(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に円盤状の駆動ディスクを固着した回転軸体上に軸受を介して支承され、かつ外周部に冷却ファン部材を取り付けたケースとカバーからなる密封器匣の内部が、耐熱合成油の供給孔を有する仕切板により油溜室と前記の駆動ディスクを内装するトルク伝達室に区劃され、さらに油溜室の内部には、前記カバーの前面に設けられた感温体の温度変化に伴う変形に追従して連桿を介して変位する弁部材がその一端を油溜室側に固定されて内装され、該弁部材の作動により駆動ディスクとケースおよび仕切板との対向壁面間に設けられたトルク伝達室内の油量が増減して、駆動側の回転軸体から被駆動側の密封器匣への回転トルクの伝達が制御されるようにしてなるファン・カップリング装置において、前記弁部材を、これに取り付けたばね手段の作用により設定温度で瞬時に開閉可能な構造としたことを特徴とする温度感応型流体式ファン・カップリング装置。
【請求項２】
前記弁部材が少なくとも２か所の折曲部をもつて形成されるリンク部材と、該リンク部材を挟んでその両側に配設された少なくとも２本のコイルスプリングと、前記リンク部材に接する前記連桿と相対する側においてリンク部材と仕切板との間に介在され、かつ前記リンク部材を感温体の方向に付勢する弾性体とにより構成されてなることを特徴とする請求項１記載の温度感応型流体式ファン・カップリング装置。
【請求項３】
前記弁部材が円盤状の皿ばねと、該皿ばねに接する前記連桿と反対面にあって、前記皿ばねと仕切板との間に介在され、かつ前記皿ばねを感温体に付勢する弾性体とにより構成されてなることを特徴とする請求項１記載の温度感応型流体式ファン・カップリング装置。
【請求項４】
前記カバーの内面から仕切板に向け、かつ前記弁部材の自由端に対向してストッパが設けられ、弁全開時には必要開度を超えたところで弁開度を制限することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の温度感応型流体式ファン・カップリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、自動車等における機関冷却用ファンの回転を外域周囲の温度変化に応じて自動制御し、走行状態に応じた冷却送風量を絶えず機関に供給する温度感応型流体式ファン・カップリング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のファン・カップリング装置としては、図５にその要部を断面で例示するような装置が利用されている。
すなわち、先端部に円盤状の駆動ディスク１を固着した回転軸体２上に、軸受３を介して支承され、かつ、外周部に冷却ファン部材４が取り付けられたケース５とカバー６とからなる密封器匣７を備える装置である。
この密封器匣７の内部は、耐熱合成油の供給調整孔８を有する仕切板９によって、油溜室１０と、前記の駆動ディスク１を内装するトルク伝達室１１とに区劃され、さらに、油溜室１０の内部には、前記カバー６の前面に設けられた感温体１２が感知する温度変化に追従して軸方向に変位可能な連桿１３を介して連動する板状の弁部材１４が内装され、該板状の弁部材１４は油溜室１０側において仕切板９にその一端が鋲着され、他端の自由端は仕切板９に設けられた供給調整孔８を開閉するよう配設されている。
【０００３】
この場合、供給調整孔８は板状の弁部材１４の作動により開閉され、供給調整孔８の開閉によって伝達室１１内に存在する耐熱合成油の油量を増減させて、駆動側の回転軸体１から被駆動側の密封器匣７へ伝達されるトルクが制御されるように構成されている。
【０００４】
さらに、駆動ディスク１の回転作動時に、その外周面に集油する油を油溜室１０へ回収するため、密封器匣７の内周面壁部の一部にはダム１６と、該ダムの回転方向の手前に近く排出口が設けられ、ダム１６によりポンピングされた油はトルク伝達室１１側から前記排出口およびこれに連なる排出循環路１７を通って油溜室１０へ回収される。
また、前記密封器匣７の外側には放熱フィン２４が形成されている。
【０００５】
上記のように構成され、形成されたファン・カップリング装置においては、外部周囲の温度が設定値を超えた場合に、感温体１２の変形動作に伴う連桿１３の作用により、連桿１３に接して設けられた弁部材１４は仕切板９に設けられた供給調整孔８を開放する。
一方、外部周囲の温度が設定値を下回る場合には、弁部材１４は、逆に、供給調整孔８を閉塞する動作をなす。
以上のような動作により、駆動ディスク１と密封器匣７との間に形成されたトルク伝達室１１内部に存在する耐熱合成油の有効接触面積を増減させ、これにより、駆動側の回転軸体２から被駆動側である密封器匣７へ伝達するトルク量を制御させている。
【０００６】
このような前記従来のファン・カップリング装置にあっては、油溜室１０からトルク伝達室１１への油の供給は感温部の温度により弁部材１４を開閉する機構のために弁の開度に比例し、ファンの回転の二乗に比例して増減する。これに対し、油の回収はトルク伝達室に設けられたダムにより行われており、回収量は入力軸回転と従動するファン回転との回転差に比例する機構である。一方弁部材はバネ材からなり単独では開の状態で組付けられ、感温体のバネ力を連棹により弁部材に伝達し圧縮された弁閉状態で組付けられる。感温体の温度が上昇することによりバネ力が減少し弁部材の反発力が勝る分徐々に弁が開き、油の供給量が回収量より少しでも多くなった温度においてファン回転が増加し、さらに供給量も加速的に増加して急激的に連結状態になる。この時の温度が連結設定温度であり油の回収量と供給量の微妙な受給バランスで成立している。また、この設定温度は連棹の長さにより調整される機構である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来のファン・カップリング装置においては全ての加工および組付等の公差のしわ寄せが連棹に集中し、これが設定温度のバラツキとして現れる。これに対し、設定温度の確認のため冷却ファンおよびカップリングを組付けた後に試運転して連棹の長さ調整をおこなっているが、この作業は極めて繁雑で、極めて手間がかかり、かつ精度が要求されるためその改善が要望されていた。
また、従来のファン・カップリング装置は自動車のエンジンルーム内に設置されていることに加えて、冷却ファンを駆動する際に、継手としての作用を果たしている高粘度の耐熱合成油が剪断作用を受けるため、密封器匣内を循環する耐熱合成油の自己発熱量を大きくし易くすることの他、密封器匣の構造によっては発熱と放熱の平衡が崩れ易くなる。
さらに、上記した温度変化は急激に発生することが多く認められるものの、従来のファン・カップリング装置は感温部の感知する温度により弁部材を徐々に開閉させる機構を採用しているため、供給調整孔を急速に開閉させ、急激な温度変化に対応させて冷却ファンの回転を迅速に調整することは容易でなかった。
以上のような様々な要因が重なって、耐熱合成油の劣化により軸受けも劣化し、これらが冷却ファンの安定駆動を阻害し、さらには機器の損壊が発生する可能性もあった。
【０００８】
本発明は、従来技術がこれまでに提起している各種の難点に鑑みてなされたものであって、微妙な弁の開度を要求されないために簡単に温度の設定が可能となり、また、冷却ファンとカップリングの全組立後の運転で設定温度を確認するのではなく、カバー部材を部分組立とし、感温部を設定温度の油に浸漬するだけの簡単な方法で確認でき、さらに急激な温度変化に対応させて冷却ファンの回転を迅速に調整することを得るように構成された温度感応型流体式ファン・カップリング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、先端部に円盤状の駆動ディスクを固着した回転軸体上に軸受を介して支承され、かつ外周部に冷却ファン部材を取り付けたケースとカバーとならなる密封器匣の内部が、耐熱合成油の供給孔を有する仕切板により油溜室と前記の駆動ディスクを内装するトルク伝達室とに区劃され、さらに油溜室の内部には、前記カバーの前面に設けられた感温体の温度変化に伴う変形に追従して連桿を介して変位する弁部材がその一端を油溜室側に固定されて内装され、該弁部材の作動により駆動ディスクとケースおよび仕切板との対向壁面間に設けられたトルク伝達室内の油量が増減して、駆動側の回転軸体から被駆動側の密封器匣への回転トルクの伝達が制御されるようにしてなるファン・カップリング装置において、前記弁部材が前記供給調整孔をばね手段により所定温度で瞬時に開閉可能な構造を有する温度感応型流体式ファン・カップリング装置を特徴とするものである。
【００１０】
本発明は、前記弁部材が少なくとも２か所の折曲部をもつて形成されるリンク部材と、該リンク部材を挟んでその両側に配設された少なくとも２本のコイルスプリングと、前記リンク部材に接する前記連桿と相対する側においてリンク部材と仕切板との間に介在され、かつ、前記感温体の方向に付勢する弾性体とにより構成されてなることが好ましい。
【００１１】
本発明において、前記弁部材が円盤状の皿ばねと、該皿ばねに接する前記連桿と反対面にあって、前記皿ばねと仕切板との間に介在され、かつ、前記感温体に付勢する弾性体とにより構成されてなることが好ましい。
【００１２】
前記のファン・カップリング装置においては、前記カバーの内面から仕切板に向け、かつ前記弁部材の自由端に対向してストッパが設けられ、弁全開時には必要開度を超えたところで弁開度を制限することがより好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に関して、図面を参照しながら以下に詳述する。
図１は本発明の実施例において、弁部材が閉塞位置にある場合の縦断面図、図２は本発明の実施例において、弁部材が解放位置にある場合の部分縦断面図、図３は本発明の実施例において用いられる弁部材の平面図、図４は本発明の他の実施例において用いられる弁部材の側面図である。
【００１４】
本発明は、図１に示すように、先端部に円盤状の駆動ディスク１を固着した回転軸体２上に、軸受３を介して支承され、かつ、外周部に冷却ファン部材４が取り付けられたケース５とカバー６とからなる密封器匣７を備える温度感応型流体式ファン・カップリング装置である。
密封器匣７の内部は、耐熱合成油の供給調整孔８を有する仕切板９によって、油溜室１０と、前記駆動ディスク１を内装するトルク伝達室１１とに区劃され、さらに、油溜室１０の内部には、前記カバー６の前面に設けられた感温体１２が感知する温度変化に伴う変形に追従して軸方向に変位可能な連桿１３と、この連桿１３の変位に連動する弁部材１４とが内装されている。
【００１５】
該弁部材１４は、供給調整孔８を瞬時に開閉可能な構造を有し、その一例は図２に示すように、少なくとも２か所の折曲部をもつて形成されるリンク部材１５と、リンク部材１５を挟んでその左右に配設された少なくとも２本のコイルスプリング２６と、前記リンク部材１５に接する連桿１３の相対する側においてリンク部材１５と仕切板９との間に介在し、かつ前記リンク部材１５を感温体１２の方向に付勢する例えばコイルスプリングのような弾性体２７とにより構成されている。
また、油溜室１０側において仕切板９には弁部材１４を構成するリンク部材１５の一端にある固着片３１が鋲着され、リンク部材１５の他端の自由端にある弁片３２は仕切板９に設けられた供給調整孔８に対向してこれを開閉し、固着片３１と弁片３２との間には加圧片３３を介在して、固着片３１と加圧片３３、加圧片３３と弁片３２とは夫々回転軸３４、３４´を介してリンク構造を形成している。
【００１６】
この場合、上記供給調整孔８は、弁部材１４を構成し供給調整孔８に対向するリンク部材１５の作動により開閉自在にされ、この供給調整孔８の開閉によってトルク伝達室１１内に存在する耐熱合成油の油量に増減が生じ、トルク伝達室１１内における耐熱合成油の油量の増減によって、駆動側の回転軸体１から被駆動側の密封器匣７へ向けて伝達されるトルクが制御されるように構成されている。
【００１７】
さらに、駆動ディスク１の回転作動時に、その外周面に集溜する油を油溜室１０に回収するため、密封器匣７の内周面側壁部の一部にダム１６と、該ダムの回転方向の手前に近くに排出口が設けられ、ダム１６によりポンピングされた油はトルク伝達室１１側から排出口とこの排出口に連なる排出循環路１７を通って油溜室１０へ回収される。
また、前記密封器匣７の外側には放熱フィン２４が形成されている。
【００１８】
以上のように構成された本発明のファン・カップリング装置は、外部周囲温度が下降すると、感温体１２が弯曲変形して、連桿１３を弾性体２７により軸方向の外方へ変位させる。この際該連桿１３の変位に追随して前記弾性体２７により加圧片３３も軸方向の外方側に移動するがコイルスプリング２６により固着片３１と弁３２は相互に引き合う力を受け、したがって弁片３２は図１の位置を維持して供給調整孔８を閉鎖している。次に外部周囲温度が上昇すると、連桿１３は軸方向の内方へ移動して弾性体２７およびコイルスプリング２６に抗して加圧片３３を押圧する。そして連桿１３がさらに軸方向の内方へ移動して加圧片３３を一層押圧すると、該押圧力が前記固着片３１と弁３２との相互に引き合う力より大きくなりリンク部材１５はコイルスプリング２６によって図１のへの字状から図３の逆への字状へ急激に反転して、供給調整孔８は瞬時に開放する。
【００１９】
一方コイルスプリング２６により逆への字状となったリンク部材１５は、外部周囲温度の降下に伴う連桿１３の軸方向の外方への変位によって弾性体２７により加圧片３３を押圧され、弁片３２が油溜室１０の内面と係合する状態となる。連桿１３がさらに軸方向の外方への変位して弾性体２７の押圧力が増すと、該押圧力が前記固着片３１と弁３２との相互に引き合う力より大きくなりリンク部材１５はコイルスプリング２６によって図３の逆への字状から図１のへの字状へ急激に反転して、供給調整孔８は瞬時に閉鎖される。
このような弁部材１４による供給調整孔８の瞬時の開閉動作は、コイルスプリング２６と弾性体２７のばねのばね定数を温度との関係で適宜選択することにより所定温度で行うことができる。
【００２０】
弁部材１４は、図１ないし３に示した実施例の他に図４のように構成することもできる。すなわち、自由端に弁片３０を有する円盤状の皿ばね２８と、この皿ばね２８に接する連桿１３と相対する側において、前記皿ばね２８と仕切板９との間に介在され、かつ感温体１２の方向に前記皿ばね２８を付勢する弾性体２７とにより構成されており、上記した実施例と同様に連桿が一定範囲以上に移動すると反転する構造を有し、これにより供給調整孔８を瞬間的に開閉する構成を有するものである。
この実施例は、皿ばね２８の利用により弁部材１４をより小形化、軽便化できる。
【００２１】
本発明の実施に際して弁全開時には必要開度を超えたところで弁開度を制限するための、カバー６の内面から仕切板９に向けて突出するストッパ２９を設けると好ましく、このストッパ２９はリンク部材１５の自由端側の弁片３２或いは皿ばねの弁片３０に対向して設けられている。
これは弁部材１４の作動に際して、供給調整孔８の開度を一定限度内に抑制し、感温体１２の作動を必要とする温度に対するヒステリシスを少なくすることができることに起因する。
【００２２】
なお、本発明の実施に際して、弁部材１４を構成するコイルスプリング２６または皿ばね２８の反転強度と、該弁部材１４または皿ばね２８を感温体の方向に付勢する弾性体２７の強度とを適宜選択した弁部材１４を利用することによっても、供給調整孔８の開度を一定限度内に抑制し、感温体１２の作動を必要とする温度に対するヒステリシスを少なくすることを可能にし得る。
【００２３】
【発明の効果】
以上に記述した如く、本発明の実施により微妙な弁の開度を要求されないために簡単に温度の設定が可能となり、かつ、冷却ファンとカップリングの全組立後の運転で設定温度を確認するのではなく、カバー部材を部分組立とし、感温部を設定温度の油に浸漬するだけの簡単な方法で確認ができ、装置の小形化、軽便化が図れると共に、迅速、かつ安定した温度制御特性を持ち合わせ、さらに前記感温体の作動を必要とする温度に対するヒステリシスを少なくすることができる温度感応型流体式ファン・カップリング装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示し、弁部材が閉塞位置にある場合の縦断面図である。
【図２】弁部材が解放位置にある場合の部分縦断面図である。
【図３】この実施例において用いられる弁部材の平面図である。
【図４】他の実施例において用いられる弁部材の側面図である。
【図５】従来例において、弁部材が閉塞位置にある場合の縦断面図である。
【符号の説明】
１  駆動ディスク
２  回転軸体
３  軸受
４  冷却ファン部材
５  ケース
６  カバー
７  密封器匣
８  供給調整孔
９  仕切板
１０  油溜室
１１  トルク伝達室
１２  感温体
１３  連桿
１４  弁部材
１５  リンク部材
１６  ダム
１７  排出循環路
２４  放熱フィン
２６  コイルスプリング
２７  弾性体
２８  皿ばね
２９  ストッパ
３０  弁片
３１  固着片
３２  弁片
３３  加圧片
３４  回転軸
【図１】
0003753193.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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