JP6358643B2 - 外部制御式ファン・クラッチ装置 - Google Patents
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Description
本発明は、一般に自動車等における機関冷却用のファン回転を外部周囲の温度変化あるいは回転変化に追従して制御する方式の外部制御式ファン・クラッチ装置に関する。
従来、この種のファン・クラッチ装置としては、駆動ディスクを固着した回転軸体（シャフト）上に、軸受を介して支承された非磁性体のケースと該ケースに取着されたカバーとからなる密封器匣の内部に、駆動ディスクを内装するトルク伝達室を備え、前記駆動ディスクの内部を中空となして設けた油溜り室の側壁面にトルク伝達間隙に通ずる少なくとも一つの油循環流通孔を有し、前記油循環流通孔を開閉する磁性を有する弁部材を備え、該弁部材を電磁石により作動させて駆動側と被駆動側とのなすトルク伝達間隙部での油の有効接触面積を増減させて駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を制御する方式のものが知られている。
この種の外部制御式ファン・クラッチ装置としては、例えば回転軸体側に固定した電磁石に通電することにより駆動ディスクに取着された弁部材のアーマチャーを介して作動させて油循環流通路を外部から開閉制御する方式の外部制御式ファン・クラッチ装置があり、その構造は、電磁石のコイルの励磁による磁束を透磁率の高い磁性体からなる回転軸体の磁路を通して板ばねからなる弁部材のアーマチャーに伝え、再び電磁石に戻る磁気回路（磁気ループ）を構成し、電磁石によりクラッチ装置内部の弁部材を作動させてトルク伝達油の流量を制御する方式となしたものである（特許文献１等参照）。
この種の外部制御式ファン・クラッチ装置としては、例えば回転軸体側に固定した電磁石に通電することにより駆動ディスクに取着された弁部材のアーマチャーを介して作動させて油循環流通路を外部から開閉制御する方式の外部制御式ファン・クラッチ装置があり、その構造は、電磁石のコイルの励磁による磁束を透磁率の高い磁性体からなる回転軸体の磁路を通して板ばねからなる弁部材のアーマチャーに伝え、再び電磁石に戻る磁気回路（磁気ループ）を構成し、電磁石によりクラッチ装置内部の弁部材を作動させてトルク伝達油の流量を制御する方式となしたものである（特許文献１等参照）。
しかしながら、上記した従来の外部制御式ファン・クラッチ装置の場合は、以下に記載する欠点がある。
すなわち、弁部材を作動させる電磁石を回転軸体に支持する軸受を介して磁気回路（磁気ループ）を構成しているため、磁気回路が長くなり電磁石の磁力を効率よくアーマチャーに伝達することができず、アーマチャーを吸引するために過剰な電磁力を必要とし、電磁石の寸法、重量が大きくなり、ファン・クラッチ装置の小型、軽量化がはかられない上、消費電力も多く必要となるという問題があった。
すなわち、弁部材を作動させる電磁石を回転軸体に支持する軸受を介して磁気回路（磁気ループ）を構成しているため、磁気回路が長くなり電磁石の磁力を効率よくアーマチャーに伝達することができず、アーマチャーを吸引するために過剰な電磁力を必要とし、電磁石の寸法、重量が大きくなり、ファン・クラッチ装置の小型、軽量化がはかられない上、消費電力も多く必要となるという問題があった。
本発明は、上記した従来の外部制御式ファン・クラッチ装置の欠点を解決するためになされたもので、ファン・クラッチ装置の小型・軽量化と省電力化をはかった外部制御式ファン・クラッチ装置を提供しようとするものである。
本発明に係る外部制御式ファン・クラッチ装置は、内部を中空となして設けた油溜り室を有する駆動ディスクを備えた外部制御式ファン・クラッチ装置の電磁石の磁束を効率よく弁部材のアーマチャーに伝えるためのリング形状の磁性体をさらに追加して弁部材作動用の磁気回路を構成したもので、その要旨は、内部を中空となして設けた油溜り室を有する駆動ディスクを固着した回転軸体上に、第一軸受を介して支承された非磁性体のケースと、該ケースに取着され第二軸受を介して支承されたカバーと、からなる密封器匣の内部に、駆動ディスクを内装するトルク伝達室を備え、前記駆動ディスクの内部を中空となして設けた油溜り室の側壁面にトルク伝達間隙に通ずる少なくとも一つの油循環流通孔を有し、前記油循環流通孔を開閉するアーマチャーを有する弁部材を備え、前記弁部材は駆動ディスクに取着された構成となし、前記回転軸体に第三軸受を介して支持した電磁石、同回転軸体の外周にリング形状の非磁性部材を介して配置したリング形状の第１磁性体リングを備え、前記第１磁性体リングに前記第一軸受を、又前記第一軸受に前記ケースを取付け、前記電磁石により前記弁部材を作動させて前記油循環流通孔を開閉制御する仕組みとなし、駆動側と被駆動側とのなすトルク伝達間隙部での油の有効接触面積を増減させて駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を制御するようにしてなる外部制御式ファン・クラッチ装置において、前記電磁石に隣接してリング形状の第２磁性体リングを回転軸体の外周に配置し前記弁部材作動用の磁気回路を構成することを特徴とするものである。
本発明に係る外部制御式ファン・クラッチ装置は、電磁石の磁束を効率よく弁部材（アーマチャー付き）に伝えるための磁性体を電磁石に隣接して回転軸体の外周に設けたことにより、電磁石を回転軸体に支持する軸受を介して磁気回路（磁気ループ）を構成する従来のファン・クラッチ装置に比べ、弁部材作動用の磁気回路を短くできて安定・効率の良い磁気回路を構成することができ、電磁石の小型・軽量化がはかられ、消費電力も低減できるという効果が得られる。
図１〜図４に示す外部制御式ファン・クラッチ装置は、駆動部（エンジン）の駆動によって回転する回転軸体（駆動軸）１に、第一軸受１３、第二軸受１４を介してケース２−１とカバー２−２とからなる密封器匣２が支承され、この密封器匣２内のトルク伝達室６内に回転軸体１に固着された駆動ディスク３が内装されている。この駆動ディスク３は、図３、図４に示すように、内部を中空となして設けた油溜り室５の一端部にトルク伝達室６に通ずる略三角形状の窓孔７が設けられ、この窓孔７の端部側の油溜り室５の側壁面にトルク伝達間隙に通ずる少なくとも一つの油循環流通孔８が設けられ、さらに前記略三角形状の窓孔７と反対側のディスク裏面側に後述する弁部材１０の取付部１１と、ディスク中央の軸孔９の外側に当該軸孔と同心円上に相対向する位置に円弧状のディスク支持脚部１２が突出して設けられ、回転軸体１に密封器匣２を支承する第一軸受１３、第二軸受１４間の回転軸体１に固着されている。図中、４はセパレートプレートである。
駆動ディスク３に設けられた油循環流通孔８を開閉する油供給用の弁部材１０は、板バネ１０−１とアーマチャー１０−２とからなり、当該弁部材のアーマチャー１０−２が回転軸体１近傍に位置するように板バネ１０−１基端部をディスク裏面側に設けた取付部１１に捩子等により固着する。なお、弁部材１０の板バネ１０−１の基端部と反対側は駆動ディスク３に設けられた略三角形状の窓孔７からカバー２−２側に露出してその先端部が油循環流通孔８と相対向する位置にあることはいうまでもない。
他方、密封器匣２の駆動部側には、回転軸体１に第三軸受１５を介して支承されたリング状の電磁石支持体１７にリング状の電磁石１６が支持され、この電磁石１６と前記弁部材１０間の回転軸体１の外周に固定された筒状の非磁性体リング１９の外周に第１磁性体リング１８が配置され、さらに電磁石１６の電磁石支持体１７と回転軸体１との間に第２磁性体リング２０が電磁石支持体１７に略接するように回転軸体１に外嵌固定されている。すなわち、本発明では、電磁石１６の磁束を効率よく弁部材のアーマチャー１０−２に伝えるため、第２磁性体リング２０をさらに追加して弁部材１０の作動機構（磁気回路）を構成している。
上記構成のファン・クラッチ装置において、電磁石１６がＯＦＦ（非励磁）の時はアーマチャー１０−２が当該板バネ１０−１の作用により駆動ディスク３の油循環流通孔８より離間することにより該油循環流通孔８が開き、油溜り室５とトルク伝達室６が連通し、油溜り室５内の油がトルク伝達室６内へ供給され、電磁石１６がＯＮ（励磁）の時はアーマチャー１０−２が当該板バネ１０−１に抗して吸引されることにより、当該板バネ１０−１が駆動ディスク３に圧接して油循環流通孔８が閉じられ、油溜り室５内の油がトルク伝達室６内へ供給されない。
すなわち、本発明では電磁石１６がＯＮ（励磁）の時、前記したように磁気回路は電磁石１６、第１磁性体リング１８、アーマチャー１０−２、回転軸体１及び第２磁性体リング２０で構成され、磁束は図２に矢印で示すように電磁石１６→第１磁性体リング１８→アーマチャー１０−２→回転軸体１→第２磁性体リング２０の順に流れるので、電磁石１６の磁束が効率よく弁部材１０のアーマチャー１０−２に伝えられ消費電力を低減できるのみならず、電磁石１６の小型・軽量化もはかられるという効果が得られる。
すなわち、本発明では電磁石１６がＯＮ（励磁）の時、前記したように磁気回路は電磁石１６、第１磁性体リング１８、アーマチャー１０−２、回転軸体１及び第２磁性体リング２０で構成され、磁束は図２に矢印で示すように電磁石１６→第１磁性体リング１８→アーマチャー１０−２→回転軸体１→第２磁性体リング２０の順に流れるので、電磁石１６の磁束が効率よく弁部材１０のアーマチャー１０−２に伝えられ消費電力を低減できるのみならず、電磁石１６の小型・軽量化もはかられるという効果が得られる。
１ 回転軸体（駆動軸）
２ 密封器匣
２−１ ケース
２−２ カバー
３ 駆動ディスク
４ セパレートプレート
５ 油溜り室
６ トルク伝達室
７ 窓孔
８ 油循環流通孔
９ 軸孔
１０ 弁部材
１０−１ 板バネ
１０−２ アーマチャー
１１ 弁部材取付部
１２ ディスク支持脚部
１３ 第一軸受
１４ 第二軸受
１５ 第三軸受
１６ 電磁石
１７ 電磁石支持体
１８ 第１磁性体リング
１９ 非磁性体リング
２０ 第２磁性体リング
２ 密封器匣
２−１ ケース
２−２ カバー
３ 駆動ディスク
４ セパレートプレート
５ 油溜り室
６ トルク伝達室
７ 窓孔
８ 油循環流通孔
９ 軸孔
１０ 弁部材
１０−１ 板バネ
１０−２ アーマチャー
１１ 弁部材取付部
１２ ディスク支持脚部
１３ 第一軸受
１４ 第二軸受
１５ 第三軸受
１６ 電磁石
１７ 電磁石支持体
１８ 第１磁性体リング
１９ 非磁性体リング
２０ 第２磁性体リング
Claims (1)
- 内部を中空となして設けた油溜り室を有する駆動ディスクを固着した回転軸体上に、第一軸受を介して支承された非磁性体のケースと、該ケースに取着され第二軸受を介して支承されたカバーと、からなる密封器匣の内部に、駆動ディスクを内装するトルク伝達室を備え、前記駆動ディスクの内部を中空となして設けた油溜り室の側壁面にトルク伝達間隙に通ずる少なくとも一つの油循環流通孔を有し、前記油循環流通孔を開閉するアーマチャーを有する弁部材を備え、前記弁部材は駆動ディスクに取着された構成となし、前記回転軸体に第三軸受を介して支持した電磁石、同回転軸体の外周にリング形状の非磁性部材を介して配置したリング形状の第１磁性体リングを備え、前記第１磁性体リングに前記第一軸受を、又前記第一軸受に前記ケースを取付け、前記電磁石により前記弁部材を作動させて前記油循環流通孔を開閉制御する仕組みとなし、駆動側と被駆動側とのなすトルク伝達間隙部での油の有効接触面積を増減させて駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を制御するようにしてなる外部制御式ファン・クラッチ装置において、前記電磁石に隣接してリング形状の第２磁性体リングを回転軸体の外周に配置し前記弁部材作動用の磁気回路を構成することを特徴とする外部制御式ファン・クラッチ装置。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE10338432A1 (de) * | 2002-08-23 | 2004-03-04 | Behr Gmbh & Co. Kg | Flüssigkeitsreibkupplung |
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| DE102007042205A1 (de) * | 2007-09-05 | 2009-04-02 | Schaeffler Kg | Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen |
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- 2013-06-06 JP JP2013119790A patent/JP6358643B2/ja active Active
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- 2014-05-28 EP EP14170211.8A patent/EP2811133B1/en active Active
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