JP2011023118A

JP2011023118A - フラットケーブル

Info

Publication number: JP2011023118A
Application number: JP2009164492A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Asami; 和彦浅見
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2011-02-03
Anticipated expiration: 2029-07-13
Also published as: JP5170904B2

Abstract

【課題】この発明は、導体ピッチの狭められた狭ピッチ化フラットケーブルであっても、短絡させることなく絶縁耐力のある確実な電気的接続を実現できるフラットケーブルを提供することを目的とする。
【解決手段】導体露出開口３０を、接続交点Ｃｒにおける所定の放熱量を確保する開口面積Ｓを有するとともに、隣接する第１接続交点Ｃｒと第２接続交点Ｃｒとにおける平角導体１０の露出部分同士の距離が最も近くなる第１最短距離ｄ１と、前記第１接続交点Ｃｒにおける前記平角導体１０の露出部分と、第２接続交点Ｃｒを構成するバスバー１１０との距離が最も近くなる第２最短距離ｄ２とがともに、絶縁性を確保できる絶縁限界距離ＤＬ以上となる平行四辺形で形成した。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば並列に配置された複数本の導体を絶縁被覆で被覆し、並列に配置され、被覆されていない導体と電気的に接続するフラットケーブル（フレキシブルフラットケーブル、ＦＦＣ：Flexible Flat Cable）に関する。

例えば、自動車の電装部品における電気接続について、電気構造の複雑化に伴って配線数が増加している。また、昨今の省エネ指向より電気配線等の接続部品の小型化、軽量化が望まれており、並列配置した複数本の導体の間隔を狭くした狭ピッチなフラットケーブルが多用されている。

通常、フラットケーブルを電装部品と接続するためには、フラットケーブルの導体に、コネクタのハウジング内に収容するバスバー等の端子導体を接続し、コネクタ接続することが多い。
このとき、フラットケーブルの導体と、端子導体とは、抵抗溶接や超音波溶接等の溶接によって接続される。

しかし、狭ピッチ化されたフラットケーブルの場合、フラットケーブルの導体が狭ピッチ化されたことにより、隣接する導体間が端子導体で短絡されるおそれがある。したがって、接続信頼性が低減していた。

そこで、隣接する導体間が端子導体で短絡されるおそれを低減し、接続信頼性を向上するために、例えば、特許文献１に提案されているようなフラットケーブルの接続構造を用いることもできる。

この特許文献１のフラットケーブルの接続構造は、フラットケーブルにおける導体の並列方向に交差させた方向に並列させた端子導体を重ね合わせ、フラットケーブルの導体と端子導体とを電気的に接続させる交差部分において、フラットケーブルの絶縁被覆に窓を開けて導体を露出させて溶接する接続構造である。

この接続構造により、狭ピッチ化されたフラットケーブルであっても、隣接する導体間で短絡するおそれを低減し、接続信頼性を向上することができるとされている。

しかし、高機能化、環境保護、価格競争力等より、自動車部品の小型化、軽量化、或いはコストダウンのニーズがさらに高まっており、フラットケーブルの導体ピッチをさらに狭めて、フラットケーブルの小型化及びフラットケーブルに接続する部品やフラットケーブルを収容するケース等部品の小型化、軽量化、或いはコストダウンする必要がでてきている。

このように、フラットケーブルの導体ピッチをさらに狭めると、上記特許文献１で提案された接続構造においても、窓開き部から露出する導体同士の導体間距離が短くなり、絶縁耐力が低下するという問題が生じている。

特開平１１−９７０８８号公報

この発明は、フラットケーブルの導体と、例えば端子導体等の導体とを並列方向を交差させて重ね合わせ、接続する交差部分の絶縁被覆に開口を設けて導体を露出させて接続する際に、導体ピッチの狭められた狭ピッチ化フラットケーブルであっても、短絡させることなく絶縁耐力のある確実な電気的接続を実現できるフラットケーブルを提供することを目的とする。

この発明は、複数本を平行に配置した第１導体と、複数本の該第１導体を厚み方向の両側から挟み込んで該第１導体を一体的に被覆する絶縁被覆とで構成するフラットケーブルであって、前記並列方向に対して交差する方向に平行に配置した第２導体と前記第１導体とを重ね合わせた際の交差部分のうち電気接続する接続交差箇所において、被覆された第１導体の前記接続交差箇所を露出させる導体露出開口を、第２導体側の前記絶縁被覆に備え、該導体露出開口を、前記接続交差箇所における所定の放熱量を確保する放熱面積を有するとともに、隣接する第１接続交差箇所と第２接続交差箇所とにおける前記各導体露出開口から露出する第１導体の露出部分同士の距離が最も近くなる第１最短距離と、前記第１接続交差箇所における前記導体露出開口から露出する前記第１導体の露出部分と、前記第２接続交差箇所を構成する第２導体における露出部分との距離が最も近くなる第２最短距離とがともに、絶縁性を確保できる絶縁限界距離以上となる絶縁確保開口形状で形成したことを特徴とする。

この発明の態様として、前記絶縁確保開口形状を、平行四辺形、少なくとも１組の対角が曲線状又は直線状に面取りされた平行四辺形、菱形、或いは長円で形成することができる。

前記フラットケーブルは、例えば、平面上に並列配置された複数本の導体を一対の絶縁被覆で被覆して、導体が挟み込まれていない部分の絶縁被覆同士を一体的に接着したもの等で構成することができる。

また、導体は、例えば平角導体、丸形導体等の導電性を有する金属製の導体で構成することができる。また、絶縁被覆は、例えば可撓性及び絶縁性を有する肉厚の薄い合成樹脂製のフィルムで構成することができる。

また、複数本の第２導体は、例えばバスバー等の導電性を有する金属製の接続端子で構成することができ、さらに詳しくは、全てが被覆されていないバスバーや、電気接続する電気接続部分に被覆する導体を露出させる導体露出開口を備え、それ以外の大部分が絶縁被覆で被覆されたバスバー等の接続端子で構成することができる。
また、前記第１導体と前記第２導体の交差部分を接続するは、例えば抵抗溶接や超音波溶接等で構成することができる。

また、第１導体の接続交差箇所を露出させる導体露出開口は、導体を露出するための孔部、窓部、開口部等が予め形成されたフィルム状の絶縁被覆を貼り合わせて構成したフラットケーブルにおける導体露出開口、導体を被覆した状態の絶縁被覆を例えばレーザー等の除去手段で部分的に除去して形成する導体露出開口、あるいは、カッター、ナイフ等の切除手段で部分的に除去して形成する導体露出開口で構成することができる。

この発明によれば、フラットケーブルの導体と、例えば端子導体等の導体とを並列方向を交差させて重ね合わせ、接続する交差部分の絶縁被覆に開口を設けて導体を露出させて接続する際に、導体ピッチの狭められた狭ピッチ化フラットケーブルであっても、短絡させることなく絶縁耐力のある確実な電気的接続を実現できるフラットケーブルを提供することができる。

極狭ピッチフラットケーブルと、コネクタケースに装着したバスバーとの交差接続について斜視図によって説明する説明図。極狭ピッチフラットケーブルと、コネクタケースに装着したバスバーとの交差接続について平面図によって説明する説明図。導体露出開口及び導体露出部間距離についての説明図。導体露出開口についての説明図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
図１は極狭ピッチフラットケーブル１と、コネクタケース１００に装着したバスバー１１０との交差接続について斜視図によって説明する説明図を示し、図２は極狭ピッチフラットケーブル１と、コネクタケース１００に装着したバスバー１１０との交差接続について平面図によって説明する説明図を示し、図３は導体露出開口３０及び導体露出部間距離ｄ１についての説明図を示している。

なお、図３（ａ）は極狭ピッチに狭ピッチ化された極狭ピッチフラットケーブル１における導体露出開口３０の拡大平面図を示し、図３（ｂ）は通常ピッチの通常ピッチフラットケーブル１ａにおける長方形導体露出開口３０ａの拡大平面図を示し、図３（ｃ）は狭ピッチ化された狭ピッチフラットケーブル１ｂにおける長方形導体露出開口３０ａの拡大平面図を示し、図３（ｄ）は極狭ピッチに狭ピッチ化された極狭ピッチフラットケーブル１における長方形導体露出開口３０ａの拡大平面図を示している。

フラットケーブル１は、６本を平行に配置した平角導体１０と、複数本の該平角導体１０を上下方向Ｈの両側から挟み込んで該平角導体１０を一体的に被覆する被覆シート２０とで構成している。

平行に配置し、絶縁被覆されていない複数本のバスバー１１０を、前記幅方向Ｗに対して直交する長手方向Ｌに並列配置して前記平角導体１０と前記バスバー１１０とを重ね合わせた際の交差部分のうち電気接続する接続交点Ｃｒを抵抗溶接で接続するために、被覆する平角導体１０の接続交点Ｃｒを露出させる導体露出開口３０を、バスバー１１０側の前記被覆シート２０に備えている。

前記導体露出開口３０は、抵抗溶接の際に発生する熱を放熱するため、前記接続交点Ｃｒにおける所定の放熱量を確保する開口面積Ｓを有するとともに、隣接する第１接続交点Ｃｒと第２接続交点Ｃｒとにおける平角導体１０の導体露出開口３０から露出する露出部分同士の距離が最も近くなる第１最短距離ｄ１と、前記第１接続交点Ｃｒにおける前記平角導体１０の導体露出開口３０から露出する露出部分と、第２接続交点Ｃｒを構成するバスバー１１０との距離が最も近くなる第２最短距離ｄ２とがともに、絶縁性を確保できる絶縁限界距離ＤＬ以上となる平行四辺形で形成している（図３（ａ）参照）。

詳しくは、極狭ピッチフラットケーブル１は、極狭ピッチである所定間隔（導体間距離Ａ：０．２ｍｍ）を隔てて幅方向Ｗに並列配置した６本の平角導体１０と、平角導体１０を表裏から挟みこんで一体的に囲繞する被覆シート２０とで、全幅が４．０ｍｍの可撓性のあるフラットなケーブルを構成している。
なお、平角導体１０は、厚さ約０．１ｍｍ、且つ幅約０．５ｍｍの扁平長方形断面に形成された帯状の導電体であり、被覆シート２０は不導電性のラミネートシートで構成している。

また、図中においてフラットケーブル１の一部のみを示しているが、フラットケーブル１は必要な長さで形成され、車両内部等において所定箇所に配索されるものである。

そして、極狭ピッチフラットケーブル１の上面には、被覆する平角導体１０を露出させる導体露出開口３０を、後述する接続交点Ｃｒに対応する箇所を備えている。
本実施例において、導体露出開口３０は、底辺幅１．９７ｍｍ、高さ０．６ｍｍ、狭角５６．３度の平面視平行四辺形状の開口である。

この極狭ピッチフラットケーブル１に接続するバスバー１１０は、０．９ｍｍ幅（バスバー幅ｅ）で幅方向Ｗに長い薄板状で構成され、長手方向Ｌに所定間隔（バスバーピッチＰ：２．２ｍｍ）を隔てて並列配置され、６本のバスバー１１０がコネクタケース１００に収容されている。

このように構成されたバスバー１１０を極狭ピッチフラットケーブル１の上側から重ね合わせ、６本の平角導体１０と６本のバスバー１１０とが交差する交差部分のうち電気的に接続する平角導体１０とバスバー１１０との接続交点Ｃｒを溶接によって電気的に接続する。

なお、上述したように、接続交点Ｃｒの平角導体１０は、導体露出開口３０によって、極狭ピッチフラットケーブル１の上面側に露出しているため、コネクタケース１００と確実に接続することができる。

また、導体露出開口３０によって露出する平角導体１０とバスバー１１０との接続は、導体間距離Ａが０．２ｍｍという極狭ピッチにもかかわらずとも、短絡することのない絶縁耐力の高い接続を構成している。

詳しくは、導体露出開口３０は、抵抗溶接の際に発生する熱を放熱するため、バスバー幅ｅ及びバスバーピッチＰ、並びに溶接熱等に基づく所定の放熱性能を確保する必要があり、所定の放熱性能を確保できる開口面積Ｓを有している。そして、上記開口面積Ｓに基づいて、開口幅ｗが定まる。
なお、バスバー幅ｅが０．９ｍｍ、バスバーピッチＰが２．２ｍｍに設定された本実施例においては開口幅ｗが１．７ｍｍに定められている。

また、一般的にＡＣ５００Ｖを一分間印加した場合の漏れ電流が１ｍＡ以下という規格を満たすために、絶縁限界距離ＤＬとして０．６ｍｍが実験によって求められている。

このような状態において、図３（ｂ）に示すように、通常ピッチ（導体間距離Ａ’：０．８ｍｍ）の通常ピッチフラットケーブル１ａにおいて、従来から用いられている長方形導体露出開口３０ａを備えた場合、隣接する長方形導体露出開口３０ａ（３０ａａ，３０ａｂ）から露出する平角導体１０同士の最短距離である第１最短距離ｄ１は絶縁限界距離ＤＬ以上の長さを確保できる。

また、隣接する導体露出開口３０のうち一方の長方形導体露出開口３０ａａから露出する平角導体１０と、他方の長方形導体露出開口３０ａｂから露出する平角導体１０に接続されたバスバー１１０との最短距離である第２最短距離ｄ２も絶縁限界距離ＤＬ以上の長さを確保できる。

したがって、通常ピッチで構成された通常ピッチフラットケーブル１ａの平角導体１０とバスバー１１０との接続は、絶縁耐力を有するとともに、確実な絶縁性を確保することができる。

逆に、第１最短距離ｄ１が絶縁限界距離ＤＬとなるように、平角導体１０を狭ピッチ化すると、図３（ｃ）に示すように、導体間距離Ａ”が０．３ｍｍとなるまで狭ピッチ化することができる。

この状態の狭ピッチフラットケーブル１ｂであっても平角導体１０とバスバー１１０との接続は、第１最短距離ｄ１及び第２最短距離ｄ２がともに絶縁限界距離ＤＬ以上の長さを確保できるため、絶縁耐力を有するとともに、確実な絶縁性を確保することができる。なお、本実施例において、この状態における狭ピッチフラットケーブル１ｂの全幅は４．５ｍｍとなる。

ここで、一般的にＡＣ５００Ｖを一分間印加した場合の漏れ電流が１ｍＡ以下という規格を満足する導体間隔耐絶縁限界距離ＤＬ２として実験によって求められた値である０．２ｍｍに導体間距離Ａを設定すると、図３（ｄ）に示すように、第１最短距離ｄ１が絶縁限界距離ＤＬ以下となる。

したがって、長方形導体露出開口３０ａを有し、極狭ピッチに狭ピッチ化された極狭ピッチフラットケーブル１は、絶縁耐力が低下し、確実な絶縁性を確保することができない。

なお、絶縁限界距離ＤＬと導体間隔耐絶縁限界距離ＤＬ２との値が異なるのは、絶縁限界距離ＤＬは空気を絶縁媒体としているのに対し、導体間隔耐絶縁限界距離ＤＬ２は平角導体１０を被覆する被覆シート２０を構成する樹脂が絶縁媒体として機能するためである。

しかし、極狭ピッチフラットケーブル１は、図３（ａ）に示すように、導体間隔耐絶縁限界距離ＤＬ２である０．２ｍｍに導体間距離Ａを設定したにもかかわらず、導体露出開口３０を平行四辺形形状で構成したことで、第１最短距離ｄ１及び第２最短距離ｄ２ともに絶縁限界距離ＤＬ以上となり、絶縁耐力、及び確実な絶縁性を確保することができる。

このように、導体露出開口３０を備えた極狭ピッチフラットケーブル１は、十分な放熱性能を有するとともに、導体間距離Ａが狭ピッチ化されていても短絡させることなく、絶縁耐力のある確実な電気的接続を実現できるフラットケーブルを提供することができる。

したがって、高機能化、環境保護、価格競争力等より、自動車部品の小型化、軽量化、或いはコストダウン等の高まるニーズに対して、極狭ピッチフラットケーブル１の導体間距離をさらに狭めて、極狭ピッチフラットケーブル１の小型化及び極狭ピッチフラットケーブル１に接続する部品や極狭ピッチフラットケーブル１を収容するケース等部品の小型化、軽量化、或いはコストダウンすることができる。

詳しくは、極狭ピッチフラットケーブル１に形成した導体露出開口３０は、平角導体１０とバスバー１１０との接続において要する所定の放熱性能を確保できる開口面積Ｓを有している。通常、導体露出開口３０の開口面積Ｓは、隣接する平角導体１０間との絶縁性面では比較的小さい方がよい。一方で、極狭ピッチフラットケーブル１の溶接熱から被覆シート２０のフィルムの熱損傷を防止する放熱性のためには、比較的大きい方がよい。また、平角導体１０とバスバー１１０とを接続する際の相対位置ズレを吸収する為には比較的大きい方がよい。

そこで、導体露出開口３０を平行四辺形状に形成することによって、放熱性確保及び平角導体１０とコネクタケース１００とを接続する際の相対位置ズレ吸収性能を確保できるとともに、第１最短距離ｄ１及び第２最短距離ｄ２を絶縁限界距離ＤＬ以上に確保できるため、面積確保と絶縁耐力とによる背反事項である両者の同時成立を実現している。

また、通常ピッチから狭ピッチ化された狭ピッチフラットケーブル１ｂの全幅（４．５ｍｍ）に対して、導体間距離を導体間隔耐絶縁限界距離ＤＬ２とした極狭ピッチに狭ピッチ化された極狭ピッチフラットケーブル１は全幅（４．０ｍｍ）となり、さらに小型化することができる。

なお、上記説明において、幅方向Ｗに並列配置した平角導体１０に対して直交する方向に配置したバスバー１１０を接続する構成について説明した。しかし、バスバー１１０が平角導体１０に対して直角以外の交差方向で接続される場合は、バスバー１１０の交差方向に応じた狭角の平面視平行四辺形状で形成すればよい。

詳しくは、例えば、平角導体１０に対してバスバー１１０が鋭角に交差する場合、導体露出開口３０の平行四辺形状における斜辺の向きが鋭角に交差するバスバー１１０に略平行な方向となる向きで形成すればよい。同様に、平角導体１０に対してバスバー１１０が鈍角に交差する場合、導体露出開口３０の平行四辺形状における斜辺の向きが鈍角に交差するバスバー１１０に略平行な方向となる向きで形成すればよい。

また、上記説明において、導体露出開口３０は、開口面積Ｓを有するとともに、第１最短距離ｄ１及び第２最短距離ｄ２が絶縁限界距離ＤＬ以上となる平面視平行四辺形状に形成したが、平行四辺形に限らず、その他実施例に示すように、上記の条件（ｄ１、ｄ２）を満たす形状ならよい。

例えば、図４（ａ）に示すように、平行四辺形の２組の対角の内、隣接する導体露出開口３０と対向する側の対角を直線状に面取した変形六角形状で形成してもよく、また図４（ｂ）に示すように、平面視菱形で形成してもよい。

また、図４（ｃ）に示すように、長方形の２組の対角の内、隣接する導体露出開口３０と対向する側の対角を曲線状に面取した変形六角形状で形成してもよく、また図４（ｅ）に示すように、大きな径の曲線面取りを施した形状であってもよい。さらには、図４（ｄ）に示すように、長円形状で形成してもよい。

このように、導体露出開口３０を、開口面積Ｓを確保しながら、平行四辺形あるいは平行四辺形の対向２角をＲとする形状あるいは菱形、長円形状にすることにより、第１最短距離ｄ１を絶縁限界距離ＤＬ以上に保ちながら、限界まで導体間距離Ａを高密度化することができ、極狭ピッチフラットケーブル１の小型化、軽量化、或いはコストダウンすることができる。

なお、上記実施例における導体露出開口３０、第１最短距離ｄ１及び第２最短距離ｄ２の寸法は一例に過ぎず、上記寸法に限定されず、第１最短距離ｄ１及び第２最短距離ｄ２が絶縁限界距離ＤＬ以上に保つとともに、放熱性を備えた開口面積を備えていればよい。

この発明の構成と、前記実施例との対応において、
この発明の第１導体は、平角導体１０に対応し、
以下同様に、
並列方向は、幅方向Ｗに対応し、
絶縁被覆は、被覆シート２０に対応し、
フラットケーブルは、極狭ピッチフラットケーブル１に対応し、
第２導体は、バスバー１１０に対応し、
接続交差箇所は、接続交点Ｃｒに対応し、
放熱面積は、開口面積Ｓに対応し、
絶縁確保開口形状は、平行四辺形、少なくとも１組の対角が曲線状又は直線状に面取りされた平行四辺形、菱形、或いは長円に対応するも
本発明は、前記実施例の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。

極狭ピッチフラットケーブル１は、被覆シート２０である不導電性樹脂フィルムで平角導体１０を被覆したフラットケーブルであればよく、特に、本実施形態のものに限定されるものではないが、不導電性樹脂フィルムの材質として、具体的にはＰＥＴ樹脂が好ましい。

また、平角導体１０についても、放熱性に優れる帯状の導電体だけでなく、丸形断面の導電体であってもよく、平角導体１０の材質としては導電性を有するものであれば良いが、好ましくは金属製、より好ましくは導電性に優れる銅、銅合金が良い。

また、バスバー１１０は、導電性を有する金属板を加工して形成しており、導電性に優れる銅、銅合金が良い。また、上述の説明では、絶縁被覆されておらず露出しているバスバー１１０について説明したが、平角導体１０と交差し、電気接続する接続交点Ｃｒのみ露出する導体露出開口を備え、それ以外の大部分が被覆シートで被覆されたバスバー等の接続端子を用いてもよい。

１…極狭ピッチフラットケーブル
１０…平角導体
２０…被覆シート
３０…導体露出開口
１１０…バスバー
Ｃｒ…接続交点
ｄ１…第１最短距離
ｄ２…第２最短距離
Ｓ…開口面積
Ｗ…幅方向

Claims

複数本を平行に配置した第１導体と、複数本の該第１導体を厚み方向の両側から挟み込んで該第１導体を一体的に被覆する絶縁被覆とで構成するフラットケーブルであって、
前記並列方向に対して交差する方向に平行に配置した第２導体と前記第１導体とを重ね合わせた際の交差部分のうち電気接続する接続交差箇所において、被覆された第１導体の前記接続交差箇所を露出させる導体露出開口を、第２導体側の前記絶縁被覆に備え、
該導体露出開口を、
前記接続交差箇所における所定の放熱量を確保する放熱面積を有するとともに、
隣接する第１接続交差箇所と第２接続交差箇所とにおける前記各導体露出開口から露出する第１導体の露出部分同士の距離が最も近くなる第１最短距離と、
前記第１接続交差箇所における前記導体露出開口から露出する前記第１導体の露出部分と、前記第２接続交差箇所を構成する第２導体における露出部分との距離が最も近くなる第２最短距離とがともに、絶縁性を確保できる絶縁限界距離以上となる絶縁確保開口形状で形成した
フラットケーブル。
前記絶縁確保開口形状を、
平行四辺形、少なくとも１組の対角が曲線状又は直線状に面取りされた平行四辺形、菱形、或いは長円で形成した
請求項１に記載のフラットケーブル。