JP2004060817A

JP2004060817A - 蛇腹金属管付ホースの端部シール構造

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Publication number: JP2004060817A
Application number: JP2002221894A
Authority: JP
Inventors: Yuji Takagi; 高木　雄次; Norihiko Furuta; 古田　則彦; Kimihide Ito; 伊藤　公英
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: JP3960159B2

Abstract

【課題】蛇腹金属管を最内層に備えたホース本体をソケット金具のかしめ付けによって相手側への接続具に固定するに際し、ソケット金具の内向きの鍔状部とホース本体の先端との間に生ずる隙間によって、蛇腹金属管の隙間に位置する部分が内圧で膨れ或いは破裂する問題を解決する。
【解決手段】蛇腹金属管１８を内層に有するホース本体１２にソケット金具１６をかしめ付けて接続具１４に固定する蛇腹金属管付ホース１０において、蛇腹金属管１８の軸端側を外層から露出して延出させ、その延出部３６をソケット金具１６のかしめ付けにより接続具１４に固定する。またソケット金具１６の内面側に充填材の層として外側ゴム層２４を介在させ、ソケット金具１６のかしめ付けにより外側ゴム層２４を隙間Ｓ内に逃げ込ませて隙間充填し、延出部３６に作用する内圧を径方向外側から支持させる。
【選択図】　　　　図２

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、特に端部のシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用燃料輸送用ホース等として、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）等が用いられて来たが、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。
但し蛇腹金属管付ホースの場合、端部のシール構造が問題となる。
【０００６】
従来のホースの場合、通常図５（Ａ）に示しているようにホース本体２００が内側ゴム層（内側弾性層）２０８，補強層２１０，外側ゴム層（外側弾性層）２１２の積層構造をなしており、またその端部構造は、パイプ状をなす金属製の接続具２０２をホース本体２００内に挿入した上、スリーブ２０５とその基部に径方向内向きの鍔状部２０６を有するソケット金具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２０２に対しソケット金具２０４とともに締結固定するものであった。
【０００７】
ここでソケット金具２０４によるかしめ付けによってホース本体２００の端部を接続具２０２に固定する場合、ソケット金具２０４を外嵌する部分において、外側ゴム層２１２を切除して補強層２１０を露出せしめ、そしてその露出した補強層２１０に対しソケット金具２０４を外嵌して、これを径方向内方にかしめ付ける。
【０００８】
外側ゴム層２１２を残したまま、その外側にソケット金具２０４を外嵌してこれを径方向内方にかしめ付けた場合、外側ゴム層２１２の弾性によって、ソケット金具２０４による締付力がホース本体２００の端部に対し十分に加わらず、ホース本体２００の耐引抜力が小さくなってしまうからである。
【０００９】
このような図５（Ａ）に示す従来のホースの端部シール構造の場合、内側ゴム層２０８の内面が接続具２０２の外面に対して、その弾性により十分に密着することができるため、単にソケット金具２０４をかしめ付けるだけで良好にホース本体２００の端部をシールすることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら内層に蛇腹金属管を有するホースの場合、その蛇腹金属管と接続具２０２との十分な密着性が得難く、特に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、そこから内部の水素ガス等の流体が外部に容易に漏れ出てしまう。
【００１１】
そこで本発明者等は、このような蛇腹金属管付ホースにおいて、その端部を良好にシールするための手段として、蛇腹金属管の軸端側を径方向外側の外層から露出して単管状態で延出させ、その延出部をソケット金具のかしめ付けによって接続具に固定するものを案出した。
しかしながらこのようになした場合、新たな別の問題点が生ずることが判明した。
【００１２】
即ちこのような蛇腹金属管付ホースの端部シール構造の場合、図５（Ｂ）に示しているようにソケット金具２０４をかしめ付けたときにホース本体２００、詳しくは補強層２１０及び内側ゴム層２０８の先端側に隙間Ｓが生じていると、同部分では蛇腹金属管２１４の延出部が単管状態となっていて、径方向外側においてこれを支持する部材が存在しないため、内圧を衝撃的に作用させるインパルス試験を行うと、蛇腹金属管２１４における単管状の延出部分が内圧で膨らみ、破裂して早期にホースが破壊してしまう問題を生ずることが判明した。
尚図５（Ｂ）の例はホース本体２００、詳しくは内側ゴム層２０８及び補強層２１０の先端と、ソケット金具２０４における鍔状部２０６との間に隙間Ｓが生じる場合の例である。
【００１３】
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。
【００１４】
【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シール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に対し、軸方向端部においてスリーブと該スリーブの基部に径方向内向きの鍔状部を有する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ることで、前記ホース本体の軸方向端部を相手側への接続具に固定する蛇腹金属管付ホースの端部シール構造であって、前記蛇腹金属管の軸端側を前記外層から露出して延出させて、その延出部を前記ソケット金具のかしめ付けによって前記接続具に固定するようになすとともに、該ソケット金具における前記スリーブの内面側に、該ソケット金具のかしめ付けの圧力で変形して材料移動させる充填材の層を介在させ、該ソケット金具のかしめ付けにより該充填材の層を前記外層の先端側に生じる隙間内に逃げ込ませて隙間充填し、前記蛇腹金属管の延出部に作用する内圧を径方向外側から支持させるようになしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２のものは、請求項１において、前記隙間が前記外層の先端と前記ソケット金具の鍔状部との間に生ずる隙間であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記外層が断面中間部に補強層を有しており且つ該補強層の内側，外側に内側弾性層，外側弾性層を有していることを特徴とする。
【００１７】
請求項４のものは、請求項３において、前記外側弾性層の前記ソケット金具におけるスリーブの内面側の部分が前記充填材の層を成していることを特徴とする。
【００１８】
請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記ソケット金具におけるスリーブの、前記鍔状部に隣接する部分の内径が前記かしめ付け後において他部に対し小径をなしていることを特徴とする。
【００１９】
請求項６のものは、請求項３，４の何れかにおいて、前記ソケット金具におけるスリーブの内面に、該ソケット金具のかしめ付けによって前記補強層に食い込む、径方向内向きの突起が設けてあることを特徴とする。
【００２０】
請求項７のものは、請求項１〜６の何れかにおいて、前記ソケット金具におけるスリーブの内面に且つ前記鍔状部に近い位置に、前記かしめ付けの際に前記充填材の層が該鍔状部から離れる方向に変形して逃げるのを抑制する径方向内向きの環状の突起が設けてあることを特徴とする。
【００２１】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、蛇腹金属管における軸端側を外層から露出して単管状態で延出させた場合において、ソケット金具におけるスリーブの内面側に充填材の層を介在させ、ソケット金具のかしめ付けに伴って、その圧力により充填材の層を外層の先端側に生ずる隙間内に逃げ込ませて隙間充填し、蛇腹金属管における単管状態の延出部に作用する内圧を、径方向外側から充填材により支持させるようになしたもので、本発明によれば、内圧によって蛇腹金属管の延出部が隙間部分において膨らみ、または破裂するのを良好に防止することができる。
【００２２】
上記外層の先端側に生ずる隙間は、接続具に対するホース本体の固定の方法ないし固定構造等によって、必ずしもソケット金具における鍔状部との間の隙間に限定されないが、本発明は特にそのような鍔状部と外層の先端との間に生ずる隙間を充填する場合に適用して好適である（請求項２）。
【００２３】
本発明においては、上記外層を、断面中間部の補強層とその内側，外側の内側弾性層，外側弾性層との積層構造となしておくことができる（請求項３）。
この場合において、その外側弾性層の一部にて上記充填材の層となすことができる（請求項４）。
但し場合によってその外側弾性層以外の別の充填材の層をソケット金具におけるスリーブの内面側に介在させておくこともできる。
【００２４】
次に請求項５のものは、かしめ付け後の状態でソケット金具におけるスリーブの鍔状部に隣接する部分の内径を、他部に対して小径となしたもので、このようになした場合、その小径部分で充填材の層を効果的に押し出して隙間充填することができる。
【００２５】
この場合において、スリーブの鍔状部に隣接する部分の内径をかしめ付け前の状態で予め小径となしておいても良いし、或いはかしめ付け前の状態でスリーブの鍔状部に隣接する部分の内径を他部と同じとなしておき、そしてかしめ付けの際に鍔状部に隣接する部分を他部に対しより強くかしめ付ける（より大きく縮径させる）ことによって、鍔状部に隣接する部分の内径を他部に対し小径となすこともできる。
【００２６】
請求項６のものは、ソケット金具におけるスリーブの内面に、ソケット金具のかしめ付けによって補強層に食い込む径方向内向きの突起を設けたもので、このようになした場合、ソケット金具のかしめ力をホース本体に良好に及ぼすことができ、ひいてはホース本体のソケット金具及び接続具からの耐引抜力を十分大きなものとすることができる。
【００２７】
一方請求項７のものは、ソケット金具におけるスリーブの内面に且つ上記鍔状部に近い位置に、ソケット金具のかしめ付けの際に充填材の層が鍔状部から離れる方向に変形して逃げるのを抑制する径方向内向きの環状の突起を設けたもので、このようになしておくことで、ソケット金具のかしめ付けの際に充填材の層を優先して隙間内に逃して効果的に隙間充填することができる。
【００２８】
【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等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に固定された金属製の接続具（ここではパイプ状）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の軸方向端部にソケット金具１６とともに固定されている。
【００２９】
図２に示しているように、ホース本体１２は最内層として蛇腹金属管１８を有しており、その径方向外側に内側ゴム層（内側弾性層）２０，ワイヤ補強層（補強層）２２，外側ゴム層（外側弾性層）２４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、内側ゴム層２０，ワイヤ補強層２２，外側ゴム層２４は蛇腹金属管１８の外層を構成している。
【００３０】
この蛇腹金属管１８は、軸方向の略全体が蛇腹部２６とされており、その蛇腹部２６によって可撓性が付与されている。
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２６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。
【００３１】
尚蛇腹金属管１８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。
【００３２】
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２６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。
【００３３】
上記ソケット金具１６は、スリーブ２８とその基部の径方向内向きの鍔状部３０とを有している。
一方パイプ状をなす接続具１４には、鍔状部３０に対応する軸方向位置において径方向外面に係入溝３２を有している。
【００３４】
ソケット金具１６は、径方向内方へのかしめ付けによってホース本体１２の軸方向端部を径方向に締め付け、これによって接続具１４とソケット金具１６とホース本体１２の端部とが一体に固定される。
その際、図２（Ｂ）に示しているようにソケット金具１６は鍔状部３０が接続具１４の係入溝３２に係入した状態となり、ソケット金具１６と接続具１４との固定力が、それらの係合作用に基づいて高められる。
【００３５】
上記蛇腹金属管１８は、軸端側が一定長に亘って軸方向のストレート形状部（直管部）３４とされており、そのストレート形状部３４において、パイプ状をなす接続具１４がその内部に挿入されている。
【００３６】
このストレート形状部３４の先端部は、図２（Ａ）に示しているようにソケット金具１６のかしめ付け前において、内側ゴム層２０，ワイヤ補強層２２及び外側ゴム層２４から成る外層から露出して単管状態で軸方向に延びる延出部３６とされており、その延出部３６が、ソケット金具１６のかしめ付けによって、（Ｂ）に示しているように係入溝３２内においてソケット金具１６の鍔状部３０と係入溝３２とにより挟圧され、以って蛇腹金属管１８の接続具１４への固定及び蛇腹金属管１８内面と接続具１４との間のシールが行われている。
【００３７】
ソケット金具１６におけるスリーブ２８の内面には、径方向内方に向って突出する環状の突起３８ａ，３８ｂ，３８ｃが設けられている。
これら突起３８ａ，３８ｂ，３８ｃは何れも先端が尖った断面山形状をなしている。
【００３８】
ここで突起３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、ソケット金具１６のかしめ付けの際に、外側ゴム層２４を突き抜けてワイヤ補強層２２に食い込み（図２（Ｂ）参照）、ソケット金具１６のかしめ力をワイヤ補強層２２を介してホース本体１２に加え、ホース本体１２のソケット金具１６及び接続具１４からの抜けを防止する働きをなす。
即ちこれら突起３８ａ，３８ｂ，３８ｃがワイヤ補強層２２に食い込むことによって、ホース本体１２の耐引抜力が効果的に高められる。
【００３９】
本例においては、外側ゴム層２４におけるソケット金具１６の内側（スリーブ２８の内面側）の部分が充填材の層を成しており、図２（Ａ）に示しているようにソケット金具１６のかしめ付け前の状態でホース本体１２における外層の先端とソケット金具１６の鍔状部３０との間に生じた隙間Ｓ内に、その充填材の層（外側ゴム層２４）が、ソケット金具１６のかしめ付けの圧力で圧縮変形して逃げ込み、隙間Ｓを充填する。
【００４０】
その際において、突起３８ａ，３８ｂ，３８ｃ、特に鍔状部３０に最も近い位置の突起３８ａが外側ゴム層２４のソケット金具１６の内側の部分、即ち充填材の層としての部分が、鍔状部３０から離れる方向に変形して逃げるのを抑制する働きもなしている。
【００４１】
本例においてはまた、ソケット金具１６におけるスリーブ２８の、鍔状部３０と突起３８ａとの間の部分が他部に対して厚肉とされ（かしめ付け前の状態で）、その鍔状部３０と突起３８ａとの間の部分の内面４０−１、つまり鍔状部３０に隣接した部分の内面４０−１の内径が、他の内面４０−２の内径よりも小径とされている。
【００４２】
以上のような本例の端部シール構造の場合、ソケット金具１６をかしめ付ける前において、ホース本体１２の外層の先端と鍔状部３０との間に隙間Ｓが生じていたとしても、ソケット金具１６のかしめ付けの際にその圧力で外側ゴム層２４におけるスリーブ２８の内面側の部分、即ち充填材の層として働く部分が圧縮変形して隙間Ｓ内に逃げ込み、その隙間Ｓを充填する。図２（Ｂ）はその状態を表している。
【００４３】
この状態では、外層から露出して単管状態で延出した蛇腹金属管１８の延出部３６に対し、隙間Ｓを充填した外側ゴム層２４がこれを径方向外側から支持した状態となるため、延出部３６に対し内部の流体による圧力が作用しても、その内圧により延出部３６が隙間Ｓに基づいて膨れたり破裂したりするのが良好に抑制され、これによりホース１０の耐圧性能が高まり、またホース１０の寿命が高められる。
【００４４】
また本例では、ソケット金具１６におけるスリーブ２８の、鍔状部３０に隣接する部分の内面４０−１の内径を他部（内面４０−２）に対して小径となしていることから、ソケット金具１６のかしめ付けの際に、鍔状部３０に近接する部分の充填材の層（外側ゴム層２４）を効果的に押し出して隙間Ｓに充填することができる。
【００４５】
本例ではまた、ソケット金具１６におけるスリーブ２８の内面に径方向内向きの突起３８ａ，３８ｂ，３８ｃを設けているため、スリーブ２８の内面側に充填材の層として外側ゴム層２４を介在させた場合においても、その突起３８ａ，３８ｂ，３８ｃをワイヤ補強層２２に食い込ませることによって、ソケット金具１６のかしめ力をホース本体１２に良好に及ぼすことができ、ホース本体１２のソケット金具１６及び接続具１４からの耐引抜力を十分大きなものとすることができる。
【００４６】
また本例では、ソケット金具１６の鍔状部３０に近い位置の環状の突起３８ａによってソケット金具１６のかしめ付けの際に充填材の層としての外側ゴム層２４が鍔状部３０から離れる方向に変形して逃げるのを抑制でき、これにより外側ゴム層２４を良好に隙間Ｓ内に逃して隙間Ｓを効果的に充填することができる。
【００４７】
図３は本発明の他の実施例を示している。
この例は、ソケット金具１６をかしめ付けるに際し、スリーブ２８の鍔状部３０と突起３８ａとの間の部分を他部に対しより強くかしめ付け（縮径させ）、かしめ付け後における内面４０−１の内径を他部に対し小径となした例である。
この例においても、充填材の層としての外側ゴム層２４を強く圧縮変形してこれを隙間Ｓ内に逃し、隙間Ｓを充填することができる。
【００４８】
図４は本発明の更に他の実施例を示している。
この例ではホース端部において（又は全長に亘って）外側ゴム層２４をなくし、代りにソケット金具１６におけるスリーブ２８の内面側、詳しくは鍔状部３０と突起３８ａとの間の部分に充填材の層４２を介在させ、ソケット金具１６のかしめ付けによってこれを圧縮変形させて隙間Ｓ内に逃し、隙間Ｓを充填するようになした例である。
【００４９】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上例では接続具１４をパイプ状となして、その外面とソケット金具１６の鍔状部３０とで蛇腹金属管１８における延出部３６を挟み込み、その固定とシールとをなすようにしているが、場合によって他の固定方法で延出部３６を上記実施例と同じか又は異なる形態の接続具１４に固定及びシールするようになすことも可能である。
その他本発明は上例以外の各種流体の輸送用ホースに適用することも可能であるなど、本発明は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】本発明の一実施例である蛇腹金属管付ホースの端部シール構造を外観状態で示す斜視図である。
【図２】同実施例の端部シール構造の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例の端部シール構造の断面図である。
【図４】本発明の更に他の実施例の端部シール構造の断面図である。
【図５】本発明の背景説明のための説明図である。
【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　蛇腹金属管
２０　内側ゴム層（内側弾性層）
２２　ワイヤ補強層（補強層）
２４　外側ゴム層（外側弾性層）
２８　スリーブ
３０　鍔状部
３６　延出部
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ　突起
４０−１，４０−２　内面
４２　充填材の層
Ｓ　　隙間

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に対し、軸方向端部においてスリーブと該スリーブの基部に径方向内向きの鍔状部を有する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ることで、前記ホース本体の軸方向端部を相手側への接続具に固定する蛇腹金属管付ホースの端部シール構造であって、
前記蛇腹金属管の軸端側を前記外層から露出して延出させて、その延出部を前記ソケット金具のかしめ付けによって前記接続具に固定するようになすとともに、
該ソケット金具における前記スリーブの内面側に、該ソケット金具のかしめ付けの圧力で変形して材料移動させる充填材の層を介在させ、該ソケット金具のかしめ付けにより該充填材の層を前記外層の先端側に生じる隙間内に逃げ込ませて隙間充填し、前記蛇腹金属管の延出部に作用する内圧を径方向外側から支持させるようになしたことを特徴とする蛇腹金属管付ホースの端部シール構造。
請求項１において、前記隙間が前記外層の先端と前記ソケット金具の鍔状部との間に生ずる隙間であることを特徴とする蛇腹金属管付ホースの端部シール構造。
請求項１，２の何れかにおいて、前記外層が断面中間部に補強層を有しており且つ該補強層の内側，外側に内側弾性層，外側弾性層を有していることを特徴とする蛇腹金属管付ホースの端部シール構造。
請求項３において、前記外側弾性層の前記ソケット金具におけるスリーブの内面側の部分が前記充填材の層を成していることを特徴とする蛇腹金属管付ホースの端部シール構造。
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ソケット金具におけるスリーブの、前記鍔状部に隣接する部分の内径が前記かしめ付け後において他部に対し小径をなしていることを特徴とする蛇腹金属管付ホースの端部シール構造。
請求項３，４の何れかにおいて、前記ソケット金具におけるスリーブの内面に、該ソケット金具のかしめ付けによって前記補強層に食い込む、径方向内向きの突起が設けてあることを特徴とする蛇腹金属管付ホースの端部シール構造。
請求項１〜６の何れかにおいて、前記ソケット金具におけるスリーブの内面に且つ前記鍔状部に近い位置に、前記かしめ付けの際に前記充填材の層が該鍔状部から離れる方向に変形して逃げるのを抑制する径方向内向きの環状の突起が設けてあることを特徴とする蛇腹金属管付ホースの端部シール構造。