JPH10109528A - Variable capacity type viscous heater - Google Patents

Variable capacity type viscous heater

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Publication number
JPH10109528A
JPH10109528A JP26439396A JP26439396A JPH10109528A JP H10109528 A JPH10109528 A JP H10109528A JP 26439396 A JP26439396 A JP 26439396A JP 26439396 A JP26439396 A JP 26439396A JP H10109528 A JPH10109528 A JP H10109528A
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JP
Japan
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shearing
drive shaft
rotor
heat
viscous heater
Prior art date
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Pending
Application number
JP26439396A
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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Priority to DE19743727A priority patent/DE19743727A1/en
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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 driving force from an outer drive source. SOLUTION: A rotor 20 and viscous fluid are stored in a heat generation room 6 partitioned in housings 1, 2, 3. The rotor 20 is provided with a rotary support body 10 fixed on a drive shat 9 and a shear turning disc 11 installed slidably and slant-movably in the axis direction of the drive shaft 9. The ball shape tip part of a guide pin 13 projected in front of the shear turning disc 11 is stored slide-guidably in a cylindrical guide hole 14a formed on the support arm 14 of a rotary support body 10. The shear turning disc 11 is connected slant-movably for the drive shaft 9 through the rotary support body 10 by this slide-guide relation. The clearance between the shear operation surface 11b and a heat generation room inner wall surface 3c facing hereto is adjusted variably in response to the slant angle of the shear turning disc 11 correlated with the centrifugal force acting to the rotor 20.

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、発熱室及び放熱室
を内部に区画するハウジングと、該ハウジングに回動可
能に支承された駆動軸と、前記発熱室内において前記駆
動軸と一体回転可能に設けられたロータとを備え、前記
発熱室内に収納された粘性流体を前記ロータで剪断する
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 relates to a housing for partitioning a heat generating chamber and a heat radiating chamber therein, a drive shaft rotatably supported by the housing, and a rotatable unit with the drive shaft in the heat generating chamber. Provided with a rotor, a viscous heater that generates heat by shearing the viscous fluid stored in the heat generating chamber by the rotor, and that exchanges this heat with a circulating fluid flowing through the heat radiating chamber, The present invention relates to a variable capacity viscous heater.

【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、発熱
室及び放熱室を内部に区画するハウジングと、該ハウジ
ングに回動可能に支承された駆動軸と、前記発熱室内に
おいて前記駆動軸と一体回転可能に設けられたロータと
を備え、前記発熱室内に収納された粘性流体を前記ロー
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、前記発熱室の内壁面と対向する剪断
作用面を有する剪断回転盤と、前記剪断回転盤を前記駆
動軸に対して傾動可能に連結すると共に、当該ロータに
働く遠心力に基づき前記剪断回転盤の傾角を可変調節す
る傾角調節機構とを備えていることをその要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a housing for partitioning a heat generating chamber and a heat radiating chamber therein, a drive shaft rotatably supported by the housing, and the drive shaft in the heat generating chamber. A viscous fluid that generates heat by shearing the viscous fluid contained in the heat generating chamber with the rotor, and exchanges this heat with a circulating fluid flowing through the heat radiating chamber. In the heater, the rotor includes a shearing rotary disk having a shearing surface facing an inner wall surface of the heat generating chamber, and a shearing rotary disk that is tiltably connected to the drive shaft, and a centrifugal force acting on the rotor. And a tilt adjusting mechanism that variably adjusts the tilt angle of the shearing rotary disc based on the above.

【0010】このビスカスヒータによれば、駆動軸及び
ロータの回転速度に応じた大きさの遠心力がロータに働
く。この遠心力に基づき傾角調節機構は、剪断回転盤の
傾角を可変調節する。これには、相対向する剪断作用面
と発熱室内壁面との間の間隙(クリアランス)の可変調
節を伴う。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。このため、ロータの回転速度に応じて剪断回転盤
の傾角を調節することは、当該ヒータの発熱能力(発熱
量)を調節することに他ならない。このように、本発明
のビスカスヒータは、ロータに働く遠心力を利用した剪
断回転盤の傾角調節に基づいて、発熱能力を自律的に可
変調節することができる。
According to the viscous heater, a centrifugal force acts on the rotor in accordance with the rotation speed of the drive shaft and the rotor. The inclination adjusting mechanism variably adjusts the inclination of the shearing turntable based on the centrifugal force. This involves variably adjusting the gap (clearance) between the opposing shearing surface and the wall of the heating chamber. In the viscous heater, the shear efficiency of the viscous fluid by the rotor tends to change according to the width of the gap. Therefore, adjusting the tilt angle of the shearing rotary disk in accordance with the rotation speed of the rotor is nothing less than adjusting the heat generation capacity (heat generation amount) of the heater. As described above, the viscous heater of the present invention can autonomously and variably adjust the heat generation capacity based on the tilt angle adjustment of the shearing rotary disc using the centrifugal force acting on the rotor.

【0011】請求項2の発明は、前記傾角調節機構が前
記剪断回転盤をその傾角が減少する方向に付勢する付勢
手段を備えていることを特徴とする。この構成によれ
ば、付勢手段は剪断回転盤の傾角を減少させるように作
用し、剪断回転盤の剪断作用面と発熱室内壁面との間隙
が狭小化される傾向にある。それ故、かかる付勢手段を
備えることで、この傾角調節機構は当該ビスカスヒータ
の発熱能力(発熱量)を可能な限り大きく保つことを基
本とするという性格付けがなされる。
[0011] The invention of claim 2 is characterized in that the inclination adjusting mechanism includes an urging means for urging the shearing turntable in a direction in which the inclination angle decreases. According to this configuration, the urging means acts to reduce the tilt angle of the shearing rotary disk, and the gap between the shearing action surface of the shearing rotary disk and the wall surface of the heat generating chamber tends to be narrowed. Therefore, by providing the biasing means, the inclination adjusting mechanism is characterized in that the heat generation capability (heat generation amount) of the viscous heater is basically maintained as large as possible.

【0012】請求項3の発明は、前記付勢手段が前記駆
動軸の周りに設けられたコイル状のスプリングであるこ
とを特徴とする。この構成によれば、前記付勢手段を最
も簡便かつ製造容易に構成することができる。
The invention according to claim 3 is characterized in that the biasing means is a coil-shaped spring provided around the drive shaft. According to this configuration, the urging means can be configured most simply and easily.

【0013】請求項4の発明は、請求項2又は3のビス
カスヒータにおいて、前記傾角調節機構は、前記付勢手
段による前記剪断回転盤の傾角減少を規制して最小傾角
を決定する規制手段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 second or third aspect, the tilt adjusting mechanism includes a restricting means for restricting a decrease in the tilt angle of the shearing rotary plate by the urging means to determine a minimum tilt angle. It is characterized by having.

【0014】この構成によれば、規制手段によって剪断
回転盤の最小傾角が決定され、その結果、剪断回転盤の
剪断作用面と発熱室内壁面との最小間隙が一義的に定め
られる。故に、この規制手段は、当該ビスカスヒータの
発熱能力(発熱量)の最大値を定めるという役割を担
う。
According to this configuration, the minimum tilt angle of the shearing rotary disk is determined by the regulating means, and as a result, the minimum gap between the shearing action surface of the shearing rotary disk and the wall surface of the heating chamber is uniquely determined. Therefore, this restricting means plays a role of determining the maximum value of the heat generation capacity (heat generation amount) of the viscous heater.

【0015】請求項5の発明は、前記規制手段は、前記
発熱室の内壁面の近傍において前記駆動軸上に設けられ
て、駆動軸の軸線方向への前記剪断回転盤の移動を規制
するストッパであることを特徴とする。この構成によれ
ば、前記規制手段を最も簡便かつ製造容易に構成するこ
とができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the stopper is provided on the drive shaft in the vicinity of the inner wall surface of the heat generating chamber and regulates the movement of the shearing rotary disc in the axial direction of the drive shaft. It is characterized by being. According to this configuration, the regulating means can be configured most simply and easily.

【0016】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あって前記傾角調節機構
は、前記剪断回転盤に突設されたガイドピンと、該ガイ
ドピンの一部をガイドしつつ収容するガイド孔が形成さ
れた支持アームを有して前記駆動軸上に固定された回転
支持体とを備えており、前記ガイドピンと前記ガイド孔
との摺動案内関係により、前記剪断回転盤が前記回転支
持体を介して前記駆動軸に対し傾動可能に連結されてい
ることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the viscous heater according to any one of the first to fifth aspects, wherein the inclination adjusting mechanism includes a guide pin projecting from the shearing rotary plate and a part of the guide pin. A rotation support fixed on the drive shaft having a support arm formed with a guide hole for accommodating and guiding the guide pin, and a sliding guide relationship between the guide pin and the guide hole, A shearing rotary disc is tiltably connected to the drive shaft via the rotary support.

【0017】この構成によれば、傾角調節機構の主要部
分を最も簡易に構成することができる。そして、ガイド
ピンとガイド孔との摺動案内関係によって、剪断回転盤
が駆動軸に対して傾動することを許容しつつ、駆動軸、
回転支持体及び剪断回転盤が一体回転可能となる。
According to this configuration, the main part of the tilt adjusting mechanism can be most simply configured. And, while allowing the shearing rotary disc to tilt with respect to the drive shaft, by the sliding guide relationship between the guide pin and the guide hole, the drive shaft,
The rotating support and the shearing turntable can rotate integrally.

【0018】[0018]

【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.

【0019】図1に示すように、略円筒状の周壁を有す
るハウジング本体1と平板状のリヤプレート2とは、当
該ハウジング本体1の内部後端に区画部材3を収容しつ
つ複数本のボルト4によって相互に締結されている。
As shown in FIG. 1, a housing body 1 having a substantially cylindrical peripheral wall and a flat rear plate 2 are provided with a plurality of bolts while accommodating a partition member 3 at an inner rear end of the housing body 1. 4 to each other.

【0020】区画部材3は、熱伝導性に優れた材料(例
えば、アルミニウム系合金)で形成されており、その後
端面側には、その中央部に形成された支持筒部3aと、
前記支持筒部3a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3bとを有している。これら
支持筒部3a及びフィン3bの各先端はリヤプレート2
の内壁面に当接している。そして、リヤプレート2の内
壁面と区画部材3の本体部との間には、放熱室としての
環状のウォータジャケット5が区画される。
The partition member 3 is formed of a material having excellent thermal conductivity (for example, an aluminum-based alloy), and has a support cylindrical portion 3a formed at the center thereof at the rear end side thereof,
And a plurality of fins 3b formed in an arc shape extending in the circumferential direction along the outside of the support cylindrical portion 3a. The tips of the support cylinder 3a and the fin 3b are connected to the rear plate 2
Is in contact with the inner wall surface. An annular water jacket 5 as a heat radiating chamber is defined between the inner wall surface of the rear plate 2 and the main body of the partition member 3.

【0021】ウォータジャケット5内において、前記円
弧状のフィン3bは循環流体としての循環水の流れをガ
イドし、放熱室における循環水の流通経路を設定する。
この流通経路の一端及び他端には、ハウジング本体1又
はリヤプレート2において、入水ポート及び出水ポート
(図示略)がそれぞれ設けられている。前記入水ポート
は車両内に設けられた暖房回路(図示略)から前記ウォ
ータジャケット5に循環水を取り入れるためのものであ
り、前記出水ポートはウォータジャケット5から前記暖
房回路に循環水を送り出すためのものである。従って、
入水ポートからウォータジャケット5内に導入された循
環水は、フィン3bにガイドされて出水ポートへと導か
れる。
In the water jacket 5, the arc-shaped fins 3b guide the flow of the circulating water as the circulating fluid, and set the flow path of the circulating water in the radiating chamber.
At one end and the other end of the flow path, a water inlet port and a water outlet port (not shown) are provided in the housing main body 1 or the rear plate 2, respectively. The water inlet port is for taking in circulating water from a heating circuit (not shown) provided in the vehicle into the water jacket 5, and the water outlet port is for sending out circulating water from the water jacket 5 to the heating circuit. belongs to. Therefore,
The circulating water introduced into the water jacket 5 from the water inlet port is guided by the fins 3b and guided to the water outlet port.

【0022】ハウジング本体1と区画部材3の前端面た
る静止対向面3cとによって囲まれた内部空間は、発熱
室6として提供されている。従って、前記静止対向面3
cは発熱室6の内壁面の一部を構成する。尚、ハウジン
グ本体1、リヤプレート2及び区画部材3により、当該
ビスカスヒータにおけるハウジングが構成される。
An internal space surrounded by the housing main body 1 and the stationary opposing surface 3 c which is the front end surface of the partition member 3 is provided as a heat generating chamber 6. Therefore, the stationary opposing surface 3
c constitutes a part of the inner wall surface of the heat generating chamber 6. The housing of the viscous heater is constituted by the housing body 1, the rear plate 2, and the partition member 3.

【0023】ハウジング本体1及び区画部材3には、前
側シール付き軸受け7及び後側シール付き軸受け8がそ
れぞれ設けられており、これらシール付き軸受け7,8
によって駆動軸9が回動可能に支承されている。前側シ
ール付き軸受け7は、ハウジング本体1の内周面の一部
と駆動軸9の外周面との間に介在して、発熱室6の前方
側を封止している。また、後側シール付き軸受け8は、
区画部材3の支持筒部3aと駆動軸9の後端部外周面と
の間に介在して、発熱室6の後方側を封止している。こ
うして、発熱室6は、ヒータハウジング内において液密
な内部空間となっている。
The housing body 1 and the partition member 3 are provided with a front-side sealed bearing 7 and a rear-side sealed bearing 8, respectively.
The drive shaft 9 is rotatably supported by this. The bearing 7 with the front seal is interposed between a part of the inner peripheral surface of the housing body 1 and the outer peripheral surface of the drive shaft 9 to seal the front side of the heat generating chamber 6. The bearing 8 with the rear seal is
The rear side of the heat generating chamber 6 is sealed between the support cylindrical portion 3 a of the partition member 3 and the outer peripheral surface of the rear end of the drive shaft 9. Thus, the heat generating chamber 6 is a liquid-tight internal space in the heater housing.

【0024】発熱室6内において駆動軸9の略中央部に
は、回転支持体としてのラグプレート10が止着されて
おり、これは駆動軸9と一体回転可能となっている。ま
た、駆動軸9上には、略円板状の剪断回転盤11が、そ
の中央部に貫通形成された孔11aを介して駆動軸9の
軸線方向に摺動可能かつ傾動可能に支持されている。
尚、駆動軸9に対する剪断回転盤11の傾動を許容すべ
く、孔11aの内周部は、図3に示すような形状に加工
されている。また、その孔11aの最小内径は駆動軸9
の外径よりもやや大きく設定されており、当該孔11a
内において駆動軸9と剪断回転盤11との間には、若干
の遊びがある。
A lug plate 10 serving as a rotary support is fixed to a substantially central portion of the drive shaft 9 in the heat generating chamber 6, and can be rotated integrally with the drive shaft 9. A substantially disk-shaped shearing rotary disk 11 is supported on the drive shaft 9 so as to be slidable and tiltable in the axial direction of the drive shaft 9 via a hole 11a formed through the center thereof. I have.
The inner peripheral portion of the hole 11a is machined into a shape as shown in FIG. 3 to allow the shearing rotary disc 11 to tilt with respect to the drive shaft 9. The minimum inner diameter of the hole 11a is
Is slightly larger than the outer diameter of the hole 11a.
There is some play between the drive shaft 9 and the shearing turntable 11 inside.

【0025】図1に示すように、剪断回転盤11の後面
側には、前記静止対向面3cと対向する平らな剪断作用
面11bが形成されている。剪断回転盤11の前面側に
は支持部12が突設され、この支持部12には、先端部
が擬球形状のガイドピン13が斜めに固定されている。
他方、ラグプレート10の周部には支持アーム14が突
設されており、この支持アーム14には円筒状のガイド
孔14aが穿設されている。このガイド孔14aの内径
は前記ガイドピン13の球状先端部の最大径にほぼ対応
している。そして、ガイド孔14a内には、ガイドピン
13が、当該ガイド孔14aに沿って摺動可能でかつガ
イド孔14a内で角度変更可能に嵌挿されている。
As shown in FIG. 1, a flat shearing surface 11b facing the stationary facing surface 3c is formed on the rear surface side of the shearing rotary plate 11. A support portion 12 is projected from the front surface of the shearing rotary disk 11, and a guide pin 13 having a pseudospherical tip is fixed diagonally to the support portion 12.
On the other hand, a support arm 14 is protruded from the periphery of the lug plate 10, and a cylindrical guide hole 14 a is formed in the support arm 14. The inner diameter of the guide hole 14a substantially corresponds to the maximum diameter of the spherical tip of the guide pin 13. The guide pin 13 is inserted into the guide hole 14a so as to be slidable along the guide hole 14a and change the angle in the guide hole 14a.

【0026】このように、ガイドピン13及び支持アー
ム14を介して、剪断回転盤11とラグプレート10と
は作動連結されている。即ち、ガイドピン13と支持ア
ーム14との連係により、剪断回転盤11は、駆動軸9
及びラグプレート10と共に一体回転可能であると共
に、駆動軸9の軸線方向への摺動及び駆動軸9に対する
傾動を許容されている。
As described above, the shearing turntable 11 and the lug plate 10 are operatively connected via the guide pin 13 and the support arm 14. That is, the shearing turntable 11 is driven by the drive shaft 9 by the cooperation of the guide pin 13 and the support arm 14.
And the lug plate 10 can be integrally rotated, and the driving shaft 9 is allowed to slide in the axial direction and tilt with respect to the driving shaft 9.

【0027】剪断回転盤11、支持部12及びガイドピ
ン13によって傾動体が一体構成される。剪断回転盤1
1の中心から偏心した位置に支持部12及びガイドピン
13が設けられているため、前記傾動体(11,12,13)の重
心Gは、駆動軸9に対してガイドピン13側に偏心した
位置にある(図1参照)。このため、図3に示すよう
に、駆動軸9等の回転時には前記傾動体(11,12,13)に働
く遠心力の作用により、ガイドピン13と反対側の接点
Pにおいて、駆動軸9の外周面が剪断回転盤11の孔1
1aの内周部に接触する。こうして、傾動体(11,12,13)
は、前記接点P及びガイド孔14aとガイドピン13と
の摺接点(又は摺接線)とを支点として、駆動軸9及び
ラグプレート10上に支持されている。
The tilting body is integrally formed by the shearing rotary disk 11, the support portion 12, and the guide pin 13. Shear turntable 1
Since the support portion 12 and the guide pin 13 are provided at a position eccentric from the center of 1, the center of gravity G of the tilting body (11, 12, 13) is eccentric with respect to the drive shaft 9 toward the guide pin 13 side. Position (see FIG. 1). For this reason, as shown in FIG. 3, the centrifugal force acting on the tilting body (11, 12, 13) at the time of rotation of the drive shaft 9 or the like causes the drive shaft 9 to rotate at the contact point P opposite to the guide pin 13. The outer peripheral surface is the hole 1 of the shearing rotary disc 11
It contacts the inner periphery of 1a. Thus, the tilting body (11, 12, 13)
Are supported on the drive shaft 9 and the lug plate 10 with the contact point P and the sliding contact (or sliding contact line) between the guide hole 14a and the guide pin 13 as a fulcrum.

【0028】ガイド孔14aとガイドピン13との摺動
案内関係、及び、駆動軸9上での剪断回転盤11の摺動
支持によって、剪断回転盤11の傾動が規律される。
尚、剪断回転盤11の傾斜角度(傾角)は、駆動軸9に
直交する平面又は垂線に対する角度θとして定義される
(図2参照)。ちなみに、図1では、静止対向面3cは
駆動軸9に直交する面として提供されており、静止対向
面3cと剪断作用面11bとは互いに平行な状態にあ
る。このため、図1は、剪断回転盤11の傾角が最小の
状態(θ=0°)を示す。
The tilting of the shearing rotary disc 11 is regulated by the sliding guide relationship between the guide hole 14a and the guide pin 13 and the sliding support of the shearing rotary disc 11 on the drive shaft 9.
The inclination angle (inclination angle) of the shearing rotary disk 11 is defined as an angle θ with respect to a plane perpendicular to the drive shaft 9 or a perpendicular line (see FIG. 2). Incidentally, in FIG. 1, the stationary facing surface 3c is provided as a surface orthogonal to the drive shaft 9, and the stationary facing surface 3c and the shearing surface 11b are in a state parallel to each other. For this reason, FIG. 1 shows a state where the inclination angle of the shearing rotary disc 11 is minimum (θ = 0 °).

【0029】図1に示すように、ラグプレート10と剪
断回転盤11との間には、付勢手段としてのセットスプ
リング15が設けられている。このセットスプリング1
5はコイル状スプリングよりなり、駆動軸9の周りに設
けられている。セットスプリング15は、ラグプレート
10を支点として剪断回転盤11を後側シール付き軸受
け8の方向、即ち、傾角減少方向に付勢している。
As shown in FIG. 1, a set spring 15 is provided between the lug plate 10 and the shearing rotary plate 11 as urging means. This set spring 1
Reference numeral 5 denotes a coil spring, which is provided around the drive shaft 9. The set spring 15 urges the shearing turntable 11 in the direction of the bearing 8 with the rear seal, that is, in the direction of decreasing the tilt angle, with the lug plate 10 as a fulcrum.

【0030】また、後側シール付き軸受け8又は静止対
向面3cの近傍で駆動軸9上には、規制手段としてのス
トッパ16が取り付けられている。ストッパ16の具体
例としてはサークリップがあげられる。サークリップ1
6は、駆動軸9上での後端方向への剪断回転盤11の移
動を規制している。
A stopper 16 as a restricting means is mounted on the drive shaft 9 near the rear seal bearing 8 or the stationary facing surface 3c. A specific example of the stopper 16 is a circlip. Circlip 1
6 regulates the movement of the shearing rotary disk 11 on the drive shaft 9 toward the rear end.

【0031】尚、支持アーム14を有する回転支持体と
してのラグプレート10、剪断回転盤11の支持部12
及びガイドピン13、付勢手段としてのセットスプリン
グ15、並びに、規制手段としてのストッパ(サークリ
ップ)16によって、剪断回転盤11を駆動軸9に対し
て傾動可能に連結する傾角調節機構が構成される。ま
た、当該傾角調節機構と剪断回転盤11とによってロー
タ20が構成される。
A lug plate 10 serving as a rotary support having a support arm 14 and a support portion 12 of a shearing rotary disk 11 are provided.
The guide pin 13, a set spring 15 as urging means, and a stopper (circlip) 16 as a regulating means constitute an inclination adjusting mechanism for connecting the shearing rotary plate 11 to the drive shaft 9 in a tiltable manner. You. In addition, the rotor 20 is configured by the inclination adjusting mechanism and the shearing rotary disk 11.

【0032】ロータ20を収納した発熱室6内には、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6の内部空間の自由体積に対して80%〜98%とな
るように決められている。このため、相対向する剪断回
転盤11の剪断作用面11bと静止対向面3c(発熱室
内壁面)との間のクリアランスには、シリコーンオイル
が満遍なくいきわたっている。
A required amount of silicone oil as a viscous fluid is put in the heat generating chamber 6 containing the rotor 20. The amount of the silicone oil is determined so that the filling rate at normal temperature is 80% to 98% with respect to the free volume of the internal space of the heat generating chamber 6. For this reason, the clearance between the shearing action surface 11b of the opposing shearing rotating disk 11 and the stationary opposing surface 3c (the wall surface of the heating chamber) is covered with silicone oil evenly.

【0033】駆動軸9の前端部(外端部)には、ボルト
孔9aが形成されている。このボルト孔9aには、ボル
ト(図示略)を用いてプーリ(図示略)が固着される。
当該プーリはその外周部に巻き掛けられるベルトを介し
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、プーリを介してエンジンの駆動力により駆
動軸9及びロータ20が一体回転される。これに伴い、
シリコーンオイルが剪断回転盤11の剪断作用面11b
と静止対向面3c(発熱室内壁面)との間隙において剪
断されて発熱する。発熱室6で生じた熱は、ウォータジ
ャケット5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。
At the front end (outer end) of the drive shaft 9, a bolt hole 9a is formed. A pulley (not shown) is fixed to the bolt hole 9a using a bolt (not shown).
The pulley is drivingly connected to an engine of a vehicle as an external drive source via a belt wound around an outer peripheral portion of the pulley. Therefore, the drive shaft 9 and the rotor 20 are integrally rotated by the driving force of the engine via the pulley. Along with this,
Silicone oil is applied to the shearing action surface 11b of the shearing turntable 11
In the gap between the stationary opposing surface 3c (the wall surface of the heat generating chamber) and shear, heat is generated. The heat generated in the heat generating chamber 6 is exchanged with the circulating water flowing through the water jacket 5, and the heated circulating water is supplied to the interior of the vehicle through a heating circuit.

【0034】次に、本実施形態の特徴的な作用について
説明する。図2は、駆動軸9等の回転時におけるロータ
20の一状態を示す。回転運動時には、傾動体(11,12,1
3)の各構成部分11,12,13に働く遠心力の違いに
基づいて、前記接点Pを中心として傾動体(11,12,13)の
全体を時計回りに回動させようとするモーメントMが働
く。換言すれば、このモーメントMは、前記遠心力の動
的不均衡(動アンバランス)に起因して、剪断回転盤1
1の傾角θを増大させようとするものである。ここで、
駆動軸9及びロータ20の回転角速度をω、傾角θにお
ける傾動体(11,12,13)の慣性乗積をI(θ)とすると、
前記モーメントMは、M=I(θ)・ω2 のように表さ
れる。
Next, the characteristic operation of this embodiment will be described. FIG. 2 shows one state of the rotor 20 when the drive shaft 9 and the like rotate. When rotating, tilting body (11,12,1
Based on the difference in centrifugal force acting on each of the constituent parts 11, 12, and 13 in 3), a moment M that causes the entire tilting body (11, 12, 13) to rotate clockwise around the contact point P is used. Works. In other words, this moment M is caused by the dynamic imbalance of the centrifugal force (dynamic imbalance),
1 is to be increased. here,
When the rotational angular velocity of the drive shaft 9 and the rotor 20 is ω, and the product of inertia of the tilting body (11, 12, 13) at the tilt angle θ is I (θ),
The moment M is expressed as M = I (θ) · ω 2 .

【0035】剪断回転盤11の現実の傾角θは、モーメ
ントMとセットスプリング15の付勢力とのバランスに
基づいて決定される。前述のように、モーメントMの大
きさはロータ20等の回転角速度ωの二乗に比例するこ
とから、モーメントMは傾動体(11,12,13)に働く遠心力
の関数とみることもできる。従って、剪断回転盤11の
傾角θは、回転角速度ωと相関性のある遠心力に基づい
て可変調節される。この点を更に具体的に説明する。
The actual tilt angle θ of the shearing rotary disk 11 is determined based on the balance between the moment M and the urging force of the set spring 15. As described above, since the magnitude of the moment M is proportional to the square of the rotational angular velocity ω of the rotor 20 and the like, the moment M can be regarded as a function of the centrifugal force acting on the tilting body (11, 12, 13). Therefore, the tilt angle θ of the shearing rotary disk 11 is variably adjusted based on the centrifugal force correlated with the rotational angular velocity ω. This will be described more specifically.

【0036】駆動軸9及びロータ20の停止時又は低速
回転時には、傾動体(11,12,13)には遠心力が働かないか
又は働いても非常に小さい。この場合には、前記時計回
りのモーメントMよりも、セットスプリング15が剪断
回転盤11を駆動軸9の後端方向に付勢する作用が勝
る。それ故、図1に示すように、剪断回転盤11はサー
クリップ16に接する位置に配置され、剪断回転盤11
の傾角は最小となる(θ=0°)。このとき、剪断作用
面11bと静止対向面3cとは平行となり、両者11
b,3c間のクリアランスC1も最小となる。この最小
クリアランスC1は、剪断作用面11bと静止対向面3
cとの間に介在されるシリコーンオイルが十分な剪断作
用を受けることができるように非常に狭く設定されてい
る。従って、剪断回転盤11が図1のように位置決めさ
れると、当該ビスカスヒータの発熱能力(発熱量)が最
大限に高められ、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。
When the drive shaft 9 and the rotor 20 are stopped or rotating at a low speed, the centrifugal force does not act on the tilting body (11, 12, 13), or the centrifugal force is very small. In this case, the action of the set spring 15 for urging the shearing rotary disk 11 toward the rear end of the drive shaft 9 is superior to the clockwise moment M. Therefore, as shown in FIG. 1, the shearing turntable 11 is arranged at a position in contact with the circlip 16 and the shearing turntable 11
Becomes the minimum (θ = 0 °). At this time, the shearing action surface 11b and the stationary opposing surface 3c become parallel,
The clearance C1 between b and 3c is also minimized. The minimum clearance C1 is defined by the shearing surface 11b and the stationary facing surface 3b.
It is set to be very narrow so that the silicone oil interposed therebetween can receive a sufficient shearing action. Therefore, when the shearing rotary disk 11 is positioned as shown in FIG. 1, the heat generation capability (heat generation amount) of the viscous heater is maximized, and necessary heat generation is compensated while compensating for the low rotation speed of the rotor 20. Secured.

【0037】他方、駆動軸9及びロータ20が高速回転
されて回転角速度ωが大きくなると、前記時計回りのモ
ーメントMがセットスプリング15の付勢作用に勝るよ
うになる。すると、図2に示すように、剪断回転盤11
が、静止対向面3cに対する傾角を増大させつつ静止対
向面3cから離間する。そして、セットスプリング15
の付勢力と回転角速度ωに応じたモーメントMとが均衡
した位置(傾角θ)に剪断回転盤11が傾斜状態で位置
決めされる。このとき、剪断作用面11bと静止対向面
3cとの間のクリアランスは前記最小値C1よりも拡大
する。また、剪断作用面11bは静止対向面3cに対し
て非平行となるため、剪断回転盤11の有効作動半径R
0 は小さくなる。
On the other hand, when the drive shaft 9 and the rotor 20 are rotated at a high speed to increase the rotational angular velocity ω, the clockwise moment M exceeds the urging action of the set spring 15. Then, as shown in FIG.
Are separated from the stationary facing surface 3c while increasing the inclination angle with respect to the stationary facing surface 3c. And set spring 15
The shearing turntable 11 is positioned in a tilted state at a position (tilt angle θ) where the urging force of the above and the moment M according to the rotational angular velocity ω are balanced. At this time, the clearance between the shearing action surface 11b and the stationary opposing surface 3c is larger than the minimum value C1. Further, since the shearing action surface 11b is non-parallel to the stationary opposing surface 3c, the effective working radius R of the shearing turntable 11 is
0 becomes smaller.

【0038】有効作動半径R0 は、傾斜した剪断作用面
11bを駆動軸9の軸線に沿って静止対向面3c上に投
影した場合の投影面の半径に相当し、当該投影面の面積
が剪断作用面11bの実質的な剪断面積となる。剪断作
用面11bの半径をRmax とすれば、有効作動半径R0
は、R0 =Rmax ・cos θで表される。
The effective working radius R 0 corresponds to the radius of the projected surface when the inclined shearing surface 11b is projected along the axis of the drive shaft 9 onto the stationary opposing surface 3c. This is a substantial shear area of the working surface 11b. If the radius of the shearing surface 11b and R max, effective operation radius R 0
Is represented by R 0 = R max · cos θ.

【0039】また、このビスカスヒータの発熱量Lは、
L=(πR0 4 ω2 /h)・μ で表される。ここで、
0 は有効作動半径、ωは回転角速度、hは剪断作用面
11bと静止対向面3cとの間のクリアランスの平均
値、μは粘性流体の粘性係数を示す。
The heat value L of this viscous heater is:
L = (πR 0 4 ω 2 / h) · μ here,
R 0 is the effective working radius, ω is the rotational angular velocity, h is the average value of the clearance between the shearing action surface 11b and the stationary opposing surface 3c, and μ is the viscosity coefficient of the viscous fluid.

【0040】従って、剪断回転盤11が図2のように位
置決めされる場合には、剪断作用面11bと静止対向面
3cとの間のクリアランスが大きくなること、及び、剪
断作用面11bの有効作動半径R0 がRmax よりも小さ
くなることのために、当該ビスカスヒータの発熱能力が
低められ、ロータの回転速度が高いにもかかわらず、過
大な発熱が抑制されるような状況が作り出される。換言
すれば、駆動軸9及びロータ20の回転角速度が大きく
なり、剪断回転盤11が図1の配置から図2の配置に切
り替わることで、当該ヒータの発熱能力が抑制的に調節
される。
Accordingly, when the shearing rotary disk 11 is positioned as shown in FIG. 2, the clearance between the shearing surface 11b and the stationary opposing surface 3c is increased, and the effective operation of the shearing surface 11b is performed. Since the radius R 0 is smaller than R max, the heat generation capability of the viscous heater is reduced, and a situation is created in which excessive heat generation is suppressed despite the high rotation speed of the rotor. In other words, the rotational angular velocities of the drive shaft 9 and the rotor 20 increase, and the shearing turntable 11 is switched from the arrangement of FIG. 1 to the arrangement of FIG.

【0041】以下に、この実施形態の効果を説明する。 (イ)上述のように、駆動軸9及びロータ20の回転速
度に応じて、剪断作用面11bと静止対向面3cとの間
のクリアランス、及び、剪断作用面11bの有効作動半
径R0 を変化させることで、ヒータの発熱能力を自己調
節することができる。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 effects of this embodiment will be described below. (B) As described above, the clearance between the shearing surface 11b and the stationary opposing surface 3c and the effective operating radius R0 of the shearing surface 11b are changed according to the rotation speeds of the drive shaft 9 and the rotor 20. By doing so, the heat generation capability of the heater can be self-adjusted. Thus, the heater can generate stable heat without being affected by fluctuations in 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.

【0042】(ロ)発熱室6内において、駆動軸9の軸
線方向に移動可能な可動部材としては剪断回転盤11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、製造の容易性、耐久性及び信頼性が損
われることがない。
(B) In the heat generating chamber 6, only a shearing rotary disk 11 exists as a movable member movable in the axial direction of the drive shaft 9. Therefore, the mechanical structure is simplified as much as possible, and the easiness of manufacture, durability and reliability are not impaired.

【0043】(ハ)発熱室6により独立したオイル収納
空間を構成し、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。
(C) The heat generating chamber 6 constitutes an independent oil storage space, 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.

【0044】(ニ)本実施形態のビスカスヒータによれ
ば、最大発熱能力時(図1)には、剪断作用面11bと
区画部材3の前端面たる静止対向面3cとが平行に配置
される。従って、剪断作用面11bと静止対向面3cと
の間で生じた熱の大部分が区画部材3を介してウォータ
ジャケット5を流れる循環水に効率的に伝達される。こ
のため、熱交換効率に優れている。
(D) According to the viscous heater of the present embodiment, at the time of the maximum heat generation capacity (FIG. 1), the shearing action surface 11b and the stationary facing surface 3c which is the front end surface of the partition member 3 are arranged in parallel. . Therefore, most of the heat generated between the shearing surface 11 b and the stationary opposing surface 3 c is efficiently transmitted to the circulating water flowing through the water jacket 5 via the partition member 3. Therefore, the heat exchange efficiency is excellent.

【0045】(ホ)循環水はウォータジャケット5内を
フィン3b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5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、発熱室6
のシリコーンオイルからウォータジャケット5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
3bの存在により伝熱面積が増大し、熱交換効率が向上
する。
(E) Since the circulating water can be guided in the water jacket 5 by the fins 3b and circulate along a predetermined route, a short circuit or stagnation of the flow path of the circulating water in the water jacket 5 may occur. Absent. Therefore, the heating chamber 6
The heat exchange from the silicone oil to the circulating water in the water jacket 5 can be efficiently performed. In addition, the heat transfer area increases due to the presence of the fins 3b, and the heat exchange efficiency improves.

【0046】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)前記実施形態ではガイドピン13を一本のみとし
たが、これに代えて、剪断回転盤11に駆動軸9を挟ん
で左右一対のガイドピンを設けると共に、これら一対の
ガイドピンに対応してラグプレート10に一対の支持ア
ームを突設し、2本のガイドピンと2つの支持アームを
介して、剪断回転盤11をラグプレート10に対して傾
動可能に連結すること。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in the following manner, for example. (A) In the above embodiment, only one guide pin 13 is used. Instead, a pair of left and right guide pins is provided on the shearing rotary plate 11 with the drive shaft 9 interposed therebetween, and the pair of guide pins 13 Then, a pair of support arms protrude from the lug plate 10, and the shearing rotary plate 11 is tiltably connected to the lug plate 10 via two guide pins and two support arms.

【0047】この構成によれば、駆動軸9との接点P及
び二つの支持アームにおける各ガイドピンとの摺接点に
よる傾動体(11,12,13)の三点支持が実現され、駆動軸9
に対して傾動体(11,12,13)がより安定に支持される。
According to this configuration, three-point support of the tilting body (11, 12, 13) is realized by the contact point P with the drive shaft 9 and the sliding contact with each guide pin in the two support arms.
, The tilting bodies (11, 12, 13) are more stably supported.

【0048】(b)図4に示すように、ハウジング本体
1内の前方寄りに前記区画部材3とほぼ同形状の第2の
区画部材31を配設すると共に、当該第2区画部材31
の後端面31aと前記ラグプレート10の前端面10a
との間のクリアランスC2を前記最小クリアランスC1
と同程度に設定すること。
(B) As shown in FIG. 4, a second partition member 31 having substantially the same shape as that of the partition member 3 is disposed near the front inside the housing main body 1.
Rear end face 31a and the front end face 10a of the lug plate 10
Between the minimum clearance C1 and the clearance C2 between
Set to the same level as

【0049】この構成によれば、ハウジング本体1の壁
部と第2区画部材31との間には、放熱室としての第2
ウォータジャケット32が区画される。更に、ラグプレ
ート10は回転支持体であると共に、傾動不能な第2の
剪断回転盤としての役割を担う。ラグプレート10の前
端面10aは剪断作用面として、第2区画部材31の後
端面31aは静止対向面としてそれぞれ機能し、ラグプ
レート10の回転時には、両面10a,31a間に介在
されるシリコーンオイルが剪断作用を受けて熱を発生す
る。この熱は前記第2ウォータジャケット32を流れる
循環水に熱交換される。従って、図4の構成とすれば、
図1のビスカスヒータに比して発熱量を増大させること
ができる。
According to this structure, the second partition member 31 is provided between the wall of the housing body 1 and the second partitioning member 31.
A water jacket 32 is defined. Further, the lug plate 10 serves as a rotary support and also serves as a non-tiltable second shearing wheel. The front end surface 10a of the lug plate 10 functions as a shearing surface, and the rear end surface 31a of the second partition member 31 functions as a stationary opposing surface. When the lug plate 10 rotates, silicone oil interposed between the two surfaces 10a, 31a is used. Generates heat under shearing action. This heat is exchanged with the circulating water flowing through the second water jacket 32. Therefore, with the configuration of FIG.
The heating value can be increased as compared with the viscous heater of FIG.

【0050】(c)図5に示すように、ガイドピン13
と反対側において駆動軸9の一部に円弧状の切り欠き3
3を形成すると共に、支持アーム14のガイド孔14a
の内周面についても円弧状に湾曲形成すること。この場
合、各部の円弧は、支持アーム14の先端部と対応する
剪断回転盤11の上端の一点Qを中心として描き得るも
のである。
(C) As shown in FIG.
On the opposite side, a part of the drive shaft 9 has an arc-shaped notch 3
3 and the guide hole 14a of the support arm 14
The inner peripheral surface of (1) is also curved in an arc shape. In this case, the arc of each part can be drawn around one point Q of the upper end of the shearing rotary disk 11 corresponding to the tip of the support arm 14.

【0051】この構成によれば、前記Qを中心として当
該剪断回転盤11を傾動させることができる。この傾動
動作によれば、傾角θにかかわらず、点Qにおける剪断
作用面11bと静止対向面3cとの間の距離は一定に保
たれる。この点、図1及び図2のビスカスヒータでは剪
断回転盤11の傾角変化が剪断作用面11bと静止対向
面3cとの間の最小離間長の変化を伴うのとは異なる。
According to this configuration, the shear turntable 11 can be tilted about the Q. According to this tilting operation, the distance between the shearing surface 11b and the stationary opposing surface 3c at the point Q is kept constant regardless of the tilt angle θ. In this respect, in the viscous heater of FIGS. 1 and 2, the change in the inclination angle of the shearing rotary disk 11 is different from the change in the minimum separation length between the shearing surface 11 b and the stationary opposing surface 3 c.

【0052】(d)図1、図4及び図5のビスカスヒー
タにおいて、駆動軸9の前端に取り付けられるべきプー
リ(図示略)と当該駆動軸9との間に電磁クラッチ機構
を採用すること。この場合には、車両エンジンの駆動力
を必要に応じて駆動軸9に選択的に伝達することが可能
となる。
(D) In the viscous heater shown in FIGS. 1, 4 and 5, an electromagnetic clutch mechanism is employed between a pulley (not shown) to be attached to the front end of the drive shaft 9 and the drive shaft 9. In this case, the driving force of the vehicle engine can be selectively transmitted to the drive shaft 9 as needed.

【0053】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.

【0054】[0054]

【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】本発明の一実施形態に従うビスカスヒータの縦
断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a viscous heater according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のビスカスヒータの一作動状況を示す縦断
面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing one operation state of the viscous heater of FIG.

【図3】駆動軸と剪断回転盤との関係を示す部分拡大断
面図。
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing a relationship between a drive shaft and a shearing rotary disk.

【図4】本発明の別例を示す縦断面図。FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another example of the present invention.

【図5】本発明の別例を示す縦断面図。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ハウジング本体、2…リヤプレート、3…区画部材
(1,2,3 はヒータのハウジングを構成する)、3c…発
熱室内壁面としての静止対向面、5…放熱室としてのウ
ォータジャケット、6…発熱室、9…駆動軸、10…回
転支持体としてのラグプレート、10a…剪断作用面と
してのラグプレート前端面、11…剪断回転盤、11b
…剪断作用面、12…支持部、13…ガイドピン、14
…支持アーム、14a…ガイド孔、15…付勢手段とし
てのコイル状スプリング(セットスプリング)、16…
規制手段及びストッパとしてのサークリップ(10,12,1
3,14,15,16 は傾角調節機構を構成する)、20…ロー
タ、31…第2区画部材(ヒータハウジングの一部を構
成する)、31a…発熱室内壁面としての静止対向面、
32…放熱室としての第2ウォータジャケット、θ…剪
断回転盤の傾角。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing main body, 2 ... Rear plate, 3 ... Partition member (1,2,3 comprises the housing of a heater), 3c ... Static opposing surface as a wall surface of a heating room, 5 ... Water jacket as a heat radiation room, 6 ... heat generating chamber, 9 ... drive shaft, 10 ... lug plate as a rotary support, 10a ... lug plate front end face as a shearing action surface, 11 ... shearing rotary disk, 11b
... Shearing surface, 12 ... Supporting part, 13 ... Guide pin, 14
... Support arm, 14a ... Guide hole, 15 ... Coil spring (set spring) as urging means, 16 ...
Circlip (10,12,1)
3, 14, 15, and 16 constitute an inclination adjusting mechanism), 20 ... a rotor, 31 ... a second partition member (which constitutes a part of a heater housing), 31a ... a stationary opposing surface as a wall surface of a heating chamber,
32: the second water jacket as a heat radiating chamber, θ: the tilt angle of the shearing rotary disc.

───────────────────────────────────────────────────── 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 (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発熱室及び放熱室を内部に区画するハウ
ジングと、該ハウジングに回動可能に支承された駆動軸
と、前記発熱室内において前記駆動軸と一体回転可能に
設けられたロータとを備え、前記発熱室内に収納された
粘性流体を前記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、前記発熱室の内壁面と対向する剪断作用
面を有する剪断回転盤と、前記剪断回転盤を前記駆動軸
に対して傾動可能に連結すると共に、当該ロータに働く
遠心力に基づき前記剪断回転盤の傾角を可変調節する傾
角調節機構とを備えている能力可変型ビスカスヒータ。
1. A housing for partitioning a heat generating chamber and a heat radiating chamber therein, a drive shaft rotatably supported by the housing, and a rotor provided in the heat generating chamber so as to be integrally rotatable with the drive shaft. And heat is generated by shearing the viscous fluid stored in the heating chamber by the rotor,
In a viscous heater that exchanges this heat with a circulating fluid flowing through the heat radiating chamber, the rotor includes a shearing rotary disk having a shearing action surface facing an inner wall surface of the heat generating chamber, and the shear rotary disk as the drive shaft. A variable-capacity viscous heater comprising: a tilt adjusting mechanism that is tiltably connected to the rotor and that variably adjusts the tilt angle of the shearing wheel based on centrifugal force acting on the rotor.
【請求項2】 前記傾角調節機構は、前記剪断回転盤を
その傾角が減少する方向に付勢する付勢手段を備えてい
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 said inclination adjusting mechanism includes an urging means for urging said shearing rotary disc in a direction of decreasing its inclination.
【請求項3】 前記付勢手段は、前記駆動軸の周りに設
けられたコイル状のスプリングである請求項2に記載の
能力可変型ビスカスヒータ。
3. The variable capacity viscous heater according to claim 2, wherein said urging means is a coil-shaped spring provided around said drive shaft.
【請求項4】 前記傾角調節機構は、前記付勢手段によ
る前記剪断回転盤の傾角減少を規制して最小傾角を決定
する規制手段を備えている請求項2又は3に記載の能力
可変型ビスカスヒータ。
4. The variable-capacity type viscous device according to claim 2, wherein said tilt angle adjusting mechanism includes a restricting means for restricting a decrease in the tilt angle of said shearing turntable by said urging means to determine a minimum tilt angle. heater.
【請求項5】 前記規制手段は、前記発熱室の内壁面の
近傍において前記駆動軸上に設けられて、駆動軸の軸線
方向への前記剪断回転盤の移動を規制するストッパであ
る請求項4に記載の能力可変型ビスカスヒータ。
5. A stopper provided on the drive shaft in the vicinity of an inner wall surface of the heat generating chamber, the stopper being configured to regulate movement of the shearing rotary disc in an axial direction of the drive shaft. The variable-capacity viscous heater described in 1 above.
【請求項6】 前記傾角調節機構は、前記剪断回転盤に
突設されたガイドピンと、該ガイドピンの一部をガイド
しつつ収容するガイド孔が形成された支持アームを有し
て前記駆動軸上に固定された回転支持体とを備えてお
り、前記ガイドピンと前記ガイド孔との摺動案内関係に
より、前記剪断回転盤が前記回転支持体を介して前記駆
動軸に対し傾動可能に連結されている請求項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. The drive shaft, comprising: a guide pin protruding from the shearing rotary plate; and a support arm having a guide hole for accommodating and guiding a part of the guide pin. A rotating support fixed to the upper end, and the shearing rotary disc is tiltably connected to the drive shaft via the rotary support by a sliding guide relationship between the guide pin and the guide hole. The variable capacity viscous heater according to any one of claims 1 to 5, wherein
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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