JP2009076281A - 回転コネクタおよびそれに用いるフラットケーブル - Google Patents
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Abstract
【課題】高温環境下で使用しても性能低下が少なく、高耐久性でかつ安価な回転コネクタおよびそれに用いるフラットケーブルを提供すること。
【解決手段】回転コネクタ内部に設置されるフラットケーブルの構成を工夫する。具体的には、芯材を挟む絶縁フィルムの片側を基材フィルムに接着剤を塗布したもの、もう一方を接着剤なしの基材フィルムで構成し、接着剤面を内側に向けて芯材を挟み、接着することでフラットケーブルを構成した回転コネクタおよびそれに用いるフラットケーブル。
【選択図】図1
【解決手段】回転コネクタ内部に設置されるフラットケーブルの構成を工夫する。具体的には、芯材を挟む絶縁フィルムの片側を基材フィルムに接着剤を塗布したもの、もう一方を接着剤なしの基材フィルムで構成し、接着剤面を内側に向けて芯材を挟み、接着することでフラットケーブルを構成した回転コネクタおよびそれに用いるフラットケーブル。
【選択図】図1
Description
本発明は、回転軸を介して回転する回転側と、軸を支持する固定側の間で給電や信号伝達を行うために用いられる回転コネクタおよびそれに用いるフラットケーブルに関するものである。
例えば特許文献1〜3に示される回転コネクタの内部には固定側と回転側を接続するようにフラットケーブルが内蔵されている。ここで使用するフラットケーブルは導体や光ファイバーなどの芯材を両側から絶縁性のフィルムで挟み込んで構成される。通常、フィルムと芯材、またフィルム同士は接着剤で固定される。図4は、従来の回転コネクタに内蔵されるフラットケーブルの概略断面図である。図中、12は基材フィルム、13は芯材、15は接着剤層である。接着剤層15を形成する接着剤としては熱ロールで加熱、加圧するだけで容易に接着できるホットメルト接着剤を使用するのが一般的である。このホットメルト接着剤は単体でフィルム状に成型したものを基材フィルムで挟んで熱ロールに通す方法もあるが、基材フィルムに予めホットメルト接着剤を塗工してラミネートフィルムを構成する方法が生産性が高いため一般的である。
接着剤は一般的に昇温と共に軟化してしまうため、高温環境下では物理的な特性を大いに損なうものがほとんどである。特にホットメルト接着剤は高温環境下で急激に軟化してしまうため、フラットケーブルを高温環境にさらしたまま屈曲変形を繰り返すと内部の芯材が接着剤内部で動いてしまい、芯材同士の短絡や、芯材に引張圧縮方向のストレスを生じ破断、断線などの不具合を生じる場合がある。
特許文献1に記載されているようなフラットケーブルが一方向だけに巻回されている回転コネクタを高温環境下で動作させると上記のようにフラットケーブルの接着剤の軟化を生じ、内部の芯材が動いてしまう。その結果芯材に異常な応力が発生し早期に破断してしまうという不具合がよく見られる。この場合、芯材は巻回の外側方向に移動することが多く、屈曲ひずみが接着剤の薄肉化した部分の芯材に集中し芯材が破断に至るが、このような性能低下は巻回外側の芯材サポート力不足が原因と考えられる。
また、特許文献2に記載されているようなフラットケーブルとダミーケーブルが複数内蔵されていて、それぞれが内側部材に巻回され、U字型の転回部を経て外側部材に逆方向に巻回されるタイプの回転コネクタの場合は、高温で動作させるとU字転回部で内部芯材が移動し、同様に早期破断に至る状況が頻発する。この場合もまた、芯材はU字転回部の外側方向に移動することが多く、その際に屈曲ひずみが接着剤の薄肉化した部分の芯材に集中し芯材が破断に至るが、このような性能低下はU字転回部外側の芯材サポート力不足が原因と考えられる。
加えて、特許文献3に記載されているようなフラットケーブルが内側部材に巻回され、U字型の転回部を経て外側部材に逆方向に巻回され、かつローラー状の部材でフラットケーブルを内側と外側に位置決めするタイプの回転コネクタの場合も、高温で動作させると内部芯材が移動し、同様に早期破断に至る状況が頻発する。ただしこの場合は、U字転回部の内側方向、つまりローラー部材に接触する側の接着層が移動して薄肉部分が生じており、そこに屈曲歪みが集中してしまったのが原因と考えられる。
この高温時の接着剤軟化による芯材の移動を妨げるために、ホットメルト接着剤に架橋剤を予め添加しておき、熱ロールによるラミネート加工後に架橋反応させるケースがあるが、万一ラミネート加工を行う前に接着剤の架橋反応が進行してしまうとフィルムと芯材、フィルム同士を十分に接着することができなくなるという問題を生ずる。その結果、架橋処理を行うホットメルト接着剤は低温で輸送、保管する必要が発生してしまい、同時に消費期限も数週間から1ヶ月程度と短くなってしまう。別の方法として電子線などの放射線を接着剤に照射することで架橋反応させる方法があるが、放射線は基材フィルムを通す必要があるため、接着剤に十分な放射線を照射するのが難しいこと、基材フィルムが放射線で劣化してしまうことから実用的ではない。
また、このホットメルト接着剤を基材フィルムに均一に塗工する工程は大変高コストで、その結果ホットメルト接着層を有するラミネートフィルムは高価になる点も問題である。
また、このホットメルト接着剤を基材フィルムに均一に塗工する工程は大変高コストで、その結果ホットメルト接着層を有するラミネートフィルムは高価になる点も問題である。
これらの欠点を有するフラットケーブルを回転コネクタに組み込むと、高温環境下では接着層の軟質化を引き起こし十分な回転耐久性を発揮できない。かつ回転コネクタの仕上がり価格も当然高いものとならざるを得ない。
公開実用新案公報昭62−168581号
特開平5−234651号公報
特開平5−184041号公報
高温環境下で使用しても性能低下が少なく、高耐久性でかつ安価な回転コネクタを提供すること。
本発明者は、絶縁フィルムのうち片側をホットメルト接着剤を有するラミネートフィルム、もう一方を接着層を省いた基材フィルムでフラットケーブルを構成し、このフラットケーブルを回転コネクタに組み込むことで、高温時の耐久性能が著しく向上しうることを見出した。本発明は、この知見に基づきなすに至ったものである。
すなわち、本発明は、
(1)芯材を絶縁フィルムで挟むことで構成されるフラットケーブルを内蔵する回転コネクタであって、一方の絶縁フィルムには接着剤層が設けられ、一方の絶縁フィルムは芯材と前記接着剤層とに直接接し、もう一方の絶縁フィルムには接着剤層が設けられずに、芯材とは前記一方の絶縁フィルムに設けられた接着剤層を介して接する位置に芯材が設けられ、接着剤層が設けられていない絶縁フィルムの厚さの対向する接着層を含む絶縁フィルムの厚さに対する比(接着剤層無し絶縁フィルム厚/接着剤層あり絶縁フィルム厚)が0.5から2.0であることを特徴とする回転コネクタ、
(2)一方の絶縁フィルムに設けられた前記接着剤層がホットメルト接着剤からなるフラットケーブルを内蔵する(1)項記載の回転コネクタ、
(3)一方の絶縁フィルムに設けられた前記接着剤層がポリエステル系ホットメルト接着剤からなるフラットケーブルを内蔵する(1)項記載の回転コネクタ、
(4)一方の絶縁フィルムに設けられた前記接着剤層がポリアミド系ホットメルト接着剤からなるフラットケーブルを内蔵する(1)記載の回転コネクタ、および、
(5)(1)から(4)のいずれか1項に記載の回転コネクタ用のフラットケーブル、
を提供するものである。
すなわち、本発明は、
(1)芯材を絶縁フィルムで挟むことで構成されるフラットケーブルを内蔵する回転コネクタであって、一方の絶縁フィルムには接着剤層が設けられ、一方の絶縁フィルムは芯材と前記接着剤層とに直接接し、もう一方の絶縁フィルムには接着剤層が設けられずに、芯材とは前記一方の絶縁フィルムに設けられた接着剤層を介して接する位置に芯材が設けられ、接着剤層が設けられていない絶縁フィルムの厚さの対向する接着層を含む絶縁フィルムの厚さに対する比(接着剤層無し絶縁フィルム厚/接着剤層あり絶縁フィルム厚)が0.5から2.0であることを特徴とする回転コネクタ、
(2)一方の絶縁フィルムに設けられた前記接着剤層がホットメルト接着剤からなるフラットケーブルを内蔵する(1)項記載の回転コネクタ、
(3)一方の絶縁フィルムに設けられた前記接着剤層がポリエステル系ホットメルト接着剤からなるフラットケーブルを内蔵する(1)項記載の回転コネクタ、
(4)一方の絶縁フィルムに設けられた前記接着剤層がポリアミド系ホットメルト接着剤からなるフラットケーブルを内蔵する(1)記載の回転コネクタ、および、
(5)(1)から(4)のいずれか1項に記載の回転コネクタ用のフラットケーブル、
を提供するものである。
本発明により、耐久性能、特に高温環境下での耐久性能に優れる安価な回転コネクタを提供することができた。
本発明の回転コネクタは、芯材を絶縁フィルムで挟むことで構成されるフラットケーブルを内蔵し、内蔵されるフラットケーブルの一方の絶縁フィルムは接着剤層を芯材ともう一方の絶縁フィルムと接する位置に有し、もう一方の絶縁フィルムには接着剤層が設けられておらず、かつ接着剤層が設けられていない絶縁フィルムの厚さの対向する接着層を含む絶縁フィルムの厚さに対する比が0.5から2.0である。
図1は、本発明の一実施態様の回転コネクタに内蔵されるフラットケーブルの概略断面図である。本発明の別の実施態様は、上記のフラットケーブルである。図1中、1は基材フィルムと接着層を有するラミネート絶縁フィルム、2は基材フィルムからなる絶縁フィルム、2a、2bは基材フィルム、3は芯材、5は接着剤層である。絶縁フィルム1は、基材フィルム2a上に接着剤層5を、芯材3ともう一方の絶縁フィルム2と接する側の面上に有している。
図1は、本発明の一実施態様の回転コネクタに内蔵されるフラットケーブルの概略断面図である。本発明の別の実施態様は、上記のフラットケーブルである。図1中、1は基材フィルムと接着層を有するラミネート絶縁フィルム、2は基材フィルムからなる絶縁フィルム、2a、2bは基材フィルム、3は芯材、5は接着剤層である。絶縁フィルム1は、基材フィルム2a上に接着剤層5を、芯材3ともう一方の絶縁フィルム2と接する側の面上に有している。
絶縁フィルム2の厚さの対向する絶縁フィルム1の厚さに対する比(絶縁フイルム2の厚/絶縁フィルム1の厚)は0.5〜2.0であり、1.0近傍とすることがさらに好ましい。
絶縁フィルム同士の接着力を強化するために接着層のない方のフィルム内面にプライマーやコロナ処理などの表面改質処理を施しても良い。またラミネートフィルムの基材フィルムと接着層の馴染みをよくするためにこれらの間に表面改質処理を実施してもよい。尚、表面改質処理面と接着層の表面の違いは、接着力の相違を評価すれば可能となる。すなわち、表面改質処理面と接着層の表面のいずれかの同一表面同士を対向させて200℃で熱プレスした際に、熱プレスした対向面同士が融着する場合を接着表面、しない場合を表面改質処理面とする。また、加工したフラットケーブルについては、対向する処理層が導体の芯材と接着しているかどうかで判断できる。フラットケーブルを加工した後に導体などの芯材と接着しているかどうかで定義し、芯材と接着している場合は接着層、していない場合を表面改質処理と定義する。
基材フィルムとしてはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネートなど工業的に生産できる絶縁フィルムであればなんでもよいが、価格と耐熱性、耐屈曲性のバランスからポリエチレンテレフタレートかポリエチレンナフタレートが好適で、更に最も良いと思われるのはポリエチレンテレフタレートである。
接着剤としては絶縁フィルムと芯材を接着できるものであれば何でもよく、ホットメルト型、二液混合型、水分、酸素等との反応型など自由に選択することができる。中でも生産性の高い熱ロールを用いた熱ラミネート法を使用できるホットメルト型の接着剤が好適である。
また、接着剤のベース材料としては例えばポリエステル系、ポリオレフィン系、EVA系、ポリアミド系、シリコーン系、エポキシ系、ポリウレタン系などがあり、ホットメルト型の接着剤としてはポリエステル系とポリアミド系が耐熱性と接着能力のバランスから最適である。
また、接着剤のベース材料としては例えばポリエステル系、ポリオレフィン系、EVA系、ポリアミド系、シリコーン系、エポキシ系、ポリウレタン系などがあり、ホットメルト型の接着剤としてはポリエステル系とポリアミド系が耐熱性と接着能力のバランスから最適である。
尚、接着層を設ける側の絶縁フィルムの構成については、基材フィルム厚と接着層厚の比は自由に取ることが出来るが、(基材フィルム厚)÷(総絶縁フィルム厚)の値が0.25〜0.75が好適である。
基材フィルムと接着剤の接着力を高めるために、基材フィルムの接着される側の面に表面改質処理を施しても良い。表面改質処理としてはシラン系、ウレタン系、チタン系などのプライマー処理がある。またプライマー処理の代わりにコロナ処理やプラズマ処理などによって基材フィルム表面の接着性を高めることも可能であるしこれらを組み合わせることも非常に有用である。この表面改質処理はラミネートフィルムの基材フィルムと接着剤の間、接着剤無しの基材フィルムの接着面側いずれにも実施可能で、両フィルムの接着剤と触れる面全域に処理するのが最も好適である。
本発明の芯材としては、任意の材質のものであってよいし、任意の断面の形状を有するものであってよく、例えば、丸断面導体等任意の導体、被覆電線等任意の電線または任意の光ファイバ等が挙げられる。芯材の本数は特に制限はないが2〜30本が好ましい。芯材の厚さ、直径は特に制限はないが25〜250μmが好ましい。芯材の幅も特に制限はないが0.25〜15mmが好ましい。芯材同士の間隔も絶縁が保たれる限り特に制限はないが0.5〜5mmが好ましい。
フラットケーブルの幅は特に制限はないが、2〜100mmが好ましく、その幅は前記基材フィルムの幅に対応する。
図2は、本発明の一実施態様の回転コネクタに内蔵されるフラットケーブルを製造する装置の一例の説明図である。この装置においては、巻いた状態の絶縁フィルム1と絶縁フィル2がそれぞれhおよびi方向に送りだされ、芯材3をはさみ込み、熱ロール4を通過させることにより、接着剤を融着させj方向に送り出し、フラットケーブルが製造される。
上記のフラットケーブルは常法により回転コネクタに内蔵することができる。本発明に好適に用いることができる回転コネクタとしては、それに限定されるものではないが、例えば公開実用新案公報昭62−168581号に示されるようなフラットケーブルを一方向単純スパイラル形状に巻回する回転コネクタ、例えば特開平5−234651号公報に示されるようなフラットケーブル巻回方向にUターン部を有するものでダミーケーブルを用いるタイプの回転コネクタ、例えば特開平5−184041号公報に示されるようなフラットケーブル巻回方向にUターン部を有するものでローラー部材を用いる回転コネクタなどを挙げることができる。
図3は、本発明の回転コネクタの好ましい一実施態様を示す横断面図である。この回転コネクタは、フラットケーブル巻回方向にUターン部を有するものでダミーケーブルを用いるタイプの回転コネクタの一例であり、フラットケーブル21の内端を内側ケース23の胴部23aに固定すると共に、フラットケーブル21の外端を外側ケース25の外筒部25aに固定し、かつフラットケーブル21の内端側を胴部23aに一方向に巻き付けると共に、フラットケーブル21の外端側を内端側とは巻き方向が逆になるように外筒部25aの内側に巻き込んで、フラットケーブル21の中間部に巻き方向反転部21aを設けてある。
この実施態様の回転コネクタでは、フラットケーブル21に、3枚のダミーケーブル31A、31B、31Cが巻き重ねられている。各ダミーケーブル31A〜31Cはフラットケーブル21と同様に、内端が内側ケースの胴部23aに固定され、外端が外側ケースの外筒部25aに固定され、かつフラットケーブル21と同方向に巻かれて、中間部に巻き方向反転部31a、31b、31cが設けられている。フラットケーブル21の巻き方向反転部21aとダミーケーブル31A〜31Cの巻き方向反転部31a〜31cは周方向にほぼ等しい間隔をあけて配置されている。
これによりフラットケーブル21は周方向の4箇所で各巻き方向反転部21a、31a、31b、31cの弾性反発力により胴部23aおよび外筒部25aに押し付けられるため、内側ケース23または外側ケース25を往復回転させても、フラットケーブル21にたるみが発生することがなくなり、フラットケーブルのたるみによるトラブルの発生をなくすことができる。なおダミーケーブル31A〜31Cとしてはフラットケーブル21とほぼ同サイズで、同等の弾性を有するポリエステルテープまたはポリイミドテープ等を使用することができる。
以下に実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本実施例において、フラットケーブルを作成に用いた材料は以下のとおりである。
[基材フィルム]
ポリエチレンテレフタレートフィルム:ルミラーS10「商品名、東レ製」
ポリエチレンナフタレートフィルム:テオネックス「商品名、帝人デュポンフィルム(株)製」
[接着剤]
ポリエステル系ホットメルト接着剤:TX−33%「商品名、東特塗料(株)製」
ポリアミド系ホットメルト接着剤:マクロメルト6239「商品名、ヘンケルジャパン(株)製」
[ラミネートフィルム]
25〜50μm厚、幅1200mmの上記基材フィルムに上記接着剤を20〜60μmの仕上がり厚さになるように塗工・一体化し、ラミネートフィルムを得た。これを150mm幅に裁断して紙管を芯にしてロール状に巻き取っておいた。
[接着層無しフィルム]
基材フィルムをそのまま、もしくは各種表面処理を実施したものについて150mm幅に裁断して紙管を芯にしてロール状に巻き取っておいた。
[基材フィルム]
ポリエチレンテレフタレートフィルム:ルミラーS10「商品名、東レ製」
ポリエチレンナフタレートフィルム:テオネックス「商品名、帝人デュポンフィルム(株)製」
[接着剤]
ポリエステル系ホットメルト接着剤:TX−33%「商品名、東特塗料(株)製」
ポリアミド系ホットメルト接着剤:マクロメルト6239「商品名、ヘンケルジャパン(株)製」
[ラミネートフィルム]
25〜50μm厚、幅1200mmの上記基材フィルムに上記接着剤を20〜60μmの仕上がり厚さになるように塗工・一体化し、ラミネートフィルムを得た。これを150mm幅に裁断して紙管を芯にしてロール状に巻き取っておいた。
[接着層無しフィルム]
基材フィルムをそのまま、もしくは各種表面処理を実施したものについて150mm幅に裁断して紙管を芯にしてロール状に巻き取っておいた。
[フラットケーブル]
芯材として厚さ30〜200μm、幅0.5〜10.0mmの平角導体を幅方向に複数本並べ、前記芯材を各ラミネートフィルムや基材フィルムにてはさみ込み、140〜180度の熱ロール間を通過させることにより、接着剤を融着させ、各フラットケーブルを得た。
芯材として厚さ30〜200μm、幅0.5〜10.0mmの平角導体を幅方向に複数本並べ、前記芯材を各ラミネートフィルムや基材フィルムにてはさみ込み、140〜180度の熱ロール間を通過させることにより、接着剤を融着させ、各フラットケーブルを得た。
実施例A1〜A4は芯材として厚さ200μm、幅2.0mmの4芯の平角導体を、外側又は内側のいずれかの被覆樹脂層の被覆樹脂に関して、チタン系のプライマーとポリエステル系のホットメルト接着剤を用いて試験を行ったものである。ここで、接着剤層を含む両被覆層の比率(接着剤層無し絶縁フィルム厚/接着剤層あり絶縁フィルム厚)を51%とし、比較例A0は、絶縁フィルムの両側に接着剤層を設けた場合で、比較例A1,A2は接着剤層を片側に設けてA1は接着剤層を含む両被覆層の比率を50%以下とした場合で、A2は接着剤層を含む両被覆層の比率を、200%以上に設定した場合である。
[回転コネクタA]
表1に示す構成のフラットケーブルを、公開実用新案公報昭62−168581号の第1図に記載されたフラットケーブルを一方向単純スパイラル形状に巻回する回転コネクタに組み込んだ。フラットケーブルが収まる空間の大きさは外側ケースの内径が直径85mm、内側ケース外形が直径45mmである。
[回転コネクタA]
表1に示す構成のフラットケーブルを、公開実用新案公報昭62−168581号の第1図に記載されたフラットケーブルを一方向単純スパイラル形状に巻回する回転コネクタに組み込んだ。フラットケーブルが収まる空間の大きさは外側ケースの内径が直径85mm、内側ケース外形が直径45mmである。
実施例B1〜B12は、実施例Aの系統のとは異なり芯材厚さを200μmから30μmと薄くしたもので、芯材として厚さ30μm、幅2.0mmの4芯の平角導体を、用いたものである。ここで、まず実施例B1〜B8は、外側又は内側のいずれかの被覆樹脂層の被覆樹脂に関して、プライマーや表面処理の種類、接着剤の種類を変えて試験を行ったものである。
接着剤層を含む両被覆層の比率(接着剤層無し絶縁フィルム厚/接着剤層あり絶縁フィルム厚)を約78%か85%の範囲にした場合で、さらに、B9〜B12は、その比率を本発明の上下限に相当する50〜200%の範囲とした場合である。比較例B0〜B2において、比較例B0は絶縁フィルムの両側に接着剤層を設けた場合で、比較例B1,B2は接着剤層を片側に設け、さらに比較例B1は接着剤層を含む両被覆層の比率を50%以下とした場合で、比較例B2は、接着剤層を含む両被覆層の比率を200%以上に設定した場合である。
[回転コネクタB]
表2〜3に示す構成のフラットケーブルを、図3に示すフラットケーブル巻回方向にUターン部を有するものでダミーケーブルを用いるタイプの回転コネクタに組み込んだ。フラットケーブルが収まる空間の大きさは外側ケースの内径が直径85mm、内側ケース外形が直径45mmで、U字転回部の幅は20mmで、ダミーケーブルとして125μm厚のPETフィルムを3枚用いた。
接着剤層を含む両被覆層の比率(接着剤層無し絶縁フィルム厚/接着剤層あり絶縁フィルム厚)を約78%か85%の範囲にした場合で、さらに、B9〜B12は、その比率を本発明の上下限に相当する50〜200%の範囲とした場合である。比較例B0〜B2において、比較例B0は絶縁フィルムの両側に接着剤層を設けた場合で、比較例B1,B2は接着剤層を片側に設け、さらに比較例B1は接着剤層を含む両被覆層の比率を50%以下とした場合で、比較例B2は、接着剤層を含む両被覆層の比率を200%以上に設定した場合である。
[回転コネクタB]
表2〜3に示す構成のフラットケーブルを、図3に示すフラットケーブル巻回方向にUターン部を有するものでダミーケーブルを用いるタイプの回転コネクタに組み込んだ。フラットケーブルが収まる空間の大きさは外側ケースの内径が直径85mm、内側ケース外形が直径45mmで、U字転回部の幅は20mmで、ダミーケーブルとして125μm厚のPETフィルムを3枚用いた。
[回転コネクタC]
実施例C1〜C4は芯材として、実施例B1〜B4と同様に、厚さ30μm、幅2.0mmの4芯の平角導体を、用いたものである。ここで、まず実施例C1〜C4は、外側又は内側のいずれかの被覆樹脂層の被覆樹脂に関して、接着剤層を含む両被覆層の比率(接着剤層無し絶縁フィルム厚/接着剤層あり絶縁フィルム厚)を約76%か95%の範囲にした場合で、さらに、比較例C0は絶縁フィルムの両側に接着剤層を設けたもので、比較例C1,C2は接着剤層を片側に設けて、さらに接着剤層を含む両被覆層の比率を50%以下とした場合で、比較例C2は、接着剤層を含む両被覆層の比率を200%以上に設定した場合である。
表4に示す構成のフラットケーブルを、特開平5−184041号公報の図1に記載されたフラットケーブル巻回方向にUターン部を有するものでローラー部材を用いる回転コネクタに組み込んだ。フラットケーブルが収まる空間の大きさは外側ケースの内径が直径85mm、内側ケース外形が直径45mmで、U字転回部の幅は20mmで、フラットケーブルが接するローラーの径は17mmである。
実施例C1〜C4は芯材として、実施例B1〜B4と同様に、厚さ30μm、幅2.0mmの4芯の平角導体を、用いたものである。ここで、まず実施例C1〜C4は、外側又は内側のいずれかの被覆樹脂層の被覆樹脂に関して、接着剤層を含む両被覆層の比率(接着剤層無し絶縁フィルム厚/接着剤層あり絶縁フィルム厚)を約76%か95%の範囲にした場合で、さらに、比較例C0は絶縁フィルムの両側に接着剤層を設けたもので、比較例C1,C2は接着剤層を片側に設けて、さらに接着剤層を含む両被覆層の比率を50%以下とした場合で、比較例C2は、接着剤層を含む両被覆層の比率を200%以上に設定した場合である。
表4に示す構成のフラットケーブルを、特開平5−184041号公報の図1に記載されたフラットケーブル巻回方向にUターン部を有するものでローラー部材を用いる回転コネクタに組み込んだ。フラットケーブルが収まる空間の大きさは外側ケースの内径が直径85mm、内側ケース外形が直径45mmで、U字転回部の幅は20mmで、フラットケーブルが接するローラーの径は17mmである。
試験例
得られたフラットケーブルと回転コネクタに対し、下記の試験を行った。試験結果を表1〜4に合わせて示した。
得られたフラットケーブルと回転コネクタに対し、下記の試験を行った。試験結果を表1〜4に合わせて示した。
(耐屈曲性)
高温(90℃)にて屈曲半径3.5〜10mmに曲げたり真っ直ぐに伸ばしたりを繰り返し、フラットケーブル内の芯材が破断するまでの回数を測定し対数平均をとった。数字が大きいほど優れていることになる。
(回転コネクタ高温耐久試験)
高温(90℃)にて、回転コネクタを毎秒5回転の速度で左右2回転ずつを1サイクルとして、芯材が破断するまで動作させた。50万サイクル以上耐久した場合を合格とした。
高温(90℃)にて屈曲半径3.5〜10mmに曲げたり真っ直ぐに伸ばしたりを繰り返し、フラットケーブル内の芯材が破断するまでの回数を測定し対数平均をとった。数字が大きいほど優れていることになる。
(回転コネクタ高温耐久試験)
高温(90℃)にて、回転コネクタを毎秒5回転の速度で左右2回転ずつを1サイクルとして、芯材が破断するまで動作させた。50万サイクル以上耐久した場合を合格とした。
表1〜4に実施例と比較例を示す。基材フィルム・表面改質処理の種類、絶縁フィルムの構成を変えた場合の実施例について回転コネクタの各仕様ごとにまとめている。また、90℃という高温環境下では芯材の両面を接着層で挟む従来構造を有するフラットケーブルでは接着剤の軟質化により十分な特性を発揮できない例が比較例A0、B0、C0に示されている。
また表1〜4では、接着剤層無しフィルム厚/接着剤層ありフィルム厚の値を百分率で示した。
また表1〜4では、接着剤層無しフィルム厚/接着剤層ありフィルム厚の値を百分率で示した。
実施例A1〜A4、実施例B1〜B12、比較例A1〜A2、比較例B1〜B2は、基材フィルム、接着層、プライマー層からなるラミネートフィルムの総厚と、接着層無しフィルムの厚さの比の他、接着層やプライマー層の種類によって性能がどう変化するか確認評価したものである。それぞれのフィルム厚さの比についても表にまとめている。本発明で用いた接着層やプライマー層の範囲では、用いた接着層やプライマー層の種類によらず以下の構成比率が好適であると判断された。好適な範囲の構成比率は、接着層無しフィルムの厚さは、向かい合うラミネートフィルム総厚の半分以上、2倍以下である。
さらに、実験例Cの実施例C1〜C4、比較例C1〜2からも、上記と同様の結果が得られた。
さらに、実験例Cの実施例C1〜C4、比較例C1〜2からも、上記と同様の結果が得られた。
また、接着層無しフィルムの表裏によっても大いに影響を受ける様子が確認できた。回転コネクタAの一方向単純スパイラル形状の場合は巻回の外側に位置する方、回転コネクタBのフラットケーブル巻回方向にUターン部を有するものでダミーケーブルを用いるタイプの場合はU字転回部にて外側に位置する方を接着層無しフィルムで構成する場合の方が高い耐久性能を発揮する。これは、フラットケーブルが高温環境下で屈曲する際に接着剤が軟質化して内部の芯材が自由に動くことが可能となり、そのときに芯材が曲がるまいと抗う結果、芯材が屈曲の外側へ移動し、芯材の位置がフラットケーブルの屈曲時の中心線から外れてしまう結果である。
一方、回転コネクタCのフラットケーブル巻回方向にUターン部を有するものでローラー部材を用いるタイプの場合は、U字転回部の内側に接着層無しフィルムを位置する方が耐久性が高かった。これはローラーの当たる面側に接着層が存在すると、回転時にローラーによってフラットケーブルがしごかれ接着剤が変形して逃げてしまい、その結果フラットケーブルの絶縁フィルム厚さが一様ではなくなり、薄肉部に屈曲歪みが集中して比較的早期に破断に至ると考えられる。
以上より、本発明の回転コネクタとそれに用いるフラットケーブルが優れた耐屈曲性や高温特性を示すことが確認された。
以上より、本発明の回転コネクタとそれに用いるフラットケーブルが優れた耐屈曲性や高温特性を示すことが確認された。
1 基材フィルムと接着層を有するラミネート絶縁フィルム
2 基材フィルムからなる絶縁フィルム
2a、2b 基材フィルム
3 芯材
4 熱ローラー
5 接着剤層
12 基材フィルム
13 芯材
15 接着剤層
21 フラットケーブル
21a 巻き方向反転部
23 内側ケース
23a 胴部
25 外側ケース
25a 外筒部
31A、31B、31C ダミーケーブル
31a、31b、31c 巻き方向反転部
2 基材フィルムからなる絶縁フィルム
2a、2b 基材フィルム
3 芯材
4 熱ローラー
5 接着剤層
12 基材フィルム
13 芯材
15 接着剤層
21 フラットケーブル
21a 巻き方向反転部
23 内側ケース
23a 胴部
25 外側ケース
25a 外筒部
31A、31B、31C ダミーケーブル
31a、31b、31c 巻き方向反転部
Claims (5)
- 芯材を絶縁フィルムで挟むことで構成されるフラットケーブルを内蔵する回転コネクタであって、一方の絶縁フィルムには接着剤層が設けられ、一方の絶縁フィルムは芯材と前記接着剤層とに直接接し、もう一方の絶縁フィルムには接着剤層が設けられずに、芯材とは前記一方の絶縁フィルムに設けられた接着剤層を介して接する位置に芯材が設けられており、接着剤層が設けられていない絶縁フィルムの厚さの対向する接着層を含む絶縁フィルムの厚さに対する比(接着剤層無し絶縁フィルム厚/接着剤層あり絶縁フィルム厚)が0.5から2.0であることを特徴とする回転コネクタ。
- 一方の絶縁フィルムに設けられた前記接着剤層がホットメルト接着剤からなるフラットケーブルを内蔵する請求項1に記載の回転コネクタ。
- 一方の絶縁フィルムに設けられた前記接着剤層がポリエステル系ホットメルト接着剤からなるフラットケーブルを内蔵する請求項1に記載の回転コネクタ。
- 一方の絶縁フィルムに設けられた前記接着剤層がポリアミド系ホットメルト接着剤からなるフラットケーブルを内蔵する請求項1に記載の回転コネクタ。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回転コネクタ用のフラットケーブル。
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---|---|---|---|
JP2007243080A JP2009076281A (ja) | 2007-09-19 | 2007-09-19 | 回転コネクタおよびそれに用いるフラットケーブル |
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- 2007-09-19 JP JP2007243080A patent/JP2009076281A/ja active Pending
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