JP2013241692A - 織物状フラットケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】優れた伝送特性、耐ノイズ特性を有する同軸ケーブルを経糸として用いながら、同軸ケーブルの直線性が高く、嵩高とならず、外力による織物組織の崩れが発生し難い結束力を有し、折り畳む等容易に変形させることが可能で、経済的な織物状フラットケーブルを提供する。
【解決手段】織物状フラットケーブル１は、織物の構造をとることで、通常の繊維織物と同様に、経糸２としての同軸ケーブルと緯糸３がその交絡点のみで緩やかに拘束される。緯糸３として優れた弾性を有する１０〜４５０Ｄのポリウレタンモノフィラメント糸を特定の織密度で用いることで、優れた柔軟性を有し、歪が無く平滑な織物状フラットケーブル１となる。また、使用に際し幅方向に丸めるとか折り畳む等、容易に変形させることが可能な織物状フラットケーブル１となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、織物状フラットケーブルに関する。さらに詳しくは、伝送特性、耐ノイズ特性、柔軟性、屈曲性に優れる織物状フラットケーブルに関する。ここで、「織物状フラットケーブル」とは、織物の構造を有するフラットケーブルをいう。

携帯電話やパソコンに代表される電子機器には、多くのフラットケーブル（以下、「ＦＦＣ」ともいう。）が用いられている。ＦＦＣは、電気信号の伝送を主目的に用いられる。ＦＦＣは、近年の電子機器の小型化、薄型化に伴い、厚みが薄くてスペースをとらないため、益々その使用量が増大している。特に、携帯電話やパソコンのヒンジ部等においては柔軟で屈曲性に優れ、薄くて嵩張らないことが要求され、ＦＦＣがよく用いられている。

ＦＦＣは、薄くフラットな銅箔細線を絶縁フィルムで覆った構造をしている。このため、ＦＦＣの柔軟性は用いる絶縁フィルムによりほぼ決まる。また、ＦＦＣのノイズ対策はシールド材を裏面に貼り付けたり、全体を覆う程度の対策が採られている。

携帯電話やパソコン等の電子機器の機能は日々高度化しており、それに伴い処理される情報量が増大してきている。その結果、ＦＦＣでは伝送特性、耐ノイズ特性において満足できないケースが増えてきた。また、柔軟性、屈曲性においても更なる向上が要求されるようになってきた。そこで、伝送特性、耐ノイズ特性に優れた同軸ケーブルを応用することが考えられている。

同軸ケーブルは音声、画像等の伝送用として開発されたものであり、中心導体、絶縁体、外部導体、シースと呼ばれるケーブルの保護材で構成されている。この同軸ケーブルを用いて、製織技術を応用してフラットケーブル状のものを作る試みがなされている。

特許文献１には、導線に発生する熱を放散する目的で経糸に導電ケーブルを用い、緯糸に合成樹脂等の糸材を用いた織物が提案されている。特許文献２には、その両側に合成繊維を配列させた光ファイバーケーブルを経糸とし、合成繊維の緯糸で織物状にする技術が開示されている。

特許文献３には、柔軟な経糸の繊維糸条の間に任意の間隔で複数本配置されたケーブルが経糸及び緯糸と交錯係合して織物組織を形成し、かつ該織物状ケーブルの両側端に耳部を形成した織物状フラットケーブルが開示されている。特許文献４には、伸縮性を有する細い多数本のフィラメントで同軸ケーブルを織ることで、経糸の変形を抑える技術が開示されている。

特開２００１−１２６５４６号公報 特開昭６２−２９７８１１号公報 実開昭６３−０２１９１１号公報 特許第３６４８１０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、その目的が導線同士の間隔をあけることで導線に発生した熱を放散することにある。そのため、この織物は必要以上に広幅、嵩高構造となり、フラットケーブルとして応用することはできない。また、特許文献２に記載された技術を、光ファイバーを同軸ケーブルに置き換えて実施する場合、織物としてこの方法だと本来必要としない合成繊維の経糸を用いることで、必要以上に幅が広くなる。また、その製造コストは非常に高いものになる。また、特許文献１や２に記載のように緯糸に通常の合成繊維を用いた場合には、外力によって織物組織が容易に崩れるという問題もあった。

特許文献３に記載された技術は、織物の経糸の一部を同軸ケーブルに置き換えたものであり、必要以上に幅が広くなり、フラットな織物を製造することが困難であり、経済性の点でも不利である。また、特許文献４に記載された技術においては、経糸の変形を防ぐため、製織時の緯糸を低張力にする必要がある。通常、同軸ケーブルの最外層は、ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＥ等の平滑なプラスチックで覆われている。このため、緯糸の張力が弱いと、結果として織りあがったフラットケーブルは屈曲、ツイスト、摩擦等の外力により緯糸と経糸がスリップし変形、組織崩れを起こしやすいという問題点があった。

本発明は、上述した事情の下になされたもので、優れた伝送特性、耐ノイズ特性を有する同軸ケーブルを経糸として用いながら、同軸ケーブルの直線性が高く、嵩高とならず、外力による織物組織の崩れが発生し難い結束力を有し、折り畳む等容易に変形させることが可能で、経済的な織物状フラットケーブルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る織物状フラットケーブルは、
経糸としての同軸ケーブルと、
緯糸としてのポリウレタン弾性繊維からなる繊度が１０Ｄ以上４５０Ｄ以下のモノフィラメント弾性糸と、
を有し、前記モノフィラメント弾性糸の織密度が、６０本／インチ以下である。

また、織物状フラットケーブルは、前記織物状フラットケーブルの幅方向の端部に前記緯糸の切断面がないことが好ましい。

また、前記同軸ケーブルの径が１ｍｍ以下であることが好ましい。

また、前記経糸が直線状であり、前記緯糸が経糸の周囲に添って曲がっている緯糸曲がり構造からなることが好ましい。

また、前記織物状フラットケーブルは細幅シャトル織機で製織された織物であることが好ましい。

本発明に係る織物状フラットケーブルは、織物の構造をとることで、通常の繊維織物と同様に、経糸としての同軸ケーブルと緯糸がその交絡点のみで緩やかに結束される。緯糸として優れた弾性を有する糸を用いることで、優れた柔軟性を有し、歪が無く平滑な織物状フラットケーブルとなる。そして、使用に際し幅方向に丸めるとか折り畳む等、容易に変形させることが可能な織物状フラットケーブルとなる。また、緯糸にポリウレタン弾性繊維からなるモノフィラメント弾性糸を用いることで経糸と緯糸の結束力が増し、低密度でも外力を受けた場合の組織崩れが発生しにくくなり、その結果緯糸の織密度を少なくすることが可能となり、生産性、経済的に有利となる。

本発明の実施形態に係る織物状フラットケーブルの経糸に沿った断面構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る織物状フラットケーブルの緯糸に沿った断面構造を示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例に係る織物状フラットケーブルの経糸に沿った断面構造を示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例に係る織物状フラットケーブルの緯糸に沿った断面構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る織物状フラットケーブルについて、図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２に示されるように、本発明の実施形態に係る織物状フラットケーブル１は、経糸２として必要本数の同軸ケーブルを主体として構成され、緯糸３としてポリウレタン弾性繊維からなるモノフィラメント弾性糸を用いている。そして、適度な張力で耳組織のない細幅織物とすることで、非常にスリムな織物状フラットケーブル１が実現する。

同軸ケーブルの種類、太さは伝送特性、シールド性、耐屈曲性、厚み等要求に合わせて選択できる。織物状フラットケーブル１の厚みは用いる同軸ケーブルの太さに影響を受けるため、できるだけ細いものが望まれ、径が１ｍｍ以下の同軸ケーブルを用いるのが好ましい。さらに、径が０．５ｍｍ以下の同軸ケーブルを用いるのが好ましく、径が０．３ｍｍ以下の同軸ケーブルを用いるのが、より好ましい。

経糸２として、同軸ケーブル以外の細線状のものを併用してもよい。例えば、経糸２の一部をアラミド繊維等の高強度繊維を用いることで、織物状フラットケーブル１の張力での破断を防ぐ効果が期待できる。また、経糸２の一部に導電性繊維又は銅線等の導電性を有するものを用いることで、電磁波対策とすることができる。

緯糸３として伸縮性に優れたポリウレタン弾性繊維からなるモノフィラメント弾性糸を用いることで、織り上げ後、弾性糸の摩擦力と緯糸の適度の収縮力が期待でき、経糸２である同軸ケーブル同士を結束させる効果が期待できる。このことで、織り上げ後、同軸ケーブル同士が適度な張力で結束される。これにより、同軸ケーブルが整然と配列し、見栄えのよいスリムな織物にすることができる。

伝送特性の面でみると、織物の経糸２を構成する同軸ケーブルはできるだけ直線状であることが望ましい。織物からなる織物状フラットケーブル１の経糸２である同軸ケーブルが直線状であるには、緯糸３が図１に示すように直線状の同軸ケーブルの周囲に沿うような状態で織り上げられた、図２に示すように緯糸３のみが曲線状である緯糸曲がり構造の織物とすることで初めて実現する。

また、でき上がった織物状フラットケーブル１が柔軟性に富むとともに、結束性をも同時に満たすためには、緯糸３の摩擦が大きく且つ優れた伸縮性を有する必要がある。

緯糸３としては、伸縮性に優れるポリウレタン弾性繊維からなるモノフィラメント弾性糸が用いられる。特に、他の糸を弾性糸に巻きつけた、いわゆるカバリング糸等より、弾性糸単独の方が、経糸２との結束性、経済性等の点で、より好ましい。

ポリエステル等の合成繊維の加工糸は、ある程度の伸度は有するが、回復力が弱く、また経糸との摩擦力も弱い。このため、合成繊維の加工糸を緯糸として用いると、でき上がった織物状フラットケーブルは、経糸と緯糸の結束力が弱いものとなる。その結果、でき上がった織物状フラットケーブルに曲げ、ツイスト、摩擦等の外力が加わると組織崩れが発生しやすい。これに対して、弱い張力で緯糸を高密度にし、緯糸同士の動きを拘束することも考えられるが、満足できる結束力は得られない。また、緯糸の密度を上げるために、製織の生産性も悪いものとなる。

また、ポリエステル等の合成繊維の加工糸を緯糸３として製織した織物状フラットケーブルでは、十分な伸度と回復性が無く、丸めたり、折り畳んだりすることは困難である。

緯糸３に用いられるポリウレタン弾性繊維からなるモノフィラメント弾性糸の例としては、スパンデックスがあげられる。

細幅シャトル織機を用いて、緯糸３にポリウレタン弾性繊維からなる弾性糸を用いて製織することで、経糸２である同軸ケーブルがほぼ直線状であり、緯糸３が経糸２に添って曲がっている緯糸曲がり構造の織物が得られ、目的の織物状フラットケーブル１を容易に作ることが可能となる。さらに、織物の幅方向の端部に緯糸３の切断面がない細幅織物とすることが好ましい。織物の幅方向の端部に緯糸３の切断面が存在すると、その部分から織物組織が解れてしまう。これを防ぐのに樹脂等により固めることもできるが、その場合は重量が増加したり、柔軟性が損なわれる。

緯糸３の繊度は、織物状フラットケーブルの厚み、嵩高性、幅等に影響する。このため、モノフィラメント弾性糸の繊度は、１０Ｄ以上４５０Ｄ以下であることが必要である。モノフィラメント弾性糸の繊度がこの範囲内であれば、織物状フラットケーブル１をより薄く、コンパクトなものとすることができる。
緯糸３の繊度は、経糸２としての同軸ケーブルの種類、柔軟性や織物状フラットケーブル１として使用する際の要求される同軸ケーブル間のピッチ、織物状フラットケーブル１としての幅等を考慮して、上記範囲内で決定すればよい。

ポリウレタン弾性繊維からなるモノフィラメント弾性糸を緯糸３として使用することで、織物状フラットケーブル１にストレスが加わった場合、緯糸３の伸縮性が作用して同軸ケーブル間の自由度が増すことでさらに柔軟になり、結果として屈曲耐久性、ねじり耐久性等の特性が向上する。また幅方向の可変形域が大きくなり、丸めたり、折り畳んだりすることができ、筐体に組み込む際の自由度が増すことでより使いやすい織物状フラットケーブル１となる。

織物の組織としては、平織りが、製織性がよく、薄い織物になることもあって多用されるが、綾組織、繻子組織であってもよい。

綾組織、繻子組織の場合、平組織と比較し緯糸で拘束される点が減り、非拘束長が長くなることで柔軟性が増す特徴がある。目的に合わせて適宜選択すればよい。

これらの織物は細幅シャトル織機を用いることで、容易に製造することができる。この種の織機は、多数の細幅織物を同時に織ることができることで、経済面でも有利である。

緯糸３の織密度は特に限定するものではなく、織物の柔軟性、結束性、コスト等を考慮し適宜決定すればよく、６０本／インチ以下であることが好ましい。一般に織密度が少なくなると柔軟性は増すが結束性が弱くなり、織密度が増すと結束力は増すが、ケーブルとしての柔軟性が損なわれるようになる。緯糸３の織密度は、これらのことを考慮した上で、目的に合わせ決定すればよい。

次に、本発明の実施形態の変形例に係る織物状フラットケーブルについて、図面を参照しつつ説明する。

図３及び図４に示すように、本発明の実施形態の変形例に係る織物状フラットケーブル１１は、経糸１２として必要本数の同軸ケーブルを主体として構成され、緯糸１３としてポリウレタン弾性繊維からなるモノフィラメント弾性糸を用いている。本変形例においては、緯糸１３としてのモノフィラメント弾性糸の伸縮性が、上記緯糸３に比べてやや低い。

この欠点をカバーするために緯糸１３の張力を大きくすると、図３に示すように、経糸１２である同軸ケーブルがやや曲がった経糸曲がり構造となり、伝送特性に少し影響を与える。しかし、実用上は問題がない。緯糸１３の繊度が織物状フラットケーブル１１の厚み、嵩高性、幅等に影響することから、モノフィラメント弾性糸の繊度は１０Ｄ以上４５０Ｄ以下であることが好ましい。モノフィラメント弾性糸の繊度がこの範囲内であれば、織物状フラットケーブル１１をより薄く、コンパクトなものとすることができる。

以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
本発明の実施例１乃至４に係る織物状フラットケーブルを製造し、特性評価を行った。比較のため、比較例１乃至３の織物状フラットケーブルを製造し、特性評価を行った。

織物状フラットケーブルの特性評価は、以下のようにして行った。
（１）経糸曲がり
織物状フラットケーブルを側面から観察し、経糸の同軸ケーブルの波打ち形状を観測する。波の頭頂部と谷部との高さの差が０．５ｍｍ未満である場合は良好（○）、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満の場合はやや良（△）、１．０ｍｍ以上の場合は不良（×）とした。
（２）結束性
ＪＩＳ Ｌ １０９６の引張強さＢ法（グラブ法）に順じ、織物状フラットケーブルに２ｋｇｆの荷重をかけた後の目ズレ状態を観察し、目ズレがないものを良好（○）、１．０ｍｍ未満の目ズレが数箇所みられるものをやや良（△）、１．０ｍｍ以上の目ズレが数箇所みられるものを不良（×）とした。
（３）嵩高
ピーコックにて織物状フラットケーブルの厚さを測定し、用いている同軸ケーブルの直径に対して厚さが２倍以上の場合は不良（×）、１．５倍以上２倍未満の場合はやや良（△）、１．５倍未満の場合は良好（○）として判定した。
（４）折り畳み性
経糸の同軸ケーブルに沿って、緯糸が屈曲するように折り畳み、１ｋｇｆの荷重をかけて３０分放置する。その後荷重を取り除き、フラットケーブルの状態を観察した。折り目が目立たず、組織のズレもないものを良好（○）とし、折り目が残っていたり、組織にズレがあるものを不良（×）として判定した。

経糸として直径０．２ｍｍの同軸ケーブルを６０本用い、繊度が４０Ｄのスパンデックス・モノフィラメント糸を緯糸として用い、細幅シャトル織機で細幅織物を織り上げた。緯糸の織密度は、４０本／インチであった。
このようにして作られた織物状フラットケーブルは、表１に示すように経糸曲がり、結束性、嵩高、折り畳み性のいずれの点でも優れたものであった。

実施例１に準じて０．２ｍｍの同軸ケーブルを６０本、経糸として用い、繊度が４０Ｄのスパンデックス・モノフィラメント糸を緯糸として用い、細幅シャトル織機で細幅織物を織り上げた。緯糸の織密度は、６０本／インチであった。
このようにして作られた織物状フラットケーブルは、表１に示すように経糸曲がり、結束性、嵩高、折り畳み性のいずれの点でも優れたものであった。

経糸として直径０．３ｍｍの同軸ケーブルを４０本用い、繊度が４０Ｄのスパンデックス・モノフィラメント糸を緯糸として用い、細幅シャトル織機で細幅織物を織り上げた。緯糸の織密度は、４０本／インチであった。
このようにして作られた織物状フラットケーブルは、表１に示すように経糸曲がり、結束性、嵩高、折り畳み性のいずれの点でも優れたものであった。

経糸として直径０．３ｍｍの同軸ケーブルを４０本用い、繊度が４２０Ｄのスパンデックス・モノフィラメント糸を緯糸として用い、細幅シャトル織機で細幅織物を織り上げた。緯糸の織密度は、３０本／インチであった。
このようにして作られた織物状フラットケーブルは、表１に示すように嵩高性では実施例１、２、３と比較し若干劣るものの、経糸曲がり、結束性、折り畳み性のいずれの点でも優れ、織物状フラットケーブルとして優れたものであった。

［比較例１］
経糸として直径０．２ｍｍの同軸ケーブルを６０本用い、総繊度が５０Ｄのポリエステル加工糸を緯糸として用い、細幅シャトル織機で細幅織物を織り上げた。緯糸の織密度は、４０本／インチであった。
このようにして作られた織物状フラットケーブルは、表１に示すように結束性に乏しく、外力で織物組織が崩れ、織物状フラットケーブルとして使えるものではなかった。

［比較例２］
経糸として直径０．２ｍｍの同軸ケーブル６０本用い、総繊度が７５Ｄのポリエステル加工糸を緯糸として用い、細幅シャトル織機で細幅織物を織り上げた。外力での組織崩れを防止する目的で緯糸張力を大きくし、織密度を８０本／インチとした。
このようにして作られた織物状フラットケーブルは、表１に示すように結束性の改善はある程度達成されるものの、経糸曲がりが不良で直線性が損なわれた。また、ケーブル表面が緯糸の張力により歪み、織物状フラットケーブルとしては不適な物であった。

［比較例３］
経糸として直径０．２ｍｍの同軸ケーブル６０本用い、総繊度が１５０Ｄのポリエステル加工糸を緯糸として用い、細幅シャトル織機で細幅織物を織り上げた。緯糸の織密度は、８０本／インチであった。
このようにして作られた織物状フラットケーブルは、表１に示すように経糸曲がりについては満足なレベルであったが、結束性、嵩高の面で実施例と比較し劣り、折り畳み性も満足できるものではなかった。

１，１１ 織物状フラットケーブル
２，１２ 経糸
３，１３ 緯糸

Claims (5)

1. 経糸としての同軸ケーブルと、
   緯糸としてのポリウレタン弾性繊維からなる繊度が１０Ｄ以上４５０Ｄ以下のモノフィラメント弾性糸と、
   を有し、前記モノフィラメント弾性糸の織密度が、６０本／インチ以下である織物状フラットケーブル。
2. 前記織物状フラットケーブルの幅方向の端部に前記緯糸の切断面がない請求項１に記載の織物状フラットケーブル。
3. 前記同軸ケーブルの径が１ｍｍ以下である請求項１または２に記載の織物状フラットケーブル。
4. 前記経糸が直線状であり、前記緯糸が経糸の周囲に添って曲がっている緯糸曲がり構造からなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の織物状フラットケーブル。
5. 前記織物状フラットケーブルは細幅シャトル織機で製織された織物である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の織物状フラットケーブル。

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