JP4813869B2 - 外部制御式ファン・カップリング装置 - Google Patents

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・カップリング装置に関する。

従来、この種のファン・カップリング装置としては、先端に駆動ディスクを固着した回転軸体（駆動軸）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を、油の供給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劃し、前記トルク伝達室と油溜り室間に形成された油循環流通路を開閉する磁性を有する弁部材を油溜り室内に備え、該弁部材をアクチュエーターにより作動させて前記油循環流通路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ファン・カップリング装置が知られている。
この種の外部制御式ファン・カップリング装置としては、エンジンまたは車体側に固定された電磁コイルを励磁することによりカップリング装置内部のアクチュエーターを作動させてファン回転を外部から制御する方式の外部制御式ファン・カップリング装置があり、その構造は、電磁コイルの励磁による磁束を透磁率の高い磁性体（シャフト、弁部材）の磁路を通して弁部材に伝え、再び電磁コイルに戻る磁気ループを構成し、ＥＣＵからの入力信号により電圧を電磁コイルに加え、この電磁力でカップリング装置内部の弁部材を開閉し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１参照）。
Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．６４４３２８３

しかしながら、上記した従来の外部制御式ファン・カップリング装置の場合は、以下に記載する欠点がある。
すなわち、外部に固定された電磁コイルを励磁した磁束をカップリング装置内部の弁部材に伝えて作動させる方式の場合、電磁コイルの励磁による磁束を透磁率の高い磁性体（シャフト、弁部材）の磁路を通して弁部材に伝え、再び電磁コイルに戻る磁気ループを構成する必要があるため、電磁コイル、弁部材の位置関係にレイアウト上の制約があること、ケースや弁構造が複雑化すること、磁気ループを構成するための磁性体パーツをカップリング装置内に組込むことにより油の漏洩が懸念されること、磁気回路が長いため磁気漏洩が多いこと、サイズの異なるファン・カップリング装置へのシステムの汎用性が乏しいこと、等の欠点がある。

本発明は、上記した従来の外部制御式ファン・カップリング装置の欠点を解消するためになされたもので、電磁コイル、弁部材の位置関係にレイアウト上の制約が無く、ケースや弁構造の簡易化および装置の小型・軽量化、油の漏洩や磁気漏洩の防止がはかられ、システム汎用性に富む外部制御式ファン・カップリング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・カップリング装置は、駆動軸（回転軸体）の回転を利用して電流を供給する発電機を当該カップリング装置に組込んで、弁部材を作動させるアクチュエーターを駆動する方式となしたもので、その要旨は、先端に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を、前記カバーに固着された仕切板により油溜り室と、前記駆動ディスクを内装するトルク伝達室とに区劃し、前記トルク伝達室と油溜り室間に形成された油回収用循環流通路と、前記仕切板に形成された油供給調整孔を備え、前記油供給調整孔を開閉する弁部材を油溜り室内に備え、該弁部材をアクチュエーターにより作動させて前記油供給調整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ファン・カップリング装置において、前記アクチュエーターが密封器匣のカバーに取着され、外部に固定された永久磁石および、当該カップリング装置側に固定され前記永久磁石に対向した電磁コイルを備え、前記電磁コイルに発生した電力で前記密封器匣のカバーに取着されたアクチュエーターを駆動する仕組みとなし、かつ前記アクチュエーターのＯＮ／ＯＦＦスイッチを備えたことを特徴とするものである。
なお、この外部制御式ファン・カップリング装置の場合は、前記弁部材を作動させるアクチュエーターを小型化し、該小型アクチュエーターを前記回転軸体と偏心して密封器匣のカバーに取着して弁部材開閉機構を構成してもよい。

また、本発明に係る他の外部制御式ファン・カップリング装置は、先端に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を、前記駆動ディスクに固着された仕切板により油溜り室と、前記駆動ディスクを内装するトルク伝達室とに区劃し、前記トルク伝達室と油溜り室間に形成された油回収用循環流通路と、前記仕切板に形成された油供給調整孔とを備え、前記油供給調整孔を開閉する弁部材を油溜り室内に備え、該弁部材をアクチュエーターにより作動させて前記油供給調整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ファン・カップリング装置において、前記アクチュエーターが回転軸体内に配置され、該アクチュエーターにより作動する制御棒が当該回転軸体内を軸方向に貫通して弁部材を制御する方式となし、外部に固定された永久磁石および、当該カップリング装置側に固定され前記永久磁石に対向した電磁コイルを備え、前記電磁コイルに発生した電力で前記回転軸体内に配置されたアクチュエーターを駆動する仕組みとなし、かつ前記アクチュエーターのＯＮ／ＯＦＦスイッチを備えたことを特徴とするものである。

さらに、本発明装置は、前記電磁コイルに誘導された交流電流を整流器で直流に整流しアクチュエーターを駆動する方式とすることもできる。さらに、前記アクチュエーターは、ロータリー式ソレノイドタイプまたは直進式ソレノイドタイプのいずれでもよい。

本発明の外部制御式ファン・カップリング装置は、カップリング装置本体に組込んだ永久磁石と電磁コイルとからなる発電機により電力を供給し、その電力で弁部材作動用のアクチュエーターを駆動させる方式であるから、従来構造のような複雑な磁気回路（磁気ループ）を構成する必要がなくなり、構造の簡易化がはかられると共に、オイルリークのおそれがほとんどなくなり、かつ磁気リークも極めて少なく、また発電機とアクチュエーター間はリード線で電気的に接続するため、両者の位置関係にレイアウト上の制約が極めて少なく、さらにアクチュエーター部はサイズの制約が少ないため汎用性にも富み、またさらに、常時発電した状態で外部からの信号により必要に応じてアクチュエーターを駆動させる方式であるから、応答性がよくファンの回転制御性を向上でき、さらにまた、大型車両用の大口径ファンを駆動するために大径の外部制御式ファン・カップリング装置となって油供給孔の位置が装置の回転中心から離れてもコイルを大径とする必要がなく小径のコイルで作動できるので小型・軽量化が可能であり、レイアウト性も向上する、等の効果を奏する。

図１〜図６は本発明に係る外部制御式ファン・カップリング装置の実施例を示したもので、図１および図２はアクチュエーターにロータリー式ソレノイドタイプを用いた外部制御式ファン・カップリング装置を示す縦断面図、図３〜図６はアクチュエーターに直進式ソレノイドタイプを用いた外部制御式ファン・カップリング装置を示す縦断面図である。図中、１は回転軸体（駆動軸）、２は密封器匣、２−１はケース、２−２はカバー、３は駆動ディスク、４は仕切板、５は油溜り室、６はトルク伝達室、７は油回収用循環流通路、８は油供給調整孔、９−１〜９−６は油供給用弁部材、１０−１、１０−２はロータリー式ソレノイドタイプのアクチュエーター、１０−３〜１０−６は直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター、１１は整流器、１２は発電機、１２−１は永久磁石、１２−２は電磁コイル、１３は電力供給用リード線、１４はＯＮ／ＯＦＦスイッチ（リレーもしくは磁気スイッチ）、１５は入力信号用リード線、１６は密封器匣用軸受、１７は永久磁石用軸受、１８はファンである。

すなわち、図１に示す外部制御式ファン・カップリング装置は、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、密封器匣用軸受１６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内は油供給調整孔８付き仕切板４にて油溜り室５とトルク伝達室６とに区劃され、トルク伝達室６内には回転軸体１の先端に固着された駆動ディスク３が該トルク伝達室の内周面との間にトルク伝達間隙が形成されるように収納されている。

カバー２−２に設けられた油回収用循環流通路７で回収された油がトルク伝達室６へ流出する油供給調整孔８を開閉する油供給用弁部材９−１は、カバー２−２の前面に設けたロータリー式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−１の制御棒１０−１ａに取付けられ、該制御棒１０−１ａの回動により仕切板４上を揺動して、油供給調整孔８を開閉する仕組みとなしている。なお、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーターを用いた場合は、制御棒１０−１ａの前後動により油供給調整孔８が開閉する。

発電機１２は、エンジンあるいは車体側に固定された永久磁石（多極）１２−１と、当該カップリング装置のケース２−１に固定された電磁コイル１２−２とで構成され、その構造はエンジンあるいは車体側に固定され、かつ回転軸体（駆動軸）１の外周に永久磁石用軸受１７を介して相互に回動可能に取付けられた磁石支持体１２−３に永久磁石（多極）１２−１が取付けられ、該永久磁石１２−１に対向する電磁コイル１２−２が当該鉄芯１２−４を介してケース２−１に固定されている。この発電機１２は、エンジンあるいは車体側に固定された永久磁石（多極）１２−１とカップリング装置側に設置された電磁コイル１２−２が相対回転することで、電磁コイル１２−２に誘導電流が発生し、この電力が電力供給用リード線１３を介してアクチュエーター１０−１へ供給される仕組みとなしたもので、その発電機１２の作動原理は、永久磁石（多極）１２−１と電磁コイル１２−２が相対回転すると、電磁コイル１２−２の鉄芯１２−４に、対向する永久磁石１２−１の磁束が流れる。この磁束ベクトルの向きは、永久磁石（多極）１２−１と電磁コイル１２−２の相対回転と永久磁石１２−１の極数の周波数で変化する。そして、電磁コイル１２−２の鉄芯１２−４に流れる磁束ベクトルの大きさ、向きの変化による電磁誘導作用により、電磁コイル１２−２に電流が発生する（永久磁石１２−１と電磁コイル１２−２の相対回転があるときは、常に発電し続ける）。

電磁コイル１２−２に発生した電流は、密封器匣２内に配線した電力供給用リード線１３を介してアクチュエーター１０−１側へ流れ、該アクチュエーター１０−１に付設した整流器（ダイオードブリッジ等）１１により直流化されて該アクチュエーターの駆動電力として、油供給用弁部材９−１を作動させる。アクチュエーター１０−１を作動させる信号は、電磁コイル１２−２にＯＮ／ＯＦＦスイッチ（リレー）１４を介して接続された入力信号用リード線１５により外部から与えられる。なお、交流アクチュエーターを使用する場合は整流器１１は不要である。

図２に示す外部制御式ファン・カップリング装置は、アクチュエーター１０−２および整流器１１を回転軸体（駆動軸）１の内部に配置し、該アクチュエーター１０−２の制御棒１０−２ａを当該回転軸体１を軸方向に貫通して油供給用弁部材９−２を作動させる方式となしたもので、その構造は、先端に駆動ディスク３が固着された回転軸体（駆動軸）１に密封器匣用軸受１６を介して支承されたケース２−１とカバー２−２とからなる密封器匣２の内部が、前記駆動ディスク３に固着された油供給調整孔８付き仕切板４により油溜り室５と、前記駆動ディスクを内装するトルク伝達室６とに区劃され、前記トルク伝達室６内に前記回転軸体１の先端に固着された駆動ディスク３が該トルク伝達室６の内周面との間にトルク伝達間隙が形成されるように収納されている。そして、回転軸体（駆動軸）１の内部に配置されたロータリー式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−２の制御棒１０−２ａが当該回転軸体１を軸方向に貫通して油溜り室５内に突出し、前記駆動ディスク３に固着された仕切板４に形成された油供給調整孔８を開閉する油供給用弁部材９−２が前記制御棒１０−２ａの先端に固着され、その作動は前記図１の装置と同様、ロータリー式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−２の制御棒１０−２ａの回動により仕切板４上を揺動して、油供給調整孔８を開閉する仕組みとなしている。また、このファン・カップリング装置の発電機１２は、エンジンあるいは車体側に固定され、かつ回転軸体（駆動軸）１の外周に永久磁石用軸受１７を介して相互に回動可能に取付けられた磁石支持体１２−３に永久磁石（多極）１２−１が取付けられ、該永久磁石１２−１に対向する電磁コイル１２−２が当該鉄芯１２−４を介して回転軸体１に固定されている。なお、本装置の場合も、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーターを用いた場合は、制御棒１０−２ａの前後動により前後動により仕切板４上を揺動して、油供給調整孔８が開閉する。

電磁コイル１２−２に発生した電流は、回転軸体（駆動軸）１を貫通して配線した電力供給用リード線１３を介してアクチュエーター１０−２側へ流れ、前記と同様、アクチュエーター１０−２に付設した整流器（ダイオードブリッジ等）１１により直流化されて該アクチュエーターの駆動電力として、油供給用弁部材９−２を作動させる。アクチュエーター１０−２を作動させる信号は、電磁コイル１２−２にＯＮ／ＯＦＦスイッチ（磁気スイッチ）１４を介して接続された入力信号用リード線１５により外部から与えられる。なお本装置の場合も、交流アクチュエーターを使用する場合は、整流器１１は不要である。

上記図２に示す外部制御式ファン・カップリング装置のように、アクチュエーター１０−２および整流器１１を回転軸体（駆動軸）１の内部に配置し、該アクチュエーター１０−２の制御棒１０−２ａを当該回転軸体１を軸方向に貫通して油供給用弁部材９−２を作動させる方式の場合は、密封器匣２より高速で回転する駆動ディスク３に固定された仕切板４内に油溜り室５を持つことができるので、回転軸体（駆動軸）１の高速回転に伴う大きな遠心力で油を供給することが可能となり油供給力が高まることにより、ファン回転レスポンスが向上する。さらに、重量的に重いアクチュエーターがカバー側に無いことによりモーメント荷重が小さくなり、アクチュエーターをカバー２−２に固定する方式の図１に示す外部制御式ファン・カップリング装置に比べ、従動部（ケース２−１とカバー２−２とからなる密封器匣２）を支持する軸受１６および、回転軸体１を駆動するエンジン側駆動軸（図示せず）の軸受（図示せず）の負荷を低減でき当該軸受の耐久性が向上し、エンジンの冷却系全体の信頼性がアップする。さらに、発電機１２からアクチュエーター１０−２までの電力供給用リード線１３の距離を短くできるので、当該ファン・カップリング装置の発熱による電気抵抗の上昇を低減できるメリットがある。

図３に示す外部制御式ファン・カップリング装置は、前記図１に示す外部制御式ファン・カップリング装置におけるロータリー式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−１に替えて、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−３を採用すると共に、油供給用弁部材９−１に替えて、板ばね９−３ａとアーマチャー９−３ｂからなる油供給用弁部材９−３を用いたもので、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−３の駆動電力は図１に示す発電機１２によりリード線１３を介して供給する方式となしたものである。
すなわち、この直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−３を採用した外部制御式ファン・カップリング装置は、板ばね９−３ａとアーマチャー９−３ｂからなる油供給用弁部材９−３の該アーマチャー９−３ｂがアクチュエーター１０−３の駆動部近傍に位置するように該板ばね９−３ａ基端部を仕切板４に取付ける。
上記構成の外部制御式ファン・カップリング装置において、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−３がＯＦＦの時は、油供給用弁部材９−３のアーマチャー９−３ｂが該板ばね９−３ａの作用によりアクチュエーター１０−３より離間することにより仕切板４に設けられた油供給調整孔８が開き、トルク伝達室６へ油が供給され、アクチュエーター１０−３がＯＮの時はアーマチャー９−３ｂがアクチュエーター１０−３側に吸引されることにより、該板ばね９−３ａが仕切板４に圧接して油供給調整孔８が閉じられ、トルク伝達室６への油の供給が停止する。
上記図３に示す外部制御式ファン・カップリング装置の場合は、作動棒を持たない直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−３を採用したことにより、ファン回転レスポンスが向上するのみならず、アクチュエーター１０−３および油供給用弁部材９−３の耐久性およびエンジンの冷却系全体の信頼性もより向上する。さらに、油の洩れも皆無である。

図４に示す外部制御式ファン・カップリング装置は、油供給調整孔８付き仕切板４が駆動ディスク３に固着され、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−４への電力供給方式が前記図１に示す方式と同じ外部制御式ファン・カップリング装置に適用したもので、油供給用弁部材の作動機構は、前記図３に示すものと同様、図１に示す外部制御式ファン・カップリング装置の油供給用弁部材９−１に替えて、板ばね９−４ａとアーマチャー９−４ｂからなる油供給用弁部材９−４を用い、該油供給用弁部材９−４の該アーマチャー９−４ｂが、密封器匣２のカバー２−２に取付けられたアクチュエーター１０−４の駆動部近傍に位置するように該板ばね９−４ａ基端部を、駆動ディスク３に固着された仕切板４に取付けて構成したものである。
この直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−４を採用した外部制御式ファン・カップリング装置の場合は、アクチュエーター１０−４がＯＦＦの時は、油供給用弁部材９−４のアーマチャー９−４ｂが該板ばね９−４ａの作用によりアクチュエーター１０−４より離間することにより、駆動ディスク３に固着された仕切板４に設けられた油供給調整孔８が開き、トルク伝達室６へ油が供給され、アクチュエーター１０−４がＯＮの時はアーマチャー９−４ｂがアクチュエーター１０−４側に吸引されることにより、該板ばね９−４ａが仕切板４に圧接して油供給調整孔８が閉じられ、トルク伝達室６への油の供給が停止する。
この図４に示す外部制御式ファン・カップリング装置は、作動棒を持たない直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−４を採用したことにより、ファン回転レスポンスが向上するのみならず、油供給調整孔８付き仕切板４が密封器匣２のカバー２−２に取付けられた構造の外部制御式ファン・カップリング装置に比べ、トルク伝達室６への油の供給に、回転軸体（駆動軸）１の遠心力を利用できるためファン回転レスポンスがより向上する。

図５に示す外部制御式ファン・カップリング装置は、油供給調整孔８付き仕切板４が密封器匣２のカバー２−２に固着され、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−５への電力供給方式が前記図１に示す方式と同じ外部制御式ファン・カップリング装置に適用したもので、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーターを小型化すると共に、該小型アクチュエーターを回転軸体（駆動軸）１と同芯ではなく、該回転軸体（駆動軸）１と偏心させて油供給調整孔８の開閉を行う方式となしたもので、その構成は、直進式ソレノイドタイプの小型アクチュエーター１０−５が密封器匣２のカバー２−２の端部に取付けられ、密封器匣２のカバー２−２に固着された仕切板４の油供給調整孔８を油供給用弁部材９−５が前記該小型アクチュエーター１０−５にばね９−５ａを介して弾性支持された構造となしたものである。
この直進式ソレノイドタイプの小型アクチュエーター１０−５を採用した外部制御式ファン・カップリング装置の場合は、アクチュエーター１０−５がＯＦＦの時は、油供給用弁部材９−５がばね９−５ａの作用によりアクチュエーター１０−５より離間することにより、カバー２−２に固着された仕切板４に設けられた油供給調整孔８が開き、トルク伝達室６へ油が供給され、アクチュエーター１０−５がＯＮの時は油供給用弁部材９−５がアクチュエーター１０−５側に吸引されることにより、該弁部材９−５が仕切板４に圧接して油供給調整孔８が閉じられ、トルク伝達室６への油の供給が停止する。
この図５に示す外部制御式ファン・カップリング装置は、作動棒を持たない直進式ソレノイドタイプの小型アクチュエーター１０−５を採用し、かつ回転軸体（駆動軸）１と偏心させて油供給調整孔８の開閉を行う方式としたことにより、ファン回転レスポンスの向上のみならず、ファン・カップリング装置の小型軽量化と低コスト化がはかられる。

図６に示す外部制御式ファン・カップリング装置は、油供給調整孔８付き仕切板４が駆動ディスク３に固着されたタイプのファン・カップリング装置において、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−６を駆動ディスク３に取付け、かつ板ばね９−６ａとアーマチャー９−６ｂからなる油供給用弁部材９−６を用い、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−６の駆動電力を図２に示す発電機１２によりリード線１３を介して供給する方式となしたものである。
この直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−６を採用した外部制御式ファン・カップリング装置の場合は、板ばね９−６ａとアーマチャー９−６ｂからなる油供給用弁部材９−６の該アーマチャー９−６ｂがアクチュエーター１０−６の駆動部近傍に位置するように該板ばね９−６ａ基端部を仕切板４に取付ける。また、アクチュエーター１０−６の駆動電力は、回転軸体（駆動軸）１に固定した発電機１２より該回転軸体（駆動軸）１の内部に配線したリード線１３を介して供給する方式とした。
上記構成の外部制御式ファン・カップリング装置において、直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−６がＯＦＦの時は、油供給用弁部材９−６のアーマチャー９−６ｂが該板ばね９−６ａの作用によりアクチュエーター１０−６より離間することにより仕切板４に設けられた油供給調整孔８が開き、トルク伝達室６へ油が供給され、アクチュエーター１０−６がＯＮの時はアーマチャー９−６ｂがアクチュエーター１０−６側に吸引されることにより、該板ばね９−６ａが仕切板４に圧接して油供給調整孔８が閉じられ、トルク伝達室６への油の供給が停止する。
この図６に示す外部制御式ファン・カップリング装置の場合は、作動棒を持たない直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター１０−６を採用したことにより、図２および図４に示すファン・カップリング装置と同様、ファン回転レスポンスが向上するのみならず、電力供給用のリード線１３を回転軸体（駆動軸）１の内部に配線できるので、密封器匣２のケース２−１やカバー２−２内を通して配線する方式に比べてリード線１３に作用する遠心力が小さくて断線の危惧がなく、当該ファン・カップリング装置の発熱による電気抵抗の上昇を低減できること、等のメリットがある。

上記図１、図２に示す構成のファン・カップリング装置において、ファン１８の回転は下記（１）（２）に示す方法で制御することができる。
（１）ＥＣＵがラジエータ水温、吸気温、エンジン回転速度、アクセルペダルの踏込み深さ、車両速度等の情報から、ファン１８の回転速度の上昇が必要と判断した場合には、入力信号用リード線１５を介して入力信号をＯＮ／ＯＦＦスイッチ（リレーもしくは磁気スイッチ）１４に送信して当該スイッチをＯＮにし、発電機１２の電磁コイル１２−２にて発電した電力をアクチュエーター１０−１〜１０−６に供給して当該アクチュエーターを作動させて油供給用弁部材９−１〜９−６を開き、ファン回転を上昇させる。ファン回転を降下させる場合は電源をＯＦＦする。なお、アクチュエーター１０−１〜１０−６の設定により、無通電時ＯＦＦ／ＯＮ、通電時ＯＮ／ＯＦＦどちらでも可能となる。
（２）ファン回転をＥＣＵが指示する任意の回転速度に制御する場合は、ファン回転速度をフィードバック制御する。

なお、ロータリー式ソレノイドタイプのアクチュエーターの場合は、仕切板４に設ける油供給調整孔８を半径方向位置と周方向位置を共に変えて複数設けることにより、半径の最も小さい位置の油供給調整孔から順次開孔させることができるので、ファン回転速度の多段制御が可能である。また、油供給調整孔８を徐々に連続的に開孔していくことによりファン回転速度のリニア制御が可能であり、さらに油供給調整孔８を徐々に細かく多段に開孔していくことにより細かなファン回転速度の多段制御も可能である。

本発明の外部制御式ファン・カップリング装置は、駆動軸（回転軸体）の回転を利用して電流を供給する発電機を当該カップリング装置に組込み、外部からの信号により必要に応じて弁部材を作動させるアクチュエーターを駆動する方式となしたことにより、大型車両用の大口径ファンを駆動する外部制御式ファン・カップリング装置であってもコイルを大径化する必要がなく、装置全体の構造の簡易化および小型・軽量化がはかられてレイアウト性が向上し、かつ応答性もよく、その上既存の外部制御式ファン・カップリング装置にも容易に適用できる。

本発明に係る外部制御式ファン・カップリング装置の第１実施例を示す縦断面図である。 同じく外部制御式ファン・カップリング装置の第２実施例を示す縦断面図である。 同じく外部制御式ファン・カップリング装置の第３実施例を示す縦断面図である。 同じく外部制御式ファン・カップリング装置の第４実施例を示す縦断面図である。 同じく外部制御式ファン・カップリング装置の第５実施例を示す縦断面図である。 同じく外部制御式ファン・カップリング装置の第６実施例を示す縦断面図である。

符号の説明

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 仕切板
５ 油溜り室
６ トルク伝達室
７ 油回収用循環流通路
８ 油供給調整孔
９−１〜９−６ 油供給用弁部材
１０−１、１０−２ ロータリー式ソレノイドタイプのアクチュエーター
１０−３〜１０−６ 直進式ソレノイドタイプのアクチュエーター
１１ 整流器
１２ 発電機
１２−１ 永久磁石
１２−２ 電磁コイル
１３ 電力供給用リード線
１４ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ（リレー）
１５ 入力信号用リード線
１６ 密封器匣用軸受
１７ 永久磁石用軸受
１８ ファン

Claims (5)

1. 先端に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を、前記カバーに固着された仕切板により油溜り室と、前記駆動ディスクを内装するトルク伝達室とに区劃し、前記トルク伝達室と油溜り室間に形成された油回収用循環流通路と、前記仕切板に形成された油供給調整孔を備え、前記油供給調整孔を開閉する弁部材を油溜り室内に備え、該弁部材をアクチュエーターにより作動させて前記油供給調整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ファン・カップリング装置において、前記アクチュエーターが密封器匣のカバーに取着され、外部に固定された永久磁石および、当該カップリング装置側に固定され前記永久磁石に対向した電磁コイルを備え、前記電磁コイルに発生した電力で前記密封器匣のカバーに取着されたアクチュエーターを駆動する仕組みとなし、かつ前記アクチュエーターのＯＮ／ＯＦＦスイッチを備えたことを特徴とする外部制御式ファン・カップリング装置。
2. 前記弁部材を作動させるアクチュエーターが小型であって、該小型アクチュエーターが前記回転軸体と偏心して密封器匣のカバーに取着された請求項１に記載の外部制御式ファン・カップリング装置。
3. 先端に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を、前記駆動ディスクに固着された仕切板により油溜り室と、前記駆動ディスクを内装するトルク伝達室とに区劃し、前記トルク伝達室と油溜り室間に形成された油回収用循環流通路と、前記仕切板に形成された油供給調整孔とを備え、前記油供給調整孔を開閉する弁部材を油溜り室内に備え、該弁部材をアクチュエーターにより作動させて前記油供給調整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ファン・カップリング装置において、前記アクチュエーターが回転軸体内に配置され、該アクチュエーターにより作動する制御棒が当該回転軸体内を軸方向に貫通して弁部材を制御する方式となし、外部に固定された永久磁石および、当該カップリング装置側に固定され前記永久磁石に対向した電磁コイルを備え、前記電磁コイルに発生した電力で前記回転軸体内に配置されたアクチュエーターを駆動する仕組みとなし、かつ前記アクチュエーターのＯＮ／ＯＦＦスイッチを備えたことを特徴とする外部制御式ファン・カップリング装置。
4. 前記電磁コイルに誘導された交流電流を整流器で直流に整流しアクチュエーターを駆動する方式となしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の外部制御式ファン・カップリング装置。
5. 前記アクチュエーターには、ロータリー式ソレノイドタイプまたは直進式ソレノイドタイプのいずれかを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の外部制御式ファン・カップリング装置。

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