JPH01120441A - Clutch device for cooling fan - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain the captioned clutch having both simple structure and high reliability by providing a clutch mechanism which pushes a piston, resisting the resilient force of a spring, because of a change in the volume of the wax, which relates to the ambient temperature, thereby dispensing with the thermovalve used in the conventional type. CONSTITUTION:As the temperature of wax 13 goes up, the volume of the wax 13 is increased, and consequently the wax 13 pushes a clutch disc 5 via both a piston 10 and a clutch plate 6. By adjusting the stroke of the piston 10, which is caused by an increase in the volume of the wax 13, the pushing pressure, by which the clutch disc 5 is pushed, can be varied, thereby varying the clutch capacity. As a result, the revolving speed of a cooling fan 1 can be varied. Therefore, water temperature or oil temperature of the engine can be controlled to an appropriate temperature. Accordingly, the pressure-source circuit or the thermovalve for pressure control, which have been indispensable in the conventional system, can be dispensed with. As a result, an inexpensive clutch device for the cooling fan 1 having both simple structure and high reliability can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はラジェータに冷風を送る冷却ファンを制御す
るクラッチ装置に係り、特に建設車両などの大容量の冷
却ファンのクラッチ装置に用いて好適なものである。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to a clutch device for controlling a cooling fan that sends cold air to a radiator, and is particularly suitable for use in a clutch device for a large-capacity cooling fan such as in a construction vehicle. It is something.

（従来の技術） 建設車両などの大容量の無段変速冷却ファンクラッチの
加圧力は、従来は油圧または空気圧で制御されており、
この発明の発明者が考案した実施例を第２図を用いて説
明する（実開昭５９−５２９号公報参照）。(Prior art) The pressurizing force of large-capacity continuously variable speed cooling fan clutches such as those used in construction vehicles has conventionally been controlled by hydraulic pressure or pneumatic pressure.
An embodiment devised by the inventor of this invention will be described with reference to FIG. 2 (see Japanese Utility Model Application Publication No. 59-529).

図において冷却ファンａと図示していない駆動源によっ
て駆動される■プーリーｂとの間に相互に圧着したクラ
ッチディスクプレートＣと押板ｄと、ピストンｅとを備
え、ピストンｅを第１バネｆで圧着方向に摺動付勢し、
かつ圧力室ｇ内の圧油で第１バネｒに抗してピストンｅ
を押動するクラッチ機構を設け、ピストンｅに押板ｄを
押す第２バネｈを設け、この第２バネｈを第１バネｒよ
りもバネ力の弱いものとし。In the figure, a clutch disc plate C, a push plate d, and a piston e are provided, which are pressed together between a cooling fan a and a pulley b driven by a drive source (not shown), and the piston e is driven by a first spring f. to force it to slide in the crimp direction,
And the piston e is pushed against the first spring r by the pressure oil in the pressure chamber g.
A clutch mechanism is provided to push the push plate d, and the piston e is provided with a second spring h that pushes the push plate d, and the second spring h has a weaker spring force than the first spring r.

さらに圧力室ｇを切換弁ｉを介してドレーンｊと油圧源
にとに接続制御するものである。Furthermore, the pressure chamber g is connected and controlled to a drain j and a hydraulic power source via a switching valve i.

（発明が、解決しようとする問題点） 上記第２図に示したような油圧制御方式または空気圧制
御方式においては、油圧（空圧）源。(Problems to be Solved by the Invention) In the hydraulic control system or pneumatic control system as shown in FIG. 2 above, a hydraulic (pneumatic) source is used.

油圧（空圧）回路や圧力制御をするサーモ弁などが必要
であり、そのために構造が複雑で故障が発生し易いとい
う大きい問題点があった。It requires a hydraulic (pneumatic) circuit and a thermo valve to control pressure, which poses a major problem in that the structure is complex and failures are likely to occur.

（問題点を解決するための手段及び作用）この発明は上
記の点に鑑みなされたものであって、冷却ファンと駆動
側との間に相互に圧着したクラッチディスクとクラッチ
プレートと。(Means and operations for solving the problems) The present invention has been made in view of the above points, and provides a clutch disk and a clutch plate that are pressed together between a cooling fan and a drive side.

ピストンとを備え、ピストンをバネにより圧着方向に摺
動付勢し、かつワックスが周囲の温度が高くなると体積
が増加し、特にワックスの融は始めと、融は終りの間で
顕著な体積変化をする現象を利用して、ワックス室内に
充填したワックスの体積変化によりダイヤフラムなどを
介してピストンをバネに抗して押動するクラッチ機構を
設けることにより、従来の油圧制御方式または空気制御
方式において必要であった油（空）圧源、油（空）圧回
路や圧力制御をするサーモ弁などが不要となって、構造
節単でかつ信顛性の高い冷却ファンのクラッチ装置を提
供するものである。The piston is biased to slide in the crimp direction by a spring, and the volume of the wax increases as the surrounding temperature increases, and the volume changes particularly markedly between the beginning and end of wax melting. Utilizing the phenomenon of This eliminates the need for a hydraulic (pneumatic) pressure source, a hydraulic (pneumatic) pressure circuit, a thermo valve for pressure control, etc., and provides a cooling fan clutch device with a simple structure and high reliability. It is.

（実施例） つぎにこの発明の一実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Next, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第１図＋ａｌはこの発明に係る冷却ファンのクラッチ装
置の一実施例の冷却ファン駆動軸中心線を含む断面図で
あって、冷却ファン１は複数個のボルト２により駆動軸
３に締結され、駆動軸３はクラッチハブ４とスプライン
３１においてスプライン嵌合されている。クラッチハブ
４の外周部４１は歯車状に形成され、この外周部４．に
複数個のクラッチディスク５の内歯車状に形成された内
周部５．が嵌合する。複数個のクラッチディスク５のそ
れぞれの間には複数個のクラッチプレート６が１個ずつ
図のように挟まれており。FIG. 1+al is a sectional view including the center line of the cooling fan drive shaft of an embodiment of the clutch device for the cooling fan according to the present invention, in which the cooling fan 1 is fastened to the drive shaft 3 by a plurality of bolts 2, The drive shaft 3 is spline-fitted to the clutch hub 4 at a spline 31 . The outer peripheral part 41 of the clutch hub 4 is formed in the shape of a gear. The inner peripheral portion 5. of the plurality of clutch discs 5 is formed in the shape of an internal gear. are mated. A plurality of clutch plates 6 are sandwiched between each of the plurality of clutch disks 5 as shown in the figure.

クラッチプレート６の外周部６．は歯車状に形成され、
この外周部６１に■プーリー７の内歯車状に形成された
内周部７１が嵌合する。■プーリー７は図示されていな
い駆動源によりＶベルト（図示路）を介して駆動される
。８はクラッチカバーであり、９はスラストベアリング
である。Outer periphery 6 of clutch plate 6. is shaped like a gear,
An inner circumferential portion 71 formed in the shape of an internal gear of the pulley 7 is fitted into this outer circumferential portion 61 . (2) The pulley 7 is driven by a drive source (not shown) via a V-belt (path shown). 8 is a clutch cover, and 9 is a thrust bearing.

上記複数個のクラッチプレート６の片側の端部（図では
左端部）のクラッチプレート６□の側面に当接する？ｊ
Ｉ　数個のピストン１０のクラッチプレート６、側と反
対側の端部１０．は凹面状であって。Does one end (the left end in the figure) of the plurality of clutch plates 6 abut against the side surface of the clutch plate 6□? j
I Clutch plate 6, opposite end 10 of several pistons 10. is concave.

複数個のそれぞれ対応するワックス室１２内に充填され
たワソスク１３が温度上昇して体積が増加することによ
り、　？ｊｌ数個のそれぞれ対応するダイヤフラム１１
が凸面状に変形してそれぞれ対応するピストンＩＯの端
部１０１　　に当接してピストン１０を押動するのに好
都合な形状となっている。As the temperature of the wasoskus 13 filled in the plurality of corresponding wax chambers 12 increases and the volume increases, ? jl several corresponding diaphragms 11
are deformed into a convex shape and have a shape convenient for abutting against the corresponding end 101 of the piston IO to push the piston 10.

ワックス室１２の外側壁１２．にはサラバネ　（小）１
４が当接し、サラバネ　（小）１４とＶプーリー７の底
部壁７□との間にはサラバネ　（大）１５が介在して、
これらサラバネ　（小）１４とサラバネ（大）１５がワ
ックス室１２を介してピストン１０を摺動付勢している
。１６はクラッチ支持軸であり、　１７ばニードルベア
リングである。また矢印Ｘは潤滑油経路を示す。Outer wall 12 of wax chamber 12. Sarabane (small) 1
4 are in contact with each other, and a countermeasure spring (large) 15 is interposed between the countermeasure spring (small) 14 and the bottom wall 7□ of the V pulley 7,
These springs (small) 14 and 15 (large) press the piston 10 to slide through the wax chamber 12. 16 is a clutch support shaft, and 17 is a needle bearing. Further, arrow X indicates a lubricating oil path.

次にこの第１図ｆａ）の実施例におけるクラッチ’Ａ　
Ｍの作動を第１図Ｔｂ１．　（ｃｌ、　ｆｄ）を用いて
説明する。第１図ｆｂｌにおいて横軸はワックス１３の
温度Ｔ（℃）であり、縦軸はワックス室１２内のワック
ス１３の体積Ｖ　（ｃｄ）で、　１＋はワックス１３の
融は始めの温度＋　Ｌｔはワックス１３の融は終りの温
度を示し、エンジン始動時は第１図（ａｌにおいて矢印
Ｘで示した潤滑油温が低いので、ワックス１３の温度は
ｔｏであってワックス１３の体積も小さいが、ワックス
１３の温度がＬｌ＋　ｔ、と上昇するにつれて体積が増
加する状況を示し、第１図ｔｃ＋は横軸は第１図Ｔｂ）
の横軸と同じくワックス１３の温度Ｔ　（ｔ）で、横軸
のＬＩ＋　ｔ、はそれぞれ第１図（ｂｌの横軸のｊｌ＋
　Ｆと同じ温度を示し、第１図ＦＣＩの縦軸はワックス
１３が第１図（ｂ）に示したような体積増加によるピス
トンｌＯ及びクラッチプレート６を介してクラッチディ
スク５を押動する加圧力Ｆ（ｋｇ）であり、Ｆｌはこの
クラッチ装置に必要なトルク容量が得られる加圧力であ
る０次に第１図Ｔｄｌについて説明する０図の横軸はワ
ックス１３の体積増加によるピストン１０のストローク
（龍）であり、縦軸は第１図ｆｃ）の縦軸と同じくクラ
ッチディスク５を押動する加圧力Ｆ（ｋｇ）であるが、
この第１図ｆｄ＋はサラバネ（小）１４とサラバネｃ大
）１５のバネ作用を示したものであって、ピストン１０
のスフローフによりクラッチディスク５を押動する加圧
力Ｆが変ってクラッチ容量が変化し、冷却ファン回転数
が変化してエンジンの水温や油温を適温にコントロール
するものである。Next, clutch 'A' in the embodiment of Fig. 1 fa)
The operation of M is shown in FIG. 1 Tb1. This will be explained using (cl, fd). In Fig. 1fbl, the horizontal axis is the temperature T (℃) of the wax 13, the vertical axis is the volume V (cd) of the wax 13 in the wax chamber 12, 1+ is the temperature at the beginning of melting of the wax 13 + Lt is The melting of wax 13 indicates the final temperature, and when the engine starts, the lubricating oil temperature indicated by arrow X in Figure 1 (al) is low, so the temperature of wax 13 is to and the volume of wax 13 is small, but The volume increases as the temperature of the wax 13 rises to Ll + t (Figure 1 tc+, the horizontal axis is Figure 1 Tb)
The temperature T (t) of the wax 13 is the same as the horizontal axis, and LI+ t on the horizontal axis is jl+ on the horizontal axis in
The vertical axis of FCI in FIG. 1 shows the same temperature as F, and the vertical axis of FCI in FIG. F (kg), and Fl is the pressurizing force that provides the torque capacity necessary for this clutch device.0 Next, Figure 1 explains Tdl.The horizontal axis of Figure 0 is the stroke of the piston 10 due to the increase in the volume of the wax 13. (dragon), and the vertical axis is the pressing force F (kg) that pushes the clutch disc 5, the same as the vertical axis in Fig. 1 fc).
This FIG.
The pressure force F that pushes the clutch disc 5 changes due to the flow, which changes the clutch capacity, and the cooling fan rotation speed changes to control the engine water and oil temperatures to appropriate temperatures.

（発明の効果） この発明は以上詳述したようにして成るので。(Effect of the invention) This invention is constructed as described above in detail.

ワックスの温度変化による体積変化を利用して必要なり
ラッチディスク加圧力を得るものであって、従来の油圧
制御方式または空圧制御方式に於て必要とした油（空）
圧源、油（空）圧回路や圧力制御をするサーモ弁などが
不要となって、構造が極めて簡単で安価、かつ信頼性の
高い冷却ファンのクラッチ装置が得られるという大きい
効果を奏するものである。This system utilizes volume changes due to wax temperature changes to obtain the necessary latch disk pressurizing force, and does not require oil (air) required in conventional hydraulic or pneumatic control systems.
This has the great effect of eliminating the need for a pressure source, a hydraulic (air) pressure circuit, a thermo valve for pressure control, etc., and providing a cooling fan clutch device that is extremely simple in structure, inexpensive, and highly reliable. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図＋ａｌはこの発明の一実施例の冷却ファン駆動軸
中心線を含む断面図、第１図（ｂｌ、　（Ｃ１，ｌｄｌ
は第１図（ａｌの実施例におけるクラッチ装置の作動説
明用グラフであり、第２図は従来装置である。 １・・・冷却ファン、　　５・・・クラッチディスク。 ６・・・クラッチプレート、　　７・・・Ｖプーリー。 １０・・・ピストン、１１・・・ダイヤフラム。 １２・・・ワックス室、　　１３・・・ワックス。 １４・・・サラバネ（小）、１５・・・サラバネ（大）
。 特許出願人　株式会社小松製作所 代理人　（弁理士）松　澤　　統 第　１　図（ｂ） 第１因（ｃ）Figure 1+al is a sectional view including the center line of the cooling fan drive shaft of one embodiment of the present invention; Figure 1 (bl, (C1, ldl
is a graph for explaining the operation of the clutch device in the embodiment of FIG. 7...V pulley. 10...Piston, 11...Diaphragm. 12...Wax chamber, 13...Wax. 14...Set spring (small), 15...Set spring (large)
. Patent Applicant Komatsu Ltd. Agent (Patent Attorney) Osamu Matsuzawa Figure 1 (b) Cause 1 (c)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 　冷却ファンと駆動側との間に相互に圧着したクラッチ
ディスクとクラッチプレートと、ピストンとを備え、ピ
ストンをバネで圧着方向に摺動付勢し、かつワックス室
内のワックスが温度の変化による体積の変化によりピス
トンをバネに抗して押動するクラッチ機構を設けたこと
を特徴とする冷却ファンのクラッチ装置。A clutch disk and a clutch plate are pressed together between the cooling fan and the drive side, and a piston is provided, and the piston is biased to slide in the pressing direction by a spring. A clutch device for a cooling fan, comprising a clutch mechanism that pushes a piston against a spring when the change occurs.