(57)【要約】【課題】電線の幅方向に対して伸縮機能を有し、身体や衣服などに配線されたときの配線部分の動きに対する追従性を向上させたフラットケーブル及びそれを用いたケーブルハーネスを提供する。【解決手段】並列に配置された複数本の電線１１と、電線１１の並列方向に沿って複数本の電線１１間を縫うように織り込まれた繊維部材１２と、を備え、電線１１は、線状体１３と、線状体１３の外周に複数本の素線１４が巻き付けられてなる内部導体１５と、内部導体１５の外周に形成された絶縁体１６と、を有し、繊維部材１２は、ポリウレタン弾性繊維からなるフラットケーブルである。【選択図】図１
2013062065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置された複数本の電線と、前記電線の並列方向に沿って前記複数本の電線間を縫うように織り込まれた繊維部材と、を備え、
前記電線は、線状体と、前記線状体の外周に複数本の素線が巻き付けられてなる内部導体と、前記内部導体の外周に形成された絶縁体と、を有し、
前記繊維部材は、ポリウレタン弾性繊維からなることを特徴とするフラットケーブル。
【請求項２】
前記繊維部材は、前記電線に織り込まれた状態で伸縮する請求項１に記載のフラットケーブル。
【請求項３】
前記繊維部材は、モノフィラメントからなる請求項１又は２に記載のフラットケーブル。
【請求項４】
前記繊維部材は、初期モジュラスが５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項５】
前記線状体は、抗張力繊維からなる請求項１〜４のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項６】
前記線状体は、伸縮性を有する繊維からなる請求項１〜４のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項７】
前記線状体は、繊度が１５０ｄｔｅｘ以上、２５０ｄｔｅｘ以下である請求項５又は６に記載のフラットケーブル。
【請求項８】
前記内部導体は、引張張力が２０Ｎ以上である請求項１〜７のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項９】
前記絶縁体は、ふっ素樹脂からなる請求項１〜８のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のフラットケーブルと、前記フラットケーブルの端末部分に接続されたコネクタと、を有することを特徴とするケーブルハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体装着機器、衣服装着機器内配線用のフラットケーブル及びそれを用いたケーブルハーネスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療技術の進化に伴い、人体の脈動や心拍をセンサ（ＩＣチップ）で感知して人体の生理特性を測量し、これを健康管理や診断に活用することがなされている。人体の脈動や心拍を正確に感知するためには、センサと計測機器とを繋ぐ配線材を身体や衣服などに配線して人体と接触させる身体装着機器や衣服装着機器などがある。
【０００３】
このような用途に用いられる配線材としては、例えば、伸縮性芯部の外周に設けられた導体部と、導体部の外周に設けられた弾性樹脂からなる第一外部被覆層と、第一外部被覆層の外周に設けられた繊維からなる第二外部被覆層とを有する伸縮電線がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８２０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
身体装着機器や衣服装着機器内などへ配線される配線材は、身体や衣服などの配線部分の動きに応じて配線材の長手方向に対してだけでなく、長手方向に直交する方向に対しても引っ張られたり曲げられたりする。しかし、特許文献１に記載された伸縮電線では、電線の長手方向に対してのみに伸縮するものである。このため、電線の長手方向への引張りなどに対しては電線が追従でき、張力に対して比較的良好な耐性を有するが、電線の幅方向（外径方向）への引張りなどに対しては電線が追従することができず、張力に対する耐性が不十分であった。これにより、電線の幅方向に張力が加わった場合に配線した部分から配線材が剥がれたり脱落したりすることがあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、電線の幅方向に対して伸縮機能を有し、身体や衣服などに配線されたときの配線部分の動きに対する追従性を向上させたフラットケーブル及びそれを用いたケーブルハーネスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために創案された本発明は、並列に配置された複数本の電線と、前記電線の並列方向に沿って前記複数本の電線間を縫うように織り込まれた繊維部材と、を備え、前記電線は、線状体と、前記線状体の外周に複数本の素線が巻き付けられてなる内部導体と、前記内部導体の外周に形成された絶縁体と、を有し、前記繊維部材は、ポリウレタン弾性繊維からなるフラットケーブルである。
【０００８】
前記繊維部材は、前記電線に織り込まれた状態で伸縮すると良い。
【０００９】
前記繊維部材は、モノフィラメントからなると良い。
【００１０】
前記繊維部材は、初期モジュラスが５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であると良い。
【００１１】
前記線状体は、抗張力繊維からなると良い。
【００１２】
前記線状体は、伸縮性を有する繊維からなると良い。
【００１３】
前記線状体は、繊度が１５０ｄｔｅｘ以上、２５０ｄｔｅｘ以下であると良い。
【００１４】
前記内部導体は、引張張力が２０Ｎ以上であると良い。
【００１５】
前記絶縁体は、ふっ素樹脂からなると良い。
【００１６】
また本発明は、前記フラットケーブルと、前記フラットケーブルの端末部分に接続されたコネクタと、を有するケーブルハーネスである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電線の幅方向に対して伸縮機能を有し、身体や衣服などに配線されたときの配線部分の動きに対する追従性を向上させたフラットケーブル及びそれを用いたケーブルハーネスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るフラットケーブルを用いたケーブルハーネスを示す平面図である。
【図２】電線の構造を示す断面図である。
【図３】図１のケーブルハーネスの作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係るフラットケーブルを用いたケーブルハーネスを示す平面図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係るフラットケーブル１０は、並列に配置された複数本の電線１１と、電線１１の並列方向（電線１１の長手方向に対して略直交する方向）に沿って複数本の電線１１間を縫うように織り込まれた繊維部材１２と、を備える。
【００２２】
電線１１は、図２に示すように、抗張力繊維や伸縮性を有する繊維などからなる線状体１３と、線状体１３の外周に複数本の素線１４が横巻されてなる内部導体１５と、内部導体１５の外周に形成されたエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのふっ素樹脂からなる絶縁体１６と、を有する。
【００２３】
線状体１３に用いられる抗張力繊維としては、例えば、アラミドなどのポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル繊維などが挙げられる。
【００２４】
また、線状体１３に用いられる伸縮性を有する繊維としては、例えば、ポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマーなどの熱可塑性エラストマーや、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴムなどの合成ゴム、天然ゴム、及びこれらの合成ゴムや天然ゴムとからなる複合ゴムなどからなる繊維が挙げられる。この伸縮性を有する繊維は、５０％伸長時の伸長回復率が８０％以上であることが好ましい。なお、伸長回復率は、「ＪＩＳ  Ｌ  １０９６」に準拠した方法により得られる。
【００２５】
線状体１３として抗張力繊維を用いた場合、電線の長手方向に加わる張力などに対する耐性を高めることができる。また、線状体１３として伸縮性を有する繊維を用いた場合、電線の長手方向に対して伸縮機能を持たせることができ、配線部分の動きに対する追従性を高めるのに有効である。
【００２６】
これら線状体１３を構成する繊維は、繊度が１５０ｄｔｅｘ以上、２５０ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。このような線状体１３を使用することで、内部導体１５に引張り張力がかかりにくくなる。
【００２７】
また、内部導体は、身体や衣類に配線されたときの張力によって断線などが発生しないようにすることを考慮すると、引張強度が２０Ｎ以上であることが好ましい。なお、内部導体に用いる素線１４の材料としては、銅線やアルミ線などが挙げられる。複数本の素線１４を線状体１３に横巻することで、内部導体１５が柔らかく可撓性に富むようになり、繰り返し回転、折り曲げ、捻りに耐えるようになる。
【００２８】
絶縁体１６に用いられるふっ素樹脂の材料としては、例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などが挙げられる。特に、折り曲げに強く、クラックが生じにくく、耐酸性や耐アルカリ性に優れたＥＴＦＥからなる絶縁体１６を用いることで、０．０３ｍｍ以上０．０７ｍｍ以下の厚さの薄肉な絶縁体１６とすることができ、その結果、フラットケーブル１０の厚さを最小限に薄くしながら機械的又は化学的耐性（例えば、洗剤に対する耐性）を維持することが可能になる。
【００２９】
電線１１の外径は、身体や衣類などに配線されることを考慮すると、０．４０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
繊維部材１２は、複数本の電線１１間をフラットケーブル１０の長手方向の一端から他端（図示左側から右側）まで幅方向の一側から他側（図示下側から上側）へジグザグに往復しながら、複数本の電線１１を長手方向でフラット状に固定するように織り込まれる。
【００３１】
このとき、繊維部材１２は、フラットケーブル１０の幅方向（電線１１の並列方向）の中央部において、１本の電線１１を１ユニットとして縫うように織り込まれると良い。なお、フラットケーブル１０の幅方向の中央部とは、フラットケーブル１０の中心軸上に限られず、その近傍も含まれる。
【００３２】
このような構成とすることにより、フラットケーブル１０の全ての電線１１が繊維部材１２に縛られ幅方向に伸縮機能を持つようになり、複数本の電線１１が互いに寄せ合うことで均一な配線ピッチで配置され、フラットケーブル１０の幅を小さくすることができる。
【００３３】
繊維部材１２は、フラットケーブル１０の全長に亘って織り込まれるが、機器側と接続するためのコネクタ１７の取り付けを容易にするために、フラットケーブル１０の長手方向の両端部の繊維部材１２は除去される。なお、繊維部材１２は、その先端部を引っ張ることのみで電線１１から分離することができる。このため、繊維部材１２を溶剤に溶解させるなどの作業をすることなしに除去することができ、コネクタの取り付けなどを手間をかけずに行うことができる。
【００３４】
このフラットケーブル１０は、複数本の電線１１を並列に配置し、複数本の電線１１間に繊維部材１２を縫うように織り込んで製造されるが、繊維部材１２として、ポリウレタン弾性繊維（例えば、旭化成せんい株式会社製のロイカ（登録商標））を用いる点が特徴の１つである。
【００３５】
このポリウレタン弾性繊維は、伸度が５００％以上９００％以下、３００％伸長時の伸長回復率が９０％以上、３００％伸長するための初期モジュラスが５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、伸度が非常に高く初期モジュラスが低い繊維であることが好ましい。また、フラットケーブル１０自体の強度向上や小型・薄型化の点から、繊維部材１２はモノフィラメントからなることが好ましい。
【００３６】
なお、３００％伸長時の伸長回復率は、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６に準拠した測定方法により得られる。また、３００％伸長するための初期モジュラスは、引張試験機を用いて、温度２０℃、湿度６５％の条件下で、試料長５ｃｍの試験糸を５０ｃｍ／分の速度で伸長したときの３００％モジュラスにより得られる。
【００３７】
このような繊維部材１２にポリウレタン弾性繊維を用いることにより、電線１１間に繊維部材１２を織り込む際、繊度が非常に細い（例えば、１７〜２０ｄｔｅｘ程度）繊維を用い、当該繊維を伸長（例えば、３００％程度に伸長）させた状態（このときの繊維部材１２の外径は０．０２５ｍｍ以下程度）で複数本の電線１１間を縫うように織り込むことが可能になる。また、繊維部材１２を電線１１間に織り込んだ後に、繊維の伸長が回復する（元に戻る）ときの力（伸長回復力）が複数本の電線１１を互いに寄り合わせるように作用する。このとき、電線１１の外径が小さくても、伸長回復力によって電線１１に小曲りなどが発生するようなストレスを与えることなく電線１１同士を互いに寄り合わせることができる。これにより、隣接する電線１１間の距離（配列ピッチ）を電線１１にストレスを与えることなく狭めることができ、フラットケーブル１０の幅を従来よりも小さくすることができる。そのため、電線１１にうねりや断線を発生させることなく繊維部材１２を織り込むことが可能になる。
【００３８】
また、上述したポリウレタン弾性繊維を繊維部材１２に用いることで、繊維部材１２を織り込んだ後に繊維部材１２の収縮のみによって複数の電線１１同士が束ねられてケーブル自体の断面形状が自然と丸形状になってしまうことがなく、ケーブルを屈曲などさせるための力を外部から印加しない状態では、ケーブル自体の形状をフラット状に保持することができる。
【００３９】
また、繊維部材１２にポリウレタン弾性繊維を用いたことにより、伸長されて外径が０．０２５ｍｍ以下程度と非常に細くなった状態の繊維部材１２を織り込むことができる。これにより、フラットケーブル１０自体の厚さを薄くすることができ、フラットケーブル１０の折り曲げが容易に行える。
【００４０】
また、繊維部材１２は織り込まれた後もなお伸長しろを有しているため、フラットケーブル１０は電線１１の幅方向に対しても伸縮機能を有し、電線１１の幅方向への引張りなどに対して電線１１が追従することができる。よって、フラットケーブル１０では、電線１１の幅方向に張力が加わった場合に配線した部分からフラットケーブル１０が剥がれたり脱落したりすることはない。
【００４１】
更に、ポリウレタン弾性繊維からなる繊維部材１２は、織り込まれた後も電線１１の並列方向へ織り込まれた状態で伸長させることができるため、フラットケーブル１０をその幅方向に伸縮させる機能を付与することができる。これにより、図３に示すように、フラットケーブル１０の幅方向に５０％以上の伸縮率を付与することができるため、人体の動きによって幅方向に伸縮したり、引張られたりする衣類内にフラットケーブル１０を配線することが可能になる。また、フラットケーブル１０の幅方向に伸縮性を付与することができるため、人体の動きに伴う折り曲げ、洗濯時に与えられる繰り返し回転、折り曲げ、捻りによって加えられる応力を、フラットケーブル１０の幅方向に効果的に逃がすことができるという効果も得られる。その結果、フラットケーブル１０を折り曲げなどさせたときに電線１１がフラットケーブル１０の幅方向に移動することができるので、電線１１にかかる応力が緩和され、電線１１の断線などを防止することができる。
【００４２】
なお、繊維部材１２を３００％伸長するための初期モジュラスが５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下と低いことで、繊維部材１２を織り込むときに電線１１へ負荷をかけることなく織り込むことができる。
【００４３】
初期モジュラスが５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、繊維部材１２を織り込むときの電線１１を締め付ける力が弱くなり、綺麗な形状のフラットケーブル１０を製造することができなくなってしまい、繊維部材１２を織り込んだ後に繊維部材１２の形状を綺麗に整えるための工程を別途設ける必要が生じ、製造コストの上昇を招いてしまう。
【００４４】
また、初期モジュラスが３０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、繊維部材１２を織り込むときの電線１１を締め付ける力が強くなり、繊維部材１２を織り込む際に電線１１がうねるように変形したり断線したりしてしまい、電線１１の電気特性の低下を招いてしまう虞がある。
【００４５】
このような理由から、繊維部材１２を３００％伸長するための初期モジュラスが５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下と低いことが好ましい。
【００４６】
また、ポリウレタン弾性繊維からなる繊維部材１２は、摩擦係数が大きく、且つ３００％程度伸長された状態で複数本の電線１１間に織り込まれるため、電線１１を繊維部材１２でしっかりと拘束することができ、フラットケーブル１０を折り曲げたときに電線１１が滑ることによる位置ズレが起こりにくい。従って、電線１１の配線ピッチが安定し、フラットケーブル１０を曲げたときに複数本の電線１１同士の位置ズレが少ないため、フラットケーブル１０全体が高いバネ性を持ち、電線１１がキンクしにくく電気特性も安定する。
【００４７】
以上要するに、並列に配置された複数本の電線と、電線の並列方向に沿って複数本の電線間を縫うように織り込まれた繊維部材と、を備え、電線は、線状体と、線状体の外周に複数本の素線が巻き付けられてなる内部導体と、内部導体の外周に形成された絶縁体と、を有し、繊維部材は、ポリウレタン弾性繊維からなるフラットケーブルとすることにより、電線の幅方向に対しても伸縮機能を有し、身体や衣服などに配線されたときの配線部分の動きに対する追従性を向上させたフラットケーブルを提供することができる。
【００４８】
また、フラットケーブル１０の端末部分にコネクタ１７を接続することで、電線の幅方向に対しても伸縮機能を有し、身体や衣服などに配線されたときの配線部分の動きに対する追従性を向上させた図１に示したようなケーブルハーネス１００が得られる。
【００４９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  フラットケーブル
１１  電線
１２  繊維部材
１３  線状体
１４  素線
１５  内部導体
１６  絶縁体
１７  コネクタ
１００  ケーブルハーネス
【図１】
2013062065.tif 000003
【図３】
2013062065.tif 000004
【図２】
2013062065.tif 000005