WO2014157554A1

WO2014157554A1 - 樹脂被覆されたワイヤーハーネス管

Info

Publication number: WO2014157554A1
Application number: PCT/JP2014/058968
Authority: WO
Inventors: 啓太白井; 委千央竹田; 誠米光; 佳哉西村; 竜平藤田; 佑樹矢部; 達也宮崎
Original assignee: 株式会社Uacj; 住友電装株式会社; 住友電工ファインポリマー株式会社
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2014-10-02
Also published as: US20160072265A1; US9853427B2; JPWO2014157554A1; CN105051993A

Abstract

　ワイヤーハーネス管は、アルミニウム管と、該アルミニウム管の外面側を被覆している熱収縮チューブと、前記アルミニウム管と前記熱収縮チューブとの間に設けられた接着剤層と、を備えている。

Description

樹脂被覆されたワイヤーハーネス管

関連出願の相互参照

　本国際出願は、２０１３年３月２７日に米国特許商標庁に出願された米国仮出願第６１／８０５，７１８号に基づく優先権を主張するものであり、米国仮出願第６１／８０５，７１８号の全内容を本国際出願に援用する。

　本発明は、自動車用のワイヤーハーネスを保護する金属製のワイヤーハーネス管と、その製造方法とに関する。

　飛び石や、雨水からワイヤーハーネスを保護するためのワイヤーハーネス管として、従来、アルミニウムなどの金属管に塗装を施したものが用いられていた。
　ワイヤーハーネス管は、自動車に取り付けられる際に、種々の形に曲げ加工をされる。塗装したワイヤーハーネス管は、曲げ加工をする際に、塗膜のはがれや割れが起きる。また、塗装工程を実施する際に、塗装設備や廃棄・廃液処理設備が必要となるため、製造コストがかかるという問題があった。

　そのため、例えば、日本国特許公開第２０１３－４２６４８号公報に記載されているように、金属管に熱収縮チューブを被覆する方法が検討されている。

日本国特許公開第２０１３－４２６４８号公報

　しかし、この方法では、曲げ加工時にチューブの被覆に割れやはがれが発生し、実用的ではなかった。また、飛び石などによりキズが入ると、チューブの被覆にはがれが発生することがあり、車載という過酷な雰囲気下での耐食性に問題がおきる可能性があった。

　本発明の一側面においては、曲げ加工性に優れたワイヤーハーネス管を提供することが望ましい。

　以下、本発明の一側面のワイヤーハーネス管について説明する。
　本発明の一側面のワイヤーハーネス管は、アルミニウム合金製管（単に、アルミニウム管とも呼ぶ。）の外面側を樹脂製の熱収縮チューブで被覆した樹脂被覆ハーネス管である。

　当該ワイヤーハーネス管は、
　アルミニウム管と、
　該アルミニウム管の外面側を被覆している熱収縮チューブと、
　前記アルミニウム管と前記熱収縮チューブとの間に設けられた接着剤層と、を備えることを特徴とする。

　前記接着剤層は、エチレン酢酸ビニル樹脂、あるいは、オレフィン系エラストマー樹脂を含んでいてもよい。また、前記接着剤層は、エチレン酢酸ビニル樹脂であることが好ましい。

　当該ワイヤーハーネス管においては、前記接着剤層は、前記エチレン酢酸ビニル樹脂を含み、ＪＩＳ－Ｋ７１９９(１９９９年)に従い、温度２００℃でせん断速度１／ｓの条件で測定したせん断粘度が１，０００～１００，０００Ｐａ・ｓであることがさらに好ましい。

　当該ワイヤーハーネス管においては、前記熱収縮チューブの被覆後の厚みは、０．０５～０．９０ｍｍの範囲内であってもよい。なお、熱収縮チューブの被覆後の厚みとは、樹脂製のチューブがアルミニウム管の外面を被覆し、熱収縮処理が行われた後における熱収縮チューブの厚みのことを意味する。

　当該ワイヤーハーネス管においては、前記熱収縮チューブがポリオレフィン系樹脂を含んで形成されていてもよい。
　当該ワイヤーハーネス管においては、前記熱収縮チューブと前記アルミニウム管との接着度が、７（Ｎ／１０ｍｍ・０．１ｍｍ）以上であってもよい。

　本発明の一側面によれば、アルミニウム管と熱収縮チューブとの間に接着剤層が存在することにより、曲げ加工した後に曲げ部に被覆のはがれ、割れ、しわのないワイヤーハーネス管を得ることができる。さらに、曲げ加工後、高温状態に長時間おいても、塗膜（被覆）のはがれや膨れがないワイヤーハーネス管を得ることができる。さらに、キズがついてもチューブが剥離しないワイヤーハーネス管を得ることができる。

　以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１Ａは、本実施形態のワイヤーハーネス管の構成を示す模式図である。図１Ｂは、図１Ａに示すワイヤーハーネス管における、アルミニウム管とその被覆部分の断面構成を示す断面図である。

　１０・・・ワイヤーハーネス管
　１１・・・ワイヤーハーネス
　１２・・・アルミニウム管
　１３・・・接着剤層
　１４・・・熱収縮チューブ

　図１Ａには、本実施形態のワイヤーハーネス管１０の構成を示す。この図に示すように、ワイヤーハーネス管１０は、内部に自動車用のワイヤーハーネス１１を備えるとともに、ワイヤーハーネス１１の周囲にこれを保護するためのアルミニウム管１２が設けられている。

　また、図１Ｂに示すように、本実施形態にかかるワイヤーハーネス管１０は、アルミニウム管１２の外面側に、アルミニウム管１２を被覆する樹脂製の熱収縮チューブ１４が設けられている。さらに、ワイヤーハーネス管１０には、熱収縮チューブ１４とアルミニウム管１２との間に接着剤層１３が設けられている。

　すなわち、本実施形態のワイヤーハーネス管１０は、アルミニウム管１２に熱収縮チューブ１４を被覆したもので、アルミニウム管１２側から、アルミニウム管１２、接着剤層１３、熱収縮チューブ１４の順に各層が形成されている。

　アルミニウム管１２は、アルミニウム合金製の金属管である。アルミニウム管１２は、アルミニウム合金であればどのようなものでも適用可能であるが、ＪＩＳ－３０００系合金もしくはＪＩＳ－６０００系合金であることが好ましい。

　アルミニウム管１２の肉厚は、１～１．５ｍｍとすることが好ましい。
　また、接着剤層とアルミニウム管との密着性を向上させるため、アルミニウム管の表面粗さを適宜設定することができる。

　接着剤層１３に含まれる接着剤は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂、あるいは、オレフィン系エラストマー樹脂（ＴＰＯ）であることが好ましい。
　また、接着剤層１３がＥＶＡ樹脂を含んでいる場合には、該接着剤層１３のせん断粘度は１，０００～１００，０００Ｐａ・ｓ範囲であることが好ましい。せん断粘度が１，０００Ｐａ・ｓより低いとチューブで被覆する際の加熱工程において、アルミニウム管と熱収縮チューブの間に生じる空気層の排出が困難となり、未接着部が発生し、曲げ加工時にしわが生じやすくなる。せん断粘度が１００，０００Ｐａ・ｓより高いと、接着剤が流動しにくくなり、高い接着力が得られず、曲げ加工時にしわが生じやすくなる。

　せん断粘度は、接着剤層に含まれる、ＥＶＡ樹脂の分子量、電子線照射あるいは化学架橋による架橋の程度によって変化させることができる。
　オレフィン系エラストマー樹脂としては、塩素化ポリプロピレン樹脂などがあげられる。

　熱収縮チューブ１４に含まれる樹脂は、ポリオレフィン系樹脂であることが望ましい。ポリオレフィン系の樹脂は、架橋させることで耐熱性が向上し、ワイヤーハーネス管の製造工程における熱収縮加工時の加熱温度を、例えば約２００℃の高温にすることができる。また、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレンサルファイド系樹脂、塩化ビニル系樹脂などの樹脂では、被覆後に曲げ加工を行うと、樹脂被覆のはがれや割れが起きる可能性があるためである。

　熱収縮チューブ１４の厚さは、アルミニウム管１２に被覆し熱収縮を行った後（被覆後）において、０．０５～０．９０ｍｍであることが好ましい。なお、ここでいう熱収縮チューブ１４の厚さとは、接着剤層１３を塗布した状態のアルミニウム管１２の外径をＡとし、アルミニウム管１２に被覆し熱収縮を行った後におけるワイヤーハーネス管１０の外径をＢとした場合に（図１Ｂ参照）、（Ｂ－Ａ）／２で得られる値のことである。

　厚さが０．０５ｍｍ未満であると、曲げ加工時に熱収縮チューブにしわが入りやすくなるとともに、飛び石などが当たった時にチューブが破損しやすくなる。また、厚さが０．０５ｍｍ未満であると、引っかき強度が弱くなる可能性がある。

　厚さが０．９０ｍｍを超えると、曲げ加工を施しにくくなるとともに、熱収縮チューブのコストが高くなる。
　また、得られるワイヤーハーネス管の耐食性を向上させるという観点から、熱収縮チューブの厚さを適宜変更してもよい。

　本実施形態のワイヤーハーネス管によれば、曲げ加工を行った際に、曲げ部分に熱収縮チューブ膜の剥がれ、割れ、及びしわが発生することを抑制することができる。また、本発明のワイヤーハーネス管によれば、飛び石による傷付きの発生を抑える（すなわち、耐チッピング性を向上させる）ことができる。

　本実施形態のワイヤーハーネス管１０を製造する場合には、アルミニウム管１２の外面を、接着剤層１３、収縮チューブ１４で覆い、加熱することにより、熱収縮チューブ１４を収縮させる。なお、このときの加熱温度は特に限定はされないが、熱収縮チューブ１４がポリオレフィンを含んでいる場合は、１６０℃以上であることが好ましく、２００℃以上であることがより好ましい。加熱温度が１６０℃以上であることにより、熱収縮チューブとアルミニウム管との接着力が向上し、熱収縮チューブに傷が入った場合にも、熱収縮チューブの傷が拡大したり、熱収縮チューブの剥がれが発生したりすることを抑えることができる。また、加熱温度が２００℃以上であることにより、接着力をより向上させることができる。また、加熱温度は２７０℃以下が好ましく、２５０℃以下であることがより好ましい。加熱温度が２７０℃以下であれば、熱収縮チューブの溶融を防止することができる。また、加熱温度が２５０℃以下であれば、熱収縮チューブの変色を抑制することができる。

　また、熱収縮チューブ１４がポリオレフィン以外の樹脂を含んでいる場合は、加熱温度は１００℃以上２００℃以下であることが好ましい。加熱温度が１００℃以上であることにより、熱収縮チューブとアルミニウム管との接着力が向上する。また、加熱温度が２００℃以下であれば、熱収縮チューブの溶融を防止することができる。

　加熱の方法は、特に限定はされないが、例えば恒温層を使用することができる。
　このような製造工程により、接着剤層１３及び熱収縮チューブ１４で被覆されたワイヤーハーネス管１０を製造することができる。
〔実施例〕
　以下に、本発明の実施例について説明する。但し、本発明はこれに限定されない。

　（実施例１）
　実施例１では、ＪＩＳ－Ａ３００３合金で形成されたアルミニウム管（外径：２０ｍｍ、肉厚：１．２ｍｍ、長さ：２００ｍｍ）の外面に、接着剤としてのＥＶＡ（せん断粘度１６０００Ｐａ・ｓ）が内周面に塗布された内径２５．４ｍｍの熱収縮チューブをかぶせ、２００℃の恒温槽に入れた。熱収縮チューブの材料には、ポリオレフィン系樹脂を用いた。そして、１０分後、アルミニウム管の温度が２００℃になった時点で恒温槽から取り出し、室温に放置し、冷却した。

　以上の工程により、熱収縮チューブとアルミニウム管との間に接着層（ＥＶＡ）が形成された、本発明のワイヤーハーネス管と同様の構成を有する熱収縮チューブが被覆されたアルミニウム管（以下、チューブ被覆アルミニウム管とも呼ぶ）を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（実施例２）
　実施例２では、接着剤としてＴＰＯを用いたこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（実施例３）
　実施例３では、熱収縮チューブの材料として塩化ビニル樹脂を用いたこと、接着剤層をせん断粘度５８００Ｐａ・ｓのＥＶＡを用いたこと、及び、恒温層の温度を１６０℃としたこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（実施例４）
　実施例４では、熱収縮チューブの材料としてポリエステル樹脂を用いたこと、及び、恒温層の温度を１６０℃としたこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．２５ｍｍであった。

　（実施例５）
　実施例５では、恒温層の温度を１６０℃としたこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（実施例６）
　実施例６では、接着剤層をせん断粘度５８００Ｐａ・ｓのＥＶＡを用いたこと、及び恒温層の温度を１１０℃としたこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（実施例７）
　実施例７では、恒温層の温度を２３０℃としたこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（実施例８）
　実施例８では、接着剤層をせん断粘度５８００Ｐａ・ｓのＥＶＡを用いたこと、及び使用する熱収縮チューブの膜厚を変更したこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．０５ｍｍであった。

　（実施例９）
　実施例９では、使用する熱収縮チューブの膜厚を変更したこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．５０ｍｍであった。

　（実施例１０）
　実施例１０では、接着剤層をせん断粘度５８００Ｐａ・ｓのＥＶＡを用いたこと、及び使用する熱収縮チューブの膜厚を変更したこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．１０ｍｍであった。

　（実施例１１）
　実施例１１では、使用する熱収縮チューブの接着剤のせん断粘度を１６０００Ｐａ・ｓに変更したこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（実施例１２）
　実施例１２では、使用する熱収縮チューブの接着剤のせん断粘度を１９００Ｐａ・ｓに変更したこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（実施例１３）
　実施例１３では、使用する熱収縮チューブの接着剤のせん断粘度を３００Ｐａ・ｓに変更したこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．１０ｍｍであった。

　（実施例１４）
　実施例１４では、使用する熱収縮チューブの接着剤のせん断粘度を５００００Ｐａ・ｓに変更したこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．１０ｍｍであった。

　（実施例１５）
　実施例１５では、使用する熱収縮チューブの接着剤のせん断粘度を１０００００Ｐａ・ｓに変更したこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．１０ｍｍであった。

　（比較例１）
　比較例１では、接着剤を使用しなかったこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（比較例２）
　比較例２では、熱収縮チューブの材料としてポリエステル樹脂を用いたこと、接着剤を使用しなかったこと、及び、恒温層の温度を１６０℃としたこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（比較例３）
　比較例３では、熱収縮チューブの材料として塩化ビニル樹脂を用いたこと、接着剤を使用しなかったこと、及び、恒温層の温度を１６０℃としたこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（比較例４）
　比較例４では、熱収縮チューブの材料としてポリプロピレンサルファイド樹脂を用いたこと、接着剤を使用しなかったこと、及び、恒温層の温度を１６０℃としたこと以外は、実施例１と同じ材料及び同じ方法で、チューブ被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、チューブの膜厚は、０．３０ｍｍであった。

　（比較例５）
　比較例５では、熱収縮チューブの代わりにエポキシポリエステル樹脂を塗装によりアルミニウム管に樹脂の被覆を形成した後、１６０℃の恒温槽を用いて上述の実施例及び比較例と同様に熱収縮を行い、被覆アルミニウム管を製造した。熱収縮後の、塗膜の膜厚は、０．１０ｍｍであった。

　以上の各実施例及び各比較例のうち、実施例１～３及び比較例１～４で製造したチューブ被覆アルミニウム管を用いて、以下の方法で曲げ試験を行った。
（曲げ試験）
　チューブ被覆アルミニウム管について曲げ試験を行った。その後、曲げ部分の熱収縮チューブについて、曲げ内側のしわや、曲げ外側の割れが無いかを確認した。その結果を、以下の表１に示す。表１では、曲げ試験の結果について、良品：〇、やや不良：△、不良品：×、として示している。

　表１に示すように、ポリオレフィン系樹脂のチューブに対して接着剤を使用したチューブ被覆アルミニウム管において、曲げ部分にしわ及び割れの発生がなく、良好な結果が得られた。

　また、表１には示していないが、実施例１３のチューブ被覆アルミニウム管では、曲げ部分に微小なしわが発生した。これは、使用した接着剤のせん断粘度が１０００Ｐａ・ｓ未満であったことが原因であると考えられる。

　以上の各実施例及び各比較例のうち、実施例１，５，６，７及び比較例１で製造したチューブ被覆アルミニウム管を用いて、以下の方法で接着力測定試験及び割れ試験を行った。
（接着力測定試験）
　チューブ被覆アルミニウム管の表面の熱収縮チューブを、１０ｍｍ幅で切りおこし、引張試験機（新東科学（株）製ストロガノフＭ５０）にて、引っ張り速度５０ｍｍ／ｓで引っ張り値が安定した強度を算出し、接着力の値（Ｎ／１０ｍｍ）とした。接着力の値を熱収縮後のチューブ膜厚で除した値を接着度（Ｎ／１０ｍｍ・０．１ｍｍ）とした。
（割れ試験）
　チューブ被覆アルミニウム管にカッターナイフで切れ目を入れ、１４０℃に設定した恒温槽に入れた。３０時間後、チューブ被覆アルミニウム管を取り出して、自然放冷した後、表面状態を観察した。

　これらの試験の結果を、以下の表２に示す。

　表２に示すように、熱収縮時の加熱温度を高温にすることで、アルミニウム管と熱収縮チューブとの接着力を向上させることができた。そして、接着度が７（Ｎ／１０ｍｍ・０．１ｍｍ）以上であれば、割れ試験においてチューブの割れが拡大することを抑えることができた。また、加熱温度が高温（２００℃）であっても、接着剤を使用しないチューブ被覆アルミニウム管は、接着力が低下し、かつ、割れ試験後にチューブのはがれが発生することが確認された。

　以上の各実施例及び各比較例のうち、実施例１，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５で製造したチューブ被覆アルミニウム管と比較例５の塗装アルミニウム管を用いて、上述した方法での割れ試験及び以下の方法でスクラッチ試験を行った。
（スクラッチ試験）
　チューブ被覆アルミニウム管の表面を、ヘイドン試験機(株式会社東洋精機製作所製ＨＨＳ－２０００)にて、ケガキ針（硬度ＨＲＡ９０）を用いてスクラッチ試験を行った。そして、スクラッチした際にケガキ針がアルミニウム管に到達するときの強度を測定し、引っかき強度（ｇ）とした。

　その結果を、以下の表３に示す。

　表３に示すように、被覆チューブをポリオレフィンで形成した場合には、現状のエポキシポリエステル塗料で塗装した場合と比較して、同じ膜厚でも高い引っかき強度が得られることが確認された。

　以上、本発明の実施形態及び実施例について説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。

Claims

　アルミニウム管と、
　該アルミニウム管の外面側を被覆している熱収縮チューブと、
　前記アルミニウム管と前記熱収縮チューブとの間に設けられた接着剤層と、を備えているワイヤーハーネス管。
　前記接着剤層は、エチレン酢酸ビニル樹脂、あるいは、オレフィン系エラストマー樹脂を含んでいる、請求項１に記載のワイヤーハーネス管。
　前記接着剤層は、前記エチレン酢酸ビニル樹脂を含み、
　温度２００℃、せん断速度１／ｓでのせん断粘度が１，０００～１００，０００（Ｐａ・ｓ）である、
　請求項１または２に記載のワイヤーハーネス管。
　前記熱収縮チューブは、ポリオレフィン系樹脂を含み、
　前記熱収縮チューブの被覆後の厚みは、０．０５～０．９０ｍｍの範囲内である、
　請求項１から３の何れか１項に記載のワイヤーハーネス管。
　前記熱収縮チューブと前記アルミニウム管との接着度が、７（Ｎ／１０ｍｍ・０．１ｍｍ）以上である、
　請求項１から４の何れか１項に記載のワイヤーハーネス管。