(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂部材の流路を有する押出用ダイと、前記流路内に同心的に配置され被覆すべき線材を挿通する押出用ニップルとを備え、押出成形により前記熱可塑性樹脂部材で前記線材を被覆する電線の押出機用金型において、
前記押出用ダイの流路は、入口部からテーパ状に縮径する第１流路部と、該第１流路部の縮径部側に連通する所定径の第２流路部とを有し、前記第１流路部の開き角度が２０度〜３５度、前記第２流路部の内径が電線外径の１倍〜１.５倍、前記第２流路部の長さが０を超え３ｍｍ未満となっており、
前記押出用ニップルは、前記流路の入口側からテーパ状に縮径するテーパ部を有し、前記テーパ部の出口部の端面が前記押出用ダイの出口側の端面より前記第２流路部内に引っ込んで位置しており、前記テーパ部の外周面の開き角度が２０度〜３０度となっていることを特徴とする電線の押出機用金型。
【請求項２】
熱可塑性樹脂部材の流路を有する押出用ダイと、前記流路内に同心的に配置され被覆すべき線材を挿通する押出用ニップルとを備え、押出成形により前記熱可塑性樹脂部材で前記線材を被覆する電線の押出機用金型に、オレフィン系樹脂と金属水酸化物により構成される熱可塑性樹脂部材を溶融した状態で前記第１流路部の入口部から連続的に流し込むと共に、線材を前記押出用ニップルの拡径部から連続的に挿入することで、前記熱可塑性樹脂部材で被覆された線材からなる電線を製造する電線の製造方法であって、
前記押出用ダイの流路が、入口部からテーパ状に縮径する第１流路部と、該第１流路の縮径部側に連通する所定径の第２流路部とを有し、前記第１流路部の開き角度が２０度〜３５度、前記第２流路部の内径が電線外径の１倍〜１.５倍、前記第２流路部の長さが０を超え３ｍｍ未満となっており、前記押出用ニップルは、前記流路の入口側からテーパ状に縮径するテーパ部を有し、前記テーパ部の出口部の端面が前記押出用ダイの出口側の端面より前記第２流路部内に引っ込んで位置しており、前記テーパ部の外周面の開き角度が２０度〜３０度となっていることを特徴とする電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のワイヤーハーネスに利用される電線の押出成形に用いられる電線の押出機用金型及びこれを用いた電線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題によりワイヤーハーネスを構成する自動車用電線の絶縁材料には、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）部材からハロゲンフリーのオレフィン系の樹脂と金属水酸化物により構成される熱可塑性樹脂部材が使用されつつある。電線の被覆材に従来のＰＶＣ部材を用いた場合、いわゆるメヤニと呼ばれる樹脂カスの発生は見られなかったが、上記熱可塑性樹脂材を自動車用電線の絶縁材料として押出成形した場合、材料の特性により押出成形時のメヤニが発生し易くなった。
【０００３】
そして、発生したメヤニが被覆したケーブル表面に付着すると、ケーブルの外観を損なうばかりでなく、ワイヤーハーネスの加工性が著しく困難になるという問題があった。
【０００４】
このような課題を解決するために、図２に示すように押出機用ダイ１において溶融した熱可塑性樹脂部材の流路Ｆを形成するホール部４の出口部２に曲率半径が０.１ｍｍ以上１０ｍｍ未満になるようなラッパ状の第１湾曲壁（Ｒ部）５を形成し、ダイ入口部６に曲率半径が０.１ｍｍ以上になるようなラッパ状の第２湾曲壁（Ｒ部）８を形成することで、メヤニの除去作業を軽減すると共に、ケーブル表面に傷のない製品を成形するようにした押出機用ダイが知られていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上記構造の押出機用ダイ１は、熱可塑性樹脂部材の流路の入口部及び出口部に第１及び第２の湾曲部（Ｒ部）５，８を製作するためにコストアップになる問題があった。
【０００６】
そして、このような問題を解決するために、特許文献２に記載されたような電線の押出機用金型が提案された。この電線の押出機用金型は、熱可塑性樹脂部材の流路を有する押出用ダイと、流路内に同心的に配置され被覆すべき線材を挿通する押出用ニップルとを備え、押出成形により熱可塑性樹脂部材で線材を被覆するようになっている。そして、押出用ダイの流路は、入口部からテーパ状に縮径する第１流路部と、この第１流路に連通する所定径の第２流路部とを有し、第１流路部の開き角度が２５度〜３５度、第２流路部の内径が電線外径の１〜２倍、第２流路部の長さが３ｍｍ〜４ｍｍとなっており、押出用ニップルは、流路の入口側からテーパ状に縮径するテーパ部と、このテーパ部に連設された所定径の円筒部とを有し、テーパ部の開き角度が１０度〜２０度、円筒部の長さが４ｍｍ〜５ｍｍとなっており、かつ押出用ダイの第２流路部の出口部端面と押出用ニップルの円筒部の出口部端面とが同一面となっている。
【特許文献１】特開平１１-３４１４１号公報（３頁、図１）
【特許文献２】特開２００７-１９６４９８号公報（３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
係る特許文献２に記載の電線の押出機用金型は、特許文献１に記載の電線の押出機用金型の不都合な点を解決する点では非常に優れており、特にシールド電線の製造に適していることが同文献内の実施例で立証されている。
【０００８】
一方、シールド電線と異なり、自動車のワイヤーハーネスに使用される通常の電線に関しては、被覆部を構成する絶縁体層と線材を構成する導体との密着力が高くなると、例えば電線の端部の絶縁体層を剥いで線材を露出させ、この部分に接続端子を圧着する場合などにおいて絶縁体層の除去作業性が低下するという問題が生じてしまい、これを解決したいという第１の要望があった。
【０００９】
また、絶縁体層を構成する材質がオレフィン系樹脂と金属水酸化物の場合に上述したメヤニ発生の問題があるため、通常の電線を製造する過程においてもこのメヤニ発生量も極力少なくしたいという第２の要望もあった。
【００１０】
本発明の目的は、通常の電線を製造するにあたって上述した要望を同時に満たすことができる電線の押出機用金型及びこれを用いた電線の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために本発明の請求項１に係る電線の押出機用金型は、
熱可塑性樹脂部材の流路を有する押出用ダイと、前記流路内に同心的に配置され被覆すべき線材を挿通する押出用ニップルとを備え、押出成形により前記熱可塑性樹脂部材で前記線材を被覆する電線の押出機用金型において、
前記押出用ダイの流路は、入口部からテーパ状に縮径する第１流路部と、該第１流路部の縮径部側に連通する所定径の第２流路部とを有し、前記第１流路部の開き角度が２０度〜３５度、前記第２流路部の内径が電線外径の１倍〜１.５倍、前記第２流路部の長さが０を超え３ｍｍ未満となっており、
前記押出用ニップルは、前記流路の入口側からテーパ状に縮径するテーパ部を有し、前記テーパ部の出口部の端面が前記押出用ダイの出口側の端面より前記第２流路部内に引っ込んで位置しており、前記テーパ部の外周面の開き角度が２０度〜３０度となっていることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項２にかかる電線の製造方法は、
熱可塑性樹脂部材の流路を有する押出用ダイと、前記流路内に同心的に配置され被覆すべき線材を挿通する押出用ニップルとを備え、押出成形により前記熱可塑性樹脂部材で前記線材を被覆する電線の押出機用金型に、オレフィン系樹脂と金属水酸化物により構成される熱可塑性樹脂部材を溶融した状態で前記第１流路部の入口部から連続的に流し込むと共に、線材を前記押出用ニップルの拡径部から連続的に挿入することで、前記熱可塑性樹脂部材で被覆された線材からなる電線を製造する電線の製造方法であって、
前記押出用ダイの流路が、入口部からテーパ状に縮径する第１流路部と、該第１流路の縮径部側に連通する所定径の第２流路部とを有し、前記第１流路部の開き角度が２０度〜３５度、前記第２流路部の内径が電線外径の１倍〜１.５倍、前記第２流路部の長さが０を超え３ｍｍ未満となっており、前記押出用ニップルは、前記流路の入口側からテーパ状に縮径するテーパ部を有し、前記テーパ部の出口部の端面が前記押出用ダイの出口側の端面より前記第２流路部内に引っ込んで位置しており、前記テーパ部の外周面の開き角度が２０度〜３０度となっていることを特徴としている。
【００１３】
例えば自動車のワイヤーハーネスに利用される通常の電線に関して被覆部を構成する絶縁体層と線材を構成する導体との密着力が高くなると、例えば電線の端部の絶縁体層を剥いで線材を露出させてこの部分に接続端子を圧着する場合などにおいて絶縁体層の除去作業性が低下するという問題を、本発明の請求項１に係る電線の押出機用金型及び本発明の請求項２に係る電線の製造方法によって解決することができる。
【００１４】
また、絶縁体層を構成する材質がオレフィン系樹脂と金属水酸化物の場合に上述したメヤニ発生の問題があるが、本発明の請求項１に係る電線の押出機用金型及び本発明の請求項２に係る電線の製造方法によると、通常の電線を製造する過程においてもこのメヤニ発生量を極力少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、例えば自動車のワイヤーハーネスに利用される通常の電線を製造するにあたって、被覆部を構成する絶縁体層と線材を構成する導体との密着力が高くなると、例えば電線の端部の絶縁体層を剥いで線材を露出させ、この部分に接続端子を圧着する場合などにおいて絶縁体層の除去作業性が低下するという問題を解決することができた。
【００１６】
また、絶縁体層を構成する材質がオレフィン系樹脂と金属水酸化物の場合に上述したメヤニ発生の問題があるが、本発明によると通常の電線を製造する過程においてもこのメヤニ発生量を極力少なくすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る電線の押出機用金型１１の断面を示し、押出機用金型１１は、押出用ダイ１２と押出用ニップル（マンドレル）１３からなる。押出用ダイ１２は、円柱形状をなし、中心に一側（入口側）端面１２ａから他側（出口側）端面１２ｂまで溶融した熱可塑性樹脂部材の流路１５が貫通して形成されている。
【００１８】
流路１５は、入口側の流路部（第１流路部）１６と出口側の流路部（第２流路部）１７からなり、流路部１６は、入口部１６ａから流路部１７との連通部まで内壁面１６ｂが所定の開き角度αをなしてテーパ状に縮径して形成されている。流路部１７は、所定の内径Ａをなし出口部１７ｂが端面１２ｂに開口している。そして、この流路部１７は、出口部１７ｂの端面１２ｂから所定の長さに設定されている。
【００１９】
押出用ニップル１３は、流路１５の中心に同心的に環状空間部を存して配設されている。押出用ニップル１３の先端部１３ａは、押出用ダイ１２の流路１５の第１の流路部１６の形状と略対応した形状をなしており、押出用ダイ１２の端面１２ａ側からテーパ状に縮径して流路部１６の内壁面１６ｂと対向するテーパ部１３ｂからなる。
【００２０】
そして、テーパ部１３ｂの出口部１３ｄの端面１３ｅが流路部１７の出口部１７ｂの端面即ち、押出用ダイ１２の端面１２ｂより若干流路部１７内に引っ込んで位置している。また、テーパ部１３ｂの外周面１３ｆは、所定の開き角度β（即ち、後述する実施例におけるＤ部の角度）に設定されている。
【００２１】
出口径である流路部１７の内径（即ち、後述する実施例におけるＡ部の内径）は、製品としての電線外径に比べて１倍から１.５倍を大きくなっているが、好ましくは、１倍であるのが良い。また、流路部１７の長さ（即ち、後述する実施例におけるランドをなすＢ部の長さ）は３ｍｍ以下となっているが、好ましくは２ｍｍ以下であるのが良い。また、流路部１６の内壁面１６ｂの開き角度α（即ち、後述する実施例におけるＣ部の角度）は２０度〜３５度になっているが、好ましくは２０度〜３０度であるのが良い。また、押出用ニップル１３のテーパ部１３ｂの外周面１３ｆの開き角度β（即ち、後述する実施例におけるＤ部の角度）は２０度〜３０度となっている。
【００２２】
次に、上述した構造を有する押出機用金型１１を用いた電線の製造方法について説明する。最初に上述した構造の押出機用金型１１を用意し、次いで、図示しない被覆すべき線材を押出用ニップル１３内をテーパ部１３ｂの入口側から図示しない線材搬送挿入機を用いて矢印Ｘで示すように挿通すると共にテーパ部１３ｂの出口側から押し出し、これと同時にオレフィン系樹脂と金属水酸化物により構成された熱可塑性樹脂部材を溶融した状態で流路１５の入口部から矢印Ｙで示すように連続的に供給して線材の周囲を熱可塑性樹脂で囲繞し、熱可塑性樹脂部材で被覆された線材からなる電線を製造する。
【実施例】
【００２３】
続いて、本発明に係る電線の押出機用金型及びこれを用いた電線の製造方法の有用性を裏付ける評価試験を行ったので、以下にこれを実施例として説明する。なお、この評価試験においては、実際に電線の押出製造を行い、電線１万ｍ製造後の状態について５段階評価を行った。
【００２４】
評価点は、メヤニ発生量については少ない場合を１、多い場合を５として５段階で評価した。また、絶縁体層と導体の剥離強度を表す密着力については、小さい場合（適正な場合）を１、大きい場合（不適正な場合）を５として５段階で評価した。
【００２５】
なお、以下の実施例においては、実際に電線の押出製造を行って得た長さ１万ｍの電線を「製品」とし、押出用ダイの出口部をＡ部とし、押出用ダイのランドをＢ部とし、押出用ダイの流路の入口部からテーパ状に縮径する第１流路部をＣ部とし、押出用ニップルをＤ部として説明する。
（実施例１）
本実施例１においては、実施例１として製造後の製品外径に対する押出用ダイの出口部であるＡ部の内径の製品外径に対する倍率を異なる５つの倍率（具体的には、１倍、１.５倍、２倍、３倍、４倍）とし、この各倍率に対応するメヤニ発生量及び密着力（絶縁体層と導体の剥離強度）をそれぞれ測定して評価点をつけた。なお、ここで倍率１倍より小さい場合について評価試験を行わなかった。この理由は、倍率を１倍より小さくすると、樹脂圧力が高くなり電線製造時の断線の要因となる虞があるためである。この実施例１の評価試験結果を以下の表１に示す。
【００２６】
【表１】
0004948449.tif 000002
上記評価試験結果により、押出用ダイの出口径Ａを電線外径の１〜１.５倍にすると、評価試験の合計点数が２点又は３点となり、絶縁体層と導体との剥離強度（以下「密着力」という）を低下させると共に、メヤニ発生量も低下させることが分かった。この場合、倍率が１倍の方が合計点数が２点となり、メヤニ発生量がさらに少なくなり、より好ましいことが分かった。
（実施例２）
本実施例２においては、製造後の電線（製品）外径に対するランドであるＢ部の長さ（ｍｍ）を異なる５つの長さ（具体的には、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ）とし、この各倍率に対応するメヤニ発生量及び密着力（絶縁体層と導体の剥離強度）をそれぞれ測定して上述の実施例と同様の５段階評価の評価点をつけた。なお、１ｍｍより短い長さについて評価試験を行わなかった。この理由は、この長さを０ｍｍにすると、電線の表面（外観）に肌荒れが発生する虞があるためである。この実施例２の評価試験結果を以下の表２に示す。
【００２７】
【表２】
0004948449.tif 000003
上記評価試験結果により、電線外径に対するＢ部長さを１ｍｍ〜３ｍｍにすると、評価試験合計点数が２点又は３点となり、密着力を低下させると共にメヤニ発生量を低下させることが分かった。この場合、電線外径に対するＢ部長さを１ｍｍ〜２ｍｍとすると、評価試験合計点数が２点となり、密着力がさらに低下してより好ましいことが分かった。
（実施例３）
本実施例３においては、第１流路部Ｃ部の角度（°）を異なる５つの角度（具体的には、２０°、３０°、３５°、４０°、５０°）とし、この各倍率に対応するメヤニ発生量及び密着力（絶縁体層と導体の剥離強度）をそれぞれ測定して上述の各実施例と同様の５段階評価の評価点をつけた。なお、２０°より小さい角度に関する評価試験を行わなかった。この理由は、これ以上角度を小さくすると押出用ダイの長さが長くなり、部品単価が高くなるためである。この実施例３の評価試験結果を以下の表３に示す。
【００２８】
【表３】
0004948449.tif 000004
上記評価試験結果により、押出用ダイの流路の入口部からテーパ状に縮径する第１流路部（Ｃ部）の開き角度が２０度〜３５度であると、評価試験合計点数が２点又は３点となり、密着力を低下させると共にメヤニ発生量を低下させることが分かった。この場合、Ｃ部の開き角度が２０度〜３０度であると、評価試験合計点数が２点となり、密着力がさらに低下してより好ましいことが分かった。
（実施例４）
本実施例４においては、製造後の電線（製品）外径に対する押出用ニップルＤ部の角度（°）を異なる５つの角度（具体的には、２０°、３０°、３５°、４０°、５０°）とし、この各倍率に対応するメヤニ発生量及び密着力（絶縁体層と導体の剥離強度）をそれぞれ測定して上述の各実施例と同様の５段階評価の評価点をつけた。なお、２０°より小さい角度に関する評価試験を行わなかった。この理由は、これ以上角度を小さくすると押出用ニップルの長さが長くなり、部品単価が高くなるためである。この実施例４の評価試験結果を以下の表４に示す。
【００２９】
【表４】
0004948449.tif 000005
上記評価試験結果により、押出用ニップル（Ｄ部）の開き角度が２０度〜３０度であると、評価試験合計点数が２点となり、密着力を低下させると共にメヤニ発生量を低下させることが分かった。
【００３０】
以上説明したように、通常の電線を製造するにあたって、被覆部を構成する絶縁体層と線材を構成する導体との密着力が高くなると、例えば電線の端部の絶縁体層を剥いで線材を露出させ、この部分に接続端子を圧着する場合などにおいて絶縁体層の除去作業性が低下するという問題を、本発明に係る電線の押出機用金型及びこれを用いた電線の製造方法によって解決することができた。
【００３１】
即ち、絶縁体層と導体との密着力が低下して、絶縁体層の剥離性が大幅に向上した結果、絶縁体層の剥離を伴う端末加工性が向上してワイヤーハーネスの作業性も向上し、製品歩留まりの問題が解消した。
【００３２】
また、絶縁体層を構成する材質がオレフィン系樹脂と金属水酸化物の場合に上述したメヤニ発生の問題があるが、通常の電線を製造する過程においてこのメヤニ発生量も極力少なくすることができた。これによって、メヤニの発生を低減したことでケーブルの表面に傷のない製品を成形することでき、安定した製品を製造することが可能となった。従って、従来発生していたメヤニに起因する製品の歩留まり悪さが改善されてケーブルを安価に製造することが可能となった。具体的には、表面に傷の無い電線（製品）を成形することができ、安定した製品を製造することができるようになった。
本発明に係る電線の押出機用金型及びこれを用いた電線の製造方法によると、絶縁体層と導体との密着力、及び、歩留まりを同時に解決することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る電線の押出機用金型の一実施形態の断面図である。
【図２】従来の押出機用ダイの断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    押出機用ダイ
２    出口部
４    ホール部
５    第１湾曲部（Ｒ部）
６    ダイ入口部
８    第２湾曲部（Ｒ部）
１１    押出機用金型
１２    押出用ダイ
１２ａ    一側（入口側）端面
１２ｂ    他側（出口側）端面
１３    押出用ニップル
１３ａ    先端部
１３ｂ    テーパ部
１３ｄ    出口部
１３ｅ    端面
１３ｆ    外周面
１５    流路
１６    入口側の流路部（第１流路部）
１６ａ    入口部
１６ｂ    内壁面
１７    出口側の流路部（第２流路部）
１７ｂ    出口部
α    第１流路部内壁面開き角度
β    テーパ部開き角度
Ａ    流路部１７の内径（出口径）
Ｂ    流路部１７の長さ（ランド長さ）
Ｃ    第１流路部
Ｄ    押出用ニップル
Ｆ    流路
【図１】
0004948449.tif 000006
【図２】
0004948449.tif 000007