JPH10193952A - ビスカスヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビスカスヒータの使用環境が極低温の場合で
も、ビスカスヒータ（ロータ回転）の起動時の負荷トル
クを小さくする。 【解決手段】 前部及び後部ハウジング１，２は、その
間に区画プレート５，６が収容された状態でボルト３に
よって締結されている。両区画プレート５，６間に発熱
室７が形成され、発熱室７の前後両側に前部及び後部ウ
ォータジャケット８，９が形成されている。発熱室７の
後側、後部ウォータジャケット９の内側に貯留室10が設
けられ、発熱室７と貯留室10とは後部区画プレート６に
形成された孔６ｄ，６ｅを介して連通されている。貯留
室10内には温度センサ27及びヒータ28が配設されてい
る。発熱室７及び貯留室10内にはシリコーンオイルＦが
所要量満たされている。発熱室７内には駆動軸16と一体
回転するロータ19が収容されている。ロータ19はシリコ
ーンオイルの温度が所定温度以上の時に駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車載用の補助熱源と
して好適な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、発熱室内に収納された
粘性流体をロータで剪断することにより発生した熱を放
熱室内の循環流体に熱交換するビスカスヒータに関する
ものである。

【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。

【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。

【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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】車両が寒冷地で使用さ
れる場合、ビスカスヒータの粘性流体の温度が極低温
（例えば、−３０°Ｃ）で起動されることもある。ビス
カスヒータに使用される粘性流体は、極低温時には粘度
が非常に大きくて流動性が悪くなる。例えばシリコーン
オイルの粘度は温度が２５°Ｃでは約１００００ｃSt
（センチストークス）であるが、０°Ｃで約２００００
ｃSt、−３０°Ｃでは約８００００ｃStとなる。発熱室
の壁面とロータの壁面との間隙は０．５ｍｍ以下と小さ
いため、粘性流体の粘度が大きな状態でビスカスヒータ
を駆動するとエンジンに大きな負荷がかかる状態とな
る。

【０００６】また、発熱室内に充填（封入）された粘性
流体の温度は、エンジンの回転速度が高くなるほど上昇
する傾向にある。そして、特定の粘性流体が連続して高
温でロータの剪断作用を受けると、粘性流体が熱劣化し
易くなる。粘性流体が熱劣化すると、粘性流体の剪断発
熱の効率が低下し、暖房能力が低下するこの不都合を解
消するため、本願発明者は、発熱室に連通するとともに
粘性流体が発熱室との間で循環可能な貯留室を備えたビ
スカスヒータを発明した。このビスカスヒータではその
運転が停止されると、発熱室内の粘性流体の一部が貯留
室内に流れ込み、発熱室の上側には粘性流体の存在しな
い空間が生じた状態となる。そして、粘性流体の粘度が
高い状態でビスカスヒータを起動すると、貯留室の粘性
流体が発熱室へ流入し難くなる。

【０００７】本発明は前記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、ビスカスヒータの使用環
境が極低温の場合でも、ビスカスヒータ（ロータ回転）
の起動時の負荷トルクを小さくできるビスカスヒータを
提供することにある。また、第２の目的は、発熱室に連
通するとともに粘性流体が発熱室との間で循環可能な貯
留室を備えたビスカスヒータの使用環境が極低温の場合
でも、粘性流体が発熱室全体に円滑に行き渡り、起動性
を改善することができるビスカスヒータを提供すること
にある。

【０００８】

【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
ロータで剪断することにより発生した熱を前記放熱室内
の循環流体に熱交換するビスカスヒータであって、前記
粘性流体の加熱手段を備えた。

【０００９】この発明では、ロータが回転すると発熱室
内に収容された粘性流体の流体摩擦（剪断発熱）で発生
した熱が放熱室で循環流体に熱交換される。ビスカスヒ
ータには粘性流体の加熱手段が装備されているため、ビ
スカスヒータが寒冷地で使用される場合、ビスカスヒー
タ（ロータ）の起動に先だって粘性流体を加熱手段で加
熱して、粘性流体の粘度がさほど高くない状態でロータ
の回転を開始することにより、起動時の負荷トルクが小
さくなる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１に記載の発明
において、前記加熱手段は発熱室内の粘性流体の加熱に
適した位置に配設されている。粘性流体の加熱に適した
位置とは、発熱室内の他に発熱室を区画する壁面内ある
いは壁面の外側に近接した位置等発熱室の近傍位置を意
味する。

【００１１】この発明では、加熱手段がオン状態になる
と発熱室内の粘性流体が速やかに加熱される。従って、
極低温の環境下においてもビスカスヒータの起動時に粘
性流体の粘度が低くなり、起動時の負荷トルクが小さく
なる。

【００１２】第２の目的を達成するため、請求項３の発
明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前
記ビスカスヒータは前記発熱室に連通するとともに粘性
流体が発熱室との間で循環可能な貯留室を備え、該貯留
室内に前記加熱手段が配設されている。

【００１３】この発明では、ビスカスヒータの運転時に
粘性流体が発熱室内と貯留室内とを循環する。貯留室内
に加熱手段が存在するため、加熱手段がオン状態になる
と貯留室内の粘性流体が速やかに加熱される。従って、
極低温の環境下においてもビスカスヒータの起動時に貯
留室内の粘性流体の粘度が低くなり、粘性流体が貯留室
内から発熱室内へ流入し易くなる。また、起動時の負荷
トルクが小さくなる。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の
いずれか一項に記載の発明において、前記加熱手段には
抵抗発熱（抵抗加熱）ヒータが使用されている。この発
明では、加熱手段として抵抗発熱ヒータが使用されてい
るため、加熱手段の取り付けや加熱温度の調整が容易に
なる。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の
いずれか一項に記載の発明において、前記ビスカスヒー
タは前記ロータの駆動時期を制御する制御手段を備え、
該制御手段はビスカスヒータの起動時に前記加熱手段が
オンとなった時から所定時間後に、前記ロータの駆動を
開始させるようにロータの駆動時期を制御する。

【００１６】この発明では、ビスカスヒータの起動時に
加熱手段がオンになっても直ちにロータが駆動されず、
所定時間経過後にロータの駆動が開始される。従って、
粘性流体が加熱手段により粘度が低くなるまで加熱され
たときにロータの駆動を開始することにより、より確実
に起動時の負荷トルクを小さくできる。

【００１７】始動時等のエンジンが暖まっていない状態
では、ビスカスヒータを通過することにより循環水が仮
に暖められても、循環水の持つ熱量がエンジンを通る間
にエンジンを暖めるのに使用される。暖房には殆ど役立
たない。従って、粘性流体が加熱されるまでしばらく待
った後にロータの駆動を開始しても支障はない。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１〜請求項５の
いずれか一項に記載の発明において、前記加熱手段はオ
ン状態になった後、エンジンの停止信号が入力されるま
でオン状態に保持される。

【００１９】この発明では、加熱手段のオン・オフ制御
が容易となる。請求項７の発明は、請求項１〜請求項４
のいずれか一項に記載の発明において、前記ビスカスヒ
ータは粘性流体の温度を直接又は間接的に検出する温度
検出手段と、前記温度検出手段の検出温度が所定の条件
を満たすときに加熱手段がオンとなるように前記加熱手
段のオン、オフを制御する制御手段とを備えた。

【００２０】粘性流体の温度を直接検出する場合は、粘
性流体内に温度検出手段を配置する。間接的に検出する
場合は、例えばビスカスヒータの外部等、予め粘性流体
の温度と所定の関係がある箇所を調べておき、その箇所
に温度検出手段を配置する。この発明では、粘性流体の
温度に基づいて加熱手段のオン・オフ制御が行われる。
従って、粘性流体の粘度が低い時に加熱手段をオン状態
にしてエネルギーを無駄に使う虞がない。また、使用環
境の温度に拘わらず粘性流体の温度を所定の温度に制御
し易くなる。

【００２１】

【発明の実施の形態】

（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の実施形
態を図１〜図３に従って説明する。

【００２２】図１に示すように、前部ハウジング１及び
後部ハウジング２は、互いに対向する状態で複数本のボ
ルト３（図１では２本のみ図示）によって締結されてい
る。両ハウジング１，２間にはシール部材としてのＯリ
ング４ａが介在されている。前部ハウジング１の後部に
形成された収容凹部１ａ内には第１の区画プレートとし
ての前部区画プレート５及び第２の区画プレートとして
の後部区画プレート６が収容されている。両区画プレー
ト５，６はその外周縁部が互いに当接し、その当接面に
Ｏリング４ｂが配設されている。両区画プレート５，６
は、熱伝導性に優れた材料（例えば、アルミニウムある
いはアルミニウム系合金）で形成されている。前部ハウ
ジング１、後部ハウジング２及び両区画プレート５，６
によってビスカスヒータのハウジングが構成されてい
る。

【００２３】前部区画プレート５は、その中央部に形成
された支持筒部５ａが前部ハウジング１と嵌合する状態
で配設され、支持筒部５ａの外周部にＯリング４ｃが配
設されている。後部区画プレート６は、その後端内側に
突設された筒部６ａの内面が、後部ハウジング２に突設
された支持筒部２ａに嵌合する状態で配設され、支持筒
部２ａの外周部にＯリング４ｄが配設されている。Ｏリ
ング４ｃ，４ｄは区画プレート５，６がハウジング１，
２に対して前後方向に相対移動可能に緩く嵌合された状
態であっても、その当接面の隙間のシールを確保する役
割を果たす。

【００２４】前部区画プレート５の後端側に設けられた
凹部と、後部区画プレート６の前端面とによって発熱室
７が形成される。前部ハウジング１の内壁と前部区画プ
レート５の前端面との間には、発熱室７の前側に隣接す
る円環状の前部ウォータジャケット８が区画され、後部
区画プレート６の外周部後端面と後部ハウジング２の内
壁との間には、発熱室７の後側に隣接する円環状の後部
ウォータジャケット９が区画される。前部ウォータジャ
ケット８及び後部ウォータジャケット９は、発熱室７に
隣接する放熱室を構成する。

【００２５】図２に示すように、後部区画プレート６に
は後部ウォータジャケット９を区画して半径方向に延び
るように形成された隔壁６ｂと、筒部６ａの外側に沿っ
て周方向に延びる円弧状の２条のフィン６ｃとが突設さ
れている。筒部６ａ、隔壁６ｂ及びフィン６ｃの各先端
は、図１に示すように、後部ハウジング２の内壁面に当
接されている。また、前部区画プレート５にも同様に、
前部ウォータジャケット８を区画して半径方向に延びる
ように形成された隔壁（図示せず）と、支持筒部５ａの
外側に沿って周方向に延びる円弧状の２条のフィン５ｃ
とが突設されている。隔壁及びフィン５ｃの各先端は、
前部ハウジング１の内壁面に当接されている。

【００２６】発熱室７の後側、後部ウォータジャケット
９の内側には貯留室１０が設けられ、発熱室７と貯留室
１０とは後部区画プレート６に形成された孔６ｄ，６ｅ
を介して連通されている。粘性流体回収路としての孔６
ｄは貯留室１０の上部と発熱室７とを連通し、粘性流体
供給路としての孔６ｅは貯留室１０の下部と発熱室７と
を連通する位置に形成されている。下側の孔６ｅの通路
断面積は上側の孔６ｄの通路断面積より大きく設定され
ている。後部区画プレート６の前面には半径方向に延び
るとともに孔６ｅと連通する溝６ｆが形成されている。

【００２７】発熱室７及び貯留室１０内には、粘性流体
としてのシリコーンオイルＦが所要量満たされている。
シリコーンオイルの量はビスカスヒータの運転時にシリ
コーンオイルが膨張しても、貯留室１０内のシリコーン
オイルの液面が孔６ｄと対向する位置より下になるよう
に設定されている。例えば、常温時の充填率が発熱室７
及び貯留室１０の内容積の空き容積に対して、５〜８割
となるように設定されている。

【００２８】図２に示すように、前部ハウジング１の外
周部には、車両内に設けられた暖房回路（図３に図示）
１１から両ウォータジャケット８，９に循環水を取り入
れる入水ポート１２と、ウォータジャケット８，９から
循環水を暖房回路１１に送り出す出水ポート１３とが形
成されている。入水ポート１２及び出水ポート１３はそ
れぞれ前部ウォータジャケット８及び後部ウォータジャ
ケット９毎に共通に設けられ、後部区画プレート６には
入水ポート１２と連通する孔６ｇ及び出水ポート１３と
連通する孔６ｈが形成されている。前部区画プレート５
にも同様に入水ポート１２と連通する孔及び出水ポート
１３と連通する孔（いずれも図示せず）が形成されてい
る。

【００２９】ハウジングには、２個の軸受１４，１５を
介して駆動軸１６が回動可能に支持されている。第１の
軸受１４は前部ハウジング１の支持筒部１ｂの内面及び
駆動軸１６の外周面に嵌合された状態で配設されてい
る。第２の軸受１５は前部区画プレート５の内面及び駆
動軸１６の外周面に嵌合する状態で発熱室７に隣接して
設けられている。第２の軸受１５は止め輪１７により前
部区画プレート５に対する軸方向の位置決めがなされ、
止め輪１８により駆動軸１６に対する軸方向の位置決め
がなされている。第２の軸受１５にはシール機能付きこ
ろがり軸受が使用されている。これにより、発熱室７内
に駆動軸１６の後端部（第１端部）を収納しつつ、発熱
室７を液密な内部空間としている。

【００３０】駆動軸１６の後端部には、発熱室７内に収
納される円板形のロータ１９が一体回転可能に圧入固定
されている。ロータ１９は発熱室７の壁面との隙間がシ
リコーンオイルの剪断発熱に有効な大きさ、例えばほぼ
０．１〜０．５ｍｍとなるように配設されている。ロー
タ１９の周縁部には複数の孔１９ａが形成されている。
この孔１９ａはロータ１９の回転時に剪断作用を高める
役割と、ロータ１９の前後両側の粘性流体の移動を促進
させる役割を果たす。

【００３１】駆動軸１６の前端部と支持筒部１ｂとの間
には電磁クラッチ２０が設けられている。電磁クラッチ
２０は、アンギュラベアリング２１を介して支持筒部１
ｂ上に回転可能に支持されたプーリ２２と、駆動軸１６
の前端部に止着された支持リング２３上にスライド可能
に設けられた円板形状のクラッチ板２４とを備えてい
る。クラッチ板２４の背面側には、板バネ２５が配設さ
れている。板バネ２５は、その略中央部において支持リ
ング２３に固定されるとともに、その外端部（図１では
上下両端部）はクラッチ板２４の外周部に対しリベット
等で連結されている。クラッチ板２４の正面は、プーリ
２２の端面２２ａと対向しており、プーリ２２の端面２
２ａがもう一つのクラッチ板としての役目を果たす。

【００３２】前部ハウジング１には環状のソレノイドコ
イル２６が支持されている。ソレノイドコイル２６は、
プーリ２２の外周部とアンギュラベアリング２１との間
においてプーリ２２内に入り込むように配置されてお
り、プーリ端面２２ａを介してクラッチ板２４に電磁を
及ぼす。

【００３３】貯留室１０内には温度検出手段としての温
度センサ２７と、加熱手段としてのヒータ２８とがシリ
コーンオイルＦに浸った状態で配設されている。ヒータ
２８には抵抗発熱ヒータ（例えば、ニクロム線）が使用
されている。温度センサ２７及びヒータ２８のリード線
２７ａ，２８ａは、貯留室１０の上部において後部ハウ
ジング２の壁面に形成された孔を貫通した状態で貯留室
１０の外部に導出されている。リード線２７ａ，２８ａ
と前記孔との隙間はシール部材によりシールされてい
る。リード線２７ａ，２８ａは制御手段としての制御装
置２９（図３に図示）に接続されている。

【００３４】前記のように構成されたビスカスヒータ３
０は、図３に示すように、車両のエンジン３１を冷却す
る冷却回路３２を流れる冷却水を循環水として共用する
暖房回路１１に組み込まれて使用される。冷却回路３２
は、ウォータポンプ３３と、エンジン３１を冷却後の冷
却水をラジエータ３４を経てウォータポンプ３３に導く
流路３５と、流路３５から分岐されてエンジン３１を冷
却後の冷却水をラジエータ３４を経ずにウォータポンプ
３３へ導くバイパス流路３６とを備えている。流路３５
にはラジエータサーモスタット弁３７が設けられてい
る。ウォータポンプ３３はエンジン３１により駆動され
る。ラジエータ３４を冷却するメインファン３８は、エ
ンジン３１の駆動軸（図示せず）からベルト３９を介し
て回転力が伝達されるようになっている。ラジエータサ
ーモスタット弁３７は冷却水の水温が設定温度より低け
れば冷却水がラジエータ３４側に流れるのを阻止し、高
ければラジエータ３４側に流すように作動される。

【００３５】暖房用の流体回路としての暖房回路１１は
前記冷却水回路３２の一部を共用するように、流路３５
とは別に暖房用の流路４０が分岐されている。流路４０
は第１端部がエンジン３１のウォータジャケットに連通
し、第２端部がラジエータ３４とウォータポンプ３３と
の中間において流路３５に連通している。流路４０の途
中には、ビスカスヒータ３０及び車室内用のヒータコア
４１がそれぞれ設けられている。ビスカスヒータ３０の
プーリ２２は、ベルト３９を介してビスカスヒータ３０
以外の補機類（例えばメインファン４３）とともに、車
両のエンジン３１に作動連結される。また、ヒータコア
４１にはモータ４２により駆動されるファン（送風機）
４３により空気が送られるようになっている。なお、図
３では図示の便宜上、入水ポート及び出水ポートの位置
や電磁クラッチ２０の構成等が図１と異なっている。

【００３６】制御装置２９は、温度センサ２７及びヒー
タ２８の他、電磁クラッチ２０のソレノイドコイル２６
及びモータ４２にも電気的に接続されるとともに、車両
のイグニッションスイッチ４４がオフ状態から別の位置
に操作されるとオン信号が入力されるようになってい
る。また、制御装置２９には暖房用スイッチ２９ａが装
備されている。

【００３７】制御装置２９はＣＰＵ（中央処理装置）４
５及び記憶装置４６を備えており、ＣＰＵ４５は記憶装
置４６に記憶された制御プログラムに従って作動する。
記憶装置４６には制御プログラムの他にヒータ２８の制
御を行う場合の設定温度、ロータ１９の駆動を開始する
場合の設定温度等のデータが記憶されている。ＣＰＵ４
５は温度センサ２７の出力信号に基づいて貯留室１０内
のシリコーンオイルの温度を演算し、その温度が所定の
条件を満たすとき、例えば第１の設定温度Ｔ１以下の時
にヒータ２８のオン信号を出力し、第２の設定温度Ｔ２
に達した時にヒータ２８のオフ信号を出力する。第１の
設定温度Ｔ１は，粘性流体の粘度がロータ１９の駆動時
に大きなトルクを与えない大きさ、例えば２００００ｃ
St（センチストークス）以下、好ましくは１５０００ｃ
St以下、より好ましくは１００００ｃSt以下となる温度
に設定され、第２の設定温度Ｔ２は第１の設定温度Ｔ１
より数度〜１０度程度高い値に設定される。

【００３８】制御装置２９にイグニッションスイッチ４
４からオン信号が入力されるとＣＰＵ４５は作動を開始
し、ＣＰＵ４５は暖房用スイッチ２９ａのオン、オフに
関係なく、ヒータ２８の制御を開始するようになってい
る。

【００３９】ＣＰＵ４５は暖房用スイッチ２９ａのオン
信号が入力されると、温度センサ２７の検出温度が所定
温度Ｔ３以上か否かの判断を行い、所定温度Ｔ３以上の
時にロータ１９の駆動を開始（即ち電磁クラッチ２０の
ソレノイドコイル２６に通電を開始）するとともに、モ
ータ４２の駆動を開始するようになっている。この実施
の形態では、所定温度Ｔ３は前記第１の設定温度Ｔ１と
等しく設定されている。温度センサ２７の検出温度が所
定温度Ｔ３に達していないときは、暖房用スイッチ２９
ａのオン信号が入力されても直ちにロータ１９及びモー
タ４２の駆動を開始せずに、温度センサ２７の検出温度
が所定温度Ｔ３に達した後、ロータ１９及びモータ４２
の駆動を開始する。

【００４０】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。イグニッションスイッチ４４の操作によりエ
ンジン３１が駆動されると、ウォータポンプ３３が作動
され、冷却水回路３２内を冷却水が循環してエンジン３
１の冷却が行われる。冷却水回路３２内の冷却水はウォ
ータポンプ３３の駆動によりエンジン３１のウォータジ
ャケット（図示せず）内を循環して加熱され、水温がラ
ジエータサーモスタット弁３７の設定温度より高けれ
ば、ラジエータ３４を通って冷却された後エンジン３１
に戻る。水温がラジエータサーモスタット弁３７の設定
温度より低ければ、バイパス流路３６を経てエンジン３
１に戻る。また、エンジン３１のウォータジャケット
（図示せず）内を循環して加熱された冷却水の一部は、
暖房回路１１の流路４０を介してビスカスヒータ３０に
循環水として供給される。

【００４１】イグニッションスイッチ４４がオフと異な
る位置に操作されて、イグニッションスイッチ４４から
制御装置２９にオン信号が入力されると、ＣＰＵ４５が
作動を開始する。ＣＰＵ４５は温度センサ２７の出力信
号から貯留室１０内のシリコーンオイルＦの温度を演算
し、その温度が第１の設定温度Ｔ１以下か否かを判断す
る。そして、その温度が第１の設定温度Ｔ１より大きけ
れば、ＣＰＵ４５はヒータ２８へのオン指令信号を出力
せずに待機する。その温度が第１の設定温度Ｔ１以下で
あれば、ＣＰＵ４５からヒータ２８のオン指令信号が出
力され、ヒータ２８がオン状態に保持されてシリコーン
オイルが加熱される。そして、温度検出センサ２７の検
出温度が第２の設定温度Ｔ２に達すると、ＣＰＵ４５か
らヒータ２８のオフ指令信号が出力されてヒータ２８に
よるシリコーンオイルの加熱が停止される。ＣＰＵ４５
は暖房用スイッチ２９ａのオン、オフに関係なく、イグ
ニッションスイッチ４４からオン信号が入力されている
状態では、この制御を行う。

【００４２】ヒータ２８は貯留室１０内にのみ設けられ
ているが、発熱室７及び貯留室１０内のシリコーンオイ
ルの液面高さはほぼ同じで、孔６ｅを介して連通してい
る。また、発熱室７と貯留室１０とを区画する前部区画
プレート５は熱伝導性の良い材質で形成されているた
め、貯留室１０内のシリコーンオイルが加熱されること
により、発熱室７内のシリコーンオイルも加熱される。

【００４３】暖房用スイッチ２９ａがオン状態に操作さ
れると、ＣＰＵ４５は温度センサ２７の検出温度が所定
温度Ｔ３以上か否かの判断を行う。所定温度Ｔ３以上で
あれば、ＣＰＵ４５からソレノイドコイル２６の通電指
令及びモータ４２の駆動指令が出力され、電磁クラッチ
２０がオン状態に保持されるとともに、ファン４３が駆
動される。

【００４４】電磁クラッチ２０がオン状態に保持される
と、エンジン３１の回転がベルト３９、プーリ２２及び
電磁クラッチ２０を介して駆動軸１６に伝達され、ロー
タ１９が回転される。ロータ１９の回転に伴い、シリコ
ーンオイルが発熱室７の壁面とロータ１９の外面との間
隙で剪断されて発熱する。この熱は両区画プレート５，
６を介してウォータジャケット８，９内の循環水に熱交
換され、加熱された循環水がヒータコア４１へと送られ
る。

【００４５】ヒータコア４１に送られた循環水はヒータ
コア４１を通過する間に、ファン４３から送られる空気
流に熱を伝達する。そして、暖められた空気が車室内の
暖房に供される。ヒータコア４１で熱が奪われた循環水
はエンジン３１のウォータジャケット経て再びビスカス
ヒータ３０へ送られ、ビスカスヒータ３０で加熱され
る。

【００４６】発熱室７と貯留室とが孔６ｄ，６ｅを介し
て連通されているため、ロータ１９が所定時間以上停止
した状態では、ビスカスヒータ３０の運転中に発熱室７
内を満たしていたシリコーンオイルの一部が、孔６ｄを
介して貯留室１０に戻される。従って、ロータ１９の回
転開始時にはロータ１９と発熱室７の内壁面との間隙の
ほぼ下側半分にシリコーンオイルが満たされた状態とな
っている。

【００４７】この状態からロータが回転を開始すると、
シリコーンオイルの伸張粘性のためにシリコーンオイル
が下側の孔６ｅを介して貯留室１０から引き出されて、
発熱室７の内壁面とロータ１９の外面との間の微少なク
リアランスの全体に万遍なく行き渡る。このとき、後部
区画プレート６に形成された半径方向に延びる溝６ｆの
存在により、シリコーンオイルがロータ１９の後面全体
に行き渡り易くなる。また、ロータ１９の回転中は、シ
リコーンオイルが下側の孔６ｅを介して発熱室７へ供給
されるとともに、発熱室７内のシリコーンオイルが上側
の孔６ｄを介して貯留室１０へ戻され、発熱室７と貯留
室１０との間を循環する。

【００４８】シリコーンオイルの粘度は温度が２５°Ｃ
では約１００００ｃSt（センチストークス）であるが、
０°Ｃで約２００００ｃSt、−３０°Ｃでは約８０００
０ｃStとなり、極低温時には粘度が非常に大きくて流動
性が悪くなる。従って、車両が極低温の環境下で使用さ
れる場合、エンジン３１の駆動と同時にビスカスヒータ
３０の運転を行うと、シリコーンオイルの粘度が大きな
状態でロータ１９が回転されるため、粘性抵抗が非常に
大きくなってエンジンに大きな負荷がかかる状態とな
る。しかし、この実施の形態ではロータ１９はシリコー
ンオイルの温度が所定温度Ｔ３以上の時に駆動されるた
め、ロータ１９はシリコーンオイルの粘度が小さな状態
で駆動され、起動時のトルクが小さくなる。

【００４９】また、シリコーンオイルの粘度が大きい状
態では貯留室１０内から孔６ｅを介して発熱室７へのシ
リコーンオイルの流入が円滑に起こり難い。しかし、シ
リコーンオイルが所定温度Ｔ３まで加熱された後、ロー
タ１９の駆動が開始されるため、ロータ１９の回転に伴
って貯留室１０内のシリコーンオイルが円滑に発熱室７
内に流入する。

【００５０】始動時等のエンジン３１が暖まっていない
状態では、ビスカスヒータ３０を通過することにより循
環水が仮に暖められても、循環水の持つ熱量がエンジン
３１を通る間にエンジン３１を暖めるのに使用され、暖
房には殆ど役立たない。従って、シリコーンオイルが所
定温度Ｔ３に加熱された後にロータ１９の駆動を開始し
ても支障はない。

【００５１】この実施の形態では以下の効果を有する。 （イ） ビスカスヒータ３０にシリコーンオイル（粘性
流体）加熱用のヒータ２８が装備されているため、極低
温環境下で車両が使用される場合、シリコーンオイルを
加熱してシリコーンオイルの粘度が低くなった状態でロ
ータ１９の駆動を開始することにより、ロータ１９の起
動時の負荷トルクを小さくできる。

【００５２】（ロ） 温度センサ２７で検出したシリコ
ーンオイルの温度が所定の条件を満たすとき、具体的に
はシリコーンオイルの粘度がロータ１９の起動時に大き
な負荷トルクを与えない程度の温度未満のときにヒータ
２８をオンとなるように制御する。従って、車両の使用
環境が比較的温度の高い状態や、ビスカスヒータ３０の
運転が開始されてシリコーンオイルの温度が剪断発熱で
高くなった後に、ヒータ２８をオンにして無駄なエネル
ギーを使用することを防止できる。

【００５３】（ハ） シリコーンオイルの温度を温度セ
ンサ２７で直接検出して、その検出温度が所定温度Ｔ３
以上の時にロータ１９の駆動を開始するため、外部環境
に関係なく確実に起動時の負荷トルクを小さくできる。

【００５４】（ニ） ヒータ２８に抵抗発熱ヒータが使
用されているため、ヒータ２８の取り付けや加熱温度の
調整が容易になる。また、この実施の形態ではニクロム
線が使用されているため、安価となる。

【００５５】（ホ） イグニッションスイッチ４４がオ
フ状態から別の位置に操作されると、暖房用スイッチ２
９ａのオン・オフに関係なくヒータ２８の温度制御が開
始される。従って、極低温環境下で車両が使用される場
合において、暖房用スイッチ２９ａがオンになってから
起動時の負荷トルクが小さな状態でロータ１９を駆動で
きるまでの時間を短くできる。

【００５６】（ヘ） 発熱室７と連通する貯留室１０を
設け、シリコーンオイルが発熱室７と貯留室１０との間
を循環する構成としたため、特定のシリコーンオイルが
連続して剪断作用を受けることが抑制されてシリコーン
オイルが熱劣化し難くなり、シリコーンオイルの寿命が
延びる。

【００５７】（ト） ヒータ２８が貯留室１０内に設け
られているため、極低温環境下で車両が使用される場
合、ロータ１９の起動時の負荷トルクを小さくできると
ともに、貯留室１０内から発熱室７へのシリコーンオイ
ルの流入を円滑にできる。

【００５８】（チ） ビスカスヒータ３０の駆動軸１６
にエンジン３１の回転駆動力が電磁クラッチ２０を介し
て伝達されるため、暖房が必要な時にのみ電磁クラッチ
２０を励磁（接続状態に）してビスカスヒータ３０を作
動することができ、暖房が不要な時にエンジン３１に無
駄な負荷がかからない。また、エンジン３１が所定速度
より高速で回転される場合は電磁クラッチ２０を消磁
（切離し状態に）して、シリコーンオイルが過剰発熱状
態となるのを防止することにより、シリコーンオイルの
寿命を延ばすことができる。

【００５９】（リ） シリコーンオイルの温度が第１の
設定温度Ｔ１及び第２の設定温度Ｔ２の間となるように
ヒータ２８のオン・オフ制御が行われるため、一つの設
定温度になるように制御する場合と異なり、ヒータ２８
のオン・オフが頻繁に行われることが回避される。

【００６０】（ヌ） 発熱室７が前部ウォータジャケッ
ト８及び後部ウォータジャケット９によって挟まれるよ
うに配置されているため、発熱室７で発生した熱の大部
分が両区画プレート５，６を介して両ウォータジャケッ
ト８，９の循環水（循環流体）に伝達され、循環流体の
加熱に有効に使用される。

【００６１】（ル） 循環水が両ウォータジャケット
８，９内をフィン５ｃ，６ｃに案内されて循環するた
め、ウォータジャケット８，９内での循環水の流路の短
絡や滞留が防止される。このため、両区画プレート５，
６を挟んで、発熱室７の粘性流体からウォータジャケッ
ト８，９の循環水への熱交換を効率良く行うことができ
る。また、フィン５ｃ，６ｃの存在により、ウォータジ
ャケット８，９内の循環水と、両区画プレート５，６の
接触面積が増大し、熱交換効率が向上する。

【００６２】（ヲ） 両区画プレート５，６が熱伝導率
の良い材質で形成されているため、発熱室７で発生した
熱が効率良くウォータジャケット８，９の循環水に伝達
される。

【００６３】（第２の実施の形態）次に第２の実施の形
態を図４及び図５に従って説明する。この実施の形態で
は貯留室１０がない点と、ヒータ２８が発熱室７内に設
けられている点と、放熱室（ウォータジャケット）が発
熱室７の後側にのみ設けられている点とが前記実施の形
態と大きく異なっている。また、前部区画プレート５が
存在しない。なお、前記実施の形態と同一部分は同一符
号を付して詳しい説明を省略する。

【００６４】前部ハウジング１、区画プレート６及び後
部ハウジング２が、区画プレート６と後部ハウジング２
との間にＯリング４ａを介してボルト３により締結され
ている。前部ハウジング１と区画プレート６との間には
Ｏリング４ｂが介在されている。前部ハウジング１の収
容凹部１ａと、区画プレート６の前端面とにより発熱室
７が形成されている。区画プレート６はその筒部６ａが
後部ハウジング２の内壁面中央に形成された凸部２ｂと
嵌合する状態で組み付けられ、区画プレート６の後端面
と後部ハウジング２の内壁面とによって、放熱室として
のウォータジャケット４７が形成されている。前部ハウ
ジング１の周壁面を貫通して暖房回路からウォータジャ
ケット４７に循環水を取り入れる入水ポートと、ウォー
タジャケット４７から循環水を暖房回路に送り出す出水
ポートとが並設されている（いずれも図示せず）。

【００６５】区画プレート６の前端面には、図５に示す
ように円環状の溝４８ａと、その外側に放射状に延びる
溝４８ｂ，４８ｃとが連通した収容溝４８が形成されて
いる。溝４８ｃは区画プレート６の周面に達するように
形成され、収容溝４８内にはヒータ２８が区画プレート
６の前端面から突出しない状態で、かつその端部が溝４
８ｃから導出されるとともに溝４８ｃ内に埋め込まれた
シール部材４９でシールされた状態で収容されている。
また、前部ハウジング１のロータ１９と対向する内壁面
には、収容溝４８と同様な収容溝５０が形成され、収容
溝５０内にはヒータ２８が収容溝５０内から突出しない
ように収容されている。ヒータ２８が収容溝５０から前
部ハウジング１の周面に導出される部分の端部は収容溝
４８に収容されたヒータ２８と同様にシール部材（図示
せず）を介してシールされている。

【００６６】また、この実施の形態では、シリコーンオ
イルの温度を検出する温度センサは装備されず、ヒータ
２８のオン・オフ及び電磁クラッチ２０のオン・オフを
制御する制御装置２９の制御方法が前記の実施の形態と
異なっている。即ち、制御装置２９は、イグニッション
スイッチ４４からのオン信号が入力されると、暖房用ス
イッチ２９ａのオン・オフに関係なくヒータ２８をオン
状態とし、その状態から所定時間経過後に電磁クラッチ
２０をオン状態にするのを許容する。所定時間は、車両
の使用環境の一般的な最低気温の状態において、ヒータ
２８がオンになってから発熱室７内のシリコーンオイル
がロータ１９の起動時に大きな負荷トルクを与えない粘
度まで加熱される時間に設定されている。この時間は予
め実験又は計算により求められて設定される。

【００６７】例えば、暖房用スイッチ２９ａがオンにな
ったとき、ヒータ２８がオン状態になってから所定時間
経過後であれば、制御装置２９は直ちに電磁クラッチ２
０をオンにし、ロータ１９の駆動が開始される。暖房用
スイッチ２９ａがオンになったとき、ヒータ２８がオン
状態になってから所定時間経過していなければ、所定時
間経過後にロータ１９の駆動が開始される。また、制御
装置２９はヒータ２８にオン信号を出力した後は、エン
ジンの停止信号、即ち、イグニッションスイッチ４４か
らのオフ信号が入力されるまでヒータ２８のオフ信号を
出力しない。

【００６８】この実施の形態においては、前記実施の形
態の（イ）、（ニ）、（ホ）、（チ）及び（ヲ）の効果
を発揮する他に次の効果を有する。 （ワ） ヒータ２８が発熱室７内、即ち発熱室７内のシ
リコーンオイルの加熱に適した位置に配置されているた
め、発熱室７のシリコーンオイルの加熱効率が良くな
る。また、ロータ１９を挟んで発熱室７の両側にヒータ
が配置されているため、シリコーンオイルの加熱効率が
より向上し、極低温環境下の使用条件でも、シリコーン
オイルの粘度が低くなるまでの加熱時間を短くできる。

【００６９】（カ） ヒータ２８はイグニッションスイ
ッチ４４からのオン・オフ信号に基づいて制御されるた
め、ヒータ２８のオン・オフ制御が容易となる。 （ヨ） ロータ１９の駆動開始時期、即ち電磁クラッチ
２０へのオン指令信号の出力時期が、ヒータ２８へのオ
ン指令信号の出力時期からの経過時間と、暖房スイッチ
２９ａのオン信号の有無とによって判断されるため、前
記実施の形態より制御が容易となる。例えば、ＣＰＵ４
５を使用せずに、イグニッションスイッチ４４からのオ
ン信号に基づいてカウントを開始するタイマリレーと、
暖房スイッチ２９ａのオン・オフ信号に基づいて励消磁
されるリレーとの組合せで、ヒータ２８及び電磁クラッ
チ２０を制御する制御手段としての制御回路を構成でき
る。

【００７０】（タ） ロータ１９と対向する発熱室７の
壁面にヒータ２８を収容する溝４８ｂ，４８ｃがロータ
１９の回転方向と交差する方向（この実施の形態ではほ
ぼ直交する方向）に延びるように形成されている。従っ
て、ロータ１９の端面と発熱室７の対向する壁面との間
隙がロータ１９の回転方向において変化するため、ロー
タ１９の回転に伴う粘性流体の剪断力が向上する。その
結果、発熱効率が向上する。溝４８ｂ，４８ｃはヒータ
２８の収容部としての機能以外に剪断力向上手段として
も機能する。

【００７１】（レ） ウォータジャケット４７が片側に
形成されているため、ビスカスヒータがコンパクトにな
る。 （第３の実施の形態）次に第３の実施の形態を図６及び
図７に従って説明する。この実施の形態ではビスカスヒ
ータ３０が、ロータとしてその円筒状の外周面と発熱室
の周壁面との間のシリコーンオイルの剪断発熱が主とな
る構成のものを備えた点が前記両実施の形態と異なって
いる。

【００７２】図６に示すように、中部ハウジング５１及
びシリンダブロック５２を挟んで前部ハウジング５３及
び後部ハウジング５４が、ガスケット５５，５６を介し
て図示しないボルトで締め付け固定されている。円筒状
の中部ハウジング５１の内周面と、シリンダブロック５
２の外周面との間にウォータジャケット５７が螺旋状に
区画形成されている。中部ハウジング５１の外周部には
入水ポート５８ａ及び出水ポート５８ｂが設けられてい
る。

【００７３】発熱室５９を構成するシリンダブロック５
２内にはロータ６０が回転可能に収容されている。ロー
タ６０は、アルミニウム合金製の円筒状部材６０ａと、
その両端に圧入された一対の固定板６０ｂとにより中空
なドラム状に形成され、両固定板６０ｂを貫通する駆動
軸６１に対して一体回転可能に固定されている。駆動軸
６１は両ハウジング５３，５４に対して軸受装置６２及
び軸封装置６３を介して回転可能に支持されている。ロ
ータ６０の外周面と発熱室５９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６０の各端
面と発熱室５９の内端面（両ハウジング５３，５４の内
壁面）との間に、シリコーンオイルが充填されている。
前部ハウジング５３には第１の実施の形態と同様な電磁
クラッチ（図示せず）が設けられ、エンジンの回転がベ
ルト及び電磁クラッチを介して駆動軸６１に伝達される
ようになっている。

【００７４】図６及び図７に示すように、シリンダブロ
ック５２の内周面には収容溝６４が形成されている。収
容溝６４はほぼ駆動軸６１に沿って延びる状態で前後に
折り返すように形成され、収容溝６４内にヒータ２８が
シリンダブロック５２の内周面から突出しないように収
容されている。

【００７５】この実施の形態のヒータ２８のオン・オフ
制御及び電磁クラッチのオン・オフ制御は第２の実施の
形態と同様に行われる。その結果、第２の実施の形態と
同様な効果、即ち（イ）、（ニ）、（ホ）、（チ）、及
び（ヲ）〜（レ）の効果が得られる。また、ロータ６０
の径が小さくても、軸方向の長さを長くすることによ
り、シリコーンオイルの剪断発熱による発熱量を増大す
ることができ、エンジンルーム内での配設位置の確保が
容易となる。

【００７６】なお、本発明は各実施の形態に限定される
ものではなく、例えば次のように具体化してもよい。 （１） 図８に示すように、第１の実施の形態のビスカ
スヒータ３０において、貯留室１０内に孔６ｅを開閉す
る開閉手段としての弁６５を設ける。弁６５はバイメタ
ルや形状記憶合金等で板状に形成され、発熱室７内の温
度が所定温度Ｔ４以上に上昇したときに孔６ｅを閉鎖
し、発熱室７内の温度が所定温度Ｔ４未満のときは開放
状態に保持するように機能する。即ち、弁６５は発熱室
７内の温度が所定温度Ｔ４以上になると発熱室７内の剪
断発熱に寄与する粘性流体を貯留室１０に回収する回収
手段を構成する。

【００７７】従って、この構成のビスカスヒータ３０で
は、ロータ１９が駆動された後、発熱室７内の温度が所
定温度Ｔ４に上昇するまでは、第１の実施の形態と同様
に作用する。そして、発熱室７内の温度が所定温度Ｔ４
以上に上昇すると、弁６５が閉じて貯留室１０から発熱
室７へのシリコーンオイルの供給が停止される。この状
態では発熱室７内のシリコーンオイルの大部分が孔６ｄ
から貯留室１０内に回収され、発熱室７内においてシリ
コーンオイルの剪断発熱が発生しなくなる。その結果、
シリコーンオイルが発熱室７内で過剰発熱状態となるこ
とが確実に防止され、シリコーンオイルの寿命がより延
びる。

【００７８】（２） 第２及び第３の実施の形態におい
て、一度オン状態になったヒータ２８を、暖房スイッチ
２９ａからのオフ信号が入力されるまでオン状態に保持
する代わりに、ヒータ２８がオン状態になってから所定
時間経過後にオフとするように制御してもよい。この場
合、シリコーンオイルの温度が上昇した後、ヒータ２８
をオン状態に保持する無駄なエネルギー消費を回避でき
る。

【００７９】（３） （２）においてヒータ２８へのオ
フ指令を、ロータ１９，６０の駆動時、即ち電磁クラッ
チ２０へのオン信号出力時と同時期にする。ロータ１
９，６０が駆動された後はシリコーンオイルの剪断発熱
により温度が上昇するため、ヒータ２８をオン状態に保
持しなくても支障がない。この場合、ヒータ２８がオン
になってからの経過時間をカウントするカウンタあるい
はタイマが不要となり、（２）に比較して構成が簡単に
なるとともに、ヒータ２８のオン・オフ制御が容易とな
る。

【００８０】（４） 第２の実施の形態において、ヒー
タ２８がオン状態になった後、ロータ１９を駆動するま
での所定時間の設定方法として、制御装置２９にビスカ
スヒータ３０の使用環境温度と設定時間との関係を示す
マップ又は関係式を記憶させておき、使用環境温度に対
応して設定時間を変更する。マップを使用する場合は、
極低温（−３０°Ｃ）から０°Ｃの範囲を複数、例えば
３等分して各温度（−３０°Ｃ，−２０°Ｃ，−１０°
Ｃ，０°Ｃ）における設定時間を記憶させる。そして、
使用環境温度以下で最も近い設定温度に対応する設定時
間を使用する。分割範囲、分割数及び分割間隔は適宜設
定してもよい。使用環境温度の検出は発熱室７に温度セ
ンサを設けたり、冷却水温度の検出センサあるいは気温
検出センサを利用する。冷却水温度の検出センサあるい
は気温検出センサは一般に車両に装備されているため、
新たに設ける必要がない。この場合、より適した設定時
間を設定でき、ロータ１９の起動時に負荷トルクが小さ
くなる状態までの待ち時間を、ヒータ２８の使用エネル
ギーを増やすことなく短くできる。また、第３の実施の
形態においても同様な制御方法を使用してもよく、その
場合も同様な効果が得られる。

【００８１】（５） 前記各実施の形態及び各変更例に
おいて、ヒータ２８へのオン指令を暖房用スイッチ２９
ａのオン信号あるいはビスカスヒータ３０のオン信号に
基づいて行うようにしてもよい。この場合は、イグニッ
ショスイッチ４４からのオン信号に基づく場合に比較し
て、シリコーンオイルの温度が所定温度に達するまでの
時間が若干長くなるが、さほど支障はなくほぼ同様な効
果が得られる。

【００８２】（６） 第１の実施の形態において、貯留
室１０内だけでなく、第２の実施の形態のように発熱室
７のロータ１９と対向する壁面に収容溝を形成して該溝
内にもヒータ２８を収容してもよい。この場合は、シリ
コーンオイルが所定温度となるまでの時間が短時間とな
る。また、温度センサ２７で発熱室７内のシリコーンオ
イルの温度を検出して、その検出信号を使用して第１の
実施の形態と同様の制御を行ってもよい。

【００８３】（７） 第１の実施の形態の構成のビスカ
スヒータ３０において、貯留室１０内にヒータ２８を設
ける代わりに、発熱室７のロータ１９と対向する壁面に
収容溝を形成して該収容溝内にヒータ２８を収容しても
よい。また、第２の実施の形態において貯留室を設けて
発熱室７と貯留室との間をシリコーンオイルが循環する
構成とし、貯留室内にもヒータ２８を設けたり、発熱室
７内のヒータ２８を省略して貯留室内にだけヒータを設
けた構成としてもよい。

【００８４】（８） 発熱室７，５９内のシリコーンオ
イルを加熱するためのヒータ２８の配設位置は、ロータ
１９，６０と対向する発熱室７，５９の内壁面に設けた
収容溝４８，５０内に限らず、発熱室７内のシリコーン
オイルの加熱に適した位置であればよい。例えば、発熱
室７，５９内のロータ１９，６０と干渉し難い位置に配
設したり、発熱室７，５９を区画する壁内に発熱室７，
５９と連通しない状態で設けた収容部内にヒータ２８を
設けてもよい。この構成を前記各実施の形態及び変更例
にそれぞれ適用することにより、各実施の形態及び変更
例にそれぞれ対応した効果が得られる。

【００８５】（９） 温度検出センサ２７の配設位置は
貯留室１０内に限らず、発熱室７内のロータ１９，６０
と干渉しない位置としてもよい。また、シリコーンオイ
ルの温度を直接検出する代わりに、後部ハウジング２の
外面等に温度センサ２７を取り付けて、間接的にシリコ
ーンオイルの温度を検出してもよい。この場合は、予め
シリコーンオイルの真の温度と温度センサ２７の検出値
との関係を調べておき、その関係を考慮して制御データ
として使用する。

【００８６】（１０） 各実施の形態において、それぞ
れ流路４０内の水温を検出する水温センサを設けるとと
もに、水温センサの検出信号を制御装置２９に入力する
構成とする。そして、ロータ１９、６０の駆動時期とモ
ータ４２の駆動時期とを独立させ、水温が所定温度以上
のときにモータ４２に駆動指令を出力して、ファン４３
を駆動する構成とする。この場合、暖房時に冷たい風が
車室内に送られることを防止できる。

【００８７】（１１） プーリ２２と駆動軸１６との間
に電磁クラッチ２０を設ける代わりに、プーリ２２を駆
動軸１６に一体回転可能に固定するとともに、プーリ２
２に巻き掛けられるベルト３９に回動力を伝達するプー
リ側に電磁クラッチを設けてもよい。

【００８８】（１２） ロータ１９を平板に代えてラビ
リンス形状の円盤とし、発熱室７を構成する区画プレー
ト５，６や前部ハウジング１に対応するラビリンスを形
成する。この場合は、剪断発熱の効率が良くなる。

【００８９】（１３） 加熱手段として抵抗発熱ヒータ
以外の電気を利用する電気的ヒータを使用したり、バー
ナーなどの燃焼式のヒータを使用してもよい。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。

【００９０】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〜請求項７のいずれか一項に記載の発
明において、ビスカスヒータは発熱室に連通するととも
に粘性流体が発熱室との間で出入り可能な貯留室を備
え、発熱室内の温度が所定温度以上になると発熱室内の
剪断発熱に寄与する粘性流体を貯留室に回収する回収手
段を設ける。この場合、発熱室内の温度が所定温度以上
になると発熱室内の粘性流体は剪断発熱をほとんど行わ
なくなり、粘性流体が過剰加熱状態となるのが防止さ
れ、粘性流体の寿命が延びる。

【００９１】（２） （１）の発明において、前記貯留
室は粘性流体供給路及び粘性流体回収路とを介して発熱
室と連通され、前記回収手段は粘性流体供給路を発熱室
内の温度が所定温度以上のときに閉じ、所定温度未満で
は開く開閉手段である。この場合も（１）の発明と同様
な効果を発揮する他に回収手段の構成が簡単になる。

【００９２】（３） 発熱室のロータと対向する壁面に
ロータの回転方向と交差する方向に延びる収容溝を形成
し、該収容溝内に加熱手段として電気的ヒータを収容す
る。この場合、収容溝が剪断力向上手段として機能し、
発熱効率が向上する。

【００９３】（４） 請求項１〜請求項７及び（１）〜
（３）のいずれか一項に記載の発明において、加熱手段
はイグニッションスイッチがオフ位置以外の位置に操作
されたことによるオン信号によってオン状態になる。こ
の場合、ビスカスヒータのスイッチをオンにしたときに
加熱手段をオンにする場合に比較して、ロータ起動時の
負荷トルクが小さくなる状態になるまでの時間が短くな
る。

【００９４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜請求項
７に記載の発明によれば、ビスカスヒータの使用環境が
極低温の場合でも、ビスカスヒータ（ロータ回転）の起
動時の負荷トルクを小さくできる。

【００９５】請求項２に記載の発明によれば、加熱手段
がオン状態になると、発熱室内の粘性流体が速やかに加
熱され、極低温の環境下においてもビスカスヒータの起
動時に粘性流体の粘度が低くなり、起動時の負荷トルク
が小さくなる。

【００９６】請求項３に記載の発明によれば、発熱室に
連通するとともに粘性流体が発熱室との間で循環可能な
貯留室を備えたビスカスヒータの使用環境が極低温の場
合でも、粘性流体が発熱室全体に円滑に行き渡り、起動
性を改善することができる。

【００９７】請求項４に記載の発明によれば、加熱手段
として抵抗発熱ヒータが使用されているため、加熱手段
の取り付けや加熱温度の調整が容易になる。請求項５に
記載の発明によれば、ビスカスヒータの起動時に加熱手
段がオンになっても直ちにロータが駆動されず、所定時
間経過後にロータの駆動が開始される。従って、粘性流
体が加熱手段により粘度が低くなるまで加熱されたとき
にロータの駆動を開始することにより、より確実に起動
時の負荷トルクを小さくできる。

【００９８】請求項６に記載の発明によれば、加熱手段
のオン・オフ制御が容易となる。請求項７に記載の発明
によれば、粘性流体の温度に基づいて加熱手段のオン・
オフ制御が行われる。従って、粘性流体の粘度が低い時
に加熱手段をオン状態にしてエネルギーを無駄に使う虞
がない。また、使用環境の温度に拘わらず粘性流体の温
度を所定の温度に制御し易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態のビスカスヒータの縦断面
図。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】 ビスカスヒータを組み込んだ車両用暖房装置
の概略構成図。

【図４】 第２の実施の形態のビスカスヒータの部分縦
断面図。

【図５】 同じく後部区画プレートの正面図。

【図６】 第３の実施の形態のビスカスヒータの部分縦
断面図。

【図７】 同じくヒータの収容状態を示すシリンダブロ
ックの展開図。

【図８】 変更例のビスカスヒータの部分縦断面図。

【符号の説明】

１…前部ハウジング、２…後部ハウジング、５…ハウジ
ングを構成する前部区画プレート、６…同じく後部区画
プレート、７，５９…発熱室、８…放熱室としての前部
ウォータジャケット、９…同じく後部ウォータジャケッ
ト、１０…貯留室、１９，６０…ロータ、２７…温度検
出手段としての温度センサ、２８…加熱手段としてのヒ
ータ、２９…制御手段としての制御装置、３０…ビスカ
スヒータ、４４…イグニッションスイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 達也 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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【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ロータで剪断
   することにより発生した熱を前記放熱室内の循環流体に
   熱交換するビスカスヒータであって、前記粘性流体の加
   熱手段を備えたビスカスヒータ。
2. 【請求項２】 前記加熱手段は発熱室内の粘性流体の加
   熱に適した位置に配設されている請求項１に記載のビス
   カスヒータ。
3. 【請求項３】 前記ビスカスヒータは前記発熱室に連通
   するとともに粘性流体が発熱室との間で循環可能な貯留
   室を備え、該貯留室内に前記加熱手段が配設されている
   請求項１又は請求項２に記載のビスカスヒータ。
4. 【請求項４】 前記加熱手段には抵抗発熱ヒータが使用
   されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の
   ビスカスヒータ。
5. 【請求項５】 前記ビスカスヒータは前記ロータの駆動
   時期を制御する制御手段を備え、該制御手段はビスカス
   ヒータの起動時に前記加熱手段がオンとなった時から所
   定時間後に、前記ロータの駆動を開始させるようにロー
   タの駆動時期を制御する請求項１〜請求項４のいずれか
   一項に記載のビスカスヒータ。
6. 【請求項６】 前記加熱手段はオン状態になった後、エ
   ンジンの停止信号が入力されるまでオン状態に保持され
   る請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のビスカス
   ヒータ。
7. 【請求項７】 前記ビスカスヒータは粘性流体の温度を
   直接又は間接的に検出する温度検出手段と、前記温度検
   出手段の検出温度が所定の条件を満たすときに加熱手段
   がオンとなるように前記加熱手段のオン、オフを制御す
   る制御手段とを備えた請求項１〜請求項４のいずれか一
   項に記載のビスカスヒータ。