WO2019142388A1 - 伸縮配線部材 - Google Patents

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WO2019142388A1
WO2019142388A1 PCT/JP2018/032361 JP2018032361W WO2019142388A1 WO 2019142388 A1 WO2019142388 A1 WO 2019142388A1 JP 2018032361 W JP2018032361 W JP 2018032361W WO 2019142388 A1 WO2019142388 A1 WO 2019142388A1
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wiring
base
substrate
wiring member
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PCT/JP2018/032361
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貴也 木本
木村　亨
雅道 石久保
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積水ポリマテック株式会社
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    • H05K2201/0154—Polyimide

Definitions

  • the present invention relates to a telescopic wiring member that includes a flexible wiring on a flexible base material and can be expanded and contracted.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-076531
  • Patent Document 1 describes the technology of a composite module excellent in stretchability and impact resistance that can be applied to wearable terminals etc. Since the substrate is mounted three-dimensionally through the conductive connector, there is a possibility that the main body portion may be separated from the substrate if the distance between the connectors is extended. Therefore, even though it can be expanded and contracted, it can cope with only a small expansion and contraction rate of about several percent.
  • the expandable wiring member formed by connecting the hard portion and the flexible portion has a small load on the flexible portion due to the extension. Intended to be provided.
  • the present invention comprises a base on which a fixed wiring is formed on a hard base and an extension on which a flexible wiring is formed on a flexible base, and the base and the extension are fixedly connected And a protrusion for reducing stress concentration generated at the boundary between the base and the elongated body, and the upper surface of the protrusion and the recess surrounded by the protrusion.
  • the expansion-contraction wiring member characterized by the base side flexible base material extended
  • the hard base according to the first aspect of the present invention is an elastic wiring member including: a base on which a fixed wiring is formed on a hard base; and an elongated body on which a flexible wiring is formed on a flexible base;
  • the material is provided with a protrusion for reducing stress concentration generated at the boundary between the base and the elongated body, and the upper surface and the lower surface of the protrusion and the recess surrounded by the protrusion are the substrate side extended from the elongated body Since the flexible base material is configured to cover, by covering the upper surface and the lower surface of the protrusion with the flexible substrate, stress in the protrusion can be received on both the upper surface and the lower surface.
  • the load on the flexible base can be halved as compared with the conventional configuration in which stress is applied on one side, and the distortion of the flexible base in the vicinity of the stress concentrated portion of the flexible base and the projecting portion And peeling of the flexible base and the protrusion can be suppressed.
  • the present invention can be configured as having an expanded portion formed of a flexible base material bulging outward on the outer side of the tip of the projecting portion opposite to the central portion with the flexible wiring. Since the extension on the outer side of the tip of the protrusion has a flexible base bulging out to the outside opposite to the central portion with the flexible wiring, the outer side of the protrusion is made of a flexible material and It can be bonded and stress concentration between the protrusions and the flexible substrate can be reduced. Therefore, distortion of the flexible base material in the vicinity of the stress concentration part of a flexible base material and a projection part, and exfoliation of a flexible base material and a projection part can be controlled further.
  • the protrusion can be configured to have a shape in which the vertical distance from the flexible wiring increases as it becomes the tip. Since the vertical distance from the flexible wiring increases as the protruding part becomes the tip, the flexible wiring is greatly expanded and contracted locally by keeping the tip where stress is easily concentrated among the protruding parts away from the flexible wiring. Can be deterred.
  • the tip of the projection is usually the part farthest from the connecting part connected to another member, and is the part most extending in the expansion and contraction direction of the expansion and contraction wiring member.
  • the flexible wiring may be covered with the flexible base on the front and back (upper and lower) sides thereof, and the hardness may be higher than the rubber hardness of the flexible base. Since the front and back of the flexible wiring is covered with the flexible base material and has a hardness higher than the rubber hardness of the flexible base material, the resistance value can be stabilized when the expandable wiring member is compressed, In addition, breakage of the flexible wiring at the time of manufacture can be prevented.
  • the present invention can be configured such that the upper surface of the protruding portion of the hard base has a curved shape that is inclined with respect to the upper surface on which the fixed wiring is stacked. Since the upper surface of the protruding portion of the hard base material is configured as a curved shape that is inclined with respect to the upper surface on which the fixed wiring is stacked, when the expansion wiring member is stretched, the stress in the diameter reduction direction is increased while increasing the curvature of the curvature. It can be relaxed. Therefore, it is possible to reduce the stress on the protrusion and to suppress the distortion of the flexible substrate and the peeling of the protrusion from the flexible substrate in the vicinity of the stress concentrated portion of the flexible substrate and the protrusion.
  • the present invention can be configured such that the adhesion between the flexible wiring and the flexible base is larger than the tensile breaking force of the flexible wiring. Since the bonding strength between the flexible wiring and the flexible base is larger than the tensile breaking strength of the flexible wiring, the flexible wiring is unlikely to be separated from the flexible base even if the stretchable wiring member is greatly extended.
  • the flexible substrate adhered to the upper surface of the hard substrate adheres to the lower surface of the rigid substrate.
  • the flexible substrate adhered to the upper surface of the hard substrate is more flexible than the flexible substrate adhered to the lower surface of the rigid substrate Because the base side flexible base on the side provided with the conductive wiring can be more easily deformed when sandwiching and pressing the hard base or the like by the base side flexible base from the top and bottom at the time of manufacturing the expansion wiring member, Disconnection can be prevented.
  • the end of the hard base opposite to the connecting side with the extension can be made narrower than the width of the protrusion. Since the end of the hard base opposite to the connecting side with the extension is made narrower than the width of the protrusion, the entire extension wiring member can be curved when the extension wiring member is extended. By dispersing the stress, breakage of the conductive wiring can be made difficult to occur.
  • the end of the hard base opposite to the connecting side with the elongated body can be configured to have substantially the same width as the width of the protrusion. Since the end of the hard base opposite to the connecting side with the elongated body is configured to have substantially the same width as the width of the protrusion, the end of the hard base opposite to the connecting side with the elongated body is By fixing, the stretchable wiring member can be stretched without bending when the stretchable wiring member is stretched.
  • the flexible base material is unlikely to be broken or deteriorated at the stress concentration location even when stretched, and peeling between the flexible base material and the hard base material is not easily generated.
  • FIG. 1 (a) is a schematic plan view of the telescopic wiring member of the first embodiment
  • FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line Ib-Ib of FIG. 1 (a).
  • FIG. 2 is an explanatory view of a base constituting the expandable wiring member of FIG. 1
  • FIG. 2 (a) is a schematic plan view thereof
  • FIG. 2 (b) is a sectional view taken along line IIb-IIb of FIG. .
  • FIG. 8 (a) is a schematic plan view equivalent to FIG. 2 (a)
  • FIG. 8 (b) is VIIIB-VIII B of FIG. 8 (a).
  • FIG. 8 (a) is a schematic plan view equivalent to FIG. 2 (a)
  • FIG. 8 (b) is VIIIB-VIII B of FIG. 8 (a).
  • FIG. 10 is an explanatory view for explaining an extended state of the expandable wiring member of FIG. 8, in which FIG. 9 (a) is a schematic plan view equivalent to FIG. 8 (a) and FIG. 9 (b) is a FIG. 9 (a) It is an end view of the IXB-IXB line of.
  • FIG. 10 (a) to FIG. 10 (o) show respective modified forms of the telescopic wiring member of the modified form.
  • FIG. 11 (a) is a schematic plan view of the telescopic wiring member of the fifth embodiment, and FIG. 11 (b) is a sectional view taken along line XIb-XIb of FIG. 11 (a).
  • FIG. 12 (a) is a schematic plan view thereof, and FIG. 12 (b) is a sectional view taken along line XIIb-XIIb of FIG. 12 (a). It is sectional drawing of FIG. 12 (b) equivalent of the expansion-contraction wiring member of another modification.
  • the telescopic wiring member of the present invention will be described in detail based on the embodiment.
  • the overlapping description, the overlapping parts, the materials, the manufacturing method, the effects, the functions, and the like in each embodiment will be omitted.
  • the stretchable wiring member 1 of the first embodiment is a base 10 in which a fixed wiring 30 is formed on a hard base 20.
  • the base 10 and the extension 60 are provided with the upper surface 21a and the lower surface 21b of the projection 21 provided on the base 10, and the projection thereof.
  • the upper surface 22a and the lower surface 22b of the recess 22 located inside surrounded by 21 are fixed and integrated by covering the base-side flexible base material 40 extended from the extension body 60.
  • the connection of the wiring between the base 10 and the extension body 60 is made by the base-side flexible wiring 50 extended from the flexible wiring 80 of the extension body 60 extending onto the fixed wiring 30.
  • the term expressed by the upper and lower sides in this specification and a claim is a thing for convenience of explanation, and does not limit the upper and lower sides at the time of use of the expansion-contraction wiring member 1.
  • the base 10 is a portion connected to existing wiring or the like such as a flexible printed board, and is a wiring board having the fixed wiring 30 formed on the hard base 20 and having a certain rigidity, and the base side flexible base 40 covers the end of the hard base 20 and is coupled to the elongated body 60.
  • the hard base 20 is in the form of a sheet made of a hard material, and is a member having a rigidity that does not substantially expand or contract in the in-plane direction of the sheet.
  • the hard base material 20 may or may not be easily deformed.
  • insulating hard materials such as a flexible resin film, a hard resin substrate, and a ceramic substrate, are mentioned, for example.
  • the flexible resin film does not expand or contract substantially in the in-plane direction of the sheet, and has a property of being easily deformed in the direction perpendicular to the sheet surface.
  • the hard resin substrate and the ceramic substrate do not substantially expand and contract in the in-plane direction of the sheet, and are not easily deformed in the direction perpendicular to the sheet surface.
  • a polyimide film used as a base material for printed wiring a phenol resin, and an epoxy resin.
  • the hard base material 20 can use a conductive hard material other than the insulating hard material.
  • a conductive hard material other than the insulating hard material.
  • the fixed wires 30 or the flexible wires 80 to be described later conduct through the conductive hard base material 20. Therefore, in order to avoid this, it is possible to take measures such as interposing an insulating film on the surface of the conductive hard material or coating the surface of the fixed wiring 30 or the flexible wiring 80 with a conductive hard material. It is necessary to prevent the base 20 and the fixed wiring 30 or the flexible wiring 80 from being in direct electrical contact with each other.
  • the conductive hard material include metals and conductive resins.
  • the fixed wire 30 is stacked on the central portion of the hard substrate 20, but in the outer portion in the direction orthogonal to the fixed wire 30, the protrusion protruding in the extension direction of the fixed wire 30 from the end of the hard substrate 20
  • the portion 21 is formed.
  • the base side flexible base material 40 extended from the elongated body 60 is fixed to the tip side 21e, the upper surface 21a, the lower surface 21b, and the inner side 21c which is the side on the fixed wiring 30 side.
  • the projecting portion 21 is located on the outer side of the flexible wiring 80 in the direction orthogonal to the extending direction of the flexible wiring 80 in plan view, compared with the boundary between the fixed wiring 30 of the base 10 and the flexible wiring 80 of the extending body 60. It is provided at a position projecting in the extension direction.
  • the fixed wiring 30 formed on the hard base 20 may be, for example, a conductive metal layer of good conductivity such as copper, nickel, or aluminum, or a conductive resin layer obtained by dispersing the powder thereof in a resin.
  • a conductive metal layer of good conductivity such as copper, nickel, or aluminum
  • a conductive resin layer obtained by dispersing the powder thereof in a resin for example, in the case where the wiring is fixed to the wiring by solder, or in the case of repeatedly connecting to a connector to be connected, it is preferable to use a highly conductive metal layer with high wear resistance.
  • the base-side flexible wiring 50 extended from the flexible wiring 80 of the extension 60 is stacked on the connection end side of the base 10 with the extension 60, and the base 10 and the extension The two conductive wires 30, 80 of 60 are conductively connected.
  • the fixed wiring 30 is exposed to the outside to form a fixed portion 20h with another member such as a connector, a cable or an electronic element.
  • the shape of the fixed wiring 30 is not particularly limited, and any shape can be adopted.
  • the elongated body 60 is a wiring substrate having a flexible wiring 80 formed on the flexible base 70 and having a certain degree of flexibility, and the flexible base 70 extended from the elongated body 60 is an end portion of the hard base 20. It is bonded to the substrate 10 by covering.
  • the flexible substrate 70 is a member made of a flexible material and has stretchable properties.
  • the flexible material in addition to thermosetting rubber and thermoplastic elastomer, fabric such as woven fabric and knit, or a combination thereof can be used, and a material which can stretch at least 120% or more of the initial length is used. It is preferred to use. Moreover, it is more preferable that it can expand-contract to 150% or more of length.
  • the rubber hardness specified in JIS K6253 is 90 A (hereinafter referred to as A90) in terms of A hardness.
  • the flexible base 70 forms the base of the component of the elongated body 60, and extends from the elongated body 60 to the side of the base 10, and forms a part of the base 10 in the portion laminated with the hard base 20 of the base 10. .
  • the shape of the flexible substrate 70 constituting the elongated body 60 can be typically a belt shape in a rectangular shape or a rod shape. Moreover, the vicinity part which adheres with the hard base material 20 which comprises the base
  • the flexible wiring 80 is in the elongated body 60 together with the flexible base 70 and has an expandable and contractable property with the flexible base 70.
  • the fixed wires 30 provided on the base 10 provided on both sides are electrically connected by the flexible wires 80, and even if the distance between the fixed wires 30 is changed The conductive connection state can be maintained.
  • a flexible conductive material is used for the flexible wiring 80. Specifically, it is preferable to use a flexible conductive resin in which conductive particles are dispersed in a thermosetting rubber or a thermoplastic elastomer.
  • the flexible substrate 70 When a thermosetting rubber or a thermoplastic elastomer is used as the flexible substrate 70, it is preferable to form the flexible wiring 80 using a flexible conductive resin in which powder of silver or carbon of the same resin is dispersed. This is because the adhesion between the flexible base 70 and the flexible wiring 80 is enhanced.
  • both the flexible wiring 80 and the flexible base 70 are formed of a flexible material, the hardness of the both may be the same, but the hardness of the flexible wiring 80 should be higher than the hardness of the flexible base 70 Can.
  • the expandable wiring member 1 is configured with such a relationship of hardness, even when the expandable wiring member 1 is compressed, the flexible base 70 is easily compressed and deformed, but the flexible wiring 80 is not easily compressed and deformed. Therefore, since it is hard to produce the volume change of the flexible wiring 80 at the time of compression, the stable resistance value can be shown by the use which receives a pressure other than an expansion direction.
  • the flexible wiring 80 is sandwiched between the flexible base 70 and pressure-welded at the time of manufacturing the stretchable wiring member 1, deformation of the flexible base 70 is unlikely to occur and disconnection of the flexible wiring 80 can be prevented.
  • the bonding strength between the flexible wiring 80 and the flexible base 70 is preferably larger than the tensile breaking strength of the flexible wiring 80.
  • the tensile breaking force of the flexible wiring 80 is large relative to the adhesion between the flexible wiring 80 and the flexible base 70, there is a risk that the flexible wiring 80 may peel off from the flexible base 70 when the stretchable wiring member 1 is greatly extended. It is because there is. Normally, such a problem does not occur, but in the case of elongation particularly by more than 200% in the case of flexibility, the deformation in the diameter reducing direction of the flexible wiring 80 itself becomes large, and the stress between the flexible wiring 70 and the flexible substrate 70 It is considered that peeling is likely to occur because
  • the tensile breaking force of the flexible wiring 80 it is possible to cause the flexible wiring 80 to partially crack before peeling.
  • a crack is a small crack finely generated, and although the resistance value is increased, it is less likely to be a large crack as the flexible wiring 80 is cut. Therefore, the disconnection of the flexible wiring 80 can be suppressed while suppressing the peeling, and the extension limit can be sensed by monitoring the increase in the resistance value.
  • the relation between the adhesive strength and the tensile breaking strength can be determined by conducting an extension test of the expandable wiring member 1 and determining whether or not a crack is generated before peeling.
  • the tensile breaking force of the flexible wiring 80 is large with respect to the bonding strength of the flexible wiring 80 and the flexible base material 70. If a crack occurs, it can be determined that the bonding strength between the flexible wiring 80 and the flexible base 70 is greater than the tensile breaking strength of the flexible wiring 80.
  • the method of using the adhesion of the material itself, the method of using an adhesive agent, and the like for the method of fixing the substrate side flexible substrate 40 which is a flexible substrate provided on the substrate 10 side and the hard substrate 20 A method, a fixing method by structural fixation, etc. can be adopted.
  • a material which can adopt adhesiveness the thermosetting rubber of a semi-hardened state can be illustrated.
  • a thermoplastic elastomer and a thermoplastic fabric can be illustrated.
  • it can be fixed by fixing with a fitting structure such as a surface fastener, fixing by sewing, or the like.
  • the substrate-side flexible substrate 40 that are flexible substrates to be laminated on the substrate 10 adheres to the lower surface 20b of the hard substrate 20 It is preferable to be softer than the base material 40. Since the flexible substrate 70 on the side provided with the conductive wires 50, 80 can be more easily deformed when fixed to the hard substrate 20 in the manufacture of the stretchable wiring member 1, the breakage of the conductive wires 50, 80 can be suppressed. it can.
  • the end of the hard base 20 is fixed to and supported by another wiring member or the like, and the stretchable body 60 is expanded and contracted, but the fixing portion 20h fixed to and supported by the other wiring member or the like is It is a part which becomes the starting point of expansion of the expansion-contraction wiring member 1, and it is preferable to fix to the both outer ends of the width of the expansion-contraction wiring member 1.
  • FIG. 4 shows a state in which linear marks provided at equal intervals at the boundary with the base 10 in the extension body 60 are stretched and appear as a waveform.
  • the extension of the flexible base material 70 in the recess 22 surrounded by the two protrusions 21 is suppressed.
  • stress is concentrated on the tip inner corner (inner corner) 21 f of the projecting portions 21 and 21 and the tip outer corner (outer corner) 21 g.
  • the portion of the flexible base 70 fixed to the hard base 20 is fixed even when it is stretched, stress is concentrated on the tip T of the protrusion 21 when the elongated body 60 is stretched.
  • the central portion of the flexible substrate 70 is restrained from elongation by stress relaxation of the material, a portion having a large amount of elongation and a portion having a small amount of elongation close in the vicinity of the tip inner corner 21f of the protrusion 21 It is a location where large distortion is likely to occur in the material.
  • the amount of extension of the tip outer corner 21g is larger than that of the tip inner corner 21f, the stress is large.
  • the protruding portion 21 provided on the hard base 20 is at the tip T. It is characterized in that it is formed in a spread shape in which the distance from the flexible wiring 80 becomes longer as the distance becomes larger. It is preferable that in this spread shape, the distance between the protrusion 21 and the flexible wiring 80 increases as the distance from the boundary between the fixed wiring 30 of the base 10 and the flexible wiring 80 of the extension body 60 increases in the wiring extension direction.
  • the protrusion 21 is formed in a spread shape, stress concentration generated in the tip inner corner 21 f can be reduced as compared with the case where the protrusion 21 is not formed in a spread shape, and local expansion of the flexible wiring 80 can be suppressed.
  • FIG. 7 is a plan view of a telescopic wiring member 3 according to a third embodiment.
  • the expansion and contraction wiring described in the previous embodiment is that the expansion and contraction wiring member 3 is provided with an expanded portion 75 that bulges to the outside opposite to the central portion with the flexible wiring 80 at the tip T of the protrusion 21.
  • member 1 Different from member 1
  • the expanding portion 75 is fixed to the outer side surface 21 d of the projecting portion 21.
  • the extended portion 75 covers the tip outer corner 21g where the amount of deformation is increased when the expandable wiring member 3 is extended, thereby reducing stress concentration in the vicinity of the tip outer corner 21g, and projecting the flexible base 70 and the protrusion. It is possible to suppress distortion of the flexible base 70 in the vicinity of the stress concentration portion of the portion 21 and peeling of the flexible base 70 and the protrusion 21.
  • the stretchable wiring member when stretched, the flexible base material 70 deforms toward the center in an elongated manner. Therefore, the amount of deformation of the peripheral portion is larger than that of the central portion.
  • the protrusion 21 is necessarily disposed on the outer side 10 d. In the configuration in which the protruding portion 21 disposed on the outer side 10d is fixed to the peripheral portion of the flexible base 70, the stress applied to the tip outer corner portion 21g which is the outermost end of the fixed portion is largest.
  • an expanded portion 75 made of a flexible material is formed in the region to be the outer side 10d of the protrusion 21 and fixed to the outer side surface 21d of the protrusion 21 so that this fixed portion is the outermost end of the flexible base material. Therefore, it is possible to increase the bonding area of the protrusion 21 with the outer side surface 21 d. Therefore, the stress concentration between the protrusion 21 and the flexible substrate 70 can be reduced, and the distortion of the flexible substrate 70 in the vicinity of the stress concentration portion of the flexible substrate 70 and the protrusion 21, and the flexible substrate 70 Peeling of the protrusion 21 can be further suppressed.
  • FIG. 8 shows an expandable wiring member 4 according to a fourth embodiment.
  • the telescopic wiring member 4 of the fourth embodiment has substantially the same shape as the telescopic wiring member 1 described in the first embodiment in a plan view, but the shapes of the hard base 20 and the flexible base 70 are different in a cross sectional view ing.
  • the stretchable wiring member 4 is characterized in that the outer side portion 23 of the hard base material 20 is curved downward, including the portion of the protrusion 21 of the hard base material 20. Further, the flexible base 70 has a shape in which the upper surface is curved following the hard base 20. Since the expansion-contraction wiring member 4 has a shape curved downward, it exhibits different deformation behavior when it is expanded.
  • the stretch wiring member 1 including the flat hard base 20 has a high rigidity in the in-plane direction, so when the stretch wiring member 1 is stretched.
  • the hard base material 20 hardly deforms due to the stress generated in
  • the telescopic wiring member 4 of the present embodiment since the hard base material 20 is formed in a three-dimensional manner, a state when the telescopic wiring member 4 is stretched is shown in FIG.
  • the stress F generated in the expandable wiring member 4 has an angle in the plane of the hard base 20. Therefore, the hard base material 20 is bent by the stress F, and as shown in FIG. 9B, the hard base material 20 is deformed while enlarging the curvature so as to be round.
  • FIG. 11 shows a telescopic wiring member 6 according to a fifth embodiment.
  • the telescopic wiring member 6 of the fifth embodiment is different from the first embodiment in that another projecting portion 21 is provided in the recess 22 surrounded by the projecting portion 21 described in the telescopic wiring member 1 and the like of the first embodiment. This differs from the telescopic wiring member 1 described in the above.
  • the central protrusion 24 which is another protrusion 21 is between the two flexible wires 80 in this embodiment and has a shape protruding in the extension direction more than the two protrusions 21 provided at the outer position.
  • the central protrusion 21 reduces stress concentration near the tip outer corner 21 g where the amount of deformation increases when the stretchable wiring member 6 is extended, and softness near the stress concentration location of the flexible base 70 and the protrusion 21. The distortion of the base 70 and the peeling of the flexible base 70 and the protrusion 21 can be suppressed.
  • FIGS. 10 (a) to 10 (o) show various types of expansion / contraction wiring members 5 (5a to 5o) in which the shape of the hard base material 20 is deformed.
  • FIGS. 10 (a) to 10 (o) in order to make it easy to see the shape of the hard base material 20, the portion hidden by the base side flexible base material 40 is also shown by a solid line.
  • the stretchable wiring members 5 for example, in the stretchable wiring member 5m shown in FIG. 10 (m), the tip T of the protrusion 21 is spread, and the stress applied to the tip T of the protrusion 21 is easily dispersed. is there.
  • the expandable wiring member 5n shown in FIG. 10 (n) and the expandable wiring member 5o shown in FIG. 10 (o) the fixed portion 20h side of the hard base 20 is thinner, and when it is expanded, the expandable wiring members 5n and 5o. The whole is easy to bend.
  • the flexible base 70 is also shaped along the shape of the hard base 20, and the upper surface of the flexible base 70 is curved downward, but such a shape is limited Alternatively, the flexible substrate 70 may be flat even if the rigid substrate 20 is curved. In addition, by partially thinning the flexible substrate 70 in the extension direction of the flexible substrate 70, it is also possible to increase the elongation rate of a specific region.
  • connection part which connects an expansion-contraction wiring member with other members, such as a printed circuit board, becomes an end of the hard base material which provided fixed wiring
  • this connection part itself be fixing part 20h fixed to other members.
  • the other portion can be used as the fixed portion 20h.
  • the extension portion 75 may be provided with the fixing portion 20 h. If the fixing portion 20h serving as the starting point of extension is provided in the extension portion, stress applied to the boundary between the connection portion and the flexible base can be reduced as compared to the case where the connection portion is fixed and extended.
  • the flexible substrate can be utilized as a maximum stretch area. Fixing portions 20h provided at both outer ends with the flexible wiring interposed therebetween are a preferable embodiment, and if such a configuration is adopted, it is possible to reduce the stress applied to the connection portion.
  • the shape of the hard base material 20 can be formed as a shape in which a wide portion wider than the width of the fixing portion 20 h is provided on the extension direction side than the fixing portion 20 h and the protruding portion 21 is provided on the wide portion. .
  • the extension direction of the protrusion 21 as viewed from the fixing portion 20 h and the position of the protrusion 21 do not overlap. Therefore, when extending from the fixed portion 20h as a starting point, not only the extending direction but also the stress in the in-plane direction acts on the protrusion 21 with respect to the stress transmitted from the fixed portion 20h. It becomes a curved shape and can relieve stress in the in-plane direction. Therefore, the stress on the protrusion 21 is relaxed to suppress the distortion of the flexible substrate 70 in the vicinity of the stress concentrated portion of the flexible substrate 70 and the protrusion 21 and the peeling of the flexible substrate 70 and the protrusion 21. Can.
  • the base 10 is provided on both ends of the stretchable body 60.
  • the stretchable wiring members 1 to 6 may be provided with the stretchable body 60 and either one of the bases 10.
  • the expansion-contraction wiring member was made into a strip-like thing and the example of expansion-contraction of one direction to the length direction was shown, the expansion-contraction wiring member is formed in planar shape, such as square shape, not only one direction but Extension in the cross direction may also be performed.
  • the flexible wiring 80 in the X direction and the flexible wiring 80 in the Y direction may be provided on the front and back of the sheet-like flexible base 70, and the substrate 10 may be provided on the four sides of the sheet. .
  • an anti-extension member 90 described below can be further provided.
  • extension prevention member 90 is shown in FIG.
  • the extension preventing member 90 can be provided at a position where the boundary between the tip T of the protrusion 21 provided on the hard base 20 and the flexible base 70 in plan view is covered, and is equal to or more than the flexible base 70. It is preferable to use a material that is hard and softer than the hard substrate 20. The same material as the hard substrate 20 and the flexible substrate 70 can be used and the material whose hardness is adjusted can be used, and when the same elastomer or rubber as the flexible substrate 70 is used, the hardness can be easily adjusted. In addition, when the expansion
  • the extension prevention member 90 can also be provided inside the flexible substrate 70.
  • FIG. 13 shows an expandable wiring member 7a in which the extension preventing member 90 is provided inside the flexible base material 70.
  • the extension preventing member 90 is preferably made of a material harder than the flexible base 70 and softer than the hard base 20. The same material as that of the hard base 20 and the flexible base 70 and of which the hardness is adjusted can be used as in the case shown in FIG.
  • Samples 1 to 16 were produced by manufacturing the stretchable wiring members shown in FIGS. 10 (a) to 10 (o), and various tests were performed on Samples 1 to 16 to observe their extension characteristics. Details will be described below.
  • Sample 17 and Sample 18 were produced by manufacturing the stretchable wiring members shown in FIGS. 11 and 12, and various tests were also performed on Sample 17 and Sample 18 to observe their elongation characteristics.
  • Sample 1 is a product in which the stretchable wiring member having the shape shown in FIG. 10A is produced. More specifically, two fixed wires each having a width of 1 mm are printed by copper plating on the upper surface of a hard substrate having a length of 15 mm, a width of 15 mm, and a thickness of 0.1 mm made of a glass epoxy resin film. did. On the other hand, prepare two flexible substrates made of silicone rubber with a length of 25 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 0.5 mm and a JIS K6253 rubber hardness of A30, and use one flexible substrate.
  • the flexible wiring was printed on the top of the silver paste in which silver powder is dispersed in liquid silicone and the width is the same as that of the fixed wiring. Then, the hard base material was sandwiched between the two flexible base materials and pressed to be integrated with each other from the end on the stretchable body side to the opposite side at a position of 10 mm to obtain an elastic wiring member of sample 1.
  • Samples 2 to 16 In the same manner as Sample 1, telescopic wiring members of Samples 2 to 15 in the shapes shown in FIGS. 10 (b) to 10 (o), and shown in FIG. 10 (a) A shaped sample 16 was obtained. Samples 2 to 16 are the samples 1 to which the modifications described below are added.
  • the sample 2 has a shape shown in FIG. 10 (b), and has a shape in which the tip of the hard base is inclined.
  • the difference between the protruding length, ie, the length of the short side of the length of the rigid substrate and the length of the longer side is 5 mm.
  • the sample 3 has a shape shown in FIG. 10C, and is a structure in which a protrusion including a fixed wire is provided at the center of the hard substrate, and the flexible wire is extended to the flexible substrate through the protrusion.
  • the width of the protrusion was 5 mm and the length was 5 mm.
  • the sample 4 has the shape shown in FIG. 10 (d), and a pair of projecting portions protruding from the end of the hard substrate toward the flexible substrate is formed on the outer portion of the hard substrate.
  • the flexible wiring is extended to the flexible base material at a portion between the protruding portions.
  • the expansion part which the flexible base material bulged to the outer side opposite to the center part with the flexible wiring in the hard base material was provided.
  • the shape of each protrusion is 5 mm wide and 5 mm long.
  • the width between the projecting portions and the portion to be the recess is also 5 mm.
  • the sample 5 has the shape shown in FIG. 10 (e), and a pair of protrusions which project from the end of the hard substrate toward the flexible substrate are formed on the outer portion of the hard substrate. Similar to the sample 4 in that the flexible wiring is extended to the flexible base at the portion sandwiched by the protrusions. On the other hand, in the sample 5, the width of the flexible base was changed to 15 mm, so that the expanded portion was not provided.
  • the sample 6 has a shape shown in FIG. 10 (f), and has a shape in which the width of the hard base relative to the sample 4 is reduced by 2.5 mm from both ends.
  • the shape of the protrusion is 2.5 mm wide and 5 mm long.
  • the width of the extended portion was 5 mm.
  • the sample 7 has the shape shown in FIG. 10 (g), and in the sample 4, two protrusions are provided, whereas the protrusions are provided only on one side.
  • the size of the protrusion is the same as the size of one protrusion of the sample 4.
  • the sample 8 had a shape shown in FIG. 10 (h), and had a structure in which a protrusion having an inclined surface from the center to the outer part of the hard substrate was provided.
  • the difference between the length of the protrusion, that is, the length of the central portion, which is the shortest length of the rigid substrate, and the length of the side surfaces of both ends which is the longest length is 5 mm.
  • Sample 9 has the shape shown in FIG. 10 (i), and a pair of protrusions are provided on the outer side of the hard base as in sample 4, but the width of the tip is shortened to make the center The side surface ranging from the concave portion to the tip portion is changed to an inclined surface. The width of the tip is 2.5 mm. The width between the protruding portions to be the recessed portions is the same as the sample 4.
  • Sample 10 has the shape shown in FIG. 10 (j), and while the outer shape of the hard substrate is the same as sample 4, a through hole with a diameter of 2 mm is formed at the center of each protrusion provided on the outer part. The points provided are different. And it was set as the structure where the upper and lower flexible base material adheres in this through-hole.
  • Sample 11 has the shape shown in FIG. 10 (k), and a pair of projecting portions are provided on the outer portion of the hard substrate in the same manner as sample 4, but inclined from the tip inner corner to the outer side It was set as the structure which formed the surface.
  • the length of the protrusion is 5 mm from the base end of the protrusion to the inner corner at the tip, which is the apex, and the width between the protrusions is 5 mm at the root portion which is diverged by the inclined surface.
  • Sample 12 has the shape shown in FIG. 10 (l), and a pair of protrusions are provided on the outer portion of the hard base as in sample 4, but the tip inner corner and the tip outer corner It is the sample which changed angle into R shape.
  • the corners R are both arcs with a radius of 2 mm.
  • Sample 13 has the shape shown in FIG. 10 (m), and a pair of protrusions are provided on the outer portion of the hard base as in sample 4, but the width of the middle and middle portion excluding the tip of the protrusion Is a sample with a narrow variation. Specifically, the width from the tip of the protrusion to 1 mm is 5 mm, and the width from 1 to 5 mm from the tip is 3 mm.
  • the sample 14 has the shape shown in FIG. 10 (n), and a pair of protrusions are provided on the outer portion of the hard base as in the sample 4, but the end is the end opposite to the protrusions. It is a sample in which the width of the fixing portion is narrowed to 5 mm.
  • the sample 15 had the shape shown in FIG. 10 (o) and had the same shape as the sample 14 in plan view, but the thickness of the central portion of the flexible base on the surface side provided with the flexible wiring was increased. It is. Specifically, the thickness is increased by 1 mm over the width 5 mm in the center of the flexible substrate.
  • the sample 16 has the same outer shape as the sample 1 shown in FIG. 1A in plan view, but is a sample provided with a flexible base on only one side.
  • the sample 17 is a sample using a hard base material in which a central protrusion which protrudes more than these protrusions is provided between two protrusions provided at the outer position.
  • the sample 18 is a sample in which an extension preventing member is further provided to the sample 5.
  • Tensile test In the tensile test, the stretchable wiring member is pulled under the same conditions as the above break test, and the distance between the tips of the protrusions (hard substrates in the sample without protrusions) formed on a pair of hard substrates is The elongation percentage (%) in the vicinity of the stretchable body side than the boundary between the base of the conductive wiring and the stretchable body when it was stretched to 3 times the initial length was measured. And the measurement result was shown in the column of "Elongation percentage (%) near the boundary (extension length 300%)". Further, in the tensile test, the elongation (%) in the vicinity of the extension body side of the tip of the protrusion when extending to a length three times the initial length was measured.
  • the measurement result was shown in the column of "Elongation percentage (%) (extension length 300% at the time of stress concentration location vicinity)".
  • the elongation percentage (%) represents the length of the predetermined area after stretching the expandable wiring member with respect to the initial length of the predetermined area in%, for example, the length of the predetermined area
  • the elongation rate was expressed as 300% when the initial three times was reached.
  • the column “front and back coating” indicates whether the substrate side flexible base material covers the upper surface and the lower surface of the hard base material, "O” when covering both the upper surface and the lower surface, only the upper surface is coated, the lower surface In the case where the substrate-side flexible base was not provided, it was regarded as "x”.
  • the column of "protrusion” indicates whether or not the projections are present on the hard substrate, and if the projections are on both sides of the hard substrate, "o”, the projections are on either one of the outsides. The case is referred to as “ ⁇ ”, and the case where there is no protrusion is referred to as “x”.
  • the column “Expansion” indicates whether or not an expansion is provided where the base side flexible base located outside the hard base is provided, and if it has an expansion "o", the expansion is included. The case where it did not do was made into “x”.
  • the column of “Position of fixing portion” indicates a portion obtained by fixing and pressing the base at both ends when extending the expansion wiring member of each sample, and the portion of the hard base not covered with the base side flexible base is When the entire width of the hard substrate is equal to "full substrate width", when the central portion of the hard substrate not covered with the flexible substrate on the substrate side is narrower than the full width of the hard substrate is "substrate center”.
  • the column of "Expansion part spread shape” indicates whether the shape of the projection part is the shape where the vertical distance from the flexible wiring increases as the tip becomes the tip, and the case where the shape extends outward as the tip is “ ””, The case where the shape could not be said to be a shape that spreads outward toward the tip is called “x”, and the case where the tip is arc-shaped is “ ⁇ ”.
  • the column of "Wide part to protrusion part” indicates whether the end of the hard base opposite to the connection side with the extension body is narrower or equal to the width of the protrusion part, narrow width In the case of “O”, the case of the same width was “x”.
  • the column of "Peeling generation” indicates whether or not the flexible substrate is cracked, exfoliated, or any other change, and the case where the flexible substrate is cracked and the exfoliation is 1 mm or more is “1". did.
  • "2" when the peeling of the flexible substrate is 0.5 mm or more and less than 1 mm
  • sample 1 the flexible wiring at the boundary was broken at an elongation rate of 194%.
  • the stress concentration was at the outer corner, but the peeling was moderate.
  • the sample 2 was broken at an elongation rate of 456%, but the elongation at the boundary was suppressed and it was a breakage near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was the outside corner of the protrusion, and the degree of peeling was somewhat large.
  • Sample 3 had the smallest elongation rate when broken at 176%.
  • the stress concentration point is the entire central boundary portion, and since the stress concentration portion and the flexible wiring overlap, it is considered that the break is very likely to occur at the boundary portion. Peeling of the stress concentration location was larger than that of the sample 1.
  • the sample 4 was broken at an elongation rate of 358%, but the elongation at the boundary was suppressed and was broken near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was the outside corner of the protrusion, and the peeling was moderate.
  • the sample 5 was broken at an elongation rate of 380%, but the elongation at the boundary was suppressed and was broken near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was the outside corner of the protrusion, and the peeling was somewhat large. Compared with the sample 4 using the connection substrate of the same shape, it is considered that the effect of suppressing peeling is slightly smaller because the extended portion is not provided.
  • the sample 6 was broken at an elongation rate of 425%, but the elongation at the boundary was suppressed and was a breakage near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was the outside corner of the protrusion, and the peeling was moderate.
  • Sample 7 was broken at an elongation rate of 396%, but the elongation at the boundary was suppressed and was broken near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration location was at the inner corner of the protrusion, but the peeling was slightly smaller.
  • Sample 8 was broken at an elongation rate of 460%, but the elongation at the boundary was suppressed and was broken near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was the outside corner of the protrusion, and the peeling was moderate.
  • Sample 9 was broken at an elongation rate of 435%, but the elongation at the boundary was suppressed and was broken near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was the outside corner of the protrusion, and the peeling was moderate.
  • the sample 10 was broken at an elongation rate of 411%, but the elongation at the boundary was suppressed and was a breakage near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was the outside corner of the protrusion, and the peeling was moderate.
  • the sample 11 was broken at an elongation rate of 392%, but the elongation at the boundary was suppressed and was broken near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was at the top of the protrusion, and peeling was somewhat small.
  • the sample 12 was broken at an elongation rate of 423%, but the elongation at the boundary was suppressed and it was a breakage near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was near the apex of the arc of the protrusion, and peeling was slightly small.
  • the sample 13 was broken at an elongation rate of 383%, but the elongation at the boundary was suppressed and was a breakage near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was the outside corner of the protrusion, and peeling was slightly small.
  • the sample 14 was broken at an elongation rate of 439%, but the elongation at the boundary was suppressed and was broken near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration was at the inside corner of the protrusion, but peeling was hardly observed.
  • the whole extended wiring member was curving.
  • the sample 15 was broken at an elongation rate of 442%, but the elongation at the boundary was suppressed and was broken near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration was at the inside corner of the protrusion, but peeling was hardly observed.
  • the whole extended wiring member was curving.
  • the sample 16 was broken at an elongation rate of 376%, but the elongation at the boundary was suppressed and was broken near the center of the flexible substrate.
  • the stress concentration point was at the outer corner. In this embodiment, extremely large peeling was observed not only at the boundary but also on the upper surface of the protrusion.
  • the sample 17 was broken at an elongation rate of 383%, but the elongation at the boundary between the flexible substrate and the hard substrate was suppressed, and the vicinity of the center of the flexible substrate was broken.
  • the stress concentration points were at the corners on both sides of the central protrusion and peeling was moderate. On the other hand, peeling of the protrusions at both ends was suppressed.
  • the sample 18 was broken at an elongation rate of 396%, but the elongation at the boundary between the flexible substrate and the hard substrate was suppressed, and the vicinity of the center of the flexible substrate was broken.
  • the stress concentration point is a corner on the outside of the extension preventing member, but peeling is hardly observed.
  • the elongation rate of the flexible base near the stress concentration point is smaller than that of the rigid base provided with the projection only, and the extension preventing member as well as the projection suppresses the deformation of the flexible base, thereby the flexible base and the hard base It seems that the difficulty of peeling off the boundary of the material is intensified.
  • samples 17 and 18 are provided with a central projecting portion or provided with an extension preventing member, peeling of the boundary between the flexible substrate and the hard substrate is difficult. It can be seen that it increases compared to.

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Abstract

硬質部分と柔軟部分とを接続してなる伸縮配線部材について、硬質部分と柔軟部分との境界における断線を予防することに加え、伸長による柔軟部分への負担も小さい伸縮配線部材を提供すること。　固定配線３０を硬質基材２０に形成した基体１０と、柔軟配線８０を柔軟基材７０に形成した伸長体６０と、を備え、当該基体１０と当該伸長体６０が固着して連結している伸縮配線部材１について、前記硬質基材２０に、前記基体１０と前記伸長体６０との境界に生じる応力集中を緩和する突出部２１を設け、前記突出部２１及び当該突出部２１に囲まれた凹部２２の上面と下面を、前記伸長体６０から伸長した基体側柔軟基材４０で覆うこととした。

Description

伸縮配線部材
　本発明は、柔軟基材に柔軟配線を備え、伸縮して利用することができる伸縮配線部材に関する。
　近年、脈拍などの身体の状態や、歩数などの身体の動きを計測するためのセンサが搭載されたスマートウォッチや活量計、脈拍計などのウェアラブルデバイスの開発が盛んになっているが、従来のウェアラブルデバイスでは、半導体素子が硬いリジット基板に配置されたユニットが用いられており身体の動きに追従しないため、快適な装着感が得られなかった。そこで、弾性体や衣類に導電回路を形成することでフレキシブルなウェアラブルデバイスを得る技術が開発されている。こうした技術は、例えば、特開２０１６－０７６５３１号公報（特許文献１）や、特開２０１２－０３３３１６号公報（特許文献２）、特開２０１３－１４５６６１号公報（特許文献３）などに記載されている。
特開２０１６－０７６５３１号公報 特開２０１２－０３３３１６号公報 特開２０１３－１４５６６１号公報
　しかしながら、特開２０１６－０７６５３１号公報（特許文献１）には、ウェアラブル端末等に適用可能な伸縮性及び耐衝撃性に優れた複合モジュールの技術が記載されているが、伸縮する本体部の上に導電性の接続体を通じて基板を立体的に載置しているため、本体部が伸びて接続体の間隔が広がると基板から外れるおそれがあった。したがって、伸縮可能であるといっても、数％程度の小さな伸縮率にしか対応できなかった。
　また、特開２０１２－０３３３１６号公報（特許文献２）には、柔軟基材に接続部を直接固着した構成が記載されているが、柔軟な配線体を大きく伸長させたときに、電気回路と前記配線体の境界部分に応力が集中することで配線が大きく伸ばされることから、伸縮が大きい用途では依然として断線の懸念があった。
　さらに特開２０１３－１４５６６１号公報（特許文献３）には、エラストマ製の第一配線体にポリエステル製の第二配線体を接続した配線体接続構造体が記載されているが、第二配線体に形成した凸部に応力が収集するため、凸部に近接する柔軟基材に過大な負担が生じ、ひいては柔軟基材に歪みや、柔軟基材と凸部の剥離が生じ易いという懸念があった。
　本発明では、硬質部分と柔軟部分とを接続してなる伸縮配線部材について、硬質部分と柔軟部分との境界における断線を予防することに加え、伸長による柔軟部分への負担も小さい伸縮配線部材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は、固定配線を硬質基材に形成した基体と、柔軟配線を柔軟基材に形成した伸長体と、を備え、当該基体と当該伸長体が固着して連結している伸縮配線部材について、前記硬質基材に、前記基体と前記伸長体との境界に生じる応力集中を緩和する突出部を設け、前記突出部及び当該突出部に囲まれた凹部の上面と下面を、前記伸長体から伸長した基体側柔軟基材が覆うことを特徴とする伸縮配線部材により構成される。
　固定配線を硬質基材に形成した基体と、柔軟配線を柔軟基材に形成した伸長体と、を備え、当該基体と当該伸長体が固着して連結している伸縮配線部材について、前記硬質基材に、前記基体と前記伸長体との境界に生じる応力集中を緩和する突出部を設け、前記突出部及び当該突出部に囲まれた凹部の上面と下面を、前記伸長体から伸長した基体側柔軟基材が覆うこととして構成したため、突出部の上面と下面とを柔軟基材で覆うことで、突出部における応力を上面と下面の両面で受けることができる。そのため、従来の片面で応力を受けていた構成と比較して、柔軟基材の負担を１／２にすることでき、柔軟基材と突出部の応力集中箇所の近傍における柔軟基材の歪みや、柔軟基材と突出部の剥がれを抑制することができる。
　前記本発明は、前記突出部の先端外側において、柔軟配線のある中央部分とは反対の外側に膨出する柔軟基材でなる拡張部を有するものとして構成できる。前記突出部の先端外側において、柔軟配線のある中央部分とは反対の外側に膨出する柔軟基材でなる拡張部を有する構成としたため、突出部の外側側面を柔軟な材質でなる拡張部と固着することができ、突出部と柔軟基材との間の応力集中を軽減することができる。そのため、柔軟基材と突出部の応力集中箇所の近傍における柔軟基材の歪みや、柔軟基材と突出部の剥がれをさらに抑制することができる。
　また前記本発明は、前記突出部は先端になる程前記柔軟配線からの垂直距離が大きくなる形状として構成できる。前記突出部が先端になる程前記柔軟配線からの垂直距離が大きくなる形状としたため、突出部の中でも応力が集中しやすい先端を柔軟配線から遠ざけることで、柔軟配線が局所的に大きく伸縮してしまうことを抑止することができる。突出部の先端は、通常は他の部材と接続する接続部から最も離れた部分であり、伸縮配線部材の伸縮方向に最も伸びている部分である。
　前記本発明は、前記柔軟配線がその表裏（上下）を前記柔軟基材に覆われており、当該柔軟基材のゴム硬度よりも高硬度である構成とすることができる。前記柔軟配線の表裏が前記柔軟基材に覆われており、当該柔軟基材のゴム硬度よりも高硬度である構成としたため、伸縮配線部材が圧縮された際の抵抗値の安定化が図れ、また、製造時における柔軟配線の破断を防止することができる。
　前記本発明は、前記硬質基材の突出部の上面が、固定配線が積層配置する上面に対して傾斜する湾曲形状であるものとして構成できる。前記硬質基材の突出部の上面が、固定配線が積層配置する上面に対して傾斜する湾曲形状として構成したため、伸縮配線部材を伸長したとき、湾曲の曲率を大きくしながら縮径方向の応力を緩和することができる。したがって、突出部への応力を緩和して、柔軟基材と突出部の応力集中箇所の近傍における柔軟基材の歪みや、柔軟基材と突出部の剥がれを抑制することができる。
　前記本発明は、前記柔軟配線と前記柔軟基材の固着力が、前記柔軟配線の引張り破断力よりも大きいものとして構成できる。前記柔軟配線と前記柔軟基材の固着力が、前記柔軟配線の引張り破断力よりも大きいものとしたため、伸縮配線部材を大きく伸長させても柔軟基材から柔軟配線が剥離するおそれが生じ難い。
　前記本発明は、前記基体に積層する柔軟基材である基体側柔軟基材のうち、前記硬質基材の上面に固着する柔軟基材が、当該硬質基材の下面に固着する柔軟基材よりも柔軟であるものとして構成できる。前記基体に積層する柔軟基材である基体側柔軟基材のうち、前記硬質基材の上面に固着する柔軟基材が、当該硬質基材の下面に固着する柔軟基材よりも柔軟であるものとしたため、伸縮配線部材の製造時に硬質基材等を上下から基体側柔軟基材で挟み圧接するときに、導電配線を備える側の基体側柔軟基材をより変形し易くできるため、柔軟配線の断線を防止することができる。
　前記本発明は、前記硬質基材における伸長体との接続側とは反対側の端部を前記突出部の幅よりも細幅として構成できる。前記硬質基材における伸長体との接続側とは反対側の端部を前記突出部の幅よりも細幅としたため、伸縮配線部材を伸長させたときに伸縮配線部材全体を湾曲させることができ応力を分散させることで導電配線の破断を起こし難くすることができる。
　前記本発明は、前記硬質基材における伸長体との接続側とは反対側の端部を前記突出部の幅と略同幅として構成できる。前記硬質基材における伸長体との接続側とは反対側の端部を前記突出部の幅と略同幅として構成したため、硬質基材における伸長体との接続側とは反対側の端部を固定することで伸縮配線部材を伸長させたときに伸縮配線部材を湾曲させることなく伸長させることができる。
　本発明の伸縮配線部材によれば、伸長させても応力集中箇所における柔軟基材の破断や劣化が生じ難く、柔軟基材と硬質基材との間での剥がれが生じ難い。
第１実施形態の伸縮配線部材の説明図であり、分図１(ａ)はその概略平面図、分図１(ｂ)は分図１(ａ)のIb-Ib線断面図である。 図１の伸縮配線部材を構成する基体の説明図であり、分図２(ａ)はその概略平面図、分図２(ｂ)は分図２(ａ)のIIb-IIb線断面図である。 図１の伸縮配線部材を伸長した様子を説明する概略平面図である。 図１の伸縮配線部材の基体と伸長体との境界付近の伸長の様子を説明する説明図である。 第２実施形態の伸縮配線部材の説明図であり、図１(ａ)相当の概略平面図である。 図５の伸縮配線部材の基体と伸長体との境界付近の伸長の様子を説明する説明図である。 第３実施形態の伸縮配線部材の説明図であり、図１(ａ)相当の概略平面図である。 第４実施形態の伸縮配線部材の説明図であり、分図８(ａ)は分図２(ａ)相当の概略平面図、分図８(ｂ)は分図８(ａ)のVIIIB-VIIIB線端面図である。 図８の伸縮配線部材の伸長した様子を説明する説明図であり、分図９(ａ)は分図８(ａ)相当の概略平面図、分図９(ｂ)は分図９(ａ)のIXB-IXB線端面図である。 変形形態の伸縮配線部材の説明図であり、図１０(ａ)～図１０（ｏ）はそれぞれ個々の変形形態を示す。 第５実施形態の伸縮配線部材のの説明図であり、分図１１(ａ)はその概略平面図、分図１１(ｂ)は分図１１(ａ)のXIb-XIb線断面図である。 変形形態の伸縮配線部材の説明図であり、分図１２(ａ)はその概略平面図、分図１２(ｂ)は分図１２(ａ)のXIIb-XIIb線断面図である。 別の変形形態の伸縮配線部材の図１２（ｂ）相当の断面図である。
　本発明の伸縮配線部材について実施形態に基づいて詳しく説明する。各実施形態において重複する部位、材料、製造方法、作用効果、機能等については重複説明を省略する。
　＜第１実施形態［図１～図４］＞：　第１実施形態の伸縮配線部材１は、図１～図４で示すように、硬質基材２０に固定配線３０が形成されている基体１０と、柔軟基材７０に柔軟配線８０が形成されている伸長体６０と、を備え、基体１０と伸長体６０は、基体１０に設けた突出部２１の上面２１ａと下面２１ｂ、及びその突出部２１に囲まれた内側に位置する凹部２２の上面２２ａと下面２２ｂを、伸長体６０から伸長した基体側柔軟基材４０が覆うことで固着され一体化されている。また、基体１０と伸長体６０との配線の接続は、伸長体６０の柔軟配線８０から伸長した基体側柔軟配線５０が固定配線３０の上にまで延びることでなされている。なお、本明細書および特許請求の範囲において上下で表現する文言は説明の便宜上のものであり、伸縮配線部材１の使用時における上下を限定するものではない。
　基体１０は、フレキシブルプリント基板等の既存の配線等に接続する部位であって、固定配線３０を硬質基材２０に形成してなり一定の剛性を備えた配線基板であり、基体側柔軟基材４０が硬質基材２０の端部を覆うことで伸長体６０と結合している。
　硬質基材２０は、硬質材料からなるシート形状をしており、そのシートの面内方向にはほぼ伸縮しない程度の剛性を備えた部材である。一方で、硬質基材２０は、シート面に対する垂直方向については、変形し易くても変形し難くても良い。こうした性質を備えた硬質材料としては、例えば、可撓性樹脂フィルムや、硬質樹脂基板、セラミック基板等の絶縁性の硬質材料が挙げられる。この中で、可撓性樹脂フィルムは、シートの面内方向にはほぼ伸縮せず、シート面に対する垂直方向には変形しやすい性質を有する。一方、硬質樹脂基板やセラミック基板は、シートの面内方向にはほぼ伸縮せず、シート面に対する垂直方向にも変形し難い。これらの中でもプリント配線の基材として用いられているポリイミドフィルムや、フェノール樹脂、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
　硬質基材２０は、絶縁性の硬質材料以外にも導電性の硬質材料を用いることができる。但し、導電性の硬質材料に、複数の固定配線３０又は柔軟配線８０を直接設けると、後述する固定配線３０又は柔軟配線８０どうしが導電性の硬質基材２０を通じて導通する不都合が生じる。そこでこれを回避するため、導電性の硬質材料の表面に絶縁性被膜を介在させたり、固定配線３０又は柔軟配線８０の表面に導電性被覆をしたりするなどの手段を講じ、導電性の硬質基材２０と固定配線３０又は柔軟配線８０が電気的に直接接しないようにする必要がある。導電性の硬質材料としては金属や導電性樹脂等が挙げられる。
　硬質基材２０の中央部分に固定配線３０が積層しているが、固定配線３０に対する直交方向の外側部分には、硬質基材２０の端部から固定配線３０の伸長方向に向かって突出した突出部２１が形成されている。この突出部２１の先端側面２１ｅ、上面２１ａ、下面２１ｂ、固定配線３０側の側面となる内側側面２１ｃには伸長体６０から伸長した基体側柔軟基材４０が固着している。
　このように突出部２１は、平面視で柔軟配線８０の伸長方向に対する直交方向の外側位置で、基体１０の固定配線３０と伸長体６０の柔軟配線８０との境界よりも導電配線３０，８０の伸長方向に突出した位置に設けられている。
　硬質基材２０に形成されている固定配線３０には、例えば銅やニッケル、アルミニウム等の良導電性金属層や、それらの粉末を樹脂中に分散させた導電性樹脂層とすることができる。これらの中でも、例えば半田で配線と固着する場合や、接続対象のコネクタに繰り返し接続する場合には、耐摩耗性の高い良導電性金属層とすることが好ましい。固定配線３０は、基体１０の伸長体６０との接続端側には伸長体６０の柔軟配線８０から伸長した基体側柔軟配線５０が積層しており、この積層部分を介して基体１０と伸長体６０の両導電配線３０，８０が導電接続している。一方、基体１０の伸長体６０との接続端とは反対側では、固定配線３０は外部に露出して、他の部材、例えばコネクタやケーブル、電子素子等との固定部２０ｈとなっている。固定配線３０の形状は特に制限はなく任意の形状を採用することができる。
　伸長体６０は、柔軟配線８０を柔軟基材７０に形成してなり一定の柔軟性を備えた配線基板であり、伸長体６０から延出した柔軟基材７０が硬質基材２０の端部を覆うことで基体１０と結合している。
　柔軟基材７０は、柔軟材料でなる部材であり、伸縮可能な性質を有している。柔軟材料としては、熱硬化性ゴムや熱可塑性エラストマの他、織物やニットなどの布帛やこれらを組合せて使用することができ、少なくとも初期の長さの１２０％以上の長さまで伸縮可能な材料を用いることが好ましい。また、１５０％以上の長さまで伸縮可能であることがより好ましい。これらの材質の中で熱硬化性ゴムまたは熱可塑性エラストマを用いる場合には、ＪＩＳ Ｋ６２５３規定のゴム硬度がＡ硬度で９０（以後Ａ９０と記載する）以下であることが好ましい。ゴム硬度がＡ９０を超えると、伸長したときの応力が必要以上に大きくなり、剥離の懸念が増すためである。一方、ゴム硬度の下限は特にないが、Ｅ硬度で２０未満の場合は、耐摩耗性や引張り破断応力が低いことから一部の用途では懸念が生じることがある。柔軟基材７０は、伸長体６０の構成部分のベースを形成するとともに、伸長体６０から基体１０側に伸長し、基体１０の硬質基材２０と積層した部分では基体１０の一部を形成する。
　伸長体６０を構成する柔軟基材７０の形状は、典型的には矩形のベルト状や、棒状とすることができる。また、基体１０を構成する硬質基材２０と固着する近傍部分を広くすることができる。硬質基材２０との近傍を広く形成することで導電配線３０，８０の基体１０と伸長体６０との境界近傍における柔軟基材７０の伸長率を低くすることができる。
　柔軟配線８０は、柔軟基材７０とともに伸長体６０にあって柔軟基材７０とともに伸縮可能な性質を有している。伸長体６０の両側に基体１０を設けることで、この両側に設けた基体１０に備わる固定配線３０どうしを柔軟配線８０により電気的に接続し、固定配線３０どうしの間隔が変化しても両者の導電接続状態を保持することができる。柔軟配線８０には、伸縮性のある導電材料を用いる。具体的には、熱硬化性ゴムや熱可塑性エラストマに導電性粒子を分散させた柔軟導電性樹脂を用いることが好ましい。柔軟基材７０として熱硬化性ゴムや熱可塑性エラストマを用いたときは、同種の樹脂の銀やカーボンの粉末を分散させた柔軟導電性樹脂を用いて柔軟配線８０を形成することが好ましい。柔軟基材７０と柔軟配線８０との固着性が高まるからである。
　柔軟配線８０も柔軟基材７０も柔軟な材質で形成されるため、その両者の硬度は同一とすることもできるが、柔軟配線８０の硬度を柔軟基材７０の硬度よりも高硬度とすることができる。こうした硬さの関係性で伸縮配線部材１を構成すると、伸縮配線部材１が圧縮されたときでも柔軟基材７０は圧縮変形し易いが柔軟配線８０は圧縮変形し難い。したがって、圧縮時の柔軟配線８０の体積変化を生じさせ難いため、伸長方向以外にも圧力を受ける用途で、安定した抵抗値を示すことができる。また、伸縮配線部材１の製造時に、柔軟配線８０を柔軟基材７０で挟んで圧接しても、柔軟基材７０の変形が生じ難く柔軟配線８０の断線を防止することができる。
　柔軟配線８０と柔軟基材７０との固着力は柔軟配線８０の引張り破断力よりも大きいものとすることが好ましい。反対に柔軟配線８０と柔軟基材７０の固着力に対して柔軟配線８０の引張り破断力が大きいと、伸縮配線部材１を大きく伸長したときに柔軟基材７０から柔軟配線８０が剥離するおそれがあるからである。通常は、こうした問題は生じないが、特に柔軟な場合であって２００％を超えて伸長する場合に、柔軟配線８０自体の縮径方向の変形が大きくなり、柔軟基材７０との間に応力が生じることから剥離が起こり易いものと考えられる。
　こうした懸念に対して、柔軟配線８０の引張り破断力を小さくすることで、剥離する前に、柔軟配線８０に部分的な亀裂が生じるようにすることができる。こうした亀裂は、小さな亀裂が細かく生じ、抵抗値は上昇するものの、柔軟配線８０を切断するほど大きな亀裂にはなり難い。したがって、剥離を抑制しながら、柔軟配線８０の断線も抑制することができ、抵抗値上昇をモニタリングすることで、伸長の限界をセンシングすることもできる。なお、上記固着力と引張り破断力の関係は、伸縮配線部材１の伸長試験を行い、剥離する前に亀裂が生じるか否かで判断することができる。すなわち、前記伸長試験で亀裂が生じる前に剥離した場合には、柔軟配線８０と柔軟基材７０の固着力に対して柔軟配線８０の引張り破断力が大きい、反対に剥離する前に部分的な亀裂が生じた場合は、柔軟配線８０と柔軟基材７０との固着力は柔軟配線８０の引張り破断力よりも大きいと判断することできる。
　基体１０側に設けた柔軟基材である基体側柔軟基材４０と硬質基材２０との固着方法には、材料自体の接着性を利用する方法、接着剤等を用いる方法、熱融着による方法、構造的な固定による固着方法などを採用することができる。接着性を採用できる材料としては、半硬化状態の熱硬化ゴムを例示することができる。また、熱融着による固着を採用できる材料としては、熱可塑性エラストマや熱可塑性の布帛を例示することができる。構造的な固定を採用する場合には、例えば面ファスナーのような嵌合構造による固定、縫製による固定などにより固定することができる。
　基体１０に積層する柔軟基材である基体側柔軟基材４０のうち、硬質基材２０の上面２０ａに固着する基体側柔軟基材４０が、硬質基材２０の下面２０ｂに固着する基体側柔軟基材４０よりも柔軟であるものとすることが好ましい。伸縮配線部材１の製造において硬質基材２０と固着する際に、導電配線５０，８０を備える側の柔軟基材７０をより変形し易くできるため、導電配線５０，８０の断線を抑制することができる。
　伸縮配線部材１は、硬質基材２０の端部が他の配線部材等に固定され支持されて伸長体６０が伸縮されるが、この他の配線部材等に固定され支持される固定部２０ｈは、伸縮配線部材１の伸長の起点となる部位であり、伸縮配線部材１の横幅の両外端までを固定することが好ましい。伸縮配線部材１の外端まで固定することで、固定配線３０のある他の配線部材等との接続部にかかる応力を最小限にすることができるからである。
　こうした伸縮配線部材１を伸長させると、典型的には図３で示すように、伸長体６０の柔軟基材７０の中央部分が細くなる一方で、基体１０は形状を変えずに初期の状態が維持される。基体１０と伸長体６０との境界部分に注目しても柔軟基材７０の伸びが観測される。図４には、伸長体６０における基体１０との境界部分に等間隔に設けた直線状の目印が伸長して波形になって見える様子を示す。この図４で示すように、２つの突出部２１，２１に囲まれた凹部２２における柔軟基材７０の伸長が抑制されている。また、突出部２１，２１の先端内側角部（内側角部）２１ｆと、先端外側角部（外側角部）２１ｇに応力が集中している。
　２つの突出部２１，２１の形成によりその内側の凹部２２の柔軟基材７０と柔軟配線８０の伸長が抑制されるため、基体１０との境界近傍における柔軟配線８０の断線を防止することができる。
　また柔軟基材７０の硬質基材２０に固着した部分は伸長しても固定されていることから、伸長体６０を伸長させたときに突出部２１の先端Ｔに応力が集中する。このとき、柔軟基材７０の中央部分は材料の応力緩和によって伸長が抑えられることから突出部２１の先端内側角部２１ｆ付近で伸長量が大きい部分と伸長量が小さい部分が近接して柔軟基材に大きな歪みが生じ易い箇所となっている。一方、先端外側角部２１ｇは先端内側角部２１ｆと比べて伸長量が大きくなるため、応力が大きくなっている。
　＜第２実施形態［図５、図６］＞：　第２実施形態の伸縮配線部材２は、図５、図６で示すように、硬質基材２０に設けた突出部２１が、先端Ｔになる程、柔軟配線８０からの距離が遠くなるような広がり形状に形成されていることを特徴としたものである。この広がり形状は、基体１０の固定配線３０と伸長体６０の柔軟配線８０との境界から配線の伸長方向に離れるにつれて、突出部２１と柔軟配線８０の距離が大きくなることが好ましい。
　突出部２１を広がり形状に形成したため、広がり形状としていない場合に比べて先端内側角部２１ｆに生じた応力集中を軽減することができ、柔軟配線８０が局所的に大きく伸長することを抑止できる。
　＜第３実施形態［図７］＞：　図７は、第３実施形態の伸縮配線部材３の平面図である。伸縮配線部材３は、突出部２１の先端Ｔにおいて、柔軟配線８０のある中央部分とは反対の外側に膨出する拡張部７５を備えている点が、先の実施形形態で説明した伸縮配線部材１と異なる。
　この拡張部７５は、突出部２１の外側側面２１ｄに固着している。この拡張部７５は、伸縮配線部材３を伸長したとき、変形量が大きくなる先端外側角部２１ｇを覆うことで、先端外側角部２１ｇ近傍の応力集中を軽減して、柔軟基材７０と突出部２１の応力集中箇所の近傍における柔軟基材７０の歪みや、柔軟基材７０と突出部２１の剥がれを抑制することができる。
　もう少し詳しく説明すると、伸縮配線部材を伸長したときは、柔軟基材７０は中央に向かって細長く変形する。このため、中央部分に比べて周辺部分の変形量が大きい。中央に柔軟配線８０を配置したときは、突出部２１は必然的に外側１０ｄに配置されることなる。この外側１０ｄに配置された突出部２１が柔軟基材７０の周辺部分と固着する構成では、この固着部分の最外端である先端外側角部２１ｇにかかる応力が最も大きくなる。
　一方、突出部２１の外側１０ｄとなる領域に、柔軟な材質からなる拡張部７５を形成し、突出部２１の外側側面２１ｄと固着することで、この固着部分を柔軟基材の最外端ではなくし、しかも突出部２１の外側側面２１ｄとの固着面積を大きくすることができる。したがって、突出部２１と柔軟基材７０の間の応力集中を軽減することができ、柔軟基材７０と突出部２１の応力集中箇所の近傍における柔軟基材７０の歪みや、柔軟基材７０と突出部２１の剥がれをさらに抑制することができる。
　＜第４実施形態［図８、図９］＞：　図８は、第４実施形態の伸縮配線部材４である。第４実施形態の伸縮配線部材４は、平面視では第１実施形態として説明した伸縮配線部材１と略同じ形状であるが、断面視において、硬質基材２０と柔軟基材７０の形状が異なっている。
　伸縮配線部材４では、硬質基材２０の突出部２１の部分を含み硬質基材２０の外側部２３が下側に湾曲していることを特徴としている。また、柔軟基材７０は、上面が硬質基材２０に追従して湾曲した形状としている。伸縮配線部材４は、下側に湾曲した形状をしているため、伸長したときに異なる変形挙動を示す。硬質基材２０が平坦な伸縮配線部１と比較して説明すると、平面的な硬質基材２０を備える伸縮配線部材１は、面内方向の剛性が高いため、伸縮配線部材１を伸長したときに生じる応力に対して硬質基材２０がほとんど変形しない。これに対して本実施形態の伸縮配線部材４は硬質基材２０が立体的に形成されているため、伸縮配線部材４を伸長したときの状態を図９で示すが、この図９で示すように、伸縮配線部材４に生じる応力Ｆは硬質基材２０の面内で角度をもつことになる。したがって、この応力Ｆによって硬質基材２０が湾曲され、図９（ｂ）で示すように、あたかも丸まるように曲率を大きくしながら変形する。こうした変形によって、硬質基材２０の突出部２１の先端Ｔにかかる応力を緩和して、柔軟基材７０と突出部２１の応力集中箇所の近傍における柔軟基材７０の歪みや、柔軟基材７０と突出部２１の剥がれを抑制することができる。
　＜第５実施形態［図１１］＞：　図１１は、第５実施形態の伸縮配線部材６である。第５実施形態の伸縮配線部材６は、第１実施形態の伸縮配線部材１等で説明した突出部２１に囲まれた凹部２２に、別の突出部２１を設けた点で先の実施形形態で説明した伸縮配線部材１等と異なる。
　この別の突出部２１である中央突出部２４は、本実施形態では２本の柔軟配線８０の間にあって、外側位置に設けた２つの突出部２１よりも伸長方向に突出した形状としている。この中央突出部２１は伸縮配線部材６を伸長したときに変形量が大きくなる先端外側角部２１ｇ近傍の応力集中を軽減して、柔軟基材７０と突出部２１の応力集中箇所の近傍における柔軟基材７０の歪みや、柔軟基材７０と突出部２１の剥がれを抑制することができる。
　上記実施形態は本発明の例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施形態の変更または公知技術の付加や、組合せ等を行い得るものであり、それらの技術もまた本発明の範囲に含まれるものである。
　図１０（ａ）～（ｏ）は、硬質基材２０の形状を変形した様々な種類の伸縮配線部材５（５ａ～５ｏ）である。なお、図１０（ａ）～（ｏ）では、硬質基材２０の形状を見易くするため、基体側柔軟基材４０に隠れる部分も実線で示している。こうした伸縮配線部材５のうち、例えば、図１０（ｍ）で示す伸縮配線部材５ｍでは、突出部２１の先端Ｔが広がっており、突出部２１の先端Ｔにかかる応力を分散させ易いといった利点がある。また、図１０（ｎ）で示す伸縮配線部材５ｎや図１０（ｏ）で示す伸縮配線部材５ｏでは、硬質基材２０の固定部２０ｈ側が細くなっており、伸長させると伸縮配線部材５ｎ，５ｏの全体が湾曲し易い。
　第４実施形態における伸縮配線部材４では、柔軟基材７０も硬質基材２０の形状に沿わせて、柔軟基材７０の上面を下側に湾曲した形状としていたが、こうした形状に限定するものではなく、硬質基材２０が湾曲していても柔軟基材７０を平坦にすることもできる。また、柔軟基材７０の伸長方向において柔軟基材７０を部分的に細くすることで特定の領域の伸長率を高めることもできる。
　伸縮配線部材をプリント基板等の他の部材と接続する接続部は、固定配線を設けた硬質基材の端部となるが、この接続部自体を他の部材に固定する固定部２０ｈとすることができ、また、それ以外の部分を固定部２０ｈとすることもできる。例えば、拡張部７５に固定部２０ｈを備えるものとすることができる。拡張部に伸長の起点となる固定部２０ｈを設ける構成とすれば、前記接続部を固定して伸長する場合と比較して、接続部と柔軟基材の境界にかかる応力を低減することができることに加え、柔軟基材を最大限の伸長領域として活用することができる。柔軟配線をはさんで両外端に設ける固定部２０ｈは好ましい一態様であり、こうした構成を採用すれば接続部にかかる応力を少なくすることができる。
　硬質基材２０の形状は、前記固定部２０ｈよりも伸長方向側に、固定部２０ｈの幅よりも幅が広い幅広部を設けこの幅広部に突出部２１を設けた形状として形成することができる。このように構成すると、突出部２１が固定部２０ｈから見た伸長方向と突出部２１の位置が重ならなくなる。したがって、固定部２０ｈを起点として伸長させたとき、固定部２０ｈから伝わる応力に対して、突出部２１には伸長方向だけでなく、面内方向の応力も作用することになり、最終的には湾曲形状になり、面内方向の応力を緩和することができる。したがって、突出部２１への応力を緩和して、柔軟基材７０と突出部２１の応力集中箇所の近傍における柔軟基材７０の歪みや、柔軟基材７０と突出部２１の剥がれを抑制することができる。
　上記例では、伸長体６０に対してその両端側に基体１０を備えるものとして説明したが、伸縮配線部材１～６は、伸長体６０と何れか一方の基体１０とを備えていれば良い。また、伸縮配線部材を帯状のものとして、その長さ方向への一方向の伸縮の例を示したが、伸縮配線部材を正方形状等の平面状に形成し、一方向だけでなく、それに対する交差方向への伸長を行うものとすることもできる。この場合には、シート状の柔軟基材７０の表裏にＸ方向の柔軟配線８０とＹ方向の柔軟配線８０を設ける構成を採用し、シート状の四辺に基体１０を設ける構成とすることができる。
　硬質基材２０と柔軟基材７０の境界の補強のため、次に説明する伸長防止部材９０をさらに設けることができる。伸長防止部材９０を設けた伸縮配線部材７を図１２に示す。伸長防止部材９０は、平面視で硬質基材２０に設けた突出部２１の先端Ｔと柔軟基材７０との境界が被る位置に設けることができるものであり、柔軟基材７０と同等以上に硬く硬質基材２０よりも柔らかい材質とすることが好ましい。硬質基材２０や柔軟基材７０と同じ材質のもので硬さを調整した材質を用いることができ、柔軟基材７０と同様のエラストマやゴムを用いると硬さ調整が容易である。なお、柔軟基材２０と同一の硬さで伸長防止部材９０を形成した場合は、伸長防止部材９０は柔軟基材７０の一部が外側に突出したものとすることもできる。
　伸長防止部材９０はまた柔軟基材７０の内側に設けることもできる。図１３には伸長防止部材９０を柔軟基材７０の内側に設けた伸縮配線部材７ａを示す。この場合の伸長防止部材９０は、柔軟基材７０よりも硬く硬質基材２０よりも柔らかい材質とすることが好ましい。硬質基材２０や柔軟基材７０と同じ材質のもので硬さを調整した材質を用いることができることは、図１２で示す場合と同じである。
　試料１～試料１６は、図１０(ａ)～図１０(ｏ)で示す形態の伸縮配線部材を製造したものであり、試料１～試料１６について各種試験を行ってその伸長特性を観察した。以下詳細に説明する。
　加えて、試料１７及び試料１８は、図１１、図１２で示す形態の伸縮配線部材を製造したものであり、試料１７及び試料１８についても各種試験を行ってその伸長特性を観察した。
　＜試料１の作製＞：　試料１は、図１０(ａ)に示す形状の伸縮配線部材を作製したものである。より具体的には、ガラスエポキシ樹脂製フィルムからなる長さが１５ｍｍ、幅が１５ｍｍ、厚さが０．１ｍｍの硬質基材の上面に、銅めっきで幅が１ｍｍの２本の固定配線を印刷した。一方、長さが２５ｍｍ、幅が２０ｍｍ、厚さが０．５ｍｍの大きさでＪＩＳ Ｋ６２５３規定のゴム硬度がＡ３０のシリコーンゴム製の柔軟基材を２枚準備し、１枚の柔軟基材の上に、液状シリコーンに銀粉末を分散させた銀ペーストからなり幅が固定配線と同じとなるように柔軟配線を印刷した。そして、伸長体側の端部から反対側に１０ｍｍの位置まで、硬質基材を先の２枚の柔軟基材で挟んで押圧して一体化し、試料１の伸縮配線部材を得た。
　＜試料２～試料１６の作製＞：試料１と同様にして、図１０(ｂ)～図１０(ｏ)に示す形状の試料２～試料１５の伸縮配線部材、及び図１０(ａ)に示す形状の試料１６を得た。なお、試料２から試料１６は、試料１に対して以下に説明する変更を加えた試料である。
　試料２は、図１０(ｂ)で示した形状であって、硬質基材の先端を斜めにした形状である。突出長さ、即ち、硬質基材の長さの短い方の側面と長さの長い方の側面の長さの差は５ｍｍである。
　試料３は、図１０(ｃ)で示した形状であって、硬質基材の中央に固定配線を含む突出部を設け、この突出部を通じて柔軟基材へ柔軟配線を延ばした構造である。突出部の幅は５ｍｍ、長さを５ｍｍとした。
　試料４は、図１０(ｄ)で示した形状であって、硬質基材の外側部分には、硬質基材の端部から柔軟基材側に向かって突出した一対の突出部が形成されており、その突出部に挟まれた箇所において、柔軟基材へ柔軟配線を延ばした構造とした。また、硬質基材における柔軟配線のある中央部分とは反対の外側に柔軟基材が膨出する拡張部を設けた。各突出部の形状は幅５ｍｍ、長さ５ｍｍである。また、突出部どうしの間であり、凹部となる部分の幅も５ｍｍである。
　試料５は、図１０(ｅ)で示した形状であって、硬質基材の外側部分には、硬質基材の端部から柔軟基材側に向かって突出した一対の突出部が形成されており、その突出部に挟まれた箇所において、柔軟基材へ柔軟配線を延ばした構造とした点は試料４と同様である。一方、試料５では柔軟基材の幅を１５ｍｍに変更することで拡張部を設けない構造とした。
　試料６は、図１０(ｆ)で示した形状であって、試料４に対して硬質基材の幅を両端から各２．５ｍｍ小さくした形状である。換言すると、突出部の形状は幅２．５ｍｍ、長さが５ｍｍである。また拡張部の幅は５ｍｍとした。
　試料７は、図１０(ｇ)で示した形状であって、試料４では２つの突出部を設けたのに対して突出部を一方側のみに設けた形状である。突出部の大きさは試料４の一つの突出部の大きさと同じである。
　試料８は、図１０(ｈ)で示した形状であって、硬質基材の中央から外側部分に向かう傾斜面でなる突出部を設ける構造とした。突出部の長さ、即ち硬質基材の最も短い長さである中央部分の長さと、最も長い長さとなる両端の側面の長さの差は５ｍｍである。
　試料９は、図１０(ｉ)で示した形状であって、試料４と同様に硬質基材の外側部分に一対の突出部を設けているが、その先端部の幅を短くして、中央の凹部から前記先端部に亘る側面を傾斜面に変更した試料である。なお、先端部の幅は２．５ｍｍとしている。凹部となる突出部間の幅は試料４と同じである。
　試料１０、は図１０(ｊ)で示した形状であって、硬質基材の外形は試料４と同じとしつつも、外側部分に設けられた各突出部の中央部に直径２ｍｍの貫通孔を設けた点が異なる。そして、この貫通孔内で上下の柔軟基材が固着している構造とした。
　試料１１は、図１０(ｋ)で示した形状であって、試料４と同様に硬質基材の外側部分に一対の突出部を設けているが、その先端内側角部から外側に亘って傾斜面を形成した構造とした。突出部の長さは突出部の基端から頂点である先端内側角部までの長さが５ｍｍであり、傾斜面によって末広がりとなる根元部分で突出部間の幅が５ｍｍとなる。
　試料１２は、図１０(ｌ)で示した形状であって、試料４と同様に硬質基材の外側部分に一対の突出部を設けているが、その先端内側角部と先端外側角部の角をＲ形状に変更した試料である。角部のＲは共に半径２ｍｍの円弧としている。
　試料１３は、図１０(ｍ)で示した形状であって、試料４と同様に硬質基材の外側部分に一対の突出部を設けているが、突出部の先端を除いた中腹部分の幅を狭く変更した試料である。具体的には突出部の先端から１ｍｍまでは幅５ｍｍとし、先端から１～５ｍｍの部分の幅を３ｍｍとした。
　試料１４は、図１０(ｎ)で示した形状であって、試料４と同様に硬質基材の外側部分に一対の突出部を設けているが、突出部とは反対側の端部である固定部の幅を５ｍｍに狭めた試料である。
　試料１５は、図１０(ｏ)で示した形状であって、平面視では試料１４と同じ形状としたが、柔軟配線を設けた表面側の柔軟基材の中央部の肉厚を厚くした試料である。具体的には柔軟基材の中央に幅５ｍｍにわたって肉厚を１ｍｍ厚くしている。
　試料１６は、平面視では図１（ａ）で示す試料１と同じ外形であるが、柔軟基材を片側だけに設けた試料である。
　そして、上記試料１～試料１６の形状の特徴と以下に説明する試験の結果を次の表１及び表２にまとめて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　＜試料１７及び試料１８の作製＞：試料４と同様にして、図１１及び図１２に示す形状の試料１７及び試料１８の伸縮配線部材を得た。試料１７及び試料１８は、試料４に対して以下に説明する変更を加えた試料である。
　試料１７は、外側位置に設けた２つの突出部の間にこれらの突出部よりも突出した中央突出部を設けた硬質基材を用いた試料である。
　試料１８は、試料５にさらに伸長防止部材を設けた試料である。
　そして、上記試料１７及び試料１８の形状の特徴と以下に説明する試験の結果を次の表３にまとめて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　＜各種試験＞：　上記試料１～試料１６及び試料１７、試料１８の各伸縮配線部材について、次に説明する各種試験を行った。
　破断試験：　試料１～試料１６及び試料１７、試料１８の各伸縮配線部材の両端に露出する硬質基材の端部を引張り試験機に固定し、導電配線の長さ方向に引張速度２５ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、伸縮配線部材が破断した際の伸長率(％)を計測した。そして、「断線時の伸長率(％)」の欄には、伸縮配線部材を伸長させて断線した際の初期長さからの伸長率(％）を示した。なお初期長と同一長の場合を１００％とした。
　引張り試験：引張り試験では、上記破断試験と同一の条件で伸縮配線部材を引張り、一対の硬質基材に形成された突出部（突出部が無い試料においては硬質基材）の先端どうしの間隔を初期長の３倍長に伸ばした際の、導電配線の基体と伸長体との境界よりも伸長体側近傍における伸び率(％)を計測した。そして計測結果は、「境界部近傍の伸び率(％)(伸長長さ３００％時)」の欄に示した。また引張り試験では、初期長の３倍長に伸ばした際の、突出部先端の伸長体側近傍における伸び率(％)を計測した。そして計測結果は、「応力集中箇所近傍の伸び率(％)(伸長長さ３００％時)」の欄に示した。加えて、引張り試験では、初期長の３倍長に伸ばした際に応力がどこに集中しているかを観察した。「応力集中箇所」の欄には応力が集中した場所を記載した。なお、本発明において伸び率（％）は、所定領域の初期の長さに対して、伸縮配線部材を伸ばした後の所定領域の長さを％で表したものであり、例えば所定領域の長さが初期の３倍になったとき伸び率を３００％と表現した。
　上記表１及び表２、加えて表３において、上記した以外の各項目は以下の内容を示す。「表裏被覆」の欄は、基体側柔軟基材が硬質基材の上面及び下面を覆うか否かを示し、上面と下面の両面を被覆する場合を“〇”、上面のみを被覆し、下面には基体側柔軟基材が設けられない場合を“×”とした。「突出部」の欄は、突出部が硬質基材に存在するか否かを示し、硬質基材の両外側に突出部を有する場合を“〇”、何れか一方の外側に突出部を有する場合を“△”、突出部を有しない場合を“×”とした。
　「拡張部」の欄は、硬質基材の外側に位置する基体側柔軟基材が存在する拡張部が設けられているか否かを示し、拡張部を有する場合を“〇”、拡張部を有しない場合を“×”とした。「固定部の位置」の欄は、各試料の伸縮配線部材を伸長する際に両端の基体を固定して押さえた部分を示し、基体側柔軟基材で被覆されていない硬質基材の部分が硬質基材の全幅と等しい場合を“基体全幅”、 基体側柔軟基材で被覆されていない硬質基材の中央部分が硬質基材の全幅よりも狭い場合を“基体中央”とした。
　「突出部が広がり形状」の欄は、突出部の形状が先端になる程、柔軟配線からの垂直距離が大きくなる形状であるか否かを示し、先端ほど外側に広がる形状である場合を“〇”、先端ほど外側に広がる形状とはいえない形状である場合を“×”、先端が円弧状である場合を“△”とした。「幅広部に突出部」の欄は、硬質基材における伸長体との接続側とは反対側の端部を突出部の幅よりも細幅としたか同幅としたかを示し、細幅とした場合を“〇”、同幅とした場合を“×”とした。
　「剥がれの発生」の欄は、柔軟基材に亀裂、剥がれ、その他何らかの変化があったか否かを示し、柔軟基材に亀裂が生じた場合および剥がれが１ｍｍ以上であった場合を“１”とした。また、柔軟基材の剥がれが０.５ｍｍ以上１ｍｍ未満の場合を“２”、０.３ｍｍ以上０．５ｍｍ未満の場合を“３”、０.１ｍｍ以上０．３ｍｍ未満の場合を“４”、そして０.１ｍｍ未満であった場合を“５”とした。
　＜考察＞：　上記試験について以下のとおり説明できる。
　試料１は、伸長率１９４％で境界部の柔軟配線が断線してしまった。一方、応力集中箇所は外側の角部であったが、剥がれは中程度であった。試料２は、伸長率４５６％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。一方、応力集中箇所は突出部の外側の角部であり、剥がれの程度はやや大きかった。試料３は、伸長率１７６％と断線したときの伸長率が最も小さかった。応力集中箇所は中央の境界部分全体であり、応力集中箇所と柔軟配線が重なっていたため、境界部で極めて断線がしやすいものと思われる。応力集中箇所の剥がれは試料１よりも大きかった。試料４は、伸長率３５８％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の外側の角部であり、剥がれは中程度であった。
　試料５は、伸長率３８０％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の外側の角部であり、剥がれはやや大きかった。同形状の接続基板を用いた試料４と比べて、拡張部を備えないため、剥がれを抑制する効果がやや小さいためであると思われる。試料６は、伸長率４２５％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の外側の角部であり、剥がれは中程度であった。試料７は、伸長率３９６％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の内側の角部であるが、剥がれはやや小さかった。試料８は、伸長率４６０％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の外側の角部であり、剥がれは中程度であった。
　試料９は、伸長率４３５％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の外側の角部であり、剥がれは中程度であった。試料１０は、伸長率４１１％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の外側の角部であり、剥がれは中程度であった。試料１１は、伸長率３９２％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の頂点であり、剥がれはやや小さかった。試料１２は、伸長率４２３％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の円弧の頂点付近であり、剥がれはやや小さかった。
　試料１３は、伸長率３８３％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の外側の角部であり、剥がれはやや小さかった。試料１４は、伸長率４３９％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の内側の角部であるが、剥がれはほとんど見られなかった。なお、伸長させたとき伸長配線部材全体が湾曲していた。試料１５は、伸長率４４２％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は突出部の内側の角部であるが、剥がれはほとんど見られなかった。なお、伸長させたとき伸長配線部材全体が湾曲していた。試料１６は、伸長率３７６％で断線したが、境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近の断線だった。応力集中箇所は外側の角部であった。本形態では、境界部のみではなく突出部の上面に至る極めて大きな剥がれが見られた。
　試料１７は、伸長率３８３％で断線したが、柔軟基材と硬質基材の境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近が断線した。応力集中箇所は中央突出部両側の角部であり剥がれは中程度であった。そうした一方で、両端の突出部の剥がれは抑制されていた。
　試料１８は、伸長率３９６％で断線したが、柔軟基材と硬質基材の境界部の伸長は抑えられており、柔軟基材の中央付近が断線した。応力集中箇所は伸長防止部材外側の角部であるが、剥がれはほとんど見られなった。応力集中箇所近傍の柔軟基材の伸び率は硬質基材に突出部を設けただけのものより小さく伸長防止部材も突出部と共に柔軟基材の変形を抑制することにより、柔軟基材と硬質基材の境界部分の剥がれ難さを強めていると思われる。
　以上より、突出部が形成された試料２，４～１５では、境界部近傍の伸び率が最大でも２０８％であり、突出部が形成されなかった試料１と試料３で、境界部近傍の伸び率が何れも３００％を超えたのと比較して、この部位の伸び率が小さかったことが分かる。また、硬質基材の上面だけしか基体側柔軟基材で被覆していない試料１６では、境界部近傍や応力集中箇所近傍での伸び率が大きいわけではないが、この試料１６のみ剥がれの発生の観察において評価が１と最低になり、全試料の中で最も悪い結果となった。
　加えて、試料１７及び試料１８より、中央突出部を設けたり、伸長防止部材を設けたりすることで、柔軟基材と硬質基材の境界部の剥がれ難さを、これらの部位を設けない場合と比べて増大させることがわかる。
　１～５（５ａ～５ｏ），６，７，７ａ　　伸縮配線部材
　１０　基体
　　１０ｃ　内側
　　１０ｄ　外側
　２０　硬質基材
　　２０ａ　上面
　　２０ｂ　下面
　　２０ｈ　固定部
　２１　突出部
　　２１ａ　上面
　　２１ｂ　下面
　　２１ｃ　内側側面
　　２１ｄ　外側側面
　　２１ｅ　先端側面
　　２１ｆ　先端内側角部
　　２１ｇ　先端外側角部
　　Ｔ　先端（突出部の先端）
　２２　凹部
　　２２ａ　上面
　　２２ｂ　下面
　２３　外側部
　２４　中央突出部
　３０　固定配線（導電配線）
　４０　基体側柔軟基材
　５０　基体側柔軟配線（導電配線）
　６０　伸長体
　７０　柔軟基材
　７５　拡張部
　８０　柔軟配線（導電配線）
　９０　伸長防止部材　Ｆ　応力

Claims (9)

  1. 固定配線を硬質基材に形成した基体と、
    柔軟配線を柔軟基材に形成した伸長体と、を備え、
    当該基体と当該伸長体が固着して連結している伸縮配線部材において、
    前記硬質基材に、前記基体と前記伸長体との境界に生じる応力集中を緩和する突出部を設け、前記突出部及び当該突出部に囲まれた凹部の上面と下面を、前記伸長体から伸長した基体側柔軟基材が覆うことを特徴とする伸縮配線部材。
  2. 前記突出部の先端外側において、柔軟配線のある中央部分とは反対の外側に膨出する柔軟基材でなる拡張部を有する請求項１記載の伸縮配線部材。
  3. 前記突出部は先端になる程前記柔軟配線からの垂直距離が大きくなる形状である請求項１または請求項２記載の伸縮配線部材。
  4. 前記柔軟配線はその表裏を前記柔軟基材に覆われており、当該柔軟基材のゴム硬度よりも高硬度である請求項１～請求項３何れか１項記載の伸縮配線部材。
  5. 前記硬質基材の突出部の上面が、固定配線が積層配置する上面に対して傾斜する湾曲形状である請求項１～請求項４何れか１項記載の伸縮配線部材。
  6. 前記柔軟配線と前記柔軟基材の固着力が、前記柔軟配線の引張り破断力よりも大きい請求項１～請求項５何れか１項記載の伸縮配線部材。
  7. 前記基体に積層する柔軟基材である基体側柔軟基材のうち、前記硬質基材の上面に固着する柔軟基材が、当該硬質基材の下面に固着する柔軟基材よりも柔軟である請求項１～請求項６何れか１項記載の伸縮配線部材。
  8. 前記硬質基材における伸長体との接続側とは反対側の端部を前記突出部の幅よりも細幅とした請求項１～請求項７何れか１項記載の伸縮配線部材。
  9. 前記硬質基材における伸長体との接続側とは反対側の端部を前記突出部の幅と略同幅とした請求項１～請求項７何れか１項記載の伸縮配線部材。
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