JPH04254020A - 液体クラッチ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体クラッチに係り、特
に自動車の冷却用ファンの回転を制御する液体クラッチ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ケース内を仕切板によってトルク伝達室
と油溜り室とに区分し、トルク伝達室内に駆動ディスク
を駆動部の駆動によって回転自在に設け、油溜り室の油
を仕切板に形成した流出調整孔からトルク伝達室に供給
し、トルク伝達室の油を循環路により油溜り室に戻すよ
うにした構造のカップリング装置が、例えば特公昭６３
−２１０４８号公報に開示されている。この種のカップ
リング装置によると、油溜り室からトルク伝達室に供給
される油によって、駆動ディスクの駆動トルクがケース
に伝達されケースに取り付けられたファンが回転し、例
えば自動車機関の冷却が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来のカップリ
ング装置ではバイメタルによって雰囲気温度を検出し、
この温度が上昇すると流出調整孔の開度を増加させてト
ルク伝達室内の油量を増加させてケースの回転数を上げ
、ファンを高速度で回転し冷却効果を上げるようにして
いる。

【０００４】しかし、自動車用機関は各種の条件下で駆
動され、例えば高速道路を走行中は駆動ディスクは高速
度で回転するが、走行風による空冷効果が高められるの
でファンを余り高速度で回転させる必要がなかったり、
冷間始動時にはファンの回転数が高いと、暖気運転を阻
害し且つファン騒音を生じるのでファンは低速度で回転
したいというように、それぞれの場合に応じた制御が要
求される。この要求に応じるためには、雰囲気温度のみ
で油量を制御するだけでは不充分である。

【０００５】また従来の方式では、ケース内に封入され
た油で制御を行っていたために、油が劣化し易いと共に
油量の高精度調整ができず制御に限度があった。

【０００６】そして前述の従来のカップリング装置は、
エンジンによって駆動ディスクを駆動回転しているため
、駆動ディスクの回転軸に直接駆動時のエンジンの衝撃
や振動が伝わり、前記回転軸に取り付けられるベアリン
グを大型化し堅固な構造にする必要があり製造コストの
面で問題があった。また、前記駆動ディスクを外側から
覆って配設されるケースにファンが取り付けてあるため
に、ファンの回転モーメントが比較的大きくなり制御遅
れがあるのも難点であった。

【０００７】本発明は前述したようなこの種の液体クラ
ッチの現状に鑑みてなされたものであり、その目的は各
種の動作条件に応じて油量を迅速かつ高精度に調整して
常時適確な制御を行なうことができ、構造も簡単となっ
て製造コスト上でも有利に液体クラッチを提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を解決するため
に、本発明は、駆動部と、この駆動部に連結され前記駆
動部の駆動によってその軸芯を中心に回転するケースと
、このケース内に前記軸芯を中心に回転自在に収容され
その中心に回転軸を有するディスクと、このディスクの
外壁面及び前記ケースの内壁面間に形成されるトルク伝
達間隙と、前記トルク伝達間隙に外部から油を供給する
油供給手段とを有する構成となっている。

【０００９】同様に前記目的を達成するために本発明で
は、前記ディスクの回転軸に取り付けられるファンを有
し、更に前記トルク伝達間隙に外部から油を供給する油
供給手段を設けて少なくとも前記駆動部の冷却水の水温
に基づいて前記油供給手段による前記油の供給の制御を
する制御手段を有する構成となっている。

【００１０】

【作用】このようにケースを直接又は間接的に駆動する
と共に、ケースに内装されたディスクをトルク伝達間隙
に外部より供給される油を介して回転させるため駆動軸
や回転軸のベアリングやスイベルジョイントを小型化で
きると共に、常時最適な伝達条件でファンが回転する。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面（図１〜図５）を
参照して説明する。ここで図１は第１の実施例の構成を
示す説明図、図２は第２の実施例の要部の構成を示す説
明図、図３は実施例の動作を説明するフローチャート、
図４及び図５は実施例の動作特性図である。

【００１２】図１に示すように、短寸大径の筒状のケー
ス４がその軸芯を中心に回転自在に配設されていて、駆
動部であるエンジン１に接続された駆動軸１′がステー
部付きのスイベルジョイント１３を介して前記ケース４
に接続され、スイベルジョイント１３はステー部により
車体やエンジンブロック等に固定されている。エンジン
１に駆動されてケース４は前記軸芯を中心に回転するよ
うに構成されている。このケース４にはブリーザ２７が
設けられその内部には貫孔２８を有し、その中心に回転
軸２を有するディスク５がケース４の軸芯を中心に回転
自在に収容されていて、その回転軸２の端部はベアリン
グ３を介してケース４の前方へ突出してファン１５が固
定されている。

【００１３】また、ケース４内は隔壁６によってトルク
伝達室７と油路８とに二分され、トルク伝達室７と油路
８とは連通路１０ａ，１０ｂで互いに連通している。連
通路１０ａに近傍してダム２５等のポンピング機構が設
けられトルク伝達室７内の油を油路８にポンピングする
。このトルク伝達室７において、トルク伝達間隙７′は
前記ケース４の内壁面と前記ディスク５の外壁面間に形
成されるものであり、後述するようにトルク伝達を行な
う油がこのトルク伝達間隙７′に供給される。ケース４
の後面において駆動軸１′には貫孔１２が穿設され、こ
の貫孔１２はスイベルジョイント１３の内部と連通して
いる。一方前記スイベルジョイント１３には送油管１６
の一端が固定され、送油管１６の他端はポンプ１７を介
してオイルタンク１８に接続され、このオイルタンク１
８にはシリコン油が貯えられている。ポンプ１７はモー
タ２０により駆動され、オイルタンク１８からシリコン
油を送油管１６を介してケース４内に送り込み、或いは
ケース４内からシリコン油を送油管１６を介してオイル
タンク１８に送り戻す機能を有し、この際ブリーザ２７
や貫孔２８によりケース４内の圧力を略一定に保ち、送
り込みや送り戻し動作を円滑に行わせる。モータ２０は
制御装置２１からの制御信号で回転制御され、この制御
装置２１にはファン１５の回転数を検出するファン回転
数センサ２２の検出信号、エンジン１の回転数を検出す
る回転数センサ２３の検出信号及びエンジン１の冷却水
の水温を検出する冷却水温センサ２４の検出信号が供給
されるようになっている。

【００１４】図２は第２の実施例の要部の構成を示すも
ので、第２の実施例は送油管１６がディスク５の回転軸
２側に接続された構成となっている。

【００１５】即ち、ディスク５の回転軸２に車体等に固
定されたブラケット１４に固着されたスイベルジョイン
ト１３′を設け、このスイベルジョイント１３′に送油
管１６を接続すると共に、回転軸２に径方向に向く複数
の油路２ａ，２ａ，…とその軸芯中央に前記油路と連通
する油路２ｂを穿設し、更に前記油路２ｂと連通して駆
動ディスク５を径方向に貫通しその外周面に開口する少
くとも１つの貫孔５ａを設けて構成するもので、この実
施例ではエンジン１に設けられたプーリ１″の回転をベ
ルト１”’を介してブリーザ２７を有するケース４に設
けられたプーリ４′に伝え、ケース４を回転することに
より油を介して貫孔２８を有するディスク５を駆動する
。 この第２の実施例のその他の部分の構成は、すでに図１
を用いて説明した第１の実施例と同一である。なお、図
２において２６は油路２ｂの端部を閉塞するプラグであ
る。

【００１６】次に、以上に説明した各実施例の動作を説
明する。

【００１７】実施例においては、所定時間間隔ごとに冷
却水温センサ２４、エンジン回転数センサ２３及びファ
ン回転数センサ２２からの検出データが制御装置２１に
取り込まれ、制御装置２１のメモリに書き込まれる。図
３のステップＳ１において、冷却水温センサ２４から取
り込まれる現在の水温データと所定時間前の水温データ
とが比較され、両データの差が予め設定された基準値よ
り大きいかどうかの判定が行われる。この判定に際して
はエンジン１の冷却水の許容上限値及び許容下限値が判
定の参照にされる。

【００１８】ステップＳ１の判定がＹＥＳであると、ス
テップＳ２に進んで回転数センサ２３により取り込まれ
る現在の回転数データが、所定時間前の回転数データと
比較され、急加速状態であるかどうかの判定が行われる
。ステップＳ２の判定がＮＯであるとステップＳ３に進
んで、ファン回転数センサ２２により取り込まれる現在
のファン回転数データが、所定時間前の回転数データと
比較され、両データの差が予め設定された基準値より大
きいかどうかの判定が行われる。

【００１９】ステップＳ３の判定がＮＯであると、ステ
ップＳ４に進んで制御装置２１からの制御信号によって
作動するモータ２０によってポンプ１７が駆動し、オイ
ルタンク１８のシリコン油が送油管１６を介してケース
４内に送り込まれる。またステップＳ３の判定がＹＥＳ
であると、ステップＳ５に進んで制御装置２１からの制
御信号によって作動するモータ２０によってポンプ１７
が駆動し、ケース４内のシリコン油が送油管１６を介し
てオイルタンク１８内に戻される。

【００２０】ステップＳ３における、オイルタンク１８
からケース４内へのシリコン油の送り込み量或いはケー
ス４内からオイルタンク１８へのシリコン油の戻し量は
、冷却水温センサ２４、回転数センサ２３及びファン回
転数センサ２２の検出データに基づいて設定される。

【００２１】またステップＳ１の判定がＮＯ或いはステ
ップＳ２の判定がＹＥＳであると、ステップＳ８に進ん
でシリコン油がケース４からオイルタンク１８に戻され
ているかどうかが判定される。そして、ステップＳ８の
判定がＹＥＳであると、ステップＳ７に進んでその状態
が保持され、ステップＳ８の判定がＮＯであると、ステ
ップＳ６に進んで制御装置２１からの制御信号によって
、ポンプ１７はシリコン油をケース４からオイルタンク
１８に戻すように切換え駆動される。

【００２２】ステップＳ７でのシリコン油戻し動作の継
続時間、或いはステップＳ６でのケース４へのシリコン
油の送り込み量は、冷却水温センサ２４、回転数センサ
２３及びファン回転数センサ２２の検出データに基づい
て設定される。

【００２３】実施例においては、図４に示すようにエン
ジン１の冷却水の水温の上限水温付近で、冷却水の温度
上昇が大きい場合にはファン回転数を上昇させる。逆に
冷却水の温度が下がってきたらファン回転数を低下する
。またエンジン１の回転数が急上昇した場合には点線で
示すように、ファン回転数を低下させる方向に制御し、
斜線で示されるようなファン回転数の低減効果を発揮す
る。

【００２４】また図５に示すエンジン１の回転数とファ
ン１５の回転特性において、エンジン１の冷却水温度が
通常の温度の状態ではＢ領域で制御が行われるが、冷却
水温度が上限水温を越えるとＡ領域で制御が行われる。

【００２５】このように制御することにより、実施例で
はケース４内のシリコン油の量を、オイルタンク１８か
らケース４内にシリコン油を送り込み或いはケース４内
からオイルタンク１８にシリコン油を戻すことにより、
高精度で且つ広範囲に変化させている。このためエンジ
ン１の冷却水の温度、エンジン１の回転数及びファン１
５の回転数に対応した適量のシリコン油が油路８又は貫
孔５ａからトルク伝達間隙７′内に送り込まれ、或いは
トルク伝達間隙７′内のシリコン油の量が適量となるよ
うに油路８又は貫孔５ａを通ってトルク伝達間隙７′か
らシリコン油が抜き取られる。そして、トルク伝達間隙
７′内の適量のシリコン油を介してケース４のトルクが
ディスク５に伝達されてファン１５が回転する。

【００２６】このようにして実施例によると、エンジン
１の冷却水の温度、エンジン１の回転数及びファン１５
の回転数に対応した最適のシリコン油をトルク伝達間隙
７′内に存在させて、図４に示すようにファン１５の回
転数が大幅に変化しない状態で制御が行われる。エンジ
ン１の冷却水の温度もほぼ一定に保たれ、冷間始動や高
速道路での走行や急加速にも適応した最適の条件で制御
が行われファン１５の騒音も低下し無駄な燃料消費が防
止される。

【００２７】また実施例では、ベアリング３はエンジン
１により回転されるケース４と、トルク伝達室７に供給
される油のトルク伝達で回転するディスク５とを、それ
ぞれ回転自在に保持すればよくエンジン１の衝撃や振動
が加えられないので、小型のもので充分その機能を果た
すことができる。またファン１５はディスク５の回転軸
２の端部に取り付けられているので、小さな回転モーメ
ントで制御遅れなく高精度の制御が可能である。さらに
、ケース４はエンジン１の駆動軸１′からの回転駆動を
受けるが、連結部の形状や材質を選択することにより、
ケース４に対する振動や衝撃を大幅に低減することがで
きる。このためスイベルジョイント１３，１３′も比較
的小型のもので充分その機能を果たすことができる。

【００２８】このように、実施例ではベアリング３、ス
イベルジョイント１３，１３′には大きな振動や衝撃が
加えられない構造とすることができるため、小型化する
ことができ、製造コストを大幅に低減することができる
。またファン１５の回転モーメントが小さくなるので、
制御遅れのない高精度の制御を常時行なうことができる
。

【００２９】なお実施例では、エンジンの冷却水温度、
エンジンの回転数及びファンの回転数に基づいてケース
内の油量を制御するものを説明したが、本発明は少くと
もエンジンの冷却水温度に基づいて油量を制御すれば充
分である。また本発明では、例えばこれら因子に加えて
走行風量、外気温、吸気温度、車速、スロットル開度、
気圧、ノッキングの有無、エアコン状態、排気ブレーキ
状態等をも制御因子に加えた構成とすることもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明では
駆動部の駆動条件に対応して、外部からディスクとケー
ス間のトルク伝達間隙に供給される油を迅速かつ高精度
に制御することにより、駆動条件に対応してケースの駆
動トルクを常時最適の伝達条件でディスクに伝達し、フ
ァン騒音を低減し、燃料を節約し且つ加速性に優れた高
精度のクラッチ制御ができ、構造上でもベアリングやス
イベルジョイント等を小型化して製造コストを低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例の要部の構成を示す説明
図である。

【図３】本発明の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。

【図４】本発明の実施例の動作特性図である。

【図５】本発明の動作特性を示す他の図である。

【符号の説明】

１　　エンジン １′　　駆動軸 ２　　回転軸 ３　　ベアリング ４　　ケース ５　　ディスク ７　　トルク伝達室 ７′　　トルク伝達間隙 １３　　スイベルジョイント １７　　ポンプ ２１　　制御装置 ２２　　ファン回転数センサ ２３　　回転数センサ ２４　　冷却水温センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　駆動部と、この駆動部に連結され前記
   駆動部の駆動によってその軸芯を中心に回転するケース
   と、このケース内に前記軸芯を中心に回転自在に収容さ
   れその中心に回転軸を有するディスクと、このディスク
   の外壁面及び前記ケースの内壁面間に形成されるトルク
   伝達間隙と、前記トルク伝達間隙に外部から油を供給す
   る油供給手段とを有することを特徴とする液体クラッチ
   。
2. 【請求項２】　　前記駆動ディスクの回転軸には冷却用
   ファンが取付けられている請求項１の液体クラッチ。
3. 【請求項３】　　前記油供給手段による油の供給を制御
   する制御装置を更に設けた請求項１又は２の液体クラッ
   チ。
4. 【請求項４】　　前記制御装置は駆動部を冷却する冷却
   水の水温を検出するセンサからの出力信号に基づき油供
   給手段による油の供給を制御する請求項３の液体クラッ
   チ。
5. 【請求項５】　　前記制御装置は更に少くともケースの
   回転数又は回転軸の回転数を検出するセンサからの出力
   信号に基づき油供給手段による油の供給を制御する請求
   項４の液体クラッチ。