(57)【要約】【課題】簡単でコンパクトな構成で、メンテナンスにも手間がかからない温度感応型クラッチ機構を提供することである。【解決手段】内外輪１、２の間の環状空間に保持器３で保持して円周方向に配列した複数の係合子としての各ころ４を、板ばね５で内外輪１、２の間に食い込まない方向に付勢するとともに、板ばね５で付勢された各ころ４を、温度変化に感応して変形するバイメタル６で反対側へ押し戻すようにし、バイメタル６が変形したときに、各ころ４を外輪２の内径面に形成された傾斜カム面２ａに食い込ませて内外輪１、２を係合させることにより、簡単でコンパクトな構成で、メンテナンスにも手間がかからない温度感応型クラッチ機構を提供できるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に相対回転可能に配置した内外輪と、これらの内外輪の間の環状空間に保持器で保持して円周方向に配列した複数の係合子と、これらの各係合子を前記内外輪の間に食い込まない方向に付勢する弾性部材と、温度変化に感応して変形し、前記弾性部材で付勢された各係合子を反対側へ押し戻す感温変形部材とからなり、前記感温変形部材が変形したときに、前記各係合子を前記内外輪の間に食い込ませて内外輪を係合させるようにした温度感応型クラッチ機構。
【請求項２】
前記感温変形部材を、前記環状空間の軸方向で湾曲するように変形するバイメタルとした請求項１に記載の温度感応型クラッチ機構。
【請求項３】
前記感温変形部材を、前記環状空間の半径方向で湾曲するように変形するバイメタルとした請求項１に記載の温度感応型クラッチ機構。
【請求項４】
前記係合子をころとした請求項１乃至３のいずれかに記載の温度感応型クラッチ機構。
【請求項５】
前記係合子をスプラグとした請求項１乃至３のいずれかに記載の温度感応型クラッチ機構。
【請求項６】
前記クラッチ機構の少なくとも片側に、前記内外輪を相対回転自在に支持する転がり軸受を配置した請求項１乃至５のいずれかに記載の温度感応型クラッチ機構。
【請求項７】
前記感温変形部材を、温度の上昇に伴って、前記各係合子を反対側へ押し戻すように変形するものとした請求項１乃至６のいずれかに記載の温度感応型クラッチ機構。
【請求項８】
前記クラッチ機構が、自動車エンジンの冷却ファンの内径側に配置され、温度が上昇したときに前記冷却ファンが回転するように、前記内外輪を係合させるものである請求項７に記載の温度感応型クラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度変化によって入切される温度感応型クラッチ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度変化に応じて作動される回転機器は、通常、サーモスタット等の感温器や温度センサ等を用いて、回転駆動源となるモータのスイッチを入切している。しかしながら、例えば、自動車エンジンの冷却ファンのようにエンジンを回転駆動源として利用する回転機器では、回転駆動源のスイッチを勝手に入切することができず、温度変化によって回転機器の回転を入切する温度感応型クラッチ機構が必要になる。
【０００３】
このような冷却ファンを温度変化に応じて回転させる温度感応型クラッチ機構として、駆動ディスクを固着した回転軸体に、外周に冷却ファンを取り付けたカバーとケースとからなる密封器匣を軸受で支承し、密封器匣の内部を、油の流出調整孔を有する仕切板により油溜り室と駆動ディスクを内装するトルク伝達室とに区画し、回転時の油の集溜する駆動ディスク周壁部と密封器匣側の対向壁面の一部にダムと、これに連なってトルク伝達室側より油溜り室側に通ずる循環路を形成するとともに、仕切板の流出調整孔を開閉する弁部材をカバーの前面に設けた感温体の温度変化に伴う作動に連動するようにし、駆動ディスクとケースとの対向壁面に設けられたトルク伝達のための間隙における油量の有効接触面積を増減させて、回転軸体側から被駆動側の密封器匣側へのトルク伝達を制御する温度感応型流体式ファンカップリング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
なお、回転駆動側から被駆動側へ一方向のみのトルク伝達を行う一方向クラッチとして、同軸上に相対回転可能に配置した内外輪の間の環状空間に複数の係合子を保持器で保持して配列し、これらの各係合子を内外輪の間に食い込ませる方向に弾性部材で付勢したものが多く用いられている（例えば、特許文献２、３参照）。特許文献２に記載されたものは、係合子を転動するころとし、これらのころを内輪の外径面または外輪の内径面に形成した傾斜カム面に食い込ませる方向に弾性部材で付勢している。また、特許文献３に記載されたものは、各係合子を起伏するスプラグとし、これらのスプラグを起立させて内外輪の間に食い込ませる方向に弾性部材で付勢している。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−２４１５３４号公報
【特許文献２】特開２０００−１７０７９７号公報
【特許文献３】特開２０００−１３０４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された温度感応型流体式ファンカップリング装置は、冷却ファンを温度変化に応じて回転させることができるが、密封器匣を油溜り室とトルク伝達室とに区画し、これらの間に油の循環路やダム等を形成する必要があるので、構成が複雑で大掛かりなものとなる問題がある。また、作動流体として油を扱うので、その密封や流動抵抗の調整も必要とし、メンテナンスに手間がかかる問題もある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、簡単でコンパクトな構成で、メンテナンスにも手間がかからない温度感応型クラッチ機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の温度感応型クラッチ機構は、同軸上に相対回転可能に配置した内外輪と、これらの内外輪の間の環状空間に保持器で保持して円周方向に配列した複数の係合子と、これらの各係合子を前記内外輪の間に食い込まない方向に付勢する弾性部材と、温度変化に感応して変形し、前記弾性部材で付勢された各係合子を反対側へ押し戻す感温変形部材とからなり、前記感温変形部材が変形したときに、前記各係合子を前記内外輪の間に食い込ませて内外輪を係合させる構成を採用した。
【０００９】
すなわち、内外輪の間の環状空間に保持器で保持して円周方向に配列した複数の係合子を、弾性部材で内外輪の間に食い込まない方向に付勢するとともに、弾性部材で付勢されたこれらの各係合子を、温度変化に感応して変形する感温変形部材で反対側へ押し戻すようにし、感温変形部材が変形したときに、各係合子を内外輪の間に食い込ませて内外輪を係合させることにより、簡単でコンパクトな構成で、メンテナンスにも手間がかからない温度感応型クラッチ機構を提供できるようにした。
【００１０】
前記感温変形部材は、前記環状空間の軸方向で湾曲するように変形するバイメタルとすることができる。
【００１１】
前記感温変形部材は、前記環状空間の半径方向で湾曲するように変形するバイメタルとすることもできる。
【００１２】
前記係合子はころとすることができる。
【００１３】
前記係合子はスプラグとすることもできる。
【００１４】
前記クラッチ機構の少なくとも片側に、前記内外輪を相対回転自在に支持する転がり軸受を配置することができる。
【００１５】
前記感温変形部材は、温度の上昇に伴って、前記各係合子を反対側へ押し戻すように変形するものとすることができる。
【００１６】
前記感温変形部材が温度の上昇に伴って、前記各係合子を反対側へ押し戻すように変形するクラッチ機構は、自動車エンジンの冷却ファンの内径側に配置され、温度が上昇したときに前記冷却ファンが回転するように、前記内外輪を係合させるものに好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の温度感応型クラッチ機構は、内外輪の間の環状空間に保持器で保持して円周方向に配列した複数の係合子を、弾性部材で内外輪の間に食い込まない方向に付勢するとともに、弾性部材で付勢されたこれらの各係合子を、温度変化に感応して変形する感温変形部材で反対側へ押し戻すようにし、感温変形部材が変形したときに、各係合子を内外輪の間に食い込ませて内外輪を係合させるようにしたので、簡単でコンパクトな構成で、メンテナンスにも手間がかからないものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態を示す。この温度感応型クラッチ機構は、図１および図２に示すように、同軸上に相対回転可能に配置した内輪１および外輪２と、これらの内外輪１、２の間の環状空間に保持器３で保持して円周方向に配列した複数の係合子としてのころ４と、これらの各ころ４を内外輪１、２の間に食い込まない方向に付勢する弾性部材としての板ばね５と、温度変化に感応して変形し、板ばね５で付勢された各ころ４を反対側へ押し戻す感温変形部材としてのバイメタル６とからなる。
【００１９】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、前記バイメタル６は、温度の上昇に伴って、内外輪１、２の間の環状空間の軸方向で湾曲するように変形し、板ばね５で付勢されたころ４を反対側へ押し戻して、各ころ４を外輪２の内径面に形成された傾斜カム面２ａに食い込ませ、内外輪１、２を係合させてクラッチ入とする。この実施形態では、バイメタル６の中央部がころ４側へ突出するように湾曲変形するものとしたが、バイメタル６の両端部がころ４側へ突出するように湾曲変形するものとしてもよい。
【００２０】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記バイメタル６は、温度が低下すると湾曲変形が元に戻って平坦な形状となり、板ばね５で付勢された各ころ４が傾斜カム面２ａから逃げて内外輪１、２の係合が解除され、クラッチ切となる。
【００２１】
図４乃至図６は、第２の実施形態を示す。この温度感応型クラッチ機構は、図４および図５に示すように、同軸上に相対回転可能に配置した内輪１および外輪２と、これらの内外輪１、２の間の環状空間に保持器３で保持して円周方向に配列した複数の係合子としてのスプラグ７と、これらの各スプラグ７を内外輪１、２の間に食い込まない方向に倒伏させるように付勢する弾性部材としてのコイルばね８と、温度変化に感応して変形し、コイルばね８で付勢された各スプラグ７を反対側へ起立させるように押し戻す感温変形部材としてのバイメタル９とからなる。
【００２２】
前記バイメタル９は保持器３に一端側を固定され、温度の上昇に伴って、内外輪１、２の間の環状空間の半径方向で湾曲するように変形し、コイルばね８で付勢されたスプラグ７を反対側へ起立させるように押し戻して、起立させた各スプラグ７を内外輪１、２の間に食い込ませ、内外輪１、２を係合させてクラッチ入とする。
【００２３】
図６に示すように、前記バイメタル９は、温度が低下すると湾曲変形が元に戻って平坦な形状となり、コイルばね８で付勢された各スプラグ７が倒伏して内外輪１、２の係合が解除され、クラッチ切となる。
【００２４】
図７および図８は、本発明に係る温度感応型クラッチ機構を組み込んだ自動車エンジンの冷却ファンを示す。この冷却ファンは、エンジン（図示省略）を回転駆動源とする回転軸２１に、温度感応型クラッチ機構を介してファン２２を取り付けたものであり、ファン２２の内径側に配置されたクラッチ機構の内輪１と外輪２の間に、内外輪１、２を相対回転自在に支持する一対の転がり軸受としての玉軸受２３がクラッチ機構の両側で配置されている。このクラッチ機構は、第１の実施形態のものと同様に、内外輪１、２の間の環状空間に保持器３で保持して配列した複数のころ４を、内外輪１、２の間に食い込まない方向に板ばね５で付勢し、板ばね５で付勢された各ころ４を、温度上昇に伴って湾曲変形するバイメタル６で反対側へ押し戻して、各ころ４を外輪２の内径面に形成された傾斜カム面２ａに食い込ませ、内外輪１、２を係合させるようになっている。
【００２５】
上述した各実施形態では、感温変形部材を温度上昇に伴って湾曲変形するバイメタルとしたが、感温変形部材は温度変化に感応して変形し、弾性部材で付勢された係合子を反対側へ押し戻すものであればよく、特定の温度以上で変形する形状記憶合金とすることもでき、温度変化に感応して伸縮変形するものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施形態の温度感応型クラッチ機構を示す縦断面図
【図２】（ａ）は図１のIIa−IIa線に沿った断面図、（ｂ）は（ａ）のIIb−IIb線に沿った断面図
【図３】（ａ）は図２（ａ）の内外輪の係合が解除された状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のIIIb−IIIb線に沿った断面図
【図４】第２の実施形態の温度感応型クラッチ機構を示す縦断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図
【図６】図５の内外輪の係合が解除された状態を示す断面図
【図７】本発明に係る温度感応型クラッチ機構を組み込んだ自動車エンジンの冷却ファンを示す縦断面図
【図８】図７のVIII−VIII線に沿った断面図
【符号の説明】
【００２７】
１  内輪
２  外輪
２ａ  傾斜カム面
３  保持器
４  ころ
５  板ばね
６  バイメタル
７  スプラグ
８  コイルばね
９  バイメタル
２１  回転軸
２２  ファン
２３  玉軸受
【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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