JP2001026211A - Magnet-type heater - Google Patents

Magnet-type heater

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JP2001026211A
JP2001026211A JP11199949A JP19994999A JP2001026211A JP 2001026211 A JP2001026211 A JP 2001026211A JP 11199949 A JP11199949 A JP 11199949A JP 19994999 A JP19994999 A JP 19994999A JP 2001026211 A JP2001026211 A JP 2001026211A
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JP
Japan
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conductor
magnet
permanent magnet
gap
housing
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JP11199949A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Inoue
洋 井上
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To finely adjust a temperature of the fluid as a heating medium and to execute the ON/OFF control without using an electromagnetic clutch by comprising a gap adjusting mechanism capable of axially sliding a disc-shaped rotator by the thermowax and capable of varying a gap between a permanent magnet and a conductor. SOLUTION: A conductor 5 opposite to a permanent magnet 4 with a slight gap G is fixed to a conductor support externally fitted to a driving shaft 1 slidably, and the gap G is adjusted by a gap adjusting mechanism using the thermowax 7. That is, the conductor support 6 is axially moved on the basis of a temperature sensed by the thermowax 7 for adjusting the gap G between the permanent magnet 4 and the conductor 5, whereby a slip heating value generated on the conductor 5 can be controlled. By widening the conductor support 6 to a distance not generating the slip heating value by the action of the thermowax 7, the ON/OFF control of a magnet-type heater can be executed without using an electromagnetic clutch.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the improvement of startability of various vehicle engines such as automobiles using a diesel engine or a gasoline engine as a power source, especially in cold or extreme cold, and various vehicles and ships including electric vehicles. Used as auxiliary heating means for heat medium fluid such as engine cooling water used for cabin heating, etc., and for preheating or rapid rise of engine cooling water for engine driven generators, welding machines, compressors, construction machinery, etc. The present invention relates to a magnet heater used for warming (reducing the warm-up time).

【0002】[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号公報等参照)。
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。
2. Description of the Related Art A viscous heater is known as an auxiliary heating heat source for a vehicle such as an automobile used for heating engine cooling water at the time of startup in a cold region or the like (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-246823, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. Hei 2-246823). JP-A-4-11716, JP-A-9-254637, JP-A-9-667
29, JP-A-9-323530, etc.).
The viscous heater is a method in which a viscous fluid such as silicon oil generates heat by shearing and exchanges heat with circulating water circulating in a water jacket to use as a heating heat source. A water jacket is formed in a chamber and an outer region of the heat generating chamber, a drive shaft is rotatably supported on the housing via a bearing device, and a rotor rotatable in the heat generating chamber is fixed to the drive shaft. A viscous fluid such as silicon oil is sealed in the gap between the wall of the heat generating chamber and the rotor, and circulating water is taken in from the water inlet port in the water jacket and circulated from the water outlet port to the outside heating circuit.

【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。
[0003] In this viscous heater incorporated in a vehicle heating device, when the drive shaft is driven by the engine, the rotor rotates in the heating chamber, and viscous fluid flows between the wall surface of the heating chamber and the outer surface of the rotor. Heat is generated by shearing in the gap, and the generated heat is exchanged with circulating water in the water jacket, and the heated circulating water is supplied to the heating circuit such as engine cooling water for vehicle heating.

【0004】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
ーが不要になると電磁クラッチなど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
共に、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。ま
た、ビスカス式ヒーターは、使用環境が極低温の場合粘
性流体の粘度が高くなるため、起動時の負荷トルクが増
大する。特にエンジン駆動の場合は起動時に過大な負荷
がかかることになる。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なかった。
However, the above-mentioned viscous heater is
With a simple structure, miniaturization and low cost can be realized,
In addition, high reliability and safety can be secured with a non-contact type mechanism that does not wear, and when the water temperature rises and the auxiliary heater becomes unnecessary, the operation is automatically stopped by an electromagnetic clutch etc. Although it has features such as not using energy, the heat resistance of silicon oil used as a viscous fluid is limited to about 240 ° C, and the temperature of silicon oil cannot be too high. It takes time to generate heat, and as the temperature of the silicone oil rises, the viscosity decreases, causing a decrease in shear resistance and a tendency for the calorific value per unit time to gradually decrease. However, there is a drawback that a great heating effect cannot be obtained. Further, in the viscous heater, when the use environment is extremely low temperature, the viscosity of the viscous fluid increases, so that the load torque at the time of startup increases. Particularly when the engine is driven, an excessive load is applied at the time of starting. For this reason, such viscous heaters are not sufficiently effective especially in a cold district vehicle equipped with a diesel engine.

【0005】このようなビスカス式ヒーターの有する問
題点に鑑み、うず電流発熱ヒーターをエンジン冷却水な
どを加熱する補助ヒーターとして使用する暖房装置があ
る。このうず電流発熱ヒーターは、ギャップを介して対
向する磁石と導体との間に構成される磁気回路におい
て、磁気回路の磁界の向きや磁気抵抗の変化に対応し
て、磁束が変化することにより生ずるうず電流が導体内
を流れるときに発生するジュール熱を利用したもので、
特開昭57−178912号公報、特開昭57−164
805号公報などに開示されている。この特開昭57−
178912号公報、特開昭57−164805号公報
に開示されているものは、磁石と導体とが駆動軸と平行
な面上に配設されているため、うず電流発熱ヒーターの
設置スペースに制約がある場合発生熱量を大きく設定で
きないという構造上の問題があった。かかる問題を解決
する手段として、磁石と導体とに駆動軸の軸線に対して
半径方向に延在する対向面部を形成し、この対向面部を
僅かなギャップを介して対面させて構成したうず電流発
熱ヒーターが特開平11−78495号公報などに開示
されている。この特開平11−78495号公報などに
記載されているものは、駆動軸に軸線に対して半径方向
に延在する対向面部の外周部分が磁束変化部となるの
で、所要スペースを大きくすることなく、発生熱量を大
きくすることができる上、狭いスペースにも設置できる
という利点がある。
[0005] In view of the problems of such a viscous heater, there is a heating device using an eddy current heating heater as an auxiliary heater for heating engine cooling water and the like. This eddy current heating heater is generated by a change in magnetic flux in a magnetic circuit formed between a magnet and a conductor facing each other via a gap, in response to a change in a magnetic field direction and a change in magnetic resistance of the magnetic circuit. It uses Joule heat generated when eddy current flows in a conductor,
JP-A-57-178912, JP-A-57-164
No. 805, for example. This Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 178912 and JP-A-57-164805 disclose that the magnet and the conductor are arranged on a plane parallel to the drive shaft, so that the installation space of the eddy current heating heater is limited. In some cases, there is a structural problem that the amount of generated heat cannot be set large. As a means for solving such a problem, eddy current heat is generated by forming opposing surfaces that extend in the radial direction with respect to the axis of the drive shaft on the magnet and the conductor, and opposing the opposing surfaces via a slight gap. A heater is disclosed in JP-A-11-78495. In the device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-78495, the outer peripheral portion of the opposing surface portion extending in the radial direction with respect to the axis of the drive shaft serves as a magnetic flux changing portion, so that the required space is not increased. In addition, the amount of generated heat can be increased, and the device can be installed in a narrow space.

【0006】具体的には、図5にその一例を示すごと
く、駆動軸21に軸受装置22を介して支承されたハウ
ジング23にドーナツ状の永久磁石24がヨーク24a
を介して取付けられ、同ハウジング23内部に前記永久
磁石24と僅かなギャップを隔てて対向する円盤状の導
体25が前記駆動軸21により回動可能に設けられ、前
記導体25の回動により当該導体に生じるスリップ発熱
により、該ハウジング23の内部に導入された循環水が
加熱される構造となしたマグネット式ヒーターなどがあ
る。P1は入水ポート、P2は出水ポートである。な
お、駆動軸1はプーリ26を介して車両のエンジンなど
によりベルトで回転されるようになっている。
More specifically, as shown in FIG. 5, a doughnut-shaped permanent magnet 24 is attached to a yoke 24a by a housing 23 supported on a drive shaft 21 via a bearing device 22.
A disk-shaped conductor 25 is provided inside the housing 23 so as to be rotatable by the drive shaft 21 and faces the permanent magnet 24 with a slight gap therebetween. There is a magnet type heater having a structure in which circulating water introduced into the inside of the housing 23 is heated by slip heat generated in the conductor. P1 is a water inlet port, and P2 is a water outlet port. The drive shaft 1 is rotated by a belt through a pulley 26 by an engine of a vehicle or the like.

【0007】上記構成のマグネット式ヒーターの場合
は、駆動軸21がプーリ26を介してエンジンなどによ
り駆動されると、ハウジング23内の円盤状の導体25
が回動することにより、駆動軸21に軸受装置22を介
して非回動に支承されたハウジング23に取付けられて
いる永久磁石24との間に形成されている磁路がせん断
されて該導体25にスリップ発熱が生じる。この導体2
5の発熱は、当該ハウジング23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
で車両などの暖房に供されることとなる。
In the case of the magnet type heater having the above-described structure, when the drive shaft 21 is driven by an engine or the like via a pulley 26, a disc-shaped conductor 25 in a housing 23 is provided.
Rotates, the magnetic path formed between the drive shaft 21 and the permanent magnet 24 mounted on the housing 23 which is non-rotatably supported via the bearing device 22 is sheared, and 25 generates slip heat. This conductor 2
The heat of 5 is exchanged with the circulating water as the heat medium fluid in the housing 23, and the heated circulating water is supplied to the heating of the vehicle or the like in the heating circuit.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかるに図5に示すよ
うなマグネット式ヒーターの場合、駆動軸21に回動可
能に取付けられた円盤状の導体25とハウジング23に
取付けられている永久磁石24との間のギャップは、い
ったんセットすると固定されて変化させることができな
い構造となっているため、導体25に発生するスリップ
発熱量の制御は磁石側または導体側の回転数の制御によ
ってしか行うことができなかった。しかしながら、この
方法ではハウジング23内の熱媒体用流体の微妙な温度
調節が困難であるため、微妙な温度調節が要求される用
途には適さないという難点があった。また、通常マグネ
ット式ヒーターのON/OFF制御手段としては、電磁
クラッチが一般的であるが、電磁クラッチは高価である
ためコストの面でも好ましくなかった。
However, in the case of the magnet type heater as shown in FIG. 5, a disk-shaped conductor 25 rotatably mounted on the drive shaft 21 and a permanent magnet 24 mounted on the housing 23 are provided. Since the gap between them is fixed once set and cannot be changed, the amount of slip heat generated in the conductor 25 can be controlled only by controlling the rotational speed of the magnet or the conductor. could not. However, in this method, it is difficult to delicately adjust the temperature of the heat medium fluid in the housing 23, so that it is not suitable for applications requiring delicate temperature adjustment. In general, an electromagnetic clutch is generally used as the ON / OFF control means of the magnet type heater. However, since the electromagnetic clutch is expensive, it is not preferable in terms of cost.

【0009】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、永久磁石と導体間のギャップを変化させ
る方式を採用することによって、熱媒体用流体の微妙な
温度調節を可能にするとともに、電磁クラッチを使用せ
ずにマグネット式ヒーターのON/OFF制御やリニア
制御が可能なマグネット式ヒーターを提供しようとする
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem. By adopting a method of changing a gap between a permanent magnet and a conductor, it is possible to finely control the temperature of a heat medium fluid. Another object of the present invention is to provide a magnet type heater capable of ON / OFF control and linear control of a magnet type heater without using an electromagnetic clutch.

【0010】[0010]

【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の実施態様は駆動軸に軸受装置
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、同ハウジング内部に前記永久磁石と僅かなギャップ
を隔てて対向する導体が前記駆動軸により回動可能に設
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、該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マグネット式ヒーター
において、前記駆動軸と一体に回動可能でかつばねを介
して軸芯方向にスライド可能に外嵌された円盤状の回転
体に前記導体が取付けられ、前記駆動軸の端部を押圧す
るごとく前記円盤状の回転体に取付けられたサーモワッ
クスにて当該円盤状の回転体が軸芯方向にスライドする
ことにより前記永久磁石と導体間のギャップが可変とな
したギャップ調整機構を備えたことを特徴とし、第2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
ングに永久磁石が内蔵され、同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導体が前記駆
動軸により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、該ハウジングの
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
たマグネット式ヒーターにおいて、前記永久磁石はハウ
ジング内部にばねを介して軸芯方向にスライド可能に内
嵌された磁石支持体に取付けられ、同ハウジング内部に
一体的に設けられた好ましくは複数のサーモワックスに
て前記磁石支持体が軸芯方向にスライドすることにより
前記永久磁石と導体間のギャップが可変となしたギャッ
プ調整機構を備えたことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A magnet heater according to the present invention has a magnet and a conductor opposed to each other with a slight gap therebetween, and generates slip heat generated in the conductor by relatively rotating the magnet and the conductor. In the first embodiment, a permanent magnet is mounted on a housing supported on a drive shaft through a bearing device, and a small gap is formed between the permanent magnet and the housing. An opposing conductor is provided so as to be rotatable by the drive shaft, and the heat medium fluid introduced into the housing is heated by slip heat generated in the conductor due to the rotation of the conductor. In the magnet type heater, the conductor is mounted on a disk-shaped rotating body which is fitted externally so as to be rotatable integrally with the drive shaft and slidable in the axial direction via a spring. As the end of the drive shaft is pressed, the gap between the permanent magnet and the conductor is reduced by sliding the disc-shaped rotator in the axial direction with thermowax attached to the disc-shaped rotator. The second embodiment is characterized in that a variable gap adjusting mechanism is provided. In the second embodiment, a permanent magnet is incorporated in a housing supported on a drive shaft via a bearing device, and a small amount of the permanent magnet is provided inside the housing. A structure in which an opposing conductor is provided rotatably by the drive shaft with a gap therebetween, and a heat medium fluid introduced into the housing is heated by slip heat generated in the conductor due to rotation of the conductor. In the magnet heater, the permanent magnet is mounted on a magnet support that is slidably fitted in the axial direction inside the housing via a spring. A gap adjusting mechanism is provided in which the gap between the permanent magnet and the conductor is made variable by sliding the magnet support in the axial direction with preferably a plurality of thermowaxes integrally provided inside the housing. It is characterized by the following.

【0011】本発明の対象とするマグネット式ヒーター
の原理は、前記したごとく永久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、具体的
には永久磁石、サーマルフェライトなどの永久磁石と、
磁気ヒステリシスの大きな材料やエディカレント材など
の導体(発熱体)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、永久磁石として希土類磁石を用い、ま
た導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
に導体側を発熱させることができるという特徴を有す
る。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意味する。
The principle of the magnet type heater to which the present invention is applied is that, as described above, slip heat generated on the conductor side by shearing the magnetic path formed between the permanent magnet and the conductor is exchanged with the heat medium fluid. Specifically, permanent magnets, permanent magnets such as thermal ferrite,
Two members of a conductor (heating element), such as a material with large magnetic hysteresis and an eddy current material, face each other with a slight gap, rotate the magnet and the conductor relatively, and shear the magnetic path to generate on the conductor side. In this method, a rare earth magnet is used as a permanent magnet, and an eddy current material or a hysteresis material is used for the conductor, so that the conductor can be heated to a temperature of 200 to 600 ° C. in several seconds to several tens of seconds. It has the feature of being able to. The above-mentioned "slip heat" means that when a conductor is moved (rotated) in a magnetic field generated by the magnet in a direction to cut off the magnetic field, an eddy current (eddy current) is generated in the conductor and the eddy current is generated. It means that heat is generated by electric resistance in the conductor of the current.

【0012】本発明において、永久磁石と導体間のギャ
ップを変化させることにより熱媒体用流体の微妙な温度
調節が可能となる理由は、永久磁石と導体間のギャップ
が狭くなると両者の間に形成される磁路を構成する磁束
密度がより密になることによりスリップ発熱量が大とな
り、反対に永久磁石と導体間のギャップが広くなると両
者の間に形成される磁路を構成する磁束密度が粗くなる
ためスリップ発熱量が小となるためである。したがっ
て、永久磁石と導体間のギャップを調節することにより
導体に発生するスリップ発熱量を制御することが可能と
なり、熱媒体用流体の微妙な温度調節が可能となるので
ある。
In the present invention, the reason why the gap between the permanent magnet and the conductor can be finely adjusted by changing the gap between the permanent magnet and the conductor is that the gap between the permanent magnet and the conductor becomes narrower when the gap is narrowed. When the magnetic flux density forming the magnetic path becomes denser, the amount of heat generated by the slip increases, and when the gap between the permanent magnet and the conductor increases, the magnetic flux density forming the magnetic path formed between the two increases. This is because the calorific value becomes small and the calorific value of the slip becomes small. Therefore, by adjusting the gap between the permanent magnet and the conductor, the amount of slip heat generated in the conductor can be controlled, and the temperature of the heat medium fluid can be finely adjusted.

【0013】また本発明において、永久磁石と導体間の
ギャップを変化させる手段にサーモワックスを採用した
のは、温度センサーとしての機能と強力な軸方向移動の
アクチュエータとしての機能の両機能を合わせもつため
である。
In the present invention, the use of thermowax as a means for changing the gap between the permanent magnet and the conductor has both the function as a temperature sensor and the function as a powerful axial movement actuator. That's why.

【0014】[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は図1に示すマグネット式ヒーターにおいて永久磁
石と導体間のギャップを広げた状態を示す図1相当図、
図3は同請求項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、図4は図3に示すマグネット
式ヒーターにおいて永久磁石と導体間のギャップを広げ
た状態を示す図3相当図であり、1、11は駆動軸、
2、12は軸受装置、3、13はハウジング、4、14
は永久磁石、5、15は導体、6、16は導体支持体、
7、17はサーモワックス、8、18はコイルバネ、1
9は磁石支持体、20はサーモワックス支持体、Gはギ
ャップである。
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing an embodiment of a magnetic heater according to claim 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a state in which a gap between a permanent magnet and a conductor is widened in the magnet heater shown in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional side view showing an embodiment of a magnet type heater according to the second embodiment, and FIG. 4 is a view showing a state where a gap between a permanent magnet and a conductor is widened in the magnet type heater shown in FIG. In the figure, 1 and 11 are drive shafts,
2, 12 are bearing devices, 3, 13 are housings, 4, 14
Is a permanent magnet, 5 and 15 are conductors, 6 and 16 are conductor supports,
7 and 17 are thermo wax, 8 and 18 are coil springs, 1
9 is a magnet support, 20 is a thermowax support, and G is a gap.

【0015】まず図1、図2に示すマグネット式ヒータ
ーは、駆動軸1の外周に軸受装置2を介して支承された
密閉形ハウジング3の前面側内壁に、一部が当該ハウジ
ング内部に露出するドーナツ形の永久磁石4がヨーク4
aを介して取着されている。この永久磁石4と僅かなギ
ャップを隔てて対向する導体5は、駆動軸1に摺動可能
に外嵌された導体支持体6に固着されており、サーモワ
ックス7を用いたギャップ調整機構にて永久磁石4と導
体5間のギャップGを調節できるように構成されてい
る。そのギャップ調整機構は、導体支持体6の中央部に
設けた筒体部6−1が駆動軸1の外周にコイルバネ8を
介して外嵌され、かつ該駆動軸1の端部に設けたフラン
ジ部1−1の外周に突設したスプライン1−2が導体支
持体6の筒体部6−1の内周に設けたスプライン溝6−
2に軸方向に摺動可能に嵌合されて該導体支持体6が駆
動軸1と一体に回動可能に設けられ、熱媒体流体の温度
上昇により筒体部6−1の開口端部に装着されたサーモ
ワックス7が作動して膨張すると駆動軸1をコイルバネ
8に抗して押圧することとなりその反作用で当該導体支
持体6が永久磁石4と反対側に移動し導体5と永久磁石
4間のギャップGが広がり、熱媒体流体の温度降下によ
りサーモワックス7が収縮するとコイルバネ8の作用で
導体支持体6が前記と反対方向に移動しその端部が軸受
装置2に当接して定位置で止まるように構成されてい
る。したがって、このサーモワックス7を用いたギャッ
プ調整機構によれば、サーモワックス7が感知した温度
によって導体支持体6を軸芯方向に移動させ永久磁石4
と導体5間のギャップGを調整することにより、導体5
に生ずるスリップ発熱量を制御することができる。ハウ
ジング3の背面側には入水ポートP1と出水ポートP2
が設けられている。なお、駆動軸1はプーリ26を介し
て車両のエンジンなどによりベルトで回転されるように
なっている。
First, the magnet type heater shown in FIGS. 1 and 2 is partially exposed on the front inner wall of a sealed housing 3 supported on the outer periphery of a drive shaft 1 via a bearing device 2. Donut shaped permanent magnet 4 is yoke 4
a. The conductor 5 facing the permanent magnet 4 with a slight gap therebetween is fixed to a conductor support 6 slidably fitted to the drive shaft 1, and is fixed by a gap adjusting mechanism using thermowax 7. The gap G between the permanent magnet 4 and the conductor 5 can be adjusted. The gap adjusting mechanism is configured such that a cylindrical body 6-1 provided at the center of the conductor support 6 is fitted around the outer periphery of the drive shaft 1 via a coil spring 8, and a flange provided at an end of the drive shaft 1. A spline 1-2 protruding from the outer periphery of the portion 1-1 is provided with a spline groove 6-
2 is slidably fitted in the axial direction, and the conductor support 6 is provided so as to be rotatable integrally with the drive shaft 1. The conductor support 6 is attached to the open end of the cylindrical body 6-1 by the temperature rise of the heat medium fluid. When the attached thermowax 7 operates and expands, the drive shaft 1 is pressed against the coil spring 8 and the reaction causes the conductor support 6 to move to the side opposite to the permanent magnet 4, thereby causing the conductor 5 and the permanent magnet 4 to move. When the gap G is widened and the thermowax 7 contracts due to the temperature drop of the heat medium fluid, the conductor support 6 moves in the opposite direction by the action of the coil spring 8 and the end thereof comes into contact with the bearing device 2 so that it is fixed. It is configured to stop at. Therefore, according to the gap adjusting mechanism using the thermowax 7, the conductor support 6 is moved in the axial direction by the temperature sensed by the thermowax 7, and the permanent magnet 4 is moved.
By adjusting the gap G between the conductor 5 and the conductor 5,
Can be controlled. A water inlet port P1 and a water outlet port P2 are provided on the rear side of the housing 3.
Is provided. The drive shaft 1 is rotated by a belt through a pulley 26 by an engine of a vehicle or the like.

【0016】上記構成のマグネット式ヒーターにおい
て、駆動軸1がプーリ6を介してエンジンなどにより駆
動されると、該駆動軸1にスプライン1−2およびスプ
ライン溝6−2を介して導体支持体6が回動することに
より、該導体支持体6に取着された導体5と永久磁石4
との間に形成されている磁路がせん断されて該導体5に
スリップ発熱が生じる。この導体5の発熱は、当該ハウ
ジング3内に入水ポートP1より供給された熱媒体用流
体としての循環水に熱交換され、加熱された循環水は出
水ポートP2より出水して車両などの暖房に供されるこ
ととなる。図1は永久磁石4と導体5間のギャップGが
最も小さい状態であるので、導体5には大きなスリップ
発熱が生じ、ハウジング3内の循環水は高温に加熱され
る。一方、ハウジング3内の循環水の温度が上昇して加
熱の必要があまりなくなった場合は、サーモワックス7
を用いたギャップ調整機構により永久磁石4と導体5間
のギャップGが広くなる。すなわち図2に示すごとく、
サーモワックス7が収縮するように作動して駆動軸1が
コイルバネ8により押圧されることによりその反作用で
当該導体支持体6が永久磁石4と反対側に移動し導体5
と永久磁石4間のギャップGが広がり、その結果導体5
と永久磁石4間に形成される磁路を構成する磁束密度が
粗くなるためスリップ発熱量が小となり、ハウジング3
内の循環水の温度があまり上昇しなくなる。したがっ
て、サーモワックス7が感知する温度を細かく設定して
おくことにより、その設定温度に応じたスリップ発熱量
が得られてハウジング3内の循環水がその設定温度に加
熱される。また、サーモワックス7の作用により導体支
持体6をさらに永久磁石4と反対側に移動させて導体5
にスリップ発熱量が生じない距離まで永久磁石4との距
離を広げることにより該マグネット式ヒーターをOFF
することができるので、ONーOFF用の電磁クラッチ
は不要である。
In the magnetic heater having the above structure, when the drive shaft 1 is driven by an engine or the like via the pulley 6, the conductor support 6 is connected to the drive shaft 1 via the spline 1-2 and the spline groove 6-2. Are rotated, the conductor 5 attached to the conductor support 6 and the permanent magnet 4
The magnetic path formed between the conductor 5 is sheared, and slip heat is generated in the conductor 5. The heat generated by the conductor 5 is exchanged with the circulating water as a heat medium fluid supplied from the water inlet port P1 into the housing 3 and the heated circulating water flows out from the outlet port P2 to heat the vehicle or the like. Will be provided. In FIG. 1, since the gap G between the permanent magnet 4 and the conductor 5 is the smallest, large slip heat is generated in the conductor 5, and the circulating water in the housing 3 is heated to a high temperature. On the other hand, when the temperature of the circulating water in the housing 3 rises and the need for heating is
The gap G between the permanent magnet 4 and the conductor 5 is widened by the gap adjusting mechanism using. That is, as shown in FIG.
When the drive shaft 1 is pressed by the coil spring 8 and the thermo-wax 7 operates so as to contract, the conductor support 6 moves to the side opposite to the permanent magnet 4 by the reaction, and the conductor 5
The gap G between the conductor 5 and the permanent magnet 4 widens, and as a result, the conductor 5
Since the magnetic flux density constituting the magnetic path formed between the housing 3 and the permanent magnet 4 becomes coarse, the amount of heat generated by the slip becomes small,
The temperature of the circulating water inside does not rise so much. Therefore, by setting the temperature sensed by the thermowax 7 finely, a slip heat generation value corresponding to the set temperature is obtained, and the circulating water in the housing 3 is heated to the set temperature. Further, the conductor support 6 is further moved to the side opposite to the permanent magnet 4 by the action of
The magnet heater is turned off by increasing the distance from the permanent magnet 4 to a distance where no slip heat is generated.
This eliminates the need for an ON-OFF electromagnetic clutch.

【0017】つぎに、図3、図4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12を介して支
承された密閉形ハウジング13の前面側に設けた筒体部
13−1に、コイルバネ18を介してハウジング13内
を軸芯方向に移動可能に内嵌された磁石支持体19にド
ーナツ形の永久磁石14が取着され、同筒体部13−1
に前記磁石支持体19に近接して嵌着されたサーモワッ
クス支持体20に取着されたサーモワックス17にて磁
石支持体19が軸芯方向に移動する機構となし、この磁
石支持体19に取着された永久磁石14と僅かなギャッ
プを隔てて対向する導体15は、駆動軸11に固着され
た導体支持体16に固着され、前記サーモワックス17
を用いたギャップ調整機構にて磁石支持体19を軸芯方
向に移動させることによって永久磁石14とのギャップ
Gを調節できるように構成されている。すなわち、サー
モワックス支持体20に取着されたサーモワックス17
が作動して膨張すると磁石支持体19がコイルバネ18
に抗して押圧されることにより永久磁石14と導体15
間のギャップGが広がり、サーモワックス17が停止す
るとコイルバネ18により磁石支持体19が押し戻され
て定位置で止まり所定のギャップGが保持されるように
構成されている。したがって、本実施例の場合もサーモ
ワックス17が感知した温度によって磁石支持体19を
軸芯方向に移動させ導体15間のギャップGを調整する
ことにより、導体15に生ずるスリップ発熱量を制御す
ることができる。なお、駆動軸11は前記のものと同
様、プーリ26を介して車両のエンジンなどによりベル
トで回転されるようになっている。
Next, the magnet type heater shown in FIGS. 3 and 4 is mounted on a cylindrical body 13-1 provided on the front side of a sealed housing 13 supported on the outer periphery of a drive shaft 11 via a bearing device 12. The doughnut-shaped permanent magnet 14 is attached to a magnet support 19 fitted inside the housing 13 via the coil spring 18 so as to be movable in the axial direction.
There is no mechanism for the magnet support 19 to move in the axial direction by means of the thermowax 17 attached to the thermowax support 20 fitted close to the magnet support 19. The conductor 15 opposed to the attached permanent magnet 14 with a slight gap therebetween is fixed to a conductor support 16 fixed to the drive shaft 11,
The gap G with the permanent magnet 14 can be adjusted by moving the magnet support 19 in the axial direction by a gap adjusting mechanism using. That is, the thermo wax 17 attached to the thermo wax support 20
Operates and expands, the magnet support 19 is
The permanent magnet 14 and the conductor 15 are pressed against
When the gap G between them widens and the thermowax 17 stops, the magnet support 19 is pushed back by the coil spring 18 and stops at a fixed position to maintain a predetermined gap G. Therefore, also in the case of the present embodiment, the amount of heat generated by the slip generated in the conductor 15 can be controlled by moving the magnet support 19 in the axial direction according to the temperature sensed by the thermowax 17 and adjusting the gap G between the conductors 15. Can be. The drive shaft 11 is configured to be rotated by a belt by a vehicle engine or the like via a pulley 26 in the same manner as described above.

【0018】上記図3、図4に示す構成のマグネット式
ヒーターにおいて、駆動軸11がプーリ6を介してエン
ジンにより駆動されると、該駆動軸11と一体構造の導
体支持体16が回動し導体15が回動することにより、
導体15と永久磁石14との間に形成されている磁路が
せん断されて該導体15にスリップ発熱が生じる。この
導体15の発熱は、当該ハウジング13内に入水ポート
P1より供給された熱媒体用流体としての循環水に熱交
換され、加熱された循環水は出水ポートP2より出水し
て車両などの暖房に供されることとなる。図3は永久磁
石14と導体15間のギャップGが最も小さい状態であ
るので、導体15には大きなスリップ発熱が生じ、ハウ
ジング13内の循環水は高温に加熱される。一方、ハウ
ジング13内の循環水の温度が上昇して加熱の必要がな
くなった場合は、サーモワックス17を用いたギャップ
調整機構により永久磁石14と導体15間のギャップG
が広くなる。すなわち図4に示すごとく、サーモワック
ス17が膨脹するように作動して磁石支持体19がコイ
ルバネ18に抗して押圧されることにより永久磁石14
と導体15間のギャップGが広がり、その結果永久磁石
14と導体15間に形成される磁路を構成する磁束密度
が粗くなるためスリップ発熱量が小となり、ハウジング
13内の循環水の加熱があまり上昇しなくなる。したが
って、本実施例においても、サーモワックス17が感知
する温度を細かく設定しておくことにより、その設定温
度に応じたスリップ発熱量が得られてハウジング13内
の循環水がその設定温度に加熱される。また、サーモワ
ックス17により磁石支持体19をさらに押圧して導体
15にスリップ発熱量が生じない距離まで導体15との
距離を広げることにより該マグネット式ヒーターをOF
Fすることができるので、ONーOFF用の電磁クラッ
チは不要である。なお、導体支持体6、16は図2〜図
4に鎖線で示すごとくインペラー付きとして熱媒体用流
体に速度エネルギーを付与するようにしてもよい。
In the magnet type heater shown in FIGS. 3 and 4, when the drive shaft 11 is driven by the engine via the pulley 6, the conductor support 16 integrated with the drive shaft 11 rotates. As the conductor 15 rotates,
A magnetic path formed between the conductor 15 and the permanent magnet 14 is sheared, and slip heat is generated in the conductor 15. The heat generated by the conductor 15 is exchanged with circulating water serving as a heat medium fluid supplied from the water inlet port P1 into the housing 13, and the heated circulating water flows out of the outlet port P2 to heat the vehicle or the like. Will be provided. In FIG. 3, since the gap G between the permanent magnet 14 and the conductor 15 is the smallest, large slip heat is generated in the conductor 15 and the circulating water in the housing 13 is heated to a high temperature. On the other hand, when the temperature of the circulating water in the housing 13 rises and the heating becomes unnecessary, the gap G between the permanent magnet 14 and the conductor 15 is adjusted by the gap adjusting mechanism using the thermowax 17.
Becomes wider. That is, as shown in FIG. 4, the thermowax 17 operates so as to expand and the magnet support 19 is pressed against the coil spring 18 so that the permanent magnet 14 is pressed.
The gap G between the conductor 15 and the conductor 15 widens, and as a result, the magnetic flux density constituting the magnetic path formed between the permanent magnet 14 and the conductor 15 becomes coarse, so that the amount of heat generated by the slip becomes small. It will not rise much. Therefore, also in the present embodiment, by setting the temperature sensed by the thermowax 17 finely, a slip heating value corresponding to the set temperature is obtained, and the circulating water in the housing 13 is heated to the set temperature. You. Further, the magnet support 19 is further pressed by the thermo-wax 17 and the distance between the conductor 15 and the conductor 15 is increased to a distance where the calorific value does not occur in the conductor 15 so that the magnet heater is turned off.
The electromagnetic clutch for ON-OFF is not required because it is possible to perform F. The conductor supports 6 and 16 may be provided with impellers as shown by chain lines in FIGS. 2 to 4 so as to impart velocity energy to the heat medium fluid.

【0019】[0019]

【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、サーモワックスを用いたギャップ調
整機構により永久磁石と導体間のギャップGを変化させ
て導体に生ずるスリップ発熱量を制御することができる
機能を備えているので、熱媒体用流体の微妙な温度調節
が可能であるとともに、ギャップ調整機構によりマグネ
ット式ヒーターのON/OFF制御も可能であるので高
価な電磁クラッチも不要となりコスト的にも極めて有利
であるなどの優れた効果を奏する。
As described above, the magnet heater according to the present invention can control the amount of slip heat generated in the conductor by changing the gap G between the permanent magnet and the conductor by the gap adjusting mechanism using thermowax. It has a function that can control the temperature of the fluid for heat medium delicately, and the ON / OFF control of the magnet type heater by the gap adjustment mechanism is also unnecessary. Is also very advantageous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing an embodiment of a magnet type heater according to claim 1 of the present invention.

【図2】図1に示すマグネット式ヒーターにおいて永久
磁石と導体間のギャップを広げた状態を示す図1相当図
である。
FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1, showing a state in which a gap between a permanent magnet and a conductor is widened in the magnet heater shown in FIG. 1;

【図3】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。
FIG. 3 is a vertical sectional side view showing an embodiment of a magnet heater according to claim 2 of the present invention.

【図4】図3に示すマグネット式ヒーターにおいて永久
磁石と導体間のギャップを広げた状態を示す図3相当図
である。
4 is a diagram corresponding to FIG. 3, showing a state in which a gap between a permanent magnet and a conductor is widened in the magnet heater shown in FIG. 3;

【図5】本発明の対象とする従来のマグネット式ヒータ
ーの一例を示す縦断側面図である。
FIG. 5 is a vertical sectional side view showing an example of a conventional magnetic heater to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 駆動軸 2、12 軸受装置 3、13 ハウジング 4、14 永久磁石 5、15 導体 6、16 導体支持体 7、17 サーモワックス 8、18 コイルバネ 19 磁石支持体 20 サーモワックス支持体 G ギャップ 1,11 Drive shaft 2,12 Bearing device 3,13 Housing 4,14 Permanent magnet 5,15 Conductor 6,16 Conductor support 7,17 Thermo wax 8,18 Coil spring 19 Magnet support 20 Thermo wax support G gap

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、駆動軸に軸受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、同ハウジング内部に
前記永久磁石と僅かなギャップを隔てて対向する導体が
前記駆動軸により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、該ハウジ
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
となしたマグネット式ヒーターにおいて、前記駆動軸と
一体に回動可能でかつばねを介して軸芯方向にスライド
可能に外嵌された円盤状の回転体に前記導体が取付けら
れ、前記駆動軸の端部を押圧するごとく前記円盤状の回
転体に取付けられたサーモワックスにて当該円盤状の回
転体が軸芯方向にスライドすることにより前記永久磁石
と導体とのギャップが可変となしたギャップ調整機構を
備えたことを特徴とするマグネット式ヒーター。
1. A method in which a magnet and a conductor are opposed to each other with a slight gap therebetween, and a fluid for a heat medium is heated by slip heat generated in the conductor by relatively rotating the magnet and the conductor. A permanent magnet is mounted on a housing supported on a shaft via a bearing device, and a conductor facing the permanent magnet with a slight gap therebetween is provided inside the housing so as to be rotatable by the drive shaft. A magnet type heater having a structure in which the heat medium fluid introduced into the housing is heated by slip heat generated in the conductor due to the rotation, the magnet type heater being rotatable integrally with the drive shaft and via a spring. The conductor was attached to a disk-shaped rotating body fitted outside so as to be slidable in the axial direction, and attached to the disk-shaped rotating body as if pressing an end of the drive shaft. A magnet type heater comprising a gap adjusting mechanism in which the gap between the permanent magnet and the conductor is made variable by sliding the disk-shaped rotating body in the axial direction with thermowax.
【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、駆動軸に軸受装置を介して支承されたハ
ウジングに永久磁石が内蔵され、同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導体が前
記駆動軸により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、該ハウジン
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
なしたマグネット式ヒーターにおいて、前記永久磁石は
ハウジング内部にばねを介して軸芯方向にスライド可能
に内嵌された磁石支持体に取付けられ、同ハウジング内
部に一体的に設けられたサーモワックスにて前記磁石支
持体が軸芯方向にスライドすることにより前記永久磁石
と導体とのギャップが可変となしたギャップ調整機構を
備えたことを特徴とするマグネット式ヒーター。
2. A method in which a magnet and a conductor are opposed to each other with a slight gap therebetween, and a fluid for a heat medium is heated by slip heat generated in the conductor by relatively rotating the magnet and the conductor. A permanent magnet is incorporated in a housing supported on a shaft via a bearing device, and a conductor facing the permanent magnet with a slight gap therebetween is provided inside the housing so as to be rotatable by the drive shaft. In a magnet type heater having a structure in which a heat medium fluid introduced into the housing is heated by slip heat generated in the conductor due to the rotation, the permanent magnet is disposed inside the housing in the axial direction through a spring. The magnet support is attached to a magnet support slidably fitted in the housing, and the magnet support is swung in the axial direction by thermowax provided integrally inside the housing. A magnet type heater provided with a gap adjusting mechanism in which a gap between the permanent magnet and the conductor is made variable by riding.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112971235A (en) * 2021-02-09 2021-06-18 罗蒙集团股份有限公司 Self-warming jacket

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112971235A (en) * 2021-02-09 2021-06-18 罗蒙集团股份有限公司 Self-warming jacket

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