JPH0743502U - 流体継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 第２の貯留室内の作動流体をスムーズに回収
して、不要なトルク伝達によるハウジングの連れ回りを
より確実に防止することができ、しかも生産性に優れ
て、低価値化を実現することもできる流体継手を提供す
ること。 【構成】 駆動軸１に連結されるホイール７に、第２の
貯留室２３を形成するサブホイール１９を設け、その貯
留室２３の外周壁１９Ａの外周面とハウジング３のボデ
ィ部９の内周面との間に、作動室１７に向うにしたがっ
て漸次拡径する環状の傾斜通路３５を形成し、その傾斜
通路３５と流出孔１９Ｃを通して、第２の貯留室２３と
作動室１７とを連通させた。

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。

【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３−２６８３９号に記載さ れたものが知られている。

【０００３】 かかる流体継手は、作動室内に位置するファン駆動軸（駆動部材）側のホイー ル（同公報では、「ロータ」）と従動部材側のハウジング（同公報では、「従動 部材」）との対向部に、ラビリンス溝を形成する対の突条を設け、前記作動室に 、開閉制御可能な流入通路と戻し通路とを介して作動流体の第１の貯留室を連通 させ、さらに、前記作動室に、ホイールの内部に形成された第２の貯留室を連通 させた構成となっている。

【０００４】 そして、ラジエータ通過後の空気温度に応じて、第１の貯留室から作動室への 作動流体の流入通路を開閉制御することにより、第１の貯留室から作動室への作 動流体の流入量を調整して、ホイールからハウジングへの伝達トルクを可変とし 、また戻し通路を通して、作動室内と第２の貯留室内の作動流体を第１の貯留室 内に戻して回収するようにしている。また、駆動軸側のホイールに形成されてい る第２の貯留室内の作動流体は、ホイールの回転による遠心力を大きく受けて、 第２の貯留室の外周壁に形成されたオリフィスから外方へ流出し、そして、第２ の貯留室の外周壁の外周面とハウジングの内周面との間を通って作動室内に入っ てから、その作動室内の作動流体と共に第１の貯留室内に戻って回収させる。

【０００５】 第２の貯留室の外周壁の外周面とハウジングの内周面との間、つまり第２の貯 留室内の作動流体が回収される通路は、ホイールの軸線に沿って延在するストレ ートな断面円筒状の空間となっており、さらに、その通路は、第２の貯留室の外 周壁の外周面に設けられた突起によって狭く制約されて、小さなクリアランスに 設定されている。その突起は、第２の貯留室からオリフィスを通って外方に流出 した作動流体を作動室側に送るためのポンプ作用を果すものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、例えば、流入通路が閉じられたエンジンの始動時等において、第１ の貯留室への作動流体の回収がスムーズに行われなかった場合には、作動室のラ ビリンス溝内に残留する作動流体によってトルクが不要に伝達されることになる 。その不要なトルク伝達によるハウジングの回転は「連れ回り」と称されて、エ ンジンの始動時等における暖機特性を悪化させる原因となる。

【０００７】 この点において、上記従来の流体継手は、第２の貯留室を駆動側のホイールに 形成しているため、その内部の作動流体に対して、ホイールの回転による遠心力 をスリットからの流出方向へ大きく作用させることができるものの、前述したよ うに、その第２の貯留室内の作動流体が回収される通路が狭く制約されているた め、その通路を通る作動流体によってトルクが伝達されて「連れ回り」が生じる おそれがあった。しかも、第２の貯留室の外周壁の外周面とハウジングの内周面 との間のクリアランスが小さいため、ホイールとハウジングの加工に高い精度が 要求され、生産性が劣ると共に、高価格化を招くという問題があった。

【０００８】 本考案の目的は、第２の貯留室内の作動流体をスムーズに回収して、不要なト ルク伝達によるハウジングの連れ回りをより確実に防止することができ、しかも 生産性に優れて、低価値化を実現することもできる流体継手を提供することにあ る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の流体継手は、駆動部材に軸承されかつ作動流体が収容されるハウジン グの内部に、前記駆動部材に連結されるホイールを相対回転自在に配置し、前記 ホイールの一側面側における前記ハウジングの内部に、開閉可能な流入通路と戻 し通路を介して前記作動室内に連通される作動流体の第１の貯留室を設けた流体 継手において、前記ホイールの他側面側に、前記作動室内に連通される作動流体 の第２の貯留室を設け、前記第２の貯留室の外周壁に作動流体の流出孔を設け、 前記第２の貯留室の外周壁の外周面と前記ハウジングの内周面との間に、前記作 動室に向うにしたがって漸次拡径して前記第２の貯留室と前記作動室との間を連 通する環状の傾斜通路を形成したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

本考案の流体継手は、駆動部材に連結されるホイール側に第２の貯留室を設け て、その第２の貯留室の外周壁の外周面とハウジングの内周面との間に、作動室 に向うにしたがって漸次拡径する環状の傾斜通路を形成し、その傾斜通路を通し て第２の貯留室と作動室とを連通させたことにより、ホイールの回転による遠心 力を第２の貯留室内に作動流体に作用させつつ、その作動流体を傾斜通路に沿っ てスムーズに回収して、不要なトルク伝達によるハウジング連れ回りをより確実 に防止する。また、ホイールとハウジングとの間のクリアランスを大きく設定し て、それらの間のクリアランスを小さくするために要求される高い加工精度を不 要なものとし、生産性の向上、および低価格化をも実現する。

【００１１】 さらに、第２の貯留室の外周壁の内周面に、作動室に向うにしたがって漸次拡 径する傾斜面を形成し、かつその外周壁の作動室寄りの位置に作動流体の流出孔 を設けることにより、ホイールの回転による遠心力を利用して、第２の貯留室内 の作動流体をさらにスムーズに回収可能とする。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。本実施例は、自動車のフ ァンカップリングとしての適用例である。

【００１３】 図において、１は、Ｖベルトプーリ等が取付けられるフランジを備えた駆動部 材たる駆動軸、３は、駆動軸１にベアリング５を介して回転自在に支持され、か つ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、７は、駆動軸 １の前端（図１中の左端）に固着され、かつハウジング３内に収納配置されたホ イールである。ハウジング３は、ベアリング５に直接軸受されるボディ部９と、 このボディ部９の外周部の前側にボルト１０によって連結されたカバー部１１と を備え、その内部は、仕切板１３によって前側（図１中左側）の第１の貯留室１ ５と後側（図１中右側）の作動室１７とに隔成されている。さらにホイール７の 後側には、断面コ字状のサブホイール１９がボルト２１によって固定されて、そ のサブホイール１９の内部に第２の貯留室２３が形成されている。

【００１４】 そして、ホイール７の外周寄りの部分とカバー部１１との対向部には、互いに 所定間隙をもって噛合する複数の環状突起（突部）７Ａおよび１１Ａがそれぞれ 形成されており、両突起７Ａおよび１１Ａ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 。ホイール７側の環状突起７Ａは、ホイール７の周方向に沿う等間隔の複数箇所 （例えば、４箇所）７Ｂが放射状に切欠かれており、その切欠き箇所７Ｂを通っ て、遠心力を受けた作動流体がホイール７の外周端側に流動するようになってい る。また、両突起７Ａおよび１１Ａ間には、環状の通路２５が形成されている。

【００１５】 カバー部１１には、第１の貯留室１５と作動室１７とを連通する屈曲状の供給 通路２７および戻し通路２９が設けられている。供給通路２７の作動室１７側の 開口部は、環状の通路２５に臨む位置に形成されている。一方、戻し通路２９の 作動室１７側の開口部の近傍位置には、ホイール７の外周部と共にポンプ機構３ １を構成する突起が設けられている。このポンプ機構３１は、ホイール７とハウ ジング３との相対回転によって、作動室１７内の作動流体を戻し通路２９を通し て第１の貯留室１５内に圧送する。

【００１６】 また、仕切板１３には、第１の貯留室１５と作動室１７とを連通する第１，第 ２および第３の連通孔１３Ａ，１３Ｂおよび１３Ｃが形成されている。また、仕 切板１３の中央には、エアー抜き孔１３Ｄが形成されている。作動室１７の内部 は、プラグプレート３３によって仕切られている。プラグプレート３３は、第２ および第３の連通孔１３Ｂおよび１３Ｃを連通させるように、仕切板１３に取付 けられており、このプラグプレート３３によって、第１の貯留室１５内の作動流 体が作動室１７内に流入するための通路として、第１の連通孔１３Ａを通る第１ の流入通路とは別に、第２，第３の連通路１３Ｂ，１３Ｃおよび供給通路２７を 通る第２の流入通路が形成されている。

【００１７】 ホイール７には、その周方向に沿って等間隔的に位置するように複数の円孔７ Ｃが形成されており、この円孔７Ｃによって、作動室１７と第２の貯留室１３と の間が連通されている。また、サブホイール１９の外周壁１９Ａは、図１中左方 の作動室１７側に向うにしたがって漸次拡径する円環状とされており、その外周 面とボディ部９の内周面との間には、作動室１７側に向うにしたがって漸次拡径 する環状の傾斜通路３５が形成されている。この傾斜通路３５は、後述するよう に第２の貯留室２３内から回収される作動流体の流動を防げないように比較的大 きなクリアランスＳをもって形成されている。また、傾斜通路３５の図１中の左 側部分は、ホイール７とボディ部９との間の隙間を介して作動室１７内に連通さ れている。外周壁１９Ａの内周面には、作動室１７側に向うにしたがって漸次拡 径する環状の傾斜面１９Ｂが形成されている。さらに、外周壁１９Ａの作動室１ ７寄りの位置には、径方向に貫通する流出孔１９Ｃが複数形成されている。本例 の場合、これらの流出孔１９Ｃは、傾斜面１９Ｂの最大径の部位に形成されてい る。

【００１８】 そして、カバー部１１の略中央に、渦巻状バイメタル３７の中心端が固定され た回転軸３９が軸受され、また、この回転軸３９の内端部には、上記第１および 第２の連通孔１３Ａおよび１３Ｂを開閉するバルブプレート４１が支持されてい る。渦巻状バイメタル３７は、その外周端がカバー部１１の定位置に固定されて おり、図示しないラジエータを通過した空気の温度を感知し、その温度に応じて 、回転軸３９をバルブプレート４１と共に回動させるようになっている。

【００１９】 次に、作用について説明する。なお、図１においてＬは、エンジンの始動停止 時つまり駆動軸１の回転停止時における作動流体の液面レベルである。

【００２０】 まず、エンジンの始動直後等、すなわちエンジンによって駆動される駆動軸１ の回転開始の直後等において、バイメタル３７付近の雰囲気温度が低い場合には 、バルブプレート４１がバイメタル３７の作用により第１および第２の連通孔１ ３Ａおよび１３Ｂを閉塞して作動流体の循環を実質上停止させる。その際、作動 室１７のラビリンス溝内に残留していた作動流体は、遠心力により切欠き箇所７ Ｂを通ってホイール７の外方へ流動し、また第２の貯留室２３内の作動流体は、 遠心力によりサブホイール１９の外周壁１９Ａの内周面に広がってホイール７と 共に回転運動する。その後者の第２の貯留室２３内の作動流体は、傾斜面１９Ｂ に沿って図１中の左方へ流動して流出孔１９Ｃから傾斜通路３５内に放出され、 さらに傾斜通路３５に沿って作動室１７内に流入し、そして、前者の作動室１７ 内の作動流体と共に、戻し通路２９を通して第１の貯留室１５内に回収される。 なお、ホイール７の円孔７Ｃには、ホイール７を挟んで位置する作動室１７と第 ２の貯留室２３のそれぞれの内圧をバランスさせる機能がある。

【００２１】 このように、第２の貯留室２３内の作動流体は、ホイール７の回転による遠心 力を受けつつ、傾斜面１９Ｂおよび傾斜通路３５に沿ってスムーズに流動する。 そして、ラビリンス溝内に残留していた作動流体は、第２の貯留室２３内の作動 流体と共に、エンジンの始動と同時に速やかに第１の貯留室１５内に回収される 。また第２の貯留室２３は、エンジンの始動前において、作動室１７内の作動流 体の量を実質的に低減させている。したがって、これらの結果、作動室１７内に 残留していた作動流体によるハウジング３の連れ回りがなくなり、そのハウジン グ３は、必要以上に高速回転することなく、冷却ファンと共に低速回転する。し たがって、エンジンの始動時における暖機特性が向上することになる。

【００２２】 次いで、バイメタル３７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４１が第２の連通孔１３Ｂを徐々に開き、第１の貯留室１５内の作動流体 が連通孔１３Ｂ，１３Ｃおよび供給通路２７を通って作動室１７内の環状の通路 ２５に流入することになる。その作動流体は、突起７Ａおよび１１Ａ間のラビリ ング溝の外周寄りの部分にのみ供給され、その供給量に応じた比較的小さな駆動 トルクが発生して、ハウジング３、ひいては冷却ファンが中速回転する。

【００２３】 バイメタル３７付近の雰囲気温度がさらに上昇すると、バルブプレート４１が 第１および第２の連通孔１３Ａおよび１３Ｂを共に開き、第１の貯留室１５内の 作動流体が第１の連通孔１３Ａからも作動室１７内に流入する。したがって、作 動流体は、突起７Ａおよび１１Ａ間のラビリンス溝の内周寄りの部分へも供給さ れ、その供給量に応じた比較的大きな駆動トルクが発生して、ハウジング３、ひ いては冷却ファンが高速回転する。

【００２４】 また、エンジンが停止して、ホイール７の回転が止まった後は、作動室１７内 の作動流体は、傾斜通路３５および流出孔１９Ｃを通って第２の貯留室２３内に 徐々に流入する。その際、第２の貯留室２３の最底部に位置する流出孔１９Ｃは 、第２の貯留室２３内への作動流体の流入を抑制することになる。したがって、 エンジンの停止後、直に再始動された場合において、第２の貯留室２３内の作動 流体の貯留量が抑えられることになる。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の流体継手は、駆動部材に連結されるホイール側 に第２の貯留室を設けて、その第２の貯留室の外周壁の外周面とハウジングの内 周面との間に、作動室に向うにしたがって漸次拡径する環状の傾斜通路を形成し 、その傾斜通路を通して第２の貯留室と作動室とを連通させた構成であるから、 ホイールの回転による遠心力を第２の貯留室内に作動流体に作用させつつ、その 作動流体を傾斜通路に沿ってスムーズに回収することができて、不要なトルク伝 達によるハウジング連れ回りをより確実に防止することができる。また、ホイー ルとハウジングとの間のクリアランスを大きく設定して、それらの間のクリアラ ンスを小さくするために要求される高い加工精度を不要なものとして、生産性の 向上、および低価格化をも実現することもできる。

【００２６】 さらに、第２の貯留室の外周壁の内周面に、作動室に向うにしたがって漸次拡 径する傾斜面を形成し、かつその外周壁の作動室寄りの位置に作動流体の流出孔 を設けることにより、ホイールの回転による遠心力を利用して、第２の貯留室内 の作動流体をさらにスムーズに回収することができる。

【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。

【符号の説明】

１ 駆動軸（駆動部材） ３ ハウジング（従動部材） ７ ホイール ７Ａ，１１Ａ 環状突起 ７Ｃ 円孔 １３ 仕切板 １３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 連通孔 １５ 第１の貯留室 １７ 作動室 １９ サブホイール １９Ａ 外周壁 １９Ｂ 傾斜面 １９Ｃ 流出孔 ２３ 第２の貯留室 ２９ 戻り通路 ３５ 傾斜通路 ４１ バルブプレート

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動部材に軸承されかつ作動流体が収容
   されるハウジングの内部に、前記駆動部材に連結される
   ホイールを相対回転自在に配置し、前記ホイールの一側
   面側における前記ハウジングの内部に、開閉可能な流入
   通路と戻し通路を介して前記作動室内に連通される作動
   流体の第１の貯留室を設けた流体継手において、 前記ホイールの他側面側に、前記作動室内に連通される
   作動流体の第２の貯留室を設け、 前記第２の貯留室の外周壁に作動流体の流出孔を設け、 前記第２の貯留室の外周壁の外周面と前記ハウジングの
   内周面との間に、前記作動室に向うにしたがって漸次拡
   径して前記第２の貯留室と前記作動室との間を連通する
   環状の傾斜通路を形成したことを特徴とする流体継手。
2. 【請求項２】 前記第２の貯留室の外周壁の内周面に、
   前記作動室に向うにしたがって漸次拡径する傾斜面を形
   成し、 前記流出孔を前記第２の貯留室の外周壁における前記作
   動室寄りの位置に設けたことを特徴とする請求項１に記
   載の流体継手。