KR930001918B1 - 온도감응형 팬 유체커플링 - Google Patents

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KR930001918B1
KR930001918B1 KR1019890011888A KR890011888A KR930001918B1 KR 930001918 B1 KR930001918 B1 KR 930001918B1 KR 1019890011888 A KR1019890011888 A KR 1019890011888A KR 890011888 A KR890011888 A KR 890011888A KR 930001918 B1 KR930001918 B1 KR 930001918B1
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가즈노리 다키카와
유이치 오노
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우수이 고쿠사이 산교 가부시기가이샤
우수이 유타로
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/80Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive in which a fluid is used
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16D35/022Fluid 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 strip

Abstract

내용 없음.

Description

온도감응형 팬 유체커플링
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 온도감응형 팬 유체커플링의 수직 단면도.
제1a도는 제1도에 도시된 커플링 주요부의 확대단면도.
제2도는 제1도와 유사한 도면으로서 본 발명에 따른 또 다른 팬 유체 커플링을 도시한 도면.
제2a도는 제2도에 도시된 커플링 주요부의 확대단면도.
제3도는 제1도의 본 발명에 따른 팬 유체 커플링의 주요부에 대한 부분절개 확대단면도.
제4도는 제3도의 A-A선에 따른 단면도.
제5a도는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도감응형 팬 유체커플링의 수직단면도.
제5b도는 제1a도에 유사하고, 제5a도에 도시된 커플링의 다른예를 도시한 도면.
제6a도는 제5a도에 도시된 구동디스크의 부분절개 확대측면도.
제6b도는 제6a도에 도시된 구동디스크의 부분절개 확대측면도.
제6c도는 제6a도와 유사하고, 제5b도에 도시된 커플링의 구동디스크를 도시하는 도면.
제6d도는 제6b도와 유사하고, 제5b도에 도시된 커플링의 구동디스크를 도시하는 도면.
제7a도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 온도감응형 팬 유체 커플링의 수직단면도.
제7b도는 제7a도와 유사하고, 제7a도에 도시된 커플링의 또다른 예를 도시한 도면.
제8도는 제7a도와 도시된 커플링의 또다른 예의 주요부에 대한 확대단면도.
제9도는 제8도에 도시된 구동디스크의 부분평면도.
제10도는 다른 구동디스크의 부분수직단면도.
제11도는 제10도에 도시된 디스크의 부분평면도.
제12도는 제2도에 도시된 커플링의 폐쇄 하우징내에 있는 미로기구의 부분확대단면도.
제13도는 종래기술에 따른 온도감응형 팬 유체 커플링의 수직단면도.
제14도는 제13도에 도시된 커플링의 작동특성을 나타내는 그래프도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 회전축 2 : 케이싱
3 : 커버 4 : 토오크 전달실
5 : 격판 6 : 오일저장실
7 : 구동디스크 7', 7", 16 : 핀(fin)부
8 : 밸브부재 12 : 댐
16' : 오목벽부 17', 17" : 돌출벽부
본 발명은 항상 작동상태에 따라 적당량의 냉각공기를 엔진에 공급함에 의해서 자동차의 엔진을 냉각하는 팬의 회전을 제어하는 온도감응형 팬 유체 커플링에 관한 것이다.
이러한 종류의 팬 유체커플링이 제13도에 도시되어 있고, 거기에서 폐쇄된 하우징은 커버(23')과 케이싱(23")으로 구성되어 있다. 상기 하우징 내부는 유동제어구멍(24')이 설치된 격판(24)에 의해 오일 저장실(25)와 토오크 전달실(26)으로 분할된다. 구동디스크(22)는 토오크 전달실의 내부에 설치되어 있으며, 압송부로 작용하는 댐(28)을 경유하여 오일 저장실(25)와 연통된다. 순환통로(27)은 댐(28)로부터 연장되어 있고, 또 입구부(27')와 출구부(27")를 구비하고 있다. 이러한 부위중 적어도 하나가 정지 조건에 관계없이 오일 저장실(25)내의 오일의 높이 위에 위치되기 위해서, 상기 출구부(27")가 순환통로(27)과 연통하고 있는 아크형 홈부(29)의 개방단부에 형성된다. 상기 홈부(29)는 오일 저장실(25)의 내벽 주위에 격판을 유지함에 의해 형성된다.
종래기술에 의한 이러한 팬 유체 커플링에 있어서, 차량이 정지 상태에 있을 때, 상기 순환통로(27)이 오일 저장실(25)내부에 있는 오일에 잠기면, 토오크 전달실(26)내에서 오일이 축적되지 않도록 오일 저장실(25)로부터 순환통로(27)을 거쳐 토오크 전달실(26)으로 오일이 순간적으로 유입하는 것이 방지된다. 이러한 방식으로, 엔진이 시동이 걸린 후에 즉시 팬의 회전 속도가 급격히 상승되는 것이 방지된다. 따라서 비정상적인 팬의 소음이 방지된다. 또한, 차가운 날씨에서 엔진은 효과적으로 예열된다. 엔진이 고온으로 작용할 때, 격판(24)내에 있는 유동제어구멍(24')는 밸브부재에 의해 개방되고, 상기 구멍(24')는 오일 저장실(25)에 저장된 오일내에 잠기게 된다. 이 상태하에서, 엔진이 정지되면 오일은 유동제어구멍(24')를 통해 저장실(25)밖으로 유동하고, 많은 양의 오일이 엔진의 정지중에 토오크 전달실(26)내에 모여진다. 따라서, 엔진이 재가동되면, 제14도의 작동 특성곡선(B)에 의해 표시되는 바와같이 일정시간의 경과후에 구동팬의 회전속도가 증가한다.
상기 종래 기술에 따른 팬 유체커플링에 있어서, 회전에 의한 원심력은 오일을 토오크 전달실의 토오크 전달 갭밖으로 밀어내며, 그 결과 오일이 이 갭을 통하여 서서히 유동하게 된다. 열은 긴 시간 동안의 전단에 의해 발생되고, 이렇게 하여 오일의 온도가 높아진다. 또한 오일은 상기 커플링을 통하여 급속하게 순환하지 않게 된다. 충분한 양의 열이 밖으로 전달되지 않기 때문에, 오일의 점성은 변화하거나 떨어진다. 결과적으로, 유체커플링은 주위온도에 응답하여 적절하게 작동하지 않게된다. 더욱이, 오일이 댐 주위의 오일압 변화에 기인하여 순환통로로 부드럽게 유동하지 않기 때문에 난조(hunting)가 발생할 수 있다. 또한, 구동팬의 회전속도가 증가하는 것이 때때로 발생한다.
종래기술에 관한 상기 문제점의 관점에서 본 발명은 구상됐다. 전술한 종래의 문제점을 극복한 팬 유체 커플링을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 특히, 회전중에 토오크 전달 갭으로부터 댐으로 오일이 공급되는 것은 오일 그 자체에 작용하는 원심력 뿐만 아니라 오일 공급 수단 즉, 핀(fin)부나 오목벽부나 돌출벽부에 의해 수행되는 안내작용에 의해 가속된다. 이것은 댐의 기능을 강화시켜준다. 토오크의 전달을 위한 전단에 따른 열 발생은 크게 억제되고, 그 결과 오일의 온도는 더 적은 정도로 증가된다. 오일은 전체적인 내부 구조를 통과하여 순환되고, 양호한 열 발산이 이루어진다. 따라서, 오일의 점성은 변화 하거나 저하되지 않는다. 또한 난조가 방지된다. 이러한 방식으로, 상기 팬 커플링은 변하는 주위 온도에 응답하여 적절하게 전달 동력을 제어할 수 있다.
상기 목적을 다음의 팬 유체 커플링에 의해서 달성되는데, 상기 커플링은, 커버와 케이싱으로 이루어진 폐쇄 하우징; 축의 선단부에 견고하게 고정된 구동디스크를 구비한 회전축; 상기 하우징을 회전축에 유지시키는 베어링; 오일 유동제어구멍이 구비되어 있고, 또 상기 하우징을 상기 구동디스크가 설치된 토오크 전달실과 오일 저장실로 분할하는 격판; 하우징의 내벽면의 일부분위의 오일이 회전중에 모여지는 구동디스크의 외벽의 반대편에 형성되어 있는 댐; 댐과 연결되어 있고 또 토오크 전달실로부터 오일 저장실까지 연장되어 있는 순환 통로; 상기 커버의 전면위에 설치되어 있으며, 온도가 변화함에 따라 변형되는 온도감지요소; 및 온도 감지 요소와 상호 결합되어 있고, 주위 온도가 소정 온도를 능가할때 격판내의 유동제어 구멍을 개방하고, 주위 온도가 소정 온도 보다 낮을때 유동 제어구멍을 폐쇄하는 밸브 부재를 구비하고 있다. 케이싱과 커버의 대향 외벽 사이에 형성된 토오크 전달 갭에서 오일이 상기 구동디스크와 접촉하는 유효면적은 회전축으로부터 피구동 폐쇄 하우징으로 전달되는 토오크를 제어하기 위해서 증가되고 감소된다. 이 팬 유체커플링은 오일을 댐으로 압송하기 위해서 토오크 전달캡의 반경방향 안쪽에 있는 구동디스크의 양측면의 적어도 어느 하나에 반경방향으로 형성되는 오일공급수단을 특징으로 한다. 회전중에, 오일공급수단의 안내 및 압송 작용은 원심력과 결합하여 토오크 전달 갭으로부터 댐으로 오일을 압송한다.
특히, 댐내에 모여진 오일의 압력은 일정하게 증가하여 난조를 방지한다. 또한 상기 갭을 통과하는 오일의 유동은 토오크 전달의 제어를 안정시키기 위해서 증대된다. 이것에 의해 더 짧은 시간내에 오일이 토오크 전달 갭을 통과하게 된다. 이러한 방식으로, 토오크 전달에 의해 야기된 전단에 의해 열이 발생되는 시간은 짧아진다. 이것은 오일 온도의 상승을 억제한다. 전체의 내부 구조를 통과하여 유동하는 오일의 순환은 빠르고 또 부드럽게 이루어진다. 그결과, 열이 양호하게 발산되며, 따라서, 오일의 점성은 낮아지지 않는다. 이로써 팬 회전속도의 감소가 방지된다. 따라서, 엔진이 충분히 냉각되지 않는 것은 없게 된다. 이와같이 본 발명의 팬 유체 커플링은 긴 시간동안 변화하는 주위 온도에 대응하여 더 적절하게 팬의 회전을 제어한다.
이하, 본 발명의 양호한 실시예가 첨부도면과 관련하여 상세하게 설명될 것이다.
본 발명에 따른 온도 제어 팬 유체커플링의 제1실시예가 제1도, 제1a도, 제2도, 제2a도, 제3도 및 제4도에 도시되어 있다. 이러한 실시예의 첫번째 구체적예는 제1도와 제1a도에 도시되어 있으며 실시예의 두번째 구체적으로 제2도 및 제2a도에 그리고 세 번째예는 제3도와 제4도에 도시되어 있다.
이러한 도면에서, 회전축(1)은 그 선단부에 단단히 고정된 구동디스크(7)을 구비하고 있으며, 커버(3)과 케이싱(2)로 구성되는 폐쇄하우징은 베어링(B)를 통하여 축(1)에 고정된다. 냉각 팬(F)는 커버(3)의 외부원주에 부착된다. 폐쇄하우징의 내부는 오일 저장질(6)과 토오크 전달실(4)로 격판(5)에 의해 분할되며, 격판(5)에는 저장실(6)로 부터의 토오크 전달실(4)로의 유체의 유동을 조절하기 위한 유동제어구멍(5')이 구비되어 있다. 구동디스크(7)은 토오크 전달실(4)안쪽으로 설치된다. 작은 갭은 토오크 전달실의 구동디스크(7)의 바깥 부분과 격판(5)을 포함하는 폐쇄 하우징의 반대측벽 표면 사이에 유지되어 토오크를 전달한다. 밸브부재(8)은 유동제어구멍(5')를 개폐한다. 밸브부재(8)의 한쪽끝은 오일저장실(6)측에 있는 격판(5)의 표면에 리벳결합된다. 다른끝은 구멍(5')에 위치한다. 금속지지체(11)은 커버(3)의 앞쪽 표면에 단단히 고정되며, 바이메탈 띠로된 온도감지요소(10)은 양쪽 끝에 있는 지지체(11)에 아치형으로 고정되며, 상호체결봉(9)은 커버(3)안쪽에 있는 밸브부재(8)에 지지된다. 주위 온도가 변화하기 때문에 온도감지 요소(10)은 체결봉(9)를 앞뒤로 변형시키며, 이어서 밸브부재(8)가 이동된다.
댐(12)는 오일이 회전중에 모아지는 구동디스크의 외부벽에 반대편에 있는 폐쇄 하우징의 내부벽 표면의 일부분에 형성되며, 입구부(13')는 회전방향에서 보아 댐의 상류쪽 근처에 형성된다. 토오크 전달실(4)는 입구부(13')는 연통하며, 순환통로(13)은 압송기능을 수행하기 위해 토오크 전달실(4)로부터 오일저장실(6)까지에 형성된다.
구멍(5")는 격판(5)중심부에 형성되며, 판을 관통하여 연장된다. 이하에 기술되는 바와같이, 잔여 오일 저장실을 구비하고 있는 실시예에서, 구멍(5")는 정지할때에만 오일 저장실(6)을 토오크 전달실(4)로 연결시킨다.
환형의 잔여 오일 저장실(14)(제2도)는 필요시, 폐쇄 하우징측에 구비될 수 있으며, 잔여오일저장실(14)는 댐(12)의 외측에 반경방향으로 위치하며 하우징의 내부벽 표면에 형성된 토오크 전달실(4)와 연통한다. 잔여 오일저장실(14)의 용량은 엔진이 정지시에 토오크 전달실(4)와 잔여 오일 저장실(14) 양쪽에 모아진 기름의 양과 같다. 특히 제1a도에 도시된 바와같이 반경방향으로 돌출된 다수의 핀(fin)부(16)은 구동디스크(7)의 외부 원주근처의 적어도 댐(12)측의 폐쇄 하우징에 형성된다. 핀부들은 회전방향에서 보다 댐의 상류쪽에 적어도 위치한다. 양호하게 핀들은 α각(제4도)만큼 기울어진다. 더욱 양호하게, 핀들은 회전방향으로 수용면을 형성하도록 굽어진다. 제2도와 제2a도에 도시된 바와같이, 오목벽부(16')는 핀부(16)과 같은 위치에 형성된 오목부들을 지니며, 각각의 핀부(16)의 바닥 위치나 오목벽부(16')의 상부 위치는 거의 폐쇄하우징의 내부 표면과 같은 높이로 형성된다.
잔여 오일 저장실(14)가 형성된 곳에서 오목부들은 저장실(14)로 연장한다. 제3도에 도시된 바와같이, 미로기구(labyrinth mechanism)가 구동디스크(7)의 외부 원주 근처에 형성되고 하우징의 반대벽 표면에 형성되어 토오크 전달실(4)를 형성한다. 이 경우에, 오일은 부드럽게 흐르지 않고, 오일의 온도는 증가한다. 또한, 엔진이 재가동하면 회전속도는 과도하게 증가한다. 이러한 바람직하지 못한 현상을 방지하게 위해, 폐쇄하우징의 미로기구의 반대편에 적어도 핀부(16)이나 오목벽부(16')를 형성하는 것이 바람직하다. 냉각핀(15)는 폐쇄하우징으로부터 외부에 돌출한다.
이제까지 설명되었듯이, 본 발명의 온도감응형 팬 유체 커플링의 제1실시예에서, 다수의 핀부(16)이나 오목벽부(16')가 디스크(7)의 외부 원주 근처에 있는 폐쇄 하우징의 구동디스크(7)의 반대편 벽 표면에 형성된다. 그래서, 회전하는 동안 핀부들은 오일에 대해 작용하는 안내날개 역할을 하며, 또한 오일은 원심력에 의해 전달된다.
또한, 핀부나 오목벽부는 토오크 전달 갭으로부터 댐(12)까지 오일을 압송하는 압송작용을 수행한다. 특히, 댐에 모여진 오일의 압력은 난조(hunting)를 확실하게 방지하도록 증가되며, 갭을 통과한 오일의 흐름은 부드럽게 된다. 이것은 조절작용을 안정시키며, 더욱이 오일은 더욱 짧은 시간에 토오크 전달실을 통과한다. 그 결과로, 기구가 전단을 겪는 시간과 가열되는 시간이 감소되며, 이로써 오일 온도 증가가 최소화되며, 오일은 전 내부 구조를 통해 신속하고 부드럽게 순환하여 열의 발산을 향상시킨다. 따라서 오일의 점성이 떨어지지 않으며, 결과적으로 엔진을 냉각하는 능력은 저하되지 않으며, 긴 작동시간중에, 팬유체 커플링은 변화하는 주위 온도에 대응하여 더 적절한 조절기능을 수행한다. 필요하다면, 잔여 오일 저장실(14)가 또한 형성되며, 핀부(16)이나 오목벽부(16')는 오일 저장실(6)으로부터 잔여 오일 오일(14)까지 형성된다. 이것은 오일을 빠르게 순환시키며, 이로써 피구동 팬의 회전 속도의 원하지 않은 증가를 방지한다. 또한 본 발명은 토오크가 미로기구에 의해 전달되는 시스템에도 적용될 수 있으며, 이와같이 온도감응형 팬유체 커플링은 아주 유용하다.
본 발명의 온도감응형 팬 유체 커플링의 제2실시예가 제5a도, 제5b도, 제6a도, 제6b도 및 제6d도와 관련하여 다음에 기술된다.
이들 도면들에서, 회전축(1)은 선단부에 견고하게 고정된 디스크(7)을 갖고 있으며, 커버(3)과 케이싱(2)로 구성되는 폐쇄 하우징은 베이링(B)를 경유하여 축(1)에 고정된다. 냉각 팬(F)는 커버(3)의 외부 원주에 설치된다. 폐쇄 하우징의 내부는 격판(5)에 의해 오일 저장실(6)과 토오크 전달실(4)로 분할되며, 격판은 저장실(6)로부터 토오크 전달실(4)로의 오일의 유동을 조정하기 위한 유동제어구멍(5')를 구비한다. 토오크 전달실(4)에 있는 디스크(7)외부부분과 격판(5)를 포함하는 폐쇄 하우징의 반대벽 표면 사이에 작은갭이 유지되어 토오크를 전달한다. 밸브부재(8)은 유동제어구멍(5')를 개폐한다. 밸브부재(8)의 한쪽끝은 오일저장실(6)의 측에 있는 격판(5)의 표면이 리벳결합되며, 다른쪽 끝은 구멍(5')의 위치에 위치되며, 금속지지체(11)이 커버(3)의 앞쪽 표면에 견고히 고정된다. 바이메탈 띠로 구성되는 온도감지요소(10)은 양쪽 끝에서 지지체(11)에 아치형으로 고정되고, 상호 체결봉(9)는 커버(3)안쪽에 있는 밸브 부재(8)에 기대어진다. 주위 온도가 변함에 따라서 온도감지요소(10)은 봉(9)를 전후로 이동케하며, 이것에 의해 밸브부재(8)가 이동된다.
댐(12)는 회전중에 오일이 모이는 구동디스크의 외부벽 반대편의 폐쇄 하우징의 내부벽 표면 부분에 형성된다. 입구부(13')는 회전방향에서 보아 댐의 상류 부분 근처에 형성된다. 토오크 전달실(4)는 입구부(13')와 연통되고, 순환통로(13)은 압송기능을 수행하기 위해 토오크 전달실(4)로부터 오일 저장실(6)까지에 형성된다. 격판(5)중심부에 구멍(5")가 형성되며, 판을 관통해 연장된다. 제5b도에 기술되는 바와같이, 잔여 저장실이 구비되고 있는 실시예에서, 구멍(5")는 정지시에만 오일 저장실(6)을 토오크 전달실(4)와 연통시킨다.
환형의 잔여 오일 저장실(14)(제5b도)는, 필요하다면 폐쇄 하우징쪽에 위치될 수 있으며, 저장실(14)는 댐(12)의 반경방향 외측에 위치하며, 하우징의 내부벽 표면에 형성된 토오크 전달실(4)와 연통한다. 잔여 오일 저장실(14)의 용량은 엔진의 정지시에 토오크 전달실(4)와 잔여 오일 저장실(14)의 양쪽에 모여진 오일의 양과 같다. 냉각핀(15)는 폐쇄 하우징으로부터 외부로 돌출된다. 다수의 핀(fin)부(7', 7")가 디스크(7)가 외부 원주의 근처로부터 반경방향으로 돌출된다. 설명된 실시예에서 핀부(7', 7")는 각각 외측 원주 앞뒤로 배치되며, 서로 정렬된다. 그러나, 핀부들은 이러한 형태로 한정되지 않는다. 제5a도와 제6b도에서 각각의 핀부(7')의 상부는 구동디스크(7)의 토오크 전달표면과 같은 높이로 형성된다. 제5b도와 제6d도에 도시된 바와같이 각각의 핀부(7")의 상부는 구동디스크의 토오크 전달 표면으로부터 돌출되어 있으며, 연통구멍(16a)는 후측까지 연장된다.
필요시, 토오크 전달실(4)에서 구동디스크(7)의 외부 원주의 근처는 미로기구를 형성하기 위해 폐쇄 하우징의 반대벽 표면과 함께 반경방향으로 이어질 것이다. 다수의 핀부(7', 7")는 구동디스크(7)의 외부 원주 근처에 형성될 수도 있다.
지금까지 서술한 바와같이, 본 발명의 온도감응형 팬 유체 커플링의 제2실시예에서, 반경방향으로 돌출되는 많은 핀부(7', 7")는 구동디스크(7)의 외부 원주 근처에 형성되며, 작동중에 회전에 의해 발생된 원심력은 오일에 작용한다. 또한, 많은 핀부의 압송작용에 의해 토오크 전달 갭으로부터 댐(12)로 오일이 압송되며, 이로써 댐이 효과적으로 기능하게 된다. 갭을 통과하는 오일의 흐름은 자연스럽고, 이것은 조절작용을 안정시킨다. 더욱이, 오일은 더욱 짧은 시간에 토오크 전달갭을 통과하며, 그 결과로써, 기구가 전단을 겪는 시간과 가열되는 시간이 감소된다. 이것은 오일의 온도 증가를 최소화하여, 오일은 전 내부 구조를 통해 자연스럽게 순환하여 열 발산을 향상시킨다. 따라서, 오일의 점성이 저하하지 않는다. 결과적으로, 엔진을 냉각시키는 능력은 저하되지 않으며, 이런 방식으로 난조(hunting)가 방지된다. 긴 작동시간 동안에, 팬 유체 커플링은 변화하는 주위 온도에 대응하여 더 적절한 조절 기능을 수행한다. 필요하다면, 여분의 오일 저장실(14)가 또한 형성되며, 오일이 급속히 순환될 수 있기 때문에, 제14도의 곡선(A)로 도시된 바와같이 피구동 팬의 회전속도의 불필요한 증가는 더욱 효과적으로 억제된다. 이와같이, 온도 감응형 팬 유체 커플링은 매우 유용하다.
본 발명에 따른 온도감응형 팬 유체 커플링의 제3실시예가 제7a도, 제7b도, 제8도, 제9도, 제10도, 제11도 및 제12도와 관련하여 이하 설명된다.
이들 도면에서, 회전축(1)은 그 선단부에 견고히 고정된 구동디스크(7)을 가지고 있고, 커버(3)과 케이싱(2)로 구성되는 폐쇄하우징은 베어링(B)를 경유하여 축(1)에 고정된다. 냉각 팬(F)는 커버(3)의 외부 원주에 고정되며, 폐쇄 하우징의 내부는 격판(5)에 의해 오일 저장실(6)과 토오크 전달실(4)로 구분되며, 격판에는 저장실(6)로부터 토오크 전달실(4)로의 오일 유동을 조정하기 위한 유동제어구멍(5')가 형성되어 있다. 구동디스크(7)은 토오크 전달실(4)안쪽으로 설치된다. 토오크 전달실(4)안에 있는 디스크의 외부부분과 격판(5)를 포함하는 폐쇄하우징의 반대편 벽 표면 사이로 작은 갭이 유지되어 토오크를 전달한다. 밸브부재(8)은 유동제어구멍(5')를 개폐한다. 밸브부재(8)의 한쪽끝은 오일 저장실(6)측에 있는 격판(5)의 표면에 리벳결합되며, 다른끝은 구멍(5')에 위치한다. 금속지지체(11)은 커버(3)의 앞쪽표면에 단단히 고정되며, 바이메탈 띠로 형성된 온도감지요소(10)은 양쪽끝에서 지지체(11)에 아치형으로 고정되며, 상호 체결봉(9)는 커버(3)안쪽에 있는 밸브부재(8)에 지탱된다. 주위온도가 변화함에 따라 온도감지요소(10)은 봉(9)를 앞뒤로 이동시키며, 따라서 밸브부재(8)이 이어서 이동된다.
댐(12)는 오일이 회전 동안에 모아지는 구동디스크의 외부벽의 반대편에 있는 폐쇄 하우징의 내부벽 표면의 부분에 형성되며, 입구부(13')는 회전 방향에서 보아 댐의 상류 근처에 형성된다. 토오크 전달실은 입구부(13')와 연통하며, 순환통로(13)은 압송기능을 수행키 위해 토오크 전달실로부터 오일 저장실(6)까지에 형성된다.
격판(5) 중심부에는 구멍(5")가 형성되며, 판을 관통해 확장된다. 제7b도에 도시된 바와같이, 잔여 오일 저장실을 갖고 있는 실시예에서 구멍(5")는 정지할 시에만 오일 저장실(6)과 토오크 전달실(4)를 연통시킨다.
환형의 잔여 오일 저장실(14)(제7b도)는 필요하다면, 폐쇄 하우징쪽에 형성될 수 있으며, 저장실(14)는 댐(12)의 바깥쪽에 반경방향으로 설치되어 하우징의 내벽표면에 형성된 토오크 전달실(4)와 연통한다. 여분의 오일 저장실(14)의 용량은 엔진이 정지할 때 토오크 전달실(4)와 여분의 오일 저장실(14) 양쪽에 모여진 기름의 양과 같다. 냉각핀(15)는 폐쇄하우징으로부터 외부로 돌출한다. 구동디스크(7)의 양표면중 적어도 한면에 반경방향으로 돌출벽부(17', 17")가 형성되며, 토오크 전달갭의 반경 방향 내측에 위치하여 임펠러 구조를 형성한다. 필요하다면, 여러개의 연통구멍(16a)는 연이은 돌출벽부 사이에 형성된다.
제12도에서, 토오크 전달실(4)에는 미로기구가 형성되며, 특히 구동디스크(7)의 외벽 표면의 근처는 폐쇄 하우징의 반대 벽 표면과 반경방향으로 이어져 있다. 이 경우에, 오일은 미로기구를 통해 원활하게 흐르지 못하며, 그 결과 오일온도가 증가하는 경향이 있다. 또한 엔진이 재가동될 때, 팬의 회전속도는 과도하게 증가하는 경향이 있다. 이러한 바람직하지 못한 현상을 방지하기 위해, 구동디스크는 미로기구쪽에 돌출벽부(17' 또는 17', 17")를 형성하고 있다.
지금까지 기술한 대로, 본 발명의 온도감응형 팬 유체 커플링의 제3실시예는 구동디스크(7)로부터 반경 방향으로 돌출하는 돌출벽부(17' 또는 17', 17")을 구비하고 있으며, 따라서 디스크는 임펠러 구조를 가지고 있다. 작동 동안에, 회전에 의해 발생한 원심력이 오일에 작용한다. 더욱이, 돌출벽부(17" 또는 17', 17")에 의해 행해지는 압송작용에 의해 오일은 토오크 전달 캠 내부로 혹은 내부로부터 외부로 압송된다. 갭을 통과하는 오일의 흐름은 원활하게 되며, 이것은 조절작용을 안정시킨다.
더욱이, 오일은 더욱 짧게 시간에 토오크 전달 갭을 통과한다. 그 결과, 기구가 전단을 겪는 시간과 가열되는 시간이 감소되며, 이로써 오일의 온도 증가가 최소화 된다. 댐(12)방향으로의 오일의 유동을 포함하며 전 내부 구조를 통과하는 오일의 순환은 가속되고, 따라서 열 발산이 향상된다. 따라서, 오일의 점성은 저하되지 않으며, 결과적으로 엔진을 냉각시키는 능력은 저하되지 않는다. 긴 작동 시간동안에, 팬 유체 커플링은 주위의 온도 변화에 따라 더욱 적절한 조절 기능을 수행하며, 동시에 팬 유체 커플링은 작은 크기로 형성될 수 있다. 여분의 오일저장실(14)와 특히 전달된 토오크를 증가시키는 미로기구의 설치에 의해 오일은 순환 통로를 따라 더 빨리 순환하게 된다.
결과적으로, 엔진의 재가동후에 앞에서 언급한 회전속도의 바람직하지 못한 증가가 더욱 효과적으로 방지될 수 있거나 억제될 수 있다.

Claims (3)

  1. 커버(3)과 케이싱(2)로 이루어진 폐쇄 하우징, 축의 선단부에 견고하게 고정된 구동디스크(7)을 구비한 회전축(1), 상기 하우징을 회전축에 유지시키는 베어링(B), 오일 유동제어구멍(5')이 형성되어 있고 또 상기 하우징을 상기 구동디스크가 설치된 토오크 전달실(4)와 오일 저장실(6)으로 분할하는 격판(5), 상기 하우징의 내벽면의 일부분에 형성되어 있고 또 오일이 회전중에 모여지는 구동디스크의 외벽의 반대편에 형성되어 있는 댐(12), 상기 댐과 연결되어 있고 토오크 전달실로부터 오일 저장실까지 연장되어 있는 순환 통로(13), 상기 커버의 전면위에 설치되어 있고 온도가 변화함에 따라 변형되는 온도감지요소(10), 및 상기 온도감지요소와 상호 체결되어 있고 주위온도가 소정온도를 능가할때 격판내의 유동제어구멍을 개방하고, 주위 온도가 소정 온도보다 낮을때 유동제어구멍을 폐쇄하게 되어 있는 밸브부재(8)을 포함하며, 회전축으로부터 피구동 폐쇄 하우징에 전달되는 토오크는 케이싱과 커버의 대향 외벽 사이에 형성된 토오크 전달 갭에서 오일이 구동디스크와 접촉하는 유효면적을 증감시켜 제어되게 되어 있는 팬 커플링에 있어서, 토오크 전달갭의 반경방향 안쪽에 있는 구동디스크(7)의 양측면의 적어도 어느 하나위에 반경방향으로 형성된 복수의 돌출벽부(17', 17")를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감응형 팬 유체 커플링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폐쇄 하우징에는 댐(12)의 반경방향에서 밖으로 하우징의 내벽면에 형성된 환형의 여분의 오일 저장실(14)가 제공되고, 상기 저장실(14)는 토오크 전달실(4)와 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 온도 감응형 팬 유체 커플링.
  3. 제1항에 있어서, 구동디스크(7)의 외벽면 부근은 미로기구를 형성하도록 폐쇄 하우징의 대향벽면과 반경방향에서 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 온도감응형 팬 유체커플링.
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