(57)【要約】【課題】モータ駆動時にモータの駆動力を効率よく冷却ファンに伝達することが可能なファンカップリング装置を提供する【解決手段】このファンカップリング装置１００は、冷却ファン１とカップリングされ、駆動軸２１を有するファンカップリング２と、ファンカップリング２の駆動軸２１に対してエンジン４の駆動力を伝達するプーリ４１と、ファンカップリング２の駆動軸２１を駆動するモータ３と、ファンカップリング２の駆動軸２１に対してモータ３の駆動力を伝達するプーリ３１と、駆動軸２１とプーリ４１との間に介在されたワンウェイベアリング４２と、駆動軸２１とプーリ３１との間に介在されたワンウェイベアリング３２とを備える。そして、ワンウェイベアリング３２および４２を用いて、駆動軸２１の駆動源をエンジン４またはモータ３の一方に切り替えるように構成されている。【選択図】図１
2015017522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ファンとカップリングされ、駆動軸を有するファンカップリングと、
前記ファンカップリングの前記駆動軸に対してエンジンの駆動力を伝達するエンジン駆動力伝達部材と、
前記ファンカップリングの駆動軸を駆動するモータと、
前記ファンカップリングの駆動軸に対して前記モータの駆動力を伝達するモータ駆動力伝達部材と、
前記駆動軸と前記エンジン駆動力伝達部材との間に介在され、前記エンジン駆動力伝達部材の回転数が前記駆動軸の回転数よりも大きい時に前記エンジン駆動力伝達部材の駆動力を前記駆動軸に伝達し、前記駆動軸の回転数が前記エンジン駆動力伝達部材の回転数よりも大きい時に空転する第１ワンウェイクラッチと、
前記駆動軸と前記モータ駆動力伝達部材との間に介在され、前記モータ駆動力伝達部材の回転数が前記駆動軸の回転数よりも大きい時に前記モータ駆動力伝達部材の駆動力を前記駆動軸に伝達し、前記駆動軸の回転数が前記モータ駆動力伝達部材の回転数よりも大きい時に空転する第２ワンウェイクラッチとを備え、
前記第１ワンウェイクラッチおよび前記第２ワンウェイクラッチを用いて、前記駆動軸の駆動源を前記エンジンまたは前記モータの一方に切り替えるように構成されている、ファンカップリング装置。
【請求項２】
前記第１ワンウェイクラッチおよび前記第２ワンウェイクラッチは、ともに、ワンウェイベアリングにより構成されている、請求項１に記載のファンカップリング装置。
【請求項３】
前記ファンカップリングの前記駆動軸を、前記エンジンにより駆動するエンジン駆動状態から、前記モータにより駆動するモータ駆動状態に切り替える際には、前記エンジン駆動力伝達部材を回転させながら前記モータ駆動力伝達部材の回転数を前記エンジン駆動力伝達部材の回転数よりも増加させることによって、前記第１ワンウェイクラッチを空転させるとともに前記第２ワンウェイクラッチを噛み合い状態にして前記モータにより前記ファンカップリングの前記駆動軸を駆動する状態に切り替えるように構成されている、請求項１または２に記載のファンカップリング装置。
【請求項４】
エアコンコンプレッサーの圧力を検出するエアコン圧力検出部をさらに備え、
前記エンジンの回転数が第１しきい値以上で、かつ、エアコン圧力が第２しきい値未満である場合に、前記エンジンにより前記ファンカップリングの前記駆動軸を駆動するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のファンカップリング装置。
【請求項５】
前記エンジンを冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部をさらに備え、
前記エンジンの回転数が前記第１しきい値未満で、かつ、冷却水温度が第３しきい値以上の場合、および、少なくとも前記エアコン圧力が前記第２しきい値以上の場合には、前記モータにより前記ファンカップリングの前記駆動軸を駆動するように構成されている、請求項４に記載のファンカップリング装置。
【請求項６】
前記エンジンの回転数が前記第１しきい値以上で前記エアコン圧力が前記第２しきい値以上の場合、および、前記エンジンの回転数が前記第１しきい値未満で冷却水温度が前記第３しきい値未満でかつ前記エアコン圧力が前記第２しきい値以上の場合に、前記モータにより前記ファンカップリングの前記駆動軸を駆動するように構成されている、請求項５に記載のファンカップリング装置。
【請求項７】
冷却ファンとカップリングされ、駆動軸を有するファンカップリングと、
前記ファンカップリングの前記駆動軸に対してエンジンの駆動力を伝達するエンジン駆動力伝達部材と、
前記ファンカップリングの駆動軸に対してモータの駆動力を伝達するモータ駆動力伝達部材と、
前記駆動軸と前記エンジン駆動力伝達部材との間に介在され、前記エンジン駆動力伝達部材の回転数が前記駆動軸の回転数よりも大きい時に前記エンジン駆動力伝達部材の駆動力を前記駆動軸に伝達し、前記駆動軸の回転数が前記エンジン駆動力伝達部材の回転数よりも大きい時に空転する第１ワンウェイクラッチと、
前記駆動軸と前記モータ駆動力伝達部材との間に介在され、前記モータ駆動力伝達部材の回転数が前記駆動軸の回転数よりも大きい時に前記モータ駆動力伝達部材の駆動力を前記駆動軸に伝達し、前記駆動軸の回転数が前記モータ駆動力伝達部材の回転数よりも大きい時に空転する第２ワンウェイクラッチとを備え、
前記第１ワンウェイクラッチおよび前記第２ワンウェイクラッチを用いて、前記駆動軸の駆動源を前記エンジンまたは前記モータの一方に切り替えるように構成されている、ファンカップリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンカップリング装置およびファンカップリング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファンカップリング装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、冷却ファンと粘性流体を介してカップリングされ、駆動軸を有するファンカップリングと、ファンカップリングの駆動軸に対してエンジンの駆動力を伝達するファンプーリと、冷却ファンをファンカップリングを介さずに直接駆動するモータと、モータと冷却ファンとの間に介在され、モータの駆動力の伝達のオンオフを制御する電磁クラッチとを備えた自動車のオーバーヒート防止装置が開示されている。この特許文献１では、エンジンの駆動力により冷却ファンを回転させる場合は、エンジンの駆動力をファンカップリングを介して冷却ファンに伝達するとともに、電磁クラッチにより冷却ファンとモータとの接続を解除するように構成されている。また、モータの駆動力により冷却ファンを回転させる場合は、電磁クラッチにより冷却ファンとモータとの接続をオンにしてモータの駆動力を冷却ファンに伝達するとともに、ファンカップリングを空回りさせるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭５２−０００１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の自動車のオーバーヒート防止装置では、モータの駆動力により冷却ファンを回転させる場合は、ファンカップリングを空回りさせるように構成されている一方、冷却ファンと粘性流体を介してカップリングされたファンカップリングの駆動軸とが粘性流体の抵抗により連れ回りを起こし、エンジン側にモータの駆動力が伝達するため、動力損失が生じるという不都合がある。このため、モータの駆動力を効率よく冷却ファンに伝達することが困難であるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、モータ駆動時にモータの駆動力を効率よく冷却ファンに伝達することが可能なファンカップリング装置およびファンカップリング制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるファンカップリング装置は、冷却ファンとカップリングされ、駆動軸を有するファンカップリングと、ファンカップリングの駆動軸に対してエンジンの駆動力を伝達するエンジン駆動力伝達部材と、ファンカップリングの駆動軸を駆動するモータと、ファンカップリングの駆動軸に対してモータの駆動力を伝達するモータ駆動力伝達部材と、駆動軸とエンジン駆動力伝達部材との間に介在され、エンジン駆動力伝達部材の回転数が駆動軸の回転数よりも大きい時にエンジン駆動力伝達部材の駆動力を駆動軸に伝達し、駆動軸の回転数がエンジン駆動力伝達部材の回転数よりも大きい時に空転する第１ワンウェイクラッチと、駆動軸とモータ駆動力伝達部材との間に介在され、モータ駆動力伝達部材の回転数が駆動軸の回転数よりも大きい時にモータ駆動力伝達部材の駆動力を駆動軸に伝達し、駆動軸の回転数がモータ駆動力伝達部材の回転数よりも大きい時に空転する第２ワンウェイクラッチとを備え、第１ワンウェイクラッチおよび第２ワンウェイクラッチを用いて、駆動軸の駆動源をエンジンまたはモータの一方に切り替えるように構成されている。
【０００８】
この発明の第１の局面におけるファンカップリング装置では、上記のように、駆動軸とエンジン駆動力伝達部材との間に介在された第１ワンウェイクラッチおよび駆動軸とモータ駆動力伝達部材との間に介在された第２ワンウェイクラッチを用いて、駆動軸の駆動源をエンジンまたはモータの一方に切り替えるように構成することによって、モータの駆動力により冷却ファンを回転させる場合には、第１ワンウェイクラッチが空転することにより、モータの駆動力がエンジン側に伝達するのを防止することができるので、動力損失が生じるのを抑制することができる。これにより、モータ駆動時にモータの駆動力を効率よく冷却ファンに伝達することができる。また、エンジン停止時であってもモータによりファンカップリングを介して冷却ファンを駆動することができるので、エンジン停止時においてもエンジンルーム内を効率よく冷却することできる。また、エンジンによる駆動とモータによる駆動とを切り替える場合に、駆動軸に接続された第１ワンウェイクラッチおよび第２ワンウェイクラッチを用いることにより、駆動軸の回転を止めることなく切り替えることができるので、駆動軸の駆動源をエンジンまたはモータの一方から他方にスムーズに切り替えることができる。
【０００９】
上記第１の局面によるファンカップリング装置において、好ましくは、第１ワンウェイクラッチおよび第２ワンウェイクラッチは、ともに、ワンウェイベアリングにより構成されている。このように構成すれば、比較的簡易な構成のワンウェイベアリングを駆動軸上に第１ワンウェイクラッチおよび第２ワンウェイクラッチとして並べて配置することができるので、ファンカップリング装置を簡易な構成にすることができる。
【００１０】
上記第１の局面によるファンカップリング装置において、好ましくは、ファンカップリングの駆動軸を、エンジンにより駆動するエンジン駆動状態から、モータにより駆動するモータ駆動状態に切り替える際には、エンジン駆動力伝達部材を回転させながらモータ駆動力伝達部材の回転数をエンジン駆動力伝達部材の回転数よりも増加させることによって、第１ワンウェイクラッチを空転させるとともに第２ワンウェイクラッチを噛み合い状態にしてモータによりファンカップリングの駆動軸を駆動する状態に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、エンジンにより駆動するエンジン駆動状態から、モータにより駆動するモータ駆動状態に切り替える際に、駆動軸の回転を止めることなく切り替えることができるので、駆動軸の駆動源をエンジンからモータにスムーズに切り替えることができる。また、駆動源を切り替える際に、駆動軸の回転を止めることなく切り替えることができるので、駆動軸の停止に起因するファンカップリングの回転特性および作動音の変化を抑制することができる。
【００１１】
上記第１の局面によるファンカップリング装置において、好ましくは、エアコンコンプレッサーの圧力を検出するエアコン圧力検出部をさらに備え、エンジンの回転数が第１しきい値以上で、かつ、エアコン圧力が第２しきい値未満である場合に、エンジンによりファンカップリングの駆動軸を駆動するように構成されている。このように構成すれば、エンジンを第１しきい値以上の回転数で動作させている場合において、エアコン圧力が第２しきい値未満であれば、エンジンの駆動力を有効に活用できる状態にあるので、モータを駆動させることなく、エンジンの駆動により冷却ファンを駆動することができる。これにより、モータを駆動することによる消費電力の増大を抑制することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、エンジンを冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部をさらに備え、エンジンの回転数が第１しきい値未満で、かつ、冷却水温度が第３しきい値以上の場合、および、少なくともエアコン圧力が第２しきい値以上の場合には、モータによりファンカップリングの駆動軸を駆動するように構成されている。このように構成すれば、エンジンの回転数が第１しきい値未満の場合において、冷却水温度が第３しきい値以上で冷却が必要な場合には、モータの駆動により冷却ファンを駆動することができるので、エンジンの回転数が低い場合でもエンジンルーム内を効率よく冷却することができる。また、エアコン圧力が第２しきい値以上で冷却が必要な場合において、モータの駆動により冷却ファンを駆動してエアコンコンプレッサーを効率よく冷却することができるので、エアコン圧力を効率よく下げることができる。
【００１３】
上記冷却水温度検出部を備える構成において、好ましくは、エンジンの回転数が第１しきい値以上でエアコン圧力が第２しきい値以上の場合、および、エンジンの回転数が第１しきい値未満で冷却水温度が第３しきい値未満でかつエアコン圧力が第２しきい値以上の場合に、モータによりファンカップリングの駆動軸を駆動するように構成されている。このように構成すれば、エンジンの回転数が第１しきい値以上の場合において、エアコン圧力が第２しきい値以上で冷却が必要な場合には、エンジンの回転数よりもモータの回転数を大きくして、エアコンコンプレッサーを迅速に冷却することができる。また、エンジンの回転数が第１しきい値未満で冷却水温度が第３しきい値未満の場合において、エアコン圧力が第２しきい値以上で冷却が必要な場合には、モータの駆動により冷却ファンを駆動してエアコンコンプレッサーを効率よく冷却することができる。
【００１４】
この発明の第２の局面におけるファンカップリング制御装置は、冷却ファンとカップリングされ、駆動軸を有するファンカップリングと、ファンカップリングの駆動軸に対してエンジンの駆動力を伝達するエンジン駆動力伝達部材と、ファンカップリングの駆動軸に対してモータの駆動力を伝達するモータ駆動力伝達部材と、駆動軸とエンジン駆動力伝達部材との間に介在され、エンジン駆動力伝達部材の回転数が駆動軸の回転数よりも大きい時にエンジン駆動力伝達部材の駆動力を駆動軸に伝達し、駆動軸の回転数がエンジン駆動力伝達部材の回転数よりも大きい時に空転する第１ワンウェイクラッチと、駆動軸とモータ駆動力伝達部材との間に介在され、モータ駆動力伝達部材の回転数が駆動軸の回転数よりも大きい時にモータ駆動力伝達部材の駆動力を駆動軸に伝達し、駆動軸の回転数がモータ駆動力伝達部材の回転数よりも大きい時に空転する第２ワンウェイクラッチとを備え、第１ワンウェイクラッチおよび第２ワンウェイクラッチを用いて、駆動軸の駆動源をエンジンまたはモータの一方に切り替えるように構成されている。
【００１５】
この発明の第２の局面におけるファンカップリング制御装置では、上記のように、駆動軸とエンジン駆動力伝達部材との間に介在された第１ワンウェイクラッチおよび駆動軸とモータ駆動力伝達部材との間に介在された第２ワンウェイクラッチを用いて、駆動軸の駆動源をエンジンまたはモータの一方に切り替えるように構成することによって、モータの駆動力により冷却ファンを回転させる場合には、第１ワンウェイクラッチが空転することにより、モータの駆動力がエンジン側に伝達するのを防止することができるので、動力損失が生じるのを抑制することができる。これにより、モータ駆動時にモータの駆動力を効率よく冷却ファンに伝達することが可能なファンカップリング制御装置を提供することができる。また、エンジン停止時であってもモータによりファンカップリングを介して冷却ファンを駆動することができるので、エンジン停止時においてもエンジンルーム内を効率よく冷却することできる。また、エンジンによる駆動とモータによる駆動とを切り替える場合に、駆動軸に接続された第１ワンウェイクラッチおよび第２ワンウェイクラッチを用いることにより、駆動軸の回転を止めることなく切り替えることができるので、駆動軸の駆動源をエンジンまたはモータの一方から他方にスムーズに切り替えることができる。
【００１６】
なお、本出願では、上記一の局面によるファンカップリング装置とは別に、以下のような他の構成も考えられる。
【００１７】
（付記項）
すなわち、本出願の他の構成によるファンカップリング装置は、冷却ファンとカップリングされ、駆動軸を有するファンカップリングと、ファンカップリングの駆動軸に対してエンジンの駆動力を伝達するエンジン駆動力伝達部材と、ファンカップリングの駆動軸を駆動するモータと、ファンカップリングの駆動軸に対してモータの駆動力を伝達するモータ駆動力伝達部材と、駆動軸とエンジン駆動力伝達部材との間に介在され、エンジン駆動力伝達部材の駆動力を駆動軸に伝達する第１クラッチと、駆動軸とモータ駆動力伝達部材との間に介在され、モータ駆動力伝達部材の駆動力を駆動軸に伝達する第２クラッチとを備え、第１クラッチおよび第２クラッチを用いて、駆動軸の駆動源をエンジンまたはモータの一方に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、モータの駆動力により冷却ファンを回転させる場合には、第１クラッチの接続を切断することにより、モータの駆動力がエンジン側に伝達するのを防止することができるので、動力損失が生じるのを抑制することができる。これにより、モータ駆動時にモータの駆動力を効率よく冷却ファンに伝達することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、上記のように、モータ駆動時にモータの駆動力を効率よく冷却ファンに伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態によるファンカップリング装置の概略を示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるファンカップリング装置の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるファンカップリング装置のワンウェイベアリングのクラッチ噛み合い状態を示した図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるファンカップリング装置のワンウェイベアリングのクラッチ空転状態を示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるファンカップリング装置の冷却ファンの回転数と駆動軸の回転数との関係を示したグラフである。
【図６】本発明の第１実施形態によるファンカップリング装置の冷却ファンの回転数とラジエータ通過温度との関係を示したグラフである。
【図７】本発明の第１実施形態によるファンカップリング装置のエンジン駆動・モータ駆動切替処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態によるファンカップリング装置のエンジン駆動・モータ駆動切替処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態によるファンカップリング装置のエンジン駆動・モータ駆動切替処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態によるファンカップリング装置１００の構成について説明する。
【００２２】
ファンカップリング装置１００は、自動車（図示せず）に搭載されており、自動車のエンジンルームの空気を強制対流させるように構成されている。また、ファンカップリング装置１００は、図１に示すように、冷却ファン１と、ファンカップリング２と、モータ３と、プーリ３１および４１と、ワンウェイベアリング３２および４２とを備える。ファンカップリング２は、駆動軸２１と、ハウジング２２と、サーモスタット２３と、ベアリング２４と、作動室２５と、貯蔵室２６とを含む。また、駆動軸２１には、カップリングロータ２１ａが接続されている。また、ハウジング２２には、カップリング部２２ａが設けられている。なお、ファンカップリング装置１００は、本発明の「ファンカップリング装置」および「ファンカップリング制御装置」の一例である。
【００２３】
また、ファンカップリング装置１００は、図２に示すように、制御部９と、エアコン圧力検出部６２と、冷却水温度検出部７１とをさらに備える。
【００２４】
図１に示すように、ファンカップリング２は、エンジン４の前面にウォータポンプ５を介して取り付けられている。具体的には、ファンカップリング２は、駆動軸２１を介して、ウォータポンプ５に接続されている。つまり、駆動軸２１により、ファンカップリング２およびウォータポンプ５が駆動される。また、駆動軸２１は、ワンウェイベアリング３２、プーリ３１およびベルト３３を介してモータ３に接続されている。また、駆動軸２１は、ワンウェイベアリング４２、プーリ４１およびベルト４３を介してエンジン４のクランクシャフトに接続されている。また、エンジン４のクランクシャフト（図示せず）には、ベルト６１を介してエアコンコンプレッサー６が接続されている。また、ファンカップリング２（冷却ファン１）の前方には、ラジエータ７およびエアコンの凝縮器８が配置されている。
【００２５】
冷却ファン１は、ファンカップリング２のハウジング２２に接続されている。また、冷却ファン１は、ファンカップリング２のハウジング２２が駆動軸２１と連れ回ることにより回転駆動されるように構成されている。また、冷却ファン１は、回転駆動することにより自動車の外部の空気を凝縮器８およびラジエータ７を通過させてエンジンルーム内に取り込むように構成されている。
【００２６】
ファンカップリング２は、駆動軸２１の駆動を粘性流体を介してカップリングされたハウジング２２に伝達するように構成されている。具体的には、貯蔵室２６に貯蔵された粘性流体が、作動室２５に循環するように供給される。また、貯蔵室２６および作動室２５は、温度に応じてサーモスタット２３により連通する開口（図示せず）の大きさが調整されるように構成されている。つまり、ラジエータ７を通過する空気の温度が高い場合に、貯蔵室２６および作動室２５の間の開口の大きさが大きくなり、作動室に供給される粘性流体の量が多くなるように構成されている。また、駆動軸２１のカップリングロータ２１ａと、ハウジング２２のカップリング部２２ａとが粘性流体を介してカップリングされて、駆動軸２１の駆動がハウジング２２に伝達される。
【００２７】
また、図５に示すように、駆動軸２１の回転に応じて冷却ファン１（ハウジング２２）が連れ回るように回転される。つまり、ファンカップリング（Ｆ／Ｃ）がＯＮの場合、冷却ファン１の回転数は、ＭＡＸ回転時において駆動軸２１の回転数の約８０％の回転数で駆動される。また、ファンカップリングがＯＦＦの場合、冷却ファン１の回転数は、ＭＡＸ回転時において駆動軸２１の回転数の約２５％の回転数で駆動される。
【００２８】
ここで、第１実施形態では、モータ３は、ファンカップリング２の駆動軸２１を駆動するように構成されている。具体的には、モータ３は、ベルト３３を介してプーリ３１に駆動力を伝達するように構成されている。また、プーリ３１は、ワンウェイベアリング３２を介して駆動軸２１に駆動力を伝達するように構成されている。これにより、プーリ３１の回転数（モータ３の回転数×プーリ比）が駆動軸２１の回転数よりも大きい時にモータ３の駆動力が駆動軸２１に伝達される。また、駆動軸２１の回転数がプーリ３１の回転数よりも大きい時にワンウェイベアリング３２が空転するように構成されている。
【００２９】
具体的には、ワンウェイベアリング３２は、図３に示すように、プーリ３１の回転数（モータ３の回転数×プーリ比）が駆動軸２１の回転数よりも大きい時に、プーリ３１に接続された外輪３２ａがコロ３２ｂを介して駆動軸２１と噛み合うように構成されている。つまり、バネ３２ｃの弾性力により、コロ３２ｂが噛み合い位置に移動されて、ワンウェイベアリング３２がクラッチ噛み合い状態になる。また、図４に示すように、ワンウェイベアリング３２は、駆動軸２１の回転数がプーリ３１の回転数よりも大きい時に、クラッチ空転状態となるように構成されている。つまり、駆動軸２１の回転により、コロ３２ｂが噛み合い位置から空転位置に移動されて、ワンウェイベアリング３２が空転状態になる。
【００３０】
また、第１実施形態では、図１に示すように、エンジン４は、自動車を駆動するように構成されている。また、エンジン４は、ファンカップリング２の駆動軸２１を駆動するように構成されている。具体的には、エンジン４は、ベルト４３を介してプーリ４１に駆動力を伝達するように構成されている。また、プーリ４１は、ワンウェイベアリング４２を介して駆動軸２１に駆動力を伝達するように構成されている。これにより、プーリ４１の回転数（エンジン４の回転数×プーリ比）が駆動軸２１の回転数よりも大きい時にエンジン４の駆動力が駆動軸２１に伝達される。また、駆動軸２１の回転数がプーリ４１の回転数よりも大きい時にワンウェイベアリング４２が空転するように構成されている。なお、ワンウェイベアリング４２は、ワンウェイベアリング３２と同様の構成を有している。また、エンジン４は、ベルト６１を介して、エアコンコンプレッサー６を駆動するように構成されている。
【００３１】
ウォータポンプ５は、駆動軸２１の回転により駆動されるように構成されている。また、ウォータポンプ５は、エンジン４を冷却するために、冷却水をエンジン４およびラジエータ７に循環させるように構成されている。ラジエータ７には、冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部７１（図２参照）が設けられている。
【００３２】
エアコンコンプレッサー６は、エアコン用冷媒を圧縮するように構成されている。また、エアコンコンプレッサー６には、圧力を検出するエアコン圧力検出部６２（図２参照）が設けられている。また、凝縮器８は、圧縮されたエアコン用冷媒と空気との間で熱交換をして、エアコン用冷媒を凝縮させるように構成されている。
【００３３】
図２に示すように、制御部９は、モータ３の駆動を制御するように構成されている。具体的には、制御部９は、エンジン回転数、冷却水温度、エアコン圧力に基づいて、モータ３の駆動を制御するように構成されている。
【００３４】
また、制御部９は、ファンカップリング２の駆動軸２１を、エンジン４により駆動するエンジン駆動状態から、モータ３により駆動するモータ駆動状態に切り替える際には、プーリ４１を回転させながらプーリ３１の回転数をプーリ４１の回転数よりも増加させることによって、ワンウェイベアリング４２を空転させるとともにワンウェイベアリング３２を噛み合い状態にしてモータ３によりファンカップリング２の駆動軸２１を駆動する状態に切り替えるように構成されている。
【００３５】
また、制御部９は、エンジン４の回転数が第１しきい値以上で、かつ、エアコン圧力が第２しきい値未満である場合に、エンジン４によりファンカップリング２の駆動軸２１を駆動するように構成されている。また、制御部９は、エンジン４の回転数が第１しきい値未満で、かつ、冷却水温度が第３しきい値以上の場合、および、少なくともエアコン圧力が第２しきい値以上の場合には、モータ３によりファンカップリング２の駆動軸２１を駆動するように構成されている。具体的には、制御部９は、エンジン４の回転数が第１しきい値以上でエアコン圧力が第２しきい値以上の場合、および、エンジン４の回転数が第１しきい値未満で冷却水温度が第３しきい値未満でかつエアコン圧力が第２しきい値以上の場合に、モータ３によりファンカップリング２の駆動軸２１を駆動するように構成されている。
【００３６】
次に、図５を参照して、ファンカップリング装置１００の冷却ファン回転数と駆動軸回転数との関係について説明する。
【００３７】
図５に示すように、エンジンのみで冷却ファンを駆動する比較例（破線部）の場合、エンジン４の始動時などの場合に、エアコンが高圧になるのを防ぐために、ファンカップリングがＯＦＦの場合でも、冷却ファン１が駆動軸２１により駆動されるように構成されている。つまり、比較例の場合、ファンカップリングがＯＦＦの場合でも、貯蔵室２６から作動室２５へ粘性流体が所定の量供給されるように構成されている。一方、本実施形態の場合（実線部）、駆動軸２１の回転数が低い領域において、ファンカップリングがＯＦＦの場合、冷却ファン１の回転数が比較例に比べて大きくならないように構成されている。
【００３８】
次に、図６を参照して、ファンカップリング装置１００の冷却ファン回転数とラジエータ通過温度との関係について説明する。
【００３９】
図６に示すように、ファンカップリング装置１００は、ラジエータ７を通過する空気の温度が上昇している場合は、下降する場合に比べて、高い温度において、冷却ファン１の回転数が一定の状態から上昇するように構成されている。また、ファンカップリング装置１００は、ラジエータ７を通過する空気の温度が下降している場合は、上昇する場合に比べて、低い温度において、冷却ファン１の回転数が一定の状態から下降するように構成されている。
【００４０】
次に、図７を参照して、第１実施形態の制御部９によるエンジン駆動・モータ駆動切替処理について説明する。なお、第１実施形態では、エンジン４および電動モータ（図示せず）により駆動される自動車（ハイブリッドカー）にファンカップリング装置１００を適用した例について説明する。
【００４１】
ステップＳ１において、エンジン走行時か否かが判断される。つまり、自動車がエンジン４により駆動されているか、ＥＶ（電気自動車）として駆動、または、アイドルストップ状態かが判断される。この場合、エンジン４の回転数が第１しきい値（たとえば、エンジン４が停止状態である０ｒｐｍ）より大きいか否かを判断してもよい。エンジン走行時であれば、ステップＳ２に進み、ＥＶ（電気自動車）として駆動、または、アイドルストップ状態であれば、ステップＳ６に進む。
【００４２】
ステップＳ２において、冷却水温度検出部７１により検出した冷却水温度が第３しきい値以上か否かが判断される。つまり、ラジエータ７に流入する冷却水の温度が高温となり、冷却ファン１によりさらに冷却する必要があるか否かが判断される。冷却水温度が第３しきい値未満であれば、ステップＳ３に進み、冷却水温度が第３しきい値以上であれば、ステップＳ５に進む。
【００４３】
ステップＳ３において、エアコン圧力検出部６２により検出したエアコン圧力が第２しきい値以上か否かが判断される。つまり、エアコン圧力が高くなり、冷却ファン１によりさらに冷却する必要があるか否かが判断される。エアコン圧力が第２しきい値未満であれば、ステップＳ４に進み、エアコン圧力が第２しきい値以上であれば、ステップＳ８に進む。
【００４４】
ステップＳ４において、ファンカップリング２をエンジン４により駆動するエンジン駆動状態に切り替える。また、この際、ファンカップリング２のカップリングは、ＯＦＦ状態である。その後、エンジン駆動・モータ駆動切替処理が終了される。
【００４５】
ステップＳ２において冷却水温度が第３しきい値以上であると判断された場合、ステップＳ５において、ファンカップリング２をエンジン４により駆動するエンジン駆動状態に切り替える。また、この際、ファンカップリング２のカップリングは、ＯＮ状態である。その後、エンジン駆動・モータ駆動切替処理が終了される。
【００４６】
ステップＳ１においてＥＶ（電気自動車）として駆動、または、アイドルストップ状態であると判断された場合、ステップＳ６において、冷却水温度検出部７１により検出した冷却水温度が第３しきい値以上か否かが判断される。つまり、ラジエータ７に流入する冷却水の温度が高温となり、冷却ファン１によりさらに冷却する必要があるか否かが判断される。冷却水温度が第３しきい値未満であれば、ステップＳ７に進み、冷却水温度が第３しきい値以上であれば、ステップＳ９に進む。
【００４７】
ステップＳ７において、エアコン圧力検出部６２により検出したエアコン圧力が第２しきい値以上か否かが判断される。つまり、エアコン圧力が高くなり、冷却ファン１によりさらに冷却する必要があるか否かが判断される。エアコン圧力が第２しきい値以上であれば、ステップＳ８に進み、エアコン圧力が第２しきい値未満であれば、冷却ファン１を駆動させずに、エンジン駆動・モータ駆動切替処理が終了される。
【００４８】
ステップＳ８において、ファンカップリング２をモータ３により駆動するモータ駆動状態に切り替える。また、この際、ファンカップリング２のカップリングは、ＯＦＦ状態である。また、この際、冷却水温度検出部７１により検出した冷却水温度、および、エアコン圧力検出部６２により検出したエアコン圧力に基づいて、モータ３の回転数が調整される。つまり、エンジンルームを冷却する必要に応じて、モータ３の回転数が調整される。その後、エンジン駆動・モータ駆動切替処理が終了される。
【００４９】
ステップＳ６において冷却水温度が第３しきい値以上であると判断された場合、ステップＳ９において、ファンカップリング２をモータ３により駆動するモータ駆動状態に切り替える。また、この際、ファンカップリング２のカップリングは、ＯＮ状態である。また、この際、冷却水温度検出部７１により検出した冷却水温度、および、エアコン圧力検出部６２により検出したエアコン圧力に基づいて、モータ３の回転数が調整される。つまり、エンジンルームを冷却する必要に応じて、モータ３の回転数が調整される。その後、エンジン駆動・モータ駆動切替処理が終了される。
【００５０】
第１実施形態では、上記のように、駆動軸２１とプーリ４１との間に介在されたワンウェイベアリング４２および駆動軸２１とプーリ３１との間に介在されたワンウェイベアリング３２を用いて、駆動軸２１の駆動源をエンジン４またはモータ３の一方に切り替えるように構成することによって、モータ３の駆動力により冷却ファン１を回転させる場合には、ワンウェイベアリング４２が空転することにより、モータ３の駆動力がエンジン４側に伝達するのを防止することができるので、動力損失が生じるのを抑制することができる。これにより、モータ駆動時にモータ３の駆動力を効率よく冷却ファン１に伝達することができる。また、エンジン停止時であってもモータ３によりファンカップリング２を介して冷却ファン１を駆動することができるので、エンジン停止時においてもエンジンルーム内を効率よく冷却することできる。また、エンジン４による駆動とモータ３による駆動とを切り替える場合に、駆動軸２１に接続されたワンウェイベアリング３２および４２を用いることにより、駆動軸２１の回転を止めることなく切り替えることができるので、駆動軸２１の駆動源をエンジン４またはモータ３の一方から他方にスムーズに切り替えることができる。
【００５１】
また、第１実施形態では、上記のように、ファンカップリング２の駆動軸２１を、エンジン４により駆動するエンジン駆動状態から、モータ３により駆動するモータ駆動状態に切り替える際には、プーリ４１を回転させながらプーリ３１の回転数をプーリ４１の回転数よりも増加させることによって、ワンウェイベアリング４２を空転させるとともにワンウェイベアリング３２を噛み合い状態にしてモータ３によりファンカップリング２の駆動軸２１を駆動する状態に切り替えるように構成する。これにより、エンジン４により駆動するエンジン駆動状態から、モータ３により駆動するモータ駆動状態に切り替える際に、駆動軸２１の回転を止めることなく切り替えることができるので、駆動軸２１の駆動源をエンジン４からモータ３にスムーズに切り替えることができる。また、駆動源を切り替える際に、駆動軸２１の回転を止めることなく切り替えることができるので、駆動軸２１の停止に起因するファンカップリング２の回転特性および作動音の変化を抑制することができる。
【００５２】
また、第１実施形態では、上記のように、エンジン走行時で、かつ、エアコン圧力がしきい値未満である場合に、エンジン４によりファンカップリング２の駆動軸２１を駆動するように構成する。これにより、エンジン走行時において、エアコン圧力がしきい値未満であれば、エンジン４の駆動力を有効に活用できる状態にあるので、モータ３を駆動させることなく、エンジン４の駆動により冷却ファン１を駆動することができる。その結果、モータ３を駆動することによる消費電力の増大を抑制することができる。
【００５３】
また、第１実施形態では、上記のように、エンジン走行時でエアコン圧力がしきい値以上の場合、および、エンジン走行時以外で冷却水温度がしきい値未満でかつエアコン圧力がしきい値以上の場合に、モータ３によりファンカップリング２の駆動軸２１を駆動するように構成する。これにより、エンジン走行時において、エアコン圧力がしきい値以上で冷却が必要な場合には、エンジン４の回転数よりもモータ３の回転数を大きくして、エアコンコンプレッサー６を迅速に冷却することができる。また、エンジン走行時以外で冷却水温度がしきい値未満の場合において、エアコン圧力がしきい値以上で冷却が必要な場合には、モータ３の駆動により冷却ファン１を駆動してエアコンコンプレッサー６を効率よく冷却することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、図８を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、エンジン走行時に風量が不足しているか否かを判断する構成の例について説明する。なお、第２実施形態のファンカップリング装置１００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。また、エンジン駆動・モータ駆動切替処理のステップＳ１は、上記第１実施形態と同様である。
【００５５】
ステップＳ２において冷却水温度が第３しきい値以上であると判断された場合、ステップＳ１１において、風量が不足しているか否かが判断される。つまり、登坂時などで、エンジン４の負荷が大きくなる場合に、エンジン４の回転数に対して、風量（冷却ファン１の回転数）が不足していないかが判断される。風量が足りていれば（冷却できていれば）、ステップＳ１２に進む。一方、エンジン４の負荷が大きいものの、エンジン４の回転数が低く、風量が不足していれば（冷却が足りていなければ）、ステップＳ１３に進む。
【００５６】
ステップＳ１２において、ファンカップリング２をエンジン４により駆動するエンジン駆動状態に切り替える。また、この際、ファンカップリング２のカップリングは、ＯＮ状態である。その後、エンジン駆動・モータ駆動切替処理が終了される。
【００５７】
ステップＳ１３において、ファンカップリング２をモータ３により駆動するモータ駆動状態に切り替える。つまり、プーリ３１（モータ３）の回転数がプーリ４１（エンジン４）の回転数より大きくなるようにモータ３が駆動される。また、この際、ファンカップリング２のカップリングは、ＯＮ状態である。また、この際、冷却水温度検出部７１により検出した冷却水温度、および、エアコン圧力検出部６２により検出したエアコン圧力に基づいて、モータ３の回転数が調整される。つまり、エンジンルームを冷却する必要に応じて、モータ３の回転数が調整される。その後、エンジン駆動・モータ駆動切替処理が終了される。
【００５８】
エンジン駆動・モータ駆動切替処理のその他の処理（ステップＳ２〜Ｓ９）は、上記第１実施形態と同様にして処理される。
【００５９】
第２実施形態の構成においても、上記第１実施形態と同様に、駆動軸２１とプーリ４１との間に介在されたワンウェイベアリング４２および駆動軸２１とプーリ３１との間に介在されたワンウェイベアリング３２を用いて、駆動軸２１の駆動源をエンジン４またはモータ３の一方に切り替えるように構成することによって、モータ駆動時にモータ３の駆動力を効率よく冷却ファン１に伝達することができる。
【００６０】
また、第２実施形態では、エンジン走行時において、登坂時などで、エンジン４の回転数が低くても、エンジン４の負荷が大きく、風量（冷却ファン１の回転数）が不足している場合に、モータ３の回転数をエンジン４の回転数よりも大きくして、モータ３により冷却ファン１を駆動することができるので、効果的にエンジンルーム内を冷却することができる。
【００６１】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
（第３実施形態）
次に、図９を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、エンジン走行時か否かを判断する上記第１および第２実施形態とは異なり、エンジン回転数とモータ回転数とを比較する構成の例について説明する。なお、第３実施形態のファンカップリング装置１００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００６３】
ステップＳ２１において、エンジン回転数とモータ回転数とを比較して、エンジン４の回転数がモータ３の回転数以上か否かが判断される。エンジン４の回転数がモータ３の回転数以上であれば、ステップＳ２に進み、エンジン４の回転数がモータ３の回転数未満であれば、ステップＳ６に進む。
【００６４】
また、ステップＳ６において冷却水温度が第３しきい値以上であると判断された場合、および、ステップＳ７においてエアコン圧力が第２しきい値以上であると判断された場合、ステップＳ２２において、ファンカップリング２をモータ３により駆動するモータ駆動状態に切り替える。また、この際、ファンカップリング２のカップリングは、ＯＮ状態でもＯＦＦ状態でもよい。その後、エンジン駆動・モータ駆動切替処理が終了される。
【００６５】
エンジン駆動・モータ駆動切替処理のその他の処理は、上記第１実施形態と同様にして処理される。
【００６６】
第３実施形態の構成においても、上記第１実施形態と同様に、駆動軸２１とプーリ４１との間に介在されたワンウェイベアリング４２および駆動軸２１とプーリ３１との間に介在されたワンウェイベアリング３２を用いて、駆動軸２１の駆動源をエンジン４またはモータ３の一方に切り替えるように構成することによって、モータ駆動時にモータ３の駆動力を効率よく冷却ファン１に伝達することができる。
【００６７】
また、第３実施形態では、エンジン走行時において、低速走行時などでエンジン４の回転数よりもモータ３の回転数が大きい場合に、モータ３により冷却ファン１を駆動して、効率的にエンジンルーム内を冷却することができる。
【００６８】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７０】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、第１ワンウェイクラッチおよび第２ワンウェイクラッチとして、ともに、ワンウェイベアリングを用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、第１ワンウェイクラッチおよび第２ワンウェイクラッチとして、ラチェット機構を備えるワンウェイクラッチを用いてもよい。また、第１ワンウェイクラッチおよび第２ワンウェイクラッチとして、スプラグ式やカム式のワンウェイクラッチを用いてもよい。
【００７１】
また、上記第１〜第３実施形態では、エンジン駆動力伝達部材およびモータ駆動力伝達部材として、それぞれ、プーリを用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、プーリ以外の部材によりエンジン駆動力伝達部材およびモータ駆動力伝達部材を構成してもよい。
【００７２】
また、上記第１〜第３実施形態では、ファンカップリング装置がウォータポンプを介してエンジンに取り付けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ファンカップリング装置は、ファンブラケットなどの取付部を介してエンジンに取り付けられていてもよい。
【００７３】
また、上記第１〜第３実施形態では、ファンカップリング装置を自動車に搭載する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ファンカップリング装置を自動車以外の装置に搭載してもよい。
【００７４】
また、上記第１〜第３実施形態では、ファンカップリング装置は、エンジン回転数、冷却水温度、エアコン圧力に基づいて、モータの駆動を制御する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エンジン回転数、冷却水温度、エアコン圧力以外の要素に基づいて、モータの駆動を制御してもよい。たとえば、エンジンオイルの油温や、エンジン負荷、自動車速度などに基づいて、モータの駆動を制御してもよい。
【００７５】
また、上記第１〜第３実施形態では、説明の便宜上、本発明の制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  冷却ファン
２  ファンカップリング
３  モータ
４  エンジン
６  エアコンコンプレッサー
２１  駆動軸
３１  プーリ（モータ駆動力伝達部材）
３２  ワンウェイベアリング（第２ワンウェイクラッチ）
４１  プーリ（エンジン駆動力伝達部材）
４２  ワンウェイベアリング（第１ワンウェイクラッチ）
６２  エアコン圧力検出部
７１  冷却水温度検出部
１００  ファンカップリング装置（ファンカップリング制御装置）
【図１】
2015017522.tif 000003
【図２】
2015017522.tif 000004
【図３】
2015017522.tif 000005
【図４】
2015017522.tif 000006
【図５】
2015017522.tif 000007
【図６】
2015017522.tif 000008
【図７】
2015017522.tif 000009
【図８】
2015017522.tif 000010
【図９】
2015017522.tif 000011