JP2000240686A

JP2000240686A - 流体継手装置及び該装置用の排出防止構造体

Info

Publication number: JP2000240686A
Application number: JP2000036316A
Authority: JP
Inventors: Neil E Robb; ニール・イー・ロッブ
Original assignee: Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2000-09-05
Anticipated expiration: 2020-02-15
Also published as: KR100688318B1; DE60015626T2; US6085881A; EP1031750A1; EP1031750B1; JP4573936B2; KR20060096193A; KR20010006668A; KR100748071B1; DE60015626D1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】充填開口部を通しての排出を効果的に少なく
し且つ充填開口部を通って排出される流体を集める構造
体を含む、改良された流体継手装置を提供する。【解決手段】作用チャンバ３３をリザーバチャンバ３
５から仕切る弁板３１がカバー１７に取り付けられてお
り、該弁板は、充填ポート４３ａ、４３ｂを画定する。
流体が充填ポートから流出して戻ることに起因するモー
ニングシックネスを解消するため、作用チャンバ３３内
にアキュムレータチャンバ６７を画定し得るようにアキ
ュムレータ板５９がカバー１７に取り付けられている。
エンジンを不作動にしたとき、リザーバから充填ポート
を通って排出される全ての流体がアキュムレータチャン
バ６７に保持されモーニングシックネスの原因となる粘
性せん断チャンバ５３、５５内への直接的な流動が防止
される。エンジンを始動させた後、流体はアキュムレー
タチャンバから流動し、せん断チャンバを充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体作用チャンバ
と、流体リザーバチャンバと、流体作用チャンバ内の流
体の量を制御する弁装置を備える型式の流体継手装置に
関する。

【０００２】本発明は、色々な形態及び用途の流体継手
装置にて便宜に使用することができるが、内燃機関のラ
ジエータの冷却ファンを駆動するのに使用される型式の
連結装置すなわち継手装置にて特に便宜であり、この継
手装置に関して説明する。

【０００３】

【従来の技術】粘性せん断型の流体継手装置（「ファン
駆動装置」）は、主として、その使用の結果、エンジン
の馬力が著しく節減されるため、永年に亙ってエンジン
の冷却ファンの駆動に広く使用されている。典型的な流
体継手装置は、冷却が必要とされるときにのみ、係合し
た比較的高速度状態にて作動し、また、冷却が僅かしか
必要とされず、又は全く必要とされないとき、非係合状
態の比較的遅い速度状態にて作動する。

【０００４】永年に亙って、ラジエータの冷却ファンの
駆動に使用されてきた流体継手装置に関係する問題点の
１つは、「モーニングシックネス（悪阻（ｍｏｒｎｉｎ
ｇｓｉｃｋｎｅｓｓ））」として公知の現象である。典
型的な粘性ファン駆動装置は、粘性流体がリザーバから
作用チャンバ内に流れるときに通る１つ以上の充填開口
部と、流体が作用チャンバからリザーバ内に圧送されて
戻るときに通る１つ以上の排出開口部とを有している。
ファン駆動装置がある時間、作動されて、エンジンを不
作動にした後、ファン駆動装置は回転を停止する。ファ
ン駆動装置が回転を停止するとき、充填及び排出開口部
の方向は完全に予見不能である、すなわち、充填開口部
は、３時の位置にあり、排出開口部は、９時の位置にあ
り、この場合、「排出して戻る（ｄｒａｉｎｂａｃ
ｋ）」又は「流出して戻る（ｂｌｅｅｄｂａｃｋ）」
量、すなわち、リザーバから作用チャンバ内に流れて戻
る流体の量は少ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排出開
口部が６時の位置にあり、充填開口部が１２時の位置に
あるとき、ファンの駆動装置が停止するかもしれず、こ
の場合、排出開口部はリザーバ内の流体の高さよりも下
方にある。この状況が生ずるとき、ある量の流体がリザ
ーバから排出開口部を通って作用チャンバ内に流出して
戻すことが従来の方法である。次に、実質的な量の流体
が作用チャンバ内にある状態にて長時間後（例えば、次
の朝まで）、ファン駆動装置が再度、作動し始めると、
エンジンが冷たく、冷却が不要なときでさえも、ファン
駆動装置は、最初に、作用チャンバ内の殆どの流体がリ
ザーバ内に圧送されて戻る迄のある時間の間、係合状態
にて作動する。不都合なことに、かかる係合作動の結
果、必要とされないときに、駆動されるファンに望まし
くない騒音が生ずることになる。「モーニングシックネ
ス」と称される、朝における最も一般的で且つ多分、最
も望ましくない現象はこの現象である。

【０００６】モーニングシックネスの問題を解決するた
め幾つかの実質的な改良が本発明の譲受人により開発さ
れており、かかる解決方法は、その双方が本発明の譲受
人に譲渡され且つ参考として本明細書に含めた、米国特
許第４，３１２，４３３号及び同第５，１０１，９５０
号に図示され且つ記載されている。上記特許の双方にお
いて、モーニングシックネスの問題に対する全体的な方
策は、エンジンの停止時間の間、ファンの駆動装置の回
転方向に関係なく、リザーバ内の流体が排出路を通って
作用チャンバ内に逆流することができないように排出流
路（すなわち、作用チャンバから圧送手段を経てリザー
バ内に戻る経路）の形態とすることであった。

【０００７】不都合なことに、上記特許にて流出防止の
方策が存在する場合でさえ、例えば、充填開口部が６時
の位置（すなわち、流体の高さ以下）にあり、排出開口
部が１２時の位置にあるとき、ファンの駆動装置が停止
する毎に、特定量の流出又は排出が依然として生ずる可
能性がある。当業者に周知であるように、作用チャンバ
の充填を容易にするためには、充填ポートは、リザーバ
チャンバの半径方向外周に近いことが必要となるが、こ
の場合、充填ポートは、リザーバチャンバ内の流体の高
さよりも下方にある可能性の方が大きい。充填開口部を
通じての流出は、３つの方法の１つにて生ずる可能性が
ある。第一に、製造の不正確さ等の結果、弁アームが充
填開口部の外側を緊密に密封しないならば、流出が生ず
るであろう。第二に、ファン駆動装置の回転が停止する
とき、ファン駆動装置の周りの周囲空気の温度が比較的
高いならば、弁アームは開放し（又は、開放したままで
あり）、流体がリザーバから作用チャンバ内に流れるの
を許容する。第三に、「フェールセーフＯＮ」型である
電子的に制御されたファン駆動装置は、電力が切られた
とき、その弁を開放させることになろう。

【０００８】当業者は、充填開口部を密封する弁アーム
の機能を向上させることにより充填開口部を通じての排
出を少なくすることを試みている。しかしながら、この
ようにして、排出を少なくすることは困難で且つ費用が
かかり、完全なシールを使用する場合でさえ、依然とし
て、上述した第二及び第三の形態におけるように、ファ
ン駆動装置の回転が停止する時点にて弁アームが充填ポ
ートを覆う毎に、排出が生ずるであろう。

【０００９】従って、本発明の１つの目的は、充填開口
部を通しての排出を効果的に少なくするか、又はその望
ましくない効果を少なくとも実質的に少なくする型式の
改良された流体継手装置を提供することである。

【００１０】本発明のより具体的な目的は、流体が作用
チャンバ内に直接、流れ込むのを許容するのではなく、
充填開口部を通って排出される流体を集める構造体を含
む、改良された流体継手装置を提供することである。

【００１１】本発明の別の目的は、構造体の実質的な
量、寸法又は製造コストを何ら追加することなく、上述
した目的を実現する、改良された流体継手装置を提供す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記及びその他
の目的は、回転軸線を画定する第一の回転可能な継手部
材と、その間に流体チャンバを画定し得るように第一の
継手部材と関係させた包囲体とを有する型式の流体継手
装置を提供することにより実現される。弁手段が第一の
継手部材及び包囲体の一方と関係させられ、また、弁板
を備えている。該弁板は、流体チャンバを流体作用チャ
ンバと流体リザーバチャンバとに仕切り得るように配置
されている。第二の回転可能な継手部材が流体作用チャ
ンバ内に配置され且つ第一の継手部材に対して回転可能
である。第一の継手部材及び包囲体の一方は、第二の継
手部材と協働して、その間に粘性せん断空間を画定す
る。弁板は、リザーバチャンバから作用チャンバ内への
流体的連通を可能にする充填ポートを画定する。該装置
は、第一及び第二の継手部材の回転速度の差に応答して
流体を作用チャンバからリザーバチャンバ内に圧送する
作用可能な手段を備えている。弁手段は、流体が充填ポ
ートを通って流れるのを可能にする開放位置と、充填ポ
ートを通る実質的な流れを遮断する閉じ位置との間にて
可動の弁アームを有している。

【００１３】この改良された流体継手装置は、作用チャ
ンバ内に全体として配置されたアキュムレータチャンバ
を画定し得るように弁板と作用可能に関係させた手段を
特徴としている。アキュムレータチャンバは、充填ポー
トを通って流れる流体を受け取り得るように配置された
入口領域と、流体がアキュムレータチャンバから流れ出
て、粘性せん断空間に向けて流れるときに通る出口領域
とを有している。

【００１４】

【発明の実施の形態】先ず、本発明を限定することを意
図するものではない、図面を参照すると、図１には、本
発明を利用する型式の流体継手装置（「粘性ファン駆動
装置」）の１つの好適な形態が図示されている。図１の
流体継手装置は、全体として参照番号１１で示した入力
継手部材と、全体として参照番号１３で示した出力継手
組立体とを備えている。組立体１３は、ダイキャストハ
ウジング部材（本体）１５と、ダイキャストカバー部材
（包囲体）１７とを備えており、これらのハウジング部
材１５及びカバー部材１７は、当該技術分野にて周知で
あるように、カバー部材１７の外周の張出し部によって
共に固着されている。本発明は、成形したカバー部材と
共に使用することにのみ限定されるものではなく、押抜
きしたカバー部材を有する型式の粘性ファン駆動装置に
て使用することも可能であることを理解すべきである。

【００１５】流体継手装置は、液体冷却エンジンによっ
て駆動し得るようにされている一方、ラジエータ冷却フ
ァンを駆動する。そのエンジン及び冷却ファンの何れも
図示していない。ファンは、当該技術分野にて一般に周
知であり且つ上記の特許に記載されたように、任意の適
当な手段によりハウジング部材１５に取り付けることが
できる。しかしながら、本発明の使用は、以下に明示的
に記載する場合を除いて、任意の特定形態の流体継手装
置、又はファンの取り付け形態若しくは、ファン駆動装
置の任意の特定の用途に限定されるものではない。例え
ば、本発明は、ラジエータ冷却ファンを本体部材にでは
なく、カバー部材に取り付け得るようにされた型式のフ
ァン駆動装置と共に使用することもできる。

【００１６】継手装置は、入力継手部材１１がその上に
取り付けられた入力軸１９を有している。入力軸１９
は、六角形の雌ねじ付き部分２１等によって回転可能に
駆動され、該雌ねじ付き部分２１は、エンジンの水ポン
プから伸長する雄ねじ付き軸に螺着する。入力軸１９
は、ハウジング部材１５の内径内に着座したベアリング
セット２５の内側レースの支持体として機能する。入力
軸１９の前端（図１の左端部）は、鋸歯状部分２７と、
入力継手部材１１のハブ部分２９により画定された開口
部との間に締まり嵌めする。その結果、入力軸１９の回
転は、入力継手部材１１を回転させることになる。

【００１７】ハウジング部材１５及びカバー部材１７
は、協働して流体チャンバを画定する。この流体チャン
バは、円形の板状部材（弁板）３１によって、流体作用
チャンバ３３と、流体リザーバチャンバ３５とに仕切ら
れている。このように、入力継手部材１１は、流体作用
チャンバ３３内に配置されることが理解できる。

【００１８】カバー部材１７は、装置の回転軸線Ａの周
りで全体として同心状であるように配置された、隆起し
た環状のリザーバ画定部分３７を形成すると共に、全体
として円筒状の軸の支持部分３８を更に形成する（図２
Ｂも参照）。カバー部材１７を貫通して外方（図１の左
方向）に伸長する弁軸３９が支持部分３８内に回転可能
に配置されている。上記に引用した特許を参照すること
により一層良く理解できる弁アーム４１が弁軸３９の内
端部（図１の右端部）に取り付けられている。弁アーム
４１の動きは、図１及び図２には図示しないが、図３
に、一対の充填開口部４３ａ、４３ｂとして図示した充
填開口部を通ってリザーバチャンバ３５から作用チャン
バ３３への流体の流れを制御する。しかしながら、本発
明の使用は、任意の特定の充填開口部の配置、又はポー
トの数に限定されるものではないことを理解すべきであ
る。図面の容易化のため、弁アーム４１の一方の脚部の
一部分のみが図３に図示してあるが、当業者は、弁アー
ムが充填開口部を通る流れを遮断する１つの位置と、充
填開口部を開く別の位置との間にて移動することが分か
る。弁軸３９と係合した内端部分を有する従来のコイル
部材４５を備える温度応答性のバイメタル要素が弁軸３
９の外端部と作用可能に関係している。

【００１９】バイメタルコイル部材４５が動作して所定
の温度状態の変化に応答して、弁アーム４１の移動を制
御する方法は、当該技術分野にて周知であり且つ本発明
の必須の要素ではないため、本明細書にて更に説明しな
い。本発明は、弁作用の制御がバイメタルコイル部材４
５以外の何らかの形態をとる流体継手装置にて使用可能
であることは当業者に理解されよう。例えば、本発明の
範囲内にて、弁作用の制御は、ラジエータの「頂部タン
ク」の温度のような感知された状態を表す電気的、空圧
的又は液圧的信号を受け取るアクチュエータにより行う
ことができる。

【００２０】作用チャンバ３３の半径方向外周に隣接し
て配置されたカバー部材１７は、「ワイパー」要素とも
称されるくみ揚げすなわち圧送要素４７を備えており、
該圧送要素４７は、作用チャンバ３３内で相対的に回転
する流体と係合し、比較的より高圧の流体圧力の局部的
な領域を発生させるように作用可能である。その結果、
圧送要素４７は、少量の流体を作用チャンバ３３からカ
バー部材１７により画定された半径方向通路（図１の断
面図に図示せず）を通じて、当該技術分野にて周知の方
法でリザーバチャンバ３５まで連続的にくみ揚げて戻
す。この方法は本発明の必須の部分を構成するものでは
なく、従って、本明細書にて更に説明はしない。

【００２１】本発明の当該実施の形態において且つ単に
一例として、入力継手部材１１は、複数の環状ランド部
５３を画定する前面を有している。カバー部材１７の隣
接する面は、複数の環状ランド部５５を形成する（図２
Ｂも参照）。環状ランド部５３、５５は、その間に蛇行
状の粘性せん断空間を画定し得るように互いに入り込ま
せて組み合わされており、この粘性せん断空間は、以
下、参照番号５３、５５で表示する。上記の米国特許に
鑑みて、当業者は、図１に図示した流体継手装置の構造
及び作用並びに粘性流体に対する粘性流れ経路を完全に
理解することができると考えられる。また、本発明の排
出防止構造体は、入力継手部材とハウジング（本体）部
材との間にランド部及び溝が形成されるファン駆動装置
にても使用することができる。

【００２２】次に、主として図２Ａ及び図２Ｂを参照す
ると、当該技術分野にて周知であるように、弁板３１
は、鋳造及び／又は機械加工した張出し部分５７により
カバー部材１７に対して固定されている。張出し部分５
７は、環状であり、弁板３１を図２に図示するように配
置された後、張出し部分５７を張り出して（すなわち変
形させ）、図示した所定の位置に弁板３１を取り込む。
このことは当業者に極めて周知であり且つ本発明の必須
の部分を構成せず、従って本明細書にて更に説明しな
い。

【００２３】次に、主として、図２Ａ、図２Ｂ及び図３
を共に参照すると、本発明の１つの重要な形態によれ
ば、アキュムレータ板５９が提供される。図３から最も
良く理解し得るように、アキュムレータ板５９は、全体
として参照番号６１で表示した切り欠き部分を除いて、
全体として環状である。板５９及び切り欠き部分６１の
双方の機能に関しては、以下に説明する。

【００２４】本発明の必須の特徴ではないが、アキュム
レータ板５９は、全体として弁板３１に対すると同一の
方法にて、カバー部材１７に取り付けることができる。
カバー部材１７は、最内側の環状ランド部５５から半径
方向内方に伸長して、環状の張出し部分６３を画定し、
また、カバー部材１７は、張出し部分６３に隣接して、
環状の着座面６５を画定し、アキュムレータ板５９の外
周が該環状の着座面６５に対して配置される。図３にて
最も良く理解し得るように、着座面６５は、以下に明ら
かになるであろう理由のため、全体として三日月状の形
状をしている。板５９が図２に図示した位置に配置され
た後、張出し部分６３は、張出し部分５７に対すると同
一の方法にて張り出し（すなわち変形させ）ことがで
き、これにより、アキュムレータ板５９を図示した位置
に取り込み且つ保持することができる。アキュムレータ
板５９、及び図示した、カバー部材１７の取り付け方法
は、本発明の単に１つの実施の形態に過ぎないことが当
業者に理解されよう。

【００２５】当該実施の形態において、アキュムレータ
板５９の機能は、カバー部材１７及び弁板３１と協働し
て、アキュムレータチャンバ６７を画定することであ
る。本明細書にて使用するように、弁板３１及びアキュ
ムレータ板５９の関係に関して「協働する」及び「関係
させた」というような表現は、板３１、５９が接触する
ことを必要としないことが明らかであろう。「アキュム
レータ」という語は、本明細書において、色々な作動状
態下で流体がリザーバチャンバ３５から作用チャンバ３
３内に排出され又は流出して戻る形態であることが認識
される、本発明の重要な形態を説明するためにチャンバ
６７に関して使用するものである。このため、本発明の
更なる形態は、ある量が流出して戻り、アキュムレータ
チャンバ６７を画定するある種の構造体を提供すること
を認識するものであり、このため、充填開口部４３ａ又
は４３ｂを通って排出されて戻る全ての流体は、粘性せ
ん断空間５３、５５内に直接、流れずに、アキュムレー
タチャンバ６７に入る。

【００２６】再度、図２Ａ、図２Ｂ及び図３を共に参照
すると、当該実施の形態において、アキュムレータチャ
ンバ６７は、その前方部分にて弁板３１により画定さ
れ、その後方部分にてアキュムレータ板５９により画定
されることが分かる。更に、アキュムレータチャンバ６
７は、その外周にて全体として円筒状面６８ｃにより画
定される（又は境が設定される）。張出し部分５７、６
３の双方は、回転軸線Ａの周りで同心状であるが、これ
は、以下により詳細に説明するように、円筒状面６８ｃ
については当てはまらない。

【００２７】例えば、車のエンジンを停止させ、本発明
の流体継手装置が「最悪」の状態である、図３に図示し
た位置にて回転を停止させ、ファン駆動装置付近の周囲
空気の温度が少なくとも最初に、弁アーム４１を開放位
置に保つのに十分に暖かいならば、充填ポート４３ａ、
４３ｂは、完全に開放することになる。このため、リザ
ーバチャンバ３５内の流体の大部分は、充填ポート４３
ａ、４３ｂを通って流れ、略回転軸線Ａまでアキュムレ
ータチャンバ６７を充填する。

【００２８】しかしながら、本発明の最も重要な特徴に
よれば、流体は、作用チャンバ内に流れて且つ粘性せん
断空間５３、５５の主要部分（すなわち、回転軸線Ａの
下方の空間の大部分）を充填することなく、アキュムレ
ータチャンバ６７内に留まることになる。このことは、
どんな流体がチャンバ６７内に流れ込んでも、切り欠き
部分６７が充填ポート４３ａ、４３ｂと直径方向に対向
する位置に配置されること、すなわち、アキュムレータ
チャンバ６７内に保持する理由である。当業者は、充填
ポート４３ａ、４３ｂが１２時の位置にあり、切り欠き
部分６１が６時の位置にあるときに、エンジンを停止さ
せたならば、流体はリザーバチャンバ３５から充填ポー
トを通って排出されて戻ることができず、また、アキュ
ムレータ６７内に流体が存在しないことを理由として切
り欠き部分６１が流体の高さよりも下方にあることは何
ら問題とならないことが理解されよう。

【００２９】エンジンを一時的に停止させた後、周囲温
度はある温度まで下り、その温度では、当該技術分野に
て周知であるように、バイメタルコイル部材４５が弁ア
ーム４１をその閉じ位置まで回転させて、充填ポート４
３ａ、４３ｂを遮断する。しかしながら、本発明によら
なければ、かかる弁アーム４１の閉じは、余りにも遅過
ぎて、上述した方法にて流体が粘性せん断空間内に排出
されて戻るのを防止できない。本発明によれば、充填ポ
ート４３ａ、４３ｂを通して排出されて戻る全ての流体
は、チャンバ６７内に集められ又は保持される。このた
め、アキュムレータチャンバ６７は、「流体密」である
こと、すなわち、実質的な圧力（ファン駆動装置にて通
常生じない状態）下にて液体密の意味ではなく、単に、
大気圧下にて「流体密」であることが重要であり、この
ため、チャンバ６７内に存在する粘性流体は、板５９の
外周にて張出し部から漏洩することはない。かかる漏洩
は、流体が作用チャンバ３３内に流れ込むことを可能に
し、これにより、本発明の目的を損なうことになる。

【００３０】次に、エンジンを作動させ、ファン駆動装
置が回転し始めると、アキュムレータチャンバ６７内の
流体は、チャンバ６７の入口領域６９（すなわち、充填
ポート４３ａ、４３ｂ付近の領域）から流れ、また、切
り欠き部分６１付近の出口領域（全体として、参照番号
７１にて示してある）に達して、図３にて見たとき、時
計回り方向に回転する迄、チャンバ６７の外周の周りを
流れる（矢印を参照）。流体が出口領域７１から流れ出
ると、流体は、切り欠き領域６１に対して軸方向に隣接
するチャンバ６７の領域に入る。流体が切り欠き部分の
領域６１に達したならば、その流体は、チャンバ６７か
ら出て半径方向外方に自由に流れ、次に、流体は、粘性
せん断空間５３、５５内に流れ込む。

【００３１】入口領域６９付近にて、円筒状面６８ｃ
は、半径Ｒ１を画定し（図２Ａ、図３参照）、面６８ｃ
の半径は、出口領域７１に向けた方向に漸進的に増大し
て半径Ｒ２となることが好ましい。当該実施の形態にお
いて且つ単に一例として、半径Ｒ２は、半径Ｒ１よりも
約２０％大きく、このため、面６８ｃは、外方ら旋部分
を画定する効果がある。本発明の展開例に関連して、面
６８ｃのら旋部分は、ファン駆動装置の反応時間の点に
て重要であり、この「反応時間」は、通常、弁アーム４
１が開放してからファン駆動装置が所定のファン速度に
達する迄の時間として表される。換言すれば、本発明
は、モーニングシックネスという問題を実質的に解決す
るが、本発明の解決策は、その結果として反応時間が著
しく長くなり、このため、ファン駆動装置がその完全に
係合した状態となる前にエンジンが過熱する可能性があ
るならば、許容し得ない。

【００３２】このように、表面の半径が一定であるなら
ば、反応時間は、望ましい値よりも遥かに長い約６０秒
の範囲内となることが分かった。しかしながら、図３に
図示した面６８ｃのら旋状の形態において、反応時間
は、十分に許容可能な範囲内である僅かに約３０秒に過
ぎなかった。ら旋状の形状は、入口領域６９から出口領
域７１への流量を増大させると考えられる。

【００３３】次に、主として、図４及び図５を参照する
と、「本発明」と「従来技術」と比較する、ファン速度
対時間のグラフが図示されている。図４及び図５のグラ
フを作成するとき、その他の点では同一（本発明を利用
するか否かの点を除いて）の２つのファン駆動装置を利
用した。最初に、双方のファン駆動装置への入力速度は
２５００ＲＰＭとし、双方のファン駆動装置に対する
「最初のボックス（ＩｎｉｔｉａｌＢｏｘ）」温度は
４５．６℃（１１４°Ｆ）とした。従来技術の装置を作
動させ、次に、充填ポートがその「最良の」位置、すな
わち、排出されて戻る量が最小となる位置たる、１２時
の位置に充填ポートがあるときに、停止させた。６０分
の時間後、装置を２５００ＲＰＭにて駆動して、ファン
速度を約２３００ＲＰＭまで急速に加速し、「非係合」
レベル（約１１５０ＲＰＭ）に低下して戻る前に、約２
０秒間その速度を保つようにした（図４参照）。当業者
は、２３００ＲＰＭのファン速度に２０秒保つことは、
低温の始動時、過剰であることが認識されよう。

【００３４】本発明の装置を使用して同一の試験を行っ
たとき、ファン駆動装置を作動させ、次に、充填ポート
がその「最悪」位置、すなわち、最大量の排出が生じる
位置たる６時の位置にある状態にて停止させた。６０分
間の同一の時間の後、ファン駆動装置を２５００ＲＰＭ
にて駆動し、ファンの速度を僅かに約１６００ＲＰＭま
で加速させ、非係合状態のレベルまで低下する前に、僅
か数秒だけその速度を保つようにした（図５参照）。当
業者は、１６００ＲＰＭにて数秒間保つことは、「モー
ニングシックネス」が完全に存在しない状態であること
が認識されよう。

【００３５】再度、図３を参照すると、面６８ｃのら旋
状の形状は、入口領域６９から両方向に伸長し、ファン
駆動装置がこの特別な特徴に関して双方向であることが
理解できる。しかしながら、かかる特徴が不要であるな
らば、アキュムレータ板５９に代えて、同一の機能的効
果、すなわち、充填ポートを通って排出されて戻る全て
の流体を蓄積し且つファン駆動装置が停止している限
り、流体が作用チャンバ内に流れ込むのを防止する働き
をする何らかの他の構造体を使用してもよい。上述した
ように、アキュムレータチャンバを画定する構造体は、
係合が望まれるときである、始動時、構造体がランド部
及び溝の充填を過度に遅らせることがないような形態と
することが好ましい。単に一例として、アキュムレータ
チャンバは、入口及び出口を有する「ダクト形状」の３
又は４側部を有する金属薄板部材によって画定すること
ができ、この薄板部材は、入口及び出口領域が図３に図
示した方法と略同一の方法にて分離している限り、弁板
に融接し又は溶接することができる。

【００３６】遠隔的に作動されるある種のファン駆動装
置において、遠隔作動が故障したとき、弁が充填ポート
を開放する位置に留まり、ファン駆動装置が係合モード
に留まるならば、「作動」位置にて「フェールセーフ」
にて作動するようなファン駆動装置の設計とすることが
望ましいと考えられる。本発明以前、かかるフェールセ
ーフの作動は、モーニングシックネスの問題及びそれに
伴う流出戻しのため、不可能であると考えられていた。
しかしながら、現在、本発明は、冷却装置の設計者に対
しこのフェールセーフの作動機能を可能にするオプショ
ンを提供するものである。

【００３７】上記において本発明を詳細に説明したが、
本明細書を読み且つ理解することにより、当業者には、
本発明の色々な変更例及び改変例が明らかになると考え
られる。かかる変更例及び改変例が特許請求の範囲に属
する限り、これら変更例及び改変例を本発明に包含する
ことを意図するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化し得るように改変された典型的
な流体継手装置の半体の軸方向断面図である。

【図２】Ａは、本発明と関係させた構造体のみを示す、
図１と同様の拡大部分軸方向断面図である。２Ｂは、本
発明のカバー部材のみを示す、図３の線２Ａ−２Ａの方
向に沿った、拡大部分軸方向断面図である。

【図３】本発明の主要な要素を更に示す、図２の右側か
ら見た略概略図的な平面図である。

【図４】「従来技術」の装置の作動を示す、ＲＰＭ体で
表したファン速度対秒単位の時間のグラフである。

【図５】「本発明」の装置の改良された作動を示す、Ｒ
ＰＭで表したファン速度対秒単位の時間のグラフであ
る。

【符号の説明】

１１第二の入力継手部材１３組立体１５ダイキャストハウジング／第一の継手部材１７ダイキャストカバー部材／包囲体１９入力軸２１雌ねじ付き部
分２５ベアリングセット２７鋸状部分２９ハブ部分３１円形の板状部
材（弁板）３３流体作用チャンバ３５流体リザーバ
チャンバ３７環状のリザーバ画定部分３８軸の支持部分３９弁軸４１弁アーム４３ａ、４３ｂ充填開口部４５バイメタルコ
イル部材４７「ワイパー」要素／圧送手段５３、５５環状ランド部５７張出し部分５９アキュムレータ板６１切り欠き部分６３環状の張出し部分６５環状の着座部
分／着座面６７アキュムレータチャンバ６８ｃ円筒状面６９入口領域７１出口領域Ａ回転軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591001709 3001 ｗｅｓｔＢｉｇＢｅａｖｅｒＲｏａｄＳｕｉｔｅ 200 Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ 5060 Ｔｒｏｙ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ 48007−5060 Ｕ．Ｓ．Ａ (72)発明者ニール・イー・ロッブアメリカ合衆国ミシガン州49203−5531, ジャクソン，ブルックサイド・ブールバード 2764

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸線（Ａ）を画定する第一の回転可
能な継手部材（１５）と、第一の継手部材との間に流体
チャンバを画定し得るように前記第一の継手部材（１
５）と関係させた包囲体（１７）と、前記第一の継手部
材（１５）及び前記包囲体（１７）の一方と関係させた
弁手段であって、前記流体チャンバを流体作用チャンバ
（３３）及び流体リザーバチャンバ（３５）に仕切り得
るように配置された弁板（３１）を有する弁手段と、前
記流体作用チャンバ（３３）内に配置され且つ前記第一
の継手部材（１５）に対して回転可能な第二の回転可能
な継手部材（１１）と、前記第一の継手部材（１５）及
び前記包囲体（１７）の一方が前記第二の継手部材（１
１）と協働して、その間に粘性せん断空間（５３、５
５）を画定することと、前記弁板（３１）が前記リザー
バチャンバ（３５）から前記作用チャンバ（３３）内へ
の流体的連通を可能にする充填ポート（４３ａ、４３
ｂ）を画定することと、前記第一の継手部材（１５）及
び第二の継手部材（１１）の回転速度の差に応答して流
体を前記作用チャンバ（３３）から前記リザーバチャン
バ（３５）に圧送するように作用可能な手段（４７）と
を備え、前記弁手段が、流体が前記充填ポート（４３
ａ、４３ｂ）を通って流れるのを可能にする開放位置
（図３）と流体が前記充填ポートを通って実質的に流れ
るのを遮断する閉じ位置との間にて可動の弁アーム（４
１）を有する流体継手装置において、（ａ）全体として
前記作用チャンバ（３３）内に配置されたアキュムレー
タチャンバ（６７）を画定し得るように前記弁板（３
１）と作用可能に関係させた手段（５９、６８ｃ）と、
（ｂ）前記アキュムレータチャンバ（６７）が、前記充
填ポート（４３ａ、４３ｂ）を通って流れる流れを受け
取り得るように配置された入口領域（６９）と、流体が
前記アキュムレータチャンバ（６７）から出て前記粘性
せん断空間（５３、５５）に向けて流れるときに通る出
口領域（７１）とを有することを特徴とする流体継手装
置。
【請求項２】請求項１に記載の流体継手装置におい
て、前記弁板が、前記回転軸線（Ａ）に対して全体とし
て垂直に方向決めされた比較的薄く且つ全体として平坦
な板部材（３１）を備えることを特徴とする、流体継手
装置。
【請求項３】請求項２に記載の流体継手装置におい
て、前記弁アームが、前記弁板（３１）に対して全体と
して平行な面内に位置する比較的薄く且つ全体として平
坦な弁部材（４１）を備え、該平坦な弁部材が、前記開
放位置（図３）と前記閉じ位置との間にて前記面内にて
可動であることを特徴とする、流体継手装置。
【請求項４】請求項２に記載の流体継手装置におい
て、前記アキュムレータチャンバ（６７）を画定する前
記手段が、前記弁板（３１）に対して全体として平行に
方向決めされ且つその間に前記アキュムレータチャンバ
（６７）を画定し得るように前記弁板から隔てられた全
体として平坦なアキュムレータ板（５９）を備えること
を特徴とする、流体継手装置。
【請求項５】請求項１に記載の流体継手装置におい
て、前記アキュムレータチャンバ（６７）を画定する前
記手段（５９、６８ｃ）が、前記入口領域（６９）の第
一の半径（Ｒ１）から前記出口領域（７１）の第二の半
径（Ｒ２）に向けて増大する半径を有する外壁面（６８
ｃ）を有し、前記第二の半径（Ｒ２）が、前記第一の半
径（Ｒ１）よりも大きく、これにより、前記充填ポート
（４３ａ、４３ｂ）から前記粘性せん断空間（５３、５
５）へ流れる流体の応答時間を向上させることを特徴と
する、流体継手装置。