(57)【要約】【課題】コンパクトで発熱溶損に対する信頼性を向上させること。【解決手段】エンジンのＰＣＶバルブ１には、同バルブ１の弁体１０等を加熱するための電気ヒータ６が設けられる。電気ヒータ６は、筒形の樹脂製ボビン２１の外周に線材２２ａを巻き付けてなるコイル２２より構成される。線材２２ａには、その材質特性として体積抵抗率及び抵抗温度係数が共に相対的に大きいことを条件として選定された「黄銅線」が使用される。線材２２ａに選定された「黄銅線」の抵抗温度係数は、電気ヒータ６が少なくとも６０分の連続通電を許容する値を有する。ＰＣＶバルブ１は、樹脂より構成されたハウジング３を備え、そのメインハウジング４に電気ヒータ６が一体成形される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気系部品に設けられ、前記吸気系部品の可動部を加熱するための加熱部材をホルダに組み付けてなる吸気系部品の加熱装置であって、
前記ホルダは筒形をなし、前記加熱部材は、前記ホルダの外周に線材を巻き付けてなるコイルであり、前記線材は、その材質特性として体積抵抗率及び抵抗温度係数が共に相対的に大きいことを条件として選定されたことを特徴とする吸気系部品の加熱装置。
【請求項２】
前記線材は、黄銅線より構成され、前記ホルダは、樹脂より構成されたことを特徴とする請求項１に記載の吸気系部品の加熱装置。
【請求項３】
前記線材の抵抗温度係数は、前記加熱部材が少なくとも６０分の連続通電を許容する値に設定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸気系部品の加熱装置。
【請求項４】
前記吸気系部品は、樹脂より構成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の吸気系部品の加熱装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の吸気系部品の加熱装置を制御する制御装置であって、
前記エンジンの運転状態と前記材質特性に基づいて前記加熱部材に対する通電を制御する制御手段を備えたことを特徴とする吸気系部品の加熱装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの吸気系部品に設けられて同部品を加熱する吸気系部品の加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術して、例えば、下記の特許文献１〜６に記載される技術が知られている。特に、特許文献１には、内部に弁室を郭定するバルブケースを備え、そのバルブケースの外周部に電気ヒータを有するＰＣＶバルブが記載されている。ここで、電気ヒータとして、ＰＴＣヒータが用いられている。このＰＣＶバルブは、電気ヒータがブローバイガスが流れる弁室の中に曝されないことから、ガス中に含まれる油等が焼損するおそれがなく、小型で簡易なものとなっている。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−１２２３１３号公報
【特許文献２】実開平０４−１１７１２９号公報
【特許文献３】特開２００１−２１４９９５号公報
【特許文献４】実開昭６０−０９８７０９号公報
【特許文献５】実開平０５−０８７２１２号公報
【特許文献６】特開平１０−２０５３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のＰＣＶバルブにつき、ＰＴＣヒータの代わりにボビンに線材を巻き付けてなるコイル式ヒータを用いることが考えられる。この場合、線材を銅線で構成したとすると、銅線の線径を小さくしなければコイルを広範囲に薄く形成することができない。また、線材をニクロム線で構成したとすると、狭い範囲で局部的にコイルを薄くできるものの、自己温度を制御できないことから、コイルの発熱溶損が懸念され、連続通電ができないという問題があった。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、広範囲をコンパクトで発熱溶損に対する信頼性を向上させた吸気系部品の加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの吸気系部品に設けられ、吸気系部品の可動部を加熱するための加熱部材をホルダに組み付けてなる吸気系部品の加熱装置であって、ホルダは筒形をなし、加熱部材は、ホルダの外周に線材を巻き付けてなるコイルであり、線材は、その材質特性として体積抵抗率及び抵抗温度係数が共に相対的に大きいことを条件として選定されたことを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、コイルを構成する線材の材質特性として、体積抵抗率が相対的に大きいことから、所定の発熱量を得るためのコイルの巻数が少なくなる。併せて、その線材の材質特性として、抵抗温度係数が相対的に大きいことから、自己温度を制御可能である。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、線材は、黄銅線より構成され、ホルダは、樹脂より構成されたことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、黄銅線を線材に使用することで、請求項１に記載の発明の作用が得られる。ホルダが樹脂より構成されるので、ホルダが軽量化される。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、線材の抵抗温度係数は、加熱部材が少なくとも６０分の連続通電を許容する値に設定されたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、線材の抵抗温度係数の値を特定することにより、加熱部材は自己温度を制御可能であり、少なくとも６０分の連続通電が可能となる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、吸気系部品は、樹脂より構成されたことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加え、吸気系部品を樹脂成形する際に、ホルダに組み付けてなるコイルを、吸気系部品にインサート成形することが可能となる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の吸気系部品の加熱装置を制御する制御装置であって、エンジンの運転状態と材質特性に基づいて加熱部材に対する通電を制御する制御手段を備えたことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加え、エンジンの運転状態と材質特性に基づいて加熱部材に対する通電が制御されるので、特定材質からなる加熱部材につき、その動作環境条件に応じて加熱部材の温度が調整されることとなる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、コイルの層数を減らして全体をコンパクトにすることができ、発熱溶損に対する信頼性を向上させることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、ホルダの分だけ全体を軽量化することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、吸気系部品の凍結防止に有効となる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加え、吸気系部品と一体化させることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の加熱装置につき、加熱部材の発熱溶損に対する信頼性を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下、本発明における吸気系部品の加熱装置をＰＣＶバルブに具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１に、本実施形態のＰＣＶバルブ１を断面図により示す。この実施形態では、ＰＣＶバルブ１が本発明の吸気系部品に相当する。周知のように、ＰＣＶバルブ１は、エンジンの燃焼室からクランクケースへ漏れ出たブローバイガスを再びエンジンの吸気系へ戻して大気への放出を防止するブローバイガス還元装置に設けられる。図１に示すように、ＰＣＶバルブ１は、中空形状をなす樹脂製のハウジング３を備える。このハウジング３は、互いに組み付けられたメインハウジング４とサブハウジング５から構成される。
【００２３】
メインハウジング４は、その上部に形成されたコネクタ部４ａと、内部に一体的に設けられた電気ヒータ６とを含む。メインハウジング４の外周には、シールリング８が装着される。サブハウジング５は、その一端部外周５ａをメインハウジング４の他端部内周４ｃに圧入して超音波溶着することで、メインハウジング４に組み付けられる。サブハウジング５の他端部は、パイプ継手５ｂをなす。このパイプ継手５ｂには、パイプが接続され、そのパイプがエンジンの吸気系に接続される。ハウジング３は、メインハウジング４の一端部外周の雄ネジ４ｂがエンジン本体の取付孔の雌ネジに締め付けられることで、その取付孔に取り付けられる。
【００２４】
メインハウジング４の中空部は弁室４ｄを構成する。弁室４ｄは、その軸線方向の一端に入口４ｅを含む。この入口４ｅは、メインハウジング４の一端壁に形成されてエンジン本体の側へ連通する。サブハウジング５は、メインハウジング４の弁室４ｄに連通する中空部５ｃを含む。弁室４ｄと中空部５ｃは、互いにブローバイガスの通路を構成する。メインハウジング４とサブハウジング５との間には、円環状をなす弁座９が挟まれて設けられる。弁座９は、伝熱性の良い伝熱部材（例えば、金属）により形成される。この弁座９に対応して、弁室４ｄの中には、その軸線方向へ移動可能に弁体１０が設けられる。この弁体１０は、耐久性向上の観点から鉄等の磁性体で棒状に構成され、弁座９を貫通可能に設けられる。弁体１０は、その先端部が段階的に縮径した形状をなす。従って、弁体１０が軸線方向へ移動変位することにより、弁座９と弁体１０との間の隙間の大きさ（開度）が変わる。この弁座９と弁体１０との隙間が、弁室４ｄの軸線方向の他端に位置する弁室４ｄのガス流量調節部１３を構成する。
【００２５】
弁体１０は、その基端部、すなわち入口４ｅの付近に位置する入口側端部がフランジ１０ａをなす。このフランジ１０ａは、その外周面が弁室４ｄの内周面を摺動可能に設けられる。フランジ１０ａは、その一部にブローバイガスの通過を許容する切欠を含む。弁座９とフランジ１０ａとの間には、圧縮スプリング１１が設けられる。このスプリング１１は、弁体１０を弁室４ｄの入口４ｅの方向へ付勢する。また、弁体１０の先端部分は、弁座９を貫通してサブハウジング５の中空部５ｃに侵入可能に設けられる。サブハウジング５の中空部５ｃには、別の圧縮スプリング１２が、弁体１０の先端に接触可能に設けられる。
【００２６】
図１に示すＰＣＶバルブ１が、エンジン本体に取り付けられた状態において、エンジン運転時には、サブハウジング５の中空部５ｃに、エンジンの吸気系からパイプを介して吸気負圧が作用する。また、エンジン本体の内部に充満したブローバイガスは、入口４ｅからメインハウジング４の弁室４ｄに侵入し、そのガス圧力が弁体１０に作用する。このとき、吸気負圧とガス圧力がスプリング１１の付勢力に抗して弁体１０に作用することにより、弁体１０が弁座９へ向けて軸線方向へ移動し、弁座９と弁体１０との間の隙間、すなわちガス流量調節部１３の大きさが変わる。これにより、メインハウジング４の弁室４ｄからサブハウジング５の中空部５ｃへ抜ける、すなわちＰＣＶバルブ１で計量されるブローバイガスの流量が調節される。弁体１０は、その先端がサブハウジング５の中空部５ｃの中のスプリング１２に当接することで、その移動が規制される。つまり、弁体１０は、ブローバイガス流量を調節するために作動する。
【００２７】
上記した電気ヒータ６は、少なくとも弁体１０及び弁座９を加熱するために設けられる。この実施形態で、電気ヒータ６は、ＰＣＶバルブ１の可動部である弁体１０及び弁座９を加熱するための本発明の加熱装置に相当する。ここで、電気ヒータ６の構成について詳しく説明する。図２に、電気ヒータ６を平面図により示す。図３に、図２のＡ−Ａ線断面図を示す。図４に、電気ヒータ６の正面図を示す。この電気ヒータ６は、メインハウジング４の内部に設けられる。電気ヒータ６は、軸線方向両端に大小のフランジ２１ａ，２１ｂを有する円筒形状をなすボビン２１と、ボビン２１の外周に巻き付けられて配置された線材２２ａよりなるコイル２２と、大フランジ２１ａに設けられる一対の接続端子２３とを含む。ボビン２１は、本発明のホルダに相当し、非磁性体としての樹脂より構成される。コイル２２は、通電により発熱可能である。コイル２２の線材２２ａは、この実施形態では、黄銅線により形成され、その線径は、例えば「０．１５  ｍｍ」である。各接続端子２３の基端部はコイル２２に電気的に接続される。各接続端子２３の先端部は、図１に示すように、コネクタ部４ａの中に突出して配置される。
【００２８】
電気ヒータ６は、メインハウジング４に対しインサート成形されている。すなわち、メインハウジング４を樹脂成形するときに、上記のように構成した電気ヒータ６を、金型内にインサート品として装填した後、金型に溶融樹脂を注入する。これにより、電気ヒータ６を溶融樹脂で包んで固化させ、一体化した複合部品としてのメインハウジング４を作製している。ここで、図１に示すように、電気ヒータ６は、メインハウジング４の中心部に配置されており、電気ヒータ６のボビン２１の中空部２１ｄが、メインハウジング４の弁室４ｄの大部分を構成している。これにより、ボビン２１の内周面が弁室４ｄの内周面の大部分を構成している。また、弁座９は、ボビン２１の大フランジ２１ａに内包され、大フランジ２１ａの内周面に接触した状態でメインハウジング４に一体的に成形される。更に、電気ヒータ６は、出口１３から入口４ｅの近傍までの弁室４ｄを囲むように設けられる。より詳しくは、電気ヒータ６は、図１に示すように、弁体１０がスプリング１１の付勢力により初期位置に配置された状態では、少なくとも出口１３から弁体１０のフランジ１０ａまでの弁室４ｄを囲むように設けられる。
【００２９】
図１に示すコネクタ部４ａには、外部コネクタ（図示略）が接続される。外部コネクタは、接続端子２３に対し電気的に接続可能に構成される。外部コネクタは、電気ヒータ６を制御するために外部配線（図示略）を介してコントローラ（図示略）に接続される。
【００３０】
この実施形態で、線材２２ａが黄銅線から構成されるのは、その材質特性によるものである。すなわち、線材２２ａの線種は、その材質特性として体積抵抗率及び抵抗温度係数が共に相対的に大きいことを条件として選定されている。ここで、従来からコイルの線材として使用されてきた黄銅線を含む４種類の線種（銅線、銅ニッケル線、黄銅線及びニクロム線）について、それらの材質特性を以下に比較して説明する。
【００３１】
図５に、計測に用いた加熱装置の構成を断面図により示す。この計測では、樹脂製ボビン３１の外周に各線種の線材３２ａを２層に巻き付けてコイル３２を構成した。加熱部材となるコイル３２の軸線方向の長さを「１６  ｍｍ」とした。コイル３２への通電によるヒータ熱容量は「５  Ｗ」とした。
【００３２】
この計測結果を図６に比較して表に示す。この表では、「銅線」、「銅ニッケル線」、「黄銅線」及び「ニクロム線」につき、「線径」、「発熱部体格」すなわちコイル３２の「外径」、「温度特性」及び「コスト」を比較して示す。この表において、「線径」は、最小値である「φ０.１５前後」を目安とすると、「銅線」と「黄銅線」がそれぞれ「φ０.１５」となり、「銅ニッケル線」が「φ０.２」となり、「ニクロム線」が太めの「φ０.４」となる。「線径」が細いと断線し易く、太いと巻線が困難となる。
【００３３】
図６の表において、「発熱部体格」は、「φ１３」を目安とすると、「銅ニッケル線」及び「黄銅線」は、それぞれやや小さい「φ１２.９」及び「φ１２.７」となり、「ニクロム線」はやや大きい「φ１３.６」となり、「銅線」は大きい「φ１４.２」となる。コイル３２の巻数を極力少なくすることで、発熱部体格（外径）を小さくするのが望ましい。
【００３４】
図６の表において、「温度特性」は、「銅線」及び「黄銅線」が「温度制御可能」となり、「銅ニッケル線」及び「ニクロム線」が「温度制御不可能」となった。コイル３２が「温度制御不可能」であれば、外部から温度制御しなければ連続通電が困難になる。図７に、「銅線、黄銅線の場合」のヒータ電流とヒータ温度の関係をタイムチャートにより示す。図８に、「銅ニッケル線、ニクロム線の場合」のヒータ電流とヒータ温度の関係をタイムチャートにより示す。図７から明らかなように、「銅線、黄銅線の場合」、通電開始からヒータ温度が上昇するに連れてヒータ電流が漸減するのが分かる。また、ヒータ温度は、時間経過に伴ってサチュレートし、すなわち、自己温度を制御可能なことが分かる。このため、連続通電によってもコイル３２は発熱溶損しないこととなる。これに対し、図８から明らかなように、「銅ニッケル線、ニクロム線の場合」、ここでも通電開始からヒータ温度が上昇するに連れてヒータ電流が漸減するのが分かる。一方、ヒータ温度は、時間経過に伴って上昇し続ける、すなわち、自己温度を制御不能なことが分かる。このことから、連続通電によってコイル３２が発熱溶損するおそれがあることとなる。
【００３５】
図６の表において、「コスト」は、「銅線」及び「黄銅線」が安価となり、「ニクロム線」がやや高価となり、「銅ニッケル線」が高価となることが分かる。製造コストの面から、極力安価にすることが望ましい。
【００３６】
図９に、各線種に関する計測結果を比較して表に示す。計測に供した線種は、２種類の「銅線」、「銅ニッケル線」、「黄銅線」及び「ニクロム線」であった。計測項目は、「線径」、「体積抵抗率」、「抵抗温度係数」、「ターン数」、「層（１層で巻けるターン数）」、「巻き外径」及び「抵抗値」であった。この計測では、コイル通電によるヒータ熱容量を「５  Ｗ（１０.５  Ｖ）」とするために、同一の体格を有する樹脂製ボビンの外周に各線種の線材を巻き付けてコイルを構成した。
【００３７】
「線径」は細いと断線し易く、太いと巻線が困難となる。図９の表において、「線径」は、一方の「銅線」、「銅ニッケル線」及び「黄銅線」が「φ０.１５〜φ０.２０」であり、「φ０.１０」となる「銅線」と「φ０.４」となる「ニクロム線」に比べて有利と言える。
【００３８】
「体積抵抗率」は大きければ線材の「ターン数」を少なくすることができる。図９の表では、有利な線径を有する「銅線」、「銅ニッケル線」及び「黄銅線」において、「銅ニッケル線」及び「黄銅線」の「体積抵抗率」がそれぞれ「０.１５（μΩｍ）」及び「０.０６（μΩｍ）」であり、「ターン数」がそれぞれ「１１８」及び「１６７」となり、他方の「銅線」の「ターン数」が「５５３」となるのと比べて有利と言える。この場合、「黄銅線」では「ターン数」が「１６７」となり、「１１８」となる「銅ニッケル線」よりも多いが、「巻き外径」では、「φ１２.６６」となる「黄銅線」の方が、「φ１２.８６」となる「銅ニッケル線」よりも小さくて有利である。
【００３９】
「抵抗温度係数」は大きいほど自己温度を制御できる機能が高い。図９の表では、有利な「体積抵抗率」となる「銅ニッケル線」と「黄銅線」において、「銅ニッケル線」では「抵抗温度係数」が「４９０（×１０-6／℃）」となり、「１７００（×１０-6／℃）」となる「黄銅線」の方が有利となる。この「１７００（×１０-6／℃）」という「抵抗温度係数」の値は、電気ヒータ６（コイル２２）が少なくとも６０分の連続通電を許容する値となる。
【００４０】
上記した比較結果から、この実施形態では、電気ヒータ６のコイル２２に使用される線材２２ａには、その材質特性として「体積抵抗率」及び「抵抗温度係数」が共に相対的に大きいことを条件として、線種として「黄銅線」が選定されている。
【００４１】
以上説明した本実施形態のＰＣＶバルブ１によれば、電気ヒータ６のコイル２２を構成する線材２２ａの種類として「黄銅線」が選定されている。この「黄銅線」は、材質特性として、「体積抵抗率」が相対的に大きい値（０.０６（μΩｍ））であることから、所定の発熱量（５  Ｗ）を得るためのコイル２２の巻数（ターン数）が比較的少なくなる。このため、コイル２２の体格をコンパクトにすることができ、延いては電気ヒータ６をコンパクトにすることがきる。併せて、「黄銅線」は、材質特性として、「抵抗温度係数」が相対的に大きい値（１７００（×１０-6／℃））であることから、コイル２２は自己温度を制御可能である。すなわち、コイル２２による発熱と放熱のバランスにより最終的にヒータ温度がサチュレートすることとなる。このため、コイル２２の発熱溶損を防止することができ、電気ヒータ６の発熱溶損に対する信頼性を向上させることができる。
【００４２】
この実施形態では、ボビン２１が樹脂より構成されるので、ボビン２１が軽量化される。この意味で、ボビン２２の軽量化の分だけ電気ヒータ６の全体を軽量化することができる。また、線材２２ａに「黄銅線」が使用されることで、その「抵抗温度係数」の値が所定値（１７００（×１０-6／℃））となり、電気ヒータ６（コイル２２）は自己温度を制御可能なので、少なくとも６０分の連続通電が可能となる。この意味で、ＰＣＶバルブ１の弁体１０及び弁座９等を有効に加熱することができ、その部分の凍結防止に有効となる。
【００４３】
更に、この実施形態では、ＰＣＶバルブ１のハウジング３が樹脂よりなるメインハウジング４及びサブハウジング５から構成されるので、メインハウジング４を樹脂成形する際に、電気ヒータ６をメインハウジング４にインサート成形することが可能となる。このため、メインハウジング４に電気ヒータ６を一体成形することができ、延いては電気ヒータ６をＰＣＶバルブ１と一体化することができる。
【００４４】
この他、上記したＰＣＶバルブ１によれば、エンジン本体２のブローバイガスは、メインハウジング４の入口４ｅから弁室４ｄに入り、ガス流量調節部１３からサブハウジング５の中空部５ｃを介して外部へ流出する。ガス流量調節部１３からのブローバイガスの流出量は、弁室４ｄの中を移動する弁体１０と弁座９との開度によって決定される。ここで、電気ヒータ６が、ガス流量調節部１３から入口４ｅの近傍まで、より詳しくは、ガス流量調節部１３から弁体１０のフランジ１０ａまで、弁室４ｄを囲むように設けられる。従って、ブローバイガスが流出するガス流量調節部１３の弁座９に加え、弁室４ｄの中に位置する弁体１０及びスプリング１１がそれぞれ電気ヒータ６の発熱により暖められる。ここで、弁体１０は弁室４ｄの中を軸線方向へ移動するが、弁体１０及びそのフランジ１０ａの移動範囲である弁室４ｄのほとんどが電気ヒータ６により暖められるので、移動する弁体１０を電気ヒータ６により確実に暖めることができる。このため、ＰＣＶバルブ１において、弁座９の凍結を効果的に防止することができると共に、弁体１０とスプリング１１の凍結をも効果的に防止することができる。
【００４５】
この実施形態によれば、電気ヒータ６はボビン２１を介してメインハウジング４に組み付けられるので、組み付け性が向上する。すなわち、電熱器であるコイル２２をメインハウジング４に直に組み付ける必要がなく、コイル２２を装着したボビン２１をメインハウジング４にインサート成形することで電気ヒータ６をメインハウジング４に一体的に成形しているので、電気ヒータ６をメインハウジング４に対し容易に組み付けることができる。このため、電気ヒータ６を有するＰＣＶバルブ１として、その生産性を向上させることができる。また、ボビン２１が伝熱性の良い材料からなり、ボビン２１の内周面が弁室４ｄの内周面の大部分を構成しているので、コイル２２の発熱がボビン２１を介して弁室４ｄに伝わり易く、その意味で、弁体１０とスプリング１１が電気ヒータ６の発熱により一層暖められ易くなる。このため、弁座９と弁体１０とスプリング１１の凍結防止効果を向上させることができる。
【００４６】
また、この実施形態によれば、弁室４ｄに設けられたスプリング１１の一端が伝熱性の良い弁座９に接触し、その弁座９の周囲に電気ヒータ６の一部であるボビン２１の大フランジ２１ａが配置される。また、スプリング１１の他端が弁体１０のフランジ１０ａに接触する。従って、電気ヒータ６の発熱が弁座９に直接伝わり、更に弁座９を介してスプリング１１に伝わり、スプリング１１を介して弁体１０のフランジ１０ａに伝わることとなる。この意味で、弁座９の凍結防止効果を更に向上させることができ、それに加えてスプリング１１と弁体１０及びそのフランジ１０ａの凍結防止効果を向上させることができる。
【００４７】
加えて、この実施形態では、ハウジング３を構成するメインハウジング４にガス通路を構成する弁室４ｄが設けられると共に、電気ヒータ６が予め一体に成形される。また、このメインハウジング４には、電気ヒータ６へ電気を供給するための接続端子２３及びコネクタ部４ａが設けられる。従って、電気ヒータ６に電気を供給するための接続端子やコネクタ部をメインハウジング４とは異なるサブハウジング５に設ける必要がない。このため、電気ヒータ６へ電気を供給するためにハウジング３を構成するメインハウジング４及びサブハウジング５の間に電気を導通させるための接続部、すなわち配線の半田付け等による接続部を設ける必要がなく、ＰＣＶバルブ１の製造を簡略化することができ、配線の接続不良を防止することができ、耐久性を向上させることができる。
【００４８】
また、この実施形態では、電気ヒータ６が設けられたメインハウジング４が、入口４ｅからガス流量調節部１３までの弁室４ｄを含むことから、入口４ｅからガス流量調節部１３までの弁室４ｄと弁体１０を電気ヒータ６により加熱することができる。この意味で、ＰＣＶバルブ１の主要部である弁体１０及びガス流量調節部１３を有効に加熱することができ、弁体１０等の凍結を有効に防止することができる。また、電気ヒータ６が設けられたメインハウジング４にコネクタ部４ａが設けられるので、凍結防止の対象となる弁室４ｄの周囲の樹脂容積がコネクタ部４ａの分だけ大きくなり、その分だけ受熱効果が向上する。この意味で、凍結防止性能を向上させることができる。
【００４９】
更に、この実施形態に撚れば、ガス流量調節部１３から下流側のガス通路としての中空部５ｃを構成するサブハウジング５が、メインハウジング４とは別部材で構成されることから、電気ヒータ６又はエンジン本体への取り付けの仕様が異なる機種の間でも、サブハウジング５を汎用的に共通使用することができる。具体的には、メインハウジング５の側の大きさや形状を電気ヒータ６の加熱能力やエンジン本体の形状又は大きさに応じて各種準備しなければならない場合でも、サブハウジング５は汎用的に共通使用することができ、２体式のハウジング３につき、その一方のメインハウジング４の設計変更のみで対応することができる。このため、サブハウジング５を汎用的に共通使用することで、複数タイプのＰＣＶバルブの製造を簡略化することができる。
【００５０】
［第２実施形態］
次に、本発明における吸気系部品の加熱装置の制御装置を具体化した第２実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】
この実施形態では、上記したＰＣＶバルブ１の電気ヒータ６の制御装置について説明する。図１０に、この制御装置を概略構成図により示す。エンジンを制御するために設けられた電子制御装置（ＥＣＵ）５１には、ヒータスイッチ５２を介してＰＣＶバルブ１の電気ヒータ６が接続される。また、ＥＣＵ５１には、エンジンの運転状態及び運転条件に係る各種信号が入力される。すなわち、ＥＣＵ５１には、イグニションスイッチ（図示略）の操作によるイグニション（ＩＧ）／ＯＮ・ＯＦＦに係る信号が入力される。ＥＣＵ５１には、車載バッテリの電圧（バッテリ電圧）に係る信号が入力される。ＥＣＵ５１には、エンジンの冷却水温度に係る信号が入力される。ＥＣＵ５１には、エンジンの吸気温度に係る信号が入力される。ＥＣＵ５１には、車両の外気温度に係る信号が入力される。ＥＣＵ５１には、エンジン回転速度に係る信号が入力される。ＥＣＵ５１には、車両の走行速度（車速）に係る信号が入力される。また、ＥＣＵ５１には、電気ヒータ６の温度（ヒータ温度）に係る信号が入力される。ＥＣＵ５１には、これらエンジンの運転状態を反映した各種信号と、電気ヒータ６のコイル２２を構成する線材２２ａの材質特性とに基づいて電気ヒータ６のコイル２２に対する通電を制御するようになっている。ＥＣＵ５１は、本発明の制御手段に相当する。
【００５２】
次に、ＥＣＵ５１が実行する電気ヒータ６の通電制御内容を、図１１のフローチャートを参照して説明する。処理がこのルーチンに移行すると、先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ５１は、各種信号を読み込む。ここで、各種信号は、図１０に示すようにＥＣＵ５１に入力される各種の信号を意味する。
【００５３】
その後、ステップ１１０で、ＥＣＵ５１は、電気ヒータ６に対する通電のための各種条件が成立したか否かを判断する。すなわち、この実施形態では、イグニション（ＩＧ）が「ＯＮ」であること、バッテリ電圧が所定値以上であること、冷却水温、吸気温度及び外気温度のそれぞれが所定値以下の低温であること、エンジン回転速度及び車速がそれぞれ所定値以下の低速であること、エンジン始動後の経過時間が所定値以下であること、ヒータ温度が所定値以下の低温であること、電気ヒータ６が通電開始されてからの経過時間が所定値以下であること、電気ヒータ６が通電停止されてからの経過時間が所定値以上であることの全てが成立した場合のみ、ＥＣＵ５１は、各種条件成立と判断する。ここで、電気ヒータ６に係る通電開始後の経過時間の基準となる所定値と、通電停止後の経過時間の基準となる所定値のそれぞれは、コイル２２の線材２２ａの材質特性によって異なる。この実施形態では、上記各所定値が、線材２２ａの材質特性に応じて予め決定されている。
【００５４】
そして、ステップ１１０の判断結果が肯定である場合、ステップ１２０で、ＥＣＵ５１は、電気ヒータ６に通電するためにヒータスイッチ５２をＯＮする。ステップ１１０の判断結果が否定である場合、ステップ１３０で、ＥＣＵ５１は、電気ヒータ６に対する通電を停止するためにヒータスイッチ５２をＯＦＦする。
【００５５】
以上説明したようにこの実施形態の制御装置によれば、エンジンの運転状態を反映した各種条件と線材２２ａの材質特性を反映した条件とに基づいて電気ヒータ６のコイル２２に対する通電がＥＣＵ５１により制御される。従って、特定材質の線材２２ａから構成されるコイル２２につき、その動作環境条件に応じてコイル２２の温度が調整されることとなる。この意味で、コイル２２が過熱することを未然に防止することができ、コイル２２の発熱溶損に対する信頼性を更に向上させることができる。
【００５６】
［第３実施形態］
次に、本発明における吸気系部品の加熱装置をヒータ付きスロットル装置に具体化した第３実施形態につき図面を参照して説明する。
【００５７】
図１２に、ヒータ付きスロットル装置を分解して断面図により示す。このスロットル装置は、ボア４１を有する樹脂製スロットルボディ４２と、ボア４１を開閉するためにスロットルボディ４２に設けられたスロットルバルブ４３とを備える。スロットルバルブ４３は、図示しない駆動機構により開閉するようになっている。このスロットル装置は、エンジンの吸気通路に設けられてエンジンの吸気量を調整するために使用される。スロットルボディ２の材料には、樹脂として、例えば「ＰＰＳ］が使用される。
【００５８】
スロットルボディ４２は、スロットルバルブ４３を含むバルブ部４４と、スロットルバルブ４３を含まないダクト部４５とに分割して形成される。これらバルブ部４４とダクト部４５は、それぞれフランジ４４ａ，４５ａを備え、そられフランジ４４ａ，４５ａにて互いに接着剤により結合される。すなわち、バルブ部４４とダクト部４５は、フランジ４４ａ，４５ａを接着して結合することで互いに組み付け可能に設けられる。また、ダクト部４５には、円筒形をなす金属カラー４６と、そのカラー４６の外周に設けられたコイルヒータ４７とが取り付けられる。コイルヒータ４７は、金属カラー４６の外周に、線材４７ａを波状に巻き付けて構成される。この実施形態で、コイルヒータ４７の線材４７ａには、第１実施形態と同様の観点で選定された「黄銅線」が使用される。ダクト部４５の接合面４５ｂには、金属カラー４６を取り付けるための周溝４５ｃが形成される。この周溝４５ｃに、金属カラー４６の上部が差し込まれて取り付けられる。金属カラー４７の下半分のスカート部４６ａの外周にコイルヒータ４７が巻き付けられる。このスカート部４６ａが、ダクト部４５から下方へ突出する。一方、バルブ部４４の接合面４４ｂには、ダクト部４５の周溝４５ｃに整合する周溝４４ｃが形成される。この周溝４４ｃに、金属カラー４６のスカート部４６ａとコイルヒータ４７が挿入可能に設けられる。このスカート部４６ａ及びコイルヒータ４７が周溝４４ｃに挿入されて組み込まれた状態では、スロットルバルブ４３の周囲に金属カラー４６とコイルヒータ４７が配置される。この実施形態で、スロットル装置（スロットルボディ４３）は、本発明の吸気系部品に相当する。スロットルバルブ４３は、本発明の可動部に相当する。金属カラー４６は、例えば、アルミより構成され、本発明のホルダに相当する。コイルヒータ４７は、本発明の加熱部材に相当する。
【００５９】
コイルヒータ４７に設けられた給電用のリード線４８は、両フランジ４４ａ，４５ａの間から外部へ導出される。このリード線４８を通じてコイルヒータ４７に通電することにより、コイルヒータ４７が発熱する。コイルヒータ４７の熱は、金属カラー４６を介してバルブ部４４及びダクト部４５に伝わる。このようにして、バルブ部４４及びダクト部４５が加熱されることで、スロットルバルブ４３の近傍のボア４１が暖機される。この暖機は、スロットルバルブ４３の凍結対策として使用される。
【００６０】
従って、この実施形態でも、加熱装置であるコイルヒータ４７につき、線材４７ａの種類として「黄銅線」が選定されることから、第１実施形態の電気ヒータ６と基本的に同様の作用効果を得ることができる。また、コイルヒータ４７が線材４７ａにより構成されるので、同ヒータ４７には、形状的な自由度が得られる。このため、コイルヒータ４７を金属カラー４６の外周にて自由に波状に変形させて広い範囲に配置することができる。これによって、コイルヒータ４７によるスロットル装置の暖機効率を向上させることができる。
【００６１】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【００６２】
例えば、前記各実施形態では、線材２２ａ，４７ａに、材質特性として体積抵抗率及び抵抗温度係数が共に相対的に大きいことを条件として選定された「黄銅線」を使用したが、線材に使用される線種は、「黄銅線」に限られるものではなく、材質特性として体積抵抗率及び抵抗温度係数が共に相対的に大きいという条件を満たすものであれば、他の線種を選定することもできる。
【００６３】
前記各実施形態では、吸気系部品としてＰＣＶバルブ１とスロットル装置について説明したが、吸気系に使用され、可動部を有する部品であれば、ＰＣＶバルブ及びスロットル装置以外の吸気系部品であってもよい。
【００６４】
また、前記第２実施形態では、吸気系部品であるＰＣＶバルブ１の電気ヒータ６の制御装置について説明したが、吸気部品であるスロットル装置のコイルヒータ４７の制御装置に具体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】ＰＣＶバルブを示す断面図。
【図２】電気ヒータを示す平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】電気ヒータを示す正面図。
【図５】計測に用いた加熱装置の構成を示す断面図。
【図６】計測結果を比較して示す表。
【図７】銅線、黄銅線の場合のヒータ電流とヒータ温度の関係を示すタイムチャート。
【図８】銅ニッケル線、ニクロム線の場合のヒータ電流とヒータ温度の関係を示すタイムチャート。
【図９】計測結果を比較して示す表。
【図１０】ＰＣＶバルブの電気ヒータの制御装置を示すブロック。
【図１１】電気ヒータの通電制御の内容を示すフローチャート。
【図１２】ヒータ付きスロットル装置を分解して示す断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１    ＰＣＶバルブ（吸気系部品）
３    ハウジング
４    メインハウジング
６    電気ヒータ（加熱装置）
１０    弁体（可動部）
２１    ボビン（ホルダ）
２２    コイル（加熱部材）
２２ａ    線材
３１    ボビン
３２    コイル（加熱部材）
３２ａ    線材
４２    スロットルボディ
４３    スロットルバルブ（可動部）
４６    金属カラー（ホルダ）
４７    コイルヒータ（加熱部材）
４７ａ    線材
５１    ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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