JPS581988A - Ｐｔｃ素子を利用した加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は正の温度特性を示す素子（ＰＴＣ素子）を利用
し九加熱装置、特に結晶性樹脂と導電性粒子とを主成分
とする范嵩子を利用し九加熱装置に関する６本発明は−
えば内燃機関の吸気加熱装置として使用するのに適して
いる書 内燃機関の低温始動−Ｋ１１人空気の加熱を行なりて燃
料Ｏ微粒化を良好とし運転性の改善を図ることが行なわ
れる。このための手段として九発熱体を使用しえものが
最近開発されえ、ＰＴＣ発熱体は筒状と畜れその中心孔
を吸入空気が流通する構成となうていゐ、１ｋ人空気温
が低いと龜はＰＴＣ弛熱体は低電気抵抗値を持つ丸めそ
の通電量は大暑＜１ｋ）発熱量が大と嫌りて吸気加熱が
行なわれる。ｒｆｃ発熱体としては従来はセラミｙ／系
（例えば１ａｄｌｅｓを主成分とする）が採用１れてい
るが、材質的に脆いので、款気管への装着の丸め特別Ｏ
工夫を必要とすゐ０例えば円筒状のボ素子を金属性の電
極筒に８鳶し、この電極筒を気化器と吸気マニホルドと
６間の接合７ランジ部に締結すゐ等の構造をとっている
。しかしながら、かか為従来構造は次の様な種々の欠点
を呈する。即ち、（１）　　円筒状ＦＴＣＩ！子を電極
筒に入れ込むため外周面を精度良く仕上げなければなら
ない。

（２）マた、外側の電極筒が放熱筒として作用するため
、混合気と−タとしての効率が悪い。

（３）　　電極筒を介して熱が伝導する丸めま九ＰＴＣ
素子と電極との間の熱伝導が悪い九めヒータ効率が良く
ない。

（４）　　筒状ＰｒＣ素子の固定が困難で特に上下方向
の振動に対して弱い。

（５）　　電極筒とｐ’ｒｃ素子の熱膨鰻率が異ａｎ、
電気的接触を充分なものとする丸め、富温ではＰｒＣ素
子は内側方向にかな〉力を受ける構造となシ好ましくな
い。

本発明の目的は、電極筒を使用せずＫ　ＰｒＣ素子をそ
の支持体に直＊龜す付けることがで奄るような構造とし
、ＰｒＣ素子を利用しえ加熱装置の強度及び取付性を改
善すると共に１電気加熱装置としての効率の向上を図る
ことにある。

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。ｌ
ＩＡにおいて、本発＠Ｏ加熱装置を内燃機関の吸気加熱
装置として使用し九実施例が示しである。

本発明の加熱装置は、筒状の発熱体アッセンブリ１Ｇと
、この発熱体アラ竜ングリを支持すゐ支持体、即ちヒー
トインシュレータ２ｏとの組み合わせから成〕立ってい
る。筒状の発熱体アッセンブリ１（ｌ気化器（４１にス
ロー系）のスａ、）ル弁（ｌｉｔ示せず）の下流に位置
し、スロットル弁からＯ混合気を吸気マーホルト（図示
せず）に導く役目を果九すと同時に、それを通過するＩ
ＩＫ混合気の加熱を行なう。

本発−で用いる発熱体アッセンブリｌｏを構成するには
、まず結晶性樹脂と導電性粒子とを主成分とし正の温度
係数を示す、Ｐ″ｒＣ発熱素子１１を筒状に形成すみ、
このような１℃発熱素子は、例えば結晶性樹脂を溶融さ
せ、この中にカーｄ　ｙ　ｆ　９　　・ツク粒子を加え
、釡散、混練した後、この温練物（ を微粉砕し、この粉体中にガラス繊維配食熱硬化性ぼり
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〕筒状に作ることができる。

この筒状ＰｃＴ発熱素子１１はその軸方向の端部（上端
部）の外周部から外方に突出するフランジ１２が一体的
に形成される。この７ツンジ１２は発熱素子ｌｌと同じ
材料で一体的Ｋｌｉ成形してもよく、また、非発熱性の
樹脂材で構成し圧接又は接着剤などによりて発熱素子１
１に一体的に接合してもよい。

第１図の実施例では、円筒状Ｐ′ｒＣ発熱素子１１の端
部０片側に比較的幅の大きなフラン＝）１２を設けてい
る０発熱素子１１は丈〇内筒面及び外筒面にそれぞれ電
気メッキ層１３ｍ５１３ｋが形成されゐ。内筒面の電気
メツキ層３３ｍは、７フンジ１２の上面の約半分の領域
から端面を越えて７ラン／１．．２の下面の約半分の領
域までのびている（第１図０）参照）、−７Ｆ、外筒面
の電極メッキ層１３ｂは、７ランジ１２の下面の残〉の
約半分の領域から７ランジ＠面を越えて７ラング１２上
面の残シの約半分の領域までのびている（第１図に）参
照）、これらの電極メ、±、層１３ｍ、１３には互いに
接触しないようになってお東１．かつ少なくとも一定間
隔（通常、発熱素子１１の肉厚）以上互いに離れるよう
に形成されている。

以下余日 次に、発熱体アワセン１１Ｊ１０ｔ−支持体であるヒー
トインシュレータ２０に組み込む・この丸めに、ヒート
インシュレータ２０には発熱体ア、センブリ１００円筒
部を受は入れる穴２１とフランツ部１２を受は入れるた
めの凹所２２が設けられている・この凹所２２には、発
熱体アッセンブリ１０１ｉ組み込んだ時、７ランヅ１２
の下面の電極メッキ層１３ａｅ１３ｂにそれぞれ接触す
る電極板２３ｍ、２３ｂがそれぞれ並べて設置される。

これらの電極板２３ｍ、２３ｂＫはそれぞれ＋７−Ｐ線
２４ｍ、２４ｂが接続されている。従って、電極板２３
ｍ、２３ｋ及び発熱体アッセンブリ１０１ヒートインシ
、レータ２０に取り付けるには、まずリード！２４ｍ、
２４１＊を小孔２５ｍ。

２５ｋを通してインク、レータ２０の外部へ出し、電極
板２３ｍ、２３ｂを凹所２２内の所定位置に設置して、
ビス２６、ワッシャ２７：、ナツト２８でこれらをイン
シュレータ２ＯＫ締め付ければよい０発熱体ア、センブ
リ１０のフランツ部１２、電極板２３　ａ　ａ　２３　
ｂ　ｓ及びヒートインシュレータ２００凹所２２にはビ
ス締付用の孔が、設けられている。なお、ナツト２８は
ヒートインシュレータ２０ｔ）凹所２２Ｋｉｍｋｐ込ん
でおけば都合が良い、このようＫして、発熱体ア、セ／
プリｌＯがヒートインシュレーア２０に組み込まれると
同時に、電極板２３ｍ、２３ｂと電極メッキ層１３＆。

１３ｂ関ｏｍ接触がなされ、ＰＴＣ発熱素子１１への通
電が可能となる６発熱体ア、センブリ１００組付後は、
両側にがスケ、トを挾んで内燃機関の気化器（図示せず
）と吸気マニホルド（図示せず）関に本発明の加熱装置
が装着される。

このような本発明の加熱装置を内燃機関の吸気加熱装置
として使用すれば、低温始動時のように吸気温が低い時
はＰＴＣ素子１１の電気抵抗値が小さいことから大電流
が流れて発熱し、こヒを通る吸入空気の加熱が行なわれ
る。吸気温が十分高くなればＰＴＣ素子１１の電！抵抗
値は大きくなシ、電流が実質上流れなくなるので、発熱
は停止される・ 第２図に示す実施例は、構造、作用とも基本的　　＝に
は第１図の実施例と同様であるが、両電極板２３　ａ　
＃　２３　ｂにそれぞれ弾性ピン３０ａ。

３１ａ：３０ｂ、３１ｂを設け、その中へ弾性ピン３０
ｍ、３０ｂはヒートインシュレータ２０の窪み３２ｍ、
３ｊｂ（３２ａ＃ｉ図には見えない）に入り込み、電極
板２３ｍ、２３ｂがヒートインシュレータ２０に保持さ
れ、ｔた弾性ピン３１ａ。

３１ｂは発熱体アッセンブリ１ｏｏ１４み３３ａ。

３３ｂ（３３ｂは図には見えない）Ｋ入り込み、発熱体
アッセンブリ１Ｇが電極板２３ｍ、２３ｂに保持される
構造とした。このような構造によシ、ビス止め作業をよ
り簡略化することができる。即ち、電極板２３ｍ、２３
ｂｔ−取り付けた発熱体ア、センブリ１０の装着が単純
化される。なお、この実施例において、電極板２３ｍ、
２３ｂの孔３４１Ｌ＊３４ｂをねじ孔とし、ワッシャ２
７とす、）２８ｔ−省略することもできる。

第３図及び第４図に示す実施例は、フランジ１２ｍ、１
２ｂを円筒状発熱素子１１の直径方向の両側に設け、素
子の内筒面の電極メ、−？層ｔａａをフランジｌＺａの
上下面に、また素子外筒面の電極メ、ＩＰ層１３ｂを７
ランノ１２にの上下面にそれぞれ延長して込る６両フラ
ンジ部１２　ａ　ｎ１２ｂＫはネジ孔３５ｍ、３５ｂが
それぞれ設けられ、ビス２６［て電極板２３　ｍ’　＊
　２３　ｋ’がフランツ部１２ｍ、１２ｂにそれぞれ締
結される。ビス２６０頭部が筒状発熱素子１１の上面か
ら上方に突龜出さないように、フランツ部１２　ｍ　、
　１２ｂは素子１１の上面から引き込んでいる。他の構
造、作用は前述の実施例と同様である。

第５図及び第６図の実施例は、電極板２３ａ。

２３ｂｔ−フラン／１２ｍ、１２ｂに固定するためのビ
ス２６をヒートイン７シユレーー２０の孔を通してワッ
シャ４０、ナツト４１で固定することで、発熱体アッセ
ンブリｌＯをよシ強固にヒートインシュレータ２０に保
持させるようにし九−のである、なお、ビス２６はヒー
トインシュレータ２０の成形時に一緒に成形組込むこと
も可能である。

以上述べ九本発明の構成では発熱体アッセンブリｌＯは
フランツ付円筒として形成されていることから吸気管に
ｉｔｔ級取付することが可能であると共に、結晶性樹脂
中に導電性粒子を分散させ友プラスチ、り系の材質であ
るため強度的に十分てあり直接取付であっても何ら問題
は生ぜず、始めに述べ友従来のセラミ、り系９　ＰＴＣ
発熱素子を採用し次ものの欠点を解消できる。

また、発熱体アッセンブリｌＯのヒートインシュレータ
（支持体）２０への組み付け、及びこれらの内燃機関の
気化器への組み付けがきわめて容易となシ、かつ電極板
と発熱体アッセンブリとの間の接触面圧が確保され電気
加熱装置としての性能の向上を図ることができる。ま九
、本発明を内燃機関の吸気加熱装置として使用する場合
は、加熱部における気密の確保の点でも都合が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加熱装置の分解斜潰図であり、繭１俵
）図はａＩ１図の線Ａ−＾における断面図、第１Φ）図
はＷ、１図の１ｎ−Ｂにおける断面図、第２図は第１図
に類似する本発明の他の実施例の分解斜視図、縞３図は
本発明の更に他の実施例の平面図、！４図Ｆｉ第３図の
ｍ＊−■における断面図、嬉５図は第３図に＠似する本
発明の更に他の実施例の平面図、第６図＃：を第５図の
線■−■における断面図である。 １０・・・発熱体アッセンブリ、□１１・・・ＰＴＣ発
熱素子％　　１ｌｉ２ａ＊１２ｂ・・・７ランノ、１３
ａｓｌ！ｌｋ＋・・・電極メッキ層、２０・・・支持体
（ヒートインシュレータ）、２３ｍ、２３ｂ・・・電極
板。 特許出願人 ト冒タ自動車工業株式金社 松下電器産業株式会社 特許出願代理人 弁理士　青水　朗 弁理士　　丙　館　和　之 弁理士　樋口外泊 弁理士　山口昭之 第１図　　　　　　’ｆ　１（Ａ）＋　−！第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、結晶性樹脂と導電性粒子から成シ正の温度係数を示
   す発熱素子を筒状に形成し、腋部状発熱素子の軸方向の
   端部Ｑ外肩部から外方に突出するフランジを設け、筒状
   発熱素子の円筒面及び外筒面に形成したそれぞれの電極
   層を相互に接触しないように前記７ランジの軸方向の少
   なくともいずれかの面までそれぞれ延長して成る発熱体
   アッセンブリと；該発熱体アッセンブリを支持している
   時、前記フランジ面の電極層にそれぞれ接触する電極板
   を有する支持体と；前記フランジ面の電極層を前記電極
   板にそれぞれ接触せしめるように前記発熱体アッセンブ
   リを前記支持体に締結する手段とを含む、けＣ素子を利
   用し九加熱装置。