(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置されると共に外径が０．３５ｍｍ以下である複数本の電線と、前記電線の並列方向に沿って前記複数本の電線間を縫うように織り込まれた繊維部材と、からなるフラットケーブルにおいて、
前記繊維部材は、初期モジュラスが２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、且つ、「ＪＩＳ  Ｌ  １０９６」に準拠して測定された伸長回復率が８０％以上９５％以下であり、前記電線よりも細い繊維からなることを特徴とするフラットケーブル。
【請求項２】
前記繊維部材は、ポリトリメチレンテレフタレートからなる繊維である請求項１に記載のフラットケーブル。
【請求項３】
前記繊維部材は、前記繊維が複数本束ねて形成されている請求項１又は２に記載のフラットケーブル。
【請求項４】
前記繊維部材は、前記電線の並列方向において、中央部に配置された電線間の織り込みピッチが、端部に配置された電線間の織り込みピッチよりも大きくなるように織り込まれている請求項１〜３のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項５】
前記繊維部材は、前記フラットケーブル本体の幅方向の中央部において、２本以上の電線を１ユニットとして縫うように織り込まれる請求項１〜４のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項６】
前記繊維部材は、前記フラットケーブル本体の幅方向の端部において、１本の電線を１ユニットとして縫うように織り込まれる請求項１〜５のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項７】
並列に配置されると共に外径が０．３５ｍｍ以下である複数本の電線と、前記電線の並列方向に沿って前記複数本の電線間を縫うように織り込まれた繊維部材と、からなるフラットケーブルの製造方法において、
複数本の電線を並列に配置させる工程と、
初期モジュラスが２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、且つ、「ＪＩＳ  Ｌ  １０９６」に準拠して測定された伸長回復率が８０％以上９５％以下であり、前記電線よりも細い繊維からなる繊維部材を、前記電線の並列方向に沿って前記複数本の電線間を縫うように織り込む工程と、
前記繊維部材を加熱する工程と、
を含むことを特徴とするフラットケーブルの製造方法。
【請求項８】
前記繊維部材を加熱する工程は、前記繊維部材の表面が水分を含有した状態で前記繊維部材を加熱する請求項７に記載のフラットケーブルの製造方法。
【請求項９】
前記繊維部材を加熱する工程は、１００℃以上１２０℃以下の温度で加熱する請求項７又は８に記載のフラットケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機、ノートパソコン等の電子機器のスライド等を伴う狭い可動部に使用されるフラットケーブル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、ノートパソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の電子機器において、電子機器の操作等を行うための本体部と液晶ディスプレイ等の表示部とを繋ぐ連結部は、折り畳み構造（開閉式）となっている場合が多い。このような構造の連結部の場合、本体部と表示部との間を接続する信号伝送用の配線材には、従来、比較的可撓性があると共に、フラット状で薄型化された電子機器の内部に配置可能なフレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）がよく用いられている。
【０００３】
また、ＦＰＣに替わる配線材として、複数の細径化された電線（例えば、同軸ケーブル）をフラット状に並べ、このフラット状に並べられた電線の長手方向に対して略直交するようにポリエステル製の繊維部材を、各電線間を縫うように織り込んだフラットケーブルがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０１９３４号公報
【特許文献２】特開２００８−２３５０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の電子機器は、表示部が本体部に対して連結部を軸として回動したり捻回したりするような構造や、表示部が本体部に対してスライドするような構造のものが採用されるようになってきている。また、近年の電子機器では、更なる薄型化が急速に求められているのに伴い、本体部に対して回動、捻回、スライド等が行われる表示部と本体部との間に配線される配線材の配線スペースにおいても薄型化が求められている。このため、配線材は、例えば５．０ｍｍ未満ほどの高さの配線スペースに配線され、可動時にはこの高さの範囲の配線スペース内でスライド等をするような厳しい使用環境となる。
【０００６】
ところが、特許文献１，２に示されているような従来のフラットケーブルでは、スライドを伴う動作に関して考慮されていないため、スライドを伴う動作に対する耐性が不十分である。このために、上述した高さの配線スペース内でスライドを伴う動作をさせる配線材として用いることが難しい。仮に配線ができたとしても、スライド等の動作がスムーズにできないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、極僅かな配線スペースに配線が可能であり、且つ、スライド等の動作に対して優れた耐性を有するフラットケーブル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、並列に配置されると共に外径が０．３５ｍｍ以下である複数本の電線と、前記電線の並列方向に沿って前記複数本の電線間を縫うように織り込まれた繊維部材と、からなるフラットケーブルにおいて、前記繊維部材は、初期モジュラスが２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、且つ、「ＪＩＳ  Ｌ  １０９６」に準拠して測定された伸長回復率が８０％以上９５％以下であり、前記電線よりも細い繊維からなるフラットケーブルである。
【００１０】
前記繊維部材は、ポリトリメチレンテレフタレートからなる繊維であると良い。
【００１１】
前記繊維部材は、前記繊維が複数本束ねて形成されていると良い。
【００１２】
前記繊維部材は、前記電線の並列方向において、中央部に配置された電線間の織り込みピッチが、端部に配置された電線間の織り込みピッチよりも大きくなるように織り込まれていると良い。
【００１３】
前記繊維部材は、前記フラットケーブル本体の幅方向の中央部において、２本以上の電線を１ユニットとして縫うように織り込まれると良い。
【００１４】
前記繊維部材は、前記フラットケーブル本体の幅方向の端部において、１本の電線を１ユニットとして縫うように織り込まれると良い。
【００１５】
また、本発明は、並列に配置されると共に外径が０．３５ｍｍ以下である複数本の電線と、前記電線の並列方向に沿って前記複数本の電線間を縫うように織り込まれた繊維部材と、からなるフラットケーブルの製造方法において、複数本の電線を並列に配置させる工程と、初期モジュラスが２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、且つ、「ＪＩＳ  Ｌ  １０９６」に準拠して測定された伸長回復率が８０％以上９５％以下であり、前記電線よりも細い繊維からなる繊維部材を、前記電線の並列方向に沿って前記複数本の電線間を縫うように織り込む工程と、前記繊維部材を加熱する工程と、を含むフラットケーブルの製造方法である。
【００１６】
前記繊維部材を加熱する工程は、前記繊維部材の表面が水分を含有した状態で前記繊維部材を加熱すると良い。
【００１７】
前記繊維部材を加熱する工程は、１００℃以上１２０℃以下の温度で加熱すると良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、極僅かな配線スペースに配線が可能であり、且つ、スライド等の動作に対して優れた耐性を有するフラットケーブル及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るフラットケーブルを用いたハーネスを示す平面図である。
【図２】実施例におけるスライド試験の方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係るフラットケーブルを用いたハーネスを示す平面図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係るフラットケーブル１は、並列に配置された複数本の電線２と、電線２の並列方向（電線２の長手方向に対して略直交する方向）に沿って複数本の電線２間を縫うように織り込まれた繊維部材３と、からなる。
【００２３】
このフラットケーブル１は、複数本の電線２を並列に配置させる工程と、伸長回復率が８０％以上９５％以下である繊維からなる繊維部材３を、電線２の並列方向に沿って複数本の電線２間を縫うように織り込む工程と、繊維部材３を加熱する工程と、を含む製造方法にて製造される。
【００２４】
この繊維部材３を加熱する工程は、例えば、１００℃以上１２０℃以下の温度で加熱する。このとき、繊維部材３は、その表面が水分を含有した状態で、１００℃以上１２０℃以下の温度で加熱する熱処理が行われることが望ましい。
【００２５】
なお、フラットケーブル１を得るための熱処理の方法としては、例えば、繊維部材３が電線２間に織り込まれて形成されたフラットケーブル本体に、繊維部材３の表面に水分を含ませる処理を施した後、１００℃以上１２０℃以下に加熱された加熱ロールを用いて、該加熱ロールを繊維部材３の表面に沿わせるようにフラットケーブル本体の長手方向に移動させることで、繊維部材３を加熱する方法、あるいは恒温槽などの加熱処理装置内にフラットケーブル本体を配置させた後、繊維部材３の表面に水蒸気（スチーム）等を噴霧して繊維部材３の表面に水分を含ませながら１００℃以上１２０℃以下の温度で加熱する方法などがある。また、上記の方法において、水蒸気を噴霧する機能を有する加熱ロールを使用して繊維部材３の表面に水分を含ませながら加熱することであってもよい。この熱処理により、繊維部材３が収縮されて各電線２が綺麗に整列された状態で保持される。この熱処理により、フラットケーブル本体の幅が、例えば、１５ｍｍ程度から１１ｍｍ程度まで収縮してフラットケーブル１が得られる。
【００２６】
電線２は、例えば、複数本の銅線を撚り合わせて形成された内部導体と、内部導体の外周に設けられた絶縁体と、絶縁体の外周に複数本の導体をスパイラル状に横巻きして形成された外部導体と、外部導体の外周に設けられたジャケットとからなる同軸ケーブルで構成される。なお、絶縁体およびジャケットは、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのふっ素樹脂やＰＥＴを用いて形成されたものからなる。また、外部導体は、軟銅線などの金属線（表面がめっき処理されているものを含む）からなる導体（単線又は撚線）を用いて形成される。
【００２７】
電線２の外径は、携帯電話機、ノートパソコン、ＰＤＡ等の連結部へ通すことを考慮すると、０．３５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
繊維部材３は、各電線２間をフラットケーブル１の長手方向の一端から他端（図示左側から右側）まで幅方向の一側から他側（図示下側から上側）へジグザグに往復しながら、複数本の電線２を長手方向でフラット状に固定するように織り込まれる。
【００２９】
このとき、繊維部材３は、電線２の並列方向（図１では上下方向）において、中央部に配置された電線２間の織り込みピッチが、端部に配置された電線２間の織り込みピッチよりも大きくなるように織り込まれていることが望ましい。なお、織り込みピッチとは、繊維部材３がフラットケーブル１の一側面側から他側面側を介して一側面側へ往復するときのフラットケーブル1の幅方向に沿った一側面側間の距離を示す。例えば、繊維部材３は、フラットケーブル１の幅方向（電線２の並列方向）の中央部において、２本以上（図１では、２本）の電線２を１ユニットとして縫うように織り込まれると共にフラットケーブル１の幅方向の端部において、１本の電線を１ユニットとして縫うように織り込まれる。
【００３０】
なお、フラットケーブル１の幅方向の中央部とは、フラットケーブル１の中心軸上に限られず、その近傍も含まれる。また、フラットケーブル１の幅方向の端部とは、フラットケーブル１の幅方向の最外位置に限られず、その近傍も含まれる。
【００３１】
このような構成とすることにより、フラットケーブル１を屈曲させたときに、フラットケーブル１の中央部に適度な剛性を付与することができる。そのため、フラットケーブル１を屈曲させてスライドさせたときに、フラットケーブル１にスライドに追従するための直進性を付与することができる。更に、繊維部材３が１本の電線２を１ユニットとして縫うように織り込まれる場合に比べて、織り込まれる回数が少なくて済むと共にフラットケーブル１の幅を小さくすることができる。
【００３２】
また、このような構成とすることにより、フラットケーブル１を屈曲させてスライドさせたときに、その屈曲部分において、フラットケーブル１の幅方向に電線２を移動させて電線２に加わる応力を効率よく逃がすことができるため、スライドによって電線２が破断したりすることを防止できる。
【００３３】
この繊維部材３は、フラットケーブル１の全長に亘って織り込まれるが、機器側と接続するためのコネクタ５の取り付けを容易にするために、フラットケーブル１の長手方向の両端部の繊維部材３は除去される。
【００３４】
繊維部材３の織り込み密度は、フラットケーブル１の全長に亘って一定、又は、フラットケーブル１の長手方向の中央部よりも両端部において粗くされるとよい。繊維部材３の織り込み密度を、フラットケーブル１の長手方向の中央部よりも両端部において粗くすることで、フラットケーブル１の形状をフラット状に保持すると共に、コネクタ５の取り付け時の繊維部材３の除去作業が容易になる。また、繰り返し屈曲、スライドされるフラットケーブル１の中央部の耐屈曲性、耐スライド性を向上させることができる。
【００３５】
このフラットケーブル１は、複数本の電線２を並列に配置し、複数本の電線２間に繊維部材３を縫うように織り込んでフラットケーブル本体を形成し、フラットケーブル本体に熱処理を施して繊維部材３を収縮させて製造されるが、繊維部材３として、初期モジュラスが２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、且つ、伸長回復率が８０％以上９５％以下のものを用いる。
【００３６】
このように、繊維部材３における初期モジュラスを２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下とすることで、繊維部材３を織り込むときに電線２へ負荷をかけることなく織り込むことができる。以下に、繊維部材３を初期モジュラスが２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である繊維とする理由を述べる。
【００３７】
繊維部材３を初期モジュラスが２０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満である繊維とすると、繊維部材３を織り込むときの電線２を締め付ける力が弱くなり、綺麗な形状のフラットケーブル１を製造することができなくなってしまい、繊維部材３を織り込んだ後に繊維部材３の形状を綺麗に整えるための工程を別途設ける必要が生じ、製造コストの上昇を招いてしまう。
【００３８】
また、繊維部材３を初期モジュラスが３０ｃＮ／ｄｔｅｘを超える繊維とすると、繊維部材３を織り込むときの電線２を締め付ける力が強くなり、繊維部材３を織り込む際に電線２がうねるように変形してしまうため、導体と該導体に接続されるコネクタ側の電極との接続作業に手間がかかるなどの作業性の低下や、電線の特性インピーダンスの変化による伝送特性の低下を招いてしまう。
【００３９】
このような理由から、繊維部材３を初期モジュラスが２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である繊維とするようにした。
【００４０】
また、繊維部材３を伸長回復率が８０％以上９５％以下である繊維とする理由は、伸長回復率が８０％未満である繊維とすると、フラットケーブル１を屈曲させてスライドさせたときの繊維部材３の伸縮性が不十分となり、スライドによる電線２の断線が発生しやすくなり、９５％を超えると、フラットケーブル１を屈曲させてスライドさせたときの繊維部材３の縮む力が弱くなるため、スライド時に電線２の表面が織り込まれた繊維部材３の隙間から露出しやすくなり、この露出した電線２が断線してしまう虞があるからである。
【００４１】
なお、伸長回復率の測定は、ＪＩＳ規格（日本工業規格）の「ＪＩＳ  Ｌ  １０９６」に準拠した測定方法を用いた。すなわち、伸長回復率は、繊維部材３で織り込まれた幅５ｃｍ、長さ３０ｃｍの試験片の一端の上部をクリップで固定し、他端に初荷重を加え、２０ｃｍ間の２点に印を付け、次いで、初荷重に代えて１．５ｋｇの荷重を与え、１時間後の印間の長さＬ１を測り、除重後、１時間後に初荷重を掛けた時の印間の長さＬ２を測り、次式１により求める。
伸張回復率＝（Ｌ１−Ｌ２）／（Ｌ１−２０）×１００  ・・・（式１）
【００４２】
このような繊維部材３を用いることにより、フラットケーブル１の幅方向に伸縮性を付与することができるため、極僅かな高さの配線スペースにおいてフラットケーブル１を屈曲させてスライドさせたときに加えられる応力を、フラットケーブル１の幅方向に効果的に逃がすことができる。その結果、フラットケーブル１を屈曲させてスライドさせたときに電線２がフラットケーブル１の幅方向に移動することができるので、極僅かな高さの配線スペースにおいて屈曲やスライドを行っても、電線２にかかる応力が緩和され、電線２の断線等を防止することができる。
【００４３】
また、フラットケーブル１の幅方向に伸縮性を付与することができるため、フラットケーブル１の長手方向で配線スペースに合った形状で配線ができる。
【００４４】
また、繊維部材３としては、複数本の繊維を束ねて形成されることが好ましい。繊維としては、１，３−プロパンジオールとテレフタル酸の重縮合体からなるポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）等の繊維（例えば、ソロテックス株式会社製のソロテックス（登録商標）、東レ株式会社製のＴ４００など）を用いると良い。複数本の繊維を束ねて形成された繊維部材３を用いることで、１本物の繊維部材を用いる場合に比べて、フラットケーブル１を屈曲させてスライドさせたときに電線２に加わる応力を緩和することができ、結果として、スライド等の動作に対する耐性を向上させることができる。
【００４５】
以上要するに、並列に配置された複数本の電線と、前記電線の並列方向に沿って前記複数本の電線間を縫うように織り込まれた繊維部材と、からなり、前記繊維部材は、伸長回復率が８０％以上９５％以下である繊維からなるフラットケーブルとすることにより、極僅かな配線スペースに配線が可能であり、且つ、スライド等の動作に対して優れた耐性を有するフラットケーブルを提供することができる。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例を説明する。本実施例では、以下の方法にて、スライド特性の評価を行った。
【００４７】
先ず、外径０．２１ｍｍのふっ素樹脂ジャケットの同軸ケーブルからなる４０本の電線間を表１に示す伸長回復率を有し、かつ初期モジュラスが２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の範囲のＰＴＴ繊維からなる繊維部材で縫うようにフラット状に織り込み、繊維部材の表面にスチームで水分を含ませた状態で１００℃以上１２０℃以下の温度で加熱処理を施して厚さ０．４ｍｍ、幅１２ｍｍのフラットケーブル試料を作製した。
【００４８】
次に、作製したフラットケーブル試料を約４．０ｍｍの高さの配線スペース内に配置した後、図２に示すように、フラットケーブル試料２０の片端を固定し、他端をフラットケーブル試料２０間の距離が３．０ｍｍになるように配線スペース内のフラットケーブル試料２０を幅方向に対して垂直な方向に曲げ、ストローク長は６０ｍｍとし、矢印（１）、（２）の順で１サイクル（１回）として、Ｕ字スライドの動作をさせた。
【００４９】
試験速度は、単位時間に行われるサイクルの回数が３０回／分とする。また、フラットケーブル試料に常時Ｖの電圧を加え、電流値が試験開始時に比べて２０％低下した時点をケーブルの寿命とした。
【００５０】
以上の方法により、フラットケーブル試料２０が何サイクルで寿命となるかを求めた。その結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
0005516360.tif 000002
【００５２】
本試験においては、スライド回数が２０万回以上のものを合格（○）、２０万回未満のものを不合格（×）とした。
【００５３】
表１に示すように、繊維部材の伸長回復率が８０％〜９５％である実施例１〜４では、スライド回数が２０万回以上をクリアしていることが判る。
【００５４】
一方、繊維部材の伸長回復率が７５％である比較例１では、スライド回数が２０万回を下回っていた。これは、繊維部材の伸長回復率が８０％よりも小さくなるとスライド動作によって電線が曲げられる際に、電線を拘束する力が強くなり、電線に曲げ応力が集中するため、疲労断線に至ったものと考えられる。
【００５５】
また、繊維部材の伸長回復率が１００％である比較例２でも、スライド回数が２０万回を下回っていた。これは、繊維部材の伸長回復率が９５％よりも大きくなるとスライド動作によって電線が曲げられる際に、電線を拘束する力が弱くなり、電線の表面が繊維部材の隙間から露出しやすくなるため、ある程度の回数でスライド動作がスムーズに行われなくなり断線に至ったものと考えられる。
【００５６】
従って、繊維部材の伸長回復率は８０％以上９５％以下であることが望ましい。この範囲内では、電線が曲げられてスライドされる際に、フラットケーブルの幅方向において繊維部材が電線を拘束する力と繊維部材の伸び膨張が曲げ応力を逃がす力とのバランスが取れているため、スライド等の動作に対して優れた耐性を有するフラットケーブルが得られるものと考えられる。
【符号の説明】
【００５７】
１  フラットケーブル
２  電線
３  繊維部材
【図１】
0005516360.tif 000003
【図２】
0005516360.tif 000004