JPH10157442A - Viscous heater installing method and viscous heater - Google Patents

Viscous heater installing method and viscous heater

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Publication number
JPH10157442A
JPH10157442A JP8317993A JP31799396A JPH10157442A JP H10157442 A JPH10157442 A JP H10157442A JP 8317993 A JP8317993 A JP 8317993A JP 31799396 A JP31799396 A JP 31799396A JP H10157442 A JPH10157442 A JP H10157442A
Authority
JP
Japan
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rotor
viscous
drive shaft
heat
viscous heater
Prior art date
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Pending
Application number
JP8317993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Moroi
隆宏 諸井
Takashi Ban
孝志 伴
Satoshi Yagi
聖史 八木
Kazuhiko Minami
和彦 南
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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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP8317993A priority Critical patent/JPH10157442A/en
Publication of JPH10157442A publication Critical patent/JPH10157442A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a viscous heater installing method whereby a quantity of heat matching the filled rate of a viscous fluid can be secured even if the filled rate is small, in the viscous heater generating heat mainly from the shear of the viscous heater existing between the peripheral surface of a rotor and a wall surface opposite thereto. SOLUTION: An upper housing 3 and a lower housing 4 are arranged with an intermediate housing 1 and a cylinder block 2 between them, and a spiral water jacket 8 is formed between the outer peripheral surface of the cylinder block 2 and the inner peripheral surface of the intermediate housing 1. A rotor 11 is rotatably enclosed in the cylinder block 2 constituting a heating chamber 10 and is rotatably supported against the upper housing 3 and the lower housing 4 via a drive shaft 16 and a driven shaft 17. A bevel gear 20 is integrally rotatably secured to the drive shaft 16. A viscous heater is installed in an engine room, with the bevel gear 20 meshing with a bevel gear 23 secured to an external drive shaft 22, and with the rotor 11 extending in the vertical direction.

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、ビスカスヒータの
設置方法及びビスカスヒータに係り、詳しくはハウジン
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のうち、主た
る発熱がロータの周面とその対向壁面間に存在する粘性
流体の剪断により生じるビスカスヒータの設置方法及び
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 method for installing a viscous heater and a viscous heater, and more particularly, to a heat generating chamber and a heat radiating chamber which are partitioned in a housing, and a viscous fluid stored in the heat generating chamber is also supplied to the heat generating chamber. Among the viscous heaters that generate heat by shearing with the stored rotor and exchange this heat with the circulating fluid flowing through the radiating chamber, the viscous fluid whose main heat is present between the peripheral surface of the rotor and the opposed wall surface The present invention relates to a viscous heater installation method and a viscous heater which are generated by shearing.

【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ビスカスヒータが注目されてい
る。例えば、特開平2−246823号公報には、車両
用暖房装置に組み込まれるビスカスヒータが開示されて
いる。
2. Description of the Related Art Viscous heaters that utilize the driving force of a vehicle engine have attracted attention as auxiliary heat sources for vehicles. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2-246823 discloses a viscous heater incorporated in a vehicle heating device.

【0003】このビスカスヒータでは、前部及び後部ハ
ウジングが対設された状態で相互に連結され、その内部
には発熱室と、この発熱室の外域にウォータジャケット
(放熱室)とが形成されている。前部ハウジングには軸
受装置を介して駆動軸が回動可能に支承されており、こ
の駆動軸の一端には発熱室内で一体回動可能にロータが
固定されている。ロータの前後外壁部及びそれらと対向
する発熱室の内壁部は、互いに近接するラビリンス溝を
構成し、この発熱室の壁面とロータの壁面との間隙に粘
性流体(例えばシリコーンオイル)が介在されている。
In this viscous heater, a front housing and a rear housing are connected to each other in a state of being opposed to each other, and a heat generating chamber is formed inside the heater and a water jacket (heat radiating chamber) is formed outside the heat generating chamber. I have. A drive shaft is rotatably supported on the front housing via a bearing device, and a rotor is fixed to one end of the drive shaft so as to be integrally rotatable in a heating chamber. The front and rear outer wall portions of the rotor and the inner wall portion of the heat generating chamber opposed thereto constitute labyrinth grooves which are close to each other, and a viscous fluid (for example, silicone oil) is interposed in a gap between the wall surface of the heat generating chamber and the wall surface of the rotor. I have.

【0004】そして、エンジンの駆動力が駆動軸に伝達
されると、駆動軸と共にロータが発熱室内で回転し、発
熱室内壁部とロータ外壁部との間に介在される粘性流体
が前記ロータによって剪断されて流体摩擦に基づく熱を
発生する。発熱室で発生した熱は、前記ウォータジャケ
ット内を流れる循環水に熱交換され、その加熱循環水は
外部暖房回路に供給されて車両の暖房に供される。
When the driving force of the engine is transmitted to the drive shaft, the rotor rotates together with the drive shaft in the heating chamber, and viscous fluid interposed between the wall of the heating chamber and the outer wall of the rotor is rotated by the rotor. Shears to generate heat based on fluid friction. The heat generated in the heat generating chamber is exchanged with circulating water flowing in the water jacket, and the heated circulating water is supplied to an external heating circuit to be used for heating the vehicle.

【0005】上記従来型のビスカスヒータでは、ロータ
の前後外壁部に、ラビリンス溝構成用の凹凸を形成する
必要から、そのロータ本体は、その軸心からの半径より
も軸長の短い円板類似の形状となる。かかるロータで
は、主たる剪断作用面はロータの前後外壁部の凹凸条部
表面となり、また、ロータ本体の軸心から離れた位置に
ある凹凸条部ほど周回速度(即ち剪断速度)が大きくな
る。このため、ヒータの発熱量を多くするためには、ロ
ータ径を大きく、つまりヒータ本体の外径を大きくする
必要が生ずる。しかし、このように径方向に大きなディ
メンションを持つビスカスヒータでは、車両内、特にエ
ンジンルーム内での搭載スペースの確保が一般に難し
く、他の車両用補機類との関係でレイアウト設計上の障
害となることがある。
In the above-mentioned conventional viscous heater, since it is necessary to form irregularities for forming labyrinth grooves on the front and rear outer wall portions of the rotor, the rotor main body is similar to a disk whose axial length is shorter than the radius from its axis. It becomes the shape of. In such a rotor, the main shearing action surface is the surface of the uneven ridges on the front and rear outer wall portions of the rotor, and the circling speed (that is, the shearing speed) increases as the uneven ridges are located farther from the axis of the rotor body. Therefore, in order to increase the calorific value of the heater, it is necessary to increase the rotor diameter, that is, to increase the outer diameter of the heater body. However, with such a viscous heater having a large dimension in the radial direction, it is generally difficult to secure a mounting space in a vehicle, particularly in an engine room, and there is a problem in layout design in relation to other vehicle accessories. May be.

【0006】本願発明者はこの問題を解決するビスカス
ヒータとして、ロータを円筒状に形成し、粘性流体に対
する主たる剪断作用面がロータの周面となるビスカスヒ
ータ(円筒型ビスカスヒータ)を発明した。このビスカ
スヒータではロータの径が小さくても、その長さを長く
することにより発熱に有効な剪断作用面を大きくするこ
とができ、従来のビスカスヒータに比較してエンジンル
ーム内での搭載スペースの確保が容易になる。
The inventor of the present invention has invented a viscous heater (cylindrical viscous heater) in which a rotor is formed in a cylindrical shape and a main shearing action surface for viscous fluid is a peripheral surface of the rotor as a viscous heater for solving this problem. In this viscous heater, even if the diameter of the rotor is small, it is possible to increase the effective shearing surface for heat generation by increasing the length of the rotor, and as compared with the conventional viscous heater, the mounting space in the engine room is reduced. It becomes easy to secure.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、円板型及び
円筒型ビスカスヒータについて、発熱室における粘性流
体の充填率と発熱量の関係を実験で調べた結果、円筒型
のビスカスヒータは、充填率の影響を大きく受けること
が判明した。即ち、図8に示すように、円板型のビスカ
スヒータでは充填率60%で発熱量が理論値のほぼ90
%に達するのに対して、円筒型のビスカスヒータでは充
填率60%ではほとんど発熱せず、充填率90%で発熱
量が理論値のほぼ50%になり、充填率100%付近で
円板型ビスカスヒータと同等となる。
However, the relationship between the filling rate of the viscous fluid in the heating chamber and the calorific value of the disk-type and cylindrical-type viscous heaters was experimentally investigated. Has been found to be greatly affected. That is, as shown in FIG. 8, in the disk type viscous heater, the heating value is approximately 90% of the theoretical value at a filling rate of 60%.
%, While the cylindrical viscous heater hardly generates heat at a filling rate of 60%, the calorific value becomes almost 50% of the theoretical value at a filling rate of 90%, and a disc type at a filling rate of about 100%. It is equivalent to a viscous heater.

【0008】粘性流体がロータの回転により剪断力を受
けるには、ロータの壁面と発熱室の壁面との隙間に存在
する粘性流体が連続していること、即ち油膜切れがない
ことが必要となる。充填率100%であれば油膜切れは
ないが、充填率が100%でなければ部分的に油膜切れ
が発生する。ビスカスヒータの駆動源には車両のエンジ
ンが使用され、ロータが支持された駆動軸にはプーリ及
びベルトを介してクランクシャフトの回転が伝達される
ため、ロータはその回転軸が水平に延びる状態でエンジ
ンルーム内に設置されている。従って、円筒型ビスカス
ヒータでは粘性流体がロータの最大径部に存在するた
め、充填率が低い状態ではロータの回転時に大きな遠心
力を受けてロータの周面から発熱室の壁面側に飛び散り
油膜切れが発生し易くなって発熱量が充填量に対応せず
に小さくなると考えられる。円板型の場合も遠心力の作
用により粘性流体は発熱室のロータの中心から離れた側
へ移動するが、軸方向の長さが短いためロータの外周部
は粘性流体で埋まり、発熱効率の悪いロータの中心寄り
に空間が生じることになるため充填率が低くても支障は
ない。
In order for the viscous fluid to receive a shearing force due to the rotation of the rotor, it is necessary that the viscous fluid existing in the gap between the wall surface of the rotor and the wall surface of the heat generating chamber is continuous, that is, there is no oil film breakage. . If the filling rate is 100%, the oil film does not break, but if the filling rate is not 100%, the oil film partially breaks. The engine of the vehicle is used as the drive source of the viscous heater, and the rotation of the crankshaft is transmitted to the drive shaft on which the rotor is supported via a pulley and a belt. Installed in the engine room. Therefore, in the cylindrical viscous heater, since the viscous fluid exists in the maximum diameter portion of the rotor, when the filling rate is low, a large centrifugal force is applied during rotation of the rotor and the viscous fluid scatters from the peripheral surface of the rotor to the wall surface side of the heat generating chamber and the oil film is broken. Is likely to occur, and the amount of heat generated is reduced without corresponding to the filling amount. In the case of a disc type, the viscous fluid moves to the side of the heat generating chamber away from the center of the rotor due to the action of centrifugal force. Since a space is created near the center of the bad rotor, there is no problem even if the filling rate is low.

【0009】また、ビスカスヒータが運転されていない
状態において粘性流体を発熱室内に100%の充填率と
なるように充填すると、ビスカスヒータの運転によるロ
ータの回転に伴う発熱に伴って粘性流体が膨張する。そ
の結果、駆動軸と発熱室との隙間からの粘性流体の漏洩
を防止する軸封装置から、粘性流体が漏洩する場合があ
る。
When the viscous heater is not operated and the viscous fluid is filled into the heat generating chamber at a filling rate of 100%, the viscous fluid expands due to the heat generated by the rotation of the rotor by the operation of the viscous heater. I do. As a result, the viscous fluid may leak from the shaft sealing device that prevents the leakage of the viscous fluid from the gap between the drive shaft and the heat generating chamber.

【0010】本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであってその第1の目的は、主たる発熱がロータ
の周面とその対向壁面間に存在する粘性流体の剪断によ
り生じるビスカスヒータにおいて、粘性流体の充填率が
小さくても充填率に応じた発熱量を確保できるビスカス
ヒータの設置方法を提供することにある。第2の目的は
前記の効果に加えて、軸封装置を省いても発熱室内の粘
性流体がロータの駆動軸部分から漏洩するのを防止でき
るビスカスヒータの設置方法を提供することにある。第
3の目的は前記両設置方法に適したビスカスヒータを提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a first object of the present invention is to provide a viscous heater in which main heat is generated by shearing of a viscous fluid existing between a peripheral surface of a rotor and an opposing wall surface. The object of the present invention is to provide a method of installing a viscous heater capable of securing a heat generation amount according to a filling rate of a viscous fluid even if the filling rate of the viscous fluid is small. A second object is to provide a method of installing a viscous heater which can prevent the viscous fluid in the heating chamber from leaking from the drive shaft portion of the rotor even if the shaft sealing device is omitted, in addition to the above effects. A third object is to provide a viscous heater suitable for the two installation methods.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記第1の目的を達成す
るため、請求項1に記載の発明は、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のうち、主たる発熱がロ
ータの周面とその対向壁面間に存在する粘性流体の剪断
により生じるビスカスヒータの設置方法であって、前記
ロータの軸心が鉛直方向に対して所定の角度以内の範囲
において延びる状態で車両の所定位置に設置するように
した。
According to a first aspect of the present invention, a heat generating chamber and a heat radiating chamber are defined in a housing, and a viscous fluid housed in the heat generating chamber is provided. Similarly, among the viscous heaters that generate heat by shearing with the rotor housed in the heat generating chamber and exchange this heat with the circulating fluid flowing through the heat radiating chamber, the main heat is generated between the peripheral surface of the rotor and the opposing wall surface. A method of installing a viscous heater generated by shearing an existing viscous fluid, wherein the viscous heater is installed at a predetermined position of a vehicle such that an axis of the rotor extends within a predetermined angle with respect to a vertical direction.

【0012】「所定の角度以内の範囲」とは、ロータの
周面と発熱室の壁面との間に粘性流体が充填された状態
で設置されたとき、ロータの軸心を含み水平面と直交す
る平面がロータの周面を浸す粘性流体の上面と交差する
最下位点、最上位点の各点からロータの下端面までの距
離の差が、短い方の距離より小さくなる角度の範囲であ
り、ロータの外径と軸方向の長さにより異なる。
The "range within a predetermined angle" is defined as being perpendicular to the horizontal plane including the axis of the rotor when installed between the peripheral surface of the rotor and the wall surface of the heat generating chamber with the viscous fluid filled therein. The lowest point where the plane intersects the upper surface of the viscous fluid immersed in the peripheral surface of the rotor, the difference in the distance from each point of the highest point to the lower end surface of the rotor is an angle range in which the shorter distance is smaller than the shorter distance, It depends on the outer diameter of the rotor and the axial length.

【0013】この発明では、発熱室内に充填されている
粘性流体の充填率が100%より小さい場合、ロータが
停止した状態では粘性流体はロータの上側に粘性流体の
ない間隙が存在する状態にある。ロータの回転軸が鉛直
となるように配置されている場合は、粘性流体の上端の
位置(高さ)はロータの周方向のどの位置においても等
しくなる。そして、ロータが回転したとき、粘性流体に
ロータの回転軸と直交する方向即ち水平方向に遠心力が
作用しても、粘性流体の移動が規制され、ロータ周面と
対向する発熱室壁面との間に存在する粘性流体に油膜切
れが発生しない。従って、ロータの回転に伴って、ビス
カスヒータでは粘性流体の充填率に対応する発熱量が生
じる。
According to the present invention, when the filling rate of the viscous fluid filled in the heating chamber is less than 100%, the viscous fluid is in a state in which there is a gap without the viscous fluid above the rotor when the rotor is stopped. . When the rotation axis of the rotor is arranged vertically, the position (height) of the upper end of the viscous fluid is equal at any position in the circumferential direction of the rotor. When the rotor rotates, even if a centrifugal force acts on the viscous fluid in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotor, that is, in a horizontal direction, the movement of the viscous fluid is regulated, and the viscous fluid is moved between the peripheral surface of the rotor and the wall of the heat generating chamber facing the rotor. Oil film breakage does not occur in the viscous fluid present between them. Therefore, as the rotor rotates, the viscous heater generates a heat value corresponding to the filling rate of the viscous fluid.

【0014】ロータの回転軸が鉛直方向に対して傾いた
状態にある場合は、ロータの周面を浸した状態にある粘
性流体の上面とロータの下端面との距離は周面の位置に
よって異なる。ロータの下端面からの距離が最小の点を
通りロータ軸心直交する面よりロータの上端側に存在す
る粘性流体は、ロータの回転時に遠心力の作用によりロ
ータと対向する発熱室壁面に沿って拡がるため、油膜切
れが生じる。しかし、反対側に存在する粘性流体、即ち
ロータの下端側に存在する粘性流体はロータの回転時に
遠心力が作用しても、ロータの周面と対向する発熱室の
壁面との間に油膜切れが発生することがなく、充填率に
対応した熱量を発生する。
When the rotation axis of the rotor is inclined with respect to the vertical direction, the distance between the upper surface of the viscous fluid in a state where the peripheral surface of the rotor is immersed and the lower end surface of the rotor differs depending on the position of the peripheral surface. . The viscous fluid existing on the upper end side of the rotor from the plane passing through the point whose distance from the lower end face of the rotor is the minimum and orthogonal to the rotor axis along the wall of the heat generating chamber facing the rotor by the action of centrifugal force during rotation of the rotor. Because of the spread, the oil film breaks. However, even if a viscous fluid existing on the opposite side, that is, a viscous fluid existing on the lower end side of the rotor is subjected to centrifugal force during rotation of the rotor, an oil film breaks between the peripheral surface of the rotor and the wall surface of the heat generating chamber facing the rotor. Is generated, and a heat amount corresponding to the filling rate is generated.

【0015】前記第2の目的を達成するため、請求項2
に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記
ロータの駆動軸は外部駆動源に連結され、該駆動軸の外
部駆動源に対する連結側が上側になるように前記ハウジ
ングを車両の所定位置に設置するようにした。
According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the second object,
In the invention described in claim 1, in the invention described in claim 1, the drive shaft of the rotor is connected to an external drive source, and the housing is positioned at a predetermined position of the vehicle such that the connection side of the drive shaft to the external drive source is on the upper side. To be installed at

【0016】この発明では、駆動軸の外部駆動源に対す
る連結側が上側に存在するため、駆動軸をハウジングに
回転可能に支持する軸受部材から外部への粘性流体の漏
洩が防止される。
In the present invention, since the drive shaft is connected to the external drive source on the upper side, leakage of the viscous fluid to the outside from the bearing member rotatably supporting the drive shaft on the housing is prevented.

【0017】前記第3の目的を達成するため、請求項3
に記載の発明は、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
とともに、主たる発熱がロータの周面とその対向壁面間
に存在する粘性流体の剪断により生じるビスカスヒータ
であって、前記ロータは前記ハウジングに回動可能に支
持された駆動軸に一体回転可能に支持されており、該駆
動軸には駆動軸が鉛直方向に対して所定の角度以内の範
囲において延びる状態において、水平に延びる状態に配
設された外部駆動軸の回転力を駆動軸に伝達する回転力
伝達手段が取り付けられている。
In order to achieve the third object, a third aspect is provided.
In the invention described in the above, a heat generating chamber and a heat radiating chamber are partitioned 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, and this heat is generated by the heat. A viscous heater that exchanges heat with a circulating fluid flowing through a heat radiating chamber and that mainly generates heat by shearing a viscous fluid existing between a peripheral surface of a rotor and an opposing wall surface, wherein the rotor is rotatably supported by the housing. An external drive shaft disposed horizontally in a state where the drive shaft extends within a predetermined angle with respect to the vertical direction. Is attached to the drive shaft.

【0018】この発明のビスカスヒータは駆動軸が鉛直
方向に対して所定の角度以内の範囲において延びる状態
でエンジンルームに設置されたとき、エンジンのクラン
クシャフトからの回転を伝達する外部駆動軸の回転力が
回転力伝達手段を介して駆動軸に円滑に伝達される。従
って、請求項1に記載の発明の方法を実施するのが容易
となる。また、回転力伝達手段が上側となるようにビス
カスヒータを設置すれば、請求項2に記載の発明を実施
できる。
The viscous heater according to the present invention, when installed in an engine room with the drive shaft extending within a predetermined angle with respect to the vertical direction, rotates the external drive shaft for transmitting rotation from the crankshaft of the engine. The force is smoothly transmitted to the drive shaft via the torque transmitting means. Therefore, it is easy to carry out the method according to the first aspect of the present invention. Further, if the viscous heater is installed such that the rotational force transmitting means is on the upper side, the invention according to claim 2 can be implemented.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1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第1の実施の
形態を図面に従って説明する。
(First Embodiment) A first embodiment in which the present invention is embodied in a viscous heater incorporated in a heating device of a vehicle will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1に示すように、ビスカスヒータのハウ
ジングは、中部ハウジング1及びシリンダブロック2を
挟んで上部ハウジング3及び下部ハウジング4が配置さ
れるように構成されている。そして、上部ハウジング3
及び下部ハウジング4と、中部ハウジング1及びシリン
ダブロック2との間にガスケット5,6が配置された状
態で、上部ハウジング3側から下部ハウジング4に螺合
されるボルト7により接合固定されている。図2に示す
ように、下部ハウジング4には四角形状のフランジ4a
を備え、ボルト7はフランジ4aに形成されたネジ穴に
螺合されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the housing of the viscous heater is configured such that an upper housing 3 and a lower housing 4 are arranged with a middle housing 1 and a cylinder block 2 interposed therebetween. And the upper housing 3
In a state where the gaskets 5 and 6 are arranged between the lower housing 4 and the middle housing 1 and the cylinder block 2, the gaskets 5 and 6 are joined and fixed by bolts 7 screwed to the lower housing 4 from the upper housing 3 side. As shown in FIG. 2, the lower housing 4 has a square flange 4a.
The bolt 7 is screwed into a screw hole formed in the flange 4a.

【0021】シリンダブロック2は外周面に螺旋状に延
びる凹部2aが形成された円筒状に形成され、円筒状の
中部ハウジング1内に圧入されることにより、シリンダ
ブロック2の外周面と中部ハウジング1の内周面との間
に、放熱室としてのウォータジャケット8が構成されて
いる。中部ハウジング1の外周部下端側には車両の暖房
回路(図示略)から循環流体としての循環水をウォータ
ジャケット8に取り入れる入水ポート9aが設けられ、
外周部上端側には当該ウォータジャケット8から前記暖
房回路へ循環水を送り出す出水ポート9bが設けられて
いる(いずれも図2に図示)。
The cylinder block 2 is formed in a cylindrical shape having a helically extending concave portion 2a formed on the outer peripheral surface, and is press-fitted into the cylindrical central housing 1 so that the outer peripheral surface of the cylinder block 2 and the central housing 1 are formed. A water jacket 8 as a heat radiating chamber is formed between the water jacket 8 and the inner peripheral surface. A water inlet port 9a for taking in circulating water as a circulating fluid from a heating circuit (not shown) of the vehicle into the water jacket 8 is provided at a lower end side of an outer peripheral portion of the middle housing 1,
A water outlet port 9b for sending out circulating water from the water jacket 8 to the heating circuit is provided on the upper end side of the outer peripheral portion (all are shown in FIG. 2).

【0022】発熱室10を構成するシリンダブロック2
内にはロータ11が回転可能に収容されている。ロータ
11は、アルミニウム合金製の円筒状部材12と、その
両端に圧入された一対の固定板13,14と、固定板1
3,14の中央外側に形成された穴に圧入された鋼製の
リング15とにより、その軸心からの半径Rよりも軸長
Lの長い円筒状の外周面を備えた中空なドラム状に構成
されている。リング15の内周面にはスプライン加工が
施され、上側のリング15には駆動軸16が嵌合され、
下側のリング15には従動軸17が嵌合されている。そ
して、ロータ11は上部ハウジング3及び下部ハウジン
グ4に対して駆動軸16及び従動軸17が軸受装置1
8,19を介して回転可能に支持されている。両軸受装
置18,19は各ハウジング3,4に圧入固定され、駆
動軸16を支持する軸受装置18には軸封機能付きのも
の(例えば、リップシール付きベアリング)が使用され
ている。
Cylinder block 2 constituting heat generating chamber 10
The rotor 11 is rotatably accommodated therein. The rotor 11 includes a cylindrical member 12 made of an aluminum alloy, a pair of fixed plates 13 and 14 pressed into both ends thereof, and a fixed plate 1.
By a steel ring 15 press-fitted into a hole formed outside the center of each of the cylinders 3 and 14, a hollow drum having a cylindrical outer peripheral surface having an axis length L longer than a radius R from the axis is formed. It is configured. Spline processing is performed on the inner peripheral surface of the ring 15, and a drive shaft 16 is fitted to the upper ring 15,
A driven shaft 17 is fitted to the lower ring 15. The rotor 11 has a drive shaft 16 and a driven shaft 17 with respect to the upper housing 3 and the lower housing 4.
It is rotatably supported via 8,19. The dual bearing devices 18 and 19 are press-fitted and fixed to the housings 3 and 4, and the bearing device 18 that supports the drive shaft 16 has a shaft sealing function (for example, a bearing with a lip seal).

【0023】ロータ11の半径R及び軸長Lは、ロータ
11の外周面と発熱室10の対向壁面(即ち、シリンダ
ブロック2の内周面)との間及びロータ11の各端面
(各固定板13,14の外端面)と発熱室10の内端面
(上部及び下部ハウジング3,4の内壁面)との間に、
微少なクリアランス(間隙)が形成されるように設定さ
れている。そして、発熱室10内には、粘性流体として
のシリコーンオイルが所要量充填される。シリコーンオ
イルは下部ハウジング4の凹部4b内にも満たされる。
The radius R and the axial length L of the rotor 11 are set between the outer peripheral surface of the rotor 11 and the opposing wall surface of the heat generating chamber 10 (that is, the inner peripheral surface of the cylinder block 2) and each end surface of the rotor 11 (each fixed plate). 13, 14) and the inner end surface of the heat generating chamber 10 (the inner wall surfaces of the upper and lower housings 3, 4).
It is set so that a minute clearance (gap) is formed. The heating chamber 10 is filled with a required amount of silicone oil as a viscous fluid. The silicone oil is also filled in the recess 4b of the lower housing 4.

【0024】前部ハウジング3から突出した駆動軸16
の先端には、傘歯車20が一体回転可能に六角穴付きボ
ルト21によって固定されている。傘歯20は、外部駆
動軸22に一体回転可能に固定された傘歯車23と噛合
する状態で車両のエンジンルームに設置されるようにな
っている。外部駆動軸22はエンジン24(図3に図
示)にブラケットを介して支持されるとともに、プーリ
22aが一体回転可能に固定されている。傘歯車20
は、駆動軸16が鉛直方向に対して所定の角度以内の範
囲において延びる状態において、水平に延びる状態に配
設された外部駆動軸22の回転力を駆動軸16に伝達す
る回転力伝達手段を構成する。
The drive shaft 16 protruding from the front housing 3
A bevel gear 20 is fixed to a tip end of the bracket by a hexagon socket head cap screw 21 so as to be integrally rotatable. The bevel tooth 20 is installed in the engine room of the vehicle in a state of meshing with a bevel gear 23 fixed to the external drive shaft 22 so as to be integrally rotatable. The external drive shaft 22 is supported by an engine 24 (shown in FIG. 3) via a bracket, and a pulley 22a is fixed to be integrally rotatable. Bevel gear 20
In the state where the drive shaft 16 extends within a range of a predetermined angle with respect to the vertical direction, a rotational force transmitting means for transmitting the rotational force of the external drive shaft 22 disposed to extend horizontally to the drive shaft 16 is provided. Configure.

【0025】図3に示すように、プーリ22aは外部駆
動源としての車両のエンジン24の周りに配設され、ク
ランクシャフト(図示せず)に固定されたクランクシャ
フトプーリ25にベルト26を介して作動連結され、ア
イドラプーリ27、オルタネータプーリ28、ウォータ
ポンププーリ29及びパワーステアリングプーリ30と
共に回転されるようになっている。
As shown in FIG. 3, a pulley 22a is disposed around a vehicle engine 24 as an external drive source, and is connected to a crankshaft pulley 25 fixed to a crankshaft (not shown) via a belt 26. It is operatively connected to be rotated together with the idler pulley 27, the alternator pulley 28, the water pump pulley 29, and the power steering pulley 30.

【0026】次に前記のように構成されたビスカスヒー
タの作用を説明する。このビスカスヒータはエンジンル
ーム内に駆動軸16が鉛直方向に延びる状態で、かつ傘
歯車20が傘歯車23と噛合する所定位置に設置され
る。この状態では発熱室10に充填されたシリコーンオ
イルは重力の作用によりハウジングの下側から、充填量
に対応した高さ位置までロータ11とシリンダブロック
2内面との隙間に充填されている。シリコーンオイルの
充填量は発熱時の熱膨張を考慮して、ビスカスヒータの
運転が継続されてシリコーンオイルの温度が上昇したと
きに、上部ハウジング3の端面とロータ11の端面との
間までシリコーンオイルが充填される量となっている。
Next, the operation of the viscous heater configured as described above will be described. The viscous heater is installed in a predetermined position where the drive shaft 16 extends in the engine room in the vertical direction and the bevel gear 20 meshes with the bevel gear 23. In this state, the silicone oil filled in the heat generating chamber 10 is filled in the gap between the rotor 11 and the inner surface of the cylinder block 2 from the lower side of the housing to the height corresponding to the filling amount by the action of gravity. In consideration of the thermal expansion at the time of heat generation, when the operation of the viscous heater is continued and the temperature of the silicone oil rises, the filling amount of the silicone oil is increased to a level between the end surface of the upper housing 3 and the end surface of the rotor 11. Is the amount to be filled.

【0027】エンジン24が駆動されるとベルト26を
介してプーリ22aが回転され、プーリ22aと一体に
外部駆動軸22及び傘歯車23が回転されるとともに、
傘歯車22を介して駆動軸16がロータ11と共に一体
回転される。これに伴い、ロータ11の外面と発熱室1
0の内壁面との間の隙間(クリアランス)に滞留するシ
リコーンオイルが、剪断作用を受けて発熱する。この熱
は、シリンダブロック2を介してウォータジャケット8
内を流れる循環水に熱交換され、当該加熱循環水が暖房
回路を介して車室内の暖房等に供される。
When the engine 24 is driven, the pulley 22a is rotated via the belt 26, and the external drive shaft 22 and the bevel gear 23 are rotated integrally with the pulley 22a.
The drive shaft 16 is rotated integrally with the rotor 11 via the bevel gear 22. Accordingly, the outer surface of the rotor 11 and the heating chamber 1
The silicone oil staying in the gap (clearance) between the inner wall and the inner wall generates heat due to the shearing action. This heat is transferred to the water jacket 8 via the cylinder block 2.
The heat is exchanged with the circulating water flowing through the inside, and the heated circulating water is supplied to the heating of the vehicle interior through a heating circuit.

【0028】シリコーンオイルがロータ11の上端面と
上側ハウジング3の内端面との間を埋める状態において
は、ロータ11の周面及び両端面と対向する位置でシリ
コーンオイルの剪断発熱が生じる。但し、両ハウジング
3,4の内端面の中心部には各軸受装置18,19の外
径と対応する径の空間があるため、その部分では剪断発
熱は発生しない。従って、シリコーンオイル(粘性流
体)の粘性係数をμ、ロータ11の外周面と発熱室10
の内周面との間隙をδ1 、ロータ11の各端面と発熱室
10の内端面との間隙をδ2 、角速度をω、軸受装置1
8,19の半径をrとすれば、ロータ11の各端面にお
ける発熱量Q1 は、 Q1 =πμω2 (R4 −r4 )/δ2 となり、ロータ20の外周面における発熱量Q2 は、 Q2 =2πμω2 3 L/δ1 となる。このビスカスヒータでは、ロータ11の外周面
を主たる剪断作用面としていることから、δ1 <δ2 と
なるように設定され、更に、半径R<軸長Lであるた
め、Q1 <Q2 であり、ロータ11の外周面において大
きな発熱量Q2 を確保していることとなる。
When the silicone oil fills the space between the upper end surface of the rotor 11 and the inner end surface of the upper housing 3, shear heat of the silicone oil is generated at positions facing the peripheral surface and both end surfaces of the rotor 11. However, since there is a space having a diameter corresponding to the outer diameter of each of the bearing devices 18 and 19 at the center of the inner end surfaces of both housings 3 and 4, no shear heat is generated at that portion. Therefore, the viscosity coefficient of the silicone oil (viscous fluid) is μ, and the outer peripheral surface of the rotor 11 is
Δ1, the gap between each end face of the rotor 11 and the inner end face of the heat generating chamber 10 is δ2, the angular velocity is ω, the bearing device 1
If the radius of the 8 and 19 is r, the calorific value Q1 at each end face of the rotor 11, Q1 = πμω 2 (R 4 -r 4) / δ2 , and the calorific value Q2 of the outer peripheral surface of the rotor 20, Q2 = 2πμω 2 R 3 L / δ1. In this viscous heater, since the outer peripheral surface of the rotor 11 is a main shearing surface, δ1 <δ2 is set, and since radius R <axial length L, Q1 <Q2. A large amount of heat Q2 is secured on the outer peripheral surface.

【0029】ロータ11が鉛直方向に延びるように配置
されているため、ロータ11の回転によりシリコーンオ
イルに作用する遠心力は、重力と直交する方向に作用す
る。遠心力の作用によりシリコーンオイルが外側に拡が
ろうとした場合、発熱室10の壁面に規制されて、空間
のある上側へ移動しようとする。しかし、ロータ11の
周面と対向する発熱室10の壁面間の隙間に存在するシ
リコーンオイルは重力の作用により常に発熱室10に存
在する空間と反対側への付勢力を受けている。従って、
シリコーンオイルはほとんど上側へ移動できず、ロータ
11の周面と対向する発熱室10の壁面間に形成された
シリコーンオイルに油膜切れが発生せず、充填量に対応
して発熱する。
Since the rotor 11 is arranged to extend in the vertical direction, the centrifugal force acting on the silicone oil by the rotation of the rotor 11 acts in a direction orthogonal to the gravity. When the silicone oil tries to spread outward due to the action of the centrifugal force, it is restricted by the wall surface of the heat generating chamber 10 and tends to move upward with a space. However, the silicone oil existing in the gap between the peripheral surface of the rotor 11 and the wall surface of the heat generating chamber 10 facing the surface of the heat generating chamber 10 is constantly urged by the action of gravity in the direction opposite to the space existing in the heat generating chamber 10. Therefore,
The silicone oil can hardly move upward, and the silicone oil formed between the wall surface of the heat generating chamber 10 and the peripheral surface of the rotor 11 does not break the oil film, and generates heat corresponding to the filling amount.

【0030】シリコーンオイルの充填量を代えてビスカ
スヒータの発熱量を測定した結果を図4に示す。なお、
下部ハウジング4の凹部4b内にシリコーンオイルがほ
ぼ充填された状態を充填率0としている。従来の円筒型
ビスカスヒータと異なり、低い充填率から高い充填率ま
で、充填量に対応した発熱量が得られ、上記のことが裏
付けられた。
FIG. 4 shows the result of measurement of the calorific value of the viscous heater while changing the filling amount of the silicone oil. In addition,
A state where the silicone oil is substantially filled in the concave portion 4b of the lower housing 4 is defined as a filling rate 0. Unlike the conventional cylindrical viscous heater, the calorific value corresponding to the filling amount was obtained from a low filling ratio to a high filling ratio, confirming the above.

【0031】この実施の形態のビスカスヒータは以下の
効果を有する。 (イ) ロータ11の軸心が鉛直方向に延びる状態で車
両の所定位置に設置されるため、ロータ11の回転時に
遠心力がシリコーンオイルに作用しても、ロータ11の
周面と対向する発熱室10の壁面との間に存在するシリ
コーンオイルに油膜切れが発生せず、充填率に対応した
発熱量を確保できる。
The viscous heater of this embodiment has the following effects. (A) Since the rotor 11 is installed at a predetermined position on the vehicle with the axis of the rotor 11 extending in the vertical direction, even if centrifugal force acts on the silicone oil when the rotor 11 rotates, heat generated opposite to the peripheral surface of the rotor 11 is generated. An oil film does not break in the silicone oil existing between the wall surface of the chamber 10 and the calorific value corresponding to the filling rate can be secured.

【0032】(ロ) 駆動軸16の外部駆動源に対する
連結側が上側に存在するため、シリコーンオイルの熱膨
張を考慮して、シリコーンオイルの温度上昇時に充填率
が100%となるように充填量を調整すれば、駆動軸1
6をハウジング(上部ハウジング3)に回転可能に支持
する軸受装置18から外部への粘性流体の漏洩が防止さ
れる。その結果、軸受装置18としてオイルシール機能
のない安価なベアリングを使用できる。
(B) Since the connection side of the drive shaft 16 to the external drive source is on the upper side, the filling amount is adjusted so that the filling rate becomes 100% when the temperature of the silicone oil rises, in consideration of the thermal expansion of the silicone oil. If adjusted, drive shaft 1
Leakage of viscous fluid from the bearing device 18 that rotatably supports the housing 6 to the housing (upper housing 3) to the outside is prevented. As a result, an inexpensive bearing without an oil seal function can be used as the bearing device 18.

【0033】(ハ) 駆動軸16が鉛直方向に延びる
が、駆動軸16には水平に延びる外部駆動軸22の回転
力を駆動軸16に伝達する回転力伝達手段(傘歯車2
0)が固定されているため、ロータ11が鉛直に延びる
ようにビスカスヒータを設置してもエンジン24の回転
を駆動軸16に円滑に伝達できる。
(C) The drive shaft 16 extends in the vertical direction, and the drive shaft 16 transmits to the drive shaft 16 the torque of the external drive shaft 22 extending horizontally.
0) is fixed, so that the rotation of the engine 24 can be smoothly transmitted to the drive shaft 16 even if the viscous heater is installed so that the rotor 11 extends vertically.

【0034】(ニ) ウォータジャケット8はシリンダ
ブロック2の外周面に形成された凹部2aと中部ハウジ
ング1の内面とによって螺旋状に形成されているため、
細長い円筒状の発熱室の周囲に沿って形成されていて
も、循環水の部分的な滞留や短絡を回避して円滑に流れ
る。その結果、熱交換効率が向上する。また、凹部2a
を区画形成する凸条は、発熱室10の熱をウォータジャ
ケット8内の循環水に熱交換する部分の表面積が増加し
て、熱交換効率が向上する。
(D) Since the water jacket 8 is spirally formed by the concave portion 2a formed on the outer peripheral surface of the cylinder block 2 and the inner surface of the middle housing 1,
Even if the circulating water is formed along the periphery of the elongated cylindrical heat generating chamber, the circulating water flows smoothly while avoiding partial stagnation or short circuit. As a result, the heat exchange efficiency is improved. Also, the recess 2a
The surface area of a portion where heat of the heat generating chamber 10 is exchanged with circulating water in the water jacket 8 is increased, and the heat exchange efficiency is improved.

【0035】(第2の実施の形態)次に第2の実施の形
態を図5に従って説明する。この実施の形態では外部駆
動源としてのエンジン24の回転を駆動軸16に伝達す
る回転力伝達手段の構成が前記実施の形態と異なり、そ
の他の構成は同じである。前記実施の形態と同じ部分は
同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみ説明す
る。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the structure of a torque transmitting means for transmitting the rotation of an engine 24 as an external drive source to a drive shaft 16 is different from that of the above-described embodiment, and the other structures are the same. The same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0036】上部ハウジング3にはL字状をなすブラケ
ット31がボルト32により固定され、ブラケット31
にはベアリング33を介して軸34が回転可能に支持さ
れている。軸34の第1端部にはプーリ35が、第2端
部には傘歯車20と噛合する傘歯車36がそれぞれ一体
回転可能に固定されている。傘歯車20、軸34、プー
リ35及び傘歯車36が回転力伝達手段を構成する。
An L-shaped bracket 31 is fixed to the upper housing 3 by bolts 32.
The shaft 34 is rotatably supported via a bearing 33. A pulley 35 is fixed to a first end of the shaft 34, and a bevel gear 36 meshing with the bevel gear 20 is fixed to a second end of the shaft 34 so as to be integrally rotatable. The bevel gear 20, the shaft 34, the pulley 35, and the bevel gear 36 constitute a rotational force transmitting unit.

【0037】このビスカスヒータは車両のエンジンルー
ムに設置される場合、プーリ35がオルタネータプーリ
28、ウォータポンププーリ29等の他の補機用のプー
リと同一平面上に存在するように配設され、クランクシ
ャフトプーリ25の回転を伝達するベルト26が巻き掛
けられる。そして、エンジン24が駆動されるとクラン
クシャフトの回転がクランクシャフトプーリ25及びベ
ルト26を介してプーリ35に伝達され、プーリ35と
ともに軸34及び傘歯車36が一体に回転し、傘歯車2
0を介して駆動軸16が回転される。
When this viscous heater is installed in the engine room of a vehicle, the pulley 35 is disposed so that the pulley 35 is on the same plane as the pulleys for other auxiliary machines such as the alternator pulley 28 and the water pump pulley 29, A belt 26 that transmits the rotation of the crankshaft pulley 25 is wound. When the engine 24 is driven, the rotation of the crankshaft is transmitted to the pulley 35 via the crankshaft pulley 25 and the belt 26, and the shaft 34 and the bevel gear 36 rotate together with the pulley 35, and the bevel gear 2
0, the drive shaft 16 is rotated.

【0038】この実施の形態では前記実施の形態と同様
な効果を発揮する他、クランクシャフトプーリ25の回
転を伝達するベルト26を巻き掛けるプーリ35がビス
カスヒータに装備されているため、エンジンにプーリを
支持する必要がなく、ビスカスヒータの設置位置の自由
度が大きくなる。
In this embodiment, in addition to the same effects as in the above-described embodiment, the pulley 35 for winding the belt 26 for transmitting the rotation of the crankshaft pulley 25 is provided in the viscous heater, so that the engine has a pulley. It is not necessary to support the viscous heater, and the degree of freedom of the installation position of the viscous heater is increased.

【0039】なお、実施の形態は上記に限定されるもの
ではなく、例えば、次のように変更してもよい。 (1) 第1及び第2の実施の形態において、プーリ2
2aあるいはプーリ35と駆動軸16との間にクラッチ
手段を設ける。クラッチ手段としては電磁クラッチの
他、プーリの回転速度が所定速度以下では駆動軸に回転
を伝達し、所定速度を超えると回転の伝達が断たれるク
ラッチ機構を使用できる。例えば、第2の実施の形態に
おいては、プーリ35と軸34との間にクラッチ手段を
容易に設けられる。これらの構成では、エンジンの駆動
力を必要に応じて駆動軸16に選択的に伝達可能とな
り、エンジンの回転速度が所定回転数以上のときには駆
動軸16への回転伝達を断つことにより、シリコーンオ
イル(粘性流体)が過剰発熱状態となるのを防止でき
る。従って、粘性流体の熱劣化が抑制されて粘性流体の
寿命が延びる。
The embodiment is not limited to the above, and may be changed, for example, as follows. (1) In the first and second embodiments, the pulley 2
2a or clutch means is provided between the pulley 35 and the drive shaft 16. As the clutch means, in addition to the electromagnetic clutch, a clutch mechanism that transmits rotation to the drive shaft when the rotation speed of the pulley is equal to or lower than a predetermined speed and cuts off the rotation when the rotation speed exceeds the predetermined speed can be used. For example, in the second embodiment, a clutch means is easily provided between the pulley 35 and the shaft 34. In these configurations, the driving force of the engine can be selectively transmitted to the drive shaft 16 as needed, and when the rotation speed of the engine is equal to or higher than a predetermined number of rotations, the transmission of the rotation to the drive shaft 16 is cut off. (Viscous fluid) can be prevented from becoming excessively heated. Therefore, thermal deterioration of the viscous fluid is suppressed, and the life of the viscous fluid is extended.

【0040】(2) ロータ11の内周面側にも発熱室
を有する構成としてもよい。例えば、図6に示すよう
に、下側の固定板14が省略され、下部ハウジング4に
ロータ11の内部に挿入される凸部4cが設けられた構
成とする。なお、駆動軸16にはリング15の下端と当
接する止め輪(サークリップ)16aが取り付けられて
いる。凸部4cの周面とロータ11の内周面との隙間も
発熱室37となる。凸部4cの周面とロータ11の内周
面との隙間は、粘性流体の剪断発熱に有効な大きさ、例
えばロータ11の外周面とシリンダブロック2の内面と
の隙間と同じ間隔に形成される。下部ハウジング4には
発熱室37の内側にウォータジャケット38が形成さ
れ、図示しない入水ポート及び出水ポートを介して外部
暖房回路と接続されている。また、下部ハウジング4の
下側には、ウォータジャケット38の開放端を覆う下部
プレート39がガスケット40を介して固定されてい
る。ボルト7(図示せずは)下部ハウジング4を貫通し
て下部プレート39に螺合されている。この場合、同じ
大きさのロータ11であっても発熱量が増大する。ま
た、ロータ11の内側にもウォータジャケット38が設
けられているため、熱交換率が向上する。なお、ウォー
タジャケット38は省略してもよい。
(2) The rotor 11 may have a heat generating chamber on the inner peripheral surface side. For example, as shown in FIG. 6, the lower fixing plate 14 is omitted, and the lower housing 4 is provided with a protrusion 4 c inserted into the rotor 11. The drive shaft 16 is provided with a retaining ring (circlip) 16a that contacts the lower end of the ring 15. The gap between the peripheral surface of the projection 4c and the inner peripheral surface of the rotor 11 also serves as the heat generating chamber 37. The gap between the peripheral surface of the convex portion 4c and the inner peripheral surface of the rotor 11 is formed at a size effective for shearing heat generation of the viscous fluid, for example, at the same interval as the gap between the outer peripheral surface of the rotor 11 and the inner surface of the cylinder block 2. You. A water jacket 38 is formed in the lower housing 4 inside the heat generating chamber 37, and is connected to an external heating circuit via a water inlet port and a water outlet port (not shown). A lower plate 39 that covers an open end of the water jacket 38 is fixed to the lower side of the lower housing 4 via a gasket 40. Bolts 7 (not shown) are screwed into lower plate 39 through lower housing 4. In this case, even if the rotors 11 have the same size, the calorific value increases. Further, since the water jacket 38 is also provided inside the rotor 11, the heat exchange rate is improved. Note that the water jacket 38 may be omitted.

【0041】(3) (2)において、ロータ11の凸
部4cの上端部と対応する位置に孔41を複数形成して
もよい。この場合、ロータ11の内外が孔41を介して
連通されるため、粘性流体を充填する際に発熱室37内
に円滑に充填される。
(3) In (2), a plurality of holes 41 may be formed at positions corresponding to the upper ends of the protrusions 4c of the rotor 11. In this case, since the inside and the outside of the rotor 11 are communicated via the hole 41, the viscous fluid is smoothly filled into the heat generating chamber 37 when the viscous fluid is filled.

【0042】(4) (2)において、ウォータジャケ
ット38をウォータジャケット8と連通させて、入水ポ
ート及び出水ポートを両ウォータジャケット8,38で
共通にしてもよい。外側のウォータジャケット8は螺旋
状に形成されるが、内側のウォータジャケット38は上
下方向に蛇行して循環水が流れるように形成され、ウォ
ータジャケット8との連通部が下側に形成される。入水
ポートをビスカスヒータの下側に設けた場合は、入水ポ
ートから導入された循環水は先ず内側のウォータジャケ
ット38に導入され、ウォータジャケット38内を通過
した後、外側のウォータジャケット8へ導入されてウォ
ータジャケット8を通過して上側に設けられた出水ポー
トから外部暖房回路へと送り出される。
(4) In (2), the water jacket 38 may communicate with the water jacket 8 so that the water inlet port and the water outlet port are common to both water jackets 8 and 38. The outer water jacket 8 is formed in a spiral shape, while the inner water jacket 38 is formed so that circulating water flows in a meandering manner in the vertical direction, and a communication portion with the water jacket 8 is formed on the lower side. When the water inlet port is provided below the viscous heater, the circulating water introduced from the water inlet port is first introduced into the inner water jacket 38, passes through the water jacket 38, and is then introduced into the outer water jacket 8. After passing through the water jacket 8, the water is sent out from the water outlet port provided on the upper side to the external heating circuit.

【0043】(5) ロータ11の軸心が鉛直となる状
態ではなく、ロータ11の軸心が鉛直方向に対して所定
の角度以内の範囲において延びる状態で車両の所定位置
に設置する。図7はロータ11の軸心Oが鉛直方向に対
して傾いた状態の模式図である。所定の角度とは図7に
示すように、ロータ11の軸心を含み水平面と直交する
平面がロータ11の周面を浸す粘性流体の上面と交差す
る最下位点、最上位点の各点P1,P2からロータ11
の下端面11aまでの距離をL1及びL2としたとき、
その差が、短い方の距離L1より小さくなる角度の範囲
である。充填率が同じであってもロータ11の径と軸長
との比によって傾斜可能な範囲が異なり、径が小さい方
が鉛直方向からの傾斜角を大きくできる。
(5) The rotor 11 is installed at a predetermined position of the vehicle in a state where the axis of the rotor 11 is not vertical and the axis of the rotor 11 extends within a predetermined angle with respect to the vertical direction. FIG. 7 is a schematic diagram showing a state where the axis O of the rotor 11 is inclined with respect to the vertical direction. As shown in FIG. 7, the predetermined angle is a point P1 at the lowest point and the highest point at which a plane including the axis of the rotor 11 and orthogonal to the horizontal plane intersects with the upper surface of the viscous fluid immersed in the peripheral surface of the rotor 11. , P2 to rotor 11
When the distances to the lower end surface 11a are L1 and L2,
The difference is an angle range where the difference is smaller than the shorter distance L1. Even if the filling rate is the same, the range in which the rotor 11 can be inclined differs depending on the ratio between the diameter of the rotor 11 and the shaft length. The smaller the diameter, the larger the inclination angle from the vertical direction.

【0044】この状態でロータ11が回転すると、ロー
タ11の周面と発熱室10の壁面との間に充填された粘
性流体のうち、ロータ11の下端面11aからの距離が
L1の位置よりロータ11の上端側に存在する粘性流体
は、遠心力の作用によりロータ11と対向する発熱室1
0の壁面に沿って拡がるため、油膜切れが生じる。しか
し、反対側に存在する粘性流体、即ちロータ11の下端
側に存在する粘性流体はロータ11の回転時に遠心力が
作用しても、ロータ11の周面と対向する発熱室10の
壁面との間に油膜切れが発生することがなく、その部分
の粘性流体の充填率に対応した熱量を発生する。
When the rotor 11 rotates in this state, of the viscous fluid filled between the peripheral surface of the rotor 11 and the wall surface of the heat generating chamber 10, the distance from the lower end surface 11 a of the rotor 11 to the rotor 11 is shifted from the position of L 1. The viscous fluid existing on the upper end side of the heat generating chamber 1 is opposed to the rotor 11 by the action of centrifugal force.
Since the oil spreads along the 0 wall, the oil film breaks. However, the viscous fluid existing on the opposite side, that is, the viscous fluid existing on the lower end side of the rotor 11, may not be in contact with the peripheral surface of the rotor 11 and the wall surface of the heat generating chamber 10 even when centrifugal force acts when the rotor 11 rotates. There is no oil film shortage occurring between them, and a heat quantity corresponding to the filling rate of the viscous fluid in that portion is generated.

【0045】ロータ11の軸心が鉛直方向から傾くよう
に設置する場合は、傘歯車20のピッチ円錐角を傾きに
対応した角度に変更することにより容易に対応できる。 (6) 電気自動車にビスカスヒータを搭載する場合
は、駆動軸16を車輪駆動用のモータと別のモータで駆
動する構成としてもよい。この場合は、ビスカスヒータ
の駆動系が完全に独立するため、水平に延びる状態に配
設された外部駆動軸の回転力を駆動軸に伝達する回転力
伝達手段が不要となるとともに、ビスカスヒータの設置
姿勢の自由度が大きくなる。
When the rotor 11 is installed so that its axis is inclined from the vertical direction, it can be easily handled by changing the pitch cone angle of the bevel gear 20 to an angle corresponding to the inclination. (6) When the electric vehicle is equipped with a viscous heater, the drive shaft 16 may be driven by a motor different from a wheel driving motor. In this case, since the driving system of the viscous heater is completely independent, a rotating force transmitting means for transmitting the rotating force of the external driving shaft disposed in a horizontally extending state to the driving shaft is not required, and the viscous heater is not required. The degree of freedom of the installation posture increases.

【0046】なお、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。
The term "viscous fluid" as used herein means "viscous fluid"
It refers to any medium that generates heat based on fluid friction under the shearing action of the rotor, and is not limited to high-viscosity liquids or semi-liquids, and is not limited to silicone oil.

【0047】前記実施の形態及び変更例から把握できる
請求項記載以外の発明について、以下にその効果ととも
に記載する。 (1) 請求項1又は請求項2に記載の発明において、
前記ロータをその軸心が鉛直に延びるように設置する。
この場合、粘性流体の充填率が少ない状態、例えば50
%程度以下でもロータの回転時にロータの周面と対向す
る発熱室の壁面との間に存在する粘性流体に油膜切れが
発生せず、充填率に対応した発熱量を確保できる。
The inventions other than those described in the claims which can be grasped from the embodiment and the modified examples will be described below together with their effects. (1) In the invention described in claim 1 or 2,
The rotor is installed such that its axis extends vertically.
In this case, the state where the filling rate of the viscous fluid is small, for example, 50
% Or less, the oil film does not break in the viscous fluid existing between the peripheral surface of the rotor and the wall surface of the heating chamber facing the rotor when the rotor rotates, and a heat generation amount corresponding to the filling rate can be secured.

【0048】(2) 請求項3に記載の発明において、
回転力伝達手段は駆動軸と直交する方向に延びるととも
にプーリを一体回転可能に支持する軸と、該軸に一体回
転可能に固定された傘歯車と、該傘歯車と噛合するとと
もに駆動軸と一体回転可能に固定された傘歯車とを備え
ている。この場合、クランクシャフトプーリの回転を伝
達するベルトを巻き掛けるプーリがビスカスヒータに装
備されているため、エンジンビスカスヒータ駆動用のプ
ーリを支持する必要がなく、ビスカスヒータの設置位置
の自由度が大きくなる。
(2) In the third aspect of the present invention,
The rotational force transmitting means extends in a direction perpendicular to the drive shaft and supports the pulley so as to be integrally rotatable, a bevel gear fixed to the shaft so as to be integrally rotatable, meshes with the bevel gear and is integral with the drive shaft. And a bevel gear fixed rotatably. In this case, since the pulley for winding the belt for transmitting the rotation of the crankshaft pulley is provided in the viscous heater, there is no need to support the pulley for driving the engine viscous heater, and the degree of freedom of the installation position of the viscous heater is large. Become.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1及び請求
項2に記載の発明では、主たる発熱がロータの周面とそ
の対向壁面間に存在する粘性流体の剪断により生じるビ
スカスヒータにおいて、粘性流体の充填率が小さくても
充填率に応じた発熱量を確保できる。
As described in detail above, according to the first and second aspects of the present invention, in the viscous heater in which the main heat is generated by shearing of the viscous fluid existing between the peripheral surface of the rotor and the opposed wall surface, Even if the filling rate of the viscous fluid is small, a heat value corresponding to the filling rate can be secured.

【0050】請求項2に記載の発明では、粘性流体の熱
膨張を考慮して、粘性流体の温度上昇時に充填率が10
0%となるように充填量を調整すれば、軸封装置を省い
ても発熱室内の粘性流体がロータの駆動軸部分から漏洩
するのを防止できる。従って、軸受装置としてオイルシ
ール機能のない安価なベアリングを使用できる。
According to the second aspect of the present invention, in consideration of the thermal expansion of the viscous fluid, the filling rate becomes 10 when the temperature of the viscous fluid rises.
By adjusting the filling amount to be 0%, it is possible to prevent the viscous fluid in the heating chamber from leaking from the drive shaft portion of the rotor even if the shaft sealing device is omitted. Therefore, an inexpensive bearing without an oil seal function can be used as the bearing device.

【0051】請求項3に記載の発明では、請求項1及び
請求項2に記載の発明の設置方法を容易に実施できる。
According to the third aspect of the invention, the installation method according to the first and second aspects of the invention can be easily implemented.

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

【図1】 第1の実施の形態の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 a first embodiment.

【図2】 図1のII−II線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】 ビスカスヒータ駆動用のプーリの配置を示す
概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an arrangement of pulleys for driving a viscous heater.

【図4】 粘性流体の充填率と発熱量の関係を示すグラ
フ。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a filling rate of a viscous fluid and a calorific value.

【図5】 第2の実施の形態のビスカスヒータの部分断
面図。
FIG. 5 is a partial sectional view of a viscous heater according to a second embodiment.

【図6】 変更例のビスカスヒータの縦断面図。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a viscous heater of a modified example.

【図7】 ロータを斜めに配置した場合の粘性流体の位
置を示す模式図。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a position of a viscous fluid when a rotor is arranged obliquely.

【図8】 円板型及び円筒型ビスカスヒータの粘性流体
の充填率と発熱量の関係を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a filling rate of a viscous fluid and a calorific value of a disk type and a cylindrical type viscous heater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ハウジングを構成する中部ハウジング、2…同じく
シリンダブロック、2a…放熱室を構成する凹部、3…
上部ハウジング、4…下部ハウジング、4c…凸部、
8,38…放熱室としてのウォータジャケット、10,
37…発熱室、11…ロータ、16…駆動軸、20…回
転力伝達手段としての傘歯車、22…外部駆動軸、34
…回転力伝達手段を構成する軸、35…同じくプーリ、
36…同じく傘歯車。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Middle housing which comprises a housing, 2 ... Cylinder block similarly, 2a ... Concave part which comprises a radiation chamber, 3 ...
Upper housing, 4 ... Lower housing, 4c ... Protrusion,
8, 38: water jacket as heat dissipation chamber
37: heating chamber, 11: rotor, 16: drive shaft, 20: bevel gear as rotational force transmitting means, 22: external drive shaft, 34
.., A shaft constituting a rotational force transmitting means, 35.
36 ... also bevel gear.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 和彦 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 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiko Minami 2-1-1 Toyota-machi, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Toyota Industries Corporation

Claims (3)

【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
カスヒータのうち、主たる発熱がロータの周面とその対
向壁面間に存在する粘性流体の剪断により生じるビスカ
スヒータの設置方法であって、前記ロータの軸心が鉛直
方向に対して所定の角度以内の範囲において延びる状態
で車両の所定位置に設置するビスカスヒータの設置方
法。
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.
Among viscous heaters for exchanging heat with a circulating fluid flowing through the radiating chamber, a method for installing a viscous heater in which main heat is generated by shearing a viscous fluid existing between a peripheral surface of a rotor and an opposing wall surface, A method for installing a viscous heater, wherein a viscous heater is installed at a predetermined position of a vehicle in a state in which an axis of a rotor extends within a predetermined angle with respect to a vertical direction.
【請求項2】 前記ロータの駆動軸は外部駆動源に連結
され、該駆動軸の外部駆動源に対する連結側が上側にな
るように前記ハウジングを車両の所定位置に設置する請
求項1に記載のビスカスヒータの設置方法。
2. The viscous vehicle according to claim 1, wherein the drive shaft of the rotor is connected to an external drive source, and the housing is installed at a predetermined position of the vehicle such that a connection side of the drive shaft to the external drive source is on the upper side. How to install the heater.
【請求項3】 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とと
もに、主たる発熱がロータの周面とその対向壁面間に存
在する粘性流体の剪断により生じるビスカスヒータであ
って、 前記ロータは前記ハウジングに回動可能に支持された駆
動軸に一体回転可能に支持されており、該駆動軸には駆
動軸が鉛直方向に対して所定の角度以内の範囲において
延びる状態において、水平に延びる状態に配設された外
部駆動軸の回転力を駆動軸に伝達する回転力伝達手段が
取り付けられているビスカスヒータ。
3. 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.
This heat is exchanged with the circulating fluid flowing through the heat radiating chamber, and a main heat is generated by shearing viscous fluid existing between the peripheral surface of the rotor and the opposing wall surface. The drive shaft is movably supported by the drive shaft so as to be integrally rotatable, and the drive shaft is disposed so as to extend horizontally when the drive shaft extends within a predetermined angle with respect to the vertical direction. A viscous heater to which a torque transmitting means for transmitting the torque of the external drive shaft to the drive shaft is attached.
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