JPS6048608B2 - 自動車用粘性流体継手 - Google Patents

自動車用粘性流体継手

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JPS6048608B2
JPS6048608B2 JP52073034A JP7303477A JPS6048608B2 JP S6048608 B2 JPS6048608 B2 JP S6048608B2 JP 52073034 A JP52073034 A JP 52073034A JP 7303477 A JP7303477 A JP 7303477A JP S6048608 B2 JPS6048608 B2 JP S6048608B2
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JP
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casing
viscous fluid
bearing
working chamber
pump
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元治 吉田
弘人 政井
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D35/00Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion
    • F16D35/02Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part
    • F16D35/021Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part actuated by valves
    • F16D35/023Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part actuated by valves the valve being actuated by a bimetallic coil
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12Pump-driving arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジン冷却ファンを駆動する自動車用粘
性流体継手に関するものて、より詳しくは、エンジンの
雰囲気温度に応答してファンの回転数を制御する粘性流
体継手を用いた、エンジン冷却ファンを駆動し送風する
装置に関するものてある。
従来、自動車エンジンに装着されるこの種の粘性流体
継手の基本行動は、エンジンによつて駆動され且つ回転
ロータをその上に備える入力シャフト上にベアリングを
介してケーシングを回転可能に支承し、該ケーシングに
液密的にカバーを固定し、該カバーとケーシングによつ
て形成される内部空間を仕切板板により粘性流体のため
の貯蔵室と前記回転ロータを収容する作動室とに分割し
、貯蔵室内の粘性流体を作動室へ供給する戻し穴を4前
記仕切板に設け、作動室内の粘性流体を貯蔵室へ給送す
るポンプ穴とポンプ突起を前記ケーシングまたはカバー
に設け、渦巻状バイメタルにより駆動されるバルブ板に
よつて前記戻し穴を開閉して作動室内の粘性流体の量を
温度変化に応答して、制御し、作動室内の粘性流体の剪
断力によつて回転ロータからケーシングヘトルク伝達を
行うものである。
エンジンの雰囲気温度が所定値T,以下の低温時には、
バルブ板により仕切板の戻し穴が閉じられ、作動室内の
粘性流体が最小の量に制御される。
従つて、作動室内に収容される回転ロータからケーシン
グへのトルク伝達が最小に維持され、ケーシング側に装
着されるファンの回転数が低く保持される(0FF状態
)。次に、エンジンの雰囲気温度が上昇し前記所定値T
,以上の高温時には、バルブ板によつて戻し穴が開けら
れ、作動室内の粘性流体が最大の量に制御される。従つ
て、作動室内に収容される回転ロータからケーシングへ
のトルク伝達が最大に維持され、ファンの回転数が高く
保持される(0N状態)。この様に上記した従来の粘性
流体継手に於いては、エンジンの雰囲気温度に応答して
ファンの回転数を2段階(0N,0FF状態)に制御し
ている。
そころで、エンジン雰囲気温度が前記所定値ちより低い
低温時にはファンの回転数は低く制御されているが、冬
冬期間の寒冷地方にみられる様に、特に、エンジン雰囲
気温度が上記所定値T,より更に小さい第2所定値(T
2,ただしT。<T,)以下の極低温時に、エンジンを
始動させる場合には、工ンジンの暖機特性を良くするた
めに極力ファンを回転させないことが望ましい。しかし
ながら、従来の粘性流体継手に於いては、ケーシングま
た.はカバーに設けられるポンプ穴とポンプ突起とから
成るポンプ槻構により作動室内の粘性流体を貯蔵室へ給
送するものであり、0FF状態時に作動室内の粘性流体
をポンプ機構によつて完全に貯蔵室へ排出させることが
出来ず、つまりその排出作;用には限度があり作動室に
は少量の粘性流体が残留する。その結果、この残留粘性
流体の作用により、ロータからケーシングへのトルク伝
達が存在することになる。仮に、作動室内の粘性流体を
完全になくすることが出来たとしても、入カシヤフニト
上にベアリングを介してケーシングが転可能に配設され
る構造であるので、入力シャフトが回転している限りは
、このベアリングの引き摺り作用によりケーシングの回
転数は完全にゼロにはならない。その為、特に前述の極
低温時に於いてもフ4アンが回転しエンジンが不必要に
冷却されるという、実用上の支障があつた。そこで本発
明は、極低温時にファンの回転を停止させるようにする
ことを、その技術的課題とする。
上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、
ケーシングをアルミニウムなどの熱膨張係数の比較的大
きな金属材料製とし、入力シャフトとケーシング間に介
在される第1ベアリングのボールと内外輪との間のラジ
アル隙間を、極低温時でも前記第1ベアリングが前記ケ
ーシングによりロックされないように所定値Cより大な
るC,に設定し、自動車の静止部分に固定される固定部
J材と前記ケーシングとの冊に鉄鋼製の第2ベアリング
を半径方向に設置し、該第2ベアリングのボールと内外
輪との間のラジアル隙間を、前記極低温時に前記第2ベ
アリングが前記ケーシングと前記固定部材によりロック
されるように前記所定値Cより小なる値C2に設定する
、ことである。
上記技術的手段に依ると、アルミニウムの熱膨張係数は
鉄鋼の熱膨張係数よりも大きいので、エンジン雰囲気温
度が所定値以下の極低温時には、アルミニウム製ケーシ
ングは該ケーシングと固定部材間に第2ベアリングをロ
ックするように凝縮する。従つて、入力シャフトからロ
ータを介してケーシングに伝達される回転力が、第2ベ
アリングを介して固定部材によつてロックされるので、
ケーシング側に固定されるファンの回転が阻止される。
このとき、第1ベアリングのボールと内外輪との間のラ
ジアル隙間がロックされないように所定値Cより大きく
設定されているので、ケーシングと入力シャフトの間に
第1ベアリングがロックされることはなく、入力シャフ
トの回転は阻止されない。以下、本発明の構成を具体化
した一実施例について、添付図面に基づいて説明する。
図面に示される粘性流体継手10に於いては、入力シャ
フト17はボルト18−ナット19を介してフアンプー
リ20に固定され、該プーリ20を介してエンジンによ
つて駆動される。
入力シャフト17の図示左側部にはロータ21が固定さ
れ、またシャフト17には第1ベアリング26を介して
ケーシング12が回転可能に支承される。即ち、入力シ
ャフト17の外周壁には第1ベアリング26の内輪27
が固着され、ケーシング12の内周壁には外輪28が固
着され、該両輪27,28間に複数個のボール30が回
転可能に支持されている。また、上記ケーシング12は
アルミニウムなどの熱膨張係数の比較的大きな金属材料
製とするものである。ケーシング12上には同じくアル
ミニウム製のカバー11が液密的に固定され、該カバー
11の外周部には更にボルト13−ナット14により樹
脂製ファンボス15が固定される。
ケーシング12とカバー11とにより形成される内部空
間は、ケーシング12の内壁に固着される仕切板24に
より粘性流体のための貯蔵室22と前記ロータ21が収
容される作動室23とに分離される。作動室23内に貯
蔵室22から供給される粘性流体の量は、仕切板24上
を摺動し該仕切板24の戻し穴42を開閉するバルブ板
25によつて制御され、該バルブ板はカバー11の前面
に装着されエンジン雰囲気温度を感知する渦巻状バイメ
タル16により駆動される。尚、カバー11の外周には
ポンプ穴43とポンプ突起44とから成るポンプ機構が
配設され、該ポンプ機構により作動室23内の粘性流体
が貯蔵室22へ給送される。上記した粘性流体継手10
に於いて、エンジン雰囲気温度が第1所定値T,以下の
とき(低温時)、該温度を感知するバイメタル16がバ
ルブ板25を駆動し該バルブ板25により戻し穴42が
閉じられ、作動室23内の粘性流体が最小量に制御され
、ファンの回転数が低く保持される(0FF状態)。
エンジン雰囲気温度が上昇し第1所定値T,以上になる
と(高温時)、バイメタル16はバルブ板25が戻し穴
42を開るように駆動し、作動室23内の粘性流体が最
大量に制御され、ファンの回転数が高く保持される(0
N状態)。この様に、第1所定値T,を境にして、入力
シャフト17からロータ21を介してケーシング12に
伝達されるトルクか2段階に制御され、ファンの回転数
が温度によ゜つて制御される。この時、フアンプーリ2
0の回転は、ウォータポンプ31の入力シャフト32に
も伝達され、ポンプボディ34に回転可能に配設される
。該入力シャフト32により羽根車33が回転する。本
発明の主要部は第2ベアリング35の設置にある。すな
わち、一端がポンプホデイ34にボル う卜36て固定
された鉄製部材37は、粘性流体継手10の入力シャフ
ト17と同軸的な円筒状他端部38を有する。この円筒
状部38に鉄鋼製第2ベアリング35の内輪39が固定
され、粘性流体継手10のケーシング12にその外輪4
0が固定され、両輪39,40に複数個のボール41が
回転可能に支持されている。尚、上記円筒状他端部38
の材質は、第2ベアリング35の材質である鉄鋼と同等
又は小さい熱膨張係数を有する鉄系が使用される。エン
ジン雰囲気温度が第1所定値T,以下のときは(低温時
)、前述の如くファン回転は定速に制御される(0FF
状態)されるが、特に冬期間の寒冷地にみられる様に極
低温時にエンジンを始動させる場合の如くエンジン雰囲
気温度が下降し第1所定饋T,よりに低い第2所定値(
T2、ただしT2<T,)に近づくと、第2ベアリング
35がケーシング12のブレーキ機構として作用し、上
記第2所定値T以下になるち(極低温時)、第2ベアリ
ング35はケーシング12によりロックされる。
すなわち、周知の如くアルミニウムの熱膨張係数は鉄鋼
の熱膨張係数よりも大きいため、第2所定値T。以下の
温度のときは、アルミニウム製ケーシングには鉄鋼製第
2ベアリング35をロックするように凝縮する。従つて
、入力シャフト17からローク21を介してケーシング
12に伝達される回転力は、第2ベアリング35を介し
てケーシング12と固定部材37によつてロックされ・
る。その結果、エンジンに於いて、ファンの回転が阻止
され極低温時に於けるエンジンの暖機特性は損なわれな
い。この様に、第2ベアリング35をケーシング12の
凝縮に寄りロックさせるため、第2ベアリング35の外
輪に対しケーシング12には十分な肉厚が必要となる。
尚、第1ベアリング26のボールと内外輪との間のラジ
アル隙間は、極低温時でもつまり第2所定値T。
以下の温度に於いても第1ベアリング26がケーシング
12によりロックされないよう夕に、所庭値Cより大な
る値C,に設定される。一方、第2ベアリング26のボ
ールと内外輪との間のラジアル隙間は、極低温時に第2
ベアリング26がケーシング12と固定部材37により
ロックされるように、前記所定値Cより小さくなるフ値
C2に設定される。尚、上記第1、第2ベアリング26
,35のラジアル隙間C,,C2の設定に際して基準と
なる所定値Cは、通常約20μである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による粘性流体継手の一実施例を示す中央断
面図てある。 10・・・粘性流体継手、11・・・カバー、12・・
・ケーシング、15・・・ファン、16・・・渦巻状バ
イメタル、17・・・入カウシヤフト、21・・山−タ
、22・・・貯蔵室、23・・・作動室、24・・・仕
切板、25・・・バルブ板、26・・・第1ベアリング
、35・・・第2アリング、37・・・固定部材、38
・・・円筒状他端部、42・・・戻し穴、43・・・ポ
ンプ穴、44・・・ポンプ突起。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンによつて駆動されその上に回転ロータを有
    する入力シャフトと、該入力シャフト上に第1ベアリン
    グを介して回転可能に支承されるケーシングと、該ケー
    シングに液密的に固定されるカバーと、該カバート前記
    ケーシングによつて形成される内部空間を粘性流体のた
    めに貯蔵室と前記ロータを収容する作動室とに分離する
    仕切板と、該仕切板に設けられ前記貯蔵室内の粘性流体
    を前記作動室へ供給する戻し穴と、前記ケーシングまた
    は前記カバーに設けられ前記作動室内の粘性流体を前記
    作動室へ供給するポンプ穴及びポンプ突起と、渦巻状バ
    イメタルにより駆動され前記戻し穴を開閉して前記作動
    室内の粘性流体の量を制御するバルブ板とを有し、前記
    作動室内の粘性流体の剪断部によつて前記ロータから前
    記ケーシングにトルタを伝達させる粘性流体継手に於し
    て、前記ケーシングをアルミニウムなどの熱膨張係数の
    比較的大きな金属材料製とし、前記第1ベアリングのボ
    ールと内外輪との間のラジアル隙間を、極低温時でも前
    記第1ベアリングが前記ケーシングによりロックされな
    いように所定値Cより大なる値C_1に設定し、自動車
    の静止部分に固定される固定部材と前記ケーシングとの
    間に鉄鋼製の第2ベアリングを半径方向に設置し、該第
    2ベアリングのボールと内外輪との間のラジアル隙間を
    、前記極低温時に前記第2ベアリングが前記ケーシング
    と前記固定部材によりロックされるように前記所定値C
    より小なる値C_2に設定した、自動車用粘性流体継手
JP52073034A 1977-06-20 1977-06-20 自動車用粘性流体継手 Expired JPS6048608B2 (ja)

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