JPH0361727A - 粘性流体ファンクラッチ用電磁制御弁板 - 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Ｊ 本発明は、概して粘性流体式結合装置に関し、特に自動
車用粘性流体ファンクラッチの電磁制御弁板に関するも
のである。

〔従来の技術１ 自動車の冷却ファンを駆動・回転させる粘性流体クラッ
チ組立体は良く知られている。多数の羽根を有するファ
ンは、組立体のクラッチ本体に着脱自在に取り付けられ
ている。ファンとクラッチの組立体は自動車エンジンの
付属プーリ（一般には水ポンププーリ）とラジェータの
間に装備されている。クラッチ組立体は、冷却が必要な
時、ファンを入力速度に近い高速で回転させ、冷却が不
要な時は低速回転させる。

一般的にクラッチ組立体は、ファンの回転速度を変化さ
せるために調整装置を使用している。冷却が必要な時、
調整装置は入力軸からのトルクを取り付けられたファン
に伝達する。冷却が不要な時、人力トルクはファンに伝
達されず、エンジンの負荷を低減し燃費を向上させる。

多くのクラッチ組立体においては、ファンの回転速度を
変化させる調整装置として螺旋状に巻かれたバイメタル
コイルを使用している。周囲の温度に応じ、バイメタル
コイルは巻き上げられたり伸びたりして弁板を回転させ
、クラッチ組立体内の流体の流れを調整する。流体が通
過するゲートが開いていると、流体は剪断部に流れ込み
、剪断流体はトルクをファンに伝達する。流体ゲートが
閉じていると、流体の大半が剪断部から排出され、ファ
ンの回転速度は遅くなる。

改良への努力は常になされてはいるが、ファンの効率を
向上するために、エンジンの冷却流体の温度など、エン
ジンの様々な運転特性を監察することが望まれる。冷却
流体の温度が所定のレベルに達するとエンジン冷却ファ
ンは作動し、エンジンの冷却流体温度及び他の主要測定
温度に基づいて、クラッチ組立体がファンの回転速度を
調整できるようにするのが望ましい。

［発明の概要］ 本発明は、特に自動車用ファンクラッチ組立体に適用で
きる粘性流体駆動装置に関するものである。ファンクラ
ッチ組立体は、電磁制御の弁板を使用し、クラッチ組立
体内部の流体の流れと冷却ファンの回転速度を調整する
。多数のセンサをエンジンルームの効果的な場所に配し
、電子制御モジュールやコンピューターと接続し、ＮＭ
１コイルに電流を流す、冷却が必要な時、コイルは磁束
を発生して弁板をたわませることにより、流体ゲートを
開きファンを回転させる。

本発明は自動車用ファンクラッチ組立体に関するもので
ある。クラッチ組立体は、可撓性の強磁性の弁板を有し
、ポンプ板を通って剪断部に入る流体の流れを調整して
いる。電磁コイルに電流が流れ磁束が発生すると、弁板
は歪曲してポンプ板から離れ、ポンプ板の流体ゲートを
開く、コイルに電流が流れなくなると、弁板は元の位置
に戻りポンプ板に当接して流体ゲートを閉じる。

［実施例１ 第１図は、エンジン冷却流体が内部を循環している自動
車のラジェータ（図示せず）のコアを通して、冷気を吸
入するための多数の羽根を有するファンとクラッチの組
立体１４を示したものである。ファンクラッチ組立体１
４は、回転する駆動軸１５の外側端部に組み付けられて
おり、駆動軸の内部端部はアダプタ１８内に入り込んで
いる。

アダプタ１８は、第１図に一部が描かれている。

通常の水ポンプ組立体２２のカラー２０に取り付けられ
ている。カラー２０は水ポンプ組立体２２の駆動軸２４
に組み付けられており、該軸は周知の方法で羽根車（図
示せず）を軸回転させる。駆動軸２４は、水ポンプハウ
ジング２６内のベアリング２５に受容されている。溝車
２８と支持壁３０は、ねじ部品３２でカラー２０に固定
されている。第１図では一つのねじのみが示されている
０周知の方法で溝車２８にはベルト（図面表示なし）が
掛けられ、ベルトにより溝車は回転する。

水ポンプの固定ハウジング２６には止め輸３３が取り付
けられ、電磁コイル３４は該止め輪３３に固定されてい
る。溝車２８と支持壁３０がコイル３４に隣接するとこ
ろに、開口部３５．３６がそれぞれ設けられている。コ
イル３４と開口部３５．３６の機能は後述する。

ファンクラッチ組立体１４には、皿状にくぼんだ本体部
４０があり、ベアリング４２により駆動軸１５を中心に
回転できるよう取り付けられている。同様に皿状のふた
板４４が、本体部４０の前面に組み付けられ、本体部と
共働して、後述するハウジングとリザーバを形成してい
る。ふた板４４は、環状の保持リップ４６により本体部
４０に固定されている。該保持リップ４６はふた板４４
の一部であり、本体部４０の周囲を包み込むようにせり
出て本体部４０の環状外縁部を保持している。ふた板４
４には半径方向に伸びる突起５０が形成されており、多
数の羽根を備えたファン５２（第１図では一部のみ図示
）がねじ５３により取り付けられている。ファンクラッ
チ組立体１４内部の粘性流体から伝導される熱を放散す
るために、本体部４０とふた板４４の外表面に複数のヒ
レ（図示せず）を設けても良い。

円盤形の環状ポンプ板５４は本体部４０とふた板４４の
間に設けられている。ポンプ板５４は、ふた板４４によ
って本体部４０の環状肩部５１　（第２図）上に押さえ
付けられ、動力が伝わるように固定されている。

ポンプ板５４の中央部には、同じ直径上で対向する一対
の流体ゲート５５が設けられている。ゲート５５が開い
ている時、流体は、ポンプ板５４、クラッチ板５７、仕
切りリング５８の三者で仕切られ形成された集合室５６
（第２図に明示）に流れ込む。クラッチ板５７は、中央
開口部で駆動軸１５に組み付けられ、本体部４０に油圧
動力を伝達する。仕切りリング５８はテフロン製が望ま
しく、クラッチ板５７の外側前面にある環状溝５９の中
に取り付けられている。

第２図に示されるように、回転しているファン及びクラ
ッチ組立体１４の遠心力により、矢印６０で示す径方向
の流体の流れが、ゲート５５を通り、矢印６１で示され
る半径方向の流れに変わり、集合室５６の中に入ってい
く。

矢印６２で示される軸方向の流体の流れは、クラッチ板
５７内の周知の流路６４を通り、クラッチ板５７の背面
に形成された同心の環状の堤状部６８及び、それと相補
的なふた板４４の内面に形成された同心の環状の堤状部
７０との間の溝状空間によってつくられる環状の曲がり
くねった流体剪断部６６内へと導かれる。

剪断部６６で剪断された流体は、中央部が駆動軸１５に
取り付けられて回転駆動するクラッチ板５７から伝達さ
れたトルクを油圧駆動力に変えて、ふた板４４とそれに
取り付けられた羽根の付いたファンに伝達することによ
り、冷却ファンを作動させる。クラッチ板５７とふた板
４４間の滑りによる仕事損失のため、ファンの回転速度
は駆動軸１５から伝達される回転速度より常に小さくな
る。

本体部４０とポンプ板５４の間に形成されるリザーバ７
２には、特定量の粘性流体が収容されている。

集合室５６への流体の供給を調整するため、本体部４０
中夫の突出部７６に取り付けられた弁板７４が、ゲート
５５の開閉を行う。弁板７４の作動については、後述す
る。

第２図において、矢印７８方向の流体は、遠心力により
径方向外側に向かい、剪断部６６を出て、ポンプ板５４
、クラッチ板５７、仕切りリング５８の三者で仕切られ
形成された受入室８０の中に入る。受入室８０の矢印８
２方向の流体は、ポンプ板５４の一部に設けられ受入室
８０と連通している開口部８４を通ってリザーバ７２へ
排出される０周知の流体排出方法を改善するために、ポ
ンプ板５４上に、それぞれの開口部８４に隣接して、ワ
イパ８５（第２図では図面をわかり易くするために破線
で表示しである）を設けるのが望ましい。

弁板７４は、薄くてたわみ易い強磁性体の材料もしくは
金属から製造する。第２図ないし第４図に示したように
、弁板７４は、ポンプ板５４と本体部４０に挟まれた内
側部８６、傾斜部８８、及び外側部９０から成る。外側
部９０には一対のストッパ９２Ａ、９２Ｂがあり、リベ
ット９４など適切な方法を用いて弁板７４に固定して良
い。ストッパ９２Ａ、　９２Ｂは流体のシールとなりつ
る材料、できればゴムで製造し、ポンプ板５４の相対す
るゲート５５と整列させる。弁板７４のたわみを大きく
するため、外側部９０には弓状の切れ込み９６が設けら
れている。

実際の作動においては、電磁コイル３４に電流を流すた
め、まずセンサー１００をエンジンルームの効果的な場
所に配し、電子制御モジュールやコンピューターと接続
する。電流が流れると電磁コイル３４は第２図に矢印１
０２で示した磁束を発生し、該磁束１０２は弁板７４の
外側部９０を電磁コイル３４の方に引き付ける。外側部
９０が反り返ると、ストッパ９２Ａ、　９２Ｂはそれぞ
れゲート５５から引き離される。このゲート５５が開い
た状態（第１及び２図）の時、流体はリザーバ７２から
剪断部６６に流れ込み、ふた板４４及びそれに取り付け
られたファンと係合する。電磁コイル３４に電流が流れ
なくなると、第４図のように、外側部９０は元の位置に
戻り、ストッパ９２Ａ、　９２Ｂはそれぞれゲート５５
を密閉する。ゲート５５が閉まっている時、流体は剪断
部６６から排出され、ふた板４４とそれに取り付けられ
たファンはクラッチ板４０から切り離される。

溝車２８と支持壁３０の開口部３５．３６は、電磁コイ
ル３４と弁板７４の間に存在する素材と質量を減らす目
的で設けられている。このため、弁板７４を引き付ける
磁束１０２は小さくてすみ、上記組立体１４に搭載する
電磁コイル３４のサイズを縮小することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従った電磁制御弁板を含む、入力軸
に取り付けられた粘性流体ファンクラッチとファンの羽
根の組立体の、弁板が歪曲してゲートを開いている状態
を示した断面図である。第２図は、受入室を出てポンプ
板を通る流体の流れを示す、第１図のクラッチ組立体の
要部拡大断面図である。 第３図は、第１図のクラッチ組立体から取り外した、本
発明の可撓性弁板の拡大平面図である。 第４図は、弁板がゲートを閉じている状態を示す、第２
図と同様の拡大断面図である。 ［主要部分の符号の説明］ １４−一一粘性流体クラッチ組立体 ３４−〜−電磁コイル ５５−ｍ−ゲート ６６−一一剪断部 ７２−ｍ−リザーバ ７４−ｍ−弁板（プレート） １００−一一温度感知センサー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粘性流体クラッチ組立体内で、リザーバからゲート
   を通り剪断部へ入る流体の流れを調整するための弁板組
   立体であって、上記ゲート（５５）に隣接して設けられ
   強磁性体の原料から形成される可撓性のプレート（７４
   ）と、少なくとも該プレート（７４）の一部を引き付け
   ることができる磁束を発生する手段（１００、３４）か
   ら成っており、磁束が上記プレート（７４）を引き付け
   た時、該プレート（７４）はゲート（５５）から引き離
   されてリザーバ（７２）から剪断部（６６）に流体を流
   してなることを特徴とする弁板組立体。 ２、上記磁束が生じていない時に、ゲート（５５）と係
   合する密封手段（９２Ａ、９２Ｂ）を上記プレート（７
   ４）上に設けてなることを特徴とする請求項１記載の弁
   板組立体。３、上記磁束を生じる手段が、上記粘性流体
   クラッチ組立体（１４）に隣接した水ポンプ組立体（２
   ２）の中空の溝車（２８）の内部に設けられた電磁コイ
   ル（３４）より成ることを特徴とする請求項１又は２記
   載の弁板組立体。 ４、一つ又は複数の温度感知センサー（１００）が電磁
   コイル（３４）の作動を制御してなることを特徴とする
   請求項３記載の弁板組立体。 ５、エンジン冷却水が内部を循環しているラジエータを
   介して冷気を誘導する羽根付ファン及び粘性流体クラッ
   チ組立体であって、回転駆動されるように設けられた入
   力軸と、該入力軸により回転駆動され表面に複数の軸方
   向に伸延して同心円の堤状部とその間の溝部を有するク
   ラッチ板と、上記入力軸に回転可能に取り付けられ、表
   面に上記クラッチ板の堤状部及び溝部と係合して剪断部
   を形成する複数の軸方向に伸延する同心円の堤状部とそ
   の間の溝部を有する本体部と、上記クラッチ板の堤状部
   及び溝部内に形成され流体をリザーバから剪断部に流す
   ための軸方向流路と、リザーバを剪断部より流出する流
   体を受け入れる受入室から離隔しているポンプ板と、リ ザーバから剪断部への流体の流れを許容するポンプ板の
   ゲートと、受入室からリザーバへ流体を流す通路となる
   ポンプ板の開口部から成るファン及び粘性流体クラッチ
   組立体において、ゲート（５５）を通過する流体を制御
   するため、ポンプ板（５４）とリザーバ（７２）の間に
   可撓性の強磁性体の弁板（７４）を設け、弁板（７４）
   の少なくとも一部を引き付けてゲートを開くことができ
   る磁束をファンクラッチ組立体 （１４）の弁板（７４）の付近に発生するための手段（
   ３４、１００）を設けてなることを特徴とするファン及
   び粘性流体クラッチ組立体。 ６、上記磁束が生じていない時に、ゲート（５５）を密
   封するシール手段（９２Ａ、９２Ｂ）を弁板（７４）上
   に設けてなることを特徴とする請求項５記載の羽根付フ
   ァン及び粘性流体クラッチ組立体。 ７、ゲートを介してのリザーバから剪断部への流体の流
   れを許容するための弁板を有する粘性流体クラッチ組立
   体に取り付けられたファンの回転速度を調節する方法で
   あって、弁板（７４）のゲートに隣接した部分を可撓性
   の強磁性の材料から形成し、弁板（７４）の強磁性の部
   分の付近に磁束を発生させる手段（３４、１００）を備
   え、該磁束発生手段（３４、１００）に電流を流して弁
   板（７４）を引き付けることによりゲート（５５）を開
   く、という各工程から成ることを特徴とするファンの回
   転速度調節方法。