JP6172134B2 - ホットプレス用成形型装置及び保護部材付電線の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、電線の周りに不織部材によって形成された保護部材を形成するための技術に関する。

特許文献１は、電線に巻付けられた不織布を加熱及び加圧する成形型を開示している。成形型は、第１の成形型と第２の成形型とを備える。第１の成形型は溝状の構造を有しており、第２の成形型は突状の構造を有している。そして、第１の成形型の溝内に、電線に巻付けられた不織布を配設し、その上に第２の成形型を嵌め込むことによって、不織布が加熱及び加圧される。

国際公開第２０１２／００８１９９号

しかしながら、特許文献１に開示の技術によると、第２の成形型の突出部分の両側部がその下向きに突出している。このため、第２の成形型の突出部分を第１の成形型の突出部分に嵌め込む際に、当該突出部分が第１の成形型に接触し、その両側部が損傷してしまう恐れがある。また、第２の成形型を第１の成形型から取外し、そのままの姿勢で第２の成形型を作業台上等に置くと、第１の成形型の突出部分の両側部が作業台上に接触し、その両側部が損傷してしまう恐れがある。

そこで、本発明は、不織布をホットプレスするためのホットプレス用成形型装置において、上型の破損を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様は、電線を覆う不織部材をホットプレスするためのホットプレス用成形型装置であって、電線及び前記電線を覆う不織部材を配設可能な溝状の下型面が形成された下型と、前記下型面内に配設可能な型突出部が形成されると共に、前記型突出部の先端部に前記下型面との間で前記電線を覆う前記不織部材を圧縮する上型面が形成された上型と、前記上型の両側部に設けられ、前記型突出部よりも大きく突出し、前記下型の両側部に接触して、前記型突出部が前記下型面内に配設されるように案内する一対のガイド部とを備える。

第２の態様は、第１の態様に係るホットプレス用成形型装置であって、前記下型が、直線状に延在する第１下型部分と、前記第１下型部分に対して交差する方向に延在する第２下型部分とを含み、前記下型面が前記下型の延在形状に沿う溝状に形成され、前記上型が、直線状に延在する第１上型部分と、前記第２下型部分に対して交差する方向に延在する第２上型部分とを含み、前記型突出部が前記上型の延在形状に沿う突起状に形成され、前記上型のうち前記第１上型部分の両側部に前記一対のガイド部が形成され、前記上型のうち前記第２上型部分の少なくとも一方の側部に、前記型突出部よりも大きく突出し、前記第２下型部分の少なくとも一方の側部に接触して、前記第２上型部分の型突出部が前記第２下型部分の下型面内に配設されるように案内する副ガイド部が設けられているものである。

第３の態様は、第１又は第２の態様に係るホットプレス用成形型装置であって、前記ガイド部は、樹脂製とされているものである。

第４の態様は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係るホットプレス用成形型装置を用いた保護部材付電線の製造方法であって、(a)前記電線及び前記電線を覆う不織部材を、前記下型の下型面内に配設する工程と、(b)前記工程(a)の後、前記一対のガイド部を前記下型の両側部に接触させつつ、前記型突出部を前記下型面内に配設する工程と、(c)前記工程(b)の後、前記下型面と前記上型面との間で前記不織部材を圧縮しつつ前記不織部材を加熱する工程とを備える。

第１の態様に係るホットプレス用成形型装置によると、上型の両側部に設けられたガイド部が、下型の両側部に接触して、型突出部が下金型面内に配設されるように案内するため、型突出部の先端部の上型面が、下型に接触し難くなり、上型の破損を抑制することができる。また、上型を作業台上等に置く場合には、一対のガイド部が作業台上に接触し、型突出部の先端部が作業台上に接触しないように支持する。この点からも、上型の破損を抑制できる。

第２の態様によると、上型のうち直線状に延在する第１上型部分の両側部に前記一対のガイド部が形成されているため、この部分で、型突出部が下型に接触し難くなり、上型の破損を抑制できる。また、上型のうち第１上型部分に対して交差する方向に延在する第２上型部分の少なくとも一方の側部に副ガイド部が設けられているため、下金型面及び上金型面が途中で曲っているような場合でも、型突出部が下型に接触し難くなり、型突出部の破損をより有効に抑制できる。

第３の態様によると、ガイド部が下型に接触しても、下型を破損させ難い。

第４の態様によると、上型の破損を抑制しつつ、電線の周りに不織部材がホットプレスされて保護部材が装着された保護部材付電線を製造できる。

保護部材付電線の一例を示す斜視図である。 ホットプレス用成形型装置を示す斜視図である。 ホットプレス用成形型装置を示す斜視図である。 ホットプレス用成形型装置を示す平面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 保護部材付電線の製造工程を示す説明図である。 保護部材付電線の製造工程を示す説明図である。 下型を作業台上に置いた状態を示す説明図である。 ガイド部を省略した上型が下型に干渉する様子を示す説明図である。 保護部材付電線の概略断面図である。 変形例に係るホットプレス用成形型装置を示す平面図である。

以下、実施形態に係るホットプレス用成形型装置及び保護部材付電線の製造方法について説明する。

図１は製造対象となる保護部材付電線１０を示す斜視図である。

保護部材付電線１０は、少なくとも１本の電線１１と、保護部材１４とを備える。

ここでは、複数の電線１１が束ねられた構成とされている。複数の電線１１は、本保護部材１４の延在方向の途中又は外部で分岐していてもよい。少なくとも１本の電線１１に対して、光ファイバケーブルが一緒に束ねられていてもよい。

上記電線１１の端部には、端子が取付けられ、当該端子はコネクタに組込まれる。そして、本保護部材付電線１０が車両等における配設対象箇所に配設された状態で、コネクタが車両等に搭載された各種電気機器側のコネクタに接続される。これにより、本保護部材付電線１０は、車両等に搭載された各種電気機器同士を電気的に接続する配線として用いられる。

保護部材１４は、不織部材が、上記複数の電線１１の長手方向の中間部の少なくとも一部（ここでは一部）を覆った状態で、ホットプレスされることにより形成されている。

ここで、不織部材としては、加熱及び加圧工程を経ることにより硬くなり、かつ、相互接合可能な不織材料が用いられる。

かかる不織材料としては、絡み合う基本繊維と、接着樹脂（バインダとも呼ばれる）とを含むものを用いることができる。接着樹脂は、基本繊維の融点よりも低い融点を有する樹脂である。そして、不織材料を、基本繊維の融点よりも低くかつ接着樹脂の融点よりも高い加工温度に加熱することで、接着樹脂が溶融して基本繊維間に染みこむ。この後、不織材料が接着樹脂の融点よりも低い温度になると、基本繊維同士を結合した状態で接着樹脂が固化する。これより、不織材料が加熱前の状態よりも硬くなり、加熱時の成形形状に維持されるようになる。また、不織部材の接触部分にも接着樹脂が染込んで固化することで、不織部材の当該接触部分同士を接合する。かかる不織材料は、不織布ともいわれる。

接着樹脂は、粒状であっても繊維状であってもよい。芯繊維の外周に接着樹脂層を形成してバインダ繊維を構成し、これを基本繊維と絡み合わせるようにしてもよい。この場合の芯繊維としては、上記基本繊維と同材料のものを用いることができる。

上記基本繊維としては、接着樹脂の融点で繊維状態を保ち得るものであればよく、樹脂繊維の他、各種繊維を用いることができる。また、接着樹脂としては、基本繊維の融点よりも低い融点を持つ熱可塑性樹脂繊維を用いることができる。基本繊維と接着樹脂の組合わせとしては、基本繊維をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の樹脂繊維とし、接着樹脂をＰＥＴとＰＥＩ（ポリエチレンイソフタレート）の共重合樹脂とした例が挙げられる。この場合、基本繊維の融点は接着樹脂の融点よりも大きく、このため、不織材料をその融点間の温度に加熱すると、接着樹脂が溶融し、溶融せずに繊維状を保つ基本繊維間に染込む。そして、不織材料が接着樹脂の融点よりも低い温度になると、基本繊維同士を結合した状態で接着樹脂が固化し、不織材料は硬くなって加熱時の成形形状を維持する。つまり、上記不織材料を、成型用の金型面を有する金型間に挟込み、加熱状態で金型に圧を加えることで、不織材料が前記金型面に応じた所定形状に金型成型され、冷却されると、当該金型成型された形状に維持される。また、不織部材の相互接触部分では、溶融した接着樹脂が相手側の部分に染みこんだ後、固化する。これにより、不織部材の相互接触部分同士が接合される。上記加工方法はホットプレスとよばれる。

ここでは、保護部材１４は、途中で曲る長尺形状に形成されている。より具体的には、保護部材１４は、第１直線部分１４ａと、その第１直線部分１４ａの両端側で曲って第１直線部分１４ａに対して交差する方向に延在する２つの第２直線部分１４ｂとを備える。

そして、保護部材１４によって、複数の電線１１が束ねられた状態に保持されると共に、所定の経路に沿った形状に維持される。

図２及び図３はホットプレス用成形型装置２０を示す斜視図である。図２はホットプレス用成形型装置２０を閉じた状態を示しており、図３はホットプレス用成形型装置２０を開いた状態を示している。また、図４はホットプレス用成形型装置２０を示す平面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。

ホットプレス用成形型装置２０は、上記複数の電線１１を覆う不織部材１６をホットプレスするための装置であり、下型３０と、上型４０と、一対のガイド部５０とを備える。

下型３０は、熱伝導性に優れた金属等により形成された長尺部材であり、その一主面側（上面側）に下型面３２が形成されている。ここでは、下型３０には、その幅方向中央部のラインに沿って凹溝状に形成された下型面３２が形成されている。より具体的には、下型面３２は、半円柱外周面状に形成された底面３２ａと、その底面３２ａの両側部から上方に立上がる一対の側面３２ｂとを含む。下型面３２の底面３２ａは、上方から見て凹形状をなしている。従って、下型面３２を、その延在方向に対して直交する断面で観察すると、Ｕ字状をなしている。

また、ここでは、下型３０は、直線状に延在する第１下型部分３１ａと、その第１下型部分３１ａに対して交差する方向に延在する一対の第２下型部分３１ｂとを備える。第２下型部分３１ｂは直線状に延在しており、第１下型部分３１ａの両端部に対して曲げ部を介して連続している。

下型面３２も、上記下型３０の形状に応じて、第１下型部分３１ａに形成された第１下型面部分３３ａと、一対の第２下型部分３１ｂに形成された一対の第２下型面部分３３ｂとを含む。第１下型面部分３３ａは、直線状に延在しており、一対の第２下型面部分３３ｂは、第１下型面部分３３ａの両端部に対して曲げ部を介して連続しており、第１下型面部分３３ａに対して交差する方向に延在している。なお、ここでは、下型面３２は、下型３０の高さ方向においても、傾斜しつつ延在している。

この下型面３２に、複数の電線１１及び複数の電線１１を覆う不織部材１６を配設することができる。また、下型面３２の底面３２ａは、保護部材１４の下方部分を形作るための部分である。

上型４０は、熱伝導性に優れた金属等により形成され、上記下型３０と同じ経路に沿って延在する長尺部材であり、上型基部４２と、型突出部４４とを備える。

上型４０は、上記下型３０の形状に応じて、第１下型部分３１ａに対応して直線状に延在する第１上型部分４１ａと、第２下型部分３１ｂに対応して、第１上型部分４１ａに対して交差する方向に延在する第２上型部分４１ｂとを含む。

上型基部４２は、下型３０の幅寸法と同じ幅を有する部分に形成されている。そして、下型３０と上型４０とを閉じた状態で、下型３０の両側面と上型４０の両側面とが、面一状に配設されるようになっている。

型突出部４４は、上型基部４２の下部の幅方向中央部に沿って突設された部分である。つまり、型突出部４４は、上型４０の延在形状に沿う突起状に形成されている。この型突出部４４は、下型面３２内に配設可能に構成されている。より具体的には、型突出部４４の先端部には、半円柱外周面状に形成された上型面４５が形成されている。上型面４５は下方から見て凹形状をなしている。このような上型面４５の両側縁部は、その縁に向うに従って徐々に薄くなる形状を示すため、その縁部で欠けて破損し易い。

また、ここでは、上型面４５は、上記下型面３２の高さ方向の傾斜に応じて、その高さ方向に傾斜している。また、型突出部４４の幅寸法は、下型面３２の幅寸法と同じ程度に設定されている。

そして、型突出部４４の両側面と下型面３２の両側面３２ｂに接触させるようにしつつ、型突出部４４を下型面３２内に配設することができる。この状態で、下型面３２の底面３２ａと上型面４５との間に、加工対象となる保護部材１４の形状に応じて曲りつつ連なる円柱状の空間が形成されるようになっている。この下型面３２と上型面４５との間で、複数の電線１１を覆う不織部材１６を圧縮することができる。

なお、上記下型３０及び上型４０には、加熱装置としてのヒータＨが設けられる（図５参照）。ヒータＨは、下型面３２及び上型面４５を、基本繊維の融点よりも低くかつ接着樹脂の融点よりも高い温度に加熱するものである。

一対のガイド部５０は、上型４０の両側部に設けられている。ここでは、一対のガイド部５０は、上型４０の第１上型部分４１ａの両側部に設けられている。

ガイド部５０は、ポリプロピレン等の樹脂等によって一体形成された部品であり、支持固定部５２とガイド凸部５４とを備える。支持固定部５２は、第１上型部分４１ａの側部にネジ止等によって固定されている。ガイド凸部５４は、ここでは複数（より具体的３つ）設けられており、支持固定部５２から下型３０側に向けて延在する角棒状に形成されている。複数のガイド凸部５４は、第１上型部分４１ａの延在方向において間隔をあけて設けられている。ガイド凸部５４の突出寸法は、型突出部４４の突出寸法よりも大きく設定されている。また、ガイド凸部５４の内向き面は、第１上型部分４１ａの上型基部の側面に沿って延在しており、下型３０と上型４０とを閉じた状態で、ガイド凸部５４の内向き面が、下型３０の第１下型部分３１ａの側面に接触するようになっている。そして、下型３０に対して上型４０を閉じる際に、一対のガイド部５０の内向き面が、下型３０の両側面に接触し、下型３０の第１下型部分３１ａの幅方向において上型４０の第１上型部分４１ａの位置を一定にして、型突出部４４が下型面３２内に配設されるように案内する。

このように構成されたホットプレス用成形型装置２０を用いて、保護部材付電線１０を製造する方法について説明する。

まず、図６に示すように、複数の電線１１にシート状の不織部材１６を巻付ける。そして、複数の電線１１及び複数の電線１１を覆う不織部材１６を、下型面３２の下型面内に配設する（工程(a)）。この状態では、不織部材１６は複数の電線１１に対して完全には固定されていないが、複数の電線１１と共に不織部材１６を、下型面３２内に押込むように配設することによって、不織部材１６が複数の電線１１を覆う状態が保持される。

次に、図７に示すように、一対のガイド部５０を下型３０の両側部に接触させつつ、型突出部４４を下型面３２内に配設し、両者を合体させる（工程(b)）。ここで、型突出部４４を下型面３２内に配設する前に、一対のガイド部５０の内向き面が下型３０の両側部に接触し、この接触状態が維持された状態で、型突出部４４が下型面３２内に配設される。このため、型突出部４４の上型面４５が下型３０の下型面３２の上型開口周縁部に接触し難くなり、上型面４５の破損が抑制される。また、型突出部４４を下型面３２内に配設し、さらに下方に押込もうとする際にも、一対のガイド部５０の内向き面が下型３０の両側部に接触した状態となっているため、下型面３２内での型突出部４４の傾きも有効に抑制される。このため、型突出部４４の上型面４５の側縁部が下型面３２の側面３２ｂに上型開口周縁部に大きい力で接触し難くなり、上型面４５の側縁部の破損が有効に抑制される。

この後、下型面３２と上型面４５との間で不織部材１６を圧縮しつつ不織部材１６を加熱する（工程(c)）。すると、不織部材１６が下型面３２と上型面４５とに応じた形状に成型される。

この後、下型３０から上型４０を取外し、下型面３２から複数の電線１１及び保護部材１４を取外すと、保護部材付電線１０が完成する。

なお、下型３０から上型４０を取外した状態で、複数の電線１１及び保護部材１４を取外す作業中、及び、下型面３２内に複数の電線１１及び不織部材１６をセットする作業中には、上型４０はいずれかの場所に載置される。この際、図８に示すように、一対のガイド部５０の下部を作業台８０上に置くようにして、上型４０を作業台８０上に置くことができる。この状態では、一対のガイド部５０は、型突出部４４よりも大きく突出しているため、型突出部４４が作業台８０には接触せず、その上方に位置した状態となる。このため、型突出部４４と作業台８０との接触を回避しつつ、上型４０を作業台８０上に置くことができる。

以上のように構成されたホットプレス用成形型装置２０及びこれを用いた保護部材付電線１０の製造方法によると、上型４０の両側部に設けられた一対のガイド部５０が、下型３０の両側部に接触して、型突出部４４が下型面３２内に配設されるように案内するため、型突出部４４の先端部の上型面４５が下型面３２に接触し難くなり、上型４０の破損を抑制することができる。

例えば、一対のガイド部５０が無い場合には、図９に示す上型４０Ｂのように、上型４０の型突出部４４を下型面３２内に配設する前の状態で型突出部４４の先端部が上型４０の上型両側部に接触する恐れがある。或は、図９に示す上型４０Ｃのように、型突出部４４が下型面３２内に配設された状態で、型突出部４４が傾き、上型面４５の側縁部が下型面３２の側面３２ｂに大きな力で接触してしまう恐れがある。これらは、上型面４５を破損させる要因となりうる。

上記のように一対のガイド部５０を設けることによって、上記各事態が抑制され、上型面４５の破損を有効に抑制することが可能となる。

また、上型４０を作業台８０上等に置く場合には、一対のガイド部５０が作業台８０等の上に接触し、型突出部４４の先端部が作業台８０に接触しないように支持する。この点からも、上型４０の破損を抑制することができる。なお、一対のガイド部５０が無い場合、型突出部４４の破損を抑制するためには、上型４０を上下ひっくり返して作業台８０上に置くことも考えられるが、そうすると、作業者は、当該上型４０を持替える等して上下ひっくり返す必要がある。本一対のガイド部５０を設けることによって、作業者は、上型４０をそのまま作業台８０上に置くことができ、作業の手間削減が可能となる。

また、一対のガイド部５０のガイド作用によって、下型面３２の幅方向中央と、上型面４５の幅方向中央とが一致するようになるため、保護部材１４の断面形状が安定するという利点がある。すなわち、下型面３２と上型面４５とを合わせた状態で、図１０に示すように、保護部材１４の表面には、下型面３２と上型面４５との間の隙間に応じた境界形状部分１４ｇが表れることがある。下型面３２の幅方向に対して上型面４５の位置がぶれると、境界形状部分１４ｇの位置が不安定となるが、下型面３２の幅方向中央と、上型面４５の幅方向中央とが一致するようになると、そのような境界形状部分１４ｇの位置が安定化し、品質向上等に貢献する。

また、ガイド部５０は、樹脂製であるため、ガイド部５０が下型３０に接触しても下型３０を破損させ難い。

また、樹脂製のガイド部５０は、金属等と比べて弾性変形容易であるため、製造誤差、組付誤差等により、一対のガイド部５０の内向き面の間隔寸法が、下型３０の幅寸法より僅かに小さくなってしまったとしても、そのような誤差を吸収できるという利点がある。

なお、図１１に示す変形例のように、第２上型部分４１ｂの少なくとも一方の側部に、型突出部４４よりも大きく突出し、第２下型部分３１ｂの少なくとも一方の側部に接触して、第２上型部分４１ｂの型突出部４４が第２下型部分３１ｂの下型面３２内に配設されるように案内する副ガイド部７１が設けられていてもよい。

この副ガイド部７１は、樹脂等により形成された板状の部材であり、第２上型部分４１ｂの側部にネジ止等によって構成されている。副ガイド部７１の内向き面は、第２上型部分４１ｂの上型基部４２の一方の側面に一致している。また、下型３０と上型４０とを閉じた状態で、副ガイド部７１の内向き面は、第２下型部分３１ｂの側面に一致している。

このため、下型３０と上型４０とを閉じる際に、副ガイド部７１の内向き面が第２下型部分３１ｂの側面に接触し、第２上型部分４１ｂの型突出部４４が第２下型部分３１ｂに接触することを抑制し、もって、型突出部４４の破損をより抑制することができる。

副ガイド部７１の利点についてさらに説明する。

すなわち、上記一対のガイド部５０は、第１下型部分３１ａの幅方向に対する第１上型部分４１ａの位置を規制するが、第１下型部分３１ａの延在方向に対する第１上型部分４１ａの位置を規制していない。このため、第１下型部分３１ａ及び第１上型部分４１ａに対して交差する第２下型部分３１ｂ及び第２上型部分４１ｂでは、型突出部４４が下型面３２内にスムーズに嵌り込まない可能性が生じ得る。そこで、副ガイド部７１を設けることによって、第１下型部分３１ａ及び第１上型部分４１ａに対して交差する方向においても、下型面３２と型突出部４４との位置関係を規制することができ、上型４０の破損をより有効に抑制することができる。つまり、下型面３２及び上型面４５が途中で曲っているような場合でも、型突出部４４と下型３０との接触を有効に抑制し、もって、型突出部４４の破損を有効に抑制できる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

Ｈ ヒータ
１０ 保護部材付電線
１１ 電線
１４ 保護部材
１６ 不織部材
２０ ホットプレス用成形型装置
３０ 下型
３１ａ 第１下型部分
３１ｂ 第２下型部分
３２ 下型面
３３ａ 第１下型面部分
３３ｂ 第２下型面部分
４０ 上型
４１ａ 第１上型部分
４１ｂ 第２上型部分
４４ 型突出部
４５ 上型面
５０ ガイド部
７１ 副ガイド部

Claims (4)

1. 電線を覆う不織部材をホットプレスするためのホットプレス用成形型装置であって、
   電線及び前記電線を覆う不織部材を配設可能な溝状の下型面が形成された下型と、
   前記下型面内に配設可能な型突出部が形成されると共に、前記型突出部の先端部に前記下型面との間で前記電線を覆う前記不織部材を圧縮する上型面が形成された上型と、
   前記上型の両側部に設けられ、前記型突出部よりも大きく突出し、前記下型の両側部に接触して、前記型突出部が前記下型面内に配設されるように案内する一対のガイド部と、
   を備える、ホットプレス用成形型装置。
2. 請求項１記載のホットプレス用成形型装置であって、
   前記下型が、直線状に延在する第１下型部分と、前記第１下型部分に対して交差する方向に延在する第２下型部分とを含み、前記下型面が前記下型の延在形状に沿う溝状に形成され、
   前記上型が、直線状に延在する第１上型部分と、前記第２下型部分に対して交差する方向に延在する第２上型部分とを含み、前記型突出部が前記上型の延在形状に沿う突起状に形成され、
   前記上型のうち前記第１上型部分の両側部に前記一対のガイド部が形成され、
   前記上型のうち前記第２上型部分の少なくとも一方の側部に、前記型突出部よりも大きく突出し、前記第２下型部分の少なくとも一方の側部に接触して、前記第２上型部分の型突出部が前記第２下型部分の下型面内に配設されるように案内する副ガイド部が設けられている、ホットプレス用成形型装置。
3. 請求項１又は請求項２記載のホットプレス用成形型装置であって、
   前記ガイド部は、樹脂製である、ホットプレス用成形型装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のホットプレス用成形型装置を用いた保護部材付電線の製造方法であって、
   (a)前記電線及び前記電線を覆う不織部材を、前記下型の下型面内に配設する工程と、
   (b)前記工程(a)の後、前記一対のガイド部を前記下型の両側部に接触させつつ、前記型突出部を前記下型面内に配設する工程と、
   (c)前記工程(b)の後、前記下型面と前記上型面との間で前記不織部材を圧縮しつつ前記不織部材を加熱する工程と、
   を備える保護部材付電線の製造方法。

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