JP3275347B2 - 粘性流体継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粘性流体継手に関する
もので、例えば自動車エンジンの出力軸と冷却フアンと
を接続する粘性流体継手として利用される。

【０００２】

【従来の技術】粘性流体継手の従来技術として、例えば
特公昭５９−２７４５２号公報に開示されたものがあ
る。

【０００３】この従来技術を図６に基づいて説明する
と、粘性流体継手７０の入力部材７１は図示しない自動
車エンジン等のクランク軸と間接的に接続され、外周部
に図示しないフアンを固設された出力部材７３がベアリ
ング７４を介して回転自在に支承されている。出力部材
７３の内部空間は区画部材７６によつて作動空間７７と
貯蔵空間７８に区画されている。区画部材７６には、作
動空間７７と貯蔵空間７８とを連通する連通孔７２，７
９が形成され、この連通孔７２，７９は開閉部材８０に
よつて順次開閉自在とされている。ここで、開閉部材８
０はロツド８１を介してバイメタル８２により駆動され
る。尚、内部空間には適量の粘性流体が封入されてい
る。

【０００４】伝達部材８３は入力部材７１の一端に固設
されると共に、作動空間７７の内部に位置している。こ
こで、伝達部材の両面に形成された後述の伝達機構部７
５，８６において粘性流体を介して入力部材７１から出
力部材７３へのトルク伝達が行われる。尚、伝達部材８
３には連通孔７９と重合する連通孔８５が形成されてい
る。

【０００５】区画部材７６の右側面と伝達部材８３の左
側面との間および伝達部材８３の右側面と出力部材７３
内部の左側面との間には、伝達部材８３から出力部材７
３へのトルク伝達を行う伝達機構部７５，８６が形成さ
れる。また、出力部材７３に配設されたポンプ突起８７
及びポンプ通路８８により作動空間７７から貯蔵空間７
８へと粘性流体が回収される。

【０００６】以上の構成を有する粘性流体継手７０にお
いて、バイメタル８２の感応温度によつて連通孔７２，
７９が順次段階的に開かれるので、粘性流体継手７０の
トルク伝達量は、連通孔７２，７９が共に閉じるＯＦＦ
状態、連通孔７２のみが開くＭＩＤ状態および連通孔７
２，７９が共に開くＯＮ状態の３段階となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術の
粘性流体継手７０では、ＯＮ状態に入力部材の回転数が
低速域から高速域へと加速すると、このとき連通孔７
２，７９が共に開いており作動空間内には多量の粘性流
体が存在するため、出力部材７３の回転数に加速がつい
て異常に高速回転するおそれがあつた。この結果、フア
ンによる騒音が増大するという不具合が生じる。

【０００８】また、入力部材７１が高速で回転する時、
即ち、自動車が高速で走行する際には十分な走行風が期
待できるのでフアンは高速で回転する必要がない。特
に、この高速回転域では入力部材７１から出力部材７３
へのトルク伝達量が多いため、自動車エンジンの駆動損
失が大きくなつてしまうという不具合を有している。ま
た、入力部材７１，伝達部材８３及び出力部材７３が高
速で回転するために粘性流体の発熱量が多くなつて、粘
性流体の劣化促進等の不具合が生じる。

【０００９】そこで、本発明では、粘性流体継手の入力
部材の低速及び高速回転時に出力部材の回転数を制限で
きるようにすることを、その技術的課題とする。

【００１０】

【発明の構成】

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、入
力部材と、入力部材に支承手段を介して回転自在に支承
される出力部材と、出力部材の内部空間を作動空間と貯
蔵空間とに区画する区画部材と、内部空間内に封入され
る粘性流体と、入力部材の一端に固設されると共に作動
空間内に配置される伝達部材と、伝達部材の両面にそれ
ぞれ形成される第１，第２伝達機構と、区画部材に形成
され、貯蔵空間と作動空間との間の粘性流体の連通を許
容する第１連通孔と、第１連通孔の開閉を行う第１開閉
手段と、伝達部材に形成され、第１連通孔と重合する第
２連通孔と、第２連通孔を開閉する第２開閉手段とを有
し、第２開閉手段は、溝部と開閉部材とからなり、開閉
部材はその両端に第１閉鎖部及び第２閉鎖部とを有する
と共にスプリング手段により付勢される粘性流体継手を
構成し、第２開閉手段は、入力部材の回転域が低速回転
域と高速回転域の時には第２連通孔を閉じ、入力部材の
回転域が中速回転域の時には第2連通孔を開くようにし
たことである。

【００１２】

【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、第１伝
達機構は第１開閉手段が第１連通孔を開いた時にトルク
伝達作用を生じ、第２伝達機構は入力部材が中速回転域
のときのみ第２開閉手段が第２連通孔を開いてトルク伝
達作用を生じさせる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。

【００１４】図１に示す本発明実施例の粘性流体継手１
０では、図示しない自動車エンジンのクランク軸と間接
的に接続される入力部材１１に、カバー１２，中間部材
及びケース１３よりなる出力部材１４がベアリング（支
承手段）１５を介して回転自在に支承されている。尚、
カバー１２，中間部材４１及びケース１３とは適宜数の
ボルト１６により一体とされ、その外周部には図示しな
いフアンが適宜数のボルト１７により固設されている。
また、カバー１２と中間部材４１及び中間部材４１とケ
ース１３との間には夫々シール部材２８，４２が配設さ
れている。

【００１５】出力部材１４の内部空間１８には適量の粘
性流体（例えばシリコンオイル等）が封入され、内部空
間１８は第１，第２区画板（区画部材）１９，４３によ
り作動空間２０と第１，第２貯蔵空間２１，４４とに区
画される。この第１区画板１９には１次，２次連通孔
（第１連通孔）２２，２３が夫々穿設され、作動空間２
０と第１貯蔵空間２１とを連通させている。（尚、１
次，２次連通孔２２，２３は図１において夫々１つずつ
示されているが複数であつてもよい）この１次，２次連
通孔２２，２３はバルブ部材２４により開閉されるもの
で、バルブ部材２４の回動中心にはロツド２５の一端が
固設されている。このロツド２５はカバー１２にベアリ
ング２６を介して回転自在に支承され、その他端には感
温部材（例えばスパイラル状バイメタル）２７の中心端
が固設されている。また、感温部材２７の外周端はカバ
ー１２に固設されている。そして、これらのバルブ部材
２４、ロツド２５及び感温部材２７により第１開閉手段
２９が構成される。

【００１６】作動空間２０内には、入力部材１１の一端
に固設されたロータ（伝達部材）３０が配設され、ロー
タ３０には第２連通孔３１とこの第２連通孔３１を開閉
する第２開閉手段３４が形成されると共に、ロータ３０
の両面には第１，第２伝達機構３２，４５が形成されて
いる。第２連通孔３１はロータ３０をその軸方向に貫通
するもので、前述の２次連通孔２３と重合可能に形成さ
れている。第１伝達機構３２はロータ３０の図示左側面
と第１第１区画板１９の図示右側面との間に形成され、
第２伝達機構４５はロータ３０の図示右側面と第２区画
板４３の図示左側面との間に形成されたラビリンス機構
からなる。

【００１７】第２開閉手段３４において、ロータ３０の
内部にはその径方向に延在する溝３５が形成され、溝３
５内にはその内部を軸方向に摺動可能に開閉部材３８が
配設されている。開閉部材３８はスプリング（スプリン
グ手段）３９により内周方向へと付勢され、第２連通孔
３１を開閉するものである。また、開閉部材３８はその
両端に閉鎖部４９，５０を有し、その中央に細径部５１
を有する。第１ポンプ手段３３は、第１区画板１９の最
外周部に形成されたポンプ孔４６、第１区画板１９に一
体的に且つロータ３０の回転方向におけるポンプ孔４６
の下流側に形成されたポンプ突起４７、及びロータ３０
の外周部に形成されたヘリカルスプライン４８により構
成される。

【００１８】第２ポンプ手段５２は、第２区画板４３の
最外周部に形成されたポンプ孔５３及び第２区画板４３
に一体的に且つロータ３０の回転方向におけるポンプ孔
５３の上流側に形成されたポンプ突起５４より構成され
る。

【００１９】以上の構成を有する粘性流体継手１０の作
用について説明する。

【００２０】前述の自動車エンジンは水冷式であり、図
示しないラジエタにて冷却水を冷却するようになつてい
る。そして、ラジエタを流れる風の流れについて下流側
に本実施例の粘性流体継手１０及びフアンが配置されて
いる。

【００２１】エンジンが始動されると、それに伴つて入
力部材１１及びロータ３０が回転する。このとき、第２
貯蔵空間内にある粘性流体はポンプ手段５２の作用によ
り、そのほとんどが作動空間２０へと流出し、作動空間
２０内にある粘性流体はポンプ手段３３の作用により、
そのほとんどが第１貯蔵空間２１に回収される。このと
き、自動車エンジンは十分に暖まつておらずその水温も
低い。従つて、ラジエタを通過する空気温度は低いた
め、この空気温度を感知する感温部材２７の作用によ
り、バルブ部材２４は１次，２次連通孔２２，２３を共
に閉鎖する。しかし、作動空間２０内には全く粘性流体
が存在しなくなつた訳ではないので、第１，第２伝達機
構３２，４５に僅かに存在する粘性流体によつて、入力
部材１１の回転トルクを出力部材１４へと僅かに伝達す
る。従つて、入力部材１１と出力部材１４との相対回転
数は大きい（ＯＦＦ状態）。

【００２２】自動車エンジンが少しずつ暖まつてくると
冷却水温が上昇するため、ラジエタを通過する空気温度
も上昇していき、感温部材２７の作用によりバルブ部材
２４はまず１次連通孔２２のみを開く。すると、第１貯
蔵空間２１内の粘性流体は１次連通孔２２を介して作動
空間２０内の第１伝達機構３２に供給される。従つて、
入力部材１１の回転トルクは主にこの第１伝達機構３２
内に存在する粘性流体を介して出力部材１４に伝達され
る。従つて、入力部材１１と出力部材１４との相対回転
数はやや小さくなる（ＭＩＤ状態）。尚、第１伝達機構
３２に流入した粘性流体は遠心力により作動空間２０内
の最外周部へと流れていき、ポンプ手段３３の作用によ
り第１貯蔵空間２１へと回収されていく。即ち、粘性流
体は第１貯蔵空間２１〜１次連通孔２２〜第１伝達機構
３２〜ポンプ手段３３〜第１貯蔵空間２１と還流してい
る。

【００２３】この後、自動車エンジンが十分に暖まる
と、ラジエタを通過する空気温度もより上昇し、感温部
材２７の作用によりバルブ部材２４は１次連通孔２２に
加えて２次連通孔２３も開く。すると、第１貯蔵空間２
１内の粘性流体は１次連通孔２２を介して作動空間２０
内の第１伝達機構３２に供給されると共に、２次連通孔
２３及び第２連通孔３１を介して第２伝達機構４５にも
供給される。従つて、ロータ３０の回転はこの第１，第
２伝達機構３２，４５内に存在する粘性流体を介して出
力部材１４に伝達される。従つて、入力部材１１と出力
部材１４との相対回転数は完全に小さくなる（ＯＮ状
態）。このときも同様に、粘性流体は第１貯蔵空間２１
と作動空間２０との間を還流している。

【００２４】ところで、ＯＮ状態では１次，２次連通孔
２２，２３が共に開かれているが、入力部材１１の回転
数が低い時には開閉部材３８に作用する遠心力よりもス
プリング３９の付勢力が大きいため、図１に示すように
開閉部材３８の閉鎖部４９により第２連通孔３１は閉じ
られている。従つて、ＯＮ状態においても入力部材１１
の低速回転域では第１伝達機構３２のみがトルク伝達作
用を生じる。このことは、次のような効果を生じる。即
ち、ＯＮ状態において入力部材１１が低速回転域から高
速回転域へと加速する場合には、作動空間２０内に十分
な粘性流体が存在しないため、出力部材１４の回転数の
加速度は入力部材１４の加速度よりも小さく、出力部材
１４が異常に高い回転数で回転することがない。従つ
て、フアン騒音も十分に抑えられる。

【００２５】但し、入力部材１１が中速回転域で定常的
に回転する場合には、開閉部材３８に作用する遠心力が
スプリング３９の付勢力よりもやや大きくなり、開閉部
材３８の細径部５１が第２連通孔３１に重合することで
第２連通孔３１が開かれ、２次連通孔２３より第２伝達
機構４５にも粘性流体が供給される。この結果、前述の
とおりＭＩＤ状態が達成される。

【００２６】また、入力部材１１の高速回転域では、駆
動源である自動車エンジンの駆動損失量を低減する必要
があるためと、粘性流体の発熱による劣化を防止する必
要があるために、出力部材１４へのトルク伝達量が制限
される。即ち、高速回転域では開閉部材３８に作用する
遠心力がスプリング３９の付勢力よりも十分に大きくな
るので、開閉部材３８の閉鎖部５０が再度第２連通孔３
１を閉じる。従つて、ＯＮ状態においても入力部材１１
の高速回転域では第１伝達機構３２のみがトルク伝達作
用を生じる。

【００２７】次に、フアンと粘性流体継手との締結方法
について説明する。

【００２８】図２乃至図３において、粘性流体継手１０
の出力部材１４のケース１３の外周部には、ボス１００
が円周方向等ピツチで複数箇所に形成されている。フア
ン１０１のボス１０２には取付部材１０３が一体的にイ
ンサート成形され、取付部材１０３にはボス１００と同
数，同ピツチの絞り部１０４が形成されている。ボス１
００の外周面と絞り部１０４の内周面は同一曲面を有
し、ボルト１０５がボス１００に形成されたネジ穴に螺
合されることで、両者が強固に密着する。この図３乃至
図４に示す締結方法によれば、出力部材１４の外部に形
成されたフイン５３がフアン１０１によつて覆われない
ので、フアン１０１の取り付けによつてフイン５３によ
る粘性流体の冷却性能は悪影響を受けない。

【００２９】図４乃至図５において、フアン１２０のボ
ス１２１には断面Ｌ字形の取付部材１２２が一体的にイ
ンサート成形されている。取付部材１２２の接続部１２
３は粘性流体継手１０の出力部材１４に形成されたフラ
ンジ５４にボルト，ナツト等により固設されて、フアン
１２０が粘性流体継手１０に強固に固設される。この図
５乃至図６に示す締結方法によつても、出力部材１４の
外部に形成されたフイン５３がフアン１２０によつて覆
われないので、フアン１２０の取り付けによつてフイン
５３による粘性流体の冷却性能は悪影響を受けない。

【００３０】

【発明の効果】以上に示した様に本発明では、入力部材
の低速回転時には開閉手段が第２伝達機構への粘性流体
流入を妨げるため、入力部材の加速に伴う出力部材の異
常加速を防ぐことができ、出力部材に配設されるフアン
による騒音低減が実現できる。

【００３１】また、入力部材の高速回転時にも開閉手段
が第２伝達機構への粘性流体流入を妨げるため、粘性流
体継手の駆動源の駆動損失を低減できると共に、粘性流
体の発熱による劣化を防止できる。尚、入力部材の中速
回転時には通常どおり入力部材から出力部材へのトルク
伝達が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の粘性流体継手１０の断面図を示
す。

【図２】本発明実施例の粘性流体継手１０へのフアン締
結方法の第１実施例の構成図を示す。

【図３】図３における要部正面図を示す。

【図４】本発明実施例の粘性流体継手１０へのフアン締
結方法の第２実施例の正面図を示す。

【図５】図５における要部断面図を示す。

【図６】従来技術の粘性流体継手７０の部分断面図を示
す。

【符号の説明】

１０ 粘性流体継手、 １１ 入力部材、 １５ ベアリング（支承手段）、 １４ 出力部材、 １９ 第１区画部材（区画部材）、 ２０ 作動空間、 ２１ 第１貯蔵空間（貯蔵空間）、 ２２ １次連通孔（第１連通孔）、 ２３ ２次連通孔（第１連通孔）、 ２９ 第１開閉手段、 ３０ ロータ（伝達部材）、 ３１ 第２連通孔、 ３２ 第１伝達機構、 ３４ 第２開閉手段、 ４５ 第２伝達機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 35/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力部材と、 該入力部材に支承手段を介して回転自在に支承される出
   力部材と、 該出力部材の内部空間を作動空間と貯蔵空間とに区画す
   る区画部材と、 該内部空間内に封入される粘性流体と、 前記入力部材の一端に固設されると共に前記作動空間内
   に配置される伝達部材と、 該伝達部材の両面にそれぞれ形成される第１，第２伝達
   機構と、 前記区画部材に形成され、前記貯蔵空間と前記作動空間
   との間の前記粘性流体の連通を許容する第１連通孔と、 該第１連通孔の開閉を行う第１開閉手段と、 前記伝達部材に形成され、前記第１連通孔と重合する第
   ２連通孔と、 該第２連通孔を開閉する第２開閉手段とを有し、 前記第２開閉手段は、溝部と開閉部材とからなり、 該開閉部材はその両端に第１閉鎖部及び第２閉鎖部とを
   有すると共にスプリング手段により付勢され 、 前記入力部材の回転域が低速回転域と高速回転域の時に
   は前記第２連通孔を閉じ、前記入力部材の回転域が中速
   回転域の時には前記第2連通孔を開くことを特徴とする
   粘性流体継手。