JP3733862B2 - 燃料輸送用ホース装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料輸送用ホース装置に関するものであり、詳しくはメタノール燃料の輸送用に用いられるホースとコネクタとからなる燃料輸送用ホース装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題や石油の枯渇問題により、次世代車両として燃料電池自動車の開発が盛んに進められている。その燃料電池自動車の最終燃料には水素ガスが用いられるが、気体でありハンドリングの問題、インフラの整備上の問題より、液体燃料を車載上で水素ガスに改質し、水素ガスを発生するシステムが検討されている。その液体燃料として水素ガスに改質が比較的容易なメタノールが主に検討されている。上記メタノールを燃料として使用するシステムは、例えば、図４に示すように、メタノール貯蔵用タンク１５から燃料ホース１６を通じてメタノールは改質器１７に送られ、この改質器１７によって改質された水素ガスが燃料電池スタック１８に送られ発電に供せられるというシステムである。また、排ガスがよりクリーンなガソリンの代替燃料としても上記メタノールが検討され、一部実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般のガソリン用の燃料輸送用ホースをメタノール燃料に使用すると、メタノールはガソリンに比べて透過性が高くホースからのメタノールの透過が著しく大きくなる。現在、環境問題より米国のカリフォルニア州では自動車からのＨＣ（Hydro Carbon：炭化水素ガス）の排出規制があり、今後さらに厳しくなる状況にある。また、国内、欧州においても同様のＨＣ排出の規制が実施され始めており、ホースからのメタノールの透過は大きな問題となり、その透過量を抑える必要がある。さらに、メタノールの透過問題は燃料輸送用ホースのみにとどまらず、メタノール貯蔵用タンクとホースとの結合部分やホースと改質器との結合部分に対しても上記のようなメタノールの透過に起因した問題が懸念されている。
【０００４】
さらに、このようなメタノール耐透過性の要求に加えて、つぎのような特性が要求されている。すなわち、ガソリンとメタノールとではその極性の違いからメタノールはホースに対して膨潤が大きく、ホースの劣化が促進されるようになる。また、ホース形成材料からの抽出が著しくなり抽出物による目詰まり等の不具合や、抽出物がメタノールとともに改質器に送られ抽出物の被毒をうけ改質器の性能の低下を引き起こす等の問題が懸念されており、優れた耐メタノール性およびメタノール無抽出性が要求される。また、メタノールは親水性を示すために、水の混入量が大幅に増加する可能性が大きく、ホースの耐水性が要求されている。そして、上記のようにメタノールを燃料とする場合燃料輸送用ホースは改質器に連結されることになるが、改質器周辺が非常に高温となるため、耐熱性が要求されるようになる。さらに、ガソリンと比較してエネルギー密度が若干低いため、流量を稼ぐことからメタノールの供給圧を上げる可能性を有しており、このことからホースの耐圧性が要求されるようになる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、燃料としてメタノールを用いた場合のメタノール耐透過性、耐メタノール性、メタノール無抽出性、耐水性、耐熱性、耐圧性等に優れた燃料輸送用ホース装置の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の燃料輸送用ホース装置は、少なくとも最内層がメタノール耐透過性樹脂からなるホース本体と、このホース本体の少なくとも一方の端部に取り付けられるクイックコネクタとを備えた燃料輸送用ホース装置であって、上記クイックコネクタは、略筒状のハウジング部と２個一組のＯリングとからなり、上記ハウジング部は、その一端側が上記ホース本体内部に挿入される挿入部に形成されているとともに、他端側が締結対象部材を内部に収容する収容部に形成されていてメタノール耐透過性材料で構成されており、上記２個一組のＯリングのうち第１のＯリングはフッ素ゴムおよびエチレン−プロピレンゴムの少なくとも一方で構成されて上記収容部内のホース挿入部側内周面に取り付けられ、上記２個一組のＯリングのうち第２のＯリングはブチルゴムで構成されて上記収容部内の出口側内周面に取り付けられているという構成をとる。
【０００７】
すなわち、本発明者は、メタノールを燃料として用いた場合における、メタノール耐透過性、耐メタノール性、耐メタノール無抽出性、耐水性、耐熱性および耐圧性に優れた燃料輸送用ホースについて検討を重ねるとともに、このようなホースに取り付けられ各機関に接続するコネクタ自身についても鋭意検討を重ねた。その結果、少なくとも最内層がメタノール耐透過性樹脂からなるホース本体とし、このホース本体端部の少なくとも一方に取り付けられるクイックコネクタが、ハウジング部をメタノール耐透過性材料で形成するとともに、上記クイックコネクタの収容部内のホース挿入部側内周面にフッ素ゴムおよびエチレン−プロピレンゴムの少なくとも一方からなる第１のＯリングを、また上記収容部内の出口側内周面にブチルゴムからなる第２のＯリングをそれぞれ取り付けた構成とすると、ホース本体およびクイックコネクタの双方とも優れたメタノール耐透過性、耐メタノール性、耐メタノール無抽出性、耐水性を示し、またクイックコネクタの収容部内に互いに異なる材質の２個のＯリングを設けることからホースとクイックコネクタ接続部分においてもメタノールに対する耐性を有し、しかも高い気密性を有するようになることを見出し本発明に到達した。
【０００８】
そして、上記ハウジング部を構成するメタノール耐透過性材料が、ステンレス鋼であると、メタノール耐透過性が一層向上するようになる。
【０００９】
また、上記第１のＯリングが、酸化亜鉛を用いない過酸化物加硫によるエチレン−プロピレンゴムによって形成されたものであると、メタノールによる亜鉛の抽出が生起せず、改質器が抽出物による被毒を被り性能が低下するような問題の発生を抑制することができる。
【００１０】
そして、上記第１のＯリングが、フッ素含有率６９重量％以上の３元系フッ素ゴムによって形成されたものであると、フッ素ゴム（ＦＫＭ）のメタノールによる膨潤が抑制され、優れたシール性を安定的に確保することができるとともに、ＦＫＭの持つ優れた抽出性により改質器の被毒を抑制することができる。
【００１１】
また、上記ホース本体を構成するメタノール耐透過性樹脂が、フッ素樹脂であると、メタノール耐透過性等の性能バランスが一層向上するようになる。
【００１２】
さらに、上記ホース本体が、最内層が導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、中間層が非導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、かつ、最外層がポリアミドからなる３層構造のホースであると、メタノールが流動する際に発生する静電気によって引き起こされる懸念のある問題をすみやかに回避することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１４】
本発明の燃料輸送用ホース装置は、例えば、図１に示すように、最内層１と中間層２と最外層３からなる３層構造のホース本体４と、このホース本体４の少なくとも一方の端部に取り付けられるクイックコネクタ５とを備えた構成からなる。
【００１５】
上記ホース本体４としては、最内層１がメタノール耐透過性樹脂によって形成されていれば形状および層構造として特に限定するものではなく直線形状はもちろん、曲がり形状や蛇腹形状であってもよく、また単層構造であっても２層以上の多層構造であってもよい。このようなホース本体４の一例として、図１および図２に示すように、最内層１，中間層２および最外層３からなる３層構造のホースがあげられる。
【００１６】
上記最内層形成材料としては、メタノール耐透過性を有するものであれば特に限定するものではなく各種高分子材料が用いられる。具体的には、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）等の各種フッ素樹脂、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等があげられる。なかでも、導電性ＥＴＦＥが好ましく用いられる。上記導電性ＥＴＦＥは、ＥＴＦＥに導電材料を配合することにより得られる。
【００１７】
上記導電材料としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト等があげられる。
【００１８】
上記のような導電性ＥＴＦＥにより形成された最内層の電気特性としては、表面固有抵抗が１０6 Ω以下に設定されることが好ましい。
【００１９】
上記中間層形成材料としては、特に限定するものではなく各種高分子材料が用いられる。具体的には、上記最内層形成材料と同様、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ等の各種フッ素樹脂、ＰＢＮ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ等があげられる。なかでも、最内層が導電性ＥＴＦＥの場合は、ＥＴＦＥが好ましく用いられる。
【００２０】
上記中間層形成材料である非導電性のＥＴＦＥは、上記最内層形成材料で用いられるＥＴＦＥと同様のものであり、導電材料が配合されていないものである。
【００２１】
上記最外層形成材料としては、特に限定するものではなく各種高分子材料が用いられる。具体的には、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン１１（ＰＡ１１）、ナイロン１２（ＰＡ１２）、ナイロン６（ＰＡ６）、ナイロン６１２（ＰＡ６１２）等があげられる。なかでも、ホース強度、コスト面、柔軟性等を考慮してＰＡ１２を用いることが好ましい。
【００２２】
本発明の燃料輸送用ホース装置におけるホース本体は、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、最内層形成材料の導電性ＥＴＦＥと、中間層形成材料のＥＴＦＥを同時に押し出し、適宜に接着処理を施した後、最外層形成材料のＰＡを押し出すことにより、目的とする３層構造のホース本体を作製することができる。
【００２３】
なお、上記ホース本体は、先に述べたように、３層構造に限定されるものではなく、少なくとも最内層がメタノール耐透過性樹脂から形成されていればよく、例えば、上記メタノール耐透過性樹脂で構成された単層構造であってもよいし、２層構造あるいは４層以上の多層構造または各層間に接着層を設けた構造であっても差し支えない。
【００２４】
上記ホース本体の内径は、燃料輸送用ホースとしての用途を考慮すると、通常、４〜５０ｍｍに設定される。従って外径も内径を考慮した場合、通常、５〜６０ｍｍに設定される。また、最内層は０．１ｍｍ以上の厚みに設定することが好ましい。
【００２５】
つぎに、上記ホース本体の少なくとも一方の端部に挿入し取り付けられるクイックコネクタ５は、図１に示すように、上記ホース本体４内部に挿入される挿入部６と締結対象部材を内部に収容する収容部７が形成されたメタノール耐透過性材料製のハウジング部８と、上記収容部７内のホース挿入部６側内周面に取り付けられた第１のＯリング９と、上記収容部７内の出口側内周面に取り付けられた第２のＯリング１０とからなる。図１において、１１は上記第１のＯリング９と第２のＯリング１０との間に設けられたスペーサーである。
【００２６】
上記クイックコネクタ５のハウジング部８は、耐蝕性およびメタノール耐透過性を備えた材料で形成されるものであり、ステンレス鋼を用いて形成されることが好ましい。
【００２７】
上記ステンレス鋼としては、特に限定するものではないが各種ＳＵＳ材、例えば、ＳＵＳ３０４材、ＳＵＳ３１６材がより好ましく用いられる。
【００２８】
上記収容部７内のホース挿入部６側内周面に取り付けられる第１のＯリング９形成材料としては、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレン−プレピレンゴム（ＥＰＭ）が用いられる。上記ＥＰＭにはエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）が含まれる。特に好ましいのは、酸化亜鉛を用いない過酸化物加硫によるＥＰＤＭ（ＥＰＭ）で、あるいはフッ素含有率６９重量％以上の３元系フッ素ゴム（ＦＫＭ）で第１のＯリング９が形成されていることである。
【００２９】
また、上記収容部７内の出口側内周面に取り付けられる第２のＯリング１０形成材料としては、塩化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）等のブチルゴム（ＩＩＲ）があげられる。
【００３０】
なお、上記第１および第２のＯリング９，１０形成材料となるゴム材料には、抽出性を悪化させないものに限り、補強剤、加硫剤、加硫助剤等を必要に応じて適宜配合しても差し支えない。
【００３１】
上記補強剤としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボン等があげられる。
【００３２】
上記加硫剤としては、有機過酸化物等があげられる。なお、先に述べたように、第１のＯリング形成材料には、メタノール無抽出性という観点から、金属イオンが析出しないことが好ましく、酸化亜鉛を用いない過酸化物による加硫方法が好ましい。このような過酸化物加硫に用いられる過酸化物としては、具体的には、ジアルキルパーオキサイド系があげられ、例えば、ジクミルパーオキサイド等があげられる。
【００３３】
本発明の燃料輸送用ホース装置におけるクイックコネクタは、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、ハウジング部形成材料がＳＵＳのようなステンレス綱の場合は、ＳＵＳ管の拡管製法によりハウジング部が作製される。また、第１および第２のＯリングを上記各形成材料を用い従来公知の方法により作製する。
【００３４】
上記ハウジング部の大きさは、挿入部に挿入し取り付けられるホース本体の内径および収容部に収容されるパイプの外径等により適宜設定される。
【００３５】
つぎに、上記のようにして作製されたハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリングを、またハウジング部の収容部出口側内周面に第２のＯリングをそれぞれ取り付けることによりクイックコネクタが得られる（図１参照）。
【００３６】
そして、本発明の燃料輸送用ホース装置は、前記のようにして得られたホース本体の少なくとも一端部に、クイックコネクタのホース挿入部を挿入し取り付けることにより得られる（図１参照）。
【００３７】
上記ホース本体とクイックコネクタとの挿入締結方法としては、上記ホースの緊迫力を用いた圧入作業により行われる。さらに、必要に応じてホース本体とクイックコネクタとの間にＯリング、弾性コーティング材を用いることもできる。
【００３８】
上記Ｏリング形成材料としては、先に述べた第１のＯリング形成材料と同様のものを用いることが好ましい。
【００３９】
上記弾性コーティング材としては、第１のＯリング形成材料であるゴム材料が可溶な溶剤を用いて作製したゴムのりを用いることが好ましい。
【００４０】
上記燃料輸送用ホース装置では、ホース本体の一端にクイックコネクタが取り付けられているが、本発明でホース本体の少なくとも一端にクイックコネクタが取り付けられていればよく、ホース本体の両端にそれぞれクイックコネクタが取り付けられていてもよい。そして、メタノール耐透過性および低コスト化を考慮した場合、ホース本体の一端にクイックコネクタが取り付けられ、他端は締結対象部材のパイプに直接圧入して接続することもできる。ホース本体を直接パイプに圧入する際には、上記ホース本体にクイックコネクタを取り付ける場合と同様、ホース本体とパイプとの間にＯリング、弾性コーティング材を用いることもできる。上記Ｏリング、弾性コーティング材の各材料としては、上記と同様のものが用いられる。
【００４１】
そして、このような燃料輸送用ホース装置は、つぎのような態様にて用いられる。すなわち、図３に示すように、上記燃料輸送用ホース装置の収容部７内にパイプ２０が挿入され、ホース本体４とパイプ２０とがクイックコネクタ５を介して接続される。図３において、２１はパイプ２０に設けられたブッシュであり、ハウジング部８の収容部７内の内径の絞り口部分に接触させてパイプ２０の挿入完了の目安となる。また、パイプ２０端部の外周に設けられたリテーナー２２によりパイプ２０がハウジング部８の収容部７内に挿入固定される。
【００４２】
このようにして得られる本発明の燃料輸送用ホース装置は、例えば、ガソリンの代替燃料として検討されているメタノールを燃料とする燃料電池自動車の燃料輸送用ホースとして、メタノール貯蔵用タンクと改質器との接続に好適に用いられる。
【００４３】
より具体的には、燃料供給ライン、リターンライン、ベーパーライン、給油口接続ライン等の温度、圧力、液あるいは蒸気の異なるそれぞれのラインでの連結用途に用いられる。
【００４４】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４５】
【実施例１】
〔ホース本体の作製〕
最内層形成材料の導電性ＥＴＦＥ（旭硝子社製、アフロン ＣＯＰ ＣＢ）および中間層形成材料のＥＴＦＥ（旭硝子社製、アフロン ＣＯＰ Ｃ）を準備し、これらを２層同時押出しし、その中間層表面を接着処理を施した。さらに、この中間層上に最外層形成材料であるＰＡ１２（宇部興産社製、ウベスタ）を押出しして３層構造のホース本体（内径６ｍｍ、厚み１ｍｍ）を作製した。
【００４６】
上記最内層および中間層の各形成材料を共押出成形機により押し出し、最内層（内径６ｍｍ、厚み０．１ｍｍ）および中間層（厚み０．１ｍｍ）を形成した。つぎに、上記最外層形成材料を上記と同様にして押し出し、最内層、中間層および最外層（厚み０．８ｍｍ）からなる３層構造のホース本体（図２参照）（外径８ｍｍ）を作製した。
【００４７】
〔クイックコネクタの作製〕
ＳＵＳ３０４材の管を用い拡管によりハウジング部を作製した。一方、三元系ＦＫＭ（ダイキン工業社製、ダイエルＧ９０１）を用い第１のＯリングをプレス加工により作製するとともに、ＩＩＲ（ＪＳＲ社製、ブチル３６５）を用い第２のＯリングを作製した。そして、上記ハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を、また上記収容部内の出口側内周面に第２のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を取り付けることにより図１に示すクイックコネクタを作製した。
【００４８】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
上記ホース本体の両端内部に上記クイックコネクタのホース挿入部をそれぞれ挿入しクイックコネクタを各々取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００４９】
【実施例２】
〔ホース本体の作製〕
上記実施例１と同様のホース本体を作製した。
【００５０】
〔クイックコネクタの作製〕
ＳＵＳ３０４材の管を用い拡管によりハウジング部を作製した。一方、ＥＰＤＭ（住友化学社製、エスプレン５５３）を用い第１のＯリングをプレス加工により作製するとともに、ブチルゴムを用い第２のＯリングを作製した。そして、上記ハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を、また上記収容部内の出口側内周面に第２のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を取り付けることにより図１に示すクイックコネクタを作製した。
【００５１】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
弾性コーティング材を用いた上記ホース本体の両端内部に上記クイックコネクタのホース挿入部を挿入し取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００５２】
【実施例３】
〔ホース本体の作製〕
ＰＢＮ（東洋紡社製、ペルプレンＰＢ５１０）を準備し、このＰＢＮを押出成形機により押し出し一層構造のホース本体（内径６ｍｍ、厚み１ｍｍ）を作製した。
【００５３】
〔クイックコネクタの作製〕
ＳＵＳ３０４材の管を用い拡管によりハウジング部を作製した。一方、三元系ＦＫＭを用い第１のＯリングをプレス加工により作製するとともに、ブチルゴムを用い第２のＯリングを作製した。そして、上記ハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を、また上記収容部内の出口側内周面に第２のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を取り付けることにより図１に示すクイックコネクタを作製した。
【００５４】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
弾性コーティング材を用いた上記ホース本体の両端内部に上記クイックコネクタのホース挿入部を挿入し取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００５５】
【比較例１】
〔ホース本体の作製〕
上記実施例１と同様のホース本体を作製した。
【００５６】
〔クイックコネクタの作製〕
ＰＡ１２（ヒュルス社製、ＶＥＳＴＡＭＩＤＬ１８３３）を用いインジェクション成形によりハウジング部を作製した。一方、二元系ＦＫＭ（ダイキン工業社製、ダイエルＤＣ２２７０）を用い第１のＯリングをプレス製法により作製するとともに、フッ素含有シリコン系ゴム（ＦＶＭＱ）（信越化学社製、ＦＥ２５１Ｋ−ｕ）を用い第２のＯリングを作製した。そして、上記ハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を、また上記収容部内の出口側内周面に第２のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を取り付けることにより図１に示すクイックコネクタを作製した。
【００５７】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
上記ホース本体を用い、このホース本体の両端内部に上記クイックコネクタのホース挿入部をそれぞれ挿入しクイックコネクタを各々取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００５８】
【比較例２】
ＰＡ１１（アトフィナ・ジャパン社製、ＢＥＳＮ ＢＬＡＣＫ Ｐ２０ＴＬ）を準備し、このＰＡ１１を押出成形機により押し出し一層構造のホース本体（内径６ｍｍ、厚み１ｍｍ）を作製した。
【００５９】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
上記ホース本体の両端内部に比較例１で作製したクイックコネクタのホース挿入部をそれぞれ挿入しクイックコネクタを各々取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００６０】
【比較例３】
〔ホース本体の作製〕
まず、３元系ＦＫＭおよびアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を準備し押出成形機により２層同時押し出しにより、最内層（内径７．５ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）と中間層（厚み１．０ｍｍ）を形成した。ついで、中間層の外周にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製補強糸を巻回した後、さらにヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）を用いて押出成形機により最外層（厚み１．３ｍｍ）を形成した。つぎに、全体を加熱（１６０℃×６０分）することにより最内層、中間層、補強糸層および最外層からなるホース本体（外径１３．５ｍｍ）を作製した。
【００６１】
そして、上記ホース本体の両端内部にそれぞれパイプ（外径８ｍｍ）を挿入し金具により加締めて連結した。
【００６２】
このようにして得られた実施例および比較例について、柔軟性、メタノール耐透過性、耐メタノール性、耐水性、メタノール無抽出性、耐圧性、耐熱性の各特性について下記の方法に従って測定し評価した。これらの結果を後記の表１〜表２に併せて示す。
【００６３】
〔柔軟性〕
直径２００ｍｍの管状の筒（マンドル）に得られた各ホースを巻きつけ、その巻きつけ度合いによりつぎのような評価を行った。すなわち、全く問題が無かったものを◎、やや抵抗はあるが問題が無かったものを○、抵抗はあるがキンク（屈折）しなかったものを△、キンク（屈折）したものを×とした。
【００６４】
〔メタノール耐透過性〕
ＳＨＥＤ ＤＢＬパターン（米国カリフォルニア州ガソリン透過規制）により１００％メタノールを封入し、ホース本体およびクイックコネクタを透過するメタノールの量をそれぞれ測定した。そして、１本当たり〔ホース部分１ｍ（液接触長さ）とホース両端の締結部分〕のメタノール透過量が１０ｍｇ／本／ｄａｙ以下を目標とし、ホース本体およびクイックコネクタそれぞれ１０ｍｇ／本／ｄａｙ以下を○、１０ｍｇ／本／ｄａｙを超えると×として評価した。
【００６５】
〔耐メタノール性〕
メタノールを封入し４０℃で２４０時間放置した。そして、ホース本体およびコネクタに硬化や軟化劣化等の著しい物性の低下および外観異常を目視により確認した。その結果、異常が無かったものを○、異常が確認されたものを×として評価した。
【００６６】
〔耐水性〕
純水を封入し１２０℃で１６８時間放置した。そして、ホース本体およびコネクタに硬化や軟化劣化等の著しい物性の低下を目視により確認した。その結果、異常が無かったものを○、異常が確認されたものを×として評価した。
【００６７】
〔メタノール無抽出性〕
純水を封入し１２０℃で１６８時間放置した。そして、放置後封入した水をサンプリングして各種分析機器（イオンクロマトグラフィ，蛍光Ｘ線，ガスクロマトグラフィ）により分析を行った。その結果、抽出物量が１重量％以下で、かつ抽出物（金属イオン、硫黄化合物等の不純物）が１ｐｐｍ以下のものを○、抽出物量が１重量％を超え、抽出物（金属イオン、硫黄化合物等の不純物）が１ｐｐｍを超えたものを×として評価した。
【００６８】
〔耐圧性〕
装置内に水を圧力３ＭＰａにて流した。その結果、水の洩れや破裂が生じなかったものを○、水の洩れや破裂が生じたものを×として評価した。
【００６９】
〔耐熱性〕
装置を１２０℃で３６０時間放置した後、これに水を圧力３ＭＰａにて流した。その結果、水の洩れや破裂が生じなかったものを○、水の洩れや破裂が生じたものを×として評価した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
上記表１および表２の結果、実施例品は良好な柔軟性を示し、ホース本体およびクイックコネクタの双方ともメタノール耐透過性に優れ、耐メタノール性、メタノール無抽出性に関しても優れた結果が得られたことがわかる。さらに耐水性、耐圧性、耐熱性に関しても優れた結果が得られた。
【００７３】
これに対して、比較例１品はクイックコネクタがメタノール耐透過性材料ではないＰＡ１２から形成されているため、クイックコネクタがメタノール耐透過性に劣る結果となった。また、比較例２品はホース本体およびクイックコネクタの双方ともメタノール耐透過性材料ではないＰＡ１１から形成されているため、ホース本体およびクイックコネクタがメタノール耐透過性に劣る結果となった。さらに、耐水性、メタノール無抽出性に関しても劣る結果となった。そして、比較例３品はホース本体がメタノール耐透過性材料ではない形成材料により形成されているため、ホース本体がメタノール耐透過性に劣る結果となった。また、耐水性，メタノール無抽出性に関して劣る結果となった。
【００７４】
つぎに、上記実施例品および比較例のホース本体の最内層部分に関して、下記の方法に従って体積固有抵抗を測定した。その結果、最内層形成材料として導電剤を配合した実施例１，２品および比較例１品に関しては良好な結果が得られた。これに対して、導電剤を配合しなかった実施例３，４品および比較例２，３品に関しては劣る結果となった。
【００７５】
〔体積固有抵抗〕
ホース本体の最内層部分の体積固有抵抗をＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて、印加電圧１００Ｖで測定した。その結果、体積固有抵抗が１０6 Ω・ｃｍ以下のものを良好であると、また１０6 Ω・ｃｍを超えたものを劣るものであると評価した。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の燃料輸送用ホース装置は、少なくとも最内層がメタノール耐透過性樹脂からなるホース本体と、このホース本体の少なくとも一方の端部に取り付けられる略筒状のクイックコネクタを備えている。そして、上記クイックコネクタは、ハウジング部をメタノール耐透過性材料で形成するとともに、ハウジング部の締結対象部材収容部内のホース挿入部側内周面にフッ素ゴムおよびエチレン−プロピレンゴムの少なくとも一方からなる第１のＯリングが、また上記収容部内の出口側内周面にブチルゴムからなる第２のＯリングがそれぞれ取り付けられている。このため、ホース本体およびクイックコネクタの双方とも優れたメタノール耐透過性、耐メタノール性、メタノール無抽出性、耐水性を示し、しかもクイックコネクタの収容部内に２種類のＯリングを設けることからホースとクイックコネクタ接続部分においてもメタノールに対する耐性を有し、しかも高い気密性を有するようになり所期の目的が達成されることを見出し本発明に到達した。
【００７７】
そして、上記ハウジング部を構成するメタノール耐透過性材料が、ステンレス鋼であると、メタノール耐透過性が一層向上するようになる。
【００７８】
また、上記第１のＯリングが、酸化亜鉛を用いない過酸化物加硫によるエチレン−プロピレンゴムによって形成されたものであると、メタノールによる亜鉛の抽出が生起せず、改質器が抽出物による被毒を被り性能が低下するような問題の発生を抑制することができる。
【００７９】
そして、上記第１のＯリングが、フッ素含有率６９重量％以上の３元系フッ素ゴムによって形成されたものであると、フッ素ゴム（ＦＫＭ）のメタノールによる膨潤が抑制され、優れたシール性を安定的に確保することができるとともに、ＦＫＭの持つ優れた抽出性により改質器の被毒を抑制することができる。
【００８０】
また、上記ホース本体を構成するメタノール耐透過性樹脂が、フッ素樹脂であると、メタノール耐透過性が一層向上するようになる。
【００８１】
さらに、上記ホース本体が、最内層が導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、中間層が非導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、かつ、最外層がポリアミドからなる３層構造のホースであると、メタノールが流動する際に発生する静電気によって引き起こされる懸念のある問題をすみやかに回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料輸送用ホース装置の一例を示す模式図（一部断面）である。
【図２】本発明の燃料輸送用ホース装置のホース本体の一例を示す断面斜視図である。
【図３】本発明の燃料輸送用ホース装置にパイプを連結した状態を示す模式図（一部断面）である。
【図４】メタノールを燃料とする燃料電池自動車のメタノール供給システムを示す模式図である。
【符号の説明】
１ 最内層
２ 中間層
３ 最外層
４ ホース本体
５ クイックコネクタ
６ 挿入部
７ 収容部
８ ハウジング部
９ 第１のＯリング
１０ 第２のＯリング
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料輸送用ホース装置に関するものであり、詳しくはメタノール燃料の輸送用に用いられるホースとコネクタとからなる燃料輸送用ホース装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題や石油の枯渇問題により、次世代車両として燃料電池自動車の開発が盛んに進められている。その燃料電池自動車の最終燃料には水素ガスが用いられるが、気体でありハンドリングの問題、インフラの整備上の問題より、液体燃料を車載上で水素ガスに改質し、水素ガスを発生するシステムが検討されている。その液体燃料として水素ガスに改質が比較的容易なメタノールが主に検討されている。上記メタノールを燃料として使用するシステムは、例えば、図４に示すように、メタノール貯蔵用タンク１５から燃料ホース１６を通じてメタノールは改質器１７に送られ、この改質器１７によって改質された水素ガスが燃料電池スタック１８に送られ発電に供せられるというシステムである。また、排ガスがよりクリーンなガソリンの代替燃料としても上記メタノールが検討され、一部実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般のガソリン用の燃料輸送用ホースをメタノール燃料に使用すると、メタノールはガソリンに比べて透過性が高くホースからのメタノールの透過が著しく大きくなる。現在、環境問題より米国のカリフォルニア州では自動車からのＨＣ（Hydro Carbon：炭化水素ガス）の排出規制があり、今後さらに厳しくなる状況にある。また、国内、欧州においても同様のＨＣ排出の規制が実施され始めており、ホースからのメタノールの透過は大きな問題となり、その透過量を抑える必要がある。さらに、メタノールの透過問題は燃料輸送用ホースのみにとどまらず、メタノール貯蔵用タンクとホースとの結合部分やホースと改質器との結合部分に対しても上記のようなメタノールの透過に起因した問題が懸念されている。
【０００４】
さらに、このようなメタノール耐透過性の要求に加えて、つぎのような特性が要求されている。すなわち、ガソリンとメタノールとではその極性の違いからメタノールはホースに対して膨潤が大きく、ホースの劣化が促進されるようになる。また、ホース形成材料からの抽出が著しくなり抽出物による目詰まり等の不具合や、抽出物がメタノールとともに改質器に送られ抽出物の被毒をうけ改質器の性能の低下を引き起こす等の問題が懸念されており、優れた耐メタノール性およびメタノール無抽出性が要求される。また、メタノールは親水性を示すために、水の混入量が大幅に増加する可能性が大きく、ホースの耐水性が要求されている。そして、上記のようにメタノールを燃料とする場合燃料輸送用ホースは改質器に連結されることになるが、改質器周辺が非常に高温となるため、耐熱性が要求されるようになる。さらに、ガソリンと比較してエネルギー密度が若干低いため、流量を稼ぐことからメタノールの供給圧を上げる可能性を有しており、このことからホースの耐圧性が要求されるようになる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、燃料としてメタノールを用いた場合のメタノール耐透過性、耐メタノール性、メタノール無抽出性、耐水性、耐熱性、耐圧性等に優れた燃料輸送用ホース装置の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の燃料輸送用ホース装置は、少なくとも最内層がメタノール耐透過性樹脂からなるホース本体と、このホース本体の少なくとも一方の端部に取り付けられるクイックコネクタとを備えた燃料輸送用ホース装置であって、上記クイックコネクタは、略筒状のハウジング部と２個一組のＯリングとからなり、上記ハウジング部は、その一端側が上記ホース本体内部に挿入される挿入部に形成されているとともに、他端側が締結対象部材を内部に収容する収容部に形成されていてメタノール耐透過性材料で構成されており、上記２個一組のＯリングのうち第１のＯリングはフッ素ゴムおよびエチレン−プロピレンゴムの少なくとも一方で構成されて上記収容部内のホース挿入部側内周面に取り付けられ、上記２個一組のＯリングのうち第２のＯリングはブチルゴムで構成されて上記収容部内の出口側内周面に取り付けられているという構成をとる。
【０００７】
すなわち、本発明者は、メタノールを燃料として用いた場合における、メタノール耐透過性、耐メタノール性、耐メタノール無抽出性、耐水性、耐熱性および耐圧性に優れた燃料輸送用ホースについて検討を重ねるとともに、このようなホースに取り付けられ各機関に接続するコネクタ自身についても鋭意検討を重ねた。その結果、少なくとも最内層がメタノール耐透過性樹脂からなるホース本体とし、このホース本体端部の少なくとも一方に取り付けられるクイックコネクタが、ハウジング部をメタノール耐透過性材料で形成するとともに、上記クイックコネクタの収容部内のホース挿入部側内周面にフッ素ゴムおよびエチレン−プロピレンゴムの少なくとも一方からなる第１のＯリングを、また上記収容部内の出口側内周面にブチルゴムからなる第２のＯリングをそれぞれ取り付けた構成とすると、ホース本体およびクイックコネクタの双方とも優れたメタノール耐透過性、耐メタノール性、耐メタノール無抽出性、耐水性を示し、またクイックコネクタの収容部内に互いに異なる材質の２個のＯリングを設けることからホースとクイックコネクタ接続部分においてもメタノールに対する耐性を有し、しかも高い気密性を有するようになることを見出し本発明に到達した。
【０００８】
そして、上記ハウジング部を構成するメタノール耐透過性材料が、ステンレス鋼であると、メタノール耐透過性が一層向上するようになる。
【０００９】
また、上記第１のＯリングが、酸化亜鉛を用いない過酸化物加硫によるエチレン−プロピレンゴムによって形成されたものであると、メタノールによる亜鉛の抽出が生起せず、改質器が抽出物による被毒を被り性能が低下するような問題の発生を抑制することができる。
【００１０】
そして、上記第１のＯリングが、フッ素含有率６９重量％以上の３元系フッ素ゴムによって形成されたものであると、フッ素ゴム（ＦＫＭ）のメタノールによる膨潤が抑制され、優れたシール性を安定的に確保することができるとともに、ＦＫＭの持つ優れた抽出性により改質器の被毒を抑制することができる。
【００１１】
また、上記ホース本体を構成するメタノール耐透過性樹脂が、フッ素樹脂であると、メタノール耐透過性等の性能バランスが一層向上するようになる。
【００１２】
さらに、上記ホース本体が、最内層が導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、中間層が非導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、かつ、最外層がポリアミドからなる３層構造のホースであると、メタノールが流動する際に発生する静電気によって引き起こされる懸念のある問題をすみやかに回避することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１４】
本発明の燃料輸送用ホース装置は、例えば、図１に示すように、最内層１と中間層２と最外層３からなる３層構造のホース本体４と、このホース本体４の少なくとも一方の端部に取り付けられるクイックコネクタ５とを備えた構成からなる。
【００１５】
上記ホース本体４としては、最内層１がメタノール耐透過性樹脂によって形成されていれば形状および層構造として特に限定するものではなく直線形状はもちろん、曲がり形状や蛇腹形状であってもよく、また単層構造であっても２層以上の多層構造であってもよい。このようなホース本体４の一例として、図１および図２に示すように、最内層１，中間層２および最外層３からなる３層構造のホースがあげられる。
【００１６】
上記最内層形成材料としては、メタノール耐透過性を有するものであれば特に限定するものではなく各種高分子材料が用いられる。具体的には、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）等の各種フッ素樹脂、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等があげられる。なかでも、導電性ＥＴＦＥが好ましく用いられる。上記導電性ＥＴＦＥは、ＥＴＦＥに導電材料を配合することにより得られる。
【００１７】
上記導電材料としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト等があげられる。
【００１８】
上記のような導電性ＥＴＦＥにより形成された最内層の電気特性としては、表面固有抵抗が１０6 Ω以下に設定されることが好ましい。
【００１９】
上記中間層形成材料としては、特に限定するものではなく各種高分子材料が用いられる。具体的には、上記最内層形成材料と同様、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ等の各種フッ素樹脂、ＰＢＮ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ等があげられる。なかでも、最内層が導電性ＥＴＦＥの場合は、ＥＴＦＥが好ましく用いられる。
【００２０】
上記中間層形成材料である非導電性のＥＴＦＥは、上記最内層形成材料で用いられるＥＴＦＥと同様のものであり、導電材料が配合されていないものである。
【００２１】
上記最外層形成材料としては、特に限定するものではなく各種高分子材料が用いられる。具体的には、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン１１（ＰＡ１１）、ナイロン１２（ＰＡ１２）、ナイロン６（ＰＡ６）、ナイロン６１２（ＰＡ６１２）等があげられる。なかでも、ホース強度、コスト面、柔軟性等を考慮してＰＡ１２を用いることが好ましい。
【００２２】
本発明の燃料輸送用ホース装置におけるホース本体は、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、最内層形成材料の導電性ＥＴＦＥと、中間層形成材料のＥＴＦＥを同時に押し出し、適宜に接着処理を施した後、最外層形成材料のＰＡを押し出すことにより、目的とする３層構造のホース本体を作製することができる。
【００２３】
なお、上記ホース本体は、先に述べたように、３層構造に限定されるものではなく、少なくとも最内層がメタノール耐透過性樹脂から形成されていればよく、例えば、上記メタノール耐透過性樹脂で構成された単層構造であってもよいし、２層構造あるいは４層以上の多層構造または各層間に接着層を設けた構造であっても差し支えない。
【００２４】
上記ホース本体の内径は、燃料輸送用ホースとしての用途を考慮すると、通常、４〜５０ｍｍに設定される。従って外径も内径を考慮した場合、通常、５〜６０ｍｍに設定される。また、最内層は０．１ｍｍ以上の厚みに設定することが好ましい。
【００２５】
つぎに、上記ホース本体の少なくとも一方の端部に挿入し取り付けられるクイックコネクタ５は、図１に示すように、上記ホース本体４内部に挿入される挿入部６と締結対象部材を内部に収容する収容部７が形成されたメタノール耐透過性材料製のハウジング部８と、上記収容部７内のホース挿入部６側内周面に取り付けられた第１のＯリング９と、上記収容部７内の出口側内周面に取り付けられた第２のＯリング１０とからなる。図１において、１１は上記第１のＯリング９と第２のＯリング１０との間に設けられたスペーサーである。
【００２６】
上記クイックコネクタ５のハウジング部８は、耐蝕性およびメタノール耐透過性を備えた材料で形成されるものであり、ステンレス鋼を用いて形成されることが好ましい。
【００２７】
上記ステンレス鋼としては、特に限定するものではないが各種ＳＵＳ材、例えば、ＳＵＳ３０４材、ＳＵＳ３１６材がより好ましく用いられる。
【００２８】
上記収容部７内のホース挿入部６側内周面に取り付けられる第１のＯリング９形成材料としては、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレン−プレピレンゴム（ＥＰＭ）が用いられる。上記ＥＰＭにはエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）が含まれる。特に好ましいのは、酸化亜鉛を用いない過酸化物加硫によるＥＰＤＭ（ＥＰＭ）で、あるいはフッ素含有率６９重量％以上の３元系フッ素ゴム（ＦＫＭ）で第１のＯリング９が形成されていることである。
【００２９】
また、上記収容部７内の出口側内周面に取り付けられる第２のＯリング１０形成材料としては、塩化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）等のブチルゴム（ＩＩＲ）があげられる。
【００３０】
なお、上記第１および第２のＯリング９，１０形成材料となるゴム材料には、抽出性を悪化させないものに限り、補強剤、加硫剤、加硫助剤等を必要に応じて適宜配合しても差し支えない。
【００３１】
上記補強剤としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボン等があげられる。
【００３２】
上記加硫剤としては、有機過酸化物等があげられる。なお、先に述べたように、第１のＯリング形成材料には、メタノール無抽出性という観点から、金属イオンが析出しないことが好ましく、酸化亜鉛を用いない過酸化物による加硫方法が好ましい。このような過酸化物加硫に用いられる過酸化物としては、具体的には、ジアルキルパーオキサイド系があげられ、例えば、ジクミルパーオキサイド等があげられる。
【００３３】
本発明の燃料輸送用ホース装置におけるクイックコネクタは、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、ハウジング部形成材料がＳＵＳのようなステンレス綱の場合は、ＳＵＳ管の拡管製法によりハウジング部が作製される。また、第１および第２のＯリングを上記各形成材料を用い従来公知の方法により作製する。
【００３４】
上記ハウジング部の大きさは、挿入部に挿入し取り付けられるホース本体の内径および収容部に収容されるパイプの外径等により適宜設定される。
【００３５】
つぎに、上記のようにして作製されたハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリングを、またハウジング部の収容部出口側内周面に第２のＯリングをそれぞれ取り付けることによりクイックコネクタが得られる（図１参照）。
【００３６】
そして、本発明の燃料輸送用ホース装置は、前記のようにして得られたホース本体の少なくとも一端部に、クイックコネクタのホース挿入部を挿入し取り付けることにより得られる（図１参照）。
【００３７】
上記ホース本体とクイックコネクタとの挿入締結方法としては、上記ホースの緊迫力を用いた圧入作業により行われる。さらに、必要に応じてホース本体とクイックコネクタとの間にＯリング、弾性コーティング材を用いることもできる。
【００３８】
上記Ｏリング形成材料としては、先に述べた第１のＯリング形成材料と同様のものを用いることが好ましい。
【００３９】
上記弾性コーティング材としては、第１のＯリング形成材料であるゴム材料が可溶な溶剤を用いて作製したゴムのりを用いることが好ましい。
【００４０】
上記燃料輸送用ホース装置では、ホース本体の一端にクイックコネクタが取り付けられているが、本発明でホース本体の少なくとも一端にクイックコネクタが取り付けられていればよく、ホース本体の両端にそれぞれクイックコネクタが取り付けられていてもよい。そして、メタノール耐透過性および低コスト化を考慮した場合、ホース本体の一端にクイックコネクタが取り付けられ、他端は締結対象部材のパイプに直接圧入して接続することもできる。ホース本体を直接パイプに圧入する際には、上記ホース本体にクイックコネクタを取り付ける場合と同様、ホース本体とパイプとの間にＯリング、弾性コーティング材を用いることもできる。上記Ｏリング、弾性コーティング材の各材料としては、上記と同様のものが用いられる。
【００４１】
そして、このような燃料輸送用ホース装置は、つぎのような態様にて用いられる。すなわち、図３に示すように、上記燃料輸送用ホース装置の収容部７内にパイプ２０が挿入され、ホース本体４とパイプ２０とがクイックコネクタ５を介して接続される。図３において、２１はパイプ２０に設けられたブッシュであり、ハウジング部８の収容部７内の内径の絞り口部分に接触させてパイプ２０の挿入完了の目安となる。また、パイプ２０端部の外周に設けられたリテーナー２２によりパイプ２０がハウジング部８の収容部７内に挿入固定される。
【００４２】
このようにして得られる本発明の燃料輸送用ホース装置は、例えば、ガソリンの代替燃料として検討されているメタノールを燃料とする燃料電池自動車の燃料輸送用ホースとして、メタノール貯蔵用タンクと改質器との接続に好適に用いられる。
【００４３】
より具体的には、燃料供給ライン、リターンライン、ベーパーライン、給油口接続ライン等の温度、圧力、液あるいは蒸気の異なるそれぞれのラインでの連結用途に用いられる。
【００４４】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４５】
【実施例１】
〔ホース本体の作製〕
最内層形成材料の導電性ＥＴＦＥ（旭硝子社製、アフロン ＣＯＰ ＣＢ）および中間層形成材料のＥＴＦＥ（旭硝子社製、アフロン ＣＯＰ Ｃ）を準備し、これらを２層同時押出しし、その中間層表面を接着処理を施した。さらに、この中間層上に最外層形成材料であるＰＡ１２（宇部興産社製、ウベスタ）を押出しして３層構造のホース本体（内径６ｍｍ、厚み１ｍｍ）を作製した。
【００４６】
上記最内層および中間層の各形成材料を共押出成形機により押し出し、最内層（内径６ｍｍ、厚み０．１ｍｍ）および中間層（厚み０．１ｍｍ）を形成した。つぎに、上記最外層形成材料を上記と同様にして押し出し、最内層、中間層および最外層（厚み０．８ｍｍ）からなる３層構造のホース本体（図２参照）（外径８ｍｍ）を作製した。
【００４７】
〔クイックコネクタの作製〕
ＳＵＳ３０４材の管を用い拡管によりハウジング部を作製した。一方、三元系ＦＫＭ（ダイキン工業社製、ダイエルＧ９０１）を用い第１のＯリングをプレス加工により作製するとともに、ＩＩＲ（ＪＳＲ社製、ブチル３６５）を用い第２のＯリングを作製した。そして、上記ハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を、また上記収容部内の出口側内周面に第２のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を取り付けることにより図１に示すクイックコネクタを作製した。
【００４８】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
上記ホース本体の両端内部に上記クイックコネクタのホース挿入部をそれぞれ挿入しクイックコネクタを各々取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００４９】
【実施例２】
〔ホース本体の作製〕
上記実施例１と同様のホース本体を作製した。
【００５０】
〔クイックコネクタの作製〕
ＳＵＳ３０４材の管を用い拡管によりハウジング部を作製した。一方、ＥＰＤＭ（住友化学社製、エスプレン５５３）を用い第１のＯリングをプレス加工により作製するとともに、ブチルゴムを用い第２のＯリングを作製した。そして、上記ハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を、また上記収容部内の出口側内周面に第２のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を取り付けることにより図１に示すクイックコネクタを作製した。
【００５１】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
弾性コーティング材を用いた上記ホース本体の両端内部に上記クイックコネクタのホース挿入部を挿入し取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００５２】
【実施例３】
〔ホース本体の作製〕
ＰＢＮ（東洋紡社製、ペルプレンＰＢ５１０）を準備し、このＰＢＮを押出成形機により押し出し一層構造のホース本体（内径６ｍｍ、厚み１ｍｍ）を作製した。
【００５３】
〔クイックコネクタの作製〕
ＳＵＳ３０４材の管を用い拡管によりハウジング部を作製した。一方、三元系ＦＫＭを用い第１のＯリングをプレス加工により作製するとともに、ブチルゴムを用い第２のＯリングを作製した。そして、上記ハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を、また上記収容部内の出口側内周面に第２のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を取り付けることにより図１に示すクイックコネクタを作製した。
【００５４】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
弾性コーティング材を用いた上記ホース本体の両端内部に上記クイックコネクタのホース挿入部を挿入し取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００５５】
【比較例１】
〔ホース本体の作製〕
上記実施例１と同様のホース本体を作製した。
【００５６】
〔クイックコネクタの作製〕
ＰＡ１２（ヒュルス社製、ＶＥＳＴＡＭＩＤＬ１８３３）を用いインジェクション成形によりハウジング部を作製した。一方、二元系ＦＫＭ（ダイキン工業社製、ダイエルＤＣ２２７０）を用い第１のＯリングをプレス製法により作製するとともに、フッ素含有シリコン系ゴム（ＦＶＭＱ）（信越化学社製、ＦＥ２５１Ｋ−ｕ）を用い第２のＯリングを作製した。そして、上記ハウジング部の収容部内のホース挿入部側内周面に第１のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を、また上記収容部内の出口側内周面に第２のＯリング（内径７．６５ｍｍ）を取り付けることにより図１に示すクイックコネクタを作製した。
【００５７】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
上記ホース本体を用い、このホース本体の両端内部に上記クイックコネクタのホース挿入部をそれぞれ挿入しクイックコネクタを各々取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００５８】
【比較例２】
ＰＡ１１（アトフィナ・ジャパン社製、ＢＥＳＮ ＢＬＡＣＫ Ｐ２０ＴＬ）を準備し、このＰＡ１１を押出成形機により押し出し一層構造のホース本体（内径６ｍｍ、厚み１ｍｍ）を作製した。
【００５９】
〔燃料輸送用ホース装置の作製〕
上記ホース本体の両端内部に比較例１で作製したクイックコネクタのホース挿入部をそれぞれ挿入しクイックコネクタを各々取り付けることにより燃料輸送用ホース装置を作製した。
【００６０】
【比較例３】
〔ホース本体の作製〕
まず、３元系ＦＫＭおよびアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を準備し押出成形機により２層同時押し出しにより、最内層（内径７．５ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）と中間層（厚み１．０ｍｍ）を形成した。ついで、中間層の外周にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製補強糸を巻回した後、さらにヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）を用いて押出成形機により最外層（厚み１．３ｍｍ）を形成した。つぎに、全体を加熱（１６０℃×６０分）することにより最内層、中間層、補強糸層および最外層からなるホース本体（外径１３．５ｍｍ）を作製した。
【００６１】
そして、上記ホース本体の両端内部にそれぞれパイプ（外径８ｍｍ）を挿入し金具により加締めて連結した。
【００６２】
このようにして得られた実施例および比較例について、柔軟性、メタノール耐透過性、耐メタノール性、耐水性、メタノール無抽出性、耐圧性、耐熱性の各特性について下記の方法に従って測定し評価した。これらの結果を後記の表１〜表２に併せて示す。
【００６３】
〔柔軟性〕
直径２００ｍｍの管状の筒（マンドル）に得られた各ホースを巻きつけ、その巻きつけ度合いによりつぎのような評価を行った。すなわち、全く問題が無かったものを◎、やや抵抗はあるが問題が無かったものを○、抵抗はあるがキンク（屈折）しなかったものを△、キンク（屈折）したものを×とした。
【００６４】
〔メタノール耐透過性〕
ＳＨＥＤ ＤＢＬパターン（米国カリフォルニア州ガソリン透過規制）により１００％メタノールを封入し、ホース本体およびクイックコネクタを透過するメタノールの量をそれぞれ測定した。そして、１本当たり〔ホース部分１ｍ（液接触長さ）とホース両端の締結部分〕のメタノール透過量が１０ｍｇ／本／ｄａｙ以下を目標とし、ホース本体およびクイックコネクタそれぞれ１０ｍｇ／本／ｄａｙ以下を○、１０ｍｇ／本／ｄａｙを超えると×として評価した。
【００６５】
〔耐メタノール性〕
メタノールを封入し４０℃で２４０時間放置した。そして、ホース本体およびコネクタに硬化や軟化劣化等の著しい物性の低下および外観異常を目視により確認した。その結果、異常が無かったものを○、異常が確認されたものを×として評価した。
【００６６】
〔耐水性〕
純水を封入し１２０℃で１６８時間放置した。そして、ホース本体およびコネクタに硬化や軟化劣化等の著しい物性の低下を目視により確認した。その結果、異常が無かったものを○、異常が確認されたものを×として評価した。
【００６７】
〔メタノール無抽出性〕
純水を封入し１２０℃で１６８時間放置した。そして、放置後封入した水をサンプリングして各種分析機器（イオンクロマトグラフィ，蛍光Ｘ線，ガスクロマトグラフィ）により分析を行った。その結果、抽出物量が１重量％以下で、かつ抽出物（金属イオン、硫黄化合物等の不純物）が１ｐｐｍ以下のものを○、抽出物量が１重量％を超え、抽出物（金属イオン、硫黄化合物等の不純物）が１ｐｐｍを超えたものを×として評価した。
【００６８】
〔耐圧性〕
装置内に水を圧力３ＭＰａにて流した。その結果、水の洩れや破裂が生じなかったものを○、水の洩れや破裂が生じたものを×として評価した。
【００６９】
〔耐熱性〕
装置を１２０℃で３６０時間放置した後、これに水を圧力３ＭＰａにて流した。その結果、水の洩れや破裂が生じなかったものを○、水の洩れや破裂が生じたものを×として評価した。
【００７０】
【表１】
【表２】
上記表１および表２の結果、実施例品は良好な柔軟性を示し、ホース本体およびクイックコネクタの双方ともメタノール耐透過性に優れ、耐メタノール性、メタノール無抽出性に関しても優れた結果が得られたことがわかる。さらに耐水性、耐圧性、耐熱性に関しても優れた結果が得られた。
【００７３】
これに対して、比較例１品はクイックコネクタがメタノール耐透過性材料ではないＰＡ１２から形成されているため、クイックコネクタがメタノール耐透過性に劣る結果となった。また、比較例２品はホース本体およびクイックコネクタの双方ともメタノール耐透過性材料ではないＰＡ１１から形成されているため、ホース本体およびクイックコネクタがメタノール耐透過性に劣る結果となった。さらに、耐水性、メタノール無抽出性に関しても劣る結果となった。そして、比較例３品はホース本体がメタノール耐透過性材料ではない形成材料により形成されているため、ホース本体がメタノール耐透過性に劣る結果となった。また、耐水性，メタノール無抽出性に関して劣る結果となった。
【００７４】
つぎに、上記実施例品および比較例のホース本体の最内層部分に関して、下記の方法に従って体積固有抵抗を測定した。その結果、最内層形成材料として導電剤を配合した実施例１，２品および比較例１品に関しては良好な結果が得られた。これに対して、導電剤を配合しなかった実施例３，４品および比較例２，３品に関しては劣る結果となった。
【００７５】
〔体積固有抵抗〕
ホース本体の最内層部分の体積固有抵抗をＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて、印加電圧１００Ｖで測定した。その結果、体積固有抵抗が１０6 Ω・ｃｍ以下のものを良好であると、また１０6 Ω・ｃｍを超えたものを劣るものであると評価した。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の燃料輸送用ホース装置は、少なくとも最内層がメタノール耐透過性樹脂からなるホース本体と、このホース本体の少なくとも一方の端部に取り付けられる略筒状のクイックコネクタを備えている。そして、上記クイックコネクタは、ハウジング部をメタノール耐透過性材料で形成するとともに、ハウジング部の締結対象部材収容部内のホース挿入部側内周面にフッ素ゴムおよびエチレン−プロピレンゴムの少なくとも一方からなる第１のＯリングが、また上記収容部内の出口側内周面にブチルゴムからなる第２のＯリングがそれぞれ取り付けられている。このため、ホース本体およびクイックコネクタの双方とも優れたメタノール耐透過性、耐メタノール性、メタノール無抽出性、耐水性を示し、しかもクイックコネクタの収容部内に２種類のＯリングを設けることからホースとクイックコネクタ接続部分においてもメタノールに対する耐性を有し、しかも高い気密性を有するようになり所期の目的が達成されることを見出し本発明に到達した。
【００７７】
そして、上記ハウジング部を構成するメタノール耐透過性材料が、ステンレス鋼であると、メタノール耐透過性が一層向上するようになる。
【００７８】
また、上記第１のＯリングが、酸化亜鉛を用いない過酸化物加硫によるエチレン−プロピレンゴムによって形成されたものであると、メタノールによる亜鉛の抽出が生起せず、改質器が抽出物による被毒を被り性能が低下するような問題の発生を抑制することができる。
【００７９】
そして、上記第１のＯリングが、フッ素含有率６９重量％以上の３元系フッ素ゴムによって形成されたものであると、フッ素ゴム（ＦＫＭ）のメタノールによる膨潤が抑制され、優れたシール性を安定的に確保することができるとともに、ＦＫＭの持つ優れた抽出性により改質器の被毒を抑制することができる。
【００８０】
また、上記ホース本体を構成するメタノール耐透過性樹脂が、フッ素樹脂であると、メタノール耐透過性が一層向上するようになる。
【００８１】
さらに、上記ホース本体が、最内層が導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、中間層が非導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、かつ、最外層がポリアミドからなる３層構造のホースであると、メタノールが流動する際に発生する静電気によって引き起こされる懸念のある問題をすみやかに回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料輸送用ホース装置の一例を示す模式図（一部断面）である。
【図２】本発明の燃料輸送用ホース装置のホース本体の一例を示す断面斜視図である。
【図３】本発明の燃料輸送用ホース装置にパイプを連結した状態を示す模式図（一部断面）である。
【図４】メタノールを燃料とする燃料電池自動車のメタノール供給システムを示す模式図である。
【符号の説明】
１ 最内層
２ 中間層
３ 最外層
４ ホース本体
５ クイックコネクタ
６ 挿入部
７ 収容部
８ ハウジング部
９ 第１のＯリング
１０ 第２のＯリング
Claims (6)
- 少なくとも最内層がメタノール耐透過性樹脂からなるホース本体と、このホース本体の少なくとも一方の端部に取り付けられるクイックコネクタとを備えた燃料輸送用ホース装置であって、上記クイックコネクタは、略筒状のハウジング部と２個一組のＯリングとからなり、上記ハウジング部は、その一端側が上記ホース本体内部に挿入される挿入部に形成されているとともに、他端側が締結対象部材を内部に収容する収容部に形成されていてメタノール耐透過性材料で構成されており、上記２個一組のＯリングのうち第１のＯリングはフッ素ゴムおよびエチレン−プロピレンゴムの少なくとも一方で構成されて上記収容部内のホース挿入部側内周面に取り付けられ、上記２個一組のＯリングのうち第２のＯリングはブチルゴムで構成されて上記収容部内の出口側内周面に取り付けられていることを特徴とする燃料輸送用ホース装置。
- 上記ハウジング部を構成するメタノール耐透過性材料が、ステンレス鋼である請求項１記載の燃料輸送用ホース装置。
- 上記第１のＯリングが、酸化亜鉛を用いない過酸化物加硫によるエチレン−プロピレンゴムからなる請求項１または２記載の燃料輸送用ホース装置。
- 上記第１のＯリングが、フッ素含有率６９重量％以上の３元系フッ素ゴムからなる請求項１または２記載の燃料輸送用ホース装置。
- 上記ホース本体を構成するメタノール耐透過性樹脂が、フッ素樹脂である請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料輸送用ホース装置。
- 上記ホース本体が３層構造であって、最内層が導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、中間層が非導電性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなり、かつ、最外層がポリアミドからなる請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料輸送用ホース装置。
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