JPH04339052A - エンジン冷却液回路上のウィンドウオッシャー液加熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの冷却液回路
を利用した、自動車のウィンドウオッシャ設備の水加熱
用熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の運転快適性を改善するための付
属備品のうちでも、水の噴霧によるガラスの洗浄はワイ
パーの効果を非常に高めるため最近の車のフロントガラ
スにはこの洗浄を使用することが義務づけられてさえい
るほどである。ところが、不凍液の使用により温度限界
が下げられるものの、射出ノズルの氷結により氷点下で
はその効力が完全に失なわれてしまう。不凍液はノズル
の閉塞の危険性を妨げるが、非常に冷たいフロントグラ
ス上に射出された液体が瞬間的に氷結し、フロントガラ
スを危険なまでに不透明にするというさらに重大な危険
性が誘発されるような場合にも洗浄の効果を改善するよ
うな前記液体の加熱がそれにもかかわらず多くの発明に
より提案されている。

【０００３】同様に、この液体をエンジンボンネットの
下で保存するタンクと射出ノズルとの間でかかる液体を
充分に加熱することが妥当であることがわかっているが
、往々にしてドライバが制御する電動ポンプがタンクカ
バー内或いはさらに遠く例えばエンジニアリングポリア
ミドナイロンなどのプラスチック管から成る回路上に位
置づけられている。

【０００４】冷却回路の分岐と組み合わせた電気抵抗に
よる加熱を説明する　ＨＯＴＳＨＯＴ　ＡＵＴＯＰＲＯ
ＤＵＩＴＳ　　の米国特許４，５７５，００３号又は　
ＢＥＣＫＥＲ　のドイツ特許第２６４２，３０１号に説
明されているもののような、電気抵抗による加熱手段が
すでに知られている。これらの装置は、抵抗の過熱を制
限する安全制御を必要とするという欠点をもつ。この分
野において提案されたその他の発明のほとんどは、ウィ
ンドウオッシャ液が長い間その温度で滞留してもいかな
る損傷の危険性もないような一定の温度にそれ自体調節
されているエンジンの冷却回路を熱源として用いている
。ＨＡＧＵＳ　Ｃ．　ＬＵＣＨＴＥＮＢＥＲＧのフラン
ス特許２，３８９，５２０号は、既存のラジエータに対
し一枚の接触面により張りつけられた適合可能な交換器
を提案している。ＦＥＲＯＤＯのフランス特許２，４４
７，３０２号は、ラジエータ内の水タンクの改造を説明
している。　Ｐ．　ＡＵＴＥＲＯＣＨＥ　のフランス特
許２，４３６，０４５号は、ラジエータの栓又はエンジ
ンケースに交換器を取り付けることを提案している。

【０００５】従って、これら３つの特許は、メーカーが
設計した冷却回路を改造しようとはせずに、付加的な装
置を提案しているが、これらの装置は、自動車業界の生
産需要と相容性ある大量生産又は単純組立て生産には適
していない。その他の発明特許は、冷却水の通常の循環
回路上に１つの付属備品を組み込むことを説明している
。すなわち、ＶＡＬＥＯ　のフランス特許２，６０５，
２７３号は、配管のまわりに通されたらせん状の変形可
能なふいごを用いており、Ｐ．ＡＵＴＥ　ＲＯＣＨＥの
フランス特許２，４１６，１４２号は、蛇管を含む介在
された金属スリーブを用いており、又　ＮＩＴＴＥＲＬ
のフランス特許２，１２９，６２９号は同じ機能をキャ
ブレータの加熱回路上で確保している。 同様に、ＫＥＰＬＥＲ　　のフランス特許２，４０６，
１７７号及び　Ｍｕｌｌｅｒ　の欧州特許０，２７１，
８２１号は、水流の実断面積を妨げることなく、水が循
環する流路のまわりにらせん状に巻きつけられた蛇管を
含み気密な形で組立てられた２つの部分から成る１つの
ボックスを回路に組み込むことを提案している。前者の
特許は、はんだ付け又は溶接により組合わされた打出し
の金属ボックスであり、さまざまな直径の短管に適合さ
れうるようにする段式シリンダ状配置を特許請求されて
いる。第２の特許は好ましくは、蛇管が半径方向締めつ
け式のＯリングを伴う継手によって固定されておりかつ
気密な形でボルト留めされたダイキャストアルミニウム
製の半円筒で形成されている。

【０００６】従って、先行技術による装置は、剛性付属
備品に対する柔軟な配管の補足的連結を必要とし、この
ことはまさに、分解可能か又は置換可能でなくてはなら
ないカラー又はその他の連結方法によるあらゆる危険性
と共に、メーカーが避けようとしていることなのである
。付加的付属備品のコストのみならず、組立て同様修理
時におけるカラー、長さカット及び補足的労働力のコス
トは、それが、適度に抑られた付加価値にとどまるべき
全く補助的な機能の問題であるだけに、この作業を思い
とどまらせている。

【０００７】安いコストでの信頼性を求めて、当該出願
人は、自動車の冷却液回路又はその他の流体回路内での
柔軟な配管の分岐用及び／又は連結用の装置に関する欧
州特許０，２４３，２１６号を得た。剛性重合体外部被
覆物の収縮による柔軟な配管の端部の補強つばに基づく
この特許に説明されている発明は、同一の又は異なる直
径の又は異なる材料で作られた短管の連結部分の構成の
みならず、分岐路又はＴ字管継手の組み込み及びドレン
ねじの経済的な製作を可能にするものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、すで
に冷却回路の配置に必要なものである直径縮小又はＴ字
管継手又はドレン適合装置の中にきわめて低い費用で導
入される熱交換器を組み込むために、類似の技術を使用
することにある。このため、この熱交換器は、流体回路
の配置の変更をできるかぎり少なくした位置づけによっ
てウィンドウオッシャの水の加熱を行なう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、冷却液が循環
する流路のまわりにらせん状に巻きつけられた剛性管で
できた少なくとも１本の交換器蛇管から成る、自動車用
のエンジン冷却回路上に配置されたウィンドウオッシャ
液の加熱器から成り、ここでこの回路は、エラストルマ
性、熱可塑性又は熱硬化性をもつ重合体材料でできた外
部被覆要素と剛性内部短管の間に載置された柔軟な配管
の分岐用及び／又は連結用装置を含んでいる。

【００１０】本発明は、剛性内部短管のまわりに配置さ
れた前記交換器蛇管が、外部被覆要素を構成する重合体
材料の中に埋め込まれていることを特徴とする。本発明
は、図面に伴う説明を読むことによってさらに良く理解
できることだろう。

【００１１】

【実施例】図１及び図２は、例えば排気マニホルドの近
くといったように異なる熱環境を理由として場合によっ
て異なる材料で作られている曲管とそれに続く長い管と
を連結するためなどに必要とされる同一直径の２本の短
管の間の単純な管継手の軸方向断面図（図１）及び垂直
方向断面図（図２）から成る。

【００１２】剛性内部短管（１）は、予めはめ合せする
ことにより、平面（４）で交換器蛇管上に突き当たる柔
軟な配管（２）及び（３）を連結している。交換器蛇管
（７）を形成するらせんは、この実施態様においては、
好ましくは金属製である直径の小さい剛性管の３回転半
によって構成されている。この単純な実施態様において
は突合わせた巻きをもつこの剛性管は、自動車にブレー
キ配管としてか又は燃料配管の剛性部分として使われて
いる銅メッキの鋼管で有利には作られている。

【００１３】交換器蛇管（７）が具備されかつ上には外
部被覆要素（６）の重合体材料により柔軟な配管（２）
及び（３）の端部が載置されている剛性内部短管（１）
によって形成されたアセンブリの二重成形の際に、柔軟
な配管（２）及び（３）の端部及び交換器蛇管（７）の
同時封じ込めならびに流体に対する気密性を確保する円
筒形の肩部（５）が形成される。

【００１４】交換器蛇管（７）の内径はマンドレル上で
形作られ、このため、柔軟な配管（２）及び（３）の後
の強度を改善すべく場合によってリブ（８）が備えつけ
られた剛性内部短管（１）のまわりに容易にこの蛇管を
載置することができる。このような「ホルン型曲管」の
ねじり弾性により、前記の条を乗り越え、柔軟な配管（
２）及び（３）に対するストッパーとして役立つべく交
換器蛇管（７）を配置することが可能となる。

【００１５】冷却回路の水が通る流路の回転軸に対し垂
直な２つの半断面から成る図２は、金型の閉鎖の際に所
定の位置に保持することによってその正確な位置を得る
ことができる交換器蛇管（７）の２つの接線方向出口（
９）を示している。車への組立ての際にウィンドウオッ
シャの管がはめ込まれる各々の接線方向出口（９）にお
いてエンニアリングポリアミド製であることが最も多い
この管の耐性をより良いものにするため、場合によって
リブまたはオリーブ形（１０）が作られる。これまでの
用途に比べ意図的に高く保たれている温度のため、場合
によっては、交換器蛇管が電動ポンプ及び射出ノズルの
間に介在させられることになることが最も多いこのウィ
ンドウオッシャ管上への熱間成形、接着製プラスチック
補強材またはカラーを形成する金属サークリップによる
さらに優れた固定が必要とされる。装置の場所は、回路
の改造をできるだけ少なくするように選定され、好まし
くは噴霧ノズルの近辺ゾーンつまりそれにできるかぎり
近いゾーン内とされ、こうして、凍結による閉塞を最大
限防ぐことができる。外部被覆要素（６）は、二重成形
作業の間にその網状化が発生するようなエラストマ性の
重合体材料、もしくは熱可塑性又は熱硬化性の重合体材
料で作られている。

【００１６】著しいすなわち初期直径の１％以上の冷却
時幾何形状収縮を示す重合体が用いられる場合、外部被
覆要素（６）の厚みの中に２つの溝（１１）が作られる
。実際、外部被覆要素（６）の幾何形状収縮による柔軟
な配管（２）及び（３）の端部の永久弾性応力は、外部
被覆要素（６）の中央円筒形部分（１２）の交換器蛇管
を横切っての支えにより妨げられる可能性がある。重合
体材料が成形時に交換器蛇管（７）のらせんを埋め込み
、かくして柔軟な配管（２）及び（３）の平面（４）上
の切断不良及び間隙を全て充てんする場合、円筒形肩部
（５）を形成する余分の厚みは実際、冷却の時点で剛性
内部短管（１）の中央部分を強く拘束する。外部被覆（
６）により補強された柔軟な配管（２）及び（３）と交
換器蛇管（７）を埋め込むこの被覆の中央円筒形部分の
間の体積的弾性差は、２つの溝（１１）の存在により、
幾分かの弾性変形能と共に許容される。

【００１７】その結果、中央円筒形部分（１２）は大き
い表面積で、短繊維で補強されたポリアミド６−６とい
った成形圧力に対する強度をもつ剛性重合体材料で構成
された剛性内部短管（１）上に密に締めつけられる。エ
ンジン冷却液による腐食の危険性を理由として金属では
なくむしろこのような材料が選ばれたことは、それ自体
金属管から成る交換器蛇管（７）を密に包含する外部被
覆要素（６）の重合体材料の質量を横切って、交換器に
対し低い熱伝導率をもたらす。

【００１８】しかし現実には、関与する熱容量を見ると
、場合によって適当な負荷の取り込みにより重合体材料
の前記熱伝導率を改善しようとするのは無駄である。 というのも、これらの材料はエンジン冷却液の中に高い
流量で浸され、アセンブリはつねにこの液体の温度にさ
れているからである。この熱安定性は、冷却液中の温度
の急激な変動を受ける金属ケースによってもこれほどよ
く確保されない。

【００１９】使用中、交換器蛇管（７）内に長時間滞留
し従って充分に加熱されたウィンドウオッシャ液の低い
流量は、その壁を著しく冷却させることが全くできない
。又、エンジン上に具備された温度調節により、凍結防
止性及び清浄性のためウィンドウオッシャ回路内で用い
られている、場合によっては非常にアルコール度の高い
液体のわずらわしい沸とうは不可能になっている。

【００２０】このように本発明に従って実施された熱交
換器は、好ましくは、運転席の暖房（高温期には使用さ
れないもの）或いは又キャブレターの予熱（ラジエータ
に比べ優先して供給を受ける）の優先回路の上に好まし
くは配置されている。これらのさまざまな理由から、配
管はこの場所に主回路の直径よりも小さい径のＴ字形接
合管或いは又ウィンドウオッシャ管に近い高い点に往々
にして位置づけられているドレンねじを有していること
が最も多い。

【００２１】図３は、運転席の暖房を目的とする分岐路
の冷却回路上への接合管の特殊な配置を、同様に軸方向
断面図で示している。実際には、或る種の利用分野にお
いて、流量の平衡化は、入口の柔軟な配管（２）により
導かれた主流量の一部分を側面方向の接合管（１３）が
分岐させる場合に、剛性内部短管（１）内に作られたよ
り小さい直径のダイヤフラムを用いて負荷損失を作り出
す結果となる。戻り接合管（１４）により戻ってきた部
分流量は、出口柔軟配管（３）と合流する。このとき、
厳密に必要なものとの関係において多くとも２センチメ
ートルだけ長さを増大させることによって、交換器蛇管
を置くため剛性内部短管（１）のこの狭くなったゾーン
（１５）を利用するのがきわめて自然である。この利用
分野においては、この交換器蛇管は、載置に先立って、
主回路の２つの柔軟な配管（２）及び（３）の間に含ま
れている２つの肩部により限定された狭搾ゾーン（１５
）上で可塑変形によって前記剛性内部短管上に巻きつけ
られていなくてはならない。

【００２２】溝（１１）は、著しい熱収縮を示す重合体
材料の外部被覆要素のために用いる場合に、異なる体積
弾性を呈する要素のまわりのこの収縮の幾何的閉塞を避
ける目的で有効であることがわかる。予じめ長さカット
された管の一部分を用いて巻きとり機により恐らくは制
限ある精度で形成された「ホルン型曲管」は、金型の閉
鎖により所定の場所で締めつけられる。

【００２３】しかしながら、接線方向出口（９）と接合
管（１３）及び（１４）の軸の相互の方向性は、接合管
（１３）及び（１４）上の柔軟な配管の載置を可能にす
るよう異なったものとして選定されなくてはならない。 図４及び図５は前述の変形態様と同じ幾何条件の下で、
ドレンねじが備わったエンジン冷却回路の高位点の場合
を例示している。このとき、交換器蛇管（７）は、巻き
つけられたその各々の巻きの間に、外部被覆要素（６）
の実施に役立つ金型内のコアを用いて１つの通路（１６
）を作るということを唯一の条件として、使用可能であ
る。１つの解決法では、金型内に封じ込められた平坦な
ブレード又は針の形をした取り外しできるコアの至る所
でほぼ突き合わせにされた巻きの形で巻きとられた「ホ
ルン型曲管」に固有の弾性のみが利用されうる。

【００２４】実際には、巻きの間の弾性的離隔により作
られた通路（１６）は、図４において、例えば数ミリメ
ートルを超えないものとすることも可能である。図５は
、離型の際に短管の軸の方へ引込めることができしかも
ドレンねじの中ぐりが平坦なコアの幅より大きくなくて
はならない場合でもこの中ぐりをあける目的をもつもう
１つのコアの上に突き合たることになるこの平坦なコア
の存在により、上記通路（１６）が円周方向にはるかに
大きいものとなりうるということを示す垂直部分断面図
である。通路（１６）をとり囲む各々の巻きは、柔軟な
配管（２）及び（３）の載置に際してスラストにより突
き合わせ状態にされ、次に外部被覆要素（６）を構成す
る重合体材料の二重成形によってブロックされ得る。

【００２５】従って、交換器蛇管（７）を形成すること
を目的とする小さな直径の金属管のらせんは、多数の変
形態様について同じとなり、複数のタイプの継手内への
熱交換器の組み込みをさらに経済的なものにしている。 図６、図７、及び図８は、数センチメートルにわたって
唯一の側面方向接合管（１３）に通路を残さなくてはな
らないような一変形態様を示している。図６に示されて
いる１つの解決法は、側面方向接合管（１３）の両側で
内部剛性短管の中央円筒形部分（１２）上に２つの「ホ
ルン型曲管」を係合させるというものである。外側の接
線出口（９）の各々は、上述のものと同じ要領で金型内
に維持され、側面方向接合管（１３）の両側に配置され
た２つの中央出口（１９）は、組立ての際に接合部品（
１８）又は（１８′）により合わせて連結される。又こ
の接合部品は次に、成形時に外部被覆要素（６）を構成
する重合体材料の中に埋め込まれる。

【００２６】このようなやり方によって、生産用金型を
大幅に変更することなく、接合部品（１８）は、軸に平
行な円筒形部分のみを構成することもできるし、或いは
又、接線方向出口（９）のものに類似したアダプタとＴ
字形の形状をとることもできる。図７により示されてい
る第１のケースにおいては、例えば剛性管２回転半で構
成された交換器蛇管（１７）の２つのらせん形部分は、
直列に配置され、接合部品（１８）の中ぐりにより突合
わせ状態に置かれている。２つの接線出口（９）を用い
るウィンドウオッシャ液の出入り口は、ポンプを噴射弁
或いは又２つの噴射弁の間にメーカーが具備したＴ形管
に接続されたウィンドウオッシャ管の上に介在させられ
ている。

【００２７】図８に示されている第２の例は、前記Ｔ形
管を上述のアセンブリに組み込む１つの方法であり、接
合部品（１８′）は、最低限のコストでウィンドウオッ
シャ液が平行に流れた２つの対称な回路のための２つの
ノズルへ向かっての分岐路として役立つ。組立て時点で
接合部品（１８）又は（１８′）の中ぐりの中に交換器
蛇管に対して水平に曲げられた２つのらせん形部分の中
央部分（１９）を係合させることによってもたらされた
簡易な気密性は、外部被覆要素（６）の二重成形の際に
重合体材料内にこの連結部分を埋め込むことによって完
成される。

【００２８】このとき溝（１１）は、この要素の異なる
部分の弾性変形能の差を補償するために当を得たもので
ある。本発明による液体加熱器の製造方法は、完成品に
特有の特徴の結果である。各の例において、剛性内部短
管は、２００℃以上の温度で圧力強度をもつ複合材好ま
しくは短繊維で補強されたポリアミド６−６で作られて
いる。

【００２９】交換器蛇管は、一変形態様においては剛性
内部短管に巻きつけられるか又は適当な直径のマンドレ
ルの上に巻きつけられた後で前処理の際に剛性内部短管
に係合されるかである。このとき柔軟な配管は、この交
換器蛇管に突き当たるまで係合される。この後の作業は
、外部被覆要素を作るための重合体材料の二重成形であ
る。ほとんど同時の冷却により、各々の利用分野に適合
された金型だけが異なる大量生産用機械で、重合体材料
の性質によって異なる急速成形サイクルが可能となる。 外部被覆要素の二重成形は、金型とこの金型から自由に
出てくる柔軟な配管の間の気密性を伴って行なわれる。

【００３０】本発明の目的であるウィンドウオッシャ液
加熱器は、従来の既知の装置に比べ以下のような利点を
有する：−　　エンジンの冷却回路の柔軟な配管の連結
装置に組込まれているため、付属備品の設置及び冷却回
路の改造の追加費用を全く必要としない；−　　外部被
覆要素を構成する重合体材料の中に埋め込まれ、そのた
め充分に保護されているため、完全な信頼性の保証を提
供し、いかなるメンテナンス作業も必要とせず、エンジ
ンの修理の際に場合によって発生する傷を受けなくてす
む状態にある；−　　エンジンの冷却回路を使用してい
るため、電気抵抗も安全機器も必要とせず、従ってユー
ザーに対する危険性は制限される。要するに、本発明の
目的であるウィンドウオッシャ液加熱器は、最低限のコ
ストで安全と信頼性を結びつけ、カードライバにとって
の１つの快適性要素を構成する。

【００３１】記述した変形態様のさまざまな組合せによ
り、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、カ
ーメーカが要求するあらゆる幾何形状を満たす可能性を
利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による交換器蛇管が備わり、同一直径の
２本の柔軟な配管を連結する１本の短管の軸方向断面図
である。

【図２】図１の短管の垂直方向断面図である。

【図３】本発明による交換器蛇管が備わった内部短管を
有する、運転席の暖房用の分岐路の入口及び戻り路を含
む冷却回路上の接合管を示している。

【図４】冷却回路には空気用のドレンねじが備わってい
るような、同じ表示条件下のケースを示す。

【図５】冷却回路には空気用のドレンねじが備わってい
るような、同じ表示条件下のケースを示す。

【図６】冷却回路上の唯一の側面方向接合管を伴うもう
一つの変形態様を示す。

【図７】冷却回路上の唯一の側面方向接合管を伴うもう
一つの変形態様を示す。

【図８】冷却回路上の唯一の側面方向接合管を伴うもう
一つの変形態様を示す。

【符号の説明】

１　　　　　　内部剛性短管 ２，３　　柔軟な配管 ５　　　　　　円筒形肩部 ６　　　　　　外部被覆要素 ７，１７　　交換器蛇管 １８′　　　　接合部品

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷却液が循環する流路のまわりにらせ
   ん状に巻きつけられた金属管でできた少なくとも１本の
   交換器蛇管から成る、自動車用エンジン冷却液回路上の
   ウィンドウオッシャ液加熱器であって、前記回路は、エ
   ラストマ性、熱可塑性又は熱硬化性をもつ重合体材料製
   の外部被覆要素（６）と内部剛性短管（１）の間に載置
   された柔軟な配管（２）及び（３）の分岐用及び／又は
   連結用装置を含んでいるウィンドウオッシャ液加熱器に
   おいて、剛性内部短管のまわりに配置された前記交換器
   蛇管（７）又は（１７）は外部被覆要素（６）を構成す
   る重合体材料の中に埋め込まれていることを特徴とする
   、ウィンドウオッシャ液加熱器。
2. 【請求項２】　　交換器蛇管（７）又は（１７）は、前
   記柔軟な配管（２）及び（３）の封じ込めに役立つ円筒
   形肩部（５）を形成することになる重合体材料の中に埋
   め込まれる前に、前記剛性内部短管（１）により連結さ
   れた２本の柔軟な配管（２）及び（３）に対するストッ
   パの役目を果たしていることを特徴とする、請求項１に
   記載のウィンドウオッシャ液加熱器。
3. 【請求項３】　　交換器蛇管（１７）は、ウィンドウオ
   ッシャ液の回路上で接合部品（１８′）によりＴ字形に
   連結されていることから平行に機能する２つの剛性管の
   らせんで構成されていることを特徴とする、請求項１に
   記載のウィンドウオッシャ液加熱器。
4. 【請求項４】　　外部被覆要素（６）の外表面にある溝
   （１１）により、外部被覆要素（６）が著しい熱収縮性
   をもつ熱可塑性重合体材料で構成されている場合に、埋
   め込まれた状態で交換器蛇管（７）又は（１７）を収納
   している中央円筒形部分内及び柔軟な配管（２）及び（
   ３）の重なりゾーン内の弾性変形能の差を補償すること
   ができることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか
   １項に記載のウィンドウオッシャ液加熱器。