KR930011083B1

KR930011083B1 - 감온작동형 유체식 팬카플링장치

Info

Publication number: KR930011083B1
Application number: KR1019910002565A
Authority: KR
Inventors: 히로시 이노우에
Original assignee: 우수이 고꾸사이 산교 가부시기가이샤; 우수이 이따로오
Priority date: 1990-02-17
Filing date: 1991-02-18
Publication date: 1993-11-20
Also published as: GB9103338D0; GB2241771B; DE4104928A1; DE4104928C2; GB2241771A; KR910021549A; US5119920A

Abstract

내용 없음.

Description

감온작동형 유체식 팬카플링장치

제1도는 본 발명에 따른 감온작동형 유체식 팬카플링장치의 분리상태에서의 부분적인 수직단면도.

제2도는 제1도의 팬카플링장치가 부분적으로 결속상태에 있는 주요부분의 확대 단면도.

제3도는 팬카플링장치가 완전히 결속상태에 있는 것을 도시하는 제2도와 유사도.

제4도와 제5도는 본 발명에 따른 보조밸브부재의 변형예를 각각 도시하는 확대단면도.

제6도는 본 발명의 팬카플링장치의 다른 실시예를 도시하는 분리상태의 부분적인 수직단면도.

제7도는 제6도의 팬카플링장치가 부분적으로 결속상태에 있는 주요부분의 확대단면도.

제8도는 팬카플링장치가 완전히 결속상태에 있는 것을 도시하는 제2도와 유사도.

제9도는 제7도의 실시예의 변형예를 도시하는 확대단면도.

제10도는 본 발명에 따른 유체식 팬카플링장치를 구비한 팬의 입력회전수에 대한 출력회전수를 나타내는 그래프.

제11도는 본 발명에 따른 유체식 팬카플링장치를 구비한 팬의 엔진온도에 대한 출력회전수를 나타내는 그래프.

제12도는 제2도 및 제3도에 해당하는 종래의 유체식 팬카플링장치의 부분확대 단면도.

제13도는 제12도의 팬카플링장치의 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 로터 18 : 플랜지

22, 2 : 케이스 3, 23 : 커버

4, 24 : 토크전달실 5, 25 : 간막이판

5' : 유출조절구멍 6, 26 : 오일저장실

7, 27 : 구동디스크 7', 27' : 유통구멍

7a : 환형돌출부 8, 28 : 주밸브부재

8' : 보조밸브부재 9 : 연결봉

10 : 온도감지장치 11 : 금속고정구

12 : 댐(dam) 13 : 순환통로

14 : 순환구멍 14' : 돌출벽

15 : 조절구멍 16 : 헬리컬 스프링

B : 베어링 F : 냉각팬

본 발명은 자동차 운행중 항상 엔진에 공급되는 냉각공기의 양이 엔진 주위온도에 따르도록 자동차 엔진을 냉각시키기 위한 팬의 회전을 조절하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치에 관한 것이다.

종래의 이러한 유체식 팬카플링장치의 주요부분은 제12도에서와 같이 밀폐된 하우징을 형성하는 케이싱(22)과, 커버(23), 유출조절구멍(25')를 구비하는 간막이판(25), 토크전달실(24), 오일저장실(26), 단일의 주밸브부재(28) 및 유통구멍(27')를 지니는 구동디스크(27)로 구성된다. 그 유출조절구멍(25')는 토크전달실(24)측상에 위치한다. 그 주밸브부재(28)은 오일저장실(26)측상에 위치한다. 그 주밸브부재(28)은 오일저장실(26)측상에 위치하며, 그 일단은 간막이판(25)에 설치된다. 그 주밸브부재(28)은 오일저장실(26)측상에 위치하며, 그 일단은 간막이판(25)에 설치된다. 그 주밸브부재(28)은 유출구멍(25')를 개폐시켜 토크전달 틈새내의 오일 접촉유효 면적을 증감시킨다. 이와 같이하여 전달토크는 조절된다. 이러한 종래의 기술에 있어서는 단일의 유출조절구멍(25')이 단일의 주밸브부재(28)에 의해 개폐되어 카플링의 상태는 단지 두가지 상태, 즉 분리상태와 결속상태만 있게 된다. 이러한 종래기술의 출력회전수 특성은 제13도에 도시되는 바와 같이 갑자기 설정온도에서 전달토크가 변환한다는 것이다. 따라서, 냉각공기의 양은 설정온도 주위에서 과도하게 되거나 불충분하게 되며, 또한 팬의 소음도 이러한 작용으로 크게 발생한다. 또한, 베어링이나 핀부재들이 쉽게 피로하게 되고 따라서 파손이나 변형이 쉽게 일어난다.

본 발명의 목적은 자동차 엔진으로부터 나오는 공기의 온도에 따라 전결속상태뿐만 아니라 부분적 결속상태를 가능하게 하여 중간 단계의 엔진온도에서도 엔진에 공곱되는 냉각공기의 양을 보다 원활하고도 적절하게 조절하고 팬소음을 감소시켜며, 베어링이나 팬부재의 피로하중을 덜어주어 파손이나 변형을 방지시키는 내구성의 감온작동형 유체식 팬카플링장치를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 다수의 유통구멍을 지니는 구동디스크와, 그 구동디스크가 견고하게 장착되는 로터와, 베어링을 개재하여 로터에 지지되는 케이스와 커버로 구성된 밀폐된 하우징과, 하우징의 내부를 오일저장실과 구동디스크가 설치되는 토크전달실로 구분하는 간막이판과, 그 간막이판에 형성된 오일이 유출조절구멍과, 회전중 오일이 수집되는 구동 디스크의 외부표면에 대향하는 하우징의 내부표면 일부에 형성된 댐과 토크전달실에서 오일저장실로 연장되고 댐으로 통하는 순환통로과, 주위온도가 설정온도를 초과할때 간막이판의 유출조절 구멍을 개방시키고 주위온도가 설정온도 보다 낮을때 그 유출조절 구멍을 폐쇄시키는 자유 단부를 지니며, 그 대향단부가 하우징내 오일저장실측에 고정설치되는 탄성의 주밸브부재와 온도에 따라 변형하여 그 주밸브부재를 연동시키며, 커버의 전방표면에 설치되는 온도감지 장치이와, 유체식 팬카플링장치의 외부단부 가까이의 커버, 케이스 및 구동디스크에 의해 형성되는 대향 벽부들 사이에서 형성된 토크전달 틈새와, 구동디스크의 유통구멍에 거의 대향하여 간막이판에 형성된 순환구멍과, 탄성의 주밸브부재로부터 이격되며, 일단이 고정되고 탄성의 주밸브부재나 보조밸브부재의 작동으로 유체식 팬카플링의 부분적 결속상태를 가능하도록 순환구멍을 개폐시키는 보조밸브부재와 보조밸브부재의 측면에 형성된 다수의 조절구멍을 구비하며, 토크전달 틈새의 오일유효접촉 면적의 증감에 의해 구동로터로부터의 피동되는 밀폐된 하우징에로의 전달토크를 조절하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치에 의해서 달성된다.

상술한 보조밸브부재는 일단이 탄성의 주밸브부재에 고정되고 외주벽에 조절구멍이 갭(cap)형상 또는 링 형상의 부재로 구성되거나, 일단이 탄성의 주밸브부재에 고정되는 밸브부재 또는 일단이 탄성의 주밸브부재에 고정된 헬리컬 스프링수단을 지니는 밸브부재로 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 신규의 유체식 팬카플링장치는 주위온도가 낮을때 그 유출조절구멍과 순환구멍이 탄성의 주밸브부재와 보조밸브부재에 의해 각각 폐쇄된다. 그뒤 온도상승에 따라 보조밸브부재에 의해 순환구멍이 개방되어 오일저장실내의 오일이 토크전달 틈새로 형성하는 토크전달실의 후방측으로 유동한다. 이 상태에서 카플링은 부분적으로 결속된다. 온도가 더 상승하면 탄성의 주밸브부재에 의해 유출조절 구멍이 개방되어 오일이 토크전달실의 전방측으로 유동한다. 이 상태에서 카플링은 완전히 결속되어 충분한 냉각공기가 공급된다. 반대로 주위온도가 떨어지면 보조밸브부재가 순환구멍을 폐쇄시켜, 오일은 토크전달 틈새의 전방측으로만 흐른다. 이때, 카플링은 부분적으로 결속된다. 온도가 더 떨어지면 탄성의 주밸브부재는 유출조절구멍을 폐쇄시켜 카플링이 완전히 분리된다. 이와 같이 유체식 팬카플링은 두 가지 상태, 즉 부분적 결속상태와 완전결속 상태를 수행할 수 있다. 따라서, 엔진 온도가 중간일때에는 냉각공기의 양이 과도하게 되거나, 불충분하게 되지 아니하며, 또한 카플링이 중간상태를 수행할 수 있으므로 그 작동이 원활하고 성능도 또한 크게 향상된다. 또, 회전수의 증감에 따라 발생하는 팬의 소음도 휠씬 감소되며, 베어링이나 팬부재들도 피로하중이 경감되어 파손이나 변형이 크게 감소된다. 따라서, 본 발명의 유체식 팬카플링의 내구성도 매우 높다.

제1도 내지 제5도에서는 동일간 구조의 부재에 대해 동일한 도면 부호가 사용된다. 구동디스크(7)은 로터(1)에 견고하게 장착된다. 다수의 유통구멍(7')가 그 구동디스크(7)의 로터측부에 형성된다. 로터(1)의 후단부에는 플랜지(1')가 장착된다. 이 로터(1)와 구동디스크(7)가 구동부를 형성한다. 케이스(2)와 커버(3)으로 구성되는 밀폐된 하우징은 로터(1)에 베어링(13)를 개재하여 지지된다. 냉각팬(F)는 케이스(2)의 외부표면에 설치된다. 하우징 내부는 간막이판(5)에 의해서 오일저장실(6)과 토크전달실(4)로 구분된다.

그 간막이판(5)에는 오일저장실(6)으로부터 토크전달실(4)로 흐르는 오일의 유량을 조절하도록 유출조절구멍(5')가 제공된다. 또한, 그 간막이판(5)의 유출조절구멍(5')의 내측에는 방사상으로 순환구멍(14)가 제공된다. 그 순환구멍(14)는 구동디스크(7)에 형성된 유통구멍(7')에 직면할 수 있다. 토크전달실(4)내에 배치되는 구동디스크(7)과, 간막이판(5)를 포함한 밀폐된 하우징의 대향표면 사이에는 토크를 전달할 수 있도록 매우 좁은 틈새가 유지된다. 유출조절구멍(5')는 일단이 오일저장실(6)측의 간막이판(5)의 벽면에 리베트로 고정되는 주밸브부재(8)에 의해서 개폐된다. 주밸브부재(8)의 리베트단부에는 반대되는 부분은 유출조절구멍(5')을 덮을 수 있다. 제1도에서와 제1도에서와 같은 짧은 갭형상을 하거나 링형상일 수 있는 보조밸브부재(8')는 그 일단이 주밸브부재(8)에 부착된다. 보조밸브부재(8')에는 원형구멍(제2도), 슬로트(제4) 또는 슬리트(제5도)로 구성되는 다수의 조절구멍(15)이 그 측면에 제공된다. 그 보조밸브부재(8')가 순환구멍(14)에 삽입되면 그 순환구멍(14)이 폐쇄될 수 있다. 금속고정구(11)은 커버(3)의 전면에 고정된다. 바이메탈로 구성되는 온도감지장치(10)이 그 양단이 금속고정구(11)에 고정된다. 그 온도감지장치(10)은 주위 온도에 따라 변형된다. 주밸브부재(8)은 연결봉(9)을 개재하여 온도감지장치(10)에 연결되어 있다. 댐(12)는 회전시에 오일이 수집되는 구동디스크(7)의 외부표면에 대향하는 밀폐된 하우징의 내부표면 부분에 형성된다. 흡입포트는 회전방향으로 댐의 상류에 댐과 밀접하게 형성된다. 순환통로(13)은 토크전달실(4)로부터 오일저장실(6)까지 연장되어, 토크전달실(4)과 흡입포트가 연통된다.

제6도 내지 제9도는 본 발명에 따른 주밸브부재와 보조밸브부재의 다른 실시예들을 도시한다. 제6-9도에서 주밸브부재(8)과는 분리하여 형성된 보조밸브부재(8')에는 주밸브부재(8)에 고정된 단부가 제공되거나(제6도), 주밸브부재(8)에 고정된 단부를 가지는 헬리컬스프링(16)이 제공된다(제9도). 순환구멍(14)에는 그 외주부분 주위에 유통구멍(7')의 표면에 근접하게 유통구멍(7')쪽을 향한 돌출벽(14')을 제공하여, 순환구멍(14)의 개방시 유통구멍(7')를 통해 토크전달실의 후방으로만 오일이 흐르게 할 수 있다. 환형돌출부(7a)가 다수의 유통구멍(7')의 전주위를 둘러싸도록 구성디스크(7)의 외부전방 표면에 제공된다. 또한, 이 환형돌출부(7a)는 순환구멍(14)의 개방시 돌출벽(14')와 함께 오일이 더욱 토크전달 틈새의 후방으로만 흐르게 한다. 필요에 따라서는 이가 있는 표면(17)이 구동디스크(7)의 가장 바깥측 외주벽에 형성될 수 있으며, 핀(fin)이 있는 벽(18)이 구동디스크(7)의 가장 바깥측 외주벽에 대향하는 밀폐된 하우징의 내부표면에 제공될 수 있다. 이가 있는 표면(17)이나 핀이 있는 벽(18)을 제공함으로써 토크전달 틈새의 전방측으로 오일이 흐르는 것을 더욱 방지할 수 있어, 보조밸브부재(8')가 순환구멍(14)를 개방시키고 카플링이 부분적으로 결속된때 토크전달 틈새의 후방측에 오일을 더욱 유지시킬 수 있다.

또한, 필요에 따라서는 주밸브부재(8)과 보조밸브부재(8')의 탄성을 조절할 수 있도록 하기 위해 이 두밸브부재가 서로 접촉하는 카플링의 중앙부분이나 그 주위의 두밸브사이에 스페이서(spacer)를 삽입시키거나, 주밸브부재(8) 또는 보조밸브부재(8')의 단부 또는 그 주위에 추를 부착할 수도 있다(도시되지 않음).

상술한 바와 같이 본 발명의 감온작동형 유체식 팬카플링 장치에 의하면, 온도에 따라 특수형상의 순환구멍(14)를 개방시키는 보조밸브부재(8')에 의하여 토크전달 틈새의 후방측으로 오일이 더욱 유동하도록 할 수 있다. 이 상태에서 카플링 장치는 부분적으로 결속된다. 이와 같이 하여 온도에 따라 토크가 전부 또는 부분적으로 전달될 수 있게 된다. 따라서, 엔진에 공급되는 냉각공기의 양이 엔진의 증가 온도에서 과도하게 되거나 불충분하게 되는 일은 없게 되고 오히려 온도에 따른 가장 적절한 양의 냉각공기가 공급되게 된다. 또한, 종래의 유체식 팬카플링장치보다 휠씬 원활하게 카플링 자이가 작동되며, 성능도 더욱 높다. 또 회전 속도의 증감에 따른 팬의 소음도 제거된다. 베어링이나 팬부재들에 피로 하중도 덜 걸리며, 이에 따른 부품들의 파손이나 변형도 줄어들어 수명도 길어진다.

Claims

다수의 유통구멍(7')을 지는 구동디스크(7)와; 그 구동디스크(7)가 견고하게 장착되는 로터(1)와; 케이스(2)와 커버(3)로 구성되고 베어링을 개재하여 로터에 지지되는 밀폐된 하우징과; 그 케이스의 외부 원주상에 설치된 냉각팬(F)와; 하우징의 내부를 오일저장실(6)과, 구동디스크가 설치되는 토크전달실(4)로 구분하는 간막이판(5)과; 그 간막이판에 형성된 오일의 유출조절구멍(5')과; 회전중에 오일이 수집되는 구동디스크의 외부표면에 대향하는 하우징의 내부표면의 일부에 형성된 댐(12)과; 그 토크전달실로부터 오일저장실로 연장되며 댐으로 통하는 순환통로(13)와; 주위온도가 설정온도를 초과할때 간막이판의 유출조절 구멍을 개방시키고 주위온도가 설정온도보다 낮을때에는 그 유출조절 구멍을 폐쇄시키는 자유단부를 가지며, 그 자유단부의 반대단부가 고정되게 오임저장실측에 설치되는 탄성의 주밸브부재(8)와; 커버의 전방표면에 설치되고 온도에 딸 변형되어 주밸브부재를 연관 작동시킨 온도감지장치(10)와; 유체식 팬카플링장치의 외부단부 가까이의 커버, 케이스 및 구동 디스크에 의해 형성되는 대향벽부들 사이에 형성되는 토크전달 틈새와; 간막이판에 유출조절 구멍으로부터 반경방향으로 이격되게 형성된 순환구멍(14)과; 탄성의 주밸브부재에 순환구멍을 개폐시킬 수 있도록 장착되어 그 탄성의 주밸브부재나 이 보조밸브부재를 작동시켜 유체식 팬카플링장치를 부분적으로 결속시킬 수 있게 하는 보조밸브부재(8')와; 순환구멍에 거의 대항하여 구동디스크에 형성된 유통구멍(7')를 구비하여, 구동로터로부터 피동의 밀폐된 하우징에로 전달되는 토크가 토크전달 틈새내의 오일의 유효접촉 면적의 증감에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치.
제1항에 있어서, 보조밸브부재가 그 측면에 다수의 조절구멍을 지나는 짧은 갭이나 링형상 부재로 된 것을 특징으로 하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치.
제2항에 있어서, 다수의 조절구멍이 각각 원형인 것을 특징으로 하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치.
제2항에 있어서, 다수의 조절구멍이 각각 슬로트인 것을 특징으로 하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치.
제2항에 있어서, 다수의 조절구멍이 각각 슬리트인 것을 특징으로 하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치.
제1항에 있어서, 보조밸브부재가 일단이 탄성의 주밸브부재에 고정된 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치.
제1항에 있어서, 보조밸브부재가 일단이 탄성의 주밸브부재에 고정된 헬리컬스프링 수단에 한 단부가 연결되는 부재로 구성된 것을 특징으로 하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 다수의 유통구멍의 전부를 둘러싸도록 구동디스크의 외부전방 표면상에 환형돌출부(7a)가 제공된 것을 특징으로 하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 유통구멍 쪽으로 순환구멍의 외주부분 주위에 돌출벽(14')이 연장하여 형성된 것을 특징으로 하는 감온작동형 유체식 팬카플링장치.