JPH034033A - 粘性流体クラッチ組立体のための電磁制御組立体及びファン速度制御方法 - 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】 Ｆ産業上の利用分野］ 本発明は粘性流体継手装置に関し、特に、自動車のため
の粘性流体ファンクラッチの電磁制御装置に関ずろ。

［従来の技術１ 自動車の冷却ファンを駆動し回転させるための粘性流体
クラッチ組立体は既知である。複数の羽根を仔するファ
ンはクラッチｖＡＷ体のクラッチ本体に着脱可能に取り
付けである。ファン及びクラツヂ組α体は自動車エンジ
ンの付回プーリー（典型的には、水ポンププーリー）と
ラジェータとの間に設置しである。クラ−１千組立体は
、冷却が必要なときには入力速度に近い高速度でファン
を駆動し、冷却が不要なときは低速でファンを駆動する
。

一般に、クラッチ組立体はファンの”速度を変化させる
ために制御装置を使用している。冷却が必要なときには
、制御装置は入力軸からのトルクをファンに伝達する９
、冷却が不要な場合は、人力トルクはファンに伝達され
ず、これによりエンジン負債を減少させ、エンノン効率
を改善する。

多くのクラッチ組立体においては、ファンの速度を変化
さけるための制御装置として、らせん状に巻いたバイメ
タルコイルを使用している。周囲の空気温度が変化する
と、バイメタルコイルの巻回部分が膨径又は縮径して弁
板を回転させ、クラッチ紹立体内部の流体の流れを制御
する。流体ゲート（通路）が開いたとき、流体はクラッ
チ組立体のせん断域へ流入し、流体せん断により入力ト
ルクをファンへ伝達する。流体ゲートが閉じたときには
、大半の流体はポンプによりせん断域から排出され、こ
れによりファンの速度が減少する。

この種のファンクラーノチの代表例は米国特許第４．７
４１．４２１号明細書に開示されている。

［発明が解決すべき課題］ を記の従来技術に対する改良か望まれている。

効率を改善するためには、エンジン冷却剤流体の温度を
監視するのが望ましい。冷却剤流体の温度が所定の値に
到達したときに、エノジン冷却フ、。

ンを作動させるべきである。粘性流体クラッチ組立体は
エンジン冷却剤流体の温度及び他の監視された温度に基
づきファンの速度を制御するための制御装置を具備する
のが望ましい１゜ 〔課題を解決するための手段］ 本発明は自動車のファンクラッチ組立体に特に適した粘
性流体装置を提供する。ファンクラッチ組立体は本発明
に係る電磁制御装置を）り用して、クラッチ組立体の内
部の流体の流れ及び冷却ファンの速度を制御する。粘性
センサをエンジン室内に配置し電子制御モノニール（即
ちコンビコータ）に接続して、電磁制御装置を作動させ
る。冷却が必要なときには、センサが信号をコンピュー
タへ。

送り、本発明の電磁制御装置を作動させてクラッチ組立
体を係合させ、ファンの回転速度を増加させる。

本発明は自動車のためのファンクラッチ組立体を提供す
る。クラッチ組立体は回転弁板を作動させるための電磁
制御装置を有する。弁板には回転シャフトが接続しであ
る。シャフトのまわりに強磁性素子を摺動装着する。電
磁コイルを付勢したとき、発生した磁束が強磁性素子を
吸引する。強磁性素子がシャフト上で摺動するときに、
強磁性素子は回転せしめられ、これによりシャフトを回
転させて、弁板を開く。

［実施例］ 第１図は、エンジン冷却流体を循環させる自動車のラジ
ェータ（図示せず）のコアを通して冷却空気を吸引する
ための、複数の羽根を備えたファン及びクラッチ組立体
１４を示す。ファン及びクラ−フチ組立体１４は回転駆
動軸１５の外端に装着され、この軸１５の内端はフラン
ジ１６で終端し、このフランツは普通のエンジン作動式
水ポンププーリー（図示せず）に固定できる。ファン及
びクラッチ組立体１４は、軸受２２により出力軸１５Ｆ
に回転装着された凹状の主本体１８を有する。

主本体１８は複数個の半径方向に延びたボス２４を具備
し、複数の羽根を備えたファン２６（第１図に部分的に
示す）がネジ止め具２７．２８によりボス２４に取り付
けである。主本体Ｉ８の外表面にはフィン２９が設けて
あって、組立体１４に収納された粘性流体から伝達され
る熱を放出さける。

主本体１８の前面に装着されたカバー板３０は主本体１
８と共働し、後述するハウジング及びリザーバを形成す
る。カバー３０は皿状部材であり、その環状外縁３２は
、主本体１８の材料から形成された環状保持リップ部（
＠部）３４により主本体１８に固定されている。例えば
ガスケットの如き環状のシール３６を外縁３２と主本体
１８の前面との間に配置し、組立体１４の内部からの流
体の漏洩を防Ｉヒする。カバー板３０の外面にフィン３
７を設けて、流体から伝達される熱を放出させる。

カバー板３０の背後に配置したディスク状の環状ポンプ
板３８はカバー板３０の直径より僅かに小さな直径を有
する。ポンプ板３８は、カバー板３０により主本体１８
の環状肩部３９（第２図）に係合仕しめられたときには
、主本体１８に対して固定される。

ポンプ板３８はその中央部に一対の直径方向で対向した
通路ゲート４０を具備する。ゲート４０が開いたときに
は、ポンプ板３８とクラッチ板４２と分割リング４３と
により画定された収集室４！（第２図）内へ流体が流入
できろ。クラッチ板４２はその中央開口で軸１５にスプ
ライン係合し、後述するように主本体１８及びこれに取
り付けたファン２６を液圧駆動することができる。例え
ばテフロン（登録商標名：正式名はポリテトラフルオル
エチレン）でできた分割リング４３はクラッチ板４２の
外側前面に設けた環状の溝４３Ａ内に装着されていて、
後述するようにポンプ出力即ちクラッチの係合解除を改
善する。この種の分割リングは米国特許５！４，７４１
，４２１号明細書に開示されている。

第２図に示すように、回転する組立体Ｉ４の遠心力によ
り、ゲート４０を通る軸方向の流体流れを矢印４５で示
す半径方向の流体流れに変えて収集室４１内へ導く。

矢印４６で示す軸方向の流体流れは、クラッチ板４２に
設けた通路４７を通して、クラッチ板４２の後面に形成
された同心の環状隆起ランド部４９と主本体１８の内面
に形成した対応する同心の環状隆起ランド部５０とを交
互に配置することにより画定された溝状空間によって形
成される環状の曲がりくねった流体せん断域４８内へ圧
送されろ。

せん断域４８内でせん断された流体は、軸１５にスプラ
イン係合していて回転駆動されるクラッチ板４２からの
人力トルクを伝達し、主本体１８及びこれに取り付けた
ファン２６を流体駆動し、ファンによる冷却動作を行わ
せる。クラッチ板４２と主本体１８との間の滑りのため
、ファンの回転速度は軸１５からの入力速度より常に小
さい。

カバー板３０とポンプ板３８との間に形成されたリザー
バ５２は特定の性質を有する粘性流体を収納している。

収集室４１内への流体の供給を制御するゲート４０の開
閉は、カバー板３０の中央部分に形成（７た管状ハブ部
分５８内に回転装着した中央シャフト５６と駆動接続す
るように延びた弁板５４により行われる。軸受スリーブ
６０は中央シャフト５６を収容し、ハブ部分５８の内壁
に周辺部で係合して組立体１４の外部への流体漏洩を防
止する。

第２図において、矢印６９Ａで示す流体は遠心力により
半径方向外方へ圧送され、廿ん断域４８から出て、ポン
プ板３８とクラッチ板４２と分割リング４３とにより画
定された収容室６６内へ送られる。収容室６６内の流体
は、矢印６９Ｂで示すように、収容室６６に連通しポン
プ板３８の一部に設けた複数個のオリフィス６８を通し
てリザーバ５２内へ帰還せしめられる。収容室６６から
リザーバ５２への流体の帰還については上記米国特許第
４，７４１．４２１号明細書に開示されている。

電磁制御組立体７０はハブ部分５８を包囲するキャビテ
ィ６３内に取り付けられている。電磁制御組立体７０は
キャップ７６の中空円筒状部分７４内で摺動装着された
強磁性シャトルバレル７２を有する。キヤツジ７６は止
め具７８によりカバー・板３０に着脱可能に取り付けで
ある。シャトルバレル７２の外径は中空円筒状部分７４
の内径に匹敵する。

中央シャフト５６はその第！端部で弁板５・１に適当な
方法で装着されている。第３図に明示するように、シャ
フト５６の第２端部８０は面取りされていて四角柱状に
なっている。シャフト５６が回転すると、弁板５４ら回
転し、ヒ述のポンプ板３８内のゲート４０を開閉する。

シャトルバレル７２は、中央シャフト５６の面取り端部
８０に対応する形状を有しこの而取り端部を収容する中
央開口８２を具備する。面取り端部８０を開口８２内に
収容したとき、シャトルバレル７２の回転は面取り端部
８０を介して伝達され、中央シャフト５６を回転させる
。

シャトルバレル７２には減径の段付き部分８４が設けで
ある。段付き部分８４の外周面には一対の傾斜したＷｌ
ｔ８６Ａ、８６Ｅ（が形成しである。

フランツ９２及び円筒状部分９４を有するアダプタ９０
が電磁制御組立体７０に装着しである。

フランジ９２はキヤツジ７６の肩部９６によりカバー板
３０に接して適所に保持されている。、シャトルバレル
７２の段付き部分８４はアダプタ９０の円筒状部分９４
内に摺動収納されている。一対のピン９８Ａ、９８Ｂは
円筒状部分９４の対向する開口内に螺入されており、段
付き部分８４の対応する溝８６Ａ、８６Ｂ内へ延びてい
る。

コイルバネ１００はシャトルバレルの凹所１０２に収納
され、中央シャフト５６の面取り端部８０のまわりに装
着されている。キャップ７６の内面に設けた座１０４は
バネ１００の他端を収納している。

電源（図示せず）とセンサ１１２とに接続された電磁コ
イル１１０はカバー７６に隣接して装着されている。コ
イル１１０はキヤツジ７６の円筒状部分７４の外端を包
囲している。必要なら、ブラケー７）（図示せず）を利
用してコイル１１０を適所に保持できる。

使用に当り、中央シャフト５６は、コイル＋１０が付勢
されていないときにはポンプ板３８のゲート４０が閉じ
るように、弁板５４に装着されている。この位置におい
て、バネ１００は圧縮されていない。エンジンの冷却が
、必要な場合には、センサ１１２が自動車の電子制御モ
ジュール（図示せず）を介してコイル１１０を付勢ケる
ように信号を送り、既知の方法で磁束を発生させる。シ
ャトルバレル７２は磁束により吸引され、バネ１００に
抗して引っ張られる。シャトルバレル７２が円筒状部分
７４内で（第１図で右方に）摺動したとき、ピン９８Ａ
、９８Ｂは対応する溝８６Ａ、８６Ｂ内を動き、シャト
ルバレル７２、中央シャフト５６及びこれに取り付けた
弁板５４の回転を生じさせる。、Ｌ述のように、弁板５
６の回転によりポンプ板３８のゲート４０が開き、その
結果ファン２６の高速作動及びエンジンの冷却を生じさ
せる。

エンジンの冷却か不要な場合は、センサ１１２は自動車
の電子制御モジュールを介してコイル＋１０を去勢し、
従って磁束は発生しない。バネ！１０はシャトルバレル
７２をその元の位置（第１図の左方）へ移動させ、シャ
トルバレル７２、中央シャフト５６及び弁板５４を回転
させ、これによりポンプ板３８のゲート４０を閉じる。

溝８６Ａ、８６Ｂは段付き部分８４及び中央シャフト５
６の軸線に対して角度をなして位置しており、シャトル
バレル７２の軸方向運動期間中シャトルバレルの所望の
回転１を提供する。例えば、ＷＩｔ８６Ａ、８６Ｂは、
キャップ７６の円筒状部分７４内でのシャトルバレル７
２の各６．３５ｍｍ（１！４インチ）の軸方向運動に対
してシャトルバレル７２のＩＯｏの回転を提供するよう
に位置決めできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、入力軸に装着され本発明の電磁制御組立体を
合体した粘性流体ファン及びクラッチ組立体の断面図、 第２図はポンプ板を通る収容室からの流体流れを示すた
めポンプ板が回転した状態での第１図のファン及びクラ
ッチ組立体の一部の拡大断面、第３図は、第１図の電磁
制御組立体に合体された強磁性バレル、アダプタ及び面
取りしたシャフトの分解部品斜視図である。 符号の説明 １４：クラッチ組立体　　２６：フアン４０：ゲート（
通路）　　４８：せん断域５４：弁板　　５６；シャフ
ト ７０：電磁制御組立体 ７２：強磁性シャトルバレル ７４：円筒状部分　　７６：キャップ（閉止端）８０：
面取り端部　　８２：開口 ８６Ａ、８６Ｂ：溝　　９０：アダプタ９８Ａ、９８Ｂ
：ピン　　１００：バネ１１０：コイル　　１！２：セ
ンサ 外４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クラッチ組立体のせん断域への流体の流れを制御す
   る回転弁板を有する粘性流体クラッチ組立体のための電
   磁制御組立体（７０）において、（イ）前記回転弁板（
   ５４）に接続したシャフト（５６）と、 （ロ）該シャフト（５６）に摺動装着され、同シャフト
   へ回転を伝達するように同シャフト（５６）に接続され
   た強磁性素子（７２）と、（ハ）該強磁性素子（７２）
   に隣接して装着された磁束を発生させるための電磁手段
   （１１０）と、 （ニ）前記磁束に応じて前記強磁性素子（７２）が前記
   シャフト（５６）上で摺動しながら、同強磁性素子（７
   ２）を回転させるための回転手段（８６Ａ、８６Ｂ、９
   ０、９８Ａ、９８Ｂ）と、を備えたことを特徴とする電
   磁制御組立体。 ２、請求項１に記載の電磁制御組立体において、前記強
   磁性素子（７２）が閉止端（７６）を有する円筒状部材
   （７４、９０）内に摺動装着されており；該強磁性素子
   （７２）と円筒状部材（７４、９０）の閉止端（７６）
   との間に偏倚バネ （１００）を配置し；前記シャフト（５６）がその第１
   端部で前記弁板（５４）に装着されておりかつ第２端部
   が面取り端部（８０）とされており、該シャフト（５６
   ）の面取り端部に適合し摺動可能にするための開口（８
   ２）を前記強磁性素子（７２）に形成し；前記電磁手段
   （１００）が、前記偏倚バネ（１００）に抗して該強磁
   性素子（７２）を吸引するため前記円筒状部材（７４、
   ９０）の前記閉止端（７６）に隣接して前記磁束を発生
   させる；ことを特徴とする電磁制御組立体。 ３、請求項２に記載の電磁制御組立体において、前記回
   転手段が、（イ）前記円筒状部材（７４、９０）の軸線
   に対して角度をなして前記強磁性素子（７２）の外表面
   に形成した少なくとも１つの溝（８６Ａ、８６Ｂ）と、
   （ロ）該円筒状部材（７４、９０）内に設けられ、対応
   する前記溝（８６Ａ、８６Ｂ）にそれぞれ摺動収納され
   た少なくとも１つのピン部材（９８Ａ、９８Ｂ）と、を
   有することを特徴とする電磁制御組立体。 ４、請求項１ないし３のいずれかに記載の電磁制御組立
   体を備えた自動車の粘性流体クラッチ組立体に取り付け
   られたファンの速度を制御するための方法において、 センサ（１１２）により前記ファン（２６）の速度を増
   加させるに必要な物理的状態を感知し出力信号を発生さ
   せ；該センサ（１１２）により発生せしめられた該出力
   信号を前記自動車の電子制御モジュールに伝達して、前
   記電磁制御組立体（７０）の前記電磁手段（１００）を
   付勢して前記磁束を発生させ；該磁束に応じて前記強磁
   性素子（７２）を前記シャフト（５６）上で摺動して同
   シャフトを回転させ；該シャフト（５６）の回転により
   前記弁板（５４）を回転させて前記粘性き、粘性流体の
   流れを該クラッチ組立体（１４）の前記せん断域（４８
   ）へ供給する；ことを特徴とする制御方法。