JP2011074526A

JP2011074526A - 保護スリーブの製造方法

Info

Publication number: JP2011074526A
Application number: JP2009227012A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Arakawa; 辰雄荒川; Kazuhisa Ito; 一久伊藤
Original assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Current assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-04-14

Abstract

【課題】不規則形状の部品や既に取り付けられた長尺部品に取り付け可能な保護スリーブを優れた生産性にて製造することができる製造方法を提供すること。
【解決手段】長さ方向に連続した開口部を有する保護スリーブについて、製紐機により繊維糸を編組して編組スリーブとし、該編組スリーブを長さ方向に切裂いて上記開口部を設け、該開口部を重ね合わせて上記保護スリーブを縮径した形状とし、熱処理を加えて縮径した形状を保持する保護スリーブの製造方法。編組スリーブに収束剤を塗布した後、該収束剤を加熱硬化する工程を含む保護スリーブの製造方法。上記保護スリーブの断面周囲長に対する重ね合わせ部分の長さの割合で表される重ね合わせ率が、１０％以上５０％以下である保護スリーブの製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、自動車、家電機器、重電機器等において、機械的保護スリーブ、収束用スリーブ、電気絶縁スリーブ、耐熱保護スリーブ等として使用される保護スリーブの製造方法に係り、特に、不規則形状の部品や既に取り付けられた長尺部品に取り付け可能な保護スリーブを優れた生産性にて製造することができる製造方法に関する。

従来より、保護スリーブとして、ガラス繊維や樹脂繊維などの繊維糸を管状に編組してなる編組スリーブに、使用状況等に応じてシリコーンワニス等の収束剤により表面処理を施したものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。これらの保護スリーブは、電線等の保護或いは収束のため、この電線束の外周に配置されることになる。

しかしながら、上記特許文献１〜３のような保護スリーブは、管形状のものであるため、予め電線束に被せておく必要があり、例えば、先に電線にコネクタ等を接続した後では、保護スリーブを後付けで配置させることができなかった。これに対して、管形状でありながらも、長さ方向に連続した開口部を有する保護スリーブが種々開発されている（例えば、特許文献４〜７参照。）。これら特許文献４〜７のような保護スリーブであれば、開口部から電線を保護スリーブ内部に挿入することができるため、例え電線の両端にコネクタを接続したとしても保護スリーブを後付けで配置させることができる。また、電線束の内の一部の電線を分岐させた場合でも、開口部より導出させることができるため、不規則な形状の部品にも対応することができる。また、当該出願人より、本発明に関するものとして、特許文献８が出願されている。

特許第３３７６４９２号公報：クラベ特許第２８７５８８６号公報：ベントリイハリス特公平７−８８５１３号公報：ベントリイハリス特許第２７１８５７１号公報：Ｄ＆ＮＰＬＣ、ベントリイ特許第４０３０５８５号公報：ベントレイ−ハリス特表２００１−５０８８５６号公報：フェデラルモーグル特表２００７−５１４０６８号公報：ソファヌーＳＡ特願２００８−１００８５８号公報：クラベ

しかしながら、特許文献４〜７による保護スリーブは、平面形状の織物等を円筒形状に保持した状態で加熱し、開口部を有する管形状に形成する製造方法である。このような平面形状の織物等であると、円筒形状に保持した状態で加熱する段階で、加熱が不十分であると経時的に元の平面形状に復元してしまう可能性がある。また、加熱が過ぎると保護スリーブを構成する繊維が熱劣化または溶融してしまう。そのため、加熱時の温度管理も厳密に行う必要があり、生産性に影響を及ぼしていた。

本発明は、このような従来技術の欠点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、不規則形状の部品や既に取り付けられた長尺部品に取り付け可能な保護スリーブを優れた生産性にて製造することができる製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するべく、本発明の請求項１による保護スリーブの製造方法は、長さ方向に連続した開口部を有する保護スリーブの製造方法であって、製紐機により繊維糸を編組して編組スリーブとし、該編組スリーブを長さ方向に切裂いて上記開口部を設け、該開口部を重ね合わせて上記保護スリーブを縮径した形状とし、熱処理を加えて縮径した形状を保持するものである。
また、請求項２記載の保護スリーブの製造方法は、長さ方向に連続した開口部を有する保護スリーブの製造方法であって、製紐機により繊維糸を編組して編組スリーブとする工程と、該編組スリーブに収束剤を塗布した後、該収束剤を加熱硬化する工程と、上記編組スリーブを長さ方向に切裂いて上記開口部を設ける工程と、該開口部を重ね合わせて上記保護スリーブを縮径した形状とし、熱処理を加えて縮径した形状を保持する工程と、からなるものである。
また、請求項３記載の保護スリーブの製造方法は、上記開口部の重ね合わせについて、上記保護スリーブの断面周囲長に対する重ね合わせ部分の長さの割合で表される重ね合わせ率が、１０％以上５０％以下であることを特徴とするものである。
また、請求項４記載の保護スリーブの製造方法は、加熱した刃により上記編組スリーブを長さ方向に切裂いて上記開口部を設けるものである。
また、請求項５記載の保護スリーブの製造方法は、レーザーにより上記編組スリーブを長さ方向に切裂いて上記開口部を設けるものである。

本発明によれば、元々管形状の編組スリーブからなるため、経時的に形状が崩れてしまうようなことはない。また、開口部において充分に重ね合わせが形成されるため、屈曲や加圧などによって開口部が開いて電線がはみ出てしまうことがない。

本発明の保護スリーブの製造方法を実施するための装置の一例を示す説明図である。保護スリーブの構成を説明するための斜視図である。他の形態の保護スリーブの構成を説明するための斜視図である。保護スリーブを実用に供した例を説明する斜視図である。柔軟性の試験を説明する概略図である。保護スリーブの構成を説明するための断面図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。図１は、本発明の保護スリーブの製造方法を実施するための装置の一例を示す説明図である。また、図２は、この装置によって得られた保護スリーブ１の斜視図である。

図１において、符号１は保護スリーブ、符号２は編組スリーブ、符号３は製紐機、符号４は繊維糸、符号５は収束剤タンク、符号６は収束剤絞り、符号７は加熱炉、符号８はガイドプーリー、符号９は刃、符号１０は成型炉、符号１１は巻取装置である。尚、本実施の形態では、繊維糸としては、ポリエステル繊維を使用した。又、収束剤としては、アクリル系エマルションを使用した。

製造工程の流れを説明する。まず、製紐機３にてポリエステルマルチフィラメント繊維の繊維糸４を編組密度２５、編組厚さ０．５０ｍｍの条件で編組し、編組スリーブ２とする。次いで、この編組スリーブ２を、収束剤（溶剤を含まず且つ粘度が５０ｃｐのアクリル系エマルションで満たされた収束剤タンク５内に連続的に導入して収束剤を塗布する。このとき、過剰に付着した収束剤は、スポンジ等からなる収束剤絞り６によって除去され、付着量が０．０１１ｇ・ｃｍ^２となるように制御される。このようにして所定量の収束剤を塗布した後、１４５〜１６５℃の温度に保持された長さ１.０ｍの加熱炉７内に連続的に導入して収束剤を加熱硬化させた。このようにして収束剤が塗布、加熱硬化された編組スリーブ２は、ガイドプーリー８を経て刃９に当たり、長手方向に切裂かれることになる。この刃９は、通電されることにより加熱しているものである。これにより、編組スリーブ２は、長手方向に連続した開口部１ａが形成されて保護スリーブ１となる。更に、内径が編組スリーブ２の径の７５％に設計された円筒形の成型炉１０中で、保護スリーブ１が縮径された状態で加熱され、重ね合わせ率３０％で重ね合わされた形状に保持される。そして、この保護スリーブ１は、巻取装置１０に巻き取られる。保護スリーブ１或いは編組スリーブ２の走行速度は約１６ｃｍ／分である。ここで、重ね合わせ率について、図６を参照に詳しく説明する。保護スリーブ１の長手方向に垂直な断面における、保護スリーブ１の周囲長Ｃ、重ね合わさせた部分の長さＬの割合であり、
重ね合わせ率（％）＝重ね合わさせた部分の長さＬ／保護スリーブ１の周囲長Ｃ×１００
で表される。

上記の実施の形態では、保護スリーブ２に収束剤を塗布しているが、用途等に応じて、収束剤タンク５、収束剤絞り６及び加熱炉７を省略し、収束剤を塗布しないものとしても良い。また、収束剤を塗布するにしても、上記の実施の形態のように編組と連続して行う必要はなく、一度巻き取った後、別工程で収束剤を塗布しても良い。勿論、編組スリーブ２を長手方向に切裂き保護スリーブ１とした後に、収束剤の塗布・加熱硬化を行っても良い。

繊維糸としては、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ−シリカ繊維、カーボン繊維等の無機繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維等のポリエステル繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエーテルサルフォン繊維、ポリエーテルケトン繊維、４フッ化エチレン繊維等の合成繊維、銅線、銅合金線、ステンレス線等の金属細線などが挙げられ特に限定されない。これらは使用条件等を考慮して適宜選択すれば良い。勿論、単独で編組しても良いし、複数種を併用して編組しても良い。また、繊維の太さも使用条件等を考慮して適宜選定すれば良い。特に、スリーブの保護機能、配線作業性向上のため、モノフィラメントとマルチフィラメントを混合して使用することが好ましい。この場合、保護スリーブの柔軟性および形状保持性は、モノフィラメントの直径や材料を変えることにより設定することができる。例えば、より柔軟性に優れたものとする場合は、モノフィラメントとして、直径が細いものを使用したり、柔軟なナイロン繊維を使用したりすることが考えられる。また、より確実に形状保持をしたい場合は、モノフィラメントとして、直径が太いものを使用したり、剛性が強いポリフェニレンサルファイド繊維（以下ＰＰＳ）を使用したりすることが考えられる。モノフィラメントの直径については、上記のように必要とされる特性に応じて設定すればよいが、形状保持性、柔軟性および製紐の容易さのバランスを考慮して、０．１０ｍｍ〜１．０ｍｍ、特に０．１０〜０．４０ｍｍの範囲にすることが好ましい。

本発明では、製紐機を用いて上記の繊維糸を編組するのであるが、この際、編組密度は、好ましくは５〜４０の範囲、更に好ましくは２０〜４０の範囲に設定する。編組密度が５未満では、編組目が粗くなり過ぎてしまい、本発明によって得られる保護スリーブの機械的強度（引張り強さ、伸び、耐磨耗性等）が低下してしまう。一方、編組密度が４０を超えてしまうと、ワニスを塗布する場合、ワニスが編組の内部まで充分に含浸せず、収束剤の効果が充分に表れない可能性がある。更に、編組密度が４０を超えてしまうと、編組重量が増加したり編組時間が増大したりするなどして生産性が悪化しコストが上昇してしまうとともに、編組糸として例えばガラス繊維糸を使用した場合には、毛羽立ちが発生し外観不良の要因となってしまう恐れがある。尚、本発明でいう「編組密度」とは、１インチ（２５ｍｍ）間に山、谷に交差している繊維束の山の数をいう。

収束剤を使用する場合は、有機溶剤を含まず且つ粘度が１０〜５００００ｃｐの範囲のものを使用することが好ましい。有機溶剤で希釈したタイプの収束剤を使用すると、蒸発した有機溶剤により作業環境が汚染されるので好ましくない。ここで、収束剤の粘度が１０ｃｐ未満では、収束剤の塗膜強度が低下してしまい編組にホツレが生じる恐れがある。一方、粘度が５００００ｃｐを超えてしまうと、収束剤を塗布する際、収束剤が編組の内部まで充分に含浸せず、収束剤の効果が充分に表れない可能性がある。

収束剤の編組への付着量は０．００１〜０．０５０ｇ・ｃｍ^２の範囲となるように制御することが好ましいが、更に好ましくは、０．００７〜０．０２０ｇ・ｃｍ^２の範囲に制御する。収束剤の付着量が０．００１ｇ・ｃｍ^２未満では、編組にホツレが生じる恐れがある。一方、付着量が０．０５０ｇ・ｃｍ^２を超えてしまうと、外観状態が悪化してしまうとともに、コストが上昇してしまう。

収束剤としては、例えば、シリコーン系ワニス（液状シリコーンゴム）、ウレタン系ワニス、エポキシ系ワニス、アクリル系ワニス、不飽和ポリエステル系ワニス、アミドイミドエステル系ワニス、ポリブタジエン系ワニス、ポリイミド系ワニス、アクリル系エマルション、ウレタン系エマルション、ポリオレフィン系エマルション、酢酸ビニル系エマルション、ポリエチレン系エマルション、ポリエステル系エマルション、スチレン系エマルション、シリコーン系エマルション、などが挙げられ特に限定されない。これらは使用条件等を考慮して適宜選択すれば良い。

上記の実施の形態では、刃９として、通電されることにより加熱しているものを使用しているが、これは、加熱しながら切裂くことで、切裂いた面の繊維或いは収束剤を溶融させ、開口部１ａでの繊維の毛羽立ちやホツレを防止するためである。もちろん、繊維の種類によっては、刃９を加熱する必要がない場合もある。また、刃９を編組スリーブ外周に沿って定速度で回転させれば、図３のように、スパイラル状の開口部１ａを有する保護スリーブ１とすることができる。なお、編組スリーブ２を切裂く手段として、刃に限定されるものではなく、例えば、ウォータカッター、丸ノコ、切削砥石、レーザーなどによって編組スリーブ２を切裂いても良い。レーザーによって切裂いた場合も、切裂いた面の繊維或いは収束剤を溶融させることができるため、開口部１ａでの繊維の毛羽立ちやホツレを防止することができる。

開口部１ａの重ね合わせについて、上記した重ね合わせ率が１０％以上５０％以下であることが好ましい。１０％未満であると、強い屈曲や加圧などによって開口部１ａが開き、内部に収納していた電線等がはみ出てしまう可能性がある。また、５０％を超えると、材料費が無駄になるとともに、電線等を内部に収納する作業が困難となり、更には、柔軟性が低下してしまう傾向にある。

このようにして得られた保護スリーブ１であれば、例えば、電線に被せる際も、開口部１ａから電線を保護スリーブ内部に挿入することができるため、例え電線の両端にコネクタを接続したとしても保護スリーブを後付けで配置させることができる。また、図４に示すとおり、電線束２０の内の一部の電線２０´を分岐させた場合でも、開口部１ａより導出させることができるように、不規則な形状の部品にも対応することができる。

また、本願発明の保護スリーブは、製紐機によって管形状に形成されているため、図１に示すように、保護スリーブ１の繊維糸が、保護スリーブ１長手方向に対して斜めに配置されるよう構成される。このような繊維糸の構成は、保護スリーブ長手方向に沿った縦糸と保護スリーブ長手方向に垂直な横糸から構成されるような、織物を管形状に形成したものと比べると、耐摩耗性に優れるとともに、柔軟性も向上したものとなる。耐摩耗性については、保護スリーブ長手方向に垂直な横糸が引っかかりを生みそこから破壊してしまうため、柔軟性については、保護スリーブ長手方向に沿った縦糸が曲げに対しての抵抗力となってしまうためである。

上記実施の形態により得られた保護スリーブを実施例１とし、この実施例１と同様の繊維密度及び寸法になるような条件で、織物を管形状に形成したものを比較例１とし、耐摩耗性と柔軟性について検証を行った。耐摩耗性は、ＪＡＳＯ−Ｄ６０８−９２ブレード法に準拠し、台上に保護スリーブを固定して、ブレード先端を当てて試料軸方向に１０ｍｍ以上の長さに往復して摩耗させ、ブレードが導体に接触するまでの往復回数を測定した。この際、おもり５１０ｇ、エッジＲ０．１２５、摩耗速度６０回／分の条件で測定した。柔軟性は、試料（保護スリーブ１）を測定距離が２５０ｍｍとなるように採取し、片側端末を図５のように固定台３０に固定して、３分後の固定端からのたわみ距離Ｌを測定した

表１に示すように、本実施の形態は、比較の形態と比べて、耐摩耗性及び柔軟性に優れていることが確認された。

実施例１の保護スリーブについて、図２に示すように重ね合わせ率を変化させたものとして、実施例２〜５を作成した。また、成型炉１０を通過させず、縮径された状態で加熱しなかったものとして、比較例２を作成した。これらについて、配線取り回し性、巻付け開き性、電線挿入性、柔軟性の評価を行った。配線取り回し性は、電線束に保護スリーブを取り付け、配線取り回しを行ったときの作業効率について、作業者の作業時間により評価した。配線作業が容易であったものを○、配線作業に時間を要してしまったものを△、狭い場所への配線には困難であったものを×とした。巻付け開き性は、保護スリーブ内径の２０倍径のマンドレルに保護スリーブを巻付け、その際に開口部が開いて内部が見えてしまったものを×、重ね合わせを保持していたものを○とした。電線挿入性は、保護スリーブ内に保護スリーブ内径容積８０％となる電線を挿入した際の作業効率について、作業者の作業時間により評価した。容易に電線を挿入できたものを○、電線の挿入に時間を要してしまったものを△、専用治具の必要性を感じるほど挿入が困難であったものを×とした。評価の結果については併せて表２に示す。

表２に示すように、実施例１による保護スリーブは、何れも巻付け開き性が○となっており、屈曲をしても開口部が開いてしまうことはなかった。このようなものであれば、内部に電線を挿入した際に屈曲を受けても、内部の電線がはみ出てしまうようなことはない。これに対して、比較例２による保護スリーブは、完全に開口部が開いてしまっていたことから、内部に電線を挿入した際には、軽微な屈曲でも内部の電線がはみ出てしまうおそれがあるものである。また、重ね合わせ率が５０％を超える実施例４，５は、実施例１〜３に比べて柔軟性が低くなっており、配線取り回し性が劣るものであった。そのため、作業スペースに余裕がある場所での使用など、使用環境が限定される可能性がある。また、実施例４，５は、実施例１〜３に比べて電線挿入性も劣っており、電線挿入時には治具を使用するなど、作業に工夫が必要となる。

上記実施例１について、保護スリーブ１を構成する繊維糸を変更したものとして、実施例６〜９を作成した。実施例６は、繊維糸としてポリエステルマルチフィラメント繊維を３２本、ナイロンモノフィラメント繊維（径０．１ｍｍ）を１６本均等になるように編組した。実施例７は、繊維糸としてポリエステルマルチフィラメント繊維を３２本、ナイロンモノフィラメント繊維（径０．３ｍｍ）を１６本均等になるように編組した。実施例８は、繊維糸としてポリエステルマルチフィラメント繊維を３２本、ＰＰＳモノフィラメント繊維（径０．１ｍｍ）を１６本均等になるように編組した。実施例９は、繊維糸としてポリエステルマルチフィラメント繊維を３２本、ＰＰＳモノフィラメント繊維（径０．３ｍｍ）を１６本均等になるよう編組した。これら、実施例６〜９について、配線取り回し性、巻き付け開き性、電線挿入性、柔軟性の評価を行った。評価の結果については、実施例１とともに表３に示す。

表３に示すように、何れの実施例よる保護スリーブも、配線取り回し性、巻き付け開き性、電線挿入性に優れたものであった。これらの中でも、モノフィラメントとして柔軟なナイロンを使用したもの、モノフィラメントの径を細くしたものは、特に優れた柔軟性を有していた。また、巻付け開き性について、何れの実施例も合格するレベルのものであったが、試験に使用したマンドレルの径を小さくして再評価した場合、実施例９の保護スリーブが最も開口部が開きにくく、次いで、実施例７及び実施例８の保護スリーブ、そして実施例６の保護スリーブ、最後に実施例１の保護スリーブの順で開口部が開き易くなっていくことが確認された。

本発明の保護スリーブの製造方法によれば、特に、不規則形状の部品や既に取り付けられた長尺部品に取り付け可能な保護スリーブを優れた生産性にて製造することができる。この製造方法による保護スリーブは、例えば、自動車、家電機器、重電機器、産業機器、計測機器、医療機器等において、機械的保護スリーブ、収束用スリーブ、電気絶縁スリーブ、耐熱保護スリーブ等として好適に使用することができる。

１保護スリーブ
２編組スリーブ
３製紐機
４繊維糸
５収束剤タンク
６収束剤絞り
７加熱炉
８ガイドプーリー
９刃
１０成型炉
１１巻取装置

Claims

長さ方向に連続した開口部を有する保護スリーブの製造方法であって、製紐機により繊維糸を編組して編組スリーブとし、該編組スリーブを長さ方向に切裂いて上記開口部を設け、該開口部を重ね合わせて上記保護スリーブを縮径した形状とし、熱処理を加えて縮径した形状を保持する保護スリーブの製造方法。
長さ方向に連続した開口部を有する保護スリーブの製造方法であって、製紐機により繊維糸を編組して編組スリーブとする工程と、該編組スリーブに収束剤を塗布した後、該収束剤を加熱硬化する工程と、上記編組スリーブを長さ方向に切裂いて上記開口部を設ける工程と、該開口部を重ね合わせて上記保護スリーブを縮径した形状とし、熱処理を加えて縮径した形状を保持する工程と、からなる保護スリーブの製造方法。
上記開口部の重ね合わせについて、上記保護スリーブの断面周囲長に対する重ね合わせ部分の長さの割合で表される重ね合わせ率が、１０％以上５０％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の保護スリーブの製造方法。
加熱した刃により上記編組スリーブを長さ方向に切裂いて上記開口部を設ける請求項１〜請求項３記載の保護スリーブの製造方法。
レーザーにより上記編組スリーブを長さ方向に切裂いて上記開口部を設ける請求項１〜請求項３記載の保護スリーブの製造方法。