JP2005011775A

JP2005011775A - Aluminum flat cable

Info

Publication number: JP2005011775A
Application number: JP2003177420A
Authority: JP
Inventors: Kenji Enomoto; 憲嗣榎本
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum flat cable having equal to or more excellent electrical characteristics and mechanical strength than those of a conventional copper flat cable, and having excellent connectivity to a connector and a terminal connecting part for the copper flat cable designed in accordance with the conventional copper flat cable. <P>SOLUTION: In this aluminum flat cable 1 formed by substituting aluminum flat conductors 2 for the copper flat conductors 12 of the copper flat cable 11 formed by applying an insulating coating on a plurality of copper flat conductors 12 disposed side by side, a pitch between the flat conductors 2 of the aluminum flat cable is the same as the pitch between the flat conductors 12 of the copper flat cable, and the electric resistance of the aluminum flat conductor 2 is equal to or less than that of the copper flat conductor 12. The aluminum flat cable has the aluminum flat conductors 2 the bending stress of which is equal to or less than that of the copper flat conductor 12. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器や自動車の電気配線等に用いられるアルミニウムもしくはアルミニウム合金からなるフラット導体を有するフラットケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器や自動車等に搭載された電子機器の電気配線において、図２に示すようなフラット導体１２間ピッチＰで平行に配置された複数のフラット導体１２に、例えばポリエチレンテレフタレートなどの絶縁材料からなる絶縁被覆１３が施されたフラットケーブル１１が用いられることがある。通常はフラット導体１２として銅が用いられた銅フラットケーブル１１が使用されることが多いが、最近電気機器や自動車等の軽量化を目的として、図２におけるフラットケーブルのフラット導体１２をアルミニウムもしくはアルミニウム合金に置き換えた図１のようなアルミニウムフラットケーブル１を使用することも期待されている。こうしたフラット導体２にアルミニウムを用いる例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
図１においてフラット導体２として銅に代えてアルミニウムを使用した場合、アルミニウムの導電率は銅の約６０％であるため、同じ断面積のアルミニウムフラット導体２と銅フラット導体１２とでは、許容電流が同じとはならない。そこで、アルミニウムフラット導体２を銅フラット導体１２と同等もしくはそれ以上の良好な導電性を有するために、前記アルミニウムフラット導体２の断面積Ｓ_Ａを従来のフラット導体１２の断面積Ｓ_Ｃよりも大きくすることが必要となる。つまり、アルミニウムからなる図１に示したようなフラット導体２の幅Ｗ_Ａや厚さｔ_Ａを大きくすることにより、従来の銅フラット導体１２と同等もしくはそれ以上の良好な導電性を実現することが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−８０７１２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにアルミニウムフラットケーブル１のアルミニウムフラット導体２の幅Ｗ_Ａを変更することに伴い、アルミニウムフラット導体２間ピッチＰを従来の銅フラットケーブル１１の銅フラット導体１２間ピッチＰと大きく異なったものに変更せざるを得ない場合がある。この場合、前記アルミニウムフラットケーブル１が、前記銅フラットケーブル１１の形状に合わせて設計されたフラットケーブル１接続用のコネクタや機器端末接続部と形状が合わず接続が不可能になるため、アルミニウムフラット導体２間ピッチＰに合わせて前記コネクタや前記機器端末接続部を変更する必要があり、コストの面などにおいて問題となる。
【０００６】
また、アルミニウムフラット導体２の幅Ｗ_Ａを大きくすることに伴い隣接するフラット導体２間の間隔Ｄが小さくなると、フラットケーブル１末端部の隣接する露出したフラット導体２間において、水滴や湿気の存在により、水が介在して前記フラット導体２間に電気的導通経路を形成するマイグレーション現象が起こり、前記フラット導体２間の短絡が生じる危険性がある。
【０００７】
また、アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａを大きくした場合には、フラット導体２間の間隔Ｄを大きくすることができるので、上記問題の発生を抑えることができる反面、フラット導体２の曲げ応力が増大するため機械的強度が低下する。従って、アルミニウムフラット導体２が銅フラット導体１２と同等以上の機械的強度を有するためには、アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａを適当な値に設計する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、従来の銅フラットケーブル１１と同等以上の電気的特性及び機械的強度を有するアルミニウムフラットケーブル１を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のアルミニウムフラットケーブル１は、平行に配置された複数の銅フラット導体１２に絶縁被覆１３が施された銅フラットケーブル１１の該銅フラット導体１２をアルミニウムフラット導体２に置き換えて構成したアルミニウムフラットケーブル１において、前記アルミニウムフラットケーブル１のフラット導体２間ピッチが前記銅フラットケーブル１１のフラット導体１２間ピッチと同じであり、且つ前記アルミニウムフラット導体２が前記銅フラット導体１２の電気抵抗以下、且つ前記銅フラット導体１２の曲げ応力以下であるアルミニウムフラット導体２を有することを特徴とするアルミニウムフラットケーブル１である。
【００１０】
ここで、前記アルミニウムフラット導体２の組成は、純粋なアルミニウムに限定されず、他の元素成分を含有したアルミニウム合金であっても良い。
【００１１】
請求項１記載に係るアルミニウムフラットケーブル１によれば、従来の銅フラットケーブル１１と同じフラット導体２，１２間ピッチＰを有するため、前記銅フラットケーブル１１の構造に合わせて設計された前記銅フラットケーブル１１との接続用のコネクタや機器端末接続部との接続が可能であり、アルミニウムフラット導体２間ピッチに合わせて前記コネクタや前記機器端末接続部を変更する必要がなくなる。また同時に、本発明のアルミニウムフラットケーブル１は、前記銅フラットケーブル１１と同等以上の電気的特性及び機械的強度を有している。
【００１２】
かかる銅フラットケーブル１１と同等以上の電気的特性及び機械的強度を有するアルミニウムフラットケーブル１を実現するための具体的な形態として、請求項２記載に係るアルミニウムフラットケーブル１のように、銅フラット導体１２のヤング率Ｅ_Ｃ、抵抗率ρ_Ｃ、厚さｔ_Ｃ、アルミニウムフラット導体２のヤング率をＥ_Ａ、抵抗率ρ_Ａ、厚さｔ_Ａとした関係において、以下の関係、
ｔ_Ａ／ρ_Ａ≧ ｔ_Ｃ／ρ_Ａ（電気的特性の条件）
Ｅ_Ａ×ｔ_Ａ＜Ｅ_Ｃ×ｔ_Ｃ（機械的強度の条件）
を満たすようにすれば良い。
【００１３】
さらに、請求項３記載に係るアルミニウムフラットケーブル１ように、アルミニウムフラット導体２間の間隔Ｄが０．５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、マイグレーション現象により隣接するフラット導体２間の短絡を防止することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を以下に具体的に説明する。
既に説明したように本発明に係るアルミニウムフラットケーブル１は図１のように、フラット導体２間ピッチＰで平行に配置された複数のフラット導体２に、例えばポリエチレンテレフタレートなどの絶縁材料からなる絶縁被覆３が施されたフラットケーブル１において、フラット導体２がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるものである。ここで、このアルミニウムフラットケーブル１のフラット導体２間ピッチＰは図２のようなフラット導体１２が銅からなる従来の銅フラットケーブル１１と同じである。
【００１５】
かかるアルミニウムフラットケーブル１を製造する場合、すでに説明したようにアルミニウムの導電率が銅の６０％であるため、前記アルミニウムフラット導体２が前記銅フラット導体１２以下の電気抵抗を有するためには、銅フラット導体１２の厚さをｔ_Ｃ、アルミニウムフラット導体２の厚さをｔ_Ａ、銅の低効率をρ_Ｃ、アルミニウムフラットの抵抗率ρ_Ａ（ρ_Ｃ／ρ_Ａ≒０．６。ρ_Ｃ＝１．５５×１０^−８Ω／ｃｍ，ρ_Ａ＝２．５×１０^−８Ω／ｃｍ）とすると、オームの法則より以下の数１の式を満たすようにアルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａを設定することが必要となる。ここではアルミニウムフラットケーブル１のフラット導体２の幅Ｗ_Ａは従来の前記銅フラットケーブル１１のフラット導体１２の幅Ｗ_Ｃと同じとしている。
【００１６】
【数１】

【００１７】
なお、アルミニウムフラットケーブル１のフラット導体２の幅Ｗ_Ａを考慮する場合、すなわち、フラット導体２間ピッチＰはそのままであるが、アルミニウムフラット導体２に置き換えて構成した図１に示したフラットケーブル１のフラット導体２の幅Ｗ_Ａが図２に示した銅フラットケーブル１１のフラット導体１２の幅Ｗ_Ｃと異なる場合には、フラット導体２の断面積を考慮しなければならない。ここでは、図１及び図２においてフラットケーブル１，１１、フラット導体２，１２の断面積Ｓをアルミニウムフラット導体２についてはＳ_Ａ、銅フラット導体１２についてはＳ_Ｃとおいて、オームの法則より以下の数２の関係を満たすことが必要である。
【００１８】
【数２】

【００１９】
また、図１及び図２のフラットケーブル１，１１の曲げ半径Ｒに対するアルミニウムフラット導体２にかかる曲げ応力σ_Ａ及び銅フラット導体１２にかかる曲げ応力σ_Ｃは、Ｅ_Ａをアルミニウムのヤング率、Ｅ_Ｃを銅のヤング率、ｔ_Ａをアルミニウムフラット導体２の厚さ、ｔ_Ｃを銅フラット導体１２の厚さとすると、数３，数４の式で表すことができる。
【００２０】
【数３】

【００２１】
【数４】

【００２２】
なお、上記応力σの式は、文献「材料力学改訂版（野口尚一監修基礎機械工学全書１）」（茨城大学長・工学博士黒木剛司郎著森北出版株式会社ｐ５２〜ｐ５３）に記載されているものを参照した。
【００２３】
数３，４は、文献で参照した式において、フラット導体２，１２にかかる曲げ応力を計算する位置は、厚さｔのフラット導体２，１２の中点とし、曲率半径を曲げ半径のＲ、フラット導体２，１２のヤング率Ｅをとしたものである。なお、曲げ半径Ｒは、フラットケーブル１，１１を使用するときに曲げられる半径であり、この値はフラット導体２，１２が破損しない限りにおいて任意の値をとることができる。さらに、文献記載の式を用いて曲率半径を考える場合においては曲げ半径Ｒだけでなく、フラット導体２，１２の厚さも考慮しなければならないが、フラット導体２，１２の厚さｔは曲げ半径Ｒと比較して小さいので無視した。もちろん、曲げ半径Ｒが小さい場合はこのような近似はできない。
【００２４】
上記σ_Ａ，σ_Ｃが、以下の数５を満足するようにアルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａを設定することにより、いかなる使用態様においても図２に示した銅フラットケーブル１１よりも良好な機械的強度を有することができる。
【００２５】
【数５】

【００２６】
ここで、本発明において図２に示した銅フラットケーブル１１と同等以上機械的強度を有するアルミニウムフラットケーブル１を提供するためには、上記数５の条件を満たすことが必要である。しかし、本フラットケーブル１は銅フラットケーブル１１の該銅フラット導体１２をアルミニウムフラット導体２に置き換えて構成したアルミニウムフラットケーブル１なので、使用時のフラットケーブル１の曲げ半径Ｒは共通である。そのため、この条件は以下の数６のように簡略化することができる。
【００２７】
【数６】

【００２８】
上記数１及び数６の関係を満たすようにすれば、アルミニウムフラット導体２間ピッチＰが銅フラット導体１２間ピッチＰと同じで、且つ前記アルミニウムフラット導体２が前記銅フラット導体１２の電気抵抗以下、且つ前記銅フラット導体１２の曲げ応力以下であるアルミニウムフラット導体２を有するアルミニウムフラットケーブル１の設計ができる。これにより、図２に示した従来の銅フラットケーブル１１と同等以上の電気的特性、機械的強度を有する本発明のアルミニウムフラットケーブル１を製造することができる。
【００２９】
一方、図１に示したような、銅フラット導体１２に代えてアルミニウムフラット導体２に置き換えて構成したフラットケーブル１のフラット導体２の幅Ｗ_Ａが図２に示した銅フラットケーブル１１のフラット導体１２の幅Ｗ_Ｃと異なる場合には、数２及び数６の式の関係を満たすようにすれば、従来の銅フラットケーブル１１と同等以上の電気的特性、機械的強度を有する本発明のアルミニウムフラットケーブル１を製造することもできる。
【００３０】
ところで、図１のアルミニウムフラットケーブル１において、マイグレーション現象による隣接するフラット導体２間の短絡が生じないように前記アルミニウムフラット導体２間の間隔Ｄが０．５ｍｍ以上となっていれば、アルミニウムフラット導体２の幅Ｗ_Ａが銅フラット導体１２の幅Ｗ_Ｃ以上であっても良い。この場合も、図２に示した銅フラットケーブル１１と同等以上の電気的特性を満たすために、数２の条件を満たす必要がある。
【００３１】
以下、実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例１）
図２のようなポリエチレンテレフタレートからなる絶縁被覆１３に覆われ、厚さｔ_Ｃが０．１５ｍｍ、幅Ｗ_Ｃが２．５ｍｍの銅フラット導体１２を有し、前記銅フラット導体１２のフラット導体１２間ピッチＰが４．０ｍｍ、フラット導体１２間の間隔Ｄが１．５ｍｍである従来の銅フラットケーブル１１において、図１のようにフラット導体１２を、厚さｔ_Ａが０．２５ｍｍ、幅Ｗ_Ａが前記銅フラット導体１２の幅Ｗ_Ｃと同じく２．５ｍｍであり、純粋なアルミニウムからなるアルミニウムフラット導体２に置き換えたアルミニウムフラットケーブル１を作製した。ここで、アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａは数１の式の関係から求めたものであり（数１の不等式で等号が成り立つ関係において求めた）、前記アルミニウムフラット導体２は前記銅フラット導体１２と同じ電流容量となる。また、前記アルミニウムフラットケーブル１のフラット導体２間ピッチＰや、フラット導体２間の間隔Ｄは、図２に示した前記銅フラットフラットケーブル１１のものと同じである。
【００３２】
さらに、銅のヤング率Ｅ_Ｃ、アルミニウムのヤング率Ｅ_Ａはそれぞれ１２５ＧＰａ、７０ＧＰａであるため、数６の条件をも満たす。
【００３３】
このようにして製造された本実施例１のアルミニウムフラットケーブル１は、図２に示した前記銅フラットケーブル１１と同等以上の電気的特性、及び機械的強度を有していることが確認された。
【００３４】
（実施例２）
図２のようなポリエチレンテレフタレートからなる絶縁被覆１３に覆われ、厚さｔ_Ｃが０．３ｍｍ、幅Ｗ_Ｃが２．５ｍｍの銅フラット導体１２を有し、前記銅フラット導体１２のフラット導体１２間ピッチＰが４．０ｍｍ、フラット導体１２間の間隔Ｄが１．５ｍｍである従来の銅フラットケーブル１１の前記銅フラット導体１２を図１の実施例１と同様にアルミニウムフラット導体２に置き換えてアルミニウムフラットケーブル１を作製しようとした場合、前記アルミニウムフラットケーブル１のアルミニウムフラット導体２が前記銅フラット導体１２と同じ電流容量となるための数１の不等式において等号が成り立つ関係より前記アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａは０．５ｍｍである必要がある。
【００３５】
しかしながら数６より、前記アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａが０．５ｍｍのものと、前記銅フラットケーブル１１の銅フラット導体１２の厚さｔ_Ｃが０．３ｍｍのものを比較すると、前記アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａが０．５ｍｍのもののほうが、銅フラット導体１２の厚さｔ_Ｃが０．３ｍｍのものよりも曲げ応力が大きく、機械的強度が劣ることになる。
【００３６】
そこで、前記アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａを０．５ｍｍから０．４ｍｍとすることにより、数６の条件を満たすようにアルミニウムフラット導体２にかかる曲げ応力σ_Ａを銅フラット導体１２にかかる曲げ応力σ_Ｃよりも小さくなるようにした。これに伴い、アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａを小さくした場合でも、銅フラット導体１２と同等以上の電流容量を維持するためには前記アルミニウムフラット導体２の幅Ｗ_Ａを大きくしなければならない。
【００３７】
そこで、同等の電流容量とするため、前記アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａが０．４ｍｍとした時の前記アルミニウムフラット導体２の幅Ｗ_Ａは、前記アルミニウムフラット導体２の厚さｔ_Ａが０．５ｍｍ、幅Ｗ_Ａが２．５ｍｍの時と同じ断面積Ｓ_Ａを有すれば良いことから、
Ｗ_Ａ＝（０．５×２．５）／０．４＝３．１２５
として、アルミニウムフラット導体２の幅Ｗ_Ａを３．１２５ｍｍとした。
以上の条件を満たすアルミニウムフラットケーブル１は、数２及び数６の条件をともに満たすので、図２に示した銅フラットケーブル１１と同等以上の電気的特性、及び機械的強度を有するようになった。
【００３８】
また、隣接するアルミニウムフラット導体２間の間隔Ｄが０．５ｍｍ以上である場合には、実験によりマイグレーション現象が生じないことが確認された。
【００３９】
ここで、本実施例２のアルミニウムフラットケーブル１のアルミニウムフラット導体２の幅Ｗ_Ａが３．１２５ｍｍであることから、フラット導体２間の間隔Ｄは０．８７５ｍｍとなり、０．５ｍｍ以上のフラット導体２間の間隔Ｄを有し、マイグレーション現象が生じることがなかった。
【００４０】
このように、本実施例２のアルミニウムフラットケーブル１は、図２に示した銅フラットケーブル１１と同等以上の電気特性、機械的強度を有することに加え、マイグレーション現象による隣接するフラット導体２間の短絡マイグレーション現象を防止した構造を有していた。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２に係る発明のアルミニウムフラットケーブルによれば、従来の銅フラットケーブルと比較すると軽量であり、前記銅フラットケーブルと同等以上の電気的特性及び機械的強度を有していると共に、前記銅フラットケーブルと同じフラット導体間ピッチを有するため、前記銅フラットケーブルの構造に合わせて設計された前記銅フラットケーブルとの接続用のコネクタや機器端末接続部との接続が可能であり、アルミニウムフラット導体間ピッチに合わせて前記コネクタや前記機器端末接続部を変更する必要がない。
【００４２】
また、請求項３に係る発明のフラットケーブルによれば、フラット導体間の間隔が０．５ｍｍ以上とすることにより、マイグレーション現象による隣接するフラット導体間の短絡が防止されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフラットケーブルの構造を示す断面図である。
【図２】従来技術に係るフラットケーブルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１フラットケーブル
２フラット導体
３絶縁被覆
１１フラットケーブル
１２フラット導体
１３絶縁被覆[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flat cable having a flat conductor made of aluminum or an aluminum alloy, which is used for electric wiring of automobiles and automobiles.
[0002]
[Prior art]
In the electric wiring of an electronic device mounted on an electric device or an automobile, a plurality of flat conductors 12 arranged in parallel at a pitch P between the flat conductors 12 as shown in FIG. 2 are made of an insulating material such as polyethylene terephthalate. A flat cable 11 provided with an insulating coating 13 may be used. In general, a copper flat cable 11 using copper as the flat conductor 12 is often used. Recently, the flat conductor 12 of the flat cable in FIG. It is also expected to use an aluminum flat cable 1 as shown in FIG. 1 replaced with an alloy. An example in which aluminum is used for such a flat conductor 2 is described in Patent Document 1.
[0003]
In FIG. 1, when aluminum is used as the flat conductor 2 instead of copper, the electrical conductivity of aluminum is about 60% of that of copper. Therefore, the allowable current is the same between the aluminum flat conductor 2 and the copper flat conductor 12 having the same cross-sectional area. It will not be the same. Therefore, the aluminum flat conductor 2 to have a comparable or more excellent conductivity and copper flat conductor 12, increasing the cross-sectional area S _A of the aluminum flat conductor 2 than the cross-sectional area S _C of the conventional flat conductor 12 It is necessary to do. That is, by increasing the width W _A and the thickness t _A of the flat conductors 2 as shown in FIG. 1 made of aluminum, to realize the conventional copper flat conductor 12 is equal to or more excellent conductivity Is possible.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 61-80712
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the changing the width W _A of the aluminum flat conductors 2 of the aluminum flat cable 1 as described above, increasing the aluminum flat conductors 2 between the pitch P and copper flat conductor 12 between the pitch P of the conventional copper flat cable 11 You may have to change to something different. In this case, the aluminum flat cable 1 cannot be connected because the shape does not match the flat cable 1 connector or device terminal connecting portion designed in accordance with the shape of the copper flat cable 11, so that the aluminum flat cable 1 cannot be connected. It is necessary to change the connector and the device terminal connection portion according to the pitch P between the conductors 2, which causes a problem in terms of cost.
[0006]
Further, when the distance D between the flat conductors 2 adjacent Along with increasing the width W _A of the aluminum flat conductor 2 becomes small, between the flat conductors 2 exposed adjacent the flat cable 1 ends, the presence of water drops or moisture Therefore, there is a risk that a migration phenomenon occurs in which water is interposed to form an electrical conduction path between the flat conductors 2 and a short circuit occurs between the flat conductors 2.
[0007]
Further, when the thickness t _A of the aluminum flat conductor 2 is increased, the distance D between the flat conductors 2 can be increased, so that the above problem can be suppressed, but the bending stress of the flat conductor 2 is reduced. Increases the mechanical strength. Therefore, in order for the aluminum flat conductor 2 to have a mechanical strength equal to or higher than that of the copper flat conductor 12, it is necessary to design the thickness t _A of the aluminum flat conductor 2 to an appropriate value.
[0008]
An object of the present invention is to provide an aluminum flat cable 1 having electrical characteristics and mechanical strength equal to or higher than those of a conventional copper flat cable 11.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The aluminum flat cable 1 according to claim 1 is configured by replacing the copper flat conductor 12 of the copper flat cable 11 in which an insulating coating 13 is applied to a plurality of copper flat conductors 12 arranged in parallel with the aluminum flat conductor 2. In the aluminum flat cable 1, the pitch between the flat conductors 2 of the aluminum flat cable 1 is the same as the pitch between the flat conductors 12 of the copper flat cable 11, and the aluminum flat conductor 2 is equal to or less than the electric resistance of the copper flat conductor 12. An aluminum flat cable 1 having an aluminum flat conductor 2 that is equal to or less than the bending stress of the copper flat conductor 12.
[0010]
Here, the composition of the aluminum flat conductor 2 is not limited to pure aluminum, and may be an aluminum alloy containing other elemental components.
[0011]
According to the aluminum flat cable 1 which concerns on Claim 1, since it has the same pitch P between the flat conductors 2 and 12 as the conventional copper flat cable 11, the said copper flat designed according to the structure of the said copper flat cable 11 A connector for connection with the cable 11 or a device terminal connection portion can be connected, and it is not necessary to change the connector or the device terminal connection portion in accordance with the pitch between the aluminum flat conductors 2. At the same time, the aluminum flat cable 1 of the present invention has electrical characteristics and mechanical strength equal to or higher than those of the copper flat cable 11.
[0012]
As a specific form for realizing an aluminum flat cable 1 having electrical characteristics and mechanical strength equal to or higher than those of the copper flat cable 11, a copper flat conductor as in the aluminum flat cable 1 according to claim 2. In a relationship where Young's modulus E _C , resistivity ρ _C , thickness t _C , and Young's modulus of aluminum flat conductor 2 are E _A , resistivity ρ _A , and thickness t _A ,
t _A / ρ _A ≧ t _C / ρ _A (Conditions for electrical characteristics)
E _A × t _A <E _C × t _C (Mechanical strength condition)
It should be satisfied.
[0013]
Further, as in the aluminum flat cable 1 according to the third aspect, the distance D between the aluminum flat conductors 2 is preferably 0.5 mm or more. Thereby, it becomes possible to prevent a short circuit between the adjacent flat conductors 2 due to the migration phenomenon.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below.
As described above, the aluminum flat cable 1 according to the present invention has an insulating coating made of an insulating material such as polyethylene terephthalate on a plurality of flat conductors 2 arranged in parallel at a pitch P between the flat conductors 2 as shown in FIG. In the flat cable 1 to which 3 is applied, the flat conductor 2 is made of aluminum or an aluminum alloy. Here, the pitch P between the flat conductors 2 of the aluminum flat cable 1 is the same as that of the conventional copper flat cable 11 in which the flat conductor 12 is made of copper as shown in FIG.
[0015]
When manufacturing such an aluminum flat cable 1, since the electrical conductivity of aluminum is 60% of copper as already described, in order for the aluminum flat conductor 2 to have an electrical resistance equal to or less than the copper flat conductor 12, copper The thickness of the flat conductor 12 is t _C , the thickness of the aluminum flat conductor 2 is t _A , the low efficiency of copper is ρ _C , and the resistivity of the aluminum flat ρ _A (ρ _C / ρ _A ≈0.6. Ρ _C = 1.55 × 10 ⁻⁸ Ω / cm, ρ _A = 2.5 × 10 ⁻⁸ Ω / cm), the thickness t of the aluminum flat conductor 2 so as to satisfy the following formula 1 according to Ohm's law: It is necessary to set _A. Here the width W _A of the flat conductors 2 of the aluminum flat cable 1 is the same as the width W _C of the flat conductor 12 of conventional the copper flat cable 11.
[0016]
[Expression 1]

[0017]
Incidentally, when considering the width W _A of the flat conductors 2 of the aluminum flat cable 1, namely, the pitch P between the flat conductor 2 is intact, the flat cable 1 shown in FIG. 1 configured by replacing the aluminum flat conductors 2 of when the width W _a of the flat conductor 2 is different from the width W _C of the flat conductor 12 of copper flat cable 11 shown in Figure 2, must be considered the cross-sectional area of the flat conductors 2. Here, the flat cable 1,11 1 and 2, the aluminum flat conductor 2 cross-sectional area S of the flat conductors 2 and 12 at the _{S A,} _{S C} for copper flat conductor 12, following Ohm's law It is necessary to satisfy the relationship of Equation (2).
[0018]
[Expression 2]

[0019]
Further, FIGS. 1 and bending stress sigma _C according to the bending stress sigma _A and copper flat conductor 12 in the aluminum flat conductor 2 to the radius R bend of the flat cable 1 and 11 in FIG. 2, the Young's modulus of aluminum E _A, E _{When C} is the Young's modulus of copper, t _A is the thickness of the aluminum flat conductor 2, and t _C is the thickness of the copper flat conductor 12, these can be expressed by the following equations (3) and (4).
[0020]
[Equation 3]

[0021]
[Expression 4]

[0022]
The above equation for stress σ is described in the document “Material Mechanics Revised Edition (Completed by Shoichi Noguchi, Basic Mechanical Engineering 1)” (Director of Ibaraki University / Doctor of Engineering, Takeshi Kuroki Morikita Publishing Co., Ltd., p52-p53). Referenced what is.
[0023]
In the equations referred to in the literature, the positions where the bending stress applied to the flat conductors 2 and 12 are calculated are the midpoints of the flat conductors 2 and 12 having a thickness t, and the radius of curvature is R of the bending radius. This is the Young's modulus E of the flat conductors 2 and 12. The bending radius R is a radius that is bent when the flat cables 1 and 11 are used, and this value can take any value as long as the flat conductors 2 and 12 are not damaged. Further, when considering the radius of curvature using the formulas described in the literature, not only the bending radius R but also the thickness of the flat conductors 2 and 12 must be taken into account, but the thickness t of the flat conductors 2 and 12 is the bending radius. Since it was small compared with R, it was ignored. Of course, such an approximation is not possible when the bending radius R is small.
[0024]
By setting the thickness t _A of the aluminum flat conductor 2 so that the above σ _A and σ _C satisfy the following expression 5, the aluminum flat conductor 2 is better than the copper flat cable 11 shown in FIG. It can have mechanical strength.
[0025]
[Equation 5]

[0026]
Here, in order to provide the aluminum flat cable 1 having mechanical strength equal to or greater than that of the copper flat cable 11 shown in FIG. However, since the flat cable 1 is an aluminum flat cable 1 configured by replacing the copper flat conductor 12 of the copper flat cable 11 with the aluminum flat conductor 2, the bending radius R of the flat cable 1 in use is common. Therefore, this condition can be simplified as shown in Equation 6 below.
[0027]
[Formula 6]

[0028]
If the relationship of the above formulas 1 and 6 is satisfied, the pitch P between the aluminum flat conductors 2 is the same as the pitch P between the copper flat conductors 12, and the aluminum flat conductor 2 is equal to or less than the electrical resistance of the copper flat conductor 12. And the aluminum flat cable 1 which has the aluminum flat conductor 2 which is below the bending stress of the said copper flat conductor 12 can be designed. Thereby, the aluminum flat cable 1 of this invention which has the electrical property and mechanical strength equivalent to or more than the conventional copper flat cable 11 shown in FIG. 2 can be manufactured.
[0029]
On the other hand, as shown in FIG. 1, a copper flat width W _A of the flat conductors 2 of the conductor 12 in place of the flat cable 1 is constructed by replacing the aluminum flat conductor 2 is a flat copper conductor flat cable 11 shown in FIG. 2 if different from the width W _C of 12, if to satisfy the equation of relationship between the number 2 and 6, equal to or more than the conventional copper flat cable 11 in electrical properties, aluminum of the present invention having a mechanical strength The flat cable 1 can also be manufactured.
[0030]
By the way, in the aluminum flat cable 1 of FIG. 1, if the space | interval D between the said aluminum flat conductors 2 is 0.5 mm or more so that the short circuit between the adjacent flat conductors 2 by a migration phenomenon may not arise, an aluminum flat conductor 2 of width _{W a} may be more than the width _{W C} of the copper flat conductor 12. Also in this case, in order to satisfy the electrical characteristics equivalent to or better than the copper flat cable 11 shown in FIG.
[0031]
Hereinafter, specific description will be given based on examples.
(Example 1)
The copper flat conductor 12 is covered with an insulating coating 13 made of polyethylene terephthalate as shown in FIG. 2 and has a thickness t _C of 0.15 mm and a width W _C of 2.5 mm. In a conventional copper flat cable 11 having an inter-pitch P of 4.0 mm and an interval D between the flat conductors 12 of 1.5 mm, the flat conductor 12 has a thickness t _A of 0.25 mm and a width W as shown in FIG. _a was produced the a same 2.5mm width W _C of the copper flat conductor 12, the aluminum flat cable 1 is replaced with the aluminum flat conductor 2 made of pure aluminum. Here, the thickness t _A of the aluminum flat conductor 2 is obtained from the relationship of the equation (1) (determined by the relationship in which the equality is established by the equation of equation (1)), and the aluminum flat conductor 2 is the copper flat conductor. The current capacity is the same as that of the conductor 12. The pitch P between the flat conductors 2 of the aluminum flat cable 1 and the distance D between the flat conductors 2 are the same as those of the copper flat flat cable 11 shown in FIG.
[0032]
Furthermore, the Young's modulus of copper _{E C,} respectively aluminum Young's modulus _{E A} of 125 GPa, for a 70 GPa, also meets the conditions of 6.
[0033]
It was confirmed that the aluminum flat cable 1 of Example 1 manufactured in this way has electrical characteristics and mechanical strength equal to or higher than those of the copper flat cable 11 shown in FIG. .
[0034]
(Example 2)
2, the copper flat conductor 12 is covered with an insulating coating 13 made of polyethylene terephthalate and has a thickness t _C of 0.3 mm and a width W _C of 2.5 mm. The copper flat conductor 12 of the conventional copper flat cable 11 having a pitch P of 4.0 mm and a distance D of 1.5 mm between the flat conductors 12 is replaced with an aluminum flat conductor 2 as in the first embodiment of FIG. When the aluminum flat cable 1 is to be manufactured, the aluminum flat conductor 1 has an equality in the inequality of Equation 1 in order that the aluminum flat conductor 2 of the aluminum flat cable 1 has the same current capacity as the copper flat conductor 12. The thickness t _{A of} 2 needs to be 0.5 mm.
[0035]
However, when the thickness t _A of the aluminum flat conductor 2 is 0.5 mm and the thickness t _C of the copper flat conductor 12 of the copper flat cable 11 are compared with each other, When the thickness t _A of the flat conductor 2 is 0.5 mm, the bending stress is larger and the mechanical strength is inferior than when the thickness t _C of the copper flat conductor 12 is 0.3 mm.
[0036]
Therefore, by setting the thickness t _A of the aluminum flat conductor 2 to 0.5 mm to 0.4 mm, the bending stress σ _A applied to the aluminum flat conductor 2 is applied to the copper flat conductor 12 so as to satisfy the equation (6). The bending stress σ _C was made smaller. Accordingly, even when the thickness t _A of the aluminum flat conductor 2 is reduced, the width W _A of the aluminum flat conductor 2 must be increased in order to maintain a current capacity equal to or greater than that of the copper flat conductor 12. .
[0037]
Therefore, in order to obtain an equivalent current capacity, the width W _A of the aluminum flat conductor 2 when the thickness t _A of the aluminum flat conductor 2 is 0.4 mm is equal to the thickness t _A of the aluminum flat conductor 2. 0.5 mm, since the width _{W a} may if it has the same cross-sectional area _{S a} and when 2.5 mm,
W _A = (0.5 × 2.5) /0.4=3.125
As was the width _{W A} of the aluminum flat conductors 2 and 3.125 mm.
Since the aluminum flat cable 1 satisfying the above conditions satisfies both the conditions of Equations 2 and 6, it has electrical characteristics and mechanical strength equal to or higher than those of the copper flat cable 11 shown in FIG. .
[0038]
Moreover, when the distance D between the adjacent aluminum flat conductors 2 is 0.5 mm or more, it was confirmed by an experiment that no migration phenomenon occurs.
[0039]
Here, since the width _{W A} of the aluminum flat conductors 2 of the aluminum flat cable 1 of the second embodiment is 3.125 mm, the distance D is 0.875mm next between the flat conductors 2, 0.5 mm or more flat conductors There was an interval D between the two, and no migration phenomenon occurred.
[0040]
As described above, the aluminum flat cable 1 of Example 2 has electrical characteristics and mechanical strength equal to or higher than those of the copper flat cable 11 shown in FIG. It had a structure that prevented the short-circuit migration phenomenon.
[0041]
【The invention's effect】
According to the aluminum flat cable of the invention which concerns on Claim 1 and Claim 2, it is lightweight compared with the conventional copper flat cable, and has the electrical property and mechanical strength equal to or more than the said copper flat cable. In addition, since it has the same flat conductor pitch as that of the copper flat cable, it can be connected to a connector for connecting to the copper flat cable designed for the structure of the copper flat cable and a device terminal connecting portion. It is not necessary to change the connector or the device terminal connection portion according to the pitch between the aluminum flat conductors.
[0042]
Moreover, according to the flat cable of the invention which concerns on Claim 3, the short circuit between the adjacent flat conductors by a migration phenomenon is prevented by making the space | interval between flat conductors into 0.5 mm or more.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a flat cable according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a flat cable according to the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Flat cable 2 Flat conductor 3 Insulation coating 11 Flat cable 12 Flat conductor 13 Insulation coating

Claims

In an aluminum flat cable configured by replacing the copper flat conductor of a copper flat cable in which a plurality of copper flat conductors arranged in parallel are coated with an insulation with an aluminum flat conductor, the pitch between the flat conductors of the aluminum flat cable is The aluminum flat conductor has an aluminum flat conductor having the same pitch as that between flat conductors of the copper flat cable, and wherein the aluminum flat conductor has an electric resistance of the copper flat conductor or less and a bending stress of the copper flat conductor or less. Flat cable.

In the relationship where Young's modulus E _C , resistivity ρ _C , thickness t _{C of} the copper flat conductor and Young's modulus of the aluminum flat conductor are E _A , resistivity ρ _A , thickness t _A ,
t _A / ρ _A ≧ t _C / ρ _C
E _A × t _A <E _C × t _C
The aluminum flat cable according to claim 1, wherein:

The aluminum flat cable according to claim 1 or 2, wherein an interval between the aluminum flat conductors is 0.5 mm or more.