JPH0451219Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、主に車両用内燃機関に適用される冷
却フアンの作動を周囲の温度条件に応じて自動制
御する機能を備えた温度感応型流体カツプリング
装置の改良に関する。

（従来の技術） この種の温度感応型流体カツプリング装置は例
えば実開昭61−49138号公報に記載されており、
その典型的構造は添付図面第６図に示すように、
先端に駆動デイスク（ホイール）２を固着した回
転駆動軸１上に軸受３を介して密封ケース６が相
対回転可能に支持され、密封ケース内部が仕切板
７によつて油溜り室８とトルク伝達室９とに区画
されている。外周に冷却フアン（図示せず）を取
付けた密封ケース６は、カバー４と軸受３を保持
するボデイ５とで組立てられている。そして密封
ケースのカバー４側外部に配置されたバイメタル
から成る感温体１０が温度変化を受けて湾曲変形
し、これに連動してピストン杆１１に当接する弁
部材１２が仕切板７に設けられた流出調整孔１３
を開閉し、油溜り室８からトルク伝達室９へと油
が流れ込むことによりトルクを伝達するようにな
つている。

感温体１０が検知する温度は一般にラジエータ
通過後の空気の温度であり、例えば60℃以下の低
温ではバイメタルが略平坦になつていて弁部材１
２が流出調整孔１３を閉鎖しカツプリングが
OFFの状態にあり、60℃以上の高温ではバイメ
タルが湾曲し弁部材１２が離れて流出調整孔１３
を開放しカツプリングがONになるように設定さ
れている。

流出カツプリング装置は、OFFの状態では伝
達トルクが小さくフアンの回転数も低いが、ON
の状態では伝達トルクが大きくなつてフアンの回
転数が上昇するという特性を備えている。

しかしながら、例えば自動車を急加速させたい
ときは、アクセルを踏み込んでスロツトル開度を
増加させ（続いて吸入空気量が増加する）エンジ
ン側からカツプリング側への入力（INPUT）回
転数を例えば1000rpmから6000rpmまで急上昇さ
せることになるが、第４図Ａに示すように流出カ
ツプリングがONであればフアンの回転数も同時
に急上昇し、例えば4000rpmまでオーバーシユー
ト（つれ回り）した後2500rpm程度に低下して安
定する。このオーバーシユートの瞬間は、フアン
の駆動馬力分だけ自動車の走行馬力が食われる
（消費される）ことになるから、加速性能に悪影
響を及ぼしレスポンス（応答性）が劣つていると
いう印象を与える。また急激な回転数上昇により
フアン騒音が発生する等の問題点があつた。

カツプリング側への入力回転数が6000rpmより
もさらに上昇すると、流出カツプリングがONで
あつても油の粘性が低下するので、第５図Ａに示
すようにフアンの回転数はやや低下し2000〜
2500rpm程度で安定する。しかしながら、このと
きは自動車が最高速度近くで走行しているので、
ラジエータ前面に衝突する空気流だけでラジエー
タは充分に冷却されることになり、フアン回転数
を2000rpm以上に保つ必要はない。むしろフアン
が高速回転することにより走行馬力が食われ、フ
アンベルト等の部品が消耗し耐久性が低下するこ
とになるという問題点があつた。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案の目的は、流体カツプリングを所要の瞬
間にOFFとすることによりフアン回転数を低下
させ、エンジン出力の損失を減少させることが可
能な温度感応型流体カツプリング装置を提供する
ことにある。

本考案の他の目的は、流出カツプリングの外周
に取付けられているフアンの高速回転状態を減少
させることにより各種回転部品の耐久性を向上さ
せることが可能な温度感応型流体カツプリング装
置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段とその作用） 本考案の前述した目的は、一般的な温度感応型
流体カツプリング装置において、感温体の付近に
ソレノイド式のアクチユエータを配置し、該アク
チユエータのピストンの端部で板状弁部材を直接
又は間接的に押圧せしめ、前記ピストンの前進後
退により前記板状弁部材を動かすように構成する
ことで達成される。

かかる構成に基づき、本考案によれば自動車の
急加速時あるいは高速走行時などフアン回転数を
低下させたい瞬間にはソレノイドを作動させてカ
ツプリングをOFFにすることができ、エンジン
出力の損失を減少させて加速性能及び高速走行性
能を向上させることができる。カツプリングを
OFFにすることにより急激な回転数上昇に起因
するフアン騒音の発生が防止できる。また、カツ
プリングがOFFになる時間が増加することによ
り高速回転状態が減少し、フアンベルトや軸受な
どの高速回転部品の耐久性が向上する。

ソレノイドを作動させる電源としては、スリツ
プリングとブラシを介してエンジン側の電源を利
用することが好ましいが、カツプリング側に電池
を搭載してもよい。

ソレノイド式のON−OFF作動は、エンジンの
回転数を検知するセンサと、吸入空気量を検出す
るエアーフローメーター又はスロツトルバルブの
開度を検出するセンサなど急加速を検出する手段
と、マイクロコンピユータなどの制御ユニツトを
利用して実行することが望ましい。

本考案の他の特徴及び利点は、添付図面第１図
乃至第３図の実施例を参照した以下の記載により
明らかとなろう。

（実施例） 第１図は、本考案の好適な実施例による温度感
応型流体カツプリング装置を断面図と線図で概略
的に表わしている。本考案に従い、バイメタルか
ら成る感温体１０の周囲にブラケツト２０が配置
されカバー４のボルト等で固定されており、ブラ
ケツト２０にはソレノイド式のアクチユエータ２
２が取付けられ、その本体から突出するピストン
２４の先端が感温体１０の中央付近に当接するよ
うに位置決めされている。密封ケース６のボデイ
５側の外表面にスリツプリング２６が固定され、
これと接触するブラシ２８がそのホルダー３０内
に取付けられたスプリング３２の作用でスリツプ
リング２６に押し当てられている。ブラシ２８は
マイクロコンピユータから成る制御ユニツト４０
に電気的に接続され、制御ユニツト４０は一方で
エンジンの回転数を検出するセンサ４１と吸入空
気量を検出するエアーフローメーター４２に接続
され、他方でエンジン用のバツテリ４４に接続さ
れているい。なお、エアーフローメーター４２の
代り又は追加としてスロツトルバルブの開度を検
出するセンサ４３を接続してもよい。

従つて、ソレノイド２２への電力供給は、プラ
ス側はスリツプリング２６とソレノイド２２とを
接続する導線３４で行なわれ、マイナス側はバツ
テリ４４から自動車の車体へのボデイアースを通
じて行なわれる。なお、ボデイアースとカツプリ
ングとの間の電気的接続が不確実な場合は、スリ
ツプリング２６を同心円状に２個設けて２個のブ
ラシ２８と接触させるようにする。

エンジン回転センサ４１はエンジン回転数を瞬
間的に検出し得るタイプとし、その信号を制御ユ
ニツト４０へと伝達する。制御ユニツト４０はそ
の信号を受けてエンジンの高回転時を判定し、ソ
レノイド２２に電流を流して作動させる。

エンジンの急加速は、エアーフローメーター４
２及び／又はスロツトルバルブ開度センサ４３を
用いて検出する。すなわち、ある瞬間における吸
入空気量をQanとし、ΔQan＝Qan−Qan_-1を吸
入空気量増加率とし、ΔQanが設定値α以上にな
つた時に急加速であると判定する。吸入空気量は
例えばクランク軸１回転ごとに測定すればよい。
あるいは、スロツトルバルブ開度をTVθとし、
Ａ＝dθTVθ／dtをスロツトル開度増加率とし、
Ａが設定値β以上になつた時に急加速であると判
定する。スロツトル開度の変化率は例えば0.01秒
ごとに測定すればよい。いずれかの方法により制
御ユニツト４０が急加速時を判定するとソレノイ
ド２２に電流を流して作動させる。

エンジンの急加速又は高回転が判定されてソレ
ノイドが作動すると、そのピストン２４の端部が
前進して感温体１０を押し下げ、続いてピストン
杆１１も押し下げられて板状弁部材１２を仕切板
７に当接させ、流出調整孔１３を閉鎖してカツプ
リングをOFF状態にする。エンジンの急加速又
は高回転が解除されると、センサ４１、エアーフ
ローメーター４２又はセンサ４３からの信号を受
けて制御ユニツト４０がソレノイド２２への電流
を遮断する。ソレノイド２２への電流が切れる
と、ピストン２４の端部が後退して感温体１０が
元の形状に復帰し、ピストン杆１１は弁部材１２
のばね力に押されて持ち上げられ、流出調整孔１
３が開いてカツプリングがON状態になる。な
お、カツプリングがOFF状態にあるときはソレ
ノイド２２を作動させても何の変化も起こらない
ことに注目されたい。

第２図Ａ，Ｂ，Ｃは、カツプリングのON−
OFFとソレノイドのON−OFFとを組合せた状態
を表わしている。例えば、60℃以下の低温でカツ
プリングがOFFでソレノイドもOFFになつてい
る場合はＡのようになり、ソレノイド２２のピス
トン２４は後退位置にあつてその先端は平坦に近
い感温体１０から離れている。

60℃以上の高温になりカツプリングがONでソ
レノイドがOFFの場合はＢのようになり、ピス
トン２４は後退位置にあるが、その先端は湾曲し
た感温体１０に当接するかあるいはきわめて接近
した位置にある。

カツプリングがONで急加速時又は高回転時が
検出されソレノイドがONになるとＣのようにな
り、ピストン２４が前進位置にあつて感温体１０
を押し下げ、同時にピストン杆１１及び弁部材１
２も押し下げられて流出調整孔１３が閉鎖され、
カツプリングがOFFになつている。

なお、カツプリングがOFFの状態Ａでソレノ
イドをOFFからONにした場合はＣと同じ状態に
なり、カツプリングはOFFのままで何らの変化
も起こらないことは前述した通りである。

第３図は、感温体１０の中央に貫通孔５０を穿
設すると共にピストン杆１１の中央にも貫通孔５
１を穿設し、ピストン２４の端部がこれらの貫通
孔に侵入して板状弁部材１２に直接当接するよう
にした実施例を表わしている。第１図の例ではピ
ストン２４の端部が感温体１０及びピストン杆１
１を介して間接的に板状弁部材を押圧していた
が、第３図の例では直接押圧するように構成した
ため、その作動がより確実になると共にバイメタ
ルを変形させないのでより小型のソレノイドが使
用できるという利点がある。

第４図Ｂは本考案による急加速時のフアン回転
数の上昇の一例を表わしたもので、エアーフロー
メーター４２又はセンサ４３が急加速を検出する
と制御ユニツト４０が働いてタイマーにより約10
秒間カツプリングをOFFにする。これによりフ
アンのオーバーシユートは約2000rpm程度ですぐ
終了し元の回転数に戻る。10秒経過後にカツプリ
ングがONになると約2500rpmへと上昇し、この
ときはエンジン回転数が定常状態に入つているの
でオーバーシユートを生じない。かくして急加速
時の馬力損失が約4PSほど減少し、加速性能及び
応答性が改善されることが判明した。

第５図Ｂは本考案による高回転時のフアン回転
数の変化を表わしたもので、センサ４１が高回転
を検出しフアン回転数が6000rpm以上であること
を制御ユニツト４０を判断すると、制御ユニツト
が働いてカツプリングをOFFにする。これによ
りフアン回転数は2500rpm程度から1000rpm程度
へと急激に低下し、馬力損失が約4PSほど減少
し、高速走行性能が改善されることが判明した。
これは特に回転数が高い領域を使用するエンジン
にとつて有利であることも判明した。

（考案の効果） 以上詳細に説明した如く、本考案によれば次の
ような利点が得られる。

１ 急加速時における損失馬力が減少し加速性能
及び応答性が向上する。

２ 高回転時における損失馬力が減少し高速走行
性能が向上する。

３ フアン騒音が低下する。

４ 燃料消費率が小さくなる。

５ 回転部品の寿命が延長できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の好適な実施例による温度感応
型流体カツプリング装置の概略断面図、第２図は
ソレノイドと感温体の作動を表わす縦断面図、第
３図は他の実施例を表わす縦断面図、第４図は従
来例と本考案による急加速時のフアン回転数を表
わすグラフ、第５図は従来例と本考案による高回
転時のフアン回転数を表わすグラフ、第６図は従
来のカツプリング装置を表わす一部切欠き縦断面
図である。 １……駆動軸、２……駆動デイスク、３……軸
受、４……カバー、５……ボデイ、６……密封ケ
ース、７……仕切板、８……油溜り室、９……ト
ルク伝達室、１０……感温体、１１……ピストン
杆、１２……弁部材、１３……流出調整孔、２２
……ソレノイド、２４……ピストン、２６……ス
リツプリング、２８……ブラシ、４０……制御ユ
ニツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 先端に駆動デイスクを固着した回転駆動軸上
   の相対回転可能に支持されかつ外周に冷却フア
   ン等を取付けたボデイとカバーとから成る密封
   ケースと、この密封ケースの内部を油溜り室と
   トルク伝達室とに区画しかつ油の流出調整孔を
   有する仕切板と、この仕切板に基端部が固定さ
   れかつ自由端が前記流出調整孔の周縁部に離接
   する板状弁部材と、前記密封ケースのカバー側
   外部に配置されたバイメタルから成る感温体
   と、この感温体に一端が当接され前記カバーに
   設けられた軸孔を貫通して他端が前記弁部材に
   当接されているピストン杆とを備え、感温体の
   温度変化による湾曲変形に連動して弁部材によ
   り流出調整孔を開閉するようにした温度感応型
   流体カツプリング装置において、 前記感温体の付近にソレノイド式のアクチユ
   エータを配置し、該アクチユエータのピストン
   の端部で前記板状弁部材を直接又は間接的に押
   圧せしめ、前記ピストンの前進後退により前記
   板状弁部材を動かすように構成したことを特徴
   とする温度感応型流体カツプリング装置。 ２ 前記ピストン端部は前記感温体の中央付近に
   当接し、感温体及びピストン杆を介して前記板
   状弁部材を動かすようになつている実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記感温体の中央及び前記ピストン杆の中央
   にそれぞれ貫通孔が設けられ、前記ピストン端
   部はこれらの貫通孔に侵入して前記板状弁部材
   に当接するようになつている実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の装置。 ４ 前記密封ケース外表面にスリツプリングが取
   付けられ、ブラシを介して電力が供給されるよ
   うになつている実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の装置。 ５ 前記回転駆動軸がエンジンに連結され、エン
   ジンの回転数を検知して前記ソレノイド式アク
   チユエータを制御するようになつている実用新
   案登録請求の範囲第４項記載の装置。 ６ 前記回転駆動軸がエンジンに連結され、吸入
   空気量の変化及び／又はスロツトル開度の変化
   から急加速を検知して前記ソレノイド式アクチ
   ユエータを制御するようになつている実用新案
   登録請求の範囲第４項又は第５項記載の装置。