JPS5891323A - 熱交換装置用フアン装置 - 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】 本発明は熱交換器を通過する液体を冷却するファン装置
に関し、更に詳しくは、内燃機関を循環する冷却液を冷
却する熱交換器または放熱器用ファン装置に関する。

内燃機関の使用温度は、中間熱媒液すなわち冷却液、例
えばエチレングリコール、水等を内燃機関と熱伝達装置
（一般に放熱器といわれる）の間に配置した導管または
ホースを循環させることによって維持される。すなわち
、熱せられた冷却液を放熱管の導管に通して、この導管
中を流れる熱せられた冷却液を放熱管を通したまわりの
空気で冷やすという間接熱伝達法によって使用温度が維
持されている。この冷却液を内燃機関内に通常配置され
ているサーモスタットを開放して放熱管の導管またはホ
ースを介して放熱管およびエンジンに流Ｌ７入れること
ができる。したがって、冷却液の流れの様子は流水がな
いとき（閉鎖）と流水がたくさんあるときとでちがうと
いう条件で、冷却液はサーモスタットの開放と同時に流
される。同様に、空気調和装置のフレオンを圧縮後、熱
交換器に通して膨張前にこの圧縮流体を空気を熱交換器
に通して冷やす。

一般に、冷却液を冷却するに充分久空気を放熱管に流す
ために、少くとも４枚羽根ファン形状のファン装置を放
熱器のエンジン側に設けて放熱管に空気を取り入れるが
、ファン羽根の回転は内燃機関の毎分回転数（ｒｐｍ）
に正比例する。したがって、内燃機関の毎分回転数が低
ければ、ファンの回転は低くなシその結果押込空気の流
量が小さくなる。１９８０年７月１６日出願の米国特許
１５９，５８９号明細書中には電動モータで駆動される
ファンから成シ、軸流プロペラ型Ｓ形状の２枚羽根で形
成された放熱器用ファン装置が開示されている。但し、
放熱器は従来通り自動車エンジンの前側に配置しである
。

自動車を小型化するために熱交換器または放熱器の従来
の位置を中間熱媒液の適切な液流に合った位置に変更す
ることが要求されている。したがって、放熱器をモータ
のそばに、すなわち従来位置と直交した位置、あるいは
車両の別の位置に取り付けた方がよい。前述の米国特許
のファン装置は、自然対流が熱伝達関係または車両の速
度の結果でもたらされる場合に適しているが、熱交換器
または放熱器の取付位置変更により熱交換器または放熱
器を空気で冷やすという、より積極的手段を必要とする
。

油圧ファン装置には使用法があって、それは電動または
空気圧式の流れ分割器と関連していた。流れ分割器は非
常に高価で高圧条件で休みなく作動する。ファン装置を
操作する必要があるとき流れ分割器を閉じてファンモー
タの作動を開始する。この場合、油圧ボンプはエンジン
により休みなく回転されるので、エネルギーを消費し油
圧ポンプの不必要な衰耗を招く。その上、この種のファ
ン装置は、油圧ポンプの作動が一定であるから、作動液
を再循環するために溜めへ側管を必要とする。

その結果、油圧ポンプの作動が一定であるから熱交換器
の作動液を冷却する必要がある。

本発明の目的は、車両の内燃機関の放熱器用ファン装置
の提供にある。

本発明の他の目的は、放熱器を空気で冷やすという積極
的な空気流を与える車両の内燃機関の放熱器用ファン装
置の提供にある。

本発明の他の目的は、放熱器を従来とは異なった位置に
取付けた場合の車両の内燃機関の放熱器用ファン装置の
提供にある。

本発明の他の目的は、作動液を使って油圧モータを駆動
してファン装置のファンを回転させる、車両の内燃機関
の放熱器のファン装置の提供にある。

本発明の他の目的は、作動液の熱交換要求を除去した車
両の内燃機関の放熱器の油圧ファン装置の提供にある。

本発明の他の目的は、燃料効率の改良、エンジンノイズ
の減少およびエンジン仕切室の温度の有効な制御の可能
な車両用内燃機関の放熱器の油圧ファン装置の提供にあ
る。

上記目的を達成するだめに本発明は、油圧ポンプにより
駆動されるファン、車両の回転部材に掛けたプーリーに
よって駆動されるエンドレスベルトにより回転される油
圧モータ（但し、油圧ポンプと絣呑≠≠≠←油圧モータ
は互いに流体連通されている）とから成る車両の熱交換
器または放熱器のファン装置を採用している。

図面において、車両の内燃機関用放熱装置１０は冷却液
送込導管１２と冷却液排出導管１４を有している。

明瞭にするために放熱装置１０をほぼ従来通シに取シ付
けであるように図示しである。

但し、放熱装置の位置が従来の取付配置と異なっている
個所を破線で示す。

放熱装置１０と内燃機関との間に配置したものが、ファ
ン装置１６であり、油圧ポンプ１８と油圧モータ２０と
から構成され、ポンプとモータとは導管２２．２４と溜
め２５を経由して作動液が流れる如く連通されている。

軸２６を有する油圧ポンプ１８を、例えば植込ボルト２
日で、内燃機関のブラケット３１により取付けられた支
持プレート６０に取り付ける。支持プレート３０にはオ
リフィス６２が形成され、油圧モータ１８の軸２６を回
転可能に取シ付けるベアリング６４も設けしれている。

軸２６に電磁作動クラッチ装置３６が取り付けられてい
る。このクラッチ装置には当業者周知のプーリーホイー
ル３８が設けられている。エンドレスベルト４０を、と
のプーリーホイール３８のまわシにおよび車両の内燃機
関のクランクシャフト４４に取シ付けたプーリーホイー
ル４２のまわシに掛けている。

軸４６を有する油圧モータ２０を第１ノフイス５２を形
成し、かつ軸４６を回転可＊ヒに取シ付けるベアリング
５４を有する支持プレート５０に、例えば植込ボルト４
８で取り付ける。ファン５６を油圧モータ２０の軸４６
に取り付け、２枚羽根の軸流プロペラ形Ｓ形状として図
示されているが、他のファン羽根形状も考えられるのは
勿論である。

油圧モータ２０とファン５６を有する支燻プレート５０
を車両の放熱装置１０のすく゛近くに支持バー６０を位
置させるためのスペーサ一部材５８を使って配設する。

この支持ノ（−６０に支持プレート５０を°例えばボル
トカＸ植込ボルト６２で取シ付ける。

ファン装置１６には、電線路６６によって電源の正側に
接続されたサーモスタット・スイッチ６４があシ、より
正確な温度検知のためには下部導管１２内にスイッチ６
４を位置させるのが望ましい。

サーモスタット・スイッチ６４−を、内燃機閣内にエン
ジンサーモスタット（不図示）があるかどうかにかかわ
らず、冷却液温度約８２．２〜８７．７Ｃ（１８０’Ｆ
〜１９０’Ｆ　）ノ閉鎖モードに応答するように、冷却
液温度約７４ｃ〜７９．４　ｔｌ’　（１６５°Ｆ〜１
７５°Ｆ）の開放モードに応答するように選択するのが
望ましい。

一般に、使用のサーモスタットは約８８．８１：（１９
２°Ｆ）の使用温度を有し、大気中への汚染物質排出を
できるだけ少くしている。サーモスタットスイッチ６４
を電線路６８によって電動の電磁クラッチ装置５６に接
続する。

この電磁クラッチ３６を車両のフレームにクラッチを取
り付けることで接地する。

以下動作について説明する。本発明に係るファン装置１
６を有する車両の点火スイッチ（、不図示）に十−をか
けると、油圧モータ１８は不作動状態で冷却液の温度が
所定温度、例えば約８５．４　Ｃ（１８５°Ｆ）に達す
るまでその不作動状態に維持される。この所定の温度は
、サーモスタット・スイッチ６４で検知され、この時点
でサーモスタットスイッチ６４を閉じて電池６６の回路
を形成する。したがって、電動の電磁クラッチ３６を作
動させて油圧ポンプ１８の軸２６を回転させて作動液を
管路２２を通って圧力排出する。管路２２内の流体流に
よって油圧モータ２０の軸４６は矢印Ａの方向からみて
時計方向に回転し、軸４６に取シ付けたファン５６を時
計方向に回転させ、矢印Ｂで示されるように放熱器１０
を通って空気が取り入れられる。

サーモスタット・スイッチ６４は、例えば長時間の間毎
時約５２．２〜４８．５　ｋｍ　　（２０〜３０マイル
）以上のスピードを車両が出すことにより、所定の下限
温度、例えば約７４ｔｌ：’（１６５°Ｆ）に達するま
で閉じた状態のままである。但し、放熱器を従来の位置
に配置しであるから放熱器を通る強制対流が十分で冷却
液の温度を所望の作動レベノ１に維持でき、その時点で
サーモスタット・スイッチ４６が開き電動の電磁クラッ
チ３６を解放して、このシステムをＯＦＦモードにする
という条件の場合である。

放熱器の位置を変更することでサーモスタット・スイッ
チ６４の開閉を行うことは当業者には理解できることで
ある。

上述したように、車両の放熱装置１０を車両の任意の好
都合な位置に配置できるが、一般にはエンジンの前部に
従来から配置しである。一般に、ファン装置１６のファ
ン５６を放熱装置１０と内燃機関との間に取り付けであ
る。した′がって、ファン５６と油圧モータ２０を放熱
装置の前に配置して放熱装置を通って空気を押し出すこ
ともできるけれども、本発明では、ファン装置１６のフ
ァン５６の時計方向回転によって、放熱装置１０を通っ
て空気を取シ入れている。

放熱装置を従来のように取り付けて、車両のスピードが
毎時的５２．２〜４８．１５ｋｍ（２０〜３０マイル）
を超える走行状態が続く場合、スイッチ６４と油圧モー
タ２２は不作動となシフアン５６は発生した押込空気の
通過により回転させられることが容易にわかる。エネル
ギーは、ベルト駆動ファンを回転するに要するエネルギ
ーに応じて節約できる。本発明の油圧ファン装置１６は
必要なときにだけ操作されるので、燃料に換算すると１
５％以上の節約になる。　　　□ 本発明のファン装置は車両にもとがらあった装置として
使うまたは今ある装置と交換することができる。その上
、本発明のファン装置は、流体（例えばオイル）または
空気調和装置、冷蔵庫等の中間熱媒体（例えばフレオン
）を冷却するために強制対流を必要とする熱交換器に関
連する新しい装置または交換装置として使うこともでき
る。したがって、本発明のファン装置の位置として熱交
換器のすぐ近くに配置して熱交換器を通して空気を取り
込み、サーモスタット−スイッチは所定の温度に応答し
、油圧ポンプはクランクシャフトの駆動ベルトによシ操
作される。

【図面の簡単な説明】

牙１図は本発明の放熱器およびファン装置の側面図、 矛２図は捕圧モータの一部断面を含む拡大図である。 〔主要部分の符号の説明〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内燃機関を有する車両に関連する熱交換装置であ
   って、熱媒液が通過する・熱交換装置用のファン装置に
   おいて、 該熱交換装置のすぐ近くに設けた駆動軸を有する油圧モ
   ータ； 該油圧モータの駆動軸に取シ付けたファン；前記内燃機
   関のすぐ近くに設けた軸を有する油圧ポンプ； 該油圧ポンプの軸に取付けた電動の電磁クラッチ装置； 前記油圧ポンプと油圧モータの間に溜めを有する流体導
   管： 前記内燃機関によって前記油圧ポンプを駆動する手段；
   および 前記電動の電磁クラッチ装置を作動させて前記油圧ポン
   プの軸を回転させて前記油圧ポンプから油圧モータへ流
   体流を発生させて前記ファンを回転する如く、操作モー
   ドをとるための所定条件に応答するスイッチ手段から成
   ることを特徴とするファン装置。 ２、　前記熱交換装置が、前記内燃機関を通過する熱媒
   液を冷却するための放熱装置であシ、前記スイッチ手段
   が所定の上限温度に応答するサーモスタット・スイッチ
   である特許請求の範囲矛１項に記載のファン装置。 ３、　前記ファン装置は前記放熱装置と前記内燃機関の
   間に設けられ前記ファンは前記放熱装置を通して空気を
   取込むように回転させられる、特許請求の範囲矛２項に
   記載のファン装置。 ４、　前記サーモスタット・スイッチを前記放熱装置の
   排出導管内に配置した、特許請求の範囲牙２項に記載の
   ファン装置。 ５、前記所定の上限温度が約７１．１　ｃ〜約ｑ　３．
   ３ｔ：’　（１６０°Ｆ〜２００°Ｆ）である、特許請
   求の範囲子２項に記載のファン装置。 ６　前記サーモスタット・スイッチ手段ｓ２．ｚ〜８Ｚ
   ７Ｃ（１８０〜１９ＤｏＦ）の温度の前記操作モードお
   よび約７４〜７９．４　Ｃ（１６５〜１７５°Ｆ）の温
   度の非操作モードに配置する、特許請求の範囲子２項に
   記載のファン装置。 Ｚ　支持手段は、オリフィスを形成しかつ内部にベアリ
   ングを取付けて前記油圧モータの駆動軸を収容するため
   のプレート部材を有している、特許請求の範囲、１’１
   項またけ矛２項に記載のファン装置。 ８、　前記油圧ポンプの軸をプレート部材のオリフィス
   内に設けたベアリング内に配置した、特許請求の範囲子
   １または牙２項に記載のファン装置。 ９　前記電磁クラッチ装置はブ」リーを有し、前記内燃
   機関はプーリーを有し、さらに前記両プーリーのまゎシ
   にベルト手段を配置した、特許請求の範囲子１項に記載
   のファン装置。 １０、　　前記スイッチ手段は所定の上限温度に応答す
   るサーモスタット・スイッチである、特許請求の範囲子
   ９項に記載のファン装置。