JP2008123755A - フラットケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】耐摺動屈曲性に優れるフラットケーブルを提供すること。
【解決手段】互いに離間されて平行に並べられている複数の平角導体１２，１２，１２・・・の外周に、曲げ弾性率が２００ＭＰａ以上８００ＭＰａ未満である絶縁体１４を押出被覆してなるフラットケーブル１０とする。絶縁体の曲げ弾性率が２５０ＭＰａ以上４５０ＭＰａ以下であると、なお好ましい。絶縁体１４は、２種以上の高分子からなる高分子組成物であっても良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラットケーブルに関し、さらに詳しくは、自動車のスライドドアやプリンタの印字部などの反復摺動部に好適に用いられるフラットケーブルに関するものである。

従来から、省スペース・軽量化などの目的で、自動車等の車両に搭載される電装品やＯＡ機器、家電製品等の配線には、フラットケーブルが用いられている。フラットケーブルは、全体が扁平形状の可撓性に優れるものであり、折り曲げによって配線方向を自由に変更可能な利点を有する。

フラットケーブルとしては、例えば、互いに離間されて平行に並べられた複数の導体を絶縁性の樹脂で挟み込むようにしたラミネートタイプのものが知られている。絶縁性の樹脂には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどが用いられており、熱可塑性樹脂などからなる接着層を介して貼り合わせられ、熱ロールにより熱圧着して製造される。

しかしながら、上述するラミネートタイプのフラットケーブルは、各種材料を供給後、積層されたものを熱ロールにより熱圧着する。このとき、十分な接着力を確保するためには、製造ラインのライン速度をあまり大きくすることができない。そのため、フラットケーブルの生産性が低下し、製造コストが高くなっている。

これに対し、平行に並べられた複数の導体に絶縁性の樹脂を押出被覆する方法により製造されるフラットケーブルも知られている。例えば特許文献１には、平行に並べられた複数の導体を、曲げ弾性率が８００〜２４００ＭＰａの熱可塑性樹脂からなる押出被覆層の中に埋設してなるフラットケーブルが開示されている。

特許第３７００８６１号公報

しかしながら、特許文献１に示されるフラットケーブルのように、押出被覆する樹脂の曲げ弾性率が大きくなると、樹脂は硬くなって柔軟ではなくなる。そのため、特に、摺動屈曲時に曲げくせがつくと、その部分から割れが発生しやすくなるという問題があった。一方、極端に曲げ弾性率が小さく軟らかすぎるフラットケーブルは、摺動屈曲時に曲げ部分で座屈しやすく、この部分で断線が起きやすくなるおそれが懸念される。

本発明が解決しようとする課題は、耐摺動屈曲性に優れるフラットケーブルを提供することにある。

本発明に係るフラットケーブルは、互いに離間されて平行に並べられている複数の導体の外周に、曲げ弾性率が２００ＭＰａ以上８００ＭＰａ未満である絶縁体を押出被覆してなることを要旨とするものである。

この場合、前記絶縁体は、曲げ弾性率が２５０ＭＰａ以上４５０ＭＰａ以下であると、より好ましい。

そして、前記絶縁体は、１種または２種以上の高分子を含むことが望ましい。

本発明に係るフラットケーブルは、複数の導体の外周に押出被覆する絶縁体の曲げ弾性率が２００ＭＰａ以上８００ＭＰａ未満である。そのため、摺動屈曲時に曲げ部分で座屈しにくい適度な硬さとなる。また、摺動屈曲時に曲げくせがつきにくく、割れの発生が起きにくい適度な柔軟性を有する。そのため、耐摺動屈曲性に優れる。

この場合、前記絶縁体の曲げ弾性率が２５０ＭＰａ以上４５０ＭＰａ以下であると、耐摺動屈曲性に非常に優れる。

そして、前記絶縁体は、１種だけでなく２種以上の高分子を含むようにすることができるので、絶縁体の曲げ弾性率の調整が容易となり、幅広い材料設計が可能となる。

次に、本発明の一実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るフラットケーブルを表す断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係るフラットケーブル１０は、互いに離間されて平行に並べられた複数の平角導体１２、１２・・・の外周に、絶縁体１４を押出被覆したものからなる。

平角導体１２は、例えば、無酸素銅、タフピッチ銅、リン青銅などの銅材料を例示することができる。上記銅材料は、軟質のものでも良いし、硬質のものでも良い。これらの銅材料には、スズやニッケルなどの金属めっきをしても良い。平角導体１２の厚みは、特に限定されるものではないが、０．０２〜０．５ｍｍであることが好ましい。さらに、０．０３〜０．２ｍｍであることが好ましい。平角導体１２の厚みが薄くなれば押出被覆しにくくなり、一方、厚みが厚くなればフラットケーブルの摺動屈曲性が低下しやすくなるからである。平角導体１２の幅は、目的に応じて適宜定めると良い。

絶縁体１４は、曲げ弾性率が２００ＭＰａ以上８００ＭＰａ未満となる材料が良い。曲げ弾性率が２００ＭＰａ未満では、材料が軟らかいため、摺動屈曲時に曲げ部分で座屈しやすく、この部分で断線が起きやすくなるからである。一方、曲げ弾性率が８００ＭＰａ以上になると、材料が硬いため、柔軟性に劣り、摺動屈曲時に曲げくせがつくとその部分から割れが発生しやすくなるからである。

曲げ弾性率が上記範囲内にあるものは、耐摺動屈曲性に優れる。特に、摺動屈曲時において、優れた耐摺動屈曲性を発揮する。より好ましくは、曲げ弾性率が２５０ＭＰａ以上４５０ＭＰａ以下の材料である。曲げ弾性率がこの範囲にあるものは、耐摺動屈曲性に非常に優れるからである。

ここで、摺動屈曲とは、フラットケーブルを一定の屈曲半径で曲げた状態にして、フラットケーブルの一端を一定の速度で一定距離（ストローク）だけ往復運動させる動作を繰返し行なうことをいう。例えば、自動車のスライドドアやプリンタの印字部などの反復摺動部に配線されるフラットケーブルなどが摺動屈曲する。

また、曲げ弾性率とは、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に規定された測定方法により得られた値（温度２３℃のときの値）をいう。

絶縁体１４を構成する材料は、導体の外周を押出被覆可能なものであれば良い。例えば、樹脂やゴムなどの高分子を挙げることができ、特に限定されるものではない。樹脂やゴムは、１種のみを用いても良く、２種以上を組み合わせても良い。このとき、樹脂とゴムとを組み合わせることもできる。

上記絶縁体１４は、２種以上の高分子で構成されるものであっても良い。したがって、上記絶縁体１４の曲げ弾性率が２００ＭＰａ以上８００ＭＰａ未満とは、絶縁体１４を構成する高分子が２種以上の場合には、混合した状態において曲げ弾性率が上記範囲にあれば良く、絶縁体１４を構成する高分子の１つの曲げ弾性率が上記範囲外にあっても構わない。なお、絶縁体１４を構成する高分子が１種類の場合には、その高分子単独の曲げ弾性率が上記範囲にあるものであれば良い。

前記絶縁体１４は、１種だけでなく２種以上の高分子を含むようにすることができるので、絶縁体の曲げ弾性率の調整が容易となり、幅広い材料設計が可能となる。

絶縁体１４を構成する樹脂としては、合成樹脂でも天然樹脂でも良い。好ましくは、熱可塑性樹脂である。好適なものとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン−アクリル酸メチル（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル（ＥＥＡ）、エチレン−アクリル酸ブチル（ＥＢＡ）、エチレン−メタクリル酸メチル（ＥＭＭＡ）、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）等のオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）系樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）等のエンジニアリングプラスチックや、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系エラストマー（ＳＥＢＳ等）、アミド系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アイオノマー、フッ素系エラストマー、１，２−ポリブタジエンやトランス−１，４−ポリイソプレン等の熱可塑性エラストマーなどを例示することができる。

ゴムとしては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などを例示することができる。

上記樹脂やゴムには、各種物性を高めるために、官能基を導入（変性）しても良い。例えば、カルボキシル基、酸無水物基、エポキシ基、ヒドロキシル基、アミノ基、アルケニル環状イミノエーテル基、シラン基などの公知となっている官能基を導入することができる。

上記樹脂やゴムには、必要に応じて難燃剤などのフィラーを添加することができる。フィラーとしては、金属粉、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化アンチモン、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、クレー、マイカ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ガラス繊維、チタン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、窒化アルミニウム、炭化珪素、木材繊維、フラーレン、カーボンナノチューブ、メラミンシアヌレートなどを例示することができる。これらは１種のみを用いても良く、２種以上を組み合わせても良い。

本発明の特性を阻害しない範囲で、高分子とフィラー以外に、一般的に成形材料に使用される添加剤を配合しても良い。このような添加剤としては、酸化防止剤、金属不活性化剤（銅害防止剤）、紫外線吸収剤、紫外線隠蔽剤、加工助剤（滑剤、ワックス等）、着色用顔料などを例示することができる。

平角導体１２を押出被覆する高分子材料の厚みは、特に限定されるものではないが、平角導体１２の表面から０．０２〜０．５ｍｍにすることが好ましい。０．０２ｍｍ未満では、厚みが薄いので、絶縁体としての信頼性が低下しやすく、一方、０．５ｍｍより大きくすると、厚みが厚いので、フラットケーブルの摺動屈曲性が低下しやすくなるからである。

次に、フラットケーブル１０の製造方法の一例について説明する。本製造方法は、連続製造ラインによる製造方法であり、フラットケーブル１０は、押出被覆法により製造するものである。

図２は、フラットケーブル１０の製造ラインを表す図である。図２に示すように、製造ライン２０は、搬送経路２２の上流に、線状の平角導体１２が巻回されて収納された導体供給部としての複数の導体供給ロール２４ａ，２４ｂ・・・が配置され、搬送経路２２の中流に、押出機２６が配置されている。そして、搬送経路２２の下流には、製造されたフラットケーブル１０を巻き取る巻取ロール２８が配置されている。導体供給ロール２４ａ，２４ｂ・・・には、平角導体１２をそれぞれ搬送経路２２へ案内するガイドロール３０ａ，３０ｂ・・・がそれぞれ配置されている。

図３は、押出機２６を表す断面図である。押出機２６は、本体内部に、ニップル３２とダイス３４が配置されており、上部に、熱可塑性樹脂などの高分子材料の供給口３６が設けられている。供給口３６は、ニップル３２とダイス３４の間の空間３８と連通している。

導体供給ロール２４ａ，２４ｂ・・・からそれぞれ供給された平角導体１２は、互いに離間されて平行に並べられた状態で搬送経路２２を搬送されて押出機２６に送給される。押出機２６に送給された複数の平角導体１２は、所定の間隔で平行配列するためのガイドを有するニップル穴３２ａで平行配列され、ニップル３２とダイス３４との間にある空間３８に送られる。このとき、熱可塑性樹脂などの高分子材料が、溶融状態で供給口３６から空間３８に供給されて、平行配列された複数の平角導体１２の外周を被覆する。その後、ダイス穴３４ａを通過させて、フラットケーブル１０が形成される。形成されたフラットケーブル１０は、巻取ロール２８で巻き取られる。

以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。

（供試材料）
本実施例において使用した供試材料の製造元、商品名を示す。

（Ａ）樹脂
・変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）［日本ジーイープラスチックス（株）製、商品名「ノリル」］
・水添スチレン系熱可塑性エラストマー［旭化成（株）製、商品名「タフテック」］
・ポリプロピレン（ＰＰ）［（日本ポリプロ（株）製、商品名「ノバテック」（押出成形グレード）］
・水添スチレン系熱可塑性エラストマー（変成タイプ）［旭化成（株）製、商品名「タフテック」］
・熱可塑性ポリウレタンエラストマー［ＢＡＳＦジャパン（株）製、商品名「エラストラン」］
・ポリアリレート［ユニチカ（株）製、商品名「Ｕポリマー」］
・ポリエーテルイミド［日本ジーイープラスチックス（株）製、商品名「ウルテム」］
・ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）［新第一塩ビ製、商品名「ＺＥＳＴ」］

（Ｂ）フィラー
・水酸化マグネシウム［協和化学工業（株）製、商品名「キスマ」］
・メラミンシアヌレート［日産化学工業（株）製、商品名「メラミンシアヌレート」］

（曲げ弾性率の測定）
ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠して測定した。すなわち、表１に示す組成の高分子組成物のたんざく（８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ）を作り、両端を固定した状態で中央部分に荷重を加え、撓んだ量と荷重の大きさとから算出した。

（屈曲試験）
ＪＩＳ Ｃ５０１６に準拠して行なった。すなわち、作製したフラットケーブルを長さ３００ｍｍの試料片とし、曲げ半径Ｒ＝１５ｍｍでＵ字状に配線し、一端を固定し、他端をストローク５０ｍｍで１分間に１０００往復させる摺動屈曲運動をさせて、平角導体に最初の電気的断線が発生するまでの往復回数を測定した。往復回数が１０万回以上を合格とした。

（実施例１−４）
断面が０．１５ｍｍ×１．５ｍｍの平角導体２本を平行に配列させ、これらの外周に、表１に示す組成の高分子組成物を０．１ｍｍ厚で押出被覆して各フラットケーブルを作製した。押出被覆する高分子組成物の曲げ弾性率を各々測定し、作製したフラットケーブルについて、各々屈曲試験を行なった。その結果を表１に示す。

（比較例１−５）
表１に示す組成の高分子組成物を用いて、実施例と同様にして各フラットケーブルを作製した。押出被覆する高分子組成物の曲げ弾性率を各々測定し、作製したフラットケーブルについて、各々屈曲試験を行なった。その結果を表１に示す。

表１によれば、実施例に係るフラットケーブルは、往復回数が１０万回を大きく超えており、耐摺動屈曲性に優れることが分かる。これは、フラットケーブルの絶縁体を構成する高分子組成物の曲げ弾性率が２００ＭＰａ以上８００ＭＰａ未満の範囲内にあるからと考える。このうち、上記高分子組成物の曲げ弾性率が２５０ＭＰａ以上４５０ＭＰａ未満の範囲内にある実施例１−３に係るフラットケーブルは、特に耐摺動屈曲性に優れていることが分かる。

これに対し、比較例１および５では、屈曲試験において、摺動屈曲時にフラットケーブルの屈曲部で座屈し、往復回数は合格基準である１０万回を下回った。これは、絶縁体を構成する高分子組成物の曲げ弾性率が２００ＭＰａ未満であり、絶縁体の剛性が低いためと考えられる。

また、比較例２−４では、屈曲試験において、摺動屈曲時にフラットケーブルの屈曲部が疲労破壊し、往復回数は合格基準である１０万回を下回った。これは、絶縁体を構成する高分子組成物の曲げ弾性率が８００ＭＰａ以上であり、絶縁体が硬すぎて柔軟性に欠けるためと考えられる。

この結果から、実施例に係るフラットケーブルによれば、摺動屈曲する部位に配線したときにも十分な耐摺動屈曲性を確保することができるので、例えば、自動車のスライドドアやプリンタの印字部などの反復摺動部への配線に好適に用いることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば上記実施形態において、複数の導体として平角導体を示したが、丸線導体などの他の形状の導体でも良いことは勿論である。

本発明の一実施形態に係るフラットケーブルを表す断面図である。 フラットケーブル１０の製造ラインを表す図である。 押出機２６を表す断面図である。

符号の説明

１０ フラットケーブル
１２ 平角導体
１４ 絶縁体

Claims (3)

1. 互いに離間されて平行に並べられている複数の導体の外周に、曲げ弾性率が２００ＭＰａ以上８００ＭＰａ未満である絶縁体を押出被覆してなることを特徴とするフラットケーブル。
2. 前記絶縁体は、曲げ弾性率が２５０ＭＰａ以上４５０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載のフラットケーブル。
3. 前記絶縁体は、１種または２種以上の高分子を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のフラットケーブル。

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