JP2000219032A - マグネット式ヒーター - Google Patents
マグネット式ヒーターInfo
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- JP2000219032A JP2000219032A JP11024105A JP2410599A JP2000219032A JP 2000219032 A JP2000219032 A JP 2000219032A JP 11024105 A JP11024105 A JP 11024105A JP 2410599 A JP2410599 A JP 2410599A JP 2000219032 A JP2000219032 A JP 2000219032A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より短時間にかつ効率よく熱媒体用流体を高
温に加熱することができる自動車などの車両用補助暖房
熱源補助ヒータの提供。 【解決手段】 磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対
向配置し、導体側を回転させることにより当該導体に生
じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であ
り、固定の熱媒体用流体ジャケットの一部をエディカレ
ント材と磁性材料とのクラッド材からなる導体で構成
し、該導体と僅かなギャップを隔てて対向配置した永久
磁石を備え、前記永久磁石の回動により導体にスリップ
発熱を生じさせ、この導体に生じたスリップ発熱により
熱媒体用流体ジャケット内の熱媒体用流体を加熱する構
造となす。 【効果】 導体にクラッド材を用いたことによりコスト
が安くなり、コンパクトにでき、生産性が高められ、品
質的にも優れ信頼性が高い。
温に加熱することができる自動車などの車両用補助暖房
熱源補助ヒータの提供。 【解決手段】 磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対
向配置し、導体側を回転させることにより当該導体に生
じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であ
り、固定の熱媒体用流体ジャケットの一部をエディカレ
ント材と磁性材料とのクラッド材からなる導体で構成
し、該導体と僅かなギャップを隔てて対向配置した永久
磁石を備え、前記永久磁石の回動により導体にスリップ
発熱を生じさせ、この導体に生じたスリップ発熱により
熱媒体用流体ジャケット内の熱媒体用流体を加熱する構
造となす。 【効果】 導体にクラッド材を用いたことによりコスト
が安くなり、コンパクトにでき、生産性が高められ、品
質的にも優れ信頼性が高い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に寒冷時や極寒
時におけるディーゼルエンジンやガソリンエンジンを動
力源とする主に自動車などの各種車両用エンジンの起動
性向上や電気自動車を含む各種車両や船舶のキャビン暖
房などに使用されるエンジン冷却水などの熱媒体用流体
の補助加熱手段として用いられ、またエンジン駆動され
る発電機、溶接機、コンプレッサー、建設機械などのエ
ンジン冷却水の予熱あるいは急速昇温（ウォーミングア
ップ時間の短縮）に用いるマグネット式ヒーターに関す
るものである。
時におけるディーゼルエンジンやガソリンエンジンを動
力源とする主に自動車などの各種車両用エンジンの起動
性向上や電気自動車を含む各種車両や船舶のキャビン暖
房などに使用されるエンジン冷却水などの熱媒体用流体
の補助加熱手段として用いられ、またエンジン駆動され
る発電機、溶接機、コンプレッサー、建設機械などのエ
ンジン冷却水の予熱あるいは急速昇温（ウォーミングア
ップ時間の短縮）に用いるマグネット式ヒーターに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】寒冷地などにおける始動時のエンジン冷
却水の暖房に利用される自動車などの車両用補助暖房熱
源として、ビスカス式ヒーターが知られている（特開平
２−２４６８２３号公報、実開平４−１１７１６号公
報、特開平９−２５４６３７公報、特開平９−６６７２
９号公報、特開平９−３２３５３０公報など参照）。ビ
スカス式ヒーターは、シリコンオイルなどの粘性流体を
せん断により発熱させ、ウォータージャケット内を循環
する循環水に熱交換して暖房熱源に利用する方式であっ
て、その構造としては、例えばハウジング内部に発熱室
と、この発熱室の外域にウォータージャケットを形成
し、ハウジングには軸受装置を介して駆動軸が回動可能
に支承され、駆動軸には発熱室内で回動可能なロータが
固定されており、発熱室の壁面とロータとの間隙にシリ
コンオイルなどの粘性流体が封入され、ウォータージャ
ケット内では循環水が入水ポートから取入れられ、出水
ポートから外部の暖房回路へ送り出されるべく循環され
ている。
却水の暖房に利用される自動車などの車両用補助暖房熱
源として、ビスカス式ヒーターが知られている（特開平
２−２４６８２３号公報、実開平４−１１７１６号公
報、特開平９−２５４６３７公報、特開平９−６６７２
９号公報、特開平９−３２３５３０公報など参照）。ビ
スカス式ヒーターは、シリコンオイルなどの粘性流体を
せん断により発熱させ、ウォータージャケット内を循環
する循環水に熱交換して暖房熱源に利用する方式であっ
て、その構造としては、例えばハウジング内部に発熱室
と、この発熱室の外域にウォータージャケットを形成
し、ハウジングには軸受装置を介して駆動軸が回動可能
に支承され、駆動軸には発熱室内で回動可能なロータが
固定されており、発熱室の壁面とロータとの間隙にシリ
コンオイルなどの粘性流体が封入され、ウォータージャ
ケット内では循環水が入水ポートから取入れられ、出水
ポートから外部の暖房回路へ送り出されるべく循環され
ている。
【０００３】車両の暖房装置に組込まれたこのビスカス
式ヒーターでは、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間隙でせん断により発熱
し、この発熱がウォータージャケット内の循環水に熱交
換され、加熱された循環水が暖房回路でエンジン冷却水
など車両の暖房に供されることとなる。
式ヒーターでは、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間隙でせん断により発熱
し、この発熱がウォータージャケット内の循環水に熱交
換され、加熱された循環水が暖房回路でエンジン冷却水
など車両の暖房に供されることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したビス
カス式ヒーターは、シンプルな構造により、小型化と低
コストを実現でき、また摩耗のない非接触式の機構で高
い信頼性と安全性を確保することができ、さらに水温が
上昇し、補助ヒーターが不要になると温度制御により自
動的に運転が停止するため、無駄なエネルギーは使用し
ないなどの特徴を有するが、粘性流体として用いるシリ
コンオイルの耐熱性は２４０℃程度が限界であり、シリ
コンオイルの温度をあまり高くできないことと、始動時
シリコンオイルが撹拌されて高温に発熱するまでに時間
がかかるとともに、シリコンオイルの温度が上昇すると
粘度が低下することによりせん断抵抗が低下して単位時
間当りの発熱量が次第に減少する傾向があるためにエン
ジン冷間時間での急速な暖房効果が得られないという難
点がある。このため、特にディーゼルエンジン搭載の寒
冷地仕様車の場合、このようなビスカス式ヒータは有効
性において十分とはいえず、より短時間にかつ効率よく
熱媒体用流体を高温に加熱することができる補助ヒータ
が望まれていた。
カス式ヒーターは、シンプルな構造により、小型化と低
コストを実現でき、また摩耗のない非接触式の機構で高
い信頼性と安全性を確保することができ、さらに水温が
上昇し、補助ヒーターが不要になると温度制御により自
動的に運転が停止するため、無駄なエネルギーは使用し
ないなどの特徴を有するが、粘性流体として用いるシリ
コンオイルの耐熱性は２４０℃程度が限界であり、シリ
コンオイルの温度をあまり高くできないことと、始動時
シリコンオイルが撹拌されて高温に発熱するまでに時間
がかかるとともに、シリコンオイルの温度が上昇すると
粘度が低下することによりせん断抵抗が低下して単位時
間当りの発熱量が次第に減少する傾向があるためにエン
ジン冷間時間での急速な暖房効果が得られないという難
点がある。このため、特にディーゼルエンジン搭載の寒
冷地仕様車の場合、このようなビスカス式ヒータは有効
性において十分とはいえず、より短時間にかつ効率よく
熱媒体用流体を高温に加熱することができる補助ヒータ
が望まれていた。
【０００５】本発明は、このようなビスカス式ヒーター
の有する問題点にかんがみなされたもので、ビスカス式
ヒーターに比しより高温にしかも短時間に熱媒体用流体
の温度を上昇させることができ、かつ耐熱性に優れたマ
グネット式ヒーターを提供しようとするものである。
の有する問題点にかんがみなされたもので、ビスカス式
ヒーターに比しより高温にしかも短時間に熱媒体用流体
の温度を上昇させることができ、かつ耐熱性に優れたマ
グネット式ヒーターを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマグネット
式ヒーターは、磁石と導体間に形成される磁路をせん断
することにより導体側に発生するスリップ発熱を熱媒体
用流体に熱交換する方式であり、その要旨は、磁石と導
体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体
を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ
発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、その第１
の実施態様は熱媒体用流体ジャケットの一部をエディカ
レント材と磁性材料とのクラッド材からなる導体で構成
し、該導体と僅かなギャップを隔てて対向配置した永久
磁石が駆動軸により回動可能に設けられ、前記永久磁石
の回動により導体に生じるスリップ発熱により、前記熱
媒体用流体ジャケット内の熱媒体用流体が加熱される構
造となしたことを特徴とし、第２の実施態様は駆動軸に
軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジング
永久磁石が取付けられ、ハウジング内部に前記永久磁石
と僅かなギャップを隔てて対向するエディカレント材と
磁性材料とのクラッド材からなる導体が前記駆動軸によ
り回動可能に設けられ、前記円盤状の導体の回動により
当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジング
の内部に導入された熱媒体用流体が加熱される構造とな
したことを特徴とするものである。また、本発明は前記
永久磁石に替えてサーマルフェライトを用いたり、前記
導体にエディカレント材を磁石側に設けた２層または多
層構造のクラッド材を用いたりするものであり、前記多
層構造のクラッド材を構成する磁性材料は前記永久磁石
よりの磁界が十分に透過する薄さを有するものである。
なお、前記ギャップは特に限定するものではないが、通
常０．３〜１．０ｍｍである。
式ヒーターは、磁石と導体間に形成される磁路をせん断
することにより導体側に発生するスリップ発熱を熱媒体
用流体に熱交換する方式であり、その要旨は、磁石と導
体を僅かなギャップを隔てて対向配置し、該磁石と導体
を相対的に回転させることにより導体に生じるスリップ
発熱で熱媒体用流体を加熱する方式であって、その第１
の実施態様は熱媒体用流体ジャケットの一部をエディカ
レント材と磁性材料とのクラッド材からなる導体で構成
し、該導体と僅かなギャップを隔てて対向配置した永久
磁石が駆動軸により回動可能に設けられ、前記永久磁石
の回動により導体に生じるスリップ発熱により、前記熱
媒体用流体ジャケット内の熱媒体用流体が加熱される構
造となしたことを特徴とし、第２の実施態様は駆動軸に
軸受装置および軸封装置を介して支承されたハウジング
永久磁石が取付けられ、ハウジング内部に前記永久磁石
と僅かなギャップを隔てて対向するエディカレント材と
磁性材料とのクラッド材からなる導体が前記駆動軸によ
り回動可能に設けられ、前記円盤状の導体の回動により
当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジング
の内部に導入された熱媒体用流体が加熱される構造とな
したことを特徴とするものである。また、本発明は前記
永久磁石に替えてサーマルフェライトを用いたり、前記
導体にエディカレント材を磁石側に設けた２層または多
層構造のクラッド材を用いたりするものであり、前記多
層構造のクラッド材を構成する磁性材料は前記永久磁石
よりの磁界が十分に透過する薄さを有するものである。
なお、前記ギャップは特に限定するものではないが、通
常０．３〜１．０ｍｍである。
【０００７】すなわち、基本的には永久磁石、サーマル
フェライトなどの磁石と、エディカレント材と磁性材料
とのクラッド材からなる導体（発熱体）の２つの部材で
構成され、この２つの部材が僅かなギャップを隔てて向
かい合い、磁石と導体を相対的に回転させて磁路をせん
断することにより導体側に発生するスリップ発熱を利用
したもので、発熱体にエディカレント材を用いることに
よって数秒〜数十秒で２００〜６００℃の温度に発熱さ
せることができるという特徴を有する。
フェライトなどの磁石と、エディカレント材と磁性材料
とのクラッド材からなる導体（発熱体）の２つの部材で
構成され、この２つの部材が僅かなギャップを隔てて向
かい合い、磁石と導体を相対的に回転させて磁路をせん
断することにより導体側に発生するスリップ発熱を利用
したもので、発熱体にエディカレント材を用いることに
よって数秒〜数十秒で２００〜６００℃の温度に発熱さ
せることができるという特徴を有する。
【０００８】なお、上記した「スリップ発熱」とは前記
磁石により発生した磁界内で、該磁界を切る方向に導体
を動かす（回転させる）と、当該導体内に渦電流（エデ
ィカレント）が発生し、この渦電流の導体内における電
気抵抗により発熱することを主に意味する。
磁石により発生した磁界内で、該磁界を切る方向に導体
を動かす（回転させる）と、当該導体内に渦電流（エデ
ィカレント）が発生し、この渦電流の導体内における電
気抵抗により発熱することを主に意味する。
【０００９】本発明において、導体にクラッド材を用い
たのは以下に記載する理由による。うず電流（エディカ
レント）によるジュール熱を利用したマグネット式ヒー
ターの場合、エディカレント材とその背面側に設ける磁
性材料からなるコア材が必要となる。ここでエディカレ
ント材とコア材にはそれぞれ銅、鉄が最適であり、この
２種類の部材は通常ボルトまたはビス、かしめ、接着、
ブレージングなどにより固着している。このためエディ
カレント材とコア材の組立てに手間がかかり生産性が悪
く、コストが高くつく上、強度や耐久性などの品質面で
も十分とは言い得ないものであり信頼性に劣るものであ
った。
たのは以下に記載する理由による。うず電流（エディカ
レント）によるジュール熱を利用したマグネット式ヒー
ターの場合、エディカレント材とその背面側に設ける磁
性材料からなるコア材が必要となる。ここでエディカレ
ント材とコア材にはそれぞれ銅、鉄が最適であり、この
２種類の部材は通常ボルトまたはビス、かしめ、接着、
ブレージングなどにより固着している。このためエディ
カレント材とコア材の組立てに手間がかかり生産性が悪
く、コストが高くつく上、強度や耐久性などの品質面で
も十分とは言い得ないものであり信頼性に劣るものであ
った。
【００１０】本発明はこのような現状よりみて、導体に
エディカレント材と磁性材料とのクラッド材を使用する
こととしたのである。すなわち、クラッド材の場合はエ
ディカレント材とコア材の一体化が可能となり、低コス
ト、コンパクト化、高生産性がはかられるとともに、品
質的にも優れ信頼性を向上できるからである。また通常
のクラッド材は母材となる材料に他の合せ材を接合させ
た２層構造の材料であるが、最近では同種材料または異
種材料を幾層にも重ね、多層に組立ててクラッドにした
材料が開発されていることから、本発明では２層構造の
みならず磁石側にエディカレント材を有する多層構造の
クラッド材も用いることとした。特に２種類以上の金属
を各々ミクロンのオーダーの薄さとしてこれらを層状に
積層したクラッド材は、磁性材料が極めて薄いために永
久磁石からの磁界が余り減衰されずに透過してエディカ
レント材に達して発熱し、これが多数回繰り返されるこ
とにより大きな発熱量となるので従来の材料と異なる優
れた特性を有し、その中で例えば鉄やステンレス鋼と銅
やアルミニウムを多層化した材料は、熱伝導性や磁気特
性などの性質を有することも確認されており、マグネッ
ト式ヒーターの導体としても好適である。
エディカレント材と磁性材料とのクラッド材を使用する
こととしたのである。すなわち、クラッド材の場合はエ
ディカレント材とコア材の一体化が可能となり、低コス
ト、コンパクト化、高生産性がはかられるとともに、品
質的にも優れ信頼性を向上できるからである。また通常
のクラッド材は母材となる材料に他の合せ材を接合させ
た２層構造の材料であるが、最近では同種材料または異
種材料を幾層にも重ね、多層に組立ててクラッドにした
材料が開発されていることから、本発明では２層構造の
みならず磁石側にエディカレント材を有する多層構造の
クラッド材も用いることとした。特に２種類以上の金属
を各々ミクロンのオーダーの薄さとしてこれらを層状に
積層したクラッド材は、磁性材料が極めて薄いために永
久磁石からの磁界が余り減衰されずに透過してエディカ
レント材に達して発熱し、これが多数回繰り返されるこ
とにより大きな発熱量となるので従来の材料と異なる優
れた特性を有し、その中で例えば鉄やステンレス鋼と銅
やアルミニウムを多層化した材料は、熱伝導性や磁気特
性などの性質を有することも確認されており、マグネッ
ト式ヒーターの導体としても好適である。
【００１１】熱媒体用流体ジャケットの一部をエディカ
レント材と磁性材料とのクラッド材からなる導体で構成
したマグネット式ヒーターの場合、熱媒体用流体ジャケ
ット内に導入された熱媒体用流体は、固定の導体に直接
に接触して熱交換が行われる。また、ハウジング内部で
導体を回動させる方式のマグネット式ヒーターの場合、
熱媒体用流体ジャケット内に導入された熱媒体用流体
は、回動する導体に接触して熱交換が行われる。
レント材と磁性材料とのクラッド材からなる導体で構成
したマグネット式ヒーターの場合、熱媒体用流体ジャケ
ット内に導入された熱媒体用流体は、固定の導体に直接
に接触して熱交換が行われる。また、ハウジング内部で
導体を回動させる方式のマグネット式ヒーターの場合、
熱媒体用流体ジャケット内に導入された熱媒体用流体
は、回動する導体に接触して熱交換が行われる。
【００１２】また、本発明における永久磁石、導体の回
転駆動源としては、エンジンによりプーリなどを介して
駆動軸を駆動する方式、あるいはエンジンとは別設の専
用のモーターや風力、水力などを用いることができる。
転駆動源としては、エンジンによりプーリなどを介して
駆動軸を駆動する方式、あるいはエンジンとは別設の専
用のモーターや風力、水力などを用いることができる。
【００１３】さらに、本発明のマグネット式ヒーターの
ＯＮ／ＯＦＦ制御手段としては、電磁クラッチ、サーマ
ルフェライト、電磁ブレーキなどを用いることができ
る。なお、サーマルフェライトは、永久磁石にソフトフ
ェライトを貼り付けたものが一般的であり、ある温度以
上に発熱すると磁路がソフトフェライト中を通るように
なり、反対に発熱温度がある温度以下に下がると磁路が
ソフトフェライトの外側に形成されるという特性を有す
る磁石であるため、永久磁石に替えてサーマルフェライ
トを用いた場合は、自動的にＯＮ／ＯＦＦ制御が可能と
なるので、ＯＮ／ＯＦＦ制御系は不要である。
ＯＮ／ＯＦＦ制御手段としては、電磁クラッチ、サーマ
ルフェライト、電磁ブレーキなどを用いることができ
る。なお、サーマルフェライトは、永久磁石にソフトフ
ェライトを貼り付けたものが一般的であり、ある温度以
上に発熱すると磁路がソフトフェライト中を通るように
なり、反対に発熱温度がある温度以下に下がると磁路が
ソフトフェライトの外側に形成されるという特性を有す
る磁石であるため、永久磁石に替えてサーマルフェライ
トを用いた場合は、自動的にＯＮ／ＯＦＦ制御が可能と
なるので、ＯＮ／ＯＦＦ制御系は不要である。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の請求項１に対応す
るマグネット式ヒーターの一実施例を示す縦断側面図、
図２は本発明の請求項２に対応するマグネット式ヒータ
ーの一実施例を示す縦断側面図であり、１、１１は駆動
軸、２は固定のウォータージャケット、３、９は導体、
４は永久磁石、５は磁石支持体、６はハウジング、７は
軸受装置、８は軸封装置、Ｐ１は入水ポート、Ｐ２は出
水ポートである。
るマグネット式ヒーターの一実施例を示す縦断側面図、
図２は本発明の請求項２に対応するマグネット式ヒータ
ーの一実施例を示す縦断側面図であり、１、１１は駆動
軸、２は固定のウォータージャケット、３、９は導体、
４は永久磁石、５は磁石支持体、６はハウジング、７は
軸受装置、８は軸封装置、Ｐ１は入水ポート、Ｐ２は出
水ポートである。
【００１５】図１に示すマグネット式ヒーターは、固定
のウォータージャケット２の前面側を開口して当該開口
部をクラッド材からなる導体３で閉鎖して密閉室とな
し、該ウォータージャケット２の前面側に設けた駆動軸
１に取付けられた磁石支持体５に前記導体３と僅かなギ
ャップを隔てて対向するドーナツ状の永久磁石４が取着
されている。ウォータージャケット２には、入水ポート
Ｐ１および出水ポートＰ２が設けられ、入水ポートＰ１
と出水ポートＰ２は該ジャケット内に連通されている。
前記導体３は永久磁石４側にエディカレント材を有する
２層または多層構造のクラッド材からなっている。一
方、駆動軸１は車両のエンジンにより図示しないベルト
およびプーリを介して回転されるようになっている。駆
動源はエンジンに替えて専用のモーターや風水力などを
使用することも可能であることはいうまでもない。
のウォータージャケット２の前面側を開口して当該開口
部をクラッド材からなる導体３で閉鎖して密閉室とな
し、該ウォータージャケット２の前面側に設けた駆動軸
１に取付けられた磁石支持体５に前記導体３と僅かなギ
ャップを隔てて対向するドーナツ状の永久磁石４が取着
されている。ウォータージャケット２には、入水ポート
Ｐ１および出水ポートＰ２が設けられ、入水ポートＰ１
と出水ポートＰ２は該ジャケット内に連通されている。
前記導体３は永久磁石４側にエディカレント材を有する
２層または多層構造のクラッド材からなっている。一
方、駆動軸１は車両のエンジンにより図示しないベルト
およびプーリを介して回転されるようになっている。駆
動源はエンジンに替えて専用のモーターや風水力などを
使用することも可能であることはいうまでもない。
【００１６】上記構成のマグネット式ヒーターにおい
て、駆動軸１が例えばエンジンにより駆動されると、磁
石支持体５に取付けられている永久磁石４が回動するこ
とにより、ウォータージャケット２の前面側に設けたエ
ディカレント材と磁性材料とのクラッド材からなる導体
３との間に形成されている磁路がせん断されて導体３に
スリップ発熱が生じる。この導体３の発熱は、ウォータ
ージャケット２内の熱媒体用流体としての循環水に熱交
換され、加熱された循環水が暖房回路で車両の暖房に供
されることとなる。
て、駆動軸１が例えばエンジンにより駆動されると、磁
石支持体５に取付けられている永久磁石４が回動するこ
とにより、ウォータージャケット２の前面側に設けたエ
ディカレント材と磁性材料とのクラッド材からなる導体
３との間に形成されている磁路がせん断されて導体３に
スリップ発熱が生じる。この導体３の発熱は、ウォータ
ージャケット２内の熱媒体用流体としての循環水に熱交
換され、加熱された循環水が暖房回路で車両の暖房に供
されることとなる。
【００１７】図２に示すマグネット式ヒーターは、駆動
軸１１の外周に軸受装置７および軸封装置８を介して支
承されたハウジング６の前面側に当該ハウジング内部に
露出する永久磁石４が取付けられている。この永久磁石
４も前記と同様ドーナツ状で、ヨーク４ａとともにハウ
ジング６に取付けられている。このハウジング内には、
前記永久磁石４と僅かなギャップを隔てて対向するクラ
ッド材からなる導体９が前記駆動軸１１に固着されてい
る。回動式の導体９を収納するハウジング６には、入水
ポートＰ１および出水ポートＰ２が設けられ、入水ポー
トＰ１と出水ポートＰ２は該ハウジング内に連通されて
いる。前記導体９は前記図１に示すものと同様、永久磁
石４側にエディカレント材を有する２層または多層構造
のクラッド材からなっている。一方、駆動軸１１も前記
と同様例えば車両のエンジン、専用のモーターや風水力
などにより図示しないベルトおよびプーリを介して回転
されるようになっている。
軸１１の外周に軸受装置７および軸封装置８を介して支
承されたハウジング６の前面側に当該ハウジング内部に
露出する永久磁石４が取付けられている。この永久磁石
４も前記と同様ドーナツ状で、ヨーク４ａとともにハウ
ジング６に取付けられている。このハウジング内には、
前記永久磁石４と僅かなギャップを隔てて対向するクラ
ッド材からなる導体９が前記駆動軸１１に固着されてい
る。回動式の導体９を収納するハウジング６には、入水
ポートＰ１および出水ポートＰ２が設けられ、入水ポー
トＰ１と出水ポートＰ２は該ハウジング内に連通されて
いる。前記導体９は前記図１に示すものと同様、永久磁
石４側にエディカレント材を有する２層または多層構造
のクラッド材からなっている。一方、駆動軸１１も前記
と同様例えば車両のエンジン、専用のモーターや風水力
などにより図示しないベルトおよびプーリを介して回転
されるようになっている。
【００１８】上記構成のマグネット式ヒーターにおい
て、駆動軸１１が例えばエンジンにより駆動されると、
ハウジング６内で導体９が回動することにより、ハウジ
ング６に取付けられている永久磁石４との間に形成され
ている磁路がせん断されて導体９にスリップ発熱が生じ
る。この導体９の発熱は、ハウジング６内の熱媒体用流
体としての循環水に熱交換され、加熱された循環水が暖
房回路で車両の暖房に供されることとなる。
て、駆動軸１１が例えばエンジンにより駆動されると、
ハウジング６内で導体９が回動することにより、ハウジ
ング６に取付けられている永久磁石４との間に形成され
ている磁路がせん断されて導体９にスリップ発熱が生じ
る。この導体９の発熱は、ハウジング６内の熱媒体用流
体としての循環水に熱交換され、加熱された循環水が暖
房回路で車両の暖房に供されることとなる。
【００１９】上記図１、図２に示す構成のマグネット式
ヒーターにおけるＯＮ／ＯＦＦ制御手段としては、前記
したごとく電磁クラッチによる方式や、永久磁石に替え
てサーマルフェライトなどを用いてＯＮ／ＯＦＦ制御す
る方式などを用いることができる。
ヒーターにおけるＯＮ／ＯＦＦ制御手段としては、前記
したごとく電磁クラッチによる方式や、永久磁石に替え
てサーマルフェライトなどを用いてＯＮ／ＯＦＦ制御す
る方式などを用いることができる。
【００２０】図３は本発明者が試験的に行った希土類エ
ディカレント材発熱データを例示したもので、このデー
タは永久磁石とエディカレント材間のギャップを１．０
ｍｍに設定して対向配置し、エディカレント材側を固定
した状態で磁石側の回転数を種々変えて測定した時間
（ｓｅｃ）と温度の関係を示したものである。このデー
タより、磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置
し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより、数
秒〜数十秒で導体に２００〜６００℃のスリップ発熱が
生じることがわかる。したがって、導体側にウォーター
ジャケットを取付けた場合には、循環水との熱交換表面
の温度を極短時間に２００〜６００℃の高温に加熱する
ことができることとなる。
ディカレント材発熱データを例示したもので、このデー
タは永久磁石とエディカレント材間のギャップを１．０
ｍｍに設定して対向配置し、エディカレント材側を固定
した状態で磁石側の回転数を種々変えて測定した時間
（ｓｅｃ）と温度の関係を示したものである。このデー
タより、磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対向配置
し、該磁石と導体を相対的に回転させることにより、数
秒〜数十秒で導体に２００〜６００℃のスリップ発熱が
生じることがわかる。したがって、導体側にウォーター
ジャケットを取付けた場合には、循環水との熱交換表面
の温度を極短時間に２００〜６００℃の高温に加熱する
ことができることとなる。
【００２１】なお、上記の各実施例では、熱媒体用流体
として水を採用したが、これに限定されず、他の熱媒体
用流体、例えば熱媒体油、シリコンオイル、冷媒あるい
は空気などのガス体も採用できる。
として水を採用したが、これに限定されず、他の熱媒体
用流体、例えば熱媒体油、シリコンオイル、冷媒あるい
は空気などのガス体も採用できる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明に係るマグ
ネット式ヒーターは、永久磁石や電磁石、サーマルフェ
ライトなどの磁石と、エディカレント材を磁石側表面に
設けたクラッド材からなる導体とを組合わせ、永久磁石
側または導体側を回転させることにより当該導体に生じ
るスリップ発熱を利用したものであるから、構造をより
シンプルにでき、小型化と低コスト化を実現でき、また
摩耗のない非接触式の機構でより高い信頼性と安全性を
確保することができ、さらに熱媒体流体に直接接する導
体に、または熱媒体用流体中で導体にスリップ発熱を生
じさせるので高い熱回収効率が得られ、例えばエンジン
冷間時、急速に暖房が必要な場合、導体側または永久磁
石側をエンジンなどにより駆動することによりエンジン
冷却水を急速に暖めるとともにエンジンの暖房機能を著
しく向上させることができるという優れた効果を奏す
る。また本発明は導体に２層または多層構造のクラッド
材を用いたことにより、導体の低コスト、コンパクト
化、高生産性がはかられるとともに、品質的にも優れ信
頼性の高いものが得られる。したがって、本発明はより
短時間にかつ効率よく熱媒体用流体を高温に加熱するこ
とができる補助ヒータとして優れた効果を発揮し、特に
ディーゼルエンジン搭載の寒冷地仕様車などに極めて有
効である。
ネット式ヒーターは、永久磁石や電磁石、サーマルフェ
ライトなどの磁石と、エディカレント材を磁石側表面に
設けたクラッド材からなる導体とを組合わせ、永久磁石
側または導体側を回転させることにより当該導体に生じ
るスリップ発熱を利用したものであるから、構造をより
シンプルにでき、小型化と低コスト化を実現でき、また
摩耗のない非接触式の機構でより高い信頼性と安全性を
確保することができ、さらに熱媒体流体に直接接する導
体に、または熱媒体用流体中で導体にスリップ発熱を生
じさせるので高い熱回収効率が得られ、例えばエンジン
冷間時、急速に暖房が必要な場合、導体側または永久磁
石側をエンジンなどにより駆動することによりエンジン
冷却水を急速に暖めるとともにエンジンの暖房機能を著
しく向上させることができるという優れた効果を奏す
る。また本発明は導体に２層または多層構造のクラッド
材を用いたことにより、導体の低コスト、コンパクト
化、高生産性がはかられるとともに、品質的にも優れ信
頼性の高いものが得られる。したがって、本発明はより
短時間にかつ効率よく熱媒体用流体を高温に加熱するこ
とができる補助ヒータとして優れた効果を発揮し、特に
ディーゼルエンジン搭載の寒冷地仕様車などに極めて有
効である。
【図１】本発明の請求項１に対応するマグネット式ヒー
ターの一実施例を示す縦断側面図である。
ターの一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】本発明の請求項２に対応するマグネット式ヒー
ターの一実施例を示す縦断側面図である。
ターの一実施例を示す縦断側面図である。
【図３】本発明者が試験的に行った希土類エディカレン
ト材発熱データの一例を示す図である。
ト材発熱データの一例を示す図である。
１、１１ 駆動軸 ２ ウォータージャケット ３ 導体 ４ 永久磁石 ５ 磁石支持体 ６ ハウジング ７ 軸受装置 ８ 軸封装置 ９ 導体 Ｐ１ 入水ポート Ｐ２ 出水ポート
Claims (5)
- 【請求項１】 磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対
向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることによ
り導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する
方式であって、熱媒体用流体ジャケットの一部をエディ
カレント材と磁性材料とのクラッド材からなる導体で構
成し、該導体と僅かなギャップを隔てて対向配置した永
久磁石が駆動軸により回動可能に設けられ、前記永久磁
石の回動により導体に生じるスリップ発熱により、前記
熱媒体用流体ジャケット内の熱媒体用流体が加熱される
構造となしたことを特徴とするマグネット式ヒーター。 - 【請求項２】 磁石と導体を僅かなギャップを隔てて対
向配置し、該磁石と導体を相対的に回転させることによ
り導体に生じるスリップ発熱で熱媒体用流体を加熱する
方式であって、駆動軸に軸受装置および軸封装置を介し
て支承されたハウジングに永久磁石が取付けられ、ハウ
ジング内部に前記永久磁石と僅かなギャップを隔てて対
向するエディカレント材と磁性材料とのクラッド材から
なる導体が前記駆動軸により回動可能に設けられ、前記
円盤状の導体の回動により当該導体に生じるスリップ発
熱により、前記ハウジングの内部に導入された熱媒体用
流体が加熱される構造となしたことを特徴とするマグネ
ット式ヒーター。 - 【請求項３】 永久磁石に替えてサーマルフェライトを
用いることを特徴とする請求項１または２記載のマグネ
ット式ヒーター。 - 【請求項４】 導体には磁石側にエディカレント材を有
する２層または多層構造のクラッド材を用いることを特
徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のマグネ
ット式ヒーター。 - 【請求項５】 前記多層構造のクラッド材を構成する磁
性材料は前記永久磁石よりの磁界が十分に透過する薄さ
を有することを特徴とする請求項４記載のマグネット式
ヒーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02410599A JP4208103B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | マグネット式ヒーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02410599A JP4208103B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | マグネット式ヒーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000219032A true JP2000219032A (ja) | 2000-08-08 |
| JP4208103B2 JP4208103B2 (ja) | 2009-01-14 |
Family
ID=12129076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02410599A Expired - Fee Related JP4208103B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | マグネット式ヒーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4208103B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021520031A (ja) * | 2018-04-06 | 2021-08-12 | ゼイバルド、アンドレアス | 直流励磁、極めて小さな電気的／動力学的効率、及び極めて高い熱ｃｏｐを有する回転式誘導熱発生器 |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP02410599A patent/JP4208103B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021520031A (ja) * | 2018-04-06 | 2021-08-12 | ゼイバルド、アンドレアス | 直流励磁、極めて小さな電気的／動力学的効率、及び極めて高い熱ｃｏｐを有する回転式誘導熱発生器 |
| JP7345496B2 (ja) | 2018-04-06 | 2023-09-15 | ゼイバルド、アンドレアス | 直流励磁、極めて小さな電気的／動力学的効率、及び極めて高い熱ｃｏｐを有する回転式誘導熱発生器 |
| US11844169B2 (en) | 2018-04-06 | 2023-12-12 | Andreas Seiwald | Rotary-induction heat generator with direct current excitation, extremely small electrical/kinetic efficiency, and extremely high thermal COP |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4208103B2 (ja) | 2009-01-14 |
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