JPS6034527A - 流体継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、作用室内の流体の量全制御する部材金有す
る形式の流体継手に関する。さらに詳しくは、この発明
は、遠隔式状態検出装置によって検出された状態の変動
に応答して作動される弁部材を有する流体継手に関する
。

米国特許第３，０５５，４７３号には、従来公知の典型
的な流体継手が開示されている。この流体継手は、第１
回転部材と、第１回転部材と組合わされ相互間で流体室
を形成するカバーとを有する。流体室を作用室と貯留室
に外部する弁装置が配設される。第２回転部材が作用室
内に配置されて、第１回転部材に対して回転可能である
。

弁装置は貯留室と作用室との間の流体の流動を制御し、
かつ回転軸線とほぼ垂直な平面内に位置する流体ポート
をもつ弁板金有する。弁装置は流体ポートの平面と平行
な平面内で移動して、流体ボートの流量面積と作用室内
の流体蔵を変化させる弁部材を有する。

遠隔式に作動される流体継手は、弁の運動が通常軸方向
運動をもつソレノイドまたは流体圧力ビストン装置のよ
うな装置によって達成されるので、軸方向に移動する弁
部材の使用に特に適している。

軸方向に可動な弁部材には幾つかの問題点がある。その
１つは、軸方向に可動な弁部材は、弁の揚程（軸方向運
動）と充填ポートとの間の関係を正確にかつ予想して修
正ができないことである。当業者には理解されているよ
うに、平たんな弁アームがポート板から持ち上げられる
とき、有効ポート面積は、ポートの面積に等しくなくて
、ポートの円周と揚程との積に等しい。

流体の流動特性、流体の粘性、継手の速度などのような
因子のために、実際の弁揚程は、有効ポート面積がポー
トの実際の面積と等しくするために、理論的弁揚程よシ
も大きくしなければならない。この状部は、周囲の空気
温度や冷却剤の温度のような検出された外部状態と、こ
の継手の出力速度（ファン速度）との間の所望の関係を
達成するよシも一層困難である。

従ってこの発明の目的は、軸方向に可動な第１部材を用
いて入力を軸方向には移動しない弁部材に伝え、それに
より、軸方向に可動な弁部材において通常化ずる幾つか
の問題点を解決する流体継手を提供するにある。

この発明の上記及び他の目的は、遠隔式状態検出装置に
よって検出された状態の変動に応じて変動する入力信号
を受ける第１部材を有することを特徴とする流体継手を
提供することにょつて達成される。この継手はさらに、
入力信号を流体ポートの平面と平行な平面内の弁部材の
運動に伝達する第２部材を有する。

図面ｔ−参照しつつ、以下にこの発明を説明する。

この発明を限定するものではない図面において、第１図
はファン駆動システムの全体図で、このシステムは、ブ
ラケット１１と、遠隔式状態検出及び制御装置１３と、
流体継手１５とを有する。

ブラケット１１は、車輌のシャシまたはエンジンに取付
けられるための取付部分１９ｆ：もつ静止ブラケット部
材１７を有する。ブラケット部材１７は、はぼ円筒形の
ハシ２１を有し、ハブ２１には１対のテーパころ軸受２
３．２５が配設されている。軸受２３，２５は、環状取
付部材２９の一部として形成された環状の内向き突部２
７によって相互に隔てられている。取付部材２９は１対
の内側円筒面３１．３３　ｔ−有し、これは軸受２３，
２５それぞれの外レースのシートとして作用する１対の
内側円筒面３１．３３を有する。軸受２３．２５は、ハ
ブ２１の右方端と螺合する大型の六角ナツト３５によっ
てハブ２１上で軸方向に保持される。

プーリ３７が取付部材２９に取付けられ、こノソーリは
内方へ延びるフランジ３９　ｔ−有スる。

複数のゼル）４１が流体継手と組合わされたフランジ４
３に形成された複数の穴と同時に取付部材２９に設けら
れたねじ孔とフランジ３９に設けられた穴を複数のゼル
ト４１が貫通してお夕、これについてはその詳ａｔ後述
する。プーリ３７、取付部材２９、及び７２ンジ４３は
Ｉシト４１によって合体保持されて同一速度で回転する
。プーリ３７は、■ベルト（図示せず）を介して、当業
者がよく知るようにエンジン駆動主プーリによって駆動
される。

遠隔式状態検出及び制御装置１３は、エンジン駆動空気
圧縮機、または蓄圧器のような圧力蓄積装置と組合わさ
れた圧縮機からなる圧力空気源４５金有する。圧力空気
源４５の出力は、２イン４７によって圧力制御弁４９に
流通される。ライン４７内の圧力空気は、ライン５１を
とお９制御弁４９によってブラケット１１に流通され、
または５１が制御弁４９によって大気に流通される。制
御弁４９は、温度状態検出装置５３の影響を受けて作用
する。検出装置５３によって検出された周囲の空気温度
（または２ジ工−タ冷却液温度）が比較的低い温度であ
るときは、制御弁４９は、２イン５１内の圧力空気が大
気に流通される位置に移動されるが、周囲空気温度が比
較的高い温度し４ルに増大したときは、検出装置５３は
制御弁４９を圧力空気がライン４７から２イン５１に流
通される位置に移動する。検出及び制御装置１３はこの
図面では略示されているが、これはその構造が後述の説
明で明らかになるように、この発明の本質的な特徴では
ないからであるＱまたこのような装置は従来から一般に
よく知られている。

再びブラケット１１において、静止ブラケット部材１７
は、軸方向内孔５５を有し、この中に軸方向に可動なピ
ストン５７が配置されている。軸方向内孔５５とピスト
ン５７の左端とは、協働して圧力室５９を形成し、この
圧力室は１対の空気通路６１．６３によって圧力空気ラ
イン５１と流通される。ゆえに制御弁４９が圧力空気を
ライン５１に流通すると、この圧力は次に通路６３．６
１を通って圧力室５９に流通されて、ピストン５７を第
１図において右方へ偏倚する。

第１図において、流体継手１５は、プーリ３７と同一速
度で駆動されるように、フランジ４３と一体に形成され
る入力軸６５を有する。

流体継手１５は、出力部材となる第１回転部材６７を有
し、この回転部材６７は鋳造ハウジング６９と鋳造カバ
ー７１とｔ−有し、両部材６９゜７１は複数のぜルト（
第１図には図示せず）によって結合される。ラジェータ
冷却７ア／（図示せず）は、ハウジング６９に取付けら
れた複数のねじ７３によってハウジング６９にヂルト結
合される。ハウジング６９は軸受７５の外レース支持部
材として作用し、入力軸６５は、軸受７５の内レース用
の支持部材として作用する。

ころ軸受７７は、入力軸６５の前端（第１図において右
端）と、カバー７１の半径方向内方のぽスフ９に形成さ
れた中央開口との間に配置される。従って２スフ９はま
た弁部側の一部として機能して、継手１５内の流木の流
動を制御するＯ 継手１５は、入力部材となる第２回転部旧８１を有し、
この回転部材８１は軸受７５，７７の中間で入力軸６５
の一部分にプレスばめされる。よって第２回転部材８１
はプーリ３７及び入力軸６５と同一速度で回転し、一方
第１回転部材６７は、第２回転部材８１に対して相対的
に回転する。当業界で知られているように、第２回転部
材８１の前面は、複数の環状ランド８３を有し、後面は
複数の環状ランド８５を有する。力・々−７１の隣接面
には複数の環状ランド８７が形成され、これらのランド
はランド８３と差込み関係に配置され、一方ノーウジン
グ６９の隣接面にはランド８５と差込み関係に配置され
る複数の環状ランド８９が形成されている。前方ランド
８３．８７は協働して剪断空所９０の一方の部分を形成
し、後方２ンド８５゜８９は協働して剪断空所９ｏの他
方の部分を形成し、これによシ剪断空所が粘性流体で満
たされるとき、第２回転部材８１が回転すると、該部材
の速度よりはわずかに小さい速度で第１回転部材６７ｖ
ｃ−回転させる。

入力軸６５は軸方向内孔９１を有し、この内孔内に軸方
向に移動可能な第１部材９３が配置され、第１部材９３
は第１図においてその左端に円形部分９５を有する。第
１部材９３のさらに詳細な構造については、その機能と
ともに後述する。

プレス成形されたカッマープレート９７が適宜の手段に
よってカバー７１に取付けられ、これと協働して貯留室
９９を形成する。カッ々−７１は半径方向に延びる通路
ｉｏｉをもち、通路１０１は剪断空所９０から排出され
た流体を当業界ではよく知られているように、貯留室９
９内に戻流する。カッ？−７１のジス７９は軸方向に延
びる通路１０３を有し、この通路１０３の機能は貯留室
９９からの流体を差込み関係のランド８３〜８９から、
半径方向内方の１つの位置において剪断空所９０内に流
体全流通することである。

次に第２図において、ころ軸受７７は、プレス成形され
た金属保持部材１０５を有し、該保持部材１０５は、第
１部材９３の前端を囲んで支持するシール１０７を囲む
半径方向内方部分を末端とする。

弁作動機構 第１部材９３の最右方端に第２部材１０９が配設されて
いる。第２部材１０９は第１部材９３の小直径部分に着
座したほぼ円筒形の弁作動ぎストン１１１’ｉ有する。

円錐圧縮はね１１３が第１部材９３のさらに小直径部分
に着座し、その前端はカッマープレート９７で受けられ
る。ばね１１３の目的は、第１部材９３を第１、第２図
において左方へ向けて偏倚することである。

第２部材１０９は、さらにデス７９の前面と当接して受
けられる弁板１１５ｉ有する。第２部材１０９は、さら
に弁部材１１７ｆｉ−有する。

次に第３図において、第２図とも関連して、弁板１１５
は、軸方向に延びる通路１０３と連通ずる流体ボート１
１９’ｉｉもっことがわかる。流体ボート１１９が第３
図に示すように開放された位置にあるとき、貯留室９９
内の流体に作用する遠心力は、流体を流体ボート１１９
と通路１０３を通って剪断空所９ｏ内に流通させ、これ
により第２回転部材８１と第１回転部材６７との間に生
ずるトルク伝達Ｗ’を増大させる。この実施例は空気圧
力に損失があると、係合モードで作用している流体継手
１５を比較的高い速度で、エンジン冷却ファンを駆動さ
せてエンジンの過熱を防止するから７エールセーフ構造
と称される。この実施例において、ピストン５７と第１
部材９３とを第１、第２図の右方に偏倚して弁部材１１
７を第３図において反時計方向に移動させ、流体ボート
１１９を口って継手１５を２ジエータ冷却フアンが比較
的低速度で駆動される解放モードで作用させるために、
圧力室５９に空気圧力を作用することが必要である。

次に、第４〜７因（第２、第３図とともに）において、
第２部材１０９の詳細について述べる。

まず主として第４図において、弁部材１１７は、中央開
口１２３をもつ中央支持板１２１を有する。

支持板１２１は、下側に折曲げられた１対のタブ１２５
（第２図も参照）を有する。さらに弁部材１１７は、流
体ボート１１９に対して実際の弁機能を実施する弁アー
ム１２７を有する。弁アーム１２７は、１対の鋲１２９
によって支持板１２１に取付けられる。第２図から明ら
かなように、弁アーム１２７の一部分は、支持板１２１
の平面内に位置し、弁アーム１２７の他部分１３１は、
流体７１？−）１１９に隣接する平面内に位置する。

次に主として第５図において、弁板１１５は中央開口１
３５をもっ持上がシ中央部分１３３を有する。中央部分
１３３は１対の上向きに折曲ったタブ１３７と、１対の
弧形の切欠部分１３９をもっている。弁板１１５は、さ
らにカッζ−７１のゼス７９の表面に防接する平面内に
位置する外周部分１４工（第２、第３図参照）を有する
。流体ボート１１９が設けられているのは外周部分１４
１である。

次に主として第６、第７図において、弁作動ピストン１
１１は既述のように円筒形で、１対の向合って配置され
た半径方向に延びる唇状部分１４３（第２、第３図参照
）を有する。ｆストン１１１は、１対の向合って配置さ
れ、軸方向に延びる方形の溝１４５と、１対の向合って
配置されたらせん状の溝１４７　全もっている。

次に主として第２、第３図ヲ参照して、第２部材１０９
について述べる。まず弁板１１５は、その半径方向及び
軸方向運動を防止するために、溶接、ステーキングまた
は数個の小ねじなどを用いて力Ａ−７１の２スフ９に取
付けられることがわかる。弁板１１５を第２、第３図に
示す位置に固定した状態で、次に行なう段階は弁部材１
１７を挿入することで、これはまずタブ１２５が弁板１
１５の切欠部分１３９に受入れられるように、第３図に
示す位置から反時計方向に、はぼ９０°の位置に弁部材
１１７を回転しなければならない。これと同時に上向き
に折曲げられｔタブ１３７が支持板１２１の中央開口１
２３内に受入れられ、もし支持板１２１の下側が第２図
に示すように中央部分１３３の上面と係合すれば、この
中央開口を貫通する。弁部材１１７を時計方向に第３図
に示す位置まで回転することにより、中央部分１３３の
半径方向内周部分は第２図に示すように、支持板１２１
と弁部材１１７のタブ１２５との間にはさまれる。よっ
て弁部側１１７を第３図に示す位置に設定した状態でタ
ブ１２５は弁部材１１７の軸方向運動を防止する反面半
径方向の運動は許す。

最後に弁作動ピストン１１１はその方形溝１４５が上向
きに曲げられたタブ１３７を受入れる第３図に示す位置
に向けて円周方向に移動することによって挿入される。

ピストン１１１の回転を防止しながらピストン１１１を
軸方向に移動するのは、タブ１３７と溝１４５とが係合
することによる。ピストン−１１１が挿入されると（第
２図において左方へ移動されて）、弁部材１１７を第３
図において反時計方向に、タブ１２５がらせん形溝１４
７の底部分（第２図の左端）と係合する位置に再び回転
することが必要である。つぎにピストン１１１が第２図
に示す位置に移動されると、ｙｉ１４７の形態によって
、タブ１２５と弁部材１１７を第３図に示す位置に時計
方向に移動させ、この位置は既述のように、継手１５の
係合モードに対応する非作動位置である。

上述のように第２部材１０９の組立後、第２図に示すよ
うに圧縮ばね１１３？挿入し、次いでカバープレート９
７を装着し、それをカッζ−７１に取付けることが必要
である。

作　用 この発明のこの実施例は、フェールセーフ構造を基礎に
して作用するように設計されているので、圧力室５９内
の圧力空気がなくなると、第２部材１０９を第２、第３
図に示す位置にし、これは上述のように継手の係合モー
ドである。

検出装置５３が比較的低い空気または水の温度を検出す
るときのように、解放モードにおいて継手１５を作用し
たいときは、圧力制御弁４９を通路６３．６１及び圧力
室５９と同様に、圧力空気がライン５１内に存在する位
置に移動する。

この状態になると、圧力空気の偏倚力は、第１部材９３
とピストン５７を第１１第２図において右方へ偏倚し、
これはまた弁作動ピストン１１１を第２図で右方に移動
する。ピストン１１１が第２図において右方へ移動する
と、らせん形ｉ７４１４７内のタブ１２５は、第３図に
示す位置からアーム部分１３１が流体ボート１１９を覆
って貯留室から剪断空所９０への流体の流動を阻止する
位置に、弁部材１１７を反時計方向に回転させる。この
状態になると、継手１５は解放モードで作用する。

この発明の構造と作用を考察すれば、多数の機能上の利
点が達成されることがわかる。種々の速度で回転する部
品（軸受、シ、−ルなど）間で接触を起こす唯一の点は
、ピストン５７の右端と可動軸９３の円形部分９５との
間の係合点であシ、ピストン５７は静止ブラケット部材
１７内で非回転状態にあシ、第１部材９３は第１回転部
材６７の速度で回転する。

この発明の１つの特徴は、ピストン５７と第１部材９３
を軸方向に移動するのに、圧力室５９内の圧力空気を用
いるから、従来の装置において可能であったよシも、比
較的大きい弁アームの回転移動をうろことができる。圧
力制御弁４９が作動された状態で、圧力室５９内の圧力
空気は、２．７〜４．１ｋｔ（６〜９１ｂ）の範囲内で
ある可動軸９３に力を発生するのに十分である。

その結果第１部材９３の軸方向郡動がｌ’ｔぼ可能で、
第２部（′；Ａ１０９は弁アーム１２７の比較的大きい
回転移動をうろことが可能である。比較的大きい入力と
移動の他の利点は、機構内の摩擦抵抗または固着性が、
合計力と合計移動量の比較的小さい割合をあられし、か
つ弁作用の合成誤差なしに容易に克服されることである
。

当業者には明らかなように、この発明の第２部材１０９
を用いることによシ、第１部月９３及びピストン１１１
の軸方向運動のｉｔと、弁部材１１７０回転移勤怠との
間を任意の相対関係とするために、らせん形溝１４７０
角度を変えることが可能である。この流体継手は、単に
流体？−ト１１９のサイズまたは形態を変更し、異なる
角度のらせん形溝をもつ弁作動ピストン１１１に変える
ことによって、特定の車輌への適用に対して、思い切っ
て変化された温度対出力速度関係をもつことができる。

この発明は、ピストン５７と第１部月９３との軸方向運
動が弁部材１１７０回転運動に変換される実施例によっ
て説明されたが、当業者にはこの発明の真髄は弁部材の
回転ではなく、この装置の軸線に垂直な平面内での弁部
材の運動にあることが理解されるであろう。換言すれば
この発明の特徴の１つは、第２部材１０９がピストン５
７と第１部材９３との軸方向運動ヲ、流体ポー）１１９
を含む平面に平行な平面内における弁部材の運動に変換
することである。１例として弁部材の運動は、この発明
の範囲内で半径方向ラインに沿い、または半径方向と回
転方向との両方金倉む他の予め定めた経路に沿うことが
できる。

この発明を、当業者がこの発明金遣シかつ使用するのに
十分な詳細について説明した。上記の明細会を読みかつ
理解することによシ、種々の変形を実施できることが当
業者には明らかとなシ、このようなすべての変形は、特
許請求の範囲内にあシ限フ、この発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の縦断正面図、第２図は、
第１図のものの一部につき、第３図の線２−２に沿って
とられた断面図、第３図は、第２図の線３−３に沿って
とられた側面図、第４図は、第１図のものの弁部材の第
３図と類似の平面図、第５図は、第１図のものの弁板の
第３図と類似の平面図、第６図は、第１図のものの弁作
動ピストンの第３図と類似の平面図、第７図は、第６図
の１ｍ７−７に沿って見た図面である。 １１・・・ブラケット　１５・・・流体継手１７・・・
静止ブラケット部材　４５・・・圧力空気源４７・・・
ライン　４９・・・圧力制御弁５１・・・ライン　５３
・・・温度状態検出装置５７・・・ピストン　５９・・
・圧力室６１．６３・・・空気通路　６５・・・入力軸
６７・・・第１回転部材　８１・・・第２回転部材９０
・・・剪断空所作用室　９３・・・第１部材９５・・・
円形部分　９７・・・カックープレート９９・・・貯留
室　１０１・・・通路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｍ１回転部材と、第１＠転部材と組合されて相互間
   に流体室を形成する力・々−と、流体室を作用室と貯留
   室に分離する弁装置と、作用室内に配置されて第１回転
   部材に対して回転可能な第２回転部材とを有し、弁装置
   が貯留室と作用室との間で流体の流動全制御し、かつ回
   転軸線に対してほぼ垂直な平面内に位置する流体ポート
   をもつ弁板と、流体ポートの流触面積と作用室内の流体
   量とを変化させるように流体ポートの平面と平行な平面
   内で移動する弁部材とを有し、 （ａ）　遠隔式状態検出装置によって検出された状態の
   変動に応じて、変化する入力信号を受ける第１部材と、 （ｂ）　入力信号を流体ポートの平面と平行な平面内の
   弁部材に伝達する第２部材とを有することを特徴とする
   流体継手。 ２、　遠隔式状態検出装置が検出した温度状態の変化に
   応答して、入力信号を変化させる圧力ｉ４Ｊ御弁を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流体継
   手。 ３、　遠隔式状態検出装置が検出した温度状態の変化と
   ともに変化する流体圧力信号を伝達する伝達ラインを有
   することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の流体
   継手。 ４、　流体圧力信号の変動に応答して、回転軸線とｉｔ
   ぼ平行な方向に移動可能なピストンを有し、このピスト
   ンの移動が入力信号によること全特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の流体継手。 ５、　流体圧力信号全流通する静止ブラケットを有し、
   ピストンがこの静止ブラケットと組合わされていること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の流体継手。 ６、第１部材がピストンの運動に応答して、軸方向に移
   動する可動軸からなることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の流体継手。 ７．第２部材が可動軸の軸方向運動を弁部材の回転運動
   に変換する部材を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第６項記載の流体継手。 ８、第１部材が少くとも１つのらせん形溝を有し、第２
   部材がらせん形溝と適合する少くとも１つのタブを有し
   、前記両部材の一方が回転運動は許されるが軸方向運動
   は抑止され、他方が軸方向の移動は許されるが回転運動
   は抑止されるようになっていることｔ−特徴とする特許
   請求の範囲第７項記載の流体継手。