JP2003343771A - 燃料ホースおよびその製造方法 - Google Patents

燃料ホースおよびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の燃料ホースでは、端部における燃料透
過を阻止することができないという問題があり、このよ
うな問題を解決することが課題であった。 【解決手段】 最内層２の外側に燃料透過係数が低い層
３を備えると共に、その端部内側に接続相手部材１０を
嵌合する燃料ホース１において、最内層２の内面におけ
る接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端
面にわたって、燃料透過係数の低い端末被覆材５を設
け、接続相手部材１０とのシール性や充分な抜け力を確
保しつつ、端部からの燃料透過を大幅に低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に用いら
れる燃料ホース（エバポ系ホース）およびその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用燃料ホースは、蒸散ガスの発生
を防ぐために、耐燃料透過性に優れたゴムや樹脂を用い
た多層構造になっている。その一例として、３層構造の
燃料ホースでは、最内層に、継手パイプとのシール性や
ホース抜け力を確保するために、二トリルブタジエン系
ゴム（ＮＢＲ）や、フッ素ゴム（ＦＫＲ）等の弾性材を
用い、中間層に、燃料バリヤ層として、テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフル
オライド共重合体（ＴＨＶ）のフッ素樹脂を用い、最外
層に、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）や、ニトリル
ブタジエン系ゴムとポリ塩化ビニルのブレンド（ＮＢＲ
／ＰＶＣ）を用いたものがあった。なお、この種の燃料
ホースとしては、例えば、特開平８−１０８４９９号公
報に開示されているものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな燃料ホースでは、その端部内側に嵌合する継手パイ
プとのシール性を確保するために、最内層に弾性材とし
てゴムが用いられるが、この場合、ゴムの中で燃料透過
性が低いフッ素ゴムを用いたとしても、そのゴムは、バ
リヤ層である中間層に用いるフッ素樹脂などに比べて燃
料透過係数が非常に大きい。このため、従来の燃料ホー
スにあっては、その肉厚方向（半径方向）の燃料透過に
関しては中間層で阻止することができるものの、とくに
端部において、長手方向の燃料透過を阻止することがで
きないという問題があり、このような問題を解決するこ
とが課題であった。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、端部内側に嵌合する接続相手部材とのシ
ール性や充分な抜け力を確保しつつ、端部からの燃料透
過を大幅に低減することができる燃料ホースおよびその
製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる燃料ホー
スは、ゴムまたは樹脂から成る最内層の外側に最内層よ
りも燃料透過係数が低い層を備えると共に、その端部内
側に接続相手部材を嵌合する燃料ホースにおいて、少な
くとも最内層の内面における接続相手部材とのシール位
置から最内層の端面にわたって、最内層よりも燃料透過
係数の低い端末被覆材を設けた構成としとしており、上
記構成をもって従来の課題を解決するための手段として
いる。
【０００６】また、本発明に係わる燃料ホースの製造方
法は、請求項１に記載の燃料ホースを製造するに際し、
ホース内面および端面に接着剤やプライマーを塗布し、
さらに端末被覆材の溶液をコーティングした後、加熱処
理により端末被覆材を皮膜形成し且つ端末被覆材を最内
層に接着する構成としており、上記構成をもって従来の
課題を解決するための手段としている。
【０００７】
【発明の効果】本発明に係わる燃料ホースによれば、端
部内側に嵌合する接続相手部材とのシール性や充分な抜
け力を確保しつつ、端部からの燃料透過を大幅に低減す
ることができる。
【０００８】また、本発明の請求項６に係わる燃料ホー
スの製造方法によれば、最内層との接着信頼性が高く且
つ安定した強度を有する低燃料透過性の端末被覆材を簡
単な工程で得ることができ、端部からの燃料透過を大幅
に低減した燃料ホースを得ることができる。
【０００９】
【実施の態様】図１に示す燃料ホース１は、耐燃料性に
優れたゴムから成る最内層２と、最内層２よりも燃料透
過係数が低い樹脂から成るバリヤ層である中間層３と、
耐候性に優れたゴムから成る最外層４を備えた３層構造
を有している。
【００１０】最内層２には、アクリル・ブタジエン共重
合体ゴム（ＮＢＲ）やポリ塩化ビニルとのブレンド、あ
るいはフッ素ゴムが用いられる。中間層３には、エチレ
ン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン−ビニリデンフルオライド共重合体（Ｔ
ＨＶ）などのフッ素樹脂を用いるのが一般的であるが、
この他、ポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂なども
適用可能である。最外層４には、アクリル・ブタジエン
共重合体ゴム（ＮＢＲ）やポリ塩化ビニルとのブレンド
（ＮＢＲ／ＰＶＣ）や、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣ
Ｏ）などが用いられる。
【００１１】なお、各層２〜４の厚みは、夫々の要求特
性に応じて任意に決定することができる。また、燃料ホ
ース１は、図１には長手方向にわたって一定の直径を有
する断面円形のものを示したが、断面が扁平な円形を成
すものとしたり、長手方向において湾曲したものや蛇腹
状を成すものとすることも可能である。
【００１２】燃料ホース１は、端部内側に、継手パイプ
等の接続相手部材１０を嵌合するようになっており、そ
の端部には、少なくとも最内層２の内面における接続相
手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわた
って、最内層２よりも燃料透過係数の低い端末被覆材５
が連続的に設けてある。なお、接続相手部材１０の先端
部には、外側に僅かに膨出した部分１０ａが円周方向に
わたって設けてあり、最内層２の内面と膨出部分１０ａ
との接触部をシール位置Ｓとしている。
【００１３】このとき、端末被覆材５は、膜厚が０．３
ｍｍ以下の範囲において、少なくとも最内層２の内面部
分の引張り弾性率（ＭＰａ）×膜厚（ｍｍ）の値が、０
超２０以下になるように材質と膜厚を組合わせる。
【００１４】このようにして、当該燃料ホース１では、
接続相手部材１０とのシール性や充分な抜け力を安定し
て得ることができると共に、端部からの燃料透過を大幅
に低減することができる。なお、膜厚は、０．３ｍｍよ
りも大きくすると接続相手部材１０の嵌合が困難になる
ので、０．３ｍｍ以下とするのが良く、これにより接続
相手部材１０の良好な嵌合性やシール性を得ることがで
きる。
【００１５】また、燃料ホース１は、その端面におい
て、端末被覆材５と最内層２の外側の層である中間層３
との間（図１中の符号Ａ）とを全周にわたって連結する
ことにより、端部からの燃料透過をより一層低減するこ
とができる。
【００１６】上記燃料ホース１の製造方法としては、ホ
ース内面および端面に接着剤やプライマーを塗布し、さ
らに端末被覆材５の溶液をコーティングした後、加熱処
理により端末被覆材５を皮膜形成し且つ端末被覆材５を
最内層２に接着する方法がある。この製造方法によれ
ば、最内層２との接着信頼性が高く且つ安定した強度を
有する低燃料透過性の端末被覆材５を得ることができ、
端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホース１を得
ることができる。
【００１７】また、燃料ホース１の他の製造方法として
は、とくに最内層２がアクリル・ブタジエン共重合体ゴ
ム（ＮＢＲ）やフッ素ゴムなどのゴム製である場合、未
加硫の状態で押出し成形した最内層２の内面および端面
に、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン−ビニリデンフルオライド共重合体（ＴＨＶ）などの
端末被覆材５の溶液をコーティングし、加硫工程での熱
処理により端末被覆材５を皮膜形成し且つ端末被覆材５
を最内層２に接着する方法がある。この製造方法によっ
ても、最内層２との接着信頼性が高く且つ安定した強度
を有する低燃料透過性の端末被覆材５を得ることがで
き、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホース１
を得ることができる。
【００１８】さらに、燃料ホース１の他の製造方法とし
ては、最内層２がアクリル・ブタジエン共重合体ゴム
（ＮＢＲ）、フッ素ゴムあるいは熱可塑性エラストマー
などの場合、ホース内面および端面に、端末被覆材５の
材料としてポリアミド系樹脂やフッ素樹脂などの粉体を
静電塗装した後、加熱処理により端末被覆材５を皮膜形
成する方法がある。この製造方法によっても、安定した
強度を有する低燃料透過性の端末被覆材５を得ることが
でき、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホース
１を得ることができる。また、この製造方法の場合に
は、樹脂中に接着成分を混合したり樹脂分を変性するこ
とにより、ホース内面との接着性をより向上させること
が可能である。
【００１９】このように、燃料ホース１は、例えば最内
層２の材質等に応じて上記の製造方法を選択することに
より、端末被覆材５を簡単な工程で形成することがで
き、端部からの燃料透過を大幅に低減し得るものとな
る。
【００２０】上記の燃料ホース１では、最内層２の内面
における接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層
２の端面にわたって端末被覆材５を設けたものとした
が、少なくとも最内層２の内面における接続相手部材１
０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわたって、連
続的にハロゲン化やエポキシ化などの表面改質を行い、
これにより最内層２よりも燃料透過係数が低くなる改質
面を形成することも非常に有効である。この場合、改質
面は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠してタイプＡデュロ
メータにて測定した表面硬度をＡ８０以下とするのが良
い。
【００２１】このようにして、当該燃料ホース１では、
接続相手部材１０とのシール性や充分な抜け力を安定し
て得ることができると共に、端部からの燃料透過を大幅
に低減することができる。なお、硬度をＡ８０よりも大
きくすると改質皮膜部分の剛性が過大となり、接続相手
部材１０との密着性が低下してシール性が損なわれるの
で、Ａ８０以下とするのが良く、これにより接続相手部
材１０との良好なシール性を得ることができる。
【００２２】また、上記の燃料ホースの製造方法として
は、ホースの内面および端面を過酸化水素あるいは次亜
塩素酸存在下の水溶液に浸漬することにより、少なくと
も最内層２の内面における接続相手部材１０とのシール
位置Ｓから最内層２の端面にわたって改質する方法があ
る。この方法によれば、安定した強度を有する低燃料透
過性の改質面を得ることができ、端部からの燃料透過を
大幅に低減した燃料ホースを得ることができる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明に係わる燃料ホースの実施例を
比較例とともに詳細に説明する。使用した燃料ホース
は、図１に示す３層構造を有するものであって、ＮＢＲ
製で厚さ１．０ｍｍの最内層２と、ＴＨＶ製で厚さ０．
２ｍｍの中間層３と、ＥＣＯ製で厚さ２．８ｍｍの最外
層４を有し、総厚さ４．０ｍｍ、内径３４ｍｍ、および
長さ３５０ｍｍである。この燃料ホースは、押出し成形
後、加硫することにより作製した。なお、最内層２を形
成するＮＢＲの４０℃における模擬燃料（後記する）の
透過係数は、９００ｍｇ・ｍｍ／ｍ２／２４ｈである。
【００２４】（実施例１）燃料ホースの内面において両
端から３０ｍｍの範囲および両端面に、アミン系プライ
マーを塗布して乾燥させた後、ＴＨＶ（ＤＹＮＥＯＮ社
製・ＴＨＶ２２０）パウダー１５重量％をメチルエチル
ケトン（ＭＥＫ）に溶かした溶液でプライマー塗布面を
コーティングし、４０℃で３０分乾燥させ、さらに１０
０℃で３０分乾燥させて、ＴＨＶ製で厚さ０．１ｍｍの
端末被覆材５を皮膜形成した。なお、ＴＨＶの４０℃で
の燃料透過係数は１０ｍｇ・ｍｍ／ｍ２／２４ｈ、引張
り弾性率は２００ＭＰａである。よって、端末被覆材５
の引張り弾性率×厚みの値は２０（ＭＰａ・ｍｍ）であ
る。
【００２５】（実施例２）加硫前の燃料ホースの内面に
おいて両端から３０ｍｍの範囲および両端面に、実施例
１と同様のＴＨＶ溶液を刷毛で塗布し、１５０℃で３０
分の条件で加硫を行って端末被覆材５を皮膜形成した。
端末被覆材５の厚さは０．１ｍｍ、引張り弾性率×厚さ
の値は２０（ＭＰａ・ｍｍ）である。
【００２６】（実施例３）燃料ホースの両端から３０ｍ
ｍの範囲および端面を、過酸化水素水とギ酸水溶液との
混合液中に６０℃で１０分間浸漬し、室温で乾燥させて
改質面を得た。このとき、改質面の表面硬度は、ＪＩＳ
Ｋ ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータにて測
定した結果Ａ８０であった。
【００２７】（比較例１）端末が未処理状態の燃料ホー
スを用意した。
【００２８】（比較例２）燃料ホースの内面および端面
に、端末被覆材５としてＴＨＶを厚さ０．１５ｍｍコー
ティングし、それ以外は実施例１と同じ方法とした。引
張り弾性率×厚さの値は３０（ＭＰａ・ｍｍ）である。
【００２９】（比較例３）燃料ホースの内面および端面
にプライマー処理を施さず、それ以外は実施例１と同じ
方法とした。
【００３０】（比較例４）燃料ホースの両端から３０ｍ
ｍの範囲および端面を、過酸化水素水とギ酸水溶液との
混合液中に６０℃で１００分間浸漬し、室温で乾燥させ
て改質面を得た。このとき、改質面の表面硬度は、実施
例３と同様の方法で測定したところＡ８５であった。
【００３１】上記の実施例１〜３および比較例１〜４の
燃料ホースについて、燃料透過性、シール性、抜け力お
よび端末被覆材（皮膜）の密着性の評価を行った。その
結果を後記する表１に示す。
【００３２】燃料透過性は、燃料ホースに燃料を注入
し、両端をバルジ付の金属製栓（外径３５．０ｍｍ、バ
ルジ径３７．０ｍｍ）で閉じ、ワイヤクランプにより
０．１３ｋｇｆ−ｃｍのトルクで締め付けた後、４０℃
雰囲気下での重量減少量より評価した。使用した燃料
は、イソオクタン：トルエン：エタノールを４５重量％
／４５重量％／１０重量％の比率で混合した擬似燃料で
ある。燃料透過性の評点は、端末未処理品（比較例１）
相当の透過量４００〜５００ｍｇ／日を○、４００ｍｇ
未満を◎、５００ｍｇ以上を△とした。
【００３３】シール性は、燃料ホースの一端に金属製栓
を挿入して、ワイヤクランプにより０．１３ｋｇｆ−ｃ
ｍのトルクで締め付けた後、−４０℃環境下において、
燃料ホースの他端から１００ｋＰａ／ｍｉｎの昇圧速度
で擬似燃料を供給し、金属製栓側からの漏れ圧を目視に
て観察した。シール性の評点は、端末未処理品（比較例
１）相当の漏れ圧である０．０５〜０．１ＭＰａを○、
０．１ＭＰａ以上を◎、０．０５ＭＰａ未満を△とし
た。
【００３４】抜け力は、燃料ホースの一端に金属製栓を
挿入して、ワイヤクランプにより０．１３ｋｇｆ−ｃｍ
のトルクで締め付けた後、引張り試験機にて５０ｍｍ／
ｍｉｎの引張り速度で金属製栓から燃料ホースを引張
り、引き抜け時の最大荷重を測定した。抜け力の評点
は、端末未処理品（比較例１）相当の抜け力である３０
０〜４００Nを○、４００N以上を◎、３００N未満を△
とした。
【００３５】端末被覆材（皮膜）の密着性は、碁盤目カ
ット法により評価を行った。すなわち、前処理として、
燃料ホースの端部を擬似燃料に４０℃で１週間浸漬した
後、燃料を真空乾燥機で乾燥させた。その後、カッター
ナイフを用いて、端末被覆材（皮膜）に２ｍｍ四方で下
地に至る深さのマス目を１０×１０形成し、その上に粘
着テープを貼り付けた。そして、粘着テープを一気に剥
がし、このときの下地における端末被覆材（皮膜）のマ
ス目の残存率で密着性を評価した。残存率９０％以上を
○、９０％未満を△とした。
【００３６】
【表１】
【００３７】表１から明らかなように、実施例１〜３の
燃料ホースでは、いずれも比較例１に対して優れた耐燃
料透過特性が得られ、且つシール性や抜け力は比較例１
と同等の性能が得られた。つまり、実施例１〜３の燃料
ホースは、シール性や充分な抜け力を確保しつつ、端部
での燃料透過が大幅に低減されたものであることが確認
できた。また、実施例１，２と比較例２との比較から、
端末被覆材の引張り弾性率×厚さの値は２０（ＭＰａ・
ｍｍ）以下が良いことが判る。さらに、実施例３と比較
例４との比較から、表面改質後のホース内面の硬度はＡ
８０以下が良いことが判る。
【００３８】以上、本発明に係わる燃料ホースを実施例
により詳細に説明したが、その構造や製造方法が各実施
例に限定されることはなく、本発明の要旨の範囲内であ
れば種々の変形が可能である。例えば、端末被覆材とし
ては、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フッ素
系樹脂、あるいはアクリル系樹脂を主成分とする有機系
材料や、アルミニウム、ガラスおよびカーボンなどの無
機系材料を用いることができる。
【００３９】また、最内層の表面改質としては、実施例
で挙げたエポキシ化や塩素化などの化学的な表面改質の
ほか、紫外線や電子線による表面層の架橋によっても可
能である。さらに、最内層は、ゴムに限らず、熱可塑性
エラストマーを含む樹脂であっても良い。さらに、燃料
ホースの断面は代表的には円形であるが、それ以外の断
面形状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる燃料ホースの一実施例を説明す
る断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料ホース ２ 最内層 ３ 中間層 ４ 最外層 ５ 端末被覆材 １０ 接続相手部材 Ｓ シール位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 光男 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 本間 雅巳 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3H111 AA02 BA11 BA15 BA34 CB04 CB08 CB28 CB29 DA09 DA14 DB08 DB19 EA12 4F100 AK01A AN00A AT00B BA02 BA25 DA11 EH46 EH462 EJ05 EJ052 EJ82 EJ822 GB32 JD01 JD01A JD01B 4H017 AB12 AC14 AD06 AE05

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ゴムまたは樹脂から成る最内層の外側に
    最内層よりも燃料透過係数が低い層を備えると共に、そ
    の端部内側に接続相手部材を嵌合する燃料ホースにおい
    て、少なくとも最内層の内面における接続相手部材との
    シール位置から最内層の端面にわたって、最内層よりも
    燃料透過係数の低い端末被覆材を設けたことを特徴とす
    る燃料ホース。
  2. 【請求項２】 端末被覆材は、膜厚が０．３ｍｍ以下の
    範囲において、引張り弾性率（ＭＰａ）×膜厚（ｍｍ）
    の値が、０超２０以下であることを特徴とする請求項１
    に記載の燃料ホース。
  3. 【請求項３】 ホース端面において、端末被覆材と最内
    層の外側の層とを全周にわたって連結したことを特徴と
    する請求項１または２に記載の燃料ホース。
  4. 【請求項４】 ゴムまたは樹脂から成る最内層の外側に
    最内層よりも燃料透過係数が低い層を備えると共に、そ
    の端部内側に接続相手部材を嵌合する燃料ホースにおい
    て、少なくとも最内層の内面における接続相手部材との
    シール位置から最内層の端面にわたって、最内層よりも
    燃料透過係数が低くなる改質面を形成したことを特徴と
    する燃料ホース。
  5. 【請求項５】 改質面の表面硬度が、Ａ８０以下である
    ことを特徴とする請求項４に記載の燃料ホース。
  6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかに記載の燃料ホ
    ースを製造するに際し、ホース内面および端面に接着剤
    やプライマーを塗布し、さらに端末被覆材の溶液をコー
    ティングした後、加熱処理により端末被覆材を皮膜形成
    し且つ端末被覆材を最内層に接着することを特徴とする
    燃料ホースの製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項１〜３のいずれかに記載の燃料ホ
    ースを製造するに際し、最内層をゴム製とし、最内層の
    加硫前にその内面および端面に端末被覆材の溶液をコー
    ティングし、加硫工程での熱処理により端末被覆材を皮
    膜形成し且つ端末被覆材を最内層に接着することを特徴
    とする燃料ホースの製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項１〜３のいずれかに記載の燃料ホ
    ースを製造するに際し、ホース内面および端面に端末被
    覆材の材料を静電塗装した後、加熱処理により端末被覆
    材を皮膜形成することを特徴とする燃料ホースの製造方
    法。
  9. 【請求項９】 請求項３または４に記載の燃料ホースを
    製造するに際し、ホースの内面および端面を過酸化水素
    あるいは次亜塩素酸存在下の水溶液に浸漬することによ
    り、少なくとも最内層の内面における接続相手部材との
    シール位置から最内層の端面にわたって改質することを
    特徴とする燃料ホースの製造方法。
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