JP2536504B2 - 粘性流体継手 - Google Patents

粘性流体継手

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    • 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
    • F16D35/023Fluid 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 coil

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は自動車用エンジンの冷却ファン用等に利用で
きる粘性流体継手に関するものである。
(従来の技術) 従来粘性流体継手としては種々提案されているが、そ
の1例を第6図について説明する。
第6図において1はロータでシャフト2(入力軸)に
固定されており、ケース3又はケース3及びカバー4
(出力軸)との間に作動室5a又は5bを形成し、その中に
粘性流体を満たすことで、入力側より出力側へトルクを
伝達するものである。また6は貯蔵室、7は温度感応部
材であり、ロッド8を介してバルブ9に連設されてお
り、温度感応部材7の感知する温度により、ロッド8を
介してバルブ9を開閉し、作動室5及び貯蔵室6間の粘
性流体を制御することにより、入力側から出力側へのト
ルク伝達を制御する。しかし従来のものは停止時粘性流
体は重力により継手内下方に溜まるため、第8図の如く
貯蔵室6はもとより作動室5も粘性流体に満たされるこ
とになり、再始動時に、この作動室5に満たされた粘性
流体により入力側からのトルク伝達が行なわれることに
なり、作動室5より貯蔵室6へ粘性流体が回収されるま
での時間、ファンが高速で回転するという欠点がある。
この場合雰囲気温度が十分高温であり、かつバルブ9が
開いておれば問題はないが、雰囲気温度が低温の場合に
はエンジンの暖機性、ヒータ効き不良又は始動直後のフ
ァン騒音等の問題が発生する。
そこで従来も前記第6図の粘性流体継手の欠点を解消
するものとして、第7図に示す如く作動室5の背面に相
当する位置に第2貯蔵室6′を設け、この第2貯蔵室
6′に、停止時に粘性流体が溜った分だけ、液面高さh
を低くするようにしたものが提案されている。
(発明が解決しようとする問題点) 前記第6図に示す従来の粘性流体継手では、停止時の
作動室5の粘性流体の液面高さhが第8図の如く高く、
作動室に満たされた粘性流体により入力側からのトルク
伝達が行なわれることにより、ファンが高速で回転し、
低温時には騒音発生の問題があった。
また第7図に示す粘性流体継手では、作動室5を集約
したことにより、粘性流体継手としての制御方式に自由
度が無くなり、従来より確保されている性能を犠牲にす
る面があるなどの問題があった。
本発明は前記従来の問題点を解決できる粘性流体継手
を提供しようとするものである。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) このため本発明は、粘性流体継手において、貯蔵室
の、ロータ及び作動室に対し相対する位置に第2貯蔵室
を設けると共に、該第2貯蔵室の外周に作動室に貫通す
る1個又は複数個の適当な断面積を持つオリフィス孔を
形成し、該オリフィス孔の近傍で、ロータの回転方向に
対し上流側に適当な形状及び高さを持った突起を形成
し、かつ前記第2貯蔵室の外径dが作動室の外径d′に
対しd≦d′の関係にあるようにした構成を備えてなる
もので、これを問題点解決のための手段とするものであ
る。
(作用) 粘性流体継手が作動を始め、バイメタルの温度感応に
よるバルブの開閉により、高温時フロントプレートのオ
イル通路孔が開いた場合、粘性流体は貯蔵室から作動室
に流入してトルク伝達を行ない、ファンは高速で回転す
る。この時作動室から第2貯蔵室には粘性流体は流入し
ない。これはロータとカバーの間の相対回転と、ロータ
の外周にロータの回転方向に応じて形成された歯切りに
よるポンプ作用と、オリフィス近傍の突起とロータの間
の相対回転により発生するポンプ作用及び第2貯蔵室の
作動室に対する外径寸法による遠心力の効果によるもの
である。従って粘性流体の封入量は、粘性流体継手にお
ける必要最小限で作動させることができる。
(実施例) 以下本発明を図面の実施例について説明すると、第1
図及び第2図は本発明の実施例を示す。先ず第1図につ
いて説明すると、ロータ1はシャフト2(入力軸)に係
止されており、その外周には回転数に応じた歯切りが形
成されている。ケース3はベアリング10を介してシャフ
ト2に回転自在に支持されており、カバー4(出力軸)
にネジ12により係止されている。11はフロントプレート
でカバー4にネジ13で係止されて貯蔵室6を形成し、ま
たロータ1との間で作動室5bを形成する。16はリアプレ
ートで、ケース3に外周部が圧入されて第2貯蔵室6′
を形成し、ロータ1との間で作動室5aを形成している。
またリアプレート16の外周には、オリフィス孔17が形成
されて作動室5aの外周に貫通しており、このオリフィス
孔17の近傍のロータ1の回転に対し上流側に突起19を形
成する。バルブ9はロッド8を介し温度感応部材7に係
止されており、温度感応部材7の温度に対する動きによ
り、フロントプレート11のオイル通路孔14a,14bを開閉
する。この作用により貯蔵室6と作動室5の間のオイル
流入量を制御し、入力側のシャフト2から出力側に対す
る伝達トルクを制御する。
停止時シリコンオイル(粘性流体)は、重力に従い粘
性流体継手内下方において貯蔵室6、作動室5及び第2
貯蔵室6′内に第3図の如く蓄えられる。次に作動開始
した時、シリコンオイルは回転の遠心力により粘性流体
継手内に円周状に広がり、作動室5と第2貯蔵室6′か
ら貯蔵室6へ回収される。この時前述の様に第2貯蔵室
6′にシリコンオイルが溜まることで、この容量だけ停
止時のシリコンオイルの液面高さh′を第3図の如く低
くすることができる。また第2貯蔵室6′から貯蔵室6
へ回収されるシリコンオイルは、リアプレート16の外周
に形成されたオリフィス孔17を介して回収されるため、
オリフィス孔17のオリフィス効果によりロータ1の外周
を流れるシリコンオイル量が制御され、ロータ外周でト
ルク伝達をしないまま貯蔵室6へ回収することができ
る。以上の作用により、粘性流体継手による低温時再始
動で発生するつれ回り現象を解消することができる。
またリアプレート16に設けられた圧抜き孔18は、再始
動時の第2貯蔵室6′からのシリコンオイルの回収をよ
り円滑にするものであり、本発明では極めて重要であ
る。なお、圧抜き孔18の位置は、ロータ1に設けられて
いるオイル通路孔15より内周側、つまり回転中にシリコ
ンオイルがオイル通路孔15から圧抜き孔18へ流入しない
位置にして、作動室5から貯蔵室6へシリコンオイルが
洩れのないようにする必要がある。また19はオリフィス
孔17の近傍でロータ1の回転方向に対し上流側に適当な
形状及び高さを持って形成された突起であり、また第2
貯蔵室6′の外径dは作動室5aの外径d′に対しd≦
d′の関係になっている。
次に粘性流体継手が作動を始め、バイメタル7の温度
感応によるバルブ9の開閉により、適温時フロントプレ
ート11のオイル通路孔14a及び14bが開いた場合(粘性流
体継手がON状態)、シリコンオイルは貯蔵室6から作動
室5a及び5bに流入してトルク伝達を行い、ファンは高速
で回転する。この時作動室5aから第2貯蔵室6′へシリ
コンオイルは流入しない。これは前述した様に、ロータ
1とカバー4の間の相対回転と、ロータ1の外周にロー
タ1の回転方向に応じて形成された歯切りによるポンプ
作用、オリフィス17近傍の突起19とロータ1の間の相対
回転により発生するポンプ作用及び第2貯蔵室6′の作
動室5aに対する外径寸法による遠心力の効果によるもの
である。従ってシリコンオイル封入量は、粘性流体継手
における必要最少限で作動させることができる。
また中温時、バルブ9がフロントプレート11のオイル
通路孔14aのみを閉じ、14bを開いている場合(粘性流体
継手がMiddle状態)、シリコンオイルは貯蔵室6から作
動室5bのみに流入してトルク伝達を行い、ファンは中速
で回転する。そして低温時バルブ9がオイル通路孔14a
及び14bを閉じた場合(粘性流体継手がOFF状態)、シリ
コンオイルは貯蔵室6内へ回収されて作動室5への流入
が止まるため、トルク伝達はされず、ファンは低速で回
転する。なお、第2貯蔵室6′は、ケース3にリアプレ
ート16を外周にて圧入により形成しているが、この他リ
アプレート16のネジ止め、リベット止め、ローラカシメ
等の方法や、リアプレート16をケース3と一体化してリ
アカバー20を設ける手段(第2図)も考えられる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明した如く本発明は構成されているの
で、停止時粘性流体は貯蔵室と作動室、及び第2貯蔵室
にもオリフィス孔を介して蓄えることができる。従って
液面高さh′は、第2貯蔵室の容量に応じて低くするこ
とができ、低温時における始動時のファン騒音及びヒー
タ効き不良、エンジン暖機性の問題を解決できる。
また作動中に作動室に流入した粘性流体は、突起及び
ロータの相対回転によるポンプ作用と、第2貯蔵室の外
径形状の効果及びロータ外周の歯切りによるポンプ作用
により、第2貯蔵室内の粘性流体はオリフィス孔より排
出され、かつオリフィス孔から第2貯蔵室への粘性流体
の逆流を防止する。
第4図は本発明Aと従来Bにおける低温時始動特性線
図を示す。なお、NPは入力回転数、Nfはファン回転数
(出力回転数)である。この第4図から分るように従来
Bの場合は、経過時間後の回転数は小さくなっていて前
述の問題はないが、始動直後の回転数は極めて大きく、
前述のように問題があった。本発明Aでの始動直後の回
転数程度では前述の問題は殆どない。
第5図は本発明(実線)と従来(点線)における標準
温度特性線図を示す。本発明では図面の如く2段階カー
ブになり、ファンが高速回転する頻度が少なくなり、騒
音問題が解消でき、燃費の向上を図ることができる。
従って本発明によると、従来技術に対し同等以上の性
能を発揮し、構造が簡単化されて重量の増加も小さく、
コスト的にも有利であり、車両搭載等の周辺部への影響
も最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す粘性流体継手の側断
面図、第2図は第2実施例を示す要部の側断面図、第3
図は第1図の継手における停止時の液面高さを示す説明
図、第4図は本発明と従来の低温時始動特性線図、第5
図は本発明と従来の標準温度特性線図、第6図及び第7
図は夫々従来の粘性流体継手を示す側断面図、第8図は
第6図における停止時の液面高さを示す説明図である。 図の主要部分の説明 1……ロータ 2……シャフト(入力軸) 3……ケース 4……カバー(出力軸) 5,5a,5b……作動室 6……貯蔵室 6′……第2貯蔵室 7……温度感応部材 8……ロッド 9……バルブ 11……フロントプレート 16……リアプレート 17……オリフィス孔 19……突起

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粘性流体継手において、貯蔵室の、ロータ
    及び作動室に対し相対する位置に第2貯蔵室を設けると
    共に、該第2貯蔵室の外周に作動室に貫通する1個又は
    複数個の適当な断面積を持つオリフィス孔を形成し、該
    オリフィス孔の近傍で、ロータの回転方向に対し上流側
    に適当な形状及び高さを持った突起を形成し、かつ前記
    第2貯蔵室の外径dが作動室の外径d′に対しd≦d′
    の関係にあることを特徴とする粘性流体継手。
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