JP3146739B2

JP3146739B2 - 自動車燃料配管用ホース

Info

Publication number: JP3146739B2
Application number: JP07401893A
Authority: JP
Inventors: 昭彦高橋; 一史可須水
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 2001-03-19
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JPH06286036A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガソリン等の燃料配
管用、特に高燃圧化に対応した超高圧フューエルホース
等の自動車燃料配管用ホースに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の燃料効率を上昇させるた
めに、ガソリンタンクから超高圧でガソリンを送り、ノ
ズルからガソリンを微粒子化して噴霧させることが行わ
れている。このようにガソリンを微粒子化すると完全燃
焼するため、少量のガソリンでも効率よく燃焼され、燃
費の向上が図られる。この超高圧によるガソリンの微粒
子化の際には、通常、１００〜２００ｋｇ／ｃｍ²程度
の圧力がかかる。そして、ガソリンタンクからガソリン
を供給する際に用いられるフューエルホースとしては、
当然、超高圧に耐えうるものでなければならず、例えば
航空機用の超高圧燃料ホースが用いられている。上記超
高圧燃料ホースは、通常、厚み０．８〜１．０ｍｍのフ
ッ素樹脂製管状物の外周に金属ワイヤーでブレード編み
された金属補強層が形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成からなる航空機用の超高圧燃料ホースを、そのまま自
動車燃料配管用ホースとして使用すると、エンジンの振
動が吸収されず、上記ホースを介して車体にまでその振
動が伝達され乗り心地が不快なものとなる。また、上記
内層の形成材料に用いられるフッ素樹脂は、耐ガソリン
透過性に優れてはいるが、コストが高く、曲げ剛性が高
い。このため、使用するフッ素樹脂量を抑えてフッ素樹
脂製内層を薄肉にすると、上記構成では製造時にホース
が潰れたり、またエンジンルーム内に設置する際にホー
ス自体が折れるという耐キンク性に問題が生じる。しか
も、耐圧性にも劣るという問題を有している。

【０００４】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、高い耐圧性を有し耐ガソリン透過性，振動吸
収性および耐キンク性に優れ、しかも適度な曲げ剛性を
有した低コストの自動車燃料配管用ホースの提供をその
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の自動車燃料配管用ホースは、内層と、上
記内層の外周に形成された中間層と、上記中間層の外周
に形成された外層とを備えた自動車燃料配管用ホースで
あって、上記内層がフッ素樹脂によって形成され、上記
中間層がポリアミド樹脂エラストマーによって形成さ
れ、上記外層が金属ワイヤーのブレード編みによって形
成され、かつ内層の厚みが０．０５〜０．５ｍｍに設定
され、内層の厚みを基準とし、内層の厚みを１として上
記中間層の厚みが１〜１０に設定されているという構成
をとる。

【０００６】

【作用】すなわち、本発明者らは、所期の目的を達成す
るため一連の研究を重ねた。その結果、薄肉のフッ素樹
脂製内層の外周に、所定の厚みのポリアミド樹脂エラス
トマーからなる中間層を形成し、さらに上記中間層の外
周に特定の曲げ剛性を有する金属ワイヤーのブレード編
みによる外層を形成すると、高耐圧性であって振動吸収
性に富み、しかも適度な曲げ剛性を有し耐キンク性に富
んだ低コストのホースが得られることを見出しこの発明
に到達した。

【０００７】つぎに、この発明について詳しく説明す
る。

【０００８】この発明の自動車燃料配管用ホースは、フ
ッ素樹脂からなる内層と、上記内層の外周に形成された
ポリアミド樹脂エラストマーからなる中間層と、上記中
間層の外周に形成された金属ワイヤーのブレード編みか
らなる外層により構成される。

【０００９】上記内層の形成材料としては、フッ素樹脂
が用いられる。上記フッ素樹脂としては、特に限定され
るものではなく従来公知のものが用いられる。具体的に
は、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ），ポリク
ロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ），エチレン−ク
ロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ），エ
チレン−テトラフルオロエチレン共重合体，ヘキサフル
オロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体（Ｆ
ＥＰ），フッ化アルコキシエチレン樹脂（ＰＦＡ），ポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），エチレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等があげら
れる。また、これら成分にカーボン等を配合して導電性
を付与することも可能である。

【００１０】上記中間層の形成材料としては、ポリアミ
ド樹脂エラストマーが用いられる。このポリアミド樹脂
エラストマーを用いることにより柔軟性が付与される。
しかも、上記ポリアミド樹脂エラストマーは、導電機能
を有しているため、帯電防止が図れる。上記ポリアミド
樹脂エラストマーは、ポリアミド樹脂とゴム成分とを主
成分とするものである。上記ポリアミド樹脂としては、
ナイロン６，ナイロン１１，ナイロン１２等があげられ
る。また、上記ゴム成分としては、エチレン−プロピレ
ン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ），水素添加アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴム（以下「水添ＮＢＲ」と称す）等が
あげられる。これらは単独でもしくは併せて用いられ
る。上記水添ＮＢＲは、アクリロニトリル−ブタジエン
ゴムの分子中の二重結合部分に水素原子が付加されたも
のであって、この水添ＮＢＲを用いることにより上記ポ
リアミド樹脂の柔軟性を向上させることができる。この
水添ＮＢＲとしては、一般的に使用されているものを用
いることができるが、通常、結合アクリロニトリル量が
２５〜５５重量％（以下「％」と略す）程度のものであ
って、また二重結合部分の９０％以上が水素添加されて
いるものを用いるのが好ましい。そして、上記ポリアミ
ド樹脂（Ｘ）とゴム成分（Ｙ）の配合割合は、重量比
で、Ｘ／Ｙ＝３０／７０〜９０／１０の割合に設定する
ことが好ましい。すなわち、ポリアミド樹脂の配合割合
が３０未満（ゴム成分が７０を超える）では、ホース全
体の特性バランスに劣る傾向がみられ、ポリアミド樹脂
の配合割合が９０を超える（ゴム成分が１０未満）と、
柔軟性および耐キンク性が低減する傾向がみられるから
である。

【００１１】なお、上記ポリアミド樹脂エラストマーに
おいて、ポリアミド樹脂と上記ＥＰＤＭおよび水添ＮＢ
Ｒのゴム成分の相溶性が悪い場合には、上記ＥＰＤＭお
よび水添ＮＢＲとして、１０％を超えない割合でマレイ
ン酸が付加されたもの（マレイン酸変性されたもの）を
用いることにより、両者の相溶性を効果的に向上させる
ことができる。このように、１０％以下の割合でマレイ
ン酸が付加されたゴム材料を用いることが好ましく、Ｅ
ＰＤＭおよび水添ＮＢＲに含有されるマレイン酸が１０
％を超えると押出成形時にゲルが発生してしまい、成形
できなくなる場合が生じ好ましくない。

【００１２】さらに、上記ポリアミド樹脂およびゴム成
分以外に、上記ゴム成分を加硫させるために、加硫剤を
配合することもできる。上記加硫剤としては、イオウ，
過酸化物，フェノール樹脂，キノイド，ポリアミン等が
あげられる。また、可塑剤を配合することもできる。上
記可塑剤としては、ベンゼンスルホン酸アミド等があげ
られる。そして、上記加硫剤を配合する場合、その配合
割合は、ゴム成分１００重量部（以下「部」と略す）に
対して０〜５部の割合に設定することが好ましい。ま
た、上記可塑剤の配合割合は、ポリアミド樹脂中０〜２
０％の割合に設定することが好ましい。すなわち、可塑
剤の含有量が２０％を超えると、管内を流れるガソリン
により可塑剤が抽出され、この抽出物が配管系中のイン
ジェクター等を詰まらせる傾向がみられるからである。

【００１３】また、上記加硫剤，可塑剤以外に、必要に
応じて老化防止剤，加硫促進剤，加工助剤等の各種添加
剤を適宜に配合することができる。

【００１４】上記外層は、金属ワイヤーをブレード編み
することにより形成される。上記金属ワイヤーとして
は、特に限定するものではなく従来公知のものが用いら
れる。

【００１５】この発明の自動車燃料配管用ホースは、例
えばつぎのようにして製造される。すなわち、まずフッ
素樹脂およびポリアミド系樹脂エラストマーを用いて同
時に押出成形して二層構造のホースを作製する。つい
で、上記ポリアミド系樹脂エラストマーからなる中間層
の外周に金属ワイヤーをブレード編みして外層を形成す
る。このようにして三層構造の自動車燃料配管用ホース
が製造される。

【００１６】上記自動車燃料配管用ホースを図１および
図２に示す。これらの図において、１はフッ素樹脂から
なる内層であって、２はポリアミド系樹脂エラストマー
からなる中間層であって、３は金属ワイヤーのブレード
編みからなる外層である。そして、この自動車燃料配管
用ホースでは、内層１の厚みを０．０５〜０．５ｍｍの
範囲内に設定する必要がある。さらに、内層１の厚みを
基準とし、上記中間層２の厚みを内層１の厚みを１とし
て１〜１０の範囲内に設定する必要がある。このように
内層１および中間層２の厚みを設定することで、内層１
の薄肉化による低コストが実現し、中間層２により振動
吸収性，耐キンク性が向上し、内層１の薄肉化による耐
圧性の低下を防止することができる。具体的には、各層
の厚みは、内層１が厚み０．０５〜０．５ｍｍの範囲
内、中間層２が厚み０．５〜１．０ｍｍの範囲内、そし
て外層３が厚み０．５〜１．０ｍｍの範囲内に設定する
ことが好ましい。特に好ましくは、内層１は０．１ｍ
ｍ、中間層２は０．９ｍｍ、外層３は０．７ｍｍであ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明の自動車燃料配
管用ホースは、所定の厚みに設定されたフッ素樹脂から
なる内層の外周に、上記内層を基準に厚みの設定された
ポリアミド樹脂エラストマーからなる中間層が形成さ
れ、さらに上記中間層の外周に特定の曲げ剛性を有する
金属ワイヤーをブレード編みしてなる外層が形成された
三層構造を有するものである。このため、内層の形成材
料であるフッ素樹脂に起因する優れた耐ガソリン透過性
はもちろん、内層が薄肉に形成され低コスト化が実現さ
れる。しかも、上記ポリアミド樹脂エラストマーからな
る中間層を設けることにより、フッ素樹脂の薄肉化によ
る耐キンク性の低下，耐圧性の低下を防止することがで
きる。さらに、上記中間層を設けるために、エンジン等
から発生する振動を効果的に吸収することができる。ま
た、上記ポリアミド樹脂エラストマーが、低温特性に優
れているため、寒冷地等の低温雰囲気下での使用におけ
るひび割れ等の発生を防止することができる。そして、
上記外層が特定の曲げ剛性を有するため、ホース全体が
適度な剛性を有するようになる。したがって、この自動
車燃料配管用ホースは、耐圧性に優れており、超高圧用
フューエルホースとして最適であり、従来の航空機用の
燃料ホースに代わって用いることができる。しかも、低
コストであり、かつこのホースを用いることでエンジン
等の振動が吸収されて快適な乗り心地が実現する。

【００１８】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００１９】まず、実施例に先立ってポリアミド樹脂エ
ラストマーを作製した。〔ポリアミド樹脂エラストマーの作製〕下記の表１に示
すポリアミド樹脂（ＰＡ），水添ＮＢＲおよびＥＰＤ
Ｍ、さらに各種添加剤を用い、同表に示す割合で配合し
て加熱溶融しポリアミド樹脂エラストマーを作製した。
なお、下記の表１中において、ＰＡ６はナイロン６、Ｐ
Ａ１１はナイロン１１である。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【実施例１〜７、比較例１〜２】下記の表２〜表４に示
す各原料を用いて押出成形機により内層および中間層を
同時に押出成形した。ついで、中間層の外周に金属ワイ
ヤーのブレード編みによる外層を形成した。このように
して内径６ｍｍの三層構造の自動車燃料配管用ホースを
得た。なお、内層および中間層の厚みは下記の表２〜表
４に併せて示した。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】

【表４】

【００２５】

【従来例】厚み１．０ｍｍのフッ素樹脂製内管の外周
に、金属ワイヤーのブレード編みによる補強層が形成さ
れた自動車燃料配管用ホースを作製した。

【００２６】このようにして得られた各自動車燃料配管
用ホースについて、振動吸収性，耐ガソリン透過性，曲
げ剛性，耐キンク性，柔軟性および耐圧性を測定し評価
した。その結果を下記の表５および表６に示す。なお、
上記各特性の測定は下記の方法に従って行った。

【００２７】〔振動吸収性〕図３に示すように、加速度
ピックアップ２０，マス２１，ゴム２２からなる受側治
具２３の加速度ピックアップ２０に試料２４の一端を取
り付け、試料２４の他端に振幅起動装置（図示せず）か
ら延びる取付具２５を取り付ける。そして、試料２４の
他端側（振幅起動装置２５）を一定振幅（矢印方向）で
加振（正弦波）させる。このとき、試料２４の一端の受
側治具２３で振動加速度を測定し伝達力を測定する。こ
の振動加速度の値により振動吸収性を評価した。ただ
し、試料２４であるホースは直線状のホースを用い、横
方向加振とする。

【００２８】〔耐ガソリン透過性〕図４に示すように、
規定長さ（自由長５００ｍｍ）に切断した試料（ホー
ス）１０を、燃料タンク１２の２個所のパイプ１３，１
４に嵌め込みクランプ１５で固定した。ついで、上記燃
料タンク１２内に、タンク容量の８５％まで試料用燃料
（規定ガソリン）１１を充填し、試料１０内全面に燃料
１１が接触している状態にして４０℃の恒温槽中に１６
８時間放置した。ついで、放置した後、上記試料１０を
燃料タンク１２から取り外し、図５に示す燃料タンク１
６の上面に形成された２個所のパイプ１７，１８に試料
１０の両端部を嵌め込みクランプ１５で固定した。つい
で、燃料タンク１６内に、新品の規定ガソリン１１を約
１００ｃｃ充填し、試料１０内をガソリンベーパー状に
した。そして、この状態で４０℃の恒温槽中に２４時間
毎，３日間全体の重量を測定した。そして、下記の式に
よりガソリン透過量を算出した。

【００２９】Θ＝〔Ｗｎ−Ｗ（ｎ−１）〕／Ｓ〔上記式において、Θは一日毎の透過量（ｇ／ｍ²／ｄ
ａｙ）、Ｓは試料５００ｍｍの外表面の面積（ｍ²）、
Ｗｎはｎ日後の試料セット状態の質量（ｇ）であり、ｎ
は０〜３の整数である。〕

【００３０】〔曲げ剛性〕長さ１５０ｍｍの試料（ホー
ス）を準備し、プラスチックの曲げ試験方法における３
点曲げ試験方法に基づいて測定した。すなわち、図６に
示すように、２個支持台３０にホース３１を架け渡しホ
ース３１の中心部から加圧くさび３２を３０ｍｍ／ｍｉ
ｎの速度で下降させ、このときの変位と加重の関係を測
定した。

【００３１】〔耐キンク性〕図７に示すように、長さ１
ｍの試料（ホース）１９を用いて輪を作ってその交叉部
を手で持って、矢印の方向に試料１９を引っ張り１分間
保持した。保持した後、Ｒ部の試料１９の外径Ｄ₁（ｍ
ｍ）を測定し、保持率を求めた。ついで、さらに輪の径
を小さくしていきキンクしたＲ部の輪の径を求めた。な
お、上記保持率は、下記の式により算出した。

【００３２】保持率（％）＝（Ｄ₁／Ｄ）×１００〔上記式において、Ｄは初期の試料（ホース）の外径
（ｍｍ）である。ただし、Ｄ₁およびＤとも試料（ホー
ス）外径の短径である。〕

【００３３】〔耐圧性〕長さ３００ｍｍのホースを破裂
試験機に取り付け、試料（ホース）の中に加圧液（水ま
たはオイル）を充満させた。ついで、毎分７０ｋｇｆ／
ｃｍ²の昇圧速度で加圧し破裂するときの圧力を測定し
た。

【００３４】

【表５】

【００３５】

【表６】

【００３６】上記表５および表６の結果から、比較例品
は柔軟性もしくは振動吸収性，耐ガソリン透過性，耐キ
ンク性，柔軟性，耐圧性のいずれかの測定結果が悪い。
また、従来例は振動吸収性に劣っていることがわかる。
これに対して、実施例品は振動吸収性，耐ガソリン透過
性，曲げ剛性，耐キンク性，柔軟性および耐圧性の全て
に対して優れた評価結果が得られた。

【図面の詳細な説明】

【図１】この発明の自動車燃料配管用ホースの一実施例
の構成を示す切り欠き図である。

【図２】上記ホースの縦断面図である。

【図３】自動車燃料配管用ホースの振動吸収性の測定方
法を示す説明図である。

【図４】自動車燃料配管用ホースの耐ガソリン透過性の
測定評価方法を示す説明図である。

【図５】自動車燃料配管用ホースの耐ガソリン透過性の
測定評価方法を示す説明図である。

【図６】自動車燃料配管用ホースの曲げ剛性の測定評価
方法を示す説明図である。

【図７】自動車燃料配管用ホースの耐キンク性の測定評
価方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１内層２中間層３外層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 F16L 9/00 - 11/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内層と、上記内層の外周に形成された中
間層と、上記中間層の外周に形成された外層とを備えた
自動車燃料配管用ホースであって、上記内層がフッ素樹
脂によって形成され、上記中間層がポリアミド樹脂エラ
ストマーによって形成され、上記外層が金属ワイヤーの
ブレード編みによって形成され、かつ内層の厚みが０．
０５〜０．５ｍｍに設定され、内層の厚みを基準とし、
内層の厚みを１として上記中間層の厚みが１〜１０に設
定されていることを特徴とする自動車燃料配管用ホー
ス。