(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転伝達部材と、
該回転伝達部材の内部空間を貯蔵室と作動室とに分割する仕切板と、
該内部空間内に封入される粘性流体と、
該仕切板に形成され前記貯蔵室と前記作動室とを連通する流通穴と、
前記作動室内に配設され前記回転伝達部材と相対回転する回転体と、
前記回転体の一側面と前記仕切板の一側面とで形成される第１トルク伝達面と、
前記回転体の他側面と前記回転伝達部材の一側面で形成される第２トルク伝達面と、
前記貯蔵室に配設され且つ前記流通穴を開閉するバルブと、
該バルブを回転可能に支持する回転駆動体を有した粘性流体継手装置において、
前記回転体の他側面と前記回転伝達部材の一側面との間に前記第２トルク伝達面より内周側に第３トルク伝達面を設け、前記回転体の一側面に、その外周側端部がその内周側端部よりも回転方向側に位置されて前記流通穴の開口部の軌跡に対向されるオイル溝を設けると共に、該オイル溝の内周側端部に前記第３トルク伝達面の内周側に開口するように前記回転体を軸方向に貫通する第１連通穴を設けたことを特徴とする粘性流体継手装置。
【請求項２】
前記オイル溝は、外周側端部と内周側端部を連結する壁面がＲ形状で形成され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装置。
【請求項３】
前記オイル溝は、外周側端部の壁面の周方向幅が前記第１連通穴の直径より大きく形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粘性流体継手装置。
【請求項４】
前記オイル溝は、外周側端部の壁面の周方向幅が前記第１連通穴の直径より小さく形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粘性流体継手装置。
【請求項５】
前記オイル溝は、外周側端部に周方向の所定の長さのオイル溝が結合され形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の粘性流体継手装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の冷却ファン制御装置に使用される粘性流体継手装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の粘性流体継手装置としては、特開平０８−２０６３３７号公報にその開示がある。この粘性流体継手装置は、回転伝達部材と、回転伝達部材を粘性流体を貯える貯蔵室と作動室とに分割する仕切板と、仕切板に形成され貯蔵室と作動室とを連通する連通穴と、作動室内に配設される回転体と、回転体の一側面と仕切板の一側面とで形成される第１トルク伝達面と、回転体の他側面と回転伝達部材の一側面で形成される第２トルク伝達面と、貯蔵室に配設され且つ連通穴を開閉するバルブと、バルブを回転可能に支持する回転駆動部材を有し、バルブの開閉によって粘性流体の作動室への流通量をコントロールし回転伝達体の回転数を変化させるものである。
【０００３】
ところで、冷却能力を向上するためには、伝達トルクを増加する必要がある。このためには粘性流体の粘度アップ及びトルク伝達面積拡大があるが、粘度アップすると粘性流体の流れが悪化し始動時のつれ周り、ヒステリシスの悪化に至り、またトルク伝達面積拡大のためには回転体のサイズ拡大が必要であり小型軽量化のニーズに対応できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、粘性流体継手装置において粘性流体の粘度及び回転体のサイズを変えることなく伝達トルクを増加することを、その技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の技術的手段は、回転伝達部材と、該回転伝達部材の内部空間を貯蔵室と作動室とに分割する仕切板と、該内部空間内に封入される粘性流体と、該仕切板に形成され前記貯蔵室と前記作動室とを連通する流通穴と、前記作動室内に配設され前記回転伝達部材と相対回転する回転体と、前記回転体の一側面と前記仕切板の一側面とで形成される第１トルク伝達面と、前記回転体の他側面と前記回転伝達部材の一側面で形成される第２トルク伝達面と、前記貯蔵室に配設され且つ前記流通穴を開閉するバルブと、該バルブを回転可能に支持する回転駆動体を有した粘性流体継手装置において、前記回転体の他側面と前記回転伝達部材の一側面との間に前記第２トルク伝達面より内周側に第３トルク伝達面を設け、前記回転体の一側面に、その外周側端部がその内周側端部よりも回転方向側に位置されて前記流通穴の開口部の軌跡に対向されるオイル溝を設けると共に、該オイル溝の内周側端部に前記第３トルク伝達面の内周側に開口するように前記回転体を軸方向に貫通する第１連通穴を設けたことである。
【０００６】
第１の技術的手段によれば、流体継手周辺の雰囲気温度（ラジエータ後方の空気温度）が高温となりバイメタルがバルブを回転させ流通穴が全開となると流通穴の開口部軌跡と回転体に形成されたオイル溝の外周側端部が連通するためオイル溝にオイルが流れる。オイルは遠心力に逆らって強制的に径方向に所定の角度を成すオイル溝に沿って内周に向かって流れるため、第１連通穴を通って第３トルク伝達面に到達する。これによりトルク伝達面積を拡大でき、伝達トルクを増加することができる。
【０００７】
上記手段においては、前記オイル溝は外周側端部と内周側端部を連結する壁面がＲ形状で形成されていることが望ましい。これによれば、オイルがオイル溝をスムーズに流れるようにすることが可能となる。
【０００８】
上記手段においては、前記オイル溝は外周側壁面の周方向幅が前記第１連通穴の直径より大きく形成されていることが望ましい。これによれば、オイル溝を流通するオイル量を増量するようにすることが可能となる。
【０００９】
上記手段においては、前記オイル溝は外周側壁面の周方向幅が前記第１連通穴の直径より小さく形成されていることが望ましい。これによれば、オイル溝の内周側を低圧にしオイルが内周側に向けて流れやすくすることが可能となる。
【００１０】
上記手段においては、前記オイル溝は外周側端部に周方向の所定の長さのオイル溝が結合され形成されていることが望ましい。これによれば、オイル溝を流通するオイル量をさらに増量するようにすることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。図１及び図２において、粘性流体継手装置１は主に、シャフト（回転体）１０と、ハウジング（回転伝達部材）１１、カバー（回転伝達部材）１２と、ベアリング１３と、ロータ１４と、プレート（仕切板）１５と、バルブ１６と、バイメタル１７と、ロッド（回転駆動体）１８と、バイメタルホルダ４２などから構成されている。
【００１２】
シャフト１０の図示左端には、円板状のロータ１４が固着されている。ハウジング１１は、ロータ１４を収容し、ロータ１４と相対回転するためにベアリング１３を介してシャフト１０に回転自在に支承されている。又、ハウジング１１の図示左端面には、カバー１２が一体的に固定されている。このハウジング１１とカバー１２とで、内部空間２０が形成されている。
【００１３】
プレート１５の外周端は、カバー１２に固着され、このプレート１５は、内部空間２０をロータ１４が収容される作動室２１とカバー１２側の貯蔵室２２とに分割している。又、ロータ１４とプレート１５とが相対する第１トルク伝達面には、前面ラビリンス溝１４ａが形成されている。又、ロータ１４とハウジング１１とが相対する第２トルク伝達面にも背面外周側ラビリンス溝１４ｂおよび本発明の特徴である第３トルク伝達面にも背面内周側ラビリンス溝１４ｃが形成されている。
【００１４】
プレート１５は、前面ラビリンス溝１４ａよりも内周側に貯蔵室２２と作動室２１とを連通する２つの正面視略Ｌ字状の流通穴３３ａ、３３ｂ（図２）が配設されている。また、プレート１５の外周端近傍には、ポンプ穴３１とポンプ突起３２から構成されるポンプ機構３０が形成されている。このポンプ穴３１は、作動室２１と貯蔵室２２とを連通している。
【００１５】
ロータ１４は、第１トルク伝達面の内周側にロータ１４の軸方向に貫通する２つの第２連通穴３５ａ、３５ｂが形成されている。第１トルク伝達面側には、本発明の特徴である外周側端部が第２連通穴３５ａ、３５ｂの内周側にあると共にプレート１５の略Ｌ字状の流通穴３３ａ、３３ｂの縦軸側部３３ａａ、３３ｂａの開口軌跡に対向し、内周側端部がロータ１４の軸方向に貫通する第１連通穴３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを形成している径方向に所定の角度αを成す４つのオイル溝３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが形成されている。これらオイル溝３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、Ａ−Ａ図に示す略矩形断面を呈している。
【００１６】
ロッド１８の一端には、渦巻き状のバイメタル１７が固着されており、他端には、ロッド１８と一体回転する板状のバルブ１６が個着されている。又、ロッド１８には、シール部材２３が設けられており、粘性流体の漏れを防止している。バルブ１６は、その一端が流通穴３３ａを他端が流通穴３３ｂをそれぞれ開閉自在となるように配設されている。バイメタル１７は、図示しないラジエータ後方の空気温度を検出し、バイメタル１７の作動に応じてバルブ１６がロッド１８を介してプレート１５の流通穴３３ａ、３３ｂを開閉制御するようになっている。又、作動室２１と貯蔵室２２との内部には、粘性流体（例えばシリコンオイル）が封入されている。又、バイメタルホルダ４２を用いる場合は、カバー１２との間に配設された断熱部材４３により、粘性流体継手本体の温度が上昇してもバイメタル１７に影響することはない。
【００１７】
次に本実施形態の作用を説明する。
【００１８】
図示しない駆動手段と接続され回転駆動するシャフト１０とともに、ロータ１４が一体回転する。これによって、作動室２１内の粘性流体は、ポンプ機構３０の作用により順次貯蔵室２２へと流れる。バイメタル１７の温度に対する動きによってロッド１８を介してバルブ１６がプレート１５の流通穴３３ａ、３３ｂを開閉し、これにより、貯蔵室２２と、作動室２１の間の粘性流体の流量を制限し、シャフト１０からハウジング１１への伝達トルクを制御する。
【００１９】
図１、２はエンジン始動時や低負荷走行時等、流体継手周辺の雰囲気温度（ラジエータ後方の空気温度）が低い場合の状態を示す。バルブ１６により、プレート１５の流通穴３３ａ、３３ｂが閉じられているため、オイルはポンプ機構３０により貯蔵室２２に回収される。この場合ロータ１４周辺のオイルは微量でありトルク伝達は行われない。
【００２０】
図３、４は雰囲気温度が上昇し始めた場合の状態を示す。温度に感応するバイメタル１７がバルブ１６を回転させ、プレート１５の流通穴３３ａ、３３ｂが開き始める。粘性流体継手１自体が回転しているため、遠心力により貯蔵室２２のオイルは流通穴３３ａ、３３ｂを通じて前面ラビリンス溝１４ａに、また流通穴３３ａ、３３ｂと第２流通穴３５ａ、３５ｂを通じて背面外周側ラビリンス溝１４ｂに流れ込む。この状態で従来技術と同等のトルク伝達面積を有し同等の伝達トルクを発生する。
【００２１】
図５、６は雰囲気温度がさらに上昇した場合の状態を示す。流通穴３３ａ、３３ｂが全開となると、流通穴３３ａ、３３ｂのＬ字状の縦軸側部穴３３ａａ、３３ｂａの開口部軌跡とロータ１４に形成されたオイル溝３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが連通するためオイル溝３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄにオイルが流れる。オイルはオイル溝３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄに沿ってロータ１４内周に向けて流れるため、第１連通穴３４ａ、３４ｂを通じて背面内周側ラビリンス溝１４ｃに流れ込む。これによりトルク伝達面積を拡大でき、従来以上の伝達トルクを発生する。
【００２２】
図７〜１０は、本発明のその他の実施形態を示す。図７はオイル溝３６ａの対向する壁面７０ａ、７１ａの径方向形状を所定のＲ形状で形成し、オイルがオイル溝３６ａをスムーズに流れるようにした実施形態である。
【００２３】
図８はオイル溝３６ａの外周側壁面の周方向の幅８１ａを第１連通穴３４ａの直径より拡大し、第１連通穴３４ａを流通するオイル量を増量するようにした実施例である。
【００２４】
図９はオイル溝３６ａの外周側壁面の周方向の幅９１ａを第１連通穴３４ａの直径より縮小し、オイル溝の内周側を低圧にしオイルが内周側に向けて流れやすくした実施例である。
【００２５】
図１０は図７のオイル溝３６ａの外周側に周方向に所定の長さがあるオイル溝１０１ａを結合し、図８の実施例に対して第１連通穴３４ａを流通するオイル量をさらに増量するようにした実施例である。
【００２６】
【発明の効果】
上記したように本発明によれば、貯蔵室から遠心力によって外周方向流れ出るオイルを外周側の前面ラビリンス溝と背面外周側ラビリンス溝に加えて、内周側に配設した背面内周側ラビリンス溝にも遠心力に逆らって強制的に導くために、トルク伝達面積を拡大でき、従来以上の伝達トルクを発生するようにしたことで、ロータのサイズを拡大することなく、充分なファン回転を得ることができ、冷却能力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における雰囲気温度が低い場合の粘性流体継手の縦断面図である。
【図２】雰囲気温度が低い場合のバルブ位置とオイル状態を示すの平面図である。
【図３】雰囲気温度が上昇し始めた場合のバルブ位置とオイル状態を示すの平面図である。
【図４】雰囲気温度が上昇し始めた場合の粘性流体継手の縦断面図である。
【図５】雰囲気温度が更に上昇した場合のバルブ位置とオイル状態を示すの平面図である。
【図６】雰囲気温度が更に上昇した場合の粘性流体継手１の縦断面図である。
【図７】本発明のその他の実施例を示す第１連通穴を形成するロータの平面図である。
【図８】本発明のその他の実施例を示す第１連通穴を形成するロータの平面図である。
【図９】本発明のその他の実施例を示す第１連通穴を形成するロータの平面図である。
【図１０】本発明のその他の実施例を示す第１連通穴を形成するロータの平面図である。
【符号の説明】
１・・・粘性流体継手
１１・・・ハウジング（回転伝達部材）
１２・・・カバー（回転伝達部材）
１４・・・ロータ（回転体）
１５・・・プレート（仕切板）
１６・・・バルブ
１７・・・バイメタル
１８・・・ロッド
２１・・・作動室
２２・・・貯蔵室
３３ａ、３３ｂ・・・流通穴
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ・・・第１連通穴
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ・・・オイル溝
１４ａ・・・第１トルク伝達面（前面ラビリンス溝）
１４ｂ・・・第２トルク伝達面（背面外周側ラビリンス溝）
１４ｃ・・・第３トルク伝達面（背面内周側ラビリンス溝）
α・・・所定角度
【図１】
0004023144.tif 000002
【図２】
0004023144.tif 000003
【図３】
0004023144.tif 000004
【図４】
0004023144.tif 000005
【図５】
0004023144.tif 000006
【図６】
0004023144.tif 000007
【図７】
0004023144.tif 000008
【図８】
0004023144.tif 000009
【図９】
0004023144.tif 000010
【図１０】
0004023144.tif 000011