JPH04112915A - 冷却ファンの油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車における冷却ファンの油圧駆動装置に
間する。

［従来の技術］ 第２図は、大型車等における従来の冷却ファンの油圧駆
動装置をシステム図によって示したものであり　図示し
ていないエンジンによって駆動されている油圧ポンプ１
は吐出管路１ｂを介して油圧モータ２に連通し、油圧モ
ータ２はエンジンから離れた位置に設置されたラジェー
タ用の冷却ファン２ｂに連動し、油圧モータ２の排出管
路２ｃはリザーバ７に連通し、吐出管路１ｂにはリリー
フ弁８を設け、リリーフ弁８の出口管路はりザーパ７に
開放し、油圧モータ２と並列にチェック弁２ａを設けて
いる。

上記従来における第２図の冷却ファンの油圧駆動装置に
おいて、その作用は下記のようになっている。

エンジンが駆動されることによって、油圧ポンプ１はリ
ザーバ７から作動油を吸入し、その吸入した作動油は油
圧モータ２に圧送されて油圧モータ２を駆動し、その駆
動によって冷却ファン２ｂが回転し、その回転によって
生じた空気の流れがラジェータにおける水を冷却する。

このような従来における冷却ファンの油圧駆動装置にお
いて、冷却ファン２ｂの送風能力は特別のエンジン使用
状態、例えば自動車の低速高出力の走行状態等を考慮し
て、エンジンから発生する熱量をラジェータにおいて放
散５せるに十分な容量に設計されている。

し発明が解決しようとする課題］ 一ヒ記従来における冷却ファンの油圧駆動装置が、上記
のように、特別なエンジン使用に対しても、エンジンか
ら発生する熱をラジェータにおいて放散させるに十分な
容量に設計されていると言うことは、逆に言えば、通常
の使用状態において、冷却ファン２ｂは余分の送風能力
を有していることにな、る。

このことは、その冷却ファンの油圧駆動における通常の
使用範囲において、その駆動にエンジンが必要以上の動
力を使用していることになる。

本発明の目的は、冷却ファン２ｂの有効動力使用を可能
とした冷却ファンの油圧駆動装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための特徴コ （１）請求項１の発明の特徴 エンジンによって駆動される油圧ポンプ（第１の油圧ポ
ンプ）からの吐出圧油によって駆動される油圧モータは
、該エンジンの冷却水を冷却するラジェータの空冷ファ
ンを駆動する従来の構成に加えて、 その油圧ポンプの主吐出管路にはチエ−７り弁を介して
枝管路を設け、その枝管路には電動機によって選択的に
駆動される第２の油圧ポンプの吐出管路が連通している
点に特徴がある。

このことは、通常、冷却ファンの冷却風量の少なくて済
む状態において第２の油圧ポンプを駆動せず、第１の油
圧ポンプから吐出した圧油のみによって油圧モータ、す
なわち冷却ファンを駆動する。

これに対して冷却ファンに大量の風量を必要とするとき
は、第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプの両者からの
吐出圧油によって油圧モータを駆動して、冷却ファン２
ｂをより高速回転で回転させる。

すなわち、第１の油圧ポンプを駆動しているエンジンの
回転速度が同じであっても、冷却ファンの回転速度を選
択的に高あるいは低に設定できる。したかって１通常の
冷却ファン駆動に対しては、第１の油圧ポンプの容量を
特殊使用状態を考慮した余裕をも含めた大容量にしてお
く必要がない。

なお、第２の油圧ポンプの作動が停止しているときは、
主吐出管路側の油圧によってチェック弁が閉じている。

（２）請求項２の発明の特徴 エンジンによって駆動される油圧ポンプからの吐出圧油
によって駆動される油圧モータが、該エンジンの冷却水
を冷却するラジェータの空冷ファンを駆動する従来の冷
却ファンの油圧駆動装置において その油圧ポンプからの吐出管路に第１のチェック弁を設
け、その油圧ポンプとその第１のチェック弁との間の吐
出管路に高あるいは低の油圧設定を可能とする圧力設定
手段を設け、その第１のチェック弁と油圧モータとの間
の主油圧管路から第２のチェック弁を介して枝管路を設
け、その枝管路は電動機によって選択的に駆動される第
２の油圧ポンプの吐出管路が連通していることを特徴と
している。

このことは、上記請求項１において「エンジンの回転速
度が同じであっても、冷却ファンの回転速度を選択的に
高あるいは低に設定できる」と言う使用に加え、下記の
使用方法も可能になる。

自動車の加速時において、圧力設定手段の設定圧を大気
圧等の低い値に設定すれば、油圧ポンプが無負荷になっ
て、その分エンジンは自動車の加速エネルギを高めるこ
とが可能になる。

この場合において、第２の油圧ポンプを駆動してやれば
、その油圧エネルギによって冷却ファンを駆動すること
が可能になる。

また、この場合において、第１のチェック弁は第２の油
圧ポンプからの吐出油圧によって閉じられている。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は、本発明における冷却ファンの油圧駆動装置の
一実施例をシステム図によって示したものであり、図示
していないエンジンによって駆動されている油圧ポンプ
ｌは吐出管路１ｂチェック弁１ａ、主油圧管路ＩＣ２切
換弁３および入口管路２ｄを介して油圧モータ２に接続
し、油圧モータ２はエンジンから離れた位置に設置され
たラジェータ用の冷却ファン２ｂに連動し、油圧モータ
２の排出管路２Ｃはリザーバ７に連通している。

吐出管路１ｂには第１のリリーフ弁４を設はリリーフ弁
４におけるパイロット管路４ｂは絞り流路４Ｃおよび第
２のリリーフ弁４ａを介してリザーバ７に連通し、井つ
パイロット管路４ｂからはバイパス回路として、リリー
フ弁４ａと並列にリザーバ７に接続したオン会オフ弁６
を設け、油圧モータ２と並列にチェック弁２ａを設けて
いる。

チェック弁１ａと切換弁３を接続する主油圧管路ＩＣか
らは、枝管路になってチェック弁５ａおよび管路５Ｃを
介して油圧ポンプモータ５に接続し、油圧ポンプモータ
５の管路５ｄはリザーバ７に連通し、切換弁３からの枝
管路３ｂは油圧ポンプモータ５の管路５Ｃに連通し、油
圧ポンプモータ５はモータ・ジェネレータ５ｂに連動し
ている。

以上の本発明における実施例の構成において以下その作
用を説明する。

通常の状態、すなわちエンジンのウォータジャケットに
おける水温が適切な温度にあり、且つ自動車が駆動走行
状態にあるときは、切換弁３におけるソレノイド３ａが
オフ（ｏｆｆ　）になり、オン・オフ弁６におけるソレ
ノイド６ａはオン（Ｏｎ）となって、切換弁３の切換位
置が３Ｂに設定し、オン拳オフ弁６は閉の状態になって
いる。

この状態において、エンジンによって駆動された油圧ポ
ンプ１からは、リザーバ７から汲みヒげた作動油が、吐
出管路１ｂ、チェック弁１ａ、主油圧管路１ｃ、切換位
置３Ｂおよよび入口管路２ｄを介して油圧モータ２に圧
送され、その圧送によって油圧モータ２は冷却ファン２
ｂを回転させ、その油圧モータ２において仕事をした作
動油は排出管路２Ｃを介してリザーバ７に戻る。

この場合において、リリーフ弁４ａはリリーフ弁４の設
定圧を設定し、そのリリーフ弁４の設定圧は吐出管路１
ｂの最高設定圧となっている。

ここで、入口管路２ｄにおける作動油圧は冷却ファン２
ｂの駆動トルクに比例し、その駆動トルクは冷却ファン
２ｂの回転速度の自乗に比例している。したがって、こ
の状態においては従来と同様、そのリリーフ弁４によっ
て設定されている設定圧力までの間において、冷却ファ
ン２ｂあるいは油圧ポンプｌの回転速度の自乗に比例し
て、吐出管路１ｂ、主油圧管路ＩＣおよび入口管路２ｄ
の作動油圧が変化する。

また、このように駆動された冷却ファン２ｂの回転によ
ってラジェータに空気流が生じ、その空気流がラジェー
タに流れる水を冷却する。

なお、この場合、チェック弁５ａおよび２ａのそれぞれ
は、主油圧管路４　ｃあるいは入口管ン 路２ｄにおいて生している油圧によってそれぞれ閉じた
状態になっている。

この油圧ポンプｌの駆動状態からエンジンの回転速度が
急速に低下させられた場合、油圧モータ２および冷却フ
ァン２ｂは、今までの回転慣性によって回転するため、
入口管路２ｄが排出管路２Ｃに対して低圧化しようとす
る。

側の作動油がチェック弁２ａを介して入口管路２ｄ側に
補充され、油圧モータ２および冷却フマン２ｂはフリー
ホイール作用を行なう。なおこのフリーホイール作用の
構成は公知である一Ｆ記通常の状態に対して、ラジェー
タ水温が未だ低い状態においては、ラジェータに冷却用
の風を送る必要はない。そのため、このようなラジェー
タ水温の未だ低い状態においては、ソレノイド６ａをオ
フにして、オン・オフ弁６を開状態とする。

このことは、リリーフ弁４においてパイロット管路４ｂ
がオン・オフ弁６を介してリザーバ７の大気圧に開放５
れ、リリーフ弁４の設定圧をそのパイロット管路４ｂの
圧力、すなわち大気圧に設定したことになる。

その結果、この状態においては吐出管路１ｂが大気圧と
なって冷却ファン２ｂは駆動されず油圧ポンプ１は無負
荷状態となる。

上記エンジンの駆動状態に対して、その自動車において
エンジンブレーキの必要となるときは、下記のような作
用となる。

通常、自動車の走行開始後のエンジンブレーキが必要と
なるときには、既にラジェータ水温は適温になっている
から、ソレノイド６ａはオンになって、オン争オフ弁６
は閉の状態になりリリーフ弁４の設定圧は高い値に設定
されている。

この状態において、エンジンのアクセルペダルを零に戻
したとき、あるいはエンジンブレーキの指示信号によっ
て、ソレノイド３ａはオンにされ、切換弁３の切換位置
が３Ａに設定される。

このことによって、油圧ポンプｌから吐出した圧力油は
、吐出管路１ｂ、チェック弁１ａ、主油圧管路ＩＣおよ
び切換位置３Ａを介して枝管路３ｂから管路５Ｃに圧送
されて、油圧ポンプモータ５を駆動し、モータ・ジェネ
レータ５ｂが発電機として駆動され、そのモータ・ジェ
ネレータ５ｂにおいて発電した電力は、図示していない
バッテリに充電される。

このように、エンジンに対して油圧ポンプ１が駆動負荷
を与え、その油圧ポンプ１の駆動によって発生した油圧
エネルギは、モータ・ジェネレータ５ｂにおいて電気エ
ネルギに変換して八ツテリに回収され、且つその駆動負
荷分が、エンジンのエンジンブレーキ能力を向上させる
なお、この場合において、切換弁３における切換位置３
Ａには主油圧管路ＩＣから入口管路２ｄに連通する通路
、に絞りが入っている。

このことは下記のことを意味している。

今まで冷却ファン２ｂを比較的に高速で駆動していた場
合、仮に急に上記エンジンブレーキに入るために入口管
路２ｄへの圧油供給を完全に停止させたとすると、油圧
モータ２の回転慣性によって入口管路２ｄが急激な負圧
になる。

また、この場合、そのことによって上述のように、チェ
ック弁２ａの存在によって油圧モータ２はフリーホイー
ル作用をすることにはなるしかし、そのとき主油圧管路
１ｃ側からの圧油供給が完全に停止すると、チェック弁
２ａの存在のみでは、入口管路２ｄにおける作動油圧が
低くなり過ぎ、入口管路２ｄにキャビテーシ璽ンの生ず
る恐れがある。

このようなことから、切換位置３Ａにおける主油圧管路
１ｃから入口管路２ｄの間に主油圧管路１ｃ側から入口
管路２ｄ側への一部圧油供船用の絞り流路を設けている
ものである。

上記エンジンブレーキを必要とする場合において、仮に
上記のようにラジェータ水温が低過ぎる場合であっても
、オン・オフ弁６はそのエンジンブレーキを優先して、
この場合、ンレノイド６ａをオンにしてリリーフ弁４の
設定圧力を正規の高い設定圧力に設定し、上記エンジン
ブレーキのかかる状態とするようにしている。

上記エンジンブレーキの作用に対して、自動車の加速時
においては、下記のような作用となる。

自動車の加速時には、切換弁３を切換位置３Ｂに設定し
、オン・オフ弁６を開の状態に設定し、モータΦジェネ
レータ５ｂを電動機の状態に設定して、上記充電した八
ツテリにおける電力によってモータ・ジェネレータ５ｂ
を駆動する。

このことによって、リリーフ弁４の設定圧すなわち吐出
管路１ｂの設定圧はリザーバ７と同じ大気圧になり、モ
ータ・ジェネレータ５ｂの駆動によって油圧ポンプモー
タ５がポンプ作用を行ない、油圧ポンプモータ５はリザ
ー７へ７からの作動油を管路５ｄから吸入して管路５ｃ
に吐出し、その吐出した圧油はチエ−７り弁５ａを押し
開き、更に主油圧管路１ｃ、切換位置３Ｂおよび入口管
路２ｄを介して油圧モータ２を駆動し、その駆動によっ
て冷却ファン２ｂか上述の場合と同様に、ラジェータに
冷却風を送ることになる。

この場合において、吐出管路１ｂは上記のように大気圧
になり、且つ主油圧管路ｌｃ側に油圧ポンプモータ５か
らの吐出油圧が生しているから、チェック弁１ａは閉じ
、且つチェック弁２ａも入口管路２ｄに生じている油圧
によって閉じている。

上記加速時の作用によって、冷却ファン２ｂの駆動はエ
ンジンからのエネルギを使用せず、すなわち油圧ポンプ
１を無負荷にしてバッテリの電気エネルギによって冷却
ファン２ｂを駆動している。

したがって、自動車の加速時には、今まで冷却ファン２
ｂをエンジンによって駆動していた分、エンジンの出力
に余裕が生じ、その余裕分をもって、エンジンは有効に
自動車を加速させることができることになる。

上記第１図の構成は、上記加速時のように第１の油圧ポ
ンプとしての油圧ポンプｌを無負荷にして、油圧ポンプ
モータ５を第２の油圧ポンプとしてポンプ作用させてい
るが、この第１図の構成は下記の使用方法も可能となっ
ている。

第１の油圧ポンプ１にポンプ作用を行なわせると共に、
油圧ポンプモータ５を第２の油圧ポンプとして作動させ
て冷却ファン２ｂを駆動したとき、その状態における冷
却ファン２ｂからの風量を、その自動車の走行状態にお
ける最大のラジェータ冷却風量となるように設計してお
く　。

このような設計において、通常のラジェータ冷却風量の
比較的小容量でよい状態においては切換弁３を切換位置
３Ｂに設定し、オン・オフ弁６を閉の状態に設定したま
ま、第１の油圧ポンプとしての油圧ポンプｌのみの駆動
によって冷却ファン２ｂを駆動する。

これに対して、自動車の走行速度が遅く且つエンジンか
らの出力を長時間、高い出力にするような走行、すなわ
ちエンジンからの熱発生量が多く且つ自動車の走行によ
ってラジェータに入ってくる風量が少ないような走行の
場合は冷却ファン２ｂによるラジェータへの冷却風量を
多くしてやる必要がある。

このような場合は、同じく切換弁３を切換位置３Ｂに設
定し、オン舎オフ弁６を閉の状態に設定したまま、油圧
ポンプｌからの吐出圧油を油圧モータ２に圧送すると共
に、油圧ポンプモータ５にも第２の油圧ポンプとしての
作動をさせ、その油圧ポンプモータ５からの吐出圧油を
も油圧モータ２に圧送する。

すなわち、油圧モータ２の回転速度は入口管路２ｄに供
給される圧油流量に比例するから油圧ポンプｌからの圧
油に加えて油圧ポンプモータ５からの圧油が入口管路２
ｄに圧送されたことによって、油圧モータ２すなわち冷
却ファン２ｂは　上記通常時の作用に比し、より高速の
回転をする。

このことは下記のことを意味している。

上述のように、冷却ファン２ｂの駆動トルクは、入口管
路２ｄに圧送される単位時間あたりの圧油流量の自乗に
比例しあるいは入口管路２ｄ、管路ＩＣおよび吐出管路
１ｂの油圧に比例している。すなわち、入口管路２ｄの
作動油圧は入口管路２ｄへ圧送される単位時間あたりの
圧油流量の自乗に比例している。

したがって、エンジンの回転速度が同じであったと仮定
し、油圧ポンプｌのみの圧油圧送による冷却ファン２ｂ
の回転速度の低いときは、油圧ポンプｌおよび油圧ポン
プモータ５の両者によって冷却ファン２ｂを高い回転速
度にして駆動する場合に比し、入口管路２ｄおよび吐出
管路１ｂの作動油圧が低くなっている。

また、この場合において、油圧ポンプ１の負荷トルクも
吐出管路１ｂにおける作動油圧に比例しており、且つ油
圧ポンプ１の駆動出力［Ｐｓｌは、その負荷トルクとそ
の回転速度との積に比例している。

その結果、同一エンジン回転速度の場合、油圧ポンプ１
と油圧ポンプモータ５の両者によって冷却ファン２ｂを
駆動する特殊走行時に比し油圧ポンプ１のみによって冷
却ファン２ｂを駆動する通常走行時には、エンジン１の
冷却ファン２ｂを駆動する消費動力が少なくて済むこと
になる。

以上の実施例において、上記加速時に吐出管路１ｂを大
気圧にして、油圧ポンプ１を無負荷にするような作用を
させる必要のない場合は、チエ−ツク弁１ａを省略して
、吐出管路１ｂと主油圧管路１ｃを連通状態のままにす
ることができる。

また、上述のエンジンブレーキ時においても油圧ポンプ
ｌによって冷却ファン２ｂを駆動したままにし、且つ主
油圧管路１ｃの油圧エネルギによって油圧ポンプモータ
５を駆動してバッテリに電気エネルギを充電させるよう
な作用をさせる必要のない場合は、切換弁３および枝管
路３ｂを省略して、主油圧管路ＩＣを入口管路２ｄに連
通させたままの構成にできる。

また、以上の実施例において、第１のリリーフ弁４、第
２のリリーフ弁４ａおよびオン・オフ弁６は、上記のよ
うに、吐出管路ｉｂにおける設定圧力を設定する圧力設
定手段となっている。それは吐出管路１ｂにおける最高
圧力を所定の許容最大圧力かあるいは大気圧かのいずれ
かに選択設定するものである。

しかし、この圧力設定手段は、例えばリリーフ弁４にお
けるパイロット管路４ｂの設定圧力を電磁比例制御弁に
よってアナログ的に連続制御させるものであってもよい
。

また、上記第１図における実施例においては油圧ポンプ
モータ５によってエンジンブレーキ時における油圧ポン
プ１の負荷動力を電気エネルギに変換して、これをバッ
テリに充電させている。

しかし、上記のように、油圧ポンプモータ５を第２の油
圧ポンプとして作用させるのみに使用するときは、モー
タ・ジェネレータ５ｂを電動機とし、その電動機は、他
の発電機によって充電された電気エネルギを使用するも
のであってもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明における効果は
下記のとおりである。

（１）請求項１の発明の効果 ラジェータ冷却風量の多く必要になる特別の状態におい
てのみ、エンジンによって駆動されている第１の油圧ポ
ンプ１に加え、バッテリ電力によって駆動される第２の
油圧ポンプからの吐出圧油も合流させて冷却ファン２ｂ
をより高速で駆動し、通常時においては、エンジン駆動
の第１の油圧ポンプｌからの吐出圧油のみによって冷却
ファン２ｂを比較的に低回転速度で駆動させうることに
している。

したがって、通常時における冷却ファン２ｂのエンジン
による駆動消費出力を有効に少なくすることが可能にな
るものである。

（２）請求項２の発明の効果 請求項１の発明の構成に加え、第１の油圧ポンプｌとＭ
ｌのチェック弁１ａとの間の吐出管路１ｂに高あるいは
低に設定可能な圧力設定手段を設けているから、 イ：請求項１におけると同じ使用とその効果が可能であ
り、 ロ：且つ、自動車の加速時において、その圧力設定手段
を低の設定圧力に設定して第１の油圧ポンプ１を無負荷
化し、電力駆動による第２の油圧ポンプを作動させて冷
却ファン２ｂを駆動するようにできるから、その加速時
においてエンジンが今まで駆動していた第１の油圧ポン
プ１の無負荷化した分、エンジンの加速余裕を生しさせ
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における冷却ファンの油圧駆動装置の
一実施例をシステム図によって示したものであり、第２
図は、従来における冷却ファンの油圧駆動装置をシステ
ム図によって示したものである。 実施例に使用した主な符号は下記のとおりである。 ｌ：油圧ポンプ、　　ｌｂ：吐出管路、　　２：油圧モ
ータ、　　２ｂ：冷却ファン、　　３：切換弁、　　４
および４ａ：リリーフ弁、　５：油圧ポンプモータ、　
　５ｂ：モータ書ジェネレータ特許出願人　　三輪精機
株式会社 代表者　西海悦史

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンによって駆動される第１の油圧ポンプから
   の吐出圧油によって駆動される油圧モータが、該エンジ
   ンの冷却水を冷却するラジエータの空冷ファンを駆動す
   る構成において、 前記第１の油圧ポンプの主吐出管路にはチ ェッケ弁を介して枝管路を設け、その枝管路は電動機に
   よって選択的に駆動される第２の油圧ポンプの吐出管路
   が連通していることを特徴とする冷却ファンの油圧駆動
   装置。 ２、エンジンによって駆動される第１の油圧ポンプから
   の吐出圧油によって駆動される油圧モータは、該エンジ
   ンの冷却水を冷却するラジエータの空冷ファンを駆動し
   、その第１の油圧ポンプからの吐出管路には第１のチェ
   ック弁を設け、その第１の油圧ポンプとその第１のチェ
   ック弁との間の該吐出管路には、高あるいは低の油圧設
   定を可能とする圧力設定手段を設け、その第１のチェッ
   ク弁と前記油圧モータとの間の主油圧管路からは、第２
   のチェック弁を介して枝管路を設け、その枝管路は電動
   機によって選択的に駆動される第２の油圧ポンプの吐出
   管路が連通していることを特徴とする冷却ファンの油圧
   駆動装置。