JP2005141923A - 多心ケーブル及び多心ケーブルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フラットケーブルとしての機能を持つと共に、特に追加加工を行なわなくても自然と丸形状に束ねた状態を保持することが可能な多心ケーブルを提供する。
【解決手段】複数本の電線１に横糸２を織り込んだ多心ケーブルであって、横糸２の収縮により丸形状に近づく形状に束ねられているようにしたものである。横糸２には、１００％伸張応力が５０ｃＮ／ｃｍ以下で、降伏点伸びが１２０％以上で、太さが２０〜５００デニールのものが用いられる。横糸２として、しん糸２ａに紡績糸又はフィラメント糸２ｂを巻付けたカバードヤーンを用いることができる。カバードヤーンのしん糸２ａにはポリウレタン繊維、又は、溶剤に可溶な繊維を用いることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外径が１.０ｍｍ以下の細い絶縁電線や同軸電線を、複数本平行に並べて一体化し、多心の通信ケーブルとした多心ケーブルに関する。

近年、ノートパソコン、携帯電話等の普及で、これらの情報通信機器のますますの小型化、軽量化が求められている。そのため、機器本体と液晶表示部の接続や機器内の配線等に、極めて細い絶縁電線や同軸電線（シールド電線を含む）が用いられ、また、これらの多数本の電線を集合一体化させた多心ケーブルの形態で配線が行なわれるようになっている。配線間の電気接続は、予めケーブル端に所定の配列で接続した電気コネクタで行なわれ、このための電気コネクタには、例えば、プリント回路等の接続に用いるような、多数のコンタクトを列状に配列したエッジ形状のコネクタが用いられる。

多心ケーブルは、電気コネクタと接続にするために、例えば、複数本の電線を所定の配列で平行一列に並べて一体化したフラットケーブル、或いは平型ケーブルと呼ばれている形態で用いられることが多い。フラットケーブルは、複数本の絶縁電線又は同軸電線をプラスチック接着テープに貼付けたり（例えば、特許文献１参照）、横糸で編みこむなどして（例えば、特許文献２参照）、その配列状態や形状が崩れないようにしている。
特開２０００−２２８１１８号公報 特開２００１−１０１９３４号公報

しかし、フラットケーブルは、機器内の壁面に沿わせた配線には適しているが、例えば、ノートパソコンの本体部と液晶表示部間の接続で、開閉ヒンジ部分を通して配線を行なう場合は、可動部における捻回特性が悪く、ヒンジ部の形状が大きくなる。また、フラットケーブルに加わるストレスが大きく断線しやすいという問題がある。このため、開閉等の可動部分に対して、複数本の電線は、外周寸法が最小になるように丸形状に束ねられた形状の方が好ましい。

しかし、この場合、一旦フラット形状に一体化したフラットケーブルの中間部分で、複数本の電線をばらけさせ、外周縁の長さが最小となる丸形状になるように束ねることとなるが、接着テープ等で一体化した状態の細い電線を、ばらすのは容易でない。また、一旦、ばらした複数本の細い電線を丸形状に束ね、その形状を保持させるには新たなフォーミング加工が必要となる。

上記の特許文献２には、外径が極めて細い（約０.１２１ｍｍ程度）複数本の同軸電線を縦糸とし、伸縮性のあるポリエステル製の糸（２０デニール／７２フィラメントの太さ）を横糸として織り込み、極細の平型ケーブルとする技術が開示されている。この平型ケーブルは、横糸によって同軸電線に凹凸状の変形が生じないように織り込んだもので、このための横糸には、細くしなやかなものが用いられている。そして、この結果、各同軸電線は平行一列に並べられて平型の配列状態が維持されると共に、特性インピーダンスの均一な平型ケーブルを得ることができるとされている。

この横糸を用いてフラット形状としたケーブルは、ケーブルの中間部分を丸形状に束ねることは、接着テープ等を用いてフラット形状としたケーブルよりは容易である。しかし、この横糸を用いてフラットケーブル化した場合においても、ケーブルの途中部分を丸形状に束ね、その形状を維持するには何らかのフォーミング加工が必要となり、コストを増加させる要因となる。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、フラットケーブルとしての機能を持つと共に、特に追加加工を行なわなくても自然と丸形状に束ねた状態を保持することが可能な多心ケーブルとその製造方法の提供を課題とする。

本発明による多心ケーブルは、複数本の電線に横糸を織り込んだ多心ケーブルであって、横糸の収縮により丸形状に近づく形状に束ねられているようにしたものである。電線の外径は０.８ｍｍ以下で、好ましくは０.４ｍｍ以下のものが用いられる。横糸には、１００％伸張応力が５０ｃＮ／ｃｍ以下で、降伏点伸びが１２０％以上で、太さが２０〜５００デニールのものが用いられる。また、横糸としては、しん糸に紡績糸又はフィラメント糸を巻付けたカバードヤーンを用いることができる。カバードヤーンのしん糸にはポリウレタン繊維、又は、溶剤に可溶な繊維を用いることができる。電線には、中心導体と絶縁体と外部導体からなる同軸電線を用いることができ、又同軸電線の外部導体を扁平リボン型導体で形成したものとすることができる。多心ケーブルの端末部は、電気コネクタの接続に適合した形状とされている。

また、本発明による多心ケーブルの製造方法は、複数本の電線を伸縮性のある横糸を延ばした状態で織り込み、前記横糸の収縮により丸形状に近づく形状に束ねるようにするものである。また、少なくとも一方の端末部において、収縮されている横糸を伸ばして複数本の電線を整列部材上に整列保持させ、電気接続のためのインターフェイスを形成する。

本発明による多心ケーブルは、フラットケーブルの機能を備えると共に、追加加工を行なうことなく、複数本の電線が丸形状に束ねられた状態を維持したケーブルとして扱うことができる。そして、開閉等の可動部分の配線に使用しても、ケーブルの捻回特性が良好で、断線寿命を延ばすことができる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は本発明による多心ケーブルの概略を説明する図、図１（B）はフリー状態におけるケーブル断面図、図１（C）は横糸として用いるカバードヤーンの一例を示す図である。図２は多心ケーブル端末部の状態を説明する図で、図２（Ａ）は電気接続のためのインターフェイス形状の一例を示す図、図２（Ａ）は電気コネクタの接続した状態の一例を示す図である。図３（Ａ）は同軸電線の一例を説明する断面図、図３（Ｂ）は銅線の横巻シールドの例を示す図、図３（Ｃ）は扁平リボン導体シールドの例を示す図である。図４（Ａ）は横糸の織り込み形態を説明する図、図４（Ｂ）はその断面図である。

図中、１は電線、１ａは同軸電線、２は横糸、２ａはしん糸、２ｂは巻付け繊維糸、３は整列保持部材、４は電気コネクタ、５は中心導体、６は絶縁層、７は外部導体、７ａは丸銅線シールド導体、７ｂは扁平リボンシールド導体、８は外被、Ｃは多心ケーブル、Ｃｅは端末部を示す。

本発明による多心ケーブルＣは、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、複数本の電線１に横糸２を織り込んで構成したものであって、収縮性のある横糸２の収縮により丸形状に近づく形状に束ねられているようにしたものである。また、本発明の多心ケーブルにおける電線とは、外径が０.１ｍｍ〜１.０ｍｍ程度の絶縁電線、又は、中心導体と外部導体からなる同軸電線（シールド電線と称されているものを含む）を言うものとする。

同軸電線１ａとしては、例えば、図３（Ａ）に示すような構造のものを用いることができる。この同軸電線１ａは、外径約０.０２５ｍｍの銅合金線を７本撚って中心導体５とし、その外面をテフロン（Ｒ）樹脂等の絶縁材で厚さ０.０６ｍｍ程度に被覆して絶縁層６とする。この絶縁層６の外周面に設ける外部導体７は、図３（Ｂ）に示すように、例えば、外径約０.０３ｍｍの銅合金線を横巻で巻きつけて丸銅線シールド導体７ａを形成し、その外面に厚さ約０.００４ｍｍ程度のプラスチックテープを２枚重ね巻きして互いに融着して外被８とし、外径が約０.３ｍｍ程度の同軸電線１ａとされる。なお、丸銅線によるシールド導体７ａは、巻方向を反対にして２層に巻付けた構造であってもよく、この他、編組構造であってもよい。

図３（Ｃ）に示す外部導体の例は、例えば、扁平なリボン導体を絶縁層６の外周に、所定の螺旋ピッチ（例えば、巻角４５度で以上）で均一に巻付けて、扁平リボンシールド導体７ｂを形成する。その外面に、図３（Ｂ）と同様に、厚さ約０.００４ｍｍ程度のプラスチックテープを２枚重ね巻きして互いに融着して外被８とし、同軸電線１ａとされる。また、扁平なリボン導体は、隙間が生じないように密着させて巻付ける構造、巻方向を反対にして２層に巻付けた構造であってもよい。

本発明は、特許文献２で開示されているのと同様に、上述した同軸電線１ａ等からなる電線１を縦糸として複数本を平行一列に並べ、横糸を織り込んでフラット状のケーブルとする。使用する電線１の外径は、用途によって異なるが、外径が０.１ｍｍ〜１.０ｍｍ程度で、望ましくは０.８ｍｍ以下、さらに望ましくは０.４ｍｍ以下での使用で、顕著な有用性を示す。

本発明による多心ケーブルは、図４（Ａ）に示すように、例えば、複数本の電線１を一列に揃え、伸縮性のある横糸２をジグザグ状に織り込んだ後、図４（Ｂ）に示すように、横糸２の伸びを開放して丸形状としたものである。電線１の本数は、図では簡略化して８本の例で示したが、通常、十数心から数十心単位で形成される。なお、電線１は同軸電線に限らず、外部導体を有しない、いわゆる単なる絶縁電線（図示せず）であってもよい。また、本発明では、電線を同軸電線と絶縁電線の両方を混在させた形態の複合的なケーブルであってもよい。

横糸２には、伸縮性のある糸が用いられ、１００％伸張応力が５０ｃＮ／ｃｍ以上であることが好ましい。なお、伸張応力が上記未満であると、製造中に伸縮性のある糸を、適度な伸びを保ちながら各電線に織り込ませた後、断面形状を丸形状に近づけるための応力が不足し、所望の形状にすることが困難になる。
また、弾性変形から塑性変形に移る降伏点の伸び率が１２０％以上とするのが好ましい。なお、降伏点が上記未満であると、弾性限界内で製造中に伸ばすことができる糸の伸びが低くなるため、少ない伸びでの織り込みは作業性が悪く、また、解放後の収縮力も小さいため、所望の形状が得られにくくなる。

横糸２の太さは、２０デニール〜５００デニールとするのが望ましい。なお、デニールとは、９，０００ｍ当たりの重量（ｇ）を意味し、ちなみに日本人の髪の毛一本の太さは、約５０〜６０デニールといわれている。横糸２の太さが、２０デニール未満では破断強度が十分でなく、複数本の同軸線を束ねた後の形状保持が難しい。又、５００デニールを越えると太くなりすぎて、同軸電線の配列間隔が大きくなり、また、束ねて丸形状にした場合に太いケーブルとなり、大きな収納スペースを必要とし、柔軟性が阻害されるようになる。

なお、伸縮性のある繊維糸として、例えば、ストッキングやスポーツ衣料等のストレッチ素材として知られているカバードヤーンを用いることができる。図１（Ｃ）はカバードヤーンの一例を示す図で、しん糸２ａの回りに紡績糸又はフィラメント糸等の繊維糸２ｂをコイル状に巻付けたもので、一重巻きと二重巻きのものがある。しん糸２ａには、例えば、ポリウレタン繊維が用いられ、巻付ける繊維糸２ｂにはポリウレタン繊維とは異なる紡績糸又はフィラメント糸等の繊維糸が巻き付けらる。このカバードヤーンは、ポリウレタン繊維単体での伸びすぎをコントロールし、織りを容易にすることができる。

また、しん糸２ａを、溶剤に可溶な材料で形成することにより、後述する端末部の形成を容易にすることができる。ケーブル端末部に電気接続のため、例えば、平行一列に並べて整線するような場合、ケーブル端末部の横糸２を除去しておくことにより作業性を高めることができる。しかし、逆に横糸２の除去に余分な作業が生じるので、この分マイナスとなる。そこで、横糸２のしん糸２ａに、例えば、水に可溶なポリビニルアルコール製の糸を用いることにより、横糸２の除去が簡単に行なえる。なお、ポリビニルアルコール製の糸以外に、溶剤を適宜選択することにより、ポリエステル、ナイロン、フッ素樹脂、レーヨン等の糸を用いることができる。

本発明による多心ケーブルの製造において、図４（Ａ）に示すように、横糸２の編みピッチＰ（電線の配列中心におけるピッチ）は、電線１の本数によって異なるが、３ｍｍ〜５０ｍｍ程度の編みピッチで、１本の横糸２をジグザグ状に織り込んでいく。また、この横糸２は、ある程度伸ばした状態で織り込むが、織り込み時は、電線１にはある程度張力が加えられて一列の整列状態を維持している。このため、あたかもフラットケーブルであるかのような形状で、複数本の電線１が一体化される。

横糸２を織り込んだ後、図４（Ｂ）に示すように、各電線１に加えられている張力を解放してフリー状態とすると、伸びを与えた状態で織り込まれた横糸２がその収縮力により収縮する。この結果、フラット状にして織り込まれた電線１は、その外周長さが最小となるように丸形状に集束される。その形状は、右巻き又は左巻きの渦を巻くように集束したり、あるいは不定形で集束したりするなど一定していないが、フラット形状から丸形状に近い形状に束ねることができる。そして、その丸形状は、テープを巻いて保持する等の追加加工を行なわなくても保持され、また、横方向に引張ることによりフラット状にすることもできる。

図２（Ａ）は、上述のようにして作製された多心ケーブルＣの端末部Ｃｅに、電気接続を容易に行なうためのインターフェイスを形成した例である。多心ケーブルＣを電気的に接続するには、通常、複数本の電線を所定の配列に揃えて回路基板等の接続し易い形状とする必要がある。本発明では、図１で説明したように、多心ケーブルＣは全長にわたって、複数本の電線１は、横糸２により丸形状になるように束ねられている。

したがって、少なくとも電気接続に適した端末部を形成する場合、横糸２は伸ばすか、或いは、端末部Ｃｅの横糸を切断又は除去し、複数本の電線１を、整線溝を有する整列治具等（図示せず）を用いて所定のパターンに配列する。この整列治具により整列された配列状態は、整列保持部材３を用いて保持させる。電線１を整列保持部材３に保持させるには、例えば、比較的硬質の透明プラスチックからなる接着剤つきテープ等を用いることにより簡単に実施することができる。

図２（Ｂ）は、上述のようにして作製された多心ケーブルＣの端末部Ｃｅに、電気接続のための電気コネクタ３を接続した例を示したものでる。多心ケーブルＣの電気接続は、通常、多数のコンタクトを高密度で一列に配列したジャックコネクタとプラグコネクタにより行われ、予めケーブルの端末部Ｃｅに電気コネクタ４を接続しておく形態で実施される。このため、本発明においても、上述の図２（Ｂ）で説明したように、丸形状とされた多心ケーブルＣの端末部Ｃｅを、例えば、平行一列に並べてフラット状に整列させた後、電気コネクタ４を接続し、電気コネクタつきの多心ケーブルとすることができる。

図３に示す形状の同軸電線を用いて多心ケーブルを作製した。同軸電線は、外径約０.０２５ｍｍの銅合金線を７本撚って中心導体５とし、その外面をテフロン（Ｒ）樹脂で厚さ０.０６ｍｍ程度で被覆して絶縁層６とし、その外周面に、外径約０.０３ｍｍの銅合金線を横巻で巻きつけて外部導体７とし、その外面を厚さ約０.００４ｍｍ程度のプラスチックテープを２枚重ね巻きして互いに融着し外被８としたもので、外径が約０.３ｍｍの同軸電線である。

この同軸電線１ａを２０本、同一平面上に平行に整線し、太さが５０デニールのカバードヤーンを横糸２として織り込んだ。カバードヤーンの編みピッチＰを５ｍｍとし、同軸電線２０本の平面幅が１０ｍｍ程度となるようなフラットケーブルを作製した。この後、このケーブルの整線状態を解放してフリー状態にすると、カバリングヤーンの収縮力により、チューブを用いたり、フォーミング加工をしなくても、複数本の同軸電線１ａは、自然にフラット形状から丸形状に集束した。その集束状態の外径は、約１.６〜１.７ｍｍ程度であった。

上述のようにして作製された多心ケーブルを、ノートパソコンの本体部と液晶表示部間の電気接続に用いたところ、ヒンジ部分ではケーブルが自ら丸形状を維持して問題なく収納することができた。また、従来のようにテープ等を用いて丸形状の構造を維持する場合と比べて、捻回特性を向上させることができ、断線事故も生じなかった。

本発明による多心ケーブルの概略を説明する図である。 本発明による多心ケーブルの端末部の形態を説明する図である。 本発明に用いる同軸電線の例を説明する図である。 本発明による多心ケーブルの製造例を説明する図である。

符号の説明

１…電線、１ａ…同軸電線、２…横糸（カバードヤーン）、２ａ…しん糸、２ｂ…巻付け繊維糸、３…整列保持部材、４…電気コネクタ、５…中心導体、６…絶縁層、７…外部導体、７ａ…丸銅線シールド導体、７ｂ…扁平リボンシールド導体、８…外被。

Claims (15)

1. 複数本の電線に横糸を織り込んだ多心ケーブルであって、前記横糸の収縮により丸形状に近づく形状に束ねられていることを特徴とする多心ケーブル。
2. 前記電線の外径が０．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の多心ケーブル。
3. 前記電線の外径が０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の多心ケーブル。
4. 前記横糸の１００％伸長応力が５０ｃＮ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の多心ケーブル。
5. 前記横糸の降伏点伸びが１２０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の多心ケーブル。
6. 前記横糸の太さが２０〜５００デニールであることを特徴とする請求項１に記載の多心ケーブル。
7. 前記横糸が、しん糸に紡績糸又はフィラメント糸をコイル状に巻きつけたカバードヤーンであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の多心ケーブル。
8. 前記しん糸が、ポリウレタン繊維であることを特徴とする請求項７に記載の多心ケーブル。
9. 前記しん糸が、溶剤に可溶であることを特徴とする請求項７に記載の多心ケーブル。
10. 前記電線が中心導体と絶縁体と外部導体からなる同軸電線であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の多心ケーブル。
11. 前記外部導体が扁平リボン型導体で、前記絶縁体の周囲に螺旋状に巻装されていることを特徴とする請求項１０に記載の多心ケーブル。
12. 少なくとも一方のケーブル端末部において、前記複数本の電線が電気接続するインターフェイス形状に保持されていることを特徴とする請求項１〜１１に記載の多心ケーブル。
13. 少なくとも一方のケーブル端末部において、前記複数本の電線が平行一列に並べられ、電気コネクタが接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の多心ケーブル。
14. 複数本の電線を伸縮性のある横糸を伸ばした状態で織り込み、前記横糸の収縮により丸形状に近づく形状に束ねることを特徴とする多心ケーブルの製造方法。
15. 少なくとも一方の端末部において、前記横糸を伸ばして複数本の電線を整列部材上に整列保持させることを特徴とする請求項１４に記載の多心ケーブルの製造方法。

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