JP2002276363A - 水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ並びにエンジンの冷却方法 - Google Patents
水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ並びにエンジンの冷却方法Info
- Publication number
- JP2002276363A JP2002276363A JP2002009950A JP2002009950A JP2002276363A JP 2002276363 A JP2002276363 A JP 2002276363A JP 2002009950 A JP2002009950 A JP 2002009950A JP 2002009950 A JP2002009950 A JP 2002009950A JP 2002276363 A JP2002276363 A JP 2002276363A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- drive
- water pump
- ring
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 90
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 claims 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D37/00—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive
- F16D37/008—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive the particles being carried by a fluid, to vary viscosity when subjected to electric change, i.e. electro-rheological or smart fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
- F01P7/164—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/021—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
- F04D13/022—Units comprising pumps and their driving means containing a coupling a coupling allowing slip, e.g. torque converter
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/022—Units comprising pumps and their driving means comprising a yielding coupling, e.g. hydraulic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D37/00—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive
- F16D37/02—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive the particles being magnetisable
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
- F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
- F01P7/042—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using fluid couplings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
水ポンプ回転数を適切に制御する。 【解決手段】冷却装置内で使用される水冷型の電磁レオ
ロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポン
プで、駆動リングと被駆動リングとの間で作用チャンバ
内に磁界を導入すると、流体の状態を自由に流動する液
体から半固体状態に変化させ、流体の粘度を増す。駆動
リングの回転は、またエンジン冷却液を流すインペラを
有するインペラアセンブリも回転させる。水冷型の電磁
レオロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及び水
ポンプ内の電気コイルに電流を流すと、磁界が発生さ
れ、電子式制御装置は電磁コイルの流れる電流量を制御
する。
Description
装置、より具体的には、水冷型の電磁レオロジー流体制
御式の組み合わせ型ファン駆動装置及び水ポンプに関す
る。
車にて冷却装置が使用されている。ファン駆動装置は、
典型的に、エンジン冷却液がラジエータを通って流れる
とき、そのエンジン冷却液を冷却するため一定の比率に
てエンジンのクランク軸によって駆動される。このた
め、排出量を少なくすべく今日の車にて一般的な傾向で
あるように、エンジン速度が遅くなると、これに相応し
てファンの駆動速度が遅くなる。同様に、エンジン速度
が増すと、これに相応してファンの駆動速度が速くな
る。このファンの駆動速度の増加によりエンジンブロッ
クの温度は最適レベル以下に降下して、その結果、排出
量及び燃料の経済性に影響を与える最適な状態以下とな
る。
するための1つの方法は、ラジエータの冷却ファンを駆
動するための粘性流体継手を追加することである。典型
的な粘性流体継手において、入力軸が出力継手部材内に
受け入れられた入力継手部材(クラッチ)を駆動し、粘
性流体の存在下、粘性せん断抵抗力によってトルクが入
力側から出力側に伝動される。継手は、通常、何らかの
型式の弁装置を備えており、その弁装置により粘性せん
断チャンバ内の粘性流体の量を制御し、これにより、出
力トルク及び速度と入力トルク及び速度との比率を制御
する。典型的に、この弁装置は、リザーバと粘性せん断
チャンバ(作用チャンバ)との間に配置された充填ポー
トを覆い又は露出させるように可動の弁部材を備えてい
る。
に、粘性せん断抵抗力によって入力継手部材から出力継
手部材までトルクを伝達する結果、相当な量の熱が発生
する。その熱の少なくとも主要な部分は、飛散させなけ
ればならず、さもなければ、粘性流体の温度はファンの
駆動装置が作動するに伴い上昇を続け、流体は最終的
に、化学的に分解し、粘性を失い始め、その結果、ファ
ン駆動装置を駆動するのに利用できるトルクが減少す
る。
した粘性継手が開発されている。例えば、米国特許第
6,021,747号には、水冷型とすることができ、
又はエンジン冷却液の流れにより冷却することのできる
粘性継手が開示されている(「水」及び「冷却液」とい
う語は互換可能に使用される)。このことは、継手内で
の熱の蓄積を最小にし、これにより、継手内での粘性流
体の化学的分解を防止する。
粘性継手に伴う1つの問題点は、設計の複雑さである。
入力継手部材を出力継手部材に接続し又は出力継手部材
から切り離すため流体リザーバチャンバから作用チャン
バまで粘性流体を動かさなければならない。このために
は、粘性流体を作用チャンバ内に及び作用チャンバ外に
動かすため、可動の弁部材、弁ワイパーアーム、及び逃
がしチャンバの使用を組み合わせることを必要とする
が、このことは、粘性継手の複雑さ及びコストを増すこ
とになる。
継手は、エンジンブロックを瞬間的に冷却し得るように
制御することができず、又は、エンジンブロックに利用
可能な冷却量を増し又は減少させる時間を必要とするこ
とである。この時間の遅れは、いろいろなエンジン速度
及びエンジン温度にて燃料の経済性及び排出量に悪影響
を与える可能性がある。
般に、冷却したエンジン冷却液を閉システム内でラジエ
ータからエンジンブロックまで圧送する水ポンプを備え
ている。これらの水ポンプは、電動水ポンプ、又は上述
したようなファン駆動装置にて見られるものと同様の駆
動機構によって制御される水ポンプの何れかである。同
様に、これらの被駆動水ポンプは、瞬間的に制御すると
き、ファン駆動装置と同一種類の問題点がある。更に、
これらの水ポンプは、冷却装置を更に複雑にし、このこ
とは、コストを著しく増し且ついろいろな関係する構成
要素を収容するのに必要なスペースを増すことになる。
組み合わせて1つの要素にすることにより冷却装置の複
雑さを制限することが極めて望ましい。また、冷却装置
の冷却能力を瞬間的に制御し得るように、ファン速度及
び組み合わせた要素の圧送能力を電子的に制御すること
も望ましい。
用し、ファンの回転と水ポンプとの回転を適切に制御で
きるようにしたファン駆動装置及び水ポンプを提供する
ことである。
の目的は、既知の冷却装置に優る改良である本発明によ
って実現される。
制御される組み合わせファン駆動装置及び水ポンプを開
示するものである。通常薄い電磁レオロジー流体は、磁
界が印加されたとき、一対の円筒状ドラムの間にて高濃
度となる。この高濃度化は、電磁レオロジー流体がドラ
ムの間にてせん断することを許容し、被駆動リングから
駆動リングにトルクを伝動することになる。駆動リング
は、エンジンに対しエンジン冷却液の流れを提供し得る
ように回転するインペラアセンブリに接続される。更
に、駆動リングは、密に取り付けられたラジエータに対
し冷風の流れを提供し得るように回転するファンに接続
された出力軸に接続される。水冷型の電磁レオロジー流
体制御式の組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ内に
取り付けられた静止コイルに通電して、所望の磁界を発
生させる。この通電量は、いろいろなエンジン温度及び
速度にて燃料の経済性を最大にし且つ排出量を最小にし
得るようにエンジン速度及びエンジンブロックの温度の
関数として制御される。
は、添付図面及び特許請求の範囲の記載に従って検討し
たとき、本発明の以下の説明から明らかになるであろ
う。
に、アセンブリ60と称する水冷型の電磁レオロジー流
体制御式の組み合わせファン駆動装置及び水ポンプが図
示されている。クランク軸プーリー(図示せず)を介し
てエンジンクランク軸(図示せず)に接続された駆動ベ
ルト100はアセンブリ60の非磁性ハウジングカバー
101に接続されている。図1及び図2に図示するよう
に、カバー101は、下部のすなわち内側(半径方向)
のスチール製リング72に接続された筒状の外側軸10
2に接続されている。下部のスチール製リング72は、
スチール製の支持ハウジング64に密に取り付けられ且
つベアリング105、106により出力軸108に回転
可能に取り付けられている。
製リング70から下部すなわち内側のスチール製リング
72まで磁束を運ぶためにスチール製の支持ハウジング
64が使用される。図1及び図4に図示するように、駆
動リング74は、その外側部80にて溝78内に押し込
まれた4つの同心状の部分的な駆動フープ76を有して
いる。駆動フープ76は環状の形状を有していて、その
一方の側部から伸びる複数のタブ(この実施例では6個
のタブ)76aを有している。これらのフープ76は、
保持し得るように外側部80の空所81内でタブ76a
が折り曲げられている。駆動リング74はラジエータ
(図示せず)内でエンジン冷却液を冷却し得るようファ
ン110に接続された出力軸108に接続されている。
図3を参照すると、複数のインペラ114を有するイン
ペラアセンブリ112が上部のスチール製リング70に
固着され且つシール116により密封されている。イン
ペラアセンブリ112、シール116及び駆動リング7
4の間にリザーバ87が画定されている。シール116
はまた、エンジン冷却液チャンバ121内に保持された
エンジン冷却液がリザーバ87に入らないことも保証す
る。
を所定の位置に保持し得るようにスチールをロール巻き
して、上部のすなわち外側のスチール製リング70及び
下部のすなわち内側のスチール製リング72間に押し込
まれる。全体として、被駆動の非磁性リング84、外側
軸102、上部のスチール製リング70、下部のスチー
ル製リング72、インペラアセンブリ112及び非磁性
ハウジングカバー101は入力部材と称することができ
る。図1及び図5に図示するように、被駆動の非磁性リ
ング84は、保持し得るようにタブ92aにおいて空所
94内に折り曲げられている、切欠き溝92内に押し込
まれた3つの同心状の部分的な被駆動フープ90又は被
駆動同心状フープを収容する。駆動フープ90は環状の
形状を有していて、その一方の側部から伸びる複数のタ
ブ(この実施例では6個のタブ)92aを有している。
作用チャンバ91とエンジン冷却液チャンバ121との
間にて流体が漏れるのを防止し得るようにエポキシシー
ラー(図示せず)を被駆動の非磁性リング84の上に施
すことが好ましい。
て電磁レオロジー(「MR」)流体は駆動リング74に
配置されたポンプ98を通して集め領域91aからリザ
ーバ87内に圧送され且つ駆動リング74と被駆動リン
グ84との間の作用チャンバ91内に圧送される。その
後、MR流体は、閉ループ内で遠心力によって集め領域
91aに戻る。
R流体内に含まれた磁気的に極性が決められた粒子を整
合させることにより、磁界が印加されるとき、自由流動
液体から半固体状態に変化する制御可能な流体媒質であ
る。このことは、MR流体の粘度を効果的に増大させる
ことになる。磁界が除去されると、MR流体はその当初
の液体状態に戻る。好ましくは、MR流体が安定状態の
半固体相から安定状態の流体(液体)相に変化するため
の応答時間はミリ秒範囲である。
を通って半径方向に伸びる一対の電気導線(図示せず)
を有する電磁コイル62が電磁レオロジーアセンブリ6
0のハウジング64内に配置されている。好ましくは、
スチール製の支持ハウジング64は、ボルト152を使
用してエンジンブロック150に取り付けられるが、そ
の他の型式の取り付け方法とすることも考えられる。外
側軸102はベアリング67によってスチール製の支持
ハウジング64に支持されている。電磁コイル62が存
在することは制御装置の重要な特徴であり、制御装置が
本発明の全体にとって重要であるが、電磁コイル62の
詳細は必須ではなく、本明細書を読み且つ理解すること
に基づいて適当なコイルアセンブリを選ぶことも当該技
術分野の当業者の能力の範囲内に属すると考えられるこ
とは当該技術分野の当業者に理解されよう。
2を通って流れない不作動状態において、濃度が薄いM
R流体は作用チャンバ91内で極めて遅いせん断速度に
てせん断される。このせん断作用は、入力部材及び被駆
動リング84を回転させる、エンジンの速度に応答する
駆動ベルト100の回転により発生され、これにより駆
動リング74及び接続したファン110を駆動するトル
クを発生させる。スチール製の支持ハウジング64、コ
イル62及びエンジンブロック150は、駆動ベルト1
00の回転に拘らず静止したままである。MR流体の濃
度は薄いから、トルクは殆ど発生されない。その結果、
ファン110は、MR流体の粘度及び入力供給源の回転
速度の関数として極めて遅く回転する。このため、ラジ
エータ内に保持されたエンジン冷却液に対する冷却効果
は極めて僅かしか提供されない。
よってコイル62を作動させると、磁界が発生され、磁
束は上部のスチール製リング70、下部のスチール製リ
ング72及び作用チャンバ91の上方の同心状フープ7
6、90を通って流れ回路を完結させる。これにより作
用チャンバ91を通って流れるMR流体は作用チャンバ
91内で並び且つ上述したように粘度を増大させ、これ
により駆動リング74と被駆動リング84との間で作用
チャンバ91内に余剰なせん断力を発生させ、このせん
断力によって駆動リング74はこの余分なせん断力に応
答して回転速度を増す。これにより、出力軸108によ
り駆動リング74に接続されたファン110はより急速
に回転する。このことはラジエータを通って流れるエン
ジン冷却液を冷却する余剰な空気流を提供することにな
る。電子式制御装置は、作動状態におけるMR流体の特
徴を考慮しつつ、エンジン速度及びエンジンブロックの
温度の関数として電流をコイル62に供給する。
用がアセンブリ60内に熱を発生させる。しかし、エン
ジン冷却液チャンバ121内に保持されたエンジン冷却
液を使用してこの余剰な熱を飛散させ作用チャンバ91
内の温度をMR流体が劣化するときの温度よりも低い望
ましい温度に保つ。このことはアセンブリ60の寿命を
引き延ばすのに役立つ。
る多数の有利な点を提供する。第一に、水ポンプ及びフ
ァン駆動装置を単一の簡略化したアセンブリ60に組み
合わせることにより、コスト、スペース及び重量の点で
節約が実現される。第二に、アセンブリ60はその水冷
以外の代替例よりも低温の作動温度にて作動する。第三
に、本発明は冷却装置の冷却能力をより正確に制御する
ことを可能にし、それは、MR流体はコイル62を作動
させ又は不作動にさせることにより数ミリ秒内で自由に
流動する液体から半固体状態まで切り換えられるからで
ある。このことはエンジンブロックの温度を理想的な温
度範囲内に保ち、これにより実質的に任意のエンジン速
度にて燃料経済性を向上させ且つ排出量を減少させるこ
とになる。第四に、アセンブリ60をエンジン冷却液チ
ャンバ121と接続することにより、MR流体のせん断
作用に起因して発生された熱は飛散され、これによりア
センブリ60の寿命を引き延ばすことができる。
に説明したが、本発明の関係する技術分野の当業者は特
許請求の範囲に記載された本発明を実施するためのいろ
いろな代替的な設計及び実施の形態が認識されよう。特
許請求の範囲及びその意義の範囲内に含まれるこれら実
施の形態及び変更例の全ては本発明の範囲に包含される
ものである。
型の電磁レオロジー流体制御式の組み合わせファン駆動
装置及び水ポンプの斜視図である。
ファン駆動装置/アセンブリ 62 電磁コイル 64 スチール製
の支持ハウジング 67 ベアリング 70 上部のスチ
ール製リング 72 下部のスチール製リング 74 駆動リング 76 駆動ループ 76a タブ 78 溝 80 駆動リング
の外側部 81 空所 84 被駆動の非
磁性リング 87 リザーバ 90 同心状被駆
動ループ 91 作用チャンバ 91a 集め領域 92 切欠き溝 92a タブ 94 空所 100 駆動ベル
ト 101 非磁性ハウジングカバー 102 外側軸 105、106 ベアリング 108 出力軸 110 ファン 112 インペラ
アセンブリ 114 インペラ 116 シール 121 エンジン冷却チャンバ 150 エンジン
ブロック 152 ボルト
Claims (20)
- 【請求項1】 水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み
合わせファン駆動装置及び水ポンプ60において、 駆動ベルト100に接続された入力部材と、 前記入力部材に密に取り付けられた、コイル62を有す
る支持ハウジング64と、 前記コイルを通って流れる電流の量を制御し得るよう前
記コイル62に接続された電子式制御装置と、 前記入力部材に接続された被駆動リング84と、 前記被駆動リング84に接続された複数の被駆動リング
の部分的に同心状のフープ90と、 前記入力部材内に回転可能に取り付けられて、ファン1
10が取り付けられた出力軸108と、 該出力軸に接続された駆動リング74と、 該駆動リング74に接続された複数の駆動リングの部分
的に同心状のフープ76と、 エンジンの冷却液チャンバ121からのエンジン冷却液
をエンジンに圧送するために使用される、前記駆動リン
グ74に接続されたインペラアセンブリ112と、 前記駆動リング74と前記被駆動リング84との間に配
置された作用チャンバ91と、 前記作用チャンバ91内のある量の電磁レオロジー流体
とを備え、該駆動リング74が回転しているとき、前記
駆動リング74が、前記作用チャンバ91内の前記ある
量の電磁レオロジー流体のせん断作用により駆動され
る、水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファ
ン駆動装置及び水ポンプ。 - 【請求項2】 請求項1の水冷型の電磁レオロジー流体
制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ60にお
いて、前記入力部材が、非磁性ハウジングカバーと、外
側軸102と、外側のスチール製リング70と、内側の
スチール製リング72と、非磁性ハウジングカバー10
1とを備える、水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み
合わせファン駆動装置及び水ポンプ。 - 【請求項3】 請求項1の水冷型の電磁レオロジー流体
制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ60にお
いて、 前記駆動リング74と前記インペラアセンブリ112と
の間に画定され、前記作用チャンバ91と流体的に連通
した流体リザーバ87と、 前記駆動リング74に設けられたポンプ98とを備え、
前記駆動リング74の回転により前記ある量の電磁レオ
ロジー流体が前記ポンプによって前記流体リザーバ87
から前記作用チャンバ91まで圧送されるようにする、
水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆
動装置及び水ポンプ。 - 【請求項4】 請求項1の水冷型の電磁レオロジー流体
制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ60にお
いて、前記複数の駆動リングの部分的に同心状のフープ
76を溝78内に押し込み且つ前記駆動リング74の外
側部80の駆動リング空所内に保持された駆動リングタ
ブ76aにおいて前記複数の駆動リングの部分的に同心
状フープ76の各々を曲げることにより、前記複数の駆
動リングの部分的に同心状フープ76の各々が、前記駆
動リング74に接続され、 前記複数の被駆動リングの部分的に同心状フープ90の
各々を切欠き溝92内に押し込み且つ前記被駆動リング
84の上の空所94内に保持された被駆動リングタブ9
2aにおいて前記複数の被駆動リングの部分的に同心状
フープ90の各々を曲げることにより、前記複数の被駆
動リングの部分的に同心状フープ90の各々が、前記被
駆動リング84に接続される、水冷型の電磁レオロジー
流体制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ。 - 【請求項5】 請求項1の水冷型の電磁レオロジー流体
制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ60にお
いて、前記駆動リング74の回転動作量が、前記駆動ベ
ルト100の回転速度と、前記ある量の電磁レオロジー
流体の組成と、前記作用チャンバ91内でせん断される
電磁レオロジー流体の前記部分の粘度との関数である、
水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆
動装置及び水ポンプ。 - 【請求項6】 請求項5の水冷型の電磁レオロジー流体
制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプにおい
て、前記電磁レオロジー流体の部分の粘度が、前記作用
チャンバ91内の磁界の量の関数である、水冷型の電磁
レオロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及び水
ポンプ。 - 【請求項7】 請求項6の水冷型の電磁レオロジー流体
制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ60にお
いて、前記作用チャンバ91内の前記電磁レオロジー流
体の部分の粘度が、前記電子式制御装置によって前記コ
イル62に供給される電流の量の関数である、水冷型の
電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及
び水ポンプ。 - 【請求項8】 請求項1の水冷型の電磁レオロジー流体
制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ60にお
いて、前記インペラアセンブリ112に接続された複数
のインペラ114を更に備える、水冷型の電磁レオロジ
ー流体制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ。 - 【請求項9】 エンジンの冷却方法において、 ファン110と、インペラアセンブリ112とを有する
水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆
動装置及び水ポンプ60をエンジンに作用可能に接続す
るステップと、 電子式制御装置を前記水冷型の電磁レオロジー流体制御
式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ60の電気コ
イル62に接続するステップと、 前記ファン110の回転速度及び前記インペラアセンブ
リ112の回転速度を増し得るように前記電気コイル6
2を作動させるステップとを備える、方法。 - 【請求項10】 請求項9の方法において、水冷型の電
磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及び
水ポンプ60をエンジンに作用可能に接続するステップ
が、駆動ベルト100を介してエンジンを前記水冷型の
電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及
び水ポンプ60の入力部材に接続するステップを備え、
前記駆動ベルト100はエンジン速度に応答して回転
し、これにより前記入力部材を回転させることができ
る、方法。 - 【請求項11】 請求項9の方法において、前記ファン
110の回転速度及び前記インペラアセンブリ112の
回転速度を増し得るように前記電気コイル62を作動さ
せるステップが、 現在のエンジンの作動速度及び現在のエンジンブロック
の温度を決定するステップと、 前記現在の作動速度及び現在のエンジンブロックの温度
を前記電子式制御装置に伝達するステップと、 前記ファン110及び前記インペラアセンブリ112の
所望の回転速度を実現し得るように前記現在のエンジン
の作動速度及び前記現在のエンジンブロックの温度の関
数として前記電気コイル62に導入すべき電流量を決定
するステップと、 前記所望の回転速度を実現し得るように前記電流量が前
記電子式制御装置から前記電気コイル62に送られるよ
うにするステップとを備える、方法。 - 【請求項12】 請求項11の方法において、前記電気
コイル62に導入される電流量を決定するステップが、
前記ファン110及び前記インペラアセンブリ112の
所望の回転速度を実現し得るように前記現在のエンジン
の作動速度、前記現在のエンジンブロックの温度、前記
作用チャンバ91の寸法、前記作用チャンバ91を通る
前記電磁レオロジー流体の流量及び前記電磁レオロジー
流体の組成の関数として、前記電気コイル62に導入す
べき電流量を決定するステップを備える、方法。 - 【請求項13】 請求項11の方法において、前記電気
コイル62を通して前記電流量を導入するステップが、
前記水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファ
ン駆動装置及び水ポンプ60の作用チャンバ91内で磁
界を発生させ得るように前記電流量を前記電気コイル6
2を通して送るステップを備え、前記磁界が、前記作用
チャンバ91を通って流れる前記量のレオロジー流体を
自由に流動する液体から半固体状態の電磁レオロジー流
体に変化させ、前記半固体の状態の電磁レオロジー流体
が前記自由に流動する液体よりも高粘度を有し、これに
より、該高粘度が前記作用チャンバ91内で被駆動リン
グ84と密に取り付けられた駆動リング74を回転させ
る追加的なトルクを発生させ、これにより、前記駆動リ
ング74に接続された前記ファン110及び前記インペ
ラアセンブリ112の回転速度を増すようにした、方
法。 - 【請求項14】 エンジンの温度を制御する方法におい
て、 水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆
動装置及び水ポンプ60をエンジンに作用可能に接続す
るステップと、 前記水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファ
ン駆動装置及び水ポンプ60の作用チャンバ91を通っ
て流れる電磁レオロジー流体の粘度を増し、これによ
り、前記水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせ
ファン駆動装置及び水ポンプ60の駆動リング74を駆
動するトルクを増し、前記駆動リング74がファン11
0に接続され、これにより前記ファン110の回転速度
を増すステップとを備える、方法。 - 【請求項15】 請求項14の方法において、前記作用
チャンバ91内に保持された前記電磁レオロジー流体の
粘度を増すステップが、前記作用チャンバ91を通って
流れる前記電磁レオロジー流体を自由に流動する液体か
ら半固体状態に変化させることにより、前記電磁レオロ
ジー流体の粘度を増すステップを備える、方法。 - 【請求項16】 請求項15の方法において、前記作用
チャンバ91を通って流れる前記電磁レオロジー流体を
自由に流動する液体から半固体状態に変化させることに
より、前記電磁レオロジー流体の粘度を増すステップ
が、前記作用チャンバ91を通して第一の強度を有する
磁界を導入するステップを備える、方法。 - 【請求項17】 請求項16の方法において、前記作用
チャンバ91を通して第一の強度を有する磁界を導入す
るステップが、前記作用チャンバ91を通して第一の強
度を有する磁界を導入するステップを備え、該第一の強
度が、エンジン速度、エンジンブロックの温度及び前記
電磁レオロジー流体の組成の関数である、方法。 - 【請求項18】 請求項16の方法において、前記作用
チャンバ91を通して第一の強度を有する磁界を導入す
るステップが、前記水冷型の電磁レオロジー流体制御式
組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ60内で接続さ
れた電気コイル62を通して第一の電流量の流れを送る
ステップを備え、前記第一の電流量が、前記作用チャン
バ91を通して第一の強度を有する磁界を発生させる、
方法。 - 【請求項19】 請求項18の方法において、電気コイ
ル62を通して第一の電流量の流れを送るステップが、
前記水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファ
ン駆動装置及び水ポンプ60内で接続された電気コイル
62を通して第一の電流量の流れを送るステップを備
え、前記第一の電流量が前記作用チャンバ91を通る第
一の強度を有する磁界を発生させ、前記第一の電流量
が、エンジン速度、エンジンブロックの温度及び前記電
磁レオロジー流体の組成の関数である、方法。 - 【請求項20】 請求項18の方法において、電気コイ
ル62を通して第一の電流量の流れを送るステップが、 エンジンブロックの温度をいろいろなエンジン速度にて
所定の許容可能な範囲内に保ち得るようにある量の電流
の流れを前記電気コイル62に送ることのできる電子式
制御装置を前記電気コイル62に接続するステップと、 前記水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファ
ン駆動装置及び水ポンプ60内に接続された前記電気コ
イル62を通して前記電子式制御装置から第一の電流量
の流れを送るステップとを備え、前記第一の電流量が、
前記作用チャンバ91を通して第一の強度を有する磁界
を発生させ、前記第一の電流量が、現在のエンジン速
度、現在のエンジンブロックの温度及び前記電磁レオロ
ジー流体の組成の関数である、方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/766452 | 2001-01-19 | ||
US09/766,452 US6561141B2 (en) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | Water-cooled magnetorheological fluid controlled combination fan drive and water pump |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002276363A true JP2002276363A (ja) | 2002-09-25 |
JP4125896B2 JP4125896B2 (ja) | 2008-07-30 |
Family
ID=25076456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002009950A Expired - Fee Related JP4125896B2 (ja) | 2001-01-19 | 2002-01-18 | 水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ並びにエンジンの冷却方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6561141B2 (ja) |
EP (1) | EP1225361A1 (ja) |
JP (1) | JP4125896B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011047268A2 (en) * | 2009-10-17 | 2011-04-21 | Borgwarner Inc. | Hybrid fan drive with electric motor |
KR101283926B1 (ko) | 2011-10-14 | 2013-07-24 | (주) 벤티아 | 유체를 이용한 팬 구동장치 |
US9512887B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-12-06 | Borgwarner Inc. | Hybrid drive |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004004050A1 (de) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Bayerische Motoren Werke Ag | Kühlmittelpumpenanordnung für eine Brennkraftmaschine |
US20050274454A1 (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-15 | Extrand Charles W | Magneto-active adhesive systems |
US7044282B2 (en) * | 2004-07-30 | 2006-05-16 | Borgwarner Inc. | Clutchless viscous fan drive wherein input member serves as the body and the cover carries seal |
US7083032B2 (en) | 2004-08-30 | 2006-08-01 | Borgwarner Inc. | Electronically controlled fluid coupling device |
US7302329B2 (en) * | 2005-04-14 | 2007-11-27 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Apparatus, system and method for magnetorheological clutch diagnostics |
WO2006130434A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Timken Us Corporation | Magnetorheological fluid clutch with stationary coil |
US7364025B2 (en) * | 2005-06-02 | 2008-04-29 | Borgwarner Inc. | Magnetorheological fan coupling |
US7490707B2 (en) * | 2005-06-02 | 2009-02-17 | Borgwarner Inc. | Magnetorheological fan coupling |
US20070022979A1 (en) * | 2005-08-01 | 2007-02-01 | The Timken Company | Coolant pump for internal combustion engine |
US7669557B2 (en) * | 2006-02-08 | 2010-03-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cooling device for vehicle |
US7296543B2 (en) * | 2006-04-06 | 2007-11-20 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Engine coolant pump drive system and apparatus for a vehicle |
WO2007136409A1 (en) * | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Timken Us Corporation | Magnetorheological fluid clutch |
US7597070B2 (en) * | 2008-02-06 | 2009-10-06 | Ford Global Technologies, Llc | Dual drive radiator fan and coolant pump system for an internal combustion engine |
US8851028B2 (en) * | 2008-03-12 | 2014-10-07 | Borg Warner Inc. | Cooling system for clutch |
EP2184494A3 (en) * | 2008-11-05 | 2016-09-21 | Magna Powertrain Inc. | On-demand on-off water pump assembly |
CN102086799B (zh) * | 2009-12-08 | 2012-09-19 | 华纳圣龙(宁波)有限公司 | 可变流量发动机电子冷却水泵 |
EP2543903B1 (en) * | 2011-07-04 | 2014-03-26 | Pierburg Pump Technology Italy S.p.A. | Mechanical combustion-engine-driven fluid pump |
CN102562255B (zh) * | 2012-01-16 | 2015-01-07 | 宁波市鄞州德来特技术有限公司 | 一种发动机及其冷却*** |
US8651070B2 (en) * | 2012-07-09 | 2014-02-18 | Behr America, Inc. | Method and apparatus to control coolant flow through an engine, especially for a motor vehicle |
JP6157622B2 (ja) * | 2012-08-23 | 2017-07-05 | ピールブルグ パンプ テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングPierburg Pump Technology GmbH | 燃焼機関によって駆動される機械式流体ポンプ |
WO2014029444A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Pierburg Pump Technology Gmbh | Pneumatic brake assistance arrangement |
WO2014029446A1 (en) | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Pierburg Pump Technology Gmbh | Mechanical combustion-engine-driven fluid pump |
GB2516244A (en) * | 2013-07-15 | 2015-01-21 | Gm Global Tech Operations Inc | Switchable water pump for an internal combustion engine |
WO2016168934A1 (en) | 2015-04-21 | 2016-10-27 | Exonetik Inc. | Magnetorheological fluid clutch apparatus with cylindrical fluid gap |
DE102015106669A1 (de) * | 2015-04-29 | 2016-11-03 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Pumpe |
DE102016204574A1 (de) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Mahle International Gmbh | Viskose Kupplung, für eine Kühlmittelpumpe |
CA3025304C (en) | 2016-06-29 | 2023-01-03 | Horton, Inc. | Viscous clutch and associated electromagnetic coil |
KR102188166B1 (ko) * | 2019-09-30 | 2020-12-07 | 현대자동차주식회사 | 워터펌프-쿨링팬 조립체 및 그의 제어방법 |
CN115516224A (zh) | 2020-05-14 | 2022-12-23 | 霍顿公司 | 用于粘滞摩擦离合器的阀控制*** |
CN112228493B (zh) * | 2020-11-13 | 2022-06-17 | 嘉兴学院 | 一种磁流变液缓冲装置 |
CN114745911B (zh) * | 2022-04-02 | 2023-06-09 | 青岛大学 | 用于电梯的自动通电断电控制装置 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2838244A (en) | 1955-01-10 | 1958-06-10 | Eaton Mfg Co | Viscous drive for fan |
US4066048A (en) | 1975-10-09 | 1978-01-03 | Premus Donald D | Universal axial spacer for mounting fan on pump shaft and drive pulley |
US4073370A (en) | 1976-11-03 | 1978-02-14 | Eaton Corporation | Viscous fan drive assembly arrangement |
US4180024A (en) | 1978-06-28 | 1979-12-25 | Fredrico Hernandez | Internal combustion engine fan adapter |
FR2531489B1 (fr) | 1982-08-05 | 1987-04-03 | Marchal Equip Auto | Dispositif de refroidissement d'un moteur a combustion interne |
US4630721A (en) | 1984-10-05 | 1986-12-23 | General Motors Corporation | Viscous clutch for engine cooling fan |
US4741421A (en) | 1984-10-05 | 1988-05-03 | General Motors Corporation | Viscous clutch for engine cooling fan with improved fluid flow path control and feed to shear zone |
US4692053A (en) | 1986-03-24 | 1987-09-08 | Manuel Sampedro | Direct drive fan coupling assembly |
GB8726966D0 (en) | 1987-11-18 | 1987-12-23 | Jaguar Cars | Cooling systems |
US4836147A (en) | 1987-12-14 | 1989-06-06 | Ford Motor Company | Cooling system for an internal combustion engine |
DE69126136T2 (de) | 1990-07-09 | 1997-12-11 | Deco-Grand, Inc., Royal Oak, Mich. | Wasserpumpe |
US5896965A (en) | 1997-06-02 | 1999-04-27 | General Motors Corporation | Magnetorheological fluid fan clutch |
US6021747A (en) | 1998-02-16 | 2000-02-08 | Eaton Corporation | Water cooled viscous fan drive |
DE19831754C2 (de) | 1998-07-15 | 2001-11-08 | Mannesmann Sachs Ag | Viskokupplung mit einer Volumenstromeinstellung |
-
2001
- 2001-01-19 US US09/766,452 patent/US6561141B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-13 EP EP01309566A patent/EP1225361A1/en not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-01-18 JP JP2002009950A patent/JP4125896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011047268A2 (en) * | 2009-10-17 | 2011-04-21 | Borgwarner Inc. | Hybrid fan drive with electric motor |
WO2011047268A3 (en) * | 2009-10-17 | 2011-08-04 | Borgwarner Inc. | Hybrid fan drive with electric motor |
US9850909B2 (en) | 2009-10-17 | 2017-12-26 | Borgwarner Inc. | Hybrid fan drive with electric motor |
KR101283926B1 (ko) | 2011-10-14 | 2013-07-24 | (주) 벤티아 | 유체를 이용한 팬 구동장치 |
US9512887B2 (en) | 2012-02-08 | 2016-12-06 | Borgwarner Inc. | Hybrid drive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020096132A1 (en) | 2002-07-25 |
EP1225361A1 (en) | 2002-07-24 |
US6561141B2 (en) | 2003-05-13 |
JP4125896B2 (ja) | 2008-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4125896B2 (ja) | 水冷型の電磁レオロジー流体制御式組み合わせファン駆動装置及び水ポンプ並びにエンジンの冷却方法 | |
US6543396B2 (en) | Electronically controlled magnetorheological fluid based cooling fan drive assembly | |
EP1630443B1 (en) | Electronically controlled fluid coupling device | |
US6021747A (en) | Water cooled viscous fan drive | |
US5573184A (en) | Heating device for motor vehicles | |
US9850909B2 (en) | Hybrid fan drive with electric motor | |
JP4494967B2 (ja) | 冷却剤ポンプを駆動する装置 | |
CN101233338A (zh) | 用于内燃机的冷却剂泵 | |
US6644933B2 (en) | Water pump with electronically controlled viscous coupling drive | |
JPH11329691A (ja) | マグネット式ヒーター | |
EP1227226B1 (en) | Water-cooled remote fan drive | |
US5490769A (en) | Variable capacity scroll type fluid displacement apparatus | |
JPH07115581B2 (ja) | 車両用暖房装置 | |
EP1719885A2 (en) | Water pump driven by viscous coupling | |
JP4332873B2 (ja) | マグネット式ファンクラッチ・ヒーター装置 | |
JPH07167166A (ja) | ウォータポンプ用駆動装置 | |
JP3528993B2 (ja) | 磁力駆動式ポンプ | |
US5509516A (en) | Viscous fluid coupling | |
JP2000225830A (ja) | マグネット式ヒーターシステム | |
KR19980053965A (ko) | 자동차용 냉각팬 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070824 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20071122 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20071128 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080430 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |