JPH1029423A - ビスカスヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両等への搭載が容易で、しかも発熱性能に優
れたビスカスヒータを提供すること。 【解決手段】中部ハウジング１、円筒状シリンダ２、前
部ハウジング５及び後部ハウジング６によってヒータハ
ウジングが構成され、該ヒータハウジング内には、発熱
室７とそれを取り囲む放熱室８とが区画されている。発
熱室７内には、駆動軸１２及びロータ２０が一体回転可
能に設けられている。ロータ２０は一対の固定板２１，
２２と外周部材２３とから構成されており、その内部は
粘性流体Ｆの貯留室２４となっている。外周部材２３に
は、その周方向に沿って等角度間隔にて複数の連通孔２
５が形成されている。ロータ２０の回転時、各連通孔２
５を介して貯留室２４内の粘性流体Ｆがロータ２０の外
周域に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハウジング内に発
熱室及び放熱室を区画し、前記発熱室内に収納された粘
性流体を同じく発熱室内に収納されたロータで剪断する
ことで熱を発生させ、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。

【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号公報は、車両用
暖房装置に組み込まれるビスカスヒータを開示する。

【０００３】このビスカスヒータでは、前部及び後部ハ
ウジングが対設された状態で相互に連結され、その内部
には発熱室と、この発熱室の外域にウォータジャケット
（放熱室）とが形成されている。前部ハウジングには軸
受装置を介して駆動軸が回動可能に支承されており、こ
の駆動軸の一端には発熱室内で一体回動可能にロータが
固定されている。ロータの前後外壁部及びそれらと対向
する発熱室の内壁部は、相符合するラビリンス溝を構成
すべく凹凸条形成されており、両者の近接配置によって
当該内外壁部間にラビリンス状のクリアランスを確保し
ている。そして、前記発熱室内に所要量の粘性流体（例
えばシリコーンオイル）を封入し、これを前記ラビリン
ス状のクリアランスにもいきわたらせている。

【０００４】エンジンの駆動力が駆動軸に伝達される
と、駆動軸と共にロータが発熱室内で回転し、発熱室内
壁部とロータ外壁部との間に介在される粘性流体が前記
ロータによって剪断されて流体摩擦に基づく熱を発生す
る。発熱室で発生した熱は、前記ウォータジャケット内
を流れる循環水に熱交換され、その加熱循環水は外部暖
房回路に供給されて車両の暖房に供される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】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。しかし、このように
径方向に大きなディメンションを持つビスカスヒータで
は、車両内、特にエンジンルーム内での搭載スペースの
確保が一般に難しく、他の車両用補機類との関係でレイ
アウト設計上の障害となることがある。

【０００６】本発明の目的は、ヒータとしての発熱量を
低下させずに車両その他の製品への搭載を容易とする形
状のビスカスヒータを提供すると共に、ロータやヒータ
本体の基本的な形状（又はディメンション）の変更に伴
って生じる問題を解決して優れた発熱性能を発揮するこ
とができるビスカスヒータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ハウ
ジング内に発熱室及び放熱室を区画し、前記発熱室内に
収納された粘性流体を同じく発熱室内に収納されたロー
タで剪断することで熱を発生させ、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おい
て、前記ロータ内に粘性流体の貯留室を設けたことをそ
の要旨とする。

【０００８】このビスカスヒータによれば、ロータ内に
粘性流体の貯留室を設けたので、剪断作用にあずかる粘
性流体の量を多くすることができ、これにより粘性流体
の劣化時期を遅らせて、ビスカスヒータの寿命を延ばす
ことができる。更に、後述する粘性流体の熱膨張に起因
する厳しい粘性流体の収容量管理を不要にすることもで
きる。また、当該貯留室内の一部を空き空間として確保
することにより、発熱時における粘性流体の膨張にもか
かわらず、内圧の過度な高まりを防止することができ
る。更に、当該貯留室をロータ内に設定することで、ロ
ータの内容積の有効利用を図ることができる。

【０００９】請求項２の発明は、前記ロータには、当該
ロータの外面と前記発熱室の内壁面との間の空間と、前
記貯留室とを連通させる連絡通路が設けられていること
を特徴とする。

【００１０】この連絡通路を介して、貯留室内の粘性流
体は、ロータの外面と発熱室の内壁面との間の空間に出
ていくことができ、一方、当該空間内の粘性流体は貯留
室内に戻ることができる。

【００１１】請求項３の発明は、前記連絡通路は、前記
ロータの周壁部に形成された粘性流体の供給通路である
ことを特徴とする。ロータの回転に伴い、貯留室内の粘
性流体が遠心力の作用によりロータの周壁部に移動する
と共に、当該供給通路を介してロータの外周面領域に供
給される。従って、主たる剪断作用面たるロータの外周
面領域は常に粘性流体の供給を受け、剪断による発熱能
力が維持される。

【００１２】請求項４の発明は、前記連絡通路は、前記
ロータの端面壁に形成された粘性流体の回収通路である
ことを特徴とする。特に、請求項５の発明は、前記回収
通路が前記ロータの軸心の近傍に配置されていることを
特徴とする。

【００１３】かかる構成によれば、当該回収通路を介し
て、ロータの端面領域の粘性流体を貯留室内に回収する
ことができ、回収した粘性流体を貯留室から再供給して
循環させることができる。特に、ロータ端面領域の粘性
流体はワイセンベルク効果によってロータの軸心付近に
集まる傾向をみせるため、回収通路をロータの軸心の近
傍に配置することは極めて有効である。

【００１４】請求項６の発明は、前記連絡通路として、
前記ロータの周壁部に形成された粘性流体の供給通路
と、前記ロータの端面壁に形成された粘性流体の回収通
路とを備えており、前記供給通路は前記回収通路よりも
大きな連通面積を有していることを特徴とする。

【００１５】この構成によれば、供給通路からの供給能
力と回収通路への回収能力との差に基づき、貯留室内の
粘性流体を発熱室内に迅速に行き渡らせることができる
ため、ロータの起動後、剪断による発熱量が迅速に増大
する。

【００１６】請求項７の発明は、前記ロータ内には、当
該ロータの外面と前記発熱室の内壁面との間の空間と、
前記貯留室とを連通させると共に、前記空間と前記貯留
室との間で粘性流体を強制的に移送させるための強制移
送手段が設けられていることを特徴とする。

【００１７】かかる強制移送手段により、貯留室からロ
ータ外面と発熱室内壁面との間の空間への粘性流体の供
給、及び、当該空間から前記貯留室への粘性流体の回収
が迅速に行われる。

【００１８】請求項８の発明は、前記強制移送手段は、
前記ロータと一体回転可能に設けられた駆動軸に形成さ
れた渦巻溝を備えてなるポンプであることを特徴とす
る。駆動軸への渦巻溝の形成は、強制移送手段としての
ネジ式ポンプを簡易に構成する。

【００１９】請求項９の発明では、前記ロータは前記ハ
ウジングに回動可能に支承された駆動軸に取り付けられ
ており、当該ロータは前記駆動軸の軸心からの半径より
も軸長の長い円筒状外周面を有していることを特徴とす
る。

【００２０】この構成によれば、ロータ軸長に対するロ
ータ半径の短縮化、即ちヒータ本体の短径化が図られ
る。尚、回転時のロータの表面で最大周速を示すのはロ
ータ外周面であるが、当該ロータ外周面の周速度は、ロ
ータの角速度が一定のとき、ロータ半径の短縮に応じて
低下傾向を示す。しかし、ロータの相対的な長軸化はロ
ータ外周面積の増大をもたらす。このため、ロータ外周
面が主たる剪断作用面として、ロータ半径の短縮による
周速度低下の不利を補ってあまりある発熱量を確保す
る。

【００２１】請求項１０の発明は、請求項９のビスカス
ヒータにおいて、前記放熱室が前記ロータの前記外周面
を囲むように設けられていることを特徴とする。前述の
ように、円筒型ロータにおいてはロータ外周面が主たる
剪断作用面となるため、この外周面を囲む放熱室の配置
が熱交換効率の点で最も有利となる。

【００２２】請求項１１の発明は、請求項９又は１０の
ビスカスヒータにおいて、前記放熱室がその内部に螺旋
状に設定された循環流体の循環経路を備えてなることを
特徴とする。

【００２３】循環経路を螺旋状に設定することで循環流
体の流れを整え、循環流体の短絡や滞留を防止して熱交
換効率を高めることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】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実施形態１〜
３を図面を参照しつつ説明する。 （実施形態１）図１に示すように、本実施形態のビスカ
スヒータはハウジングとして、中部ハウジング１、シリ
ンダブロック２、前部ハウジング５及び後部ハウジング
６を備えている。円筒状の中部ハウジング１内には、螺
旋状に延びる一条のリブ２ａが突設された略円筒状のシ
リンダブロック２が圧入されている。これら中部ハウジ
ング１及びシリンダブロック２の前部及び後部には、ガ
スケット３，４を介して前部ハウジング５及び後部ハウ
ジング６が接合され、結果として前記シリンダブロック
２内には発熱室７が区画されている。従って、シリンダ
ブロック２並びに前部ハウジング５及び後部ハウジング
６は、ハウジング内に発熱室７を区画する区画部材を構
成する。

【００２５】中部ハウジング１内へのシリンダブロック
２の圧入により、シリンダブロック２の外周面の螺旋状
リブ２ａは中部ハウジング１の内周面に密接する。こう
して、シリンダブロック２の外周面と中部ハウジング１
の内周面との間には、放熱室としてのウォータジャケッ
ト８が構成される。中部ハウジング１の外周部前端側に
は車両の暖房回路（図示略）から循環流体としての循環
水をウォータジャケット８に取り入れる入水ポート９Ａ
が設けられ、一方、中部ハウジング１の外周部後端側に
は当該ウォータジャケット８から前記暖房回路へ循環水
を送り出す出水ポート９Ｂが設けられている。このウォ
ータジャケット８において、リブ２ａは入水ポート９Ａ
から出水ポート９Ｂにいたる循環流体の螺旋状循環経路
を設定するための循環流体ガイド手段として機能する。

【００２６】前部ハウジング５及び後部ハウジング６に
は、軸受装置１０，１１を介して駆動軸１２が回動可能
に支承されている。前部ハウジング５内には発熱室７に
隣接して軸封装置としてのオイルシール１３が設けら
れ、また、後部ハウジング６内には発熱室７に隣接して
軸封装置としてのオイルシール１４が設けられている。
これにより、発熱室７内に駆動軸１２の中央主要部を収
納しつつ、発熱室７を気密な内部空間としている。この
発熱室７内において駆動軸１２上にはロータ２０が一体
回転可能に設けられている。

【００２７】ロータ２０は、アルミニウム合金製の一対
の固定板２１，２２及び円筒状の外周部材２３を備えて
いる。これら一対の固定板２１，２２は、発熱室７内に
おいて所定間隔を隔てて駆動軸１２上に固定されてお
り、両固定板２１，２２間には外周部材２３が支持され
ている。それ故、ロータ２０は中空なドラム状をなし、
その内部空間は貯留室２４を提供する。また、ロータ２
０は、その軸心（駆動軸１２の軸心と一致）からの半径
Ｒよりも軸長Ｌの長い円筒状の外周面を備えることとな
る。尚、ロータ２０の半径Ｒ及び軸長Ｌは、ロータ２０
の外周面と発熱室７の内周面（即ちシリンダブロック２
の内周面）との間、及び、ロータ２０の各端面（即ち各
固定板２１，２２の外端面）と発熱室７の内端面（即ち
前後ハウジング５，６の内壁面）との間に、微少なクリ
アランス（間隙）が形成されるように設定されている。
尚、ロータ２０において、外周部材２３はロータ周壁部
を構成し、各固定板２１，２２はロータ端面壁を構成す
る。

【００２８】前記円筒状の外周部材２３には、その軸方
向略中心位置において、その周方向に等角度間隔で配置
された複数の連通孔２５（図１では２つのみ図示）が穿
設されている。例えば、連通孔２５の総数が二つの場合
それらは１８０度の角度間隔で配置され、また、連通孔
２５の総数が四つの場合にはそれらは９０度の角度間隔
で配置されている。従って、ロータ２０がいかなる停止
位置にあろうとも、連通孔２５の少なくとも一つが駆動
軸１２よりも下方に位置し、また、連通孔２５の少なく
とも一つが駆動軸１２よりも上方に位置することができ
る。尚、各連通孔２５は、ロータ２０の内部空間たる貯
留室２４と、発熱室７の内部空間（前述のクリアランス
を指す）とを相互に連通する連絡通路であり、また、粘
性流体の供給通路及び回収通路でもある。

【００２９】気密な内部空間としての発熱室７内には、
粘性流体としてのシリコーンオイルＦが所要量満たされ
る。前述のように、発熱室７内には貯留室２４が包含さ
れるので、発熱室７内へのシリコーンオイルＦの供給に
伴い、連通孔２５を介してシリコーンオイルＦが貯留室
２４へも進入する。故に、貯留室２４内の自由空間容積
をＶ1 とし、ロータ２０の外面と発熱室７の内壁面との
間に存在する全てのクリアランスの合計容積をＶ2 とし
た場合、発熱室７へのシリコーンオイルの総充填量Ｖf
は、その常温時充填率が発熱室７内での総自由空間容積
（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）に対して５０％〜７０％の範囲となるよ
うに決められている。尚、図１に示されたシリコーンオ
イルＦは、ロータ２０の定常回転時において貯留室２４
の内周面に貼り付いた状態を示す。

【００３０】更に、前部ハウジング５に設けられた軸受
装置１６により、プーリ１８が回動可能に支承されてい
る。このプーリ１８は、ボルト１７によって駆動軸１２
の前端部（外端部）に固着されている。当該プーリ１８
はその外周部にかけられる動力伝達ベルト（図示略）を
介して、外部駆動源としての車両のエンジンと駆動連結
される。従って、プーリ１８を介してエンジンの駆動力
により駆動軸１２が回転され、駆動軸１２と共にロータ
２０が一体回転される。これに伴い、ロータ２０の外面
と発熱室７の内壁面との間のクリアランスに滞留するシ
リコーンオイルが、剪断作用を受けて発熱する。この熱
は、シリンダブロック２を介してウォータジャケット８
内を流れる循環水に熱交換され、当該加熱循環水が暖房
回路を介して車室内の暖房等に供される。

【００３１】このとき、粘性流体の粘性係数をμ、ロー
タ２０の外周面と発熱室７の内周面との間隙をδ₁ 、ロ
ータ２０の各端面と発熱室７の内端面との間隙をδ₂ 、
角速度をωとすれば、ロータ２０の各端面における発熱
量Ｑ₁ は、 Ｑ₁ ＝πμω² Ｒ⁴ ／δ₂ となり、ロータ２０の外周面における発熱量Ｑ₂ は、 Ｑ₂ ＝２πμω² Ｒ³ Ｌ／δ₁ となる。このビスカスヒータでは、ロータ２０の外周面
を主たる剪断作用面としていることから、δ₁ ＜δ₂ と
なるように設定され、更に、半径Ｒ＜軸長Ｌであるた
め、Ｑ₁ ＜Ｑ₂ であり、ロータ２０の外周面において大
きな発熱量Ｑ₂ を確保していることとなる。

【００３２】尚、この場合において、螺旋状のリブ２ａ
は、発熱室７からシリンダブロック２に伝えられた熱を
更に中部ハウジング１側へも伝導伝熱する熱伝導手段と
して機能する。この結果、ウォータジャケット８内の循
環水は、ジャケット８の内側区画部材としてのシリンダ
ブロック２及びジャケット８の外側区画部材としての中
部ハウジング１の双方から熱を受け取ることができる。

【００３３】以下に、この実施形態１に特有の作用及び
効果を説明する。 （イ）駆動軸１２及びロータ２０の停止時において、貯
留室２４内のシリコーンオイルＦと、発熱室７のクリア
ランスのシリコーンオイルは、駆動軸１２よりも下方に
位置する連通孔２５を介してつながる。それ故、貯留室
２４内のシリコーンオイルと発熱室７のクリアランスの
シリコーンオイルとは同じ液位にあり、その液位は、前
記シリコーンオイルの総充填量Ｖf からして駆動軸１２
と同じ高さ又はそれ以上のレベルにある。

【００３４】この状態から駆動軸１２及びロータ２０が
回転されると、前述のように、ロータ２０の周囲のクリ
アランスにあるシリコーンオイルが剪断作用を受ける。
それと同時に、図１に示すように、貯留室２４内のシリ
コーンオイルＦが遠心力によって、貯留室２４の内周面
（外周部材２３の内側周面）の全体に貼り付く方向に移
動すると共に、各連通孔２５を通って発熱室７の前記ク
リアランス領域に押し出される。こうして、貯留室２４
よりロータ２０の外周面と発熱室７の内周面との間のク
リアランスにシリコーンオイルＦが供給されると共に、
当該クリアランス内にあった空気（気体）が貯留室２４
内に逃げ込むこととなる。その結果、ロータ２０の周囲
のクリアランスのほぼ全体が、空気を巻き込むことなく
シリコーンオイルで満たされ、発熱性能の維持・向上が
図られる。

【００３５】特に、ロータ２０の前後両端面のクリアラ
ンス領域では、粘性流体に特有のワイセンベルク効果に
より、駆動軸１２の回転によってその回りにシリコーン
オイルが集まる傾向をみせる。この影響で、ロータ外周
域のクリアランスにあるシリコーンオイルが、前後端面
のクリアランスの方へ引き寄せられる。仮に、貯留室２
４からロータ２０の外周域へのシリコーンオイルＦの追
加供給が全くない構成の場合、前記ワイセンベルク効果
の影響により、ロータ外周域でオイルが欠乏して発熱能
力が低下するおそれがある。これに対し、本実施形態に
よれば、ロータ２０が回転している限り、貯留室２４か
らロータ外周域へのオイルの供給が連続的に行われる。

【００３６】従って、本実施形態によれば、前述のよう
なワイセンベルク効果に由来する好ましからざる流体移
動の傾向にもかかわらず、シリコーンオイルの相当量
が、主たる剪断作用面たるロータ２０の外周面とシリン
ダブロック２の内周面との間に持続的に介在することが
でき、剪断による発熱能力を維持・向上させることがで
きる。

【００３７】（ロ）駆動軸１２及びロータ２０の回転の
続行に伴い、貯留室２４内のシリコーンオイルＦが発熱
室７内のクリアランスへ徐々に放出されるが、駆動軸１
２及びロータ２０が停止すれば、前記複数の連通孔２５
の少なくとも一つが駆動軸１２よりも下方に位置するこ
とができる。そして、停止時には、当該連通孔２５を介
して前記クリアランス領域に供給されたシリコーンオイ
ルが、貯留室２４内に戻される。従って、ロータ２０等
の停止により、貯留室２４内のシリコーンオイルＦの量
は当初の液位まで回復することができる。

【００３８】（ハ）ロータ２０内に貯留室２４を設ける
と共に、この貯留室２４から前記クリアランス領域へシ
リコーンオイルを供給可能としたので、剪断作用に供さ
れるシリコーンオイルの絶対量を多く確保することがで
きる。従って、シリコーンオイルの全量が完全に劣化す
るまでには相当の時間を要するので、シリコーンオイル
の交換時期を相当程度遅らせることができ、メンテナン
スの容易なビスカスヒータとすることができる。また、
ロータ２０内に貯留室２４を確保したため、空間利用に
無駄がなく、ビスカスヒータのコンパクト化にも有利で
ある。

【００３９】（ニ）また、ロータ２０の回転・停止の操
作により、貯留室２４から前記クリアランス領域へのオ
イルの供給と、前記クリアランス領域から貯留室２４へ
のオイルの回収とが断続的に行われることになる。即
ち、ビスカスヒータの断続運転によって、粘性流体の剪
断作用域たるクリアランス領域のシリコーンオイルを常
に入れ替えることになる。このため、貯留室２４を含む
発熱室７内に充填されたシリコーンオイルの全量ががほ
ぼ均等に剪断作用を受け、劣化の程度も均等に進行して
いく。従って、この意味でも、シリコーンオイルの交換
時期を遅らせることができ、メンテナンスの容易なビス
カスヒータとすることができる。

【００４０】（ホ）前述のように、発熱室７へのシリコ
ーンオイルの総充填量Ｖf を、その常温時充填率が発熱
室７内での総自由空間容積（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）に対して７０
％以下となるように設定した。換言すれば、貯留室２４
を含む発熱室７内に少なくとも３０％の空き空間を確保
している。この空き空間は、発熱時におけるオイルの膨
張を許容して内圧の過度な高まりを防止する緩衝空間と
して機能する。また、前記空き空間は、ロータ２０の回
転時には主として貯留室２４内に存在し、ロータ２０の
周囲のクリアランス領域にはほとんど存在し得ない。従
って、発熱室７内（貯留室２４内）に空き空間を設定し
たとしても、発熱性能が低下することがない。

【００４１】尚、発熱室７を気密な閉空間としたのは、
外気と連通させた場合、大気中の水分がシリコーンオイ
ルに混入し、そのことが発熱能力やオイルの寿命に悪影
響を及ぼすという理由による。 （実施形態２）図２は本発明の実施形態２に従うビスカ
スヒータを示す。実施形態２のビスカスヒータは、実施
形態１のビスカスヒータ（図１）と基本構成を同じく
し、ただロータの構造のみが相違する。それ故、ここで
はロータ３０の構成を中心に説明する。

【００４２】図２に示すように、発熱室７内において、
ロータ３０は、前後に分割された駆動軸１２の各片と一
体回転可能に設けられている。ロータ３０は、アルミニ
ウム合金製の一対の固定板３１，３２及び円筒状の外周
部材２３を備えている。これら一対の固定板３１，３２
間に外周部材２３が支持されている。それ故、ロータ３
０は中空なドラム状をなし、その内部空間は貯留室２４
を提供する。また、ロータ３０は、その軸心（駆動軸１
２の軸心と一致）からの半径Ｒよりも軸長Ｌの長い円筒
状の外周面を備えることとなる。尚、ロータ３０の半径
Ｒ及び軸長Ｌの設定は、前記実施形態１と同様である。
前記円筒状の外周部材２３には、その軸方向略中心位置
において、その周方向に等角度間隔で配置された複数の
連通孔２５（図２では２つのみ図示）が穿設されてお
り、この点も前記実施形態１と同様である。

【００４３】更に、固定板３１，３２の各々には、駆動
軸１２の近傍（即ちロータ３０の軸心の近傍）におい
て、連通路３３，３４を備えている。連通路３３，３４
の各々は、貯留室２４と、それぞれ対応する固定板３
１，３２の端面クリアランス領域とを連通させる連絡通
路であり、また、粘性流体の回収通路でもある。尚、各
連通路３３，３４の連通面積（通過断面積）は、前記連
通孔２５の連通面積（通過断面積）よりも小さく設定さ
れている。

【００４４】この実施形態２に従うビスカスヒータも、
前記実施形態１と同様の作用・効果を奏するが、更に、
次のような追加的特徴をも有する。即ち、ロータ３０の
回転時、ワイセンベルク効果により、ロータ３０の端面
領域においてシリコーンオイルが駆動軸１２の回りに集
まるが、この駆動軸１２の回りのシリコーンオイルは、
各連通路３３，３４を通ってロータ３０の貯留室２４内
に戻される。一方、貯留室２４内のシリコーンオイルＦ
は前述のように遠心作用によって前記連通孔２５を介し
てロータ３０の外周領域に連続供給される。従って、ロ
ータ３０の回転中にあっても、その内部の貯留室２４と
ロータ３０の周囲のクリアランスとにおいてシリコーン
オイルＦの循環が発生する。それ故、ロータ３０の外周
クリアランスにシリコーンオイルＦが停留してオイルの
劣化が急速に進行するということがなく、発熱室７内に
充填された全てのシリコーンオイルＦが均等にロータ３
０の剪断作用を受けて徐々に劣化するため、シリコーン
オイルＦの交換時期を相当程度遅らせることができる。 （実施形態３）図３は本発明の実施形態３に従うビスカ
スヒータを示す。この実施形態３のビスカスヒータは、
前記実施形態１のビスカスヒータ（図１）と基本構成を
同じくし、ただ駆動軸とその周辺の構造のみが相違す
る。故に、図３には駆動軸及びその周辺の構造のみを示
し、これらを中心に説明する。

【００４５】図３に示すように、駆動軸１２上には所定
間隔を隔てて一対の固定板４１，４２が固定され、各固
定板には連絡孔４１ａ，４２ａがそれぞれ貫設されてい
る。各連絡孔４１ａ，４２ａの軸心は駆動軸１２の軸心
と一致する。各連絡孔４１ａ，４２ａ内において駆動軸
１２の周部には渦巻溝４３，４４が形成され、これによ
り、ロータ４０の各固定板４１，４２の中心部には、強
制移送手段としての簡易なネジ式ポンプが構成されてい
る。

【００４６】このビスカスヒータでは、駆動軸１２及び
ロータ４０の回転に伴い、各渦巻溝４３，４４は、各固
定板のクリアランスにおいてワイセンベルク効果によっ
て駆動軸回りに集まってきたシリコーンオイルを強制的
に貯留室２４内に回収する。即ち、ネジ式ポンプは粘性
流体の強制回収手段を構成する。従って、前記実施形態
２と同様に、遠心力に基づく連通孔２５を介しての貯留
室２４からのオイルの強制排出と相まって、発熱室７内
においてシリコーンオイルＦの強制循環が実現される。

【００４７】ちなみに、駆動軸１２の回転方向を逆転さ
せることで、前記ネジ式ポンプを、貯留室２４内から端
面クリアランス領域にシリコーンオイルを強制供給する
粘性流体の強制供給手段として機能させることもでき
る。

【００４８】尚、本発明は上述の各実施形態に限定され
るものではなく、例えば次のような態様にて実施するこ
とも可能である。 （ａ）図３のビスカスヒータでは、駆動軸１２に設けた
各渦巻溝４３，４４の溝切り方向を異ならせることで、
渦巻溝４３，４４の双方を強制回収手段又は強制供給手
段としたが、図４に示すように、駆動軸１２における渦
巻溝４３，４４の溝切り方向を同じにしてもよい。この
場合には、駆動軸１２の回転方向に応じて、前端側渦巻
溝４３及び後端側渦巻溝４４のうちの一方が粘性流体の
強制回収手段となり、他方が強制供給手段となって、貯
留室２４内とクリアランス領域との間においてシリコー
ンオイルの循環を生じさせる。

【００４９】（ｂ）図１及び図２のビスカスヒータにお
いて、プーリ１８と駆動軸１２との間に電磁クラッチ機
構を採用し、エンジンの駆動力を必要に応じて駆動軸１
２に選択的に伝達可能としてもよい。

【００５０】（ｃ）図２のビスカスヒータでは、固定板
３１，３２の各々に設けた連通路３３，３４をロータ３
０の各端面領域から貯留室２４へ軸方向に連通させた
が、図５に示すように、各連通路３３，３４を駆動軸１
２の近傍のロータ３０の端面領域から貯留室２４内の外
周部寄り付近へと傾斜させて設けてもよい。この構成に
よれば、駆動軸１２の回りのシリコーンオイルＦは、各
連通路３３，３４を通ってロータ３０の貯留室２４内に
戻されるときに、該シリコーンオイルＦのワイセンベル
ク効果のみならず遠心力によっても流動が促される。そ
のため、発熱室７内におけるシリコーンオイルＦの強制
循環が容易に実現され得る。この場合、かかる連通路３
３，３４は強制移送手段（強制回収手段）をも構成す
る。

【００５１】尚、本明細書で言う「粘性流体」とは、ロ
ータの剪断作用を受けて流体摩擦に基づく熱を発生する
あらゆる媒体を意味するものであり、高粘度の液体や半
流動体に限定されず、ましてやシリコーンオイルに限定
されるものではない。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述したように、各請求項に記載の
ビスカスヒータによれば、ロータ内に粘性流体の貯留室
を設けることで、ロータの内部を有効活用しつつ剪断作
用にあずかる粘性流体の量を十分に確保することができ
る等種々の利点がある。従って、ビスカスヒータの形状
を、ヒータとしての発熱量を低下させずに車両その他の
製品への搭載を容易とする形状に設計することができる
のみならず、ロータやヒータハウジングの基本的な形状
の変更に伴って生じ得る種々の問題を解決して、優れた
発熱性能を発揮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に従うビスカスヒータの縦
断面図。

【図２】本発明の実施形態２に従うビスカスヒータの縦
断面図。

【図３】本発明の実施形態３に従うビスカスヒータの要
部縦断面図。

【図４】本発明の実施形態３の別例たるビスカスヒータ
の要部縦断面図。

【図５】本発明の実施形態２の別例たるビスカスヒータ
の縦断面図。

【符号の説明】

１…中部ハウジング、２…ハウジングの一部を構成する
シリンダブロック、２ａ…循環流体の循環経路を設定す
るリブ、５…前部ハウジング、６…後部ハウジング、７
…発熱室、８…放熱室としてのウォータジャケット、１
２…駆動軸、２０…ロータ、２１，２２…固定板、２３
…外周部材（ロータの周壁部を構成する）、２４…貯留
室、２５…連絡通路及び供給通路としての連通孔、３０
…ロータ、３１，３２…固定板、３３，３４…連絡通路
及び回収通路並びに強制移送手段としての連通路、４０
…ロータ、４１，４２…固定板（２１，２２，３１，３
２，４１，４２はロータの端面壁を構成する）、４１
ａ，４２ａ…連絡孔、４３，４４…強制移送手段を構成
する渦巻溝、Ｆ…粘性流体としてのシリコーンオイル、
Ｌ…軸長、Ｒ…半径、。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に発熱室及び放熱室を区画
   し、前記発熱室内に収納された粘性流体を同じく発熱室
   内に収納されたロータで剪断することで熱を発生させ、
   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
   カスヒータにおいて、前記ロータ内に粘性流体の貯留室
   を設けたビスカスヒータ。
2. 【請求項２】 前記ロータには、当該ロータの外面と前
   記発熱室の内壁面との間の空間と、前記貯留室とを連通
   させる連絡通路が設けられている請求項１に記載のビス
   カスヒータ。
3. 【請求項３】 前記連絡通路は、前記ロータの周壁部に
   形成された粘性流体の供給通路である請求項２に記載の
   ビスカスヒータ。
4. 【請求項４】 前記連絡通路は、前記ロータの端面壁に
   形成された粘性流体の回収通路である請求項２又は３に
   記載のビスカスヒータ。
5. 【請求項５】 前記回収通路は、前記ロータの軸心の近
   傍に配置されている請求項４に記載のビスカスヒータ。
6. 【請求項６】 前記連絡通路として、前記ロータの周壁
   部に形成された粘性流体の供給通路と、前記ロータの端
   面壁に形成された粘性流体の回収通路とを備えており、
   前記供給通路は前記回収通路よりも大きな連通面積を有
   している請求項２に記載のビスカスヒータ。
7. 【請求項７】 前記ロータ内には、当該ロータの外面と
   前記発熱室の内壁面との間の空間と、前記貯留室とを連
   通させると共に、前記空間と前記貯留室との間で粘性流
   体を強制的に移送させるための強制移送手段が設けられ
   ている請求項１に記載のビスカスヒータ。
8. 【請求項８】 前記強制移送手段は、前記ロータと一体
   回転可能に設けられた駆動軸に形成された渦巻溝を備え
   てなるポンプである請求項７に記載のビスカスヒータ。
9. 【請求項９】 前記ロータは前記ハウジングに回動可能
   に支承された駆動軸に取り付けられており、当該ロータ
   は前記駆動軸の軸心からの半径よりも軸長の長い円筒状
   外周面を有している請求項１〜８のいずれか一項に記載
   のビスカスヒータ。
10. 【請求項１０】 前記放熱室は、前記ロータの前記円筒
    状外周面を囲むように設けられている請求項９に記載の
    ビスカスヒータ。
11. 【請求項１１】 前記放熱室は、その内部に螺旋状に設
    定された循環流体の循環経路を備えてなる請求項９又は
    １０に記載のビスカスヒータ。