【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに備えられる冷却ファンの回転速度を制御する冷却ファン装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大型トラック等に搭載されるディーゼルエンジンは、その小型化に伴って高出力化される傾向にある。しかし、エンジン出力軸に冷却ファンを直接連結する従来装置にあっては、要求される冷却能力を確保しようとすると、冷却ファンやラジエータの大型化を招き、これらの搭載スペースを確保することが難しくなっている。
【０００３】
この対策として、従来例えば特許文献１に開示されたものは、冷却ファンを油圧モータによって駆動し、エンジン冷却水温度検出値等の運転条件にこの油圧モータの回転速度を制御するようになっている。この場合、冷却ファンの回転速度を高めることによって、冷却ファンやラジエータを大型化することなく、要求される冷却能力を確保できる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００１−１８２５３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の冷却ファン装置にあっては、冷却ファンがエンジン出力軸と同軸上に配置されるものに適用しようとすると、油圧モータの介装スペースを確保することが難しいという問題点があった。
【０００６】
また、ベルトやギア機構を用いて冷却ファンを増速して駆動する構成も考えられるが、この場合も冷却ファンとエンジン出力軸の間にこれの機構の介装スペースを確保することが難しいという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車載上のエンジンレイアウト等を大幅に変更することなく実施でき、冷却ファンの回転速度を制御する冷却ファン装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンを冷却する冷却ファンを駆動する冷却ファン装置に適用する。
【０００９】
そして、冷却ファンの回転軸が連結されるサンギヤと、このサンギヤに噛み合うプラネットギヤと、このプラネットギヤの回転軸を回動可能に支持しかつエンジン出力軸が連結されるキャリアと、プラネットギヤに噛み合いサンギヤと同軸上で回転して遊星ギヤ機構を構成するリングギヤと、このリングギヤに噛み合う速度調節ギヤと、この速度調節ギヤを回転駆動するアクチュエータと、リングギヤの回転を制動するブレーキとを備えたことを特徴とするものとした。
【００１０】
第２の発明は、冷却ファンの回転軸が連結されるサンギヤと、このサンギヤに噛み合うプラネットギヤと、このプラネットギヤの回転軸を回動可能に支持しかつエンジン出力軸が連結されるキャリアと、プラネットギヤに噛み合いサンギヤと同軸上で回転して遊星ギヤ機構を構成するリングギヤと、このリングギヤに噛み合う速度調節ギヤと、この速度調節ギヤを回転駆動する油圧モータと、この油圧モータから流出する作動油の流れを遮断可能とする弁と、油圧モータの出口圧が所定値を超えて高まるのに伴って作動油を逃がすリリーフ弁とを備えたことを特徴とするものとした。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明において、アクチュエータとして正逆両方向に回転する油圧モータと、この油圧モータに送られる作動油の流れ方向を切換える方向切換弁を備えたことを特徴とするものとした。
【００１２】
第４の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明において、アクチュエータとして設けられる油圧モータと、この油圧モータの出口側と入口側を短絡する弁とを備えたことを特徴とするものとした。
【００１３】
第５の発明は、第１から第４のいずれか一つの発明において、アクチュエータとして設けられる油圧モータと、車両の油圧源として設けられる油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される作動油を分流して油圧モータへと導く分岐通路とを備えたことを特徴とするものとした。
【００１４】
第６の発明は、第１の発明において、アクチュエータとして速度調節ギヤを直接駆動する電動機を設けたことを特徴とするものとした。
【００１５】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、アクチュエータの回転が遊星ギヤ機構を介して冷却ファンに伝えられることにより、冷却ファンの回転速度を高められる。このため、冷却ファンを大型化することなくエンジンの冷却性を高められ、エンジンの高出力化に対応することができる。
【００１６】
アクチュエータの停止時にブレーキが速度調節ギヤの回転を制動する運転状態では、エンジン出力軸と冷却ファンの速度比を一定値に保つことができる。
【００１７】
アクチュエータを停止しても冷却ファンはエンジンと共に回転するため、アクチュエータのみによって冷却ファンを駆動する構成に比べて、アクチュエータに要求される出力が小さくて済み、アクチュエータの小型化及び消費エネルギの低減がはかれる。
【００１８】
冷却ファン装置はエンジン出力軸と冷却ファンが遊星ギヤ機構を介して同軸上に配置される構造のため、その軸方向の介装スペースが小さくて済み、エンジン出力軸に冷却ファンを直接連結する従来装置に対して冷却ファンの取付位置等を大幅に変更することなく容易に実施することができる。
【００１９】
第２の発明によると、リングギヤの回転を制動する条件で、弁が油圧モータから流出する作動油の流れを遮断することにより、油圧モータの回転を停止させる。これにより、機械式ブレーキを廃止し、構造の簡素化がはかれる。
【００２０】
弁が作動油の流れを遮断し、油圧モータの吐出圧が所定値を超えて高まるとリリーフ弁が作動油を逃がし、リリーフ弁が付与する抵抗によって油圧モータの回転を緩やかに停止させる。
【００２１】
第３の発明によると、油圧モータを正逆両方向に回転させることにより、冷却ファンの増速と減速が行われ、冷却ファンの回転速度の調節範囲を拡大することができる。
【００２２】
第４の発明によると、弁が油圧モータの出口側と入口側を短絡することにより、リングギヤの回転が自由になり、エンジン出力軸がキャリアを回動させてもリングギヤが回転することによりサンギヤが回転せず、冷却ファンの回転を止められる。
【００２３】
第５の発明によると、冷却ファン装置と例えばパワステアリング装置等の間で油圧ポンプを共用することにより、車両に搭載される油圧源の構造を簡素化し、消費エネルギの低減がはかれる。
【００２４】
第６の発明によると、電動機が速度調節ギヤを直接駆動するため、油圧回路等を廃止することが可能となり、構造の簡素化及び消費エネルギの低減がはかれる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１はエンジンに備えられる冷却ファン装置のシステム図である。図において、１は車両等に搭載される水冷式エンジン、２はこのエンジン冷却水を循環させる熱交換器として設けられるラジエータ、３はこのラジエータ２に送風する冷却ファンである。冷却ファン３の送風によってラジエータ２を循環するエンジン冷却水の放熱を促し、エンジン冷却水がエンジン１を循環することによってエンジン１の温度を適度に保つようになっている。
【００２７】
エンジン１の出力軸４の回転は、ビスカスカップリング５及び遊星ギヤ機構１０を介して冷却ファン３に伝えられる。
【００２８】
ビスカスカップリング５は低温時にエンジン出力軸４の回転を遊星ギヤ機構１０に伝えず、冷却ファン３の回転を止めてエンジン１の暖機を促す一方、高温時にエンジン出力軸４の回転を遊星ギヤ機構１０に伝え、冷却ファン３を回転させてエンジン１を冷却するようになっている。
【００２９】
遊星ギヤ機構１０は互いに同軸上で回転するサンギヤ１１及びリングギヤ１２と、この両ギヤ１１，１２に噛み合うプラネットギヤ１３と、このプラネットギヤ１３の回転軸を回動可能に支持するキャリア１４とを備える。
【００３０】
冷却ファン３の回転軸はサンギヤ１１に連結され、エンジン出力軸４はキャリア１４に連結される。リングギヤ１２の回転が係止された状態では、エンジン出力軸４と冷却ファン３は１対１の速度比で回転する。
【００３１】
運転条件に応じて冷却ファン３の回転速度を調節するため、リングギヤ１２の外周側の歯に噛み合う速度調節ギヤ１５と、この速度調節ギヤ１５を回転駆動するアクチュエータとして設けられる油圧モータ２１と、リングギヤ１２の回転を制動するディスク式ブレーキ１６とを備える。
【００３２】
油圧モータ２１は油圧ポンプ２２から油圧回路２３を介して圧送される作動油によって回転駆動される。油圧回路２３は油圧ポンプ２２から吐出される作動油を油圧モータ２１に送る第一通路２４と、油圧モータ２１から排出される作動油を油圧ポンプ２２の吸込側に送る第二通路２５とを備える。
【００３３】
油圧ポンプ２２は電動機７によって回転駆動される。電動機７の作動はコントローラ６によって制御される。コントローラ６はエンジン１の運転条件に応じて、電動機７を作動させるとともに、ブレーキ１６によるリングギヤ１２の制動を解除する。一方、コントローラ６は電動機７を停止する運転条件にてブレーキ１６を作動させてリングギヤ１２の回転を制動する。
【００３４】
以上のように構成され、図２はエンジン回転速度と冷却ファン３の回転速度の関係を示す特性図である。
【００３５】
油圧モータ２１の停止時にブレーキ１６がリングギヤ１２の回転を制動する運転状態では、図２に２点鎖線で示すように、エンジン出力軸４と冷却ファン３は１対１の速度比で回転する。
【００３６】
油圧モータ２１の作動時にブレーキ１６によるリングギヤ１２の制動が解除される運転状態では、図２に実線で示すように、冷却ファン３の回転速度がエンジン出力軸４の回転速度より一定の比率で高められる。
【００３７】
このように油圧モータ２１の回転が遊星ギヤ機構１０を介して冷却ファン３に伝えられることにより冷却ファン３の回転速度を高められる。このため、冷却ファン３を大型化することなくエンジン１の冷却性を高められ、エンジン１の高出力化に対応することができる。
【００３８】
油圧モータ２１を停止しても冷却ファン３はエンジン１と共に回転するため、油圧モータのみによって冷却ファン３を駆動する構成に比べて、油圧モータ２１に要求される出力が小さくて済み、油圧モータ２１の小型化及び消費エネルギの低減がはかれる。
【００３９】
また、冷却ファン装置は、エンジン出力軸４と冷却ファン３が遊星ギヤ機構１０を介して同軸上に配置される構造のため、その軸方向の介装スペースが小さくて済み、エンジン出力軸に冷却ファンを直接連結する従来装置に対して冷却ファンの取付位置等を大幅に変更することなく容易に実施することができる。
【００４０】
次に図３に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００４１】
油圧回路２３に油圧ポンプ２２から油圧モータ２１に給排される作動油の流れ方向を切換える方向切換弁２６を備える。方向切換弁２６は油圧モータ２１を正方向に回転させるポジションａと、油圧モータ２１を逆方向に回転させるポジションｂとを有する。
【００４２】
コントローラ６は冷却ファン３の回転速度をエンジン回転速度より高める増速条件で方向切換弁２６をポジションａに切換え、冷却ファン３の回転速度をエンジン回転速度より低くする減速条件で方向切換弁２６をポジションｂに切換える。こうして油圧モータ２１を正逆両方向に回転させることにより、図４に示すように、冷却ファン３の回転速度の調節範囲を拡大することができる。
【００４３】
次に図５に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００４４】
油圧回路２３は油圧によりリングギヤ１２の回転を制動する機能として、方向切換弁２６に油圧モータ２１の回転を停止する遮断ポジションｃを設けるとともに、第一通路２４または第二通路２５に生じる油圧モータ２１の出口圧が所定値を超えて高まるのに伴って作動油を逃がすリリーフ弁２７が設けられ、このリリーフ弁２７をブレーキ機能として用いる。
【００４５】
コントローラ６はリングギヤ１２の回転を制動する条件で、方向切換弁２６を遮断ポジションｃに切換えて油圧モータ２１の回転を停止させる。これにより、リングギヤ１２の回転を制動する機械式ブレーキを廃止し、構造の簡素化がはかれる。
【００４６】
方向切換弁２６をポジションａから遮断ポジションｃに切換えるときに第一通路２４の作動油圧が所定値を超えて高まるとリリーフ弁２７が開弁し、第一通路２４の作動油がチェック弁３１及びリリーフ弁２７を介してタンクへ流出する一方、タンクからの作動油がチェック弁３３を介して第二通路２５へと流入し、リリーフ弁２７が付与する抵抗によって油圧モータ２１の回転を緩やかに停止させ、減速度を調節する機能が果たされる。
【００４７】
方向切換弁２６をポジションｂから遮断ポジションｃに切換えるときに第二通路２５の作動油圧が所定値を超えて高まると、リリーフ弁２７が開弁し、第二通路２５の作動油がチェック弁３２及びリリーフ弁２７を介してタンクへ流出する一方、タンクからの作動油がチェック弁３４を介して第一通路２４へと流入し、リリーフ弁２７が付与する抵抗によって油圧モータ２１の回転を緩やかに停止させる。
【００４８】
油圧ポンプ２２の吐出側にはリリーフ弁２８が介装され、ポンプ吐出圧が所定値を超えて上昇しないようになっている。
【００４９】
次に図６に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００５０】
油圧回路２３はエンジン１の運転時に冷却ファン３の回転を止める機能として、油圧モータ２１の出口側と入口側を短絡する弁として、方向切換弁２９は第一通路２４と第二通路２５を短絡するポジションｂを有する。
【００５１】
コントローラ６は冷却ファン３の回転を止める条件で、方向切換弁２９をポジションｂに切換え、第一通路２４と第二通路２５を短絡する。これにより、リングギヤ１２の回転が自由になり、エンジン出力軸４がキャリア１４を回動させてもリングギヤ１２が回転することによりサンギヤ１１が回転せず、冷却ファン３の回転を止められる。
【００５２】
コントローラ６は冷却ファン３を回転させる条件で、方向切換弁２９をポジションａに切換え、第一通路２４と第二通路２５の短絡を遮断する。これにより、前記実施の形態と同様に方向切換弁２６のポジションを切換えて冷却ファン３の回転速度を増減できる。
【００５３】
次に図７に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００５４】
油圧ポンプ２２は図示しない車両のパワステアリング装置の油圧源として用いられ、油圧ポンプ２２の吐出側に接続する通路４１はパワステアリング装置（ＰＳ）の油圧駆動回路へと延びている。通路４１から分岐する分岐通路４３が油圧モータ２１の油圧駆動回路へと延び、この分岐通路４３は優先弁４２を介して通路４１に接続される。
【００５５】
この場合、油圧ポンプ２２からパワステアリング装置に供給される作動油の余剰分が優先弁４２を介して油圧モータ２１へと供給される。図８に示すように、油圧ポンプ２２の吐出流量は電動機７の回転速度に比例して増える。電動機７の回転速度が所定値Ａに達すると、パワステアリング装置に必要な作動油の流量ＱＡが得られる場合に、冷却ファン３の回転速度を高めようとすると、電動機７の回転速度を所定値Ｂまで高めることにより、優先弁４２を介して余剰作動油が油圧モータ２１へと導かれ、冷却ファン装置に必要な流量ＱＢ−ＱＡが供給される。
【００５６】
このようにして冷却ファン装置とパワステアリング装置の両方で油圧ポンプ２２を用いることにより、車両に搭載される油圧源の構造を簡素化し、消費エネルギの低減がはかれる。
【００５７】
次に図９に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００５８】
油圧ポンプ２２は図示しない車両のパワステアリング装置及び他の補機の油圧源として用いられ、油圧ポンプ２２の吐出側に接続する通路４１はパワステアリング装置（ＰＳ）の油圧駆動回路へと延びている。通路４１から分岐する分岐通路４５が他の補機の油圧駆動回路へと延び、この分岐通路４５は優先弁４６を介して通路４１に接続される。さらに、分岐通路４５から分岐する分岐通路４７が油圧モータ２１の油圧駆動回路へと延び、この分岐通路４７は優先弁４８を介して分岐通路４５に接続される。
【００５９】
この場合、油圧ポンプ２２からパワステアリング装置に供給される作動油の余剰分が優先弁４７を介して補機へと供給され、さらに補機に供給される作動油の余剰分が優先弁４８を介して油圧モータ２１へと供給される。図１０に示すように、油圧ポンプ２２の吐出流量は電動機７の回転速度に比例して増える。電動機７の回転速度が所定値Ａに達すると、パワステアリング装置に必要な作動油の流量ＱＡが得られ、電動機７の回転速度が所定値Ｂに達すると、パワステアリング装置に必要な作動油の流量ＱＢが得られる場合に冷却ファン３の回転速度を高めようとすると、電動機７の回転速度を所定値Ｃまで高めることにより、冷却ファン装置に必要な流量ＱＣ−ＱＢ−ＱＡが得られる。
【００６０】
このようにして冷却ファン装置とパワステアリング装置及び他の補機の間で油圧ポンプ２２を用いることにより、車両に搭載される油圧源の構造を簡素化し、消費エネルギの低減がはかれる。
【００６１】
次に図１１に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００６２】
速度調節ギヤ１５を回転駆動するアクチュエータとして速度調節ギヤ１５を直接駆動する電動機７を設け、リングギヤ１２の回転を制動するブレーキ１６を設ける。
【００６３】
電動機７の作動はコントローラ６によって制御される。コントローラ６はエンジン１の運転条件に応じて、電動機７を作動させるとともに、ブレーキ１６によるリングギヤ１２の制動を解除する。このように電動機７の回転が遊星ギヤ機構１０を介して冷却ファン３に伝えられることにより冷却ファン３の回転速度を高められる。一方、コントローラ６は電動機７を停止する運転条件にてブレーキ１６を作動させてリングギヤ１２の回転を制動する。
【００６４】
電動機７が速度調節ギヤ１５を直接駆動するため、油圧回路等を廃止することが可能となり、構造の簡素化及び消費エネルギの低減がはかれる。
【００６５】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す冷却ファン装置のシステム図。
【図２】同じくエンジン回転速度と冷却ファンの回転速度の関係を示す特性図。
【図３】他の実施の形態を示す冷却ファン装置のシステム図。
【図４】同じくエンジン回転速度と冷却ファンの回転速度の関係を示す特性図。
【図５】他の実施の形態を示す冷却ファン装置のシステム図。
【図６】他の実施の形態を示す冷却ファン装置のシステム図。
【図７】他の実施の形態を示す冷却ファン装置のシステム図。
【図８】同じく電動機の回転速度とポンプの吐出流量の関係を示す特性図。
【図９】他の実施の形態を示す冷却ファン装置のシステム図。
【図１０】同じく電動機の回転速度とポンプの吐出流量の関係を示す特性図。
【図１１】他の実施の形態を示す冷却ファン装置のシステム図。
【符号の説明】
１ エンジン
３ 冷却ファン
４ エンジン出力軸
６ コントローラ
７ 電動機
１０ 遊星ギヤ機構
１１ サンギヤ
１２ リングギヤ
１３ プラネットギヤ
１４ キャリア
１５ 速度調節ギヤ
１６ ブレーキ
２２ 油圧ポンプ
２６ 方向切換弁
４３ 分岐通路
４７ 分岐通路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a cooling fan device that controls a rotation speed of a cooling fan provided in an engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a diesel engine mounted on a heavy-duty truck or the like tends to have a higher output as the size thereof is reduced. However, in the conventional device that directly connects the cooling fan to the engine output shaft, trying to secure the required cooling capacity results in an increase in the size of the cooling fan and radiator, and it is difficult to secure the mounting space for these. Has become.
[0003]
As a countermeasure against this, for example, in the related art disclosed in Patent Document 1, a cooling fan is driven by a hydraulic motor, and the rotation speed of the hydraulic motor is controlled according to operating conditions such as a detected value of an engine cooling water temperature. . In this case, by increasing the rotation speed of the cooling fan, required cooling capacity can be secured without increasing the size of the cooling fan or the radiator.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-182535
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional cooling fan device has a problem that it is difficult to secure a space for interposing a hydraulic motor when the cooling fan is applied to a device arranged coaxially with an engine output shaft. was there.
[0006]
A configuration in which the cooling fan is driven at an increased speed using a belt or a gear mechanism is also conceivable, but in this case, it is difficult to secure an intervening space for the mechanism between the cooling fan and the engine output shaft. There was a problem.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cooling fan device that can be implemented without significantly changing an engine layout or the like on a vehicle and that controls a rotation speed of a cooling fan. I do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The first invention is applied to a cooling fan device that drives a cooling fan that cools an engine.
[0009]
A sun gear to which the rotating shaft of the cooling fan is connected; a planet gear meshing with the sun gear; a carrier rotatably supporting the rotating shaft of the planet gear and an engine output shaft connected to the planet gear; A ring gear that rotates coaxially with the sun gear to form a planetary gear mechanism, a speed adjustment gear that meshes with the ring gear, an actuator that rotationally drives the speed adjustment gear, and a brake that brakes the rotation of the ring gear. The feature was adopted.
[0010]
A second invention is a sun gear to which a rotation shaft of a cooling fan is connected, a planet gear meshing with the sun gear, a carrier which rotatably supports the rotation shaft of the planet gear and is connected to an engine output shaft, A ring gear that meshes with the planet gears and rotates coaxially with the sun gear to form a planetary gear mechanism; a speed adjusting gear that meshes with the ring gear; a hydraulic motor that rotationally drives the speed adjusting gear; and hydraulic oil that flows out of the hydraulic motor And a relief valve for releasing hydraulic oil as the outlet pressure of the hydraulic motor increases beyond a predetermined value.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a hydraulic motor rotating in both forward and reverse directions as an actuator, and a direction switching valve for switching a flow direction of hydraulic oil sent to the hydraulic motor are provided. To do.
[0012]
According to a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, a hydraulic motor provided as an actuator and a valve for short-circuiting an outlet side and an inlet side of the hydraulic motor are provided. And
[0013]
In a fifth aspect based on any one of the first to fourth aspects, a hydraulic motor provided as an actuator, a hydraulic pump provided as a vehicle hydraulic source, and a hydraulic oil discharged from the hydraulic pump are divided. And a branch passage leading to the hydraulic motor.
[0014]
According to a sixth aspect, in the first aspect, an electric motor that directly drives a speed adjusting gear is provided as an actuator.
[0015]
Function and Effect of the Invention
According to the first aspect, the rotation speed of the cooling fan can be increased by transmitting the rotation of the actuator to the cooling fan via the planetary gear mechanism. For this reason, the cooling performance of the engine can be improved without increasing the size of the cooling fan, and it is possible to cope with an increase in the output of the engine.
[0016]
In an operation state in which the brake stops the rotation of the speed adjusting gear when the actuator stops, the speed ratio between the engine output shaft and the cooling fan can be maintained at a constant value.
[0017]
Since the cooling fan rotates together with the engine even when the actuator is stopped, the required output of the actuator is smaller than in a configuration in which the cooling fan is driven only by the actuator, so that the actuator can be reduced in size and energy consumption can be reduced. .
[0018]
Since the cooling fan device has a structure in which the engine output shaft and the cooling fan are coaxially arranged via a planetary gear mechanism, the space required in the axial direction is small, and the cooling fan is directly connected to the engine output shaft. The present invention can be easily implemented without significantly changing the mounting position of the cooling fan or the like with respect to the device.
[0019]
According to the second aspect of the present invention, the valve stops the flow of the hydraulic oil flowing out of the hydraulic motor under the condition of braking the rotation of the ring gear, thereby stopping the rotation of the hydraulic motor. This eliminates the mechanical brake and simplifies the structure.
[0020]
The valve shuts off the flow of hydraulic oil, and when the discharge pressure of the hydraulic motor rises above a predetermined value, the relief valve releases the hydraulic oil, and the rotation of the hydraulic motor is gently stopped by the resistance provided by the relief valve.
[0021]
According to the third aspect, by rotating the hydraulic motor in both the forward and reverse directions, the speed of the cooling fan is increased and decreased, and the adjustment range of the rotation speed of the cooling fan can be expanded.
[0022]
According to the fourth aspect, the valve short-circuits the outlet side and the inlet side of the hydraulic motor, so that the rotation of the ring gear is free. Even if the engine output shaft rotates the carrier, the ring gear rotates, so that the sun gear is rotated. The rotation of the cooling fan can be stopped without rotating.
[0023]
According to the fifth aspect, the hydraulic pump is shared between the cooling fan device and, for example, the power steering device or the like, thereby simplifying the structure of the hydraulic power source mounted on the vehicle and reducing energy consumption.
[0024]
According to the sixth aspect, since the electric motor directly drives the speed adjusting gear, the hydraulic circuit and the like can be eliminated, thereby simplifying the structure and reducing energy consumption.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0026]
FIG. 1 is a system diagram of a cooling fan device provided in an engine. In the figure, 1 is a water-cooled engine mounted on a vehicle or the like, 2 is a radiator provided as a heat exchanger for circulating the engine cooling water, and 3 is a cooling fan that blows the radiator 2. The ventilation of the cooling fan 3 promotes heat radiation of the engine cooling water circulating through the radiator 2, and the engine cooling water circulates through the engine 1 to keep the temperature of the engine 1 at an appropriate level.
[0027]
The rotation of the output shaft 4 of the engine 1 is transmitted to the cooling fan 3 via the viscous coupling 5 and the planetary gear mechanism 10.
[0028]
The viscous coupling 5 does not transmit the rotation of the engine output shaft 4 to the planetary gear mechanism 10 when the temperature is low, and stops the rotation of the cooling fan 3 to encourage the engine 1 to warm up. This is transmitted to the mechanism 10, and the cooling fan 3 is rotated to cool the engine 1.
[0029]
The planetary gear mechanism 10 includes a sun gear 11 and a ring gear 12 that rotate coaxially with each other, a planet gear 13 that meshes with the two gears 11, 12, and a carrier 14 that rotatably supports the rotating shaft of the planet gear 13. .
[0030]
The rotation shaft of cooling fan 3 is connected to sun gear 11, and engine output shaft 4 is connected to carrier 14. When the rotation of the ring gear 12 is locked, the engine output shaft 4 and the cooling fan 3 rotate at a one-to-one speed ratio.
[0031]
In order to adjust the rotation speed of the cooling fan 3 according to the operating conditions, a speed adjustment gear 15 meshing with the teeth on the outer peripheral side of the ring gear 12, a hydraulic motor 21 provided as an actuator for rotating the speed adjustment gear 15, and a ring gear And a disc-type brake 16 for braking the rotation of the rotary shaft 12.
[0032]
The hydraulic motor 21 is driven to rotate by hydraulic oil pumped from a hydraulic pump 22 via a hydraulic circuit 23. The hydraulic circuit 23 includes a first passage 24 that sends hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 22 to the hydraulic motor 21 and a second passage 25 that sends hydraulic oil discharged from the hydraulic motor 21 to the suction side of the hydraulic pump 22. .
[0033]
The hydraulic pump 22 is driven to rotate by the electric motor 7. The operation of the electric motor 7 is controlled by the controller 6. The controller 6 operates the electric motor 7 according to the operating conditions of the engine 1 and releases the braking of the ring gear 12 by the brake 16. On the other hand, the controller 6 operates the brake 16 to stop the rotation of the ring gear 12 under the operating condition for stopping the electric motor 7.
[0034]
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the engine rotation speed and the rotation speed of the cooling fan 3 configured as described above.
[0035]
In an operation state in which the brake 16 brakes the rotation of the ring gear 12 when the hydraulic motor 21 stops, the engine output shaft 4 and the cooling fan 3 rotate at a one-to-one speed ratio as shown by a two-dot chain line in FIG.
[0036]
In an operation state in which the braking of the ring gear 12 by the brake 16 is released when the hydraulic motor 21 is operated, the rotation speed of the cooling fan 3 is higher than the rotation speed of the engine output shaft 4 at a constant rate, as shown by the solid line in FIG. Can be
[0037]
Thus, the rotation speed of the cooling fan 3 can be increased by transmitting the rotation of the hydraulic motor 21 to the cooling fan 3 via the planetary gear mechanism 10. For this reason, the cooling performance of the engine 1 can be improved without increasing the size of the cooling fan 3, and it is possible to cope with an increase in the output of the engine 1.
[0038]
Since the cooling fan 3 rotates together with the engine 1 even when the hydraulic motor 21 is stopped, the required output of the hydraulic motor 21 is smaller than in a configuration in which the cooling fan 3 is driven only by the hydraulic motor. It is possible to reduce the size and energy consumption.
[0039]
Further, since the cooling fan device has a structure in which the engine output shaft 4 and the cooling fan 3 are coaxially arranged via the planetary gear mechanism 10, the space required in the axial direction is small, and cooling to the engine output shaft is required. It can be easily implemented without significantly changing the mounting position of the cooling fan or the like with respect to the conventional device to which the fan is directly connected.
[0040]
Next, another embodiment shown in FIG. 3 will be described. The same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0041]
The hydraulic circuit 23 is provided with a direction switching valve 26 for switching the flow direction of hydraulic oil supplied and discharged from the hydraulic pump 22 to the hydraulic motor 21. The direction switching valve 26 has a position a for rotating the hydraulic motor 21 in the forward direction and a position b for rotating the hydraulic motor 21 in the reverse direction.
[0042]
The controller 6 switches the direction switching valve 26 to the position a under the condition of increasing the rotation speed of the cooling fan 3 above the engine rotation speed, and operates the direction switching valve 26 under the deceleration condition of decreasing the rotation speed of the cooling fan 3 below the engine rotation speed. Switch to position b. By rotating the hydraulic motor 21 in both the forward and reverse directions in this way, as shown in FIG. 4, the adjustment range of the rotation speed of the cooling fan 3 can be expanded.
[0043]
Next, another embodiment shown in FIG. 5 will be described. The same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0044]
The hydraulic circuit 23 has a direction switching valve 26 provided with a shut-off position c for stopping the rotation of the hydraulic motor 21 as a function of braking the rotation of the ring gear 12 by hydraulic pressure, and a hydraulic motor 21 generated in the first passage 24 or the second passage 25. A relief valve 27 is provided for releasing the hydraulic oil as the outlet pressure of the valve rises above a predetermined value, and this relief valve 27 is used as a brake function.
[0045]
The controller 6 switches the direction switching valve 26 to the shut-off position c and stops the rotation of the hydraulic motor 21 under the condition that the rotation of the ring gear 12 is braked. Thereby, the mechanical brake for braking the rotation of the ring gear 12 is eliminated, and the structure is simplified.
[0046]
When the directional control valve 26 is switched from the position a to the shut-off position c, if the operating oil pressure in the first passage 24 rises above a predetermined value, the relief valve 27 opens, and the operating oil in the first passage 24 receives the check valve 31 and The hydraulic oil from the tank flows into the second passage 25 via the check valve 33 while flowing out to the tank via the relief valve 27, and the rotation of the hydraulic motor 21 is gently stopped by the resistance applied by the relief valve 27. And the function of adjusting the deceleration is performed.
[0047]
When the operating oil pressure in the second passage 25 rises above a predetermined value when the direction switching valve 26 is switched from the position b to the shut-off position c, the relief valve 27 opens, and the operating oil in the second passage 25 becomes the check valve 32. And the hydraulic oil from the tank flows into the first passage 24 through the check valve 34, and the rotation of the hydraulic motor 21 is gradually reduced by the resistance provided by the relief valve 27. Stop.
[0048]
A relief valve 28 is interposed on the discharge side of the hydraulic pump 22 so that the pump discharge pressure does not exceed a predetermined value.
[0049]
Next, another embodiment shown in FIG. 6 will be described. The same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0050]
The hydraulic circuit 23 has a function of stopping the rotation of the cooling fan 3 during operation of the engine 1, a valve for short-circuiting the outlet side and the inlet side of the hydraulic motor 21, and the directional control valve 29 short-circuiting the first passage 24 and the second passage 25. The position b.
[0051]
The controller 6 switches the direction switching valve 29 to the position b under the condition that the rotation of the cooling fan 3 is stopped, and short-circuits the first passage 24 and the second passage 25. Accordingly, the rotation of the ring gear 12 becomes free, and even if the engine output shaft 4 rotates the carrier 14, the rotation of the ring gear 12 does not rotate the sun gear 11, so that the rotation of the cooling fan 3 is stopped.
[0052]
The controller 6 switches the direction switching valve 29 to the position a under the condition that the cooling fan 3 is rotated, and cuts off the short circuit between the first passage 24 and the second passage 25. Thus, the rotation speed of the cooling fan 3 can be increased or decreased by switching the position of the direction switching valve 26 as in the above-described embodiment.
[0053]
Next, another embodiment shown in FIG. 7 will be described. The same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0054]
The hydraulic pump 22 is used as a hydraulic source of a power steering device (not shown) of the vehicle, and a passage 41 connected to the discharge side of the hydraulic pump 22 extends to a hydraulic drive circuit of the power steering device (PS). A branch passage 43 branched from the passage 41 extends to a hydraulic drive circuit of the hydraulic motor 21, and the branch passage 43 is connected to the passage 41 via a priority valve 42.
[0055]
In this case, a surplus of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 22 to the power steering device is supplied to the hydraulic motor 21 via the priority valve 42. As shown in FIG. 8, the discharge flow rate of the hydraulic pump 22 increases in proportion to the rotation speed of the electric motor 7. Given the rotational speed of the motor 7 reaches a predetermined value A, if the flow rate Q A of the working oil necessary for power steering device is obtained, when trying to increase the rotational speed of the cooling fan 3, the rotational speed of the motor 7 by increasing to a value B, the surplus hydraulic oil through the priority valve 42 is guided to the hydraulic motor 21, the flow rate Q B -Q a required cooling fan device is provided.
[0056]
By using the hydraulic pump 22 in both the cooling fan device and the power steering device in this manner, the structure of the hydraulic source mounted on the vehicle is simplified, and energy consumption is reduced.
[0057]
Next, another embodiment shown in FIG. 9 will be described. The same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0058]
The hydraulic pump 22 is used as a hydraulic power source for a power steering device (not shown) of a vehicle and other accessories, and a passage 41 connected to the discharge side of the hydraulic pump 22 extends to a hydraulic drive circuit of the power steering device (PS). . A branch passage 45 branching from the passage 41 extends to a hydraulic drive circuit of another accessory, and this branch passage 45 is connected to the passage 41 via a priority valve 46. Further, a branch passage 47 branched from the branch passage 45 extends to a hydraulic drive circuit of the hydraulic motor 21, and the branch passage 47 is connected to the branch passage 45 via a priority valve 48.
[0059]
In this case, a surplus of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 22 to the power steering device is supplied to the auxiliary machine via the priority valve 47, and the surplus of hydraulic oil supplied to the auxiliary machine is controlled by the priority valve 48. The power is supplied to the hydraulic motor 21 via the power supply. As shown in FIG. 10, the discharge flow rate of the hydraulic pump 22 increases in proportion to the rotation speed of the electric motor 7. When the rotational speed of the motor 7 reaches a predetermined value A, the flow rate Q A of the working oil necessary for the power steering device is obtained, the rotational speed of the motor 7 reaches a predetermined value B, the working oil necessary for the power steering device of the flow rate Q B is going to increase the rotational speed of the cooling fan 3 when obtained by increasing the rotational speed of the electric motor 7 to a predetermined value C, the flow rate required for cooling fan device Q C -Q B -Q a Is obtained.
[0060]
By using the hydraulic pump 22 between the cooling fan device, the power steering device, and other accessories in this way, the structure of the hydraulic source mounted on the vehicle is simplified, and energy consumption is reduced.
[0061]
Next, another embodiment shown in FIG. 11 will be described. The same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0062]
An electric motor 7 for directly driving the speed adjusting gear 15 is provided as an actuator for driving the speed adjusting gear 15 to rotate, and a brake 16 for braking the rotation of the ring gear 12 is provided.
[0063]
The operation of the electric motor 7 is controlled by the controller 6. The controller 6 operates the electric motor 7 according to the operating conditions of the engine 1 and releases the braking of the ring gear 12 by the brake 16. Thus, the rotation speed of the cooling fan 3 can be increased by transmitting the rotation of the electric motor 7 to the cooling fan 3 via the planetary gear mechanism 10. On the other hand, the controller 6 operates the brake 16 to stop the rotation of the ring gear 12 under the operating condition for stopping the electric motor 7.
[0064]
Since the motor 7 directly drives the speed adjusting gear 15, the hydraulic circuit and the like can be eliminated, and the structure can be simplified and energy consumption can be reduced.
[0065]
It is apparent that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various changes can be made within the scope of the technical idea.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a cooling fan device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an engine speed and a cooling fan speed.
FIG. 3 is a system diagram of a cooling fan device according to another embodiment.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between an engine speed and a cooling fan speed.
FIG. 5 is a system diagram of a cooling fan device according to another embodiment.
FIG. 6 is a system diagram of a cooling fan device according to another embodiment.
FIG. 7 is a system diagram of a cooling fan device according to another embodiment.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation speed of the electric motor and the discharge flow rate of the pump.
FIG. 9 is a system diagram of a cooling fan device according to another embodiment.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between the rotation speed of the electric motor and the discharge flow rate of the pump.
FIG. 11 is a system diagram of a cooling fan device according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 3 Cooling fan 4 Engine output shaft 6 Controller 7 Motor 10 Planetary gear mechanism 11 Sun gear 12 Ring gear 13 Planet gear 14 Carrier 15 Speed control gear 16 Brake 22 Hydraulic pump 26 Direction switching valve 43 Branch passage 47 Branch passage
