JP2532278Y2 - 流体継手 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、流体継手、特に、自動
車用内燃機関の冷却ファンを駆動するファンカップリン
グ等に用いて好適な流体継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の流体継手としては、例え
ば、実開昭６３−４４４０号に記載されたものが知られ
ている。

【０００３】かかる流体継手は、雰囲気温度と回転ケー
ス（従動部材）の回転速度とに基づいて、作動流体の貯
留室から作動室への作動流体の流入量を調整することに
より、回転シャフト（駆動部材）から回転ケースへの伝
達トルクを自動調整するようになっている。

【０００４】すなわち、回転ケース内を作動流体の貯留
室と作動室とに仕切る仕切プレートに、それらの２室を
連通する長孔を設けると共に、その仕切プレートに、回
転ケースが回転した際の遠心力によって回動する回転板
を取付けて、この回転板に設けた連絡孔と仕切プレート
の長孔との一致部分を貯留室から作動室への作動流体の
流入路としている。したがって、その流入路は、回転板
の回動によって位置調整されることになる。更に、その
流入路を開閉するバルブプレートを回転ケースに回動自
在に取付けて、そのバルブプレートを、雰囲気温度を感
知するバイメタルによって回動調整するようになってい
る。このように、作動流体の流入路の位置調整と、バル
ブプレートの回動調整との組合わせによって、貯留室か
ら作動室への作動流体の流入量を調整する。

【０００５】そして、このような流体継手を自動車のフ
ァンカップリングとして用いた場合には、ファンカップ
リングが回転していないときは、雰囲気温度に関係なく
作動流体の流入路を閉じて、結果的に、冷機時の暖機時
間を短くし、燃費の向上を図るようにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
流体継手は、遠心力によって回動する回転板と、雰囲気
温度に応じて回動するバルブプレートとの２つの可動部
材をそれぞれ独立的に備えているため、その分、構造が
複雑となって流体継手自体の大型化を招くという問題が
あった。

【０００７】本考案の目的は、構造が簡単で小型化を図
ることができる流体継手を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案の流体継手は、デ
ィスク部材が取付けられた駆動部材と、前記駆動部材に
相対回転自在に支持され、かつ仕切板によって内部が作
動流体の貯留室と作動室とに画成されて、該作動室内に
前記ディスク部材を回転自在に収容する従動部材と、前
記仕切板に設けられて、前記貯留室内の作動流体を前記
作動室内に導く連通孔と、前記従動部材に設けられて、
前記作動室内の作動流体を前記貯留室内に戻す戻し通路
と、前記従動部材に回動自在に支持された回動部材と、
前記従動部材に備えられて、前記回動部材を回動調整可
能な調整機構と、前記回動部材に、該回動部材との相対
回転が阻止されかつ遠心力に応じて径方向に移動可能に
支持されて、前記連通孔を開閉可能な開閉部材とを備え
てなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本考案の流体継手は、開閉部材の２種の移動、
つまりバイメタル等を用いた調整機構による回動と、遠
心力による径方向の移動との２種の移動の組合わせによ
って、定位置に設けた作動流体供給用の連通孔を開閉す
る。

【００１０】そして、このことにより、開閉部材の２種
の移動に相当する機能を別々の可動部材によって果す従
来の液体継手に比して、構造の簡素化および小型化を可
能とする。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１２】図１から図７は本考案の第１の実施例を示
す。本実施例は、自動車のファンカップリングとしての
適用例である。

【００１３】図において、１はＶベルトプーリ等が取付
けられるフランジを備えた駆動部材たる駆動軸、３は該
駆動軸１にベアリング５を介して回転自在に支持され、
その外周に冷却ファンが取付けられる従動部材たるハウ
ジング、７は上記駆動軸１の前端に固着され、上記ハウ
ジング３内の後述する作動室９に収納配置されたディス
クである。上記ハウジング３は、上記ベアリング５に直
接軸受されるボディ部１１と、該ボディ部１１の前端に
カシメられて連結されたカバー部１３とを備え、内部は
仕切板１５によって前側の貯留室１７と後側の上記作動
室９とに隔成されている。

【００１４】そして、上記ディスク７の外周端近傍部と
カバー部１３の内端壁との対向部には、互いに所定間隙
をもって噛合する複数の環状突起７Ａおよび１３Ａがそ
れぞれ形成されており、両突起７Ａおよび１３Ａ間でラ
ビリンス溝を構成し、シリコンオイル等の作動流体の粘
性抵抗を得て流体継手として作用するようになってい
る。また、ディスク７側の環状突起７Ａは、周方向にお
いて等間隔的に位置する複数箇所７Ｂが放射状に切欠か
れており、その切欠き箇所７Ｂを通って、遠心力を受け
た作動流体がディスク７の外周端側に流動するようにな
っている。

【００１５】一方、上記カバー部１３には、貯留室１７
と作動室９とを連通する屈曲状の戻し通路２１が設けら
れ、またこの戻し通路２１の作動室９側開口端の周方向
片側には、突起２３が設けられている。この突起２３
は、上記ディスク７の側端面との間でポンプ機構を構成
している。

【００１６】さらに、上記仕切板１５には、貯留室１７
と作動室９とを連通する連通孔２５が形成されている。
また、カバー部１３の中央には回転軸２７が回転自在に
軸支され、この回転軸２７の外端部には、渦巻状バイメ
タル２９の中心端が固定されている。バイメタル２９の
外周端はカバー部１３の定位置に固定されており、この
バイメタル２９は、ラジエータ（図示せず）の通過後の
空気温度に応じて回転軸２７を回動させる。一方、回転
軸２７の内端部には、バルブプレート３１（開閉部材）
を径方向に移動自在に支持する断面四角枠状の支持体３
３が取付けられている。

【００１７】バルブプレート３１は、上記連通孔２５を
開閉するものであり、回転軸２７を中心として図２中上
下の径方向に延在する直線部３１Ａと、周方向に延在す
る湾曲部３１Ｂとを有している。その直線部３１Ａには
第１および第２のストッパー３５Ａおよび３５Ｂが設け
られており、これらのストッパー３５Ａおよび３５Ｂ
は、支持体３３の図２中の上下の端部に当接することに
よって、バルブプレート３１の径方向の移動範囲を規制
する。また、直線部３１Ａに設けられたスプリング係止
部３７と、支持体３３に設けられたスプリング係止部３
９との間には、バルブプレート３１を図２中の上方へ付
勢する引張りスプリング４１が張設されている。更に、
直線部３１Ａの図２中の下端部分には、ウエイト４３が
取付けられている。

【００１８】次に、作用について説明する。

【００１９】バイメタル２９は、その付近の雰囲気温度
に応じて、回転軸２７と共にバルブプレート３１を回動
させ、雰囲気温度が低い場合には、図２または図４に示
すように、バルブプレート３１の直線部３１Ａを連通孔
２５上に位置させ、また雰囲気温度が高い場合には、図
５または図６に示すように、バルブプレート３１を図中
の右方へ回動させて、その直線部３１Ａを連通孔２５上
から図中の右側にずらす。

【００２０】また、バルブプレート３１は、遠心力が作
用していない時は、図２または図６に示すようにスプリ
ング４１によって内方へ引かれた位置にあって、湾曲部
３１Ｂが連通孔２５と同一円周線上に位置し、また遠心
力が作用したときは、図４または図５に示すようにスプ
リング４１に抗して外方へ移動し、湾曲部３１Ｂが連通
孔２５の位置する円周線上から外方へずれる。ここで、
バルブプレート３１は比較的な小さな遠心力によって外
方へ移動するようになっており、駆動軸１の回転時つま
りエンジンの駆動時に、ハウジング３がわずかな速度で
回転するだけでも外方へ移動する。したがって、バルブ
プレート３１は、エンジンの停止時は図２または図６の
位置にあり、それ以外の時はわずかながらも外方へ移動
することになる。

【００２１】これらの結果、まず、エンジンの駆動時に
バイメタル２９付近の雰囲気温度が低い場合は、図４に
示すようにバルブプレート３１が連通孔２５を閉塞し
て、作動流体の循環を実質上停止することになる。した
がって、ラビリンス溝間に送り込まれる作動流体量が極
めて少なくなり、ディスク７からハウジング３への伝達
トルクが低下して、ハウジング３ひいては冷却ファンが
低速回転する。

【００２２】その後、バイメタル２９付近の雰囲気温度
が上昇した場合、バルブプレート３１が図５に示すよう
に連通孔２５を開く。その連通孔２５の開度は、バイメ
タル２９付近の雰囲気温度に応じて大きくなり、それに
応じて、ラビリンス溝間に送り込まれる作動流体量が増
加する。そして、ラビリンス溝を通過した後の作動流体
は、前述したポンプ機構および戻し通路２１を経て貯留
室１７内に戻されて循環する。したがって、連通孔２５
の開度に応じてディスク７からハウジング３への伝達ト
ルクが増大し、ハウジング３ひいては冷却ファンが高速
回転する。

【００２３】その後、エンジンが停止した場合は、バイ
メタル２９付近の雰囲気温度の高低の如何に拘らず、バ
ルブプレート３１が連通孔２５を閉塞する。すなわち、
バイメタル２９付近の雰囲気温度が高いときには、図６
に示すように湾曲部３１Ｂによって連通孔２５を閉塞
し、一方、バイメタル２９付近の雰囲気温度が低いとき
には、図２に示すように直線部３１Ａによって連通孔２
５を閉塞することになる。

【００２４】結局、エンジンが駆動されていることを条
件として、バイメタル２９付近の雰囲気温度に応じて連
通孔２５を開き、その開度に応じて伝達トルクを調整す
ることになる。

【００２５】ところで、バイメタル２９付近の雰囲気温
度が高くてもエンジンが停止すれば連通孔２５を閉じる
ため、余分な作動流体が作動室９内に供給されることを
阻止して、その作動室９内への充填度を減少させること
になる。この結果、エンジンの再始動時に、作動室９内
に残留する作動流体が引き起こすハウジング３の連れ回
りを抑えて、冷機時（冬期）の暖機時間を短くして燃費
の向上させ、かつ騒音を低減することができる。図７
は、エンジンの始動時における連れ回りの状況を示し、
図中の線Ａは、エンジンの回転数に応じた駆動軸１の回
転数の変化を示し、図中の線Ｂは、ハウジング３と共に
回転する冷却ファンの回転数の変化を示し、図中の線Ｃ
は、エンジンが停止したときに貯留室内の作動流体が作
動室内に流入する旧式の流体継手の冷却ファンの回転数
の変化を示す。この図７の線ＢおよびＣの比較からも明
らかなように、本実施例の流体継手によって、エンジン
始動時におけるハウジング３の連れ回りが抑えられてい
ることが分かる。

【００２６】図８および図９は、バルブプレート３１の
支持部分の他の構成例を示す。本例の場合は、回転軸２
７の端部にスプリング４１の係止部３９を設けて、その
係止部３９を、バルブプレート３１の長孔３１Ｃを通し
て支持体３３の上方へ突出させた構成となっている。

【００２７】図１０および図１１は、バルブプレート３
１の支持部分の更に他の構成例を示す。本例の場合は、
回転軸２７の端部にスプリング４１の係止部３９を設け
ると共に、支持体３３を断面略コ字状に形成している。

【００２８】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の流体継手
は、開閉部材の２種の移動、つまりバイメタル等を用い
た調整機構による回動と、遠心力による径方向の移動と
の２種の移動の組合わせによって、定位置に設けた作動
流体供給用の連通孔を開閉する構成であるから、開閉部
材の２種の移動に相当する機能を別々の可動部材によっ
て果す従来の液体継手に比して、構造を簡素化および小
型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す断面図である。

【図２】図１に示す連通孔とバルブプレートとの一状態
時の位置関係を示す平面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図４】図１に示す連通孔とバルブプレートとの他の状
態時の位置関係を示す平面図である。

【図５】図１に示す連通孔とバルブプレートとの更に他
の状態時の位置関係を示す平面図である。

【図６】図１に示す連通孔とバルブプレートとの更に他
の状態時の位置関係を示す平面図である。

【図７】図１に示す流体継手の作動特性図である。

【図８】本考案の第２の実施例を示すバルブプレートの
支持部分の平面図である。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。

【図１０】本考案の第３の実施例を示すバルブプレート
の支持部分の平面図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動軸（駆動部材） ３ ハウジング（従動部材） ７ ディスク（ディスク部材） ７Ａ 環状突起（突部） ９ 作動室 １１ ボディ部 １３ カバー部 １３Ａ 環状突起（突部） １７ 貯留室 ２１ 戻し通路 ２５ 連通孔 ２７ 回転軸（回動部材） ２９ バイメタル（調整機構） ３１ バルブプレート（開閉部材）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク部材が取付けられた駆動部材
   と、前記駆動部材に相対回転自在に支持され、かつ仕切
   板によって内部が作動流体の貯留室と作動室とに画成さ
   れて、該作動室内に前記ディスク部材を回転自在に収容
   する従動部材と、前記仕切板に設けられて、前記貯留室
   内の作動流体を前記作動室内に導く連通孔と、前記従動
   部材に設けられて、前記作動室内の作動流体を前記貯留
   室内に戻す戻し通路と、前記従動部材に回動自在に支持
   された回動部材と、前記従動部材に備えられて、前記回
   動部材を回動調整可能な調整機構と、前記回動部材に、
   該回動部材との相対回転が阻止されかつ遠心力に応じて
   径方向に移動可能に支持されて、前記連通孔を開閉可能
   な開閉部材とを備えてなることを特徴とする流体継手。