JP5854008B2 - フラットケーブル - Google Patents

Description

本発明は、フラットケーブルに関する。

従来、並列された一対の絶縁導体により構成される複数のユニット（導体対）の並列面の上下から複数の電線対を挟んで一対のシールドフィルムを貼り合わせたシールドケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

米国公開特許出願２０１２／００９７４２１号

特許文献１のシールドケーブルにおいては、複数のユニットは断面円形の絶縁導体から構成されているため、当該シールドケーブルをコネクタ等と接続するためには、各絶縁導体を端末処理してコネクタに設けられたコンタクト部材と接続する作業が必要であった。

そこで、本発明は、コネクタ等との接続が容易なフラットケーブルを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のフラットケーブルは、
平面状に並列された少なくとも２本の第１平角導体と、前記第１平角導体を一体化する絶縁体とをそれぞれ含む複数のサブユニットと、
平面状に並列された前記複数のサブユニットの並列面の両側から貼り合わされる一対のシールドテープと、
を備え、
前記平角導体の並列方向に沿った前記一対のシールドテープの幅は、前記複数のサブユニットが並列された状態での幅方向の一端側のサブユニットから他端側のサブユニットまでの幅よりも広く、
前記一対のシールドテープの前記幅方向における両端部において前記一対のシールドテープ同士が貼り合わされ、
前記フラットケーブルの長さ方向の端部において、並列された前記第１平角導体の長さ方向の端部が露出され前記絶縁体または前記絶縁体とは別のフィルムに貼り付けられている。

本発明によれば、コネクタ等との接続が容易なフラットケーブルを提供することができる。

本実施形態に係るフラットケーブルの横断面図である。 図１のフラットケーブルの端部を示す縦断面図である。 図１のフラットケーブルの製造方法を示す模式図である。 図１のフラットケーブルの製造方法を示す模式図である。

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係るフラットケーブルは、
（１）平面状に並列された少なくとも２本の第１平角導体と、前記第１平角導体を一体化する絶縁体とをそれぞれ含む複数のサブユニットと、
平面状に並列された前記複数のサブユニットの並列面の両側から貼り合わされる一対のシールドテープと、
を備え、
前記平角導体の並列方向に沿った前記一対のシールドテープの幅は、前記複数のサブユニットが並列された状態での幅方向の一端側のサブユニットから他端側のサブユニットまでの幅よりも広く、
前記一対のシールドテープの前記幅方向における両端部において前記一対のシールドテープ同士が貼り合わされ、
前記フラットケーブルの長さ方向の端部において、並列された前記第１平角導体の長さ方向の端部が露出され前記絶縁体または前記絶縁体とは別のフィルムに貼り付けられている。
この構成によれば、従来の断面円形状の絶縁電線を備えたフラットケーブルと同等の優れた電気特性を有する。また、フラットケーブルの端部では平角導体の一方の面が露出されて並列して絶縁体または別のフィルムに貼られているので、コネクタにフラットケーブル端部を挿入するだけで各平角導体をコネクタのコンタクト部材と接続することができる。

（２）前記絶縁体と前記一対のシールドテープとの間に、インピーダンス調整のための介在層が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、介在層によりインピーダンス調整がなされるため、伝送信号の反射損失を防いで、良好な伝送特性を得ることができる。

（３）前記並列面において、前記複数のサブユニットと所定の間隔をあけて少なくとも１本の第２平角導体が配置され、
前記少なくとも１本の第２平角導体は前記並列面の両側から前記一対のシールドテープにより挟み込まれている。
この構成によれば、グランド線として用いられる第２平角導体をフラットケーブル内に容易に組み込むことができる。

（４）前記第１平角導体が同一平面上に並列されていることが好ましい。
この構成によれば、コネクタ等のコンタクト部材に各平角導体を接続するときに線間で段差が生じない。

（５）前記絶縁体は、絶縁フィルムから構成され、
前記絶縁フィルムは、前記第１平角導体をその並列面の両側から挟み込んでいることが好ましい。
この構成によれば、平角導体の本数が異なるなど多種のサブユニットが製造されるのに適している。

（６）前記絶縁体は、前記第１平角導体の周囲に押出し被覆された樹脂により構成されていることが好ましい。
この構成によれば、同種のサブユニットが大量に製造されるのに適している。

（７）前記第１平角導体の露出部分と、前記一対のシールドテープのうち一方のシールドテープとに、前記別のフィルムが貼り付けられていることが好ましい。
この構成によれば、フラットケーブルの端部を接続部材に直接挿入し易く、接続作業性が良い。

[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係るフラットケーブルの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は本実施形態に係るフラットケーブル１の横断面図である。

本実施形態に係るフラットケーブル１は、機器を電気的に接続するため、もしくは機器内配線のために用いられるケーブルである。このフラットケーブル１は、例えばデータセンタ等で使用されるケーブル規格であるＭｉｎｉ−ＳＡＳ（Serial Attached SCSI）ケーブルとして用いられるものである。

図１に示すように、フラットケーブル１は、複数のサブユニット１０と、介在層１５と、一対のシールドテープ２０とを備えている。
複数のサブユニット１０は、平面状に配列された複数本（ここでは、２本または４本）の平角導体１１（第１平角導体の一例）と、配列された複数本の平角導体を覆う絶縁フィルム１２（絶縁体の一例）とを備えている。

平角導体１１は、例えば錫メッキ銅導体から構成されている。この平角導体１１は、断面において、例えば縦０．１ｍｍで横０．６ｍｍの略扁平な矩形状に形成されている。平角導体の断面積は、ＡＷＧ＃３０相当（０．０５ｍｍ^２程度）であることが好ましい。本実施形態においては、差動伝送を目的として２本一組の平角導体１１によりサブユニット１０が構成されているが、図１の中央のサブユニット１０のように偶数本（例えば、４本）の平角導体１１により１つのサブユニット１０が構成されてもよい。

絶縁フィルム１２は、例えばポリエステル樹脂などから形成されている。絶縁フィルム１２には、その互いに対向する面に、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂などからなる接着層１３が設けられている。絶縁フィルム１２は、例えば幅が１．８ｍｍで、厚さが５０〜１００ｍｍ程度である。

一対の絶縁フィルム１２は、平面状に配列された平角導体１１をその配列面の両側から挟み込んだ状態で、接着層１３を介して互いに貼り合わされている。これにより、複数本の平角導体１１が一対の絶縁フィルム１２により覆われている。なお、接着層１３は、絶縁フィルム１２との接着力が平角導体１１との接着力よりも強く設定されていることが好ましい。例えば、平角導体１１を構成する金属よりも絶縁フィルム１２を構成する樹脂との接着力が強い接着剤を用いることが好ましい。
１つのサブユニット１０を構成する平角導体１１同士の間隔Ｇは例えば０．２ｍｍとされている。一つのサブユニット１０の幅方向の端に位置する平角導体１１の幅方向端部から絶縁フィルム１２の幅方向端部までの長さＭは、０．２ｍｍ程度とされている。平角導体１１同士の中心間距離Ｐ（並列ピッチ）は、例えば０．８ｍｍである。

このように構成された複数のサブユニット１０が、各サブユニット１０の平角導体１１の並列面が同一平面上にある状態で所定の間隔で並列されている。隣接するサブユニット１０同士の間隔Ｄは、例えば０．４ｍｍである。また、隣接するサブユニット１０に含まれる平角導体１１同士の間隔Ｑは例えば０．８ｍｍ程度である。
このように並列された複数のサブユニット１０の並列面の上下から一対のシールドテープ２０が貼り合わされている。複数のサブユニット１０の間においては上下のシールドテープ２０同士が貼り合わされている。一対のシールドテープ２０は、金属層２１と接着層２２から構成されている。金属層２１は、例えば、Ａｌから構成され、接着層２２は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂などから構成されている。

図１に示すように、貼り合わされた一対のシールドテープ２０の幅Ｌ１（平角導体１１の並列方向に沿った幅）は、複数のサブユニット１０が並列された状態での一端側のサブユニット１０Ａから他端側のサブユニット１０Ｂまでの幅Ｌ２よりも広くなっている。そのため、一対のシールドテープ２０の幅方向における両端部Ｓにおいては、一対のシールドテープ２０同士が貼り合わされている。

サブユニット１０の絶縁フィルム１２と一対のシールドテープ２０との間には、インピーダンス調整のための介在層１５が設けられている。介在層１５は、ポリエチレン（ＰＥ）などからなる樹脂フィルムまたは繊維層から構成され、その厚さは例えば０．２ｍｍ程度である。
フラットケーブル１のインピーダンスは１００Ω程度であることが好ましい。複数のサブユニット１０とその両側の介在層１５とを合わせた厚さは、例えば０．６ｍｍまたはそれ以上となる。

複数のサブユニット１０の並列面において、複数のサブユニット１０と間隔をあけて少なくとも１つの平角導体１１Ａ（第２平角導体の一例）が配置されている。この平角導体１１Ａは、例えばグランド線として用いられる。本実施形態においては、フラットケーブル１の幅方向の端部Ｓに、平角導体１１Ａがそれぞれ１本ずつ配置されている。これら平角導体１１Ａは複数のサブユニット１０と同様に並列面の両側から一対のシールドテープ２０により挟み込まれている。

なお、本実施形態においては、サブユニット１０内の平角導体１１同士の間隔、複数の平角導体１１を一体化する絶縁体１２の長さ、複数のサブユニット１０の間隔は、Ｍｉｎｉ−ＳＡＳ用コネクタの規格寸法に合わせたピッチに設定されている。

図２は、フラットケーブル１の端部を示す縦断面図である。
図２に示すように、フラットケーブル１の長手方向における端部においては、絶縁フィルム１２、介在層１５およびシールドテープ２０が所定長さ除去され、平角導体１１，１１Ａが露出されている。露出された平角導体１１，１１Ａの露出部分と、一対のシールドテープ２０のうち一方のシールドテープ２０（図２における下側のシールドテープ２０）とを覆うように、絶縁フィルム１２とは別の補強フィルム２５（別のフィルムの一例）が貼り付けられている。補強フィルム２５は、ポリエステル樹脂などから形成されている。
補強フィルム２５により補強されたフラットケーブル１の端部は不図示の接続部材に直接挿入して接続される。接続部材としては、例えばＭｉｎｉ−ＳＡＳ用コネクタが好適である。
このように平角導体１１，１１Ａの露出部分とシールドテープの一面に補強フィルム２５を貼り付けることにより、平角導体１１，１１Ａの並列形状を維持したままでフラットケーブル１を接続部材に接続させることができる。

次に、図３および図４を用いて本実施形態に係るフラットケーブル１の製造方法について説明する。

本実施形態に係るフラットケーブル１は、まず長尺ケーブル１４を作成し、次に長尺ケーブル１４を所望長さに切断した複数のサブユニット１０を作成し、更に複数のサブユニット１０に介在層１５を介した状態で一対のシールドテープ２０を貼り合わせることにより作成される。

まず、図３に示すように、長尺ケーブル１４を作成する。互いに対向して押圧し合う一対のラミネートローラ３１，３１の間に複数本の平角導体１１を所定の間隔で並列して供給する。各平角導体１１は不図示のボビンから繰り出される。次に、一対のラミネートローラ３１，３１の間に、接着層１３が塗布された絶縁フィルム１２，１２を一対の絶縁フィルム保持ローラ３３，３３から平角導体１１の配列面の両側に供給する。そして、一対のラミネートローラ３１，３１によって、平角導体１１を挟み込んだ一対の絶縁フィルム１２，１２を押圧し、絶縁フィルム１２，１２を互いに貼り合わせ、長尺ケーブル１４を形成する。このようにして形成された長尺ケーブル１４が、ラミネートローラ３１，３１から下流に搬送され、さらに巻取りローラ３２により巻き取られる。

次に、図４（ａ）に示すように、長尺ケーブル１４を切断し、所望の幅および所望の数の平角導体１１を備えた複数のサブユニット１０を得る。フラットケーブル１の端部において絶縁フィルム１２に切り込みを入れてこれらを除去し、図２に示すように平角導体１１を露出する。

次に、図４（ｂ）に示すように、複数のサブユニット１０を所定間隔で並列するとともに、その並列方向の両端に平角導体１１Ａをそれぞれ配置する。このとき、各サブユニット１０と両端の平角導体１１Ａの長さを同じとする。そして、サブユニット１０の上下に各サブユニット１０の絶縁体１２と長さを同じとした介在層１５を貼り付ける。

次に、図１および図４（ｂ）に示すように、並列された複数のサブユニット１０および介在層１５、ならびに平角導体１１Ａを挟み込んだ状態で一対のシールドテープ２０を両側から貼り合わせる。各シールドテープ２０とサブユニット１０の間に介在層１５が挟まるようにして一対のシールドテープ２０が貼り合わされる。なお、サブユニット１０の長さ方向の端部において平角導体１１が露出された部分には介在層１５もシールドテープ２０も貼らない。

最後に、図２に示すように、平角導体１１，１１Ａの露出部分と一方のシールドテープ２０を覆うように補強フィルム２５を貼り付ける。このようにして、本実施形態のフラットケーブル１が得られる。

以上説明したように、本実施形態においては、平角導体１１を備えた複数のサブユニット１０を所定の間隔で並列させて、一端側のサブユニット１０Ａから他端側のサブユニット１０Ｂまでの幅よりも広い一対のシールドテープ２０により複数のサブユニット１０を一体化することで、例えばＭｉｎｉ−ＳＡＳ用コネクタの規格形状に合ったフラットケーブル１を製造することができる。そのため、例えば１０Ｇｂｐｓの高速デジタル伝送が可能な従来の断面円形状の絶縁電線を備えたフラットケーブルと同等の電気特性を有したフラットケーブル１を提供することができる。また、フラットケーブル１は、断面が略扁平な矩形状の平角導体１１，１１Ａを備えているため、その長手方向に沿った方向に曲げやすく、取扱性に優れている。さらに、従来のようにコネクタ等の接続部材との接続のために絶縁電線を端末処理して各丸線導体を半田付けするなどの作業に比べて、サブユニット１０の長さ方向の端部において露出された平角導体１１をコネクタ等に挿入するだけで接続することができるため、接続作業性に優れている。

また、本実施形態によれば、絶縁フィルム１２と一対のシールドテープ２０との間に、介在層１５が設けられ、この介在層１５によりインピーダンス調整がなされるため、伝送信号の反射損失を防いで、良好な伝送特性を得ることができる。

また、一端側のサブユニット１０の外側および他端側のサブユニット１０の外側にそれぞれ配置された平角導体１１Ａは、両側から一対のシールドテープ２０により挟み込まれている。この構成によれば、グランド線として用いられる平角導体１１Ａをフラットケーブル１内に容易に組み込むことができる。

また、各サブユニット１０の平角導体１１が同一平面上に並列されているため、コネクタ等のコンタクト部材に各平角導体１１を接続するときに線間で段差が生じない。

また、絶縁フィルム１２により、平角導体１１がその並列面の両側から挟み込まれて各サブユニット１０が形成されている。この構成によれば、平角導体１１の本数が異なるなど多種のサブユニット１０が製造されるのに適している。

また、複数のサブユニット１０の長手方向の端部において、平角導体１１，１１Ａの露出部分と、一対のシールドテープ２０のうち一方のシールドテープ２０とを覆うように、補強フィルム２５が貼り付けられている。この構成によれば、平角導体１１，１１Ａが露出されたフラットケーブル１の端部を、機械的な接触で導通を図るコネクタ等の接続部材に直接挿入し易くなり、接続作業性が良い。

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

上記の実施形態においては、フラットケーブル１の長さ方向の端では絶縁フィルム１２を完全に除去して平角導体１１を露出したが、平角導体１１に貼り合わされる二枚の絶縁フィルムのうち一方を残して、平角導体１１が一枚の絶縁フィルムで裏打ちされた状態で露出するようにしてもよい。この場合、補強フィルム２５は平角導体１１を裏打ちする絶縁フィルムの下に貼られる。

また、上記の実施形態においては、複数の平角導体１１を一体化する絶縁体として、絶縁フィルム１２が用いられているが、この例に限られない。例えば、平角導体１１の周囲に樹脂を押出し被覆することにより絶縁体が構成されていてもよい。この構成によれば、同種のサブユニットが大量に製造されるのに適している。

また、上記の実施形態においては、一端側のサブユニット１０Ａの外側および他端側のサブユニット１０Ｂの外側に、平角導体１１Ａがそれぞれ１本ずつ配置されているがこの例に限られない。例えば、隣接するサブユニット１０の間にグランド線として用いられる少なくとも１本の平角導体１１Ａが配置される構成としてもよい。

また、上記の実施形態においては、シールドテープ２０は、金属層２１と接着層２２とを含んでいるが、金属層２１のさらに外側に金属層２１を保護するための樹脂層を設けてもよい。

１：フラットケーブル
１０：サブユニット
１１：平角導体（第１平角導体の一例）
１１Ａ：平角導体（第２平角導体の一例）
１２：絶縁フィルム（絶縁体の一例）
１３：接着層
１４：長尺ケーブル
１５：介在層
２０：シールドテープ
２１：金属層
２２：接着層
２５：補強フィルム（別のフィルムの一例）
３１：ラミネートローラ
３２：巻取りローラ
３３：絶縁フィルム保持ローラ

Claims (6)

1. 平面状に並列された複数の第１平角導体と、前記複数の第１平角導体を一括して覆う絶縁体とをそれぞれ含む複数のサブユニットと、
   平面状に並列された前記複数のサブユニットの並列面の両側から貼り合わされる一対のシールドテープと、
   を備え、
   前記複数のサブユニットのそれぞれに含まれる前記複数の第１平角導体の本数が複数通りあり、
   前記第１平角導体の並列方向に沿った前記一対のシールドテープの幅は、前記複数のサブユニットが並列された状態での幅方向の一端側のサブユニットから他端側のサブユニットまでの幅よりも広く、
   各サブユニットの両端および前記一対のシールドテープの前記幅方向における両端部において前記一対のシールドテープ同士が貼り合わされ、
   前記並列面において、前記複数のサブユニットと間隔をあけて前記一端側のサブユニットの外側および前記他端側のサブユニットの外側にそれぞれ第２平角導体が配置され、
   前記第２平角導体は前記一対のシールドテープにより挟み込まれ、
   長さ方向の端部において、並列された前記第１平角導体および前記第２平角導体の長さ方向の端部が露出され前記絶縁体または前記絶縁体とは別のフィルムに貼り付けられている、フラットケーブル。
2. 前記絶縁体と前記一対のシールドテープとの間に、インピーダンス調整のための介在層が設けられている、請求項１に記載のフラットケーブル。
3. 前記第１平角導体が同一平面上に並列されている、請求項１または請求項２に記載のフラットケーブル。
4. 前記絶縁体は、絶縁フィルムから構成され、
   前記絶縁フィルムは、前記第１平角導体をその並列面の両側から挟み込んでいる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフラットケーブル。
5. 前記絶縁体は、前記第１平角導体の周囲に押出し被覆された樹脂により構成されている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフラットケーブル。
6. 前記別のフィルムが、前記第１平角導体の露出部分に直接接触して貼り付けられ、かつ前記一対のシールドテープのうち一方のシールドテープに貼り付けられている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のフラットケーブル。

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