JP4082119B2

JP4082119B2 - 蛇腹金属管付ホースの端部固定構造

Info

Publication number: JP4082119B2
Application number: JP2002215771A
Authority: JP
Inventors: 則彦古田
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: JP2004060673A; US20040119283A1; DE10333533A1

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、特に端部の固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用燃料輸送ホース等として、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、近年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。
【０００６】
従来、ホース端部については図５に示しているようにホース本体２００内に接続具２０１に一体に備えた剛性の金属製のインサートパイプ２０２を挿入した上、内向きの鍔状部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を接続具２０１にソケット金具２０４とともに固定し、併せて端部のシールをするようにしていた。
【０００７】
ここで図５に示す従来のホース端部の固定構造において、ソケット金具２０４の軸方向長さは、丁度その端位置（図中右端位置）が、インサートパイプ２０２の右端位置とほぼ同一位置若しくはこれよりも図中左側に位置するような長さとされる。
【０００８】
これはソケット金具２０４をインサートパイプ２０２の右端位置よりも長く延在させると、ソケット金具２０４の径方向内方へのかしめ付けによって、ホース本体２００がインサートパイプ２０２の端よりも右側部分において内方に押し出され、その押し出された部分によってインサートパイプ２０２の中空部分、つまり流体の流通部分が場合によって閉塞を起してしまう恐れがあることによる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示しているように蛇腹金属管２０８を内層に有するホース本体２００の場合、図６（Ｂ）に示しているようにホース本体２００に繰返し振動が加わったり、ホース本体２００が繰返し撓んだり或いはホース本体２００内部に圧力が繰返し付与されたりすると、蛇腹金属管２０８は可撓性を有するが、インサートパイプ２０２は剛性で可撓性を有していないため、インサートパイプ２０２端部と蛇腹金属管２０８との間に応力集中が起こり、これにより蛇腹金属管２０８が破断し易い問題がある。
【００１０】
而してそのような破断が起れば、蛇腹金属管２０８自体は他部が何ら損傷していないにも拘わらず、蛇腹金属管２０８を用いたホースそのもののガスバリヤ性が損われ、場合によっては、ホースの柔軟性・振動吸収性等にも支障を来す場合があり、ホースが使用不能となってしまう。
【００１１】
尚図６（Ａ）の例は、蛇腹金属管２０８の軸方向端をインサートパイプ２０２の端面に突き合せて溶接接合した場合の例である。
特にこの場合にはホースの振動や撓み変形などによって、その突合せ溶接箇所で破断を生じ易い。
【００１２】
以上燃料電池で使用される水素ガスの輸送用ホースを例にとって説明したが、同様の問題は、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（即ち低透過の必要性が顕著になる）によって蛇腹金属管付ホースを用いる場合、水素同様に分子量が小さく、ガス透過性の高いＣＯ_２を冷媒（流体）として用いる流体輸送用ホースに蛇腹金属管付ホースを用いる場合、その他ガス透過規制の厳しい分野において蛇腹金属管付ホースを用いる場合において共通して生じ得る問題である。
【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固定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、径方向外側に外層を積層したホース本体の軸方向端部において、該ホース本体内に挿入した剛性のインサートパイプに対し該蛇腹金属管の端部を固定するとともに、該ホース本体の端部に外嵌したソケット金具を径方向内方にかしめ付けることによって該ホース本体をホース端部の接続具に固定するようになした蛇腹金属管付ホースの端部固定構造であって、前記外層を、前記蛇腹金属管の山部と山部との間の外周側の谷間空間を埋める状態に設けた内側ゴム層と、該内側ゴム層の径方向外側に設けられた補強層と、該補強層の径方向外側に設けられた外側ゴム層によって構成すると共に、前記ソケット金具を、前記インサートパイプの挿入側の端よりもホース長手方向に沿って前記ホース本体の端から離れる向きに長く延在させ、前記蛇腹金属管は、軸方向の先端部を非蛇腹形状且つ軸方向のストレート形状となして前記外層から露出して延出させ、その延出部を前記ソケット金具における内向きの鍔状部を越えて軸方向外側まで延び出させる一方、前記インサートパイプの径方向外面には係入溝を設け、該延出部を、前記ソケット金具のかしめ付けにより該ソケット金具における前記鍔状部と前記インサートパイプの係入溝とで挟み込み、その挟込みの部分で前記蛇腹金属管を前記インサートパイプに固定すると同時に、該蛇腹金属管とインサートパイプとの間を気密にシール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、前記インサートパイプが前記接続具に一体に備えられていることを特徴とする。
【００１５】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、内層に蛇腹金属管を有するホースにおいて、ホース本体の端部固定ためのソケット金具を、蛇腹金属管の端部が固定されるインサートパイプの挿入側の端よりもホース長手方向に沿って、ホース本体の端から離れる向きに長く延在させたもので、本発明によれば、ホースに繰返し振動が加わったりホースが繰返し撓み変形したり、或いはホース内を流通する流体によって繰返し内圧が働いた場合であっても、長く延在したソケット金具の外部からの拘束作用によって、インサートパイプの挿入側の端と蛇腹金属管との間に応力集中が起るのが回避される。
これにより蛇腹金属管が同部分で損傷したり破断したりするのが良好に防止される。
【００１６】
本発明では、ソケット金具をインサートパイプの挿入側の端よりも５ｍｍ以上、より好ましくは１０ｍｍ以上長く延在させておくのが望ましい。
【００１７】
本発明では、蛇腹金属管の軸方向の先端部を、径方向外側の外層から露出して延出させ、この延出部を、ソケット金具のかしめ付けによりソケット金具における鍔状部とインサートパイプに設けられた係入溝とで挟み込み、その挟込み部分で蛇腹金属管をインサートパイプに固定すると同時に、それら蛇腹金属管とインサートパイプとの間を気密にシールしておく。
【００１８】
また本発明において、上記インサートパイプは接続具に一体に備えておくことができる（請求項２）。
【００１９】
【実施例】
次に本発明の実施例を参考例とともに図面に基づいて詳しく説明する。
図１及び図２は参考例を示したものであって、図中１０は水素輸送用ホースや自動車用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）であり、１２はホース本体、１４はホース本体１２に固定された金属製の接続具で、１６はホース本体１２の外面に外嵌されたソケット金具である。
接続具１４は、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の端部にソケット金具１６とともに固定されている。
【００２０】
図２に示しているように、接続具１４はインサートパイプ１８を一体に備えており、そのインサートパイプ１８がホース本体１２の内部に挿入された状態でソケット金具１６がかしめ付けられ、これによってホース本体１２の端部が、ソケット金具１６とインサートパイプ１８とで内外両側から締め付けられた状態にそれらインサートパイプ１８とソケット金具１６とに固定されている。
即ちホース本体１２の端部が接続具１４に固定されている。
【００２１】
ソケット金具１６は、軸端に径方向内向きの鍔状部２０を有しており、また一方接続具１４には鍔状部２０に対応する位置において径方向外面に係入溝２２が形成されており、ソケット金具１６のかしめ付け状態で、鍔状部２０の内端部が係入溝２２に係入させられている。
【００２２】
ホース本体１２は、最内層として蛇腹金属管２４を有しており、その外側に内側弾性層２６，補強層２８（補強層２８も一定の弾性を有する），外側弾性層３０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。
尚、本例において内側弾性層２６，補強層２８，外側弾性層３０は蛇腹金属管２４の外層を構成している。
【００２３】
ここで補強層２８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２６はゴム或いは弾性を有する樹脂にて構成することができる。
更にはまた外側弾性層３０はゴムから成る層としておくことができる。
【００２４】
一方最内層の蛇腹金属管２４は、軸方向の略全体が蛇腹部３２とされており、その蛇腹部３２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３２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。
【００２５】
尚この蛇腹金属管２４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、望ましくはステンレス鋼が好適である。
【００２６】
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３２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。
【００２７】
本例において、蛇腹金属管２４は軸端がインサートパイプ１８の挿入側端に全周に亘り溶接接合されて固定されている。
上記ソケット金具１６は、このインサートパイプ１８のホース本体１２に対する挿入側端、即ち図中右端よりも右方向に、つまりホース本体１２の端から離れる向きにホース長手方向に沿って距離Ｌだけ長く延在している。
即ちソケット金具１６の図中右端が、インサートパイプ１８の右端よりも図中右方向に距離Ｌだけ離れた位置に位置させられている。
【００２８】
図３は他の参考例を示したものである。
この例では、蛇腹金属管２４の軸端側に非蛇腹形状の軸方向のストレート形状部３４を形成して、そこにインサートパイプ１８の嵌入部３６を嵌入させ、その状態でストレート形状部３４の先端部をインサートパイプ１８に対し溶接接合により固定している。
この例においても、ソケット金具１６はインサートパイプ１８の図中右端よりも更に距離Ｌだけ図中右方向に延在させられている。
【００２９】
図４は本発明の実施例を示している。
この例は、蛇腹金属管２４におけるストレート形状部３４の先端側の部分を外層から露出して軸方向に延びる延出部３８と成し、その延出部３８を、ソケット金具１６のかしめ付けによって鍔状部２０と係入溝２２とで挟み込み、以って蛇腹金属管２４をインサートパイプ１８、つまり接続具１４に固定すると同時にインサートパイプ１８と蛇腹金属管２４との間をシールするようになしたものである。
【００３０】
以上の図１及び図２の参考例のホース１０の端部固定構造によれば、ホース１０に繰返し振動が加わったりホース１０が繰返し撓み変形したり、或いはホース１０内を流通する流体によって繰返し内圧が働いた場合であっても、長く延在したソケット金具１６による外側からの拘束作用によって、インサートパイプ１８の挿入側の端の部分において蛇腹金属管２４に応力集中が起るのが回避され、従ってその応力集中により蛇腹金属管２４が損傷したり破断したりするのが良好に防止される。
【００３１】
また図３に示すようにして蛇腹金属管２４にストレート形状部３４を設けてそこにインサートパイプ１８を所定長に亘り嵌入させ、ストレート形状部３４の先端部をインサートパイプ１８に溶接接合した場合であっても、ホース本体１２が繰返し振動を受けたり繰返し撓み変形したりすると、インサートパイプ１８の先端において蛇腹金属管２４に応力集中が生じる恐れがある（ソケット金具１６が長くない場合）が、図３の参考例にあっても上記参考例と同様にソケット金具１６がインサートパイプ１８の端よりも長く延びていて、そのソケット金具１６の内側部分において蛇腹金属管２４を含むホース本体１２の振動方向，軸直角方向の撓み変形が抑制されているため、インサートパイプ１８の先端の位置と蛇腹金属管２４との間に応力集中が生じるのが効果的に抑制される。
【００３２】
更に図４の実施例に示すように蛇腹金属管２４とインサートパイプ１８とを溶接接合によらないで固定した場合においても、ソケット金具１６が長くない場合にはインサートパイプ１８の先端の位置と蛇腹金属管２４との間に応力集中が生じる恐れがあるが、この図４の実施例においても上記参考例と同様にソケット金具１６がインサートパイプ１８の図中右端よりも更に距離Ｌだけ長く形成してあるため、同部分における応力集中を効果的に回避することができる。
【００３３】
以上本発明の実施例を参考例とともに詳述したがこれらはあくまで一例示である。
例えば上例ではインサートパイプ１８を接続具１４に一体に備えた形態で構成しているが、これらを別々に構成するといったことも可能であるし、また本発明は上例以外の各種流体の輸送用として適用することも可能であるなど、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】参考例である蛇腹金属管付ホースの端部を外観状態で示す斜視図である。
【図２】同参考例の端部の固定構造の断面図である。
【図３】他の参考例の図である。
【図４】本発明の実施例の図である。
【図５】蛇腹金属管を有しない従来のホースの端部の固定構造の一例を示す図である。
【図６】蛇腹金属管付ホースの問題点の説明図である。
【符号の説明】
１０蛇腹金属管付ホース
１２ホース本体
１４接続具
１６ソケット金具
１８インサートパイプ
２４蛇腹金属管
２６内側弾性層（外層）
２８補強層（外層）
３０外側弾性層（外層）

Claims

蛇腹金属管を内層に有し、径方向外側に外層を積層したホース本体の軸方向端部において、該ホース本体内に挿入した剛性のインサートパイプに対し該蛇腹金属管の端部を固定するとともに、該ホース本体の端部に外嵌したソケット金具を径方向内方にかしめ付けることによって該ホース本体をホース端部の接続具に固定するようになした蛇腹金属管付ホースの端部固定構造であって
前記外層を、前記蛇腹金属管の山部と山部との間の外周側の谷間空間を埋める状態に設けた内側ゴム層と、該内側ゴム層の径方向外側に設けられた補強層と、該補強層の径方向外側に設けられた外側ゴム層によって構成すると共に、
前記ソケット金具を、前記インサートパイプの挿入側の端よりもホース長手方向に沿って前記ホース本体の端から離れる向きに長く延在させ、
前記蛇腹金属管は、軸方向の先端部を非蛇腹形状且つ軸方向のストレート形状となして前記外層から露出して延出させ、その延出部を前記ソケット金具における内向きの鍔状部を越えて軸方向外側まで延び出させる一方、前記インサートパイプの径方向外面には係入溝を設け、該延出部を、前記ソケット金具のかしめ付けにより該ソケット金具における前記鍔状部と前記インサートパイプの係入溝とで挟み込み、その挟込みの部分で前記蛇腹金属管を前記インサートパイプに固定すると同時に、該蛇腹金属管とインサートパイプとの間を気密にシールしたことを特徴とする蛇腹金属管付ホースの端部固定構造。
請求項１において、前記インサートパイプが前記接続具に一体に備えられていることを特徴とする蛇腹金属管付ホースの端部固定構造。