(57)【要約】  粘性式クラッチ（２０；２０’）は、ロータ（２６）と、ロータを少なくとも部分的に囲むハウジング（２４）と、ハウジングに相対回転不能に固定された中央軸（２２）と、ロータに相対回転不能に固定された取付ディスク（３０）と、ロータとハウジングとの間に形成される作動室（３８）と、剪断流体を貯留するリザーバ（３６）と、電磁石（３４）と、リザーバと作動室との間での剪断流体の流動を選択的に制御するバルブアセンブリ（３２）と、電磁石とアーマチュアとの間で機能するように配置された磁束ガイド（５４）とを備える。取付ディスクの少なくとも一部は、ハウジングの外に延設される。バルブアセンブリは、電磁石によって生成された磁束に応答して選択的に動くことが可能なアーマチュア（３２−３）を備え、磁束は、アーマチュアと電磁石との間で磁束回路に沿って伝導される。磁束ガイドは、取付ディスクを貫通して延設される。【選択図】図１
2018532968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータを少なくとも部分的に囲むハウジングと、
前記ハウジングに相対回転不能に固定された中央軸と、
前記ロータに相対回転不能に固定され、少なくとも一部が前記ハウジングの外に延設される取付ディスクと、
前記ロータと前記ハウジングとの間に形成される作動室と、
剪断流体を貯留するリザーバと、
電磁石と、
前記リザーバと前記作動室との間での剪断流体の流動を選択的に制御するバルブアセンブリであって、前記電磁石により生成された磁束に応答して選択的に動くことが可能なアーマチュアを備え、前記磁束が、前記アーマチュアと前記電磁石との間で磁束回路に沿って伝導されるバルブアセンブリと、
前記電磁石と前記アーマチュアとの間で機能するように配置され、前記取付ディスクを貫通して延設される磁束ガイドと
を備えることを特徴とする粘性式クラッチ。
【請求項２】
前記ロータ及び前記取付ディスクの両方に相対回転不能に固定されたハブを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項３】
前記ハブは、磁束伝導材料により形成され、前記バルブアセンブリの前記磁束回路は、前記ハブを通過することを特徴とする請求項２に記載の粘性式クラッチ。
【請求項４】
前記中央軸は、前記ハウジングの後面から中心軸線方向に延設され、前記取付ディスクは、前記ハウジングの前記後面の近傍で、前記中央軸を取り囲むことを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項５】
前記中央軸は、前記ロータの中央開口を通過して前記作動室から離間した位置にある直接的なトルク伝達経路により、前記ハウジングに結合されることを特徴とする請求項４に記載の粘性式クラッチ。
【請求項６】
前記取付ディスクは、前記ロータに対して実質的に平行に配置されることを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項７】
前記取付ディスクは、複数の径方向延設アームを備え、
前記径方向延設アームは、出力装置を前記径方向延設アームに取り付け可能とする取付機構を有すると共に、取り付けられた前記出力装置の中央部分において、互いに隣り合う前記径方向延設アームの間に空気の流動を許容する開口を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項８】
前記リザーバは、前記ハウジングによって保持されることを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項９】
前記バルブアセンブリの前記アーマチュアに隣接して配置され、異物遮蔽部材を形成する防護壁を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項１０】
前記リザーバから前記作動室への剪断流体の戻りを制限するように構成されたアキュムレータ室を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項１１】
前記バルブアセンブリは、前記アーマチュアの動きに応じて揺動するように構成されたバルブ素子を更に備え、
前記バルブ素子は、既定位置に機械的に付勢され、
前記バルブ素子は、前記リザーバの流出孔を選択的に開閉する
ことを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項１２】
前記磁束ガイドは、環状部と、中心軸線方向に突設された複数のタブとを備え、前記取付ディスクに相対回転不能に固定されることを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項１３】
前記ハウジングの外側に配置された複数の冷却フィンを更に備え、前記冷却フィンは、前記ハウジングの回転方向に対し、後方に向けて湾曲していく湾曲形状を有することを特徴とする請求項１に記載の粘性式クラッチ。
【請求項１４】
ロータと、
前記ロータを少なくとも部分的に囲むハウジングと、
前記ハウジングに相対回転不能に固定された中央軸と、
前記ロータに相対回転不能に固定され、少なくとも一部が前記ハウジングの外に延設される取付ディスクと、
前記ロータ及び前記取付ディスクの両方に相対回転不能に固定されたハブと、
前記ハブを前記中央軸に相対回転可能に支持する軸受機構と、
前記ロータと前記ハウジングとの間に形成される作動室と、
剪断流体を貯留するリザーバと、
電磁コイルと、
前記リザーバと前記作動室との間での剪断流体の流動を制御するバルブアセンブリであって、前記電磁コイルにより生成された磁束に応答して選択的に動くことが可能なアーマチュアを備え、前記磁束が、前記電磁コイルと前記アーマチュアとの間で磁束回路に沿って伝導され、前記磁束回路が、前記取付ディスクを中心軸線方向に横切る前記ハブの磁束伝導部を通って形成されるように構成されるバルブアセンブリと
を備えることを特徴とする粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項１５】
前記電磁コイルと前記アーマチュアとの間に延設されて、前記取付ディスクを中心軸線方向に貫通する磁束ガイドを更に備えることを特徴とする請求項１４に記載の粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項１６】
前記軸受機構は、前記ハブ及び前記取付ディスクの両方に、直に接することを特徴とする請求項１４に記載の粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項１７】
前記中央軸は、前記ハウジングの後面から中心軸線方向外方に延設され、前記取付ディスクは、前記ハウジングの前記後面に隣接して前記中央軸を取り囲むことを特徴とする請求項１４に記載の粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項１８】
前記中央軸は、前記ハブの少なくとも一部を中心軸線方向に通過し、前記中央軸は、前記ハウジングの前面にて前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする請求項１７に記載の粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項１９】
前記取付ディスクは、前記ロータに対して実質的に平行に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項２０】
前記リザーバは、前記ハウジングによって保持されることを特徴とする請求項１４に記載の粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項２１】
前記リザーバから前記作動室への粘性流体の戻りを制限するように構成されたアキュムレータ室を更に備えることを特徴とする請求項１４に記載の粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項２２】
前記軸受機構は、前記磁束回路よりも径方向内側に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項２３】
前記取付ディスクは、前記ハウジングと前記電磁コイルとの間に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の粘性式クラッチアセンブリ。
【請求項２４】
粘性式クラッチの使用方法であって、
前記粘性式クラッチの中央軸にトルク入力を伝達し、前記トルク入力により、前記中央軸に取り付けられたハウジングを回転させる工程と、
電磁石を励磁し、前記粘性式クラッチ内の作動室にある剪断流体の量を制御するバルブアセンブリを作動させる工程と、
前記電磁石と前記バルブアセンブリとの間で磁束回路に沿って磁束を伝導する工程と、
前記作動室にある剪断流体の量に応じて出力ロータにトルクを伝達する工程と、
前記出力ロータにトルクが伝達されたとき、ハブを介して前記出力ロータに相対回転不能に固定された取付ディスクを回転させる工程であって、前記取付ディスクの少なくとも一部が前記ハウジングの外に位置している工程と、
前記磁束が前記磁束回路に沿って伝導されるとき、前記取付ディスクを中心軸線方向に横切って前記磁束を通過させる工程と
を備えることを特徴とする使用方法。
【請求項２５】
前記磁束は、前記取付ディスクを貫通する磁束ガイド挿入体を介し、前記取付ディスクを中心軸線方向に横切ることを特徴とする請求項２４に記載の使用方法。
【請求項２６】
前記磁束は、前記ハブの磁束伝導部を介し、前記取付ディスクを中心軸線方向に横切ることを特徴とする請求項２４に記載の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねクラッチに関するものであり、具体的には粘性式クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
粘性式クラッチは、自動車のファン駆動用等、様々な分野で広範に使用されている。これらの粘性式クラッチは、２つの回転部材の間でトルクを選択的に伝達するため、比較的濃密なシリコーンオイル（より一般的には、剪断流体または粘性流体と称される）を用いるのが一般的である。クラッチの接続及び切断は、入力部材と出力部材との間（例えば、ロータとハウジングとの間）にある作動空間に対するオイルの選択的な給排を可能とすることでなされ、この入力部材と出力部材との間において、粘性剪断結合がオイルによって生起されることにより、入力部材から出力部材にトルクが伝達される。作動空間に対するオイルの流入及び流出の少なくとも一方を制御するために、バルブが用いられる。近年のクラッチの構成として、クラッチが切断状態にある間は、入力ロータ（ハウジング内に配設され、一般的に常時トルクが入力される）に取り付けられたリザーバにオイルを蓄えることができるようにすることで、利用可能な運動エネルギをオイル中に維持して、クラッチの外側出力ハウジングの、切断状態からの迅速な接続を可能とすると共に、バルブが作動空間へのオイルの流入を遮断する状態にある間、クラッチが極めて低い速度（例えば、ファン速度）となる出力速度を有することを可能とするものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ロータディスクへのリザーバの取り付けにより、設計の自由度が大幅に制限される。例えば、従来技術の粘性式クラッチの多くは、バルブの制御に使用する磁束回路に関わる制限があり、適切な流体流路や磁束回路を確保しつつ、回転するリザーバに対してバルブの位置を定めるには、難しい問題を伴う。一般的に、所望のトルク負荷に適応すると共に、迅速、効率的、且つ信頼性を持って機能するような、比較的コンパクトで軽量のクラッチ装置の提供を、設計者が探求する場合においても、これらの制約が課されることになる。
【０００４】
このため、既存のものに代わる新たな粘性式クラッチの提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの特徴として、本発明に係る粘性式クラッチは、ロータと、前記ロータを少なくとも部分的に囲むハウジングと、前記ハウジングに相対回転不能に固定された中央軸と、前記ロータに相対回転不能に固定された取付ディスクと、前記ロータと前記ハウジングとの間に形成される作動室と、剪断流体を貯留するリザーバと、電磁石と、前記リザーバと前記作動室との間での剪断流体の流動を選択的に制御するバルブアセンブリと、前記電磁石とアーマチュアとの間で機能するように配置される磁束ガイドとを備える。取付ディスクの少なくとも一部は、ハウジングの外に延設される。バルブアセンブリは、前記電磁石により生成された磁束に応答して選択的に動くことが可能な前記アーマチュアを備え、前記磁束が、前記アーマチュアと前記電磁石との間で磁束回路に沿って伝導される。磁束ガイドは、前記取付ディスクを貫通して延設される。
【０００６】
この発明の概要は、例として提示するものにすぎず、本発明を限定するものではない。本発明の他の特徴は、本明細書、特許請求の範囲、及び添付図面の全体を含め、ここに開示する全てに鑑みて認識され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る粘性式クラッチの断面図である。
【図２】図１の粘性式クラッチの後面斜視図である。
【図３】図１の粘性式クラッチの一部を別の破断面で示し、バルブアセンブリを示す断面図である。
【図４】磁束回路を概略的に示す粘性式クラッチの一部の断面図である。
【図５】粘性式クラッチ用のハウジングのベース及びリザーバを分離した状態で示す斜視図である。
【図６】本発明のもう１つの実施形態に係る粘性式クラッチの後面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
上記の図は本発明のいくつかの実施形態を示すものであるが、以下に言及するように、別の実施形態もまた考えられる。いずれの場合においても、ここに開示するものは、代表的なものとして本発明を提示するものであって、発明を限定するものではない。別の様々な改善や態様が、当業者によって案出され得るが、それらはいずれも本発明の本質の範囲及び趣旨内にあると理解すべきである。図は一定の縮尺で描かれたものでなく、本発明の適用や具現化には、特に図面に明確に示されていない特徴、工程、または構成部材を含み得るものである。
【０００９】
全般的に、本発明は粘性式クラッチに関する。１つの特徴として、本発明は、回転軸を有すると共に、入力ハウジング内にリザーバを有し、当該リザーバにより、作動中の熱の散逸性能の向上を助長することが可能となる粘性式クラッチを提供する。更に、粘性式クラッチは、ロータに固定された外側の取付ディスクを備え、当該取付ディスクは、ロータと同一速度で回転し、出力装置（例えば、ファン）の取り付けを可能にする。ロータと取付ディスクとを固定的に結合するためにハブ部材を設けることが可能である。粘性式クラッチの作動を制御する電磁制御式のバルブアセンブリには、取付ディスクを横切る磁束回路を備えることができる。この磁束回路の複数の部分は、ハブ部材の磁束伝導材料、及び取付ディスクを貫通して挿入された磁束ガイドの少なくとも一方を通って形成することができる。本発明に係るクラッチは、クラッチ作動の応答時間を速くする入力側設置式のリザーバの採用、熱の散逸性能改善を目的とする、外面に近接したリザーバの配置、別個に設けられる軸受機構の個数の削減または最小化、並びに比較的コンパクトな磁束回路及びバルブアセンブリ電磁石の採用等、数多くの効果及び利点が得られる。別の様々な特徴及び利点は、添付の図面を含めてここに開示するもの全てを鑑み、当業者が理解し得るものである。
【００１０】
本出願は、２０１５年１０月５日付で出願された米国特許仮出願第６２／２３７２８６号に基づく優先権を主張するものであり、当該米国特許仮出願の全体が、参照によってここに組み込まれる。
【００１１】
図１は、一実施形態に係る粘性式クラッチ２０の断面図であり、この粘性式クラッチ２０は、軸２２、多数の部材からなるハウジング（即ち、ハウジングアセンブリ）２４、ロータ２６、ハブ２８，取付ディスク３０、バルブアセンブリ３２（図１では部分的にのみ視認可能）、電磁石３４、リザーバ３６、及び作動室３８を備えている。
【００１２】
軸２２は中央「活軸」であり、この中央「活軸」とは、軸２２が回転可能であって、回転の中心軸線によって規定される粘性式クラッチ２０の中心に位置することを意味する。軸２２は、ハウジング２４の少なくとも一部分を貫通し、中心軸線に平行な方向（以下、中心軸線方向）に延び、ハウジング２４の前面または前面近傍にて、ハウジング２４に相対回転不能に固定されている。本実施形態において、軸２２の第１端部２２−１は、少なくとも一部が前方に向けてハウジング２４内へと延設されており、反対側となる軸２２の第２端部２２−２は、ハウジング２４の後面から外側に向けて中心軸線方向に延設されている。軸２２は、粘性クラッ２０全体に対して主たる構造支持体として機能しうるものであり、即ち、主に（または完全に）軸２２によって、粘性式クラッチ２０の質量を支持できるようになっている。軸２２は、少なくとも１つの結合機構２２−３を備えており、この結合機構２２−３は、エンジン（図示せず）の駆動軸等のトルク入力部材に結合可能であって、これにより軸２２は、入力トルクが伝達され、粘性式クラッチ２０の駆動部材、即ち入力部材として作動する。本実施形態において、結合機構２２−３は、内側に雌ねじ部を備えると共に、外側にレンチ係合用の複数の平坦面を備えている。但し、これに代わる実施形態として、個々の用途に対応し、必要に応じて、外側に雄ねじ部や取付用フランジなど、別の適合する取付構造を採用することも可能である。また、本実施形態においては、軸２２を実質的に中実としているが、これに代わる実施形態として、軸２２を中空としたり、または、１以上の内部通路または空所を軸２２に設けることも可能である。
【００１３】
ハウジング２４は、ベース２４−１及びカバー２４−２を備えており、これらベース２４−１及びカバー２４−２は、相対回転不能に互いに固定して結合されている。ハウジング２４は、アルミニウムまたはそれ以外の適切な材料からなる。ベース２４−１及びカバー２４−２の少なくとも一方におけるハウジング２４の外面には、周辺の大気中への熱の散逸を促進するために、複数の冷却フィン２４−３を設けることができる。また、ハウジング２４に沿って（例えば、ベース２４−１とハブ２８との間）、１つ以上のシール４０を設けることにより、粘性式クラッチ２０内に剪断流体を容易に保持することが可能となる。ハウジング２４が軸２２に相対回転不能に固定されているので、ハウジング２４は、軸２２が回転するときには常に回転する。粘性式クラッチ２０に入力されるトルクが軸２２に伝達されると、ハウジング２４は、軸２２に入力されたトルクに応じた入力速度で回転し、回転粘性式クラッチ２０へのトルクの入力があると、常にハウジング２４及び軸２２の双方が回転する状態となる。このように、入力トルクが粘性式クラッチ２０に供給されたときには常に、冷却フィン２４−３がハウジング２４と共に入力速度で回転可能であり、これにより、クラッチが接続されたときにのみ回転する出力部材に冷却フィンを有したものに比べ、熱の散逸を増進させることが可能となる。
【００１４】
本実施形態において、軸２２の第１端部２２−１は、カバー２４−２のセンタースリーブ（またはハブ部）２４−４に取り付けられ（例えば、螺合、圧入、またはそれ以外の適切な結合による）、ベース２４−１は、カバー２４−２によって軸２２に間接的に支持されている。このようにして、ベース２４−１は、ハウジング２４を粘性式クラッチ２０の他の構成部品に対して回転支持するための軸受機構を一切用いずに、片持ち状態または半片持ち状態となる構造を有する。より具体的には、本実施形態において、粘性式クラッチ２０は、ハウジング２４と、ロータ２６、ハブ２８、及び取付ディスク３０のいずれかまたは全てとの間に、軸受機構を一切備えていないが、これに代わる実施形態として、補助的な軸受機構を必要に応じて設けることも可能である。なお、別の実施形態として、センタースリーブ２４−４を省略することも可能であり、軸２２を中心軸線方向に延長し、カバー２４−２に結合するか、またはハウジング２４と軸２２との間に付加された付加的な結合機構に結合することにより、軸２２とハウジング２４との回転不能な結合を行うようにしてもよい。
【００１５】
ロータ２６は、少なくとも一部がハウジング２４内にあり、好ましくはその全体がハウジング２４内にあって、中央開口２６−１を備えたディスク形状とすることができる。ロータ２６は、アルミニウム、またはそれ以外の適切な材料からなる。軸２２及びハウジング２４が、粘性式クラッチ２０のトルク入力部材として作動する際、ロータ２６は、（ハブ２８及び取付ディスク３０と共に）トルク出力部材として作動する。軸２２及びハウジング２４のセンタースリーブ２４−４の少なくとも一方は、ロータ２６に形成された中央開口２６−１を、わずかな径方向ギャップをもって離間した状態で貫通することにより、トルク伝達経路に沿って、軸２２からハウジング２４にトルクを伝達可能となっており、このトルク伝達経路は、粘性式クラッチ２０における粘性剪断結合とは独立し、作動室３８から離間した位置で作動室３８とは関わりなく、中央開口２６−１を貫通し、ロータ２６を中心軸線方向に横切るものとなっている。また、このトルク伝達経路は、直接的なトルク伝達経路（即ち、不変で、滑りのない、または恒久的に結合されたトルク伝達経路）である。
【００１６】
作動室３８は、ロータ２６とハウジング２４との間に形成される（そして、両者間で機能するように配置されている）。作動室３８は、ロータ２６の両面に延設することが可能である。後に詳述するように、作動室３８への剪断流体の選択的な導入により、粘性剪断結合を生じさせることで、粘性式クラッチ２０を接続し、作動室３８における剪断流体の容量に応じてトルク伝達の度合いを変更可能としながら、ハウジング２４とロータ２６との間でのトルク伝達を行うことが可能となる。ロータ２６及びハウジング２４には、公知技術と同様に、同心状に形成された環状リブ、環状溝、及びそれ以外の適切な構造の少なくともいずれかを設けることにより、作動室３８に沿って表面積を増大させ、作動室３８内に剪断流体が存在するときの剪断結合を助長することが可能である。更に、ロータ２６には、後に詳述するように、作動室３８からリザーバ３６へと、概ね径方向に延設された流体戻し通路２６−２を設けることができる。
【００１７】
ハブ２８は、全体的に中心軸線方向に延設されたスリーブ状の部材であって、種々のクラッチ構成部品の構造的な支持、トルク伝達経路の形成、及び磁束回路の一部の形成を含む様々な機能に寄与している。ロータ２６は、ハブ２８に相対回転不能に固定され、更にハブ２８が、取付ディスク３０に相対回転不能に固定されており、この取付ディスク３０が、粘性式クラッチ２０の出力部材として作動する。ハブ２８は、中央開口２６−１、または当該中央開口２６−１の近傍でロータ２６に取り付けられる。更に、ハブ２８は、軸受機構４２によって軸２２に相対回転可能に支持されている。本実施形態において、ハブ２８は、わずかな径方向ギャップをもって離間した状態で、軸２２の第１端部２２−１及びハウジング２４のセンタースリーブ２４−４を取り囲んでいる。また、本実施形態において、ハブ２８は、１以上の径方向の段差が形成された段付き形状を有することにより、一端側の前端部２８−１が、他端側の後端部２８−２よりも小さい径を有している。本実施形態において、軸受機構４２は、複列軸受として構成され、軸２２及びハブ２８の後端部２８−２と直に接した状態で、ハウジング２４の中心軸線方向後方となる位置に配置されており、ハブ２８の段付き形状は、径方向の寸法が、この軸受機構４２を収容可能な大きさとなっている。軸受機構４２は、中心軸線方向における位置が、取付ディスク３０とそろえられている。このような軸受機構４２の配置により、ハブ２８が、軸２２及びハウジング２４（特にセンタースリーブ２４−４）に対し、ロータ２６を片持ち状態の構造で支持可能となる。従って、本実施形態においては、ロータ２６またはハブ２８の前端部２８−１そのものに中心軸線方向の位置をそろえた軸受機構がない。しかしながら、上記のように、取付ディスク３０と軸受機構４２との位置をそろえることにより、軸受機構４２に対する比較的高い出力負荷を均衡させることが可能となり、これにより、軸受の寿命の長期化が助長される。なお、図に示して上述したハブ２８の具体的な構成は、単に一例として示すものであり、これに限定されるものではない。例えば、別の実施形態として、ハブ２８の一部が、ロータ２６と一体をなすか、または別の形状（例えば、段のない形状）を有するようにしてもよいし、必要に応じ、更なる軸受機構をロータ２６に近接して設けるようにしてもよい。後に詳述するように、ハブ２８は、磁束回路の一部として機能するために、鋼などの強磁性材料のような、適切な磁束伝導材料で形成することができる。
【００１８】
取付ディスク３０は、ハブ２８に相対回転不能に固定されており、ハブ２８により、ロータ２６と取付ディスク３０との間での回転の伝達が可能な結合（例えば、不変のまたは直接的な回転トルク結合）が行われ、取付ディスク３０が、ロータ２６と同一速度（例えば、出力すべり速度）で一緒に回転可能となる。取付ディスク３０には、ファン等の出力装置４４を結合し、相対回転不能に固定することが可能である。取付ディスク３０はハウジング２４の後面、または当該後面の近傍に配置することが可能であり、取付ディスク３０の少なくとも一部は、ハウジング２４の外に延在する。このような構成により、出力装置４４を後方側に取り付けることが可能となり、出力装置４４がファンである実施形態にあっては、粘性式クラッチ２０の後方（即ち、粘性式クラッチ２０と軸２２が取り付けられた箇所との間）にファンを配置することが可能となる。本実施形態では、取付ディスク３０が、ロータ２６と実質的に平行に配置されると共に、ハウジング２４のベース２４−１の分だけロータ２６から離間した位置にあるため、取付ディスク３０は、電磁石３４とハウジング２４との間に位置する。換言すれば、ロータ２６及び取付ディスク３０の各々は、中心軸線方向に離れて互いに平行な面上に配置することができる。また、取付ディスク３０は、中心軸線方向において、バルブアセンブリ３２と電磁石３４との間に配置することが可能である。更に、ハブ２８の後端部２８−２は、取付ディスク３０の後方に向けて中心軸線方向に延設することが可能であり、後に詳述するように、磁束を伝導しやすくすることができる。
【００１９】
図２は、粘性式クラッチ２０と、取り付けられた出力装置４４（簡略化のため、ファンブレードは示さず、ファン用の環状ハブとして図示）とを示す後面斜視図である。本実施形態において、取付ディスク３０は、本体部３０−１及び複数のアーム３０−２を有している。本体部３０−１は、環状をなして径方向内側に位置する一方、アーム３０−２は、本体部３０−１から径方向外方に向けて延設されている。アーム３０−２は、周方向に等間隔で配置するなどして互いに離間して設けられるクモの脚状の延長部である。各アーム３０−２は、先端部分の方が径方向内側の部分よりも薄くなるように切り欠かれることにより、案内部３０−３が形成されており、出力装置４４の取り付けを容易にしている。アーム３０−２及び本体部３０−１の少なくとも一方には、出力装置４４の固定に使用する固定具を受容するのに適合した固定具用開口が設けられている。取付ディスク３０は、アルミニウム、またはそれ以外の適切な材料からなる。なお、好ましい実施形態として、取付ディスク３０は、粘性式クラッチ３０における磁束回路に混乱が生じないようにするため、強磁性材料から形成されるものではない。
【００２０】
一実施形態として、取付ディスク３０と出力装置４４との間には、１つまたは複数の通気孔４６を設けることが可能である。図１及び図２に示すように、通気孔４６は、隣り合うアーム３２−２間で、且つ本体部３０−１と出力装置４４の内側縁部との間に設けることが可能である（少なくとも一部の適用例において、出力装置４４の内側縁部は、案内部３０−３に位置が合わせられている）。本実施形態において、通気孔４６は、少なくとも一部が、取付ディスク３０において周方向に離間したアーム３０−２の間に位置する切欠によって形成され、出力装置４４は、取付ディスク３０の切欠の内側縁部における径よりも大きな内径を有する。通気孔４６により、粘性式クラッチ２０を巡る大気の循環を改善することが可能となり、より具体的には、取付ディスク３０及び出力装置４４の位置で中心軸線方向に横切る空気の流れを促進することができる。例えば、通気孔４６は、径方向の位置をリザーバ３６と同等として、ハウジング２４におけるベース２４−１の内径寄りに配置することにより、リザーバ３６内にある剪断流体からの熱の散逸が促進されると共に、径方向における冷却フィン２４−６のかなりの部分（または全体）に沿って増加された空気流を得ることができる。これに代えて、出力装置４４の径方向内側部分に、通気孔４６を形成するための径方向凹部や切欠（図示せず）を設けてもよい。取付ディスク３０は、一体部材として製造（例えば、鋳造）してもよいし、別の実施形態として、複数の部材からなる組立体としてもよい。更に、取付ディスク３０は、速度センサ（図示せず）用の１つまたは複数の検出対象体を保持するようにして、粘性式クラッチ２０の出力速度の検出を容易にすることも可能である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、電磁石３４は、当該電磁石３４を選択的に励磁して磁束を発生させることにより、バルブアセンブリ３２の制御、及びそれに伴う粘性式クラッチ２の係合度合いの制御を可能にするために設けられている。本実施形態において、電磁石３４は、粘性式クラッチ２０の後方側で、軸２２の一部を取り囲むように配置された電磁コイル（即ち、ソレノイド）である。より具体的には、取付ディスク３０と軸２２の第２端部２２−２との間に、電磁石３４を配置することができる。電磁石３４を形成するコイルは、磁束伝導性を有したハウジング内に、公知の方法によって組み込まれた巻回ワイヤを有する。図２に示すように、電源及び電子コントローラに接続するための電線接続アセンブリ４８は、電磁石３４を相対回転不能に固定する拘束帯、ブラケット、またはそれ以外の適切な部材を備えており、粘性式クラッチ２０の後方側で、取付ディスク３０（及び出力装置４４）の後方に設けることができる。また、電磁石３４を相対回転可能に軸２２に取り付けるための軸受機構５０を設けることが可能である。電磁石３４が、軸受機構５０を介してのみ軸２２に取り付けられているので、電磁石３４を比較的小さくすることが可能となり、粘性式クラッチ２０全体の重量低減の一助となる。
【００２２】
図３は、粘性式クラッチ２０の一部を、図１とは異なる破断面で示す断面図であって、バルブアセンブリ３２の詳細を示している（図１での破断面は、バルブアセンブリ３２の全ての構成部品を通過していない）。簡略化のため、図３には出力装置４４が示されていない。粘性式クラッチ２０の出力側部材（例えば、ロータ２６、ハブ２８、及び取付ディスク３０）は、電磁石３４の選択的な励磁によって制御可能なバルブアセンブリ３２を用い、作動室３８内にある剪断流体の量を制御することにより、所望のすべり速度で、入力側部材（例えば、軸２２及びハウジング２４）に対して選択的に接続することが可能である。バルブアセンブリ３２は、ハウジング２４に取り付け可能であり、より具体的には、ベース２４−１に取り付け可能である。一実施形態において、バルブアセンブリ３２は、バルブ素子３２−１、制御ロッド３２−２、及びアーマチュア３２−３を備える。更に、アーマチュア３２−３の動きを制限するためのストッパ３２−４を設けることができる。また、ストッパ３２−４は、磁束を伝導するために磁束伝導材料で形成することが可能である。ハウジング２４（例えば、ベース２４−１の外面）には、ポケット（または凹所）２４−５を設け、アーマチュア３２−２等、バルブアセンブリ３２の構成部品を収容して保護することができる。
【００２３】
作動中、電磁石３４からの磁束により、アーマチュア３２−３を移動（例えば、並進運動）させることができ、この結果、アーマチュア３２−３が、制御ロッド３２−２を移動（例えば、並進運動）させ、更に、制御ロッド３２−２が、バルブ素子３２−１を動かす（例えば、揺動）。バルブ素子３２−１は、閉位置にあるときに、リザーバ３６からの剪断流体の流出を制限または阻止することができる。一実施形態として、バルブ素子３２−１は、既定位置となる開位置に機械的に付勢されており、電磁石３４の励磁により、バルブ素子３２−１を閉位置に移動させるようになっている。例えば、バルブ素子３２−１には、電磁石３４が非励磁状態にあるときに、既定位置として所望の位置（例えば、開位置）に機械的にバルブ素子３２−１を付勢する付勢要素（例えば、板ばね）を設けることができる。本実施形態の場合、バルブ素子３２−１は、一体的な板ばね部を備えているが、これに代わる実施形態として、アーマチュア３２−３、制御ロッド３２−２、またはバルブ素子３２−１に係合する別体のばね等、別個の付勢部材を設けてもよい。一実施形態において、バルブアセンブリ３２の作動は、通常の譲渡がなされた国際特許出願である国際公開第２０１４／０４７４３０号に記載されたものと同様である。但し、本明細書で開示するバルブアセンブリ３２の具体的な構成は、単に例として提示するものであって、これに限定されるものではない。これに代わる実施形態として、揺動または回転する要素を備えたバルブや、流体戻し通路２６−２を選択的に塞ぐバルブ等、別の様々な形式のバルブ構造を適用することが可能である。
【００２４】
電磁石３４からバルブアセンブリ３２のアーマチュア３２−３に至り、その後、電磁石３４に戻るように磁束を伝導するため、粘性式クラッチ２０によって磁束回路が形成される。図４は、磁束回路を概略的に表す、粘性式クラッチ２０の一部の斜視断面図であり、矢印は、磁束回路に沿って伝導される磁束がたどる経路を示している。なお、図４は、バルブアセンブリ３２が「開」となるアーマチュア３２−３の位置を示す一方、図３は、バルブアセンブリ３２が「閉」となるアーマチュア３２−３の位置を示している。
【００２５】
図１、図３、及び図４に示すように、磁束回路の全体は、概ね２つの軸受機構４２，５０より外側に位置させることが可能であり、これは断面で見たときに、これら軸受機構４２，５０の各々が、磁束回路のたどる経路よりも径方向内側に位置しており、これら軸受機構４２，５０が、磁束回路によって取り囲まれていないということになる（但し、磁束回路のいくつかの部分は、これら軸受機構４２，５０の何れかの、径方向で最も外側の部分よりも、径方向内方まで延びる場合がある）。本実施形態において、磁束回路は、電磁石３４を起点とし、３つの磁束ガイド５２，５４，５６を通ってアーマチュア３２−３及びストッパ３２−４に至った後、ハブ２８の一部、更にはもう１つの磁束ガイド５８を経て、最終的に電磁石３４に戻る。ハブ２８において、磁束は、概ね、後端部２８−２といったハブ２８の一部のみを通って伝導され、ハブ２８の磁束伝導部分が、取付ディスク３０を中心軸線方向に横切っている。これに代わる実施形態として、磁束回路における磁束伝導部材のいくつかは、別個の異なる部材とはせずに一体化することが可能であり、これに代わる実施形態として、いくつかの磁束伝導部材（いくつかの磁束ガイド等）を省略することも可能である。
【００２６】
磁束回路は、粘性式クラッチ２０において互いに相対回転可能な構成部材の間に存在する数多くのエアギャップを横切る。電磁石３４と磁束ガイド５２との間の第１磁束回路エアギャップは、実質的に径方向に配置することが可能である。電磁石３４の磁束伝導性ハウジングにおいて中心軸線方向に延設された外側縁部は、第１磁束回路エアギャップを実質的に径方向に位置させることを可能とするものである。磁束ガイド５２と磁束ガイド５４とは、互いに接した状態とすることが可能であり、これら２つの磁束ガイド５２，５４の間にエアギャップは存在しない。磁束ガイド５４と磁束ガイド５６との間の第２磁束回路エアギャップ、及び磁束ガイド５６とアーマチュア３２−３との間の第３磁束回路エアギャップの各々は、実質的に径方向に配置することが可能である。また、アーマチュア３２−３とストッパ３２−４との間の第４磁束回路エアギャップも、実質的に径方向に配置することが可能であるが、電磁石３４が励磁され、アーマチュア３２−３がストッパ３２−４に当接する最大限度まで移動すると、これらアーマチュア３２−３とストッパ３２−４とが直に物理的に接するため、第４磁束回路エアギャップは基本的に消滅することになる。また、ストッパ３２−４とハブ２８との間の第５磁束回路エアギャップも、実質的に径方向に配置することが可能である。最後に、ハブ２８の後端部２８−２と磁束ガイド５８との間の第６磁束回路エアギャップも、実質的に径方向に配置することが可能である。また、磁束ガイド５８は、電磁石３４及び電磁石３４と組み合わされる軸受機構５０の軸２２への物理的な固定を補助する役割があり、電磁石３４の一部に対し、間接的に物理的接触ができるようになっており、これら磁束ガイド５８と電磁石３４との間にエアギャップは存在しない。電磁石３４の磁束伝導性ハウジングにおける段付き形状で中心軸線方向に延設される内側縁部は、磁束ガイド５８のためのスペースの形成に寄与すると共に、第６磁束回路エアギャップを実質的に径方向に配置することを可能とする上で役に立つ。磁束回路エアギャップの大部分または全てを径方向に配置することは、効率的な磁束の伝導における効率向上の一助となり、通常、径方向に配置される磁束回路エアギャップは、軸線方向に配置される磁束回路エアギャップよりも好適である。一般的に、エアギャップの全てを、可能な限り小さくすることが望ましい。
【００２７】
４つの磁束ガイド５２，５４，５６，５８の各々は、適切な磁束伝導材料で形成され、好ましくは強磁性材料（例えば、鋼）からなる。これら磁束ガイド５２〜５８の使用により、粘性式クラッチ２０が作動する上で適切な磁束伝導を依然として可能としながら、粘性式クラッチ２０の幾つかの構成部品については、良好な磁束伝導体ではないアルミニウム等の高い熱伝導性材料の使用が可能となる。更に、それぞれが別体の磁束ガイドや、それ以外の別体の磁束伝導性構成部品（磁束の伝導に加えて、別の機能も有する）は、非磁束伝導材料（または磁束伝導性の低い部材）で囲まれている場合があるが、これら別体の磁束ガイドや、それ以外の別体の磁束伝導性構成部品の使用により、比較的明確に画成されると共に、渦電流または磁束経路の短絡のような望ましくない影響を抑制した効率的な磁束伝導経路を得ることが可能となる。
【００２８】
本実施形態では、磁束ガイド５２は、取付ディスク３０の後面、具体的には、本体部３０−１の後面に沿って配置される。磁束ガイド５２は、概ね径方向に延設され、取付ディスク３０に係止する段付き形状を有するようにすることができる。磁束ガイド５２は、取付ディスク３０に相対回転不能に固定されている。第１磁束回路エアギャップにより、磁束ガイド５２と電磁石３４とが離間している。
【００２９】
磁束ガイド５４は、取付ディスク３０に取り付けられるか、または埋め込まれており、ハブ２８及び軸２２から径方向外方に離間した位置であると共に、電磁石３４から径方向外方に離間した位置において、取付ディスク３０の前面から後面にかけて、取付ディスク３０を完全に貫通して設けることができる。例えば、磁束ガイド５４は、鋳造プロセスにおいて取付ディスク３０に埋め込まれるインサートとすることができる。磁束ガイド５８の少なくとも一部分は、アーマチュア３２−３及び磁束ガイド５６よりも径方向外方に配置することが可能である。磁束ガイド５４は、取付ディスク３０に相対回転不能に固定される。本実施形態において、磁束ガイド５４は、環状部５４−１と、１つ以上のタブ５４−２とを備えている。環状部５４−１は、取付ディスク３０の前面に配置可能であり、径方向に延びる部分と、取付ディスク３０から中心軸線方向前方に突出する部分とを備えている。タブ５４−２は、環状部５４−１から（例えば、環状部５４−１の径方向に延在する部分から）中心軸線方向（例えば、後方）に延び、取付ディスク３０の後面から突出するように設けることができる。所望の数のタブ５４−２を設けることが可能であり、複数のタブ５４−２を設ける場合には、これらタブ５４−２を、周方向に沿って等間隔に配置することができる。タブ５４−２は、磁束ガイド５２に物理的に接することが可能であるが、これに代えて、可能な限り小さな径方向エアギャップで磁束ガイド５２から離間するようにしてもよい。
【００３０】
磁束ガイド５６は、ハウジング２４に相対回転不能に固定され、より具体的には、ポケット２４−５、または当該ポケット２４−５の近傍で、ベース２４−１に相対回転不能に固定されている。本実施形態の場合、磁束ガイド５６は、径方向外側に位置するポケット２４−５の周面部分に配置されている。磁束ガイド５６は、磁束ガイド５４に隣接して配置され、第２磁束回路エアギャップをもって磁束ガイド５４から離間している。更に、磁束ガイド５６は、アーマチュア３２−３にも隣接して配置され、第３磁束回路エアギャップをもってアーマチュア３２−３から離間している。本実施形態の場合、磁束ガイド５６は、径方向において、アーマチュア３２−３と磁束ガイド５４の環状部５４−１との間に配置されており、更に、環状部５４−１の一部に対し、中心軸線方向にオーバラップしている。
【００３１】
アーマチュア３２−３は、軸線方向に並進運動可能な板状片である。アーマチュア３２−３は、ポケット２４−５上、または当該ポケット２４−５内に配置することができる。本実施形態において、ストッパ３２−４は、概ねＴ字状の形状であって、中心軸線方向前方に延びてアーマチュア３２−３の中央開口を貫通可能な部分と、径方向外方に延びる部分であって、電磁石３４が励磁されることによりアーマチュア３２−３を「閉」位置に移動させたときに、アーマチュア３２−３に当接し、当該アーマチュア３２−３の動きを阻止する部分とを有する。いくつかの状態では、第４磁束回路エアギャップをもって、アーマチュア３２−３とストッパ３２−４とが離間するが、電磁石３４が励磁されたときの磁気吸引により、アーマチュア３２−３がストッパ３２−４に物理的に接する状態となったときには、第４磁束回路エアギャップが実質的に消滅する。一実施形態として、アーマチュア３２−３は、全ての位置で、ストッパ３２−４の少なくとも一部（例えば、ストッパ３２−４の中心軸線方向前方に延びる部分）に対し、中心軸線方向にオーバラップするようにして、磁束を伝導しやすくすることが可能である。
【００３２】
更に、粘性式クラッチ２０には、防護壁６０を設けることができる。アーマチュア３２−３は、粘性式クラッチ２０の外側に配置され、ハウジング２４と取付ディスク３０との間で外部環境に晒されるため、アーマチュア３２−３を異物から保護する必要がある。このようなアーマチュア異物保護は、ハウジング２４のポケット２４−５に沿って防護壁６０を配置し、異物遮蔽部材として機能させることで達成することが可能である。防護壁６０は、アーマチュア３２−３の作動に対する影響を避けると共に、磁気により操作されるアーマチュア３２−３の応答時間に悪影響を及ぼす可能性のある望ましくない渦電流の発生の回避を容易にするために、非磁性材料とすべきである。図１、図３、及び図４に示す実施形態において、防護壁６０は、ハウジング２４に保持されてハウジング２４に対し相対回転不能に固定された、概ね平坦なディスクであり、ストッパ３２−４に当接し、アーマチュア３２−３の後側において磁束ガイド５６まで延びている。
【００３３】
既に述べたとおり、バルブアセンブリ３２は、リザーバ３６と作動室３８との間での剪断流体の流れを選択的に制御する。リザーバ３６は、ハウジング２４の外面または内部、より具体的には、ハウジング２４のベース２４−１内に設けることが可能であり、リザーバ３６の仕切壁３６−１を、ハウジング２４に取り付けて保持することにより、剪断流体の保持を容易にして、粘性式クラッチ２０の他の部分からリザーバ３６を隔離する境界を形成することができる。仕切壁３６−１は、粘性式クラッチ２０の内部に設けることが可能であって、ロータ２６に対向するように配置することが可能である。剪断流体は、粘性式クラッチ２０を接続する必要がないとき、リザーバ３６に蓄えておくことができる。本実施形態において、リザーバ３６は、ハウジング２４によって保持されているため、リザーバ３６及び内部に収容された剪断流体はいずれも、ハウジング２４と共に回転する。このようにして、軸２２及びハウジング２４が粘性式クラッチ２０の入力部材として作動する際、リザーバ３６は、粘性式クラッチ２０にトルク入力があるときには常に入力速度で回転し、ハウジング２４に保持されたリザーバ３６内の剪断流体に運動エネルギを付与することにより、比較的迅速なクラッチ係合応答時間を得る一助となる。更に、リザーバ３６が、粘性式クラッチ２０における外側の構成部品であるハウジング２０に保持されているので、リザーバ３６及びその内部に収容された剪断流体は、周囲の大気及びフィン２４−３の両方に物理的に近接した位置にあり、これにより、内側のクラッチ構成部品（ロータ等）に取り付けられ、または当該クラッチ構成部品に保持されたリザーバを有するものに比べ、熱の散逸が促進される。
【００３４】
図５は、ハウジング２４のベース２４−１及びリザーバ３６を含む、粘性式クラッチ２０の一部を、分離した状態で示す斜視図である。図５に示すように、リザーバ３６の境界部分に沿って流出ポート３６−２が形成されており、剪断流体をリザーバ３６から流出させて作動室３８に供給できるようになっている。本実施形態の場合、流出ポート３６−２は、仕切壁３６−１に形成されている。流出ポート３６−２は、バルブアセンブリ３２のバルブ素子３２−１によって選択的に開閉され、これにより、リザーバ３６から流出して作動室３８に供給される剪断流体の量を調整し、粘性式クラッチ２０のすべり速度を制御することができる。
【００３５】
粘性式クラッチ２０の作動中、剪断流体は、流体戻し通路２６−２を介し、作動室３８からリザーバ３６へと継続的に戻される。図示の実施形態の場合、流体戻し通路２６−２は、ロータ２６内を通っているが、これに代わる実施形態として、ハウジング２４（例えば、カバー２４−２）内に設けるようにしてもよい。作動室３８内には、流体戻し通路２６−２に近接して、先行技術で知られているように堰または流動調整部材を配置し、リザーバ３６に戻す剪断流体の汲み出しを容易にすることが可能である。
【００３６】
本発明のもう１つの特徴として、粘性式クラッチがしばらく不作動であった後に回転入力を受けた場合の、いわゆる「モーニングシックネス」現象の抑制または防止を容易にするという特徴がある。「モーニングシックネス」現象は、アイドル状態（即ち、入力トルクのない状態）の間に作動室に戻ってくる剪断流体に関わるものであり、入力トルクを受けた際に、剪断流体をリザーバに戻すことができるようになるまでの短時間に、粘性式クラッチが一時的に接続されるというものである。粘性式クラッチ２０にとっては、粘性式クラッチ２０が長い期間に亘って使用されないときに、リザーバ３６内に流体を留めておくか、もしくは作動室３８から流体を排出しておくのが望ましい。
【００３７】
リザーバ３６内には、３６０°未満（例えば、約１８０°）の角度範囲に亘って延設された円弧状壁７０−１によって、アキュムレータ室７０が形成されている。更に、径方向に延びる壁７０−２及び壁７０−３をリザーバ３６に設け、円弧状壁７０−１の両端、または当該両端の近傍等の、リザーバ３６内における剪断流体の流動を妨げるようにすることができる。粘性式クラッチ２０がアイドル状態にあるとき、剪断流体の少なくとも一部をアキュムレータ室７０内に留めることができるようにして、モーニングシックネス現象を抑制する一助とすることができる。
【００３８】
リザーバ３６の径方向内側には、もう１つのアキュムレータ室７２を形成することが可能であり、このアキュムレータ室７２は、壁７２−１（例えば、円周壁）によってリザーバ３６から隔離されている。流体戻し通路２６−１は、作動室３８からアキュムレータ室７２に剪断流体を供給可能であって、アキュムレータ室７２には、径方向に指向された単一のポート７２−２を壁７２−１に設けることが可能であり、このポート７２−２は、アキュムレータ室７２からリザーバ３６への剪断流体の流動を可能とするものである。粘性式クラッチ２０がアイドル状態にあるときには、アキュムレータ室７２内に剪断流体の少なくとも一部が留まって、モーニングシックネス現象を抑制する一助となる。なお、別の実施形態として、アキュムレータ室７０を用いずにアキュムレータ室７２を用いることが可能であり、また、２つのアキュムレータ室７０，７２のいずれかを用いないようにすることも可能である。
【００３９】
これに代わる実施形態として、米国特許仮出願第６２／２３７２８６号に開示されているような戻り防止バルブ、即ちモーニングシックネス防止バルブ、及び米国特許仮出願第６２／２６２５６５号に開示されているような、戻り防止アキュムレータアセンブリの少なくとも一方を、粘性式クラッチ２０が備えるようにしてもよい。
【００４０】
図６は、もう１つの実施形態に係る粘性式クラッチ２０’の後面斜視図である。粘性式クラッチ２０’は、上述した粘性式クラッチ２０と同様に構成することができる。但し、図６に示すように、粘性式クラッチ２０’は、ハウジング２４の外側に湾曲冷却フィン２４−３’を備えている。この湾曲冷却フィン２４−３’は、ハウジング２４の回転方向に対し、径方向外方ほど後方に向けて湾曲していくようになっている（図６において粘性式クラッチ２０’の後面から見た場合、ハウジング２４の回転方向は反時計方向である）。ハウジング２４（及び軸２２）が粘性式クラッチ２０’の入力部材として作動し、トルク入力があると常に入力速度で回転するので、冷却フィン２４−３’によってより多くの空気が送り出されることになり、従って、従来技術のように、ロータに入力されて、ハウジングフィンを有したハウジングから出力することで、ハウジングフィンが入力速度より低い出力速度で回転することが多い（または、クラッチが接続されていないときには全く回転しない）クラッチに比べ、粘性式クラッチ２０’はパワーを消費するものとなる。回転方向に対して後方に向けて湾曲していく冷却フィン２４−３は、放熱のための表面積を比較的大きく維持しつつ、ポンプ損失を抑制する一助となる。このような構成は、従来のものが、クラッチの冷却フィンを、回転方向に対し、径方向外方ほど前方に向けて湾曲していくように形成して、空気をかき集める効果を増大させると共に、送り出す空気の量を増大させているのに対し、粘性式クラッチ２０’は、回転方向に対して前方に向けて湾曲していく冷却フィンに伴うポンプ損失（及び、それに伴うエネルギ消費量の増加）を招くことなく、効果的な冷却を行うことができる点で、独特のものとなっている。図６においては、ベース２４−１の湾曲冷却フィン２４−３’のみが明確に視認可能であるが、このような湾曲冷却フィン２４−３’は、カバー２４−２にも設けることが可能である。
【００４１】
上述したような本発明の粘性式クラッチの構成は、数多くの利益及び利点を提供する。例えば、この粘性式クラッチは、出力速度またはすべり速度（当該速度は、入力速度よりも大幅に遅くなる可能性がある）でしか回転しない出力部材に冷却フィンを設けた従来技術のクラッチ構成と比較して、粘性式クラッチを横切る空気流が、より多く得られる。また、粘性式クラッチの外側部品であるハウジングにリザーバを配置することにより、粘性式クラッチのロータまたはそれ以外の内側構成部材に配置されたリザーバを有する従来技術の粘性式クラッチよりも、熱を周囲の大気中に散逸させるための経路の熱抵抗を、より低いものとすることができる。また、入力速度で回転する構成部品に流体リザーバを配置することにより、作動室への比較的迅速な剪断流体の放出が可能であるという利点が維持される。更に、本発明の磁束回路の構成により、比較的小さい電磁石（例えば、電磁コイル）によって作動可能な、比較的効率的でコンパクトな磁束経路を提供しつつ、エアギャップの大部分または全てを、径方向に配置されたエアギャップとすることが可能となる。更にまた、本発明の粘性式クラッチのバルブアセンブリは、アーマチュアのような可動部品に対する異物保護を行うことが可能である。比較的少ない軸受機構の使用は、故障の可能性のある箇所を減らすための一助となる。そして更に、本発明の粘性式クラッチは、比較的コンパクト且つ比較的小さな重量とすることができる。
【００４２】
［可能性のある実施形態の検討］
以下は、本発明の可能性のある態様についての、非排他的な記載である。
【００４３】
粘性式クラッチは、ロータと、前記ロータを少なくとも部分的に囲むハウジングと、前記ハウジングに相対回転不能に固定された中央軸と、前記ロータに相対回転不能に固定され、少なくとも一部が前記ハウジングの外に延設される取付ディスクと、前記ロータと前記ハウジングとの間に形成される作動室と、剪断流体を貯留するリザーバと、電磁石と、前記リザーバと前記作動室と間での剪断流体の流動を選択的に制御するバルブアセンブリであって、前記電磁石により生成された磁束に応答して選択的に動くことが可能なアーマチュアを備え、前記磁束が、前記アーマチュアと前記電磁石との間で磁束回路に沿って伝導されるバルブアセンブリと、前記電磁石と前記アーマチュアとの間で機能するように配置され、前記取付ディスクを貫通して延設される磁束ガイドとを具備する。
【００４４】
直前の段落に述べた粘性式クラッチは、以下に示す特徴、構成、及び付加的部材のうちのいずれか１以上を、付加または置き換えにより選択的に備えることが可能であって、
前記ロータ及び前記取付ディスクの両方に相対回転不能に固定されたハブを備え、
前記ハブは、磁束伝導材料で形成することが可能であって、前記バルブアセンブリの前記磁束回路は、前記ハブを通過することが可能であり、
前記中央軸は、前記ハウジングの後面から中心軸線方向に延設可能であって、前記取付ディスクは、前記ハウジングの前記後面の近傍で、前記中央軸を取り囲むことが可能であり、
前記中央軸は、前記ロータの中央開口を通過して前記作動室から離間した位置にある直接的なトルク伝導経路により、前記ハウジングに結合可能であり、
前取付ディスクは、前記ロータに対して実質的に平行に配置可能であり、
前記取付ディスクは、複数の径方向延設アームを備えることが可能であって、前記径方向延設アームは、出力装置を前記径方向延設アームに取り付け可能とする取付機構を有すると共に、取り付けられた前記出力装置の中央部分において、互いに隣り合う前記径方向延設アームの間に空気の流動を許容する開口を有することが可能であり、
前記リザーバはハウジングによって保持可能であり、
前記バルブアセンブリの前記アーマチュアに隣接して配置され、異物遮蔽部材を形成する防護壁を備え、
前記リザーバから前記作動室への剪断流体の戻りを制限するように構成されたアキュムレータ室を備え、
前記バルブアセンブリは、前記アーマチュアの動きに応じて揺動するように構成されたバルブ素子を更に備え、前記バルブ素子は、既定位置に機械的に付勢可能であって、前記バルブ素子は、前記リザーバの流出孔を選択的に開閉するように構成可能であり、
前記磁束ガイドは、環状部と、中心軸線方向に突設された複数のタブとを備えることが可能であり、
前記磁束ガイドは、前記取付ディスクに相対回転不能に固定可能であり、或いは、
前記ハウジングの外側に配置された複数の冷却フィンを備え、前記冷却フィンは、前記ハウジングの回転方向に対し、後方に向けて湾曲していく湾曲形状を有するようにすることが可能である。
【００４５】
粘性式クラッチアセンブリは、ロータと、前記ロータを少なくとも部分的に囲むハウジングと、前記ハウジングに相対回転不能に固定された中央軸と、前記ロータに相対回転不能に固定され、少なくとも一部が前記ハウジングの外に延設される取付ディスクと、前記ロータ及び前記取付ディスクの両方に相対回転不能に固定されたハブと、前記ハブを前記中央軸に相対回転可能に支持する軸受機構と、前記ロータと前記ハウジングとの間に形成される作動室と、剪断流体を貯留するリザーバと、電磁コイルと、前記リザーバと前記作動室との間での剪断流体の流動を選択的に制御するバルブアセンブリであって、前記電磁コイルにより生成された磁束に応答して選択的に動くことが可能なアーマチュアを備え、前記磁束が、前記電磁コイルと前記アーマチュアとの間で磁束回路に沿って伝導され、前記磁束回路が、前記取付ディスクを中心軸線方向に横切る前記ハブの磁束伝導部を通って形成されるように構成されるバルブアセンブリとを備える。
【００４６】
直前の段落に述べた粘性式クラッチアセンブリは、以下に示す特徴、構成、及び付加的部材のうちのいずれか１以上を、付加または置き換えにより選択的に備えることが可能であって、
前記電磁コイルと前記アーマチュアとの間に延設されて、前記取付ディスクを中心軸線方向に貫通可能な磁束ガイドを備え、
前記軸受機構は、前記ハブ及び前記取付ディスクの両方に、直に接することが可能であり、
前記中央軸は、前記ハウジングの後面から中心軸線方向外方に延設可能であり、
前記取付ディスクは、前記ハウジングの前記後面に隣接して前記中央軸を取り囲むことが可能であり、
前記中央軸は、前記ハブの少なくとも一部を中心軸線方向に通過可能であり、
前記中央軸は、前記ハウジングの前面にて前記ハウジングに取り付け可能であり、
前記取付ディスクは、前記ロータに対して実質的に平行に配置可能であり、
前記リザーバは、前記ハウジングによって保持可能であり、
前記リザーバから前記作動室への剪断流体の戻りを制限するように構成されたアキュムレータ室を備え、
前記軸受機構は、前記磁束回路よりも径方向内側に配置可能であり、或いは、
前記取付ディスクは、前記ハウジングと前記電磁コイルとの間に配置可能である。
【００４７】
粘性式クラッチの使用方法は、前記粘性式クラッチの中央軸にトルク入力を伝達し、前記トルク入力により、前記中央軸に取り付けられたハウジングを回転させる工程と、電磁石を励磁し、前記粘性式クラッチ内の作動室にある剪断流体の量を制御するバルブアセンブリを作動させる工程と、前記電磁石と前記バルブアセンブリとの間で磁束回路に沿って磁束を伝導する工程と、前記作動室にある剪断流体の量に応じて出力ロータにトルクを伝達する工程と、前記出力ロータにトルクが伝達されたとき、ハブを介して前記出力ロータに相対回転不能に固定された取付ディスクを回転させる工程であって、前記取付ディスクの少なくとも一部が前記ハウジングの外に位置している工程と、前記磁束が前記磁束回路に沿って伝導されるとき、前記取付ディスクを中心軸線方向に横切って前記磁束を通過させる工程とを備える。
【００４８】
直前の段落に述べた方法は、以下に示す特徴、構成、及び付加的工程のうちのいずれか１以上を、付加または置き換えにより選択的に備えることが可能であって、
前記磁束は、前記取付ディスクを貫通する磁束ガイド挿入体を介し、前記取付ディスクを中心軸線方向に横切ることが可能であり、或いは、
前記磁束は、前記ハブの磁束伝導部を介し、前記取付ディスクを中心軸線方向に横切ることが可能である。
【００４９】
［総括］
ここで使用する「実質的」、「本質的」、「概ね」、「約」等の相対的な語句または程度の語句は、ここで明確に述べられた適用可能な定義または制限に従うと共に、当該定義または制限を条件として解釈すべきである。全ての例示において、ここで使用する相対的な語句または程度の語句は、関連して開示する実施形態を広く包含すると共に、ここに開示するもの全てを考慮して当業者が理解しうるような、通常の製造誤差範囲、偶発的な位置ずれ、または、温度、回転もしくは振動に関わる作動条件等に起因した一時的な位置もしくは形状の変化等の範囲及び変更を含むものであると解釈すべきである。更に、ここで使用する相対的な語句または程度の語句は、指定される品質、特性、パラメータまたは値が明らかに含まれる範囲を、特定の開示または記載において適正な相対的語句または程度の語句を用いないかのごとく変更することなしに、包含するものと解釈すべきである。
【００５０】
好ましい実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態を詳細にわたって変更できることは、当業者が認識しうるものである。例えば、いずれか特定の実施形態の特徴は、全般的に、具体的な用途に関して必要に応じ、別のいずれかの実施形態と共に、または独立して使用することが可能である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年4月9日(2018.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018532968.tif 000009
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【国際調査報告】
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