JPH09264341A - 粘性流体継手 - Google Patents

粘性流体継手

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JPH09264341A
JPH09264341A JP8076512A JP7651296A JPH09264341A JP H09264341 A JPH09264341 A JP H09264341A JP 8076512 A JP8076512 A JP 8076512A JP 7651296 A JP7651296 A JP 7651296A JP H09264341 A JPH09264341 A JP H09264341A
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橋 秀 彰 高
Takatsugu Nakamura
村 隆 次 中
Seiya Tanaka
中 誠 也 田
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D35/00Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion
    • F16D35/02Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part
    • F16D35/021Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part actuated by valves
    • F16D35/023Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part actuated by valves the valve being actuated by a bimetallic coil

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成にて始動時の不要なトルク伝達を
抑制し得る粘性流体継手を提供する。 【解決手段】 シャフト11の回転停止時の第1の室R
1内に存在する流体量に対して、バルブVが通路16a
を閉じている状態でシャフトが回転し、第1の室内の流
体が遠心力によって径方向外方に飛散した際の流体の内
周部境界がラビリンス機構Lよりも径方向外方に位置す
るようにラビリンス機構Lを位置させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン冷却用フ
ァンの流体継手等、粘性流体継手に関する。
【0002】
【従来の技術】粘性流体の一形式として、エンジンによ
り駆動されるシャフト上に固定したロータと、前記シャ
フト上に回転可能に組付けられ内部に前記ロータを収容
する第1の室と該第1の室に通路を通して連通する第2
の室を有するハウジングと、該ハウジングの前記第1の
室の内壁と前記ロータ間に形成されたラビリンス機構
と、前記ハウジングと前記ロータとの相対回転により作
動して前記第1の室の流体を前記第2の室へ排出するポ
ンプ機構と、前記第2の室に配されて前記通路に臨み同
第2の室から前記第1の室へ流入する流体の流量を制御
すべく作動するバルブと、該バルブをエンジンの温度上
昇に応じて制御する感温作動手段を備えてなる粘性流体
継手がある。
【0003】この種形式の粘性流体継手においては、前
記ハウジングの両室にシリコンオイル等の粘性流体が収
容されていて、ロータの回転時ラビリンス機構に介在す
る流体に生じる剪断力によりロータのトルクをハウジン
グに伝達し、同ハウジングおよびこれに一体的に設けた
冷却ファン等のアクチュエータを回転させるものであ
る。また、当該粘性流体継手においては、前記バルブが
ハウジングの第2の室から第1の室へ流入する流体を制
御するもので、感温作動手段により作動して第1の室へ
の流体の流入を低温時には停止または規制するとともに
高温時には許容または増大させる。これにより、ロータ
からハウジングへのトルク伝達を低温時小さくかつ高温
時大きくし、冷却ファン等のアクチュエータの回転駆動
が温度変化に対応して制御されるものである。
【0004】しかして、この種形式の粘性流体継手にお
いて、例えば特開昭63−180727号公報に示され
ているように、第1の室に対して第2の室が位置される
側の反対側に位置される第3の室をハウジングに設け、
該第3の室を第1の室にオリフィスを介して連通させる
ものが知られている。この粘性流体継手においては、シ
ャフトの回転停止時の第1室内の流体量が減少するた
め、再始動時における第1の室でのトルクの伝達が抑制
され、エンジンの暖機性の悪化、ヒータの効き不良又は
ファン騒音の発生等を招くいわゆる、つれ回り現象を解
消している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の粘性流体継手では、第3の室の配置により継手
の全長が長くなり、限られたスペースのエンジンルーム
内での搭載性に悪影響を与えるばかりでなく、第1の室
と第3の室を隔離するオリフィスを有する隔離部材等が
必要となり、部品点数が増大し、当該粘性流体継手の製
造コストが増大するという問題があった。
【0006】本発明は、上記した実情に鑑みなされたも
ので、簡単な構成にて始動時の不要なトルク伝達を抑制
し得る粘性流体継手を提供することを、その課題とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた本発明の技術的手段は、エンジンにより駆動さ
れるシャフト上に固定されたロータと、前記シャフト上
に回転可能に組付けられ内部に前記ロータを収容する第
1の室と該第1の室に通路を通して連通する第2の室を
有するハウジングと、該ハウジングの前記第1の室の内
壁と前記ロータ間に形成されたラビリンス機構と、前記
ハウジングと前記ロータとの相対回転により作動して前
記第1の室の流体を前記第2の室へ排出するポンプ機構
と、前記第2の室に配されて前記通路に臨み同第2の室
から前記第1の室へ流入する流体の流量を制御すべく作
動するバルブと、該バルブをエンジンの温度上昇に応じ
て制御する感温作動手段を備えてなる粘性流体継手にお
いて、前記シャフトの回転停止時の前記第1の室内に存
在する流体量に対して、前記バルブが前記通路を閉じて
いる状態で前記シャフトが回転し、前記第1の室内の流
体が遠心力によって径方向外方に飛散した際の流体の内
周部境界が前記ラビリンス機構よりも径方向外方に位置
するように前記ラビリンス機構を位置させたことであ
る。
【0008】上記した手段によれば、回転時に第1の室
内の流体はラビリンス機構に介在しないため、ロータと
ハウジング間に生じる剪断力は小さく、ロータからハウ
ジングへのトルク伝達能力は低い。それゆえ、始動時の
不要なトルク伝達を抑制でき、ファン等の過度な回転駆
動が抑制される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従った粘性流体継
手を図面に基づいて説明するに、図1及び図2には本発
明の粘性流体継手の一実施形態であるエンジン冷却用フ
ァンの流体カップリング10が示されている。
【0010】当該流体カップリング10においては、エ
ンジンにより駆動されるシャフト11上にロータ14が
固定されているとともにハウジング12、13が回転可
能に組付けられている。ハウジング12は、軸受15を
介してシャフト11に回転可能に支承されており、該ハ
ウジング12には内空部を有するハウジング13がビス
により固定されている。ハウジング12、13において
は、ハウジング13の内空部の開口近傍に固定されるプ
レート16及びハウジング13とハウジング12との間
に第1の室たるロータ室R1が形成され、プレート16
とハウジング13の内空部との間に第2の室たる貯蔵室
R2が形成されている。このロータ室R1内に配置され
たロータ14には、その図示右側面の径方向外方に複数
条の環状溝が同心的に設けられており、またハウジング
12の内壁には前記各環状溝に嵌入する複数条の環状突
起が同心的に設けられていて、これら環状溝および環状
突起がラビリンス機構Lを構成している。ロータ室R1
を区画するハウジング13の下端部には両室R1、R2
を連通させる通孔13bとこれに近接してロータ室R1
側へ突出する突出片13aが設けられている。この通孔
13bと突出片13aとは、ロータ14とハウジング1
3間に相対回転が生じたときポンプ作用を行い、ロータ
室R1内の流体を貯蔵室R2へ排出する。従って、これ
ら両者13a、13bはポンプ機構を構成している。
尚、本実施形態においては、ロータ室R1の直径Dとラ
ビリンス機構Lの外径dとの関係がd/D<0.86と
なるように、ラビリンス機構Lの形成位置が設定されて
いる。
【0011】プレート16には、貯蔵室R2をロータ室
R1に連通する連通路16aが形成されており、該連通
路16aと径方向において同位置にあり且つ、ラビリン
ス機構Lの内周縁部が位置するのロータ14の部分には
通孔14aが形成されていて、貯蔵室R2から連通路1
6aを介してロータ室R1に侵入した流体が通孔14a
を通してラビリンス機構Lに導かれるようになってい
る。
【0012】ハウジング13には、シャフト11の軸心
の同軸上に孔が設けられており、該孔にはブッシュ20
を介してロッド17が液密的に回転可能に嵌合されてい
る。該ロッド17の貯蔵室R2内に突入した一端部に
は、ロッド17の回転により、プレート16の連通路1
6aを開閉可能なプレート状のバルブVが固定されてい
る。外部に突出するロッド17の他端には、感温作動手
段たる公知のバイメタル18が配設されている。バイメ
タル18は、ロッド17の他端部とハウジング13に突
設した係止部19とに係止されていて、エンジンの雰囲
気温度に応じて変形してロッド17を正逆転させ、バル
ブVを摺動させ、連通路16aを開閉する。
【0013】かかる構成の流体カップリングにおいて
は、エンジンの温度が所定以下の低温である場合、バル
ブVは連通路16aを全閉している。ロータ室R1と貯
蔵室R2とは、ポンプ機構の通孔13bを介して互いに
連通しているため、図1に示すようなレベルに両室R
1、R2内の流体Fは位置している。
【0014】この状態において、エンジンが始動され、
シャフト11が回転し、ロータ14が回転するとロータ
室R1の流体Fは遠心力により径方向外方に飛散する。
ここで、本実施形態では、停止時にロータ室R1内に存
在する流体の量29ccに対して、バルブVが連通路1
6aを閉じている状態でシャフト11が回転し、ロータ
室R1内の流体が遠心力によって径方向外方に飛散した
際の流体の内周部境界が、図2に示すように、ラビリン
ス機構Lよりも径方向外方に位置するようにラビリンス
機構Lを位置させるべく、ロータ室R1の直径Dとラビ
リンス機構Lの外径dとの関係をd/D<0.86と設
定している。それゆえ、低温時の回転時に流体はラビリ
ンス機構Lに介在しないため、ロータ14とハウジング
12間に生じる剪断力は小さく、ロータ14からハウジ
ング12へのトルク伝達能力は低い。尚、図2におい
て、領域Sでのトルク伝達はラビリンス機構Lに比し、
非常に少ない。したがって、始動時の不要なトルク伝達
を抑制でき、ハウジング13に固定されるファン等の過
度な回転駆動が抑制される。図3に、低温始動時のファ
ンの回転数の経過時変化を示す。本発明の如き設定をし
ていない粘性流体継手の場合、実線で示すように、ラビ
リンス機構Lに介在する流体を介したトルク伝達がなさ
れることにより、ファン回転数が上昇し、ポンプ機構に
より貯蔵室へ排出されるまでに時間がかかる。これが、
本発明では一点鎖線で示したように、ラビリンス機構L
には流体が介在しないため、トルク伝達が減少してファ
ン回転数の上昇が抑制されるとともに、ポンプ機構によ
りロータ室R1内の流体がすばやく貯蔵室R2に排出さ
れる。
【0015】また、エンジンが漸次高温になると、バル
ブVが連通路16aを漸次開放し、ラビリンス機構Lに
介在する流体が増大して生じる剪断力が大きくなり、ロ
ータ14からハウジング12、13へのトルク伝達が大
きくなって、冷却ファンの回転数はエンジンの温度に応
じて増大し、所定の高温回転数となる。
【0016】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、回転時に
第1の室内の流体をラビリンス機構に介在しないように
できるため、ロータとハウジング間に生じる剪断力は小
さくできて、ロータからハウジングへのトルク伝達能力
を低くすることができる。したがって、簡単な構成にて
始動時の不要なトルク伝達を抑制できて、ファン等の過
度な回転駆動を抑制することができ、エンジンの暖機性
の悪化、ヒータの効き不良又はファン騒音の発生等を招
くいわゆる、つれ回り現象を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従った粘性流体継手の一実施形態の停
止時を示す断面図である。
【図2】図1の一実施形態の回転時を示す断面図であ
る。
【図3】図1の一実施形態における低温始動時のファン
の回転数の経過時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
10 流体カップリング(粘性流体継手) 11 シャフト 12、13 ハウジング 13a 突出片(ポンプ機構) 13b 通孔(ポンプ機構) 14 ロータ 16 プレート L ラビリンス機構 V バルブ R1 ロータ室(第1の室) R2 貯蔵室(第2の室)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンにより駆動されるシャフト上に
    固定されたロータと、前記シャフト上に回転可能に組付
    けられ内部に前記ロータを収容する第1の室と該第1の
    室に通路を通して連通する第2の室を有するハウジング
    と、該ハウジングの前記第1の室の内壁と前記ロータ間
    に形成されたラビリンス機構と、前記ハウジングと前記
    ロータとの相対回転により作動して前記第1の室の流体
    を前記第2の室へ排出するポンプ機構と、前記第2の室
    に配されて前記通路に臨み同第2の室から前記第1の室
    へ流入する流体の流量を制御すべく作動するバルブと、
    該バルブをエンジンの温度上昇に応じて制御する感温作
    動手段を備えてなる粘性流体継手において、前記シャフ
    トの回転停止時の前記第1の室内に存在する流体量に対
    して、前記バルブが前記通路を閉じている状態で前記シ
    ャフトが回転し、前記第1の室内の流体が遠心力によっ
    て径方向外方に飛散した際の流体の内周部境界が前記ラ
    ビリンス機構よりも径方向外方に位置するように前記ラ
    ビリンス機構を位置させたことを特徴とする粘性流体継
    手。
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