JP5549247B2 - Manufacturing method for assembly of hydrogen filling hose and hose fittings - Google Patents
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本発明は、水素充填用ホースとホース金具のアッセンブリ品の製造方法に関し、さらに詳しくは、ニップルの変形を抑制しつつ、ホース金具を水素充填用ホースに対して強固に固定してシール性および耐久性を向上させることができる水素充填用ホースとホース金具のアッセンブリ品の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing an assembly product of a hydrogen filling hose and a hose fitting, and more specifically, while suppressing deformation of the nipple, the hose fitting is firmly fixed to the hydrogen filling hose to provide sealing performance and durability. The present invention relates to a method for manufacturing an assembly product of a hydrogen filling hose and a hose fitting that can improve the performance.
近年、燃料電池自動車等の開発が盛んに行なわれている。これに伴って、水素ステーションから燃料電池自動車等に水素ガスを充填するホースの開発も進められている。この水素充填用ホースには、優れた耐水素ガス透過性が求められる。また、燃料電池自動車等の走行距離を長くするには、高圧で水素ガスを燃料タンクに充填する必要があるため、水素充填用ホースには、70〜84MPa程度の高い内圧に耐え得る実用性が必要とされている。ホースの耐圧性を向上させるには補強層を強化することが一般的な手法であるが、水素脆化性の問題から金属製の補強層を採用することが難しく、有機繊維系の補強層を使用しなければならないという制約がある。有機繊維系の補強層としては、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール(PBO)繊維のブレード構造やスパイラル構造が提案されている(特許文献1参照)。 In recent years, development of fuel cell vehicles and the like has been actively conducted. Along with this, development of a hose that fills hydrogen gas from a hydrogen station to a fuel cell vehicle or the like is also underway. This hydrogen filling hose is required to have excellent hydrogen gas permeability. Further, in order to increase the travel distance of a fuel cell vehicle or the like, it is necessary to fill the fuel tank with hydrogen gas at a high pressure. Therefore, the hydrogen filling hose has a practicality capable of withstanding a high internal pressure of about 70 to 84 MPa. is necessary. In order to improve the pressure resistance of the hose, it is a general technique to reinforce the reinforcing layer, but it is difficult to adopt a metal reinforcing layer due to the problem of hydrogen embrittlement. There is a restriction that it must be used. As an organic fiber-based reinforcing layer, a blade structure or a spiral structure of polyparaphenylene benzbisoxazole (PBO) fiber has been proposed (see Patent Document 1).
このホースの端部には、ニップルとソケットからなるホース金具が取り付けられる。ホース金具をホースに取り付ける際には、一般的に、ニップルとソケットとの間にホースの端部を挟んだ状態にして、ソケットの外周面を加圧してソケットを縮径変形させて加締めている(特許文献2参照)。上記のような水素充填用ホースでは、高い耐圧性が求められるため、金具の耐抜け性(シール性)も相応に向上させる必要がある。そのため、特許文献2の第7図に記載のダイスを用いてソケットを八方加締めした場合には、非常に強く加締める必要があり、ニップルが変形し易くなる。また、ソケットを加締めた部分のホースの一部は、ホースの長手方向両側に移動する(逃げる)ため、ホースとホース金具とのシール性を十分に高めることが難しい。このシール性が不十分であると経時的にホース金具の付根近傍でのホースの破損(いわゆるカバーバルヂ)が発生し易くなり耐久性が低下することになる。
A hose fitting made of a nipple and a socket is attached to the end of the hose. When attaching a hose fitting to a hose, generally hold the end of the hose between the nipple and the socket, pressurize the outer peripheral surface of the socket, deform the socket to reduce its diameter, and crimp it. (See Patent Document 2). Since the hydrogen filling hose as described above is required to have high pressure resistance, it is necessary to appropriately improve the metal fitting resistance (sealability). Therefore, when the socket is crimped on all sides using the die described in FIG. 7 of
特許文献2の第6図に記載のダイスを用いてスウェッジ加締めをした場合には、ソケットを加締めた部分の一部を、ホースの反端部側に移動させずに、ほとんどのボリュームをホースの端部側に移動させることができる。そのため、八方加締めに比して小さな加締め力であっても、ホースとホース金具のシール性を高めることができる。しかしながら、特許文献2の第8図では、ソケットの内周面がホースの外周面に沿ってホース軸方向に直線状に形成されている。それ故、ソケットを加締めた際にホースの端部側に移動したホースのボリュームによってニップルが過度に加圧されて変形し易くなる。水素充填用ホースでは、内面層に耐水素ガス透過性に優れた熱可塑性樹脂が用いられるので、通常のゴムホースに比して内面層が硬くなる。それ故、ソケットを加締める際にニップルに作用する外力が大きくなり、ニップルが一段と変形し易くなる。
When swage swaging is performed using the die described in FIG. 6 of
また、この第8図の構造では、ホース端部におけるニップルの外周面とソケットの内周面との間のスペース不足により、ソケットを加締めた際にホースのボリュームをホースの端部側に移動させることができずに十分なシール性が得られないこともある。 In addition, in the structure shown in FIG. 8, the volume of the hose is moved toward the end of the hose when the socket is crimped due to insufficient space between the outer peripheral surface of the nipple and the inner peripheral surface of the socket at the end of the hose. In some cases, sufficient sealing performance cannot be obtained.
本発明の目的は、ニップルの変形を抑制しつつ、ホース金具を水素充填用ホースに対して強固に固定してシール性および耐久性を向上させることができる水素充填用ホースとホース金具のアッセンブリ品の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an assembly product of a hydrogen filling hose and a hose fitting that can improve the sealing performance and durability by firmly fixing the hose fitting to the hydrogen filling hose while suppressing deformation of the nipple. It is in providing the manufacturing method of.
上記目的を達成するため本発明の水素充填用ホースとホース金具のアッセンブリ品の製造方法は、水素充填用ホースの端部に、ニップルおよびソケットからなるホース金具を取り付ける水素充填用ホースとホース金具のアッセンブリ品の製造方法において、前記水素充填用ホースは、同軸状に積層された内面層と外面層との間に、少なくとも2層の補強層を同軸状に積層し、前記内面層が90℃における乾燥水素ガスのガス透過係数が1×10-8cc・cm/cm2・sec.・cmHg以下である熱可塑性樹脂からなり、前記外面層が熱可塑性樹脂からなり、前記補強層のそれぞれがポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維を編組させたブレード構造であり、この水素充填用ホースの端部を、前記ニップルとソケットとの間に挟んだ状態にして、前記ソケットの外周面を周方向に連続した状態で加圧しつつ、この加圧を水素充填用ホースの反端部側から端部側に向かって行なうことにより、ソケットを縮径変形させてソケットの内周面に設けた複数の環状突起を水素充填用ホースに食い込ませて加締めるとともに、この加締めた部分よりも水素充填用ホースの端部側に、前記環状突起どうしの間の環状溝よりも外周側に内周面を膨出させた膨出部を形成し、この膨出部とニップルとの間に水素充填用ホースを充填させた状態にして、水素充填用ホースの端部にホース金具を取り付けることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the hydrogen filling hose and hose fitting assembly manufacturing method of the present invention includes a hydrogen filling hose and a hose fitting in which a hose fitting consisting of a nipple and a socket is attached to the end of the hydrogen filling hose. In the method of manufacturing an assembly product, the hydrogen filling hose has at least two reinforcing layers coaxially stacked between an inner surface layer and an outer surface layer that are coaxially stacked, and the inner surface layer is at 90 ° C. The gas permeability coefficient of dry hydrogen gas is 1 × 10 −8 cc · cm / cm 2 · sec. A blade structure in which the outer surface layer is made of a thermoplastic resin and each of the reinforcing layers is braided with polyparaphenylene benzbisoxazole fibers. The portion is sandwiched between the nipple and the socket, and the outer peripheral surface of the socket is pressurized in a continuous state in the circumferential direction, and this pressure is applied to the end portion from the opposite end side of the hydrogen filling hose. By moving toward the side, the socket is reduced in diameter and the annular protrusions provided on the inner peripheral surface of the socket are bitten into the hydrogen filling hose and crimped. On the end side of the hose, a bulging portion is formed by bulging the inner peripheral surface on the outer peripheral side of the annular groove between the annular projections, and the hydrogen filling hose is between the bulging portion and the nipple. In the state of being filled, and is characterized in attaching the hose fitting to the end of the hydrogen filling hose.
ここで、前記環状突起の先端幅Bと前記水素充填用ホースの外径Dとの比D/Bが6.0〜11.0であり、先端幅Bと前記環状溝の溝ピッチPとの比P/Bが2.5〜6.0である仕様にすることもできる。前記水素充填用ホースの外径Dとソケットの長さLとの比L/Dが3.0以上であり、ソケットの長さLとソケットを加締めた部分の長さL1との比L1/Lが0.6〜0.8である仕様にすることもできる。前記ソケットを加締めた部分の前記環状突起の位置での水素充填用ホースの圧縮率を、例えば、40%〜55%にする。また、前記ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維の編組角度を、外周側の補強層ほど大きくするとともに、最内周の補強層における編組角度を43°以上51°以下に設定し、それぞれの補強層の編組密度係数Kを1.0以上4.5以下に設定した仕様にすることもできる。編組密度係数Kとは、下記(1)式により算出されるものである。
K=(補強層を構成するPBO繊維本数/2)/(P1×sinA)・・・(1)
P1は補強層を構成するPBO繊維の編組ピッチ、Aは補強層を構成するPBO繊維の編組角度である。
Here, the ratio D / B between the tip width B of the annular protrusion and the outer diameter D of the hydrogen filling hose is 6.0 to 11.0, and the ratio between the tip width B and the groove pitch P of the annular groove is A specification in which the ratio P / B is 2.5 to 6.0 can also be adopted. The ratio L / D of the outer diameter D of the hydrogen filling hose to the length L of the socket is 3.0 or more, and the ratio L1 / the length L1 of the socket length L to the length L1 of the portion where the socket is crimped It can also be set as the specification whose L is 0.6-0.8. The compression rate of the hydrogen filling hose at the position of the annular protrusion in the portion where the socket is crimped is, for example, 40% to 55%. Further, the braiding angle of the polyparaphenylene benzbisoxazole fiber is increased as the outer peripheral reinforcing layer, and the braiding angle in the innermost reinforcing layer is set to 43 ° or more and 51 ° or less, A specification in which the braid density coefficient K is set to 1.0 or more and 4.5 or less can also be adopted. The braid density coefficient K is calculated by the following equation (1).
K = (number of PBO fibers constituting reinforcing layer / 2) / (P1 × sinA) (1)
P1 is the braiding pitch of the PBO fibers constituting the reinforcing layer, and A is the braiding angle of the PBO fibers constituting the reinforcing layer.
ここで、前記補強層の積層数を3層とした場合は、内周側から2番目の補強層における編組角度を48°以上53°以下に設定し、最外周の補強層における編組角度を53°以上58°以下に設定する。前記補強層の積層数を2層とした場合は、最外周の補強層における編組角度を51°以上58°以下に設定する。 Here, when the number of laminated reinforcing layers is 3, the braid angle in the second reinforcing layer from the inner peripheral side is set to 48 ° to 53 °, and the braid angle in the outermost reinforcing layer is set to 53 °. Set between ° and 58 °. When the number of laminated reinforcing layers is two, the braid angle in the outermost reinforcing layer is set to 51 ° to 58 °.
本発明によれば、上述した仕様の水素充填用ホースの端部にホース金具を取り付ける際に、ホースの端部を、ニップルとソケットとの間に挟んだ状態にして、ソケットの外周面を周方向に連続した状態で加圧しつつ、この加圧をホースの反端部側から端部側に向かって行なって、ソケットを縮径変形させて加締めるので、加圧されたホースの部分は、ホースの反端部側に逃げることなくその一部がホースの端部側に向かって移動する。そして、加締めた部分よりもホースの端部側に形成されるソケットの膨出部とニップルとの間は、移動したホースの部分によってホースが高密度で充填された状態になる。そのため、ホース金具は、ソケットを加締めた部分での固定力に加えて、ソケットの膨出部とニップルとの間に高密度で充填されたホースによって固定される。それ故、従来に比して過大な力で加締めなくても、ホース金具をホースに強固に固定することができ、ニップルの変形を抑えることも可能になる。これに伴ってホースとホース金具のアッセンブリ品のシール性および耐久性が向上する。 According to the present invention, when the hose fitting is attached to the end of the hydrogen filling hose having the above specifications, the end of the hose is sandwiched between the nipple and the socket, and the outer peripheral surface of the socket is surrounded. While applying pressure in a continuous state in the direction, this pressure is applied from the opposite end side of the hose toward the end side, and the socket is reduced in diameter and crimped. A part of the hose moves toward the end of the hose without escaping to the opposite end of the hose. And between the bulging part of the socket formed in the edge part side of a hose rather than the crimped part, and the nipple, it will be in the state with which the hose was filled with the high density by the part of the hose which moved. Therefore, the hose fitting is fixed by a hose filled with a high density between the bulging portion of the socket and the nipple in addition to the fixing force at the portion where the socket is crimped. Therefore, it is possible to firmly fix the hose fitting to the hose without suppressing the nipple with excessive force as compared with the conventional case, and to suppress the deformation of the nipple. Accordingly, the sealing performance and durability of the assembly of the hose and the hose fitting are improved.
さらに、膨出部の内周面は、ソケットの内周面に形成された環状突起どうしの間の環状溝よりも外周側に膨出しているので、加締めによって移動したホースのボリュームを受け入れるスペースが確保されている。したがって、移動したホースのボリュームによってニップルが過度に加圧されることがなく、ニップルの変形を抑制するには有利になっている。 Furthermore, since the inner peripheral surface of the bulging portion bulges to the outer peripheral side with respect to the annular groove between the annular projections formed on the inner peripheral surface of the socket, a space for receiving the volume of the hose moved by caulking Is secured. Therefore, the nipple is not excessively pressurized by the volume of the hose that has moved, which is advantageous for suppressing deformation of the nipple.
以下、本発明の水素充填用ホースとホース金具のアッセンブリ品の製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, a method for producing an assembly product of a hydrogen filling hose and a hose fitting according to the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
図1に例示するように、本発明により製造されるアッセンブリ品1は、水素充填用ホース2(以下、ホース2という)とホース金具6とで構成されている。ホース金具6は、ニップル7とソケット8とで構成されている。
As illustrated in FIG. 1, an
ホース2は図2に例示するように、同軸状に積層された内面層3と外面層5との間に、少なくとも2層の補強層4を同軸状に積層した仕様になっている。内面層3は90℃における乾燥水素ガスのガス透過係数が1×10-8cc・cm/cm2・sec.・cmHg以下である熱可塑性樹脂からなり、外面層5は熱可塑性樹脂からなり、補強層4のそれぞれはポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維f(以下、PBO繊維fという)を編組させたブレード構造になっている。この実施形態では、内周側から順に第1補強層4a、第2補強層4b、第3補強層4cの3層の補強層4が同軸状に積層された構造となっている。図2の一点鎖線CLは、ホース軸心を示している。
As illustrated in FIG. 2, the
内面層3のガス透過係数は、JIS K7126に準拠して測定した値である。内面層3を形成する熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ポリアセタール、エチレンビニルアルコール共重合体等を例示することができる。このように、水素ガスバリア性が良好な樹脂を用いることにより、優れた耐水素ガス透過性を得ることができる。内面層3の内径は、例えば、4.5mm〜12.0mm程度であり、層厚は、0.5mm〜2.0mm程度に設定される。
The gas permeability coefficient of the
外面層5を形成する熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン、ポリエステル等を例示することができる。外面層5の層厚は、例えば、0.2mm〜1.0mm程度に設定される。
Examples of the thermoplastic resin forming the
補強層4では、PBO繊維fの編組角度が、外周側の補強層4ほど大きくなっている。この実施形態では、第1補強層4aにおけるPBO繊維fの編組角度A1、第2補強層4bにおけるPBO繊維fの編組角度A2、第3補強層4cにおけるPBO繊維fの編組角度A3が、A1<A2<A3の関係になっている。そして、第1補強層4aにおける編組角度A1が43°以上51°以下に設定されている。
In the reinforcement layer 4, the braiding angle of the PBO fiber f is larger as the reinforcement layer 4 on the outer peripheral side. In this embodiment, the braid angle A1 of the PBO fibers f in the
また、それぞれの補強層4では、PBO繊維fの編組密度係数Kが1.0以上4.5以下に設定されている。編組密度係数Kは、上述した(1)式により算出される。尚、図3にPBO繊維fの編組角度Aおよび編組ピッチP1をより詳しく示している。図3の一点鎖線CLは、ホース軸心である。 In each reinforcing layer 4, the braid density coefficient K of the PBO fiber f is set to 1.0 or more and 4.5 or less. The braid density coefficient K is calculated by the above equation (1). FIG. 3 shows the braiding angle A and the braiding pitch P1 of the PBO fiber f in more detail. A one-dot chain line CL in FIG. 3 is a hose axis.
この構造により、内周側の補強層4ほど内圧によって径方向に変化し易くなり、内圧を内周側の第1補強層4aから外周側の第3補強層4cに向って効率的に伝達させることができる。そのため、特定の補強層4が過大に内圧を負担することがなく、内圧がすべての補強層4に分散して、高い補強効果を得ることができる。それ故、ホース2の耐圧性を大幅に向上させることができるようになり、水素充填用ホースに要求される耐圧性(内圧70〜84MPa程度での実用性)をクリアすることが可能になる。
With this structure, the inner peripheral reinforcing layer 4 is more easily changed in the radial direction by the internal pressure, and the internal pressure is efficiently transmitted from the inner peripheral first reinforcing
尚、本発明では、2層以上の補強層4を有し、外周側の補強層4ほど編組角度を大きくするとともに、最内周の第1補強層4aにおける編組角度が43°以上51°以下に設定され、それぞれの補強層4の編組密度係数Kが1.0以上4.5以下に設定されていることが望ましい。
In the present invention, the reinforcing layer 4 has two or more layers, and the outer reinforcing layer 4 has a larger braiding angle, and the braiding angle in the innermost first reinforcing
最内周の第1補強層4aにおける編組角度A1が43°未満では、内圧による径方向の変化量が過大になり、51°超では過小になる。また、それぞれの補強層4の編組密度係数が1.0未満では、補強効果が小さくなり、4.5超では、柔軟性が低下し、また、内圧がすべての補強層4に伝達し難くなる。したがって、最内周の第1補強層4aにおける編組角度A1およびそれぞれの補強層4の編組密度係数Kを上記範囲に設定することが好ましい。
When the braid angle A1 in the innermost first reinforcing
補強層4を3層にする場合は、内周側の第1補強層4aから外周側の第2補強層4b、第3補強層4cに順次、内圧を効率的に伝達するために、第2補強層4bにおける編組角度A2を48°以上53°以下に設定し、第3補強層4cにおける編組角度A3を53°以上58°以下に設定する。上下に隣接する補強層4における編組角度の差が過小でも、過大でも内圧をそれぞれの補強層4に分散させ難くなるためである。
When the reinforcing layer 4 has three layers, in order to efficiently transmit the internal pressure sequentially from the first reinforcing
同様の理由から、補強層4の積層数を2層にする場合には、内周側の補強層4における編組角度を43°以上51°以下に設定し、外周側の補強層4における編組角度を51°以上58°以下に設定する。 For the same reason, when the number of laminated reinforcing layers 4 is two, the braid angle in the inner peripheral side reinforcing layer 4 is set to 43 ° to 51 ° and the braid angle in the outer peripheral side reinforcing layer 4 is set. Is set to 51 ° or more and 58 ° or less.
本発明では、補強層4がPBO繊維fにより形成されているので、水素脆化性の問題を回避することができる。また、70〜84MPa程度の使用内圧に耐え得るので、水素ステーションから燃料電池自動車等に水素ガスを充填する十分な実用性および安全性を確保することができる。 In the present invention, since the reinforcing layer 4 is formed of the PBO fiber f, the problem of hydrogen embrittlement can be avoided. Moreover, since it can endure the use internal pressure of about 70-84 MPa, sufficient practicality and safety | security which fill a fuel cell vehicle etc. with hydrogen gas from a hydrogen station can be ensured.
PBO繊維fの線径は、例えば、0.1mm〜0.3mm程度にする。この実施形態では、すべての補強層4におけるPBO繊維fの線径は同じになっているが、異なる線径にすることもできる。例えば、外周側の補強層4ほど線径を大きくすることもできる。 The wire diameter of the PBO fiber f is, for example, about 0.1 mm to 0.3 mm. In this embodiment, the wire diameters of the PBO fibers f in all the reinforcing layers 4 are the same, but they can be different. For example, the diameter of the reinforcing layer 4 on the outer peripheral side can be increased.
それぞれの補強層4の層厚は、例えば、0.2mm〜1.5mm程度に設定される。この実施形態では、すべての補強層4の層厚が同じになっているが、異なる層厚にすることもできる。 The layer thickness of each reinforcing layer 4 is set to about 0.2 mm to 1.5 mm, for example. In this embodiment, all the reinforcing layers 4 have the same layer thickness, but may have different layer thicknesses.
最外周の第3補強層4cと、外面層5との間に、有機繊維で構成した保護層を設けることもできる。保護層は、有機繊維を編組させて構成したものであっても、スパイラル状に巻回させて構成したものであってもよい。この保護層のクッション性によって、ホース2に金具を加締める際に、補強層4が保護されるので損傷、破損することを防止するには有利になる。この有機繊維としては、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等を例示できる。
A protective layer made of organic fibers can also be provided between the outermost third reinforcing
ニップル7には、ホース2が外嵌される部分に、ホース軸心CL方向に離間した抜止め突起7bが形成されている。抜止め突起7bの形状および数は適宜決定される。ニップル7のホース軸心CL方向中途の位置には、係合突起7aが設けられている。
The
ソケット8には、内周面にホース軸心CL方向に離間した複数の環状突起9aが形成されている。環状突起9aの断面は台形状であり、隣り合う環状突起9aの間は環状溝9bになっている。ソケット8の先端は係合部8aになっていて、この係合部8aとニップル7の係合突起7aとが係合している。
The
ソケット8を加締めた部分8cと係合部8aとの間には、周方向に連続する環状の膨出部8bが形成されている。膨出部8bの内周面は、環状溝9bよりも外周側に膨出している。膨出部8bの内周面(最外周位置)と、環状溝9bとの段差gは、例えば1.9mm〜2.2mmである。膨出部8bとニップル7の外周面との間には、ホース2(内面層3、補強層4および外面層5)が密に充填されている。
An annular bulging
ニップル7およびソケット8には、水素脆化が生じ難い材質(例えば、SUS316L)が用いられる。
The
ホース2の端部にホース金具6を取り付けてアッセンブリ品1を製造するには、図5に例示する加締め装置10を用いる。加締め装置10は、環状のベース11、ダイス12、加圧部材13、加圧駆動部14を備えている。ダイス12は、貫通穴12aを有した環状体であり、周方向に分割されている。貫通穴12aにはテーパ部12bが形成されている。
In order to manufacture the
アッセンブリ品1を製造する手順を以下に例示する。
A procedure for manufacturing the
まず、図4に例示するように、ニップル7の係合突起7aとソケット8の係合部8aとを組み付けて、係合部8aの外周側から加締めることによって両者を係合させる。次いで、このニップル7とソケット8の間にホース2の端部を嵌め込んで挟んだ状態にする。ホース2の先端面はニップル7(係合突起7a)に当接させてホース軸心CL方向にすき間が生じないようセットする。
First, as illustrated in FIG. 4, the engaging
次いで、図5に例示するようにホース金具6の先端部を突出させた状態にして、ホース金具6を嵌め込んだホース2の端部にダイス12を外嵌する。即ち、ホース金具6を嵌め込んだホース2の端部をダイス12の貫通穴12aに挿通させてセットした状態にする。この状態では、ホース金具6のホース2の反端部側(図5では下側)はテーパ部12bに位置している。
Next, as illustrated in FIG. 5, the tip end portion of the hose fitting 6 is protruded, and the
次いで、ホース金具6の先端側に板状の加圧部材13を介在させて、加圧駆動部14の加圧力によって、ホース金具6をホース2の反端部側に押圧する。これより、ホース金具6はホース2とともに、テーパ部12bに案内されて貫通穴12aに押し込まれる。テーパ部12bは、ホース金具6が押し込まれる方向に進むに連れて縮径しているので、ソケット8の外周面はホース2の反端部側から端部側に向かって加圧されることになる。即ち、ソケット8の外周面は、テーパ部12bに案内されることによって周方向に連続した状態で加圧されつつ、この加圧がホース2の反端部側から端部側に向かって行なわれる。このようにして図1に例示するアッセンブリ品1が製造される。
Next, a plate-
この加圧によって、ソケット8は縮径変形されて環状突起9aがホース2に食い込んで加締められるとともに、この加締めた部分8cよりもホース2の端部側には、加締められていない膨出部8bが形成される。
By this pressurization, the
ソケット8の加締めに伴って加圧されたホース2の部分は、ホース2の反端部側に逃げることなく、その一部がホース2の端部側に向かって移動する。そのため、膨出部8bとニップル7の外周面との間は、移動したホース2の部分によってホース2が高密度で充填された状態になる。
The portion of the
ホース金具6は、ソケット8を加締めた部分8cでの固定力に加えて、膨出部8bとニップル7の外周面との間に高密度で充填されたホース2によって固定される。それ故、従来に比して過大な力で加締めなくても、ホース金具6をホース2に強固に固定でき、ニップル7の変形を抑えつつ、シール性を向上させることができる。また、膨出部8bの内周面は、環状溝9bよりも外周側に膨出しているので、加締めによって移動したホース2のボリュームを受け入れる適度なスペースが確保されている。したがって、移動したホース2のボリュームが受け入られ易く、また、この移動したホース2のボリュームでニップル7が過度に加圧されることがなく、ニップル7の変形を抑制するには一段と有利になっている。
The
このようにして、ホース2とホース金具6とが従来に比して強固に固定されるので、カバーバルヂのような不具合の発生が抑制されて耐久性も向上する。
In this way, the
環状突起9aの先端幅Bとホース2の外径Dとの比D/Bは6.0〜11.0に設定することが好ましい。D/Bが6.0未満であると十分なシール性を得難くなり、D/Bが11.0超にすると加締めた部分8cの面圧が過大になって悪影響が生じ易くなる。
The ratio D / B between the tip width B of the
また、先端幅Bと溝ピッチPとの比P/Bは、2.5〜6.0に設定することが好ましい。P/Bが2.5未満であると十分なシール性を得難くなり、P/Bが6.0超にすると加締めた部分8cの面圧が過大になって悪影響が生じ易くなる。
Further, the ratio P / B between the tip width B and the groove pitch P is preferably set to 2.5 to 6.0. If P / B is less than 2.5, it is difficult to obtain sufficient sealing properties. If P / B exceeds 6.0, the surface pressure of the crimped
ホース2の外径Dとソケット8の長さLとの比L/Dは3.0以上に設定することが好ましい。L/Dが3.0未満であると十分なシール性を得難くなる。尚、ホースの特性(柔軟性や取り回し易さ)から、比L/Dは3.0〜4.0がさらに好ましい。
The ratio L / D between the outer diameter D of the
ソケット8の長さLとソケット8の加締められる部分8cの長さL1との比L1/Lは0.6〜0.8に設定することが好ましい。L1/Lが0.6未満であると十分なシール性を得難くなり、L1/Lが0.8超であると膨出部8bのための十分なスペースを確保することが難しくなる。
The ratio L1 / L between the length L of the
ソケット8を加締めた部分8cの環状突起9aの位置でのホース2の圧縮率Crは、40%〜55%にすることが好ましい。この圧縮率Crとは、(加締めた後のホース2の周壁の厚さ/加締める前のホース2の周壁の厚さ)×100(%)により算出される値である。尚、圧縮率Crを測定する位置は、ホース2が最も圧縮される位置である。
The compression rate Cr of the
この圧縮率Crが40%未満であると、ホース2の端部側に向かって移動するホース2のボリュームが少なくなるので、十分なシール性を確保し難くなる。一方で、圧縮率Crが55%超であると加圧された部分のホース2(外面層5、補強層4、内面層3)が損傷し易くなり耐久性に悪影響が生じることがある。
When the compression ratio Cr is less than 40%, the volume of the
図2に例示した構造の同一仕様のホースに対して、表1のように仕様を異ならせたホース金具を、図5に例示した方法によって加締めて、図1に例示した構造の8種類のアッセンブリ品の試験サンプル(実施例1〜8)を作製した。それぞれの試験サンプルについて破壊圧を評価し、その結果を表1に示す。表1中の段差gとは、ソケットの膨出部の内周面(最外周位置)と、環状溝との段差量である。 For the same type of hose having the structure illustrated in FIG. 2, hose fittings having different specifications as shown in Table 1 are caulked by the method illustrated in FIG. Test samples (Examples 1 to 8) of assembly products were produced. The breaking pressure was evaluated for each test sample, and the results are shown in Table 1. The level difference g in Table 1 is the level difference between the inner peripheral surface (outermost peripheral position) of the bulging portion of the socket and the annular groove.
ホースの仕様は以下のとおりである。
内面層:材質はナイロン、内径8.0mm、層厚1.0mm。
外面層:材質はポリエステル、外径16.0mm、層厚0.8mm。
補強層:線径0.15mmのPBO繊維のブレード構造で3層を積層。
The specifications of the hose are as follows.
Inner layer: material is nylon, inner diameter is 8.0 mm, layer thickness is 1.0 mm.
Outer surface layer: Material is polyester, outer diameter 16.0 mm, layer thickness 0.8 mm.
Reinforcing layer: Three layers are laminated with a blade structure of PBO fiber having a wire diameter of 0.15 mm.
第1補強層4a(最内周層)は編組角度A1が46°、編組密度係数Kが2.0、繊維本数が96本、編組ピッチP1が33.0mm。
The first reinforcing
第2補強層4bは編組角度A2が51°、編組密度係数Kが2.0、繊維本数が96本、編組ピッチP1が30.5mm。
The second reinforcing
第3補強層4cは編組角度A3が56°、編組密度係数Kが2.0、繊維本数が96本、編組ピッチP1が28.5mm。
The third reinforcing
[破壊圧]
この評価は、JIS B8362に記載の方法に準拠して行なった。そして、水素充填用ホースとして内圧約70〜84MPaの実用を想定し、使用圧力の約4倍程度の安全率を考慮して評価した。
[Destruction pressure]
This evaluation was performed according to the method described in JIS B 8362. As a hydrogen filling hose, the practical use with an internal pressure of about 70 to 84 MPa was assumed, and an evaluation was performed in consideration of a safety factor of about four times the working pressure.
表1の結果から、水素充填用ホースとして、実施例1〜8は内圧70MPaの実用に十分耐え、実施例3〜8は内圧84MPaの実用に十分耐え得る耐圧性(破壊圧)を有していることが確認できた。尚、実施例1〜3の破壊モードは金具抜けであり、実施例4〜8の破壊モードはホース破裂であった。 From the results of Table 1, as a hydrogen filling hose, Examples 1 to 8 are sufficiently resistant to practical use with an internal pressure of 70 MPa, and Examples 3 to 8 have pressure resistance (breaking pressure) that can sufficiently withstand practical use of an internal pressure of 84 MPa. It was confirmed that In addition, the failure mode of Examples 1-3 was metal fitting removal, and the failure modes of Examples 4-8 were hose rupture.
また、上記実施例4については下記の耐衝撃性を評価した。 Moreover, about the said Example 4, the following impact resistance was evaluated.
[耐衝撃性]
この評価はJIS B8360に規定されている衝撃圧力試験を参考として行なった。試験サンプルのホースに油温85℃の油によって、サイクル0.4Hzの台形波で圧力84MPa×100%を負荷してホースが破壊するまでのインパルス回数を測定した。
[Shock resistance]
This evaluation was performed with reference to an impact pressure test defined in JIS B8360. The number of impulses until the hose was broken by applying a pressure of 84 MPa × 100% with a trapezoidal wave with a cycle of 0.4 Hz to the hose of the test sample with oil having an oil temperature of 85 ° C. was measured.
この結果、インパルス回数が46万7千回までホースおよびホース金具に破損が生じることがなく、優れた耐衝撃性を有していることが確認できた。 As a result, it was confirmed that the hose and the hose fitting were not damaged until the number of impulses was 467,000, and had excellent impact resistance.
1 アッセンブリ品
2 水素充填用ホース
3 内面層
4 補強層
4a 第1補強層
4b 第2補強層
4c 第3補強層
5 外面層
6 ホース金具
7 ニップル
7a 係合突起
7b 抜止め突起
8 ソケット
8a 係合部
8b 膨出部
8c 加締めた部分
9a 環状突起
9b 環状溝
10 加締め装置
11 ベース
12 ダイス
12a 貫通穴
12b テーパ部
13 加圧部材
14 加圧駆動部
f PBO繊維
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