(57)【要約】【課題】従来のものは、粘性流体の十分な冷却効果が得られないことから高熱化による劣化が進みやすく、トルク伝達性能が低下し易い。【解決手段】駆動軸１に回転自在に支承され、ハウジング本１１とカバー部材１２とからなるハウジング３と、該ハウジング内で仕切られた貯留室４と作動室５を連通する連通孔７を有するドリブンホィール６と、ドリブンホィールとロータの各外周部間に設けられたトルク伝達部９とを備えている。カバー部材の貯留室内における凹部１４の側壁１２ａと外周壁１２ｂとの結合部に、突起状の内側冷却フィン２４を周方向の所定間隔位置に複数形成することにより、粘性流体から前記各冷却フィンを介して吸熱してカバー部材から放熱させるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に相対回転自在に支承されたハウジング本体と該ハウジング本体に取り付けられたカバー部材とから構成されたハウジングと、
該ハウジング内を貯留室と作動室とに隔成すると共に、これら貯留室と作動室を連通する連通孔を有する仕切板と、
前記作動室内に仕切板と対向配置され、前記駆動軸に固着されたロータと、
前記仕切板とロータの各外周部間に設けられて、該ロータの回転を前記作動室内に流入した粘性流体を介して前記ハウジングに伝達するトルク伝達部と、
前記連通孔をハウジング周囲の雰囲気温度に応じて開閉して、前記貯留室から作動室内に流入する粘性流体の流量を調整するバルブ機構とを備えた流体継手において、
前記カバー部材の前記貯留室内における外周側の内周面に、冷却フィンを周方向の所定間隔位置に複数形成したことを特徴とする流体継手。
【請求項２】
前記各冷却フィンの前記貯留室の軸方向に沿った長さを短く設定したことを特徴とする請求項１に記載の流体継手。
【請求項３】
前記冷却フィンは、前記カバー部材の径方向の先端部を、回転方向に沿って円弧曲面状に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の流体継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用内燃機関の冷却ファン等に用いられる流体継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用内燃機関の冷却ファンに用いられる流体継手としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
この従来の流体継手は、内燃機関のクランク軸で回転駆動される駆動軸に、ベアリングを介して相対回転自在に支承されたハウジングと、前記ハウジング内を貯留室と作動室とに隔成すると共に、これら貯留室と作動室を連通する連通孔を有する仕切板と、前記作動室内に配置されて、前記駆動軸に固着されたロータと、前記ロータの前後に２つ配置形成され、該ロータの回転を前記ハウジングに伝達するラビリンス状のトルク伝達部と、前記連通孔をハウジング周囲の雰囲気温度に応じて開閉して、前記貯留室から作動室に流入するシリコンオイルなどの粘性流体の流量を調整するバルブ機構とを備えている。
【０００４】
したがって、この流体継手によれば、前記ハウジング周囲の雰囲気温度が低い場合には、前記バルブ機構により、前記連通孔を塞いで粘性流体が貯留室から作動室へ流入するのをカットし、これによって前記各トルク伝達部への粘性流体の供給を規制し、ロータからハウジング側への伝達トルク量を低下させて、冷却ファンを停止あるいは低速で回転させるようになっている。
【０００５】
一方、ハウジング周囲の雰囲気温度が高い場合には、前記バルブ機構により、前記連通孔を開いて、多量の粘性流体を貯留室から作動室に供給し、ここからさらにトルク伝達部に供給して、ロータからハウジング側への伝達トルク量を増大させて、冷却ファンを高速で回転させて、内燃機関のラジエータを十分に冷却するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−８９３８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の流体継手は、前述のように、雰囲気温度が高い場合には、バルブ機構の弁体を回動させることにより、前記連通孔を開いて、多量の粘性流体を貯留室から作動室に供給し、ここからさらにトルク伝達部に供給して、ロータからハウジング側への伝達トルク量を増大させるようになっているが、かかるトルク伝達時において粘性流体が発熱して所定以上に高温になり、これらの高温に晒された状態が繰り返し行われると、該粘性流体が劣化してしまう。このため、この粘性流体によるトルク伝達部でのハウジングへのトルク伝達効率が低下してしまうおそれがある。そこで、一般にカバー部材に冷却フィンを設けて粘性流体を冷却しているが、雰囲気温度の影響などによっては、前記冷却フィンだけでは十分に冷却することができないため、粘性流体をさらに冷却することが望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の流体継手の技術的課題に鑑みて案出されたものであって、請求項１に記載の発明は、とりわけ、カバー部材の貯留室内における外周側の内周面に、冷却フィンを周方向の所定間隔位置に複数形成したことを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、ハウジング周囲の雰囲気温度が高くなって、バルブ機構を介してトルク伝達部に粘性流体が供給されて、ロータからハウジングへのトルク伝達作用が行われ、該ハウジングが回転すると、貯留室内の粘性流体は遠心力によって貯留室の外周側に集合して、その一部が各冷却フィンに接触しながら周方向に流動する。したがって、トルク伝達で発熱した粘性流体は、内部の各冷却フィンによって効果的に吸熱されてカバー部材に伝熱され、さらに外側の冷却フィンによって放熱される。
【００１０】
要するに、貯留室内の各冷却フィンに粘性流体が直接接触してカバー部材に対する全体の接触面積が大きくなることから、カバー部材に対する伝熱効率が高くなって、粘性流体の冷却効率が向上する。
【００１１】
この結果、粘性流体の劣化が防止されてトルク伝達効率の低下が防止される。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記各冷却フィンの前記貯留室の軸方向に沿った長さを短く設定したことを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、各冷却フィンの長さを短く設定したことから、かかる冷却フィンを乗り越えることによる粘性流体の流動抵抗や攪拌作用を抑制できる。したがって、バルブ機構を介して連通孔から作動室に流入する粘性流体の流量変化を防止できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明にあっては、前記冷却フィンは、前記カバー部材の径方向の先端部を、回転方向に沿って円弧曲面状に形成したことを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、冷却フィンの先端部を円弧曲面状に形成したことから、貯留室で旋回する粘性流体が冷却フィンの先端部を乗り越える際における大きな流動抵抗の発生をさらに抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る流体継手の一実施形態を示し、この流体継手は、内燃機関のクランク軸で回転駆動される駆動軸１に、ベアリング２を介して相対回転自在に支承されたハウジング３と、前記ハウジング３内を貯留室４と作動室５とに隔成しかつ外周側に貯留室４と作動室５を連通するほぼＬ字形の連通孔７が貫通形成された円板状の仕切板であるドリブンホィール６と、前記作動室５内に配置されて、前記駆動軸１に固着されたロータ８と、該ロータ８の外周部の前後に配置形成され、該ロータ８の回転を前記ハウジング３に伝達するラビリンス状のトルク伝達部９と、前記連通孔７をハウジング３周囲の雰囲気温度に応じて開閉して、前記貯留室４から作動室５に流入するシリコンオイルである粘性流体の流量を調整するバルブ機構１０とを備えている。
【００１７】
前記ハウジング３は、前記ベアリング２によって駆動軸１に支承されたハウジング本体１１と、該ハウジング本体１１の前面側にボルト１３によって取付けられたカバー部材１２とから構成されている。
【００１８】
前記カバー部材１２は、内周側に前記貯留室４を構成するための円形状の凹部１４を有し、該凹部１４の外周側に有するフランジ部１２ｃに、前記作動室５から貯留室４に粘性流体を戻す戻し通路１６が設けられている。また、このカバー部材１２の前端面には、ハウジング３内の粘性流体を冷却する外側冷却フィン１５が一体に突設されている。
【００１９】
前記ロータ８は、図１に示すように、ほぼ円環板状に形成されて、外周部がドリブンホィール６側が凹状に形成されて、全体が縦断面皿状に形成されている。
【００２０】
前記ドリブンホィール６は、ほぼ円環板状を呈し、ねじ２２によって前記カバー部材１２のボス部２３に取付け固定されていると共に、一側面６ａがロータ８の前端面８ａに十分に近接配置されている。したがって、前記作動室５は、その容積が十分に小さく設定されている。
【００２１】
前記トルク伝達部９は、図１に示すように、前記作動室５内において前記ドリブンホィール６の外周部及びカバー部材１２の外周部一側（作動室５側）に設けられた同心円状の複数の環状凸部１７と、該複数の環状凸部１７間の複数の円環状ラビリンス溝内に噛合させた状態で前記ロータ８に設けられた同心円状の複数の環状凸部１８とによって構成されている。また、このトルク伝達部９は、少なくともその一部が前記貯留室４の内周面４ａよりも内周側に位置するように配置されていると共に、前記各環状凸部１７、１８は、それぞれ全て略同じ高さに形成されている。
【００２２】
前記バルブ機構１０は、図１に示すように、前記連通孔７を開閉するバルブプレート１９と、該バルブプレート１９を駆動する渦巻状のバイメタル２０とから構成されている。このバイメタル２０は、カバー部材１２の前面中央部に取り付けられて、回転軸２１を介してバルブプレート１９と連結されている。そして、ハウジング３の周囲の雰囲気温度が上昇するとバイメタル２０が伸長して、回転軸２１を介してバルブプレート１９を一方向に回動させて連通孔７を開成する一方、雰囲気温度が下降すると、バルブプレート１９を他方向に回動させて連通孔７を閉成するようになっている。
【００２３】
そして、前記カバー部材１２は、図１〜図３に示すように、前記凹部１４の内部外周側の前端部に、複数の内側冷却フィン２４が一体に設けられている。すなわち、この各内側冷却フィン２４は、カバー部材１２の型成形時にカバー部材１２の凹部を構成する側壁１２ａと該側壁１２ａの外周部の円環状の外周壁１２ｂとの結合部の内側に薄板突起状に一体に形成されており、凹部１４の円周方向の等間隔位置にカバー部材１２の中心から放射状に形成されていると共に、その軸方向の長さＬが凹部１４の軸方向の長さＬ１の半分以下に十分に短く設定されている。また、この各内側冷却フィン２４は、図３に示すように、前記カバー部材１２の径方向の先端部２４ａが回転方向に沿って円弧曲面状に形成されている。
【００２４】
したがって、この実施形態によれば、冷機始動時などのハウジング３の周囲の雰囲気温度が低い場合には、前記バルブ機構１０により、前記連通孔７を塞いで粘性流体が貯留室４から作動室５へ流入するのを遮断し、これによって前記トルク伝達部９への粘性流体の供給を規制し、ロータ８からハウジング３側への伝達トルク量を低下させて、冷却ファンの回転をほぼ停止させるようになっている。
【００２５】
特に、前記作動室５は、ドリブンホィール６の一側面６ｂとロータ８の前端面８ａとの間の狭い空間内に形成されて、その容積が十分に小さく設定されているため、粘性流体の残留量が少ないことから、トルク伝達部９への流量も少なくなり、したがって、ロータ８の回転駆動に伴う連れ回り現象の発生を十分に抑制できる。この結果、駆動騒音の発生や機関の暖気性能などの低下を防止できる。
【００２６】
一方、機関の定常運転や高回転運転時などで、ハウジング３周囲の雰囲気温度が高くなった場合には、前記バルブ機構１０により、前記連通孔７が開かれて、ここから多量の粘性流体が貯留室４から作動室５に流入して、さらにトルク伝達部９、各環状突起１７，１８間の各ラビリンス溝内に流入する。
【００２７】
このため、トルク伝達部９には、粘性流体が強制的に供給されてトルク伝達用に供される。したがって、ロータ８からハウジング３側への伝達トルク量を大幅に増大させて、冷却ファンを高速で回転させる。  この結果、ラジエータを効果的に冷却して、機関性能を十分に引き出すことが可能になる。
【００２８】
このとき、貯留室４内の粘性流体は、ハウジング３の回転遠心力によって貯留室４の粘性流体は遠心力によって該貯留室４内の外周側に寄せられて集合しつつ凹部１４内でも旋回し、その一部が各内側冷却フィン２４に接触しながら周方向に流動する。したがって、前述のようにトルク伝達によって発熱した粘性流体は、内部の各内側冷却フィン２４によって効果的に吸熱されてカバー部材１２に伝熱され、さらに外側冷却フィン１５によって放熱される。
【００２９】
このように、凹部１４の外周側に寄せられた粘性流体は、各内側冷却フィン２４に粘性流体が直接接触してカバー部材１２に対する全体の接触面積が大きくなることから、カバー部材１２に対する伝熱効率が高くなって、粘性流体の冷却効率が向上する。
【００３０】
この結果、粘性流体の劣化が防止されてトルク伝達部９内でのトルク伝達効率の低下が防止される。
【００３１】
しかも、各内側冷却フィン２４の長さＬを十分に短く設定したことから、かかる各内側冷却フィン２４を乗り越えることによる粘性流体の大きな流動抵抗や攪拌作用を抑制できる。したがって、バルブ機構１０を介して連通孔７から作動室５に流入する粘性流体の流量変化を防止できる。したがって、トルク伝達作用の不安定化を抑制できる。
【００３２】
しかも、前記各内側冷却フィン２４は、カバー部材１２の径方向の先端部２４ａが回転方向に沿って円弧曲面状に形成されていることから、貯留室４内で旋回する粘性流体が各内側冷却フィン２４の先端部２４ａを乗り越える際における大きな流動抵抗の発生をさらに抑制することができる。
【００３３】
また、各内側冷却フィン２４を、カバー部材１２の型成形時に一緒に成形するようにしたため、該冷却フィン２４の成形作業が容易になり、コストの高騰も抑制できる。
【００３４】
さらに、各内側冷却フィン２４をカバー部材１２に一体に形成することによって、各冷却フィン２４からカバー部材１２への粘性流体の熱伝達性が良好になり、冷却効率が向上すると共に、各内側冷却フィン２４がいわゆる補強リブとしての機能を発揮することから、カバー部材１２の強度を高くすることができる。
【００３５】
また、各冷却フィン２４を、凹部１４の円周方向のほぼ等間隔位置に複数形成したことから、この点でも熱伝達効率の向上が図れる。
【００３６】
前記実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下に記載する。
【００３７】
（イ）前記各冷却フィンを、型成形によって前記カバー部材と一体に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の流体継手。
【００３８】
この発明によれば、各冷却フィンをカバー部材に別体で成形するのではなく、該カバー部材の型成形時に一緒に成形したため、各冷却フィンの成形作業が容易になり、コストの高騰を抑制することができる。
【００３９】
（ロ）前記各冷却フィンを、前記カバー部材の周方向のほぼ等間隔位置に設けたことを特徴とする請求項１〜イのいずれかに記載された流体継手。
【００４０】
この発明によれば、各冷却フィンからカバー部材への熱伝達効率のが高くなると共に、各内側冷却フィンがいわゆる補強リブとしての機能を発揮することから、カバー部材の強度を高くすることができる。
【００４１】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されず、例えば、各冷却フィン２４の断面形状を例えば三角形状に形成して、頂部を円弧曲面状に形成することも可能である。このようにすれば、粘性流体との接触面積が大きくなって、熱伝達効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体継手の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本実施形態に供されるカバー部材の縦断面図である。
【図３】同カバー部材の正面図である。
【符号の説明】
１…駆動軸
３…ハウジング
４…貯留室
５…作動室
７…連通孔
８…ロータ
９…トルク伝達部
１０…バルブ機構
１４…凹部
２４…内側冷却フィン
２４ａ…先端部
【図１】
2005003175.tif 000003
【図２】
2005003175.tif 000004
【図３】
2005003175.tif 000005