| 【発明の名称】 |
気化器の感温制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】岡 和弘
【氏名】佐藤 滋
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| 【要約】 |
【課題】蓄熱性に優れると共に、構造が簡単で製作も容易であり、しかも、従来製品の外形を変えなくてよい気化器の感温制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】気化器に併設されたケース１内にＰＴＣヒーター５と、ＰＴＣヒーター５により作動するサーモワックス４と、サーモワックス４により気化器へ通じる流路を開閉する弁体が収容された感温制御装置において、ケース１内で、かつＰＴＣヒーター５とサーモワックス４に近接する場所に蓄熱用密閉空間２８を形成し、この蓄熱用密閉空間２８にＰＴＣヒーター５の温度変化内に溶融点を有する蓄熱物質としてワックス２９を収容したことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 気化器に併設されたケース内に発熱体と、該発熱体により作動するサーモワックスと、該サーモワックスにより気化器へ通じる流路を開閉する弁体が収容された感温制御装置において、前記ケース内で、かつ前記発熱体と前記サーモワックスに近接する場所に蓄熱用密閉空間を形成し、この蓄熱用密閉空間に前記発熱体の温度変化内に溶融点を有する蓄熱物質を収容したことを特徴とする気化器の感温制御装置。
【請求項２】 前記蓄熱物質が７０°Ｃ前後で溶融するワックスである請求項１記載の気化器の感温制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二輪車、四輪車の気化器の燃料制御弁、電子制御ガソリン噴射の空気制御弁等として適用できる感温制御装置で、特に、ＰＴＣヒータ等の発熱体とサーモワックスの組合せからなり、保温機能を有している感温制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料噴射装置付きエンジンの始動手段として、通常、運転時の空気量を制御するスロットルバルブに、これとは別に、バイパス路を設けると共に、このバイパス路にエアレギュレータを設け、このエアレギュレータの作動により付加空気をエンジンに供給する技術は、感温制御装置として公知である。
【０００３】感温制御装置は、ケース内に収容されたＰＴＣヒーター等の発熱体によりサーモワックスが加熱されることにより、バルブが作動してバイパス通路を開閉するものである。この感温制御装置の使用例として、例えば、オートバイスターター用のユニットがある。このオートバイスターター用のユニットでは、エンジンをかける時スイッチを入れることにより、ヒーターが作動する。、作動原理としては、外気の温度によりバルブの位置がサーモワックスにより決まっている。
【０００４】スイッチを入れた時点ではサーモワックスは外気によりリフトしているため、外気温に適合したバルブ位置のため、キャブへある程度始動しやすい量混合空気（燃料と空気の混ぜたもの）が供給されている。その後、ＰＴＣヒーターが発熱することにより、サーモワックスが外気に関係なくバルブを作動させて混合気の量を減少させ、最終的には、完全にバイパス回路を閉じる。
【０００５】逆に、エンジンを停止させる時、スイッチを切ると、ＰＴＣヒーターもＯＦＦになる為、ヒーターは発熱をやめ、外気冷却されて、最終的には、外気温でのサーモワックスのリフト位置に戻る。
【０００６】ところで、内燃機関の暖気運転時には、内燃機関に対する吸入空気量を制御して自動的に内燃機関の回転数を漸次減少させていく必要がある。また、外気温度に応じて空気流路が閉じられるまでの閉弁所要時間を変化させる必要があり、例えば、外気温度が低いほど閉弁所要時間を長くする必要がある。
【０００７】さらに、内燃機関の停止時においては、外気温度に応じて、空気流路が開かれるまでの開弁所要時間を変化させる必要があり、例えば、外気温度が低いほど開弁所要時間を短くする必要がある。
【０００８】前述のことから、オートバイスターター等の使用時には、車両側の機能として、ある程度の感温制御装置におけるサーモワックス温度上昇を緩やかにする要求と、逆に、エンジン停止時にＰＴＣヒーター等、発熱体のＯＦＦ後のサーモワックス温度の下降においても、緩るやかな作動要求がある。
【０００９】しかるに、感温制御装置におけるＰＴＣヒーターの温度上昇が早いので、チョークの解除、ファーストアイドルカム解除が早くなってしまったり、逆に、再始動時に温度下降が早いためオーバーリッチになって再始動不良を起こしやすくなるという問題がある。
【００１０】この要求に対応する従来技術として、例えば、■、特開昭５３−３８８１８では、サーモワックス（感温体）の周囲に設けたジャケットを循環するエンジン冷却水で、当該サーモワックスを保温すると共に、このエンジン冷却水温度を検知して、ニードル弁のニードルの変位量を定め、これによりバイパス路の通路面積を変化させてスロットルバルブを通過する空気量に対し、バイパス路を通過して合流する付加空気量を制御する方法が開示されている。
【００１１】また、■、特開昭５４−３６２１では、サーモワックスと、これを加熱する発熱体の保温手段として、これらの外側を保温ケースで覆うと共に、保温ケースの内側に保温空間を設ける工夫をしている。
【００１２】さらに、■、特開昭５７−１４８０４６では、発熱体に対設されるサーモワックスの感温部に、当該サーモワックスとの当接部にリング状突出部がある黄銅製のヒートマスを介設することで、前記感温部がヒートマスに隔離して囲繞されるように設けている。それにより、運転後のエンジン停止後のサーモワックスの冷却特性も、急冷されることなく、エンジン冷却特性に沿って徐冷されるため、テーパバルブが通路の絞りを急激に行わず、従って、温間再始動においては、その状態のエンジン要求空熱比に対応するブリードエア量を制御できることになり、オーバーリッチになることが防止され、再始動不良が避けられるというものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前記■、■の従来技術は、構造が複雑で製作コストがかり、また、感温制御装置の全体構成を変更することになり、実現性に劣る問題がある。
【００１４】また、■の従来技術は、ＰＴＣヒーターとサーモワックスの接触面積や金属での蓄熱効果を目的としたもので、構造が比較的簡単で、この点では現実的であるが、温度の上昇特性については、ヒーター容量の変更等で対応可能であるが、外気の影響でチョークがとけず、オーバーリッチになる可能性がある。また、ヒートマスとして金属では少量の効果しか得られず、そのためケース内の容量（容積）が大きくなるという欠点がある。
【００１５】本発明は、前記従来■、■、■等の先行技術の欠点を改良したもので、蓄熱性に優れると共に、構造が簡単で製作も容易であり、しかも、従来製品の外形を変えなくてよい気化器の感温制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明は次のよう構成している。第１の発明は、気化器に併設されたケース内に発熱体と、該発熱体により作動するサーモワックスと、該サーモワックスにより気化器へ通じる流路を開閉する弁体が収容された感温制御装置において、前記ケース内で、かつ前記発熱体と前記サーモワックスに近接する場所に蓄熱用密閉空間を形成し、この蓄熱用密閉空間に前記発熱体の温度変化内に溶融点を有する蓄熱物質を収容したことを特徴とする。第２の発明は、第１の発明において、前記蓄熱物質が７０°Ｃ前後で溶融するワックスであることを特徴とする。
【００１７】本発明によると、ワックス等の蓄熱物質に蓄熱された潜熱の効果で、発熱体が発熱をやめた後、サーモワックスの上昇と下降での作動を緩やかにでき、特に、空冷エンジン等の始動性を円滑に行わせるための空気制御弁、又は、燃料制御弁の機能向上を達成でき、排ガス等の低減につながるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る感温制御装置の使用例の概要図、図２は、図１の感温制御装置の縦断面図、図３は、ワックスと黄銅のそれぞれの比熱をグラフで示す図である。
【００１９】図１に示すように、感温制御装置Ａは、例えば、燃料噴射装置付きエンジンの始動手段として、運転時の空気量を制御するスロットルバルブ４２が設けられたメイン通路４３と別に設けられたバイパス路４４に配設されており、この感温制御装置Ａの作動により付加空気をエンジンに供給するように設けられている。
【００２０】図２において、感温制御装置Ａは、気化器に併設されたプラスチック製ケース１内にＰＴＣヒーター（発熱体）５と、このＰＴＣヒーター５により作動するサーモワックス（ワックス式熱応動伸縮装置）４等を収容して構成されている。
【００２１】さらに説明すると、プラスチック製ケース１は、略Ｌ字形筒体の断面形状であり、上部開口からサーモワックス４がケース１内に収容されている。サーモワックス４における金属製のボデイ上部４ａはボデイ下部４ｂよりも大径に設けられていて、ボデイ上部４ａの外周溝２３にОリング１４が嵌合され、このОリング１４をケース１の内壁２４に密接させることにより、その下部を密閉している。
【００２２】プラスチック製ケース１の下部開口端２５をラバーカバー９で密栓してあり、このラバーカバー９を水密的に挿通してリード線１０が導入されていて、各リード線１０の先端にそれぞれ第１と第２の端子７、８がそれぞれ第１と第２の接続導体２６、２６を介して、ＰＴＣホルダー６で保持されたＰＴＣヒーター５の上下の両面電極に導かれている。
【００２３】サーモワックス４のボデイ下部４ｂは、ボデイ上部４ａに比して径小に設けられており、ボデイ下部４ｂの周囲とプラスチック製ケース１内壁面との間には第１空間２８ａが形成されている。また、ボデイ下部４ｂとラバーカバー９の間には第２空間２８ｂが形成されている。第１と第２の空間２８ａ，２８ｂは、図示の構造を理解し易くするため便宜的に分けて説明するもので、この第１と第２の空間２８ａ，２８ｂは連通しており、かつ、後述の蓄熱物質の収容空間として同価値であり、両空間を合わせて蓄熱用密閉空間２８とする。つまり、蓄熱用密閉空間２８の上部側はОリング１４で密封されており、下部側はラバーカバー９がケース１の下部開口端２５を密栓することで閉塞されている。
【００２４】この蓄熱用密閉空間２８には、蓄熱物質として、例えば、７０°Ｃ前後で溶融するワックス２９が収容されている。結果、サーモワックス４のボデイの大部分と発熱体のそれぞれの周囲（近辺）は、蓄熱物質のワックス２９で覆われることになり、サーモワックス４の保温効果が向上する。ワックス２９は、７０°Ｃ以下では固体状であるから蓄熱用密閉空間２８から漏出しないのは勿論であるが、７０°Ｃ以上で液体に変化したときも蓄熱用密閉空間２８であるが故に漏出の恐れがない。なお、ワックス２９は温度上昇により体積が膨張するので、その膨張分を見込んで、予め蓄熱用密閉空間２８内に少しの空間を残して収納するのがよい。
【００２５】サーモワックス４の押圧杆体３０の先端は、可動保持部材３の凹部に嵌合されている。可動保持部材３の下端係合縁３２と、その外周に位置していてケース１の上部開口の内周ねじ部３１に螺合されたケースカラー２の内周上端との間にメインスプリング１１が弾装されていて、当該可動保持部材３を下向きに付勢している。
【００２６】ケースカラー２の上端部は、支持体３３の下部に形成された凹部３４にОリング１５を介して密に嵌合係止されている。さらに、支持体３３の下面に固定ねじ２２で固着された固定フック２１により、前記ケースカラー２と支持体３３とが結合されている。
【００２７】支持体３３の内部には、バイパス路４４における空気通路１８と、燃料通路１９と、混合気通路２０とが図示の配置で開孔されていて、燃料通路１９をニードル１７で開閉し、空気通路１８と混合気通路２０が接続する位置に設けられた弁孔４０を、空気用バルブ１６が昇降することで開閉する。
【００２８】空気用バルブ１６は中間部に仕切壁３５がある筒体形状で、下部筒体空間３６内に可動保持部材３の上部が昇降自在に嵌合しており、下部筒体空間３６の下端の係合縁３７と可動保持部材３の係合鍔３８が係合している。また、可動保持部材３の上端凹部３９と仕切壁３５下面側のＥリング１３との間に、リリーフスプリング１２を弾装することで可動保持部材３と空気用バルブ１６を連動させている。
【００２９】ニードル１７は、空気用バルブ１６の仕切壁３５の中心部に設けたガイド孔４１を昇降自在に挿通しており、ニードル１７の外周に設けられた切削溝にＥリング１３が係止してあって、このＥリング１３がリリーフスプリング１２で押上げられることにより、ニードル１７は空気用バルブ１６と一緒に上昇し、かつ、Ｅリング１３が仕切壁３５の下面に係止することで、その上昇が規制される。また、ニードル１７は、空気用バルブ１６とは独自に、燃料通路１９の圧力でリリーフスプリング１２に抗して下降できる。
【００３０】前記の構成では、エンジンスターターを作動させることで、通電回路が通電されることにより、ＰＴＣヒーター５が発熱し、そのＰＴＣヒーター５の熱は、サーモワックス４に伝わるので、そのサーモワックス４が伸長する。すなわち、押圧杆体３０がサーモワックス４のボデイから押出され、その押圧杆体３０により、メインスプリング１１の弾発力に抗して可動保持部材３が押上げられ、さらに、リリーフスプリング１２を介して、これに保持されているニードル１７と空気用バルブ１６が一緒に上昇し、閉弁方向に移動されていくので、空気通路１８と、燃料通路１９の流路断面積が漸次減少し、混合気通路２０を流れる空気と燃料の混合比が調節されるとともに、その流量も調節される。
【００３１】また、外気温度の高低によりＰＴＣヒーター５の発生する熱と外部に放出される熱の平行に到る温度差が生じ、そのため通電を開始してから制御弁が閉じるまでの時間は、外気温度の高低により変化する。さらに、電流を遮断すると、ＰＴＣヒーター５に蓄えられていた熱が徐々に外部に放出されていくので、電流が遮断されてから一定時間経過後に、前記メインスプリング１１の弾発力により、可動保持部材３で保持されている各部分が押し戻されて開弁されていくと共に、押圧杆体３０がサーモワックス４のボデイ内に押し込まれていく。
【００３２】この場合、ケース１内の蓄熱用密閉空間２８に収容されている蓄熱物質であるワックス２９がＰＴＣヒーター５の通電時に発生した熱を十分に蓄熱しているので、その潜熱効果により、ＰＴＣヒーター５へ電流が遮断されてから一定時間経過後も、サーモワックス４は急激に冷却されず、エンジンの冷却特性に近似して徐冷されてオーバーリッチを防ぎ再開始動性を良好にすることができる。
【００３３】つまり、前記サーモワックス４とＰＴＣヒーター５の近辺に形成した蓄熱用密閉空間２８にＰＴＣヒーターＯＮ，ＯＦＦ間で溶融する蓄熱物質であるワックス２９を挿入することで、その潜熱の効果により、温度の上昇と下降でのサーモワックスの作動を緩やかにする。このことは、実験で確かめられたので、以下それを説明する。
【００３４】図２に示すケース１内の蓄熱用密閉空間２８に、気体状態の空気と、液体状態の流体パラフィンと、固体状態のシリコンガスケットを個別に収容してエンジンを始動し、所定時間運転後停止して、これを繰り返して実験を行い、それぞれを比較した。ワックスは、１４０°Ｆ程度で溶融するワックスを使用した。その結果は、下記の表１のようになった【００３５】
【表１】
【００３６】また、図３にはワックスと黄銅のそれぞれの比熱をグラフで示している。同図から分かるように、一般的にワックスの比熱は、２〜２．５Ｊ／ｇ・°Ｃであり（比較例６−４黄銅０．３７７Ｊ／ｇ・°Ｃ）、溶融潜熱は２００Ｊ／ｇ・°Ｃ、つまり、ＰＴＣヒーターのＯＮ、ＯＦＦ間にワックスの溶融点を有すれば、１００°Ｃ分の熱エネルギーを有したことになる。表１は、このことを示している。
【００３７】前述のように、本発明の実施形態においては、サーモワックスとＰＴＣヒーターに近接する場所にＰＴＣヒーターの温度変化内に溶融点を有する（つまり、固体から液体に体変化する）蓄熱物質（例、ワックス）を設けたことで、空冷エンジンの始動性を円滑に行うための空気制御弁（バイスター）又は、燃料制御弁の機能向上（排ガス等）を達成できた。また、従来例に見られるような金属などのヒートマスに見られるような、スペース拡大のはね返りを抑えることができた。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、感温制御装置のケース内において、ＰＴＣヒーターなどの発熱体と、サーモワックスに近接する場所に蓄熱用密閉空間を形成し、この蓄熱用密閉空間に前記ＰＴＣヒーターの温度変化内に溶融点を有するワックス等の蓄熱物質を収容し、この蓄熱物質に蓄熱された潜熱の効果で、発熱体が発熱をやめた後、サーモワックスの上昇と下降での作動を緩やかにできるので、特に、空冷エンジン等の始動性を円滑に行わせるための空気制御弁、又は、燃料制御弁の機能向上を達成でき、排ガス等の低減につながるものであり、蓄熱性に優れると共に、構造が簡単で製作も容易である。しかも、本発明では、従来製品の外形を変えなくてよいという、実用上きわめて優れた効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９１０２６２８７
【氏名又は名称】富士精工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２４日（１９９９．１２．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０７２５０
【弁理士】
【氏名又は名称】林 信之
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１８２６１９（Ｐ２００１−１８２６１９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月６日（２００１．７．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６５８５０ |
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