JPH10103389A - 流体継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 始動時のつれ回り性能を保ったまま、ＯＦＦ
回転を最適に設定することができる流体継手を提供する
こと。 【解決手段】 ハウジングを構成するカバー部１３に、
環状突起１３Ａを径方向から切り欠くスリット１３Ｂ
と、スリット１３Ｂの外方端部と連通する最外周通路１
３Ｃと、その最外周通路１３Ｃの外側に位置するワイパ
ー突部１３Ｄを形成し、スリット１３Ｂから最外周通路
１３Ｃ内に作動液をスムーズに誘導することにより始動
時のつれ回り性能を確保しつつ、ワイパー突部１３Ｄの
幅に応じた流体継手のＯＦＦ回転を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体継手、特に、
自動車用内燃機関の冷却ファンやエアコンディショナー
用のファンなど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】一般に、この種の流体継手は、冷却ファ
ンが取り付けられる従動部材としてのハウジング内に作
動液の作動室を形成し、その作動室内に、駆動部材とし
てのロータを回転自在に備え、それらのハウジングとロ
ータとの対向面部に、ラビリンス溝を形成するための対
の環状突起が形成されている。そして、ラビリンス溝内
に作動液が供給されることによって、ロータからハウジ
ングに回転力を伝達するようになっている。

【０００３】従来、このような流体継手におけるハウジ
ングは、ロータとの対向面が図４のように構成されてい
る。

【０００４】図４は、ハウジング５０におけるロータと
の対向面部の平面図であり、ロータ側の環状突起との間
にてラビリンス溝を形成するための環状突起５１が複数
状形成されている。５２は、それらの環状突起５１を径
方向から切り欠くスリットであり、このスリット５２
は、ハウジング５０の回転力によって径方向外方に向か
う作動液の流動を許容する。５３は突出成形されたワイ
パー突部であり、ロータとの対向面間の隙間を部分的に
小さくするようになっている。このワイパー突部５３の
端部には作動液の回収孔５４が形成されており、ラビリ
ンス溝およびスリット５２から、作動液回収通路として
の最外周通路５５内に流入した作動液は、この回収孔５
４から回収されて、再びケーシング５０とロータとの対
向面間に供給される。ワイパー突部５３と最外周通路５
５は同一円周上に形成されている。

【０００５】ところで、ワイパー突部５３は、作動液が
ラビリンス溝内に供給されないときにおけるケーシング
５０の従動回転（以下、「ＯＦＦ回転」という）に関与
し、その周方向の長さに応じて所望のＯＦＦ回転が設定
される。すなわち、ワイパー突部５３の周方向の長さを
大きくして、それとロータとの対向面間において形成さ
れる狭小な間隔の範囲を大きくすることにより、それら
の対向面間にて比較的大きな作動液の粘性抵抗が生じて
ＯＦＦ回転が大きくなり、逆に、ワイパー突部５３の周
方向の長さを小さくして、それとロータとの対向面間に
おいて形成される狭小な間隔の範囲を小さくすることに
より、それらの対向面にて比較的小さな作動液の粘性抵
抗が生じてＯＦＦ回転が小さくなる。

【０００６】また、スリット５２と最外周通路５５は、
流体継手の始動時のつれ回り性能に影響する。ここで、
始動時のつれ回りとは、ラビリンス溝内に作動液を供給
しないままロータの回転を開始してから、作動室内の作
動液が回収孔５４から回収されるまでの間、作動室内に
残存する作動液によってケーシング５０が所定のＯＦＦ
回転以上の速度で不本意につれ回わされることである。
したがって、始動時に作動室内に残存する作動液がスリ
ット５２と最外周溝５５を通してスムーズに回収される
場合には、ケーシング５０が速やかにＯＦＦ回転となっ
てつれ回り性能が向上することになり、逆に、スリット
５２と最外周通路５５を通して作動液がスムーズに回収
できない場合には、つれ回り性能が悪化することにな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なケーシング５０を備えた従来の流体継手にあっては、
ワイパー突部５３と最外周通路５５とが同一円周上に形
成されているため、ＯＦＦ回転を大きく設定すべくワイ
パー突部５３の周方向の長さを大きくした場合には、必
然的に、その分だけ最外周通路５５の周方向の長さが短
くなって、始動時のつれ回り性能が悪化してしまう。特
に、図４のようにワイパー突部５３が周方向に長く設定
されて、それがスリット５２の外方端部との対向位置に
まで延在した場合には、そのワイパー突部５３によって
スリット５２からの作動液の流れが阻止され、始動時の
つれ回り性能の悪化の程度が大きくなってしまう。結
局、始動時のつれ回り性能を保ったまま、ＯＦＦ回転を
大きく設定することができなかった。

【０００８】本発明の目的は、始動時のつれ回り性能を
保ったまま、ＯＦＦ回転を最適に設定することができる
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】請求項１に記載の本発明
の流体継手は、相対回転自在に配備された駆動部材と従
動部材との対向面部に、ラビリンス溝を形成するための
対の環状突起が形成され、作動液の作動室内において、
前記ラビリンス溝内に作動液が供給されることによって
前記駆動部材から前記従動部材に回転力を伝達する流体
継手において、前記駆動部材と従動部材の対向面部の少
なくとも一方に、前記環状突起を略径方向から切り欠く
スリットを形成し、前記駆動部材と前記従動部材との対
向面間に、前記スリットの外方端部と連通しかつ前記ラ
ビリンス溝の外側に位置する略環状の作動液回収通路を
形成し、前記駆動部材と前記従動部材の対向面部の一方
に、前記作動液回収通路の外側に位置する略環状のワイ
パー突部を形成したことを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の本発明の流体継手は、請
求項１において、前記ワイパー突部に、前記作動液回収
通路に連通する切り欠き部を形成し、前記切り欠き部
に、作動液を回収するための回収孔を設けたことを特徴
とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
から図３により説明する。本例は、自動車のファンカッ
プリングとしての適用例である。

【００１２】図１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としての駆動軸、
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、その外周に冷却ファンが取付けられる従動部材と
してのハウジングである。７は、駆動軸１の前端に固着
され、ハウジング３内の後述する作動室９に収納配置さ
れるディスクである。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１１と、このボディ部１１の前
端にカシメられて連結されたカバー部１３とを備え、内
部は仕切板１５によって前側の貯留室１７と後側の作動
室９とに隔成されている。

【００１３】ディスク７の外周端近傍部とカバー部１３
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７Ａおよび１３Ａがそれぞれ形成されており、
両突起７Ａおよび１３Ａ間にて複数状の環状のラビリン
ス溝が形成されている。そして、それのラビリンス溝内
にて、シリコンオイル等の作動液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。ディスク７に
は、その周方向に沿う６０°間隔の６箇所に円孔７Ｂが
設けられている。

【００１４】カバー部１３には、貯留室１７と作動室９
とを連通する屈曲状の供給通路１９および戻し通路２１
が設けられ、それらの作動室９側開口部には、後述する
供給孔１９Ａと回収孔２１Ａが形成されている。

【００１５】仕切板１５には、貯留室１７と作動室９と
を連通する第１，第２、第３の連通孔２４，２５、２６
が形成されている。また、貯留室１７および作動室９の
内部は、サブプレート４１とプラグプレート４２によっ
て仕切られている。サブプレート４１は、供給通路１９
と第３の連通孔２６とを連通させ、かつ貯留室１７を通
して戻し通路２１と第１、第２の連通孔２４、２５とを
連通させるように、貯留室１７の内部を仕切っている。
一方、プラグプレート４２は、第２、第３の連通孔２
５、２６を連通させるように、仕切板１５に取付けられ
ている。これにより、貯留室１７内の作動流体が作動室
９内に流入するための通路として、第１の連通孔２４を
通る第１の供給通路と、第２，第３の連通路２５，２６
および供給通路１９を通る第２の供給通路とが形成され
ている。

【００１６】カバー部１３の略中央には、外側の渦巻状
バイメタル２７の中心端が固定された回転軸２９が軸受
され、この回転軸２９の内端部には、第１、第２の連通
孔２４、２５を開閉するバルブプレート３１が支持され
ている。渦巻状バイメタル２７は、その外周端がカバー
部１３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２９をバルブプレート３１と共に回動させるよう
になっている。

【００１７】図２は図１のＩＩ円部の拡大図、図３はカ
バー部１３の平面図であり、図３中のＩ−Ｉ線に沿う断
面が図１に相当する。

【００１８】図３のカバー部１３において、周方向に沿
う９０°間隔の４箇所には、環状突起１３Ａを放射状に
切欠かくスリット１３Ｂが形成されており、そのスリッ
ト１３Ｂを通って、遠心力を受けた作動液がカバー部１
３の外周側に流動するようになっている。本例の場合
は、ディスク７側にも環状突起７Ａを放射状に切り欠く
スリット７Ｃ（図１、図２参照）が形成されている。カ
バー部１３において１３Ｃは、環状突起１３Ｂの外側に
位置する作動液回収通路としての溝状の最外周通路であ
り、カバー部１３の周方向に沿う３６０°の範囲に渡っ
て形成されて、スリット１３Ｂが外方端部と連通してい
る。ｒ０は最外周通路１３Ｃにおける内周壁の半径、ｒ
１は最外周通路１３Ｃにおける外周壁の半径であり、
（ｒ１−ｒ０）の幅が最外周通路１３Ｃの溝幅に相当す
る。図３においてＯは、カバー部１３の回転中心であ
る。最外周通路１３Ｃの外周部には、環状のワイパー突
部１３Ｄが形成されている。このワイパー突部１３Ｄの
内周壁は、最外周通路１３Ｃの外周壁と一致し、その半
径がｒ１となっている。ｒ２はワイパー突部１２Ｄにお
ける外周壁の半径である。

【００１９】ワイパー突部１３Ｄの一部には、切り欠き
部１３Ｅがデッドスペースとして形成されており、この
切り欠き部１３Ｅの位置に、前述した回収孔２１Ａが開
口している。また、環状突起１３Ａの一部が切り欠かれ
て、その部分に、前述した供給孔１９Ａが形成されてい
る。

【００２０】次に、作用について説明する。

【００２１】本例のファンカップリングは、バイメタル
２７付近の雰囲気温度、および作動液の温度に応じて、
伝達トルクを制御する。

【００２２】まず、バイメタル２７付近の雰囲気温度が
低いエンジン始動直後等においては、バルブプレート３
１がバイメタル２７の作用により第１、第２の連通孔２
４、２５を閉塞して作動液の循環を実質上停止させる。
その際、ラビリンス溝内に残留していた作動液は、遠心
力によりスリット１７Ｂを通ってディスク７の外方へ流
動し、そして最外周通路１３Ｃ内に導かれた上、ハウジ
ング３とディスク７との間の相対回転によるポンプ作用
により、回収孔２１Ａから戻し通路２１を経て貯留室１
７内に回収される。この結果、ラビリンス溝内に残留し
ていた作動液は、エンジンの始動と同時に排出され、ハ
ウジング３は冷却ファンと共に低速回転（ＯＦＦ回転）
する。

【００２３】次いで、バイメタル２７付近の雰囲気温度
が上昇した場合には、バルブプレート３１が第１、第２
の連通孔２４、２５を徐々に開成し、貯留室１７内の作
動液が第１、第２の供給通路から作動室９内に供給され
ることになる。そして、この供給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回転す
る。バイメタル２７付近の雰囲気温度と、冷却ファンの
回転速度との関係は、バルブプレート３１の回転量と第
１、第２の連通孔２４、２５の開度との関係に応じて設
定できる。

【００２４】ところで、作動液がラビリンス溝内に供給
されないときにおけるハウジング３の従動回転、つまり
前述したＯＦＦ回転は、ワイパー突部１３Ｄの幅（ｒ２
−ｒ１）に応じて設定できる。すなわち、ワイパー突部
１３Ｄの幅を大きくして、それとディスク７との対向面
間において形成される狭小な間隔の範囲を大きくするこ
とにより、それらの対向面間にて比較的大きな作動液の
粘性抵抗が生じてＯＦＦ回転が大きくなり、逆に、ワイ
パー突部１３Ｄの幅を小さくして、それとディスク７と
の対向面間において形成される狭小な間隔の範囲を小さ
くすることにより、それらの対向面にて比較的小さな作
動流体の粘性抵抗が生じてＯＦＦ回転が小さくなる。ワ
イパー突部１３Ｄの幅を設定する際、半径ｒ０、ｒ２の
大きさが規制されている場合には半径ｒ１の大きさのみ
を変更すればよい。

【００２５】また、最外周溝１３Ｃが３６０°の範囲に
渡って形成されて、それがスリット１３Ｂの外方端部と
連通していることは、前述した流体継手の始動時のつれ
回り性能を向上させる上においてきわめて有利となる。
すなわち、作動室９内に作動液が供給されないエンジン
始動直後等において、ラビリンス溝内に残留していた作
動液が遠心力によりスリット１７Ｂを通ってディスク７
の外方へ流動し、そして最外周通路１３Ｃ内にスムーズ
に導かれてから、回収孔２１Ａから回収されることにな
るからである。ワイパー突部１３Ｄは、最外周通路１３
Ｃの外側に位置するため、このような作動流体のスムー
ズな回収を何ら阻害しない。さらに、回収孔２１Ａがワ
イパー突部１３Ｄの切り欠き部１３Ｅに形成されている
ため、作動液は、その回収孔２１Ａ内にスムーズに誘導
されて回収されることになり、その分、始動時のつれ回
り性能がより一層向上することになる。

【００２６】結局、ワイパー突部１３Ｄの幅を調整する
ことにより、始動時のつれ回り性能を保ったまま、ＯＦ
Ｆ回転が最適に設定できることになる。

【００２７】なお、最外周通路１３Ｃとワイパー突部１
３Ｄは、必ずしも環状に形成する必要はなく、少なくと
も前者を内周側かつ後者を外周側として、それらを異な
る円周上に形成すればよい。

【００２８】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明の流体継手は、
駆動部材と従動部材の対向面部に、作動液回収通路を内
周側としかつワイパー突部を外周側として、それたを異
なる円周上に形成し、後者のワイパー突部の幅に応じ
て、作動液がラビリンス溝内に供給されないときにおけ
る従動部材の従動回転つまりＯＦＦ回転を最適に設定す
ることができ、また前者の作動液回収通路を通して作動
液をスムーズに回収して、始動時のつれ回り性能を向上
させることができる。これらの結果、始動時のつれ回り
性能を保ったまま、ＯＦＦ回転を最適に設定することが
できる。

【００２９】また、請求項２に記載の本発明の流体継手
は、ワイパー突部の切り欠き部に、作動液を回収するた
めの回収孔を設けることにより、その回収孔内に作動液
をスムーズに誘導して回収することができ、その分、始
動時のつれ回り性能をより一層向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を説明するための縦断面図
である。

【図２】図１のＩＩ円部の拡大断面図である。

【図３】図１に示すカバー部の平面図である。

【図４】従来の流体継手におけるハウジングの平面図で
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 ディスク ７Ａ 環状突起 ９ 作動室 １１ ボディ部 １３ カバー部 １３Ａ 環状突起 １３Ｂ スリット １３Ｃ 最外周通路（作動液回収通路） １３Ｄ ワイパー突部 １３Ｅ 切り欠き部 １７ 貯留室 １９ 供給通路 １９Ａ 供給孔 ２１ 戻し通路 ２１Ａ 回収孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転自在に配備された駆動部材と従
   動部材との対向面部に、ラビリンス溝を形成するための
   対の環状突起が形成され、作動液の作動室内において、
   前記ラビリンス溝内に作動液が供給されることによって
   前記駆動部材から前記従動部材に回転力を伝達する流体
   継手において、 前記駆動部材と従動部材の対向面部の少なくとも一方
   に、前記環状突起を略径方向から切り欠くスリットを形
   成し、 前記駆動部材と前記従動部材との対向面間に、前記スリ
   ットの外方端部と連通しかつ前記ラビリンス溝の外側に
   位置する略環状の作動液回収通路を形成し、 前記駆動部材と前記従動部材の対向面部の一方に、前記
   作動液回収通路の外側に位置する略環状のワイパー突部
   を形成したことを特徴とする請求項１に記載の流体継
   手。
2. 【請求項２】 前記ワイパー突部に、前記作動液回収通
   路に連通する切り欠き部を形成し、 前記切り欠き部に、作動液を回収するための回収孔を設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の流体継手。