JPH0313426B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の吸気加熱装置に関する。

〔従来の技術〕

機関温度が低い機関暖機完了前には気化器から
供給された燃料の気化が十分ではなく、そのため
多量の燃料が液状のまま機関シリンダ内に供給さ
れ、その結果暖機完了後に比べて燃焼が悪くな
り、安定した機関の運転を確保できないという問
題がある。従つて、通常、暖気運転時には暖気完
了後におけるよりも濃い混合気を機関シリンダ内
に供給して安定した機関の運転を確保するように
している。しかしながらこのように濃い混合気を
機関シリンダ内に供給した場合には排気ガス中の
有害成分である未燃炭化水素（HC）並びに一酸
化炭素（CO）が増大するばかりでなく燃料消費
率が悪化するという問題を生ずる。従つて機関暖
機運転時において気化器から供給される液状燃料
を十分に気化することができれば機関シリンダ内
に供給される混合気を薄くしても安定した機関の
運転が確保でき、しかもこのような薄い混合気を
使用できることにより排気ガス中の有害成分を低
減できると共に燃料消費率を向上させることがで
きる。そこで本出願人は先に、機関暖機運転時に
おいて液状燃料の気化を促進すべく、例えば気化
器エアホーンの出口部に中空発熱体容器を取付
け、この中空発熱体容器を内筒と、外筒と、これ
らの内筒並びに外筒間に挿入された正特性サーミ
スタ素子（以下、PTC素子と称す）とにより構
成し、PTC素子を外部電源に接続される電極ユ
ニツトにより加熱することにより中空発熱体容器
の内筒を加熱するようにした吸気加熱装置を提案
した（特願昭55−169050（特公昭60−46263））。

本発明は斯かる型の吸気加熱装置の改良、特に
その電極ユニツト構造の改良に関するものである
ので、まず初めに本願発明の改良ベースであるこ
の吸気加熱装置の構成について第１図〜第９図を
参照して簡単に説明する。

第１図において、１は機関本体、２は吸気マニ
ホルド、３はマニホルド集合部、４はガスケツト
５を介してマニホルド集合部３上に取付けられた
合成樹脂材料製の断熱板、６はガスケツト７を介
して断熱板４上に固定された気化器を夫々示し、
この気化器６は１次側気化器Ａと２次側気化器Ｂ
とを有する。１次側気化器Ａは１次側エアホーン
８と、１次側メインノズル９と、１次側スロツト
ル弁１０とを具備し、２次側気化器Ｂは２次側エ
アホーン１１と、２次側メインノズル１２と、２
次側スロツトル弁１３とを具備する。第１図に示
されるように１次側気化器Ａの下端部の断熱板４
内には１次側エアホーン８と整列しかつマニホル
ド集合部３内に突出する中空発熱体容器１４が設
けられる。第２図並びに第３図に示されるように
この中空発熱体容器１４は薄肉の金属材料からな
る内筒１５と、薄肉の合成樹脂材料からなる外筒
１６とにより構成される。第４図に示すように外
筒１６は一様な内径を有する中間部１６ａと、中
間部１６ａよりわずかばかり大きな内径を有する
上端部１６ｂと、中間部１６ａよりも小さな内径
を有する下端部１６ｃとを有する。中間部１６ａ
と下端部１６ｃ間には第１環状肩部１７と、第１
環状肩部１７の下方に位置する第２環状肩部１８
とを形成する階段部１６ｄが形成される。中間部
１６ａの背面上には上端部１６ｂに隣接して断面
矩形の環状フランジ２０が一体形成される。更
に、外筒１６上には上端部１６ｃからフランジ２
０内に延びる切欠き２１が形成され、この切欠き
２１の底面２２は半径方向に延びる平坦面となつ
ている。この外筒１６は前述したように合成樹脂
材料から一体成形されるが金属材料から形成する
こともできる。

一方、内筒１５は第２、３、５図に示す如く断
面正八角形の中間部（接触表面部）１５ａと、円
筒状上端部１５ｂと、内筒状下端部１５ｃとを有
する。内筒状上端部１５ｂと内筒状下端部１５ｃ
とは等しい内径を有し、中間部１５ａはその全体
が内筒状上端部１５ｂ並びに内筒状下端部１５ｃ
から内方に膨出している。内筒状上端部１５ｂの
先端には外方に延びる階段状フランジ２３が一体
形成される。この階段状フランジ２３は内筒状上
端部１５ｂの先端から外方に延びる断面Ｌ字形の
内方フランジ部２３ａと、この内方フランジ部２
３ａの先端から更に外方に延びる断面Ｌ字形の外
方フランジ部２３ｂとにより構成される。更に、
内筒状下端部１５ｃの先端部には外方に延びる断
面Ｌ字形のフランジ２４が一体形成され、このフ
ランジ２４は第２図に示すように外筒１６の下端
部１６ｃ上にかしめ結合される。

また、第２図に示すように内筒１５と外筒１６
間には四弗素エチレンのような耐熱性弗素樹脂、
或いはシリコンゴムのような耐熱性ゴム材料から
なる絶縁リング２５が挿入され、この絶縁リング
２５は内筒１５の内包フランジ部２３ａ内に嵌着
される。

一方、第２図並びに第３図に示されるように内
筒１５と外筒１６間にはグラフアイトからなる環
状の弾性電極２９が挿入される。この弾性電極２
９は第６図に示されるように円筒状外周面３０
と、断面正八面体の内周面３１を有し、更に軸方
向に延びるスリツト３２によつて分離されてい
る。第３図からわかるようにこの弾性電極２９は
その内周面３１の八面体を構成する各平坦面が内
筒１５の八面体を構成する各平坦面と体面するよ
うに内筒１５と外筒１６間に挿入される。また、
弾性電極２９の軸方向長さは内筒中間部１５ａの
長さよりも短く、しかもこの弾性電極２９は内筒
中間部１５ａの領域内に配置されている。

内筒中間部１５ａの各平坦外周面部分と弾性電
極２９間にはPTC素子３３が挿入され、更にこ
れらの各PTC素子３３の外周壁を包囲するよう
に絶縁部材３４が挿入される。絶縁部材３４は第
７図に示すように帯状のアスベスト（第７図では
帯を環状に丸めた状態で示してある）からなり、
等間隔で８個の開孔３５が形成されている。一
方、各PTC素子３３は第８図に示すように矩形
輪郭形状をなす平板状に形成され、絶縁部材３４
の各開孔３５はPTC素子３３の輪郭形状とほぼ
等しい輪郭形状を有する。また、各開孔３５は等
間隔の各リブ３６によつて分離される。絶縁部材
３４の正八角形を構成する各平坦面は内筒１５の
正八角形を構成する角平坦外周面上に夫々配置さ
れ、絶縁部材３４の各開孔３５内に夫々PTC素
子３３が挿入される。

中空発熱体容器１４の上端部には半径方向外方
に延びる電極ユニツト３９が取付けられる。この
電極ユニツト３９は第９図に示されるように金属
製の断面Ｕ字形リング４０と、絶縁チユーブ４１
に被覆された帯状のマイナス側リード線４２と、
絶縁チユーブ４３により被覆された帯状のプラス
側リード線４４と、一対の端子４５，４６を具え
たコネクタ４７を具備する。絶縁チユーブ４１と
４３とは互いに重ね合わされ、この重ね合わされ
た絶縁チユーブ４１，４３の外周上にゴム材料か
らなるリテーナ４８が挿入される。

第９図に示されるようにマイナス側リード線４
２の内端部４９は上方に直角に屈曲され、この屈
曲内端部４９はリング４０のＵ字形断面内に溶接
される。また、マイナス側リード線４２の外端部
はコネクタ４７の端子４５に接続される。一方、
プラス側リード線４４の内端部５０はマイナス側
リード線４２の屈曲内端部４９とは反対側に下方
に向けて屈曲され、プラス側リード線４４の外端
部はコネクタ４７の端子４６に接続される。第２
図に示されるようにリング４０のＵ字形断面は外
筒１６の上端部１６ｂに嵌着され、内筒１５の外
方フランジ部２３ａがこのリング４０上にかしめ
られる。一方、プラス側リード線４４の屈曲内端
部５０は外筒中間部１６ａと弾性電極２９間に挿
入される。

第１図に示されるように断熱板４には互いに連
結した大径孔５１と小径孔５２とが形成され、大
径孔５１内に中空発熱体容器１４が配置される。
また、小径孔５２は２次側エアホーン１１と整列
配置される。大径孔５１並びに小径孔５２を画成
する断熱板４の内周壁面下側部にはその全長に亘
つて断面Ｌ字形の溝５３，５４が形成され、大径
孔５１の溝５３内に外周１６の外周壁面上に一体
形成されたフランジ２０が嵌着される。更に、断
熱板４の下側壁面上にはあり溝５５が形成され、
このあり溝５５内にリテーナ４８の内側部４８ｂ
が嵌着される。

次に上述の如き吸気加熱装置の作動について説
明すれば以下の通りである。

マイナス側リード線４２は接地され、プラス側
リード線４４は温度検出スイツチ１１０、中性点
電圧検出スイツチ１１１並びにイグニツシヨンス
イツチ１１２を介して電源１１３に接続される。
温度検出スイツチ１１０は機関冷却水温が例えば
60℃以下のときオン状態にあり、機関冷却水温が
60℃以上になるとオフ状態になる。一方、中性点
電圧検出スイツチ１１１は機関駆動のオールタネ
ータの中性点電圧が所定レベル以下のときオフ状
態にあり、この中性点電圧がレベル以上になると
オン状態となる。

PTC素子３３は電流供給開始時に大きな電流
が流れるために機関を始動すべくスタータモータ
を駆動しているときにはPTC素子３３に電流の
供給を開始しないようにする必要がある。このた
めに中性点電圧検出スイツチ１１１が設けられ
る。即ち、機関がスタータモータにより回転せし
められるときには中性点電圧は低く、機関が自力
運転を開始すると中性点電圧が高くなつて中性点
電圧検出スイツチ１１１がオン状態となり、
PTC素子３３に電流の供給が開始される。この
ようにPTC素子３３に電流の供給が開始される
とPTC素子３３は即座に温度上昇し、その結果
内筒１５も即座に温度上昇する。

一方、機関が始動すると１次側気化器Ａから供
給された燃料のうちの大部分の液状燃料は１次側
エアホーン８の内壁面に沿つて下降し、次いでこ
の液状燃料は内筒１５の内壁面に沿つて下降す
る。外筒１６は断熱材により形成されており、し
かもこの外筒１５は断熱板４によつて支持されて
いる。従つてPTC素子３３から発する熱のうち
のわずかな量が吸気マニホルド２並びに気化器６
に逃げるだけであり、PTC素子３３から発する
熱の大部分が内筒１５を加熱するために用いられ
る。更に、内筒１５の内壁面は液状燃料で覆われ
ており、従つてPTC素子３３から発する熱の大
部分が液状燃料を気化するために使用される。ま
た、内筒中間部１５ａは内筒上端部１５ｂから内
方に膨出しているので混合気中に浮遊する燃料液
滴が内筒中間部１５ａに付着しやすくなり、斯く
して燃料の気化を一層促進することができる。

一方、機関始動後暫くして機関冷却水温が60℃
よりも高くなると温度検出スイツチ１１０がオフ
状態となるためにPTC素子３３への電流の供給
は停止せしめられる。

尚、周知の如く、グラフアイトの熱伝導率は指
向性があり、円周方向の熱伝導率に比べて半径方
向の熱伝導率が低くなつている。従つてグラフア
イトはその半径方向に熱が伝導しずらく、弾性電
極２９は断熱作用を有することになる。前述した
ように外筒１６は断熱材より形成されており、し
かも弾性電極２９が断熱作用を有するのでPTC
素子３３から発生する熱の大部分を内筒１５の加
熱のために使用することができる。一方、グラフ
アイトはその円周方向に比較的伝導しやすいため
に内筒１５を均一に加熱することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の如き吸気加熱装置においては陽極リード
線４４及び負極リード線４２をリテーナ４８に組
み込み、これを更に発熱体容器に組み付けるよう
にしているためにその構造が複雑でかつ組立作業
が非常に厄介であるのみならず、リード線の取出
部から燃料が外部に漏れ出たりあるいは雨水や塵
埃等が逆に内部に侵入するという好ましからざる
問題を生じた。

本発明は斯かる問題を解決すべく外筒をリード
（導体）と共に樹脂モールドで一体成形すること
により、部品点数の削減、組付工程の低減、気密
性の向上を計り、延いては装置の信頼性向上並び
に製造コストの低減を達成せんとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

斯かる目的を達成するために本発明によれば燃
料供給装置から機関シリンダに至る吸気通路内
に、内筒と外筒とこれら内外筒間に挿入された
PTC素子とにより構成した中空発熱体容器を設
け、該PTC素子に通電することにより内筒を加
熱するようにした内燃機関の吸気加熱装置におい
て、前記内筒は薄肉の金属板により構成され、絶
縁材料にて形成された外筒にPTC素子への通電
のための陽極リードと負極リードとが一体的にモ
ールド成形され、陽極リードと負極リードの一方
は前記外筒の内周面に露出される部分を有し、陽
極リードと負極リードの他方は前記外筒の軸方向
の一端に露出される部分を有し、内筒と外筒とを
嵌合時にPTC素子は弾性電極を介して内筒と外
筒との間に挟み込まれ、前記内筒は横断面が多角
形状をなし、その多角形の内筒と弾性電極との間
に平板状のPTC素子が接触配置され、弾性電極
が外筒の内周面に露出した一方のリードの前記部
分に接触し、内筒の断面Ｌ字状の外方フランジ部
が外筒の軸方向の一端から露出した前記他方のリ
ードの部分に嵌合接触することを特徴とする内燃
機関の吸気加熱装置が提供される。

〔作用〕

内筒と外筒との嵌合によりモールド成形された
外筒のリードと内筒及び内筒との電気接触が同時
に確保され、弾性電極はこれらの接触が維持され
るように弾性力を発揮する。また、弾性電極は各
PTC素子を内筒に向け付勢し、PTC素子と内筒
とを接触維持せしめる。

〔実施例〕

第１０図に示す如く陽（正）極リード１４４及
び負極リード１４２は共に外筒１６と共に一体成
形される。即ち、外筒１６は樹脂によりモールド
成形される。即ち、外筒１６は樹脂によりモール
ド成形されるのでそのときにこれらリードをイン
サートモールドにより一体的に鋳込み成形すれば
よい。陽極リード１４４は第１２図に示す如く下
方に折り曲げられた内端部１５０を有する銅、ア
ルミ材等の電気伝導率の高い帯板から形成され、
一方、負極リード１４２は陽極リード１４４と同
一の材料で形成されリング状の端部１４０を有す
る。これらリード１４２，１４４の端部は第９図
に示す端子４５，４６に接続される。外筒１６と
リード１４２，１４４より成るモールド成形体に
弾性電極２９およびPTC素子３３を介して内筒
１５が挿入され、外筒の上下の端部が折り曲げら
れることにより組付けが行われる（第１４図参
照）。この際、フランジ２３ｂの部分が端部１４
０に接触され、内端部１５０の部分が弾性電極に
接触され、嵌合構造であるにも係わらず弾性電極
２９の付勢作用によつてこれらの部分の確実な電
気接触を図ることができる。また、弾性電極２９
はPTC素子３３を内筒１５に接触するように付
勢し、内筒１５と外筒１６との嵌合構造におい
て、PTC素子３３と内筒１５との良好な接触を
維持することができ、PTC素子３３からの熱を
内筒１５に良好に伝達することができる。尚、第
１４図において絶縁部材３４′は第２図に示され
る絶縁部材３４と絶縁リング２５とを一体的に成
形したものである。その他第２図と第１４図では
例えば内筒１５の下端形状等が若干相異している
が第１４図に示すものがより実物に近い形を示す
にすぎず、これらの相異は本発明とは直接関係な
い。また、外筒１６と断熱板４との間には好まし
くはシール部材８０が挿入され気密性を良くす
る。

〔効果〕

以上に記載した如く本発明によれば陽極リード
及び負極リードを外筒と一体的にインサートモー
ルドすることにより電極ユニツトの組付工程及び
部品点数の削減が図れると同時に、弾性電極の付
勢力によつてモールドされたリードと内筒及び外
筒との良好な電気接触を嵌合構造であるに係わら
ず確保することができ、かつ弾性電極によつて各
PTC素子を多角形状の内筒の対向面に向け押圧
し、内筒と外筒の嵌合構造における各PTC素子
と内筒との良好な接触を確保し、各PTC素子に
より発生する熱を内筒に確実に伝達することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願出願人の先願に係る機関吸気系の
側面断面図、第２図は第３図の−線に沿つて
みた発熱体容器の側面断面図、第３図は第２図の
−線に沿つてみた側面平面図、第４図は外筒
の斜視図、第５図は内筒の斜視図、第６図は弾性
電極の斜視図、第７図は挿入時における絶縁部材
の斜視図、第８図はPTC素子の斜視図、第９図
は電極ユニツトの側面断面図、第１０図は本発明
に係る通電用リードを一体的にモールド成形した
外筒を示す断面側面図、第１１図は第１０図の平
面図、第１２図は陽極リードの斜視図、第１３図
は負極リードの斜視図、第１４図は第１０図に示
す外筒を組み込んだ発熱体容器の断面側面図、第
１５図は第１４図の線方向斜視図。 ２……吸気マニホルド、４……断熱板、６……
気化器、１４……発熱体容器、１５……内筒、１
６……外筒、２０，２３，２４……フランジ、２
５……絶縁リング、２９……弾性電極、３３……
PTC素子、３４……絶縁部材、３９……電極ユ
ニツト、４０……リング、１４２……負極リー
ド、１４４……陽極リード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料供給装置から機関シリンダに至る吸気通
   路内に、内筒と外筒とこれら内外筒間に挿入され
   たPTC素子とにより構成した中空発熱体容器を
   設け、該PTC素子に通電することにより内筒を
   加熱するようにした内燃機関の吸気加熱装置にお
   いて、前記内筒は薄肉の金属板により構成され、
   絶縁材料にて形成された外筒にPTC素子への通
   電のための陽極リードと負極リードとが一体的に
   モールド成形され、陽極リードと負極リードの一
   方は前記外筒の内周面に露出される部分を有し、
   陽極リードと負極リードの他方は前記外筒の軸方
   向の一端に露出される部分を有し、内筒と外筒と
   を嵌合時にPTC素子は弾性電極を介して内筒と
   外筒との間に挟み込まれ、前記内筒は横断面が多
   角形状をなし、その多角形の内筒と弾性電極との
   間に平板状のPTC素子が接触配置され、弾性電
   極が外筒の内周面に露出した一方のリードの前記
   部分に接触し、内筒の断面Ｌ字状の外方フランジ
   部が外筒の軸方向の一端から露出した前記他方の
   リードの部分に嵌合接触することを特徴とする内
   燃機関の吸気加熱装置。