JPH1148761A

JPH1148761A - 熱発生器

Info

Publication number: JPH1148761A
Application number: JP9210784A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Moroi; 隆宏諸井; Takashi Ban; 孝志伴; Satoshi Yagi; 聖史八木; Hidefumi Mori; 英文森; Tatsuya Hirose; 達也廣瀬
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 1999-02-23
Also published as: DE19835277A1; US5971291A; DE19835277C2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱発生器において、粘性流体の劣化防止と起動
トルクの低減とを実現しつつ、過酷な運転条件の下にお
いても粘性流体の漏れを生じないようにする。【解決手段】作動室は後部プレート３を挟んで発熱領域
６と貯留領域ＳＲとを形成し、後部プレート３は、貯留
領域ＳＲ内におけるシリコーンオイルＳＯの液位を跨い
で発熱領域６と貯留領域ＳＲとを連通させる開口３ｃを
有している。

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熱発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平８−３３７１１０号公報に
車両用暖房装置に利用される熱発生器が開示されてい
る。この熱発生器では、ハウジング内に発熱室と、この
発熱室に隣接して循環流体を循環させる放熱室としての
ウォータジャケットとが形成されている。また、ハウジ
ングには軸受装置及び軸封装置を介して駆動軸が回動可
能に支承されており、ハウジングと駆動軸の前端とには
エンジンにより駆動軸をベルト駆動可能に電磁クラッチ
が設けられ、駆動軸の後端には発熱室内で回動可能にロ
ータが一体的に形成されている。そして、発熱室の壁面
とロータの外面との液密的間隙にはロータの回動により
発熱されるシリコーンオイル等の粘性流体が介在されて
いる。

【０００３】車両の暖房装置に組み込まれたこの熱発生
器では、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
ロータの外面との液密的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冷却水に熱交換さ
れ、加熱された冷却水が暖房回路で車室等の暖房に供さ
れることとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の熱
発生器では、駆動軸の駆動中は発熱室内の粘性流体が常
にロータによりせん断されることとなるため、粘性流体
が過剰な発熱により熱的に劣化したり、分子鎖の切断に
より低分子量のものとなって機械的に劣化したりしやす
い。このため、この熱発生器では、粘性流体に粘性の低
下を生じ、耐久性に欠けるきらいがある。そして、粘性
の低下した粘性流体を新たな粘性流体と交換することと
すれば、車両等に搭載された熱発生器の分解が必要とな
り、整備上好ましくない。

【０００５】また、本発明者らの試験結果によれば、こ
の熱発生器では、過酷な運転条件の下において、粘性流
体の漏れを生じることが明らかになった。すなわち、こ
の熱発生器では、構造の簡素化等を主眼としているた
め、発熱室内にほぼ１００％の充填率で粘性流体を介在
させることとしており、発熱時の発熱室内における粘性
流体の膨張は、軸受装置と軸封装置との間に位置する補
償室と、軸封装置としての弾性隔膜とにより吸収するこ
ととしている。このため、この熱発生器では、常用回転
数で駆動軸を短時間だけ駆動している間にはほとんど粘
性流体の漏れを生じないものの、駆動軸を高速で駆動し
たり、常用回転数でも長時間駆動し続けたりするような
過酷な運転条件下においては、発熱室内における粘性流
体の熱膨張が補償室及び弾性隔膜による対応では間に合
わず、結果的に粘性流体の漏れを生じることとなる。こ
の場合、徐々に発熱室内の粘性流体の量が減少すること
から、搭載する例えば車両のエンジンルーム等を汚染す
ることになるとともに、粘性流体の補充の必要性からや
はり熱発生器の分解が必要になってしまう。

【０００６】さらに、この熱発生器では、発熱室内にほ
ぼ１００％の充填率で粘性流体を介在させているため、
起動トルクが大きい。このため、この熱発生器では、例
えばエンジン始動時においてセルモータが回らなかった
り、電磁クラッチやベルトで滑りを生じたり、運転中に
起動ショックによるフィーリングの悪化を生じたりする
不具合を生じる。

【０００７】一方、ドイツ公開公報３８３２９６６号記
載の熱発生器では、ハウジング内に発熱室と回収通路及
び供給通路により連通する貯留室を設け、発熱室及び貯
留室内に空気とともに粘性流体を充填しているため、発
熱室内の粘性流体を貯留室との間で循環させることがで
き、これにより粘性流体の劣化を防止することができ
る。

【０００８】また、この熱発生器では、起動時の発熱室
内の粘性流体の量を低減し得るため、起動トルクの低減
を実現可能ではある。しかしながら、この熱発生器にお
いても、また本発明者らの試験結果によれば、過酷な運
転条件の下において、粘性流体の漏れを生じるおそれが
あった。これは、この熱発生器では、回収通路及び供給
通路を個別に隔壁に形成することで貯留室を発熱室と連
通しており、回収通路及び供給通路以外の部分について
は隔壁によって貯留室が発熱室と別室になっているた
め、回収通路が発熱室に対して絞りとして作用し、発熱
室内の圧力が高くなるためである。

【０００９】他方、特開平２−２４６８２３号公報に
は、ハウジングに発熱室と一体的な空間を駆動軸の後方
に有し、発熱室及び空間内に粘性流体を充填し得る熱発
生器が開示されている。かかる空間は、仮に内部に空気
相があれば発熱室と一体的であるが故に、発熱室内にお
ける粘性流体の発熱時の膨張を吸収し、これがために粘
性流体の外部への漏れを防止し得ると考えられる。

【００１０】しかしながら、この熱発生器では、発熱室
の前後壁面とロータの前後端面とが互いに近接する方向
に突出する同心状のラビリンスを有しているため、粘性
流体はラビリンスによってその空間との間で循環するこ
とはできず、粘性流体の劣化の懸念がある。本発明は、
上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、熱発生
器において、粘性流体の劣化防止と起動トルクの低減と
を実現しつつ、過酷な運転条件の下においても粘性流体
の漏れを生じないようにすることを解決すべき課題とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の熱発生器は、内
部に作動室及び該作動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、該作動室
内で該駆動軸により回動可能に設けられたロータと、該
作動室内に気体とともに充填される粘性流体とを有し、
該作動室は、該ロータの外面とで液密的間隙を確保し、
該ロータの回動により該液密的間隙で該粘性流体をせん
断して発熱させる発熱領域と、該作動室の残余をなし、
該液密的間隙の容積を超える該粘性流体を収容し、該発
熱領域との間で該粘性流体の循環を行う貯留領域とから
なることを特徴とする。

【００１２】この熱発生器では、駆動軸の駆動中、粘性
流体が作動室内の発熱領域と貯留領域との間で循環する
ため、発熱領域の特定の粘性流体が常にロータによりせ
ん断されるわけではなく、粘性流体の劣化を防止してい
る。このため、この熱発生器では、粘性流体に粘性の低
下を生じにくく、耐久性に優れる。このため、粘性流体
の交換がほとんど必要なくなり、車両等に搭載された熱
発生器の分解がほとんど不要なことから、整備上好まし
い。

【００１３】また、この熱発生器では、発熱領域及び貯
留領域からなる作動室内に気体とともに粘性流体を充填
しているため、発熱時の発熱領域内における粘性流体の
膨張を貯留領域内の粘性流体以外の気体により吸収す
る。そして、貯留領域と発熱領域とが共にロータが配置
される作動室内に形成されているため、従来の熱発生器
のように発熱室（発熱領域）と貯留室（貯留領域）との
間の絞りとなる回収通路が存在しないため、駆動軸を高
速で駆動したり、常用回転数でも長時間駆動し続けたり
するような過酷な運転条件下においても、作動室内にお
ける内部圧力の過度の上昇を招くことがなく、粘性流体
の漏れを生じにくい。このことは本発明者らの試験結果
によって確認されている。このため、この熱発生器で
は、作動室内の粘性流体の量が減少しにくく、搭載する
例えば車両のエンジンルーム等の汚染や分解整備の必要
性がなくなる。

【００１４】さらに、この熱発生器では、起動時の発熱
領域内の粘性流体の量を低減し得るため、起動トルクの
低減を実現可能である。このため、この熱発生器では、
搭載する例えば車両に不具合を生じない。したがって、
この熱発生器は、粘性流体の劣化防止と起動トルクの低
減とを実現しつつ、過酷な運転条件の下においても粘性
流体の漏れを防止することができる。

【００１５】本発明の熱発生器においては、作動室は隔
壁を挟んで発熱領域と貯留領域とを形成し、該隔壁は、
該貯留領域内における粘性流体の液位を跨いで該発熱領
域と該貯留領域とを連通させる開口を有することができ
る。こうすれば、作動室内の粘性流体は隔壁により発熱
領域と貯留領域とで循環が促進される。隔壁はロータの
回転方向に対して対面するエッジ部を有し、該開口は、
該エッジ部により区画され、貯留領域内の気体相に位置
する気体相連通部と、該気体相連通部と一体に該エッジ
部により区画され、該貯留領域内の液体相に位置する液
体相連通部と、該液体相連通部と一体に該エッジ部によ
り該ロータの回転方向に延在して形成され、該貯留領域
の最下部に位置する供給部とからなることが好ましい。
こうであれば、開口の気体相連通部は発熱室内における
粘性流体の膨張を直接的に吸収する。また、隔壁のエッ
ジ部は貯留室内の粘性流体をロータの回転とともに供給
部に導き、供給部はロータの回転とともに粘性流体を発
熱室に供給する。

【００１６】隔壁には、発熱領域の外周域の粘性流体を
開口に導く回収溝が凹設されていることが好ましい。こ
うすれば、回収溝が発熱領域の外周域の粘性流体を開口
に導くため、貯留領域とその部位との間で迅速に粘性流
体の循環を行うことができる。回収溝は開口の気体相連
通部に連通していることができる。こうであれば、発熱
領域の外周域の粘性流体が大量に開口に導かれるため、
貯留領域内への粘性流体の回収が好適に行われ、粘性流
体の劣化防止の効果が大きい。

【００１７】他方、回収溝は開口の液体相連通部に連通
していることもできる。こうであれば、発熱領域の外周
域の粘性流体が少量だけ開口に導かれるため、貯留領域
内への粘性流体の回収が抑制され、起動時の発熱を迅速
に行うことができる。本発明の熱発生器においては、ロ
ータは、中央域に凹設された凹設部と、該凹設部から径
外方向に延在するフランジ部とからなり、該凹設部がハ
ウジングとともに貯留領域を形成し、該フランジ部が該
ハウジングとともに発熱領域を形成し、該凹設部の最外
部に貫設された連通孔により該発熱領域と該貯留領域と
を連通させていることができる。こうであれば、作動室
の一部をなす貯留領域はロータの内面側に位置し、そこ
の粘性流体はロータの回転による遠心力でロータの凹設
部に偏る。そこから粘性流体はなおも遠心力によって連
通孔を経てロータの外面側の発熱領域に移動する。こう
して、ロータの連通孔が従来の供給通路として機能す
る。他方、発熱領域内の粘性流体は連通孔を介して供給
される粘性流体に押され、作動室内壁とロータ外面との
液密的間隙より間隙の広い貯留領域に押し出される。こ
うして、作動室内壁面とロータ外面との間隙が従来の回
収通路として機能する。

【００１８】作動室は貯留領域を拡大する方向に凹設さ
れた凹設部を有することが好ましい。こうであれば、貯
留領域の容量がさらに大きくなるため、より上記作用及
び効果を生じやすい。本発明の熱発生器において、作動
室には、発熱領域の粘性流体を該発熱領域の外周域に導
く溝が凹設されていることが好ましい。こうであれば、
溝が発熱領域の粘性流体を最も盛んに発熱する発熱領域
の外周域に導くため、貯留領域とその部位との間で迅速
に粘性流体の循環を行うことができるとともに、起動時
に迅速に発熱を始めることができる。

【００１９】従来、発熱室から貯留室に回収された直後
の粘性流体は高温のままであって、すでに充分に冷えた
粘性流体との間で温度格差がある。加えて、冷えた粘性
流体は相対的に流動性が低下する一方、高温の粘性流体
は流動性に富む。このため、貯留室に滞在する粘性流体
には、その滞在位置により温度及び粘度の格差が生じが
ちである。この点、本発明の熱発生器では、作動室内に
貯留領域があるため、貯留領域内の粘性流体に対してロ
ータの回動が攪拌作用として伝達され得る。このため、
低温高粘度の粘性流体と高温低粘度の粘性流体とが効果
的に混じり合い、粘性流体の温度及び粘度を均一化す
る。このことは、熱発生器内に収容した粘性流体のすべ
てを万遍なく連続使用することを可能とし、貯留領域内
の局部において粘性流体が高温度を保持するという事態
を防止し、耐久性を持続できることを意味する。

【００２０】また、ロータには、作動室内の粘性流体を
攪拌する攪拌部が形成されていることが好ましい。こう
であれば、ロータの攪拌部が作動室内の粘性流体を積極
的に攪拌するため、さらに上記作用及び効果を生じる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態１〜４を比較形態１、２とともに図面を参照しつつ説
明する。（実施形態１）実施形態１の熱発生器としてのビスカス
ヒータＶＨでは、図１に示すように、前部ハウジング本
体１、前部プレート２、略リング状の後部プレート３及
び後部ハウジング本体４が各々積層され、これらがそれ
ぞれ間にＯリングを介して複数本のボルト５により締結
されている。前部プレート２の後面には円形の凹部が凹
設されており、この凹部は後部プレート３の前面とによ
り発熱領域６を形成している。また、後部プレート３と
後部ハウジング本体４とにより貯留領域ＳＲが形成され
ている。発熱領域６と貯留領域ＳＲとにより作動室が構
成されている。

【００２２】前部プレート２の前面には円弧状のフィン
２ａが複数条軸方向前方に突設され、前部ハウジング本
体１とこれらフィン２ａとにより前部放熱室としての前
部ウォータジャケットＦＷが形成されている。また、後
部プレート３の後面にも円弧状のフィン３ａが複数条軸
方向後方に突設され、後部ハウジング本体４とこれらフ
ィン３ａとにより後部放熱室としての後部ウォータジャ
ケットＲＷが形成されている。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冷却水はこれ
らフィン２ａ、３ａに従って流れるようになっており、
フィン２ａ、３ａはその際に受熱面積を向上させてい
る。

【００２３】前部プレート２の軸孔には軸封装置内蔵の
軸受装置７（軸封機能をもつ装置を別体で設けることも
可能）が設けられ、この軸受装置７により駆動軸８が回
動可能に支承されている。駆動軸８の後端には発熱領域
６内で前部及び後部プレート２、３との間に液密的間隙
を有して回動可能なロータ９が圧入されている。貯留領
域ＳＲは液密的間隙の容積を超えるシリコーンオイルＳ
Ｏを収容可能であり、前部及び後部プレート２、３とロ
ータ９との液密的間隙及び貯留領域ＳＲには粘性流体と
してのシリコーンオイルＳＯが４０〜７０ｖｏｌ％の充
填率で封入され、残余には空気が残存されている。

【００２４】ロータ９は、図３に示すように、円板状を
なしており、複数条の案内部９ａが放射方向に形成され
ている。これらの案内部９ａは中央側では溝、外周側で
は切り欠けに形成されており、後述する粘性流体として
のシリコーンオイルＳＯのせん断効果を高めるとともに
発熱領域６内のシリコーンオイルＳＯを外周域に移行さ
せるべく、二点鎖線で示すロータ９の回転方向Ｒに対し
て後方側に傾斜している。また、このロータ９の中央域
には前後に貫通する連通孔９ｂが複数個形成されてい
る。これらの連通孔９ｂはロータ９を挟んだ作動室の前
後を繋ぐ機能をするとともに、作動室内のシリコーンオ
イルＳＯを積極的に攪拌する攪拌部として機能する。

【００２５】図２に示すように、後部プレート３は貯留
領域ＳＲとの間で隔壁を構成しており、後部プレート３
の中央域には貯留領域ＳＲ内のシリコーンオイルＳＯの
液位を跨いで位置する開口３ｃが貫設されている。後部
プレート３は開口３ｃを狭めるべく突出する突出壁３ｋ
を有し、突出壁３ｋはロータ９の回転方向Ｒに対して対
面するエッジ部３ｄを有している。開口３ｃは、このエ
ッジ部３ｄにより区画され、貯留領域ＳＲ内の上部であ
る気体相に位置する気体相連通部３ｅと、気体相連通部
３ｅと一体にエッジ部３ｄにより区画され、貯留領域Ｓ
Ｒ内の下部である液体相に位置する液体相連通部３ｆ
と、液体相連通部３ｆと一体にエッジ部３ｄによりロー
タ９の回転方向Ｒに延在して形成され、貯留領域ＳＲの
最下部に位置する供給部３ｇとからなる。こうして、こ
のビスカスヒータでは、後部プレート３を挟んで発熱領
域６と貯留領域ＳＲとが形成され、かかる開口３ｃによ
り、発熱領域６と貯留領域ＳＲとの相互の連通が図ら
れ、突出壁３ｋによって発熱領域６と貯留領域ＳＲの間
でシリコーンオイルＳＯの循環が促進されるようになっ
ている。

【００２６】また、後部プレート３には供給部３ｇから
ロータ９の回転方向Ｒ前方側に傾斜して延在する供給溝
３ｉが凹設されており、この供給溝３ｉにより貯留領域
ＳＲ内のシリコーンオイルＳＯは開口３ｃの供給部３ｇ
から発熱領域６の外周域に導かれるようになっている。
さらに、後部プレート３には発熱領域６の外周域からロ
ータ９の回転方向Ｒ後方側に傾斜して液体相連通部３ｆ
まで延在する回収溝３ｊが凹設されており、この回収溝
３ｊにより発熱領域６の外周域のシリコーンオイルＳＯ
は開口３ｃの液体相連通部３ｆに導かれるようになって
いる。

【００２７】また、後部プレート３の前面外周域には、
発熱領域６内のシリコーンオイルＳＯのせん断効果を高
めるとともに伝熱面積向上のための溝３ｈが放射状に凹
設されている。発熱領域６を形成する前部プレート２の
前面も、開口３ｃがない点を除き、図示はしないが同様
である。以上によりビスカスヒータＶＨが構成されてい
る。

【００２８】また、図１に示すように、前部ハウジング
本体１及び駆動軸８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、ビスカスヒータ
ＶＨの前部ハウジング１に軸受装置１０を介してプーリ
１１が回転可能に支承されているとともに、プーリ１１
内に位置すべく励磁コイル１２が設けられている。この
励磁コイル１２は図示しないエアコンＥＣＵに接続され
ている。そして、ビスカスヒータＶＨの駆動軸８にはボ
ルト１３によりハブ１４が固定され、ハブ１４は板ばね
１５を介してアーマチュア１６と固定されている。プー
リ１１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。

【００２９】以上のように構成されたビスカスヒータＶ
Ｈでは、エアコンＥＣＵの指令により、電磁クラッチＭ
Ｃの励磁コイル１２への通電が行われておれば、アーマ
チュア１６がプーリ１１に磁着するため、駆動軸８がエ
ンジンにより駆動される。このため、ビスカスヒータＶ
Ｈでは、作動室内でロータ９が回動するため、シリコー
ンオイルＳＯが発熱領域６を形成する前部及び後部プレ
ート２、３の壁面とロータ９の外面との液密的間隙でせ
ん断により発熱する。この発熱は前部及び後部ウォータ
ジャケットＦＷ、ＲＷ内の冷却水に熱交換され、加熱さ
れた冷却水が循環回路を循環する。このため、図示しな
いヒータコアで車両の室内暖房が得られるとともに、エ
ンジンの暖機が行われる。

【００３０】この間、このビスカスヒータＶＨでは、発
熱領域６及び貯留領域ＳＲからなる作動室内に空気とと
もにシリコーンオイルＳＯを充填しているため、開口３
ｃの気体相連通部３ｅが発熱領域６内におけるシリコー
ンオイルＳＯの膨張を貯留領域ＳＲ内の空気により直接
的に吸収する。また、このビスカスヒータＶＨでは、エ
ッジ部３ｄが貯留領域ＳＲ内のシリコーンオイルＳＯを
ロータ９の回転とともに供給部３ｇに導き、供給部３ｇ
はロータ９の回転とともにシリコーンオイルＳＯを発熱
領域６に供給する。そして、供給溝３ｉが貯留領域ＳＲ
内のシリコーンオイルＳＯを最も盛んに発熱する発熱領
域６の外周域に導く。このため、貯留領域ＳＲと発熱領
域６の外周域との間で迅速にシリコーンオイルＳＯの循
環を行うことができるとともに、起動時に迅速に発熱を
始めることができる。

【００３１】さらに、開口３ｃの気体相連通部３ｅ及び
液体相連通部３ｆが発熱領域６内におけるシリコーンオ
イルＳＯを回収する。この間、回収溝３ｊが開口３ｃの
液体相連通部３ｆに連通しているため、発熱領域６の外
周域のシリコーンオイルＳＯが少量だけ開口３ｃに導か
れ、貯留領域ＳＲ内へのシリコーンオイルＳＯの回収が
抑制され、起動時の発熱を迅速に行うことができる。

【００３２】こうして、このビスカスヒータＶＨでは、
作動室に貯留領域ＳＲ及び発熱領域６を形成し、後部プ
レート３の開口３ｃが従来の回収通路及び供給通路とし
て機能する。このため、従来のビスカスヒータのように
発熱領域６に対して絞りとなる回収通路が存在しなくて
も、シリコーンオイルＳＯが発熱領域６と貯留領域ＳＲ
との間で循環する。また、このビスカスヒータＶＨで
は、ロータ９の連通孔９ｂが貯留領域ＳＲを含んだ作動
室内のシリコーンオイルＳＯを積極的に攪拌するため、
低温高粘度のシリコーンオイルＳＯと高温低粘度のシリ
コーンオイルＳＯとが混じり合い、シリコーンオイルＳ
Ｏの温度及び粘度を均一化する。

【００３３】このため、このビスカスヒータＶＨでは、
発熱領域６内の特定のシリコーンオイルＳＯが常にロー
タ９によりせん断されるわけではなく、シリコーンオイ
ルＳＯの劣化を防止できる。また、駆動軸８を高速で駆
動したり、常用回転数でも長時間駆動し続けたりするよ
うな過酷な運転条件下においても、作動室内の圧力上昇
によるシリコーンオイルＳＯの漏れを生じにくい。この
ため、このビスカスヒータＶＨでは、シリコーンオイル
ＳＯに粘性の低下を生じにくく、耐久性に優れる。この
ため、シリコーンオイルＳＯの交換がほとんど必要なく
なり、車両に搭載されたビスカスヒータＶＨの分解がほ
とんど不要なことから、整備上好ましい。さらに、ロー
タ９の回動による攪拌作用によりビスカスヒータＶＨ内
に収容したシリコーンオイルＳＯのすべてを万遍なく連
続使用することが可能になり、貯留領域ＳＲ内の局部に
おいてシリコーンオイルＳＯが高温度を保持するという
事態が防止され、耐久性を持続できる。

【００３４】また、このビスカスヒータＶＨでは、起動
時の発熱領域６内のシリコーンオイルＳＯの量を低減で
きるため、起動トルクの低減を実現している。このた
め、エンジン始動時においてセルモータが確実に回りや
すく、小型の電磁クラッチＭＣであっても、電磁クラッ
チＭＣやベルトで滑りを生じず、運転中の起動ショック
がほとんどない。

【００３５】したがって、このビスカスヒータＶＨは、
シリコーンオイルＳＯの劣化防止と起動トルクの低減と
を実現しつつ、過酷な運転条件の下においてもシリコー
ンオイルＳＯの漏れを防止することができる。（評価）ドイツ公開公報３８３２９６６号記載のビスカ
スヒータを比較形態１とし、特開平８−３３７１１０号
公報記載のビスカスヒータを比較形態２とする。そし
て、１５００ｒｐｍの常用回転数の下、これらとともに
実施形態１のビスカスヒータＶＨについて、発熱室又は
発熱領域の内圧（ｋｇｆ／ｃｍ²ｇａｇｅ）を求めた。
結果を図４に示す。

【００３６】図４より、比較形態１、２のビスカスヒー
タＶＨでは、駆動軸８を常用回転数において長時間駆動
し続けたりするような過酷な運転条件下においては、発
熱室の内圧が高く、シリコーンオイルＳＯの漏れを生じ
るおそれがあることがわかる。比較形態１においては、
この危惧を回避するために高価な耐圧軸封装置を採用す
ることも考えられるが、これでは製造コストの高騰化を
免れない。これに対し、実施形態１のビスカスヒータＶ
Ｈでは、安価にシリコーンオイルＳＯの漏れを防止でき
ることがわかる。（実施形態２）実施形態２の熱発生器としてのビスカス
ヒータＶＨでは、図５に示すように、後部プレート３に
発熱領域６の外周域からロータ９の回転方向Ｒ後方側に
傾斜して気体相連通部３ｅまで延在する回収溝３ｌが凹
設されており、この回収溝３ｌにより発熱領域６の外周
域のシリコーンオイルＳＯは開口３ｃの気体相連通部３
ｅに導かれるようになっている。他の構成は実施形態１
と同一であるため、同一の構成については同一符号を付
し、詳細な説明を省略する。

【００３７】このビスカスヒータでは、回収溝３ｌが開
口３ｃの気体相連通部３ｅに連通しているため、発熱領
域６の外周域のシリコーンオイルＳＯが大量に開口３ｃ
に導かれ、貯留領域ＳＲ内へのシリコーンオイルＳＯの
回収が好適に行われ、シリコーンオイルＳＯの劣化防止
の効果が大きい。他の作用及び効果は実施形態１と同一
である。（実施形態３）実施形態３の熱発生器としてのこのビス
カスヒータＶＨでは、図６に示すように、中央域が後方
に凹設された凹設部２０ａをもつ後部プレート２０を採
用しており、後部ハウジング本体４との間のＯリングを
排除し、凹設部２０ａと後部ハウジング本体４との間も
後部ウォータジャケットＲＷとしている。

【００３８】また、後部プレート２０の凹設部２０ａ内
に収納されるように中央域に凹設された凹設部２１ａ
と、この凹設部２１ａから径外方向に延在するフランジ
部２１ｂとからなるロータ２１を採用している。凹設部
２１ａの最外部には積極的に攪拌作用を行う攪拌部とも
なる連通孔２１ｃが貫設されている。ロータ２１の凹設
部２１ａが前部プレート２とともに貯留領域ＳＲを形成
し、フランジ部２１ｂが前部プレート２及び後部プレー
ト２０の外周域とともに発熱領域２２を形成している。
そして、発熱領域２２と貯留領域ＳＲとにより作動室が
構成され、連通孔２１ｃにより発熱領域２２と貯留領域
ＳＲとの相互の連通を図っている。

【００３９】さらに、図７に示すように、発熱領域２２
を形成する後部プレート２０の前面には中央域からロー
タ２１の回転方向Ｒ前方側に傾斜して延在する複数条の
配給溝２０ｉが放射状に凹設されており、これらの配給
溝２０ｉにより発熱領域２２内のシリコーンオイルＳＯ
は外周域に導かれるようになっている。また、後部プレ
ート２０の前面外周域には、発熱領域２２内のシリコー
ンオイルＳＯのせん断効果を高めるとともに伝熱面積向
上のための溝２０ｈが放射状に凹設されている。発熱領
域２２を形成する前部プレート２の前面も図示はしない
が同様である。

【００４０】他の構成は実施形態１と同様であるため、
同一の構成については同一符号を付し、詳細な説明を省
略する。このビスカスヒータＶＨでは、貯留領域ＳＲが
ロータ２１の内面側に位置し、このシリコーンオイルＳ
Ｏは、図８に示すように、ロータ２１が回転している間
は、遠心力でロータ２１の凹設部２１ａに偏る。そこか
らシリコーンオイルＳＯはなおも遠心力によって連通孔
２１ｃを経てロータ２１の外面側の発熱領域２２に移動
する。そして、配給溝２０ｉが発熱領域２２内のシリコ
ーンオイルＳＯを最も盛んに発熱する発熱領域２２の外
周域に導く。こうして、ロータ２１の連通孔２１ｃが従
来の供給通路として機能する。

【００４１】他方、発熱領域２２内のシリコーンオイル
ＳＯは連通孔２１ｃを介して供給されるシリコーンオイ
ルＳＯに押され、前部及び後部プレート２、２０とロー
タ２１との間隙で発熱領域２２より容量の大きい貯留領
域ＳＲに押し出される。こうして、前部及び後部プレー
ト２、２０とロータ２１との間隙が従来の回収通路とし
て機能する。

【００４２】他の作用は実施形態１と同様である。した
がって、このビスカスヒータＶＨも実施形態１と同様の
効果を奏することができる。また、このビスカスヒータ
ＶＨでは、後部ウォータジャケットＲＷの受熱面積が実
施形態１よりも大きくなっているため、より好適に熱交
換を行うことができるとともに、貯留領域ＳＲ内のシリ
コーンオイルＳＯをより冷却して劣化の遅延を実現でき
る。また、このビスカスヒータＶＨでは、後部プレート
２０と後部ハウジング本体４との間のＯリングが不要と
なるため、部品点数の削減から、組付け性の向上及び製
造コストの低減を図ることができる。

【００４３】また、ロータ２１が回転している間、軸封
装置内蔵の軸受装置７の近傍には遠心力の作用によりシ
リコーンオイルＳＯが集まりにくくなっている。このた
め、本実施例のビスカスヒータＶＨでは、シリコーンオ
イルＳＯの漏れをさらに一層効果的に防止することがで
きる。（実施形態４）実施形態４の熱発生器としてのこのビス
カスヒータＶＨでは、図９に示すように、後部ハウジン
グ本体２３が中央域に凹部２３ａを有し、これにより後
部プレート２０の凹設部２０ａが後部ハウジング本体２
３から離反している。また、前部プレート２４が貯留領
域ＳＲ側に凹設部２４ａを有し、これにより貯留領域Ｓ
Ｒが実施形態３のものより拡大されている。

【００４４】このビスカスヒータＶＨでは、貯留領域Ｓ
Ｒの容量が実施形態２よりさらに大きくなるため、より
実施形態２の作用及び効果を生じることができる。ま
た、このビスカスヒータＶＨでは、後部ウォータジャケ
ットＲＷの受熱面積が実施形態２よりも大きくなってい
るため、より好適に熱交換を行うことができるととも
に、貯留領域ＳＲ内のシリコーンオイルＳＯをより冷却
して劣化の遅延を実現できる。

【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のビスカスヒータに係り、前方から
見た後部プレートの平面図である。

【図３】実施形態１のビスカスヒータに係り、前方から
見たロータの平面図である。

【図４】実施形態１及び比較形態１、２のビスカスヒー
タにおける発熱室内圧力を示すグラフである。

【図５】実施形態２のビスカスヒータに係り、前方から
見た後部プレートの平面図である。

【図６】実施形態３のビスカスヒータの起動前の縦断面
図である。

【図７】実施形態３のビスカスヒータに係り、前方から
見た後部プレートの平面図である。

【図８】実施形態３のビスカスヒータの起動後の縦一部
断面図である。

【図９】実施形態４のビスカスヒータの起動前の縦断面
図である。

【符号の説明】

１、２、３、４、２０、２３、２４…ハウジング（１…
前部ハウジング本体、２、２４…前部プレート、３、２
０…後部プレート（隔壁）、４、２３…後部ハウジング
本体）６、２２、ＳＲ…作動室（６、２２…発熱領域、ＳＲ…
貯留領域）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）７…軸封装置内蔵軸受装置８…駆動軸９、２１…ロータＳＯ…粘性流体（シリコーンオイル）３ｃ…開口３ｄ…エッジ部３ｅ…気体相連通部３ｆ…液体相連通部３ｇ…供給部３ｉ…供給溝３ｊ…回収溝９ｂ、２１ｃ…攪拌部（連通孔）２１ａ…凹設部２１ｂ…フランジ部２４ａ…凹設部２０ｉ…配給溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森英文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 (72)発明者廣瀬達也愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に作動室及び該作動室に隣接して循環
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、該作動室内で該駆動軸により回動可能に設けられたロー
タと、該作動室内に気体とともに充填される粘性流体とを有
し、該作動室は、該ロータの外面とで液密的間隙を確保し、
該ロータの回動により該液密的間隙で該粘性流体をせん
断して発熱させる発熱領域と、該作動室の残余をなし、
該液密的間隙の容積を超える該粘性流体を収容し、該発
熱領域との間で該粘性流体の循環を行う貯留領域とから
なることを特徴とする熱発生器。
【請求項２】作動室は隔壁を挟んで発熱領域と貯留領域
とを形成し、該隔壁は、該貯留領域内における粘性流体
の液位を跨いで該発熱領域と該貯留領域とを連通させる
開口を有することを特徴とする請求項１記載の熱発生
器。
【請求項３】隔壁はロータの回転方向に対して対面する
エッジ部を有し、該開口は、該エッジ部により区画さ
れ、貯留領域内の気体相に位置する気体相連通部と、該
気体相連通部と一体に該エッジ部により区画され、該貯
留領域内の液体相に位置する液体相連通部と、該液体相
連通部と一体に該エッジ部により該ロータの回転方向に
延在して形成され、該貯留領域の最下部に位置する供給
部とからなることを特徴とする請求項２記載の熱発生
器。
【請求項４】隔壁には、発熱領域の外周域の粘性流体を
開口に導く回収溝が凹設されていることを特徴とする請
求項２又は３記載の熱発生器。
【請求項５】回収溝は開口の気体相連通部に連通してい
ることを特徴とする請求項４記載の熱発生器。
【請求項６】回収溝は開口の液体相連通部に連通してい
ることを特徴とする請求項４記載の熱発生器。
【請求項７】ロータは、中央域に凹設された凹設部と、
該凹設部から径外方向に延在するフランジ部とからな
り、該凹設部がハウジングとともに貯留領域を形成し、
該フランジ部が該ハウジングとともに発熱領域を形成
し、該凹設部の最外部に貫設された連通孔により該発熱
領域と該貯留領域とを連通させていることを特徴とする
請求項１記載の熱発生器。
【請求項８】作動室は貯留領域を拡大する方向に凹設さ
れた凹設部を有することを特徴とする請求項７記載の熱
発生器。
【請求項９】作動室には、発熱領域の粘性流体を該発熱
領域の外周域に導く溝が凹設されていることを特徴とす
る請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の熱発
生器。
【請求項１０】ロータには、作動室内の粘性流体を攪拌
する攪拌部が形成されていることを特徴とする請求項
１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の熱発生
器。