JPH10264641A - 車両用補助熱源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に電磁クラッチを廃止することにより、車
両への搭載性の向上および部品点数の削減を達成するこ
とのできる暖房用補助熱源装置３を提供する。 【解決手段】 発熱室５４内の高粘性流体の発生熱を冷
却水に吸熱するビスカスヒータ６の駆動軸１０をエンジ
ンにより直接ベルト駆動している。これにより、エンジ
ンルームの小型化に伴ってエンジン補機類の搭載スペー
スが狭いエンジンの周辺に、容易にビスカスヒータ６を
取り付けることができるので、車両への搭載性を向上で
きる。さらに、電磁クラッチを廃止することによりベル
ト伝動機構２の部品点数を低減できる。そして、ビスカ
スヒータ６の発熱室５４内の高粘性流体の発生熱を暖房
用補助熱源として利用することにより、エンジンの発熱
量の小さいディーゼルエンジン車であっても充分な暖房
能力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、剪断発熱器内の粘
性流体の発生熱を利用することにより車室内の暖房を行
う車両用補助熱源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両用暖房装置としては、水
冷式のエンジンを冷却する冷却水をダクト内のヒータコ
アに供給して、このヒータコアを通過することにより加
熱された空気を送風機によって車室内に送り込んで、車
室内の暖房を行う車両用温水式暖房装置が一般的であ
る。

【０００３】ところが、例えばディーゼルエンジン車や
リーンバーンエンジン車のように、エンジンの発熱量が
少なくてエンジンの排熱により冷却水を充分に加熱する
ことができない車両の場合には、冷却水回路内の冷却水
温を所定冷却水温（例えば８０℃）に維持することが困
難であるため、車室内の暖房能力が不足するという不具
合があった。

【０００４】上記のような不具合を解消する目的で、従
来より、特開平２−２４６８２３号公報または特開平３
−５７８７７号公報において次のような補助熱源装置を
備えた車両用暖房装置が提案されている。それは、エン
ジンからヒータコアに冷却水を供給するための冷却水回
路の途中に剪断発熱器を設置し、その冷却水回路中の冷
却水温が設定冷却水温以下の時に剪断発熱器を作動させ
ることによって、車室内の暖房能力を向上させるように
した車両用補助熱源装置（以下従来の技術と呼ぶ）であ
る。

【０００５】ここで、剪断発熱器は、エンジンの回転動
力をベルト伝動機構および電磁クラッチを介してシャフ
トに伝達し、ケース内に発熱室を設けて、その発熱室の
外周に冷却水路を形成し、更に発熱室内にシャフトと一
体的に回転するロータを配置すると共に、ロータの回転
によりその発熱室内に封入された高粘性シリコンオイル
等の粘性流体に剪断力を作用させて熱を発生させ、その
発生熱により冷却水路内を還流する冷却水を加熱してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
では、比較的に高価で、体格や重量の大きい電磁クラッ
チを介してエンジンによりベルト駆動されているので、
製品価格が非常に高くなると共に、エンジンの周囲には
種々のエンジン補機が架装されている関係上、電磁クラ
ッチが設けられているとエンジンの周囲にさらに大きな
搭載スペースが必要となる。このため、車両への搭載性
が非常に悪いという問題が生じている。

【０００７】また、剪断発熱器の発熱室内に封入された
粘性流体の油温は、冷却水路内を還流する冷却水温に関
係なく、エンジンの回転速度が高速であればある程上昇
する。すなわち、粘性流体の油温は、剪断発熱器のロー
タの回転速度が高速であればある程上昇する。特に、粘
性流体として高粘性シリコンオイルを使用した場合に
は、高粘性シリコンオイルの物性としてオイル自体の油
温が例えば２００℃以上に過上昇すると、シリコンオイ
ルの熱劣化および剪断による機械的劣化が発生する可能
性がある。このようにシリコンオイルの熱劣化および機
械的劣化が発生すると、シリコンオイルの粘度が低下す
ることにより、エンジンの回転速度が低速のときのシリ
コンオイルの発熱効率が低下し、車室内の暖房能力が低
下するという問題が生じる。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、電磁クラッチを廃止すること
により、車両への搭載性の向上および部品点数の削減を
達成することのできる車両用補助熱源装置の提供を目的
とする。また、粘性流体の熱劣化および機械的劣化の発
生を防止することにより粘性流体の発熱効率の低下を抑
えることのできる車両用補助熱源装置の提供を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、駆動源と剪断発熱器のロータとの間の電磁クラ
ッチを廃止して、動力伝達手段によって駆動源とロータ
とを直結することにより、剪断発熱器のロータと駆動源
とを連結する動力伝達手段の部品点数を削減できる。そ
れによって、車両用補助熱源装置の製品価格を低減でき
ると共に、エンジンの周囲に存する各種エンジン補機の
搭載スペースを小さくすることができ、車両用補助熱源
装置の車両への搭載性を向上できるという効果が得られ
る。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、剪断発熱
器に発熱量調整手段を設けることによって、剪断発熱器
の発熱室内の粘性流体の量を調節して、発熱室内の粘性
流体の発熱量を調整することにより、動力伝達手段によ
って駆動源とロータとを直結していても、すなわち、電
磁クラッチを設けなくても、粘性流体の温度の過上昇を
抑えることができるので、粘性流体の熱劣化および機械
的劣化を抑えることができる。それによって、ロータの
回転速度が低速になっても発熱室内の粘性流体の発熱効
率の低下を抑制できるため、熱媒体の加熱効率の低下を
抑えることができるという効果が得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】

〔第１実施形態の構成〕図１ないし図３は本発明の第１
実施形態を示したもので、図１は暖房用補助熱源装置を
示した図で、図２はエンジンとベルト伝動機構を示した
図で、図３は車両用空気調和装置の冷却水回路を示した
図である。

【００１２】本実施形態の車両用空気調和装置１は、水
冷式のディーゼルエンジン（以下エンジンと略す）Ｅを
車両前部に搭載するフロントエンジン車に設けられ、フ
ロントエアコンユニット（以下エアコンユニットと略
す）ＦおよびリヤヒータユニットＲを、図示しないエア
コン制御装置によって制御するように構成されたデュア
ルエアコン（車両用暖房装置）である。さらに、車両用
空気調和装置１には、エンジンＥに駆動連結されたベル
ト伝動機構２と、このベルト伝動機構２を介してエンジ
ンＥの回転動力が与えられるとエンジンＥを冷却する冷
却水を加熱する暖房用補助熱源装置３と、この暖房用補
助熱源装置３を制御するビスカス制御装置４（図５参
照）が設けられている。

【００１３】エンジンＥは、本発明の駆動源に相当する
もので、車両前部に設けられたエンジンルーム（図示せ
ず）内に搭載され、運転されることにより排熱を発生
し、その排熱により冷却水を温めるウォータジャケット
を有している。そのウォータジャケットには、エンジン
Ｅを暖房用主熱源とする温水式暖房装置に使用される冷
却水回路５が接続されている。

【００１４】なお、冷却水回路５には、この冷却水回路
５中に冷却水を循環させるウォータポンプ１１が設けら
れている。また、エンジンＥのクランク軸（出力軸）１
２には、ベルト伝動機構２と駆動連結するためのクラン
クプーリ１３が取り付けられている。ここで、冷却水と
しては、エチレングリコール水溶液等の不凍液を添加し
た冷却水、不凍液や防錆剤等の混合したロングライフク
ーラント（Ｌ．Ｌ．Ｃ）などを使用しても良い。また、
冷却水の代わりに、熱媒体としてオイル等の冷却液を使
用しても良い。

【００１５】エアコンユニットＦは、車両の車室内の前
席側空調ゾーンを空調（冷房または暖房）する前席側空
調ユニットであり、車室内の前席側空調ゾーンに向けて
空気を送るための前席側空調ダクト（以下フロントダク
トと言う）１４を配設している。このフロントダクト１
４は、空気の流れ方向の上流側から下流側に向かって、
フロントファン１５、冷凍サイクルのエバポレータ１
６、冷却水回路５のフロントヒータ１７等が設置されて
いる。

【００１６】そして、フロントダクト１４の最上流側で
は、外気吸込口１８ａおよび外気吸込口１８ｂが開口し
ている。そして、外気吸込口１８ａおよび外気吸込口１
８ｂは、内外気切替ドア１８により選択的に開閉されて
吸込口モードが切り替えられる。また、フロントダクト
１４の最下流側では、デフロスタ吹出口１９ａ、フェイ
ス吹出口１９ｂおよびフロントフット吹出口１９ｃが開
口している。そして、デフロスタ吹出口１９ａ、フェイ
ス吹出口１９ｂおよびフロントフット吹出口１９ｃは、
吹出口モード切替ドア１９により選択的に開閉されて吹
出口モードが切り替えられる。フロントファン１５は、
ブロワモータ２０により回転駆動されて、フロントダク
ト１４内において車室内へ向かう空気流を発生する送風
機である。

【００１７】エバポレータ１６は、フロントダクト１４
内を流れる空気を冷却する空気冷却手段（冷媒蒸発器、
冷却用熱交換器）で、コンプレッサ２１、コンデンサ
（冷媒凝縮器）、レシーバ（気液分離器）、エキスパン
ション・バルブ（膨張弁、減圧手段）と共に冷凍サイク
ルを構成する。コンプレッサ２１は、図示しない電磁ク
ラッチを介してエンジンＥの回転動力が与えられると冷
媒を圧縮し吐出する冷媒圧縮機である。このコンプレッ
サ２１の入力軸に駆動連結された電磁クラッチのＶプー
リ２２は、後記するベルト伝動機構２のＶベルトを介し
てエンジンＥのクランクプーリ１３に駆動連結してい
る。

【００１８】フロントヒータ１７は、フロントダクト１
４内においてエバポレータ１６よりも空気の流れ方向の
下流側（風下側）に設置され、且つ冷却水回路５におい
て暖房用補助熱源装置３よりも冷却水の流れ方向の下流
側のフロントヒータ回路４１の途中に設けられている。
フロントヒータ１７は、エバポレータ１６を通過した空
気と冷却水とを熱交換して空気を加熱する空気加熱手段
（暖房用熱交換器）である。なお、フロントヒータ１７
の風上側には、エアミックスドア２３が回動自在に取り
付けられている。このエアミックスドア２３は、開度に
応じて、フロントヒータ１７を通過する空気量（温風
量）とフロントヒータ１７を迂回する空気量（冷風量）
とを調節して車室内に吹き出す空気の吹出温度を調節す
る吹出温度調節手段である。

【００１９】リヤヒータユニットＲは、車室内の後席側
空調ゾーンを空調する後席側空調ユニットであり、車室
内の後席側空調ゾーンに向けて空気を送るための後席側
空調ダクト（以下リヤダクトと言う）３１を配設してい
る。このリヤダクト３１は、空気の流れ方向の上流側か
ら下流側に向かって、リヤファン３２およびリヤヒータ
３３等が設置され、最下流側にはリヤフット吹出口３４
が開口している。リヤファン３２はブロワモータ３５に
より回転駆動される。

【００２０】リヤヒータ３３は、フロントヒータ回路４
１に並列接続されたリヤヒータ回路４２の途中に設けら
れ、内部にウォータバルブ３６によって流入量が調節さ
れる冷却水が流れ、この冷却水を熱源としてリヤダクト
３１内を流れる空気を加熱する空気加熱手段（暖房用熱
交換器）である。

【００２１】本実施形態の暖房用補助熱源装置３は、本
発明の車両用補助熱源装置に相当するもので、エンジン
Ｅの回転動力が伝達されると発生する熱を暖房用補助熱
源として利用されるものである。そして、暖房用補助熱
源装置３は、冷却水回路５に連結する冷却水路７内を還
流する冷却水を加熱するビスカスヒータ６と、このビス
カスヒータ６にエンジンＥの回転動力を伝達するベルト
伝動機構２とを備えている。

【００２２】ベルト伝動機構２は、本発明の動力伝達手
段に相当するもので、エンジンＥのクランクプーリ１３
とコンプレッサ（エンジン補機）２１のＶプーリ２２と
を駆動連結する多段式のＶベルト８、このＶベルト８に
Ｖプーリ２２と一緒に共掛けされたＶプーリ９、および
このＶプーリ９に回転駆動される駆動軸１０を有してい
る。

【００２３】Ｖベルト８は、エンジンＥの回転動力をビ
スカスヒータ６とコンプレッサ２１とに与えるベルト伝
動手段である。また、Ｖベルト８には、エンジン補機
（例えばエンジンＥの潤滑油を汲み上げるオイルポン
プ、または自動変速機の作動油を汲み上げるオイルポン
プ）２４のＶプーリ２５も共掛けされている。なお、Ｖ
ベルト８にウォータポンプ１１のＶプーリや、エンジン
Ｅおよびラジエータを空冷するための冷却ファンを駆動
するＶプーリを共掛けしても良い。駆動軸１０は、先端
部にＶプーリ９が締結部材により締め付け固定されてい
る。なお、駆動軸１０をエンジンＥのクランク軸１２等
の出力軸に直接連結しても良く、さらに駆動軸１０とエ
ンジンＥの出力軸との間に一段以上の歯車変速機やＶベ
ルト式無段変速機等の動力伝達手段を連結しても良い。

【００２４】本実施形態のビスカスヒータ６は、上述し
た駆動軸１０と、この駆動軸１０の前端側を軸受（図示
せず）を介して回転自在に支持するハウジング５１と、
駆動軸１０の後端側を軸受５０を介して回転自在に支持
するケーシング５２と、このケーシング５２内に回転可
能に配されたロータ５３と、熱媒体流路としての冷却水
路７と、発熱室５４内の高粘性流体の発熱量を調整する
発熱量調整装置（油温自己制御機構）９０とから構成さ
れている。

【００２５】ハウジング５１は、後端側が開口した容器
形状の第１ハウジング（フロントハウジング）５１ａと
この第１ハウジング５１ａの開口を液密的に塞ぐ第２ハ
ウジング（リヤハウジング）５１ｂとから構成され、両
者はボルト等の締結具５１ｃを用いて固定されている。
ケーシング５２は、後端側に略円板形状の溝部が形成さ
れた第１ケーシング（フロントケーシング）５２ａとこ
の第１ケーシング５２ａの溝部を液密的に塞ぐ第２ケー
シング（リヤケーシング）５２ｂとから構成されてい
る。

【００２６】ケーシング５２は、アルミニウム合金等の
熱伝導性に優れた金属部材よりなり、外周面がハウジン
グ５１の内周面に溶接等の接合手段を用いて部分的に接
合されている。このケーシング５２の内部には、剪断力
が作用すると発熱する高粘性流体（例えば高粘性シリコ
ンオイル等の高粘性オイル）が封入された発熱室（剪断
室）５４が形成されている。そして、ケーシング５２の
周囲には、高粘性流体の熱を冷却水に効率良く伝達する
ための多数の板状フィン５５が一体成形されている。

【００２７】なお、板状フィン５５の代わりにケーシン
グ５２の外壁面を凸凹にしたり、コルゲートフィンや微
細ピンフィン等の熱伝達促進部材をケーシング５２の外
壁面に設けたりしても良い。また、ケーシング５２とロ
ータ５３との間でラビリンスシールを形成して、そのラ
ビリンスシールを発熱室としても良い。

【００２８】ロータ５３は、発熱室５４内に回転可能に
配され、駆動軸１０の後端部の外周に固定されている。
このロータ５３の外周面または両側壁面には、複数の溝
部（図示せず）が形成され、隣設する溝部間に突起部が
形成されている。そして、ロータ５３は、駆動軸１０に
エンジンＥの回転動力が与えられると駆動軸１０と一体
的に回転して発熱室５４内に封入されている高粘性流体
に剪断力を作用させる。

【００２９】冷却水路７は、第１ハウジング５１ａと第
２ハウジング５１ｂとの間に形成され、内部をエンジン
Ｅのウォータジャケットより流出した冷却水が還流す
る。この冷却水路７の入口ポート（図示せず）は、エン
ジンＥのウォータジャケットと冷却水配管を介して連結
している。また、冷却水路７の出口ポート（図示せず）
は、フロントヒータ１７およびリヤヒータ３３と冷却水
配管を介して連結している。

【００３０】発熱量調整装置９０は、本発明の発熱量調
整手段に相当するもので、第２ハウジング５１ｂと第２
ケーシング５２ｂとの間に、高粘性流体が一時的に貯留
される貯油室５６を有している。この貯油室５６は、第
２ケーシング５２ｂに形成された油出口５７および油入
口（給油口、油出入口）５８を介して発熱室５４に連通
している。

【００３１】なお、発熱室５４および貯油室５６の両方
で、約３０ｇの高粘性流体を貯えるようになっている。
そして、油出口５７は、駆動軸１０付近で開口してお
り、油入口５８は、貯油室５６の地方向側で開口してい
る。また、第２ケーシング５２ｂの内側面には、図４に
示したように、油出口５７と発熱室５４の外周側とを連
通する連通溝９１が形成されている。この連通溝９１
は、駆動軸１０を中心にして放射状に複数個設けられて
いても良い。

【００３２】そして、油出口５７内には、螺旋状の特殊
ギヤ９２が差し込まれている。その特殊ギヤ９２は、駆
動手段としての電動モータ９３により正転方向または逆
転方向に駆動されることによって、螺旋状の溝部分に高
粘性流体が絡まって油出口５７を往復し、貯油室５６内
の高粘性流体を発熱室５４内に戻したり、発熱室５４内
の高粘性流体を貯油室５６内に吸引したりする高粘性流
体搬送手段である。ここで、その特殊ギヤ９２の電動モ
ータ９３は、ビスカス制御装置４により通電制御され
る。

【００３３】次に、ビスカス制御装置４を図１および図
５に基づいて説明する。ここで、図５はビスカス制御装
置４を示した図である。このビスカス制御装置４は、例
えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピュータで、
エンジンＥの回転速度を検出する回転速度センサ（回転
速度検出手段）９５、冷却水回路５内の冷却水温を検出
する冷却水温センサ（熱媒体検出手段）９６、および発
熱室５４内の高粘性流体の油温を検出する油温センサ
（高粘性流体温度検出手段）９７等からのセンサ信号
や、図示しない各種スイッチからのスイッチ信号に基づ
いて、特殊ギヤ９２の電動モータ９３の回転速度および
回転方向を制御する。

【００３４】ビスカス制御装置４による電動モータ９３
の制御の一例を示すと、回転速度センサ９５で検出した
エンジンＥの回転速度が所定回転速度（例えば８００ｒ
ｐｍ）以下の時に、電動モータ９３を高速で正回転させ
て貯油室５６内の高粘性流体を発熱室５４内に急速に戻
す。そして、エンジンＥの回転速度が所定回転速度（例
えば１５００ｒｐｍ）以下の時には、電動モータ９３を
低速で正回転させる。また、エンジンＥの回転速度が所
定回転速度（例えば２５００ｒｐｍ）以上の時には、電
動モータ９３を低速で逆回転させて発熱室５４内の高粘
性流体を貯油室５６内に吸引する。そして、エンジンＥ
の回転速度が所定回転速度（例えば３５００ｒｐｍ）以
上の時には、電動モータ９３を高速で逆回転させる。な
お、回転速度センサ９５の代わりに、ビスカスヒータ６
の駆動軸１０やロータ５３の回転速度を検出する回転速
度センサを使用しても良い。

【００３５】さらに、冷却水温センサ９６で検出した冷
却水回路５の冷却水温が所定冷却水温（例えば５０℃）
以下の時には、電動モータ９３を高速で正回転させる。
そして、冷却水回路５の冷却水温が所定冷却水温（例え
ば７５℃）以下の時には、電動モータ９３を低速で正回
転させる。また、冷却水回路５の冷却水温が所定冷却水
温（例えば８０℃）以上の時には、電動モータ９３を低
速で逆回転させる。そして、冷却水回路５の冷却水温が
所定冷却水温（例えば８５℃）以上の時には、電動モー
タ９３を高速で逆回転させる。

【００３６】さらに、油温センサ９７で検出した高粘性
流体の油温が所定油温（例えば１４０℃）以下の時に
は、電動モータ９３を高速で正回転させる。そして、高
粘性流体の油温が所定油温（例えば１６０℃）以下の時
には、電動モータ９３を低速で正回転させる。また、高
粘性流体の油温が所定油温（例えば１８０℃）以上の時
には、電動モータ９３を低速で逆回転させる。そして、
高粘性流体の油温が所定油温（例えば２００℃）以上の
時には、電動モータ９３を高速で逆回転させる。

【００３７】〔第１実施形態の作用〕次に、本実施形態
の車両用空気調和装置１の作用を図１ないし図５に基づ
いて簡単に説明する。

【００３８】エンジンＥが始動されると、クランクプー
リ１３、Ｖベルト８およびＶプーリ２２を介してコンプ
レッサ２１にエンジンＥの回転動力が伝達される。これ
により、冷凍サイクル中に冷媒が循環して、フロントダ
クト１４内を流れる空気がエバポレータ１６を通過する
際に冷却される。

【００３９】また、Ｖプーリ９を介して駆動軸１０にエ
ンジンＥの回転動力が与えられ、駆動軸１０が回転する
ことにより、ビスカスヒータ６のロータ５３が回転す
る。そして、ウォータポンプ１１にもエンジンＥの回転
動力が伝達されることにより、エンジンＥを冷却した冷
却水は、ウォータジャケットより流出して、冷却水配管
を通ってハウジング５１内の冷却水路７内に流入する。

【００４０】このとき、ビスカスヒータ６では、駆動軸
１０と一体的にロータ５３が回転しているので、発熱室
５４内の高粘性流体に剪断力が作用することにより、高
粘性流体が発熱している。したがって、冷却水路７内に
流入した冷却水は、ケーシング５２の周囲を巡るとき
に、ケーシング５２の板状フィン５５を介して高粘性流
体の発生熱を吸熱することにより加熱される。

【００４１】そして、ビスカスヒータ６の発生熱を回収
して充分加熱された冷却水は、冷却水配管を通ってフロ
ントヒータ１７およびリヤヒータ３３に供給される。こ
れにより、フロントダクト１４内のエバポレータ１６よ
り流出した空気は、フロントヒータ１７内を流れる高温
の冷却水と熱交換して再加熱（リヒート）され、フロン
トフット吹出口１９ｃより前席側空調ゾーン内に吹き出
される。また、リヤダクト３１内に吸い込まれた空気
は、リヤヒータ３３内を流れる高温の冷却水と熱交換し
て加熱され、リヤフット吹出口３４より後席側空調ゾー
ン内に吹き出される。したがって、充分な暖房能力で車
室内の暖房が行われる。

【００４２】なお、ビスカスヒータ６の発熱能力は、発
熱室５４内に封入された高粘性流体の粘性係数により予
め任意に設定することができる。すなわち、粘性係数の
高い高粘性流体程、ロータ５３の回転により作用する剪
断力が大きくなるため、ビスカスヒータ６の発熱能力が
高くなり、エンジンＥの負荷および燃料消費率が大きく
なる。一方、粘性係数の低い高粘性流体程、ロータ５３
の回転により作用する剪断力が小さくなるため、ビスカ
スヒータ６の発熱能力が低くなり、エンジンＥの負荷お
よび燃料消費率が小さくなる。

【００４３】また、本実施形態では、電磁クラッチを設
けていないのでビスカスヒータ６に常にエンジンＥの回
転動力が伝わる構造になっている。したがって、ビスカ
スヒータ６のロータ５３は常時回転しており、エンジン
Ｅの回転速度が増速されればされる程ロータ５３は高速
回転する。ビスカスヒータ６の発熱能力は、ロータ５３
が高速回転する程大きくなるので、高粘性流体の温度
（油温）が高温化することになる。本実施形態では高粘
性流体として高粘性シリコンオイルを使用しているの
で、高粘性流体の油温が高くなり過ぎると高粘性流体が
熱劣化および機械的劣化するという不具合が生じる可能
性がある。

【００４４】しかし、本実施形態では、発熱室５４内の
高粘性流体は、剪断応力下で剪断応力に対して垂直方向
に流動する（ワイセンベルグ効果）ことにより回転の中
心側に集まり、油出口５７より貯油室５６に抜ける。こ
れにより、発熱室５４内の高粘性流体の量が減少するの
で、高粘性流体の油温が例えば２００℃以上に高くなり
過ぎることはない。そして、貯油室５６内に流入した高
粘性流体は自重により貯油室５６の下部に溜まる。その
後、電動モータ９３を正回転させることにより、油入口
５８より発熱室５４内に戻ってロータ５３に付着しなが
ら発熱室５４全体に介在するようになる。

【００４５】〔第１実施形態の効果〕以上のように、本
実施形態では、エンジンＥとビスカスヒータ６の駆動軸
１０との間の電磁クラッチを廃止して、ベルト伝動機構
２によってエンジンＥと駆動軸１０とを直結することに
より、ビスカスヒータ６のロータ５３とエンジンＥとを
連結するベルト伝動機構２の部品点数を削減できる。

【００４６】それによって、暖房用補助熱源装置３全体
の製品価格を低減できると共に、ベルト伝動機構２のＶ
ベルト８の取回しに大きな設置（作業）スペースが不要
となる。これにより、エンジンルームの小型化に伴って
エンジン補機類の搭載スペースが狭く、しかも非常に制
約の大きいエンジンＥの周辺に、容易にビスカスヒータ
６を取り付けることができるので、車両への搭載性を向
上できる。

【００４７】そして、本実施形態では、ビスカスヒータ
６に、発熱室５４内の高粘性流体の油温を制御する油温
自己制御機構としての発熱量調整装置９０を設けてい
る。したがって、エンジンＥの回転速度、冷却水温また
は高粘性流体の油温に基づいて、特殊ギヤ９２の回転速
度および回転方向を調整することにより、発熱室５４内
の高粘性流体の量を増減して、発熱室５４内の高粘性流
体の発熱量を調整している。

【００４８】したがって、エンジンＥによりビスカスヒ
ータ６を直接ベルト駆動していても、すなわち、エンジ
ンＥとビスカスヒータ６との間に比較的に高価で、体格
や重量の大きい電磁クラッチを介在させなくても、高粘
性流体の油温の過上昇を抑えることができるので、部品
点数や組付工数を軽減でき、暖房用補助熱源装置３の製
品価格を低減することができる。さらに、高粘性流体の
熱劣化および機械的劣化を抑えることができる。

【００４９】それによって、部品点数や組付工数を軽減
でき、暖房用補助熱源装置３の製品価格を低減すること
ができる。さらに、エンジンＥの回転速度、すなわち、
ビスカスヒータ６のロータ５３の回転速度が低速になっ
ても発熱室５４内の高粘性流体の発熱効率の低下を抑制
できるため、冷却水の加熱効率の低下を抑えることがで
きるので、車室内の暖房能力の低下を抑えることができ
る。

【００５０】また、発熱室５４内の高粘性流体の発熱量
（油温）を任意の値に調整することができるので、例え
ばエンジンＥの始動時、車両の加速時または車両の登坂
時のようにエンジンＥの負荷が大きくなる時に、エンジ
ンＥの負荷を軽減するために、電動モータ９３を高速で
逆回転させて発熱室５４内の高粘性流体を急速に貯油室
５６内に吸引するようにすることもできる。

【００５１】また、暖房用主熱源としてのエンジンＥに
対して、ビスカスヒータ６の発生熱を暖房用補助熱源と
して利用してフロントヒータ１７に供給される冷却水を
充分加熱することができる。したがって、例えばディー
ゼルエンジン車やリーンバーンエンジン車のように、エ
ンジンＥの発熱量が少なくてエンジンＥの排熱により冷
却水を充分に加熱することができない車両であっても、
冷却水回路５内の冷却水温を所定冷却水温（例えば８０
℃）程度に維持することができ、車室内の暖房能力が不
足することを防止できる。

【００５２】〔第２実施形態〕図６は本発明の第２実施
形態を示したもので、暖房用補助熱源装置を示した図で
ある。

【００５３】本実施形態では、第１実施形態のケーシン
グ５２の下方に副貯油室５６ａを設けて、この副貯油室
５６ａと発熱室５４との間を高粘性流体が往復移動する
ように特殊ギヤ９８および電動モータ９９を設けてい
る。本実施形態の場合には、発熱室５４内の全ての高粘
性流体を貯油室５６および副貯油室５６ａに吸引するこ
ともできるので、ビスカスヒータ６を使用する必要のな
い（例えば冷房運転等）時にエンジンＥの負荷を軽減す
ることができる。なお、副貯油室５６ａは、ケーシング
５２の地方向で、且つ駆動軸１０の軸心を中心にして円
弧形状に設けられている。５８ａは油出入口である。

【００５４】〔第３実施形態〕図７は本発明の第３実施
形態を示したもので、図７（ａ）、（ｂ）は油温自己制
御機構の作動状態を示した図である。

【００５５】本実施形態では、ビスカスヒータ６の油温
自己制御機構（本発明の発熱量調整手段に相当する）と
して、高粘性流体の油温が高温（例えば２００℃）以上
に上昇すると開弁するバイメタル６６、および高粘性流
体の油温が低温（例えば１００℃）以下に低下すると開
弁するバイメタル６７をケーシング５２の油出口５７お
よび油入口５８に取り付けている。

【００５６】本実施形態では、エンジンＥの回転速度が
高速となって、ビスカスヒータ６のロータ５３の回転速
度も高速となることにより、発熱室５４内の高粘性流体
の油温が高温化すると、図７（ａ）に示したように、バ
イメタル６６が油出口５７を開くので、発熱室５４内の
高粘性流体が貯油室５６内に流出する。そして、貯油室
５６内の高粘性流体の油温が自然冷却により低温化する
と、図７（ｂ）に示したように、バイメタル６７が油入
口５８を開くので、貯油室５６内の高粘性流体が発熱室
５４内に戻る。これにより、発熱室５４内の高粘性流体
が熱劣化および機械的劣化することを防止できるので、
第１実施形態と同様な効果が得られる。

【００５７】〔第４実施形態〕図８は本発明の第４実施
形態を示したもので、油温自己制御機構の作動状態を示
した図である。

【００５８】本実施形態では、ビスカスヒータ６の油温
自己制御機構（本発明の発熱量調整手段に相当する）と
して、ビスカスヒータ６の貯油室５６内に支軸６８を中
心に回動するアルミニウム合金製のロータリバルブ６
９、およびこのロータリバルブ６９を駆動する渦巻き型
板ばね状のバイメタル（図示せず）を配設している。ロ
ータリバルブ６９には、ケーシング５２の油出口５７ま
たは油入口５８を選択的に開閉する略円弧形状の窓部７
１が形成されている。

【００５９】本実施形態では、バイメタルの周囲の雰囲
気温度（高粘性流体の油温を含む）が高温化すると、図
８（ａ）に示したように、バイメタルがロータリバルブ
６９を駆動することにより窓部７１が油出口５７と一致
するので、発熱室５４内の高粘性流体が貯油室５６内に
流出する。そして、貯油室５６内の高粘性流体の油温が
自然冷却により低温化して、バイメタルの雰囲気温度が
低温化すると、図８（ｂ）に示したように、バイメタル
がロータリバルブ６９を戻すことにより窓部７１が油入
口５８と一致するので、貯油室５６内の高粘性流体が発
熱室５４内に戻る。これにより、発熱室５４内の高粘性
流体が熱劣化および機械的劣化することを防止できるの
で、第１実施形態と同様な効果が得られる。

【００６０】〔他の実施形態〕本実施形態では、本発明
を車室内の暖房と冷房とを行うことが可能な車両用空気
調和装置１に適用したが、本発明を車室内の暖房のみを
行うことが可能な車両用暖房装置に適用しても良い。ま
た、水冷式のエンジンＥの即効暖機を行うエンジン暖機
装置に本発明を適用しても良い。

【００６１】本実施形態では、暖房用主熱源、駆動源と
して水冷式のエンジンＥを使用したが、駆動源としてモ
ータを使用しても良い。また、本実施形態では、暖房用
補助熱源装置として、冷却水回路５にビスカスヒータ６
のみを設けたが、水冷式オルタネータ、電気ヒータやモ
ータ等の電気部品の排熱を回収する排熱回収器などを併
用しても良い。

【００６２】本実施形態では、螺旋状の特殊ギヤ９２と
この特殊ギヤ９２を駆動する電動モータ９３とから発熱
室５４と貯油室５６との間で高粘性流体を往復移動させ
る高粘性流体搬送手段を構成したが、ベルトコンベアと
このベルトコンベアを駆動する駆動手段とから高粘性流
体搬送手段を構成しても良い。

【００６３】また、ビスカスヒータ６の油温自己制御機
構（本発明の発熱量調整手段に相当する）として、第３
実施形態のバイメタル６６、６７の代わりに、高粘性流
体の油温に応じてケーシング５２の油出口５７または油
入口５８を選択的に開閉するサーモワックス（温度作動
式開閉弁）を使用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】暖房用補助熱源装置を示した断面図である（第
１実施形態）。

【図２】エンジンとベルト伝動機構を示した概略図であ
る（第１実施形態）。

【図３】車両用空気調和装置の冷却水回路を示した概略
図である（第１実施形態）。

【図４】第２ケーシングを示した平面図である（第１実
施形態）。

【図５】ビスカス制御装置を示したブロック図である
（第１実施形態）。

【図６】暖房用補助熱源装置を示した断面図である（第
２実施形態）。

【図７】（ａ）、（ｂ）は油温自己制御機構の作動状態
を示した図である（第３実施形態）。

【図８】（ａ）、（ｂ）は油温自己制御機構の作動状態
を示した図である（第４実施形態）。

【符号の説明】

Ｅ エンジン（駆動源） Ｆ エアコンユニット Ｒ リヤヒータユニット １ 車両用空気調和装置 ２ ベルト伝動機構（動力伝達手段） ３ 暖房用補助熱源装置（車両用補助熱源装置） ４ ビスカス制御装置 ５ 冷却水回路 ６ ビスカスヒータ（剪断発熱器） ７ 冷却水路 ８ Ｖベルト ９ Ｖプーリ １０ 駆動軸 １７ フロントヒータ ３３ リヤヒータ ５３ ロータ ５４ 発熱室 ５６ 貯油室 ５７ 油出口 ５８ 油入口 ９０ 発熱量調整装置（発熱量調整手段） ９２ 特殊ギヤ ９３ 電動モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 肇 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）駆動源の回転動力が加わると回転す
   るロータ、およびこのロータに回転動力が加わると剪断
   力が作用されて熱を発生する粘性流体を内部に収容した
   発熱室を有し、この発熱室内の粘性流体の発生熱により
   熱媒体を加熱する剪断発熱器と、 （ｂ）前記駆動源と前記ロータとを直結すると共に、前
   記駆動源の回転動力を前記ロータに伝達する動力伝達手
   段とを備えた車両用補助熱源装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用補助熱源装置にお
   いて、 前記剪断発熱器は、前記発熱室内の粘性流体の量を調節
   することにより、前記発熱室内の粘性流体の発熱量を調
   整する発熱量調整手段を有することを特徴とする車両用
   補助熱源装置。