JP2002097956A - エンジン冷却装置 - Google Patents

エンジン冷却装置

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JP2002097956A
JP2002097956A JP2000290701A JP2000290701A JP2002097956A JP 2002097956 A JP2002097956 A JP 2002097956A JP 2000290701 A JP2000290701 A JP 2000290701A JP 2000290701 A JP2000290701 A JP 2000290701A JP 2002097956 A JP2002097956 A JP 2002097956A
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直広 原
Mikinao Suzuki
幹尚 鈴木
Zenichi Shinpo
善一 新保
Shigetaka Yoshikawa
重孝 吉川
Eizo Takahashi
栄三 高橋
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Toyota Motor Corp
Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】モータ駆動効率の向上及び冷却ファンの回転不
要時における冷却ファンの回転騒音の低減を図ることが
できるエンジン冷却装置を提供する。 【解決手段】冷却ファン５７は、ワンウェイクラッチ７
０を介してモータ５５の回転軸５６の一端５６ａに連結
されている。エンジンを冷却する時にモータ５５が逆回
転時にのみそのモータ５５の回転はワンウェイクラッチ
７０により冷却ファン５７に伝達されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン冷却装置
に係り、詳しくはラジエータの冷却ファンを駆動するモ
ータの駆動構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ラジエータの冷却ファンを駆動す
るファンモータを使って、蓄熱器の温水をエンジン及び
ヒータへ循環させるための温水用ウォータポンプを駆動
させるエンジン冷却装置が提案されている。詳述する
と、例えば寒冷地でのエンジン始動時等においてはエン
ジン及び車内が冷えていることからエンジン及び車内を
暖めるために前記ファンモータにて温水用ウォータポン
プを駆動させて蓄熱器の温水をエンジン及びヒータへ循
環させ、反対に、エンジン及び車内が十分に暖まるとエ
ンジンを冷やすためにファンモータにて冷却ファンを駆
動させて冷却水を冷やす。つまり、このシステム（エン
ジン冷却装置）においては、冷却ファンを駆動させるた
めのモータと温水を循環させるウォータポンプを駆動さ
せるためのモータとを１つのモータで兼用するものであ
る。
【０００３】図２は、その従来のエンジン冷却装置の一
例を示す説明図である。図２に示すように、ラジエータ
５１は、その導入口５１ａがエンジン５２の導出口５２
ａに接続され、そのラジエータ５１の導出口５１ｂがサ
ーモバルブ５３及び冷却用ウォータポンプ５４を介して
エンジン５２の導入口５２ｂに接続されている。そし
て、エンジン５２にて暖められた冷却水はエンジン５２
の導出口５２ａからラジエータ５１の導入口５１ａに導
入されラジエータ５１の導出口５１ｂから導出される。
【０００４】前記ラジエータ５１の一側にはモータ５５
が所定の間隔をおいて固定配置されている。モータ５５
の回転軸５６の一端５６ａは、ラジエータ５１側に延び
て冷却ファン５７が連結されている。そして、冷却ファ
ン５７は、モータ５５が例えば正回転したとき正回転し
てラジエータ５１に風を送り、逆回転したとき逆回転し
てラジエータ５１に風を送らない構成になっている。
【０００５】従って、前記モータ５５が正回転すると
き、冷却用ウォータポンプ５４が駆動して冷却水は、エ
ンジン５２→ラジエータ５１→サーモバルブ５３→冷却
用ウォータポンプ５４→エンジン５２といった経路で循
環する。そして、冷却水がラジエータ５１を通過すると
き、熱交換されて冷却水が冷却されることになる。
【０００６】前記モータ５５の反ラジエータ５１側に
は、温水用ウォータポンプ５８が固設されている。温水
用ウォータポンプ５８のハウジング５８ａには導入口５
９と導出口６０とが形成されている。ハウジング５８ａ
内には前記モータ５５の回転軸５６の他端５６ｂが延
び、その他端５６ｂに温水用ウォータポンプ５８のイン
ペラ６１が連結されている。従って、インペラ６１は、
回転軸５６を介して前記冷却ファン５７と一体的に連結
され、モータ５５の回転とともにインペラ６１及び冷却
ファン５７は一体回転するようになっている。
【０００７】そして、インペラ６１は、モータ５５が逆
回転したとき（冷却ファン５７がラジエータ５１に送風
していないとき）逆回転して温水を導入口５９から導入
し導出口６０からその温水を導出し、モータ５５が正回
転したとき（冷却ファン５７がラジエータ５１に送風し
ているとき）正回転して温水を導入口５９から導入し導
出口６０からその温水を導出しない構成になっている。
【０００８】前記温水用ウォータポンプ５８の導入口５
９は車内を暖房するヒータ６２に連結され、そのヒータ
６２はバルブ６３を介して温水を貯留した温水蓄熱器６
４に接続されている。また、温水用ウォータポンプ５８
の導出口６０は温水蓄熱器６４に接続されている。従っ
て、前記モータ５５が逆回転すると、温水用ウォータポ
ンプ５８は温水蓄熱器６４に貯留した温水を、温水蓄熱
器６４→バルブ６３→ヒータ６２→温水用ウォータポン
プ５８→温水蓄熱器６４といった経路で循環させる。そ
して、温水がヒータ６２を通過するとき、熱交換されて
車内が暖房されることになる。
【０００９】ちなみに、前記モータ５５の正逆回転は図
示しない車両に設けた電子制御ユニット（ＥＣＵ）によ
って制御され、その時のエンジン水温、外気温度、車内
温度及び運転状態等によってモータ５５が正回転、逆回
転又は停止のいずれかに制御される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、モータ５５
の回転とともにインペラ６１及び冷却ファン５７は一体
回転し、つまり、前記冷却ファン５７と温水用ウォータ
ポンプ５８はモータ５５により同期駆動される。つま
り、エンジン始動時（冷却ファン５７の回転不要時）に
おいても冷却ファン５７はモータ５５の駆動によって回
転され、エンジンを冷却する時（温水用ウォータポンプ
５８の回転不要時）においても温水用ウォータポンプ５
８はモータ５５の駆動によって回転される。その結果、
モータ５５の駆動効率が低下する一方、エンジン始動時
（冷却ファン５７の回転不要時）であって温水用ウォー
タポンプ５８を駆動するときには冷却ファン５７の回転
による騒音が発生する問題点があった。
【００１１】本発明の目的は、モータ駆動効率の向上及
び冷却ファンの回転不要時における冷却ファンの回転騒
音の低減を図ることができるエンジン冷却装置を提供す
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、ラジエータを冷却する
ための冷却ファンと、蓄熱器の温水を循環させるための
温水用ウォータポンプと、前記冷却ファン及び前記温水
用ウォータポンプと駆動連結し、その冷却ファン及び前
記温水用ウォータポンプを駆動させるためのモータとを
備えたエンジン冷却装置において、少なくとも冷却ファ
ンは、前記モータの一方向の回転についてのみその回転
を冷却ファンに伝達させる動力選択伝達手段を介して前
記モータに連結されたことを要旨とする。
【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のエンジン冷却装置において、前記冷却ファン及び前記
温水用ウォータポンプはモータの回転軸に共に連結さ
れ、少なくとも前記冷却ファンは前記動力選択伝達手段
を介して連結されたことを要旨とする。
【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のエンジン冷却装置において、前記動力選択伝達
手段は、ワンウェイクラッチであることを要旨とする。 （作用）請求項１に記載の発明の構成によれば、少なく
とも冷却ファンは、モータの一方向の回転についてのみ
その回転を冷却ファンに伝達させる動力選択伝達手段を
介して該モータに連結された。従って、冷却ファンの回
転不要時において冷却ファンに対するモータの駆動が動
力選択伝達手段にて遮断することができ、冷却ファンの
回転不要時における冷却ファンの回転を防止することが
できる。その結果、モータの正逆回転とともに冷却ファ
ンが回転する従来技術に比べて、モータの駆動力が有効
に利用されるとともに、冷却ファンの回転不要時におけ
る冷却ファンの回転による騒音が発生しない。よって、
モータの駆動効率の向上及び冷却ファンの回転不要時に
おける冷却ファンの回転騒音の低減を図ることができ
る。
【００１５】また、同様に、動力選択伝達手段にてモー
タの片方向回転のみ温水用ウォータポンプに伝達するよ
うにすれば、温水用ウォータポンプの回転不要時におい
て温水用ウォータポンプに対するモータの駆動が動力選
択伝達手段にて遮断することができる。その結果、モー
タの正逆回転とともに温水用ウォータポンプが回転する
従来技術に比べて、モータの駆動力が有効に利用され
る。
【００１６】請求項２に記載の発明の構成によれば、請
求項１に記載の発明の作用に加えて、少なくとも冷却フ
ァンは動力選択伝達手段を介してモータの回転軸に連結
された。従って、簡単な構成でモータの駆動効率の向上
及び冷却ファンの回転不要時における冷却ファンの回転
騒音の低減を図ることができる。
【００１７】請求項３に記載の発明の構成によれば、請
求項１及び２に記載の発明の作用に加えて、動力選択伝
達手段は、ワンウェイクラッチであるため、モータの一
方向の回転についてのみその回転を容易に冷却ファンに
伝達することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明をエンジン冷却装置
に具体化した一実施形態について図１に従って説明す
る。なお、本実施形態のエンジン冷却装置と従来技術の
それとはモータによる駆動構造のみ相違する。そのた
め、説明の便宜上、同様の部分については同一の符号を
付してその説明を一部省略し、相違する部分のみ詳しく
説明する。
【００１９】図１は、本実施形態のエンジン冷却装置を
示す説明図である。図１に示すように、本実施形態のエ
ンジン冷却装置は、ラジエータ５１と、該ラジエータ５
１を冷却するための冷却ファン５７と、車両を暖房する
ための温水用ウォータポンプ５８と、冷却ファン５７及
び温水用ウォータポンプ５８を駆動するためのモータ５
５とを備えている。
【００２０】前記モータ５５の回転軸５６の一端５６ａ
には、冷却ファン５７が動力選択伝達手段としてのワン
ウェイクラッチ７０を介して連結されている。そのワン
ウェイクラッチ７０は、モータ５５の片方向の回転のみ
を冷却ファン５７に伝達するものである。本実施形態で
は、ワンウェイクラッチ７０は、モータ５５の前記正回
転を冷却ファン５７に伝達し、モータ５５の前記逆回転
を冷却ファン５７に伝達しない（遮断する）ように構成
されている。
【００２１】また、前記モータ５５の回転軸５６の他端
５６ｂには、温水用ウォータポンプ５８のインペラ６１
が固着されている。本実施形態では、インペラ６１は所
定角度にて形成され、前記モータ５５が正回転するとき
循環水（温水）に対する抵抗が最小となりその循環水を
循環させなく、前記モータ５５が逆回転するとき循環水
（温水）に対する抵抗が最大となりその循環水を循環さ
せるようになっている。
【００２２】そして、エンジンを冷却する時に、モータ
５５が正回転駆動されるとともに、冷却用ウォータポン
プ５４が駆動して冷却水を、エンジン５２→ラジエータ
５１→サーモバルブ５３→冷却用ウォータポンプ５４→
エンジン５２といった経路で循環させる（図２に参
照）。このとき、モータ５５の正回転がワンウェイクラ
ッチ７０によって冷却ファン５７に伝達されるため、冷
却ファン５７は正回転してラジエータ５１に風を送り、
ラジエータ５１を通過する循環水を冷却する。また、イ
ンペラ６１は、温水を循環させないようにモータ５５と
ともに正回転される。
【００２３】一方、ヒータ６２で車両を暖房するために
モータ５５を逆回転駆動させると、温水用ウォータポン
プ５８のインペラ６１が逆回転して温水蓄熱器６４に貯
留した温水を、温水蓄熱器６４→バルブ６３→ヒータ６
２→温水用ウォータポンプ５８→温水蓄熱器６４といっ
た経路で循環させる（図２に参照）。このとき、モータ
５５の回転がワンウェイクラッチ７０により伝達されな
いため、冷却ファン５７は回転しない。
【００２４】以下、本実施形態のエンジン冷却装置の特
徴を記載する。 （１）本実施形態では、冷却ファン５７は、ワンウェイ
クラッチ７０を介してモータ５５の回転軸５６の一端５
６ａに連結され、エンジンを冷却する時（つまりモータ
５５の正回転時）のみに該モータ５５の回転がワンウェ
イクラッチ７０を介して伝達されることによって回転さ
れるようにした。つまり、ヒータ６２で車両を暖房する
時（つまりモータ５５の逆回転時）のモータ５５の回転
を冷却ファン５７に伝達させないようワンウェイクラッ
チ７０によって遮断して、冷却ファン５７が回転しない
ようにした。
【００２５】従って、ヒータ６２で車両を暖房する時に
モータ５５の逆回転とともに冷却ファン５７が回転する
従来技術に比べて、モータ５５の駆動力が有効に利用さ
れるとともに、ヒータ６２で車両を暖房する時（冷却フ
ァン５７の回転不要時）であって温水用ウォータポンプ
５８を駆動するときには冷却ファン５７の回転による騒
音が発生しない。その結果、モータ５５の駆動効率の向
上及び車両を暖房する時における冷却ファン５７の回転
騒音の低減を図ることができる。
【００２６】なお、本発明の実施の形態は上記実施形態
に限定されるものではなく、次のように変更してもよ
い。 ・上記実施形態では、冷却ファン５７は、ワンウェイク
ラッチ７０を介してモータ５５の回転軸５６に連結され
て実施したが、前記動力選択伝達手段はワンウェイクラ
ッチ７０に限定されず、エンジンを冷却する時にモータ
５５を正回転させる時のみにモータ５５により回転駆動
されるようワンウェイクラッチ７０以外の動力選択伝達
手段を介してモータ５５の回転軸５６に冷却ファン５７
を連結するように実施してもよい。この場合、上記実施
形態とほぼ同様な効果を得ることができる。
【００２７】・図示しないが、温水用ウォータポンプ５
８のインペラ６１は、車両を暖房する時にモータ５５を
逆回転する時のみにモータ５５により回転駆動されるよ
う動力選択伝達手段としてのワンウェイクラッチを介し
てモータ５５の回転軸５６の他端５６ｂに連結させて実
施してもよい。この場合、上記実施形態の効果に加え
て、エンジンを冷却する時（インペラ６１の回転不要
時）におけるインペラ６１の回転によるモータ駆動力の
無駄が生じない。その結果、モータ５５の駆動効率を更
に向上することができる。
【００２８】・上記実施形態では、前記冷却ファン５７
はワンウェイクラッチ７０を介してモータ５５の回転軸
５６に、温水用ウォータポンプ５８のインペラ６１はモ
ータ５５の回転軸５６にそれぞれ連結させた。これをモ
ータ５５に代えて減速器付きモータにし、その減速器の
出力軸に冷却ファン５７及び温水用ウォータポンプ５８
を駆動連結するようにしたタイプのエンジン冷却装置に
応用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明の構成によれば、モータの駆動効率の向上及び冷却
ファンの回転不要時における冷却ファンの回転騒音の低
減を図ることができる。
【００３０】請求項２に記載の発明の構成によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加えて、簡単な構成でモー
タの駆動効率の向上及び冷却ファンの回転不要時におけ
る冷却ファンの回転騒音の低減を図ることができる。
【００３１】請求項３に記載の発明の構成によれば、請
求項１及び２に記載の発明の効果に加えて、モータの一
方向の回転についてのみその回転を容易に冷却ファンに
伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジン冷却装置の断面図。
【図２】従来のエンジン冷却装置の説明図。
【符号の説明】
５１…ラジエータ、５５…モータ、５７…冷却ファン、
５８…温水用ウォータポンプ、７０…動力選択伝達手段
としてのワンウェイクラッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記１名の代理人 100068755 弁理士 恩田 博宣 （外１名） (72)発明者 原 直広 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 (72)発明者 鈴木 幹尚 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 (72)発明者 新保 善一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 吉川 重孝 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 高橋 栄三 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3D038 AA01 AA10 AC12 AC14

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ラジエータを冷却するための冷却ファン
    と、蓄熱器の温水を循環させるための温水用ウォータポ
    ンプと、前記冷却ファン及び前記温水用ウォータポンプ
    と駆動連結し、その冷却ファン及び前記温水用ウォータ
    ポンプを駆動させるためのモータとを備えたエンジン冷
    却装置において、 少なくとも冷却ファンは、前記モータの一方向の回転に
    ついてのみその回転を冷却ファンに伝達させる動力選択
    伝達手段を介して前記モータに連結されたことを特徴と
    するエンジン冷却装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のエンジン冷却装置にお
    いて、 前記冷却ファン及び前記温水用ウォータポンプはモータ
    の回転軸に共に連結され、少なくとも前記冷却ファンは
    前記動力選択伝達手段を介して連結されたことを特徴と
    するエンジン冷却装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のエンジン冷却装
    置において、 前記動力選択伝達手段は、ワンウェイクラッチであるこ
    とを特徴とするエンジン冷却装置。
JP2000290701A 2000-09-25 2000-09-25 エンジン冷却装置 Pending JP2002097956A (ja)

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