上り、交点の回転を維持し安定
である。
【0018】次に、Y点で交点を持つような温度を超え
た温度ではファンドライブのフルトルクを伝え、回転は
一定となる。この区間が図4の直線c′f′である。以
上述べた通り本発明では不連続な変化がなくなる。
【0019】図2は図1の本発明の要部の正面図であ
り、図2Aは他の実施例の正面図であって、図2のよう
に重錘体19を仕切板5に揺動自在に取付けたレバー2
0の一端に間接的に付設して他端を弁部材8の自由端に
接触させるか、或いは図2Aのように弁部材8の自由端
附近に突設した変位方向の腕部材21を介して付設する
ことによって、ファン回転の上昇に伴い流出調整孔5′
の開度を減少するものである。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
ればファン騒音の不連続な変化及びファン消費馬力の不
連続な変化がなく、駆動系への負荷変動も少ない。その
上過剰風量の発生がなく、消費馬力が少ない等の効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明温度感応型流体式ファンカップリング装
置の一実施例を示す断面図である。
【図2】図1の本発明の要部の正面図である。
【図2A】更に他の実施例の要部拡大正面図である。
【図3】本発明と従来型との温度と弁開度との特性曲線
である。
【図4】本発明と従来型の感温特性曲線である。
【図5】図3及び図4の動作説明図である。
【符号の説明】
1 回転軸体 2 ケース 3 カバー 4 トルク伝達室 5 仕切板 5′ 流出調整孔 6 油溜り室 7 駆動ディスク 8 弁部材 9 連桿 10 感温体 12 ダム 13 流入口 14 溝路 15 流出口 16 隔壁 17,17′ 冷却フィン 19 重錘体 20 レバー

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に駆動ディスクを固着した回転軸体
    上に軸受を介して支承され、且つ外周に冷却ファンを取
    付けたカバーとケースからなる密封器匣の内部を、油の
    流出調整孔を有する仕切板により油溜り室と前記駆動デ
    ィスクを内装するトルク伝達室とに区劃し、更に回転時
    の油の集溜する駆動ディスク周壁部と密封器匣側の対向
    壁面の一部にダムと、これに連ってトルク伝達室側より
    油溜り室側に通ずる循環路を形成するとともに、外部周
    囲の温度変化により前記仕切板の流出調整孔を開閉する
    弁部材を前記カバーの前面に設けた渦巻型の感温体の温
    度変化に伴う円周方向の作動に連動するよう内部に備
    え、駆動ディスクと前記ケースとの対向壁面に設けられ
    たトルク伝達のための間隙において油の有効接触面積を
    増減させて、回転軸体側から被駆動側の密封器匣側への
    トルク伝達を制御するカップリング装置において、重錘
    体を前記弁部材の自由端に接触させて間接的に揺動自在
    となすレバーの一端に付設するか、もしくは該弁部材の
    自由端附近に突設した変位方向の腕部材を介して付設す
    るかして、被駆動側の回転上昇により流出調整孔の開度
    を減少せしめ、温度変化なしにファン回転の上昇及び下
    降する区間を、外部温度の変化に1対1に対応したファ
    ン回転を得るように構成せしめたことを特徴とする温度
    感応型流体式ファン・カップリング装置。
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KR100682102B1 (ko) * 2005-08-16 2007-02-12 지엠비코리아 주식회사 유체 팬 클러치의 오일 열화 방지 구조
KR101252977B1 (ko) * 2007-12-05 2013-04-15 현대자동차주식회사 차량 엔진용 팬클러치

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