CN102262933B

CN102262933B - 扁平电缆及其制造方法

Info

Publication number: CN102262933B
Application number: CN201010617857.XA
Authority: CN
Inventors: 黄得天; 渡部孝信; 今井规之; 西浦纪裕
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: JP5516360B2; JP2012015087A; CN102262933A; US8729399B2; US20110290526A1; US9431784B2; US20140208586A1

Abstract

本发明提供一种扁平电缆，其能够在非常小的配线空间内配线，而且对于滑动等动作具有优良的耐受性。扁平电缆(1)由并排配置的多条电线(2)、和沿着电线(2)的并排方向以在多条电线(2)之间穿过的方式织入的纤维部件(3)构成，纤维部件(3)由伸长恢复率为大于等于80％，小于等于95％的纤维组成。

Description

扁平电缆及其制造方法

技术领域

本发明涉及在移动电话、笔记本计算机等电子设备的伴随滑动等的狭窄的可动部中使用的扁平电缆及其制造方法。

背景技术

在移动电话、笔记本计算机、便携信息终端(PDA)等电子设备中，连接用于进行电子设备的操作等的本体部和液晶显示器等显示部的连接部多为折叠式结构(开闭式)。在为这样结构的连接部时，在连接本体部和显示部之间的信号传输用配线材料中，目前经常使用具有较好的柔韧性而且可在扁平状的薄型的电子设备的内部配置的软印刷电路板(Flexible Printed Circuit：FPC)

另外，作为代替FPC的配线材料，具有扁平电缆，该扁平电缆把多条细直径的电线(例如同轴电缆)排列成扁平状，相对于排列成扁平状的电线的长度方向大体垂直地，以在各电线之间穿过的方式织入聚酯制成的纤维部件(例如参照专利文献1、2)。

【专利文献1】特开2001-101934号公报

【专利文献2】特开2008-235024号公报

发明内容

在近年来的电子设备中，采用显示部相对于本体部以连接部为轴进行转动、扭转的结构、或者显示部对于本体部进行滑动的结构。另外，在近年来的电子设备中，随着对于更加薄型化的急切要求，对于进行转动、扭转、滑动等动作的显示部和本体部之间配置的配线材料的配线空间也要求薄型化。因此，使用环境变得苛刻，例如要求在高度不到5.0mm的配线空间内配置配线材料，在可动时在该高度范围的配线空间内进行滑动等。

但是，在专利文献1、2所示的现有的扁平电缆中，因为没有考虑与滑动相伴的动作，所以对于与滑动相伴的动作的耐受性不够。因此，难于作为在上述高度的配线空间内，进行与滑动相伴的动作的配线材料使用。即使能够配置配线，也存在滑动等动作不顺滑的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种扁平电缆及其制造方法，所述扁平电缆能够在非常小的配线空间内配置，并且对于滑动等动作具有优良的耐受性。

本发明是为了实现上述目的而提出的，一种扁平电缆，其由并排配置的多条电线、和沿着所述电线的并排方向以在所述多条电线之间穿过的方式织入的纤维部件构成，所述纤维部件由伸长恢复率为大于等于80％小于等于95％的纤维构成。

所述纤维部件可以由初始模量为大于等于20cN/dtex小于等于30cN/dtex的纤维构成。

所述纤维部件可以是由聚对苯二甲酸丙二醇酯构成的纤维。

所述纤维部件可以通过绑扎多条所述纤维形成。

可以在所述电线的并排方向上织入所述纤维部件，使在中央部配置的电线间的织入间距大于在端部配置的电线间的织入间距。

可以在所述扁平电缆本体的宽度方向的中央部，以穿过作为一个单元的大于等于两条的电线的方式织入所述纤维部件。

可以在所述扁平电缆本体的宽度方向的端部，以穿过作为一个单元的一条电线的方式织入所述纤维部件。

本发明是一种扁平电缆的制造方法，所述扁平电缆由并排配置的多条电线、和沿着所述电线的并排方向以在所述多条电线之间穿过的方式织入的纤维部件构成，该扁平电缆的制造方法包含以下工序：并排配置多条电线；沿着所述电线的并排方向以在所述多条电线之间穿过的方式织入由伸长恢复率为大于等于80％小于等于95％的纤维构成的纤维部件；以及加热所述纤维部件。

加热所述纤维部件的工序，可以在所述纤维部件的表面含有水分的状态下加热所述纤维部件。

加热所述纤维部件的工序，可以以大于等于100℃小于等于120℃的温度进行加热。

根据本发明，能够提供能够在非常小的配线空间内配置，而且对于滑动等动作具有优良的耐受性的扁平电缆及其制造方法。

附图说明

图1是使用本发明一实施形式的扁平电缆的线束的平面图。

图2说明实施例的滑动试验的方法。

符号说明

1扁平电缆；2电线；3纤维部件

具体实施方式

以下按照附图说明本发明的优选的实施方式。

图1是使用本发明的扁平电缆的线束的平面图。

如图1所示，本实施形式的扁平电缆1由并排配置的多条电线2、和沿着电线2的并排方向(对于电线2的长度方向大体垂直的方向)，以在多条电线2之间穿过的方式织入的纤维部件3构成。

该扁平电缆1通过以下的制造方法来制造，该制造方法包含：并排配置多条电线2的工序；沿着电线2的并排方向，以在多条电线2之间穿过的方式织入由伸长恢复率为大于等于80％，小于等于95％的纤维构成的纤维部件3的工序；以及加热纤维部件3的工序。

加热该纤维部件3的工序，例如以大于等于100℃，小于等于120℃的温度进行加热。此时，希望对纤维部件3执行在纤维部件3的表面含有水分的状态下，以大于等于100℃，小于等于120℃的温度进行加热的热处理。

此外，作为用于得到扁平电缆1的热处理的方法，例如具有以下的方法等：对于在电线2之间织入纤维部件3而形成的扁平电缆本体，在施行了使纤维部件3的表面含有水分的处理后，使用加热到大于等于100℃，小于等于120℃的加热辊，使该加热辊沿着纤维部件3的表面在扁平电缆本体的长度方向上移动，由此对纤维部件3进行加热；或者在把扁平电缆本体配置在恒温槽等加热处理装置内之后，一边对纤维部件3的表面喷雾水蒸气(蒸汽)等，使纤维部件3的表面上含有水分，一边以大于等于100℃，小于等于120℃的温度进行加热。另外，在上述方法中，也可以使用具有喷雾水蒸气的功能的加热辊一边使纤维部件3的表面含有水分一边进行加热。通过该热处理，使纤维部件3收缩，使各电线2保持整齐排列的状态。通过该热处理，扁平电缆本体的宽度例如从15mm左右收缩到11mm左右，得到扁平电缆1。

1.电线2例如由同轴电缆构成，该同轴电缆由拧合多条铜线形成的内部导体、在内部导体的外周设置的绝缘体、在绝缘体的外周螺旋状地横向卷绕多条导线形成的外部导体、以及在外部导体的外周设置的护套构成。此外，绝缘体以及护套由使用四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚体(ETFE)等含氟聚合物或者PET形成的材料构成。另外，外部导体使用由软铜线等金属线(包含表面进行镀层处理后的金属线)组成的导体(单线或者拧合线)形成。

当考虑穿过移动电话、笔记本计算机、PDA等的连接部时，电线2的外径优选小于等于0.35mm。

采用以下的方式织入纤维部件3：在各电线2之间从扁平电缆1的长度方向的一端到另一端(从图示左侧到右侧)，并且从宽度方向的一侧到另一侧(从图示下侧到上侧)蜿蜒地进行往复，同时在长度方向上扁平状地固定多条电线2。

此时，希望织入纤维部件3，以便在电线2的并排方向(在图1中上下方向)上，在中央部配置的电线2之间的织入间距大于在端部配置的电线2之间的织入间距。所谓织入间距，表示纤维部件3从扁平电缆1的一侧面侧经由另一侧面侧向一侧面侧往复时的一侧面侧之间的距离。例如，在扁平电缆1的宽度方向(电线2的并排方向)的中央部，以穿过作为一个单元的大于等于两条(图1中是两条)的电线2的方式织入纤维部件3，并且，在扁平电缆1的宽度方向的端部，以穿过作为一个单元的一条电线的方式织入纤维部件3。

所谓扁平电缆1的宽度方向的中央部，不限于扁平电缆1的中心轴上，也包含其附近。另外，所谓扁平电缆1的宽度方向的端部，不限于扁平电缆1的宽度方向的最外位置，也包含其附近。

通过采用这样的结构，在使扁平电缆1弯曲时，能够对扁平电缆1的中央部赋予适度的刚性。因此，在使扁平电缆1弯曲滑动时，能够对扁平电缆1赋予用于追随滑动的直线前进性。并且，与采用穿过作为一个单元的一条电线2的方式织入纤维部件3的情况相比，较少的织入次数即可，并且能够减小扁平电缆1的宽度。

另外，通过采用这样的结构，在使扁平电缆1弯曲滑动时，在该弯曲部分，因为使电线2在扁平电缆1的宽度方向上移动，能够有效地避免对电线2施加的应力，所以能够防止由于滑动使电线2断线。

在扁平电缆1的整个长度上织入了该纤维部件3，但是为了能够容易地安装用于与设备侧连接的连接器5，除去扁平电缆1的长度方向的两端部的纤维部件3。

纤维部件3的织入密度在扁平电缆1的整个长度上恒定，或者也可以与扁平电缆1的长度方向的中央部相比，在两端部使密度稀疏。通过与扁平电缆1的长度方向的中央部相比，在两端部使纤维部件3的织入密度稀疏，能够把扁平电缆1的形状保持为扁平状，并且在安装连接器5时能够容易地进行纤维部件3的除去作业。另外，能够提高重复弯曲、滑动的扁平电缆1的中央部的耐弯曲性、耐滑动性。

并排配置多条电线2，以在多条电线2之间穿过的方式织入纤维部件3来形成扁平电缆本体，并且对扁平电缆本体实施热处理，使纤维部件3收缩来制造该扁平电缆1。作为纤维部件3，使用初始模量为大于等于20cN/dtex，小于等于30cN/dtex，而且伸长恢复率为大于等于80％，小于等于95％的纤维。

这样，通过使纤维部件3的初始模量为大于等于20cN/dtex，小于等于30cN/dtex，在织入纤维部件3时能够不对电线2施加负荷地进行织入。以下说明使纤维部件3为初始模量为大于等于20cN/dtex，小于等于30cN/dtex的纤维的理由。

当使纤维部件3为初始模量不到20cN/dtex的纤维时，在织入纤维部件3时系紧电线2的力较弱，无法制造整齐形状的扁平电缆1，需要在织入纤维部件3后另外设置用于整齐地整理纤维部件3的形状的工序，导致制造成本上升。

另外，当使纤维部件3为初始模量超过30cN/dtex的纤维时，在织入纤维部件3时系紧电线2的力增强，在织入纤维部件3时电线2弯曲变形，使特性降低。因为电线弯曲变形，所以导致导体和与该导体连接的连接器一侧的电极的连接操作需要花费工夫等操作性的降低，或者由于电线的特性阻抗的变化而引起的传输特性降低等特性的降低。

基于这样的理由，使纤维部件3为初始模量大于等于20cN/dtex，小于等于30cN/dtex的纤维。

另外，使纤维部件3为伸长恢复率为大于等于80％，小于等于95％的纤维的理由在于，当采用伸长恢复率不到80％的纤维时，使扁平电缆1弯曲滑动时的纤维部件3的伸缩性不够，电线2容易发生因滑动引起的断线，当超过95％时，使扁平电缆1弯曲滑动时的纤维部件3的收缩力弱，在滑动时电线2的表面容易从所织入的纤维部件3的缝隙间露出，该露出的电线2有可能断线。

此外，关于伸长恢复率的测定，以JIS规格(日本工业规格)的“JIS L 1096”为基准，用夹子固定使用纤维部件3编织的宽度5cm、长度30cm的试验片一端的上部，对另一端施加初始重荷，在20cm之间的两点附加标记，然后代替初始重荷赋予1.5kg的重荷，1小时后测量标记间的长度L1，在除去重荷后，在1小时后测量挂载初始重荷时的标记间的长度L2，通过下式1求出伸长恢复率。

伸长恢复率＝(L1-L2)/(L1-20)×100...(式1)

通过使用这样的纤维部件3，因为能够在扁平电缆1的宽度方向上赋予伸缩性，所以能够在扁平电缆1的宽度方向上有效地避免在高度非常小的配线空间内使扁平电缆1弯曲滑动时施加的应力。结果，因为在使扁平电缆1弯曲滑动时电线2能够在扁平电缆1的宽度方向上移动，所以即使在高度非常小的配线空间内进行弯曲或者滑动，也能够缓和对电线2施加的应力，防止电线2的断线等。

另外，因为能够在扁平电缆1的宽度方向上赋予伸缩性，所以能够在扁平电缆1的长度方向上，以与配线空间吻合的形状进行配线。

另外，作为纤维部件3，优选绑扎多条纤维来形成。作为纤维，可以使用由1-3丙二醇和对苯二甲酸的重缩合体形成的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等纤维(例如ソロテツクス股份公司制的ソロテツクス(注册商标)、東レ股份公司制的T400等)。通过使用绑扎多条纤维形成的纤维部件3，与使用一条纤维的纤维部件时相比，在使扁平电缆1弯曲滑动时能够缓和对电线2施加的应力，结果，能够提高对于滑动等动作的耐受性。

总结上述，通过采用由并排配置的多条电线、以及沿着所述电线的并排方向以在所述多条电线之间穿过的方式织入的纤维部件构成的、所述纤维部件由伸长恢复率为大于等于80％、小于等于95％的纤维构成的扁平电缆，可以提供能够在非常小的配线空间内配线，而且对于滑动等动作具有优良的耐受性的扁平电缆。

下面说明实施例。在本实施例中，使用以下的方法进行滑动特性的评价。

首先，使用具有表1所示的伸长恢复率的纤维部件，在由外径0.21mm的具有含氟聚合物护套的同轴电缆构成的40条电线之间穿过编织为扁平状，制作厚度为0.4mm、宽度12mm的扁平电缆试样。

然后，把制作好的扁平电缆试样配置在高度约4.0mm的配线空间内，然后如图2所示，固定扁平电缆试样20的一端，在另一端，以扁平电缆试样20之间的距离为3.0mm的方式，在对于宽度方向垂直的方向上弯曲配线空间内的扁平电缆试样，设行程长度为60mm，按箭头(1)、(2)的顺序作为1个循环(一次)，进行U字型滑动的动作。

设试验速度为在单位时间内进行的循环的次数为30次/分。另外，对扁平电缆试样始终施加电压V，把电流值与试验开始时相比降低20％的时刻作为电缆的寿命。

通过以上的方法，求出扁平电缆试样20通过几次循环到达寿命。在表1中表示结果。

表1

在本试验中，滑动次数大于等于20万次的设为合格(○)，不到20万次的设为不合格(×)。

如表1所示，在纤维部件的伸长恢复率为80％～95％的实施例1～4中，可以清楚地判定滑动次数大于等于20万次。

另一方面，在纤维部件的伸长恢复率为75％的比较例1中，滑动次数低于20万次。这可以认为当纤维部件的伸长恢复率比80％小时，在由于滑动动作使电线弯曲时，拘束电线的力增强，在电线上弯曲应力集中，因此导致疲劳断线。

另外，在纤维部件的伸长恢复率为100％的比较例2中，滑动次数也低于20万次。这可以认为，当纤维部件的伸长恢复率比95％大时，在由于滑动动作使电线弯曲时，拘束电线的力变弱，电线的表面容易从纤维部件的间隙间露出，在某种程度的次数下无法顺滑地进行滑动动作，导致断线。

因此，希望纤维部件的伸长恢复率大于等于80％小于等于95％。在该范围内，可以认为在使电线弯曲滑动时，因为在扁平电缆的宽度方向上纤维部件拘束电线的力和纤维部件的伸张膨胀避免弯曲应力的力取得平衡，所以能够得到对于滑动等动作具有优良的耐受性的扁平电缆。

Claims

1.一种扁平电缆，其由并排配置的多条电线、和沿着所述电线的并排方向以在所述多条电线之间穿过的方式织入的纤维部件构成，其特征在于，

所述纤维部件由伸长恢复率为大于等于80％小于等于95％的纤维构成，

其中，基于日本工业规格的“JISL 1096”测定伸长恢复率，

所述纤维部件在表面含有水分的状态下以大于等于100℃小于等于120℃的温度被加热，从而收缩。

2.根据权利要求1所述的扁平电缆，其特征在于，所述纤维部件是由聚对苯二甲酸丙二醇酯构成的纤维。

3.根据权利要求1所述的扁平电缆，其特征在于，所述纤维部件通过绑扎多条所述纤维形成。

4.根据权利要求1所述的扁平电缆，其特征在于，在所述电线的并排方向上织入所述纤维部件，使在中央部配置的电线间的织入间距大于在端部配置的电线间的织入间距。

5.根据权利要求1所述的扁平电缆，其特征在于，在所述扁平电缆本体的宽度方向的中央部，以穿过作为一个单元的大于等于两条的电线的方式织入所述纤维部件。

6.根据权利要求1所述的扁平电缆，其特征在于，在所述扁平电缆本体的宽度方向的端部，以穿过作为一个单元的一条电线的方式织入所述纤维部件。

7.一种扁平电缆的制造方法，所述扁平电缆由并排配置的多条电线、和沿着所述电线的并排方向以在所述多条电线之间穿过的方式织入的纤维部件构成，该扁平电缆的制造方法的特征在于，包含以下工序：

并排配置多条电线；

沿着所述电线的并排方向以在所述多条电线之间穿过的方式织入由伸长恢复率为大于等于80％小于等于95％的纤维构成的纤维部件；以及

在所述纤维部件的表面含有水分的状态下，以大于等于100℃小于等于120℃的温度加热所述纤维部件从而使其收缩，

其中，基于日本工业规格的“JISL 1096”测定伸长恢复率。