JP2010148335A - ワイヤハーネス用のネット状保護材および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】難燃性を有すると共に目崩れが発生しないワイヤハーネス外装用のネット状保護材を提供する。
【解決手段】断面楕円形状の難燃性樹脂線材からなる縦線２と横線３との交点４が加圧熱融着されてネット状としており、前記縦線と横線とは編まずに交点で上下に重ねられ、該縦線と横線のいずれか一方または両方が、断面積の４０％〜５０％が溶融されて相手方の繊維中に埋設された状態で互いに融着され、裁断端でほつれ止めされていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は車両に配索されるワイヤハーネス用のネット状保護材および該ネット状保護材の製造方法に関し、該ネット状保護材はワイヤハーネスの電線群の外周面に外装するシートまたはチューブからなるものである。

従来、車両に配索されるワイヤハーネスの電線群の結束、保護および外部干渉材による干渉防止のために、電線群に粘着テープを巻き付けたり、コルゲートチューブや丸チューブ等のチューブに電線群を通している。
これらのテープおよびチューブからなる外装材としては、従来、テープは塩化ビニルテープが汎用され、コルゲートチューブとしてはポリプロピレン等が用いられ、いずれも樹脂で形成されている。
さらに、実開平４−２１１１９号等で提案されている樹脂糸からなるネットチューブも用いられている。

前記ネットチューブは使用する樹脂量が少ないため軽量化が図れると共にコスト低減が図れ、かつ、伸縮性および可撓性に優れワイヤハーネスの通し作業が容易であると共にワイヤハーネスの配索経路に沿って容易に屈曲できる利点がある。
一方、ネットチューブは、コルゲートチューブや円筒状チューブ内の閉断面空間にワイヤハーネスを挿通する場合と比較して、ネットの空孔に電線群が露出するため保護機能は低下するが、外部干渉材と干渉する恐れが無い配索領域等には用いることができる。

このように、ネットチューブは利点を有するものであるが、従来のネットチューブは、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂糸を編成してネットを形成しており、難燃性が優れないため、エンジンルームに配索するワイヤハーネスの外装材としては適さない。
さらに、従来のネットチューブは縦糸と横糸とを編んで隣接する交点と縦糸と横糸の上下を逆転してネット状に形成している。よって、交点での縦糸と横糸との結合力が弱い。該交点で縦糸と横糸とを溶着している場合もあるが、図１０に示すように、縦糸１００の外周面と横糸１０１の外周面とを線接触して溶着しているだけであるため、交点に引張力や引裂力が負荷されると、交点での剥がれ、所謂目崩れが生じて、形状保持力が低い問題がある。

実開平４−２１１１９号

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、エンジンルームに配索されるワイヤハーネスの外装材としても用いることができ、切断端で交点にほつれを発生させないと共に交点で剥がれないように結合力を高めたワイヤハーネス用のシートまたはチューブからなるネット状保護材を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、断面楕円形状の難燃性樹脂線材からなる縦線と横線との交点が加圧熱融着されてネット状としており、
前記縦線と横線とは編まずに交点で上下に重ねられ、該縦線と横線のいずれか一方または両方が、断面積の４０％〜５０％が溶融されて相手方の繊維中に埋設された状態で互いに融着され、裁断端でほつれ止めされていることを特徴とするワイヤハーネス用のネット状保護材を提供している。

前記のように、本発明のシートまたはチューブからなるネット状保護材を構成する樹脂線は、断面楕円形状とした難燃性樹脂線から構成しているため、車両のエンジンルーム内に配索するワイヤハーネスに外装することができる。また、縦横線の交点では外周面が線接触で溶着されているのではなく、縦線と横線とを断面楕円形状とし、かつ、一方または両方の線材が相手方の線材中に埋設されるように互いに融着しているため、強固に固着されている。よって、ネット状保護材に引っ張り力や引き裂き力が負荷されても交点で縦横線の結合が剥がれることはなく、目崩れが発生せず、形状保持力が強くネット状保護材としての信頼性が高いものとなる。

前記難燃性樹脂線材は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、これら２種以上の混合物から選択されるノンハロゲンの樹脂成分の一種以上に、臭素系、リン酸エステル、金属水酸化物、メラミンから選択される難燃剤が配合されている
前記樹脂成分としては、加工容易性、コストの点等からポリプロピレンが最も好適に用いられる。

詳細には、前記難燃性樹脂線材は、前記樹脂成分１００質量部に対して前記難燃剤が０．５〜１００質量部配合されている。さらに、必要に応じて、酸化マグネシウムあるいは／および炭酸カルシウムからなる充填剤が前記樹脂成分１００質量部に対して０〜５０質量部を配合してもよい

本発明の縦横線は、隣接する交点が上下逆となるように編んだものではなく、後述するサイジング機でネット状に成形し、例えば、縦線を上側、横線を下側として重ね合わせ、前記縦横線の交点を面接触させると共に、前記のように、互いに相手方線材中に埋め込まれるように融着したものとしている。
前記縦横線からなる本発明のネット状保護材はシートまたはチューブとし、
前記シートは巾方向の両端がラップする円筒状に曲げ癖がつけられている。
チューブとする場合は、一枚のシートの巾方向の端縁を互いに熱融着してチューブとしている。

また、本発明のネット状保護材の強度は、前記断面楕円形状の各縦横線の長径が０．３５ｍｍ〜０．５ｍｍ、ネット状のシートの厚みが０．４〜０．８ｍｍとされた時、縦横引張強度が１５．７Ｎ以上、引き裂き強度１５．７Ｎ以上、伸びが１５０％以上とされている。前記縦横引張強度はＪＩＳ３号ダンベルを用いた実測値である。

前記縦横線で囲まれる各空孔の形状は、正方形、長方形、ひし形、六角形、あるいは真円、楕円、長円のいずれかの円形とされている。
前記空孔の形状は、要求される伸縮性および強度によって調整される。
即ち、空孔の大きさは、伸縮性の要求度が高い場合にはネットを粗くして各空孔を大きくし、強度および耐摩耗性の要求度が高い場合にはネットを細かくして各空孔を小さくしている。空孔の形状は、伸びやすくするには菱形状とされ、伸びにくくするには正方形や長方形としている。

さらに、前記縦線と横線としてそれぞれ大径線と小径線とを設け、複数本の前記小径線を前記大径線で挟んだ状態で引き揃え、大径線で囲まれた空孔に小径線のネット状部を配置した構成としてもよい。
さらに、ネット状保護材の長さ方向の両端を空孔を設けないセルベージ付きの形状として、該ネット状保護材の長さ方向の両端とワイヤハーネスの電線群とのテープ巻きを容易な形状としてもよい。

さらに、本発明は前記ネット状保護材の製造方法を提供している。
該製造方法は、前記縦線と横線とをサイジング機でネット状のシートを成形し、該成形時に加熱加圧し、縦横線の交点を加圧状態で熱融着し、
前記ネット状のシートを所要長さに裁断し、裁断されたネット状シートの巾方向の両端縁がラップして筒状になるように賦形している。

前記のように、本発明では、断面楕円形状の縦線と横線をサイジング機のダイスを通してネット状のシートを成形しており、該成形時に加熱加圧していることにより縦横線の交点で、これら縦横線が面接触すると共に、一方側線から他方側線へ、あるいは互いに相手方線中に入り込むように融着しているため、交点での結合力を高めることができ、引っ張り力や引き裂き力が負荷されても交点で剥がれが生じないようにすることができる。

前記のように、筒状に曲げ癖をつけたネット状のシートはワイヤハーネスの電線群の外周に容易に巻き付けることができ、巻き付け状態で、長さ方向の両端に粘着テープを巻き付けて電線群と固着している。
ネット状チューブとする場合は、ラップした部分を熱融着して予めチューブとしている。

前述したように、本発明のワイヤハーネス用のシートまたはチューブからなるネット状保護材は、断面楕円形状とした難燃性樹脂線材からなる縦横線を交点で融着しているため、車両のエンジンルーム内に配索する難燃性が要求されるワイヤハーネスの外装材として用いることができる。かつ、縦横線の交点では外周面を線接触の状態で溶着しているのではなく、断面楕円形状の縦横線が面接触し、かつ、一方または両方が相手方の線中に埋設されるように融着されているため、強固に固定されている。よって、ネット状保護材に引っ張り力や引き裂き力が負荷されても交点で縦横線の結合が剥がれることはなく、目崩れが発生せず、形状保持力が強いネット状保護材とすることができる。
さらに、ネット状としていることにより、従来の樹脂製の丸チューブと比較して１／２以下にまで軽量化することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１に示す実施形態のネット状保護材はシート１としている。該シート１は断面楕円形状とした縦線２と横線３を交点４で融着し、縦横線２、３で囲まれた菱形状の空孔５を設けたネット状としている。空孔５を菱形状としているため、縦線２はシート１の長さ方向（軸線方向）Ｌと平行な縦方向でないと共に横線３は軸線方向Ｌと直交方向ではなく、縦横線２、３とも軸線方向Ｌに対して傾斜方向であるが、区別するために、縦線２、横線３と称する。

前記縦横線２、３は同一の単体の難燃性樹脂線材１０からなり、前記のように、断面楕円形状としている。
詳細には、難燃性樹脂線材１０は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、これらを２種以上の混合物から選択されるノンハロゲンの樹脂成分の一種以上に、臭素系、リン酸エステル、金属水酸化物、メラミンから選択される難燃剤が配合されている。
前記樹脂成分１００質量部に対して前記難燃剤が０．５〜１００質量部配合されている。さらに必要に応じて、酸化マグネシウムあるいは／および炭酸カルシウムからなる充填剤が前記樹脂成分１００質量部に対して０〜５０質量部配合されている。
本実施形態では樹脂成分としてポリプロピレン（ＰＰ）を用い、難燃剤として「テトラフリモビスフェノール」からなる臭素系難燃剤を用いている。

前記縦線２と横線３とは編まずに、図２（Ｂ）に示すように、縦線２を上側、横線３を下側に配置し、交点４で上下に重ねて融着している。
該交点４では、図２（Ｃ）に示すように、上下の断面楕円形状の縦線２と横線３とが面接触し、かつ、下側の横線３の断面積の４０〜５０％の部分３ｍを上側の縦線２中に入り込ませる状態で融着している。

前記縦横線２、３の各長径は０．３５ｍｍ〜０．５ｍｍとし、該縦横線２と３より形成するネット状のシート１の厚みを０．４〜０．８ｍｍとしている。
また、該ネット状のシート１では菱形状の空孔５を囲む縦横線３の長さは、本実施形態では１．４×１．４ｍｍとしている。
該シート１の縦方向（軸線方向）および横方向の引張強度は１５．７Ｎ以上、引き裂き強度は１５．７Ｎ以上であり、引張伸びは１８０〜２３０％である。

前記ネット状のシート１は、後述する方法で、図３に示すように、長さ方向の軸線方向Ｌと直交する巾方向の両端側が互いにラップするように曲げ癖をつけて、円筒形状となるように予め賦形されている。
該シート１をワイヤハーネス２０に取り付ける工程では、ワイヤハーネス２０の電線群Ｗの長さ方向に沿って縦沿えし、該状態で巻癖をつけたシート１を電線群Ｗの外周面に巻き付けている。この状態で、巾方向の両端側がラップして電線群Ｗの全外周面を完全に被覆することができる。その後、シート１の長さ方向の両端とシート１から引き出された電線群Ｗとに粘着テープＴを巻き付けて固着している。

つぎに、前記ネット状のシート１の製造方法を説明する。
図４（Ａ）（Ｂ）に示すサイジング機３０でシート１を成形している。詳細には、前記樹脂成分に難燃剤、安定剤等をホッパー２５に投入し、ホッパー２５で撹拌混合し、該撹拌混合した混合物をスクリューコンベヤ２６で混練りしながら図４（Ｂ）に示すダイセット２７へ搬送し、混練物をダイセット２７で難燃性樹脂線材１０からなるネット状のシートとして成形している。

前記ダイセット２７は、アウトダイス２７ａとインダイス２７ｂとからなる。アウトダイス２７ａとインダイス２７ｂとモータ２９で逆方向に回転し、アウトダイス２７ａの孔とインダイス２７ｂの孔がかさなる部分２７ｃで縦線２と横線３とが重なる交差部（交点）が形成され、アウトダイス２７ａの孔とインダイス２７ｂの孔とが離れることで格子形状（本実施形態では菱目）が形成される。

前記ダイセット２７から押し出し成形される際に、縦線２と横線３とは加熱加圧され、これら縦横線２、３とが溶着する。かつ、縦横線２、３の交点４では、加圧加熱されるため、交点４では前記図２（Ｃ）に示すように縦横線２、３が相手方繊維に入り込んだ状態で熱融着される。
ついで、ネット状のシート４０は冷却槽３１へと搬送され、延伸ローラ３２で熱延伸され、延伸後、延伸槽３３へ搬送され、その後、シート４０はコイル４１と巻回される。

前記ネット状のシート４０は、巾方向の両側端が互いにラップして円筒状となるように曲げ癖をつけている。
図５（Ａ）は定尺のシート１−Ａとする製造方法を示し、図５（Ｂ）に連続したシート１−Ｂとする製造方法を示す。

図５（Ａ）に示す方法は、前記コイル４１から引き出したシート４０をシートカット機（図示せず）で所定長さに切断し、カットシート４２を設ける、該カットシート４２を加熱ロール４３に通して円弧形状に賦形したカットシート４２Ｃとしている。

図５（Ｂ）に示す方法は、台円錐筒形状とした成形機４５を用い、該成形機４５の上流と下流とに引っ張りロール４６Ａ、４６Ｂを配置している。シート４０をロール４６Ａより成形機４５に通し、該成形機４５の内部で円弧状に癖ずけしていき、最終の小径部分では巾方向の端縁部がラップするようにしている。該状態でロール４６Ｂで引き出し、連続したシート１−Ｂを製造している。該シート１−Ｂは使用条件に応じて所要長さに裁断機４７で裁断している。

前記構成としたネット状のシート１は、縦横線２、３の交点４では、図２（Ｃ）に示すように、縦横線２、３が断面楕円形状に変形し、互いに相手方線中に入り込んだ状態で熱融着されている、よって、縦横線の外周面を溶着しただけの場合と比較して剥がれにくくなり、前記した引張強度および引き裂き強度を備えたものとなり、目崩れが発生せず、信頼性の高いものとなる。
また、縦横線２、３とも難燃性樹脂線材１０から形成しているため、ネット状のシート１は難燃性を備え、エンジンルームに配索するワイヤハーネスの外装材として用いることができ、かつ、縦横線２、３が互いに強固に固着されているため、各縦横線２、３が裁断端でほつれが生じることはない。しかも、シート１をネット状としているため、丸チューブと比較して重量を半減できる。特に、自動車に配索する多数本のワイヤハーネスの外装材として用いると、自動車の重量軽減にも寄与でき、燃費を向上させることができる。

前記構成からなるネット状のシート１は、縦横線２、３の交点４の位置を調整することで空孔５の大きさおよび空孔５の形状を任意に変更することができる。
図６は空孔５を大きくして粗いネットＮ−１と、空孔５を小さくした細かいネットＮ−２を示す。空孔５の大小関係と伸縮性、耐摩耗性および強度の関係は図示のように、粗いネットＮ−１は伸縮性は大であるが耐摩耗性および強度は弱くなる。細かいネットＮ−２は伸縮性は小であるが耐摩耗性および強度は強くなる。
このように、ネットチューブ１はワイヤハーネスの使用条件に応じて、空孔５の大小関係を調整して、要求される伸びと強度を備えたものとすることができる。

また、空孔５の形状は、図７（Ａ）〜（Ｈ）に示す形状とすることができる。
（Ａ）は長方形状の網目とし、該形状とすると伸びにくいネットとしている。
（Ｂ）は菱形形状の網目とし、該形状とすると伸びやすいネットとしている。
（Ｃ）は六角形状の網目とし、（Ｂ）以上の強度を持つ一方、伸縮性は（Ｂ）より若干低下するネットとしている。
（Ｄ）は円形の網目とし、（Ｃ）以上の強度を持つ一方、伸縮性は無いものとしている。
（Ｅ）は縦横線２、３を延伸して細くした菱形形状の網目としており、強度は低いが、伸縮性に優れたものとしている。
（Ｆ）は縦線と横線としてそれぞれ大径線２−ａ、３−ａと小径線２−ｂ、３−ｂとを設け、複数本の前記小径線を前記大径線で挟んだ状態で引き揃え、大径線で囲まれた空孔に小径線のネット状部を配置している。該ネットは（Ｄ）以上の強度を備え、伸縮性も若干有するものとしている。
（Ｇ）長方形状の網目とし、かつ、ネットチューブ１の長さ方向の両端に無垢部ＮＳを設けたセルベージ付きとし、ワイヤハーネスの電線群とネットチューブ１の先端とに粘着テープを巻き付けやすくしている。前記無垢部は樹脂線を加熱して溶融し、この状態で冷却槽に浸漬して固化することで形成している。
（Ｈ）は菱形形状の網目とし、セルベージ付きとしている。
このように、空孔５の形状を、伸びやすいネットチューブ、伸びにくいネットチューブと要求に応じて容易に調整することができる。

本発明の実施例と比較例との物性値の比較を以下に記載する。

「実施例」
実施例１、２、３は、ポリプロピレン１００質量部に対して臭素系難燃剤を４質量部配合して、縦横線を設け、該縦横線の交点を前記実施形態に記載のように、縦線に対して横線を断面積の４０〜５０％を入り込ませた状態で熱融着して成形し、菱形状の網目を有するネット状のシートからなる。
実施例１、２、３は空孔の辺の長さを下記の表１に示すように変えた。

「比較例」
比較例１は、断面円形の縦横線がポリプロピレン製で、交点の表面が線接触で溶着され、実施例と同様の菱形状の網目としたネットチューブからなる。
比較例２は、縦横線がポリエステル製で、縦横線が密に編成されたチューブからなる。
比較例３は、ワイヤハーネスに巻き付けるテープとして汎用されている塩化ビニルテープである。

表１中のテープ摩耗測定は、図８に示す試験装置で測定した。
試験装置は支持棒３０に補助錘３１を取り付けると共に下側にブラケット３２を設け、該ブラケット３２を片持ち支持された軸アーム３３の先端に連結した。試験用テープ４０を水平支持棒３４に固定した。この状態で、１５０Ａサンドペーパからなる摩耗テープ３６を支持ピン３５で試験用テープ４０に摺接するように保持して矢印方向に移動させた。摩耗テープ３６が摺接された部位の試験用テープ４０の摩耗量を測定した。

表１中の引裂強度測定は、図８（Ｂ）に示すように、縦横５０ｍｍとした試験用テープ４１の一辺の中央から長さ２５ｍｍのスリット４１ａを設け、該スリット４１ａを境界として左右方向に引っ張って測定した。

表１に示すように、本発明の実施例１、２、３は難燃性（ＯＩ値）に優れ、特に、実施例２、３は目標値２３．５以上であった。
また、実施例１、２、３は比較例１の縦横線の交点を線接触で溶着した場合と比較して引張強度が３倍〜１０倍程度であり、引き裂き強度も比較例１より大であった。さらに摩耗試験も目標値の１０００以上で耐摩耗性に優れていることが立証された。

前記実施形態はネット状のシート１を円弧形状に賦形し、巾方向の両端側がラップするように賦形したものであるが、図９（Ａ）に示すように、ラップさせた両端縁を熱融着してチューブ５０としてもよい。
このネット状のチューブ５０は図９（Ｂ）に示すように、収縮させてワイヤハーネス２０を挿通し、挿通後に図９（Ｃ）に示すように引き伸ばして、ワイヤハーネス２０の電線群と粘着テープＴで固着している。

本発明のネット状シートを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は部分拡大図である。 （Ａ）は縦線および横線となる難燃性樹脂糸材を示す斜視図、（Ｂ）は縦線と横線を重ねている状態を示す斜視図、（Ｃ）は縦横線の交点の拡大図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はネット状のシートをワイヤハーネスに外装する状態を示す図面である。 （Ａ）（Ｂ）はネット状のシートの製造方法を示す図面である。 （Ａ）（Ｂ）はネット状のシートを円弧状に賦形する工程をそれぞれ示す図面である。 ネットの空孔の大きさと機能とを対比する説明図である。 （Ａ）〜（Ｈ）はネットチューブの網目の形状を示す図面である。 （Ａ）（Ｂ）は試験方法を示す図面である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はネット状チューブの実施形態を示す図面である。 従来のネットチューブの問題点を示す図面である。

符号の説明

１ ネット状のシート
２ 縦線
３ 横線
４ 交点
５ 空孔
５０ ネット状のチューブ

Claims (8)

1. 断面楕円形状の難燃性樹脂線材からなる縦線と横線との交点が加圧熱融着されてネット状としており、
   前記縦線と横線とは編まずに交点で上下に重ねられ、該縦線と横線のいずれか一方または両方が、断面積の４０％〜５０％が溶融されて相手方の繊維中に埋設された状態で互いに融着され、裁断端でほつれ止めされていることを特徴とするワイヤハーネス用のネット状保護材。
2. 前記難燃性樹脂線材は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、これらを２種以上の混合物から選択されるノンハロゲンの樹脂成分の一種以上に、臭素系、リン酸エステル、金属水酸化物、メラミンから選択される難燃剤が配合されている請求項１に記載のワイヤハーネス用のネット状保護材。
3. 前記難燃性樹脂線材は、前記樹脂成分１００質量部に対して前記難燃剤が０．５〜１００質量部配合され、さらに、酸化マグネシウムあるいは／および炭酸カルシウムからなる充填剤が前記樹脂成分１００質量部に対して０〜５０質量部配合されている請求項２に記載のワイヤハーネス用のネット状保護材。
4. 前記断面楕円形状の縦横線の長径が０．３５ｍｍ〜０．５ｍｍ、ネット状のシートの厚みを０．４〜０．８ｍｍとした時、縦横引張強度が１５．７Ｎ以上、引き裂き強度１５．７Ｎ以上、伸びが１５０％以上とされている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワイヤハーネス用のネット状保護材。
5. 前記縦線と横線とで囲まれる各空孔の形状は、正方形、長方形、ひし形、六角形、あるいは真円、楕円、長円のいずれかの円形とされている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のワイヤハーネス用のネット状保護材。
6. 前記ネット状保護材はチューブまたはシートからなり、
   前記シートは巾方向の両端がラップする円筒状に曲げ癖がつけられており、また、
   前記チューブは一枚のシートの巾方向の端縁を互いに熱融着してチューブとしている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のワイヤハーネス用のネット状保護材。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のネット状保護材の製造方法であって、
   前記縦線と横線とをサイジング機でネット状のシートを成形し、該成形時に加熱加圧し、縦横線の交点を加圧状態で熱融着し、
   前記ネット状のシートを所要長さに裁断し、裁断されたネット状シートの巾方向の両端縁がラップして筒状になるように賦形していることを特徴とするワイヤハーネス用のネット状保護材の製造方法。
8. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のネット状保護材を、ワイヤハーネスの電線群の外周に巻き付け、長さ方向の両端に粘着テープを巻き付けて電線群と固着しているワイヤハーネスのネット状保護材の取付方法。