JPS61109922A - 流体摩擦クラツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は特に流体冷却される内燃機関の冷却空気送風機
のための流体摩擦クラッチであって、ａ）回転軸線を中
心に回転可能なロータと、ｂ）ロータに対して相対的に
回転軸線を中心に回転可能なケーシングであって、剪断
流体のためのストック室と、仕切り壁によってこのスト
ック室から分離されかつロータを少なくとも１つの剪断
ギャップを形成しつつ取り囲む作業室とを有するものと
、 Ｃ）ロータとケーシングと゛の相対回転時に仕切り壁の
、ロータの外径範囲内の第１の開口を介して剪断流体を
、作業室からストック室内へ吐出するためのポンプ装置
と、 ｄ）仕切り壁の、回転軸線に対して前記第１の開口より
も近くに位置する第２の開口を介して行なわれる、スト
ック室から作業室への剪断流体の供給を制御するための
、温度に依存して制御可能な弁装置とを有する形式のも
のに関する。

従来の技術 ヨーロッパ特許出願第９９５９号明細書によれば内燃機
関の冷却器ファンのための流体摩擦クラッチが公知であ
り、この場合内燃機関が、駆動軸の上に位置するほぼ板
状のロータを駆動するようになっている。この駆動軸に
は、ファン羽根を保持するケーシングが回転可能に支承
されている。このケーシングは、ロータを取り囲む作業
室から仕切シ壁によって分離されて高粘性の剪断流体を
含有するストック室を有している。この作業室はロータ
と協働して少なくとも１つの剪断ギャップを制限形成し
ている。またポンプ装置によって、ロータの外径範囲内
で仕切り壁内に形成された第１の開口を介して剪断流体
が作業室からストック室へ搬送される。

ストック室から作業室への剪断流体の供給は弁によって
温度に応じて制御される。この流体摩擦クラッチによっ
て伝達される回転モーメントは、剪断流体による剪断ギ
ャップの充填状態に依存する。常温状態では弁によって
作業室への剪断流体供給が遮断され、ポンプ装置によっ
て剪断流体が吐出され、それによってクラッチが外され
る。高温状態では弁が開かれ、それによって回転モーメ
ント伝達のために剪断ギャップが剪断流体によって充填
される。

従来の流体摩擦クラッチにおいては、クラッチの非回転
状態において剪断流体が重力に基づいてポンプ装置の開
口を介して作業室内に逆流してしまう。こうして作業室
が充填された状態では常温時、特に温度が極めて低い場
合の始動特性が悪化するので不都合である。このような
場合には、内燃機関が冷えているにも拘わらず実際には
ファンクラッチによって駆動軸の回転運動がファン羽根
にスリップなしに伝達され、これによって内燃機関の迅
速な加熱が妨げられてしまう。またこの場合、ロータと
ケーシングとの間の相対回転数が少ないので、作業室か
らの剪断流体の吐出がゆっくりにのみ可能である。

更にこのようなファンクラッチは高いファン騒音を生ぜ
しめる。

ヨーロッパ特許出願第９９５９号明細書によれば常温始
動特性を改良するために、ポンプ装置の、仕切り壁の半
径方向外側範囲内に設けられた開口がストック室内の管
部材を介して回転軸線の近くまで案内されている。これ
によってファンクラッチの非回転時に剪断流体が作業室
内に逆流することが防がれる。しかしこのヨーロッパ特
許出願において提案された、常温始動の改良のための手
段は部分的成功のみをもたらし、何故ならこの手段が機
能するためには、内燃機関の停止時にファンクラッチが
遮断されそしてほとんどの剪断流体がストック室内にあ
ることが条件となっているからである。しかし内燃機関
が冷却機構の高温状態において停止されると、ファンク
ラッチはオンされており、作業室に剪断流体が充填され
る。従って続く常温始動時に、従来のファンクラッチに
おける前述の各欠点が生じてしまう。

発明の課題 本発明の課題は内燃機関が常温状態で停止されたか高温
状態で停止されたかに拘わらず、流体摩擦クラッチの常
温始動特性をより良好なものとし得る構造上単純な手段
を提供することである。

課題を解決するための手段及びその作用本発明による流
体摩擦クラッチはストック室と作業室の他に付加的に緩
衝室を有し、この緩衝室が、ロータ又はケーシングの非
回転時には核ケーシング内に含有された剪断流体の１部
分を受容し、それによってポンプ装置と弁装置とＫよっ
て制御形成された剪断流体循環回路を中断させるように
なっている。従って従来の流体摩擦クラッチに比べて、
クラッチの非回転時のストック室及び作業室内の剪断流
体レベルが低くなる。従って常温始動時には作業室に従
来のクラッチにおけるよりも少ない剪断流体が充填され
ており、これによってクラッチの遮断遅延程度が低くな
る。この緩衝室は絞り開口を介して前記の剪断流体循環
回路に接続されており、その貯えられた剪断流体を遅れ
て再び放出する。

従って該クラッチの続いての平常運転のだめには、再び
全ての剪断流体量が使用に供される。

従って常温始動特性は、内燃機関がファンクラッチの常
温状態で又は高温状態で停止されたかに関係なく改良せ
しめられる。いずれにせよこの緩衝室は、クラッチの駆
動機構と非駆動機構との間に始めから大きなスリップを
生ぜしめるために働き、このスリップが一方ではファン
回転数を制限し、他方では残りの剪断流体を作業室から
ストック室へ吐出するためにポンプ装置を即座に作動せ
しめるために働く。

実施態様 この受容室（緩衝室）は有利には、回転軸線に対して同
心的な環状室として形成され、また循環回路への剪断流
体の放出を行なう絞り開口が有利には環状室の外周範囲
内に、また流入開口が同じく内周範囲内に形成されてい
るとよい。

この流入開口としては有利には環状ギャップが形成され
ており、それによって剪断流体が環状室のあらゆる回転
位置において流入可能となる。

更に前記緩衝室は作業室及びストック室と接続している
とよい。有利には緩衝室の絞り開口が作業室に接続し、
またこの緩衝室がロータ内に又はより有利にはケーシン
グの壁部内に、しかも特にロータの、仕切り壁と反対の
側に配置されているとよい。この側でケーシングはベア
リングを介して、ロータを保持する駆動軸に回転回能に
支承されており、従ってそのベアリングのために必要な
スペースが同時に、環状室のスペース節約的な配役のた
めに活用され得る。

実施例 第１図には図示されていない内燃機関の、回転軸線３を
中心に駆動軸１を駆動させるファンクラッチが示されて
いる。駆動軸１上にはケーシング７がボールベアリング
５を介して回転可能に支承されており、このケーシング
７は周方向で分配されて半径方向で突出した多数のファ
ン羽根９を保持している。このケーシングｒは、駆動軸
１に支承された鉢形部分１１と、該鉢形部分１１を密に
閉鎖するカバ一部材１３とから成っている。この鉢形部
分１１とカバ一部材１３との間にそう着された仕切り壁
１５によって、ケーシング内室がストック室１γと作業
室１９とに分けられている。作業室１９内には駆動軸１
に固定結合された板形状のロータ２１が、ケーシング７
に対して相対的に回転可能なように配置されている。ロ
ータ２１の軸線方向での両側面と仕切り壁１５及び鉢形
部材１１の、それぞれ該側面に向い合った各面との間に
は比較的に狭い剪断ギャップ２３が形成されている。

この剪断ギャップ２３には、駆動軸１からファン羽根９
への回転モーメント伝達のために温度に応じて、粘性の
ある剪断流体が充填される。

この充填のために、一方端部を以って仕切り壁１５に固
定された弁プレート２５が配設されており、該弁プレー
トの自由な他方端部によって仕切シ壁１５内の開口２７
が制御される。弁プレート２５はその独自の弾性に基づ
いて、開口２７を開放保持すべき位置に向けてプレロー
ドをかけられておりかつ、ホルダ２９を以ってカバ一部
材１３の外面上に固定されたバイメタル３１によって、
カバ一部材１３内に軸線方向摺動可能に案内されたピン
３３を介して制御されている。常温状態では開口２γが
閉じられまた高温状態では開かれる。この開口２７を介
して、ストック室１７内に保持されている剪断流体が作
業室１９及び剪断ヤヤソゾ２３内に流入する。

ロータ２１の外周面の範囲内で仕切シ壁１５にもう１つ
の開口３５が形成されており、この間口３５を介してポ
ンプ装置３７によって剪断流体が作業室１９又は剪断ギ
ャッ７°２３からストック室１γ内へ戻し吐出される。

ケーシングγの鉢形部分１１はロータ２１の、仕切り壁
１５に対して軸線方向反対の側に緩衝室としての環状室
３９を有しており、この環状室３９はボールベアリング
５のためにいずれにせよ必要な軸勝方向スペースを活用
しつつ駆動軸１を回転軸線３に対して同心的に取り囲ん
でいる。この環状室３９はロータ２１に対してリング板
４１によって制限されており、このリング板４１の、環
状室３９の内径ｄの範囲内には流入開口としての環状ギ
ャッｆ４３が形成されており、このギャップ４３を介し
て環状室３９が作業室１９と接続されている。またリン
グ板４１の、環状室３９の外径りの範囲内には、やはり
該環状室３９を作業室１９と接続する絞り開口４５が形
成されている。

第１図には内燃機関の停止状態におけるファンクラッチ
が示されている。この状態では剪断流体はケーシング７
の下側範囲内に集められており、そのレベル４７は環状
ヤヤノプ４３の最も低い個所よりも上に位置している。

従って剪断流体は環状室３９の１セグメントをも充填し
ている。この環状室３９の充填範囲のセグメント角度は
少なくとも６０°である。第２図には内燃機関の常温始
動直後のファンクラッチが示されている。回転軸源３を
中心に矢印４９の方向で回転するロータ２１が、剪断イ
ヤノア°２３内に位置する剪断流体を介してケーシング
γを駆動する。この剪断流体は遠心力に基づいてケー・
／ング７の内周面に溢って配分される。ストック室１７
内の剪断流体レベルは符号５１で、また作業室１９内の
剪断流体レベルは符号５３で示されている。ストック室
１７の半径方向内側範囲が軸線方向で拡大されているの
で、作業室１日内のレベル５３はストック室１７内のレ
ベル５１よりも低くなっている。環状室３９内の剪断流
体レベルは符号５５を以って示されている。環状室３９
内に保持されている剪断流体量の分だけ、ストック室１
７及び作業室１９内の剪断流体量が減少されており、従
ってレベル５１．５３は環状室３９を有さないファンク
ラッチの場合と比べて低くなっている。まだ作業室１９
内のレベル５３が比較的に低いことに基づいて、常温始
動直後に伝達される回転モーメントは従来のファンクラ
ッチにおけるよりも小さく、これによってロータ２１と
ケーシング７との間の相対回転数と延いてはポンプ装置
３７の吐出効率が高められる。従って作業室１９内のい
ずれにせよ少量である剪断流体が迅速にストック室１７
内に吐出される。

環状室３９内に蓄えられた剪断流体量は絞り開口４５を
介して遅れて放出される。常温始動時にはこの剪断流体
の高い粘性に基づいてその流出速度は低く、そして作業
室１９に供給されたその剪断流体はポンプ装置３７によ
って即座に吐出される。この場合の伝達される回転モー
メントの上昇は問題にならない程度である。

またファンクラッチが運転中の高温状態にある時に内燃
機関が停止され、続いてやはり高温状態で新たに始動さ
れる場合、環状室３９内に集められていた剪断流体がそ
の高い温度と延いては低い粘性とに基づいて、やはり絞
り開口４５を通って比較的に短い時間で作業室１９に再
び供給され得る。

発明の効果 本発明によるファンクラッチの利点は、内燃機関の常温
始動時においてその回転モーメント伝達が少ないことと
、発生騒音が少ないことである。また常温始動時の高い
スリップ発生に基づいてポンピング効率が著しく良くな
っており、それによって常温始動時のクラッチ遮断遅延
が短縮され得る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示すものであって、第１図は
停止状態における内燃機関のファンクラッチの軸線方向
縦断面図、第２図は常温始動直後のファンクラッチの軸
線方向縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、特に流体冷却される内燃機関の冷却空気送風機のた
   めの流体摩擦クラッチであつて、 ａ）回転軸線（３）を中心に回転可能なロータ（２１）
   と、 ｂ）ロータ（２１）に対して相対的に回転軸線（３）を
   中心に回転可能なケーシング（７）であつて、剪断流体
   のためのストック室（１７）と、仕切り壁（１５）によ
   つてこのストック室（１７）から分離されかつロータ（
   ２１）を、少なくとも１つの剪断ギャップ（２３）を形
   成しつつ取り囲む作業室（１９）とを有するものと、 ｃ）ロータ（２１）とケーシング（７）との相対回転時
   に仕切り壁（１５）の、ロータ（２１）の外径範囲内の
   第１の開口（３５）を介して剪断流体を、作業室（１９
   ）からストック室（１７）内へ吐出するためのポンプ装
   置（３７）と、 ｄ）仕切り壁（１５）の、回転軸線（３）に対して前記
   第１の開口（３５）よりも近くに位置する第２の開口（
   ２７）を介して行なわれる、ストック室（１７）から作
   業室（１９）への剪断流体の供給を制御するための、温
   度に依存して制御可能な弁装置（２５、３１、３３）と
   を有する形式のものにおいて、ロータ（２１）及び（又
   は）ケーシング（７）の非回転時には、該ケーシング（
   ７）内に含有された剪断流体の１部分を受容し、またロ
   ータ（２１）及び（又は）ケーシング（７）の回転時に
   は当該の剪断流体を少なくとも１つの絞り開口（４５）
   を介して再び放出する緩衝室（３９）が配設されている
   ことを特徴とする、流体摩擦クラッチ。 ２、前記の緩衝室が、回転軸線（３）に対して同心的な
   環状室（３９）として形成されておりかつ、該環状室（
   ３９）の外径範囲内に単数又は複数の絞り開口（４５）
   が形成されている、特許請求の範囲第１項記載の流体摩
   擦クラッチ。 ３、環状室（３９）が剪断流体のための少なくとも１つ
   の流入開口（４３）を有し、ロータ（２１）及び（又は
   ）ケーシング（７）の非回転時にはこの流入開口（４３
   ）が少なくとも部分的に剪断流体レベル（４７）より下
   に位置している、特許請求の範囲第２項記載の流体摩擦
   クラッチ。 ４、流入開口が、回転軸線（３）を同軸的に取り囲む環
   状ギャップ（４３）として形成されている、特許請求の
   範囲第３項記載の流体摩擦クラッチ。 ５、単数又は複数の絞り開口（４５）が作業室（１９）
   に接続している、特許請求の範囲第１項から第４項まで
   のいずれか１項記載の流体摩擦クラッチ。 ６、緩衝室（３９）が、単数又は複数の剪断ギャップ（
   ２３）によつて取り囲まれた範囲より、ほぼ完全に半径
   方向内方に配置されている、特許請求の範囲第１項から
   第５項までのいずれか１項記載の流体摩擦クラッチ。 ７、緩衝室（３９）がケーシング（７）の壁部内に一体
   形成されている、特許請求の範囲第１項から第６項まで
   のいずれか１項記載の流体摩擦クラッチ。 ８、緩衝室（３９）がロータ（２１）の、仕切り壁（１
   ５）と軸線方向反対の側に配置されている、特許請求の
   範囲第７項記載の流体摩擦クラッチ。