JP4428111B2

JP4428111B2 - 流体輸送用ホースの接続構造

Info

Publication number: JP4428111B2
Application number: JP2004101394A
Authority: JP
Inventors: 一茂坂崎; 幸司日沖
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005282819A; US7267373B2; US20050230971A1

Description

この発明は自動車の燃料輸送用ホース等の接続構造として好適な流体輸送用ホースの接続構造に関する。

自動車の燃料輸送用ホースとして従来、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タ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る。

自動車の燃料輸送用ホースに耐燃料透過性を持たせるため、ゴム等の弾性体から成るホース本体管の内面に、燃料に対して耐透過性を有する硬質の樹脂層を燃料の透過バリア層として積層形成した形態のものが従来提案され、用いられている。
但し耐燃料透過性を有する樹脂層は材質的に硬い層であるため、これをホース本体管の軸端に到るまでその内面に積層形成すると、その内面に金属パイプ等剛性の相手パイプを直接嵌入させるようにすると、相手パイプと燃料輸送用ホース、詳しくはその内面の樹脂層との間のシール性が不十分となり、また相手パイプをホース軸端の開口からその内部に嵌入作業する際に大きな力を必要とし、作業性が悪化する問題を生ずる。

このようなことから、従来図５（Ａ）に示すような接続構造が提案されている（下記特許文献１）。
同図において２００は燃料輸送用ホース（以下単にホースとする）で、２０２はゴムから成るホース本体管、２０４はその内面に積層形成された耐燃料透過性を有する透過バリア層としての硬質の樹脂層である。
ここで樹脂層２０４はホース２００軸端に到るまでホース本体管２０２の内面に積層形成されている。

この接続構造では、図５（Ｂ）に示す剛性の相手パイプ２０８と接続される端部２１２に、耐燃料透過性を有するシールゴム２０６を樹脂層２０４の内面に設け、相手パイプ２０８をかかるシールゴム２０６を介して樹脂層２０４に嵌入させ、互いを嵌め合せるようにしている。
この接続構造では、相手パイプ２０８を直接樹脂層２０４に対して嵌入させる場合に比べてシール性は良好であり、また嵌入作業する際の作業性は改善される。

しかしながらこの接続構造の場合、間にシールゴム２０６が介在するとは言っても、相手パイプ２０８を樹脂層２０４に嵌入させるものであるため、相手パイプ２０８を嵌入作業する際に大きな力を要し、依然としてホース接続の際の接続作業性が十分でないといった問題がある。

下記特許文献２には、この問題点を更に改善した接続構造が開示されている。
図５（Ｂ），（Ｃ）はその具体例を示している。
図５（Ｂ）に示しているようにこの接続構造では、ホース本体管２０２の端部２１２については樹脂層２０４を形成しないで、ホース本体管２０２の内面を露出せしめ、そのホース本体管２０２の内面を直接相手パイプ２０８の外面に弾性接触させるようにしている。

また端部２１２においてはホース本体管２０２の内面に樹脂層２０４を積層形成せず、ホース本体管２０２の内面が直接露出していることから、その部分から内部の燃料がホース本体管２０２を外部に透過して行かないように、樹脂層２０４の先端２０５近傍の内面に環状の凹所２１４を形成して、そこに耐燃料透過性の弾性シール部材２１６を装着し、その弾性シール部材２１６の内面に、相手パイプ２０８を嵌合接触させるようにしている。
ここで弾性シール部材２１６は、相手パイプ２０８を嵌合させる前において環状の凹所２１４から径方向内方に突出しない状態、詳しくは端部２１２の内面から径方向内方に突出しない状態で凹所２１４内に収容されている（図５（Ｃ）参照）。

一方相手パイプ２０８の嵌入側の先端部には環状且つ径方向外方の膨出部２１０が形成されており、この膨出部２１０が、弾性シール部材２１６を径方向外方に弾性圧縮させるようにしてその内部に食い込んでいる。
尚ホース２００の内面には、相手パイプ２０８の先端部に軸方向に当接してその嵌入量を規定する、図中下向き即ち径方向内方への突出部２１８が形成されている。

同図において２２０はクランプ部材であって、ホース本体管２０２の端部２１２はそのクランプ部材２２０により外面から縮径方向に締め付けられ、相手パイプ２０８に固定されている。即ちクランプされている。
ここではクランプ部材２２０は、帯状の締付部材２２２と締付機構２２４とを備えている。

このホースの接続構造では、ホース本体管２０２の端部２１２の内面に樹脂層２０４が形成されていないことから、相手パイプ２０８をホース２００軸端の開口からその内部に嵌入させる際、図５（Ａ）に示すホースの接続構造に比べてその嵌入作業を小さい力でより容易に行うことが可能である。
また端部２１２においては弾性を有するホース本体管２０２の内面が直接相手パイプ２０８の外面と接触する構造であるため、ホース２００と相手パイプ２０８との嵌合部分のシール性を良好となすことができる。

尤も端部２１２においてはホース本体管２０２の内面に樹脂層２０４が形成されておらず、ホース本体管２０２が露出状態であるため、内部の燃料が同部分に達するとそこから燃料がホース本体管２０２を通じて外部に透過する恐れが生ずる。
そこでここでは、相手パイプ２０８の先端部とホース２００との間に耐燃料透過性を有する弾性シール部材２１６を設け、内部の燃料が相手パイプ２０８の外面とホース２００の内面とを通じて端部２１２に達するのを防止している。
これにより端部２１２を通じて内部の燃料が外部に透過するのを良好に防止できる。

しかしながらこのホースの接続構造にあっては、相手パイプ２０８をホース２００軸端の開口からその内部に嵌入させる際、径方向外方の膨出部２１０が硬い樹脂層２０４の先端２０５を通過して図中左方に嵌入しなければならず、その際に大きな抵抗が働いてしまう。
従ってこの接続構造にあっても、相手パイプ２０８を嵌入させる際の嵌入作業性、ひいてはホース接続の際の接続作業性に尚改善の余地のあるものであった。

以上燃料輸送用ホースを例として説明したが、このような問題は輸送流体の透過を防止するために弾性を有するホース本体管の内面に耐透過性を有する樹脂層を積層形成したホースの接続構造において共通して生じる問題である。

特開平８−２９４９７９号公報特開２００２−５４７７９号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、弾性を有するホース本体管の内面に耐透過性を有する樹脂層を積層形成した形態のホースを相手パイプに接続するに際し、良好なシール性を確保するとともに、ホースに対する相手パイプの嵌入作業性，ひいては接続作業性の良好な流体輸送用ホースの接続構造を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、ゴム等の弾性体から成るホース本体管の内面に、輸送流体に対して耐透過性を有するバリア層としての、該ホース本体管よりも硬質の樹脂層を該ホース本体管の端部を除いて積層形成して成る流体輸送用ホースに対し、剛性の相手パイプをホース軸端の開口より前記端部の内面に嵌入させて、該端部をクランプ部材により外面から縮径方向に締め付けてクランプし、前記相手パイプに固定するようになした流体輸送用ホースの接続構造において、前記相手パイプには嵌入側の先端より軸方向に離隔した位置に環状且つ径方向外方の膨出部を形成して、該膨出部を前記樹脂層の先端と前記クランプ部材によるクランプ箇所との間の位置で前記ホース本体管の前記端部の内面に嵌合させるとともに、前記相手パイプの嵌入側の先端と該膨出部との間の軸方向位置において前記樹脂層の内面に形成したリング溝に前記輸送流体に対して耐透過性を有する弾性シールリングを該リング溝から径方向内方に突出する状態で装着して、該弾性シールリングを前記相手パイプの外面にて径方向外方に弾性圧縮せしめ、該相手パイプと樹脂層との間をシールさせるようになしたことを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記流体輸送用ホースが自動車の燃料輸送用ホースであることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、相手パイプの環状の膨出部を嵌入側の先端より軸方向に離隔した位置に設けて、この膨出部を、輸送流体に対して耐透過性を有するバリア層としての樹脂層の先端とクランプ部材によるクランプ箇所との間に位置させて、これをホース本体管の端部内面に嵌合させる一方、相手パイプの嵌入側の先端と膨出部との間の位置において、樹脂層の内面に弾性シールリングを装着し、その弾性シールリングによって、流体輸送用ホースと相手パイプとの間をシールするようになしたものである。

かかる本発明によれば、ホースの接続を行うに際して相手パイプをホース軸端の開口からその内部に嵌入させる際、相手パイプに形成した膨出部を硬質の樹脂層の内部に嵌入させる必要が無いので、抵抗少なく容易に相手パイプをホース内に嵌入させることができる。
これによりホース接続の際の接続作業性を良好となすことができる。

またこの膨出部はクランプ部材による端部のクランプ箇所よりも奥側に位置しているため、ホースに対して抜け力が作用したとき、この膨出部の大きな抜け抵抗によって高い抜け力を与えることができる。即ちホースの抜けを防止することができる。

一方において相手パイプとホース内面との間のシールは、弾性シールリングによって良好に行うことができる。
この弾性シールリングはまた、輸送流体に対して耐透過性を有しているため、内部の輸送流体がこの弾性シールリングを透過して、樹脂層の形成されていないホース本体管の端部内面に達するのが防止され、従って輸送流体が樹脂層の形成されていないホース本体管の端部内面からホース本体管を通じて外部に透過するのも良好に防止される。

即ち本発明は、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すホースの接続構造において、相手パイプに形成された膨出部の果たすシール機能（弾性シール部材２１６と協働してのシール機能）と抜け防止機能のうち、シール機能を弾性シールリング単独で受け持たせ、膨出部と弾性シールリングとでそれぞれ機能を分担させたものである。
そしてこれにより、ホース接続の際の良好な接続作業性と良好なシール性、更には輸送流体の耐透過性の何れも確保することが可能となる。

本発明において、上記膨出部はホース本体管の内面を径方向外方に弾性圧縮させる状態に上記端部の内面に食い込んだ状態となしておくことができる。

本発明はまた、自動車の燃料輸送用ホースに適用して特に好適なものである（請求項２）。

次に本発明を自動車の燃料輸送用ホースの接続構造に適用した場合の実施形態を以下に図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は燃料輸送用ホース（以下単にホースとする）で、１２はその主体を成す弾性体から成るホース本体管、１４はその内面に積層形成された、燃料に対して耐透過性を有するバリア層としての硬質の樹脂層である。
ここで樹脂層１４は、ホース１０の端部１６についてはホース本体管１２の内面に積層形成されておらず、端部１６についてはホース本体管１２の内面が直接露出せしめられている。

１８は接続相手となる金属製の相手パイプで、接続部分が軸方向にストレート形状をなす直管形状とされている。
その外径は端部１６の内径と同等ないしこれより僅かに大きい径とされている。
この相手パイプ１８は、嵌入側の先端が求心方向に湾曲した湾曲部２０とされており、そしてこの先端から軸方向に離隔した位置に径方向外方に環状に膨出する膨出部２２が形成されている。

端部１６は、その外面からクランプ部材２４により縮径方向に締め付けられ、内面を相手パイプ１８の外面に弾性接触させる状態に、かかる相手パイプ１８に対し固定されクランプされている。
ここでクランプ部材２４は、帯状の締付部材２６と締付機構２８とを有している。
尚ホース１０には外面に環状の突出部３０，３２が設けられており、端部１６はこれら突出部３０，３２の間の位置において、クランプ部材２４により縮径方向に締め付けられクランプされている。

このホース１０にはまた、内面に径方向内方の突出部３４が設けられている。
この突出部３４は、相手パイプ１８をホース１０軸端の開口からその内部に嵌入させる際、相手パイプ１８の先端の湾曲部２０に当接してその嵌入量を規定する働きをなす。

相手パイプ１８の上記膨出部２２は、図１（Ｂ）に詳しく示しているようにホース１０との接続状態の下で樹脂層１４の先端３６よりも図中右方、詳しくはその先端３６とクランプ部材２４によるクランプ箇所との間の位置に位置しており、ホース本体管１２を径方向外方に弾性圧縮させる状態にホース本体管１２の内面に食い込んでいる。

一方樹脂層１４の先端３６近傍には、図２（Ｂ）に詳しく示しているように径方向外方に凹陥する環状のリング溝３８が形成されており、そこに図３に示す弾性を有するＯリング（弾性シールリング）４０が装着されている。
ここでＯリング４０は、図２（Ｂ）に示しているように相手パイプ１８を嵌入する前の状態では、その内周側がリング溝３８から径方向内方に突出している。
ここでリング溝３８は端部１６の内面と実質同じ内径を有する箇所に形成されており、従ってＯリング４０は、相手パイプ１８の嵌入前の状態で端部１６の内面よりも径方向内方に突出している。
而してこのＯリング４０は、相手パイプ１８をホース１０軸端の開口からその内部に軸方向に嵌入させたとき、相手パイプ１８の外面によって径方向外方に圧縮変形させられ、その状態で相手パイプ１８の外面とホース１０の内面、詳しくは樹脂層１４の内面との間を良好にシールする。
ここでＯリング４０は、燃料に対して耐透過性を有する材料で構成されている。

本実施形態において、ホース本体管１２としては、例えばフッ素ゴム（ＦＫＭ），アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ），アクリロニトリルブタジエンゴムとポリ塩化ビニルのブレンド材（ＮＢＲ・ＰＶＣ），水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ），エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）等を好適に用いることができる。

また燃料に対する耐透過性の樹脂層１４としては、例えばフッ素樹脂，ポリビニリデンフルオライドやビニリデンフルオライドの共重合体樹脂（例えばビニリデンフルオライドとクロロトリフルオロエチレンの共重合体樹脂）或いはポリエステル樹脂（例えばポリブチレンナフタレート，ポリブチレンテレフタレート）等を好適に用いることができる。

一方燃料に対する耐透過性のＯリング４０としては、例えばＦＫＭ，ＮＢＲ，ＮＢＲ・ＰＶＣ，Ｈ−ＮＢＲ，ＥＣＯ等を好適に用いることができる。

本実施形態にあっては、次のようにして相手パイプ１８とホース１０とを接続することができる。
即ち、図２（Ａ）に示しているようにホース１０に対して相手パイプ１８をホース１０軸端の開口からその内部に嵌入させる。
このとき、相手パイプ１８の先端の湾曲部２０がホース１０の径方向内方の突出部３４に当る位置までこれを内部に嵌入させる。
その際、相手パイプ１８の膨出部２２はホース本体管１２の内面に積層形成された樹脂層１４の先端３６を通過することが無いので、その際に樹脂層１４による大きな嵌入抵抗が働くことは無く、従って小さい力で相手パイプ１８を容易にホース１０内部に円滑に嵌入させることができる。

この相手パイプ１８の嵌入に伴ってホース１０の内面、詳しくは樹脂層１４の内面のリング溝３８に装着保持されていたＯリング４０が、相手パイプ１８の外面によって径方向外方に弾性圧縮させられ、相手パイプ１８の外面と樹脂層１４の内面との間を良好にシールする。
その後、図１に示しているようにホース１０における端部１６を外面からクランプ部材２４にて縮径方向に締め付け、端部１６を相手パイプ１８に固定しクランプする。
このとき膨出部２２は、クランプ部材２４によるクランプ箇所よりも図１中左方に位置している。換言すればこの膨出部２２よりも図中右方位置において、クランプ部材２４により端部１６を縮径方向に締め付け、クランプする。

以上のような本実施形態のホースの接続構造によれば、ホース１０の接続を行うに際して相手パイプ１８をホース１０軸端の開口からその内部に嵌入させる際、相手パイプ１８に形成した膨出部２２を硬質の樹脂層１４の内部に嵌入させる必要が無いので抵抗少なく容易に相手パイプ１８をホース１０内に嵌入させることができる。
これによりホース接続の際の接続作業性を良好となすことができる。

またこの膨出部２２は、クランプ部材２４による端部１６のクランプ箇所よりも奥側に位置しているため、ホース１０に対して抜け力が作用したとき、この膨出部２２の大きな抜け抵抗によって高い抜け力を与えることができる。即ちホース１０の抜け防止を図ることができる。

一方において相手パイプ１８とホース１０内面との間のシールはＯリング４０によって良好に行うことができる。
このＯリング４０はまた燃料に対して耐透過性を有しているため、内部の燃料がこのＯリング４０を透過して、樹脂層１４の形成されていないホース本体管１２の端部１６内面に達するのが防止され、従って燃料が樹脂層１４の形成されていないホース本体管１２の端部１６内面からホース本体管１２を通じて外部に透過するのも良好に防止できる。

即ち本実施形態によれば、ホース接続の際の良好な接続作業性と良好なシール性、更には燃料の耐透過性及びホースの抜け防止の何れも実現することができる。

本実施形態では、上記Ｏリング４０に代えて他の様々な形態の弾性シールリングを用いることが可能である。
図４はその具体例を示している。
このうち図４（Ａ）は断面形状がＤ字形状の弾性シールリング４２を用いた例で、また（Ｂ）の例は断面形状が四角形状の弾性シールリング４４を用いた例を、更に（Ｃ）は断面形状が達磨形状をなす弾性シールリング４６を用いた例を示している。
これら何れの場合においても弾性シールリング４２，４４，４６はそれぞれリング溝４８，５０，５２への装着状態且つ相手パイプ１８を嵌入する前の状態で、内周側が各リング溝４８，５０，５２即ち端部１６の内面よりも所定寸法ΔＨ_１，ΔＨ_２，ΔＨ_３だけ径方向内方に突出している。

これらの実施形態では弾性シールリングが何れも単一材料にて構成されているが、外面に露出する表層部のみを燃料に対して耐透過性を有する材料で構成し、芯部をこれとは別の材料で構成するといったことも可能である。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、本発明は燃料輸送用ホース以外の各種ホースの接続構造に適用することも可能であるなど、その趣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。

本発明の一実施形態である燃料輸送用ホースの接続構造を示す図である。同実施形態のホースと相手パイプとの接続前の状態を示す図である。同実施形態で用いられている弾性シールリングを示す図である。図３とは異なる形状の弾性シールリングを示す図である。従来の流体輸送用ホースの接続構造を示す図である。

符号の説明

１０燃料輸送用ホース（流体輸送用ホース）
１２ホース本体管
１４樹脂層
１６端部
１８相手パイプ
２２膨出部
２４クランプ部材
３６先端
３８，４８，５０，５２リング溝
４０Ｏリング（弾性シールリング）
４２，４４，４６弾性シールリング

Claims

ゴム等の弾性体から成るホース本体管の内面に、輸送流体に対して耐透過性を有するバリア層としての、該ホース本体管よりも硬質の樹脂層を該ホース本体管の端部を除いて積層形成して成る流体輸送用ホースに対し、剛性の相手パイプをホース軸端の開口より前記端部の内面に嵌入させて、該端部をクランプ部材により外面から縮径方向に締め付けてクランプし、前記相手パイプに固定するようになした流体輸送用ホースの接続構造において、
前記相手パイプには嵌入側の先端より軸方向に離隔した位置に環状且つ径方向外方の膨出部を形成して、該膨出部を前記樹脂層の先端と前記クランプ部材によるクランプ箇所との間の位置で前記ホース本体管の前記端部の内面に嵌合させるとともに、前記相手パイプの嵌入側の先端と該膨出部との間の軸方向位置において前記樹脂層の内面に形成したリング溝に前記輸送流体に対して耐透過性を有する弾性シールリングを該リング溝から径方向内方に突出する状態で装着して、該弾性シールリングを前記相手パイプの外面にて径方向外方に弾性圧縮せしめ、該相手パイプと樹脂層との間をシールさせるようになしたことを特徴とする流体輸送用ホースの接続構造。
請求項１において、前記流体輸送用ホースが自動車の燃料輸送用ホースであることを特徴とする流体輸送用ホースの接続構造。