JP2012107727A - Viscous fluid clutch - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a viscous fluid clutch which can surely prevent the backflow of oil from an oil basin chamber to a clutch disc face via an oil return passage at the stop of an engine by a simple constitution.SOLUTION: The viscous fluid clutch has: a plurality of recesses and protrusions (16, 23) at a labyrinth (L) at a radial external periphery at sides of clutch housings (1, 2); a shearing region (C1) in which a plurality of recesses and protrusions (43) at the labyrinth (L) at the radial external periphery at the side of a clutch disc (4) are alternately arranged; the oil basin chamber (C2) which is located inside the radial direction and in which oil is stored; and the oil return passage (24) which communicates to the oil basin chamber (C2) from the shearing region (C1). The viscous fluid clutch also has an oil passage pipe (26) which extends in the circumferential direction (external periphery of the oil basin chamber C2) at the end outside of the radial direction of the oil basin chamber (C2).

Description

本発明は、エンジンの回転部とエンジン冷却用ファンとを接続し、エンジンの回転をエンジン冷却用ファンに伝える、或いはエンジンの回転を切るための粘性流体クラッチに関する。   The present invention relates to a viscous fluid clutch for connecting a rotating part of an engine and an engine cooling fan to transmit the rotation of the engine to the engine cooling fan or to turn off the rotation of the engine.

図７は、一般的な粘性流体式ファンクラッチ（以下、「クラッチ」と言う）１００Ｊの断面を示し、図７におけるＸ矢視を示す図８では、クラッチの有する二つのチャンバＣ１、Ｃ２を模式的に示している。
図7において、クラッチ１００Ｊは、クラッチハウジング１及びハウジングキャップ２からなる断面が円形の空間と、その空間を仕切り板３で区分して形成された二つのチャンバＣ１、Ｃ２と、クラッチディスク４とを有している。
二つのチャンバＣ１内にはクラッチディスク４が配置されている。
そして、クラッチ１００Ｊは、クラッチディスク４に設けた凹凸と二つのチャンバＣ１、Ｃ２に設けた凹凸の間の通路からなるラビリンスＬを設けている。 7 shows a cross section of a general viscous fluid type fan clutch (hereinafter referred to as “clutch”) 100J, and FIG. 8 showing an X arrow in FIG. 7 schematically shows two chambers C1 and C2 of the clutch. Is shown.
In FIG. 7, a clutch 100J includes a space formed by a clutch housing 1 and a housing cap 2 having a circular cross section, two chambers C1 and C2 formed by dividing the space by a partition plate 3, and a clutch disk 4. Have.
A clutch disk 4 is disposed in the two chambers C1.
The clutch 100J is provided with a labyrinth L formed of a passage between the unevenness provided in the clutch disk 4 and the unevenness provided in the two chambers C1 and C2.

クラッチ作動の原理は、粘性流体がラビリンスＬを通過する際の抵抗によってエンジン側の回転をクラッチハウジング１及びハウジングキャップ２につなぎ（クラッチＯＮ）、或いは、粘性流体がラビリンスＬを通過する量を減少させて、クラッチを切っている（クラッチＯＦＦ）。   The principle of clutch operation is that the rotation on the engine side is connected to the clutch housing 1 and the housing cap 2 by the resistance when the viscous fluid passes through the labyrinth L (clutch ON), or the amount of viscous fluid passing through the labyrinth L is reduced. The clutch is disengaged (clutch off).

クラッチ１００Ｊは、所定温度以下（例えば、外気温度が低い場合等の温度）では、バルブ本体６がその先端で二つのチャンバＣ１、Ｃ２を仕切る仕切り板３に形成されたバルブ孔３ｖを閉塞している。その場合、粘性流体（以下、「シリコンオイル」と言う）の多くはチャンバＣ２のみに貯留されている必要がある。
シリコンオイルが一定量以上チャンバＣ１に貯留されていると、後述する理由により、冷却ファン３００による冷却が不要な時でも、冷却ファン３００が連れまわってしまうからである。 The clutch 100J closes a valve hole 3v formed in the partition plate 3 that partitions the two chambers C1 and C2 at the tip of the valve body 6 below a predetermined temperature (for example, a temperature when the outside air temperature is low). Yes. In that case, most of the viscous fluid (hereinafter referred to as “silicone oil”) needs to be stored only in the chamber C2.
This is because if a certain amount or more of silicon oil is stored in the chamber C1, the cooling fan 300 will be brought in even when cooling by the cooling fan 300 is unnecessary for the reason described later.

クラッチ１００Ｊは、所定以上の温度になると（エンジンにとって冷却風が必要となると）、バルブ本体６がバルブ孔３ｖから遠ざかり、仕切り板３に形成されたバルブ孔３ｖを開放する。すると、それまでチャンバＣ２に貯留されていたシリコンオイルは、仕切り板３のバルブ孔３ｖからチャンバＣ１側に流出する。   When the temperature of the clutch 100J exceeds a predetermined temperature (when cooling air is required for the engine), the valve body 6 moves away from the valve hole 3v and opens the valve hole 3v formed in the partition plate 3. Then, the silicon oil stored in the chamber C2 until then flows out from the valve hole 3v of the partition plate 3 to the chamber C1 side.

バルブ孔３ｖからチャンバＣ１側に流出したシリコンオイルは、エンジンが回転していれば、すなわちクラッチディスク４が回転すれば、遠心力によってチャンバＣ１における半径方向外方のラビリンクスＬに押しやられる。
具体的には、シリコンオイルは、ラビリンスＬにおけるクラッチハウジング１の中央寄りのラビリンス入口Ｌｉから半径方向外方のラビリンス出口Ｌｏに向かって、大きな抵抗を受けながら排出されようとする。
この時の抵抗によりクラッチハウジング１、２はクラッチディスク４と連れ回りを行ない（クラッチＯＮ）、クラッチハウジング１に取り付けられた冷却ファン３００は回転する。
なお、ラビリンクスＬに流入したシリコンオイルは、オイル戻り流路２４を経由して再びチャンバＣ１側に戻される。 If the engine is rotating, that is, if the clutch disk 4 is rotated, the silicone oil that has flowed out from the valve hole 3v to the chamber C1 side is pushed to the Ravilinks L radially outward in the chamber C1 by centrifugal force.
Specifically, the silicon oil tends to be discharged while receiving a large resistance from the labyrinth inlet Li near the center of the clutch housing 1 in the labyrinth L toward the labyrinth outlet Lo radially outward.
Due to the resistance at this time, the clutch housings 1 and 2 rotate with the clutch disk 4 (clutch ON), and the cooling fan 300 attached to the clutch housing 1 rotates.
The silicon oil that has flowed into Labyrinth L is returned to the chamber C1 again via the oil return channel 24.

外気温度が下がり、バイメタル９によりバルブ５が作動してバルブ孔３ｖを閉塞させる。その状態でエンジン（クラッチディスク４）が回り続ければ、チャンバＣ１にあったシリコンオイルの相当量は、ラビリンスＬ及びハウジング２のオイル戻り流路２４を経由してチャンバＣ２に移動する。
チャンバＣ１におけるラビリンスＬ内のシリコンオイルが所定量以下になれば、粘性抵抗が小さくなり、クラッチハウジング１及びクラッチハウジング２はクラッチディスク４に対する連れ周りを行なわなくなる（クラッチＯＦＦ）。すなわち、冷却ファン３００は回転を停止する。 The outside air temperature is lowered and the valve 5 is operated by the bimetal 9 to close the valve hole 3v. If the engine (clutch disk 4) continues to rotate in this state, a considerable amount of silicon oil in the chamber C1 moves to the chamber C2 via the labyrinth L and the oil return passage 24 of the housing 2.
When the silicon oil in the labyrinth L in the chamber C1 becomes a predetermined amount or less, the viscous resistance becomes small, and the clutch housing 1 and the clutch housing 2 do not follow the clutch disc 4 (clutch OFF). That is, the cooling fan 300 stops rotating.

ここで、エンジン始動時には、ラビリンスＬ内のシリコンオイルは所定量以下であることが望ましい。ラビリンスＬ内のシリコンオイルが大量に残っていれば、所定量を上回る量残っていれば、シリコンオイルの粘性抵抗により、クラッチハウジング１及びクラッチハウジング２はクラッチディスク４に対する連れ周りを行なってしまうので、冷却ファン３００の回転が行なわれてしまうからである。   Here, when the engine is started, it is desirable that the silicon oil in the labyrinth L is less than a predetermined amount. If a large amount of silicon oil in the labyrinth L remains, if the amount exceeding a predetermined amount remains, the clutch housing 1 and the clutch housing 2 will rotate with respect to the clutch disk 4 due to the viscous resistance of the silicon oil. This is because the cooling fan 300 is rotated.

図８において符号Ｆｏは、チャンバＣ２内のシリコンオイルの液面を示している。
図７、図８の状態では、オイル戻り流路２４は、３６０度回転の内、最上部に位置している。この状態でエンジンが停止し、バルブ５が閉塞していれば、チャンバＣ２内のシリコンオイルが再びチャンバＣ１に送られてしまうことはない。 In FIG. 8, the symbol Fo indicates the level of silicon oil in the chamber C2.
In the state of FIGS. 7 and 8, the oil return flow path 24 is located at the top of the 360 ° rotation. If the engine is stopped in this state and the valve 5 is closed, the silicone oil in the chamber C2 will not be sent to the chamber C1 again.

しかし、クラッチハウジング１が３６０度回転の内、図９に示す位置で停止することも少なくない。
図９ではオイル戻り流路２４は、下方に位置し、その場合、チャンバＣ２内のシリコンオイルが略々全量チャンバＣ１に移動して、ラビリンスＬ内に流入してしまう。その結果、シリコンオイルの粘性抵抗により、クラッチはＯＮ（接続状態）になってしまい、クラッチハウジング１及びクラッチハウジング２はクラッチディスク４に対する連れ周りが可能な状態になってしまう。
そして、エンジン始動時には、クラッチハウジング１及びクラッチハウジング２はクラッチディスク４に対する連れ周りを行い、ファンが回転する状態でエンジンを起動させることになる。換言すれば、エンジン始動時に、クラッチがＯＮの状態（接続状態）からエンジンを起動させることになり、ショックを生じてしまう。
その後、エンジンの水温上昇に応じてクラッチのＯＮ、ＯＦＦ（ハンチング）が繰り返される。そして、エンジン水温の上昇が早いと、クラッチがＯＮの状態になるのが追いつかなくなり、水温が所定値或いは基準値を超えてしまう恐れがある。 However, the clutch housing 1 often stops at the position shown in FIG.
In FIG. 9, the oil return flow path 24 is positioned below, and in this case, almost all of the silicon oil in the chamber C2 moves to the chamber C1 and flows into the labyrinth L. As a result, the clutch is turned on (connected state) due to the viscous resistance of the silicone oil, and the clutch housing 1 and the clutch housing 2 become ready to rotate with respect to the clutch disk 4.
When the engine is started, the clutch housing 1 and the clutch housing 2 rotate with respect to the clutch disc 4, and the engine is started with the fan rotating. In other words, when the engine is started, the engine is started from a state where the clutch is ON (connected state), and a shock is generated.
Thereafter, the clutch is repeatedly turned ON and OFF (hunting) according to the engine water temperature rise. If the engine water temperature rises quickly, the clutch cannot catch up and the water temperature may exceed a predetermined value or a reference value.

係る問題を解決するため、従来技術において、半径方向外側のクラッチディスク面から半径方向内側（中心側）のオイル溜まり室へのオイル戻り通路中に、圧力が低下するとオイル戻り通路が閉鎖する様に構成された圧力応答性の流体制御手段を設けた技術が提案されている（特許文献１）。
しかし、係る従来技術では、複雑な構造の流体制御手段をオイル戻り通路中に配置しなければならず、組み立てるべき部品点数が膨大であり、組立工程では非常に大きな労力が必要とされる。 In order to solve such a problem, in the prior art, the oil return passage is closed when the pressure is reduced in the oil return passage from the clutch disk surface on the radially outer side to the oil sump chamber on the radially inner side (center side). A technique has been proposed in which a configured pressure-responsive fluid control means is provided (Patent Document 1).
However, in the related art, the fluid control means having a complicated structure has to be disposed in the oil return passage, and the number of parts to be assembled is enormous, and a very large effort is required in the assembly process.

特開平４−２３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-23

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、簡便な構成により、エンジン停止時に、オイルが半径方向内側のオイル溜まり室から、オイル戻り通路を経由してクラッチディスク面に逆流することを確実に防止することが出来る粘性流体クラッチの提供を目的としている。   The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art. With a simple configuration, when the engine is stopped, the oil is transferred from the oil reservoir chamber on the radially inner side via the oil return passage to the clutch disc surface. An object of the present invention is to provide a viscous fluid clutch that can reliably prevent backflow.

本発明の粘性流体クラッチは、
クラッチハウジング（クラッチハウジング1及びハウジングキャップ２）側の半径方向外周のラビリンス部（Ｌ）における多数の凹凸（１６、２３）と、クラッチディスク（４）側の半径方向外周のラビリンス部（Ｌ）における多数の凹凸（４３）とが、相互に配置されている剪断領域と、
半径方向内方に位置しており、オイルが貯留しているオイル溜まり室（Ｃ２）と、
剪断領域からオイル溜まり室（Ｃ２）に連通しているオイル戻り通路（２４）を有しており、
オイル溜まり室（Ｃ２）の半径方向外方端部で円周方向（オイル溜まり室Ｃ２における外周）に延在しているオイル流過用パイプ（２６）を備え、
オイル流過用パイプの一端（２６ａ）はオイル戻り通路（２４）の半径方向内方端部（２４ｂ）に連通しており、且つ、他端（２６ｂ）はオイル溜まり室（Ｃ２）の半径方向外方端部（外周部）に開放しており、
オイル流過用パイプ（２６）の長さは、オイル溜まり室（Ｃ２）におけるオイルが貯留している領域の半径方向外方端部（オイル溜まり室Ｃ２における外周）における円周方向長さ以上であることを特徴としている。
換言すれば、本発明によれば、オイル流過用パイプ（２６）の両端部（２６ａ、２６ｂ）が同時にオイルの液面以下に潜っていることはない。 The viscous fluid clutch of the present invention is
In the labyrinth portion (L) on the radial outer periphery on the clutch housing (clutch housing 1 and housing cap 2) side, and on the labyrinth portion (L) on the radial outer periphery on the clutch disc (4) side. A number of irregularities (43) and shear regions in which they are arranged with each other;
An oil reservoir chamber (C2) that is located radially inward and stores oil;
An oil return passage (24) communicating from the shear region to the oil reservoir (C2);
An oil passage pipe (26) extending in the circumferential direction (outer periphery in the oil reservoir chamber C2) at the radially outer end of the oil reservoir chamber (C2);
One end (26a) of the oil flow pipe communicates with the radially inner end (24b) of the oil return passage (24), and the other end (26b) is in the radial direction of the oil reservoir (C2). Open to the outer end (outer periphery)
The length of the oil flow pipe (26) is equal to or greater than the circumferential length at the radially outer end (outer periphery of the oil reservoir chamber C2) of the oil reservoir chamber (C2) where oil is stored. It is characterized by being.
In other words, according to the present invention, both end portions (26a, 26b) of the oil flow pipe (26) are not simultaneously submerged below the oil level.

本発明において、オイル流過用パイプ（２６）の長さは、オイル溜まり室（Ｃ２）の半径方向外方端部で円周方向全長（オイル溜まり室Ｃ２における外周部全長）の２０％〜３０％であるのが好ましい。
そして、オイル流過用パイプ（２６）の長さが、オイル溜まり室（Ｃ２）の半径方向外方端部で円周方向全長（オイル溜まり室Ｃ２における外周部全長）の１／４の長さであるのが、特に好ましい。 In the present invention, the length of the oil flow pipe (26) is 20% to 30% of the overall length in the circumferential direction at the radially outer end of the oil reservoir chamber (C2) (the overall length of the outer periphery in the oil reservoir chamber C2). % Is preferred.
The length of the oil flow pipe (26) is ¼ of the total length in the circumferential direction (the total length of the outer peripheral portion in the oil reservoir chamber C2) at the radially outer end of the oil reservoir chamber (C2). Is particularly preferred.

上述する構成を具備する本発明によれば、剪断領域（Ｌ）からオイル溜まり室に戻るオイルは、オイル流過用パイプ（２６）を介して、その端部（２６ｂ）よりオイル溜まり室（Ｃ２）に流入する。
エンジンが停止した際に、オイル流過用パイプ（２６）のオイル溜まり室（Ｃ２）に開放している端部（２６ｂ）が、オイル溜まり室（Ｃ２）におけるオイルが貯留している領域よりも上方にあれば、換言すれば、オイル溜まり室（Ｃ２）に開放している端部（２６ｂ）が、オイル溜まり室（Ｃ２）において滞留しているオイルの液面（Ｆｏ）よりも上方にあれば、オイル溜まり室（Ｃ２）において滞留しているオイルは、オイル流過用パイプ（２６）内には浸入できない。
そのため、エンジン停止中に、オイル溜まり室（Ｃ２）において滞留しているオイルがオイル戻り通路を介して剪断流域（Ｌ）に逆流してしまうことはない。 According to the present invention having the above-described configuration, the oil returning from the shear region (L) to the oil reservoir chamber is supplied to the oil reservoir chamber (C2) from the end (26b) via the oil flow pipe (26). ).
When the engine is stopped, the end (26b) opened to the oil reservoir (C2) of the oil flow pipe (26) is more than the region where the oil is stored in the oil reservoir (C2). If it is above, in other words, the end (26b) opened to the oil reservoir (C2) is located above the liquid level (Fo) of the oil remaining in the oil reservoir (C2). For example, the oil staying in the oil reservoir chamber (C2) cannot enter the oil flow pipe (26).
Therefore, the oil staying in the oil reservoir chamber (C2) does not flow back to the shear flow area (L) through the oil return passage while the engine is stopped.

一方、オイル流過用パイプ（２６）のオイル溜まり室（Ｃ２）に開放している端部（２６ｂ）が、オイル溜まり室（Ｃ２）におけるオイルが貯留している領域よりも下方にある場合、換言すれば、オイル溜まり室（Ｃ２）に開放している端部（２６ｂ）が、オイル溜まり室（Ｃ２）において滞留しているオイルの液面よりも下方にある場合には、オイル溜まり室（Ｃ２）におけるオイルは、当該端部（２６ｂ）から、オイル流過用パイプ（２６）内に浸入してしまう。
しかし、オイル流過用パイプ（２６）はオイル溜まり室（Ｃ２）の半径方向外方端部で円周方向（オイル溜まり室Ｃ２における外周）に延在しており、且つ、オイル流過用パイプ（２６）の長さは、オイル溜まり室（Ｃ２）におけるオイルが貯留している領域の半径方向外方端部（オイル溜まり室Ｃ２における外周）における円周方向長さ以上となっている。
そのため、オイル流過用パイプの端部（２６ｂ）が、オイル溜まり室におけるオイルが貯留している領域よりも下方にある場合は、オイル流過用パイプ（２６）の他端部（２６ａ：オイル戻り通路２４に連通している側の端部）は、常に、オイル溜まり室（Ｃ２）において滞留しているオイルの液面よりも上方に位置する。そのため、端部（２６ｂ）からオイル流過用パイプ（２６）内に浸入したオイルは、オイル戻り通路（２４）に連通している端部（２６ａ）まで到達することは出来ない。
そして、オイルがオイル戻り通路（２４）側の端部（２６ａ）に到達し得ないため、オイル通路を逆流して、剪断領域まで到達することもない。 On the other hand, when the end (26b) opened to the oil reservoir chamber (C2) of the oil flow pipe (26) is below the region where the oil is stored in the oil reservoir chamber (C2), In other words, when the end portion (26b) opened to the oil reservoir chamber (C2) is below the level of the oil remaining in the oil reservoir chamber (C2), the oil reservoir chamber (C2) The oil in C2) enters the oil flow pipe (26) from the end (26b).
However, the oil flow pipe (26) extends in the circumferential direction (outer circumference of the oil pool chamber C2) at the radially outer end of the oil pool chamber (C2), and the oil flow pipe The length of (26) is equal to or greater than the circumferential length at the radially outer end of the oil reservoir chamber (C2) where oil is stored (the outer periphery of the oil reservoir chamber C2).
Therefore, when the end part (26b) of the oil flow pipe is below the region where the oil is stored in the oil reservoir chamber, the other end part (26a: oil) of the oil flow pipe (26) The end portion on the side communicating with the return passage 24 is always located above the liquid level of the oil remaining in the oil reservoir chamber (C2). Therefore, the oil that has entered the oil flow pipe (26) from the end (26b) cannot reach the end (26a) communicating with the oil return passage (24).
And since oil cannot reach | attain the edge part (26a) by the side of an oil return channel | path (24), it does not flow backward through an oil channel | path and reaches a shearing region.

この様に、本発明によれば、エンジン停止時に、オイル溜まり室（Ｃ２）に開放している端部（２６ｂ）がオイル溜まり室（Ｃ２）において、どの様な位置にあったとしても、オイル溜まり室（Ｃ２）に貯留しているオイルはオイル戻り通路（２４）内を逆流することはない。
しかも、本発明によれば、所定の長さ（オイル溜まり室Ｃ２におけるオイルが貯留している領域の半径方向外方端部における円周方向長さ以上）のオイル流過用パイプ（２６）を、オイル溜まり室（Ｃ２）の半径方向外方端部で円周方向（オイル溜まり室Ｃ２における外周）に配置するのみであるため、部品点数が増加し過ぎてしまうことはなく、膨大な組み立て労力が要求されてしまうこともない。
そして、オイル溜まり室（Ｃ２）に貯留しているオイルはオイル戻り通路（２４）内を逆流することはないため、本発明によれば、エンジンの水温上昇に応じてクラッチのＯＮ、ＯＦＦ（ハンチング）が繰り返されることや、クラッチがＯＮの状態になるのが追いつかずに、水温が所定値或いは基準値を超えてしまうことが防止される。 Thus, according to the present invention, when the engine is stopped, the end (26b) opened to the oil reservoir chamber (C2) can be located in any position in the oil reservoir chamber (C2). The oil stored in the reservoir chamber (C2) does not flow back through the oil return passage (24).
Moreover, according to the present invention, the oil flow pipe (26) having a predetermined length (more than the circumferential length at the radially outer end of the region in which the oil is stored in the oil reservoir chamber C2) is provided. Since the oil reservoir chamber (C2) is only arranged in the circumferential direction (outer periphery of the oil reservoir chamber C2) at the radially outer end portion, the number of parts does not increase excessively, and an enormous assembly effort is required. Is never required.
Since the oil stored in the oil reservoir chamber (C2) does not flow back through the oil return passage (24), according to the present invention, the clutch is turned on / off (hunting) according to the engine water temperature rise. ) And the water temperature does not exceed the predetermined value or the reference value without catching up with the clutch being turned on.

本発明の実施形態に係る流体粘性クラッチの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fluid viscous clutch which concerns on embodiment of this invention. 図１におけるＡ部拡大断面図である。It is the A section expanded sectional view in FIG. 図１におけるＢ矢示図であって、二つのチャンバの配置を模式的に示した状態図である。FIG. 2 is a state diagram schematically showing an arrangement of two chambers, as indicated by an arrow B in FIG. 1. 実施形態において粘性流体がチャンバＣ２からチャンバＣ１に流出しないことを説明する状態図である。It is a state figure explaining that viscous fluid does not flow out of chamber C2 into chamber C1 in an embodiment. 実施形態において粘性流体がチャンバＣ２からチャンバＣ１に流出しないことを説明する状態図であって、図５とは異なる状態図である。FIG. 6 is a state diagram for explaining that the viscous fluid does not flow out from the chamber C2 to the chamber C1 in the embodiment, and is a state diagram different from FIG. 5. 実施形態において粘性流体がチャンバＣ２からチャンバＣ１に流出しないことを説明する状態図であって、図５、図６とは異なる状態図である。FIG. 7 is a state diagram for explaining that the viscous fluid does not flow out from the chamber C2 to the chamber C1 in the embodiment, and is a state diagram different from FIGS. 5 and 6. 従来技術における流体粘性クラッチの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fluid viscous clutch in a prior art. 図１におけるＡ矢示図であって、二つのチャンバの配置を模式的に示した状態図である。FIG. 2 is a state diagram schematically showing the arrangement of two chambers, as indicated by an arrow A in FIG. 1. 従来技術の粘性クラッチにおいて粘性流体がチャンバＣ２からチャンバＣ１に流出することを説明する状態図である。It is a state figure explaining that a viscous fluid flows out of chamber C2 into chamber C1 in a prior art viscous clutch.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に、本発明の内容の理解を防止するため、粘性流体クラッチの一般的な構成について説明する。
図１において、粘性流体クラッチ（以下、「ファンクラッチ」と言う）１００は、クラッチハウジング１とハウジングキャップ２と仕切り板３とクラッチディスク４とバルブ本体６とバイメタル９とを有している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
First, in order to prevent understanding of the contents of the present invention, a general configuration of a viscous fluid clutch will be described.
In FIG. 1, a viscous fluid clutch (hereinafter referred to as “fan clutch”) 100 includes a clutch housing 1, a housing cap 2, a partition plate 3, a clutch disk 4, a valve body 6, and a bimetal 9.

クラッチハウジング１は、垂直断面が円形の空間を有し、図１の右端部に軸受け嵌入用の穴１１が開口し、左端側（左端面）に大きな開口部１２が形成されている。
クラッチハウジング１は、軸受け嵌入用の穴１１に嵌入装着されたボールベアリング７を介してコンパニオンフランジ２００の軸部２０１と回転自在に係合されている。
コンパニオンフランジ２００のフランジ部２０２は、図示しない締結部材によってエンジン側の回転部分の先端に取り付けられている。
クラッチハウジング１の外周のコンパニオンフランジ２００側には、冷却用ファン３００を取り付けるためのボス１３と座面１４が形成されている。 The clutch housing 1 has a space with a circular vertical cross section, a hole 11 for fitting a bearing is opened at the right end of FIG. 1, and a large opening 12 is formed on the left end side (left end surface).
The clutch housing 1 is rotatably engaged with a shaft portion 201 of a companion flange 200 via a ball bearing 7 that is fitted and fitted into a hole 11 for fitting a bearing.
The flange portion 202 of the companion flange 200 is attached to the tip of the rotating portion on the engine side by a fastening member (not shown).
A boss 13 and a seating surface 14 for mounting the cooling fan 300 are formed on the outer periphery of the clutch housing 1 on the companion flange 200 side.

ハウジングキャップ２は、垂直断面が円形の空間を有し、図１における右端側（右端面）に大きな開口部２１が形成されている。
図３も参照して、ハウジングキャップ２の外縁近傍には、流路（以下、「オイル戻り流路」と言う）２４が形成されている。
オイル戻り流路２４は、軸方向流路における後述するラビリンス出口側の開放端２４ａと、半径方向流路における後述するチャンバＣ２側の開放端２４ｂとを有している。
オイル戻り流路２４は、シリコンオイルが、ラビリンス出口Ｌｏを経由して、後述するチャンバＣ１からチャンバＣ２に移動する際のシリコンオイルの通路である。 The housing cap 2 has a space having a circular vertical cross section, and a large opening 21 is formed on the right end side (right end surface) in FIG.
Referring also to FIG. 3, a flow path (hereinafter referred to as “oil return flow path”) 24 is formed in the vicinity of the outer edge of the housing cap 2.
The oil return flow path 24 has an open end 24a on the labyrinth outlet side described later in the axial flow path, and an open end 24b on the chamber C2 side described later in the radial flow path.
The oil return passage 24 is a passage of silicon oil when the silicon oil moves from the chamber C1 to the chamber C2 described later via the labyrinth outlet Lo.

クラッチハウジング１の開口部１２とハウジングキャップ２の開口部２１とは、インロー構造によって嵌め合わされ、図示を省略した締結部材によって固定されている。
クラッチハウジング１とハウジングキャップ２とが固定された状態で形成される円形断面の空間は、板状で円形の仕切り板３によってクラッチハウジング１側のチャンバＣ１とハウジングキャップ２側のチャンバＣ２とに区分されている。
なお、仕切り板３はハウジングキャップ２におけるクラッチハウジング１との嵌め合い部近傍に固設されている。 The opening 12 of the clutch housing 1 and the opening 21 of the housing cap 2 are fitted by an inlay structure and fixed by a fastening member (not shown).
A space with a circular cross section formed in a state where the clutch housing 1 and the housing cap 2 are fixed is divided into a chamber C1 on the clutch housing 1 side and a chamber C2 on the housing cap 2 side by a plate-like circular partition plate 3. Has been.
The partition plate 3 is fixed in the vicinity of the fitting portion of the housing cap 2 with the clutch housing 1.

図２は図１のＡ部を拡大して示している。
図２において、クラッチハウジング１の半径方向外方（図２の下方）でインロー嵌め合い位置からハウジング中心方向に向かって段部１５が形成されている。
クラッチハウジング１の段部１５とハウジングキャップ２のインローで突出した端面２２との間には、厚み寸法がＷで円環状の空間Ｅが形成されている。 FIG. 2 is an enlarged view of part A of FIG.
In FIG. 2, a step portion 15 is formed from the position of the spigot fitting toward the center of the housing on the radially outer side of the clutch housing 1 (downward in FIG. 2).
Between the step portion 15 of the clutch housing 1 and the end face 22 protruding from the inlay of the housing cap 2, an annular space E having a thickness dimension of W is formed.

クラッチハウジング１における段部１５の円環状の平面、すなわち厚み寸法がＷで円環状空間Ｅの一方の端面には、クラッチハウジング１の中心と同心で複数（図示では７箇所）の円環状の溝１６が形成されている。
また、ハウジングキャップ２のインローで突出した端面２２にもハウジング側の円環状の溝１６と同様で同数の円環状の溝２３が形成されている。
図示の例では、円環状の溝１６の溝断面形状と円環状の溝２３の溝断面形状とは全ての溝断面に関して共通な矩形形状である。 An annular flat surface of the step portion 15 in the clutch housing 1, that is, one end face of the annular space E having a thickness dimension of W, a plurality of annular grooves (seven locations in the figure) concentric with the center of the clutch housing 1. 16 is formed.
The same number of annular grooves 23 as the annular grooves 16 on the housing side are formed on the end surface 22 of the housing cap 2 protruding from the inlay.
In the illustrated example, the groove cross-sectional shape of the annular groove 16 and the groove cross-sectional shape of the annular groove 23 are a rectangular shape common to all the groove cross-sections.

図１及び図２において、クラッチディスク４は、全体が概略円盤状に形成され、その中心部４１が締結部材（例えば、３本の座付きの植え込みボルト）８によってコンパニオンフランジ２００における軸部２０１の端面２０１ｅに固定されている。
クラッチディスク４の外縁部４２は、クラッチハウジング１の段部１５とハウジングキャップ２の端面２２との間に形成された厚み寸法がＷで円環状の空間Ｅに挟まれるように収容されている。 1 and 2, the clutch disk 4 is formed in a substantially disk shape as a whole, and its central portion 41 is an end face of the shaft portion 201 in the companion flange 200 by a fastening member (for example, three seated studs) 8. It is fixed to 201e.
The outer edge portion 42 of the clutch disk 4 is accommodated so that the thickness dimension formed between the step portion 15 of the clutch housing 1 and the end face 22 of the housing cap 2 is W and is sandwiched between the annular spaces E.

クラッチディスク４の外縁部４２近傍で円環状の空間Ｅに挟まれた部分には、前記円環状の溝１６、２３よりも僅かに小さな矩形断面の攪拌突起４３が溝１６、２３と同数形成されている。
厚み寸法がＷで円環状の空間Ｅ及び溝１６、２３は、クラッチディスク４の攪拌突起４３と接することなく狭い隙間を形成している。
すなわち、厚み寸法がＷで円環状の空間Ｅ及び溝１６、２３は、クラッチディスク４の攪拌突起４３とラビリンス（迷路）Ｌを形成している。 In the portion sandwiched between the annular spaces E in the vicinity of the outer edge portion 42 of the clutch disk 4, the same number of stirring protrusions 43 having a rectangular cross section slightly smaller than the annular grooves 16 and 23 are formed. ing.
The annular space E having the thickness dimension W and the grooves 16 and 23 form a narrow gap without contacting the stirring protrusion 43 of the clutch disk 4.
That is, the annular space E with the thickness dimension W and the grooves 16 and 23 form a labyrinth (maze) L with the stirring protrusion 43 of the clutch disk 4.

図１において、バルブ本体６の一端６１は、仕切り板３におけるクラッチハウジング１側とは逆側の面に公知の手段、例えばリベットＲなどで固定されている。   In FIG. 1, one end 61 of the valve body 6 is fixed to a surface of the partition plate 3 opposite to the clutch housing 1 by a known means such as a rivet R.

図１において、ハウジングキャップ２の中心部には、バイメタル９が取り付けられている。バイメタル９はハウジングキャップ２の中心位置にハウジングキャップ２を貫通する様に配置された押圧ロッド９１を備えている。押圧ロッド９１は温度が降下した際に、バルブ本体６をクラッチハウジング１側に押圧するように構成されている。   In FIG. 1, a bimetal 9 is attached to the center portion of the housing cap 2. The bimetal 9 includes a pressing rod 91 that is disposed at the center of the housing cap 2 so as to penetrate the housing cap 2. The pressure rod 91 is configured to press the valve body 6 toward the clutch housing 1 when the temperature drops.

以上で説明した流体粘性クラッチ１００の構成は、前述した従来技術における構成と同様である。
本発明の実施形態では、以下の構成が追加される。
図１、図３において、チャンバＣ２の内周面に沿うように円弧状に曲げ加工されたオイル流過用パイプ２６が取り付けられている。
図３において、オイル戻り流路２４の半径方向流路におけるチャンバＣ２側の開放端２４ｂには、オイル流過用パイプ２６の一端２６ａが接続される。
オイル流過用パイプ２６の他端２６ｂは、チャンバＣ２の内周面に沿った位置でチャンバＣ２内に開放されている。 The configuration of the fluid viscous clutch 100 described above is the same as the configuration in the prior art described above.
In the embodiment of the present invention, the following configuration is added.
In FIG. 1 and FIG. 3, an oil flow pipe 26 bent in an arc shape is attached along the inner peripheral surface of the chamber C2.
In FIG. 3, one end 26 a of the oil flow pipe 26 is connected to the open end 24 b on the chamber C <b> 2 side in the radial flow path of the oil return flow path 24.
The other end 26b of the oil flow pipe 26 is opened into the chamber C2 at a position along the inner peripheral surface of the chamber C2.

図３において、チャンバＣ２にはシリコンオイルが貯留しており、シリコンオイルの液面がＦｏで示されている。
オイル流過用パイプ２６の長さＬ２６は、チャンバ（オイル溜まり室）Ｃ２においてオイルが貯留している領域の半径方向外方端部（チャンバＣ２における外周）における円周方向長さＬＬ以上に形成されている（図３参照）。
そして、オイル流過用パイプ２６の長さＬ２６は、チャンバＣ２の半径方向外方端部で円周方向全長（チャンバＣ２における外周部全長）の２０％〜３０％であるのが好ましい。
さらに、オイル流過用パイプ２６の長さＬ２６が、チャンバＣ２の半径方向外方端部で円周方向全長（チャンバＣ２における外周部全長）の１／４の長さであるのが、特に好ましい。 In FIG. 3, silicon oil is stored in the chamber C2, and the liquid level of the silicon oil is indicated by Fo.
The length L26 of the oil flow pipe 26 is formed to be greater than or equal to the circumferential length LL at the radially outer end (outer periphery in the chamber C2) of the region in which oil is stored in the chamber (oil reservoir chamber) C2. (See FIG. 3).
The length L26 of the oil flow pipe 26 is preferably 20% to 30% of the total circumferential length (the entire outer circumferential length in the chamber C2) at the radially outer end of the chamber C2.
Further, it is particularly preferable that the length L26 of the oil flow pipe 26 is ¼ of the total length in the circumferential direction (the total length of the outer peripheral portion in the chamber C2) at the radially outer end of the chamber C2. .

図４の状態では、オイル流過用パイプ２６の位置が、クラッチ１００の３６０度回転における最下位となっている。
したがって、オイル流過用パイプ２６の両端２６ａ、２６ｂは、共にシリコンオイルの液面Ｆｏ上に露出しており、チャンバＣ２内のシリコンオイルは、オイル戻り流路２４を介してチャンバＣ１に流れることはなく、そのため、クラッチを接続するのに十分なシリコンオイルが、ラビリンスＬに流入してしまうことが防止される。 In the state of FIG. 4, the position of the oil passage pipe 26 is the lowest position in the 360 degree rotation of the clutch 100.
Therefore, both ends 26a, 26b of the oil flow pipe 26 are exposed on the liquid level Fo of the silicon oil, and the silicon oil in the chamber C2 flows into the chamber C1 via the oil return flow path 24. Therefore, silicon oil sufficient to connect the clutch is prevented from flowing into the labyrinth L.

図５の状態は、図４の状態のクラッチハウジング１を時計回りにわずかな角度回転させた状態を示している。
図５の状態では、オイル流過用パイプ２６の端部２６ａは、シリコンオイルの液面Ｆｏ上に露出しているが、端部２６ｂはシリコンオイルの液面以下に潜っている。この状態でもＣ２内のシリコンオイルは、オイル戻り流路２４を介してチャンバＣ１には流れることはない。そして、クラッチを接続するのに十分なシリコンオイルが、ラビリンスＬに流入することもない。 The state of FIG. 5 shows a state where the clutch housing 1 in the state of FIG. 4 is rotated by a slight angle clockwise.
In the state of FIG. 5, the end 26a of the oil flow pipe 26 is exposed on the liquid level Fo of the silicon oil, but the end 26b is submerged below the liquid level of the silicon oil. Even in this state, the silicon oil in C2 does not flow into the chamber C1 via the oil return flow path 24. In addition, silicon oil sufficient to connect the clutch does not flow into the labyrinth L.

図６の状態は、図４の状態のクラッチハウジング１を反時計回りにわずかな角度回転させた状態を示している。
図６の状態では、オイル流過用パイプ２６の端部２６ｂは、シリコンオイルの液面Ｆｏ上に露出しているが、端部２６ａはシリコンオイルの液面以下に潜っている。この状態でもチャンバＣ２内のシリコンオイルはオイル戻り流路２４を流れることはなく、チャンバＣ１には流れない。そのため、クラッチを接続するのに十分なシリコンオイルが、ラビリンスＬに流入してしまうことが防止される。 The state of FIG. 6 shows a state in which the clutch housing 1 in the state of FIG. 4 is rotated a slight angle counterclockwise.
In the state of FIG. 6, the end 26b of the oil flow pipe 26 is exposed on the liquid level Fo of the silicon oil, but the end 26a is submerged below the liquid level of the silicon oil. Even in this state, the silicon oil in the chamber C2 does not flow through the oil return passage 24 and does not flow into the chamber C1. Therefore, it is possible to prevent silicon oil sufficient to connect the clutch from flowing into the labyrinth L.

換言すれば、オイル戻り流路２４を介してチャンバＣ２からチャンバＣ１にシリコンオイルを流すためには、オイル流過用パイプ２６の両端部２６ａ、２６ｂが同時にシリコンオイルの液面以下に潜っていることが条件となるが、図示の実施形態の構成では、係る条件は生じ得ない。
すなわち、クラッチ１００が３６０度回転しても、オイル戻り流路２４を介してチャンバＣ２からチャンバＣ１にシリコンオイルが流出することはなく、ラビリンスＬにシリコンオイルが所定量以上残存することは無い。
そのため、エンジン始動時には、クラッチ１００は切れた状態となっていることが保証される。 In other words, in order to flow silicon oil from chamber C2 to chamber C1 via oil return flow path 24, both end portions 26a, 26b of oil flow pipe 26 are simultaneously submerged below the level of the silicon oil. However, such a condition cannot occur in the configuration of the illustrated embodiment.
That is, even if the clutch 100 rotates 360 degrees, no silicon oil flows from the chamber C2 to the chamber C1 via the oil return flow path 24, and no more than a predetermined amount of silicon oil remains in the labyrinth L.
This ensures that the clutch 100 is disengaged when the engine is started.

上述する構成を具備する図示の実施形態によれば、バルブ５を閉じていれば、いかなる場合においても、すなわち、エンジンが停止してクラッチ１００が３６０度の如何なる位置であっても、オイル戻り流路２４を介してチャンバＣ２からチャンバＣ１にシリコンオイルが流出することはなく、ラビリンスＬにシリコンオイルが流入することも防止される。
そのため、エンジン始動時にクラッチが接続している状態で起動することに起因するエンジンスタート時のショックも発生しない。 According to the illustrated embodiment having the above-described configuration, the oil return flow is not limited in any case as long as the valve 5 is closed, i.e., at any position where the engine is stopped and the clutch 100 is 360 degrees. Silicon oil does not flow out from the chamber C2 to the chamber C1 via the path 24, and silicon oil is prevented from flowing into the labyrinth L.
Therefore, there is no engine start shock caused by starting the engine with the clutch engaged when the engine is started.

オイル流過用パイプ２６は、市販の鋼管を適切な長さに切断し、チャンバＣ２の内周面に沿わせるように曲げ加工して、一端２６ａをオイル戻り流路２４の開放端２４ｂに接続するだけで良く、それにかかる費用は極めて少ない。
さらに、チャンバＣ２に貯留しているオイルがオイル戻り通路２４を逆流しないため、エンジンの水温上昇に応じてクラッチのＯＮ、ＯＦＦ（ハンチング）が繰り返されることや、クラッチがＯＮの状態になるのが追いつかずに、水温が所定値或いは基準値を超えてしまうことも防止される。 The oil flow pipe 26 is obtained by cutting a commercially available steel pipe into an appropriate length, bending it so as to follow the inner peripheral surface of the chamber C2, and connecting one end 26a to the open end 24b of the oil return flow path 24. You just have to do it, and it costs very little.
Further, since the oil stored in the chamber C2 does not flow back through the oil return passage 24, the clutch is repeatedly turned on and off (hunting) according to the rise in the engine water temperature, or the clutch is turned on. It is also possible to prevent the water temperature from exceeding a predetermined value or reference value without catching up.

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。   The illustrated embodiment is merely an example, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.

１・・・クラッチハウジング
２・・・ハウジングキャップ
３・・・仕切り板
４・・・クラッチディスク
６・・・バルブ本体
９・・・バイメタル
Ｌ・・・ラビリンス
Ｃ１、Ｃ２・・・チャンバ
２４・・・オイル戻り流路
２６・・・オイル流過用パイプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Clutch housing 2 ... Housing cap 3 ... Partition plate 4 ... Clutch disk 6 ... Valve body 9 ... Bimetal L ... Labyrinth C1, C2 ... Chamber 24 ...・ Oil return flow path 26 ... Oil flow pipe

Claims (2)

クラッチハウジング側の半径方向外周のラビリンス部における多数の凹凸と、クラッチディスク側の半径方向外周のラビリンス部における多数の凹凸とが、相互に配置されている剪断領域と、
半径方向内方に位置しており、オイルが貯留しているオイル溜まり室と、
剪断領域からオイル溜まり室に連通しているオイル戻り通路を有しており、
オイル溜まり室の半径方向外方端部で円周方向に延在しているオイル流過用パイプを備え、
オイル流過用パイプの一端はオイル戻り通路の半径方向内方端部に連通しており、且つ、他端はオイル溜まり室の半径方向外方端部に開放しており、
オイル流過用パイプの長さは、オイル溜まり室におけるオイルが貯留している領域の半径方向外方端部における円周方向長さ以上であることを特徴とする粘性流体クラッチ。 A shear region in which a large number of irregularities in the labyrinth portion on the radial outer periphery on the clutch housing side and a large number of irregularities on the labyrinth portion on the radial outer periphery on the clutch disc side are disposed,
An oil sump chamber located radially inward and storing oil;
An oil return passage communicating from the shear region to the oil reservoir,
An oil flow pipe extending circumferentially at the radially outward end of the oil reservoir,
One end of the oil flow pipe communicates with the radially inner end of the oil return passage, and the other end opens to the radially outer end of the oil reservoir.
The viscous fluid clutch according to claim 1, wherein the length of the oil flow pipe is equal to or greater than a length in a circumferential direction at a radially outer end portion of a region where oil is stored in the oil reservoir chamber. オイル流過用パイプの長さは、オイル溜まり室の半径方向外方端部で円周方向全長の２０％〜３０％である請求項１の粘性流体クラッチ。 2. The viscous fluid clutch according to claim 1, wherein the length of the oil flow pipe is 20% to 30% of the total length in the circumferential direction at the radially outer end of the oil reservoir chamber.

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