導体ケーブル及びその成形方法
【課題】適度な強度を有すると共に、自在に変形でき、その変形した状態のまま形状を保持することができる導体ケーブルを提供する。
【解決手段】本発明に係る導体ケーブルは、導電性を有し、複数の線材５が網組された芯材４と、芯材４を覆い、芯材４より低い融点を有する被覆材６と、を有する。被覆材６は、熱処理による融解後に凝固することで、網組された芯材４を所望の形状に変形したまま当該形状を保持する。被覆材６は、芯材４を構成する線材の外周を一本ずつ覆うように形成される。
【解決手段】本発明に係る導体ケーブルは、導電性を有し、複数の線材５が網組された芯材４と、芯材４を覆い、芯材４より低い融点を有する被覆材６と、を有する。被覆材６は、熱処理による融解後に凝固することで、網組された芯材４を所望の形状に変形したまま当該形状を保持する。被覆材６は、芯材４を構成する線材の外周を一本ずつ覆うように形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板等に配設される導体ケーブル及びその成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が搭載されたカード上もしくはカード間に設けられた電極間を電気的に接続する導体ケーブルにおいて、電源系に使用されるケーブルは、電流量に合わせて太さが決められる。大電流を流すケーブルは、導体が太く、屈曲させることが容易ではない。屈曲させやすい導体ケーブルとしては、帯状をなすように細線状の導体を編んだ網状のケーブルが存在する（特許文献１）。しかしながら、導体が露出したままであると、他の導体ケーブルや部品、筐体等との接触によるショートの危険があるため、このような網状のケーブルは、絶縁材料で被覆することが一般的である。
【０００３】
しかしながら、絶縁被覆を設けることにより、導体ケーブルは屈曲性を損なう。また、屈曲部には絶縁被覆に応力が溜まり、屈曲を戻そうとする力が働くため、導体ケーブルを所望の形状に屈曲させたまま保持することは困難である。
【０００４】
そこで、図１３に示すように、ケーブルの代替構造として導電性の良い金属板、例えば銅板を所望の形状に加工した金属バー２４を使用することができる。金属バー２４は、配線基板２１に設けられた実装部品２２の間を這わせるように配設され、電極２３に接続される。
【０００５】
また、特許文献２には、内部に挿入されたはんだのリボンコアの外周が、網組されたケーブルによって覆われた導体ケーブルの構成が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、複数の同軸線の外周が一括してはんだで接続された導体ケーブルの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７４６８９号公報
【特許文献２】特開平０８−２４９９２８号公報
【特許文献３】特開２００３−１２３５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１３に示される金属バー２４は、予め所望の形状に加工する必要がある。そのため、電極２３が配置される位置が異なる配線基板においては、同じ金属バー２４を使用することができず、個別にそれぞれ設計・製造する必要があり、製造コストやリードタイムという点で欠点があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された導体ケーブルでは、熱処理により内部のはんだが融解すると、内部のはんだが外周を覆う網組されたケーブルに流れ込み、内部が中空となる。このため、特許文献２に開示された導体ケーブルでは、はんだを融解させた後において、導体ケーブルの十分な強度を確保できない。
【００１０】
また、特許文献３に開示された導体ケーブルでは、複数の同軸線がはんだにより一体化されて被覆されているため、はんだを融解する前には、任意の形状に導体ケーブルを屈曲させることができない。
【００１１】
よって、本発明は、このような問題点に対してなされたものであり、十分な強度を有すると共に、任意の形状に屈曲させたまま、その形状を保持することができる導体ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る導体ケーブルは、導電性を有し、複数の線材が網組された芯材と、前記芯材を覆い、前記芯材より低い融点を有する被覆材と、を有する。前記被覆材は、熱処理による融解後に凝固することで、網組された前記芯材を所望の形状に変形したまま当該形状を保持する、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る導体ケーブルの成形方法は、導電性を有し複数の線材が網組された芯材と、前記芯材を覆い前記芯材より低い融点を有する被覆材と、を備えた導体ケーブルの成形方法であって、当該導体ケーブルを所望の形状に変形させた状態で、熱処理により前記被覆材を融解した後、前記被覆材を凝固させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る導体ケーブルによれば、十分な強度を有すると共に、任意の形状に屈曲させたまま、その形状を保持することができる導体ケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１にかかる導体ケーブルの構成例を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】実施の形態２にかかる導体ケーブルの被覆材６を形成する前の状態を示す図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】実施の形態２にかかる導体ケーブルの被覆材６を形成した後の状態を示す図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】実施の形態１にかかる導体ケーブル１の全体構成を示す斜視図である。
【図８】実施の形態１にかかる導体ケーブル１の網状ケーブル２を構成する複数の線材５のうち、１本の線材５の断面を示す図である。
【図９】実施の形態１にかかる導体ケーブル１を所望の形状に屈曲させる前の状態を示す図である。
【図１０】実施の形態１にかかる導体ケーブル１を所望の形状に屈曲された後の状態を示す図である。
【図１１】実施の形態１にかかる導体ケーブル１を屈曲させた状態で被覆材６を融解した後の状態を示す図である。
【図１２】実施の形態１にかかる導体ケーブル１が実装された配線基板１３の斜視図である。
【図１３】従来の金属バー２４が実装された配線基板２１を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照し、本発明の最良な実施の形態について説明する。本発明の実施の形態に係る導体ケーブルは、導電性を有し、複数の線材が網組された芯材と、芯材を覆い、芯材より低い融点を有する被覆材と、を有している。被覆材は、熱処理による融解後に凝固することで、網組された芯材を所望の形状に変形したまま当該形状を保持するよう構成されている。
【００１７】
このような導体ケーブルの具体的な構成として、図１及び図２に、本発明の実施の形態１に係る導体ケーブルを示し、図３乃至図６に、実施の形態２に係る導体ケーブルを示す。
【００１８】
図１は、実施の形態１に係る導体ケーブル１の平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図１に示すように、実施の形態１では、複数の棒状の線材５が網状に編みこまれ、芯材４が構成されている。ここで、芯材４とは、被覆材６が形成されていない線材５の集合体を示すものとする。実施の形態１では、芯材４を覆う被覆材６は、図２に示すように線材５の一本一本の外周に形成されている。なお、被覆材６が形成された芯材４全体を網状ケーブル２と呼ぶ。
【００１９】
一方、実施の形態２では、被覆材６は線材５の一本一本には形成されておらず、芯材４の全体を覆うように形成されている。図３及び図４は、実施の形態２に係る導体ケーブルの、被覆材６を形成する前の状態の平面図及びその断面図を示しており、図５及び図６は、被覆材６を形成した後の状態の平面図及び断面図を示している。
【００２０】
図３及び図４に示すように、実施の形態２に係る導体ケーブルの線材５は、実施の形態１と同様に網目状に編みこまれている。芯材４は、複数の線材５が編みこまれることにより形成されている。このように形成された芯材４には、図５及び図６に示すように、編み込まれた複数の線材５を一体化するように、芯材４の全体に被覆材６が形成されている。
【００２１】
ここで、被覆材６の厚みは、芯材４を屈曲させることができる程度に薄く形成されている。なお、図５では、芯材４の全体に被覆材６が形成されているが、被覆材６は芯材４の全体に形成する必要はなく、後述する屈曲部だけに、被覆材６を形成することも可能である。これにより、実装する配線基板の形状に合わせて、必要な箇所にのみ被覆材６を形成することができる。
【００２２】
上記に示した実施の形態１と実施の形態２は、被覆材６の形成される場所が異なるのみであり、導体ケーブルの成形方法や設置方法はほぼ同じである。そのため、以下では、実施の形態１を例として以下に、詳細な本発明の説明を行うものとする。
【００２３】
実施の形態１．
図７は、本発明の実施の形態１に係る導体ケーブル１の全体構成を示す図である。この導体ケーブル１は、図１及び図２に示した網状ケーブル２と、網状ケーブル２の両端に設けられた端子３を備えている。網状ケーブル２は、複数の線材５を編み込むことで、大きな電流を流すことが可能である。網状ケーブル２は、線材５が編み込まれる構成により、線材５同士がある程度可動することができる。そのため、網状ケーブル２は、屈曲性に優れ、柔軟性を備えている。
【００２４】
また、網状ケーブル２は、帯状に形成されている。そのため、網状ケーブル２は、帯が折りたたまれる方向へは曲げ易く、帯がよじれる方向へは曲がりにくい。これにより、後述するように、配線基板に導体ケーブル１を設置する場合には、曲がり易い一方向のみ導体ケーブル１を支持すればよいため、配線基板に装着しやすいという利点がある。なお、網状ケーブル２の形状は、帯状に形成する必要はなく、任意の形状に形成することができる。例えば、網状ケーブル２は、線材を紐状に編みこむこともできる。
【００２５】
網状ケーブル２の両端には、端子３が取り付けられている。端子３は、銅材もしくは黄銅といった電気電導性に優れた材料が好ましい。端子３は、例えば、網状ケーブル２を挟み込んで圧着する構造や、はんだ付けにより固定接続する構造が採用される。
【００２６】
図８は、網状ケーブル２を構成する１本の線材５の断面図を示す図である。図１及び図２で説明したように、実施の形態１では、１本の線材５の外周に被覆材６が施されている。この被覆材６を施した線材５を網状に編み込むことで、図７に示す太幅の網状ケーブル２が形成されている。
【００２７】
網状ケーブル２を構成する線材５の１本の太さや、編み込む本数は、必要とされる電流量に合わせて設定すればよい。例えば、線材５の直径を０．２６ｍｍとし、１０４本を編んで束ねることにより、導体の太さを示すために広く使用されているＡＷＧ(Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗｉｒｅ Ｇａｕｇｅ)で＃８相当の太さになる。
【００２８】
線材５は、例えば、銅細線により構成することができる。線材５の直径は、導体ケーブル１を屈曲させやすいよう、より細いことが好ましいが、低抵抗とするためにある程度の太さを確保する必要がある。そのため、この相反する条件をいずれも満たすよう、線材５の直径は、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２９】
それぞれの線材５には、被覆材６を融解させた後に十分な強度が確保できるよう、約３０〜５０μｍ程度の被覆材６が施されている。前述したように、被覆材６は、内部の線材５の融点よりも低い融点を有している。被覆材６は、導体ケーブル１の抵抗値を低減させるため、導電体であることが好ましい。
【００３０】
具体的には、被覆材６には、はんだめっきを用いることができる。より具体的には、被覆材６は、鉛を含まない無鉛はんだが対環境性として好ましく、一般的に使用されるＳｎ−Ｃｕ系のはんだを選択するのが好ましい。
【００３１】
次に、このように構成された導体ケーブル１の成形方法について説明する。図９は、実施の形態１にかかる導体ケーブル１を所望の形状に屈曲させる前の状態を示す図である。導体ケーブル１の網状ケーブル２は、任意の形状に屈曲させることができるようフレキシブル性を有している。導体ケーブル１は、図１０に示すように、帯を折りたたむ方向へは任意の箇所（屈曲部１０）で屈曲が可能である。
【００３２】
電子部品が搭載されたカードの電極間や、異なるカードの電極間が直線で結べる場合には、金属製の部材や、屈曲性の無いケーブルでも容易に接続することが可能である。しかしながら、接続する電極間が直線上にない場合には、自由に屈曲する網状ケーブル２が有効である。具体的には、網状ケーブル２をカードの部品の突起物や筐体の突起を避けるように任意の形状に屈曲させ、配線基板上に導体ケーブル１を這わせる。
【００３３】
ここで、図１０に示すように、網状ケーブル２を任意の位置で屈曲させた状態では、屈曲部１０の線材５及び被覆材６が元に戻ろうとする力が働く。そのため、導体ケーブル１では、屈曲位置が変動し、電子部品や筐体に接触したり、別のケーブルと接触したりする危険があり、電気ショートといった問題が発生するおそれがある。そこで、屈曲部１０に熱を印加し、網状ケーブル２の線材５の表面に施されている被覆材６を溶融させる。
【００３４】
ここで、被覆材６の素材がＳｎ−０．７ｗｔ％Ｃｕである場合、Ｓｎ−０．７ｗｔ％Ｃｕの融点は約２３０℃である。そのため、少なくとも屈曲部１０全体を、被覆材６の融点よりも高く、線材５の融点よりも低い、２４０〜２５０℃に加熱する。すると、線材５の表面の被覆材６は溶融し、網状ケーブル２の加熱部は、溶融した被覆材６の素材で覆われる。その後、網状ケーブル２を冷却し、被覆材６を凝固させる。なお、熱処理を行う部分は、少なくとも屈曲部１０を含んでいればよく、全体を加熱してもよい。図１１においては、全体に対して上記の熱処理を実施した後の導体ケーブル１を示すものとする。
【００３５】
図１１に示す熱処理後の網状ケーブル２においては、隣接する線材５同士は、屈曲した状態で被覆材６により一体化される。線材５は、熱処理によってはほとんど融解していないため、屈曲された状態から直線状のもとの形状に復元しようとするが、熱処理により融解後凝固した被覆材６は、変形後の形状を保とうとする。このため、線材５の復元は被覆材６によって阻止され、導体ケーブル１は、所望の形状に屈曲したまま保持される。
【００３６】
次に、このように成形される実施の形態１に係る導体ケーブル１の実装例について説明する。導体ケーブル１は、図１２に示すように、配線基板１３等に実装される。配線基板１３上には、多くの実装部品１４が搭載されている。基板上の電極１５間をケーブル等で接続する場合には、図のように実装部品１４を避けるように導体ケーブル１を這わせる必要がある。
【００３７】
実施の形態１に係る導体ケーブル１は、被覆材６の熱処理前においては屈曲可能であるため、実装部品１４の隙間を自由に這わすことができる。この状態で、網状ケーブル２を加熱することにより被覆材６を溶融し、その後凝固させることにより、網状ケーブル２を所望の形状に保持することができる。これによって、網状ケーブル２と実装部品間の間に所定の隙間を確保することが可能となり、両部材によるショートの発生を防ぐことができる。
【００３８】
なお、被覆材６を溶融させる加熱方法としては、熱風を加えたり、遠赤外線ヒータで加熱するという方法がよい。また、予め所望の形状が決まっている場合には、成形したい形状に溝を設けた耐熱性の成形型に導体ケーブル１をはめ込み、はんだ溶融温度まで全体を加熱する工法も有効である。
【００３９】
続いて、実施の形態１に係る導体ケーブル１の効果について説明する。本実施の形態１に係る導体ケーブル１は、線材５が編みこまれた網状ケーブル２を有している。線材５は、導体ケーブル１が屈曲された状態では、ある程度可動することができるため、網状ケーブル２は良好なフレキシブル性を備える。これにより、導体ケーブル１は、所望の形状に屈曲させることができ、実装する配線基板１３に合わせて任意の形状に変形させることができる。
【００４０】
また、線材５には、被覆材６が施されているため、屈曲部１０に対して熱処理を行うことで、被覆材６を一時的に溶融させ、その後、屈曲部１０を凝固させることで、導体ケーブル１を所望の形状に屈曲させたまま、その形状を保持することができる。
【００４１】
また、線材５の外周には十分な被覆材６が施されているため、被覆材６が融解後、凝固することで所望の形状のまま線材５を保持することができる。そのため、導体ケーブル１を所望の形状に成形した後においても、導体ケーブル１の十分な強度を確保することができる。
【００４２】
また、線材５には、一本ずつ被覆材６が配されているため、被覆材６の融解後には、網組された線材５に均一に被覆材６が形成される。さらに、線材５を一本ずつ被覆材６で覆うことにより、網組された線材５全体に被覆材を形成するよりも、高い屈曲性を維持したまま、十分な量の被覆材６を線材５に配することができる。
【００４３】
このように、本実施の形態１に係る導体ケーブル１を図１２に示す配線基板１３に配する際には、直線上にない電極１５間を、屈曲可能な構成により容易に接続することができる。また、導体ケーブル１は、融解後に凝固した被覆材６によって屈曲部１０の形状が保持されているため、導体部が電子部品や筐体に接触するといった危険がない。また、導体ケーブル１は、十分な被覆材６を施すことで、所望の形状に成形後も十分な強度を確保しており、配線基板１３の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
また、熱処理は、他の実装部品１４に影響を与えないよう、より低温、かつ、短時間で行うことが好ましいが、被覆材６の融点は線材５の融点よりも低いため、線材５を変形させる程度の高温の熱処理を行わなくても、被覆材６を変形させるのに十分な温度の熱処理を行うことで、線材５の形状を所望の形状に変形させることができる。
【００４５】
変形例．
上記の実施の形態１において被覆材６をはんだめっきにより構成した場合、網状ケーブル２の被覆材６を溶融させる工程においては、大気中においての熱風加熱や遠赤外線ヒータ加熱では、被覆材６の表面の酸化状態により、良好なはんだ溶融状態が得られない可能性がある。そこで、はんだ加熱溶融時に、はんだ表面の酸化膜を除去する機能を有するフラックスを網状ケーブル２に予め塗布浸透させておく。
【００４６】
これにより、加熱溶融時に良好な被覆材６の溶融状態が得られる。また、良好な被覆材６の融解状態を経ることで、冷却後においても良好なはんだによる線材５の一体化が可能となる。なお、予めフラックスを塗布浸透しなくとも、加熱時に液状フラックス塗布する工程を設けることによっても、本問題を解決することができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００４８】
また、上記の実施の形態１に係る導体ケーブル１では、網組された線材５の全てに被覆材６が形成されているが、網組された線材５の中に、被覆材６が形成された線材５が含まれていればよい。例えば、半分の線材５にのみ、被覆材６が形成されているような構成であってもよい。
【００４９】
また、上記の実施の形態１に係る導体ケーブル１では、被覆材６は、導電体を例として説明したが、被覆材６は、非導電体であってもよい。具体的には、被覆材６として、樹脂等を用いることができる。樹脂は、はんだめっき等に比べ融点が低いため、導体ケーブル１に熱処理の温度を高温とする必要がない。そのため、配線基板１３に導体ケーブル１を配設する場合には、熱処理によって生じる他の実装部品１４のへ影響を低減させることができる。
【００５０】
なお、上記で説明した実施の形態１の変形例等は、実施の形態２にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 導体ケーブル
２ 網状ケーブル
３ 端子
４ 芯材
５ 線材
６ 被覆材
１０ 屈曲部
１３、２１ 配線基板
１４、２２ 実装部品
１５、２３ 電極
２４ 金属バー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板等に配設される導体ケーブル及びその成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が搭載されたカード上もしくはカード間に設けられた電極間を電気的に接続する導体ケーブルにおいて、電源系に使用されるケーブルは、電流量に合わせて太さが決められる。大電流を流すケーブルは、導体が太く、屈曲させることが容易ではない。屈曲させやすい導体ケーブルとしては、帯状をなすように細線状の導体を編んだ網状のケーブルが存在する（特許文献１）。しかしながら、導体が露出したままであると、他の導体ケーブルや部品、筐体等との接触によるショートの危険があるため、このような網状のケーブルは、絶縁材料で被覆することが一般的である。
【０００３】
しかしながら、絶縁被覆を設けることにより、導体ケーブルは屈曲性を損なう。また、屈曲部には絶縁被覆に応力が溜まり、屈曲を戻そうとする力が働くため、導体ケーブルを所望の形状に屈曲させたまま保持することは困難である。
【０００４】
そこで、図１３に示すように、ケーブルの代替構造として導電性の良い金属板、例えば銅板を所望の形状に加工した金属バー２４を使用することができる。金属バー２４は、配線基板２１に設けられた実装部品２２の間を這わせるように配設され、電極２３に接続される。
【０００５】
また、特許文献２には、内部に挿入されたはんだのリボンコアの外周が、網組されたケーブルによって覆われた導体ケーブルの構成が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、複数の同軸線の外周が一括してはんだで接続された導体ケーブルの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７４６８９号公報
【特許文献２】特開平０８−２４９９２８号公報
【特許文献３】特開２００３−１２３５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１３に示される金属バー２４は、予め所望の形状に加工する必要がある。そのため、電極２３が配置される位置が異なる配線基板においては、同じ金属バー２４を使用することができず、個別にそれぞれ設計・製造する必要があり、製造コストやリードタイムという点で欠点があった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された導体ケーブルでは、熱処理により内部のはんだが融解すると、内部のはんだが外周を覆う網組されたケーブルに流れ込み、内部が中空となる。このため、特許文献２に開示された導体ケーブルでは、はんだを融解させた後において、導体ケーブルの十分な強度を確保できない。
【００１０】
また、特許文献３に開示された導体ケーブルでは、複数の同軸線がはんだにより一体化されて被覆されているため、はんだを融解する前には、任意の形状に導体ケーブルを屈曲させることができない。
【００１１】
よって、本発明は、このような問題点に対してなされたものであり、十分な強度を有すると共に、任意の形状に屈曲させたまま、その形状を保持することができる導体ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る導体ケーブルは、導電性を有し、複数の線材が網組された芯材と、前記芯材を覆い、前記芯材より低い融点を有する被覆材と、を有する。前記被覆材は、熱処理による融解後に凝固することで、網組された前記芯材を所望の形状に変形したまま当該形状を保持する、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る導体ケーブルの成形方法は、導電性を有し複数の線材が網組された芯材と、前記芯材を覆い前記芯材より低い融点を有する被覆材と、を備えた導体ケーブルの成形方法であって、当該導体ケーブルを所望の形状に変形させた状態で、熱処理により前記被覆材を融解した後、前記被覆材を凝固させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る導体ケーブルによれば、十分な強度を有すると共に、任意の形状に屈曲させたまま、その形状を保持することができる導体ケーブルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１にかかる導体ケーブルの構成例を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】実施の形態２にかかる導体ケーブルの被覆材６を形成する前の状態を示す図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】実施の形態２にかかる導体ケーブルの被覆材６を形成した後の状態を示す図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】実施の形態１にかかる導体ケーブル１の全体構成を示す斜視図である。
【図８】実施の形態１にかかる導体ケーブル１の網状ケーブル２を構成する複数の線材５のうち、１本の線材５の断面を示す図である。
【図９】実施の形態１にかかる導体ケーブル１を所望の形状に屈曲させる前の状態を示す図である。
【図１０】実施の形態１にかかる導体ケーブル１を所望の形状に屈曲された後の状態を示す図である。
【図１１】実施の形態１にかかる導体ケーブル１を屈曲させた状態で被覆材６を融解した後の状態を示す図である。
【図１２】実施の形態１にかかる導体ケーブル１が実装された配線基板１３の斜視図である。
【図１３】従来の金属バー２４が実装された配線基板２１を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照し、本発明の最良な実施の形態について説明する。本発明の実施の形態に係る導体ケーブルは、導電性を有し、複数の線材が網組された芯材と、芯材を覆い、芯材より低い融点を有する被覆材と、を有している。被覆材は、熱処理による融解後に凝固することで、網組された芯材を所望の形状に変形したまま当該形状を保持するよう構成されている。
【００１７】
このような導体ケーブルの具体的な構成として、図１及び図２に、本発明の実施の形態１に係る導体ケーブルを示し、図３乃至図６に、実施の形態２に係る導体ケーブルを示す。
【００１８】
図１は、実施の形態１に係る導体ケーブル１の平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図１に示すように、実施の形態１では、複数の棒状の線材５が網状に編みこまれ、芯材４が構成されている。ここで、芯材４とは、被覆材６が形成されていない線材５の集合体を示すものとする。実施の形態１では、芯材４を覆う被覆材６は、図２に示すように線材５の一本一本の外周に形成されている。なお、被覆材６が形成された芯材４全体を網状ケーブル２と呼ぶ。
【００１９】
一方、実施の形態２では、被覆材６は線材５の一本一本には形成されておらず、芯材４の全体を覆うように形成されている。図３及び図４は、実施の形態２に係る導体ケーブルの、被覆材６を形成する前の状態の平面図及びその断面図を示しており、図５及び図６は、被覆材６を形成した後の状態の平面図及び断面図を示している。
【００２０】
図３及び図４に示すように、実施の形態２に係る導体ケーブルの線材５は、実施の形態１と同様に網目状に編みこまれている。芯材４は、複数の線材５が編みこまれることにより形成されている。このように形成された芯材４には、図５及び図６に示すように、編み込まれた複数の線材５を一体化するように、芯材４の全体に被覆材６が形成されている。
【００２１】
ここで、被覆材６の厚みは、芯材４を屈曲させることができる程度に薄く形成されている。なお、図５では、芯材４の全体に被覆材６が形成されているが、被覆材６は芯材４の全体に形成する必要はなく、後述する屈曲部だけに、被覆材６を形成することも可能である。これにより、実装する配線基板の形状に合わせて、必要な箇所にのみ被覆材６を形成することができる。
【００２２】
上記に示した実施の形態１と実施の形態２は、被覆材６の形成される場所が異なるのみであり、導体ケーブルの成形方法や設置方法はほぼ同じである。そのため、以下では、実施の形態１を例として以下に、詳細な本発明の説明を行うものとする。
【００２３】
実施の形態１．
図７は、本発明の実施の形態１に係る導体ケーブル１の全体構成を示す図である。この導体ケーブル１は、図１及び図２に示した網状ケーブル２と、網状ケーブル２の両端に設けられた端子３を備えている。網状ケーブル２は、複数の線材５を編み込むことで、大きな電流を流すことが可能である。網状ケーブル２は、線材５が編み込まれる構成により、線材５同士がある程度可動することができる。そのため、網状ケーブル２は、屈曲性に優れ、柔軟性を備えている。
【００２４】
また、網状ケーブル２は、帯状に形成されている。そのため、網状ケーブル２は、帯が折りたたまれる方向へは曲げ易く、帯がよじれる方向へは曲がりにくい。これにより、後述するように、配線基板に導体ケーブル１を設置する場合には、曲がり易い一方向のみ導体ケーブル１を支持すればよいため、配線基板に装着しやすいという利点がある。なお、網状ケーブル２の形状は、帯状に形成する必要はなく、任意の形状に形成することができる。例えば、網状ケーブル２は、線材を紐状に編みこむこともできる。
【００２５】
網状ケーブル２の両端には、端子３が取り付けられている。端子３は、銅材もしくは黄銅といった電気電導性に優れた材料が好ましい。端子３は、例えば、網状ケーブル２を挟み込んで圧着する構造や、はんだ付けにより固定接続する構造が採用される。
【００２６】
図８は、網状ケーブル２を構成する１本の線材５の断面図を示す図である。図１及び図２で説明したように、実施の形態１では、１本の線材５の外周に被覆材６が施されている。この被覆材６を施した線材５を網状に編み込むことで、図７に示す太幅の網状ケーブル２が形成されている。
【００２７】
網状ケーブル２を構成する線材５の１本の太さや、編み込む本数は、必要とされる電流量に合わせて設定すればよい。例えば、線材５の直径を０．２６ｍｍとし、１０４本を編んで束ねることにより、導体の太さを示すために広く使用されているＡＷＧ(Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗｉｒｅ Ｇａｕｇｅ)で＃８相当の太さになる。
【００２８】
線材５は、例えば、銅細線により構成することができる。線材５の直径は、導体ケーブル１を屈曲させやすいよう、より細いことが好ましいが、低抵抗とするためにある程度の太さを確保する必要がある。そのため、この相反する条件をいずれも満たすよう、線材５の直径は、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２９】
それぞれの線材５には、被覆材６を融解させた後に十分な強度が確保できるよう、約３０〜５０μｍ程度の被覆材６が施されている。前述したように、被覆材６は、内部の線材５の融点よりも低い融点を有している。被覆材６は、導体ケーブル１の抵抗値を低減させるため、導電体であることが好ましい。
【００３０】
具体的には、被覆材６には、はんだめっきを用いることができる。より具体的には、被覆材６は、鉛を含まない無鉛はんだが対環境性として好ましく、一般的に使用されるＳｎ−Ｃｕ系のはんだを選択するのが好ましい。
【００３１】
次に、このように構成された導体ケーブル１の成形方法について説明する。図９は、実施の形態１にかかる導体ケーブル１を所望の形状に屈曲させる前の状態を示す図である。導体ケーブル１の網状ケーブル２は、任意の形状に屈曲させることができるようフレキシブル性を有している。導体ケーブル１は、図１０に示すように、帯を折りたたむ方向へは任意の箇所（屈曲部１０）で屈曲が可能である。
【００３２】
電子部品が搭載されたカードの電極間や、異なるカードの電極間が直線で結べる場合には、金属製の部材や、屈曲性の無いケーブルでも容易に接続することが可能である。しかしながら、接続する電極間が直線上にない場合には、自由に屈曲する網状ケーブル２が有効である。具体的には、網状ケーブル２をカードの部品の突起物や筐体の突起を避けるように任意の形状に屈曲させ、配線基板上に導体ケーブル１を這わせる。
【００３３】
ここで、図１０に示すように、網状ケーブル２を任意の位置で屈曲させた状態では、屈曲部１０の線材５及び被覆材６が元に戻ろうとする力が働く。そのため、導体ケーブル１では、屈曲位置が変動し、電子部品や筐体に接触したり、別のケーブルと接触したりする危険があり、電気ショートといった問題が発生するおそれがある。そこで、屈曲部１０に熱を印加し、網状ケーブル２の線材５の表面に施されている被覆材６を溶融させる。
【００３４】
ここで、被覆材６の素材がＳｎ−０．７ｗｔ％Ｃｕである場合、Ｓｎ−０．７ｗｔ％Ｃｕの融点は約２３０℃である。そのため、少なくとも屈曲部１０全体を、被覆材６の融点よりも高く、線材５の融点よりも低い、２４０〜２５０℃に加熱する。すると、線材５の表面の被覆材６は溶融し、網状ケーブル２の加熱部は、溶融した被覆材６の素材で覆われる。その後、網状ケーブル２を冷却し、被覆材６を凝固させる。なお、熱処理を行う部分は、少なくとも屈曲部１０を含んでいればよく、全体を加熱してもよい。図１１においては、全体に対して上記の熱処理を実施した後の導体ケーブル１を示すものとする。
【００３５】
図１１に示す熱処理後の網状ケーブル２においては、隣接する線材５同士は、屈曲した状態で被覆材６により一体化される。線材５は、熱処理によってはほとんど融解していないため、屈曲された状態から直線状のもとの形状に復元しようとするが、熱処理により融解後凝固した被覆材６は、変形後の形状を保とうとする。このため、線材５の復元は被覆材６によって阻止され、導体ケーブル１は、所望の形状に屈曲したまま保持される。
【００３６】
次に、このように成形される実施の形態１に係る導体ケーブル１の実装例について説明する。導体ケーブル１は、図１２に示すように、配線基板１３等に実装される。配線基板１３上には、多くの実装部品１４が搭載されている。基板上の電極１５間をケーブル等で接続する場合には、図のように実装部品１４を避けるように導体ケーブル１を這わせる必要がある。
【００３７】
実施の形態１に係る導体ケーブル１は、被覆材６の熱処理前においては屈曲可能であるため、実装部品１４の隙間を自由に這わすことができる。この状態で、網状ケーブル２を加熱することにより被覆材６を溶融し、その後凝固させることにより、網状ケーブル２を所望の形状に保持することができる。これによって、網状ケーブル２と実装部品間の間に所定の隙間を確保することが可能となり、両部材によるショートの発生を防ぐことができる。
【００３８】
なお、被覆材６を溶融させる加熱方法としては、熱風を加えたり、遠赤外線ヒータで加熱するという方法がよい。また、予め所望の形状が決まっている場合には、成形したい形状に溝を設けた耐熱性の成形型に導体ケーブル１をはめ込み、はんだ溶融温度まで全体を加熱する工法も有効である。
【００３９】
続いて、実施の形態１に係る導体ケーブル１の効果について説明する。本実施の形態１に係る導体ケーブル１は、線材５が編みこまれた網状ケーブル２を有している。線材５は、導体ケーブル１が屈曲された状態では、ある程度可動することができるため、網状ケーブル２は良好なフレキシブル性を備える。これにより、導体ケーブル１は、所望の形状に屈曲させることができ、実装する配線基板１３に合わせて任意の形状に変形させることができる。
【００４０】
また、線材５には、被覆材６が施されているため、屈曲部１０に対して熱処理を行うことで、被覆材６を一時的に溶融させ、その後、屈曲部１０を凝固させることで、導体ケーブル１を所望の形状に屈曲させたまま、その形状を保持することができる。
【００４１】
また、線材５の外周には十分な被覆材６が施されているため、被覆材６が融解後、凝固することで所望の形状のまま線材５を保持することができる。そのため、導体ケーブル１を所望の形状に成形した後においても、導体ケーブル１の十分な強度を確保することができる。
【００４２】
また、線材５には、一本ずつ被覆材６が配されているため、被覆材６の融解後には、網組された線材５に均一に被覆材６が形成される。さらに、線材５を一本ずつ被覆材６で覆うことにより、網組された線材５全体に被覆材を形成するよりも、高い屈曲性を維持したまま、十分な量の被覆材６を線材５に配することができる。
【００４３】
このように、本実施の形態１に係る導体ケーブル１を図１２に示す配線基板１３に配する際には、直線上にない電極１５間を、屈曲可能な構成により容易に接続することができる。また、導体ケーブル１は、融解後に凝固した被覆材６によって屈曲部１０の形状が保持されているため、導体部が電子部品や筐体に接触するといった危険がない。また、導体ケーブル１は、十分な被覆材６を施すことで、所望の形状に成形後も十分な強度を確保しており、配線基板１３の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
また、熱処理は、他の実装部品１４に影響を与えないよう、より低温、かつ、短時間で行うことが好ましいが、被覆材６の融点は線材５の融点よりも低いため、線材５を変形させる程度の高温の熱処理を行わなくても、被覆材６を変形させるのに十分な温度の熱処理を行うことで、線材５の形状を所望の形状に変形させることができる。
【００４５】
変形例．
上記の実施の形態１において被覆材６をはんだめっきにより構成した場合、網状ケーブル２の被覆材６を溶融させる工程においては、大気中においての熱風加熱や遠赤外線ヒータ加熱では、被覆材６の表面の酸化状態により、良好なはんだ溶融状態が得られない可能性がある。そこで、はんだ加熱溶融時に、はんだ表面の酸化膜を除去する機能を有するフラックスを網状ケーブル２に予め塗布浸透させておく。
【００４６】
これにより、加熱溶融時に良好な被覆材６の溶融状態が得られる。また、良好な被覆材６の融解状態を経ることで、冷却後においても良好なはんだによる線材５の一体化が可能となる。なお、予めフラックスを塗布浸透しなくとも、加熱時に液状フラックス塗布する工程を設けることによっても、本問題を解決することができる。
【００４７】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００４８】
また、上記の実施の形態１に係る導体ケーブル１では、網組された線材５の全てに被覆材６が形成されているが、網組された線材５の中に、被覆材６が形成された線材５が含まれていればよい。例えば、半分の線材５にのみ、被覆材６が形成されているような構成であってもよい。
【００４９】
また、上記の実施の形態１に係る導体ケーブル１では、被覆材６は、導電体を例として説明したが、被覆材６は、非導電体であってもよい。具体的には、被覆材６として、樹脂等を用いることができる。樹脂は、はんだめっき等に比べ融点が低いため、導体ケーブル１に熱処理の温度を高温とする必要がない。そのため、配線基板１３に導体ケーブル１を配設する場合には、熱処理によって生じる他の実装部品１４のへ影響を低減させることができる。
【００５０】
なお、上記で説明した実施の形態１の変形例等は、実施の形態２にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 導体ケーブル
２ 網状ケーブル
３ 端子
４ 芯材
５ 線材
６ 被覆材
１０ 屈曲部
１３、２１ 配線基板
１４、２２ 実装部品
１５、２３ 電極
２４ 金属バー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有し、複数の線材が網組された芯材と、
前記芯材を覆い、前記芯材より低い融点を有する被覆材と、を有し、
前記被覆材は、熱処理による融解後に凝固することで、網組された前記芯材を所望の形状に変形したまま当該形状を保持する、導体ケーブル。
【請求項２】
前記被覆材は、当該芯材を構成する前記線材の外周を一本ずつ覆うように形成される、請求項１に記載の導体ケーブル。
【請求項３】
前記被覆材は、網組された前記芯材の全体を覆うように形成される、請求項１に記載の導体ケーブル。
【請求項４】
前記被覆材は、導電性を有する、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項５】
前記被覆材は、はんだである、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項６】
前記被覆材は、フラックスが塗布されている、請求項５に記載の導体ケーブル。
【請求項７】
前記導体ケーブルは、端部に、当該導体ケーブルを外部の電子部品に接続するための端子が設けられている、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項８】
前記芯材は、帯状に形成されている、請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項９】
前記線材の直径は、０．１ｍｍ乃至１ｍｍである、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項１０】
前記被覆材の厚みは、３０乃至５０μｍである、請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項１１】
導電性を有し複数の線材が網組された芯材と、前記芯材を覆い前記芯材より低い融点を有する被覆材と、を備えた導体ケーブルの成形方法であって、
当該導体ケーブルを所望の形状に変形させた状態で、熱処理により前記被覆材を融解した後、前記被覆材を凝固させる、
導体ケーブルの成形方法。
【請求項１２】
前記被覆材を冷却することにより、前記被覆材を凝固させる
請求項１１に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１３】
前記熱処理の温度は、前記芯材の融点よりも低く、前記被覆材の融点よりも高い
請求項１１又は１２に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１４】
前記導体ケーブルの変形された部分にのみ前記熱処理を行う
請求項１１乃至１３のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１５】
前記導体ケーブルの変形された部分を含む前記導体ケーブルの全体について前記熱処理を行う
請求項１１乃至１４のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１６】
前記熱処理は、熱風を加える、又は、遠赤外線ヒータで加熱することにより行う
請求項１１乃至１５のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１７】
当該導体ケーブルを設置する配線基板上に、前記導体ケーブルを屈曲させて設置することで前記導体ケーブルを所望の形状に変形させ、
少なくとも前記導体ケーブルの変形された部分に前記熱処理を行う
請求項１１乃至１６のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１８】
成形型に導体ケーブルをはめ込むことで、当該導体ケーブルを所望の形状に変形させ、
少なくとも前記導体ケーブルの変形された部分に前記熱処理を行う
請求項１１乃至１７のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１９】
前記被覆材は、前記芯材を構成する前記線材の外周を一本ずつ覆うように形成される、請求項１１乃至１８のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１】
導電性を有し、複数の線材が網組された芯材と、
前記芯材を覆い、前記芯材より低い融点を有する被覆材と、を有し、
前記被覆材は、熱処理による融解後に凝固することで、網組された前記芯材を所望の形状に変形したまま当該形状を保持する、導体ケーブル。
【請求項２】
前記被覆材は、当該芯材を構成する前記線材の外周を一本ずつ覆うように形成される、請求項１に記載の導体ケーブル。
【請求項３】
前記被覆材は、網組された前記芯材の全体を覆うように形成される、請求項１に記載の導体ケーブル。
【請求項４】
前記被覆材は、導電性を有する、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項５】
前記被覆材は、はんだである、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項６】
前記被覆材は、フラックスが塗布されている、請求項５に記載の導体ケーブル。
【請求項７】
前記導体ケーブルは、端部に、当該導体ケーブルを外部の電子部品に接続するための端子が設けられている、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項８】
前記芯材は、帯状に形成されている、請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項９】
前記線材の直径は、０．１ｍｍ乃至１ｍｍである、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項１０】
前記被覆材の厚みは、３０乃至５０μｍである、請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の導体ケーブル。
【請求項１１】
導電性を有し複数の線材が網組された芯材と、前記芯材を覆い前記芯材より低い融点を有する被覆材と、を備えた導体ケーブルの成形方法であって、
当該導体ケーブルを所望の形状に変形させた状態で、熱処理により前記被覆材を融解した後、前記被覆材を凝固させる、
導体ケーブルの成形方法。
【請求項１２】
前記被覆材を冷却することにより、前記被覆材を凝固させる
請求項１１に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１３】
前記熱処理の温度は、前記芯材の融点よりも低く、前記被覆材の融点よりも高い
請求項１１又は１２に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１４】
前記導体ケーブルの変形された部分にのみ前記熱処理を行う
請求項１１乃至１３のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１５】
前記導体ケーブルの変形された部分を含む前記導体ケーブルの全体について前記熱処理を行う
請求項１１乃至１４のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１６】
前記熱処理は、熱風を加える、又は、遠赤外線ヒータで加熱することにより行う
請求項１１乃至１５のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１７】
当該導体ケーブルを設置する配線基板上に、前記導体ケーブルを屈曲させて設置することで前記導体ケーブルを所望の形状に変形させ、
少なくとも前記導体ケーブルの変形された部分に前記熱処理を行う
請求項１１乃至１６のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１８】
成形型に導体ケーブルをはめ込むことで、当該導体ケーブルを所望の形状に変形させ、
少なくとも前記導体ケーブルの変形された部分に前記熱処理を行う
請求項１１乃至１７のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【請求項１９】
前記被覆材は、前記芯材を構成する前記線材の外周を一本ずつ覆うように形成される、請求項１１乃至１８のうちいずれか１項に記載の導体ケーブルの成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−５４３７４（Ｐ２０１１−５４３７４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０１４１３（Ｐ２００９−２０１４１３）
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１日（２００９．９．１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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