JP5072519B2

JP5072519B2 - 燃料ホース

Info

Publication number: JP5072519B2
Application number: JP2007254361A
Authority: JP
Inventors: 幸治水谷; 和孝片山
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP2009085298A

Description

本発明は、自動車等に用いられる燃料ホースに関するものである。

自動車等における内燃機関の燃料供給装置では、燃料タンク内に燃料ポンプが配置され、その燃料ポンプにより燃料が燃料供給通路を通って内燃機関の燃料噴射装置に送られるようになっている。また、その燃料噴射装置で噴射されなかった燃料は、燃料リターン通路を通って上記燃料タンク内に余剰燃料として戻されるようになっている。そして、上記燃料供給通路および燃料リターン通路には、燃料パイプ，燃料ホース，継手等が適宜組み合わされて用いられており、上記燃料ホースは、上記燃料パイプ，継手等に外嵌して接続され、必要に応じて、クランプ等で固定されている。

上記燃料ホースは、可撓性を有するように、周壁がゴム等の弾性材料からなり、さらに強度を有するよう、周壁（ゴム層）の中に、中間層として、樹脂製の糸を編んでなる補強層が形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３１６８３６号公報

ところで、上記燃料ホースでは、燃料ポンプ作動時に発生するパルス波により、脈動が起き、それが原因で、音が発生する。その音を低減するためには、燃料ホースの周壁を変形し易いものにし、その周壁の変形により、上記脈動を吸収させることが考えられる。しかしながら、その場合、自動車の衝突等で、燃料ホース内を流れる燃料に高い圧力が加わると、周壁の変形により、燃料ホースが燃料パイプ等から抜け易くなり、燃料が漏れるおそれが高くなる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、脈動による音を低減しつつ、高圧力負荷時でも燃料パイプ等から抜け難い燃料ホースの提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の燃料ホースは、ゴムを用いて形成された内層と、この内層の外周に設けられた補強層と、この補強層の外周に設けられた外層とを備えた燃料ホースであって、その燃料ホース内を流れる燃料の脈動による音の低減性および上記燃料への高圧力負荷時の耐抜け性を向上させるために、上記内層の厚みが１〜１０ｍｍの範囲内に形成され、上記補強層が、直径０．０４５〜０．０７４ｍｍの範囲内のニッケルチタン合金製糸１本に対し、直径０．１〜０．５ｍｍの範囲内のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸を３本の割合で撚り合わせてなる撚糸を、上記内層の外周に巻回して形成されたものであるという構成をとる。

本発明者らは、前記課題を解決すべく、燃料ホースの補強層を中心に研究を重ねた。その過程で、補強層にニッケルチタン合金製糸を用いることが有効であることを突き止めた。そして、さらに補強層の構成について研究を重ねた結果、ニッケルチタン合金製糸１本に対し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸３本の割合で撚り合わせてなる撚糸を、上記内層の外周に巻回することにより、上記補強層を形成すると、脈動は、上記撚糸の適正な弾性変形と上記内層の弾性変形とが相俟って抑えることができ、高圧力負荷時には、ニッケルチタン合金製糸により耐圧性を発現し、燃料ホースが燃料パイプ等から抜け難くなることを見出し、本発明に到達した。

本発明の燃料ホースは、内層の外周に設けられた補強層が、ニッケルチタン合金製糸１本に対し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸３本の割合で撚り合わせてなる撚糸を、上記内層の外周に巻回して形成されたものであるため、脈動による音を低減しつつ、高圧力負荷時でも燃料パイプ等から抜け難くなっている。

特に、上記ニッケルチタン合金製糸の直径が０．０４５〜０．０７４ｍｍの範囲内であり、上記ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸の直径が０．１〜０．５ｍｍの範囲内であるため、撚糸の太さが適正になり、脈動による音をより低減させることができ、また、高圧力負荷時でも燃料パイプ等からより抜け難くなる。

そして、上記内層の厚みが１〜１０ｍｍの範囲内であるため、内層の弾性が適正になり、補強層を構成する撚糸と相俟って、脈動による音の低減性がより一層向上する。

また、上記内層の外周に巻回する撚糸のピッチが１０〜５０ｍｍの範囲内である場合には、補強層を構成する撚糸の密度が適正になり、脈動による音の低減性および高圧力負荷時の耐抜け性が向上する。

さらに、上記撚糸の巻回状態が、燃料ホースの軸方向と撚糸の巻回方向とのなす角度が４５°のスパイラル状である場合には、撚糸における、燃料ホースの軸方向の変形と径方向の変形とをバランスよく吸収することができ、脈動による音の低減性および高圧力負荷時の耐抜け性がより向上する。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１は、本発明の燃料ホースの一実施の形態を示している。この実施の形態の燃料ホースは、内側から順に、内層，補強層および外層が同軸円筒状に形成された３層構造になっている。その内層および外層は、ゴムを用いて形成されている。そして、上記補強層は、この実施の形態では、１本のニッケルチタン合金製糸と、３本のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸とを撚り合わせてなる撚糸を上記内層の外周面に巻回することにより形成されている。そして、撚糸の巻回方向を２方向にすることにより、巻回した撚糸を交叉させ、補強層を網目状に形成している。

上記内層の形成材料としては、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とのブレンドゴム（ＮＢＲ／ＰＶＣ），クロロプレンゴム（ＣＲ），エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ），クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ），塩素化ポリエチレンゴム（ＣＰＥ），ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）等があげられ、これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。この形成材料には、必要に応じて、カーボンブラック，老化防止剤，加硫剤，加硫促進剤，加工助剤，白色充填材，可塑剤，軟化剤，受酸剤，着色剤，スコーチ防止剤等を適宜に配合してもよい。

上記補強層を構成する撚糸は、撚糸機を用いて、１本のニッケルチタン合金製糸と、３本のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸とを撚り合わせることにより形成される。このように、撚糸における、ニッケルチタン合金製糸とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸との使用比率は、１：３が最適である。その理由は、脈動を抑えつつ、高圧力負荷時でも燃料パイプ等から抜け難くできるからである。上記使用比率が１：１（ニッケルチタン合金製糸の使用比率が高い）だと、剛性大なニッケルチタン合金製糸によってゴム内層の外周面が切れ、１：４（ニッケルチタン合金製糸の使用比率が低い）だと、ニッケルチタン合金製糸による剛性が不足し、脈動吸収性に劣るからである。

上記ニッケルチタン合金製糸の直径は、０．０４５〜０．０７４ｍｍの範囲内に設定される。その下限値（０．０４５ｍｍ）を下回ると、高圧力負荷時の耐圧性が劣る傾向にあり、その上限値（０．０７４ｍｍ）を上回ると、脈動吸収性に劣る傾向にあるからである。

上記ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸の直径は、０．１〜０．５ｍｍの範囲内に設定される。その下限値（０．１ｍｍ）を下回ると、脈動吸収性に劣る傾向にあり、その上限値（０．５ｍｍ）を上回ると、脈動吸収性に劣る傾向にあるからである。

上記内層の外周面に巻回した撚糸のピッチは、１０〜５０ｍｍの範囲内が好ましい。その下限値（１０ｍｍ）を下回ると、補強層を構成する撚糸の密度が高くなり過ぎて、柔軟性が低下し、脈動吸収性に劣る傾向にあり、その上限値（５０ｍｍ）を上回ると、補強層を構成する撚糸の密度が低くなり過ぎて、高圧力負荷時の耐圧性が劣る傾向にあるからである。

上記外層の形成材料としては、例えば、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ），アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ），エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ），エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ），フッ素ゴム（ＦＫＭ），アクリルゴム，シリコンゴム，塩素化ポリエチレンゴム（ＣＰＥ），ウレタンゴム等があげられ、これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。この形成材料には、必要に応じて、カーボンブラック，老化防止剤，加硫剤，加硫促進剤，加工助剤，白色充填材，可塑剤，軟化剤，受酸剤，着色剤，スコーチ防止剤等を適宜に配合してもよい。

そして、上記燃料ホースは、つぎのようにして作製することができる。すなわち、まず、上記内層の形成材料を用いて、押出機により、内層を押出成形する。ついで、その内層の外周面に、上記撚糸を巻回し、補強層を形成する。その後、その補強層の外周面に、上記外層の形成材料を用いて、押出機により、外層を押出成形する。このようにして、上記燃料ホースを作製することができる。

上記燃料ホースの作製において、内層の厚みは、脈動をより抑える観点から、１〜１０ｍｍの範囲内に設定される。そして、上記撚糸の巻回状態としては、脈動をより抑えつつ、高圧力負荷時でも燃料パイプ等からより抜け難くできる観点から、燃料ホースの軸方向と撚糸の巻回方向とのなす角度が４５°のスパイラル状であることが好ましい。また、外層の厚みは、通常、５〜２０ｍｍの範囲内に設定される。

なお、上記実施の形態では、補強層を、撚糸の巻回方向を２方向にすることにより、巻回した撚糸を交叉させて網目状に形成しているが、撚糸の巻回方向を１方向にし、螺旋状に形成してもよい。

また、上記実施の形態では、ニッケルチタン合金製糸１本に対し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸３本で撚糸を形成したが、必要に応じ、ニッケルチタン合金製糸２本に対し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸６本で撚糸を形成してもよいし、ニッケルチタン合金製糸３本に対し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸９本で撚糸を形成してもよい。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。

〔撚糸の作製〕
直径０．０４５ｍｍのニッケルチタン合金製糸１本と、直径０．１ｍｍのＰＥＴ製糸３本とを撚り合わせ、撚糸を作製した。

〔テスト用ホースの作製〕
まず、フッ素ゴム（ＦＫＭ）を用いて押出成形し、内層（内径７．５ｍｍ，厚み０．５ｍｍ）を形成した。ついで、その内層の外周面に、編糸機を用いて、上記撚糸１８本をスパイラル状（内層の軸方向と撚糸の巻回方向とのなす角度が４５°、ピッチ１０ｍｍ）に巻回し、補強層を形成した。このようにして、テスト用ホースを作製した。

上記実施例１において、撚糸を構成するニッケルチタン合金製糸として、直径を０．０５２ｍｍのものを用い、また、ＰＥＴ製糸として、直径０．３ｍｍのものを用いた。また、撚糸の巻回ピッチは３０ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

上記実施例１において、撚糸を構成するニッケルチタン合金製糸として、直径を０．０７４ｍｍのものを用い、また、ＰＥＴ製糸として、直径０．５ｍｍのものを用いた。また、撚糸の巻回ピッチは５０ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

〔比較例１〕
上記実施例１において、撚糸を構成するニッケルチタン合金製糸として、直径を０．０２ｍｍのものを用い、また、ＰＥＴ製糸として、直径０．０５ｍｍのものを用いた。また、撚糸の巻回ピッチは６０ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

〔比較例２〕
上記実施例１において、撚糸を構成するニッケルチタン合金製糸として、直径を０．１２ｍｍのものを用い、また、ＰＥＴ製糸として、直径０．７ｍｍのものを用いた。また、撚糸の巻回ピッチは５ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。

〔比較例３〕
上記実施例２において、撚糸を構成するニッケルチタン合金製糸の本数を２本とし、ＰＥＴ製糸の本数を２本とした。また、撚糸の巻回ピッチは５０ｍｍとした。それ以外は、上記実施例２と同様にした。

〔比較例４〕
上記実施例２において、撚糸を構成するニッケルチタン合金製糸の本数を１本とし、ＰＥＴ製糸の本数を４本とした。また、撚糸の巻回ピッチは５０ｍｍとした。それ以外は、上記実施例２と同様にした。

〔脈動吸収性〕
上記実施例１〜３および比較例１〜４の各テスト用ホースを、実車の燃料ホースとして用い、脈動を原因とする音を人の耳で確認した。その結果、その音が聞こえないものを○、音が聞こえるものを×と評価し、下記の表１に併せて表記した。

〔耐圧性〕
上記実施例１〜３および比較例１〜４の各テスト用ホースを、耐圧試験機（ＫＹＢ社製）にセットし、内層の内側に水圧０．５ＭＰａをかけ、そのときのテスト用ホースの外径変化率を求めた。その結果、外径変化率が２０％未満のものを○、２０％以上のものを×と評価し、下記の表１に併せて表記した。

この結果から、実施例１〜３のテスト用ホースは、比較例１〜４と比較して、脈動による音を低減しつつ、高圧力負荷時でも外径変化が小さくできることがわかる。なお、比較例３では、撚糸を巻回した際に内層の外周面が切れ、上記脈動吸収性および耐圧性の評価ができなかった。また、比較例４では、高圧力負荷時の外径変化は小さくなるものの、脈動吸収性に劣った。

本発明の燃料ホースの一実施の形態を模式的に示す、一部が破断した斜視図である。

符号の説明

１内層
２補強層
２ａ撚糸
３外層

Claims

ゴムを用いて形成された内層と、この内層の外周に設けられた補強層と、この補強層の外周に設けられた外層とを備えた燃料ホースであって、その燃料ホース内を流れる燃料の脈動による音の低減性および上記燃料への高圧力負荷時の耐抜け性を向上させるために、上記内層の厚みが１〜１０ｍｍの範囲内に形成され、上記補強層が、直径０．０４５〜０．０７４ｍｍの範囲内のニッケルチタン合金製糸１本に対し、直径０．１〜０．５ｍｍの範囲内のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸を３本の割合で撚り合わせてなる撚糸を、上記内層の外周に巻回して形成されたものであることを特徴とする燃料ホース。
上記内層の外周に巻回する撚糸のピッチが１０〜５０ｍｍの範囲内である請求項１記載の燃料ホース。
上記撚糸の巻回状態が、燃料ホースの軸方向と撚糸の巻回方向とのなす角度が４５°のスパイラル状である請求項１または２記載の燃料ホース。
上記撚糸が、上記ニッケルチタン合金製糸２本に対し、上記ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸６本で形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料ホース。
上記撚糸が、上記ニッケルチタン合金製糸３本に対し、上記ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製糸９本で形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料ホース。