CN102682890A

CN102682890A - 扁平电缆

Info

Publication number: CN102682890A
Application number: CN2012100619417A
Authority: CN
Inventors: 石川雅之
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-09-19
Also published as: JP2012190570A

Abstract

本发明的课题在于提供一种扁平电缆，其可以将全部线集中进行末端加工而与部件或设备连接，易于布线，可在扁平电缆上的任意部位利用树脂等外观良好地进行覆盖。本发明的扁平电缆构成为，将导体被绝缘体包覆、与长度方向垂直的剖面为圆形的多根圆形绝缘电线，隔着间隔排列并在排列方向上连结固定。该绝缘电线的绝缘体以聚烯烃类树脂作为主要成分。将圆形绝缘电线连结固定的连结固定部构成为，在所述圆形绝缘电线的周围将树脂进行注塑成型并沿所述扁平电缆的长度方向间歇性地设置，与所述扁平电缆的长度方向垂直的剖面是由直线和圆弧包围而成的长圆、椭圆或矩形。连结固定部可以通过小于或等于1.05kg/芯的力而相对于圆形绝缘电线滑动。

Description

扁平电缆

技术领域

本发明涉及一种将多根电线排列而成的扁平电缆。

背景技术

在专利文献1中公开了一种将排列好的电线间歇性地进行热熔接而成的扁平电缆。

专利文献1：日本特开平7-320569

发明内容

在将含有电源线、信号线及接地线的电缆与传感器等部件或设备连接的情况下，由于在将各线分别与部件或设备侧的电路基板的各触点连接时，花费工时，所以要求将全部线集中进行末端加工而与传感器连接。

此外，要求电缆易于布线。具体地说，要求弯曲性和扭转性。

此外，还要求电缆满足下述条件，即，虽然在为了保护传感器等部件或设备而将部件或设备以及与电缆之间的连接部利用树脂等覆盖时，电缆从成型模具向外部伸出，但在该出口部分处，不会使树脂从模具中挤出。

本发明的课题在于提供一种满足上述要求的扁平电缆。

解决上述课题的本发明的扁平电缆构成为，将多根圆形绝缘电线隔着间隔排列并在排列方向上连结固定，其中，在该圆形绝缘电线中，导体被绝缘体包覆，与长度方向垂直的剖面为圆形。该绝缘电线的绝缘体以聚烯烃类树脂作为主要成分。将圆形绝缘电线连结固定的连结固定部构成为，在所述圆形绝缘电线的周围将聚酯类树脂进行注塑成型并沿所述扁平电缆的长度方向间歇性地设置，与所述扁平电缆的长度方向垂直的剖面是由直线和圆弧包围而成的长圆、椭圆或矩形。连结固定部可以通过小于或等于1.05kg/芯的力而相对于圆形绝缘电线滑动。

优选连结固定部的长度为2mm～20mm，连结固定部之间、即非连结部的长度为30mm～1000mm，并且所述连结固定部的长度和所述非连结部的长度之比为2∶3～1∶500。

优选圆形绝缘电线的外径为1.3～2.7mm。

本发明还提供上述扁平电缆的制造方法。在该制造方法中，将具有以聚烯烃类树脂作为主要成分的绝缘体的圆形绝缘电线，从多个供线盘拉出并隔着间隔排列，在排列方向上连结固定而形成扁平电缆。将所述圆形绝缘电线利用拉取装置拉取并送入注塑器，向所述圆形绝缘电线的周围，沿扁平电缆的长度方向间歇性地对由聚酯类树脂构成的连结固定部进行注塑成型，使与所述扁平电缆的长度方向垂直的所述连结固定部的剖面形成由直线和圆弧包围而成的长圆、椭圆或矩形。将注塑成型的温度设为170～190℃，将压力设为150～170MPa。

发明的效果

本发明的扁平电缆通过上述结构而在端部处使各线以规定间距排列，可以集中地自动进行对各线的外皮去除及切断等末端处理、以及各线和传感器侧触点之间的连接。

并且，由于连结固定部在扁平电缆的长度方向上间歇性地存在，并且可以在除了连结固定部之外的部位(非连结部)处，将各圆形绝缘电线一边改变彼此间隔一边进行弯曲或扭转，所以弯曲性和扭转性优异。

此外，对于本发明的扁平电缆，在将与传感器侧电路基板之间的连接部由树脂覆盖的情况下，连结固定部防止树脂向电缆侧挤出。由此，可以防止外观缺陷。由于连结固定部可以相对于圆形绝缘电线滑动，所以无论与传感器侧电路基板连接的部位在何处，都可以使连结固定部向该部位滑动而移动。即，可以任意确定将扁平电缆与传感器等连接的部位。

附图说明

图1是表示本发明的扁平电缆的图。

图2是本发明的扁平电缆的与长度方向垂直的剖面图。

图3是表示为了进行树脂模塑而将本发明的扁平电缆与金属模具组合后的状态的图。

图4是现有的扁平电缆的熔接部分的剖面图。

图5是其它的现有扁平电缆的剖面图。

图6是说明本发明的扁平电缆的制造方法的图。

图7是表示实施例及对比例的金属模具的开口的图。

具体实施方式

本发明的扁平电缆构成为，将多根圆形绝缘电线排列，并在所述圆形绝缘电线的周围局部地将树脂进行注塑成型，从而将各电线连结固定。

本发明的扁平电缆的一个例子在图1中示出。圆形绝缘电线2是在由绞合线或单芯线构成的导体4的周围包覆绝缘体5而形成的，与长度方向垂直的剖面为圆形。导体4由软铜线或铜合金线构成，截面积为0.38～1.96mm²程度，外径为0.80～1.80mm程度。也可以实施镀锡。优选导体4由外径为0.16～0.26mm程度的芯线绞合19～37根而形成。

包覆导体4的绝缘体5是将聚烯烃类树脂作为主要成分的材料。作为聚烯烃类树脂，可以举出低密度聚乙烯树脂(LDPE)、高密度聚乙烯树脂(HDPE)、乙烯·醋酸乙烯树脂(EVA)、乙烯·丙烯酸乙酯树脂(EEA)等树脂、或者它们的混合物。除了主要成分之外，还可以添加抗老化剂等添加剂。

优选绝缘体5为交联后的物质。在将绝缘树脂5向导体的周围挤出包覆后，对该树脂照射电离性射线(γ射线或电子束)而使该树脂进行交联。通过交联，提高耐热性、耐油性、耐药品性等。优选圆形绝缘电线的外径为1.3～2.7mm程度。

将多根圆形绝缘电线2进行排列，沿长度方向间歇性地在多个部位处利用连结固定部3将各圆形绝缘电线2连结固定。连结固定部3是从排列好的圆形绝缘电线2的周围将树脂进行注塑成型而成型的。作为形成连结固定部3的树脂，要求具有下述程度的耐热性，即，在对传感器和扁平电缆的连接部进行树脂模塑时，即使加热至二百几十度也不会流动的程度。优选在树脂模塑时与金属模具之间的紧密结合性优异的树脂。作为形成连结固定部3的树脂的例子，具有聚酯类树脂。例如可以使用聚酯类的热熔性材料。也可以使用聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。

通过对形成连结固定部3的树脂，在与该树脂通常的注塑温度相比略低的温度且注塑压力与通常相比略高的压力下进行注塑，从而可以使连结固定部3形成为可相对于圆形绝缘电线滑动。

如图2所示，连结固定部3可以形成为，与扁平电缆的长度方向垂直的剖面为长圆形。在此情况下，对于连结固定部3的外表面，沿着圆形绝缘电线2的排列方向(水平方向)，由两个平面(上下表面)6构成，沿着与圆形绝缘电线2的排列方向垂直的方向(垂直方向)，由作为剖面呈圆弧状的曲面的两个侧面7构成。连结固定部3的剖面也可以是椭圆或矩形。

在图2中，将沿垂直方向从圆形绝缘电线2的表面至同侧的平面6为止的最短距离(称为垂直厚度)设为t1，将沿水平方向从圆形绝缘电线2的表面至同侧的侧面7为止的最短距离(称为水平厚度)设为t2。t1和t2可以是不同的值，但优选为相同的值。

将连结固定部3在扁平电缆1的长度方向上间歇性地设置至少大于或等于2个。如果将连结固定部3的长度设为2mm～20mm，将非连结部14的长度设为30mm～1000mm，则扁平电缆的弯曲性及扭转性优异，并且在将扁平电缆以直线状伸展时，可以确保各电线的排列间距。优选连结固定部3的长度和非连结部14的长度之比为2∶3～1∶500。

在本发明的扁平电缆中，在笔直地延伸的状态下，各电线是以规定的间距排列的。由此，对于扁平电缆所包含的各线，可以集中进行长度测量、切断、绝缘皮剥离、端子或连接器连接等末端加工。另外，可以使用自动装置进行末端加工。

此外，在将端部与传感器(或传感器侧的电路基板)连接时，可以同时对各线进行连接。在连接时使用自动装置时，要求在电缆的端部，将各线以与传感器侧的触点相等的间距排列，由于本发明的扁平电缆的各线是以规定间距排列的，所以在与传感器连接的情况下，也可以使用自动装置。

优选将各圆形绝缘电线2改变颜色，在排列好的状态下，可以根据颜色区分各线。由于利用连结固定部3对各圆形绝缘电线的排列顺序进行了固定，所以在将扁平电缆1的前端向基板等上安装时，可以仅通过对各线的颜色的排列顺序没有颠倒进行确认，从而使用自动装置将扁平电缆1与基板等连接。

在图1及图2中，示出了各圆形绝缘电线彼此分离的情况，但各线的间距可以与连接器或电路等对应而适当确定。为了在将连结固定部3进行注塑成型时易于向各线之间填充树脂，优选使各线的间隔大于或等于0.3mm。如果是圆形绝缘电线的外径为1.3～2.7mm这种直径较细的电线，则在使电线接触时，在电线之间形成的槽变小，难以填充作为连结固定部的树脂，但通过使各线以间隔大于或等于0.3mm的方式分离，从而可以在电线之间填充树脂，将连结固定部和圆形绝缘电线紧密结合。

另一方面，在如图4所示的将各电线进行了熔接的扁平电缆及如图5所示的将各电线利用束带13进行了连结固定的扁平电缆中，不得不使各电线以相接的状态进行排列，无法使电线的间距与连接器等的间距相匹配。与此相比，本发明的扁平电缆在排列间距调整的自由度较大这一点上是优异的。

对于本发明的扁平电缆，在连结固定部3的部位处，各圆形绝缘电线沿排列方向及与排列方向垂直的方向的移动被限制。但是，在连结固定部之外的部位(非连结部14)，各电线仅仅进行了排列，可以对各电线在改变彼此的位置关系的同时进行弯曲及扭转。在将扁平电缆布线时进行了扭转的情况下，在非连结部，各电线间的距离及排列方向沿长度方向变化，从而吸收对扁平电缆施加的扭转。另外，由于各电线为剖面圆形的圆形绝缘电线，所以可以向任意方向弯曲，可以使各电线弯曲半径不同而作为扁平电缆整体合理地进行弯曲。如上所述，本发明的扁平电缆的扭转性及弯曲性优异。

另一方面，对于上述专利文献1的图3等所公开的长方形剖面的电线多根并列并熔接而形成的电线，即使是没有熔接的部分，也由于各电线紧密结合，所以难以向排列方向弯曲。另外，难以使电缆扭转。特别地，如果所排列的电线大于或等于4根，则难以使各电线弯曲或扭转。

对于将各电线进行排列并在它们周围挤出包覆树脂而成的扁平电缆，其弯曲性及扭转性比上述专利文献1的图3等所公开的扁平电缆更差。

与此相对，本发明的扁平电缆，由于利用连结固定部将各电线隔着间隔固定，所以在非连结部处，各电线也隔着间隙排列。由此，即使所排列的圆形绝缘电线为4根或4根以上，也可以向各方向弯曲或扭转。在这一点上，本发明的扁平电缆比现有的扁平电缆优异。特别地，如果使连结固定部的长度为2mm～20mm，并且所述连结固定部的长度和所述非连结部的长度之比为2∶3～1∶500，则各电线被固定的部分较少，非连结部较多，因此，弯曲性及扭转性优异。

在将本发明的扁平电缆与传感器等部件或设备连接的情况下，有时在该部件或设备的周围、以及扁平电缆和传感器(或电路基板)之间的连接部分利用树脂进行模塑。此时，电缆从成型模具(例如金属模具)向外部伸出。如图3所示，使连结固定部3位于金属模具8的开口9处。此时，使得开口9的形状与连结固定部的外表面形状相同。并且，向金属模具内部填充树脂而向传感器等部件或设备、以及连接部分与扁平电缆之间进行树脂模塑。利用连结固定部3而避免树脂从金属模具挤出。由于连结固定部3和圆形绝缘电线2紧密结合，所以不会从它们之间使进入金属模具8中的树脂漏出。由此，不会损害扁平电缆的美观性，可以容易地进行树脂模塑。不会由于被挤出的树脂成为毛刺状的碎片并飞溅、粘附在其它部位处，而导致产生无法预料的问题。

为了使连结固定部3与金属模具8的开口部9紧密结合，优选其垂直厚度t1、水平厚度t2大于或等于0.2mm。如果t1小于0.2mm，则有可能上下平面不平坦，如果t2小于0.2mm，则有可能侧面无法成为剖面圆弧状。在上述任一种的情况下，都使得与金属模具8的开口9之间的紧密结合性变差，树脂被挤出。垂直厚度t1、水平厚度t2为1mm左右就足够，如果大于1mm则仅仅是体积变大，并不优选。

由于连结固定部3间歇性地设置，所以在将扁平电缆1与传感器等进行树脂模塑时，在希望模塑的部位处并不一定存在连结固定部3。但是，由于在本发明的扁平电缆1中，连结固定部3可以相对于圆形绝缘电线2滑动，所以在希望进行树脂模塑的部位处没有连结固定部3的情况下，可以将最近处的连结固定部3相对于圆形绝缘电线2滑动而移动至希望树脂模塑的部位处。并且，在进行树脂模塑时，可以利用连结固定部3防止树脂从金属模具8漏出。如上所述，如果使用本发明的扁平电缆1，则可以使与传感器等进行树脂模塑的部位为扁平电缆上的任意部位。

如果连结固定部3在圆形绝缘电线2上过度容易滑动，则有可能导致在扁平电缆1布线时，连结固定部移动而使间隔变大，圆形绝缘电线彼此散开。由此，优选连结固定部3不会在圆形绝缘电线2上过度容易滑动。另一方面，如果连结固定部和圆形绝缘电线牢固地紧密结合而几乎无法滑动，则无法用手将连结固定部移动至规定的部位处。本发明的发明人使用拉伸试验机，通过实验求出的数据为，如果将圆形绝缘电线2固定，利用夹具握持连结固定部3进行拉伸而使其在圆形绝缘电线上滑动时的拉伸方向的负载为0.6～4.2kg，则可以使连结固定部滑动，且不会使连结固定部3过度容易滑动。由于该扁平电缆构成为具有4芯，所以可以以每1芯为0.15～1.05kg的力使连结固定部滑动。

拉伸该电线而使其断裂时的负载为10kg。因此，在本发明的扁平电缆1中，从使连结固定部可以适度滑动的角度出发，优选在使连结固定部3滑动时的负载落在上述范围、或者落在断裂负载的6～42％中。

另外，在将圆形绝缘电线彼此熔接而形成扁平电缆的情况下，如图4所示，各电线的连接部分成为凹部11，扁平电缆的外表面与本发明不同，并不平坦。而且，根据熔接程度的不同，该凹部11的形状也略微不同。在此情况下，无法使模具的开口部的形状与扁平电缆的外周形状相同，在将扁平电缆1组装在金属模具8的开口9处时，在两者之间产生间隙。这样，在进行树脂模塑时，树脂挤出而明显损害电缆的美观性。

如图5所示，在将圆形绝缘电线2利用束带13连结固定的情况下，各电线的连接部分成为凹部12。在此情况下，也与将各电线熔接的情况相同，在扁平电缆和金属模具壳体之间产生间隙。这样，在进行树脂模塑时，树脂挤出而明显损害电缆的美观性。

本发明的扁平电缆是利用下述方法制造的，即，将多根圆形绝缘电线排列，并在长度方向上间歇性地将树脂注塑成型而形成连结固定部。圆形绝缘电线的绝缘体以聚烯烃类树脂作为主要成分。如图6所示，从多个供线盘15拉出圆形绝缘电线，经由引导部16而由模具17对圆形绝缘电线2进行排列。作为引导部，可以使用孔眼板或辊。圆形绝缘电线2由拉取装置19a拉取，送入注塑器18。也可以将模具17配置在注塑器18的紧前方(拉取装置19a的下游)。向注塑器18内的模具中供给形成连结固定部件3的聚酯类树脂，在圆形绝缘电线的周围将连结固定部3注塑成型。形成有连结固定部3的扁平电缆1由拉取装置19b拉取，卷绕在卷绕盘20上。拉取装置19a和拉取装置19b同步动作。在图6中，示出了2台拉取装置，但也可以在注塑器18的上游或下游设置1台。在圆形绝缘电线2及扁平电缆1的输送线(pass line)上适当设置对各线或各部分进行检测的检测器。

连结固定部3在扁平电缆1的长度方向上间歇性地设置。与扁平电缆1的长度方向垂直的连结固定部3的剖面为，由直线和圆弧包围而成的长圆、椭圆或矩形。使注塑器18内的金属模具等成型模具形成该形状。

在由注塑器18对连结固定部3进行成型的期间，由圆形绝缘电线及扁平电缆形成的输送线的进给或卷绕停止。在连结固定部3成型后，从注塑器18的模具中取下，再重新开始输送线的进给或卷绕。如果将输送线进给了规定长度，下一个对连结固定部进行成型的部位到达注塑器18，则使输送线停止，将连结固定部3注塑成型。重复上述步骤，在扁平电缆1上以规定间隔间歇性地设置连结固定部3，从而将圆形绝缘电线2局部连结固定。

通过将形成连结固定部3的聚酯类树脂，以与该树脂的通常注塑温度相比略低的温度(170～190℃)、且注塑压力为与通常相比略高的压力(150～170MPa)进行注塑，从而能够使连结固定部3形成为可相对于圆形绝缘电线滑动。

本发明的扁平电缆是通过对连结固定部进行注塑成型而制作的，因此，连结固定部的长度为2mm～20mm，较短，在外周面上不产生设计之外的凹凸，并且在圆形绝缘电线的外径为1.3～2.7mm的直径较细的电线之间填充树脂，使连结固定部和各电线紧密结合。除了注塑成型之外的方法难以制造2mm～20mmm长度的连结固定部。例如，如果间歇性地挤出树脂，则外周面的形状不稳定，无法在各电线之间完全填充树脂。

(实施例)

将直径为0.16mm的软铜线绞合19根而形成外径为0.8mm的导体。

在该导体上包覆阻燃聚乙烯并进行交联而形成绝缘体。使绝缘体的外形的剖面为圆形，将该绝缘电线的外径设为1.4mm。将绝缘体的颜色设为黄、黑、白、红4种。

将4根圆形绝缘电线(黄、黑、白、红各1根)隔着0.3mm的间隔排列(电线的中心之间的间隔为1.7mm)。在该圆形绝缘电线的周围将连结固定部注塑成型。使得连结固定部的厚度t＝2.4mm、宽度W＝7.5mm、长度l＝3.0mm。在该例子中，连结固定部的垂直厚度t1＝0.5mm、水平厚度t2＝0.5mm。将连结固定部的间隔设为150mm。

作为用于成型获得连结固定部的树脂，使用聚酯类的热熔性材料(熔点为190℃，在200℃下的熔融粘度为70～80Pa·s)。使得在将连结固定部注塑成型时的温度为180℃、压力为160MPa。

(对比例1)

圆形绝缘电线使用与实施例相同的电线。从圆形绝缘电线的排列面的一侧，在整个长度上粘贴PET薄膜而将各圆形绝缘电线连结固定。各圆形绝缘电线以彼此相接的方式排列。

(对比例2)

圆形绝缘电线使用与实施例相同的电线。圆形绝缘电线局部熔接。将熔接部的长度设为3mm，将熔接部的间隔设为150mm。

对于实施例的扁平电缆的连结固定部，可以用手使其在电线上滑动而移动。

在该扁平电缆的距离连结固定部20mm的部位进行切断，去除绝缘体而露出导体，与端子压接。该一系列的末端加工操作由自动装置进行。

将进行了末端加工的扁平电缆与传感器侧的电路基板连接。将电路基板的触点的间隔设为1.7mm。由于各圆形绝缘电线的端部的间距由连结固定部固定，所以可以利用自动装置将各线集中与电路基板连接。

对比例1～2的扁平电缆的末端加工可以由自动装置进行。但是，由于各圆形绝缘电线的间距与电路基板触点的间距不同，所以在对扁平电缆进行末端加工时，需要进行下述加工，即，将PET薄膜(对比例1)或熔接部(对比例2)分割，分开各线而形成1.7mm的间距。

将与各实施例及各对比例的扁平电缆连接的传感器、以及传感器和扁平电缆之间的连接部利用PBT进行树脂模塑。用于树脂模塑的金属模具形成图7所示的长圆形状的开口9。该开口的外周由两根直线和两个半圆构成，与实施例1及实施例2的连结固定部的剖面形状相同且尺寸相同。直线的长度为5.1mm，半圆的直径为2.4mm。

对于实施例的扁平电缆，可以按金属模具的形状进行树脂模塑，而不会从金属模具中挤出树脂。

对于对比例1及对比例2的扁平电缆，则从模具挤出树脂，在电缆上附着形状不定的树脂，产生外观缺陷。

对于实施例的扁平电缆，即使以直径250mm进行卷绕，并且每卷绕一周则扭转一圈，也可以维持卷绕状态。

但是，对比例1及对比例2的扁平电缆无法在扭转的同时维持卷绕状态(扁平电缆展开)。

对于实施例的扁平电缆，以下述步骤测定在使连结固定部相对于圆形绝缘电线滑动时的拉伸力。

首先，将扁平电缆固定在拉伸试验器的平台上，夹持连结固定部。在使夹具以50mm/分钟～500mm/分钟的速度沿扁平电缆的长度方向移动时，对施加在夹具上的负载进行测定。测定出的负载为0.6kg～4.2kg。

如上述所示，实施例的扁平电缆可以使用自动装置集中与传感器连接。此时，不需要将末端分割而进行位置配合的步骤。并且，在弯曲性及扭转性这一点上，比对比例的扁平电缆优异。此外，无论传感器及传感器和电缆之间的连接部位于扁平电缆上的哪个部位，都可以将连结固定部移动至该部位，在该部位处以良好的外观对扁平电缆进行树脂模塑。

Claims

1.一种扁平电缆，其构成为将多根圆形绝缘电线隔着间隔排列并在排列方向上连结固定，其中，在该圆形绝缘电线中，导体被绝缘体包覆，与长度方向垂直的剖面为圆形，

该扁平电缆的特征在于，

所述绝缘体以聚烯烃类树脂作为主要成分，

连结固定部构成为，在所述圆形绝缘电线的周围将聚酯类树脂进行注塑成型并沿所述扁平电缆的长度方向间歇性地设置，与所述扁平电缆的长度方向垂直的剖面是由直线和圆弧包围而成的长圆、椭圆或矩形，所述连结固定部可以通过小于或等于1.05kg/芯的力而相对于所述圆形绝缘电线滑动。

2.根据权利要求1所述的扁平电缆，其中，

连结固定部的长度为2mm～20mm，所述连结固定部之间、即非连结部的长度为30mm～1000mm，并且所述连结固定部的长度和所述非连结部的长度之比为2∶3～1∶500。

3.根据权利要求1或2所述的扁平电缆，其中，

圆形绝缘电线的外径为1.3～2.7mm。

4.一种扁平电缆的制造方法，在该方法中，将具有以聚烯烃类树脂作为主要成分的绝缘体的圆形绝缘电线，从多个供线盘拉出并隔着间隔排列，在排列方向上连结固定而形成扁平电缆，

其特征在于，

将所述圆形绝缘电线利用拉取装置拉取并送入注塑器，向所述圆形绝缘电线的周围，沿所述扁平电缆的长度方向间歇性地对由聚酯类树脂构成的连结固定部进行注塑成型，使与所述扁平电缆的长度方向垂直的所述连结固定部的剖面形成由直线和圆弧包围而成的长圆、椭圆或矩形，将所述注塑成型的温度设为170～190℃，将压力设为150～170MPa。