JPH0526042A - エンジンの冷却フアン回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンにより粘性式ファンクラッチ８又は
差動歯車機構３２を介して駆動される冷却ファン６を、
エンジンの運転状態に応じた適正回転数で回転制御し
て、エンジンの過冷却の防止及びファン騒音の低減と、
エンジンのオーバーヒートの防止とを簡単な構成で低コ
ストで両立させるとともに、機器の保護を図る。 【構成】 ファンクラッチ８においてファン６に連結さ
れたクラッチケース１０（もしくはクラッチディスク１
４）、又は差動歯車機構３２においてファン６及びエン
ジンに連結されていない制御部を電動モータ２５に連結
して、ファン６を増減速制御し、そのモータ２５がファ
ン６から駆動されるときに、モータ２５から出力される
電気エネルギーを消費手段７１で消費する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンを冷却する
冷却ファンの回転制御装置に関し、特に、ファンがエン
ジンにより駆動されるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の冷却ファン回転制御
装置として、例えば実開昭６２―３１７２２号公報に示
すように、冷却ファンを電動モータに連結するととも
に、このモータの回転軸とエンジンの出力軸とを電磁ク
ラッチを介して連結し、通常の条件下では、電磁クラッ
チをＯＮ状態にして冷却ファンをエンジンで駆動する一
方、エンジンの冷却水温度が一定温度以上で高くかつエ
ンジンが低回転域にあるとき、電磁クラッチをＯＦＦ状
態にしてファンを電動モータで駆動するようにしたもの
が知られている。

【０００３】この従来のものでは、モータによりファン
をエンジン回転数で決まる回転数よりも高い回転数で回
転させることができ、冷却性能を増大させてエンジンが
オーバーヒートに陥るのを防止することができる。

【０００４】ところが、このものでは、基本的に、エン
ジンにより駆動されるファンの冷却性能が不足したとき
には、電動モータによるファン駆動に切り換えるという
考え方であるので、例えばエンジンが始動直後に暖機促
進等のために比較的高い回転数で回転するときには、フ
ァンはそのままエンジンにより駆動されて高い回転数で
回転し、ファン騒音が増大するという問題がある。

【０００５】また、高速走行時に走行風によりエンジン
冷却水が十分に冷却され、ファンによる冷却があまり必
要でないときにも、ファンがエンジンにより駆動される
ので、エンジンが過冷却状態になる虞れもあった。

【０００６】一方、例えば実開昭６０―１８７３２６号
公報に示されるように、冷却ファンとエンジンの駆動軸
とを粘性式ファンクラッチを介して連結し、そのファン
クラッチにおいてファン側に連結された例えばクラッチ
ケースに被停止部材を設ける一方、この被停止部材にそ
れを制動する停止手段を近接して配置し、エンジン水温
及びエンジン回転数に応じて停止手段を作動させて被停
止部材を制動し、ファンの回転数を低下させるようにし
たものがある。

【０００７】このものでは、エンジンが始動直後にファ
ンクラッチでのオイル粘度が高い状態で暖機促進等のた
めに高回転数で回転しても、被停止部材を停止手段で制
動することで、ファンがエンジンに追従して回転するの
を抑制でき、ファン騒音の低減を図ることができる。ま
た、高速走行時に走行風によりエンジン冷却水が十分に
冷却されるときには、ファンの回転を抑えて、エンジン
が過冷却状態になるのを防止することができ、上記従来
例の問題を解決できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その反
面、冷却ファンはエンジンにより駆動されるので、その
回転数をエンジン回転数に比例した上限値を越えて高く
することはできず、例えば低速走行時等でエンジン温度
が高いときには、ファン回転数が要求した冷却性能に対
し不足することがあり、場合によってはエンジンのオー
バーヒートを招くことがある。

【０００９】そこで、本発明者は、エンジンに粘性式フ
ァンクラッチ等を介して駆動連結される冷却ファンを電
動モータに連結し、このモータの回転制御により冷却フ
ァンをエンジンの運転状態に応じた設定回転数に制御す
るようにすることを考えた。こうすることで、低コスト
でかつ簡単な構成で、冷却ファンをエンジンの運転状態
に応じて最適状態に回転制御でき、エンジンの過冷却状
態及びオーバーヒートを防止し、ファン騒音を低減する
ことができる。

【００１０】その場合、ファン回転数が設定回転数に対
し不足しているときには、モータによりファンを増速回
転させ、逆に設定回転数よりも高いときには、ファンを
モータで減速回転させるという２通りの状態が生じる。
ファンの増速回転時は、モータがファンを駆動している
状態であり、モータで電気エネルギーが消費されている
が、逆に、ファンの減速回転時には、ファンの回転をモ
ータにより制動するので、モータがファンにより駆動さ
れることとなり、モータの発電抵抗により制動力を得る
にはモータが発熱して、モータに負担がかかる。

【００１１】本発明は斯かる点に鑑み、上記の考えをさ
らに押し進めてなされたもので、その目的は、モータへ
所定の手段を接続することで、簡単な構成で、ファンに
より駆動されるモータの保護を図ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明では、上記の如く、エンジンに粘性
式ファンクラッチを介して駆動連結される冷却ファンを
電動モータにより増減速制御することとし、さらに、フ
ァンの減速制御時、モータが発電機となって出力する電
気エネルギーを消費する手段を設ける。

【００１３】すなわち、この発明では、エンジンと冷却
ファンとを連結する粘性式ファンクラッチにおいて、そ
のクラッチケース又はクラッチディスクの一方を上記フ
ァンに連結されたファン連結部とし、上記ファン連結部
を回転させる電動モータと、該電動モータを作動制御す
る制御手段と、ファンがモータにより減速方向に制御さ
れているときに、該モータから出力される電気エネルギ
ーを消費する消費手段とを設ける。

【００１４】請求項２の発明では、エンジンに差動歯車
機構を介して駆動連結される冷却ファンを上記請求項１
の発明と同様に電動モータに連結して、ファンの制御時
にモータからの電気エネルギーを消費するようにした。

【００１５】つまり、この発明では、エンジンとファン
とを差動歯車機構を介して駆動連結し、上記差動歯車機
構は、エンジンに連結された入力部と、ファンに連結さ
れたファン連結部と、該ファン連結部の回転を制御する
制御部とからなり、そのうち、上記ファン連結部が増速
するよう制御部にエンジンによる回転方向とは逆方向の
回転力を与える電動モータと、該電動モータを作動制御
する制御手段と、ファンが増速方向に制御されていると
きに、モータから出力される電気エネルギーを消費する
消費手段とを設ける。

【００１６】請求項３の発明では、ファンの減速制御時
にモータの接続端子同士を短絡するようにした。

【００１７】すなわち、この発明では、上記請求項１及
び２の発明における消費手段を、モータの接続端子間を
短絡する短絡回路を有するものとする。

【００１８】請求項４の発明では、上記短絡回路に、モ
ータの回転抵抗を変える可変抵抗器を接続する。

【００１９】

【作用】上記の構成により、請求項１の発明では、粘性
式ファンクラッチにおいて冷却ファンに連結されている
クラッチケース又はクラッチディスクの一方からなるフ
ァン連結部は電動モータに連結されているので、この電
動モータを制御手段により増速方向又は減速方向に作動
制御することで、ファン回転数を設定回転数に保つこと
ができ、冷却ファンをエンジンの運転状態に応じた適正
回転数で回転制御して、エンジンの過冷却の防止及びフ
ァン騒音の低減と、エンジンのオーバーヒートの防止と
を簡単な構成で低コストで両立させることができる。

【００２０】そのとき、上記モータがファンを減速させ
るときには、ファンによりモータが駆動されるので、モ
ータが発電機となって電気エネルギーを出力するが、こ
の電気エネルギーは消費手段で消費される。このため、
モータの発熱が抑えられ、その保護を図ることができ
る。 請求項２の発明では、エンジンとファンとを連結
する差動歯車機構において、ファンに連結されたファン
連結部の回転を制御する制御部が電動モータに連結され
ているので、請求項１の発明と同様に、この電動モータ
を駆動制御してファン連結部の回転数を制御することに
より、ファン回転数を設定回転数に保つことができる。
すなわち、冷却ファンの回転数が設定回転数よりも低い
ときには、電動モータから制御部に伝達される回転力を
大きくして冷却ファンを増速回転させる一方、逆に、フ
ァン回転数が設定回転数よりも高いときには、電動モー
タからの回転力を小さくして冷却ファンを減速回転させ
ることにより、ファン回転数を設定回転数に保つことが
できる。従って、この場合でも、冷却ファンをエンジン
の運転状態に応じた適正回転数で回転制御でき、エンジ
ンの過冷却の防止及びファン騒音の低減と、エンジンの
オーバーヒートの防止との両立が図れる。

【００２１】また、ファンの増速制御時に制御部の回転
を制動する際にファンによりモータが駆動されて、モー
タから電気エネルギーが出力されるが、このモータから
の電気エネルギーが消費手段で消費されるので、モータ
の保護が図れる。

【００２２】請求項３の発明では、モータの接続端子同
士を短絡回路により短絡することで、モータの出力電気
エネルギーを消費するので、電気エネルギーの消費が簡
単な構成で容易に実現できる。

【００２３】請求項４の発明では、上記短絡回路に可変
抵抗器が接続されているので、この可変抵抗器で短絡回
路の回路抵抗を変えることで、モータの制動力を変える
ことができ、ファンの減速制御をきめ細かく行うことが
できる。

【００２４】請求項５の発明では、エンジン水温が所定
温度以上に上昇したとき、水温スイッチにより短絡回路
が開かれるので、モータの制動力が最小になる。このた
め、制御システムの故障等によりエンジン水温が異常上
昇しても、ファンはモータの抵抗を大きく受けることな
くエンジンにより駆動されて回転することとなり、異常
時に冷却不足になるのを防ぐというフェイルセイフ機能
を確保することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２６】（実施例１）図１は本発明の実施例１の全
体構成を示す。１はエンジンのクランク軸、２はクラン
ク軸１の前端部に取り付けられたクランクプーリであ
る。３はクランク軸１と平行に配置されてエンジンの前
側壁に回転自在に支持された回転軸で、この回転軸３の
後端部にはプーリ４が回転一体に取り付けられ、このプ
ーリ４と上記クランクプーリ２との間にはＶベルトから
なるファンベルト５が巻き掛けられており、クランク軸
１により回転軸３が回転駆動されるようになっている。

【００２７】上記回転軸３の前端には粘性式ファンクラ
ッチ８を介して冷却ファン６が支持されている。上記フ
ァンクラッチ８は、回転軸３の先端にベアリング９を介
して相対回転可能に支持された略密閉状のクラッチケー
ス１０を有し、このクラッチケース１０の外周に冷却フ
ァン６を構成するファンブレード７，７，…が取り付け
られている。つまり、クラッチケース１０がファン連結
部を構成している。クラッチケース１０の内部には隔壁
１１により前後に仕切られた貯蔵室１２及び作動室１３
が形成され、これらの両室１２，１３内には粘性流体と
してのシリコンオイルが所定量封入されている。上記作
動室１３内には回転軸３の先端に回転一体に取り付けた
クラッチディスク１４が配置されており、このディスク
１４が回転軸３と共に作動室１３内で回転したとき、そ
の回転トルクを作動室１３内のシリコンオイルを介して
クラッチケース１０に伝達することで、ファン６を回転
するようになっている。

【００２８】また、上記隔壁１１には両室１２，１３を
連通する弁孔１５が開口され、貯蔵室１２内には弁孔１
５を開閉する弁体１６が配設されている。この弁体１６
は貯蔵室１２内を直径方向に延びる板ばね式のもので、
その一端が隔壁１１にビス１７，１７により固定されて
おり、他端で弁孔１５を開閉するようになっている。ま
た、弁体１６は板ばねのばね力により開弁方向に付勢さ
れている。クラッチケース１０の前端にはバイメタル１
８が両端部にて固定されている。このバイメタル１８は
周りの雰囲気温度により反応するもので、その中央部に
はロッド１９が取り付けられ、このロッド１９はクラッ
チケース１０の前壁を貫通して貯蔵室１２内に延び、そ
の後端は上記弁体１６の中間部に当接している。そし
て、雰囲気温度が低いときには、バイメタル１８は略直
線状に延び、このことで弁体１６がロッド１９により押
されて閉弁する一方、雰囲気温度の上昇に伴い、バイメ
タル１８が中央部を前側に突出するように彎曲してロッ
ド１９を前進させ、このことで弁体１６を開弁させて、
貯蔵室１２から作動室１３に入るシリコンオイルの量を
増加させ、クラッチディスク１４からクラッチケース１
０に伝達される動力を増大させて、ファン６の回転数を
高めるようになっている。

【００２９】上記クラッチケース１０の後端には回転軸
３の周りに位置するプーリ２１が回転一体に取り付けら
れている。また、回転軸３の側方には回転軸３と平行な
出力軸２６を有する電動モータ２５が配置固定されてい
る。このモータ２５の出力軸２６前端には上記プーリ２
１と同等のプーリ径を有するプーリ２２が回転一体に取
り付けられ、両プーリ２１，２２間にはＶベルト２３が
巻き掛けられている。つまり、ファン６と一体に回転す
るファン連結部たるクラッチケース１０はプーリ２１，
２２及びベルト２３からなるベルト伝動機構２４を介し
て電動モータ２５に駆動連結されており、モータ２５を
クラッチディスク１４従ってエンジンと異なる回転数で
回転制御することで、ファン６を増速方向又は減速方向
に回転させるようになっている。

【００３０】上記モータ２５の回転制御はコントローラ
６１により行われるようになっている。図２に詳示する
ように、上記コントローラ６１はＣＰＵ６２を備え、こ
のＣＰＵ６２には、エンジン温度としてのエンジン冷却
水温度を検出する水温センサ６３の出力信号と、車速を
検出する車速センサ６４の出力信号と、エンジン回転数
を検出する回転数センサ６５の出力信号と、車載空気調
和機（図示せず）におけるコンプレッサの作動によりガ
ス冷媒が高圧状態になったことを検出する圧力センサ６
６の出力信号とが入力されている。また、コントローラ
６１にはバッテリ６７（図１参照）が接続されている。

【００３１】モータ２５のプラス側端子とバッテリ６７
との間の回路には電流増幅トランジスタＴr1が接続さ
れ、このトランジスタＴr1のベースにはオペアンプ６８
の出力側が接続されている。オペアンプ６８の入力側に
は抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 により設定される電圧信号と、ＣＰＵ
６２のモータ回転数設定部６２ａから出力されるアナロ
グの回転数設定信号とが入力されており、回転数設定信
号に応じたモータ供給電圧をオペアンプ６８から出力さ
せ、その電圧信号をトランジスタＴr1で電流増幅してモ
ータ２５に供給する。また、上記トランジスタＴr1のコ
レクタは、ＣＰＵ６２のモータＯＮ／ＯＦＦ制御部６２
ｂから出力されるモータ停止信号の有無によりＯＮ／Ｏ
ＦＦ動作するトランジスタＴr2を介してアースされてお
り、ＣＰＵ６２からトランジスタＴr2にモータ停止信号
が出力されたとき、トランジスタＴr2がＯＮ作動してバ
ッテリ電源を短絡することで、モータ２５の作動を停止
する。モータ２５のプラス側端子はＣＰＵ６２の逆起電
力モニタ部６２ｃに接続されており、モータ２５が回転
するときにその回転数に応じて変化するように生じる逆
起電力をＣＰＵ６２で監視し、この逆起電力の大きさに
よりファン６の実際の回転数を検出するようになってい
る。つまり、ＣＰＵ６２は冷却ファン６の回転数を検出
するファン回転数検出手段を構成する。

【００３２】さらに、モータ２５の両端子はトランジス
タＴr3により断続される短絡回路７１により接続され、
上記トランジスタＴr3のベースはＣＰＵ６２のブレーキ
ＯＮ／ＯＦＦ部６２ｄに接続されており、モータ２５へ
の通電を停止してファン６を減速制御するとき、ブレー
キＯＮ／ＯＦＦ部６２ｄからトランジスタＴr3に信号を
出力してモータ２５の接続端子間を短絡するようにして
いる。

【００３３】トランジスタＴr3とＣＰＵ６２のブレーキ
ＯＮ／ＯＦＦ部６２ｄとは常時ＯＮの水温スイッチ６９
を介して接続されている。この水温スイッチ６９は、エ
ンジン水温が所定温度以上に上昇すると機械的にＯＦＦ
作動するもので、この水温スイッチ６９がＯＦＦ状態に
なったときには、ＣＰＵ６２とトランジスタＴr3との接
続を断って該トランジスタＴr3を強制的にＯＦＦ状態に
し、短絡回路７１を開くようになっている。

【００３４】また、上記短絡回路７１にはＣＰＵ６２の
減速制御部６２ｅからの信号により抵抗値が変えられる
可変抵抗器７０が直列に接続されており、ファン６の減
速制御時、可変抵抗器７０で短絡回路７１つまりモータ
２５の負荷抵抗を変え、その制動力を変えてファン６の
減速回転数を可変としている。

【００３５】この実施例では、上記短絡回路７１及びそ
の可変抵抗器７０により、モータ２５への通電が停止さ
れてファン６が減速方向に制御されているときにモータ
２５から出力される電気エネルギーを消費する消費手段
が構成される。

【００３６】上記ＣＰＵ６２において、冷却ファン６の
回転を制御するときの基本的な手順について図３により
説明する。まず、ステップＳ1 でエンジン始動後の経過
時間を検出し、ステップＳ2 で経過時間が基準値よりも
長いか否かを判定する。この判定がＮＯのときには、ス
テップＳ3 に進み、モータ２５をＯＦＦ状態にし、かつ
トランジスタＴr3のＯＮ作動によりモータ２５の回転抵
抗を最大にしてファン６を停止保持し、しかる後にステ
ップＳ1 に戻る。

【００３７】エンジンの始動から一定時間が経過して上
記ステップＳ2 の判定がＹＥＳになるとステップＳ4 に
進み、水温スイッチ６９がＯＮ状態にあるかどうかを判
定する。この判定がＹＥＳのときにはステップＳ5 にお
いて、エンジン温度が異常状態になっているとして、モ
ータ２５の回転数を最大にした後、ステップＳ1 に戻
る。

【００３８】上記ステップＳ4 でＮＯと判定されるとス
テップＳ6 に進み、車速センサ６４により検出された車
速と、水温センサ６３により検出されたエンジン水温、
回転数センサ６５により検出されたエンジン回転数、モ
ータ２５の逆起電力により求められる実際のファン回転
数、及び圧力センサ６６により検出された空気調和機の
ガス冷媒の圧力を読み込む。次いで、ステップＳ7で、
予め設定されている制御マップによりエンジン運転状態
に対応したファン回転数の設定値を演算する。上記制御
マップは車速、エンジン水温、エンジン回転数及び空気
調和機のガス冷媒圧力を基に設定される。この後、ステ
ップＳ8で上記実際のファン回転数と設定回転数との差
の絶対値が基準値よりも小さいかどうかを判定し、この
判定がＹＥＳのときには、ファン回転数が設定値近くの
一定範囲以内にあるので、ステップＳ9 においてモータ
２５の回転制御をそれまでと同じに維持し、しかる後に
ステップＳ1 に戻る。

【００３９】また、上記ステップＳ8 でＮＯと判定され
ると、ファン回転数が設定値近くの一定範囲を越えたの
で、ステップＳ10に進み、ファン回転数と設定値との大
小を比較する。ファン回転数が設定値よりも高くて判定
がＹＥＳのときには、ステップＳ11において、モータ２
５の回転数を下げてファン６の回転を減速する。

【００４０】また、ステップＳ10での判定がファン回転
数が設定値よりも低いＮＯのときには、ステップＳ10に
おいて、モータ２５の回転数を上げてファン６の回転を
増速する。上記ステップＳ11，Ｓ12の後はステップＳ1
に戻る。

【００４１】次に、上記実施例の作用について説明す
る。エンジンの始動後、一定時間が経過すると、コント
ローラ６１において、水温センサ６３により検出された
エンジン水温、回転数センサ６５により検出されたエン
ジン回転数、及び圧力センサ６６により検出されたガス
冷媒の圧力に基づいて、エンジン運転状態に対応したフ
ァン回転数の設定値が求められ、この設定値と、モータ
２５の逆起電力により求められる実際のファン回転数と
が比較されて、ファン回転数が設定値になるようにモー
タ２５がフィードバック制御される。すなわち、実際の
ファン回転数と設定回転数との差が一定範囲内にあると
きには、モータ２５の回転制御をそれまでと同じに維持
するが、ファン回転数が設定値よりも一定範囲を越えて
高くなると、モータ２５の回転数が下げられ、該モータ
２５の制動力により、モータ２５にベルト伝動機構２４
及びファンクラッチ８のクラッチケース１０を介して連
結されているファン６の回転が減速される。逆に、ファ
ン回転数が設定値よりも低いときには、モータ２５の回
転数が上昇してファン６の回転が増速される。

【００４２】このように、ファンクラッチ８においてフ
ァン６と一体のクラッチケース１０にベルト伝動機構２
４を介して連結されたモータ２５を作動制御することに
より、冷却ファン６をエンジンの運転状態に応じた適正
回転数で回転制御でき、エンジンの過冷却の防止及びフ
ァン騒音の低減と、エンジンのオーバーヒートの防止と
を簡単な構成で低コストで両立できる。

【００４３】また、上記ファン６の減速制御時、モータ
２５がファン６及びそれと一体的に回転するファンクラ
ッチ８のクラッチケース１０により駆動されるが、この
とき、ＣＰＵ６２のブレーキＯＮ／ＯＦＦ部６２ｄから
信号が出力されてトランジスタＴr3がＯＮ作動し、モー
タ２５の両端子同士が短絡され、短絡回路７１における
可変抵抗器７０の負荷抵抗により決まる制動力でファン
６の回転を制動する。このように、ファン６の減速制御
時、ファン６により駆動されてモータ２５から出力され
る電力が短絡回路７１及びその可変抵抗器７０で消費さ
れるので、モータ２５の発熱が抑えられ、その保護を図
ることができる。

【００４４】そのとき、上記可変抵抗器７０の抵抗値を
変えることにより、モータ２５によるファン６の制動力
を変えることができ、ファン６の減速制御を精度よく行
うことができる。

【００４５】また、ファン６の減速制御時であっても、
エンジン水温が所定温度以上に上昇すると、水温スイッ
チ６９がＯＦＦ作動してトランジスタＴr3がＯＦＦ状態
になり、短絡回路７１が開放されてモータ２５の制動力
が最小になる。従って、制御システムの故障等によりエ
ンジン水温が異常上昇しても、ファン６はモータ２５の
抵抗を受けることなくエンジンにより駆動されて回転す
ることとなり、異常時に冷却不足になるのを防いでフェ
イルセイフ機能を確保することができる。

【００４６】尚、上記実施例では、短絡回路７１の開閉
をトランジスタＴr3で行うようにしたが、図４に示すよ
うに変えることもできる。この例では、バッテリ６７及
びモータ２５のプラス側端子同士がコントローラ６１に
内蔵された切換スイッチ部７２により、またマイナス側
端子同士が同様の開閉スイッチ部７３によりそれぞれ接
続されている。切換スイッチ部７２の可動側７２ａはモ
ータ２５に、また一方の固定側７２ｂはバッテリ６７に
それぞれ接続され、他方の固定側７２ｃと開閉スイッチ
部７３の可動側７３ａとは可変抵抗器７０及び水温スイ
ッチ６９を直列に配置した短絡回路７１により接続され
ている。そして、ファン６を増速制御するときには、切
換スイッチ部７２の可動側をバッテリ６７に接続された
固定側に導通させ、かつ開閉スイッチ部７３を導通状態
とすることで、バッテリ６７の電力をモータ２５に供給
する一方、減速制御時には、切換スイッチ部７２の可動
側７２ａを短絡回路７１に接続された固定側７２ｃに導
通させ、かつ開閉スイッチ部７３を導通遮断させること
で、モータ２５の両端子を短絡回路７１で短絡するよう
になっている。従って、この例でも、上記実施例と同様
の作用効果が得られる。

【００４７】また、上記実施例では、ファンクラッチ８
のクラッチディスク１４をエンジンに、またクラッチケ
ース１０をファン６にそれぞれ連結しているが、逆に、
クラッチケースをエンジンに、またクラッチディスクを
ファン連結部としてファン６にそれぞれ連結した構造の
ファンクラッチにも適用できる。その場合、ファン６に
連結されるクラッチディスクを電動モータ２５に連結す
る。

【００４８】さらに、上記実施例では、モータ２５で発
生した電気エネルギーを短絡回路７０で消費するように
しているが、モータ２５にそれとは逆方向に回転する補
助モータを駆動連結し、ファン６の減速制御時には、モ
ータ２５からの電気エネルギーを補助モータに供給し
て、補助モータによりモータ２５をファン制動力が増大
するように駆動するようにしてもよく、大きなファン制
動力が得られる。

【００４９】（実施例２）図５は実施例２を示し、エン
ジンとファン６とを差動歯車機構を介して連結したもの
である。

【００５０】すなわち、この実施例では、回転軸３の前
端には遊星歯車機構からなる差動歯車機構３２が連結さ
れている。この差動歯車機構３２は、図６にも示すよう
に、回転軸３に回転一体に取り付けられたサンギヤ３３
と、回転軸３にベアリング３４，３４を介して回転可能
に支持され、上記サンギヤ３３に噛合する３つのピニオ
ン３５，３５，…を回転自在に担持するピニオンキャリ
ア３６と、このピニオンキャリア３６の周りにベアリン
グ３７，３７を介して回転可能に支持され、内周の歯３
８ａで各ピニオン３５に噛合するリングギヤ３８とを備
えてなり、このリングギヤ３８の外周にファンブレード
７，７，…が取り付けられている。従って、この実施例
では、上記サンギヤ３３がエンジンに連結された入力部
を、またリングギヤ３８がファン６に連結されたファン
連結部を、さらにピニオンキャリア３６がファン連結部
たるリングギヤ３８の回転を制御する制御部をそれぞれ
構成しており、上記制御部としてのピニオンキャリア３
６の回転を制動することで、ファン連結部としてのリン
グギヤ３８つまりファン６の回転数を増速させるように
なっている。

【００５１】この実施例では、上記差動歯車機構３２に
おける制御部としてのピニオンキャリア３６の後端にベ
ルト伝動機構２４のプーリ２１が回転一体に取り付けら
れている。そして、ファン回転数を増速回転させるとき
には、モータ２５によりピニオンキャリア３６をエンジ
ンによる通常の回転方向とは逆方向（制動方向）に駆動
することで、リングギヤ３８つまりファン６を増速回転
させ、一方、ファン回転数を減速回転させるときには、
モータ２５を作動停止させてリングギヤ３８に対する伝
動を遮断することで、ファン６を減速回転させようにな
っている。その他の構造は、実施例１と同様である。

【００５２】したがって、この実施例においては、電動
モータ２５の回転を制御することで、ファン６を設定回
転数に制御でき、ファン回転数が設定回転数よりも低い
ために増速回転させるときには、モータ２５の回転力が
下げられてピニオンキャリア３６の回転が制動され、リ
ングギヤ３８つまりファン６を増速回転させることがで
きる。このとき、モータ２５からの電気エネルギーが短
絡回路７１で消費される。

【００５３】また、実際のファン回転数が設定回転数に
対し大幅に低くて、ピニオンキャリア３６の制動のみで
はファン回転数が不足することがある。このときには、
上記モータ２５によりピニオンキャリア３６がエンジン
による回転方向とは逆方向（制動される方向）に駆動さ
れて回転し、このモータ２５による駆動回転により、フ
ァン回転数をエンジン回転数で決まる最大回転数よりも
さらに高い回転数で回転させることができる。

【００５４】一方、ファン回転数が設定回転数よりも高
いために減速回転させるときには、モータ２５が作動停
止され、ピニオンキャリア３６は回転自在な状態にな
る。このため、エンジンの回転がリングギヤ３８に伝達
されず、ファン６が減速回転される。よって、この実施
例でも、実施例１と同様の作用効果が得られる。

【００５５】（実施例３）図７は実施例３を示し、差動
歯車機構の構造を変えたものである。すなわち、差動歯
車機構３２′は、回転軸３に回転一体に取り付けられ後
側面外周に歯３９ａを有する第１のサイドギヤ３９と、
このサイドギヤ３９後側の回転軸３にベアリング４０，
４０を介して回転自在に支持され、外周に上記サイドギ
ヤ３９の歯３９ａに噛合するピニオン４１，４１，…を
有するピニオンキャリア４２と、このピニオンキャリア
４２及び第１のサイドギヤ３９を包むように配置されて
ピニオンキャリア４２のボス部４２ａにベアリング４３
を介して回転可能に支持され、後側壁部の前面に上記各
ピニオン４１に噛合する歯４４ａを有する第２のサイド
ギヤ４４とを備えてなり、上記第２のサイドギヤ４４外
周にファンブレード７，７，…が取り付けられ、上記ピ
ニオンキャリア４２のボス部４２ａ後端にプーリ２１が
回転一体に取り付けられている。その他は上記実施例２
と同様であり、この実施例でも実施例２と同様の作用効
果を奏することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、エンジンと冷却ファンとの間に介在される粘性式フ
ァンクラッチにおいて、ファンに連結されるクラッチケ
ース又はクラッチディスクを電動モータに連結し、その
モータによりファンを増速又は減速制御するとともに、
ファンの減速制御時にモータから出力される発電エネル
ギーを消費するようにした。請求項２の発明では、エン
ジンとファンとを連結する差動歯車機構において、ファ
ンに連結されるファン連結部を制御する制御部を同様に
電動モータに連結し、ファンの増速制御時にファンによ
りモータが駆動されるときにモータから出力される発電
エネルギーを消費するようにした。従って、これらの発
明によると、エンジンにより駆動される冷却ファンをエ
ンジンの運転状態に応じた適正回転数で回転制御でき、
エンジンの過冷却の防止及びファン騒音の低減と、エン
ジンのオーバーヒートの防止とを簡単な構成で低コスト
で両立させることができるとともに、ファンの制御時の
モータからの電気エネルギーを消費し、モータの負担を
小さくして発熱抑制による保護を図ることができる。

【００５７】請求項３の発明によれば、上記モータの接
続端子同士を短絡回路により短絡して、モータの出力電
気エネルギーを消費するようにしたので、電気エネルギ
ーの消費が簡単な構成で容易に実現できる。

【００５８】請求項４の発明によると、上記短絡回路に
可変抵抗器を接続したので、この可変抵抗器により短絡
回路の回路抵抗を変えてモータの制動力を変えることが
でき、ファンの減速制御をきめ細かく行うことができ
る。

【００５９】請求項５の発明によると、エンジン水温が
所定温度以上に上昇したときに短絡回路を開く水温スイ
ッチを設けたことにより、制御システムの故障等により
エンジン水温が異常上昇したときに、モータの制動力を
最小にしてファンの回転を確保でき、異常時に冷却不足
になるのを防ぐというフェイルセイフ機能を確保でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る冷却ファン回転制御装
置の全体構成図である。

【図２】制御装置の構成を示す電気回路図である。

【図３】ＣＰＵでの信号処理手順を示すフローチャート
図である。

【図４】短絡回路の変形例を示す電気回路図である。

【図５】実施例２を示す図１相当図である。

【図６】図５のVI―VI線断面図である。

【図７】実施例３を示す図１相当図である。

【符号の説明】

６…冷却ファン ８…ファンクラッチ １０…クラッチケース（ファン連結部） １４…クラッチディスク ２５…電動モータ ３２，３２′…差動歯車機構 ３３…サンギヤ（入力部） ３６…ピニオンキャリア（制御部） ３８…リングギヤ（ファン連結部） ３９…サイドギヤ（入力部） ４２…ピニオンキャリア（制御部） ４４…サイドギヤ（入力部） ６１…コントローラ ６２…ＣＰＵ ６９…水温スイッチ ７０…可変抵抗器 ７１…短絡回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンに粘性式ファンクラッチを介し
   て駆動連結された冷却ファンの回転制御装置であって、 上記ファンクラッチのクラッチケース又はクラッチディ
   スクの一方が、上記ファンに連結されたファン連結部と
   され、 上記ファン連結部を回転させる電動モータと、該電動モ
   ータを作動制御する制御手段と、上記ファンが減速方向
   に制御されているときに、モータから出力される電気エ
   ネルギーを消費する消費手段とを備えていることを特徴
   とするエンジンの冷却ファン回転制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンに差動歯車機構を介して駆動連
   結された冷却ファンの回転制御装置であって、 上記差動歯車機構は、エンジンに連結された入力部と、
   ファンに連結されたファン連結部と、該ファン連結部の
   回転を制御する制御部とからなり、 上記ファン連結部が増速するよう制御部にエンジンによ
   る回転方向とは逆方向の回転力を与える電動モータと、
   該電動モータを作動制御する制御手段と、上記ファンが
   増速方向に制御されているときに、モータから出力され
   る電気エネルギーを消費する消費手段とを備えているこ
   とを特徴とするエンジンの冷却ファン回転制御装置。
3. 【請求項３】 消費手段が、モータの接続端子間を短絡
   する短絡回路を有するものであることを特徴とする請求
   項１又は２記載のエンジンの冷却ファン回転制御装置。
4. 【請求項４】 短絡回路に、モータの回転抵抗を変える
   可変抵抗器が接続されていることを特徴とする請求項３
   記載のエンジンの冷却ファン回転制御装置。
5. 【請求項５】 エンジン水温が所定温度以上に上昇した
   ときに短絡回路を開くように作動する水温スイッチが設
   けられていることを特徴とする請求項３又は４記載のエ
   ンジンの冷却ファン回転制御装置。