JPH1030655A - 車両用内燃機関の冷却ファン駆動装置 - Google Patents

車両用内燃機関の冷却ファン駆動装置

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JPH1030655A
JPH1030655A JP18768496A JP18768496A JPH1030655A JP H1030655 A JPH1030655 A JP H1030655A JP 18768496 A JP18768496 A JP 18768496A JP 18768496 A JP18768496 A JP 18768496A JP H1030655 A JPH1030655 A JP H1030655A
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cooling fan
rotor
drive
rotation
oil
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Yuichi Sakuma
裕一 佐久間
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発進直後のファン回転の急増による騒音増大
を抑制する。 【解決手段】 駆動側ロータ4と被駆動側部材20とに
それぞれ同心円上を円周方向に延びかつ互いに所定の間
隙をもって組み合わされる隔壁5,7を設けており、こ
れらの隔壁5,7の間隙に介在されるオイルによって駆
動側ロータ4の回転を冷却ファンに伝える流体カップリ
ングを備えた車両用内燃機関の冷却ファン駆動装置にお
いて、駆動側ロータ4に設けた同心円上の隔壁5が、中
心側を向いた面において前端外周側に傾斜した断面形状
を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両用内燃機関
の冷却ファンの駆動装置、特に流体カップリングの改良
に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用エンジンにおいて、エンジンの
回転をラジエータに冷却風を送り込む冷却ファンに流体
カップリングを介して伝え、冷却ファンを駆動するよう
にしたものがある。
【0003】なお、冷却ファンを電動あるいは油圧モー
タによって駆動するものとして、例えば、実公昭49ー
40183号、実開昭58ー13119号、実開昭61
ー21826号、特開昭64ー45916号、特開平1
ー170711号の各公報に示されるものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな駆動装置にあっては、エンジンの回転を流体カップ
リングの回転伝達部に介在するオイルを介して冷却ファ
ンに伝えると共に、温度が高いときは回転伝達部のオイ
ルの量を増加することで冷却ファンの回転を上げ、温度
が低いときは回転伝達部のオイルの量を抑えることで冷
却ファンの回転を下げるように制御しているが、この場
合エンジンルームの温度が高いときに車両を発進走行さ
せると、走行風によって雰囲気温度が下がるにもかかわ
らず、回転伝達部のオイルの減量が遅れて、冷却ファン
の回転数が必要以上に上昇し、ファン騒音が増大すると
いう問題があった。
【0005】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、エンジン
により回転駆動される駆動側ロータと、冷却ファンが連
結され駆動側ロータと対峙する被駆動側部材とに、それ
ぞれ同心円上を円周方向に延びかつ互いに所定の間隙を
もって組み合わされる隔壁を設けており、これらの隔壁
の間隙に介在されるオイルによって駆動側ロータの回転
を冷却ファンに伝えると共に、隔壁の間隙を経由したオ
イルを溜る貯留部と、貯留部のオイルを温度に応じて隔
壁の間隙に循環させる弁手段とを有する流体カップリン
グを備えた車両用内燃機関の冷却ファン駆動装置におい
て、駆動側ロータに設けた同心円上の隔壁が、中心側を
向いた面において前端外周側に傾斜した断面形状を有し
ている。
【0007】したがって、エンジンルームの温度が高い
ときに車両を発進走行させた場合、隔壁の間隙に介在す
るオイルが回転上昇に伴う遠心力によって外周方向へ速
やかに移動して、冷却ファンの回転数が必要以上に上昇
するのを防止する。
【0008】第2の発明は、駆動側ロータの隔壁の前端
部に対向する被駆動側部材の面部位に、複数の小穴を形
成した。
【0009】第3の発明は、各隔壁はそれぞれ複層形成
すると共に、それぞれ円周方向に1ケ所以上の切れ目を
持ち、駆動側ロータの隔壁は内周側の隔壁よりも外周側
の隔壁が低く形成される。
【0010】
【発明の効果】以上のように第1の発明によれば、エン
ジンルームの温度が高いときに車両を発進走行させた場
合、隔壁の間隙に介在するオイルが回転上昇に伴う遠心
力によって外周方向へ速やかに移動して、冷却ファンの
回転の急増によるファン騒音の増大を防止でき、快適性
が向上する。
【0011】第2の発明によれば、エンジンルームの温
度が高いときに車両を発進走行させた場合、隔壁の間隙
に介在するオイルが回転上昇に伴う遠心力によって外周
方向へ速やかに移動すると共に、小穴からも流出するた
め、冷却ファンの回転上昇を抑制して、ファン騒音の増
大を十分に防止できる。
【0012】第3の発明によれば、エンジンルームの温
度が高いときに車両を発進走行させた場合、各隔壁が円
周方向に1ケ所以上の切れ目を持つと共に、駆動側ロー
タの隔壁が外周側ほど低くなっているため、隔壁の間隙
に介在するオイルが回転上昇に伴う遠心力によって外周
方向へ一層速やかに移動して、冷却ファンの回転上昇を
抑制して、ファン騒音の増大を十分に防止できる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は流体カップリングの断面図
で、図2、図3はその部分斜視図である。
【0014】図1〜図3において、エンジン側と連結す
る駆動軸1にはベアリング2を介してカップリング本体
の後側ケース3が回転自由に支持される。駆動軸1の前
端には駆動側ロータとしてのロータ4が取付けられ、カ
ップリング本体の前側ケース6にロータ4と対峙する被
駆動側部材としての被駆動側プレート20が形成され
る。
【0015】ロータ4の前面には、駆動軸1の回転中心
を中心とする同心円の円周に沿って隔壁5が三重に形成
され、これらの隔壁5が、ロータ4と対向する被駆動側
プレート20の面に同じく同心円の円周に沿って形成さ
れた四重の隔壁7と交互に組み合わされる。
【0016】この場合、ロータ4の各隔壁5は、中心側
を向いた面において前端外周側に所定角度で傾斜した断
面形状を有するように形成される。また、これに対応し
て被駆動側プレート20の各隔壁7は、外周側を向いた
面において基端側に傾斜した断面形状を有するように形
成される。
【0017】これらの隔壁5,7の壁面が互いに近接し
てラビリンスと呼ばれる狭い空間を形成し、このラビリ
ンスにオイルが満たされているときは、オイルのせん断
力によりロータ4の駆動トルクが被駆動側プレート2
0、カップリング本体に伝達される。
【0018】被駆動側プレート20には、隔壁7の外周
側にラビリンスのある作動室10と被駆動側プレート2
0の裏側のオイルを貯留できる貯留部としての貯留室9
とを連通する連通穴8が形成され、オイルの流動を可能
にしている。また、被駆動側プレート20には、貯留室
9と作動室10とを仕切る仕切板11が設けられる。
【0019】仕切板11には、弁手段としての開閉板1
5により開閉される還流穴14が設けられる。開閉板1
5は、前側ケース6の中心に回動自在に支持された軸1
3に取付けられ、その軸13に渦巻き状のバイメタル1
2が取付けられる。バイメタル12によって、温度が高
くなると還流穴14を開くように開閉板15が回動され
る。
【0020】前記ロータ4の各隔壁5は、一周にわたっ
て連続しているのではなく、4ケ所にて切れ目が設けら
れ、平坦部16が形成される。また、被駆動側プレート
20の各隔壁7も、4ケ所にて切れ目が設けられ、平坦
部17が形成される。
【0021】なお、前ケース6に冷却ファン21が取付
けられる。
【0022】次に、作用を説明する。
【0023】エンジンの回転と共にロータ4が回転する
と、ロータ4の回転に伴って発生する遠心力により、隔
壁5,7のラビリンスのオイルが外周方向へ移動し、連
通穴8を通って貯留室9に至る。
【0024】このとき、流体カップリングの周囲の空気
の温度が低いと、バイメタル12により開閉板15が還
流穴14を閉じているので、貯留室9の中のオイルはそ
のまま貯留され、還流穴14から作動室10に戻らない
ので、作動室10にはオイルが不足し、ラビリンスに残
ったわずかなオイルによってしかロータ4の回転を被駆
動側に伝達できなくなり、冷却ファン21の回転は低く
なる。
【0025】逆に、流体カップリングの周囲の空気の温
度が高いと、バイメタル12により開閉板15が還流穴
14を開いているので、貯留室9の中のオイルは貯留さ
れずに、還流穴14から作動室10に戻るので、作動室
10にはオイルが満たされ、このオイルによってロータ
4の回転が被駆動側に伝達され、冷却ファン21が回転
されてラジエータの水が冷却される。
【0026】ところで、エンジンのアイドリング中には
走行風がないので、流体カップリングの周囲の空気の温
度が高くなりやすく、それに対応してファン回転が高く
なっていることが多い。特に、夏の暑い日にはファン回
転数が高くなっていることが多い。このような状態にお
いて車両が走り出す場合のファン騒音低減作用を以下に
説明する。
【0027】車両が発進してエンジン回転が高まると、
駆動軸1を介してロータ4の回転が高まり、隔壁5,7
のラビリンスのオイルが外周方向へ移動しようとする。
このとき、ロータ4の隔壁5の回転中心側に向いた面が
傾斜していることにより、オイルに働く遠心力に抗する
ことなく、速やかにオイルが外周側に移動することにな
る。そして、オイルは連通穴8を通って貯留室9に至
る。この作用と同時に走行風によりバイメタル12が冷
されて開閉板15が還流穴14を閉じるので、貯留室9
のオイルは作動室10に戻らず、ラビリンスのオイルが
不足して、ロータ4の回転が冷却ファン21に伝わりに
くくなり、冷却ファン21の回転上昇は抑制される。し
たがって、冷却ファン21の回転による騒音増大が抑制
される。
【0028】図4に停車状態から走り出す場合のファン
回転数の変化を示すと、本例によれば、従来の流体カッ
プリング付きのファンに比べて、走り出し直後のファン
回転数が低くなり、特に1速(ギヤレンジ)の後半では
従来の流体カップリング付きのファンとの差が大きくな
り、これにより走り出しの運転条件における耳障りなフ
ァン騒音増大を確実に防ぐことができる。
【0029】なお、ファン騒音は空力的に発生する流体
騒音であるため、音の大きさはファンのブレードと周囲
の空気の相対流速に依存し、騒音のエネルギーは経験的
にその相対速度の5〜6乗に比例するので、本例の流体
カップリングの特性によりファン回転数が20%低下す
るだけで、約5dBもの大幅な騒音レベル低減の効果が
得られる。
【0030】図5、図6は第2の実施の形態を示すもの
で、被駆動側プレート20の隔壁7の間、つまりロータ
4の隔壁5の前端部に対向する被駆動側プレート20の
面部位に複数の小穴18が設けられる。
【0031】夏の暑い日のアイドリング時にファン回転
数が高くなっている状態から走り出す場合を説明する
と、車両が発進してエンジン回転が高まると、駆動軸1
を介してロータ4の回転が高まり、隔壁5,7のラビリ
ンスのオイルが遠心力を受ける。この力によってオイル
は外周側へ移動し、連通穴8を通って貯留室9に至る
が、小穴18があるために、一部は小穴18を通って貯
留室9に移動することができる。したがって、前例より
もスムーズにオイルの移動が起きる。この作用と同時に
走行風によりバイメタル12が冷されて開閉板15が還
流穴14を閉じるので、貯留室9のオイルは作動室10
に戻らず、ラビリンスのオイルが不足して、ロータ4の
回転が冷却ファン21に伝わりにくくなり、冷却ファン
21の回転上昇は抑制される。したがって、冷却ファン
21の回転による騒音増大が十分に抑制される。
【0032】図7は第3の実施の形態を示すもので、ロ
ータ4の隔壁を、内周側の隔壁51、中間の隔壁52、
外周側の隔壁53の順にロータ4の面からの高さが低く
なるように形成している。
【0033】夏の暑い日のアイドリング時にファン回転
数が高くなっている状態から走り出す場合を説明する
と、車両が発進してエンジン回転が高まると、駆動軸1
を介してロータ4の回転が高まり、隔壁51〜53,7
のラビリンスのオイルが遠心力を受ける。この力によっ
てオイルは外周側へ移動し、連通穴8を通って貯留室9
に至るが、隔壁51〜53が順に低くなっているため
に、一部は回転中にロータ4の隔壁51〜53が隔壁7
の切れ目の平坦部17に差しかかった瞬間に、互いに強
く干渉することなく、連通穴8の方へ押し出され、速や
かに連通穴8を通って貯留室9に移動する。したがっ
て、前例よりもさらにスムーズにオイルの移動が起き
る。この作用と同時に走行風によりバイメタル12が冷
されて開閉板15が還流穴14を閉じるので、貯留室9
のオイルは作動室10に戻らず、ラビリンスのオイルが
不足して、ロータ4の回転が冷却ファン21に伝わりに
くくなり、冷却ファン21の回転上昇は抑制される。し
たがって、冷却ファン21の回転による騒音増大が一層
抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す断面図である。
【図2】ロータの部分斜視図である。
【図3】被駆動側部の部分斜視図である。
【図4】ファン回転の特性図である。
【図5】第2の実施の形態の要部断面図である。
【図6】被駆動側部の正面図である。
【図7】断3の実施の形態の要部断面図である。
【符号の説明】
1 駆動軸 2 ベアリング 3 後側ケース 4 ロータ 5 隔壁 6 前側ケース 7 隔壁 8 連通穴 9 貯留室 1 作動室 11 仕切板 12 バイメタル 14 還流穴 15 開閉板 16,17 平坦部 18 小穴 20 被駆動側プレート 21 冷却ファン 51〜53 隔壁

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンにより回転駆動される駆動側ロ
    ータと、冷却ファンが連結され駆動側ロータと対峙する
    被駆動側部材とに、それぞれ同心円上を円周方向に延び
    かつ互いに所定の間隙をもって組み合わされる隔壁を設
    けており、これらの隔壁の間隙に介在されるオイルによ
    って駆動側ロータの回転を冷却ファンに伝えると共に、
    隔壁の間隙を経由したオイルを溜る貯留部と、貯留部の
    オイルを温度に応じて隔壁の間隙に循環させる弁手段と
    を有する流体カップリングを備えた車両用内燃機関の冷
    却ファン駆動装置において、 駆動側ロータに設けた同心円上の隔壁が、中心側を向い
    た面において前端外周側に傾斜した断面形状を有してい
    ることを特徴とする車両用内燃機関の冷却ファン駆動装
    置。
  2. 【請求項2】 駆動側ロータの隔壁の前端部に対向する
    被駆動側部材の面部位に、複数の小穴を形成した請求項
    1に記載の車両用内燃機関の冷却ファン駆動装置。
  3. 【請求項3】 各隔壁はそれぞれ複層形成すると共に、
    それぞれ円周方向に1ケ所以上の切れ目を持ち、駆動側
    ロータの隔壁は内周側の隔壁よりも外周側の隔壁が低く
    形成される請求項1または2に記載の車両用内燃機関の
    冷却ファン駆動装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100489124B1 (ko) * 2001-12-24 2005-05-17 현대자동차주식회사 냉각팬 구동 소음 제어장치
KR100834282B1 (ko) 2007-04-16 2008-05-30 지엠비코리아 주식회사 유체팬 클러치의 오일열화 방지밸브
JP2019120256A (ja) * 2017-12-28 2019-07-22 臼井国際産業株式会社 ファンクラッチ
CN106150654B (zh) * 2014-11-25 2020-06-23 现代自动车株式会社 风扇关闭转速降低的方法及其可变壳体间隙式风扇离合器
CN113503208A (zh) * 2021-07-30 2021-10-15 华纳圣龙(宁波)有限公司 一种双阀电控硅油风扇离合器

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