(57)【要約】【課題】溶着部の厚みが均一であり導体のピッチが均一なフラットケーブルが得られるフラットケーブルの製造方法を提供する。【解決手段】導体３の領域の絶縁フィルム８の下面に接する凹溝２３と、各導体３どうしの間の絶縁フィルム８の下面に接触する凸条２４とが設けられたローラーアンビル２２を用いて、絶縁フィルム７、８と該絶縁フィルムの間に挟まれた導体３の積層体１４が、超音波溶着装置２０のホーン２１とローラーアンビル２２の間を通過する際に、ローラーアンビル２２の凹溝２３と凸条２４に絶縁フィルム８が接触した状態で溶着するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔を有して平行配置された複数の線状導体が帯状の一対の絶縁フィルムに挟まれた状態で、超音波溶着装置のホーンとローラーアンビルの間を通過させて、絶縁フィルムを超音波溶着してフラットケーブルを製造する方法において、導体の領域に対応する位置に凹溝が設けられ、導体の領域以外の部分に凸条が設けられているローラーアンビルを用い、絶縁フィルムの間に導体が挟まれた積層体が超音波溶着装置のホーンとローラーアンビルの間を通過する際に、ローラーアンビルの凸条と凹溝に絶縁フィルムが接触した状態で溶着するようにしたことを特徴とするフラットケーブルの製造方法。
【請求項２】
ローラーアンビルの凸条の幅が、製造するフラットケーブルの寸法公差を考慮して、導体幅を最大公差とし導体ピッチを最小公差とし、決めら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の製造方法。
【請求項３】
ローラーアンビルの凸条の高さが、導体の厚みに、超音波溶着の際に凸条によって潰される絶縁フィルムの厚みを加えた高さ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のフラットケーブルの製造方法。
【請求項４】
超音波溶着前の絶縁フィルムと導体との間に隙間が存在し、超音波溶着後には、ローラーアンビルの凸条によって潰される絶縁フィルムの樹脂の容積が前記隙間の容積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフラットケーブルの製造方法。
【請求項５】
ローラーアンビルの凸条の角が丸められていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のフラットケーブルの製造方法。
【請求項６】
ローラーアンビルの凹溝の隅が丸められていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか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、一対の絶縁フィルムの間に複数の導体を所定の間隔を持って平行に配置し、前記絶縁フィルム同士を超音波溶着することでフラットケーブルを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケーブルの省スペース及び軽量化を図るために、薄くて柔軟性を有するフレキシブルフラットケーブル（以下、ＦＦＣということもある）が提案されている。ＦＦＣは例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等からなる２枚の帯状の絶縁フィルムの間に、平行に配置した複数の線状導体を挟み込んだ積層体を超音波溶着し、２枚の絶縁フィルムを溶着させることで、帯状体の平面方向に複数の導体が平行に配列されたＦＦＣが公知である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記ＦＦＣの製造方法は、図５（ａ）に示すように、所定間隔を有して平行配置された複数の線状導体１０５を帯状の一対の絶縁フィルム１０３、１０４で挟み込んだ状態で所定の搬送経路に沿って搬送し、超音波振動を付与する上部側のホーンと、このホーンに対向配置された下部側のアンビル１０１とからなる超音波溶着機を用いて、各線状導体１０５の上下側で互いに対向する両絶縁フィルム１０３、１０４を超音波溶着してＦＦＣが得られるものである。
【０００４】
アンビル１０１は円筒体からなり、その表面に周方向に連続する複数の導体通過溝１０２が設けられ、該導体通過溝１０２同士の間には、絶縁フィルム１０３、１０４と線状導体１０５の積層体を押圧する凸部１０６が設けられている。線状導体１０５が２枚の絶縁フィルムに挟まれた積層体は、ホーン（図示せず）とローラーアンビル１０１の間で挟持され、凸部１０６により押圧された状態で超音波溶着される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６７４５４号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のフラットケーブルの製造方法では、ローラーアンビル１０１の凸部１０６以外の部分は超音波溶着の際にローラーアンビル１０１の表面と接触しない状態で溶着されるので、図５（ｃ）に示すように、製造されたフラットケーブル１０８は、溶着部の厚み及び線状導体１０５のピッチＰ１〜Ｐ３が不均一になり易いという問題があった。
【０００７】
つまり従来の製造方法では、超音波溶着装置で溶着される場合、図５（ａ）に示すように、絶縁フィルム１０４がアンビル１０１と接触するのは、導体１０５同士の間のアンビルの凸部１０６のみであり、導体通過溝１０２の部分は絶縁フィルム１０４の表面に接触しないので、絶縁フィルム１０４が軟化して、凸部１０６に押圧されると、凸部１０６の部分の樹脂が導体通過溝１０２側に押し出され易くなる。そうするとＦＦＣの凸部１０４の部分が薄くなってしまう。また樹脂が導体１０５側に移動するとその部分が盛り上がってしまう。また、溶着時に導体１０５が幅方向に移動すると、導体のピッチＰ１〜Ｐ３が変化してしまう。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、溶着部の厚みが均一であり導体のピッチが均一なフラットケーブルが得られるフラットケーブル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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明フラットケーブルの製造方法は、所定間隔を有して平行配置された複数の線状導体が帯状の一対の絶縁フィルムに挟まれた状態で、超音波溶着装置のホーンとローラーアンビルの間を通過させて、絶縁フィルムを超音波溶着してフラットケーブルを製造する方法において、導体の領域に対応する位置に凹溝が設けられ、導体の領域以外の部分に凸条が設けられているローラーアンビルを用い、絶縁フィルムの間に導体が挟まれた積層体が超音波溶着装置のホーンとローラーアンビルの間を通過する際に、ローラーアンビルの凸条と凹溝に絶縁フィルムが接触した状態で溶着するようにしたことを要旨とするものである。
【００１０】
上記製造方法において、ローラーアンビルの凸条の幅が、製造するフラットケーブルの寸法公差を考慮して、導体幅を最大公差とし導体ピッチを最小公差とし、決められていることが好ましい。
【００１１】
また上記製造方法において、ローラーアンビルの凸条の高さが、導体の厚みに、超音波溶着の際に凸条によって潰される絶縁フィルムの厚みを加えた高さ以上であることが好ましい。
【００１２】
また上記製造方法において、超音波溶着前の絶縁フィルムと導体との間に隙間が存在し、超音波溶着後には、ローラーアンビルの凸条によって潰される絶縁フィルムの樹脂の容積が前記隙間の容積よりも小さくなるようにするのが好ましい。
【００１３】
また上記製造方法において、ローラーアンビルの凸条の角が丸められているようにしたり、ローラーアンビルの凹溝の隅が丸められているようにするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
上記本発明に係るフラットケーブルの製造方法によれば、絶縁フィルムの間に導体が挟まれた積層体が超音波溶着装置のホーンとローラーアンビルの間を通過する際に、ローラーアンビルの凸条と凹溝に絶縁フィルムが接触した状態で溶着するようにしたことにより、溶着部の厚みが均一であり導体のピッチが均一なフラットケーブルが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のフラットケーブルの製造方法に用いられるフラットケーブル製造装置の一例を示す概略説明図である。図１に示すフラットケーブル製造装置１は、所定の搬送経路（移動方向）Ｃの最上流側に、銅又は銅合金製線状体からなる導体３（３ａ〜３ｄ）が予め巻回収納された４つの導体供給ロール２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設けられ、この下流側に導体３ａ〜３ｄを所定間隔に平行配置するように案内する上下一対のピッチガイド４が設けられている。
【００１６】
図１に示すように、更にピッチガイドの下流側には、絶縁フィルムを供給するためのフィルムロール６ａ、６ｂが設けられている。各フィルムロール６ａ、６ｂには、それぞれ長尺な帯状の絶縁フィルム７、８が予め巻回収納されている。
【００１７】
フィルムロール６ａ、６ｂの下流側には超音波溶着装置２０が配置されている。超音波溶着装置２０は、超音波発生器からの振動エネルギーを付与するためのホーン２１とローラーアンビル２２が対向配置されて構成される。ホーン２１とローラーアンビル２２は、搬送経路の導体３と絶縁フィルム７、８の積層体を上下から挟むように配置され、上下方向に接離自在に設けられている。超音波溶着装置２０のホーン２１は、上側の絶縁フィルム７の外面（上面）に対してその幅方向全体に亘ってフラットに摺接可能な板状部材として形成され、図示しない超音波振動発生機構（振動子等）より発生した超音波振動がこのホーン２１に付与されて、絶縁フィルム７の幅方向に振動可能に構成されている。
【００１８】
超音波溶着装置２０のローラーアンビル２２は、略円柱状に形成されており、その外周面に、前記整列された各導体３の領域の絶縁フィルム８の下面に接する凹部と、各導体３の部分を除く領域及び両外側縁部の絶縁フィルム８の下面に接触する凸部とが形成されている（ローラーアンビル２２の詳細な形状は後述する）。
【００１９】
更に超音波溶着装置２０の下流側には、溶着された２枚の絶縁フィルム７、８の幅方向両端の耳部を切断して所定の幅にするためのカッター９、ガイドローラ１０、１１、ケーブル巻取ロール１２等が順次設けられている。
【００２０】
絶縁フィルム７、８は、柔軟で超音波溶着可能な樹脂フィルムが用いられる。絶縁フィルムとして、例えば、厚み１００μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。上側の絶縁フィルム７と下側の絶縁フィルム８とは、同じ厚みでも、異なる厚みでもいずれでも良い。また絶縁フィルムとしては、ＰＥＴ以外にも、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル系の樹脂、１−（Ｎ−フェニルアミノ）−ナフタレン（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂により形成された基材にエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）等のポリオレフィン系の接着剤により接着層を積層したもの等の超音波溶着可能な各種透明フィルムが用いられる。
【００２１】
線状の導体３としては、本実施例では、例えば厚み０．１〜０．３ｍｍ、幅０．５〜３ｍｍ程度の銅又は銅合金製の断面矩形状の平角導体が用いられる。各導体は相互に１〜５ｍｍ程度の間隔で平行に配置される。また線状の導体は、断面略円形状の丸導体を用いても良い。
【００２２】
図１の装置を用いたフラットケーブルの製造方法の概略は以下の通りである。先ず、導体供給ロール２から導体３が供給され、ピッチガイド４で各導体３の間隔が所定間隔に平行配置される。平行配置された複数の線状の導体３は、上下に一対の絶縁フィルムが積層されて挟まれた状態の積層体として送られる。そして積層体が超音波溶着装置２０を通過する際に、ホーン２１とローラーアンビル２２の間に挟持された状態で超音波が照射されると、複数の導体３を挟込んだ２枚の絶縁フィルム７、８は、導体３が配設された領域を除く領域で超音波溶着される〔図２（Ｃ）参照〕。積層体が超音波溶着装置を通過した後、幅方向両端の耳の部分がカッター９で切断され、所定の寸法に形成された後、ガイドローラ１０、１１を経て、ケーブル巻取りロール１２に巻き取られフラットケーブルが得られる。
【００２３】
図２（ａ）〜（ｃ）は、各工程の説明図である。図２（ａ）に示すように、超音波溶着装置２０のローラーアンビル２２は、略円柱状の外周面に各導体３の領域の絶縁フィルム８の下面に接する凹部が周方向に連続した凹溝２３として、導体の数に応じた数だけ各凹溝２３どうしが平行となるように形成されている。凹溝２３、２３の間隔は、導体３のピッチＰに応じて形成されている。またローラーアンビル２２における凹溝２３の幅は、導体３の幅Ｗに応じて決められる。また各導体３の部分を除く領域（各導体３どうしの間）の絶縁フィルム８の下面に接触する凸部は、周方向に連続した凸条２４として形成され、各凸条２４同士は平行に設けられている。また絶縁フィルム８の両外側縁部の下面に接触する部分は、図示を省略したが、前記凸条２４と同じ高さの凸面として形成されている。
【００２４】
本発明の製造方法では、線状の導体３が一対の絶縁フィルム７、８の間に挟まれた状態で、超音波溶着装置２０のホーン２１とローラーアンビル２２の間を通過する際に、ローラーアンビル２２の凸条２４と凹溝２３に絶縁フィルム８が接触した状態で溶着するようにしたことに特徴を有する。以下、この構成について詳細に説明する。絶縁フィルム７、８が超音波溶着装置２０で溶着される際、図２（ｂ）に示すように、積層体１４の下側の絶縁フィルム８は、ローラーアンビル２２によって押圧される。ホーン２１から超音波を照射して絶縁フィルム７、８の樹脂が軟化すると、ローラーアンビル２２の凸条２４が、絶縁フィルム８を押し込んで、凸条２４の部分の上下の絶縁フィルム７、８同士を接合する。この時、ローラーアンビル２２の凹溝２３の溝の深さが、導体３が配設された領域の絶縁フィルム８と密着するように形成されている。図２（ｃ）に示すように、凹溝２３と凸条２４によって、下側の絶縁フィルム８は幅方向の全体がアンビル２２に接触して保持された状態で溶着される。なお、特に図示しないが、絶縁フィルム８の両最外側縁部もローラーアンビルの凸面によって押圧されて密着している。
【００２５】
図３（ａ）、（ｂ）は本発明の製造方法を説明するための、フラットケーブルの拡大図であり、（ａ）は溶着前の状態を示し、（ｂ）は溶着後の状態を示す。同図（ａ）に示すように、超音波溶着前の状態では、上下の絶縁フィルム７、８と導体３、３の側面との間には隙間２６、２６が生じている。また、ローラーアンビル２２の凸条２４の上端面と絶縁フィルム８の下面とが接触する位置では、導体３が存在する領域の下の絶縁フィルム８とローラーアンビル２２の凹溝２３の表面との間は間隔Ｍの隙間２５が形成されていて、両者は接触しない状態である。
【００２６】
超音波溶着の際に絶縁フィルム８が軟化すると、図３（ｂ）に示すように凸条２４が絶縁フィルム８を押し潰す。この時、絶縁フィルム８が、同図（ａ）に示す溶着前の導体３の下の絶縁フィルム８の下側表面と凹溝２３の上表面の間の隙間２５の厚みＭまで押し潰されると、凹溝２３の表面と絶縁フィルム８の下面とが接触する。つまり図３（ｂ）に示す潰し量（高さ）Ｍは、溶着前の導体３の下の絶縁フィルム８と凹溝２３の隙間２５の厚みと同じである。そして、凸条２４によって押し潰された絶縁フィルム８の樹脂は、導体３の側面の隙間２６に充填される。
【００２７】
上記の超音波溶着前の導体３の側面に形成される隙間２６の容積は、ローラーアンビル２２の凸条２４によって潰される絶縁フィルム８の樹脂の容積よりも大きく形成されている。このように形成することで、潰された樹脂がはみ出したりせずに上記隙間２６にきれいに充填される。上記の絶縁フィルム８の樹脂が潰される量は、例えば、凸条２４の幅Ｄを狭くしたり、広くすることで、適宜調節することができる。
【００２８】
更にローラーアンビル２２の凸条２４の幅Ｄは、製造するフラットケーブルの寸法公差を考慮して決定することができる。導体３の幅Ｗ［図２（ａ）参照］が最大公差であり、導体間ピッチＰが最小公差である場合、導体３と凸条２４との間の距離Ｎ[図３（ａ）参照]が最も狭くなる。すなわち、凸条２４の幅Ｄは、少なくとも、上記の導体幅Ｗと導体間ピッチＰとした場合に、凸条２４によって潰された絶縁フィルム８の樹脂が、隙間２６に充填可能な量となる大きさに形成すればよい。
【００２９】
また、図３（ａ）に示すローラーアンビル２２の凸条２４の高さＳは、導体３の厚みＴに、該絶縁フィルム８の潰し厚みＭ〔図３（ｂ）参照）〕を加えた高さに形成されている。
【００３０】
また、図２（ａ）に示すように、ローラーアンビル２２の凸条２４は、先端側の角Ｅが丸められている、先端が平坦面として形成されている。また、凸条２４の根本の立ち上がり部分となる凹溝の隅Ｆも、角にならないように丸められている。
【００３１】
図４は、本実施態様により製造されたフラットケーブルを示す断面図である。２枚の絶縁フィルムの間に導体が挟まれた積層体が超音波溶着装置のホーンとアンビルの間を通過する際、絶縁フィルム８の幅方向全体がアンビルの表面に接触した状態で超音波溶着されるので、フラットケーブル３０のローラーアンビル側の表面にローラーアンビル２２の凹凸形状が正確に転写されるので、導体３の部分の厚みＫ及び導体３のない部分の厚みＪは、いずれも均一に形成される。
【００３２】
更に導体３の周囲の隙間に、ローラーアンビル２２の凸条２４に押圧されて押し出された軟化した絶縁フィルムの樹脂が充填されるので、導体３の周囲が絶縁フィルム８の樹脂に覆われている。その結果、導体３が幅方向に移動し難くなり、得られたフラットケーブル３０の導体３のピッチが等間隔に揃うことになる。このように得られたフラットケーブル３０は、従来の図５（ｃ）に示すような、溶着部の厚み及び線状導体のピッチが不均一になる虞はない。
【００３３】
また、図２（ａ）に示すように、凸条２４の角Ｅが丸められていることで、超音波溶着される際に凸条２４と直接接する絶縁フィルム８の表面を傷つけたり、製造されたフラットケーブルの導体と導体のない部分との境界の隅部からフラットケーブルが裂けやすくなるのを防止できる。また、凹溝２３の隅Ｆが丸められていると、超音波溶着の際に、絶縁フィルムにアンビルの隅部の形状を確実に転写して賦型することができ、フラットケーブルの絶縁フィルムの表面を滑らかに形成することができる。これに対し、図５（ｂ）に示すように、従来のローラーアンビル１０１の凸条１０６の様に、角１０７が斜めにカットされて丸められていない場合には、上記効果は得られない。
【００３４】
本発明の製造方法により得られたフラットケーブルは、薄くて軽量に形成することができるから、自動車の各種電機部品の配線用ワイヤーハーネス等に好適に用いられ、省スペース化、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のフラットケーブルの製造方法に用いられる製造装置の概略説明図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明のフラットケーブルの製造方法の各工程を示す説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明の製造方法を説明するための、フラットケーブルの溶着前後の拡大図である。
【図４】本発明の製造方法により製造されたフラットケーブルを示す断面図である。
【図５】（ａ）は従来の製造方法に用いられるローラーアンビルの説明図であり（ｂ）は（ａ）のローラーアンビルの拡大図であり（ｃ）は従来の製造方法により製造されたフラットケーブルを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  フラットケーブル製造装置
３   導体
７  上側の絶縁フィルム
８  下側の絶縁フィルム
１４  絶縁フィルムと導体の積層体
２０  超音波溶着装置
２１  ホーン
２２  ローラーアンビル
２３  凹溝
２４  凸条
２６  導体と絶縁フィルムとの間の隙間
３０  フラットケーブル
Ｐ  導体のピッチ
Ｗ  導体の幅
Ｔ  導体の厚み
Ｓ  凸条の高さ
Ｄ  凸条の幅
Ｎ  凸条と導体との間隔
Ｍ  潰し量（高さ）
Ｅ  凸条の角
Ｆ  凹溝の隅
【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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