JP5397302B2 - ワイヤハーネス用外装材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はワイヤハーネス用外装材の製造方法に関し、詳しくは、ワイヤハーネスを構成する電線群を挿通する熱収縮ネットチューブの製造方法に関するものである。

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。また、熱収縮チューブも近時汎用されている。

この種の熱収縮チューブは、所要の樹脂材料を混練して押出成形機に投入し、チューブとして押出成形し、成形されたチューブに電子線を照射して架橋し、該架橋後に加熱しながらチューブ内に圧力空気を送りこんで膨張させ、その後に冷却固定して製造されている。（特開２００６−１０４３９５号公報参照）

特開２００６−１０４３９５号公報

従来の丸チューブ状の熱収縮チューブは、ワイヤハーネスを構成する電線群を挿通した後、熱収縮温度で加熱すると、チューブが収縮して縮径し、内部の電線群を密に集束すると共に、電線群の外周面に密着する。よって、防水性が要求される箇所ではワイヤハーネスの外装材として好適に用いられている。

しかしながら、防水性が要求されず、電線群の結束機能が主として求められる場合、丸チューブ形状である必要はなく、チューブ形状であると樹脂量が増え、重量増加およびコスト高になる。かつ、丸チューブ形状であると柔軟性が損なわれ、ワイヤハーネスを急激に曲げ配索しにくい等の問題がある。

前記熱収縮チューブをネット状チューブとすると、樹脂目付量を減少でき、その結果、軽量化およびコスト低下を図ることが出来ると共に、柔軟性も確保することができる。しかしながら、熱収縮性を有するネットチューブは提供されていない。
よって、本発明は、ワイヤハーネス用外装材として好適に用いることができる新規な熱収縮ネットチューブを生産性よく簡単に製造できる製造方法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、熱収縮チューブの素材となる樹脂をサイジング機のダイスを通して、縦糸と横糸とを交点で加圧熱融着したネット状シートを連続成形し、
ついで、前記ネット状シートを幅方向の両側が重なり合うように円弧形状に賦形した後に、前記重なり合う両側を熱融着してネット状チューブとし、
ついで、前記チューブを電子線照射で架橋または化学架橋し、
ついで、前記チューブを加熱しながら、下流に向けて拡径する円錐筒形状の延伸金型の外周面に被せ、該延伸金型に沿って縦横方向に所要延伸倍率で延伸しながら引き出して、前記チューブの中空部を拡径させ、
ついで、冷却して前記拡径状態で固定して熱収縮ネットチューブとしていることを特徴とするワイヤハーネス用外装材の製造方法を提供している。

前記素材となる樹脂は、難燃性のポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマーから選択される１種以上である。
前記樹脂は熱収縮チューブの素材として汎用されている樹脂であり、自動車等の車両に配索するワイヤハーネスの外装材とするため、難燃性樹脂としている。
さらに、シリカ、カーボンブラック等の補強材を配合し、耐摩耗性を高めることが好ましい。
また、架橋促進剤として、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアネート等の多官能性モノマーを配合することが好ましい。

前記サイジング機のダイスに樹脂を通してネット状のシートを成形する際、縦横糸の交点を加熱加圧しているため、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。よって、ネットチューブ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。
このように、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。

前記のように、サイジング機ではネット状シートを成形できるが、ネット状ではないため、前記のように、次工程で、ネット状シートの巾方向の両端がラップする円筒状に曲げ癖がつけられ、こ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。

ネット状チューブとした後は、従来の熱収縮チューブの製造工程と同様の工程で、電子線照射で架橋または化学架橋し、加熱しながら延伸金型でネットチューブの中空部を拡径させ、最後に冷却固定して熱収縮ネットチューブとして製造している。

ネットチューブの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。

本発明は、前記製造方法で製造された熱収縮ネットチューブからなるワイヤハーネス用外装材を提供している。
該ワイヤハーネス用外装材は、ワイヤハーネスを構成する電線群を内部に挿通した後に収縮温度で加熱して収縮し、前記電線群を集束すると共に該電線群の外周に密着させるものである。

本発明の熱収縮ネットチューブからなるワイヤハーネス用外装材は、円筒状チューブからなる従来の熱収縮チューブと比較して樹脂目付量を半減以下に減少でき、その結果、ワイヤハーネス用外装材の軽量化を図ることが出来ると共に、熱収縮チューブと比較してコスト低減がはかれる。

前述したように、本発明によれば、ワイヤハーネス用外装材とする熱収縮ネットチューブを簡単に製造することができる。かつ、ネットは縦横線を交点で融着し、さらに、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、ネットチューブからなる外装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。

（Ａ）（Ｂ）は本発明の実施形態の熱収縮ネットチューブを示す斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）は図１（Ａ）（Ｂ）の一部拡大図である。 （Ａ）（Ｂ）はワイヤハーネスに外装している状態を示す図面である。 （Ａ）は前記ネットチューブの樹脂線材の斜視図、（Ｂ）は縦横線を重ねた状態の斜視図、（Ｃ）は交点を示す斜視図である。 （Ａ）は熱収縮ネットチューブの製造工程の一部を示す概略図、（Ｂ）は（Ａ）のダイセットを示す斜視図、（Ｃ）はダイセットでの縦横線材でネット状シートを形成する工程の説明図である。 ネット状シートをネットチューブ状とする工程を示す斜視図である。 ネット状シートを熱収縮性とする工程を示す図面である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図７に実施形態を示す。

第一実施形態で製造するワイヤハーネス用の外装材は、図１に示す熱収縮ネットチューブ（以下、ネットチューブと略称する）１からなる。
図１（Ａ）のネットチューブ１を所要の熱収縮温度以上で加熱すると、図１（Ｂ）に示すように、内径および長さ方向が所要の収縮率で収縮する熱収縮性を有するネットチューブである。本実施形態のネットチューブ１は内径の収縮率は４０％以上、長さ方向は１５％以上としている。

前記ネットチューブ１は、図１（Ａ）および図２（Ａ）に示すように、拡径されている状態で、図３（Ａ）に示すワイヤハーネスＷ／Ｈを構成する電線群５を内部に挿通し、挿通後に熱収縮温度で加熱して、図３（Ｂ）に示すようにネットチューブ１を収縮し、電線群５を隙間なく集束すると共に、集束した電線群の外周面に密着させるものとしている。

ネットチューブ１は、難燃性のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、熱可塑性エラストマーから選択される樹脂に、シリカ、カーボン等の補強剤を所要割合で配合し、さらに、架橋促進剤として、トリアリルシアヌレートまたはトリアリルイソシアネートから選択される多官能性モノマーを所要割合で配合した樹脂組成物からなる。

前記樹脂組成物からなる難燃性樹脂線材１０で図４（Ａ）に示すように断面楕円形状の縦線２および横線３を形成し、縦線２と横線３とは編まずに、図４（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、縦横線２、３で囲まれた四角形状の空孔５を設けたネット状としている。

前記 該交点４では、図４（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チューブ１の厚みを０．４〜０．８ｍｍとしている。

前記構成としたネットチューブ１の製造方法を説明する。
概略的には、まず、サイジング機のダイセットを用いてネット状シートを成形し、該ネット状シートをネットチューブとし、該ネットチューブに電子線を照射して形状記憶させ、ついで、ネットチューブを加熱して拡径し、拡径した状態で冷却固定している。
以下に製造工程を詳述する。

まず、図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すサイジング機３０でネット状シート４０を成形する。
前記難燃性のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、熱可塑性エラストマーから選択される樹脂に、シリカ、カーボン等の補強剤を所要割合で配合し、さらに、トリアリルシアヌレートまたはトリアリルイソシアネートから選択される多官能性モノマーを所要割合で配合してホッパー２５に投入する。なお、本実施形態ではポリフッ化ビニリデンを主成分として用いている。

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５（Ｂ）（Ｃ）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する。

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とをモータ２９で逆方向に回転し、アウトダイス２７ａの孔２７ａｈとインダイス２７ｂの孔２７ｂｈ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４（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、ネット状シート４０はコイル４１に巻回される。

ついで、図６に示す、台円錐筒形状とした成形機４５を用い、前記ネット状シート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。
即ち、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、前記ネット状シート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づけしていき、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で引き出す。
ついで、ラップさせた両端縁を熱融着してネットチューブ１としている。

前記のようにネットチューブ１とした後は、電子線を照射して架橋し、原形状を記憶させる。電子線の照射量と照射時間は樹脂組成物に応じて調整している。

ついで、図７に示すように、加熱ヒータ５０を設置した加熱炉５１内にネットチューブ１を搬入し加熱する。
ついで、延伸装置６５に搬入する。該延伸装置６５内では、搬送方向の下流に向けて拡径する円錐筒形状の延伸金型６０の外周面に、前記加熱したネットチューブ１を被せ、該延伸金型６０に沿って縦横方向に所要延伸倍率で延伸しながら引き出している。延伸金型６０は多孔質材から形成し、内部には熱風を圧入している。
前記のように延伸金型６０を通すことにより、ネットチューブ１の内径を４０％以上、長さ方向に１５％以上伸びるように延伸させる。
その後、冷却路６７に搬送し延伸させた状態で冷却固定し、巻き取っている。

前記工程で熱収縮のネットチューブ１を比較的簡単に製造することができる。
製造された熱収縮のネットチューブ１は、難燃性樹脂より形成しているため、自動車の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も用いることができる。
かつ、該ネットチューブ１は、縦横線２、３の交点４では、図４（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ため、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、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が互いに強固に固着されているため、各縦横線２、３に裁断端でほつれが生じることはない。

しかも、ネット状としているため、樹脂目付量を減少でき、丸チューブと比較して重量を半減以上に低減できる。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。かつ、樹脂目付量の減少により、丸チューブからなる熱収縮チューブと比較して製造コストの低下を図ることもできる。
さらに、ネットチューブとしているため、丸チューブより柔軟性がよく、ワイヤハーネスを急角度で屈曲する場合にも追従させることができる。さらに、従来のチューブはワイヤハーネスとテープ巻き固定する必要があり、ワイヤハーネスとチューブの間に隙間があるとテープ固定が難しく工数がかかっていたが、熱収縮ネットチューブとしているため、所要温度で加熱するだけでワイヤハーネスにネットチューブを密着固定することができる。

１ 熱収縮ネットチューブ
２ 縦線
３ 横線
４ 交点
５ 空孔

Claims (4)

1. 熱収縮チューブの素材となる樹脂をサイジング機のダイスを通して、縦糸と横糸とを交点で加圧熱融着したネット状シートを連続成形し、
   ついで、前記ネット状シートを幅方向の両側が重なり合うように円弧形状に賦形した後に、前記重なり合う両側を熱融着してネット状チューブとし、
   ついで、前記チューブを電子線照射で架橋または化学架橋し、
   ついで、前記チューブを加熱しながら、下流に向けて拡径する円錐筒形状の延伸金型の外周面に被せ、該延伸金型に沿って縦横方向に所要延伸倍率で延伸しながら引き出して、前記チューブの中空部を拡径させ、
   ついで、冷却して前記拡径状態で固定して熱収縮ネットチューブとしていることを特徴とするワイヤハーネス用外装材の製造方法。
2. 前記素材となる樹脂は、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマーから選択される請求項１に記載のワイヤハーネス用外装材の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の製造方法で製造された熱収縮ネットチューブからなるワイヤハーネス用外装材。
4. ワイヤハーネスを構成する電線群を内部に挿通した後に収縮温度で加熱して収縮し、前記電線群を集束すると共に該電線群の外周に密着させるものである請求項３に記載のワイヤハーネス用外装材。

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