JPS6224037A - 流体摩擦カツプリング - 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】 産業上の利用分野 本発明は特に内燃機関の冷却空気ニアアン用の流体摩擦
カップリングに関ずろ。

従来技術 西ｒイツ国特許出願公開第２８０３９７５号明細書から
内燃機関用の冷却空気ファ二／が知られている。該冷却
空気ファンの流体摩擦力ツノリングないしはビスカスカ
ップリングは送風シｔを保持したケーシングと、ケーシ
ングの作業室内に配置された、内燃機関によって駆動さ
れるロータないしは回転体とを備えている。ケーシング
とロータとは互いに相対的に回転可能であり、かつ剪断
間隙を形成しており、この剪断間隙が粘性の剪断流体で
充填されて℃・るときにこの剪断間隙を介してトルクが
ロータからケーシングへ、したがって送風翼へと伝達さ
れる。ロータの外周範囲にはポンプ装置が設けられてお
り、ポンプ装置はロータとケーシングとの相対回転時に
剪断流体を作業室から同様にケーシングによ２て形成さ
れた貯蔵室内に圧送する。温度によって制御される弁装
置が剪断流体の貯蔵室から作業室内への還流をｊｌ、Ｈ
Ｊ御する。

公知の流体摩擦カップリングの剪断間隙はトルクを伝達
する面を拡大するためにメアンデル状を有し、かつ同心
的に内外に配置された、ロータとケー・シングの環状の
リブによって構成されている。リブは円筒状の周面を有
していて、それぞれ軸線方向に他方の部材のリブ間に突
入している。このようにして寸法が比較的小さいにもか
かわらず比較的大きなトルクを伝達することができる。

もちろんトルクが伝達されるときには摩擦熱が発生し、
この摩擦熱は公知の流体摩擦カップリングではすべての
運転状況において迅速かつ充分に排出し得るとは限らず
、そのだめに剪断間隙内にある剪断流体が著しく加熱さ
れる。これは伝達可能な最大トルクの明らかな低下と剪
断流体の熱的な過負荷とをもたらし、この熱的な過負荷
は剪断流体の寿命を著しく短縮する。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、比較的小さな寸法で比較的大きなトル
クを伝達することができ、［７かも剪断間隙内で発生し
た熱を良好に排出し得る流体摩擦カップリングを見い出
すことであり、この・流体摩擦カンフ０リングはこれら
の特性を有しでいるにもかかわらず容′易に製作可能で
なげればならなし・。

問題点を解決するだめの手段 上記の課題を解決するだめの本発明の手段は、ａ）剪断
流体用の貯蔵室と作業室とを取巻く、回転軸線を中心に
して回転可能なケー・ンングと、ｂ）回転軸線を中心に
してケーシングに対しで相対的に回転可能に作業室内に
配置されたロータと、Ｃ）互いに距離を置し・て向き合
ったロータとケーシングの面によって形成された剪断間
隙と、ｄ）剪断間隙の半径方向でみて外側の範囲に設け
られた、剪断流体を作業室から貯蔵室へ圧送するポンプ
装置と、ｅ）剪断流体を貯蔵室から作業室内へ導く、温
度に関連して制御可能な弁装置とを備えており、剪断間
隙を形成する上記各面が同心的に互いに内外に配置され
た、複数の環状のリブを有しており、該リブが環状の同
心的なみそによって互いに分離されており、かつそれぞ
れ他方の面のみそ内に軸線方向に係合している形式の流
体摩擦カップリングにおいて、リブ並びにみそが軸線方
向でみて円錐状に互いに延びる環状フランクを有してい
ることである。

発明の効果 本発明の構成によって、リブの材料横断面がリブ底へ向
かって広くなっており、そのよ５にして熱を伝達する材
料横断面を拡大することが達成される。また剪断流体の
ロータないしはケーシングに沿った半径方向の循環は上
記の公知の流体ＪＴ擦カップリングに比べて改善される
。

みぞおよびリブの円錐状の構成てよって剪断間隙が剪断
流体に対して及ぼす流動抵抗は低下せしめられる。その
他にリブおよびゐぞの環状フランクの円錐状の構成によ
って流体摩擦カップリングの温度制御装置が状態変化に
きわめて迅速に対応することが達成される。

実施態様 リブないしはみその環状フランクの角度が２００〜４０
°であると有利であり、かつ約３０°であると更に有利
である。その際環状フランクの母線が軸線方向に対して
対称的に傾斜していると有利である。

製作を簡単にするためには、各リブは回転軸線に対して
垂直方向に延びる平らな端面で終わっていると有利であ
る。各リブの端面と、これに対置された軸線方向で向き
合うみぞのみぞ底との間の軸線方向の距離がリブとこれ
に対置されたみその互いに向き合う環状フランク間の剪
断間隙の幅よりも大きく選択すると有利である。

端面とみぞ広間の軸線方向の距離が剪断間隙の幅の１．
２〜１．４倍であると有利である。この有利な寸法によ
って流体摩擦カップリングの温度変化に対するきわめて
高い応答感度が得られる。

実施例 第１図に示されたファンカップリングは後壁３と前壁５
とを有するケーシング−を備えている。隔壁７がケーシ
ング−によって形成された中空間を粘性流体のだめの貯
蔵室９と作業室１１とに分割している。ケーシング１は
後壁３でもって回転軸線１４を中心にして回転可能に内
燃機関（図示せず）によって駆動される駆動軸１５にこ
ろがり軸受１３を介して支承されている。駆動軸１５は
作業室１１内においてほぼ円 、ｙｔｓ状の、回転軸線１４に対して直角の方向に延び
るロータ１７を保持している。ロータ１７はこれと向き
合った後壁３と一緒に剪断間隙１９を構成しており、剪
断間隙１９は半径方向に回転軸線１４へ向かつてほぼメ
アンデル状の横断面形状を有している。剪断間隙１９が
貯蔵室９からの剪断ないしは粘性流体で充填されたとき
に、駆動軸１５の駆動トルクは後壁３と例えば一体に結
合された送風Ｍ２１に伝達される。

ファンカップリングは温度に関連して接続切断される。

そのためにはＶＡ壁７内のほぼ剪断間隙１９の半径方向
でみて内側の端部の範囲内に弁装置の１部材としての弁
レバー２３によって制御可能な、弁装置の１部材として
の弁開口２５が形成されており、開放状態のこの弁開口
２５を通って粘性流体は貯蔵室９から作業室　１１内へ
流入することができる。弁レバー２３はケーシングの前
壁５の外面上で保持部材２７内に保持された弁装置の１
部材としてのバイメタル部材２９によって前壁５内をシ
ールされて軸線方向に移動可能に案内されるビン３１を
介して制御される。粘性流体を作業室１１から貯蔵室９
内へ還流するためには４壁７の外周の範囲に開口３３が
設けられており、開口３３は口−夕１７とケーシング１
の相対回転時に作用するポンプ装置３５と通常の形式で
協働する。

冷時にはバイメタル部材２９は弁レバー２３を介して弁
開口２５を閉鎖しており、かつポンプ装置３５は作業室
１１と剪断間隙１９内に含有されている粘性流体を貯蔵
室９内へ圧送する。

したがって冷却空気ファンは切断される。運転で暖たま
った状態においてバイメタル部材２９は弁開口２５を開
放し、これにより粘性流体は作業室１１内に流入して、
ポンプ装置３５のポンプ作用にもかかわらず剪断間隙１
９を満たすことができ、トルクは伝達される。したがっ
てファンカップリングは接続される。

第２図には剪断間隙１９の詳細が示されている。ロータ
１７は後壁３に隣接する面に同心的に内外に配置された
円環状のリブ３７が設けられており、リブ３７は自体相
互間に円環状のみぞ３７を構成している。同様にして後
壁３はロータ１７に向き合う面に同心的に円外に位置す
るリブ４１を有しており、リブ４１は円環状のみぞ４３
によって互いに分離されている。リブ４１の半径方向の
相互間隔Ｔはどのリブにおいても等しく、かつリブ３７
の半径方向の相互間隔Ｔとも等しい。リブ３７ないしば
４１はそれぞれ半径方向で向き合うみぞ４３ないしは３
９に係合しており、その場合にリブ３γと４１は軸線方
向で互いに重なっており、幅Ｓの剪断間隙１９を構成し
ている。

リブ３７およびリブ４１は円錐状に互いに延びる環状フ
ランク４５を有しており、環状フランクの母線はそれぞ
れ符号４７で示された軸平行な仮想線に対して等しいフ
ランク角度を有している。

各みぞ３９ないしは４３のみぞ底４９は軸を含む縦断面
図でみて円形を有しており、その曲率半径Ｒは剪断間隙
１９の幅Ｓとほぼ等しい値にされて回転軸線に対して垂
直の方向に延びる平らな、円環状の端面５１を有してお
り、そのために各端面５１と、これに軸線方向で向き合
ったみぞ底４９との間の軸線方向の距離ａは剪はケーシ
ングの後壁３の軸を含む縦断面図でみて高さｈの台形の
形状を持っており、この台形は凹面状に湾曲せしめられ
た脚部範囲に移行している。

本発明によるロータ１７とケーシング１の形状は容易に
農作することができ、かつ特に端面５１のために、カン
フ０リングの農作・組立て中に破損し易いような、縁の
鋭い外郭を持たない。

のために粘性流体の温度上昇はトルク伝達の間最小如制
限される。選択されたこのフランク角度αは１２０°の
比較的小さな方向変換角度βを与え、これによって剪断
間隙１９内の粘性流体の流動状態は改善される。粘性流
体は比較的小さな方向変換角度に基づき僅かな流動抵抗
で矢印２によって示される方向に剪断間隙１９の半径方
向でみて内側範囲から外側範囲へ流れることができる。

流動抵抗の低下は断続切換え時のカップリングの応答時
間を上述の流体摩擦カップリングはロータ１７と後壁３
との間に単に１７のメアンデル状の剪断間隙を有してい
るてすぎない。剪断間隙をロータ１７と隔壁７との間に
設けることができ、場合によりロータ１７の両側に設け
ることができることは自明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関の冷却空気ファンの流体摩擦カップリ
ングの軸を含む縦断面図、第２図は第１図によるカップ
リングの剪断間隙の拡大図である。 １・・・ケーシング、３・・・後壁、５・・・前壁、７
・・・隔壁、９・・・貯蔵室、１１・・・作業室、１３
・・・ころがり軸受、１４・・・回転軸線、１５・・・
駆動軸、１７・・・ロータ、１９・・・剪断間隙、２１
・・・送風翼、２３・・・弁レバー、２５・・・弁開口
、２７・・・保持部材、２９・・・バイメタル部材、３
１・・・ピン、３３・・・開口、３５・・・ポンプ装置
、３７．４１・・・リブ、３９，４３・・・みぞ、４５
・・・環状フランク、４７・・・みぞ底、４９・・・リ
プ底、５１・・・端面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体摩擦カップリングであつて、ａ）剪断流体用の
   貯蔵室（９）と作業室（１１）とを取巻く、回転軸線（
   １４）を中心にして回転可能なケーシング（１）と、ｂ
   ）回転軸線 （１４）を中心にしてケーシング（１）に対して相対的
   に回転可能に作業室（１１）内に配置されたロータ（１
   ７）と、ｃ）互いに距離を置いて向き合つたロータ（１
   ７）とケーシング（１）の面によつて形成された剪断間
   隙（１９）と、ｄ）剪断間隙（１９）の半径方向でみて
   外側の範囲に設けられた、剪断流体を作業室（１１）か
   ら貯蔵室（９）へ圧送するポンプ装置（３５）と、ｅ）
   剪断流体を貯蔵室（９）から作業室（１１）内へ導く、
   温度に関連して制御可能な弁装置（２３、 ２５、２９）とを備えており、剪断間隙 （１９）を形成する上記各面が同心的に互いに内外に配
   置された、複数の環状のリブ （３７、４１）を有しており、該リブが環状の、同心的
   なみぞ（３９、４３）によつて互いに分離されており、
   かつそれぞれ他方の面のみぞ（３９、４３）内に軸線方
   向に係合している形式のものにおいて、リブ（３７、 ４１）並びにみぞ（３９、４３）が軸線方向でみて円錐
   状に互いに延びる環状フランク （４５）を有していることを特徴とする、流体摩擦カッ
   プリング。 ２、リブ（３７、４１）ないしはみぞ（３９、４３）の
   フランク角度（α）が２０°〜４０°である、特許請求
   の範囲第１項記載の流体摩擦カップリング。 ３、フランク角度（α）が約３０°である、特許請求の
   範囲第２項記載の流体摩擦カップリング。 ４、みぞ（３９、４３）が軸を含む縦断面平面でみて円
   弧状に曲げられたみぞ底（４９）を有している、特許請
   求の範囲第１項から第３項までのいずれか１つの項記載
   の流体摩擦カップリング。 ５、みぞ底（４９）が互いに向き合つた環状フランク（
   ４５）間の剪断間隙（１９）の幅 （Ｓ）にほぼ等しい曲率半径（Ｒ）を有している、特許
   請求の範囲第４項記載の流体摩擦カップリング。 ６、リブ（３７、４１）が軸を含む縦断面平面でみて台
   形状の横断面を有していて、しかも回転軸線に対して垂
   直な平面内で延びる環状の端面（５１）でもつてみぞ底
   （４９）に軸線方向で向き合つている、特許請求の範囲
   第４項または第５項記載の流体摩擦カップリング。 ７、リブ（３７、４１）の端面（５１）と対置されたみ
   ぞ（３９、４３）のみぞ底（４９）との間の軸線方向の
   距離がリブ（３７、４１）と対置されたみぞ（３９、４
   ３）の互いに向き合つた環状フランク（４５）間の剪断
   間隙（１９）の幅（Ｓ）よりも大きい、特許請求の範囲
   第６項記載の流体摩擦カップリング。 ８、端面（５１）とみぞ底（４９）間の軸線方向の距離
   が剪断間隙（１９）の幅（Ｓ）の １．２〜１．４倍である、特許請求の範囲第７項記載の
   流体摩擦カップリング。