JP2000280727A

JP2000280727A - マグネット式ヒーター

Info

Publication number: JP2000280727A
Application number: JP11092912A
Authority: JP
Inventors: Masahito Yamada; 雅人山田; Hiroshi Inoue; 洋井上; Kazuyoshi Takigawa; 一儀滝川
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-10
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP4315304B2

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
熱源補助ヒーターなどの提供。【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、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の内部に前記駆動軸により回動
可能に設けられた永久磁石と、該永久磁石の両側に僅か
なギャップを隔てて対向配置した左右一対の導体を有
し、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。【効果】磁石の両側に導体を配し、磁石の両面で発熱
させるので高い発熱効率が得られる。磁石によってハウ
ジング内を複数室に仕切ることにより多種類の熱媒体用
流体を同時に加熱することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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）などにも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号公報、特開平９−６６７
２９号公報、特開平９−３２３５３０号公報など参
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。

【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ーは有
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
ターが望まれていた。

【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。

【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、前記磁石の両側に導体を対向配置した構成
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の
内部に前記駆動軸により回動可能に設けられた永久磁石
と、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向配
置した左右一対の導体を有し、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、かつ前記永久磁石と左右一対の導体とを組合わせた
ものを１または複数組設けた構成となしたことを特徴と
し、第３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の内部に永久磁石が取付
けられ、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対
向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けら
れ、前記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、かつ前記永久磁石と左右
一対の導体とを組合わせたものを１または複数組設けた
構成となしたことを特徴とし、第４の実施態様は駆動軸
に軸受装置を介して支承されたハウジングの内部に前記
駆動軸により回動可能に設けられた永久磁石と、該永久
磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向配置されかつ
該ハウジング内部を複数室に仕切る導体を有し、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、
前記ハウジングの各室内に別々に導入された熱媒体用流
体が加熱される構造となし、かつ永久磁石と導体とを組
合わせたものを１または複数組設けた構成となしたこと
を特徴とし、第５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の内部に該駆動
軸に軸封装置を介して支承されかつ該ハウジング内部を
２室に仕切る永久磁石が取付けられ、該永久磁石の両側
に僅かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前
記駆動軸に回動可能に設けられ、前記導体の回動により
当該導体に生じるスリップ発熱により、前記ハウジング
の各室内に別々に導入された熱媒体用流体が加熱される
構造となし、かつ前記永久磁石と導体とを組合わせたも
のを１または複数組設けた構成となしたことを特徴と
し、第６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の内部に複数個の永久磁
石が間隔を置いて取付けられ、各永久磁石の両側に僅か
なギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動
軸に回動可能に設けられ、前記各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
ことを特徴とし、第７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の内部に該
駆動軸に軸封装置を介して支承されかつ該ハウジング内
部を複数室に仕切る複数個の永久磁石が取付けられ、各
永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向する左右
一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、前記各
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、前記ハウジングの各室内に別々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し、第８
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
支承された内部が隔壁にて複数室に仕切られたハウジン
グの各室に前記駆動軸に軸封装置を介して支承されかつ
それぞれの室内をさらに複数室に仕切る永久磁石が取付
けられ、各永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対
向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けら
れ、前記各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、前記ハウジングの各室内に別々に導入され
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
し、また前記永久磁石に替えてサーマルフェライトを用
いたり、前記導体に磁性材、エディカレント材を磁石側
表面に設けた磁性材、エディカレント材あるいは磁性材
を磁石の反対側に設けたエディカレント材を用いたりす
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、磁気ヒステリシスの大きな材
料（以下「ヒステリシス材」と呼ぶ）やエディカレント
材などの導体（発熱体）の主に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またはヒステリシス材を
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。

【０００９】ハウジングの内部に導入された熱媒体用流
体は、永久磁石と導体が１組（シングル構造）の場合は
永久磁石と導体とのギャップ間を通流する際に導体に直
接または間接に接触して熱交換が行われ、永久磁石と導
体が複数組の多段式の場合は永久磁石と導体とのギャッ
プ間を通流する際に複数組の各導体に直接または間接に
接触して熱交換が行われるとともに、ハウジング内を通
流する際にも導体に直接または間接に接触して熱交換が
行われる。

【００１０】また、本発明における回転駆動源として
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。

【００１１】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、電磁コイルなどを用いる
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。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１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実施例を示す縦断側面図、図
２は同請求項３に対応するマグネット式ヒーターの実施
例を示す縦断側面図、図３は同請求項４に対応するマグ
ネット式ヒーターの実施例を示す縦断側面図、図４は同
請求項５に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示
す縦断側面図、図５は同請求項６に対応するマグネット
式ヒーターの実施例を示す縦断側面図、図６は同請求項
７に対応するマグネット式ヒーターの実施例を示す縦断
側面図、図７は同請求項８に対応するマグネット式ヒー
ターの実施例を示す縦断側面図であり、１、１１、２
１、３１、４１、５１、６１はハウジング、２、１２、
２２、３２、４２、５２、６２は駆動軸、３、１３、２
３、３３、４３、５３、６３は永久磁石、４、１４、２
４、３４、４４、５４、６４はリターダーリングプレー
トまたはリターダーディスク、５、１５、２５、３５、
４５、５５、６５はマグネチックリングプレートまたは
マグネチックディスク、６、１６、２６、３６、４６、
５６、６６は導体、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。

【００１３】図１に示すマグネット式ヒーターは、永久
磁石側を回転させる単段式のものであって、その構造は
駆動軸２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１内に、該駆動軸２の外周に磁石
支持体３ａを介して取付けられたドーナツ形の永久磁石
３と、この永久磁石３の両側に該磁石と僅かなギャップ
を隔てて対向するごとく当該ハウジング内壁に取付けら
れたドーナツ形のマグネチックリングプレート５とドー
ナツ形のリターダーリングプレート４とからなる導体６
が収納されている。前記ハウジング１は前部ハウジング
１ａと後部ハウジング１ｂとから構成され、前部ハウジ
ング１ａ中央部に入水ポートＰ１と外周部に出水ポート
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６としてのマ
グネチックリングプレート５はヒステリシス材、好まし
くはアルニコ、フェライト系ステンレス、鉄板、鋳鉄、
鋳鋼などの磁性材の磁石側表面に銅、アルミなどのエデ
ィカレント材製のリターダーリングプレート４を貼着し
て構成されたもの、あるいはエディカレント材や磁性材
単独でもよい。駆動軸２はプーリなどを介して車両のエ
ンジンや専用のモーターあるいは風水力などによりベル
トで回転されるようになっている。

【００１４】上記構成のマグネット式ヒーターにおい
て、駆動軸２が例えばエンジンにより駆動されると、ハ
ウジング１内で該駆動軸に一体的に取付けられた永久磁
石３が回動することにより、ハウジング１内に収納され
ている導体６との間に形成されている磁路がせん断され
て導体６にスリップ発熱が生じる。この導体６の発熱
は、ハウジング１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な
どに供されることとなる。

【００１５】つぎに、図２に示すマグネット式ヒーター
は、導体１６側を回転させる単段式のものであって、そ
の構造は駆動軸１２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１１内に、駆動軸１２
に外嵌されるように当該ハウジング１１内壁に固定され
たドーナツ形の永久磁石１３と、この永久磁石３の両側
に該磁石と僅かなギャップを隔てて対向するごとく駆動
軸１２に固着された円板形のマグネチックリングプレー
ト１５とドーナツ形のリターダーリングプレート１４と
からなる導体１６が収納されている。このヒーターの場
合もハウジング１１は前部ハウジング１１ａと後部ハウ
ジング１１ｂとから構成され、前部ハウジング１１ａ側
に入水ポートＰ１と出水ポート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。

【００１６】図２に示すマグネット式ヒーターの場合
は、駆動軸１２が例えばエンジンにより駆動されると、
ハウジング１内で該駆動軸に固着された円板形のマグネ
チックディスク１５とドーナツ形のリターダーリングプ
レート１４とからなる導体１６が回動することにより、
ハウジング１内に収納されている永久磁石１３との間に
形成されている磁路がせん断されて導体１６にスリップ
発熱が生じる。この導体１６の発熱は、前記と同様ハウ
ジング１１内の熱媒体用流体としての循環水に熱交換さ
れる。

【００１７】図３に示すマグネット式ヒーターは、永久
磁石側を回転させる単段式でかつハウジング内を３室に
仕切った構造のものであって、その構造は駆動軸２２の
外周に軸受装置７を介して支承されたハウジング２１内
に、該駆動軸２２の外周に磁石支持体２３ａを介して取
付けられたドーナツ形の永久磁石２３と、この永久磁石
２３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔てて対向する
ごとく当該ハウジング内壁に導体２６、２６−１とし
て、それぞれドーナツ形のマグネチックリングプレート
２５を介して取付けられた円板形のリターダーリングプ
レート２４と、ドーナツ形のマグネチックリングプレー
ト２５を介して取付けられたドーナツ形のリターダーリ
ングプレート２４−１が収納され、かつ前記円板形のリ
ターダーディスク２４とドーナツ形のリターダーリング
プレート２４−１にてハウジング２１内が３室に仕切ら
れている。前記ハウジング１は前部ハウジング２１ａと
後部ハウジング２１ｂとから構成され、永久磁石２３が
収納されている中央の室を除く前部ハウジング２１ａと
後部ハウジング２１ｂに入水ポートＰ１と出水ポートＰ
２が設けられている。

【００１８】図３に示すマグネット式ヒーターの場合
は、駆動軸２１がエンジンなどにより駆動されると、駆
動軸２２が例えばエンジンにより駆動されると、ハウジ
ング２１内で該駆動軸に一体的に取付けられた永久磁石
２３が回動することにより、該ハウジング２１内に収納
されている導体２６、２６−１との間に形成されている
磁路がせん断されて各導体にスリップ発熱が生じる。こ
の導体２６、２６−１の発熱は、ハウジング２１の２つ
の室内に別々に導入された熱媒体用流体に熱交換され
る。したがってこの型式のマグネット式ヒーターの場合
は、２種類の異なる熱媒体用流体を同時に加熱すること
ができる。

【００１９】図４に示すマグネット式ヒーターは、導体
３６側を回転させる単段式でかつハウジング内を２室に
仕切った構造のものであって、その構造は駆動軸３２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３１内に、駆動軸３２に軸封装置８および磁
石支持体３３ａを介して取付けられかつ該ハウジング内
部を２室に仕切るドーナツ形の永久磁石３３と、この永
久磁石３３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔てて対
向するごとく駆動軸３２に固着された円板形のマグネチ
ックディスク３５とこれに取付けられたドーナツ形のリ
ターダーリングプレート３４とからなる導体３６が収納
されている。このヒーターの場合もハウジング３１は前
部ハウジング３１ａと後部ハウジング３１ｂとから構成
され、前部ハウジング３１ａと後部ハウジング３１ｂに
入水ポートＰ１と出水ポートＰ２が設けられている。

【００２０】図４に示すマグネット式ヒーターの場合
は、駆動軸３２が例えばエンジンにより駆動されると、
ハウジング３１の各室内で該駆動軸に取付けられた導体
３６が回動することにより、ハウジング３１内に収納さ
れている永久磁石１３との間に形成されている磁路がせ
ん断されて各導体３６にスリップ発熱が生じる。この各
導体３６の発熱は、ハウジング３１の２つの室内に別々
に導入された熱媒体用流体に熱交換される。したがって
この型式のマグネット式ヒーターの場合も、前記図３に
示すものと同様、２種類の異なる熱媒体用流体を同時に
加熱することができる。

【００２１】図５に示すマグネット式ヒーターは、永久
磁石を２個配置しかつそれぞれの永久磁石と対に設けた
導体４６側を回転させる方式の２段式であって、その構
造は駆動軸４２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４１内に、駆動軸４２に所
定の間隔を隔てて外嵌されるように当該ハウジング４１
内壁に固定された２個のドーナツ形の永久磁石４３と、
この各永久磁石４３の両側に該磁石と僅かなギャップを
隔てて対向するごとく駆動軸４２に固着されたマグネチ
ックディスク４５とこれに取付けられたドーナツ形のリ
ターダーリングプレート４４とからなる導体４６が収納
されている。このヒーターの場合もハウジング４１は前
部ハウジング４１ａと後部ハウジング４１ｂとから構成
され、後部ハウジング４１ｂ側に入水ポートＰ１が、前
部ハウジング４１ａ側に出水ポートＰ２がそれぞれ設け
られている。なお、左右の永久磁石４３と導体４６との
間は左右の磁気回路が干渉しないように図示のごとく空
間を設けている。

【００２２】図５に示すマグネット式ヒーターの場合
は、駆動軸４２が例えばエンジンにより駆動されると、
ハウジング４１内で該駆動軸に取付けられた各導体４６
が回動することにより、ハウジング４１内に収納されて
いる２個の永久磁石４３との間に形成されている磁路が
せん断されて各導体４６にスリップ発熱が生じる。この
導体４６の発熱は、前記と同様ハウジング４１内の熱媒
体用流体としての循環水に熱交換される。また、左右の
永久磁石４３と導体４６との間に空間を設けたことによ
り、この空間も熱媒体用流体が通流するので熱が良く伝
わる。

【００２３】図６に示すマグネット式ヒーターは、２個
の永久磁石によりハウジング内を３室に仕切りかつそれ
ぞれの永久磁石と対に設けた導体５６側を回転させる方
式であって、その構造は駆動軸５２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５１内
に、駆動軸５２に軸封装置８および磁石支持体５３ａを
介して取付けられかつ該ハウジング内部を独立した３室
に仕切る２個のドーナツ形の永久磁石５３と、この２個
の永久磁石５３の両側に該磁石と僅かなギャップを隔て
て対向するごとく駆動軸５２に固着された円板形のマグ
ネチックディスク５５とこれに取付けられたドーナツ形
のリターダーリングプレート５４とからなる導体５６が
収納されている。このヒーターのハウジング５１は前部
ハウジング５１ａと後部ハウジング５１ｂおよび中間ハ
ウジング５１ｃとから構成され、各ハウジングには入水
ポートＰ１と出水ポートＰ２が設けられている。すなわ
ちこのマグネット式ヒーターはハウジング５１内が３つ
の室に仕切られ、かつ各室内の熱媒体用流体が同時に加
熱される構造となっている。なお、このマグネット式ヒ
ーターの場合も図５に示すものと同様、左右の永久磁石
５３と導体５６との間は左右の磁気回路が干渉しないよ
うに図示のごとく空間を設けている。

【００２４】図６に示すマグネット式ヒーターの場合
は、駆動軸５２が例えばエンジンにより駆動されると、
ハウジング５１の各室内で該駆動軸に取付けられた各導
体５６が回動することにより、ハウジング５１内に収納
されている２個の永久磁石５３との間に形成されている
磁路がせん断されて各導体５６にスリップ発熱が生じ、
該ハウジング５１の３つの独立した室内に別々に導入さ
れた熱媒体用流体に熱交換される。したがってこの型式
のマグネット式ヒーターの場合は、３種類の異なる熱媒
体用流体を同時に加熱することができる。また、この場
合も左右の永久磁石５３と導体５６との間に空間を設け
たことにより、この空間も熱媒体用流体が通流するので
熱が良く伝わる。なお、前記図５、図６に示すマグネッ
ト式ヒーターにおいては左右の磁気回路が干渉しないよ
うに左右の永久磁石と導体との間に空間を設けたが、当
該部分に例えばセラミックなどの非磁性材料製リングプ
レートを介在させても同様の作用効果が得られる。

【００２５】図７に示すマグネット式ヒーターは、ハウ
ジングを隔壁により２室に仕切るとともに、各室をさら
に永久磁石により２室に仕切って４室となし、各永久磁
石と対をなす導体６６側を回転させる方式であって、そ
の構造は駆動軸６２の外周に軸受装置７および軸封装置
８を介して支承されかつ中央部に設けた隔壁６１ａと軸
封装置８を介して２室に仕切ったハウジング６１の各室
に、駆動軸６２に軸封装置８および磁石支持体６３ａを
介して取付けられかつ該室を独立した２室に仕切るドー
ナツ形の永久磁石６３と、この永久磁石６３の両側に該
磁石と僅かなギャップを隔てて対向するごとく駆動軸６
２に固着された円板形のマグネチックディスク６５とこ
れに取付けられたドーナツ形のリターダーリングプレー
ト６４とからなる導体６６が収納されている。このヒー
ターのハウジング６１は前部ハウジング６１ａと後部ハ
ウジング６１ｂおよび中間ハウジング６１ｃとから構成
され、各ハウジングには合計４つの各室に連通する入水
ポートＰ１と出水ポートＰ２が設けられている。

【００２６】図７に示すマグネット式ヒーターの場合
は、駆動軸６２が例えばエンジンにより駆動されると、
ハウジング６１の各室内で該駆動軸に取付けられた各導
体６６が回動することにより、ハウジング６１内に収納
されている２個の永久磁石６３との間に形成されている
磁路がせん断されて各導体６６にスリップ発熱が生じ、
該ハウジング６１の４つの独立した室内に別々に導入さ
れた熱媒体用流体に熱交換される。したがってこの型式
のマグネット式ヒーターの場合は、４種類の異なる熱媒
体用流体を同時に加熱することができる。

【００２７】なお、上記図１〜図７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、電磁クラッチなどを用いる方式や、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
る方式を用いることができる。

【００２８】図８は本発明者が試験的に行った希土類永
久磁石とエディカレント材との組合わせの発熱データを
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１．０ｍｍ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２００〜８
００℃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〜
８００℃の高温に加熱することができることとなる。

【００２９】なお、本発明における熱媒体用流体として
は水のほか、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ことはいうまでも
ない。さらに液体の蒸発（ボイラーなど）にも適用でき
る。

【００３０】

【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
設けた磁性材、ヒステリシス材またはエディカレント材
などからなる導体とを組合わせ、熱媒体用流体中で導体
側もしくは磁石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るという効果に加え、一つの永久
磁石の両側に導体を配置し両側面で発熱させるのでより
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
いう優れた効果が得られ、またハウジング内を複数の室
に仕切ることができることにより別々の熱媒体用流体を
同時に加熱することも可能であるなどの優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項２に対応するマグネット式ヒー
ターの実施例を示す縦断側面図である。

【図２】同請求項３に対応するマグネット式ヒーターの
実施例を示す縦断側面図である。

【図３】同請求項４に対応するマグネット式ヒーターの
実施例を示す縦断側面図である。

【図４】同請求項５に対応するマグネット式ヒーターの
実施例を示す縦断側面図である。

【図５】同請求項６に対応するマグネット式ヒーターの
実施例を示す縦断側面図である。

【図６】同請求項７に対応するマグネット式ヒーターの
実施例を示す縦断側面図である。

【図７】同請求項８に対応するマグネット式ヒーターの
実施例を示す縦断側面図である。

【図８】本発明者が試験的に行った希土類永久磁石とエ
ディカレント材との組合わせの発熱データの一例を示す
図である。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、４１、５１、６１ハウジング２、１２、２２、３２、４２、５２、６２駆動軸３、１３、２３、３３、４３、５３、６３永久磁石４、１４、２４、３４、４４、５４、６４リターダー
リングプレートまたはリターダーディスク５、１５、２５、３５、４５、５５、６５マグネチッ
クリングプレートまたはマグネチックディスク６、１６、２６、３６、４６、５６、６６導体７軸受装置８軸封装置Ｐ１入水ポートＰ２出水ポート

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月２１日（１９９９．４．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記磁石の両側に導体を対向配置した構
成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の内部に前記駆動軸により回動
可能に設けられた永久磁石と、該永久磁石の両側に僅か
なギャップを隔てて対向配置した左右一対の導体を有
し、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、かつ前記永久磁石と左右
一対の導体とを組合わせたものを１または複数組設けた
構成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】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の内部に永久磁石が取付けら
れ、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて対向す
る左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設けられ、
前記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、かつ前記永久磁石と左右一対
の導体とを組合わせたものを１または複数組設けた構成
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４】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、駆動軸に軸受装置を介して支承されたハ
ウジングの内部に前記駆動軸により回動可能に設けられ
た永久磁石と、該永久磁石の両側に僅かなギャップを隔
てて対向配置されかつ該ハウジング内部を複数室に仕切
る導体を有し、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、前記ハウジングの各室内に別々に
導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、かつ
永久磁石と導体とを組合わせたものを１または複数組設
けた構成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５】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の内部に該駆動軸に軸封装置を
介して支承されかつ該ハウジング内部を複数室に仕切る
永久磁石が取付けられ、該永久磁石の両側に僅かなギャ
ップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回
動可能に設けられ、前記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、前記ハウジングの各室内に別
々に導入された熱媒体用流体が加熱される構造となし、
かつ前記永久磁石と導体とを組合わせたものを１または
複数組設けた構成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６】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の内部に複数個の永久磁石が間
隔を置いて取付けられ、各永久磁石の両側に僅かなギャ
ップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回
動可能に設けられ、前記各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
特徴とする多段式のマグネット式ヒーター。
【請求項７】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の内部に該駆動軸に軸封装置を
介して支承されかつ該ハウジング内部を複数室に仕切る
複数個の永久磁石が取付けられ、各永久磁石の両側に僅
かなギャップを隔てて対向する左右一対の導体が前記駆
動軸に回動可能に設けられ、前記各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
各室内に別々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多段式のマグネット式ヒー
ター。
【請求項８】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
て支承された内部が隔壁にて複数室に仕切られたハウジ
ングの各室に前記駆動軸に軸封装置を介して支承されか
つそれぞれの室内をさらに複数室に仕切る永久磁石が取
付けられ、各永久磁石の両側に僅かなギャップを隔てて
対向する左右一対の導体が前記駆動軸に回動可能に設け
られ、前記各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、前記ハウジングの各室内に別々に導入さ
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
とする多段式のマグネット式ヒーター。
【請求項９】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１〜７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１０】導体に磁性材、エディカレント材を磁
石側表面に設けた磁性材、エディカレント材あるいは磁
性材を磁石の反対側に設けたエディカレント材を用いる
ことを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項記載
のマグネット式ヒーター。