JPH10272917A - Reciprocation type viscous heater - Google Patents

Reciprocation type viscous heater

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JPH10272917A
JPH10272917A JP9151054A JP15105497A JPH10272917A JP H10272917 A JPH10272917 A JP H10272917A JP 9151054 A JP9151054 A JP 9151054A JP 15105497 A JP15105497 A JP 15105497A JP H10272917 A JPH10272917 A JP H10272917A
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JP
Japan
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swash plate
piston
reciprocating
drive shaft
chamber
Prior art date
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Application number
JP9151054A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Moroi
隆宏 諸井
Takashi Ban
孝志 伴
Tatsuyuki Hoshino
辰幸 星野
Tatsuya Hirose
達也 廣瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24VCOLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a viscous heater capable of minimizing dispersion of heating capacity caused by dispersion of machining precision. SOLUTION: A double ended piston 23 is stowed inside cylinder bores 12b, 13b formed in inner cylinders 12i, 13i composing cylinder blocks 12, 13 communicably with a chamber 18 where a swash plate 24 is stowed. The swash plate 24 is supported integrally rotatable at the middle of the drive shaft 20 and each piston 23 is moored to the swash plate 24 through a shoe 26. A water jacket 27 is formed between inner cylinders 12i, 13i and outer cylinders 12o, 13o. The piston 23 is reciprocated inside cylinders 12b, 13b by rotation of the swash plate 24 following the rotation of the drive shaft 20 and heat generated by fluid fraction of viscous fluid intervening between the circumferential surface of the piston 23 and the wall surface of the cylinder bores 12b, 13b is exchanged by the circulating water inside the water jacket 27.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ハウジング内に発
熱室及び放熱室を区画し、前記発熱室内で運動する部材
の作用により発熱室内に収納された粘性流体に流体摩擦
による熱を発生させ、この熱を前記放熱室を流れる循環
流体に熱交換するビスカスヒータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention divides a heat generating chamber and a heat radiating chamber in a housing, and generates heat by fluid friction in a viscous fluid stored in the heat generating chamber by the action of a member moving in the heat generating chamber. The present invention relates to a viscous heater for exchanging the heat with a circulating fluid flowing through the radiating chamber.

【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】[0005]

【発明が解決しようとする課題】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。
In the above-mentioned conventional viscous heater, since it is necessary to form irregularities for forming a labyrinth groove on the front and rear outer wall portions of the rotor, the rotor body has a larger axis than a radius from its axis. It has a shape similar to a short disk. 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.

【0006】また、円盤型のビスカスヒータでは、その
発熱量は理論的に半径の4乗に比例するため、半径のば
らつき、オイルの充填率の大小、オイルの存在位置の違
い等による能力のばらつきが大きくなる。即ち、加工精
度のばらつきがビスカスヒータの暖房能力に大きく影響
する。その結果、ばらつきを見越して暖房能力を大き
め、即ち半径を大きめに設定すると、発熱により粘性流
体が過剰加熱状態となって劣化し易くなるという問題が
生じる。
Further, in a disk-type viscous heater, the calorific value is theoretically proportional to the fourth power of the radius, and therefore, the variation in the capacity due to the variation of the radius, the filling rate of the oil, the difference in the location of the oil, and the like. Becomes larger. That is, variations in processing accuracy greatly affect the heating capacity of the viscous heater. As a result, if the heating capacity is increased, that is, if the radius is set to be large in anticipation of the variation, there is a problem that the viscous fluid is overheated due to heat generation and is likely to be deteriorated.

【0007】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目的は、加工精度のばらつきに起因
する暖房能力のばらつきを小さくできるビスカスヒータ
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 an object of the present invention is to provide a viscous heater capable of reducing variations in heating capacity due to variations in processing accuracy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、ハウジングに設けられ
た発熱室と、前記発熱室の壁面との間に粘性流体が介在
する状態で往復移動可能に配設された往復運動部材と、
前記往復運動部材を駆動する駆動手段と、前記発熱室に
隣接して設けられ、前記往復運動部材の往復運動により
発生した熱を循環流体に熱交換する放熱室とを備えた。
According to the first aspect of the present invention, a viscous fluid is interposed between a heat generating chamber provided in a housing and a wall surface of the heat generating chamber. A reciprocating member arranged so as to be able to reciprocate with
There is provided a driving means for driving the reciprocating member, and a heat radiating chamber provided adjacent to the heat generating chamber and exchanging heat generated by the reciprocating motion of the reciprocating member with a circulating fluid.

【0009】このビスカスヒータでは、発熱室の壁面と
の間に粘性流体が介在する状態で、往復運動部材が駆動
手段の作用により往復運動する。そして、往復運動部材
の往復運動による粘性流体の流体摩擦により発生した熱
が放熱室内の循環流体に熱交換される。往復運動部材の
往復運動による発熱量は、流体摩擦力に依存する。流体
摩擦力は粘性流体の粘性係数と、粘性流体が介在する発
熱室壁面と往復運動部材との隙間の逆数と、前記隙間と
対応する往復運動部材の表面積とに比例する。従って、
円盤式と異なり一つの部材の加工精度の4乗で発熱量に
影響を与えるということがなく、加工精度のばらつきが
あっても、暖房能力が大きくばらつくことがない。
In this viscous heater, the reciprocating member reciprocates by the action of the driving means with the viscous fluid interposed between the viscous heater and the wall surface of the heating chamber. Then, heat generated by the fluid friction of the viscous fluid due to the reciprocating motion of the reciprocating member is exchanged with the circulating fluid in the radiating chamber. The amount of heat generated by the reciprocating motion of the reciprocating member depends on the fluid frictional force. The fluid frictional force is proportional to the viscosity coefficient of the viscous fluid, the reciprocal of the gap between the wall of the heating chamber where the viscous fluid is interposed and the reciprocating member, and the surface area of the reciprocating member corresponding to the gap. Therefore,
Unlike the disk type, the heating power is not affected by the fourth power of the processing accuracy of one member, and the heating capacity does not vary greatly even if the processing accuracy varies.

【0010】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記駆動手段は外部駆動源の回転力
を伝達する駆動軸と、該駆動軸の回転に伴ってシューを
介して前記往復運動部材に往復運動を伝達するカムプレ
ートとを備えている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the driving means includes a driving shaft for transmitting a rotational force of an external driving source, and a shoe via a rotation of the driving shaft. A cam plate for transmitting reciprocating motion to the reciprocating member.

【0011】この発明では、外部駆動源の回転力により
駆動軸が回転すると、カムプレートが駆動軸と一体回転
する。カムプレートの回転がシューを介して往復運動部
材の往復運動に変換される。その他の作用は請求項1に
記載の発明と同様である。
According to the present invention, when the drive shaft is rotated by the torque of the external drive source, the cam plate rotates integrally with the drive shaft. The rotation of the cam plate is converted to reciprocating motion of the reciprocating member via the shoe. Other functions are the same as those of the first aspect.

【0012】請求項3に記載の発明では、前記カムプレ
ートは前記駆動軸上に傾動可能に支持された斜板であ
り、該斜板の傾斜角度を変更させる斜板角度変更手段を
備えている。
According to the third aspect of the present invention, the cam plate is a swash plate supported on the drive shaft so as to be tiltable, and is provided with swash plate angle changing means for changing the tilt angle of the swash plate. .

【0013】この発明では、外部駆動源の回転力により
駆動軸が回転すると、その回転が斜板及びシューを介し
て往復運動部材の往復運動に変換される。往復運動部材
の往復運動のストロークは斜板と駆動軸とのなす角度に
よって変化し、斜板角度(駆動軸と直交する面と斜板と
のなす角度)が小さくなるほどストロークが短くなり、
発熱量が小さくなる。斜板角度が斜板角度変更手段によ
って変更され、高速回転時に発熱量が過剰になるのが防
止されるとともに、低速回転時にも必要な発熱量の確保
が可能となる。
According to the present invention, when the drive shaft is rotated by the torque of the external drive source, the rotation is converted into reciprocating motion of the reciprocating member via the swash plate and the shoe. The stroke of the reciprocating motion of the reciprocating member changes depending on the angle between the swash plate and the drive shaft. The smaller the swash plate angle (the angle between the plane orthogonal to the drive shaft and the swash plate), the shorter the stroke.
The calorific value decreases. The swash plate angle is changed by the swash plate angle changing means, so that the amount of heat generated during high-speed rotation is prevented from becoming excessive, and the required amount of heat generated during low-speed rotation can be secured.

【0014】請求項4に記載の発明では、請求項3に記
載の発明において、前記斜板は前記駆動軸に一体回転可
能に支持された回転支持体に、ヒンジ機構を介して相対
回転不能に連結され、前記斜板角度変更手段は前記斜板
が収容された室に連通され、該室内の圧力を調整する圧
力調整手段である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the swash plate is fixed to a rotation support member rotatably supported by the drive shaft so as to be relatively non-rotatable via a hinge mechanism. The swash plate angle changing means is connected to a chamber in which the swash plate is housed, and is a pressure adjusting means for adjusting a pressure in the chamber.

【0015】この発明では、駆動軸と一体に回転支持体
が回転され、斜板はヒンジ機構を介して回転体と一体に
回転される。そして、斜板角度は斜板が収容された室内
の圧力により変更される。駆動軸の回転速度が同じ場
合、室内の圧力が下がると斜板角度が大きくなって発熱
量が多くなり、圧力が上がると斜板角度が小さくなって
発熱量が少なくなる。室内の圧力は圧力調整手段により
所望の値に調整される。
In the present invention, the rotary support is rotated integrally with the drive shaft, and the swash plate is rotated integrally with the rotary body via the hinge mechanism. The swash plate angle is changed by the pressure in the room in which the swash plate is housed. When the rotation speed of the drive shaft is the same, when the indoor pressure decreases, the swash plate angle increases and the amount of generated heat increases, and when the pressure increases, the swash plate angle decreases and the amount of generated heat decreases. The pressure in the room is adjusted to a desired value by the pressure adjusting means.

【0016】請求項5に記載の発明では、請求項3又は
請求項4に記載の発明において、前記斜板角度変更手段
は起動時に斜板と駆動軸とのなす角度が大きくなるよう
に斜板角度を調整する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect of the present invention, the swash plate angle changing means increases the angle between the swash plate and the drive shaft at the time of startup. Adjust the angle.

【0017】この発明では、斜板角度が小さな状態で起
動されるため、起動時に駆動軸を駆動するのに必要なト
ルクが小さくなる。請求項6に記載の発明では、請求項
2〜請求項5のいずれか一項に記載の発明において、前
記粘性流体には機械油が使用されている。
In the present invention, the swash plate is started with a small angle, so that the torque required to drive the drive shaft at the time of starting is reduced. In the invention described in claim 6, in the invention described in any one of claims 2 to 5, machine oil is used as the viscous fluid.

【0018】この発明では、粘性流体の潤滑性が良いた
め、カムプレートや斜板とシューとの間等の摺動部の潤
滑が良好となり、摺動部の信頼性及び耐久性が向上す
る。請求項7に記載の発明では、請求項1〜請求項6の
いずれか一項に記載の発明において、前記往復運動部材
をピストンとした。
In the present invention, since the lubricating property of the viscous fluid is good, the lubrication of the sliding portion such as between the cam plate or the swash plate and the shoe is improved, and the reliability and durability of the sliding portion are improved. In the invention described in claim 7, in the invention described in any one of claims 1 to 6, the reciprocating member is a piston.

【0019】ピストンは種々の機器に使用されており、
その加工精度は一般に高いので、ビスカスヒータに使用
する場合にも比較的簡単に加工精度を高くできる。
The piston is used in various devices,
Since the processing accuracy is generally high, the processing accuracy can be relatively easily increased even when used for a viscous heater.

【0020】[0020]

【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1〜図3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 vehicle heating apparatus will be described below with reference to FIGS.

【0021】図1に示すように、ハウジングを構成する
フロントハウジング11、フロント側のシリンダブロッ
ク12、リヤ側のシリンダブロック13及びリヤプレー
ト14は、フロントハウジング11からシリンダブロッ
ク12,13を貫通してリヤプレート14に螺着された
複数本のボルト15によって締結されている。両シリン
ダブロック12,13は、インナーシリンダ12i,1
3i及びアウターシリンダ12o,13oによりそれぞ
れ構成され、インナーシリンダ12iはフロントハウジ
ング11に、インナーシリンダ13iはリヤプレート1
4に位置決めピン15aを介してそれぞれ位置決め固定
されている。この実施の形態では各インナーシリンダ1
2i,13iはそれぞれ複数(各々1本のみ図示)の位
置決めピン15aを介して位置決め固定されている。両
シリンダブロック12,13間にはシールのためのガス
ケット16が介在されている。また、フロントハウジン
グ11とシリンダブロック12との間及びシリンダブロ
ック13とリヤプレート14との間にはそれぞれガスケ
ット17が配設されている。
As shown in FIG. 1, a front housing 11, a front side cylinder block 12, a rear side cylinder block 13 and a rear plate 14 constituting the housing extend through the cylinder blocks 12, 13 from the front housing 11. It is fastened by a plurality of bolts 15 screwed to the rear plate 14. The two cylinder blocks 12, 13 are provided with inner cylinders 12i, 1
3i and outer cylinders 12o and 13o, respectively. The inner cylinder 12i is in the front housing 11, and the inner cylinder 13i is in the rear plate 1.
4 are respectively positioned and fixed via positioning pins 15a. In this embodiment, each inner cylinder 1
2i and 13i are positioned and fixed via a plurality of (only one is shown) positioning pins 15a. A gasket 16 for sealing is interposed between the two cylinder blocks 12 and 13. Gaskets 17 are disposed between the front housing 11 and the cylinder block 12 and between the cylinder block 13 and the rear plate 14, respectively.

【0022】前記両インナーシリンダ12i,13iの
対向面には室18が形成され、シリンダブロック12,
13の中心部には軸孔12a,13aが形成されてい
る。インナーシリンダ12i,13iには軸孔12a,
13aの周囲に等間隔で複数のシリンダボア12b,1
3bが互いに平行に貫通形成されるとともに、室18を
外側と連通する通路19が複数形成されている。駆動手
段を構成する駆動軸としての駆動シャフト20はフロン
トハウジング11を貫通するとともに室18を横切る状
態でラジアルベアリング21,22を介して回転可能に
支持されている。フロントハウジング11側に配設され
たラジアルベアリング21には軸封機能を有するベアリ
ング(例えばリップシール付きベアリング)が使用され
ている。
A chamber 18 is formed on the opposite surface of the inner cylinders 12i and 13i.
Shaft holes 12a and 13a are formed in the center of the shaft 13. The inner cylinders 12i, 13i have shaft holes 12a,
A plurality of cylinder bores 12b, 1
3b are formed to penetrate in parallel with each other, and a plurality of passages 19 communicating the chamber 18 with the outside are formed. A drive shaft 20 serving as a drive shaft constituting the drive means is rotatably supported via radial bearings 21 and 22 so as to penetrate the front housing 11 and cross the chamber 18. As the radial bearing 21 disposed on the front housing 11 side, a bearing having a shaft sealing function (for example, a bearing with a lip seal) is used.

【0023】シリンダボア12b,13b内には往復運
動部材としての両頭のピストン23が挿入されている。
ピストン23の円柱部周面とシリンダボア12b,13
b内面とのクリアランス(サイドクリアランス)は1m
m以下、例えば0.2〜0.5mmの所定の値に設定さ
れている。ピストン23の各頭部を構成する円柱部の長
さは、シリンダボア12b,13bの長さとほぼ同じに
形成されている。駆動シャフト20の中間部には駆動手
段を構成するカムプレートとしての斜板24が一体回転
可能に支持されている。斜板24のボス部24aとシリ
ンダブロック12,13との間にはスラストベアリング
25がそれぞれ介装されている。斜板24には各ピスト
ン23が一対のシュー26を介して係留され、駆動シャ
フト20の回転に伴う斜板24の回転により、ピストン
23がシリンダボア12b,13b内で往復運動される
ようになっている。シリンダボア12b,13b及び室
18は発熱室を構成する。
A double-headed piston 23 as a reciprocating member is inserted into the cylinder bores 12b and 13b.
The peripheral surface of the cylindrical portion of the piston 23 and the cylinder bores 12b, 13
b Clearance to the inner surface (side clearance) is 1m
m or less, for example, a predetermined value of 0.2 to 0.5 mm. The length of the cylindrical portion forming each head of the piston 23 is formed to be substantially the same as the length of the cylinder bores 12b and 13b. A swash plate 24 as a cam plate constituting a driving means is supported at an intermediate portion of the driving shaft 20 so as to be integrally rotatable. Thrust bearings 25 are interposed between the boss 24a of the swash plate 24 and the cylinder blocks 12, 13, respectively. Each piston 23 is moored to the swash plate 24 via a pair of shoes 26, and the rotation of the swash plate 24 accompanying the rotation of the drive shaft 20 causes the piston 23 to reciprocate in the cylinder bores 12b and 13b. I have. The cylinder bores 12b, 13b and the chamber 18 constitute a heat generating chamber.

【0024】フロントハウジング11及びリヤプレート
14のインナーシリンダ12i,13iとの対向面に
は、通路19とシリンダボア12b,13bとを連通可
能とする凹部11a,14aが形成されている。シリン
ダボア12b,13b、室18、通路19及び凹部11
a,14a内には、粘性流体が収容されている。粘性流
体としてはシリコーンオイルや機械油等が使用されてい
る。
On the surfaces of the front housing 11 and the rear plate 14 facing the inner cylinders 12i, 13i, there are formed recesses 11a, 14a which allow the passage 19 to communicate with the cylinder bores 12b, 13b. Cylinder bores 12b, 13b, chamber 18, passage 19 and recess 11
The viscous fluid is accommodated in a and 14a. Silicone oil, mechanical oil, or the like is used as the viscous fluid.

【0025】インナーシリンダ12i,13iの外周と
アウターシリンダ12o,13oの内周との間には図2
に示すように、各シリンダボア12b,13bのほぼ半
周を囲むように環状のウォータジャケット27が形成さ
れている。ウォータジャケット27は各シリンダブロッ
ク12,13の室18側が開放された溝部28,29と
して形成されている。ウォータジャケット27は発熱室
に隣接する放熱室を構成する。フロント側のシリンダブ
ロック12の外周部には車両内に設けられた暖房回路
(図示略)からウォータジャケット27に循環流体とし
ての循環水を取り入れる入水ポート30が形成されてい
る。リヤ側のシリンダブロック13の外周部にはウォー
タジャケット27から循環水を暖房回路に送り出す出水
ポート31が形成されている。
The distance between the outer circumferences of the inner cylinders 12i and 13i and the inner circumferences of the outer cylinders 12o and 13o is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, an annular water jacket 27 is formed so as to surround substantially half the circumference of each of the cylinder bores 12b and 13b. The water jacket 27 is formed as grooves 28 and 29 in which the chambers 18 of the cylinder blocks 12 and 13 are open. The water jacket 27 forms a heat radiating chamber adjacent to the heat generating chamber. A water inlet port 30 for taking in circulating water as a circulating fluid from the heating circuit (not shown) provided in the vehicle to the water jacket 27 is formed in the outer peripheral portion of the cylinder block 12 on the front side. A water outlet port 31 for sending circulating water from the water jacket 27 to the heating circuit is formed in the outer peripheral portion of the rear cylinder block 13.

【0026】入水ポート30から導入された循環水がウ
ォータジャケット27内全体を満遍なく流れて出水ポー
ト31から排出されるように、ウォータジャケット27
内には螺旋状の突条28a,29aが形成されている。
突条28a,29aはウォータジャケット27の内側の
壁面、即ちシリンダボア12b,13bに近い側に突設
されている。突条28a,29aの先端は対向する壁面
との間に隙間がある状態に形成されている。
The water jacket 27 is arranged so that the circulating water introduced from the water inlet port 30 flows evenly throughout the water jacket 27 and is discharged from the water outlet port 31.
Inside, spiral ridges 28a and 29a are formed.
The ridges 28a and 29a are provided on the inner wall surface of the water jacket 27, that is, on the side close to the cylinder bores 12b and 13b. The tips of the ridges 28a and 29a are formed in a state where there is a gap between the ridges 28a and 29a.

【0027】フロントハウジング11から突出する駆動
シャフト20の端部と、フロントハウジング11に突設
された支持筒部11bとの間には電磁クラッチ32が設
けられている。電磁クラッチ32は、アンギュラベアリ
ング33を介して支持筒部11b上に回転可能に支持さ
れたプーリ34と、駆動シャフト20の外端部に止着さ
れた支持リング35上にスライド可能に設けられた円板
形状のクラッチ板36とを備えている。クラッチ板36
の背面側には、板バネ37が配設されている。板バネ3
7はその略中央部において支持リング35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36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36の正面は、プーリ34の端面34aと対
向しており、プーリ34の端面34aがもう一つのクラ
ッチ板としての役目を果たす。
An electromagnetic clutch 32 is provided between an end of the drive shaft 20 protruding from the front housing 11 and a support cylinder 11b protruding from the front housing 11. The electromagnetic clutch 32 is slidably provided on a pulley 34 rotatably supported on the support cylinder 11 b via an angular bearing 33 and on a support ring 35 fixed to the outer end of the drive shaft 20. And a disk-shaped clutch plate 36. Clutch plate 36
A leaf spring 37 is provided on the back side of the. Leaf spring 3
7 is fixed to the support ring 35 at a substantially central portion thereof, and its outer end (upper and lower ends in FIG. 1) is connected to the outer peripheral portion of the clutch plate 36 by rivets or the like.
The front surface of the clutch plate 36 is opposed to the end surface 34a of the pulley 34, and the end surface 34a of the pulley 34 functions as another clutch plate.

【0028】プーリ34はベルトを介して外部駆動源と
しての車両のエンジン(いずれも図示せず)に作動連結
される。また、フロントハウジング11には環状のソレ
ノイドコイル38が支持されている。そして、ソレノイ
ドコイル38の励消磁制御によって、クラッチ板36が
プーリ34の端面34aに圧接されたり、その圧接が解
除されることで、プーリ34と駆動シャフト20とが連
結されたり、その連結が解除される。プーリ34と駆動
シャフト20とが連結されることにより、車両用エンジ
ンにより駆動シャフト20が回転される。
The pulley 34 is operatively connected to an engine (not shown) of the vehicle as an external drive source via a belt. The front housing 11 supports an annular solenoid coil 38. The clutch plate 36 is pressed against the end face 34a of the pulley 34 by the excitation / demagnetization control of the solenoid coil 38, or the pressure is released, whereby the pulley 34 and the drive shaft 20 are connected or the connection is released. Is done. By connecting the pulley 34 and the drive shaft 20, the drive shaft 20 is rotated by the vehicle engine.

【0029】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。車両エンジンが駆動された状態
で電磁クラッチ32がオン状態になって駆動シャフト2
0が回転されると、室18内の斜板24が回転され、シ
ュー26を介して複数のピストン23がシリンダボア1
2b,13b内で往復動される。各ピストン23はその
外周面とシリンダボア12b,13bの壁面との間に粘
性流体が存在する状態で往復運動する。ピストン23と
シリンダボア12b,13bの壁面との隙間は非常に狭
いため、ピストン23が往復運動すると粘性流体を剪断
することによる摩擦力(流体摩擦力)が働き、該粘性流
体が発熱する。そして、その熱がシリンダボア12b,
13bの外側に設けられたウォータジャケット27にて
循環水と熱交換される。
Next, the operation of the viscous heater configured as described above will be described. When the vehicle engine is driven, the electromagnetic clutch 32 is turned on and the drive shaft 2
0 is rotated, the swash plate 24 in the chamber 18 is rotated, and the plurality of pistons 23 are
It is reciprocated in 2b and 13b. Each piston 23 reciprocates in a state where a viscous fluid exists between the outer peripheral surface and the wall surfaces of the cylinder bores 12b and 13b. Since the gap between the piston 23 and the wall surfaces of the cylinder bores 12b and 13b is very narrow, when the piston 23 reciprocates, a frictional force (fluid frictional force) is generated by shearing the viscous fluid, and the viscous fluid generates heat. Then, the heat is transferred to the cylinder bore 12b,
Heat is exchanged with circulating water by a water jacket 27 provided outside 13b.

【0030】ピストン23の各頭部端面が対向するフロ
ントハウジング11又はリヤプレート14から離れる方
向に移動する際は、シリンダボア内に粘性流体が流入
し、反対側に移動する際には粘性流体はシリンダボア内
から排出される。例えば、図1は図示されているピスト
ン23がリヤ側からフロント側へ移動した状態を示し、
このときビスカスヒータ内の粘性流体には図に示す矢印
方向への流れが生じる。この状態からさらに斜板24が
回転すると、図示されているピストン23はリヤ側に向
かって移動を開始し、粘性流体の流れは逆になる。ピス
トン23の周面とシリンダボア12b,13bの壁面と
の隙間内に存在する粘性流体は、ピストン23の往復運
動に伴ってシリンダボア内あるいは室18内の粘性流体
と置換され、特定の粘性流体のみが剪断作用を受ける状
態とはならない。
When each head end face of the piston 23 moves away from the opposing front housing 11 or rear plate 14, viscous fluid flows into the cylinder bore, and when it moves to the opposite side, the viscous fluid flows through the cylinder bore. Exhausted from inside. For example, FIG. 1 shows a state where the illustrated piston 23 has moved from the rear side to the front side,
At this time, the viscous fluid in the viscous heater generates a flow in the direction of the arrow shown in the figure. When the swash plate 24 further rotates from this state, the illustrated piston 23 starts moving toward the rear side, and the flow of the viscous fluid is reversed. The viscous fluid existing in the gap between the peripheral surface of the piston 23 and the wall surfaces of the cylinder bores 12b and 13b is replaced with the viscous fluid in the cylinder bore or the chamber 18 with the reciprocating motion of the piston 23, and only the specific viscous fluid is removed. It will not be subjected to shearing action.

【0031】ピストン23の往復移動に伴って粘性流体
がシリンダボア12b,13b内から排出されるが、粘
性流体は大きな抵抗を受けることなく凹部11a,14
aへ排出される。従って、斜板式の圧縮機と異なりスラ
ストベアリング25に大きなスラスト力が加わらない。
そのため、潤滑油としてはあまり適さないシリコーンオ
イルを粘性流体として使用しても悪影響がない。
As the piston 23 reciprocates, the viscous fluid is discharged from the cylinder bores 12b and 13b.
is discharged to a. Therefore, unlike the swash plate type compressor, a large thrust force is not applied to the thrust bearing 25.
Therefore, there is no adverse effect even if a silicone oil, which is not very suitable as a lubricating oil, is used as a viscous fluid.

【0032】このビスカスヒータの発熱量は流体摩擦力
に依存する。ピストン23が移動するときのピストン2
3の周面とシリンダボア壁面との間に存在する粘性流体
の速度分布は図3に示すようになり、ピストン片側1本
当たりの流体摩擦力Ffは次式で表される。
The amount of heat generated by the viscous heater depends on the fluid frictional force. Piston 2 when piston 23 moves
The velocity distribution of the viscous fluid existing between the peripheral surface of the cylinder 3 and the cylinder bore wall surface is as shown in FIG. 3, and the fluid frictional force Ff per one side of the piston is expressed by the following equation.

【0033】 Ff=−μA(dv/dy)=−μA(v0 /s)…(1) 但し、μは粘性流体の粘性係数、Aはシリンダボア内に
入っているピストン23の周面の表面積、v0 はピスト
ン23の周面に付着した粘性流体の速度、sはシリンダ
ボアの壁面とピストン23の周面との隙間である。
Ff = −μA (dv / dy) = − μA (v 0 / s) (1) where μ is the viscosity coefficient of the viscous fluid, and A is the surface area of the peripheral surface of the piston 23 in the cylinder bore. , v 0 is the velocity of the viscous fluid adhering to the peripheral surface of the piston 23, s is the clearance between the peripheral surface of the cylinder bore wall and piston 23.

【0034】ピストン23の直径をD、シリンダボア内
に入っているピストン23の片側の長さをLとすると、
A=πDLとなる。長さLは斜板24の回転とともに変
化し、駆動シャフト20の角速度をωとすると、Lはω
tの関数となる(tは時間)。また、前記速度v0 はピ
ストン23の移動速度vに等しく、ボアピッチ半径(駆
動シャフトの軸心とシリンダボアの軸心との最短距離)
をBp、駆動シャフト20の角速度をωとすると、v0
=Bpωsin(ωt) となる。その結果、(1)式は次式
となる。
Assuming that the diameter of the piston 23 is D and the length of one side of the piston 23 in the cylinder bore is L,
A = πDL. The length L changes with the rotation of the swash plate 24. Assuming that the angular velocity of the drive shaft 20 is ω, L is ω
It is a function of t (t is time). The speed v 0 is equal to the moving speed v of the piston 23, and is a bore pitch radius (the shortest distance between the axis of the drive shaft and the axis of the cylinder bore).
Is Bp and the angular velocity of the drive shaft 20 is ω, v 0
= Bpωsin (ωt). As a result, equation (1) becomes the following equation.

【0035】 Ff=−μπDL{Bpωsin(ωt) }/s…(2) 即ち、流体摩擦力Ffはボアピッチ半径Bp、ピストン
の直径D、隙間sの逆数の積に比例する。シリンダボア
一本あたりのビスカスヒータの発熱量Q1 は、この流体
摩擦力Ffに対してなされる仕事に相当する。(n個の
シリンダボア数にてQ=nQ1 )このため、発熱量Qは
流体摩擦力Ffに比例する。従って、発熱量Qもボアピ
ッチ半径Bp、ピストンの直径D、隙間sの逆数の積に
比例する。ビスカスヒータを製造する際に、加工の精度
あるいは誤差がBp、D及びsのいずれもがQの値を大
きくする側にばらついたり、あるいは小さくする側にば
らつく確率は非常に小さく、ビスカスヒータ毎の暖房能
力のばらつきが従来のビスカスヒータに比較して小さく
なる。
Ff = −μπDL {Bpωsin (ωt)} / s (2) That is, the fluid frictional force Ff is proportional to the product of the bore pitch radius Bp, the piston diameter D, and the reciprocal of the gap s. Calorific value to Q 1 viscous heater per one cylinder bore, corresponds to the work done against the fluid friction force Ff. (Q = nQ 1 with n cylinder bores) For this reason, the calorific value Q is proportional to the fluid frictional force Ff. Therefore, the calorific value Q is also proportional to the product of the bore pitch radius Bp, the piston diameter D, and the reciprocal of the gap s. When manufacturing a viscous heater, the probability that the processing accuracy or error varies from Bp, D and s to the side where the value of Q is increased or to the side where the value of Q is decreased is extremely small. The variation in the heating capacity is reduced as compared with the conventional viscous heater.

【0036】この実施の形態のビスカスヒータは次の効
果を有する。 (イ) シリンダボア(発熱室)12b,13bの壁面
との間に粘性流体が介在する状態でピストン23(往復
運動部材)が往復運動することによる流体摩擦熱を利用
するため、従来のビスカスヒータと加工精度のばらつき
が同じであっても、暖房能力のばらつきが小さくなる。
The viscous heater of this embodiment has the following effects. (A) In order to use the fluid friction heat generated by the reciprocating motion of the piston 23 (reciprocating member) in a state in which the viscous fluid is interposed between the cylinder bores (heating chambers) 12b and 13b, the conventional viscous heater is used. Even if the variation in processing accuracy is the same, the variation in heating capacity is reduced.

【0037】(ロ) 往復運動部材としてピストン23
が使用されており、ピストンは種々の機器に使用されて
おり、その加工精度は一般に高いので、ビスカスヒータ
に使用するピストン23を高い加工精度で比較的簡単に
製造できる。ピストン23の断面が円形のため、加工精
度を高めるのがより簡単となる。
(B) Piston 23 as reciprocating member
Is used in various devices, and the processing accuracy thereof is generally high. Therefore, the piston 23 used for the viscous heater can be manufactured relatively easily with high processing accuracy. Since the cross section of the piston 23 is circular, it is easier to increase the processing accuracy.

【0038】(ハ) ピストン23を往復運動させる駆
動手段が駆動シャフト20と、駆動シャフト20に一体
回転可能に支持された斜板24とにより構成されている
ため、複数のピストン23を比較的小さなスペースで駆
動できる。その結果、同じ体格のハウジング内に1個の
ピストンを設けた構成に比較してピストンの周面の総表
面積を大きくできる。
(C) Since the driving means for reciprocating the piston 23 is constituted by the drive shaft 20 and the swash plate 24 supported so as to be integrally rotatable on the drive shaft 20, the plurality of pistons 23 are relatively small. Can be driven in space. As a result, the total surface area of the peripheral surface of the piston can be increased as compared with a configuration in which one piston is provided in a housing of the same size.

【0039】(ニ) 剪断作用を受ける粘性流体、即ち
ピストン23の周面とシリンダボアの壁面との間に存在
する粘性流体が、ピストン23の往復運動に伴ってシリ
ンダボア内あるいは室18内の粘性流体と置換される。
従って、特定の粘性流体のみが連続して長時間剪断作用
を受ける状態とはならないため、粘性流体の過剰発熱に
よる劣化を防止できる。
(D) The viscous fluid subjected to the shearing action, that is, the viscous fluid existing between the peripheral surface of the piston 23 and the wall surface of the cylinder bore, becomes viscous fluid in the cylinder bore or the chamber 18 as the piston 23 reciprocates. Is replaced by
Therefore, only the specific viscous fluid is not continuously subjected to the shearing action for a long time, so that it is possible to prevent the viscous fluid from being deteriorated due to excessive heat generation.

【0040】(ホ) ピストン23が両頭型のため、斜
板24に作用する力が前後でバランスし、ピストンの周
面の表面積を同じにした片側ピストンとした場合に比較
して、耐久性が向上する。
(E) Since the piston 23 is a double-headed type, the force acting on the swash plate 24 is balanced back and forth, and the durability is lower than that of a single-sided piston having the same surface area on the peripheral surface of the piston. improves.

【0041】(ヘ) ウォータジャケット27が環状で
かつ駆動シャフト20の軸方向に長く形成されている
が、循環水がウォータジャケット27内を螺旋状の突条
28a,29aに案内されて定められた順路で循環する
ため、ウォータジャケット27内で循環水の流路の短絡
や滞留を低減することができる。このため、シリンダボ
ア12b,13b及び室18内の粘性流体からウォータ
ジャケット27の循環水への熱交換を効率良く行うこと
ができる。
(F) The water jacket 27 is annular and formed to be long in the axial direction of the drive shaft 20. The circulating water is guided inside the water jacket 27 by spiral ridges 28a and 29a. Since the water is circulated in the forward path, a short circuit or stagnation of the flow path of the circulating water in the water jacket 27 can be reduced. Therefore, heat exchange from the viscous fluid in the cylinder bores 12b, 13b and the chamber 18 to the circulating water in the water jacket 27 can be efficiently performed.

【0042】(ト) 突条28a,29aが発熱室側か
らウォータジャケット27内に突出するように形成され
ているため、ウォータジャケット27内の循環水と発熱
室の周囲の壁面との接触面積が増大し、熱交換効率が向
上する。また、突条28a,29aの先端が対向面に接
触していないため、突条28a,29aを介してウォー
タジャケット27の外側へ直接熱が伝達されることがな
く、循環水への熱交換効率が向上する。
(G) Since the ridges 28a and 29a are formed so as to protrude into the water jacket 27 from the heat generating chamber side, the contact area between the circulating water in the water jacket 27 and the wall surface around the heat generating chamber is reduced. And heat exchange efficiency is improved. Further, since the tips of the ridges 28a and 29a do not contact the opposing surface, heat is not directly transmitted to the outside of the water jacket 27 via the ridges 28a and 29a, and the heat exchange efficiency with the circulating water is reduced. Is improved.

【0043】(チ) ウォータジャケット27が単なる
円筒状ではなく、各シリンダボア12b,13bの周面
に沿って延びるように形成されているため、熱交換効率
が向上する。
(H) Since the water jacket 27 is formed not to have a simple cylindrical shape but to extend along the peripheral surfaces of the cylinder bores 12b and 13b, the heat exchange efficiency is improved.

【0044】(第2の実施の形態)次に第2の実施の形
態を図4に従って説明する。この実施の形態では往復運
動部材の駆動手段として、斜板24に代えてクランク機
構が使用されるとともにピストンが1個である点が前記
実施の形態と大きく異なっている。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment differs greatly from the previous embodiment in that a crank mechanism is used instead of the swash plate 24 as driving means for the reciprocating member and one piston is used.

【0045】ハウジングは、シリンダブロック39と、
その下側に配置されたボトムプレート40と、上側に配
置されたトップハウジング41とがボルト42により締
結されて構成されている。シリンダブロック39は、イ
ンナーシリンダ39i及びアウターシリンダ39oによ
り構成されている。ボトムプレート40とシリンダブロ
ック39との間にはOリング43aが介装され、トップ
ハウジング41とシリンダブロック39との間にはガス
ケット43bが介装されている。また、アウターシリン
ダ39oのボトムプレート40側端部内周面と、インナ
ーシリンダ39iの外周面との間にはOリング39aが
介装されている。インナーシリンダ39iの円柱状のシ
リンダボア44内にはピストン45がインナーシリンダ
39iの内周面と所定の隙間を有する状態で往復移動可
能に収容されている。シリンダボア44が発熱室を構成
する。
The housing comprises a cylinder block 39,
The bottom plate 40 arranged on the lower side and the top housing 41 arranged on the upper side are fastened by bolts 42. The cylinder block 39 includes an inner cylinder 39i and an outer cylinder 39o. An O-ring 43a is interposed between the bottom plate 40 and the cylinder block 39, and a gasket 43b is interposed between the top housing 41 and the cylinder block 39. Further, an O-ring 39a is interposed between the inner peripheral surface of the end of the outer cylinder 39o on the bottom plate 40 side and the outer peripheral surface of the inner cylinder 39i. A piston 45 is accommodated in the cylindrical cylinder bore 44 of the inner cylinder 39i so as to be able to reciprocate with a predetermined gap from the inner peripheral surface of the inner cylinder 39i. The cylinder bore 44 constitutes a heat generating chamber.

【0046】トップハウジング41には駆動軸としての
クランク軸46を挿通可能な支持筒部41a及び孔41
bが形成され、クランク軸46は支持筒部41a及び孔
41bに嵌合されたラジアルベアリング47,48を介
してトップハウジング41に回転可能に支持されてい
る。クランク軸46の一端は支持筒部41aから突出
し、前記実施の形態の電磁クラッチと同様なクラッチ
(図示せず)を介して車両のエンジンと作動連結される
ようになっている。ラジアルベアリング47,48には
リップシール付きのベアリングが使用されている。支持
筒部41aはクランク軸46のクランク部を挿通可能な
内径に形成されている。
The top housing 41 has a support cylinder portion 41a through which a crankshaft 46 as a drive shaft can be inserted and a hole 41.
The crankshaft 46 is rotatably supported by the top housing 41 via radial bearings 47 and 48 fitted in the support cylinder 41a and the hole 41b. One end of the crankshaft 46 protrudes from the support cylinder 41a, and is operatively connected to the engine of the vehicle via a clutch (not shown) similar to the electromagnetic clutch of the embodiment. Bearings with lip seals are used for the radial bearings 47 and 48. The support cylinder portion 41a is formed to have an inner diameter that allows the crank portion of the crankshaft 46 to be inserted.

【0047】ピストン45は円筒状に形成されるととも
に、ピストンピン49及び連接棒50を介してクランク
軸46に連結され、クランク軸46の回転に伴って上下
方向に往復移動される。粘性流体はシリンダブロック3
9の容積のほぼ半分の量が収容されている。クランク軸
46、ピストンピン49及び連接棒50により駆動手段
が構成されている。
The piston 45 is formed in a cylindrical shape, is connected to the crankshaft 46 via a piston pin 49 and a connecting rod 50, and reciprocates in the vertical direction as the crankshaft 46 rotates. Viscous fluid is cylinder block 3
Approximately half the volume of 9 is accommodated. Driving means is constituted by the crankshaft 46, the piston pin 49 and the connecting rod 50.

【0048】インナーシリンダ39iとアウターシリン
ダ39oとの間にはウォータジャケット51が形成され
ている。アウターシリンダ39oには入水ポート52及
び出水ポート53が形成されている。ウォータジャケッ
ト51はトップハウジング41側が開放された円筒状の
溝として形成され、ウォータジャケット51内にはイン
ナーシリンダ39iの外周面に突設された螺旋状のガイ
ド突条54が配設されている。
A water jacket 51 is formed between the inner cylinder 39i and the outer cylinder 39o. A water inlet port 52 and a water outlet port 53 are formed in the outer cylinder 39o. The water jacket 51 is formed as a cylindrical groove with the top housing 41 side open, and a spiral guide ridge 54 projecting from the outer peripheral surface of the inner cylinder 39i is provided in the water jacket 51.

【0049】この実施の形態ではエンジンが駆動された
状態で電磁クラッチがオン状態になってクランク軸46
が回転されると、連接棒50及びピストンピン49を介
してピストン45がシリンダボア44の周面との間に粘
性流体が存在する状態で往復駆動される。そして、前記
実施の形態と同様に粘性流体を剪断することによる摩擦
力(流体摩擦力)が働き、該粘性流体が発熱する。そし
て、その熱がウォータジャケット51にて循環水と熱交
換される。
In this embodiment, when the engine is driven, the electromagnetic clutch is turned on and the crankshaft 46 is turned on.
Is rotated, the piston 45 is reciprocated via the connecting rod 50 and the piston pin 49 in a state where a viscous fluid exists between the piston 45 and the peripheral surface of the cylinder bore 44. Then, similarly to the above embodiment, a frictional force (fluid frictional force) by shearing the viscous fluid acts, and the viscous fluid generates heat. Then, the heat is exchanged with the circulating water in the water jacket 51.

【0050】この実施の形態の場合は前記実施の形態の
効果のうち、(イ)、(ロ)、(ニ)、(ヘ)及び
(ト)の効果を有する他に次の効果を有する。 (リ) 1個のピストン45で粘性流体の流体摩擦に寄
与する比較的大きな表面積を得ることができ、構造が簡
単となる。
This embodiment has the following effects in addition to the effects of (A), (B), (D), (F) and (G) among the effects of the above embodiment. (I) A relatively large surface area that contributes to fluid friction of a viscous fluid can be obtained with one piston 45, and the structure is simplified.

【0051】(ヌ) ピストン45が筒状に、即ちピス
トンの移動方向の前後に存在する粘性流体がピストンの
内部を通過可能な形状に形成されているため、シリンダ
ブロック39の端部を塞ぐ部材(この実施の形態ではボ
トムプレート40)に粘性流体の収容部を設ける必要が
なく、その分ビスカスヒータの小型化に寄与する。
(G) Since the piston 45 is formed in a cylindrical shape, that is, in such a shape that viscous fluid existing before and after in the moving direction of the piston can pass through the inside of the piston, a member for closing the end of the cylinder block 39 There is no need to provide a viscous fluid storage section in the bottom plate 40 in this embodiment, which contributes to downsizing the viscous heater.

【0052】(ル) ピストン45の駆動手段がシリン
ダブロック39の上方に配置され、粘性流体がシリンダ
ブロック39内のピストン45の移動範囲と対応する部
分に収容されているため、粘性流体の量を不必要に増加
しなくてもよい。
(G) Since the driving means for the piston 45 is disposed above the cylinder block 39 and the viscous fluid is contained in a portion of the cylinder block 39 corresponding to the movement range of the piston 45, the amount of the viscous fluid is reduced. It does not need to increase unnecessarily.

【0053】(第3の実施の形態)次に第3の実施の形
態を図5〜図7に従って説明する。この実施の形態では
斜板を使用してピストンを往復移動させる点は第1の実
施の形態と同じであるが、ピストンのストロークを変更
可能な点と、ピストンが単頭ピストンである点が大きく
異なっている。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the reciprocating movement of the piston using the swash plate is the same as in the first embodiment, but the point that the stroke of the piston can be changed and the point that the piston is a single-headed piston are large. Is different.

【0054】図5に示すように、フロントハウジング5
5はシリンダブロック56及び外部リヤハウジング57
の前端にガスケット58を介して接合固定されている。
シリンダブロック56の後端には内部リヤハウジング5
9がガスケット60及びバルブプレート61を介して接
合固定されている。フロントハウジング55、シリンダ
ブロック56、バルブプレート61及び内部リヤハウジ
ング59はボルト15により締付け固定されている。ま
た、フロントハウジング55と外部リヤハウジング57
は図示しないボルトにより締付け固定されている。
As shown in FIG.
5 is a cylinder block 56 and an external rear housing 57
Is joined and fixed to the front end via a gasket 58.
At the rear end of the cylinder block 56, an inner rear housing 5 is provided.
9 is joined and fixed via a gasket 60 and a valve plate 61. The front housing 55, the cylinder block 56, the valve plate 61, and the inner rear housing 59 are fastened and fixed by bolts 15. Also, the front housing 55 and the external rear housing 57
Are fixed by bolts (not shown).

【0055】斜板を収容する室としてのクランク室62
は、フロントハウジング55とシリンダブロック56と
に囲まれて形成されている。駆動シャフト20は、クラ
ンク室62を横切るようにフロントハウジング55とシ
リンダブロック56との間にラジアルベアリング22を
介して回転可能に支持されている。駆動シャフト20の
前端側とフロントハウジング55との間に軸封装置(オ
イルシール)63が介在されている。駆動シャフト20
は、図示しない外部駆動源(エンジン)に電磁クラッチ
を介して連結されるようになっている。
Crank chamber 62 as a chamber for accommodating swash plate
Is surrounded by a front housing 55 and a cylinder block 56. The drive shaft 20 is rotatably supported via the radial bearing 22 between the front housing 55 and the cylinder block 56 so as to cross the crank chamber 62. A shaft sealing device (oil seal) 63 is interposed between the front end side of the drive shaft 20 and the front housing 55. Drive shaft 20
Are connected to an external drive source (engine) (not shown) via an electromagnetic clutch.

【0056】略円盤状をなす回転支持体(ラグプレー
ト)64は、クランク室62内において駆動シャフト2
0に一体回転可能に支持されている。斜板65は駆動シ
ャフト20に対して、その軸線方向へスライド可能かつ
傾動可能に支持されている。回転支持体64にはヒンジ
機構を構成する一対の支持アーム66(片側のみ図示)
が突設されている。斜板65の前面側には同じくヒンジ
機構を構成する一対のガイドピン67が突設され、各ガ
イドピン67の先端部に設けられた球状部67aが、各
支持アーム66に設けられたガイド孔66aにスライド
移動可能に嵌入されている。即ち、斜板65はヒンジ機
構を介して回転支持体64に相対回転不能に連結されて
いる。
A substantially disk-shaped rotating support (lug plate) 64 is provided within the crank chamber 62 for the drive shaft 2.
0 so as to be integrally rotatable. The swash plate 65 is supported on the drive shaft 20 so as to be slidable and tiltable in the axial direction. A pair of support arms 66 (only one side is shown) constituting a hinge mechanism are provided on the rotary support 64.
Is protruding. A pair of guide pins 67 also constituting a hinge mechanism protrude from the front side of the swash plate 65, and a spherical portion 67 a provided at the tip of each guide pin 67 is provided with a guide hole provided in each support arm 66. 66a is slidably fitted in 66a. That is, the swash plate 65 is connected to the rotary support 64 via the hinge mechanism so as not to rotate relatively.

【0057】そして、斜板65は、支持アーム66とガ
イドピン67との連係により、駆動シャフト20の軸線
方向へ傾動可能かつ駆動シャフト20と一体的に回転可
能となっている。斜板65は、ガイド孔66aと球状部
67aとの間のスライドガイド関係と、駆動シャフト2
0のスライド支持作用とにより傾動される。斜板65の
回転中心部がシリンダブロック56側に移動されると、
斜板65の傾斜角度(傾角)θが減少される。
The swash plate 65 can be tilted in the axial direction of the drive shaft 20 and can rotate integrally with the drive shaft 20 by the cooperation of the support arm 66 and the guide pin 67. The swash plate 65 has a slide guide relationship between the guide hole 66a and the spherical portion 67a and the drive shaft 2.
It is tilted by the zero slide support action. When the rotation center of the swash plate 65 is moved to the cylinder block 56 side,
The inclination angle (inclination angle) θ of the swash plate 65 is reduced.

【0058】傾角減少バネとしてのコイルスプリング6
8は、回転支持体64と斜板65との間において駆動シ
ャフト20上に巻装されており、コイルスプリング68
は斜板65を傾角の減少方向に付勢する。リング状をな
すストッパ69は、斜板65とシリンダブロック56と
の間において駆動シャフト20に固定され、斜板65が
ストッパ69に当接することで、斜板65の最小傾角が
規定される。斜板65の前面側には傾角規制突部70が
一体形成され、斜板65の最大傾角は傾角規制突部70
が回転支持体64に当接することで規定される。
Coil spring 6 as inclination decreasing spring
The coil spring 68 is wound around the drive shaft 20 between the rotary support 64 and the swash plate 65.
Urges the swash plate 65 in the direction of decreasing the inclination angle. The ring-shaped stopper 69 is fixed to the drive shaft 20 between the swash plate 65 and the cylinder block 56, and the swash plate 65 abuts on the stopper 69, thereby defining the minimum inclination angle of the swash plate 65. An inclination restricting projection 70 is integrally formed on the front side of the swash plate 65, and the maximum inclination angle of the swash plate 65 is
Is in contact with the rotating support 64.

【0059】シリンダブロック56には複数(図5には
2個のみ図示)のシリンダボア56aが形成され、同数
の片頭ピストン(以下、単にピストンとする)71がシ
リンダボア56a内に収容されている。斜板65はシュ
ー26を介してピストン71に係合されており、斜板6
5の回転運動がピストン71の前後往復運動に変換され
る。
A plurality of cylinder bores 56a (only two are shown in FIG. 5) are formed in the cylinder block 56, and the same number of single-headed pistons (hereinafter simply referred to as pistons) 71 are accommodated in the cylinder bore 56a. The swash plate 65 is engaged with the piston 71 via the shoe 26,
5 is converted into a reciprocating motion of the piston 71 back and forth.

【0060】バルブプレート61と内部リヤハウジング
59との間にはチャンバ72が形成されている。バルブ
プレート61には吸入孔61a及び吐出孔61bが各シ
リンダボア56aと対応する位置に形成されている。バ
ルブプレート61のシリンダボア56a側には吸入孔6
1aを開閉する吸入弁73が、チャンバ72側には吐出
孔61bを開閉する吐出弁74及びリテーナ75が、ボ
ルト76及びナット77により固定されている。そし
て、チャンバ72内の粘性流体は、ピストン71の復動
動作により吸入孔61a及び吸入弁73を介してシリン
ダボア56a内に吸入される。シリンダボア56a内に
流入された粘性流体は、ピストン71の往動動作により
吐出孔61b及び吐出弁74を介してチャンバ72に吐
出される。なお、吐出弁74の開度はリテーナ75によ
り規定される。
A chamber 72 is formed between the valve plate 61 and the inner rear housing 59. A suction hole 61a and a discharge hole 61b are formed in the valve plate 61 at positions corresponding to the respective cylinder bores 56a. A suction hole 6 is provided in the cylinder bore 56a side of the valve plate 61.
A suction valve 73 for opening and closing 1a is fixed to the chamber 72 side, and a discharge valve 74 and a retainer 75 for opening and closing the discharge hole 61b are fixed by bolts 76 and nuts 77. The viscous fluid in the chamber 72 is sucked into the cylinder bore 56a via the suction hole 61a and the suction valve 73 by the reciprocating operation of the piston 71. The viscous fluid that has flowed into the cylinder bore 56a is discharged to the chamber 72 via the discharge hole 61b and the discharge valve 74 by the forward movement of the piston 71. The opening of the discharge valve 74 is defined by a retainer 75.

【0061】ピストン71の往復運動に伴って駆動シャ
フト20に作用するスラスト荷重を担うスラストベアリ
ング78aが、回転支持体64とフロントハウジング5
5の内壁面との間に介在されている。また、シリンダブ
ロック56の中心部に形成された収容部にもスラストベ
アリング78bが配設されている。
A thrust bearing 78a, which bears a thrust load acting on the drive shaft 20 with the reciprocating movement of the piston 71, comprises a rotary support 64 and the front housing 5
5 and the inner wall surface. A thrust bearing 78b is also provided in a housing formed at the center of the cylinder block 56.

【0062】シリンダブロック56の外周面及び内部リ
ヤハウジング59の外面と、外部リヤハウジング57の
内面との間には放熱室としてのウォータジャケット79
が形成されている。内部リヤハウジング59の外面には
複数の環状突条59aが同心円状に形成されている。外
部リヤハウジング57の外周部には入水ポート30及び
出水ポート31が形成されている。
A water jacket 79 as a heat radiating chamber is provided between the outer peripheral surface of the cylinder block 56, the outer surface of the inner rear housing 59, and the inner surface of the outer rear housing 57.
Are formed. On the outer surface of the inner rear housing 59, a plurality of annular ridges 59a are formed concentrically. A water inlet port 30 and a water outlet port 31 are formed on the outer peripheral portion of the outer rear housing 57.

【0063】クランク室62は斜板角度変更手段として
の圧力調整手段80に管路(パイプ)81を介して接続
されている。管路81の端部はフロントハウジング55
に形成された孔にシール部材(例えばOリング)82を
介して油密状態で接続され、圧力調整手段80とクラン
ク室62とが連通されている。圧力調整手段80はシリ
ンダ83と、シリンダ83内に摺動可能に収容されたピ
ストン84と、ピストン84を往復駆動する電動シリン
ダ85と、電動シリンダ85を制御する制御装置86と
から構成されている。ピストン84の外周に形成された
溝にはシール用のOリング84aが収容されている。電
動シリンダ85はモータとねじとを組み合わせて、モー
タの回転力を直線方向の推力として取り出す構成となっ
ている。例えば、モータの回転子が中空になっており、
その中を出力軸85aとしての雄ねじが貫通した状態で
回転不能かつ軸方向に移動可能に配設されている。回転
子には前記雄ねじと螺合する雌ねじが取り付けられてい
る。制御装置86には駆動シャフト20の回転速度や室
温等と、適正なクランク室62内の圧力との関係が記憶
されている。そして、制御装置86は駆動シャフト20
の回転速度や室温等、運転時の状態に応じてクランク室
62の圧力を調整して発熱量を制御する。
The crank chamber 62 is connected to a pressure adjusting means 80 as a swash plate angle changing means via a pipe (pipe) 81. The end of the pipe 81 is connected to the front housing 55.
Are connected in an oil-tight manner via a seal member (for example, an O-ring) 82, and the pressure adjusting means 80 and the crank chamber 62 are communicated with each other. The pressure adjusting means 80 includes a cylinder 83, a piston 84 slidably accommodated in the cylinder 83, an electric cylinder 85 for reciprocatingly driving the piston 84, and a control device 86 for controlling the electric cylinder 85. . An O-ring 84a for sealing is accommodated in a groove formed on the outer periphery of the piston 84. The electric cylinder 85 combines a motor and a screw, and takes out the rotational force of the motor as a linear thrust. For example, the rotor of the motor is hollow,
A male screw as an output shaft 85a penetrates therein and is arranged so as to be non-rotatable and movable in the axial direction. A female screw that is screwed with the male screw is attached to the rotor. The control device 86 stores the relationship between the rotational speed of the drive shaft 20, the room temperature, and the like, and the appropriate pressure in the crank chamber 62. Then, the controller 86 controls the drive shaft 20
The amount of heat generated is controlled by adjusting the pressure in the crank chamber 62 according to the operating state, such as the rotation speed and room temperature.

【0064】制御装置86はビスカスヒータの起動時に
斜板65と駆動シャフト20とのなす角度が大きくなる
ように、即ち傾角θが小さくなるように圧力を調整する
ようになっている。
The controller 86 adjusts the pressure so that the angle formed between the swash plate 65 and the drive shaft 20 at the time of activation of the viscous heater increases, that is, the inclination angle θ decreases.

【0065】この実施の形態では粘性流体として機械油
が使用され、粘性流体はクランク室62、チャンバ7
2、シリンダボア56a、管路81及びシリンダ83内
に充填されている。
In this embodiment, machine oil is used as the viscous fluid, and the viscous fluid is supplied to the crank chamber 62 and the chamber 7.
2. The cylinder bore 56a, the pipe 81 and the cylinder 83 are filled.

【0066】この実施の形態のビスカスヒータも第1の
実施の形態と同様に、駆動シャフト20の回転により斜
板65を介してピストン71が往復移動されることによ
り発熱する。ピストン71の往復運動により粘性流体が
圧縮されることと、ピストン71とシリンダボア56a
のサイドクリアランスにおける粘性流体摩擦とにより発
熱する。ピストン71がチャンバ72側に向かって移動
する往動時に、粘性流体は圧縮作用を受け、圧縮された
粘性流体が吐出弁74を押圧移動させて吐出孔61bか
らチャンバ72へ吐出される。また、ピストン71の復
動時にチャンバ72内の粘性流体は吸入弁73を押圧移
動させてシリンダボア56a内に流入される。この実施
の形態のビスカスヒータの理論発熱量Qは次式で表され
る。
The viscous heater of this embodiment also generates heat by the reciprocating movement of the piston 71 through the swash plate 65 by the rotation of the drive shaft 20, as in the first embodiment. The reciprocating motion of the piston 71 compresses the viscous fluid, and the piston 71 and the cylinder bore 56a
Generates heat due to the viscous fluid friction in the side clearance. When the piston 71 moves toward the chamber 72, the viscous fluid receives a compressing action, and the compressed viscous fluid presses and moves the discharge valve 74 to be discharged from the discharge hole 61b to the chamber 72. When the piston 71 moves backward, the viscous fluid in the chamber 72 presses and moves the suction valve 73 to flow into the cylinder bore 56a. The theoretical heating value Q of the viscous heater of this embodiment is expressed by the following equation.

【0067】Q=VΔp(加圧による発熱量)+サイド
クリアランスにおける粘性流体摩擦による発熱量 但し、Δpはチャンバ72の圧力と吐出圧力との差圧、
Vは吐出量。
Q = VΔp (heat generated by pressurization) + heat generated by viscous fluid friction in side clearance where Δp is the differential pressure between the pressure of chamber 72 and the discharge pressure
V is the discharge amount.

【0068】ピストン71のストロークは斜板65の傾
角θによって変化し、傾角θが大きいほどストロークが
大きくなって駆動シャフト20の1回転当たりの発熱量
が大きくなる。斜板65の傾角θはクランク室62内の
圧力によって変化し、クランク室62内の圧力が大きく
なると傾角θが小さくなり、圧力が小さくなると傾角θ
が大きくなる。
The stroke of the piston 71 changes depending on the inclination angle θ of the swash plate 65. As the inclination angle θ increases, the stroke increases and the amount of heat generated per rotation of the drive shaft 20 increases. The inclination angle θ of the swash plate 65 changes depending on the pressure in the crank chamber 62. The inclination angle θ decreases as the pressure in the crank chamber 62 increases, and the inclination angle θ decreases as the pressure decreases.
Becomes larger.

【0069】制御装置86は電動シリンダ85の出力軸
85aを最大突出位置に移動させた状態でビスカスヒー
タを起動時させる。その場合クランク室62の圧力が最
大圧力に増大され、図7に示すように斜板65の傾角θ
が最小となる状態で駆動シャフト20が回転される。そ
の結果、ピストン71のストロークが最小となり、起動
トルクが低減される。その後、駆動シャフト20の低速
回転時の発熱量を大きくするため、制御装置86は電動
シリンダ85を出力軸85aが没入する方向に駆動させ
てクランク室62の圧力を下げる。その結果、斜板65
の傾角θが図6に示す中間状態を経て、図5に示す最大
位置まで変化する。そして、図5に示す状態では斜板6
5の傾角θが最大になってピストン71のストロークが
最大となり、低速回転でも必要な発熱量を確保できる。
The controller 86 activates the viscous heater with the output shaft 85a of the electric cylinder 85 moved to the maximum projecting position. In this case, the pressure in the crank chamber 62 is increased to the maximum pressure, and as shown in FIG.
Is minimized, the drive shaft 20 is rotated. As a result, the stroke of the piston 71 is minimized, and the starting torque is reduced. Thereafter, in order to increase the amount of heat generated when the drive shaft 20 rotates at a low speed, the control device 86 drives the electric cylinder 85 in a direction in which the output shaft 85a is immersed, and lowers the pressure in the crank chamber 62. As a result, the swash plate 65
Changes through the intermediate state shown in FIG. 6 to the maximum position shown in FIG. In the state shown in FIG.
5 becomes the maximum, the stroke of the piston 71 becomes the maximum, and the necessary heat generation can be secured even at low speed rotation.

【0070】また、制御装置86は高速回転時には発熱
量過多を抑えるため、電動シリンダ85を出力軸85a
が突出する方向に駆動させてクランク室62の圧力を上
げる。その結果、斜板65の傾角θが小さくなって図6
に示す中間状態となり、ピストン71のストロークが小
さくなって発熱量が減少する。
Further, the control device 86 controls the electric cylinder 85 to rotate the output shaft 85a in order to suppress excessive heat generation during high-speed rotation.
Are driven in the direction in which the protrusions protrude to increase the pressure in the crank chamber 62. As a result, the inclination angle θ of the swash plate 65 becomes small, and FIG.
In this case, the stroke of the piston 71 is reduced and the amount of heat generation is reduced.

【0071】この実施の形態では第1の実施の形態の効
果のうち、(イ)〜(ニ)の効果を有する他に次の効果
を有する。 (ヲ) 斜板65の傾角θを変更させる斜板角度変更手
段を備えているため、傾角θを調整することにより、高
速時に発熱量が過剰になるのを防止することができ、軸
封装置63等の耐久性及び信頼性が向上する。また、低
速回転時にも必要な発熱量を確保することができる。
This embodiment has the following effects in addition to the effects (a) to (d) among the effects of the first embodiment. (ヲ) Since the swash plate 65 is provided with a swash plate angle changing means for changing the inclination angle θ of the swash plate 65, by adjusting the inclination angle θ, it is possible to prevent an excessive amount of heat generation at a high speed, and a shaft sealing device. 63 and the like, and the durability and reliability are improved. In addition, a necessary heat generation amount can be ensured even at low speed rotation.

【0072】(ワ) 斜板角度変更手段は斜板65が収
容されたクランク室62内の粘性流体の圧力を変更する
ことにより斜板65の傾角θを変更する構成のため、構
造が簡単となる。
(C) The swash plate angle changing means is configured to change the inclination angle θ of the swash plate 65 by changing the pressure of the viscous fluid in the crank chamber 62 in which the swash plate 65 is accommodated, so that the structure is simple. Become.

【0073】(カ) 傾角θが小さな状態で起動時され
るため、起動時に駆動シャフト20を駆動するのに必要
なトルクが小さくなり、電磁クラッチの接続時のショッ
クが小さくなり、起動が円滑に行われる。
(F) Since the engine is started when the inclination angle θ is small, the torque required to drive the drive shaft 20 at the time of startup is reduced, the shock when the electromagnetic clutch is connected is reduced, and the startup is smooth. Done.

【0074】(ヨ) 粘性流体として機械油が使用され
ているため、ラジアルベアリング22、シュー26、球
状部67a及びスラストベアリング78a,78b等の
潤滑が良好に行われ、各摺動部やベアリングの耐久性が
向上する。
(4) Since machine oil is used as the viscous fluid, the radial bearing 22, the shoe 26, the spherical portion 67a, the thrust bearings 78a, 78b, etc. are well lubricated, and the sliding portions and bearings The durability is improved.

【0075】(タ) 制御装置86が駆動シャフト20
の回転速度や室温等、運転時の状態に応じてクランク室
62の圧力を調整して発熱量を制御するため、駆動源に
余分な負荷が加わるのが防止され、無駄な動力消費が少
なくなる。
(G) The control device 86 controls the drive shaft 20
The amount of heat generated is controlled by adjusting the pressure in the crank chamber 62 according to the operating state, such as the rotation speed and room temperature of the motor, so that an extra load is prevented from being applied to the drive source, and unnecessary power consumption is reduced. .

【0076】なお、実施の形態は前記各実施の形態に限
定されるものではなく、例えば次のように具体化するこ
とも可能である。 (1) ピストンの駆動手段として第1の実施の形態と
同様な斜板を使用する構成において、両頭型のピストン
23に代えて図8に示すように片頭型のピストン71を
使用する構成とする。この場合、第1の実施の形態のビ
スカスヒータのフロント側のシリンダブロック12を短
くした構造になるとともに、フロントハウジング11の
凹部11a及びシリンダブロック12の通路19は不要
となる。ピストン71の基端側周面には溝71aが形成
され、ピストン71の移動時にピストン71の基端側端
面に負荷がかかり難くなっている。この構成では、ビス
カスヒータが両頭のピストンを使用するものに比較して
小型となる。
The embodiments are not limited to the above embodiments, but can be embodied as follows, for example. (1) In a configuration in which a swash plate similar to that of the first embodiment is used as the piston driving means, a configuration in which a single-headed piston 71 is used as shown in FIG. . In this case, the cylinder block 12 on the front side of the viscous heater according to the first embodiment is shortened, and the concave portion 11a of the front housing 11 and the passage 19 of the cylinder block 12 become unnecessary. A groove 71a is formed on the base end side peripheral surface of the piston 71, so that a load is hardly applied to the base end side surface of the piston 71 when the piston 71 moves. In this configuration, the viscous heater is smaller in size than the one using a double-headed piston.

【0077】(2) 第1の実施の形態及び(1)の構
成においてピストン23,71に、図9(a),(b)
に示すように、ピストン23,71の先端面と室18と
を連通する通路23a,71bを形成する。この構成で
は、ピストン23,71の移動時に粘性流体が通路23
a,71bを経てシリンダボア12b,13b内と室1
8との間を円滑に移動する。従って、この構成を採用す
ると、シリンダブロック12,13に通路19を形成す
るのが不要になるとともにフロントハウジング11及び
リヤプレート14の凹部11a,14aも不要になり、
構造が簡単になって製造コストを低減できる。
(2) In the configuration of the first embodiment and (1), the pistons 23 and 71 are provided with
As shown in (1), passages 23a and 71b are formed to communicate the distal end surfaces of the pistons 23 and 71 and the chamber 18. In this configuration, when the pistons 23 and 71 move, the viscous fluid
a, 71b and the inside of the cylinder bores 12b, 13b and the chamber 1
8 and move smoothly. Therefore, when this configuration is adopted, it is not necessary to form the passage 19 in the cylinder blocks 12, 13, and the concave portions 11a, 14a of the front housing 11 and the rear plate 14 are also unnecessary.
The structure is simplified, and the manufacturing cost can be reduced.

【0078】(3) 図10(a),(b)に示すよう
に、ピストン23,71の先端側を筒状に形成するとと
もに通路23a,71bを形成し、フロントハウジング
11及びリヤプレート14に筒部内に挿入可能な凸部8
7,88を、筒部内周面との間にピストン外周面とシリ
ンダボア周面との隙間と同程度の隙間が存在するように
形成する。この場合、ピストン23,71の1往復によ
り発生する熱量が増大する。
(3) As shown in FIGS. 10A and 10B, the distal ends of the pistons 23 and 71 are formed in a cylindrical shape, and the passages 23a and 71b are formed. Convex part 8 that can be inserted into cylindrical part
7, 88 are formed such that there is a gap between the inner peripheral surface of the cylindrical portion and the gap between the outer peripheral surface of the piston and the peripheral surface of the cylinder bore. In this case, the amount of heat generated by one reciprocation of the pistons 23 and 71 increases.

【0079】(4) 第2の実施の形態のようにクラン
ク機構でピストン45を往復移動させる構成において、
図11に示すように、ピストン45を完全な円筒状に形
成するとともにピストンピン49をピストン45の先端
から離れた位置に設ける。そして、ボトムプレート40
とシリンダブロック39との間にピストン45内に挿通
される凸部89aを有する中間ブロック89を設ける。
凸部89aの周面とピストン45の内周面との間には剪
断発熱が有効に生じる大きさの隙間が形成されている。
また、中間ブロック89にはウォータジャケット51と
独立した円筒状のウォータジャケット90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暖房回路
の循環水がウォータジャケット90内を流れるようにな
っている。この場合、ピストン45の1往復により発生
する熱量が増大するとともに、発生した熱が効率よく循
環水に熱交換される。 (5) (4)においてウォータジャケット90を省略
してもよい。この場合、ボトムプレート40は不要とな
り、(4)に比較して構造が簡単になる。
(4) In the configuration in which the piston 45 is reciprocated by the crank mechanism as in the second embodiment,
As shown in FIG. 11, the piston 45 is formed in a completely cylindrical shape, and the piston pin 49 is provided at a position away from the tip of the piston 45. And the bottom plate 40
An intermediate block 89 having a projection 89a inserted into the piston 45 is provided between the cylinder block 39 and the cylinder block 39.
A gap is formed between the peripheral surface of the convex portion 89a and the inner peripheral surface of the piston 45, the size of which effectively generates shear heat.
Further, a cylindrical water jacket 90 independent of the water jacket 51 is formed in the intermediate block 89.
The circulating water of the heating circuit flows through the water jacket 90 via an inlet port and an outlet port (not shown). In this case, the amount of heat generated by one reciprocation of the piston 45 increases, and the generated heat is efficiently exchanged with the circulating water. (5) In (4), the water jacket 90 may be omitted. In this case, the bottom plate 40 becomes unnecessary, and the structure is simplified as compared with (4).

【0080】(6) カムプレートとして斜板に代え
て、例えば特開平7−97978号公報、特開平7−1
89901号公報等に開示されたウエーブカム式圧縮機
で使用されるようなカムプレートを使用してもよい。
(6) Instead of a swash plate as a cam plate, for example, JP-A-7-97978 and JP-A-7-17-1
A cam plate as used in a wave cam type compressor disclosed in, for example, Japanese Patent No. 89901 may be used.

【0081】(7) 揺動斜板式(ワブル式)圧縮機と
同様に回転が規制された状態で揺動のみ行う斜板を使用
してピストンを往復運動させる構成としてもよい。 (8) ピストンを斜板を介して往復運動させる構成の
場合、圧縮機と異なって斜板や駆動シャフトに加わるス
ラスト力が小さいため、スラストベアリング25を省略
してもよい。この場合、ラジアルベアリング21,22
としてアンギュラベアリングを使用するのが好ましい。
(7) As in the case of the swash plate type (wobble type) compressor, the piston may be reciprocated by using a swash plate that only swings in a state where rotation is restricted. (8) In the case of a configuration in which the piston reciprocates via the swash plate, unlike the compressor, the thrust force applied to the swash plate and the drive shaft is small, so the thrust bearing 25 may be omitted. In this case, the radial bearings 21 and 22
Preferably, an angular bearing is used.

【0082】(9) 第2の実施の形態において、クラ
ンク軸46がピストン45の下方に存在する配置として
もよい。即ち、図4と同様の構成で上下反対とした状態
に配置して使用する。但し、粘性流体はクランク軸46
が収容されている室内とシリンダブロック39のシリン
ダボア44内とに充填する必要がある。また、横向きに
配置して使用してもよい。
(9) In the second embodiment, the crankshaft 46 may be arranged below the piston 45. That is, it is used by being arranged upside down in the same configuration as in FIG. However, the viscous fluid is the crankshaft 46
Needs to be filled in the chamber in which is stored and in the cylinder bore 44 of the cylinder block 39. Moreover, you may arrange | position horizontally and use it.

【0083】(10) シリンダボア12b,13b,
44の断面形状を円形以外に、例えば、三角形、四角
形、六角形、楕円形等にして、ピストン23,45,7
1の外形形状をそれに対応した形状にしてもよい。
(10) The cylinder bores 12b, 13b,
The cross-sectional shape of the piston 44, 45, 7 may be, for example, a triangle, a quadrangle, a hexagon, an ellipse, or the like other than a circle.
The outer shape of 1 may be a shape corresponding thereto.

【0084】(11) ウォータジャケット27,51
内に螺旋状の突条28a,29a,54に代えてピスト
ンの移動方向と並行に延びる突条を千鳥状に突設する。
この場合、突条の製造が容易となる。
(11) Water jackets 27 and 51
In place of the spiral ridges 28a, 29a, 54, ridges extending in parallel with the movement direction of the piston are provided in a staggered manner.
In this case, the production of the ridge becomes easy.

【0085】(12) また、突条28a,29a,5
4をその先端が対向面に当接するように形成したり、突
条28a,29a,54を省略してもよい。 (13) ウォータジャケット27を単なる円筒状とし
たり、シリンダボアの形状あるいは配置に対応させて四
角筒状や多角筒状に形成してもよい。
(12) Also, the ridges 28a, 29a, 5
4 may be formed such that its tip abuts on the opposing surface, or the ridges 28a, 29a, 54 may be omitted. (13) The water jacket 27 may be formed in a simple cylindrical shape, or may be formed in a square cylindrical shape or a polygonal cylindrical shape corresponding to the shape or arrangement of the cylinder bore.

【0086】(14) 電磁クラッチ32を省略して、
駆動シャフト20あるいはクランク軸46にプーリ34
を一体回転可能に支持し、エンジンの駆動力をプーリ3
4を介して直接駆動軸に伝達する構成としてもよい。
(14) By omitting the electromagnetic clutch 32,
Pulley 34 is attached to drive shaft 20 or crankshaft 46.
And the pulley 3
Alternatively, the drive shaft may be directly transmitted to the drive shaft via the drive shaft 4.

【0087】(15) ラジアルベアリング21として
軸封機能を有するベアリングに代えて通常のベアリング
を使用し、オイルシールを併用してもよい。 (16) 第3の実施の形態において吸入弁73及び吐
出弁74等の弁機構を省略してもよい。また、第1の実
施の形態及び(1)において吸入弁及び吐出弁等の弁機
構を設けてもよい。
(15) As the radial bearing 21, a normal bearing may be used instead of the bearing having the shaft sealing function, and an oil seal may be used together. (16) In the third embodiment, valve mechanisms such as the suction valve 73 and the discharge valve 74 may be omitted. In the first embodiment and (1), a valve mechanism such as a suction valve and a discharge valve may be provided.

【0088】(17) 往復運動部材として、ハウジン
グ内に収容された一対のプーリ(ローラ)間に巻き掛け
られてプーリの往復回動に伴って往復動されるベルトを
使用してもよい。
(17) As the reciprocating member, a belt wound around a pair of pulleys (rollers) accommodated in the housing and reciprocated with the reciprocating rotation of the pulley may be used.

【0089】なお、本明細書で言う「粘性流体」とは、
「往復運動部材」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。また、「ピストン」
とは、粘性流体を収容する室(シリンダボア)の壁面に
沿って往復移動する部材であって、室を区画した状態で
室内の流体と同方向に移動する所謂ピストンに限らず、
室内の流体が往復運動部材の内部を通過可能なもの、例
えば円筒状の部材(ピストン)や、ピストンに軸方向に
貫通する孔を形成したものを含む。
Incidentally, the “viscous fluid” referred to in this specification is
It means any medium that generates heat based on fluid friction under the shearing action of the "reciprocating member", and is not limited to high-viscosity liquids or semi-fluids, and is not limited to silicone oil. Absent. Also, "piston"
Is a member that reciprocates along the wall surface of a chamber (cylinder bore) that contains a viscous fluid, and is not limited to a so-called piston that moves in the same direction as the fluid in the room in a state where the chamber is partitioned.
It includes a member through which the fluid in the chamber can pass through the inside of the reciprocating member, such as a cylindrical member (piston) or a member in which a hole is formed in the piston in the axial direction.

【0090】前記各実施の形態から把握できる請求項記
載以外の技術思想(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に記載の発明において、前記駆動手段
はクランク機構により外部駆動源の回転力を往復運動部
材に伝達する。この場合、1個の往復運動部材で粘性流
体の流体摩擦に寄与する比較的大きな表面積を得ること
ができ、構造が簡単となる。
The technical ideas (inventions) other than those described in the claims which can be understood from the above embodiments are described below together with their effects. (1) In the invention described in claim 1, the driving means transmits the rotational force of the external driving source to the reciprocating member by a crank mechanism. In this case, a relatively large surface area that contributes to the fluid friction of the viscous fluid can be obtained with one reciprocating member, and the structure is simplified.

【0091】(2) (1)に記載の発明において往復
運動部材をピストンとする。この場合、加工精度の高い
ピストンを容易に製造できる。 (3) (2)に記載の発明において、クランク機構の
下方でピストンが往復移動するように構成し、粘性流体
はピストンの移動範囲に充填する。この場合粘性流体の
充填量が少なくてよい。
(2) In the invention described in (1), the reciprocating member is a piston. In this case, a piston with high processing accuracy can be easily manufactured. (3) In the invention described in (2), the piston is configured to reciprocate below the crank mechanism, and the viscous fluid fills the movement range of the piston. In this case, the filling amount of the viscous fluid may be small.

【0092】(4) 請求項7、(2)及び(3)のい
ずれかに記載の発明において、ピストンの移動時にピス
トンの内部を粘性流体が移動可能な通路を形成する。こ
の場合、ピストンの移動時に粘性流体が圧縮されず、小
さな駆動力でピストンを往復移動させることが容易とな
る。
(4) In the invention according to any one of claims 7, (2) and (3), a passage through which a viscous fluid can move inside the piston when the piston moves is formed. In this case, the viscous fluid is not compressed when the piston moves, and the piston can be easily reciprocated with a small driving force.

【0093】[0093]

【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、加工精度のばらつきに起因す
る暖房能力のばらつきを小さくできる。
As described in detail above, according to the first to seventh aspects of the present invention, it is possible to reduce the variation in the heating capacity due to the variation in the processing accuracy.

【0094】請求項2に記載の発明によれば、複数の往
復運動部材(ピストン)を比較的小さなスペースで駆動
でき、同じ体格のハウジング内に1個のピストンを設け
た構成に比較してピストンの周面の総表面積を大きくで
きて駆動軸1回転当たりの発熱量を増大できる。
According to the second aspect of the present invention, a plurality of reciprocating members (pistons) can be driven in a relatively small space, and the pistons can be moved as compared with a configuration in which one piston is provided in a housing of the same size. The total surface area of the peripheral surface can be increased, and the amount of heat generated per rotation of the drive shaft can be increased.

【0095】請求項3に記載の発明によれば、斜板角度
が斜板角度変更手段によって変更され、高速回転時に発
熱量が過剰になるのが防止されてオイルシール等の耐久
性が向上する。また、低速回転時にも必要な発熱量の確
保が可能となる。
According to the third aspect of the invention, the swash plate angle is changed by the swash plate angle changing means, so that the amount of heat generated during high-speed rotation is prevented from being excessive, and the durability of the oil seal and the like is improved. . Further, it is possible to secure a necessary heat generation amount even at low speed rotation.

【0096】請求項4に記載の発明によれば、斜板角度
変更手段は斜板が収容された室内の圧力を変更すること
により斜板角度を変更する構成のため、構造が簡単とな
る。請求項5に記載の発明によれば、斜板角度が小さな
状態で起動時されるため、起動時に駆動軸を駆動するの
に必要なトルクが小さくなり、電磁クラッチの接続時の
ショックが小さくなり、起動が円滑に行われる。
According to the fourth aspect of the present invention, the swash plate angle changing means changes the swash plate angle by changing the pressure in the room in which the swash plate is housed, so that the structure is simplified. According to the fifth aspect of the present invention, since the startup is performed with the swash plate angle being small, the torque required to drive the drive shaft at startup is reduced, and the shock when the electromagnetic clutch is connected is reduced. , Startup is performed smoothly.

【0097】請求項6に記載の発明によれば、粘性流体
として機械油が使用されているため、各摺動部やベアリ
ングの耐久性が向上する。請求項7に記載の発明によれ
ば、往復運動部材を比較的簡単に加工精度良く製造でき
る。
According to the sixth aspect of the invention, the mechanical oil is used as the viscous fluid, so that the durability of each sliding portion and bearing is improved. According to the seventh aspect of the invention, the reciprocating member can be manufactured relatively easily with high processing accuracy.

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

【図1】 第1の実施形態のビスカスヒータを示す断面
図。
FIG. 1 is a sectional view showing 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】 粘性流体の速度分布を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a velocity distribution of a viscous fluid.

【図4】 第2実施形態のビスカスヒータを示す断面
図。
FIG. 4 is a sectional view showing a viscous heater according to a second embodiment.

【図5】 第3の実施の形態のビスカスヒータを示す断
面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a viscous heater according to a third embodiment.

【図6】 同じく傾角が中間状態の部分断面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the same inclination angle.

【図7】 同じく傾角が最小状態の部分断面図。FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a state where the inclination angle is the same.

【図8】 変更例のビスカスヒータを示す部分断面図。FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a modified viscous heater.

【図9】 変更例のピストンを示す部分断面図。FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a piston of a modified example.

【図10】 別の変更例のピストンを示す部分断面図。FIG. 10 is a partial sectional view showing a piston according to another modification.

【図11】 別の変更例のピストンを示す断面図。FIG. 11 is a sectional view showing a piston according to another modification.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,55…ハウジングを構成するフロントハウジン
グ、12、13,56…同じくシリンダブロック、12
i,13i…シリンダブロックを構成するインナーシリ
ンダ、12o,13o…同じくアウターシリンダ、12
b,13b,44,56a…発熱室を構成するシリンダ
ボア、14…ハウジングを構成するリヤプレート、20
…駆動手段を構成する駆動軸としての駆動シャフト、2
3,45,71…往復運動部材としてのピストン、2
4,65…駆動手段を構成するカムプレートとしての斜
板、26…同じくシュー、27,51,59,79…放
熱室としてのウォータジャケット、46…駆動手段を構
成する駆動軸としてのクランク軸、50…駆動手段を構
成する連接棒。62…室としてのクランク室、64…回
転支持体、66…ヒンジ機構を構成する支持アーム、6
7…同じくガイドピン。
11, 55: Front housing constituting the housing, 12, 13, 56: Similarly, cylinder block, 12
i, 13i: an inner cylinder constituting a cylinder block; 12o, 13o: an outer cylinder, 12
b, 13b, 44, 56a: cylinder bores forming a heat generating chamber; 14: rear plates forming a housing;
... a drive shaft as a drive shaft constituting drive means, 2
3, 45, 71 ... piston as a reciprocating member, 2
4, 65: a swash plate as a cam plate constituting a driving means; 26, a shoe; 27, 51, 59, 79: a water jacket as a radiating chamber; 50: connecting rod constituting the driving means. 62: a crank chamber as a chamber; 64: a rotary support; 66: a support arm constituting a hinge mechanism;
7 ... Guide pins as well.

───────────────────────────────────────────────────── 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 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tatsuya Hirose 2-1-1, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Toyota Industries Corporation

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングに設けられた発熱室と、 前記発熱室の壁面との間に粘性流体が介在する状態で往
復移動可能に配設された往復運動部材と、 前記往復運動部材を駆動する駆動手段と、 前記発熱室に隣接して設けられ、前記往復運動部材の往
復運動により発生した熱を循環流体に熱交換する放熱室
とを備えた往復運動式ビスカスヒータ。
A reciprocating member disposed reciprocally in a state in which a viscous fluid is interposed between a heat generating chamber provided in a housing, a wall surface of the heat generating chamber, and driving the reciprocating member. A reciprocating viscous heater comprising: a driving unit; and a heat radiating chamber provided adjacent to the heat generating chamber and exchanging heat generated by the reciprocating motion of the reciprocating member with a circulating fluid.
【請求項2】 前記駆動手段は外部駆動源の回転力を伝
達する駆動軸と、該駆動軸の回転に伴ってシューを介し
て前記往復運動部材に往復運動を伝達するカムプレート
とを備えている請求項1に記載の往復運動式ビスカスヒ
ータ。
2. The drive means includes a drive shaft for transmitting a rotational force of an external drive source, and a cam plate for transmitting reciprocating motion to the reciprocating member via a shoe with rotation of the drive shaft. The reciprocating viscous heater according to claim 1.
【請求項3】 前記カムプレートは前記駆動軸上に傾動
可能に支持された斜板であり、該斜板の傾斜角度を変更
させる斜板角度変更手段とを備えている請求項2に記載
の往復運動式ビスカスヒータ。
3. The swash plate according to claim 2, wherein the cam plate is a swash plate supported so as to be tiltable on the drive shaft, and swash plate angle changing means for changing an inclination angle of the swash plate. Reciprocating viscous heater.
【請求項4】 前記斜板は前記駆動軸に一体回転可能に
支持された回転支持体に、ヒンジ機構を介して相対回転
不能に連結され、前記斜板角度変更手段は前記斜板が収
容された室に連通され、該室内の圧力を調整する圧力調
整手段である請求項3に記載の往復運動式ビスカスヒー
タ。
4. The swash plate is rotatably connected to a rotation supporter rotatably supported by the drive shaft via a hinge mechanism, and the swash plate angle changing means accommodates the swash plate. 4. The reciprocating viscous heater according to claim 3, wherein said viscous heater is a pressure adjusting means which is communicated with said chamber and adjusts the pressure inside said chamber.
【請求項5】 前記斜板角度変更手段は起動時に斜板と
駆動軸とのなす角度が大きくなるように斜板角度を調整
する請求項3又は請求項4に記載の往復運動式ビスカス
ヒータ。
5. The reciprocating viscous heater according to claim 3, wherein the swash plate angle changing means adjusts the swash plate angle so that the angle between the swash plate and the drive shaft increases at the time of startup.
【請求項6】 前記粘性流体には機械油が使用されてい
る請求項2〜請求項5のいずれか一項に記載の往復運動
式ビスカスヒータ。
6. The reciprocating viscous heater according to claim 2, wherein a mechanical oil is used as the viscous fluid.
【請求項7】 前記往復運動部材はピストンである請求
項1〜請求項6のいずれか一項に記載の往復運動式ビス
カスヒータ。
7. The reciprocating viscous heater according to claim 1, wherein the reciprocating member is a piston.
JP9151054A 1997-01-31 1997-06-09 Reciprocation type viscous heater Pending JPH10272917A (en)

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DE19880297T DE19880297T1 (en) 1997-01-31 1998-01-30 Piston-type viscose heater
PCT/JP1998/000396 WO1998033671A1 (en) 1997-01-31 1998-01-30 Reciprocating type viscous heater

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2712510B2 (en) * 1989-03-21 1998-02-16 アイシン精機株式会社 Vehicle heating system

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WO1998033671A1 (en) 1998-08-06

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