JPS6238820A - ラジエ−タフアン駆動装置 - 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、自動車エンジンのラジェータファン駆動装置
に関する。

〈従来の技術〉 一般に、自動車エンジンの冷却系統としては、従来から
第７図に示すようなものが知られている。

この冷却系統において、エンジン４１前面に取付けられ
たラジェータファン４２は、ファンベルト４３を介して
エンジンの出力軸４４によって回転駆動され、冷却水管
４５．４５でエンジン４１と接続されている前方のラジ
ェータ４６へ向けて風を送るようになっている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、従来から一般的なこの種のラジェータファン
４２は、ファンベルト４３を介してエンジンの出力軸４
４で駆動される構造であるため、その取付位置がエンジ
ン本体もしくはその近傍に限られ、従ってラジェータ４
６の配置も同様にエンジン近傍に限定される。そのため
、自動車のエンジンスペースにラジェータやファンを設
置する余裕がない場合や、エンジンが密閉空間等冷却効
率の悪い所に設置されている場合、ラジェータやファン
をエンジンから離れた他の最適場所に設置することがで
きない。

また、低負荷運転中はファンによる冷却が不要になるが
、上記構造のラジェータファン４２はエンジン４１が稼
働している限り回転を止めることができないため、ファ
ンの駆動に燃料が無駄に消費されるのみならず、エンジ
ンの過冷却によっても燃料が浪費される。

また、上記構造のラジェータファン４２はエンジンに合
わせて高速回転し、ファンの駆動に必要な動力は速度の
３乗に比例して（後述、第４図参照）激増するが、ファ
ンの最大回転速度が規制できないため、高速回転による
無駄な燃料消費を抑制することができない。

さらに、」−記構造の冷却系統では、ラジェータファン
４２の回転速度は、ラジェータ水温に応じて変化させる
ことができずエンジンの回転速度で決まってしまい、水
温の調節はサーモスタット４７によるバイパス回路４８
の開閉で行なっている。

このため、ラジェータ水温の正確で応答性の良い制御が
できない。

そこで、本発明の目的は、エンジンやファンの取付位置
がエンジンの配置に制約されず、自動車内のスペースを
有効に利用できるラジェータファン駆動装置を提供する
点にあり、ラジェータ水温に応じてファンの回転速度を
変化させて、燃料消費を節減し得ることも可能であるラ
ジェータファン駆動装置を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の構成は、自動車エン
ジンｌで駆動される油圧ポンプ５と、この油圧ポンプ５
に管路を介して接続される油圧モータ８と、この油圧モ
ータ８の出力軸に固定され、ラジェータ２に風を送るラ
ジェータファンｌＯを備えたことを特徴とする。

〈作　用〉 油圧ポンプ５は、自動車エンジンｌで駆動されて、圧油
を管路を経てＭ１圧モ〜り８に供給する。

これによって、上記油圧モータ８は回転駆動され、その
出力軸に固定されたラジェータファンｌＯは、回転して
前方のラジェータ２に向かって風を送る。

上記油圧モータ８を駆動した後の作動油は管路を経て上
記油圧ポンプ５に戻る。

〈実施例〉 以下、本発明の図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、ｌは自動車エンジン、２はこの自動車
エンジンに吸水管３、戻り管４を介して接続されたラジ
ェータ、５は上記自動車エンジンｌの出力軸に連結され
た油圧ポンプ、６はこの油圧ポンプの吐出管７ａｌこフ
ィルタ１４を介して接続した流量調整弁、８はこの流量
調整弁６の出口管９ａに接続した油圧モータ、ｌＯはこ
の油圧モータ８の出力軸８ａに固定されラジェータ２へ
風を送るラジェータファン、１１は油圧モータ８の戻り
管９ｂおよび流量調整弁６のバイパス管７ｂとＭ１圧ポ
ンプ５の吸入管７Ｃとの間に設けた７１１１タンク、１
２は温度検知＄　１２　ａをエンジン近傍の吸水管３に
挿入して固定され、管路１３ａ、１３ｂを介して上記流
量調整弁６のパイロットボートを制御するサーモバルブ
である。

」１記サーモバルブ１２は、第２図に示すように、下端
の温度検知部１２ａ内に図示しないワックスを収容し、
このワックスの熱膨張により進退するビス）・ン（図示
せず）にバルブのスプール１６を固定してなる。そして
、吸水管３中の冷却水Ｗが低温のときは、入口ポ−）１
７と出口ポートＩ８がスプール１６のオリフィス１６ａ
を介して接続され、冷却水Ｗが高温になるにつれてワッ
クスが膨張してスプール１６を押し」−げ、入口ポート
１７と出口ポート１８は次第にスプール１６のランド部
１６ｂで遮断されるようになっている。この人口ボート
１７は流量調整弁６のパイロットボート２４に接続し、
出口ボート１８は流量調整弁６のリターンボート２３に
接続している。従って、このサーモバルブ１２は冷却水
Ｗの水温に応じてパイロットボート２４からリターンボ
ート２３への作動油の流量を調節する役目を果たす。な
お、ワックスの種類を変えることによってサーモバルブ
作動温度を５５℃〜１００℃間で所定の値に設定するこ
とができる。

上記流量調整弁６は、第３図に示すように、入口ボート
２１１出ロボート２２、リターンボート２３およびパイ
ロットボート２４を備え、入口ポート２１とリターンボ
ルト２３を連絡する油路Ａに逆止弁２５を設け、パイロ
ット油路りおよびＥでパイロットボート２４に、バイパ
ス油路Ｆですターンボート２３に、油路Ｃで入口ボート
２１に夫々連なるとともに直接出口ボート２２に連なる
油路Ｂに３つのオリフィス２７ａ、２７ｂ、２７ｃを有
する制御弁２６を設け、上記パイロット油路Ｅにリリー
フ弁２８を設けてなる。そして、入口ボート２１に油圧
ポンプ５の吐出管７ａを、出口ボート２２に油圧モ〜り
８へ向かう出口管９ａを、リターンボルト２３に油タン
ク＋１へ向かうバイパス管７ｂおよびサーモバルブ１２
の出口ボート１８へ向かう管路１３ｂを、パイロットボ
ーｌ・２４にサーモバルブ１２の入口ボートへ向かう管
路１３ａを夫々接続している。

上記構成のラジェータファン駆動装置の動作を第１図を
参照しながら述べる。

自動車エンジンｌの始動によりその出力軸に連結された
油圧ポンプ５は、駆動され、圧油を吐出管７ａおよびフ
ィルタ１４を経て流量調整弁６の入口ポート２＋（第３
図参照）へ供給する。このとき、吸水管３内の冷却水の
温度は低く、サーモバルブ１２の入口ボート１７と出口
ボート１８はオアー リフイス１６ａを介して接続されている。上記圧油は、
流量調整弁６の油路Ｂからオリフィス２７ｂ、パイロッ
トボート２４、管路１３ａ、サーモバルブ１２、管路１
３ｂを経て流量調整弁６のリターンボート２３に流れ、
制御弁２６はオリフィス２７ｂの前後に発生する差圧に
よってばね２９に抗して押上げられ、油路Ｂをバイパス
油路Ｆに連通させる。従って、油圧ポンプ５から供給さ
れた圧油の全量は、入口ポート２１から油路Ｂを経てバ
イパス油路Ｆを通りリターンボート２３からバイパス管
７ｂを経て油タンク１１へ戻される。

このため、油圧モータ８には圧油が供給されず停止状態
にある。

次に、自動車エンジン１の出力増大に伴って吸水管３内
の冷却水温度が上昇すると、サーモバルブ１２の入口ポ
ートＩ７と出口ボート１８は、押し上げられるスプール
１６のランド部１６ｂで次第に遮断され、それに応じて
上記オリフィス２７ｂを通る圧油流量は減少し、オリフ
ィス２７ｂの差圧が低下することにより制御弁２６ばば
ね２９によって押下げられ、油路Ｂとバイパス油路Ｆと
はオリフィス２７ａ、２７ｃを介して連通ずる。従って
、油路Ｂからバイパス油路Ｆへのバイパス７１ｔＩｉｔ
が漸減するとともに出口ボート２２へ供給される油量が
漸増し、ｉ＋ｔ＋圧モータ８を駆動してファンｌＯを回
転させ始めるのである。そして冷却水温度が所定のサー
モバルブの作動温度に達すると、入口ボー）１７と出口
ボート１８は完全に遮断され、油路Ｂとバイパス油路Ｆ
とが遮断されて、油圧ポンプ５から供給された圧油は全
て出口ボート２２から油圧モータ８に送られ、ラジェー
タファン１０を高速で回転してラジェータ２を冷却する
。即ち、ラジェータファン１０を取付けた油圧モータ８
は、自動車エンジンｌで駆動される油圧ポンプ５の回転
速度に拘らず、サーモバルブ１２にてパイロット流量が
制御される流量調整弁６によって、ラジェータ水温に応
じた速度で回転されるのである。

さらに、自動車エンジン１の出力が増大し、油圧ポンプ
５の吐出油圧が流量調整弁６のリリーフ弁２８　（第３
図参照）の設定圧力に達すると、リリーフ弁２８はオリ
フィス２７ｂ、パイロット油路りを経て伝わる上記吐出
油圧によってばね３０に抗して押下げられ、この瞬間制
御弁２６がばね２９に抗して上端まで押し上げられてア
ンロード状態となり、過剰に供給される圧油はリターン
ボート２３から油タンク１１へ戻され、ラジェータファ
ンＩＯの回転速度は所定の最大値以下に制限される。な
お、リリーフ弁２８の設定圧力、換言すればラジェータ
ファン１０の最大回転速度は、圧力調整ねじ３１によっ
て自由に選択することができる。

逆止弁２５　（第３図参照）は、ラジェータファン１０
が自動車走行に伴う風によって過回転した場合、バイパ
ス油路Ｆ等で発生し得るキャビテーションを弁路を開成
して防止するものである。

第４図乃至第６図は、上記実施例によるラジェータファ
ン駆動の種々の利点を示している。第４図から明らかな
ように、一般に、ファン駆動に要する動力（第４図縦軸
）は、ファン回転速度（第４図横軸）の３乗に比例し、
５００　ｒｐｍで９０Ｗ、２５０　Ｏｒｐｍで１１　Ｋ
Ｗ、　３０００ｒｐｍで＋９ＫＷと高速回転になるにつ
れて激増する。しかし、本実施例では、前述の如くラジ
ェータファンは、自動車エンジンで駆動される油圧ポン
プの回転速度に拘らずラジェータ水温に応じた速度で回
転し、従来のファンベルト駆動方式の場合のように必要
以上に高速回転することがない。また、ラジェータファ
ンの回転速度は、リリーフ弁によって最大回転速度以下
に制限され、この最大回転速度は例えば１８００ｒｐｍ
（第６図中トリム速度参照）程度である。従って、過剰
な高速回転による所要動力の激増が生じず、無駄な燃料
消費が抑制される。

第５図は、エンジン回転速度に対するファン回転速度比
の選択幅の広さを示している。即ち１．図中の各直線上
に示した容量比（ｆＰ／４Ｍ）の油圧ポンプと油圧モー
タの組合せを選ぶことにより、ファン回転速度比を幅広
く自由に選択することができる。

第６図は、エンジンを定速回転した場合のラジェータ水
温（横軸）に対するファン回転速度（縦軸）の関係を示
している。ラジェータ水温の変化に伴うファン回転速度
の上昇と下降のヒステリツス（図中矢印参照）は、略２
℃以内と従来のファンベルト駆動方式における１５℃以
上という値に比べて極めて小さく、エンジンの過冷却が
生じるまえにファン回転速度が低下し、ラジェータ水温
が極めて正確に制御できることが分かる。

上記実施例では、エンジン近傍の吸水管３にラジェータ
水温を検知して作動するサーモバルブ１２を設け、この
サーモバルブでパイロット流量が制御される圧力補償付
流量調整弁６を、油圧ポンプ５と油圧モータ８との間に
介設しているので、エンジンの回転速度に拘わらずラジ
ェータ水温に応じてラジェータファンを回転して、ラジ
ェータ水温を極めて正確に制御できるのみならず、ラジ
ェータファンの過剰な高速回転が防止できて無駄な燃料
消費が抑制でき、省エネルギー効果が大きく、さらに従
来のファンベルト駆動方式に比べて騒音が小さいという
利点がある。

なお、上記実施例では、油圧ポンプ５をラジェータファ
ンｌＯの駆動にのみ用いたが、この油圧回路にさらに圧
力補償付流量調整弁を介してパワーステアリング回路や
発電機、冷房用コンプレッサ、水ポンプ等の駆動用の油
圧モータを接続したり、ダンプカーではダンプ用シリン
ダやテールゲートリフタ用シリンダ回路等を接続するこ
ともできる。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明のラジェータファ
ン駆動装置は、自動車エンジンで駆動される油圧ポンプ
と、この油圧ポンプに管路を介して接続される油圧モー
タと、この油圧モータの出力軸に固定され、ラジェータ
に風を送るラジェータファンを備えているので、ラジェ
ータやファンの取付位置がエンジンの配置に制約されず
、自動車内のスペースが有効に利用でき、ラジェータ水
温に応じて油圧モータに供給する油量を制御してラジェ
ータファンを回転させ、ラジェータ水温を正確に制御し
、かつ省エネルギーを図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるラジェータファン駆動装置の概略
図、第２図、第３図は上記ラジェータファン駆動装置の
夫々サーモバルブおよび流量調整弁の詳細断面図、第４
図はファン回転速度とファン所要動力の関係を示す図、
第５図は本発明によるエンジン回転速度に対するファン
回転速度比の選択例を示す図、第６図は本発明によるラ
ジェータ水温に対するファン回転速度の関係を示す図、
第７図は従来のラジェータファン駆動装置を示す図であ
る。 ■・・・自動車エンジン、　　２・・・ラジェータ、　
　３・・・吸水管、　５　油圧ポンプ、　　６・・圧力
補償付流量調整弁、　７ａ・・・吐出管、　　７ｂ・・
・バイパス管、　７Ｃ・・・吸入管、　　８・・油圧モ
ータ、　８ａ・・・出力軸、　　９ａ・・・出口管、　
　９ｂ・・・戻り管、ｌＯ・・・ラジェータファン、　
　ｌｌ・浦タンク、１２・・サーモバルブ、　　１３ａ
、１３ｂ・・・管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車エンジン（１）で駆動される油圧ポンプ（
   ５）と、この油圧ポンプ（５）に管路を介して接続され
   る油圧モータ（８）と、この油圧モータ（８）の出力軸
   に固定され、ラジエータ（２）に風を送るラジエータフ
   ァン（１０）を備えたことを特徴とするラジエータファ
   ン駆動装置。