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
【課題】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強固に固定して高いシール性と耐久性を得られるアッセンブリ品の製造方法を提供する。
【解決手段】９０℃での乾燥水素ガスのガス透過係数が１×１０-8ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ．・ｃｍＨｇ以下の熱可塑性樹脂製の内面層と、熱可塑性樹脂製の外面層５との間に、ＰＢＯ繊維ｆを編組させたブレード構造の補強層を少なくとも２層積層した水素充填用ホース２の端部を、ニップル７とソケット８との間に挟んで、ソケット８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２の反端部側から端部側に向かって行なってソケット８を加締めるとともに、加締めた部分８ｃよりもホース２の端部側に、環状溝９ｂよりも外周側に内周面を膨出させた膨出部８ｂを形成し、膨出部８ｂとニップル７との間にホース２を充填した状態にする。
【解決手段】９０℃での乾燥水素ガスのガス透過係数が１×１０-8ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ．・ｃｍＨｇ以下の熱可塑性樹脂製の内面層と、熱可塑性樹脂製の外面層５との間に、ＰＢＯ繊維ｆを編組させたブレード構造の補強層を少なくとも２層積層した水素充填用ホース２の端部を、ニップル７とソケット８との間に挟んで、ソケット８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２の反端部側から端部側に向かって行なってソケット８を加締めるとともに、加締めた部分８ｃよりもホース２の端部側に、環状溝９ｂよりも外周側に内周面を膨出させた膨出部８ｂを形成し、膨出部８ｂとニップル７との間にホース２を充填した状態にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３００１６９号公報
【特許文献２】特開昭６３−４７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】アッセンブリ品の一部を断面で例示する側面図である。
【図２】図１の水素充填用ホースを一部切開した側面図である。
【図３】ＰＢＯ繊維の編組角度および編組ピッチを説明する斜視図である。
【図４】加締める前のホース金具とホースの一部を断面で例示する側面図である。
【図５】ホース金具を加締める工程を、ホース金具とホースの一部を断面にして例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
アッセンブリ品１を製造する手順を以下に例示する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【実施例】
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
[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。
【００５５】
【表１】
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
[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。
【００５９】
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。
【符号の説明】
【００６０】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３００１６９号公報
【特許文献２】特開昭６３−４７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】アッセンブリ品の一部を断面で例示する側面図である。
【図２】図１の水素充填用ホースを一部切開した側面図である。
【図３】ＰＢＯ繊維の編組角度および編組ピッチを説明する斜視図である。
【図４】加締める前のホース金具とホースの一部を断面で例示する側面図である。
【図５】ホース金具を加締める工程を、ホース金具とホースの一部を断面にして例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
アッセンブリ品１を製造する手順を以下に例示する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【実施例】
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
[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。
【００５５】
【表１】
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
[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。
【００５９】
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。
【符号の説明】
【００６０】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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である請求項１に記載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。
【請求項３】
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である請求項１または２に記載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。
【請求項４】
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４０％〜５５％にする請求項１〜３のいずれかに記載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。
【請求項５】
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を１．０以上４．５以下に設定した請求項１〜４のいずれかに記載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。
【請求項６】
前記補強層の積層数を３層とし、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°以下に設定した請求項１〜５のいずれかに記載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。
【請求項７】
前記補強層の積層数を２層とし、最外周の補強層における編組角度を５１°以上５８°以下に設定した請求項１〜５のいずれかに記載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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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である請求項１に記載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。
【請求項３】
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である請求項１または２に記載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。
【請求項４】
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４０％〜５５％にする請求項１〜３のいずれかに記載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。
【請求項５】
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を１．０以上４．５以下に設定した請求項１〜４のいずれかに記載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。
【請求項６】
前記補強層の積層数を３層とし、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°以下に設定した請求項１〜５のいずれかに記載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。
【請求項７】
前記補強層の積層数を２層とし、最外周の補強層における編組角度を５１°以上５８°以下に設定した請求項１〜５のいずれかに記載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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１５８０５４（Ｐ２０１１−１５８０５４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１６５８（Ｐ２０１０−２１６５８）
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 水素製造・輸送・貯蔵システム等技術開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 水素製造・輸送・貯蔵システム等技術開発委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
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