JPH0144810Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エンジン冷却フアンの温度感応型流
体継手に関する。

一般に、エンジン冷却フアンの温度感応型流体
継手は、エンジンにより回転駆動するシヤフト
と、このシヤフトの先端に固定されたロータと、
前記シヤフト上に回転自在に組付けられて前記ロ
ータおよび作動流体を収容しかつ冷却フアンが取
付けられるハウジングと、このハウジング内に配
置されてその内部を前記ロータを収容し作動流体
に剪断作用を生じさせる作動室およびこの作動室
から還流する作動流体を貯留する貯油室に仕切る
仕切部材と、この仕切部材に設けた通孔を開閉す
る弁部材を備え、エンジンの温度上昇により前記
弁部材を作動させて前記仕切部材の通孔を開き、
前記貯油室の作動流体を前記作動室へ流入させる
ように構成されている。また、この種温度感応型
流体継手においては、温度感応部材として渦巻状
バイメタル等感温渦巻部材を採用し、ラジエータ
を通過した空気の温度を感温渦巻部材により感知
して弁部材を作動させるように構成されている。
従つて、従来のこの種温度感応型流体継手によれ
ば、ラジエータの通過空気の温度に応じて作動流
体の作動室への流入が制御され、冷却フアンの回
転速度も当該空気温度に応じて制御されることに
なる。しかしながら、当該空気温度はラジエータ
を通過する時間、量等により変動してエンジンの
温度にかならずしも対応しないため、冷却フアン
の回転速度をエンジン温度に応じて適確に制御す
ることができない。

出願人は、このような問題に対処すべく、エン
ジン用冷却水の温度に応じて弁部材を作動させる
温度感応型流体継手を実願昭56−19860号（実開
昭57−132026号公報）にて提案している。当該温
度感応型流体継手は前記ハウジング内の貯油室
に、その内部を変圧室および定圧力室に区画する
区画部材と、これら両室間の圧力差により移動し
て前記弁部材を作動させる押動部材を配設すると
ともに、前記変圧室をエンジン用冷却水の温度に
応じて制御される圧力源に連通させてなり、前記
エンジン用冷却水の温度上昇により前記変圧室の
圧力を変化させ、同変圧室と前記定圧室間の圧力
差により前記押動部材を介して前記弁部材を作動
して前記仕切部材の通孔を開くように構成されて
いる。従つて、当該温度感応型流体継手によれ
ば、エンジン用冷却水の温度に応じて作動流体の
作動室への流入が制御されて同作動室内にて作動
流体により生じる剪断作用が調整され、これによ
り冷却フアンの回転速度がエンジン温度に応じて
制御される。しかしながら、当該温度感応型流体
継手においても前記定圧室が閉塞状態に構成され
ているため、作動流体等の温度の上昇により前記
定圧室の内圧が変動して押動部材の作動が不安定
となつて、弁部材の作動が不安定になるおそれが
ある。

本考案は、当該温度感応型流体継手における定
圧室の内圧を常に一定にして弁部材の作動を安定
化させ、以つて冷却フアンの回転速度をエンジン
温度に応じて的確に制御することにある。

以下、本考案を図面に基づいて説明するに、第
１図には本考案に係る温度感応型流体継手（以下
流体継手ということがある）の一例が示されてい
る。この流体継手は、冷却フアンの回転速度を３
段階に制御できる流体継手であり、駆動系部材１
０、被駆動系部材２０、弁装置３０、圧力作動装
置４０および圧力源制御装置５０を主要構成部材
としている。

流体継手の駆動系部材１０は、エンジンにより
回転駆動するシヤフト１１とその先端に固定され
たロータ１２とからなり、シヤフト１１はエンジ
ンブロツク１３にシールドベアリングを介して回
転可能に支持した支持ロツド１４の先端に外嵌さ
れて、支持ロツド１４上に固着したフランジ部１
５にプーリ１６とともに一体的に取付固定されて
いる。また、被駆動系部材２０はシヤフト１１上
にシールドベアリングを介して回転可能に組付け
られたハウジング２１と、複数の外側通孔２２ａ
および内側通孔２２ｂを備えた環状の仕切板２２
とからなり、仕切板２２はハウジング２１の中間
部材２１ｂに取付けられてロータ１２の筒部１２
ａ外周上に位置し、ハウジング２１の前方部材２
１ａ側に貯油室Ｒ１を形成しかつハウジング２１
の後方部材２１ｃ側に作動室Ｒ２を形成してい
る。作動室Ｒ２は、ロータ１２の円盤部１２ｂを
収容するもので円盤部１２ｂと後方部材２１ｃ間
および円盤部１２ｂと仕切板２２間に剪断空間１
２ｃ，１２ｄが形成されている。これにより、ロ
ータ１２が回転すると剪断空間１２ｃ，１２ｄに
存在する作動油の剪断作用によりハウジング２１
および図示しない冷却フアンが回転されるととも
に、作動室Ｒ２に存在する作動油がロータ１２と
ハウジング２１間のポンプ作用により貯油室Ｒ１
へ還流する。また、貯油室Ｒ１の作動油は、後述
する弁装置３０が作動して仕切板２２の各通孔２
２ａ，２２ｂを開いた時各通孔２２ａ，２２ｂを
通して作動室Ｒ２へ流入し、作動油の剪断作用を
高めてハウジング２１および冷却フアンの回転速
度を高める。

しかして、ハウジング２１内には、弁装置３０
と圧力作動装置４０が配設されている。弁装置３
０は、第１弁板３１および第２弁板３２と、両弁
板３１，３２をそれぞれ後方へ付勢する第１スプ
リング３３および第２スプリング３４からなり、
また圧力作動装置４０は、プツシユロツド４１、
ダイヤフラム４２、弁体４３およびプツシユロツ
ド４１を前方へ付勢する第１スプリング４４、弁
体４３を後方へ付勢する第２スプリング４５とか
らなる。第１弁板３１は所定幅の板バネでその中
央部にリテーナ３１ａを備え、その脚部３１ｂに
て通孔２２ａを開閉する。また、第２弁板３２は
環状プレートの両側に２つに分岐した一対の脚部
を２組３２ａ，３２ｂ備え、これら脚部３２ａ，
３２ｂにて通孔２２ｂを開閉する。第１弁板３１
の脚部３１ｂは第２弁板３２の分岐脚部間を挿通
している。プツシユロツド４１はその後端に、外
周線をロータ１２の筒部１２ａ先端に固定したダ
イヤフラム４２の内周縁が固定されていて、ロー
タ１２の筒部１２ａ先端に固定した筒状のガイド
部材４６を前後方向へ移動可能に貫通している。
また、プツシユロツド４１の後端には筒状リテー
ナ４７が固定されていて、筒状リテーナ４７内に
介装した第２スプリング４５の付勢力にて弁体４
３は筒状リテーナ４７の後端フランジ部に当接し
ている。かかるプツシユロツド４１は、ダイヤフ
ラム４２とシヤフト１１の先端間に介装した第１
スプリング４４の付勢力にて前方へ移動し、ボー
ル４２ａおよびリテーナ３１ａを介して第１弁板
３１と係合して第１弁板３１を第１スプリング３
３に抗して前方へ撓ませ、かつ第２弁板３２を第
１弁板３１を介して第２スプリング３４に抗して
前方へ撓ませている。この状態において、第１弁
板３１は仕切板２２の外側通孔２２ａを開き、か
つ第２弁板３２は仕切板２２の内側通孔２２ｂを
開いている。また、ダイヤフラム４２はその前方
側に定圧室raを、その後方側に変圧室rbを形成し
ている。この定圧室raは大気に連通し、また変圧
室rbは圧力制御装置５０を介して負圧源に連通し
ている。

すなわち、ハウジング２１の前方部材２１ａの
中央凹所には通孔２１ｄが形成されていて、この
凹所に取付部材２３を介してエアフイルタ２４が
取付けられている。これにより、貯油室Ｒ１に形
成された定圧室raはエアフイルタ２４を通して大
気に連通している。一方、シヤフト１１の軸心部
には変圧室rbに突出する突出部１１ａが形成され
ている。この突出部１１ａの先端には弁体４３が
着座するもので、当該部位には支持ロツド１４の
軸心に設けた通孔１４ａと変圧室rbに連通する通
孔１１ｂが形成されている。また、シヤフト１１
の通孔１１ｂより外側には、支持ロツド１４の通
孔１４ａより外側に設けた通孔１４ｂと変圧室rb
に連通する通孔１１ｃが形成されている。この通
孔１４ａは両シールドベアリング１７ａ，１７ｂ
間に形成された環状室rcに連通し、かつ通孔１４
ｂはシールドベアリング１７ｂの後方側に形成さ
れた環状室rdに連通している。

圧力制御装置５０は、バイメタルバキユームス
イツチングバルブである２箇の３ポート２位置切
換弁５１，５２からなるもので、各切換弁５１，
５２はバイメタル５１ａ，５２ａを一体的に備え
ている。各バイメタル５１ａ，５２ａは皿状を呈
しており、温度変化に伴うスナツプアクシヨン
（凹凸の反転）を利用して通路の切換を行う。切
換弁５１は管路５３，５４を介してエンジンのイ
ンテークマニホールド５５と環状室rcに連通し、
かつ切換弁５２は管路５３，５６を介してインテ
ークマニホールド５５と環状室rdに連通してい
る。各切換弁５１，５２は、エンジン用冷却水の
水温が低い場合にはバイメタル５１ａ，５２ａの
作用により第１図示の状態にあつて変圧室rdをイ
ンテークマニホールド５５に連通させている。ま
た、エンジン用冷却水の水温が上昇して所定の中
温度に達すると、切換弁５２はバイメタル５２ａ
の反転作用により第１図示右方へ切換作動して、
変圧室rbは切換弁５１を介してインテークマニホ
ールド５５にかつ切換弁５２および絞り５２ｂを
介して大気に連通する。エンジン用冷却水の水温
がさらに上昇して所定の高温に達すると、切換弁
５１も第１図示右方へ切換作動して第３図示の状
態となり、変圧室rbは両切換弁５１，５２を介し
て大気に連通する。従つて、エンジン停止時にお
いては、大気が変圧室rbに付与され、またエンジ
ン駆動時においては、エンジン用冷却水の水温が
低い場合所定の高い負圧が、水温が中温度の場合
所定の低い負圧が、また水温が高温度の場合大気
がそれぞれ変圧室rbに付与される。

このように構成した流体継手は、エンジンの停
止時第１図に示す状態にある。すなわち、圧力制
御装置５０の両切換弁５１，５２は図示左方に位
置して変圧室rbをインテークマニホールド５５に
連通させているが、インテークマニホールド５５
には負圧が生じていないため変圧室rbは大気圧と
なつている。このため、プツシユロツド４１は第
１スプリング４４の付勢力にて前方へ移動してい
て、両スプリング３３，３４に抗して両弁板３
１，３２を撓ませており、仕切板２２の両通孔２
２ａ，２２ｂを開いている。また、弁体４３は第
２スプリング４５の付勢力にて筒状リテーナ４７
の後端に当接している。

しかして、エンジンを駆動させると、エンジン
用冷却水の水温が低い場合には両切換弁５１，５
２はなお第１図の図示位置にあるため、インテー
クマニホールド５５に生じた負圧が両切換弁５
１，５２を介して変圧室rbに付与される。このた
め、定圧室raと変圧室rb間に圧力差が生じて、プ
ツシユロツド４１は第２図に示すように第１スプ
リング４４に抗して後方へ移動する。この結果、
弁体４３はシヤフト１１の突出部１１ａ先端に着
座するとともに、両弁板３１，３２は撓みを解消
されて仕切板２２の両通孔２２ａ，２２ｂを閉じ
る。従つて、エンジン用冷却水の水温が低い場合
には、作動室Ｒ２から貯油室Ｒ１へ還流した作動
油は作動室Ｒ２へ流入するとがなく、作動室Ｒ２
のわずかな作動油により生ずる剪断作用によりシ
ヤフト１１の回転がハウジング２１に伝達され、
ハウジング２１と一体の図示しない冷却フアンは
低速回転する。なお、この間弁体４３のシヤフト
１１の突出部１１ａの先端への着座が維持され、
着座後変圧室rbへの負圧は切換弁５２を通してな
される。

また、エンジン用冷却水が上昇して所定の中温
に達すると、切換弁５２のみがバイメタル５２ａ
の反転作用にて第２図示右方へ切換作動するた
め、切換弁５２および絞り５２ｂを通して変圧室
rbへ大気が付与される。この結果、定圧室raと変
圧室rb間の圧力差が減少して、第１スプリング４
４の作用にて、スプリング３３に抗してプツシユ
ロツド４１が前方へ移動する。この間、弁体４３
は第２スプリング４５と環状室rcからの負圧の作
用にてシヤフト１１の突出部１１ａへの着座を維
持され、プツシユロツド４１は弁体４３が筒状リ
テーナ４７の後端フランジ部に係合した時点でそ
の前方への移動を規制される。従つて、プツシユ
ロツド４１は第１図示および第２図示の略中間部
位に位置し、第１弁板３１のみを撓ませて仕切板
２２の外側通孔２２ａのみを開く。このため、貯
油室Ｒ１に還流した作動油が外側通孔２２ａを通
して作動室Ｒ２へ流入し、増量された作動油によ
り生じる剪断作用によつてシヤフト１１の回転が
ハウジング２１に伝達され、冷却フアンは中速回
転する。なお、この間仮に弁体４３がシヤフト１
１の突出部１１ａの先端から離間することがあつ
ても、環状室rcの負圧が瞬時変圧室rbに付与され
るため、弁体４３は同先端に瞬時着座してプツシ
ユロツド４１の現在位置を保持する。

さらにまた、エンジン用冷却水が上昇して所定
の高温に達すると、切換弁５２のみならず切換弁
５１もバイメタル５１ａの反転作用にて第２図示
右方へ切換作動して第３図示の状態になり、両切
換弁５１，５２を通して大気が変圧室rbに付与さ
れて定圧室raと変圧室rb間の圧力差が無くなる。
このため、プツシユロツド４１はさらに両スプリ
ング３３，３４に抗して前方へ移動して第２弁板
３２をも撓ませて仕切板２２の内側通孔２２ｂを
も開く。この結果、貯油室Ｒ１に還流した作動油
は両通孔２２ａ，２２ｂを通して作動室Ｒ２へ流
入し、さらに増量された作動油により生ずる剪断
作用によつてシヤフト１１の回転がハウジング２
１に伝達され、冷却フアンは高速回転する。

このように、当該流体継手においては、エンジ
ン用冷却水の温度に応じて作動室Ｒ２へ流入する
作動油の量を制御しているので、冷却フアンの回
転速度をエンジン温度に応じて制御することがで
きる。また、当該流体継手においては、特に貯油
室Ｒ１に形成した定圧室raを大気に連通させてい
るので、作動油等の温度の上昇によつても定圧室
raの内圧を常に一定にすることができて、プツシ
ユロツド４１による両弁板３１，３２の作動を安
定化させ、以つて冷却フアンの回転速度をエンジ
ン温度に応じて的確に制御することができる。

なお、本実施例においては、冷却フアンの回転
速度を負圧を利用して３段階に制御できる流体継
手の例について示したが、弁装置３０、圧力作動
装置４０、圧力制御装置５０等を変更することに
より、冷却フアンの回転数を２段以上の複数段に
制御できる流体継手とすることができ、また負圧
に換えて圧縮空気を利用して冷却フアンの回転速
度を制御できる流体継手とすることができる。例
えば、上記実施例において弁板３１，３２および
これに対応する通孔２２ａ，２２ｂの数、変圧室
rbに対する負圧の付与手段の数等を適宜設定する
ことにより、冷却フアンの回転数の複数段制御が
可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る流体継手の一例を示す縦断
面図であつて、第１図はエンジンの停止時におけ
る縦断面図、第２図はエンジンの駆動時における
エンジン用冷却水の水温が低い場合の縦断面図、
第３図は同エンジン用冷却水の水温が高い場合の
縦断面図である。 符号の説明、１１……シヤフト、１２……ロー
タ、２１……ハウジング、２１ｄ……通孔、２２
……仕切板、２２ａ，２２ｂ……通孔、３１，３
２……弁板、４１……プツシユロツド、４２……
ダイヤフラム、５１，５２……切換弁、Ｒ１……
貯油室、Ｒ２……作動室、ra……定圧室、rb……
変圧室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンにより回転駆動するシヤフトと、この
   シヤフトの先端に固定されたロータと、前記シヤ
   フト上に回転自在に組付けられて前記ロータおよ
   び作動流体を収容しかつ冷却フアンが取付けられ
   るハウジングと、このハウジング内に配設されて
   その内部を前記ロータを収容し作動流体に剪断作
   用を生じさせる作動室およびこの作動室から還流
   する作動流体を貯留する貯油室に仕切る仕切部材
   と、この仕切部材に設けた通孔を開閉する弁部材
   を備え、エンジンの温度上昇により前記弁部材を
   作動させて前記仕切部材の通孔を開き、前記貯油
   室の作動流体を前記作動室へ流入させるようにし
   たエンジン冷却フアンの温度感応型流体継手にお
   いて、前記貯油室にその内部を変圧室および定圧
   室に区画する区画部材とこれら両室間の圧力差に
   より移動して前記弁部材を作動させる押動部材を
   配設し、一方前記変圧室をエンジン用冷却水の温
   度に応じて制御される圧力源に連通させかつ前記
   定圧室を大気に連通させて前記エンジン用冷却水
   の温度上昇により前記変圧室の圧力を変化させ、
   同変圧室と前記定圧室間の圧力差により前記押動
   部材を介して前記弁部材を作動して前記仕切部材
   の通孔を開くようにしたことを特徴とするエンジ
   ン冷却フアンの温度感応型流体継手。