JP2001295963A

JP2001295963A - フレキシブルホース

Info

Publication number: JP2001295963A
Application number: JP2000112390A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Mitsui; 研一三井; Hiroshi Yamaguchi; 博山口
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】フレキシブルホース１０は、口金４０などの
形状に制約を受けず、蛇腹管２０の形状変化を抑制する
ための層を容易に形成できる。【解決手段】フレキシブルホース１０は、金属製の蛇
腹管２０と、該蛇腹管２０の外周面を覆う網状袋体３０
とを備えている。網状袋体３０は、蛇腹管２０を流れる
内圧に伴う形状変化を抑制するととともに、予め袋状に
形成しているので、ブレーダ機を通すことなく、簡単に
製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水素ガスなどの送
給に利用することができる蛇腹管を有するフレキシブル
ホースに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のフレキシブルホースのう
ち、水素ガスの送給のために使用するホースとして、例
えば、特開平９−１４５２８号公報の技術が知られてい
る。図６は従来の技術にかかるフレキシブルホース１０
０の一端側を示す断面図である。図６において、フレキ
シブルホース１００は、口金１０１ａと一体的に形成さ
れたスチール製の蛇腹管１０１と、蛇腹管１０１の外周
表面に被覆された熱収縮性のＥＰＤＭゴム製のチューブ
１０２と、チューブ１０２の外周表面に編組されたカー
ボン繊維からなる繊維ブレード層１０３とから構成され
ている。上記チューブ１０２および繊維ブレード層１０
３は、加締めリング１０４により口金１０１ａの端部に
締結されている。

【０００３】このフレキシブルホース１００を製造する
には、まず、口金１０１ａと蛇腹管１０１とからなる金
属管を用意する。次に熱収縮前のチューブ（図示省略）
を用意する。このとき、チューブの内径は、口金１０１
ａの最大外径程度とする。このチューブを、口金１０１
ａから挿通して蛇腹管１０１の外周表面に位置させる。
その状態でチューブを加熱して熱収縮させ、チューブ１
０２とする。続いて、カーボン繊維製の糸を用いて、チ
ューブ１０２の外周表面に、ブレーダ機（図示省略）で
編組することで繊維ブレード層１０３を形成する。

【０００４】このフレキシブルホース１００では、肉厚
の薄い蛇腹管１０１により水素透過性および可撓性を高
めるとともに、繊維ブレード層１０３により、大きな内
圧に対して蛇腹管１０１の長手方向への変形を抑制して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フレキシブ
ルホース１００では、口金１０１ａの端部に、相手部品
との接続用のフランジ（図示省略）を溶接する場合があ
る。このようなフランジの溶接は、チューブ１０２がゴ
ムであるので、溶接熱の影響を回避するために、チュー
ブ１０２を装着する前に行なう必要がある。しかし、従
来のフレキシブルホース１００では、繊維ブレード層１
０３を巻き付けるためにブレーダ機を用いているので、
大きなフランジがあると、ブレーダ機で繊維ブレード層
１０３を巻回できない。このように、従来のフレキシブ
ルホース１００では、ブレーダ機を用いて繊維ブレード
層１０３（補強層）を形成するのに口金１０１ａの形状
に制約があるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記従来の技術の問題を解決す
るものであり、口金などの形状に制約を受けず、蛇腹管
の形状変化を抑制するための補強層を容易に形成できる
フレキシブルホースを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するためになされた本発明は、蛇腹管と、
この蛇腹管の外周面を覆いかつ予め袋状に形成され、該
蛇腹管を流れる流体の内圧に伴う蛇腹管の形状変化を抑
制する補強層と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】本発明にかかるフレキシブルホースでは、
流路に流体が流れたときに、蛇腹管を変形させる力が加
わる。このとき、補強層は、上記変形を阻止するように
大きな抵抗力を発揮する。したがって、フレキシブルホ
ースは、優れた耐圧性を備える。また、補強層は、予め
袋状に形成されているので、従来の技術で説明したよう
な蛇腹管をブレーダ機に通すことにより形成していな
い。すなわち、本発明のフレキシブルホースでは、ブレ
ーダ機を通す複雑な工程をとる必要がなく、手作業など
の簡単な工程で製造することができる。

【０００９】また、フレキシブルホースの好適な態様と
して、補強層を、樹脂繊維で網状に編んだ網状袋体から
構成することができる。網状袋体は、モノフィラメント
を合糸した補強糸を綾織りなどにより容易に形成するこ
とができる。この場合において、モノフィラメントによ
る補強糸は、剛性が強く、蛇腹管への挿入作業性を向上
させることができる。なお、補強糸は、金属製の細い線
のように、剛性のあるものであれば、樹脂繊維以外の材
料であってもよい。また、蛇腹管は、流路を流れる流体
の耐透過性に優れた材料であればよく、金属製のほか
に、樹脂であってもよい。この場合において、蛇腹管
は、水素を流す管に適用したときには、耐水素透過性に
優れたバリア層を備えることにより好適に実現すること
ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例
について説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施の形態にかかるフレ
キシブルホース１０を示す半断面図である。図１におい
て、フレキシブルホース１０は、例えば燃料電池に水素
ガスを送給するのに用いられるホースであり、蛇腹管２
０と、補強層としての網状袋体３０と、口金４０と、フ
ランジ４２と、緩衝ゴム体４４と、リング５０と、を備
えている。

【００１２】蛇腹管２０は、谷部２１ａと山部２１ｂと
を順次配列した蛇腹部２１と、この蛇腹部２１の両端の
スリーブ２２とを一体に形成し、耐水素透過性に優れた
ステンレス鋼から形成される薄い管体である。蛇腹部２
１は、筒状管体を、図示しない金型の蛇腹形状の成形面
に倣わせるようにブロー成形する方法や、転造などによ
り形成することができる。また、スリーブ２２は、蛇腹
部２１の両端部からそれぞれ筒状に形成され、口金４０
と接合される部位である。蛇腹管２０の肉厚は、水素ガ
スを透過させないガスバリア性と、水素ガスの圧力に耐
え得る耐圧性と、取扱いの容易さを確保するための柔軟
性とを考慮して定められ、たとえば、０．０５〜０．５
ｍｍであり、好ましくは０．１〜０．３ｍｍである。

【００１３】上記網状袋体３０は、綾織りで形成されか
つ両側に開口を有する袋状であり、蛇腹管２０を覆った
ときに長手方向に引張り状態かつ伸び難い状態にて、つ
まり蛇腹管２０の山部２１ｂを押圧した状態で覆ってい
る。網状袋体３０を織るための糸として、引張強度が強
く、かつ剛性の高い、いわゆる腰の強いものが好まし
く、例えば、１本または数本のモノフィラメントを合糸
した補強糸を用いることができる。こうした補強糸の一
例として、1本に１２６０デニールのポリアミド（ナイ
ロン）糸と２本の５００デニールのポリエステル糸とを
合糸したものを用いることができる。このような補強糸
を用いて綾織りで網状袋体３０を形成すると、網状袋体
３０を長手方向に圧縮したり引張ったりしても、補強糸
自体は、伸び縮みすることがなく、補強糸同士のなす角
度だけを変化させるので、円筒形状を保持したまま網状
袋体３０の径を拡径したり縮径したりすることができ
る。

【００１４】図２は蛇腹管２０の一方の端部付近を拡大
して示す断面図である。図２において、口金４０は、蛇
腹管２０と同じステンレス製の管体であり、上記スリー
ブ２２の内径とほぼ同径に縮径された挿入部４０ａを有
している。挿入部４０ａは、スリーブ２２に挿入され、
さらにスリーブ２２の端部で溶接されることにより蛇腹
管２０と一体でかつその間をシールされている。また、
口金４０の他端には、フランジ４２が溶接されている。
フランジ４２は、他の機構との接続のための部材であ
る。

【００１５】網状袋体３０の両端部は、スリーブ２２の
外周で緩衝ゴム体４４およびリング５０によりそれぞれ
固定され、すなわち、上記スリーブ２２の上に網状袋体
３０の端部を乗せて、緩衝ゴム体４４を介在させてリン
グ５０により加締め固定されている。

【００１６】上記フレキシブルホース１０の構成におい
て、流路に水素ガスなどを通過させたときに、蛇腹管２
０を膨張させる内圧が加わる。この内圧は、蛇腹部２１
を拡径させるよりも、主に伸長させる力として作用す
る。このとき、網状袋体３０は、その両端でリング５０
を介して蛇腹管２０に固定され、蛇腹管２０を長手方向
に伸ばす力に対して大きな抵抗力を発揮する。すなわ
ち、蛇腹管２０は、網状袋体３０により長手方向への伸
長を規制され、ほぼ同じ長さを維持することができ、優
れた耐圧性を備えることになる。

【００１７】また、蛇腹管２０は、金属製の管体である
から、水素の透過を防止する。さらに、蛇腹管２０は、
薄い肉厚で蛇腹部２１を形成しているので、図示しない
振動源に接続した場合に、その振動を吸収することがで
きるとともに、ある程度の柔軟性が確保され、曲げ特性
にも優れている。

【００１８】しかも、網状袋体３０は、従来の技術で説
明したようなゴム層のように蛇腹管２０を曲げ方向に強
く拘束しないので、蛇腹管２０に柔軟性を損なわせるこ
ともない。

【００１９】また、網状袋体３０は、編組状態での緊迫
力や編組密度などを変更することが容易で、これにより
耐圧性の程度を任意に調整することも容易であり、ま
た、編組密度を変えることにより所望する拡径量を得る
ことができる。

【００２０】次に、フレキシブルホース１０を製造する
工程について説明する。まず、蛇腹管２０をブロー成形
や転造により製造する。その後、蛇腹管２０のスリーブ
２２，２２に口金４０，４０の挿入部４０ａをそれぞれ
挿入する。この状態にて、スリーブ２２，２２の両端に
口金４０，４０をそれぞれ溶接することで蛇腹管２０に
口金４０，４０を固定し、さらに、口金４０，４０の両
端もしくは一端に、フランジ４２を溶接する。この場合
において、口金４０にフランジ４２を装着しない場合に
は、継手を装着してもよい。続いて、フランジ４２を溶
接した側の口金４０から、網状袋体３０を長手方向に収
縮させることにより開口をフランジ４２の径より拡径さ
せて蛇腹管２０に挿入する。そして、網状袋体３０を、
フランジ４２を越えた位置まで挿入した状態にて、長手
方向に引き伸ばすことで網状袋体３０を縮径させて蛇腹
管２０に密着させて外周を覆う。さらに、網状袋体３０
の両端に、緩衝ゴム体４４，４４をそれぞれ覆い、リン
グ５０，５０を加締ることにより、網状袋体３０の両端
を蛇腹管２０に固定する。これにより、本実施の形態の
フレキシブルホース１０が得られる。

【００２１】上記フレキシブルホース１０の製造工程に
おいて、蛇腹部２１の外周に網体を形成するのに、予め
編んだ網状袋体３０を使用し、これを蛇腹管２０に覆う
工程をとっており、従来の技術で説明したようなブレー
ダ機を用いていない。したがって、フレキシブルホース
１０では、ブレーダ機を通す場合に支障となるフランジ
４２を有していても、手作業などの簡単な工程で製造す
ることができる。

【００２２】また、網状袋体３０は、モノフィラメント
を用いて剛性を大きくした補強糸を用いているので、網
状袋体３０の挿入の際に、折れ曲がることがなく、挿入
作業性に優れている。

【００２３】さらに、網状袋体３０は、蛇腹管２０の長
手方向の長さに合わせて予め形成することにより、蛇腹
管２０の両端からはみ出ることなく、蛇腹管２０を覆う
ことができる。よって、従来のブレーダ機により網体を
形成する場合と比べて、ブレード層の端末処理が不要と
なり、製造工程を簡略化することができる。

【００２４】図３は第２の実施の形態にかかるフレキシ
ブルホース１０Ｂを示す断面図である。第２の実施の形
態にかかるフレキシブルホース１０Ｂは、螺旋状の蛇腹
部２１Ｂの形状に特徴を有している。すなわち、図１の
フレキシブルホースは、曲げた状態で使用した場合に捻
れ力を受けて、両端部で上下方向にわずかにズレを生
じ、平面に配置し難い場合がある。フレキシブルホース
１０Ｂにおける螺旋状の蛇腹部２１Ｂは、このような曲
げ状態で使用した場合の捻れを吸収し、平面上に配置す
ることも容易である。

【００２５】図４は第３の実施の形態にかかるフレキシ
ブルホース１０Ｃの端部の断面図である。第３の実施の
形態にかかるフレキシブルホース１０Ｃは、蛇腹管２０
Ｃの材質として金属の代わりに樹脂を用いた構成に特徴
を有している。すなわち、蛇腹管２０Ｃは、内層２１Ｃ
ａと外層２１Ｃｂとの間にバリア層２１Ｃｃとを一体に
成形している。内層２１Ｃａおよび外層２１Ｃｂとし
て、耐熱性に優れたポリアミド樹脂を用い、バリア層２
１Ｃｃとして、耐水素透過性に優れたポリエチレンビニ
ルアルコール（ＥＶＯＨ）を用いることができる。この
蛇腹管２０Ｃは、３層同時押出により樹脂管を成形し、
これをブロー成形などにより蛇腹形状を賦形することに
より製造することができる。また、蛇腹管２０Ｃのスリ
ーブ２２Ｃは、ステンレス製の口金４０Ｃに対して接着
剤を介して接合されている。このような樹脂製の蛇腹管
２０Ｃを用いることにより、軽量化を図ることができ
る。

【００２６】図５は第４の実施の形態にかかるフレキシ
ブルホース１０Ｄの端部を断面図である。第４の実施の
形態にかかるフレキシブルホース１０Ｄは、蛇腹管２０
Ｄを、樹脂製の内層２１Ｄａと、この内層２１Ｄａの外
周面に表面補強層２３Ｄを形成した構成に特徴を備えて
いる。表面補強層２３Ｄとして、例えば、粉体塗装やゴ
ムコーティングを施した層を適用することができる。こ
のような表面補強層２３Ｄの材質や厚さなどの特性に応
じて、耐久性や機械的強度の向上など種々の特長をフレ
キシブルホース１０Ｄに加えることができる。

【００２７】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、例えば次のよ
うな変形も可能である。

【００２８】（１）上記実施の形態では、蛇腹管の外
周に網状袋体を直接覆ったが、これに限らず、熱収縮性
のチューブなどを介在させて、他の特性の向上、たとえ
ば機械的強度の一層の向上を図ってもよい。

【００２９】（２）上記実施の形態では、予め網状袋
体を筒状で編んでから、蛇腹管を覆ったが、布状で形成
し、これを蛇腹管に巻いた後に長手方向に沿った端部を
互いに接合することにより袋状にしてもよい。

【００３０】（３）口金は、金属製のほかに、他の部
材への接続のための機械的強度や、耐水素透過性に優れ
た材料であれば、樹脂で形成してもよい。

【００３１】（４）蛇腹管に口金を固定する手段とし
ては、上記実施の形態のように、溶接による手段をとる
ほか、互いに確実に連結する手段であればよく、特に高
いシール性を確保できる手段であることが好ましい。そ
の一手段として、口金と蛇腹管の間に適当な緩衝材を介
在させて、網状袋体、リングを一体的に加締めて締結す
る手段をとることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかるフレキシブルホ
ース１０を示す半断面図である。

【図２】蛇腹管２０の一方の端部付近を拡大して示す半
断面図である。

【図３】第２の実施の形態にかかるフレキシブルホース
１０Ｂを示す半断面図である。

【図４】第３の実施の形態にかかるフレキシブルホース
１０Ｃおよびその要部を説明する説明図である。

【図５】第４の実施の形態にかかるフレキシブルホース
１０Ｄおよびその要部を説明する説明図である。

【図６】従来の技術にかかるフレキシブルホース１００
の一端側を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…フレキシブルホース１０Ｂ…フレキシブルホース１０Ｃ…フレキシブルホース１０Ｄ…フレキシブルホース２０…蛇腹管２０Ｃ…蛇腹管２０Ｄ…蛇腹管２１…蛇腹部２１ａ…谷部２１ｂ…山部２１Ｄａ…内層２１Ｂ…蛇腹部２１Ｃａ…内層２１Ｃｂ…外層２１Ｃｃ…バリア層２２…スリーブ２２Ｃ…スリーブ２３Ｄ…表面補強層４０…口金４０ａ…挿入部４０Ｃ…口金４２…フランジ４４…緩衝ゴム体５０…リング

フロントページの続きＦターム(参考） 3H111 AA03 BA03 BA15 CA47 CA53 CB02 CB03 CB04 CC13 CC18 CC20 CC22 DA26 DB11 EA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛇腹管と、この蛇腹管の外周面を覆いかつ予め袋状に形成され、該
蛇腹管を流れる流体の内圧に伴う蛇腹管の形状変化を抑
制する補強層と、を備えたことを特徴とするフレキシブルホース。
【請求項２】請求項１のフレキシブルホースにおい
て、上記補強層は、樹脂繊維で網状に編んだ網状袋体から形
成されているフレキシブルホース。
【請求項３】請求項２のフレキシブルホースにおい
て、上記網状袋体は、モノフィラメントを合糸した補強糸を
綾織りにて形成したフレキシブルホース。
【請求項４】請求項１または請求項２のフレキシブル
ホースにおいて、上記蛇腹管は、耐水素透過性に優れたバリア層を有する
樹脂から形成されているフレキシブルホース。