JPH04117224U - 流体継手式冷却フアン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、エンジンのラジエータ等に用いられ
る流体継手式冷却ファンに関するものである。

［従来の技術］ オイル等のビスカス流体を介して、回転軸の回
転をファン側に伝達するようにした流体継手式冷
却ファンは従来より知られている（例えば、実開
昭６３−１１０７２７号公報参照）。

例えば、第１０図と第１１図とに示すように、 従来の流体継手式冷却ファンＦにおいては、クラ
ンク軸等の駆動源によって回転駆動される回転軸
１０１と、該回転軸１０１まわりで回転できるよ
うにして回転軸１０１に支持される中空略円柱形
のケース部材１０２とが設けられ、このケース部
材１０２の周縁部にファン１０３が取り付けられ
ている。

そして、ケース部材１０２内に形成された空間
部を仕切板１０４で前後（第１１図では左右）に仕
切ることによって、作動室１０５とオイル貯留室
１０６とが形成されている。作動室１０５内にお
いて、回転軸１０１にプレート部材１０７が取り
付けられる一方、ケース部材１０２に、プレート
部材１０７とビスカス結合可能な係合部１０８が
形成されている。ここにおいて、作動室１０５内
にオイルが導入されたときには、オイルの粘性に
よってプレート部材１０７と係合部１０８とがビ
スカス結合し、回転軸１０１の回転がケース部材
１０２に伝達され、ファン１０３が回転するよう
になっている。

作動室１０５とオイル貯留室１０６とは、仕切
板１０４に形成された連通穴１０９を介して連通
している。そして、この連通穴１０９を開閉する
開閉弁１１１が設けられている。この開閉弁１１
１は、バイメタル１１２を備えた開閉弁作動手段
１１３によって、外気温が設定値より高いときに
は開かれ、設定値以下のときには閉じられるよう
になっている。このため、外気温が設定値より高
いときには、オイル貯留室１０６から作動室１０
５にオイルが導入され、ファン１０３が回転する。

なお、作動室１０５内のオイルは、プレート部材
１０７の遠心力によって、オイルリターン通路（図
示せず）を通してオイル貯留室１０６に戻される
ので、オイルはオイル貯留室１０６と作動室１０
５との間を循環する。一方、外気温が設定値以下
のときには、開閉弁１１１によって連通穴１０９
が閉じられ、作動室１０５にオイルが供給されな
いので、作動室１０５内のオイルは全部オイルリ
ターン通路（図示せず）を通してオイル貯留室１０
６に戻ってしまい、ファン１０３が回転しない。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、第１０図と第１１図とに示すような
従来の流体継手式冷却ファンＦにおいては、バイ
メタル１１２の感温性ないし追従性が悪いので、 開閉弁１１１が開かれる温度と閉じられる温度と
の間にギャップが生じる。このため、外気温が設
定値を超えたときに開閉弁１１１が開かれるよう
に開閉弁作動手段１１３を調整した場合、外気温
が下降して設定値以下となったときに速やかに開
閉弁１１１が閉じられず、ファン１０３が不必要
に回転して騒音が発生するといった問題がある。

また、バイメタル１１２の温度に対する変形特
性がリニアでないので、開閉弁１１１の制御性が
悪くなるといった問題がある。

さらに、開閉弁１１１と仕切板１０４とが金属
同士で当接するので、これらの間のシール性が悪
く、開閉弁１１１が閉じられているときでも、オ
イル貯留室１０６内のオイルが作動室１０５内に
若干漏出し、これによってファン１０３が回転す
るといった問題がある。

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたも
のであって、開閉弁作動手段の感温特性が良く、 かつ開閉弁のシール性か高く、設定温度で正確に
開閉弁を開閉することができる、簡素な構造の流
体継手式冷却ファンを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達するため、請求項１の考案は、 駆動源によって回転駆動される回転軸と、該回転
軸まわりで回転できるようにして回転軸に支持さ
れる一方周縁部にファンが取り付けられたケース
部材とが設けられ、該ケース部材に、回転軸に固
定されたプレート部材とビスカス結合できるよう
になった係合部と、プレート部材と係合部とを収
容する作動室と、作動室に供給すべきビスカス流
体を貯留するビスカス流体貯留室と、ビスカス流
体貯留室と作動室とを連通する連通部と、連通部
を開閉する開閉弁と、周囲の温度に応じて開閉弁
を開閉動作させる開閉弁作動手段とが設けられた
流体継手式冷却ファンにおいて、開閉弁作動手段
の感温部をワックスペレットで形成し、開閉弁作
動手段を開閉弁と一体形成する一方、開閉弁近傍
においてケース部材にビスカス流体貯留室内のビ
スカス流体を、開閉弁のハウジングのオイル流入
口に案内するリブを設けたことを特徴とする流体
継手式冷却ファンを提供する。

また、請求項２の考案は、上記流体継手式冷却
ファンにおいて、開閉弁のハウジングと、ビスカ
ス流体貯留室と作動室との間の隔壁との間をシー
ルするシール部材で、開閉弁の弁体とハウジング
との間のシールを行なうようにしたことを特徴と
する流体継手式冷却ファンを提供する。

［考案の作用・効果］ 請求項１の考案によれば、開閉弁作動手段の感
温部が、感温性ないし追従性の良いワックスペレッ
トで形成されているので、開閉弁の開弁温度と閉
弁温度との間にギャップが生じない。このため、 開閉弁が設定温度で正確に開閉され、ファンの不
必要な回転が防止され、騒音の発生が防止される。

さらに、ワックスペレットが温度に対してリニア
な変形特性をもつので、開閉弁の開度が外気温に
対してリニアな特性となり、開閉弁の制御性が高
められる。

そして、開閉弁作動手段と開閉弁とが一体形成
されているので、これらの構造が簡素化されると
ともにコンパクト化される。

また、開閉弁が開かれているときには、ビスカ
ス流体貯留室内のビスカス流体が、リブによって
開閉弁のハウジング内に案内されるので、ビスカ
ス流体の流れが円滑化される。このため、冷却ファ
ンの動力伝達効率が高められ、かつ開閉弁が開か
れたときの過渡応答性が高められる。

さらに、リブによって開閉弁の取付剛性が高め
られるので、冷却ファンの耐久性が高められる。

請求項２の考案によれば、まずもって請求項１
の考案と同様の効果が得られる。

さらに、開閉弁ハウジングと隔壁とが可撓性材
料で形成されるシール部材でシールされ、かつ弁
体が上記シール部材と当接することによって、弁
体とハウジングとの間のシールが行なわれるので、 開閉弁のシール性が高められる。このため、閉弁
時におけるオイル貯留室から作動室へのオイルの
漏れが有効に防止される。

また、開閉弁ハウジングと隔壁とのシール部材
を活用して、弁体とハウジングとの間のシールが
行なわれるので、シール構造が簡素化され部品点
数が削減される。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。

第１図と第２図とに示すように、エンジンのラ
ジエータ用流体継手式冷却ファンＣＦには、周縁
部に複数のファン１が取り付けられた中空略円柱
形のケース部材２が設けられ、このケース部材２
は、クランク軸（図示せず）によって回転駆動され
るウォータポンプ用の回転軸３のフロント端部（第
１図では左端部）近傍に、ボールベアリング４を
介して回転自在に支持されている。ここにおいて、 ケース部材２は、基本的には回転軸３とは独立し
て回転軸軸線まわりに回転できるようになってい
る。

ケース部材２は、実質的に、回転軸軸線方向に
みてフロント側（第１図では左側）に位置するフロ
ントケース５と、リヤ側（第１図では右側）に位置
するリヤケース６とからなり、ケース部材２内に
形成される空間部は仕切板７で前後に仕切られて
いる。これによって、仕切板７のフロント側には
オイル貯留室８が形成され、リヤ側には作動室９
が形成されている。なお、オイル貯留室８は、請
求項１、２に記載されたビスカス流体貯留室に相
当する。

そして、作動室９内において、回転軸３のフロ
ント端部に略円板形のプレート部材１１が同軸に
固定されている。このプレート部材１１の周縁部
近傍には、環状に形成された複数のプレート側フィ
ン１２が設けられている。また、作動室９内にお
いて、リヤケース６のフロント端面には、上記プ
レート側フィン１２と若干のクリアランスを保っ
て噛み合う環状のケース側フィン１５が形成され
ている。ここで、作動室９内にオイルが導入され
たときには、プレート側フィン１２とケース側フィ
ン１５とがオイルの粘性によってビスカス結合し、 プレート部材１１（回転軸３）の回転力がケース部
材２（ファン１）に伝達されるようになっている。

一方、作動室９内にオイルが導入されていないと
きには、両フィン１２、１５が互いにビスカス結
合せず、プレート部材１１（回転軸３）の回転力が
ケース部材２（ファン１）に伝達されない。なお、 本実施例で用いられるオイルは、適度な粘性をも
つシリコンオイルであって、請求項１に記載され
たビスカス流体に相当する。

略円柱形のケース部材２内に、これと軸線を共
有するようにして取り付けられる略円板形の仕切
板７の周縁部近傍に、オイル貯留室８と作動室９
とを連通する連通穴１８が設けられ、この連通穴
１８を通してオイル貯留室８内のオイルを作動室
９に導入できるようになっている。また、ケース
部材２の周縁部近傍に、オイル貯留室８と作動室
９とを連通するオイルリターン通路１９が形成さ
れている。作動室９内にオイルが導入されている
ときに、プレート部材１１が回転すると、遠心力
によって作動室９内のオイルが半径方向外向きに
付勢され、オイルリターン通路１９を通してオイ
ル貯留室８に戻される。なお、ケース部材２のフ
ロント端面には、ケース部材２の冷却を促進する
とともにケース部材２まわりのエアの流れを整流
する多数のエアフィン２１が設けられている。

連通穴１８を開閉するために開閉弁２２が設け
られている。この開閉弁２２には、ケース部材２
（フロントケース５）に固定される略円柱形のハウ
ジング２３と、該ハウジング２３内でハウジング
軸線方向（第１図では左右方向）に往復移動できる
ようになった可動部材２４とが設けられている。

ハウジング２３には、雄ねじ部２５と、ハンドル
部２６と、周壁に複数のオイル流入口２８が形成
された円筒部２９とが設けられている。そして、 ケース部材２（フロントケース５）のフロント端面
に形成された雌ねじ部３１に、雄ねじ部２５をね
じ込むことによって、開閉弁２２がケース部材２
に固定されるようになっている。また、可動部材
２４には、連通穴１８を開閉する弁体３２と、該
弁体３２を支持する弁体支持部３３とが設けられ
ている。

第３図と第４図とに示すように、可動部材２４
は、ハウジング軸線方向に往復移動できるように
なっているが、スプリング３７によって常時頂部
側（弁体３２と反対側）に付勢されている。

そして、外気温（エンジンルーム内温度）に応じ
て開閉弁２２を開閉作動させるワックスペレット
タイプの開閉弁作動手段３８が、開閉弁２２と一
体形成されている。

開閉弁作動手段３８には、ハウジング２３の頂
部近傍において、キャップ４１とダイヤフラム４
２とで形成される空間部内にワックスが充填され
てなるワックスペレット４３が設けられている。

このワックスペレット４３は、空間部４４に充填
された作動油を介してピストン４６と係合し、ピ
ストン４６は連結棒４７を介して可動部材２４と
連結されている。

ここにおいて、外気温が設定値を超えて上昇す
ると、ワックスペレット４３が膨張して、ピスト
ン４６と連結棒４７とを底部側（弁体３２側）に押
し出し、これに伴って可動部材２４が底部側に押
し出され、弁体３２が、ハウジング２３の底部に
取り付けられたシール部材５１から離反し、開閉
弁２２が開かれる。このとき、オイル貯留室８内
（第１図参照）のオイルが、オイル流入口２８から
ハウジング２３内に流入し、弁体３２とシール部
材５１との間を通って、作動室９（第１図参照）に
流入し、ファン１（第１図参照）が回転する。逆に、 外気温が設定値以下に下降すると、ワックスペレッ
ト４３が収縮して、ピストン４６と連結棒４７と
を底部側に押し出す力がなくなり、スプリング３
７によって、可動部材２４（弁体３２）と連結棒４
７とピストン４６とが頂部側に後退させられ、弁
体３２がシール部材５１に当接し、開閉弁２２が
閉じられ、作動室９（第１図参照）へオイルが流入
しなくなる。このとき、ファン１（第１図参照）の
回転が停止する。

このように、開閉弁作動手段３８の感温部が、 感温性ないし追従性の良いワックスペレット４３
で形成されているので、開閉弁２２の開弁温度と
閉弁温度との間にギャップが生じず、設定温度で
正確に開閉弁２２を開閉することができる。この
ため、外気温が設定値以下となったときには、開
閉弁が直ちに完全に閉じられ、ファン１（第１図
参照）の不必要な回転が防止され、無益な騒音の
発生が防止される。さらに、ワックスペレットタ
イプの開閉弁作動手段３８は、温度に対してリニ
アな特性をもつので、開閉弁２２の制御性が高め
られる。また、開閉弁作動手段３８と開閉弁２２
とが一体形成されているので、これらの構造がコ
ンパクト化される。

第５図に示すように、ハウジング２３の円筒部
２９の底部には、可撓性の材料で形成された略リ
ング形のシール部材５１が、円筒部２９の周縁部
に沿うようにして取り付けられ、このシール部材
５１によって、ハウジング２３と仕切板７との当
接部がシールされるようになっている。さらにシ
ール部材５１の底面は、内周部近傍で弁体３２と
当接し、これによって弁体３２とハウジング２３
との間がシールされるようになっている。このよ
うに、１つのシール部材５１で、ハウジング２３
と仕切板７との間のシールと、弁体３２とハウジ
ング２３との間のシールとを行なうようにしてい
るので、部品点数が減り、開閉弁２２の構造が簡
素化される。また、シール部材５１が可撓性材料
で形成されているので、閉弁時に弁体３２とシー
ル部材５１とが密接し、これによって弁体３２と
ハウジング２３との間のシール性が高められる。

ここで、第６図に示すように、シール部材５１
の外周部にリップ５１ａを形成してもよい。この
ようにすれば、ハウジング２３と仕切板７との間
が二重にシールされるので、両者間のシール性が
一層高められる。また、仮想線で示すように、ハ
ウジング２３と仕切板７’との間に比較的大きな
クリアランスが生じたような場合でも、少なくと
もリップ５１ａが仕切板７に当接し、これによっ
てハウジング２３と仕切板７との間がシールされ
るので、開閉弁２２のシール性が大幅に高められ
る。

さらに開閉弁２２が開かれたときには、オイル
貯留室８内のオイルがオイル流入口２８からハウ
ジング２３内に流入し、この後弁体３２とシール
部材５１との間から作動室９（第１図参照）内に流
入するが、ここにおいてリップ５１ａが、矢印Ｍ₁
で示すように、オイル貯留室８内のオイルをオイ
ル流入口２８に案内するので、オイル貯留室８か
ら作動室９（第１図参照）へのオイルの流動を円滑
化することができる。

ところで、開閉弁２２はねじ込みによってケー
ス部材２に固定されるので、オイル流入口２８の
開口方向が一定しない。このため、オイル流入口
２８の開口方向が、オイル貯留室８内のオイルの
流れ方向と一致しないときには、オイルがハウジ
ング２３内に流入しにくくなる。そこで、開閉弁
２２近傍において、ケース部材２内には、開閉弁
２２が開かれているときに、オイル貯留室８内の
オイルをハウジング２３のオイル流入口２８に案
内するためのリブ５５が設けられている。

第７図と第８図とに示すように、リブ５５は、 ケース部材２のフロント側からみれば、開閉弁２
２に近づくほど、オイル流通断面が半径方向に滑
らかに狭められるような形状に形成されている。

そして、開閉弁２２が開かれ、オイル貯留室８と
作動室９（第１図参照）との間でオイルが循環する
ときには、オイル貯留室８内でのオイルの流れは、 基本的にはケース部材２の円周に沿った流れとな
る。ここで、オイルが開閉弁２２に接近すると、 その流れ方向がリブ５５によって矢印Ｍ₂で示す
ように開閉弁２２の外周面に直交するような方向
に変えられる。このため、オイル流入口２８がど
のような方向に向かって開口していても、オイル
が開口面に対して垂直な方向からハウジング２３
内に流入するので、ハウジング２３へのオイルの
流入が円滑化される。なお、リブ５５はケース部
材２と別体で形成されているが、これらを一体的
に形成してもよい。

また、第９図に示すように、リブ５５は、ケー
ス部材２の外周側からみれば、開閉弁２２に近づ
くにつれて、ケース部材２のフロント端面（第９
図では左側）からリヤ側（第９図では右側）に膨出
するような傾斜をもつ形状に形成されている。こ
のため、開閉弁２２に向かってケース部材２の円
周方向に流れるオイルは、矢印Ｍ₃で示すように、 開閉弁２２に近づくにつれてリヤ方向に流れの向
きを変える。ここで、開閉弁２２のオイル流入口
２８は開閉弁２２のリヤ端部（底部側の端部）近傍
に設けられているので、オイルがオイル流入口２
８に流入しやすくなる。

このようなリブ５５が設けられているので、オ
イル貯留室８から作動室９（第１図参照）へのオイ
ルの流れが円滑化され、冷却ファンＣＦの動力伝
達効率が高められる。また、開閉弁２２が開かれ
たときの過渡応答性が高められる。さらに、リブ
５５によって開閉弁２２の取付剛性が高められる
ので、冷却ファンＣＦの耐久性が高められる。

【図面の簡単な説明】

　第１図は、本考案にかかる流体継手式冷却ファ
ンの縦断面説明図である。第２図は、第１図に示
す流体継手式ファンの正面説明図である。第３図
は、第１図に示す流体継手式冷却ファンに設けら
れる開閉弁の一部断面立面説明図である。第４図
は、第３図に示す開閉弁の、底部側からみた正面
説明図である。第５図は、第３図に示す開閉弁の
底部の縦断面説明図である。第６図は、シール部
材にリップを設けた第５図と同様の図である。第
７図は、第１図に示す流体継手式冷却ファンの開
閉弁まわりの横断面説明図である。第８図、第１
図に示す流体継手式冷却ファンを鉛直面で切断し
た縦断面説明図である。第９図は、第１図に示す
流体継手式冷却ファンを水平面で切断した縦断面
説明図である。第１０図は、従来の流体継手式冷
却ファンの正面説明図である。第１１図は、第１
０図に示す流体継手式冷却ファンの縦断面説明図
である。 ＣＦ……流体継手式冷却ファン、１……ファン、 ２……ケース部材、３……回転軸、７……仕切
板、８……オイル貯留室、９……作動室、１１…
…プレート部材、１２……プレート側フィン、１
５……ケース側フィン、１８……連通穴、２２…
…開閉弁、２３……ハウジング、２８……オイル
流入口、３２……弁体、３８……開閉弁作動手
段、４２……ダイヤフラム、４３……ワックスペ
レット、５１……シール部材、５５……リブ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源によつて回転駆動される回転軸と、 該
   回転軸まわりで回転できるようにして回転軸に
   支持される一方周縁部にファンが取り付けられ
   たケース部材とが設けられ、該ケース部材に、 回転軸に固定されたプレート部材とビスカス結
   合できるようになつた係合部と、プレート部材
   と係合部とを収容する作動室と、作動室に供給
   すべきビスカス流体を貯留するビスカス流体貯
   留室と、ビスカス流体貯留室と作動室とを連通
   する連通部と、連通部を開閉する開閉弁と、周
   囲の温度に応じて開閉弁を開閉動作させる開閉
   弁作動手段とが設けられた流体継手式冷却ファ
   ンにおいて、 開閉弁作動手段の感温部をワックスペレット
   で形成し、開閉弁作動手段を開閉弁と一体形成
   する一方、開閉弁近傍においてケース部材にビ
   スカス流体貯留室内のビスカス流体を、開閉弁
   のハウジングのオイル流入口に案内するリブを
   設けたことを特徴とする流体継手式冷却ファ
   ン。
2. 【請求項2】請求項1に記載された流体継手式冷却ファン
   において、 開閉弁のハウジングと、ビスカス流体貯留室
   と作動室との間の隔壁との間をシールするシー
   ル部材で、開閉弁の弁体とハウジングとの間の
   シールを行なうようにしたことを特徴とする流
   体継手式冷却ファン。