JPH10109527A - Variable capacity type viscous heater - Google Patents

Variable capacity type viscous heater

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Publication number
JPH10109527A
JPH10109527A JP26439296A JP26439296A JPH10109527A JP H10109527 A JPH10109527 A JP H10109527A JP 26439296 A JP26439296 A JP 26439296A JP 26439296 A JP26439296 A JP 26439296A JP H10109527 A JPH10109527 A JP H10109527A
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JP
Japan
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rotor
heat generating
generating chamber
heat
heat generation
Prior art date
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Pending
Application number
JP26439296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Moroi
隆宏 諸井
Takashi Ban
孝志 伴
Fumihiko Kitani
文彦 木谷
Tsutomu Sato
努 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a viscous heater which is capable of self-control of a heat generation capacity so as to maintain stable heat generation, regardless of the change of a driving force from an outer drive source. SOLUTION: A rotor 20 and viscous fluid are stored in a heat generation room 7 partitioned in a housing. The rotor 20 is provided with a pair of semi-circle ring shape rotor pieces 23 and respective rotor piece 23 is movable in a rotor radius direction along a support pin 22 constitution the rotor 20. A heat generation area is formed between a first inner wall surface 71 near the center area of the heat generation room 7 and an evacuation room 30 an non-heat generation area is formed between a second inner wall surface 72 in the circumference of the heat generation room 7. At the low speed rotation time of the rotor 20, entire rotor piece 23 is arranged in the heat generation area by the operation of an energizing spring 24. At the high speed rotation time of the rotor 20, the entire rotor piece 23 is evacuated to an evacuation room 30 against an energizing spring 24 by the operation of a centrifugal force and a heat generation is restrained.

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、ハウジング内に発
熱室及び放熱室を区画し、前記発熱室内に収納された粘
性流体を同じく発熱室内に収納されたロータで剪断する
ことで熱を発生させ、この熱を前記放熱室を流れる循環
流体に熱交換するビスカスヒータに関し、特に、能力可
変型のビスカスヒータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention divides a heat generating chamber and a heat radiating chamber in a housing, and generates heat by shearing a viscous fluid stored in the heat generating chamber by a rotor also stored in the heat generating chamber. The present invention relates to a viscous heater for exchanging this heat with a circulating fluid flowing through the radiating chamber, and more particularly to a viscous heater of a variable capacity type.

【0002】[0002]

【従来の技術】車載用の補助熱源として、車両のエンジ
ンの駆動力を利用する各種ヒータ装置が提案されてい
る。例えば、特開昭62−64612号公報は、車両用
暖房装置に組み込まれ、機械的摩擦によって熱を発生す
る熱発生器を開示する。
2. Description of the Related Art Various heater devices that utilize the driving force of a vehicle engine have been proposed as auxiliary heat sources for use in vehicles. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-64612 discloses a heat generator that is incorporated in a vehicle heating device and generates heat by mechanical friction.

【0003】この熱発生器のケーシング内には軸受装置
を介してシャフト(駆動軸)が回動可能に支承されてい
る。このシャフト上にはそれに沿って摺動可能な可動壁
が設けられ、この可動壁はケーシング内に容積可変の区
画室を区画する。この区画室内において、前記シャフト
には複数の第1摩擦ディスクがシャフトの軸方向に移動
可能にスプライン結合されている。従って、各第1摩擦
ディスクはシャフトと共に一体回転する。また、前記区
画室内において、ケーシング内壁には複数の第2摩擦デ
ィスクが、回転不能であるが前記軸方向に移動可能に設
けられている。第1摩擦ディスクと第2摩擦ディスクと
は区画室内において交互に配置されている。そして、シ
ャフト及び第1摩擦ディスクはロータとして機能し、第
2摩擦ディスクは第1摩擦ディスクと摩擦接触するステ
ータとして機能する。
A shaft (drive shaft) is rotatably supported in a casing of the heat generator via a bearing device. A movable wall slidable along the shaft is provided on the shaft, and the movable wall defines a variable volume compartment in the casing. In this compartment, a plurality of first friction disks are spline-connected to the shaft so as to be movable in the axial direction of the shaft. Therefore, each first friction disk rotates together with the shaft. In the compartment, a plurality of second friction disks are provided on the inner wall of the casing so as to be non-rotatable but movable in the axial direction. The first friction disks and the second friction disks are alternately arranged in the compartment. The shaft and the first friction disk function as a rotor, and the second friction disk functions as a stator in frictional contact with the first friction disk.

【0004】この区画室を通って、エンジン冷却水(例
えば水・グリコール混合液)等の熱伝達流体が循環して
いる。即ち、区画室に導入された熱伝達流体は、摩擦デ
ィスク群の領域を通過した後に区画室から放出され、外
部熱交換器を経由して再びこの区画室に戻されるという
要領で循環されている。この際、外部駆動力によるシャ
フト及び第1摩擦ディスクの回転に伴い、回転する第1
摩擦ディスクと静止した第2摩擦ディスクとの機械的な
相互摩擦によって熱が発生し、この熱が熱伝達流体に伝
えられる。
[0004] A heat transfer fluid such as engine cooling water (for example, a mixture of water and glycol) is circulated through the compartment. That is, the heat transfer fluid introduced into the compartment is circulated in such a manner that the heat transfer fluid is discharged from the compartment after passing through the area of the friction disk group, and is returned to the compartment via the external heat exchanger. . At this time, with the rotation of the shaft and the first friction disk by the external driving force, the first rotating
Heat is generated by the mechanical friction between the friction disc and the stationary second friction disc, which is transferred to the heat transfer fluid.

【0005】外部駆動力は車両のエンジンから提供され
るが、車両エンジンはその性質上、回転数変動の大きな
使われ方をする。一方、車載用の補助熱源としては、エ
ンジンの回転数変動に影響されることなく、安定した発
熱能力を発揮することが望ましい。そのため、上記従来
の熱発生器では、エンジンの回転数変化に起因して前記
可動壁を前後に移動させ、これに伴い、各摩擦ディスク
間の接触圧を微妙に変化させて発熱能力を調節してい
る。具体的には、可動壁の背後にシャフトの回転速度に
応じてバネ力を変化させるダイヤフラムスプリングを配
したり、あるいは、シャフト上に歯車ポンプを設けてシ
ャフトの回転速度に応じた熱伝達流体の流れを生じさ
せ、この可変流体圧を利用して前記可動壁や第1摩擦デ
ィスクを適宜変位させる等の種々の手段を講じている。
[0005] The external driving force is provided by the engine of the vehicle, but the vehicle engine is used with a large fluctuation in the rotational speed due to its nature. On the other hand, it is desirable that the auxiliary heat source for the vehicle has a stable heat generation capability without being affected by fluctuations in the engine speed. Therefore, in the above-mentioned conventional heat generator, the movable wall is moved back and forth due to a change in the number of revolutions of the engine, and accordingly, the contact pressure between the friction disks is finely changed to adjust the heat generation capacity. ing. Specifically, a diaphragm spring that changes the spring force according to the rotation speed of the shaft is arranged behind the movable wall, or a gear pump is provided on the shaft, and the heat transfer fluid according to the rotation speed of the shaft is provided. Various measures are taken such as generating a flow and using the variable fluid pressure to appropriately displace the movable wall and the first friction disk.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の熱
発生器では、ケーシング内において軸方向に移動可能な
多数の可動部材(可動壁、第1及び第2摩擦ディスク)
を設ける必要があり、機械としての複雑化が避けられな
い。このことは、製造の容易性、機械としての耐久性や
信頼性の観点からは好ましいことではない。
However, in the above-described conventional heat generator, a large number of movable members (movable walls, first and second friction disks) movable in the axial direction in the casing.
Must be provided, and the complexity of the machine is inevitable. This is not preferable from the viewpoint of ease of manufacture, durability and reliability as a machine.

【0007】また、ディスク相互の機械的摩擦によって
熱を発生させることの実現可能性には疑問がある。例え
ば、摩擦ディスクの耐久性や、摩擦によって生じた削り
粉がエンジン冷却水に混入し流体輸送等に支障を来すと
いうことが考えられる。更に、より根本的な疑問とし
て、上記従来の熱発生器が発熱能力の可変調節を目的と
しながらも、ディスク相互の機械的摩擦を利用するとい
う発熱原理からして、ディスク相互間の接触圧を制御す
ることで実用上の要求を満たし得るだけの細かい発熱量
制御が実現できるとは到底考えられないということがあ
る。
[0007] The feasibility of generating heat by mechanical friction between the disks is questionable. For example, it is conceivable that the durability of the friction disk and the shavings generated by the friction are mixed into the engine cooling water and hinder the fluid transportation and the like. Furthermore, as a more fundamental question, while the above-mentioned conventional heat generator aims at variably adjusting the heat generation capacity, the contact pressure between the disks is reduced due to the heat generation principle of utilizing the mechanical friction between the disks. There is a case in which it is hardly considered that the control can realize a fine heat generation amount control that can satisfy practical requirements.

【0008】本発明の目的は、上記従来技術の機械的摩
擦による発熱原理とは異なる、粘性流体の剪断に基づく
発熱原理を採用するヒータ装置であって、外部駆動源か
らの駆動力の変動にかかわらず、安定した発熱を維持で
きるように発熱能力の自己調節が可能であり、かつ耐久
性や信頼性に優れた能力可変型ビスカスヒータを提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a heater device which employs a heat generation principle based on shearing of a viscous fluid, which is different from the heat generation principle due to mechanical friction in the above-mentioned prior art. Regardless, it is an object of the present invention to provide a variable-capacity viscous heater capable of self-adjusting the heat generation capacity so as to maintain stable heat generation, and having excellent durability and reliability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ハウ
ジング内に発熱室及び放熱室を区画し、前記発熱室内に
収納された粘性流体を同じく発熱室内に収納されたロー
タで剪断することで熱を発生させ、この熱を前記放熱室
を流れる循環流体に熱交換するビスカスヒータにおい
て、前記ロータは、その回転軸線から半径方向に延びる
仮想線に基づいて分割される複数のロータ片を備え、各
ロータ片は前記発熱室の内壁面と対向する剪断作用面を
それぞれ有しており、前記複数のロータ片の少なくとも
一つがロータ半径方向に移動可能に設けられていると共
に、前記発熱室の内壁面は、前記移動可能なロータ片の
剪断作用面との間隙が、当該ロータ片のロータ半径方向
における配置に応じて異なるように形成されていること
をその要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, a heat generating chamber and a heat radiating chamber are defined in a housing, and the viscous fluid stored in the heat generating chamber is sheared by a rotor also stored in the heat generating chamber. In the viscous heater for generating heat at the radiating chamber and exchanging the heat with the circulating fluid flowing through the radiating chamber, the rotor includes a plurality of rotor pieces divided based on a virtual line extending in a radial direction from a rotation axis thereof. Each rotor piece has a shearing surface facing the inner wall surface of the heat generating chamber, and at least one of the plurality of rotor pieces is provided so as to be movable in a rotor radial direction. The gist of the invention is that the inner wall surface is formed so that a gap between the movable rotor piece and the shearing action surface of the rotor piece is different depending on the arrangement of the rotor piece in the rotor radial direction.

【0010】このビスカスヒータによれば、ロータの回
転速度に応じた大きさの遠心力が、少なくとも半径方向
に移動可能なロータ片に作用する。当該ロータ片は、半
径方向に移動可能なことから、その遠心力の大きさに応
じて、発熱室内において半径方向に沿った種々の配置を
取ることができる。そして、発熱室内壁面を上記のよう
に形成しているため、当該ロータ片の配置に応じて、そ
の剪断作用面と発熱室内壁面との間の間隙(クリアラン
ス)が異なる。こうして、ロータの回転速度に応じて、
相対向する剪断作用面と発熱室内壁面との間の間隙が調
節される。ビスカスヒータでは、かかる間隙の広狭に応
じてロータによる粘性流体の剪断効率が変化する傾向に
あるため、結果的に発熱能力が変化する。このように、
本発明のビスカスヒータは、遠心力を利用したロータ片
の半径方向配置の切り換えに基づいて、発熱能力を自律
的に可変調節することができる。
According to this viscous heater, a centrifugal force of a magnitude corresponding to the rotation speed of the rotor acts on at least the rotor piece movable in the radial direction. Since the rotor piece is movable in the radial direction, it can take various arrangements along the radial direction in the heat generating chamber according to the magnitude of the centrifugal force. Since the wall surface of the heat generating chamber is formed as described above, the gap (clearance) between the shearing surface and the wall surface of the heat generating chamber varies depending on the arrangement of the rotor pieces. Thus, according to the rotation speed of the rotor,
The gap between the opposing shearing surface and the wall of the heating chamber is adjusted. In the viscous heater, the shearing efficiency of the viscous fluid by the rotor tends to change in accordance with the width of the gap, and as a result, the heat generation capacity changes. in this way,
The viscous heater of the present invention can autonomously variably adjust the heat generation capacity based on switching of the radial arrangement of the rotor pieces using centrifugal force.

【0011】請求項2の発明は、前記複数のロータ片の
全てがロータ半径方向に移動可能に設けられていること
を特徴とする。この構成によれば、ロータの回転速度の
高低にかかわらず、ロータの回転軸線から各ロータ片ま
での距離を常に等しくすることができるため、ロータの
重心が安定し、ロータが安定回転する。
The invention according to claim 2 is characterized in that all of the plurality of rotor pieces are provided so as to be movable in a rotor radial direction. According to this configuration, the distance from the rotation axis of the rotor to each rotor piece can always be equal regardless of the rotational speed of the rotor, so that the center of gravity of the rotor is stabilized and the rotor rotates stably.

【0012】請求項3の発明は、前記複数のロータ片の
各々は円弧形状をなしており、これらロータ片を相互に
最近接配置した場合には円環状のロータ本体部が構成さ
れることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, each of the plurality of rotor pieces has an arc shape, and when these rotor pieces are arranged closest to each other, an annular rotor main body is formed. Features.

【0013】この構成によれば、各ロータ片の内側でロ
ータ回転軸線の周りには、ロータの前面側と後面側とを
相互に連通する開口が形成される。この開口は、ロータ
の前後面と発熱室の前後内壁面との間にそれぞれ介在さ
れる粘性流体の相互移動を許容し、結果として、ロータ
の前後で粘性流体圧に差が生じるのを未然に防止する。
このため、発熱室内でのロータの軸方向配置が安定化さ
れる。
According to this configuration, an opening is formed inside each rotor piece and around the axis of rotation of the rotor to interconnect the front side and the rear side of the rotor with each other. This opening allows the mutual movement of the viscous fluid interposed between the front and rear surfaces of the rotor and the front and rear inner wall surfaces of the heat generating chamber, respectively. As a result, a difference in the viscous fluid pressure before and after the rotor is prevented. To prevent.
Therefore, the axial arrangement of the rotor in the heating chamber is stabilized.

【0014】請求項4の発明は、請求項3に記載のビス
カスヒータにおいて、前記ロータは前記円弧形状のロー
タ片の各々をロータ半径方向に移動可能に支持するため
の複数の支持案内部を備えた連結支持部材を備えている
ことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the viscous heater according to the third aspect, the rotor includes a plurality of support guides for supporting each of the arc-shaped rotor pieces so as to be movable in a radial direction of the rotor. And a connecting support member.

【0015】この構成によれば、連結支持部材を中心と
して、その支持案内部上に各ロータ片ごとに独自に可動
なロータ本体部を構築することができ、本発明の目的に
かなうロータを最も簡素な形態で構成することができ
る。
According to this configuration, the rotor body that can be independently moved for each rotor piece can be constructed on the support guide portion with the connection support member as the center, and the rotor that meets the object of the present invention is most suitable. It can be configured in a simple form.

【0016】請求項5の発明は、請求項4に記載のビス
カスヒータにおいて、前記連結支持部材の各支持案内部
には、各ロータ片をロータの回転軸線に向けて付勢する
ための付勢手段が設けられていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the viscous heater according to the fourth aspect, a biasing force for biasing each rotor piece toward the rotation axis of the rotor is provided on each support guide portion of the connection support member. Means are provided.

【0017】この構成によれば、各ロータ片に作用する
遠心力が小さい場合に、付勢手段はロータ片をロータ回
転軸線に向けて付勢し、遠心力による半径方向への無限
定な変位を規制する。このため、発熱室内壁面の形状と
の関係で付勢手段を適宜配置することにより、ロータの
回転速度が低く剪断発熱能力が過小の場合には、各ロー
タ片を最大発熱能力を発揮し得る位置にとどめておくこ
とが可能となる。
According to this structure, when the centrifugal force acting on each rotor piece is small, the urging means urges the rotor piece toward the rotor rotation axis, and the radial displacement is unlimited due to the centrifugal force. Regulate. For this reason, by appropriately arranging the urging means in relation to the shape of the wall surface of the heat generating chamber, when the rotational speed of the rotor is low and the shear heat generating capacity is too small, the position where each rotor piece can exhibit the maximum heat generating capacity is obtained. It is possible to keep it.

【0018】請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれ
かに記載のビスカスヒータにおいて、前記発熱室の内部
空間は少なくとも、当該発熱室の中心域寄りにある内側
領域と、当該発熱室の周域にある外側領域とに分けら
れ、前記外側領域における発熱室内壁面と当該外側領域
に配置された前記ロータ片の剪断作用面との間隔は、前
記内側領域における発熱室内壁面と当該内側領域に配置
された前記ロータ片の剪断作用面との間隔よりも広く設
定されていることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the viscous heater according to any one of the first to fifth aspects, the internal space of the heat generating chamber is at least an inner area near the center area of the heat generating chamber, and The distance between the wall surface of the heating chamber in the outer region and the shearing surface of the rotor piece disposed in the outer region is divided into the wall region of the heating chamber in the inner region and the inner region. The distance between the rotor piece and the shearing action surface of the rotor piece is set to be wider.

【0019】この構成によれば、可動なロータ片が発熱
室内のいずれの領域に配置されるかによって、剪断作用
面と発熱室内壁面との間の間隙(クリアランス)が調節
される。即ち、ロータの低速回転時でロータ片に働く遠
心力が相対的に小さな場合には、当該ロータ片は前記内
側領域にとどまり、その剪断作用面と当該内側領域にお
ける発熱室内壁面との間隙は比較的狭い状況に維持され
る。これにより、ヒータの発熱能力が高められ、ロータ
の回転速度の低さを補いつつ、必要な発熱が確保され
る。他方、ロータの高速回転時でロータ片に働く遠心力
が相対的に大きな場合には、当該ロータ片は前記外側領
域に移動し、その剪断作用面と当該外側領域における発
熱室内壁面との間隙が比較的広い状況が作り出される。
これにより、ヒータの発熱能力が低められ、ロータの回
転速度の高さにもかかわらず、過大な発熱が抑制され
る。従って、この場合には、ロータの高速回転による粘
性流体の過加熱が未然に防止される。
According to this configuration, the gap (clearance) between the shearing surface and the wall surface of the heating chamber is adjusted depending on which region in the heating chamber the movable rotor piece is disposed. That is, when the centrifugal force acting on the rotor piece during the low-speed rotation of the rotor is relatively small, the rotor piece remains in the inner region, and the gap between the shearing surface and the wall surface of the heating chamber in the inner region is compared. The situation is kept narrow. Thereby, the heat generation capability of the heater is increased, and necessary heat generation is secured while compensating for the low rotation speed of the rotor. On the other hand, when the centrifugal force acting on the rotor piece during the high-speed rotation of the rotor is relatively large, the rotor piece moves to the outer region, and the gap between the shearing surface and the wall surface of the heating chamber in the outer region is increased. A relatively wide situation is created.
As a result, the heat generation capability of the heater is reduced, and excessive heat generation is suppressed despite the high rotational speed of the rotor. Therefore, in this case, overheating of the viscous fluid due to high-speed rotation of the rotor is prevented.

【0020】請求項7の発明は、請求項1〜5のいずれ
かに記載のビスカスヒータにおいて、前記発熱室の内壁
面は、前記ロータの回転軸線に対して直交する仮想平面
に対し、非平行となるように傾斜して形成されているこ
とを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the viscous heater according to any one of the first to fifth aspects, the inner wall surface of the heat generating chamber is non-parallel to an imaginary plane orthogonal to the rotation axis of the rotor. It is characterized by being formed so as to be inclined such that

【0021】この構成は、前記請求項6のビスカスヒー
タにおいて、前記内側領域と外側領域との間に内壁面間
距離の異なる無数(無限)の中間領域を設定し、可動な
ロータ片の剪断作用面上の一点とそれと向き合う発熱室
内壁面との間の距離(間隙)が、ロータ片の半径方向へ
の変位に伴い一様連続的に変化するようにしたものに相
当する。従って、可動なロータ片が発熱室内のどの半径
方向位置に配置されるかによって、剪断作用面と発熱室
内壁面との間の間隙を調節し、ロータの回転速度に影響
されることなく発熱を安定化するという点では、前記請
求項6のビスカスヒータと同様の機能を有する。
According to this construction, in the viscous heater according to claim 6, an infinite (infinite) intermediate region having a different distance between the inner wall surfaces is set between the inner region and the outer region, and the shearing action of the movable rotor piece is performed. The distance (gap) between one point on the surface and the wall surface of the heat generating chamber facing the point corresponds to a structure in which the rotor piece changes uniformly and continuously with the radial displacement of the rotor piece. Therefore, the gap between the shearing surface and the wall of the heat generating chamber is adjusted depending on the radial position of the movable rotor piece in the heat generating chamber, and the heat generation is stabilized without being affected by the rotation speed of the rotor. In that it has a function similar to that of the viscous heater of the sixth aspect.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両の暖房装置に
組み込まれるビスカスヒータに具体化した一実施形態を
図面を参照しつつ説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied in a viscous heater incorporated in a vehicle heating device will be described below with reference to the drawings.

【0023】図1に示すように、前部ハウジング本体1
及び後部ハウジング本体2は、両者間にガスケット3を
介在しつつ、複数本のボルト4(図1では一本のみ図
示)によって締結されている。相互連結された両ハウジ
ング本体1,2内には内部収容空間が形成され、この収
容空間には、前部区画プレート5及び後部区画プレート
6がそれらの外周縁部を互いに当接させながら収容され
ている。これらの区画プレート5,6は、熱伝導性に優
れた材料(例えば、アルミニウム系合金)で形成されて
いる。尚、前部ハウジング本体1及び後部ハウジング本
体2、並びに、前部区画プレート5及び後部区画プレー
ト6により、当該ビスカスヒータにおけるハウジングの
主要部が構成される。
As shown in FIG. 1, the front housing body 1
The rear housing body 2 is fastened by a plurality of bolts 4 (only one is shown in FIG. 1) with a gasket 3 interposed therebetween. Internal housing spaces are formed in the mutually connected housing bodies 1 and 2, and a front partition plate 5 and a rear partition plate 6 are housed in the housing spaces while their outer peripheral edges abut against each other. ing. These partition plates 5 and 6 are formed of a material having excellent thermal conductivity (for example, an aluminum-based alloy). The front housing body 1 and the rear housing body 2, and the front partition plate 5 and the rear partition plate 6 constitute a main part of the housing in the viscous heater.

【0024】前部区画プレート5の後端側及び後部区画
プレート6の前端側の一部は、それぞれ各区画プレート
の外周縁部に対して凹んだ形状となっており、両区画プ
レート5,6の相互接合によって両者間には発熱室7が
形成される。
The rear end of the front partition plate 5 and a part of the front end of the rear partition plate 6 are respectively depressed with respect to the outer peripheral edge of each partition plate. A heat generating chamber 7 is formed between the two by the mutual joining.

【0025】図1及び図2に示すように、後部区画プレ
ート6は、その後端側において、その中央部に形成され
た筒部6aと、その筒部6aの頂上から半径方向に垂直
に延びる隔壁6bと、前記筒部6aの外側に沿って周方
向に延びる円弧状に形成された複数のフィン6cとを有
している。後部区画プレート6は、その筒部6a、隔壁
6b及びフィン6cの各先端が後部ハウジング本体2の
内壁面に当接するように後部ハウジング本体2内に嵌め
込まれている。この結果、後部ハウジング本体2の内壁
面と後部区画プレート6の本体部との間には、発熱室7
の後側に隣接する放熱室としての環状の後部ウォータジ
ャケット9が区画される。この後部ウォータジャケット
9内において、前記円弧状のフィン6cは循環流体とし
ての循環水の流れをガイドし、後側放熱室における循環
水の流通経路を設定する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rear partition plate 6 has a rear end side provided with a cylindrical portion 6a formed at the center thereof and a partition wall extending vertically from the top of the cylindrical portion 6a in the radial direction. 6b and a plurality of fins 6c formed in an arc shape extending in the circumferential direction along the outside of the cylindrical portion 6a. The rear partition plate 6 is fitted into the rear housing main body 2 such that the tips of the cylindrical portion 6a, the partition wall 6b, and the fins 6c abut on the inner wall surface of the rear housing main body 2. As a result, there is a heating chamber 7 between the inner wall surface of the rear housing main body 2 and the main body of the rear partition plate 6.
An annular rear water jacket 9 is defined as a heat dissipation chamber adjacent to the rear side. In the rear water jacket 9, the arc-shaped fins 6c guide the flow of the circulating water as the circulating fluid, and set the circulation path of the circulating water in the rear heat radiation chamber.

【0026】同様に、前部区画プレート5は、その前端
側において、その中央部に形成された支持筒部5aと、
その支持筒部5aの頂上から半径方向に垂直に延びる隔
壁5bと、前記支持筒部5aの外側に沿って周方向に延
びる円弧状に形成された複数のフィン5cとを有してい
る。前部区画プレート5は、その支持筒部5a、隔壁5
b及びフィン5cの各先端が前部ハウジング本体1の内
壁面に当接するように前部ハウジング本体1内に嵌め込
まれている。この結果、前部ハウジング本体1の内壁面
と前部区画プレート5の本体部との間には、発熱室7の
前側に隣接する放熱室としての環状の前部ウォータジャ
ケット8が区画される。この前部ウォータジャケット8
内において、前記円弧状のフィン5cは循環流体として
の循環水の流れをガイドし、前側放熱室における循環水
の流通経路を設定する。
Similarly, the front partition plate 5 has, at its front end side, a support cylindrical portion 5a formed at the center thereof,
It has a partition wall 5b extending vertically from the top of the support cylinder 5a in the radial direction, and a plurality of fins 5c formed in an arc shape extending in the circumferential direction along the outside of the support cylinder 5a. The front partition plate 5 includes a support cylinder 5a, a partition 5
b and the fins 5c are fitted into the front housing main body 1 such that the respective tips of the fins 5c contact the inner wall surface of the front housing main body 1. As a result, between the inner wall surface of the front housing main body 1 and the main body of the front partition plate 5, an annular front water jacket 8 as a heat radiation chamber adjacent to the front side of the heat generating chamber 7 is partitioned. This front water jacket 8
Inside, the arc-shaped fins 5c guide the flow of the circulating water as the circulating fluid, and set the circulation path of the circulating water in the front heat radiation chamber.

【0027】図1及び図2に示すように、後部ハウジン
グ本体2の上部には、車両内に設けられた暖房回路(図
示略)から後部ウォータジャケット9に循環水を取り入
れる入水ポート10が形成されると共に、後部区画プレ
ート6には入水ポート10と連通する孔6dが形成され
ている。また、前部ハウジング本体1の上部には、前部
ウォータジャケット8から前記暖房回路に循環水を送り
出す出水ポート11が形成されると共に、前部区画プレ
ート5には出水ポート11と連通する孔5dが形成され
ている。更に、両ハウジング本体1,2及び両区画プレ
ート5,6には、前部及び後部ウォータジャケット8,
9を相互連通する連通路12が形成されている。従っ
て、入水ポート10から後部ウォータジャケット9に導
入された循環水は、フィン6cにガイドされて連通路1
2に導かれる。そして、この連通路12を経て前部ウォ
ータジャケット8に導入され、フィン5cにガイドされ
て出水ポート11へと導かれる。
As shown in FIGS. 1 and 2, an inlet port 10 for taking in circulating water from a heating circuit (not shown) provided in the vehicle to a rear water jacket 9 is formed at an upper portion of the rear housing body 2. In addition, a hole 6 d communicating with the water inlet port 10 is formed in the rear partition plate 6. A water outlet port 11 for sending out circulating water from the front water jacket 8 to the heating circuit is formed in an upper portion of the front housing body 1, and a hole 5d communicating with the water outlet port 11 is formed in the front partition plate 5. Are formed. Further, the front and rear water jackets 8,
9 are formed to communicate with each other. Therefore, the circulating water introduced from the water inlet port 10 into the rear water jacket 9 is guided by the fins 6c and communicates with the communication passage 1
It is led to 2. Then, the water is introduced into the front water jacket 8 through the communication passage 12 and guided to the water discharge port 11 by the fins 5c.

【0028】前部ハウジング本体1及び前部区画プレー
ト5からなる前部ハウジングには、軸受け13及びシー
ル付き軸受け14によって駆動軸15が回動可能に支承
されている。シール付き軸受け14は、前部区画プレー
ト5の支持筒部5aの内周面と駆動軸15の外周面との
間に介在して、発熱室7の前方側を封止している。ま
た、後部区画プレート6の筒部6aと後部ハウジング本
体2の後端壁とによって囲まれた領域には、貯留室とし
ての副オイル室16が設けられている。発熱室7と副オ
イル室16とは後部区画プレート6に形成された孔6e
を介して相互に連通すると共に、ヒータハウジング内に
おいて液密な内部空間を形成している。
A drive shaft 15 is rotatably supported by a bearing 13 and a bearing 14 with a seal on the front housing composed of the front housing body 1 and the front partition plate 5. The sealed bearing 14 is interposed between the inner peripheral surface of the support cylinder 5 a of the front partition plate 5 and the outer peripheral surface of the drive shaft 15, and seals the front side of the heat generating chamber 7. An auxiliary oil chamber 16 is provided in a region surrounded by the cylindrical portion 6a of the rear partition plate 6 and the rear end wall of the rear housing body 2. The heat generating chamber 7 and the sub-oil chamber 16 are formed with holes 6 e formed in the rear partition plate 6.
And a liquid-tight internal space in the heater housing.

【0029】発熱室7内にある駆動軸15の後端部(内
端部)には、ロータ20が圧入固定されている。ロータ
20及び発熱室7の詳細な構造については後述する。発
熱室7及び副オイル室16には、粘性流体としてのシリ
コーンオイルが所要量入れられている。シリコーンオイ
ルの量は、その常温時充填率が発熱室7及び副オイル室
16によって形成される内部空間の自由体積に対して5
〜8割となるように決められている。かかるオイル充填
率にもかかわらず、シリコーンオイルはその高い粘性故
に、ロータ20の回転により、相対向する発熱室内壁面
とロータ外面との間の微少なクリアランスの全体に満遍
なくいきわたる。
A rotor 20 is press-fitted and fixed to the rear end (inner end) of the drive shaft 15 in the heat generating chamber 7. The detailed structures of the rotor 20 and the heat generating chamber 7 will be described later. The heating chamber 7 and the sub oil chamber 16 are filled with a required amount of silicone oil as a viscous fluid. The amount of silicone oil whose filling factor at normal temperature is 5 to the free volume of the internal space formed by the heat generating chamber 7 and the sub oil chamber 16
It is determined to be ~ 80%. Despite such an oil filling rate, the rotation of the rotor 20 causes the silicone oil to spread evenly over the entire minute clearance between the opposing heat generating chamber wall surface and the rotor outer surface due to the high viscosity.

【0030】駆動軸15の前端部(外端部)には、ボル
ト17によってプーリ18が固着されている。プーリ1
8はその外周部に巻き掛けられるベルト(図示略)を介
して外部駆動源としての車両のエンジンと駆動連結され
る。従って、プーリ18を介してエンジンの駆動力によ
り駆動軸15が回転され、これと共にロータ20が一体
回転される。これに伴い、シリコーンオイルがロータ2
0の外面と発熱室7の内壁面との間隙において剪断され
て発熱する。発熱室7で生じた熱は、前部及び後部ウォ
ータジャケット8,9内を流れる循環水に熱交換され、
加熱された循環水が暖房回路を介して車室内の暖房等に
供される。
A pulley 18 is fixed to a front end (outer end) of the drive shaft 15 by a bolt 17. Pulley 1
Numeral 8 is drivingly connected to an engine of the vehicle as an external drive source via a belt (not shown) wound around the outer peripheral portion. Therefore, the drive shaft 15 is rotated by the driving force of the engine via the pulley 18, and the rotor 20 is rotated integrally therewith. As a result, the silicone oil
In the gap between the outer surface of the heat generating chamber 7 and the inner wall surface of the heat generating chamber 7, heat is generated by shearing. The heat generated in the heat generating chamber 7 is exchanged with circulating water flowing in the front and rear water jackets 8 and 9,
The heated circulating water is supplied to the interior of the vehicle via a heating circuit.

【0031】さて、図1並びに図3(A)及び(B)に
示すように、この実施形態のロータ20は、中央のハブ
部21と、一対の支持ピン22と、一対のロータ片23
とを備えている。
As shown in FIGS. 1, 3A and 3B, the rotor 20 of this embodiment has a central hub portion 21, a pair of support pins 22, and a pair of rotor pieces 23.
And

【0032】ハブ部21の中心には孔21aが貫通形成
されており、この孔21aに駆動軸15の後端部を圧入
することで、ハブ部21が駆動軸15に対して一体回転
可能に固定される。ハブ部21の上端部及び下端部に
は、ロータ20の半径方向に延びる一対の支持ピン22
が固着されている。両支持ピン22はロータ20の回転
軸線Lを挟んで上下にまっすぐ並ぶように配置されてい
る。各支持ピン22の外側先端部には、バネ座22aが
設けられている。
A hole 21a is formed through the center of the hub 21. The rear end of the drive shaft 15 is press-fitted into the hole 21a so that the hub 21 can rotate integrally with the drive shaft 15. Fixed. A pair of support pins 22 extending in the radial direction of the rotor 20 are provided at the upper end and the lower end of the hub 21.
Is fixed. The two support pins 22 are arranged vertically up and down with the rotation axis L of the rotor 20 interposed therebetween. A spring seat 22 a is provided at an outer end of each support pin 22.

【0033】各支持ピン22には、円弧形状のロータ片
23が、その支持ピン22に沿って移動可能に、即ち、
ロータ20の回転軸線Lに対して接近離間可能に取り付
けられている。円弧形状のロータ片23は正確には正面
半円リング状をなしている。そして、両ロータ片23を
最近接配置した場合、即ち、両ロータ片23の各左右端
部23a,23b同士を互いに当接させた場合に、ほぼ
真円リング状のロータ本体部を形成するようになってい
る。換言すれば、各ロータ片23は、真円リング状のロ
ータ本体部を、ロータ回転軸線Lを通って半径方向に水
平に延びる仮想線に基づき二分割することで得られる半
円リング片に相当する。
Each support pin 22 is provided with an arc-shaped rotor piece 23 movably along the support pin 22, that is,
It is attached so as to be able to approach and separate from the rotation axis L of the rotor 20. The arc-shaped rotor piece 23 is in the form of a semicircular ring to the right. When the two rotor pieces 23 are arranged closest to each other, that is, when the left and right end portions 23a and 23b of the two rotor pieces 23 are brought into contact with each other, a substantially circular ring-shaped rotor body is formed. It has become. In other words, each rotor piece 23 corresponds to a semi-circular ring piece obtained by dividing a perfect circular ring-shaped rotor body portion into two based on a virtual line extending horizontally in the radial direction through the rotor rotation axis L. I do.

【0034】このように、前記支持ピン22は、ロータ
片23をロータ半径方向に移動可能に支持するための支
持案内部としての役目を果たし、両支持ピン22及びハ
ブ部21は、二つのロータ片23からなるロータ本体部
を駆動軸15に連結するための連結支持部材を構成す
る。
As described above, the support pin 22 serves as a support guide for supporting the rotor piece 23 so as to be movable in the radial direction of the rotor, and the support pin 22 and the hub 21 are formed by two rotors. A connection support member for connecting the rotor body composed of the pieces to the drive shaft 15 is configured.

【0035】各ロータ片23の前後には、平滑な剪断作
用面23cがそれぞれ形成されている。これらの剪断作
用面23cは、発熱室7内において発熱室内壁面と対向
配置され、発熱室内壁面との間に所定のクリアランスを
形成する。
A smooth shearing surface 23c is formed before and after each rotor piece 23, respectively. These shearing action surfaces 23c are arranged in the heat generating chamber 7 so as to face the wall surface of the heat generating chamber, and form a predetermined clearance between the wall and the wall surface of the heat generating chamber.

【0036】各支持ピン22には前記バネ座22aの近
傍において、付勢手段としてのコイル状の付勢バネ24
が設けられている。この付勢バネ24は、ロータ片23
を支持ピン22の外側先端部たるバネ座22aから所定
距離だけ離すと共に、当該ロータ片23を回転軸線Lに
向けて付勢する働きをする。
Each support pin 22 has a coil-shaped urging spring 24 as urging means near the spring seat 22a.
Is provided. The biasing spring 24 is provided on the rotor piece 23.
Is separated from the spring seat 22a, which is the outer end of the support pin 22, by a predetermined distance, and acts to bias the rotor piece 23 toward the rotation axis L.

【0037】図4(A)及び(B)に示すように、発熱
室7は、駆動軸15に近い発熱室7の中心域寄りにある
前後壁7aと、該発熱室7の周域にある前後壁7bとに
よって囲まれている。発熱室周域の前後壁7bは、発熱
室中心域寄りの前後壁7aに対して前後方向にやや後退
している。尚、発熱室7の前壁は前部区画プレート5の
一部で形成され、また、発熱室7の後壁は後部区画プレ
ート6の一部で形成される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the heat generating chamber 7 is located at the front and rear walls 7a near the center area of the heat generating chamber 7 near the drive shaft 15, and at the peripheral area of the heat generating chamber 7. It is surrounded by the front and rear walls 7b. The front and rear walls 7b around the heat generating chamber are slightly receded in the front and rear direction with respect to the front and rear walls 7a near the heat generating chamber central area. The front wall of the heat generating chamber 7 is formed by a part of the front partition plate 5, and the rear wall of the heat generating chamber 7 is formed by a part of the rear partition plate 6.

【0038】更に、発熱室中心域寄りの前後壁7aの各
々には平滑な第1内壁面71が形成されており、発熱室
周域の前後壁7bの各々には平滑な第2内壁面72が形
成されている。第1内壁面71及び第2内壁面72は、
前記ロータ回転軸線Lに対して直交する仮想平面(図4
で、ロータ20の支持ピン22に沿って垂直に延びると
共に紙面を左右に分断し得る面として捉えることが可
能)と平行に形成されている。そして、前後の第1内壁
面71間の距離は、前後の第2内壁面72間の距離より
も短くなっている。
Further, a smooth first inner wall surface 71 is formed on each of the front and rear walls 7a near the center of the heat generating chamber, and a smooth second inner wall surface 72 is formed on each of the front and rear walls 7b near the heat generating chamber. Are formed. The first inner wall surface 71 and the second inner wall surface 72
A virtual plane orthogonal to the rotor rotation axis L (FIG. 4)
, And extends vertically along the support pins 22 of the rotor 20 and can be regarded as a surface that can divide the paper surface into right and left. The distance between the front and rear first inner wall surfaces 71 is shorter than the distance between the front and rear second inner wall surfaces 72.

【0039】こうして、ロータ20を挟んで相面する前
後の第2内壁面72間には、非発熱領域(外側領域)と
しての待避室30が設定されており、他方、ロータ20
を挟んで相面する前後の第1内壁面71間には、ロータ
片23が剪断発熱を効果的に行い得る発熱領域(内側領
域)が設定されている。換言すれば、発熱室7の内部空
間は、発熱室中心域寄りにある発熱領域(内側領域)
と、それを取り囲むように発熱室周域に存在する非発熱
領域(外側領域)とに区分される。
In this way, between the second inner wall surfaces 72 before and after the second inner wall surface 72 facing each other with the rotor 20 interposed therebetween, the escape chamber 30 as a non-heating area (outer area) is set.
A heat-generating region (inner region) where the rotor piece 23 can effectively generate shear heat is set between the first inner wall surfaces 71 before and after the first inner wall surface 71 facing each other. In other words, the internal space of the heat generating chamber 7 is a heat generating area (inner area) near the central area of the heat generating chamber.
And a non-heat-generating region (outer region) existing around the heat-generating chamber so as to surround it.

【0040】次に、本実施形態における特徴的な作用に
ついて説明する。図4(A)は、駆動軸15及びロータ
20の停止時又は低速回転時におけるロータ20の状態
を示す。この場合には、各ロータ片23には遠心力が働
かないか又は働いても非常に小さいため、付勢バネ24
がロータ片23をロータ回転軸線Lの方向に付勢する作
用が遠心力に勝る。このため、ロータ片23の全体が発
熱室中心域寄りの発熱領域(内側領域)に配置される。
そして、各剪断作用面23cと第1内壁面71との間の
クリアランスC1は、ロータ20の剪断作用面23cに
よるシリコーンオイルの剪断が十分に行われるように狭
く設定されている。従って、各ロータ片23が図4
(A)のように配置される場合には、当該ヒータの発熱
能力が十分に高められ、ロータ20の回転速度の低さを
補いつつ、必要な発熱が確保されるような状況が作り出
される。
Next, the characteristic operation of this embodiment will be described. FIG. 4A shows a state of the rotor 20 when the drive shaft 15 and the rotor 20 are stopped or at a low speed. In this case, the centrifugal force does not act on each rotor piece 23, or even if it acts very little, the urging spring 24
The action of urging the rotor piece 23 in the direction of the rotor rotation axis L exceeds the centrifugal force. For this reason, the whole rotor piece 23 is arranged in the heat generating area (inner area) near the heat generating chamber central area.
The clearance C1 between each of the shearing surfaces 23c and the first inner wall surface 71 is set to be small so that the shearing surface 23c of the rotor 20 can sufficiently shear the silicone oil. Therefore, each rotor piece 23 is
In the case of the arrangement as shown in FIG. 3A, a situation is created in which the heat generation capability of the heater is sufficiently increased, and the required heat generation is ensured while compensating for the low rotation speed of the rotor 20.

【0041】図4(B)は、駆動軸15及びロータ20
の高速回転時におけるロータ20の状態を示す。この場
合には、各ロータ片23には大きな遠心力が働く。この
遠心力は、付勢バネ24がロータ片23をロータ回転軸
線Lの方向に付勢する作用に勝る。このため、ロータ片
23の全体が発熱室周域の待避室30内に切り換え配置
(待避)される。そして、各剪断作用面23cと第2内
壁面72との間のクリアランスC2は、前記クリアラン
スC1に比して無視できない程度に広く設定されてい
る。従って、各ロータ片23が図4(B)のように配置
される場合には、ロータ20の剪断作用面23cによる
シリコーンオイルの剪断が十分に行われない。従って、
各ロータ片23が図4(B)のように配置される場合に
は、当該ヒータの発熱能力が低められ、ロータの回転速
度の高さにもかかわらず、過大な発熱が抑制されるよう
な状況が作り出される。
FIG. 4B shows the drive shaft 15 and the rotor 20.
3 shows the state of the rotor 20 at the time of high-speed rotation. In this case, a large centrifugal force acts on each rotor piece 23. This centrifugal force exceeds the action of the biasing spring 24 biasing the rotor piece 23 in the direction of the rotor rotation axis L. For this reason, the entire rotor piece 23 is switched and disposed (evacuated) in the evacuation chamber 30 around the heat generating chamber. The clearance C2 between each of the shearing surfaces 23c and the second inner wall surface 72 is set to be so large that it cannot be ignored as compared with the clearance C1. Therefore, when the rotor pieces 23 are arranged as shown in FIG. 4B, the silicone oil is not sufficiently sheared by the shearing surface 23c of the rotor 20. Therefore,
When the rotor pieces 23 are arranged as shown in FIG. 4B, the heat generation capability of the heater is reduced, and excessive heat generation is suppressed despite the high rotation speed of the rotor. A situation is created.

【0042】このように、ロータ20の回転速度が大き
くなり、ロータ片23が図4(A)の配置状態から図4
(B)の配置状態に切り替わることで、ヒータの発熱能
力が抑制的に調節される。
As described above, the rotation speed of the rotor 20 increases, and the rotor piece 23 is moved from the arrangement state of FIG.
By switching to the arrangement state of (B), the heat generation capability of the heater is suppressed and adjusted.

【0043】以下に、この実施形態の効果を説明する。 (イ)上述のように、ロータ20の回転速度に応じて各
ロータ片23に作用する遠心力に基づいて各ロータ片2
3をロータ半径方向に切り換え配置可能とすると共に、
それに応じて剪断作用面23cと発熱室内壁面71,7
2との間のクリアランスを選択的に可変とすることで、
ヒータの発熱能力が自己調節される。このため、車両エ
ンジンの駆動力の変動に影響されることなく、当該ビス
カスヒータに安定した発熱を行わせることができる。特
に、エンジンの駆動力が一時的に高まり、その結果、ロ
ータ20が望外の高速回転に到った場合でも、剪断発熱
の能力を抑制してシリコーンオイルの過加熱を未然に防
止することができ、シリコーンオイルの寿命ないし交換
時期を延ばすことができる。
The effect of this embodiment will be described below. (A) As described above, each rotor piece 2 is set based on the centrifugal force acting on each rotor piece 23 in accordance with the rotation speed of the rotor 20.
3 can be switched and arranged in the radial direction of the rotor,
Accordingly, the shearing action surface 23c and the wall surfaces 71, 7 of the heating chamber are formed.
By selectively changing the clearance between the two,
The heat generation capability of the heater is self-regulated. Therefore, the viscous heater can generate stable heat without being affected by the fluctuation of the driving force of the vehicle engine. In particular, even when the driving force of the engine temporarily increases, as a result, even when the rotor 20 rotates at an unexpectedly high speed, it is possible to prevent the overheating of the silicone oil by suppressing the heat generation by shearing. In addition, the life or replacement time of the silicone oil can be extended.

【0044】(ロ)発熱室7内において、ロータの半径
方向に移動可能な可動部材としては二つのロータ片23
が存在するのみである。従って、機械構造としては極力
簡素化されており、そのような観点から製造の容易性、
耐久性及び信頼性が損われることがない。また、両ロー
タ片23はロータの半径方向に移動可能な可動部材とし
て提供されており、ロータの軸方向への移動はないた
め、発熱室7の前後壁を可動として発熱室の内容積を可
変とする等の複雑な機構を必要としない。
(B) In the heat generating chamber 7, two rotor pieces 23 are used as movable members movable in the radial direction of the rotor.
Only exists. Therefore, the mechanical structure has been simplified as much as possible.
Durability and reliability are not impaired. Since both rotor pieces 23 are provided as movable members that can move in the radial direction of the rotor, and do not move in the axial direction of the rotor, the front and rear walls of the heating chamber 7 are movable to change the internal volume of the heating chamber. No complicated mechanism is required.

【0045】(ハ)ロータ20の本体部を半円リング状
の二つのロータ片23によって構成したため、各ロータ
片23の内側でハブ部21との間には、大きな開口が形
成される。この開口はロータ20の前面側と後面側とを
相互に連通するため、この開口を介してロータ20の前
後面と発熱室7の前後内壁面との間にそれぞれ介在され
たシリコーンオイルが容易に相互移動することができ
る。このことは、ロータ20の前後において粘性流体圧
に差が生じるのを未然に防止して、発熱室7内でのロー
タ20の軸方向配置を安定化する。また、前記開口を介
して発熱室7におけるオイル温度の均一化が図られる。
このことは、シリコーンオイルの一部が局所において過
加熱される事態を未然に防止し、オイルの寿命ないし交
換時期を延ばすことに貢献する。
(C) Since the main body of the rotor 20 is constituted by the two semicircular ring-shaped rotor pieces 23, a large opening is formed between each rotor piece 23 and the hub 21. Since the opening communicates the front side and the rear side of the rotor 20 with each other, the silicone oil interposed between the front and rear surfaces of the rotor 20 and the front and rear inner wall surfaces of the heat generating chamber 7 easily through the opening. Can move with each other. This prevents a difference in viscous fluid pressure before and after the rotor 20 from occurring, and stabilizes the axial arrangement of the rotor 20 in the heating chamber 7. Further, the oil temperature in the heat generating chamber 7 is made uniform through the opening.
This prevents a situation in which a part of the silicone oil is overheated locally, and contributes to extending the life of the oil or the replacement time.

【0046】(ニ)発熱室7及び副オイル室16によっ
て独立したオイル収納空間を構成して、そのオイル収納
空間の内容積を不変としている。このため、当該ビスカ
スヒータ内においてシリコーンオイルの量が変化すると
いうことがなく、オイル量変化に伴う種々の困難を解決
するための特別の機構を必要としない。
(D) An independent oil storage space is formed by the heat generating chamber 7 and the sub oil chamber 16, and the internal volume of the oil storage space remains unchanged. For this reason, the amount of the silicone oil does not change in the viscous heater, and a special mechanism for solving various difficulties associated with the change in the oil amount is not required.

【0047】(ホ)本実施形態のビスカスヒータによれ
ば、発熱室7が前部ウォータジャケット8及び後部ウォ
ータジャケット9によって挟まれるにように設けられる
と共に、ロータ20の各剪断作用面23cと発熱室7の
各内壁面71,72とが平行に配置されている。従っ
て、発熱室7で発生した熱の大部分が前後区画プレート
5,6を介して両ウォータジャケット8,9の循環水に
効率的に伝達される。故に、本実施形態のビスカスヒー
タは熱交換効率に優れている。
(E) According to the viscous heater of this embodiment, the heat generating chamber 7 is provided so as to be sandwiched between the front water jacket 8 and the rear water jacket 9, and the heat generating chamber 23 is in contact with the respective shearing surfaces 23 c of the rotor 20. The inner wall surfaces 71 and 72 of the chamber 7 are arranged in parallel. Therefore, most of the heat generated in the heat generating chamber 7 is efficiently transmitted to the circulating water of the water jackets 8 and 9 via the front and rear partition plates 5 and 6. Therefore, the viscous heater of the present embodiment has excellent heat exchange efficiency.

【0048】(ヘ)循環水は両ウォータジャケット8,
9内をフィン5c,6cに案内されて定められた順路で
流通することができるため、ウォータジャケット8,9
内で循環水の流路の短絡や滞留を生じることがない。こ
のため、前後両区画プレート5,6を挟んで、発熱室7
のシリコーンオイルからウォータジャケット8,9の循
環水への熱交換を効率良く行うことができる。また、フ
ィン5c,6cの存在により伝熱面積が増大し、熱交換
効率が向上する。
(F) The circulating water is supplied to both water jackets 8,
9 can be circulated along a predetermined route guided by the fins 5c and 6c.
There is no short circuit or stagnation of the circulating water flow path inside. Therefore, the heating chamber 7 is sandwiched between the front and rear partition plates 5 and 6.
The heat exchange from the silicone oil to the circulating water of the water jackets 8 and 9 can be performed efficiently. Further, the heat transfer area increases due to the presence of the fins 5c and 6c, and the heat exchange efficiency improves.

【0049】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、例えば次のような態様にて実施することも
可能である。 (a)前記実施形態では、二つのロータ片23の双方を
回転軸線Lに対して接近離間可能に設けたが、二つのロ
ータ片23の一つを支持ピン22上に固定し、残りの一
つだけを移動可能としてもよい。この場合には、可動な
ロータ片23によって発熱能力の自己調節が行われる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be carried out, for example, in the following manner. (A) In the above embodiment, both of the two rotor pieces 23 are provided so as to be able to approach and separate from the rotation axis L, but one of the two rotor pieces 23 is fixed on the support pin 22 and the other one is Only one may be movable. In this case, the self-adjustment of the heat generation capability is performed by the movable rotor piece 23.

【0050】(b)前記実施形態では、リング状部材を
二分割して各ロータ片23を形成したが、N分割(Nは
3以上の整数)相当の円弧状のロータ片とすると共に、
これに対応してN本の支持ピン22をハブ部21の周囲
に設けてもよい。Nの値を大きくするほど、各ロータ片
を最離間配置した場合の一体的形状が真円に近くなり、
他形状の場合に比して高速回転時の安定性を確保するこ
とができる。
(B) In the above embodiment, each rotor piece 23 is formed by dividing the ring-shaped member into two pieces. However, the rotor piece 23 is formed into an arc-shaped rotor piece corresponding to N divisions (N is an integer of 3 or more).
Accordingly, N support pins 22 may be provided around the hub 21. The larger the value of N, the closer the integral shape of each rotor piece when placed farthest apart is to a perfect circle,
Stability during high-speed rotation can be ensured as compared with the case of other shapes.

【0051】(c)前記実施形態では、発熱室7の前後
内壁部を、中心域寄りの前後壁7aと周域の前後壁7b
との二段階構成としたが、図5(A)に示すように、発
熱室7の前後内壁部を三段階構成としてもよい。この場
合、第1内壁面71間の発熱領域と非発熱領域としての
待避室30との間に、中間領域としての中間室31を形
成している。ロータ片23が当該中間室31に配置され
た場合、その剪断作用面23cと対向する発熱室内壁面
との間のクリアランスC3は、前記クリアランスC1よ
りも大きいが前記クリアランスC2よりも小さなものと
なる。従って、遠心力とバネ力とのバランスによってロ
ータ片23が中間室31に配置される場合には、ロータ
片23が前記発熱領域にある場合に比して、ヒータの発
熱能力をやや僅少なものとすることができる。
(C) In the above embodiment, the front and rear inner walls of the heat generating chamber 7 are divided into the front and rear walls 7a near the center area and the front and rear walls 7b in the peripheral area.
However, as shown in FIG. 5A, the front and rear inner wall portions of the heat generating chamber 7 may have a three-stage configuration. In this case, an intermediate chamber 31 as an intermediate area is formed between the heat-generating area between the first inner wall surfaces 71 and the escape chamber 30 as a non-heat-generating area. When the rotor piece 23 is disposed in the intermediate chamber 31, the clearance C3 between the shearing surface 23c and the wall surface of the facing heat generating chamber is larger than the clearance C1 but smaller than the clearance C2. Therefore, when the rotor piece 23 is disposed in the intermediate chamber 31 due to the balance between the centrifugal force and the spring force, the heat generation capability of the heater is slightly smaller than when the rotor piece 23 is in the heat generation area. It can be.

【0052】(d)図5(B)に示すように、発熱室7
の前後内壁面を前記ロータ20の回転軸線Lに対して直
交する仮想平面Pに対し非平行な傾斜面73として形成
し、両傾斜面73間に楔状のロータ収容域を形成しても
よい。この場合、発熱室7の周域が非発熱領域となり、
中心域寄りの領域が発熱領域となる。この構成によれ
ば、発熱室7におけるロータ片23の半径方向位置に応
じて、無段階的ないし連続的に発熱能力を調節すること
ができる。
(D) As shown in FIG.
May be formed as an inclined surface 73 that is not parallel to a virtual plane P orthogonal to the rotation axis L of the rotor 20, and a wedge-shaped rotor housing area may be formed between the inclined surfaces 73. In this case, the peripheral area of the heating chamber 7 becomes a non-heating area,
The area near the central area is the heat generation area. According to this configuration, the heat generation capacity can be adjusted steplessly or continuously according to the radial position of the rotor piece 23 in the heat generation chamber 7.

【0053】(e)図5の(A)及び(B)において
は、ロータ20を挟む発熱室7の前後壁の各々に、複数
段階の内壁面71,72や、仮想平面Pに対して傾斜し
た発熱室内壁面としての傾斜面73を設けたが、これら
の内壁面71,72や傾斜面73を、発熱室7の前壁又
は後壁のいずれか一方のみに設け、他方の壁部にはロー
タ20の剪断作用面23cと平行な単一の内壁面を形成
してもよい。
(E) In FIGS. 5A and 5B, each of the front and rear walls of the heat generating chamber 7 sandwiching the rotor 20 is inclined with respect to the inner wall surfaces 71 and 72 of a plurality of stages and the virtual plane P. The inclined surface 73 is provided as a wall surface of the heat generating chamber, but the inner wall surfaces 71 and 72 and the inclined surface 73 are provided on only one of the front wall and the rear wall of the heat generating chamber 7 and the other wall portion is provided. A single inner wall surface parallel to the shearing surface 23c of the rotor 20 may be formed.

【0054】(f)前記各ロータ片23を円弧形状(詳
しくは半円リング状)としたが、正面扇形のロータ片と
してもよい。 (g)図1のビスカスヒータにおいて、プーリ18と駆
動軸15との間に電磁クラッチ機構を採用し、エンジン
の駆動力を必要に応じて駆動軸15に選択的に伝達可能
としてもよい。
(F) Although each of the rotor pieces 23 has an arc shape (specifically, a semicircular ring shape), it may be a front fan-shaped rotor piece. (G) In the viscous heater of FIG. 1, an electromagnetic clutch mechanism may be employed between the pulley 18 and the drive shaft 15 so that the driving force of the engine can be selectively transmitted to the drive shaft 15 as necessary.

【0055】尚、本明細書で言う「粘性流体」とは、ロ
ータの剪断作用を受けて流体摩擦に基づく熱を発生する
あらゆる媒体を意味するものであり、高粘度の液体や半
流動体に限定されず、ましてやシリコーンオイルに限定
されるものではない。
It should be noted that the term "viscous fluid" as used herein means any medium that generates heat based on fluid friction due to the shearing action of the rotor, and is used as a highly viscous liquid or semi-fluid. It is not limited, and is not limited to silicone oil.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上詳述したように、各請求項に記載の
ビスカスヒータによれば、外部駆動源からの駆動力の変
動にかかわらず、安定した発熱を維持できるように発熱
能力の自己調節が可能であり、耐久性や信頼性に優れる
という効果を奏する。また、発熱室のほかに放熱室をも
併せ持ち、発熱室の粘性流体から放熱室の循環流体への
熱交換効率が高くなるという優れた効果を奏する。
As described in detail above, according to the viscous heater described in each claim, self-adjustment of the heat generation ability is performed so that stable heat generation can be maintained irrespective of the fluctuation of the driving force from the external driving source. And has an effect of being excellent in durability and reliability. In addition, a heat radiating chamber is provided in addition to the heat generating chamber, which provides an excellent effect that heat exchange efficiency from the viscous fluid in the heat generating chamber to the circulating fluid in the heat radiating chamber is increased.

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

【図1】本発明のビスカスヒータの縦断面図(図2のI
−I線断面図)。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a viscous heater of the present invention (I in FIG. 2).
-I line sectional view).

【図2】図1のヒータの横断面図(図1のII−II線
断面図)。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the heater of FIG. 1 (a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1).

【図3】一実施形態に従うロータを示し、(A)はその
正面図、(B)はその側面図。
3A and 3B show a rotor according to an embodiment, wherein FIG. 3A is a front view thereof, and FIG. 3B is a side view thereof.

【図4】ロータの作用をあらわす模式図であり、(A)
は低速回転時の状態を示し、(B)は高速回転時の状態
を示す。
FIG. 4 is a schematic view showing the operation of a rotor, and FIG.
Shows a state at the time of low-speed rotation, and (B) shows a state at the time of high-speed rotation.

【図5】(A)及び(B)は、本発明における発熱室の
内部形状の別例を示す部分断面図。
FIGS. 5A and 5B are partial cross-sectional views showing another example of the internal shape of the heat generating chamber in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…前部ハウジング本体、2…後部ハウジング本体、5
…前部区画プレート、6…後部区画プレート(1,2,
5,6はヒータのハウジングを構成する)、7…発熱
室、8,9…放熱室としての前部及び後部ウォータジャ
ケット、15…駆動軸、20…ロータ、21…ハブ部、
22…支持案内部としての支持ピン(21及び22はロ
ータの連結支持部材を構成する)、23…ロータ片(ロ
ータ本体部を構成する)、23c…剪断作用面、24…
付勢手段としての付勢バネ、30…待避室(発熱室周域
の外側領域に相当する)、71,72…第1及び第2の
発熱室内壁面、73…発熱室内壁面としての傾斜面、C
1,C2,C3…クリアランス、L…回転軸線、P…仮
想平面。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Front housing main body, 2 ... Rear housing main body, 5
... front compartment plate, 6 ... rear compartment plate (1, 2,
5, 6 constitute a heater housing), 7: a heat generating chamber, 8, 9: front and rear water jackets as a heat radiating chamber, 15: drive shaft, 20: rotor, 21: hub part,
Reference numeral 22 denotes a support pin serving as a support guide (21 and 22 constitute a connection support member of the rotor), 23 represents a rotor piece (constituting a rotor main body), 23c represents a shearing action surface, and 24 represents a shearing surface.
Urging springs as urging means, 30: shunting chamber (corresponding to the outer area of the peripheral area of the heat generating chamber), 71, 72 ... wall surfaces of the first and second heat generating chambers, 73: inclined surfaces as wall surfaces of the heat generating chamber, C
1, C2, C3: clearance, L: rotation axis, P: virtual plane.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 努 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tsutomu Sato 2-1-1, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Toyota Industries Corporation

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジング内に発熱室及び放熱室を区画
し、前記発熱室内に収納された粘性流体を同じく発熱室
内に収納されたロータで剪断することで熱を発生させ、
この熱を前記放熱室を流れる循環流体に熱交換するビス
カスヒータにおいて、 前記ロータは、その回転軸線から半径方向に延びる仮想
線に基づいて分割される複数のロータ片を備え、各ロー
タ片は前記発熱室の内壁面と対向する剪断作用面をそれ
ぞれ有しており、前記複数のロータ片の少なくとも一つ
がロータ半径方向に移動可能に設けられていると共に、
前記発熱室の内壁面は、前記移動可能なロータ片の剪断
作用面との間隙が、当該ロータ片のロータ半径方向にお
ける配置に応じて異なるように形成されている能力可変
型ビスカスヒータ。
1. A heat generating chamber and a heat radiating chamber are defined in a housing, and heat is generated by shearing a viscous fluid stored in the heat generating chamber by a rotor also stored in the heat generating chamber.
In a viscous heater for exchanging heat with a circulating fluid flowing through the heat radiation chamber, the rotor includes a plurality of rotor pieces divided based on a virtual line extending in a radial direction from a rotation axis of the rotor, and each rotor piece is Each of the plurality of rotor pieces has a shearing action surface facing the inner wall surface of the heat generating chamber, and at least one of the plurality of rotor pieces is provided so as to be movable in a rotor radial direction.
A variable-capacity viscous heater, wherein an inner wall surface of the heat generating chamber is formed such that a gap with a shearing surface of the movable rotor piece is different depending on an arrangement of the rotor piece in a radial direction of the rotor.
【請求項2】 前記複数のロータ片の全てがロータ半径
方向に移動可能に設けられている請求項1に記載の能力
可変型ビスカスヒータ。
2. The variable capacity viscous heater according to claim 1, wherein all of the plurality of rotor pieces are provided so as to be movable in a rotor radial direction.
【請求項3】 前記複数のロータ片の各々は円弧形状を
なしており、これらのロータ片を相互に最近接配置した
場合には円環状のロータ本体部が構成される請求項2に
記載の能力可変型ビスカスヒータ。
3. The rotor body according to claim 2, wherein each of the plurality of rotor pieces has an arc shape, and when these rotor pieces are arranged closest to each other, an annular rotor body is formed. Variable capacity viscous heater.
【請求項4】 前記ロータは、前記円弧形状のロータ片
の各々をロータ半径方向に移動可能に支持するための複
数の支持案内部を備えた連結支持部材を備えている請求
項3に記載の能力可変型ビスカスヒータ。
4. The connecting member according to claim 3, wherein the rotor includes a plurality of supporting guides for supporting each of the arc-shaped rotor pieces so as to be movable in a radial direction of the rotor. Variable capacity viscous heater.
【請求項5】 前記連結支持部材の各支持案内部には、
各ロータ片をロータの回転軸線に向けて付勢するための
付勢手段が設けられている請求項4に記載の能力可変型
ビスカスヒータ。
5. A support guide portion of the connection support member,
5. The variable capacity viscous heater according to claim 4, further comprising an urging means for urging each rotor piece toward the rotation axis of the rotor.
【請求項6】 前記発熱室の内部空間は少なくとも、当
該発熱室の中心域寄りにある内側領域と、当該発熱室の
周域にある外側領域とに分けられ、前記外側領域におけ
る発熱室内壁面と当該外側領域に配置された前記ロータ
片の剪断作用面との間隔は、前記内側領域における発熱
室内壁面と当該内側領域に配置された前記ロータ片の剪
断作用面との間隔よりも広く設定されている請求項1〜
5のいずれか一項に記載の能力可変型ビスカスヒータ。
6. An internal space of the heat generating chamber is divided into at least an inner area near a central area of the heat generating chamber and an outer area around a peripheral area of the heat generating chamber. The distance between the shearing surface of the rotor piece disposed in the outer region is set to be wider than the distance between the wall surface of the heat generating chamber in the inner region and the shearing surface of the rotor member disposed in the inner region. Claim 1
6. The variable capacity viscous heater according to any one of 5.
【請求項7】 前記発熱室の内壁面は、前記ロータの回
転軸線に対して直交する仮想平面に対し、非平行となる
ように傾斜して形成されている請求項1〜5のいずれか
一項に記載の能力可変型ビスカスヒータ。
7. The heat generating chamber according to claim 1, wherein an inner wall surface of the heat generating chamber is inclined so as to be non-parallel to an imaginary plane orthogonal to a rotation axis of the rotor. A variable-capacity viscous heater according to the item.
JP26439296A 1996-10-04 1996-10-04 Variable capacity type viscous heater Pending JPH10109527A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100517057B1 (en) * 1998-11-27 2005-11-25 한라공조주식회사 Viscose Heater_

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