JPS6256323B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 流体出口と、流体入口と、流体をエンジン速
度に比例する流量で移送するポンプ部材とをもつ
ポンプを含む水力フアン駆動システムに用いら
れ、前記ポンプは前記システムの唯一の加圧流体
源を構成し、又その流体移送流量をエンジンの高
速時にＸに制限する能力のある流量制御弁を含む
モーター弁装置であつて、 (a) ポンプの出口への接続用入口を形成し、さら
にポンプの入口と連通する少くとも１つ以上の
出口を形成するハウジング、 (b) 前記ハウジング内に作動可能に配置され、ト
ルクをフアンに伝導するようにされ、かつ拡大
および縮小流体室を有する容積型流体圧作動回
転装置、 (c) 前記拡大および縮小流体室にそれぞれ連通す
る流体圧力口と流体戻り口とを形成する前記ハ
ウジング、 (d) 前記入口と前記圧力口との間を連通する入口
通路と、前記戻り口と前記出口との間を連通す
る出口通路と、前記入口通路および出口通路間
を連通するバイパス通路とを形成する前記ハウ
ジング手段、 (e) 前記入口通路に配置され、かつ入口通路から
前記バイパス通路への流体の連通を事実上阻止
する第１位置と、入口通路からバイパス通路へ
少くとも流量Ｘの大半を占める流量での流体の
流れを可能にする第２位置との間を移動可能な
バイパス弁部材を含み、バイパス通路を通るバ
イパス流と、前記戻り口を通る戻り流とは前記
出口通路において再合流するようになつている
バイパス弁、 (f) 前記入口通路の流体圧力によつて、前記第２
位置に向つて偏倚されるようになつている前記
弁部材、 (g) 前記弁部材と前記ハウジングとが信号室を形
成するように協働し、弁部材は信号室の流体圧
力によつて前記第１位置に向つて偏倚されるよ
うになつており、 (h) 加圧流体を前記信号室へ移送する手段、 (i) 前記信号室と前記出口通路との間の流体の連
通を阻止する第１位置と、信号室から出口通路
への流体の連通を可能にする第２位置との間に
おける所定条件の変化に応答して作動するパイ
ロツト弁、 を具備するモーター弁装置。

２ 前記バイパス弁部材が、前記入口通路から前
記信号室への限定された流体の連通を可能にする
オリフイスを形成する請求の範囲第１項記載のモ
ーター弁装置。

３ 前記信号室に配置され、かつ前記弁部材を前
記第１位置に向つて偏倚する作用をするばね手段
を具備する請求の範囲第１項記載のモーター弁装
置。

４ 前記パイロツト弁が、所定温度条件の変化に
応答して、前記第１位置および第２位置の間を移
動可能なポペツト部材を含む請求の範囲第１項記
載のモーター弁装置。

５ 前記パイロツト弁が、変動する電気入力に応
答して前記ポペツト部材に変動する偏倚力を及ぼ
す電磁コイル手段を含む請求の範囲第４項記載の
モーター弁装置。

６ 前記ポペツト部材の位置が、第１温度条件と
第２温度条件との間の所定温度条件の変動に応じ
て、前記第１位置および第２位置間を制限なく変
位可能である請求の範囲第４項記載のモーター弁
装置。

７ 前記ポペツト部材が、励起された前記電磁コ
イル手段によつて、前記第１位置へ偏倚される請
求の範囲第５項記載のモーター弁装置。

８ 前記ポペツト部材が、励起された前記電磁コ
イル手段によつて、前記第２位置へ偏倚される請
求の範囲第５項記載のモーター弁装置。

９ 流体入口と流体出口をもつポンプと、エンジ
ン速度に比例する流量で流体を送給するポンプ部
材とを含む水力フアン駆動システムに用いられ、
前記ポンプはエンジンアイドル時には流量Ｙで流
体を送給し、又このポンプは前記システムの唯一
の加圧流体源を成し、又エンジン高速時にはＹよ
り事実上大きなＸに送給流量を制限できる流量制
御弁を含み、前記システムはさらに入口および出
口をもつ中心開放かじ取装置を含み、このかじ取
装置の出口はポンプの入口と連通し、かじ取装置
は作動エンジン速度のほぼ全範囲を通じて、流量
Ｘより事実上小さい流量Ｚを受けるようにされて
いるモーター弁装置であつて、 (a) 入口と、かじ取装置の入口への接続用１次出
口と、ポンプの入口への接続用２次出口とを形
成するハウジング、 (b) 前記ハウジング内に作動可能に配置された容
積型流体圧力作動回転装置であつて、フアンを
駆動しかつ拡大および縮小流体室を形成し、エ
ンジンアイドル時には、ほぼ流量Ｙに相当する
のぞましいフアン速度と、ほぼ流量Ｘに相当す
る最大フアン速度とを提供できる容積をもつ前
記回転装置、 (c) 前記拡大および縮小流体室にそれぞれ連通す
る流体圧力口と流体戻り口とを有する前記ハウ
ジング、 (d) 前記ハウジングには、入口通路と、出口通路
と、入口通路および出口通路の間を連通するバ
イパス通路とが形成され、入口通路は前記入口
と前記圧力口との間を連通し、又出口通路は前
記戻り口と前記１次出口および２次出口との間
を連通するようになつており、 (e) 前記入口通路に設置され、かつ入口通路から
前記バイパス通路にかけて流体の連通を事実上
阻止する第１位置と、入口通路から前記バイパ
ス通路へ少くとも流量Ｘの大部分に当る流量の
流体を流す第２位置との間を移動可能なバイパ
ス弁部材を含むバイパス弁であつて、バイパス
通路を通るバイパス流と前記戻り口を通る戻り
流とは、出口通路において再合流するようにな
つており、 (f) 前記入口通路の流体圧力によつて前記第２位
置へ偏倚される前記弁部材、 (g) 前記弁部材と前記ハウジングとは信号室を形
成するため協働し、弁部材は信号室の流体圧力
によつて前記第１位置へ偏倚されるようになつ
ており、 (h) 加圧流体を前記信号室へ移送する手段、 (i) 前記信号室と前記出口通路との間の流体の連
通を阻止する第１位置と、信号室から出口通路
への流体の連通を可能にする第２位置との間に
おける所定条件の変動に応答して作動可能なパ
イロツト弁、 を具備するモーター弁装置。

１０ 前記出口通路に設置され、かつ作動エンジ
ン速度のほぼ全範囲に亘つて前記出口通路から前
記１次出口にかけて流量Ｚを維持し、又流量Ｚを
越える流量のほぼ全てを出口通路から前記２次出
口へ移送する作用をする流量制御弁を含む請求の
範囲第９項記載のモーター弁装置。

１１ 流体出口と、流体入口と、ポンプ部材とを
もつポンプを含む水力フアン駆動システム用モー
ター弁装置において、前記ポンプ部材は前記シス
テムの唯一の圧力流体源を構成し、前記システム
はさらに入口と出口をもつ流体圧作動補助装置を
含み、この補助装置の出口はポンプの入口と流体
連通し、又補助装置は作動エンジン速度のほぼ全
範囲に亘つて流量Ｚの流体を収受するようになつ
ており、流量Ｘの流体はエンジン速度が比較的高
速時に前記モーター弁装置へ移送され、流量Ｘは
流量Ｚより事実上大きくなつているモーター弁装
置であつて、 (a) 前記ポンプの出口への連結用入口と、前記補
助装置の入口への連結用第１出口と、ポンプの
入口への連結用第２出口とを形成するハウジン
グ、 (b) 前記ハウジング内に作動可能に配置され、か
つトルクをフアンに伝導し、又拡大および縮小
流体室を有する容積型流体圧作動回転装置、 (c) 前記拡大および縮小流体室とそれぞれ連通す
る流体圧力口と流体戻り口とを形成する前記ハ
ウジング、 (d) 入口通路と、出口通路と、入口通路および出
口通路間を連通するバイパス通路とを形成する
前記ハウジングであつて、入口通路は入口と圧
力口との間を連通し、又出口通路は戻り通路と
第１、第２出口との間を連通するようになつて
おり、 (e) 前記入口通路に設置され、かつ入口通路から
前記バイパス通路への流体の連通を事実上阻止
する第１位置と、入口通路からバイパス通路へ
少くとも流量Ｘの大部分に当る流量の流体を流
す第２位置との間に移動可能なバイパス弁部材
を含むバイパス弁であつて、バイパス通路を通
るバイパス流と戻り口を通る戻り流とは出口通
路において再度合流するようになつており、 (f) 前記入口通路の流体圧力によつて、前記第２
位置に向つて偏倚する前記弁部材、 (g) 前記弁部材と前記ハウジングとは信号室を形
成するため協働し、弁部材は信号室の流体圧力
によつて前記第１位置に向つて偏倚されるよう
になつており、 (h) 加圧流体を前記信号室へ移送する手段、 (i) 前記信号室と前記出口通路との間の流体の連
通を阻止する第１位置と、信号室から出口通路
への流体の連通を可能にする第２位置との間に
おける所定条件の変化に応答して作動するパイ
ロツト弁、 を具備するモーター弁装置。

発明の技術分野 この出願は、1978年５月18日出願の特許願第
907064号の一部継続出願である。

背景 この発明は、車両エンジンのラジエータ冷却フ
アン水力駆動システム、特にこの駆動システムに
使用する改良モーター弁装置に関する。

後の記載から、この発明は用途及び応用範囲が
広いことが明らかであるが、車両エンジンのラジ
エータ冷却フアン駆動用に特に有益である。従つ
てこれに関して記載することにする。

ラジエータ冷却フアンの駆動は、フアンとエン
ジンのクランク軸との間のある種の機械的連結に
より直接なされるのが普通である。例えば、フア
ンはエンジンの水ポンプから前方にのびる軸のフ
ランジにボルト締めされることが多く、そのため
クランク軸と水ポンプとの間のベルトと滑車の比
率いかんにより、フアン速度はエンジン速度に等
しいか、又は正比例するかであつた。フアン速度
とエンジン速度とは、エンジンの低速（例えば、
毎分3000回転以下）時に釣合うのがのぞましく、
高速時と釣合うのは好ましくない。不必要な追加
空気がラジエータを流れ馬力損と過度の騒音が生
ずるからである。

近年、直接フアン駆動システムにより、エンジ
ンの高速時にフアン速度を極端にあげた上記の問
題を解決する粘性フアン駆動システムが開発され
た。粘性フアン駆動システムは、入力部材と出力
部材との間に形成されるせん断空隙内の粘性流体
によつてトルクの伝導がなされ、入力部材の回転
により粘性せん断抗力が生じて出力部材に及び、
トルクがそれに伝導されることになる。この点、
この発明の譲受人に譲渡された米国特許第
2948268号参照。上記特許に開示した型式の粘性
フアン駆動システムには固有のトルク制限特性が
あり、フアン速度は例えば毎分2500回転までは、
エンジン速度にほぼ比例して増加するが、その後
エンジン速度とトルクは増加しつづけてもフアン
速度は一定状態をつづける。フアン速度対エンジ
ン速度のグラフは粘性曲線として知られ、粘性タ
イプであるかないかに関係なく、公知の粘性曲線
に従つて作動することを一般に米国車両製造業者
が求めている。

粘性フアン駆動システムの開発における次のス
テツプは、米国特許第3055473号に示され、それ
には通常運転（連動）状態でも同じ粘性曲線を示
し、さらに周囲の気温が所定レベル以下になつた
場合、それに応答して非連動状態になり、エンジ
ンが充分に冷却され、フアンの通常運転が不必要
な場合に、エンジン馬力を事実上節約できる粘性
フアン駆動システムが開示されている。

上記従来型のフアン駆動装置は共に、クランク
軸が車体と同方向を向いた標準型縦向軸エンジン
のみに用途が制限されている。しかし最近多くの
特に欧州の自動車メーカーは、今や業界に公知な
理由で、横向軸エンジンを選択使用して前輪駆動
システムを提供し、特に４気筒および６気筒の場
合、横向軸エンジンを使用する傾向が米国にも広
がつてきている。欧州の横向軸エンジン自動車の
場合車両の大半が北欧諸国のような一般に寒冷地
域で使用される事実を含めて、種々な理由で冷却
条件は容易に充足されているといえる。しかしな
がら、米国の車両市場の場合、米国で販売される
横向軸エンジン車両は、全て国の熱帯南方地域の
条件下でも満足に作動するに足る冷却能力を具備
する必要があるのが実情である。

横向軸エンジン冷却対策の大半は、エンジン作
動水力ポンプおよびフアンに接続した水力モータ
を含む水力システムの利用である。完全水力シス
テムを付加しようとすれば、スペースの問題およ
び好ましくない車両の重量とコストの増大を伴う
ことは、自動車エンジンとその付属品に精通した
当業者には理解される処である。従つて満足する
に足りる水力フアン駆動システムの設計に際し
て、人々は水力部材の少くとも１つを少くとも２
つの異る車両水力システムに利用することによつ
て、上記方式のスペース、重量およびコストの削
減に努めてきた。例えば、加圧流体で水力フアン
モータを作動する動力操縦ポンプを動力かじ取装
置に利用する試みもしばしばなされた（米国特許
第2777287号参照）。上記のシステムでは、フアン
モータと其他の水力アクチユエータ（動力かじ取
装置）との間の相互作用が、フアンモータか、か
じ取装置か、又は両方が原因で、満足すべき機能
を発揮できないのが常であつた。

上記の方式に関する設計上の方策として、フア
ンモータを動力かじ取装置と並列してしかもその
上流に位置づけ、フアンモータを通つた流体を再
びかじ取装置を通過させる試みがなされた。米国
特許第3659567号参照。従来のシステムの主要な
欠点は、アイドルから最大速度に至る全エンジン
速度を通じて、フアンモータを通る流量が一定で
あること、即ちエンジン速度の遅速に関係なくフ
アン速度が一定であることである。かかる方式が
もたらす典型的な結果は、エンジンが低速の場合
に必要以上の冷却が施されてエンジン馬力の浪費
になるか、冷却が限界になるのはエンジンが高速
の場合だけであるかのいずれか、又はその両者で
ある。さらに上記のシステムでは、動力かじ取装
置をとおる流体の圧力降下が最大となるエンジン
速度が低い場合に、比較的高いモータ圧力とポン
プ馬力が必要となり、その結果、フアンとかじ取
装置の圧力と流量との要求を同時に満足すること
は困難になる。

原特許願第907064号の場合、そこに示すモータ
ー弁装置の実施例は、機械的位置感応型と称する
感温バイパス弁を含む。機械的位置感応型とは、
バイパス弁の作動特性がバイパス弁と感温装置即
ち動力ピル（powerpill）との間の機械的連結の
設定に大きく左右されることの意味である。感温
装置との機械的連結の結果、部分的にはバイパス
弁の位置を事前調整する要があり、又バイパス弁
をある流量で満足に作動できるように設定して
も、その他の流量の場合充分満足に作動できない
こともある。

発明の概要 従つて、この発明の目的はバイパス弁の作動が
機械的位置感応型でない水力フアン駆動システム
用改良モーター弁装置を提供することにある。

この発明の関連目的はパイロツト弁装置で制御
される信号圧力の変化にバイパス弁が応答するよ
うにされたモーター弁装置を提供することにあ
る。

この発明の上記および其他の目的は、水力フア
ン駆動システム用改良モーター弁装置を設置する
ことにより達成される。このシステムは流体出
口、流体入口およびエンジン速度に比例した流量
を送給するポンプ部材を具備するポンプを含む。
このポンプは前記システムの唯一の圧力流体源で
あり、エンジン高速時にポンプの送給量をＸに抑
える流量制御弁を含む。モーター弁装置はハウジ
ングと、その中に設けられた容積型流体圧作動回
転装置とを具備する。ハウジングは流体圧力口
と、前記回転装置の拡大および縮小流体室にそれ
ぞれ通ずる流体戻り口とを形成する。ハウジング
は入口通路、出口通路およびその間を連通するバ
イパス通路を形成し、入口通路は入口と圧力口と
を連通し、出口通路は戻り口と出口とを連通す
る。バイパス弁は入口通路に配置されて、入口通
路からバイパス通路への流体の連通を阻止する第
１位置と、少くとも流量Ｘの大半を占める流量で
入口通路からバイパス通路への流体の流れを可能
にする第２位置との間を移動可能なバイパス弁部
材を含む。弁部材は入口通路の流体圧力で第２位
置の方向に偏倚され、又信号室の流体圧力で第１
位置の方向に偏倚される。弁装置は加圧流体を信
号室へ送給する装置を含む。パイロツト弁は、信
号室と出口通路との間の流体連通を阻止する第１
位置と、信号室から出口通路への流体連通を可能
にする第２位置との間の所定条件の変化に応答で
きるようになつている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の水力駆動システムを利用す
る車両のエンジン室の概略平面図である。

第２図はこの発明に利用される型式のフアン駆
動システムの水力略図である。

第３図はこの発明のモーター弁装置の一部正
面、一部断面図である。

第４図は第３図の線４−４についての横断面図
である。

第５図は別異な作動条件下の第４図と類似の部
分図である。

第６図は第４図と類似の部分拡大断面図であ
る。

第７図は第６図と類似のやや拡大部分断面図で
ある。

第８図はこの発明の別な実施例を示す第６図と
類似の部分断面図である。

好ましい実施態様の説明 方 式 図面について、これらはこの発明を限定するも
のではないが、第１図はこの発明を利用する車両
のエンジン室の概略平面図である。前記室内に
は、トルクを一対の接地前輪Ｗに伝導する装置
（図示しない）を含む車両エンジンＥが横向に配
置されている。エンジンＥの右端近くに水ポンプ
WPが配置され、そのエンジンで駆動される。こ
のポンプWPは一対の滑車を含み、その一方はＶ
ベルトＢ１を駆動し、このＶベルトＢ１は交流発
電機Ａを駆動し、他方はＶベルトＢ２を駆動し、
このＶベルトＢ２は動力操縦ポンプＰを駆動す
る。当業界で公知のように、動力操縦ポンプＰ
は、ベルトＢ２が連結する滑車の比に基く、エン
ジン速度に対してある一定の関係をもつ速度で駆
動される。

車両エンジン室の前部近くにラジエータＲが配
置されている。ホースＨ１は比較的高温水をエン
ジンＥからラジエータＲの上部タンクへ移送し、
一方第２ホースＨ２は比較的冷水をラジエータの
下部タンクからエンジン水ポンプWPへ移送す
る。

その正規の位置、即ち防火壁の直前には、広く
使用されている中心開放水力ブースタ型（open
−center、hydraulicbooster−type）かじ取装置
SGが配置され、この装置SGはかじ取ハンドル車
SWの回転に応答してかじ取力を引棒Ｄに伝導す
るようにされている。

動力操縦ポンプＰによつて流体の加圧流が生
じ、導管Ｃ１により、ラジエータ冷却フアンＦを
作動可能に装着したモーター弁装置MVへ移送さ
れる。モーター弁装置MVを離れる流体中には、
導管Ｃ２によつて中心開放かじ取装置SGへ移送
され、それから導管Ｃ３によつてポンプＰへ戻る
ものである。後で詳述するが、それに代えてかじ
取装置SGをよけて導管Ｃ３と連通する導管Ｃ４
によつて流体をモーター弁装置MVから流すこと
もできる。

動力操縦ポンプ技術で公知のように、バイパス
流量制御装置は広く使用されており、ポンプＰの
排出口３１から出力流を出すものであり、その出
力流は所定流量まではエンジン速度およびポンプ
入力速度に正比例するが、そこからは排出口３１
からの流量は減少し、エンジン速度が連続上昇す
る場合にも一定となる。

上述の流量制御特性は、この発明に利用される
フアン駆動システムの水力略図である第２図にグ
ラフとして示してある。この発明のより良き理解
に資する目的で、第２図の各部分に、流量対速度
（エンジン又はポンプ入力）のグラフを加えてあ
る。各グラフには、特定の流量又は速度を示す数
字を入れてなく、この発明を図式的かつ観念的に
叙述する目的で相対的流量を示すに止めている。
しかしながら、この各グラフは以下に作動エンジ
ン速度範囲（range of operating engine
speeds）と称するもの、即ちほぼエンジンアイ
ドルから車両の典型的走行速度に相当するエンジ
ン速度、即ち毎時55マイルまでの範囲の速度を包
含するものである。

さらに第２図において、グラフNo.１にみられる
ように、システムの唯一の圧力流体源である動力
操縦ポンプＰは、流体を導管Ｃ１を経由してエン
ジンアイドル時に流量Ｙでモーター弁装置MVへ
移送している。

導管Ｃ１を通る流量は、ほぼ入力速度に比例し
て流量がＸになるまで増大し、エンジン速度がさ
らに増加するにつれて、Ｘ以上の流量は全てポン
プＰ内に還流する。グラフNo.１にみられるよう
に、流量Ｘは流量Ｙより事実上大きい。

モーター弁装置MVに流入する加圧流体は、２
つの流路のいずれか１つを流れる。ラジエータ冷
却フアンＦの運転が必要な場合には、モーター弁
装置MVに流入する流体は、全てフアンモータ４
１をグラフNo.２に実線で示すように流れる。この
状態にあるフアンモータ４１は連動していると云
われ、グラフNo.３に実線で示すように、事実上流
体は感温バイパス弁を通過しない。

連動状態におけるフアンモータ４１への流量
は、グラフNo.１に示すポンプ出力と事実上同一と
してグラフNo.２に示してあるが、かかる関係はこ
の発明の必須要件ではない。従つて、通常の場合
全ポンプ出力を利用してモータ４１を駆動して圧
力降下を最小限に止め、充分なフアン駆動馬力を
得ることはのぞましいことであるが、この場合モ
ータ４１を通過する流量は流量Ｘを若干下回つて
もよい。

ほんの僅か冷却が必要な場合であつて、フアン
Ｆをフアンモータ４１で比較的低速回転して足り
る場合には、この状態のフアンモータ４１は、グ
ラフNo.２、No.３に破線の流れ曲線で示すように、
非連動と云はれる。グラフNo.２から分るように、
一部の流量の流体でフアンモータ４１を駆動する
ことは許されようが、流量の残部はモータ４１を
迂回して感温バイパス弁を通る。モータ４１（非
連動状態にある）を通る流量と入力速度の関係
は、実施例に過ぎないグラフNo.２に示すものに限
定されるものでなく、システムのセツトポイント
次第で若干異つてもよい。

フアンモータ４１からの出力流量と、もしあれ
ばバイパス流量とはモーター弁装置MV中で再合
流して、かじ取装置用流量制御装置へ流入する結
果、冷却の必要の有無に関係なく、かじ取装置用
流量制御装置への入力は、グラフNo.１にみられる
ような流れ曲線で示されることになる。

かじ取装置用流量制御装置の目的は、かじ取装
置SGに必要な流量を供給することにある。当業
者に公知のように、従来の自動車かじ取装置は中
心開放型であるため、流体圧力はかじ取負荷次第
として、そこを通る流量は概ね一定となるように
構成されている。従来のかじ取装置が中心開放型
である理由の１つは、最も安上りのポンプである
定排出量動力操縦ポンプを使用したいからであ
る。しかしながら、水力技術者には公知のよう
に、この発明におけるかじ取装置用流量制御装置
を採り入れることにより、従来の中心開放かじ取
装置を中心閉鎖かじ取装置に交換しても、実際的
には全システムを中心開放型にすることとなる。
従つて、中心開放型でないかじ取装置SGを使用
することもこの発明の範囲に属することであり、
その場合かじ取装置用流量制御装置は、流体が必
要とされる場合のみかじ取装置SGへ流体を指向
することになる。従つて、作動エンジン速度の全
範囲に亘つて、流量Ｘより事実上小さい流量Ｚ
（No.４）で、流体をかじ取装置SGへ送給できるか
じ取装置用流量制御装置をこの方式に含ましめる
ことがのぞましい。

かじ取装置用流量制御装置はＺ（No.５）を越え
る入力流量のほとんど全てを、導管Ｃ４を経由し
てかじ取装置SGを迂回させ、導管Ｃ３によりか
じ取装置を離れる流体と再合流させる作用をす
る。導管Ｃ３，Ｃ４の合流点の下流では、動力操
縦ポンプＰの入口に戻る流量は、ポンプＰから排
出される流量とほぼ等しくなる。改良流量調整セ
ツト手段を具備した従来型の動力操縦ポンプを用
いて、フアンモータとかじ取装置のそれぞれに、
他から独立してその作動に必要な適量の流体を供
給して水力フアンモータを駆動し、次いで水力操
縦かじ取装置を作動させることもこの発明によれ
ば可能であることが明かである。

モーター弁装置 モーター弁装置MVの好ましい実施態様を第３
図乃至第６図に関して詳述する。第３図に最も明
かなように、モーター弁装置MVは、複数のねじ
付部材４５で螺着されたフアンモータ４１と弁部
４３とを含んでいる。フアンモータ４１はフロン
トカバー部材４７と、それと弁部４３との間に位
置するゲロータ歯車装置４９とを含む。ゲロータ
歯車装置４９は内歯外ロータ５３内に偏心して位
置する外歯内ロータ５１を含む。ゲロータ歯車装
置で公知のように、内ロータ５１の歯は外ロータ
５３より歯数が１つだけ少く、そのためロータ５
１，５３の歯係合により複数の流体収容室５７が
形成される。ゲロータ歯車装置をモータ４１に使
用することがこの発明の必須要件でないことは理
解できよう。しかしながら、モータは加圧流体を
回転出力部材に伝導する容積型装置を含み、さら
にこの装置に拡大および縮小流体収容室を形成さ
せるようにすることがのぞましい。この場合に使
用可能な其他の種類の装置としては、内歯歯車と
外歯歯車、摺動ベーン、半径方向ピストン又はボ
ールおよび軸方向ピストン又はボールがある。

弁部４３はいんげん豆形入口６１といんげん豆
形出口６３を形成するハウジング５９を含む（第
４図参照）。後で詳述するが、入口６１からの加
圧流体は拡大している流体収容室へ移送されて内
ロータ５１を回動し、一方縮小した流体収容室内
の流体は出口６３へ排出される。内ロータ５１は
バツクアツプ板６７と駆動係合する出力軸６５に
キー止めされている（第３図）。

第３図に示すラジエータ冷却フアンＦは、プラ
スチツクと金属の組合せフアン組立体であるが、
その特種設計はこの発明の一部を構成するもので
はない。バツクアツプ板６７には複数のボルト６
９で金属スパイダ７１が固着されており、それに
は複数の開口部があり、それから空気が引込まれ
るようにされている。金属スパイダ７１の外円形
部７５はプラスチツクフアンのボス部７７に埋め
込まれて取り囲まれており、プラスチツクフアン
にはボス７７から放射状にのびる複数のフアン羽
根７９が装着されている。

弁部４３を通る横断面を示す第４図で、弁部４
３の好ましい実施例の構成と作用を詳述する。ハ
ウジング５９は入口通路８３を形成し、その通路
には第４図の左端に、ねじ付入口８５がある。入
口通路８３内には変形可能な取付部材８７が設置
され、この取付部材は取付物（図示しない）が入
口８５に螺入される際、導管Ｃ１の端部でその取
付物と密封係合するようにされている。入口通路
８３は入口６１と連通して、前記したようにポン
プＰから取入れた加圧流体を拡大流体収容室へ移
送している。

ハウジング５９は又出口通路９１を形成し、こ
の通路は第４図の左端で１次出口１０１を形成し
ている。出口通路９１内には変形可能な取付部材
１０３が設置され、この取付部材は取付物（図示
しない）が１次出口１０１に螺入される際導管Ｃ
２の上流端に固着される取付物と密封係合するよ
うにされている。２次通路１０７は出口通路９１
と連通して２次出口１０９を形成する。通路１０
７内には変形可能な取付部材１１１が設置され、
この取付部材は取付物（図示しない）が２次出口
１０９に螺入される際導管Ｃ４の上流端に固着さ
れる取付物と密封係合するようにされている。

入口８５に流入する流体のほとんど全てが、フ
アンモータ４１を通ると、バイパス通路９３を通
るとに関係なく、結果的には出口通路９１に流入
することがわかる。出口通路９１内にはかじ取装
置用流量制御装置（第２図に図解的に示した）が
配置されており、この装置は第２バイパスピスト
ン１０４を含んでいる。このバイパスピストン１
０４はオリフイス１０６を形成し、このオリフイ
スにより第２図についてのべたように、出口通路
９１から１次出口１０１への流体の流れが可能に
なる。バイパスピストン１０４は出口通路９１の
流体圧力によつて左へ偏倚し、又圧力室１１０内
の流体圧力と偏倚ばね１０８の力との結合力によ
つて右へ偏倚するようにされている。ここに開示
した流量制御装置の作動原理は、くどくど述べる
までもなく当業者には公知であり、原特許願第
907064号の記載を参照すれば尚更のことである。

特に第５図に明かなように、ハウジング５９は
またバイパス通路９３を形成し、この通路はこの
実施例の場合、入口通路８３を形成する穴の一部
を含んでいる。第４図と第５図に明かなように、
出口６３は縮小する流体収容室から排出される流
体を収納する他に、バイパス通路９３と出口通路
９１との間に流体連通を提供している。従つて後
の記載と請求の範囲のため、バイパス通路とは、
通路９３と出口６３のうちのゲロータ歯車装置４
９から軸方向に配置された部分との両者を指し、
又両者を含むものと理解するものとする。

入口通路８３とバイパス通路９３を形成する穴
には感温バイパス弁ピストン１１３が設置され、
このピストンは穴と協働して信号室１１５を形成
する。バイパスピストン１１３はばね１１７の力
と信号室１１５内の流体圧力とにより、第１位置
（第４図）に向つて偏倚される。この第１位置で
は、バイパスピストン１１３は入口通路８３から
バイパス通路９３への流体の連通を妨げて、入口
８５に入る流体のほとんど全てを入口６１を通過
させ、次でゲロータ歯車装置４９を通過させる。
このようにして、入口８５の流量いかんに拘ら
ず、フアンモータ４１の速度はバイパスピストン
１１３が第１位置にある場合に最大になる。

バイパスピストン１１３は、入口通路８３内の
流体圧力によつて、第２位置（第５図）に向つて
偏倚される。バイパスピストン１１３が第２位置
にある場合、第２図のグラフ３に関して先に述べ
たように、流量Ｘの少くも大部分に当たる流量の
流体の流れが入口通路からバイパス通路９３にか
けて生ずることになる。このようにして、入口８
５における流量いかんに拘らず、フアンモータ４
１の速度は、バイパスピストン１１３が第２位置
にある場合に最小になる。

当業者には明かなことであるが、第４図と第５
図に示す第１、第２位置は図示し易いように若干
誇張してあり、又第１位置と第２位置間のバイパ
スピストン１１３の実際の移動量は、第４図と第
５図に示すものよりはやや小さいのが普通であ
る。バイパスピストン１１３はオリフイス１１９
を形成し、このオリフイスは入口通路８３から信
号室１１５にかけての制限された流体の連通を提
供する。オリフイス１１９の適当な寸法の選択
は、明細書の残りを読みかつ理解すれば、当業者
には明白になる。

引続き第４図において、ハウジング５９は信号
室１１５と比較的制限されずに連通する流体通路
を形成し、又通路１２１と比較的制限されずに連
通する流体通路１２３を形成している。さらにハ
ウジング５９は、出口６３（およびバイパス通
路）及び出口通路９１と比較的制限されずに連通
する流体通路１２５を形成する。もつとも通路１
２５は２次通路１０７と直接連通することも可能
である。

パイロツト弁１２７はハウジング５９と螺合
し、又通路１２３，１２５と連合している。これ
については第６図と第７図との関連において後で
詳述することにする。さらに第４図について述べ
れば、パイロツト弁１２７の作用は、通路１２
３，１２５間の流体の連通を制御するにある。例
えば、もしパイロツト弁１２７が通路１２３から
通路１２５にかけての流体の連通を妨げるとする
と、入口通路８３中の加圧流体はオリフイス１１
９を通つて流れ、その結果信号室１１５と入口通
路８３との流体圧が等しくなり、ばね１１７がバ
イパスピストン１１３を第１位置（第４図）へ偏
倚することになる。もし反対に、パイロツト弁１
２７が通路１２３から通路１２５にかけて充分な
流体の連通（例えば、約、0.01gpmから約
0.1gpm）を可能にするとすれば、信号室１１５
の流体圧力は入口通路の流体圧力より小さくな
り、又入口通路８３の圧力はばね１１７の偏倚力
にまさつてバイパスピストン１１３を第２位置
（第５図）に偏倚することになり、入口通路から
バイパス通路へと流体が流れることになる。従つ
てバイパスピストン１１３は原特許願第907064号
のように、位置感応型ではなく、信号圧感応型で
ある。その結果ピストン１１３を機械的に事前に
セツトする必要がなくなり、又機械的連結具、ね
じ付部材等の公差、又は全体の集計公差の心配も
なくなる。

この発明の利点の１つは、バイパスピストン１
１３にわたつて生ずる圧力降下がばね１１７の力
に等しいということにある。信号室１１５の流体
圧力は、パイロツト弁１２７が開いている場合、
出口６３の圧力にほぼ等しいので、ばね１１７の
力が実際には、フアンモータ４１にわたつて生ず
る圧力降下、従つて最小又は非連動フアン速度
（第２図のグラフ３）を決定することになる。角
度を成している通路１２４は通路１２３と連通
し、又圧力安全弁１２６は図示したように出口６
３と連通している。もつとも後者は通路１２５と
の連通も可能である。安全弁１２６は二重の作用
をする。第１の安全の点から、流体圧力を除いて
モータ故障の場合装置を損傷から防ぐ。第２に安
全弁は信号室１１５と連通しているので、弁１２
６を完全にセツトしておくとフアンモータ４１の
圧力降下を最大にし、従つてフアン速度を最大に
できる。

パイロツト弁 第６図でパイロツト弁１２７を詳述する。通路
１２３はわずかに広がつた穴１２９に開口し、次
で十分に広がつた穴１３１に開口し、通路１２５
に連通している。穴１３１の一部には１組の内ね
じが形成され、パイロツト弁１２７とハウジング
５９とを螺合している。パイロツト弁１２７には
円形ハウジング１３３が含まれ、この実施例では
強磁性材料製である。ハウジング１３３は比較的
大きな下部と、内径部１３５が形成されている比
較的小さい上部を含んでいる。内径部１３５に係
合して細長い管状部材１３７が設置され、後で明
にする理由で磁性を付与されていない。

ハウジング１３３の大きな下部と管状部材１３
７とは協働して環状室を形成し、その室内にはプ
ラスチツクの巻わく１４１に巻かれた電磁コイル
１３９が内蔵されている。巻きわく１４１内に、
コイル１３９を電気的に結合する一対の端子１４
３，１４５の一部が埋装されている。

この実施例の場合強磁性材料製である弁座部材
１４７の一部が管状部材１３７の下部内に位置し
ている。第７図に最も明かなように、弁座部材１
４７はその上端が環状弁座１４９で終つている。
さらに管状部材１３７内には細長いポペツト部材
１５１が設置され、その上端部は穴１２９と密封
係合して通路１２３から通路１２５にかけてその
間の漏洩を防止している。ポペツト部材１５１の
下端部は円錐台形のポペツト表面１５３で終り、
軸方向通路１５４を形成して、通路１２３からポ
ペツト部材１５１の下面にかけて流体を連通す
る。当業者に明かなように、弁座１４９内の表面
部１５３を含むポペツト部材１５１の下部表面の
面積は、加圧された流体が上向きの正味偏倚力を
及ぼすように、部材１５１の上部表面より僅かに
大きくなければならない。

端子１４３，１４５にかけて電圧をかけると、
電磁コイル１３９が励起されて電磁界が形成さ
れ、その結果生じた磁束線が円形ハウジング１３
３の下部、弁座部材１４７およびポペツト部材１
５１を通過する。従つて、コイル１３９が励起さ
れると、それによりポペツト部材１５１上に生ず
る電磁力がポペツト表面１５３を環状弁座１４９
と密封係合状態に保持する。コイル１３９の励起
によりポペツト表面１５３と弁座１４９が密封係
合し、通路１２３から通路１２５にかけての流体
の連通が阻止されるので、第６図と第７図に示す
実施例はコイル−オン・フアン−オン（coil−
on、fan−on）型と称する。

第７図から明かなように表面１５３に近接し、
かつ管状部材１３７の内径部に係合可能なポペツ
ト部材１５１の拡大部分は、１以上の軸方向みぞ
又は切欠き１５５を形成している。この場合、部
材１５１，１３７間のすきまの形状にはなんら制
限がない。コイル１３９の励起が切れると、流体
圧力がポペツト部材１５１に作用してそれを上方
に偏倚して、弁座１４９と表面１５３との間のオ
リフイスを開く。次で、流体は通路１２３から流
れ、軸方向通路１５４を経由してポペツト部材１
５１に流下し、弁座１４９と表面１５３との間の
オリフイスを経由し、次で切欠き１５５を経て上
方に流れて通路１２５に入る。

第６図に示す実施例の主たる利点は、ポペツト
部材のもつ圧力降下対面積特性と、コイル１３９
がポペツト部材１５１に及ぼす力対距離効果との
のぞましい釣合いがもたらされることである。さ
らに詳説すると、ポペツト表面１５３が弁座１４
９により近接してその間のオリフイス面積を減少
するにつれてオリフイスの圧力降下が増加し、そ
の結果ポペツト１５１に作用する上向きの正味偏
倚力が増加する。しかしながら、同時にポペツト
部材１５１が弁座１４９により近接するにつれ
て、弁座１４９と部材１５１との間隙がせばま
り、その結果漸増する上向き水力にほぼ釣合うポ
ペツト部材に作用する漸増する吸引力が生ずる。

しかしながら、第６図のコイル−オン・フアン
−オン型実施例にも考えられる１つの欠点があ
る。万一電気系統に故障又はコイル１３９の励起
不能に基因する其他の欠陥が生じる場合には、バ
イパスピストン１１３は第２位置（第５図）に止
まり、最大の冷却と最大フアン速度の要求を示す
温度条件下でも、フアン速度は非常に低速なもの
になる。

第８図には、同一部材には同一番号に100を加
えた番号を付し、又新しい部材には260以上の番
号を付したパイロツト弁の別な実施例を示してあ
る。パイロツト弁２２７は主ハウジング１５９と
螺合する円形ハウジング２３３を含み、細長い管
状部材２３７はハウジング２３３と協働して、プ
ラスチツクの巻わく２４１に巻きつけられた電磁
コイル２３９を内蔵する円形室を形成している。
コイル２３９には一対の端子２４３，２４５が接
続されている。

管状部材２３７の下部には、第８図の実施例で
は弁座の形成に使用されていない部材２４７が一
部内蔵されている。その代り、下端で弁座２４９
を形成する管状部材２６１がやや広がつた穴２２
９内に設置されている。部材２３７内には細長い
ポペツト部材２５１が設けられ、この部材２５１
はその上端が円錐台形ポペツト表面２５３で終
り、軸方向通路２５４を形成している。その対向
端部の中間において、ポペツト部材２５１はシー
リング部材２６３を含み、このシーリング部材は
管状部材２３７の内径部を密封して通路２２３か
ら通路２２５への漏洩を防いでいる。

第８図にみられるように、ポペツト部材２５１
は圧縮ばね２６５によつて上方に偏倚されて、ポ
ペツト表面２５３を電磁コイル２３９が作動しな
い場合には、弁座２４９と密封係合状態に維持し
ている。従つて、第８図に示す実施例はコイル−
オフ・フアン−オン（coil−off、fan−on）型、
又はコイル−オン・フアン−オフ（coil−on、
fan−off）型である。第８図から分るように、コ
イル２３９が励起されると、ポペツト部材２５１
はばね２６５の偏倚力に抗して下方に偏倚され、
その結果ポペツト表面２５３と弁座２４９との密
封係合が解けて、流体は通路２２３から通路２２
５へ流れることになる。

当業者には明かなように、第８図の実施例は、
第６図の実施例について上述した利点および欠点
に関しては、第６図の実施例と正反対である。即
ち、第８図の実施例の場合には、圧力降下対面積
特性と、力対距離特性との釣合いはないが、万一
電気系統に故障又はコイル２３９の励起不能の場
合、ポペツト部材２５１は閉じた位置に偏倚した
ままの状態にあり、その結果バイパスピストン１
１３はその第１位置（第４図）に止まり、フアン
は入力流量に拘らず、最大速度で作動しつづける
ことになる。ここで、パイロツト弁１２７，２２
７は、モーター弁装置MVを事実上変更する要な
しに、交換できることを理解すべきである。

パイロツト弁１２７，２２７は、ここでは電気
的に作動されるものとして記載されているが、当
業者には明かなように、ポペツト部材の作動は、
動力ピルのような其他の手段によつても達成でき
る。従つて信号圧力に応答するバイパス弁を使用
することによつて、比較的低出力能力あるいは低
度の動力で足りる感温機構の使用を可能にするこ
とは、この発明の重要な特徴点である。

さらに好ましい実施例はオンオフ型のものとし
て記載されているが、パイロツト弁の研究によ
り、この発明の装置の変形態様への適用が容易に
なり、その結果フアンをオフからオンへの変更
（あるいはその反対）もある範囲に亘る温度では
急ぐよりは徐々に行われ、又は上記範囲内の温度
に応答してフアン速度を中間速度に維持すること
も可能であることは、この発明の特徴点である。

好ましい実施例はオンオフ型として述べられて
いることに関して承知して欲しいことは、パイロ
ツト弁内のポペツト部材を、例えば、衝撃係数が
温度の変化とともに変化するパルス幅変調入力信
号（pulse−width−modulated input signal）に
応答させて、ある周波数の場合オン位置とオフ位
置との間を揺動させることによつてもその機能を
果すことができるということである。

この発明の機構は定容積型ポンプを含むとここ
で記載されているが、当業者に明かなように、こ
の発明の趣旨を変更することなく、それに代え
て、種々の容積型のポンプあるいは負荷感応型ポ
ンプの使用も可能である。特許請求の範囲にポン
プ部材について、流体をエンジン速度に比例する
流量で移送できると記載したことは、容積型であ
る限りにおいて、定容積型および可変容積型ポン
プのいずれをも含む趣旨である。

最後にこの発明は、特に配管作業を簡易化する
目的で、モータと弁が一体を成す装置に関して記
述したが、モータと弁を、モータあるいは弁の機
能を変えることなく、ポンプのようなこの機構の
別な要素部材と一体にすることも可能であること
は云うまでもない。