JP4708412B2 - 電気的に加熱可能なケーブリング - Google Patents

Description

本発明は、好ましくは自動車において用いられることを意図される、電気的に加熱可能なケーブリングに関する。

自動車においては、自動車内のさまざまな機能に用いられる流体のための容器がある。ある場合には、これらの流体を意図される態様で作用させるために、前記流体が特定の温度であることを保証することが必要とされる。また他の場合には、前記流体が凍結しないことを保証することのみが重要になる。これらの場合には、流体タンクは、たとえば、前記流体が凍結しているときに、前記流体を解凍するように設計され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、前記ホース内において凍結した流体を解凍するために、前記ホースもまた加熱装置を備えることが必要とされる。

本発明は、自動車用のみに限られないさまざまなホースの加熱に用いられうるが、以下では、本発明の範囲を制限するためではなく本発明を例証することを目的として、特に、本発明を用いて、燃焼モータ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ホースを加熱する方法を説明する。しかしながら、尿素の使用に伴う問題は、寒気において、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、尿素が意図される態様で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加熱しうることが必要である。

ホース内の流体を加熱す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加熱することである。これは、モータの暖機が終わるまで加熱が遅れることと、さらにまた、高費用かつ複雑な多数の余分なホース、接続部等が必要になることとを意味する。より単純な方法は、電気を使用してホースを加熱することである。

加えて、特別な安全要件が適用される危険物輸送用に意図される自動車がある。各々の個別の国により策定される国内の安全要件と；さらにまた安全要件を国際レベルで規定する国際協定とがある。ひとつのこうした国際協定は、国連欧州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、危険物が貨物用車において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遮断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、封緘されなければならない。ある一定の自動車に関しては、さらにまた、電気ケーブリングが保護等級ＩＰ６９Ｋを満たさなければならないという要件がある。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緘されなければならないというものである。この封緘は、たとえば波形プラスチックホースを用いて行なわれうる。

ＡＤＲ等級とされる自動車は、通常、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、自動車全体を再設計しなくてもよくするために、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、構成要素の個数を減少させることができて、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、このこともまた、自動車の品質にとって有利である。

電気的に加熱される流体ホースをＡＤＲ等級の自動車に具備させることは、難問である。流体ホースは、接続および接続解除されうることが必要であるため、ホース用の継手がなければならず、さらにまた、電気接続にも電気コネクタが必要になる。同時に、全ての電気ケーブリングが封緘されて、前記ケーブルのいかなる部分も非保護状態とならないようにしなければならない。

加熱流体ホースを達成しうる方法に関するいくつか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とに、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入る接続点において漏出を引き起こしうるところにある。加えて、尿素中にケーブルを引き込むことは望ましくない。

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壁部に一体化されるとともに、導線が、電流を接続するためのある形態の特別な電気コネクタを備えており、前記電気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殊な自動車、たとえば貨物用車に用いるためには、特別な電気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。しかも、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十分な方法であるため、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壁部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、従来的方法で行なわれ得、このことは、加熱ケーブルがホースから出る位置において非保護状態となることを意味する。

したがって、電気ケーブルが、たとえば機械的力または摩耗および引裂きから完全に保護される、電気的に加熱される流体ホース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 欧州特許出願公開第０６１６１６６号明細書 欧州特許出願公開第１０４０９７３号明細書 独国特許出願公開第１９８４４４８６号明細書 独国特許出願公開第０３９００８２１号明細書 欧州特許出願公開第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、流体ホースを加熱する電気ケーブルが完全に保護される、電気的に加熱される流体ホースを提供することにある。

前記目的を本発明にしたがって達成する解決策は、請求項１の主要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ケーブリングの有利な実施形態とさらなる開発形態とが記載されている。

流体ホースと前記流体ホースを加熱するケーブルと前記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からなる自動車用ケーブリングにおいて、本発明の前記目的は、外部保護シースにより取り巻かれる前記流体ホースと前記ケーブルとによって達成される。

この本発明にしたがったケーブリングの第１の実施形態によって、加熱される流体ホースと電気ケーブルとが保護シース内に完全に封入されるケーブリングが達成される。このことの目的は、単純な方法で、かつ高費用の特別な構成要素を用いることなく、全ての電気ケーブルが完全に保護されることを求める安全要件を満たすことにある。

本発明にしたがった前記ケーブリングの有利な第１のさらなる開発形態において、前記流体ホースは、継手を含む。このことの利点は、ケーブリングが単純な方法で流体系に対して接続および接続解除されうるところにある。

本発明にしたがった前記ケーブリングの有利な第２のさらなる開発形態において、前記保護シースは、少なくとも１個の波形プラスチックホースと少なくとも１個の継手とを含む。このことの利点は、前記保護シースが低費用の標準的な構成要素により構成されうるところにある。

本発明にしたがった前記ケーブリングの有利な第３のさらなる開発形態において、前記ホース継手と前記電気コネクタとは、互いに分離される。このことの利点は、低費用の標準的な電気コネクタと標準的なホース継手とを使用しうるところにある。

本発明にしたがった前記ケーブリングの有利な第４のさらなる開発形態において、前記ケーブリングは、流体ホースの端部分をホース継手と前記保護シースとの間において密封する密封要素を含む。このことの利点は、前記密封要素が、高費用の特別な構成要素を必要とすることなく前記ホースが保護シースにより完全に封入されるという結果をもたらすところにある。

本発明にしたがった前記ケーブリングの有利な第５のさらなる開発形態において、前記ケーブリングは、波形ホースに直接的に当接する密封部を形成する密封要素を含む。このことの利点は、単純な密封部が得られるところにある。

以下に、添付図面に示される実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。

以下に記載の本発明の実施形態とさらなる開発形態とは、単なる例とみなされるべきであり、特許請求の範囲により与えられる保護をいかなる形でも制限するものではない。本明細書に記載の実施形態において、異なる図中の同じ参照符号は、同じ種類の構成要素を指す。したがって、各構成要素は、全ての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、ホース２を加熱する一体型加熱ケーブル３を有する、たとえばゴムにより製作される流体ホース２からなる、本発明にしたがったケーブリング１の断面図が示されている。前記ホース２と前記加熱ケーブル３とは、保護シース７内に封入される。本例において、前記加熱ケーブル３は、前記ホース２の壁部に埋設される２本の導線３ａ、３ｂによって構成される。前記ケーブリングの第１の端部分４において、加熱ケーブル３は、ホース２から分離されて、電気コネクタ６へと導かれうるようになっている。ケーブリングの他方の端部分５において、加熱ケーブル３は、ホース２から分離されて、導線３ａおよび３ｂが互いに接続されて閉回路（図示せず）を創出しうるようになっている。当然ながら、前記ホースの外側に取り付けられるか、または保護シース７の内側において遊離して位置する別途のケーブルを用いることも可能である。

ホース２は、固定リング１０によって該ホースに取り付けられるホース継手８、９を備える。これらのホース継手８および９は、それぞれ合致する継手に接続されるように設計される直継手および角継手である。これらの継手は、たとえばホースに取り付けられる継手またはポンプ、蒸発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とされうる。その他の種類の継手もまた、それが必要とされる場合には可能である。ホース２を装置、たとえばポンプ上のスタッブ管に直接接続することも、そのようにすることが望ましい場合には可能である。

ケーブリングの保護シース７は、ここでは、波形プラスチックホースと該ホースに付随するコネクタとを有する機構により構成される。図１に示されているケーブリングは、ホース２の外側断面を上回る内側断面を有するホース１１を含む。加えて、前記ケーブリングは、中間部材１２と、分岐部材１３と、導線３ａ、３ｂを電気コネクタ６へと導くホース１４とを含む。ホース１１とホース１４とは、この場合は、加熱ケーブル３がホース２より小さい断面を有するため、異なる断面を有する。継手１２、１３とホース２との間において密封を達成するために、各端部分は、密封要素１５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用ブッシングとして用いられる種類のゴムブッシングまたは薄膜ブッシングの形態をとる標準化されたブッシング要素とされうる。これは、ケーブリング全体が標準的な構成要素により構成されることを意味し、このことは、ケーブリングの完成品の組立が単純かつ低費用になることを意味する。標準化された密封要素が適切ではない場合は、密封要素１５を特別に製造することも可能である。

各継手内の各開口部は、該開口に近接する位置において内方突出つば部１９を備える。このつば部は、波形ホースを継手内において固定状態に保持するように設計される。１個の継手は、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、各半分体内の前記つば部が組み合わさって、前記つば部が波形ホースの波形部と相互作用するために、波形ホースを長手方向に固定状態に保持することを意味する。したがって、密封要素１５は、有利な点として、継手のつば部１９に嵌合する溝２２を備えて、これにより継手内において前記密封要素が固定される。前記密封要素は、いくつかの態様に構成されうるが、ひとつの有利な実施形態は、流体ホース２に接続される位置におけるホース継手の外径に対応する開口２３を中央部に有するとともに、前記継手内のつば部１９に対応する溝２２を周縁面に有する皿形要素である。電気コネクタ６もまた、波形ホースを正位置において固定状態に保持するつば部を有する継手１６を含む。当然ながら、前記密封要素を継手に一体化させること、すなわち開口部がホース継手に嵌合するとともに直接的に当接して密封部を形成する設計となるような態様に前記継手を設計することも可能である。

図２に、本発明にしたがったケーブリング２０のまた他の実施形態が示されている。このケーブリング２０は、前記のケーブリング１と同様の態様に構成されている。ケーブリング２０の断面図は示されておらず、したがって封入されている構成要素は図示されていない。しかしながら、このケーブリングは、図１の場合と同じ種類の標準的な構成要素により構成されており、よって同じ参照符号が用いられる。

ケーブリング２０は、ホース２を加熱する一体化された加熱ケーブル３を有する流体ホース２からなる。ホース２と加熱ケーブル３とは、保護シース２１内に封入される。本例において、加熱ケーブル３は、ホース２から、該ホースのいずれの端部においても分離されて、前記ケーブルがそれぞれの電気コネクタ１８へと導かれうるようになっている。電気コネクタは、この場合は、ケーブリングの各端部において用いられて、たとえば電流を追加の加熱回路へと導く。

ホース２は、この場合は、固定リング１０によって該ホースに取り付けられるホース継手９および１７を備える。ホース継手９は、角継手であり、ホース継手１７は、たとえばポンプまたはその他のケーブリングへの接続を達成する直継手である。

このケーブリングの保護シース２１もまた、この場合は、波形プラスチックホースと該ホースに付随する継手とを有する機構により構成される。保護シース２１は、ホース１１と、２個の分岐部材１３と、加熱ケーブル３を電気コネクタ１８へと導く２本のホース１４とによって構成される。前記２個の継手１３とホース２との間において密封を達成するために、各端部分は、前記のように、密封要素１５を含む。

図３に、継手１２、１３とホース２との間において密封を達成する密封要素１５が図示されている。この密封要素１５は、この場合は、流体ホースに接続される位置におけるホース継手の外径に対応する開口２３を中央部に有するとともに、継手内のつば部１９に合致する溝２２を周縁面に有する皿形要素として設計される。前記密封要素１５は、一方の側面内において、前記ホース２に当接して嵌合するように設計される凹部を有しうる。このようにすると、密封レベルが高められる。前記密封要素１５は、波形プラスチックホースと該ホースに付随する継手とを有する、一般に電気ケーブリング用に意図される機構を流体ホースおよび加熱ケーブルと組み合わせたケーブリングを得ることを可能にする。この機構の利点は、低費用の標準的な構成要素により構成されるところにある。

密封要素１５の取り付けは、以下の方法で行なわれる。流体ホースとの接続が行なわれるホース継手部分が、開口２３を介して流体ホース２内に通される。薄膜ブッシングが密封要素として用いられる場合は、前記ホース継手は、適切な工具を用いて薄膜を貫通して挿入される。その後、流体ホースは、固定リング１０を用いてホース継手上に固定される。前記流体ホースは、前記密封要素１５と有利に接触を達成する。このことは、流体ホース２と保護シース７との間において健全な密封状態が達成されることを意味する。前記密封要素１５は、重合体またはゴム等の剛性または若干可撓性の材料により製作されることが有利である。

ある場合には、前記流体ホースは、ホース継手を備えるのではなく、その代わりに前記流体ホースが、たとえばタンク上のスタッブ管に直接的に接続されることが意図される。これらの状況では、前記密封要素１５は、該密封要素内の開口２３が流体ホース２の外径と合致するような態様に設計される。このことは、前記ホースが密封要素を貫通して突出する一方で、同時に健全な密封状態が前記流体ホースと継手との間において得られることを意味する。ある場合には、特に直継手のみが必要とされる場合は、流体ホース２と保護シース７との間において直接的に密封部を形成する密封要素を用いることが有利である。

流体ホースとの密封部を形成するように特別に設計される特別な継手を設計することも可能であるが、これは、はるかに高費用を要するとともに、より柔軟性を欠く方法である。そこで、数多くの特別な継手の代わりに、１個の特別な密封要素を用いれば十分である。別途の密封要素のさらに他の利点は、組立てに関連するものである。この密封要素を流体ホース上に取り付けて、密封要素を有する完全な流体ホースと分離されたケーブルとを組立点、たとえばケーブル組立品製造元に供給して、ケーブリングが組み立てられうるようにすることができる。このことは、ケーブル組立品製造元に特別な継手がなくても、その代わりに通常的な標準範囲のもので済ませうることを意味する。このことは、点検修理の際にも、工場が標準的な構成要素しか持ち合わせていない場合に有利である。

本発明は、前記の実施形態に制限されると見なされるべきではなく、数多くの追加の変形態様および改変が以下の特許請求の範囲の枠内において可能である。前記ケーブリングは、たとえば自動車だけではなく、加熱されるホースが完全に封緘されなければならないその他の用途にも用いられうる。

本発明にしたがったケーブリングの第１の実施形態を示す断面図である。 本発明にしたがったケーブリングの第２の実施形態を示す図である。 本発明にしたがったケーブリング用の密封要素を示す図である。

符号の説明

１ ケーブリング
２ 流体ホース
３ 加熱ケーブル
３ａ、３ｂ 導線
４ 第１の端部分
５ 第２の端部分
６ 電気コネクタ雌形
７ 保護シース
８ 直継手
９ 角継手
１０ 固定リング
１１ 波形ホース
１２ 中間部材
１３ 分岐部材
１４ 波形ホース
１５ 密封要素
１６ 電気コネクタの継手
１７ ポンプに対するホース継手
１８ 電気コネクタ雄形
１９ つば部
２０ ケーブリング
２１ 保護シース
２２ 溝
２３ 開口

Claims (10)

1. 流体ホース（２）と、前記流体ホース（２）を加熱するケーブル（３）と、前記ケーブル（３）を電源に接続する少なくとも１個の電気コネクタ（６；１８）とからなる自動車用ケーブリング（１；２０）において、前記流体ホース（２）と前記ケーブル（３）とは、外部保護シース（７；２１）により完全に封入され、
   （Ａ）前記外部保護シース（７；２１）は第１ホース（１１）と、分岐部材（１３）と、第２ホース（１４）とからなり、
   （Ｂ）前記ケーブリング（１；２０）の一端部分又は両端部分（４）において、前記ケーブル（３）は前記流体ホース（２）から分離され、前記分岐部材（１３）及び前記第２ホース（１４）を介して少なくとも１個の電気コネクタ（６；１８）に導かれ、
   （Ｃ）前記分岐部材は（１３）は前記第１ホース（１１）と前記第２ホース（１４）との間に配置されていることを特徴とするケーブリング。
2. 前記流体ホース（２）は、前記流体ホース（２）を合致するホース継手に接続する少なくとも１個のホース継手（８、９、１７）を含むことを特徴とする請求項１に記載のケーブリング。
3. 前記保護シース（７；２１）は、プラスチックホース等の少なくとも１個の波形ホース（１１、１４）と、少なくとも１個の継手（１２、１３、１６）とからなることを特徴とする請求項１または２に記載のケーブリング。
4. 前記継手（８、９、１７）と前記電気コネクタ（６、１８）とは、互いに分離されることを特徴とする請求項２または３に記載のケーブリング。
5. 前記流体ホースの端部分（４、５）と前記保護シース（７；２１）との間において密封部を形成する密封要素（１５）を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のケーブリング（１；２０）。
6. 前記密封要素（１５）は、継手（１２、１３、１６）内のつば部（１９）と相互作用する溝（２２）を備えることを特徴とする請求項５に記載のケーブリング。
7. 前記密封要素（１５）は、波形ホース（１１、１４）内において内面と相互作用する少なくとも１個の溝（２２）を備えることを特徴とする請求項５に記載のケーブリング。
8. 前記密封要素（１５）は、少なくとも部分的に重合体またはゴム等の可撓性材料により構成されることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のケーブリング。
9. 前記ケーブル（３）は、前記流体ホース（２）に一体化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ケーブリング。
10. 前記ケーブル（３）は、前記流体ホース（２）と前記保護シース（７；２１）との間において配置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ケーブリング。

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