(57)【要約】長尺状基材（３０）に断熱を提供するためのスリーブ（１０）を開示した。スリーブ（１０）は、一方を金属反射層（１６）と、他方を繊維状の不織の断熱層（１２）に付着した頑丈で、弾力性のある強化層（１４）を有する複合シート（１０）から形成される。複合シート（１０）は、反射層（１６）が外方を面し、断熱層（１２）が内方を面するように被せ折りされる（２０）。繋ぎ目（２６）は、被せ折り部（２０）から離間したスリーブ（１８）の長さ方向に沿って形成され、それによって、長尺状基材（３０）を収容するための中央空間（２８）が画定される。繋ぎ目（２６）は、被せ折り部（２０）の両面に合わせて、断熱層（１２）が内方を面するように融着されることにより、形成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属反射層と、
前記金属反射層とほぼ重なり、底に付着された、可撓性及び破断抵抗性を有する物質からなる強化層と、
繊維状の不織物質からなる断熱層と、前記断熱層は、断熱能力を増加させるために空間を提供する所定の厚さを有することと、前記断熱層は、前記強化層を実質的に覆い、且つ前記強化層に付着されることとを備える断熱を提供するための複合シート。
【請求項２】
前記反射層及び前記断熱層は、前記強化層に接着される請求項１に記載の複合シート。
【請求項３】
前記反射層は、約０．００８８９ｍｍ（約０．０００３５インチ）〜約０．０２５４ｍｍ（約０．００１インチ）の厚さを有するアルミ箔からなる請求項１に記載の複合シート。
【請求項４】
前記強化層は、マイラからなる請求項３に記載の複合シート。
【請求項５】
前記断熱層は、フェルト物質からなる請求項４に記載の複合シート。
【請求項６】
前記フェルト物質は、熱可塑性物質である請求項５に記載の複合シート。
【請求項７】
前記フェルト物質は、ポリエステルフェルト、ポリプロピレンフェルト、アクリルフェルト、及びナイロンフェルトからなる群の中から選択される請求項６に記載の複合シート。
【請求項８】
前記フェルト物質は、１平方メートル当り約５０．８グラム（１ヤード当り約１．５オンス）〜１平方メートル当り約２４５．１グラム（１ヤード当り約７．２５オンス）の間の面積密度を有する請求項５に記載の複合シート。
【請求項９】
前記フェルト物質は、１平方メートル当り約１５２．１グラム（１ヤード当り約４．５オンス）の面積密度を有する請求項５に記載の複合シート。
【請求項１０】
前記シートが、更に、シートの第一部分及びシートの第二部分に分割され、前記シートの第一部分が、前記シートの第二部分の上に重なる関係にするために、前記シートの第一部分と前記シートの第二部分の間に、被せ折り部が形成され、前記シートの第一部分上の断熱層が、前記シートの第二部分上の断熱シートに対向することと、
前記シートの第一部分と前記シートの第二部分の間に形成され、さらにシート同士を合わせて付着する繋ぎ目であって、前記繋ぎ目が、前記被せ折り部と離間した関係をもって、前記シートに沿って配置されることと、
前記シートの第一部分と、前記シートの第二部分と、前記被せ折り部と、前記繋ぎ目とが、それらの間に、断熱される長尺状基材を収容するのに適応した、中央空間を画定することとを備える請求項１に記載の複合シート。
【請求項１１】
前記繋ぎ目は、前記シートの第一部分及び前記シートの第二部分の端に沿って配置され、前記２つの端が、重なり合う関係で、実質的に互いに位置合わせされている請求項１０に記載の複合シート。
【請求項１２】
前記シートの第一部分と前記シートの第二部分との前記断熱層は、前記２つの端に沿って、融着され、それによって、前記繋ぎ目を形成する請求項１１に記載の複合シート。
【請求項１３】
前記繋ぎ目は、前記第一部分の断熱層を、前記第二部分の断熱層に、超音波溶接することにより、形成される請求項１２に記載の複合シート。
【請求項１４】
シートの第一部分及びシートの第二部分を有する複合層シートと、
前記シートの第一部分が、前記シートの第二部分の上に重なる関係とするために、前記シートの第一部分と前記シートの第二部分との間に形成され、前記シートの第一部分と前記シートの第二部分とを画定する被せ折り部と、
前記シートの第一部分と前記シートの第二部分の間に形成され、シート同士を合わせて付着する繋ぎ目と、前記繋ぎ目が、前記被せ折り部と離間した関係をもって、前記シートに沿って配置されることと、前記シートの第一部分と、前記シートの第二部分と、前記被せ折り部と、前記繋ぎ目とが、それらの間に、長尺状基材を収容するのに適応した、中央空間を画定することとを備えるスリーブであって、
さらに、前記複合層シートが、
前記シートの第一部分と前記シートの第二部分の、外方に表面が面するように形成する金属反射層と、
前記中央空間及び前記反射層に配置され、そこに付着した、可撓性で、破断抵抗性の物質を備える強化層と、
断熱能力を増加させるために、空間を提供する所定の厚さを有する繊維状の不織物質を備える断熱体であって、前記断熱体が、前記中央空間及び前記強化層に配置され、且つ付着されることとを備える長尺状基材に断熱を提供するためのスリーブ。
【請求項１５】
前記反射層と前記断熱層とは、前記強化層に接着される請求項１４に記載のスリーブ。
【請求項１６】
前記断熱層はフェルト物質からなる請求項１４に記載のスリーブ。
【請求項１７】
前記フェルト物質は熱可塑性物質である請求項１６に記載のスリーブ。
【請求項１８】
前記フェルト物質は、ポリエステルフェルト、ポリプロピレンフェルト、アクリルフェルト、及びナイロンフェルトからなる群の中から選択される請求項１７に記載のスリーブ。
【請求項１９】
前記繋ぎ目は、前記シートの第一部分及び前記シートの第二部分の端に沿って配置され、前記２つの端が、重なり合う関係で、実質的に互いに位置合わせされている請求項１７に記載のスリーブ。
【請求項２０】
前記シートの第一部分と前記シートの第二部分とにおける前記断熱層は、前記の２つの端に沿って融着され、それによって前記繋ぎ目を形成する請求項１９に記載のスリーブ。
【請求項２１】
前記繋ぎ目は、前記第一部分の断熱層を、前記第二部分の断熱層に超音波溶接することにより、形成される請求項２０に記載のスリーブ。
【請求項２２】
前記フェルト物質は、１平方メートル当り約５０．８グラム（１ヤード当り約１．５オンス）〜１平方メートル当り約２４５．１グラム（１ヤード当り約７．２５オンス）の間の面積密度を有する請求項１６に記載のスリーブ。
【請求項２３】
前記フェルト物質は、１平方メートル当り約１５２．１グラム（１ヤード当り約４．５オンス）の面積密度を有する請求項２２に記載のスリーブ。
【請求項２４】
前記中央空間内部に長尺状基材が配置される請求項１４に記載のスリーブ。
【請求項２５】
前記長尺状基材は配線用ハーネスである請求項２４に記載のスリーブ。
【請求項２６】
互いに対向する表面を有すると共に、可撓性及び破断抵抗性を備える強化層と、
前記表面の一方に配置された反射金属コーティングと、
前記表面の他方に付着され、断熱能力を増加させるために空間を提供する所定の厚さを有する繊維性不織物質からなる断熱層と、
前記強化層を第一部分と第二部分に分割し、前記強化層に形成された被せ折り部と、前記被せ折り部が、前記第一部分の前記断熱層を、前記第二部分の前記断熱層と対向する関係にすることと、
前記第一部分と前記第二部分の間に形成され、シート同士を合わせて付着した繋ぎ目であって、前記繋ぎ目が前記被せ折り部と離間した関係に配置され、前記繋ぎ目と、前記被せ折り部と、前記第一部分と、前記第二部分とが、それらの間に、長尺状基材を収容するために、中央空間を画定することとを備える長尺状基材に断熱を提供するスリーブ。
【請求項２７】
前記強化層はマイラを備える請求項２６に記載のスリーブ。
【請求項２８】
前記反射金属コーティングは、真空塗布したアルミニウムを備える請求項２７に記載のスリーブ。
【請求項２９】
前記断熱層はフェルト物質を備える請求項２８に記載のスリーブ。
【請求項３０】
前記フェルト物質はポリエステルフェルトである請求項２９に記載のスリーブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年８月６日に出願された、米国特許仮出願第６０／３１０３９２号の利益に基づき、請求される。
本発明は、過酷な熱環境にさらされるワイヤハーネス、燃料パイプ、ブレーキライン等の長尺状基材を収容し、及び保護するためのスリーブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤハーネス、更にブレーキラインや燃料パイプ等の流体コンジット、及び光ファイバ束等、流体管等の、長尺状基材は、しばしば、自動車、航空宇宙及び海洋において、激しい熱にさらされる用途に、使用される。例えば、自動車、船、又は飛行機内の閉じ込められたエンジン部品に配置したワイヤハーネス及び燃料パイプは、エンジン、特に排気集合管からの輻射熱及び対流熱に、さらされる。同様に、ロケットエンジンノズル周辺にある、或いは真空空間で、直接太陽光線に露出される軌道衛星上にある燃料パイプ及び配線は、正常に且つ連続作動を保証するために耐熱が必要である。
【０００３】
耐熱は、反射金属箔層に結合したガラス繊維ファイバ層を備える複合保護スリーブを使用することによって提供されてきた。複合平面シートは、反射金属層が外方に面するように、被せ折りされる。シートの対向する縁は、互いに隣接して配置され、縫い合わされて、長手方向の繋ぎ目を形成する。
【０００４】
このようなスリーブは耐熱を提供するが、これは、長手方向の縫製の繋ぎ目があることが主たる原因となって、比較的高価となり、更に製造時間がかかる。更に、このような繋ぎ目は、不可避的に、ガラスファイバ層等の反射層下部の層を、熱環境に露出させた状態にする。露出された層は、さもなければ縫製スリーブにより提供されるべきであった熱の遮蔽に欠陥を生じ、比較的高温の領域が、スリーブ内部の基板に沿って、形成され得る。これに加えて、被せ折りは、ガラス繊維層を著しく脆弱化させる、スリーブに沿った長さ方向のしわを生じ、しわは７５％ほど引き裂き強度を減少させ、従って、スリーブに故障発生の箇所を設ける。縫製スリーブの課題を克服し、縫製の必要がない、より急速に製造し得る耐熱スリーブの必要性が明らかにある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、過酷な熱環境にさらされる長尺状基材を保護するための断熱可撓性スリーブに関する。スリーブは、金属反射層、強化層、及び断熱層を備える複合シートにより形成される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
金属反射層は、好適には、強化層に付着した薄箔形状、又は真空蒸着被膜によるアルミニウムである。好適には、強化層は、反射層にほぼ重ねるように設けられた、マイラ等の可撓性及び破断抵抗性の物質である。断熱層は、繊維状の不織物質であり、好適には、断熱能力を増加させるための、所定の空間の厚さを提供することを有する熱可撓性フェルトである。断熱層は、強化層にほぼ重ねられるとともに、好適には接着剤を使用して付着されている。
【０００７】
これらの層により複合シートを形成すると、シートの第一部分がシートの第二部分の上に重ねるような位置関係にするために、シートの第一部分とシートの第二部分との間に被せ折り部が形成される。折り部は、反射層が外方に面するように、シートの第一部分の断熱層を、シートの第二部分の断熱層と対向する関係に配置する。繋ぎ目は、シートの第一部分とシートの第二部分との間に、シート同士を合わせて付着して形成される。好適には、繋ぎ目は、超音波溶接技術を使用して、シートの第一部分とシートの第二部分との対向する断熱層同士を融着されることにより形成される。繋ぎ目は被せ折り部と離間した関係をもって、シートに沿って配置される。シートの第一部分と、シートの第二部分と、被せ折り部と、繋ぎ目とは、ともに、それらの間に、断熱され得る長尺状基材を収容するために適した中央空間を画定する。
【０００８】
本発明の一つの目的は、長尺状基材のための断熱スリーブを提供することにある。
本発明の別の目的は、全ての態様の熱伝達に対して、断熱するスリーブを提供することにある。
【０００９】
本発明の更に別の目的は、不織断熱層を有するスリーブを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、断熱層を溶接することにより、断熱層自体が繋ぎ目を形成するように、形成可能なスリーブを提供することにある。
【００１０】
本発明の更に別の目的は、溶接が、超音波溶接技術により実行されるスリーブを提供することにある。
これらの目的、及び別の目的と利点は、以下の最適な実施形態の図と詳細な記載を考慮することにより、明らかになり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明による断熱スリーブを形成するために使用される複合シート１０の部分図を示している。シート１０は、繊維状の不織物質の断熱体層１２と、可撓性の破断抵抗物質の強化層１４と、反射層１６との３つの層を備える。層間の剪断強度と、比較的高温での接着破壊に対する耐性を増加させるために、それらの層は熱可塑性ポリエステル接着、又は架橋ポリエステル結合を使用して、接着によって結合される。これらの層は、反射層１６と断熱層１２に挟まれた強化層１４として配置される。これは、強化層１４が、下記の各層の耐熱、及び断熱機能に影響を及ぼさずに、隣接する層１２と層１６の双方を強化することを可能する。
【００１２】
反射層１６は、好適には、反射率を増加させるために、アルミニウム又は金等の、金属箔を備える。実用的に使用されるアルミ箔の厚さは、最も一般的な自動車の用途では、スリーブの範囲が約０．００８８９ｍｍ（約０．０００３５インチ）〜約０．０２５４ｍｍ（約０．００１インチ）の間にあり、好適には、約０．００８８９ｍｍ（約０．０００３５インチ）である。比較的薄い箔が、スリーブの可撓性を保ち、スリーブが覆う基材の形状や経路に容易に一致することを可能にするために好適である。反射層１６は、アルミニウム等の、金属コーティングにより形成され得、又、直接強化層１４へ真空蒸着され得る。
【００１３】
強化層１４は、好適には、（例え、折り曲げても、しわをつけても）優秀な破断抵抗を提供し、複合シート１０に含まれる他の層と容易に結合するマイラである。更に、マイラは、金属コーティングの蒸着のために、優秀な基体を提供する。強化層１４は、本質的に、比較的に薄く、壊れやすく容易に破断する金属層である反射層１６の破断の防止を提供する。カプトン等の、他の強固な物質は、マイラの代わりに使用され得るが、入手の容易さ、及び比較的安い価格によって、特に自動車の用途では一般的に、マイラが好適である。
【００１４】
断熱層１２は、主として、フェルト物質を形成する繊維の間に捕捉された大量の空気の存在によって断熱特性を得る、ポリエステルフェルト等の繊維状の不織物質を備える。他の適したフェルト物質は、他の熱可塑性物質と同様に、ポリプロピレン、アクリル、ナイロンを備える。実際の用途のためのフェルトの面積密度は、１平方メートル当り約５０．８グラム（１ヤード当り約１．５オンス）から１平方メートル当り約２４５．１グラム（１ヤード当り約７．２５オンス）の間である。大部分の自動車の用途における好適なフェルトの密度は、１平方メートル当り約１５２．１グラム（１ヤード当り約４．５オンス）である。フェルトの面積密度は、フェルト内部に捕捉する空気の量を決定する。密度が大きなフェルトほど、多くの空気を捕捉し、従って、より高い断熱能力を有する。しかしながら、より密なフェルトは、厚く、可撓性が低く、及び、薄いフェルトの様には、基材の形状や経路に一致し得ない。従って、フェルト密度の中間の範囲は、スリーブの断熱特性と可撓性の間の、実現可能な中間点を示している。
【００１５】
図２は、図１のシート１０より形成したスリーブ１８を示している。スリーブ１８は、反射層１６が外方を面するように、被せ折り部２０に沿って、シート１０を被せ折りすることによって形成され、被せ折り部２０により、シート１０は、シートの第一部分２２とシートの第二部分２４に分割される。被せ折り部２０は、シート部２２及びシート部２４を、シートの第一部分２２の断熱体部１２が、シートの第二部分２４の断熱体部１２に対向し、上に重ねられる。シートの第一部分２２及びシートの第二部分２４は、被せ折り部２０と離間した関係に配置され、スリーブ１８の長手方向に沿って延びる繋ぎ目２６に沿って、互いに付着される。シートの第一部分２２と、シートの第二部分２４と、被せ折り部２０と、繋ぎ目２６とは、共に、ワイヤハーネス３０等の、長尺状基材を収容するために、中央空間２８を画定する。
【００１６】
図３に明確に示されるように、繋ぎ目２６は、シート１０の反対側の端３２と端３４を互いに隣接して配置し、更に、好適には超音波溶接により、各シート部２２と２４の断熱層が対向して融着させるように、２つの端を合わせて結合することによって形成される（図２を参照）。溶接３６は、効果的に、強化層及び反射層に適用され、実際には、端３２及び端３４に隣接した領域内にあるフェルト層１２の間に形成される。超音波溶接の強度は、フェルトの密度に比例する。より密なフェルトは、より多くの物質が溶接されることを意味し、従って、より低い密度のフェルトを溶接するよりも、比較的強固な繋ぎ目を形成し得る。熱可塑性フェルトは、それ自体が強力な結合の形成のために、容易に溶接可能なために、好適である。
【００１７】
溶接は、折られる複合シート１０の端３２及び端３４を、超音波溶接機を構成する振動ホーンと、回動溶接ヘッドとの間に送ることによって形成される。溶接ヘッドは、シートの供給方向に回動する。複数の隆起部は、隆起部がホーンを通過するにつれ、シートに沿った別々の地点において、振動ホーンに接触するようにシートを押し込むヘッドの周囲に、円周方向に配列される。ホーンの振動は、衝撃エネルギーを、断熱フェルト層１２に与えることにより、層を加熱し、層を構成するポリエステル繊維の融着を生じる。繋ぎ目の必要な強度に応じて、単一又は複数の溶接部が、溶接機により敷設され得る。
【００１８】
超音波溶接により端３２及び端３４が繋ぎ目２６を形成することは、縫製又はファスナを使用する等の、他の方法による、端の結合よりも、幾つかの利点を提供する。縫製は、層を貫通している必要があるため、層を脆弱にし、反射層を区切り、反射特性を減少する。溶接は、実質的に連続し、更に、輻射熱、又は対流熱が通過し得る非反射下部層を露出する開口部を有しない、密封した繋ぎ目を形成する。超音波溶接は、物質の処理量が高い比率であり、高い製造効率を可能にする。さらに、溶接は、既にシートの一体化した部分の要素により形成されるために、糸、又はファスナ等の、追加の物質、又は要素が必要とされない。
【００１９】
このようにして、形成されたスリーブ１８は、全ての形態の熱伝導を効果的に遮断することによって、中央空間２８内の基材３０に耐熱を提供する。反射外部層１６は、比較的高温において著しい、輻射熱エネルギーを遮断する。フェルト内部に捕捉した空気の断熱層を提供することにより、断熱フェルト層１２は、基板に対する輻射熱及び対流熱の両方を遮断する。反射層と断熱層の間に強化マイラ層１４を配置することにより、双方の層は、周囲の輻射熱が、外部の反射表面だけに観察され、フェルトによって提供される空隙が、基板３０に隣接するため、各層の熱性能に悪影響を与えることなく強化される。
【００２０】
ＳＡＥ  Ｊ３６９標準によるスリーブの可燃性テストは、スリーブが自己消火性である事を示している。ＡＳＴＭ  Ｅ−４０８の方法Ｂによるスリーブの放射率テストは、約０．１４の放射率を示すと期待されている。実用上放射率は反射率の補数と考えることができ、更に、０．１４の反射率は、入射輻射の約８６％が、スリーブから反射されるであろうことを示している。スリーブは約−４０℃（−４０゜Ｆ）〜約２３３℃（４５０゜Ｆ）間の温度に抵抗し得、約４２６℃（８００゜Ｆ）の赤外線ソースにさらされた場合に、スリーブの表面温度が約１１０℃（約２３０゜Ｆ）に保持され、スリーブ内部の空間の温度を約１０１度（約２１５゜Ｆ）に保持するように、著しい耐熱を提供し得る。
【００２１】
超音波溶接される、本発明の不織断熱スリーブは、従来の断熱スリーブに伴う、高価、低い製造率、不十分な耐熱といった短所を回避し、幅広い用途の、長尺状基材を耐熱するための費用効果的な手段を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による断熱スリーブを形成するために、折って溶接する前の複合シートを示す断面図。
【図２】本発明によるスリーブの斜視図。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図。
【国際公開パンフレット】
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2004537441.tif 000004
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2004537441.tif 000014
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2004537441.tif 000016
2004537441.tif 000017
【国際調査報告】
2004537441.tif 000018
2004537441.tif 000019