(57)【要約】【課題】自動式に製造することができ、絶縁物をＦＦＣと同程度にリサイクルすることができ、機械的な負荷を良く伝達して耐え、マトリクスの領域にも十分な撓曲性と弾性があり、高い信頼度で密封性が与えられるようにする。【解決手段】少なくとも電気的な条導体と絶縁材料からなる少なくとも２つの平形導線ケーブル（ＦＦＣ）の電気接続部の絶縁に関するものであり、絶縁材料が局所的に除去され、異なるＦＦＣの露出した条導体が相互に導電接続されて、いわゆるマトリクスになっている。マトリクスが、ＦＦＣの絶縁素材と類似する材料、有利には同一の材料からなる、シーリング素材と呼ぶ絶縁材料で絶縁される。また、シーリング素材を金型（５，６）の中で液体としてマトリクス（１）に塗布して硬化させ、シーリング素材がフィルムの形態で存在しており、金型（１５，１６）の中でＦＦＣの絶縁素材と溶着する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電気的な条導体と絶縁材料からなる少なくとも２つの平形導線ケーブル、すなわちＦＦＣ（２，３）の電気接続部の絶縁であって、絶縁材料が局所的に除去され、異なるＦＦＣの露出した条導体が相互に導電接続されて、いわゆるマトリクス（１）になっている形式のものにおいて、マトリクス（１）が、ＦＦＣの絶縁素材と類似する材料、有利には同一の材料からなる、シーリング素材と呼ぶ絶縁材料（８，９）で絶縁されることを特徴とする絶縁構造。
【請求項２】
前記マトリクス（１）の領域におけるシーリング素材の厚さが、ＦＦＣ（２，３）の絶縁材料の厚さの５分の１から３倍の間であり、有利には半分から２倍の間であることを特徴とする請求項１に記載のマトリクスの絶縁構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の絶縁構造を製作する方法において、溶融した形態のシーリング素材（８，９）を、金型（５，６）の内部に液体状ないし半流動状の状態でマトリクス（１）の回りに入れ、これに続く金型内での温度作用と圧力作用によりＦＦＣ（２，３）の絶縁素材と結合させ、硬化させることを特徴とする絶縁方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の絶縁構造を製作する方法において、フィルムの形態のシーリング素材（１８，１９）を１つまたは有利には２つの金型の中でマトリクス（１）の回りに入れ、金型（１５，１６）内での温度作用と圧力作用によりマトリクスの領域で相互に、かつＦＦＣ（２，３）の絶縁素材との間で平坦に溶着させることを特徴とする絶縁方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の方法を実施するために用いられる金型において、絶縁金型が２つのダイ表面を有しており、その輪郭形状は絶縁ざれるべきマトリクスに適合化させていることを特徴とする金型。
【請求項６】
請求項３に記載の方法で使用するためのシーリング素材において、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるグループから選択されることを特徴とするシーリング素材。
【請求項７】
請求項４に記載の方法で使用するためのシーリング素材において、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などをベースとする熱架橋性フィルムであって、単純構造またはサンドイッチ構造（二重層または多層複合体）を備え、付着コーティングないし接着剤コーティングを含むもの、または含まないものからなるグループから選択されることを特徴とするシーリング素材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層、押出成形、シーリング、またはその他のやり方で製造された複数の平形導線ケーブルの電気接続部の絶縁に関するものである。特に本発明は、多くの場合電気的な条導体と絶縁材料からなるＦＦＣと呼ばれる、少なくとも２つの平形導線ケーブルの電気接続部の絶縁に関するものであり、ここでは、絶縁材料が局所的に除去され、異なるＦＦＣの露出した条導体が相互に導電接続されており、これが一般には、マトリクスと呼ばれている電気的接続部の絶縁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
種々の理由から、特に自動化された取扱が可能であるという理由から、産業界、特に自動車工業ではＦＦＣと呼ばれる平形導線ケーブルが使用される機会が増えている。
【０００３】
本発明は、互いに平行に、かつ少なくとも１つの共通の平面で案内される個々の条導体が、絶縁材料によって相互に、かつ外部に対して電気的に絶縁されているＦＦＣを対象とするものである。たとえば押出成形されるＦＦＣは、専用の射出成形設備で個々の条導体が、電気的に絶縁をする押出物によって被覆されることで製造され、この押出物は個々の条導体を相互に、かつ周囲に対して電気的に絶縁し、機械的に保持する。
【０００４】
いわゆるケーブルハーネスを構成するために、絶縁層の除去後に個々のＦＦＣの導線が直接、すなわち中間ケーブルやプラグなしに、相互にはんだ付け、溶接、クリンプ、接着、またはその他の導電的なやり方で相互に接続され、これは場合により複数の層で行われ、すなわち２つを超えるＦＦＣを対象として行われる。接続部位は最終的に絶縁物によって、すなわち、粘着性であってよい、あるいは接着剤を塗布した後にマトリクスの回りに巻かれる、電気的に絶縁をするフィルムを巻き付けることによって、再び互いに、かつ周囲に対して絶縁される。この種の接続部位は、平面図で見ると個々の接続部が格子状の配置になっていることから、一般に「マトリクス」と呼ばれている。
【０００５】
絶縁物は、主要な機能としての電気的な絶縁に加えて、たとえば機械的な負荷（引張、捩り、ピーリング、振動）の受け止め、水に対する封止、加水分解抵抗、難燃性といったさらに別の要求を満たすとともに、優れた加工性を可能にするのが望ましく、これらすべてを、できるだけ低いコストとできるだけ自動化可能な装着方法とで行うのが望ましい。絶縁物のリサイクル可能性に関する特性も格別に重要である。
【０００６】
従来技術で用いられているフィルムは、上述したほとんどすべての観点で、追求される目標から遠く隔たっている。その取扱性は複雑で自動化することができず、機械的な負荷の伝達性は劣り、密封性には不満が残り、リサイクル特性はきわめて不十分である。
【０００７】
特許文献１より、当時の出願の時点で公知となっていた絶縁方法の概要を知ることができ、主として適用される従来技術として、接続ボックスによるマトリクスの保護が挙げられている。このような当時すでに公知となっていた技術のさまざまな欠点、特に全高を回避するために、同特許文献は、マトリクスの代わりに、配線板に似た構成ではあるがいっそう薄い特殊な接続部品を用いて、これに個々のＦＦＣを突き合わせ溶接することを提案している。絶縁をするためにシートないしフィルムが用いられるが、その性質については何も記載されていない。このような接続部の構造は複雑であり、各々の接続部について個々に製造されるべき接続部品は、個々に装着されるべきフィルムを含めて高いコストがかかり、製造は自動化するのが困難である。
【０００８】
特許文献２には、ＦＦＣと、複数の従来式の丸形ケーブル（ＦＦＣの条導体ごとに１本の丸形ケーブル）との間の直線状の移行部が開示されている。そのために、ストリッピングされた端部の近くでＦＦＣにいわゆる保護部品を装着し、この保護部品はその後、一種の「失われたコア」として、熱可塑性または熱硬化性の材料からなる外装の中へ部分的に注型されるが、この材料の性質については詳しくは記載されていない。この注型品が両方のケーブルの移行領域全体を被覆し、その大きさや壁厚の結果として事実上堅固な本体を形成しており、この本体から個々のケーブルが唐突に外部へ突き出している。このような接続部を他の接続部へ、特にマトリクスへ適用することは提案されておらず、保護部品のことや注型品の機械的特性のことを考えると、それは不可能である。
【０００９】
特許文献３より、個々の層が互いに厳密に相互調節された遮蔽特性を備える、多層に絶縁された高圧ケーブルの細分化にあたって、ケーブルの電気特性を維持するために、支障のない配線の領域と同じ絶縁システムによって細分化領域の絶縁部を製作することが公知である。しかし、本発明が課している課題にとって、そこから得るものは何もない。
【００１０】
特許文献４より、エアバッグ制御部の１本のＦＦＣから複数の丸形ケーブルへの同軸な移行部の領域に支持プレートを取り付け、その上に抵抗器を電気回路へ選択可能に組み付けて、電気回路の総抵抗を事前設定された値にすることが公知である。しかし、本発明が課している課題にとって、そこから得るものは何もない。
【００１１】
特許文献５より、製造時に絶縁部がいくつかの部位で不良となった、導線を１本だけ備えている電気的な丸形ケーブルを、不良部分の周囲の事前設定された領域で絶縁部を除去し、分割された可動な金型で覆い、絶縁材料を充填して修理することによって補修することが公知である。しかし、本発明が課している課題にとって、そこから得るものは何もない。
【００１２】
特許文献６より、ＦＦＣの平面から外に分岐部が突き出す、ＦＦＣの「タップ」が公知である。そのために、タップの側で窓をＦＦＣに取り付け、分岐するＦＦＣの自由端を露出した条導体と接続する。次いで、グリップとしての役目もする、材料が不明な絶縁体が、タップの周囲に射出成形される。分岐するＦＦＣは絶縁体から若干だけ突き出るにすぎず、その端部のところでストリッピングされ、それによってその条導体が接触ピンとしての役目を果たす。しかし、本発明が課している課題にとって、そこから得るものは何もない。
【００１３】
特許文献７より、丸形ケーブルの素線がリングによって保持され、電気接続の成立後、射出成形で製作された絶縁ブロックの中に封入される、丸形ケーブルとＦＦＣの間の同軸な接続部が公知である。そのためには、絶縁材料を中に入れた後に、金型の中でリングの少なくとも１つの保持ダイを動かすことが必要である。しかし、本発明が課している課題にとって、そこから得るものは何もない。
【００１４】
特許文献８より、ＦＦＣの接続領域（マトリクス）を覆うために用いられるフィルムをマトリクスよりも大きく構成し、突出する部分をマトリクスの固定点として利用することが公知である。しかし、本発明が課している課題にとって、そこから得るものは何もない。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１１５７８９２Ａ号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第５７２４７３０Ａ号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１１２８５１４Ａ号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第６０７８０１２Ａ号明細書
【特許文献５】英国特許出願公開第７７３８３２Ａ（１９９５）号明細書
【特許文献６】ドイツ国特許出願公開第３３３３７０９Ａ号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第４９５２２５６Ａ号明細書
【特許文献８】ドイツ国特許出願公開第１００６４６９６Ａ号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、冒頭に述べたマトリクスのより良い絶縁を求める多大な需要があり、本発明の目的は、特に自動式に製造することができ、絶縁物をＦＦＣと同程度にリサイクルすることができ、機械的な負荷を良く伝達して耐え、マトリクスの領域にも十分な撓曲性と弾性があり、高い信頼度で密封性が与えられるマトリクスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によればこの目的は、マトリクスが、製造時にＦＦＣの押出成形の過程で絶縁材料として用いられている絶縁物と類似する材料、有利には同一の材料で絶縁されることによって達成される。この材料を「シーリング素材」と呼ぶ。
【００１７】
「類似する材料」とは、化学的、機械的、熱的な特性が絶縁材料に類似しており、十分な電気的な（絶縁をする）特性を有する材料を意味している。このような材料はマトリクスの製造後に、寸法が小さく、絶縁材料と堅固に（密封的に）結合しつつ、十分な強度や所望の撓曲性という所望の機械的特性をマトリクスに与える。
【００１８】
本発明の第１の実施態様では、溶融した形態のシーリング素材を、金型の内部に液体状ないし半流動状の状態でマトリクスの回りに入れ、これに続く金型内での温度作用と圧力作用によりＦＦＣの絶縁素材と結合させ、硬化させる。このとき絶縁金型は、そのつど絶縁されるべきマトリクスに形状が適合した２つのダイ表面を有しているのが好ましい。
【００１９】
本発明の別の実施態様では、フィルムの形態のシーリング素材を１つまたは有利には２つの金型の中でマトリクスの回りに入れ、温度作用と圧力作用によりマトリクスの領域で相互に、かつ絶縁素材との間で平坦に溶着させる。
【００２０】
この両方の実施態様の格別な利点は、シーリング素材とＦＦＣの絶縁素材がそれぞれの特性の点で同一であるか、または少なくとも、可能な限り最善であるばかりでなく接着剤、付着剤等を使わずに結合する程度に類似しているという点にある。
【００２１】
ここで説明しているマトリクス絶縁の方法は、卓越した特性（いくつかを挙げただけでも高い絶縁抵抗、高い機械的な力の受け止め、水密性、加水分解抵抗）をもつ絶縁部をつくり出す。ここで説明している絶縁方法の加工プロセスは、大量生産向けにうまく自動式で実施することができる。使用されるシーリング素材は、熱架橋性の接着剤でコーティングされた素材（ラミネート）に比べて、経済的に見てもエコロジーの面から見てもはるかに好都合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、図面を参照しながら本発明について詳しく説明する。
【００２３】
第１の実施形態は、図１から明らかなように、接続部位に符号４が付され、一緒に原マトリクス１を形成する、すでに相互に接続されているＦＣＣ２および３は、２つのダイ部品すなわち上側のダイ５と下側のダイ６との間で適宜位置決めされている。
【００２４】
図２に模式的に示すように、シーリング素材の射出装置によってこのシーリング素材が液体ないしペーストの形態で下側のダイ６の上に、原マトリクス１と接触する領域で塗布され、この塗布される量のシーリング素材である絶縁材料が、符号８で模式的に図示されている。すでに上に述べたように、使用するシーリング素材は、ＦＦＣ２および３の内部で導線が被覆されている絶縁材料と同じ素材であるか、または、この絶縁材料と容易かつ良好かつ恒久的に結合可能であり、したがって原マトリクス１の押出被覆に適している類似する材料である。
【００２５】
図３には、原マトリクス１へのシーリング素材の塗布が、図中９（絶縁材料）として、示されており、それにより、原マトリクス１の回りで金型を充填し、そのようにして原マトリクス１の全面的な絶縁に確実に至らしめるのに十分な量のシーリング素材が得られる。
【００２６】
当然ながら、図２と図３に示すステップの順序を入れ替えたり、あるいは、両方の塗布個所の各々について独自のディスペンサを選択したりすることによって、これらのステップを同時に行うことも可能である。
【００２７】
図４には金型５，６が閉じられた状況が示されており、圧力と温度を利用することで、シーリング素材とＦＦＣ２，３の絶縁材料との結合、およびシーリング素材の硬化が行われる。
【００２８】
図５は、それぞれのダイ５と６が同時に、または相前後して離れるように運動したときの、硬化が完了した後の状況を示している。上側のダイ５が、これに付属する金型の上側半分とともに持ち上げられているが、完成したマトリクス１’はまだ下側のダイ６のところにある状況が図示されている。次いで、完成したマトリクスを取り出して再び取り扱えるようにするために、マトリクス１’を持ち上げるか、またはダイ６を降下させることができる。
【００２９】
本発明の第２実施形態でも、類似のやり方で、本発明によるマトリクスを製造する過程で図６から図９に図示するような手順が行われ、この場合、比較をしやすくするために本発明の第１実施形態と互いに対応する部材には数字の「１」を前に付けたうえで同じ符号が付されており、それに対して、同一の部品には同一の符号が付されている。
【００３０】
図６には、場合により互いに向かい合うダイ表面に、マトリクスに対応した輪郭形状を有するか、あるいはマトリクスの輪郭により良く適合させるために弾性的に構成される、上下のダイ１５および１６が示されている。両方のダイ表面には、フィルム形態のシーリング素材（フィルム）１８，１９が配置されている。このことは真空の印加によって、または弱い接着剤の使用によってより確実となる。
【００３１】
図７から明らかなように、次いで、原マトリクスが適宜位置決めされたうえで両方のダイ１５および１６の間に入れられ、図８に示すようにダイ１５，１６が閉じられる。次いで、圧力と温度の適用によってフィルム１８，１９と原マトリクス１の表面との間の結合が形成され、フィルム１８，１９が、すでに結合前に硬化が行われていない場合には適宜硬化される。これは特に、プラスチック工業の分野では当業者に周知であるように、フィルム部品がいわゆるプレペレグの形態で存在している場合に当てはまり、本実施形態の場合にはこれが有利である。
【００３２】
図９は、本発明の第１実施形態に準じて、マトリクス１の完成後に再び開かれたダイ１５，１６を示している。
【００３３】
当然ながら、本発明は図示した実施例に限定されるものではなく、さまざまな改変、一部改変をすることができる。たとえば特に、両方のダイの相互運動を、両方の実施形態の各々で、図示した実施例とは別様に構成することが可能であり、両方のダイを動かしたり一方のダイだけを動かすことができ、このような運動は、図示しているように直線運動であるか、または自動化装置では普通であるように旋回運動ないし開閉運動、回動運動ないし回転運動であってよく、これはプラスチック加工分野の当業者が本発明を知ったうえで、および当業者が利用できる機器ないし隣接ステーションを知ったうえで容易に選択可能である。
【００３４】
また、図示した例から改変して、絶縁部の形状を変更することも可能であり（たとえば円形、三角形、四角形）、適用ケースに応じて、マトリクスの上における絶縁部の位置も図示した例とは異なっていてよい。
【００３５】
上の説明では、ダイの開閉、原マトリクスの正しい挿入、必要な温度ないし必要な圧力への到達と維持などを監視する、必要なセンサはすべて説明しておらず、ないしは図面にも示しておらず、加熱装置や加圧装置、および本発明と直接関連するのではなく機械的作業の実施と関連する一切の装置、センサ、制御部等も同様に説明、図示していない。このような事柄はすべて本発明を知ったうえでプラスチック加工および特に射出成形の分野の当業者が容易に決定可能であり、従来技術の装置を選択することも可能である。
【００３６】
本発明の第１実施形態のシーリング素材（グラニュール）として使用することができるいくつかのプラスチックは、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などである。
【００３７】
本発明の第２実施形態に使用することができるいくつかのシーリング素材（フィルムの形態）は、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）などをベースとする熱架橋性フィルムであって、単純構造またはサンドイッチ構造（二重層または多層の複合体）を備え、付着コーティングないし接着剤コーティングを含むもの、または含まないものである。
【００３８】
本発明で使用されるシーリング素材が塗布される厚さは、ＦＦＣの絶縁材料が有している厚さにほぼ相当するのが好ましい。シーリング素材の厚さは、ＦＦＣの絶縁材料の厚さの５分の１から３倍の間、格別に有利には半分から２倍の間であるのが好ましい。このとき、シーリング素材がフィルムの形態で、特に積層フィルムの形態で塗布される場合には上記よりも低い値が好ましく、シーリング素材がグラニュールないしペーストの形態で塗布される場合には上記よりも高い値が好ましい。シーリング素材の厚さとは、個々の領域で異なる厚さの平均値を意味している。
【００３９】
このような範囲内の厚さでは、一方では、信頼度の高い機械的な保護が与えられ、他方では、運動や変形を妨げず、自由なＦＦＣへの移行部を破断個所にしないためにマトリクスの領域が十分に柔軟になる。ＦＦＣをさまざまな厚さの絶縁部と結合するときは、通常の場合、シーリング素材の厚さは薄いほうの絶縁層を基準とする。当然ながら、特に１つまたは複数のＦＦＣの絶縁材料が通常と異なる厚さを有しているときは、シーリング素材の厚さが前述した範囲外にあってもよい。
【００４０】
ＦＦＣは、当然、本発明の分野を離れることなく、たとえばシールドネットやシールド線、信号の光導波路といった他の部材を含んでいることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は平形導線の加工に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による方法の第１実施形態の段階的な手順を示す説明図である。
【図２】同じく段階的な手順を示す説明図である。
【図３】同じく段階的な手順を示す説明図である。
【図４】同じく段階的な手順を示す説明図である。
【図５】同じく段階的な手順を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の段階的な手順を示す説明図である。
【図７】同じく段階的な手順を示す説明図である。
【図８】同じく段階的な手順を示す説明図である。
【図９】同じく段階的な手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  マトリクス
２  ＦＦＣ
３  ＦＦＣ
５  ダイ（金型）
６  ダイ（金型）
８  シーリング素材（絶縁材料）
９  シーリング素材（絶縁材料）
【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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