JP7496374B2 - 一体型ヒューズを含む締め付け装置を有する電気式空気加熱装置、電気式空気加熱装置を含むエンジン及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、一体型保護ヒューズを含む締め付け装置、特にねじ接続を備えたディーゼルエンジン用の電気式空気加熱装置に関する。本発明は、また、一体型保護ヒューズを含む少なくとも１つの締め付け装置を有する電気式空気加熱装置を備えたディーゼルエンジン、及び電気式空気加熱装置を含む車両に関する。

この文では、表現「ヒューズ」と「温度ヒューズ」は、前記「ヒューズ」要素の過熱状態で前記「ヒューズ」要素を含む電気回路内の電流を遮断できるように定められた電気回路の要素を意味また意図し、前記「ヒューズ」要素は、電流が電気回路内を流れる第１の固体導電形態で電気回路を閉じ、第１の固体導電形態の過熱によって起こる電気回路内に電流が流れない第２の固体非導電形態で電気回路を開く熱溶融固体材料の部品を含む。

ディーゼルエンジンの始動を容易にするには、ディーゼルエンジンに入る空気流を加熱することが望ましい。この目的のため、ディーゼルエンジンの吸気マニホルド内に電気式空気加熱装置が収容されることがある。一般に、そのような電気式空気加熱装置は、加熱される空気流をハウジングの内容積内に通すように適応されたハウジングを含み、また、ハウジングの内容積内に配置された少なくとも１つの抵抗リボンを含み、抵抗リボンは、抵抗リボンを収容するハウジングの内容積内で加熱される空気流を加熱できる。電流が抵抗リボンを流れるとき、抵抗リボンの温度がジュール効果によって上昇し、熱が、抵抗リボンから抵抗リボンと接触する空気流の空気に伝わり、高温空気流をエンジンに提供する。しかしながら、抵抗リボンが加熱されて、空気がハウジングの内容積内を流れない場合は、抵抗リボンの温度が上昇し、これに対応する熱が、ハウジングと空気加熱装置に伝わる。その結果、電気式空気加熱装置のハウジングは、ディーゼルエンジンの吸気マニホルドに固定された電気式空気加熱装置を作動させる電流によって過熱される。ハウジングの加熱によって、電気式空気加熱装置のハウジングの近くに延在するエンジンの幾つかの構成要素が溶融又は発火する危険がある。これは、エンジンが作動できない場合、空気が電気ヒータのハウジングの内容積内を流れない場合、及び空気加熱装置の制御システムが誤動作し、空気加熱装置が動作モードのままになる場合である。制御システムによって、ヒータが、エンジンの作動前でも制御システムの不調により正常に機能し、エンジンが作動停止した後でも空気加熱装置が機能することがある。そのとき、空気加熱装置の加熱要素からの放熱が不十分になるので、ハウジングを含む空気加熱装置の構成部品が加熱される。何らかの不適切な動作によってハウジングが過度温度に達したとき、ハウジングを含む空気加熱装置の構成部品が燃焼又は溶融し始める。空気加熱装置、車両又は機械の近くの構成部品が発火及び／又は溶融する。この問題は、車両又は機械がガレージ又は船上の閉空間内にあるときにより重要になる。

空気加熱装置及び空気加熱装置のハウジングの過熱（特に２００℃を超える過熱）を防ぐための解決策が必要である。

特許文献１は、締付ねじによってハウジングに固定された２つの抵抗リボンを収容するハウジングを含む空気加熱装置を開示しており、締付ねじの１つは、ヒューズを組み込む締付ねじである。ヒューズを組み込む締付ねじの軸には、ハウジングの外被に形成されたボアと連係する長手方向部分があり、前記長手方向部分は、ハウジングの外被から電気的に絶縁されている。ヒューズは、締付ねじの軸と同じ縦軸を有し長手方向に延在する同軸管を有し、その一端はハウジングと電気接続し、一端は軸に接する導電性座金と電気接続する。ヒューズを組み込む締付ねじは、また、締付ねじの軸とヒューズとの間に半径方向に挟まれた電気絶縁材料の管（絶縁スペーサを形成する）を有し、電気絶縁材料の前記管は、ねじの軸の軸方向に自由に動くことができる。したがって、ヒューズは、締付ねじの軸から半径方向に電気的に絶縁され、抵抗リボンとハウジングとの間に閉電気回路ができ、前記電気回路は、直列に電気接続された締付ねじの軸、導電性座金及びヒューズを含む。

しかしながら、特許文献１のヒューズを組み込む締付ねじには幾つかの欠点ある。ハウジングの温度が上昇し、ハウジングに固定されたヒューズの温度がヒューズの材料の溶融温度より高い値になったとき、ヒューズが溶ける。その結果、ハウジングと締付ねじのナットの間に印加されるプレテンション力がゼロになり、空気加熱装置が落下する可能性がある。空気加熱装置の部品がエンジンの燃焼室内に落下し、エンジンを深刻に破損させる可能性がある。

米国特許出願公開第２０１４／１５９８５５号明細書

本発明は、これらの欠点を克服することを目的とする。

本発明は、これらの欠点を克服する頑強な解決策を提供することを目的とする。

本発明は、一体型ヒューズを含む締め付け装置を有する固定された電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、ヒューズの材料の溶融後に締め付け強度を明確に維持する一体型ヒューズを含む締め付け装置を有する電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、製造が単純な一体型ヒューズを含む締め付け装置を有する固定電気式空気加熱装置を提供することを目的とし、一体型ヒューズを含む前記締め付け装置は、電気式空気ヒータ内に容易に取り付けられる。

本発明は、少数の構成要素から組み立てできかつ製造が単純な電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、低い製造コストを有する一体型ヒューズを含む締め付け装置を有する固定電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、電気式空気加熱装置を組み立てる時間を制限できる一体型ヒューズを含む固定ねじ接続を提供することを目的とする。

本発明は、固定式締め付け装置ヒューズの溶融後でも電気式空気加熱装置の組立体を維持できる一体型ヒューズを含む締め付け装置を有する固定電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、正確に製造できる一体型ヒューズを含む固定式締め付け装置を提供することを目的とする。

本発明は、ディーゼル機械及び機械（特にディーゼル機械）のエンジン室内に配置された、安価で頑強でかつ過酷な振動プロファイルに耐える一体型ヒューズを含む固定式締め付け装置を有する電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、特許文献１のヒューズの溶融後の締め付け強度の低下の問題を解決するような電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、特許文献１のヒューズの溶融後に電気式空気加熱装置の固体要素の分解の問題を解決するような電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、ヒューズが溶けた後に締め付け強度を維持するような電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両のエンジン内の電気式空気加熱装置の要素の分散の危険性を回避するとはいわないまでも、制限するような電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両のエンジンを破損させる危険を回避するとはいわないまでも、制限するような電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、電気式空気加熱装置の温度を管理し、かつ電気式空気加熱装置及び電気式空気加熱装置の環境を過熱及び発火の危険から保護できるような電気式空気加熱装置を提供することを目的とする。

本発明は、
内面と外面を有する壁によって区分されたハウジングと、
前記ハウジング内を流れる空気流の空気を加熱し、加熱空気流を形成するように適応された前記ハウジングの内空間に配置された少なくとも１つの抵抗リボンと、
前記壁の前記内面及び前記外面と連係して、前記抵抗リボンを前記壁に固定する締め付け装置であって、
前記壁にわたって延在する締め付け軸と、
前記壁の前記外面に面し、前記締め付け軸と導電接触する前記締め付け装置の締め付け座金とを少なくとも含む締め付け装置と、
前記少なくとも１つの抵抗リボンに電流を供給する電気回路を開き、前記壁の温度が所定温度を超えた前記電気式空気加熱装置の状態（過熱状態と呼ばれる）で前記少なくとも１つの抵抗リボンの加熱を中止するためのカットオフとを備え、
前記カットオフが、前記締め付け座金及び前記壁と導電接触で配置されたヒューズを含むタイプの電気式空気加熱装置であって、
前記締め付け装置が、
前記締め付け座金と前記壁の間で長手方向に締め付けられ、
少なくとも前記過熱状態で前記抵抗リボンと前記壁を互いに締め付け、
前記締め付け座金と前記壁の間の電気接触を提供しない少なくとも１つの締め付けスペーサを含むことを特徴とする、電気式空気加熱装置に関する。

本発明は、空気流の空気を加熱する少なくとも１つの電気抵抗リボンを含む電気式空気加熱装置に関し、前記電気式空気加熱装置は、特に空気流が中断されたときと前記ハウジングの前記壁の温度が危険なほど上昇した場合に、過熱から保護される。その場合、前記抵抗リボンの前記電気供給は、前記ヒューズの溶融により遮断される。前記抵抗リボンは、前記ハウジングの前記内空間内で前記ハウジングの前記壁に確実に固定されたままである。前記電気式空気加熱装置の部材が分解し、前記エンジンの隔室及び／又は前記エンジンの燃焼室内に落下し前記エンジンを破損させる危険がない。更に、本発明による電気式空気加熱装置を修理するために、前記電気式空気加熱装置全体を交換せずにヒューズを交換すれば十分である。

本発明による電気式空気加熱装置は、前記締め付け装置に組み込まれたカットオフ（第１の締め付け装置と呼ばれる）を含む。前記第１の締め付け装置は、前記少なくとも１つの抵抗リボンを前記ハウジングの前記壁に固定し、前記少なくとも１つの抵抗リボンを前記蓄電池の負（－）端子に電気接続するように配置される。本発明による電気式空気加熱装置の好ましい実施形態では、前記第１の締め付け装置は、前記ハウジングの前記壁を通って前記蓄電池の負（－）端子に接続される。

前記締め付けスペーサは、前記ヒューズが前記締め付け座金と前記ハウジングの前記壁の両方と電気接触している前記電気式空気加熱装置の作動状態と、前記ヒューズを形成する材料が溶け、前記締め付け座金と前記ハウジングとの間の電気回路を中断する前記電気式空気加熱装置の前記過熱状態の両方で、前記少なくとも１つの抵抗リボンを前記ハウジングの前記壁に締め付けることを可能にするように選択され適応される。

前記電気式空気加熱装置の前記カットオフは、前記過熱状態で前記電気回路を開き、前記ハウジングの前記壁の温度が所定温度より低い温度に低下したときに前記電気回路を開いたままにするように適応される。

前記電気式空気加熱装置の前記ヒューズは、前記ハウジングの外に延在し、前記電気回路内に直列に取り付けられる。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記ヒューズは、前記締め付け軸に同軸で延在する管形ヒューズである。

本発明による前記電気式空気加熱装置は、第１の締め付け装置と別に、前記少なくとも１つの抵抗リボンを前記ハウジングに固定し、前記少なくとも１つの抵抗リボンを蓄電池の正（＋）端子に電気接続して閉電気回路が形成されるようにする第２の締め付け装置を含み、電流は、前記蓄電池から、前記第２の締め付け装置を通り、次に前記少なくとも１つの抵抗リボンを通り、次に前記第１の締め付け装置を通り、次にハウジングを通って前記蓄電池に戻る。

有利には本発明によれば、前記電流は、前記締め付け装置の前記締め付け軸を通り、前記締め付け装置が前記抵抗リボンを固定する前記締め付け軸の内側端から、前記締め付け軸の外側端、前記カットオフと連係する前記外側端、及び締め付けナットまで流れる。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、抵抗リボンは、前記電気回路内で直列に接続される。

本発明による前記電気式空気加熱装置の締め付けスペーサは、前記電流が、前記第１の締め付け装置内で、前記第１の締め付け装置に固定された前記抵抗リボンから、前記第１の締め付け装置の前記締め付け軸を通り、次に前記締め付け座金を通り、次に前記ヒューズを通り、前記ハウジングの前記壁に戻るように選択され配置される。本発明による前記電気式空気加熱装置の前記締め付けスペーサは、前記締め付け軸と前記ハウジングの前記壁の間の互いの直接電気接触を回避するように選択され配置される。前記電気式空気加熱装置の前記締め付けスペーサは、前記過熱状態でも、前記抵抗リボンを前記ハウジングの前記壁に互いに締め付けたままにするように選択され配置される。有利には、前記締め付けスペーサは、前記締め付け軸に関して同軸で延在する管である。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記締め付けスペーサは、少なくとも１つの非溶融材料で作成される。前記締め付けスペーサの材料の前記溶融温度は、前記ヒューズの材料の溶融温度より高い。有利には、前記締め付けスペーサは、銅、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛、ベリリウム、マグネシウム、銀、金、鉛からなる群から選択された少なくとも１つの金属で作成されうる。有利には、前記締め付けスペーサは、金属合金、ケイ素青銅、インコネル、黄銅、アマルガム及びアルミニウム合金からなる群から選択された少なくとも１つの材料で作成されうる。前記締め付けスペーサが、セラミックス材料で作成されてもよく剛性ゴム材料や他のプラスチックで作成されてもよい。前記締め付けスペーサは、少なくとも１つの絶縁材料の表面層で包まれた金属材料で作成されてもよい。本発明による前記電気式空気加熱装置の前記締め付けスペーサは、前記第１の締め付け装置によって提供される長手方向の圧縮強度に機械的に耐えるように選択され配置される。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの実施形態では、前記締め付けスペーサは、前記締め付け軸に同軸で延在し前記締め付け軸と密着する管形締め付けスペーサである。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの実施形態では、前記少なくとも１つの締め付けスペーサは、前記電気式空気加熱装置の前記過熱状態で前記壁上の前記少なくとも１つの抵抗リボンを締め付けるように適応された非溶融金属材料で作成された少なくとも１つの管と、
前記ヒューズと前記締め付け軸の間で半径方向に延在しかつ非溶融金属材料で作成された管と前記締め付け座金と前記ハウジングの前記壁の少なくとも一方との間で長手方向に延在するように形成され、非溶融金属材料で作成された前記少なくとも１つの管を前記ハウジングの前記壁から半径方向に絶縁する少なくとも１つの絶縁体（Ｌ形又はＵ字形絶縁体（縦断面）と呼ばれる）とを含み、とりわけこれらから形成される。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの実施形態では、非溶融金属材料で作成された前記少なくとも１つの管と前記少なくとも１つの管状絶縁体が、前記締め付け軸に同軸で延在する。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記締め付けスペーサは、
前記電気式空気加熱装置の前記過熱状態で前記少なくとも１つの抵抗リボンを前記壁に締め付けるように適応された非溶融材料で作成された少なくとも１つの金属管と、
非溶融材料で作成された前記少なくとも１つの金属管を前記ヒューズから半径方向に電気的に絶縁する少なくとも１つの管状絶縁体と、
前記壁と非溶融材料で作成された前記少なくとも１つの金属管の間で長手方向に延在し、前記非溶融材料で作成された前記少なくとも１つの金属管を前記壁から長手方向に電気的に絶縁するリングとを含み、とりわけこれらから形成される。

前記ヒューズを形成する材料の溶融温度は、前記締め付けスペーサを形成する材料の溶融温度より低い。前記ヒューズを形成する材料の溶融温度は、前記金属管の非溶融材料の溶融温度より低い。

前記ヒューズを形成する材料は、金属合金、黄銅、アルミニウム／亜鉛合金、マグネシウム／亜鉛合金、マグネシウム／アルミニウム合金、シリコン／マグネシウム合金、すず／亜鉛合金及び鉛／亜鉛合金からなる群から選択されうる。他の材料が可能である。前記ヒューズを形成する材料は、所望の所定温度に適合するように選択される。

前記金属管を形成する材料は、金属及び金属合金からなる群から選択されうる。前記金属管を形成する材料は、銅、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛、ベリリウム、マグネシウム、銀、金、鉛、及びこれらの許容可能な比率の合金（例えば、ケイ素青銅、インコネル、黄銅及びアマルガムのような）からなる群から選択される。従って、前記ヒューズの溶融温度を様々な空気加熱装置に適応させることができる。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記締め付け座金、前記ヒューズ、非溶融材料で作成された前記少なくとも１つの金属管、及び前記少なくとも１つの管状絶縁体は、前記締め付け軸に同軸で延在する。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記カットオフは、高い圧縮強度を有する電気絶縁材料で作成され、前記ハウジングの前記壁と前記締め付けスペーサの間、特に前記ハウジングの前記壁と、非溶融材料で作成された前記少なくとも１つの金属管と前記少なくとも１つの管状絶縁体の少なくとも一方の間で長手方向に延在するリングを含む。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記リングは、十分な圧縮性、高い耐熱性及び低い電気伝導率を有する材料で作成される。本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記リングは、セラミックス、高い圧縮強度、高い耐熱性及び低い電気伝導率を有する高分子材料、及びマイカからなる群から選択された少なくとも１つの材料で作成される。

幾つかの好ましい実施形態及び本発明によれば、前記電気式空気加熱装置は、前記締め付け装置の外部を包んで、前記締め付け装置が如何なる位置でも前記ヒューズの溶融材料を集めて前記ヒューズの溶融材料が前記保護カバー内に捕らえられるようにするカバーを含む。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記締め付け座金は、平座金とばね座金からなる群から選択される。しかしながら、前記締め付け装置が、平座金、フェンダー座金、ベルビル座金、湾曲座金及びばね座金からなる群から選択された少なくとも１つの追加の座金を含んでもよい。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記締め付け座金は、鋼で作成された座金又はステンレス鋼で作成された座金でよい。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記締め付け装置は、前記ねじの前記導電性軸のねじ部分と連係して前記抵抗リボンを前記ハウジングの前記壁に固定するねじ及び少なくとも１つのナットを含む。前記ねじの前記ねじ軸と少なくとも１つのナットは、前記ハウジングの前記壁の前記内面に延在する前記ねじの頭端に締め付ける力を加えるように配置されうる。

本発明による電気式空気加熱装置の他の幾つかの実施形態では、前記締め付け装置は、前記抵抗リボンを前記ハウジングの壁に固定するリベットを含む。

本発明による電気式空気加熱装置の幾つかの好ましい実施形態では、前記締め付け装置の前記締め付け軸は、前記ハウジングの前記壁に形成されたボアにわたって延在するように配置される。前記締め付け軸は、前記ボアに同軸で配置され、前記ボアの内壁から電気的に絶縁されるように配置される。前記締め付け装置は、前記抵抗リボンを前記ハウジングの壁の前記内面から電気的に絶縁し、かつ前記抵抗リボンを遠隔外部蓄電池の正極に接続するように配置される。前記締め付け軸は、前記ハウジングの前記壁を横切り、前記ボアに対して電気的に絶縁され、前記ボア及び前記ハウジングの前記壁と接触することなく固定され、前記締め付け軸の一方の長手方向（内部）端が、前記抵抗リボンの一方と電気接続し、前記締め付け軸の他方の長手方向（外側）端が前記カットオフを含む。

本発明は、また、本発明による少なくとも１つの電気式空気加熱装置を含むエンジン（特にディーゼルエンジン）に拡張する。本発明は、また、本発明による少なくとも１つの電気式空気加熱装置がエンジン（特にディーゼルエンジン）の空気吸気マニホルド内に挟まれたエンジンに拡張する。

本発明は、また、本発明によるエンジン（特にディーゼルエンジン）を含む機械（特に車両）に拡張する。本発明は、また、前記機械のエンジン室内に固定された電気式空気加熱装置を備えた機械（特に車両）に拡張する。本発明は、また、前記機械（特に前記車両）の前記エンジン室内に固定された電気式空気加熱装置を含む機械（特に車両）に拡張する。

本発明は、更に、以上又は以下に明示する特徴の全て又は幾つかを組み合わせ又は個々を特徴とする、電気式空気加熱装置、前記電気式空気加熱装置を装備したディーゼルエンジン、前記電気式空気加熱装置を含む車両に関する。提供される形式的表現に関係なく、特に断らない限り、以上又は以下で明示される特徴は、互いに密接又は不可分に関連付けられるとみなされるべきでなく、本発明は、これらの構造的又は機能的特徴のうちの１つのみ、又はこれらの構造的又は機能的特徴のうちの幾つかのみ、又はこれらの構造的又は機能的特徴のうちの１つの一部のみ、更にはこれらの構造的又は機能的特徴の全て又は幾つかの任意の群、組み合わせ、又は並置に関連できる。

本発明の更なる目的、特徴及び利点は、その可能な実施形態のうちの幾つかの非限定的な例によって提供される以下の説明を、添付図面を参照して読むことにより明らかになるであろう。

本発明の特定の第１の実施形態による空気加熱装置の一体型サーマルカットオフを有する締め付け装置の断面図である。 本発明の特定の第２の実施形態による空気加熱装置の一体型サーマルカットオフを有する締め付け装置の断面図である。 図２に示された実施形態による空気加熱装置の一体型サーマルカットオフを含む締め付け装置の断面図であり、空気加熱装置の過熱が起きた状態である。 本発明による空気加熱装置のハウジングに固定された締め付け装置の詳細の斜視図である。 本発明の特定の第１の実施形態による一体型サーマルカットオフを含む締め付け装置を有する電気式空気加熱装置の詳細の分解断面図である。 本発明の一実施形態による空気加熱装置の全体的斜視図である。 本発明の一実施形態による空気加熱装置の詳細の斜視図である。

本発明の目的は、空気加熱装置の過熱を防ぐ単純で安価で頑強な解決策を提供することである。

図１と図２に、本発明による電気式空気加熱装置１の特定の第１及び第２の実施形態のヒューズ１０を含む一体型カットオフ６を有する締め付け装置５の詳細の断面図をそれぞれ示す。図１と図２では、ヒューズ１０は、前記ヒューズ１０を形成する材料の溶融温度よりも高い温度にまだ晒されておらず、電気回路は閉回路であり、電気式空気加熱装置は動作状態である。一体型電気カットオフ６を含む締め付け装置５は、ハウジング２に固定され、ハウジング２に作成されたボア２１内を長手方向に延在しハウジング２を横切る軸９を備える。ハウジング２に固定された締め付け装置５は、加熱リボン３をハウジング２に固定するためのナット２４と連係するねじ軸２３を備えたねじ２２を有する。ねじ２２の頭付き長手方向端は、ハウジング２の内空間４に延在する加熱リボン３の長手方向端と導電接触を形成し、加熱リボン３の前記長手方向端は、ねじ２２の頭と連係する中心穴を有する座金を形成する。導電性座金１８は、加熱リボン３の座金形長手方向端と、電気絶縁材料で作成された（例えばマイカで作成された）座金１９との間に挟まれ、前記マイカ座金１９は、ハウジング２と接触し、加熱リボン３、導電性座金１８及びねじ２２をハウジング２から電気的に絶縁する。導電性座金１８の厚さは、加熱リボン３と軸９の間の導電率を改善するように選択される。締め付け装置５は、ボア２１の内端に形成された皿穴４３内に配置され、ボア２１からの空気の漏れを防ぐように適応されたＯリングシール２０を有する。また、Ｏリングシール２０は、ねじ２２を適切な位置に維持するように適応され、軸９，２３は、ボア２１内に、ボア２１の壁との導電接触が生じるのを防ぐように軸方向に中心決めされる。締め付け装置５は、電気回路が必然的にカットオフ６を介して確立するように配置される。

しかしながら、本発明により、締め付け装置５はヒーターリボン３をハウジング２に固定するリベットでよい。

締め付け装置５に組み込まれたカットオフ６は、電気式空気加熱装置及び／又はハウジング２の温度が、ヒューズ１０の構成材料の溶融温度を超えたときに電気回路を開くカットオフである。

図１と図２で表された特定の第１及び第２の実施形態において、ヒューズ１０は、管形ヒューズである。しかしながら、ヒューズ１０は違うふうに形成されてもよい。ヒューズ１０は、様々な材料で作成されうる。有利には、ヒューズ１０の材料は、サーマルカットオフが様々な電気式空気加熱装置１に適応可能なように溶融温度を調整するように選択される。ヒューズ１０は、電気式空気加熱装置１の使用条件に適応した溶融温度を有する合金原料で作成される。

図１と図２に表わされた特定の第１及び第２の実施形態において、締め付け装置５は、ねじ２２の軸２３に固定されたカバー１５も含む。カバー１５は、塑性材料で作成されうる。カバー１５は、ハウジング２の外面７と連係して締め付け装置５がエンジンからの汚れを受けるのを防ぎ、またヒューズ材料をカバー１５に受け止めてエンジン室内に分散しないようにする。カバー１５は、前記カバー１５を締め付け装置５の軸２３と空気加熱装置１に固定するための手段と、
ナット２４とカバーの間に挟まれ、カバー１５の位置をハウジング２に対して適応させるように寸法決めされた第１のウェッジ座金２６と、
ばね座金２８及びナット４２と連係してカバー１５を空気加熱装置１に固定する第２の座金２７とを備える。

図１に示された本発明による電気式空気加熱装置１の特定の第１の実施形態のカットオフ６は、締め付け要素として、
ナット２４と連係して加熱リボン３をハウジング２の内側面１３に固定するねじ２２と、
軸９，２３に対して同軸で延在し、ボア２１内に形成された端ぐり１７の底２５と当接して配置された管を形成する締め付けスペーサ４６と、
ねじ軸２３と連係するナット２４によって提供される圧縮強度を締め付けスペーサ４６に伝達するように適応された締め付け座金８と、
締め付け座金８を締め付け管１１に弾性的に押し付け、ナット２４の自動巻き戻しを防ぐように配置されたばね座金１６と、
を含む。
締め付けスペーサ４６は、高い圧縮強度と高い電気絶縁特性を有する材料で作成され、有利にはセラミックス材料で作成される。締め付けスペーサ４６は、高い締め付けトルクに耐えるように選択される。締め付けスペーサ４６は、軸９，２３に隣接して径方向内方にヒューズ１０に隣接して外方に延在し、ねじ２２のねじ軸２３と連係するナット２４によって提供された圧縮強度を加熱リボン３に伝達し、加熱リボン３をハウジング２の外面１３に固定できるように長手方向に寸法決めされる。

ヒューズ１０と締め付けスペーサ４６は、締め付け装置５をハウジング２に締め付けた際に、ヒューズ１０が、最初に締め付け座金８とハウジング２の間で圧縮されて電流のための電気接点を形成し、次に締め付けスペーサ４６が、締め付け座金８と、ハウジング２のボア２１内に形成された端ぐり１７の底２５との間に圧縮されるように選択され寸法決めされる。

カットオフ６は、導電／絶縁要素として、
ねじ２２の導電性軸９，２３と、
締め付け装置５の軸９，２３と電気接触するように寸法決めされた導電性締め付け座金８と、
締め付け座金８とハウジング２の外面７の間で長手方向に延在し、締め付けスペーサ４６の外面に対して半径方向に面するヒューズ１０と、
ねじ２２の導電性軸９，２３と導電性ヒューズ１０との間に半径方向に挟まれた締め付けスペーサ４６とを備える。

締め付けスペーサ４６は、ねじ２２の軸９，２３とハウジング２との間の如何なる直接導電接触も防ぐように選択され、寸法決めされ配置される。締め付けスペーサ４６は、加熱リボン３を流れる電流が、必然的にヒューズ１０を流れて接地されたハウジング２に達するように選択され配置される。

しかしながら、本発明によれば、一体型締め付けスペーサ４６は、複数の要素から構成されてもよい。図２に、本発明による電気式空気加熱装置１の特定の第２の実施形態のヒューズ１０を含む一体型カットオフ６を備えた締め付け装置５の詳細の断面図を示す。

図２に示された本発明による電気式空気加熱装置１の特定の第２の実施形態のカットオフ６は、締め付け要素として、
ナット２４と連係して加熱リボン３をハウジング２の内側面１３に固定するねじ２２と、
軸９，２３に同軸で延在しボア２１内に形成された端ぐり１７の底２５に当接して配置された厚座金を形成するリング１４と、
軸９，２３に同軸でかつ軸９，２３に隣接して半径方向に延在する締め付け管１１と、
リング１４と締め付け座金８との間に長手方向に延在し、圧縮強度の伝達で締め付け管１１と連係できる管状絶縁体１２と、
ねじ軸２３と連係するナット２４によって提供される圧縮強度を締め付け管１１に伝達するように適応された締め付け座金８と、
締め付け座金８を締め付け管１１に弾性的に押し付け、ナット２４の自動巻き戻しを防ぐように配置されたばね座金１６と、を備える。
リング１４は、高い圧縮強度と高い電気絶縁特性を有する材料で作成され、有利にはセラミックス材料で作成され、高い圧縮強度を有する材料で作成されたリング１４は、高い締め付けトルクに耐えるように適応される。
締め付け管１１は、ねじ２２のねじ軸２３と連係するナット２４によって提供される圧縮強度を加熱リボン３に伝達し、加熱リボン３をハウジング２の外面１３に固定できるように寸法決めされ、好ましい実施形態では、締め付け管１１は、金属材料で作成され、締め付け管１１が、金属又は金属合金で作成されてもよい。
好ましい実施形態では、管状絶縁体１２は、少なくとも１つの高分子絶縁材料で作成される。

ヒューズ１０と締め付け管１１は、締め付け装置５をハウジング２に締め付けたときに、ヒューズ１０が、最初に締め付け座金８とハウジング２との間に圧縮されて電流の電気接点を形成し、更に締め付け管１１を締め付け圧縮するように選択され寸法決めされる。

カットオフ６は、導電／絶縁要素として、
ねじ２２の導電性軸９，２３と、
締め付け装置５の軸９，２３と電気接触するように寸法決めされた導電性締め付け座金８と、
締め付け座金８とハウジング２の外面７との間で長手方向に延在し、管状絶縁体１２の外面に半径方向に面するヒューズ１０と、
電気絶縁リング１４と、
締め付け管１１と導電性ヒューズ１０の間に挟まれ半径方向に延在する管状絶縁体１２とを有する。

しかしながら、管状絶縁体１２と電気絶縁リング１４が同じ材料から形成されてもよい。また、管状絶縁体１２と電気絶縁リング１４が１つの材料で一体形成されてもよい。

電気絶縁リング１４と管状絶縁体１２は、ねじ２２の軸９，２３とハウジング２の間の如何なる直接導電接触も防ぐように選択され配置される。電気絶縁リング１４と管状絶縁体１２は、加熱リボン３に流れる電流が、必然的にヒューズ１０内を流れて接地ハウジング２に達するように選択され配置される。

図３に、本発明による電気式空気加熱装置１の特定の実施形態の一体型カットオフ６を有する締め付け装置５の詳細の断面図を示す。図３で、電気式空気加熱装置とハウジング２の過熱により、ヒューズ１０は、ヒューズを形成する材料の溶融温度より高い温度に晒され、その結果、ヒューズ１０が溶けている。溶けるとき、ヒューズを構成する高温溶融材料が流れ出して、締め付け座金８とハウジング２の間の接触をなくし、次に固化する。ヒューズを構成する材料のほとんどの部分、特に合金のほとんどは、カバー１５内に閉じ込められたままである。

ヒューズ１０を構成する材料が、締め付け座金８とハウジング２の外面７の間に電気接点を形成しないので、加熱リボン３を含む電気回路が開き、電気式空気加熱装置が非作動状態で切り替えられた。しかしながら、電気式空気加熱装置１が非作動状態でも、ばね座金１６と連係するねじ２２によって提供される圧縮強度は、締め付け座金８とリング１４の間に長手方向に延在する締め付け管１１によって、溶融後に保持される。締め付け装置５は、作動中にエンジンによって提供される振動に耐え続け、電気式空気加熱装置のどの部分もエンジン室内で分解し落下しない。更に、ヒューズ材料は、電気式空気加熱装置１がどの向きでもカバー１５内に閉じ込められたままである。ヒューズ１０の交換は、カバー１５を取り外し、ナット１５を緩め、ばね座金１６と締め付け座金８と変形したヒューズ材料を取り出し、新しいヒューズを交換することによって可能である。この交換は、電気式空気加熱装置全体の交換を回避する。

図４に示された本発明による電気式空気加熱装置の詳細では、カバーが示されておらず、ハウジング２には、ハウジング２を横切り、蓄電池（図示せず）の正（＋）端子に接続された締め付け装置５（締め付け装置（＋）と呼ばれる）を収容するように適応されたボア２１が示されている。図４に示された電気式空気加熱装置は、一体型カットオフ６を含む締め付け装置５を有する。図４に示された電気式空気加熱装置では、カバー１５が取り外されている。締め付け装置５は、ハウジング２に形成されたボアを横切るねじ軸２３を有するねじを含む。加熱リボン３は、ハウジング２の内空間４に、加熱リボン３がねじの軸９に電気接続されかつハウジング２から電気的に絶縁されるように固定される。この目的のため、締め付け装置５は、加熱リボン３の座金形長手方向端（加熱リボン３とねじの軸との間の電気接触面を大きくし、加熱リボン３と軸の間の導電性を改善する）と、電気絶縁材料で作成された（例えば、マイカで作成された）座金１９との間に挟まれた導電性座金１８を含み、前記マイカ座金１９は、ハウジング２と接触し、加熱リボン３をハウジング２の内側面１３から電気的に絶縁する。

図４に示された締め付け装置５は、一方の長手方向端でハウジング２と接触し、その反対の長手方向端で締め付け座金８と接触してその間に延在し、ナット２４及びばね座金１６と連係するねじによって長手方向に圧縮維持された導電材料のヒューズ１０を示す。

図５に縦断面で示された電気式空気加熱装置は、ヒューズ１０を含む一体型カットオフ６を備えた締め付け装置５を表わす。締め付け装置５は、ハウジング２に固定され、ハウジング２に形成されたボア２１と連係する。ボア２１は、ボア２１の外端に端ぐり１７と、ボア２１の内端に皿穴４３とを有する。端ぐり１７は、ねじ２２の軸９、ヒューズ１０、締め付け座金８、締め付け管１１、及び管状絶縁体１２と共に軸方向に延在するリング１４を収容するアバットメントを形成する。締め付け装置５内で、締め付け管１１とねじ２２の軸９は、絶縁体１２によって半径方向に電気的に絶縁され、リング１４によって長手方向に電気的に絶縁され、その結果、電流が、必然的に加熱リボン３から、軸９、締め付け座金８、ヒューズ１０を通って、ハウジング２の外面７に達する。

図６に、ヒューズ管１０を含む一体型サーマルカットオフ６を有する本発明の特定の実施形態による締め付け装置５を備えた電気式空気加熱装置１を示す。

一般に、電気式空気加熱装置１は、ディーゼル機械のエンジン室内に固定された空気吸気マニホルド内に挟まれる。その結果、電気式空気加熱装置が過熱した場合、特に電気式空気加熱装置のハウジングが過熱した場合、電気式空気加熱装置又は電気式空気加熱装置を取り囲む構成要素（例えば、空気フィルタ、ホース．．．）が減損し始める前に、電気式空気加熱装置１への電気供給を中止する必要がある。

したがって、本発明は、ハウジングが過熱した場合に加熱リボンへの電力供給が中止され、作動エンジンによって提供された振動によって空気加熱装置の構成要素が壊れ、エンジンの燃焼室内に落下してエンジンを破損させる危険を制限する電気式空気加熱装置に関する。

主な利点の１つは、溶融を引き起こすハウジング２の過熱に続くヒューズ管１０の構成材料の溶融後を含む、締め付け装置５によって印加される長手方向の締め付け力が維持されることである。この場合、電気式空気加熱装置１の動作は、電気式空気加熱装置１の加熱リボン３の電気供給回路が開くことにより中断される。しかしながら、締め付け装置５と電気式空気加熱装置１の構成要素は、締め付け装置５によって加えられる締め付け力によって保持され、動作中のモータと場合によっては空気流によって提供される振動にもかかわらず、モータが破損する危険がない。

図６に示された実施形態では、電気式空気加熱装置１は、ハウジングに作成されたボア２１を通ってハウジング２を横切り加熱リボン３をハウジング２に固定する４つの締め付け装置５を備える。締め付け装置５の１つは、締め付け装置（＋）３０と呼ばれ、車両の電力源を構成する蓄電池（図示せず）の正（＋）端子に接続される。一体型カットオフ６を含む締め付け装置（＋）３０は、電気式空気加熱装置１の最上部に取り付けられる。締め付け装置（＋）３０は、電気式空気加熱装置１のハウジング２に作成された横断ボアを通ってハウジング２を横切る。締め付け装置（＋）３０は、ハウジング２を通るボアの内壁から電気的に絶縁され、ハウジング２の内空間４に延在する第１の加熱リボン３１の１つの長手方向端に接続され、それにより、電流が、第１の加熱リボン３１を通って第１の加熱リボン３１の第２の長手方向端３２に流れる。第１の加熱リボン３１の第２の長手方向端３２は、ハウジング２を横切る第２の締め付け装置３３によってハウジング２に固定され、ハウジング２から電気的に絶縁される。図６に示された電気式空気加熱装置１は、第３の締め付け装置３５によってハウジング２に固定された第１の長手方向端３６を有する第２の加熱リボン３４を含む。第２の締め付け装置３３と第３の締め付け装置３５は、ハウジング２から、第２の締め付け装置３３、第１の加熱リボン３１の第２の長手方向端３２、第２の加熱リボン３４の第１の長手方向端３６及び第３の締め付け装置３５を絶縁する電気絶縁材料の板３７を含む。第２の締め付け装置３３と第３の締め付け装置３５は、また、導電材料３６で作成されかつ第１の加熱リボン３１と第２の加熱リボン３４を電気接続するブリッジ３８を含む。第２の加熱リボン３４の第２の長手方向端３９は、導電性ヒューズ材料で作成された管１０を含む一体型サーマルカットオフ６を有する第４の締め付け装置５によってハウジング２に固定される。第４の締め付け装置５は、ハウジング２に作成されたボアを通ってハウジング２を横切り、かつハウジング２のボアから電気的に絶縁され、その結果、締め付け装置（＋）３０に接続された電力源（蓄電池（図示せず））によって供給された電流が、本発明による第４の締め付け装置５まで加熱リボン３１，３４内で循環し、必然的に第４の締め付け装置５の軸に沿って流れ、ヒューズ管１０を含む導電接続によってハウジング２に達し、その結果、電流が、ハウジング２に接触し延在するヒューズ管１０を通って流れる。ハウジング２は、ハウジング２に形成された穴２９（－）と係合する接続によって接地される（負端子）。

図６に示された本発明による電気式空気加熱装置１の実施形態は、加熱される空気流を通過させるための内空間４を区切るハウジング２を含む。２つの蛇行形加熱リボン３１，３４は、内空間４内で、加熱される空気流中に横断的に延在する。前記蛇行形加熱リボン３１，３４には、曲がり部分４１（又は、曲がり目、折り目）で互いに長手方向に分離された複数の線形部分４０が示される。電気式空気加熱装置１は、ハウジング２の対向する内面に固定された絶縁体用の２つのホルダ４４を有する。ホルダ４４はそれぞれ絶縁材料の固体片４５を収容する。前記少なくとも２つの絶縁体４５には、位置合わせされた窪みが示され、位置合わせされた窪みはそれぞれ、１つの蛇行形加熱リボン３１，３４の曲がり部分４１を受け収容するように適応される。

図７に示された電気式空気加熱装置１の詳細は、蓄電池（図示せず）の正（＋）端子に接続されるように適応された締め付け装置５（締め付け装置（＋）３０と呼ばれる）を示す。前記締め付け装置（＋）３０は、ハウジング２のボアを横切り、電気式空気加熱装置１の内空間４に固定された加熱リボン３１に電気接続された内端がある。電気式空気加熱装置は、また、電気式空気加熱装置１の内空間４に固定され、ヒューズ１０のみを介してハウジング２と電気接触して配置された締め付け装置５（－）に電気接続された加熱リボン３４を有する。蓄電池（図示せず）の負（－）端子に接続されるように適応された締め付け装置（＋）３０、加熱リボン３１，３４、締め付け装置５（－）、ハウジング２、及び穴２９（－）は、ジュール効果による加熱リボン３の加熱を可能にする電気回路の一部を構成する。

本発明は、前述したもの以外の多数の変形及び応用を対象にしうる。詳細には、特に断らない限り、前述した各実施形態の様々な構造的及び機能的特徴は、組み合わせされかつ／又は互いに密接及び／又は不可分に結合されるように見なされるべきでなく、それどころか単純な並置であると見なされるべきであることは明らかである。更に、前述した様々な実施形態の構造的及び／又は機能的特徴は、全体又は一部において、任意の異なる並置又は任意の異なる組み合わせを対象としうる。

Claims (13)

1. 内面（１３）と外面（７）を有する壁（２）によって区分されたハウジングと、
   前記ハウジング内を流れる空気流の空気を加熱し、加熱空気流を形成するように適応された前記ハウジングの内空間（４）に配置された少なくとも１つの抵抗リボン（３）と、
   前記壁（２）の前記内面（１３）及び前記外面（７）と連係して、前記抵抗リボン（３）を前記壁（２）に固定する締め付け装置（５）であって、
   前記壁（２）にわたって延在する締め付け軸（９）と、
   前記壁（２）の前記外面（７）に面し、前記締め付け軸（９）と導電接触する前記締め付け装置（５）の締め付け座金（８）と、を少なくとも含む締め付け装置（５）と、
   前記少なくとも１つの抵抗リボン（３）に電流を供給する電気回路を開き、前記壁（２）の温度が所定温度を超えた電気式空気加熱装置（１）の状態（過熱状態と呼ばれる）で前記少なくとも１つの抵抗リボン（３）の加熱を中止するためのカットオフ（６）と、を備え、
   前記カットオフ（６）が、前記締め付け座金（８）及び前記壁（２）と導電接触で配置されたヒューズ（１０）を含むタイプの電気式空気加熱装置（１）であって、
   前記締め付け装置（５）が、
   前記締め付け座金（８）と前記壁（２）の間で長手方向に締め付けられ、
   少なくとも前記過熱状態で前記抵抗リボン（３）と前記壁（２）を互いに締め付け、
   前記締め付け座金（８）と前記壁（２）の間に導電接触を提供しない少なくとも１つの締め付けスペーサを含む、ことを特徴とする、電気式空気加熱装置（１）。
2. 前記締め付けスペーサが、
   前記電気式空気加熱装置（１）の前記過熱状態で、前記少なくとも１つの抵抗リボン（３）を前記壁（２）に締め付けるように適応された非溶融材料で作成された少なくとも１つの金属管（１１）と、
   非溶融材料で作成された前記少なくとも１つの金属管（１１）を前記ヒューズ（１０）から半径方向に電気的に絶縁する少なくとも１つの管状絶縁体（１２）と、
   前記壁（２）と非溶融材料で作成された前記少なくとも１つの金属管（１１）との間で長手方向に延在し、非溶融材料で作成された前記少なくとも１つの金属管（１１）を前記壁（２）から長手方向に電気的に絶縁するリング（１４）と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の電気式空気加熱装置（１）。
3. 前記締め付け座金（８）、前記ヒューズ（１０）、非溶融材料で作成された前記少なくとも１つの金属管（１１）、及び前記少なくとも１つの管状絶縁体（１２）が、前記締め付け軸（９）に同軸で延在することを特徴とする、請求項２に記載の電気式空気加熱装置（１）。
4. 前記カットオフ（６）が、高い圧縮強度を有する電気絶縁材料で作成され、前記壁（２）と前記締め付けスペーサとの間で長手方向に延在するリング（１４）を有することを特徴とする、請求項１又は３に記載の電気式空気加熱装置（１）。
5. 前記リング（１４）が、少なくとも１つのセラミックス材料で作成されることを特徴とする、請求項２～４のいずれか一項に記載の電気式空気加熱装置（１）。
6. 前記ヒューズ（１０）の溶融材料を集めるために前記締め付け装置（５）の外部を包むカバー（１５）を有し、前記締め付け装置（５）が如何なる位置でも前記ヒューズ（１０）の溶融材料が前記カバー（１５）内に捕らえられるようにすることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の電気式空気加熱装置（１）。
7. 前記締め付け座金（８）が、平座金とばね座金からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の電気式空気加熱装置（１）。
8. 前記締め付け装置（５）が、ねじ（２２）と、前記ねじ（２２）の前記締め付け軸（９）のねじ部分（２３）と連係して前記抵抗リボン（３）を前記ハウジングの前記壁（２）に固定する少なくとも１つのナット（２４）とを含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の電気式空気加熱装置（１）。
9. 前記締め付け装置（５）が、リベットを含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の電気式空気加熱装置（１）。
10. 前記締め付け装置の前記締め付け軸（９）が、前記ハウジングの壁（２）に形成されたボア（２１）にわたって延在するように配置されることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の電気式空気加熱装置（１）。
11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの電気式空気加熱装置（１）を含むエンジン。
12. 請求項１１に記載のエンジンを含む車両。
13. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの電気式空気加熱装置（１）を含む請求項１２に記載の車両。

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