JPH0660658B2 - 内燃機関のフアンカツプリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車用内燃機関の冷却ファンに用いられ
る温度感知式ファンカップリング装置の改良に関する。

従来の技術 例えば自動車用内燃機関の冷却ファンにおいては、ラジ
ェータ通過後の空気温度に応じて回転数を制御できる温
度感知式ファンカップリング装置が広く用いられてい
る。

第５図は、その従来のファンカップリング装置の一例を
示すもので、１はＶベルトプーリ２を備えた中空状の駆
動軸、３は上記駆動軸１にベアリング４を介して回転自
在に支持され、その外周に冷却ファン５が取り付けられ
たハウジング、６は上記駆動軸１前端に固着され、上記
ハウジング３内に収容されたロータで、上記ハウジング
３の内部は、仕切板７によって前方の貯留室８と上記ロ
ータ６を収容した後方の作動室９とに隔成されている。
そして、上記ロータ６外周縁部とこれに対向するハウジ
ング３内壁には互いに噛合する多段のラビリンス溝１
０，１１が形成されており、両者１０，１１間で作動流
体の粘性抵抗を得て流体継手として作用せしめている。
また、上記仕切板７には、貯留室８と作動室とを連通す
る流通孔１２が、円板状の仕切板７の外周部近傍で、か
つ、略半径方向に長く穿設して形成されている。またハ
ウジング３の側部カバー３ａの略中央には、第６図にも
示すように外側の渦巻状のバイメタル１３の中心端が固
定された回転軸１４が軸受されている。この回転軸１４
の内端部には、上記流通孔１２を開閉するバルブプレー
ト１５が支持されており、このバルブプレート１５が、
上記ラビリンス溝１０，１１通過後に戻し通路１６を介
して貯留室８に戻された作動流体の循環を、ラジェータ
（図示せず）通過後の空気温度に応じて制御している。

すなわち、空気温度が低い場合には、上記バルブプレー
ト１５が、第６図の実線で示すように流通孔１２を閉塞
して作動流体の循環を停止する。そのため、ラビリンス
溝１０，１１部分に送り込まれる作動流体量が減少し、
従ってロータ６からハウジング３への伝達トルクが低下
して冷却ファン５は低速で回転する。一方、空気温度が
高い場合は、上記バルブプレート１５が、同図一点鎖線
で示すように流通孔１２を開成し、作動流体が貯留室８
から作動室９へと流入する。そのため、ラビリンス溝１
０，１１部分に作動流体が十分に供給され、従ってロー
タ６からハウジング３への伝達トルクが増大して両者の
相対速度差が小さくなり、冷却ファン５は高速で回転す
るのである（特開昭６０−１８４７２４号公報等参
照）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の装置にあっては、上記バルブ
プレート１５が、仕切板７の円周方向に回動して、仕切
板７の外周部近傍に穿設された流通孔１２をＯＮ−ＯＦ
Ｆ的につまり急激に開閉作動するようになっている。す
なわち、流通孔１２が開成されると、貯留室８から作動
室９へ作動流体が流入し始め、ハウジング３及び冷却フ
ァン５の回転数が増大するので、貯留室８内に残留して
いる作動流体に作用する遠心力が増大し、流通孔１２か
ら作動室９内へ流入する作動流体が急激に多くなる。換
言すれば作動流体の貯留室８から作動室９への移動流量
の微調整が不可能であるため、冷却ファン５の回転数を
空気温度に応じて高精度に制御することができない。し
たがって、例えばバルブプレート１５の開動直後におい
ては、作動室９内の作動流体が急増して過大となり、第
４図（Ｂ）に示すようにハウジング３への伝達トルクが
急激に大きくなって冷却ファン５が必要以上に高回転と
なり、過冷却してしまうといった問題がある。また、冷
却ファン５の必要以上の回転により機関の出力低下や騒
音の発生を招来する。尚、上記作動室９内の作動流体の
急増化は、ロータ６とハウジング３との回転数の差が小
さくなり、作動室９から戻し通路１６を介して貯留室８
へ戻される流量が少なくなることも一因であることは勿
論である。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記従来の問題点に鑑み案出されたもの
で、駆動軸に回転自在に支持されたハウジングの内部
に、該ハウジングの内部を貯留室と作動室とに隔成する
仕切板を設けると共に、該仕切板に上記両室を連通する
流通孔を穿設し、かつ上記ハウジングの側部略中央に軸
支されて感温部材を介して回転する回転軸の内端部にア
ームを固定し、更に上記ハウジングの内側部にバルブプ
レートを回動自在に支持すると共に、該バルブプレート
の一側片を上記アームの端部に係合手段を介して揺動自
在に係合し、かつバルブプレートの他側片が上記流通孔
を上記仕切板の略半径方向に摺動して開閉するように構
成したことを特徴としている。

作用 上記構成を有するこの発明によれば、感温部材付近の空
気温度が低い例えば冷機始動時は、バルブプレートはア
ームにより係合手段を介して他側片が略水平状態で流通
孔を閉塞する位置に保持される。したがって、貯留室か
ら作動室への作動流体の流入量が減少しハウジングへの
伝達トルクが低下する。一方、感温部材付近の空気温度
が設定温度以上に高くなると、アームの円周方向の回転
に伴い、バルブプレートの他側片が仕切板の略半径方向
に沿って外周縁側に摺動して流通孔を内側端から徐々に
開成する。このように、流通孔を、内側から開成できる
ことにより貯留室から作動室に流入する作動流体の流量
を空気温度に応じて高精度に制御できる。

実施例 以下、この発明の実施例を図面に基ずいて詳述する。
尚、上述した第５図のファンカップリング装置と同一の
部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

第１図はこの発明の第１実施例を示し、１は中空状の駆
動軸、３は外周に冷却ファン５を有するハウジング、６
はロータ、７はハウジング３内を貯留室８と作動室９と
に隔成する仕切板、１０，１１はラビリンス溝、１２は
上記仕切板７に穿設されて上記貯留室８と作動室９とを
連通する正方形の流通孔、１３は付近の空気温度に応じ
て作動する感温部材たる渦巻状のバイメタル、１４は上
記ハウジング３の開口部にかしめによって固着されたカ
バー３ａの略中央に軸受されて上記バイメタル１３の伸
縮動に伴って正逆回転する回転軸である。

そして、上記回転軸１４の貯留室８に臨む内端部１４ａ
には、第２図及び第３図にも示すように比較的長尺な矩
形状のアーム２１の一端部２１ａが固着されており、こ
のアーム２１の他端部２１ｂ外面中央には係合手段の一
部となる係合ピン２２が設けられている。また、上記カ
バー３ａの内側面に、上記流通孔１２を開閉する略Ｌ字
形状のバルブプレート２３の、一側片２５が枢支ピン２
４を介して回動自在に支持されている。具体的には、こ
のバルブプレート２３は、比較的短尺な一側片２５と比
較的長尺な段差状の他側片２６とを備えており、該両側
片２５，２６の中央折曲部に設けられる上記枢支ピン２
４は、上記回転軸１４の中心Ｐを流通孔１２の中心Ｏと
を結ぶ半径方向の結線Ｘに対して、流通孔１２の中心Ｏ
上で垂直に交わる交線Ｙ上で、かつ、上記Ｐを中心とし
た結線Ｘから約３０゜の角度位置に配置されている。ま
た、一側片２５の端部中央には、上記係合ピン２４が移
動可能に係合する係合手段の一部となる長孔２７が穿設
されている。一方、他側片２６は、上記仕切板７の流通
孔１２前面に配置され、アーム２１の円周方向への回動
に伴い上記結線Ｘに略沿って上記仕切板７上を摺動して
流通孔１２を開閉するように形成されている。

したがって、渦巻状バイメタル１３付近の空気温度が低
い例えば冷機始動時は、第２図に示すようにアーム２１
が回転軸１４を介して図中時計方向に回転して図示位置
で停止し、バルブプレート２３は、係合ピン２２と長孔
２７を介して他側片２６が水平状態で流通孔１２全体を
閉塞している。

よって、貯留室８から作動室９への作動流体の流入量が
減少するため、ハウジング３への伝達トルクが低下し冷
却ファン５は低回転となる。次に渦巻状バイメタル１３
付近の空気温度が設定温度以上に高くなった場合は、第
３図に示すようにアーム２１が図中反時計方向に回転す
ると、係合ピン２２が長孔２７内を摺動して長孔２７端
縁に突き当たり、そのまま長孔２７を介して一側片２５
を図中左上方向へ引き上げるため、バルブプレート２３
が枢支ピン２４を中心に図中時計方向へ徐々に回動す
る。したがって、バルブプレート２３の他側片２６が結
線ｘに沿いつつ仕切板７の外周縁方向へ摺動し、流通孔
１２を仕切板７の半径方向中心側で、第２図に示す作動
流体の液面レベルＬと略同位置に開口形成される内側端
１２ａから徐々に開成する。このように、流通孔１２を
内側端１２ａから開成させることができるので、貯留室
８から作動室９に流入する作動流体の流量を空気温度に
応じた最適な流量に制御できる。この結果、冷却ファン
５の回転数が、第４図（Ａ）に示すように空気温度に応
じた緩やかな特性となる。尚、第２図及び第３図の仕切
板７上の一点鎖線は、作動流体の液面レベルＬを示して
いる。

一方、上記流通孔１２の開成状態から閉成する場合も、
外側端１２ｂから徐々に閉成すると共に、緩慢に閉成す
る。このため、上述と同様に作動流体の流量を空気温度
に応じて高精度に制御できる。

尚、上記アーム２１やバルブプレート２３の一側片２５
及び他側片２６の長さ、長孔２７の穿設方向、長さ等
は、バイメタル１３の設定温度等によって夫々決定され
るが、バルブプレート２３は折曲状のものに限定され
ず、直状の薄板としてもよい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関
のファンカップリング装置によれば、仕切板の流通孔
を、バルブプレートにより内外側端から徐々に開閉する
ことができるため、貯留室から作動室に流入する作動流
体の流量を空気温度に応じて調整することができ、ハウ
ジングの回転数を空気温度に応じて高精度に制御でき
る。したがって、機関の過冷却が確実に防止でき、ま
た、ハウジングの無用な回転が防止されることにより、
機関の出力低下や騒音の発生が解消される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る内燃機関のファンカップリング
装置の一実施例を示す要部断面図、第２図はこの実施例
のバルブプレートの閉状態を示す要部正面図、第３図は
同バルブプレートの開作動状態を示す要部正面図、第４
図（Ａ）はこの実施例の冷却ファン回転数特性を示すグ
ラフ、同図（Ｂ）は従来の冷却ファン回転数特性を示す
グラフ、第５図は従来の装置を示す要部断面図、第６図
は同従来の装置を一部切欠して示す正面図である。 １……駆動軸、３……ハウジング、７……仕切板、８…
…貯留室、９……作動室、１２……流通孔、１３……バ
イメタル（感温部材）、１４……回転軸、２１……アー
ム、２２……係合ピン（係合手段）、２３……バルブプ
レート、２４……枢支ピン、２５……一側片、２６……
他側片、２７……長孔（係合手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸に回転自在に支持されたハウジング
   の内部に、該ハウジングの内部を貯留室と作動室とに隔
   成する仕切板を設けると共に、該仕切板に上記両室を連
   通する流通孔を穿設し、かつ上記ハウジングの側部略中
   央に軸支されて感温部材を介して回転する回転軸の内端
   部にアームを固定し、更に上記ハウジングの内側部にバ
   ルブプレートを回動自在に支持すると共に、該バルブプ
   レートの一側片を上記アームの端部に係合手段を介して
   揺動自在に係合し、かつバルブプレートの他側片が上記
   流通孔を上記仕切板の略半径方向に摺動して開閉するよ
   うに構成したことを特徴とする内燃機関のファンカップ
   リング装置。