JP2013030327A - フラットケーブル、及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車等の狭配索スペース用途に求められる薄肉のフラットケーブルを安定的に得られるフラットケーブル製造方法と、このような薄肉化により従来品よりも可撓性が高いフラットケーブルを提供する。
【解決手段】互いに平行配列された複数の導体周囲に押出し成形によって絶縁層が配されて構成されたフラットケーブルにおいて、前記絶縁層が、前記押出し成形における成形温度でのメルトフローレート値が２．０ｇ／１０分以上であり、かつ、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び、ポリフェニレンサルファイド系樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂により構成されているフラットケーブル。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラットケーブルに関し、特に押出し成形により製造されるフラットケーブルに関する。

フラットケーブルの可撓性を利用して、例えば可動部と固定部との間を電気的接続するために用いられ、その形状からフレキシビリティに富み、また、必要スペースも少なくて済み、必要に応じて巻き取りも容易であるという利点から、スキャナヘッドやプリンタヘッドなどと固定部である本体部との接続、あるいは、自動車のクロックスプリング等、極めて広い範囲で用いられている。

このようなフラットケーブルはラミネート工法によって製造されることが多かった。このようなものとして特開平１０−２７８２０６号（特許文献１）提案の技術が挙げられる。すなわち、難燃性が付与された飽和ポリエステル樹脂からなる基材シートにヒートシール性樹脂からなるヒートシール層を積層した複合シートを用いて導体をラミネートする技術である。

ここでヒートシール層により、フラットケーブルとして求められる高い摺動屈曲特性が得られ、導体への十分な接着性が確保されていた。

しかしながら、このような方法によると、基材シート製造工程、ヒートシール層形成工程、ラミネート工程など、工程が多く、例えば一般的な押出し成形で製造される被覆電線と比べると、製造コストが極めて高くなり、自動車分野においては、クロックスプリングなどの極めて高い耐屈曲性（例えば、１０００万回以上）が求められる部品としては用いられていたものの、フラットケーブルの採用により薄型小型化が可能となるスライドドア等のドアへの応用においてはほとんど適用されてこなかった。

ここで、弾性率が８００〜２４００ＭＰａの熱可塑樹脂を用い、押出し成形法により、フラットケーブルを製造する技術が再公表ＷＯ９８／５２１９９号公報（特許文献２）で提案されている。この技術によれば屈曲性に優れたフラットケーブルが得られるとされている。

しかしながら、上記のような弾性率が８００〜２４００ＭＰａの熱可塑樹脂を用いた場合に、特に、薄いフラットケーブルを製造する際に樹脂により導体が被覆できない、あるいは、均一な構造を得ることができないと云った問題が生じており、問題となっていた。

特に、例えば自動車用の狭配索スペース用途に求められる、導体上の絶縁層の厚さが０．２ｍｍ以下の薄肉のフラットケーブルを製造することは従来できなかった。

特開平１０−２７８２０６号 再公表ＷＯ９８／５２１９９号公報

本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、たとえば自動車等の狭配索スペース用途に求められる、導体が存在する部分の絶縁層の厚さが０．２ｍｍ以下の薄肉のフラットケーブルを安定的に得られるフラットケーブル製造方法と、このような薄肉化により従来品よりも可撓性（柔軟性）が高いフラットケーブルを提供することを目的とする。

本発明のフラットケーブルは上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、互いに平行配列された複数の導体周囲に押出し成形によって絶縁層が配されて構成されたフラットケーブルにおいて、前記絶縁層が、前記押出し成形における成形温度でのメルトフローレート値が２．０ｇ／１０分以上であり、かつ、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び、ポリフェニレンサルファイド系樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂により構成されていることを特徴とするフラットケーブルである。

また、本発明のフラットケーブルは請求項２に記載の通り、請求項１に記載のフラットケーブルにおいて、導体の厚さ（断面形状が円の場合には直径、平角導体の場合には厚さ）が０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、かつ、導体が存在する部分の絶縁層の厚さ（導体をその両面から被覆する部分の絶縁層の厚さのうち、最も薄肉部）が０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。

また、本発明のフラットケーブルは請求項３に記載の通り、請求項１または請求項２に記載のフラットケーブルにおいて、自動車の可動部と固定部とを電気的に接続するフラットケーブルであることを特徴とする。

また、本発明のフラットケーブルの製造方法は請求項４に記載の通り、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフラットケーブルの製造方法であって、前記絶縁層を押出し成形により成形することを特徴とするフラットケーブルの製造方法である。

本発明のフラットケーブルによれば、その押出し成形時における成形温度でのメルトフローレート値が２．０ｇ／１０分以上であり、かつ、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び、ポリフェニレンサルファイド系樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂により構成されているために、自動車用などの狭配索スペース用途に応用できる、薄肉で柔軟性に優れたフラットケーブルとなる。

また、請求項２に記載の本発明のフラットケーブルによれば、柔軟性と絶縁信頼性とを満足し、特に自動車等の狭配索スペース用途に適したフラットケーブルとなる。

また、請求項３に記載の本発明のフラットケーブルによれば、安価で柔軟性に優れたものとなる。

本発明のフラットケーブルの製造方法によれば、自動車用などの狭配索スペース用途に求められる薄肉で柔軟性に優れたフラットケーブルを、樹脂組成物の劣化なしに、安定的に、かつ、安価に製造することができる。

図１は本発明に係るフラットケーブルの断面を示したモデル図である。 図２は実施例で作製したフラットケーブルの断面を示したモデル図である。

図１に本発明に係るフラットケーブルＡの断面を示したモデル図を示す。

この例では互いに平行配列された６本の平角導体１の周囲に絶縁層２が配されて構成されている（本発明は平角導体に限定されず、丸等、一般に用いられる断面形状の導体を用いることができる）。

平角導体１としては、一般的なフラットケーブルに用いられているのと同じ平角導体、すなわち、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる導体を用いることができる。

平角導体の厚さとしてはフラットケーブルとしての十分な容量と、強度、さらに、十分な可撓性を満足するために０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。平角導体の幅としては用途に応じて十分な容量が確保されるように決定するが、このとき、平角導体の幅はすべて同じである必要はなく、必要に応じて決定する。また、フラットケーブルに配置される平角導体の数も用途に応じて決定する。

フラットケーブルの樹脂層の厚さ、すなわち、導体の存在する部分の樹脂層の最薄部の厚さとしては、十分な強度、及び、十分な絶縁性を得るために０．０２ｍｍ以上であることが好ましく、十分な可撓性が得られるように０．５ｍｍ以下であることが好ましい。フラットケーブル幅は導体の数、用途などに応じて適宜決定する。

上記樹脂層は、押出し成形における成形温度でのメルトフローレート値が２．０ｇ／１０分以上であり、かつ、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び、ポリフェニレンサルファイド系樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂により構成されていることが必要である。

本発明において、メルトフローレート値（「ＭＦＲ値」）は、ＪＩＳ Ｋ７２１０Ｂに準拠して測定した値を用いる。

本発明において押出し成形時の成形温度とは、具体的には押出し成形機のノズル部での温度である。

本発明において、上記のメルトフローレート値が２．０ｇ／１０分未満であると成形性が低く、薄く、可撓性に優れたフラットケーブルを安定的に生産することができない。

本発明での絶縁層はポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び、ポリフェニレンサルファイド系樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂により構成されていることが必要である。

このうち、ポリオレフィン系樹脂としてはポリプロピレン系樹脂、及び、オレフィン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。

ポリプロピレン系樹脂は有機溶剤及び加水分解への耐性が高く、通常の使用に十分な耐熱性（１００℃程度）を有する。このようなポリプロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体、プロピレンエチレンランダム共重合体、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体等が挙げられ、これらを単独で、あるいは、併用して用いることができる。

ここで用いるオレフィン系熱可塑性エラストマーは具体的にはハードセグメントとしてのポリエチレン、プロピレン等と、ソフトセグメントしてのエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）等から構成される。オレフィン系熱可塑性エラストマーは単独で使用しても良く、２つ以上を併用しても良い。

これらのうち、プライムポリマーＲ１１０Ｅであると、流動性が高く柔軟性が高いために好ましい。

また、ポリフェニレンエーテル系樹脂は、通常、ポリプロピレン系樹脂と混合して用いられ、このとき、１２５℃以上という高い耐熱性が得られ、エンジンルームなどでの使用が可能となる。

さらに、ポリフェニレンサルファイド系樹脂はより高い耐熱性を有するためにエンジン直下の環境などでの使用が可能となる。

本発明のフラットケーブルで用いる絶縁層は上記のベース樹脂に加え、必要に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、各種難燃剤、難燃助剤、添加剤等を添加して構成した熱可塑性樹脂組成物により、押出し成形法により平行配列された複数の導体の周囲に押出して成形する。

上記では主としてフレキシブルフラットケーブルについて説明したが、本発明ではフレキシブルフラットケーブルのみならず、フラットケーブルであれば、例えばリボンケーブル等であっても良い。

以下に本発明のフラットケーブルの実施例について具体的に説明する。

樹脂組成物の原料は表１に示すものを用い、二軸混練押出機を用いて表２に示す配合量（重量部）になるように混錬しそれぞれ樹脂組成物（実施例１〜５、比較例１〜３）を得た。

次にこれら８種類の樹脂組成物により押出し成形法によりそれぞれフラットケーブルを作製した。具体的には図２に示すように導体間距離Ｐが０．５ｍｍとなるように、電気銅からなる幅Ｗｏが２．０ｍｍ、厚さＴｏが０．１５ｍｍの平角導体６本、あるいは、幅Ｗｏが２．０ｍｍ、厚さＴｏが０．１０ｍｍの平角導体６本、もしくは、幅Ｗｏが２．０ｍｍ、厚さＴｏが０．０５ｍｍの平角導体６本をそれら幅方向に平行配列しながら、これら周囲に、上記の各樹脂を成形可能な温度条件（ポリプロピレン系樹脂の場合（比較例１、実施例１〜３）には２３５℃、ポリフェニレンエーテル系樹脂の場合（比較例２、実施例４）には２５０℃、そして、ポリフェニレンサルファイド系樹脂の場合（比較例３ｍ実施例５）には３００℃）、荷重が２．１６ｋｇとなるようにしながら、幅Ｗが１５．５ｍｍ、導体が存在する部分の絶縁層の厚さＳが０．２０ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．１０ｍｍ、あるいは、０．０８ｍｍとなるように、それぞれ押出し成形し表３及び表４に示す計２４種類のフラットケーブルをそれぞれ得た。

なお、これら表にはＪＩＳ Ｋ７２１０Ｂに準拠して測定したメルトフローレート値（押出し成形時の成形温度での）をＭＦＲ値（単位：ｇ／１０分）として併せて記載した。

上記２５種類のフラットケーブルについてそれぞれ、外観評価、及び、構造評価を行った。

＜外観評価＞
得られたフラットケーブルについて、目視観察により、外観形状に歪みや撚れがなく、導体表面からの樹脂の浮きや剥がれが生じていない場合には良好であるとして「○」、これらのいずれかが生じていた場合には不十分として「×」としてそれぞれ評価した。

＜構造評価＞
絶縁層の厚さについて、得られたフラットケーブルをそれぞれ５０ｍ毎に樹脂埋め、すなわち、ケーブルのつぶれを防止するために、切断部付近をあらかじめエポキシ樹脂内に埋め込んでエポキシ樹脂ごと切断したのち、切断面を研磨して、切断による変形を受けてない面を顕微鏡で観察しながら導体部分の絶縁層の厚さを測定し、それらの厚さ測定値のすべてが設計値（上記例では０．２０ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．１０ｍｍ、あるいは０．０８ｍｍ）の±０．０５ｍｍ以内である場合を安定したフラットケーブル構造が得られたとして「○」、±０．０５ｍｍよりも大きい場合を安定したフラットケーブル構造が得られなかったとして「×」としてそれぞれ評価した。

これらの評価結果を表３及び表４に併せて示した。

これら表によれば、本願発明に係るフラットケーブルは外観、構造において優れたフラットケーブルであることが理解できる。

１ 平角導体
２ 絶縁層

Claims (4)

1. 互いに平行配列された複数の導体周囲に押出し成形によって絶縁層が配されて構成されたフラットケーブルにおいて、
   前記絶縁層が、前記押出し成形における成形温度でのメルトフローレート値が２．０ｇ／１０分以上であり、かつ、
   ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、及び、ポリフェニレンサルファイド系樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂により構成されていることを特徴とするフラットケーブル。
2. 前記導体の厚さが０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、かつ、
   前記絶縁層の前記導体が存在する部分の厚さが０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ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. 自動車の可動部と固定部とを電気的に接続するフラットケーブルであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフラットケーブル。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフラットケーブルの製造方法であって、前記絶縁層を押出し成形により成形することを特徴とするフラットケーブルの製造方法。

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