JPH1191344A - ウォータポンプ一体型剪断発熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの周辺への搭載性を向上することの
できるウォータポンプ一体型ビスカスヒータ１を提供す
る。 【解決手段】 エンジンの冷却水回路に連通する冷却水
路４を形成するハウジング５と、このハウジング５内に
設けられて高粘性液体を収容する発熱室６と冷却水が流
れる冷却水路４とを仕切るケーシング７と、冷却水路４
内の冷却水に圧力を加えるインペラ８と、エンジンの回
転動力が加わると発熱室６内の高粘性液体に剪断力を作
用させて高粘性液体に熱を発生させるロータ９とによ
り、ウォータポンプ一体型ビスカスヒータ１を構成し
た。これにより、ウォータポンプ２のインペラ８と剪断
発熱器のロータ９とで１本の駆動軸３を共用し、ウォー
タポンプ２と剪断発熱器とでハウジング５内に形成され
た冷却水路４を共用するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウォータポンプの
インペラおよび剪断発熱器のロータを駆動する駆動軸を
共用するようにして動力伝達装置を簡素化すると共に、
車両等への剪断発熱器の搭載性を向上するようにしたウ
ォータポンプ一体型剪断発熱器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特開平２−２４６８２３号公
報または特開平３−５７８７７号公報においては、エン
ジンからヒータコアに冷却水を供給するための冷却水回
路の途中に、冷却水回路内の冷却水を加熱して暖房能力
を向上する剪断発熱器を設置した車両用暖房装置が提案
されている。

【０００３】ここで、剪断発熱器は、エンジンの回転動
力をベルト、プーリおよび電磁クラッチを介して駆動軸
に伝達し、ハウジング内に設けた仕切り部材を挟んで一
方を発熱室とし、他方を冷却水路とし、発熱室内に駆動
軸と一体的に回転するロータを配置して、ロータの回転
により発熱室内に封入されたシリコンオイル等の粘性液
体に剪断力を作用させて熱を発生させ、その発生熱によ
り冷却水路内の冷却水を加熱するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、剪断発熱器
を搭載する以前から、エンジンの周辺には、交流発電
機、ウォータポンプ、オイルポンプやコンプレッサ等の
エンジン補機が搭載されている。したがって、近年のエ
ンジンルームの小型化に伴う補機類の取付スペースの狭
小化にあっては、上記のような制約の多いエンジンの周
辺に更に剪断発熱器を搭載することは非常に困難であ
る。また、エンジンからヒータコアに冷却水を供給する
冷却水回路に剪断発熱器の冷却水路を連結するための冷
却水配管が必要となるので、冷却水配管の取回しが複雑
化することにより、更に車両への搭載性を悪化させてし
まうという問題も生じる。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、ウォータポンプのイン
ペラの駆動軸と剪断発熱器のロータの駆動軸とを共用す
ることにより、エンジンの周辺への搭載性を向上するこ
とのできるウォータポンプ一体型剪断発熱器を提供する
ことにある。また、ウォータポンプの冷却水路と剪断発
熱器の冷却水路とを共用させることにより、冷却水配管
の取回しを簡素化することのできるウォータポンプ一体
型剪断発熱器を提供することにある。

【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、水路形成部材およびインペラによりウォータポ
ンプが構成され、水路形成部材、仕切り部材およびロー
タにより剪断発熱器が構成される。そして、ウォータポ
ンプのインペラと剪断発熱器のロータとを同一軸心上に
配し、インペラとロータとが動力伝達手段の１本の駆動
軸を共用してエンジンの回転動力をインペラおよびロー
タの両方に伝達することにより、動力伝達手段の部品点
数を削減できる。

【０００７】それによって、動力伝達手段の取回しのた
めに大きなスペースが不必要となり、剪断発熱器のため
に専用の取付スペースも不要となるので、エンジンルー
ムの小型化に伴う補機類の取付スペースの狭小化にあっ
ても、エンジンの周辺にウォータポンプだけでなく、剪
断発熱器を簡単に搭載することができる。そして、ウォ
ータポンプの冷却水路と剪断発熱器の冷却水路とを共用
することにより、剪断発熱器の冷却水路とエンジンとを
連結する剪断発熱器専用の冷却水配管を追加する必要が
なくなるので、冷却水配管の取回しを簡素化することが
でき、更に車両への搭載性を向上させることができる。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、駆動軸ま
たはロータの冷却水路側端部に設けた第１磁石とインペ
ラの第１磁石と対向する位置に設けた第２磁石とが吸引
し合うので、駆動軸にインペラが直接連結されていなく
ても、駆動軸およびロータが回転すればインペラも回転
する。それによって、仕切り部材と駆動軸との間に軸受
やシール材を設ける必要がなくなるので、ウォータポン
プ一体型剪断発熱器の軸方向寸法を短縮することがで
き、肉厚の薄いウォータポンプ一体型剪断発熱器を提供
することができる。

【０００９】請求項３に記載の発明によれば、仕切り部
材のインペラの外周よりも外側の冷却水路側端面に、イ
ンペラの回転方向と同一方向に湾曲した突条部を周方向
に複数列設することにより、冷却水路内の冷却水がイン
ペラの遠心方向にスムーズにしかも損失なく流れる。そ
れによって、冷却水側熱伝達率を改善することができる
ので、発熱室内の粘性液体の発生熱が冷却水路内の冷却
水に効率良く伝熱される。したがって、発熱室内の粘性
液体の発生熱を暖房用補助熱源として利用する場合には
補助暖房能力を向上することができる。

【００１０】請求項４に記載の発明によれば、発熱室を
貫通するように設けられた駆動軸の中間部分にロータを
固定し、仕切り部材の冷却水路側端面から冷却水路内に
突出するように設けられた駆動軸の一端部にインペラを
固定することにより、１本の駆動軸をインペラおよびロ
ータの両方に共用することができる。それによって、請
求項１に記載の効果を達成することができる。

【００１１】請求項５に記載の発明によれば、熱伝導に
優れた材料によりインペラを製造することにより、イン
ペラも伝熱面積とする。それによって、発熱室内の粘性
液体で発生した熱が仕切り部材を介して冷却水路内の冷
却水に伝熱されるだけでなく、粘性液体の熱が駆動軸お
よびインペラを通って冷却水路内の冷却水に伝熱される
ので、冷却水路内の冷却水への伝熱効率が更に改善され
る。

【００１２】請求項６に記載の発明によれば、仕切り部
材の内側筒状部分の外周に螺旋状に伝熱用フィンを形成
することにより、インペラの回転によって筒状水路内を
旋回流として流れる冷却水の流れ方向に沿うように伝熱
フィンが形成されることになる。それによって、筒状水
路内を旋回して流れる冷却水が効率良く伝熱フィンと接
触することができるので冷却水側熱伝達率が向上する。

【００１３】請求項７に記載の発明によれば、インペラ
の回転方向と同一方向に湾曲した突条部をインペラの仕
切り部材側端面に複数列設することにより、インペラが
回転するとインペラの仕切り部材側端面と仕切り部材の
冷却水路側端面との間の冷却水が攪拌される。それによ
って、冷却水路内においてインペラの仕切り部材側端面
と仕切り部材の冷却水路側端面との間に浸入する冷却水
がその間で澱むことなく効率良く下流側に送られるの
で、冷却水側熱伝達率を向上することができる。

【００１４】請求項８に記載の発明によれば、エンジン
より流出した冷却水を冷却水路を通してエンジンに戻す
第１循環回路と、エンジンより流出した冷却水を冷却水
路、および加熱用熱交換器を通してエンジンに戻す第２
循環回路とを冷却水回路に設けることにより、発熱室内
の粘性液体の発生熱にて加熱された冷却水をエンジンお
よび加熱用熱交換器に送ることができる。それによっ
て、エンジンを暖機することができると共に、補助暖房
能力を向上することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

〔第１実施形態の構成〕図１ないし図４は本発明の第１
実施形態を示したもので、図１は車両用暖房装置の冷却
水回路を示した図である。

【００１６】本実施形態の車両用暖房装置は、車両のエ
ンジンルーム（図示せず）内に搭載された水冷式のディ
ーゼルエンジン（以下エンジンと略す）Ｅの冷却水回路
１１中を流れる冷却水を暖房用主熱源として利用するも
のである。冷却水回路１１は、エンジンＥのウォータジ
ャケットより流出した冷却水を、サーモスタット１２、
ラジエータ１３およびウォータポンプ一体型剪断発熱器
（以下ビスカスヒータと略す）１を通してエンジンＥに
戻すための循環回路と、エンジンＥのウォータジャケッ
トより流出した冷却水を、ヒータコア１４を通してエン
ジンＥに戻すための循環回路とを備えている。

【００１７】ここで、ヒータコア１４は、本発明の加熱
用熱交換器に相当するもので、車室内の前方側に配置さ
れたダクト（図示せず）内に配されて、送風機の作用に
よってダクト内を流れる空気とヒータコア１４内に流入
する冷却水とを熱交換させて空気を加熱することにより
車室内を暖房する。なお、１５は冷却水回路１１中の冷
却水温が設定温度以下の時に、エンジン２より流出した
冷却水をラジエータ１３から迂回させるバイパス流路で
ある。

【００１８】次に、ビスカスヒータ１の構造を図１ない
し図４に基づいて説明する。ここで、図２ないし図４は
ビスカスヒータ１を示した図である。

【００１９】本実施形態のビスカスヒータ１は、エンジ
ン補機であるウォータポンプ２に一体的に設けられたも
ので、エンジンＥの回転動力が伝達される駆動軸３と、
内部に冷却水路４を形成するハウジング５と、内部に発
熱室６を形成するケーシング７と、冷却水路４内に回転
自在に収容されたインペラ８と、発熱室６内に回転自在
に収容されたロータ９と、発熱室６内の粘性液体の発熱
量を調整する発熱量調整機構１０とを備えている。

【００２０】駆動軸３は、フロント側端部（図示左側端
部）がハウジング５およびケーシング７の外側に突出し
た状態で軸受２１およびシール材２２を介してケーシン
グ７の内周側に回転自在に支持されている。なお、駆動
軸３のリヤ側端部は、ケーシング７のリヤ側端面（冷却
水路側端面）から冷却水路４内に突出されてはいない。
そして、駆動軸３のフロント側端部には、プーリ２３が
締結具を用いて固定されている。そのプーリ２３に掛け
られるベルト（図示せず）は、エンジンＥのクランクプ
ーリに掛け渡されている。なお、これらのベルト、プー
リおよび駆動軸３により本発明の動力伝達手段が構成さ
れる。

【００２１】ハウジング５は、本発明の水路形成部材に
相当するもので、内部に収容されたケーシング７の両端
面、およびリヤ側に連結されたリヤカバー２４との間
に、冷却水回路１１内を循環する冷却水が流れる冷却水
路４を形成している。このハウジング５のフロント側に
は、冷却水路４内の冷却水を外部（例えばエンジンＥの
ウォータジャケットまたはヒータコア１４）に供給する
ための冷却水出口通路２５を形成する円管形状の出口配
管２６を有している。なお、５ａ、５ｂはエンジンＥ等
の固定部材にビスカスヒータ１をボルトやナット等の締
付け具を用いて取り付けるための取付用ステーである。

【００２２】リヤカバー２４は、ハウジング５のリヤ側
にボルト等の締結具を用いて液密的に組み付けられ、冷
却水路４内に冷却水を導入するための冷却水入口通路２
７を形成する円環形状の出口配管２８がリヤ側面から軸
方向に突出している。なお、出口配管２８の内周には、
インペラ８の先端部を回転自在に支持するための略十文
字形状の軸受部２９が一体成形されている。

【００２３】ケーシング７は、本発明の仕切り部材に相
当するもので、アルミニウム合金等の熱伝導性に優れた
金属材料により所定の形状に形成されている。このケー
シング７は、リヤ側に略円板形状の溝部が形成されたフ
ロント側サイドプレート３１と、このフロント側サイド
プレート３１の溝部を液密的に塞ぐように接合されたリ
ヤ側サイドプレート３２とから構成されている。

【００２４】フロント側、リヤ側サイドプレート３１、
３２の外周面は、ハウジング５の内周面に溶接等の接合
手段を用いて接合されている。なお、フロント側、リヤ
側サイドプレート３１、３２の外周とハウジング５の内
周との間には、リヤ側の冷却水路４からフロント側の冷
却水路４に冷却水を通水するための複数個の通水穴３３
が略部分円環形状となるように周方向に形成されてい
る。

【００２５】そして、フロント側、リヤ側サイドプレー
ト３１、３２間には、剪断力が作用すると発熱する高粘
性液体（例えば高粘性シリコンオイル等の高粘性オイ
ル）が封入された発熱室６が形成されている。そして、
フロント側サイドプレート３１のフロント側面（冷却水
路側面）には、高粘性液体の熱を冷却水に効率良く伝達
するための複数の凸状フィン３４が一体成形されてい
る。これらの凸状フィン３４は、軸心を中心にして径方
向に略等間隔で略円弧形状に形成されている。

【００２６】また、リヤ側サイドプレート３２のリヤ側
面（冷却水路側面）には、高粘性液体の熱を冷却水に効
率良く伝達するための複数の凸状フィン３５が一体成形
されている。これらの凸状フィン３５は、本発明の突条
部に相当するもので、図３に示したように、インペラ８
の回転方向、つまりインペラ８から吐出される旋回流
（冷却水）の流れ方向と同一方向に湾曲しており、その
ような形状の凸状フィン３５が周方向に列設されてい
る。なお、凸状フィン３５の高さは、リヤ側の冷却水路
４の幅またはインペラ８の高さ分だけあれば良い。

【００２７】また、リヤ側サイドプレート３２の中心部
分には、円板形状の凸状壁が形成されている。この凸状
壁のフロント側には凹状部が形成され、この凹状部内に
は、駆動軸３のリヤ側端部に固定されたリング状の第１
永久磁石（フェライト磁石等）４１が回転自在に収容さ
れている。さらに、凸状壁のリヤ側には、インペラ８を
回転自在に支持するための凹状の軸受部４２が形成され
ている。

【００２８】インペラ８は、軸受部２９に回転自在に支
持されるピン部４３、軸受部４２に回転自在に支持され
るシャフト（本発明の軸支部に相当する）４４、および
第１永久磁石４１と対向するように設けられた第２永久
磁石４５を有している。その第２永久磁石４５は、第１
永久磁石４１と吸引し合うように着磁方向が決められて
いる。そして、インペラ８は、駆動軸３にエンジンＥの
回転動力が伝わると、駆動軸３と一体的に回転する第１
永久磁石４１に第２永久磁石４５が追従することによ
り、冷却水路４内の冷却水に圧力を加えて冷却水回路１
１中に冷却水の循環流を発生させる。

【００２９】ロータ９は、略円環板形状で、発熱室６内
に回転可能に配され、駆動軸３の中間部分の外周に圧入
嵌合により固定されている。このロータ９の外周面また
は両端面には、複数の溝部（図示せず）が形成され、隣
設する溝部間に突起部が形成されている。そして、ロー
タ９は、駆動軸３にエンジンＥの回転動力が伝わると、
駆動軸３と一体的に回転して発熱室６内に封入されてい
る高粘性液体に剪断力を作用させる。

【００３０】発熱量調整機構１０は、発熱室６の図示下
方に高粘性液体を貯留するための貯留室４６を設けてい
る。この貯留室４６内には、発熱室６内の高粘性液体の
全て（例えば３０ｇ）を貯留することが可能である。そ
して、貯留室４６内には、螺旋状の特殊ギヤ４７の回転
により貯留室４６の内容積を変化させるピストン４８が
配されている。

【００３１】このピストン４８は、駆動手段としてのモ
ータ４９により正転方向または逆転方向に駆動されるこ
とにより、貯留室４６内から発熱室６内に高粘性液体を
戻したり、発熱室６内から貯留室４６内に高粘性液体を
吸入したりすることで、発熱室６内の高粘性液体の発熱
量を調整する発熱量調整手段である。なお、モータ４９
は、図示しないビスカス制御装置（以下ビスカスＥＣＵ
と呼ぶ）により通電制御される。

【００３２】〔第１実施形態の作用〕次に、本実施形態
のビスカスヒータ１の作用を図１ないし図４に基づいて
簡単に説明する。

【００３３】エンジンＥの回転動力がベルトおよびプー
リ２３を経て駆動軸３が伝達されると、駆動軸３のリヤ
側端部に設けられた第１永久磁石４１も駆動軸３と一体
的に回転する。このため、第１永久磁石４１に対向して
配置された第２永久磁石４５が第１永久磁石４１の回転
に追従して回転することにより、ウォータポンプ２のイ
ンペラ８が回転する。これにより、エンジンＥを冷却し
た冷却水は、ウォータジャケットより流出してラジエー
タ１３またはバイパス流路１５を通って冷却水入口通路
２７からリヤ側の冷却水路４内に流入する。

【００３４】このとき、冷却水回路１１中の冷却水温が
設定温度以下の低温の場合には、モータ４９が正転方向
に回転してピストン４８を図示左側に移動させることに
より、貯留室４６内から発熱室６内に高粘性液体が戻さ
れている。このため、駆動軸３と一体的に回転するビス
カスヒータ１のロータ９の回転によって発熱室６内の高
粘性液体に剪断力が作用することにより、インペラ８よ
り遠心方向に吐出された冷却水の旋回流がリヤ側サイド
プレート３２のリヤ側面および凸状フィン３５に接触し
て高粘性液体の発生熱を吸熱する。

【００３５】そして、リヤ側の冷却水路４内を旋回しな
がら外周側に到達した冷却水は、複数個の通水穴３３を
通ってフロント側の冷却水路４内に流入する。そして、
フロント側の冷却水路４内に流入した冷却水は、フロン
ト側サイドプレート３１のフロント側面および凸状フィ
ン３４に接触して高粘性液体の発生熱を吸熱する。

【００３６】〔第１実施形態の効果〕以上のように、本
実施形態のビスカスヒータ１は、冷却水路４内を巡回し
て粘性液体の発生熱を回収して充分加熱された冷却水が
冷却水出口通路２５からエンジンＥに一旦戻されてか
ら、ヒータコア１４に供給される。これにより、ダクト
内を流れる空気が高温の冷却水と熱交換することによ
り、仮に発熱量の少ないエンジンＥを暖房用主熱源とし
て使用している場合でも、充分な暖房能力で車室内の暖
房を行うことができる。

【００３７】また、本実施形態では、ハウジング５およ
びインペラ８によりウォータポンプ２が構成され、ハウ
ジング５、ケーシング７およびロータ９によりビスカス
ヒータ１が構成される。そして、ウォータポンプ２のイ
ンペラ８とビスカスヒータ１のロータ９とを同一軸心上
に配し、インペラ８とロータ９とが１本の駆動軸３を共
用してエンジンＥの回転動力をインペラ８およびロータ
９の両方に伝達することにより、動力伝達装置全体の部
品点数を減らすことができる。

【００３８】それによって、動力伝達装置、特にベルト
の取回しのために大きなスペースが不必要となり、ビス
カスヒータ１のために専用の取付スペースも不要となる
ので、エンジンルームの小型化に伴う補機類の取付スペ
ースの狭小化にあっても、エンジンＥの周辺にウォータ
ポンプ２だけでなく、ビスカスヒータ１を簡単に搭載す
ることができる。そして、ウォータポンプ２の冷却水路
４とビスカスヒータ１の冷却水路４とを共用することに
より、ビスカスヒータ１の冷却水路４とエンジンＥとを
連結するビスカスヒータ１専用の冷却水配管を追加する
必要がなくなるので、冷却水配管の取回しを簡素化する
ことができ、更に車両への搭載性を向上させることがで
きる。

【００３９】そして、本実施形態では、駆動軸３または
ロータ９の冷却水路側端部に設けた第１永久磁石４１と
インペラ８の第１永久磁石４１と対向する位置に設けた
第２永久磁石４５とが吸引し合うので、駆動軸３にイン
ペラ８が直接連結されていなくても、駆動軸３およびロ
ータ９が回転すればインペラ８も回転する。それによっ
て、ケーシング７と駆動軸３との間に軸受やシール材を
設ける必要がなくなるので、ウォータポンプ一体型ビス
カスヒータ１の軸方向寸法を短縮することができ、肉厚
の薄いウォータポンプ一体型ビスカスヒータ１を提供す
ることができる。

【００４０】そして、本実施形態では、リヤ側サイドプ
レート３２のインペラ８の外周よりも外側のリヤ側端面
に、インペラ８の回転方向と同一方向に湾曲した凸状フ
ィン３５を周方向に複数列設することにより、冷却水路
４内の冷却水がインペラ８の遠心方向にスムーズにしか
も損失なく流れる。それによって、冷却水側熱伝達率を
改善することができるので、発熱室６内の高粘性液体の
発生熱が冷却水路４内の冷却水に効率良く伝熱される。
したがって、発熱室６内の高粘性液体の発生熱を暖房用
補助熱源として利用する場合には補助暖房能力を向上す
ることができる。

【００４１】ここで、冷却水回路１１中の冷却水温が設
定温度よりも高温の場合には、モータ４９が逆転方向に
回転してピストン４８を図示右側に移動させることによ
り、発熱室６内から貯留室４６内に高粘性液体が吸い込
まれる。このように、ビスカスヒータ１を使用しない場
合には、発熱室６から高粘性液体を取り除くことによ
り、ロータ９が回転しても発熱しないようにすること
で、電磁クラッチ等のクラッチ手段を設けなくてもビス
カスヒータ１の作動（ＯＮ）および作動停止（ＯＦＦ）
をコントロールすることができる。また、発熱室６内の
高粘性液体の量を調整することで、発熱室６内の高粘性
液体の油温の過上昇も抑えることができる。

【００４２】〔第２実施形態〕図５および図６は本発明
の第２実施形態を示したもので、ビスカスヒータを示し
た図である。

【００４３】本実施形態のビスカスヒータ１は、第１実
施形態と同様にして、エンジンＥの回転動力が伝達され
る駆動軸３と、内部に冷却水路４を形成するハウジング
５と、内部に発熱室６を形成するケーシング７と、冷却
水路４内に回転自在に収容されたインペラ８と、発熱室
６内に回転自在に収容されたロータ９と、発熱室６内の
粘性液体の発熱量を調整する発熱量調整機構１０とを備
えている。上記のうち冷却水路４には、ハウジング５と
ケーシング７との間に、筒方向に延びる円筒状水路５０
が形成されている。さらに、駆動軸３およびインペラ８
の材質として、アルミニウム合金等の熱伝導性に優れた
金属材料が利用されている。

【００４４】そして、ハウジング５には、入口側端にテ
ーパ部５１を有する円筒形状の胴部（本発明の第１筒状
部分に相当する）５２と、この胴部５２のプーリ２３側
端を閉塞するように設けられた閉塞部５３と、内部に冷
却水入口通路５４を形成する入口配管５５と、内部に冷
却水出口通路５６を形成する出口配管５７とが形成され
ている。なお、５８、５９はエンジンＥ等の固定部材に
ビスカスヒータ１をボルトやナット等の締付け具を用い
て取り付けるための取付用ステーである。

【００４５】また、ケーシング７は、ハウジング５の胴
部５２の内側に設けられた円筒形状の胴部（本発明の第
２筒状部分に相当する）６０と、この胴部６０の入口側
を閉塞する円板形状の閉塞部６１と、円筒状の胴部６０
のプーリ２３側を閉塞し、ハウジング５の閉塞部５３の
内側面に液密的に固定される円板形状の閉塞部６２とを
備えている。そして、胴部６０の外周には、円筒状水路
５０内の冷却水の流れ方向に沿うように螺旋状に伝熱用
フィン６３が形成されている。

【００４６】以上のように、本実施形態では、第１実施
形態と同様な効果を達成することができる。その他に、
駆動軸３およびインペラ８の材質をアルミニウム合金等
の熱伝導性に優れた金属材料としてインペラ８を熱伝達
部として利用することにより、ビスカスヒータ１の有効
放熱面積（伝熱面積）が増加するので、冷却水側熱伝達
率を向上させることができる。また、ケーシング７の胴
部６０を円筒形状とすることにより、ビスカスヒータ１
の有効放熱面積（伝熱面積）が更に増加するので、冷却
水側熱伝達率を更に向上させることができる。

【００４７】そして、インペラ８の回転によって冷却水
路４の円筒状水路５０内を旋回流として流れる冷却水の
流れ方向に沿うように伝熱用フィン６３を形成すること
により、円筒状水路５０内を旋回して流れる冷却水が効
率良く伝熱用フィン６３および胴部６０の外周面と接触
することができるので、冷却水側熱伝達率を更に向上さ
せることができる。したがって、ケーシング７に囲まれ
た発熱室６内の高粘性液体の発生熱を暖房用補助熱源と
して利用する場合にはその補助暖房能力を飛躍的に向上
することができる。

【００４８】〔第３実施形態〕図７および図８は本発明
の第３実施形態を示したもので、図７はビスカスヒータ
を示した図である。

【００４９】本実施形態では、第２実施形態のインペラ
８のフロント側面（ケーシング７側面）に、図８に示し
たように、インペラ８の回転方向と同一方向に湾曲した
複数のブレード（本発明の突条部に相当する）６４を形
成している。これにより、インペラ８が駆動軸３により
回転駆動されると、一般的に澱み領域となっている、イ
ンペラ８のフロント側端面とケーシング７のリヤ側端面
との間の冷却水が攪拌される。それによって、冷却水路
４内においてインペラ８のフロント側端面とケーシング
７のリヤ側端面との間に浸入する冷却水がその間で澱む
ことなく効率良く円筒状水路５０に送り込まれるように
なるので、冷却水側熱伝達率を更に向上することができ
る。

【００５０】〔第４実施形態〕図９は本発明の第４実施
形態を示したもので、車両用暖房装置の冷却水回路を示
した図である。

【００５１】本実施形態の冷却水回路１１は、エンジン
Ｅのウォータジャケットより流出した冷却水を、サーモ
スタット１２、ラジエータ１３、ウォータポンプ一体型
ビスカスヒータ１および電磁弁１６を通してエンジンＥ
に戻すための第１循環回路１７と、エンジンＥのウォー
タジャケットより流出した冷却水を、サーモスタット１
２、ラジエータ１３、ウォータポンプ一体型ビスカスヒ
ータ１およびヒータコア１４を通してエンジンＥに戻す
ための第２循環回路１８とを備えている。

【００５２】以上の構成により、ウォータポンプ一体型
ビスカスヒータ１で加熱した冷却水をエンジンＥのウォ
ータジャケットおよびヒータコア１４の両方に供給して
も車室内の暖房能力が不足する場合には、電磁弁１６を
閉弁させて、ウォータポンプ一体型ビスカスヒータ１で
加熱した高温の冷却水を優先的にヒータコア１４に供給
することにより、車室内の暖房能力を向上させることが
できる。

【００５３】〔他の実施形態〕本実施形態では、エンジ
ンＥの回転動力をベルトおよびプーリ２３を介して駆動
軸３に伝達するようにしたが、エンジンＥの出力軸に直
接駆動軸３を連結してエンジンＥの回転動力を駆動軸３
に伝達するようにしても良い。また、ビスカスヒータ１
のハウジング５としてエンジンＥに一体成形された部品
を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用暖房装置の冷却水回路を示した構成図で
ある（第１実施形態）。

【図２】ビスカスヒータを示した断面図である（第１実
施形態）。

【図３】図２のＡ−Ａ図である（第１実施形態）。

【図４】ビスカスヒータを示した正面図である（第１実
施形態）。

【図５】ビスカスヒータを示した断面図である（第２実
施形態）。

【図６】ビスカスヒータを示した正面図である（第２実
施形態）。

【図７】ビスカスヒータを示した断面図である（第３実
施形態）。

【図８】インペラのフロント側を示した正面図である
（第３実施形態）。

【図９】車両用暖房装置の冷却水回路を示した構成図で
ある（第４実施形態）。

【符号の説明】

Ｅ エンジン（水冷式のディーゼルエンジン） １ ビスカスヒータ（ウォータポンプ一体型剪断発熱
器） ２ ウォータポンプ ３ 駆動軸 ４ 冷却水路 ５ ハウジング（水路形成部材） ６ 発熱室 ７ ケーシング（仕切り部材） ８ インペラ ９ ロータ １０ 発熱量調整機構 １１ 冷却水回路 １４ ヒータコア（加熱用熱交換器） １７ 第１循環回路 １８ 第２循環回路 ３５ 凸状フィン（突条部） ４１ 第１永久磁石（第１磁石） ４４ シャフト（軸支部） ４５ 第２永久磁石（第２磁石） ５０ 円筒状水路（筒状水路） ５２ 胴部（第１筒状部分） ６０ 胴部（第２筒状部分） ６３ 伝熱用フィン ６４ ブレード（突条部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 美光 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 高橋 恒吏 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 (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）エンジンの冷却水回路内を循環する
   冷却水が流れる冷却水路を形成する水路形成部材と、 （ｂ）この水路形成部材内に設けられ、内部に粘性液体
   を収容する発熱室を形成すると共に、前記発熱室と前記
   冷却水路とを区画する仕切り部材と、 （ｃ）前記エンジンの回転動力が加わると前記冷却水路
   内の冷却水に圧力を加えて前記冷却水回路中に冷却水の
   循環流を発生させるインペラと、 （ｄ）このインペラと同一軸心上に配されて、前記エン
   ジンの回転動力が加わると前記発熱室内の粘性液体に剪
   断力を作用させて粘性液体に熱を発生させるロータと、 （ｅ）前記エンジンの回転動力を前記インペラおよび前
   記ロータの両方に伝達する１本の駆動軸を有する動力伝
   達手段とを備えたウォータポンプ一体型剪断発熱器。
2. 【請求項２】請求項１に記載のウォータポンプ一体型剪
   断発熱器において、 前記駆動軸は、外周に前記ロータを一体的に設けてお
   り、しかも前記冷却水路内に突出することなく前記仕切
   り部材内にて回転自在に支持されており、 前記駆動軸または前記ロータは、冷却水路側端部に第１
   磁石を有し、 前記インペラは、前記仕切り部材の冷却水路側端面に回
   転自在に支持される軸支部、および前記第１磁石と対向
   するように設けられて前記第１磁石と吸引し合う第２磁
   石を有することを特徴とするウォータポンプ一体型剪断
   発熱器。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載のウォータ
   ポンプ一体型剪断発熱器において、 前記仕切り部材は、前記インペラの外周よりも外側の冷
   却水路側端面に、前記インペラの回転方向と同一方向に
   湾曲した突条部を周方向に複数の列設していることを特
   徴とするウォータポンプ一体型剪断発熱器。
4. 【請求項４】請求項１に記載のウォータポンプ一体型剪
   断発熱器において、 前記発熱室を貫通するように設けられた前記駆動軸の中
   間部分には、前記ロータが固定され、 前記仕切り部材の冷却水路側端面から前記冷却水路内に
   突出するように設けられた前記駆動軸の一端部には、前
   記インペラが固定されていることを特徴とするウォータ
   ポンプ一体型剪断発熱器。
5. 【請求項５】請求項４に記載のウォータポンプ一体型剪
   断発熱器において、 前記インペラは、熱伝導に優れた材料により製造された
   ことを特徴とするウォータポンプ一体型剪断発熱器。
6. 【請求項６】請求項４または請求項５に記載のウォータ
   ポンプ一体型剪断発熱器において、 前記水路形成部材は、筒方向に延びる第１筒状部分を有
   し、 前記仕切り部材は、前記第１筒状部分よりも内周側に設
   けられて筒方向に延びる第２筒状部分を有し、 前記冷却水路は、前記水路形成部材の第１筒状部分と前
   記仕切り部材の第２筒状部分との間に、筒方向に延びる
   筒状水路を有し、 前記仕切り部材の第２筒状部分の外周には、前記筒状水
   路内の冷却水の流れ方向に沿うように螺旋状に伝熱用フ
   ィンが形成されたことを特徴とするウォータポンプ一体
   型剪断発熱器。
7. 【請求項７】請求項４に記載のウォータポンプ一体型剪
   断発熱器において、 前記インペラの仕切り部材側端面には、前記インペラの
   回転方向と同一方向に湾曲した突条部が複数列設された
   ことを特徴とするウォータポンプ一体型剪断発熱器。
8. 【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかに記載
   のウォータポンプ一体型剪断発熱器において、 前記冷却水回路は、前記エンジンより流出した冷却水を
   前記冷却水路を通して前記エンジンに戻す第１循環回路
   と、前記エンジンより流出した冷却水を前記冷却水路、
   および空気を加熱して車室内を暖房するための加熱用熱
   交換器を通して前記エンジンに戻す第２循環回路とを具
   備したことを特徴とするウォータポンプ一体型剪断発熱
   器。