(57)【要約】【課題】簡単な方法で、従来の丸電線のサイズに対応した経済的なフラット導体の寸法を選択したり、新規に経済的なフラット導体の寸法を選択できるフラットケーブル用フラット導体の設計方法を得る。【解決手段】従来の丸電線の任意の導体サイズに対する温度上昇曲線に最も近い温度上昇曲線になるフラット導体の断面積を求める。別に作成した任意のフラット導体の幅に対する厚さと断面積の関係直線Ｆ１　，Ｆ２　，Ｆ３　，Ｆ４　，Ｆ５　を用いて、前記温度上昇曲線から求めたフラット導体の断面積０．３０ｓｑｍｍ，０．５０ｓｑｍｍ，０．８５ｓｑｍｍ，１．２５ｓｑｍｍ，２．００ｓｑｍｍに対応するフラット導体厚さ以上のフラット導体厚さに設定する。【選択図】　図３
2004139773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルで用いるフラットケーブル用フラット導体の設計方法において、
従来の丸電線の任意の導体サイズに対する温度上昇曲線に最も近い温度上昇曲線になる前記フラット導体の断面積を求め、
別に作成した任意の前記フラット導体の幅に対する厚さと断面積の関係直線を用いて、前記温度上昇曲線から求められた前記フラット導体の前記断面積に対応するフラット導体厚さ以上のフラット導体厚さに設定することを特徴とするフラットケーブル用フラット導体の設計方法。
【請求項２】
７．５　Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルであって、
前記フラット導体の断面積が０．２２５　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とするフラットケーブル。
【請求項３】
１０Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルであって、
前記フラット導体の断面積が０．３９０　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とするフラットケーブル。
【請求項４】
１５Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルであって、
前記フラット導体の断面積が０．６７５　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とするフラットケーブル。
【請求項５】
２０Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルであって、
前記フラット導体の断面積が０．７８０　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とするフラットケーブル。
【請求項６】
２０Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルであって、
前記フラット導体の断面積が１．３００　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とするフラットケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットケーブル用フラット導体の設計方法及びフラットケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器や自動車等の電気配線に、フラットケーブルが用いられるようになってきている。フラットケーブルは、銅やアルミニウムで形成された１条のフラット導体または平行に並設された複数条のフラット導体が、ポリエチレンテレフタレートの如きプラスチックよりなるフラット絶縁被覆で被覆された構造になっている。
【０００３】
このようなフラットケーブルは、配索のスペースファクターの良さやその反発力の強さを利用して、従来の丸電線を集束したワイヤーハーネスに代わり、様々な電気機器や自動車等の内部配線に利用されている。
【０００４】
なお、本発明で丸電線とは、横断面が丸形の絶縁電線をいう。
【０００５】
現在、自動車配線に用いられているフラットケーブルは、補機側端子のピッチに対応した接続コネクタの構造によって、そのフラット導体の幅及び並設ピッチが標準的に定められている。
【０００６】
即ち、図４に示すように、所定ピッチで平行に並設された複数条のフラット導体１がフラット絶縁被覆２で一括被覆されてフラットケーブル３が構成されている。このフラットケーブル３の先端の各フラット導体１には、図示しないがフラットケーブル接続端子がそれぞれ接続されている。これらフラットケーブル接続端子が接続された先端側で、隣接するフラット導体１の間のフラット絶縁被覆２にはスリット４が設けられている。これらスリット４の存在により、フラットケーブル３は各フラットケーブル接続端子がそれぞれフリーに動けるようになると共にコネクタハウジング５内に並設された各端子収容室６に容易にフラットケーブル接続端子を挿入して係止させることができるようになっている。
【０００７】
この場合、各端子収容室６の配列ピッチｐは、これらコネクタハウジング５や各フラットケーブル接続端子で構成されたコネクタ７が接続される図示しない補機の端子ピッチに対応しており、フラット導体１の並設ピッチもｐに設定され、各フラット導体１の幅Ｗも従来使用されている端子サイズとコネクタハウジング５の各端子収容室６のサイズに対応して定められている。
【０００８】
実際に使用されているフラット導体１の幅Ｗと並設ピッチｐは、例えば、標準的に下記の表１に示すようなものがある。
【０００９】
【表１】
2004139773.tif 000003
従来、これらのフラット導体１の幅Ｗに対するフラット導体１の厚さの設計は、許容電流容量から、従来使用されていたサイズの銅撚り導体の丸電線の導体断面積と同等の断面積になるようなフラット導体１の厚さが設定されていた。
【００１０】
例えば、７．５　Ａヒューズに接続される回路には、丸電線導体の断面積が０．５　ｓｑｍｍの丸電線が使用されているが、これにフラット導体１の幅ＷがＷ＝２．５　ｍｍのフラットケーブル３を使用する場合には、丸電線導体の断面積を基準としてフラット導体１の厚さが設定されていた。
【００１１】
即ち、フラット導体１の厚さｔは、
（フラット導体１の厚さｔ）＝（丸電線導体の断面積）／（フラット導体１の幅Ｗ）
より、ｔ＝０．５　／２．５　＝０．２　ｍｍとなる。
【００１２】
なお、主要な各ヒューズに対しては、従来は表２に示す導体断面積の丸電線を使用していた。
【００１３】
【表２】
2004139773.tif 000004
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者は、従来の銅撚り導体にビニル絶縁被覆を施した丸電線と同一の導体断面積の銅製のフラット導体１をポリエチレンテレフタレートフィルムのフラット絶縁被覆２で被覆したフラットケーブル３に通電して、このフラットケーブル３の温度上昇を測定したところ、同一通電電流値でフラットケーブル３の方が従来の丸電線に比べて温度上昇値が低いことを見いだした。
【００１５】
これは、従来の丸電線に比べフラットケーブル３の方が空気と接する表面積が大きく通電による電線の発熱を放熱する効果が大きいためと考えられる。
【００１６】
このような現象が判明すると、従来のフラット導体１の寸法設計では、無駄な設計をしていたことになり、従来よりコストダウンされた適切なフラット導体の設計が必要である。
【００１７】
本発明の目的は、従来の丸電線の回路にフラットケーブルを適用する場合、または新規に回路を設計する場合、簡単な方法で、従来の丸電線のサイズに対応した経済的なフラット導体の寸法を選択したり、新規に経済的なフラット導体の寸法を選択できるフラットケーブル用フラット導体の設計方法及びフラットケーブルを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルで用いるフラットケーブル用フラット導体の設計方法を対象とする。
【００１９】
本発明に係るフラットケーブル用フラット導体の設計方法では、
従来の丸電線の任意の導体サイズに対する温度上昇曲線に最も近い温度上昇曲線になるフラット導体の断面積を求め、
別に作成した任意のフラット導体の幅に対する厚さと断面積の関係直線を用いて、前記温度上昇曲線から求められたフラット導体の断面積に対応するフラット導体厚さ以上のフラット導体厚さに設定することを特徴とする
このように、従来の丸電線の各サイズの温度上昇曲線に最も近い温度上昇曲線を示すフラットケーブルのフラット導体の断面積が判れば、従来の丸電線と同じ通電許容電流容量を持つことになり、簡単に該導体断面積に対応した標準的なフラット導体幅に対する導体厚さを設定することができる。また、導体断面積に対応した任意の導体幅と導体厚さを設定することもできる。更に、本発明で用いるフラット導体の厚さは、従来のフラット導体の厚さより薄くなり、フラットケーブルの薄形化やコストダウンを図ることができる。
【００２０】
次に本発明は、７．５　Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルを対象とする。
【００２１】
本発明に係るフラットケーブルでは、フラット導体の断面積が０．２２５　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とする。
【００２２】
このようなフラット導体の断面積０．２２５　ｍｍ２　以上は、従来の丸電線の導体断面積０．３０ｍｍ２　に相当するものであり、断面積を減少させることができる。
【００２３】
また本発明は、１０Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルを対象とする。
【００２４】
本発明に係るフラットケーブルでは、フラット導体の断面積が０．３９０　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とする。
【００２５】
このようなフラット導体の断面積０．３９０　ｍｍ２　以上は、従来の丸電線の導体断面積０．５０ｍｍ２　に相当するものであり、断面積を減少させることができる。
【００２６】
また本発明は、１５Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルを対象とする。
【００２７】
本発明に係るフラットケーブルでは、フラット導体の断面積が０．６７５　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とする。
【００２８】
このようなフラット導体の断面積０．６７５　ｍｍ２　以上は、従来の丸電線の導体断面積０．８５ｍｍ２　に相当するものであり、断面積を減少させることができる。
【００２９】
また本発明は、２０Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルを対象とする。
【００３０】
本発明に係るフラットケーブルでは、フラット導体の断面積が０．７８０　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とする。
【００３１】
このようなフラット導体の断面積０．７８０　ｍｍ２　以上は、従来の丸電線の導体断面積１．２５ｍｍ２　に相当するものであり、断面積を減少させることができる。
【００３２】
また本発明は、３０Ａ用ヒューズに接続されるフラット導体がフラット絶縁被覆で被覆されたフラットケーブルを対象とする。
【００３３】
本発明に係るフラットケーブルでは、フラット導体の断面積が１．３００　ｍｍ２　以上となっていることを特徴とする。
【００３４】
このようなフラット導体の断面積１．３００　ｍｍ２　以上は、従来の丸電線の導体断面積２．００ｍｍ２　に相当するものであり、断面積を減少させることができる。
【００３５】
上記のようにフラット導体の断面積が決まると、用途に応じてフラット導体の幅が決まれば、フラット導体の厚みが決まる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して詳細に説明する。
【００３７】
一般に、抵抗Ｒ（Ω）をもつ導体に電流Ｉ（Ａ）を流した場合の発熱量Ｑは、
Ｑ＝Ｉ×ＩＲ＝Ｉ２　Ｒ
で表わされる。即ち、発熱量Ｑは、通電電流Ｉの２乗に比例する。
【００３８】
図１は、電線に通電電流Ｉ１　，Ｉ２　，Ｉ３　を流した場合の温度上昇値△Ｔの時間に対する変化を示したものである。この図によれば、或る時間で各通電電流Ｉ１　，Ｉ２　，Ｉ３　に対する温度上昇値△Ｔ１　，△Ｔ２　，△Ｔ３　が飽和している。
【００３９】
これらの通電電流Ｉ１　，Ｉ２　，Ｉ３　に対する温度上昇値△Ｔを実際の電線でプロットしたものが図２に示す温度上昇曲線である。この温度上昇曲線は、抵抗Ｒの異なる導体サイズ、絶縁材料、絶縁構造によって異なってくる。
【００４０】
この図２では、従来の丸電線Ｗ１　（導体断面積０．３　ｓｑｍｍ），Ｗ２　（導体断面積０．５　ｓｑｍｍ），Ｗ３　（導体断面積０．８５ｓｑｍｍ）の温度上昇曲線が描かれている。
【００４１】
なお、従来の丸電線に対応するヒューズは、それぞれ丸電線Ｗ１　が７．５　Ａ用ヒューズ、丸電線Ｗ２　が１０Ａ用ヒューズ、丸電線Ｗ３　が１５Ａ用ヒューズとなっている。
【００４２】
これらの各サイズの温度上昇曲線に最も近く且つその曲線より下側（温度上昇が低く安全側）にくるフラットケーブルの導体サイズを、前述した標準的な幅で導体厚さを変えて温度上昇値を測定し、選んだフラット導体（破線表示）がＳＱ１　，ＳＱ２　，ＳＱ３　である。
【００４３】
これらフラット導体ＳＱ１　，ＳＱ２　，ＳＱ３　の導体サイズは、表３に示す通りである。
【００４４】
【表３】
2004139773.tif 000005
これらの値から判るように、電線の温度上昇、即ち許容通電電流に対しては、フラット導体の導体サイズは従来の丸電線の導体サイズに比べて約２５％程度のサイズダウンをしても同等の性能を有していると言える。例えば、０．２２５　／０．３　＝０．７５であり、フラット導体の導体サイズは従来の丸電線の導体サイズに比べて２５％のサイズダウンとなっている。
【００４５】
図３は、本発明によるフラット導体の導体サイズ決定のための設計直線図である。まず、前述した標準的なフラット導体の導体幅が５．２　ｍｍ、２．７　ｍｍ、２．５　ｍｍ、１．５　ｍｍ、１．３　ｍｍのフラットケーブルＦ１　，Ｆ２　，Ｆ３　，Ｆ４　，Ｆ５　の導体厚さと導体断面積の関係直線を引く。即ち、一定の導体幅に横軸の導体厚さを掛けて縦軸の導体断面積をプロットする。
【００４６】
次に、先に温度上昇曲線から求めた、従来の丸電線サイズに対応するフラット導体断面積の値（０．２２５　ｓｑｍｍ、０．３７５　ｓｑｍｍ、０．６７５　ｓｑｍｍ）で横軸に直線を引く（ＳＱ１　，ＳＱ２　，ＳＱ３　）。
【００４７】
同様に、先に温度上昇曲線から従来の丸電線サイズ１．２５ｓｑｍｍ、２．０　ｓｑｍｍに対応した断面積の値（１．１２ｓｑｍｍ、１．３２ｓｑｍｍ）で横軸に直線を引く（ＳＱ４　，ＳＱ５　）。
【００４８】
図２では、導体断面積０．３　ｓｑｍｍ，０．５　ｓｑｍｍ，０．８５ｓｑｍｍに対応した曲線しか示していない。
【００４９】
任意の従来の丸電線の電線サイズに対応したフラット導体の導体サイズを求めるには、選択したフラット導体の幅の直線と従来の丸電線の電線サイズに相当する断面積の直線、即ち、斜めの比例直線と水平の直線との交点にあたる導体厚さ以上の厚さのフラット導体とすれば良いことになる。
【００５０】
例えば、１５Ａ用ヒューズが接続された回路に従来の０．８５ｓｑｍｍ丸電線で対応してた場合、この丸電線に替わって、導体幅　２．５ｍｍのフラットケーブルＦ３　を使おうとすると、Ｆ３　の直線と０．８５ｓｑｍｍ（ＳＱ３　）の直線の交点に対応した導体厚さ０．２８ｍｍ以上、即ち、
２．５　×０．２８＝０．７　ｓｑｍｍ
以上の断面積のフラット導体に設定すればよいことになる。
【００５１】
一方、フラットケーブル製造上やコネクタの構造上の問題から標準的なフラット導体幅にない幅のフラット導体を有するフラットケーブルを使用したい場合には、例えば新規のフラット導体幅として２．０　ｍｍを使いたい場合、図３でフラットケーブルＦ６　のようにその幅での導体厚さと導体断面積の関係直線を引き、次に０．８５ｓｑｍｍ直線との交点から厚さは０．３４ｍｍ以上のものを用いればよいことになる。
【００５２】
図示しないが、このようにして設計されたフラットケーブルは回路に設けられたヒューズが溶断する前にフラットケーブルが規定温度に達することがない特性を有する。所謂ヒューズマッチングが条件であるが、この特性については、各フラット導体サイズ毎に通電電流に対するヒューズの溶断時間、フラットケーブルの規定温度到達時間を測定して問題ないことが確認されている。
【００５３】
【表４】
2004139773.tif 000006
表４は、従来の丸電線の各導体断面積に対する本発明のフラットケーブルのフラット導体の各断面積の例及びフラット導体が対応できるヒューズの例を示したものである。
【００５４】
即ち、従来の丸電線の導体断面積０．３０ｍｍ２　に対応する本発明のフラットケーブルのフラット導体の断面積は０．２２５　ｍｍ２　以上であり、対応できるヒューズは７．５　Ａ用ヒューズと１０Ａ用ヒューズである。
【００５５】
また、従来の丸電線の導体断面積０．５０ｍｍ２　に対応する本発明のフラットケーブルのフラット導体の断面積は０．３９０　ｍｍ２　以上であり、対応できるヒューズは７．５　Ａ用ヒューズと１０Ａ用ヒューズと１５Ａ用ヒューズである。
【００５６】
また、従来の丸電線の導体断面積０．８５ｍｍ２　に対応する本発明のフラットケーブルのフラット導体の断面積は０．６７５　ｍｍ２　以上であり、対応できるヒューズは７．５　Ａ用ヒューズと１０Ａ用ヒューズと１５Ａ用ヒューズと２０Ａ用ヒューズである。
【００５７】
また、従来の丸電線の導体断面積１．２５ｍｍ２　に対応する本発明のフラットケーブルのフラット導体の断面積は０．７８０　ｍｍ２　以上であり、対応できるヒューズは７．５　Ａ用ヒューズと１０Ａ用ヒューズと１５Ａ用ヒューズと２０Ａ用ヒューズと３０Ａ用ヒューズである。
【００５８】
また、従来の丸電線の導体断面積２．００ｍｍ２　に対応する本発明のフラットケーブルのフラット導体の断面積は１．３００　ｍｍ２　以上であり、対応できるヒューズは７．５　Ａ用ヒューズと１０Ａ用ヒューズと１５Ａ用ヒューズと２０Ａ用ヒューズと３０Ａ用ヒューズである。
【００５９】
このように本発明のフラット導体の断面積が定まると、この断面積は対応する従来の丸電線の導体断面積より小さくなり、断面積を減少させることができる。
【００６０】
また、このように本発明のフラット導体の断面積が決まると、用途に応じてフラット導体の幅が決まれば、フラット導体の厚みが決まる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明に係るフラットケーブル用フラット導体の設計方法では、従来の丸電線の各サイズの温度上昇曲線に最も近い温度上昇曲線を示すフラットケーブルのフラット導体の断面積が判れば、従来の丸電線と同じ通電許容電流容量を持つことになり、簡単に該導体断面積に対応した標準的なフラット導体幅に対する導体厚さを設定することができる。また、導体断面積に対応した任意の導体幅と導体厚さを設定することもできる。更に、本発明で用いるフラット導体の厚さは、従来のフラット導体の厚さより薄くなり、フラットケーブルの薄形化やコストダウンを図ることができる。
【００６２】
また本発明に係るフラットケーブルでは、７．５　Ａ用ヒューズに対してフラット導体の断面積を０．２２５　ｍｍ２　以上、１０Ａ用ヒューズに対してフラット導体の断面積を０．３９０　ｍｍ２　以上、１５Ａ用ヒューズに対してフラット導体の断面積を０．６７５　ｍｍ２　以上、２０Ａ用ヒューズに対してフラット導体の断面積を０．７８０　ｍｍ２　以上、３０Ａ用ヒューズに対してフラット導体の断面積を１．３００　ｍｍ２　以上としたので、これらは従来の丸電線の導体断面積０．３０ｍｍ２　、０．５０ｍｍ２　、０．８５ｍｍ２　、１．２５ｍｍ２　、２．００ｍｍ２　と同等の性能を有し、断面積を減少させることができる。このようにフラット導体の断面積が決まると、用途に応じてフラット導体の幅が決まれば、フラット導体の厚みを決めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通電電流に対する導体の温度上昇特性曲線である。
【図２】従来の丸電線及び同等の温度上昇性能を有するフラットケーブルの温度上昇曲線である。
【図３】本発明に係るフラット導体の寸法を算出するフラット導体寸法算出図である。
【図４】コネクタ付きフラットケーブルの一例の斜視図である。
【符号の説明】
１　フラット導体
２　フラット絶縁被覆
３　フラットケーブル
４　スリット
５　コネクタハウジング
６　端子収容室
７　コネクタ
【図１】
2004139773.tif 000007
【図２】
2004139773.tif 000008
【図３】
2004139773.tif 000009
【図４】
2004139773.tif 000010