特許 7486280 ファンクラッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-09

(45)【発行日】2024-05-17

(54)【発明の名称】ファンクラッチ

(51)【国際特許分類】

   F16D 35/02 20060101AFI20240510BHJP

【ＦＩ】

F16D35/02 K

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2017252983

(22)【出願日】2017-12-28

(65)【公開番号】P2019120256

(43)【公開日】2019-07-22

【審査請求日】2020-11-02

【審判番号】

【審判請求日】2023-04-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000120249

【氏名又は名称】臼井国際産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飯田 吉信

(72)【発明者】

【氏名】丹澤 勝実

(72)【発明者】

【氏名】仁科 亮甫

【合議体】

【審判長】中屋 裕一郎

【審判官】吉田 昌弘

【審判官】小川 恭司

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６４－１５８２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平３－７５３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５９－１２８９３３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－３０６５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

F16D 35/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンによって回転される駆動軸と一体に回転可能に設けられた円盤状のドライブディスクと、
前記駆動軸に対して回転自在に支持された第１ケースと、前記ドライブディスクを覆うと共に前記第１ケースに固定される第２ケースとを有し、内部に前記ドライブディスクおよび粘性流体が収容されて前記ドライブディスクの回転が前記粘性流体を介して伝達されることで前記駆動軸と共に回転し、かつ、ファンが取り付けられ、油供給部が形成された仕切壁により、軸方向に沿って、前記ドライブディスクが配置されたトルク伝達室とオイル溜室とに内部空間が区画されたクラッチケースと、
前記油供給部を開閉することで、前記ドライブディスクと前記クラッチケースとで駆動伝達を行う前記トルク伝達室に前記オイル溜室からの前記粘性流体の供給および供給停止を切替可能なクラッチバルブと、を備え、
前記ドライブディスクは、前記第２ケースに対向するトルク伝達面にディスク側ラビリンス溝が形成され、前記第２ケースは、前記ディスク側ラビリンス溝に対向する位置にケース側ラビリンス溝が形成され、前記ディスク側ラビリンス溝と前記ケース側ラビリンス溝との間において、前記粘性流体による剪断抵抗力が発生し、前記剪断抵抗力により前記ドライブディスクの回転が前記クラッチケースに伝達され、
前記油供給部は、前記ケース側ラビリンス溝よりも内径側の位置に形成され、
前記ドライブディスクの外周端面には、外径方向に突出した拡張部が設けられ、
前記クラッチケースの内周面において前記ドライブディスクの前記外周端面に臨み、かつ、前記拡張部の前記外径方向に対向する位置には、前記拡張部を相対回転可能に収容可能であるとともに、前記拡張部との間に前記粘性流体を収容可能な容量を有するチャンバ部が形成され、
前記第２ケースには、前記チャンバ部から前記オイル溜室に戻る前記粘性流体が通るオイル循環路が形成され、
前記オイル循環路は、軸方向から見たとき、前記チャンバ部に重なる位置で前記チャンバ部と連通され、前記ケース側ラビリンス溝よりも内径側の位置で前記オイル溜室に開放し、
前記チャンバ部を区画する壁面は、前記拡張部との間に、前記ドライブディスクと前記クラッチケースとで駆動力伝達を行う箇所における前記ドライブディスクと前記クラッチケースとの間隔よりも大きな間隔を有するファンクラッチ。

【請求項2】

請求項１に記載のファンクラッチにおいて、
前記拡張部は、前記ドライブディスクの前記外周端面の前記軸方向に沿う方向の幅よりも狭い幅で前記外周端面から突出され、前記ドライブディスクの全周に亘って環状に形成されているファンクラッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ファンクラッチに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンの駆動力をファンに伝達状態と非伝達状態とに切り替えるファンクラッチとして、シリコンオイルなどの粘性流体を介してトルク伝達を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この従来のファンクラッチは、エンジンにより回転される駆動軸に設けられた駆動ディスクの駆動トルクを、ファンと一体のケースに粘性流体を介して伝達するようになっている。具体的には、ケース内が仕切板によってトルク伝達室と油溜り室とに区分され、トルク伝達室内に駆動ディスクが回転自在に設けられている。そして、油溜り室の粘性流体を、仕切板またはカバーに形成した流出調整孔からトルク伝達室に供給し、トルク伝達室の油を循環路により油溜り室に戻すようにしている。
したがって、この従来のファンクラッチでは、油溜り室からトルク伝達室に供給される油によって駆動ディスクの駆動トルクがケースに伝達され、ケースに一体的に取り付けられたファンが回転し、例えば、自動車のエンジンの冷却が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特公昭６３－２１０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の従来技術にあっては、下記の解決すべき問題点を有していた。
流出調整孔を閉じてトルク伝達室に粘性流体を供給しない状態であっても、トルク伝達室には粘性流体が残留している場合がある。例えば、走行時に、流出調整孔（バルブ）を開いてトルク伝達室に粘性流体を供給している状態で、エンジンを停止した場合には、粘性流体の循環が停止されるため、相対的に多くの粘性流体がトルク伝達室に残留する。

【0006】

このように、トルク伝達室内に粘性流体が比較的多量に存在している状態において、エンジン再始動を行った場合、駆動ディスクの急加速回転に追随してトルク伝達室内に多量に存在する粘性流体により、被駆動側のケース（ファン）も短時間ではあるが回転の急上昇を引起こす。
また、走行中は、ある程度、トルク伝達室内に粘性流体が存在しており、この状態で、車両の急加速を行った場合にも、粘性流体に作用する剪断抵抗力が強まり、上記の再始動時と同様に、ケースに駆動トルクが伝達されてファンが回転する場合がある。

【0007】

以上のような現象は、「連れ回り」と称され、このような連れ回りが生じた場合、ファンの回転に伴う騒音や振動が生じたり、エンジン出力の負荷となって、車両の駆動力や燃費に悪影響を与えたりするおそれがある。

【0008】

本開示は、上記問題に着目して成されたもので、ファンクラッチのクラッチケースの連れ回りを抑制し、ファンの回転による騒音や振動の抑制ならびにエンジン出力負荷増による車両の駆動力低下や燃費悪化の抑制が可能なファンクラッチの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示のファンクラッチは、
エンジンによって回転される駆動軸と一体に回転可能に設けられた円盤状のドライブディスクと、
前記駆動軸に対して回転自在に支持された第１ケースと、前記ドライブディスクを覆うと共に前記第１ケースに固定される第２ケースとを有し、内部に前記ドライブディスクおよび粘性流体が収容されて前記ドライブディスクの回転が前記粘性流体を介して伝達されることで前記駆動軸と共に回転し、かつ、ファンが取り付けられ、油供給部が形成された仕切壁により、軸方向に沿って、前記ドライブディスクが配置されたトルク伝達室とオイル溜室とに内部空間が区画されたクラッチケースと、
前記油供給部を開閉することで、前記ドライブディスクと前記クラッチケースとで駆動伝達を行う前記トルク伝達室に前記オイル溜室からの前記粘性流体の供給および供給停止を切替可能なクラッチバルブと、
を備え、
前記ドライブディスクは、前記第２ケースに対向するトルク伝達面にディスク側ラビリンス溝が形成され、前記第２ケースは、前記ディスク側ラビリンス溝に対向する位置にケース側ラビリンス溝が形成され、前記ディスク側ラビリンス溝と前記ケース側ラビリンス溝との間において、前記粘性流体による剪断抵抗力が発生し、前記剪断抵抗力により前記ドライブディスクの回転が前記クラッチケースに伝達され、
前記油供給部は、前記ケース側ラビリンス溝よりも内径側の位置に形成され、
前記ドライブディスクの外周端面には、外径方向に突出した拡張部が設けられ、
前記クラッチケースの内周面において前記ドライブディスクの前記外周端面に臨み、かつ、前記拡張部の前記外径方向に対向する位置には、前記拡張部を相対回転可能に収容可能であるとともに、前記拡張部との間に前記粘性流体を収容可能な容量を有するチャンバ部が形成され、
前記第２ケースには、前記チャンバ部から前記オイル溜室に戻る前記粘性流体が通るオイル循環路が形成され、
前記オイル循環路は、軸方向から見たとき、前記チャンバ部に重なる位置で前記チャンバ部と連通され、前記ケース側ラビリンス溝よりも内径側の位置で前記オイル溜室に開放し、
前記チャンバ部を区画する壁面は、前記拡張部との間に、前記ドライブディスクと前記クラッチケースとで駆動力伝達を行う箇所における前記ドライブディスクと前記クラッチケースとの間隔よりも大きな間隔を有するファンクラッチとした。

【発明の効果】

【0010】

本開示のファンクラッチでは、ファンクラッチのクラッチケースの連れ回りを抑制し、ファンの回転による騒音や振動の抑制ならびにエンジン出力負荷増による車両の駆動力低下や燃費悪化の抑制が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１のファンクラッチを示す縦断面図である。

【図2】実施の形態１のファンクラッチの要部の拡大断面図であって、図１の一点鎖線Ａにより囲んだ部分の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示のファンクラッチの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１におけるファンクラッチの構成を説明する。
図１は実施の形態１のファンクラッチ１を示す縦断面図であり、このファンクラッチ１は、自動車に搭載されたラジエータの冷却ファンに適用される温度感応型の粘性カップリングである。

【0013】

このファンクラッチ１は、図１に示すように、入力側回転部材１０と、クラッチケース２０と、ファン４０と、を備えている。
なお、入力側回転部材１０は、不図示のエンジンによって回転駆動される。
クラッチケース２０は、入力側回転部材１０にベアリング３０を介して回転自在に支持されるとともに、入力側回転部材１０の回転が粘性流体を介して伝達されて回転する。
ファン４０は、クラッチケース２０に取り付けられて、クラッチケース２０と一体に回転し、エンジン（不図示）の冷却液の放熱を行うラジエータ（不図示）を冷却する送風を形成する。

【0014】

さらに、詳細に説明すると、入力側回転部材１０は、不図示のエンジンのプーリシャフトに結合され、プーリシャフトが回転することで回転駆動される駆動軸１１と、駆動軸１１に固定されたドライブディスク１２と、を有している。

【0015】

駆動軸１１は、根元にフランジ１１ａが形成され、このフランジ１１ａをプーリシャフトの先端に突合せて、複数のボルト・ナット（不図示）で締め付けられる。これにより、駆動軸１１は、プーリシャフトに対して一体的に結合される。なお、この駆動軸１１は、エンジンのクランクシャフトに直接繋がれていてもよい。

【0016】

ドライブディスク１２は、中央に貫通孔１２ａが形成されたアルミニウム製もしくは鉄製の円盤部材である。このドライブディスク１２は、セレーションが形成された駆動軸１１の先端部１１ｂが貫通孔１２ａの内側に圧入され、セレーションの凸部が貫通孔１２ａの内周面を塑性変形させて食い込むことで駆動軸１１に固定されている。つまり、貫通孔１２ａの内周面の変形によって、駆動軸１１と貫通孔１２ａとが一体的に回転可能になる。なお、ドライブディスク１２の固定方法としては、他にも、貫通孔１２ａに駆動軸１１の先端部１１ｂを強圧入（締まりばめ）してもよい。さらに、駆動軸１１の先端部１１ｂに雄ネジ溝を形成し、貫通孔１２ａの内側に雌ネジ溝を形成し、この雄ネジ溝と雌ネジ溝を螺合してドライブディスク１２を固定してもよい。いずれの場合であっても、ドライブディスク１２の固定状態をバックアップするために、図示しないロックナットを介してドライブディスク１２を駆動軸１１に固定してもよい。

【0017】

また、このドライブディスク１２は、クラッチケース２０の後述する第２ケース２２に対向するトルク伝達面１２ｂに、ディスク側ラビリンス溝１２ｃが形成されている。なお、このディスク側ラビリンス溝１２ｃは、ドライブディスク１２の両面に形成されていてもよい。さらに、ドライブディスク１２の表面を平坦にし、ラビリンス溝が形成されていなくてもよい。

【0018】

そして、このドライブディスク１２は、アルミニウム製もしくは鉄製のものに限らない。例えば、マグネシウム、スチール、銅などの金属や、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの耐熱性樹脂などにより形成されていてもよい。

【0019】

クラッチケース２０は、粘性流体を収容する内部空間Ｋを形成すし、第１ケース２１と第２ケース２２とを有する。なお、「粘性流体」としては、例えばシリコンオイルが用いられる。

【0020】

第１ケース２１は、中央に貫通孔２１ａが形成されたアルミニウム合金製の円盤部材である。貫通孔２１ａは、駆動軸１１の外周に装着されたベアリング３０に支持されている。つまり、駆動軸１１と第１ケース２１との間にベアリング３０が介装され、第１ケース２１は、駆動軸１１に対して回転自在に支持されている。

【0021】

なお、ベアリング３０は、駆動軸１１の外周面に嵌合した内輪３０ａと、第１ケース２１の貫通孔２１ａの内側に嵌合した外輪３０ｂと、内輪３０ａと外輪３０ｂの間に配置された保持器（不図示）に保持された複数の転動体３０ｃと、を有する転がり軸受である。このベアリング３０は、駆動軸１１の外周面に形成された段差部１１ｃとドライブディスク１２とにより軸方向に沿う方向の位置決めがなされて、両者１１ｃ，１２の間に配置されている。

【0022】

第２ケース２２は、ドライブディスク１２を覆うアルミ合金製の皿型部材であり、周縁フランジ部２２ａが第１ケース２１の周縁部にボルトＢを締結することで固定されている。さらに、この第２ケース２２の周縁フランジ部２２ａには、ファン４０がボルトＢにより共締めされている。
これにより、第１ケース２１と第２ケース２２とファン４０とは、一体的に回転する。

【0023】

なお、内側面２２ｂのディスク側ラビリンス溝１２ｃに対向する位置に、ケース側ラビリンス溝２２ｃが形成されている。
また、この第２ケース２２および第１ケース２１は、アルミニウム合金製のものに限らない。例えば、マグネシウム、スチール、銅などの金属や、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの耐熱性樹脂などにより形成されていてもよい。

【0024】

内部空間Ｋは、内部に設けられた仕切壁２４により、軸方向に沿う方向で、ドライブディスク１２が配置されたトルク伝達室２４ａと、オイル溜室２４ｂとに区画されている。なお、ケース側ラビリンス溝２２ｃは、トルク伝達室２４ａ内に形成されている。

【0025】

仕切壁２４は、周縁部が第２ケース２２の内側面２２ｂに固定された円盤部材である。この仕切壁２４には油供給部２４ｃが形成されており、この油供給部２４ｃを介してトルク伝達室２４ａとオイル溜室２４ｂとが連通され、粘性流体の流通が可能になっている。さらに、第２ケース２２には、一方の開口がトルク伝達室２４ａに開放され、他方の開口がオイル溜室２４ｂに開放されオイル循環路２４ｄが形成されている。すなわち、トルク伝達室２４ａとオイル溜室２４ｂとは、このオイル循環路２４ｄを介しても連通している。

【0026】

前述した仕切壁２４の油供給部２４ｃは、クラッチバルブ２５により開閉される。このクラッチバルブ２５は、金属製あるいは樹脂製の弾性を有した板材、つまり、板ばねであり、自身の弾性力では、油供給部２４ｃを開いた状態で設けられている。すなわち、クラッチバルブ２５は、油供給部２４ｃを閉じるように弾性変形した開弁時には、開弁方向に復元する付勢力が生じる。

【0027】

そして、クラッチバルブ２５は、バイメタル２３により温度に応じ、所定温度よりも低い低温時には、バイメタル２３により付勢力に抗して油供給部２４ｃに押し付けられて閉弁状態となる。一方、クラッチバルブ２５は、所定温度よりも高温の高温時には、バイメタル２３による押付力が弱まり、自身の弾性力により油供給部２４ｃから離れて開弁状態となる。

【0028】

以下、このクラッチバルブ２５の構造を説明する。
クラッチバルブ２５は、一端が仕切壁２４のオイル溜室２４ｂ側の面にカシメ止めなどによって固定され、中間部にピストン部材２３ａの先端が接触し、他端が弁体として油供給部２４ｃに対向して配置されている。そして、クラッチバルブ２５は、他端の弁体が油供給部２４ｃから離れて配置され、また、油供給部２４ｃに近付く方向に弾性変形した場合には、油供給部２４ｃから離れる方向の弾性力（バネ力）が生じるよう取り付けられている。

【0029】

第２ケース２２の中心部には、ピストン部材２３ａが軸方向に沿う方向に移動可能に貫通して設けられている。内部空間Ｋから外部に突出したピストン部材２３ａの一端は、板状のバイメタル２３の湾曲中心に接触し、内部空間Ｋの中に差し込まれたピストン部材２３ａの他端は、クラッチバルブ２５に接触している。つまり、ピストン部材２３ａは、バイメタル２３とクラッチバルブ２５との間に配置されている。なお、ピストン部材２３ａと第２ケース２２との間には、図示しないシール材が設けられ、粘性流体の漏れが防止されている。

【0030】

バイメタル２３は、帯状の平板形状に形成されており、長手方向の両端が第２ケース２２の表面に固定されている。そして、このバイメタル２３は、ラジエータ通過後の空気温度であるファンクラッチ１の前面（バイメタル２３の前方）の雰囲気温度に応じて、雰囲気温度が高温になるほど平板状態から長手方向の中央部分が第２ケース２２から離れる方向に湾曲変形する。

【0031】

すなわち、バイメタル２３は、雰囲気温度が低温のとき、撓みが小さくなって平板状になり、この形状のときには、ピストン部材２３ａがクラッチバルブ２５のばね力に抗してクラッチバルブ２５を油供給部２４ｃに押し付けて閉弁状態とする。
一方、雰囲気温度が高温になると、バイメタル２３が第２ケース２２から離れる方向に湾曲変形し、ピストン部材２３ａによるクラッチバルブ２５のバネ力による変位を規制する先端位置が仕切壁２４から離れる。したがって、クラッチバルブ２５は、自身のばね力で仕切壁２４から離れ、油供給部２４ｃを開放する。

【0032】

このように、バイメタル２３は、雰囲気温度に応じてクラッチバルブ２５で油供給部２４ｃを開閉させて、オイル溜室２４ｂからトルク伝達室２４ａに戻される粘性流体の流量を調整する。そして、粘性流体の循環量が調整されることで、ドライブディスク１２から第２ケース２２に伝達するトルクが変化する。
なお、実施の形態１では、バイメタル２３が帯状の平板形状を成しているが、温度感応型の渦巻きバネを用いてもよい。

【0033】

ファン４０は、クラッチケース２０に嵌合する円筒状の樹脂製のボス部４１と、ボス部４１の外周面から外径方向に突出形成された多数の翼部４２と、ボス部４１の内側に固定された取付金具４３と、を有している。
そして、取付金具４３は、ボス部４１の軸方向に沿う方向に延びてボス部４１に埋め込まれる筒状のインサート部４３ａと、インサート部４３ａの一端からボス部４１の内側に延在された固定部４３ｂとから構成されている。

【0034】

なお、ファン４０としては、ボス部４１および翼部４２がすべて金属製のスチールファンであってもよいし、取付金具４３が円盤状のフラットプレートであってもよい。また、取付金具４３を有しておらず、ボス部４１がクラッチケース２０に直接固定されていてもよい。

【0035】

そして、固定部４３ｂに形成されたボルト穴４３ｄを貫通するボルトＢによって、取付金具４３が第２ケース２２の周縁フランジ部２２ａに固定され、ファン４０がクラッチケース２０に取り付けられている。
なお、ファン４０をクラッチケース２０に固定するボルトＢと、第１ケース２１に第２ケース２２を固定するボルトとは別々に設けてもよい。さらに、第１ケース２１に第２ケース２２を固定する際、ボルトを用いないシーミング加工によって固定してもよい。

【0036】

次に、図２に基づいて、トルク伝達室２４ａに残留した粘性流体によるクラッチケース２０の連れ回りを抑制するための構造について説明する。
図２は、図１のＡ部を拡大した拡大断面図であって、ドライブディスク１２は、外周端面１２ｄに、外周端面１２ｄの幅（軸方向に沿う方向の寸法）の一部分を全周に亘って外径方向に延在させた環状を成し、矩形断面の拡張片１２ｅが形成されている。

【0037】

また、第２ケース２２においてドライブディスク１２の外周端面１２ｄに対向する内周縁部には、拡張片１２ｅを収容するよう外径方向に拡張した矩形断面のチャンバ部２２ｄが、全周に亘って形成されている。

【0038】

さらに、チャンバ部２２ｄは、拡張片１２ｅとの間に軸方向に沿う方向の間隔ｄ１および径方向の間隔ｄ２を有している。すなわち、拡張片１２ｅの軸方向に沿う方向（図において左右方向）の両側面とチャンバ部２２ｄの軸方向に沿う方向の両側面との間には、それぞれ間隔ｄ１が設けられている。また、拡張片１２ｅの外周端面と、チャンバ部２２ｄの底部（外径方向の内周面）との間には、間隔ｄ２が設けられている。これにより、チャンバ部２２ｄに粘性流体が存在している状態で拡張片１２ｅが回転しても、粘性流体にファン４０の連れ回りが生じるだけの剪断抵抗力が発生しない。

【0039】

（実施の形態１の作用）
実施の形態１の作用を、「ファンクラッチの基本動作」、実施の形態１の解決課題である「ファンの連れ回り現象」、「連れ回り抑制動作」の順に説明する。

【0040】

［ファンクラッチの基本動作］
次に、ファンクラッチ１の基本動作を、冷間時と高温時とに分けて説明する。
＜冷間時＞
エンジン（不図示）が停止している冷間時は、図１に示すように、仕切壁２４に形成された油供給部２４ｃは、クラッチバルブ２５により閉鎖、つまり閉弁されている。このクラッチバルブ２５の閉弁状態でエンジンが駆動してプーリシャフトが回転すると、プーリシャフトに結合された駆動軸１１が一体的に回転駆動される。そして、この駆動軸１１と共にドライブディスク１２が回転する。このとき、トルク伝達室２４ａ内の粘性流体は、ドライブディスク１２の回転によって発生する遠心力の作用により、オイル循環路２４ｄを通ってオイル溜室２４ｂへと流れていく。

【0041】

しかし、雰囲気温度が低い状態では、バイメタル２３は変形しないので、ピストン部材２３ａはクラッチバルブ２５を押圧している状態から移動せず、油供給部２４ｃはクラッチバルブ２５により閉じられたままとなる。そのため、粘性流体は、ドライブディスク１２の回転による遠心力でオイル溜室２４ｂに回収されるだけで、トルク伝達室２４ａには供給されない。これにより、ディスク側ラビリンス溝１２ｃとケース側ラビリンス溝２２ｃとの間の粘性流体が微量になり剪断抵抗力が小さくなるため、ドライブディスク１２から第２ケース２２へのトルク伝達がほとんど行われず、クラッチケース２０の回転数は上昇しない。つまり、ファン４０の回転数が上昇しない。

【0042】

＜高温時＞
エンジン（不図示）の駆動により雰囲気温度が上昇すると、温度に感応するバイメタル２３が湾曲し、ピストン部材２３ａが軸方向に沿う方向（図において左方向）に移動する。このため、クラッチバルブ２５が自身の弾性力（復元力）により仕切壁２４から離れる方向に変位し、油供給部２４ｃが開き始め、オイル溜室２４ｂ内の粘性流体が油供給部２４ｃを通じてトルク伝達室２４ａへと流れ込む。これにより、ディスク側ラビリンス溝１２ｃとケース側ラビリンス溝２２ｃとの間の粘性流体が増量し、このディスク側ラビリンス溝１２ｃとケース側ラビリンス溝２２ｃとの間において、粘性流体の粘性による大きな剪断抵抗力が発生する。

【0043】

そして、この剪断抵抗力により、入力側回転部材１０の回転トルクがクラッチケース２０に伝達される。これにより、クラッチケース２０は入力側回転部材１０の回転に伴って回転し、ファン４０の回転数が上昇する。
なお、ディスク側ラビリンス溝１２ｃとケース側ラビリンス溝２２ｃとの間を通過した粘性流体は、ドライブディスク１２の回転によって発生する遠心力の作用により、オイル循環路２４ｄを通ってオイル溜室２４ｂに戻される。

【0044】

［ファンの連れ回り］
ここで、下記の本実施の形態１による連れ回り抑制動作を説明する前に、「連れ回り」現象について簡単に説明する。
ファンクラッチ１において、実施の形態１で示した拡張片１２ｅおよびチャンバ部２２ｄを有しない構造の場合、エンジン（不図示）の始動時や、車両の急加速時にファン４０の連れ回り現象が生じる場合がある。

【0045】

すなわち、クラッチバルブ２５が閉じてトルク伝達室２４ａに粘性流体が多量に存在している状態で、エンジン（不図示）の再始動を行ったり、走行中に急加速を行ったりした場合、遠心力によるオイル循環路２４ｄを介した残留流体の排出が十分に成されない場合がある。この場合、残留流体が排出されるまでの間、残留流体によりドライブディスク１２とクラッチケース２０との間でトルク伝達が生じ、ドライブディスク１２が回転するのに追随して第２ケース２２（ファン４０）も短時間ではあるが回転の急上昇を引起こす。

【0046】

この現象は「連れ回り」現象と言われる。そして、ファン４０に連れ回りが生じることにより、騒音や振動も発生し、乗員に違和感や不快感を与え、かつ、エンジン（不図示）の負荷となり、燃費の悪化を招く。

【0047】

［連れ回り抑制動作］
本実施の形態１では、上述の再始動時や急加速時に「連れ回り」現象が生じるのを抑制できる。
以下に、本実施の形態１におけるこのファンの連れ回りを抑制する動作を説明する。
トルク伝達室２４ａに残留した粘性流体（以下、残留流体と称する）が存在する状態で、再始動や急加速を行った場合、ドライブディスク１２が回転すると、トルク伝達室２４ａの残留流体は、遠心力により、ドライブディスク１２を伝っての外周端面１２ｄに向かう。そして、外周端面１２ｄから、さらに、拡張片１２ｅを伝って、チャンバ部２２ｄ内に移動し、オイル循環路２４ｄを通ってオイル溜室２４ｂに戻される。なお、図１では、オイル循環路２４ｄは、チャンバ部２２ｄおよび径方向でチャンバ部２２ｄの内径方向に位置する部分と連通されている例を示しているが、これに限定されない。例えば、オイル循環路２４ｄは、トルク伝達室２４ａにおいて径方向でチャンバ部２２ｄよりも内径方向部分のみと連通させたり、チャンバ部２２ｄのみと連通させたりしてもよいし、あるいは、これらの連通構造を混在させた構造としてもよい。

【0048】

このとき、ドライブディスク１２が拡張片１２ｅを有しない場合には、粘性流体が外周端面１２ｄから外径方向に移動するスペースが十分に無く、かつ、外周端面１２ｄにおける表面張力も作用し、液切れ性が悪い。よって、ドライブディスク１２の外周端面１２ｄから外周に向かう流量は相対的に少なく、上記のように残留流体によるトルク伝達が生じる場合がある。

【0049】

それに対し、本実施の形態１では、ドライブディスク１２では、外周端面１２ｄから、さらに外径方向に拡張片１２ｅが連続して存在するとともに、その外径方向には、チャンバ部２２ｄが存在する。したがって、ドライブディスク１２が回転すると、拡張片１２ｅを設けない場合よりも、外周端面１２ｄからその外周方向への残留流体の移動が短時間にスムーズになされる。

【0050】

そして、第２ケース２２の内周には、チャンバ部２２ｄが形成されているため、ドライブディスク１２の外周端面１２ｄからチャンバ部２２ｄへ粘性流体が移動する。よって、ラビリンス溝１２ｃ，２２ｃなどのトルク伝達を行う部分の残留流体の量が相対的に少なくなり、ドライブディスク１２とクラッチケース２０との間のトルク伝達が生じにくい。

【0051】

加えて、拡張片１２ｅとチャンバ部２２ｄとでは、両者の間隔を確保し、粘性流体の粘性による剪断抵抗力が発生しにくくしており、拡張片１２ｅとチャンバ部２２ｄとの間でトルク伝達は生じにくい。
また、一旦、チャンバ部２２ｄに溜まった残留流体は、その後、オイル循環路２４ｄを通ってオイル溜室２４ｂに戻る。

【0052】

以上のように、本実施の形態１では、トルク伝達室２４ａ内の残留流体によりファン４０の連れ回り現象が生じるのを抑制でき、ファン４０の回転による騒音や振動の抑制ならびにエンジン出力負荷増による車両の駆動力低下や燃費悪化の抑制が可能となる。

【0053】

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１のファンクラッチの効果を列挙する。
１）実施の形態１のファンクラッチは、
エンジン（不図示）によって回転される駆動軸１１と一体に回転可能に設けられた円盤状のドライブディスク１２と、
駆動軸１１に対して回転自在に支持され、内部にドライブディスク１２および粘性流体（不図示）が収容されてドライブディスク１２の回転が粘性流体を介して伝達されることで駆動軸１１と共に回転し、かつ、ファン４０が取り付けられたクラッチケース２０と、
ドライブディスク１２とクラッチケース２０とで駆動伝達を行うトルク伝達室２４ａに粘性流体の供給および供給停止を切替可能なクラッチバルブ２５と、
を備え、
ドライブディスク１２の外周端部に外径方向に突出した拡張部としての拡張片１２ｅが設けられ、
クラッチケース２０の内周面において拡張片１２ｅの外径方向に対向する位置に、拡張片１２ｅを相対回転可能に収容し、かつ、拡張片１２ｅとの間に粘性流体を収容可能な容量を有するチャンバ部２２ｄが形成されている。
したがって、トルク伝達室２４ａ内の残留流体によるトルク伝達が生じてファン４０の連れ回り現象が生じるのを抑制でき、ファン４０の回転による騒音や振動の抑制ならびにエンジン出力負荷増による車両の駆動力低下や燃費悪化の抑制が可能となる。

【0054】

２）実施の形態１のファンクラッチは、
拡張片１２ｅは、ドライブディスク１２の外周端面１２ｄの軸方向に沿う方向の幅よりも狭い幅で外周端面１２ｄから突出され、ドライブディスク１２の全周に亘って環状に形成されている。
したがって、拡張片１２ｅが回転した際に、チャンバ部２２ｄに存在する粘性流体に剪断抵抗力が生じにくく、ファン４０の連れ回りがより生じにくくなる。すなわち、拡張片１２ｅのような拡張部分に不連続部分があったりすると、相対的に剪断抵抗力が大きくなるが、環状に形成することで、剪断抵抗力を抑えることができる。

【0055】

３）実施の形態１のファンクラッチは、
チャンバ部２２ｄは、拡張片１２ｅとの間に、ドライブディスク１２とクラッチケース２０とで両ラビリンス溝１２ｃ、２２ｃを含む駆動力伝達を行う箇所におけるドライブディスク１２とクラッチケース２０との間隔よりも大きな間隔である軸方向に沿う方向の間隔ｄ１および径方向の間隔ｄ２を有する。
したがって、チャンバ部２２ｄに粘性流体が存在していても、ドライブディスク１２が回転した際に拡張片１２ｅとチャンバ部２２ｄとの間で粘性流体に剪断抵抗力が生じることが無く、トルク伝達は成されず、ファン４０の連れ回りを抑えることができる。

【0056】

以上、本開示のファンクラッチを実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られず、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。

【0057】

例えば、実施の形態では、ファンクラッチのバルブとして、バイメタルを用いた温度感応型のもの示したが、バルブの動作方式は、これに限定されず電磁石により吸着する電磁バルブを用いた外部制御式のものを用いてもよい。

【0058】

また、実施の形態では、拡張部をドライブディスクの外周端面から外径方向に一体に形成した例を示したが、拡張部を設ける位置および形状は、これに限定されない。具体的には、ドライブディスクとは別体の部材を、ドライブディスクの外周部に取り付けてもよい。また、これを取り付ける位置は、外周端面ではなく、軸方向に沿う方向の側面の外周端部に取り付けてもよい。例えば、環状で板状の部材を、ドライブディスクの側面の外周端部に取り付けてもよい。

【0059】

また、実施の形態では、拡張部としての拡張片を、ドライブディスクの外周端面において軸方向に沿う方向でラビリンス溝が形成されている側とは反対側の端部に配置した例を示したが、例えば、ドライブディスクの外周端面の軸方向に沿う方向で中間部位に設けてもよい。

【0060】

さらに、実施の形態では、拡張部として、断面が矩形の環状で板状の拡張片を示したが、その形状は、これに限定されない。例えば、断面形状としては、矩形に限定されず、半円断面形状や半楕円断面形状、あるいは、三角断面形状などに形成してもよい。

【符号の説明】

【0061】

１ （実施の形態１の）ファンクラッチ
１１ 駆動軸
１２ ドライブディスク
１２ｄ 外周端面（外周端縁部）
１２ｅ 拡張片（拡張部）
２０ クラッチケース
２２ｄ チャンバ部
２４ａ トルク伝達室
２４ｄ オイル循環路
２５ バルブ
４０ ファン
ｄ１ 間隔
ｄ２ 間隔

【図1】

【図2】