JPH0159453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体カツプリングすなわち粘性流体の
剪断力を利用してトルク伝達を行うカツプリング
に関し、特にカツプリング内の流体の流れを制御
する弁機構を有し、該弁機構をカツプリング外部
に設けた温度感知性バイメタルコイルによつて作
動せしめる形式のカツプリングに関する。

この形式のカツプリングは公知であり例えばイ
ギリス特許第898442号、第1540708号に記載され
ている。これらのカツプリングにおける主要な問
題点はバイメタルコイルの保持に関連しており、
バイメタルコイル取付装置、およびカツプリング
内部に配置された回転弁部材にバイメタルコイル
から回転運動を伝達するために利用される弁軸の
侵蝕および摩耗を防止する必要がある。

バイメタルコイルと弁軸の外方端の侵蝕および
摩耗は内燃エンジンの通常動作状態でカツプリン
グに伝達される振動に基くものが多く、特に例え
ばカツプリングが乗物用４シリンダエンジンに取
付けられている場合に顕著である。

バイメタルコイルの外方端をカツプリングの被
駆動部材に取付けるために種々の方法が提案され
ており、例えば溶接、かしめ等の固着的取付方
法、ゴム、ゴム状の封止性又は接着性の材料をバ
イメタルコイルの外方端とカツプリングの被駆動
部材に設けたバイメタルコイル位置決め装置との
間に介在させることによつて、及びバイメタルコ
イルの外方端を半径方向に自由に滑動可能とする
取付装置によつて、バイメタルコイルの外方端に
角度的又は角度的および半径方向にある程度の自
由度を許容する弾性的取付方法が知られている。

バイメタルコイルの外方端に関連する問題点を
解決するという点についての従来の取付方法の効
果はそれぞれ異つているが、弁軸の摩耗を防止す
るという点について完全な解決は得られていな
い。

本発明はバイメタルコイルを用いて粘性流体カ
ツプリングの弁開閉を行うものにおいて、弁軸と
バイメタルコイルがエンジンからの振動を受けて
摩耗および損傷することがないようにした装置を
提供することにある。

本発明によれば、回転可能な駆動部材の少くと
も一部が、回転可能の被駆動部材の一部に形成さ
れる作動室内に同軸的に回転可能に装架され、該
駆動部材と作動室との対向する面によつて流体剪
断空間が限定され、被駆動部材にそれと共に回転
するように装架された弁板が被駆動部材内を作動
室と流体貯蔵室とに分割し、弁板に弁ポートが設
けられ、流体貯蔵室と作動室との間の弁ポートを
通る動作流体の流れを制御する回転弁部材が設け
られ、被駆動部材に同軸の弁軸が該被駆動部材の
流体貯蔵室に隣接する外壁の孔を貫通延長し、該
弁軸の流体貯蔵室内の端部が回転弁部材に固着さ
れて共に回転し、被駆動部材と同軸に且つその外
部に温度応答性バイメタルコイルが装架され、バ
イメタルコイルの内方端は弁軸に固着されてそれ
と共に回転し、バイメタルコイルの外方端は被駆
動部材に弾性的に取付けられている、形式の流体
カツプリングにおいて、前記弁軸の外方端がバイ
メタルコイルから突出しており、この外方端を軸
支する孔を有する軸受部材および該軸受部材を中
心部に収容するとともにそこからバイメタルコイ
ルの外側に延びて被駆動部材の外壁の外面に固定
されたブラケツト部材を含み、被駆動部材と同軸
に回転する弁軸軸受装置を設け、弁軸がバイメタ
ルの内側に位置する弁軸軸受装置と被駆動部材の
前記孔とで支持されている。バイメタルコイルが
半径方向に振動することにより弁軸の外方向が半
径方向に反覆的に運動することは軸受装置によつ
て防止される。

軸受装置は望ましくはスリーブ軸受を含むもの
とし、これは例えば鋼裏金つきの青銅、鋼裏金つ
きのポリマー（例えばナイロン、弗化エチレン）、
焼結青銅など任意適当な材料から作ることができ
る。

バイメタルコイルと被駆動部材との間に角度的
屈撓を許容する弾性連結装置として望ましくは、
コイルの外方端をエラストマー性のスリーブで取
囲み、スリーブを被駆動部材に対応する形状の凹
所内に収容する。

本発明は上記構成によるものであるから、バイ
メタルコイルの温度応答特性による変形力のみで
回転弁部材に回転力を与えて弁の開閉を行うため
に弁軸自体を長くかつ重量をふやすというマイナ
ス要因にもかかわらず、エンジンによる振動の影
響を極力押えることができる。また本願発明では
両ささえによる弁軸の長さを最小限度に保つので
バイメタルコイルの温度応答性を損なわずにす
む。

本発明の実施例を例示する添付図面を参照して
以下さらに説明する。

第１図において１０は温度応答型のトルク伝達
用流体カツプリングを概括的に示し、これは図示
しない粘性の動作流体を収容し、駆動部材１１と
被駆動部材１２とを含み、被駆動部材は軸受１５
によつて駆動部材と同軸に回転可能に軸支され
る。

被駆動部材１２は概舌的に１７として示すハウ
ジング部材とカバー部材１９とを含む。

ハウジング部材１７は焼結鋼のスパイダ部材２
１と、これと同軸に回転可能に取付けられた鋼製
の環状デイスク部材２３とから成る。スパイダ部
材２１は、軸受１５を収容するに適した中心孔２
７を有する環状の中央ボス２５と、中央ボスに一
体的に形成された複数の半径方向に延びるアーム
２９とを有する。各半径方向アーム２９の外方端
には孔３３を有するボス３１が設けられている。
各半径方向アームの段部によつてスピゴツト位置
決め直径部１６が形成され、冷却フアン又はフア
ン用ブレード１４又はその他の被駆動装置を駆動
部材１１に対して同軸に位置決めする。冷却フア
ン又はフアン用ブレード１４はスタツド１８とナ
ツト２０とによつて固着される。望ましくはスタ
ツド１８はデイスク部材２３に数字３５を示す如
く例えば突起溶接によつて固着され、スパイダ部
材２１のアーム２９のそれぞれの孔３３を貫通延
長する。環状のデイスク部材２３とスパイダ部材
２１とは例えば突起溶接によつて３７に示す如く
互に固着される。デイスク部材２３の中心孔３９
は望ましくはスパイダ部材２１の中心孔２７より
も小径とし、被駆動部材１２を軸受１５に関して
軸方向に位置決めする衝当部４１が形成されるよ
うにする。環状のデイスク部材の外周部４３には
４５に示す如くカバー部材１９が取付けられる。
第１図においてはカバー部材１９にローラ加工を
行つてデイスク部材２３に固着されているが、例
えばねじその他任意適当の技術で代替することが
できる。

駆動部材１１には図示しない回転エネルギ源に
連結するためのねじ孔２２がある。駆動部材１１
の一部を形成する駆動デイスク２４が、被駆動部
材１２の一部として限定される作動室２６内に取
囲まれる。作動室２６と駆動デイスク２４との対
向する表面３２，３４，３６，３８の間に剪断空
間２８，３０が限定される。弁ポート４４を有す
る弁板４２によつて作動室２６と貯蔵室４０とが
分割されている。弁ポート４４を調節するため回
転弁部材４６が設けられている。駆動デイスク２
４の周縁に隣接して出口ポート４８が作動室の壁
面３２に設けられ、ダクト５４によつて貯蔵室４
０に連結される。出口ポート４８は第４図に示す
如く作動室２６の壁面３２に設けられた溝５０を
中断するスコツプ状部分５２に関連して設けられ
ている。被駆動部材１２のカバー部材１９の壁５
５は貯蔵室４０の前方壁を限定し、弁軸５６を位
置決めする孔６６（第１ａ図）を具えている。弁
軸５６は回転弁部材４６にかしめ又は鋲６８によ
つて固着されて共に回転する。貯蔵室４０からの
動作流体の洩れをシール５８が防止する。被駆動
部材１２の前面７０にはブラケツト部材７２（第
２図）がねじその他適宜の手段によつて固定され
ている。ブラケツト部材７２の中心部にはコツプ
状部６２が形成されて軸受６０を収容し、軸受６
０は弁軸５６の外方端５６ａを軸支する孔７６を
具えている。回転弁部材４６の角度的すなわち回
転運動によつて弁ポート４４が開閉するが、この
運動は被駆動部材１２の前方壁５５に設けた凹所
８６に収容された温度応答性のバイメタルコイル
６４によつて制御される。バイメタルコイル６４
は第１の直線状の舌状部７８を有し、この舌状部
に緊密に嵌合するエラストマー性のスリーブ８２
を介して被駆動部材１２に弾性的に取付けられ
る。これら舌状部７８とスリーブ８２とは凹所８
６内のボス部８４に形成された逃げ溝８０に締り
ばめて嵌め合わされる。逃げ溝８０はスリーブ８
２を容易に収容し得るような適宜の抜き勾配を持
つてボス部８４に一体的に成形（鋳造）すること
が望ましい。バイメタルコイル６４の第２の直線
状の舌状部８５（第１ａ図、第３図）は弁軸５６
の溝孔８８に密接嵌合し、バイメタルコイル６４
の環境温度が変化すると弁軸５６は被駆動部材１
２の前方壁５５に相対的に回転する。

図示流体カツプリングの作動時に駆動部材１１
は例えば内燃エンジンの補機用駆動軸、通常は水
ポンプ駆動軸によつて駆動される。作動室２６内
の粘性の動作流体の剪断抵抗によつて被駆動部材
１２は通常駆動部材１１よりもいくらか遅い速度
で回転する。駆動デイスク２４と被駆動部材１２
との速度差によつて動作流体はスコツプ部５２に
よつて集められ、ダクト５４を通つて貯蔵室４０
に流入する。カツプリングの外部温度が予め定め
た限界位を越えると温度応答性バイメタルコイル
６４によつて回転弁部材４６は弁ポート４４を開
く。貯蔵室４０の流体は弁ポート４４を通つて作
動室２６に流入し、空間２８，３０内に十分な量
の動作流体が存在し、被駆動部材の速度が最大と
なる。流体カツプリングの外部温度が予め定めた
限界以下に降下すると温度応答性バイメタルコイ
ル６４は回転弁部材４６を回転せしめて弁ポート
４４を閉じ（又は弁ポート４４の有効開口面積を
小とし）貯蔵室４０から作動室２６への流体流を
遮断し又は小とする。スコツプ部５２は流体を作
動室２６から波み出しゞけており、作動室２６、
従つて粘性流体の剪断空間２８，３０内の流体の
量が減少し、駆動部材１１と被駆動部材１２との
間に伝達される駆動力が減少する。被駆動部材の
回転速度が減少し、最終的にはほとんど駆動力が
伝達されない状態で被駆動部材は駆動部材に関し
て実質上自由回転するようになる。温度が再び上
昇すると温度応答性バイメタルコイル６４によつ
て動かされて弁部材４６は弁ポート４４を開き、
流体は貯蔵室４０から作動室２６と剪断空間２
８，３０に流入する。剪断空間２８，３０内の流
体の量は増加して、最大駆動力状態に達すると被
駆動部材の回転速度は最大となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流体カツプリングの実施
例を示す縦断面図。第１ａ図は第１図の部分拡大
図。第２図は第１図の前面図。第３図は軸受ブラ
ケツトを取除いて示す前面図。第４図は作動室の
内面を第１図の矢Ａ方向から見た部分的概略図。
第５図は第１図の矢Ａ方向から見た端面図。 １１：駆動部材、１２：被駆動部材、１７：ハ
ウジング部材、１９：カバー部材、２６：作動
室、２８，３０：流体剪断空間、４０：貯蔵室、
４２：弁板、４４：弁ポート、４６：回転弁部
材、５６：弁軸、５５：外壁、６６：孔、６４：
バイメタルコイル、６０：軸受部材、７２：ブラ
ケツト部材、７８，８５：バイメタルコイルの端
部、８２：エラストマー性スリーブ、８０：逃げ
溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転可能の駆動部材１１の少くとも一部が、
   回転可能の被駆動部材１２の一部に形成される作
   動室２６内に同軸的に回転可能に装架され、該駆
   動部材１１と作動室２６との対向する面によつて
   流体剪断空間２８，３０が形成され、被駆動部材
   １２にそれと共に回転するように装架された弁板
   ４２が被駆動部材１２内を前記作動室２６と流体
   貯蔵室４０とに分割し、弁板４２に弁ポート４４
   が設けられ、流体貯蔵室４０と作動室２６との間
   の弁ポート４４を通る動作流体の流れを制御する
   回転弁部材４６が設けられ、被駆動部材１２に同
   軸の弁軸５６が該被駆動部材１２の粒体貯蔵室４
   ０に隣接する外壁５５の孔６６を貫通延長し、該
   弁軸の流体貯蔵室４０内の端部が回転弁部材４６
   に固着されて共に回転し、被駆動部材１２と同軸
   に且つその外部に温度応答性バイメタルコイル６
   ４が装架され、該バイメタルコイルの内方端８５
   は弁軸に固着されてそれと共に回転し、バイメタ
   ルコイルの外方端７８は被駆動部材１２に弾性的
   に取付けられている、動作流体を収容する流体カ
   ツプリングにおいて、 前記弁軸５６の外方端がバイメタルコイル６４
   から突出しており、 この外方端を軸支する孔７６を有する軸受部材
   ６０および該軸受部材を中心部に収容するととも
   にそこからバイメタルコイルの外側に延びて被駆
   動部材１２の外壁５５の外面７０に固定されたブ
   ラケツト部材７２を含み、被駆動部材と同軸に回
   転する弁軸軸受装置を設け、 弁軸５６がバイメタルの内側に位置する弁軸軸
   受装置と被駆動部材の前記孔６６とで支持されて
   いることを特徴とする流体カツプリング。 ２ 前記バイメタルコイル６４の外方端７８がエ
   ラストマー性のスリーブ８２によつて取巻かれ、
   該スリーブは被駆動部材１２の対応する形状の逃
   げ溝８０内に収容されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の流体カツプリング。 ３ 前記バイメタルコイルの外方端が直線状の舌
   状部を有し、該舌状部と前記スリーブとが嵌合し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の流体カツプリング。 ４ 前記舌状部７８と前記スリーブ８２とが逃げ
   溝８０内で締りばめにより嵌合していることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の流体カツプ
   リング。 ５ 前記逃げ溝８０が被駆動部材１２のボス部８
   ４に一体成形されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項ないし第４項のいずれか１項記載
   の流体カツプリング。 ６ 前記バイメタルコイル６４の内方端８５が直
   線状舌状部を含み、該舌状部が弁軸５６の溝孔８
   ８に収容されていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項記載の
   流体カツプリング。