JPH11511829A - 内燃機関用の送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 送風機ホイールの意図しない連動回転が阻止されなければならない内燃機関用の公知の送風機は、制動または阻止装置を有し、その制動または阻止装置は相応のクラッチの構造を前提とし、従って比較的複雑である。流体摩擦クラッチ（６）に揺動フック（１５）の形状の固定装置を付設することが提案され、その揺動フック（１５）がホルダ（７）を用いて後からでも固定位置に取り付けることができ、かつ電磁石を介して作動可能である。この電磁石（１０）をイグニッションロック（２３）の切換え回路内に収容することができるので、エンジンの始動の際に送風機ホイールの意図されない連動回転が阻止される。エンジン送風機の流体摩擦クラッチに使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関用の送風機 技術分野 本発明は、駆動軸と送風機ホイールとの間に接続された流体摩擦クラッチと送 風機ホイール用の固定装置とを有し、その固定装置が流体摩擦クラッチの送風機 羽根を備えたハウジングと相補形状で協働する、内燃機関用の送風機に関するも のである。 背景技術 この種の送風機は、ＤＥ３４２０２７７Ｃ３から知られている。そこにおいて は流体摩擦クラッチの送風機羽根を備えたハウジングに、たとえば冷間始動時に 完全に停止させ、それによって一緒に回転するベンチレータにより発生される冷 却空気が内燃機関の冷却媒体の加熱を遅延させることを防止するために、機械的 に操作されるブレーキまたは機械的に操作される固定ロッドが付設されている。 そこに設けられているブレーキも相補形状で作用する固定装置も、形状記憶素子 を介して操作され、その形状記憶素子は所定の冷却剤温度になった場合に急激に その形状を変化させ、そこでは形状記憶素子としてコイルが設けられているので 、所定の冷却剤温度になると送風機ホイールを回転するように解放し、この冷却 剤温度より下では、従って冷間始動の場合には、送風機ホイールを固定する。こ の種の装置においては、駆動装置、特に流体摩擦クラッチにはそれに応じてブレ ーキまたは、そこで提案されているように、中空の駆動軸を設けなければならず 、その駆動軸を通して軸方向に摺動可能な停止ロッドが案内されている。このこ とは繁雑であって、後から の取り付けを許さない。切換え工程はまた、冷却剤温度に従って、そして特にク ラッチへのオイル供給または排出を制御しバイメタルを介して検出される空気温 度には関係なく、作動させることしかできない。 本発明の課題は、上述の種類の固定装置を簡単な方法で、すでにある送風機駆 動装置に後から装備すること、およびエンジン制御の他のパラメータを介して固 定を制御することが可能であるように、構成することである。 発明の開示 この課題を解決するために、上述の種類の送風機において、固定装置が流体摩 擦クラッチのハウジングの外側に直接作用する阻止部材であって、その阻止部材 はイグニッションロックの電流回路内に配置され、かつ／またはエンジン制御の 他のパラメータによって作動される操作部材を介して操作可能である。 この構成によって、各始動工程の際に、そして特にまた冷間始動の際にも、阻 止部材がイグニッション循環から操作された場合に、送風機ホイールが停止する ための保証が与えられるので、まず第１に、−まだクラッチが充填されている場 合に−冷却剤温度に従って汲み出し工程を行うことができ、さらにまた、クラッ チが空である場合でも送風機ホイールの連動回転が確実に阻止される。この構成 によってまた、阻止部材を他の信号に従って操作し、あるいは外し、たとえば阻 止部材の前段に遅延素子を接続する可能性が残され、その遅延素子は点火の遮断 後に、冷却剤の温度が予め設定された値にまだ達せず、あるいは再びそれを下回 った場合に、送風機ホイールが停止に至る時間の後に初めて固定装置の新たな作 動を可能にする。従って阻止部材との機械的な協働による送風機ホイールの損傷 が排除される。 本発明の実施形態においては、阻止部材を操作するための操作部材をイグニッ ションロックおよび付加的なスイッチと共に電気的な切換え回路内に配置するこ とができ、その付加的なスイッチは冷却剤温度を検出する温度素子によって作動 可能である。この構成によって、通常駆動において阻止部材は、冷却剤温度が十 分に高い場合に外される。 本発明の実施形態では、この構成において操作部材として電磁石を設けること ができ、その電磁石は単に、阻止部材を流体クラッチのハウジングと係合させる 課題を有する。この種の電磁石の出力は、極めて小さくてよい。従ってまた電磁 石を２つの巻線から構成することも可能であって、それらの巻線は別々の電流回 路内に配置され、一緒に給電された場合にのみ、阻止部材として設けられている 係止フックを操作することができる。この実施形態は、所定の前提の下で固定装 置の操作を排除する簡単な保証を提供する。 本発明の実施形態においては、阻止部材として、流体摩擦クラッチのハウジン グの冷却リブの間隙へ嵌入するラッチを設けることができる。このラッチは、実 施例においては固定位置で揺動可能な係止フックとして容易に形成することがで き、その係止フックが特にエンジン固定で配置されているホルダに軸承されてい る。この構成によれば簡単な方法で、通常そのハウジングにほぼ半径方向に突出 する冷却リブが設けられている流体摩擦クラッチを備えた、すでにある送風機駆 動装置に、後から阻止装置を設けることが可能になり、その場合に阻止ラッチと して用いられる係止フック用のホルダは、エンジンルーム内でスペースを使用で きるほぼ任意の箇所に取り付けることができる。係止フックの操作には、きわめ てわずかな電気的エネルギーしか必要とされない。 本発明の特に好ましい実施形態においては、係止フックには磁気的に有効な材 料からなる羽根がフック形状に設けられており、その場合にこの羽根は電磁石と 協働する。この構成によって極めて簡単な操作が可能となり、その操作において は電磁石のためのエネルギーコストは極めてわずかである。このように構成され た係止フックにさらに、簡単な方法で復帰ばねを設けることができ、そしてこの 復帰ばねは、できるだけ組込みスペースを削減するために、板ばねとして形成す ることができ、その板ばねがホルダに固定的に取り付けられ、たとえば係止フッ クのリンク止めされた部分に対してほぼ並行に延びる。 図面の簡単な説明 実施例を用いて本発明を図面に示し、以下で説明する。図において： 図１は、解除された位置にある固定装置を有する本発明による送風機用のクラ ッチ装置の部分的に切り開いた側面図であり、 図２は、図１に示す装置を切断線II−IIの方向に見た図であるが、図３に示す 固定装置の位置で示しており、 図３は、図１の固定装置を、送風機ホイールを固定する位置において示すもの であり、 図４は、図３の固定装置を、図３の矢印IVの方向に見た上面図であり、 図５は、図３に示す固定装置を、図３の矢印Ｖの方向に見た正面図であり、 図６は、固定装置にエネルギーを供給する回路を概略的に示すものであり、 図７は、図６に示す回路図の変形例を示している。 発明を実施するための最良の形態 図１及び図２には、それ自体公知の流体摩擦クラッチ（６）のクラッチハウジ ング（１）が図示されており、その流体摩擦クラッチは詳しく図示されていない 方法で中央の駆動軸（２）を介して、あるいはＶベルトホイール（３）を介して 駆動され、かつ半径方向に延びる冷却および補強リブ（４）と詳しく図示されて いない送風機羽根を有するハウジング（１）をクラッチの充填度合に従って回転 させる。 図示の実施例においては、駆動軸（２）上にさらにクラッチハウジング（１） に対して同軸にウォーターポンプ（５）が配置されており、そのウォーターポン プは固定位置に、たとえばエンジンブロックに取り付けられている。流体摩擦ク ラッチは公知のように、流体摩擦クラッチ（６）のハウジング（１）によって形 成される送風機ホイールが冷却剤温度に従ってある程度急速に回転し、したがっ て流体摩擦クラッチ（６）の前の領域に配置されている、図示されていないクー ラーの貫流を促進するようにするものである。このことは公知のように、バイメ タルとして形成されているサーモ素子を介して行われ、そのサーモ素子は流体摩 擦クラッチの端面に付設されており、かつ公知のように流体摩擦クラッチ（６） 内のストック室と作業室との間のオーバーフロー弁を開放するので、温度が高い 場合には、作業室が充填され、送風機ホイールとして形成されているクラッチの ハウジング（１）は剪断力を介して駆動されるクラッチ半体によって連動される 。 この種の流体摩擦クラッチは、一般に満足できる働きをする。しかしこの流体 摩擦クラッチは弁が閉鎖されている場合にも充填度合が変化しないので、回転す る送風機羽根による冷却効果自体が望ましくない、いわゆるアイドリングにおい ても、一緒に回転する。こ れは特に、エンジン温度、すなわちエンジンの冷却剤の温度が急速に上昇すべき であるエンジンの冷間始動の場合である。 したがって本発明によれば、位置固定されたウォーターポンプ（５）にアング ルアーチの形状のホルダ（７）が、特にホルダ（７）のフランジ部分（１１）に 形成された開口部（９）に挿通されたボルト（８）によって、ねじ止めされる。 アーチ形状のホルダ（７）にはねじ止めされた電磁石（１０）が設けられており 、その電磁石はたとえば円筒状に形成され、ボルト（１２）によって保持されて いる。接続ケーブル（１３）を介して電気的エネルギーを供給される電磁石（１ ０）は、揺動可能な係止フック（１５）から突出する磁気材料からなる羽根（１ ４）と協働し、その場合に図１には係止フック（１５）の電磁石（１０）が電流 を供給されていない位置が、それに対して図３には電磁石（１０）に電流が供給 されている位置が図示されている。 図２、４および５から明らかなように、係止フック（１５）は一体的な金属薄 板部分からなり、その金属薄板部分は揺動軸（１６）から係止突起（１７）へ上 方に向かって細くなっている。この係止フック（１５）は両側から板ばね（１８ ）によって包囲されており、その板ばねはリベット（１９）によってホルダ（７ ）の下方へ向かって突出するアーチ部分（２０）に堅固に固定されており、その 上端部（１８ａ）がフック（１５）に添接している。この板ばね（１８）は、フ ック（１５）を常に図１に示す位置に保持しようとし、その位置においてはフッ クはばね力を受けてホルダ（７）の詳しく図示されていないストッパーに添接す る。この位置においてフック端部（１７）は流体摩擦クラッチのハウジング（１ ）から離れているので、ハウジングの送風機羽根は自由に、かつそれぞれ充填度 合に応じて回転することができる。 その他図４から明らかなように、フック（１５）の突起（１７）は片側が斜め になっている。その場合に斜めカットは図４に示唆される回転方向（２６）とは 反対に行われるので、係止フック（１５）が操作されるとこの突起（１７）が２ つのリブ（１４）間の間隙（２１）内へ簡単に嵌入する。 しかし電磁石（１０）に電流が供給されると、フック（１５）はそのフックに 固定された、電磁石（１０）に添接している羽根（１４）を介して図３に示す位 置へ移動され、その位置においては自由端部（１７）が、図２に示すように、２ つの隣接し合う冷却および補強リブ（４）間の間隙（２１）内へ嵌入することが でき、それによってクラッチハウジングの回転を阻止する。 第１の実施形態−図６−においては構造は、電気的な切換え回路（２２）内に 電磁石（１０）が配置されるようになっていて、その切換え回路内にスターター 用のスイッチ（２３）を有するイグニッションロックも配置されている。切換え 回路内にはさらに温度に従って開放するスイッチ（２４）と遅延素子（２５）が 設けられている。温度に関係するスイッチ（２４）は、たとえば１１０℃の冷却 剤温度に達した場合に、その開放された位置（２４’）へ移動するが、冷却剤温 度がそれより低い場合には、図６に破線で示すように、閉成されている。従って 車両を始動させるスイッチ（２３）が操作されると、電磁石（１０）が励磁され 、フック（１５）が図３に示す位置へ移動する。この位置においてフックは流体 摩擦クラッチ（６）の送風機羽根を有するハウジング（１）をブロックし、それ によってエンジンの始動後の送風機の連動回転を阻止する。 所定の駆動時間が経過してたとえば１１０℃の冷却剤温度に達すると、スイッ チ（２４）が開放し、磁石（１０）に電流がなくなる。フック（１５）は、図１ に示す位置を占める。流体摩擦クラッ チは通常のように作動し、送風機を多かれ少なかれ接続する。 エンジンを新しく始動させる場合にまだクラッチが回転しているにもかかわら ず阻止フック（１５）が操作されて、それによって場合によってはクラッチとフ ックの損傷が発生することを阻止するために、電磁石（１０）の操作を所定の時 間にわたって阻止する遅延素子（２５）が設けられており、その時間はその時間 が終了するまでにクラッチが確実に停止状態になり、あるいは固定装置をオンに してももはや損傷をもたらすことがないような小さい回転数になるように、定め られている。このことはたとえば、冷却剤温度が上述した１１０℃の温度にまだ 達しておらず、したがってスイッチ（２４）が破線で示される閉成位置に留まっ ている場合に、重要になる。これは、車両がまず短い区間だけ移動された場合、 あるいは冷却剤温度がたとえば下り走行の場合に再び上述の値より低く冷却され た場合とすることができる。このような場合に遅延素子（２５）が装置の損傷を 回避する。 図７は、図６に示す回路図の変形例を示すものである。ここでは電気的な切換 え回路（２２’）内に、第１の実施例の場合と同様に、電磁石（１０’）が配置 されており、かつ回路（２２’）内にスターターを操作するためのイグニッショ ンロックのスイッチ（２３）が設けられている。しかしこの場合には電磁石（１ ０’）のコイルは並列に接続されている引付け巻線（２６）と保持巻線（２７） とからなり、その場合に付加的な回路（２８）内に温度に従って作用するスイッ チ（２４）が配置されている。保持巻線（２７）と引付け巻線（２６）は、それ ら両者に電流が流れた場合にのみ、係止フック（１５）の操作に必要な作動力を もたらすことができるように、構成されている。この構成によって、次のような 作用効果が得られる： 第１の場合−冷却剤の温度が５０℃よりも低い この場合には、温度に従うスイッチ（２４）は閉成されているので、保持巻線 （２７）に回路（２８）を介して給電が行われる。スターター用のイグニッショ ンロックに設けられているスイッチ（２３）が操作されると、回路（２２’）も 閉成されて、引付け巻線（２６）に給電される。２つの巻線（２６と２７）に給 電されているので、フック（１５）を操作することができる。フックが送風機を 固定する。 スターターを操作するためのスイッチ（２３）が開放している場合に、すなわ ちエンジンの始動後に、巻線（２６）の電流がなくなると、巻線（２７）はフッ ク（１５）による送風機の固定を維持する。その力は、それがこの保持作用をも たらすことができるように、定められている。１１０℃よりも高い冷却剤温度に 達した場合に、スイッチ（２４）が開放する。保持巻線（２７）の電流もなくな って、送風機は解放される。 第２の場合−冷却剤温度は５０°よりは高いが、１１０℃よりも低い ここでは、温度に関係するスイッチ（２４）が回路（２８）を解放する。スイ ッチ（２４）は閉成されている。スターター用のスイッチ（２３）が操作される と、第１の場合と同様に、２つの巻線（２７と２６）に電流が供給される。この 場合にも係止フック（１５）が操作されて、送風機が固定される。エンジンの回 転後にスイッチ（２３）は開放するが、保持巻線（２７）は送風機の固定を維持 する。冷却剤温度が１１０℃に達すると、スイッチ（２４）が開放して、保持巻 線（２７）の電流がなくなり、送風機が解放される。 第３の場合−冷却剤温度は１１０℃よりも高い この場合には温度に関係するスイッチ（２４）は開放している。回路（２８） は開放しており、従って保持巻線（２７）には電流が流れない。この場合にスタ ータースイッチ（２３）が操作されると、巻線（２６）の引付け力だけでは、係 止フック（１５）を操作するには十分ではない。送風機の固定は行われない。ス タータースイッチ（２３）も開放されると、引付け巻線（２６）にも電流が流れ ないので、電磁石（１０’）全体、従って係止フック（１５）を有する操作部材 が操作されないままになる。従って送風機の固定は、１１０℃の冷却剤温度の上 方では不可能である。 従って図７に示す解決方法はさらに、サーモスタットスイッチ（２４）が故障 した場合でも、送風機の固定が生じることがないので、故障の場合にエンジンの 冷却が常に保証されるという、利点がある（フェイル・セーフ）。 すでに明らかなように、本発明による装置の主要な利点の１つは、阻止装置全 体を簡単な方法で後から取り付けることができることである。そのためには、ホ ルダ（７）を固定位置にねじ止めし、電磁石（１０）をイグニッションロックの 回路内へ接続することだけが必要となる。そうすれが冷却剤温度がまだ十分に高 くない、エンジンの各始動時に、エンジン冷却剤の冷却に送風機出力が必要にな るまで、送風機の連動回転が自動的に阻止される。 上述の実施例は、特別に形成された揺動フックと協働する電磁石を使用してい る。もちろん、送風機ホイールの冷却リブの間隙へ該当する阻止ピンを圧入する 、電磁石または電気的なイグニッション回路から給電される操作ピストンを設け ることも可能である。重要なことは、この種の操作部材もイグニッション循環と 結合されており、かつホルダを介して取り付け可能であって、そのホルダが、流 体摩擦クラッチにおける構造的な変更を前提とせずに、後からの取 り付けも可能にすることである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 バイエリシュ モトレン ベルケ アクチ ェンゲゼルシャフト ドイツ連邦共和国，デー−80809 ミュン ヘン，ペトゥエルリング 130 (72)発明者 マーティン，ハンス ドイツ連邦共和国，デー−70191 シュト ゥットガルト，バルトベルグシュトラーセ 27 (72)発明者 ビエルブラウエル，フランツ ア. ドイツ連邦共和国，デー−66773 シュバ ルバッシュ，リリエンシュトラーセ １ (72)発明者 ビフトル，ルドルフ オーストリア国，ア−4451 ガルステン, ドライブ−ビフトルシュトラーセ 14 (72)発明者 クトレール，ボルフガング オーストリア国，ア−4594 グリンブル グ，セント ニコラ 126

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．駆動軸と送風機ホイールとの間に接続された流体摩擦クラッチ（６）と、 送風機羽根を備えた流体摩擦クラッチのハウジング（１）と相補形状で協働する 、送風機ホイール用の固定装置とを有する内燃機関用の送風機において、固定装 置が流体摩擦クラッチ（６）のハウジング（１）の外側に直接作用する阻止部材 （１５）であり、該阻止部材がイグニッションロック（２３）の回路内に設けら れ、及び／またはエンジン制御の他のパラメータによって作動される操作部材（ １０）を介して操作されることを特徴とする内燃機関用の送風機。 ２．操作部材（１０）の前段に遅延素子（２５）が接続されていることを特徴 とする請求項１に記載の送風機。 ３．操作部材（１０）が電気的な切換え回路内に取り付けられており、前記切 換え回路に冷却剤温度を検出するための温度に従って作用するスイッチ（２４） も設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の送 風機。 ４．操作部材として電磁石（１０、１０’）が設けられていることを特徴とす る請求項１から３までのいずれか１項に記載の送風機。 ５．電磁石（１０’）が２つの別々に給電可能な巻線、すなわち引付け巻線（ ２６）と保持巻線（２７）を有し、それらが並列に接続された電流回路（２２’ ないし２８）内に配置されており、かつそれらが一緒になって初めて十分に、阻 止部材（１５）を操作するための引付け力をもたらすことができるように設計さ れていることを特徴とする請求項４に記載の送風機。 ６．引付け巻線（２６）の電流回路内にスターター用のスイッチ （２３）が、そして保持巻線用の電流回路（２８）内に温度に従って作用するス イッチ（２４）が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の送風機。 ７．阻止部材として係止フック（１５）が設けられており、その係止フック（ １５）が流体摩擦クラッチのクラッチハウジング（１）の冷却リブ（４）間へ嵌 入することを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の送風機。 ８．係止フック（１５）がホルダ（７）の固定位置に揺動可能に軸承されてい ることを特徴とする請求項７に記載の送風機。 ９．ホルダ（７）が固定位置に取り付けられていることを特徴とする請求項８ に記載の送風機。 １０．係止フック（１５）に、電磁石（１０）と協働する磁気的に有効な材料 からなる突出する羽根（１４）が設けられていることを特徴とする請求項８に記 載の送風機。 １１．復帰ばね（１８）が係止フック（１５）に作用することを特徴とする請 求項８に記載の送風機。 １２．復帰ばねが板ばね（１８）として形成されており、その板ばね（１８） がホルダ（７）の一部に固定的に取り付けられ、かつ係止フック（１５）の側方 を包囲することを特徴とする請求項１１に記載の送風機。