JPH0617849A - 温度感応型流体式ファン・カップリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファン側の“ツレ廻り”を機関始動後の短時
間にとどめて、異常なファン騒音の低減並びに暖気運転
の促進をより一層効果的となし、同時に区劃した収納室
による封入した規定の少量の油に関連して、該収納室で
の流入と流出と、ダムでの効率の良いポンプ機能と収納
室構造とにより、低回転時の作動状態から急激な高回転
への移行に際してもファンの“ツレ廻り”現象を極めて
効果的に抑制すると共に、放熱効果を促進することがで
きる。 【構成】 駆動ディスクの幅厚をその周側の全面に亘っ
てダムに対設する厚状となし、且つその前面側壁の中央
部附近に設けた貫孔の孔周附近にまで延びる径方向への
放射状壁によりその内部を区劃した複数の収納室構造と
なすと共に、油溜り室に対向する駆動ディスク背面壁部
の周側面より僅かに内方に位置してそれぞれの前記収納
室部に小径孔を貫設せしめて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に自動車における
機関冷却用のファン回転を制御して、絶えず走行状態に
応じた冷却送風量を機関に供給する温度感応型流体式フ
ァン・カップリング装置において、本出願人によってす
でに提案された特開平１−１３５９２９号公報の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記提案によるファン・カップリ
ング装置としては、回転軸体に固着した駆動ディスク
を、その内部を中空となしてアイドル油溜り室を設け、
且つ該アイドル油溜り室の外周壁部に、供給量が密封器
匣側の油の集溜する内周側壁面に設けたダムによる排出
量に比してそれ以下である孔径をもったトルク伝達室に
通ずる小径孔を設けて構成せしめ、該小径孔の存在によ
って機関始動後のファンの“ツレ廻り”をその直後の短
時間にとどめることにより、回転の急激な上昇を阻止し
て異常なファン騒音を低減し、また暖気運転を促進せし
めてその目的を達するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術にあって
当然その目的をある程度達成するものではあるが、しか
しながら未だ充分となし得ない傾向にあり、特に繰返さ
れる低回転時の作動状態から高回転への急激な移行に際
しての“ツレ廻り”現象をその直後の短時間にとどめ得
ない傾向にあった。

【０００４】本発明は前記問題に鑑みてなされたもので
あり、前記従来技術における多量の油がトルク伝達室内
に存在する状態で停止した場合のファン側の“ツレ廻
り”をその後の機関始動後の短時間にとどめ、ファン騒
音の低減並びに寒冷時の暖気運転の促進をより一層効果
的となして本来の目的を満足せしめることは勿論のこ
と、封入する内部での油を規定の少量にできることに関
連して、特に前記低回転時の作動状態から高回転への急
激な移行に際してもファンの“ツレ廻り”現象を極めて
効果的に抑制することのでき、また放射状壁での伝熱効
果によって油温の外部への伝播を良好となして放熱を促
進することのできる温度感応型流体式ファン・カップリ
ング装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、先端に駆動ディスクを固着した回転軸体上に
軸受を介して支承し、且つ外周部に冷却ファンを取付け
たケースとカバーとからなる密封器匣の内部を、油の供
給調整孔を有する仕切板により油溜り室と前記駆動ディ
スクを内装するトルク伝達室とに区劃し、回転時の油の
集溜する駆動ディスクの外周壁面に対向する密封器匣側
の内周壁面の一部にダムと、該ダムに連ってトルク伝達
室側より油溜り室側に通ずる排出流通路とを形成すると
共に、油溜り室側にその一端を固定し、他端部を外部周
囲の温度が設定値を越えると該仕切板の流出調整孔を開
放し、設定値以下では閉鎖する弁部材を前記カバーの前
面に設けた感温体の温度変化に伴う変形に連動するよう
に内部に備え、駆動ディスクと前記密封器匣とのなす外
方附近の対向壁面に設けたトルク伝達間隙部での油の有
効接触面積を増減させて、駆動側の回転軸体側から被駆
動側の密封器匣側への回転トルク伝達を制御するように
してなるファン・カップリング装置において、前記駆動
ディスクの幅厚をその周側の全面に亘ってダムに対設す
る厚状となし、且つその前面側壁の中央部附近に設けた
貫孔の孔周附近にまで延びる径方向への放射状壁により
その内部を区劃した複数の収納室構造となすと共に、該
駆動ディスク背面壁部の、好ましくは回転方向に対し前
記放射状壁の根元附近にあって、周側面より僅かに内方
に位置してそれぞれの前記収納室部に小径孔を貫設せし
めて構成した温度感応型流体式ファン・カップリング装
置を要旨とするものであり、更に前記駆動ディスクの幅
厚を少なくとも１０．０ｍ／ｍ以上となして構成するも
のである。

【０００６】

【作用】本発明はこのように構成されているため、前記
駆動ディスクの幅厚を厚状としてその周面の幅厚の全面
に亘って対設したダム構造と、前面側壁中央部附近に設
けた貫孔構造と、その内部を前記貫孔附近まで延びる放
射状壁により区劃した複数の収納室構造と、及び駆動デ
ィスクの背面壁部で周面より僅かに内方に形成した小径
孔の位置構造とにより、トルク伝達室に多量の油が存在
する場合にあっても、該停止の間にトルク伝達室側の油
を中央部附近の貫孔より区劃された一部の収納室の内部
に直ちに流入させることとなって該トルク伝達室側での
油の残留を少量となすこととなる。そしてかかる状態で
のその後の機関始動時において一部の収納室内に限定さ
れて収容された油を前記小径孔によって徐々に微量づつ
トルク伝達室側に供給するため、ファン側の“ツレ廻
り”を機関始動直後の極めて短時間にとどめることは勿
論のこと、前記駆動ディスクの幅厚構造に伴うその幅厚
全面でのダム効果と、駆動ディスク内部に形成した前記
収納室及び小径孔の効果とにより、高粘度の流体使用、
或いは低トルクのファン・カップリング装置において生
ずるダム機能の不足（相対回転数の不足）に伴う中間温
度（８０℃前後）での低回転（１０００ｒｐｍ）附近の
作動状態から高回転への急激な移行に際して生ずる従来
技術のファンの“ツレ廻り”現象の傾向を、該低回転時
の作動状態にあって小径孔からの収納室内への一部の油
の流入により、作動状態を最少限の油量で維持せしめて
極めて効果的に抑制することができ、且つその後の連続
した高回転への移行に際しては該収納室の油をトルク伝
達室側に小径孔を介して徐々に流出せしめることとなる
ため、確実にファン回転を得ることができる。

【０００７】尚、トルク伝達室内の油はダムにより排出
流通路へ圧送されるが、一部は油の存在しない多くの収
納室内へ小径孔を介して逆流し更にトルク伝達室内の油
量を減少させる。

【０００８】又、放射状壁での伝熱効果によって油温の
上昇に伴う駆動ディスク前面側の熱を放射状壁を介して
回転軸体へ伝えて放熱効果を促進することも可能とな
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
れば、図１は本発明の温度感応型流体式ファン・カップ
リング装置の縦断面図、図２は図１II−II線相当の駆動
ディスク単体の停止時の状態を示す断面図、図３は図２
III−III 線相当における停止状態時のファン・カップ
リング装置全体を示す縦断面図、図４は図１の駆動ディ
スク単体の始動回転時の状態を示す縦断面図、図５は図
４Ｖ−Ｖ線相当における始動回転時のファン・カップリ
ング装置全体を示す縦断面図、図６は図１の作動状態で
の一定回転時の状態図、図７は図６ VII−VII 線相当に
おける駆動ディスク単体の一定回転時の状態を示す縦断
面図、図８は図７VIII−VIII線相当における本発明の要
部に係る収納室、小径孔及びダム附近の拡大による一部
の切欠き断面図、図９は他の実施例の作動状態での急速
高回転時の図１相当状態図、図１０は図９Ｘ−Ｘ線相当
における駆動ディスク単体の急速高回転時の状態を示す
縦断面図、図１１は図１０XI−XI線相当における本発明
の要部に係る収納室、小径孔及びダム附近の拡大による
一部の切欠き断面図、図１２は本発明と従来技術との比
較騒音曲線図であって、(1) は回転軸体であり、その先
端に前面側壁の中央部に設けた貫孔(14") の孔周附近に
まで延びる径方向への放射状壁(15)により内部を区劃し
た複数の収納室(14)を設けてなる幅厚を厚状（１４．５
ｍ／ｍ）となす駆動ディスク(7) を固着し、且つ後端部
に相手基体への取付けフランジ壁(1')を有して駆動側と
して構成するものであって、該軸体上に軸受を介して外
周部に冷却ファン（図示せず）を取付けたケース(2) と
カバー(3) とからなる被駆動側としての密封器匣を支承
してなるものである。(5) は仕切板であり、密封器匣の
内部を油溜り室(6) と前記駆動ディスク(7) を内装する
トルク伝達室(4) とに区劃してなるものであって、該仕
切板には油溜り室(6) よりトルク伝達室(4) への油の供
給調整孔(5')を設けてある。そして駆動ディスク(7) は
トルク伝達室(4) 内にあって密封器匣の対向壁面とトル
ク伝達のための微少間隙を保持してある。(8) は供給調
整孔(5')を開閉する弁部材であって、油溜り室(6) 側の
仕切板(5) の壁面にその一端を鋲着し、他端を該供給調
整孔部に位置してなるもので、前記カバー(3) の前面に
固定した支持金具(11)にその両端部を係支した板状バイ
メタルからなる感温体(10)による外部周囲の温度変化に
伴う変形に連動するように連桿(9) を介して内部に備え
てある。(12)はダムであり、回転作動時の油の集溜する
駆動ディスク(7) の外周面に対向する密封器匣の内周面
の一部に、駆動ディスク(7) の厚状からなる幅厚のなす
周側の全面に亘って対設してなるものであって、回転方
向の該ダムの手前に近傍して設けたトルク伝達室(4) 側
より油溜り室(6) 側への排出流通路(13)とによってポン
ピング機能をなすものである。

【００１０】(14') は前記油溜り室(6) に対向する駆動
ディスク(7) の背面壁部に回転方向に対し区劃した放射
状壁(15)の根元附近の前部、後部又は中央部にあってそ
の周側面より僅かに内方に位置して前記トルク伝達室
(4) に貫設した小径孔である。

【００１１】次に本発明のファン・カップリング装置の
動作を説明する。

【００１２】まず、トルク伝達室(4) 内に油が多量にあ
る状態、若くは供給調整孔(5')が開弁した状態で機関が
停止されると、トルク伝達室(4) 内の油は貫孔(14") を
通って放射状壁(15)で区劃された収納室(14)のうち下方
に位置するものにのみ流入することになり（図２及び図
３では下方の２つの収納室(14)、(14)のみに流入し、横
及び上方の収納室へは流入しない）、結果としてトルク
伝達室(4) 内に残留する油を減少させることになる。

【００１３】この状態で機関を始動すると、図４及び図
５に示したように停止時に下方に位置していた収納室(1
4)、(14)のみに油が存在し、他の収納室(14)、…は油の
存在しない空の状態で駆動ディスク(7) が回転すること
になる。一方、油は駆動ディスク(7) の回転による遠心
力により小径孔(14') 、(14') からトルク伝達室(4)へ
流出するが、このときトルク伝達室(4) への油の流出
は、油が流入した２つの収納室(14)、(14)の２つの小径
孔(14') 、(14') のみから行われ、他の収納室(14)、…
からは流出しないため極めて微量である。

【００１４】尚、ダム(12)により加圧された油は排出流
通路(13)へ圧送されるが、その一部は油の存在しない多
くの収納室(14)、…へ小径孔(14') 、…を介して流入
し、トルク伝達室(4) 内の油を更に減少させることにな
る。

【００１５】換言すると、放射状壁(15)により区劃され
ていない単一の中空収納室の場合は、機関始動に伴う駆
動ディスク(7) に働く遠心力により収納室内の油は収納
室の全内周面に張り付くように押圧されるため全ての小
径孔よりトルク伝達室に流出するが、本発明では限られ
た数の小径孔より流出すると共に、その一部は収納室へ
逆流するためトルク伝達室へ流出する油量がきわめて微
量となることを意味する。

【００１６】従って機関始動直後の“ツレ廻り”現象は
トルク伝達室(4) 内の油がダム(12)でポンピングされる
こともあって極く短期間に制御される。

【００１７】次に供給調整孔(5')が開弁した一定回転時
における動作は図６乃至図８の通りであって、収納室(1
4)内に溜った油は駆動ディスク(7) の回転によって遠心
力により小径孔(14') から順次トルク伝達室(4) に流出
すると共に、油溜り室(6) 内の油が供給調整孔(5')を介
してトルク伝達室(4) に供給され駆動ディスク(7) の回
転トルクを油を介して被駆動側の密封器匣へ伝達する。
一方、トルク伝達室(4) 内の油はダム(12)によりポンピ
ングされ排出流通路(13)を介して油溜り室(6)へ排出さ
れる。

【００１８】更に、通常走行中の急加速時においては、
駆動ディスク(7) は急激な高速回転してトルク伝達室
(4) 内の油がダム(12)により加圧されて一部はダム(12)
のポンピングにより排出流通路(13)を経て油溜り室(6)
へ排出されるが、一部は図９乃至１１のように小径孔(1
4') より一時的に収納室(14)へ流入するため、結果とし
てトルク伝達室(4) 内の油を減少し急加速時の“ツレ廻
り”現象も防止できる。これを８０℃の雰囲気のもと１
０００ｒｐｍから５０００ｒｐｍまで１０秒で急加速し
た場合の騒音曲線で示すと図１２の通りであって、
（イ）は本発明、また（ロ）は従来技術を示す。

【００１９】尚、前記駆動ディスク(7) のなす幅厚とし
ては１０．０ｍ／ｍ以上が好ましく、それ未満では一般
使用のファン・カップリング装置としては、前記低回転
時の作動状態からの高回転への急激な移行に際して効果
的に“ツレ廻り”現象を防止することができない。又、
本発明は貫孔(14") を前面壁部の中央部に１つ貫設する
実施例に限定されず、図９及び１０に示すように同心状
に複数個配設して構成してもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明による温度感
応型流体式ファン・カップリング装置は、特に駆動ディ
スク(7) の幅厚を厚状となしてその周側の全面に亘って
対設したダム(12)構造と、駆動ディスク(7) の前面側壁
の中央部附近に設けた貫孔(14") と、該貫孔(14") 附近
から延びる放射状壁(15)で区劃された複数の収納室(14)
のなすそれぞれの外方部位に位置して貫設した前記小径
孔(14') 構造とにより、高温作動状態での機関停止の場
合の該停止の間にトルク伝達室(4) 側の油を貫孔(14")
より収納室(14)の内部に流入して、その後の機関始動時
にあってファン側の“ツレ廻り”を短時間にとどめて、
異常なファン騒音の低減並びに寒冷時の暖気運転を一層
促進することができ、また通常走行中の急加速時にあっ
ては小径孔(14') を介して収納室(14)内にダム(12)によ
り加圧された一部の油を流入して作動状態を最少限の油
量で維持することができ、従って低回転時の作動状態か
ら高回転への急激な移行に際してもファンの“ツレ廻
り”現象を極めて効果的に抑制することができ、更に放
射状壁(15)での伝熱効果によって油温の上昇に伴う駆動
ディスク前面側の熱を放射状壁(15)を介して回転軸体
(1) へ伝えて放熱効果を促進する等、極めて有用な温度
感応型流体式ファン・カップリング装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す温度感応型流体式ファン
・カップリング装置の縦断面図である。

【図２】図１II−II線相当の駆動ディスク単体の停止時
の状態を示す断面図である。

【図３】図２ III−III 線相当における停止状態時のフ
ァン・カップリング装置全体を示す縦断面図である。

【図４】図１の駆動ディスク単体の始動回転時の状態を
示す縦断面図である。

【図５】図４Ｖ−Ｖ線相当における始動回転時のファン
・カップリング装置全体を示す縦断面図である。

【図６】図１の作動状態での一定回転時の状態図であ
る。

【図７】図６ VII−VII 線相当における駆動ディスク単
体の一定回転時の状態を示す縦断面図である。

【図８】図７VIII−VIII線相当における本発明の要部に
係る収納室、小径孔及びダム附近の拡大による一部の切
欠き断面図である。

【図９】他の実施例の作動状態での急速高回転時の状態
図である。

【図１０】図９Ｘ−Ｘ線相当における駆動ディスク単体
の急速高回転時の状態を示す縦断面図である。

【図１１】図１０XI−XI線相当における本発明の要部に
係る収納室、小径孔及びダム附近の拡大による一部の切
欠き断面図である。

【図１２】本発明と従来技術との比較騒音曲線図であ
る。

【符号の説明】

７ 駆動ディスク １２ ダム １４ 収納室 １４′ 小径孔 １４″ 貫孔 １５ 放射状壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に駆動ディスクを固着した回転軸体
   上に軸受を介して支承し、且つ外周部に冷却ファンを取
   付けたケースとカバーとからなる密封器匣の内部を、油
   の供給調整孔を有する仕切板により油溜り室と前記駆動
   ディスクを内装するトルク伝達室とに区劃し、回転時の
   油の集溜する駆動ディスクの外周壁面に対向する密封器
   匣側の内周壁面の一部にダムと、該ダムに連ってトルク
   伝達室側より油溜り室側に通ずる排出流通路とを形成す
   ると共に、油溜り室側にその一端を固定し、他端部を外
   部周囲の温度が設定値を越えると該仕切板の供給調整孔
   を開放し、設定値以下では閉鎖する弁部材を前記カバー
   の前面に設けた感温体の温度変化に伴う変形に連動する
   ように内部に備え、駆動ディスクと前記密封器匣とのな
   す外方附近の対向壁面に設けたトルク伝達間隙部での油
   の有効接触面積を増減させて、駆動側の回転軸体側から
   被駆動側の密封器匣側への回転トルク伝達を制御するよ
   うにしてなるファン・カップリング装置において、前記
   駆動ディスク(7) の幅厚をその周側の全面に亘ってダム
   （12) に対設する厚状となし、且つその前面側壁の中央
   部附近に設けた貫孔(14") の孔周附近に延びる径方向へ
   の放射状壁(15)によりその内部を区劃した複数の収納室
   (14)構造となすと共に、該ディスク背面壁部の周側面よ
   り僅かに内方に位置してそれぞれの前記収納室(14)部に
   小径孔(14') を貫設せしめて構成したことを特徴とする
   温度感応型流体式ファン・カップリング装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、前記小径孔(14
   ') は回転方向に対して前記放射状壁(15)の根元附近に
   貫設されたことを特徴とする温度感応型流体式ファン・
   カップリング装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載において、前記駆動
   ディスク(7) の幅厚を少なくとも１０．０ｍ／ｍ以上と
   なして構成したことを特徴とする温度感応型流体式ファ
   ン・カップリング装置。