JPH088348Y2 - 流体継手 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、流体媒体を用いて相対回転する駆動部材と
従来部材との間にトルクを伝達する流体継手に関する。

従来の技術 この種従来の流体継手としては、例えば自動車用内燃
機関の冷却ファンを駆動するファンカップリング装置等
に広く適用されている（実開昭60−58930号公報等参
照）。

概略を説明すれば、このファンカップリング装置は、
内燃機関のクランク軸から駆動力が伝達される駆動軸
と、該駆動軸に回転自在に支持されて外周に冷却ファン
が設けられた従動部材たるハウジングとを有し、前記駆
動軸の先端には、ハウジング内に臨むロータが固定され
ている一方、ハウジングの内部は仕切板によって前側の
貯留室と後側の作動室とに隔成されている。また、前記
ロータの外端部とハウジングの内端壁には、互いに噛合
するラビリンス溝が形成されており、この各ラビリンス
溝間で作動液の粘性抵抗を得て流体継手として作用する
ようになっている。更に、前記仕切板には、貯留室と作
動室とを連通する連通孔が形成されており、ハウジング
前端に有するバイメタル付近の雰囲気温度に応じてバル
ブプレートが前記連通孔を開閉制御して貯留室から作動
室及びラビリンス溝に流入する作動液の流量を制御す
る。これによって、ロータからハウジングへの伝達トル
クが変化し、冷機時には冷却ファンを停止あるいは低回
転させ、暖機完了後の通常運転時には冷却ファンを高速
で回転させるようになっている。

また、前記バルブプレートの上面には、スプリングで
所定回転方向に付勢され、かつ両端側に重錘を有するサ
ブバルブプレートが配置されており、斯かるバルブ機構
によって、通常運転後のファンカップリングON時におい
て前記駆動軸が急回転（機関急加速）した際に、前記連
通孔をサブバルブプレートが閉塞して作動室への作動液
の流入を遮断し、一時的に冷却ファンの連れ回りを防止
して、該ファンの駆動騒音等を低減するようになってい
る。

考案が解決しようとする課題 然し乍ら、前記従来の流体継手にあっては、サブバル
ブプレート等のバルブ機構によって駆動軸の急回転時に
おける冷却ファンの連れ回りを防止しているが、このバ
ルブ機構は、スプリング等を用いてサブバルブプレート
の開閉作動を行なうようにしているため、構造が複雑で
あるばかりか多くの部品点数が必要となり、その加工精
度も要求される。この結果、製造作業が複雑になると共
に、材料や製造コストの高騰が余儀なくされる。

課題を解決するための手段 本考案は、前記従来の実情に鑑みて案出されたもの
で、駆動軸に回転自在に支持され、内部が仕切板によっ
て貯留室と作動室に隔成された従動部材と、前記仕切板
に穿設されて貯留室と作動室とを連通する連通孔を従動
部材の雰囲気温度に応じて開閉するバルブプレートと、
前記駆動軸の先端部に固定されて前記作動室内に臨むロ
ータと、該ロータと従動部材との間に形成されたラビリ
ンス溝とを備え、前記駆動軸の回転に伴い前記ラビリン
ス溝内の作動液の粘性抵抗を介して従動部材に回転力を
伝達する流体継手において、 前記従動部材の内周側に、前記作動室を前側の第１液
室と後側の第２液室とに隔成する隔壁を設けると共に、
該隔壁の前記ラビリンス溝近傍の外周縁に有する筒状の
鍔部に、前記第１液室と第２液室とを連通する流路孔を
切欠形成し、かつ該流路孔の内周縁に、作動液の慣性力
に応じて自身の弾性反力を介して前記流路孔を開閉する
バルブ機構を設けたことを特徴としている。

作用 暖機完了後の通常運転時は、隔壁の内周面に沿って通
流する作動液に大きな慣性力が作用せず、バルブ機構の
弁体が流路孔を開成したいるため、作動室の第１液室に
流入した作動液は、前記流路孔から第２液室に流入して
そのまま粘性抵抗発生部内で粘性抵抗が付与され、ロー
タからハウジングへのトルク伝達に供される。

一方、通常運転後の例えば車両停止状態から急激な発
進加速を行なった場合には、駆動軸の急回転に伴うハウ
ジング（隔壁）も一時的に急回転して作動液に大きな慣
性力が作用するため、つまり、隔壁の鍔部に遠心力が作
用すると共に、該鍔部の内周面方向に作動液の慣性力の
両方が作用するため、この合成力によってバルブ機構の
弁体が自身の弾性反力に抗して外方へ変形して流路孔を
閉塞する。これによって、第１液室から第２液室への作
動液の流入を遮断する。このため、ラビリンス溝内への
流入量が減少して一時的に冷却ファンの連れ回りが防止
される。

実施例 第２図は本考案に係る流体継手を自動車用内燃機関の
ファンカップリング装置に適用した第１実施例を示して
おり、図中１は機関のクランク軸からＶベルトプーリを
介して駆動力が伝達される中空状の駆動軸、２は外周に
冷却ファン３が取り付けられたハウジング、４は駆動軸
１の先端に固定されかつハウジング２内に収納されたロ
ータ、５はベアリング６を介して駆動軸１に軸受された
ハウジング２のボディ部、７は該ボディ部５の前端にか
しめによって連結されたカバー部、８は該カバー部７の
内側に一体に有する環状ボス部7aに外周縁がかしめ固定
された仕切板であって、この仕切板８によってハウジン
グ２の内部が前側の貯留室９と、前記ロータ４を収納し
た後側の作動室10とに隔成されている。11,12はカバー
部７のボス部7a外周側内側とロータ４の外周側内側との
間に形成された粘性抵抗発生部たるラビリンス溝、13は
カバー部７内に形成されて、ラビリンス溝11,12を通過
した作動液を貯留室９内に戻す戻し通路、14は仕切板８
に形成されて、貯留室９と作動室10とを連通する連通
孔、15はカバー部７の前面略中央に配設された渦巻状バ
イメタル、16は該バイメタル15の伸縮変形に伴い回転軸
17を介して前記連通孔14を開閉する長板状のバルブプレ
ートである。

そして、前記ボス部7aの外周端には、前記作動室10内
を仕切板８側の第１液室10aとラビリンス溝11,12側の第
２液室10bとに隔成する隔壁18が固定されている。この
隔壁18は、略円環状を呈し、外周縁に前記ボス部7aの外
周に連結される筒状の鍔部19を一体に有している。この
鍔部19の所定位置には、第1,第２液室10a,10bを連通す
る略長方形の流路孔20が周方向に沿って打ち抜きにより
形成されていると共に、該流路孔20を開閉するバルブ機
構21が設けられている。

このバルブ機構21は、第１図A,B,Cに示すように、前
記鍔部19の流路孔20の打ち抜きによって得られた長方形
状の弁体22と、鍔部19の外周に横切る形で固定されて弁
体22の外方へ最大撓み変形を規制するストッパ片23とか
ら構成されている。前記弁体22は、内外方（第1,第２液
室10a,10b側）へ撓み変形可能な弾性力を具有し、その
先端部22aがハウジング２の回転方向と逆方向に開かれ
ていると共に、予め内方に折曲変形されて通常時は流路
孔20を開成している。一方、弁体22の基端部22bは、自
身の弾性力を調整するために両側が切り欠れて所定の巾
寸法に設定されている。

したがって、この実施例によれば、暖機完了後の通常
運転時には、バルブプレート16によって連通孔14が開か
れて、貯留室９内の作動液が第１液室10a内に流入し、
バルブ機構21の弁体22には、作動液の遠心力のみが作用
するだけであり、したがって、自身の反力がそれに打ち
勝って流路孔20を開成している。このため、第１液室10
a内の作動液は、第１図Ｃの実線矢印で示すように弁体2
2の外周から流路孔20を通って第２液室10bに速やかに流
入し、さらにラビリンス溝11,12内に流入してロータ４
からハウジング２へのトルク伝達に供される。これによ
り定常の冷却ファン３の回転作用が得られる。

一方、通常運転後に車両を停止し、この状態から急激
な発進加速を行なった場合には、駆動軸１の急回転に伴
いハウジング２も一時的に急回転するため、第１液室10
a内の作動液には、遠心力の他に隔壁18の鍔部19内周面1
9aに沿って流動して流動慣性力が付与される。したがっ
て、この遠心力と慣性力の合成力によって弁体22が自身
の反力に抗して外方へ撓み変形し、ストッパ片23に当た
るまで変形して流路孔20を閉塞し、第２液室10bへの作
動液の流入を遮断する。このため、ラビリンス溝11,12
への流入量が減少して一時的に冷却ファン３の連れ回り
が防止される。

このように、本実施例では、機関の急加速時における
冷却ファン３の連れ回りを防止できることは勿論のこ
と、バルブ機構21全体の構造が簡素化されると共に、従
来の比して部品点数を大巾に削減できる。特に、弁体22
は、単に鍔部19を打ち抜きにより形成するようにしてい
るため、その製造作業が極めて容易になる。また、基端
部22bの巾長さを適宜変更して弾性力の調整が可能にな
るため、大きさ等の異なる種々の流体継手に適用するこ
とができる。

第３図は本考案の第２実施例を示し、この実施例では
鍔部19に長方形の流路孔30を形成する一方、バルブ機構
31の弁体32を打ち抜きで形成するのではなく、別体に形
成している。すなわち、この別体32は、湾曲状の長方形
状を呈し、巾長さが流路孔30の巾長さよりも小さく設定
され、基端部32bが流路孔30のハウジング２回転方向と
逆方向の孔縁付近に溶接固定されていると共に、上面に
は流路孔30の開口面積よりも小さな表面積を有する肉厚
な重錘部34が一体に設けられている。

したがって、第１実施例と同様な作用効果が得られる
と共に、重錘部34の重量及び作動液の干渉面積の増加に
よって弁体32を外方（閉塞方向）へ比較的容易に変形さ
せることができる。尚、弁体32と重錘部34は、流路孔30
内を通過する形で外方へ変形する。

第４図は本考案の第３実施例を示し、この実施例は第
２実施例と基本的には略同様であるが、バルブ機構41の
弁体42及び重錘部44の先端側が流路孔40の開口面積より
も大きく扇状に形成されている。したがって、弁体42の
外方変形時に該弁体42の外周縁が流路孔30の孔縁付近に
突き当たってそれ以上の外方変形が規制されると共に、
流路孔40を略完全に遮断する。このため、冷却ファン３
の回転を確実に停止させることができる。

尚、本考案は、前記実施例に限定されるものではな
い。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、本考案によれば、通常
運転後の例えば機関アイドル運転中などで急激な発進加
速を行なった場合には、鍔部の内周面と作動液に作用す
る遠心力と該作動液に作用する慣性力との合成力によっ
てバルブ機構が自身の弾性反力に抗して外方へ撓み変形
して、該バルブ機構により流路孔が閉塞される。したが
って、ラビリンス溝へのれるため、ハウジングの無用な
連れ回りが十分に防止され、駆動騒音や馬力の損失を低
減できる。

しかも、特にバルブ機構を従来のようなスプリング等
を用いずに作動液の慣性力を利用して開閉作動するよう
にしたため、全体の構造が簡素化されると共に、部品点
数が削減できる。この結果、製造作業能率の向上とコス
トの大巾な低下が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本考案の第１実施例を示す第２図のＸ矢視
図、同図Ｂは同図ＡのＹ矢視図、同図Ｃは本実施例の要
部斜視図、第２図は本実施例の全体構成を示す縦断面
図、第３図は本考案の第２実施例を示す要部斜視図、第
４図は第３実施例を示す要部斜視図である。 １……駆動軸、２……ハウジング（従動部材）、４……
ロータ、10……作動室、10a,10b……第1,第２液室、11,
12……ラビリンス溝、18……隔壁、19……鍔部、20,30,
40……流路孔、21,31,41……バルブ機構。

Claims (1)

【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、内部が仕切
   板によって貯留室と作動室に隔成された従動部材と、前
   記仕切板に穿設されて貯留室と作動室とを連通する連通
   孔を従動部材の雰囲気温度に応じて開閉するバルブプレ
   ートと、前記駆動軸の先端部に固定されて前記作動室内
   に臨むロータと、該ロータと従動部材との間に形成され
   たラビリンス溝とを備え、前記駆動軸の回転に伴い前記
   ラビリンス溝内の作動液の粘性抵抗を介して従動部材に
   回転力を伝達する流体継手において、 前記従動部材の内周側に、前記作動室を前側の第１液室
   と後側の第２液室とに隔成する隔壁を設けると共に、該
   隔壁の前記ラビリンス溝近傍の外周縁に有する筒状の鍔
   部に、前記第１液室と第２液室とを連通する流路孔を切
   欠形成し、かつ該流路孔の内周縁に、作動液の慣性力に
   応じて自身の弾性反力を介して前記流路孔を開閉するバ
   ルブ機構を設けたことを特徴とする流体継手。