(57)【要約】【課題】貯留室から作動室へのシリコンオイルの供給をスムーズに行って、伝達トルクの制御応答性及び制御精度を向上し得る粘性流体継手を提供する。【解決手段】プーリ３及び従動軸４と、内部にシリコンオイルＯを貯留した貯留室６と、作動室５に供給されたシリコンオイルを介して従動軸にトルクを伝達するトルク伝達部７と、貯留室内の容積を変化させて作動室へのシリコンオイルの供給量を制御する制御機構９とを備えている。貯留室と流体通路８及びトルク伝達部との間を閉回路に形成すると共に、従動軸内部の摺動用穴３０内に、前記作動室の圧力上昇に伴い後退移動することにより、作動室の容積を拡大するプランジャピストン３１を設けた。【選択図】図１
2009210097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から回転力が伝達される駆動回転体と、
前記駆動回転体と同軸上に配置された従動回転体と、
内部に粘性流体を貯留し、容積が変化可能な貯留室と、
前記駆動回転体と従動回転体との間に設けられて、前記貯留室からの粘性流体の供給量に応じて前記駆動回転体から従動回転体に伝達する伝達トルクが変化するトルク伝達部と、
前記貯留室からトルク伝達部に前記粘性流体を供給あるいは回収する流体通路と、
前記貯留室内の容積を変化させて前記トルク伝達部に対する粘性流体の供給量を制御する制御機構と、
を備え、
前記貯留室と流体通路及びトルク伝達部との間を、前記粘性流体がほぼ密閉状態に封止された閉回路に形成すると共に、
前記トルク伝達部が収容された作動室の容積変化に伴って移動することにより、前記作動室の容積を可変にする移動部材を設けたことを特徴とする粘性流体継手。
【請求項２】
ハウジングに回転自在に支持された駆動回転体と、
前記駆動回転体と同軸上に配置されて、該駆動回転体に回転可能に支持された従動回転体と、
流体の液面の高さが変更可能なように流体を貯留する流体貯蔵室と、
前記駆動回転体と従動回転体との間に形成されて、前記流体貯蔵室からの流体の供給量に応じて前記駆動回転体から従動回転体への伝達トルクが変更されるトルク伝達部と、
前記駆動回転体または従動回転体に形成されて、前記トルク伝達部に供給された流体を前記流体貯留室に戻す戻し通路と、
外部信号に基づき前記流体貯蔵室の液面の高さを調整する制御機構と、を備え、
前記流体貯蔵室を密閉状態に形成すると共に、
前記流体貯蔵室の容積変化に伴って移動することにより、前記流体貯蔵室の容積を可変にする移動部材を設けたことを特徴とする粘性流体継手。
【請求項３】
前記移動部材を前記作動室の容積が縮小する方向へ付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の粘性流体継手。
【請求項４】
前記移動部材を前記流体貯蔵室の容積が縮小する方向へ付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする請求項２に記載の粘性流体継手。
【請求項５】
前記移動部材の外周面と該移動部材が摺動する摺動用穴の内周面との間に、シール部材を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載の粘性流体継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用内燃機関のウォータポンプや冷却ファン等に用いられる粘性流体継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の粘性流体継手としては、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】
この従来の粘性流体継手は、車両用冷却ファンに適用されたもので、ハウジングに回転可能に支持されたボディに、該ボディと同軸の出力軸が回転自在に配置されている。前記ハウジングの内部には、このハウジングに対して直線移動可能な仕切板が設けられていると共に、この仕切板の変位に応じて、内部に貯蔵したシリコンオイルの液面の高さが変更されるオイル貯蔵室が設けられている。
【０００４】
また、前記オイル貯蔵室内のシリコンオイルの油面の高さに応じた供給量によって前記ボディから出力軸への伝達トルクが変更させるトルク伝達部が設けられていると共に、前記仕切板を外部の信号に基づいて変位させる電磁ソレノイドが設けられている。
【０００５】
そして、雰囲気温度を検出した温度センサからの出力信号に基づいてコントローラから前記該電磁ソレノイドに制御電流が出力され、これによって、仕切板がハウジング内部で直線移動してオイル貯蔵室の容積を変化させることによってトルク伝達部へのシリコンオイルの供給量を変化させて、ボディから出力軸（冷却ファン）への伝達トルクを変化させるようになっている。
【特許文献１】特開２００６−２６６４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の粘性流体継手は、前記オイル貯蔵室が前記ハウジングに穿設されている連通孔を介して大気に常時連通している。
【０００７】
このため、車両が大きく揺れたり、あるいは例えば坂道などで傾くと、前記オイル貯蔵室内のシリコンオイルが前記連通孔から大気へ漏れだしてしまうおそれがある。したがって、オイル貯蔵室内のシリコンオイル量が減少してトルク伝達部へのシリコンオイルの供給量が大きく変化してしまうおそれがある。
【０００８】
この結果、トルク伝達部でのボディから出力軸への伝達トルクの制御精度が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記従来の粘性流体継手の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、駆動源から回転力が伝達される駆動回転体と、前記駆動回転体と同軸上に配置された従動回転体と、内部に粘性流体を貯留し、容積が変化可能な貯留室と、前記駆動回転体と従動回転体との間に設けられて、前記貯留室からの粘性流体の供給量に応じて前記駆動回転体から従動回転体に伝達する伝達トルクが変化するトルク伝達部と、前記貯留室からトルク伝達部に前記粘性流体を供給あるいは回収する流体通路と、前記貯留室内の容積を変化させて前記トルク伝達部に対する粘性流体の供給量を制御する制御機構と、を備え、前記貯留室と流体通路及びトルク伝達部との間を、前記粘性流体がほぼ密閉状態に封止された閉回路に形成すると共に、前記トルク伝達部が収容された作動室の容積変化に伴って移動することにより、前記作動室の容積を可変にする移動部材を設けたしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、ハウジングに回転自在に支持された駆動回転体と、前記駆動回転体と同軸上に配置されて、該駆動回転体に回転可能に支持された従動回転体と、流体の液面の高さが変更可能なように流体を貯留する流体貯蔵室と、前記駆動回転体と従動回転体との間に形成されて、前記流体貯蔵室からの流体の供給量に応じて前記駆動回転体から従動回転体への伝達トルクが変更されるトルク伝達部と、前記駆動回転体または従動回転体に形成されて、前記トルク伝達部に供給された流体を前記流体貯留室に戻す戻し通路と、外部信号に基づき前記流体貯蔵室の液面の高さを調整する制御機構と、を備え、前記流体貯蔵室を密閉状態に形成すると共に、前記流体貯蔵室の容積変化に伴って移動することにより、前記流体貯蔵室の容積を可変にする移動部材を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、貯留室と流体通路及びトルク伝達部がほぼ密閉された閉回路、つまり密閉状態になっていることから、外部への漏れが防止されて貯留室と作動室との間の粘性流体量の減少がない。したがって、トルク伝達部には、常に制御機構の作動による貯留室の容積変化に応じた必要な供給量を供給することができる。この結果、トルク伝達部による前記駆動回転体から従動回転体への伝達トルクの制御精度が向上する。
【００１２】
しかも、前記貯留室から作動室に流体が供給されて該作動室内の粘性流体の液面が上昇して内部の空気が圧縮された場合は、移動部材が後退移動して作動室内の容積を自動的に拡大するため、該作動室内での粘性流体の液面上昇がスムーズになる。これにより、トルク伝達部に対して流体を速やかに供給することができることから、トルク伝達応答性が向上する。
【００１３】
請求項２に記載の発明も流体貯蔵室の密閉性や移動部材の移動作用によって請求項１と同様な作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る粘性流体継手を、例えば自動車用内燃機関の補機類に適用した各実施例を図面に基づいて説明する。
【００１５】
なお、前記補機類としては、例えばウォータポンプや冷却ファンなどがあるがこれに限らず、他の機器類にも適用できる。
［実施例１］
この粘性流体継手は、内燃機関の可変容量型ウォータポンプに適用されたもので、図１及び図２に示すように、内燃機関のシリンダヘッドの外側部に複数のブラケット１ａを介してボルト固定されたハウジング１と、該ハウジング１の前端側外周にボールベアリング２を介して回転自在に支持された駆動回転体であるタイミングプーリ３と、前記ハウジング１の内部を貫通配置された従動回転体である従動軸４と、前記ハウジング１の下部内に設けられ、内部に粘性流体であるシリコンオイルＯを貯留した貯留室６と、前記従動軸４の前端部４ａ側に設けられた作動室５と、該作動室５の内部に設けられて、前記タイミングプーリ３の回転駆動トルクを前記貯留室６から供給されたシリコンオイルＯを介して駆動軸４に伝達するトルク伝達部７と、前記ハウジング１内に形成されて、前記貯留室６からトルク伝達部７にシリコンオイルＯを供給する、あるいはトルク伝達部７から貯留室６に回収する流体通路８と、前記貯留室６の内部容積を変化させて前記トルク伝達部に対するシリコンオイルＯの供給量を制御する制御機構９と、を備えている。なお、ボールベアリング２に代えてローラベアリングなどを用いることも可能である。
【００１６】
前記ハウジング１は、例えばアルミ合金材などによって一体的に形成され、シリンダヘッド側の後端部が前記各ブラケット１ａなどによって異形状に形成されていると共に、後端側に前記ボールベアリング２のインナーレース２ａが圧入固定される円環部１ｂが形成されている。また、ハウジング１の内部軸方向には、前記従動軸４が貫通する貫通孔１ｃが形成されている。
【００１７】
前記タイミングプーリ３は、円環状のプーリ本体１０と、該プーリ本体１０の外端側にボルトによって一体的に固定されて、ハウジング１の開口端を閉塞するカバー部１１とを備えている。なお、前記プーリ本体１０とカバー１１とを一体に形成することも可能である。
【００１８】
前記プーリ本体１０は、外周側にクランクシャフトから回転駆動力が伝達されるタイミングベルトに噛合する外周側に複数の歯部１０ａが形成されていると共に、内周側に前記ボールベアリング２のアウターレース２ｂが圧入などによって固定されるようになっている。一方、前記カバー部１１は、ほぼ中央側が外方へ段差状に膨出形成されて、中央部の内側に有する凹部１１ａに前記従動軸４の前端部４ａが収容されていると共に、内面と前記ハウジング１の対向端面との間に前記貯留室６からシリコンオイルＯが給排される前記作動室５が形成されている。
【００１９】
前記従動軸４は、前端部４ａ側が大径な段差形状に形成され、内部中空状に形成されて、前端部４ａの先端に形成された開口部４ｃが前記作動室５に臨んでいると共に、前記中空状の摺動用穴３０内には、移動部材であるプランジャピストン３１が軸方向へ摺動自在に設けられている。また、この従動軸４は、ハウジング１の貫通孔１ｃの内部に所定間隔をもって配置された前後二つの軸受であるボールベアリング１２，１２によって回転自在に支持されている。
【００２０】
前記プランジャピストン３１は、前端面３１ａが前記開口部４ｃを介して作動室５に対面していると共に、後端面と摺動用穴３０の底面との間に有する収容部３４に弾装された付勢部材であるコイルスプリング３２のばね力によって作動室５方向(前方方向)に付勢されており、前記開口部４ｃの先端内周に嵌着固定されたＣリング状のストッパリング３３によって最大前方の移動位置が規制されるようになっている。
【００２１】
そして、前記プランジャピストン３１は、コイルスプリング３２のばね力によって前方へ移動し、あるいは前記作動室５内の所定以上の圧力によって前記コイルスプリング３２のばね力に抗して後方へ移動することにより前記作動室５の容積を可変するようになっている。
【００２２】
さらに、前記プランジャピストン３１の外周面の前後位置には、一対の円環溝が形成されていると共に、該各円環溝には前記摺動用穴３０の内周面に弾接して前記作動室５と前記コイルスプリング３２の収容部３４との間をシールする一対のシール部材３５，３５が嵌着固定されている。
【００２３】
前記従動軸４のほぼ中央位置には、前記保持穴３４と連通する連通孔３６が直径方向へ貫通形成されていると共に、該連通孔３６はハウジング１の径方向に穿設された連通路３７を介して後述する排出通路１７に連通しており、これら連通孔３６、連通路３７が空気抜き孔として機能して前記プランジャピストン３１の自由な摺動を確保するようになっている。
【００２４】
また、前記従動軸４の前端部４ａの外周には、前記作動室５内に臨む円盤状の回転部材１３が圧入固定されていると共に、この前端部４ａの外端部には、前記回転部材１１の抜け出しを防止するＣリング状のスナップリング１４が嵌着固定されている。なお、前記ボールベアリング１２，１２に代えてローラベアリングとしても良い。
【００２５】
一方、従動軸４の後端部４ｂには、インペラー１５が一体的に結合されており、このインペラー１５は、図外のラジエータで放熱されて図外の通路を介して軸方向から導入された冷却水を回転力によって通路を介して内燃機関のウォータジャケット内に圧送循環させるようになっている。
【００２６】
また、前記従動軸４の後端部４ｂ側には、インペラー１５の回転に伴って圧送される冷却水がハウジング１内へ漏れるのを防止するメカニカルシール１６が取り付けられている。
【００２７】
前記ハウジング１の内部には、メカニカルシール１６を通過した蒸気などを外部に排出する排出通路１７が形成されており、この排出通路１７は、上流端１７ａがメカニカルシール１６の内側部に連通し、下流端部１７ｂが前記タイミングプーリ３のボールベアリング２の内側部に有するプレート部材１８の外側面に臨む位置まで延設されて大気に連通しており、メカニカルシール１６を通過した蒸気を大気へ排出するようになっている。
【００２８】
さらに、前記ハウジング１の内部軸方向には、前記インペラー１５の回転に伴って冷却水を前記作動室５の近傍に供給する冷却水通路３８が形成されている。
【００２９】
前記貯留室６は、ハウジング１の下端面から上方向へ沿った筒状壁部１ｄの内部に形成されていると共に、内底面のほぼ中央位置にはほぼ円錐テーパ状の案内溝６ａを介してその底面に小径な圧入用穴６ｂが形成されている。
【００３０】
前記トルク伝達部７は、前記作動室５に臨む前記カバー部１１の中央凹部１１ａよりも外周部側に一体に設けられた凹凸状の第１ラビリンス部１９と、前記従動軸４に固定された回転部材１３の前記第１ラビリンス部１９と噛合状態に設けられた凹凸状の第２ラビリンス部２０とから主として構成されて、作動室５内で前記第１，第２ラビリンス部１９，２０間に入り込んだシリコンオイルＯに剪断方向の力が作用して前記タイミングプーリ３の回転駆動力を、回転部材１３を介して従動軸４に伝達するようになっている。
【００３１】
前記流体通路８は、ハウジング１の下部内にほぼ逆Ｌ字形状に形成されて、上下方向に形成された一端部８ａの開口端が前記貯留室６の上部に接続され、ほぼ水平方向に形成された他端部８ｂの開口端が前記作動室５の下部側に接続されている。したがって、この流体通路８と前記貯留室６とは、前記作動室５に対して重力方向の下側に配置されている。
【００３２】
前記制御機構９は、いわゆる感温式のワックスペレット型であって、前記筒状壁部１ｄの下端面に結合されたほぼ碗状のリテーナ２１と、該リテーナ２１に上下摺動自在に保持された可動部材２２と、前記可動部材２２の上下動を案内するピストンロッド２３と、前記可動部材２２の上端部に固定されて、前記貯留室６の内部を上下方向へ摺動して貯留室６の内部容積を変化させるピストン２４と、前記ピストン２４を上方向、つまり貯留室６の容積を縮小する方向へ付勢する付勢部材であるスプリング２５と、前記可動部材２２の下部に一体的に設けられた加熱器２６と、機関の冷却水温度に応じて前記加熱器２６への通電量を制御するコントローラ(ＥＣＵ)２７とを備えている。前記リテーナ２１や、可動部材２２、ピストンロッド２３及び加熱器２６などによってアクチュエータが構成されている。
【００３３】
前記可動部材２２は、先端先細り状の円筒状に形成され、内部軸方向に前記ピストンロッド２３が貫通する貫通孔が形成されている。また、内部には、膨張、収縮可能なワックスペレットが充填されていると共に、前記ピストンロッド２３の下端部が挿通する膨縮自在なゴム材が設けられている。なお、可動部材２２は、図１に示す最上位置において、先端部２２ａが案内溝６ａ内に入り込むようになっている。
【００３４】
ピストンロッド２３は、下端部が可動部材２２の貫通孔を介して内部に摺動自在に保持されていると共に、上端部２３ａが貯留室６の前記圧入用穴６ｂに圧入固定されている。この上端部２３ａを下方から上方に向かって固定する際には、前記円錐状の案内溝６ａの内面に案内されながら圧入用穴６ｂに圧入できるため、その圧入作業が容易になる。
【００３５】
前記スプリング２５は、ピストン２４の下部中央と前記リテーナ２１の上部中央との間に弾装されてピストン２４を上方へ付勢し、この付勢力は、可動部材２２内のワックスペレットの収縮による該可動部材２２に対する引き下げ力よりも小さく設定されている。
【００３６】
前記加熱器２６は、通電量に応じて加熱量が変化する一般的なものであり、前記コントローラ２７は、少なくとも機関回転数（ｒｐｍ）を検出するクランク角センサや、機関の冷却水の温度を検出する図外の冷却水温度センサなどからの情報信号を入力し、これらの情報信号に基づいて前記加熱器２６への通電量を制御している。また、前記各機関回転数などから機関運転状態を検出し、かかる機関運転状態に応じて加熱器２６への通電量を設定してもよい。
【００３７】
そして、前記貯留室６と流体通路８及び作動室５は、密閉状態の閉回路となるように形成され、貯留室６内などに充填されているシリコンオイルＯは、貯留室６の最大容積時には、該貯留室６と流体通路８の一部に流入しているだけで、作動室５内には供給されない程度の量に設定されている。
【００３８】
したがって、この実施例によれば、例えば機関の低温始動時などでは、この状態を検出した冷却水温度センサからコントローラ２７に情報信号が出力されて、このコントローラ２７から加熱器２６に通電されない。このため、可動部材２２は、図３に示すように、内部のワックスペレットの収縮によってスプリング２５のばね力に抗して最下降に移動して、ピストン２４を最下降位置に移動させる。これにより、貯留室６の容積が最大となって、シリコンオイルＯが作動室５内に供給されない。
【００３９】
よって、タイミングプーリ３の回転駆動力は、トルク伝達部７で遮断されて従動軸４には伝達されないため、インペラー１５が回転せずにポンプ作用が停止して冷却水が循環されない状態となる。これによって、暖機の立ち上がりが良好になり、排気エミッション性能の向上が図れる。
【００４０】
このとき、前記プランジャピストン３１は、図３に示すように、作動室５の内部に圧力が作用しないことから、コイルスプリング３２のばね力によってストッパリング３３に突き当たるまで前方移動した状態を維持している。
【００４１】
一方、暖機が完了して定常運転に移行すると、機関回転数の上昇および機関の冷却水温度の上昇に伴いコントローラ２７から加熱器２６に通電されて、該通電量が最大となるとワックスペレットが膨張して、可動部材２２が、図１に示すように、スプリング２５のばね力との合成力によって上昇移動して、ピストン２４も上昇移動して貯留室６内のシリコンオイルＯを押圧しつつ容積を最小にする。
【００４２】
これにより、貯留室６内のシリコンオイルＯは、流体通路８を通って作動室５内に漸次供給され、作動室５内に最大量のシリコンオイルＯが供給される。
【００４３】
したがって、第１、第２ラビリンス部１９，２０間に多くのシリコンオイルＯが導入されることから、タイミングプーリ３の回転駆動力によって両ラビリンス部１９，２０間のシリコンオイルＯに剪断力が作用してほぼ最大の回転トルクを従動軸４に伝達する。これにより、インペラー１５の回転速度が上昇して、大きなポンプ作用により冷却水がラジエータと機関内を循環して機関の冷却を行う。
【００４４】
この時点では、前記作動室５内に供給されたシリコンオイルＯの圧力と圧縮空気によって内部圧力が上昇することから、図１に示すように、プランジャピストン３１が、コイルスプリング３２のばね力に抗して後退移動し、この後退移動した分だけ摺動用穴３０を介して作動室５の容積が自動的に拡大する。
【００４５】
このため、前記作動室５内でのシリコンオイルＯの液面上昇がスムーズになる。この結果、トルク伝達部７に対して流体を速やかに供給することができることから、トルク伝達応答性が向上する。
【００４６】
さらに、その後、例えば機関高回転域に移行した場合は、その機関回転数や冷却水温度情報に基づいてコントローラ２７から加熱器２６への通電量が減少する。つまり、車両の走行風によって機関が冷却されて冷却水の温度が僅かに低下することから通電量を減少させる制御を行う。このため、可動部材２２は、図４に示すように、内部のワックスペレットの収縮に伴ってスプリング２５のばね力に抗してピストン２４と共にほぼ中間位置まで後退動する。これにより、作動室５内のシリコンオイルＯの一部が流体通路８を通流して貯留室６内に回収され、第１、第２ラビリンス部１９，２０間のシリコンオイル量が減少して両者１９，２０間でスリップ状態となり、タイミングプーリ３と従動軸４との回転差が大きくなって伝達トルクが小さくなり、インペラー１５に対する必要以上の回転が抑制される。よって、無駄に冷却水を循環させることが無くなることから、動力損失が減少して燃費の向上などが図れる。
【００４７】
また、この時点では、前記作動室５の内部圧力が低下することから、前記プランジャピストン３１が、図４に示すように、コイルスプリング３２のばね力によってストッパリング３３に突き当たるまで前方へ移動し、これによって、作動室５の容積が減少することになる。
【００４８】
図５は前述した作動室５内へのシリコンオイルＯの供給量に応じてタイミングプーリ３の回転速度とインペラー１５の回転速度との関係を示し、前記低温始動時などで作動室５内へのシリコンオイルＯが供給されない場合は、インペラー１５の回転がほぼ零になり（１）、定常運転時に作動室５への供給量が最大になるとインペラー１５の回転速度が上昇する（２）。また、機関高回転時には、作動室５内への供給量を減少させて伝達トルクが小さくなるが、タイミングプーリ３の回転速度が速くなることから、インペラー１５の回転速度も定常運転域よりも僅かに速くなる（３）。
【００４９】
図６は、前記図５の（１）〜（３）の状態を折れ線グラフで示したもので、このグラフから明らかなように、機関の低温始動時から高回転までの間において、従来の可変容量型でないウォータポンプでは、タイミングプーリの回転速度の上昇に伴ってインペラーの回転速度も直線的に上昇するが、本実施例では、前述のように、インペラー１５の回転は低温始動時では零となり、常用域で急激に立ち上がり、さらに高回転域に移行すると、なだらかな立ち上がりとなる。したがって、本実施例では暖機性能や燃費の向上が図れると共に、高回転時における動力損失による出力の向上が図れる。
【００５０】
そして、この実施例によれば、前述のように、貯留室６と流体通路８及び作動室５がほぼ密閉された閉回路に形成されていることから、たとえ車両の揺れや傾きがあったとしても、貯留室６内に貯留されているシリコンオイルＯのトルク伝達部７への自由な流動が防止されて、トルク伝達部７へは、常に制御機構９の作動による貯留室６の容積変化に応じた必要な供給量が供給される。このため、トルク伝達部７による前記タイミングプーリ３から従動軸４への伝達トルクの制御精度が向上する。
【００５１】
しかも、前述のように、作動室５の内部圧力が上昇してプランジャピストン３１の後退移動に伴い、作動室５の容積が自動的に拡大して内部の圧縮空気を吸収する形になることから、該作動室５内へシリコンオイルＯをスムーズに供給することが可能になる。この結果、トルク伝達部７でのトルク伝達性が向上する。
【００５２】
また、前記プランジャピストン３１の外周に設けられた一対のシール部材３５によって作動室５内のシリコンオイルＯや空気の収容部３４への漏れが確実に防止されるため、作動室５内の圧力をプランジャピストン３１に効率良く伝達することができる。
【００５３】
さらに、タイミングプーリ３や従動軸４及び貯留室６、流体通路８などの各構成部材をハウジング１に対して回転自在に支持し、あるいは収容したため、装置全体の小型化が図れる。
【００５４】
また、スプリング２５のばね力がピストン２４に対して常に上方へ作用することにより、貯留室６内のシリコンオイルＯに対して前記スプリング２５による圧縮力が作用することから、貯留室６内の密閉性をより確実に得ることができる。このため、制御精度を一層高くすることが可能になる。
【００５５】
さらに、前記貯留室６と流体通路８は、前記トルク伝達部７よりも重力方向の下側に配置されていることから、機関が停止した際には、トルク伝達部７に存在するシリコンオイルＯを自重によって貯留室６内に回収することが可能になる。
【００５６】
また、前記トルク伝達部７の近傍まで冷却水通路３８が配設されていることから、冷却水通路３８を通流する冷却水によってトルク伝達部７内の粘性流体を効果的に冷却することができる。このため、シリコンオイルＯの粘性の低下を防止することが可能になる。この結果、トルク伝達部７でのタイミングプーリ３から従動軸４へのトルク伝達効率の低下を防止することができる。
〔第２実施例〕
図７及び図８は本発明の第２実施例を示し、基本構造は前記車両用冷却ファンに適用された従来技術のものとほぼ同様であるから簡単に説明すると、内燃機関に固定されて非回転状態にあるハウジング４１と、該ハウジング４１に回転自在に支持された駆動回転体であるボディ４２と、該ボディ４２と同軸上に配置され、前記ボディ４２に回転自在に支持された従動回転体である出力軸４３と、流体であるシリコンオイルＯを貯留した流体貯蔵室４４と、前記ボディ４２と出力軸４３との間に形成されて、前記流体貯蔵室４４からのシリコンオイルＯの供給量に応じて前記ボディ４１から出力軸４３への伝達トルクが変更されるトルク伝達部４５と、前記出力軸４３に形成されて、前記トルク伝達部４５に供給されたシリコンオイルＯを前記流体貯蔵室４４に戻す戻し通路４６と、ボディ４２の一端側に摺動自在に設けられて、前記流体貯蔵室４４の容積を変化させてシリコンオイルＯの液面Ｌを可変にする仕切板４７と、該仕切板４７を進退自在に作動させるアクチュエータである電磁ソレノイド４８と、該電磁ソレノイド４８に通電して制御するコントローラ(ＥＣＵ)４９と、を備えている。
【００５７】
前記ハウジング４１は、段差形状の円筒状に形成されて、一側部及び他側部に第１、第２筒部４１ａ、４１ｂを有し、前記第１筒部４１ａに、ベアリング５０を介して前記ボディ４２が回転自在に支持されている。
【００５８】
前記ボディ４２は、ほぼ円筒状に形成され、前端側に設けられたオイルシール５１によってハウジング４１に液密的に支持されていると共に、外周に形成されたプーリ１２ａを介して機関から回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００５９】
前記出力軸４３は、シャフト４３ａの前端に有するフランジ部４３ｂに図外の冷却ファンが取り付けられていると共に、シャフト４３ａのほぼ中央がボディ４２の小径部の内側にベアリング５２を介して回転自在に支持されている。また、前記オイル戻し通路４６と前記ベアリング５２との間でオイルシール５３によりボディ４２と液密的に支持されている。したがって、前記流体貯蔵室４４は、前記２つのオイルシール５１、５３などによって密閉状態に形成されている。
【００６０】
前記トルク伝達部４５は、前記ボディ４２の内周部に形成された凹凸状のラビリンス部４５ａと、前記出力軸４３のシャフト４３ａの先端部外周に形成されて前記ラビリンス部４５ａと噛合状態に形成された凹凸状のラビリンス４５ｂとから構成され、各ラビリンス部４５ａ、４５ｂは前記オイル戻し通路４６に連通している。
【００６１】
また、前記ハウジング４１の第１筒部４１ａの上部位置には、摺動用穴５５が上下方向に沿って形成されていると共に、該摺動用穴５５の内部にプランジャピストン５６が摺動自在に設けられている。
【００６２】
前記摺動用穴５５は、小径なほぼ円柱状に形成されて、下端開口部５５ａが前記流体貯蔵室４４に臨んでいる。
【００６３】
前記プランジャピストン５６は、前端面５６ａが前記摺動用穴５５の下端開口部５５ａを介して前記流体貯蔵室４４に対面していると共に、後端面と摺動用穴５５の底面との間に弾装された付勢部材であるコイルスプリング５７によって流体貯蔵室４４方向(下方向)に付勢されており、前記摺動用穴５５の下端開口部５５ａの内周に嵌着固定された図外のＣリング状のストッパリングによって最大前方の移動位置が規制されるようになっている。
【００６４】
そして、プランジャピストン５６は、コイルスプリング５７のばね力によって下方へ移動し、あるいは前記流体貯蔵室４４内の圧力によってコイルスプリング５７のばね力に抗して上方へ移動することにより前記流体貯蔵室４４の容積を可変するようになっている。
【００６５】
さらに、前記プランジャピストン５６の外周面には、円環溝が形成されていると共に、該円環溝には前記摺動用穴５５の内周面に弾接して前記流体貯蔵室４４と前記コイルスプリング５７が収容された収容穴との間をシールするシール部材５８が嵌着固定されている。
【００６６】
また、前記摺動用穴５５の後端部には、大気と連通する連通路５９が形成されており、この連通路５９は、摺動用穴５５の後端部に対して直角方向から連通して空気抜き孔として機能することにより前記プランジャピストン５６の自由な摺動を確保するようになっている。
【００６７】
前記電磁ソレノイド４８は、前端部に有する駆動軸４８ａの先端部が前記仕切板４７のほぼ中央に連結されて、コントローラ４９からの駆動電流が出力されると図外の駆動軸が進出して仕切板４７を流体貯蔵室４４側（前方）へ漸次押し出し、駆動電流が出力されない場合は内部のばね部材によって仕切板４７を後退位置に引き戻すようになっている。
【００６８】
なお、前記仕切板４７と電磁ソレノイド４８及びコントローラ４９によって制御機構が構成されている。
【００６９】
したがって、この第２実施例にあっては、前述のように、例えば機関の低温始動時などでは、この状態を検出した冷却水温度センサからコントローラ４９に情報信号が出力されて、このコントローラ４９から電磁ソレノイド４８に通電されない。このため、仕切板４７は、図７に示すように、後退位置に保持されて、これにより、流体貯蔵室４４の容積が最大となって、シリコンオイルＯの液面Ｌがトルク伝達部４５よりも低位となり、該トルク伝達部４５内に供給されない。
【００７０】
よって、ボディ４２の回転駆動力は、トルク伝達部４５で遮断されて出力軸４３には伝達されないため、冷却ファンが回転せずにラジエータが冷却されない状態となる。これによって、暖機の立ち上がりが良好になり、排気エミッション性能の向上が図れる。
【００７１】
このとき、前記プランジャピストン５６は、図７に示すように、流体貯蔵室４４の内部に圧力が作用しないことから、コイルスプリング５７のばね力によってストッパリングに突き当たるまで下方に移動した状態を維持している。
【００７２】
一方、暖機が完了して定常運転に移行すると、機関回転数の上昇および機関の冷却水温度の上昇に伴いコントローラ４９から電磁ソレノイド４８に通電され、駆動軸４８ａが進出して仕切板４７を図８に示すように、前方へ移動させて流体貯蔵室４４内のシリコンオイルＯを押圧しつつ容積を最小にする。
【００７３】
これにより、流体貯蔵室４４内のシリコンオイルＯは、その液面Ｌが上昇して、両ラビリンス部４５ａ、４５ｂ間に多くのシリコンオイルＯが導入されることから、タイミングプーリ３の回転駆動力によって両ラビリンス部４５ａ、４５ｂ間のシリコンオイルＯに剪断力が作用してほぼ最大の回転トルクを出力軸４３に伝達する。これにより、冷却ファンの回転速度が上昇して、ラジエータを冷却する。
【００７４】
また、この時点では、前記流体貯蔵室４４の容積減少に伴って内部の圧縮空気により内部圧力が上昇する。したがって、プランジャピストン５６が、図８に示すように、コイルスプリング５７のばね力に抗して後退移動し、この後退移動した分だけ摺動用穴５５を介して流体貯蔵室４４の容積が自動的に拡大して圧縮空気を吸収する形になる。
【００７５】
このため、前記流体貯蔵室４４内でのシリコンオイルＯの液面Ｌ上昇がスムーズになり、この結果、トルク伝達部４５に対して流体を速やかに供給することができることから、トルク伝達応答性が向上する。
【００７６】
したがって、この実施例も第１実施例と同様な作用効果が得られる。
【００７７】
本発明は、前記各実施例の構成に限定されるものではなく、例えばアクチュエータを他の構成にすることも可能である。また、駆動回転体としては、タイミングプーリ以外にタイミングスプロケットなど他の回転体でもよく、また従動回転体も従動軸や出力軸に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１実施例に係る粘性流体継手の要部縦断面図である。
【図２】本実施例の粘性流体継手の分解斜視図である。
【図３】本実施例の作用を示す粘性流体継手の縦断面図である。
【図４】本実施例の作用を示す粘性流体継手の縦断面図である。
【図５】本実施例における作動室へのシリコンオイルの供給量と冷却ファン回転速度との関係を示す特性図である。
【図６】同じく作動室へのシリコンオイルの供給量と冷却ファン回転速度との関係を示すグラフである。
【図７】第２の実施例を示す粘性流体継手の縦断面図である。
【図８】本実施例の作用を示す粘性流体継手の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…ハウジング
３…タイミングプーリ（駆動回転体）
４…従動軸（従動回転体）
５…作動室
６…貯留室
７…トルク伝達部
８…流体通路
９…制御機構
１３…回転部材
１５…冷却ファン
１９、２０…第１、第２ラビリンス部
３０・５５…摺動用穴
３１・５６…プランジャピストン
３２・５７…コイルスプリング(付勢部材)
３５・５８…シール部材
４１…ハウジング
４２…ボディ(駆動回転体)
４３…出力軸(従動回転体)
４４…流体貯蔵室
４５…トルク伝達部
４５ａ、４５ｂ…ラビリンス部
【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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