JP2008502858A - 電気的に加熱可能な継手および電気的に加熱可能な継手を有する封入形流体ホース - Google Patents

Abstract

本発明は、流体ホース（２）に接続される第１の接続部（２０）と、対向する継手（１４）に接続される第２の接続部（２１）とからなる流体用継手（５）において、加熱手段（２３）のために意図される加熱部（２２）をも含む、継手（５）に関する。本発明の目的は、電気的に加熱される封入形流体ホースと一緒に用いられる加熱継手を提供することにある。本発明はまた加熱部（２２）を含む継手（５）に接続された封入形流体ホース（１）に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、好ましくは自動車に用いられることを意図される、電気的に加熱可能な継手と電気的に加熱可能な継手を有する封入形流体ホースとに関する。

自動車においては、自動車のさまざまな機能に用いられる流体のためのリザーバがある。ある一定の場合には、これらの流体をある一定の温度にして該流体が意図される機能を果たしうることを保証する必要がある。また他の場合には、単にこれらの流体が凍結しないことを保証することが重要になる。これらの場合には、流体タンクは、たとえば、一旦前記流体が凍結すると前記流体を解凍する加熱装置を備えうる。自動車を始動させると、前記流体は、前記加熱装置により解凍される。前記流体系を十分に機能させるためには、流体タンクから通じるホース内の液体も解凍されなければならない。このためには、前記ホースもまた、前記ホース内において凍結した流体を解凍する加熱装置を備える必要がある。

本発明は、自動車用のみに限られない加熱ホースに関して適用されうるが、以下の説明では、本発明を制限するためではなく本発明を例証するために、特に、本発明が、内燃機関に由来する排気ガスの清浄化に用いられるアドブルー（AdBlue）とも呼ばれる尿素を導く加熱ホースに適用されうるかを詳細に説明する。しかしながら、尿素の使用における問題は、寒冷気象において、尿素が容器および／または該容器に付随するホース内において凍結しうるところにある。尿素が凍結すると、このことは、さらには、尿素が意図されるように供給され得ないことを意味しうる。したがって、尿素を輸送するホースを暖めうることが必要である。

ホース内の流体を暖めるさまざまな方法がある。ひとつの方法は、冷却水を用いてホースを暖めることである。これは、一方では、エンジンの暖機が終わるまで加熱が遅れることを、他方では、多数の余分なホース、継手等が必要になり、そのために高費用かつ複雑になることを意味する。より単純な方法は、電気を使用してホースを暖めることである。

また、特別な安全要件が適用される、危険物輸送用に設計される自動車がある。一方では、各々の個別の国により策定される国内の安全要件があり、他方では、安全要件を国際レベルで規定する国際協定がある。こうした国際協定は、国連ヨーロッパ経済委員会の主催により１９５７年９月３０日にジュネーブで合意された「危険物の国際道路輸送に関する欧州協定（The European Agreement concerning the International Carriage of Dangerous Goods by Road）（ＡＤＲ）」である。この協定は、その後に更新されている。この協定は、危険物がトラックによりどのように道路輸送されるべきかを規定している。ひとつの要件は、自動車の供給電圧は、該自動車の走行中において、たとえば運転者が車内の緊急スイッチを作動させた場合、システムが安全に関連する出来事を検出した場合または事故が発生した場合に遮断されることができなければならないというものである。加えて、電気ケーブリングは、封入されなければならない。ある一定の自動車に関しては、電気ケーブリングが保護等級ＩＰ６９Ｋを満たすことも求められている。この保護等級の要件のひとつは、全ての電気ケーブリングが完全に封入されるというものである。この封入は、たとえば波形プラスチックホースを用いて実現されうる。

通常、ＡＤＲ等級とされる自動車は、該自動車が定められた要件を満たすことを保証する特別な設備を有して特別注文されなければならない。ＡＤＲ等級の自動車を製造する場合には、自動車全体を改造しなければならなくなることを避けるために、自動車の標準設備の可能な限り多くがＡＤＲ等級の要件を満たすことが有利である。これによって、物品数を減少させることができ、それによって製造が簡単になる。ＡＤＲ等級の構成要素は、しばしば標準の構成要素より頑健であり、このことは、さらにまた、自動車の品質にとって有利である。

合理的な生産を可能にするためには、流体ホースに継手を具備させて、たとえば複数のサブシステムの流体ホースを互いに結合して完全なユニットを形成させるようにすることが有利である。ＡＤＲ等級の自動車が、電気的に加熱される流体ホースを備える場合は、ホース用と電気接続用との両方の継手が必要とされる。同時に、全ての電気ケーブリングが完全に封入されて、いかなるケーブル部分も非保護状態にならないようにしなければならない。

加熱流体ホースを得ることができる方法に関する多くの周知の提案がある。特許文献１と特許文献２と特許文献３に、加熱ケーブルが流体ホースの内側に位置するシステムが説明されている。ひとつの欠点は、このような解決策は、ケーブルがホース内に導入される結合点において漏出を引き起こしうるところにある。また、尿素中にケーブルを延在させることも望ましくない。さらにまた、この解決策は、継手を有する流体ホースには適さない。

特許文献４と特許文献５と特許文献６と特許文献７とに、加熱ケーブルがホースのケーシングに一体化されるとともに、電線が、電流をスイッチオンするためのある形態の特別なコネクタを備えており、前記コネクタもまたホースに取り付けられる流体ホースが説明されている。これらの解決策の欠点は、特別な電気コネクタを必要とするところにある。したがって、同様のシステムを特定の自動車、たとえばトラックに用いるためには、特定のコネクタを製造することが必要になる。これは、高費用を要する方法である。また、細いホースに大型の電気コネクタを取り付けることは機械的に不利な解決策となるため、このような解決策は、特に頑健でもない。

特許文献８と特許文献９と特許文献１０と特許文献８とに、加熱ケーブルがホースのケーシングに一体化される流体ホースが説明されている。加熱ケーブルの接続は、従来的に行なわれなければならず、このことは、加熱ケーブルがホースから出るときに非保護状態となることを意味する。

前記の周知の加熱可能な流体ホースに共通することは、流体ホースのみが加熱されることである。これは、継手が用いられる位置において、たとえば流体がホース内において凍結し、該流体を再解凍しなければならない場合に問題を生じうる。特に、寒冷時であり、かつ継手が非保護状態のままになっている場合は、流体ホースが加熱されても、継手内の流体は解凍されないということが起こりうる。

したがって、好ましくは加熱される封入形流体ホースと一緒に用いられる電気的に加熱可能な継手を提供することが望ましい。

国際公開第２００２／３８４２６号パンフレット 欧州特許出願公開第００４５０２４号明細書 独国特許出願公開第２９７１５３３６号明細書 米国特許第５７９１３７７号明細書 欧州特許第０６１６１６６号明細書 欧州特許第１０４０９７３号明細書 独国特許出願公開第１９８４４４８６号明細書 独国特許第３９００８２１号明細書 欧州特許第１３２９６６０号明細書 独国特許出願公開第１９８４４４８５号明細書

よって、本発明の目的は、加熱される封入形流体ホース用に意図される電気的に加熱可能な継手を提供することにある。

この目的を達成する本発明の方法は、請求項１の特徴部に記載されている。その他の請求項には、本発明にしたがった継手の有利な構成と改良形態とが記載されている。

流体ホースへの接続用の第１の接続部と対向する継手への接続用の第２の接続部とを含む流体用継手において、本発明の前記目的は、前記継手が加熱手段用に意図される加熱部を含むことによって達成される。

本発明にしたがった継手の第１の実施形態により、電気ケーブルを用いて暖められるとともに保護シース内に完全に封入される流体ホースに接続されることを意図される加熱可能な継手が得られる。このことの目的は、たとえば加熱ケーブリング上の結合点において形成されうる氷塊を防ぐことができる継手を得ることにある。

本発明にしたがった継手の有利な第１の改良形態において、加熱部は、加熱ケーブルを所定の回数だけ巻き付けられることを意図される。このことの利点は、同じ加熱ケーブルを用いて流体ホースと継手とを加熱することができるところにある。

本発明にしたがった継手の有利な第２の改良形態において、前記継手は、接続部材への接続用の密封フランジを含む。このことの利点は、密封フランジが、高価な特殊構成要素を必要とすることなく、接続部材に密着するところにある。

本発明にしたがった継手の有利な第３の改良形態において、前記継手は、第１の接続部と加熱部との境界を画定する分割フランジを含む。このことの利点は、流体ホースが所定の態様に配置されうるところと、加熱部のまわりにおける加熱ケーブルの巻き付け回数が、加熱部の長さを利用して予め定められうるところとにある。

本発明にしたがった継手の有利な第４の改良形態において、前記継手は、金属材料により製作される。このことの利点は、金属は良好な熱伝導性を有するところと、良好な耐食性が得られうるところとにある。

本発明にしたがった継手の有利な第５の改良形態において、前記継手は、雄型とされる。このことの利点は、継手が対向する継手内に嵌め込まれて、それにより前記対向する継手への熱伝達が高まるところにある。

本発明の自動車用封入形流体ホースは、流体ホースと、前記流体ホースを加熱する加熱ケーブルと、前記加熱ケーブルを電源に接続する少なくとも１個の電気コネクタと、前記流体ホースを対向する継手に接続する少なくとも１個の継手とからなり、前記流体ホースと前記加熱ケーブルとが外側保護シースにより外囲され、加熱手段を支持することを意図される加熱部が含まれる。この封入形流体ホースの利点は、ホース全体および該ホースに付属する継手の内容物が温められて、氷塊が防がれうるようになる加熱流体ホースが得られるところにある。

以下に、添付図面に示される例証的な実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。

以下に説明される本発明の例証的な実施形態と改良形態とは、単なる例と見なされるべきであり、特許請求の範囲の保護範囲をいかなる形でも制限するものではない。本明細書に説明される例証的な実施形態において、同じ参照符号は、異なる図面において同じ種類の構成要素を指す。したがって、全ての構成要素が全ての例証的な実施形態において詳細に説明されるわけではない。

図１に、本発明にしたがった継手５を有する加熱可能な封入形流体ホース１の一部分を示す断面図が図示されている。この封入形流体ホース１は、たとえばゴムにより製作される流体ホース２と、該ホース２を加熱する一体型の加熱ケーブル３とからなる。ホース２と加熱ケーブル３とは、保護シース７内に密封される。本例において、加熱ケーブル３は、ホース２のケーシングに鋳られる２本の電線３ａ、３ｂによって構成される。これらの電線３ａおよび３ｂは、所定の抵抗率を有して実現されて、前記電線が電流源に接続されたときに所定の発熱が得られるようになっている。図示されている封入形流体ホースの端部部分４において、前記加熱ケーブル３は、ホース２から脱け出している。当然ながら、ホースの外側に固定されるか、または保護シース７内において遊離して配置される別途の加熱ケーブルを用いることも可能である。

前記封入形流体ホースの保護シース７は、本例においては、波形プラスチックホースと該ホースに付属する接続部材との組織網によって構成される。図１に示される封入形流体ホースは、この場合は、流体ホース２の外側断面を上回る内側断面を有する波形ホース１１を含む。前記封入形流体ホースは、さらに、前記流体ホースの端部部分上において接続部材を含み、本例では、その内の１個の接続部材１２が図示されている。対向する封入形流体ホース１７は、対向する継手、本例においては、継手５と接続されるようになっている継手１４と、さらにまた接続部材１６と密封要素１５とを含む。この密封要素１５は、たとえば電気装置においてケーブルダクトとして用いられる種類のラバーブシュまたはダイアフラムブシュの形態をとる標準化されたブッシング要素とされうる。このことは、封入形流体ホース全体が標準の構成要素により構成されることを意味し、これによって、完成品の封入形流体ホースの組立が容易かつ安価になる。標準化された密封要素が不適切である場合は、密封要素１５を特別に製造することも可能である。

継手５の目的は、加熱ケーブルの形態をとる加熱部を具備しない封入形流体ホース部分の加熱を可能にすることである。全ての電線が封入されなければならないため、加熱ケーブルをさらに継手全体にわたって導くことは容易には行なわれえない。一般的に用いられる標準化された継手は、プラスチック製であるため、特に良好に熱を伝導するわけではない。その結果として、標準化された継手を有する封入形流体ホースは、封入形流体ホースが加熱される場合でも、継手に形成される氷塊を解凍することはできない。

したがって、前記継手５は、金属材料、有利には使用される流体に合わせた材料により製作される。尿素の場合は、たとえばステンレス鋼材料が好適である。良好な熱伝導率を有する複合材料を用いることも予期されうる。好ましくは、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超える熱伝導率、有利には、たとえばステンレス鋼がその領域内に含まれる４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度または４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超える領域の熱伝導率を有する材料が用いられる。有利には、前記継手は、回転対称とされる。この形状は、合理的な高精度の製造を可能にする。

図２に、第１の接続部２０と第２の接続部２１と加熱部２２とを有する継手５が図示されている。第１の接続部２０は、流体ホース２に接続されることを意図されるとともに、したがって前記流体ホース２内において継手５を固定する円錐状係合部８を備える。継手５は、締付環１０を利用して前記ホースに固定される。第１の接続部２０は、継手上において流体ホースに限定的な位置を与えることを目的とする分割フランジ９により境界を画定される。

第２の接続部２１は、対向する継手と結合されることを意図される。たとえば、この対向する継手は、たとえば図示されている継手１４等のホース取付継手またはポンプ、散布器またはタンク等のその他の装置に取り付けられる継手でありうる。

前記加熱部２２は、加熱手段２３用に意図される。この加熱手段は、別途の加熱装置であってもよく、または本例証的実施形態の場合のように、多数回にわたって巻き付けられる加熱ケーブル３によって構成されてもよい。この加熱部は、分割フランジ９と密封フランジ６とによって境界を画定される。前記加熱部の長さは、好ましくは、前記加熱部のまわりにおいて所定の回数だけ巻きつけられた加熱ケーブルが収容されるように適合化せしめられる。このようにすると、所望の加熱効果が容易に選択され得、それによって封入形流体ホースを有する完成品装置の製造も簡単になる。前記加熱部において、電線３ａおよび／または３ｂは、所望の加熱効果が得られるように選択された回数だけ巻き付けられる。この部分において生じしめられる熱は、継手全体を十分に加熱することができ、したがって形成されうる氷解に前記加熱効果を十分に伝達することができるような大きさとされる。封入形流体ホースの端部部分４において、加熱ケーブル３は、ホース２から解放されて、電線３ａおよび３ｂが継手５のまわりに巻き付けられうるようになる。電線３ａおよび３ｂは、電気クランプ継手１３と互いに結合されて、閉回路が創出されるようになる。このクランプ継手１３は、電線３ａおよび３ｂと同様に、前記継手から電気的に絶縁される。この継手の電気的絶縁は、沿面電流を防ぎ、このことは、安全性の観点から有利であるとともに、継手をより取り扱いやすくする。

この例証的な実施形態において、継手５は、雄型である。このことは、前記継手が対向する継手内に嵌め込まれて、広範に継手全体が加熱されるようになることを意味する。その結果として、広範に封入形流体ホースの非断熱部分全体が加熱されることになる。よって、継手を別途に外部的に加熱することおよび／または継手を別途に断熱することが不要となる。熱伝達を高めるためには、対向する継手もまた、良好な熱伝導率を有する材料、たとえば金属により製作されることが有利でありうる。

接続部材内の開口部は、該開口部に近接して内側突出カム１９を備える。このカムは、波形ホースを接続部材に固定するためのものである。１個の接続部材は、組立時において互いに嵌め合わされる２個の半分体によって構成される。このことは、各半分体内の前記カムは、前記カムが波形ホース内の谷部と相互作用することにより、共同して波形ホースを長手方向に固定することを意味する。したがって、有利には、継手５内の密封フランジ６は、接続部材のカム１９と係合して、以って継手を接続部材内において固定する溝１８を備える。

本明細書において示される加熱継手の実施形態において、前記継手は、雄型である。当然ながら、加熱機能を有する雌型継手を同じ方法で得ることも可能である。

本発明は、前記の例証的な実施形態に制限されると見なされるべきではなく、数多くのさらに他の変形態様および改変が以下の特許請求の範囲内において予期されうる。前記継手は、たとえば自動車だけではなく、ホースの加熱継手が必要とされるその他の用途にも用いられうる。

本発明にしたがった加熱継手を有する封入形流体ホースの断面図である。 本発明にしたがった継手を示す図である。

符号の説明

１ 封入形流体ホース
２ 流体ホース
３ 加熱ケーブル
３ａ 電線
３ｂ 電線
４ 端部部分
５ 継手、雄型
６ フランジ
７ 保護シース
８ 係合部
９ 分割フランジ
１０ 締付環
１１ 波形ホース
１２ 接続部材
１３ 電気クランプ継手
１４ 継手、雌型
１５ 密封要素
１６ 接続部材
１７ 対向する封入形流体ホース
１８ 溝
１９ カム
２０ 第１の接続部
２１ 第２の接続部
２２ 加熱部
２３ 加熱手段

Claims (13)

1. 流体ホース（２）に接続される第１の接続部（２０）と、対向する継手（１４）に接続される第２の接続部（２１）とからなる流体用継手（５）において、加熱ケーブル（３）を所定の回数だけ巻き付けられて、前記加熱ケーブルが継手から電気的に絶縁されるようにすることを意図される加熱部（２２）を含むことを特徴とする継手（５）。
2. 前記加熱部（２２）は、前記第１の接続部（２０）と前記第２の接続部（２１）との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の継手。
3. 封入形流体ホース（１）に用いられることを意図されることを特徴とする請求項１または２に記載の継手（５）。
4. 前記加熱部（２２）は、前記第１の接続部（２０）と前記第２の接続部（２１）との間に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の継手。
5. 自身の中心軸のまわりにおいて回転対称であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の継手。
6. 接続部材（１２）に接続されることを意図される密封フランジ（６）を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の継手。
7. 前記密封フランジ（６）は、前記接続部材（１２）内のカム（１９）と相互作用する溝（１８）を備えることを特徴とする請求項６に記載の継手。
8. 前記第１の接続部（２０）と前記加熱部（２２）との境界を画定する分割フランジ（９）を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の継手。
9. １０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超える熱伝導率を有する材料により製作されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の継手。
10. 金属材料により製作されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の継手。
11. 雄型であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の継手。
12. 流体ホース（２）と、前記流体ホース（２）を加熱する加熱ケーブル（３）と、前記加熱ケーブル（３）を電源に接続する少なくとも１個の電気コネクタと、前記流体ホース（２）を対向する継手に接続する少なくとも１個の継手（５）とからなり、前記流体ホース（２）と前記加熱ケーブル（３）とが外側保護シース（７）により外囲される自動車用封入形流体ホース（１）において、前記継手（５）は、加熱手段（２３）を支持することを意図される加熱部（２２）を含むことを特徴とする封入形流体ホース（１）。
13. 前記加熱手段（２３）は、複数回にわたって巻き付けられる前記加熱ケーブル（３）によって構成されることを特徴とする請求項１２に記載の封入形流体ホース。

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