JP2000142087A - Heat generator - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V40/00—Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、粘性流体をせん断
により発熱させ、放熱室内を循環する循環流体に熱交換
して暖房熱源に利用する熱発生器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat generator that generates heat by shearing a viscous fluid, exchanges heat with a circulating fluid circulating in a radiating chamber, and uses the heat as a heating heat source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、特開平１０−２１７７５７号公報
に車両用暖房装置に利用される熱発生器が開示されてい
る。この熱発生器では、ハウジング内に発熱室と、この
発熱室に隣接して循環流体としての冷却水を循環させる
放熱室としてのウォータジャケットとが形成されてい
る。また、ハウジングには軸封装置を内蔵した軸受装置
を介して駆動軸が回動可能に支承されており、駆動軸の
前端にはエンジンにより駆動軸をベルト駆動可能にプー
リが設けられ、駆動軸の後端には発熱室内で回動可能に
円盤状のロータが圧入により固定されている。そして、
発熱室の壁面とロータの外面との液密的間隙にはロータ
の回動により発熱されるシリコーンオイル等の粘性流体
が介在されている。2. Description of the Related Art Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-217575 discloses a heat generator used for a vehicle heating device. In this heat generator, a heat generating chamber and a water jacket as a heat radiating chamber for circulating cooling water as a circulating fluid are formed adjacent to the heat generating chamber in the housing. A drive shaft is rotatably supported on the housing via a bearing device having a built-in shaft seal device. A pulley is provided at the front end of the drive shaft so that the drive shaft can be driven by the engine in a belt manner. A disk-shaped rotor is rotatably fixed to the rear end of the heating chamber by press fitting. And
A viscous fluid, such as silicone oil, which generates heat by rotation of the rotor is interposed in a liquid-tight gap between the wall surface of the heating chamber and the outer surface of the rotor.
【０００３】車両の暖房装置に組み込まれたこの熱発生
器では、駆動軸がエンジンにより駆動されれば、発熱室
内でロータが回動するため、粘性流体が発熱室の壁面と
ロータの外面との液密的間隙でせん断により発熱する。
この発熱はウォータジャケット内の冷却水に熱交換さ
れ、加熱された冷却水が暖房回路で車室等の暖房に供さ
れることとなる。[0003] In this heat generator incorporated in a vehicle heating device, when the drive shaft is driven by the engine, the rotor rotates in the heat generating chamber, so that viscous fluid flows between the wall surface of the heat generating chamber and the outer surface of the rotor. Heat is generated by shearing in the liquid-tight gap.
The generated heat is exchanged with the cooling water in the water jacket, and the heated cooling water is supplied to the heating of the passenger compartment and the like in the heating circuit.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記熱発生器
では、駆動軸としては剛性の高い鉄系金属からなるもの
を意図している一方、この駆動軸に固定されるロータと
しては、加工性及び軽量性を考慮し、全体をアルミニウ
ム系金属からなるもの意図している。このため、かかる
熱発生器において、駆動軸によりロータを回動させ、こ
れにより粘性流体を発熱室においてせん断により発熱さ
せると、駆動軸とロータとの熱膨張係数の差から、両者
間の圧入時の締め代が組み付け時よりも小さくなり、駆
動軸のトルクがロータに確実には伝達されにくくなって
駆動軸とロータとの間ですべりを生じ、両者の一体回動
が困難になる場合がある。こうして駆動軸とロータとの
一体回動が完全でなくなれば、例え車室等の暖房が所望
されていてもそれを完全には、極端な場合には全く実現
し得ないこととなってしまう。However, in the above-mentioned heat generator, while the drive shaft is intended to be made of a rigid iron-based metal, the rotor fixed to this drive shaft has a workability. In consideration of the weight and the lightness, it is intended that the whole is made of an aluminum-based metal. For this reason, in such a heat generator, when the rotor is rotated by the drive shaft and the viscous fluid is caused to generate heat by shearing in the heating chamber, the difference in the thermal expansion coefficient between the drive shaft and the rotor causes In some cases, the torque of the drive shaft is smaller than that at the time of assembly, and the torque of the drive shaft is difficult to be reliably transmitted to the rotor, causing slippage between the drive shaft and the rotor, making it difficult to rotate the two together. . If the integral rotation of the drive shaft and the rotor becomes incomplete in this way, even if heating of a vehicle room or the like is desired, it cannot be completely realized in an extreme case.
【０００５】この点、特開平９−３２３５３４号公報記
載の熱発生器のように、円盤状のロータ本体と、このロ
ータ本体にリベット等により固定され、かつ駆動軸にス
プライン結合される基部とでロータを構成することも考
えられる。しかしながら、かかる熱発生器においては、
ロータ本体に基部を固定するに際してリベット等の部材
が必要となり、部品点数の増加から製品コストの高騰化
を招来してしまう。また、この熱発生器では、基部をス
プライン結合により駆動軸に結合しているため、駆動軸
及び基部にスプラインを刻設する必要があり、工程数の
増加からやはり製品コストの高騰化を招来してしまう。In this respect, as in the heat generator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-323534, a disk-shaped rotor body and a base fixed to the rotor body with rivets or the like and spline-coupled to a drive shaft are used. It is also conceivable to construct a rotor. However, in such a heat generator,
When the base is fixed to the rotor body, members such as rivets are required, and an increase in the number of parts leads to an increase in product cost. Further, in this heat generator, since the base is connected to the drive shaft by spline connection, it is necessary to carve a spline on the drive shaft and the base, which also increases the product cost due to the increase in the number of processes. Would.
【０００６】本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされ
たものであって、安価に製造可能であるとともに、運転
時に駆動軸とロータとの一体回動を確実に確保可能な熱
発生器を提供することを解決すべき課題としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and has a heat generator which can be manufactured at a low cost and which can surely secure integral rotation of a drive shaft and a rotor during operation. Providing is an issue to be solved.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の熱発生器は、内
部に発熱室及び該発熱室に隣接して循環流体を循環させ
る放熱室を形成するハウジングと、該ハウジングに軸受
装置を介して回動可能に支承された駆動軸と、該発熱室
内で該駆動軸により回動可能に設けられたロータと、該
発熱室の壁面と該ロータの外面との間隙に介在され、該
ロータの回動によるせん断作用により発熱される粘性流
体とを有する熱発生器において、前記ロータは、前記駆
動軸より熱膨張係数の大きな材料からなり、前記粘性流
体をせん断するロータ本体部と、該駆動軸と同等の熱膨
張係数の材料からなって該ロータ本体部に鋳ぐるまれ、
該駆動軸に固定される基部とからなることを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION A heat generator according to the present invention includes a housing in which a heat generating chamber and a heat radiating chamber adjacent to the heat generating chamber for circulating a circulating fluid are formed. A drive shaft rotatably supported, a rotor rotatably provided by the drive shaft in the heating chamber, and a rotor interposed in a gap between a wall surface of the heating chamber and an outer surface of the rotor; In a heat generator having a viscous fluid that generates heat by a shearing action due to motion, the rotor is made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the drive shaft, and a rotor main body that shears the viscous fluid; It is made of a material having the same coefficient of thermal expansion and is cast into the rotor body,
And a base fixed to the drive shaft.
【０００８】本発明の熱発生器では、ロータのロータ本
体部で粘性流体をせん断により発熱させるべく、駆動軸
を駆動すると、駆動軸のトルクは駆動軸に固定されたロ
ータの基部に伝達され、ロータの基部のトルクは基部を
鋳ぐるんだロータ本体に伝達されることとなる。この
際、駆動軸と基部とは熱膨張係数にさほど又は全く相違
がないことから、駆動軸と基部との間の寸法差はさほど
又は全く変化しないこととなる。このため、基部を駆動
軸に圧入のみにより固定するとしても、両者間の締め代
は組み付け時とさほど又は全く変化せず、駆動軸のトル
クは基部に確実に伝達されることとなる。また、ロータ
本体とこのロータ本体に鋳ぐるまれた基部とは両者の熱
膨張係数の差に基づいて冷却時に強固に締結され、この
締結力は圧入時の締め代によるもの以上となる。このた
め、基部のトルクもロータ本体に確実に伝達されること
となる。こうして、この熱発生器では、運転時に駆動軸
とロータとの間ですべりを生じにくく、両者の一体回動
は確実に確保される。In the heat generator of the present invention, when the drive shaft is driven to generate heat by shearing the viscous fluid in the rotor body of the rotor, the torque of the drive shaft is transmitted to the base of the rotor fixed to the drive shaft. The torque at the base of the rotor will be transmitted to the rotor body whose base has been cast. At this time, since the drive shaft and the base have little or no difference in the coefficient of thermal expansion, the dimensional difference between the drive shaft and the base does not change much or at all. For this reason, even if the base is fixed to the drive shaft only by press-fitting, the interference between the two does not change much or not at the time of assembly, and the torque of the drive shaft is reliably transmitted to the base. Further, the rotor main body and the base portion cast into the rotor main body are firmly fastened at the time of cooling based on a difference in thermal expansion coefficient between the two, and this fastening force is greater than the interference due to press-fitting. For this reason, the torque of the base is also reliably transmitted to the rotor body. Thus, in this heat generator, slippage is less likely to occur between the drive shaft and the rotor during operation, and the two members are reliably rotated integrally.
【０００９】したがって、この熱発生器によれば、車室
等の暖房が所望されれば、その所望を確実に叶えること
ができる。また、この熱発生器では、ロータ本体が基部
を鋳ぐるむことによりロータ本体に基部を固定している
ため、従来のリベット等の部材が不要となり、基部以外
は部品点数の増加を生じることなく、比較的安価な製造
が可能である。Therefore, according to this heat generator, if the heating of the passenger compartment or the like is desired, the desired can be surely fulfilled. Further, in this heat generator, since the rotor body fixes the base to the base by casting the base, conventional rivets and other members are not required, and the number of parts other than the base does not increase without increasing the number of parts. , Relatively inexpensive manufacturing is possible.
【００１０】さらに、この熱発生器では、基部を必ずし
もスプライン結合等により駆動軸に結合する必要がな
く、駆動軸に基部を圧入して両者を固定することも可能
であるため、工程数の削減からやはり比較的安価な製造
が可能である。本発明に係る基部としては、外周面にロ
ータ本体との結合強度を回転方向で強化する凹凸をもつ
ものであることが好ましい。すなわち、基部はロータ本
体部に鋳ぐるまれるのであるが、基部とロータ本体部と
は熱膨張係数に差を有していることから、運転時にその
差によってロータ本体の基部への締結力が低下する場合
がある。この点、基部の外周面にかかる凹凸があれば、
その凹凸によって基部とロータ本体との機械的な結合強
度を回転方向で強化でき、基部のトルクをロータ本体に
より確実に伝達できることとなる。こうして、ロータ本
体との結合強度を回転方向で強化する凹凸としては、軸
方向に延在するスプライン、少なくとも軸方向に延在す
る刻み目をもつローレット加工、軸方向に対して傾斜し
た刻み目をもつローレット加工、ショットブラスト処理
等の粗面化加工の他、基部の外周面を軸方向から見て多
角形とする手段等を採用することができる。基部の外周
面にかかる凹凸を形成するとしても、その作業は駆動軸
には必ずしも必要ないことから、駆動軸及び基部にスプ
ラインを刻設する場合に比して、作業は簡易なものとな
る。Further, in this heat generator, it is not always necessary to connect the base to the drive shaft by spline connection or the like, and it is possible to press-fit the base to the drive shaft and fix them, thereby reducing the number of steps. Therefore, relatively inexpensive manufacturing is also possible. The base according to the present invention preferably has irregularities on the outer peripheral surface for enhancing the coupling strength with the rotor body in the rotation direction. In other words, the base is cast into the rotor body, but since the base and the rotor body have a difference in the coefficient of thermal expansion, the difference in the operation causes the fastening force to the base of the rotor body to be small due to the difference. May decrease. In this regard, if there are irregularities on the outer peripheral surface of the base,
Due to the unevenness, the mechanical coupling strength between the base and the rotor body can be enhanced in the rotation direction, and the torque of the base can be transmitted more reliably to the rotor body. In this way, the unevenness for enhancing the coupling strength with the rotor body in the rotational direction includes splines extending in the axial direction, knurling having at least notches extending in the axial direction, and knurling having notches inclined in the axial direction In addition to surface roughening such as processing and shot blasting, it is possible to employ means for forming the outer peripheral surface of the base portion into a polygon when viewed from the axial direction. Even if the unevenness is formed on the outer peripheral surface of the base, the work is not necessarily required for the drive shaft, so that the work is simpler than in the case where a spline is carved on the drive shaft and the base.
【００１１】また、本発明に係る基部としては、外周面
にロータ本体との結合強度を軸方向で強化する凹凸をも
つものであることも好ましい。すなわち、上記と同様、
基部の外周面にかかる凹凸があれば、その凹凸によって
基部とロータ本体との機械的な結合強度を軸方向で強化
でき、基部に対してロータ本体が軸方向に変位して発熱
室の前後の壁面にロータ本体が干渉することを防止する
ことができる。こうして、ロータ本体との結合強度を軸
方向で強化する凹凸としては、径方向に突出するフラン
ジ、少なくとも径方向に延在する刻み目をもつローレッ
ト加工、軸方向に対して傾斜した刻み目をもつローレッ
ト加工、ショットブラスト処理等の粗面化加工の他、基
部の外周面を径方向から見て多角形とする手段等を採用
することができる。基部の外周面にかかる凹凸を形成す
るとしても、上記のように、その作業は簡易なものであ
る。It is also preferable that the base according to the present invention has irregularities on its outer peripheral surface for enhancing the coupling strength with the rotor body in the axial direction. That is, as above,
If there are irregularities on the outer peripheral surface of the base, the mechanical coupling strength between the base and the rotor body can be strengthened in the axial direction by the irregularities. It is possible to prevent the rotor body from interfering with the wall surface. In this manner, the unevenness for enhancing the coupling strength with the rotor body in the axial direction includes a flange projecting in the radial direction, knurling having at least a notch extending in the radial direction, and knurling having a notch inclined with respect to the axial direction. In addition to surface roughening such as shot blasting, means for forming the outer peripheral surface of the base in a polygonal shape as viewed from the radial direction can be employed. Even if the unevenness is formed on the outer peripheral surface of the base, the operation is simple as described above.
【００１２】凹凸は綾目ローレット加工により施されて
いることが好ましい。軸方向及び径方向に延在する刻み
目をもつ平目ローレット加工ではロータ本体との結合強
度が回転方向又は軸方向で若干弱まりやすいのに対し、
綾目ローレット加工は軸方向に対してそれぞれ傾斜した
互いに交差する刻み目をもつため、ロータ本体との結合
強度を回転方向及び軸方向で確実に強化できるからであ
る。また、この綾目ローレット加工はスプライン加工に
比して作業性も良好である。It is preferable that the unevenness is provided by a twill knurling process. In flat knurling with notches extending in the axial and radial directions, the coupling strength with the rotor body tends to weaken slightly in the rotational direction or axial direction,
This is because the knurled knurling has notches crossing each other that are inclined with respect to the axial direction, so that the coupling strength with the rotor body can be reliably increased in the rotation direction and the axial direction. In addition, the workability of this twill knurling process is better than that of the spline processing.
【００１３】駆動軸としては鉄系金属からなるものを採
用し、ロータの基部としては鉄系金属からなるものを採
用し、ロータのロータ本体としてはアルミニウム系金属
からなるものを採用することができる。こうであれば、
駆動軸及び基部が鉄系金属で高い剛性を確保しつつ、ア
ルミニウム系金属からなるロータ本体が熱発生器の加工
性及び軽量性を実現することができる。The drive shaft may be made of an iron-based metal, the rotor base may be made of an iron-based metal, and the rotor body of the rotor may be made of an aluminum-based metal. . In this case,
The rotor body made of aluminum-based metal can realize the workability and lightness of the heat generator while the drive shaft and the base are made of an iron-based metal to ensure high rigidity.
【００１４】ロータ本体は円盤状をなし、基部はこのロ
ータ本体のボス部を形成するブッシュであることができ
る。この場合、ブッシュは円盤状のロータ本体に必要な
ボス部の軸長を確保する。かかる鋳ぐるまれたブッシュ
は、ロータ本体内に隠れていてもよく、ロータ本体から
剥き出していてもよい。The rotor body has a disk shape, and the base can be a bush forming a boss of the rotor body. In this case, the bush secures the axial length of the boss required for the disk-shaped rotor body. Such a cast bush may be hidden in the rotor body or may be exposed from the rotor body.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態１〜４を比較形態１、２とともに図面を参照しつつ説
明する。 （実施形態１）実施形態１の熱発生器としてのビスカス
ヒータＶＨでは、図１に示すように、前部ハウジング本
体１、前部プレート２、略リング状の後部プレート３及
び後部ハウジング本体４が各々積層され、これらがそれ
ぞれ間にＯリングを介して複数本のボルト５により締結
されている。前部プレート２の後面には円形の凹部が凹
設されており、この凹部は後部プレート３の前面とによ
り発熱室６を形成している。また、後部プレート３と後
部ハウジング本体４とにより貯留室ＳＲが形成されてい
る。発熱室６と貯留室ＳＲとにより作動室が構成されて
いる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments 1 to 4 embodying the present invention will be described together with comparative embodiments 1 and 2 with reference to the drawings. (Embodiment 1) In a viscous heater VH as a heat generator of Embodiment 1, as shown in FIG. 1, a front housing body 1, a front plate 2, a substantially ring-shaped rear plate 3 and a rear housing body 4 are formed. Each is laminated, and these are fastened by a plurality of bolts 5 via O-rings between them. A circular concave portion is formed in the rear surface of the front plate 2, and the concave portion forms a heat generating chamber 6 with the front surface of the rear plate 3. The rear plate 3 and the rear housing main body 4 form a storage chamber SR. An operating chamber is constituted by the heat generating chamber 6 and the storage chamber SR.
【００１６】前部プレート２の前面には円弧状のフィン
２ａが複数条軸方向前方に突設され、前部ハウジング本
体１とこれらフィン２ａとにより前部放熱室としての前
部ウォータジャケットＦＷが形成されている。また、後
部プレート３の後面にも円弧状のフィン３ａが複数条軸
方向後方に突設され、後部ハウジング本体４とこれらフ
ィン３ａとにより後部放熱室としての後部ウォータジャ
ケットＲＷが形成されている。前部及び後部ウォータジ
ャケットＦＷ、ＲＷ内の循環流体としての冷却水はこれ
らフィン２ａ、３ａに従って流れるようになっており、
フィン２ａ、３ａはその際に受熱面積を向上させてい
る。A plurality of arc-shaped fins 2a project forward from the front surface of the front plate 2 in the axial direction. The front housing body 1 and the fins 2a form a front water jacket FW as a front heat radiation chamber. Is formed. A plurality of arc-shaped fins 3a are also provided on the rear surface of the rear plate 3 so as to protrude rearward in the axial direction, and the rear housing body 4 and the fins 3a form a rear water jacket RW as a rear heat radiation chamber. Cooling water as a circulating fluid in the front and rear water jackets FW, RW flows according to these fins 2a, 3a.
At this time, the fins 2a and 3a improve the heat receiving area.
【００１７】前部プレート２の軸孔には軸封装置内蔵の
軸受装置７（軸封機能をもつ装置を別体で設けることも
可能）が設けられ、この軸受装置７により駆動軸８が回
動可能に支承されている。駆動軸８の後端には発熱室６
内で回動可能なロータ９が固定されている。駆動軸８は
鉄系金属（構造用炭素鋼）からなり、その熱膨張係数β
は約１０．７×１０-6（°Ｃ）である。ロータ９は、円
盤状のロータ本体９ａと、このロータ本体９ａに外周面
で鋳ぐるまれ、ロータ本体９ａの必要な軸長のボス部を
形成する基部としてのブッシュ９ｂとからなる。ロータ
本体９ａはアルミニウム系金属（ダイガスト合金）から
なり、その熱膨張係数βは約２１．０×１０-6（°Ｃ）
である。ブッシュ９ｂは鉄系金属（構造用炭素鋼）から
なり、その熱膨張係数βは約１０．７×１０-6（°Ｃ）
である。ブッシュ９ｂの外周面には、図２（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、軸方向に対してそれぞれ傾斜した
互いに交差する凹凸としての刻み目９ｃをもつ綾目ロー
レット加工が施されている。In the shaft hole of the front plate 2, a bearing device 7 with a built-in shaft sealing device (a device having a shaft sealing function can be provided separately) is provided, and the drive shaft 8 is rotated by the bearing device 7. It is movably supported. A heating chamber 6 is provided at the rear end of the drive shaft 8.
A rotatable rotor 9 is fixed. The drive shaft 8 is made of an iron-based metal (structural carbon steel) and has a thermal expansion coefficient β
Is about 10.7 × 10 −6 (° C.). The rotor 9 includes a disk-shaped rotor body 9a, and a bush 9b as a base formed by casting the outer circumference of the rotor body 9a to form a boss having a required axial length of the rotor body 9a. The rotor body 9a is made of an aluminum-based metal (a die cast alloy) and has a thermal expansion coefficient β of about 21.0 × 10 −6 (° C.).
It is. The bush 9b is made of an iron-based metal (structural carbon steel) and has a thermal expansion coefficient β of about 10.7 × 10 −6 (° C.).
It is. FIG. 2A shows the outer peripheral surface of the bush 9b.
As shown in FIG. 2B, a knurled knurling process having notches 9c as irregularities intersecting with each other and inclined with respect to the axial direction is performed.
【００１８】かかるロータ９を得るためには、まず良好
な作業性を経て綾目ローレット加工を施したブッシュ９
ｂを用意し、このブッシュ９ｂを鋳型内に取り付け、キ
ャビティにアルミニウム系金属（ダイカスト合金）の溶
湯を流し込み、冷却、型開きの後、穴加工、溝加工、研
磨加工等を施す。こうして、図３に示すように、アルミ
ニウム系金属（ダイカスト合金）の溶湯が固化したロー
タ本体９ａと、このロータ本体９ａに鋳ぐるまれたブッ
シュ９ｂとからなるロータ９が得られる。なお、ロータ
本体９ａのブッシュ９ｂよりの位置には前後に貫通する
連通孔９ｄが複数個形成されている。In order to obtain such a rotor 9, first, a bush 9 which has been subjected to a twill knurling process through good workability.
b is prepared, the bush 9b is mounted in a mold, a molten metal of an aluminum-based metal (die-cast alloy) is poured into the cavity, and after cooling and opening the mold, hole processing, groove processing, polishing processing and the like are performed. Thus, as shown in FIG. 3, the rotor 9 including the rotor body 9a in which the molten metal of the aluminum-based metal (die-cast alloy) is solidified and the bush 9b cast into the rotor body 9a is obtained. A plurality of communication holes 9d penetrating back and forth is formed at a position of the rotor body 9a from the bush 9b.
【００１９】かかるロータ９は、図１に示すように、駆
動軸８にブッシュ９ｂを所定の締め代で圧入することに
より固定されている。これによりロータ９のロータ本体
９ａは発熱室６内で前部及び後部プレート２、３との間
に液密的間隙を確保することとなる。貯留室ＳＲは液密
的間隙の容積を超えるシリコーンオイルＳＯを収容可能
であり、前部及び後部プレート２、３とロータ９との液
密的間隙及び貯留室ＳＲには粘性流体としてのシリコー
ンオイルＳＯが４０〜７０ｖｏｌ％の充填率で封入さ
れ、残余には空気が残存されている。後部プレート３は
貯留室ＳＲとの間で隔壁を構成しており、後部プレート
３の中央域には貯留室ＳＲ内のシリコーンオイルＳＯの
液位を跨いで位置する開口３ｃが貫設されている。以上
によりビスカスヒータＶＨが構成されている。As shown in FIG. 1, the rotor 9 is fixed by press-fitting a bush 9b into the drive shaft 8 with a predetermined interference. Thus, the rotor body 9a of the rotor 9 secures a liquid-tight gap between the front and rear plates 2 and 3 in the heat generating chamber 6. The storage chamber SR can contain silicone oil SO exceeding the volume of the liquid-tight gap, and the liquid-tight gap between the front and rear plates 2 and 3 and the rotor 9 and the storage chamber SR contain silicone oil as a viscous fluid. SO is sealed at a filling rate of 40 to 70 vol%, and air remains in the remainder. The rear plate 3 constitutes a partition wall with the storage chamber SR, and an opening 3c is provided in a central region of the rear plate 3 so as to extend across the liquid level of the silicone oil SO in the storage chamber SR. . The viscous heater VH is configured as described above.
【００２０】また、前部ハウジング本体１及び駆動軸８
には電磁クラッチＭＣが装着されている。ここで、電磁
クラッチＭＣでは、ビスカスヒータＶＨの前部ハウジン
グ１に軸受装置１０を介してプーリ１１が回転可能に支
承されているとともに、プーリ１１内に位置すべく励磁
コイル１２が設けられている。この励磁コイル１２は図
示しないエアコンＥＣＵに接続されている。そして、ビ
スカスヒータＶＨの駆動軸８にはボルト１３によりハブ
１４が固定され、ハブ１４は板ばね１５を介してアーマ
チュア１６と固定されている。プーリ１１は図示しない
車両のエンジンによりベルトで回転されるようになって
いる。Further, the front housing body 1 and the drive shaft 8
Is equipped with an electromagnetic clutch MC. Here, in the electromagnetic clutch MC, a pulley 11 is rotatably supported by a front housing 1 of a viscous heater VH via a bearing device 10, and an excitation coil 12 is provided to be located in the pulley 11. . This exciting coil 12 is connected to an air conditioner ECU (not shown). Further, a hub 14 is fixed to the drive shaft 8 of the viscous heater VH by a bolt 13, and the hub 14 is fixed to an armature 16 via a leaf spring 15. The pulley 11 is rotated by a belt by an engine of a vehicle (not shown).
【００２１】以上のように構成されたビスカスヒータＶ
Ｈでは、エアコンＥＣＵの指令により、電磁クラッチＭ
Ｃの励磁コイル１２への通電が行われておれば、アーマ
チュア１６がプーリ１１に磁着するため、駆動軸８がエ
ンジンにより駆動される。このため、ビスカスヒータＶ
Ｈでは、作動室内でロータ９が回動するため、シリコー
ンオイルＳＯが発熱室６を形成する前部及び後部プレー
ト２、３の壁面とロータ９の外面との液密的間隙でせん
断により発熱する。この発熱は前部及び後部ウォータジ
ャケットＦＷ、ＲＷ内の冷却水に熱交換され、加熱され
た冷却水が循環回路を循環する。The viscous heater V configured as described above
In H, the electromagnetic clutch M
If the excitation coil 12 of C is energized, the armature 16 magnetically attaches to the pulley 11, so that the drive shaft 8 is driven by the engine. Therefore, the viscous heater V
In H, since the rotor 9 rotates in the working chamber, the silicone oil SO generates heat by shearing in a liquid-tight gap between the wall surfaces of the front and rear plates 2 and 3 forming the heat generating chamber 6 and the outer surface of the rotor 9. . This heat is exchanged with the cooling water in the front and rear water jackets FW and RW, and the heated cooling water circulates in the circulation circuit.
【００２２】この間、このビスカスヒータＶＨでは、駆
動軸８のトルクはロータ９のブッシュ９ｂに伝達され、
ロータ９のブッシュ９ｂのトルクはロータ本体９ａに伝
達されることとなる。この際、駆動軸８とブッシュ９ｂ
とは熱膨張係数βにさほど相違がないことから、駆動軸
８とブッシュ９ｂとの間の寸法差はさほど又は全く変化
しないこととなる。このため、このビスカスヒータＶＨ
のようにブッシュ９ｂを駆動軸８に圧入のみにより固定
していても、駆動軸８とブッシュ９ｂとの間の締め代は
組み付け時とさほど変化せず、駆動軸８のトルクはブッ
シュ９ｂに確実に伝達されることとなる。また、ロータ
本体９ａとブッシュ９ｂとは、ロータ本体９ａとブッシ
ュ９ｂとの熱膨張係数βの差に基づいて冷却時に強固に
締結され、この締結力は圧入時の締め代によるもの以上
となっている。特に、ブッシュ９ｂの外周面には上記の
刻み目９ｃが形成されており、ロータ本体９ａとの結合
強度が回転方向及び軸方向で確実に機械的に強化されて
いる。このため、ブッシュ９ｂのトルクもロータ本体９
ａに確実に伝達されることとなる。こうして、このビス
カスヒータＶＨでは、運転時に駆動軸８とロータ９との
間ですべりを生じにくく、駆動軸８とロータ９との一体
回動は確実に確保される。During this time, in the viscous heater VH, the torque of the drive shaft 8 is transmitted to the bush 9b of the rotor 9,
The torque of the bush 9b of the rotor 9 is transmitted to the rotor body 9a. At this time, the drive shaft 8 and the bush 9b
Does not differ so much from the thermal expansion coefficient β, the dimensional difference between the drive shaft 8 and the bush 9b does not change much or at all. Therefore, this viscous heater VH
Even if the bush 9b is fixed to the drive shaft 8 only by press-fitting as described above, the interference between the drive shaft 8 and the bush 9b does not change so much as when assembling, and the torque of the drive shaft 8 is reliably applied to the bush 9b. It will be transmitted to. Further, the rotor body 9a and the bush 9b are firmly fastened during cooling based on the difference in the thermal expansion coefficient β between the rotor body 9a and the bush 9b, and the fastening force is greater than the interference due to press-fitting. I have. In particular, the notch 9c is formed on the outer peripheral surface of the bush 9b, and the coupling strength with the rotor body 9a is reliably mechanically enhanced in the rotation direction and the axial direction. For this reason, the torque of the bush 9b is
a. In this way, in the viscous heater VH, slippage does not easily occur between the drive shaft 8 and the rotor 9 during operation, and the integral rotation of the drive shaft 8 and the rotor 9 is reliably ensured.
【００２３】したがって、このビスカスヒータＶＨによ
れば、車室の暖房やエンジンの暖気が所望されれば、そ
れらの所望を確実に叶えることができる。また、このビ
スカスヒータＶＨでは、駆動軸８及びブッシュ９ｂが鉄
系金属で高い剛性を確保しつつ、アルミニウム系金属か
らなるロータ本体９ａにより加工性及び軽量性を実現し
ている。Therefore, according to the viscous heater VH, if the heating of the vehicle compartment or the warming of the engine is desired, those demands can be surely fulfilled. In the viscous heater VH, the drive shaft 8 and the bush 9b are made of an iron-based metal to ensure high rigidity, and the rotor body 9a made of an aluminum-based metal achieves workability and lightness.
【００２４】さらに、このビスカスヒータＶＨでは、ブ
ッシュ９ｂの外周面に上記の刻み目９ｃが形成されてい
るため、その刻み目９ｃによってブッシュ９ｂとロータ
本体９ａとの機械的な結合強度を軸方向でも強化でき、
ブッシュ９ｂに対してロータ本体９ａが軸方向に変位し
て発熱室６の前後の壁面にロータ本体９ａが干渉するこ
とを防止することもできる。Further, in the viscous heater VH, since the notch 9c is formed on the outer peripheral surface of the bush 9b, the mechanical coupling strength between the bush 9b and the rotor body 9a is enhanced in the axial direction by the notch 9c. Can,
It is also possible to prevent the rotor body 9a from being displaced in the axial direction with respect to the bush 9b and from interfering with the front and rear wall surfaces of the heat generating chamber 6.
【００２５】また、このビスカスヒータＶＨでは、ロー
タ本体９ａがブッシュ９ｂを鋳ぐるむことによりロータ
本体９ａにブッシュ９ｂを固定しているため、従来のリ
ベット等の部材が不要となり、ブッシュ９ｂ以外は部品
点数の増加を生じることなく、比較的安価な製造が可能
である。さらに、このビスカスヒータＶＨでは、駆動軸
８にブッシュ９ｂを圧入して駆動軸８とブッシュ９ｂと
を固定しているため、工程数の削減からやはり比較的安
価な製造が可能である。 （実施形態２）実施形態２の熱発生器としてのビスカス
ヒータＶＨでは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、外
周面に軸方向に延在するスプライン１７ａをもつブッシ
ュ１７を採用している。他の構成は実施形態１と同様で
ある。Further, in the viscous heater VH, since the rotor body 9a fixes the bush 9b to the rotor body 9a by casting the bush 9b, conventional members such as rivets are not required. Relatively inexpensive manufacturing is possible without increasing the number of parts. Further, in the viscous heater VH, since the bush 9b is press-fitted into the drive shaft 8 and the drive shaft 8 and the bush 9b are fixed, relatively inexpensive manufacturing is possible because of the reduction in the number of steps. (Embodiment 2) In a viscous heater VH as a heat generator of Embodiment 2, as shown in FIGS. 4A and 4B, a bush 17 having a spline 17a extending in an axial direction on an outer peripheral surface is employed. are doing. Other configurations are the same as in the first embodiment.
【００２６】このビスカスヒータＶＨでは、スプライン
１７ａによってロータ本体９ａとの結合強度が回転方向
のみにおいて強化されている。他の作用及び効果は実施
形態１と同一である。 （実施形態３）実施形態３の熱発生器としてのビスカス
ヒータＶＨでは、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、軸
方向から見て六角形の外周面をもつブッシュ１８を採用
している。他の構成は実施形態１と同様である。In this viscous heater VH, the spline 17a enhances the coupling strength with the rotor body 9a only in the rotational direction. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment. (Embodiment 3) In a viscous heater VH as a heat generator according to Embodiment 3, as shown in FIGS. 5A and 5B, a bush 18 having a hexagonal outer peripheral surface as viewed from the axial direction is employed. ing. Other configurations are the same as in the first embodiment.
【００２７】このビスカスヒータＶＨにおいても実施形
態２と同様の作用及び効果を奏することができる。 （実施形態４）実施形態４の熱発生器としてのビスカス
ヒータＶＨでは、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、径
方向に突出するフランジ１９ａをもつブッシュ１９を採
用している。他の構成は実施形態１と同様である。This viscous heater VH can provide the same functions and effects as those of the second embodiment. (Embodiment 4) In a viscous heater VH as a heat generator of Embodiment 4, as shown in FIGS. 6A and 6B, a bush 19 having a flange 19a projecting in a radial direction is employed. Other configurations are the same as in the first embodiment.
【００２８】このビスカスヒータＶＨでは、フランジ１
９ａによってロータ本体９ａとの結合強度が軸方向のみ
において強化されている。他の作用及び効果は実施形態
１と同一である。In this viscous heater VH, the flange 1
9a enhances the coupling strength with the rotor body 9a only in the axial direction. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
【図１】実施形態１のビスカスヒータの縦断面図であ
る。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a viscous heater according to a first embodiment.
【図２】実施形態１のビスカスヒータに係り、（Ａ）は
ブッシュの平面図、（Ｂ）はブッシュの側面図である。FIG. 2A is a plan view of a bush, and FIG. 2B is a side view of the bush, according to the viscous heater of the first embodiment.
【図３】実施形態１のビスカスヒータの要部断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view of a main part of the viscous heater according to the first embodiment.
【図４】実施形態２のビスカスヒータに係り、（Ａ）は
ブッシュの平面図、（Ｂ）はブッシュの側面図である。FIG. 4A is a plan view of a bush, and FIG. 4B is a side view of the bush, according to the viscous heater of the second embodiment.
【図５】実施形態３のビスカスヒータに係り、（Ａ）は
ブッシュの平面図、（Ｂ）はブッシュの側面図である。5A is a plan view of a bush, and FIG. 5B is a side view of the bush, according to the viscous heater of the third embodiment.
【図６】実施形態４のビスカスヒータに係り、（Ａ）は
ブッシュの平面図、（Ｂ）はブッシュの側面図である。FIG. 6A is a plan view of a bush, and FIG. 6B is a side view of the bush, according to the viscous heater of the fourth embodiment.
６…発熱室 ＦＷ、ＲＷ…放熱室（ウォータジャケット） １、２、３、４…ハウジング ７…軸受装置 ８…駆動軸 ９…ロータ ９ａ…ロータ本体部 ９ｂ…基部、ブッシュ ＳＯ…粘性流体（シリコーンオイル） ９ｃ、１７ａ、１８、１９ａ…凹凸（９ｃ…刻み目、１
７ａ…スプライン、１８…六角形、１９ａ…フランジ）6 Heat generation chamber FW, RW Heat dissipation chamber (water jacket) 1, 2, 3, 4 ... Housing 7 ... Bearing device 8 ... Drive shaft 9 ... Rotor 9a ... Rotor main body 9b ... Base, bush SO ... Viscous fluid (silicone) Oil) 9c, 17a, 18, 19a ... irregularities (9c ... notches, 1
7a: spline, 18: hexagon, 19a: flange)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 茂 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 森 英文 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeru Suzuki 2-1-1 Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. Inside Toyota Industries Corporation (72) Inventor Hidefumi Mori 2-1-1 Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. Inside Toyota Industries Corporation
Claims (6)
流体を循環させる放熱室を形成するハウジングと、該ハ
ウジングに軸受装置を介して回動可能に支承された駆動
軸と、該発熱室内で該駆動軸により回動可能に設けられ
たロータと、該発熱室の壁面と該ロータの外面との間隙
に介在され、該ロータの回動によるせん断作用により発
熱される粘性流体とを有する熱発生器において、 前記ロータは、前記駆動軸より熱膨張係数の大きな材料
からなり、前記粘性流体をせん断するロータ本体部と、
該駆動軸と同等の熱膨張係数の材料からなって該ロータ
本体部に鋳ぐるまれ、該駆動軸に固定される基部とから
なることを特徴とする熱発生器。A housing for forming a heat-generating chamber and a heat-radiating chamber adjacent to the heat-generating chamber for circulating a circulating fluid; a drive shaft rotatably supported by the housing via a bearing device; A rotor provided rotatably by the drive shaft in the heating chamber, and a viscous fluid interposed in a gap between a wall surface of the heating chamber and an outer surface of the rotor and generated by shearing action due to rotation of the rotor. In the heat generator, the rotor is made of a material having a larger thermal expansion coefficient than the drive shaft, and a rotor main body that shears the viscous fluid,
A heat generator comprising: a material having a thermal expansion coefficient equivalent to that of the drive shaft; cast into the rotor main body; and a base fixed to the drive shaft.
回転方向で強化する凹凸をもつことを特徴とする請求項
１記載の熱発生器。2. The heat generator according to claim 1, wherein the base has irregularities on an outer peripheral surface thereof for enhancing a coupling strength with the rotor body in a rotation direction.
軸方向で強化する凹凸をもつことを特徴とする請求項１
又は２記載の熱発生器。3. The base according to claim 1, wherein the base has an unevenness on an outer peripheral surface thereof for enhancing a coupling strength with the rotor body in an axial direction.
Or the heat generator according to 2.
いることを特徴とする請求項２又は３記載の熱発生器。4. The heat generator according to claim 2, wherein the unevenness is provided by a twill knurling process.
は鉄系金属からなり、該ロータのロータ本体はアルミニ
ウム系金属からなることを特徴とする請求項１、２、３
又は４記載の熱発生器。5. The rotor according to claim 1, wherein the drive shaft is made of an iron-based metal, a base of the rotor is made of an iron-based metal, and a rotor body of the rotor is made of an aluminum-based metal.
Or the heat generator according to 4.
タ本体のボス部を形成するブッシュであることを特徴と
する請求項１、２、３、４又は５記載の熱発生器。6. The heat generator according to claim 1, wherein the rotor body has a disk shape, and the base is a bush forming a boss of the rotor body.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10313633A JP2000142087A (en) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | Heat generator |
| SE9902033A SE517883C2 (en) | 1998-06-08 | 1999-06-02 | Methods of manufacturing a rotor unit, rotor unit for heating a viscous fluid, and heat generator comprising such a rotor unit |
| CA002273693A CA2273693C (en) | 1998-06-08 | 1999-06-03 | Rotor for heat generators and its manufacturing method |
| US09/325,960 US6206296B1 (en) | 1998-06-08 | 1999-06-04 | Rotor for heat generators and its manufacturing method |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10313633A JP2000142087A (en) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | Heat generator |
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|---|---|
| JP2000142087A true JP2000142087A (en) | 2000-05-23 |
| JP2000142087A5 JP2000142087A5 (en) | 2004-11-25 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000142087A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009144042A2 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Immobile Worldwide Ltd. | Heating device and fluid circulating heating apparatus |
| JP2018105445A (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 株式会社鷺宮製作所 | Electrically-operated valve |
-
1998
- 1998-11-04 JP JP10313633A patent/JP2000142087A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009144042A2 (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Immobile Worldwide Ltd. | Heating device and fluid circulating heating apparatus |
| WO2009144042A3 (en) * | 2008-05-30 | 2010-06-03 | Immobile Worldwide Ltd. | Heating device and fluid circulating heating apparatus |
| JP2018105445A (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 株式会社鷺宮製作所 | Electrically-operated valve |
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