JPS62127522A - 粘性流体継手装置 - 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】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は粘性流体継手に関するもので、例えば自動車用
ラジェータ冷却ファンの制御等に利用される。

（従来の技術） 従来のこの種の装置としては特公昭５９−２７４５２号
公報に開示され、第５図に示されるものがあった。

この装置４０は、エンジンによって駆動されその上に回
転ロータ４２を有する入力部材４１と、該入力部材４１
上に、ベアリング５６を介して支承され入力部材４１と
相対回転可能な出力部材４３を有し、該出力部材４３と
一体となったハウジング４４によって出力部材４３との
間に中空部が形成される。該中空部はハウジング４４に
固設された仕切り板４５により粘性流体のための貯蔵室
４６と前記回転ロータ４２を収容する作動室４７に分離
され、該仕切り板４５には、該作動室４７から該貯蔵室
４６へ粘性流体を送るポンプ機構４８と、該貯蔵室４６
から該作動室４７へ粘性流体を連通させる第１、第２戻
し孔５１．５３を備えている。前記仕切り板４５と回転
ロータ４２の一側端との間には第１トルク伝達面４９が
形成され、一方前記出力部材４３と回転ロータ４２の他
側端との間には第２トルク伝達面５０が形成されている
。又、回転ロータ４２には、第２戻し孔５３から流入す
る粘性流体を第２トルク伝達面５０に供給する流体通路
５２が設けられている。温度が上昇し第１所定温度に達
すると、外周側の第１戻し孔５１を開き、第１トルク伝
達面４９へ貯蔵室４６から粘性流体を流入させ、第１所
定温度より高い第２所定温度に達すると、内周側の第２
戻し孔５３をも同時に開き、第１トルク伝達面４９と共
に流体通路５２を通って第２トルク伝達面５０にも粘性
流体を流入させるように、ハウジング４４の前面に設け
られた温度感応のバイメタル５４に直結された弁部材５
５によって第１．第２戻し孔５１．５３が開閉制御され
る。

以上の構成により粘性流体によるトルク伝達を温度感応
手段によって制御する従来装置は、第６図に示す特性を
もっていた。叩ち第６図は、入力部材回・転数つまりブ
ー゛ノ回転数Ｎりと出力部材回転数つまりファン回転数
Ｎｆとの関係が、温度に応じて三段階に制御され、各段
階での特性線図を示している。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した構成である従来の装置は第６図に示される特性
を持っている。そのため、高温時に於いて入力回転数す
なわちエンジン回転数が高くなるにつれファン回転数も
高くなり、それによりファン騒音が高くなると共にファ
ンの損失馬力が高（なるという問題点及び粘性流体の内
部発熱温度が高くなり継手又はファンの耐久性に悪影響
を及ぼすという問題点があった。

そこで本発明は、低回転域でのファンの風量を不足させ
ることなく、高回転域でのファン回転数を制御可能にす
ることをその技術的課題とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記課題を解決するために講じた技術的手段は、入力部
材上に配設される１他又は複数個の回転ロータ内にトル
ク伝達面に粘性流体を供給するための通路を形成し、回
転ロータの遠心力に感応して開閉制御可能な遠心力感応
手段を各回転ロータ内に設ける、ことである。

（作用） 温度感応手段のバイメタルが高温時に於いて、入力部材
の回転数が低い時、貯蔵室から作動室への第１．第２戻
し孔を開閉制御するバイメタルに連動したバルブプレー
トが両戻し孔を開位置に保持し、粘性流体が第１．第２
通路を介して各作動室へ流入し各トルク伝達面にてトル
ク伝達を行なう。入力部材の回転数が高くなるとロータ
内に設けられた速心懇応手段の制御弁がスプリングの付
勢力に抗して遠心力により外周方向へ移動してロータに
形成された通路を遮断するため、トルク伝達面に流入す
る粘性流体が減少し、伝達効率が低下することにより出
力部材の回転数が制御される。

以上の様に本発明は低回転域でのファンの風量不足を招
くことなく、高回転域でのファン回転数を制御可能にす
ることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づき説明する。第
１図に示す本発明の粘性流体継手装置１０は、プーリを
介してエンジンにより駆動される入力部材としてのシャ
フト１１を有し、該シャフト１１上にはシャフト１１と
一体で回転する第１０−タ１２と第２０−タ１３が固設
されると共に、ベアリング２３を介して第１ハウジング
２９が回転自在に支承される。該第１ハウジング２９に
は第２ハウジング３０及びカバー３２がボルト３６等で
螺着され、それにより第２ハウジング３０とカバー３２
間に中空部が形成される。該中空部はカバー３２に固設
された仕切り板３１により粘性流体のための貯蔵室２６
と前記第２０−タ１３が収容される第３作動室２０に分
離される。尚、第１０−タ１２と第１ハウジング２９間
及び第２ハウジング３０間には夫々第１作動室１８及び
第２作動室１９が形成され、夫々の相対面にはラビリン
ス溝が設けられていて、第１トルク伝達面１８ａ及び第
２トルク伝達面１９ａが形成される。また、前記第３作
動室２０に於いて、前記仕切り板３１と第２−夕１３と
の相対面に茅３トルク伝達面２０ａが形成される。

前記仕切り板３１外周には、仕切り板３１と第２１コー
タ１３と第２０−タ１３との間に生じる相対回転によっ
て前記第３作動室２０内の粘性流体を貯蔵室２６に送る
ポンプ突起３４、ポンプ孔３５から成るポンプ機構が形
成され、また該仕切り板３１上には、貯蔵室２６内の粘
性流体を作動室へ連通させるために径方向外周側に第１
戻し孔２７が、内周側に第２戻し孔２８が夫々形成され
る。

前記カバー３２は前記シャフト１１と同軸の貫通孔を有
し、該貫通孔にはブツシュ３７を介してロッド３３が回
動可能に挿嵌され、○−リング３８によりシールが保持
される。酸ロッド３３の貯蔵室２６側への突出部には前
記第１．第２戻し孔２７．２８を開閉するバルブプレー
ト２１が固定され、カバ−３２前面への突出部にはラジ
ェータ通過空気温を感知して作動する渦巻状バイメタル
２２の内方端が固定され、該バイメタル２２の外方端は
カバー３２に固定される。これにより１１１１記第１．
第２戻し孔２７．２８は、バイメタル２２にロッド３３
を介して連動するバルブプレー１−２１により開閉側御
される。

また第１０−タ１２、第２０−タ１３は夫々、各作りＪ
室を連Ｊする第２通路２５、第１通路２′＋を有してお
り、各ロータ１２，１３内にはスプリングにより中心方
向に付勢され、ローフの回転による迩心力によってスプ
リングに抗して外周側へ移動し各通路を遮断する第１制
御弁１４、第２制御弁１６が設けられている。該第１制
御弁１４を中心方向に付勢する第１スプリング１５ユよ
、第２制御弁１６を中心方向に付勢する第２スブリンク
１７よりも荷重が小さく設定されている。

上記構成から成る本実施例の作用を説明する。

ラジェータ通過空気温が、カバ−３２前面に配設された
バイメタル２２の第１所定温度以下の低温度時には、バ
イメタル２２は作動せず、バルブプレート２１は第１．
第２戻し孔２７．２８の両方を閉弁位置に保持する。そ
のため貯蔵室２６内の粘性流体は作動室側へ送られず、
粘性流体継手１０は第２図に示す入力部材回転数つまり
プーリ回転数（Ｎｐ）に対する出力部材回転数つまりフ
ァン回転数（Ｎｆ）の関係を表わしたＮｐ−Ｎ　ｆ特性
図に於けるＯＦＦに示す特性を持ち、出力部材すなわち
ハウジング２９．３０に固定されるファンは低速回転を
し、エンジンの適冷を防ぐ。

次にラジェータ通過空気温が上昇しバイメタル２２の第
１所定温度以上の中温時には、バイメタル２２が作動し
バイメタル２２の内方端に固定されたロッド３３が回動
し、該ロッド３３と一体のバルブプレートが仕切り板３
１上を回転して第１戻し孔２７を開弁位置Ｓこ保持する
。それにより貯蔵室２６内の粘性流体は、第１戻し孔２
７を通って第３作動室２０へ流入し第３トルク伝達面２
０ａによってトルク伝達が行なわれ、第２図に示すＭＴ
Ｄの特性を持ち、ファンは中速回転する。

ラジェータ通過空気温が更に上昇しバイメタル２２の第
１所定温度よりも高い第２所定温度以上の高温時には、
バイメタル２２の作動に連動して、さらにバルブプレー
ト２１が仕切り板３１上を回動し第１．第２戻し孔２７
．２８を開弁位置に保持する。それにより貯蔵室２６内
の粘性流体は第１戻し孔２７を通って第３作動室２０の
第３１−ルク伝達面２０ａへ流入すると共に第２戻し孔
２８を通って第１．第２通路２４．２５を通って茅２作
動室１９．第１作動室１８へ流入する。

シャフト１１の入力回転数が低い場合、シャフト１１と
一体で回転する第１０−タ１２及び第２０−タ１３内に
設けられた第１制御弁１４と第２制御弁１６は遠心力に
より夫々第１スプリング１５、第２スプリング１７の付
勢力に打ち勝って前記第１通路２４、第２通路２５を閉
しることができず、全ての作動室１８，１９．２０に流
入した全ての粘性流体により全てのトルク伝達面１８ａ
。

１９ａ、２０ａに於いてトルク伝達が行なわれ、第２図
に示すＯＮ、Ａ域の特性を持ら、シャフト１１に直結さ
れたのと同様にファンは回転されエンジンオーハーヒー
１〜を防ぐ。

シャツＩ−］　１の入力回転数か中速回転の場合、第１
０−タ１２内に設けられた第１制御弁１４が遠心力によ
って第１スプリング１５の付勢力に抗して外周方向へ移
動し第２通路２５を閉じる。それにより貯蔵室２６内の
粘性流体は第１戻し孔２７を介して第３作動室２０へ第
２戻し孔２８．第１ｉｆｆｌ路２４を介して第２作動室
１９へ夫々流入し、第２トルク伝達面１９ａ、第３トル
ク伝達面２０ａに於いてトルク伝達が行なわれ、第２図
に示すＯＮ、Ｂ域の特性を持つようにファンの回転数が
制御される。

シャフト１１の入力回転数が更に高くなると、遠心力に
より第２制御弁１６も、第２スプリング１７の付勢力に
抗して外周側へ移動し、第１通路２４を閉じる。そのた
め粘性流体は、第１．第２作動室１８．１９への流入を
遮断され、第３作動室２０のみに流入し第３トルク伝達
面２０ａに於いてトルク伝達が行なわれ、第２図に示す
ＯＮ。

Ｃ域の特性を持つようにファン回転数は更に低く制御さ
れる。

また、他の実施例として第３図に示すように回転ロータ
が１つの場合にでも同様に第４図に示す様な類似の特性
が得られ、本発明の技術的課題を解決できる。第３図に
於いて、第１図と同−或いは同様な構成部品は同一番号
符号にて示されている。

尚、本発明に於いて、遠心力感応の制ｊ］■弁を付勢す
るスプリングは、制御弁に対して外周側に位置している
が、これを内周側に位置させ通路の位置を適合させるこ
とによっても同様の効果が得られ、また該スプリングの
付勢力を選択することにより制御弁の開閉の設定を要求
性能に応じ適宜に行なうことができる。

〔発明の効果〕

本発明の課題を解決するための他の手段として継手内に
封入される粘性流体の粘度を下げたり、継手に装着する
ファンの容量を下げたり、継手自体の容量と装着するフ
ァンの容量とを上げることが考えられる。しかしながら
、上記の３つの手段の場合に於いては冷却性能の低下が
必須となり、また大巾な重量の増加と大型化による耐久
上及びスペース上の問題が生じる。そこが本発明では回
転ロータ内にロータの回転による遠心力によってトルク
伝達面への粘性流体の通路を開閉制御する遠心制御弁を
設けたことにより上記のような問題を生ずることなく本
発明の課題を解決し、また内部発熱による耐久性の問題
が解決されるため、継手及びファンの組合せに自由度が
増し、車輌搭載等の計画が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従った粘性流体継手の一実施例の断面
図、第２図は第１図に示す本発明の一実施例に於けるプ
ーリ回転数Ｎｐとファン回転数Ｎｆの関係を表わしたＮ
ｆ−Ｎｐ特性図、第３図は本発明に従った粘性流体継手
の他の実施例の断面図、第４図は第３図に示す本発明の
他の実施例に於ける前記Ｎｆ−Ｎｐ特性図、第５図は従
来の粘性流体継手装置の断面図、第６図は第５図に示す
粘性流体継手装置に於ける前記Ｎｆ　　Ｎ’ｐ特性図で
ある。 １０・・・粘性流体継手装置、１１・・・シャツ）−，
１２，１３・・・回転ロータ、１４・・・第１制御弁、
１５・・・第１スプリング、１６・・・第２制御弁、１
７・・・第２スプリング、１８．１９．２０・・・作動
室、２１・・・バルブプレート　２２・・・バイメタル
、２４・・・第１通路、２５・・・第２通路、２６・・
・貯蔵室。 ２７・・・第１戻し孔、２８・・・第２戻し孔。 ２９・・・第１ハウジング、３０・・・第２ハウジング
、３１・・・仕切り板、３２・・・カバー。 ３３・・・ロッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンによつて駆動されその上に１個又は複数個の回
   転ロータを有する入力部材、最外側の該入力部材に対し
   て相対回転可能な出力部材、該出力部材内を粘性流体の
   ための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、該作動室と前記貯蔵室を連通させる第１，第
   ２戻し孔、該第１，第２戻し孔を開閉制御させる温度感
   応手段、前記ロータに形成され前記ロータと前記出力部
   材間に形成されるトルク伝達面に粘性流体を供給する通
   路手段、及び該通路手段を前記回転ロータの遠心力に応
   答して開閉制御するために前記ロータ内に配設された遠
   心力感応手段を有する、粘性流体継手装置。