JPH0719625U - 流体継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従動部材を設計変更することなく、トルクの
伝達特性を簡易に変更することができ、さらにラビリン
ス溝の径方向外側部分に作動流体をスムーズに供給し
て、従動部材を確実にかつ安定して中速回転させること
もできる流体継手を提供する。 【構成】 作動流体の貯留室１１と作動室１２とを隔成
する仕切板１０に、バルブプレート２１の回転方向に沿
って２段階的に開口面積が変化する連通孔１８を設け、
カバー９に、環状突起１４を径方向に横切る横断通路２
５を形成し、作動室１２内に、連通孔１８から作動室１
２内に導入された作動流体を横断通路内に導くガイドリ
ング４１を備えた。

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ものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の流体継手としては、例えば、実開平２−７６２３２号公報およ び実開平３−２６８３９号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】 これらの流体継手は、作動流体の貯留室と作動室とを仕切る仕切板に、第１， 第２の連通孔が独立して形成されており、これらの連通孔を通して、貯留室内の 作動流体が作動室内のラビリンス溝内に供給される構成となっている。そして、 雰囲気温度が低いときには、第１，第２の連通孔が共に閉じられ、作動室内に残 留する作動流体のみによって回転軸（駆動部材）の回転トルクがハウジング（従 動部材）にわずかに伝達されて、そのハウジングが低速回転する。雰囲気温度が 上昇すると第１の連通孔が開かれ、その第１の連通孔を通して貯留室内の作動流 体が一旦作動室内のガイドキャップ内に入った後、そのガイドキャップ内からの ハウジング内の供給路を通って作動室内のラビリング溝の径方向外側部分に供給 されることによって、回転軸の回転トルクがハウジングに中程度に伝達されて、 そのハウジングがすべりを生じながら中速回転する。さらに雰囲気温度が上昇す ると第２の連通孔も開かれ、第２の連通孔を通して貯留室内の作動流体が直ちに 作動室内のラビリンス溝の径方向内側部分に充分に供給されることによって、回 転軸の回転トルクがハウジングに充分に伝達されて、そのハウジングが回転軸と ほぼ同速で高速回転する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記従来の流体継手は、ハウジングの中速回転時に、ラビリンス溝 の径方向外側部分に作動流体を供給して効率良くトルクを伝達できるものの、そ の作動流体を第１の連通孔、ガイドキャップ、および供給路を順次通して供給す るため、その流動抵抗が大きい。そのため、特に、作動流体が高粘度であった場 合に、ラビリンス溝への供給量が不足して、ハウジングの所定の中速回転が得ら れなくなるおそれがあった。しかも、低速，中速，高速の３段階的なトルクの伝 達特性を変更するためには、ダイカストなどにより製造されたハウジングを設計 変更して、供給路の位置などを変更しなければならず不経済でもあった。

【０００５】 本考案の目的は、従動部材を設計変更することなく、トルクの伝達特性を簡易 に変更することができ、さらに、ラビリンス溝の径方向外側部分に作動流体をス ムーズに供給して、従動部材を確実にかつ安定して中速回転させることもできる 流体継手を提供することにある。

【０００６】

【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および従動部材と、 前記従動部材の内部を作動流体の貯留室と作動室とに隔成しかつ該貯留室と作動 室との間を連通する連通孔が形成された仕切板と、前記駆動部材に設けられて前 記作動室内に位置するディスク部材と、前記従動部材とディスク部材との対向部 に設けられかつ前記作動室内に位置してラビリンス溝を形成する対の環状突部と 、前記従動部材に設けられて前記貯留室と作動室とを連通する戻し通路と、前記 連通孔を開閉可能なバルブプレートを感熱温度に応じて開閉制御する感温制御機 構とを備えた流体継手において、前記連通孔は、前記バルブプレートの開閉方向 に沿って多段階的に開口面積が変化するものであることを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案の流体継手は、仕切板に段階的に開口面積が変化する連通孔を形成し、 その連通孔を通して貯留室の作動流体を作動室内に導入することによって、従動 部材の低速，中速，高速等の多段階的な回転を実現し、かつ、その連通孔の形状 等を変更することによって、トルクの伝達特性を簡易に変更できるものとする。

【０００８】 さらに、作動室内のガイド部材によって、ラビリンス溝を径方向に横切る横断 通路内に作動流体を導くことにより、特に、従動部材の中速回転時に、ラビリン ス溝の外周部分に充填される作動流体によって効率良くトルクを伝達すると共に 、作動流体を小さな流動抵抗でスムーズに供給して回転速度を安定させる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。

【００１０】 図において、１はＶベルトプーリ２を備えた中空状の駆動部材たる駆動軸、３ は該駆動軸１にベアリング４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、６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１２に収納配置されたディスク（ディス ク部材）である。上記ハウジング３は、上記ベアリング４に直接軸受されるボデ ィ部７と、該ボディ部７の前端にボルト８を介して連結されたカバー部９とを備 え、内部は円板状の仕切板１０によって前側の貯留室１１と後側の上記作動室１ ２とに隔成されている。

【００１１】 そして、上記ディスク６の外周端近傍部とカバー部９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（環状突部）１３および１４がそれぞれ 形成されており、両突起１３および１４間でラビリンス溝を構成し、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。

【００１２】 一方、上記カバー部９には、貯留室１１と作動室１２とを連通する屈曲状の戻 し通路１５が設けられ、またこの戻し通路１５の作動室１２側の開口端１５Ａの 近傍位置には、上記ディスク６の側端面と共にポンプ機構１６を構成する突起が 設けられている。このポンプ機構６は、ディスク６とカバー部９との相対回転に よって、作動室１２内の作動流体を戻し通路１５を介して貯留室１１内に圧送す る。

【００１３】 さらに、上記仕切板１０には、貯留室１１と作動室１２とを連通する連通孔１ ８が形成されている。この連通孔１８は、図３および図４に示すように、仕切板 １０の周方向に沿って連続する平面略四角形の第１連通孔１８Ａと、それよりも 大きい平面略四角形の第２連通孔１８Ｂとによって形成されている。したがって 、この連通孔１８は、仕切板１０の周方向に沿って開口面積が２段階的に変化す る。そして、カバー部９の略中央に、外側の渦巻状バイメタル１９の中心端が固 定された回転軸２０が軸受され、また、この回転軸２０の内端部には、上記連通 孔１８を開閉するバルブプレート２１が支持されている。バイメタル１９は、後 述するように感熱温度に応じてバルブプレート２１を開閉制御する感温制御機構 を構成する。バルブプレート２１は、回転軸２０を中心として図２中の上下方向 に延在し、回転軸２０の回転に伴って図４（ａ），（ｂ）のように連通孔１８を 開閉する。つまり、このバルブプレート２１は、連通孔１８と戻し通路１５を通 して貯留室１１と作動室１２と間にて循環する作動流体の循環量をラジエータ（ 図示せず）通過後の空気温度に応じて制御することになる。

【００１４】 図３は、仕切板１０が取付けられた状態におけるカバー部９の平面図であり、 本実施例にあっては、ラビリンス溝を径方向に横切る通路として周方向における ９０度間隔で４つの通路（横断通路）２５が設けられている。通路２５はカバー 部９に形成された複数の環状突起１４を一部切欠くと共に、その基底面をえぐる 形態で形成されている。なお、図１は図３のＩ−Ｉ線に沿う断面図に相当する。

【００１５】 ディスク６側の環状突起１３は、ディスク６の周方向に沿う９０°間隔の４箇 所３１（図２参照）が放射状に切欠かれており、その切欠き箇所３１を通って、 遠心力を受けた作動流体がディスク６の外周端側に流動するようになっている。 更に、環状突起１３の基端部分、つまりディスク６との結合部分には、複数のス リット３２が形成されている。本例の場合は、ディスク６の周方向に沿う４５° 間隔の８箇所にスリット３２が形成されている。これらのスリット３２は、例え ば切削等の加工法によって形成されている。また、ディスク６には、その周方向 に沿う６０°間隔の６箇所に円孔３３が設けられている。

【００１６】 カバー９の内部には、連通孔１８を通して作動室１２内に流入した作動流体を 通路２５内に導くための環状のガイドリング（ガイド部材）４１が設けられてい る。本例の場合は、図２に示すようにガイドリング４１の外周縁４１Ａが内側の 環状突起１４の段部１４Ａに係合し、かつ図２および図３に示すようにガイドリ ング４１の舌部４１Ｂが通路２５内に嵌入することによって、ガイドリング４１ が回り止めされて固着されている。ガイドリング４１の内周部は、ディスク６の 円孔３３を覆ぐ方向に折曲されている。

【００１７】 上記構成になる本実施例においては、機関の始動直後等、バイメタル１９付近 の雰囲気温度が低い場合には、バルブプレート２１がバイメタル１９の作用によ り連通孔１８を閉塞して作動流体の循環を実質上停止する。この結果、ラビリン ス溝間に介在する作動流体量が極めて少なくなり、ディスク６からハウジング３ への伝達トルクが低下して、ハウジング３、ひいては冷却ファンが低速回転する ことになる。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 スリット３２を通ってディスク６の外方へ流動し、ポンプ機構１６により戻し通 路１５を経て貯留室１１内に送り出される。したがって、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速やかに排出され、ハウジング３ は必要以上の速度で回転することなく、冷却ファンと共に低速回転する。

【００１８】 バイメタル１９付近の雰囲気温度が上昇してくると、まず、バルブプレート２ １が第１連通孔１８Ａを徐々に開成し、貯留室１１内の作動流体が連通孔１８か ら作動室１２内に流入することになる。

【００１９】 この第１連通孔１８Ａから作動室１２内に流入した作動流体は、ガイドリング ４１にガイドされて、その大半がラビリンス溝を径方向に横切って形成された流 動抵抗の小さい通路２５を通り、ラビリンス溝外周部分に充填されていく。その 作動流体の一部はポンプ機構１６により戻し通路１５を介して貯留室１１に戻さ れる。そして、図４（ａ）に示すように第１連通孔１８Ａが全開した時点で、ラ ビリンス溝に対する作動流体の供給量と貯留室１１への戻し量（回収量）のバラ ンスがとれて、ラビリンス溝の安定した作動流体の充填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安定して中速回転する。

【００２０】 さらに、バイメタル１９付近の雰囲気温度が上昇すると、第２の連通孔１８Ｂ も徐々に開成し、作動室１２内への作動流体の供給量が増大して、ハウジング３ の回転速度が徐々に増大する。そして、図４（ｂ）に示すように第２の連通孔１ ８Ｂも全開した時点で、ラビリンス溝内に充分に作動流体が充填されて、ハウジ ング３が駆動軸１とほぼ同速で高速回転することになる。

【００２１】 なお、貯留室１１内の作動流体が第１連通孔１８Ａを通って作動室１２内に流 入した後、ガイドリング４１によって通路２５内に導かれてラビリンス溝の外周 部に供給されるため、特に、ハウジング３の中速回転時には、そのラビリンス溝 の外周部分に充填される作動流体によって効率良くトルクを伝達することができ ると共に、作動流体を小さな流動抵抗でスムーズに供給することができる。

【００２２】 また、第１，第２連通１８Ａ，１８Ｂの形状、大きさ等を変更することによっ て、３段階的なトルクの伝達特性を様々に変更することができる。また、バルブ プレートの開閉方向に沿って開口面積が多段階的に変化するように連通孔１８を 形成することにより、トルクの伝達特性を低速，中速および高速の３段階以上、 多段に設定することも可能である。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の流体継手は、仕切板に段階的に開口面積が変化 する連通孔を形成して、その連通孔を通して貯留室の作動流体を作動室内に導入 する構成であるから、従動部材の低速，中速，高速等の多段階的な回転を実現し 、かつ、その連通孔の形状等を変更することによって、トルクの伝達特性を簡易 に変更することができる。

【００２４】 しかも、作動室内のガイド部材によって、ラビリンス溝を径方向に横切る横断 通路内に作動流体を導くことにより、特に、従動部材の中速回転時には、ラビリ ンス溝の外周部分に充填される作動流体によって効率良くトルクを伝達すること ができると共に、作動流体を小さな流動抵抗でスムーズに供給して回転速度を安 定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のII円部の拡大図である。

【図３】図１に示すカバーの内面図である。

【図４】図３のIV円部の作動の説明図である。

【符号の説明】

１ 駆動軸（駆動部材） ３ ハウジング（従動部材） １０ 仕切板 １１ 貯留室 １２ 作動室 １３，１４ 環状突起（環状突部） １５ 戻し通路 １８ 連通孔 １８Ａ 第１連通孔 １８Ｂ 第２連通孔 １９ バイメタル（感温制御機構） ２１ バルブプレート ２５ 通路（横断通路） ４１ ガイドリング（ガイド部材）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転自在に配備された駆動部材およ
   び従動部材と、 前記従動部材の内部を作動流体の貯留室と作動室とに隔
   成しかつ該貯留室と作動室との間を連通する連通孔が形
   成された仕切板と、 前記駆動部材に設けられて前記作動室内に位置するディ
   スク部材と、 前記従動部材とディスク部材との対向部に設けられかつ
   前記作動室内に位置してラビリンス溝を形成する対の環
   状突部と、 前記従動部材に設けられて前記貯留室と作動室とを連通
   する戻し通路と、 前記連通孔を開閉可能なバルブプレートを感熱温度に応
   じて開閉制御する感温制御機構とを備えた流体継手にお
   いて、 前記連通孔は、前記バルブプレートの開閉方向に沿って
   多段階的に開口面積が変化するものであることを特徴と
   する流体継手。
2. 【請求項２】前記従動部材には、前記ラビリンス溝を径
   方向に横切る横断通路を形成し、 前記作動室内には、前記連通孔から該作動室内に導入さ
   れた作動流体を前記横断通路内に導くガイド部材を備え
   たことを特徴とする請求項１に記載の流体継手。