JP2014011910A - 配線材及び車載電子ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】薄く柔軟性に優れたフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）が車両に搭載される配線材として用いられる場合に、ＦＦＣの柔軟性を損なうことなくＦＦＣが車両の振動によって局部的に過剰に変形することを防止すること。
【解決手段】配線材１０は、車載用の電子ユニット２０に接続されるフレキシブルプリント基板１などのＦＦＣと弾性補強部材２とを備える。弾性補強部材２は、長手方向の形状が直線に沿う基本形状から湾曲線に沿う形状へ弾性変形可能な一連の部材である。弾性補強部材２は、ＦＦＣの表面における一方の端部寄りの部位から他方の端部寄りの部位に亘る領域に接着されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、フレキシブルフラットケーブルを有する配線材及びそれを備える車載電子ユニットに関する。

自動車等の車両に搭載される複数の電子ユニット（車載電子ユニット）は、ケーブルによって接続される。また、特許文献１には、フレキシブルフラットケーブル（テープ電線）が、２つの車載電子ユニットを接続するケーブルとして採用可能なことが示されている。フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）は、可撓性を有するシート状の絶縁体とその絶縁体内に形成された扁平な導体と有する配線材である。

また、ＦＦＣは、導体とともに絶縁体内に埋め込まれた薄い電子デバイスを含む電子回路をさらに備える場合がある。このように電子回路を備えるＦＦＣは、フレキシブルプリント基板又はフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）と称される。なお、本明細書において、フレキシブルプリント基板は、ＦＦＣの一種として記載されている。

ＦＦＣは、非常に薄く、柔軟性及び軽量性に優れているため、狭いスペースにおいて複数の電子ユニットの接続に好適な配線材である。

特開２００４−１５５３１２号公報

しかしながら、柔軟性に優れたＦＦＣは、車両に搭載される複数の電子ユニットの接続に適用された場合、車両の振動によって局部的に過剰に変形する恐れがある。また、ＦＦＣがそのように過剰に変形することは、ＦＦＣの劣化につながるため好ましくない。

本発明は、薄く柔軟性に優れたＦＦＣが車両に搭載される配線材として用いられる場合に、ＦＦＣの柔軟性を損なうことなくＦＦＣが車両の振動によって局部的に過剰に変形することを防止することを目的とする。

本発明の第１態様に係る車載配線材は、以下に示される各構成要素を備える。第１の構成要素は、可撓性を有するシート状の絶縁体とその絶縁体内に形成された扁平な導体と有し、第１の端部及びその反対側の第２の端部各々が２つの車載電子ユニット各々に接続されるフレキシブルフラットケーブルである。第２の構成要素は、長手方向の形状が直線に沿う基本形状から湾曲線に沿う形状へ弾性変形可能な一連の部材であり、上記フレキシブルフラットケーブルの表面における上記第１の端部寄りの部位から上記第２の端部寄りの部位に亘る領域に接着された弾性補強部材である。

本発明の第２態様に係る車載配線材は、第１態様に係る車載配線材の一態様である。第２態様に係る車載配線材において、弾性補強部材は、長手方向に直交する断面が湾曲線に沿う形状で形成された金属の板部材であり、長手方向において稜線をなす部分において上記フレキシブルフラットケーブルの表面に接着されている。

本発明の第３態様に係る車載配線材は、第１態様又は第２態様に係る車載配線材の一態様である。第３態様に係る車載配線材において、上記フレキシブルフラットケーブルは、シート状の上記絶縁体内に形成され２つの上記車載電子ユニットによって共用される回路を含むフレキシブルプリント基板である。

また、本発明は、上記の複数の態様のいずれかに係る車載配線材を備える車載電子ユニットの発明として捉えられてもよい。本発明の第４態様に係る車載電子ユニットは、電子回路が実装された回路基板を収容する筐体と、一端がその回路基板に接続されており、前記筐体から延び出て形成された配線材と、を備えている。その配線材は、上記の各態様のいずれかに係る車載配線材である。

上記の各態様に係る車載配線材が採用されれば、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）に接着された弾性補強部材が、車両の振動によってＦＦＣが局部的に過剰に変形することを防止する。また、弾性補強部材は、それ自体が湾曲形状へ弾性変形可能であるため、ＦＦＣの柔軟性を損なわない。

また、第２の態様によれば、ごく薄く簡素な構造の金属の板部材を弾性補強部材として採用することができる。その結果、弾性補強部材の軽量化及び簡素化が可能となる。

また、第３の態様によれば、２つの車載電子ユニット各々において必要とされる回路が、当該配線材内に設けられ、複数の電子ユニット各々により共用される。その結果、複数の車載電子ユニット全体における回路が簡素化される。

本発明の第１実施形態に係る配線材１０の概略平面図である。 配線材１０の一部の斜視図である。 配線材１０が備える弾性補強部材２の斜視図である。 弾性補強部材２の断面図である。 湾曲した弾性補強部材２の側面図及び正面図である。 本発明の第１実施形態に係る電子ユニット２０の斜視図である。 配線材１０によって接続された電子ユニット２０と他の電子ユニットの第１の斜視図である。 配線材１０によって接続された電子ユニット２０と他の電子ユニットの第２の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る配線材１０Ａの概略平面図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。

＜第１実施形態＞
＜配線材＞
まず、図１〜５を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る配線材１０の構成について説明する。配線材１０は、自動車等の車両に搭載される複数の電子ユニット（車載電子ユニット）を電気的に接続する車載配線材の一例である。図１に示されるように、配線材１０は、フレキシブルプリント基板１と、それに接着された弾性補強部材２とを備えている。以下、フレキシブルプリント基板１のことをＦＰＣ１（Flexible Printed Circuits）と称する。

さらに、図１に示される例においては、配線材１０は、ＦＰＣ１における長手方向の一方の端部及びその反対側の他方の端部の各々に設けられた２つのコネクタ３も備えている。

＜ＦＰＣ＞
ＦＰＣ１は、可撓性を有するシート状の絶縁体１１とその絶縁体１１内に形成された扁平な導体１２と有し、フレキシブルフラットケーブルの一種である。ＦＰＣ１の導体１２は、例えば、錫めっきされた薄い平板状の銅箔などからなる。また、ＦＰＣ１の絶縁体１１は、例えば、並列配置された複数の導体１２を両側から挟み込む２枚の薄い絶縁フィルムなどからなる。この場合、絶縁フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂のフィルムと、導体１２を埋め込むための接着材層とからなる２層構造を有している。

ＦＰＣ１の絶縁体１１を構成する合成樹脂のフィルムの厚みは、例えば、概ね１０マイクロメートルから５０マイクロメートル程度である。同様に、箔状の導体１２の厚みも、例えば、概ね１０マイクロメートルから５０マイクロメートル程度である。

ＦＰＣ１は、その長手方向における両端部のコネクタ３によって２つの車載電子ユニットに接続され、これにより、ＦＰＣ１の導体１２が、２つの車載電子ユニットを電気的に接続する。

さらに、ＦＰＣ１は、シート状の絶縁体１１内に形成された共用回路１３も備えている。この共用回路１３は、ＦＰＣ１の接続先である２つの電子ユニット各々によって共用される回路であり、絶縁体１１内において導体１２と電気的に接続されている。なお、各図において、導体１２及び共用回路１３の描画は簡略化されている。

例えば、共用回路１３が、ＦＰＣ１の接続先である２つの電子ユニット各々が備える定電圧電源回路を制御する電源制御回路を含むことが考えられる。また、ＦＰＣ１の接続先である２つの電子ユニット各々が、後述するワイヤハーネス６（図７，８参照）を通じて相互に通信を行う電子制御ユニットである場合、共用回路１３が、ワイヤハーネス６を通じた通信を制御する通信制御回路を含むことも考えられる。

＜弾性補強部材＞
図３，４に示されるように、弾性補強部材２は、長手方向に直交する断面が湾曲線ＣＬに沿う形状で形成された薄い金属の板部材である。即ち、弾性補強部材２は、均一な厚みの金属の板部材であり、その長手方向に直交する幅方向において湾曲している。そのため、湾曲した凹面をなす第一主面２１は、浅い溝を形成しており、湾曲した凸面をなす第二主面２２の頭頂部２２０は、当該弾性補強部材２の長手方向において稜線をなしている。弾性補強部材２は、例えば、鉄又はステンレスなどを主成分とする金属の板部材である。

上記の構造を有する弾性補強部材２は、巻き取り式の金属製のメジャーと同様に、長手方向の形状が直線に沿う基本形状から湾曲線に沿う形状へ弾性変形可能な一連の部材を構成している。図３には、外力が加わらない自然状態において基本形状をなす弾性補強部材２が示されている。一方、図５には、弾性変形によって湾曲線に沿う形状へ変形した状態の弾性補強部材２が示されている。

そして、図１，２に示されるように、弾性補強部材２は、ＦＰＣ１の表面における一方の端部（一方のコネクタ３）寄りの第一部位１０１から他方の端部（他方のコネクタ３）寄りの第二部位１０２に亘る領域に接着剤１４によって接着されている。

より具体的には、弾性補強部材２は、その長手方向において稜線をなす第二主面２２の頭頂部２２０において、ＦＰＣ１の表面における第一部位１０１から第二部位１０２に亘る領域に接着剤１４により接着されている。

図５は直交する２方向各々に沿うように曲げられることによって湾曲した弾性補強部材２の図である。図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は正面図である。図５に示されるように、弾性補強部材２は、その長手方向において第二主面２２を内側にして曲げられると、幅方向における湾曲の曲率が徐々に変化するように幅方向の形状が弾性変形し、これにより長手方向において比較的小さな曲率で湾曲する。

さらに、湾曲した弾性補強部材２において、幅方向の形状を元の湾曲形状に戻そうとする弾性力が、弾性補強部材２の長手方向の形状を曲率の小さな一定の湾曲形状に維持するように作用する。

従って、弾性補強部材２の第二主面２２に接着されたＦＰＣ１に対して車両の振動などに起因する曲げ力が加わった場合、ＦＰＣ１は、弾性補強部材２に沿って比較的小さな曲率で湾曲する。さらに、弾性補強部材２の弾性力が、ＦＰＣ１の形状を曲率の小さな一定の湾曲形状に維持するように作用する。

＜電子ユニット＞
次に、図６〜８を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る電子ユニット２０について説明する。電子ユニット２０は、車両に搭載される電装部品であり、図１，２に示された配線材１０を備えている。

図６は電子ユニット２０の斜視図である。図７は配線材１０によって接続された電子ユニット２０と他の電子ユニット９Ａの第１の斜視図である。図８は配線材１０によって接続された電子ユニット２０と他の電子ユニット９Ａの第２の斜視図である。

電子ユニット２０は、電子回路が実装された回路基板７を収容する筐体８と、一端が筐体８内の回路基板７に接続された配線材１０とを備えている。配線材１０は、筐体８から延び出て形成されており、その一端のコネクタ３によって回路基板７に接続されている。また、回路基板７を収容する筐体８は、ユニット本体部９を構成している。

また、図６〜８に示される例では、筐体８内の回路基板７は、ワイヤハーネス６にも接続されている。ワイヤハーネス６も、筐体８から延び出て形成されている。

例えば、電子ユニット２０が、車両に搭載される電子制御ユニットである場合、車載機器の制御処理を実行するマイクロプロセッサと、そのマイクロプロセッサの周辺回路とが、回路基板７に実装されている。マイクロプロセッサの周辺回路には、マイクロプロセッサに電力を供給する定電圧電源回路及びワイヤハーネス６を通じて信号を入力及び出力する信号入出力回路などが含まれている。

また、図７，８に示されるように、電子ユニット２０における配線材１０の他方のコネクタ３は、車両に搭載される他の電子ユニット９Ａに接続される。図７に示される例は、電子ユニット２０の筐体８の幅が小さいなどの理由によって電子ユニット２０のユニット本体部９と他の電子ユニット９Ａとが狭い間隔で配置されている例である。一方、図８に示される例は、電子ユニット２０の筐体８の幅が大きいなどの理由によって電子ユニット２０のユニット本体部９と他の電子ユニット９Ａとが比較的広い間隔を空けて配置されている例である。

図７，８に示されるように、配線材１０は、柔軟性に優れているため、近距離に配置された２つの電子ユニットを接続する場合にも、比較的遠くに配置された２つの電子ユニットを接続する場合にも適応可能である。また、いずれの場合においても、配線材１０は、前述した弾性補強部材２の作用により、ＦＰＣ１の両端部の位置に応じて極力小さな曲率で湾曲した形状に維持される。

＜第２実施形態＞
次に、図９を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る配線材１０Ａについて説明する。この配線材１０Ａは、図１，２に示された配線材１０と比較して、複数の弾性補強部材２を備える点のみが異なる。図９において、図１，２に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、配線材１０Ａにおける配線材１０と異なる点についてのみ説明する。

図９に示されるように、配線材１０Ａは、ＦＰＣ１及びそれに接着された２つの弾性補強部材２を備えている。配線材１０Ａにおいて、２つの弾性補強部材２各々は、ＦＰＣ１の表面における一方の端部（一方のコネクタ３）寄りの部位から他方の端部（他方のコネクタ３）寄りの部位に亘る領域に接着剤によって接着されている。

また、図９に示される例では、２つの弾性補強部材２は、ＦＰＣ１における幅方向の両側の縁各々に沿って平行に配置されている。この場合、２つの弾性補強部材２の材料及び形状は同じである。

図９に示される配線材１０Ａにおいては、２つの弾性補強部材２は、ＦＰＣ１を極力小さな曲率で湾曲した状態に維持するとともに、ＦＰＣ１のねじれを防ぐ。

＜効果＞
車載用の配線材１０，１０Ａが採用されれば、ＦＰＣ１に接着された弾性補強部材２が、車両の振動によってＦＰＣ１が局部的に過剰に変形することを防止する。また、弾性補強部材２は、それ自体が湾曲形状へ弾性変形可能であるため、ＦＰＣ１の柔軟性を損なわない。

また、配線材１０，１０Ａが備える弾性補強部材２は、長手方向に直交する断面が湾曲線ＣＬに沿う形状で形成された金属の板部材であり、長手方向において稜線をなす頭頂部２２０においてＦＰＣ１の表面に接着されている。これにより、ごく薄く簡素な構造の金属の板部材を弾性補強部材２として採用することができる。その結果、弾性補強部材２の軽量化及び簡素化が可能となる。

また、配線材１０，１０Ａにおいては、電子ユニット２０と他の電子ユニット９Ａとの各々において必要とされる共用回路１３が、ＦＰＣ１内に設けられ、２つの電子ユニット各々により共用される。その結果、複数の車載電子ユニット全体における回路が簡素化される。

＜その他＞
配線材１０，１０Ａにおいて、弾性補強部材２が、図３に示された構造とは異なる構造を有する部材であることも考えられる。例えば、弾性補強部材２が、螺旋状に巻かれた細い金属の線材からなるコイルであることも考えられる。

また、配線材１０，１０Ａにおいて、ＦＰＣ１から共用回路１３が除かれた構造を有するフレキシブルフラットケーブルが、ＦＰＣ１の代わりに採用されることも考えられる。

１ フレキシブルプリント基板（フレキシブルフラットケーブル）
２ 弾性補強部材
３ コネクタ
６ ワイヤハーネス
７ 回路基板
８ 筐体
９ ユニット本体部
９Ａ 他の電子ユニット
１０，１０Ａ 配線材
１１ 絶縁体
１２ 導体
１３ 共用回路
１４ 接着剤
２０ 電子ユニット（車載電子ユニット）
２１ 弾性補強部材の第一主面
２２ 弾性補強部材の第二主面
１０１ フレキシブルプリント基板の第一部位
１０２ フレキシブルプリント基板の第二部位
２２０ 弾性補強部材の頭頂部
ＣＬ 湾曲線

Claims (4)

1. 可撓性を有するシート状の絶縁体と該絶縁体内に形成された扁平な導体と有し、第１の端部及びその反対側の第２の端部各々が２つの車載電子ユニット各々に接続されるフレキシブルフラットケーブルと、
   長手方向の形状が直線に沿う基本形状から湾曲線に沿う形状へ弾性変形可能な一連の部材であり、前記フレキシブルフラットケーブルの表面における前記第１の端部寄りの部位から前記第２の端部寄りの部位に亘る領域に接着された弾性補強部材と、を備える車載配線材。
2. 請求項１に記載の車載配線部材であって、
   前記弾性補強部材は、長手方向に直交する断面が湾曲線に沿う形状で形成された金属の板部材であり、長手方向において稜線をなす部分において前記フレキシブルフラットケーブルの表面に接着されている、車載配線材。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車載配線部材であって、
   前記フレキシブルフラットケーブルは、シート状の前記絶縁体内に形成され２つの前記車載電子ユニットによって共用される回路を含むフレキシブルプリント基板である、車載配線材。
4. 電子回路が実装された回路基板を収容する筐体と、
   一端が前記回路基板に接続されており、前記筐体から延び出て形成された配線材と、を備える車載電子ユニットであって、
   前記配線材は、
   可撓性を有するシート状の絶縁体と該絶縁体内に形成された扁平な導体と有し、一端が前記回路基板に接続されたフレキシブルフラットケーブルと、
   長手方向の形状が直線に沿う基本形状から湾曲線に沿う形状へ弾性変形可能な一連の部材であり、前記フレキシブルフラットケーブルの表面における前記第１の端部寄りの部位から前記第２の端部寄りの部位に亘る領域に接着された弾性補強部材と、を備える車載電子ユニット。

Images