JP2555194Y2

JP2555194Y2 - 流体継手

Info

Publication number: JP2555194Y2
Application number: JP8346091U
Authority: JP
Inventors: 俊男播磨
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1991-10-15
Filing date: 1991-10-15
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2006-10-15
Also published as: JPH0534325U

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
グ装置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、特開昭５７−１６３７３３号公報に記載されたもの
が知られている。

【０００３】かかる流体継手は、作動室内に位置するフ
ァン駆動軸（駆動部材）側のロータとケーシング（従動
部材）との対向部に、ラビリンス溝を形成する対の突条
を設け、前記作動室に、開閉制御可能な流入通路と戻し
通路とを介して作動流体の貯留室を連通させ、更に、前
記ロータおよびケーシングを熱膨張率の異なる材料によ
って構成している。

【０００４】そして、ラジエータ通過後の空気温度に応
じて流入通路の開閉制御を行うことにより、貯留室から
作動室への作動流体の流入量を調整して、ロータからケ
ーシングへの伝達トルクを可変とし、また戻し通路を通
して、作動室の作動流体を貯留室に戻すようにしてい
る。また、ロータおよびケーシングは、温度上昇に伴っ
てラビリンス溝を小さくするように熱膨張して、作動流
体の粘性の低下による作動流体の回転力伝達能力の低下
を補償するようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところで、一般の流体
継手にあっては、トルク伝達時にラビリンス溝内におい
て作動流体が発熱することになり、その発熱量は入力回
転数の上昇に伴って増大する。

【０００６】ところが、上記従来の流体継手では、作動
流体の温度上昇時にラビリンス溝を小さくすることにな
るため、入力回転数が高いときに、作動流体の発熱量を
一層増大させて作動流体の劣化を招くおそれがあった。

【０００７】本考案の目的は、作動流体の過度の発熱を
抑えて、その作動流体の劣化を防止することができる流
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、相
対回転自在に配備された駆動部材と従動部材との対向部
位に、作動流体の作動室に位置してラビリンス溝を形成
する対の突部が設けられた流体継手において、前記駆動
部材および従動部材は、熱膨張率が異なる材料によって
構成され、かつ前記作動流体の温度上昇に伴う熱膨張差
によって前記作動流体による伝達トルクを減少させるよ
うに前記ラビリンス溝の形状を変化させるものであるこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】本考案の流体継手は、ラビリンス溝形成用の対
の突部が設けられた駆動部材および従動部材の熱膨張率
を異ならせ、そして作動流体の温度上昇に伴う両部材の
熱膨張差によって、作動流体による伝達トルクを減少さ
せるようにラビリンス溝の形状を変化させることによ
り、作動流体が高温となったときに、その作動流体の発
熱量を抑えて、作動流体の劣化を防止する。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１１】図１から図３は、本考案の第１の実施例を
説明するための図である。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。

【００１２】本実施例において、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。ディスク７とカバー部
１３は、熱膨張率が異なる材料によって構成されてお
り、本実施例の場合は、前者の方が後者よりも熱膨張率
が大きくなっている。

【００１３】上記ディスク７の外周端近傍部とカバー部
１３の内端壁には、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間にて複数状の環状のラビ
リンス溝が構成されている。そして、それのラビリンス
溝内にて、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。両突起７
Ａおよび１３Ａの噛合状態は、作動流体の温度に対応す
るディスク７とカバー部１３の熱膨張差によって、図２
（ａ）および（ｂ）に示すように変化する。その噛合状
態の変化については作用と共に後述する。

【００１４】ディスク７側の環状突起７Ａは、ディスク
７の周方向に沿う９０°間隔の４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。また、ディスク７には、その周方向に沿
う６０°間隔の６箇所に円孔７Ｄが設けられている。

【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供給通路１９および戻
し通路２１が設けられ、後者の戻し通路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とを連通する第１，第２および第３の連通孔
２４，２５および２６が形成されている。また、貯留室
１７および作動室９の内部は、サブプレート４１および
プラグプレート４２によって仕切られている。サブプレ
ート４１は、供給通路１９と第３の連通孔２６とを連通
させ、かつ戻し通路２１を貯留室１７を介して第１およ
び第２の連通孔２４および２５に連通させるように、貯
留室１７の内部を仕切っている。一方、プラグプレート
４２は、第２および第３の連通孔２５および２６を連通
させるように、仕切板１５に取付けられている。これに
より、貯留室１７内の作動流体が作動室９内に流入する
ための通路として、第１の連通孔２４を通る第１の通路
と、第２，第３の連通路２５，２６および供給通路１９
を通る第２の通路とが形成されている。

【００１７】そして、カバー部１３の略中央に、外側の
渦巻状バイメタル２７の中心端が固定された回転軸２９
が軸受され、また、この回転軸２９の内端部には、上記
第１および第２の連通孔２４および２５を開閉するバル
ブプレート３１が支持されている。渦巻状バイメタル２
７は、その外周端がカバー部１３の定位置に固定されて
おり、図示しないラジエータを通過した空気の温度を感
知し、その温度に応じて、回転軸２９をバルブプレート
３１と共に回動させるようになっている。

【００１８】次に、作用について説明する。

【００１９】本実施例のファンカップリングは、バイメ
タル２７付近の雰囲気温度、および作動流体の温度に応
じて、伝達トルクを制御する。

【００２０】まず、バイメタル２７付近の雰囲気温度が
低いエンジン始動直後等においては、バルブプレート３
１がバイメタル２７の作用により第１および第２の連通
孔２４および２５を閉塞して作動流体の循環を実質上停
止させる。その際、ラビリンス溝内に残留していた作動
流体は、遠心力により切欠き箇所７Ｂを通ってディスク
７の外方へ流動し、前述したポンプ機構により戻し通路
２１を経て貯留室１７内に送り出される。この結果、ラ
ビリンス溝内に残留していた作動流体は、エンジンの始
動と同時に排出され、ハウジング３は冷却ファンと共に
低速回転する。

【００２１】次いで、バイメタル２７付近の雰囲気温度
が上昇した場合には、バルブプレート３１が第１および
第２の連通孔２４および２５を徐々に開成し、貯留室１
７内の作動流体が連通孔２５から作動室９内に流入する
ことになる。そして、この流入量に応じた駆動トルクが
発生し、ハウジング３、ひいては冷却ファンが高速回転
する。

【００２２】一方、作動流体の温度が低いときには、図
２（ａ）に示すように、カバー部１３側の環状突起１３
Ａに対して、ディスク７側の環状突起７Ａが径方向内方
側（矢印Ａ２方向側）に片寄った状態で噛合している。
したがって、径方向において隣接する２つの環状突起１
３Ａ，１３Ａを基準とした場合、その２つの環状突起１
３Ａ，１３Ａの間の隙間Ｗ₀ に位置するディスク７側の
環状突起７Ａは、径方向内方側に片寄って、その径方向
内方側の環状突起１３Ａとの間の隙間Ｗ₁ を径方向外方
側（矢印Ａ１方向側）の環状突起１３Ａとの間の隙間Ｗ
₂ よりも小さくする。この結果、小さな隙間Ｗ₁ におい
て大きな伝達トルクが発生する。

【００２３】次いで、入力回転数が上昇する自動車の高
速走行時等において、入力回転数の上昇に伴って作動流
体が高温となった場合には、その作動流体の温度に応じ
て、ディスク７が径方向外方側に比較的大きく熱膨張す
る。したがって、隣接する環状突起１３Ａ，１３Ａの間
の隙間Ｗ₀ 内において、径方向内方側の隙間Ｗ₁ が漸次
大きくなる。そして、作動流体が最大温度となったとき
は、図２（ｂ）に示すように、隣接する環状突起１３
Ａ，１３Ａの中央に環状突起７Ａが位置して、隙間Ｗ₁
およびＷ₂ が等しくなる。この結果、入力回転数の上昇
に伴う作動流体の温度上昇に応じて伝達トルクが減少
し、ハウジング３ひいては冷却ファンの出力回転数が低
下して、作動流体の発熱量が減少する。したがって、作
動流体の温度上昇が抑えられて、その作動流体の劣化が
防止されることになる。

【００２４】図３中の実線Ｂ１およびＢ２は、入力回転
数に対する作動流体の温度変化および出力回転数の関係
を示し、本実施例の場合は、隙間Ｗ₁ が大きくなり始め
る時点Ｐから作動流体の温度と出力回転数が低下する。
同図３中の点線Ｃ１およびＣ２は、ディスク７とカバー
部１３とを同じ熱膨張率の材料によって構成した従来の
ファンカップリングの特性を示し、入力回転数に応じて
作動流体の温度が上昇するため、その作動流体が劣化す
るおそれがある。なお、この従来例において、入力回転
数が所定以上に上昇したときに出力回転数が減少する理
由は、作動流体の温度上昇に伴う粘性の低下にある。

【００２５】ところで、本実施例においては、作動流体
の温度上昇を抑えるために冷却ファンの回転数を低下さ
せるため、ラジエータの温度上昇が懸念される。しか
し、作動流体の温度は、入力回転数が上昇したとき、つ
まりエンジンの回転数が上昇する自動車の高速走行時等
において上昇することになるため、ラジエータは自動車
高速走行時の車速風によって冷却されることになり問題
はない。

【００２６】図４（ａ）および（ｂ）は、本考案の第２
の実施例を説明するための図であり、本実施例の場合
は、前述した第１の実施例とは逆に、カバー部１３の方
がディスク７よりも熱膨張率が大きく、かつカバー部１
３側の環状突起１３Ａに対して、ディスク７側の環状突
起７Ａが径方向外方側（矢印Ａ１方向側）に片寄った状
態で噛合している。そして、作動流体の低温時は、図４
（ａ）に示すように、径方向において隣接する２つの環
状突起１３Ａ，１３Ａを基準とした場合、径方向外方側
の隙間Ｗ₂ が径方向内方側（矢印Ａ２方向側）の隙間Ｗ
₁ よりも小さくなる。一方、入力回転数の上昇に伴って
作動流体が高温となった場合には、その作動流体の温度
に応じて、カバー部１３が径方向外方側に比較的大きく
熱膨張して、隣接する環状突起１３Ａ，１３Ａの間の隙
間Ｗ₀ 内において、径方向内方側の隙間Ｗ₂ が漸次大き
くなる。そして、作動流体が最大温度となったときは、
図４（ｂ）に示すように、隣接する環状突起１３Ａ，１
３Ａの中央に環状突起７Ａが位置して、隙間Ｗ₁ および
Ｗ₂ が略等しくなる。

【００２７】したがって、前述した第１実施例の場合と
同様に、入力回転数の上昇に伴う作動流体の温度上昇に
応じて伝達トルクが減少し、ハウジング３ひいては冷却
ファンの出力回転数が低下して、作動流体の発熱量が減
少する。したがって、作動流体の温度上昇が抑えられ
て、その作動流体の劣化が防止されることになる。

【００２８】なお、ラビリンス溝の形状や形成数は任意
であり、要は、作動流体の温度上昇に伴うディスク７と
カバー部１３との熱膨張差によって、作動流体による伝
達トルクを小さくするようにラビリンス溝の形状を変化
できればよい。

【００２９】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の流体継手
は、ラビリンス溝形成用の対の突部が設けられた駆動部
材および従動部材の熱膨張率を異ならせ、そして作動流
体の温度上昇に伴う両部材の熱膨張差によって、作動流
体による伝達トルクを減少させるようにラビリンス溝の
形状を変化させる構成であるから、作動流体が高温とな
ったときに、その作動流体の発熱量を抑えて、作動流体
の劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す縦断面図である。

【図２】図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１のＩ
Ｉ円部の異なる動作状態を示す拡大断面図である。

【図３】図１に示す流体継手の作動特性の説明図であ
る。

【図４】図４（ａ）および（ｂ）は、本考案の第２の実
施例を示す図２（ａ）および（ｂ）と同様の図である。

【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１９供給通路２１戻し通路

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】相対回転自在に配備された駆動部材と従
動部材との対向部位に、作動流体の作動室に位置してラ
ビリンス溝を形成する対の突部が設けられた流体継手に
おいて、前記駆動部材および従動部材は、熱膨張率が異なる材料
によって構成され、かつ前記作動流体の温度上昇に伴う
熱膨張差によって前記作動流体による伝達トルクを減少
させるように前記ラビリンス溝の形状を変化させるもの
であることを特徴とする流体継手。
【請求項２】前記駆動部材と前記従動部材との対向部
位の一方側に、径方向において隣接する対の第１突部を
設け、前記対向部位の他方側に、前記対の第１突部の間に位置
しかつ該対の第１突部との間にて径方向内側および径方
向外側の対のラビリンス溝を形成する第２突部を設け、前記対のラビリンス溝の一方側は、他方側のラビリンス
溝よりも溝幅が小さくかつ温度上昇に伴って徐々に溝幅
が拡大するものであることを特徴とする請求項１に記載
の流体継手。