JP4922785B2 - 燃料輸送ホース - Google Patents

Description

この発明は自動車の燃料注入口からの燃料を燃料タンクに輸送する燃料輸送ホースに関し、詳しくはゴム層の内側に燃料に対して耐透過性を有するバリア層としての樹脂層を積層した形態の燃料輸送ホースに関する。

自動車の燃料注入口から注入された燃料を燃料タンクに輸送する燃料輸送ホース（フィラーホース）として、従来、振動吸収性，組付性が良好で耐燃料透過性に優れたＮＢＲ＋ＰＶＣ（アクリロニトリルブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンド）等の一般的なゴムホースが用いられて来た。
この燃料輸送ホースでは、通常、燃料タンクと車体との間での振動吸収性や組付性、更には万一車両が衝突したときのショック吸収のための伸びを確保するなどの目的で、ホースに可撓性を与えるべく蛇腹部が設けられる。

この燃料輸送ホースに対し、近年自動車燃料の透過規制は地球環境保全の観点から厳しく、今後も耐燃料透過性に対する要求は益々強まることが予想される。
そのための対策として、燃料に対する耐透過性に優れた樹脂層をバリア層としてゴム層の内側（内面）に積層した燃料輸送ホースが開発され、用いられている（例えば下記特許文献１）。

ここでゴム層の内面に樹脂層を形成する方法として、従来、静電塗装の手法が好適に用いられる。
この静電塗装による樹脂層の形成については、例えば下記特許文献２に開示がなされている。
この静電塗装では、噴出ノズルをゴム層の内部に挿入し、そして噴出ノズルから樹脂粉体をゴム層の内面に向けて噴出し静電塗装する。
この静電塗装では、樹脂粉体が負又は正に帯電（通常は負に帯電）させられ、噴出ノズルから噴出された樹脂粉体が静電場を対極（正極）となるゴム層の内面に向かって飛翔し、同内面に付着して樹脂の塗膜を形成する。
その後付着した樹脂の塗膜を加熱により溶融させ、その後冷却させることでゴム層の内面に樹脂層が積層形成される。

ところでバリア層としてゴム層の内側に設けられる樹脂層はゴム層に比べて硬い硬質の層であり、そのためこのような樹脂層をゴム層の内側に積層形成するとホース全体が硬くなり、柔軟性，可撓性が低下するのが避けられない。
即ち樹脂層の形成によってホースにおける可撓性，伸び特性が低下し、その改善が求められていた。

特開平８−２３３１７９号公報 特許第３６０５９３０号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、ゴム層の内側に樹脂層を積層形成した場合においても良好な可撓性，伸び特性を備える燃料輸送ホースを提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、燃料注入口からの燃料を燃料タンクに輸送するホースであって、該燃料に対して耐透過性を有するバリア層としての樹脂層をゴム層の内側に積層した積層構造を成すとともに可撓性付与のための蛇腹部を設けて成る燃料輸送ホースにおいて、前記蛇腹部の底部の内側部位から頂部の内側部位までの山高さをＨ，該蛇腹部の隣接する底部の各内側部位のホース軸方向の間隔を２Ｗとしたとき、Ｈ／Ｗ≧１．１を満たすように前記蛇腹部の形状を定めてあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、Ｈを、蛇腹部の底部の最低部の内側から蛇腹部の頂部の最頂部の内側までの山高さとしている。

また、請求項５のものは、蛇腹部の頂部にホース軸方向のストレート形状部が設けてあることを特徴とする。そして、請求項６のものは、蛇腹部の底部にホース軸方向のストレート形状部が設けてあることを特徴とする。

以上のように本発明は、バリア層としての樹脂層をゴム層の内側に積層して成る燃料輸送ホースにおいて、蛇腹部の底部の内側部位から頂部の内側部位までの山高さ（例えば、蛇腹部の底部の最低部の内側から蛇腹部の頂部の最頂部の内側までの山高さ）をＨ，蛇腹部の隣接する底部の各内側部位のホース軸方向の間隔を２Ｗとして、ＨとＷとの関係を、Ｈ／Ｗ≧１．１を満たすように蛇腹部の形状を定めたもので、以上のような本発明によれば、蛇腹部における可撓性を効果的に高めることができ、またホースの伸び特性も良好となし得ることを確認した。

ところでＨ／Ｗが同じであっても、蛇腹部の底部から頂部に到る傾斜部の傾斜角度が大きいほど蛇腹部の可撓性は大となる。
ここにおいて請求項５及び６の発明あるいは請求項７の発明は、蛇腹部における頂部又は／及び底部にホース軸方向のストレート形状部を設けたもので、このようにすることで、傾斜部の傾斜角度を効果的に急角度となすことができ、このことによって蛇腹部における可撓性を効果的に又は更に効果的に高めることができ、またホースにおける伸び特性も良好又はより良好となすことができる。
この場合においてストレート形状部のホース軸方向の長さはＷ／１０以上、より好ましくはＷ／８以上となしておくのが望ましい。ただし、ストレート形状部のホース軸方向の長さはＷ／3以下、特にＷ／4以下が好ましい。ストレート形状部の長さがＷに対して長くなりすぎると、かえって可撓性が低下し、曲げ抵抗が大きくなって作業性が悪くなる。

ところで蛇腹部における可撓性は、山高さＨが大きくなるほど増大する。
一方で単に山高さＨだけを大としたとき、ゴム層の内側に噴出ノズルを挿入してその内面に樹脂粉体を静電塗装し樹脂層を形成する際、樹脂粉体を頂部の裏側に付着させ難くなり、従って静電塗装を良好に行うことが困難化する。
従って静電塗装の際に樹脂粉体が蛇腹部の内面に飛翔して入り込む際の入り口となる部分の開口幅（例えば、蛇腹部の底部から頂部を通って隣接する底部に至る部分の内側開口幅）の軸方向長さ、即ち蛇腹部における隣接する底部の各内側部位のホース軸方向の間隔２Ｗを、山高さＨに対して２Ｗ／Ｈ≧１となるように関係確保しておくことが望ましい。
このようにしておくことで、樹脂粉体をゴム層内面に静電塗装する際の静電塗装性を良好となすことができる。即ち静電塗装によってゴム層の内面に樹脂層を良好に形成することが可能となる。
例えば、２Ｗは、隣り合う１対の底部の一方の底部の内側点と、他方の底部の内側点との軸方向間隔であって、一方の底部の内側点は、一方の底部の内面のホース軸方向の接線Ｔ（例えば、一方の底部の最底部の内面の接線Ｔ）と、頂部から一方の底部に向かう傾斜部（例えば傾斜部の内面）の延長線Ｋと、の交点、他方の底部の内側点は、他方の底部の内面のホース軸方向の接線Ｔ（例えば、他方の底部の最底部の内面の接線Ｔ）と、頂部から他方の底部に向かう傾斜部（例えば傾斜部の内面）の延長線Ｋと、の交点である、と定義される。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は自動車の燃料注入口から注入された燃料を燃料タンクに輸送する燃料輸送ホース（フィラーホース、以下単にホースとする）で、図では相手パイプ１２，１４に接続状態で示されている。
図に示しているようにホース１０は、ホース軸方向の各端部が相手パイプ１２，１４に外挿状態に挿し込まれ、その状態でホースクランプ１６にてそれら相手パイプ１２，１４に固定されている。

ホースクランプ１６は、締付バンド１８とねじ２０による締付機構とを有している。
このホースクランプ１６では、ねじ２０を締め込んで行くと締付バンド１８が収縮してホース１０の端部を外周面から縮径方向に締め付け、同端部を相手パイプ１２，１４に接続状態に固定しクランプする。

ホース１０は、ゴム外層２２の内面に燃料に対して耐透過性を有するバリア層としての樹脂層２４が積層されている。ここで樹脂層２４はホース１０における最内層を形成している。
ここでゴム外層２２の厚みは例えば２．５〜４．５ｍｍであり、また樹脂層２４の厚みは０．０５〜０．５ｍｍ程度である。
またここではゴム外層２２としてＧＥＣＯ（エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム）が用いられ、また樹脂層２４としてＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）が用いられている。

尚、ここではホース１０はゴム外層２２と樹脂層２４との２層積層構造とされ、樹脂層２４がホース１０における最内層を形成しているが、場合によって樹脂層２４の内側に更にゴム層を形成してホースを３層若しくはそれ以上の複層構造となすことも可能である。
ホース１０にはまた、可撓性付与のために蛇腹部２６が設けられている。

本実施形態では、図２（Ａ）において蛇腹部２６の底部２６Ａの内側部位から頂部２６Ｂの内側部位までの山高さをＨ，隣接する底部２６Ａと２６Ａとの各内側部位のホース軸方向の間隔を２Ｗとして
Ｈ／Ｗ≧１．１
を満たすように蛇腹部２６の形状が定めてある。
例えば、Ｈは底部２６Ａの最低部内側と頂部２６Ｂの最頂部内側間の蛇腹高さ又は山高さである。

尚２Ｗの値は、厳密には図２（Ａ）中の点Ｏ（隣り合う１対の底部２６Ａ，２６Ａの一方の底部２６Ａの内側点）と点Ｏ（他方の底部２６Ａの内側点）との間の間隔で定義される。
ここで点Ｏは、底部２６Ａの内面に対するホース軸方向の接線Ｔと、蛇腹部２６における傾斜部２６Ｃの内面の延長線Ｋとの交点として定義される。

図２（Ｂ）はＨ／Ｗ≧１．１の条件を満たしつつ、頂部２６Ｂにホース軸方向のストレート形状部２６Ｂ-１を設けた例を表している（この例では底部２６Ａにもストレート形状部２６Ａ-１が設けてある）。
ここでストレート形状部２６Ｂ-１のホース軸方向長さＬの値はＷ／１０以上、より好ましくはＷ／８以上としておくことが望ましい。

図２（Ｂ）の例では、２Ｗ及びＨの関係を（Ａ）の例と同等に維持しつつ、頂部２６Ｂにストレート形状部２６Ｂ-１を設けることによって、傾斜部２６Ｃの傾斜角度を（Ａ）の例に比べて急角度、即ち傾斜部２６Ｃを（Ａ）に示す例に比べて図中上方に立った形状となすことができる。
このように傾斜部２６Ｃの角度をより急角度とした場合、蛇腹部２６の可撓性，柔軟性がより高くなる。

図３はこれを模式的に表したものである。
図３（イ），（ロ）に比較して示しているように、蛇腹部２６に同じ荷重Ｆが入力された場合、傾斜部２６Ｃが急角度である（ロ）のものでは、ホース軸方向の荷重分力ｆ_１が（イ）に示すものよりも小さくなる。
このことは蛇腹部２６をホース軸方向に変形させる際の必要荷重が小さくて済むことを意味する。即ち蛇腹部２６をホース軸方向に少ない力で可撓変形させることができるのであり、（ロ）に示すものの場合、蛇腹部２６の可撓性，柔軟性が（イ）に示すものに比べてより高くなる。

柔軟性を評価するために、蛇腹の荷重に対する伸びを評価した。図４に示しているように蛇腹部２６の両端を棒状の治具２８にホースクランプ１６で固定して、一定の速度（引張速度は５００ｍｍ／分）で引張り、蛇腹部２６に軸方向の引張力を加えて伸張させ、荷重１００Ｎごとの蛇腹部２６の伸び（変位）を測定して、変位と荷重との関係を求めた。
その結果が表１及び表２に示してある。

尚表１は図２（Ａ）に示す実施例、即ちストレート形状部２６Ｂ-１を頂部２６Ｂに設けていない場合の測定値であり、また表２は図２（Ｂ）に示す実施例、即ちストレート形状部２６Ｂ-１を頂部２６Ｂに設けた場合の測定値である。
これら表１及び表２には、それぞれ対応する比較例についての測定値が併せて示してある。

これらの表において、蛇腹１個当りのストロークとは、蛇腹部２６に対し５００Ｎの一定荷重を加えたときの蛇腹１個当りの伸び量（伸びる長さ）で、この値が大きいほど蛇腹部２６が柔軟であることを示す。例えば、実施例１の場合、５００Ｎの一定荷重を加えたときの変位は２６．８ｍｍで、実施例１のホースの蛇腹山数は４なので、蛇腹１個当りのストロークは２６．８／４＝６．７ｍｍとなる。

表１の結果においてＨ／Ｗ＝０．９の比較例１の場合、蛇腹１個当りのストロークが４．０で目標値である６．５以上に対して下回っているのに対し、Ｈ／Ｗ＝１．１の実施例１の場合、蛇腹１個当りのストロークが６．７で目標値である６．５以上を満たしている。

また表２の結果においてＨ／Ｗ＝１．０で且つストレート形状部２６Ｂ-１を設けていない比較例２の場合、蛇腹１個当りのストロークが５．２で目標値である６．５以上を下回っており、これに対してＨ／Ｗ＝１．１で且つストレート形状部２６Ｂ-１を設けた実施例２の場合、蛇腹１個当りのストロークが８．１で、より望ましい目標値である８以上を満たしており、その伸びは比較例２に比べて５０％を超え５６％まで増大している。

尚表１及び表２中伸び分の欄の数値は、荷重１００Ｎを加えるごとの伸び（変位）の増大変化を表している。

以上のような本実施形態のホース１０によれば、蛇腹部２６における可撓性を効果的に高めることができ、またホース１０の伸び特性も良好となし得る。
また蛇腹部２６における頂部２６Ｂに、ホース軸方向のストレート形状部２６Ｂ-１を設けた場合、傾斜部２６Ｃの傾斜角度を効果的に急角度となすことができるため、蛇腹部２６における可撓性を更に効果的に高めることができ、またホース１０における伸び特性もより良好となすことができる。

以上本発明の実施形態を詳述したが、これらはあくまで一例示であり、本発明はその趣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。

本発明の一実施形態である燃料輸送ホースを示す図である。 図１の要部拡大図である。 図２（Ａ），（Ｂ）のホースの蛇腹部に荷重Ｆが入力された際の可撓性，柔軟性を比較して示した模式図である。 ホースの蛇腹部に軸方向の引張力を加えて伸びと荷重とを測定する方法を示す図である。

符号の説明

１０ 燃料輸送ホース
２２ ゴム外層
２４ 樹脂層
２６ 蛇腹部
２６Ａ 底部
２６Ｂ 頂部
２６Ｂ-１ ストレート形状部

Claims (7)

1. 燃料注入口からの燃料を燃料タンクに輸送するホースであって、該燃料に対して耐透過性を有するバリア層としての樹脂層をゴム層の内側に積層した積層構造を成すとともに可撓性付与のための蛇腹部を設けて成り、この蛇腹部が底部、頂部及び軸直角方向に対して傾斜する傾斜部からなる燃料輸送ホースにおいて、
   前記蛇腹部の前記底部の内側部位から前記頂部の内側部位までの山高さをＨ，該蛇腹部の隣接する前記底部の各内側部位のホース軸方向の間隔を２Ｗとしたとき、
   Ｈ／Ｗ≧１．１
   を満たすように前記蛇腹部の形状を定めてあり、
   前記蛇腹部の前記頂部にホース軸方向のストレート形状部が設けてあって、
   前記頂部の前記ストレート形状部の内面は、断面直線状に形成されている、ことを特徴とする燃料輸送ホース。
2. 請求項１において、前記Ｈは、前記蛇腹部の前記底部の最低部の内側から前記蛇腹部の前記頂部の最頂部の内側までの山高さである、ことを特徴とする燃料輸送ホース。
3. 請求項１又は２において、前記２Ｗは、前記蛇腹部の前記底部から前記頂部を通って隣接する前記底部に至る部分の内側開口の軸方向長さである、ことを特徴とする燃料輸送ホース。
4. 請求項１又は２において、前記２Ｗは、隣り合う１対の前記底部の一方の前記底部の内側点と、他方の前記底部の内側点とのホース軸方向間隔であって、一方の前記底部の前記内側点は、一方の前記底部の内面のホース軸方向の接線Ｔと、前記頂部から一方の前記底部に向かう前記傾斜部の延長線Ｋと、の交点、他方の前記底部の前記内側点は、他方の前記底部の内面のホース軸方向の接線Ｔと、前記頂部から他方の前記底部に向かう前記傾斜部の延長線Ｋと、の交点である、ことを特徴とする燃料輸送ホース。
5. 請求項１、２、３又は４において、前記蛇腹部の前記底部にもホース軸方向のストレート形状部が設けてあり、
   前記底部の前記ストレート形状部の内面は、断面直線状に形成されている、ことを特徴とする燃料輸送ホース。
6. 請求項５において、前記底部の前記ストレート形状部の外面は、断面直線状に形成されている、ことを特徴とする燃料輸送ホース。
7. 請求項１、２、３、４、５又は６において、前記頂部の前記ストレート形状部の外面は、断面直線状に形成されている、ことを特徴とする燃料輸送ホース。

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