(57)【要約】      （修正有）【課題】配線材を薄くした場合でも導体抵抗の上昇を抑えるとともに、製造工程を簡略化することができる配線材及びその製造方法を提供する。【解決手段】配線材は、断面形状が所定の厚み及び所定の厚み以上の幅を有する複数の導体２が間隔を設けて導体２の幅の方向に並列に配置された幹部２１と、導体２が幹部２１から導体２の幅の方向又は幅の方向と交差する方向に分岐した枝部と、複数の導体２の端部２０ａ、２０ｂが露出するように幹部２１及び枝部２２を被覆する被覆部材３とを備える。【選択図】図１
2014116285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が所定の厚み及び前記所定の厚み以上の幅を有する複数の導体が間隔を設けて前記幅の方向に並列に配置された幹部と、
前記導体が前記幹部から前記幅の方向又は前記幅の方向と交差する方向に曲げられて分岐した枝部と、
前記複数の導体の両端部が露出するように前記幹部及び前記枝部を被覆する被覆部材と、
を備える配線材。
【請求項２】
前記導体は、矩形の断面形状を有する、
請求項１記載の配線材。
【請求項３】
断面形状が所定の厚み及び前記所定の厚み以上の幅を有する複数の導体が間隔を設けて前記幅の方向に並列に配置された状態で供給された幹部から前記導体を前記幅の方向又は前記幅の方向と交差する方向に曲げて分岐することで枝部を形成する工程と、
１対の被覆部材を重ね合わせて前記複数の導体の両端部が露出するように前記幹部及び枝部を被覆する工程とを含む、
配線材の製造方法。
【請求項４】
前記分岐する工程は、弧状面とこれに続く第１の平坦面とを有する固定部材を用いて前記導体の側面を前記第１の平坦面に接触させて前記導体を固定する工程と、
第２の平坦面を有する可動部材を用いて前記第２の平坦面を前記導体の前記第１の平坦面に接触している側面と反対側の前記導体の側面に接触させ、前記可動部材を前記第１の平坦面との間に前記導体を挟んだ状態で前記固定部材の前記弧状面に沿って移動させて前記導体を曲げる工程とを含む、
請求項３記載の配線材の製造方法。
【請求項５】
前記１対の被覆部材が互いに接触している領域を除去する工程をさらに含む、
請求項３又は４記載の配線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）等の配線材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や大型電子機器、大型メカトロニクス機器などに用いられる内部配線は、従来、筐体が大型であるが故に十分な配線スペースの確保が容易であったため、複数本のケーブルを束ねたワイヤハーネスを用いて、複雑な配線にも対応してきた。一方で、小型電子機器、小型メカトロニクス機器では、小さな筐体に複数の機能を持たせるために、配線スペースを極小にする必要がある。そのため、このような小型機器の内部配線には、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）等の小型のフィルム配線材が用いられている。
【０００３】
近年、自動車用途や、大型メカトロニクス機器においても、機能の充実もさることながら、従来と同サイズ以下の機器構成が求められている。その結果、小型電子機器、メカトロニクス機器に用いられるようなフィルム配線材が、大型機器内配線としても求められるようになってきた。
【０００４】
例えば、電気自動車やハイブリット自動車に搭載されるリチウムイオン二次電池モジュールは、内部に単電池セルを複数個配置し、隣り合う電池セルの電極端子間をバスバー等の接続部材で接続した構造となっている。リチウムイオン二次電池は、過度に充電すると、発熱する危険性があり、また過度に放電すると、電極材の溶解による充電、放電機能の低下が発生するため、数１０ｍＶ程度の極めて高い精度の電圧制御が必要となる。そのため、各電池と接続する各バスバーは、各電極の電位を監視するための配線材を介して制御回路及び保護回路と接続されている。
【０００５】
電圧監視用の配線材は、二次電池モジュールの大きさから、約０．５〜１ｍ程度の長さとなる。また、この配線材は、回路基板から各バスバーまでの配線距離が異なることから複数の導体を有し、その複数の導体の束から導体が分岐する任意の配線パターンを形成する。
【０００６】
また、リチウムイオン二次電池の大容量化と小型化の要請から電池セルの数が増加し、配線材の数が増える一方で、配線材が占める領域を減らす要求がある。また、この配線材は、任意パターンの配線が求められることから、ＦＰＣ等が用いられる。ＦＰＣのような薄い配線材を用いることで、配線材が占める領域を小さくすることができるとともに、パターン形状を各バスバーの位置に適合するように予め形成することで電池モジュール組立の際の誤配線の防止や、接続のための配線材とバスバーとの位置決め作業を簡略化している。
【０００７】
また、例えば、コピー、スキャナ等を一体化したデジタル複合機では、装置内の配線に加え、スキャナ読み取り機構などの可動部と制御回路との配線が必要となっている。このような配線材において、特にＡ０サイズ（８４．１ｃｍ×１１８．９ｃｍ）対応の場合は、配線長は１ｍを超える場合がある。また、スキャナヘッドやインクジェットヘッドといった可動部側制御回路との配線は、可動範囲分の余裕を持たせるための長尺直線部分と制御回路へ分岐する枝部によって構成される。そのため、このようなデジタル複合機用の配線材として、前述の電圧監視用の配線材同様、任意パターンの配線が可能なＦＰＣ等が用いられる。
【０００８】
配線材の一例であるＦＰＣは、被覆部材であるポリイミドフィルムに銅箔を接着したフィルム基材に、フォトリソグラフィーによる配線パターン形成を行い、不要部分の銅をエッチング処理で除去する工程により製造される。
【０００９】
ＦＰＣは、銅箔をエッチング処理して導体パターンを形成するため、銅材の無駄が多くなる。また、エッチング以外の材料（フォトレジスト、現像液、洗浄液等）が必要となる。特に、電圧監視用、デジタル複合機用の配線材の場合、配線パターンが電子回路のように複雑で高密度でなく、長尺な導体が分岐しているような単純構造であるほど、より材料の無駄が発生し、コストが増大する。
【００１０】
また、従来の配線材は、数ｃｍ角の回路を形成するのが主であったが、電圧監視用、デジタル複合機用の配線材は、長さが約０．５〜１ｍもしくはそれ以上となるため、既存のフォトリソグラフィー装置では対応ができない。そのため、フォトリソグラフィー装置を大型化する必要が生じるので、配線材を製造するコストがさらに増大する。また、ＦＰＣは、銅箔を用いているので導体の厚みが非常に薄く、上記のように大サイズとなると導体抵抗が増大する。
【００１１】
特許文献１に記載のフラットハーネス（配線材）は、断面が円形の銅線を所定の配線パターンに沿って同一平面状に敷設して両側から絶縁フィルムで被覆されたものであり、エッチング工程を含まずにフラットハーネスを製造することができる。
【００１２】
特許文献２に記載のフラットハーネスは、第１のフラットケーブルとしてのリボンケーブルと、この第１のフラットケーブルの中間位置に接続部を介して接続された第２のフラットケーブルとしてのＦＰＣとを備え、第１のフラットケーブルの一部の導体と、第２のフラットケーブルの一部の導体とが電気的に接続されたものである。この構成によれば、第２のフラットケーブルのみにＦＰＣを用いることで大サイズのＦＰＣを有しないフラットハーネスが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−１５７９２４号公報
【特許文献２】特開２００２−２０３４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、特許文献１に記載の配線材によると、断面が円形の導体を用いているため、配線材をさらに薄くした場合、導体の直径が小さくなることから、配線材の導体抵抗が上昇する。また、導体の本数を増やして配線材の導体抵抗の上昇を抑えることが可能であるが、導体を敷設する工程が増える。
【００１５】
特許文献２に記載の配線材によると、リボンケーブルが分岐構造を作れないため、枝部にＦＰＣを用いているが、リボンケーブルとＦＰＣとを接続する工程が増える。また、リボンケーブルとＦＰＣとを接続する接続部が厚くなる。
【００１６】
そのため、本発明の目的は、配線材を薄くした場合でも導体抵抗の上昇を抑えるとともに、製造工程を簡略化することができる配線材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】
【００１７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の配線材及びその製造方法を提供する。
【００１８】
［１］断面形状が所定の厚み及び前記所定の厚み以上の幅を有する複数の導体が間隔を設けて前記幅の方向に並列に配置された幹部と、
前記導体が前記幹部から前記幅の方向又は前記幅の方向と交差する方向に曲げられて分岐した枝部と、
前記複数の導体の両端部が露出するように前記幹部及び前記枝部を被覆する被覆部材と、
を備える配線材。
［２］前記導体は、矩形の断面形状を有する、
前記［１］記載の配線材。
【００１９】
[３]断面形状が所定の厚み及び前記所定の厚み以上の幅を有する複数の導体が間隔を設けて前記幅の方向に並列に配置された状態で供給された幹部から前記導体を前記幅の方向又は前記幅の方向と交差する方向に曲げて分岐することで枝部を形成する工程と、
１対の被覆部材を重ね合わせて前記複数の導体の両端部が露出するように前記幹部及び枝部を被覆する工程とを含む、
配線材の製造方法。
[４]前記分岐する工程は、弧状面とこれに続く第１の平坦面とを有する固定部材を用いて前記導体の側面を前記第１の平坦面に接触させて前記導体を固定する工程と、
第２の平坦面を有する可動部材を用いて前記第２の平坦面を前記導体の前記第１の平坦面に接触している側面と反対側の前記導体の側面に接触させ、前記可動部材を前記第１の平坦面との間に前記導体を挟んだ状態で前記固定部材の前記弧状面に沿って移動させて前記導体を曲げる工程とを含む、
前記[３]記載の配線材の製造方法。
[５]前記１対の被覆部材が互いに接触している領域を除去する工程をさらに含む、
前記[３]又は[４]記載の配線材の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、配線材を薄くした場合でも導体抵抗の上昇を抑えるとともに、製造工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る配線材の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、リールから導体を引き出す工程を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は、導体を曲げる工程を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、各導体が分岐した状態を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、導体を被覆部材によって被覆する工程を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、被覆部材の除去部分を除去する工程を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、曲げ装置の概要を示し、（ａ）は、固定部材の斜視図、（ｂ）は、可動部材の斜視図、（ｃ）は、固定部材と可動部材を組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図８】図８は、曲げ装置の動作を示し、（ａ）は、導体を曲げる前の状態を示す横断面図、（ｂ）は、導体を曲げた後の状態を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００２３】
［実施の形態の要約］
本実施の形態の配線材は、導体と、導体を被覆する被覆部材とを備える配線材において、断面形状が所定の厚み及び前記所定の厚み以上の幅を有する複数の導体が間隔を設けて前記幅の方向に並列に配置された幹部と、前記導体が前記幹部から前記幅の方向又は前記幅の方向と交差する方向に分岐した枝部と、前記複数の導体の両端部が露出するように前記幹部及び前記枝部を被覆する被覆部材とを備える。
【００２４】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る配線材の外観を示す斜視図である。この配線材１は、所定の厚み及び所定の厚みより大きな幅を有する複数（本実施の形態では６本）の導体２が間隔を設けて導体２の幅の方向に並列に配置された幹部２１と、導体２が幹部２１から導体２の幅の方向に曲げられて分岐した枝部２２と、複数の導体２の両端部２０ａ、２０ｂが露出するように幹部２１及び枝部２２を被覆する被覆部材３と、少なくとも１本（本実施の形態では６本）の導体２を導体２の幅の方向に分岐させる分岐部２３とを備える。
【００２５】
（導体）
幹部２１は、導体２の一方の端部２０ａから分岐部２３までの部分で構成される。枝部２２は、分岐部２３から導体２の他方の端部２０ｂまでの部分で構成される。枝部２２は、幹部２１の外側に向かって他の枝部２２や幹部２１と重ならないように幹部２１から分岐している。
【００２６】
分岐部２３は、幹部２１の中心線２１ａとは別方向に分かれる導体２の部分を指す。分岐部２３は、例えば各端部２０ｂが幹部２１の中心線２１ａから等距離に位置するように導体２の幅の方向、すなわち導体２を中心線２１ａに対して９０度の角度の方向に曲げる。なお、分岐部２３において導体２を曲げる角度は、９０度に限定されず、導体２の幅の方向と交差する方向、例えば導体２の４５度や１３５度等の任意の角度でもよい。
【００２７】
導体２の材料には、例えば無酸素銅、タフピッチ銅、銅合金、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。また、導体表面には、ニッケルめっき、錫めっき等が施されていてもよい。また、導体２は、丸線を圧延して断面形状を矩形にしたものや、丸線に矩形ダイスを用いて引抜加工を行い、断面形状を矩形にしたもの等が用いられる。例えば、導体２は、銅からなり、その断面形状の厚みを０．２ｍｍ、幅を１ｍｍの矩形とする。従来使用されていたＦＰＣの銅箔は、厚みが３５μｍ程度なので、本発明の導体２と比べて非常に導体抵抗が大きくなる。仮に、本発明の導体２と同程度の導体抵抗を有するように導体に銅箔を用いた配線材で実現しようとすると、導体の断面積を大きくするために銅箔の幅を約５．７ｍｍにする必要があり、配線材の幅が非常に大きくなってしまう問題がある。したがって、本実施の形態によれば、導体２の断面形状を矩形とすることで銅箔を用いた導体に比べて導体抵抗を小さくすることができる。また、円形形状の導体と比べて同じ厚さの導体では、その断面積は、矩形形状のほうが大きいので導体２の導体抵抗を低減することができる。なお、導体２は、正方形の断面形状や側面、上面又は下面が弧状である断面形状を有するものでもよい。
【００２８】
（被覆部材）
被覆部材３は、１対の被覆部材３Ａ、３Ｂからなり、１対の被覆部材３Ａ、３Ｂで複数の導体２を挟み、端部２０ａ、２０ｂが露出するように幹部２１及び枝部２２を被覆し、絶縁する。被覆部材３は、対向する面に塗布された図示しない接着剤により、導体２に接着される。なお、被覆部材３は、融着等の方法により幹部２１、枝部２２を被覆してもよい。
【００２９】
被覆部材３は、例えば絶縁部材として一般的なポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタラート等が用いられる。接着剤としては、例えばエキポシ系接着剤等、ポリエステル系接着剤等が用いられる。
【００３０】
（配線材の製造方法）
次に、配線材１の製造方法の一例について説明する。図２から図６は、配線材の製造方法を示す図であり、図２は、リールから導体を引き出す工程を模式的に示す斜視図、図３は、導体を曲げる工程を模式的に示す斜視図、図４は、各導体が分岐した状態を模式的に示す斜視図、図５は、導体を被覆部材によって被覆する工程を模式的に示す斜視図、図６は、被覆部材の除去部分を除去する工程を模式的に示す斜視図である。
【００３１】
配線材１の製造方法は、断面形状が所定の厚み及び所定の厚みより大きい幅を有する導体２を収納する複数の溝４ａを有するリール４を準備し、そのリール４から導体２が並列に配置された幹部２１を供給する工程と、供給された幹部２１から導体２を曲げ装置５で曲げて導体２の幅の方向に分岐し、枝部２２を形成する工程と、被覆部材３Ａ，３Ｂを巻き付けて収容する１対のロール６を準備し、ロール６から引き出した被覆部材３で導体２を被覆する工程と、１対の被覆部材３Ａ、３Ｂが互いに接触した部分を除去する工程とを含む。
【００３２】
（１）導体を供給する工程
図２に示すように、導体２が巻きつけられたリール４は、図示しない保持部材により保持されて導体２の幅の方向と平行に配置されている。
【００３３】
配線材１を製造するには、先ず、図２に示すように、リール４から複数の導体２を導体２を曲げるのに必要な長さを引き出す。なお、リール４に複数の異なる導電材料を収納し、そのリール４から導電材料を引き出すことにより、異なる導体材料が混在する配線材１を製造してもよい。
【００３４】
（２）導体を分岐する工程
次に、図３に示すように、後述する図７に示す曲げ装置５を用いて各導体２を曲げて導体２を分岐させる。なお、図３は、一部の曲げ装置５のみを図示している。図７は、曲げ装置の概要を示し、（ａ）は、固定部材の斜視図、（ｂ）は、可動部材の斜視図、（ｃ）は、固定部材と可動部材を組み合わせた状態を示す斜視図である。図８は、曲げ装置の動作を示し、（ａ）は、導体を曲げる前の状態を示す横断面図、（ｂ）は、導体を曲げた後の状態を示す横断面図である。
【００３５】
曲げ装置５は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、弧状面５１１ａ、及びこれに続く第１の平坦面５１１ｂ及び平坦面５１１ｃを有する第１の突出部５１１と、第１の平坦面５１１ｂとの間に導体２の幅と同じ距離を有して設けられて導体２を固定する平坦面５１２ａを有する第２の突出部５１２とが設けられた円柱状の固定部材５１と、弧状面５１１ａとの間に導体２を挟んだ状態で弧状面５１１ａに沿って移動する、第２の平坦面５２１ａが設けられた第３の突出部５２１を有する円柱状の可動部材５２とを備える。固定部材５１及び可動部材５２は、同軸上に設置され、可動部材５２が回転可能に固定部材５１と組み合わされて接触する接触面５１０、５２０をそれぞれ有する。固定部材５１は、図示しない支持部に支持される。可動部材５２は、回転軸５２ａを有し、図示しない駆動部又は手動操作によって回転運動する。なお、図８では、導体２を時計回り方向に曲げる曲げ装置を示している。
【００３６】
導体２を曲げるには、先ず、図７（ａ）に示すように、固定部材５１の第１の突出部５１１の第１の平坦面５１１ｂを導体２の側面２ａに接触させ、第２の突出部５１２の平坦面５１２ａを導体２の側面２ｂに接触させて導体２を固定する。
【００３７】
次に、図７（ｃ）及び図８（ａ）に示すように、第１の平坦面５１１ｂが接触する導体２の側面２ａと反対の側面２ｂが第２の平坦面５２１ａに接触するように固定部材５１と可動部材５２とを組み合わせて接触面５１０、５２０を接触させる。
【００３８】
次に、第２の平坦面５２１ａが導体２の側面２ｂに接触している状態から、可動部材５２を回転軸５２ａを中心に回転させ、図８（ｂ）に示すように、第２の平坦面５２１ａを、第２の平坦面５２１ａと弧状面５１１ａとの間に導体２を挟んだ状態で、弧状面５１１ａに沿って移動させて導体２を例えば９０度曲げる。すなわち、第２の平坦面５２１ａが移動しながら導体２を弧状面５１１ａ及び平坦面５１１ｃに押し付けることで導体２が曲げられる。
【００３９】
各導体２は、曲げ装置５により所望の角度に曲げられ、図４に示すように、幹部２１と、枝部２２を有する形状となる。なお、一部の導体２を曲げずに直線状のままとしてもよい。また、曲げ装置５は、弧状面５１１ａ及び平坦面５１１ｃの形状、及び可動部材５２の回転角度の変更により導体２を曲げる角度を容易に変えることができる。
【００４０】
（３）導体を被覆する工程
１対のロール６には、被覆部材３Ａ、３Ｂが巻き付けられて収納されている。１対のロール６は、図５に示すように、導体２の幅の方向と平行になるように導体２の上方側及び下方側から図示しない保持部材により保持されている。
【００４１】
次に、図５に示すように、リール４から導体２を供給しながら、１対のロール６から被覆部材３Ａ、３Ｂを引き出す。被覆部材３Ａ、３Ｂは、端部２０ａと端部２０ｂ、又は端部２０ｂで囲まれた矩形の領域で重なり合い、導体２の端部２０ａ、２０ｂが露出するように導体２を被覆する。なお、１つのロール６から引き出された被覆部材３を折り返すことで導体２を被覆してもよい。
【００４２】
（４）被覆部材を除去する工程
次に、図６に示すように、金型による打ち抜きや、カッター、レーザ等による切除方法で被覆部材３が互いに接触した除去部分３ａ〜３ｇを接着代を残して除去する。図７には、除去部分３ａを除去する様子を示しているが、他の除去部分３ｂ〜３ｇについても同様に除去する。
【００４３】
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ア）断面形状が所定の厚み及び所定の厚み以上の幅を有する導体２を用いることで、配線材を薄くした場合でも導体抵抗の上昇を抑えることができる。
（イ）曲げ装置５で導体２を所望の角度に曲げて配線材１を分岐させることで、幹部２１と枝部２２との接続部を有しない配線材１が得られるので、幹部２１と枝部２２との接続工程を省略して配線材１の製造工程を簡略化することができる。
（ウ）導体２の断面形状が矩形であっても、曲げ装置５を用いることで導体２を容易に曲げることができる。
（エ）導体２の断面形状を矩形にすることにより、銅箔を使用した導体や断面形状が円形の導体と比べて導体抵抗を低減させることができる。
（オ）導体２をリール４から引き出し、曲げ装置５により導体２を分岐して配線材１を形成することにより、配線材１の製造工程でエッチング処理を省略でき、配線材１の製造工程を簡略化することができる。そのため、配線材１の製造コストを低減することができる。また、配線材１の寸法が配線パターン形成工程で用いられるフォトリソグラフィー装置の大きさに制約されないため、所望の長さの配線材１を容易に製造することができる。
（カ）被覆部材３の除去部分３ａ〜３ｇを除去する工程を経ることで、幹部２１と枝部２２の幅をそれぞれ導体被覆幅にすることができる。
【００４４】
［変形例］
なお、本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。例えば、複数の端部２０ｂが中心線２１ａからそれぞれ異なる距離を有するように枝部２２を設けてもよい。
【００４５】
また、さらに厚みのある導体２を用いて、端部２０ａ、２０ｂを例えば接続部材のスルーホールに差し込むなどの構成とすることができる。
【００４６】
また、配線材１は、曲げ装置５によって複数回曲げられた導体２を有するものとしてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、枝部２２は、幹部２１の両側に形成されているが、枝部２２は、幹部２１の片側のみに形成されるものとしてもよい。
【００４８】
上記実施の形態の製造方法は、本発明の要旨を変更しない範囲で工程の付加、削除、入替、置換等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、例えば電圧監視配線材、電力輸送線路、信号線路、携帯電話、通信機器、情報端末機器、測定機器、家電機器等に適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１  配線材
２  導体
２ａ、２ｂ  側面
３  被覆部材
３Ａ、３Ｂ  被覆部材
３ａ-３ｇ  除去部分
４  リール
４ａ  溝
５  曲げ装置
６  ロール
２０ａ，２０ｂ  端部
２１  幹部
２１ａ  中心線
２２  枝部
２３  分岐部
５１  固定部材
５２  可動部材
５２ａ  回転軸
５１０、５２０  接触面
５１１  第１の突出部
５１１ａ  弧状面
５１１ｂ  第１の平坦面
５１１ｃ  平坦面
５１２  第２の突出部
５１２ａ  平坦面
５２１  第３の突出部
５２１ａ  第２の平坦面
【図１】
2014116285.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014116285.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014116285.tif 000009
【図８】
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