(57)【要約】  冷却回路まわりに冷却液をポンプ式に押し出すインペラ（１０）および駆動軸（１４）を有するポンプを含む内燃機関のための冷却システムである。インペラ（１０）と駆動軸（１４）との間には、感温性装置（２２）によって駆動を駆動軸（１４）からインペラ（１０）に連結および切断するようにそれぞれ係合し解除することができる第１、第２のクラッチ部材（１８、２０）を含むクラッチ（１６）が設けられている。感温性装置（２２）は、第１のより低温の範囲にわたって第１の状態にあり、第２のより高温の範囲にわたって第２の状態にある材料（２６）が設けられたチャンバ（２４）を含む。材料（２６）は、第１の状態から第２の状態に変わるとき体積が変化して第１と第２のクラッチ部材（１８、２０）を押し付けて駆動を伝える。インペラ（１０）は、ポンプ式に押し出されるべき冷却液がその中を通過することができる内部中空部分（１２ａ）を有し、それによって冷却液がチャンバ（２４）内の材料（２６）と熱連通するようになる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却回路まわりに冷却液をポンプ輸送するインペラおよび駆動軸を有するポンプを含む、内燃機関のための冷却システムであって、前記インペラと前記駆動軸の間には感温性装置によって駆動を前記駆動軸から前記インペラに連結および切断するようにそれぞれ係合し解除することができる第１および第２のクラッチ部材を含むクラッチが設けられ、前記感温性装置が、第１のより低温の範囲にわたって第１の状態にあり第２のより高温の範囲にわたって第２の状態にある材料が設けられたチャンバを含み、前記材料が、前記第１の状態から前記第２の状態に変わるとき体積が変化して前記第１のクラッチ部材と前記第２のクラッチ部材を押し付けて駆動を伝え、前記インペラが、ポンプ式に押し出されるべき冷却液が前記チャンバ内の前記材料と熱連通するように構成されている、冷却システム。
【請求項２】
前記感温性装置の前記チャンバ内の前記材料が、前記第１の状態から前記第２の状態に変わるとき膨張する、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記材料が、前記第１の状態にあるとき固体であり、前記第２の状態にあるとき液体である、請求項２に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記材料がワックスである、請求項３に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記駆動軸が、ポンプ式に押し出されるべき冷却液がその中を通過することができる内部中空部分を有する、前記請求項のいずれかに記載の冷却システム。
【請求項６】
前記感温性装置の前記チャンバが、前記駆動軸の前記内部中空部分内に延びる、請求項５に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記システムが、前記クラッチ部材の少なくとも１つに作用して前記クラッチ部材を分離構成にさせる弾性偏倚要素を含む、前記請求項のいずれかに記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムに関し、詳細には、冷却液をポンプ式に押し出す（ｐｕｍｐｉｎｇ）インペラおよびエンジンによって駆動される駆動軸を有するポンプを含む、内燃機関のための冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンの動作速度とポンプ・インペラの回転速度との間に直接的な関係がある、すなわちエンジンの動作速度したがって駆動軸の回転速度が速くなるとポンプ・インペラの回転速度も速くなるように、インペラは、エンジンの駆動軸に直接連結される。この場合、ポンプの動作速度は、エンジンの速度とは無関係に制御され得ない。エンジンが動作している間、ポンプは、冷却回路（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔ）まわりの冷却液のポンプ輸送が必要とされるか否かにかかわらず、常に動作している。
【０００３】
エンジン速度とは無関係にエンジンまわりにおける冷却液の流れを制御する機能をもたらすために、駆動軸とポンプのインペラとの間に電気式クラッチ・システムを設けることが知られている。その電気式クラッチ・システムは、駆動を駆動軸からポンプ・インペラに伝えるために電気制御器によって作動される。このシステムの欠点は、電気制御器とクラッチ・システムの間に電気的接続を設ける必要があり、したがってクラッチ・システムが既存のエンジン冷却システムに容易に一体化され得ないので比較的複雑であることである。
【０００４】
本発明によれば、冷却回路まわりに冷却液をポンプ式に押し出すインペラおよび駆動軸を有するポンプを含む内燃機関のための冷却システムが提供される。インペラと駆動軸との間には、感温性装置によって駆動を駆動軸からインペラに連結および切断するようにそれぞれ係合し解除することができる第１、第２のクラッチ部材を含むクラッチが設けられている。感温性装置は、第１のより低温の範囲にわたって第１の状態にあり第２のより高温の範囲にわたって第２の状態にある材料が設けられたチャンバを含む。材料は、第１の状態から第２の状態に変わるとき体積が変化して第１と第２のクラッチ部材を押し付けて駆動を伝える。インペラは、ポンプ式に押し出されるべき冷却液がチャンバ内の材料と熱連通するように構成されている。
【０００５】
したがって、本発明によれば、温度が所定値を超えたときだけポンプが自動的に働いて冷却回路まわりに冷却液をポンプ式に押し出し、別個の電気制御器を収容するためにエンジン室内の空間を使用するまたはクラッチとの任意の電気的接続を設ける必要がない冷却システムが提供される。
【０００６】
好ましくは、チャンバ内の材料は、第１の状態から第２の状態に変わるとき膨張する。
【０００７】
好ましくは、材料は、第１の状態にあるとき固体、第２の状態にあるとき液体である。
【０００８】
好ましくは、感温性装置のチャンバ内の材料は、ワックスである。
【０００９】
好ましくは、インペラは、ポンプ輸送されるべき冷却液がその中を通過することができる内部中空部を有する。この場合、好ましくは、感温性装置のチャンバは内部中空部内に延びる。
【００１０】
好ましくは、本システムは、クラッチ部材の少なくとも１つに作用してクラッチ部材を分離構成にさせる弾性偏倚要素を含む。
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を、本発明の第１の態様による冷却システムの部分を示す添付の図面を参照して、単なる一例として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照すると、冷却回路のまわりに冷却液をポンプ式に押し出す（ｐｕｍｐｉｎｇ）、内燃機関のためのポンプの一部が示されている。ポンプは、ポンプ・ハウジング（１３で示されている部分）内で回転するように取り付けられているインペラ軸１２を含むポンプ・インペラ１０を有する。ポンプ・インペラ１０およびハウジング１３は、従来の設計のものであり、ハウジング内におけるインペラ１０のインペラ軸１２の長手方向軸Ａまわりの回転によってポンプ・ハウジング１３内に設けられた入口（図示せず）から出口（図示せず）へハウジング内液体がポンプ輸送されるようになされている。
【００１３】
本システムは、駆動軸１４をさらに備える。駆動軸１４は、エンジンの動作によって駆動軸１４の長手方向軸まわりで駆動軸１４の回転が引き起こされるようにエンジン（図示せず）に連結される。駆動軸１４は、その長手方向軸がインペラ軸１２の長手方向軸Ａとほぼ一致するように位置決めされる。駆動軸１４は、エンジンによって直接的に、または歯車駆動またはベルト・ドライブなどの変速機を介して駆動されることができる。
【００１４】
インペラ軸１２の第２の端部と駆動軸１４の間には、クラッチ１６が設けられている。クラッチ１６は、第１のクラッチ部材１８および第２のクラッチ部材２０を含む。それらは、駆動を駆動軸１４からインペラ軸１２に連結および切断するようにそれぞれ係合し解除することができる。
【００１５】
第１のクラッチ部材１８は、概して円筒形の本体１８ａおよびインペラ軸１２に直接隣接している径方向外側に延びるフランジ１８ｂを有する。第１のクラッチ部材１８は、保持器３２によってインペラ軸１２に対して保持されている。その第１の端部は、インペラ軸１２の第２の端部のところに設けられた径方向外側に延びるフランジ３６に固定されている。本実施例においてそれはボルト締めされている。保持器３２は、第１のクラッチ部材１８がその内部に位置する概して円筒形の空間を囲む側壁３２ａ、および保持器３２の第２の端部のところにある側壁３２ａから延びる径方向内側に延びるリップ構成３２ｂを有する。リップ構成３２ｂは、開口をもたらす。開口の直径は、第１のクラッチ部材１８の本体がそこを通過することができるように十分に大きいが第１のクラッチ部材１８のフランジがそこを通過できないように十分に小さい直径である。したがって、インペラ軸１２の長手方向軸にほぼ平行な第１のクラッチ部材１８の運動が可能にされている間、保持器３２はそうした運動を制限し、インペラ軸１２に隣接する第１のクラッチ部材１８を保持する。
【００１６】
本実施例では概してらせん状の圧縮ばねである弾性偏倚要素３４が、保持器３２のリップ構成３２ｂと第１のクラッチ部材１８の第１の端部のところにある径方向外側に延びるフランジとの間に位置する。ばね３４は、第１のクラッチ部材１８の円筒形本体１８ａまわりに巻きつけられ、第１のクラッチ部材１８がインペラ軸１２に係合するまでフランジと保持器のリップ構成３２ｂを引き離すように働く。このように、ばね３４によって、第１のクラッチ部材１８は、駆動軸１４から離隔される非係合位置に向かって偏倚される。
【００１７】
第１のクラッチ部材１８は、ばね３４の偏倚力に抗して、感温性装置２２によって第２のクラッチ部材２０に係合され解除される。感温性装置２２は、インペラ軸１２と第１のクラッチ部材１８との間に、インペラ軸１２とともに回転するように取り付けられる。感温性装置２２は、ワックス２６がその内部にもたらされたチャンバ２４を含む。ワックス２６は、第１のより低温の範囲にわたって固体であり、第２のより高温の範囲にわたって少なくとも部分的に融解する。
【００１８】
チャンバ２４とインペラ軸１２の第１のクラッチ部材１８に隣接する端部の間に延びるほぼ円筒形の開口が設けられ、ほぼ円筒形のピストン要素２８がこの開口内に位置されている。ピストン要素２８の第１の端部２８ａは、第１のクラッチ部材１８の円筒形本体１８ａ内に設けられたくぼみに受けられ、ピストン要素２８の反対側の第２の端部２８ｂは、チャンバ２４のほぼ中央に位置されワックス２６によって囲まれている。ピストン要素２８の第２の端部２８ｂはほぼ円錐形をしている。ピストン要素２８と開口の間の嵌合は、可能であるが、その開口を通るチャンバ２４からのワックス２６の漏れが実質的に防止されるようなものである。
【００１９】
インペラ軸１２は、中空部分１２ａを備える。中空部分１２ａは、インペラ軸１２の駆動軸１４に隣接する端部まで延び、ポンプ・ハウジング１３内の流体と流体連通している。感温性装置のチャンバ２４は、中空部分１２ａ内へと延び、したがって中空部分１２ａ内の流体はチャンバ２４内のワックス２６と熱接触している。
【００２０】
第２のクラッチ部材２０は、簡単には、ほぼ円形の板であり、駆動軸１４のインペラ軸に隣接する端部のところに設けられている。
【００２１】
第１、第２のクラッチ部材１８、２０に隣接するインペラ軸１２および駆動軸１４の端部はそれぞれ、ポンプ・ハウジング１３内に取り付けられた転がり軸受３０内においてそれらの長手方向軸Ａまわりに回転するように支持される。
【００２２】
本冷却システムは以下のように動作する。
【００２３】
冷却液の温度が所定値より低いとき、ワックス２６は固体であり、ばね３４の偏倚力（ｂｉａｓｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）によって第１、第２のクラッチ部材１８、２０は、接触しないようにされる。したがって駆動は駆動軸１４からインペラ軸１２に伝えられない。このように、ポンプはたとえエンジンが動作していても動作せず、温度が十分に低く追加の冷却が必要ないエンジンおよびそのまわりに冷却液をポンプ輸送してエネルギが無駄にされない。
【００２４】
エンジンの動作の間、エンジンの温度は徐々に上昇し、その結果、インペラ軸１２の中空部分１２ａ内の冷却液も含めた冷却液の温度が徐々に上昇する。熱は、インペラ軸１２の中空部分１２ａ内の冷却液からチャンバ２４内のワックス２６に伝わり、ワックス２６の温度が上昇する。ワックス２６は、温度が十分に高くなると融解し始め、融解後に膨張し、したがってピストン要素２８が第１のクラッチ部材１８の方に押し付けられる。ピストン要素２８のほぼ円錐形の第２の端部２８ｂがそれを助ける。
【００２５】
したがって、ピストン要素２８は、ばね３４の偏倚力に抗して第１のクラッチ部材１８を第２のクラッチ部材２０に向かって押す力を、第１のクラッチ部材１８に対して加える。
【００２６】
第１のクラッチ部材１８および第２のクラッチ部材２０が係合すると、駆動が駆動軸１４からインペラ軸１２に伝えられ、インペラ軸１２がその長手方向軸Ａまわりに回転する。このように、エンジンが冷却が必要な十分に高い温度に達するとポンプの動作が始まる。
【００２７】
例えばエンジンが切られた後でエンジンの温度が所定値より下がったとき、ワックス２６は凝固し始め収縮する。チャンバ２４内のワックス２６の体積が減ると、ばね３４の復元力を受けて、第１のクラッチ部材１８が第２のクラッチ部材２０から離される。インペラ軸１２は、駆動軸１４からこうして切り離され、ポンプの動作が完全に終わるまでポンプ・インペラ１０の回転速度は減速する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】冷却回路のまわりに冷却液をポンプ輸送する、内燃機関のためのポンプの一部を示す断面図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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