JPH088347Y2 - ファンカップリング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、自動車用内燃機関の冷却ファンに用いられ
る温度感知式のファンカップリングに関する。

従来の技術 自動車用内燃機関に装備される冷却ファンとして、ラ
ジエータの後方の雰囲気温度を感知してファン回転数を
その温度に適した値に制御する温度感知式のファンカッ
プリングを採用したものがある。

ここで用いられるファンカップリングの一例として第
６図に示すようなものがある。

このファンカップリングは、ファンブレード（図示せ
ず）を支持するハウジング１が駆動軸２にベアリング３
を介して装着されており、駆動軸２の先端部にはハウジ
ング２の内部でロータ４が固着されている。ハウジング
１は、駆動軸２に支持されるハウジング本体５とその前
面に嵌着固定されるカバー６とからなり、カバー６の内
部には、ハウジング１内を貯留室７と作動室８とに区画
する仕切板９が固着されている。ロータ４の周縁部とこ
れに対向するカバー６の壁面には径方向に凹凸が形成さ
れ、この互いの凹凸部分によってラビリンス溝10が形成
されている。貯留室７にはシリコンオイル等の粘性流体
が貯留されるようになっており、仕切板９には粘性流体
を貯留室７から作動室８に供給するための流通孔11が形
成され、カバー６の外周部近傍には粘性流体を逆に作動
室８から貯留室７に戻すための戻し通路12が形成されて
いる。また、カバー６の中央部には回転軸13が支持され
ており、この回転軸13の先端部には、一端をカバー６に
固定された渦巻き状のバイメタル14が連結され、基端部
には、貯留室７の内部において流通孔11の開閉を行うバ
ルブプレート15が剛的に結合されている。

そして、このファンカップリングは雰囲気温度の変化
に対応して回転数を次のように制御する。

ラジエータ（図示せず）後方の雰囲気温度が低い場合
には、バイメタル14が変形せずバルブプレート15は流通
孔11を閉じている。このため粘性流体は貯留室７から作
動室８に供給されない。したがって、ラビリンス溝10部
分に存在する粘性流体の量は少なく、このためにロータ
４からハウジング１に伝達されるトルクが小さくなって
いる。この結果、ハウジング１、即ち、ファンブレード
（図示せず）の回転数は低くなる。

一方、ラジエータ（図示せず）の後方の雰囲気温度が
高まった場合には、バイメタル14の変形に伴って回転軸
13が回転し、バルブプレート15が周方向にスライドして
流通孔11を開く。すると、粘性流体は作動室８に流入
し、ラビリンス溝10から戻し通路12を通って還流する。
このため、ラビリンス溝10には粘性流体が充分に供給さ
れ、ロータ４からハウジング１に伝達されるトルクが増
大してハウジング１、即ち、ファンブレード（図示せ
ず）の回転数が高まる（類似技術は、例えば特開昭57−
29826号公報等参照）。

考案が解決しようとする課題 一般に、このようなファンカップリングにおいては、
流通孔11の開口面積が大きければ、雰囲気温度が上昇し
た場合の作動室８に対する粘性流体の供給量が即時に増
加するため、流通孔11の開口面積が大きいほど風量制御
の応答性が良好となる。このため、風量制御の応答性の
観点から流通孔11の開口面積の増大が望まれている。

しかしながら、上述した従来のファンカップリングに
おいては、次に示すような理由により流通孔11の開口面
積を広げることが出来ず、このことが問題となってい
る。

流通孔11を周方向に広げる場合には、温度上昇時の回
転軸13の回転角も大きくしなければならないが、回転軸
13とバルブプレート15が剛的に結合された構造であるた
めに、この回転角を大きくする手段としてバイメタル14
の巻き数を増加せざるを得ない。しかし、この巻き数を
増加させることは重量増加とコストアップを招き、特
に、バイメタル14の重量が増加するとバイメタル14自身
の固有振動数が低くなって振動に対する耐久性が低下す
るという不具合を生じる。

また、流通孔11を径方向に広げる場合には、仕切板９
自体の径を大きくせざるを得ないため、装置全体が大型
化するという不具合を生じる。

そこで本考案は、重量増加やコストアップ、装置全体
の大型化等の不具合が無く、しかも、雰囲気温度変化に
対する風量制御の応答性に優れたファンカップリングを
提供せんとするものである。

課題を解決するための手段 上述した課題を解決するための一つの手段として、駆
動軸に回転自在に支持されたハウジングと、該ハウジン
グ内を貯留室と作動室とに隔成する仕切板と、該仕切板
に穿設されて粘性流体を前記貯留室から作動室に供給す
る流通孔と、該作動室の内部で前記駆動軸に結合される
ロータと、前記流通孔を開閉する弁体と、前記ハウジン
グの中央部に回転可能に支持されて該弁体を作動させる
回転軸と、該回転軸を雰囲気温度に応じて駆動回転させ
る感温部材とを備えたファンカップリングにおいて、前
記回転軸と弁体とを回転角増幅手段を介して連係させる
と共に、前記弁体の回転支持中心を、前記回転軸と仕切
板の外周端との間に配置した。

また、別の手段として、前記回転軸と弁体とを、回転
軸の回転運動を仕切板の径方向に沿う直線運動に変換す
る直線運動変換手段を介して連係させた。

作用 前者の手段の場合、感温部材が雰囲気温度を感知して
回転軸を回転させると、その回転軸の回転角が回転角増
幅手段によって増幅され、弁体がその増幅された大きな
回転角でもって流通孔を開閉するようになる。そして、
このとき弁体は回転軸と仕切板の外周端との間の回転支
持中心回りに回転する。

また、後者の手段の場合、感温部材が雰囲気温度を感
知して回転軸を回転させると、その回転が直線運動変換
手段によって仕切板の径方向に沿う直線運動に変換さ
れ、その結果、弁体が仕切板の径方向に変位して流通孔
を開閉するようになる。

実施例 以下、第1,2図に基づき請求項第１項に対応する本考
案の第一実施例について説明し、第３〜５図に基づき請
求項第２項に対応る第二実施例について説明する。尚、
第６図に示したものと同一部分には同一符号を用い、重
複する部分の説明は一部省略するものとする。

まず、第一実施例について説明する。

第1,2図において、このファンカップリングは、ハウ
ジング１がベアリング３を介して駆動軸２に支持され、
このハウジング１の内部が仕切板９によって貯留室７と
作動室８とに区画され、作動室８の内部で駆動軸２の先
端部にロータ４が結合されている点、ロータ４の周縁部
とこれに対向するカバー６の壁面とによってラビリンス
溝10が形成され、仕切板９に流通孔11が形成され、カバ
ー６の外周部近傍に戻し通路12が形成され、流通孔11が
バルブプレート15によってスライド開閉される点、カバ
ー６の中央部に回転軸13が支持され、回転軸13に感温部
材としてのバイメタル14が連結されている点等の基本的
な構成は、第６図に示した従来ものと同様である。

このファンカップリングの場合、回転軸13とバルブプ
レート15の連係のさせ方が第６図に示したものと大きく
異なり、回転軸13とバルブプレート15は直接的に結合す
るのではなく、回転角増幅手段16を介して連係させてい
る。

回転角増幅手段16は、回転軸13の基端部にかしめられ
た第一の歯車17と端面にバルブプレート15が溶接された
第二の歯車18とから構成されている。第一の歯車17は第
二の歯車18よりも大型で外周部の一部に切欠き19が形成
され、この切欠き19の両端部がカバー６の内壁に突設さ
れたピン20と係合して回転角が規制されるようになって
いる。第二の歯車18はカバー６の内壁にピン21を介して
回転自在に支持されると共に第一の歯車17に噛合してお
り、第一の歯車７に対して径の比率、即ち、歯数の比率
に反比例した回転角が得られるようになっている。前記
ピン21はバルブプレート15の回転支持中心となるが、こ
の回転支持中心（ピン21）は、第1,2図に示すように回
転軸13と仕切板９の外周端との間に配置されている。第
一の歯車17は第二の歯車18よりも径が大きく歯数も多い
ため、回転軸13の回転は第一の歯車17と第二の歯車18に
よって増幅される。

以上の構成において、ラジエータ（図示せず）後方の
雰囲気温度が所定温度以上に高まると、バイメタル14に
変形が生じ、これに伴って回転軸13と第一の歯車17が回
転する。この回転は第二の歯車18によって増幅され、こ
の増幅された回転角でもって第二の歯車18と一体のバル
ブプレート15を仕切板９の周方向にスライド移動させ
る。したがって、従来と同様のバイメタル14を使用した
のであれば、バルブプレート15の移動量は従来のものよ
りも大きくなる。ここで、流通孔11を仕切板９の周方向
に予め広げて形成しておけば、貯留室７内の粘性流体は
流通孔11を通過して即時に作動室８に供給されるように
なる。この結果、ロータ４からハウジング１に伝達され
るトルクが即時に高まり、雰囲気温度変化に対する風量
制御の応答性が向上する。また、バルブプレート15は、
回転軸13と仕切板９の外周端の間に配置されるピン21を
中心に回動変位するため、バルブプレート15の回転軌道
は仕切板９の径方向外側から内側に次第に入り込むよう
になり、このため、バルブプレート15がその回転時に仕
切板９の径方向外側に配置されている他の部材と干渉す
る心配は無い。

尚、以上の実施例においては第二の歯車18,バルブプ
レート15,流通孔11等を各一つずつ設けるようにしたも
のについて説明したが、これ等を夫々複数設けて粘性流
体の供給を多様制御することも可能である。

次に、第二実施例について説明する。

第３〜５図において、このファンカップリングは、バ
イメタル14とバルブプレート15との連係のさせ方が第一
実施例に示したものと異なり、回転角増幅手段16に代え
て直線運動変換手段22を介して互いを連係させるように
している。他の部分は第一実施例に示したものと同様の
構成となっている。

直線運動変形手段22は、回転軸13の基端部にかしめら
れた歯車23と、バルブプレート15が固着されると共にカ
バー６の内壁にガイド部材24及び25を介して保持された
スライダー26とから構成されている。スライダー26には
長手方向に沿うように開口部27が形成され、この開口部
27の長手方向に伸びる一方の面にはラック28が固着され
ている。このラック28はスライダー26がガイド部材24,2
5に保持された状態において歯車23に噛合している。ス
ライダー26は歯車23が回転すると、ガイド部材24,25に
ガイドされて仕切板９の径方向に直線的に移動する。
尚、スライダー26の移動量は歯車23の径、即ち、歯数を
変更ことによって適宜変更することが出来る。また、図
中29は、仕切板９にビス30によって固定されたセツトプ
レートであり、このセツトプレート29はその幅が流通孔
11の幅と同幅に形成されて先端部が流通孔11に臨まされ
ている。セットプレート29に穿設されているビス孔31は
長孔となっており、必要に応じセットプレート29の固定
位置を自由に変え、流通孔11の大きさを仕切板９の径方
向に増減出来るようになっている。これは、バイメタル
14を組み付ける時の温度によってバルブプレート15が流
通孔11を開くタイミングにバラ付きを生じるため、セッ
トプレート29の位置を修正することでこのバラ付きを解
消しようとするものである。

このような構成において、ラジエータ（図示せず）後
方の雰囲気温度が上昇すると、バイメタル14の形状が変
化し、これに伴って回転軸13が歯車23と一体に所定角度
だけ回転する。歯車23が回転すると、これに噛合したラ
ック28がスライダー26と共に直線的に移動し、スライダ
ー26に固着されたバルブプレート15は仕切板９の上面を
スライドして流通孔11を開く。これにより、粘性流体が
流通孔11を通って作動室８に供給される。このファンカ
ップリングの場合、バルブプレート15が直線的にスライ
ド移動するため、流通孔11とバルブプレート15の幅を予
め広く形成しておけば、流通孔11が開口した際に即時に
粘性流体が作動室８に供給されるようになる。こうする
ことにより、雰囲気温度変化に対する風量制御の応答性
は向上する。

尚、ここで示した実施例においては、スライダー26,
バルブプレート15,流通孔11等を各一つずつ設けるよう
にしたが、これ等を夫々複数設けるようにした態様も採
用可能である。

考案の効果 以上のように本願の請求項１の考案は、回転軸と弁体
とを回転角増幅手段を介して連係させたことから、感温
部材の変形に対する弁体の回動角を増加させることがで
きると共に、弁体の回転支持中心を、回転軸と仕切板の
外周端との間に配置したことから、弁体の回動軌道を仕
切板の径方向外側から内側に次第に入り込む軌道にし
て、弁体が仕切板の周縁部の部材と干渉するのを回避す
ることができる。このため、スペース的に充分に余裕の
ある仕切板の周方向に流通孔を広げて、流通孔の拡大を
図ることができる。

また、本願の請求項２の考案は、回転軸と弁体とを、
回転軸の回転運動を仕切板の径方向に沿う直線運動に変
換する直線運動変換手段を介して連係されたことから、
スペース的に充分に余裕のある仕切板の周方向に流通孔
を広げて、流通孔の拡大を図ることができる。

したがって、感温部材の大型化による重量増加やコス
トアップ、流通孔の仕切板径方向の拡大による装置全体
の大型化等の不具合を招くこと無く、流通孔を拡大して
雰囲気温度変化に対する風量制御の応答性を向上させら
れるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一実施例を示す断面図、第２図は第
１図のII矢視図、第３図は本考案の第二実施例を示す断
面図、第４図は第３図のIV矢視図、第５図は第３図のＶ
矢視図、第６図は従来の技術を示す断面図である。 １……ハウジング、２……駆動軸、４……ロータ、７…
…貯留室、８……作動室、９……仕切板、11……流通
孔、13……回転軸、14……バイメタル（感温部材）、15
……バルブプレート（弁体）、16……回転角増幅手段、
22……直線運動変換手段。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸に回転自在に支持されたハウジング
   と、該ハウジング内を貯留室と作動室とに隔成する仕切
   板と、該仕切板に穿設されて粘性流体を前記貯留室から
   作動室に供給する流通孔と、該作動室の内部で前記駆動
   軸に結合されるロータと、前記流通孔を開閉する弁体
   と、前記ハウジングの中央部に回転可能に支持されて該
   弁体を作動させる回転軸と、該回転軸を雰囲気温度に応
   じて駆動回転させる感温部材とを備えたファンカップリ
   ングにおいて、前記回転軸と弁体とを回転角増幅手段を
   介して連係させると共に、前記弁体の回転支持中心を、
   前記回転軸と仕切板の外周端との間に配置したことを特
   徴とするファンカップリング。
2. 【請求項２】駆動軸に回転自在に支持されたハウジング
   と、該ハウジング内を貯留室と作動室とに隔成する仕切
   板と、該仕切板に穿設されて粘性流体を前記貯留室から
   作動室に供給する流通孔と、該作動室の内部で前記駆動
   軸に結合されるロータと、前記流通孔を開閉する弁体
   と、前記ハウジングの中央部に回転可能に支持されて該
   弁体を作動させる回転軸と、該回転軸を雰囲気温度に応
   じて駆動回転させる感温部材とを備えたファンカップリ
   ングにおいて、前記回転軸と弁体とを、回転軸の回転運
   動を仕切板の径方向に沿う直線運動に変換する直線運動
   変換手段を介して連係させたことを特徴とするファンカ
   ップリング。