(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体アセンブリと、
円板を含むロータアセンブリと、
せん断流体の蓄えを保持する貯留部と、
前記筺体アセンブリと前記ロータアセンブリとの間に配置された作動室であって、前記作動室への前記せん断流体の導入に応じて前記筺体アセンブリと前記ロータアセンブリとの間でトルク伝達をなす作動室と、
前記作動室から前記貯留部に延びる流体戻し路であって、該流体戻し路の少なくとも一部としての流体戻し孔を含み、該流体戻し孔が前記円板の少なくとも一部に形成され且つ前記円板の径方向に延びている、流体戻し路と、
前記流体戻し孔内に少なくとも部分的に配置されたポンプ孔挿入部材であって、前記流体戻し路に流体連通する孔を備えたポンプ孔挿入部材と、
前記貯留部から前記作動室に延びる流体送路と、
前記筺体アセンブリに担持され、前記貯留部から前記流体送路を経て前記作動室に導入される前記せん断流体の流れを制御する弁アセンブリであって、前記流体送路を開閉する弁要素を含む弁アセンブリと
を備える粘性クラッチ。
【請求項２】
前記ポンプ孔挿入部材は、前記ロータアセンブリと取り外し可能に係合される、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項３】
前記ポンプ孔挿入部材が、螺刻された軸部と、前記軸部に隣接する頭部と、前記軸部および前記頭部のうちの少なくとも一方にまたはその一方に沿って配置された係合構造とを備え、前記孔は前記軸部および前記頭部を通って延びる、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項４】
前記ポンプ孔挿入部材に隣接する前記ロータアセンブリの外周部において係合されており、前記ロータアセンブリの周面から前記径方向でみて外側に延びるワイパをさらに備える、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項５】
前記ワイパは、略矩形の外形をなし、湾曲している、請求項４に記載の粘性クラッチ。
【請求項６】
前記貯留部の境界の一部を定める貯留部カバーと、
前記ロータアセンブリの前記流体戻し孔から前記貯留部へと前記流体戻し路に沿って前記せん断流体を送るために、前記貯留部カバーを横断する流れ案内部と
をさらに備える、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項７】
前記弁アセンブリは電磁的に作動される電磁弁アセンブリであって、該電磁弁アセンブリは前記貯留部から前記作動室への前記せん断流体の流れを制御する第１の弁サブアセンブリを制御可能に移動させるように構成されている、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項８】
前記貯留部から前記作動室への前記せん断流体の流れをさらに制御するために、前記第１の弁サブアセンブリと同時に作動されるように構成された第２の弁サブアセンブリをさらに備える、請求項７に記載の粘性クラッチ。
【請求項９】
前記筺体アセンブリに隣接して配置される電磁コイルアセンブリであって、別々の端子を有した第１の巻線および第２の巻線を備える電磁コイルアセンブリをさらに含む、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項１０】
前記ロータアセンブリは、前記円板と共に回転するよう前記円板に接続された軸受ハブであって、出力部材のための搭載位置を提供するために前記筺体アセンブリを越えて延びる軸受ハブをさらに備える、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項１１】
前記筺体アセンブリと共に回転するよう前記筺体アセンブリに接続されたプーリをさらに備える、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項１２】
回転に関して固定され、シャフト部を有したジャーナルブラケットと、
前記筺体アセンブリを前記ジャーナルブラケットの前記シャフト部に回転可能に支持するための第１の円錐ころ軸受セットと、
前記ロータアセンブリを前記ジャーナルブラケットの前記シャフト部に回転可能に支持するための第２の円錐ころ軸受セットと
をさらに備える、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項１３】
前記筺体アセンブリは、前記ポンプ孔挿入部材へのアクセスを許容するように構成されたアクセス開口をさらに備える、請求項１に記載の粘性クラッチ。
【請求項１４】
前記筺体アセンブリが、
軸受に支持された基部と、
前記基部に取り付けられたカバーと
を備え、
前記アクセス開口が前記基部の一部を通って延びている、請求項１３に記載の粘性クラッチ。
【請求項１５】
前記ポンプ孔挿入部材は、前記カバーが前記基部に取り付けられる一方で、前記アクセス開口を通じて取り外し可能である、請求項１４に記載の粘性クラッチ。
【請求項１６】
前記アクセス開口と取り外し可能に係合される栓をさらに備える、請求項１３に記載の粘性クラッチ。
【請求項１７】
請求項１に記載の粘性クラッチと共に使用するためのキットであって、異なる構成の交換用ポンプ孔挿入部材を備えるキット。
【請求項１８】
請求項１の粘性クラッチを使用するための方法であって、前記ポンプ孔挿入部材が第１のポンプ孔挿入部材である、方法は、
前記粘性クラッチの前記作動室に沿って前記流体戻し孔に前記第１のポンプ孔挿入部材を係合するステップと、
前記第１のポンプ孔挿入部材を異なる構成の第２のポンプ孔挿入部材と交換するステップと
を含み、
前記第１および第２のポンプ孔挿入部材が各々、前記流体戻り路に沿い前記流体戻し孔の前記径方向に延びる部分に少なくとも部分的に配置される、方法。
【請求項１９】
前記粘性クラッチの前記筺体アセンブリ内に前記筺体アセンブリのアクセス開口を通じて工具を挿入するステップと、
前記工具を前記第１のポンプ孔挿入部材と係合するステップと
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のポンプ孔挿入部材を前記粘性クラッチから取り外すステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のポンプ孔挿入部材は、前記粘性クラッチに対し、前記取り外された第１のポンプ孔挿入部材と異なるポンプ特性を提供する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記作動室内に前記径方向に突出しかつ取り外し可能なワイパを、前記ポンプ孔挿入部材に隣接して位置決めするステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１の粘性クラッチと共に使用するための方法であって、前記ポンプ孔挿入部材が第１のポンプ孔挿入部材である、方法は、
前記粘性クラッチの前記作動室に沿って前記流体戻し孔内に前記第１のポンプ孔挿入部材を少なくとも部分的に配置するステップと、
前記第１のポンプ孔挿入部材を前記粘性クラッチから取り外すステップと、
前記第１のポンプ孔挿入部材に代わって、前記粘性クラッチの前記作動室に沿って前記流体戻し孔内に第２のポンプ孔挿入部材を少なくとも部分的に配置するステップと
を含む方法。
【請求項２４】
前記作動室内に突出しかつ取り外し可能なワイパを、前記第１のポンプ孔挿入部材に隣接して配置するステップと、
前記取り外し可能なワイパを前記粘性クラッチから取り外すステップと
をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第２のポンプ孔挿入部材が前記第１のポンプ孔挿入部材の孔と異なる大きさの孔を備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
せん断流体の流れを前記第１のポンプ孔挿入部材または前記第２のポンプ孔挿入部材で調量するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
請求項１の粘性クラッチのための方法であって、
前記ポンプ孔挿入部材の孔が第１の直径を有し、前記孔を通じてせん断流体を吐出するステップと、
前記ポンプ孔挿入部材を第２のポンプ孔挿入部材に置換するステップであって、該第２のポンプ孔挿入部材が前記第１の直径と異なる第２の直径の孔を有する、ステップと
を含む粘性クラッチのための方法。
【請求項２８】
前記第１のポンプ孔挿入部材に代えて、前記粘性クラッチの前記作動室に沿い前記流体戻し孔内に第２のポンプ孔挿入部材を少なくとも部分的に配置するステップは、前記径方向に延びる前記流体戻し孔の部分への前記第２のポンプ孔挿入部材のねじ込みを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
粘性クラッチ内での前記作動室から前記貯留部に延びる前記流体戻り路を確立するステップを更に含み、前記流体戻り路が前記第１のポンプ孔挿入部材の孔を経て延びている、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記作動室に沿い前記第２のポンプ孔挿入部材を配置した後、前記流体戻り路が前記第２のポンプ孔挿入部材の孔を経て延びている、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチに関し、より詳細には、粘性クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
粘性クラッチは、ファンやポンプなどを駆動するためなどの様々な自動車用途において、および、他の状況において使用される。これらのクラッチは、典型的には、２つの回転可能部品の間でトルクを選択的に伝達するために、比較的粘度の高いシリコンオイル（せん断流体または粘性流体と概して称される）を用いている。入力部材と出力部材との間に配置されたクラッチの作動領域へのオイルの出入を選択的に許容することで、クラッチを係合または係合解除することが可能である。典型的な粘性クラッチでは、回転入力は、ドライブシャフトまたはプーリに接続された回転板であり、回転出力は、ファン、ポンプ、シャフト、または他の出力要素に接続され得る筺体またはカバーである。また、弁が入力部と出力部との間の作動領域を通るオイルの流れを制御するために使用される。そして、クラッチが電気的に制御されるのは一般的になっている。これは、クラッチの制御性を高めるために行われており、また、冷却剤温度、吸気温度、空気条件圧力、および／またはオイル温度に対応するためになど、車両における複数の冷却要求にクラッチを対応させ得るためにも行われている。
【０００３】
粘性クラッチは、エンジン前部にある回転するプーリに設けられた別体の装置として以前は使われていた。クラッチへの回転入力は、従来、エンジンクランクシャフトおよびウォーターポンプであった。過去１０年間で、冷却要求は、より一層の厳しいエンジン排気削減の要求の結果として、増加してきている。この間に、ベルト式プーリの使用が、ファンクラッチへの入力について、より一般的な方法となった。ベルト式プーリ（シーブとも呼ばれる）は、ファン速度を増加させ、それにより、車両の熱交換器のためにより多くの冷却空気の流れを得ることができる。ベルト式駆動は、所望の回転速度を得る上でのその簡潔性、低コスト性、および容易性のため望ましい。ファンクラッチへの回転入力はウォーターポンプまたはクランクシャフトから分離されているため、冷却システムの技術者は、所与の用途に対して必要な望ましい冷却を提供するのに必要とされる正確なファン速度を選択することが可能となっている。
【０００４】
粘性クラッチの例には、同一出願人による特許文献１およびＰＣＴ出願において公開された特許文献２および特許文献３がある。粘性クラッチのさらなる例には、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、および、特許文献８に開示されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，９３８，２４０号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１１／０６２８５６号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２０１２／０２４４９７号パンフレット
【特許文献４】米国特許第４，０４６，２３９号明細書
【特許文献５】米国特許第６，４１９，０６４号明細書
【特許文献６】米国特許第７，８２８，５２９号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２０１２／０１６４００２号明細書
【特許文献８】欧州特許出願公開第２４８７３８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、数ある特徴および便益の中で、比較的高い入力速度およびトルク負荷での使用に適しており、比較的小さい質量であり、比較的優れた放熱をもたらす新たなクラッチ設計を提供することが望まれている。その上またはその代わりに、数ある特徴および便益の中で、広範囲のカスタマイズおよびクラッチ全体の再設計を必要としない、様々な用途に適用可能な新たなクラッチ設計を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、粘性クラッチは、筺体アセンブリと、円板を含むロータアセンブリと、せん断流体の蓄えを保持する貯留部と、筺体アセンブリとロータアセンブリとの間に配置された作動室であって、該作動室へのせん断流体の導入に応じて筺体アセンブリとロータアセンブリとの間でトルクの伝達をなす作動室と、作動室から貯留室に延びる流体戻し路であって、該流体戻し路の少なくとも一部としての流体戻し孔を含み、該流体戻し孔が前記円板の少なくとも一部に形成され且つ前記円板の径方向に延びている，流体戻し路とを備える。
【０００８】
本発明の粘性クラッチは更に、流体戻し孔内に少なくとも部分的に配置されたポンプ孔挿入部材であって、流体戻し路に流体連通する孔を備えたポンプ孔挿入部材と、貯留部から作動室に延びる流体送路と、筺体アセンブリに担持され、貯留部から流体送路を経て作動室に導入されるせん断流体の流れを制御する弁アセンブリであって、流体送路を開閉する弁要素を含む弁アセンブリとを備える。 
【０００９】
通常の当業者であれば、本発明の他の態様および実施形態が可能であることは認識するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるクラッチの実施形態の部分断面図である。
【図２】図１のクラッチの部分拡大断面図である。
【図３】図１のクラッチと共に使用するのに適したポンプ孔挿入部材の断面図である。
【図４】図１の線４−４に従って切り取られた、クラッチの別の部分の断面図である。
【図５】図１のクラッチと共に使用するのに適したワイパの実施形態の斜視図である。
【図６】図１のクラッチと共に使用するのに適した弁アセンブリの実施形態の断面図である。
【図７】図１のクラッチと共に使用するのに適した弁アセンブリの別の実施形態の概略ブロック図である。
【図８】図１のクラッチと共に使用するのに適した電磁コイルアセンブリの実施形態の概略ブロック図である。
【図９】本発明によるクラッチの組み立て及び使用方法の一実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述した図面が本発明の１つまたは複数の実施形態を示す一方で、他の実施形態も検討される。すべての場合において、本開示は、代表例によって本発明を提示しており、限定を提示してはいない。数多くの他の変更および実施形態が当業者によって考案され、それらが本発明の原理の範囲および思想内にあることは、理解され得る。図は一定の縮尺で描かれていない場合もあり、本発明の用途および実施形態は、図面に具体的に示されていない特徴および構成部品を備えてもよい。
【００１２】
本出願は、参照することによりその全体において本明細書に援用されている、２０１２年９月２２日に出願された米国特許仮出願第６１／７０４，４５７号の優先権を主張するものである。
【００１３】
概して、本発明は、提供されるトルク入力から所望のトルク出力を選択的に伝達できる粘性クラッチに関する。本クラッチは、入力部材（例えば、プーリまたはシーブ）がロータではなく装置の筺体アセンブリに取り付けられている点において、大部分の他の粘性クラッチと比較して、「逆転」している。つまり、ロータは、ファンなどの出力部材に取り付け可能であり、それによってクラッチの出力を提供できる。さらに、入力部材に接続された筺体アセンブリは、一体的に回転入力をクラッチに提供することが可能である。この手法の利点には、選択的に出力が駆動されるときだけでなく、回転入力が与えられるときはいつでも、フィン付き部品（例えば、筺体アセンブリまたは他の入力部材）を比較的高い入力速度で回転させることができることがある。この方法により、クラッチの冷却フィンは、より速い速度で回転可能であり、外気との相互作用がより大きくなるため、より効率よく放熱することができる。また、クラッチの貯留部を筺体アセンブリに配置でき、これは、クラッチの外部および冷却フィンに隣接することから、運転流体またはせん断流体（例えば、シリコンオイル）のさらなる冷却を可能にする。加えて、入力部材（例えば、プーリまたはシーブ）を筺体に取り付けることは、入力部材の中心領域の少なくとも一部を排除でき、かなりの重量（質量）を削減できる。重量（質量）の削減にも拘わらず、入力部材は、プーリまたはシーブとして構成されるとき、特定の用途に対して望ましい場合、比較的大きな外径を提供できる。
【００１４】
また、追加的または代替的には、本発明のクラッチは、クラッチのポンプ流量の調節を支援するために、大きさを容易に変更できる取り外し可能／交換可能なワイパを備えることができる。さらに、異なる孔通路の大きさを提供するために交換可能であるポンプ孔挿入部材が使用でき、これも、クラッチのポンプ流量の調節を支援できる。調節可能および交換可能なワイパおよびポンプ孔挿入部の特徴は、クラッチ全体の全体的な再設計を必要とすることなくクラッチを様々な出力部材（例えば、ファン）と共に運転するために、クラッチの調整を支援することができる。また、クラッチを、工場または研究所ではなく、現場で容易に調整することができる。
【００１５】
本発明の追加の特徴および便益は、添付の図を含む本開示の全体を考慮して、当業者によって認められるものである。
【００１６】
図１は、クラッチ２０の実施形態の部分断面図であり、図２は、クラッチ２０の部分拡大断面図である。簡略化のために、クラッチ２０の回転軸線Ａの上方の一部のみが図１に示されている。通常の当業者であれば、図１で省略されたクラッチ２０の回転軸線Ａの下方の部分が、軸線Ａの上方で描かれた部分と概して同様の構成を有し得ることは理解されるものであり、クラッチの実施形態が、回転軸線Ａの周りで完全には対称ではない従来からの特徴をいくらか有していることも理解され得る。図示した実施形態では、クラッチ２０は、ジャーナルブラケット（または取付シャフト）２２と、プーリ（またはシーブ）２４と、ロータアセンブリ２６と、筺体アセンブリ２８と、弁アセンブリ３０と、電磁コイルアセンブリ３２と、第１の軸受セット３４と、第２の軸受セット３６と、貯留部３８と、作動室４０と、シール軸受４２と、センサアセンブリ４４とを備えている。クラッチ２０は、回転軸線Ａを規定する。
【００１７】
ジャーナルブラケット（または取付シャフト）２２は、車両のエンジンルームにおけるエンジンブロックなど、所望の搭載位置に固定された静止（つまり、非回転）部品であり得る。「静止」であるとして説明する一方で、ジャーナルブラケット２２は、移動する車両内に設置でき、用語「静止」は本明細書では搭載位置に対して用いられていることは、理解され得る。図示した実施形態では、ジャーナルブラケット２２は、軸線方向に延びるシャフト部２２−１と、略径方向に延びるフランジ部２２−２とを備えている。導通部２２−３は、ジャーナルブラケット２２を貫くよう任意に定められてもよく、シャフト部２２−１の略軸線方向の全長に亘って延在してもよい。図示するように、導通部２２−３は、軸線Ａと同軸上に配置されている。電線や他の物品は、具体的な用途に応じて導通部２２−３を通すことが可能である。ジャーナルブラケット２２を製造するのに適した方法には、鉄または鋼などの金属材料から鋳造する方法がある。好ましい実施形態では、ジャーナルブラケット２２は、可鍜鋳鉄から鋳造されてから機械加工される。
【００１８】
図示した実施形態の筺体アセンブリ２８は、基部２８−１とカバー２８−２とを備えている。基部２８−１とカバー２８−２とは、留め具、溶接などを用いるなど、任意の適切な手段で一体的に固定され得る。冷却フィン２８−３は、クラッチ２０によって発生した熱を外気へ放熱するのを支援するために、筺体アセンブリ２８の外部に設けられ得る。図１の実施形態に示すように、複数の略径方向に延び角度的に間隔を置いた冷却フィン２８−３が、カバー２８−２の前面に配置されている。さらに略径方向に延びて周方向に間隔を置いた冷却フィン２８−４が、筺体アセンブリ２８の基部２８−１の外面にも配置されている。冷却フィン２８−３および／または２８−４の具体的な数、配置、および構成は、具体的な用途に応じて変更できることは理解され得る。例えば、追加の冷却フィンが、さらなる実施形態において、基部２８−１、カバー２８−２、および／またはクラッチ２０の他の構成部品に配置されてもよい。冷却フィン２８−３および／または２８−４を筺体アセンブリ２８に設けることは、クラッチ２０についての回転入力として構成されるとき、クラッチ２０に回転入力があるときはいつでも冷却フィン２８−３および／または２８−４を回転させることができ、それによって放熱を容易にしている。図示した実施形態では、筺体アセンブリ２８は、第１の軸受セット３４によってジャーナルブラケット２２のシャフト部２２−１に回転可能に支持されており、筺体アセンブリ２８はシャフト部２２−１をほぼ取り囲んでいる。具体的には、第１の軸受セット３４は、プーリ２４と同軸上に配置され、貯留部３８から径方向内側の位置において基部２８−１を支持しており、さらなる実施形態においては他の構成も可能である。第１の軸受セット３４は、比較的高い負荷容量を提供できる円錐ころ軸受、または、要求に応じて他の種類の軸受を備えることができる。筺体アセンブリ２８のカバー２８−２は、シール軸受４２によってロータアセンブリ２６にさらに回転可能に支持され得る。シール軸受４２は、ジャーナル軸受の形態のように、流体を封止する機能と構造的に回転可能に支持する機能との両方を提供できる。図１に示すように、第１の軸受セット３４とシール軸受４２とは、作動室４０を挟んで軸線方向両側に配置されている。筺体アセンブリ２８の基部２８−１およびカバー２８−２の各々は、ダイカストのアルミニウムなど、金属材料から鋳造されてから、機械加工され得る。詳しくは、筺体アセンブリ２８は、後でさらに説明するように、クラッチ２０の入力部またはトルク受け部の一部を形成できる。
【００１９】
図示した実施形態では、筺体アセンブリ２８は貯留部３８を有しており、貯留部３８は筺体アセンブリ２８と共に回転する。貯留部３８は、クラッチ２０が係合解除されるとき、せん断流体の大部分を貯留部３８内に貯留して、クラッチ２０に使用するためのせん断流体（例えば、シリコンオイル）の供給を保持することができる。筺体アセンブリ２８は入力部アセンブリの一部であり、当該筺体アセンブリ２８は、筺体アセンブリ２８に回転入力があるときは常に回転する。筺体アセンブリ２８の回転は、さらに、せん断流体を加圧状態に保ち、貯留部３８では、クラッチ２０の素早い係合を容易にするのを支援するために、せん断流体を比較的高い度合いの運動エネルギーに維持することができる。一実施形態としては、貯留部３８は、筺体アセンブリ２８の基部２８−１における略環状の空間として設けられ得る。貯留部カバー４６は、貯留部３８の境界の一部を定めるために設けられ得る。図示した実施形態では、貯留部カバー４６は、圧入、かしめ、留め具の使用などによって基部２８−１に取り付けられた略環状の板として構成されている。１つまたは複数の出口孔（貯留部孔ともいう）４６−１は、せん断流体を貯留部３８から流出するのを許容する一方で、弁アセンブリ３０により制御可能なよう、貯留部カバー４６に（または、貯留部３８の別の境界部に）設けられてもよい。筺体アセンブリ２８における貯留部３８の配置は、放熱を容易にするために、冷却フィン２８−３および／または２８−４と外気との比較的近くにせん断流体を留め得る位置が好ましい。
【００２０】
プーリ（またはシーブ）２４は、基部２８−１など、筺体アセンブリ２８に直接的または間接的に固定でき、ベルト（図示せず）からの回転入力を受け入れるように構成されている。筺体アセンブリ２８はプーリ２４と共に回転可能である。図示した実施形態では、プーリ２４は、ジャーナルブラケット２２のフランジ部２２−２より軸線方向前方に配置されている。さらに、図示した実施形態では、プーリ２４は、適切な留め具を用いて、筺体アセンブリ２８に取り付けられた別体の要素として構成されている。しかしながら、さらなる実施形態として、プーリ２４は、筺体アセンブリ２８の一部に統合的および一体的に組み込まれることもあり得る。プーリ２４のベルト係合部の大きさ（つまり、直径）は、通常の当業者によって理解されるように、所望の回転入力速度をクラッチ２０にもたらすのを支援するために選択できる。図示した実施形態では、プーリ２４は、ベルト係合直径が大きいほど、高い入力速度を可能にし、それがさらに、クラッチ２０が係合されるときに比較的高い出力速度を可能とする。プーリ２４を筺体アセンブリ２８に取り付けることは、プーリ２４が筺体アセンブリ２８の略径方向外側部分から内側へと越えて延びる必要がないため、プーリ２４の中央部を「中空」にでき、それによりクラッチ２０の全体質量の低減に寄与している。一実施形態では、プーリ２４は、鉄または鋼などの金属材料から鋳造されてから、機械加工され得る。代替の実施形態では、プーリ２４は、スピン成形され、鋳物から作られた別体のハブ部分（図示せず）に取り付けられてもよい。さらに別の代替の実施形態では、米国特許第４，０８０，７０４号明細書に記載されているような溶接またはろう付けと組み合わされたロール成形または円成形の工程が用いられてもよい。任意の適切なさらなる１つまたは複数の製造工程が、プーリ２４を製作するために用いられてもよい。
【００２１】
図示した実施形態のロータアセンブリ２６は、円板２６−１と、軸受ハブ２６−２と、流れ案内部２６−３とを備えている。ロータアセンブリ２６の円板２６−１および軸受ハブ２６−２は、圧入、ローレット、捩じ込み、スプライン、または他の接続など、任意の適切な接続によって、一体的に回転する（つまり、共に回転する）ように一体的に固定された別々の部品として構成できる。代替の実施形態では、円板２６−１と軸受ハブ２６−２とは、統合的および一体的に一緒に形成されてもよい。ロータアセンブリ２６は、第２の軸受セット３６によって、ジャーナルブラケット２２のシャフト部２２−１に回転可能に支持され得る。第２の軸受セット３６は、比較的高い負荷容量を提供できる円錐ころ軸受、または、要求に応じて他の種類の軸受を備えることができる。図１に示すように、ロータアセンブリ２６は、ジャーナルブラケット２２のシャフト部２２−１をほぼ取り囲むように配置される。ロータアセンブリ２６の構成部品の各々は鋳造によって各々形成でき、リブや開口などは機械加工によって形成できる。
【００２２】
ロータアセンブリ２６の円板２６−１は、従来の構成では、外周近傍の前側および後側の両方において、複数の同心の環状リブを備え得る。それらの環状リブは、筺体アセンブリ２８にて作動室４０に沿った同様のリブと補完することできる。図示した実施形態では、円板２６−１は筺体アセンブリ２８によって取り囲まれている。従来の方式の外周部分のように、作動室４０内にてせん断流体が円板２６−１の前側と後側との間で通過できるように、１つまたは複数の流体開口（図示せず）が、円板２６−１を略軸線方向に貫いて形成され得る。第１の戻し孔部２６−１Ｂと第２の戻し孔部２６−１Ｂ’とを含む戻し孔は、円板２６−１を貫通して設けられ得る。図１および図２に示す実施形態では、第１の戻し孔部２６−１Ｂは、円板２６−１全体を略径方向に貫いて（円板２６−１の外周部を貫くことも含む）延びており、第２の戻し孔部２６−１Ｂ’は、円板２６−１の後面から第１の戻し孔部２６−１Ｂへと略軸線方向に延びている。流れ案内部２６−３は、円板２６−１または他の適切な搭載位置に取り付けられた鞘状部材であり得る。図示した実施形態では、流れ案内部２６−３は、円板２６−１に取り付けられており、第２の戻し孔部２６−１Ｂ’と共に貯留部３８と流体連通して接続された内部通路を形成している。流れ案内部２６−３は、貯留部カバー４６の中心開口４６−２を貫通して、貯留部カバー４６を横断できる。
【００２３】
図示した実施形態におけるロータアセンブリ２６では、軸受ハブ（ファンハブともいう）２６−２は、略軸線方向に延びる鞘部２６−２Ａと、略径方向に延びるフランジ部２６−２Ｂと、パイロット部２６−２Ｃとを備えている。鞘部２６−２Ａは、略円筒形をなすことができ、円板２６−１および第２の軸受セット３６とともに略軸線方向に並べられ得る。シール軸受４２は、軸受ハブ２６−２（および、具体的には鞘部２６−２Ａ）と筺体アセンブリ２８のカバー２８−２との間で係合され得る。シール軸受４２は、円板２６−１とも隣接し、軸線方向において第２の軸受セット３６に合わせて、または、近接して位置決めされ得る。フランジ部２６−２Ｂは、鞘部２６−２Ａの前端に、または、その前端近くに位置し、パイロット部２６−２Ｃは、フランジ部２６−２Ｂの中央の前面部に位置することができる。フランジ部２６−２Ｂおよびパイロット部２６−２Ｃの各々は、フランジ部２６−２Ｂ、パイロット部２６−２Ｃ、および／または、ロータアセンブリ２６の軸受ハブ２６−２の他の部分が、クラッチ２０の前部において、または、その前部の近くで、出力部材（例えば、ファン、ポンプ、シャフトなど）に対して取付面を提供するように、筺体アセンブリ２８（または、筺体アセンブリ２８の外側）を越えて少なくとも一部が延びている。しかしながら、代替の実施形態では、出力部材は他の場所に取り付け得ることは留意すべきである。この方法では、ロータアセンブリ２６は、後でさらに説明するように、クラッチ２０の選択的に制御可能な出力部またはトルク送り部の一部を形成できる。軸受ハブ２６−２の使用により、出力部材（例えば、ファンなど）の取り付け形状を、クラッチ２０の他の構成部品を再設計する必要なく比較的容易に調節可能とさせることができる。例えば、全体の基本的なクラッチ設計を共通としつつ、異なる用途に適合するように、様々な異なる軸受ハブ２６−２の構成を備えることもあり得る。
【００２４】
作動室４０（作動領域ともいう）は、ロータアセンブリ２６と筺体アセンブリ２８との間に定められている。図示した実施形態では、作動室４０は、円板２６−１の対向する前側および後側に沿って延びているが、さらなる実施形態としては、作動室４０は、円板２６−１の主に一方の側に限定されることもあり得る。作動室４０におけるせん断流体の存在は、ロータアセンブリ２６と筺体アセンブリ２８との間の流体摩擦継合を生じることで、クラッチ２０の係合による入力部品と出力部品との間のトルク伝達を行う。瞬間的なトルク伝達割合は、作動室４０のせん断流体の量の関数として変化する。概して、せん断流体は、流体送路４８に沿って貯留部３８から作動室４０へと送られ、戻し路５０を通って作動室４０から貯留部３８へと戻される。流体送路４８および戻し路５０の各々は、図１および図２において矢印によって概略的に表されている。図１および図２に示すように、流体送路４８は、貯留部３８から貯留部カバー４６の出口孔４６−１を通って作動室４０へと延びている。図示した実施形態では、戻し路５０は、ロータアセンブリ２６の円板２６−１の径方向外側にある作動室４０の一部から、円板２６−１の第１の戻し孔部２６−１Ｂを通って実質的に径方向に延び、それから曲がって、貯留部３８へと戻される前に、第２の戻し孔部２６−１Ｂ’と流れ案内部２６−３とを通過している。このような方法により、せん断流体は、作動室４０から流体戻し路５０に沿って、第１の戻し孔部２６−１Ｂを通って径方向内向きに直に流れることができる（または、汲み上げられ得る）。通常の当業者は、流体送路４８および戻し路５０の正確な位置および形の各々は、具体的な用途に対して要求に応じて変形できることは理解し得るものである。せん断流体を作動室４０から戻し路５０を通して動的に吐出するために、１つまたは複数の適切なポンプ構造が、作動室４０において、または、作動室４０に沿って、備えられてもよい。ポンプ構造についての一実施形態の詳しい説明は、図３の説明に関連して後で提供される。
【００２５】
弁アセンブリ３０は、筺体アセンブリ２８に取り付け可能であり、筺体アセンブリ２８によって支持可能である。概して、弁アセンブリ３０は、貯留部３８から開口出口孔４６−１を選択的に閉塞および閉塞解除するために使用される。出口孔４６−１が閉塞解除されるとき（つまり、開けられるとき）、せん断流体は、貯留部３８から作動室４０へと流体送路４８に沿って流れることが許容される。弁アセンブリ３０は、例えばバネ付勢力を用いて、デフォルトでは開位置へと付勢させることができる。後でさらに説明するように、電磁コイルアセンブリ３２に電力供給することで、出口孔４６−１を少なくとも一部閉塞するよう弁アセンブリ３０を作動できる。弁アセンブリ３０の適切な構成のさらなる説明は、図４の説明に関連して後に述べる。
【００２６】
電磁コイルアセンブリ３２は、図１に示すように、弁アセンブリ３０の作動のために磁束を方向付けるために使用されるカップ（例えば、鋼カップ）に配置された高温断熱銅線の１つまたは複数の巻きコイルを備え得る。一実施形態では、図６に関連して後でさらに詳述するように、電磁コイルアセンブリ３２は複数の巻線を備えることができる。コイルアセンブリ３２は、ジャーナルブラケット２２に対して回転可能に固定でき、筺体アセンブリ２８および弁アセンブリ３０に隣接して位置決めできる。図示した実施形態では、コイル２２は、ジャーナルブラケット２２のシャフト部２２−１を取り囲み、そのシャフト部２２−１によって支持されている。図示した実施形態では、コイルアセンブリ３２は、筺体アセンブリ２８およびプーリ２４の略後側に位置決めされているが、電磁コイルアセンブリ３２は、代替の実施形態では、他の位置に配置されてもよい。
【００２７】
様々な代替の制御方式がクラッチ２０を操作するために可能である。一実施形態では、電磁コイルアセンブリ３２は、コイルアセンブリ３２が選択的に電力供給されることで弁アセンブリ３０が完全な開位置（デフォルト位置）または完全な閉位置のいずれかに留まろうとするように、大まかなオン／オフ方式で付勢可能である。他の実施形態では、コイルアセンブリ３２は、電子エンジン制御装置（図示せず）からのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を用いて電力供給可能である。ＰＷＭ信号は、貯留部３８から流れ出るせん断流体の平均量を動的に可変可能である。ＰＷＭ信号のパルス幅（つまり、期間）と周波数とに応じて、弁アセンブリ３０は、時間と共に貯留部３８から出口孔４６−１を通って作動室４０へと通るよう許容されるせん断流体の量を可変に調節できる。つまり、ＰＷＭ信号は、コイルアセンブリ３２に弁アセンブリ３０を開閉させ、弁アセンブリ３０が開いている（つまり、出口孔４６−１を閉塞解除している）時間の平均長さが、貯留部３８から流れ出るせん断流体の平均量を決定する。ＰＷＭ信号のパルス幅および／または周波数を大きくするほど、平均して、弁アセンブリ３０を閉じる傾向にあり、減少させたせん断流体の平均量で作動室４０への流出を許容する。このＰＷＭ制御方式は、ロータアセンブリ２６が、単純で大まかな二元的オン／オフ方式ではなく、筺体アセンブリ２８およびプーリ２４の回転速度を０％から約１００％まで回転させ、クラッチ２０を異なる速度で選択的に運転させることができる。
【００２８】
速度センサアセンブリ４４は、ジャーナルブラケット２２によって担持されたホール効果センサと近接して配置されたロータアセンブリ２６の軸受ハブ２６−２に担持されて軸受ハブ２６−２と共に回転するターゲットホイールを含み得る。ホール効果センサは、弁アセンブリ３０の制御を調節するために、および／または、他の目的のために用いられ得るクラッチ２０の出力速度を測定するために、ターゲットホイールの回転を検出可能である。図示した実施形態では、センサアセンブリ４４は、軸線方向において、ロータアセンブリ２６の軸受ハブ２６−２のパイロット部２６−２Ｃ内に配置できる。さらなる実施形態では、他の種類のセンサが使用されてもよいこと、または、センサアセンブリが全体で省略されてもよいことは、留意されるべきである。
【００２９】
図３は、クラッチ２０と共に使用するのに適した交換可能なポンプ孔挿入部材６０の断面図である。ポンプ孔挿入部材６０は、作動室４０から貯留部３８へと流体戻し路５０に沿ってせん断流体を吐出するのを容易にするために、ポンプアセンブリの一部として機能できる。図示した実施形態では、ポンプ孔挿入部材６０は、軸部６０−１と、頭部６０−２と、係合構造６０−３と、孔６０−４とを備えている。軸部６０−１は、螺刻され、軸部６０−１が第１の戻し孔部２６−１Ｂへと少なくとも一部が延びるように、第１の戻し孔部２６−１Ｂの径方向外端の螺刻領域と螺合可能である。頭部６０−２は軸部６０−１と隣接し、係合構造６０−３は、頭部６０−２によって形成され、様々な実施形態において、頭部６０−２内に、または、頭部６０−２に沿って配置できる。係合構造６０−３は、頭部６０−２の略外面中央部分に配置され、例えば、平頭ネジ、もしくは、プラスの頭のネジ回しのための係合部、または、Ａｌｌｅｎ式、Ｒｅｙｎｏｌｄｓ式、Ｔｏｒｘ（登録商標）式、もしくは他の工具ビットのための係合部であり得る。代替の実施形態では、係合構造６０−３は、頭部６０−２の外側面おいて平坦部を備えてもよい。さらなる実施形態では、係合構造６０−３は、軸部６０−１の内に、軸部６０−１の表面に、または、軸部６０−１に沿って配置できる。孔６０−４は、軸部６０−１および頭部６０−２の両方を貫くなど、ポンプ孔挿入部材６０の両端の間で延び得る。孔６０−４は、略円筒形の通路、または、内部を通る流体の流れを許容する他の適切な構成を有し得る。孔６０−４は、第１の戻し孔部２６−１Ｂの第１部分と流体戻し路５０とを流体連通していてもよい。この方法で、せん断流体は、作動室４０から孔６０−４と第１の戻し孔部２６−１Ｂとを通って、流体戻し路５０に沿って、径方向内向きに直に流れることができる（または、吐出され得る）。
【００３０】
ポンプ孔挿入部材６０は、孔６０−４を含むように形成されたボルト等に構成され得る。実際、適切な構成の従来のボルトに孔６０−４をあけるよう機械加工（例えば、穿孔）することによって、ポンプ孔挿入部材６０を製作することが可能である。代替の実施形態では、ポンプ孔挿入部材６０は異なる構成を有してもよい。例えば、頭部６０−２は、軸部６０−１に取り付けられる、類似したシール片、ブロックなどといった、別体の要素であってもよい。図３に示すように、ポンプ孔挿入部材６０は寸法（例えば、直径）Ｄ1を有しており、孔６０−４は寸法（例えば、直径）Ｄ2を有している。
【００３１】
ポンプ孔挿入部材６０は、直近の周辺構造６２に対して配置できる。一実施形態では、ポンプ孔挿入部材６０は、周辺構造６２が円板２６−１の外周面であり、円板２６−１の外周部において係合されている（図２参照）。皿頭部６２−１は、作動室４０に対してポンプ孔挿入部材６０の孔を埋めるために、周辺構造６２中に、または、周辺構造６２に沿って設けてもよく、これは、必要に応じて、ポンプ孔挿入部材６０が作動室４０へと突出することの防止を支援できる。
【００３２】
図１および図２で明示するように、アクセス開口６４が、基部２８−１など、筺体アセンブリ２８に設けることができ、これは、カバー２８−２が設置されている一方で、交換可能なポンプ孔挿入部材６０へのアクセスを可能にしている。アクセス開口６４は、適切な工具が筺体アセンブリ２８を通り、要求に応じて交換可能なポンプ孔挿入部材６０を係合、取り外し、および交換するだけの十分な空間を確保するのを支援するために、交換可能なポンプ孔挿入部６０−２の寸法Ｄ1より大きい寸法Ｄ3を有し得る。ネジ付きボルトまたは他の適切な要素などの栓６６が、筺体アセンブリ２８を閉じて封止し、せん断流体の漏れを防止するのを支援するために、アクセス開口６４に取り外し可能に係合され得る。
【００３３】
孔６０−４の寸法Ｄ2は、具体的な用途に応じて選択できる。Ｄ2をより大きい寸法とすれば、より大きいポンプ流量を許容でき、Ｄ2をより小さい寸法とすれば、より小さいポンプ流量を許容できる。このように、孔６０−４はポンプ調量機能を提供する。孔６０−４の寸法Ｄ2は、交換可能なポンプ孔挿入部材６０を、異なる構成を有する異なる挿入部材６０と交換することで、大きさの変更が可能である。
【００３４】
通常の当業者は、交換可能なポンプ孔挿入部材６０がポンプ孔６０−４の寸法Ｄ2を容易に変更することができることを認めるものである。寸法Ｄ2などのパラメータを調節することで、クラッチ２０の運転特性（例えば、流体戻し路５０への吐出のためのせん断流体加圧）への変更は、クラッチ２０全体の大幅な再設計または分解を必要とすることなく、様々な出力装置（例えば、ファン）に応じて運転するために調整できる。クラッチ２０を調節する方法のさらなる説明は後述する。交換可能なポンプ孔挿入部材６０が、クラッチ２０と異なるように構成されたものを含め、ほとんどいずれの種類の粘性クラッチでも利用できることも、理解し得る。例えば、交換可能なポンプ孔挿入部材６０は、クラッチ２０におけるようなロータアセンブリを通るのではなく、筺体アセンブリを通る流体戻し路を提供するクラッチでも利用できる。図１〜図３に示した構成は、単に例として提供されており、限定されるものではない。
【００３５】
図４は、図１の線４−４に沿って切り取られた、クラッチ２０の別の部分の断面図であり、図５は、クラッチ２０に関するワイパ６３の実施形態の斜視図である。ワイパ６３は、クラッチ２０の作動室４０内に、作動室４０上に、または、その作動室４０に沿って配置でき、作動室４０から流体戻し路５０を通じて作動流体を吐出するのを支援するための堰として作用可能である。ワイパ６３は、作動室４０に沿ってワイパ６３の径方向または軸線方向において反対に位置決めされた１つまたは複数の追加のポンプ、堰、またはバッフル要素などの他のポンプ構造（図示せず）とを組み合わせて使用できる。図示した実施形態では、ワイパ６３は、適切な留め具を用いるなどして、ロータアセンブリ２６の円板２６−１に取り付けられている。さらに、図４に示すように、ワイパ６３は、ロータアセンブリ２６の円板２６−１の外周において、ポンプ孔挿入部材６０と第１の戻し孔部２６−１Ｂとに隣接して、周辺構造６２に取り付けられている。代替の実施形態では、ワイパ６３は、筺体アセンブリ２８の内径部に取り付けられることもあり得る。ワイパ６３は、直近の周辺構造６２に対して作動室４０へと突出でき、これが、流体戻し路５０に沿ってせん断流体を吐出するために、作動流体の加圧を容易にする。ワイパ６０の作動室４０への突出する量は、流体戻し路５０を通るせん断流体の吐出度合いに影響を与えることができ、長さＬを長くすれば、ポンプ流量を増加するための大きなポンプ圧力をもたらし、また、クラッチ２０の解除速度にも影響を与える。
【００３６】
図５に明示するように、ワイパ６３は、略矩形の外形を有してもよく、搭載位置（例えば、円板２６−１の周辺構造６２）に対応するように湾曲されてもよい。ワイパ６３は、中心角度（軸線Ａから測定される）に対して規定され得る円弧長さＬを定めることができる。一実施形態では、円弧長さＬは、おおよそ１５°の中心角度によって定められ得る。ワイパの厚さは、作動室４０への所望の突出量を提供するように選択できる。ワイパ６３の円弧長さＬおよび／または厚さは、ワイパ６３の適切な構成を選択することによって、大きくまたは小さくできる。ワイパ６３は別体の要素であり得るため、ワイパ６３は、円板２６−１のための新たな鋳造など、クラッチ２０の主要な再設計を必要とすることなく、容易な変更として適用できる。ワイパ６３が、クラッチ２０と異なる構成なものを含め、ほとんどいずれの種類の粘性クラッチにも利用できることも、理解されるべきである。例えば、ワイパ６３は、クラッチ２０におけるようなロータアセンブリを通るものではなく、筺体アセンブリを通る流体戻し路を有するクラッチでも利用できる。図４および図５に示した構成は、単に例として提供されており、限定されるものではない。
【００３７】
図６は、クラッチ２０と共に使用するのに適した弁アセンブリの実施形態の断面図である。図示した実施形態の弁アセンブリ３０は、移動接極子７０（translating armature）と、領域接極子（field armature）（領域ロータとも呼ばれる）７２と、付勢バネ７４と、隔膜７６と、ロッド７８と、制御部材８０と、蛇腹８２と、弁要素８４とを備えている。弁アセンブリ３０の断面図は、図１および図２の断面と異なる角度切り取られた断面であることは留意されるべきであり、これは、構造体のすべての構造または部分が各々の図で視認可能であるとは限らないことを意味している。
【００３８】
一実施形態では、領域接極子７２は、電磁コイルアセンブリ３２の近くの場所に固定でき（つまり、移動しない）、移動接極子７０は、領域接極子７２の内部に、少なくとも一部が配置され得る。付勢バネ７４は、移動接極子７０を、領域接極子７２に抗して後方など、領域接極子７２に対してデフォルト位置へと付勢できる。ロッド７８は、移動接極子７０と係合可能であるか、または、移動接極子７０に固定可能であり、また、隔膜７６が開口２８−１Ｂにおいて流体を封止しつつ、ロッド７８は筺体アセンブリ２８の基部２８−１の開口２８−１Ｂを貫通可能である。制御部材８０は、ボルトとして構成されてもよく、また、移動接極子７０の略反対側でロッド７８に係合され得る。制御部材８０は、貯留部カバー４６の開口４６−３を通ることができ、蛇腹８２は、開口４６−３において流体を封止することができる。弁要素８４は、ロッド７８の略反対において制御部材８０に取り付けでき、選択的に出口孔４６−１（図１および図２を参照）を覆うための座面（図４で見ることはできない）を提供できる。
【００３９】
コイルアセンブリ３２に電力供給することで磁束が生成され、当該磁束は領域接極子７２を通過して、移動接極子７０を移動させることで、ロッド７８、制御部材８０、および弁要素８４を移動させることができる。つまり、コイル３２に電力供給することで、概して付勢バネ７４のバネ力に抗して作用する磁力を作り出す。したがって、コイルアセンブリ３２への選択的な電力供給により、多くの粘性クラッチの弁などの角度方向における揺動／旋回ではなく、移動接極子７０を、弁要素８４などに接続された構造体と共に、軸線方向における直線的な方式で前後に移動させることができる。直線的に移動する動作は、クラッチ２０に２つ以上の弁アセンブリ（図４では１つだけが視認可能である）を同時に開閉させることできる。
【００４０】
代替の実施形態では、弁アセンブリ３０は、「流体摩擦連結器（Ｆｌｕｉｄ  Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）」という名称の米国特許第６，４１９，０６４号明細書に記載されたものと同様な構成とすることも可能である。ほとんどあらゆる公知の種類の電磁弁アセンブリが代替の実施形態で利用できることは理解されるべきである。
【００４１】
図７は、移動接極子７０と、領域接極子７２と、付勢バネ７４と、複数の弁サブアセンブリ３０−１から３０−ｎとを備える弁アセンブリ３０の実施形態の概略的なブロック図である。移動接極子７０、領域接極子７２、および付勢バネ７４は、図６に関連して先に説明した方式など、任意の所望の方式で構成できる。一実施形態では、弁サブアセンブリ３０−１から３０−ｎの各々は、ロッド７８と、制御ボルト８０と、弁要素８４（例えば、図４に関連して先に説明したようなもの）とを備えることができ、弁サブアセンブリ３０−１から３０−ｎの各々は、共通（例えば、協働）の作動のために、（例えば、回転軸線Ａの周りの異なる角度位置において）移動接極子７０と係合可能か、または、移動接極子７０に取り付けできる。比較的大きいクラッチ（例えば、おおよそ２０００Ｎｍ以上のトルクを提供する）については、オイルの流れが、典型的な単一の弁の許容量を超えて必要とされるため、本発明者らは、２つ以上の弁サブアセンブリ３０−１から３０−ｎの使用がオイルの流れの問題を解決することになることを見出した。移動接極子７０によって移動される各々の弁要素８４は、異なる出口孔４６−１を開閉可能である。
【００４２】
図８は、クラッチ２０および弁アセンブリ３０と共に使用するのに適した電磁コイルアセンブリ３２の実施形態の概略ブロック図である。図示した実施形態では、電磁コイルアセンブリ３２は、各々が端子３２−３を備える２つの巻線３２−１、３２−２を備えている。複数の巻線３２−１、３２−２は、各巻線３２−１、３２−２に対応する端子３２−３が接続される運転電源（図示せず）に応じて、クラッチ２０を異なる電圧レベル（例えば、１２Ｖまたは２４Ｖ）で使用することを可能とする。例えば、各巻線３２−１、３２−２は、２４Ｖで使用する場合は直列で、または、１２Ｖの用途で使用する場合は並列で配線することができる。通常の当業者は、さらなる実施形態として任意で所望の数の巻線を設けてもよく、１つだけの巻線または２つ以上の巻線がさらなる実施形態で設けられてもよいことを認めるものである。
【００４３】
図９は、クラッチ２０の組み立て及び使用方法の一実施形態を示すフローチャートである。当該方法は、まずクラッチを製作して組み立てることから始まり得る（ステップ１００）。クラッチ２０の最初の操作は、ポンプアセンブリ用の交換可能なポンプ孔挿入部材６０の初期構成を設定することを含み得る。初期構成は、孔６０−４の寸法Ｄ2および／またはワイパ６３の長さＬおよび／または他の構成パラメータのための第１の設定を含み得る。完全に組み立てられたクラッチ２０は、次に、任意に作動され得る。つまり、クラッチ２０は、入力から出力へとトルクを選択的に伝達するために使用され得る（ステップ１０２）。クラッチをステップ１０２で作動することと併せて、せん断流体は、ロータアセンブリ２６の円板２６−１を径方向に貫いて通る流体戻し路５０に沿って吐出可能である（ステップ１０４）。交換可能なポンプ孔挿入部材６０は、作動室４０から貯留部３８へと流体戻し路５０に沿ってせん断流体を吐出するのを支援するために使用できる。第１の設定は、ステップ１０４において、せん断流体を作動室４０から第１の流量で吐出することができる。次に、クラッチ２０の構成は調節可能である（ステップ１０６）。当該調節は、孔６０−４の寸法Ｄ2および／またはワイパ６３の長さＬおよび／または他の構成パラメータについての第２の設定を行うようになど、交換可能なポンプ孔挿入部材６０の交換を含み得る。所望の調節または構成部品の交換を達成するために、例えば交換可能なポンプ孔挿入部材６０の係合構造６０−３と係合するように、筺体アセンブリ２８のアクセス開口６４を通じて工具を挿入できる。当該調節および／または交換は、定期的な保守の一部として、再製造作業として、異なる用途のための（例えば、クラッチ２０を異なる出力ファンに使用するため、クラッチ２０を異なる車両で使用するためなど）再適用の一部として、または、任意の他の所望の理由のため、提供され得る。クラッチ２０は、続いて作動され得る。つまり、クラッチ２０は、入力から出力へとトルクを選択的に伝達するために再び使用され得る（ステップ１０８）。クラッチをステップ１０８で作動することと併せて、せん断流体は、ロータアセンブリ２６の円板２６−１を径方向に貫いて通る流体戻し路５０に沿って再び吐出可能である（ステップ１１０）。第２の設定は、ステップ１１０において、せん断流体を作動室４０から第２の流量で吐出することができ、第２の流量は第１の流量と異なってもよい。これは、例えば、貯留部３８へと戻されるせん断流体の量も異なることとなるため、孔６０−４の直径を変更させることも可能である。
【００４４】
通常の当業者は、図９に関して説明した様々なステップが代替の実施形態において省略されてもよいこと、および、具体的に言及されていない様々な追加のステップが列挙されたステップと併せて実施されてもよいことは、理解するものである。例えば、図９に示す方法は、クラッチが調節の前に作動されることを示しているが、最初の製造工程の完了の前に優れた品質管理を提供するために、工場においてまたは試験研究所において調節を行うことなどにより、現場で実際に使用されることなくクラッチを調節することは可能である。
【００４５】
可能実施形態の詳述
以下は、本発明の可能実施形態の非排他的な説明である。
【００４６】
粘性クラッチは、筺体アセンブリと、ロータアセンブリと、せん断流体の供給を保持する貯留部と、筺体アセンブリとロータアセンブリとの間で動作可能に配置された作動室であって、作動室へのせん断流体の選択的な導入が筺体アセンブリとロータアセンブリとの間の選択的なトルク伝達を促す作動室と、ロータアセンブリの少なくとも外周部分を通り作動室へと径方向に延びる流体戻し孔であって、作動室から貯留部への流体戻し路の少なくとも一部を形成する流体戻し孔とを備え得る。
【００４７】
前の段落の粘性クラッチは、追加および／または代替で、以下の特徴、構成、および／または追加部品のうちのいずれか１つまたは複数を任意で含み得る。
【００４８】
前記貯留部と前記作動室との間で前記せん断流体の流れを制御する第１の弁要素を制御可能に移動させるように構成された電磁弁アセンブリ、
前記貯留部と前記作動室との間で前記せん断流体の流れをさらに制御するために、前記第１の弁要素と同時に作動されるように構成された第２の弁要素、
前記筺体アセンブリに隣接して配置される電磁コイルアセンブリであって、異なる電圧での操作を行うべく直列または並列で電気接続可能な端子を各々備える第１の巻線および第２の巻線を備える電磁コイルアセンブリ、
前記ロータアセンブリは、前記流体戻し孔が少なくとも内部の一部を通って径方向に延びる円板と、前記円板と共に回転するよう前記円板に接続された軸受ハブであって、出力部材のための搭載位置を提供するために前記筺体アセンブリを越えて延びる軸受ハブを備え得ること、
筺体アセンブリと共に回転するよう前記筺体アセンブリに接続されたプーリ、
シャフト部を有する回転可能に設けられたジャーナルブラケット、前記筺体アセンブリを前記ジャーナルブラケットの前記シャフト部において回転可能に支持するための第１の円錐ころ軸受セット、および、前記ロータアセンブリを前記ジャーナルブラケットの前記シャフト部において回転可能に支持するための第２の円錐ころ軸受セット、
前記筺体アセンブリは複数の冷却フィンを備えてもよく、前記冷却フィンは、前記粘性クラッチへの回転入力があるときに常に回転するように構成されてもよいこと、
前記流体戻し孔内の少なくとも一部に配置される交換可能なポンプ孔挿入部材であって、前記流体戻し孔と流体連通している孔を備える交換可能なポンプ孔挿入部材、
前記筺体アセンブリにある、前記交換可能なポンプ孔挿入部へのアクセスを許容するように構成されたアクセス開口、
交換可能なポンプ孔挿入部材は、ロータアセンブリの外周部において係合され得ること、
前記ロータアセンブリの外周部にある、前記作動室へ少なくとも部分的に突出するワイパ、
ワイパは、前記ロータアセンブリの円板に取り外し可能に取り付けられ得ること、および／または、
前記貯留部の境界の一部を定める貯留部カバー、および、前記ロータアセンブリの流体戻し孔から前記貯留部へと前記流体戻し路に沿って前記せん断流体を送るために、前記貯留部カバーを横断する流れ案内部。
【００４９】
選択的なトルク伝達のための方法は、回転入力を筺体アセンブリへと送るステップと、せん断流体を作動室へと選択的に送るステップと、作動室に選択的に送られる前記せん断流体の量に相関するトルクをロータアセンブリへと伝達するステップと、作動室から貯留部へと、前記ロータアセンブリの円板を通る実質的に径方向の孔に沿って、前記せん断流体を戻すステップとを含み得る。
【００５０】
前の段落の方法は、追加および／または代替で、以下のステップ、特徴、および／または構成のうちのいずれか１つまたは複数を任意で含み得る。
【００５１】
前記せん断流体を前記作動室から前記貯留部へと戻すとき、第１の流量での吐出を行うために、第１の交換可能なポンプ孔挿入部材を提供するステップ、
第１の大きさの孔を備える前記第１の交換可能なポンプ孔挿入部材を、前記第１の大きさと異なる第２の大きさの孔を備える第２の交換可能なポンプ孔挿入部材に置き換えるステップ、および／または、
ワイパが前記作動室へと突出するように、実質的に径方向の前記孔に隣接する前記円板の外周部に前記ワイパを固定するステップ。
【００５２】
粘性クラッチは、筺体アセンブリと、ロータアセンブリと、せん断流体の供給を保持する貯留部と、筺体アセンブリとロータアセンブリとの間で動作可能に配置される作動室であって、作動室へのせん断流体の選択的な導入が筺体アセンブリとロータアセンブリとの間の選択的なトルク伝達を促す作動室と、作動室から貯留部へと延びる流体戻し路と流体連通している孔を備えるポンプ孔挿入部材とを備え得る。
【００５３】
前の段落の粘性クラッチは、追加および／または代替で、以下の特徴、構成、および／または追加部品のうちのいずれか１つまたは複数を任意で含み得る。
【００５４】
ポンプ孔挿入部は、前記ロータアセンブリと取り外し可能に係合され得ること、
前記ポンプ孔挿入部材が、螺刻された軸部と、前記軸部に隣接する頭部と、前記軸部および前記頭部のうちの少なくとも一方においてまたはその一方に沿って配置された係合構造とを備えてもよく、前記孔は前記軸部および前記頭部を通って延び得ること、
前記ポンプ孔挿入部材に隣接する前記ロータアセンブリの外周部において係合されており、前記ロータアセンブリの周面から径方向外側に延びるワイパ、
ワイパは、略矩形の外形をなしてもよく、湾曲され得ること、
前記ロータアセンブリの少なくとも一部を通って前記作動室へと径方向に延びる流体戻し孔であって、前記作動室から前記貯留部への前記流体戻し路の少なくとも一部を形成する流体戻し孔、
前記貯留部の境界の一部を定める貯留部カバー、および、前記ロータアセンブリの流体戻し孔から前記貯留部へと前記流体戻し路に沿って前記せん断流体を送るために、前記貯留部カバーを横断する流れ案内部、
前記貯留部と前記作動室との間で前記せん断流体の流れを制御する第１の弁サブアセンブリを制御可能に移動させるように構成された電磁弁アセンブリ、
前記貯留部と前記作動室との間で前記せん断流体の流れをさらに制御するために、前記第１の弁サブアセンブリと同時に作動されるように構成された第２の弁サブアセンブリ、
前記筺体アセンブリに隣接して配置される電磁コイルアセンブリであって、別々の端子を備える第１の巻線および第２の巻線を備える電磁コイルアセンブリ、
前記ロータアセンブリは円板を備えてもよく、前記流体戻し孔は前記円板の少なくとも一部を通って径方向に延び、前記ポンプ孔挿入部材は前記流体戻し孔内にて少なくとも一部が配置されること、
前記ロータアセンブリは、前記円板と共に回転するよう前記円板に接続された軸受ハブであって、出力部材のための搭載位置を提供するために前記筺体アセンブリを越えて延びる軸受ハブを備え得ること、
筺体アセンブリと共に回転するよう前記筺体アセンブリに接続されたプーリ、
シャフト部を有する回転可能に設けられたジャーナルブラケット、前記筺体アセンブリを前記ジャーナルブラケットの前記シャフト部において回転可能に支持するための第１の円錐ころ軸受セット、および、前記ロータアセンブリを前記ジャーナルブラケットの前記シャフト部において回転可能に支持するための第２の円錐ころ軸受セット、
前記筺体アセンブリにある、ポンプ孔挿入部材へのアクセスを許容するように構成されたアクセス開口、
筺体アセンブリは、軸受に支持された基部と、基部に取り付けられたカバーとを備えてもよく、アクセス開口が基部の一部を貫いて延びること、
ポンプ孔挿入部材は、前記カバーが前記基部に取り付けられる一方で、前記アクセス開口を通じて取り外し可能であり得ること、および／または、
アクセス開口と取り外し可能に係合される栓を含み得る。
【００５５】
さらに、前述の粘性クラッチと共に使用するためのキットは、異なる大きさの孔を備えるなど、異なる構成の交換用ポンプ孔挿入部材を備え得る。
【００５６】
粘性クラッチを使用するための方法は、前記粘性クラッチの作動室に沿って、流体戻し孔にて、第１のポンプ孔挿入部材を係合するステップと、前記第１のポンプ孔挿入部材を異なる構成の第２のポンプ孔挿入部と交換するステップとを含み得る。
【００５７】
前の段落の方法は、追加および／または代替で、以下のステップ、特徴、および／または構成のうちのいずれか１つまたは複数を任意で含み得る。
【００５８】
前記第１のポンプ孔挿入部材および前記第２のポンプ孔挿入部材の各々は、それぞれ、流体戻し路に沿う流体戻し孔の径方向に延び少なくとも一部に設けられていること、
粘性クラッチの筺体アセンブリのアクセス開口を通じて工具を挿入するステップ、および、前記工具を前記第１のポンプ孔挿入部材と係合するステップ、
前記第１のポンプ孔挿入部材を前記粘性クラッチから取り外すステップと、
前記第２のポンプ孔挿入部材の交換は、前記粘性クラッチに対し、前記取り外された第１のポンプ孔挿入部材と異なるポンプ特性を提供し得ること、および／または、
前記作動室へと径方向に突出するように取り外し可能なワイパを、前記ポンプ孔挿入部材に隣接して位置決めするステップ。
【００５９】
粘性クラッチと共に使用するための方法は、粘性クラッチの作動室に沿って、少なくとも一部を流体戻し孔内において、第１のポンプ孔挿入部材を配置するステップと、第１のポンプ孔挿入部材を粘性クラッチから取り外すステップと、第１のポンプ孔挿入部材に代わって、粘性クラッチの作動室に沿って、少なくとも一部を流体戻し孔内において、第２のポンプ孔挿入部材を配置するステップとを含み得る。
【００６０】
前の段落の方法は、追加および／または代替で、以下のステップ、特徴、および／または構成のうちのいずれか１つまたは複数を任意で含み得る。
【００６１】
前記作動室へと突出するように取り外し可能なワイパを、前記ポンプ孔挿入部材に隣接して配置するステップ、および、前記取り外し可能なワイパを前記粘性クラッチから取り外すステップ、
前記第２のポンプ孔挿入部材が前記第１のポンプ孔挿入部材と異なる大きさの孔を備え得ること、および／または、
せん断流体の流れを前記第１のポンプ孔挿入部または前記第２のポンプ孔挿入部で調量するステップ。
【００６２】
粘性クラッチのための方法は、第１の直径を有する孔を通じてせん断流体を汲み上げるステップと、第１の直径と異なる第２の直径を有するように孔を再構成するステップとを含み得る。
【００６３】
総論
「実質的に」、「本質的に」、「概して（略）」など、本明細書で用いられるいずれの相対的または度合いを表す用語は、本明細書で明確に述べられている任意の適用可能な定義または限度に従うと共に支配されて解釈されるべきであり、すべての例において、用いられる任意の相対的な用語または度合いの用語は、通常の製造許容誤差のばらつき、偶発的な配置の変化、運転条件によって引き起こされる一時的な配置または形の変化などを包含するなど、本開示の全体を考慮して通常の当業者によって理解されるような範囲または変形などと共に、いずれの関連する開示された実施形態も幅広く包含するように解釈されるべきである。
【００６４】
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明されてきたが、当業者は、変化が本発明の思想および範囲から逸脱することなく形の上で詳細に行われ得ることを認めるものである。例えば、先に開示された交換可能なポンプ孔挿入部６０およびワイパ６３の各々は、ほとんどいずれの種類の粘性クラッチで使用することができる。さらに、先に開示された流体路４８、５０は、任意の種類の所望のポンプアセンブリを備えるクラッチで利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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