JPS6020653B2 - デイーゼル機関用始動補助装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディーゼル機関用始動補助装置に関し「特に
〜始動補助装置の加熱される部分がディーゼル機関の燃
焼空間内に露出するような始動補助装瞳に関する。

（従来の技術） 始動補助装置の加熱される部分がディーゼル機関の燃焼
空間内に露出するような始動補助装置は、電導性テープ
から形成された渦巻形に巻いた加熱要素を備える。

この加熱要素は、管状部村の端部の内部に位置する。加
熱要素の外方端部は管状部材に電気的に接続し「一方加
熱要素の内方端部はト管状部村内に延びている電導性ロ
ツドもこ電気的に接続している。このような始動補助装
置の例は、英国特許明細書第１１２７４５４号、米国特
許明細書第３４３４０１２号及び英国特許明細書第ｉ２
２２８１２号もこ開示されている。

この種の始動補助装置は使用寿命を長くすることが重要
であるがｔ始動補助装置特有の理由により、その使用寿
命は制限される。すなわち、第１の理由は、始動補助装
置の加熱部分が燃焼空間内に露出しているために「その
加熱部分が高温の燃焼ガスに繰り返しさらされるとにあ
る。第２の理由はト始動補助装置がディーゼル機関のシ
リンダヘッド‘こ装着されているために、その始動補助
装置がディーゼル機関の振動を受けることにある。第３
の理由は「始動補助装置を作動させるときに〜加熱要素
の温度が急速に上昇することにある。（発明が解決しよ
うとする問題点） 始動補助装置の初期の製造方法においては「加熱要素の
外方端部を管状部材の内面にスポット溶接していた。

この種の機造は「上述の米国特許明細書第３４３４０１
２号‘こ開示されている。この構造を備えた始動補助装
置は「加熱要素の破損によって非常に故障しやすい。始
動補助装置の加熱要素は常にディーゼル機関の燃焼室内
に露出しておりも従って、加熱要素は燃焼室内の高い温
度及び急激な圧力変動にさらされており「 さらにディ
ーゼル機関の振動を受ける。当初は「始動補助装置の故
障は、加熱要素を管状部材の内面に溶接するときに発生
した応力によるものと考えられていた。従って「溶接作
業中に発生する応力を減少させようとして、組立方法の
改善がされた。この改善方法として、管状部材にあらか
じめ接線溝を形成しておく方法が開発され「 この方法
に係る構造は上述の英国特許明細書第１２２２８１２号
に開示されている。この方法によれば、加熱要素の外方
端部を管状部材の接線溝に通して、スポット溶接により
「その外万端部を管状部村の外表面に固定している。さ
らに「溶接作業に基づく応力を回避するために、スポッ
ト溶接の代わりに、機械的圧力によって接線溝をかしめ
る方法もある。しかしながら、本願の出願人の実験によ
れば「機械的圧力によるかしめ方法で製造された始動補
助装置にあってもト故障率はさほど改善されなかった。
すなわち、この方法で製造された８０個の始動補助装置
を〜 ４気筒ディーゼル機関の最高出力条件で試験した
ところ、５０畑時間の目標寿命に達する前に６８個の始
動補助装置が故障した。この故障した６８個のうちの１
０個は「１０時間以内に故障した。そして〜故障の原因
はすべても管状部村の内表面上の接線導入口のところに
おける加熱要素の破損によるものだった。すなわち「加
熱要素の破損の理由は〜溶接作業中に生じた応力による
ものではなくて、ディーゼル機関内で始動補助装置を使
用している際に生ずる加熱要素内の応力によるものであ
ることが判明した。加熱要素内に応力を発生させる原因
としては「加熱要素が燃焼ガスによって繰り返し温度変
変動を受けることが挙げられさらにディーゼル機関の振
動が追加の原因となる。

加熱要素内に発生する応力は「特に、加熱要素の外方端
部と管状部村との接続部に悪影響を及ぼし「 この接続
部付近で加熱要素が破損しやすくなる。従って、本発明
は、加熱要素と管状部材との接続部付近でャディーゼル
機関の作動中に加熱要素内に発生する応力を減少させる
ことのできる始動補助装置を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するために「本発明の始動補助装置は
、従来の始動補助装置と比較して「次の特徴を有する。

すなわち、加熱要素の外方端部に連結された電動性テー
プのある長さが、加熱要素の平面に対して該平面を横切
る方向に延びており、さらにも加熱要素の自由端または
該自由端に隣接する部分がト加熱要素から離れた位置で
、始動補助装置の管状部材ないし体部に固定されている
。（実施例） 本発明の始動補助装置の一実施例につき、添附図面を参
照して下記に説明する。

図面において、始動補助装置は、形成された孔１１を有
する体部１０を備えている。

体部は、その一端において、拡大した断面を有すると共
に、スパナ等がこれに係合し得る如く非円形形状である
。更に、拡大部に隣接した体部の周辺には、ねじが形成
されていて、これによって始動補助装置は、機関のシリ
ンダヘッドの壁に形成された対応する孔内に装着される
。拡大部から離れた端部において、体部は円錐形部１２
を形成し、円錐形部１２は、機関のシリンダヘッドの孔
に形成された対応する部分と共に気密シールを形成する
。体部の拡大部から離れた端部いおける孔１１は、管状
部材１３に適応する拡大した直径を有し、管状部材１３
は、体部内に蝋付けないしその他で固定されている。管
状部材１３は、耐熱合金から作るのが好ましい。加熱要
素１４は、管状部材１３の内部に自由端に隣接して位置
し、このことは、第２図で更に明瞭に示されている。

加熱要素１４は、渦巻状に巻かれた抵抗テープを有し、
このテープの内側端部は、管状部材１３を通り孔１１内
へ延びるロッド１５に固定されている。セラミックのべ
−ド１６は、加熱要素１４もこ隣接して位置し、加熱要
素を支持する役目をしており、ロッド１５と管状部材１
３の内面との間に形成された空間は、電気絶縁材料、例
えばガラスで充満され、この材料は、気密シールを形成
する如く熔融凝固される。孔１１内の。

ッド１５の織部は、抵抗要素１７の一端に結合され、抵
抗要素１７は、絶縁支持部すなわち〇ツド１８を包囲し
ている。抵抗要素の他端は、別の金属ロッド１９へ結合
され、ロッド１９は、孔１１から延び、装着された端子
を有している。ロッド１９は、別のセラミックのビード
２０を貫通する。ビード２川ま、図示の如く体部の端部
を曲げて所定の位置に保持するか、またはロッド１９に
固定された端子によって保持してもよい。抵抗要素１７
は、ロッド１８，１９と共に、溶融ガラスの充填物によ
って孔１１内の所定の位置に保持されている。加熱要素
１４の外万端部は、管状部材１３に電気的に接続され、
加熱要素を形成する電導性テーブは、片側または両側に
絶縁被覆を有している。

加熱要素と抵抗要素との抵抗の温度係数は、抵抗の実際
の値に関連して選定される。従って、始動補助装置が電
源に接続されると、加熱要素１４は、冷たい状態にある
抵抗要素１７が小さい抵抗を有するが故に、加熱要素を
高電流が流れることによって速やかに加熱される。抵抗
要素が加熱され始めると、その抵抗が増大し、これによ
って、加熱要素を流れる電流の大きさが減少する。この
電流の減少は、加熱要素で消費される動力が減少するこ
とを意味する。従って、加熱要素は、非常に速やかに昇
温される如く設計可能であり、しかも自己破損を生じ得
ろ過熱の危険は軽減される。前述の如く、加熱要素は、
渦巻状に巻いたテープを有し、このテープは、巻付け作
業の前にロッド１５に固定される。次に、この加熱要素
は、ロッド１５に巻付けられ、適当な寸法になると、加
熱要素の外万端部において、テープのある長さ２１は、
加熱要素の平面にほゞ直角に延びる如く折り曲げられる
。第２図に示す如く、この長さは、加熱要素の外方端部
の外側にくるように折り曲げられるのが好ましい。次に
、テープの長さ２１は、加熱要素の主要部から離れた位
置で管状部村１３の端部に、２２で示した溶接によって
固定される。勿論、この溶接は、管状部材が体部に挿入
される前に行われ、巻いたテープが管状部材１３の端部
に挿入された後にのみ行われるものである。テープのあ
る長さ２１は、ビード１６の外周面と管状部村１３の内
面との間を通過し、第２図においてビード１６の下方で
、管状部材に溶接される。

従って、この溶接個所２２は、溶融ガラスの充填物の中
に埋め込まれることになる。その結果、溶接個所２２に
おいて、ディーゼル機関の振動に基づく応力の発生を防
止することができる。また、テープのある長さ２１は、
ビード１６の外周面と管状部材１３の内面にはさまれた
個所と、加熱要素１４の渦巻状の部分との間で、変形す
ることが可能である。従って、加熱要素１４は、温度変
動のもとで、多少とも変位することができ、熱応力の発
生が緩和される。テープのある長さ２１は、第２図に示
すように折り曲げるのが好ましいが、これは、このよう
にすると、入念に選定された寸法を有するビードＩ６の
周辺に平坦部を設ける必要がないことが経験上判明した
からである。しかしながら、長さ２１が反対方向に折り
曲げられ、従って〜 これが加熱要素の外方端部の内側
に在るようにすると、ビードが所定の位置に置かれたと
き、加熱要素の外万端部の領域に好ましくない応力が生
じない様に、ビー日こ平坦部を設けることが必要と考え
られる。ビード１６の主目的は、ガラスを融合するとき
、ガラスが加熱要素に流入するのを防止するためである
。図示していないが、管状部材と加熱要素との間の隙間
を調節するため、僅かに管状部材の自由端を変形するこ
とが可能である。この様にすると、加熱要素は、管状部
材の端部内に一層強固に位置することになる。他の一実
施例では、テープの長さ２１の端部は、管状部材を体部
に固定するのに必要な蝋付工程中に、管状部村または体
部へ固定される。

前者の場合では、加熱要素の外方端部は、直接管状部材
に結合されるが、後者の場合では、体部を介して間接的
に管状部材に結合される。前述の始動補助装置の体部と
管状部材とは、離脱用剤の塗装を備えてもよく、所要の
際に始動補助装置は、機関の孔から容易に離脱し得る。

ある場合には、それ自体が機関の孔にねじ込まれたアダ
プタを使用することが望ましく、次に始動補助装置はア
ダプ夕にねじ込まれる。必要なときは、ァダプタは、始
動補助装置の使用中にこれを更に冷却する様にしてもよ
く、これによって始動補助装置の使用寿命が延長される
。加熱要素が作用温度に到着する速度を増大するために
は、始動補助装置の熱的僧性‘ま、加熱要素の領域で低
減される。

この目的のため、第３図に示す如く、管状部材１３の自
由端は、縞少された全直径を有している。また、これは
、加熱要素が通電されていないとき、該加熱要素と管状
部材の端部とが、比較的高温になり得る効果を有し、こ
れによって自己浄化作用が促進される。（発明の効果） 本発明の始動補助装置では、加熱要素の外万端部が加熱
要素の平面を横切る方向に延びて加熱要素から離れた位
置で管状部村に固定されているのでｔ加熱要素の外万端
部と管状部村との接続部は、燃焼ガスにさらされる部分
から離れることになり温度変動を受けにくくなる。

従って、この接続部で、繰り返し温度変動に基づく熱応
力が減少し、加熱要素の外方端部の破損が防止される。
その結果、始動補助装置の故障率が非常に改善されて信
頼性が向上するという効果を奏する。さらに、加熱要素
の外方織部と管状部村との接続部が加熱要素から離れて
いるために、この接続部を溶融ガラス等の絶縁性充填物
で埋め込むことが可能になり、接続部に、ディーゼル機
関の振動に基づく応力が発生し１こく〈なる。

次に、本発明の効果の一例を述べる。

本発明の構成を有する２川固の始動補助装置を、４気筒
ディーゼル機関の最高出力条件で試験したところ、５０
既時間の目標寿命に蓬する前に故障したのはたった１個
であった。さらに、この故障した１個の始動補助装置に
ついても、故障の原因は、加熱要素の外方端部の破損に
よるものではなかった。これに対して、従来の始動補助
装置では、発明が解決しようとする問題点の項で述べた
ように、同機の試験において８の固中６８個が故障した
。これらの試験結果からも、本発明に係る始動補助装置
の信頼性が非常に向上したことが容易に理解される。

【図面の簡単な説明】

第１図は補助装置の縦断面図、第２図は製造過程中の補
助装置の一部の拡大図、第３図は補助袋贋の変更部分の
拡大断面図を示す。 １０・…・・体部、１３・…・・管状部材、１４・・・
・・・加熱要素、１５…・・・ロッド、１６・・・・・
・ビード、２１……テープのある長さ。 ＦＩＧ．ｌ． Ｆ’Ｇ．２． ＦＩＧ３１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 使用の際に、始動補助装置の加熱された部分が機関
   の燃焼空間内に露出する如く、機関のシリンダヘツド内
   に装着される種類のデイーゼル機関用始動補助装置にお
   いて、管状部材の内部かつその端部に、電導性テープか
   ら形成された渦巻形に巻いた加熱要素を備え、該要素の
   外方端部が、前記管状部材に電気的に接続し、該要素の
   内方端部が、前記管状部材内を延びている電導性ロツド
   に電気的に接続し、前記加熱要素の外方端部に連結され
   たテープのある長さが、該加熱要素の平面に対して該平
   面を横切る方向に延び、該加熱要素から離れた位置で、
   補助装置の前記管状部材ないし体部に、前記加熱要素の
   自由端または該自由端に隣接する部分が固定されている
   始動補助装置。 ２ 前記テープのある長さが、前記加熱要素を形成する
   テープと連続的につながると共に、該加熱要素の平面に
   対して該平面を横切る方向に延びる如く折曲げられてい
   る特許請求の範囲第１項記載の始動補助装置。 ３ 前記テープのある長さが、加熱要素の前記外方端部
   の外側から延びている特許請求の範囲第２項記載の始動
   補助装置。 ４ 前記テープのある長さが、前記管状部材にスポツト
   溶接されている特許請求の範囲第３項記載の始動補助装
   置。 ５ 前記テープのある長さが、前記管状部材を前記体部
   に蝋付けする際に、該管状部材または体部に固定される
   特許請求の範囲第３項記載の始動補助装置。 ６ 記管状部材が、その自由端において縮小された断面
   を有する特許請求の範囲第４項または第５項記載の始動
   補助装置。 ７ 前記管状部材の自由端が、該管状部材内に前記加熱
   要素を保持するのを助ける如く、内方に彎曲している特
   許請求の範囲第４項または第５項記載の始動補助装置。 ８ 前記管状部材の内壁と前記ロツドとの間にガラスの
   充填を有し、該ガラスの充填が、前記ロツドを前記管状
   部材内に位置させる如く作用する特許請求の範囲第１項
   記載の始動補助装置。 ９ 前記加熱要素と前記ガラスの充填との間に位置する
   セラミツクのビードを有する特許請求の範囲第８項記載
   の始動補助装置。