JP2002195037A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの温度に対する調整機構の作動の正
確性及び確実性を向上させる。 【解決手段】 エンジンを冷却する冷媒の温度に応じて
作動する制御機構５と、駆動軸２１と被駆動部材４１と
の間に配設され流体作動室３３を介して駆動軸２１の回
転を被駆動部材４１に伝達可能な回転容積型機構３と、
制御機構５の作動に応じて流体作動室３３内の流体の循
環を制御して回転容積型機構３による駆動軸２１から被
駆動部材４１への回転の伝達を調整可能な調整機構６と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却ファンを回転
させることによってエンジンを冷却する冷却装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の冷却装置としては、特開
２０００−８７７４５号公報に示されるものが知られて
いる。これは、エンジンの回転に応じて回転駆動する駆
動軸の回転を冷却ファンに連結される被駆動部材へ伝達
して冷却ファンを回転させる冷却装置であって、駆動軸
と被駆動部材との間に配設され流体作動室を介して駆動
軸の回転を被駆動部材に伝達可能な回転容積型機構と、
流体作動室内の流体の循環を制御して回転容積型機構に
よる駆動軸から被駆動部材への回転の伝達を調整可能な
調整機構とを有する冷却装置である。

【０００３】この従来装置においては、調整機構は、回
転容積型機構に配設されたサーモワックス等の感応部が
その周りの雰因気温度に感応して伸縮作動することで、
作動室内の流体を循環させる流体通路を開閉させるよう
作動し、これにより、冷却ファンをエンジンの温度に応
じて回転させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
装置であると、調整機構の作動は、感応部がその周りの
雰因気温度に感応して作動することで行われるため、外
気温や感応部周りに流入する空気の温度等の外的要因の
影響を受けやすく、エンジンの温度に対しての正確性や
確実性が不安定なものとなる。この結果、冷却ファンが
エンジンの温度に応じて正確且つ確実に回転しない恐れ
がある。

【０００５】故に、本発明は、エンジンの温度に対する
調整機構の作動の正確性及び確実性を向上させること
を、その技術的課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために本発明において講じた技術的手段は、エンジン
の回転に応じて回転駆動する駆動軸の回転を冷却ファン
に連結される被駆動部材へ伝達して前記冷却ファンを回
転させる冷却装置であって、前記エンジンを冷却する冷
媒の温度に応じて作動する制御機構と、前記駆動軸と前
記被駆動部材との間に配設され流体作動室を介して前記
駆動軸の回転を前記被駆動部材に伝達可能な回転容積型
機構と、前記制御機構の作動に応じて前記流体作動室内
の流体の循環を制御して前記回転容積型機構による駆動
軸から被駆動部材への回転の伝達を調整可能な調整機構
とを有した、ことである。

【０００７】この技術的手段によれば、調整機構の作動
は、エンジンを冷却する冷媒の温度に応じた制御機構の
作動に応じて行われる。よって、従来に比べて、外的要
因の影響が少なくなり、エンジンの温度に対して正確且
つ確実に作動させ得る。

【０００８】より好ましくは、駆動軸は、前記冷媒を前
記エンジンと熱交換器との間で循環させるウォータポン
プの駆動プーリ軸であって、前記制御機構を前記駆動プ
ーリ軸と同軸上で前記ウォータポンプに配設し、前記流
体作動室内の流体を前記制御機構に導く流体通路を前記
駆動プーリ軸に形成する、と良い。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１ないし図３に示されるよう
に、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に駆動ベ
ルト１を介して連結されるウォータポンプ２の駆動プー
リ軸２１は、そのプーリ部２２にて後述する内接ギヤポ
ンプ３のハウジング３１に一体回転するよう連結されて
おり、軸部２３にてウォータポンプ２のハウジング２４
内のインペラ２５を一体回転するよう支持してハウジン
グ２４にメカニカルシール２８やベアリング２９等を介
して回転自在に支持されている。ウォータポンプ２は、
インペラ２５の回転によりハウジング２４に形成された
輸送通路２８内の冷却水（冷媒）をラジエータ（熱交換
器）とエンジンとの間で循環させてエンジンを冷却して
いる。

【００１０】内接ギヤポンプ３は、駆動プーリ軸２１の
回転を冷却ファン４が一体回転するよう連結される出力
シャフト４１へ伝達するものである。この内接ギヤポン
プ３は、駆動プーリ軸２１のプーリ部２２に連結され出
力シャフト４１をオイルシール３５を介して相対回転自
在に支持するハウジング３１と、ハウジング３１と相対
回転するよう出力軸４１周りでハウジング３１内に収容
されるとともに駆動プーリ軸２１の回転軸心と軸心が異
なるアウタロータ３２と、冷却ファン４に連結された出
力シャフト４１とアウタロータ３２内で一体回転するよ
うハウジング３１内に収容されるとともに駆動プーリ軸
２１の回転軸心と軸心が一致し、アウタロータ３２及び
ハウジング３１とともに流体が封入された流体作動室３
３を構成するインナロータ３４を備えるものである。ア
ウタロータ３２の内周には内周ギヤ３２ａが形成され、
インナロータ３４の外周には、内周ギヤ３２ａと噛合し
て流体作動室３３を形成している外周ギヤ３４ａが形成
されている。そして、流体作動室３３は、アウタロータ
３２とインナロータ３４との相対回転により流体作動室
３３内の流体が所定圧より高圧となる高圧室３３ａと、
高圧室より低圧となる低圧室３３ｂとを構成している。
高圧室３３ａは、駆動プーリ軸２１の軸心上でハウジン
グ３１に形成された出力ポート３６に後述する調整機構
６及びオリフィス通路６５を介して連結されており、低
圧室３３ｂは、出力ポート３６の周りでハウジング３１
に形成された複数の入力ポート３７に連結されている。

【００１１】図２、図４及び図５に示されるように、駆
動プーリ軸２１の軸部２３には、2種類の流体通路２
６、２７が軸方向に沿って形成されている。一方の流体
通路２６は、軸部２３のハウジング３１側の端面で出力
ポート３６にガスケット２３ａにより液密的に連結され
ており、他方の流体通路２７は、軸部２３のハウジング
３１側の端面で入力ポート３７にガスケット２３ｂによ
り液密的に連結されている。

【００１２】図２及び図６に示されるように、駆動プー
リ軸２１の軸部２３のインペラ２５側の端面には、凹部
２３ｃが形成されており、この凹部２３ｃには、制御機
構５が配設されている。制御機構５は、凹部２３ｃ内に
Ｏリング２３ｄを介して嵌挿されるハウジング５１を備
えており、このハウジング５１には、ガスケット２３ｅ
により流体通路２６、２７に液密的に連結され、流体通
路２６、２７を連通させる連絡通路５２が形成されてい
る。ハウジング５１の連絡通路５２を形成する壁には、
弁座５３が形成されており、この弁座５３に着座する弁
体５４がハウジング５１内に可動自在に配設されてい
る。弁体５４は、弁座５３に着座することで連絡通路５
２を閉鎖して流体通路２６と流体通路２７との連通を遮
断し、弁座５３から離れることで連絡通路５２を解放し
て流体通路２６と流体通路２７との連通を許容する。弁
体５４は、温度に感応して伸縮するサーモワックス５５
を備えており、このサーモワックス５５の伸縮によって
可動して弁座５３に着座したり弁座５３から離れたりす
る。サーモワックス５５は、冷却水が流れるウォータポ
ンプ２の輸送通路２８内に位置しており、これにより、
冷却水の温度に感応して伸縮する。又、ハウジング５１
と弁体５４との間には、スプリング５６が配設されてお
り、弁体５４は、スプリング５６の付勢力を受けて弁座
５３から離れる方向に常時付勢されている。

【００１３】図３に示されるように、調整機構６は、ハ
ウジング３１に形成されプラグ６１によって密封された
内部空間６２内に配設され弁体６３を備えている。弁体
６３は、内部空間６２を流体作動室３３の高圧室３３ａ
に連通される高圧室６２ａとオリフィス通路６５に連結
される背圧室６２ｂとに区画している。弁体６３には、
高圧室６２ａと背圧室６２ｂとを連通させるオリフィス
通路６３ａが形成されており、さらに、背圧室６２ｂ内
に配設されたスプリング６４により高圧室６２ａを狭め
る方向に常時付勢されている。又、内部空間６２の高圧
室６２ａには、流体作動室３３の低圧室３３ｂに連結さ
れ弁体６３にて開閉されるポート６６が連結されてい
る。内部空間６２の背圧室６２ａの圧力は、オリフィス
通路６５と弁体５４の弁座５３に対する相対位置関係で
決定される連結通路５２の開度によって調圧され、高圧
室６２ａの圧力、背圧室６２ｂの圧力及びスプリング６
４の荷重のバランスで弁体６３を動かしてポート６６の
開度を調整している。これにより、流体作動室３３の高
圧室３３ａと内部空間６２の高圧室６２ａの圧力調整を
成している。

【００１４】次に作動について説明する。

【００１５】エンジンの駆動力を受けて駆動プーリ軸２
１が回転すると、駆動プーリ軸２１とともにハウジング
３１が一体的に回転する。ここで、エンジンの始動時
等、冷却水の温度が所定温度より低いときには、サーモ
ワックス５５が収縮しているので、弁体５４が弁座５３
より離れて連絡通路５２を所望の開度で解放し、流体通
路２６と流体通路２７とを連通させている。従って、調
整機構６の背圧室６２ｂの圧力が下がって弁体６３がポ
ート６６を解放するため、流体作動室３３の高圧室３３
ａ内の流体は、調整機構６の高圧室６２ａからポート６
６を介して低圧室３３ｂに流れ込み、流体が循環させら
れる。これにより、流体作動室３３の容積変化が許容さ
れて、インナロータ３４とアウタロータ３２がハウジン
グ３１に対して相対回転可能な状態となる。この状態で
は、ハウジング３１の回転は、アウタロータ３２の軸心
が駆動プーリ軸２１の回転軸心に対して偏心しているこ
とで、アウタロータ３２をインナロータ３４に対して噛
合しながら公転させ、インナロータ３４を回転させな
い。よって、ハウジング３１の回転は、出力シャフト４
１には伝達されず、駆動プーリ軸２１のみが回転駆動し
て出力シャフト４１は回転することなく（もしくは低回
転）、冷却ファンは停止（もしくは低回転）している。

【００１６】冷却水の温度が所定温度より高くなると、
サーモワックス５５が伸長して弁体５４がスプリング５
６の付勢力に抗して可動し、弁座５３に着座する。これ
により、連絡通路５２が閉鎖されて、流体通路２６と流
体通路２７との連通が遮断される。この場合、調整機構
６の背圧室６２ｂの圧力が上がり、弁体６３がポート６
６を遮断するため、流体作動室３３の高圧室３３ａから
低圧室３３ｂへの流体の移動が許容されず、高圧室３３
ａは高圧状態を保持するとともに低圧室３３ｂは低圧状
態を保持し、流体作動室３３の容積変化を阻止する。従
って、インナロータ３４とアウタロータ３２がハウジン
グ３１に対して相対回転不能な状態となる。この状態で
は、ハウジング３１の回転は、アウタロータ３２の軸心
が駆動プーリ軸２１の回転軸心に対して偏心しているこ
とで、アウタロータ３２をインナロータ３４と一体に回
転させる。よって、ハウジング３１の回転が出力シャフ
ト４１に伝達されて、冷却ファン４が回転する。冷却フ
ァン４の回転は、ラジエータを冷却して冷却水の熱交換
効率を向上させ、結果、エンジンを適正に冷却すること
になる。

【００１７】上記したように、制御機構５のサーモワッ
クス５５をウォータポンプ２の冷却水の輸送通路２８内
に配置して、冷却ファン４の回転を制御する制御機構５
が冷却水の温度に応じて作動するようにしたので、外気
温や感応部周りに流入する空気の温度等の外的要因の影
響が少なく、冷却ファン４の回転をエンジンの温度に対
して正確且つ確実に制御することができる。又、制御機
構５が駆動プーリ軸２１の軸部２３の端面の凹部２３ｃ
内に収容されているので、制御機構５が駆動プーリ軸２
１の回転軸心上に配置されることになる。よって、制御
機構５は、駆動プーリ軸２１及びハウジング３１の回転
による遠心外力の影響を受けにくく、結果、誤作動等を
防止して確実な作動が保証される。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、エンジンを冷却する冷
媒の温度に応じて作動する制御機構によって調整機構を
作動させて、流体作動室内の流体の循環を制御して回転
容積型機構による駆動軸から被駆動部材への回転の伝達
を調整するようにしたので、従来に比べて、エンジンの
温度に対する調整機構の作動の正確性及び確実性を向上
させ、これにより、冷却ファンをエンジンの温度に応じ
て正確且つ確実に回転させることができる。

【００１９】又、本発明によれば、駆動軸を冷媒をエン
ジンと熱交換器との間で循環させるウォータポンプの駆
動プーリ軸とし、制御機構を駆動プーリ軸と同軸上でウ
ォータポンプに配設し、流体作動室内の流体を制御機構
に導く流体通路を駆動プーリ軸に形成したので、駆動プ
ーリ軸の回転による遠心外力が調整弁に与える影響を抑
えることができ、これにより、調整機構の作動の正確性
及び確実性に対する信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷却装置の正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】図２のＤ部拡大図である。

【図６】図２のＥ部拡大図である。

【符号の説明】

２ ウォータポンプ ３ 内接ギヤポンプ（回転容積型機構） ４ 冷却ファン ５ 制御機構 ６ 調整機構 ２１ 駆動プーリ軸 ２６、２７ 流体通路 ３３ 流体作動室 ４１ 出力シャフト（被駆動部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの回転に応じて回転駆動する駆
   動軸の回転を冷却ファンに連結される被駆動部材へ伝達
   して前記冷却ファンを回転させる冷却装置であって、前
   記エンジンを冷却する冷媒の温度に応じて作動する制御
   機構と、前記駆動軸と前記被駆動部材との間に配設され
   流体作動室を介して前記駆動軸の回転を前記被駆動部材
   に伝達可能な回転容積型機構と、前記制御機構の作動に
   応じて前記流体作動室内の流体の循環を制御して前記回
   転容積型機構による駆動軸から被駆動部材への回転の伝
   達を調整可能な調整機構とを有する冷却装置。
2. 【請求項２】 前記駆動軸は、前記冷媒を前記エンジン
   と熱交換器との間で循環させるウォータポンプの駆動プ
   ーリ軸であって、前記制御機構を前記駆動プーリ軸と同
   軸上で前記ウォータポンプに配設し、前記流体作動室内
   の流体を前記制御機構に導く流体通路を前記駆動プーリ
   軸に形成した、請求項１記載の冷却装置。