JP2004052812A

JP2004052812A - End fastening structure of hose fitted with bellow type metal pipe

Info

Publication number: JP2004052812A
Application number: JP2002207374A
Authority: JP
Inventors: Tomoshige Hibino; 日比野　委茂; Koji Uchino; 内野　広治
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an end fastening structure of a hose fitted with a bellow type metal pipe capable of eliminating a stress concentration in the welded part between the bellow type metal pipe and an insert pipe when the end of the hose is fastened and precluding the risk of destruction in that part. <P>SOLUTION: When the end of the hose 10 is to be fastened, the insert pipe 14 made of metal is fitted in the bellow type metal pipe 22 for a specified length from its forefront, and in the fit-in part, the insert pipe 14 and the bellow type metal pipe 22 are overlapped in the radial direction, and in the overlapped condition, the forefront of the metal pipe 22 is welded to the insert pipe 14. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車用燃料輸送用ホースや冷媒その他流体の輸送用ホースとして好適な蛇腹金属管付ホースに関し、特に端部の締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の燃料輸送用等として従来振動吸収性，組付性等の良好な一般的なゴムホース、例えば耐ガソリン透過性の優れるＮＢＲ・ＰＶＣ（アクリロニトリルブダジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンド）等が用いられてきたが、自動車用燃料等の透過規制は地球環境保全の観点から厳しく、今後もその規制の一層の強化が予想され、他面では燃料電池で使用される水素ガスや炭酸ガス冷媒等の透過性の高い流体に対応する必要もあり、ゴムや樹脂といった有機材料のみで構成されたホースでは、要求性能を満足することが困難になると予想される。
【０００３】
そこで、今後の低透過ホースの形態として、極めて高度の流体不透過性が期待できる、内層に蛇腹金属管を有するホースの使用が検討されている。
【０００４】
この種の蛇腹金属管付きのものとして、従来下記文献１，文献２，文献３に開示のものが公知である。
［文献１］　特開２００１−１８２８７２号
［文献２］　特開２００１−３４１２３０号
［文献３］　実開昭５１−１５０５１１号
【０００５】
この蛇腹金属管付きのホースの場合、燃料電池で使用される水素ガスを用いた場合でも内層の蛇腹金属管によってガス透過を０とすること、即ちガス透過を完全防止することが可能である。
但し蛇腹金属管付ホースの場合、シール性を確保した端部の締結構造が問題となる。
【０００６】
従来、ホース端部については図８に示しているようにホース本体２００内に剛性の金属製のインサートパイプ２０２を挿入した上、内向き鍔状の基部２０６を備えたソケット金具２０４を外嵌し、そしてそのソケット金具２０４を径方向内方にかしめ付けることによって、ホース本体２００をインサートパイプ２０２に対しソケット金具２０４とともに締結固定し、併せて端部のシールをするようにしていた。
【０００７】
しかしながら内層に蛇腹金属管を有するホースの場合、その蛇腹金属管とインサートパイプとの十分な密着性が得難く、かしめ付部分において蛇腹金属管に傷があったりすると、そこから内部の流体が外部に容易に漏れ出てしまう。
そのためかかる蛇腹金属管付ホースの場合、蛇腹金属管の先端をインサートパイプに対し溶接接合してシール性を確保するといったことが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
蛇腹金属管を金属製のパイプに溶接して接合し締結する手法として、通例図９に示す手法が一般に用いられる。
このうち図９（Ａ）に示す手法は、蛇腹金属管２１０の先端部を相手側の金属パイプ２０８の端面に突き合せてＴＩＧ溶接，ＹＡＧ溶接等の溶接を施すものであり、また（Ｂ）のものは、同じく相手側の金属パイプ２０８の端面に蛇腹金属管２１０の先端部を突き合せた状態で、高周波加熱によりろう付（銀ろう付）するものである。
【０００９】
しかしながらこのように蛇腹金属管２１０と相手側の金属パイプ２０８とを単に突き合せて溶接しただけであると、蛇腹金属管２１０に繰返し振動が加わったり、蛇腹金属管２１０が繰返し撓んだりすると、或いは蛇腹金属管２１０内部に圧力が繰返し付与されたりすると、相手側の金属パイプ２０８と蛇腹金属管２１０との境界部、即ちそれらの溶接部に応力集中が生じ、これによって溶接部で破壊が起こる恐れがある。
【００１０】
而して溶接部で破壊が起これば、蛇腹金属管２１０自身は何等破壊ないし損傷していないにも拘わらず、蛇腹金属管２１０を用いたホースそのものの柔軟性，振動吸収性，ガスバリヤ性等が損われ使用不能となってしまう。
【００１１】
以上燃料電池で使用される水素ガス輸送用ホースを例にとって説明したが、同様の問題はガス透過性の大きいＣＯ_２等の冷媒や他の流体の輸送用として蛇腹金属管付ホースを適用した場合或いは自動車燃料の輸送用ホース等の透過規制の厳しい分野においても生じ得る問題である。
【００１２】
例えばガソリン等の燃料を輸送するホースにおいて、ガソリンの大気中への飛散防止、或いは機器の高出力化による高温化，高圧力化によって蛇腹金属管付ホースを用いる場合、或いは水素同様に分子量の小さいＣＯ_２を冷媒として用いる流体輸送用ホース等においても同様の問題が生じる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の蛇腹金属管付ホースの端部締結構造はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１のものは、蛇腹金属管を内層に有し、径方向外側に弾性層を含む外層を積層したホース本体に対し、軸方向端部において金属製のインサートパイプを挿入する一方、該ホース本体の外面にソケット金具を外嵌して該ソケット金具を径方向内方にかしめ付け、該ホース本体の端部，インサートパイプ及びソケット金具を一体に固定して成る蛇腹金属管付ホースの端部締結構造であって、前記インサートパイプを前記蛇腹金属管の先端から所定長に亘って該蛇腹金属管内に嵌入させて、その嵌入部分において該インサートパイプと該蛇腹金属管とを径方向に重合させ、該重合状態の下で該蛇腹金属管の先端部を該インサートパイプに対し溶接により接合したことを特徴とする。
【００１４】
請求項２のものは、請求項１において、前記溶接部を含む、前記蛇腹金属管の、前記インサートパイプを嵌入させた部分の径方向外側にも前記外層を積層させて、該インサートパイプを嵌入させた部分を、該インサートパイプと該外層とにより径方向内外両側から覆ったことを特徴とする。
【００１５】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記蛇腹金属管の端部に非蛇腹形状且つ実質的に軸方向にストレート形状をなす嵌合部を形成し、該嵌合部に前記インサートパイプを嵌入させたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記ソケット金具が前記溶接部よりも前記ホース本体の端から離れる方向に長く延びていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５のものは、請求項４において、前記ソケット金具が前記インサートパイプの嵌入側端と同位置まで若しくはそれよりも長く延びていることを特徴とする。
【００１８】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、インサートパイプをホース本体内に挿入した上、ソケット金具を径方向内方にかしめて３者を一体化して成る蛇腹金属管付ホースにおいて、そのインサートパイプを蛇腹金属管内に嵌入させて所定長に亘りインサートパイプと蛇腹金属管とを径方向に重合させ、その重合状態の下で蛇腹金属管の先端部をインサートパイプに対し溶接により接合するようになしたもので、本発明では、蛇腹金属管とインサートパイプとの締結が溶接接合であるため、その締結部からのガス透過を防止でき、蛇腹金属管自体の有する耐ガス透過性と併せてホース全体のガスバリヤ性を高く保持することができる。
【００１９】
加えて本発明によれば、単に蛇腹金属管の先端とインサートパイプとを突き合せ溶接した場合と異なり、蛇腹金属管を含むホース本体に対し繰返し振動が加わったり或いはホース本体が繰返し撓み変形した場合であっても、更には繰返し内圧が加わった場合であっても、溶接部に応力集中が生じてその溶接部で破壊を生じてしまうといったことを良好に防止することができ、蛇腹金属管を含むホースの寿命を高寿命化することができる。
【００２０】
この場合において、インサートパイプと蛇腹金属管との重合部分においてもその外側にホース本体の外層を積層させ、蛇腹金属管における溶接部を含んだ先端部を、所定長に亘り内側のインサートパイプと外側の外層とで内，外両側から覆った状態としておくことができる（請求項２）。
このようにすることで、溶接部ないしその溶接の際に熱影響を受けた部分での破壊をより良好に防止することができる。
【００２１】
本発明においては、蛇腹金属管の端部に非蛇腹形状且つ実質的に軸方向にストレート形状をなす嵌合部を形成しておき、そこにインサートパイプを嵌入させた状態とすることができる（請求項３）。
本発明においてはまた、ソケット金具を溶接部よりもホース本体の端から離れる方向に長く延在させておくことができる（請求項４）。
このようにすることで、溶接部への応力集中を効果的に抑制することができる。
【００２２】
この場合において、ソケット金具をインサートパイプの嵌入側端と同位置まで若しくはそれよりも長く延在させておくことができる（請求項５）。
また本発明では、インサートパイプと蛇腹金属管とをＴＩＧ溶接，ＹＡＧ溶接によって接合することができる。
このようなＴＩＧ溶接，ＹＡＧ溶接といった局部的な溶接を行うことで、蛇腹金属管及びインサートパイプにおける熱影響部を可及的に少なくでき、このことによって溶接部周辺における耐久性も高く保持することができる。
【００２３】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１及び図２において、１０は水素輸送用ホースや自動車燃料輸送用ホース或いはエアコン用の冷媒輸送用ホースとして好適な蛇腹金属管付ホース（以下単にホースとする）で、１２はホース本体、１４はホース本体１２の内部に挿入された金属製のインサートパイプ、１６はホース本体１２の外面に外嵌されたソケット金具で、このソケット金具１６の径方向内方へのかしめ付けによって、ホース本体１２の端部とインサートパイプ１４及びソケット金具１６とが一体に締結されている。
【００２４】
図２にそのホース１０における端部の締結構造が具体的に示してある。
同図に示しているように、ソケット金具１６は内向き鍔状の基部１８を有しており、ソケット金具１６の基部１８を含む全体が縮径方向にかしめ付けられて、ホース本体１２の端部をインサートパイプ１４とともに挟み付けている。
尚、インサートパイプ１４の外面には環状の溝２０が形成されていて、そこに基部１８の内端部が嵌り込む状態にソケット金具１６がかしめ付けられている。
【００２５】
ホース本体１２は、最内層として蛇腹金属管２２を有しており、その外側に内側弾性層２４，補強層２６，外側弾性層２８が積層され、それらが加硫接着等により一体に固着されている。
ここで補強層２６は、ワイヤ補強層であっても良いし或いはまた繊維補強層であっても良い。また内側弾性層２４はゴム或いは弾性を有する樹脂等にて構成することができる。更にまた外側弾性層２８はゴムから成る層としておくことができる。
【００２６】
一方最内層の蛇腹金属管２２は、軸方向の略全体が蛇腹部３０とされており、その蛇腹部３０によって可撓性が付与されている。
即ちこの例のホース１０は、最内層が金属管にて構成されているにも拘わらず、その金属管に蛇腹部３０が設けられることによって全体的に可撓性が付与されている。
【００２７】
尚、この蛇腹金属管２２の材質として鋼材（ステンレス鋼を含む），銅又は銅合金，アルミ又はアルミ合金，ニッケル又はニッケル合金，チタン又はチタン合金等を用いることができるが、好ましくはステンレス鋼である。
またその板厚は２０〜５００μｍとすることができるが、ピンホール等の欠陥防止また蛇腹部３０の加工性等を考慮すると５０μｍ以上が望ましく、また柔軟性，耐久性の点から３００μｍ以下とするのが望ましい。
【００２８】
一方インサートパイプ１４については、これに対して蛇腹金属管２２を溶接する関係上、蛇腹金属管２２と溶接可能な材料である必要がある。好ましくは蛇腹金属管２２と同材料のものを用いるのが良い。
【００２９】
この例の蛇腹金属管２２は、蛇腹部３０の形状が、その蛇腹を成す各山部と谷部とが長手方向においてそれぞれ独立した形態とされている。
但し各山部及び谷部が連続的に繋がった螺旋状の蛇腹部と成しておくこともできる。
【００３０】
図３にも示しているように、この蛇腹金属管２２はまた、軸端部に非蛇腹形状且つ軸方向にストレート形状をなす嵌合部３２が形成されており、そこにインサートパイプ１４の嵌入部３４が、嵌合部３２の先端から所定長に亘り軸方向に嵌入され、それら嵌合部３２と嵌入部３４とが径方向に重合させられている。
そしてその重合状態の下で蛇腹金属管２２の先端部、詳しくは嵌合部３２の先端部がＴＩＧ溶接，ＹＡＧ溶接等により局部溶接され、以って蛇腹金属管２２とインサートパイプ１４とが互いに気密に締結されている。図２（Ｂ）中３６はその溶接部を表している。
【００３１】
図４にその溶接による締結の手順が示してある。
同図に示しているように、この例ではインサートパイプ１４における嵌入部３４を、蛇腹金属管２２の非蛇腹形状且つ軸方向にストレート形状をなす嵌合部３２内部に嵌入させ、そして（ＩＩ）に示しているように蛇腹金属管２２の先端部をＴＩＧ溶接等によって局部溶接する。（ＩＩＩ）はその溶接による接合を終了した状態を表している。
【００３２】
本例において、図２に示すように上記ソケット金具１６は溶接部３６よりもホース本体１２の端から離れる方向に長く延びている。即ちソケット金具１６の右端が、溶接部３６よりも図中右端に位置させられている。
具体的にはこの例では、ソケット金具１６の図中右端が、インサートパイプ１４における嵌入部３４の右端とほぼ同一位置に位置させられている。
【００３３】
以上は蛇腹金属管２２における蛇腹部３０の形状を、隣接する山部と山部及び谷部と谷部とが互いに独立した蛇腹部３０である場合の例であるが、図５に示しているように蛇腹部３０を山部及び谷部が連続した螺旋形状に形成しておくこともできる。
【００３４】
図５の例は、更に、その蛇腹部３０を軸方向端に至るまで形成し、そして軸方向端部の蛇腹部３０に、インサートパイプ１４の嵌入部３４を嵌入させた例である。
但しこの例の場合、嵌入部３４の外周面が蛇腹部３０に対応した形状の螺旋状をなす雄ねじ部として形成されており、その雄ねじ部に対し、蛇腹金属管２２の端部を雌ねじとして螺合し、以って蛇腹金属管２２の端部と嵌入部３４とをねじ結合している。
【００３５】
そしてそのねじ結合状態の下で、蛇腹金属管２２の先端部がＴＩＧ溶接，ＹＡＧ溶接等によってインサートパイプ１４に対し局部溶接され、蛇腹金属管２２とインサートパイプ１４とが締結されている。
【００３６】
尚この図５の実施例において、蛇腹部３０の形状を上記のような螺旋形状ではなく、各山部及び谷部がそれぞれ独立した形状の蛇腹部となしておくこともできる。
【００３７】
尚図５の実施例において、嵌入部３４と蛇腹金属管２２における端部の重合部の外側においても、内側弾性層２４，補強層２６，外側弾性層２８から成る外層が積層されており、更にその外側からソケット金具１６がかしめ付けられている点で、図１〜図４に示す上記実施例と同様である。
【００３８】
表１は上記図１〜図４に示す実施例（実施例１）及び図５に示す実施例（実施例２）について、図６に示す方法で繰返し曲げ試験及び繰返し加圧試験を行った結果を、図９に示す比較例（図９中（Ａ）が比較例１，（Ｂ）が比較例２）との比較において示したものである。
尚、表中独立形状とあるのは蛇腹部３０における各山部及び谷部が独立している場合であり、また螺旋形状とあるのは各山部及び谷部が連続した螺旋形状をなしている場合である。
【００３９】
ここで繰返し曲げ試験は、ホース１０に加わる振動を想定したもので、ホース自由長を３００ｍｍとし、ホース１０の片端を固定し、自由端側の片端を振幅±１００ｍｍで毎秒１往復させる両振り試験を行った。
また繰返し加圧試験は、ホース自由長を３００ｍｍとし、ホース１０の片側を密栓し、もう一方から内圧：１０ＭＰａの内圧を毎秒１回繰返し与えて溶接部３６の耐久性を調べたものである。
【００４０】
尚蛇腹金属管２２は材質：ＳＵＳ３１６Ｌとし、所定幅に切断したものを円筒状とし、その合わせ部分をＴＩＧ溶接して造管したものを絞り加工して成形したものを用いた。
またその蛇腹金属管２２は実施例１，実施例２ともに外径：φ８．５ｍｍ，谷部の内径：φ５．５ｍｍ，山部と山部とのピッチ：２．０ｍｍ，板圧：０．１５ｍｍとした。
【００４１】
尚各実施例及び比較例ともに、蛇腹金属管２２，２１０は加工後の焼鈍しは実施していない。また蛇腹金属管２２，２１０の先端部の溶接はＴＩＧ溶接により溶接接合した。
また比較例２においては、蛇腹金属管２１０の先端部を高周波誘導加熱を用いた銀ろう付とした。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１の結果に見られる通り、実施例１，実施例２のものは比較例１，比較例２と比較して繰返し曲げ試験及び繰返し加圧試験の何れにおいても優れた耐久性を示した。
【００４４】
以上のような本例によれば、単に蛇腹金属管２２の先端とインサートパイプ１４とを突き合せ溶接した場合と異なって、蛇腹金属管２２を含むホース本体１２に対し繰返し振動が加わったり或いはホース本体１２が繰返し撓み変形した場合であっても、更には繰返し内圧が加わった場合であっても、溶接部３６に応力集中が生じてその溶接部３６で破壊を生じてしまうといったことを良好に防止でき、蛇腹金属管２２を含むホース１０の寿命を高寿命化することができる。
【００４５】
また本例においては溶接部３６を含む蛇腹金属管２２の先端部を所定長に亘り内側のインサートパイプ１４と外側の内側弾性層２４，補強層２６，外側弾性層２８とで内外両側から覆った状態としてあるため、溶接部３６ないしその溶接によって熱影響を受けた近傍部分での破壊を良好に防止することができる。
【００４６】
更に本例ではソケット金具１６を溶接部３６よりもホース本体１２の端から離れる方向に、具体的にはインサートパイプ１４の嵌入側端と同位置まで延在させてあるため、溶接部３６への応力集中を効果的に抑制することができる。
【００４７】
また本例ではインサートパイプ１４と蛇腹金属管２２とをＴＩＧ溶接等によって局部的に溶接接合しているため、蛇腹金属管２２及びインサートパイプ１４における熱影響部を可及的に少なくでき、溶接部３６周辺における耐久性も高く保持することができる。
【００４８】
次に図７は本発明の他の実施例を示したもので、この例は、ソケット金具１６をインサートパイプ１４の右端よりも更に図中右方まで長く延ばした例、即ちソケット金具１６における図中右端の位置を、インサートパイプ１４の右端位置よりも更に図中右に離れた位置に位置させた例である。
【００４９】
以上本発明の実施例を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、本発明は上例以外の各種流体の輸送用として適用可能であるなど、その主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用対象である蛇腹金属管付ホースの一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例としての図１におけるホース端部の締結構造を示す図である。
【図３】図１における蛇腹金属管とインサートパイプの締結前の状態を示す図である。
【図４】図１におけるホース端部の締結の手順を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例の要部を示す図である。
【図６】本発明の効果を調べるために行った繰返し曲げ試験及び繰返し加圧試験の説明図である。
【図７】本発明の更に他の実施例を示す図である。
【図８】本発明の背景説明のための説明図である。
【図９】溶接による金属パイプと蛇腹金属管との従来の接合手法の説明図である。
【符号の説明】
１０　蛇腹金属管付ホース
１２　ホース本体
１４　インサートパイプ
１６　ソケット金具
２２　蛇腹金属管
２４　内側弾性層
２８　外側弾性層
３２　嵌合部
３６　溶接部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hose with a bellows metal pipe suitable as a fuel transport hose for automobiles and a hose for transporting refrigerants and other fluids, and particularly to a fastening structure at an end portion.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a general rubber hose having good vibration absorption and assembling properties, such as NBR / PVC (a blend of acrylonitrile butadiene rubber and polyvinyl chloride), which has excellent gasoline permeability, has been used for fuel transportation of automobiles. However, regulations on permeation of fuels for automobiles are strict from the viewpoint of global environmental protection, and it is expected that the regulations will be further strengthened in the future. On the other side, permeation of hydrogen gas and carbon dioxide refrigerant used in fuel cells It is necessary to cope with a highly fluid, and it is expected that it is difficult to satisfy the required performance with a hose made of only an organic material such as rubber or resin.
[0003]
Therefore, as a form of a low permeability hose in the future, use of a hose having a bellows metal tube in the inner layer, which can be expected to have a very high fluid impermeability, is being studied.
[0004]
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type with a bellows metal tube, those disclosed in the following literatures 1, 2 and 3 are known.
[Document 1] JP 2001-182872 [Document 2] JP 2001-341230 [Document 3] Japanese Utility Model Application Publication No. 51-150511
In the case of this hose with a bellows metal tube, even when hydrogen gas used in a fuel cell is used, gas permeation can be made zero by the inner bellows metal tube, that is, gas permeation can be completely prevented.
However, in the case of a hose with a bellows metal tube, a problem arises in the fastening structure of the end portion ensuring the sealing performance.
[0006]
Conventionally, as shown in FIG. 8, a rigid metal insert pipe 202 is inserted into a hose body 200 at the end of a hose, and a socket fitting 204 provided with an inward flange base 206 is externally fitted thereto. Then, by crimping the socket fitting 204 inward in the radial direction, the hose body 200 is fastened and fixed to the insert pipe 202 together with the socket fitting 204, and at the same time, the end is sealed.
[0007]
However, in the case of a hose having a bellows metal tube in the inner layer, it is difficult to obtain sufficient adhesion between the bellows metal tube and the insert pipe, and if the bellows metal tube is damaged at the caulked portion, the internal fluid is removed from there. Leaks easily.
For this reason, in the case of such a hose with a bellows metal tube, the end of the bellows metal tube is welded to the insert pipe to secure the sealing property.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As a method of welding and joining and fastening a bellows metal tube to a metal pipe, a method shown in FIG. 9 is generally used.
Among them, the method shown in FIG. 9A is a method in which the tip of the bellows metal pipe 210 is butted against the end face of the metal pipe 208 on the other side to perform welding such as TIG welding, YAG welding, or the like, and FIG. Is brazed by high-frequency heating (silver brazing) with the tip of a bellows metal tube 210 abutting against the end surface of a metal pipe 208 on the other side.
[0009]
However, if the bellows metal tube 210 and the mating metal pipe 208 are simply butted and welded, if the bellows metal tube 210 is repeatedly subjected to vibration or the bellows metal tube 210 is repeatedly bent, Alternatively, when pressure is repeatedly applied to the inside of the bellows metal pipe 210, stress concentration occurs at the boundary between the metal pipe 208 and the bellows metal pipe 210 on the other side, that is, at the welds thereof, thereby causing breakage at the welds. There is fear.
[0010]
If a break occurs in the welded portion, the hose using the bellows metal tube 210 itself has flexibility, vibration absorption, gas barrier properties, etc., even though the bellows metal tube 210 itself is not broken or damaged at all. Is damaged and unusable.
[0011]
The above description has been made by taking the hydrogen gas transport hose used in the fuel cell as an example, but the same problem arises when a hose with a bellows metal pipe is applied to transport a refrigerant such as CO _{2 having} a high gas permeability and other fluids. Alternatively, it is a problem that can occur even in a field where transmission regulations are strict, such as a hose for transporting automobile fuel.
[0012]
For example, in a hose for transporting fuel such as gasoline, when a hose with a bellows metal tube is used to prevent gasoline from scattering into the atmosphere, or to increase the temperature and pressure by increasing the output of equipment, or to have a molecular weight as small as hydrogen. A similar problem also occurs in a fluid transport hose or the like using CO ₂ as a refrigerant.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The end fastening structure of the hose with a bellows metal tube of the present invention has been devised to solve such a problem.
According to the first aspect of the present invention, a metal insert pipe is inserted at an axial end into a hose body having an accordion metal tube in an inner layer and an outer layer including an elastic layer on the radial outside. A hose with a bellows metal pipe, wherein a socket is externally fitted on the outer surface of the hose body and the socket is caulked radially inward, and an end of the hose body, an insert pipe and a socket are integrally fixed. End fitting structure, wherein the insert pipe is fitted into the bellows metal pipe over a predetermined length from the tip of the bellows metal pipe, and the insert pipe and the bellows metal pipe are radially connected at the fitted portion. And the tip of the bellows metal tube is joined to the insert pipe by welding under the superposed state.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the outer layer is laminated also on a radially outer side of a portion of the bellows metal tube including the welded portion, in which the insert pipe is inserted, and the insert pipe is inserted. The cut portion is covered by the insert pipe and the outer layer from both inside and outside in the radial direction.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a fitting portion having a non-bellow shape and a substantially straight shape in an axial direction is formed at an end of the bellows metal tube, and the fitting portion is formed. Characterized in that the insert pipe is fitted in the insert pipe.
[0016]
According to a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the socket fitting extends longer in a direction away from the end of the hose body than the welded portion.
[0017]
A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the fourth aspect, the socket fitting extends to the same position as or longer than the fitting-side end of the insert pipe.
[0018]
[Action and effect of the invention]
As described above, the present invention provides a hose with a bellows metal tube in which an insert pipe is inserted into a hose main body, and a socket is radially inwardly crimped to integrate the three members. The insert pipe and the bellows metal pipe are superposed in the radial direction over a predetermined length, and the tip of the bellows metal pipe is joined to the insert pipe by welding under the superposed state. In the present invention, since the fastening between the bellows metal pipe and the insert pipe is welding, gas permeation from the fastening part can be prevented, and the gas barrier property of the entire hose can be reduced in addition to the gas permeation resistance of the bellows metal pipe itself. Can be kept high.
[0019]
In addition, according to the present invention, unlike the case where the tip of the bellows metal tube and the insert pipe are simply butt-welded, the case where repeated vibration is applied to the hose body including the bellows metal tube or the hose body is repeatedly bent and deformed However, even when internal pressure is repeatedly applied, stress concentration can be prevented from being generated in the welded portion to cause breakage in the welded portion. The life of the hose including the hose can be extended.
[0020]
In this case, the outer layer of the hose body is also laminated outside the overlapped portion of the insert pipe and the bellows metal pipe, and the tip end including the welded portion of the bellows metal pipe is extended over a predetermined length to the inner insert pipe and the outside. (See claim 2).
By doing so, it is possible to better prevent breakage at the welded portion or at a portion affected by heat during welding.
[0021]
In the present invention, a fitting portion having a non-bellows shape and a substantially straight shape in the axial direction is formed at the end of the bellows metal tube, and the insert pipe can be fitted therein. Claim 3).
In the present invention, the socket fitting can be extended longer in the direction away from the end of the hose body than the welded portion (claim 4).
By doing so, stress concentration on the welded portion can be effectively suppressed.
[0022]
In this case, the socket fitting can be extended to the same position as or longer than the fitting end of the insert pipe (claim 5).
In the present invention, the insert pipe and the bellows metal pipe can be joined by TIG welding or YAG welding.
By performing such local welding such as TIG welding and YAG welding, the heat-affected zone in the bellows metal pipe and the insert pipe can be reduced as much as possible, thereby maintaining high durability around the welded zone. Can be.
[0023]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 10 denotes a hose with a bellows metal tube (hereinafter simply referred to as a hose) suitable as a hydrogen transport hose, a vehicle fuel transport hose, or a refrigerant transport hose for an air conditioner. Is a metal insert pipe inserted into the interior of the

hose body

12, and 16 is a socket fitting externally fitted to the outer surface of the hose body 12, which is caulked radially inward to the hose body 12. And the insert pipe 14 and the socket fitting 16 are integrally fastened.
[0024]
FIG. 2 specifically shows a fastening structure of an end portion of the hose 10.
As shown in the figure, the socket fitting 16 has an inward flange-like base 18, and the entirety including the base 18 of the socket fitting 16 is caulked in the diameter-reducing direction, and the end of the hose body 12 is formed. The part is sandwiched together with the insert pipe 14.
An annular groove 20 is formed on the outer surface of the insert pipe 14, and the socket fitting 16 is swaged with the inner end of the base 18 fitted therein.
[0025]
The hose body 12 has a bellows metal tube 22 as the innermost layer, and an inner elastic layer 24, a reinforcing layer 26, and an outer elastic layer 28 are laminated on the outer side thereof, and these are integrally fixed by vulcanization bonding or the like. I have.
Here, the reinforcing layer 26 may be a wire reinforcing layer or a fiber reinforcing layer. The inner elastic layer 24 can be made of rubber or resin having elasticity. Furthermore, the outer elastic layer 28 can be a layer made of rubber.
[0026]
On the other hand, the innermost layer of the bellows metal tube 22 has a bellows portion 30 almost entirely in the axial direction, and the bellows portion 30 imparts flexibility.
That is, although the hose 10 of this example is provided with the bellows portion 30 on the metal tube, the overall flexibility is imparted even though the innermost layer is formed of a metal tube.
[0027]
The material of the bellows metal tube 22 may be steel (including stainless steel), copper or copper alloy, aluminum or aluminum alloy, nickel or nickel alloy, titanium or titanium alloy, or the like. is there.
The plate thickness can be set to 20 to 500 μm, but is preferably 50 μm or more in consideration of prevention of defects such as pinholes and workability of the bellows portion 30, and 300 μm or less from the viewpoint of flexibility and durability. It is desirable.
[0028]
On the other hand, the insert pipe 14 needs to be made of a material that can be welded to the bellows metal pipe 22 because the bellows metal pipe 22 is welded to the insert pipe 14. Preferably, the same material as that of the bellows metal tube 22 is used.
[0029]
In the bellows metal tube 22 of this example, the shape of the bellows portion 30 is such that the peaks and valleys forming the bellows are independent from each other in the longitudinal direction.
However, it is also possible to form a spiral bellows in which each peak and valley are continuously connected.
[0030]
As shown in FIG. 3, the bellows metal tube 22 also has a fitting portion 32 formed in a non-bellows shape and a straight shape in the axial direction at the shaft end portion, into which the insert pipe 14 is fitted. The part 34 is axially fitted over a predetermined length from the tip of the fitting part 32, and the fitting part 32 and the fitting part 34 are overlapped in the radial direction.
Then, under the superposed state, the tip of the bellows metal tube 22, specifically, the tip of the fitting portion 32 is locally welded by TIG welding, YAG welding, or the like, so that the bellows metal tube 22 and the insert pipe 14 are mutually joined. It is tightly closed. Reference numeral 36 in FIG. 2B indicates the welded portion.
[0031]
FIG. 4 shows the procedure of fastening by welding.
As shown in the figure, in this example, the fitting portion 34 of the insert pipe 14 is fitted into the fitting portion 32 of the bellows metal tube 22 which has a non-bellow shape and a straight shape in the axial direction, and (II) As shown in (1), the tip of the bellows metal tube 22 is locally welded by TIG welding or the like. (III) shows a state in which the joining by welding is completed.
[0032]
In this example, as shown in FIG. 2, the socket fitting 16 extends longer in the direction away from the end of the hose body 12 than the welded portion 36. That is, the right end of the socket fitting 16 is located at the right end in the drawing with respect to the welded portion 36.
Specifically, in this example, the right end of the socket fitting 16 in the drawing is located at substantially the same position as the right end of the fitting portion 34 of the insert pipe 14.
[0033]
The above is an example of the shape of the bellows portion 30 in the bellows metal tube 22 in the case where the adjacent peaks and the peaks and the valleys and the valleys are the bellows portions 30 which are independent from each other. As described above, the bellows portion 30 may be formed in a spiral shape in which the peak portion and the valley portion are continuous.
[0034]
FIG. 5 shows an example in which the bellows portion 30 is further formed up to the axial end, and the fitting portion 34 of the insert pipe 14 is fitted into the bellows portion 30 at the axial end portion.
However, in the case of this example, the outer peripheral surface of the fitting portion 34 is formed as a helical male screw portion having a shape corresponding to the bellows portion 30, and the end of the bellows metal tube 22 is screwed to the male screw portion with a female screw. Thus, the end of the bellows metal tube 22 and the fitting portion 34 are screwed together.
[0035]
Under the screw connection state, the tip of the bellows metal pipe 22 is locally welded to the insert pipe 14 by TIG welding, YAG welding, or the like, and the bellows metal pipe 22 and the insert pipe 14 are fastened.
[0036]
In the embodiment of FIG. 5, the bellows portion 30 may be formed in a bellows shape in which each peak and valley are independent from each other, instead of the spiral shape as described above.
[0037]
In the embodiment of FIG. 5, an outer layer composed of the inner elastic layer 24, the reinforcing layer 26, and the outer elastic layer 28 is also laminated outside the overlapping portion of the fitting portion 34 and the end portion of the bellows metal tube 22, and furthermore, It is the same as the above-described embodiment shown in FIGS. 1 to 4 in that a socket fitting 16 is crimped from the outside.
[0038]
Table 1 shows the results of the repeated bending test and the repeated pressing test performed on the example (Example 1) shown in FIGS. 1 to 4 and the example (Example 2) shown in FIG. 5 by the method shown in FIG. 9 is shown in comparison with the comparative example shown in FIG. 9 ((A) in FIG. 9 is Comparative Example 1 and (B) is Comparative Example 2).
In the table, "independent shape" means that each peak and valley in the bellows portion 30 are independent, and "spiral shape" means that each peak and valley has a continuous spiral shape. If it is.
[0039]
Here, the repeated bending test is based on the assumption that vibration applied to the hose 10 is applied. The free length of the hose is 300 mm, one end of the hose 10 is fixed, and one end of the free end is reciprocated once per second at an amplitude of ± 100 mm per second. Was done.
In the repetitive pressurization test, the free length of the hose was set to 300 mm, one side of the hose 10 was sealed, and the internal pressure of 10 MPa was repeatedly applied once per second from the other side to check the durability of the welded portion 36.
[0040]
The accordion metal tube 22 was made of SUS316L, cut into a predetermined width, formed into a cylindrical shape, and a joint formed by TIG welding to form a tube was formed by drawing.
The bellows metal tube 22 has an outer diameter of φ8.5 mm, an inner diameter of a valley of φ5.5 mm, a pitch between peaks: 2.0 mm, and a plate pressure of 0.15 mm in both the first and second embodiments. And
[0041]
In each of the examples and comparative examples, the

bellows metal tubes

22 and 210 were not annealed after processing. In addition, the distal ends of the

bellows metal tubes

22 and 210 were welded by TIG welding.
In Comparative Example 2, the tip of the bellows metal tube 210 was silver brazed using high-frequency induction heating.
[0042]
[Table 1]

[0043]
As can be seen from the results in Table 1, Examples 1 and 2 exhibited superior durability in both the repeated bending test and the repeated pressing test as compared with Comparative Examples 1 and 2.
[0044]
According to the present embodiment as described above, unlike the case where the tip of the bellows metal tube 22 and the insert pipe 14 are simply butt-welded, repeated vibration is applied to the hose body 12 including the bellows metal tube 22 or Even if the main body 12 repeatedly bends and deforms, and even if the internal pressure is repeatedly applied, stress concentration is generated in the welded portion 36 and the failure in the welded portion 36 is preferably prevented. The life of the hose 10 including the bellows metal tube 22 can be extended.
[0045]
Further, in this example, the tip of the bellows metal tube 22 including the welded portion 36 was covered over a predetermined length by the inner insert pipe 14 and the outer inner elastic layer 24, the reinforcing layer 26, and the outer elastic layer 28 from both the inside and outside. Since it is in the state, breakage in the welded portion 36 or in a nearby portion that has been thermally affected by the welding can be favorably prevented.
[0046]
Furthermore, in this example, the socket fitting 16 is extended in a direction away from the end of the hose body 12 rather than the welded portion 36, specifically, to the same position as the fitting side end of the insert pipe 14. Stress concentration can be effectively suppressed.
[0047]
Further, in this example, since the insert pipe 14 and the bellows metal pipe 22 are locally welded to each other by TIG welding or the like, the heat-affected zone in the bellows metal pipe 22 and the insert pipe 14 can be reduced as much as possible. The durability around 36 can also be kept high.
[0048]
Next, FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the socket fitting 16 is further extended to the right side in the figure than the right end of the insert pipe 14, that is, the drawing of the socket fitting 16. This is an example in which the middle right end position is located farther to the right in the drawing than the right end position of the insert pipe 14.
[0049]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples, and the present invention can be applied for transporting various fluids other than the above examples, and various modifications have been made without departing from the gist thereof. Configurable in form.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a hose with a bellows metal tube to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a view showing a fastening structure of a hose end in FIG. 1 as one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a state before fastening of the bellows metal tube and the insert pipe in FIG. 1;
FIG. 4 is a view showing a procedure for fastening a hose end in FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram showing a main part of another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a repeated bending test and a repeated pressurization test performed to examine the effect of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the background of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory view of a conventional joining method of a metal pipe and a bellows metal pipe by welding.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 Hose with bellows metal tube 12 Hose body 14 Insert pipe 16 Socket fitting 22 Bellows metal tube 24 Inner elastic layer 28 Outer elastic layer 32 Fitting part 36 Welded part

Claims

A metal insert pipe is inserted at an axial end into a hose body having a bellows metal tube in an inner layer and an outer layer including an elastic layer radially outwardly laminated, and a socket fitting is provided on the outer surface of the hose body. An end fitting structure for a hose with a bellows metal pipe, wherein the hose is radially inwardly fitted by external fitting and the end of the hose body, the insert pipe and the socket are integrally fixed,
The insert pipe is fitted into the bellows metal tube over a predetermined length from the tip of the bellows metal tube. 3. The end fastening structure for a hose with a bellows metal pipe, wherein a tip end of the bellows metal pipe is joined to the insert pipe by welding.

The insert according to claim 1, wherein the outer layer is also laminated on a radially outer side of a portion of the bellows metal pipe including the welded portion, in which the insert pipe is fitted, and the insert pipe is fitted in the outer layer. An end fastening structure for a hose with a bellows metal tube, wherein the hose is covered from both inside and outside in the radial direction with the pipe and the outer layer.

The fitting pipe according to any one of claims 1 and 2, wherein a fitting portion having a non-bellow shape and a substantially straight shape in an axial direction is formed at an end of the bellows metal tube, and the insert pipe is fitted into the fitting portion. An end fastening structure for a hose with a bellows metal tube, characterized in that:

4. The end fastening structure for a hose with a bellows metal tube according to claim 1, wherein the socket fitting extends longer in a direction away from an end of the hose body than the welded portion.

5. The end fastening structure for a hose with a bellows metal pipe according to claim 4, wherein the socket fitting extends to the same position as or longer than the insertion side end of the insert pipe.