JPH07259891A

JPH07259891A - 流体式ファンカップリングのつれ回り防止方法および流体供給制御方法ならびに流体式ファンカップリング

Info

Publication number: JPH07259891A
Application number: JP4722694A
Authority: JP
Inventors: Munekatsu Shimada; 田宗勝島; Mikiya Shinohara; 原幹弥篠; Tatsuo Sugiyama; 山龍男杉
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】比較的簡単な構成とすることで回転開始時に
おけるファンのつれ回りを防止することができると共
に、可動部分を有することなくトルク伝達部への流体の
供給量を制御することができるようにする。【構成】駆動側軸部４からの回転力を磁性流体２のせ
ん断力によってファン側軸部１２に伝達するトルク伝達
部５と、磁性流体２をトルク伝達部５に循環させる流体
循環流路１１と、駆動側軸部４の回転停止時における流
体循環流路１１を介したトルク伝達部５への磁性流体２
の逆流を阻止する磁場印加部１３と、温度感知によって
磁気的に開閉制御される流体供給口９をそなえた感温性
磁気回路１８を有する流体供給制御部１４を具備した流
体式ファンカップリング１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン冷却のために
使用されるエンジン駆動ファンにおいて用いられる流体
式ファンカップリングに関し、特に、燃費向上，騒音低
減を目的として採用されている流体式ファンカップリン
グであって、内部にトルク伝達用流体を封入し必要時に
のみトルク伝達部に流体を供給してトルクを伝達する機
構を備えたオートファンカップリングに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来におけるオートファンカップリング
としては、種々の構造を有するものがあるが、まずは、
ファンカップリングについてその概要を説明する。

【０００３】冷却ファンおよびファンカップリングにつ
いては、例えば、下記の文献に述べられている。

【０００４】（１）道家勝治，矢野誠：『低騒音ファン
カップリングの開発』（「自動車技術」Ｖｏｌ．４
１，Ｎｏ．１０，１９８７，ｐ１１９６〜１１９９）（２）林正治，脇田和英，中村隆次：『冷却ファンの低
騒音化』（「内燃機関」Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．３５
４，１９８９．４ｐ３８〜４６）（３）『自動車技術ハンドブック第２分冊設計編』
第３章エンジン自動車技術会（１９９１），ｐ９
６〜９８ここでは、それらに述べられていることがらについての
概略を述べる。

【０００５】冷却ファンの機能は、ラジエータおよびエ
アコンのコンデンサの冷却に必要な風量を確保すること
であり、この本来の機能を満足しつつ、ファンの騒音を
低く抑えることが要求されている。

【０００６】エンジンファンの場合、ファンはクランプ
プーリーよりベルトを介して駆動され、ファンとファン
プーリーとが直結であれば、ファンの回転はエンジンの
回転に比例する。

【０００７】一般的に、エンジンの高回転時には走行風
が導入されて、ラジエータやコンデンサは冷却されるた
め、冷却ファンの風量は供給過剰となる。このとき、フ
ァンの消費馬力に無駄が生じ、ファン騒音は不必要に増
大する。そのため、エンジンの回転数が増大しても、フ
ァンの回転数をある一定回転数以下に抑える工夫がなさ
れている。

【０００８】この場合に、ラジエータ通過後の空気温度
を感知して、ファンの回転数を２段階に制御する温度制
御型ファンカップリングが主流であり、ファン騒音の低
減や消費馬力の減少に寄与している。

【０００９】このファンカップリングは、オートファン
カップリングと称され、内部に粘性流体（シリコーンオ
イル）を封入し、トルク伝達部における粘性流体のせん
断力によってトルクを伝達させるものである。この場
合、前面にとりつけてあるバイメタルがラジエータ通過
後の空気温度を感知して、トルク伝達部へのオイル量を
増減させて、ファン回転数を制御するものである。

【００１０】前述したように、従来のオートファンカッ
プリングは、高温・低温でオン・オフさせる２段階制御
が主流であるが、３段階制御のものや、リニア制御のも
のもある。

【００１１】さて、ここで、オートファンカップリング
における動作原理等についての説明をしておくこととし
たい。

【００１２】図７は、オートファンカップリングと称さ
れる流体式ファンカップリングの基本構造を示す概念図
であって、この流体式ファンカップリング２１は、内部
に粘性流体であるシリコーンオイルよりなる流体２２を
収容するケーシング２３と、ケーシング２３内で回転可
能に収容され且つ中心には駆動側に連結される駆動側軸
部２４を有すると共に外周側でトルク伝達部２５を形成
するホイール２６と、ラジエータを矢印Ａ方向に通過し
た空気の温度を感知して作動するバイメタル２７と、バ
イメタル２７により作動するシャッター２８と、シャッ
ター２８により開閉される流体供給口２９と、流体貯蔵
室３０と、ケーシング２３の内部と流体貯蔵室３０とを
連通する流体循環流路３１をそなえた構造を有してい
る。

【００１３】そして、駆動側軸部２４はエンジンの回転
数に比例した回転数で回転していると共に、ケーシング
２３の外周には図示していないファンが取り付けられて
いて、ファンは低温時においてＯＦＦ回転数で回転して
いる。

【００１４】このような構造の流体式ファンカップリン
グ２１において、ラジエータを矢印Ａ方向に通過してき
た空気の温度が上がると、うず巻き状のバイメタル２７
はシャッター２８の軸を回転させる。これによって、シ
ャッター２８が動き、流体供給口２９が開となって、流
体貯蔵室３０内にある流体２２は流体供給口２９を通っ
てトルク伝達部２５に供給される。このときに、流体２
２すなわちオイルに働く駆動力は遠心力である。

【００１５】そして、流体供給口２９を通してトルク伝
達部２５に流体２２が供給されると、トルク伝達部２５
における流体２２のせん断力によって駆動側軸部２４の
回転がトルク伝達部２５を介してケーシング２３に伝達
されることによってケーシング２３の回転数が増大し、
図示しないファンはＯＮ回転となる。このＯＮ回転数
は、流体２２の粘度およびトルク伝達部２５の羽根の枚
数等で決まる。

【００１６】さらに、トルク伝達部２５を通過した流体
２２は、駆動側のホイール２６の先端に設けられた切欠
によるポンプ作用でポンピングされ、流体循環流路３１
を通って流体貯蔵室３０へともどる。

【００１７】他方、ラジエータを通過した矢印Ａ方向の
空気の温度が下がると、バイメタル２７によりシャッタ
ー２８が流体供給口２９を塞ぐため、トルク伝達部２５
へ流体２２が供給されなくなることによって、ケーシン
グ２３の回転数すなわちファンの回転数はＯＦＦ回転に
もどる。

【００１８】以上が２段階制御の流体式ファンカップリ
ング２１の構造であるが、例えば、流体循環流路３１を
２種類設け、一方の流体貯蔵室３０への入口をシャッタ
ー２８で塞ぐことにより、トルク伝達部２５への流体供
給量を２段階とした３段階制御のものもある。この場
合、流体貯蔵室３０への入口の位置は、流体供給口２９
が開いたあとに開くように、位相をずらして設定されて
いる。

【００１９】また、流体供給口２９の形状を工夫するこ
とにより、ラジエータを通過した空気の温度と連動して
徐々に開口面積が増大するようにしたリニア型のものも
ある。このリニア型のものでは、流体供給量がラジエー
タを通過した空気の温度に対してリニアに変わることと
なり、トルク伝達部への流体供給量によって、ファンの
回転数は増減する。

【００２０】図７に示した基本構造の流体式ファンカッ
プリング２１において、エンジンを停止させると、駆動
側軸部２４の回転が止まるため、流体２２はその自重に
より流体循環流路３１を逆流してトルク伝達部２５にた
まる。

【００２１】したがって、エンジン始動時（すなわち、
冷機始動直後時）に、ファンがＯＮ回転でまわり出すこ
とになる。そして、このＯＮ回転は、流体２２がホイー
ル２６の先端に設けられた切欠によるポンピングによっ
て回収しつくされるまで続く。この持続時間は、後に図
８をもとにして示すように、例えば、２０秒程度であ
る。この現象をつれ回りと称している。

【００２２】このつれ回り現象は、エンジンに対する暖
機性能の低下を招き、また、ファンのつれ回り騒音の原
因にもなっている。そして、後者の場合は、暖機時でア
イドル回転数が高いこともあり、特に、地下や屋内の駐
車場でファン騒音が大きいと指摘されることにもなって
いる。

【００２３】そこで、流体の戻り孔部（オイル回収通
路）につれ回り防止壁を設けることにより、戻り孔がど
の位置に停止しても、流体が逆流しないようにした対策
がなされていることもあり、このような対策を講じた場
合におけるつれ回り測定データの例を図８に示す（文献
（１）の第１１９９頁図８より）。

【００２４】また、つれ回り防止対策として、トルク伝
達部の背面に更にもう一つの流体貯蔵室を設けることも
考えられている（文献（２）の第４４頁図−２１）。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の流体式ファンカップリング２１にあっては、つ
れ回り防止対策のため、流体循環流路につれ回り防止壁
を設置したり、トルク伝達部の背面に更にもう一つオイ
ル貯蔵室を設けたりするといった対策をとっている場合
には、構造が複雑化してしまうという問題点を有してい
た。

【００２６】また、上記した従来の流体式ファンカップ
リング２１にあっては、トルク伝達部２５への流体２２
の供給量を制御する機構がバイメタル２７およびシャタ
ー２８を用いた可動部分を有するものとなっているた
め、信頼性の確保という点で弱点を有していたことか
ら、これらの問題点ないしは弱点を解消することが課題
であった。

【００２７】

【発明の目的】本発明は、このような従来技術がもつ問
題点ないしは弱点にかんがみてなされたものであって、
比較的単純な構成とすることで回転開始時におけるファ
ンのつれ回りを防止することができると共に、さらに改
良された発明においては可動部分を有することなくトル
ク伝達部への流体の供給量を制御することができる流体
式ファンカップリングを提供することを目的としてい
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる流体式フ
ァンカップリングのつれ回り防止方法は、駆動側からの
回転力をトルク伝達部における流体のせん断力によって
ファン側に伝達すると共に、流体を流体循環流路を介し
てトルク伝達部に循環させる流体式ファンカップリング
において、流体として磁性流体を用いると共に、流体循
環流路に磁場を印加して、駆動側の回転停止時における
流体循環流路を介したトルク伝達部への流体の逆流を磁
場の印加により阻止して駆動側の回転開始時におけるフ
ァンのつれ回りを防止するようにしたことを特徴として
いる。

【００２９】そして、本発明に係わる流体式ファンカッ
プリングのつれ回り防止方法の実施態様においては、磁
性流体として飽和磁化が３００Ｇ程度以上のものを用い
ると共に、磁場の印加によって磁性流体に作用する磁場
の強さの最大値が３００Ｏｅ程度以上であるものとす
ることができる。

【００３０】また、本発明に係わる流体式ファンカップ
リングの流体供給制御方法は、駆動側からの回転力をト
ルク伝達部における流体のせん断力によってファン側に
伝達すると共に、流体を流体循環流路および流体供給制
御部を介してトルク伝達部に循環させる流体式ファンカ
ップリングにおいて、流体として磁性流体を用いると共
に、流体供給制御部では温度感知によって磁気的に開閉
される流体供給口を温度により磁気的に開閉制御するよ
うにしたことを特徴としている。

【００３１】そして、本発明に係わる流体式ファンカッ
プリングの流体供給制御方法の実施態様において、流体
供給口は、感温フェライトによる温度感知によって磁気
的に開閉制御されるようにすることができ、同じく実施
態様においては、磁性流体として飽和磁化が３００Ｇ程
度以上であるものを用いると共に、流体供給口の出口の
ギャップにおける磁場の強さの最大値が２ｋＯｅ程度以
上であるものとすることができる。

【００３２】さらに、本発明に係わる流体式ファンカッ
プリングは、駆動側からの回転力を流体のせん断力によ
ってファン側に伝達するトルク伝達部と、流体をトルク
伝達部に循環させる流体循環流路をそなえた流体式ファ
ンカップリングにおいて、流体として磁性流体を循環さ
せると共に、駆動側の回転停止時における流体循環流路
を介したトルク伝達部への流体の逆流を阻止する磁場印
加部を流体循環流路に設けた構成としたことを特徴とし
ている。

【００３３】そして、本発明に係わる流体式ファンカッ
プリングの実施態様において、磁性流体は飽和磁化が３
００Ｇ程度以上であると共に、磁場印加部において磁性
流体に作用する磁場の強さの最大値を３００Ｏｅ程度
以上に設定する構成となすことができる。

【００３４】また、本発明に係わる流体式ファンカップ
リングは、駆動側からの回転力を流体のせん断力によっ
てファン側に伝達するトルク伝達部と、流体をトルク伝
達部に循環させる流体循環流路と、トルク伝達部への流
体の供給を制御する流体供給制御部をそなえた流体式フ
ァンカップリングにおいて、流体として磁性流体を循環
させると共に、流体供給制御部には温度感知によって磁
気的に開閉制御される流体供給口をそなえた感温性磁気
回路を設けた構成としたことを特徴としている。

【００３５】そして、本発明に係わる流体式ファンカッ
プリングの実施態様において、感温性磁気回路は、永久
磁石と感温磁性体と流体供給口をそなえたヨークを組み
合わせてなるものとすることができ、この実施態様にお
いて、感温磁性体は感温フェライトであるものとするこ
とができる。

【００３６】また、同じく実施態様において、磁性流体
は飽和磁化が３００Ｇ程度以上であると共に、流体供給
口の出口のギャップにおける磁場の強さの最大値を２ｋ
Ｏｅ程度以上に設定する構成となすことができる。

【００３７】さらに、本発明に係わる流体式ファンカッ
プリングの実施態様においては、トルク伝達部への流体
供給制御部を複数そなえていて流体供給の制御温度を異
ならせたものとすることができる。

【００３８】そしてまた、本発明に係わる流体式ファン
カップリングでは、駆動側からの回転力を磁性流体のせ
ん断力によってファン側に伝達するトルク伝達部と、磁
性流体をトルク伝達部に循環させる流体循環流路と、駆
動側の回転停止時における流体循環流路を介したトルク
伝達部への磁性流体の逆流を阻止する磁場印加部と、温
度感知によって磁気的に開閉制御される流体供給口をそ
なえた感温性磁気回路を有する流体供給制御部を具備し
てなる構成としたことを特徴としている。

【００３９】

【発明の作用】本発明に係わる流体式ファンカップリン
グのつれ回り防止方法では、駆動側からの回転力をトル
ク伝達部における流体のせん断力によってファン側に伝
達すると共に、流体を流体循環流路を介してトルク伝達
部に循環させる流体式ファンカップリングにおいて、流
体として磁性流体を用いると共に、流体循環流路に磁場
を印加して、駆動側の回転停止時における流体循環流路
を介したトルク伝達部への流体の逆流を磁場の印加によ
り阻止して駆動側の回転開始時におけるファンのつれ回
りを防止するようにしたから、駆動側の回転が停止した
ときに磁性流体が流体循環流路を通って逆流しようとし
ても、流体循環流路では磁場が印加されていることによ
って、磁性流体の逆流が阻止されることとなるので、従
来のようにエンジン回転停止時等においてトルク伝達部
に流体がたまるようなことはなくなることから、エンジ
ン始動時等に駆動側が回転を開始したときにおいてトル
ク伝達部にたまった流体のせん断力によってファンがオ
ン回転でまわり出すという不具合が解消され、したがっ
て、暖機性能が向上すると共に暖機高回転時におけるフ
ァンのつれ回りによる騒音の発生が回避されることとな
る。

【００４０】本発明に係わる流体式ファンカップリング
のつれ回り防止方法の実施態様においては、磁性流体と
して飽和磁化が３００Ｇ程度以上のものを用いると共
に、磁場の印加によって磁性流体に作用する磁場の強さ
の最大値が３００Ｏｅ程度以上であるものとするよう
にしたから、駆動側の回転が停止したときにおいて流体
循環流路での磁性流体の逆流が十分に阻止されるように
なる。

【００４１】また、本発明に係わる流体式ファンカップ
リングの流体供給制御方法では、駆動側からの回転力を
トルク伝達部における流体のせん断力によってファン側
に伝達すると共に、流体を流体循環流路および流体供給
制御部を介してトルク伝達部に循環させる流体式ファン
カップリングにおいて、流体として磁性流体を用いると
共に、流体供給制御部では温度感知によって磁気的に開
閉される流体供給口を温度変化により磁気的に開閉制御
するようにしたから、従来のように温度によって変位が
得られるバイメタルおよびこの変位によって流体供給口
を開閉するシャッターなどといった可動部分を有する機
構を用いることなく、温度が変化した際に流体供給口が
磁気的に開閉されることとなる。

【００４２】そして、本発明に係わる流体式ファンカッ
プリングの流体供給制御方法の実施態様において、流体
供給口は、感温フェライトによる温度感知によって磁気
的に開閉制御されるようにしたから、きわめて簡単な構
成によって流体供給口での磁性流体の供給制御がなされ
るようになる。

【００４３】同じく、流体式ファンカップリングの流体
供給制御方法の実施態様において、磁性流体として飽和
磁化が３００Ｇ程度以上であるものを用いると共に、流
体供給口の出口のギャップにおける磁場の強さの最大値
が２ｋＯｅ程度以上であるものとしたから、流体供給制
御部における流体供給口からの磁性流体の供給制御が十
分良好になされることとなる。

【００４４】本発明に係わる流体式ファンカップリング
では、駆動側からの回転力を流体のせん断力によってフ
ァン側に伝達するトルク伝達部と、流体をトルク伝達部
に循環させる流体循環流路をそなえた流体式ファンカッ
プリングにおいて、流体として磁性流体を循環させると
共に、駆動側の回転停止時における流体循環流路を介し
たトルク伝達部への流体の逆流を阻止する磁場印加部を
流体循環流路に設けた構成としたから、駆動側の回転が
停止したときに磁性流体が流体循環流路を通って逆流し
ようとしても、流体循環流路では磁場印加部により印加
される磁場によって、磁性流体の流れが阻止されること
となるので、従来のようにエンジンの回転停止時等にお
いてトルク伝達部に流体がたまるようなことがなくなる
ことから、エンジン始動時等においてトルク伝達部にた
まった流体のせん断力によってファンがオン回転でまわ
り出すという不具合が解消され、したがって、暖機性能
が向上すると共にファンのつれ回りにより騒音の発生が
回避されることとなる。

【００４５】そして、本発明に係わる流体式ファンカッ
プリングの実施態様において、磁性流体は飽和磁化が３
００Ｇ程度以上であると共に、磁場印加部において磁性
流体に作用する磁場の強さの最大値を３００Ｏｅ程度
以上に設定するようにしたから、駆動側の回転が停止し
たときにおいて流体循環流路での磁性流体の逆流が十分
に阻止されるようになる。

【００４６】また、本発明に係わる流体式ファンカップ
リングでは、駆動側からの回転力を流体のせん断力によ
ってファン側に伝達するトルク伝達部と、流体をトルク
伝達部に循環させる流体循環流路と、トルク伝達部への
流体の供給を制御する流体供給制御部をそなえた流体式
ファンカップリングにおいて、流体として磁性流体を循
環させると共に、流体供給制御部には温度感知によって
磁気的に開閉制御される流体供給口をそなえた感温性磁
気回路を設けた構成としたから、従来のように温度によ
って変位が得られるバイメタルおよびこの変位によって
流体供給口を開閉するシャッターなどといった可動部分
を有する機構を用いることなく、温度が変化した際に流
体供給口が磁気的に開閉されることとなる。

【００４７】そして、実施態様において、感温性磁気回
路は、永久磁石と感温磁性体と流体供給口をそなえたヨ
ークを組み合わせてなるものとしたから、著しく簡単な
構成により磁性流体供給口における磁性流体の供給制御
もなされることとなり、同じく実施態様において、感温
磁性体は感温フェライトであるものとしたから、安価で
かつ可動部分のない構成によって磁性流体供給口におけ
る磁性流体の供給制御が行えることとなる。

【００４８】そして、本発明に係わる流体式ファンカッ
プリングの実施態様において、磁性流体は飽和磁化が３
００Ｇ程度以上であると共に、流体供給口の出口のギャ
ップにおける磁場の強さの最大値を２ｋＯｅ程度以上に
設定しているものとしたから、流体供給制御部における
流体供給口からの磁性流体の供給制御が十分良好になさ
れることとなる。

【００４９】さらには、本発明に係わる流体式ファンカ
ップリングの実施態様においては、トルク伝達部への流
体供給制御部を複数そなえていて流体供給の制御温度を
異ならせた構成とすることによって、幅広い温度域にわ
たってリニアに近い特性を有する流体式ファンカップリ
ングとなる。

【００５０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。

【００５１】図１は、本発明の一実施例による流体式フ
ァンカップリングの基本構造を示す概念図であって、こ
の流体式ファンカップリング１は、内部に粘性流体とし
て磁性流体２を収容するケーシング３と、このケーシン
グ３内で回転可能に収容され且つ中心には駆動側に連結
される駆動側軸部４を有すると共に外周側でトルク伝達
部５を形成するホイール６と、ラジエータを矢印Ａ方向
に通過した空気の温度を感知して作動するバイメタル７
により作動するシャッター８と、シャッター８により開
閉される流体供給口９と、流体貯蔵室１０と、ケーシン
グ３の内部と流体貯蔵室１０とを連通する流体循環流路
１１をそなえていると共に、駆動側軸部４の回転停止時
における流体循環流路１１を介したトルク伝達部５への
磁性流体２の逆流を阻止するために、流体循環流路１１
の途中に磁場印加部１３として永久磁石１３ａを設けた
構造をなしている。

【００５２】この図１に示した本発明の一実施例による
磁性流体式ファンカップリング１において、磁性流体２
としては、アルキルナフタリンベースのマグネタイト磁
性流体を用いた。この磁性流体２の２０℃における比重
は１．６０であり、粘度は１５００ｃＰであって、飽和
磁化は５５０Ｇのものである。

【００５３】また、流体循環流路１１の内径は６ｍｍと
し、磁場印加部１３を形成する永久磁石１３ａとして、
幅１０ｍｍ×高さ１０ｍｍ×厚さ５ｍｍのフェライト磁
石をそのＮ極側が流体循環流路１１に向くようにして設
置した。このとき、流体循環流路１１の位置における磁
界の強さは、最大で約３００Ｏｅであった。このほ
か、フェライト磁石をそのＳ極側が流体循環流路１１に
向くように設置してもよく、極性の向き、すなわち、磁
場の向きはどちらでもよい。

【００５４】また、ホイール６の外径は約１１５ｍｍで
あり、トルク伝達部５においてかみ合っている羽根の枚
数はそれぞれ６枚であるファンカップリングの構造とし
て、その内部に約３３ｃｃの磁性流体２を入れて、つれ
回り防止性能を確認したところ、図８に示した流体循環
流路につれ回り防止壁を設けた場合における測定例とほ
ぼ同じであった。

【００５５】つまり、駆動側軸部４の停止時において流
体循環流路１１を介して磁性流体２の逆流を防ぐことが
できた。そして、永久磁石１３ａによる保持力を磁性流
体２の自重よりも大きく設定すればよいことが確かめら
れた。

【００５６】図２は本発明に係わる流体式ファンカップ
リング１の他の実施例を示すものであって、この実施例
では、磁場印加部１３として、永久磁石１３ａと、軟鉄
製でコの字形状としたヨーク１３ｂとを組み合わせたも
のを使用した場合を示している。そして、この場合にお
ける磁界の強さの最大値は約５００Ｏｅであり、前述
したと同様につれ回り防止機能の確認実験を行ったとこ
ろ、図８に示したつれ回り防止壁を設けた場合と同様の
性能を示した。

【００５７】また、使用する磁性流体２の飽和磁化の大
きさと、磁場印加部１３における磁界の大きさの目安は
種々の検討の結果、磁性流体２に働く磁気力の大きさが
磁性流体２の自重による圧力よりも大きくなっていれば
よいことが判明した。

【００５８】図３は、本発明のさらに他の実施例を示す
ものであって、図１に示した流体式ファンカップリング
１において、流体供給制御機構を可動部分のないものに
した例である。

【００５９】すなわち、図３に示すように、流体貯蔵室
１０からトルク伝達部５へと磁性流体２を供給する磁性
流体供給流路の部分に、可動部分のない磁性流体供給制
御部１４を設けており、この流体供給制御部１４は、永
久磁石１５と、感温磁性体１６と、流体供給口（ギャッ
プ）９を形成したヨーク１７を組み合わせてなる感温性
磁気回路１８を形成しうる構成のものとしている。

【００６０】この場合、感温磁性体１６は、流体貯蔵室
１０の外側に配置されていて、ラジエータを通過して矢
印Ａ方向に流れる空気と接触するようになっている。

【００６１】そして、ラジエータを通過して矢印Ａ方向
に流れた空気の温度が低いときには、感温磁性体１６は
磁束を通過させるので、感温性磁気回路１８が形成され
ることにより永久磁石１５の磁束はヨーク１７に流れる
ことによって流体供給口９の磁界は強いものとなってい
ることから、磁性流体２は、流体供給口９で保持されて
しまうことによって、流体供給口９が磁気的に閉塞され
てトルク伝達部５へは流れていかないこととなり、駆動
側軸部４の回転は従動側に伝達されないこととなる。つ
まり、ファンはＯＦＦ回転数で回転する。

【００６２】一方、ラジエータを通過した空気の温度が
上昇し、感温磁性体１６のキューリー点以上になると、
感温性磁気回路１８が感温磁性体１６の部分で遮断され
ることとなるため、流体供給口９の部分における磁界が
微弱なものとなり、磁性流体２がトルク伝達部５に流れ
出ることになって、トルク伝達部５での磁性流体２のせ
ん断力によって駆動体側軸部４からの回転がファン側に
伝達されることとなる。

【００６３】この図３に示す実施例においては、流体供
給口（ギャップ）９の形状を図４に示すように円弧形状
のものとし、口部の投影面積を３５ｍｍ^２とした。

【００６４】また、感温磁性体１６としては、キューリ
ー点が７５℃の感温フェライト（サーモフェライト）を
用いた。

【００６５】さらに、流体供給口９の磁界は、その最大
値が５ｋＯｅとなるようにして感温性磁気回路１８を設
定すると共に、流体供給口９の長さは１２ｍｍとし、磁
性流体２としては、前述と同様のものを用いた。

【００６６】図５に本発明による流体式ファンカップリ
ングの特性の評価結果の一例を示すが、ラジエータを通
過する空気の温度が上がっていくときは、風温が６５℃
付近からファン回転Ｎ_Ｆが立ち上がり、７５℃でＯＮ回
転となった。また、降温では約５℃のヒステリシスをも
ってもどった。したがって、この図５からもわかるよう
に、リニアに近い特性となっている。

【００６７】次に、図３に示した感温性磁気回路１８を
形成可能とした流体供給制御部１４を２組そなえた流体
式ファンカップリングを製作し、その際、一方の流体供
給制御部１４における感温磁性体１６のキューリー点を
７５℃とし、もう一方の感温磁性体１６のキューリー点
を８５℃として、流体供給口９の面積は半分ずつとし
た。この結果、その特性を図６に示すが、幅広い温度域
にわたってリニアに近い特性の流体式ファンカップリン
グとしうることがわかった。

【００６８】このとき、流体供給口９の開口部分におけ
るギャップ部の磁界の強さの目安は、ＯＮ回転時におい
て磁性流体２に働く遠心力による圧力よりも、磁性流体
２に働く磁気力の方が上回っているように設定すればよ
いことも、種々の検討の結果判明した。

【００６９】また、図３の実施例においても、流体循環
流路１１に磁場印加部１３として永久磁石１３ａを設け
ることによるつれ回り防止機構を採用することによっ
て、可動部分のないリニアに近い特性でしかもつれ回り
をおこさない流体式ファンカップリングにしうる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、流体式ファンカップリングにおいて流体として磁性
流体を用いると共に、流体循環流路に磁場印加部を設け
ることとしたため、駆動側の回転が停止したときに磁性
流体が流体循環流路を通って逆流するのを防ぐことが可
能となるので、駆動側が回転を開始したときにファン側
がつれ回りを生ずるのを防止することが可能となって、
エンジン等の暖機性能の向上がもたらされると共に暖機
高回転時におけるファンのつれ回り高回転による騒音の
発生を防止することが可能になるという著しく優れた効
果がもたらされる。

【００７１】また、他の発明においては、温度感知によ
って磁気的に開閉される流体供給口をそなえた感温性磁
気回路をトルク伝達部への流体供給制御部に設けるよう
にしたから、従来のように温度によって変位が得られる
バイメタルおよびこの変位によって流体供給口を開閉す
るシャッターなどといった可動部分を有する機構を用い
ることなく、温度が変化した際に流体供給口を開閉制御
することが可能になるという著しく優れた効果がもたら
される。

【００７２】そして、両発明を併合採用することによっ
て、可動部分を伴うことなくリニアに近い回転伝達特性
を有すると共に回転開始時におけるファンのつれ回りを
防止することができる流体式ファンカップリングを提供
することが可能になるという著しく優れた効果がもたら
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における流体式ファンカップ
リングの基本構造を示す概念図である。

【図２】本発明の他の実施例における流体式ファンカッ
プリングの磁場印加部を示す断面説明図（図２の
（Ａ））および側面説明図（図２の（Ｂ））である。

【図３】本発明のさらに他の実施例における流体式ファ
ンカップリングの基本構造を示す概念図である。

【図４】図３に示した流体式ファンカップリングの流体
供給口（ギャップ）の形状を示す断面説明図である。

【図５】本発明による流体式ファンカップリングの特性
の一例を示すグラフである。

【図６】本発明による流体式ファンカップリングの特性
の他の例を示すグラフである。

【図７】従来例における流体式ファンカップリングの基
本構造を示す概念図である。

【図８】流体循環流路につれ回り防止壁を設けた場合と
設けない場合とにおけるファン回転数への影響（つれ回
り発生への影響）を例示するグラフである。

【符号の説明】

１流体式ファンカップリング２磁性流体４駆動側軸部（駆動側）５トルク伝達部９流体供給口１１流体循環流路１３磁場印加部１３ａ永久磁石（磁場印加部）１４流体供給制御部１５永久磁石（磁場印加部）１６感温磁性体１７ヨーク１８感温性磁気回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動側からの回転力をトルク伝達部にお
ける流体のせん断力によってファン側に伝達すると共
に、流体を流体循環流路を介してトルク伝達部に循環さ
せる流体式ファンカップリングにおいて、流体として磁
性流体を用いると共に、流体循環流路に磁場を印加し
て、駆動側の回転停止時における流体循環流路を介した
トルク伝達部への流体の逆流を磁場の印加により阻止し
て駆動側の回転開始時におけるファンのつれ回りを防止
することを特徴とする流体式ファンカップリングのつれ
回り防止方法。
【請求項２】磁性流体として飽和磁化が３００Ｇ程度
以上のものを用いると共に、磁場の印加によって磁性流
体に作用する磁場の強さの最大値が３００Ｏｅ程度以上
であるものとする請求項１に記載の流体式ファンカップ
リングのつれ回り防止方法。
【請求項３】駆動側からの回転力をトルク伝達部にお
ける流体のせん断力によってファン側に伝達すると共
に、流体を流体循環流路および流体供給制御部を介して
トルク伝達部に循環させる流体式ファンカップリングに
おいて、流体として磁性流体を用いると共に、流体供給
制御部では温度感知によって磁気的に開閉される流体供
給口を温度変化により磁気的に開閉制御することを特徴
とする流体式ファンカップリングの流体供給制御方法。
【請求項４】流体供給口は、感温フェライトによる温
度感知によって磁気的に開閉制御される請求項３に記載
の流体式ファンカップリングの流体供給制御方法。
【請求項５】磁性流体として飽和磁化が３００Ｇ程度
以上であるものを用いると共に、流体供給口における磁
場の強さの最大値が２ｋＯｅ程度以上であるものとする
請求項３または４に記載の流体式ファンカップリングの
流体供給制御方法。
【請求項６】駆動側からの回転力を流体のせん断力に
よってファン側に伝達するトルク伝達部と、流体をトル
ク伝達部に循環させる流体循環流路をそなえた流体式フ
ァンカップリングにおいて、流体として磁性流体を循環
させると共に、駆動側の回転停止時における流体循環流
路を介したトルク伝達部への流体の逆流を阻止する磁場
印加部を流体循環流路に設けたことを特徴とする流体式
ファンカップリング。
【請求項７】駆動側からの回転力を流体のせん断力に
よってファン側に伝達するトルク伝達部と、流体をトル
ク伝達部に循環させる流体循環流路と、トルク伝達部へ
の流体の供給を制御する流体供給制御部をそなえた流体
式ファンカップリングにおいて、流体として磁性流体を
循環させると共に、流体供給制御部には温度感知によっ
て磁気的に開閉制御される流体供給口をそなえた感温性
磁気回路を設けたことを特徴とする流体式ファンカップ
リング。
【請求項８】駆動側からの回転力を磁性流体のせん断
力によってファン側に伝達するトルク伝達部と、磁性流
体をトルク伝達部に循環させる流体循環流路と、駆動側
の回転停止時における流体循環流路を介したトルク伝達
部への磁性流体の逆流を阻止する磁場印加部と、温度感
知によって磁気的に開閉制御される流体供給口をそなえ
た感温性磁気回路を有する流体供給制御部を具備してな
ることを特徴とする流体式ファンカップリング。
【請求項９】磁性流体は飽和磁化が３００Ｇ程度以上
であると共に、磁場印加部において磁性流体に作用する
磁場の強さの最大値を３００Ｏｅ程度以上に設定する
請求項６または８に記載の流体式ファンカップリング。
【請求項１０】感温性磁気回路は、永久磁石と感温磁
性体と流体供給口をそなえたヨークを組み合わせてなる
請求項７または８に記載の流体式ファンカップリング。
【請求項１１】感温磁性体は感温フェライトである請
求項１０に記載の流体式ファンカップリング。
【請求項１２】磁性流体は飽和磁化が３００Ｇ程度以
上であると共に、流体供給口における磁場の強さの最大
値を２ｋＯｅ程度以上に設定する請求項７，８，１０ま
たは１１のいずれかに記載の流体式ファンカップリン
グ。
【請求項１３】トルク伝達部への流体供給制御部を複
数そなえていて流体供給の制御温度を異ならせたものと
する請求項７，８または１０ないし１２のいずれかに記
載の流体式ファンカップリング。