JPS6335183Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関の吸気系において気化器と吸
気マニホルドとの接合部に設置する吸気加熱装置
に関する。

従来技術 内燃機関の低温始動時に吸入空気の加熱を行な
つて燃料の微粒化を良好にし機関の運転性の改善
を図るため気化器と吸気マニホルドの接合部に加
熱装置を設置することが行なわれている。そして
この加熱装置における発熱体として最近正温度特
性発熱体（以下PTC発熱体という）が使用され
るようになつた。

このようなPTC発熱体を用いる吸気加熱装置
として、結晶性樹脂と導電性粒子とを主成分とす
るPTC素子をフランジ付円筒状に形成しこのフ
ランジ部に電極取り出し部を組み込み前記発熱筒
の内外周面に異極を構成するための電極メツキを
施した吸気加熱体を、前記フランジ部を気化器と
吸気マニホルドとで挾持することによつて、気化
器と吸気マニホルドとの接合部に保持させた吸気
加熱装置が提案されている（特開昭57−135253号
公報参照）。しかしこのような従来の吸気加熱装
置においては、発熱筒の内周面及び外周面全体に
亘つて異極を構成する電極メツキが施されるた
め、即ち、発熱筒の内外周面全体が加熱面（ヒー
タ面）を形成するため消費電力が比較的大きくな
る。しかるに特に自動車輌の内燃機関等にあつて
は限られた電源電力で種々の電気系統への消費電
力を確保しなければならないので、吸気加熱装置
に要求される最大の条件の１つは消費電力が少な
いということである。にも拘わらず従来の吸気加
熱装置はこの要求に十分応えているとは言い難
い。

ところで気化器内における混合気の霧化状態は
外気温、あるいは暖機完了の前後に応じて当然異
なつてくる。即ち、外気温が高いときや暖機完了
後は外気温が低いときや暖機完了前に比して吸気
加熱の必要性は少なくて済み、従つて混合気の加
熱の程度はこのような運転条件に応じて変化させ
て然るべきである。また、気化器内での混合気の
流れについて見ると燃料の分布は一様でなく、当
然燃料の吸出ポート（スローポート、アイドルポ
ート、メインノズル等）を設けてある側の気化器
本体内周壁面近傍の流れの方がその反対側内周壁
面近傍の流れよりも燃料を多く含んでいると考え
られる。従つて燃料の霧化を促進するという目的
からは発熱筒全周で均一に加熱するよりも燃料を
多く含んでいる混合気流の部分を他部に比して重
点的に加熱すべきである。斯かる要求には従来の
吸気加熱装置では対処し得なかつた。即ち、従来
の吸気加熱装置には発熱筒の部分加熱という構想
は全くなかつた。

そこで本願出願人は先に発熱筒の加熱面を複数
個に分割することにより発熱筒の部分加熱を可能
ならしめ、それにより機関運転状態に応じて適宜
不要な部分の加熱面への給電を選択的に停止する
ことにより、全体としての消費電力を低減せしめ
得るようにした吸気加熱装置を提案した（以下、
便宜上この型の発熱筒を分割メツキ型発熱筒と呼
ぶ）。これにより吸気を必要に応じて少ない電力
で部分加熱することができるため、従来消費電力
との関係で加熱を見合わせざるを得なかつた運転
状態のもとで吸気の加熱が可能となつた。更にま
たこれとは別に、少くとも一方の電極メツキを発
熱筒の外周あるいは内周全面に施すのではなく上
述の如き吸気中の燃料分布を考慮して燃料を多く
含んでいる吸気流れ部分に対応する発熱筒部分の
み部分的に電極メツキを施す技術も提案した（以
下、便宜上、この型の発熱筒を部分メツキ型発熱
筒と呼ぶ）。

扨て上述の如き分割メツキ型発熱筒あるいは部
分メツキ型発熱筒ではいずれの場合も少くとも一
方の電極メツキ（分割メツキあるいは部分メツキ
を有する方の電極メツキ）は非メツキ部分を有す
る。即ち、分割メツキ部分あるいは部分メツキ部
分は非メツキ部分があると、非メツキ部分に対応
する発熱筒部分はほとんど加熱しないのでメツキ
部分に対応する発熱筒部分に比し低温となつてい
る。そのため特に、非メツキ部分に境接するメツ
キ部分は非ツキ部分により冷却され、従つて
PTC特性によりその部位の発熱量が多くなり発
熱集中が生じ易いということが判明した。この発
熱集中はその部位の劣化を促進することにもな
る。

考案の目的 本考案の目的は上述の如き非メツキ部分を有す
る分割メツキ型あるいは部分メツキ型発熱筒にお
いて、少くともメツキ部分に隣接する非メツキ部
分に対応する発熱筒の肉厚を他部よりも大きくす
ることにより非メツキ部分に隣接するメツキ部分
の境界部での発熱集中を防止し、それによりこれ
ら境界部の劣化を防止せんとするものである。

考案の構成 上述の目的を達成するために本考案によれば、
非メツキ部分を有する分割メツキ型あるいは部分
メツキ型吸気加熱装置において非メツキ部分とメ
ツキ部分との境界部の発熱筒肉厚は部分的に大き
くなつている。

考案の作用 PTC発熱筒においては発熱量はその筒厚さが
大きくなる程小さくなるという特性を有するので
上述の如き構成することにより境界部での発熱集
中が防止できるものである。

実施例 本考案の実施例を図面に従つて以下に説明す
る。

第１図はPTC発熱体を組み込んだ内燃機関の
吸気加熱装置を示すものである。図中、１は気化
器本体であり吸気マニホルド２の上部に設けら
れ、これらの間に第２図に示す如きヒートインシ
ユレータ３を組み込み、このヒートインシユレー
タ３と気化器１と、吸気マニホルド２との間には
それぞれガスケツト４，５を介在させ、これらを
ボルト２１で合体させる構造となつている。６は
大略円筒状に成形されたPTC発熱体で、スロツ
トル弁２３の下方の気化器部分と吸気マニホルド
２との接合部に位置しかつヒートインシユレータ
３の支持凹溝２５内に支持され、スロツトル弁２
３からの混合気を吸気マニホルド２に導く役目を
するとともに此処を通過する吸気の加熱を行な
う。

発熱体６は、例えば結晶性樹脂と導電性粒子と
を主成分としたPTC素子によつて構成される発
熱円筒部７と、非発熱性の樹脂材のフランジ部８
とよりなる。このようなPTC素子は例えば結晶
性樹脂を溶融させ、この中にカーボンブラツク粒
子を加え、分散、混練した後、この混練物を微粉
砕し、この粉体中にガラス繊維配合熱硬化性ポリ
エステル樹脂を配合し、この配合物を型に入れ加
熱成形することにより円筒状に作ることができ
る。このようにして成形された発熱円筒部７は、
その上端の外周に非発熱性樹脂材からなるフラン
ジ部８が圧接、接着剤等により一体的に接合され
て発熱体６が構成される。

発熱円筒部７にフランジ部８を接合した後、発
熱円筒部７の内周面及びフランジ部８の上面にわ
たつて一方の極を形成する電極メツキ９を、また
発熱円筒部７の外周面及びフランジ部８の下面に
わたつて他方の極を形成する電極メツキ１０をそ
れぞれ施す。尚、発熱筒６の下端面はメツキされ
ない。

第３図は分割メツキ型発熱筒の一例を示す。電
極メツキの一方、例えば電極メツキ９が複数個、
例えば２個のメツキ部９Ａ，９Ｂに分割される。
メツキ部９Ａ，９Ｂは非メツキ部（フランジ部８
の一部及び発熱筒本体の一部）１３によつて相互
に電気的に分離される。図示実施例の場合、メツ
キ部９Ａはメツキ部９Ｂに比し表面積がはるかに
大きくなつているがその面積比は任意である。
尚、分割個数は２個に限られずそれ以上でもよ
い。分割個数を増やす程、発熱筒６の部分加熱制
御が可能となる。

フランジ部８の張出部１８には各メツキ部９
Ａ，９Ｂ，１０に対応する電極取出し金具１１
Ａ，１１Ｂ，１２が埋め込まれる。各金具１１
Ａ，１１Ｂ，１２の先端は夫々の電極メツキ９
Ａ，９Ｂ，１０にそれぞれ接続され、これら電極
取出し金具を介して各電極メツキに電圧が印加さ
れるようになつている。

以上のように構成した発熱体６を、第１図に示
すようにそのフランジ部８をヒートインシユレー
タ３とともに気化器１と吸気マニホルド２との接
合部に介在させボルト２１により固定して合体さ
せ吸気加熱装置を構成する。尚、インシユレータ
３の凹溝２５内に発熱筒６のフランジ部８を組み
付ける際に、該フランジ部に充てん剤を塗布して
おけばシール性を向上させることができる。

以上の如く構成した吸気加熱装置において、例
えばメツキ部９Ａ，９Ｂの極性は同一（陽極また
は陰極）にされ、メツキ部１０の極性は反対（陰
極または陽極）とする。

好ましくはメツキ部９Ｂは気化器のスローポー
ト２７、アイドルポート２９の下方に位置し、上
述の如くメツキ部９Ｂ近傍を流れる混合気の液膜
燃料が他部よりも多くなるようにする。また、こ
のような配置することによりアイドル運転時にも
スローポートから吸出された燃料の大部分がメツ
キ部９Ｂ近傍を流れることになる。尚、特に図示
はしないが、発熱体６にはその内部に燃料が浸入
するのを防止するため、全表面に被覆が施され
る。

第５図は部分メツキ型発熱筒の一例を示すもの
である。第５図においては外周メツキ部１０が非
メツキ部１０Ｃにより分離された部分メツキ１０
Ａ，１０Ｂから構成される。非メツキ部１０Ｃは
その直径方向反対側にも設けられている。メツキ
部１０Ｂは略々第３図のメツキ部９Ｂに対応する
角度位置にあり、メツキ部１０Ａはその直径方向
反対側にある。第５図の場合には第３図の場合の
如く切替制御を意図したものではなく、燃料の含
有量が比較的少い吸気流れに相当する部分の発熱
筒には電極メツキを施さないようにすることによ
り消費電力の節減を計つたものである。

以上に述べた分割メツキ型発熱体及び部分メツ
キ型発熱体の構成自体は本願出願人が先行出願に
おいて提案したものであり本考案の主題ではな
い。本考案はこのような非メツキ部分を有する発
熱体において非メツキ部とメツキ部との境界部に
生じる発熱集中を防止せんとするものである。

そのため本考案によればメツキ部と非メツキ部
との境界部近傍の発熱筒肉厚が第６，７図に夫々
５０，６０で示す如く相対的に厚肉となつてい
る。第６図は第３図に、また第７図は第５図に対
応する。

第８図はPTC発熱筒６の発熱量と筒厚さとの
関係を示す特性線図で、同図から明らかな如く筒
厚さが大きくなると発熱量は小さくなる。従つて
第６，７図における厚肉部５０，６０は相対的に
発熱量が小さくなるのでこの部分での発熱集中は
防止できる。即ち、非メツキ部分の肉厚を増す
と、メツキからなる電極間の抵抗が大きくなるの
で非メツキ部分からの冷却の影響にかかわらず、
メツキ部との境界部位の抵抗が大きくなり発熱量
が抑えられる。

これは、抵抗が大きくなれば発熱量が小さくな
るというPTC発熱体の特性によるものである。
厚肉部５０，６０への推移は好ましくは滑らかな
カーブを呈する。また第９図に示す如く厚肉部６
０を非メツキ部全面に亘つて延長させてもよい。
尚、第６図に示す実施例においてフランジ部８は
発熱しないのでフランジ部８上のメツキ部と非メ
ツキ部との境界部は厚肉にする必要はない。

尚、分割メツキ型発熱筒に本考案を適用した場
合に非メツキ部とメツキ部との境界部が厚肉とな
つているのでメツキ部の分割が容易に行える。即
ち一般的には発熱筒全体を一旦じやぶ付けでメツ
キした後にせんばん等により非メツキ部を削り出
し形成するのであるが、削りとる部分が厚肉状に
突出しているとそこのみを容易に削りとることが
できる。

考案の効果 以上の如く本考案によれば発熱集中をおこし易
いメツキ部と非メツキ部との境界部近傍の発熱筒
を相対的に厚肉とすることにより発熱量を低下せ
しめることが可能となりそれによりこの境界部の
劣化を防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は発熱体を組み込んだ吸気加熱装置の典
型的な構造の一例を示す縦断面図、第２図は第１
図に示されるヒートインシユレータの斜視図、第
３図は分割メツキ型発熱筒の一例を示す斜視図、
第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図は夫々第３図の
Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ線に沿つた断
面図、第５図は部分メツキ型発熱筒の一例を示す
斜視図、第６図は第３図の発熱筒に本考案を適用
した下面図、第７図は第５図の発熱筒に本考案を
適用した下面図、第８図は発熱筒の発熱量−筒厚
さ特性線図、第９図は第７図の変形実施例を示す
図。 ６…発熱体、７…発熱円筒部、８…フランジ
部、９Ａ，９Ｂ，１０…電極メツキ、１０Ｃ，１
３…非メツキ部、５０，６０…厚肉部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 正温度特性を有する発熱筒の内外周面に相互に
   異極を形勢する電極メツキを施すと共に少くとも
   一方の極の電極メツキは非メツキ部分により分離
   されたメツキ部分を具備して成る内燃機関用吸気
   加熱装置であつて、上記非メツキ部分とメツキ部
   分との境界部の発熱筒肉厚を部分的に大きくした
   ことを特徴とする内燃機関用吸気加熱装置。