(57)【要約】【課題】キー部材によりエンジンと冷却ファンとを強制的に接続させる必要がある場合にエンジンと冷却ファンとを確実に接続させることが可能なファンクラッチを提供する。【解決手段】車両のエンジンと冷却ファンとの間に介装されたファンクラッチ１は、エンジンにより駆動される駆動体２と、冷却ファンに連結された被駆動体３と、駆動体２と被駆動体３との断接状態を切り替える切替機構４と、切替機構４とは別に駆動体２と被駆動体３とを接続させることが可能なキー部材８と、駆動体２又は被駆動体３に設けられて、ボルト９を介してキー部材８が取り付けられる締結穴２Ｈと、を備える。キー部材８は、非直結状態の場合にボルト９が通る第一貫通孔８Ｈａと、直結状態の場合にボルト９が通る第二貫通孔８Ｈｂと、を有する。【選択図】図１
2020091000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンと冷却ファンとの間に介装されたファンクラッチであって、
前記エンジンにより駆動される駆動体と、
前記冷却ファンに連結された被駆動体と、
前記駆動体と前記被駆動体との断接状態を切り替える切替機構と、
前記切替機構とは別に前記駆動体と前記被駆動体とを接続させることが可能なキー部材と、
前記駆動体又は前記被駆動体に設けられて、ボルトを介して前記キー部材が取り付けられる締結穴と、を備え、
前記キー部材は、前記キー部材により前記駆動体と前記被駆動体とが接続されない非直結状態の場合に前記ボルトが通る第一貫通孔と、前記キー部材により前記駆動体と前記被駆動体とが接続される直結状態の場合に前記ボルトが通る第二貫通孔と、を有する
ことを特徴とする、ファンクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられたファンクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に備えられるラジエータの冷却ファンとエンジンとの間には、クーラントの温度に基づきエンジンと冷却ファンとの断接状態を切り替えるファンクラッチが用いられることがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007-321622号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ファンクラッチには、ファンクラッチの異常時に冷却ファンが停止してしまう事態を回避するために、エンジンと冷却ファンとを強制的に接続させるキー部材（以下、「直結キー」と呼ぶ。）が取り付けられることがある。このキー部材は、一般的に、冷却ファンなどの横に備え付けられており、直結キーを使用したい際に、ファンクラッチに設けられた締結穴（ねじ穴）に締結可能なボルトを介してファンクラッチに取り付けられる。このようなファンクラッチは、締結穴が開放された状態で、キー部材の不使用状態が長年続くと、締結穴に異物が混入して、直結キーを使用したい際に、直結キーの固定がスムーズにできなくなるおそれがある。
【０００５】
本件のファンクラッチは、このような課題に鑑み案出されたもので、キー部材によりエンジンと冷却ファンとを強制的に接続させる必要がある場合にエンジンと冷却ファンとを確実に接続させることが可能なファンクラッチを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで開示するファンクラッチは、車両のエンジンと冷却ファンとの間に介装されたファンクラッチであって、前記エンジンにより駆動される駆動体と、前記冷却ファンに連結された被駆動体と、前記駆動体と前記被駆動体との断接状態を切り替える切替機構と、前記切替機構とは別に前記駆動体と前記被駆動体とを接続させることが可能なキー部材と、前記駆動体又は前記被駆動体に設けられて、ボルトを介して前記キー部材が取り付けられる締結穴と、を備え、前記キー部材は、前記キー部材により前記駆動体と前記被駆動体とが接続されない非直結状態の場合に前記ボルトが通る第一貫通孔と、前記キー部材により前記駆動体と前記被駆動体とが接続される直結状態の場合に前記ボルトが通る第二貫通孔と、を有することを特徴としている。
【０００７】
キー部材により駆動体と被駆動体とが接続されない非直結状態の場合には、ボルトがキー部材に設けられた第一貫通孔を通って締結穴に締結される。一方、キー部材により駆動体と被駆動体とが接続される直結状態の場合には、ボルトがキー部材に設けられた第二貫通孔を通って締結穴に締結される。このように、ボルトがキー部材に設けられた第一貫通孔及び第二貫通孔のいずれかを通って常時締結穴に締結されるため、締結穴への異物の混入を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示のファンクラッチによれば、ボルトがキー部材に設けられた第一貫通孔及び第二貫通孔のいずれかを通って締結穴に常時締結される。このため、エンジンと冷却ファンとを接続させる必要がある場合に、キー部材により駆動体と被駆動体とを確実に接続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るファンクラッチを回転軸中心に切断した模式的な断面図であり、非直結状態を示している。
【図２】実施形態に係るファンクラッチを回転軸中心に切断した模式的な断面図であり、直結状態を示している。
【図３】図１のファンクラッチに設けられたキー部材を示す模式図である。
【図４】一変形例に係るファンクラッチを回転軸中心に切断した模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、実施形態としてのファンクラッチについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１１】
［１．装置構成］
本実施形態に係るファンクラッチ１は、車両に搭載されたエンジンと冷却ファン（いずれも図示せず）との間に介装される。ファンクラッチ１は、図１に示すように、駆動体２と、駆動体２と同軸でベアリングを介して駆動体２に対して相対回転可能に配置された被駆動体３と、駆動体２と被駆動体３との断接状態を切り替える切替機構４とを備える。
【００１２】
駆動体２は、図示しないベルト機構などを介してエンジンのクランク軸と連結しており、エンジンにより駆動させられる。被駆動体３は、冷却ファンに連結されており、駆動体２と被駆動体３とが接続状態とされた場合に、エンジンの駆動力が伝達されて回転し、冷却ファンを駆動する。
【００１３】
本実施形態では、被駆動体３と駆動体２とによって形成されたラビリンス状流路Ｐを流れるシリコンオイルの粘性を利用してトルク伝達を行うビスカス式のファンクラッチ１を例示する。切替機構４は、シリコンオイルを保有するため空間Ｓを形成するカバー５と、ファンクラッチ１の周辺温度に応じて変形するバイメタル６と、バイメタル６により回動される弁板７とを備え、ラビリンス状流路Ｐへシリコンオイルを供給するか否かを切り替えることで、上記の断接状態を切り替える。
【００１４】
具体的には、ファンクラッチ１の周辺温度が上昇すると、弁板７がバイメタル６により回動させられ、カバー５に設けられた流入孔５Ｈａを開放する。これにより、空間Ｓ内のシリコンオイルが流入孔５Ｈａを通過して、ラビリンス状流路Ｐに供給されて、駆動体２と被駆動体３とが接続状態とされる。一方、ファンクラッチ１の周辺温度が低下すると、弁板７が逆転して元の位置に戻されて流入孔５Ｈａを閉塞する。これにより、ラビリンス状流路Ｐにシリコンオイルが供給されなくなり、駆動体２と被駆動体３とは切断状態とされる。なお、流入孔５Ｈａの閉塞時に駆動体２と被駆動体３との間に残されたシリコンオイルは流入孔５Ｈａよりも回転中心外側に設けられた流出孔５Ｈｂを経由して空間Ｓに戻される。
【００１５】
上記のように構成されたファンクラッチ１は、ファンクラッチ１の周辺温度に応じて駆動体２と被駆動体３との断接状態が適切に制御されるため、動力節減に寄与する。一方で、シリコンオイルの漏洩やバイメタル５の折損などによりファンクラッチ１に異常が生じた場合には、断接状態の制御が適切に実施されなくなる可能性がある。
【００１６】
そこで、本実施形態のファンクラッチ１には、切替機構４とは別に駆動体２と被駆動体３とを接続させることが可能な直結キー８（キー部材）が設けられている。また、ファンクラッチ１は、直結キー８を取り付けるためのボルト９とボルト９が嵌る締結穴（ねじ穴）とを備える。本実施形態では、駆動体２に設けられた締結穴２Ｈを例示する。
【００１７】
直結キー８により駆動体２と被駆動体３とが接続されない場合には、図１に示すように、直結キー８が被駆動体３に接触しない位置でボルト９により駆動体２に取り付けられる。以下、この状態を「非直結状態」という。一方で、直結キー８により駆動体２と被駆動体３とが接続される場合には、図２に示すように、直結キー８が被駆動体３に係合する位置でボルト９により被駆動体２に取り付けられる。以下、この状態を「直結状態」という。なお、図１及び図２では、直結キー８及びボルト９の断面を示すハッチングを省略している。
【００１８】
直結キー８は、図３に示すように、ボルト９が挿通されるための貫通孔８Ｈを複数備えた直方体状の部材である。直結キー８は、非直結状態のときにボルト９が通る第一貫通孔８Ｈａと、直結状態のときにボルト９が通る第二貫通孔８Ｈｂとを有する。本実施形態では、直結キー８内で互いに直交する第一貫通孔８Ｈａ及び第二貫通孔８Ｈｂを例示する。
【００１９】
第一貫通孔８Ｈａは、図３の長破線で示すように、直結キー８の長辺に沿って設けられる。第二貫通孔８Ｈｂは、図３の短破線で示すように、直結キー８の長辺の中心よりもずれた位置で直結キー８Ｈｂの短辺に沿って設けられる。二つの貫通孔８Ｈａ，８Ｈｂは、ボルト９のねじ部の径よりも若干大きい径でそれぞれに直結キー８を貫通して設けられる。
【００２０】
また、本実施形態の第一貫通孔８Ｈａには、ボルト９が挿入される側の部分にボルト９の頭部が嵌る形状でざぐり加工が施されている。このざぐり加工は、ボルト９のねじ部が第一貫通孔８Ｈａに噛合う長さＸと、ボルト９のねじ部が第二貫通孔８Ｈｂに噛合う長さＸとを等しくするために施される。言い換えれば、ざぐり加工は、ボルト９が二つの貫通孔８Ｈａ，８Ｈｂのそれぞれに嵌ったときに、ボルト９が直結キー８から突出する長さを等しくするために施される。なお、本実施形態ではボルト９は六角星型穴付ボルトであるものとし、第一貫通孔８Ｈａのボルト９が挿入される側の部分はボルト９のボルト頭部の径よりもわずかに大きい径で加工される。
【００２１】
図１及び図２に示すように、直結キー８が取り付けられる駆動体２には、被駆動体３に対向する面部２Ｆと外周面との一部が直結キー８の嵌る形状に切欠かれた切欠き部２Ｃが設けられる。締結穴２Ｈは、切欠き部２Ｃよりも回転軸側に駆動体２の径方向に沿って設けられるとともに、二つの貫通孔８Ｈａ，８Ｈｂ双方と連通可能な位置に設けられる。
【００２２】
切欠き部２Ｃは、各辺が駆動体２の軸方向と径方向と周方向とに沿う直方体状の空間を形成するように駆動体２を切削して形成される。切欠き部２Ｃの軸方向寸法は、直結キー８の短辺の寸法と略同一の長さに設定される。これにより、直結キー８の短辺が軸方向に沿うように直結キー８を嵌合させた場合には、直結キー８が面部２Ｆよりも被駆動体３側に突出しない（図１参照）。一方で、直結キー８の長辺が軸方向に沿うように直結キー８を嵌合させた場合には、直結キー８が面部２Ｆよりも被駆動体３側に突出する（図２参照）。
【００２３】
また、被駆動体３には、駆動体３の被駆動体２に対向する面部３Ｆの一部に直結キー８の嵌る形状に切欠かれた切欠き部３Ｃが設けられている。切欠き部３Ｃは、切欠き部２Ｃと同様に、各辺が駆動体３の軸方向と径方向と周方向とに沿う直方体状の空間を形成するように駆動体３を切削して形成される。これにより、直結キー８の長辺が軸方向に沿うように直結キー８を嵌合させた場合に、面部２Ｆよりも被駆動体３側に突出した直結キー８の一部が切欠き部２Ｃに嵌る（図２参照）。
【００２４】
［２．作用］
次に、上記の直結キー８及びファンクラッチ１の作用を説明する。
【００２５】
非直結状態では、図１に示すように、直結キー８の第一貫通孔８Ｈａと駆動体２の締結穴２Ｈとが互いに連通するように直結キー８が駆動体２の切欠き部２Ｃに嵌められて、直結キー８は、ボルト９により駆動体２に取り付けられる。このとき、直結キー８は、第一貫通孔８Ｈａに垂直な直結キー８の短辺が軸方向に沿うように切欠き部２Ｃに嵌められるため、駆動体２の面部２Ｆよりも被駆動体３側に突出せず、被駆動体３に接触しない。この状態では、駆動体２と被駆動体３との断接状態は、切替機構４によって切り替えられる。また、このとき、締結穴２Ｈがボルト９により塞がれているため、締結穴２Ｈに異物が入りにくくなる。
【００２６】
非直結状態から直結状態に切り替える場合には、第一貫通孔８Ｈａに挿通されたボルト９が引き抜かれて、直結キー８が９０度回転させられて、直結キー８の向きが変えられる。更に、直結キー８の第二貫通孔８Ｈｂと駆動体２の締結穴２Ｈとが互いに連通するように直結キー８が駆動体２の切欠き部２Ｃに嵌められて、直結キー８がボルト９により駆動体２に取り付けられて、直結キー８は直結状態となる。この際、締結穴２Ｈが非直結状態においてボルト９で塞がれた状態で保持されていたため、上述したように締結穴２Ｈには異物が入りにくい状態になっており、直結キー８の固定をスムーズにすることができる。
【００２７】
直結状態では、図２に示すように、直結キー８は、第二貫通孔８Ｈｂに垂直な直結キー８の長辺が軸方向に沿うように切欠き部２Ｃに嵌められるため、駆動体２の面部２Ｆよりも被駆動体３側に突出した状態となる。この突出した部分が被駆動体３の切欠き部３Ｃに嵌る。これにより、駆動体２と被駆動体３とが強制的に接続される。このため、駆動体２が駆動させられた場合に、切替機構４の作動状態に関わらず、被駆動体３が直結キー８を介して駆動させられる。従って、ファンクラッチ１に異常が生じた場合に、冷却ファンによる冷却を必要とするにも関わらず、冷却ファンが作動しないようになることを回避することができる。
【００２８】
［３．効果］
上述したファンクラッチ１によれば、ボルト９が直結キー８に設けられた第一貫通孔８Ｈａ及び第二貫通孔８Ｈｂのいずれかを通って締結穴２Ｈに常時締結されるため、ボルト９により締結穴２Ｈを常時塞ぐことができる。このため、非直結状態でも締結穴２Ｈが開放状態となることがないので、非直結状態での締結穴２Ｈへの異物の混入を抑制することができる。従って、エンジンと冷却ファンとを強制的に接続させたい場合に、締結穴２Ｈに混入した異物によってボルト９の固定が妨げられることがなく、駆動体２と被駆動体３とを直結キー８により確実に接続させることができる。
【００２９】
また、上述したファンクラッチ１では、直方体状の直結キー８が非直結状態と直結状態とで向きを変えて駆動体２に対して固定されるため、駆動体２の切欠き部２Ｃを小さくすることができる。このため、軸方向の寸法に余裕がない駆動体２に対しても直結キー８の取り付けが可能で、ボルト９により締結穴２Ｈを常時塞ぐことができる。
【００３０】
［４．変形例］
上述したファンクラッチ１の構成は一例である。上述したファンクラッチ１に設けられた直結キー８は、向きを変えて駆動体２に締結されることで、駆動体２と被駆動体３と接続させるものであったが、直結キー８の構成はこれに限らない。
【００３１】
例えば、直結キー８′は、図４に示すような、短辺に沿って平行に設けられた第一貫通孔８Ｈａ′と第二貫通孔８Ｈｂ′とを有していてもよい。この場合、切欠き部２Ｃ′の軸方向寸法は、直結キー８′の長辺の寸法と略同一又はそれ以上に設定されていればよい。直結キー８′の有する第一貫通孔８Ｈａ′と第二貫通孔８Ｈｂ′とを短辺に沿って平行に設けた場合には、直結キー８′にボルト頭を収納するためのざぐり加工が不要となるため、直結キー８′の構成をより簡素にすることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、バイメタル式のファンクラッチ１を例示したが、ファンクラッチはバイメタル式でなく電子制御式であってもよい。さらに、本実施形態では、ビスカス式のファンクラッチ１を例示したが、ファンクラッチは電磁式であってもよい。本実施形態では、切欠き部２Ｃ，３Ｃが設けられていたが、切欠き部に代えて、直結キーの位置を固定する固定部を駆動体２と被駆動体３とのそれぞれから突出させて設けてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  ファンクラッチ
２  駆動体
２Ｈ  締結穴
３  被駆動体
４  切替機構
８，８′  直結キー（キー部材）
８Ｈａ，８Ｈａ′  第一貫通孔
８Ｈｂ，８Ｈｂ′  第二貫通孔
９  ボルト
【図１】
2020091000.tif 000003
【図２】
2020091000.tif 000004
【図３】
2020091000.tif 000005
【図４】
2020091000.tif 000006