JP2006183464A - 内燃機関用エアヒータ及びこれに用いられるブラケット - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間に亘る使用によっても短絡を抑制することができる内燃機関用エアヒータを提供する。
【解決手段】 本内燃機関用エアヒータ１は、ヒータエレメント１１と、該ヒータエレメントが当接し且つ絶縁性セラミックからなる支持体１２と、該支持体を保持するブラケット１３と、を備え、前記ブラケットは、ブラケット本体１３ａと、該ブラケット本体の表面に形成された絶縁性被膜と、を有することを特徴とする。前記ヒータエレメントは蛇行状に屈曲して形成され、該ヒータエレメントの屈曲部１１１が前記支持体に当接することが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関用エアヒータ及びこれに用いられるブラケットに関し、さらに詳しくは、長期間に亘る使用によっても短絡を抑制することができる内燃機関用エアヒータ及びこれに用いられるブラケットに関する。

従来の内燃機関用エアヒータとして、ディーゼルエンジンの冷却時の始動性を改善するために吸気ポートにヒータエレメントを備えた吸気ヒータが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、排気ガスの浄化を目的とした三元触媒の上流側の排気管に設けられ、触媒の活性状態となるようにその排気ガスを加熱する排気ヒータが知られている（例えば、特許文献２参照）。

上記内燃機関用エアヒータでは、例えば、図６に示すように、平板状のヒータ線を蛇行状につづら折りにして形成されるヒータエレメント５１が多く用いられている。このヒータエレメントの端子部となる両端部は、アルミニウム製のハウジング５５の内周面にボルトを用いて固定されている。また、ヒータエレメントの一端側は、ボルトがハウジングと絶縁状態となるようにボルトとハウジングとの間に絶縁板等を介在させ、そのボルトがバッテリー等の外部電源の正極と接続されている。一方、ヒータエレメントの他端側は、ハウジングと導通状態とすることで、ハウジングが取付けられるインテークマニホールドや排気管等へハウジングを介して電気的に接地された状態とされている。また、ヒータエレメントの屈曲部は、絶縁性セラミックからなる支持体５２に形成された複数の凹部に当接され、その支持体を鉄系金属からなる断面略コ字状のブラケット５３にはめ込んで固定し、そのブラケットをハウジングに固定することで、ヒータエレメントはハウジングに固定されている。詳細には、上記ブラケットの底面には板バネが配置され、この板バネにより支持体はブラケットの底面に対向して張り出した鉤部に係止して弾性保持されている。

しかし、上記従来の内燃機関用エアヒータの構造では、ブラケットの鉤部とヒータエレメントの屈曲部とは、通常、所定の間隙をもって配置されているため、互いに絶縁された状態であるが、長期間に亘る使用によってその間隙部分にＥＧＲによる煤やガス等の炭化物が堆積してしまい、その堆積炭化物によって短絡してしまうといった問題があった。

また、近年では自動車の製造において、コスト削減の動きから使用する部品点数を減少させる傾向にある。従来、上記内燃機関用エアヒータが取付けられていた部分は、例えば、エンジンの吸気ポートとインテークマニホールドとの間であり、上記ハウジングがこの流路の内形と同一の形状を形成することで取付けられていた。しかし、上記のような業界の動きから、金属製ハウジングを用いずに、金属製の通気部（例えば、吸気ポート、インテークマニホールド、排気管等）の流路内にヒータエレメントを直接取り付けることが要求されるようになった。

しかし、ヒータエレメントを通気部の流路内に直接ボルトによって取り付けるとその固定が不安定となってしまう。また、絶縁を確保することが困難となる場合もある。そこで、上記ブラケットの側面にブラケットの一部を加工して弾性力を持たせた爪部を形成し、この爪部により流路内に形成された凹部に弾性係止させ、ブラケットを流路内に装架させるようにすることが提案された。
上記構成とすることで通気部の流路内におけるヒータ固定の安定性は増すが、一方では上述の金属製ハウジングを用いる場合と同様の問題を生じてしまう。すなわち、長期間に亘る使用によって、ブラケットの鉤部とヒータエレメントの屈曲部との間隙部分にＥＧＲによる煤やガス等の炭化物が堆積してしまい、その堆積単炭化物によって短絡してしまうといった問題があった。

実開昭６１−１４０１６２号公報 実開平５−６１２１号公報

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、長期間に亘る使用によっても短絡を抑制することができる内燃機関用エアヒータ及びこれに用いられるブラケットを提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．ヒータエレメントと、該ヒータエレメントが当接し且つ絶縁性セラミックからなる支持体と、該支持体を保持するブラケットと、を備える内燃機関用エアヒータにおいて、前記ブラケットは、ブラケット本体と、該ブラケット本体の表面に形成された絶縁性被膜と、を有することを特徴とする内燃機関用エアヒータ。
２．前記ヒータエレメントは蛇行状に屈曲して形成され、該ヒータエレメントの屈曲部が前記支持体に当接する上記１．記載の内燃機関用エアヒータ。
３．前記ブラケット本体はステンレス材からなる上記１．又は２．に記載の内燃機関用エアヒータ。
４．前記絶縁性被膜はフッ素系樹脂からなる上記１．乃至３．のいずれか一項に記載の内燃機関用エアヒータ。
５．前記絶縁性被膜は酸化被膜である上記１．乃至３．のいずれか一項に記載の内燃機関用エアヒータ。
６．前記ブラケットを支持する金属製ハウジングをさらに備える上記１．乃至５．のいずれか一項に記載の内燃機関用エアヒータ。
７．ヒータエレメントが当接し且つ絶縁性セラミックからなる支持体を保持可能であるブラケット本体と、該ブラケット本体の表面に形成された絶縁性被膜と、を備えることを特徴とする内燃機関用エアヒータ用のブラケット。

本発明の内燃機関用エアヒータによると、ブラケット本体の表面に絶縁性被膜が形成されているので、ブラケットとヒータエレメントとの間隙部分への炭化物付着が進んでも、その絶縁性被膜によってヒータエレメントに対して良好な電気的絶縁性が保たれて短絡を抑制することができる。また、内燃機関の通気部にブラケットを直接取り付けるようにすれば、金属製ハウジングを必要とせず、部品点数を低減することができる。
また、上記構成は前記ヒータエレメントが蛇行状に屈曲して形成され、該ヒータエレメントの屈曲部が前記支持体に当接する場合により効果的である。効率良く気体を加熱することができ製造が容易なことから、ヒータエレメントは蛇行状に屈曲した形状とすることが多い。しかしながらこの形状であると、支持体に当接した屈曲部と前記ブラケットとの間で短絡が生じてしまい長期間その性能を維持することができなくなる懸念があるが、上記構成をともに採用することにより、長期間に亘ってエアヒータとしての性能を維持できるようになる。
また、前記ブラケット本体がステンレス材からなる場合は、特に、内燃機関の通気部にブラケットを直接取り付ける際にこのブラケットをより安定的に固定することができる。すなわち、金属製ハウジングを用いる場合には、鉄系金属からなるブラケットをハウジングの凹部にはめ込んで安定的に固定することができるが、内燃機関の通気部にブラケットを直接取り付ける場合には、ブラケットにある程度の弾力性を有する爪部を形成することが好ましく、この弾力性を確保するためにステンレス材を用いている。
また、前記絶縁性被膜がフッ素系樹脂からなる場合は、ブラケットの材質に拘わらず被膜を形成することができる。
また、前記絶縁性被膜が酸化被膜である場合は、特に、ブラケットがクロム元素を含有するステンレス材からなる場合に、絶縁性被膜として酸化クロムの層を形成することができる。
また、前記ブラケットを支持する金属製ハウジングをさらに備える場合は、通気部にハウジングを介してエアヒータを容易且つ迅速に取り付けることができる。なお、このように金属製ハウジングを備えるエアヒータであっても、ブラケットの絶縁性被膜によってヒータエレメントに対して良好な電気的絶縁性が保たれて短絡を抑制することができる。
本発明の内燃機関用エアヒータ用のブラケットによると、ブラケット本体の表面に絶縁性被膜が形成されているので、ブラケットとヒータエレメントとの間隙部分への炭化物付着が進んでも、その絶縁性被膜によってヒータエレメントに対して良好な電気的絶縁性が保たれて短絡を抑制することができる。また、内燃機関の通気部にブラケットを直接取り付けるようにすれば、金属製ハウジングを用いるものに比べ、部品点数を低減することができる。

１．内燃機関用エアヒータ（金属製ハウジングを備えない形態）
本実施形態１に係る内燃機関用エアヒータ（以下、単に「エアヒータ」とも記載する。）は、以下に述べるヒータエレメント、支持体及びブラケットを備えている（図１参照）。このエアヒータは、通常、内燃機関の通気部の内周側に上記ブラケットが取り付けられてその通気部の流路内に配設される。
なお、上記内燃機関の通気部としては、例えば、吸気ポート、インテークマニホールド、インテークパイプ、排気管等を挙げることができる。これは、以下の発明においても同様に適用されるものとする。

上記「ヒータエレメント」の材質、形状、大きさ等は特に問わない。このヒータエレメントの形状としては、例えば、リボン状、格子状、網状、らせん状等を挙げることができる。より安価且つ簡易な構造を採用できるといった観点から、リボン状のヒータエレメントであることが好ましい。この場合、ヒータエレメントは、例えば、金属製の帯体を蛇行状に折り曲げて形成されており、複数の屈曲部及び直線状部を有することができる。

上記「支持体」は、上記ヒータエレメントが当接し且つ絶縁性セラミックからなる限り、その形状、個数等は特に問わない。この支持体は、例えば、上記ヒータエレメントの複数の屈曲部が入り込んで当接する複数の凹部を有していることができる。

上記「ブラケット」は、上記支持体を保持し且つブラケット本体及び絶縁性被膜を有しており、本実施の形態では、上記通気部の内周側に取着されている。
上記「ブラケット本体」の材質、形状等は特に問わない。このブラケット本体は、例えば、縦断面コ字状に形成され、上記通気部の内周側に当接する底面部と、この底面部の両縁側から立ち上がる側面部と、この側面部の上縁側に連なり且つ底面部に対向する鉤部と、を有することができる。この場合、ブラケット本体の底面部に板バネを配置し、この板バネによって支持体をブラケット本体の鉤部に圧接させて弾性保持させることができる。また、このブラケット本体は、例えば、上記通気部の内周側に圧接する弾性変形可能な爪部を有することができる。この場合、より好適な弾性力を確保できるといった観点から、ブラケット本体がステンレス材からなることが好ましい。一方、ブラケット本体に爪部を形成せず、例えば通気部に凸部を設け、その凸部に嵌合する凹部や孔をブラケット本体に形成して固定するような形体であったり、別体の固定部材を用いてブラケットを通気部に固定したりする場合は、ブラケット本体の材質はステンレス材に限られるものではなく、金属部材であれば、本発明は好適に奏効し得る。

上記「絶縁性被膜」は、耐熱性及び絶縁性に優れ且つ上記ブラケット本体の表面に形成されたものである限り、その種類、形成方法等は特に問わない。
上記「ブラケット本体の表面に形成された」とは、ブラケット本体の少なくとも一部表面に絶縁性被膜が形成されていることを意味する。ただし、この絶縁性被膜は、形成する被膜の種類等にもよるが、ブラケット本体の一部表面にのみに被膜を形成するよりもブラケット本体の全表面に対して被膜を形成する方が生産工程において有利な場合がある。
ここで、上記一部表面は、例えば、ブラケット本体の鉤部の表面のうちの、ブラケットを通気部の内周側に取り付けたときに通気部の流路に露出する露出面であることができる。このようにヒータエレメントの屈曲部に最も近接するブラケット本体の鉤部の露出面に絶縁性被膜を形成することによって、ヒータエレメントの屈曲部に対する電気的絶縁耐力を増加させることができる。この場合、さらに、上記一部表面が、ブラケットの底面部及び／又は爪部の表面うちの、ブラケットを通気部の内周側に取り付けたときに通気部の内周側に当接する当接面を含んでいることが好ましい。

上記絶縁性被膜は、上記ブラケット本体に直接形成された膜及び密着配設されたシート状部材を含む。その直接形成された膜としては、例えば、以下に述べるフッ素系樹脂被膜、酸化被膜等を挙げることができる。また、密着配設されたシート状部材としては、例えば、ポリイミド系樹脂等の樹脂シート、マイカ等の無機シート等を挙げることができる。

上記「フッ素系樹脂被膜」は、通常、ブラケット本体の表面に合成樹脂の分散液を塗布して形成される。このフッ素系樹脂の種類としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ化プラスチック（ＰＦＡ）等を挙げることができる。また、このフッ素系樹脂の塗布方法としては、例えば、吹き付け、ローラ塗布、刷毛塗り等を挙げることができる。膜厚さの均一性といった観点から、吹き付けであることが好ましい。このフッ素系樹脂被膜の膜厚さは１μｍ程度でも必要十分な絶縁性を示すこととなるが、生産性といった観点から、フッ素系樹脂被膜の膜厚さが１０〜３００μｍ、特に５０〜１５０μｍであることが好ましい。
なお、上記フッ素系樹脂被膜の替わりに、例えば、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等の合成樹脂被膜を形成することもできる。

上記「酸化被膜」は、通常、上記ブラケット本体を酸化してその表面に形成される。この酸化被膜としては、例えば、酸化クロム被膜を形成することができる。本実施の形態では、ブラケット本体の爪部に適度な弾性力を持たせるため、ブラケット本体の材質としてステンレス材を採用している。ステンレス材はクロム元素を含有することから、酸化クロム被膜を容易に形成することができる。この酸化クロム被膜は、例えば、ステンレス材からなるブラケット本体を水素−水蒸気雰囲気中で加熱処理することにより形成されることができる。この場合、上記酸化クロム被膜は、ブラケット本体を処理炉に収容し、その処理炉には、２０〜５０℃に保たれた水中を通して水分を含ませた水素ガスよりなるウエットガスと、ドライ水素よりなるドライガスとを１対１〜３の割合で投入し、ブラケット本体を１０００〜１２００℃（好ましくは、１１００〜１２００℃）の処理温度で加熱処理して形成されることが好ましい。最適量の水蒸気を含む水素ガス中で、ブラケット本体を１０００℃（好ましくは１１００℃）以上に加熱することにより、酸化クロム被膜が効率良く形成でき、一方、ブラケット本体を１２００℃以下に加熱することにより、緻密な酸化クロム被膜を形成できるためのである。さらに、クロム元素を１８重量％以上含有するステンレス材からなるブラケット本体を用いることが好ましい。
なお、上記酸化被膜の替わりに、例えば、アルミナ被膜、チタニア被膜等の酸化物被膜を形成することもできる。

なお、上記のフッ素系樹脂被膜や酸化被膜等の絶縁性被膜が一部に形成されていないブラケットを得る方法としては、例えば、（１）絶縁性被膜形成後にその被膜を切削除去する方法、（２）ブラケット本体の表面の所定部をマスク部材でマスキングし、その状態で被膜を形成してマスク部材を除去する方法等を挙げることができる。

２．内燃機関用エアヒータ（金属製ハウジングを備える形態）
本実施形態２に係る内燃機関用エアヒータ（以下、単に「エアヒータ」とも記載する。）は、以下に述べるヒータエレメント、支持体、ブラケット及びハウジングを備えている（図６参照）。このエアヒータは、通常、内燃機関の通気部の端部に上記ハウジングが取り付けられてその通気部の流路内に配設される。
なお、本実施形態２に係るエアヒータにおける「ヒータエレメント」「支持体」及び「絶縁性被膜」としては、例えば、上述の実施形態１で説明した構成を適用することができる。

上記「ブラケット」は、上記支持体を保持可能であり且つブラケット本体及び絶縁性被膜を有しており、本実施の形態では、ハウジングの内周側に取着可能である。
上記「ブラケット本体」の材質、形状等は特に問わない。このブラケット本体は、例えば、縦断面コ字状に形成され、ハウジングの内周側に当接する底面部と、この底面部の両縁側から立ち上がる側面部と、この側面部の上縁側に連なり且つ底面部に対向する鉤部と、を有することができる。この場合、ブラケット本体の底面部に板バネを配置し、この板バネによって支持体をブラケット本体の鉤部に圧接させて弾性保持させることができる。

上記「絶縁性被膜」は、耐熱性及び絶縁性に優れ且つ上記ブラケット本体の表面に形成されたものである限り、その種類、形成方法等は特に問わない。
上記「ブラケット本体の表面に形成された」とは、ブラケット本体の少なくとも一部表面に絶縁性被膜が形成されていることを意味する。ただし、この絶縁性被膜は、形成する被膜の種類等にもよるが、ブラケット本体の一部表面にのみに被膜を形成するよりもブラケット本体の全表面に対して被膜を形成する方が生産工程において有利な場合がある。
ここで、上記一部表面は、例えば、ブラケット本体の鉤部の表面のうちの、ブラケットをハウジングの内周側に取り付けたときに通気部の流路に露出する露出面であることができる。このようにヒータエレメントの屈曲部に最も近接するブラケットの鉤部の露出面に絶縁性被膜を形成することによって、ヒータエレメントの屈曲部に対する電気的絶縁耐力を増加させることができる。この場合、さらに上記一部表面が、ブラケット本体の底面部の表面うちの、ブラケットをハウジングの内周側に取り付けたときにハウジングの内周側に当接する当接面を含んでいることが好ましい。

上記「ハウジング」は、金属製であり且つ上記ブラケットを支持し得る限り、その形状、大きさ等は特に問わない。このハウジングは、本実施の形態では、枠状をなしており、内周面、外周面及び側面を有している。このハウジングの形状としては、例えば、角枠状、円枠状等を挙げることができる。また、このハウジングには、例えば、その内周側に上記ブラケットが嵌合可能な嵌合部が形成されていることができる。

３．内燃機関用エアヒータ用のブラケット
本発明に係る内燃機関用エアヒータ用のブラケットは、ヒータエレメントが当接し且つ絶縁性セラミックからなる支持体を保持可能であるブラケット本体と、該ブラケット本体の表面に形成された絶縁性被膜と、を備えることを特徴とする。本ブラケットは、例えば、上述の実施形態１又は２に係るエアヒータに用いられることができる。
なお、本ブラケットにおける「ヒータエレメント」「支持体」「ブラケット本体」及び「絶縁性被膜」としては、例えば、上述の実施形態１又は２で説明した構成を適用することができる。

４．内燃機関の吸気構造
内燃機関の吸気構造として、例えば、（１）上述の実施形態１又は２に係るエアヒータがインテークマニホールドに取り付けられた形態、（２）上述の実施形態１又は２に係るエアヒータがインテークパイプに取り付けられた形態、（３）上述の実施形態１又は２に係るエアヒータが吸気ポートに取り付けられた形態、（４）上述の実施形態１又は２に係るエアヒータが排気管に取付けられた等を挙げることができる。

以下、図面を用いて実施例１〜３により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
本実施例１に係る内燃機関用エアヒータ１（以下、単に「エアヒータ」とも記載する。）は、図１及び２に示すように、ヒータエレメント１１、支持体１２及びブラケット１３を備えている。
なお、本実施例１では、図５に破線で示すように、車両等のエンジン２の吸気ポート２１の内周側に装着されるエアヒータ１を例示する。また、本実施例１では、エンジン２で接地されるボディアース式のエアヒータ１を例示する。

上記ヒータエレメント１１は、金属製帯体を蛇行状に折り曲げて形成され、多数の屈曲部１１１と直線状部１１２とを有している。このヒータエレメント１１の正極側端部及び負極側端部は、吸気ポート２１の出口側まで延びており、図示しない正極端子及び負極端子に接続されている。なお、上記正極端子は、エンジン２に絶縁支持され、上記負極端子はエンジンに導通支持されている。

上記支持体１２は、図３及び４に示すように、絶縁性セラミック製であり、扁平した直方体状に形成されている。この支持体１２には、ヒータエレメント１１の屈曲部１１１が当接する複数の凹部１２１が形成されている。

上記ブラケット１３は、図３及び４に示すように、ステンレス製であり縦断面略コ字状のブラケット本体１３ａを有している。このブラケット本体１３ａは、底面部１３１と、この底面部１３１の両縁側から立ち上がる一対の側面部１３２と、各側面部１３２の上縁側から内側方に延びて底面部１３１に対向する鉤部１３３と、を有している。そして、この底面部１３１に板バネ１４（図２参照）を配置し、この板バネ１４によって支持体１２が鉤部１３３に圧接されて弾性保持されている。

上記ブラケット１３は、側面部１３２の側縁側から外方に屈曲して延びる弾性変形可能な爪部１３４を有している。そして、このブラケット１３を吸気ポート２１の内周側に形成された嵌合凹部２１１（図２参照）に嵌め込んだ状態において、この爪部１３４が嵌合凹部２１１の側面に圧接することによって、吸気ポート２１の内周側にブラケット１３が安定的に固定される。

ここで、上記鉤部１３３及び側面部１３２は、ブラケット１３を吸気ポート２１の内周側に装着したときエア流路に露出する露出面１３３ａ，１３２ａを有している（図１及び４参照）。また、上記底面部１３１及び爪部１３４は、ブラケット１３を吸気ポート２１の内周側に装着したとき吸気ポート２１の内周側に当接する当接面１３１ａ，１３４ａを有している（図３及び４参照）。

上記ブラケット本体１３ａの外側表面（鉤部１３３及び側面部１３２の露出面１３３ａ，１３２ａ、並びに底面部１３１及び爪部１３４の当接面１３１ａ，１３４ａ）には、スプレーによる吹き付けによりフッ素系樹脂（ＰＴＦＥ）の分散液が塗布され、その後、焼成炉にて約４００℃にて焼成される。その結果、本実施例１に係るエアヒータ１のブラケット本体１３ａでは、外側表面に膜厚さ１００μｍのフッ素系樹脂被膜が形成されている。

以上より、本実施例１では、ブラケット本体１３ａの外側表面にフッ素系樹脂被膜が形成されているので、ブラケット本体１３ａの鉤部１３３とヒータエレメント１１の屈曲部１１１との間隙部分への炭化物付着が進んでも、そのフッ素系樹脂被膜によってヒータエレメント１１に対して良好な電気的絶縁性が保たれて短絡を抑制することができる。その結果、長期間に亘る使用によってもヒータシステムの安全性を向上させることができる。
また、本実施例１では、エンジン２の吸気ポート２１の内周側にブラケット１３を直接取り付けるようにしたので、従来のように、ブラケット取着用の金属製ハウジングを必要とせず、部品点数を低減することができる。また、ステンレス製のブラケット本体１３ａの一部を加工して適当な弾力性を有する爪部１３４を設けたので、この爪部１３４によってブラケット１３を吸気ポート２１の内周側に弾性保持させることができ、ブラケット１３をより安定的に固定することができる。
また、本実施例１では、蛇行状に屈曲して形成されたヒータエレメント１１を使用しているので、例えば、格子状のヒータエレメントを使用するものに比べて簡易な構造とすることができ、長期間に亘って良好にエアヒータとしての性能を発揮することができる。

（実施例２）
本実施例２に係る内燃機関用エアヒータ１’（以下、単に「エアヒータ」とも記載する。）について説明するが、本エアヒータ１’は、上記実施例１のエアヒータ１と略同じ構成であり、同じ構成部位には同じ符号を付けて詳説を省略する。両者の相違点は、ブラケット本体１３ａへの絶縁性被膜の形成形態であり、この点について以下に詳説する。

ステンレス製のブラケット本体１３ａの全表面には、ウエッター処理によって膜厚さ３μｍの酸化クロム被膜が形成されている。このウエッター処理は、ブラケット本体１３ａを処理炉に収容し、その処理炉には、２０〜５０℃に保たれた水中を通して水分を含ませた水素ガスよりなるウエットガスと、ドライ水素よりなるドライガスとを１対１〜３の割合で投入し、ブラケット本体１３ａを１０００〜１２００℃の処理温度で加熱する処理である。この処理方法によれば、膜厚さ０．５〜５μｍの酸化クロム被膜を好適に形成することができる。

以上より、本実施例２では、上記実施例１と略同じ作用・効果を発揮し得るが、特に、ブラケット本体１３ａの全表面に酸化クロム被膜が形成されているので、ブラケット本体１３ａの鉤部１３３とヒータエレメント１１の屈曲部１１１との間隙部分への炭化物付着が進んでも、その酸化クロム被膜によってヒータエレメント１１に対して良好な電気的絶縁性が保たれて短絡を抑制することができる。その結果、長期間に亘る使用によってもヒータシステムの安全性を向上させることができる。

（実施例３）
本実施例３に係る内燃機関用エアヒータ５（以下、単に「エアヒータ」とも記載する。）は、図６に示すように、ヒータエレメント５１、支持体５２、ブラケット５３及びハウジング５５を備えている。
なお、本実施例３では、図５に仮想線で示すように、車両等のエンジン２の吸気ポート２１とインテークマニホールド３の端部との間に装着されるエアヒータ５を例示する。また、本実施例３では、金属製のインテークマニホールド３で接地されるボディアース式のエアヒータ５を例示する。

上記ヒータエレメント５１は、上記実施例１のヒータエレメント１１と略同じ構成であるが、両者の相違点は、ヒータエレメントの端部の形態にある。すなわち、上記ヒータエレメント５１の正極側端部及び負極側端部は、ハウジング５５に取着された正極端子５１１及び負極端子５１２に接続されている。
なお、正極端子５１１及び負極端子５１２は、ハウジング５５に形成された挿通孔に絶縁筒を介して挿通されている。この正極端子５１１は、絶縁板、平ワッシャー、スプリングワッシャー及びナットにより締結されてハウジング５５に絶縁支持されると共に、負極端子５１２は、平ワッシャー、スプリングワッシャー及びナットにより締結されてハウジング５５に導通支持されている。

上記支持体５２は、上記実施例１の支持体１２と同じ構成である。

上記ブラケット５３は、ステンレス製であり縦断面略コ字状のブラケット本体５３ａを有している。このブラケット本体５３ａは、底面部５３１、側面部５３２及び鉤部５３３を有している。ただし、このブラケット本体５３ａには、実施例１のブラケット１３の爪部１３４に相当する部位が形成されておらず、ブラケット５３はハウジング５５に形成された嵌合凹部５５１に嵌め込まれて安定的に固定される。

ここで、上記鉤部５３３及び側面部５３２は、ブラケット５３をハウジング５５の内周側に装着したときエア流路に露出する露出面５３３ａ，５３２ｂを有している。また、上記底面部５３１は、ブラケット５３をハウジング５５の内周側に装着したときハウジング５５の内周側に当接する当接面５３１ａを有している。

上記ブラケット本体５３ａの外側表面（鉤部５３３及び側面部５３２の露出面５３３ａ，５３２ａ、並びに底面部５３１の当接面５３１ａ）には、スプレーによる吹き付けによりフッ素系樹脂（ＰＴＦＥ）の分散液が塗布され、その後、焼成炉にて約４００℃にて焼成される。その結果、本実施例３に係るエアヒータ５のブラケット本体５３ａでは、外側表面に膜厚さ１００μｍのフッ素系樹脂被膜が形成されている。

上記ハウジング５５は、アルミニウム製であり、矩形枠状をなしている。このハウジング５５の内周側には、ブラケット５３が嵌め込まれる嵌合凹部５５１が形成されている。

以上より、本実施例３では、ブラケット本体５３ａの外側表面にフッ素系樹脂被膜が形成されているので、ブラケット本体５３ａの鉤部５３３とヒータエレメント５１の屈曲部５１１との間隙部分への炭化物付着が進んでも、そのフッ素系樹脂被膜によってヒータエレメント５１に対して良好な電気的絶縁性が保たれて短絡を抑制することができる。その結果、長期間に亘る使用によってもヒータシステムの安全性を向上させることができる。
また、本実施例３では、蛇行状に屈曲して形成されたヒータエレメント５１を使用しているので、例えば、格子状のヒータエレメントを使用するものに比べて、安価且つ簡易な構造とすることができる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例１及び２では、吸気ポート２１の内周側にブラケット１３を直接取り付けて装着されるエアヒータ１，１’を例示したが、これに限定されず、例えば、インテークマニホールド３、インテークパイプ４等（図５参照）の吸気管の途中の任意の位置の内周側にブラケット１３を直接取り付けて装着されるエアヒータとしてもよい。また、エンジン２の吸気側通気管に限らず、排気管の途中の任意の位置の内周側にブラケット１３を直接取り付けて装着される三元触媒の早期活性のためのエアヒータとしたりしてもよい。更に、上記各通気管に必ずしも底面部１３１を当接させる必要もなく、通気管を橋架する形態で固定してもよい。
また、上記実施例３では、吸気ポート２１とインテークマニホールド３の端部との間にハウジング５５を取り付けて装着されるエアヒータ５を例示したが、これに限定されず、例えば、インテークマニホールド３、インテークパイプ４等（図５参照）の吸気管の途中の任意の位置に装着されるエアヒータとしてもよい。また、エンジン２の吸気側通気管に限らず、排気管の途中の任意の位置に装着される三元触媒の早期活性のためのエアヒータとしてもよい。
また、上記実施例１〜３では、ボディアース式のエアヒータ１，１’，５を例示したが、これに限定されず、例えば、ヒータエレメントの負極側端部にリード線を接続して接地する非ボディアース式のものとしてもよい。

内燃機関の吸気又は排気を加熱するための技術として利用される。

本実施例に係る内燃機関用エアヒータを説明するための斜視図である。 内燃機関用エアヒータの一部を断面とした正面図である。 図２のIII−III線断面図である。 ブラケット及び支持体を説明するための斜視図である。 内燃機関用エアヒータの使用状態を説明するための説明図である。 内燃機関用エアヒータの他の形態を説明するための斜視図である。

符号の説明

１，１’，５；エアヒータ、１１，５１；ヒータエレメント、１２，５２；支持体、１３，５３；ブラケット、１３ａ，５３ａ；ブラケット本体、５５；ハウジング。

Claims (7)

1. ヒータエレメントと、該ヒータエレメントが当接し且つ絶縁性セラミックからなる支持体と、該支持体を保持するブラケットと、を備える内燃機関用エアヒータにおいて、
   前記ブラケットは、ブラケット本体と、該ブラケット本体の表面に形成された絶縁性被膜と、を有することを特徴とする内燃機関用エアヒータ。
2. 前記ヒータエレメントは蛇行状に屈曲して形成され、該ヒータエレメントの屈曲部が前記支持体に当接する請求項１記載の内燃機関用エアヒータ。
3. 前記ブラケット本体はステンレス材からなる請求項１又は２に記載の内燃機関用エアヒータ。
4. 前記絶縁性被膜はフッ素系樹脂からなる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関用エアヒータ。
5. 前記絶縁性被膜は酸化被膜である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関用エアヒータ。
6. 前記ブラケットを支持する金属製ハウジングをさらに備える請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関用エアヒータ。
7. ヒータエレメントが当接し且つ絶縁性セラミックからなる支持体を保持可能であるブラケット本体と、該ブラケット本体の表面に形成された絶縁性被膜と、を備えることを特徴とする内燃機関用エアヒータ用のブラケット。

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