JPH0357877A - 車両用暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は水冷又は空冷用自動車の暖房温水回路用加熱装
置に利用できる車両用暖房装置に関するものである。

（従来の技術） 自動車用暖房装置の能力を向上させるため、高温の排気
ガスと冷却水とで熱交換を行って水温を上昇させる暖機
装置として、従来実開昭５９−１２１４７６号公報（第
３図）に示すヒートポンプを利用したもの、実開昭６１
−１７３１７号公報に示す熱交換器を利用したものが提
案されているが、ここではヒートポンプを使用した例を
第３図について説明する。第３図のヒートポンプは、一
端がエンジンの排気ガス通路５１に配設された吸熱フィ
ン５２ａにより吸熱部を構威し、他端が冷却水通路５３
に配設された放熱フィン５２ｂにより放熱部を構或する
ヒートボンブ装置５２を備えてなるものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら第３図のヒートボンプ装置では、そのサイ
ズと吸熱フィン５２ａの目詰りの問題があった。即ち、
排気ガスを利用する場合、気体の熱伝導率は通常液体の
数十分の一であるため、伝熱面積を大きくして効率を補
うしか方法がない。しかしそのことによって排気通路を
狭くしてしまうとエンジンの背圧が高くなり、出力ダウ
ン又はエンジンの不調の問題が発生し、最悪の場合は目
詰りで通路が閉ざされてしまう欠点があった。

そこでこの欠点を除去する必要から、従来のこの種の装
置の排気側伝熱部のサイズはかなり大きくなってしまい
、搭載が困難になって来る等の問題があった。また低負
荷走行時等では、排気温そのものが低いため、熱交換を
行っても未だ能力不足になる場合があった。

本発明はロータと回転体の液密的隙間による剪断によっ
て発生する熱を利用した発熱器を用いることにより、効
率がよく、しかもコンパクト化が可能な車両用暖房装置
を提供せんとするものである。

〔発明の構或〕

（課題を解決するための手段） このため本発明は、自動車のエンジンに連動して、エン
ジン温が設定値以下の時はオン、設定値以上になるとオ
フ状態となるクラノチ機構を介して回転制御されるシャ
フト、エンジンに固定され前記シャフトの一端を回転支
持するボディ、前記シャフトの他端に固定されたロータ
、前記シャフトに回転可能に支持され前記ロータを回転
可能に内包すると共に、該ロータと液密約隙間を有し、
該隙間内に封入された粘性流体を介して該ロータより回
転が伝えられる回転体、該回転体に固定されて該回転体
の回転に抵抗を与え、該回転体とロータとの間に相対回
転を生ぜしめて熱エネルギーを発生させるインペラ、該
インペラ及び回転体を内包し、その周囲に循環水の通路
を形成すると共に、該循環水の入口及び出口ポートを有
するハウジングとよりなるもので、これを課題解決のた
めの手段とするものである。

（作用） 運転者の操作によってヒータオンのスイッチが入れられ
ると、循環水はヒータ回路を通り、氷温センサ、発熱器
、ヒータ放熱器を経てウォータポンプへ流れて行く。こ
こで冷却水温が設定値以下であることを水温センサが検
知すると、制御装置からクラソチ機構をオンにする信号
が出て発熱器が作動を開始する。即ち、エンジン温の低
温時にはエンジンの回転がシャフトを介してロータに伝
達され、液密的隙間の粘性流体の回転抵抗が大きく、ロ
ータの回転につれて回転体が相対回転をなし、該回転体
に取付けたインペラがケーシング内の循環木通路で回転
して循環水の撹拌と送水循環作用を行ない、粘性流体は
液密的隙間内で剪断熱を発生する。この剪断熱による熱
エネルギーが回転体の外部にある循環水に伝えられ、こ
の循環水の熱がヒータ放熱器より車室内に放熱される。

次にエンジン温が所定値以上になれば、ロータから回転
体への回転伝達が弱くなり、ロータの駆動回転トルクも
低減され、クラフチ機構はオフとなり、発熱器は発熱を
停止する。

（実施例） 以下本発明を図面の実施例により説明すると、第１図及
び第２図は本発明の実施例を示す。先ず第１図は水冷弐
の場合であり、図中１０は車両用暖房装置、１ｌはエン
ジン、１２はウォータポンプで、エンジン１１を冷却す
るための冷却水は、ウォークポンプ１２０作用によって
循環路１３内を移動している。そして水温が所定値より
低い場合は、サーモスタットｌ５が冷却水をバイパス回
路１６へ流し、所定値より高い場合はラジエータ１４へ
流すように制御されている。１７はラジエータ１４を冷
却するメインファン、１８は図示しないクランク軸から
の動力をウォータボンプ１２へ伝達するためのベルトで
ある。

ここで運転者の操作によってヒータのスイッチが入れら
れると、ヒータハルブ２０が開となり、冷却水はヒータ
回路ｌ９を通り、水温センサ２ｌ、発熱器２２、ヒータ
放熱器４４を経てウォータボンプｌ２へと流れて行く。

前記冷却水はヒータ放熱器４４を通る時にサブファン４
５によって外気に熱を放出するが、水温が低い時は放熱
量が小さく、ヒータの効率が悪い。そこでヒータバルプ
２０が開で、水温が設定値以下であることを水温センサ
２１が検知すると、制御装置４２から電磁クラソチ２９
をオンにする信号が出て、発熱器２２が作動を開始する
。なお、空冷式エンジンの場合は、ヒータ放熱器４４及
び発熱器２２を通る循環水通路のみで、ラジエータ１４
を通るエンジン冷却水通路はない。

次に発熱器２２及び電磁クラノチ２９の詳細を第２図に
示す。先ず電磁クラノチ２９について説明すると、該ク
ラッチ２９がオフの場合は、入カプーり２６がベルト１
８によって回転駆動されていても、出力ディスク２８及
びシャフト２５には駆動力は伝達されない。この時制御
装置４２からの信号を受けると、コイル２４に電流が流
れて励磁され、プレート２７を介して人カブーり２６と
出力ディスク２８及びシャフト２５が一体で回転を開始
する。

２３はエンジン１１に固定され、シャフト２５を出力デ
ィスク２８を介して回転自在に支持するボディである。

次に発熱器２２について説明すると、シャフト２５の先
端には、所謂粘性流体継手が回転可能なるように支承さ
れている。この粘性流体継手の回りには、ハウジング３
０．３１によって受熱室（冷却水通路）３９が形成され
ており、該ハウジング３０．　３１はボルト３２により
一体的に固定されると共に、図示しないボルトを介して
エンジンに固定されている。

粘性流体継手はロータ３３と、該ロータ３３を内包する
本発明における回転体を構或するカバー３４及びケーシ
ング３５によって形威されており、該カバー３４とケー
シング３５はボルト３６により一体的に固定されている
。ロータ３３のラビリンス溝３３ａとケーシング３５の
ラビリンス溝３５ａは、液密的隙間を持って対峙し、そ
の隙間に粘性流体（例えばシリコンオイル等）を封入す
ることでトルク伝達を行なう。即ち、シャフト２５の回
転駆動は、ロータ３３から粘性流体を通じてカバー３４
及びケーシング３５に伝達される。またカバー３４には
ボルト３７によってインペラ３８が固定されており、該
インペラ３８が受熱室３９の中で回転する時は水の抵抗
を受ける。この抵抗により該ロータ３３によるカバー３
４とケーシング３５よりなる回転体が一体回転となるつ
れ回りは防止されるが、低温時には粘性流体の回転抵抗
が大きいため、ロータ３３と該回転体との間に相対回転
を生ぜしめ、粘性流体は液密的隙間内で剪断熱を発生す
る。この熱エネルギーはカバー３４及びケーシング３５
を通じて受熱室３９内の冷却水に与えられる。

受熱室３９内の冷却水は、インペラ３８により撹拌され
ると共に、送水循環作用を受けており、入口ポー１４０
と出口ポート４１を介してウォータポンブ１２及びヒー
タ回路に送水さ五る。従って発熱器２２で発生した熱は
、ヒーク放熱器４４を経て自動車の車室内に放出される
。なお、前記ラビリンス構造に代え、シャフト２５に一
方の歯車を固定し、他方の歯車をカバ一体に設けた内歯
歯車として回転自由に支承すると共に、両歯車の噛合歯
間に粘性流体を封入するようにしたギャボンブ機構とす
ることもできる。

ここで水温が所定値以上になれば粘性流体の温度も上昇
し、ロータ３３から回転体への回転伝達も弱くなり、ま
た電磁クラッチ２９はオフとなり、発熱器２２は発熱を
停止する。なお、この装置の発熱能力は粘性流体の粘性
係数によって予め設定することができる。またクラソチ
は第２図の電磁クラ・ノチ２９に限らず、多板式油圧ク
ラッチ、空気圧クラソチ、粘性流体クラソチ、乾式クラ
ッチ等の一般のクラソチ機構であってもよい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した如く本発明の発熱器は、粘性流体を
用いた液体一液体間の熱交換であるため、従来のような
気体一液体間の排気熱交換器よりも熟効率がよく、かつ
コンパクトに構或することができ、また排気による目詰
りの心配も全くない。また低負荷走行時においてもエン
ジンが回転しているため、シャフトを介して発熱器から
熱を発生することができる。更に回転体に固定されたイ
ンペラにより、ハウジング内のエンジン冷却水の循環が
行われるため、エンジン冷却水を循環させるウォータポ
ンプのサイズを小さくすることができる。また本発明は
エンジンの排気ガス温のみの場合に比べ、粘性流体によ
る発熱を付加するため、始動時において、例えば４０℃
とするのに従来の半分の時間でよい。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の実施例を示す車両用暖房装置の回路図
、第２図は第１図の要部の拡大断面図、第３図は従来の
エンジン暖機装置の回路図である。 図の主要部分の説明 １ｌ−・一エンジン　　　　ｌ２−・・ウォータボンプ
ｌ３一循環路　　　　　１４−　ラジエータ１８・−ベ
ルト　　　　　１９−　ヒーク回路２１一水温センサ　
　　２２一発熱器 ２３−・・ボディ　　　　　２４−　コイル２５−・・
シャフト　　　　２６・一・人カプーリ２９一電磁クラ
ッチ　　３０．　３１−ハウジング３３−　ロータ　　
　　　３４・一カバー（回転体）３５・一ケーシング（
回転体） ３８−　　インペラ ３９−・・受熱室（エンジン冷却水通路）４〇一人口ポ
ート　　　４１・・一出ロポート４２・・・制御装置　
　　　４４−　ヒータ放熱器特 許出願人 アイシン精機株式会社 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動車のエンジンに連動して、エンジン温が設定値以下
   の時はオン、設定値以上になるとオフ状態となるクラッ
   チ機構を介して回転制御されるシャフト、エンジンに固
   定され前記シャフトの一端を回転支持するボディ、前記
   シャフトの他端に固定されたロータ、前記シャフトに回
   転可能に支持され前記ロータを回転可能に内包すると共
   に、該ロータと液密的隙間を有し、該隙間内に封入され
   た粘性流体を介して該ロータより回転が伝えられる回転
   体、該回転体に固定されて該回転体の回転に抵抗を与え
   、該回転体とロータとの間に相対回転を生ぜしめて熱エ
   ネルギーを発生させるインペラ、該インペラ及び回転体
   を内包し、その周囲に循環水の通路を形成すると共に、
   該循環水の入口及び出口ポートを有するハウジングとよ
   りなることを特徴とする車両用暖房装置。