JP2021132454A

JP2021132454A - スパイラルチューブの製造方法

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Publication number: JP2021132454A
Application number: JP2020026060A
Authority: JP
Inventors: 美智男林; Michio Hayashi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2040-02-19
Also published as: JP7098668B2; US20210257129A1; DE102021103661A1; CN113276381A; CN113276381B

Abstract

【課題】スパイラルチューブを容易に製造、装着する。【解決手段】図２（ａ）に示されるように、前記のチューブ素材１０が巻き取られたリール２０１から、部材送りローラ２０２によって矢印Ａに示されるようにチューブ素材１０が巻き戻されて引き出される。引き出されたチューブ素材１０は、形状変更部２１０によって軟化温度以上に加熱されてから、矢印Ｂに示されるように取り出される。その後、形状変更部２１０から引き出されたチューブ素材１０は、図２（ｂ）に示されるように、ハーネス束ＨＡに巻回される。切断刃２３０が上側から下側に向かう際に、チューブ素材１０を切断することによって、スパイラルチューブ２０の長さを設定することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤハーネスに装着されて使用されるスパイラルチューブの製造方法に関する。

例えば車両等において使用されるワイヤハーネス（以下、ハーネス）は、複数本のハーネスを束ねた状態で用いられる場合が多く、こうした場合には、束ねられたハーネスを保護するように覆う保護材が用いられる。このような保護材の一種として、例えば特許文献１に記載されたスパイラルチューブが用いられている。

図１０は、スパイラルチューブが製造されてから装着される前の形態を簡略化して示す図である。スパイラルチューブ１００を得るためには、まず、図１０（ａ）に示されたように、装着される対象となる、束ねられた複数本のハーネスよりも大きな内径を有する円筒形状のチューブ１００Ａが、軟質の樹脂材料を成形することによって形成される。このような円筒形状のチューブ１００Ａは、押出成型によって特に容易に製造することができる。

その後、図１０（ｂ）に示されるように、このチューブ１００Ａの円筒形状の外面に、螺旋形の切り欠き部（スリット）Ｓが機械加工によって長さ方向にわたり形成されることによってスパイラルチューブ１００が得られる。

このスパイラルチューブ１００は、図１０（ｂ）の状態として製造された後で、必要となる長さに切断された後で、図１０（ｃ）に示されるように、束ねられた複数本のハーネス（ハーネス束ＨＡ）に容易に巻回させることができる。図１０（ｃ）の作業は、特許文献１に示されたような器具を用いても、あるいは作業者による手作業でも容易に行うことができる。

このようなスパイラルチューブ１００は、このように製造が容易であるために安価である。更に、これが装着された状態でハーネス束ＨＡを屈曲させることも容易であるために、広く用いられている。

使用される製品あるいは部位に応じて、上記のようなスパイラルチューブが使用される際の長さは一定に定まる。このため、複数の種類毎に定められた長さ毎に、図１０（ｂ）の状態の複数のスパイラルチューブが製造され、管理される。一方、工程を簡略化するためには、切り欠き部Ｓを形成する工程（図１０（ｂ））は、この切断前の長い状態で行われる。このため、上記の製造方法においては、図１０（ａ）に示された長いチューブ１００Ａを一旦製造した後で、図１０（ｂ）に示されたようにこの長いチューブ１００Ａに対して、その長さ方向の全域にわたり切り欠き部Ｓを形成することが必要となる。その後、このように長尺のスパイラルチューブ１００を所定の長さに切断し、長さ毎に管理した後に、図１０（ｃ）に示されたようにハーネス束ＨＡに装着する作業が行われる。

特開２００１−２３６８３９号公報

上記の工程においては、チューブ１００Ａあるいはスパイラルチューブ１００を長尺の状態で取り扱う作業が必要となり、この作業は必ずしも容易ではなかった。また、これを切断した後で装着する作業も、他の保護材と比べて容易ではあるものの、労力を要した。

このため、容易に製造、装着ができるスパイラルチューブの製造方法が求められた。

本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、上記課題を解決することを目的とする。

本発明は、樹脂材料で形成され、ワイヤハーネスの延伸方向に沿って当該ワイヤハーネスの周囲を螺旋状に覆うスパイラルチューブの製造方法であって、押出成型によって、前記樹脂材料で構成されたチューブ素材を製造する押出成型工程と、前記チューブ素材を加熱・軟化させて前記ワイヤハーネスの周囲に螺旋状に巻回した状態で切断し、前記スパイラルチューブを製造すると共に前記ワイヤハーネスに装着する装着工程と、を具備する。
前記押出成型工程後において、前記チューブ素材をリールに巻き取り、前記装着工程において、前記リールから巻き戻された前記チューブ素材を用いてもよい。
前記装着工程において、前記ワイヤハーネスの表面で隣接する前記チューブ素材の間に空隙が形成されるように前記チューブ素材を前記ワイヤハーネスに螺旋状に巻回してもよい。
前記ワイヤハーネスの表面に前記チューブ素材を巻回することによって下層スパイラルチューブを形成する前記装着工程である第１の装着工程と、前記下層スパイラルチューブが装着された前記ワイヤハーネスに対して、前記空隙を覆うように新たに前記チューブ素材を巻回することによって上層スパイラルチューブを形成する前記装着工程である第２の装着工程と、を具備してもよい。
前記装着工程において、前記ワイヤハーネスの表面で隣接する前記チューブ素材が部分的に重複するように前記チューブ素材を前記ワイヤハーネスに螺旋状に巻回してもよい。
前記チューブ素材は、長手方向と交差する断面において、前記装着工程において巻回される際に隣接する２つの前記チューブ素材の各々における相対する端部側に、当該２つの前記チューブ素材同士を係合することによって当該２つの前記チューブ素材間の距離が大きくなることを抑制する係合部を具備してもよい。
前記チューブ素材は、長手方向と交差する断面において、前記係合部とは異なる箇所において、曲面形状とされた曲面部を具備してもよい。

本発明は以上のように構成されているので、スパイラルチューブを容易に製造、装着することができる。

実施の形態に係るスパイラルチューブの製造方法における押出成型工程を説明する図である。実施の形態に係るスパイラルチューブの製造方法における装着工程を説明する図である。実施の形態に係るスパイラルチューブの製造方法における、押出成型機の開口部の形状（ａ）、スパイラルチューブが装着された状態のハーネス束の断面図（ｂ）である。第１の変形例となるスパイラルチューブが装着された状態のハーネス束の断面図である。第２の変形例となるスパイラルチューブが装着された状態のハーネス束の断面図である。第３の変形例となるスパイラルチューブの製造のために用いられる押出成形機の開口部の形状（ａ）、チューブ素材の断面形状（ｂ）である。第３の変形例となるスパイラルチューブが装着された状態（その１）のハーネス束の断面図である。第３の変形例において隣接する２つのチューブ素材の３つの状態を示す断面図である。第３の変形例となるスパイラルチューブが装着された状態（その２）のハーネス束の断面図である。従来のスパイラルチューブの製造、装着の際の形態を示す図である。

本発明の実施の形態に係るスパイラルチューブの製造方法は、以下に説明するように、ハーネス（ハーネス束）にスパイラルチューブを装着するまでの工程も含み、装着の完了と同時にスパイラルチューブの製造も完了する。このため、スパイラルチューブの製造から装着に至るまでの工程が単純となる。この製造方法は、チューブ素材を製造する押出成形工程と、このチューブ素材をハーネスに螺旋状に巻回してから切断する装着工程を具備する。

図１は、押出成形工程を模式的に示す図である。この工程は、従来の製造方法において、図１０（ａ）のチューブ１００Ａを製造する工程に対応する。ここでは、押出成型機２００によって、加熱溶融された樹脂材料が加圧され、開口部２００Ａから押し出されて冷却されることによって、スパイラルチューブの原型となるチューブ素材１０が製造される。チューブ素材１０は、その長手方向に垂直な断面形状が開口部２００Ａの形状と等しく、かつ連続的に形成されるため、これを長尺の状態でリール２０１に巻き取り収容することができる。

ここで、チューブ素材１０の射出方向（長手方向）に沿った断面形状は、開口部２００Ａの形状と等しい。ここでは、最も単純な例として、図１に示されるように、この形状が単純な矩形形状であるとしている。このため、チューブ素材１０はテープ状となる。

また、図２（ａ）（ｂ）は、装着工程を模式的に示す図である。図２（ａ）に示されるように、前記のチューブ素材１０が巻き取られたリール２０１から、部材送りローラ２０２によって矢印Ａに示されるようにチューブ素材１０が巻き戻されて引き出される。引き出されたチューブ素材１０は、形状変更部２１０によって軟化温度以上に加熱されてから、矢印Ｂに示されるように取り出される。

その後、形状変更部２１０から引き出されたチューブ素材１０は、図２（ｂ）に示されるように、ハーネス束ＨＡに巻回される。この際、形状変更部２１０は、図示されるように円弧形状とされる。このため、形状変更部２１０から引き出されたチューブ素材１０はハーネス束ＨＡに巻回されるような湾曲形状となり、ハーネス束ＨＡを矢印Ｃに示されるように移動させれば、巻回後にチューブ素材１０が冷却することによって硬化し、スパイラルチューブ２０となる。この際、ハーネス束ＨＡと形状変更部２１０との間には鉛直方向に広がる平板状の保護カバー２２０が設けられ、保護カバー２２０のハーネス束ＨＡ側の表面に沿って切断刃２３０が上下動する。切断刃２３０が上側から下側に向かう際に、チューブ素材１０を切断することによって、スパイラルチューブ２０の長さを設定することができる。なお、ハーネス束ＨＡを矢印Ｃのように移動させると共に、チューブ素材１０がハーネス束ＨＡを図示する向きで巻回するようにハーネス束ＨＡを回転させてもよい。

この製造方法においては、図２（ｂ）に示されるように、スパイラルチューブ２０は、ハーネス束ＨＡに装着されてから所定の長さに切断される。このため、作業者あるいは他の機器によってスパイラルチューブをハーネス束ＨＡに装着する作業を要さない。また、形状変更部２１０によって加熱され軟化した状態でチューブ素材１０をハーネス束ＨＡに巻回させるため、スパイラルチューブ２０の装着を確実かつ容易に行うことができる。

また、チューブ素材１０は、押出成型工程後において、リール２０１に巻回した状態で保管し、装着工程（図２（ｂ））で所望の長さに切断されて用いられるため、図１０（ｂ）に示されるように切断後のスパイラルチューブを長さ毎に管理することも不要となる。

図３（ａ）は、図１における押出成型機２００の開口部２００Ａの形状を示す図である。ここでは、開口部２００Ａは、垂直方向で薄い矩形形状とされる。このため、これによって得られるチューブ素材１０はテープ状となり、これをリール２０１に巻回することが容易であり、かつ、図２（ｂ）に示されるように、形状変更部２１０を通過後にこれをハーネス束ＨＡに螺旋状に巻回することも容易である。この場合におけるハーネス束ＨＡの中心軸に沿った断面を模式的に図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）における各チューブ素材１０の形状は図３（ａ）における開口部２００Ａの形状に対応する。ここでは、装着後のスパイラルチューブ２０において隣接するチューブ素材１０の間隔はＨ（Ｈ＞０）とされる。Ｈは、図１０（ｂ）における切り欠き部Ｓの幅に対応する。

スパイラルチューブ２０の形態は、図３（ｂ）に示されたようにハーネス束ＨＡに装着された状態においては、前記の従来のスパイラルチューブ１００と変わらない。しかしながら、上記の製造方法によれば、図１０に示された従来の製造方法では実現が困難であった様々な形態をスパイラルチューブにおいて容易に実現することができる。以下に、このような変形例について説明する。

図１０に示された従来の製造方法においては、スパイラルチューブ１００の形状は、装着前（図１０（ｂ））と、装着後において変わらない。これに対して、本発明の製造方法によれば、装着後のスパイラルチューブの形状は、押出成型工程、装着工程のどちらによっても設定することができる。

（第１の変形例）
第１の変形例においては、チューブ素材１０の形状（押出成型工程）が図３の場合と同一とされ、装着工程の条件が変更されることによって、装着後のスパイラルチューブの形状が図３のスパイラルチューブ２０とは異なる。このスパイラルチューブ２１の形状を図３（ｂ）に対応させて図４に示す。

このスパイラルチューブ２１においては、ハーネス束ＨＡの表面で隣接するチューブ素材１０が部分的に重複するように設定され、図３（ｂ）においてＨ＜０とされた場合に相当する。このスパイラルチューブ２１は、装着工程（図２（ｂ））における矢印Ｃの移動速度を図３（ｂ）の場合よりも小さくすることによって、実現することができる。

図３（ｂ）のスパイラルチューブ２１においては、隣接するチューブ素材１０の間の間隔Ｈの領域においてハーネス束ＨＡの表面が露出したのに対し、図４のスパイラルチューブ２１を用いた場合には、これが装着された範囲内ではハーネス束ＨＡの表面は露出しない。このため、前記のスパイラルチューブ２０よりも、より確実にハーネス束ＨＡの保護をすることができる。図１０に示された製造方法では、装着前のスパイラルチューブ１００の形状と装着後のスパイラルチューブ１００の形状が同一であるため、この形状のスパイラルチューブ２１を製造することが極めて困難であることは明らかである。

（第２の変形例）
第２の変形例においても、チューブ素材１０の形状（押出成型工程）が図３の場合と同一とされ、装着工程の内容が図３（ｂ）の場合とは異なる。このスパイラルチューブ２２の形状を図３（ｂ）に対応させて図５に示す。ここで、スパイラルチューブ２２は、下層スパイラルチューブ２２Ａ、上層スパイラルチューブ２２Ｂの２層構造とされ、各々が同一のチューブ素材１０を用いて、図３（ｂ）のスパイラルチューブ２０と同様の形態を具備し、同様に製造される。ここで、上層スパイラルチューブ２２Ｂを構成するチューブ素材１０は、下層スパイラルチューブ２２Ａを構成するチューブ素材１０間の空隙の上に位置するように巻回される。

この場合には、初めに下層スパイラルチューブ２２Ａが前記のスパイラルチューブ２０を製造する場合と同様の装着工程（第１の装着工程）によって製造される。その後で、下層スパイラルチューブ２２Ａが装着されたハーネス束ＨＡの位置を図５の構造が実現されるように調整した上で、上層スパイラルチューブ２２Ｂを製造するための装着工程（第２の装着工程）が行われる。

このスパイラルチューブ２２を用いた場合にも、前記のスパイラルチューブ２１と同様に、これが装着された範囲内でハーネス束ＨＡの表面が露出することが抑制されるため、より確実にハーネス束ＨＡの保護をすることができる。また、前記のスパイラルチューブ２１と同様に、従来の製造方法ではこのスパイラルチューブ２２を製造することは困難であるのに対して、上記の製造方法によれば、このスパイラルチューブ２２を容易に製造することができる。

（第３の変形例）
第３の変形例においては、単純な平板形状であった前記のチューブ素材１０とは異なる形状のチューブ素材が用いられため、押出成形工程における押出成型機の開口部の形状が異なる。図６（ａ）は、ここで用いられる押出成型機２０３の開口部２０３Ａを示す。図６（ｂ）においては、これによって得られるチューブ素材１１の断面形状を詳細に説明する図であり、この形状は開口部２０３Ａの形状に等しい。図６（ｂ）において、左側の端部には、下側に向けて局所的に突出する第１係合部（係合部）１１Ａが形成され、右側の端部には、上側に向けて局所的に突出する第２係合部（係合部）１１Ｂが形成されている。第１係合部１１Ａと第２係合部１１Ｂの間には、上側に凸形状とされた曲面状の曲面部（変形部）１１Ｃが形成されている。曲面部１１Ｃは、その曲面形状のために、図中左右方向に伸縮が可能とされる。また、右側の第２係合部１１Ｂと曲面部１１Ｃとの間の上側には、平坦な第１係合部支持面１１Ｄが形成されている。また、曲面部１１Ｃは上側に凸形状とされているため、第１係合部支持面１１Ｄの左側には、第１係合部支持面１１Ｄと略垂直な第１係合部係止面１１Ｅが形成されている。

このチューブ素材１１を用いて、図４のスパイラルチューブ２１を製造する場合と同様に、ハーネス束ＨＡの表面上で隣接するチューブ素材１１が部分的に重複するように装着工程を行うことによって、図７に示されるスパイラルチューブ２３が製造される。このスパイラルチューブ２３においては、隣接するチューブ素材１１が部分的に重複するために、図７において左右方向で隣接する２つのチューブ素材１１において、左側のチューブ素材１１の第２係合部１１Ｂよりも左側に右側のチューブ素材１１の第１係合部１１Ａが位置する。

このように隣接する２つのチューブ素材１１が部分的に重複した場合において、これらに働く水平方向の力に応じた形状の変化の状況を図８に示す。ここで、図８（ａ）は力が加わらない状況、図８（ｂ）はこれらを引き離す向きの力が加わった状況、図８（ｃ）はこれらを近接させる向きの力が加わった状況をそれぞれ示す。図８（ａ）においては、右側のチューブ素材１１の第１係合部１１Ａは、左側のチューブ素材１１の第２係合部１１Ｂと第１係合部係止面１１Ｅの間に位置する。

この状態で２つのチューブ素材１１を引き離す向きの力が加わった図８（ｂ）の状態では、右側のチューブ素材１１の第１係合部１１Ａが左側のチューブ素材１１の第２係合部１１Ｂと左側から係合するため、２つのチューブ素材１１には、各々を左右方向で引き延ばす力が働く。これによって、変形のしやすい各々の曲面部１１Ｃが図８（ａ）の状態から、左右方向で引き延ばされるように変形する。

逆に、２つのチューブ素材１１を近接させる向きの力が加わった図８（ｃ）の状態では、右側のチューブ素材１１の第１係合部１１Ａが左側のチューブ素材１１の第１係合部係止面１１Ｅで右側から係止される。これにより、２つのチューブ素材１１には、各々を左右方向で圧縮させる力が働き、変形のしやすい各々の曲面部１１Ｃが図８（ａ）の状態から、左右方向で圧縮されるように変形する。

このため、図８（ａ）〜（ｃ）のどの状態においても、状況に応じてチューブ素材１１が水平方向に移動、及び変形し、隣接するチューブ素材１１が水平方向で部分的に重複し、互いに係合するという形態が維持される。

図９は、図７に示されたようにこのスパイラルチューブ２３がハーネス束ＨＡが装着された状態でハーネス束ＨＡを屈曲させた状態を、図７に対応させて示す図である。図９において、ハーネス束ＨＡの上側においては、隣接する２つのチューブ素材１１を引き離す向きの力が加わるため、図８（ｂ）の状況となり、ハーネス束ＨＡの下側においては、隣接する２つのチューブ素材１１を近接させる向きの力が加わるため、図８（ｃ）の状況となる。このため、どちらの側においても、隣接するチューブ素材１１が水平方向で部分的に重複し、互いに係合するという形態が維持され、スパイラルチューブ２３の形態が安定して維持され、ハーネス束ＨＡが安定して保護される。また、前記のように各チューブ素材１１が水平方向で移動、変形することによって各チューブ素材１１を図９に示される状態とすることが容易にできるため、このような状態にハーネス束ＨＡを容易に変形させることができる。

このような形状のスパイラルチューブ２３を構成するチューブ素材１１を、前記の押出成型機２０３（開口部２０３Ａ）を用いて容易に製造できる。また、このチューブ素材１１を用いて前記の装着工程を行うことによって、このスパイラルチューブ２３を容易に製造することができ、ハーネス束ＨＡに容易に装着することができる。一方、図１０に示された従来の製造方法によっては、このような形状のスパイラルチューブ２３を製造することは極めて困難である。

また、断面形状において、水平方向で隣接するチューブ素材を互いに係合させるような係合部の構造として、上記の構造以外のものを用いることができる。この際、このような係合部を具備するチューブ素材は、前記の押出成型工程における開口部の形状によって、上記以外の形状のものも容易に製造することができる。

また、曲面部（変形部）の構造についても同様であり、水平方向に伸縮が容易であり、かつ押出成型によって容易に形成できる形状であれば、同様に用いることができる。あるいは、チューブ素材自身が変形しやすい材料であれば、このように特に変形しやすい曲面部（変形部）を特に構造中に設けなくともよい。また、上記の例ではスパイラルチューブが複数本のワイヤハーネスで構成されるハーネス束ＨＡに装着されるものとしたが、装着される対象が１本のワイヤハーネスであってもよい。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０、１１チューブ素材
１１Ａ第１係合部（係合部）
１１Ｂ第２係合部（係合部）
１１Ｃ曲面部（変形部）
１１Ｄ第１係合部支持面
１１Ｅ第１係合部係止面
２０、２１、２２、２３、１００スパイラルチューブ
２２Ａ下層スパイラルチューブ
２２Ｂ上層スパイラルチューブ
１００Ａチューブ
２００、２０３押出成型機
２００Ａ、２０３Ａ開口部
２０１リール
２０２ローラ
２１０形状変更部
２２０保護カバー
２３０切断刃
ＨＡハーネス束（ワイヤハーネス）
Ｓ切り欠き部

Claims

樹脂材料で形成され、ワイヤハーネスの延伸方向に沿って当該ワイヤハーネスの周囲を螺旋状に覆うスパイラルチューブの製造方法であって、
押出成型によって、前記樹脂材料で構成されたチューブ素材を製造する押出成型工程と、
前記チューブ素材を加熱・軟化させて前記ワイヤハーネスの周囲に螺旋状に巻回した状態で切断し、前記スパイラルチューブを製造すると共に前記ワイヤハーネスに装着する装着工程と、
を具備することを特徴とするスパイラルチューブの製造方法。
前記押出成型工程後において、前記チューブ素材をリールに巻き取り、
前記装着工程において、前記リールから巻き戻された前記チューブ素材を用いることを特徴とする請求項１に記載のスパイラルチューブの製造方法。
前記装着工程において、
前記ワイヤハーネスの表面で隣接する前記チューブ素材の間に空隙が形成されるように前記チューブ素材を前記ワイヤハーネスに螺旋状に巻回することを特徴とする請求項１又は２に記載のスパイラルチューブの製造方法。
前記ワイヤハーネスの表面に前記チューブ素材を巻回することによって下層スパイラルチューブを形成する前記装着工程である第１の装着工程と、
前記下層スパイラルチューブが装着された前記ワイヤハーネスに対して、前記空隙を覆うように新たに前記チューブ素材を巻回することによって上層スパイラルチューブを形成する前記装着工程である第２の装着工程と、
を具備することを特徴とする請求項３に記載のスパイラルチューブの製造方法。
前記装着工程において、
前記ワイヤハーネスの表面で隣接する前記チューブ素材が部分的に重複するように前記チューブ素材を前記ワイヤハーネスに螺旋状に巻回することを特徴とする請求項１又は２に記載のスパイラルチューブの製造方法。
前記チューブ素材は、長手方向と交差する断面において、
前記装着工程において巻回される際に隣接する２つの前記チューブ素材の各々における相対する端部側に、当該２つの前記チューブ素材同士を係合することによって当該２つの前記チューブ素材間の距離が大きくなることを抑制する係合部を具備することを特徴とする請求項５に記載のスパイラルチューブの製造方法。
前記チューブ素材は、長手方向と交差する断面において、
前記係合部とは異なる箇所において、曲面形状とされた曲面部を具備することを特とする請求項６に記載のスパイラルチューブの製造方法。