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【発明の名称】 熱発生器用ロータの製造方法及び熱発生器用ロータ
【発明者】 【氏名】鈴木 茂
【氏名】伴 孝志
【氏名】廣瀬 達也
【氏名】星野 辰幸
【課題】熱発生器用ロータの製造方法及び熱発生器用ロータにおいて、剪断部材を駆動軸に対して圧入固定するという製造手法を採ることで生じていた不都合を回避して、ロータ設計の自由度を向上させる。

【解決手段】ロータを製造するには、まず、相対的に熱膨張係数の小さな材料で構成された駆動軸（第１回転体部）１３を製造する。そして、かかる駆動軸１３を、相対的に熱膨張係数の大きな材料で構成された剪断部材（第２回転体部）１４の中心に鋳ぐるむ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シャフト部を含む第１回転体部と、主剪断部としての第２回転体部とからなる熱発生器用ロータの製造方法であって、ｉ）相対的に熱膨張係数の小さな材料で第１回転体部を形成する第１工程と、ｉｉ）前記第１工程で形成された第１回転体部の周囲に、相対的に熱膨張係数の大きな材料で第２回転体部を鋳造により形成する第２工程とを備えてなる熱発生器用ロータの製造方法。
【請求項２】 前記第１回転体部は駆動軸であり、該駆動軸は、主剪断部としての第２回転体部の中心に鋳ぐるまれていることを特徴とする請求項１に記載の熱発生器用ロータの製造方法。
【請求項３】 前記第１回転体部は前後一対で準備され、前記第２回転体部は、その前後一対の第１回転体部の間に、ロストワックス法によって鋳造されることを特徴とする請求項１に記載の熱発生器用ロータの製造方法。
【請求項４】 前記相対的に熱膨張係数の小さな材料は鉄又は鉄系金属であり、前記相対的に熱膨張係数の大きな材料はアルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱発生器用ロータの製造方法。
【請求項５】 ハウジング内に区画された発熱室に収容された粘性流体をロータで剪断して熱を発生させ、その熱を発熱室近傍を流れる循環流体に熱交換する熱発生器に用いられるロータであって、相対的に熱膨張係数の小さな材料で形成された、シャフト部を含む第１回転体部と、相対的に熱膨張係数の大きな材料を用いて、前記第１回転体部の周囲に鋳造によって形成された主剪断部としての第２回転体部とを備えてなる熱発生器用ロータ。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シャフト部を含む第１回転体部と、主剪断部としての第２回転体部とからなる熱発生器用ロータの製造方法及びその熱発生器用ロータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、車載用の補助熱源として車輌エンジンの駆動力を利用する熱発生器が種々提案されている。例えば、ハウジング内に区画された発熱室及びウォータジャケット（放熱室）、並びに、エンジンに作動連結された駆動軸に圧入固定された剪断部材を備え、この剪断部材により発熱室内に収容された粘性流体（例えば、高粘性シリコーンオイル）を剪断して流体摩擦に基づく熱を発生させ、その熱でウォータジャケットを流れる循環流体（例えば、エンジン冷却水）を加熱する熱発生器がある。
【０００３】この種の熱発生器に用いられる剪断部材の素材としては、多くの場合、成形加工や切削加工の簡易性及び重量の低減等を考慮して、アルミニウム又はアルミニウム合金が採用されている。このアルミニウム又はアルミニウム合金を構成材料とする剪断部材は、鉄又は鉄系金属を構成材料とする駆動軸に圧入固定されている。ただし、剪断部材の構成材料の熱膨張係数が駆動軸の構成材料の熱膨張係数よりも大きいので、該熱発生器が運転されると発熱室で生じる熱のために、剪断部材の方が駆動軸よりも膨張傾向を示す。この点を配慮して、剪断部材は駆動軸に対し予め締めしろをもって圧入固定されるとともに、駆動軸を直接取り囲む位置に肉厚なボス部を剪断部材に付与して、発熱時においても駆動軸に対する剪断部材の締め付け圧力（把持力）が維持されるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】駆動軸に対して剪断部材を圧入固定するにあたっては、次のような問題が生じ得る。
【０００５】第一に、発熱時における駆動軸の熱膨張に比して剪断部材の熱膨張が大きい点を考慮して、剪断部材には、締めしろを予め設定する必要がある。このとき、締めしろが小さ過ぎると、発熱時に駆動軸に対する剪断部材の締め付け圧力が弱まるため、剪断部材と駆動軸との一体回動が困難になる。また、剪断部材が円筒形状の場合には、剪断部材外周面と発熱室内壁面との間のクリアランスの設定に狂いが生じる。尚、締めしろの問題とは別途に、相対的に熱膨張係数の大きい構成材料からなる剪断部材の場合、熱発生器運転時には該係数に従って熱膨張することからも剪断部材外周面と発熱室内壁面との間のクリアランスは変化する。しかし、かかる変化は予め考慮されており、例えば発熱室内壁を剪断部材と同様の材料から構成する等して該クリアランスの変化が最小限に止められている。
【０００６】一方、締めしろが大き過ぎると、アルミニウム又はアルミニウム合金の引っ張り強度を超えて圧入時に剪断部材のボス部にひびが入ったり、ひいては割れたりする。この問題は、剪断部材と駆動軸との圧入長が長くなるほど顕著となる。このように、圧入締めしろの設定には細心の注意が必要となり、剪断部材製造時の寸法管理が難しい。
【０００７】第二に、駆動軸の軸線方向における剪断部材と駆動軸との圧入長が長くなればなるほど駆動軸に対して剪断部材を圧入固定する方法は不向きとなる。剪断部材は圧入時に相当の抵抗を受けることとなるが、前記圧入長が長くなるほど、その抵抗は大きくならざるを得ないからである。従って、円滑な圧入作業の実現を図るため、圧入時には、ボス部に潤滑油が付けられるが、前記圧入長が長くなれば圧入作業中に油膜切れを起こす可能性は高い。
【０００８】第三に、圧入固定後の剪断部材と駆動軸との接触長が長くなると、駆動軸の軸線方向において駆動軸に対する剪断部材の締め付け圧力にばらつきが生じやすい。かかるばらつきが発生すると、締め付け圧力がより強い接触部位でトルク伝達を主に担うこととなるため、その部位から機械的疲弊が起きる可能性が高い。
【０００９】本発明の目的は、剪断部材を駆動軸に対して圧入固定するという製造手法を採ることで生じていた不都合を回避して、ロータ設計の自由度を高めることができる熱発生器用ロータの製造方法及び熱発生器用ロータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、シャフト部を含む第１回転体部と、主剪断部としての第２回転体部とからなる熱発生器用ロータの製造方法であって、ｉ）相対的に熱膨張係数の小さな材料で第１回転体部を形成する第１工程と、ｉｉ）前記第１工程で形成された第１回転体部の周囲に、相対的に熱膨張係数の大きな材料で第２回転体部を鋳造により形成する第２工程とを備えてなることをその要旨とする。
【００１１】この熱発生器用ロータの製造方法によれば、第２回転体部は、第１回転体部の周囲に鋳造により形成されている。このため、第２回転体部を第１回転体部に対して圧入固定する場合に生じる不都合が避けられる。従って、ロータ設計の自由度が高められる。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載の熱発生器用ロータの製造方法において、前記第１回転体部は駆動軸であり、該駆動軸は、主剪断部としての第２回転体部の中心に鋳ぐるまれていることをその要旨とする。
【００１３】請求項３の発明は、請求項２に記載の熱発生器用ロータの製造方法において、前記第１回転体部は前後一対で準備され、前記第２回転体部は、その前後一対の第１回転体部の間に、ロストワックス法によって鋳造されることをその要旨とする。
【００１４】請求項４の発明は、請求項１〜３に記載の熱発生器用ロータの製造方法において、前記相対的に熱膨張係数の小さな材料は鉄又は鉄系金属であり、前記相対的に熱膨張係数の大きな材料はアルミニウム又はアルミニウム合金であることをその要旨とする。
【００１５】請求項５の発明は、ハウジング内に区画された発熱室に収容された粘性流体をロータで剪断して熱を発生させ、その熱を発熱室近傍を流れる循環流体に熱交換する熱発生器に用いられるロータであって、相対的に熱膨張係数の小さな材料で形成された、シャフト部を含む第１回転体部と、相対的に熱膨張係数の大きな材料を用いて、前記第１回転体部の周囲に鋳造によって形成された主剪断部としての第２回転体部とを備えてなることを要旨とする。
【００１６】この熱発生器用ロータによれば、第２回転体部の構成材料の熱膨張係数が第１回転体部の構成材料の熱膨張係数よりも大きい。そのため、第２回転体部が第１回転体部の周囲に鋳造によって形成されるときには、第２回転体部に、凝固温度から常温まで温度が下がることによって第１回転体部に対する相当の締め付け圧力が発生する。かかる締め付け圧力をもって第１回転体部と第２回転体部とが一体化されているため、熱発生器の発熱時であっても両者の一体化が維持される。
【００１７】
【発明の実施の形態】（実施形態１）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１を図１〜図３を参照しつつ説明する。
【００１８】図１に示すように、車輌用熱発生器は、中央ハウジング１と、その内側に配されるステータ２と、前側ハウジング３及び後側ハウジング４とを備えている。ステータ２は断面円環状をなす筒体であり、中央ハウジング１はその円筒状のステータ２を内部に収容すべく形成されている。図１に示すように、中央ハウジング１及びステータ２には、その前後両側の開口を封止すべく前側ハウジング３及び後側ハウジング４が、環状のシール材５，６を介して接合されている。そして、中央ハウジング１、ステータ２並びに前側及び後側ハウジング３，４は、複数本の通しボルト（図示しない）によって相互に締め付け固定されており、全体でハウジングを構成している。
【００１９】前側及び後側ハウジング３，４が接合されたステータ２の内側には、発熱室７が区画形成される。また、ステータ２の外側周面と中央ハウジング１の内側周面との間には、ウォータジャケット（放熱室）８が区画形成される。本実施形態では、ウォータジャケット８は発熱室７を包囲するように配置されている。
【００２０】図１に示すように、中央ハウジング１の外周部には、入水ポート９及び出水ポート１０が設けられている。本実施形態では、入水ポート９が中央ハウジング１の最下部に、出水ポート１０が中央ハウジング１の最上部にそれぞれ配設されている。車輌用暖房装置は、エンジン３１、当該熱発生器および暖房回路３２（図示しないヒータコアを含む）によって構成され、これらの間を循環流体（例えばエンジン冷却水）が循環する。そして、入水ポート９はエンジン３１からの循環流体をウォータジャケット８に取り入れ、出水ポート１０はウォータジャケット８内を一巡した循環流体を暖房回路３２に送り出す。
【００２１】前側及び後側ハウジング３，４には、軸受け１１，１２を介して第１回転体部としての駆動軸１３が回動可能に支承されている。軸受け１１，１２はそれぞれシール付きの軸受装置である。前側のシール付き軸受け１１は、前側ハウジング３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。又、後側のシール付き軸受け１２は、後側ハウジング４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の後方を封止している。これにより、発熱室７がハウジング内に区画された液密な内部空間とされている。
【００２２】図１に示すように、発熱室７内において駆動軸１３上には第２回転体部としての剪断部材１４が設けられている。この剪断部材１４は、内筒部１５と、外筒部１６と、連結部１７とから構成されている。内筒部１５は、駆動軸１３を直接取り巻くように設けられている。外筒部１６は駆動軸１３の回動軸線Ｘから等距離の位置において前記内筒部１５を取り囲むように形成されている。連結部１７は、内筒部１５及び外筒部１６の各中央部を互いに連結している。尚、剪断部材１４は主剪断部を構成し、駆動軸１３はシャフト部を構成する。そして、駆動軸１３と剪断部材１４とにより、ロータが構成される。
【００２３】ロータは、駆動軸１３を剪断部材１４の中心に鋳ぐるむこと（鋳造）で形成されている。そのため、剪断部材１４と駆動軸１３とは互いに強固に固定され、剪断部材１４は駆動軸１３と共に一体回転する。尚、剪断部材１４が駆動軸１３を鋳ぐるむ手順については後述する。
【００２４】図１及び図２に示すように、駆動軸１３は、内筒部１５と接する部位において一体形成された複数の突起１８を有している。かかる突起１８は、駆動軸１３の半径方向に向けて突出形成され、駆動軸１３の周方向において複数（本実施例では６つ）設けられている。
【００２５】発熱室７の内部形状は前記外筒部１６の外形状にほぼ対応している。それ故、外筒部１６の外側周面に対向する発熱室７の内周壁もまた、回動軸線Ｘから等距離の位置においてそれを取り囲むように形成されている。こうして、外筒部１６の外側周面と発熱室７の内周壁との間には、クリアランスＣの隙間領域が形成されている。クリアランスＣは、数十μｍ（マイクロメートル）〜数百μｍの範囲にある。
【００２６】液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が所要量満たされている。このシリコーンオイルの充填量は、発熱室７の計算内容積から部材占拠容積（発熱室７内において駆動軸１３及び剪断部材１４の占める体積）を差し引いて得られる自由空間体積の６０％〜９０％程度となるように決められている。オイル充填量を自由空間体積の６〜９割程度にとどめたのは、発熱によって温度上昇した場合における粘性流体の膨張を考慮したものである。
【００２７】図１に示すように、駆動軸１３の前端部にはネジ孔１９が形成されている。このネジ孔１９は、駆動軸１３の当該先端部にボルト（図示せず）によってプーリ２０（仮想線で示す）を固着するためのものである。このプーリ２０は、Ｖベルト等の動力伝達ベルト２１（仮想線で示す）を介して外部駆動源としてのエンジン３１と作動連結されている。従って、プーリ２０を介してエンジン３１の駆動力により駆動軸１３及び剪断部材１４が回転される。すると、主として前記隙間領域に滞留するシリコーンオイルが剪断部材１４の剪断作用を受けて発熱する。この熱はステータ２を介してウォータジャケット８を流れる循環流体に伝達され、該循環流体が再加熱される。そして、出水ポート１０から暖房回路３２に送り出された循環流体は車室内の暖房等に供される。
【００２８】次に、ロータの製造方法について説明する。尚、本実施形態において、駆動軸１３の構成材料としては、相対的に熱膨張係数の小さい鉄又は鉄系金属が用いられる。また、剪断部材１４の構成材料としては、相対的に熱膨張係数の大きいアルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。従って、駆動軸１３の構成材料と剪断部材１４の構成材料とを比較した場合、剪断部材１４の方が熱膨張係数の大きい材料で構成されていることとなる。
【００２９】ロータを製造するには、第一工程として、駆動軸１３を製造する。このとき、駆動軸１３は、粗加工された状態にある。第二工程として、前記駆動軸１３が剪断部材１４の鋳造用の型枠の所定位置、即ち、剪断部材１４の中心にセットされる。この型枠は剪断部材１４の形状に対応するものである。
【００３０】第三工程として、前記型枠内に溶融したアルミニウム又はアルミニウム合金を流し込む。このとき、該アルミニウム又はアルミニウム合金の温度は、８５０℃程度に達している。
【００３１】第四工程として、冷却後、型枠を外す。冷却時には、剪断部材１４の構成材料と駆動軸１３の構成材料との熱膨張係数の格差によって、駆動軸１３の構成材料よりも剪断部材１４の構成材料が縮むため、剪断部材１４には駆動軸１３に対する締め付け圧力が生じる。そのため、剪断部材１４は駆動軸１３に強固に固定され、両者は一体化される。
【００３２】第五工程として、一体化された駆動軸１３及び剪断部材１４の外側周面を研磨する等、熱発生器に装着可能な状態に仕上げられる。次に、駆動軸１３に対する剪断部材１４の締め付け圧力（第三及び第四工程参照）について説明する。
【００３３】図３は、相対的に熱膨張係数の小さな材料として鉄又は鉄系金属、例えば、中炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）と、相対的に熱膨張係数の大きな材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金、例えば、アルミニウムダイカスト用合金（ＡＤＣ１２）との各熱膨張係数に応じた伸び量を概念的に示している。ちなみに、中炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）の熱膨張係数は１０．７×１０−６[Ｋ−１]であり、アルミニウムダイカスト用合金（ＡＤＣ１２）の熱膨張係数は２１．０×１０−６[Ｋ−１]である（日本機械学会編『機械工学便覧』Ｂ４材料学工業材料を参照）。
【００３４】仮に、中炭素鋼とアルミニウムダイカスト用合金とを、それぞれ常温から８５０℃まで加熱したとする。両者とも常温では伸び縮みなし（ゼロ）として、常温での始点Ｓ１が同じとすると、温度８５０℃に達したときには、中炭素鋼の伸び量はＰ１（終点Ｓ２）となり、アルミニウムダイカスト用合金の伸び量はＰ２となる。この両者の伸び量の格差（Ｐ２−Ｐ１）が、熱膨張係数の異なる２つの部材を高温加熱したときに、隙間Ｋ１となって現れる。
【００３５】これに対し、中炭素鋼製の駆動軸１３をアルミニウムダイカスト用合金で鋳ぐるむ前記第三工程では、中炭素鋼もアルミニウムダイカスト用合金も同じ８５０℃の状態にあり、このときに、同じ伸び量にあるものとみることができる。即ち、この８５０℃の状態から常温への冷却を、Ｓ２を共通の始点とする冷却工程と考える。すると、温度が下がるにつれて、中炭素鋼の伸び量は、Ｓ１とＳ２とを結ぶ特性線上をＳ２からＳ１に向かって変化する。この伸び量変化は、加熱時と全く逆の過程をたどる。他方、温度が下がるにつれて、アルミニウムダイカスト用合金の伸び量は、Ｓ２を始点として、加熱時の特性線と平行な線に沿って変化する。その結果、温度が常温に達すると、中炭素鋼の伸び量はゼロ（終点Ｓ１）に戻り、アルミニウムダイカスト用合金の伸び量はＰ３（マイナス値）に減少する。但し、Ｐ２≒（Ｐ１−Ｐ３）の関係が成り立つ。
【００３６】このように、中炭素鋼もアルミニウムダイカスト用合金も冷却によって収縮することになるが、両者の縮み量の格差（０−Ｐ３）が、熱膨張係数の異なる２つの部材を高温から低温に冷却固化したときに生み出される実質的な締めしろＫ２となるのである。そして、冷却完了時にはこのＫ２に相当する分だけの締め付け圧力が剪断部材１４から駆動軸１３に対して加えられることになる。
【００３７】実施形態１の効果を以下に列挙する。
○ 剪断部材１４はアルミニウム又はアルミニウム合金からなり、アルミニウム又はアルミニウム合金の熱膨張係数は、駆動軸１３を構成する鉄又は鉄系金属の膨張係数よりも大きい。このため、ロータを鋳造により製造するときには、剪断部材１４の中心に駆動軸１３が鋳ぐるまれる結果、剪断部材１４は相当の締め付け圧力をもって駆動軸１３を締め付けることとなる。従って、熱発生器の運転時であっても、剪断部材１４は駆動軸１３に固定されたまま維持され、所望の発熱能力を確保することができる。
【００３８】○ 駆動軸１３は、剪断部材１４の中心に鋳ぐるまれている。このため、駆動軸１３に剪断部材１４が圧入される場合に比べて、駆動軸１３と剪断部材１４との結合長をより長く設定することができる。従って、トルク伝達が可能となる駆動軸１３と剪断部材１４との結合部位が拡がると共に、負荷トルクを均等に分散して担うことができるため、内筒部１５の肉厚を薄くすることができる。
【００３９】○ 駆動軸１３には、複数の突起１８が一体形成されている。かかる駆動軸１３が、剪断部材１４の中心に鋳ぐるまれる結果、各突起１８は、内筒部１５中心に固定されることとなる。このため、熱発生器の発熱時であっても、駆動軸１３と剪断部材１４とがずれるおそれはなく、発熱室７内周壁と外筒部１６の外周壁との間の微少なクリアランスの設定に狂いが生じるおそれはない。従って、所望の発熱能力を確保することができると共に、駆動軸１３と剪断部材１４との結合関係をより確実なものとすることができる。
【００４０】（変更例）尚、上記実施形態１を次のように変更して具体化することも可能である。
○ 駆動軸１３に形成される突起１８を、例えばスプライン加工を施す等に変更してもよい。このように構成しても上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４１】○ 上記実施形態１では駆動軸１３に複数の突起１８を一体形成したが、これらの突起１８を省略してもよい。また、上記実施形態１ではかかる突起１８を６つ駆動軸１３に付与したが、この突起１８の数を適宜に変更してもよい。このように構成しても上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４２】○ 上記実施形態１におけるロータの製造方法で、第三工程のアルミ成形途中に加圧を行ってもよい。このように構成しても上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
（実施形態２）図４及び図５は、本発明の実施形態２に従う熱発生器用ロータを示す。この熱発生器用ロータが装着される熱発生器は、前記実施形態１と基本構成を同じくする一方、第１及び第２回転体部の構成が相違する。従って、この相違点を中心に説明する。
【００４３】図４に示すように、前側ハウジング３には、シール付き軸受け１１を介して第１回転体部としての前側駆動軸４１が回動可能に支承されている。かかる前側駆動軸４１の後端部は発熱室７内に突出すると共に、前側駆動軸４１の半径方向に延びる前側円盤部４２と、この前側円盤部４２の周縁部であって後方に延びる前側結合部４３とを有している。前側円盤部４２には複数の前側連通孔４４が形成されている。前側連通孔４４は、前側駆動軸４１と平行に延び、且つ前側円盤部４２を貫通している。また、前側結合部４３には、その外側周面に凹状の前側切り欠４５が周方向に所定間隔をおいて複数設けられている。
【００４４】一方、後側ハウジング４には、シール付き軸受け１２を介して第１回転体部としての後側駆動軸４６が回動可能に支承されている。かかる後側駆動軸４６の前端部は発熱室７内に突出すると共に、後側駆動軸４６の半径方向に延びる後側円盤部４７と、この後側円盤部４７の周縁部であって前方に延びる後側結合部４８とを有している。後側円盤部４７には複数の後側連通孔４９が形成されている。後側連通孔４９は、後側駆動軸４６と平行に延び、且つ後側円盤部４７を貫通している。また、後側結合部４８には、その外側周面に凹状の後側切り欠５０が周方向に所定間隔をおいて複数設けられている。
【００４５】尚、前側駆動軸４１と後側駆動軸４６とは、同一回動軸線Ｘ上に並ぶように配置されている。図４に示すように、中央剪断部５１は、筒状に形成され、前記両結合部４３，４８間に保持されている。この中央剪断部５１は、その外側周面が前側及び後側結合部４３，４８の外側周面と面一になるように形成されている。前側結合部４３、後側結合部４８及び中央剪断部５１によって形成されるロータの外側周面は、発熱室７の内部形状にほぼ対応しており、発熱室７の内周壁との間には、クリアランスＣ１の隙間領域が形成されている。クリアランスＣ１は、数十μｍ（マイクロメートル）〜数百μｍの範囲にある。尚、中央剪断部５１は主剪断部を構成し、前側及び後側駆動軸４１，４６はシャフト部を構成する。そして、中央剪断部５１と前側及び後側駆動軸４１，４６とにより、ロータが構成される。
【００４６】前側円盤部４２の前端面及び後側円盤部４７の後端面と、それらに対向する発熱室７の内壁との間には、それぞれクリアランスＣ２の隙間領域が形成されている。この熱発生器はＣ１≪Ｃ２となるように設計されている。このため、クリアランスＣ１の隙間領域が主たる剪断発熱領域となり、クリアランスＣ２の隙間領域では、ほとんど剪断発熱は生じない。従って、中央剪断部５１が主剪断部を構成することとなる。
【００４７】液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が所要量満たされている。尚、発熱室７内において、両クリアランスＣ１，Ｃ２以外の領域、即ち、前側円盤部４２の後端面、後側円盤部４７の前端面及び中央剪断部５１の内周壁によって囲まれる領域（ロータの内部空間）は、貯留領域Ｖとして提供されている。
【００４８】この中央剪断部５１は鋳造により前側駆動軸４１と後側駆動軸４６との間に形成されている。そのため、中央剪断部５１と前側及び後側駆動軸４１，４６とは互いに固定され、中央剪断部５１は、前側及び後側駆動軸４１，４６と共に一体回転する。
【００４９】次に、ロータの製造方法について説明する。尚、本実施形態では、製造工程中にロストワックス法が採用される。また、本実施形態においても、前側及び後側駆動軸４１，４６の構成材料に鉄又は鉄系金属が用いられ、中央剪断部５１の構成材料にアルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。
【００５０】ロータを製造するには、第一工程として、前側及び後側駆動軸４１，４６を製造する。このとき、両駆動軸４１，４６は、粗加工された状態にある。第二工程として、前記両駆動軸４１，４６が中央剪断部５１の鋳造用の型枠の所定位置にセットされる。このとき、前側及び後側結合部４３，４８の内側領域にはろう模型からなる中子が装填される。
【００５１】第三工程として、前記型枠内に溶融したアルミニウム又はアルミニウム合金を流し込む。このとき、該アルミニウム又はアルミニウム合金の温度は、８５０℃程度に達している。流し込まれたアルミニウム又はアルミニウム合金は、中子に触れることによって、その内周面が冷却され硬化する一方、中子は外周面から溶融する。
【００５２】第四工程として、冷却後、型枠を外す。冷却時には、中央剪断部５１の構成材料と前側及び後側駆動軸４１，４６の構成材料との熱膨張係数の格差によって、両駆動軸４１，４６の構成材料よりも中央剪断部５１の構成材料が縮むため、中央剪断部５１には両駆動軸４１，４６に対する締め付け圧力が生じる。そのため、中央剪断部５１と両駆動軸４１，４６とは一体化される。
【００５３】第五工程として、一体化された中央剪断部５１及び両駆動軸４１，４６の外側周面を研磨する等、熱発生器に装着可能な状態に仕上げられる。実施形態２の効果を以下に列挙する。
【００５４】○ 実施形態１と同様、中央剪断部５１は相当の締め付け圧力をもって前側及び後側駆動軸４１，４６を締め付けることとなる。従って、熱発生器の運転時であっても、中央剪断部５１と両駆動軸４１，４６とは、強固に固定されたまま維持され、所望の発熱能力を確保することができる。
【００５５】○ 前側及び後側駆動軸４１，４６には、それぞれ外側周面に凹状の切り欠４５，５０が形成されている。かかる両駆動軸４１，４６が、中央剪断部５１に鋳ぐるまれる結果、各切り欠４５，５０は、中央剪断部５１の前後端部にくい込まれることとなる。このため、熱発生器の発熱時であっても、両駆動軸４１，４６と中央剪断部５１との結合関係が害されるおそれはない。従って、設定されたクリアランスＣ１，Ｃ２を一定に維持することができ、所望の発熱能力を確保することができる。
【００５６】○ 両駆動軸４１，４６及び中央剪断部５１が回転されると、貯留領域Ｖから前側又は後側連通孔４４，４９を介したクリアランスＣ１領域へのオイルの供給と、クリアランスＣ１領域から前側又は後側連通孔４４，４９を介した貯留領域Ｖへのオイルの回収とが断続的に行われることになる。こうしたオイル循環が構築されるため、特定のシリコーンオイルのみがクリアランスＣ１領域で剪断作用に供されて劣化するという事態を回避することができる。尚、各連通孔４４，４９は、両駆動軸４１，４６及び中央剪断部５１の回転方向によってクリアランスＣ１領域へのオイル供給通路又は回収通路に決められる。
【００５７】○ 両駆動軸４１，４６及び中央剪断部５１によって囲まれる領域は、シリコーンオイルの貯留領域Ｖとして提供されている。従って、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ため、オイル劣化を極力遅らせ、熱発生器としての発熱性能を好適に持続させることができる。
【００５８】（変更例）尚、上記実施形態２を次のように変更して具体化することも可能である。即ち、上記実施形態２では、前側及び後側結合部４３，４８に複数の前側及び後側切り欠４５，５０が形成されたが、これらの両切り欠４５，５０を省略してもよい。
【００５９】（用語の定義） 本明細書で言う「粘性流体」とは、円筒状又は円盤状の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。
【００６０】
【発明の効果】以上詳述したように、各請求項に記載の車輌用熱発生器によれば、剪断部材を駆動軸に対して圧入固定するという製造手法を採ることで生じていた不都合を回避して、ロータ設計の自由度を高めることができるという効果を奏する。
【出願人】 【識別番号】０００００３２１８
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機製作所
【出願日】 平成１０年（１９９８）６月８日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
【公開番号】 特開平１１−３４８５４４
【公開日】 平成１１年（１９９９）１２月２１日
【出願番号】 特願平１０−１５９２７８