JPS5933889Y2 - 吸気加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、電気式ヒートライザを用いたエンジンの吸
気加熱装置に関し、特にその電気的な制御回路に関する
。

従来、燃料の気化、気筒間分配向上のためにエンジンの
吸気管にＰＴＣセラ□ツクヒータヲ用イた電気式ヒート
ライザを設置することが知られている。

ＰＴＣセラ□ツクは、チタン酸バリウムを主成分として
おり、常温で低い電気抵抗を有し、高温のある温度例え
ば１２０℃で急激に極めて高い電気抵抗を持つようにな
る。

したがって、これをヒータとして吸気間に設ければ通電
と同時に迅速な温度上昇が得られ、これに衝突する燃料
を速やかに気化させるため、エンジンの始動が容易とな
り、又始動直後の運転もなめらかとなる。

とのＰＴＣセラミックヒータは、自己温度制御作用があ
って、前述のある温度（例えば１２０℃）以上では極め
て高い電気抵抗となって電力を抑制しこの温度を維持す
るが、この間もＰＴＣヒータは比較的大きな電力を必要
とする。

しかし、エンジンが完爆状態にあり、滑らかに運転され
ておれば、エンジン駆動のオルタネータ（発電機）から
の電力供給でこれは十分まかなうことができる。

ただエンジンが不調のため途中で停止してしまいこれを
運転者が知らずにいると、バッテリのみからＰＴＣヒー
タに電力が供給され、バッテリはあがってしまう。

また、エンジンが不調のため始動困難で長いクランキン
グを要したりするとその間にバッテリがあがってしまう
という不具合が生じる恐れも存在する。

これを回避するには、エンジンが完爆の状態にない時に
はＰＴＣセラミックヒータへの通電を停止すればいいの
だが、そうすると始動のさく・に完爆まで（クランキン
グ時）はＰＴＣセラ□ツクヒータには通電されず、始動
を容易ならしむるという効果が得られないということに
なる。

この考案は、上記の点に鑑みなされたもので、バッテリ
上がりを防止すると共にエンジンのクランキング時にも
吸気加熱及び燃料気化を行なって始動を容易にすること
を目的とする。

以下この考案を図に示す実施例について説明する。

第１図は自動車用エンジンの吸気管部を示すもので、１
は電気式ヒートライザであり、ケーシング２、ＰＴＣセ
ラミック３、上部スプリングホルダ４、下部スプリング
ホルダ５、コイルスプリング６、ステー７より構成され
ている。

ケーシング２はアルミニウム製であって、円筒部８と、
円筒の裾にあたるフランジ部９と円筒のふたにあたるヒ
ートライザ部１０とよりなっている。

１１はエンジンの吸気管であり、この吸気管１１に於て
一般にヒートライザ部と言われる。

スロットル弁１２の直下の部分は、円形にくり抜かれて
おり、その円形の孔１３にケーシング２が挿入されてお
り、そのフランジ部９でボルト９′により吸気管壁に固
定せられている。

ケーシング２０円筒部８にはＯリング１４が設けてあっ
て吸気管１１内と外気とのガスシールを行っている。

ケーシング２のヒートライザ部１０の外面は吸気管壁の
一部を構成するような位置にあって、吸気管壁と著しい
段差を生じないように設計しである。

ヒートライザ部１０の内面にはＰＴＣセラ□ツク３が導
電性の接着剤、例えばエポキシ樹脂に銀粉を混合させた
接着剤によって接着せられている。

ＰＴＣセラミック３はチタン酸バリウムを主成分として
焼結されたものであって、抵抗値が急上昇するキューリ
一点は例えば１２０℃である。

また、ＰＴＣセラミック３の形状は薄い円盤状であって
、円筒８の内径より一回り小さい。

ＰＴＣセラミック３はスプリング６によってヒートライ
ザ１０に押圧されており、このスプリング６はその両端
にスプリングホルダ４，５を備えており、ＰＴＣセラミ
ック３に接するホルダ４は正電極をもかねている。

ステーＴに接するホルダ５にはつめ５ａがステー７を貫
通して外側に伸びており、これが正電極の端子となって
（・る。

スプリング６は例えばリン青銅よりなり、ホルダ４，５
は銅板によって作られており、これらはいずれもＰＴＣ
セラミック３への通電回路を形成する役目を兼ねている
。

ステー７は非導電性の合成樹脂からなる薄い円盤であっ
て、サークリップ１５によってケーシング２０円筒部８
に支持されている。

吸気管１１にはウォータジャケット１６が形成してあり
、内燃機関を冷却した後の水１Ｔが導かれている。

この水１７の温度を感知して作動する水温スイッチ１８
が吸気管壁に設けられている。

この水温スイッチ１８としては、公知のバイメタル式の
もの、サーモフェライトの磁石とリードスイッチとを組
み合せたもの等を使用すればいい。

この水温スイッチ１８は、水温が６０℃を越えるとオフ
となり、６０℃以下ではオンとなるように作動する。

この水温スイッチ１８は、電気式ヒートライザ１への通
電を制御するためのスイッチ回路１９に接続される。

スイッチ回路１９には、この他イグニッションスイッチ
２０ 、 完爆スイッチ２１も接続されている。

完爆スイッチ２１はエンジンが完爆の状態にある時にオ
ンとなるスイッチであって、例えば吸気管負圧が６０ｍ
Ｈｇ以上の時にオンとなる負圧検出スイッチであっても
よく、又回転数が５００ｒｐｍ以上の時にオンとなる回
転数検出スイッチでもよい。

もちろん、オルタネータやレギュレータの発電電圧をそ
のまま入力信号として使用してもよい。

次に第２図によりスイッチ回路１９について説明すると
、これは電磁式リレー２２、タイマーを構成するコンデ
ンサ２３と抵抗値の高い抵抗２５、トランジスタ２４、
コレクタ抵抗２６、ベース抵抗２７から構成されており
、リレー２２の電磁コイルは水温スイッチ１８に直列接
続され、ベース抵抗２Ｔは完爆スイッチ２１に接続され
ている。

上記構成において作動を説明する。

エンジンを始動するためにイグニッションスイッチ２０
をオフからオンに反転すると、そｃｍ冷却水温はほぼ大
気温であって６０℃以下であるから水温スイッチ１Ｂも
オンであって、バッテリ２８の電流はリレー２２の電磁
コイルを通ってコンデンサ２３に流れる。

したがって、リレー２２の接点はオンとなり、バッテリ
２８の電流を電気式ヒートライザ１に供給する。

これによりクランキング中であっても吸気加熱が行われ
、エンジンの始動は容易になる。

コンデンサ２３はある一定時間、例えば約５秒で充電さ
れ、この時までにエンジンが完爆しておれば、完爆スイ
ッチ２１はオンとなっており、トランジスタ２４は導通
状態になるので、リレー２２の電磁コイルには電流が流
れ続け、電気式ライザヒータ１も継続して通電される。

しかし、コンデンサ２３の充電後に完爆しておらねば、
トランジスタ２４がオフのためリレー２２ノコイル電流
は微小なものとなって接点がオフし、電気式ライザヒー
タ１０通電か停止される。

もし、エンジンが不調で始動できず、イグニッションス
イッチ２００オンオフを繰返すことがあった場合、イグ
ニッションスイッチ２０のオフと同時にコンデンサ２３
は高抵抗２５を介して放電を始め、約１０秒で完全放電
するので、オフからオンまでの時間が１０秒以上あれば
前述の作動を再現するけれども、１０秒以下であれば、
電気式ヒートライザ１への１回当りの通電時間は短縮さ
れる。

特に、オフの後すぐオンにしたのでは、電気式ライザヒ
ータ１は通電されない。

始動に成功し、エンジンが完爆になって（・ればトラン
ジスタ２４は導通になっており、リレー２２はオンとな
って電気式ヒートライザ１へｑ通電はなされているが、
もし途中でエンジンが停止するようなことがあれば、完
爆スイッチ２１のオフによりトランジスタ２４は遮断さ
れ、リレー２２はオフとなって電気式ヒートライザ１へ
の通電は停止され、こうしてバッテリ２８の上がりは防
止される。

また、エンジンが完爆状態を維持し続けた場合、冷却水
温は１〜２分で６０℃を越え、その時水温スイッチ１８
はオフとなって、リレー２２もオフとなり電気式ヒート
ライザ１へＱ通電は停止される。

水温が６０℃を越えた状態での再始動時には、水温スイ
ッチ１８がオフとなって（・るためやはり電気式ヒート
ライザ１に通電されることはない。

なお、上記実施例ではコンデンサ２３に流れる電流をリ
レー２２のコイルに流して制御を行うようにしたが、ト
ランジスタを用いてコンデンサ２３の端子電圧に応じて
リレー２２をオン・オフするようにしてもよい。

第３図は、これを示したもので、第２図の回路に抵抗２
９〜３２、トランジスタ３３，３４及びダイオード３５
が付加され、リレー２２はコンデンサ２３に対して並列
的に接続されている。

しかして、コンデンサ２３が充電中で端子電圧が低いと
トランジスタ３３はオフでトランジスタ３４がオンし、
リレー２２はオンとなる。

またコンデンサ２３の充電が終了し、端子電圧が高くな
るとトランジスタ３３がオンし、トランジスタ３４がオ
フしてリレー２２はオフする。

こうして、電気式ヒートライザ１は上記実施例と同様に
通電が制御される。

また、上記実施例では完爆スイッチ２１として負圧検出
スイッチ、回転数スイッチを用（・たが、この代わりに
オルタネータによりバッテリが充電されているかどうか
をみるチャージランプ３６への信号電圧により制御する
ようにしてもよい。

この場合チャージランプ３６とトランジスタ２４とは抵
抗３γ、３８、トランジスタ３９からなる信号反転回路
を介して接続すればよい。

以上述べたようにこの考案によれば、エンジンの始動時
に、イグニッションスイッチオンと同時に電気式ヒート
ライザに通電を開始できてこれによりクランキング中の
燃料気化を促進でき始動を容易にできる。

また同時にイグニッションスイッチオンの後一定時間経
過後にエンジンが完爆の状態になかったら、電気式のヒ
ートライザへの通電を停止しており、これによってバッ
テリあがりを防止できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す全体構成図、第２図
は第１図図示のスイッチ回路を示す電気回路図、第３図
、第４図はそれぞれこの考案の他の実施例を示す電気回
路図である。 １・・・・・・電気式ヒートライザ、１１・・・・・・
吸気管、１９・・・・・・スイッチ回路、２０・・・・
・・イグニッションスイッチ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） 内燃機関の吸気管に設けられ、電気的通電に
   よって吸気を加熱する電気的発熱体と、前記電気的発熱
   体への通電を制御し前記内燃機関Ｏ運転、停止を行なう
   イグニッションスイッチとを備えた内燃機関において、
   前記内燃機関の完爆状態を検出する完爆状態検出手段と
   、前記電気的発熱体と前記イグニッションスイッチの間
   に電気的に直列に接続され、前記電気的発熱体への通電
   を制御する第２スイッチ手段と、前記完爆状態検出手段
   の信号に基づき該内燃機関が完爆状態の時は前記第２ス
   イッチ手段をＯＮとし、完爆状態でない時は前記第２ス
   イッチ手段をＯＦＦとするように制御する第１通電制御
   手段と、前記イグニッションスイッチが開から閉へ反転
   してから所定時間前記第２スイツチ手段をＯＮとするよ
   うに制御する第２通電制御手段とを備えることを特徴と
   する吸気加熱装置。
2. （２）前記完爆状態検出手段は機関の回転数が所定回転
   数以上のとき完爆と判定することを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の吸気加熱装置。