JPS5927452B2 - 粘性流体継手装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粘性流体継手装置、特に出力トルク伝達を３段
階に制御可能な車輛用粘性流体継手装置に関するもので
ある。

車輛用ファン等を駆動する粘性流体継手装置においては
、エンジンの雰囲気温度によってファンの回転数を２段
階に制御するのが一般であったが、加速騒音や損失馬力
をより少なくするだめにファンの回転数を３段階に制御
すべく、粘性流体継手装置の出力トルク伝達を３段階に
させるものとして、本出願人が先に提案したものとして
、特開昭５３−３８８３６号公報に記載されたものがあ
る。

このものは、エンジンによって１駆動されその上に回転
ロータを有する入力部材、該入力部材と該入力部材に対
して相対回転可能な出力部材内に仕切板によって形成さ
れる粘性流体のだめの貯蔵室と前記ロータを収容する作
動室、該作動室から貯蔵室に粘性流体を送り込むポンプ
機構、前記ロータの−ＩＵ面と該ロータを介して仕切板
とは反対側の前記出力部材の一側面とで形成されるトル
ク伝達面、前記仕切板に夫々形成され前記貯蔵室から前
記作動室内へ粘性流体を連通させる第２スロツト及び該
第２スロツトより半径方向内側に形成される第１スロツ
ト、温度に感応して作動する温度感応部材、及び第１所
定温度に感応した前記温度感応部材によって前記第２ス
ロツトを開き、前記第１所定温度より高い第２所定温度
に感応した前記温度感応部材によって前記第１、第２ス
ロツトの両方を開く弁部材よりなる粘性流体継手装置で
ある。

本従来技術は以下のように作用する。

温度感応部材の感応温度を低、中、高の３段階で考える
払温度感応部材の感応温度が低い第１段階ではこれの一
端と連結する弁部材は仕切板の第１スロットおよび第２
スロツトをともに防いだ状態にあり、該第１スロツトま
たは第２スロツトから貯蔵室内の粘性流体が作動室へ給
出するとｔｕない。

従ってロータと出力部材との間は粘性抵抗が小さく、出
力部材へのトルク伝達はほとんどない。

次に温度感応部材の感応温度が第２段階の中程度の時は
温度感応部材の伸び作用によって弁部材を回転させ第２
スロツトのみを開く。

結果第２スロツトを通り貯蔵室内の粘性流体が作動室へ
給出される。

このとき、ポンプ機構により作動室の粘性流体は貯蔵室
へ一定量送られるため、ロータと出力部材とでなす前述
のトルク伝達面には、有効トルク伝達面積の外周側半分
程度粘性流体が入り込む。

従ってこの粘性流体の粘性抵抗によってロータから出力
部材へトルクが伝わり、前述の第１段階より出力部材回
転は高くなりファン回転数を増大させて冷却能力も高ま
る。

更に温度感応部材の感応温度が第３段階の高い時は弁部
材が更に回転して第１スロツトをも開く結果、第２、第
１スロット両方を通り貯蔵室内の粘性流体が前記第２段
階より大量に作動室へ給出し、前記トルク伝達面全面に
入り込む。

従って粘性抵抗が増し、出力部材への伝達トルクが更に
増大し、ファン回転数を更に増大させて冷却能力も一層
強くなる。

これにより、低温時には冷却能力がほとんでなく、高温
になるにつれ段階的に冷却能力を高めることができる。

しかるに以上の如き従来技術においては、以下の問題点
がある。

この従来技術は、仕切板に形成される第１、第２スロツ
トから粘性流体を、ロータの外周を通って、ロータの一
側面と、該ロータを介して仕切板とは反対側の出力部材
の一側面とで形成されるトルク伝達面にまわり込むよう
に伝え、このトルク伝達面に至る粘性流体量によって出
力トルク伝達を段階的に制御しようとするものである。

しかし、ポンプ機構の能力が、粘性流体の温度、ポンプ
内圧力差、駆動軸と出力部材間の相対回転数や、構成部
品の寸法精度等の状態によって変化するため、特に、温
度感応部材の感応温度が第２段階の中程度の時で、第２
スロツトのみが開いている場合、トルク伝達面に至る粘
性流体量が不安定となる。

つまり、両スロットが共に閉じられる感応温度が低い第
１段階や、両スロットが共に開きポンプ機構の能力に対
し貯蔵室から作動室へ至る粘性流体量を充分大きく設計
できる感応温度が高い第３段階では、特に問題がないが
、ポンプ機構の能力に対し、トルク伝達面の有効トルク
伝達面積の半分に粘性流体を入り込むように意図される
感応温度が中程度の第２段階では、前述した状況によっ
てポンプ機構の能力が変化するため、トルク伝達面へ粘
性流体が過剰に伝えられたり、不足し、結局出力トルク
伝達が不安定になるという問題点があった。

そこで、本発明は、上記３段階制御を確実に行うことを
技術的課題とするものである。

上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、
ロータの一側面と仕切板の一側面とで形成される第１ト
ルク伝達面、ロータの他側面と出力部材の一側面とで形
成される第２トルク伝達面仕切板に形成され貯蔵室から
作動室内の第１トルク伝達面の半径方向内側へ粘性流体
を連通させる第２スロツト、第１トルク伝達面及び第２
トルク伝達面よシ半径方向内側であってロータに形成さ
れる通路、第２スロツトに隣接し第２スロツトより半径
方向内側であって仕切板に形成され貯蔵室からロータに
形成される通路を通り作動室内の第２トルク伝達面へ粘
性流体を連通させる第１スロツト、温度に感応して作動
する温度感応部材、及び第１所定温度に感応した温度感
応部材によって第２スロツトを開き、第１所定温度より
高い第２所定温度に感応した温度感応部材によって第１
、第２スロツトの両方を開く弁部材を設けることである
。

上記技術的手段は以下のように作用する。

すなわち、低中高の３段階において、第１段階では第１
スロツト、第２スロツトが弁部材によって閉じているた
め粘性流体は貯蔵室から作動室へは給油させず、第１ト
ルク伝達面、第２トルク伝達面でのトルク伝達がなされ
ていないため出力部材は低回転である。

次に温度感応部材が第１所定温度を感応すると弁部材が
第２スロツトを開き、結果粘性流体は貯蔵室から第２ス
ロツトを通り第１トルク伝達面へ達し、更に第１トルク
伝達面を通った粘性流体はポンプ機構によって貯蔵室へ
と配油される。

しかして入力部材から第１トルク伝達面を通シ出力部材
にトルクが伝えられる。

更に温度感応部材が第２所定温度を感応すると弁部材は
第１スロツトも開き、結果粘性流体は貯蔵室から第１ス
ロット、及びロータに形成される通路を通り第２トルク
伝達面へも給油される。

しかして入力部材から前述の第１トルク伝達面に加えて
第２トルク伝達面を通り出力部材にトルクが伝えられる
ため、前記第１トルク伝達面だけに比べ、よシ多くのト
ルク伝達が行なわれる。

本発明は、上記の如くロータの一側面と仕切板の一側面
とで第１トルク伝達面を形成し、ロータの他側面と出力
部材の一側面とで第２トルク伝達面を形成し、感応温度
が低い第１段階では両トルク伝達面に粘性流体を伝えず
、感応温度が中の第２段階では、仕切板に形成される第
２スロツトを介して第１トルク伝達面に粘性流体を伝え
、感応温度が高い第３段階では、第２スロツトを介して
第１トルク伝達面に粘性流体を伝えるとともに、仕切板
に形成される第１スロツト及びロータに形成される通路
を介して第２トルク伝達面にも粘性流体を伝えるもので
あって必ず粘性流体がトルク伝達面を通過すだめ、従来
のようにトルク伝達面への粘性流体量を制御するものと
比較して出力トルク伝達の３段階制御が確実に行えると
いう効果がある。

以下、添付図面に従い本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明に従う粘性流体継手装置１０の一部断面
を示し、該装置１０は車輌のエンジンによって駆動され
る入力部材である駆動軸１１、ベアリング１２を介して
駆動軸１１上に回転可能に軸承されるケーシング１３と
該ケーシング１３に密封的に固定されるケーシング１４
からなる出力部材を有する。

該ケーシング１３又は１４には適宜手段によって周知の
ファンアセンブリが固着されている。

駆動軸１１はその一端に嵌入される略円板状のロータ１
５を保持しており、ロータ１５の外周右側面とケーシン
グ１３の相対する面は、周知のラビリンス構成とされ駆
動軸１１の回転時ロータ１５からケーシング１３への第
２トルク伝達面１６を形成しておシ、このトルク伝達面
１６は、その半径方向外方がポンプ機構２４の有する通
路に露呈している。

ケーシング１４の内周段付肩部にその外周が固着される
仕切板１７は、ケーシング１３とケーシング１４内をロ
ータ１５の収容される作動室１８と貯蔵室１９に分離す
る。

貯蔵室１９内にだくわえられる粘性流体例えばシリコン
オイルは仕切板１７に設けられる第１スロツト２０を介
して作動室１８に戻され、ロータ１５に形成される通路
２９を介して第２トルク伝達面１６の半径方向内方に至
り駆動軸１１の回転時該第２トルク伝達面１６内の粘性
流体の粘性抵抗によって駆動軸１１からケーシング１３
にトルク伝達される構成である。

仕切板１７の外周右側面とロータ１５の相対左側面は、
前述の第２トルク伝達面１６と略同様なラビリンス構成
である第１トルク伝達面２１を形成しており、この第１
トルク伝達面２１の半径方向外方もポンプ機構２４の通
路に露呈している。

仕切板１７には第１スロツト２０より有効面積の小さい
第２スロツト２２が第１スロツト２０に隣接して設けら
れ、該第２スロツト２２を介して貯蔵室１９から作動室
１８に戻される粘性流体が前述の第１トルク伝達面２１
の半径方向内方から該トルク伝達面２１を通過するとき
の粘性抵抗によって駆動軸１１から仕切板１７、ケーシ
ング１４を介してケーシング１３へのトルク伝達を可能
としている。

第２スロツト２２を介して第１トルク伝達面２１に至る
べく粘性流体が第２トルク伝達面１６に至ることを防止
するため仕切板１９と一体的に隔壁２３が設けられても
よい。

作動室１８から、貯蔵室１９への粘性液体の送り込みは
、仕切板１７に設けられる通路を有するポンプ機構２４
によってなされる。

尚、ポンプ機構２４の有する通路は仕切板１７に形成さ
れているが、ケーシング１４等に設けられてもよい。

温度感応部材、たとえばスパイラル型バイメタル２５は
、一端がケーシング１４に固定され他端がロッド２６と
連動することによって、温度変化に応答してロッド２６
を回転作動させ、斯様にして＝端７％ｏツド２６に固定
される弁部材２７が回動変位される。

特に第２図に於て、通常時雨スロット２０．２２を閉鎖
するａ位置にあるバイメタル２５によって付勢されてい
る弁部材２７は、バイメタル２５が第１の所定温度を検
知したとき、第２スロツト２２のみを開放するｂ位置に
ロッド２６を介して作動制御され、バイメタル２５が第
２の所定温度を検知したとき両スロット２０゜２２を開
放するＣ位置に作動制御される旨構成される。

尚、２８は極端な低温時、弁部材２７の移動を防止する
だめ仕切板１７上に設けられるストッパーである。

以上のように構成される本発明に従う粘性流体継手装置
に於ては、車輛が特に冷寒時運転生、換言すればバイメ
タル２５の感知温度が第１所定温度例えば４０℃以下で
あるとき、弁部材２７が両スロツ）２０．２２を遮断し
、而して作動室１８内の粘性流体は前述したポンプ機構
２４によって貯蔵室１９へ送り込まれ実質上最小の量と
なる。

従って、ファンは第３ずにｄ線で示される如く低回転を
維持される。

バイメタル２５が第１所定温度を検知すると、弁部材２
７が第２スロツト２２のみを開放する位置に作動制御さ
れ、而してスロット２２を介して第１トルク伝達面２１
に至る粘性流体の量に応じたファン回転（第３図、ｅ線
）が可能となる。

当該状態時、第２トルク面１６への粘性流体の連通は隔
壁２３によって防止される。

バイメタルが例えば７０℃の第２所定温度を検知すると
、弁部材２７が両スロツ）２０．２２を開放する位置に
作動制御され、而して両トルク伝達面１６．２１粘性流
体が夫々至ることによってファン回転は第３図のｆ線の
如く高回転に制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う粘性流体継手の一部断面図、第２
図は第１図の■−■線断面図、第３図は作用特性図であ
る。 １０・・・粘性流体継手装置、１１・・・入力部材、１
３・・・ケーシング（出力部材）、１４・・・ケーシン
グ（出力部材）、１５・・・ロータ、１６・・・第１ト
ルク伝達面、１７・・・仕切板、１８・・・作動室、１
９・・・貯蔵室、２０・・・第１スロツト、２１・・・
第２トルク伝達面、２２・・・第２スロツト、２４・・
・ポンプ機構、２５・・・バイメタル、２７・・・弁部
材、２９・・・通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンによって駆動されその上に回転ロータ１５
   を有する入力部材１１、該入力部材と該入力部材に対し
   て相対回転可能な出力部材１３゜１４内に仕切板１７に
   よって形成される粘性流体のだめの貯蔵室１９と前記ロ
   ータ１５を収容する作動室１８、該作動室から貯蔵室に
   粘性流体を送り込むポンプ機構２４、前記ロータの一側
   面と前記仕切板の一側面とで形成される第１トルク伝達
   面２１、前記ロータの他側面と前記出力部材の一側面と
   で形成される第２トルク伝達面１６、前記仕切板に形成
   され前記貯蔵室から前記作動室内の前記第１トルク伝達
   面の半径方向内側へ粘性流体を連通させる第２スロツト
   ２２、前記第１トルク伝達面及び前記第２トルク伝達面
   より半径方向内側であって前記ロータに形成される通路
   ２９、前記第２スロツトに隣接し前記第２スロツトより
   半径方向内側であって前記仕切板に形成され前記貯蔵室
   から前記通路２９を通り、前記作動室内の前記第２トル
   ク伝達面へ粘性流体を連通させる第１スロツト２０、温
   度に感応して作動する温度感応部材２５、及び第１所定
   温度に感応した前記温度感応部材によって前記第２スロ
   ツト２２を開き、前記第１所定温度より高い第２所定温
   度に感応した前記温度感応部材によって前記第１、第２
   スロツトの両方を開く弁部材２７よりなる粘性流体継手
   装置。