JPH111118A - 車輌用熱発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車輌用熱発生器において発熱室から放熱室への
熱交換率を向上させる。 【解決手段】前後ハウジング本体１，２に前後区画プレ
ート（区画部材）５，６が内装されることによって、発
熱室７及び二つのウォータジャケット（放熱室）８，９
が提供される。両区画プレート５，６は、両ウォータジ
ャケット８，９内を貫流する循環水の流通経路を設定す
るための通路壁を有している。通路壁を構成するリム部
５ａ，６ａ、筒部５ｂ，６ｂ及びガイドフィン５ｃ，６
ｃには各流通経路の底壁及び側壁に複数の伝熱凹部５
ｄ，６ｄが設けられる。これにより、各流通経路を移動
する循環水は、乱流拡散されると共に、両区画プレート
５，６との接触面積が増大されるため、効率よく熱を吸
収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ハウジング内に
区画された発熱室及び放熱室を備え、駆動軸に作動連結
されたロータを、粘性流体を収容した発熱室内で回転さ
せて粘性流体の剪断作用に基づく熱を発生させ、その熱
を放熱室を流れる循環流体に熱交換する車輌用熱発生器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車輌のエンジンの駆動力を利用する熱発
生器として、例えば、特開平８−３３７１１０号公報
は、車輌用暖房装置に組み込まれる熱発生器を開示す
る。

【０００３】この車輌用熱発生器では、ケーシング蓋
（前部ハウジング）、ケーシング底（後部ハウジング）
及び隔壁（区画プレート）からなる固定ケーシング（ハ
ウジング）が、その内部に作動室（発熱室）と、この作
動室の後方に隣接する冷却室（ウォータジャケット）を
備えている。かかる作動室と冷却室とは、前記隔壁によ
り区画配置され、この隔壁には、冷却室側に突出した冷
却フィンが設けられている。ケーシング蓋には軸受装置
を介して駆動軸が回転可能に支承されており、この駆動
軸の一端には作動室内で一体回動可能な回転子（ロー
タ）が固着されている。作動室内には粘性液体（例えば
シリコーン油）がいっぱいに充填され、相対向する回転
子の外壁部と作動室の内壁面との間隙を完全に埋め尽く
している。

【０００４】ケーシング蓋には入口嵌め管及び出口嵌め
管が形成され、前記冷却室は、入口嵌め管を介して冷却
液体（循環流体）を取り入れると共に、出口嵌め管から
冷却液体を放出している。そして、電磁クラッチを介し
てエンジンの駆動力が車輌用熱発生器の駆動軸に伝達さ
れると、駆動軸と共に回転子が作動室内で回転し、回転
子外壁部と作動室内壁面との間に介在される粘性液体が
剪断されて流体摩擦に基づく熱を発生する。作動室で発
生した熱は、隔壁を介して前記冷却室内を流れる冷却液
体に熱交換され、その車輌の放熱体に供給されて車室内
の暖房に供される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の車輌用熱発
生器にあっては、隔壁を介して作動室から冷却室に伝達
される熱を効率的に冷却液体に伝える工夫として、第１
に、冷却室に突出する冷却フィンを隔壁の後壁面に設け
ることが講じられている。しかしながら、前記冷却フィ
ンのみの構成では、入口嵌め管から冷却室に進入した冷
却液体は、熱交換に必要な充分な時間だけ冷却室を経由
することなく、たやすく冷却室を通過してしまう可能性
が高い。従って、当該冷却フィンの構成のみでは、効率
的な熱交換が実現できない。

【０００６】第２の工夫としては、冷却室を作動室の前
壁側、周壁側、後壁側に隔壁をもって区画配置すること
が講じられている（同公開公報の図２参照）。前壁側冷
却室と後壁側冷却室とは、作動室の周壁に対応する周面
側冷却間隙により結ばれ、後壁側冷却室を貫流する冷却
液体が前記周面側冷却間隙を介して前壁側冷却室へも行
き渡るように構成されている。しかしながら、この周面
側冷却間隙は、回転子の半径方向への幅厚がたいへん狭
く形成されている。このため、入口嵌め管から後壁側冷
却室へ進入する冷却液体が前壁側冷却室に進入しづら
く、また、いったん前壁側冷却室に到達した冷却液体が
後壁側冷却室に戻りにくい。従って、作動室を囲むよう
に冷却室を構成しているものの、冷却液体が入口嵌め管
から各冷却領域を万遍なく流通して出口嵌め管へ到る冷
却液体の循環経路が構築されているとは言い難い。故
に、作動室から冷却室への効率的な熱交換は、あまり期
待できない。

【０００７】本発明の目的は、放熱室を貫流する循環流
体に対して、流動抵抗を過度に増大させることなく、発
熱室で生じた熱の循環流体への熱交換を高度に効率化さ
せた車輌用熱発生器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ハウ
ジング内に区画部材により区画された発熱室及び放熱室
を備え、駆動軸に作動連結されたロータを、粘性流体を
収容した発熱室内で回転させて粘性流体の剪断作用に基
づく熱を発生させ、その熱を放熱室を流れる循環流体に
熱交換する車輌用熱発生器において、前記区画部材は、
前記放熱室内に循環流体の流通経路を設定すべく複数の
通路壁を有していると共に、前記流通経路の底壁及び側
壁の少なくとも一方には前記発熱室から前記放熱室への
熱交換率を高めるべく複数の凹部又は凸部が当該流通経
路に沿って設けられていることをその要旨とする。

【０００９】この車輌用熱発生器によれば、前記発熱室
で生じた熱は、区画部材を介して前記放熱室を流れる循
環流体に熱交換される。このとき、前記流通経路の底壁
及び側壁の少なくとも一方には複数の凹部又は凸部が当
該流通経路に沿って形成されているため、前記流通経路
を貫流する循環流体は、適度に流れを乱されながら移動
する。この循環流体に生じる乱流拡散によって効率よい
熱伝達が実現される。また、凹部又は凸部が前記流通経
路の底壁及び側壁の少なくとも一方に設けられると、流
通経路内における循環水との接触面積が拡大するため、
熱交換効率が更に高められる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１に記載の車輌
用熱発生器において、前記複数の凹部の開口形状又は凸
部の頂面形状は、流通経路を貫流する循環流体の流れ方
向にほぼ直交するような開口端部又は頂面端部を有する
略四角状に形成されていることを特徴とする。

【００１１】この構成によれば、各凹部又は凸部におけ
るハウジングの半径方向に沿った各辺は、各流通経路を
貫流する循環流体の流れ方向に対してほぼ直交する位置
関係となるため、循環流体は、確実に乱流拡散される。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
の車輌用熱発生器において、前記凹部の開口面積又は凸
部の頂面面積は、放熱室の中心域よりも周域に配置され
るに従って大きく設定されていることを特徴とする。

【００１３】この構成によれば、放熱室の周域に設けら
れる凹部又は凸部ほど、循環流体との接触面積がより大
きく確保される。この種の車輌用熱発生器においては、
ロータ外周部あたりの発熱室の周域における粘性流体の
温度の方がロータ中心部あたりの発熱室の中心域におけ
る温度よりも高くなる傾向を示す。従って、この特性に
対応して凹部の開口面積又は凸部の頂面面積が放熱室の
周域ほど大きくなるように形成されているため、効率よ
い熱伝達が達成される。このことは、発熱室で剪断作用
に供される粘性流体を効果的に冷却する結果となり、過
加熱に起因する粘性流体の劣化を抑制できることをも意
味する。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
か一項に記載の車輌用熱発生器において、前記複数の凹
部又は凸部は、放熱室の中心域よりも周域ほど配置密度
が高く設定されていることを特徴とする。

【００１５】この構成によれば、放熱室の周域における
ほど凹部又は凸部の配置密度が高いため、周域に設けら
れる流通経路を貫流する循環流体ほどより活発な乱流拡
散作用に供されることになる。この種の車輌用熱発生器
においては、ロータ外周部あたりの発熱室の周域におけ
る粘性流体の温度ほど高くなる傾向を示す。従って、こ
の特性に対応して乱流拡散作用が促されるため、効率よ
い熱伝達が達成される。このことは、発熱室で剪断作用
に供される粘性流体を効果的に冷却する結果となり、過
加熱に起因する粘性流体の劣化を抑制できることをも意
味する。

【００１６】請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれ
か一項に記載の車輌用熱発生器において、前記通路壁
は、前記駆動軸の軸線を中心として同心円状に配置され
ていることを特徴とする。

【００１７】この構成によれば、放熱室を流れる循環流
体は、通路壁によってガイドされながら円滑に移動す
る。このため、前記凹部又は凸部によって循環流体に対
する乱流拡散作用及び循環流体との接触面積の拡大を図
りつつも、循環流体の流動抵抗は、前記凹部又は凸部を
流通経路の底壁及び側壁の少なくとも一方に設けたとし
ても、過度に増大することはない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車輌の暖房装置に
組み込まれる熱発生器に具体化した実施形態について図
１〜図３を参照しつつ説明する。

【００１９】図１に示すように、車輌用熱発生器の外郭
は前部ハウジング本体１及び後部ハウジング本体２によ
って構成されている。前部ハウジング本体１は、前方
（図示左方）に向かって突出した中空筒状のボス部１ａ
と、該ボス部１ａの基端部から後方に向かって大きく碗
形状に延在した円筒部１ｂとを有している。後部ハウジ
ング本体２は、前記円筒部１ｂの開口側を覆う蓋形状と
されている。前部ハウジング本体１と後部ハウジング本
体２とは、前部ハウジング本体１の円筒部１ｂ内に一対
の前部区画プレート５及び後部区画プレート６を内装し
つつ、複数本のボルト３によって締結されている。

【００２０】前部区画プレート５と後部区画プレート６
とはそれぞれ、その外周部に環状のリム部５ａ，６ａを
有している。これらリム部５ａ，６ａを相互連結される
両ハウジング本体１，２の対向壁面間に挟着することに
より、両ハウジング本体１，２内に両区画プレート５，
６が移動不能に収納されている。また、前部区画プレー
ト５の後端側はそのリム部５ａに対して凹んだ形状とな
っており、両区画プレート５，６の相互接合によって両
者間には発熱室７が形成される。

【００２１】このように、車輌用熱発生器のハウジング
は、前部ハウジング本体１、後部ハウジング本体２、前
部区画プレート５及び後部区画プレート６から構成され
ている。これらハウジングの構成部材は、アルミニウム
又はアルミニウム合金から作られている。

【００２２】前部区画プレート５は、その前端側におい
て、その中央部に形成された筒部５ｂと、当該筒部５ｂ
の外側に沿って周方向に延びる同心円弧状に形成された
複数のガイドフィン５ｃとを有している。前部区画プレ
ート５は、筒部５ｂの一部が前部ハウジング本体１の内
壁部と密接するように、前部ハウジング本体１内に嵌め
込まれている。この結果、前部ハウジング本体１の内壁
部と前部区画プレート５の本体部との間には、発熱室７
の前側に隣接する放熱室としての円環状の前部ウォータ
ジャケット８が区画される。この前部ウォータジャケッ
ト８内において、前記リム部５ａ、筒部５ｂ及びガイド
フィン５ｃは、循環流体としての循環水の流れをガイド
するガイド壁の役目を果たし、通路壁として前側放熱室
内で同心円状に配置される循環水の流通経路（本実施形
態では４つ）を構築する。かかる流通経路は、前記複数
のガイド壁５ａ，５ｂ，５ｃ間の間隔を異ならせること
によって、前部ウォータジャケット８の外周側に設けら
れる流通経路ほど流通断面積が大きくなるように設定さ
れている。

【００２３】前記前部ウォータジャケット８内の通路壁
を構成するリム部５ａ，筒部５ｂ及びガイドフィン５ｃ
には、各流通経路の底壁及び側壁に、該経路に沿って平
面四角状の開口形状を有する伝熱凹部５ｄが複数設けら
れている（図１，２参照）。循環水の乱流拡散手段とし
て機能するこれらの伝熱凹部５ｄは、駆動軸１３を中心
として放射状に等角度間隔にて配置されている。更に、
伝熱凹部５ｄの各々の開口面積は、前部ウォータジャケ
ット８の周域に位置するものほど大きくなっている。ま
た、四角状の各伝熱凹部５ｄにおけるハウジングの半径
方向に沿った各辺、即ち、開口端部は各流通経路を貫流
する循環水の流れ方向に対してほぼ直交する位置関係に
ある（伝熱凹部５ｄに対応する伝熱凹部６ｄについての
図２参照）。

【００２４】後部区画プレート６は、その後端側におい
て、その中央部に形成された筒部６ｂと、当該筒部６ｂ
の外側に沿って周方向にのびる同心円弧状に形成された
複数のガイドフィン６ｃとを有している。後部区画プレ
ート６が前部区画プレート５と共に前部ハウジング本体
１内に嵌め込まれた状態では、後部区画プレート６の筒
部６ｂが後部ハウジング本体２の環状壁２ａと密接す
る。この結果、後部ハウジング本体２と後部区画プレー
ト６の本体部との間には、発熱室７の後側に隣接する放
熱室としての円環状の後部ウォータジャケット９、及
び、筒部６ｂ内側に位置する貯留室としての副オイル室
１０が区画される。この後部ウォータジャケット９内に
おいて、前記リム部６ａ、筒部６ｂ及びガイドフィン６
ｃは、循環流体としての循環水の流れをガイドするガイ
ド壁の役目を果たし、通路壁として後側放熱室内で同心
円状に配置される循環水の流通経路（本実施形態では３
つ）を構築する。かかる流通経路は、前記複数のガイド
壁６ａ，６ｂ，６ｃ間の間隔を異ならせることによっ
て、後部ウォータジャケット９の外周側に設けられる流
通経路ほど流通断面積が大きくなるように設定されてい
る。

【００２５】図１及び図２に示すように、前記後部ウォ
ータジャケット９内の通路壁を構成するリム部６ａ、筒
部６ｂ及びガイドフィン６ｃには、各流通経路の底壁及
び側壁に、該経路に沿って平面四角状の開口形状を有す
る伝熱凹部６ｄが複数設けられている。循環水の乱流拡
散手段として機能するこれらの伝熱凹部６ｄは、駆動軸
１３の軸線を中心として放射状に等角度間隔にて配置さ
れている。更に、伝熱凹部６ｄの各々の開口面積は、後
部ウォータジャケット９の周域に位置するものほど大き
くなっている。また、図２からわかるように、四角状の
各伝熱凹部６ｄにおけるハウジングの半径方向に沿った
各辺、即ち、開口端部は各流通経路を貫流する循環水の
流れ方向に対してほぼ直交する位置関係にある。

【００２６】図２に示すように、前部ハウジング本体１
の側壁部には、縦に並ぶ第１及び第２のポート１５，１
６が形成されている。また、各区画プレート５，６は、
その径方向に水平に延びる直壁４（図２では後部区画プ
レート６のみ図示）を有している。この直壁４は、両ウ
ォータジャケット８，９内に設定された環状の各流通経
路を横断する方向に延びており、各流通経路の始端側
（下側端）と終端側（上側端）とを明確に区分しつつ、
各流通経路の始端側を第１ポート１５（下側）に連通さ
せると共に、同流通経路の終端側を第２ポート１６（上
側）に連通させている。そして、第１及び第２ポート１
５，１６のそれぞれには、車輌に設けられた暖房回路の
配管（図示略）との接続のための継手管２０，２１が取
り付けられている。

【００２７】図１に示すように、前部ハウジング本体１
及び前部区画プレート５には、軸受け１１，１２を介し
て駆動軸１３が回動可能に支承されている。軸受け１２
は、シール付きの軸受けであり、前部区画プレート５の
筒部５ｂの内周面と、駆動軸１３の外周面との間に介在
され、発熱室７の前方を封止している。駆動軸１３の後
端部には、発熱室７内に収容される円板形のロータ１４
が一体回転可能に圧入固定されている。ロータ１４の周
縁近傍には前後に貫通する複数のロータ連通孔１４ａが
形成されている。これらロータ連通孔１４ａは、駆動軸
１３の中心軸線から等距離の位置において、駆動軸１３
を取り囲んで等角度間隔にて配置されている。

【００２８】後部区画プレート６の筒部６ｂと後部ハウ
ジング本体２の後端壁とによって囲まれる領域には、貯
留室としての副オイル室１０が提供されている。後部区
画プレート６は、その本体部を前後に貫通する回収通路
としての上側連通孔６ｅ及び供給通路としての下側連通
孔６ｆ、並びに、該区画プレート６の前面において半径
方向に延びる誘導溝６ｇを有している。発熱室７と副オ
イル室１０とは、上側及び下側連通孔６ｅ，６ｆを介し
て相互に連通する。尚、下側連通孔６ｆの連通断面積
は、上側連通孔６ｅのそれよりも大きく設定されてい
る。

【００２９】上側及び下側連通孔６ｅ，６ｆを介して相
互に連通する発熱室７と副オイル室１０とは、ヒータの
ハウジング内において液密な内部空間を形成する。この
内部空間には、粘性流体としてのシリコーンオイルが所
要量入れられている。シリコーンオイルの量は、その常
温時充填率が前記内部空間内の空き容積に対して、５〜
８割となるように決められている。かかる充填量にもか
かわらず、ロータ１４の回転時にはシリコーンオイルの
高い粘性のためにシリコーンオイルが下側連通孔６ｆ及
び誘導溝６ｇを介して副オイル室１０から引き出されて
発熱室７の内壁面とロータ１４の外面との間の微少なク
リアランスの全体に万遍なく行き渡る。尚、シリコーン
オイルの充填時において、回収通路としての上側連通孔
６ｅは、副オイル室１０内に貯留されたシリコーンオイ
ルの液位よりも上方に位置し、供給通路としての下側連
通孔６ｆは当該液位よりも下方に位置する。

【００３０】駆動軸１３の前端部にはボルト１７によっ
てプーリ１８が固着されている。プーリ１８はその外周
部に巻き掛けられるＶベルト（図示略）を介して、外部
駆動源としての車輌のエンジンと駆動連結される。

【００３１】次に、該車輌用熱発生器での粘性流体の挙
動及び熱交換について説明する。エンジンの起動前、即
ち駆動軸１３の停止時において、発熱室７と副オイル室
１０とにおけるシリコーンオイル（粘性流体）の液位は
等しい。故に、駆動軸１３の起動時にはロータ１４と粘
性流体との接触面積は小さく、小さなトルクで、プーリ
１８、駆動軸１３及びロータ１４を起動することができ
る。プーリ１８を介してのエンジンの駆動力によって駆
動軸１３と共にロータ１４が一体回転されるに伴い、シ
リコーンオイルが発熱室７の内壁面とロータ１４の外面
との間隙において剪断されて発熱する。

【００３２】発熱室７で生じた熱は、各区画プレート
５，６を介して前部及び後部ウォータジャケット８，９
を流れる循環水に熱交換される。この前部及び後部ウォ
ータジャケット８，９内の流通経路を貫流する循環水
は、各流通経路の底壁及び側壁に設けられた伝熱凹部５
ｄ，６ｄによって、適度に流れを乱されながら、当該流
通経路を通り抜けていく。即ち、図３に示すように、上
流側及び下流側における伝熱凹部５ｄ，６ｄの各辺Ｐ及
びこの辺Ｐとつながる伝熱凹部５ｄ，６ｄの内壁面は、
循環水の流れ方向とほぼ直交する方向（紙面と垂直な方
向）に延びている。そして、循環水は各区画プレート
５，６の壁面やガイドフィン５ｃ，６ｃに沿って流れつ
つも、各伝熱凹部５ｄ，６ｄに進入し、主として２つの
大きな渦を形成する。一つは、各凹部を構成する４つの
内壁面のうちの流れの下流側に位置する内壁面に循環水
がぶつかって生ずる渦Ｗ１であり、もう一つは、流れの
上流側に位置する凹部内壁面によって水流が規制される
結果生じる渦Ｗ２である。これらの渦Ｗ１，Ｗ２の影響
で循環水が流通経路内にて乱流拡散されることになる。
こうして乱流拡散されながら移動する循環水は、発熱室
７から両区画プレート５，６を介して効率よく熱を吸収
する。加熱された循環水は、暖房回路（図示略）を介し
て車室内の暖房等に供される。

【００３３】この車輌用熱発生器では、副オイル室１０
は上側連通孔６ｅを介して発熱室７の中央域と連通する
と共に、ロータ１４の回転によって発熱室７内のシリコ
ーンオイルは駆動軸１３に向かって移動する傾向（ワイ
センベルク効果）を見せる。このため、シリコーンオイ
ルが上側連通孔６ｅを介して発熱室７から副オイル室１
０内に回収される。他方、副オイル室１０に回収された
シリコーンオイルの自重と、シリコーンオイルの高い粘
性に起因するロータ１４のオイル引き込み作用により発
熱室７にシリコーンオイルが供給される。

【００３４】このように、駆動軸１３及びロータ１４の
駆動時には、発熱室７と副オイル室１０との間でシリコ
ーンオイルの入れ替え循環が行われる。この場合、下側
連通孔６ｆは上側連通孔６ｅよりも大きな連通断面積を
有しているため、シリコーンオイルの副オイル室１０へ
の回収量よりも発熱室７への供給量の方が多くなる。故
に、副オイル室１０に貯留されていたシリコーンオイル
は、誘導溝６ｇを経由して発熱室７の外周域に迅速かつ
滑らかに供給され、発熱室７の外周域に供給されたシリ
コーンオイルは、ワイセンベルク効果により迅速に発熱
室７の中央域に達するので、発熱室７の内壁面とロータ
１４の外面との間のクリアランスの全域にシリコーンオ
イルが万遍なく行き渡る。

【００３５】また、上側連通孔６ｅを介して発熱室７か
ら副オイル室１０内に回収されたシリコーンオイルは、
入れ替え循環のサイクルタイムに応じた一定時間だけ、
副オイル室１０に滞在する。発熱室７から回収直後のシ
リコーンオイルは高温状態にあるが、副オイル室１０で
の滞在中にその熱量の一部を副オイル室１０の区画部材
（後部区画プレート６）に伝達することで、シリコーン
オイルは熱を奪われる。その結果、高温のシリコーンオ
イルは冷却（除熱）されて長時間の熱保持による劣化か
ら守られる。

【００３６】以下に本実施形態の効果について説明す
る。 ○ 前部及び後部ウォータジャケット８，９内において
循環水の流通経路の底壁及び側壁、即ち通路壁を構成す
るリム部５ａ，６ａ、筒部６ｂ及びガイドフィン５ｃ，
６ｃには、伝熱凹部５ｄ，６ｄが設けられている。従っ
て、両ウォータジャケット８，９を貫流する循環水は、
前記伝熱凹部５ｄ，６ｄによって乱流拡散される。ま
た、伝熱凹部５ｄ，６ｄにより、流通経路内において循
環水との接触面積が拡大されるため、発熱室７から両ウ
ォータジャケット８，９への熱交換率を効果的に向上さ
せることができる。

【００３７】○ 伝熱凹部５ｄ，６ｄによって、発熱室
７から両ウォータジャケット８，９への熱交換率は飛躍
的に向上する。このため、発熱室７内において剪断作用
にさらされるシリコーンオイルは、効率よく熱が奪われ
るために耐熱限界超過を未然に防止でき、その結果とし
てシリコーンオイルの劣化を防止することができる。故
に、この熱発生器は、優れた発熱能力を持続することが
できる。

【００３８】○ 四角状の各伝熱凹部５ｄ，６ｄにおけ
るハウジングの半径方向に沿った各辺は、各流通経路を
貫流する循環水の流れ方向に対してほぼ直交する位置関
係にある。このため、循環水に対する乱流拡散効果が高
められる。

【００３９】○ この種の車輌用熱発生器では、粘性流
体の剪断速度がロータ１４の外周部ほど大きくなるた
め、ロータ１４外周部あたりの発熱室７の周域における
粘性流体の温度の方が高くなる傾向にある。これに従っ
て、両ウォータジャケット８，９の外周域側ほど循環水
の流通経路断面積を大きくすると共に、伝熱凹部５ｄ，
６ｄの開口面積も外周域側ほど大きく設定されている。
このため、特に発熱室７の外周域において発熱室７から
両ウォータジャケット８，９への熱交換率を向上させる
ことができ、かつ、発熱室７の周域におけるシリコーン
オイルの局部劣化を防止することができる。

【００４０】○ 両ウォータジャケット８，９を流れる
循環水は、ガイドフィン５ｃ，６ｃ等によって流れをガ
イドされていると共に、熱交換率を高める方途として設
けられる伝熱凹部５ｄ，６ｄは循環水の流通経路に突出
する形状を有していない。このため、循環水の流動抵抗
を増大させることなく、両ウォータジャケット８，９内
を貫流する循環水を乱流拡散させながら移動させること
ができる。

【００４１】尚、上記実施形態は、次のような態様にて
具体化することも可能である。 （変更例） 図１では、各流通経路の底壁及び側壁の三
面のすべてに伝熱凹部５ｄ，６ｄを設けたが、底壁及び
側壁のうちのいずれか一方又は任意の面にのみ伝熱凹部
５ｄ，６ｄを設けてもよい。また、循環水の流通経路に
沿って設けられた凹部を、平面四角状の頂面形状を有す
る凸部に変更してもよい。即ち、図４に示すように、上
流側及び下流側における伝熱凸部５ｈ，６ｈの各辺Ｐ及
びこの辺Ｐとつながる伝熱凸部５ｈ，６ｈの外壁面は、
循環水の流れ方向とほぼ直交する方向（紙面と垂直な方
向）に延びている。循環水は、通路壁に沿って流れつつ
も、各伝熱凸部５ｈ，６ｈにぶつかって、主として２つ
の大きな渦を形成する。一つは、各凸部を構成する４つ
の外壁面のうちの流れの上流側に位置する外壁面に循環
水がぶつかって生ずる渦Ｗ３であり、もう一つは、流れ
の下流側に位置する凸部外壁面によって水流が規制され
る結果生じる渦Ｗ４である。これらの渦Ｗ３，Ｗ４の影
響で循環水が流通経路内にて乱流拡散されることにな
る。これらのように構成しても、図１〜図３の実施形態
と同様の効果を得ることができる。

【００４２】（変更例） 四角形状の伝熱凹部５ｄ，６
ｄを他の異なる形状に変更してもよい。例えば図５に示
すように、循環水の流動抵抗を抑えるために各伝熱凹部
５ｄ，６ｄの底面を傾斜面としてもよい。また、図６に
示すように、伝熱凹部５ｄ，６ｄの開口形状を円形状に
形成してもよい。或いは、図７に示すように、流通経路
の底壁に形成される各伝熱凹部５ｄ，６ｄの半径方向に
のびる各辺を、各通路壁（例えば、リム部５ａ，６ａと
ガイドフィン５ｃ，６ｃ）を互いにつなぐ長さに設定
し、各伝熱凹部５ｄ，６ｄの開口形状を略扇形的な四角
形状としてもよい。これら図５〜図７のように構成して
も、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。こ
こで言う伝熱凹部５ｄ，６ｄの形状は、各流通経路にお
いて循環水に対して乱流拡散を促すと共に循環水との接
触面積を拡大させる点と、循環水の流動抵抗増大を抑制
する点との双方の要請に対応できる形状である必要があ
る。

【００４３】（変更例） 両ウォータジャケット８，９
の外周域に配設される流通経路ほど伝熱凹部５ｄ，６ｄ
の配置密度を高くしてもよい。このとき、単位長さ当た
りの凹部の個数を増やすことと、単位長さ当たりの凹部
の開口面積を大きくすることの２つの方法がある。この
ように構成すれば、上記実施形態と同様の効果を得るこ
とができると共に、この種の車輌用熱発生器は、ロータ
１４外周部あたりの発熱室７の周域における粘性流体の
温度の方が高くなる傾向を示すため、更に効果的な熱交
換を行うことができる。この場合、伝熱凹部５ｄ，６ｄ
の配置密度を過度に高めると逆に循環水の流動抵抗が高
まり、循環水の円滑な貫流が阻害されるおそれがあるた
め、流動抵抗を抑制する点を考慮しつつ伝熱凹部５ｄ，
６ｄの配置密度を設定する必要がある。

【００４４】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。

【００４５】

【発明の効果】各請求項に記載の車輌用熱発生器によれ
ば、放熱室内における循環流体の流通経路の底壁及び側
壁の少なくとも一方に、当該流通経路に沿って複数の凹
部又は凸部を設けたので、放熱室を貫流する循環流体
は、流動抵抗を過度に増大させることなく、乱流拡散さ
れながら移動すると共に、通路壁との接触面積が拡大さ
れる。このため、発熱室から区画部材を介した循環流体
への熱交換率を高度に向上させることができる。このこ
とは、発熱室で剪断作用に供される粘性流体の冷却（除
熱）化を促す結果となり、過加熱による粘性流体の劣化
を防止して、優れた発熱性能を持続的に発揮させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に従う車輌用熱発生器の縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線での断面図。

【図３】放熱室内における循環流体の乱流拡散作用を示
す説明図。

【図４】伝熱凸部における循環流体の乱流拡散作用を示
す説明図。

【図５】伝熱凹部の変更例における循環流体の乱流拡散
作用を示す説明図。

【図６】変更例に従う車輌用熱発生器の横断面図。

【図７】変更例に従う車輌用熱発生器の横断面図。

【符号の説明】

１…前部ハウジング本体、２…後部ハウジング本体、５
…前部区画プレート、６…後部区画プレート（１，２，
５，６はハウジングを構成し、また、５，６は区画部材
でもある）、５ａ，６ａ…リム部、５ｂ，６ｂ…筒部、
５ｃ，６ｃ…ガイドフィン（５ａ，６ａ，５ｂ，６ｂ，
５ｃ，６ｃは通路壁を構成する）、５ｄ，６ｄ…凹部、
５ｈ，６ｈ…凸部、７…発熱室、８，９…放熱室として
の前部及び後部ウォータジャケット、１０…貯留室とし
ての副オイル室、１３…駆動軸、１４…ロータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 肇 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 青木 新治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 森川 敏夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に区画部材により区画され
   た発熱室及び放熱室を備え、駆動軸に作動連結されたロ
   ータを、粘性流体を収容した発熱室内で回転させて粘性
   流体の剪断作用に基づく熱を発生させ、その熱を放熱室
   を流れる循環流体に熱交換する車輌用熱発生器におい
   て、 前記区画部材は、前記放熱室内に循環流体の流通経路を
   設定すべく複数の通路壁を有していると共に、前記流通
   経路の底壁及び側壁の少なくとも一方には前記発熱室か
   ら前記放熱室への熱交換率を高めるべく複数の凹部又は
   凸部が当該流通経路に沿って設けられている車輌用熱発
   生器。
2. 【請求項２】 前記複数の凹部の開口形状又は凸部の頂
   面形状は、流通経路を貫流する循環流体の流れ方向にほ
   ぼ直交するような開口端部又は頂面端部を有する略四角
   状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
   車輌用熱発生器。
3. 【請求項３】 前記凹部の開口面積又は凸部の頂面面積
   は、放熱室の中心域よりも周域に配置されるに従って大
   きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２に
   記載の車輌用熱発生器。
4. 【請求項４】 前記複数の凹部又は凸部は、放熱室の中
   心域よりも周域ほど配置密度が高く設定されていること
   を特徴とする請求項１〜３に記載の車輌用熱発生器。
5. 【請求項５】 前記通路壁は、前記駆動軸の軸線を中心
   として同心円状に配置されていることを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか一項に記載の車輌用熱発生器。