JPH10291411A

JPH10291411A - ビスカスヒータ

Info

Publication number: JPH10291411A
Application number: JP9103026A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Moroi; 隆宏諸井; Takashi Ban; 孝志伴; Shigeru Suzuki; 鈴木　　茂; Satoshi Yagi; 聖史八木
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2017-04-21
Also published as: DE19817810A1; SE9801359D0; DE19817810C2; US5875742A; SE9801359L; JP3588968B2; SE512742C2

Abstract

(57)【要約】【課題】前部及び後部発熱室でせん断する粘性流体の量
に差異がある場合であっても、前部及び後部発熱室の粘
性流体の劣化に程度の差異を生じることとないビスカス
ヒータを提供する。【解決手段】発熱室８を密閉状態とし、この発熱室８の
外周側にロータ１３の前後壁面側を連通させるとともに
液密的間隙を超える間隙の連通部８ａを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粘性流体をせん断
により発熱させ、放熱室内を循環する循環流体に熱交換
して暖房熱源に利用するビスカスヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、実開平３−９８１０７号公報に能
力可変のビスカスヒータが開示されている。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
態で締結され、内部に発熱室と、この発熱室の外域にウ
ォータジャケットとを形成している。ウォータジャケッ
ト内では循環水が入水ポートから取り入れられ、出水ポ
ートから外部の暖房回路へ送り出されるべく循環されて
いる。前部及び後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、駆動軸には発熱室内で回動
可能なロータが固着されている。発熱室の壁面とロータ
の外面とは互いに近接する軸方向のラビリンス溝を構成
し、これら発熱室の壁面とロータの外面との間隙にはシ
リコーンオイル等の粘性流体が介在される。

【０００３】また、このビスカスヒータの特徴的な構成
として、前部及び後部ハウジングの下方には内部にダイ
アフラムを備えた上下カバーが設けられ、上カバーとダ
イアフラムとにより制御室が区画されている。発熱室は
前部及び後部ハウジングの上端に貫設された貫通孔によ
り大気と連通されているとともに、上下カバーに設けら
れた連通管により制御室と連通されており、ダイアフラ
ムはマニホールド負圧及びコイルスプリング等により制
御室の内部容積を調整可能になされている。

【０００４】車両の暖房装置に組み込まれたこのビスカ
スヒータでは、駆動軸がエンジンにより駆動されれば、
発熱室内でロータが回動するため、粘性流体が発熱室の
壁面とロータの外面との間隙でせん断により発熱する。
この発熱はウォータジャケット内の循環水に熱交換さ
れ、加熱された循環水が暖房回路で車両の暖房に供され
ることとなる。

【０００５】ここで、このビスカスヒータの能力変化は
同公報によれば以下の作用となる。すなわち、暖房が過
強である場合、マニホールド負圧でダイアフラムを下方
に変位させて制御室の内部容積を拡大する。これによ
り、発熱室内の粘性流体が制御室内に回収されるため、
発熱室の壁面とロータの外面との間隙の発熱量が減少
し、暖房が弱められることとなる。逆に、暖房が過弱で
ある場合、気圧調整孔及びコイルスプリングの作用でダ
イアフラムを上方に変位させて制御室の内部容積を縮小
する。これにより、制御室内の粘性流体は発熱室内に送
り出されるため、発熱室の壁面とロータの外面との間隙
の発熱量が増大し、暖房が強められることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の能
力可変型ビスカスヒータでは、粘性流体を発熱室から制
御室内に回収する際、これによる発熱室内の負圧を貫通
孔から導かれる新たな空気により相殺している。粘性流
体は、こうして能力縮小の度に新たな空気と接触するこ
とにより、酸化劣化が進行しやすくなり、また随時空気
中の水分が補充される形となって、その水分による悪影
響（トルク低下）を受ける。

【０００７】また、このビスカスヒータでは、制御室内
に粘性流体を回収しない状態で駆動軸が高回転数を維持
すると、発熱室内の粘性流体を入れ替える手段も有して
いないことから、発熱室内の粘性流体が上限なく高温化
し、粘性流体が耐熱限界を超えて劣化してしまう。この
場合、高速運転後の発熱量が低下してしまう。この点、
ドイツ公開特許公報第３８３２９６６号公報記載の暖房
装置（ビスカスヒータ）では、ハウジングに発熱室と連
通する通口と、この通口と連通する制御室とを形成し、
発熱室及び制御室を密閉状態としているため、劣化や悪
影響を受けることはない。また、この暖房装置では、通
口を閉鎖装置により開閉可能にしたため、長期間使用後
の耐久後又は高速運転後の発熱量の低下を防止可能であ
る。

【０００８】しかしながら、かかる暖房装置では、ホイ
ール状のロータを採用しているため、軸長が大きく、車
両等への搭載性が損なわれることとなる。他方、特開平
８−３３７１１０号公報記載の暖房装置（ビスカスヒー
タ）では、前後端面が主なせん断面である平板形状のロ
ータを採用しているため、軸長が短く、車両等への搭載
性に優れる。また、この暖房装置では、発熱室を密閉状
態としているため、発熱室に介在される粘性流体が新た
な空気と接触することはなく、また随時空気中の水分が
補充される訳ではないので、劣化や悪影響を受けること
はない。

【０００９】しかしながら、かかる暖房装置において
は、単に発熱室の内周壁面とロータの外周面との液密的
間隙によって発熱室におけるロータの前後壁面側を連通
させているため、前部及び後部発熱室の粘性流体は相互
に積極的な流れを生じにくい。このため、例え前部及び
後部発熱室内でそれぞれ独立して粘性流体が循環して
も、その際に前部及び後部発熱室の粘性流体の相互の入
れ替わりを生じにくいので、前部及び後部発熱室でせん
断する粘性流体の量に差異がある場合には、前部及び後
部発熱室の粘性流体で劣化の程度に差異を生じることと
なる。これではビスカスヒータ全体として長期にわたっ
て安定した発熱効率を確保できない。

【００１０】本発明の課題は、前部及び後部発熱室でせ
ん断する粘性流体の量に差異がある場合であっても、前
部及び後部発熱室の粘性流体の劣化に程度の差異を生じ
ることとないビスカスヒータを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１のビスカスヒータは、内部に発熱室及び
該発熱室に隣接して循環流体を循環させる放熱室を形成
するハウジングと、該ハウジングに軸受装置を介して回
動可能に支承された駆動軸と、該発熱室内で該駆動軸に
より回動可能に設けられたロータと、該発熱室の壁面と
該ロータの外面との液密的間隙に介在され、該ロータの
回動によりせん断されて発熱する粘性流体とを有するビ
スカスヒータにおいて、前記発熱室は密閉状態とされ、
該発熱室は外周側に前記ロータの前後端面側を連通させ
るとともに前記液密的間隙を超える間隙の連通部を有し
ていることを特徴とする。

【００１２】このビスカスヒータでは、発熱室が密閉状
態であるため、発熱室に介在される粘性流体が新たな気
体と接触することはなく、また随時気体中の水分が補充
される訳ではないので、劣化や悪影響を受けることはな
い。また、このビスカスヒータでは、発熱室が外周側に
液密的間隙を超える間隙を有する連通部を有するため、
発熱室におけるロータの前後壁面側の粘性流体がその連
通部により相互に繋がれ、相互に積極的な流れを生じ
る。ここで、連通部が粘性流体の循環量の多い発熱室の
外周側に位置し、連通部の圧力が発熱室の内周に比べ大
きくなっていることから、この傾向は特に駆動軸の回転
数が高いことにより遠心力が大きく作用する間に大き
い。このため、前部及び後部発熱室内でそれぞれ独立し
て粘性流体が循環すれば、その際に前部及び後部発熱室
の粘性流体の相互の入れ替わりを生じるので、前部及び
後部発熱室でせん断する粘性流体の量に差異がある場合
であっても、前部及び後部発熱室の粘性流体で劣化の程
度に差異を生じない。このため、ビスカスヒータ全体と
して長期にわたって安定した発熱効率を確保できる。

【００１３】（２）請求項２のビスカスヒータは、請求
項１記載のビスカスヒータにおいて、ハウジングには、
発熱室と回収通路及び供給通路により連通され、液密的
間隙の容積を超える粘性流体を収容可能な貯留室が密閉
状態で配設されていることを特徴とする。このビスカス
ヒータでは、貯留室も密閉状態であるため、貯留室に介
在される粘性流体が新たな気体と接触することはなく、
また随時気体中の水分が補充される訳ではないので、劣
化や悪影響を受けることはない。

【００１４】また、このビスカスヒータでは、貯留室が
液密的間隙の容積を超える粘性流体を収容可能であるた
め、粘性流体の厳しい収容量管理が不要となる。さら
に、このビスカスヒータでは、貯留室を発熱室と連通さ
せているため、粘性流体を回収通路により発熱室から貯
留室内に回収可能であるとともに、粘性流体を供給通路
により貯留室から発熱室内に供給可能である。ここで、
このビスカスヒータでは、貯留室内に液密的間隙の容積
を超える粘性流体を収納可能であることから、せん断さ
れる粘性流体の量に余裕を生じ、特定の粘性流体のみを
常にせん断することにならないため、粘性流体の劣化遅
延を図ることが可能になる。

【００１５】こうして、このビスカスヒータでは、発熱
室と貯留室との間で粘性流体を確実に入れ換えつつ、十
分な発熱量の発揮と、十分な軸封能力の確保とが実現さ
れる。（３）請求項３のビスカスヒータは、請求項２記載のビ
スカスヒータにおいて、回収通路及び供給通路は駆動軸
の駆動中に常時開放されていることを特徴とする。

【００１６】このビスカスヒータでは、駆動軸の駆動中
に発熱室と貯留室とで粘性流体が常時入れ換わる。（４）請求項４のビスカスヒータは、請求項２記載のビ
スカスヒータにおいて、回収通路及び供給通路の少なく
とも一方は開閉可能になされていることを特徴とする。

【００１７】このビスカスヒータは、回収通路の開閉に
より発熱室から貯留室への粘性流体の回収の開始又は停
止が行われ、供給通路の開閉により貯留室から発熱室へ
の粘性流体の供給の開始又は停止が行われることとなる
ため、貯留室を制御室とする能力可変型のものとなる。
こうして、能力縮小が行われれば、駆動軸が高速回転を
維持していても、発熱室内の粘性流体の高温化が抑制さ
れ、劣化が防止される。

【００１８】（５）請求項５のビスカスヒータは、請求
項２、３又は４記載のビスカスヒータにおいて、供給通
路は、発熱室の後部壁面に凹設され、ロータの外周に向
かって延在して連通部と連通する後部供給溝を有するこ
とを特徴とする。このビスカスヒータでは、貯留室内に
回収されていた粘性流体が後部供給溝を経て後部発熱室
の外周域及び連通部に供給される。そして、後部発熱室
の外周域に供給された粘性流体は例えばそのワイセンベ
ルク効果や遠心力の作用による発熱室内部の循環により
後部発熱室の中央域まで全域に行き渡る。また、連通部
に供給された粘性流体も同様に前部発熱室の中央域まで
全域に行き渡る。

【００１９】なお、後部供給溝の深さとしては、液密的
間隙の２〜３０倍程度が好適である。また、同様の前部
回収溝を凹設することもでき、この場合の深さとして
は、液密的間隙の２〜３０倍程度が好適である。（６）請求項６のビスカスヒータは、請求項５記載のビ
スカスヒータにおいて、後部供給溝はロータの回動によ
り貯留室内の粘性流体が後部発熱室の外周域及び連通部
内に引き込まれやすく形成されていることを特徴とす
る。

【００２０】このビスカスヒータでは、起動後、貯留室
内の粘性流体が後部発熱室の外周域及び連通部に移動し
やすいため、迅速に後部及び前部発熱室内に粘性流体が
行き渡る。なお、後部供給溝をロータの径方向に対して
ロータの回転方向前方側に傾斜させる場合には、０〜８
０°程度が有効である。（７）請求項７のビスカスヒータは、請求項５又は６記
載のビスカスヒータにおいて、供給通路は、発熱室の後
部壁面に凹設され、連通部と連通してロータの回転方向
前方側に向かって延在する後部供給補助溝を有すること
を特徴とする。

【００２１】このビスカスヒータでは、後部供給補助溝
がロータの回転方向前方側に向かって延在しているた
め、起動後、また能力可変型のビスカスヒータでは供給
通路を閉塞状態から開放状態にした後、粘性流体にロー
タの回動による引きずり力の分力を付与する。このた
め、このビスカスヒータでは粘性流体をロータの外周域
に迅速に行き渡らせることができる。

【００２２】（８）請求項８のビスカスヒータは、請求
項２、３、４、５、６又は７記載のビスカスヒータにお
いて、供給通路は、発熱室の前部壁面に凹設され、連通
部と連通してロータの回転方向前方側に向かって延在す
る前部供給補助溝を有することを特徴とする。このビス
カスヒータでは、前部供給補助溝がロータの回転方向前
方側に向かって延在しているため、起動後、また能力可
変型のビスカスヒータでは供給通路を閉塞状態から開放
状態にした後、粘性流体にロータの回動による引きずり
力の分力を付与する。このため、このビスカスヒータで
は供給通路から粘性流体をロータの外周域に迅速に行き
渡らせることができる。

【００２３】（９）請求項９のビスカスヒータは、請求
項８記載のビスカスヒータにおいて、前部供給補助溝は
ロータの回動により連通部内の粘性流体が前部発熱室の
外周域に引き込まれやすく形成されていることを特徴と
する。このビスカスヒータでは、起動後、連通部内の粘
性流体が前部発熱室の外周域に移動しやすいため、迅速
に前部発熱室内に粘性流体が行き渡る。

【００２４】（１０）請求項１０のビスカスヒータは、
請求項９記載のビスカスヒータにおいて、前部供給補助
溝の発熱室側の開口におけるロータの回転方向前方側の
縁部には、面取りが施されていることを特徴とする。面
取りによって前部供給補助溝内の粘性流体が滑らかに前
部発熱室に移動する。

【００２５】（１１）請求項１１のビスカスヒータは、
請求項２、３、４、５、６、７、８、９又は１０記載の
ビスカスヒータにおいて、回収通路は、ロータを挟んだ
発熱室の前後壁面の少なくとも一方に凹設され、該発熱
室の中央域から外周域に向かって延在して連通部と連通
する回収溝を有することを特徴とする。このビスカスヒ
ータでは、回収溝が発熱室の中央域から外周域に向かっ
て延在して連通部と連通していることから、粘性流体を
貯留室に迅速に回収することができる。なお、回収溝の
深さとしては、液密的間隙の２〜３０倍程度が好適であ
る。また、回収溝をロータの径方向に対して傾斜させる
場合には、０〜８０°程度が有効である。

【００２６】（１２）請求項１２のビスカスヒータは、
請求項１、２、３、４、４、６、７、８、９、１０又は
１１記載のビスカスヒータにおいて、連通部はハウジン
グに凹設されて形成されていることを特徴とする。ハウ
ジングに連通部を凹設することは簡易である。粘性流体
の熱膨脹を許容すべくハウジングに形成した余剰空間を
連通部として採用することもできる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、各請求項記載の発明を具体
化した実施形態１〜３を図面を参照しつつ説明する。（実施形態１）実施形態１のビスカスヒータは能力可変
型のものとして請求項１、２、４〜９、１１、１２を具
体化している。

【００２８】すなわち、このビスカスヒータでは、図１
に示すように、前部プレート２と後部プレート３とが間
にＯリング５を介して前部ハウジング本体１内に収容さ
れ、前部ハウジング本体１はＯリング６を介して複数本
の通しボルト７により後部ハウジング本体４で閉塞され
ている。前部プレート２の後端面に円形に凹設された凹
部は後部プレート３の前端面とともに発熱室８を形成し
ている。また、前部プレート２の前面外周側には円弧状
のフィン２ａが前方に突出されており、前部ハウジング
本体１の内面外周側とで発熱室８の前部に隣接する前部
放熱室としての前部ウォータジャケットＦＷを形成して
いる。他方、後部プレート３の後面外周側にも円弧状の
フィン３ｅが後方に突出されており、後部ハウジング本
体４の内面外周側とで発熱室８の後部に隣接する後部放
熱室としての後部ウォータジャケットＲＷを形成してお
り、後部プレート３の後面内周側と後部ハウジング本体
４の内面内周側とが制御室ＣＲを形成している。前部ハ
ウジング本体１の外周面には図示しない入水ポート及び
出水ポートが隣接して形成され、入水ポートと出水ポー
トとは前部及び後部ウォータジャケットＦＷ、ＲＷに連
通されている。

【００２９】さらに、前部プレート２のボス２ｂには発
熱室８に隣接する軸封装置内蔵の軸受装置９が設けら
れ、前部ハウジング本体１のボス１ｂにはグリス封入式
の軸受装置１０が設けられ、これら軸受装置９、１０に
より駆動軸１２が回動可能に支承されている。また、前
部ハウジング本体１のボス１ｂには、電磁クラッチＭＣ
が装着されている。ここで、電磁クラッチＭＣでは、ボ
ス１ｂに軸受装置２１を介してプーリ２２が回転可能に
支承されているとともに、プーリ２２内に位置すべく励
磁コイル２３が設けられている。そして、駆動軸１２に
ボルト２４を螺合させるとともにキー２５を圧入するこ
とによりハブ２６が固定され、ハブ２６はゴム部材２７
及びフランジ２８を介してアーマチュア２９と固定され
ている。プーリ２２は図示しない車両のエンジンにより
ベルトで回転されるようになっている。

【００３０】駆動軸１２の後端部には、発熱室８内で回
動可能な前後端面が主なせん断面である平板形状のロー
タ１３が圧入されている。ここで、前部プレート２の凹
部はロータ１３の外径より大きな内径で凹設されている
ため、発熱室８の外周面はロータ１３の外周面とともに
ロータ１３の前後壁面側を連通させる連通部８ａを形成
している。かかる連通部８ａは前部プレート２に凹部を
簡易に凹設するだけで形成され、ロータ１３の端面とそ
の端面に対向する発熱室８内の壁面との液密的間隙を超
える間隙をロータ１３の外周面と発熱室８の内周面との
間に形成している。ここで。液密的間隙とは、後述する
シリコーンオイルに対し、ロータ１３の回動により充分
な発熱が確保できるせん断力を付与可能な間隙である。

【００３１】そして、後部プレート３には、図２にも示
すように、発熱室８側が開口し、後部発熱室８の中央域
上方からロータ１３の上方外周に向かって直線状に延在
する後部回収溝３ｄが凹設されている。この後部回収溝
３ｄは、ロータ１３の径方向に対し、二点鎖線で示すロ
ータ１３の回転方向後方側に傾斜されており、ロータ１
３の外径を超えて延在されているため、その外端が連通
部８ａに開放されている。また、この後部回収溝３ｄの
内端には制御室ＣＲまで貫通する回収孔３ａが後端面ま
で貫設されている。

【００３２】また、後部プレート３には、発熱室８側が
開口し、後部発熱室８の中央域下方からロータ１３の下
方外周に向かって直線状に延在する後部供給溝３ｃと、
この後部供給溝３ｃの外端からロータ１３の回転方向に
屈曲して周方向に延在する後部供給補助溝３ｇとが凹設
されている。後部供給溝３ｃは、ロータ１３の径方向に
対しロータ１３の回転方向前方側に傾斜されており、後
部供給補助溝３ｇの基端部とともにロータ１３の外径を
超えて延在されているため、それらの外端が連通部８ａ
に開放されている。また、この後部供給溝３ｃの内端に
は制御室ＣＲまで貫通する供給孔３ｂが後端面まで貫設
されている。

【００３３】他方、前部プレート２には、図３にも示す
ように、発熱室８側が開口し、前部発熱室８の中央域上
方からロータ１３の上方外周に向かって直線状に延在す
る前部回収溝２ｃが凹設されている。この前部回収溝２
ｃは、ロータ１３の径方向に対しロータ１３の回転方向
前方側に傾斜されており、ロータ１３の外径を超えて延
在されているため、その外端が連通部８ａに開放されて
いる。

【００３４】また、前部プレート２の下方外周には、発
熱室８側が開口し、外端が連通部８ａに開放されてロー
タ１３の回転方向で周方向に延在する前部供給補助溝２
ｄが凹設されている。そして、図１に示す制御室ＣＲ及
び発熱室８の壁面とロータ１３の外面との液密的間隙に
は、空気とともに粘性流体としてのシリコーンオイルが
介在されている。ここで、このビスカスヒータでは、制
御室ＣＲが液密的間隙の容積を超えるシリコーンオイル
を収容可能であるため、シリコーンオイルの厳しい収容
量管理が不要となる。なお、前部発熱室８ではボス２ｂ
の穴が開口されている一方、後部発熱室８では回収孔３
ａ及び供給孔３ｂが開口されており、発熱面積が前後で
異なるので、前部発熱室８と後部発熱室８とでは、必然
的にせん断するシリコーンオイルの量に差異を生じてい
る。制御室ＣＲ内では、回収孔３ａの制御室ＣＲ側の開
口をシリコーンオイルの温度上昇により開放可能なバイ
メタル型のフラッパ弁１４と、供給孔３ｂの制御室ＣＲ
側の開口をシリコーンオイルの温度上昇により閉塞可能
なバイメタル型のフラッパ弁１５とが後部プレート３に
固定されている。

【００３５】車両の暖房装置に組み込まれたこのビスカ
スヒータでは、駆動軸１２が電磁クラッチＭＣを介して
エンジンにより駆動されれば、発熱室８内でロータ１３
が回動するため、シリコーンオイルが発熱室８の壁面と
ロータ１３の外面との液密的間隙でせん断される。この
とき、前部及び後部発熱室８では、ワイセンベルク効果
と遠心力とにより、それぞれの間隙内においてシリコー
ンオイルが径方向に循環している。なお、前部回収溝２
ｃ、後部回収溝３ｄ、回収孔３ａ、供給孔３ｂ、後部供
給溝３ｃ、後部供給補助溝３ｇ及び前部供給補助溝２ｄ
のピン角に形成された縁部によってはせん断効果が高め
られている。そして、発熱は前部及び後部ウォータジャ
ケットＦＷ、ＲＷ内の循環流体としての循環水に熱交換
され、加熱された循環水が暖房回路で車両の暖房に供さ
れることとなる。

【００３６】この間、このビスカスヒータでは、発熱室
８及び制御室ＣＲが密閉状態であるため、発熱室８及び
制御室ＣＲに介在されるシリコーンオイルが新たな空気
と接触することはなく、また随時空気中の水分が補充さ
れる訳ではないので、劣化や悪影響を受けることはな
い。また、このビスカスヒータでは、前後端面が主なせ
ん断面である平板形状のロータ１３を採用しているた
め、軸長が短く、車両等への搭載性に優れる。

【００３７】さらに、このビスカスヒータでは、エンジ
ンの回転数が低いことにより駆動軸１２の回転数が比較
的低くロータ１３が回動されたままであれば、発熱室８
内のシリコーンオイルは、遠心力よりも支配的なワイセ
ンベルク効果により、中央域に集合しようとする。特
に、上記形状の発熱室８及びロータ１３の採用により、
シリコーンオイルは軸芯と直角の液面の面積が大きいこ
とから、このワイセンベルク効果を確実に生じることと
なる。

【００３８】ここで、制御室ＣＲ内のシリコーンオイル
の温度が低ければ、暖房が過弱であるため、フラッパ弁
１４が回収孔３ａを閉塞し、フラッパ弁１５が供給孔３
ｂを開放している。このとき、前部発熱室８、連通部８
ａ及び後部発熱室８内のシリコーンオイルは前部回収溝
２ｃ、連通部８ａ、後部回収溝３ｄ及び回収孔３ａを経
ては制御室ＣＲ内に回収されない。他方、制御室ＣＲ内
に回収されていたシリコーンオイルは供給孔３ｂ、後部
供給溝３ｃ及び後部供給補助溝３ｇを経て後部発熱室８
及び連通部８ａ内に供給される。そして、後部発熱室８
の外周域に供給されたシリコーンオイルは例えばそのワ
イセンベルク効果や遠心力の作用による発熱室８内部の
循環により後部発熱室８の中央域まで全域に行き渡る。
また、連通部８ａに供給されたシリコーンオイルも同様
に前部発熱室８の中央域まで全域に行き渡る。

【００３９】また、フラッパ弁１５が供給孔３ｂを開放
した後、後部供給溝３ｃが傾斜しているため、制御室Ｃ
Ｒ内のシリコーンオイルが後部発熱室８の外周域及び連
通部８ａに移動しやすく、迅速に後部及び前部発熱室８
内にシリコーンオイルが行き渡る。また、後部供給補助
溝３ｇがロータ１３の回転方向前方側に向かって延在し
ているため、シリコーンオイルにロータ１３の回動によ
る引きずり力の分力を付与する。

【００４０】このため、このビスカスヒータではシリコ
ーンオイルをロータ１３の外周域に迅速に行き渡らせる
ことができる。このため、発熱室８の壁面とロータ１３
の外面との間隙の発熱量が増大し（能力拡大）、暖房が
強められることとなる。この一方、エンジンの回転数が
高いことにより駆動軸１２の回転数が比較的高くロータ
１３が回動されたままであれば、発熱室８内のシリコー
ンオイルは、ワイセンベルク効果よりも支配的な遠心力
により、外周域に集合しようとする。

【００４１】ここで、制御室ＣＲ内のシリコーンオイル
の温度が高くなれば、暖房が過強になりつつあるため、
フラッパ弁１４が回収孔３ａを開放し、フラッパ弁１５
が供給孔３ｂを閉塞する。このとき、前部発熱室８内の
シリコーンオイルは前部回収溝２ｃから連通部８ａに回
収される。そして、連通部８ａ及び後部発熱室８内のシ
リコーンオイルは回収溝３ｄ及び回収孔３ａを経て制御
室ＣＲ内に回収される。このとき、前部回収溝２ｃ及び
後部回収溝３ｄが傾斜しているため、起動後は、後部発
熱室８及び連通部８ａ内のシリコーンオイルが制御室Ｃ
Ｒに引き込まれやすい。他方、制御室ＣＲ内に回収され
ていたシリコーンオイルは供給孔３ｂ、後部供給溝３
ｃ、後部供給補助溝３ｇ、連通部８ａ及び前部供給補助
溝２ｄを経ては後部発熱室８、連通部８ａ及び前部発熱
室８内に供給されない。このため、発熱室２８の壁面と
ロータ３３の外面との間隙の発熱量が減少し（能力縮
小）、暖房が弱められることとなる。

【００４２】こうして、このビスカスヒータでは、発熱
室８におけるロータ１３の前後壁面側のシリコーンオイ
ルが連通部８ａにより相互に繋がれ、相互に積極的な流
れを生じる。ここで、連通部８ａがシリコーンオイルの
循環量の多い発熱室の外周側に位置し、連通部８ａの圧
力が発熱室８の内周に比べ大きくなっていることから、
この傾向は特に駆動軸１２の回転数が高いことにより遠
心力が大きく作用する間に大きい。このため、前部及び
後部発熱室８で循環するシリコーンオイルが相互に入れ
替わりを生じるので、前部及び後部発熱室８でせん断す
るシリコーンオイルの量に差異がある場合であっても、
前部及び後部発熱室８のシリコーンオイルで劣化の程度
に差異を生じない。このため、ビスカスヒータ全体とし
て長期にわたって安定した発熱効率を確保できる。

【００４３】また、こうして、このビスカスヒータで
は、回収孔３ａの開閉により発熱室８から制御室ＣＲへ
のシリコーンオイルの回収の開始又は停止が行われ、供
給孔３ｂの開閉により制御室ＣＲから発熱室８へのシリ
コーンオイルの供給の開始又は停止が行われる能力可変
型のものとなっている。こうして、能力縮小が行われれ
ば、駆動軸１２が高速回転を維持していても、発熱室８
内のシリコーンオイルの高温化が抑制され、劣化が防止
される。

【００４４】さらに、このビスカスヒータでは、制御室
ＣＲ内に間隙の容積を超えるシリコーンオイルを収納可
能であることから、せん断されるシリコーンオイルの量
に余裕を生じ、特定のシリコーンオイルのみを常にせん
断することにならないため、シリコーンオイルの劣化遅
延を図ることが可能になる。こうして、このビスカスヒ
ータでは、発熱室８と制御室ＣＲとの間でシリコーンオ
イルを確実に入れ換えつつ、十分な発熱量の発揮と、十
分な軸封能力の確保とが実現される。

【００４５】（実施形態２）実施形態２のビスカスヒー
タでは、請求項１、２、４〜１２を具体化し、図４に示
すように、前部プレート２において、ロータ１３の回転
方向後方側の縁部に面取り２ｅを施した前部回収溝２ｃ
を採用するとともに、ロータ１３の回転方向前方側の縁
部に面取り２ｆを施した前部供給補助溝２ｄを採用して
いる。他の構成は実施形態１と同一としている。

【００４６】このビスカスヒータでは、図５に示すよう
に、前部発熱室８内のシリコーンオイルがロータ１３の
回転方向前方側のピン角に形成された縁部によっては掻
き落とされる一方、ロータ１３の回転方向後方側の面取
り２ｅによって滑らかに前部回収溝２ｃに導かれ、ひい
ては制御室ＣＲに移動する。また、このビスカスヒータ
では、図６に示すように、面取り２ｆによって前部供給
補助溝２ｄ内のシリコーンオイルが滑らかに前部発熱室
８に移動する。他の作用及び効果は実施形態１と同様で
ある。

【００４７】（実施形態３）実施形態３のビスカスヒー
タは能力固定型のものとして請求項１〜３、５〜１２を
具体化している。すなわち、図７に示すように、実施形
態１の回収孔３ａ（図１参照）より小径の回収孔３ｆを
後部プレート３に貫設するとともに、実施形態１のよう
なフラッパ弁１４、１５（図１参照）を設けない貯留室
ＳＲを採用している。他の構成は実施形態１と同一とし
ている。

【００４８】このビスカスヒータでは、駆動軸１２の駆
動中に発熱室８と貯留室ＳＲとでシリコーンオイルが常
時入れ換わる。他の作用及び効果は実施形態１と同様で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１のビスカスヒータの縦断面図であ
る。

【図２】実施形態１のビスカスヒータのＩＩ−ＩＩ矢視
断面図である。

【図３】実施形態１のビスカスヒータのＩＩＩ−ＩＩＩ
矢視断面図である。

【図４】実施形態２のビスカスヒータに係り、図３と同
様の矢視断面図である。

【図５】実施形態２のビスカスヒータに係り、前部回収
溝等の拡大断面図である。

【図６】実施形態２のビスカスヒータに係り、前部供給
溝等の拡大断面図である。

【図７】実施形態３のビスカスヒータに係り、図１と同
様の縦断面図である。

【符号の説明】

１、２、３、４…ハウジング（１…前部ハウジング本
体、２…前部プレート、３…後部プレート、４…後部ハ
ウジング本体）８…発熱室ＦＷ、ＲＷ…放熱室（ＦＷ…前部ウォータジャケット、
ＲＷ…後部ウォータジャケット）９、１０…軸受装置１２…駆動軸１３…ロータ８ａ、８ｂ…連通部２ｃ、３ａ、３ｄ…回収通路（２ｃ…前部回収溝、３ａ
…回収孔、３ｄ…後部回収溝）２ｄ、３ｂ、３ｃ、３ｇ…供給通路（２ｄ…前部供給補
助溝、３ｂ…供給孔、３ｃ…後部供給溝、３ｅ…後部供
給補助溝）ＳＲ…貯留室（ＣＲ…制御室）２ｅ、２ｆ…面取り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者八木聖史愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に発熱室及び該発熱室に隣接して循環
流体を循環させる放熱室を形成するハウジングと、該ハ
ウジングに軸受装置を介して回動可能に支承された駆動
軸と、該発熱室内で該駆動軸により回動可能に設けられ
たロータと、該発熱室の壁面と該ロータの外面との液密
的間隙に介在され、該ロータの回動によりせん断されて
発熱する粘性流体とを有するビスカスヒータにおいて、前記発熱室は密閉状態とされ、該発熱室は外周側に前記
ロータの前後端面側を連通させるとともに前記液密的間
隙を超える間隙の連通部を有していることを特徴とする
ビスカスヒータ。
【請求項２】ハウジングには、発熱室と回収通路及び供
給通路により連通され、液密的間隙の容積を超える粘性
流体を収容可能な貯留室が密閉状態で配設されているこ
とを特徴とする請求項１記載のビスカスヒータ。
【請求項３】回収通路及び供給通路は駆動軸の駆動中に
常時開放されていることを特徴とする請求項２記載のビ
スカスヒータ。
【請求項４】回収通路及び供給通路の少なくとも一方は
開閉可能になされていることを特徴とする請求項２記載
のビスカスヒータ。
【請求項５】供給通路は、発熱室の後部壁面に凹設さ
れ、ロータの外周に向かって延在して連通部と連通する
後部供給溝を有することを特徴とする請求項２、３又は
４記載のビスカスヒータ。
【請求項６】後部供給溝はロータの回動により貯留室内
の粘性流体が後部発熱室の外周域及び連通部内に引き込
まれやすく形成されていることを特徴とする請求項５記
載のビスカスヒータ。
【請求項７】供給通路は、発熱室の後部壁面に凹設さ
れ、連通部と連通してロータの回転方向前方側に向かっ
て延在する後部供給補助溝を有することを特徴とする請
求項５又は６記載のビスカスヒータ。
【請求項８】供給通路は、発熱室の前部壁面に凹設さ
れ、連通部と連通してロータの回転方向前方側に向かっ
て延在する前部供給補助溝を有することを特徴とする請
求項２、３、４、５、６又は７記載のビスカスヒータ。
【請求項９】前部供給補助溝はロータの回動により連通
部内の粘性流体が前部発熱室の外周域に引き込まれやす
く形成されていることを特徴とする請求項８記載のビス
カスヒータ。
【請求項１０】前部供給補助溝の発熱室側の開口におけ
るロータの回転方向前方側の縁部には、面取りが施され
ていることを特徴とする請求項９記載のビスカスヒー
タ。
【請求項１１】回収通路は、ロータを挟んだ発熱室の前
後壁面の少なくとも一方に凹設され、該発熱室の中央域
から外周域に向かって延在して連通部と連通する回収溝
を有することを特徴とする請求項２、３、４、５、６、
７、８、９又は１０記載のビスカスヒータ。
【請求項１２】連通部はハウジングに凹設されて形成さ
れていることを特徴とする請求項１、２、３、４、４、
６、７、８、９、１０又は１１記載のビスカスヒータ。