JPS5952724B2 - 内燃機関用始動補助装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃焼機関用始動補助装置に関する。

燃焼エンジン用の始動補助装置の一つの公知の型が英国
特許第１．４４７．９６４号に記載されておりこの公知
の装置は中空の長く延びた本体内に収納された耐火性の
電気的加熱素子を有する。

加熱素子は昇温させるため加熱電流が加熱素子に供給さ
れる電極棒により本体の一端に圧縮保持される。

更に、使用に際して加熱素子がエンジンの燃焼混合気に
あてられ燃焼混合気の着火を行うことが出来るよう前記
本体の一端には穴が形成される。

併しながら、この公知の構成では使用に際してエンジン
内に発生した熱い排気ガスは前記本体の一端に形成した
穴を通り本体の長さに沿って流れ加熱素子からは隔った
本体の端部においてさえも本体の内部は代表的には摂氏
７００度乃至９００度の高い温度に迄昇温される。

実際のところこのため始動補助装置の寿命が短くなるこ
とが確かめられており従って本発明の目的はこの欠点を
軽減或は除去することである。

従っである観点からする本発明は中空の長く延びた本体
と該本体内の一端に取り付けられた耐火性の電気的加熱
素子を有し前記本体の一端は使用に際して加熱素子がエ
ンジンの燃焼混合気にあて°られる少なくとも一つの穴
が形成され更に使用に際し昇温させるため加熱電流が加
熱素子に供給されるように本体を通って延在し加熱素子
に電気的に接続された電極棒を有し、前記電極棒は相対
的に移動可能で電気的に接続された二つの部分を有し且
つ前記本体の一端に対し加熱素子を圧縮して維持し本体
と本体の両端の中間位置の電極棒との間には熱抵抗性の
ガス流を制限するパツキン層が取り付けられこのため電
極棒と本体との間で軸方に自由な移動をさせ且つパツキ
ン層を通るガス流を実質的に阻止するようにした燃焼機
関用始動補助装置にある。

本体を通るガス流を阻止することにより始動補助装置が
燃焼エンジンに使用され加熱素子が昇温作動温度（通常
は摂氏約９００度）にある時パツキン層により本体の他
端は比較的に低温度（代表的には摂氏約１００度）に維
持される。

更に、電極棒は相対移動可能な二つの部分として形成さ
れまたパツキン層により電極棒と本体との間の軸方向移
動がなされるので、使用中電極棒、本体及び加熱素子間
に生ずる熱膨張差は始動補助装置に望ましくない歪みを
生じさせることなく調整することが出来る。

好ましくは、パツキン層は熱絶縁性材料で組成され、よ
り好ましくは硝子繊維スリーブを含む。

また、パツキン層は伝熱材で組成され好ましくは電極棒
の回りに巻回した複数回旋のアルミニウムホイルを有す
る。

好ましくは、前記パツキン層は半径方向の変形を受は本
体の内部と電極棒との間に必要なガス流制限をなすよう
本体と電極棒との間に変形保持される。

便宜上、パツキン層は本体により限定される各衝壁と本
体の内面に固定密封係合するつばとの間に保持されこの
場合衝壁間の距離は変形しない状態でのスリーブの長さ
よりも短かい。

別の観点からすると、本発明は中空の長く延びた本体と
該本体内の一端に取り付けられた耐火性の電気的加熱素
子を有し前記本体の一端は使用に際して加熱素子がエン
ジンの燃焼混合気にあてられるよう前記加熱素子と整列
した少なくとも−っの穴が形成され、更に使用に際し昇
温するため加熱電流が加熱素子に供給されるよう本体を
通って延在し且つ加熱素子と電気的に接続された電極棒
を有し、前記電極棒は相対移動が可能であり且つ電気的
に接続された二つの部分を有し前記本体の一端に対し加
熱素子を圧縮維持し前記本体は前記少なくとも一個の穴
及び本体の他端の方向に前記加熱素子から間隔を置いた
少なくとも一つの排気孔が形成され前記排気孔は前記少
なくとも一つの穴を通って本体の前記一端に入るガスを
逃げさせるようにした燃焼機関用始動補助装置にある。

排気孔はまた加熱素子から隔った本体の他端の温度上昇
を低くするように働らく。

と言うのは加熱素子の穴を通って前記本体の一端に入る
力スは排気孔を通って逃げる傾向にあり本体の他端へは
流れないからである。

排気孔を本発明の前記第１の観点のパツキン層と組み合
わせ使用すると最も有利な結果が得られる。

更に別の観点において、本発明は中空の長く延びた本体
と該本体内の一端に取り付けられた耐火性の電気的加熱
素子を有し前記本体の一端には使用に際し加熱素子がエ
ンジンの燃焼混合気にあてられる少なくとも一個の穴が
形成され使用に際し昇温するため加熱電流が加熱素子に
供給されるよう本体を通って延在し且つ加熱素子に電気
的に接続された電極棒を有し、前記電極棒は前記本体の
一端に対し加熱素子を圧縮維持し且つ前記電極棒は相対
的に移働可能な二つの部分間の相対移動に応じて屈曲し
得る導電性器により電気的に接続された相対的に移動し
得る前記二つの部分を有する燃焼機関用始動補助装置に
ある。

三部分を有する電極棒及び棒部分間の相対移動に応じて
屈曲し得る導電性器の使用により加熱素子と電極棒との
間の熱膨張差を加熱素子、電極棒の部分及び棒部分の間
の電気的接続に望ましくない歪みを生じさせることなく
調整することが出来る。

好ましくは、加熱素子は導電性で耐火性の焼結合成物を
有し該焼結合成物は各々金属を含有し比較的低い電気抵
抗を有する一対の端子部間に介在された比較的高い電気
抵抗の中心部を有する。

好ましくは少なくとも合成物の中心部は金属及びセラミ
ックの焼結混合物により組成される。

好ましくは、セラミックは金属酸化物である。

好ましくは端子部も金属及びセラミックの焼結混合物で
組成されるが各端子部における金属の量とセラミックの
量との比は中心部におけるそれよりも大である。

好ましくは、加熱素子の略々平坦な両端面はそれぞれ電
極の補足形状をした面と本体との間に保持される。

好ましくは前記本体の補足形状をした面は本体の残部か
ら分離されるがそれに関して固定された端部プラグによ
り限定される。

好ましくは、略々含有空気を有しない熱及び酸化抵抗性
の金属層が前記加熱素子の端面及び前記電極棒の補足形
状をしだ而及び本体の間に形成される。

添付図は本発明の一実施例による圧縮点火エンジン用始
動補助装置の断面図を示す。

この始動補助装置は導電性材料からなる中空円筒状の段
付本体を有し該段付本体は部分１１と部分］２に形成さ
れている。

本体部分１１はその両端１３．１４で開放しており且つ
該端子１３に於て内部ねじ山１５と一体形成されまた外
部ねじ山１６と一体形成されている。

使用に際しては、ねじ山１６により始動補助装置は圧縮
点火エンジンのシリンダヘッド壁に前記ねじ山１６の形
状と補足し合う形状のねし山をきった穴内に取り付けら
れる。

普通、本体部１１は軟鋼で形成される。他方の本体部１
２は普通ニッケル合金より形成され一方の開放端１７は
本体部１１内に受は入れられ本体部１１の端部１４にろ
う付される。

本体部１１内に締りばめとして配設されたつば１８は本
体部１２の端部１７に衝接するように取り付けられこの
場合つば１８は便宜上、鋼、銅或はアルミニウムにより
形成されている。

本体部１２の他端には開口１９が形成され該開口１９は
本体部１２内の本体の小径延在部を限定し且つ該開口１
９は端部プラグ２０により閉鎖され該プラグ２０は本体
部とは分離して形成されている。

前記プラグ２０は便宜上アーク溶接によって開口１つ内
に溶接される。

更に後者の場合にはプラグ２０及び開［］１９の壁に各
々補足ねじ山が形成されこれによりアーク溶接操作の前
にプラグ２０は開口１９内にねじ込まれる。

本体部２１はプラグ２０に隣接して複数個の角度間隔を
置いた穴２１が形成され前記穴２１を介して本体部１２
の内部は使用に際して始動補助装置が関連する圧縮点火
エンジンの燃焼混合気にあてられる。

更に、本体部１２はその両端の中間位置に排気孔２２が
形成され使用に際して穴２１を通って本体部１２に入る
ガスは排気孔２２を通って逃げることが出来る。

本体部１１，１２を通って軸方向に電極棒２３が延在し
該電極棒２３は第１の中空部２３ａを有しこの中空部２
３ａは便宜上鋼により形成されている。

前記電極棒２３ａは更に中空でない第２の部分２３ｂを
有しこの第２の部分２３ｂはエナメル被覆を有するニッ
ケル合金により便宜上形成される。

前記第２の部分２３ｂはその長さの大部分に沿って端部
キャップ２４により囲繞されておりこのキャップ２４は
中空で外側にねし山が形成されていて且つねじ山１５と
噛み合っている。

このためキャップ２４の頭部２４ａは本体部１１の端部
１３との間に銅製のワッシャ２５を把持する。

棒部分２３ａはその最外方端で沖空の電気コネクタ２６
に固定されこの電気コネクタ２６はキャップ２４から突
出し且つ外方にねし山が切られていて電極棒２３への外
部の電気接続の配設を容易ならしめている。

端部キャップ２４とコネクタ２６及び棒部分２３ａとの
間の間隙は固形の硝子シール２７により充填される。

更に、コネクタ２６は銀はんだにより銅製の組物２８の
一端に固定され前記銅製の組物２８はコネクタ２６及び
枠部２３ａ内の穴を通って自由に延在し且つ他端でも銀
はんだにより枠部２３ｂの一端に固定される。

組物２８により枠部２３ａと２３ｂとの間の可撓性の低
抵抗の電気接続がなされる。

端部キャップ２４から突出する枠部２３ａの最内万端の
回りには絶縁ワッシャ３０及び金属ワッシャ２９が取り
付けられる一方更に別の金属ワッシャ２９が枠部２３ｂ
の前記−力の端部の回りに取り付けられる。

端部キャップ２４と枠部２３ｂの前記一方の端部の刷部
との間でワッシャ３０と２９とに挾持されて螺旋状の圧
縮スプリング３１が配設されておりこの圧縮スプリング
３］は枠部２３ｂを端部プラグ２０の方に押圧しこのた
め枠部２３ｂの他端が加熱素子３２を端部プラグ２０に
対して押圧する。

枠部２３ｂはその他端で内方に段が付けられていて突出
指３３を限定しこの突出指３３の回りには締りは゛めと
してスリーブ３４が取り付けられこの取り付は位置から
前記スＩＪ−ブ３４は突出し加熱素子３２用の横方向支
持体となっている。

指部材３３、加熱素子３２、プラグ２０の集合端は平坦
な補足形状をなすよう機械にかけられこのため加熱素子
に対する十分な電気的接続がなされる。

加熱素子３２は導電性の耐火性焼結合成物の形をしてお
り一対の端部３５，３５と中心部３６とからなる。

前記端部３５，３５は電気接点を形成しており幾分かの
粉末クロム酸化物と混合した粉末焼結クロムで組成され
る。

又は前記中心部は加熱素子の高抵抗部を形成し且つ所望
の導電性を得るよう粉末クロムを添加した粉末焼結クロ
ム酸化物で組成される。

各端部３５での倹属量との酸化物量との比は中心部３６
に於るそれよりも大きい。

従って、例えば各端部３５は代表的に容量で粉末クロム
を５０％含有し粉末クロム酸化物を５０％を含有する一
方、中心部３６は容量で粉末クロム２４％と粉末クロム
酸化物７６％を含有する。

便宜的には加熱素子は本件出願人が所有する英国特許第
１、４４７．９６４号の方法で製造されまた中心部３６
は好ましくは０．０１乃至１０オームセンチメートルの
抵抗値を室温で有するようにされる。

図から明らかなように、加熱素子３２は指部材３３とプ
ラグ２０どの間に挾持されておりその中心部３６は本体
部１２の穴２１に隣接して位置付けられている。

従って、始動補助装置の圧縮点火エンジンでの使用に除
毛で部分３６はエンジンの燃焼混合気にあてられそして
加熱素子３２に電流を供給することにより部分３６の温
度は」−昇されて燃焼混合気は点火さノよる。

必要な電流はコネクタ２６及び電極棒２３によって加熱
素子３２に供給される。

使用の際の加熱素子３２の電気的接触抵抗を増すために
好ましくは実質的に含有空気の無く融点の高い熱及び酸
化抵抗金属からなる被覆が加熱素子の端面上に設けられ
る。

好ましくはこの金属被覆は０．０００２乃至０．００５
インチの厚さを有し公知の被覆技術によって形成される
。

例えば前記被覆は西ドイツのデメトロンの販売に係る３
０８Ａ型のキャリアリキッドの微細な白金粒からなるペ
ーストを加熱素子に供給することにより製造することが
出来る。

ペースト面は次いで加熱されキャリアリキッドを追い出
し被覆を焼結させるがこの操作は摂氏１０００度の温度
で空気燃焼させることによって便宜的に行なうことが出
来る。

また、ペーストは銀粒子で組成することが出来また金属
被覆はエレクトロレスニッケルメッキ或はクロミウムを
有する鉄メッキで形成することが出来る。

更にまた、金属層は加熱素子の端部と端部プラグ２０及
び指部材３３との間に小−ミクロン粒子の大きさの粉末
鋼−銀合金を導入しその粉末をつき固めて含有空気を除
去しそして粉末を焼結することにより形成される。

始動補助装置はまた熱抵抗性でガス流を制限するパツキ
ン層３７を有しこのパツキン層３７は枠部２３ｂとつば
１８との間に自由状態に取り付けられ実質的に排気孔２
２を通過して本体部１１の端部１３に向って流れる熱し
たガスを阻止する。

パツキン層３７は好ましくは枠部２３ｂ上のエナメル層
よりも硬くなく硝子繊維スリーブ（例えば、英国ロンド
ンに所在するアールニスコンポーネントリミテッド社か
ら″レッド″の商標名で販売される樹脂含有組織硝子繊
維スリーブ）組織石綿繊維或は石綿紐の如き熱絶縁性の
材料により組成される。

樹脂含有硝子繊維の使用は樹脂を含有しないものよりも
好ましい。

と言うのは前者は組立の際の機械的損傷に対する抵抗性
が大であり使用に際し熱的に劣化しにくいと思われるか
らである。

また、パツキン層３７はアルミニウムホイルの如き伝熱
性材料で形成してもよい。

後者の場合にはアルミニウムホイルは便宜的に０．００
１インチの厚さを有しパツキン層を形成するような枠部
２３ｂの回りに十回旋のホイルが巻回される。

あらゆる場合に、パツキン層３７は好ましくは本体部１
２の開放端１７とつば１８の内部衝壁３８との間に変形
挾持される。

衝壁３８と本体部１２の開放端１７との間の距離はパツ
キン層が変形されない状態でパツキン層の長さよりも短
かく形成されており従ってパツキン層は始動補助装置の
組立の際に長さ方向に収縮されると同時に半径方向に変
形される。

このように、バッ、キン層はつは１８と枠部２３ｂと係
合し実質的にパツキン層を通るガス流を阻止する。

使用に際して、加熱素子３２、指部材３３及び電極１３
の近傍に本体部１２は約摂氏９００度の温度まで昇温さ
れるが排気孔２２とパツキン層３７により本体部１２の
排気孔２２の領域は始動補助装置を組み立てた状態でそ
の排気孔２２が加熱素子３２の最内方端部３５とパツキ
ン層３７との中間に位置付けられるようにされている。

叙上の如き始動補助装置に於て、紐２８が略々ねじられ
ていないことを確かめることが望ましくまた装置組み立
てのためキャップ２４を本体部１１内にねじ込む時、紐
がねじられる傾向のあることが望ましい。

このように装置組立ての前に、紐はキャップを本体部１
１にねじ込むのに必要な方向とは反対の方向に半回転だ
けねじられる。

そして、組立操作の間に、紐２８はキャップ２４が本体
部１１の端部１３に対してワッシャ２５を把持する最終
位置の半回転以内迄本体部１１内にねじ込まれる迄はコ
ネクタ２６にはんだ付けされない。

その後、紐がコネクタ２６にはんだ付けされると、キャ
ップ２４はワッシャ２５に対し半回転だけねじ込まれこ
れにより紐２８のねじれは除去される。

叙上の如き装置組立に際し、開口１９は便宜的に開放し
たままにされ電極組立素子２３−３１が所定位置にある
時、加熱素子３２は開口１９を通ってスリーブ３４内に
挿入される。

そしてプラグ２０が開口部１９内に取付は溶接され、ス
プリング３１は押圧され加熱素子３２は指部材３３とプ
ラグ２０との間に圧縮される。

また、プラグ２０は組立操作の開始の際に開口１９内に
取付は溶接されそして装置の残り部材のプラグへの組み
込み操作がなされる。

叙上の始動補助装置の改良例に於ては、加熱素子３２は
便宜的に拡散ボンド法により指部材３３の自由端とプラ
グ２０とに冶金接合される。

これは部品を真空室に置き指部材３３及びプラグ２０を
それぞれ加熱素子３２の端部３５と物理的及び電気的に
接触させるよう押圧することにより行なわれる。

次で真空室は排気されて直流電源からの電流が組立体を
加熱するため加熱素子を通して電極棒２３とプラグ２０
との間に流される。

この場合、組立体の温度は棒２３、素子３２及びプラグ
２０間に金属拡散が生ずる値まで昇温され、これにより
プラグ２０及び棒２３は素子３２に接合される。

ある実用的な実施例によると、電極棒２３とプラグ２０
との間に１０アンペアの電流を８分間流し真空室を１Ｏ
−４）−ルまで排気すると満足のいく接合が得られた。

更に別の実施例においては、開口１９は本体部１２の穴
の残部と同径を有しこの場合プラグ２゜は環状ワッシャ
内に締りばめとして収められる。

ワッシャは開口１９内に順次、締りばめとなるよう配置
され加熱素子３２との電気的接触をなすようプラグ及び
ワッシャが開口内に挿入されると本体部１２の端部はワ
ッシャ及びプラグを越えて突出する。

ワッシャの突出端は組立体を適所に保持するため型付け
し、圧延し或はプラグ及びワッシャに亘って溶接される
。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明の一実施例による圧縮点火エンジン用始
動補助装置の断面図を示す。 図示、１１．１２・・・本体部、１５・・・内部ねし山
、１６・・・外部ねし山、１８・・・つは゛、２０・・
・プラグ、２１・・・穴、２２・・・排気孔、２３・・
・電極棒、２４・・・キャップ、２５・・・ワッシャ、
２６・・・電気コネクタ、２７・・・硝子シール、２８
・・・組物、３１・・・圧縮スプリング、３２・・・加
熱素子、３３・・・突出指、３４・・・スリーブ、３７
・・・パツキン層を夫々示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長く延びた中空の本体と該本体内の一端に取り付け
   られた耐火性の電気的加熱素子を有し前記本体の一端に
   は一個以上の穴が形成されでおり使用に際しては前記−
   個以上の穴を通って加熱素子はエンジンの燃焼混合気に
   あてられ更に使用に際して加熱電流が加熱素子に供給さ
   れて昇温するように本体を通って延在し且つ加熱素子に
   電気的に接続された電極棒を有し該電極棒は相対移動可
   能で電気的に接続された二個の部分を有し前記本体の一
   端に対し加熱素子を圧縮維持し更に本体の両端の中間の
   本体と電極棒との間には熱抵抗性の力゛電流を制限する
   パツキン層が取り付けられ電極棒と本体との間の自由な
   軸方向移動させ且つ実質的にパツキン層を通るガス流を
   阻止するようにした内燃機関用始動補助装置。 ２ パツキン層は熱絶縁材料で構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の始動補助装置。 ３ パツキン層は硝子繊維スリーブを有することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の始動補助装置。 ４ パツキン層は伝熱材からなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の始動補助装置。 ５ パツキン層は電極棒の回りに巻回した複数回旋のア
   ルミニウムホイルを有することを特徴とする特許請求の
   範囲第４項に記載の始動補助装置罰７６ 本体の内部と
   電極棒どの間に必要な力゛電流の制限をなすためパツキ
   ン層が半径方向の変形をうけるよう本体と電極棒との間
   で前記パツキン層が挟持変形されるようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに
   記載の始動補助装置。 ７ パツキン層は本体により限定される各衝壁及び本体
   の内面に固定係合するつばとの間に挾持され衝壁間の距
   離は変形しない状態で゛のスリーブの長さよりも短かい
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の始動補
   助装置。 ８ 前記本体は前記少なくとも一個の穴及び本体の他端
   の方向の前記加熱素子から間隔を置いた少なくとも一つ
   の排気孔を形成し、該排気孔は前記少なくとも一個の穴
   を通って本体の前記一端に入るガスを逃げさせるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項
   のいずれかに記載の始動補助装置。 ９ 電極棒の前記部分はその部分間の相対移動に応じて
   屈曲し得る導電性の紐によって電気的に接続されてなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項及至第８項のい
   ずれかに記載した始動補助装置。 １０ 中空の長く延びた本体と該本体内の一端に取り付
   けられた耐久性の電気加熱素子を有し前記本体の一端に
   は使用に際し加熱素子が江ンジンの燃焼混合気にあてら
   れるよう前記加熱素子と整列した少なくとも一個の穴が
   形成され、更に使用に際し昇温させるよう加熱電流が加
   熱素子に供給されるよう本体を通って延在し且つ加熱素
   子に電気的に接続された電極棒を有し前記電極棒は相対
   移動可能で電気的に接続された二個の部分を有し且つ前
   記本体の一端に対し加熱素子を圧縮維持し前記本体は前
   記少なくとも一個の穴及び本体の他端の方向の前記加熱
   素子から間隔を置いた少なくとも一個の排気孔が形成さ
   れ該排気孔は前記少なくとも一個の穴を通って前記本体
   の一端に入るガスを逃げさせるようにしたことを特徴と
   する始動補助装置。 ト１ 中空の長く延びた本体と該本体内の一端に取り付
   けられた耐火性の電気的加熱素子とを有し、前記本体の
   一端には使用に際し加熱素子がエンジンの燃焼混合気に
   あてられる少なくとも一個の穴が形成され更に、昇温さ
   せるため使用に際し加熱電流が加熱素子に供給されるよ
   う本体を通って延び且つ加熱素子に電気的に接続された
   電極棒を有し、該電極棒は前記本体の一端に対し加熱素
   子を圧縮維持し、前記電極棒は相対移動可動な二つの部
   分を有しこれらの二つの部分はこれら部分間の相対移動
   に応じて屈曲し得る導電性の紐により電気的に接続され
   てなることを特徴とする燃焼機関用始動補助装置。 １２ 加熱素子は導電耐火性の焼結合成物を有し該焼結
   合成物は各々金属を含有し且つ比較的低い電気抵抗を有
   する一対の端部間に介在させた比較的高い電気抵抗の中
   心部を有するこを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第１１項のいずれかに記載の始動補助装置。 １３ 前記焼結合成物の少なくとも中心部は金属の焼結
   混合物及びセラミックにより組成されたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１２項に記載の始動補助装置。 １４ セラミックは金属酸化物であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１３項に記載の始動補助装置。 １５ 端子部も金属の焼結混合物とセラミックで組成さ
   れるが各端子部における金属の量とセラミックの量との
   比は中心部のそれよりも大であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１２項乃至第１４項のいずれかに記載の始
   動補助装置。 １６ 加熱素子の略々平坦な両端面は各々電極棒及び本
   体の補足形状をした面の間に保持されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第１５項のいずれかに記載
   の装置。 １７ 前記本体の補足形状をした面は本体の残部から分
   離されかつそれに対して固定して形状した端部プラグに
   より限定されることを特徴とする特許請求の範囲第１６
   項に記載の始動装置。 １８ 略々含有空気のない熱及び酸化抵抗性の金属層が
   前記加熱素子の端面及び前記電極棒及び本体の補足形状
   をした面の間に設けられたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１６項或は第１７項に記載した始動補助装置。