フラットケーブル
【課題】プリント基板等に接続されたフラットケーブルに加わる外力への耐性を固定部材等の他の部材を用いることなく高めることができるフラットケーブルを提供する。
【解決手段】並列に配置された複数の導体１１と、導体１１の周囲に導体１１を被覆する絶縁体１２とを備えたフラットケーブル本体１３からなり、フラットケーブル本体１３の長手方向の端部に、導体１１と絶縁体１２とが一体に折り曲げられてフラットケーブル本体１３の厚さ方向に導体１１と絶縁体１２とが突出する折り曲げ部１４を有するものである。
【解決手段】並列に配置された複数の導体１１と、導体１１の周囲に導体１１を被覆する絶縁体１２とを備えたフラットケーブル本体１３からなり、フラットケーブル本体１３の長手方向の端部に、導体１１と絶縁体１２とが一体に折り曲げられてフラットケーブル本体１３の厚さ方向に導体１１と絶縁体１２とが突出する折り曲げ部１４を有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リボン電線、ＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、その他のフラット配線材等のフラットケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品は、小型化に伴って、回路が組み込まれたプリント基板が多用されている。更に、複数のプリント基板が組み込まれた電子ユニットの開発も進められており、かかる電子ユニットではプリント基板同士の電気的接続も必要となっている。このプリント基板同士の電気的接続には、リボン電線、ＦＦＣ、ＦＰＣ、その他のフラット配線材等のフラットケーブルが用いられる。
【０００３】
図７に従来のプリント基板とフラットケーブルの接続例を示す。
【０００４】
図７に示すように、フラットケーブル７０は、扁平で長尺な複数の導体７１が並列に配置され、それらがポリイミド等の絶縁フィルム（絶縁体）７２で表裏両面から覆われることにより一体化されたものである。
【０００５】
このフラットケーブル７０をプリント基板７３に接続する際には、フラットケーブル７０の端末において、絶縁体７２が剥離処理され、露出した導体７１はコネクタ７４を経由して、プリント基板７３に設けられた電極配線７５へと電気的に接続される。
【０００６】
しかし、フラットケーブルは、比較的剛性が高く、外力を吸収しにくいため、特にフラットケーブルとプリント基板との接続部に大きなひずみが発生しやすくなる。例えば、車載部品等に用いられるプリント基板にフラットケーブルが接続されている場合、プリント基板に振動が加わった際にフラットケーブルもプリント基板と共に振動する。このとき、フラットケーブルとプリント基板との接続部に大きなひずみが発生し、フラットケーブルとプリント基板との接続部でフラットケーブルの断線等が発生する虞がある。
【０００７】
そのため、フラットケーブルを保護ケース等に固定したり、フラットケーブルとプリント基板との接続部に追加部材を用いたりすることで、接続部の振動やひずみを抑制する等の対策がなされてきた。
【０００８】
特許文献１では、プリント基板の端部を表裏両面から挟持する状態で、そのプリント基板に接続されたフラットケーブルを押さえ込む拘束具を一体に形成したクリップを設けることで、フラットケーブルとプリント基板との接続部に加わる外力への耐性を高めている。
【０００９】
特許文献２では、フラットケーブルに、少なくとも１箇所の１８０度に折り曲げた屈曲部を設け、その屈曲部がプリント基板と他の部材によって挟持されている構造を用いて、フラットケーブルに加わる外力への耐性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１４３７８４号公報
【特許文献２】特開２００３−２８８９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述した方法では、いずれもフラットケーブル以外の部材を追加することで、フラットケーブルの外力への耐性を高めているため、部品点数が多くなり、また、部品点数の増加によって接続作業が煩雑になる。これらはコスト低減や電子ユニット全体の小型化に対しての大きな妨げとなる。また、接続部に長期間に亘って振動等の外力が加わることで、追加した部材の拘束力が低下するなどして、部材が脱落してしまうような場合もある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、プリント基板等に接続されたフラットケーブルに加わる外力への耐性を固定部材等の他の部材を用いることなく高めることができるフラットケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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の導体と、前記導体の周囲に前記導体を被覆する絶縁体とを備えたフラットケーブル本体からなり、前記フラットケーブル本体の長手方向の端部に、前記導体と前記絶縁体とが一体に折り曲げられて前記フラットケーブル本体の厚さ方向に前記導体と前記絶縁体とが突出する折り曲げ部を有するフラットケーブルである。
【００１４】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って、前記導体と前記絶縁体とが突出する部分の頂点が山折りされてなる山折り部と、前記頂点が谷折りされてなる谷折り部とを有すると良い。
【００１５】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って複数形成されていると良い。
【００１６】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って交互に形成されていると良い。
【００１７】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向における中心に関して対称に形成されていると良い。
【００１８】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向の一端が山折り部で、他端が谷折り部であると良い。
【００１９】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向において、両端に形成された頂点の幅が中央に形成された頂点の幅よりも大きいと良い。
【００２０】
前記折り曲げ部は、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺と前記フラットケーブル本体の長手方向に平行な辺とのなす角が４５度であると良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、プリント基板等に接続されたフラットケーブルに加わる外力への耐性を固定部材等の他の部材を用いることなく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成する前の状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１のフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【図３】図１のフラットケーブルの接続方法の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係るフラットケーブルと第２の実施の形態に係るフラットケーブルの違いを示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【図７】従来のフラットケーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
図１は本発明の好適な第１の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成する前の状態を示す図であり、図２は折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【００２５】
図１、図２に示すように、第１の実施の形態に係るフラットケーブル１００は、並列に配置された複数の導体１１と、導体１１の周囲に導体１１を被覆する絶縁体１２とを備えたフラットケーブル本体１３からなり、フラットケーブル本体１３の長手方向の端部に、導体１１と絶縁体１２とが一体に折り曲げられてフラットケーブル本体１３の厚さ方向に導体１１と絶縁体１２とが突出する折り曲げ部１４を有する。例えば、折り曲げ部１４は、図２に示すように、フラットケーブル本体１３の幅方向（導体１１の配線方向）に沿って凹凸が形成されるように導体１１と絶縁体１２とが折り曲げられている。また、折り曲げ部１４は、凹凸の頂点１５が山折りされてなる山折り部１６と、凹凸の頂点１５が谷折りされてなる谷折り部１７とを有する。なお、図１（ａ）、図２及び後述する図３、図４、図６において、導体１１を便宜上、破線で示した。
【００２６】
フラットケーブル本体１３は、扁平で長尺な複数の導体１１がフラット状に並べられ、それらがポリイミド等の絶縁フィルムからなる絶縁体１２で表裏両面から覆われることにより全体が一体化されたものである。つまり、フラットケーブル本体１３は、絶縁フィルムからなる絶縁体１２の表面に、複数の導体１１、絶縁フィルムからなる絶縁体１２が順次積層された構造となっている。本明細書では、絶縁体１２、複数の導体１１、絶縁体１２が積層された方向を、フラットケーブル本体１３の厚さ方向と言う。
【００２７】
このフラットケーブル本体１３の端部には、フラットケーブル本体１３の幅方向に沿って平行にスリット１８が形成される。このスリット１８は、図１（ｂ）に示すように、隣り合う導体１１間にそれぞれ形成されており、スリット１８間に配置された導体１１と絶縁体１２とを一体に折り曲げることで折り曲げ部１４が形成される。
【００２８】
前述したように、折り曲げ部１４は、凹凸の頂点１５が山折りされてなる山折り部１６と、凹凸の頂点１５が谷折りされてなる谷折り部１７とを有するパンタグラフ型ばね構造となっており、これら山折り部１６と谷折り部１７は、フラットケーブル本体１３の幅方向に沿って複数形成されている。
【００２９】
また、折り曲げ部１４は、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺２１とフラットケーブル本体１３の長手方向に平行な辺２２とのなす角が直角になるように形成される（図５（ａ）参照）。
【００３０】
各山折り部１６と谷折り部１７には、少なくとも１本以上の導体１１が存在しており、これら導体１１を構成する金属材料が塑性変形されてパンタグラフ型ばね構造のアーム１９が形成される。
【００３１】
また、山折り部１６と谷折り部１７は、フラットケーブル本体１３の幅方向に沿って交互に形成されており、折り曲げ部１４は、フラットケーブル本体１３の幅方向の一端が山折り部１６で、他端が谷折り部１７となっている。
【００３２】
このようなパンタグラフ型ばね構造にすることで、フラットケーブル本体１３の長手方向における引張り、圧縮方向の外力に対して、パンタグラフ型ばね構造が変形することで外力が吸収される。
【００３３】
このフラットケーブル１００をプリント基板７３に接続する際には、従来と同様に、フラットケーブル１００の端末において、絶縁体１２が剥離処理され、露出した導体１１はコネクタ７４を経由して、プリント基板７３に設けられた電極配線７５へと電気的に接続される。
【００３４】
コネクタ７４におけるフラットケーブル１００の複数の導体１１とコネクタ７４との接続、及びコネクタ７４とプリント基板７３上の電極配線７５との接続には、はんだを用いた接続の他、具体的な手段は問わず、超音波、抵抗加熱等を利用した圧接、溶接、拡散接合等の適用が可能である。
【００３５】
なお、ここではフラットケーブル１００の接続の一例として、コネクタ７４を用いたプリント基板７３との接続を説明したが、コネクタ７４の有無を問わず、例えば、フラットケーブル１００の端末において、絶縁体１２が剥離処理され、図示しない露出した導体１１とプリント基板７３上に設けられた電極配線７５とを、はんだ等の金属を用いた電気的接続、圧接、溶接等による接合、又は、導電材料等を用いた電気的接続により接続する場合にも適用が可能である。
【００３６】
プリント基板７３に振動が加わった際にプリント基板７３と共にフラットケーブル１００も振動するが、このとき、フラットケーブル本体１３の端部に剛性の低い折り曲げ部１４を有することにより、この剛性の低い折り曲げ部１４において、振動等の外力を吸収することができる。特に、折り曲げ部１４が山折り部１６と谷折り部１７とで構成されていると、振動等の外力をより効果的に吸収することができる。
【００３７】
このため、フラットケーブル１００とプリント基板７３との接続部に過剰な負荷がかからなくなり、フラットケーブル１００とプリント基板７３との接続部に大きなひずみが発生することを防止でき、フラットケーブル１００とプリント基板７３との接続部におけるフラットケーブル１００の断線等が発生しにくくなる。
【００３８】
また、山折り部１６と谷折り部１７とが複数形成されていることにより、フラットケーブル本体１３の端部の剛性を小さくすることができるため、フラットケーブル本体１３とプリント基板７３とが振動する際、プリント基板７３の振動とフラットケーブル１００の振動とが共振してしまうのを防止することができる。
【００３９】
また、山折り部１６と谷折り部１７とがフラットケーブル本体１３の幅方向に沿って交互に形成されていることにより、フラットケーブル本体１３の端部の剛性を小さくしつつも端部におけるばね性を保持することができるため、フラットケーブル１００とプリント基板７３とが振動する際、プリント基板７３の振動とフラットケーブル１００の振動との共振をより効果的に防止することができる。
【００４０】
更に、フラットケーブル本体１３の幅方向の一端が山折り部１６で、他端が谷折り部１７であることにより、プリント基板７３の振動の大きさ（振幅）や周期が変化した場合であっても、その変化に追従することができるため、プリント基板７３とフラットケーブル１００との共振や振動を効果的に吸収することができる。
【００４１】
よって、フラットケーブル１００によれば、プリント基板７３等に接続されたフラットケーブル１００に加わる外力への耐性を固定部材等の他の部材を用いることなく高めることができる。
【００４２】
なお、スリット１８の本数、間隔、長さ、又は、パンタグラフ型ばね構造のアーム１９の幅、間隔、長さ、アーム１９内を通る導体１１の本数、アーム１９の曲げ角度を適宜調整することで、パンタグラフ型ばね構造のばね定数、共振周波数を調整することができ、フラットケーブル１００とプリント基板７３との間のダンパーとして適切な値に、即ち、電子部品の使用環境に適合するように設計することが可能となる。
【００４３】
第１の実施の形態においては、フラットケーブル１００とプリント基板７３とを、フラットケーブル本体１３の長手方向における引張り、圧縮方向の外力が吸収されるように接続したが、フラットケーブル１００とプリント基板７３との接続方法は、これに限定されるものではない。
【００４４】
例えば、図３に示すように、パンタグラフ型ばね構造の谷折り部１７のアーム１９がプリント基板７３に固定されるように接続しても良い。アーム１９をプリント基板７３に固定するための具体的な手段は問わず、一般的な接着剤等で固定すると良く、例えば、エポキシ系材料を用いてアーム１９の絶縁体１２とプリント基板７３の表面とを接着すると良い。
【００４５】
このように、パンタグラフ型ばね構造の谷折り部１７のアーム１９がプリント基板７３に固定されることにより、フラットケーブル１００のねじれ方向の変形によるフラットケーブル１００とプリント基板７３との接続部のねじれ方向のひずみの発生を抑制することが可能となる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４７】
図４は本発明の好適な第２の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図であり、図５（ａ），（ｂ）は第１の実施の形態に係るフラットケーブルと第２の実施の形態に係るフラットケーブルの違いを示す図である。
【００４８】
図４、図５（ａ），（ｂ）に示すように、第２の実施の形態に係るフラットケーブル２００は、第１の実施の形態に係るフラットケーブル１００と比べて、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺２１とフラットケーブル本体１３の長手方向に平行な辺２２とのなす角が直角でない点が異なる。
【００４９】
このとき、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺２１とフラットケーブル本体１３の長手方向に平行な辺２２とのなす角が４５度であることが望ましい。
【００５０】
このようにすることで、フラットケーブル本体１３の長手方向からの応力を緩和するだけでなく、幅方向からの応力もフラットケーブル本体１３の端部でより効果的に緩和することができる。即ち、より多方向の外力に対してもばね特性を発揮することが可能となる。
【００５１】
特に、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺２１とフラットケーブル本体１３の長手方向に平行な辺２２とのなす角を４５度とすることにより、フラットケーブル本体１３の長手方向及び幅方向からの応力に対してバランス良く対応することができる。
【００５２】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００５３】
本発明者らは、フラットケーブルが振動する際の接続部の位置の違いによる応力の違いに着目し、フラットケーブル本体の幅方向の両端に振動による応力が集中して、この応力によってフラットケーブルの接続部がフラットケーブル本体の幅方向の両端から中央にかけて徐々にプリント基板から離間してしまうことを見出した。
【００５４】
この問題を解決するために発明されたのが、第３の実施の形態にかかるフラットケーブルである。
【００５５】
図６は、本発明の好適な第３の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【００５６】
図６に示すように、第３の実施の形態に係るフラットケーブル３００は、第１の実施の形態に係るフラットケーブル１００と比べて、フラットケーブル本体１３の幅方向において、両端に形成された凹凸の頂点３１の幅Ｗ1が中央に形成された頂点３２の幅Ｗ2よりも大きい点が異なる。
【００５７】
また、フラットケーブル３００では、山折り部１６と谷折り部１７は、フラットケーブル本体１３の幅方向における中心に関して対称に形成されている。
【００５８】
このように、フラットケーブル本体１３の幅方向の両端に形成された凹凸の頂点３１の幅Ｗ1を中央に形成された頂点３２の幅Ｗ2よりも大きくすることで、フラットケーブル本体１３の幅方向の両端に集中する応力を緩和することができるため、フラットケーブル３００とプリント基板７３との接続を維持することができる。
【００５９】
また、フラットケーブル本体１３の端部に山折り部１６と谷折り部１７とがフラットケーブル本体１３の幅方向における中心に関して対称に形成されていることにより、フラットケーブル本体１３の端部の剛性が不均一になることを防止することができるため、フラットケーブル本体１３の端部において振動を効果的に吸収することができる。
【００６０】
前述の各実施の形態においては、フラットケーブル本体１３の端部、即ち、プリント基板７３との接続部近傍に折り曲げ部１４を形成したが、例えば、長尺フラットケーブルの中央部や、曲げ配線を行っている屈曲部において、同様の折り曲げ部１４を設けるようにしても良い。
【００６１】
また、折り曲げ部１４の頂点を曲げ半径の小さい曲げで構成したが、曲げ半径を大きくし、例えば、Ｓ字構造のような連続的な曲げを施して折り曲げ部１４としても良い。
【００６２】
また、フラットケーブルの接続例としてプリント基板との接続を説明したが、フラットケーブルの接続対象はプリント基板に限定されるものではない。
【００６３】
以上のように、本発明は、フラットケーブルに従来通りの接続構造を適用しながら、フラットケーブル自体にスリットを設け、更にスリット間に配置された導体と絶縁体とを一体に折り曲げてフラットケーブルの厚さ方向に導体と絶縁体とが突出する折り曲げ部を形成することで、フラットケーブルとプリント基板に加わる外力を緩和する機構を構成したものであり、追加部品を必要としない簡便な構造で、フラットケーブル自体に高いばね性能を与えることができ、フラットケーブルとプリント基板に高い信頼性を確保できる。
【００６４】
なお、昨今、電子部品の更なる小型化に加えて、高集積化、高機能化を目的として、プリント基板同士の電気的接続に用いられるフラットケーブルは、従来の電気信号を伝送することのみならず、電力供給を電気信号の伝送と同時に行う試みも検討されている。
【００６５】
電気信号のみの伝送用途の場合、配線材中に流れる電流量は僅かであるため、このような電気信号のみの伝送用途のフラットケーブルにはその絶縁体の厚さを薄くした（簿肉にした）簿肉フラットケーブルが用いられている。簿肉フラットケーブルは電力供給用の配線材に比べ一般に抵抗が高いが、電流量が僅かであるため、電流量に起因して発生するジュール熱は無視できる程度であった。
【００６６】
しかしながら、電力供給のための配線材としてフラットケーブルを用いた場合、配線材中に流れる電流量が信号伝送用よりも一般に大きく、発熱が問題となるため、フラットケーブルの全体、若しくは、一部に関して、絶縁体の厚さを厚肉化する必要がある。
【００６７】
絶縁体の厚さを厚くすると、フラットケーブルの剛性が更に高まるが、本発明の構成を採用すれば、厚さが厚くなってもフラットケーブルの端部にて振動等を吸収することができるので、外力に対する耐性を低下しにくくすることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００ フラットケーブル
１１ 導体
１２ 絶縁体
１３ フラットケーブル本体
１４ 折り曲げ部
１５ 頂点
１６ 山折り部
１７ 谷折り部
１８ スリット
１９ アーム
２１、２２ 辺
３１、３２ 頂点
７３ プリント基板
７４ コネクタ
７５ 電極配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リボン電線、ＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、その他のフラット配線材等のフラットケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品は、小型化に伴って、回路が組み込まれたプリント基板が多用されている。更に、複数のプリント基板が組み込まれた電子ユニットの開発も進められており、かかる電子ユニットではプリント基板同士の電気的接続も必要となっている。このプリント基板同士の電気的接続には、リボン電線、ＦＦＣ、ＦＰＣ、その他のフラット配線材等のフラットケーブルが用いられる。
【０００３】
図７に従来のプリント基板とフラットケーブルの接続例を示す。
【０００４】
図７に示すように、フラットケーブル７０は、扁平で長尺な複数の導体７１が並列に配置され、それらがポリイミド等の絶縁フィルム（絶縁体）７２で表裏両面から覆われることにより一体化されたものである。
【０００５】
このフラットケーブル７０をプリント基板７３に接続する際には、フラットケーブル７０の端末において、絶縁体７２が剥離処理され、露出した導体７１はコネクタ７４を経由して、プリント基板７３に設けられた電極配線７５へと電気的に接続される。
【０００６】
しかし、フラットケーブルは、比較的剛性が高く、外力を吸収しにくいため、特にフラットケーブルとプリント基板との接続部に大きなひずみが発生しやすくなる。例えば、車載部品等に用いられるプリント基板にフラットケーブルが接続されている場合、プリント基板に振動が加わった際にフラットケーブルもプリント基板と共に振動する。このとき、フラットケーブルとプリント基板との接続部に大きなひずみが発生し、フラットケーブルとプリント基板との接続部でフラットケーブルの断線等が発生する虞がある。
【０００７】
そのため、フラットケーブルを保護ケース等に固定したり、フラットケーブルとプリント基板との接続部に追加部材を用いたりすることで、接続部の振動やひずみを抑制する等の対策がなされてきた。
【０００８】
特許文献１では、プリント基板の端部を表裏両面から挟持する状態で、そのプリント基板に接続されたフラットケーブルを押さえ込む拘束具を一体に形成したクリップを設けることで、フラットケーブルとプリント基板との接続部に加わる外力への耐性を高めている。
【０００９】
特許文献２では、フラットケーブルに、少なくとも１箇所の１８０度に折り曲げた屈曲部を設け、その屈曲部がプリント基板と他の部材によって挟持されている構造を用いて、フラットケーブルに加わる外力への耐性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１４３７８４号公報
【特許文献２】特開２００３−２８８９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述した方法では、いずれもフラットケーブル以外の部材を追加することで、フラットケーブルの外力への耐性を高めているため、部品点数が多くなり、また、部品点数の増加によって接続作業が煩雑になる。これらはコスト低減や電子ユニット全体の小型化に対しての大きな妨げとなる。また、接続部に長期間に亘って振動等の外力が加わることで、追加した部材の拘束力が低下するなどして、部材が脱落してしまうような場合もある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、プリント基板等に接続されたフラットケーブルに加わる外力への耐性を固定部材等の他の部材を用いることなく高めることができるフラットケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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の導体と、前記導体の周囲に前記導体を被覆する絶縁体とを備えたフラットケーブル本体からなり、前記フラットケーブル本体の長手方向の端部に、前記導体と前記絶縁体とが一体に折り曲げられて前記フラットケーブル本体の厚さ方向に前記導体と前記絶縁体とが突出する折り曲げ部を有するフラットケーブルである。
【００１４】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って、前記導体と前記絶縁体とが突出する部分の頂点が山折りされてなる山折り部と、前記頂点が谷折りされてなる谷折り部とを有すると良い。
【００１５】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って複数形成されていると良い。
【００１６】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って交互に形成されていると良い。
【００１７】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向における中心に関して対称に形成されていると良い。
【００１８】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向の一端が山折り部で、他端が谷折り部であると良い。
【００１９】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向において、両端に形成された頂点の幅が中央に形成された頂点の幅よりも大きいと良い。
【００２０】
前記折り曲げ部は、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺と前記フラットケーブル本体の長手方向に平行な辺とのなす角が４５度であると良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、プリント基板等に接続されたフラットケーブルに加わる外力への耐性を固定部材等の他の部材を用いることなく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成する前の状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１のフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【図３】図１のフラットケーブルの接続方法の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係るフラットケーブルと第２の実施の形態に係るフラットケーブルの違いを示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【図７】従来のフラットケーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
図１は本発明の好適な第１の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成する前の状態を示す図であり、図２は折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【００２５】
図１、図２に示すように、第１の実施の形態に係るフラットケーブル１００は、並列に配置された複数の導体１１と、導体１１の周囲に導体１１を被覆する絶縁体１２とを備えたフラットケーブル本体１３からなり、フラットケーブル本体１３の長手方向の端部に、導体１１と絶縁体１２とが一体に折り曲げられてフラットケーブル本体１３の厚さ方向に導体１１と絶縁体１２とが突出する折り曲げ部１４を有する。例えば、折り曲げ部１４は、図２に示すように、フラットケーブル本体１３の幅方向（導体１１の配線方向）に沿って凹凸が形成されるように導体１１と絶縁体１２とが折り曲げられている。また、折り曲げ部１４は、凹凸の頂点１５が山折りされてなる山折り部１６と、凹凸の頂点１５が谷折りされてなる谷折り部１７とを有する。なお、図１（ａ）、図２及び後述する図３、図４、図６において、導体１１を便宜上、破線で示した。
【００２６】
フラットケーブル本体１３は、扁平で長尺な複数の導体１１がフラット状に並べられ、それらがポリイミド等の絶縁フィルムからなる絶縁体１２で表裏両面から覆われることにより全体が一体化されたものである。つまり、フラットケーブル本体１３は、絶縁フィルムからなる絶縁体１２の表面に、複数の導体１１、絶縁フィルムからなる絶縁体１２が順次積層された構造となっている。本明細書では、絶縁体１２、複数の導体１１、絶縁体１２が積層された方向を、フラットケーブル本体１３の厚さ方向と言う。
【００２７】
このフラットケーブル本体１３の端部には、フラットケーブル本体１３の幅方向に沿って平行にスリット１８が形成される。このスリット１８は、図１（ｂ）に示すように、隣り合う導体１１間にそれぞれ形成されており、スリット１８間に配置された導体１１と絶縁体１２とを一体に折り曲げることで折り曲げ部１４が形成される。
【００２８】
前述したように、折り曲げ部１４は、凹凸の頂点１５が山折りされてなる山折り部１６と、凹凸の頂点１５が谷折りされてなる谷折り部１７とを有するパンタグラフ型ばね構造となっており、これら山折り部１６と谷折り部１７は、フラットケーブル本体１３の幅方向に沿って複数形成されている。
【００２９】
また、折り曲げ部１４は、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺２１とフラットケーブル本体１３の長手方向に平行な辺２２とのなす角が直角になるように形成される（図５（ａ）参照）。
【００３０】
各山折り部１６と谷折り部１７には、少なくとも１本以上の導体１１が存在しており、これら導体１１を構成する金属材料が塑性変形されてパンタグラフ型ばね構造のアーム１９が形成される。
【００３１】
また、山折り部１６と谷折り部１７は、フラットケーブル本体１３の幅方向に沿って交互に形成されており、折り曲げ部１４は、フラットケーブル本体１３の幅方向の一端が山折り部１６で、他端が谷折り部１７となっている。
【００３２】
このようなパンタグラフ型ばね構造にすることで、フラットケーブル本体１３の長手方向における引張り、圧縮方向の外力に対して、パンタグラフ型ばね構造が変形することで外力が吸収される。
【００３３】
このフラットケーブル１００をプリント基板７３に接続する際には、従来と同様に、フラットケーブル１００の端末において、絶縁体１２が剥離処理され、露出した導体１１はコネクタ７４を経由して、プリント基板７３に設けられた電極配線７５へと電気的に接続される。
【００３４】
コネクタ７４におけるフラットケーブル１００の複数の導体１１とコネクタ７４との接続、及びコネクタ７４とプリント基板７３上の電極配線７５との接続には、はんだを用いた接続の他、具体的な手段は問わず、超音波、抵抗加熱等を利用した圧接、溶接、拡散接合等の適用が可能である。
【００３５】
なお、ここではフラットケーブル１００の接続の一例として、コネクタ７４を用いたプリント基板７３との接続を説明したが、コネクタ７４の有無を問わず、例えば、フラットケーブル１００の端末において、絶縁体１２が剥離処理され、図示しない露出した導体１１とプリント基板７３上に設けられた電極配線７５とを、はんだ等の金属を用いた電気的接続、圧接、溶接等による接合、又は、導電材料等を用いた電気的接続により接続する場合にも適用が可能である。
【００３６】
プリント基板７３に振動が加わった際にプリント基板７３と共にフラットケーブル１００も振動するが、このとき、フラットケーブル本体１３の端部に剛性の低い折り曲げ部１４を有することにより、この剛性の低い折り曲げ部１４において、振動等の外力を吸収することができる。特に、折り曲げ部１４が山折り部１６と谷折り部１７とで構成されていると、振動等の外力をより効果的に吸収することができる。
【００３７】
このため、フラットケーブル１００とプリント基板７３との接続部に過剰な負荷がかからなくなり、フラットケーブル１００とプリント基板７３との接続部に大きなひずみが発生することを防止でき、フラットケーブル１００とプリント基板７３との接続部におけるフラットケーブル１００の断線等が発生しにくくなる。
【００３８】
また、山折り部１６と谷折り部１７とが複数形成されていることにより、フラットケーブル本体１３の端部の剛性を小さくすることができるため、フラットケーブル本体１３とプリント基板７３とが振動する際、プリント基板７３の振動とフラットケーブル１００の振動とが共振してしまうのを防止することができる。
【００３９】
また、山折り部１６と谷折り部１７とがフラットケーブル本体１３の幅方向に沿って交互に形成されていることにより、フラットケーブル本体１３の端部の剛性を小さくしつつも端部におけるばね性を保持することができるため、フラットケーブル１００とプリント基板７３とが振動する際、プリント基板７３の振動とフラットケーブル１００の振動との共振をより効果的に防止することができる。
【００４０】
更に、フラットケーブル本体１３の幅方向の一端が山折り部１６で、他端が谷折り部１７であることにより、プリント基板７３の振動の大きさ（振幅）や周期が変化した場合であっても、その変化に追従することができるため、プリント基板７３とフラットケーブル１００との共振や振動を効果的に吸収することができる。
【００４１】
よって、フラットケーブル１００によれば、プリント基板７３等に接続されたフラットケーブル１００に加わる外力への耐性を固定部材等の他の部材を用いることなく高めることができる。
【００４２】
なお、スリット１８の本数、間隔、長さ、又は、パンタグラフ型ばね構造のアーム１９の幅、間隔、長さ、アーム１９内を通る導体１１の本数、アーム１９の曲げ角度を適宜調整することで、パンタグラフ型ばね構造のばね定数、共振周波数を調整することができ、フラットケーブル１００とプリント基板７３との間のダンパーとして適切な値に、即ち、電子部品の使用環境に適合するように設計することが可能となる。
【００４３】
第１の実施の形態においては、フラットケーブル１００とプリント基板７３とを、フラットケーブル本体１３の長手方向における引張り、圧縮方向の外力が吸収されるように接続したが、フラットケーブル１００とプリント基板７３との接続方法は、これに限定されるものではない。
【００４４】
例えば、図３に示すように、パンタグラフ型ばね構造の谷折り部１７のアーム１９がプリント基板７３に固定されるように接続しても良い。アーム１９をプリント基板７３に固定するための具体的な手段は問わず、一般的な接着剤等で固定すると良く、例えば、エポキシ系材料を用いてアーム１９の絶縁体１２とプリント基板７３の表面とを接着すると良い。
【００４５】
このように、パンタグラフ型ばね構造の谷折り部１７のアーム１９がプリント基板７３に固定されることにより、フラットケーブル１００のねじれ方向の変形によるフラットケーブル１００とプリント基板７３との接続部のねじれ方向のひずみの発生を抑制することが可能となる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４７】
図４は本発明の好適な第２の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図であり、図５（ａ），（ｂ）は第１の実施の形態に係るフラットケーブルと第２の実施の形態に係るフラットケーブルの違いを示す図である。
【００４８】
図４、図５（ａ），（ｂ）に示すように、第２の実施の形態に係るフラットケーブル２００は、第１の実施の形態に係るフラットケーブル１００と比べて、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺２１とフラットケーブル本体１３の長手方向に平行な辺２２とのなす角が直角でない点が異なる。
【００４９】
このとき、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺２１とフラットケーブル本体１３の長手方向に平行な辺２２とのなす角が４５度であることが望ましい。
【００５０】
このようにすることで、フラットケーブル本体１３の長手方向からの応力を緩和するだけでなく、幅方向からの応力もフラットケーブル本体１３の端部でより効果的に緩和することができる。即ち、より多方向の外力に対してもばね特性を発揮することが可能となる。
【００５１】
特に、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺２１とフラットケーブル本体１３の長手方向に平行な辺２２とのなす角を４５度とすることにより、フラットケーブル本体１３の長手方向及び幅方向からの応力に対してバランス良く対応することができる。
【００５２】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００５３】
本発明者らは、フラットケーブルが振動する際の接続部の位置の違いによる応力の違いに着目し、フラットケーブル本体の幅方向の両端に振動による応力が集中して、この応力によってフラットケーブルの接続部がフラットケーブル本体の幅方向の両端から中央にかけて徐々にプリント基板から離間してしまうことを見出した。
【００５４】
この問題を解決するために発明されたのが、第３の実施の形態にかかるフラットケーブルである。
【００５５】
図６は、本発明の好適な第３の実施の形態に係るフラットケーブルにおいて折り曲げ部を形成した後の状態を示す図である。
【００５６】
図６に示すように、第３の実施の形態に係るフラットケーブル３００は、第１の実施の形態に係るフラットケーブル１００と比べて、フラットケーブル本体１３の幅方向において、両端に形成された凹凸の頂点３１の幅Ｗ1が中央に形成された頂点３２の幅Ｗ2よりも大きい点が異なる。
【００５７】
また、フラットケーブル３００では、山折り部１６と谷折り部１７は、フラットケーブル本体１３の幅方向における中心に関して対称に形成されている。
【００５８】
このように、フラットケーブル本体１３の幅方向の両端に形成された凹凸の頂点３１の幅Ｗ1を中央に形成された頂点３２の幅Ｗ2よりも大きくすることで、フラットケーブル本体１３の幅方向の両端に集中する応力を緩和することができるため、フラットケーブル３００とプリント基板７３との接続を維持することができる。
【００５９】
また、フラットケーブル本体１３の端部に山折り部１６と谷折り部１７とがフラットケーブル本体１３の幅方向における中心に関して対称に形成されていることにより、フラットケーブル本体１３の端部の剛性が不均一になることを防止することができるため、フラットケーブル本体１３の端部において振動を効果的に吸収することができる。
【００６０】
前述の各実施の形態においては、フラットケーブル本体１３の端部、即ち、プリント基板７３との接続部近傍に折り曲げ部１４を形成したが、例えば、長尺フラットケーブルの中央部や、曲げ配線を行っている屈曲部において、同様の折り曲げ部１４を設けるようにしても良い。
【００６１】
また、折り曲げ部１４の頂点を曲げ半径の小さい曲げで構成したが、曲げ半径を大きくし、例えば、Ｓ字構造のような連続的な曲げを施して折り曲げ部１４としても良い。
【００６２】
また、フラットケーブルの接続例としてプリント基板との接続を説明したが、フラットケーブルの接続対象はプリント基板に限定されるものではない。
【００６３】
以上のように、本発明は、フラットケーブルに従来通りの接続構造を適用しながら、フラットケーブル自体にスリットを設け、更にスリット間に配置された導体と絶縁体とを一体に折り曲げてフラットケーブルの厚さ方向に導体と絶縁体とが突出する折り曲げ部を形成することで、フラットケーブルとプリント基板に加わる外力を緩和する機構を構成したものであり、追加部品を必要としない簡便な構造で、フラットケーブル自体に高いばね性能を与えることができ、フラットケーブルとプリント基板に高い信頼性を確保できる。
【００６４】
なお、昨今、電子部品の更なる小型化に加えて、高集積化、高機能化を目的として、プリント基板同士の電気的接続に用いられるフラットケーブルは、従来の電気信号を伝送することのみならず、電力供給を電気信号の伝送と同時に行う試みも検討されている。
【００６５】
電気信号のみの伝送用途の場合、配線材中に流れる電流量は僅かであるため、このような電気信号のみの伝送用途のフラットケーブルにはその絶縁体の厚さを薄くした（簿肉にした）簿肉フラットケーブルが用いられている。簿肉フラットケーブルは電力供給用の配線材に比べ一般に抵抗が高いが、電流量が僅かであるため、電流量に起因して発生するジュール熱は無視できる程度であった。
【００６６】
しかしながら、電力供給のための配線材としてフラットケーブルを用いた場合、配線材中に流れる電流量が信号伝送用よりも一般に大きく、発熱が問題となるため、フラットケーブルの全体、若しくは、一部に関して、絶縁体の厚さを厚肉化する必要がある。
【００６７】
絶縁体の厚さを厚くすると、フラットケーブルの剛性が更に高まるが、本発明の構成を採用すれば、厚さが厚くなってもフラットケーブルの端部にて振動等を吸収することができるので、外力に対する耐性を低下しにくくすることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００ フラットケーブル
１１ 導体
１２ 絶縁体
１３ フラットケーブル本体
１４ 折り曲げ部
１５ 頂点
１６ 山折り部
１７ 谷折り部
１８ スリット
１９ アーム
２１、２２ 辺
３１、３２ 頂点
７３ プリント基板
７４ コネクタ
７５ 電極配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置された複数の導体と、前記導体の周囲に前記導体を被覆する絶縁体とを備えたフラットケーブル本体からなり、前記フラットケーブル本体の長手方向の端部に、前記導体と前記絶縁体とが一体に折り曲げられて前記フラットケーブル本体の厚さ方向に前記導体と前記絶縁体とが突出する折り曲げ部を有することを特徴とするフラットケーブル。
【請求項２】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って、前記導体と前記絶縁体とが突出する部分の頂点が山折りされてなる山折り部と、前記頂点が谷折りされてなる谷折り部とを有する請求項１に記載のフラットケーブル。
【請求項３】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って複数形成されている請求項２に記載のフラットケーブル。
【請求項４】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って交互に形成されている請求項２又は３のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項５】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向における中心に関して対称に形成されている請求項２〜４のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項６】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向の一端が山折り部で、他端が谷折り部である請求項２〜４のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項７】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向において、両端に形成された頂点の幅が中央に形成された頂点の幅よりも大きい請求項１〜６のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項８】
前記折り曲げ部は、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺と前記フラットケーブル本体の長手方向に平行な辺とのなす角が４５度である請求項１〜７のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項１】
並列に配置された複数の導体と、前記導体の周囲に前記導体を被覆する絶縁体とを備えたフラットケーブル本体からなり、前記フラットケーブル本体の長手方向の端部に、前記導体と前記絶縁体とが一体に折り曲げられて前記フラットケーブル本体の厚さ方向に前記導体と前記絶縁体とが突出する折り曲げ部を有することを特徴とするフラットケーブル。
【請求項２】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って、前記導体と前記絶縁体とが突出する部分の頂点が山折りされてなる山折り部と、前記頂点が谷折りされてなる谷折り部とを有する請求項１に記載のフラットケーブル。
【請求項３】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って複数形成されている請求項２に記載のフラットケーブル。
【請求項４】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向に沿って交互に形成されている請求項２又は３のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項５】
前記山折り部と前記谷折り部は、前記フラットケーブル本体の幅方向における中心に関して対称に形成されている請求項２〜４のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項６】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向の一端が山折り部で、他端が谷折り部である請求項２〜４のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項７】
前記折り曲げ部は、前記フラットケーブル本体の幅方向において、両端に形成された頂点の幅が中央に形成された頂点の幅よりも大きい請求項１〜６のいずれかに記載のフラットケーブル。
【請求項８】
前記折り曲げ部は、山折り或いは谷折りに曲げられた部分の辺と前記フラットケーブル本体の長手方向に平行な辺とのなす角が４５度である請求項１〜７のいずれかに記載のフラットケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６０４０３（Ｐ２０１２−１６０４０３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０１４（Ｐ２０１１−２１０１４）
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２日（２０１１．２．２）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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