JP6678540B2 - フラットケーブル、これを用いた回転コネクタ、及びフラットケーブルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両に搭載される回転コネクタなどに使用されるフラットケーブル、これを用いた回転コネクタ、及びフラットケーブルの製造方法に関する。

フラットケーブルは様々な場所で広く活用されている。例えばステアリング装置に用いられる車両用の回転コネクタには、屈曲性に優れたフラットケーブルが電気配線体として内蔵されている。回転コネクタ内のフラットケーブルによって、ステアリング装置と車両側が電気的に接続されており、フラットケーブルは、車両側からの信号や電源をステアリング装置内の各種スイッチに通電する役割を持つ。例えば、事故の際にエアバックを起動させるための起爆信号もフラットケーブルを介して伝達される。

近年、車両における情報技術の進展、ユーザー要求の多様化によって、フラットケーブルに流れる電流は多回路化、大容量化している。例えば、寒い日でもステアリング装置の冷たさを感じることがないように、ステアリング装置を温めるステアリング・ヒーター機能を備える車両においては、加熱用の大電流がフラットケーブルを流れる。このような通電電流の多回路化、大容量化に伴って、高い耐熱性、難燃性を有するフラットケーブルへの要望が高まっている。

また、フラットケーブルが収容される回転コネクタは小型化が求められている。このため、フラットケーブルは今後、より一層放熱しにくい環境下での使用が予想される。例えば夏場の炎天下時に長時間駐車した場合、小型の回転コネクタ内の温度は８０℃程度に達することがあるため、例え上記したステアリング・ヒーター機能を備えない車両であっても、このような高温域でも使用可能な耐熱性、難燃性を有するフラットケーブルが必要となる。

従来のフラットケーブルの場合、絶縁被覆にポリエステル系樹脂が用いられることが一般的であるが、８０℃の高温では変質してしまう課題がある。ポリエステル系の材料はガラス転移温度が７０℃付近にあることから、フラットケーブルに用いた場合に約７０℃を超えて加熱されると、加熱後再度冷却された場合に、形状が記憶される現象（ヒートセット現象）が生じてしまう。

この形状記憶性は、ポリエステルのガラス転移温度である７０℃付近を超えると、ポリエステルがゴム状態となって非晶部の分子鎖が自由に動くようになり、冷却されるとガラス状態に戻ることによって、非晶部が再度拘束されるため発現すると考えられる。

絶縁被覆がヒートセット現象を発現したフラットケーブルは、形状記憶によって、回転コネクタ内で巻き癖がついた状態となる。回転コネクタ内には、図１に示すように複数のフラットケーブルが配設されるため（図１では四つ）、巻き癖がついたフラットケーブル同士が接触すると、異音を発生させたり、巻き崩れ等の不具合を生じたりすることが問題となる。

このような問題を回避するため、絶縁被膜としてポリエステル系以外の材料を用いることも考えられる。しかしながら、塩化ビニールは耐熱性が低く、ポリカーボネートは耐薬品性が低く、ポリエーテルイミドは屈曲性が低く、ポリイミドは非常に高コストである等、それぞれ課題がある。融点が約２５０℃と高いシクロオレフィン系樹脂を用いると、後述するように、回転コネクタに実装する際に使用する炭化水素系材料を含有する潤滑剤（グリース）によって膨潤してしまうため、その結果、フラットケーブルの膜厚が不均一になって、薄い部分に負荷が重点的にかかり、耐久性が低くなってしまう。

特許文献１には、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）系樹脂を絶縁被膜に用いたフラットケーブルが開示されている。ＰＰＳはガラス転移温度が９０℃程度と高いため、夏場の炎天下時に長時間駐車した場合でも、上記ヒートセット現象を発現しにくい。ＰＰＳ系樹脂の融点は約２８０℃と高く、耐熱性、難燃性、屈曲性がいずれも高く、潤滑剤による膨潤の問題も発生しないため、回転コネクタに内蔵した場合の耐久性でも優れている。

特開２０１３−３０３２７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているフラットケーブルは、押出成形で製造されているため、製造コストが高すぎて実用化が非常に困難である。押出成形の場合、導体の厚さ、幅、本数、順番などの仕様毎に、押出用ヘッド及び口金が必要となるため、多種多様な仕様のフラットケーブルに対応するために、多大な設備投資が必要となる。

さらに、導体が数十μｍと薄い場合には、押出成形によって導体が切断される不具合が発生し易く、これを防ぐために押出成形の速度を抑制すると、製造に要する時間が長引く問題が生じる。製造時間を短縮するために、多条のフラットケーブルを平行して押出成形する方法も考えられるが、その場合には幅広な口金に対応するため製造装置が大型とならざるを得ず、さらに設備投資費が嵩んでしまう。

一般にＰＰＳ系樹脂は、従来品のポリエステル系樹脂等に比較して、原材料そのものが高価である。それに加えて、上記した押出成形による多大な設備投資費が必要となる結果、製造コストの観点から実用化は難しいのが実情である。

また、押出成形による製造は、同一のフラットケーブルに厚さや幅が異なる導体を複数含む場合に、絶縁被覆となる樹脂を均一に押し出すことが技術的に難しい。具体的には、導体間の距離が広い領域には必要量以上の多量の樹脂が押し出され、狭い領域には必要量に満たない少量の樹脂しか押し出されないといった困難性がある。このため、設計の自由度が制限されてしまう。

本発明は、上記した課題に着目してなされたものであり、耐熱性、難燃性、屈曲性及び耐久性に優れると共に、製造が容易で、低コストのＰＰＳ系樹脂製のフラットケーブル、これを用いた回転コネクタ、及び該フラットケーブルの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るフラットケーブルは、配列した複数の導体と、前記導体の周囲を被膜する絶縁層とを有し、前記絶縁層は複数の層を含んでおり、前記絶縁層の最外層及び前記導体と接する最内層はいずれもポリフェニレンサルファイド系樹脂により構成されており、前記最内層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点は、前記最外層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点より５℃以上低いことを特徴とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るフラットケーブルは、配列した複数の光ファイバーと、前記光ファイバーの周囲を保護材料で被覆した保護層とを有し、前記保護層は複数の層を含んでおり、前記保護層の最外層及び前記光ファイバーと接する最内層はいずれもポリフェニレンサルファイド系樹脂により構成されており、前記最内層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点は、前記最外層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点より５℃以上低いことを特徴とする。

上記フラットケーブルは、前記最外層は架橋処理層であって、前記最内層は架橋未処理層であってもよい。

上記課題を解決するため、本発明に係る回転コネクタは、上記フラットケーブルを内蔵することを特徴とする。

上記回転コネクタは、前記内蔵されるフラットケーブルの外表面、及び外装ケースの内周面には、炭化水素系材料を含有する潤滑剤が塗工されていることが好ましい。

上記回転コネクタは、前記内蔵されるフラットケーブルの最小屈曲半径は、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。

上記回転コネクタは、前記内蔵されるフラットケーブルは５．５Ａ以上の電流を通電可能であり、８０℃以上２５０℃以下の耐熱性を有することが好ましい。

上記課題を解決するため、本発明に係るフラットケーブルの製造方法は、上記フラットケーブルを製造する方法であって、前記最内層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点以上、前記最外層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点未満の温度で、加熱圧着により前記最内層同士を熱融着することを特徴とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るフラットケーブルの製造方法は、融点の異なるポリフェニレンサルファイド系樹脂を層状に含む２枚の樹脂フィルムを、導体を挟んで、熱融着により接着するフラットケーブルの製造方法であって、前記導体に対して、低融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層が接し、熱融着に用いる加熱圧着装置に対して、高融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層が接するように、前記導体及び前記樹脂フィルムが送出される工程と、前記送出された導体及び前記樹脂フィルムを、前記加熱装置によって、前記導体に接する層の融点以上前記加熱装置に接する層の融点未満の温度で、加熱圧着する工程と、を有することを特徴とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るフラットケーブルの製造方法は、融点の異なるポリフェニレンサルファイド系樹脂を層状に含む２枚の樹脂フィルムを、光ファイバーを挟んで、熱融着により接着するフラットケーブルの製造方法であって、前記光ファイバーに対して、低融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層が接し、熱融着に用いる加熱圧着装置に対して、高融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層が接するように、前記光ファイバー及び前記樹脂フィルムが送出される工程と、前記送出された導体及び前記樹脂フィルムを、前記加熱装置によって、前記光ファイバーに接する層の融点以上前記加熱装置に接する層の融点未満の温度で、加熱圧着する工程と、を有することを特徴とする。

上記フラットケーブルの製造方法は、前記融点の異なるポリフェニレンサルファイド系樹脂を層状に含む２枚の樹脂フィルムは、あらかじめフィルムの一部に架橋処理が施されており、熱融着に用いる加熱圧着装置に対して、架橋処理層が接するように、前記導体および前記光ファイバーに対して、架橋未処理層が接し、熱融着に用いる加熱圧着装置に対して、架橋処理層が接するように、前記導体、前記光ファイバー及び前記樹脂フィルムが送出される工程と、前記送出された導体及び前記樹脂フィルムを、前記加熱装置によって、前記導体、前記光ファイバーに接する層の融点以上の温度で、加熱圧着する工程と、を有することを特徴とする。

上記フラットケーブルの製造方法は、前記樹脂フィルムの厚さが５μｍ以上１００μｍ以下であって、融点が高いもしくは架橋処理を受けたＰＰＳ系樹脂から構成される層の厚さは１μｍ以上であることが好ましい。

本発明のフラットケーブル、これを用いた回転コネクタ、及びフラットケーブルの製造方法によれば、耐熱性、難燃性及び屈曲性に優れると共に、製造が容易で、低コストのフラットケーブル及び回転コネクタを実現できる。

本発明に係るフラットケーブルを内蔵した回転コネクタの一実施形態を示す横断平面図である。 本発明に係るフラットケーブルの一実施形態を示す幅方向断面図であり、導体として銅箔を埋設した例を示す。 本発明に係るフラットケーブルの製造方法を示す断面模式図である。 本発明に係るフラットケーブルの一実施例を示す幅方向断面図であり、光ファイバーを埋設した例を示す。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明に係るフラットケーブル１０を内蔵した回転コネクタ２０の一実施形態を示す横断平面図である。本実施形態の回転コネクタ２０は、例えば自動車のステアリング装置に用いられ、固定体であるステアリングポストと回転体であるステアリングホイール（ともに図示せず）との間に配置される。回転コネクタ２０内のフラットケーブル１０によって、ステアリング装置と車両側が電気的に接続され、フラットケーブル１０は、車両側からの信号の伝送や電源からの電力をステアリング装置内の各種スイッチ及び装置に供給する役割を果たす。

図１に示すように、回転コネクタ２０は、平たい略円筒状の外装ケース２１と回転部２２を有し、両者の隙間Ｓにフラットケーブル１０を内蔵する。外装ケース２１はステアリングポスト側に固定され、回転部２２はステアリングホイール側に固定され、同軸上で回転自在となるように互いに連結されている。

フラットケーブル１０は、その幅方向を外装ケース２１及び回転部２２の軸方向に沿わせて隙間Ｓに収容されており、一方の端部を外装ケース２１の端子２１Ａに、他方の端部を回転部２２の端子２２Ａに接続固定されている。フラットケーブル１０は、端子２１Ａに接続された一方側が外装ケース２１の内周面２１Ｂに反時計回りに巻き付けられており、端子２２Ａに接続された他方側が回転部２２の外周面に時計回りに巻き付けられている。両者の巻き付け方向が逆向きであることから、いずれにも巻き付けられない中間領域のフラットケーブル１０には向きが反転する屈曲部１０Ａが存在する。この屈曲部１０Ａによって、ステアリングポスト（外装ケース２１）に対するステアリングホイール（回転部２２）の回転範囲内において、フラットケーブル１０が延びきらないように構成されている。

このためフラットケーブル１０は屈曲性に優れている必要があり、具体的には屈曲部１０Ａにおける最小屈曲半径は３ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。屈曲半径８ｍｍ以下で屈曲できない場合、回転コネクタ２０の隙間Ｓに、屈曲部１０Ａを収容し難くなってしまう。無理に収容できた場合であっても、フラットケーブル１０が屈曲部１０Ａで破断する等の不具合が生じてしまう。屈曲半径は８ｍｍ以下であれば、より小さい方が屈曲性はより高くなるが、３ｍｍ未満になると事実上折り曲げた状態となるため、回転コネクタ２０に収容する上では、最小屈曲半径３ｍｍ未満の領域の屈曲性は非現実的である。

フラットケーブル１０の外表面、及び外装ケース２１の内周面２１Ｂは潤滑剤（図示せず）が塗工されていることが好ましい。潤滑剤の表面張力によって、フラットケーブル１０の一方側を外装ケース２１の内周面２１Ｂに密接した状態で巻き付けることができるようになる。また、ステアリングホイール（回転部２２）が回転した場合でも、フラットケーブル１０の一方側の巻崩れを防ぐことができる。潤滑剤はこのような作用効果を奏し、耐熱性を有するものであれば特に限定されず、シリコンやフッ素を含有するもの等でも良いが、本実施形態では、低コストである炭化水素系材料を含有する潤滑剤を用いている。

前述したステアリング・ヒーター機能を備える車両向けには、回転コネクタ２０に内蔵されるフラットケーブル１０は加熱用の大電流を流す必要があり、少なくとも５．５Ａの電流を通電可能であることが好ましい。また、回転コネクタ２０に内蔵されるフラットケーブル１０は、夏場の炎天下時に長時間駐車した場合に備えて、少なくとも８０℃の高温においても、不具合を生じないことが好ましい。

図１に示す回転コネクタ２０は、４本のフラットケーブル１０を内蔵しているが、必ずしも４本を内蔵していなくても良い。車両が必要とする電気配線の数に応じて、１本以上で適宜変更可能である。フラットケーブル１０の内蔵数が１から３本の場合には、フラットケーブル１０が接続されない端子２１Ａ及び２２Ａには、より安価なダミーケーブルを接続することが好ましい。これによって、回転コネクタ２０の対称性が保たれ、重心の位置が維持される。

また、車両のさらなる多回路化に応じて、フラットケーブル１０の内蔵数は５本以上であっても良い。ただし、図１のように、複数のフラットケーブル１０は円周上に均等に配置され、フラットケーブル１０の屈曲部１０Ａ同士が、ステアリングホイール（回転部２２）が回転した場合であっても、接触しないように収容されていることが好ましい。接触による異音発生等を防止可能となる。

次に、図２を参照して、本実施形態におけるフラットケーブル１０の詳細について説明する。図２は、フラットケーブル１０の幅方向の断面図を示す。フラットケーブル１０は、配列した複数の導体１１と、導体１１の周囲を被覆する絶縁層１２を有する。導体１１は銅箔であるが、これに限定されず、導電性を有する材料で構成されていれば良い。

図において、導体１１は同一の断面形状、断面積を具備するものが二つ示されているが、断面形状及び断面積はいずれも同一である必要はなく、また埋設される導体１１の数も二つに限られない。さらに導体１１の間隔も、導体１１が電気的に絶縁されていれば良く、所望の仕様に応じて適宜変更可能である。

図２で示すように、絶縁層１２は層状の複数層を含んでおり、少なくとも、外部と接する最外層１３、及び導体１１と接着する最内層１４を有する。最外層１３及び最内層１４の間には、中間層（図示せず）を有していても良い。ここで最外層１３及び最内層１４はいずれもＰＰＳ系樹脂により構成されている。中間層を有する場合、その構成材料はＰＰＳ系樹脂に限られない。

このように絶縁層１２を最外層１３と最内層１４を含む複数層構造とし、さらに最内層１４を構成するＰＰＳ系樹脂の融点（融点Ｘとする）を、最外層１３を構成するＰＰＳ系樹脂の融点（融点Ｙとする）より５℃以上低くすると、融点Ｘ以上融点Ｙ未満の温度域においては、最外層１３のＰＰＳ系樹脂は融解しない状態で、最内層１４のＰＰＳ系樹脂を融解させることができる。これによって後述する製造方法において、絶縁層１２となる２枚の樹脂フィルム１２ａを、導体１１を挟んで融点Ｘ以上融点Ｙ未満の温度域で熱融着した場合に、最内層１４は熱融着によって融解し、導体１１の周囲を隙間なく覆うことができる一方、最外層１３は融解しないため、内蔵する導体１１などが貫通してフラットケーブル１０表面に露出する等の問題を生じずに、ＰＰＳ系樹脂で構成される絶縁層１２を形成することができる。

最外層１３と最内層１４は、それぞれを構成するＰＰＳ系樹脂の組成そのものを調整することにより、融点に５℃以上の差を設けることができる。また、ＰＰＳ系樹脂の組成が同一であっても、架橋処理を施すことによって溶融の有無に差をつけることができる。すなわち、架橋処理によって溶融させなくすることができるため、架橋処理層を最外層１３とし、架橋未処理層を最内層１４とすると、最外層１３と最内層１４を構成するＰＰＳ系樹脂を融点以上に加熱した際、最外層は溶融せず、最内層は溶融させることが可能となる。

＜製造方法＞
次に、図３を参照しながら、本実施形態のフラットケーブル１０を製造する方法について、説明する。図３は本実施形態の製造方法を示す断面模式図であり、導体１１として銅箔を用いた例が図示されているが、これに限定されるものではなく、導電性を有する材料で構成されていれば、同様の方法でフラットケーブル１０を製造可能である。

図３に示すように、複数のボビン（図示せず）から導体１１が配列した状態で、矢印ｈの方向に送り出される。一方で、二つ送出ロールＲからは、ＰＰＳ系樹脂で構成される樹脂フィルム１２ａが１枚ずつ、それぞれ矢印ｉ、ｊの方向に送り出される。樹脂フィルム１２ａは、導体１１の上面と下面に接した状態で、導体１１と共に一対の加熱ロールＨＲのロール面に導入され、加熱圧着されてフラットケーブル１０となる。加熱圧着されたフラットケーブル１０は、矢印ｋの方向にある巻取ロール（図示せず）に引っ張られながら冷却されて、該巻取ロールに巻き取られる。加熱ロールＨＲは、加熱圧着可能な装置であればこれに限定されず、加熱プレス等であっても良い。

樹脂フィルム１２ａは、融点の異なるＰＰＳ系樹脂を層状に複数層含んでいる。送出ロールＲから送出される際、導体１１に対しては融点の低い（融点Ｘとする）ＰＰＳ系樹脂から構成される層が接し、加熱ロールＨＲに対しては融点の高い（融点Ｙとする）ＰＰＳ系樹脂から構成される層が接するように配置した状態で、送り出される。そのように送り出された樹脂フィルム１２ａが、加熱ロールＨＲによって融点Ｘ以上融点Ｙ未満の温度域で熱されると、加熱ロールＨＲに接する層のＰＰＳ系樹脂は、融点Ｙを超えないため融解されず、導体１１に接する層のＰＰＳ系樹脂は、融点Ｘ以上に熱されるため融解される。これによって導体１１に接する層のＰＰＳ系樹脂は融解によって液状となり、圧着によって図２に示すように導体１１の周囲に回り込むほか、導体１１の間の領域では樹脂フィルム１２ａ同士が熱融着される（図２の点線部）。

一方で、加熱ロールＨＲに接する層のＰＰＳ系樹脂は融解しないため、導体１１が露出してしまう等の問題は生じない。また、加熱ロールＨＲに接する層のＰＰＳ系樹脂が融解しないため、導体１１が幅方向に自由に移動してしまい、フラットケーブル１０の幅方向寸法が設計通りに製造されないという不具合も発生しない。

このようにして導体１１と接着された層が前記した最内層１４、加熱ロールＨＲ等外部に接する層が前記した最外層１３となる。

融点Ｘは、融点Ｙより５℃以上低いことが望ましい。温度差が５℃未満の場合、加熱ロールＨＲによって、樹脂フィルム１２ａを融点Ｘ以上融点Ｙ未満の温度域で熱することは制御が難しく、融点Ｙ以上となっていずれの層も融解してしまうか、融点Ｘ未満となっていずれの層も融解しない状態となってしまうためである。

また、加熱ロールＨＲが接する層は、最外層１３が裂けて内蔵する導体１１などが貫通してフラットケーブル１０表面に露出する等の不具合を回避するため、一定の厚さを有することが好ましい。具体的には、樹脂フィルム１２ａの厚さが５μｍ以上１００μｍ以下であって、融点が高いＰＰＳ系樹脂から構成される層（最外層）の厚さは１μｍ以上であることが好ましい。

融点は、ＰＰＳ系樹脂の組成そのものを異なるものにすることにより、５℃以上の差を設けることができる。図３で示した前段階の工程において、組成の異なる２枚のＰＰＳ系樹脂フィルムを、熱融着または接着剤による化学的な接着等により貼り合せて樹脂フィルム１２ａとすることができる。接着剤を用いる場合には、接着剤で構成される層が最外層１３と最内層１４の間の中間層（図示せず）となる。

図３で示した工程の前段階において、樹脂フィルム１２ａの一方の面に、架橋剤配合による化学架橋や電子線照射等によって架橋処理を施すと、溶融しない層が形成されるため、溶融する面と溶融しない面を有するＰＰＳ系樹脂フィルム１２ａを実現することができる。

このようにして得られた樹脂フィルム１２ａを、導体１１を挟んだ状態で加熱圧着することにより、ＰＰＳ系樹脂を絶縁層１２に用いたフラットケーブル１０を容易に製造することができる。導体１１の厚さ、幅、順番等は、送出する際に所望のものを選択し、樹脂フィルム１２ａの間に挟んで圧着するため、導体１１の仕様による製造ライン等の変更は必要ない。よって、導体１１の仕様毎に口金が必要な押出成形による製造方法に比較して、設備投資額は低く、低コストでの製造が可能となる。

また、導体１１を挟んで２枚の樹脂フィルム１２ａを加熱圧着する際に、導体１１の周囲に融解されたＰＰＳ系樹脂層が均等に回り込むため、厚さや幅が異なる導体を含む場合であっても、絶縁層１２（絶縁被覆）を均一に製造できる。従って、押出成形による製造方法で見られる、導体間の距離が広い領域と狭い領域で、樹脂が均一に導入されないという問題も生じない。このように製造が容易なため、導体の厚さ、幅、順番、間隔等の設計の自由度も高い。

なお、加熱プレスを用いる場合には、高融点のＰＰＳ系樹脂から構成される最外層と、低融点のＰＰＳ系樹脂から構成される最内層を、それぞれ別々の樹脂フィルム１２ａ１、１２ａ２として用意し、（１）樹脂フィルム１２ａ１、（２）樹脂フィルム１２ａ２、（３）導体１１、（４）樹脂フィルム１２ａ２、（５）樹脂フィルム１２ａ１の順に重ねて、加熱圧着しても良い。また、加熱ロールＨＲを使用する場合にも、上記（１）〜（５）を別々に送り出し、加熱ロールＨＲに導入する際に、（１）〜（５）の順に重なるようにすると、同様のフラットケーブル１０を作製することができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、後述する実施例で示すように導体１１に変えて、光信号を伝搬する光ファイバー１５を保護層１７に埋設しても良い（図４参照）。さらに、同一のフラットケーブル１０内に、銅箔と光ファイバー等の異なる種類のものを組み合わせて埋設しても良い。

また、製造方法の別の実施形態として、１枚の樹脂フィルム１２ａに、低融点のＰＰＳ系樹脂から構成される層が接するように、銅箔を貼り合せて銅貼りフィルムを作製し、この銅貼りフィルムをエッチング加工することによって、樹脂フィルム１２ａ上に配列された導体１１を形成しても良い。このようにして樹脂フィルム１２ａ上に配列された導体１１と、もう１枚の樹脂フィルム１２ａを、低融点のＰＰＳ系樹脂から構成される層が導体１１に接するように加熱ロールＨＲ等で加熱圧着すると、本実施形態のフラットケーブル１０を作製することができる。

＜実施例＞
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、実施例及び比較例について詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。実施例は、上記実施形態として説明したフラットケーブル１０及びこれを内蔵した回転コネクタ２０と同等のもので、以下の条件をいずれも満足している。
（条件１）最外層及び最内層がＰＰＳ系樹脂により構成される。
（条件２）最内層を構成するＰＰＳ系樹脂の融点は、最外層を構成するＰＰＳ系樹脂の融点より５℃以上低い。もしくは最外層が架橋処理層で、最内層が架橋未処理層である。
（条件３）樹脂フィルムの厚さが５μｍ以上１００μｍ以下であって、最外層の厚さは１μｍ以上である

実施例において、高融点のＰＰＳ系樹脂から構成される最外層と、低融点のＰＰＳ系樹脂から構成される最内層を、それぞれ別々の樹脂フィルム１２ａ１、１２ａ２として用意し、（１）樹脂フィルム１２ａ１、（２）樹脂フィルム１２ａ２、（３）導体１１または光ファイバー１５、（４）樹脂フィルム１２ａ２、（５）樹脂フィルム１２ａ１の順に重ねて、加熱プレスによってフラットケーブル１０を作製した。

＜実施例１〜３＞
表１に示す融点及び膜厚の樹脂フィルム、導体１１として幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を複数本用いて、２６０℃において加熱圧着した。実施例１〜３の相違点は最外層、最内層の樹脂フィルム１２ａ１、１２ａ２の膜厚のみである。

＜実施例４＞
表１に示す融点及び膜厚の樹脂フィルム、導体１１として幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ８μｍのアルミ箔を複数本用いて、２５０℃において加熱圧着した。

＜実施例５＞
表１に示す融点及び膜厚の樹脂フィルム、導体１１として幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を複数本用いて、２６０℃において加熱圧着した。最内層と最外層の樹脂フィルム１２ａ２、１２ａ１の間に、表１に示す接着剤（中間層）も用いた。

＜実施例６＞
表１に示す融点及び膜厚の樹脂フィルム、導体１１として幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を複数本用いて、２７７℃において加熱圧着した。

＜実施例７＞
表１に示す融点及び膜厚の樹脂フィルム、導体１１として幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を複数本用いて、２６０℃において加熱圧着した。最外層は事前に電子線照射による架橋処理を施すことによって、溶融しない状態としたものである。最内層は架橋処理が施されていない。

＜実施例８＞
表１に示す融点及び膜厚の樹脂フィルム、光ファイバー１５として、外径約１ｍｍ、コア１５Ａがポリメタクリル酸メチル系樹脂（ＰＭＭＡ）、クラッド１５Ｂがフッ素系材料から構成されるものを複数本用いて、２６０℃において加熱圧着した。

＜実施例９＞
表１に示す融点及び膜厚の樹脂フィルム、導体１として幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を複数本用いて、２６０℃において加熱圧着した。最内層と最外層の間に、表１に示すＰＰＳ系樹脂層からなる中間層も形成した。
すなわち、上記した（１）樹脂フィルム１２ａ１と（２）樹脂フィルム１２ａ２の間、（４）樹脂フィルム１２ａ２と（５）樹脂フィルム１２ａ１の間に、それぞれ中間層となる樹脂フィルム１２ｂを挿入した。

実施例と比較するために、比較例となるフラットケーブルを作製した。比較例は、実施例と異なり、上記した三条件の少なくとも一つを満たしていない。

＜比較例１＞
比較例１は、上記した条件１を満たしていない。
樹脂フィルムとして、最外層が融点２５０℃のポリエステル（ＰＥＴ）系樹脂から構成される層、最内層が融点１２０℃の難燃化ポリエステル系接着剤により構成される２層構造のフィルムであって、表２に示す膜厚のものを用いた。最外層であるＰＥＴ系樹脂フィルムの上に、溶剤に溶いた難燃化ポリエステル系接着剤を塗布し乾燥することによって、樹脂フィルムを形成した。このように形成された樹脂フィルムを２枚用意し、その間に幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を複数本挟んで、１６０℃において加熱圧着することによって、フラットケーブルを作製した。

＜比較例２＞
比較例２は、上記した条件３の前段を満たしていない。
高融点のＰＰＳ系樹脂から構成される最外層と、低融点のＰＰＳ系樹脂から構成される最内層を、それぞれ別々の樹脂フィルム１２ａ１、１２ａ２として用意し、（１）樹脂フィルム１２ａ１、（２）樹脂フィルム１２ａ２、（３）導体１１、（４）樹脂フィルム１２ａ２、（５）樹脂フィルム１２ａ１の順に重ねて、加熱プレスによってフラットケーブル１０を作製した。
表２に示す融点及び膜厚の樹脂フィルム、導体１として幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を複数本用いて、２６０℃において加熱圧着した。

＜比較例３＞
比較例３は、上記した条件３の後段を満たしていない。
樹脂フィルムとして、最外層がなく（最外層の厚さが０）、最内層が融点２５０℃のＰＰＳ系樹脂により構成される１層構造のフィルムであって、表２に示す膜厚のものを用いた。

＜比較例４＞
比較例４は、上記した条件１を満たしていない。
高い融点の耐熱性シクロオレフィン系樹脂から構成される最外層と、低融点のＰＰＳ系樹脂から構成される最内層を、それぞれ別々の樹脂フィルム１２ａ１、１２ａ２として用意し、（１）樹脂フィルム１２ａ１、（２）樹脂フィルム１２ａ２、（３）導体１１、（４）樹脂フィルム１２ａ２、（５）樹脂フィルム１２ａ１の順に重ねて、加熱プレスによってフラットケーブル１０を作製した。
表２に示す融点及び膜厚の樹脂フィルム、導体１として幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を複数本用いて、２６０℃において加熱圧着した。最内層と最外層の間に、表２に示す接着剤（中間層）も用いた。

＜比較例５＞
比較例５は、上記した条件１を満たしていない。
樹脂フィルムとして、最外層を融点２８０℃のＰＰＳ系樹脂から構成される層、最内層が融点１２０℃の難燃化ポリエステル系接着剤により構成される２層構造のフィルムであって、表２に示す膜厚のものを用いた。最外層であるＰＰＳ系樹脂フィルムの上に、溶剤に溶いた難燃化ポリエステル系接着剤を塗布し乾燥することによって、樹脂フィルムを形成した。このように形成された樹脂フィルムを２枚用意し、その間に幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ３５μｍの銅箔を複数本挟んで、１６０℃において加熱圧着することによって、フラットケーブルを作製した。

実施例１〜９及び比較例１〜５のフラットケーブルを所定の幅と長さに切断した後、耐屈曲試験、耐燃性試験を行った。また、これらのフラットケーブルを図１のように内蔵し、フラットケーブル及び外装ケースの内周面に炭化水素系材料を含有する潤滑剤を塗工した回転コネクタについて、耐久性試験、及び夏場炎天下時に長時間駐車後の動作試験を行った。これらの試験結果を表１〜２に示す。

＜フラットケーブルの耐屈曲試験＞
屈曲試験は、常温（２５℃）、８０℃、１３０℃において、８ｍｍの屈曲半径でフラットケーブルを曲げたり真っ直ぐに伸ばしたりする動作を繰り返し、内部の導体が破断するまでの回数を測定した。従って、表１〜２に示す試験結果の数字が大きいほど、耐屈曲性に優れることになる。

＜フラットケーブルの難燃性試験＞
難燃性試験はＵＬ１５８１のＶＷ−１（垂直燃焼試験）に従った。

＜回転コネクタの耐久性試験＞
耐久性試験は、８０℃、１３０℃において、回転コネクタを毎秒１回転の速度で左右に２回ずつ回転させ、フラットケーブルの断線に至るまでの回数を測定した。表１〜２中、比較例１（従来品）での測定値を１．０とした場合の回数比を表記しており、従って、表１、２に示す試験結果の数字が大きいほど、耐久性に優れることになる。

＜回転コネクタの夏場炎天下時に長時間駐車後の動作試験＞
真夏の直射日光を受ける駐車場内に放置される自動車を想定し、回転コネクタを８０℃恒温槽内に８時間放置後、急冷し、コネクタ全体の温度が-30℃まで下がったあとに回転軸を回し、その動作を確認した。回転トルク過大やフラットケーブルの巻き崩れ等によってうまく動作しなかったり、フラットケーブルが回転コネクタケースの内面から浮き上がる際に発生する異音が発生した場合を×、浮き上がらず正常に±２回転ずつ動作した場合を○と定義した。

表１に示すように、実施例１〜９のフラットケーブルは、耐屈曲性試験、難燃性試験において良好な結果が得られた。また、これらのフラットケーブルを内蔵した回転コネクタは、耐久性試験、夏場炎天下時に長時間駐車後の動作試験においても、良好な結果が得られた。これらの試験結果を総合的に評価し、実施例１、２、５、６、７、９は、フラットケーブルの耐屈曲性が特に優れているため最良品として◎とし、それ以外の実施例は良品として○で評価した。

これに対して、表２の比較例１のフラットケーブルを内蔵した回転コネクタは、夏場炎天下時に長時間駐車後の動作試験において、異音や巻崩れが発生してしまう不具合が発生したため、総合評価は×と評価した。

比較例２のフラットケーブルは８０℃、１３０℃における屈曲回数がそれぞれ２０万回、１０万回であって、回転コネクタに内蔵する仕様に達していない。このため、総合評価は不良品として×と評価した。

比較例３のフラットケーブルは、製造工程において、内蔵する導体１１などが貫通してフラットケーブル１０表面に露出する等の不具合が生じ製造そのものができなかったので、総合評価は×と評価した。

比較例４のフラットケーブルは、難燃性試験が不合格となった。また、回転コネクタに内蔵した場合、フラットケーブルが外表面に塗工された炭化水素系材料を含有する潤滑剤によって膨潤し、厚さが不均一となった結果、回転コネクタの耐久性試験において劣る結果となった。このため、総合評価は×と評価した。

比較例５のフラットケーブルは、夏場炎天下時に長時間駐車後の動作試験において、異音や巻崩れが発生してしまう不具合が発生した。このため、総合評価は不良品として×と評価した。

１０ フラットケーブル
１１ 導体
１２ 絶縁層
１２ａ 樹脂フィルム
１３ 最外層
１４ 最内層
１５ 光ファイバー
１７ 保護層
２０ 回転コネクタ
２１ 外装ケース
２１Ｂ 外装ケースの内周面
２２ 回転部
ＨＲ 加熱ロール（加熱圧着装置）

Claims (13)

1. 配列した複数の導体と、前記導体の周囲を被膜する絶縁層とを有し、
   前記絶縁層は複数の層を含んでおり、
   前記絶縁層の最外層及び前記導体と接する最内層はいずれもポリフェニレンサルファイド系樹脂により構成されており、
   前記最内層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点は、前記最外層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点より５℃以上低いことを特徴とするフラットケーブル。
2. 配列した複数の光ファイバーと、前記光ファイバーの周囲を保護材料で被覆した保護層とを有し、前記保護層は複数の層を含んでおり、
   前記保護層の最外層及び前記光ファイバーと接する最内層はいずれもポリフェニレンサルファイド系樹脂により構成されており、
   前記最内層を構成するポリフェニレンニレンサルファイド系樹脂の融点は、前記最外層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点より５℃以上低いことを特徴とするフラットケーブル。
3. 配列した複数の導体と、前記導体の周囲を被膜する絶縁層とを有し、
   前記絶縁層は複数の層を含んでおり、
   前記絶縁層の最外層及び前記導体と接する最内層はいずれもポリフェニレンサルファイド系樹脂により構成されており、
   前記最外層は架橋処理層であって、前記最内層は架橋未処理層であることを特徴とするフラットケーブル。
4. 配列した複数の光ファイバーと、前記光ファイバーの周囲を保護材料で被覆した保護層とを有し、前記保護層は複数の層を含んでおり、
   前記保護層の最外層及び前記光ファイバーと接する最内層はいずれもポリフェニレンサルファイド系樹脂により構成されており、
   前記最外層は架橋処理層であって、前記最内層は架橋未処理層であることを特徴とするフラットケーブル。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のフラットケーブルを内蔵することを特徴とする回転コネクタ。
6. 前記内蔵されるフラットケーブルの外表面、及び外装ケースの内周面には、炭化水素系材料を含有する潤滑剤が塗工されていることを特徴とする請求項５に記載の回転コネクタ。
7. 前記内蔵されるフラットケーブルの最小屈曲半径は、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５または６に記載の回転コネクタ。
8. 前記内蔵されるフラットケーブルは５．５Ａ以上の電流を通電可能であり、８０℃以上２５０℃以下の耐熱性を有することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の回転コネクタ。
9. 請求項１から２のいずれか１項に記載のフラットケーブルを製造する方法であって、
   前記最内層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点以上、前記最外層を構成するポリフェニレンサルファイド系樹脂の融点未満の温度で、加熱圧着により前記最内層同士を熱融着することを特徴とするフラットケーブルの製造方法。
10. 融点の異なるポリフェニレンサルファイド系樹脂を層状に含む２枚の樹脂フィルムを、導体を挟んで、熱融着により接着するフラットケーブルの製造方法であって、
    前記導体に対して、低融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層が接し、熱融着に用いる加熱圧着装置に対して、高融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層が接するように、前記導体及び前記樹脂フィルムが送出される工程と、
    前記送出された導体及び前記樹脂フィルムを、前記加熱装置によって、前記導体に接する層の融点以上前記加熱装置に接する層の融点未満の温度で、加熱圧着する工程と、
    を有することを特徴とするフラットケーブルの製造方法。
11. 融点の異なるポリフェニレンサルファイド系樹脂を層状に含む２枚の樹脂フィルムを、光ファイバーを挟んで、熱融着により接着するフラットケーブルの製造方法であって、
    前記光ファイバーに対して、低融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層が接し、熱融着に用いる加熱圧着装置に対して、高融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層が接するように、前記光ファイバー及び前記樹脂フィルムが送出される工程と、
    前記送出された導体及び前記樹脂フィルムを、前記加熱装置によって、前記光ファイバーに接する層の融点以上前記加熱装置に接する層の融点未満の温度で、加熱圧着する工程と、
    を有することを特徴とするフラットケーブルの製造方法。
12. 前記融点の異なるポリフェニレンサルファイド系樹脂を層状に含む２枚の樹脂フィルムは、あらかじめフィルムの一部に架橋処理が施されており、
    前記高融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層の代わりに架橋処理層を配し、
    前記低融点のポリフェニレンサルファイド系樹脂から構成される層の代わりに架橋未処理層を配することを特徴とする請求項１０または１１に記載のフラットケーブルの製造方法。
13. 前記樹脂フィルムの厚さが５μｍ以上１００μｍ以下であって、融点が高いもしくは架橋処理を受けたＰＰＳ系樹脂から構成される層の厚さは１μｍ以上であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載のフラットケーブルの製造方法。

Images