(57)【要約】【課題】本発明は、屈曲耐久性の向上を図ったフラットケーブル、及びフラットケーブル製造装置を提供することを目的としている。【解決手段】フラットケーブル１は、互いに間隔をあけて並べられた複数の平型導体２１と、該各平型導体の外周に溶融された絶縁性の樹脂が押出被覆されて一体に成形された被覆体２２と、を備えている。被覆体は、平型導体の一方の面を被覆する第１被覆部２２Ａと、平型導体の他方の面を被覆する第２被覆部２２Ｂと、互いに隣り合う平型導体間に位置する連結部２２Ｃと、を備え、平型導体の厚みＣｔと連結部において最も薄い位置の厚みＸｔが等しく形成され、かつ、平型導体、第１被覆部及び、第２被覆部を合わせた厚みＣｔ＋２ｔが、連結部の厚みＸｔよりも厚くなるように形成されている（Ｃｔ＝Ｘｔ＜Ｃｔ＋２ｔ）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をあけて並べられた複数の平型導体と、該複数の平型導体の外周に溶融された絶縁性の樹脂が押出被覆されて一体に成形された被覆体と、を備えたフラットケーブルにおいて、
前記被覆体は、前記平型導体の一方の面を被覆する第１被覆部と、前記平型導体の他方の面を被覆する第２被覆部と、互いに隣り合う前記平型導体間に位置する連結部と、を備え、
前記平型導体の厚みと前記連結部において最も薄い部分の厚みとが等しく形成され、かつ、前記平型導体、前記第１被覆部及び、前記第２被覆部を合わせた厚みが、前記連結部の厚みよりも厚くなるように形成されていることを特徴とするフラットケーブル。
【請求項２】
前記連結部は、薄肉部と、該薄肉部の両側に連続して前記平型導体側に位置する一対の連続部と、を有し、
前記一対の連続部は、前記第１被覆部及び前記第２被覆部に向かうに従ってその厚みが厚くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のフラットケーブル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のフラットケーブルを製造するフラットケーブル製造装置であって、
前記複数の平型導体の外周に溶融された絶縁性の樹脂を押出被覆するための口金を備え、
前記口金は、前記平型導体と前記第１被覆部及び前記第２被覆部とで構成された絶縁導体部を成形する第１成形部と、
一対の突状部からなり、前記連結部を成形する第２成形部と、を有し、
前記一対の突状部の先端間距離が、前記平型導体の厚み寸法と等しく形成されていることを特徴とするフラットケーブル製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに間隔をあけて並べられた複数の平型導体と、該各平型導体の外周に溶融された絶縁性の樹脂が押出被覆されて一体に成形された被覆体と、を備えたフレキシブル・フラット・ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに間隔をあけて並べられた複数の平型導体と、該各平型導体の外周に溶融された絶縁性の樹脂が押出被覆されて成形された被覆部と、を備えたフレキシブル・フラット・ケーブル（以下、フラットケーブルと記す）は、その構造から狭い箇所での配索を可能にするとともに、可撓性を有する特性から可動部位に使用できるものとして、自動車の電装品を繋ぐワイヤハーネスや、電算機など各種機器類に多用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
図７は、従来のフラットケーブルの断面図である。図８は、図７に示されたフラットケーブルを成形する口金の断面図である。図９は、図７に示されたフラットケーブルをマンドレルに配置して、フラットケーブルを屈曲させた状態を示す断面図である。
【０００４】
フラットケーブル１０１は、図７に示すように、互いに間隔をあけて並べられた複数の平型導体１２１と、複数の平型導体１２１を被覆する被覆体１２２と、を備えている。被覆体１２２は、各平型導体１２１の一方の面を被覆する複数の第１被覆部１２２Ａと、各平型導体１２１の他方の面を被覆する複数の第２被覆部１２２Ｂと、互いに隣り合う平型導体１２１間に位置する複数の連結部１２２Ｃと、で構成されている。各平型導体１２１、各第１被覆部１２２Ａ、各第２被覆部１２２Ｂは、絶縁導体部１０２を構成する。
【０００５】
このフラットケーブル１０１は、幅寸法のいずれの位置においても、厚さ方向の寸法が一定となるように形成されている。即ち、平型導体１２１の厚さ寸法Ｃｔと第１被覆部１２２Ａの厚さ寸法ｔ及び第２被覆部１２２Ｂの厚さ寸法ｔとの和と、連結部１２２Ｃの厚さ寸法Ｘｔと、は等しい寸法に形成されている（Ｃｔ＋２ｔ＝Ｘｔ）。
【０００６】
また、フラットケーブル１０１は、複数の平型導体１２１の外周に、絶縁性の樹脂を押し出し成形機により連続的に押出被覆することにより一体成形されている。押し出し成形機の一部を構成する口金１０４の内側に形成された成形部１４１は、図８に示すように、フラットケーブル１０１の外形に沿っている。
【０００７】
このようなフラットケーブル１０１は、図９に示すように、フラットケーブル１０１の幅方向とマンドレルＭの軸方向とが沿うようにフラットケーブル１０１の一方の面側に円柱状の治具であるマンドレルＭが配置され、マンドレルＭの外周面に沿ってフラットケーブル１０１がＵ字状に曲げられ、そして、所定の間隔をあけて、フラットケーブル１０１の他方の面側にマンドレルＭが配置され、フラットケーブル１０１をＵ字状に曲げられることにより蛇腹状に積層されて用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１２３７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来のフラットケーブル１０１は押出成形で成形されているので、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、成形部１４１内において、複数の平型導体１２１が直線状に配置されるように各平型導体１２１を固定することができず、各平型導体１２１の平行性が保たれ難いとともに、成形部１４１の外側に押し出された溶融樹脂が硬化する際に連結部１２２Ｃが収縮してしまい、各絶縁導体部１０２の平行性が保たれ難かった。このため、図１０（ｃ）に示すように、フラットケーブル１０１がマンドレルＭの外周面に沿って屈曲された際に、各連結部１２２Ｃに応力が集中して、連結部１２２Ｃに亀裂が生じてしまうとともに、この応力を各連結部１２２Ｃが吸収することができずに、各平型導体１２１に歪みが生じてしまうというため、屈曲耐久性が悪くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、屈曲耐久性の向上を図ったフラットケーブル、及びフラットケーブル製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の本発明は、互いに間隔をあけて並べられた複数の平型導体と、該複数の平型導体の外周に溶融された絶縁性の樹脂が押出被覆されて一体に成形された被覆体と、を備えたフラットケーブルにおいて、前記被覆体は、前記平型導体の一方の面を被覆する第１被覆部と、前記平型導体の他方の面を被覆する第２被覆部と、互いに隣り合う前記平型導体間に位置する連結部と、を備え、前記平型導体の厚みと前記連結部において最も薄い部分の厚みとが等しく形成され、かつ、前記平型導体、前記第１被覆部及び、前記第２被覆部を合わせた厚みが、前記連結部の厚みよりも厚くなるように形成されていることを特徴とするフラットケーブルである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記連結部は、薄肉部と、該薄肉部の両側に連続して前記平型導体側に位置する一対の連続部と、を有し、前記一対の連続部は、前記第１被覆部及び前記第２被覆部に向かうに従ってその厚みが厚くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のフラットケーブルを製造するフラットケーブル製造装置であって、前記複数の平型導体の外周に溶融された絶縁性の樹脂を押出被覆するための口金を備え、前記口金は、前記平型導体と前記第１被覆部及び前記第２被覆部とで構成された絶縁導体部を成形する第１成形部と、一対の突状部からなり、前記連結部を成形する第２成形部と、を有し、前記一対の突状部の先端間距離は、前記平型導体の厚み寸法と等しく形成されていることを特徴とするフラットケーブル製造装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の本発明によれば、平型導体の厚みと連結部において最も薄い部分の厚みとが等しく形成され、かつ、平型導体、第１被覆部及び、第２被覆部を合わせた厚みが、連結部の厚みよりも厚くなるように形成されているから、平型導体、第１被覆部及び、第２被覆部を合わせた厚みよりも、連結部の厚みが薄くなるように形成されていることとなり、フラットケーブルが屈曲された際に、連結部が変形することにより、連結部にかかる応力を吸収できるので、平型導体に歪みが生じるのを防止でき、屈曲耐久性の向上を図ったフラットケーブルを提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の本発明によれば、連結部は、薄肉部と、該薄肉部の両側に連続して平型導体側に位置する一対の連続部と、を有し、一対の連続部は、第１被覆部及び第２被覆部に向かうに従ってその厚みが厚くなるように形成されているから、フラットケーブルが屈曲された際に、一対の連続部が、第１被覆部及び第２被覆部から薄肉部にかかる応力を徐々に分散できるので、より一層、平型導体に歪みが生じるのを防止できる。
【００１６】
請求項３に記載の本発明によれば、請求項１又は請求項２記載のフラットケーブルを製造するフラットケーブル製造装置であって、複数の平型導体の外周に溶融された絶縁性の樹脂を押出被覆するための口金を備え、口金は、平型導体と第１被覆部及び第２被覆部とで構成された絶縁導体部を成形する第１成形部と、一対の突状部からなり、連結部を成形する第２成形部と、を有し、一対の突状部の先端間距離が、平型導体の厚み寸法と等しく形成されているから、平型導体の厚みと連結部の厚みとが等しく形成されたフラットケーブルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるフラットケーブルを模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示されたフラットケーブルを成形する口金の断面図である。
【図３】図１に示されたフラットケーブルの作用を説明するための図であり、（ａ）は、フラットケーブルを示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されたフラットケーブルをマンドレルに配置して、フラットケーブルを屈曲した状態を示す断面図である。
【図４】本発明品及び比較例において平型導体が破断する屈曲回数比を示すグラフである。
【図５】図１に示されたフラットケーブルを繰り返し屈曲させる際のフラットケーブルとマンドレルとの関係を説明するための図である。
【図６】図１に示されたフラットケーブルの連結部の厚さ寸法と強度との関係を示すグラフである。
【図７】従来のフラットケーブルの断面図である。
【図８】図７に示されたフラットケーブルを成形する口金の断面図である。
【図９】図７に示されたフラットケーブルをマンドレルに配置して、フラットケーブルを屈曲させた状態を示す平面図である。
【図１０】図７に示された従来のフラットケーブルの問題点を説明するための図であり、（ａ）は、従来のフラットケーブルを示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されたフラットケーブルをマンドレルに配置して、フラットケーブルを屈曲した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施の形態にかかるフラットケーブルを図１ないし図６を参照して説明する。上記フラットケーブル１は、自動車の電装品を繋ぐワイヤハーネスを構成するものである。
【００１９】
フラットケーブル１は、図１に示すように、互いに間隔をあけて並べられた複数の平型導体２１と、複数の平型導体２１を被覆する被覆体２２と、を備えている。
【００２０】
平型導体２１は、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などの導電性の金属で構成されており、その断面形状が矩形状に形成されている。
【００２１】
被覆体２２は、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの絶縁性を有する熱可塑性樹脂から構成されている。被覆体２２は、各平型導体２１の一方の面を被覆する複数の第１被覆部２２Ａと、各平型導体２１の他方の面を被覆する複数の第２被覆部２２Ｂと、互いに隣り合う平型導体２１間に位置する複数の連結部２２Ｃと、で構成されている。また、各平型導体２１、各第１被覆部２２A、各第２被覆部２２Bは、絶縁導体部２を構成する。また、図１において、フラットケーブル１の幅方向を矢印Ｘで示し、フラットケーブル１の厚さ方向を矢印Ｚで示す。
【００２２】
連結部２２Ｃは、薄肉部２２Ｄと、薄肉部２２Ｄの両側に設けられた一対の連続部２２Ｅと、を備えている。薄肉部２２Ｄは、連結部２２Ｃにおいて、その厚みが最も薄い（小さい）部分であり、その厚みが幅方向Ｘのいずれの位置においても一定であり、その厚みは平型導体２１の厚みと等しく形成されている。連続部２２Ｅは、その矢印Ｘ方向の一端が第１被覆部２２Ａ及び第２被覆部２２Ｂに連なり、他端が薄肉部２２Ｄに連なっている。また、連続部２２Ｅはその厚みが薄肉部２２Ｄに向かうに従って徐々に薄くなるように形成されている。連続部２２Ｅは、直線状の傾斜面を有して構成されている。または、連続部２２Ｅは、その厚みが薄肉部２２Ｄに向かうに従って徐々に薄くなるような曲面を有して構成されていてもよい。
【００２３】
このフラットケーブル１は、平型導体２１の厚さ寸法Ｃｔと連結部２２Ｃにおける薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔとが等しく形成され（Ｃｔ＝Ｘｔ）、かつ、平型導体２１、第１被覆部２２Ａ及び、第２被覆部２２Ｂを合わせた厚さ寸法（Ｃｔ＋２ｔ）が、薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔよりも厚くなるように形成されている（Ｃｔ＝Ｘｔ＜Ｃｔ＋２ｔ）。本実施形態におけるフラットケーブル１は、連結部２２Ｃの幅寸法が、０．５ｍｍに形成され、連結部２２Ｃにおける薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔが、０．１５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に形成されるのが好ましい。また、各被覆部２２Ａ、２２Ｂの厚さ寸法ｔが、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に形成され、平型導体２１の厚さ寸法Ｃｔが、０．１５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に形成されるのが好ましい。
【００２４】
次に、上述したフラットケーブル１を製造するフラットケーブル製造装置の一部を構成する押し出し成形機１４について説明する。押し出し成形機１４は、図２に示すように、内側にフラットケーブル１の外形に沿った成形部４０が設けられた口金４と、該成形部４０内に加熱溶融された成形材料を連続的に射出する射出部（図示しない）などと、を備えている。
【００２５】
口金４は、押し出し方向、即ち長手方向が、フラットケーブル１の長手方向に延びた筒状に形成されている。
【００２６】
成形部４０は、互いに平行な一対の面４ａを有している。また、各面４ａには、互いに対向する位置に一対の突状部４１が設けられているとともに、各一対の突状部４１は矢印Ｘに間隔をあけて複数設けられている。各突状部４１は、各面４ａの長手方向の全長に形成されている。また、各突条部４１は、頂部（先端部）に向かうに従って面４ａから離れるように傾斜した一対の傾斜面４ｂと、該一対の傾斜面４ｂ間に設けられ、面４ａと平行な平行面４ｃと、を有して構成されている。矢印Ｚ方向の平行面４ｃ間の寸法（一対の突状部４１の先端間距離Ｘｔ´）は、平型導体２１の寸法Ｃｔと等しく形成されている。また、成形部４０は、矢印Ｘ方向の突条部４１間における空間であり、絶縁導体部２を成形する複数の第１成形部４０Ａと、矢印Ｚ方向の突条部４１間における空間であり、連結部２２Ｃを成形する複数の第２成形部４０Ｂと、を有して構成されている。
【００２７】
続いて、フラットケーブル１を製造する方法を上述した押し出し成形機１４を用いて説明する。まず、各平型導体２１をその幅方向と矢印Ｘ方向とが平行になるように各第１成形部４０Ａの内側に収容する。この際、平型導体２１が第１成形部４０Ａの中央部に位置するように保持しておく。そして、口金４の成形部４０内に一方の開口から加熱溶融された成形材料を高圧により射出し、他方の開口から成形部４０外に押し出された複数の平型導体２１及び成形材料を冷却硬化させる。こうして、複数の平型導体２１と、被覆体２２と、を備えたフラットケーブル１が製造される。
【００２８】
このように製造されたフラットケーブル１は、フラットケーブル１の幅方向とマンドレルＭの軸方向とが沿うようにフラットケーブル１の一方の面側に円柱状の治具であるマンドレルＭが配置され、マンドレルＭの外周面に沿ってフラットケーブル１がＵ字状に曲げられ、そして、所定の間隔をあけて、フラットケーブル１の他方の面側にマンドレルＭが配置され、フラットケーブル１がＵ字状に曲げられることにより蛇腹状に積層される。
【００２９】
上述したフラットケーブル１は、押し出し成形機１４を用いて製造されている、即ち周知の押出成形で製造されているから、図３（ａ）に示すように、各絶縁導体部２、及び各絶縁導体部２内の各平型導体２１、の平行性が保たれ難いが、平型導体２１の厚みと連結部２２Ｃの厚みが等しく形成され、かつ、平型導体２１、第１被覆部２２Ａ及び、第２被覆部２２Ｂを合わせた厚みよりも、連結部２２Ｃの厚みが薄く形成されている（Ｃｔ＝Ｘｔ＜Ｃｔ＋２ｔ）から、図３（ｂ）に示すように、フラットケーブル１が、例えば、円柱状の治具であるマンドレルＭの外周面に沿って屈曲された際に、連結部２２Ｃが変形することにより、連結部２２Ｃにかかる応力を吸収できるので、平型導体２１に歪みが生じるのを防止でき、屈曲耐久性の向上を図ることができる。
【００３０】
次に、本発明の発明者らは、絶縁導体部の厚みを統一し、連結部の厚みを変化させたフラットケーブルの屈曲回数を測定して、本発明の効果を確認した。
【００３１】
図４の横軸は、比較例１として、絶縁導体部１０２の厚みと連結部１２２Ｃの厚みが等しい従来のフラットケーブル１０１（Ｘｔ＝Ｃｔ＋２ｔ）と、比較例２として絶縁導体部１０２の厚みより連結部１２２Ｃが厚いフラットケーブル１１０（Ｘｔ＞Ｃｔ＋２ｔ）と、本発明品として、平型導体２１の厚さ寸法Ｃｔと連結部２２Ｃにおける薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔが等しく形成され、かつ、平型導体２１、第１被覆部２２Ａ及び、第２被覆部２２Ｂを合わせた厚さ寸法が、薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔよりも厚くなるように形成されたフラットケーブル１（Ｃｔ＝Ｘｔ＜Ｃｔ＋２ｔ）を示し、縦軸は、比較例１のフラットケーブル１０１の少なくとも１つの平型導体１２１が破断した屈曲回数を１００とした場合の、本発明品、比較例２の屈曲回数比を示している。なお、本発明品、比較例１、比較例２の各平型導体２１、１２１は同じ金属から構成されている。また、本発明品、比較例１、比較例２の各被覆体２２、１２２は同じ合成樹脂から構成されている。
【００３２】
フラットケーブル１、１０１、１１０を繰り返し屈曲させる際には、図５に示すように、フラットケーブル１、１０１、１１０の一端部（上端部）を治具３０に固定し、他端部（下端部）に錘３１を取り付け、フラットケーブル１、１０１、１１０を２つの円柱状の曲げ治具３２間に通しておく。そして、治具３０の一方の曲げ治具３２側に移動させて、フラットケーブル１、１０１、１１０の一端部を一方の曲げ治具３２の外周面に沿って屈曲させた後、治具３０を他方の曲げ治具３２の外周面に沿って屈曲させる。こうして、交互に互いに逆向きにフラットケーブル１、１０１、１１０を繰り返し屈曲させる。
【００３３】
図４によれば、比較例１において、少なくとも１つの平型導体１２１が破断した屈曲回数比を１００とした場合、比較例２では、比較例１に対する屈曲回数比が４０程度であることがわかった。また、本発明品では、比較例１に対する屈曲回数比が１４０程度であることがわかった。このことから、上述した実施形態のフラットケーブル１を絶縁導体部２の厚みより連結部２２Ｃを薄く形成することにより、フラット、ケーブル１は絶縁導体部１０２の厚みが連結部１２２Ｃの厚みと等しい、又は絶縁導体部１０２の厚みが連結部１２２Ｃの厚みより厚い比較例１、比較例２のフラットケーブル１０１、１１０よりも屈曲回数を増加させることができ、よって、平型導体２１に歪みが生じるのを防止でき、屈曲耐久性に優れていることが明らかとなった。
【００３４】
次に、本発明の発明者らは、連結部２２Ｃの幅寸法を０．５ｍｍに統一し、平型導体２１の厚さ寸法Ｃｔ、及び連結部２２Ｃにおける薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔを等しく形成するとともに、これらの平型導体２１の厚さ寸法Ｃｔ、及び連結部２２Ｃにおける薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔを０．１ｍｍから０．５ｍｍと変化させたフラットケーブル１の連結部２２Ｃの強度を測定して、本発明の効果を確認した。図６中の横軸は、平型導体２１の厚さ寸法Ｃｔ、及び連結部２２Ｃにおける薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔを示し、縦軸は連結部２２Ｃにかかる力（強度Ｎ）を示している。
【００３５】
図６によれば、連結部２２Ｃにおける強度の目標値は２００Ｎ以上であるので、強度２００Ｎ以上を満足する平型導体２１の厚さ寸法Ｃｔ、及び連結部２２Ｃにおける薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔは０．１５ｍｍ以上であることがわかった。このことにより、連結部２２Ｃの幅寸法０．５ｍｍにおいて、平型導体２１の厚さ寸法Ｃｔ、及び連結部２２Ｃにおける薄肉部２２Ｄの厚さ寸法Ｘｔを０．１５ｍｍ以上に形成することにより、連結部２２Ｃにおいて所望の強度を確保できることが明らかになった。
【００３６】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１      フラットケーブル
２      絶縁導体部
２１    平型導体
２２    被覆体
２２Ａ  第１被覆部
２２Ｂ  第２被覆部
２２Ｃ  連結部
２２Ｄ  薄肉部
２２Ｅ  連続部
４０Ａ  第１成形部
４０Ｂ  第２成形部
４１    突条部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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