(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動されるシャフト上に固定されたロータと、前記シャフト上に回転可能に組付けられ内部に前記ロータを収容する第１の室と該第１の室に通路を通して連通する第２の室を有するハウジングと、該ハウジングの前記第１の室の内壁と前記ロータ間に形成されたラビリンス機構と、前記ハウジングと前記ロータとの相対回転により作動して前記第１の室の流体を前記第２の室へ排出するポンプ機構と、前記第２の室に配されて前記通路に臨み同第２の室から前記第１の室へ流入する流体の流量を制御すべく作動するバルブと、該バルブをエンジンの温度上昇に応じて制御する感温作動手段を備えてなる粘性流体継手において、前記第１の室は、前記ハウジングと前記ロータとの間に形成され前記ラビリンス機構よりトルク伝達の少ない領域を前記ラビリンス機構の径方向外方に備えており、前記シャフトの回転停止時に前記ラビリンス機構に介在する流体の全てが、前記バルブが前記通路を閉じている状態で前記シャフトが回転したとき、遠心力によって前記領域に飛散するように前記領域と前記ラビリンス機構とを位置させたことを特徴とする粘性流体継手。
【請求項２】
前記ポンプ機構は、前記領域の径方向外方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の粘性流体継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン冷却用ファンの流体継手等、粘性流体継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粘性流体の一形式として、エンジンにより駆動されるシャフト上に固定したロータと、前記シャフト上に回転可能に組付けられ内部に前記ロータを収容する第１の室と該第１の室に通路を通して連通する第２の室を有するハウジングと、該ハウジングの前記第１の室の内壁と前記ロータ間に形成されたラビリンス機構と、前記ハウジングと前記ロータとの相対回転により作動して前記第１の室の流体を前記第２の室へ排出するポンプ機構と、前記第２の室に配されて前記通路に臨み同第２の室から前記第１の室へ流入する流体の流量を制御すべく作動するバルブと、該バルブをエンジンの温度上昇に応じて制御する感温作動手段を備えてなる粘性流体継手がある。
【０００３】
この種形式の粘性流体継手においては、前記ハウジングの両室にシリコンオイル等の粘性流体が収容されていて、ロータの回転時ラビリンス機構に介在する流体に生じる剪断力によりロータのトルクをハウジングに伝達し、同ハウジングおよびこれに一体的に設けた冷却ファン等のアクチュエータを回転させるものである。また、当該粘性流体継手においては、前記バルブがハウジングの第２の室から第１の室へ流入する流体を制御するもので、感温作動手段により作動して第１の室への流体の流入を低温時には停止または規制するとともに高温時には許容または増大させる。これにより、ロータからハウジングへのトルク伝達を低温時小さくかつ高温時大きくし、冷却ファン等のアクチュエータの回転駆動が温度変化に対応して制御されるものである。
【０００４】
しかして、この種形式の粘性流体継手において、例えば特開昭６３−１８０７２７号公報に示されているように、第１の室に対して第２の室が位置される側の反対側に位置される第３の室をハウジングに設け、該第３の室を第１の室にオリフィスを介して連通させるものが知られている。この粘性流体継手においては、シャフトの回転停止時の第１室内の流体量が減少するため、再始動時における第１の室でのトルクの伝達が抑制され、エンジンの暖機性の悪化、ヒータの効き不良又はファン騒音の発生等を招くいわゆる、つれ回り現象を解消している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の粘性流体継手では、第３の室の配置により継手の全長が長くなり、限られたスペースのエンジンルーム内での搭載性に悪影響を与えるばかりでなく、第１の室と第３の室を隔離するオリフィスを有する隔離部材等が必要となり、部品点数が増大し、当該粘性流体継手の製造コストが増大するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した実情に鑑みなされたもので、簡単な構成にて始動時の不要なトルク伝達を抑制し得る粘性流体継手を提供することを、その課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、エンジンにより駆動されるシャフト上に固定されたロータと、前記シャフト上に回転可能に組付けられ内部に前記ロータを収容する第１の室と該第１の室に通路を通して連通する第２の室を有するハウジングと、該ハウジングの前記第１の室の内壁と前記ロータ間に形成されたラビリンス機構と、前記ハウジングと前記ロータとの相対回転により作動して前記第１の室の流体を前記第２の室へ排出するポンプ機構と、前記第２の室に配されて前記通路に臨み同第２の室から前記第１の室へ流入する流体の流量を制御すべく作動するバルブと、該バルブをエンジンの温度上昇に応じて制御する感温作動手段を備えてなる粘性流体継手において、前記第１の室は、前記ハウジングと前記ロータとの間に形成され前記ラビリンス機構よりトルク伝達の少ない領域を前記ラビリンス機構の径方向外方に備えており、前記シャフトの回転停止時に前記ラビリンス機構に介在する流体の全てが、前記バルブが前記通路を閉じている状態で前記シャフトが回転したとき、遠心力によって前記領域に飛散するように前記領域と前記ラビリンス機構とを位置させたことである。さらに、この手段において、前記ポンプ機構は、前記領域の径方向外方に位置しているのがよい。
【０００８】
上記した手段によれば、回転時に第１の室内の流体はラビリンス機構に介在しないため、ロータとハウジング間に生じる剪断力は小さく、ロータからハウジングへのトルク伝達能力は低い。それゆえ、始動時の不要なトルク伝達を抑制でき、ファン等の過度な回転駆動が抑制される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従った粘性流体継手を図面に基づいて説明するに、図１及び図２には本発明の粘性流体継手の一実施形態であるエンジン冷却用ファンの流体カップリング１０が示されている。
【００１０】
当該流体カップリング１０においては、エンジンにより駆動されるシャフト１１上にロータ１４が固定されているとともにハウジング１２、１３が回転可能に組付けられている。ハウジング１２は、軸受１５を介してシャフト１１に回転可能に支承されており、該ハウジング１２には内空部を有するハウジング１３がビスにより固定されている。ハウジング１２、１３においては、ハウジング１３の内空部の開口近傍に固定されるプレート１６及びハウジング１３とハウジング１２との間に第１の室たるロータ室Ｒ１が形成され、プレート１６とハウジング１３の内空部との間に第２の室たる貯蔵室Ｒ２が形成されている。このロータ室Ｒ１内に配置されたロータ１４には、その図示右側面の径方向外方に複数条の環状溝が同心的に設けられており、またハウジング１２の内壁には前記各環状溝に嵌入する複数条の環状突起が同心的に設けられていて、これら環状溝および環状突起がラビリンス機構Ｌを構成している。ロータ室Ｒ１を区画するハウジング１３の下端部には両室Ｒ１、Ｒ２を連通させる通孔１３ｂとこれに近接してロータ室Ｒ１側へ突出する突出片１３ａが設けられている。この通孔１３ｂと突出片１３ａとは、ロータ１４とハウジング１３間に相対回転が生じたときポンプ作用を行い、ロータ室Ｒ１内の流体を貯蔵室Ｒ２へ排出する。従って、これら両者１３ａ、１３ｂはポンプ機構を構成している。尚、本実施形態においては、ロータ室Ｒ１の直径Ｄとラビリンス機構Ｌの外径ｄとの関係がｄ／Ｄ＜０．８６となるように、ラビリンス機構Ｌの形成位置が設定されている。
【００１１】
プレート１６には、貯蔵室Ｒ２をロータ室Ｒ１に連通する連通路１６ａが形成されており、該連通路１６ａと径方向において同位置にあり且つ、ラビリンス機構Ｌの内周縁部が位置するのロータ１４の部分には通孔１４ａが形成されていて、貯蔵室Ｒ２から連通路１６ａを介してロータ室Ｒ１に侵入した流体が通孔１４ａを通してラビリンス機構Ｌに導かれるようになっている。
【００１２】
ハウジング１３には、シャフト１１の軸心の同軸上に孔が設けられており、該孔にはブッシュ２０を介してロッド１７が液密的に回転可能に嵌合されている。該ロッド１７の貯蔵室Ｒ２内に突入した一端部には、ロッド１７の回転により、プレート１６の連通路１６ａを開閉可能なプレート状のバルブＶが固定されている。外部に突出するロッド１７の他端には、感温作動手段たる公知のバイメタル１８が配設されている。バイメタル１８は、ロッド１７の他端部とハウジング１３に突設した係止部１９とに係止されていて、エンジンの雰囲気温度に応じて変形してロッド１７を正逆転させ、バルブＶを摺動させ、連通路１６ａを開閉する。
【００１３】
かかる構成の流体カップリングにおいては、エンジンの温度が所定以下の低温である場合、バルブＶは連通路１６ａを全閉している。ロータ室Ｒ１と貯蔵室Ｒ２とは、ポンプ機構の通孔１３ｂを介して互いに連通しているため、図１に示すようなレベルに両室Ｒ１、Ｒ２内の流体Ｆは位置している。
【００１４】
この状態において、エンジンが始動され、シャフト１１が回転し、ロータ１４が回転するとロータ室Ｒ１の流体Ｆは遠心力により径方向外方に飛散する。ここで、本実施形態では、停止時にロータ室Ｒ１内に存在する流体の量２９ｃｃに対して、バルブＶが連通路１６ａを閉じている状態でシャフト１１が回転し、ロータ室Ｒ１内の流体が遠心力によって径方向外方に飛散した際の流体の内周部境界が、図２に示すように、ラビリンス機構Ｌよりも径方向外方に位置するようにラビリンス機構Ｌを位置させるべく、ロータ室Ｒ１の直径Ｄとラビリンス機構Ｌの外径ｄとの関係をｄ／Ｄ＜０．８６と設定している。それゆえ、低温時の回転時に流体はラビリンス機構Ｌに介在しないため、ロータ１４とハウジング１２間に生じる剪断力は小さく、ロータ１４からハウジング１２へのトルク伝達能力は低い。尚、図２において、領域Ｓでのトルク伝達はラビリンス機構Ｌに比し、非常に少ない。したがって、始動時の不要なトルク伝達を抑制でき、ハウジング１３に固定されるファン等の過度な回転駆動が抑制される。図３に、低温始動時のファンの回転数の経過時変化を示す。本発明の如き設定をしていない粘性流体継手の場合、実線で示すように、ラビリンス機構Ｌに介在する流体を介したトルク伝達がなされることにより、ファン回転数が上昇し、ポンプ機構により貯蔵室へ排出されるまでに時間がかかる。これが、本発明では一点鎖線で示したように、ラビリンス機構Ｌには流体が介在しないため、トルク伝達が減少してファン回転数の上昇が抑制されるとともに、ポンプ機構によりロータ室Ｒ１内の流体がすばやく貯蔵室Ｒ２に排出される。
【００１５】
また、エンジンが漸次高温になると、バルブＶが連通路１６ａを漸次開放し、ラビリンス機構Ｌに介在する流体が増大して生じる剪断力が大きくなり、ロータ１４からハウジング１２、１３へのトルク伝達が大きくなって、冷却ファンの回転数はエンジンの温度に応じて増大し、所定の高温回転数となる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、回転時に第１の室内の流体をラビリンス機構に介在しないようにできるため、ロータとハウジング間に生じる剪断力は小さくできて、ロータからハウジングへのトルク伝達能力を低くすることができる。したがって、簡単な構成にて始動時の不要なトルク伝達を抑制できて、ファン等の過度な回転駆動を抑制することができ、エンジンの暖機性の悪化、ヒータの効き不良又はファン騒音の発生等を招くいわゆる、つれ回り現象を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った粘性流体継手の一実施形態の停止時を示す断面図である。
【図２】図１の一実施形態の回転時を示す断面図である。
【図３】図１の一実施形態における低温始動時のファンの回転数の経過時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  流体カップリング（粘性流体継手）
１１  シャフト
１２、１３  ハウジング
１３ａ  突出片（ポンプ機構）
１３ｂ  通孔（ポンプ機構）
１４  ロータ
１６  プレート
Ｌ  ラビリンス機構
Ｖ  バルブ
Ｒ１  ロータ室（第１の室）
Ｒ２  貯蔵室（第２の室）
【図１】
0003713796.tif 000002
【図２】
0003713796.tif 000003
【図３】
0003713796.tif 000004