JPH106757A - ビスカスヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ビスカスヒータを外部冷却風から防護し、冷却
風による熱損失を極力少なくしてヒータ発熱量の有効利
用を図る。 【解決手段】前後ハウジング１，２内には発熱室５及び
放熱室６が区画されている。発熱室５内のロータ１３
は、駆動軸１２及び電磁クラッチ２０を介して外部駆動
源としての車両のエンジンと選択的に作動連結される。
発熱室５内の粘性流体Ｆをロータ１３で剪断することに
より熱が発生し、この熱が放熱室６内の循環水に熱交換
される。このビスカスヒータには前部ハウジング１を覆
う遮風カバー３１が準備されており、当該遮風カバー３
１は、電磁クラッチ２０を前部ハウジング１に取り付け
るための取付板２８を利用して、前部ハウジング１に取
り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハウジング内に発
熱室及び放熱室を区画し、発熱室内に収納された粘性流
体をロータで剪断することにより発生した熱を放熱室内
の循環流体に熱交換するビスカスヒータに関する。

【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。かかるビスカスヒータは、そのハウジング内に隣接
して区画された発熱室及び放熱室を備えている。発熱室
内にはロータ及び所要量の粘性流体を収納し、発熱室の
内壁面とロータの外面との間隙に介在される粘性流体を
前記ロータで剪断することで流体摩擦に基づく熱を発生
させている。そして、この熱を、前記放熱室及び暖房回
路を流れる循環水に熱交換し、車室内の暖房等に供して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】車載用ビスカスヒータ
は車両のエンジンを駆動源とするため、エンジンルーム
内に取り付けることを予定しており、エンジンルーム内
を対流する冷却風に晒されることは避け難い。このた
め、その冷却風が放熱室を流れる加熱循環水から熱を奪
い、ひいては、発熱室で生じた熱が放熱室の循環水に伝
わるのを阻害する。従って、エンジンルーム内の冷却風
によって、発熱室の粘性流体から放熱室の循環水への伝
熱効率が低下する。

【０００４】本発明の目的は、ビスカスヒータを外部冷
却風から防護することにより冷却風による熱損失を極力
少なくし、ヒータ発熱量の有効利用を図ることができる
ビスカスヒータを提供することにある。

【０００５】

【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、発熱室内に収納
された粘性流体をロータで剪断することにより発生した
熱を放熱室内の循環流体に熱交換するビスカスヒータに
おいて、前記ハウジングの周囲に風を遮るための遮風部
材を設けたことをその要旨とする。

【０００６】遮風部材はヒータのハウジングに直接風が
当たるのを防止する。従って、ハウジングの周囲におい
て空気の対流がなく、ハウジングの外表面と内部との間
において過大な熱勾配が生じ難くなり、ハウジングを介
しての発熱室及び放熱室から対流気流への積極的な熱伝
達（放熱）が回避される。

【０００７】請求項２の発明は、前記ロータは電磁クラ
ッチを介して外部駆動源と選択的に作動連結可能であ
り、前記遮風部材は、前記電磁クラッチを前記ハウジン
グに取り付けるための取付具を利用して、前記ハウジン
グに取り付けられていることを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明は、前記ハウジングは前部
ハウジング及び後部ハウジングを備えており、前記遮風
部材は、当該前部及び後部ハウジングを相互連結するた
めのボルトを利用して、前記ハウジングに取り付けられ
ていることを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、前記ハウジングは、当
該ビスカスヒータが取り付けられる被取付体のブラケッ
トと符合する取付腕部を有しており、前記遮風部材は、
前記取付腕部を前記ブラケットに連結するためのボルト
を利用して、前記ハウジングに取り付けられていること
を特徴とする。

【００１０】請求項２〜４の発明によれば、既存の部材
（電磁クラッチの取付具、ハウジング連結用のボルト、
ブラケット連結用のボルト）を利用して遮風部材をビス
カスヒータのハウジングに取り付けているため、遮風部
材の採用がヒータの部材点数を増大させ、構造を複雑化
するおそれはない。

【００１１】請求項５の発明は、前記遮風部材が樹脂材
料で作られることを特徴とする。樹脂材料は金属材料に
比べて軽量であるため、ハウジングの大きさに比例して
遮風部材が大型化したとしても、ビスカスヒータが過度
に重くなることが避けられる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用暖房装置の
補助熱源としてエンジンルーム内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を図面を参照して
説明する。

【００１３】（実施形態１）図１に示すように、前部ハ
ウジング１と後部ハウジング２との間には、熱伝導性に
優れた区画板３が介在されており、前部ハウジング１及
び後部ハウジング２は複数本のハウジングボルト４によ
って区画板３に締め付け接合されている。

【００１４】前部ハウジング１の後端側に設けられた凹
部は、区画板３の平坦な前端面と共に発熱室５を形成し
ている。区画板３の後端側外周部と後部ハウジング２と
の間には、発熱室５に隣接する放熱室としてのウォータ
ジャケット６が区画されている。後部ハウジング２の後
部外側には、入水ポート７と出水ポート８とが設けられ
ている。入水ポート７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６に循環流体として
の循環水を取り入れる。当該循環水はウォータジャケッ
ト６内を周り巡って、出水ポート８から前記暖房回路に
送り出される。こうして、ウォータジャケット６は車両
の暖房回路と共に循環水の循環経路を構成している。

【００１５】区画板３の後端内側部と後部ハウジング２
との間には、貯留室としての副オイル室９が区画されて
いる。区画板３には、回収通路１４及び供給通路１５が
穿設され、これら通路１４及び１５は副オイル室９と発
熱室５とを連通する。

【００１６】前部ハウジング１には、軸受装置としての
ラジアルベアリング１１を介して駆動軸１２が回動可能
に支承されている。また、前部ハウジング１内には、発
熱室５に隣接して軸封装置としてのオイルシール１０が
設けられ、これにより、発熱室５内に駆動軸１２の後端
部（内端部）を収納しつつ、発熱室５及び副オイル室９
を気密な内部空間としている。駆動軸１２の当該内端部
には、発熱室５内に収納される円板形状のロータ１３が
止着されている。

【００１７】発熱室５及び副オイル室９内には、粘性流
体としてのシリコーンオイルＦが所要量満たされてい
る。駆動軸１２及びロータ１３の一体回転に伴い、発熱
室５の内壁面とロータ１３の外面との隙間には、表面張
力に基づいてシリコーンオイルが満遍なく介在される。
ロータ１３の回転と共に、発熱室５内の粘性流体Ｆの一
部が回収通路１４から副オイル室９へ戻される一方、自
重等により副オイル室９内の粘性流体Ｆが供給通路１５
から発熱室５へ供給され、発熱室５と副オイル室９との
間において粘性流体Ｆの入れ替えが生ずるようになって
いる。

【００１８】駆動軸１２の外端部及び前部ハウジング１
から前方に突設された支持筒部１６の近傍には、電磁ク
ラッチ２０が配設されている。電磁クラッチ２０は、ア
ンギュラベアリング２２を介して支持筒部１６上に回転
可能に支持されたプーリ２１と、駆動軸１２の外端部に
止着された支持リング２３上にスライド可能に設けられ
た円板形状のクラッチ板２４とを備えている。クラッチ
板２４の背面側には、板バネ２５が配設されている。板
バネ２５は、その略中央部において支持リング２３に固
定されると共に、その外端部（図１では上下両端部）は
クラッチ板２４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２４の正面は、プーリ２１の側端面２
１ａと対向しており、当該プーリ側端面２１ａがもう一
つのクラッチ板としての役目を果たす。尚、図１は、ク
ラッチ板２４がプーリ側端面２１ａに当接した状態を示
している。プーリ２１は、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に作動連結
される。

【００１９】電磁クラッチ２０は環状のソレノイドコイ
ル２６を収納したステータ部材２７を備えている。ステ
ータ部材２７は、その後端面側において取付板２８に固
着されており、その取付板２８は複数の固定具２９によ
って前部ハウジング１に固着されている。ステータ部材
２７は、プーリ２１の外周部とアンギュラベアリング２
２との間においてプーリ２１内に入り込むように配置さ
れており、ソレノイドコイル２６はプーリ側端面２１ａ
を通してクラッチ板２４に電磁力を及ぼす。

【００２０】電磁クラッチ２０のソレノイドコイル２６
への通電によって電磁力が発生し、図１に示すようにク
ラッチ板２４が板バネ２５のバネ力に抗してプーリ２１
の側端面２１ａに吸引接合される。クラッチ板２４とプ
ーリ２１との接合により、プーリ２１の回転（即ちエン
ジンの回転駆動力）がクラッチ板２４及び支持リング２
３を介して駆動軸１２に伝達され、ロータ１３が回転さ
れる。ロータ１３の回転に伴い、シリコーンオイルが発
熱室５の内壁面とロータ１３の外面との間隙で剪断され
て発熱する。この熱は区画板３を介してウォータジャケ
ット６内の循環水に熱交換され、当該加熱循環水が暖房
回路（図示略）を介して車室内の暖房等に供される。ソ
レノイドコイル２６への通電が停止されると、電磁力が
消失し、クラッチ板２４が板バネ２５のバネ力によって
プーリ２１の側端面２１ａから離間する。すると、プー
リ２１から駆動軸１２への動力伝達が遮断されてロータ
１３によるシリコーンオイルの剪断が停止される。

【００２１】また、前記ステータ部材２７を前部ハウジ
ング１に取り付けるための取付具としての取付板２８に
は、遮風部材としての遮風カバー３１が固着されてい
る。遮風カバー３１は、前部及び後部ハウジング１，２
を覆うように形成されており、ビスカスヒータの前方側
からのエンジン冷却風を遮って前後ハウジング１，２を
冷却風から防護する。この遮風カバー３１は、金属製で
あってもよいが、重量軽減等のために汎用プラスチック
やエンジニアリングプラスチック等の樹脂材料から作ら
れることが好ましい。

【００２２】尚、取付板２８及び固定具２９を用いる代
わりに、ステータ部材２７をＣ止め輪で前部ハウジング
１に固定すると共に、同じＣ止め輪を利用して遮風カバ
ー３１をステータ部材２７に一体固定してもよい。

【００２３】以下に、本実施形態１の効果を列挙する。 （イ）図１に示すように、発熱室５及び放熱室６を内部
に有する前後ハウジング１，２の主要部を覆うように遮
風カバー３１を設けたので、エンジンルーム内を一定方
向に対流するエンジン冷却風が、前後ハウジング１，２
の主要部に直接当たらない。このため、ハウジング表面
から冷却風への放熱を防止することができ、発熱室５の
粘性流体及び放熱室６の循環水が保持する熱を無駄なく
効率的に利用することができる。

【００２４】（ロ）前述のように、取付板２８は電磁ク
ラッチのステータ部材２７及び遮風カバー３１の双方に
固着され、ステータ部材２７の取付具と遮風カバー３１
の取付具とを兼ねている。従って、遮風カバー３１の取
り付けのためだけに取付具や固定具を新設する必要がな
く、部材点数の増大を招かない。

【００２５】（ハ）前後ハウジング１，２等は軽量化等
の目的からアルミニウム合金等で成形されることが好ま
しいが、一般にアルミニウム合金は鉄系金属と比較して
熱伝導率がよい。そのため、ビスカスヒータの前後ハウ
ジング１，２等にアルミニウム合金を採用した場合に遮
風部材（遮風カバー３１）を設けることで、前後ハウジ
ング１，２から外部への放熱を抑制できると共に、発熱
室５からウォータジャケット６への熱交換率を向上させ
ることができて効果的である。

【００２６】次に、エンジンルーム内を対流する冷却風
がビスカスヒータの後方側から吹いてくる場合に対処す
る実施形態２及び３を説明する。 （実施形態２）図２に示すように、後部ハウジング２の
後方には、後部ハウジング２の後端面全体を覆う遮風部
材としての樹脂製の遮風カバー３２が配置されている。
この遮風カバー３２はハウジングボルト４を利用して後
部ハウジング２に共締めされている。遮風カバー３２
は、このビスカスヒータの後方側からのエンジン冷却風
から当該ヒータを防護し、前記実施形態１と同様に、冷
却風によるハウジング表面からの放熱を防止する。ま
た、取り付けにはハウジングボルト４を利用するため、
殊更に部材点数の増大を招くことはない。

【００２７】（実施形態３）図３に示すように、前部ハ
ウジング１は、その上下両端に突設された取付腕部１
７，１８を有しており、各取付腕部にはボルト挿通孔１
７ａ，１８ａが形成されている。被取付体としてのエン
ジンルーム内壁面には、両取付腕部１７，１８と符合す
る一対のブラケットＢ１，Ｂ２が設けられている。そし
て、ブラケット取付ボルト１９によって、両取付腕部１
７，１８をブラケットＢ１，Ｂ２に締め付け固定するこ
とにより、当該ビスカスヒータがエンジンルーム内に固
定される。尚、この点は、前記実施形態１及び２のビス
カスヒータも同様である。

【００２８】後部ハウジング２の後方には、後部ハウジ
ング２の全体を覆う遮風部材としての樹脂製の遮風カバ
ー３３が設けられている。この遮風カバー３３は、前記
ブラケット取付ボルト１９を利用して前部ハウジング１
の両取付腕部１７，１８に共締めされている。遮風カバ
ー３３は、このビスカスヒータの後方側からのエンジン
冷却風から当該ヒータを防護し、前記実施形態１及び２
と同様に、冷却風によるハウジング表面からの放熱を防
止する。また、取り付けにはブラケット取付ボルト１９
を利用するため、殊更に部材点数の増大を招くことはな
い。

【００２９】また、被取付体としては、上記のエンジン
ルーム内壁面以外に、例えば、エンジンの構成体（例え
ばハウジング）、他の補機（コンプレッサ、ウォータポ
ンプ等）等を適宜選択することができる。

【００３０】尚、本発明は上記実施形態１〜３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）前記実施形態１と、前記実施形態２又は３とを組
み合わせて、一つのビスカスヒータに前側遮風カバー３
１及び後側遮風カバー３２（又は３３）の双方を取り付
けること。この場合には、前方及び後方のいずれ側から
の冷却風にも対処することができるので、エンジンルー
ム内での冷却風の対流方向の変化に容易に対処すること
ができる。

【００３１】

【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、遮風部材によってビスカスヒ
ータ本体が外部冷却風から防護されるので、冷却風によ
る熱損失を極力少なくし、ヒータ発熱量の有効利用を図
ることができる。

【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縦
断面図。

【符号の説明】

１…前部ハウジング、２…後部ハウジング、４…ハンジ
ングボルト、５…発熱室、６…放熱室としてのウォータ
ジャケット、１３…ロータ、１７，１８…取付腕部、１
９…ブラケット取付ボルト、２０…電磁クラッチ、２６
…ソレノイドコイル、２７…ステータ部材、２８…取付
具としての取付板、３１，３２，３３…遮風部材として
の遮風カバー、Ｂ１，Ｂ２…被取付体のブラケット、Ｆ
…粘性流体としてのシリコーンオイル。

Claims (5)

【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、発熱室内に収納された粘性流体をロータで剪断する
   ことにより発生した熱を放熱室内の循環流体に熱交換す
   るビスカスヒータにおいて、前記ハウジングの周囲に風
   を遮るための遮風部材を設けたビスカスヒータ。
2. 【請求項２】 前記ロータは電磁クラッチを介して外部
   駆動源と選択的に作動連結可能であり、前記遮風部材
   は、前記電磁クラッチを前記ハウジングに取り付けるた
   めの取付具を利用して、前記ハウジングに取り付けられ
   ている請求項１に記載のビスカスヒータ。
3. 【請求項３】 前記ハウジングは前部ハウジング及び後
   部ハウジングを備えており、前記遮風部材は、当該前部
   及び後部ハウジングを相互連結するためのボルトを利用
   して、前記ハウジングに取り付けられている請求項１に
   記載のビスカスヒータ。
4. 【請求項４】 前記ハウジングは、当該ビスカスヒータ
   が取り付けられる被取付体のブラケットと符合する取付
   腕部を有しており、前記遮風部材は、前記取付腕部を前
   記ブラケットに連結するためのボルトを利用して、前記
   ハウジングに取り付けられている請求項１に記載のビス
   カスヒータ。
5. 【請求項５】 前記遮風部材が樹脂材料で作られている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のビスカスヒータ。