JP2622565B2 - 温度感応型流体ファンカップリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、温度感応型流体ファンカップリング装置に
係り、詳しくは自動車のラジエータ冷却用ファン等を装
着する温度感応型流体ファンカップリング装置に関す
る。

（従来の技術） 一般に、温度感応型流体ファンカップリング装置は、
感温体の感温動作を利用して流体継手のスリップ率を変
化させることによりファン回転数を調整する機能を有し
ており、例えば自動車のラジエータ冷却用ファンとファ
ン駆動源との間に設けられる。このような温度感応型流
体ファンカップリング装置は、自動車の低速走行時ある
いはアイドル運転時等にラジエータ通過空気の温度が高
くなると、ファン回転数を増加させてラジエータに強制
的に冷却空気を送り、一方、通常走行時にラジエータ通
過空気の温度が低くなると、必要以上にファンを回転さ
せないようにして燃費向上、ファン騒音の低下および暖
機時間の短縮を促すようにしている。

従来この種の温度感応型流体ファンカップリング装置
としては、例えば特開昭58−170926号公報および実開昭
58−6996号公報等に記載されたものがあり、第６、７図
のように示される。第６、７図において、図外のエンジ
ンによりプーリ等の動力伝達手段１を介して回転軸２が
回転駆動されると、流体継手３によりファンケーシング
４内の液体５を介して回転軸２からファンケーシング４
にトルクが伝達され、ファンケーシング４の外周部に取
り付けられたファン（図示していない）が回転する。こ
のとき、ファンケーシング４のフロント室６およびリヤ
室７内の液体５は遠心力によってファンケーシング４内
の放射外方側に付勢され、環状に滞留する。また、流体
継手３の回転板８に係合したダム９が回転板８の外周面
8aに付着した液体５を払拭し、液通路10を介して液体５
をフロント室６に導入する。したがって、リヤ室７内の
液体５が減量されて流体継手３による伝達トルクが小さ
くなり、ファン回転数が減少する。一方、ファンケーシ
ング４の前部に受けるラジエータ通過空込の温度が高く
なると、感温体11が該空気温度に感応して変形し、弁体
12を回動させるよう感温動作する。このとき、仕切板13
の弁孔13aと弁体12により感温体11の感温動作に応じた
液体導出用の開口14が形成され、開口14の端部14aがラ
ジエータ通過空気の温度に応じてファンケーシング４の
放射内方から放射外方に移動するようにしている。そし
て、開口14の端部14aより放射内方側に滞留するフロン
ト室６内の液体５が開口14を介してリヤ室７に導出さ
れ、流体継手３に供給される。したがって、ラジエータ
通過空気温度が高くなると、流体継手３の伝達トルクが
大きくなり、ファン回転数が増加する。すなわち、ラジ
エータ通過空気の温度に応じてファン回転数を調整し、
必要以上にファンを回転させないようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の温度感応型流体ファ
ンカップリング装置にあっては、仕切板13の弁孔13aと
弁体12により形成される液体導出用の開口14が鋭角の端
部14aを有し、該端部14aがフロント室６からリヤ室７に
液体５を導出する際に液体５の液面近傍に位置する構成
となっていたため、例えば液体５の温度が上昇あるいは
低下することにより液体５の粘度が変化すると幅の狭い
端部14aの流体抵抗が増減することにより実質的な端部1
4aの位置、すなわち、フロント室６内の液面位置がファ
ンケーシング４の放射方向に大きく変位していた。この
ため、リヤ室７に導出される液体５の量が弁体12の回動
に適切に対応するものではなく、液体５の導出量を微少
量制御してファン回転数をなめらかに立上げるようなフ
ァン回転数調整機能を発揮させることができないという
問題点があった。

（発明の目的） そこで本発明は、フロント室からリヤ室に液体を導出
する導出口を流体抵抗の小さい幅広の形状とすることに
より、液体粘度の変化に拘らず感温体の感温動作に応じ
た適量の液体を流体継手に供給するようにして、温度感
応型流体ファンカップリング装置のファン回転数調整機
能を十分に発揮させることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、仕切板によ
って仕切られたフロント室およびリヤ室を有するファン
ケーシングと、ファンケーシングの前部に取り付けら
れ、ファンケーシングに受けた空気の温度に感応して感
応動作する感温体と、感温体の感温動作に応じて作動
し、フロント室からリヤ室に液体を導出することができ
る液体導出機構と、ファンケーシングの後部に取り付け
られた回転軸と、回転軸に固定された回転板を有し該回
転板およびリヤ室に導入された液体を介して回転軸から
ファンケーシングにトルクを伝達する流体継手と、流体
継手の回転板と協働してリヤ室内の液体をフロント室の
導入する液体導入機構と、を備え、前記液体導出機構
が、リヤ室に開口するよう仕切板の放射外端に回動自在
に連結された放射外端開口部およびフロント室に所定面
積で開口する放射内端開口部を有し、前記感温体の感温
動作に応じて放射内端開口部をファンケーシングの内周
壁に接近および離隔するように回動して液体導出量を制
御する導出管によって構成されている。

（作用） 本発明では、所定形状に形成された導出管が感温体の
感温動作に応じて放射内端開口部をファンケーシングの
内周壁に接近および離隔するよう回動され、導出管を通
してフロント室からリヤ室に導出する液体の量が制御さ
れる。したがって、導出液体の量を制御する際、液体粘
度の変化に影響されない所定面積を有する放射内端開口
部が液面近傍に位置することとなり、液体の導出量がフ
ァン回転数を漸増あるいは漸減するよう微少量制御され
てファン回転数調整機能が十分に発揮される。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。第１〜５図
は本発明の一実施例を示す図であり、本発明を自動車の
ラジエータ冷却用ファンのカップリングに適用した例で
ある。

まず、構成を説明する。第１〜３図において、21はフ
ァンケーシングであり、ファンケーシング21は図示しな
いラジエータ冷却用ファンを外周部に装着してラジエー
タ22の車体後方側に配置されている。ファンケーシング
21は仕切板23を有しており、ファンケーシング21内には
仕切板23により仕切られたフロント室24およびリヤ室25
が画成されている。ファンケーシング21のフロント室24
には所定粘度を有する液体26が貯留されており、液体26
は、例えば粘性温度係数の小さいシリコンオイルであ
る。27はバイメタル等からなる感温体であり、感温体27
はうず巻状に形成されている。感温体27はファンケーシ
ング21の前部21aに取り付けられた一端部27aおよび中心
軸28に連結された他端部27bを有しており、感温体27は
ファンケーシング21に受けるラジエータ22からの通過空
気の温度に感応して変形し、中心軸28を回動させるよう
に感温動作するようになっている。中心軸28はファンケ
ーシング21の前部21aを貫通してフロント室24内でリン
ク29に連結されており、リンク29は中心軸28の回動によ
り揺動する一方の揺動端部29aで導出管31に回動自在に
連結されている。

導出管31には略円形断面の滑らかな液体導出通路路31
aが形成されており、導出管31はリヤ室25に開口する放
射外端開口部31bおよびフロント室24に開口する放射内
端開口部31cを有している。導出管31の放射外端開口31b
は仕切板23の放射外端に回動自在に連結されており、感
温体27の感温動作によってリンク29が揺動するとき、導
出管31は放射内端開口部31cがファンケーシング21の内
周壁21bに接近および離隔するように感温体27の感温動
作に応じて回動するようになっている。このとき、後述
するファンケーシング21の回転に基づく遠心力によりフ
ァンケーシング21内の液体26はファンケーシング21の内
周壁21b側に付勢されて環状に滞留しているので、導出
感31の回動により放射内端開口部31cが液体26中に沈み
込み、液体26をフロント室24から導出管31を通してリヤ
室25に導出することができるようになっている。すなわ
ち、中心軸28、リンク29および導出管31は感温体27の感
温動作に応じてフロント室24からリヤ室25に液体26を導
出することができる液体導出機構32を構成しており、液
体導出機構32は導出管31の回動により液体導出量が制御
されるようになっている。

また、ファンケーシング21の後部21cには回転軸33が
回転自在に取り付けられており、回転軸33はプーリ等の
動力伝達手段34を介して図外のエンジンにより回転駆動
されるようになっている。35は流体継手であり、流体継
手35は複数の同軸な環状突起を有する駆動側凹凸部36お
よび該駆動側凹凸部36にわずかな間隙をもってかみ合う
ように形成された従動側凹凸部37からなる（詳細図示
略）。駆動側凹凸部36は回転軸33に固定された回転板38
に形成され、従動側凹凸部37はファンケーシング21に形
成されており、回転軸33が回転するとき、リヤ室25内の
液体26の粘性に基づく流体摩擦により駆動側凹凸部36か
ら従動側凹凸部37にトルクを伝達するようになってい
る。すなわち、流体継手35は回転軸33に固定された回転
板38を有し、該回転板38およびリヤ室25内に導出された
液体26を介して回転軸33からファンケーシング21にトル
クを伝達することによりファンケーシング21を駆動する
ようになっている。

一方、第４図に示すように回転板38の外周部38aには
ダム41が係合しており、ダム41はファンケーシング21に
装着されている。ダム41は流体継手35が作動する際のフ
ァンケーシング21と回転板38のすべり速度に応じて回転
板38の外周部384aに摺接し、回転板38に付着した液体26
を払拭するとともにファンケーシング21に形成された液
通路42を通してフロント室24に導入するようになってい
る。すなわち、ダム41および液通路42は、流体継手35の
回転板38と協働してリヤ室25内の液体26をフロント室24
に導入する液体導入機構43を構成しており、液体導入機
構43のポンピング作用により液体26がフロント室24、液
体導出機構32、リヤ室25および液体導入機構43の経路で
循環するようになっている。

なお、リンク29は他方の揺動端部29bでファンケーシ
ング21の内周壁21bに対向しており、リンク29の揺動端
部29bはラジエータ22の通過空気温度が高いとき、液通
路42のフロント室24側の開口面積を小さくしてフロント
室24に導入される液体の量を制限するようになっている
（第５図参照）。また、45はラジアルボールベアリング
等の軸受であり、軸受45は回転軸33を軸支するとともに
ファ駆動の際にファンケーシング21および回転軸33が軸
方向に移動するのを規制するようになっている。46、47
はシールリングであり、シールリング46、47はそれぞれ
ファンケーシング21に装着され、フロント室24あるいは
リヤ室25の液密を維持するようになっている。

次に、作用を説明する。

回転軸33が動力伝達手段34を介してエンジン駆動され
ると、流体継手35によりリヤ室25内に残留していた液体
26を介して回転軸33からファンケーシング21にトルクが
伝達され、ファンケーシング21およびファンが比較的低
回転数で回転する。このとき、ファンケーシング21内の
液体26はファンケーシング21の回転に基づく遠心力によ
ってファンケーシング21の内周壁21b側に付勢され、フ
ロント室24内の液体26は内周壁21bを底面とする環状に
滞留する。また、同時に液体導入機構43のダム41により
回転板38の外周部38aに付着した液体26が払拭され、次
いで液通路42を介してフロント室24に導入される。した
がって、リヤ室25内の液体26が次第に減量されて流体継
手35の有効動力伝達面積が漸減し、流体継手35のすべり
速度が大きくなってファン回転数が減少する。なお、こ
の間、導出管31の放射内端開口部31cはファンケーシン
グ21内で円環上に滞留する液体26は液面よりわずかに上
方、すなわち、ファンケーシング21の放射内方側に位置
している。

一方、ファンケーシング21の前部21aに受けるラジエ
ータ22からの通過空気の温度が高くなると、感温体27が
該空気温度に感応して変形しながら感温動作し、液体導
出機構32の導出管31が感温体27の感温動作に応じて放射
外端開口部31b部を中心に回動する。このとき、導出管3
1の放射内端開口部31cがファンケーシング21の内周壁21
bに接近しながら液体26中に沈み、放射内端開口部31cよ
り内方に滞留する液体26が液体導出通路31aを通してフ
ロント室24からリヤ室25に導出される。したがって、ラ
ジエータ通過空気温度が高くなると、リヤ室25内の液体
26が増量されて流体継手35の有効応力伝達面積が漸増
し、ファン回転数が増加する。すなわち、ラジエータ22
の通過空気の温度に応じてファン回転数が調整され、駆
動源であるエンジンの燃費向上、暖気時間の短縮および
ファン騒音の低下等が促される。

ここで、液体26が導出管31を通してフロント室24から
リヤ室25に導出される場合、液体26の導出前後あるいは
導出中に導出管31の放射内端開口部31cが液体26の液面
近傍に位置するが、液体導出通路31aが略円形断面の滑
らかな通路であるために放射内端開口部31cは幅広く開
口した導出口として作用する。すなわち、従来のように
鋭角で縮流を生じ易い導出口形状に比べて流体抵抗が極
めて小さいので、液体26の粘度変化によって実質的な開
口位置が変位することはない。したがって、液体26の導
出量が導出管31の回動に正確に対応し、感温体27の感温
動作に応じた液体導出量の微少量制御が促される。この
ように、本実施例では、所定形状に形成された導出管31
の放射内端開口部31cが感温体27の感温動作に応じてフ
ァンケーシング21の内周壁21bに接近および離隔するよ
う回動され、液体26の粘度変に影響されない所定面積を
有する放射内端開口部31cが液面近傍に位置するので、
液体26の導出量がファン回転数を漸増あるいは漸減する
ように微少量制御されてファン回転数調整機能が十分に
発揮される。このため、特に、ファン駆動力の立上げ時
等に液体導出量を微少量制御してファン回転数をなめら
かに立上げることができる。

なお、本実施例においては、導出管31の液体導出通路
31aを略円形断面としたが、本発明はこれに限らず、微
少量制御に対応する幅広の導出口形状になる断面であれ
ばよいことは言うまでもない。

（効果） 本発明によれば、感温体の感温動作に応じて導出管を
を回動させ、所定開口面積を有する導出管の放射内端開
口部をファンケーシングの内周壁に接近および離隔させ
て液体導出量を制御しているので、液体粘度の変化に影
響されない放射内端開口部を液面近傍に位置させて流体
継手に供給する液体の導出量を微少量制御することがで
き、ファン回転数を漸増あるいは漸減するようなファン
回転数調整機能を十分に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明に係る温度感応型流体ファンカップ
リング装置の一実施例を示す図であり、第１図はその温
度感応型流体ファンカップリング装置の側面断面図、第
２図はその液体導出機構の平面図、第３図はその導出管
を示す第２図のIII−III′線矢視図、第４図は第１図の
IV−IV′線矢印断面図、第５図は第２図のＶ−Ｖ′線矢
視図、第６、７図は従来の温度感応型流体ファンカップ
リング装置を示す図であり、第６図はその温度感応型液
体ファンカップリング装置の側面断面図、第７図は第６
図のVII−VII′線矢視断面図である。 21……ファンケーシング、 21a……前部、 21b……内周壁、 21c……後部、 23……仕切板、 24……フロント室、 25……リヤ室、 26……液体、 27……感温体、 31……導出管、 31b……放射外端開口部、 31c……放射内端開口部、 32……液体導出機構、 33……回転軸、 35……流体継手、 38……回転板、 43……液体導入機構。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】仕切板によって仕切られたフロント室およ
   びリヤ室を有するファンケーシングと、ファンケーシン
   グの前部に取り付けられ、ファンケーシングに受けた空
   気の温度に感応して感応動作する感温体と、感温体の感
   温動作に応じて作動し、フロント室からリヤ室に液体を
   導出することができる液体導出機構と、ファンケーシン
   グの後部に取り付けられた回転軸と、回転軸に固定され
   た回転板を有し該回転板およびリヤ室に導出された液体
   を介して回転軸からファンケーシングにトルクを伝達す
   る流体継手と、流体継手の回転板と協働してリヤ室内の
   液体をフロント室に導入する液体導入機構と、を備え、
   前記液体導出機構が、リヤ室に開口するよう仕切板の放
   射外端に回動自在に連結された放射外端開口部およびフ
   ロント室に所定面積で開口する放射内端開口部を有し、
   前記感温体の感温動作に応じて放射内端開口部をファン
   ケーシングの内周壁に接近および離隔するよう回動して
   液体導出量を制御する導出管によって構成されたことを
   特徴とする温度感応型流体ファンカップリング装置。