JPS5939218Y2 - 感温型フアンカツプリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自動車エンジン等の冷却システムに組み込ま
れるファンカップリング装置に係り、更に詳細には感温
型のファンカップリング装置に係る。

感温型ファンカップリング装置として、ファン駆動軸と
、内部にロータを納める作動室と液体貯蔵室とを有し前
記ファン駆動軸によってそれに同軸に回転自在に担持さ
れファンが取付けられるカップリングハウジングと、前
記作動室内に納められ前記ファン駆動軸により該ファン
駆動軸に対し不動に担持され前記ファン駆動軸と前記カ
ップリングハウジングとの間の相対的回転により前記作
動室内にて回転するロータとを有し、前記カップリング
ハウジングと前記ロータとの軸線方向に対向する端面に
は同心に半径方向に所定の間隔をおいて重なり合う円環
状の凹部と凸部が形成されることによってラビリンス通
路が郭定され、前記カップリングハウジング内には前記
液体貯蔵室より前記作動室内の空間の前記ラビリンス通
路より半径方向内側の領域へ向けて流体を導く第一の通
路と前記作動室内の空間の前記ラビリンス通路より半径
方向外側の領域より前記液体貯蔵室へ向けて流体を導く
第二の通路とが設けられ、前記ロータには前記ラビリン
ス通路より半径方向内側にそれを軸線方向に貫通する連
通路が設けられており、前記ロータの回転により前記液
体貯蔵室より前記第一の通路、前記連通路、前記ラビリ
ンス通路、前記第二の通路を順に通って前記液体貯蔵室
へ戻る液体の循環流が形成されるようになっており、前
記第一の通路の途中にはエンジンの温度に応じて作動し
エンジンの温度が所定値以下のとき前記第一の通路を遮
断する感温式通路制御手段が設けられている感温型ファ
ンカップリングが、例えば特開昭５３−１４２４９号公
報、特開昭５３−１５６０４号公報、特開昭５３−３８
８３５号公報、特開昭５３−６８３３６号公報に示され
ている如く、知られている。

かかる構成の感温型ファンカップリングに於ては、エン
ジンの温度が所定値以上の暖機状態にあるときには、前
記感温式通路制御手段によって前記第一の通路は遮断さ
れずに開かれており、ファン駆動軸が回動されると、ラ
ビリンス通路を構成するカップリングハウジングとロー
タの対向面に於ける円環状の凹部と凸部の間の粘性液体
を介しての液体摩擦的動力伝達によってカップリングハ
ウジングが回転駆動され、又これと同時にファン駆動軸
に直結されたロータの回転速度はこれによって流体摩擦
を経て駆動されて追随回転するカップリングハウジング
の回転速度よりも必ず高いことから、該ロータを納めた
前記作動室内の液体は液体貯蔵室内の液体よりもより高
い速度にて回転し、かかる両室内に於ける液体の回転速
度の差により該液体に作用する遠心力に差が生ずること
によって、カップリングハウジング内には、液体貯蔵室
より前記第一の通路を経て作動室へ至り、ロータに設け
られた前記連通路を通り、これより前記ラビリンス通路
を半径方向外方へ向けて流れ、これより前記第二の通路
を経て液体貯蔵室へ戻る液体の循環流が生ずるようにな
っている。

しかしエンジンの温度が所定値以下であり、感温式通路
制御手段により前記第一の通路が遮断されているときに
は、上記の如き液体の循環流の発生が阻止され、ラビリ
ンス通路内にはその半径方向内方よりの液体の供給が行
われないので、やがてラビリンス通路内には液体がなく
なり、ラビリンス通路の部分に於ける回転動力の伝達が
行われなくなり、エンジンの温度が低いときのファンの
駆動を自動的に停止するようにすることが計られている
。

しかし、実際には、液体貯蔵室より作動室へ向かう液体
の流れが遮断され、ラビリンス通路に対する半径方向内
方よりの液体の補給が行われなくなっても、ラビリンス
通路内には少量の粘性液体が残存し、これによってロー
タよりカップリングハウジングへの回転力の伝達は完全
には遮断されず、冷却ファンの回転が全く必要とされな
いエンジン冷間時に於ても冷却ファンが尚かなりの回転
速度にて回転する。

かかる不必要な冷却ファンの回転駆動は、暖機特性の向
上、騒音レベルの低下、燃費向上に対し悪影響を及ぼす
ものである。

本考案は、上記の如き構成を有する従来の感温型ファン
カップリング装置に於ける上述の如き問題に対処し、液
体貯蔵室より作動室内の空間の前記ラビリンス通路より
半径方向内側の領域へ向けて流体を導く前記第一の通路
が遮断されているときラビリンス通路部にて回転動力の
伝達が生ずることをより確実に阻止し、エンジン冷温時
に於ける冷却ファンの回転をより確実に抑制することに
より、より一層の暖機特性の向上、騒音レベルの低下及
び燃費の向上を達成することのできる、改良された感温
型ファンカップリング装置を提供することを目的として
いる。

かかる目的は、本考案によれば、上述の如き基本構成を
有する感温型ファンカップリング装置に於て、前記ラビ
リンス通路を構成する前記凹部及び凸部の周方向に沿う
一部は切欠かれて切欠き部が形成されており、前記凹部
及び凸部の少なくとも一方には前記ロータの回転方向に
見て前記切欠き部より遅れ側の近傍に前記ラビリンス通
路内の液体をかき取る油かき要素が設けられていること
によって達成される。

かかる本考案の構成によれば、前記第一の通路が遮断さ
れた状態（、：てファン駆動軸が回転されるときには、
ラビリンス通路を構成する凹部及び凸部の間の空隙内に
残留する液体は前記油かき要素によってかき取られ、前
記切欠き部を通り遠心力によってロータの外周部へ向け
て半径方向外方へ押しやられるので、ラビリンス通路内
に液体が残留することはなくなり、ファン駆動軸よりカ
ップリングハウジングへの回転動力の伝達はほぼ完全に
遮断される。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例について詳細
に説明する。

第１図は感温型ファンカップリング装置の一般的構造を
示す縦断面図、第２図は本考案による感温型ファンカッ
プリング装置の一つの実施例をその要部について示す拡
大断面図（第１図の線■−■に沿う断面図に相当）、第
３図は第２図の線ｍ−■に沿う断面図である。

図に於いて、１はファン駆動軸であり、該ファン駆動軸
は図には示されていないがウォータポンプ駆動軸の前部
に連結されベルト伝達機構等を介してエンジンのクラン
クシャフトから回転動力が伝達されるようになっている
。

ファン駆動軸１はボルト２によって組立てられたフロン
トカバー３ａ吉リヤカバー３ｂとの組立体により構成さ
れたカップリングハウジング４の前記リヤカバー３ｂを
ボールベアリング５を介して回転自在な態様にて担持し
ていると共に、前記カップリングハウジング４の室内に
突出する前端部にロータ６を一体に担持している。

前記カップリングハウジング４がその内部に郭定する密
閉構造の室内には、その後側（図にて右側）に前記ロー
タ６が配置されてお・す、そのロータ６の前側には前記
密閉構造の室内を軸方向前後に二つの室に区分する仕切
板７が設けられており、該仕切板７はそれの後側、即ち
前記ロータ６が配置されている部分に前記リヤカバー３
ｂと共働して作動室８を郭定してお・す、又前側に前記
フロントカバー３ａと共働して液体貯蔵室９を郭定して
いる。

又この仕切板７は前記作動室８と液体貯蔵室９を連通す
る連通孔１０を有している。

前記作動室８内には、前記リヤカバー３ｂの内端面に複
数個同芯上に形成された円環状の突条１１と、前記ロー
タ６の後端面に前記突条１１と対応して複数個同芯上に
形成された円環状の突条１２との噛み合わせによりその
間にロータ内周側よりロータ外周縁部に連続して延びる
ラビリンス通路１３が郭定されており、前記作動室８及
び液体貯蔵室９内に封入されているシリコンオイルの如
き粘性流体が前記ラビリンス通路１３内に存在する時に
はロータ６の回転力がその粘性流体の粘性剪断力によっ
てカップリングハウジング４に伝達されるように構戊さ
れている。

即ち、カップリングハウジング４とロータ６との間に流
体カップリング機構が構戊されている。

この場合、流体カップリング機構の伝達トルクは封入流
体の粘性、前記流体通路の形状や面積及び封入流体の作
動量、即ち前記流体通路内に存在する封入流体の量によ
って定められる。

前記ロータ６は前記流体通路１３の内周端より内側にあ
る作動室８と仕切板７が設けられている側とを連通ずる
連通孔１４を有しており、又前記カップリングハウジン
グ４のフロントカバー３ａには一端にて該フロントカバ
ー３ａの内周面と前記ロータ６の外周面との間の間隙を
経て前記ラビリンス通路１３の外周端に連通し他端にて
前記液体貯蔵室９内に向けて開口した戻し通路１５が設
けられている。

又、前記ロータ６の外周面にはギヤポンプ１６が形成さ
れている。

但しこのギヤポンプは必須でない。前記仕切板７の前面
には該仕切板に対しカップリングハウジング回転方向に
変位することにより前記連通孔１０と選択的に重合して
これを開閉する制御板要素１７が配置されており、この
制御板要素１７は前記フロントカバー３ａの中心部を貫
通して設けられた支持軸１８に一体に担持されている。

支持軸１８の前端部は前記フロントカバー３ａを貫通し
てそれの前方に突出しており、その突出部分には外端を
係止部材１９により前記フロントカバー３ａに係止され
ているスパイラルバイメタル２０の巻芯端部が係止され
ている。

このスパイラルバイメタル２０は、図示する如くカップ
リングハウジング４の前面部に位置し、エンジン冷却水
温に比例したラジェータ通過空気温度に感応して作動す
るようになっている。

即ち、前記スパイラルバイメタル２０は、前記ラジェー
ター通過空気温度に感応して伸縮することにより前記支
持軸１８を回転駆動し、前記ラジェーター通過空気温度
が所定の温度より低い時は前記制御板要素１７を前記連
通孔１０に重合する位置に位置させて連通孔１０を遮断
し、これに対し所定の温度以上の時は前記制御板要素１
７を前記連通孔１０から引離して該連通孔１０を開くよ
うになっている。

さて、本考案による時は、第２図及び第３図に示されて
いる如く、前記ロータ６の突条１２の各々に油かき要部
１が取付けられでいる。

油かき要素２１はカップリングハウジング４の隣合う突
条１１との間に非常に小さい間隔を置いて対向し、その
部分のラビリンス通路１３を他の部分に比して非常に小
さい間隙の通路にしている。

また、前記突条１１及び１２は各々第２図に良く示され
ている如く、一部に油逃し用の切欠部１１′ 及び１２
′ を有しており、前記油かき要素２１は前記切欠部
１２′ のロータ回転方向遅れ側の近傍に設けられて
いることが好ましい。

以上の如き構成になるファンカップリング装置に於いて
は、ファン駆動軸１に回転動力が伝達されると、ファン
駆動軸１はロータ６とカップリングハウジング４との間
に構成された流体カップリングを介してカンプリングハ
ウジング４に取付けられている図には示されていないラ
ジェーター冷却用ファンを回転駆動する。

この時、ラジェーター通過空気温度が所定の温度より低
い時、換言すればエンジン冷却水温が所定温度より低い
時は、前記制御板要素１７は仕切板７の連通孔１０を閉
じている。

従って、この時は作動室８への粘性流体の供給が停止さ
れている一方ラビリンス通路１３内に存在する粘性流体
の大部分は遠心力によりそれの外周側に押しやられ、更
にギヤポンプ１６により戻し通路１５に向けて押しやら
れ、戻し通路１５を経て液体貯蔵室９内に回収される。

またこの時にはラビリンス通路１３内の粘性流体が少な
くなっているから、カップリングハウジング４とロータ
６とが相対回転し、油かき要素２１がカップリングハウ
ジング４の突条１１間を移動し、ラビリンス通路１３に
残存しでいる粘性流体をかき取るようにして集め、それ
を切欠部１１′ 及び１２′ を経てギヤポンプ１６
へ向けて送り出す。

このためラビリンス通路１３には粘性流体が実質的に存
在しなくなり、これにより駆動軸１よりカンプリングハ
ウジング４への伝達トルク量は零或は非常に小さくなり
、ファン回転数は零、或は非常に低い回転数に押えられ
る。

従ってエンジン冷間時等に於いては暖機特性の向上が威
され、同時に騒音レベルが低下する。

これに対しラジェーター通過空気温度が所定温度以上に
なると、スパイラルバイメタル２０により支持軸１８及
び制御板要素１７が回動変位されて連通孔１０を開く。

連通孔１０が開かれると、今まで貯蔵室９内に溜ってい
た粘性流体が連通孔１０を通って作動室８内に入り、ロ
ータ６とカップリングハウジング４との間のラビリンス
通路１３内に流れ込み、このラビリンス通路１３内に存
在する粘性流体の量、即ち粘性流体の作動量が増大する
ことになり、これにより伝達トルク量が増大することに
なり、ファンが取付けられているカップリングハウジン
グの回転数が上昇するようになる。

以上に於ては本考案を一つの実施例について詳細に説明
したが、本考案がかかる実施例にのみ限られるものでは
なく、本考案の範囲内にて他に種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は感温型ファンカップリング装置の一般的構造を
示す縦断面図、第２図は本考案による感温型ファンカッ
プリング装置の一つの実施例をその要部について示す拡
大断面図（第１図の線ｎ−■に沿う断面図に相当）、第
３図は第２図の線Ｉ−■に沿う断面図である。 １〜フアン駆動軸、２〜ボルト、３ａ〜フロントカバー
、３ｂ〜リヤカバー、４〜カツプリングハウジング、５
〜ボールベアリング、６〜ロータ、７〜仕切板、８〜作
動室、９〜液体貯蔵室、１０〜連通孔、１１，１２〜突
条、１３〜ラビリンス通路、１４〜連通路、１５〜戻し
通路、１６〜ギヤポンプ、１７〜制御板要素、１８〜支
持軸、１９〜係止部材、２０〜スパイラルバイメタル、
２１〜油かき要素。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ファン駆動軸と、内部にロータを納める作動室と液体貯
   蔵室とを有し前記ファン駆動軸によってそれに同軸に回
   転自在に担持されファンが取付けられるカップリングハ
   ウジングと、前記作動室内に納められ前記ファン駆動軸
   により該ファン駆動軸に対し不動に担持され前記ファン
   駆動軸と前記カップリングハウジングとの・間の相対的
   回転により前記作動室内にて回転するロータとを有し、
   前記カップリングハウジングと前記ロータとの軸線方向
   に対向する端面には同心に半径方向に所定の間隔をお・
   いて重なり合う円環状の凹部と凸部が形成されることに
   よってラビリンス通路が郭定され、前記カップリングハ
   ウジング内には前記液体貯蔵室より前記作動室内の空間
   の前記ラビリンス通路より半径方向側の領域へ向けて流
   体を導く第一の通路と前記作動室内の空間の前記ラビリ
   ンス通路より半径方向外側の領域より前記液体貯蔵室へ
   向けて流体を導く第二の通路とが設けられ、前記ロータ
   には前記プビリンス通路より半径方向内側の位置にそれ
   を軸線方向、に貫通する連通路が設けられてお・す、前
   記ロータの回転により前記液体貯蔵室より前記第一の通
   路、前記連通路、前記ラビリンス通路、前記第二の通路
   を順に通って前記液体貯蔵室へ戻る液体の循環流が形成
   されるようになっており、前記第一の通路の途中にはエ
   ンジンの温度に応じて作動しエンジンの温度が所定値以
   下のとき前記第一の通路を遮断する感温式通路制御手段
   が設けられている感温型ファンカップリング装置に於て
   、前記ラビリンス通路を構成する前記凹部及び凸部の周
   方向に沿う一部は切欠かれて切欠き部が形成されており
   、前記凹部及び凸部の少なくとも一方には前記ロータの
   回転方向に見て前記切欠き部より遅れ側の近傍に前記ラ
   ビリンス通路内の液体をかき取る油かき要素が設けられ
   ていることを特徴とする感温型ファンカップリング装置
   。