JPH10100647A - 能力可変型ビスカスヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粘性流体の劣化等を防止しつつ、高温時におけ
る能力縮小の応答性と、低温時における能力拡大の応答
性とを両立できる能力可変型ビスカスヒータを提供す
る。 【解決手段】後部プレート３に開閉可能な回収孔３ａ
と、開閉可能な供給孔３ｂ及び供給溝３ｃと、常時開放
された副供給孔３ｄとを設け、これら回収孔３ａ、供給
孔３ｂ、供給溝３ｃ及び副供給孔３ｄにより発熱室８と
制御室ＣＲとを連通させる。回収孔３ａを経て発熱室８
内のシリコンオイルを制御室ＣＲ内に回収して能力縮小
を行なうとともに、開放された供給孔３ｂ及び副供給孔
３ｄを経て制御室ＣＲ内のシリコンオイルを発熱室８内
に供給して能力拡大を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【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能力可変型ビスカスヒータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、実開平３−９８１０７
号公報に能力可変のビスカスヒータが開示されている。
このビスカスヒータでは、前部及び後部ハウジングが対
設された状態で締結され、内部に発熱室と、この発熱室
の外域にウォータジャケットとを形成している。ウォー
タジャケット内では循環水が入水ポートから取り入れら
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。前部及び後部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着されている。発熱室の壁
面とロータの外面とは互いに近接する軸方向のラビリン
ス溝を構成し、これら発熱室の壁面とロータの外面との
間隙にはシリコンオイル等の粘性流体が介在される。

【０００３】また、このビスカスヒータの特徴的な構成
として、前部及び後部ハウジングの下方には内部にダイ
アフラムを備えた上下カバーが設けられ、上カバーとダ
イアフラムとにより制御室が区画されている。発熱室は
前部及び後部ハウジングの上端に貫設された貫通孔によ
り大気と連通されているとともに、上下カバーに設けら
れた連通管により制御室と連通されており、ダイアフラ
ムはマニホールド負圧及びコイルスプリング等により制
御室の内部容積を調整可能になされている。

【０００４】車両の暖房装置に組み込まれたこのビスカ
スヒータでは、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する。
この発熱はウォータ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車両の暖房に供され
ることとなる。

【０００５】ここで、このビスカスヒータの能力変化は
同公報によれば以下の作用となる。すなわち、暖房が過
強である場合、マニホールド負圧でダイアフラムを下方
に変位させて制御室の内部容積を拡大する。これによ
り、発熱室内の粘性流体が制御室内に回収されるため、
発熱室の壁面とロータの外面との間隙の発熱量が減少し
（能力縮小）、暖房が弱められることとなる。他方、暖
房が過弱である場合、気圧調整孔及びコイルスプリング
の作用でダイアフラムを上方に変位させて制御室の内部
容積を縮小する。これにより、制御室内の粘性流体は発
熱室内に送り出されるため、発熱室の壁面とロータの外
面との間隙の発熱量が増大し（能力拡大）、暖房が強め
られることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の能
力可変型ビスカスヒータでは、粘性流体を発熱室から制
御室内に回収する際、これによる発熱室内の負圧を貫通
孔から導かれる新たな空気により相殺している。粘性流
体は、こうして能力縮小の度に新たな空気と接触するこ
とにより、酸化劣化が進行しやすくなり、また随時空気
中の水分が補充される形となって、その水分による悪影
響（トルク低下）を受ける。

【０００７】この点、本発明者らの先の提案に係るビス
カスヒータ（特願平７−２８５２６６号）においては、
発熱室を密閉状態としているため、発熱室に介在される
粘性流体が新たな空気と接触することはなく、また随時
空気中の水分が補充される訳ではないので、劣化や悪影
響を受けることはない。しかしながら、この提案のビス
カスヒータにおいては、高温時における能力縮小の応答
性と、低温時における能力拡大の応答性とを両立させに
くいことが明らかとなった。

【０００８】すなわち、高温時における能力縮小の応答
性向上を図るべく、図５（この図は概念的なものであ
る。以下、図３、図６及び図７において同じ。）に示す
ように、ある高い温度Ａで迅速に能力縮小が図られ、か
つある低い温度Ｂで迅速に能力拡大が図られるように、
温度Ａにおいて回収通路が全開となるとともに供給通路
が全閉となり、かつ温度Ｂにおいて回収通路が全閉とな
るとともに供給通路が全開となるように、制御量として
粘性流体の温度を用いてこれらを開閉する弁手段を設定
すると、これらの中間的な温度Ｃでは、回収通路が全閉
直前であり、供給通路がやや開放されていることとなり
やすい。このとき、現実には、発熱室内の粘性流体の温
度上昇に基づく発熱室内の昇圧により、粘性流体が発熱
室から回収通路を経て制御室内に漏れる一方、供給通路
の開度は小さく、発熱室と比較して制御室内には昇圧が
作用しにくいことから、制御室内の粘性流体が発熱室内
に供給されにくく、能力縮小となり、温度が低下してい
くこととなる。そして、温度がより低下した後、例え粘
性流体の漏れが停止し、供給通路の開度が大きくなって
も、供給通路の開度を一旦小さくして粘性流体の伸張粘
性による繋がりを損なったことから、制御室内の粘性流
体が発熱室内に供給されるに際して遅れを生じることと
なる。こうして、中間的な温度Ｃよりも低い温度でしか
能力拡大を行うことができないため、暖房を欲している
ときにタイムロスが生じ、低温時における能力拡大の応
答性が損なわれていることとなる。

【０００９】他方、中間的な温度Ｃにおける能力拡大の
応答性向上を図るべく、図６に示すように、その温度Ｃ
で迅速に能力拡大が図られるように、温度Ｃにおいて回
収通路が全閉となるとともに供給通路が全開となるよう
にこれらを開閉する弁手段を設定すると、高い温度Ａで
は、回収通路が十分に開放されておらず、供給通路が全
閉直前になりやすい。このときには、発熱室内の粘性流
体が制御室内に回収されにくく、迅速に能力縮小を行い
得ないことから、高温時における能力縮小の応答性が損
なわれることとなる。このため、粘性流体の熱劣化のお
それもある。

【００１０】ここで、高温時における能力縮小の応答性
向上のみを図った比較形態のビスカスヒータでは、制御
量たる粘性流体の温度を駆動軸の回転数に置換し、発熱
量をトルクに置換することにより、かかる応答性の不具
合を検討すると、図７に示すように、ａ→ｂ→ｃ→ａの
ヒステリシスを示すこととなる。この場合、回転数が低
下してきて迅速な暖房を欲しているときになかなか暖房
が得られないこととなる。

【００１１】本発明の課題は、粘性流体の劣化等を防止
しつつ、高温時における能力縮小の応答性と、低温時に
おける能力拡大の応答性とを両立できる能力可変型ビス
カスヒータを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１の能力可変型ビスカスヒータは、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
タの回動により発熱される粘性流体とを有するビスカス
ヒータにおいて、前記ハウジングには、前記発熱室と連
通するとともに開閉可能な回収通路と、該発熱室と連通
するとともに開閉可能な供給通路と、該発熱室と連通し
て常時開放された副供給通路と、該回収通路、該供給通
路及び該副供給通路と連通する制御室とが形成され、開
放された該回収通路を経て該発熱室内の前記粘性流体を
該制御室内に回収して能力縮小を行なうとともに、開放
された該供給通路及び該副供給通路を経て該制御室内の
該粘性流体を該発熱室内に供給して能力拡大を行なうこ
とを特徴とする。

【００１３】このビスカスヒータでは、供給通路が開放
され、回収通路が閉塞されておれば、発熱室内の粘性流
体と制御室内の粘性流体とは、供給通路ではその伸張粘
性により繋がり、回収通路ではその繋がりが絶たれるた
め、発熱室内の粘性流体が回収通路を経ては制御室内に
回収されず、制御室内の粘性流体が供給通路を経て発熱
室に供給されることとなる。このため、発熱室の壁面と
ロータの外面との間隙の発熱量が増大し（能力拡大）、
暖房が強められることとなる。

【００１４】この一方、供給通路が閉塞され、回収通路
が開放されておれば、発熱室内の粘性流体と制御室内の
粘性流体とは、回収通路ではその伸張粘性により繋が
り、供給通路ではその繋がりが絶たれるため、発熱室内
の粘性流体が回収通路を経て制御室内に回収され、制御
室内の粘性流体が供給通路を経ては発熱室に供給されな
いこととなる。このため、発熱室の壁面とロータの外面
との間隙の発熱量が減少し（能力縮小）、暖房が弱めら
れ得る。こうして、能力縮小が行われれば、駆動軸が高
速回転を維持していても、発熱室内の粘性流体の高温化
が抑制され、劣化が防止される。

【００１５】そして、このビスカスヒータにおいては、
粘性流体の回収通路を経た制御室内への漏れを副供給通
路が補償することができるため、高温時における能力縮
小の応答性と、低温時における能力拡大の応答性とを両
立させることができる。また、このビスカスヒータで
は、粘性流体を発熱室から制御室内に回収したり、逆に
制御室から発熱室内に供給したりする際、発熱室と回収
通路と供給通路と副供給通路と制御室との合計の内部容
積は変化しないため、粘性流体が移動することによる負
圧は生じない。このため、粘性流体は、新たな空気と接
触することはなく、また随時空気中の水分が補充される
訳ではないので、劣化や悪影響を生じることはない。

【００１６】（２）請求項２の能力可変型ビスカスヒー
タは、請求項１記載の能力可変型ビスカスヒータにおい
て、回収通路は発熱室の中央域と連通され、能力縮小は
該回収通路を経た粘性流体の少なくともワイセンベルク
効果により行なうことを特徴とする。発熱室内の粘性流
体は、ロータが回動されたままであれば、液面と直角に
回動されることで、軸芯回りに集合するワイセンベルク
効果（Ｗｅｉｓｓｅｎｂｅｒｇ Ｅｆｆｅｃｔ）を生じ
る。このワイセンベルク効果は法線応力効果により生じ
ると考えられている。他方、発熱室内の粘性流体は、そ
の間、軸芯から遠ざかる遠心力も生じる。発明者らの試
験結果によれば、駆動軸の回転数が比較的低い間はワイ
センベルク効果が支配的であり、駆動軸の回転数が高く
なるに従って遠心力による影響が大きくなることが明ら
かとなった。

【００１７】このため、このビスカスヒータでは、駆動
軸の回転数が比較的低い間、遠心力より支配的なワイセ
ンベルク効果により、発熱室内の粘性流体を中央域から
回収通路を経て制御室内に迅速に回収できる。また、回
収通路による漏れ防止の必要性が高い。 （３）請求項３の能力可変型ビスカスヒータは、請求項
１又は２記載の能力可変型ビスカスヒータにおいて、副
供給通路は回収通路よりも小さな連通面積を有している
ことを特徴とする。

【００１８】この場合に副供給通路が回収通路による漏
れを補償できる。 （４）請求項４の能力可変型ビスカスヒータは、請求項
１、２又は３記載の能力可変型ビスカスヒータにおい
て、回収通路は制御室側の開口が該制御室内に貯留され
る粘性流体の液位より上方側に位置し、供給通路は該制
御室側の開口が該制御室内に貯留される粘性流体の液位
より下方側に位置し、副供給通路は該制御室側の開口が
該供給通路の開口より下方側に位置していることを特徴
とする。

【００１９】このビスカスヒータでは、駆動軸が駆動さ
れる前の起動前においては、気体の移動と粘性流体の自
重とにより、発熱室と制御室とで粘性流体の液位が等し
くなる。このため、起動時には、ロータによりせん断さ
れる粘性流体の量が少なく、小さなトルクで起動が可能
となる。このため、起動時のショックが小さい。駆動軸
が起動された後、発熱室内に粘性流体が行き渡り、これ
により発熱室の壁面とロータの外面との間隙の発熱量が
増大していく。

【００２０】この間、発熱室内では、粘性流体がせん断
される他、気体が粘性流体中に気泡として混在されてお
り、回収通路における制御室側の開口が粘性流体の上方
に位置していた方がその気泡が制御室に移動しやすい。
また、粘性流体の自重により、発熱室と制御室との間で
粘性流体が入れ換わりやすい。さらに、粘性流体の表面
張力により、発熱室内で回動するロータが供給通路及び
副供給通路を介して制御室内の粘性流体を発熱室に引き
込みやすい。この際、供給通路より副供給通路が下方に
位置しているため、副供給通路による供給はより確実に
行われる。このため、能力縮小と能力拡大とが迅速に行
われる。

【００２１】そして、駆動軸の駆動を終えれば、気体の
移動と粘性流体の自重とにより、発熱室と制御室とで粘
性流体の液位が等しくなる。また、かかる気体を移動さ
せるための特別の気体通路を必ずしも必要としない。さ
らに、制御室内の粘性流体の液位を供給通路における制
御室側の開口の上方に位置させるのみで粘性流体の収容
量管理を容易にできる。

【００２２】（５）請求項５の能力可変型ビスカスヒー
タは、請求項１、２、３又は４記載の能力可変型ビスカ
スヒータにおいて、供給通路は、ロータの外周に向かっ
て延在し、発熱室側が開口すべくハウジングに凹設され
た供給溝を有し、副供給通路は該供給溝に開口されてい
ることを特徴とする。このビスカスヒータでは、制御室
内に回収されていた粘性流体が供給溝を経て発熱室の外
周域に供給される。発熱室の外周域に供給された粘性流
体はそのワイセンベルク効果により発熱室の中央域まで
全域に行き渡り、これにより発熱室の壁面とロータの外
面との間隙の発熱量が迅速に増大する。また、副供給通
路を経た粘性流体が供給溝を経て確実に発熱室に供給さ
れる。

【００２３】（６）請求項６の能力可変型ビスカスヒー
タは、請求項１、２、３又は４記載の能力可変型ビスカ
スヒータにおいて、供給通路には、制御室内に設けら
れ、該供給通路の該制御室側の開口を粘性流体の温度上
昇により閉塞するバイメタル型のフラッパ弁が設けら
れ、副供給通路は該フラッパ弁に貫設されていることを
特徴とする。

【００２４】このビスカスヒータでは、フラッパ弁が供
給通路を開放することにより、制御室内の粘性流体はそ
の供給通路を経て発熱室内に供給され、暖房が強められ
ることとなる。他方、フラッパ弁が供給通路を閉塞する
ことにより、制御室内の粘性流体はその供給通路を経て
は発熱室内に供給されなくなり、暖房が弱められること
となる。

【００２５】また、このビスカスヒータでは、ビスカス
ヒータ内部の物性変化である粘性流体の温度低下により
能力拡大を行なうことができるため、能力拡大のための
外部入力を必要としない。このため、暖房装置の低コス
ト化を実現することができる。さらに、フラッパ弁に副
供給通路を貫設すれば、他の部位に貫設するよりも、簡
易である。

【００２６】（７）請求項７の能力可変型ビスカスヒー
タは、請求項１、２、３、４、５又は６記載の能力可変
型ビスカスヒータにおいて、ロータは平板形状をなして
いることを特徴とする。このビスカスヒータでは、かか
る形状のロータの採用により、粘性流体は軸芯と直角の
液面の面積が大きいことから、上記ワイセンベルク効果
を確実に生じることとなる。

【００２７】（８）請求項８の能力可変型ビスカスヒー
タは、請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の能力
可変型ビスカスヒータにおいて、ロータの中央域には前
後に貫通する連通孔が貫設されていることを特徴とす
る。このビスカスヒータでは、能力縮小の際、発熱室の
前壁面とロータの前側面との間の粘性流体が連通孔を経
て制御室に回収されやすい。逆の能力拡大の際も、制御
室内の粘性流体が発熱室の前壁面とロータの前側面との
間に送り出されやすい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、各請求項記載の発明を具体
化した実施形態１、２を図面を参照しつつ説明する。 （実施形態１）実施形態１の能力可変型ビスカスヒータ
は請求項１〜５、７、８を具体化している。

【００２９】このビスカスヒータでは、図１に示すよう
に、ハウジングの一部をなす前部プレート２と後部プレ
ート３とが間にＯリング５を介して前部ハウジング本体
１内に収容され、前部ハウジング本体１はＯリング６を
介して複数本の通しボルト７により後部ハウジング本体
４で閉塞されている。前部プレート２の後端面に凹設さ
れた凹部は後部プレート３の平坦な前端面とともに発熱
室８を形成している。後部プレート３には、図２にも示
すように、発熱室８の中央域上方と連通する回収通路と
しての回収孔３ａと、発熱室８の中央域下方と連通する
供給通路としての供給孔３ｂとが後端面まで貫設されて
いる。また、供給孔３ｂには発熱室８の下側外域まで配
給通路としての供給溝３ｃが延在され、後部プレート３
には供給孔３ｂより下方において供給溝３ｃに開口する
副供給通路としての副供給孔３ｄが貫設されている。こ
れら回収孔３ａと供給孔３ｂとは同一径で形成されてお
り、副供給孔３ｄはこれら回収孔３ａ及び供給孔３ｂよ
り小径で形成されている。

【００３０】また、図１に示すように、前部プレート２
の前面外周側には円弧状のフィン２ａが前方に突出され
ており、前部ハウジング本体１の内面外周側とで発熱室
８の前部に隣接する前部放熱室としての前部ウォータジ
ャケットＦＷを形成している。他方、後部プレート３の
後面外周側にも円弧状のフィン３ｅが後方に突出されて
おり、後部ハウジング本体４の内面外周側とで発熱室８
の後部に隣接する後部放熱室としての後部ウォータジャ
ケットＲＷを形成しており、後部プレート３の後面内周
側と後部ハウジング本体４の内面内周側とが回収孔３
ａ、供給孔３ｂ及び副供給孔３ｄと連通可能な制御室Ｃ
Ｒを形成している。

【００３１】前部ハウジング本体１の外周面には図示し
ない入水ポート及び出水ポートが隣接して形成され、入
水ポートと出水ポートとは前部及び後部ウォータジャケ
ットＦＷ、ＲＷに連通されている。さらに、前部プレー
ト２には発熱室８に隣接して軸封装置９が設けられて、
前部ハウジング本体１には軸受装置１０、１１が設けら
れ、これら軸封装置９及び軸受装置１０、１１を介して
駆動軸１２が回動可能に支承されている。駆動軸１２の
後端には発熱室８内で回動可能な平板形状のロータ１３
が圧入されている。このロータ１３には、内周域におい
て発熱室８の前後を連通する連通孔１３ａが貫設されて
いるとともに、外周域においてシリコンオイルのせん断
効果を高める貫通孔１３ｂが貫設されている。そして、
発熱室８の壁面とロータ１３の外面との間隙及び制御室
ＣＲ内には粘性流体としてのシリコンオイルが介在され
ている。但し、発熱室８と回収孔３ａと供給孔３ｃと副
供給孔３ｄと制御室ＣＲとには、シリコンオイルが介在
されている他、組付け時に不可避の空気が多少は残留さ
れている。駆動軸１２の先端には図示しないプーリが固
定され、プーリは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。

【００３２】後部ハウジング本体４の制御室ＣＲ内で
は、図２にも示すように、回収孔３ａの制御室ＣＲ側の
開口をシリコンオイルの温度上昇により開放可能なバイ
メタル型のフラッパ弁１４と、供給孔３ｂの制御室ＣＲ
側の開口をシリコンオイルの温度上昇により閉塞可能な
バイメタル型のフラッパ弁１５とが後部プレート３に固
定されている。ここでは、高温時における能力縮小の応
答性向上を図るべく、図５に示すように、ある高い温度
Ａで迅速に能力縮小が図られ、かつある低い温度Ｂで迅
速に能力拡大が図られるように、温度Ａにおいて回収孔
３ａが全開となるとともに供給孔３ｂが全閉となり、か
つ温度Ｂにおいて回収孔３ａが全閉となるとともに供給
孔３ｂが全開となるように、フラッパ弁１４及びフラッ
パ弁１５を設定している。

【００３３】車両の暖房装置に組み込まれたこのビスカ
スヒータでは、図１に示す駆動軸１２がエンジンにより
駆動される前の起動前においては、空気の移動とシリコ
ンオイルの自重とにより、発熱室８と制御室ｃｒとでシ
リコンオイルの液位が等しくなる。このため、起動時に
は、ロータ１３によりせん断されるシリコンオイルの量
が少なく、小さなトルクで起動が可能となる。このた
め、起動時のショックが小さい。

【００３４】駆動軸１２が起動された後、発熱室８内で
ロータ１３が回動するため、制御室ＣＲ内に回収されて
いたシリコンオイルが開放された供給孔３ｂ、そして供
給溝３ｃを経て発熱室８の外周域に供給される。発熱室
８の外周域に供給されたシリコンオイルはそのワイセン
ベルク効果により発熱室８の中央域まで全域に行き渡
り、シリコンオイルが発熱室８の壁面とロータ１３の外
面との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内の循環流体とし
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。

【００３５】この間、ロータ１３が回動されたままであ
れば、発熱室８内のシリコンオイルは、駆動軸１２の回
転数が比較的低い間、遠心力より支配的なワイセンベル
ク効果により、中央域に集合しようとする。特に、上記
形状の発熱室８及びロータ１３の採用により、シリコン
オイルは軸芯と直角の液面の面積が大きいことから、こ
のワイセンベルク効果を確実に生じることとなる。

【００３６】ここで、エンジンの回転数が低いことによ
り制御室ＣＲ内のシリコンオイルの温度が低ければ、暖
房が過弱であるため、フラッパ弁１４が回収孔３ａを閉
塞し、フラッパ弁１５が供給孔３ｂを開放している。こ
のため、発熱室８内のシリコンオイルと制御室ＣＲ内の
シリコンオイルとは、供給孔３ｂ及び供給溝３ｃではそ
の伸張粘性により繋がり、回収孔３ａではその繋がりが
絶たれるため、発熱室８内のシリコンオイルが回収孔３
ａを経ては制御室ＣＲ内に回収されず、制御室ＣＲ内の
シリコンオイルが供給孔３ｂ及び供給溝３ｃを経て発熱
室８に供給されることとなる。この間、制御室ＣＲ内の
シリコンオイルがロータ１３の連通孔１３ａを経て発熱
室８の前壁面とロータ１３の前側面との間に送り出され
やすい。このため、発熱室８の壁面とロータ１３の外面
との間隙の発熱量が増大し（能力拡大）、暖房が強めら
れることとなる。

【００３７】この一方、エンジンの回転数が高いことに
より制御室ＣＲ内のシリコンオイルの温度が高くなれ
ば、暖房が過強になりつつあるため、フラッパ弁１４が
回収孔３ａを開放し、フラッパ弁１５が供給孔３ｂを閉
塞する。このため、発熱室８内のシリコンオイルと制御
室ＣＲ内のシリコンオイルとは、回収孔３ａではその伸
張粘性により繋がり、供給孔３ｂ及び供給溝３ｃではそ
の繋がりが絶たれるため、発熱室８内のシリコンオイル
が回収孔３ａを経て制御室ＣＲ内に回収され、制御室Ｃ
Ｒ内のシリコンオイルが供給孔３ｂ及び供給溝３ｃを経
ては発熱室８に供給されないこととなる。但し、制御室
ＣＲ内のシリコンオイルは副供給孔３ｄ及び供給溝３ｃ
を経て発熱室８に供給されている。この間、発熱室８の
前壁面とロータ１３の前側面との間のシリコンオイルが
ロータ１３連通孔１３ａを経て制御室ＣＲに回収されや
すい。このため、発熱室８の壁面とロータ１３の外面と
の間隙の発熱量が減少し（能力縮小）、暖房が弱められ
ることとなる。こうして、能力縮小が行われれば、駆動
軸１２が高速回転を維持していても、発熱室８内のシリ
コンオイルの高温化が抑制され、劣化が防止される。

【００３８】また、発熱室８内では、シリコンオイルが
せん断される他、空気がシリコンオイル中に気泡として
混在されており、回収孔３ａにおける制御室ＣＲ側の開
口がシリコンオイルの上方に位置していた方がその気泡
が制御室ＣＲに移動しやすい。また、シリコンオイルの
自重により、発熱室８と制御室ＣＲとの間でシリコンオ
イルが入れ換わりやすい。さらに、シリコンオイルの伸
張粘性の影響により、発熱室８内で回動するロータ１３
が供給孔３ｂ及び副供給孔３ｄを介して制御室ＣＲ内の
シリコンオイルを発熱室８に引き込みやすい。この際、
供給孔３ｂより副供給孔３ｄが下方に位置しているた
め、副供給孔３ｄによる供給はより確実に行われる。こ
のため、能力縮小と能力拡大とが迅速に行われる。

【００３９】そして、このビスカスヒータにおいては、
図５に示す中間的な温度Ｃにおいては、シリコンオイル
の回収孔３ａを経た制御室ＣＲ内への漏れを副供給孔３
ｄが補償する。このため、このビスカスヒータでは、制
御量たるシリコンオイルの温度を駆動軸１２の回転数に
置換し、発熱量をトルクに置換すると、図３に示すよう
に、ａ→ｂ→ｄ→ｅ→ａのヒステリシスを示すこととな
る。この場合、回転数が低下してきて迅速な暖房を欲し
ているときに、従来（比較形態）の提案に係るもののよ
うにｃ点を経ないため、さほどのタイムロスを生じるこ
となく、迅速に暖房が得られることとなり、低温時にお
ける能力拡大の応答性が高められている。

【００４０】こうして、このビスカスヒータでは、高温
時における能力縮小の応答性と、低温時における能力拡
大の応答性とを両立させることができる。また、この
際、ビスカスヒータ内部の物性変化であるシリコンオイ
ルの温度低下により能力拡大を行なうことができるた
め、能力拡大のための外部入力を必要としない。このた
め、暖房装置の低コスト化を実現することができる。

【００４１】また、このビスカスヒータでは、シリコン
オイルを発熱室８から制御室ＣＲ内に回収したり、逆に
制御室ＣＲから発熱室８内に供給したりする際、発熱室
８と回収孔３ａと供給孔３ｂと供給溝３ｃと副供給孔３
ｄと制御室ＣＲとの合計の内部容積は変化しないため、
シリコンオイルが移動することによる負圧は生じない。
このため、シリコンオイルは、新たな空気と接触するこ
とはなく、また随時空気中の水分が補充される訳ではな
いので、劣化や悪影響を生じることはない。

【００４２】そして、駆動軸１２の駆動を終えれば、空
気の移動とシリコンオイルの自重とにより、発熱室８と
制御室ＣＲとでシリコンオイルの液位が等しくなる。ま
た、空気を移動させるための特別の気体通路を必ずしも
必要としない。さらに、制御室ＣＲ内のシリコンオイル
の液位を供給孔３ａにおける制御室ＣＲ側の開口の上方
に位置させるのみでシリコンオイルの収容量管理を容易
にできる。 （実施形態２）実施形態２の能力可変型ビスカスヒータ
は請求項１〜８を具体化している。

【００４３】このビスカスヒータでは、図４に示すよう
に、副供給孔３ｆをフラッパ弁１５に貫設している。他
の構成は実施形態と同一であるため、同一の構成につい
ては同一符号を付して詳説を省略する。このビスカスヒ
ータでは、フラッパ弁１５に副供給孔３ｆを貫設してい
るため、他の部位に貫設するよりも、簡易な構造として
安価なものとなる。他の作用及び効果は実施形態１と同
一である。

【００４４】なお、上記各実施形態１、２において、回
収通路及び供給通路の開閉手段としては、上記実施形態
のバイメタル型フラッパ弁に代えて、形状記憶合金、サ
ーモアクチュエータ等からなる弁手段、回転弁等も採用
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の能力可変型ビスカスヒータの縦断
面図である。

【図２】実施形態１の能力可変型ビスカスヒータの後部
プレート等に係り、フロント側からの平面図である。

【図３】実施形態１及び比較形態における回転数とトル
クとの関係を示すグラフである。

【図４】実施形態２の能力可変型ビスカスヒータの後部
プレート等に係り、フロント側からの平面図である。

【図５】高温時における能力縮小の応答性向上を図るべ
く設定した場合における粘性流体の温度と弁手段の開度
との関係を示すグラフである。

【図６】低温時における能力拡大の応答性向上を図るべ
く設定した場合における粘性流体の温度と弁手段の開度
との関係を示すグラフである。

【図７】比較形態における回転数とトルクとの関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

８…発熱室ＦＷ、ＲＷ…放熱室（ＦＷ…前部ウォータジ
ャケット、ＲＷ…後部ウォータジャケット） １、２、３、４…ハウジング（１…前部ハウジング本
体、２…前部プレート、３…後部プレート、４…後部ハ
ウジング本体） １０、１１…軸受装置 １２…駆動軸 １３…ロータ ３ａ…回収通路（回収孔） ３ｂ…供給通路（供給孔） ３ｄ、３ｆ…副供給通路（副供給孔） ＣＲ…制御室 ３ｃ…供給溝 １４、１５…フラッパ弁 １３ａ…連通孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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り発熱される粘性流体
   とを有するビスカスヒータにおいて、 前記ハウジングには、前記発熱室と連通するとともに開
   閉可能な回収通路と、該発熱室と連通するとともに開閉
   可能な供給通路と、該発熱室と連通して常時開放された
   副供給通路と、該回収通路、該供給通路及び該副供給通
   路と連通する制御室とが形成され、開放された該回収通
   路を経て該発熱室内の前記粘性流体を該制御室内に回収
   して能力縮小を行なうとともに、開放された該供給通路
   及び該副供給通路を経て該制御室内の該粘性流体を該発
   熱室内に供給して能力拡大を行なうことを特徴とする能
   力可変型ビスカスヒータ。
2. 【請求項２】回収通路は発熱室の中央域と連通され、能
   力縮小は該回収通路を経た粘性流体の少なくともワイセ
   ンベルク効果により行なうことを特徴とする請求項１記
   載の能力可変型ビスカスヒータ。
3. 【請求項３】副供給通路は回収通路よりも小さな連通面
   積を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の
   能力可変型ビスカスヒータ。
4. 【請求項４】回収通路は制御室側の開口が該制御室内に
   貯留される粘性流体の液位より上方側に位置し、供給通
   路は該制御室側の開口が該制御室内に貯留される粘性流
   体の液位より下方側に位置し、副供給通路は該制御室側
   の開口が該供給通路の開口より下方側に位置しているこ
   とを特徴とする請求項１、２又は３記載の能力可変型ビ
   スカスヒータ。
5. 【請求項５】供給通路は、ロータの外周に向かって延在
   し、発熱室側が開口すべくハウジングに凹設された供給
   溝を有し、副供給通路は該供給溝に開口されていること
   を特徴とする請求項１、２、３又は４記載の能力可変型
   ビスカスヒータ。
6. 【請求項６】供給通路には、制御室内に設けられ、該供
   給通路の該制御室側の開口を粘性流体の温度上昇により
   閉塞するバイメタル型のフラッパ弁が設けられ、副供給
   通路は該フラッパ弁に貫設されていることを特徴とする
   請求項１、２、３又は４記載の能力可変型ビスカスヒー
   タ。
7. 【請求項７】ロータは平板形状をなしていることを特徴
   とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の能力可変
   型ビスカスヒータ。
8. 【請求項８】ロータの中央域には前後に貫通する連通孔
   が貫設されていることを特徴とする請求項１、２、３、
   ４、５、６又は７記載の能力可変型ビスカスヒータ。