WO2019059154A1 - ファンクラッチ - Google Patents

Abstract

エンジンからの振動入力が生じた際の振動の増大を抑制することができるファンクラッチを提供すること。 エンジンによって回転駆動される入力側回転部材（１０）と、入力側回転部材（１０）に対して回転自在に支持されると共に、入力側回転部材（１０）の回転が粘性流体を介して伝達されて回転する出力側回転部材（２０）と、出力側回転部材（２０）に取り付けられたファン（４０）と、を備えたファンクラッチにおいて、入力側回転部材（１０）は、減衰材（５１）と、この減衰材（５１）に支持された質量体（５２）と、を有するおもり部材（５０）が取り付けられている構成とした。

Description

ファンクラッチ

　本発明は、エンジンの冷却系に用いられるファンクラッチに関する発明である。

　従来、エンジンによって回転駆動される駆動軸と、駆動軸に固定されたドライブディスクと、駆動軸に対して回転自在に支持されると共に、ドライブディスク及び粘性流体を収容し、ドライブディスクの回転が粘性流体を介して伝達されて回転するクラッチケースと、クラッチケースに取り付けられたファンと、を備えたファンクラッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９-２８７６２６号公報

　ところで、従来のファンクラッチでは、駆動軸がエンジンによって回転駆動されるため、エンジンの振動が、駆動軸からドライブディスクに伝達されたり、駆動軸からケース支持位置を介してクラッチケースに伝達され、ファンクラッチの全体が振動する。このとき、エンジン振動等の周波数にファンクラッチの固有振動数が近いと、ファンクラッチが共振して振動が大きくなるという問題が生じる。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジン振動等に伴って生じる振動を抑制することができるファンクラッチを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明は、エンジンによって回転駆動される入力側回転部材と、入力側回転部材に対して回転自在に支持されると共に、入力側回転部材の回転が粘性流体を介して伝達されて回転する出力側回転部材と、出力側回転部材に取り付けられたファンと、を備えたファンクラッチにおいて、入力側回転部材に、減衰材と、減衰材に支持された質量体と、を有するおもり部材が取り付けられている。

　よって、本発明では、エンジンの振動が入力したとき、入力側回転部材に設けた減衰材が減衰器の機能を発揮し、また、この減衰材に支持された質量体がマス（錘）の機能を発揮することで、エンジンから伝わる振動を抑制することができる。

実施例１のファンクラッチを示す縦断面図である。 実施例１のファンを示す平面図である。 実施例１のファンに用いる取付金具を示す斜視図である。 実施例２のファンクラッチを示す縦断面図である。 実施例３のファンクラッチを示す縦断面図である。 実施例１のおもり部材の第１変形例を示す要部断面図である。 実施例１のおもり部材の第２変形例を示す要部断面図である。 実施例２のおもり部材の変形例を示すファンクラッチの縦断面図である。

　以下、本発明のファンクラッチを実施するための形態を、図面に示す実施例１から実施例３に基づいて説明する。

　（実施例１）
　まず、実施例１におけるファンクラッチの構成を、図１及び図２に基づいて説明する。

　実施例１のファンクラッチ１は、自動車に搭載されたラジエータの冷却ファンに適用される温度感応型の粘性カップリングである。このファンクラッチ１は、図１に示すように、エンジンによって回転駆動される入力側回転部材１０と、入力側回転部材１０に対してベアリング３０を介して回転自在に支持されると共に、入力側回転部材１０の回転が粘性流体を介して伝達されて回転する出力側回転部材２０と、出力側回転部材２０に取り付けられたファン４０と、を備えている。

　入力側回転部材１０は、ここでは、図示しないエンジンのプーリシャフト（不図示）に結合され、プーリシャフトが回転することで回転駆動される駆動軸１１と、駆動軸１１に固定されたドライブディスク１２と、を有している。

　駆動軸１１は、根元にフランジ１１ａが形成され、このフランジ１１ａをプーリシャフトの先端に突合せて、複数のボルト・ナット（不図示）で締め付けられる。これにより、駆動軸１１は、プーリシャフトに対して一体的に結合される。なお、この駆動軸１１は、エンジンのクランクシャフトに直接繋がれていてもよい。

　ドライブディスク１２は、中央に貫通孔１２ａが形成されたアルミニウム若しくは鉄製の円盤部材である。このドライブディスク１２は、セレーションが形成された駆動軸１１の先端部１１ｂが貫通孔１２ａの内側に圧入され、セレーションの凸部が貫通孔１２ａの内周面を塑性変形させて食い込むことで駆動軸１１に固定されている。このとき、貫通孔１２ａの内周面の変形によって、駆動軸１１と貫通孔１２ａとが一体的に回転可能になる。なお、ドライブディスク１２の固定方法としては、他にも、貫通孔１２ａに駆動軸１１の先端部１１ｂを強圧入（締まりばめ）してもよい。さらに、駆動軸１１の先端部１１ｂに雄ネジ溝を形成し、貫通孔１２ａの内側に雌ネジ溝を形成し、この雄ネジ溝と雌ネジ溝を螺合してドライブディスク１２を固定してもよい。いずれも場合であっても、ドライブディスク１２の固定状態をバックアップするために、図示しないロックナットを介してドライブディスク１２を駆動軸１１に固定してもよい。
また、このドライブディスク１２は、出力側回転部材２０の後述する第２クラッチケース２２に対向するトルク伝達面１２ｂに、ディスク側ラビリンス溝１２ｃが形成されている。なお、このディスク側ラビリンス溝１２ｃは、ドライブディスク１２の両面に形成されていてもよい。さらに、ドライブディスク１２の表面を平坦にし、ラビリンス溝が形成されていなくてもよい。
そして、このドライブディスク１２は、アルミニウム若しくは鉄製のものに限らない。例えば、マグネシウム、スチール、銅等の金属や、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の耐熱性樹脂等により形成されていてもよい。

　出力側回転部材２０は、駆動軸１１に回転自在に支持された第１クラッチケース２１と、この第１クラッチケース２１に固定されて、第１クラッチケース２１との間にドライブディスク１２及び粘性流体を収容する内部空間Ｋを形成する第２クラッチケース２２と、を有している。なお、この第１,第２クラッチケース２１,２２によりクラッチケースが形成されている。また、「粘性流体」とは、例えばシリコンオイルである。

　第１クラッチケース２１は、中央に貫通孔２１ａが形成されたアルミニウム合金製の円盤部材である。貫通孔２１ａには、ベアリング３０を介して駆動軸１１が貫通している。これにより、駆動軸１１と第１クラッチケース２１との間にベアリング３０が介装され、第１クラッチケース２１は、駆動軸１１に対して回転自在に支持される。

　ここで、ベアリング３０は、駆動軸１１の外周面に嵌合した内輪３０ａと、第１クラッチケース２１の貫通孔２１ａの内側に嵌合した外輪３０ｂと、内輪３０ａと外輪３０ｂの間に配置された保持器（不図示）に保持された複数の転動体３０ｃと、を有する転がり軸受である。このベアリング３０は、駆動軸１１の外周面に形成された段差部１１ｃとドライブディスク１２との間に配置され、軸方向に位置決めがなされている。

　第２クラッチケース２２は、ドライブディスク１２を覆うアルミ合金製の皿型部材であり、周縁フランジ部２２ａが第１クラッチケース２１の周縁部にボルトＢを介して固定されている。これにより、第１クラッチケース２１と第２クラッチケース２２は、一体的に回転自在となっている。また、この第２クラッチケース２２は、周縁フランジ部２２ａにファン４０がボルト止めされ、内側面２２ｂのディスク側ラビリンス溝１２ｃに対向する位置に、ケース側ラビリンス溝２２ｃが形成されている。なお、この第２クラッチケース２２及び第１クラッチケース２１は、アルミニウム合金製のものに限らない。例えば、マグネシウム、スチール、銅等の金属や、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の耐熱性樹脂等により形成されていてもよい。

　内部空間Ｋは、内部に設けられた仕切壁２４により、ドライブディスク１２が配置されたトルク伝達室２４ａと、オイル室２４ｂとに区画されている。ここで、ケース側ラビリンス溝２２ｃは、トルク伝達室２４ａ内に形成されている。

　仕切壁２４は、周縁部が第２クラッチケース２２の内側面２２ｂに固定された円盤部材である。この仕切壁２４には開口部２４ｃが形成され、この開口部２４ｃを介してトルク伝達室２４ａとオイル室２４ｂとが連通し、粘性流体の流通が可能になっている。さらに、第２クラッチケース２２には、一方の開口がトルク伝達室２４ａに開放し、他方の開口がオイル室２４ｂに開放したオイル循環路２４ｄが形成されている。すなわち、トルク伝達室２４ａとオイル室２４ｂとは、このオイル循環路２４ｄを介しても連通している。

　そして、第２クラッチケース２２の中心部には、ピストン部材２３ａが軸方向に移動可能に貫通している。内部空間Ｋから外部に突出したピストン部材２３ａの一端は、板状のバイメタル２３の湾曲中心に接触し、内部空間Ｋの中に差し込まれたピストン部材２３ａの他端は、後述するバルブ２５に接触している。つまり、ピストン部材２３ａは、バイメタル２３とバルブ２５の間に配置されている。なお、ピストン部材２３ａと第２クラッチケース２２との間には、図示しないシール材が設けられ、粘性流体の漏れを防止している。

　バルブ２５は、板ばねによって形成されている。このバルブ２５は、一端が仕切壁２４のオイル室２４ｂ側の面にカシメ止め等によって固定され、中間部にピストン部材２３ａの先端が接触し、他端が開口部２４ｃに対向している。そして、バルブ２５は、常に他端が開口部２４ｃから離れる方向にばね力を作用させるが、平板状態のバイメタル２３によってピストン部材２３ａを介して押圧され、開口部２４ｃを閉鎖する。

　一方、バイメタル２３は、ここでは帯状の平板形状に形成されており、長手方向の両端が第２クラッチケース２２の表面に固定されている。そして、このバイメタル２３は、ラジエータ通過後の空気温度であるファンクラッチ１の前面（バイメタル２３の前方）の雰囲気温度に応じて、平板状態から長手方向の中央部分が第２クラッチケース２２から離れる方向に湾曲変形していく。そして、ピストン部材２３ａは、このバイメタル２３の湾曲変形に併せて軸方向に移動する。バルブ２５は、ピストン部材２３ａが移動したことで、このピストン部材２３ａの移動距離に応じて開口部２４ｃを開放する。
具体的には、雰囲気温度が低温のとき、バイメタル２３は、撓みが小さくなって平板状になり、バルブ２５のばね力に抗してピストン部材２３ａの軸方向移動を規制する。これにより、バルブ２５はピストン部材２３ａを介して押さえられ、開口部２４ｃが閉鎖される。また、雰囲気温度が高温のとき、バイメタル２３が第２クラッチケース２２から離れる方向に湾曲変形し、ピストン部材２３ａを介してバルブ２５に伝達される押圧力が低下する。これにより、バルブ２５が自身のばね力で仕切壁２４から離れ、開口部２４ｃが開放される。
このように、バイメタル２３は、雰囲気温度に応じてバルブ２５で開口部２４ｃを開閉させて、オイル室２４ｂからトルク伝達室２４ａに戻される粘性流体の流量を調整する。そして、粘性流体の循環量が調整されることで、ドライブディスク１２から第２クラッチケース２２に伝達するトルクが変化する。なお、実施例１では、バイメタル２３が帯状の平板形状を呈しているが、温度感応型の渦巻きバネを用いてもよい。

　ファン４０は、図２Ａに示すように、出力側回転部材２０に嵌合する円筒状の樹脂製のボス部４１と、ボス部４１の外周面から径方向に突出形成された多数の翼部４２と、ボス部４１の内側に固定された取付金具４３と、を有している。
ここで、取付金具４３は、図２Ｂに示すように、ボス部４１の軸方向に延びてボス部４１に埋め込まれる筒状のインサート部４３ａと、インサート部４３ａの一端からボス部４１の内側に延在された固定部４３ｂとから構成されている。また、インサート部４３ａには、周方向に並ぶ多数の開口４３ｃが形成されている。

　なお、ファン４０としては、ボス部４１及び翼部４２がすべて金属製のスチールファンであってもよいし、取付金具４３が円盤状のフラットプレートであってもよい。また、取付金具４３を有しておらず、ボス部４１が出力側回転部材２０に直接固定されていてもよい。

　そして、固定部４３ｂに形成されたボルト穴４３ｄを貫通するボルトＢによって、取付金具４３が第２クラッチケース２２の周縁フランジ部２２ａに固定され、ファン４０が出力側回転部材２０に取り付けられる。ここでは、ボルトＢは、図１に示すように、第１クラッチケース２１に第２クラッチケース２２を固定するボルトと兼用する。
なお、ファン４０を出力側回転部材２０に固定するボルトＢと、第１クラッチケース２１に第２クラッチケース２２を固定するボルトとは別々に設けてもよい。さらに、第１クラッチケース２１に第２クラッチケース２２を固定する際、ボルトを用いないシーミング加工によって固定してもよい。

　さらに、この実施例１のファンクラッチ１では、入力側回転部材１０を構成する駆動軸１１におもり部材５０が取り付けられている。このおもり部材５０は、減衰材５１と、この減衰材５１に支持された質量体５２と、を有している。

　減衰材５１は、エンジンから入力する振動を減衰可能なゴム製の筒部材であり、駆動軸１１の外周面に嵌着されている。この減衰材５１は、駆動軸１１に嵌着したベアリング３０とフランジ１１ａとの間に配置され、駆動軸１１の全周を覆っている。減衰材５１と駆動軸１１との間には、図示しない接着剤が塗布されて、減衰材５１の軸方向の位置ずれを規制している。
なお、減衰材５１を駆動軸１１に対して固定する方法としては、接着剤を利用する他に、ねじやかしめ等によって固定してもよい。

　質量体５２は、減衰材５１の外周面に巻きつけられた金属プレートであり、駆動軸１１の振動に影響を与える重量を有する。この質量体５２は、減衰材５１の全面を覆い、この減衰材５１に対してカシメ等で固定されている。なお、この質量体５２は、減衰材５１の外周面に嵌合する金属製の円筒部材であってもよい。

　次に、作用を説明する。まず、ファンクラッチの振動課題を説明し、続いて、実施例１のファンクラッチ１の作用を、「ファンクラッチの基本動作」と、「振動抑制作用」に分けて説明する。

　［ファンクラッチの振動課題］
　エンジンの回転力を利用してラジエータを冷却するファンを回転駆動させる際、ラジエータ通過後の空気温度等に応じてファンの回転数を制御するため、エンジンとファンとの間にファンクラッチを配置している。

　このファンクラッチは、エンジンによって回転駆動される入力側回転部材と、この入力側回転部材の回転が粘性流体を介して伝達されて回転すると共に、ファンが取り付けられた出力側回転部材と、を備えた粘性カップリングである。ここで、出力側回転部材は、入力側回転部材に対し、例えばベアリング（転がり軸受）を介して回転自在に支持されている。

　一方、このファンクラッチでは、エンジンが駆動している間は、常にエンジンからの振動が入力側回転部材へ入力される。また、出力側回転部材は、ベアリングを介して入力側回転部材に支持されているため、エンジンから入力側回転部材に入力した振動は、ベアリングを介して出力側回転部材にも常に入力されることとなる。
さらに、ファンクラッチの取付時に生じた偏芯や、ファンクラッチの取付面が斜めになった状態で取り付けたことによる取付面の振れが生じている場合には、エンジン振動とは逆側（すなわち、ファンクラッチ側）から駆動軸に振動が加わる。この結果、駆動軸を含むファンクラッチの全体が振動する。

　これに対し、振動抑制を目的とする一般的な設計として、耐振動性を考慮して入力側回転部材の駆動軸の外径を太くしたり、ファンクラッチ全体の重量を軽量化したり、ファンクラッチの重心位置をベアリングのセンター位置に近づけたりすることが考えられる。さらに、ファンクラッチ取付時の偏芯の防止や、クラッチ取付面の精度向上を図り、振動抑制を実現することが考えられる。
しかし、ファンクラッチに接続されるエンジンから入力される振動の状態（周波数等）によっては、適切な振動抑制を行うことができず、想定した振動以上のものが発生してしまうことがある。すなわち、エンジンの大きさや種類、個々の性能バラツキ、また使用環境、ファンやファンクラッチの重量等の影響により、振動の特性が異なる。そのため、適切な振動抑制を行うためには、細かな仕様調整を可能とする必要がある。

　［ファンクラッチの基本動作］
　図１は、エンジンが停止している冷間時のファンクラッチ１を示している。この状態では、仕切壁２４に形成された開口部２４ｃは、バルブ２５により閉鎖されている。このような状態からエンジンが駆動してプーリシャフトが回転すると、実施例１のファンクラッチ１では、プーリシャフトに結合された駆動軸１１が一体的に回転駆動される。そして、この駆動軸１１と共にドライブディスク１２が回転する。このとき、トルク伝達室２４ａ内の粘性流体は、ドライブディスク１２の回転によって発生する遠心力の作用により、オイル循環路２４ｄを通ってオイル室２４ｂへと流れていく。

  しかし、雰囲気温度が低い状態では、バイメタル２３は変形しないので、ピストン部材２３ａはバルブ２５を押圧している状態から移動せず、開口部２４ｃはバルブ２５により閉じられたままとなる。そのため、粘性流体は、ドライブディスク１２の回転による遠心力でオイル室２４ｂに回収されるだけで、トルク伝達室２４ａには供給されない。これにより、ディスク側ラビリンス溝１２ｃとケース側ラビリンス溝２２ｃとの間の粘性流体が微量になり剪断抵抗力が小さくなるため、ドライブディスク１２から第２クラッチケース２２へのトルク伝達がほとんど行われず、出力側回転部材２０の回転数は上昇しない。つまり、ファン４０の回転数が上昇しない。

  これに対し、雰囲気温度が上昇し始めると、温度に感応するバイメタル２３が湾曲することでピストン部材２３ａが軸方向に移動し、バルブ２５に対する押圧力が弱まり、開口部２４ｃが開き始める。そのため、オイル室２４ｂ内の粘性流体が開口部２４ｃを通じてトルク伝達室２４ａへと流れ込む。これにより、ディスク側ラビリンス溝１２ｃとケース側ラビリンス溝２２ｃとの間の粘性流体が増量し、このディスク側ラビリンス溝１２ｃとケース側ラビリンス溝２２ｃとの間において、粘性流体の粘性による大きな剪断抵抗力が発生する。

　そして、この剪断抵抗力により、入力側回転部材１０の回転トルクが出力側回転部材２０に伝達される。これにより、出力側回転部材２０は入力側回転部材１０の回転に伴って回転し、ファン４０の回転数が上昇する。
なお、ディスク側ラビリンス溝１２ｃとケース側ラビリンス溝２２ｃとの間を通過した粘性流体は、ドライブディスク１２の回転によって発生する遠心力の作用により、オイル循環路２４ｄを通ってオイル室２４ｂに戻される。

　［振動抑制作用］
　実施例１のファンクラッチ１では、エンジンが駆動している間は、常にエンジンからの振動が駆動軸１１へと入力される。すなわち、この駆動軸１１及びドライブディスク１２を有する入力側回転部材１０には、エンジンからの振動が常に伝達される。

　一方、出力側回転部材２０である第１クラッチケース２１は、ベアリング３０を介して駆動軸１１に支持されている。そのため、エンジンから駆動軸１１へ入力された振動は、ベアリング３０を介して第１クラッチケース２１へと伝達される。その結果、第１クラッチケース２１及びこの第１クラッチケース２１に固定された第２クラッチケース２２を有する出力側回転部材２０にも、エンジンからの振動が常に入力される。

　さらに、ファンクラッチ１の取付時にアンバランス（偏芯や傾き）があると、ファン４０が回転することで第１クラッチケース２１及び第２クラッチケース２２が振動する。この振動は、ベアリング３０を介して駆動軸１１へと入力される。

　これに対し、実施例１では、駆動軸１１におもり部材５０が取り付けられている。そのため、駆動軸１１に入力された振動が有する振幅エネルギーは、おもり部材５０の減衰材５１に一旦蓄えられる。そして、この減衰材５１に蓄えられた振幅エネルギーは、逆方向に振動する逆振幅時に放出される。つまり、減衰材５１が、減衰器の機能を発揮することになり、駆動軸１１の振動を抑制することができる。

　また、質量体５２を有するおもり部材５０を駆動軸１１に取り付けたことによって、駆動軸１１の重量が変化する。そのため、この駆動軸１１が持つ固有振動数が変化する。これにより、エンジンの振動に駆動軸１１が共振することを防止できる。

　これにより、エンジンからの振動入力が生じた際、ファンクラッチ１が共振することが防止され、ファンクラッチ１に入力された振動の増大を抑制することができる。そして、ファンクラッチ１の振動増大が抑制されることで、片持ち状態になっている駆動軸１１の根元部分に繰り返し加わる応力の増大による駆動軸１１の破損や、ファンクラッチ１の構成部品（ベアリング３０、ファン４０等）の摩耗や破損等を抑えることができる。そのため、ファンクラッチ１にかかる負担の軽減を図ることができる。また、振動による騒音の低減にも効果がある。

　また、おもり部材５０を入力側回転部材１０の駆動軸１１に取り付けたことで、このおもり部材５０は、量産品への適用も可能であるし、ファンクラッチ１の構造とは別に後付けすることもできる。これにより、エンジンの性能や使用環境、ファンクラッチ１やファン４０等に応じて異なる振動特性に応じて、おもり部材５０の微妙な仕様調整を容易に行うことができる。つまり、要求される振動条件のもとでＣＡＥ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｉｄｅｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）を用いて振動を抑制するために最適な減衰材５１と質量体５２の組み合わせを予測したり、実験的に評価して調整し、適切なおもり部材５０を設定することが可能となる。この結果、適切な振動抑制を容易に図ることができる。

　さらに、この実施例１では、おもり部材５０を入力側回転部材１０の駆動軸１１に取り付けたことで、ファンクラッチ１に対するおもり部材５０の取り付けを容易に行うことができる。そして、ファンクラッチ１自体の大きな設計変更を行うことなく、振動対策を図ることができる。また、ファンクラッチ１に入力された振動が、このファンクラッチ１の全体に伝達される前に減衰することが可能となり、振動の増大を効率よく抑制することが可能となる。

　次に、効果を説明する。
　実施例１のファンクラッチ１にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

　（１）エンジンによって回転駆動される入力側回転部材１０と、
　前記入力側回転部材１０に対して回転自在に支持されると共に、前記入力側回転部材１０の回転が粘性流体を介して伝達されて回転する出力側回転部材２０と、
　前記出力側回転部材２０に取り付けられたファン４０と、を備え、
　前記入力側回転部材１０には、減衰材５１と、前記減衰材５１に支持された質量体５２と、を有するおもり部材５０が取り付けられている構成とした。
　これにより、エンジンからの振動入力が生じた際の振動の増大を抑制することができる。

　（２）前記入力側回転部材１０は、前記エンジンに接続された駆動軸１１と、前記駆動軸１１に固定されたドライブディスク１２と、を有し、
　前記出力側回転部材２０は、前記ドライブディスク１２及び前記粘性流体を収容するクラッチケース（第１クラッチケース２１,第２クラッチケース２２）を有し、
　前記おもり部材５０は、前記駆動軸１１に取り付けられている構成とした。
　これにより、（１）の効果に加え、おもり部材５０を容易に後付けすることが可能となり、ファンクラッチ１自体の大きな設計変更を行うことなく、振動対策を図ることができる。

　（実施例２）
　実施例２は、おもり部材を入力側回転部材のドライブディスクに取り付けた例である。以下、図３に基づいて実施例２を説明する。なお、実施例１と同等の構成については、実施例１と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

　実施例２のファンクラッチ１Ａでは、図３に示すように、ドライブディスク１２の第２クラッチケース２２に対向するトルク伝達面１２ｂにおもり部材５０Ａが取り付けられている。

　ここで、おもり部材５０Ａは、円盤状のゴム製プレートからなる減衰材５１Ａと、この減衰材５１Ａにねじや接着剤等で固定された円盤状の金属製プレートからなる質量体５２Ａと、を有している。そして、このおもり部材５０Ａは、トルク伝達面１２ｂの中心にねじや接着剤等で固定され、ここでは、ドライブディスク１２の中心に形成された貫通孔１２ａを覆っている。

　そして、この実施例２のファンクラッチ１Ａにおいても、エンジンからの振動入力時、おもり部材５０Ａによって駆動軸１１からドライブディスク１２へと伝達された振動を減衰すると共に、ドライブディスク１２の固有振動数を変化させることができ、ドライブディスク１２がエンジンから伝わる振動に共振することを防止できる。
この結果、エンジンからの振動入力が生じた際、ファンクラッチ１Ａが共振することが防止され、ファンクラッチ１Ａに伝達された振動の増大を抑制することができる。

　また、この実施例２では、おもり部材５０Ａを内部空間Ｋに収容されたドライブディスク１２に取り付けている。そのため、おもり部材５０Ａの取付位置の調整自由度を向上させることができ、振幅が大きいところに取り付けた場合では、おもり部材５０Ａを小さく形成することができる。

　すなわち、実施例２のファンクラッチ１Ａにあっては、次に挙げる効果が得られる。

　（３）前記入力側回転部材１０は、前記エンジンに接続された駆動軸１１と、前記駆動軸１１に固定されたドライブディスク１２と、を有し、
　前記出力側回転部材２０は、前記ドライブディスク１２及び前記粘性流体を収容するクラッチケース（第１クラッチケース２１,第２クラッチケース２２）を有し、
　前記おもり部材５０Ａは、前記ドライブディスク１２に取り付けられている構成とした。
　これにより、（１）の効果に加え、おもり部材５０Ａの取付位置の調整自由度を向上させ、振幅が大きいところに取り付けることでおもり部材５０Ａを小さく形成することができる。

　（実施例３）
　実施例３のファンクラッチは、おもり部材の減衰材を、入力側回転部材に固定されたハウジング内に質量体と共に封入された流体によって構成した例である。以下、図４に基づいて実施例３を説明する。なお、実施例１と同等の構成については、実施例１と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

　実施例３のファンクラッチ１Ｂでは、図４に示すように、駆動軸１１に取り付けたおもり部材５０Ｂの減衰材が、駆動軸１１に固定されたハウジング５３内に、質量体５２Ｂと共に封入されたシリコンオイル（流体）５４によって構成されている。

　ここで、ハウジング５３は、駆動軸１１を取り囲む筒形状の中空筐体である。このハウジング５３は、金属や硬質の合成樹脂、セラミックス等によって形成されている。ハウジング５３の内周面５３ａは、駆動軸１１に対してねじや接着剤等を用いて固定され、軸方向の位置ずれが規制されている。

　一方、質量体５２Ｂは、ハウジング５３内に収納可能な筒状に形成された金属材である。この質量体５２Ｂは、シリコンオイル５４の動きに追従して変形可能な弾性支持部材５４ａにより、ハウジング５３の内側面５３ｂに接触しない状態で支持されている。
ここで、質量体５２Ｂ及び弾性支持部材５４ａは、いずれも駆動軸１１の周方向に沿って所定の間隔を空けて複数配置されてもよいし、駆動軸１１の全周にわたって設けられていてもよい。
また、弾性支持部材５４ａは、発泡ゴムやスチールウール、金属スポンジ、バネ、樹脂等によって形成される。この弾性支持部材５４ａは、図４に示すように、質量体５２Ｂの内周面のみに接触して支持するものであってもよいし、質量体５２Ｂの全面を覆うと共にハウジング５３内に充満されて、質量体５２Ｂがハウジング５３の内側面５３ｂに接触しないように保持するものであってもよい。

　そして、シリコンオイル５４は、ハウジング５３内にほぼ気密状態で封入された所定の粘性を有する流体である。なお、このシリコンオイル５４は、出力側回転部材２０の内部空間Ｋ内に収容された粘性流体と同等のものであってもよい。

　この実施例３のファンクラッチ１Ｂにおいても、エンジンからの振動入力時、おもり部材５０Ｂによってエンジンから駆動軸１１に入力した振動を減衰すると共に、駆動軸１１の固有振動数を変化させることができ、駆動軸１１がエンジンから伝わる振動に共振することを防止できる。
この結果、エンジンからの振動入力が生じた際、ファンクラッチ１Ｂが共振することが防止され、ファンクラッチ１Ｂに伝達された振動の増大を抑制することができる。

　また、この実施例３では、おもり部材５０Ｂの減衰材を、ハウジング５３内に質量体５２Ｂとともに封入されたシリコンオイル５４（流体）によって構成している。そのため、ゴム等で形成された減衰材を用いる場合よりも、広域の周波域の振動を減衰して吸収することができ、抑制可能な振動の周波域の拡大を図ることができる。特に、実施例３では、シリコンオイル５４が所定の粘性を有しており、振動減衰性が高い。また、振動による騒音の低減を図ることもできる。

　すなわち、実施例３のファンクラッチ１Ｂにあっては、次に挙げる効果が得られる。

　（４）前記減衰材は、前記入力側回転部材（駆動軸１１）に固定されたハウジング５３内に、前記質量体５２Ｂと共に封入された流体（シリコンオイル５４）によって構成されている。
　これにより、（１）～（３）のいずれかの効果に加え、減衰可能な振動の周波域の拡大を図ることができ、より広い周波域の振動の増大を抑制することができる。

　以上、本発明のファンクラッチを実施例１～実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。

　実施例１では、減衰材５１をゴム製の筒部材で構成する例を示したがこれに限らない。エンジンからの入力振動によって弾性変形可能であればよいので、例えば、シリコーンゴムや、合成樹脂製シーリング材、合成ゴム製シーリング材、変成シリコン等のシーリング材等によって構成されてもよい。

　さらに、実施例３では、おもり部材５０Ｂの減衰材となるハウジング５３内に封入された流体を、所定の粘性を有するシリコンオイル５４によって構成された例を示したが、これに限らない。例えば、鉱物油やシーラント等であってもよい。

　また、実施例１では、おもり部材５０が駆動軸１１の全周にわたって取り付けられている例を示したが、これに限らない。例えば、図５Ａに示すように、駆動軸１１の周方向に沿って、所定の間隔を空けておもり部材５０Ｃを複数配置してもよい。また、図５Ｂに示すおもり部材５０Ｄように、減衰材５１を、駆動軸１１の全周に設ける一方、質量体５２は、駆動軸１１の周方向に沿って、所定の間隔を空けて複数配置したものであってもよい。

　また、実施例２では、おもり部材５０Ａが円盤形状を呈し、ドライブディスク１２に形成された貫通孔１２ａを覆っている例を示した。しかしながらこれに限らず、例えば図６に示すおもり部材５０Ｅのように、減衰材５１及び質量体５２が、いずれも貫通孔１２ａの周囲を取り囲むリング形状としてもよい。また、貫通孔１２ａの全周を取り囲むものではなく、貫通孔１２ａを中心とした円弧方向に沿って、所定の間隔を空けて複数のおもり部材を配置する構成でもよい。

　さらに、おもり部材５０Ａは、ドライブディスク１２に取り付けられていればよいので、第１クラッチケース２１に対向した面（トルク伝達面１２ｂの裏面）に取り付けてもよい。

　また、実施例３では、減衰材をシリコンオイル５４で構成したおもり部材５０Ｂを駆動軸１１に取り付けた例を示したが、これに限らず、実施例３に示すおもり部材５０Ｂをドライブディスク１２に取り付けてもよい。

　そして、各実施例では、バイメタル２３を用いて仕切壁２４に形成した開口部２４ｃを開閉するバルブ２５の作動を行うバイメタル式のファンクラッチに適用する例を示したが、これに限らない。電磁石によりバルブを作動させる電子制御式のファンクラッチであっても、本発明を適用することができる。

　さらに、各実施例では、ファンクラッチ１が粘性流体を介して入力側回転部材の回転が出力側回転部材に伝達される粘性カップリングである例を示したがこれに限らない。例えば、電磁石により締結／解放が制御される摩擦クラッチを用いて、入力側回転部材の回転を出力側回転部材に伝達するファンクラッチであってもよい。

　また、各実施例では、転がり軸受であるベアリング３０を用いて駆動軸１１に対して第１クラッチケース２１を回転自在に支持する例を示したが、これに限らない。出力側回転部材が入力側回転部材に回転自在に支持されていればよいので、例えばすべり軸受け（ブッシュ）を用いてもよい。

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１７年９月２２日に日本国特許庁に出願された特願２０１７－１８２８０９に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (4)

1. 　エンジンによって回転駆動される入力側回転部材と、
   　前記入力側回転部材に対して回転自在に支持されると共に、前記入力側回転部材の回転が粘性流体を介して伝達されて回転する出力側回転部材と、
   　前記出力側回転部材に取り付けられたファンと、を備え、
   　前記入力側回転部材には、減衰材と、前記減衰材に支持された質量体と、を有するおもり部材が取り付けられている
   ことを特徴とするファンクラッチ。
2. 　請求項１に記載されたファンクラッチにおいて、
   　前記入力側回転部材は、前記エンジンに接続された駆動軸と、前記駆動軸に固定されたドライブディスクと、を有し、
   　前記出力側回転部材は、前記ドライブディスク及び前記粘性流体を収容するクラッチケースを有し、
   　前記おもり部材は、前記駆動軸に取り付けられている
   　ことを特徴とするファンクラッチ。
3. 　請求項１に記載されたファンクラッチにおいて、
   　前記入力側回転部材は、前記エンジンに接続された駆動軸と、前記駆動軸に固定されたドライブディスクと、を有し、
   　前記出力側回転部材は、前記ドライブディスク及び前記粘性流体を収容するクラッチケースを有し、
   　前記おもり部材は、前記ドライブディスクに取り付けられている
   　ことを特徴とするファンクラッチ。
4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたファンクラッチにおいて、
   　前記減衰材は、前記入力側回転部材に固定されたハウジング内に、前記質量体と共に封入された流体によって構成されている
   　ことを特徴とするファンクラッチ。

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