JP2014052075A - プッシュフィットコネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】プッシュフィットコネクタを備える流体ラインを迅速に加熱可能にする。
【解決手段】プッシュフィットコネクタ2、および、プッシュフィットコネクタ2内の流体を加熱する方法。プッシュフィットコネクタ2は、ハウジング6と、流路により接続される収容空間および接続部分4と、流路の内側に設置される加熱領域と、加熱領域と収容空間7との間に配置される熱伝導要素とを含む。流路内に位置する流体は、流路内の加熱要素11が配置されるところで加熱される。熱伝導要素は、流路内に挿入される連結部を有する。分かり易い形で表される熱伝導要素は、流路の内径とほぼ等しい外径を有する円筒形スリーブとして具体化される。
【選択図】図1

Description

本出願は、2012年9月10日に出願された独国特許出願第12 006 361.5号の米国特許法第119条に基づく優先権を主張するものであり、その開示は、全体が参照により明確に本明細書の一部を構成する。
本発明の実施例は、収容空間と、接続部分と、収容空間および接続部分を接続する流路と、を有するハウジングを備えるプッシュフィットコネクタに関し、加熱領域が流路内部に設けられる。
本発明の実施例は、供給容器から使用場所まで尿素を移動するのに使用される流体ラインに基づいて以下に説明される。尿素は、ディーゼルエンジンでは、窒素酸化物の排出を低減するのに使用される。
流体ラインと供給容器との間の接続および流体ラインと使用場所との間の接続は、しばしば、冒頭で挙げたタイプのプッシュフィットコネクタを使用して作られる。このタイプのプッシュフィットコネクタは、複数のラインセクションを互いに接続するのにも使用され得る。このプッシュフィットコネクタは、例えばホースまたはチューブなどのライン上で接触しならが摺動することができる接続部分を有する。対向する端部には収容空間が設けられ、供給容器のノズルまたは使用場所のノズルが挿入され得る。収容空間と接続部分との間には流路が設けられ、それにより流体の流れがこのプッシュフィットコネクタを通ることが可能となる。
加熱に関し、加熱要素は、しばしば、ラインの中にある流体を必要に応じて加熱するためにラインの中に導かれる接続部分の中に導かれる、。しかし、通常は電気接続である加熱要素へ必要となるエネルギー供給のための接続(energy supply connection)を形成するために、プッシュフィットコネクタの中から外に加熱要素を導くことがしばしば必要となる。
約−11℃の温度では尿素の流動性が低下する。したがって、モータ車両内で使用され得るようにすることを目的として尿素ラインを解凍しなければならない時間を制御するためのレギュレーションがある。この解凍オペレーションが長引くと、より多量の窒素酸化物が環境内に放出される。
本発明の実施例は、プッシュフィットコネクタを備える流体ラインを迅速に加熱可能にすることについて述べられる。
実施例によれば、冒頭で説明したタイプのプッシュフィットコネクタはまた、加熱領域と収容空間との間に配置される熱伝導要素を有する。
冒頭で説明したタイプの既知のプッシュフィットコネクタを使用してラインを解凍する際の欠点は、プッシュフィットコネクタ内に配置される流体体積である。この流体体積を直接に加熱することができる加熱要素を配置することは比較的困難である。本発明の実施例によれば、加熱は、今は異なる形式で行われ得る。熱伝導要素を使って熱が加熱領域から移動されて収容領域へと伝導される。熱伝導要素は、単に、可能な限り損失を最小にして熱を移動することが可能であることを必要とする。熱伝導要素自体が、熱を生成することができる必要はない。熱伝導要素の構造、および、この熱伝導要素を備えるプッシュフィットコネクタのデザインは非常に単純である。というのは、この熱伝導要素自体は、例えば電気エネルギーを供給することができる接続を必要としないからである。
好ましくは、熱伝導要素は収容領域内まで延在する。したがって、熱は熱伝導要素により収容空間まで移動されるのみでなく、収容空間の中にまで移動される。したがって、この熱伝導要素は、収容空間内の流体に対して比較的長い距離にわたって熱を放散することができる。
好ましくは、シーリングアッセンブリーが収容空間内に配置され、熱伝導要素がシーリングアッセンブリーを通って突出する。このシーリングアッセンブリーは、プッシュフィットコネクタと、収容空間内に挿入されるノズルとの間を密に接続するのに使用される。熱伝導要素がこのシーリング構成を通って突出する場合、熱伝導要素は確実にノズル内にも突出することになる。プッシュフィットコネクタとノズルとの間に接続が生成されると、熱伝導要素はさらにノズル内まで突出することになり、したがって、そこにある流体も加熱することができるようになる。
好ましくは、熱伝導要素は、流路に挿入される連結部を有する。この連結部は、熱伝導要素をハウジング内に取り付けるのに使用される。この目的のために流路内に取り付けられる。
好ましくは、熱伝導要素は、その長手方向に沿って、最大で流路の内側寸法と同じ大きさの外側寸法を有する。流路の内側寸法は、多くの場合はノズルの内側寸法に一致する。したがって、このように寸法決定することに基づき、ノズルが収容空間内に挿入されるとき、ノズルが熱伝導要素上を問題なく誘導され得ることが想定され得る。
好ましくは、熱伝導要素は、挟み込む方式(pinched manner)または摩擦嵌合方式により流路内で保持される。したがって、このようにして、熱伝導要素がハウジング内に十分に取り付けられる。付加的な取付デバイスは必要ない。
好ましくは、熱伝導要素は放熱部を有し、この放熱部は、内側空間を囲む円筒形スリーブとして具体化され即ち、形成される。このようにして、円筒形スリーブは少なくとも部分的に円形シリンダに基づいていてよい。しかし、任意の他の断面形状も可能である。円筒形スリーブを用いる場合、熱が、2つの方向、すなわち半径方向外向きと内側空間に向かう半径方向内向きとに確実に放射され得る。したがって、熱を移動することができる表面が単純な形で大きな表面として維持される。
好ましくは、熱伝導要素は、内側空間内に向けられる少なくとも1つのブレードを有する。このブレードは、熱伝導要素からの熱を流体へと移動することができる付加的な表面を形成する。
好ましくは、円筒形スリーブは、細長いスリットを有する。このスリットにより、流体は、流体の流れ方向に応じて、外向きに流れることができ、すなわち、内側空間から出るように流れることができ、または、内向きに移動することができ、すなわち、内側空間に入るように流れることができる。したがって、この円筒形スリーブは、半径方向において流体に対して障害物を形成しない。したがって、流体は、円筒形スリーブの外側および内側に問題なく位置することができ、それにより流体への熱伝達が向上する。
好ましくは、ブレードは、ノズルの縁部に接続される。言い換えると、ブレードは、スリットの縁部から始まって内側空間内まで突出する。これは、熱伝導要素の特に単純な実施例である。
好ましくは、熱伝導要素は、金属、特に、アルミニウム、銅または真鍮から作られる。金属は、比較的良好な熱伝導体である。金属は、加熱される流体に問題なく適合するように選択され得る。加熱要素は、複数の金属から形成されてもよく、例えば、熱伝導要素は複層として具体化され即ち、形成され得るかまたは被覆方式で具体化され即ち、形成され得る。したがって、例えば、銀めっき銅も使用され得る。
好ましくは、加熱要素は、加熱領域内に配置され、熱伝導要素は、加熱要素に熱伝導的に接触される。これにより、熱伝達が向上する。熱伝導要素は、加熱要素に熱伝導的に接触される場合、いずれの場合も加熱要素の温度を受け取ることができ、この温度は、通常、加熱要素からある程度の距離のところにある加熱領域内の流体の温度より高い。これにより、加熱要素から収容空間への熱伝達がさらに向上する。
複数の実施例では、熱伝導要素が挟み込む方式または摩擦嵌合方式により加熱要素に接続されることが好適である。熱伝導要素が、挟み込む方式により、加熱要素に接続される場合、熱伝導要素は、ある程度の張力を発生させて加熱要素に当接する。これにより、加熱要素と熱伝導要素との間での熱伝達が向上する。
好ましくは、傾斜路要素が流路内に配置され、加熱要素がこの傾斜路要素に沿って流路から出るように誘導され、また、熱伝導要素が、傾斜路要素を収容する凹部を有する。このようにして、傾斜路要素が存在しても、熱伝導要素が、傾斜路要素の周りを誘導され得るようになり、熱伝導要素が、流路内の比較的深くまで挿入され得るようになり、好ましくは、挟み込む方式または摩擦嵌合方式により加熱要素に接続され得るようになる。
好ましくは、ハウジングは、可動の固定用幾何的構造(movable locking geometry)を有し、熱伝導要素は、この固定用幾何形状が配置されるところの領域内に突出する。この固定用幾何学的構造は、収容空間内の上で言及したノズルを固定する働きをし、おそらくは、固定用幾何学的構造の移動後、固定用幾何学的構造を解放することができ、それにより、プッシュフィットコネクタがノズルから引っ張られ得るようになる。固定用幾何学的構造は、ノズルに作用するので熱伝導要素が固定用幾何学的構造が配置されるところの領域内に突出する場合、熱伝導要素は、ノズル内部に確実に突出することができる。シーリングアッセンブリーが、別の位置に配置されかつ熱伝導要素がシーリングアッセンブリーの領域内まで延在しない場合でも、ノズル内部が確実に加熱され得る。このタイプの固定用幾何学的構造を用いる場合、例えば、一例として、加熱ワイヤなどの加熱デバイスが収容空間を加熱するためにハウジングの外部に配置されることは可能ではない。
本発明の実施例は、プッシュフィットコネクタについて述べられる。このプッシュフィットコネクタは、ハウジングと、流路によって接続される収容空間および接続部分と、流路内部に位置する加熱領域と、加熱領域と収容空間との間に配置される熱伝導要素とを有する。
本発明の実施例によれば、熱伝導要素は、収容空間内まで延在するような構造を有し、配置され得る。さらに、シーリングアッセンブリーが、収容空間内に配置され得る。熱伝導要素は、シーリングアッセンブリーを通って突出するような構造を有することができ、配置され得る。
他の実施例によれば、熱伝導要素は、流路内に挿入され得る連結部を有することができる。熱伝導要素は、その長手方向に沿って最大で流路の内側寸法と同じ大きさの外側寸法を有することができる。さらに、熱伝導要素は摩擦嵌合方式により流路内に保持され得る。
本発明の他の実施例によれば、熱伝導要素は、内側空間を囲む円筒形スリーブとして形成される放熱部を含むことができる。熱伝導要素は、内側空間内に向けられる少なくとも1つのブレードを有する。さらに、円筒形スリーブは細長いスリットを有することができる。熱伝導要素は内側空間内に向けられる少なくとも1つのブレードを有することができ、このブレードはスリットの縁部に取り付けられる。
さらなる実施例によれば、熱伝導要素は金属から形成され得る。金属は、アルミニウム、銅または真鍮のうちの1つからなり得る。
さらなる実施例によれば、加熱要素が加熱領域内に配置され、熱伝導要素がこの加熱要素に熱伝導的に接触されるように配置され得る。熱伝導要素は、摩擦嵌合方式により加熱要素に接続され得る。さらに、傾斜路要素が、流路内に配置され得る。加熱要素は、傾斜路要素に沿って流路から出るように案内され、熱伝導要素は、傾斜路要素を収容する凹部を有することができる。
複数の実施例では、ハウジングは、可動の固定用幾何学的構造を含むことができ、熱伝導要素は、この固定用幾何学的構造が配置されるところの領域内に突出することができる。
本発明の実施例は、上述したプッシュフィットコネクタ内の流体を加熱する方法について述べられる。この方法は、流路内部の加熱領域を加熱し、流路を通して加熱領域から収容空間に向かうように熱を伝導することを含む。
本発明のさらに他の実施例によれば、熱が、円筒形の外郭を有する熱伝導要素を介して収容空間に向かうように伝導され得る。さらに、熱伝導要素を沿って伝導される熱は、半径方向内向きおよび半径方向外向きに移動することができる。さらに、加熱領域が、傾斜路要素に沿って加熱領域内まで延在する加熱要素によって加熱され得る。熱伝導要素は、構成され得る。
本開示および添付図面を検討することにより、本発明の他の例示の実施例および利点を把握することができる。
図面の複数の図を通して同一の参照符号が同一の部品を表している本発明の例示の実施例の非限定的な実施例による以下に記載される複数の図面を参照することにより、以下の詳細な記述で本発明がさらに説明される。
明瞭にするために熱伝導要素が省略される連結チューブを備えるコネクタのを通る概略的な縦断面図である。 熱伝導要素を備えた状態で、図1の断面II−II線に従う断面図を示す。 熱伝導要素の斜視図を示す。
本明細書に示される詳細は、一例としてのものであり、本発明の実施例を例示的に論述することのみを目的としており、その詳細は、最も有用と考えられるものであって、本発明の原理および概念的見地が容易に理解される説明を提供するために提示される。この点に関して、本発明の基本的な理解に必要である以上に詳細に本発明の構造的細部を示す試みがなされず、その説明は、本発明の複数の形態が如何にして実際に具体化され得るかを当業者に対して明らかにする図面と共になされる。
図1は、プッシュフィットコネクタ2およびチューブ3を備える加熱可能な流体ライン1の縦断面図を示す。チューブ3は、可撓性であり、押出プラスチック、または、ホース材料から形成され得る。以下の記述では、ホースも、用語「チューブ」の部類に入る。
チューブ3が、プッシュフィットコネクタ2の接続部分4に取り付けられ、Oリング5によってそこで密閉される。接続部分4は、その外側にクリスマスツリー形状(Christmas-tree profile)を有する。また、必要に応じて、チューブ3は、例えば、ホースクランプなどの張力要素(不図示)を使って接続部分4上に固定され得る。
接続部分4は、ハウジング6の構成部分である。ハウジング6は、より詳細には図示されないが、供給用容器、使用箇所のノズルが、即ち、他の流体ラインが挿入され得る収容空間7を有する。そのノズルを固定するためにハウジング6は、収容空間7の領域内に固定用幾何学的構造8を有し、この固定用幾何学的構造8は、プッシュフィットコネクタ2の縦軸線9に対し平行に、すなわち、軸線方向に移動され得る。
さらに、ハウジング6は、収容空間7と接続部分4とを互いに接続する流路10を有する。
図1で理解され得るように、破線で示される加熱要素11は、チューブ3の自由断面内に配置される。示される実施例では、加熱要素11は、押出プラスチック材料内に埋め込まれる少なくとも1つの加熱用伝導体を有する可撓性加熱棒(heating wand)として具体化され、即ち、形成される。好ましくは、電気接続が加熱要素11の一方の端部のみで必要となるように、プッシュフィットコネクタ2から離れた一方の端部で互いに接続される2つの加熱用伝導体が、設けられる。可撓性を有しかつ屈曲可能であるが、チューブ3(その中に配置される加熱要素11と共に)が接続部分4に対して摺動するとき、加熱要素11が接続部分4内に摺動することができるように、加熱要素11は、ある固有の剛性を有する。
より詳細には図示されていないが、電気接続を生成するために加熱要素11は、プッシュフィット2から引き出されなければならない。これらの接続を介して、所望される熱出力が、加熱要素11に導入され得る。したがって、プッシュフィットコネクタ2は、プッシュフィットコネクタ2の縦軸線9に対して角度αの方向に向けられる縦軸線13を有する加熱要素用出口流路12を有する。角度αは、0°より大きく、好ましくは、20°から80°までの範囲内にある。
加熱要素用出口流路12は、角度αでプッシュフィットコネクタ2の縦軸線9に向けられるコネクタ14内に配置される。Oリング15が、コネクタ14内に設けられる。Oリング15は、密封するように加熱要素11に当接し、流体が加熱要素用出口流路12から漏洩することが防止される。Oリング15は、また、プラグ16を使って加熱要素用出口流路12内に固定される。
流路10内には、ハウジング6と一体構成とされて具体化され、即ち、形成される傾斜路要素17が、配置される。傾斜路要素17は、曲線を描いて形成され、即ち、折れ目なしで具体化され、即ち、形成される案内面18を有する。案内面18は、流路10の「下側」から、すなわち、加熱要素用出口流路12に向かい合って横たわる面から加熱要素用出口流路12まで延在し、加熱要素用出口流路12の壁に連なる。したがって、加熱要素11の先端は、段差、折れ、溝などによって妨げられることなく案内面18に沿って摺動することができる。
流路10内に位置する流体は、流路10内の加熱要素11が配置されるところで加熱される。この領域は、「加熱領域」とも称される。この加熱領域は、とりわけ、傾斜路要素17の両側に延在する。
プッシュフィットコネクタ2は、図3の拡大斜視図に示される熱伝導要素19を有する。
明瞭にするために図1において熱伝導要素19が、図示されず、図2において、加熱要素11が、図示されない。
熱伝導要素19は、金属、特に、アルミニウム、銅または真鍮などの適切な熱伝導金属から作られる。
熱伝導要素19は、流路10内に挿入される連結部20を有する。連結部20は、挟持方式または摩擦嵌合方式により流路10内に保持される。
さらに、熱伝導要素19は、収容空間7内に突出する放熱部(熱損失部)21を有する。
分かり易い形で表される熱伝導要素19は、流路10の内径とほぼ等しい外径を有する円筒形スリーブとして具体化され、即ち、形成される。分かり易い形で表される熱伝導要素19は、円形シリンダ形状を有する。しかし、円形断面が、必ずしも必要とはされないことを理解されたい。代わりに他の断面形状が、もたらされてもよい。
連結部20は、傾斜路要素17を収容するU字形の凹部22を有する。熱伝導要素19は、凹部22の端部23が図2に示されるように傾斜路要素17に当接されるように、流路10内に十分に挿入されている。
詳細には示されない方法で、連結部20は、同一直径上における凹部22の真向かいに、図3では確認できない凹部を有し、この凹部により連結部20が加熱要素11上にクランプされ得るように、この凹部は、加熱要素11の外周に一致している。それから、加熱要素11からの熱が熱伝導要素19まで移動され得るように、熱伝導要素19が、加熱要素11に熱伝導の方法で接続されている。それから、熱伝導要素19は、この熱を収容空間7内に移す。
放熱部21は、内側空間25を囲む壁24を有する。壁24は、プッシュフィットコネクタ2の縦軸線9に平行に延びるスリット26を円周方向に有する。スリット26を介して、流体が、内側空間25から収容空間7内へ移動することができるか、または、収容空間7から内側空間25内へ移動することができる。さらに、壁24は、放熱部21の表面の増大をもたらす内側空間25内に内向きに向けられる2つのブレード27、28を有する。
この形の放熱部21により、流体が、熱伝導要素19の内部、すなわち、内側空間25と、熱伝導要素19の外側、すなわち、熱伝導要素19とハウジング6との間との両方にあることが可能となる。したがって、この流体が、凍結し、加熱することが必要となる場合、熱伝導要素19が、加熱領域から収容空間7内まで熱を導くことができ、流体が比較的迅速に解凍され得るように、この熱を半径方向内向きおよび半径方向外向きに放熱することができる。
連結部20は、連結部20が放熱部21に変わるところに前面開口部29を有する。開口部29を介して、流路10からの流体が、収容空間7内まで直接的に移動することができる。収容空間7は、ハウジング6の縮径部30まで延在する。図2で分かるように、なお、連結部20は、わずかに収容空間7内まで延在してよい。
収容空間7内において、収容空間7内に挿入されるノズルに当接し密閉する2つのOリング31、32を備えるシーリングアッセンブリーが設けられている。このノズルも、明瞭にするために同様に図示されない。熱伝導要素19が確実にノズル内に突出するように、熱伝導要素19は、Oリング31、32を備えるシーリングアッセンブリーの中に至る。
熱伝導要素19は、収容空間7内で固定用幾何学的構造8まで延在する。固定用幾何学的構造8は、ノズルの端部から一定の距離のところのノズルの領域に作用するので、熱伝導要素19が、確実にノズル内に突出する。
上述の実施例が、単に説明のために提供されており、本発明を限定するものとして如何ようにも解釈されないことに留意されたい。本発明は、例示の実施例を参照して説明してきたが、本明細書で使用される言葉が、限定のための言葉でなく説明および例証のための言葉であることを理解されたい。変更は、その複数の面において本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、現在の述べられる、および、修正されるような、添付の請求の範囲内で行われてもよい。本明細書では、特定の手段、材料および実施例を参照し本発明を説明されたが、本発明は、本明細書で開示される詳細のみに限定されることを意図されず、むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内にあるような機能的に均等のすべての構造、方法および使用法に及ぶ。

Claims (20)

  1. ハウジング(6)と、
    流路(10)により接続される収容空間(7)および接続部分(4)と、
    前記流路(10)の内部に設置される加熱領域と、
    前記加熱領域と前記収容空間(7)との間に配置される熱伝導要素(19)と、
    を含むプッシュフィットコネクタ(2)。
  2. 前記熱伝導要素(19)は、前記収容空間(7)内まで延在するように、構成され配置される請求項1に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  3. 前記収容空間(7)内に配置されるシーリングアッセンブリー(31、32)をさらに含み、前記熱伝導要素(19)は、前記シーリングアッセンブリー(31、32)を介して突出するように、構成され配置される請求項2に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  4. 前記熱伝導要素(19)は、前記流路(10)内に挿入可能な連結部(20)を含む請求項1に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  5. 前記熱伝導要素(19)は、最大で前記流路(10)の内側寸法と同じ大きさの外側寸法をその長手方向に沿って有する請求項4に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  6. 前記熱伝導要素(19)は、摩擦嵌合方式により前記流路(10)内で保持される請求項4に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  7. 前記熱伝導要素(19)は、内側空間(25)を囲む円筒形スリーブ(24)として形成される放熱部(21)を含む請求項1に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  8. 前記熱伝導要素(19)は、前記内側空間(25)内に向けられるけられる少なくとも1つのブレード(27、28)を有する請求項7に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  9. 前記円筒形スリーブ(24)は、細長いスリット(26)を含む請求項7に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  10. 前記熱伝導要素(19)は、前記内側空間(25)内に向けられる少なくとも1つのブレード(27、28)を有し、該ブレード(27、28)は、前記スリット(26)の縁部(29)に取り付けられる請求項9に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  11. 前記熱伝導要素(19)は、金属から作られる請求項1に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  12. 前記金属は、アルミニウム、銅または真鍮のうちの1つからなる請求項11に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  13. 前記加熱領域内に配置される加熱要素(11)をさらに含み、前記熱伝導要素(19)は、前記加熱要素(11)に熱伝導的に接触され配置される請求項1に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  14. 前記熱伝導要素(19)は、摩擦嵌合方式により前記加熱要素(11)に接続される請求項13に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  15. 前記流路(10)内に配置される傾斜路要素(17)をさらに含み、
    前記加熱要素(11)は、前記傾斜路要素(17)に沿って前記流路(10)の中から外に案内され、
    前記熱伝導要素(19)は、前記傾斜路要素(17)を収容する凹部(22)を有する
    請求項13に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  16. 前記ハウジング(6)は、可動の固定用幾何学的構造(8)を含み、前記熱伝導要素(19)は、前記固定用幾何学的構造(8)が配置される領域内に突出する請求項1に記載のプッシュフィットコネクタ(2)。
  17. 請求項1に記載のプッシュフィットコネクタ(2)内の流体を加熱する方法であって、
    前記流路(10)内部の前記加熱領域を加熱し、
    前記流路(10)を介して前記加熱領域から前記収容空間(7)に向けて熱を伝導することを含む方法。
  18. 前記熱は、円筒形の外郭(24)を有する熱伝導要素(19)を介して前記収容空間(7)に向けて伝導される請求項17に記載の方法。
  19. 前記熱伝導要素(19)に沿って伝導される熱は、半径方向内向きおよび半径方向外向きに移動する請求項18に記載の方法。
  20. 前記加熱領域は、傾斜路要素(17)に沿って前記加熱領域内に延在する加熱要素(11)によって加熱され、前記熱伝導要素(19)は、前記傾斜路要素(17)に結合されるように構成される請求項19に記載の方法。
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