KR20000006188A - 온도감응형유체식팬·커플링장치 - Google Patents

Abstract

"동반회전"현상의 발생을 방지하여 팬 소음을 저감하고 연비를 향상할 수 있는 온도감응형 유체식 팬·커플링장치의 제공을 하기 위한 것이다.

선단부에 구동디스크를 고착한 회전축체상에 지지된 밀봉기(密封器) 하우징의 내부가 칸막이판에 의해 유류실(油溜室)과 상기 구동디스크를 내장하는 토오크전달실로 구획되고, 밀봉기 하우징측의 내주벽면의 일부에 마련된 댐에 이어지는 토오크전달실측으로부터 유류실측으로 통하는 순환유통로가 형성되며, 유류실측으로부터 토오크전달실측으로 통하는 공급구멍을 개폐하는 밸브부재를 구비하고, 구동디스크와 토오크전달간극부에서의 오일의 유효접촉면적을 증감시켜 회전축체측으로부터 피구동측의 밀봉기 하우징측으로의 토오크전달을 억제하도록 하여 이루어지는 팬·커플링장치에 있어서, 상기 공급구멍의 양측에 오일의 내구성확보와 제조상의 오차를 흡수하기 위해서는 필요하지만, "동반회전"대책상으로는 여분인 오일을 토오크전달실이 아닌 유류실에 보유할 수 있는 둑을 설치하여 이 여분의 오일에 의한 밀봉기 하우징측의 "동반회전"현상을 방지한다.

Description

온도감응형 유체식 팬·커플링장치{Temperature responsive fluid type fan·coupling device}

본 발명은, 일반적으로 자동차 등에 있어서 기관냉각용의 팬 회전을 제어하여 지속적으로 주행상태에 대응하는 냉각송풍량을 기관에 공급하는 온도감응형 유체식 팬·커플링장치에 관한 것이다.

종래의 이러한 종류의 팬·커플링장치로서는 토오크전달실에 공급된 오일에 의해 구동디스크의 구동토오크를 밀봉기 하우징에 전달하는 방식의 것이 일반적이며, 그 구조는 예컨대, 밀봉기 하우징내를 칸막이판에 의해 토오크전달실과 유류실 (油溜室)로 구분하고, 토오크전달실내에 구동디스크를 구동부의 구동에 의해 회전가능하게 설치하여, 유류실의 오일을 칸막이판 또는 커버네 형성된 공급구멍으로부터 토오크전달실에 공급하고, 토오크전달실의 오일을 순환로에 의해 유류실에 되돌리도록 한 구조의 온도감응형 유체식 팬·커플링장치가 알려져 있다(일본 특허공보 소63- 21048호 등 참조). 이 종류의 팬·커플링장치에 의하면, 유류실로부터 토오크전달실에 공급되는 오일에 의해 구동디스크의 구동토오크가 밀봉기 하우징에 전달되고 그 밀봉기 하우징에 부착된 냉각팬이 회전하여, 예컨대 자동차용 엔진의 냉각이 이루어진다. 또 이 종류의 팬·커플링장치는 바이메탈에 의해 분위기온도를 검출하고, 이 온도가 상승하면 공급구멍의 개방도를 증가시키거나 혹은 솔레노이드 밸브에 의해 직접적으로, 또는 전자석에 의해 간접적으로 밸브부재를 작동시키고, 공급구멍의 개방도를 증가시켜 토오크전달실내의 유량을 증가시키고 밀봉기 하우징의 회전수를 올리고, 냉각팬을 고속으로 회전하여 냉각효과를 올리도록 하고 있다.

그런데, 이 종류의 팬·커플링장치에는 이하에 기재하는 문제점이 있다.

즉, 토오크전달실내에 오일이 다량으로 존재하고 있는 상태에서, 엔진재시동을 할 때 또는 주행중의 급가속시에, 구동측의 구동디스크의 가속에 따라 토오크전달실내에 다량으로 존재하는 오일에 의해 피구동측의 밀봉기 하우징(냉각팬)도 단시간이기는 하나 회전의 급상승을 일으킨다. 이 현상은 일반적으로는 "동반회전"현상이라고 하며 팬소음이나 이에 따른 불쾌감을 가져오고, 엔진출력을 흡수하여 연비도 나빠진다.

이와 같은 "동반회전"현상을 해결하는 수단으로서는 예컨대, 칸막이판의 공급구멍으로부터 유출하는 오일을 일단 직경방향의 반대측으로 유도하고, 거기서부터 토오크전달실내에 공급하도록 한 것(일본 특허공보 소63-21048호 참조), 구동디스크를 중공구조로 하여 부(副)유류실을 설치한 것, 혹은 대용량팬을 저속회전으로 운전하는 방식 등이 알려져 있다.

그런데, 이들의 수단에는 다음과 같은 결점이 있다.

즉, 칸막이판의 공급구멍으로부터 유출되는 오일을 일단 직경방향의 반대측으로 유도하고 그 곳으로부터 토오크전달실내에 공급하도록 한 것은, 토오크전달실내에 오일이 거의 없고 유류실내에 다량의 오일이 존재하고 있는 때에 엔진이 정지한 경우, 오일이 유류실로부터 토오크전달실에 유입되지 않기 때문에 엔진재시동시에 "동반회전"현상이 발생하는 일은 없다. 그러나, 토오크전달실내에 다량의 오일이 존재하고 있는 상황에서 엔진정지한 경우의 재시동시나 주행중의 급가속시에 있어서의 "동반회전"현상의 방지에는 효과가 없다. 또, 부유류실을 설치하는 방법은 구조의 복잡화를 초래하여 코스트가 높아질 뿐만아니라, 축방향 치수가 여분으로 필요하게 되어 탑재상의 제약을 받는다는 난점이 있다. 더욱이, 대풍량 팬을 저속회전으로 운전하는 방식은 냉각팬의 대형화에 의해 방열성이 높은 팬·커플링장치가 필요하게 되어 팬·커플링장치의 대형화를 초래하게 되므로 비용상승과 구동마력의 상승(연비저하), 탑재상의 제약 등이 있어 바람직하지 못하다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 극히 간단한 수단으로 "동반회전"현상의 발생을 방지하여 팬소음을 저감하고 연비의 향상을 꾀할 수 있는 온도감응형 유체식 팬·커플링장치를 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 온도감응형 팬·커플링장치의 일례를 도시한 종단측면도이다.

도 2는 상기 팬·커플링장치의 유류실에 마련된 둑 부분을 도시한 종단정면도이다.

도 3a와 도 3b는 상기 팬·커플링장치의 유류실에 마련된 둑의 변형예로서, 도 3a는 "八"자형으로 설치된 둑을 도시한 종단정면도이고, 도 3b는 커버와 일체형의 둑을 도시한 종단정면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 온도감응형 팬·커플링장치의 다른예를 도시한 종단측면도이다.

도 5는 상기 팬·커플링장치의 유류실에 마련된 둑의 부분을 도시한 종단정면도이다.

도 6a와 도 6b는 상기 팬·커플링장치의 유류실에 마련된 둑의 변형예로서, 도 6a는 "八"자형으로 마련된 둑을 도시한 종단정면도이고, 도 6b는 커버와 일체형의 둑을 도시한 종단정면도이다.

도 7은 상기 팬·커플링장치의 토오크전달실에 마련된 둑을 도시한 종단정면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 온도감응형 팬·커플링장치의 또 다른 예를 도시한 종단측면도이다.

도 9는 본 발명에 따른 온도감응형 팬·커플링장치의 또 다른 예를 도시한 종단측면도이다.

도 10a와 도 10b는 본 발명에 따른 둑의 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 10a는 확대종단면도이고 도 10b는 도 10a의 Ⅹ-Ⅹ선상의 단면도이다.

도 11a와 도 11b는 본발명에 따른 둑의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 11a는 확대종단면도이고, 도 11b는 도 11a의 ⅩⅠ-ⅩⅠ선상의 단면도이다.

도 12a와 도 12b는 본 발명에 따른 둑의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 12a는 확대종단면도이고, 도 12b는 도 12a의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선상의 단면도이다.

도 13a와 도 13b는 본 발명에 따른 둑의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 13a는 확대종단면도, 도 13b는 도 13a의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선상의 단면도이다.

도 14a와 도 14b는 본 발명에 따른 둑의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 14a는 확대종단면도, 도 14b는 도 14a의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선상의 단면도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 회전축체

2 밀봉기 하우징

2-1 케이스

2-2 커버

2-2a 지지축

3 토오크전달실

3-1 토오크전달간극부

3-2 토오크전달간극부 앞의 공극부(空隙部)

4 칸막이판

5 유류실(油溜室)

6 구동디스크

7-1, 7-2 밸브부재

8-1, 8-2 연결봉

8-3 피스톤로드

9-1 띠형 바이메탈

9-2 소용돌이형 바이메탈

9-3 솔레노이드밸브

9-4 전자석

10-1, 10-2 공급구멍

11 댐

12 지지브라켓

13 순환유통로

14 원형의 관통공

15 둑

15-1, 15-2 절결부

15-3 장공(長孔) 오리피스

15-4 벽부

15-5 단부

16 지지브라켓

17 브라켓

18 자성체 조각

19 베어링

본 발명에 따른 온도감응형 유체식 팬·커플링장치는, 선단부에 구동디스크를 고착한 회전축체상에 베어링을 통하여 지지되고, 외주부에 냉각팬을 부착한 커버와 케이스로 이루어지는 밀봉기 하우징의 내부를, 칸막이판에 의해 유류실과 상기 구동디스크를 내장하는 토오크전달실로 구획하며, 회전시의 오일이 모이는 구동디스크의 외주벽부와 대향하는 밀봉기 하우징측의 내주벽면의 일부에 댐과, 그 댐에 이어지는 토오크전달실측으로부터 유류실측으로 통하는 순환유통로를 형성함과 동시에, 상기 커버의 외부에 마련된 액츄에이터에 의해 작동되어 유류실측으로부터 토오크전달실측으로 통하는 공급구멍을 개폐하는 밸브부재를 내부에 구비하고, 구동디스크와 상기 케이스 및 커버의 바깥쪽 부근의 대향벽면에 마련된 토오크전달 간극부에서의 오일의 유효접촉면적을 증감시켜, 회전축체측으로부터 피구동측의 밀봉기 하우징측으로의 토오크전달을 제어하도록 하여 이루어지는 팬·커플링장치에 있어서, 상기 공급구멍의 양측에 한 쌍의 둑을 유류실내벽과 칸막이판의 양쪽에 밀착하도록 설치한 것을 특징으로 하는 것이다. 또, 상기 둑은 커버와 일체구조로 하여도 좋고 또, 상기 둑에 여분의 오일 유입제한수단을 마련하는 것이 바람직하다.

또, 밀봉기 하우징의 내부를 칸막이판에 의해 토오크전달실과 유류실로 구획하고, 토오크전달실내에 구동디스크를 구동부의 구동에 의해 회전가능하도록 설치하고, 유류실의 오일을 칸막이판 또는 커버에 형성된 공급구멍으로부터 토오크전달실에 공급하고, 토오크전달실의 오일이 순환로를 따라 유류실로 되돌아오도록 한 구조의 온도감응형 유체식 팬·커플링장치의 경우, 팬·커플링장치가 온(ON)상태의 초기에 있어서는, 댐에 의한 토오크전달실로부터의 오일의 회수량에 대하여 유류실로부터 토오크전달실로의 오일의 공급량이 상회하고 있으며, 시간과 함께 유류실의오일은 최저량을 남기고 토오크전달실에 공급배출되어 균형이 잡힌다. 이 때 회수되는 오일은 모두 토오크전달실측에 공급되어, 회수되는 유량과 공급하는 유량은 같으나, 유류실로부터 배출된 오일은 토오크전달실의 토오크전달 간극부의 용량이상의 양은 토오크전달 간극부에 들어갈 수 없으며 토오크전달 간극부 앞의 공극부에 체류한다.

그리고, 기동시나 가속시에 토츠크전달 간극부의 오일은 댐에 의해 회수되는데, 상기 공극부에 체류한 오일이 순차 토오크전달 간극부에 유입되게 되어 '동반회전"현상을 발생시킨다. 한편, 체류하고 있는 오일은 팬·커플링장치를 작동시키는데 필요한 최저양을 넘고 있기 때문에 여분의 오일이 되는데, 오일의 내구성확보나 제조상의 오차를 흡수하기 위해 필요하다.

본 발명은 이 여분의 오일을 토오크전달실내의 토오크전달 간극부 앞의 공극부가 아닌 유류실내에 보유함으로써, 기동시나 가속시에 토오크전달 간극부의 오일이 회수된 때에 공극부로부터 토오크전달 간격에 오일을 유입시키지 않음으로써 밀봉기 하우징측의 "동반회전"현상을 방지하려는 것으로, 그 수단으로서, 칸막이판 또는 커버에 마련된 공급구멍의 양측에 한쌍의 둑을 유류실내벽과 칸막이판의 양쪽에 밀착하도록 설치한 것이다.

본 발명에 있어서 한 쌍의 둑은 거의 판형상의 부재로 이루어지며 칸막이판 또는 커버에 형성된 공급구멍의 양측이면서 회전축체의 원주방향으로 위치시켜 직경방향으로 설치한다. 이 둑은 유류실내벽과 칸막이판의 양쪽에 밀착하고 유류실의 일부로서 형성된다. 따라서, 이 둑은 오일을 필요한 양만큼 공급구멍 부근에 흘려보내고, 그 이외의 오일은 유류실에 저장하는 작용을 한다.

또, 상기 밸브부재의 액츄에이터로서, 띠형 또는 소용돌이형의 판형 바이메탈, 솔레노이드 밸브나 전자석을 이용할 수있다. 띠형의 바이메탈의 경우는, 판형밸브부재는 그 기단부를 칸막이판에 고정함과 동시에 자유단을 공급구멍의 주위 테두리부에 이격 및 접촉하도록 마련하여 연결봉에 의해 띠형바이메탈과 밸브부재를 연동시킨다. 또 소용돌이형의 바이메탈의 경우는, 소용돌이형 바이메탈과 밸브부재와 연결봉에 의해 동작결합하여 판형밸브부재를 칸막이판에 고정하지 않고 그 칸막이판의 유류실측이나 토오크전달실측의 표면이나 유류실 주위벽면에 회전접촉하도록 설치한다.

또, 솔레노이드 밸브의 경우는, 판형밸브부재는 그 기단부를 칸막이판에 고정함과 동시에 자유단을 공급구멍의 주위 테두리부에 이격 및 접촉하도록 설치함과 동시에 솔레노이드밸브의 피스톤로드의 자유단을 상기 밸브부재에 결합하여 온도센서나 스로틀개도 센서 등에 의해 감지한 신호에 근거하여 솔레노이드밸브를 작동시켜, 이에 의해 상기 피스톤로드를 통하여 벨브부재를 직접 작동시킨다.

또한, 전자석의 경우는, 판형밸브부재는 그 기단부를 칸막이판에 고정함과 동시에, 밀봉기 하우징으로부터 축방향으로 약간의 간격을 두고 상기 밸브부재와 대향하여 설치한 전자석을 온도센서나 스로틀개도센서 등에 의해 감지한 신호에 근거하여 여자(勵磁)하고 밸브부재를 자기흡인함으로써 상기 밸브부재를 간접적으로 작동시킨다.

본 발명에 있어서는 상기와 같이 유류실에 설치한 한 쌍의 둑의 작용에 의해오일의 내구성확보나 제조상의 오차를 흡인하기 위해서는 필요하나, "동반회전"대책상으로는 여분인 오일을 토오크전달실내의 토오크전달 간극부 앞의 공극부가 아닌 유류실내에 보유할 수 있으므로, 이 여분의 오일에 의한 밀봉기 하우징측의 "동반회전"현상을 방지할 수 있다.

또, 본 발명에서는 둑의 내측자유단에 절결부, 오리피스, 원주방향으로 연장되는 벽부, 또는 단부(段部)를 설치하여 여분의 오일의 유입제한수단으로 함으로써, 유류실에 회수된 오일은 상기 절결부 또는 오리피스를 통과하지 않으면 공급구멍에 이르지 못하고, 따라서, 이 통과에 꽤 시간을 요하게 되고, 그 양도 소량이므로 토오크전달 간극부에의 오일의 유입이 늦어지며, 그 유량도 소량이므로 한층 효과적으로 "동반회전"현상을 방지할 수 있도록 구성한 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면, 엔진 재시동시뿐 만 아니라, 운전중의 급가속시에 있어서도 밀봉기 하우징측의 "동반회전"현상을 방지할 수 있고, 팬소음의 저감, 흡수마력의 저하 및 연비의 향상을 꾀할 수 있음과 동시에, 외기온도에 따라 작동하는 밸브부재에 의해 각종의 구동조건에 따라 구동디스크로부터 토오크를 최적상태로 밀봉기 하우징에 전달할 수 있다. 또, 토오크전달실내에서 구동디스크에 의한 전단을 받아 발열한 오일이 전면측에 있어 라디에이터 통과풍에 의해 냉각되기 쉬운 유류실내에 오래 체류하여 냉각됨으로써 오일의 내구성이 향상된다.

도 1은 본 발명에 따른 온도감응형 팬·커플링장치의 일례를 도시한 종단측면도, 도 2는 상기 팬·커플링장치의 유류실에 마련된 둑의 부분을 도시한 종단정면도, 도 3a와 도 3b는 상기 팬·커플링장치의 유류실에 마련된 둑의 변형예로서,도 3a는 "八"자형으로 설치된 둑을 도시한 종단정면도이고, 도 3b는 커버와 일체형의 둑을 도시한 종단정면도, 도 4는 본 발명에 따른 온도감응형 팬·커플링장치의 다른예를 도시한 종단측면도, 도 5는 상기 팬·커플링장치의 유류실에 마련된 둑 부분을 도시한 종단정면도, 도 6a와 도 6b는 상기 팬·커플링장치의 유류실에 마련된 둑의 변형예로서, 도 6a는 "八"자형으로 마련된 둑을 도시한 종단정면도이고, 도 6b는 커버와 일체형의 둑을 도시한 종단정면도, 도 7은 상기 팬·커플링장치의 토오크전달실에 마련된 둑을 도시한 종단정면도, 도 8은 본 발명에 따른 온도감응형 팬·커플링장치의 또 다른 예를 도시한 종단측면도, 도 9는 본 발명에 따른 온도감응형 팬·커플링장치의 또 다른 예를 도시한 종단측면도. 도 10a와 도 10b는 본 발명에 따른 둑의 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 10a는 확대종단면도이고 도 10b는 도 10a의 Ⅹ-Ⅹ선상의 단면도, 도 11a와 도 11b는 본발명에 따른 둑의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 11a는 확대종단면도이고, 도 11b는 도 11a의 ⅩⅠ-ⅩⅠ선상의 단면도, 도 12a와 도 12b는 본 발명에 따른 둑의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 12a는 확대종단면도이고, 도 12b는 도 12a의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선상의 단면도, 도 13a와 도 13b는 본 발명에 따른 둑의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 13a는 확대종단면도, 도 13b는 도 13a의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선상의 단면도, 도 14a와 도 14b는 본 발명에 따른 둑의 또 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 14a는 확대종단면도, 도 14b는 도 14a의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선상의 단면도이다. 도면에서 참조부호 1은 구동축을 이루는 회전축체, 2는 밀봉기 하우징, 3은 토오크전달실, 3-1은 토오크전달간극부, 3-2는 토오크전달간극부 앞의 공극부(空隙部), 4는 칸막이판, 5는유류실, 6은 구동디스크, 7-1과 7-2는 밸브부재, 8-1과 8-2는 연결봉, 8-3은 피스톤로드, 9-1은 띠형 바이메탈, 9-2는 소용돌이형 바이메탈, 9-3은 솔레노이드밸브, 9-4는 전자석, 10-1과 10-2는 공급구멍, 11은 댐, 12는 지지브라켓, 13은 순환유통로, 14는 원형의 관통공, 15는 둑, 16은 지지브라켓, 17은 브라켓, 18은 자성체 조각, 19는 베어링이다.

도 1에 나타낸 온도감응형 팬·커플링장치는, 구동부(미도시)의 구동에 의해 회전하는 회전축체(1)에, 베어링을 통하여 큰 직경 얇은 두께의 밀봉기 하우징(2)이 회전가능하도록 부착되어 있다. 이 밀봉기 하우징(2)은 케이스(2-1)와 커버(2-2)로 구성되며, 내부는 칸막이판(4)에 의해 토오크전달실(3)과 유류실(5)로 나뉘어지고, 토오크전달실(3)내에는 회전축체(1)의 단부에 고정된 원판상의 구동디스크 (6)가, 토오크전달실(3)의 내주면과의 사이에 토오크전달 간극부(3-1) 및 토오크전달 간극부 앞의 공극부(3-2)가 형성되도록 수납되어 있다. 칸막이판(4)에는 유류실(5)로부터 토오크전달실 (3)에의 오일의 공급구멍(10-1)이 마련되어 있다. 공급구멍(10-1)을 개폐하는 탄성을 가지는 밸브부재(7-1)는, 유류실(5)측의 칸막이판(4)의 벽면에 그 일단을 고착하고 타단을 그 공급구멍(10-1)부에 위치하여 마련하고, 상기 커버(2-2)의 전면에 고정한 지지브라켓(12)에 그 양단을 걸어 고정한 액츄에이터로서의 띠형 바이메탈 (9-1)에 의한 외부주위의 온도변화에 따른 변형에 연동하도록 연결봉 (8-1)을 사이에 두고 내부에 구비되어 있다.

한편, 댐(11)은 회전시의 오일이 모이는 구동디스크(6)의 외주벽부와 대향하는 밀봉기 하우징(2)의 내주벽면의 일부에 마련되고, 회전방향의 그 댐(11)의 바로앞에 연결되는 토오크전달실(3)측으로부터 유류실(5)에의 순환유통로(13)를 형성하여 펌핑기능을 가지는 것이다. 14는 칸막이판(4)의 중앙에 마련한 원형의 관통공이다.

본 발명은 상기 구성의 팬·커플링장치에 있어서, 상기 칸막이판(4)에 마련된 공급구멍(10-1)의 양측에 회전축제(1)의 원주방향으로 위치시켜 한 쌍의 둑(15)을 유류실(5)의 내주벽과 칸막이판(4)의 양쪽에 밀착하도록 직경방향으로 설치한 것으로, 바람직하게는 내주벽과 일체로 유류실의 일부로서 형성된다. 이 둑(15)은 도 2에 도시한 것처럼 통상은 좌우평행으로 설치하나, 도 3a에 도시한 것처럼 "八"자형으로 설치하거나, 도 3b에 도시한 것처럼 커버와 일체로 설치해도 좋다.

상기와 같이 칸막이판(4)에 마련된 공급구멍(10-1)의 양측에 한 쌍의 둑(15)을 유류실(5)의 내주벽과 칸막이판(4)의 양쪽에 밀착하도록 직경방향으로 설치한 경우에는, 이 둑이 유류실(5)내의 오일을 필요한 양만큼 공급구멍(10-1)부근으로 흘려보내고, 그 이외의 오일을 유류실(5)에 저장하는 작용을 함으로써, 오일의 내구성확보나 제조상의 오차를 흡수하기 위해서는 필요하나, "동반회전"대책상으로는 여분인 오일을 토오크전달실(3)내의 토오크전달 간극부(3-1) 앞의 공극부(3-2)가 아닌 유류실(5)내에 보유할 수 있으므로, 이 여분의 오일에 의한 밀봉기 하우징(2)측의 "동반회전"현상을 방지할 수 있다.

또, 도 4는 액츄에이터로서의 감온체에 소용돌이형 바이메탈(9-2)을 이용하고, 커버(2-2)내주의 측벽면에 마련된 토오크전달실(3)측에의 공급구멍(10-2)을 원주방향으로 슬라이딩변위하여 개폐하도록 구성한 팬·커플링장치에 본 발명을 적용한 예를 도시한 것으로, 이 경우는 소용돌이형 바이메탈(9-2)의 온도변화에 의한 변형에 연동하여 밸브부재(7-2)가 커버(2-2)내주의 측벽면에 마련된 공급구멍 (10-2)을 개폐한다. 즉, 소용돌이형 바이메탈(9-2)의 변형에 따라 외기온도가 높은 경우는 연결봉(8-2)를 통하여 밸브부재(7-2)가 회전하도록 함으로써 공급구멍(10-2)이 열려, 유류실(5)내의 오일이 토오크전달실(3)에 공급되고, 반대로 외기온도가 낮은 경우는 연결봉(8-2)를 통하여 밸브부재(7-2)가 역방향으로 회전함으로써 공급구멍(10-2)이 닫혀, 토오크전달실(3)에의 오일공급이 정지되는 기구로 되어있다.

상기 도 4에 도시한 팬·커플링장치의 경우는, 상기 커버(2-2)의 내주벽에 마련된 공급구멍(10-2)의 양측에 회전축체(1)의 원주방향으로 위치시키고 직경방향으로 상기와 같은 둑(15)을 설치하여, 유류실(5)의 내주벽과 칸막이판(4)의 양쪽에 밀착하도록, 바람직하게는 내주벽과 일체로 형성한다. 이 둑(15)도 도 6a 및 도 6b에 도시한 것처럼, "八"자형으로 설치하거나(도 6a참조), 커버와 일체로 설치하여도 좋다(도 6b참조). 이와 같이 커버(2-2)의 내주벽에 설치된 공급구멍(10-2)의 양측에 한쌍의 둑(15)을 설치한 경우도, 상기와 마찬가지로 이 둑이 유류실(5)내의 오일을 필요한 양만큼 공급구멍(10-2)부근에 흘려보내고, 그 이외의 오일을 유류실 (5)에 저장하는 작용을 함으로써, 오일의 내구성확보나 제조상의 오차를 흡수하기 위해서는 필요하나 "동반회전"대책상으로는 여분인 오일을 토오크전달실(3)내의 토오크전달 간극부(3-1) 앞의 공극부(3-2)가 아닌 유류실(5)내에 보유할 수 있으므로, 이 여분의 오일에 의한 밀봉기 하우징(2)측의 "동반회전"현상을 방지할 수 있다.

상기한 도 4 내지 도 6a 및 도 6b에 도시한 소용돌이형 바이메탈을 이용한 팬·커플링장치에서는 밸브부재(7-2)가 커버(2-2)내주의 측벽면에 마련된 토오크전달실(3)측에의 공급구멍(10-2)을 원주방향으로 슬라이딩변위하여 공급구멍 (10-2)을 개폐하는 구성으로 하였으나, 상기 밸브부재(7-2)를 칸막이판(4)의 유류실측의 표면을 원주방향으로 슬라이딩운동 변위하여 그 칸막이판(4)에 마련된 공급구멍 (10-1)을 개폐하거나(미도시), 혹은 도 7에 도시한 것처럼 상기 밸브부재 (7-2)를 칸막이판(4)의 토오크전달실(3)측의 표면을 원주방향으로 슬라이딩변위하여 그 칸막이판(4)에 마련된 공급구멍(10-2)을 개폐하는 구성으로 할 수 있으며, 이와 같은 구성으로 하면 밸브부재(7-2)가 원주방향으로 슬라이딩변위할 때에도 한 쌍의 둑 (15)과 맞닿는 일이 없기 때문에, 그 한 쌍의 둑(15)의 간격을 공급구멍 (10-1)의 직경과 같은 정도로 작게 할 수 있다.

또한, 도 8은 액츄에이터로서 커버(2-2)의 전면에 고정한 지지브라켓(16)에 지지된 솔레노이드 밸브(9-3)를 이용하고, 상기 칸막이판(4)에 마련된 토오크전달실(3)측으로의 공급구멍(10-1)을 도 1의 실시예와 마찬가지로 판형밸브부재(7-1)의 이격 및 접촉에 의해 개폐하도록 구성한 팬·커플링장치에 본 발명을 적용한 예를 도시한 것으로, 이 경우는 외부주위의 온도변화를 온도센서(미도시)에 의해 감지하거나, 혹은 스로틀개방도를 검지하는 스로틀개도센서(미더시)에 의해 감지하여 그 온도센서나 스로틀개 센서의 출력신호에 의거하여 솔레노이드밸브(9-3)을 작동 혹은 비작동상태로 하여 그 피스톤로드(8-3)를 돌출 혹은 후퇴시킨다. 이 피스톤로드 (8-3)의 돌출, 후퇴에 의해 그 피스톤로드(8-3)의 자유단에 부착된 밸브부재 (7-1)가 칸막이판(4)에 마련된 공급구멍(10-1)을 개폐한다. 즉, 온도센서에 의해 감지한 외기온도가 높은 경우나 스로틀개도 센서가 감지한 단위시간당 스로틀개도의 변화가 작은 경우에는, 그 센서의 출력신호에 의거하여 솔레노이드밸브(9-3)가 비작동상태로 되어 그 피스톤로드(8-3)를 후퇴시켜, 밸브부재(7-1)가 이격되어 공급구멍 (10-1)이 열려서, 유류실(5)내의 오일이 토오크전달실(3)에 공급되며, 한편 온도센서에 의해 감지한 외기온도가 낮은 경우나 스로틀개도 센서가 감지한 단위시간당 스로틀개도가 급격한 경우에는 그 센서의 출력신호에 의거하여 솔레노이드밸브(9-3)를 작동시켜 그 피스톤로드(8-3)를 돌출시키고 밸브부재(7-1)가 접근하여 공급구멍(10-1)이 닫혀, 토오크전달실(3)에의 오일의 공급이 정지하는 기구로 되어있다.

상기 도 8의 경우도 칸막이판(4)에 마련된 공급구멍(10-1)의 양측에 회전축체(1)의 원주방향으로 위치시켜 한 쌍의 둑(15)을 유류실(5)의 내주벽과 칸막이판 (4)의 양쪽에 밀착하도록 직경방향으로 설치한 경우는, 이 둑이 유류실(5)내의 오일을 필요한 양만큼 공급구멍(10-1)부근에 흘려보내고, 그 이외의 오일을 유류실 (5)에 저장하는 작용을 함으로써, 오일의 내구성확보나 제조상의 오차를 흡수하기 위해서는 필요하나, "동반회전"대책상으로는 여분인 오일을 토오크전달실(3)내의 토오크전달 간극부(3-1) 앞의 공극부(3-2)가 아닌 유류실(5)내에 보유할 수 있으므로, 이 여분의 오일에 의한 밀봉기 하우징(2)측의 "동반회전"현상을 방지할 수 있다.

또한, 도 9는 액츄에이터로서 커버(2-2)의 전면에 축방향으로 약간의 간격을 두고 설치됨과 동시에 차체 등의 베이스에 부착된 브라켓(17)에 동심링 형상으로고착된 전자석(9-4)을 이용하고, 도 1의 실시예와 마찬가지 탄성을 가지는 판형밸브부재(7-1)의 상기 전자석(9-4)에 대응하는 위치에 자성체조각(18)을 부착하여, 상기 칸막이판(4)에 마련한 토오크전달실(3)측에의 공급구멍(10-1)을 상기 판형밸브부재(7-1)의 이격 및 접촉에 의해 개폐하도록 구성한 팬·커플링장치에 본 발명을 적용한 예를 도시한 것이다. 이 경우는 외부주위의 온도변화를 온도센서(미도시)에 의해 감지하거나, 혹은 스로틀개도를 검지하는 스로틀개도 센서(미도시)에 의해 감지하고, 그 센서의 출력신호에 의거하여 전자석(9-4)을 여자 혹은 탈여자하여 밸브부재(7-1)를 흡인 혹은 흡인해제함으로써 밸브부재(7-1)가 칸막이판(4)에 마련한 공급구멍(10-1)을 개폐한다. 즉, 온도센서에 의해 감지한 외기온도가 높은 경우나 스로틀개도 센서가 감지한 단위시간당 스로틀개도의 변화가 작은 경우에는, 그 센서의 출력신호에 의거하여 전자석(9-4)을 여자하여 밸브부재(7-1)의 자성체 조각(18)을 자기흡인하고, 밸브부재(7-1)자체의 탄성반발력에 저항하여 그 밸브부재(7-1)가 이격되어 공급구멍(10-1)이 열려, 유류실(5)내의 오일이 토오크전달실 (3)에 공급되며, 한편 온도센서에 의해 감지한 외기온도가 낮은 경우나 스로틀개도 센서가 감지한 단위시간당 스로틀개도가 급격한 경우에는, 그 센서의 출력신호에 의거하여 전자석(9-4)이 탈여자되어 밸브부재(7-1)의 자성체 조각(18)에 대한 자기흡인을 해제하고, 그 밸브부재(7-1)의 탄성반발력에 의해 밸브부재(7-1)가 접근하여 공급구멍(10-1)이 닫혀, 토오크전달실(3)에의 오일의 공급이 정지하는 기구로 되어있다.

한편, 도 9에 도시한 실시예에서는 링형상의 전자석(9-4)이 고착된 브라켓(17)의 중앙부는 커버(2-2)의 외부중앙으로 돌출설치된 지지축(2-2a)에 대하여, 베어링(19)을 통하여 부착되며, 양단부는 차체 등의 베이스에 고정되어 있으나 본 발명은 이와 같은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

상기 도 9의 경우도 칸막이판(4)에 마련된 공급구멍(10-1)의 양측에 회전축체(1)의 원주방향으로 위치시켜 한 쌍의 둑(15)을 유류실(5)의 내주벽과 칸막이판 (4)의 양쪽에 밀착하도록 직경방향으로 설치한 경우는, 이 둑이 유류실(5)내의 오일을 필요한 양만큼 공급구멍(10-1)부근에 흘려보내고, 그 이외의 오일을 유류실 (5)에 저장하는 작용을 함으로써, 오일의 내구성확보나 제조상의 오차를 흡수하기 위해서는 필요하나, "동반회전"대책상으로는 여분인 오일을 토오크전달실(3)내의 토오크전달 간극부(3-1) 앞의 공극부(3-2)가 아닌 유류실(5)내에 보유할 수 있으므로, 이 여분의 오일에 의한 밀봉기 하우징(2)측의 "동반회전"현상을 방지할 수 있다.

이상의 각 실시예에 있어서는 둑(15)의 내측자유단을 축방향으로 면하도록 구성된 예를 설명하였는데, 본 발명은 이와 같은 예에 한정되지 않고 엔진의 재시동시나 운전중의 급가속시에 둑(15)의 내측자유단을 도 10a 내지 도 12b와 같은 형상으로 형성하여 둑(15)을 오버플로우하는 오일을 가능한 한 소량으로, 그리고 천천히 흘려보내기 위한 여분의 오일의 유입제한 수단으로 하는 것이 바람직하다.

즉, 둑(15)의 내측자유단에 도 10a 및 도 10b와 같이 거의 V자형상 혹은 거의 U자형상의 절결부(15-1), 도 11a 및 도 11b와 같이 거의 중앙부에 사각형상의 절결부(15-2), 혹은 도 12a 및 도 12b와 같이 상기 내측자유단의 근방에 장공 오리피스(15-3), 도 13a 및 도 13b와 같이 원주방향으로 연장되는 벽부(15-4), 또는 도 14a 및 도 14b와 같이 단부(15-5)를 마련하는 것이다.

상기한 대로 엔진의 재시동시나 운전중의 급가속시에 토오크전달 간극부(3-1)의 오일은 댐(11)에 의해 회수되어 유류실(5)에 유입되고, 토오크전달 간극부(3-1) 앞의 공극부(3-2)에는 오일이 없으므로 밀봉기 하우징(2)측의 "동반회전"현상의 발생은 없다. 그러나, 유류실(5)에 유입된 오일이 급격하고 다량의 경우에는 바로 둑(15)을 넘어 공급구멍(10-1)에 도달하여 토오크전달실(3)에 유입되어, 결국 토오크전달 간극부(3-1)에 들어가 토오크를 전달하여 밀봉기 하우징(2)측에 "동반회전"현상을 방지하는 기간을 단축할 가능성이 있다. 이와 같은 경우에는 도 10a 내지 도 12b와 같이 둑(15)의 내측자유단에 절결부(15-1 혹은 15-2), 또는 장공 오리피스 (15-3)를 마련하거나, 도 13a 및 도 13b와 같이 한 쌍의 둑(15)의 내측단부에 상대방향에 원주방향으로 연장되는 벽부(15-4)를 설치하고, 또는 도 14a 및 도 14b와 같이 한 쌍의 둑(15)의 사이에 커버(2-2)측으로부터 연장되는 단부(15-5)를 마련한다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 유류실(5)에 회수된 오일은 상기 절결부(15-1 혹은 15-2), 또는 장공 오리피스(15-3)를 통과하지 않으면 공급구멍(10-1)에 도달하지 않고, 또는 벽부(15-4)나 단부(15-5)를 타고넘지 않으면 공급구멍(10-1)에 도달하지 않으며, 따라서 이 통과나 타고 넘는데 제법 많은 시간을 요하고 그 양도 소량이기 때문에 토오크전달 간극부(3-1)에의 오일의 유입이 늦어지고 그 양도 소량이므로 한층 효과적으로 "동반회전"현상을 방지할 수 있다.

또, 도 13a 및 도 13b에 도시한 벽부(15-4)의 표면이나 도 14a 및 도 14b의 단부(15-5)의 표면을 거칠게 하거나 요철면으로 하거나, 도 14a 및 도 14b의 단부 (15-5)를 커버(2-2)측으로부터 토오크전달실(5)측을 향해 높아지는 듯한 경사면으로 형성하면 공급구멍(10-1)에의 오일의 도달이 보다 늦어지므로 더 한층 효과적으로 "동반회전"현상을 방지할 수 있다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 온도감응형 팬·커플링은 유류실에 마련한 한 쌍의 둑의 작용에 의해, 오일의 내구성확보나 제조상의 오차를 흡수하기 위해서는 필요하나, "동반회전"대책상에는 여분인 오일을 토오크전달실내의 토오크전달 간극부 앞의 공극부가 아닌 유류실에 보유할 수 있기 때문에, 이 여분의 오일에 의한 밀봉기 하우징(냉각팬)측의 "동반회전"현상을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 엔진재시동시 뿐만 아니라 운전중의 급가속시에 있어서도 밀봉기 하우징측의 "동반회전"현상을 방지할 수 있어, 냉각팬소음의 저감, 팬흡수마력의 저감 및 연비의 향상을 꾀할 수 있음과 동시에 외기온도의 변화에 따라 작동하는 밸브부재에 의해 각종의 구동조건에 대응하여 구동디스크로부터 토오크를 최적상태로 밀봉기 하우징에 전달할 수 있는 뛰어난 효과를 가진다. 또, 토오크전달실에서 구동디스크에 의한 전단을 받아 발열한 오일이, 유류실에 오래 체류하여 오일이 보다 냉각되어 오일의 내구성이 향상되는 효과도 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 선단부에 구동디스크를 고착한 회전축체상에 베어링을 통하여 지지되고 또한 외주부에 냉각팬을 부착한 커버와 케이스로 이루어지는 밀봉기 하우징의 내부를 칸막이판에 의해 유류실과 상기 구동디스크를 내장하는 토오크전달실로 구획하며, 회전시의 오일이 모이는 구동디스크의 외주벽부와 대향하는 밀봉기 하우징측의 내주벽면의 일부에 댐과, 그 댐에 이어지는 토오크전달실측으로부터 유류실측으로 통하는 순환유통로를 형성함과 동시에, 상기 커버의 외부에 마련된 액츄에이터에 의해 직접 또는 간접적으로 작동되며 유류실측으로부터 토오크전달실측으로 통하는 공급구멍을 개폐하는 밸브부재를 내부에 구비하고, 구동디스크와 상기 케이스 및 커버와의 바깥쪽 부근의 대향벽면에 마련된 토오크전달 간극부에서의 오일의 유효접촉면적을 증감시켜, 회전축체측으로부터 피구동측의 밀봉기 하우징측으로의 토오크전달을 제어하도록 하여 이루어지는 팬·커플링장치에 있어서,

   상기 공급구멍의 양측에 한 쌍의 둑을 유류실 내주벽과 칸막이판의 양쪽에 밀착하도록 설치한 것을 특징으로 하는 온도감응형 유체식 팬·커플링장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 둑을 커버와 일체구조로 한 것을 특징으로 하는 온도감응형 유체식 팬·커플링장치.
3. 제 1항 또는 제 2항의 어느 한 항에 있어서, 상기 둑에 여분의 오일 유입제한수단을 마련한 것을 특징으로 하는 온도감응형 유체식 팬·커플링장치.