(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
易黒鉛化高分子樹脂材料からなるコルゲートチューブの外周部に、不活性ガス雰囲気下でレーザビームを照射して前記易黒鉛化高分子樹脂材料を黒鉛化させ、前記材料の黒鉛化による電磁シールド層を表層に形成したことを特徴とする電磁シールド付コルゲートチューブ。
【請求項２】
前記電磁シールド層の外表面に絶縁材料を被覆形成したことを特徴とする請求項１記載の電磁シールド付コルゲートチューブ。
【請求項３】
不活性ガスが満たされたレーザ加工機内で、易黒鉛化高分子樹脂材料からなるコルゲートチューブの外表面にレーザビームを照射することにより、前記コルゲートチューブの表層に黒鉛化された電磁シールド層を形成することを特徴とする電磁シールド付コルゲートチューブの製造方法。
【請求項４】
前記レーザ加工機から排出されるコルゲートチューブをコーティング手段内に連続的に導き、該コーティング手段において前記電磁シールド層の外表面に絶縁体を順次被覆形成することを特徴とする請求項３記載の電磁シールド付コルゲートチューブの製造方法。
【請求項５】
ストック位置から連続搬送される易黒鉛化高分子樹脂材料からなるコルゲートチューブを通過させるレーザ加工機と、前記レーザ加工機のケーシング内に配置され、通過する前記コルゲートチューブに向けてレーザビームを照射する複数のレーザ発振手段と、前記ケーシング内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記ケーシングを通過した前記コルゲートチューブを順次巻き取る巻取手段とを具備したことを特徴とする電磁シールド付コルゲートチューブの製造装置。
【請求項６】
前記レーザ加工機と、前記巻取手段との間に、前記コルゲートチューブの外周に絶縁体の層を連続的にコーティングするためのコーティング手段を配置したことを特徴とする請求項５記載の電磁シルド付コルゲートチューブの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁シールド付コルゲートチューブ並びにその製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の電気自動車化、ハイブリッド化、電気信号の多重化などによって、電路を構成する各種ワイヤーハーネスに対する電磁シールド技術が強く要求されるようになってきた。
このため、複数のワイヤーハーネスを挿通収容する外装部材であるコルゲートチューブについて、従来電磁遮蔽の各種方法が提案され、その一部は実施されている。
【０００３】
例えば、特開昭５８−１５７３１２号公報には、コルゲートチューブからなる内管の外周に金属繊維を編組した外管により被覆した可撓性電線管が開示されている。
また、実開昭６０−１１１３２２号公報には、内筒部に鉄、アルミ、銅などの導電性粒子を塗布したものが開示されている。
また、特開昭５９−６１４１２号公報には、コルゲートチューブを構成する樹脂素材中に導電性短繊維又は導電性微粉末を混入したものが開示されている。
更に、特開昭５８−１５７３１２号公報には、コルゲートチューブ外周に編組シールドを形成することで、可撓性を向上し、かつ保護機能を高めたものが開示されている。
【０００４】
更には、前記公報以外にも、湿式法の無電解メッキによりコルゲートチューブ表面に金属をメッキする方法も公知の技術としてある。
これらは、いずれもコルゲートチューブに導電性材料を付加することによって、チューブ内に挿通されたワイヤーハーネス類に対し、電磁的外乱から保護するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上述べた従来の電磁シールド付コルゲートチューブにあっては、いずれもその構造、あるいは組成が複雑となり、製造が面倒で、材料費が高価となり、それに伴い製品コストが高価となる欠点があった。特に、無電解メッキ方の場合には、触媒として使用されている塩化パラジウムが高価であり、湿式であるため、製造も面倒であった。
【０００６】
また、この種のシールド処理を施すことにより、通常の磁気シールドを施さないコルゲートチューブに対してチューブ肉厚が厚くなったり、可撓性を損う原因ともなっていた。
【０００７】
本発明の目的は、製造が容易で安価に電磁シールド機能を付与できるようにした電磁シールド付コルゲートチューブ並びにその製造方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
▲１▼易黒鉛化高分子樹脂材料からなるコルゲートチューブの外周部に、不活性ガス雰囲気下でレーザビームを照射して前記易黒鉛化高分子樹脂材料を黒鉛化させ、前記材料の黒鉛化による電磁シールド層を表層に形成したことを特徴とする電磁シールド付コルゲートチューブ。
▲２▼前記電磁シールド層の外表面に絶縁材料を被覆形成したことを特徴とする前記▲１▼記載の電磁シールド付コルゲートチューブ。
【０００９】
▲３▼不活性ガスが満たされたレーザ加工機内で、易黒鉛化高分子樹脂材料からなるコルゲートチューブの外表面にレーザビームを照射することにより、前記コルゲートチューブの表層に黒鉛化された電磁シールド層を形成することを特徴とする電磁シールド付コルゲートチューブの製造方法。
▲４▼前記レーザ加工機から排出されるコルゲートチューブをコーティング手段内に連続的に導き、該コーティング手段において前記電磁シールド層の外表面に絶縁体を順次被覆形成することを特徴とする前記▲３▼記載の電磁シールド付コルゲートチューブの製造方法。
【００１０】
▲５▼ストック位置から連続搬送される易黒鉛化高分子樹脂材料からなるコルゲートチューブを通過させるレーザ加工機と、前記レーザ加工機のケーシング内に配置され、通過する前記コルゲートチューブに向けてレーザビームを照射する複数のレーザ発振手段と、前記ケーシング内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記ケーシングを通過した前記コルゲートチューブを順次巻き取る巻取手段とを具備したことを特徴とする電磁シールド付コルゲートチューブの製造装置。
▲６▼前記レーザ加工機と、前記巻取手段との間に、前記コルゲートチューブの外周に絶縁体の層を連続的にコーティングするためのコーティング手段を配置したことを特徴とする前記▲５▼記載の電磁シールド付コルゲートチューブの製造装置。
【００１１】
本発明のコルゲートチューブによれば、簡単かつ安価に製造されながらも確実に電磁波を遮蔽することができる。
また、本発明のコルゲートチューブは、必要に応じて前記電磁シールド層の外表面に絶縁材料を被覆形成してもよい。
【００１２】
また、本発明の製造方法及び装置によれば、レーザビームによる樹脂表面の焼成により、コルゲートチューブの表層にそれ自体の黒鉛化による電磁シールド層を連続的に形成できる。
更に、本発明の製造方法及び装置によれば、レーザ加工機外に出されたコルゲートチューブをコーティング手段に連続的に導き、該コーティング手段内において前記電磁シールド層の外表面に絶縁体を順次被覆形成することで、表面被覆も連続的に行うことができる。
【００１３】
更に、本発明の製造方法及び装置によれば、レーザ加工機のケーシングと、巻取手段との間に、コルゲートチューブの外周に絶縁体の層を連続的にコーティングするためのコーティング手段を配置したことで、電磁シールド層の形成に引き続く絶縁体層の連続形成が可能となる。
本発明に用いることのできる黒鉛化材料としては、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリビニル化合物、ポリイミド等の易黒鉛化高分子樹脂材料がある。
【００１４】
コルゲートチューブの電磁シールド層に要求される抵抗率は１０0 〜１０-3Ωｃｍであるが、コルゲートチューブの使用環境及びしよう方法により適宜決定される。
近年では、例えば電気学会論文誌Ａ  ＶＯＬ．１１７，Ｎｏ．６  Ｐ．６３８〜６４４（１９９７）に開示されているように、ポリイミドもしくは塩化ビニル等の易黒鉛化高分子樹脂材料からなるフィルムの表面に、直接レーザビームを照射することにより、その照射軌跡に沿って黒鉛化させた導電路を形成する試みがなされている。
【００１５】
この文献によれば、ポリイミド系のカプトンフィルム（例えば東レ・デュポン社製カプトンフィルム）に、１０ＨｚのパルスＹＡＧレーザ（Ｓｐｅｃｔｒａ−Ｐｈｙｓｉｃｓ社製ＧＣＲ−１５０：ビーム直径７ｍｍ、１パルスあたりのエネルギー２４３ｍＪ、波長１０６４ｎｍ、パルス幅８ｎｓ）を窒素雰囲気中で５〜９０分間照射したところ、照射時間３０分で厚さ約２０μｍの黒鉛化層が形成され、照射時間６０分で厚さ約３０μｍの黒鉛化層が形成された。形成された導電路は抵抗率が０．６〜１．３Ωｃｍであり、黒鉛化された材料は電磁波の遮蔽に有効である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る電磁シールド付コルゲートチューブの製造方法及びこれを実施するための製造装置を示す説明図であり、図２（ａ）〜（ｃ）はその製造過程におけるコルゲートチューブの形態を示すものである。
【００１７】
図１において、ストックローラ１より繰り出された成型直後のコルゲートチューブ２は、複数のガイドローラ対３によりレーザ加工機４内に所定の送り速度で連続的に通過し、ここでレーザビームによる表層加工がなされる。
【００１８】
なお、加工素材となるコルゲートチューブ２の形状は図２（ａ）に示す蛇腹形状であって、単一の樹脂素材からなっている。この樹脂素材は、通常用いられている樹脂、例えばＰＰ，ＰＡ，ＰＶＣなどをそのまま用いることができるほか、他の易黒鉛化樹脂材料を用いることも可能である。
【００１９】
レーザ加工機４は、本体部ケーシング４ａの前後に予備室ケーシング４ｂを設けられており、後部側予備室ケーシング４ｂには不活性ガス供給装置６を通じて不活性ガスが供給され、このガスは本体部ケーシング４ａ内を満たしつつ前部側予備室ケーシング４ｂに流通し、ポンプ７によって系外に排出される。
【００２０】
本体部ケーシング４ａ内には４つのレーザ発振器８が配置され、それぞれその光軸を本体部ケーシング４ａの軸中心であるコルゲートチューブ２の外周に向けており、各レーザビームをコルゲートチューブ２の外周に照射する。
【００２１】
不活性ガスによる無酸素の雰囲気下でこの照射位置を通過するコルゲートチューブ２の表層は瞬間的にきわめて高い温度に局部加熱される結果、高分子樹脂の骨格をなす各分子成分のうち、揮発成分のみが蒸発し、残余の固形分である炭素分のみが表層に残置され、結晶化して下層の樹脂層に密着する結果、図２（ｂ）に示すように、表面に黒鉛からなる電磁シールド層２ａが形成される。
【００２２】
なお、図においては、４つのレーザ発振器８をコルゲートチューブ２を挟んで上下に対向配置した状態が示されているが、実際には、９０度間隔をおいて対向配置され、コルゲートチューブ２の全周に照射することによって電磁シールド層２ａが各照射面に形成され、各レーザビーム径にもよるが、ほぼその外周を電磁シールド層２ａで覆う。
【００２３】
また、場合によってはコルゲートチューブ２あるいはレーザ発振器８側のいずれかを所要角度往復回転させることで、外周が均一に黒鉛化されることになる。更に、この黒鉛化処理に使用するレーザは、ＣＯ2 レーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、その他の固体レーザなど、特に限定されるものではない。
【００２４】
要は、コルゲートチューブ２を構成する樹脂層を厚み方向に突破ることなく、表層のみを目的の電導度となるまでの深さで黒鉛化させる程度のエネルギー強度であるものを選択すればよい。また、コルゲートチューブ２の送り速度によってもその加工深さを調整できる。
【００２５】
本体部ケーシング４ａ内で黒鉛化加工を受けたコルゲートチューブ２は、後部側予備室ケーシング４ｂから不活性ガスの供給により冷却された後、レーザ加工機４から引出され、スプレー塗装部９に連続供給され、図２（ｃ）に示すように、電磁シールド層２ａの外周を絶縁材料１０により被覆され、次いで乾燥炉１１を経た後製品ローラ１２に巻き取られ、電磁シールド付コルゲートチューブを完成する。
【００２６】
なお、以上のコーティングに用いられる絶縁材料１０は、コルゲートチューブ２の成型材料と同一の材料を用いればよい。また、上記実施形態ではスプレー塗布手段によって絶縁材料１０の層を形成したが、ダイスなどを通過させることにより、連続的コーティングを行うようにしてもよい。
更には、電磁シールド層２ａが他と接触しても特性に影響がない部分（自動車のボディ等のアースとして使用する部分等）において使用する場合には、絶縁材料１０の層を省略してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明による電磁シールド付コルゲートチューブは、レーザビームによる樹脂表面の蝕刻により、コルゲートチューブの表層にそれ自体の黒鉛化による電磁シールド層を形成できるため、従来のいずれの電磁シールド機能を付加したコルゲートチューブに比較して、格別な導電材料を付加することがなく、これをそのまま電磁シールドに活用できるため、製造が容易であり、コスト低減に有効である。
【００２８】
また本発明では、従来のようなコルゲートチューブの肉厚増加や、付加された材料による可撓性低下などの問題がない。
更に、本発明方法及び装置を採用することで、加工素材となる通常の樹脂組成からなるコルゲートチューブを順次繰り出しつつ連続的にその表層に電磁シールド機能を付加できるため、製造が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電磁シールド付コルゲートチューブの製造手順を示す説明図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は図１のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線における半断面側面図及び正断面図である。
【符号の説明】
２  コルゲートチューブ
２ａ  黒鉛化層（電磁シールド層）
４  レーザ加工機
４ａ  本体部ケーシング
４ｂ  予備室ケーシング
６  不活性ガス供給装置
８  レーザ発振器
１０  絶縁材料
１２  巻取ローラ
【図１】
0003774065.tif 000002
【図２】
0003774065.tif 000003