JP6542998B2 - 取り付け補助を有するコネクタ及び該コネクタを形成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ、特に自動車の流動媒体のため、及び特に尿素溶液のためのクィックコネクタに関する。このコネクタは、接続部分、取り付け補助及び封入部を有し、その場合に接続部分が２つの接続端部を有している。流動媒体を案内するために、インナー通路が接続端部を互いに接続している。接続部分は、接続端部の間に中央部分を有しており、その場合に取り付け補助は、少なくとも中央部分の部分領域内において接続部分の外側に配置されている。取り付け補助に加熱手段が配置されており、その場合に封入部が加熱手段の少なくとも一部を覆っている。本発明は、さらに、コネクタを形成する方法に関する。

この種のコネクタは、文献、たとえば特許文献１（欧州特許第２１３７４４９（Ｂ１）号明細書）から読み取ることができる。その場合に接続部分は射出成形によって一体的なプラスチック成形部材として形成されており、その場合に射出成形に基づいて取り付け補助は接続部分の一体化された部分である。その場合に電気的な加熱手段の種類と配置は、それぞれ適用場合に応じて変化するので、接続部分は様々な取り付け補助と組み合わされる。したがって製造技術的な観点から、モジュラー形成方法の需要が生じ、それにおいて標準接続部分は様々な種類の取り付け補助と組み合わせることができる。

それについて特許文献２（欧州特許第２３４７１６３（Ｂ１）号明細書）において、取り付け補助を接続部分上へ係止し、もしくは滑り嵌めすることが提案される。したがって取り付け補助は、堅固に形成されており、かつ軸方向に、あるいは径方向において接続部分の中央部分上へ滑り嵌めされる。それに続いて、たとえば、取り付け補助の回りに加熱ワイヤを巻き付けることができる。しかしそれにおける欠点は、取り付け補助を接続部分上に確実に固定するために、取り付け補助が複雑な形状の係止手段を必要とすることである。同様に、接続部分上にも特別に適合された相手側の係止手段が必要である。しかし係止手段は、エラー源となる。というのは、係止手段は比較的繊細に形成されており、この理由から接続のある部分に対して責任を負うからである。さらに、係止運動が充分でない場合には、エラーが生じることがあるので、係止結合が生じず、あるいは不十分な係止結合しか生じない。さらに、加熱ワイヤもしくは加熱手段は取り付け補助自体の中で滑りやすく、それも同様に望ましくない。というのは、それによってたとえば、加熱ワイヤの不均一な面積分布が生じることがあるからである。

欧州特許第２１３７４４９（Ｂ１）号明細書 欧州特許第２３４７１６３（Ｂ１）号明細書

したがって本発明の技術的問題は、上述した欠点を回避することができる、一般的なコネクタを提供することである。特に本発明の技術的問題は、接続部分を複数の異なる種類の取り付け補助と組み合わせることができる、モジュラーシステムを提供することである。好ましくは、本発明の技術的問題は、接続もしくは形成の手間を削減するために、接続部分、取り付け補助及び加熱手段の間のできる限り良好な結合を保証することである。

この技術的問題を解決するために、本発明は、自動車の流動媒体用、特に尿素溶液用のコネクタ、特にクィックコネクタを教示し、その場合にコネクタは、接続部分、取り付け補助及び封入部を有しており、その場合に接続部分が２つの接続端部を有し、その場合にインナー通路が、流動媒体を案内するために接続端部を互いに接続し、その場合に接続部分は接続端部の間に中央部分を有しており、その場合に取り付けは、少なくとも中央部分の部分領域内で、接続部分の外側上に配置されており、その場合に取り付け補助に加熱手段が配置されており、その場合に封入部は加熱手段の少なくとも一部を覆い、その場合に取り付け補助が接続部分上に圧力ばめで配置されている。

流動媒体として、たとえばガラス洗浄水又は尿素溶液が考えられる。「尿素溶液」という概念に該当するのは、特に製品ＡｄＢｌｕｅもしくはＤｉｅｓｅｌ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｆｌｕｉｄ（ＤＥＦ）である。「コネクタ」と考えられるのは、好ましくは、パイプを他のパイプと、あるいはパイプをあるコンポーネントと接続する各部品である。「コンポーネント」は、たとえばタンク、ノズル又はポンプである。「クィックコネクタ」という表現は、好ましくは、少なくとも１つの接続端部が取り外し可能な係止結合の部分として形成されていることを表す。加熱手段は、好ましくは電気的な加熱手段である。電気的な加熱手段として、たとえば加熱ワイヤ、加熱箔、ＰＴＣ抵抗又はＮＴＣ抵抗が考えられる。好ましくは電気的加熱手段は、少なくとも１つの加熱ワイヤを有している。

「圧力ばめ」という表現は、好ましくは、取り付け補助が、接続部分上に移動できないように配置されるように、接続部分上に取り付けられていることを、意味している。好ましくは取り付け補助は、圧力ばめによって接続部分上に固定されている。好ましくは、取り付け補助は主として圧力ばめによって接続部分上に固定されている。「圧力ばめ」の概念には、たとえば収縮チューブも含まれる。特に好ましくは、取り付け補助と接続部分は、圧力ばめなしでは取り付け補助が接続部分に固定されないように、形成されている。「固定する」という表現は、特に、取り付け補助が軸方向に、そして好ましくは径方向にも、あそびなしで配置されていることを意味する。「固定する」という表現は、具体的には、取り付け補助が手で接続部分から引き外せることを意味している。特に好ましくは、取り付け補助は、接続部分に材料結合では配置されない。好ましくは取り付け補助は、係止結合によって接続部分に配置されない。「係止結合」という表現は、好ましくは、堅固であるが、弾性変位するように形成された係止部材が、弾性変位する復帰作用に基づいて形状結合をもたらすことを、意味している。

特に好ましい実施形態によれば、取り付け補助はゴム状に弾性的に形成されている。「ゴム状」という概念は、取り付け補助が軸方向及び／又は径方向に手で伸張させることができることを意味している。好ましくは、取り付け補助は、接続部分よりも柔らかい材料からなる。特に好ましい実施形態によれば、取り付け補助は、エラストマーを有し、かつ特に好ましくは熱可塑性エラストマーを有している。特に好ましくは、取り付け補助は、オレフィンベースの熱可塑性エラストマー、かつ／又はオレフィンベースの架橋化された熱可塑性エラストマー、かつ／又はウレタンベースの熱可塑性エラストマー及び／又は熱可塑性ポリエステルエラストマー及び／又は熱可塑性コポリエステル及び／又はスチロールブロックコポリマー及び／又は熱可塑性コポリアミドを有している。

他の特にきわめて好ましい実施形態によれば、取り付け補助は接続部分上で、好ましくは径方向に方向付けされた、引っ張り応力を受ける。取り付け補助が、破壊なしで接続部分から引き抜けることも、可能である。好ましくは、取り付け補助の少なくとも軸方向の長さ部分に沿って全周にわたる径方向の引っ張り応力が存在する。「全周にわたる径方向の引っ張り応力」という表現は、特に引っ張り応力が、接続部分を取り巻く取り付け補助の全周にわたって作用することを、意味している。特に好ましくは、取り付け補助は少なくとも取り付け補助の軸方向の長さの半分に沿って、かつ好ましくは取り付け補助の軸方向の全長に沿って、全周にわたる軸方向の引っ張り応力を受ける。特に好ましくは、引っ張り応力は、取り付け補助の収縮によって生じる。好ましくは収縮は、接続部分の回りに取り付け補助材料を吹き付ける際に取り付け補助材料が冷えることにより発生する。特に好ましくは、引き抜かれた取り付け補助は、接続部分上へ滑らせて嵌めることはできない。第１の実施形態によれば、取り付け補助は、収縮によって取り付け補助の内径が接続部分の外径よりも小さくなるので、接続部分上へ滑らせて嵌めることはできない。他の実施形態によれば、取り付け補助は、引き抜く際に取り付け補助が破壊されてしまうような、圧力ばめが行われるので、接続部分上に滑らせて嵌めることはできない。好ましくは取り付け補助は、特に軸方向において滑らせて嵌めることができない。他の実施形態によれば、取り付け補助は、接続部分上へ滑らせて嵌めることのできるゴム状のスリーブであり、そのスリーブは好ましくは、対応づけられた接続部分の外径よりも小さい内径を有している。

本発明の枠内において、取り付け補助材料の溶融温度Ｔ_MMは、接続部分材料の溶融温度Ｔ_MAよりも低い。好ましくは封入部材料の溶融温度Ｔ_MKは、取り付け補助材料の溶融温度Ｔ_MMよりも低い／それと等しい。特に好ましい実施形態によれば、封入部材料の溶融温度Ｔ_MKは、取り付け補助材料の溶融温度Ｔ_MMと等しい。他の実施形態によれば、封入部材料の溶融温度Ｔ_MKは、取り付け補助材料の溶融温度Ｔ_MMよりも高い。

好ましくは取り付け補助の、接続部分側の内側面の横断面積は、取り付け補助の軸方向の長さの少なくともつながり合った３分の１にわたって、さらに好ましくは少なくともつながり合った半分にわたって、特に好ましくは全長にわたって一定である。好ましくは、中央部分の少なくとも１つの部分セクション、さらに好ましくは少なくとも３分の１、さらに好ましくは少なくとも半分、かつ好ましくは全長が、円筒状に形成されている。好ましくは、接続部分の取り付け補助に覆われた領域は、つながって円筒状に形成されており、かつ特に一定の外径を有している。

好ましくは、取り付け補助は、軸方向の縦断面において、２つの側面を備えた少なくとも１つの隆起部を有しており、その隆起部が中実に形成されている。隆起部は、実際的には、接続部分の回りに螺旋形状に延びている。取り付け補助は、好ましくは少なくとも１つの螺旋形状の溝を有している。特に好ましくは、取り付け補助は、二重螺旋の形状の２つの螺旋形状の溝を有している。螺旋形状の溝は、好ましくは１から１２周まで、さらに好ましくは２つから８周している。取り付け補助は、実際的には、２つの突出部を有し、これらの突出部の領域内に加熱ワイヤがＳ字状に延びる。好ましくは少なくとも１つの突出部は、螺旋形状の隆起部の一部である。好ましくは少なくとも１つの突出部が、取り付け補助の端部に配置されている。

本発明の枠内において、取り付け補助は少なくとも部分領域内で、封入部と材料結合されている。取り付け補助が、その回りに封入部材料を射出形成される際に完全に液化されて、それに応じて封入部材料と材料結合することが、可能である。好ましくは取り付け補助は、封入部と一体的に結合されている。好ましくは取り付け補助は封入部と材料結合で結合されている。好ましくは封入部は、冷える際に収縮する。好ましくは封入部が取り付け補助へ、もしくは接続部分へ圧力ばめをもたらす。好ましくは封入部は、電気的な加熱手段を覆い、好ましくは電気的な接続導体も覆う。

好ましくは、封入部は、中央部分から接続端部を介してパイプまで延びている。好ましくはパイプは、内側の流体導管と外側の被覆とを有している。外側の被覆は、好ましくは波形パイプである。特に好ましくは、封入部は、パイプの径方向外側へ張り出す部材と、好ましくは外側の被覆の径方向外側へ張り出す部材とを包囲している。径方向外側へ張り出す部材は、好ましくはリブである。封入部は、径方向外側へ張り出す部材を、好ましくは形状結合もしくは形状結合と圧力ばめで包囲する。取り付け補助の少なくとも一部が、加熱手段と接続部分との間に配置されることが、可能である。好ましくは加熱手段は、取り付け補助の外側上に配置されている。特に好ましい実施形態によれば、取り付け補助と封入部がチャンバなしで加熱手段を包囲している。「チャンバなし」という概念は、特に泡の形式の空気封入物などではない、人工的に形成された中空室を意味している。実施形態によれば、封入部は少なくとも２つの部分シェルを有している。２つの部分シェルは、好ましくは２つのハーフシェルである。２つの部分シェルは、しかるべき係止手段を介して結合することができる。好ましくは２つの部分シェルは、フィルム継ぎ手を介して互いに結合されている。

特に好ましい実施形態によれば、封入部は熱可塑性材料と特に熱可塑性エラストマーを有している。その場合に特に好ましくは、封入部の材料は、取り付け補助の材料に相当する。好ましくは、封入部は、オレフィンベースの熱可塑性エラストマー、かつ／又はオレフィンベースの架橋化された熱可塑性エラストマー、かつ／又はウレタンベースの熱可塑性エラストマー及び／又は熱可塑性ポリエステルエラストマー及び／又は熱可塑性コポリエステル及び／又はスチロールブロックコポリマー及び／又は熱可塑性コポリアミドを有している。好ましくは、接続部分は熱可塑性材料からなる。好ましくは接続部分は、ポリアミド及び／又はポリフタルアミドを有している。

技術的問題を解決するために、本発明は、コネクタ、特に本発明に係るコネクタを形成する方法を教示し、その場合にコネクタは接続部分、取り付け補助及び封入部を有しており、その場合に接続部分は２つの接続端部を有し、その場合にインナー通路が流動媒体を案内するために接続端部を接続し、その場合に接続部分は接続端部の間に中央部分を有しており、その場合に取り付け補助は、少なくとも中央部分の部分領域内で、接続部分の外側上に配置されており、その場合に取り付け補助には加熱手段が配置され、その場合に封入部が加熱手段の少なくとも一部分を覆い、その場合に取り付け補助が接続部分の回りに成形され、その場合に取り付け補助は、吹きつけ後に収縮するので、取り付け補助と接続部分の間に圧力ばめが生じる。

特に好ましい実施形態によれば、取り付け補助を射出形成する場合に取り付け補助材料の温度は、接続部分材料の溶融温度Ｔ_MAよりも低い。好ましくは加熱された取り付け補助の温度は、接続部分との材料結合が生じない温度である。本発明の枠内において、取り付け補助は冷える際に径方向に０．１から２０％、好ましくは０．２から１０％そして特に好ましくは０．５から５％収縮する。取り付け補助は接続部分上に取り付けられているので、このような収縮は、通常、肉眼では認識が困難である。もちろん取り付け補助は、好ましくはそれに応じてはっきりとした引っ張り応力を有する。

きわめて好ましい実施形態によれば、封入部は、少なくとも加熱手段の回りに成形される。好ましくは封入部は、中央部分の大部分を覆う。好ましくは、封入部を射出成形する場合に加熱された封入部材料の温度は、接続部分材料の溶融温度Ｔ_MAよりも低い。好ましくは封入部を射出成形する場合に加熱された封入部材料の温度は、取り付け補助材料の溶融温度Ｔ_MMより高い／それと等しい。特に好ましくは、封入部材料は射出成形する場合に、取り付け補助材料と材料結合される。特に、封入部材料が射出成形後に冷える場合に収縮するので、取り付け補助上もしくは接続部分上に圧力ばめが生じると、効果的である。特に好ましい実施形態によれば、封入部が加熱手段を形状結合で包囲する。好ましくは、封入部が加熱手段を圧力ばめで包囲する。本発明の枠内において、接続部分は射出成形部品であり、取り付け補助は多成分射出成形によって接続部分に配置される。

以下、単に実施例を示す図面を用いて、本発明を詳細に説明する。図は、図式的な表示である。

加熱手段と封入部なしの、本発明に係るコネクタを示す斜視図である。 図１に基づくコネクタを、加熱ワイヤの巻き付け後、かつ封入部の射出形成後に示す縦断面図である。

図１には、接続部分１と取り付け補助２とを有する、本発明に係るクィックコネクタが示されている。接続部分１は、２つの接続端部４、５を有しており、その場合に左の接続端部４は、そこに図示されないパイプを差し込むように、形成されている。パイプは、たとえばレーザービーム溶接によって接続端部４に固定される。接続端部４、５の間には、接続部分１の円筒状に形成された中央部分７が設けられている（図２を参照）。接続端部５は、雌形であって、したがって、同様に図示されない雄形の差し込み部分を収容するように、形成されている。雄形の差し込み部分は、外側のリング形状の隆起部を有しており、その隆起部が、接続端部５の係止部材１３と協働して係止を可能にする。雄形の差し込み部分は、たとえば流体コンポーネント（タンク、ポンプ、ノズルなど）の部材であり、あるいは他のパイプの一部である。

接続部分１は、射出成形によって形成され、好ましくはポリアミドからなる。取り付け補助２は、接続部分１の回りに多成分射出成形によって吹き付けられ、熱可塑性のエラストマーからなる。その場合に射出成形する際に、液状の取り付け補助材料の温度は、接続部分材料の溶融温度Ｔ_MAよりも低い。このようにして、取り付け補助材料と接続部分材料の間の材料結合が阻止される。吹きつけ後に、取り付け補助材料が冷えるので、取り付け補助２は２から３％収縮する。接続部分１が堅固に形成されていることに基づいて、この収縮は取り付け補助２の大きさの減少として現れず、取り付け補助２が、取り付け補助２の全長に沿って、全周で径方向に向けられた引っ張り応力を受けることに現れる。この引っ張り応力により、取り付け補助２の熱可塑性エラストマーの高い摩擦係数と結びついて、接続部分１上に取り付け補助２が圧力ばめされる。

圧力ばめに基づいて、取り付け補助２が接続部分１上に固定されるので、その後、前もって形成されているコネクタをパイプと結合することができる。パイプは、パイプの外皮の回りに二重螺旋形状に巻かれた２つの加熱ワイヤを有しており、その加熱ワイヤの端部が、パイプ端部を越えて少し張り出す。張り出した加熱ワイヤが、その後、取り付け補助２の突出部１１の回りに巻きつけられるので、加熱ワイヤ８は、この領域内でＳ字形状に延びている。図１に示す実施形態において、取り付け補助２は、それぞれ２つの突出部１１を備えた２つの領域を有している。というのは、パイプを回って２本の加熱ワイヤが案内されているからである。

加熱ワイヤが突出部１１の回りにＳ字状に巻かれた後に、加熱ワイヤは、取り付け補助２の２つの螺旋形状の隆起部９によって形成される、２つの螺旋溝１０に沿って案内される。１つの加熱ワイヤ８もしくは複数の加熱ワイヤ８を螺旋形状に巻きつけた結果が、図２に示されている。螺旋形状の隆起部９の張り出した端部１２によって加熱ワイヤ８が方向変換されて、第２の螺旋溝１０に沿ってパイプもしくは接続導体の方向へ戻るように案内される。１つの加熱ワイヤ８もしくは複数の加熱ワイヤ８は、特にインナー通路６を加熱し、そのようにして尿素溶液の凍結を阻止する。しかし、加熱ワイヤ８のための電気的な接続導体は、図２には示されていない。

１つの加熱ワイヤ８又は複数の加熱ワイヤ８を電気的な接続と共にコネクタに配置した後に、接続部分１、取り付け補助２、加熱ワイヤ８及び、図２の１点鎖線で示すパイプの内部の流体導管からなるアグリゲートの回りに封入部３が成形される。封入部８は、取り付け補助２と同じ材料から、したがって熱可塑性エラストマーからなる。加熱されて液状の熱可塑性エラストマーの温度は、接続部分１の溶融温度Ｔ_MAよりも低いので、接続部分の表面の軟化は予測されない。

回りに射出形成することによって、封入部３は内側に位置するコンポーネントを形状結合で包囲し、特に１つの加熱ワイヤ８あるいは複数の加熱ワイヤ８のための良好な保護を提供する。射出形成する場合の液状の封入部材料の温度は、同時に取り付け補助２も部分的又は完全に液化するまで加熱されるように、選択される。結果的に、取り付け補助２と封入部３の材料結合が生じる。材料結合は、図２において、突出部１１もしくは螺旋形状の隆起部９の先端が終端部なしで図示されることによって、図式的に示されている。しかし材料結合は、特に螺旋溝１０の底上にも延びることができる。それによって、１つの加熱ワイヤ８あるいは複数の加熱ワイヤ８が熱可塑性エラストマーによってきわめて密に包囲され、それによって湿気の影響に対しても保護されることが、保証される。さらに、封入部３も同様に収縮し、それによって内側に位置するコンポーネントへの圧力ばめがもたらされる。それによって、液密性が増大する。さらに、圧力ばめは、コネクタ全体の安定性に貢献し、そして特に１つの加熱ワイヤ８又は複数の加熱ワイヤ８の固定にも貢献する。

Claims (14)

1. 自動車の流動媒体用の、特に尿素溶液用の、コネクタ、特にクィックコネクタであって、該コネクタが接続部分（１）、取り付け補助（２）及び封入部（３）を有し、
   前記接続部分（１）が２つの接続端部（４、５）を有し、
   インナー通路（６）が流動媒体を案内するために前記接続端部（４、５）を互いに接続し、
   前記接続部分（１）が前記接続端部（４、５）の間に中央部分（７）を有し、
   前記取り付け補助（２）が少なくとも前記中央部分（７）の部分領域内で、前記接続部分（１）の外側上に配置されており、
   前記取り付け補助（２）に接して加熱手段（８）が案内されており、
   前記封入部（３）が前記加熱手段（８）の少なくとも一部を覆い、前記取り付け補助（２）が圧力ばめによって前記接続部分（１）上に配置されている、ものにおいて、
   前記取り付け補助（２）が、ゴム状に弾性的に形成されている、ことを特徴とするコネクタ。
2. 前記取り付け補助（２）が、少なくとも部分領域内で前記封入部（３）と材料結合されている、請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記取り付け補助（２）が、熱可塑性エラストマーを有している、請求項１又は２のいずれか１項に記載のコネクタ。
4. 前記封入部（３）が、熱可塑性エラストマーからなる、請求項１から３のいずれか１項に記載のコネクタ。
5. 前記接続部分（１）が、熱可塑性材料からなる、請求項１から４のいずれか１項に記載のコネクタ。
6. 取り付け補助材料の溶融温度Ｔ_MMが、接続部分材料の溶融温度Ｔ_MAよりも低い、請求項１から５のいずれか１項に記載のコネクタ。
7. 前記接続部分（１）上の取り付け補助（２）が、好ましくは径方向へ向けられた、引っ張り応力を受ける、請求項１から６のいずれか１項に記載のコネクタ。
8. 前記取り付け補助（２）の前記接続部分（１）へ向いた内側面の横断面積が、前記取り付け補助（２）の軸方向の長さの少なくとも連続した４分の１にわたって一定である、請求項１から７のいずれか１項に記載のコネクタ。
9. 前記取り付け補助（２）が、縦断面内に、２つの対向する側面を備えた少なくとも１つの隆起部（９）を有し、該隆起部（９）が中実に形成されている、請求項１から８のいずれか１項に記載のコネクタ。
10. コネクタ、特に請求項１から９のいずれか１項に記載のコネクタを形成する方法であって、該コネクタが接続部分（１）、取り付け補助（２）及び封入部（３）を有し、
    前記接続部分（１）が２つの接続端部（４、５）を有し、
    インナー通路（６）が流動媒体を案内するために２つの前記接続端部（４、５）を互いに接続し、
    前記接続部分（１）が前記接続端部（４、５）の間に中央部分（７）を有し、
    前記取り付け補助（２）が前記中央部分（７）の少なくとも部分領域内で、前記接続部分（１）の外側上に配置されており、
    前記取り付け補助（２）に加熱手段（８）が配置されており、
    前記封入部（３）が前記加熱手段（８）の少なくとも一部を覆っている、ものにおいて、
    前記取り付け補助（２）が前記接続部分（１）の回りに射出成形されており、前記取り付け補助（２）が成形後に収縮するので、前記取り付け補助（２）と前記接続部分（１）の間に圧力ばめが生じる、ことを特徴とするコネクタを形成する方法。
11. 前記取り付け補助（２）を射出成形する際に、取り付け補助材料の温度が接続部分材料の溶融温度Ｔ_MAよりも低い、請求項１０に記載の方法。
12. 前記取り付け補助（２）は、冷える際に径方向に０．１から２０％から、収縮する、請求項１０又は１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記封入部（３）が、少なくとも前記加熱手段（８）の回りに射出成形される、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記接続部分（１）が射出成形部品であって、前記取り付け補助（２）が多成分射出成形によって前記接続部分（１）に配置される、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の方法。

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