JPH11263117A

JPH11263117A - 車両用補助暖房装置

Info

Publication number: JPH11263117A
Application number: JP10070287A
Authority: JP
Inventors: Sadahisa Onimaru; 貞久鬼丸; Mitsuo Inagaki; 稲垣　　光夫; Hajime Ito; 肇伊藤
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】車両への搭載性を向上した車両用補助暖房装
置３を提供する。【解決手段】エンジンに駆動される駆動軸１１にドラ
イブプレート１３を設け、流体継手付冷却ファン９の冷
却翼２５を駆動する駆動軸１２に、ドライブプレート１
３の摺動面２６に対向する摺動面２７を持つドリブンプ
レート１４を設け、２つの摺動面２６、２７間にシリコ
ンオイル１５を充填した流体継手３９を冷却水ポンプ８
のハウジング２９内に配置した。そして、冷却水温の低
温時に、電磁ブレーキ１７の電磁石３６をＯＮして流体
継手付冷却ファン９と一体的に回転する駆動軸１２およ
びドリブンプレート１４を固定し、２つの摺動面２６、
２７間に滑りを生じさせることで、流体継手３９内のシ
リコンオイル１５を発熱させる。このシリコンオイル１
５で発生する熱を補助暖房熱源として使用することによ
り、冷却水温を上昇させることで暖房能力を補うように
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、暖房能力を補助す
る車両用補助暖房装置に関するもので、特に暖房能力が
不足する寒冷地を走行する車両の暖房能力を補助するの
に最適な車両用補助暖房装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両に搭載されたエンジンの高効
率化によりエンジンの排熱量が減少し、暖房時の熱源不
足が問題となっている。これに対して、燃料を燃焼させ
て、その燃焼熱または排気熱によって冷却水または空気
を加熱することにより、車両の車室内の暖房能力を向上
する燃焼式ヒータの使用が考えられるが、高コストとな
るという問題がある。そこで、特開平２−２４６８２３
号公報や特開平３−５７８７７号公報等においては、車
両に搭載されたエンジンで駆動する補助暖房器を備えた
車両用補助暖房装置が提案されている。

【０００３】その補助暖房器は、エンジンに駆動される
回転プレートとそれに対向する固定プレートとの間にシ
リコンオイル等の粘性流体を充填する液体充填部と、回
転プレートが回ることによって液体に剪断力を作用させ
て、その剪断力によって液体に発生した熱を、エンジン
の冷却水と熱交換させる熱交換器とを備え、車両の車室
内の暖房能力を向上している。そして、構造が簡単で、
低コストの優れた補助暖房器を実現することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、現状の車両
は、冷凍サイクルのコンプレッサ、車両用充電装置とし
てのオルタネータ、パワーステアリング用ポンプ等とい
ったエンジン補機類がエンジンの周辺に多く装着されて
いる。このため、新たに補助暖房器をエンジンの周辺に
装着するのは困難で、エンジンの周辺への搭載性に難が
あるという問題が生じている。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記問題点に鑑みてなされた
もので、駆動源の流体継手付補機と一体的に回転する第
２回転部材を固定して粘性流体を補助暖房熱源として用
いることにより、車両への搭載性に優れた車両用補助暖
房装置を提供することを目的としている。また、体格を
コンパクト化することのできる車両用補助暖房装置を提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、解放固定手段で第２回転部材を所定の固定部材
に固定した場合には、駆動源により駆動される第１回転
部材が回転するのに伴って、２つの第１、第２摺動面間
に充填された粘性流体に剪断力が作用するため、粘性流
体が発熱する。この粘性流体で発生した熱は、熱交換器
にて主暖房熱源と熱交換することで主暖房熱源による暖
房能力が向上する。ここで、既設の流体継手付補機内の
粘性流体を補助暖房熱源として利用することで、駆動源
の周辺に補機類が多く装着されていても、車両用補助暖
房装置を駆動源の周辺に容易に搭載することができる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、第１回転
部材の回転力を粘性流体を介して第２回転部材に伝達す
る時には、第２回転部材を所定の固定部材に固定させる
時と比べて粘性流体の発熱量が少なくなるように粘性流
体を２つの第１、第２摺動面間に充填することにより、
車両用補助暖房装置を、通常の流体継手付補機として使
用する際の粘性流体の発熱を抑えることができる。ま
た、請求項３に記載の発明によれば、２つの第１、第２
摺動面を既設の冷却水用ポンプのハウジング内に設ける
ことで、さらに、車両用補助暖房装置の搭載性を向上す
ることができる。

【０００８】請求項４に記載の発明によれば、２つの第
１、第２摺動面を、２つの第１、第２回転部材の表面に
設けることで、車両用補助暖房装置の径方向寸法をコン
パクト化できる。また、請求項５に記載の発明によれ
ば、粘性流体よりも低粘度の流体を、駆動源に駆動され
る第１回転部材に固定された第１摺動板と一方側熱交換
部との間、または補機を駆動する第２回転部材に固定さ
れた第２摺動板と他方側熱交換部との間に充填すること
で、第１、第２摺動板が回転しても低粘度の流体が発熱
することはなく、また、低粘度の流体は粘性流体で発生
した熱を効率良く主暖房熱源に伝達することができる。

【０００９】請求項６に記載の発明によれば、可動部材
が２つの第１、第２摺動面間に微小間隙を形成する位置
に変位した場合には、２つの第１、第２摺動面間に形成
される微小間隙内に粘性流体が充填されるので、駆動源
の動力が粘性流体を介して第１回転部材から第２回転部
材に伝達され、さらに、第２回転部材から補機に伝達さ
れる。また、可動部材が２つの第１、第２対向面間に微
小間隙を形成する位置に変位した場合には、２つの第
１、第２対向面間に形成される微小間隙内に粘性流体が
充填されるので、可動部材が駆動源により駆動されるの
に伴って、粘性流体に剪断力が作用するため、液体が発
熱する。それによって、請求項１に記載の発明と同様な
効果を達成することができる。

【００１０】請求項７に記載の発明によれば、エンジン
の周辺に装着される流体継手付冷却ファン、流体継手付
オルタネータまたは流体継手付油圧ポンプ等の既設のエ
ンジン補機内に充填された粘性流体を補助暖房熱源とし
て利用することができる。また、請求項８に記載の発明
によれば、駆動源により駆動される第１回転部材に既設
の冷却水ポンプ用インペラを設けることで、駆動源から
第１摺動板へ動力を伝達する動力伝達手段の構成を既設
の冷却水ポンプと兼用することができる。これにより、
さらに、車両への搭載性を向上することができる。

【００１１】請求項９に記載の発明によれば、補助暖房
制御手段にて解放固定手段を制御することで、車両用補
助暖房装置の作動および作動停止を制御することができ
る。それによって、請求項１に記載の発明と同様な効果
を達成することができる。そして、請求項１０に記載の
発明によれば、主暖房熱源の温度が所定の温度以下の低
温の場合には、第２回転部材を所定の固定部材に固定す
るように解放固定手段を制御することで、粘性流体に剪
断力を作用させて粘性流体を発熱させることにより、車
両用補助暖房装置を作動させることができる。また、主
暖房熱源の温度が所定の温度よりも高温の時に、第２回
転部材を所定の固定部材から解放するように解放固定手
段を制御することで、第１回転部材の回転力が粘性流体
を介して第２回転部材に伝達される。これにより、粘性
流体に剪断力が作用せず、粘性流体の発熱を抑えること
により、車両用補助暖房装置の作動を停止させることが
できる。

【００１２】請求項１１に記載の発明によれば、車両用
補助暖房装置の作動および作動停止を解放固定手段で制
御している。そして、例えば車両用補助暖房装置の作動
および作動停止を電磁クラッチで制御するタイプでは、
補助暖房装置を駆動するトルクを伝達するため径の大き
なクラッチを必要とし、且つこのクラッチは一般に駆動
源にベルト駆動されるプーリ内に設けられることが多
く、プーリの外径が大きくなるのに対し、車両用補助暖
房装置の径方向寸法をコンパクト化できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】〔第１実施形態の構成〕図１ない
し図３は本発明の第１実施形態を示したもので、図１は
車両用温水式暖房装置を示した図である。ここで、図１
の実線は冷却水温が低い時の冷却水の流れを示す。

【００１４】本実施形態の車両用温水式暖房装置は、本
発明の駆動源に相当するエンジン１と、車両の車室内前
方側に配置された空調ダクト（図示せず）内に設けられ
たヒータコア２と、暖房能力を向上するための車両用補
助暖房装置３と、各空調機器を電子制御する空調制御装
置（以下エアコンＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。
そして、本実施形態の冷却水回路は、エンジン１のウォ
ータジャケット４の出口より流出した冷却水を、ヒータ
コア２および車両用補助暖房装置３を通ってウォータジ
ャケット４の入口よりエンジン１に戻す第１冷却水循環
回路を有している。

【００１５】さらに、ウォータジャケット４の出口より
流出した冷却水を、サーモスタット５、ラジエータ６お
よび車両用補助暖房装置３を通ってウォータジャケット
４の入口よりエンジン１に戻す第２冷却水循環回路と、
ウォータジャケット４の出口より流出した冷却水を、サ
ーモスタット５、バイパス流路７および車両用補助暖房
装置３を通ってウォータジャケット４の入口よりエンジ
ン１に戻す第３冷却水循環回路とを有している。

【００１６】ここで、ヒータコア２は、内部にエンジン
１を冷却する冷却水が流れ、この冷却水を主暖房熱源と
して空調ダクト内を流れる空気を加熱する加熱用熱交換
器である。また、サーモスタット５は、冷却水温が低い
時にはバルブが閉じて、冷却水がラジエータ６を経由せ
ずにバイパス流路７に循環するようにし、冷却水温が高
くなった時にはバルブを開け、冷却水がラジエータ６へ
循環するようにする。そして、ラジエータ６は、ウォー
タジャケット４を通過する間に排熱を吸収して温度が高
くなった冷却水を冷却する冷却用熱交換器である。

【００１７】次に、車両用補助暖房装置３を図１および
図２に基づいて説明する。ここで、図２は車両用補助暖
房装置３を示した図である。車両用補助暖房装置３は、
冷却水ポンプ８と流体継手付冷却ファン９と一体化され
たもので、冷却水ポンプ８の駆動軸１１と、流体継手付
冷却ファン９の駆動軸１２と、駆動軸１１の端部に固定
されたドライブプレート１３と、駆動軸１２の外周に固
定されたドリブンプレート１４と、ドライブプレート１
３とドリブンプレート１４との間に充填されたシリコン
オイル１５と、このシリコンオイル１５で発生した熱を
冷却水と熱交換させる熱交換器１６と、駆動軸１２の解
放および固定を行う電磁ブレーキ１７とを有している。

【００１８】冷却水ポンプ８は、エンジン１の周辺に装
着されるエンジン補機の１つである。駆動軸１１は、本
発明の第１回転部材に相当するもので、円筒形状で、内
部を貫通する駆動軸１２の外周にベアリング１８、１９
を介して回転自在に支持されている。また、駆動軸１１
は、流体継手にとっては入力軸（回転軸）となる。この
駆動軸１１の先端部の外周には、エンジン１のクランク
プーリ（図示せず）とベルト２０を介して駆動連結され
るプーリ２１が固定されている。また、駆動軸１１の略
中央部の外周には、冷却水回路中に冷却水の循環流を発
生させるためのインペラ２２が複数枚設けられている。
これらのインペラ２２は、熱交換器１６を構成するハウ
ジングの内周に形成された突起部２３と対向している。

【００１９】流体継手付冷却ファン９は、エンジン１の
周辺に装着されるエンジン補機の１つである。その駆動
軸１２は、本発明の第２回転部材に相当するもので、丸
棒形状に形成されており、流体継手にとっては出力軸
（回転軸）となる。そして、駆動軸１２の先端部には、
ボス部２４が固定され、そのボス部２４の外周には、ラ
ジエータ６に送り込む冷却風を発生させるための冷却翼
２５が複数枚設けられている。

【００２０】ドライブプレート１３は、駆動軸１１の他
端部より径方向に延長された円環板状部、およびこの円
環板状部の外周部分より軸方向に延長された円筒状部よ
りなる第１摺動板である。そして、円環板状部の内側面
には、ドリブンプレート１３との間に微小間隙を形成す
る摺動面２６（本発明の第１摺動面に相当する）が設け
られている。

【００２１】ドリブンプレート１４は、駆動軸１２の外
周より径方向に延びるように円環板形状に形成されてい
る。このドリブンプレート１４は、ドライブプレート１
３の摺動面２６との間に微小間隙を形成する摺動面２７
（本発明の第２摺動面に相当する）を有する第２摺動板
である。そして、ドリブンプレート１４の外周とドライ
ブプレート１３の円筒状部との間には、シリコンオイル
１５の漏れを防止するためのシール部材２８が装着され
ている。

【００２２】シリコンオイル１５は、本発明の粘性流体
に相当するもので、エンジン１の回転速度が低速の間は
ドライブプレート１３にドリブンプレート１４が連れ回
り、エンジン１の回転速度が高速の時にはドライブプレ
ート１３とドリブンプレート１４の間に滑りが発生し、
両者間に回転速度差が生じることを可能とする高粘度の
液体である。また、シリコンオイル１５は、ドライブプ
レート１３の回転に伴って剪断力が作用すると発熱す
る。ここで、ドライブプレート１３、ドリブンプレート
１４およびシリコンオイル１５により構成されるシリコ
ンオイル部は、流体継手（フルード・カップリング）３
９である。

【００２３】熱交換器１６は、シリコンオイル１５で発
生した熱によりエンジン１の冷却水を加熱するもので、
冷却水ポンプ８のカバーを兼ねるハウジング２９と、こ
のハウジング２９内に設けられた上記のドライブプレー
ト１３と、ハウジング２９とドライブプレート１３の間
に形成される冷却水路３０とを備えている。ハウジング
２９には、冷却水を冷却水路３０内に流入させるための
入口パイプ３１と、冷却水を冷却水路３０内から流出さ
せるための出口パイプ３２とが接続されている。また、
ハウジング２９は、エンジンブロック３３の外壁面に組
み付けられている。そして、ハウジング２９の先端側の
内周部には、ベアリング３４を介して駆動軸１１が回転
自在に支持されている。

【００２４】電磁ブレーキ１７は、本発明の解放固定手
段に相当するもので、エンジンブロック３３に固定され
た円環板形状のベース板（本発明の固定部材に相当す
る）３５と、このベース板３５に装着されてエアコンＥ
ＣＵ１０に通電制御される電磁石３６と、ベース板３５
との間に所定の間隙を持って対向配置された円板形状の
プレート３７とから構成されている。ここで、プレート
３７は、流体継手付冷却ファン９の駆動軸１２の他端面
に固定されており、電磁石３６が通電されるとベース板
３５に吸着される。

【００２５】エアコンＥＣＵ１０は、車室内前面に設け
られたエアコン操作パネル（図示せず）上の各スイッチ
（例えば温度設定スイッチ４０）からのスイッチ信号が
入力される。また、エアコンＥＣＵ１０の内部には、Ｃ
ＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピ
ュータが設けられ、各センサからの各センサ信号が図示
しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイク
ロコンピュータへ入力されるように構成されている。

【００２６】なお、エアコンＥＣＵ１０は、車両のエン
ジン１の始動および停止を司るイグニッションスイッチ
が投入（ＩＧ・ＯＮ）されたときに、車両に搭載された
車載バッテリ（図示せず）から直流電源が供給されて制
御処理を開始するように構成されている。ここで、本実
施形態では、エアコンＥＣＵ１０に、内気温度を検出す
る内気温度センサ（内気温度検出手段）４１、外気温度
を検出する外気温度センサ（外気温度検出手段）４２、
および冷却水温度を検出する冷却水温センサ（冷却水温
検出手段）４３等が接続されている。

【００２７】〔第１実施形態の制御方法〕次に、本実施
形態のエアコンＥＣＵ１０の作動を図１ないし図３に基
づいて簡単に説明する。ここで、図３はエアコンＥＣＵ
の作動を示したフローチャートである。

【００２８】イグニッションスイッチが投入（ＩＧ・Ｏ
Ｎ）されてエアコンＥＣＵ１０に直流電源が供給される
と、図３のルーチンが起動される。先ず、エアコン操作
パネル上の各スイッチから各スイッチ信号を読み込み、
各センサから各センサ信号を読み込む（冷却水温検出手
段：ステップＳ１）。具体的には、外気温度センサ４２
にて検出した外気温度（ＴＡＭ）、および冷却水温セン
サ４３にて検出した冷却水温（Ｗ）を読み込む。

【００２９】次に、外気温度センサ４２にて検出した外
気温度（ＴＡＭ）が所定の外気温度（例えば−１０℃：
ＴＡＭａ）よりも低温であるか否かを判定する（ステッ
プＳ２）。この判定結果がＮＯの場合には、電磁ブレー
キ１７の電磁石３６の通電を停止（ＯＦＦ）する。すな
わち、流体継手付冷却ファン９を作動（ＯＮ）する（ス
テップＳ３）。その後に、図３のルーチンを抜ける。

【００３０】また、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳの
場合には、冷却水温センサ４３にて検出した冷却水温
（ＴＷ）が所定の冷却水温（サーモスタット５のバルブ
の開弁温度よりも低い温度：例えば６０℃：ＴＷａ）よ
りも低温であるか否かを判定する（ステップＳ４）。こ
の判定結果がＮＯの場合、つまり冷却水温（ＴＷ）が所
定の冷却水温（ＴＷａ）以上の高温である場合には、ス
テップＳ３の制御処理を行う。

【００３１】また、ステップＳ４の判定結果がＹＥＳの
場合、つまり冷却水温（Ｗ）が所定の冷却水温（Ｗａ）
よりも低温である場合には、電磁ブレーキ１７の電磁石
３６を通電（ＯＮ）する。すなわち、流体継手付冷却フ
ァン９の作動を停止（ＯＦＦ）する（ステップＳ５）。
その後に、図３のルーチンを抜ける。なお、上記の図３
のルーチンは所定の制御待機時間（例えば０．５秒間〜
５秒間）を待って繰り返し行われる。

【００３２】〔第１実施形態の作用〕次に、本実施形態
の車両用温水式暖房装置の作用を図１ないし図３に基づ
いて簡単に説明する。

【００３３】外気温度または冷却水温が高い時は、サー
モスタット５のバルブが開かれてラジエータ６に冷却水
が循環し、エンジン１の冷却水を冷却する必要がある。
すなわち、流体継手付冷却ファン９の冷却翼２５を作動
させる必要があり、シリコンオイル１５の発熱は必要な
い。このため、電磁ブレーキ１７の電磁石３６をＯＦＦ
することで、ドライブプレート１３とドリブンプレート
１４は、どちらも回転自在となる。

【００３４】したがって、エンジン１の動力がベルト２
０を介してプーリに伝達されると、駆動軸１１が回る。
駆動軸１１が回ると、冷却水ポンプ８のインペラ２２が
回り、冷却水回路中に冷却水の循環流が発生する。これ
により、冷却水回路には、エンジン１のウォータジャケ
ット４の出口より流出した冷却水がヒータコア２および
車両用補助暖房装置３を通ってウォータジャケット４の
入口よりエンジン１に戻る第１循環回路が形成され、ま
た、冷却水がサーモスタット５、ラジエータ６および車
両用補助暖房装置３を通ってウォータジャケット４の入
口よりエンジン１に戻る第２循環回路が形成される。

【００３５】一方、駆動軸１１の回転によりドライブプ
レート１３が回り、シリコンオイル１５の存在により、
ドライブプレート１３にドリブンプレート１４が連れ回
る。そして、ドリブンプレート１４の回転により駆動軸
１２が回転するため、流体継手付冷却ファン９の冷却翼
２５が回り、ラジエータ６に冷却風が送られる。これに
より、ラジエータ６内に流入した冷却水温の高い冷却水
が冷却されることで、冷却水回路中の冷却水温が所定の
冷却水温（例えば８０℃）に保たれる。

【００３６】なお、エンジン１の回転速度が増速される
と、駆動軸１１およびドライブプレート１３の回転速度
も早くなる。ドライブプレート１３の回転速度が早くな
ると、ドライブプレート１３とドリブンプレート１４と
の間、つまり流体継手（シリコンオイル部）３９で滑り
が発生し、ドライブプレート１３とドリブンプレート１
４との間で回転速度差が生じるため、流体継手付冷却フ
ァン９の冷却翼２５の回転速度は所定値以下に抑えられ
る。

【００３７】暖房能力が不足する寒冷地を走行する時、
あるいは極寒時のエンジン１の始動直後のように、外気
温度および冷却水温が低い時（具体的には冷却水温が暖
房に必要な所定の冷却水温よりも低い時）は、エンジン
１の冷却水を冷却する必要はない。すなわち、流体継手
付冷却ファン９の冷却翼２５を駆動する必要はなく、シ
リコンオイル１５を発熱させる必要がある。このため、
電磁ブレーキ１７の電磁石３６をＯＮすることで、プレ
ート３７がベース板３５に吸着されてプレート３７が固
定されることにより駆動軸１２およびドリブンプレート
１４も固定される。

【００３８】一方、駆動軸１１はエンジン１の回転に伴
って駆動されるため、駆動軸１１に固定されたドライブ
プレート１３は冷却水ポンプ８のインペラ２２と共に回
転する。また、電磁ブレーキ１７のＯＮにより、ドリブ
ンプレート１４は固定される。これにより、プーリ２１
と一体的に回転するドライブプレート１３と固定された
ドリブンプレート１４との間で滑りが生じ、２つの摺動
面２６、２７間に形成される微小間隙（０．３ｍｍ〜
０．５ｍｍ程度）内に充填されたシリコンオイル１５に
剪断力が働くので、シリコンオイル１５が発熱する。

【００３９】このシリコンオイル１５で発生した熱は、
熱交換器１６を構成するハウジング２９とドライブプレ
ート１３との間に形成される冷却水路３０を還流する冷
却水に伝達される。すなわち、流体継手（シリコンオイ
ル部）３９の回りを流れる冷却水にシリコンオイル１５
の熱が伝達されることにより、冷却水回路中の冷却水温
が上昇することで、車両の車室内の暖房能力を補うこと
ができる。

【００４０】〔第１実施形態の効果〕以上のように、本
実施形態の車両用補助暖房装置３は、外気温度および冷
却水温が低く、暖房能力が不足する時はラジエータ６の
流体継手付冷却ファン９の冷却翼２５の回転を止めるこ
とが可能であることに着目し、暖房能力の不足時には既
設の流体継手付冷却ファン９の冷却翼２５と一体的に回
転する側のドリブンプレート１４を固定（ロック）し、
２つの摺動面２６、２７間に微小間隙を形成し、既設の
流体継手３９内のシリコンオイル１５を補助暖房熱源と
して利用することで、エンジン１の周辺にエンジン補機
類が多く装着されていても、新たにビスカスヒータを追
加することなく、車両の車室内の暖房能力を補うことが
できる。したがって、車両用補助暖房装置３の車両への
搭載性、特にエンジン１の周辺への搭載性を向上するこ
とができる。

【００４１】ここで、従来の車両用補助暖房装置とし
て、エンジンでベルト駆動する補助暖房器（ビスカスヒ
ータ）があり、このビスカスヒータの作動および作動停
止は、比較的に径方向寸法の大きい電磁クラッチにより
行われている。そして、電磁クラッチのロータには、エ
ンジンとベルトを介して駆動連結するためのプーリが一
体的に設けられる場合が多い。したがって、本実施形態
の車両用補助暖房装置３では、入力プーリとして冷却水
ポンプ８のプーリ２１を利用することで、上記のような
従来のビスカスヒータの電磁クラッチのプーリと比較し
てプーリ２１のプーリ径を小さくすることができるの
で、車両用補助暖房装置３の径方向寸法をコンパクト化
することができる。

【００４２】〔第２実施形態〕図４は本発明の第２実施
形態を示したもので、車両用補助暖房装置を示した図で
ある。

【００４３】本実施形態では、エンジン１により駆動さ
れる駆動軸１１を丸棒形状にし、流体継手付冷却ファン
９を駆動する駆動軸１２を円筒形状にしている。そし
て、駆動軸１１は、駆動軸１２の内周を回転自在に回転
するように設けられ、先端部にプーリ２１が固定され、
略中央部にドライブプレート１３が固定され、後端部に
冷却水ポンプ８のインペラ２２が固定されている。ま
た、駆動軸１２は、先端部にボス部２４を介して冷却翼
２５が固定され、後端部にドリブンプレート１４が固定
されている。そして、２つの摺動面２６、２７間にはシ
リコンオイル１５が充填されている。

【００４４】また、本実施形態の電磁ブレーキ１７は、
熱交換器１６を構成するハウジング２９に固定された円
環板形状のベース板（本発明の固定部材に相当する）４
５と、このベース板４５に装着された電磁石４６と、ベ
ース板４５との間に所定の間隙を持って対向配置された
円板形状のプレート４７とから構成されている。ここ
で、プレート４７は、流体継手付冷却ファン９の駆動軸
１２の外周に固定されており、冷却水温の低温時に電磁
石４６がＯＮされるとベース板４５に吸着される。これ
により、ドリブンプレート１４が固定されると共に、２
つの摺動面２６、２７間に微小間隙が形成されて、ドラ
イブプレート１３の回転に伴ってシリコンオイル１５に
剪断力が働き、シリコンオイル１５が発熱する。

【００４５】〔第３実施形態〕図５は本発明の第３実施
形態を示したもので、車両用補助暖房装置を示した図で
ある。

【００４６】本実施形態では、第１実施形態よりも流体
継手３９の径方向寸法をコンパクト化する目的で、駆動
軸１１の内周面が摺動面２６として働き、駆動軸１２の
外周面が摺動面２７として働き、２つの摺動面２６、２
７間に充填されたシリコンオイル１５により流体継手
（シリコンオイル部）３９を構成している。また、駆動
軸１１の内周面と駆動軸１２の外周面との間には、シリ
コンオイル１５の流出を防止するためのオイルシール４
８、４９が装着されている。

【００４７】本実施形態では、電磁ブレーキ１７の電磁
石３６がＯＦＦされている時（通常時）は、駆動軸１２
が固定されず、駆動軸１１、１２およびシリコンオイル
１５が流体継手３９として働くことで、冷却水ポンプ８
のプーリ２１の回転を流体継手付冷却ファン９の冷却翼
２５を伝達する。その他の作動は第１実施形態と同様で
ある。

【００４８】また、冷却水温が暖房に必要な所定の冷却
水温よりも低く、電磁ブレーキ１７の電磁石３６がＯＮ
された時（低温時）は、駆動軸１２が固定（ロック）さ
れ、２つの摺動面２６、２７間に充填されたシリコンオ
イル１５に剪断力が働いてシリコンオイル１５が発熱す
る。このシリコンオイル１５で発生した熱を、流体継手
３９の回りを流れる冷却水に伝達することで、シリコン
オイル１５を補助暖房熱源として使用する。

【００４９】〔第４実施形態〕図６は本発明の第４実施
形態を示したもので、車両用補助暖房装置を示した図で
ある。

【００５０】本実施形態では、熱交換器１６を構成する
ハウジング２９がエンジンブロック３３の前面に取り付
けられている。また、駆動軸１１の先端部には、ドライ
ブプレート１３が固定されており、略中央部の外周に
は、プーリ２１が固定されており、後端部にはインペラ
２２が固定されている。そして、駆動軸１２の先端部に
は、ボス部２４を介して冷却翼２５が固定されており、
後端部には、ドリブンプレート１４が固定されている。

【００５１】さらに、２つの摺動面２６、２７間には、
シリコンオイル１５が充填されており、ドライブプレー
ト１３とハウジング２９との間、およびドリブンプレー
ト１４とハウジング２９との間には、シリコンオイル１
５よりも低粘度の流体５０が充填されている。また、流
体継手３９の先端側には冷却水路（本発明の他方側熱交
換部に相当する）３０ａが形成され、後端側にも冷却水
路（本発明の一方側熱交換部に相当する）３０ｂが形成
されている。そして、本実施形態では、流体継手付冷却
ファン９のボス部２４の後端面に一体的に設けられたプ
レート５１と、ハウジング２９の前面に装着された電磁
石５２とから電磁ブレーキ１７を構成している。

【００５２】本実施形態では、電磁ブレーキ１７の電磁
石５２がＯＦＦされている時（通常時）は、冷却翼２
５、駆動軸１２およびドリブンプレート１４が固定され
ず、冷却水ポンプ８のプーリ２１がエンジン１により駆
動され、それに伴って駆動軸１１およびドライブプレー
ト１３が回転する。そして、ドライブプレート１３、ド
リブンプレート１４およびシリコンオイル１５が流体継
手３９として働くことで、ドライブプレート１３の回転
が、シリコンオイル１５を通じてドリブンプレート１４
に伝達されて流体継手付冷却ファン９の冷却翼２５が回
転する。

【００５３】このとき、ドライブプレート１３とハウジ
ング２９との間、およびドリブンプレート１４とハウジ
ング２９との間に充填された低粘度の流体５０は、粘度
が低いため発熱することはない。なお、エンジン１の回
転速度が増速した時は第１実施形態と同様である。

【００５４】また、冷却水温が暖房に必要な所定の冷却
水温よりも低く、電磁ブレーキ１７の電磁石５２がＯＮ
された時（低温時）は、駆動軸１２が固定（ロック）さ
れ、２つの摺動面２６、２７間に微小間隙が形成され
る。これにより、プーリ２１と一体的に回転するドライ
ブプレート１３と固定されたドリブンプレート１４との
間で滑りが生じ、２つの摺動面２６、２７間に形成され
る微小間隙内に充填されたシリコンオイル１５に剪断力
が働いてシリコンオイル１５が発熱する。このシリコン
オイル１５で発生した熱を、流体継手３９の回りを流れ
る冷却水に伝達することで、シリコンオイル１５を補助
暖房熱源として使用する。

【００５５】〔第５実施形態〕図７は本発明の第５実施
形態を示したもので、車両用補助暖房装置を示した図で
ある。

【００５６】本実施形態では、円環板形状のドライブプ
レート（本発明の可動部材に相当する）１３の先端面
に、ドリブンプレート１４の摺動面２７に対向する摺動
面２６を設け、ドライブプレート１３の他端面に、熱交
換器１６を構成する冷却水路３０を囲むハウジング２９
の内側壁５３の対向面（本発明の第２対向面に相当す
る）５４に対向する対向面（本発明の第１対向面に相当
する）５５を設けている。そして、ドライブプレート１
３は、キー５６を介して駆動軸１１上を軸方向に摺動可
能に構成されている。但し、ドライブプレート１３は、
キー５６の存在により駆動軸１１と一体的に回転する。

【００５７】そして、本実施形態では、第４実施形態の
電磁ブレーキ１７の代わりに、上記のドライブプレート
１３を駆動軸１１に対して軸方向に移動させるスライド
機構（本発明の可動部材駆動手段に相当する）５７を設
けている。このスライド機構５７は、通常時にスライド
ヨーク５８を前方側（図示左側）に動かして、２つの摺
動面２６、２７間に微小間隙を形成する位置にドライブ
プレート１３を動かす。また、低温時にスライドヨーク
５８を後方側（図示右側）に動かして、２つの対向面５
４、５５間に微小間隙を形成する位置にドライブプレー
ト１３を動かす。

【００５８】本実施形態では、通常時には、スライドヨ
ーク５８を介してドライブプレート１３がスライド機構
５７によって前方側へ移動し、２つの摺動面２６、２７
が微小間隙で対向し、その２つの摺動面２６、２７間に
形成される微小間隙内がシリコンオイル１５により充満
される。そして、プーリ２１がエンジン１に駆動される
ことにより、駆動軸１１およびドライブプレート１３が
回り、その回転がシリコンオイル１５、ドリブンプレー
ト１４を通じて流体継手付冷却ファン９の冷却翼２５に
伝達される。このとき、ドライブプレート１３の後方側
は充分な間隔があるため、２つの対向面５４、５５間の
シリコンオイル１５が発熱することはない。その他の作
動は第１実施形態と同様である。

【００５９】冷却水温の低温時には、スライドヨーク５
８を介してドライブプレート１３がスライド機構５７に
よって後方側へ移動し、２つの対向面５４、５５が微小
間隙で対向し、その２つの対向面５４、５５間に形成さ
れる微小間隙内がシリコンオイル１５により充満され
る。そして、プーリ２１と一体的に回転するドライブプ
レート１３と固定されたハウジング２９の内側壁５３と
の間で滑りが生じ、２つの対向面５４、５５間に形成さ
れる微小間隙内に充填されたシリコンオイル１５に剪断
力が働いてシリコンオイル１５が発熱する。このシリコ
ンオイル１５で発生した熱を、冷却水路３０内を還流す
る冷却水に伝達することで、シリコンオイル１５を補助
暖房熱源として使用する。

【００６０】〔他の実施形態〕本実施形態では、粘性流
体としてシリコンオイル１５を用いたが、シリコンオイ
ルに限られるものではなく、必要な粘度を持ち、高温で
も変質しない性質を持った高粘度の液体または高粘度の
気体等の粘性流体であれば何でも良い。本実施形態で
は、２つの摺動面２６、２７および２つの対向面５４、
５５の面を平面としたが、平面に限られるものではな
く、必要に応じ溝等の凹部があっても良い。

【００６１】本実施形態では、駆動源としてエンジン１
を使用した例を説明したが、駆動源として電動モータ等
のアクチュエータを使用しても良い。また、主暖房熱源
としてエンジン１の冷却水を用いたが、電動モータ等の
発熱部品の冷却水、エンジン１の潤滑油、自動変速機等
の作動油、燃料等を用いても良い。

【００６２】本実施形態では、流体継手時補機として流
体継手付冷却ファン９を使用した例を説明したが、流体
継手付補機として流体継手付オルタネータ、流体継手付
コンプレッサ、流体継手付変速機またはパワーステアリ
ング用流体継手付油圧ポンプ等を使用しても良い。ま
た、駆動軸（第２回転部材）１２にエンジン補機用回転
体（ロータ）を設けなくても良い。

【００６３】本実施形態では、駆動軸（第１回転部材）
１１にて冷却水ポンプ８のインペラ２２を一体的に回転
させているが、第１回転部材に冷却ファン、オルタネー
タ、コンプレッサまたはパワーステアリング用油圧ポン
プ等のエンジン補機が一体的に回転するようにしても良
い。本実施形態では、駆動軸（第１回転部材）１１にプ
ーリ２１を設けて、駆動軸１１をエンジン１によりベル
ト駆動したが、第１回転部材を駆動源の出力軸に直結し
たり、駆動源と第１回転部材との間に変速機を介在させ
たりしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用温水式暖房装置の全体構成を示した構成
図である（第１実施形態）。

【図２】車両用補助暖房装置を示した断面図である（第
１実施形態）。

【図３】エアコンＥＣＵの作動を示したフローチャート
である（第１実施形態）。

【図４】車両用補助暖房装置を示した断面図である（第
２実施形態）。

【図５】車両用補助暖房装置を示した断面図である（第
３実施形態）。

【図６】車両用補助暖房装置を示した断面図である（第
４実施形態）。

【図７】車両用補助暖房装置を示した断面図である（第
５実施形態）。

【符号の説明】

１エンジン（駆動源）２ヒータコア３車両用補助暖房装置６ラジエータ８冷却水ポンプ（エンジン補機）９流体継手付冷却ファン（エンジン補機、流体継手付
補機）１１駆動軸（第１回転部材）１２駆動軸（第２回転部材）１３ドライブプレート（第１摺動板、可動部材）１４ドリブンプレート（第２摺動板）１５シリコンオイル（粘性流体）１６熱交換器１７電磁ブレーキ（解放固定手段）２１プーリ２２インペラ２５冷却翼２６摺動面（第１摺動面）２７摺動面（第２摺動面）２９ハウジング３０ａ一方側熱交換部３０ｂ他方側熱交換部

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）駆動源により駆動されて、第１摺動
面を有する第１回転部材、前記第１摺動面に対向配置された第２摺動面を有する第
２回転部材、および前記２つの第１、第２摺動面間に充填されて、前
記第１回転部材の回転力を前記第２回転部材に伝達する
と共に、剪断力が作用すると発熱する粘性流体を具備し
た流体継手付補機と、（ｂ）前記粘性流体に発生した熱を、主暖房熱源と熱交
換させて前記主暖房熱源を加熱する熱交換器と、（ｃ）前記第２回転部材を所定の固定部材に固定させる
か否かを切り替える解放固定手段とを備えた車両用補助
暖房装置。
【請求項２】請求項１に記載の車両用補助暖房装置にお
いて、前記粘性流体は、前記第１回転部材の回転力を前記粘性
流体を介して前記第２回転部材に伝達する時には、前記
解放固定手段により前記第２回転部材を所定の固定部材
に固定させる時と比べて前記粘性流体の発熱量が少なく
なるように、前記２つの第１、第２摺動面間に充填され
ていることを特徴とする車両用補助暖房装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用補
助暖房装置において、前記２つの第１、第２摺動面は、冷却水回路中に冷却水
を強制的に循環させる冷却水ポンプのハウジング内に設
けられたことを特徴とする車両用補助暖房装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
の車両用補助暖房装置において、前記２つの第１、第２摺動面は、前記２つの第１、第２
回転部材に各々が対向するように固定された２つの第
１、第２摺動板の対向面にそれぞれ設けられたことを特
徴とする車両用補助暖房装置。
【請求項５】請求項４に記載の車両用補助暖房装置にお
いて、前記熱交換器は、前記第１摺動板の第１摺動面と逆側端
面に対向するように設けられた一方側熱交換部、および
前記第２摺動板の第２摺動面と逆側端面に対向するよう
に設けられた他方側熱交換部を有し、前記第１摺動板と前記一方側熱交換部との間、または前
記第２摺動板と前記他方側熱交換部との間には、前記粘
性流体よりも低粘度の流体が充填されていることを特徴
とする車両用補助暖房装置。
【請求項６】（ａ）駆動源により駆動される第１回転部
材と一体的に回転すると共に、前記第１回転部材に対し
て軸方向に往復変位自在に設けられた可動部材と、（ｂ）この可動部材の一端側に設けられた第１摺動面
と、（ｃ）前記可動部材の他端側に設けられた第１対向面
と、（ｄ）補機を駆動する第２回転部材に設けられて、前記
第１摺動面に対向配置された第２摺動面と、（ｅ）主暖房熱源と熱交換させる熱交換器の一端側に設
けられて、前記第１対向面に対向配置された第２対向面
と、（ｆ）前記可動部材を軸方向に往復変位するように駆動
する可動部材駆動手段と、（ｇ）前記可動部材が前記２つの第１、第２摺動面間に
微小間隙が形成される位置に変位した時に、前記２つの
第１、第２摺動面間に形成される微小間隙内に充填され
ると共に、前記可動部材が前記２つの第１、第２対向面間に微小間
隙が形成される位置に変位した時に、前記２つの第１、
第２対向面間に形成される微小間隙内に充填される粘性
流体とを備えた車両用補助暖房装置。
【請求項７】請求項１または請求項６に記載の車両用補
助暖房装置において、前記駆動源は、車両に搭載されたエンジンであり、前記流体継手付補機は、ラジエータに送る冷却風を発生
させる流体継手付冷却ファン、発電して車載バッテリを
充電する流体継手付オルタネータ、あるいは車載装置の
動力源となる油圧を発生させる流体継手付油圧ポンプ等
のエンジン補機であることを特徴とする車両用補助暖房
装置。
【請求項８】請求項１または請求項６に記載の車両用補
助暖房装置において、前記第１回転部材には、冷却水回路中に冷却水を強制的
に循環させる冷却水ポンプ用インペラが設けられている
ことを特徴とする車両用補助暖房装置。
【請求項９】（ａ）駆動源により駆動されて、第１摺動
面を有する第１回転部材と、（ｂ）前記第１摺動面に対向配置された第２摺動面を有
する第２回転部材と、（ｃ）前記２つの第１、第２摺動面間に充填されて、前
記第１回転部材の回転力を前記第２回転部材に伝達する
と共に、剪断力が作用すると発熱する粘性流体と、（ｄ）前記第２回転部材を所定の固定部材に固定させる
か否かを切り替える解放固定手段と、（ｅ）この解放固定手段にて前記第２回転部材が前記所
定の固定部材に固定された際に、前記粘性流体に発生し
た熱を、主暖房熱源と熱交換させる熱交換器と、（ｆ）前記解放固定手段を制御する補助暖房制御手段と
を備えた車両用補助暖房装置。
【請求項１０】請求項９に記載の車両用補助暖房装置に
おいて、前記補助暖房制御手段は、前記主暖房熱源の温度を検出
する熱源温度検出手段を有し、前記熱源温度検出手段にて検出した前記主暖房熱源の温
度が所定の温度以下の低温の時に、前記第２回転部材を
前記所定の固定部材に固定するように前記解放固定手段
を制御し、前記熱源温度検出手段にて検出した前記主暖房熱源の温
度が所定の温度よりも高温の時に、前記第２回転部材を
前記所定の固定部材から解放するように前記解放固定手
段を制御することを特徴とする車両用補助暖房装置。
【請求項１１】請求項９または請求項１０に記載の車両
用補助暖房装置において、前記第１回転部材には、前記駆動源にベルト駆動される
プーリが設けられていることを特徴とする車両用補助暖
房装置。