JP4976055B2 - フラットケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フラットケーブルおよびその製造方法に関し、詳しくは、車体等の固定部材とスライドドア等の可動部材との間に架け渡されるフラットケーブルを可動部材にスムーズに追従させるものである。

従来、ワンボックスカーなどの車両のサイドドアには、引き戸式のスライドドアが採用されており、また、近時は車両の前後方向に移動させる２枚のスライドドアを設け、ドア開放時には互いに離れる方向に移動されるスライドドアも提供されている。
このスライドドアには、パワーウインドウ駆動モータやリミットスイッチなどが設けられ、これらの機器に給電するために車体側からスライドドアへハーネスを配索する必要がある。

車体とスライドドアとの間に架け渡すハーネスとしてフラットケーブルを用いたものが特開２０００−１７７３９２号公報（特許文献１）において提供されている。特許文献１で提供されているフラットケーブル１は、車体とスライドドア間にＵ字状に折り返すように配索して余長を持たせ、スライドドアの開閉に追従可能としている。詳細には、図６に示すように、帯状の導体２を絶縁樹脂材３で被覆したフラットケーブル１に帯状鋼板４を重ね合わせ、これらを熱収縮チューブ５内で保持している。

また、同様に車体とスライドドアとの間に配索するものとして、特開２００４−１４７４６９号公報（特許文献２）には、図７に示すように、リンク部材７ａが線状に連結されたキャタピラ状のケーブルガイド７内にフラットケーブル１が複数積層された状態で配置された配索構造が提案されている。

前記のように、帯状鋼板４をフラットケーブル１に沿わせたり、キャタピラ状のケーブルガイド７にフラットケーブル１を挿通させたりすることにより、Ｕ字状に折り返したフラットケーブル１の湾曲部分の形状を一定に維持し、フラットケーブル１が弛んで周囲の部材に緩衝して損傷したり、Ｕ字状に折り返した位置で座屈を起こしたりするのを防止することができる。
しかし、フラットケーブル１の弛みや座屈を防止してフラットケーブルをスライドドアにスムーズに追従させるには、フラットケーブル1以外に前記のような帯状鋼板４やケーブルガイド７といった補強部材が別途必要となり、部品点数が増加しコストも増大すると共に、ハーネス作製にかかる工数も増加するという問題がある。

特開２０００−１７７３９２号公報 特開２００４−１４７４６９号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、車体とスライドドアからなる可動部材との間に架け渡されるものであって、帯状鋼板やケーブルガイドなどの補強部材を設けなくても、フラットケーブルの弛みや座屈を防止して可動部材の移動に確実に追従することのできるフラットケーブルおよびその製造方法を提供することを課題としている。

前記課題を解決するために、第一の発明は、自動車の車体と、該車体に可動自在に連結したスライドドアとの間にＵ字状を呈するように架け渡されるフラットケーブルであり、 導電性金属箔あるいは偏平な矩形状の導電性金属材からなる導体と、該導体に被覆して一体化している絶縁材とで帯状に構成しており、該帯状に延在する長さ方向の全長において、該長さ方向と直交する垂直断面が円弧形状に成形され、一面側が凹面とされていると共に他面側が凸面とされ、前記Ｕ字状の湾曲部において前記凹面が外周側とされることを特徴とするフラットケーブルを提供している。

前記のように、本発明のフラットケーブルでは、前記の従来公報で提供されているフラットケーブルにおける補強部材を用いることなく、導体と絶縁材とからなる帯状のフラットケーブルを、その長さ方向と直交する垂直断面を円弧形状に成形して、一面側を凹面、他面側を凸面として成形している。このように、補強部材により賦形するのではなく、成形時に円弧状としていることで、フラットケーブルの外側への広がりを規制して直進性を高め、Ｕ字状に折り返される位置では座屈を防止しつつ湾曲部の曲率半径を小さくすることができる。
したがって、補強部材を別途設ける必要がない分、部品点数およびコストを低減し、ハーネスの総重量や配索面積も小さくできると共に、フラットケーブルの弛みや座屈を防止しながら可動部材の移動にフラットケーブルをスムーズに追従させることが可能となる。

前記フラットケーブルの長さ方向と直交する垂直断面における円弧形状の曲率半径は、前記フラットケーブルを車体からなる固定部材とスライドドアからなる可動部材にＵ字状に湾曲させて配索した状態で湾曲部の曲率半径の２倍程度とすることが好ましい。
前記構成により、フラットケーブルをＵ字状に湾曲させた場合でも座屈を生じさせることなくなめらかに湾曲し、可動部材にフラットケーブルをスムーズに追従させることができる。

また、前記のように、帯状のフラットケーブルは、導電性金属箔あるいは偏平な矩形状の導電性金属材からなる導体と、該導体に被覆して一体化している絶縁材とを備えたものであるので、絶縁性に優れ、かつ薄く柔軟に曲げ変形できるフラットケーブルを得ることができる。

さらに、前記フラットケーブルは、複数の前記導体が間隔をあけて平行配置された導体層を１層あるいは複数層備え、複数層の場合には導体層間に前記絶縁材を介在させていることが好ましい。即ち、前記導体は幅方向において複数個に分断して配置してもよいし、厚さ方向において前記絶縁材を介在させて積層してもよい。

前記導体としては、例えば、銅箔やステンレス、銅合金、りん青銅等を用いることができ、特に、スズメッキした銅箔を用いることが好ましい。
また、前記絶縁材としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリウレタン等の絶縁樹脂材を用いることができる。
特に、前記絶縁樹脂材として、片側面にホットメルト接着剤層を設けた絶縁樹脂フィルムを用い、前記ホットメルト接着剤層を対向させた上下の絶縁樹脂フィルム間に前記導体を挟み込んで加熱圧着していることが好ましい。
前記絶縁樹脂フィルムに予め設けられるホットメルト接着剤としては、例えば、ポリエステル系等のホットメルト接着剤を用いることが好ましい。

本発明のフラットケーブルは、前記のように、自動車の車体と、該車体に可動自在に連結したスライドドアとの間に架け渡され、該架け渡される方向の垂直断面が円弧状とされる。
前記Ｕ字状を呈するように架け渡され、前記Ｕ字の湾曲部において前記フラットケーブルの前記凹面が外周側とされる。
前記のように、フラットケーブルの前記凹面を外周側として、前記スライドドアと車体との間にフラットケーブルを架け渡すことにより、フラットケーブルの直進性をさらに高めることが可能となり、フラットケーブルが弛むことなく、スライドドアの移動にフラットケーブルをスムーズに追従させることが可能となる。

また、前記のように凹面を外周側として、複数の前記フラットケーブルを束ねたものを車体とスライドドアとの間に架け渡すことも可能である。その場合には、複数のフラットケーブルを一端側で結束固定する一方、他端側ではそれぞれのフラットケーブルが摺動自在となるようにフリーな状態で束ねていることが好ましい。

第二の発明は、前記フラットケーブルの製造方法であって、
前記導体を前記絶縁材で被覆した帯状のフラットケーブル素材を連続的に設け、
前記フラットケーブル素材を、軸線方向の中央部を拡径したローラと、軸線方向の中央部を縮径したローラとからなる上下一対の加熱ローラの間を通して円弧形状を賦形した後、冷却ローラを通過させて前記賦形状態で固化し、その後、所要長さに切断していることを特徴とするフラットケーブルの製造方法を提供している。

前記のように、連続的に設けたフラットケーブル素材を、軸線方向の中央部を拡径したローラと、軸線方向の中央部を縮径したローラとからなる上下一対の加熱ローラの間を通していくことにより、フラットケーブルの長さ方向と直交する垂直断面の形状を円弧形状に連続的に賦形していくことができ、さらに、該賦形状態で固化させることにより、フラットケーブルに賦形された円弧形状を長期にわたり保持させることができる。

具体的には、例えば、連続した帯状の導体を上下の帯状の絶縁樹脂フィルムで挟み込んで加熱圧着して得られた連続した平板状のフラットケーブル素材を、前記形状を有した一対の加熱ローラの間に供給して通過させることにより、前記フラットケーブル素材の長さ方向と直交する垂直断面が円弧形状に賦形される。引き続き、前記一対の加熱ローラと同形の上下一対の冷却ローラ間を通過させることにより、円弧形状に賦形した状態で冷却固化され、垂直断面の形状が円弧形状に固化された連続的なフラットケーブルが得られ、これを所要長さに切断していくことにより本発明のフラットケーブルを製造することができる。
なお、加熱ローラの温度はホットメルト接着剤の種類によっても異なるが、８０℃〜１５０℃程度とすることが好ましい。一方、冷却ローラの温度は常温程度とすることが好ましい。

しかし、本発明のフラットケーブルの製造方法は前記方法に限定されるものではなく、例えば、平板状に形成され所要長さに切断されたフラットケーブル素材を、円筒状部材にそれぞれの長さ方向を一致させるようにして巻き付けて自己融着テープで固定し、これを８０℃〜１５０℃程度で約1時間加熱した後、常温で約５分〜１時間冷却し、その後で前記自己融着テープを取り除くことによっても、フラットケーブルの長さ方向と直交する垂直断面が円弧形状に成形された本発明のフラットケーブルを製造することができる。

前述したように、本発明によれば、帯状のフラットケーブルの長さ方向と直交する垂直断面を円弧形状に成形して、一面側を凹面、他面側を凸面とすることにより、従来のような補強部材を別途設けなくても、フラットケーブルの外側への広がりを規制して直進性を高め、Ｕ字状に折り返される位置では座屈を防止しつつ湾曲部の曲率半径を小さくすることができる。
したがって、補強部材を別途設ける必要がない分、部品点数およびコストを低減し、ハーネスの総重量や配索面積も小さくできると共に、フラットケーブルの弛みや座屈を防止しながらスライドドアの移動にフラットケーブルをスムーズに追従させることが可能となる。

また、前記のように、フラットケーブルの前記凹面を外周側として、スライドドアと車体との間にフラットケーブルを架け渡すことにより、フラットケーブルの直進性をさらに高めることが可能となり、フラットケーブルが弛むことなく、スライドドアの移動にフラットケーブルをスムーズに追従させることが可能となる。

また、本発明のフラットケーブルの製造方法によれば、連続的に設けたフラットケーブル素材を、軸線方向の中央部を拡径したローラと、軸線方向の中央部を縮径したローラとからなる上下一対の加熱ローラの間を通していくため、フラットケーブルの長さ方向と直交する垂直断面の形状を円弧形状に連続的に賦形していくことができ、さらに、該賦形状態で固化させることで、フラットケーブルに賦形された円弧形状を長期にわたり保持させることができる。前記製造方法によれば、本発明の帯状のフラットケーブルを極めて容易に製造することができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は本発明の第１実施形態を示し、フラットケーブル１０は、複数（本実施形態においては３枚）の帯状のフレキシブルな導電性金属箔からなる導体１１に、絶縁材１２、１３を被覆させ一体化させている。この帯状に延在するフラットケーブル１０の長さ方向の全長において、該長さ方向と直交する垂直断面を円弧形状に成形し、一面側１０ａを凹面、他面側１０ｂを凸面としている。なお、円弧形状の曲率半径は、フラットケーブル１０をＵ字状に湾曲させて自動車の車体２０とスライドドア２１との間に配索した場合の湾曲部１７の曲率半径ｒの２倍程度としている。

図１（Ａ）に示す本実施形態のフラットケーブル１０は、幅方向に間隔をあけて平行配置した帯状の３枚の導体１１を上下の絶縁材１２、１３で挟み込んでラミネートした平板状のフラットケーブル素材１０ｘ［図１（Ｃ）に図示］を、垂直断面が前記円弧形状となるように賦形して得られるものである。
なお、導体１１としては、導電性の高いスズメッキの銅箔を用い、絶縁材１２、１３としては、ポリエステル系ホットメルト接着剤１２ａ、１３ａを内面側に塗布したポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムという）１２ｂ、１３ｂを用いている。

以下、本実施形態のフラットケーブル１０の製造方法を説明する。
まず、３本の帯状の導体１１は、図２に示すように、導体ロール（図示せず）から引き出され熱圧着ローラ１４に供給される。また、ポリエステル系ホットメルト接着剤１２ａ、１３ａが内面側に塗布されたＰＥＴフィルム１２ｂ、１３ｂは、上下のフィルムロール（図示せず）からそれぞれ引き出されて熱圧着ローラ１４に供給される。このとき、３枚の帯状の導体１１は所定の間隔をあけて平行配置された状態で、熱圧着ローラ１４に供給されるＰＥＴフィルム１２ｂ、１３ｂの間に挟み込まれるようにして供給される。
このように、帯状の導体１１および上下のＰＥＴフィルム１２ｂ、１３ｂを、熱圧着ローラ１４の間に通すことにより、ＰＥＴフィルム１２ｂ、１３ｂの内面側に塗布されていたポリエステル系ホットメルト接着剤１２ａ、１３ａが溶融して、導体１１がＰＥＴフィルム１２ｂ、１３ｂで被覆され一体化された状態となり、これを常温で冷却することにより、連続した平板状のフラットケーブル素材１０ｘが得られる。

引き続き、連続した平板状のフラットケーブル１０ｘを上下一対の加熱ローラ１５ａ、１５ｂに供給する。図２（Ｂ）に示すように、上下一対の加熱ローラ１５ａ、１５ｂのうち、下側の加熱ローラ１５ａは軸線Ｌ１方向の中央部を拡径した形状を有している一方、上側の加熱ローラ１５ｂは軸線Ｌ２方向の中央部を縮径した形状を有しており、加熱ローラ１５ａ、１５ｂの温度は、１４０℃に保たれている。
さらに、加熱ローラ１５ａ、１５ｂの後段には、円弧形状に賦形した状態で冷却固化させるために、加熱ローラ１５ａ、１５ｂと同形の上下一対の冷却ローラ１６ａ、１６ｂが設けられており、冷却ローラ１６ａ、１６ｂの温度は、３０℃に保たれている。

連続した平板状のフラットケーブル素材１０ｘを、加熱ローラ１５ａ、１５ｂ間に通すことにより、長さ方向と直交する垂直断面が円弧形状に賦形される。引き続き、これを冷却ローラ１６ａ、１６ｂ間に通して冷却固化させることにより、垂直断面の形状が円弧形状に固化された連続的なフラットケーブル１０が得られ、これを所要長さに切断することで本実施形態のフラットケーブル１０が製造される。

前記フラットケーブル１０は、図３に示すように、自動車の車体２０とスライドドア２１との間に平面視でＵ字状に配索している。具体的には、図３（Ｃ）に示すようにフラットケーブル１０の凹面１０ａを外周側とした姿勢で、フラットケーブル１０を水平方向に延在させて配索し、Ｕ字状に折り返して湾曲部１７を設けて、車体２０とスライドドア２１との間で余長を持たせている。さらに、フラットケーブル１０の車体側の所要箇所を車体パネルにクリップ等で固定して端末に接続したコネクタ（図示せず）を車体２０に配索したワイヤハーネス端末のコネクタに接続する一方、フラットケーブル１０のスライドドア側も所要箇所をドアパネルにクリップ等で固定して端末のコネクタ（図示せず）をスライドドア２１内に配索したドアハーネス端末のコネクタに接続している。

図３（Ａ）はスライドドア２１の全閉状態を示し、図３（Ｂ）に示すように、スライドドア２１を矢印方向にスライドさせて全閉状態から開放すると、フラットケーブル１０のスライドドア側がスライドドア２１の動きに追従すると共に湾曲部１７もスライドドア開方向に移動する。

前記構成によれば、帯状のフラットケーブル１０の長さ方向と直交する垂直断面を円弧形状に成形して、一面側を凹面１０ａ、他面側を凸面１０ｂとすることにより、従来のような補強部材を別途設けなくても、フラットケーブル１０の外側への広がりを規制して直進性を高め、Ｕ字状に折り返される位置では座屈を防止しつつ湾曲部１７の曲率半径を小さくすることができる。
したがって、補強部材を別途設ける必要がない分、部品点数およびコストを低減し、ハーネスの総重量や配索面積も小さくできると共に、フラットケーブル１０の弛みや座屈を防止しながらスライドドア２１の移動にフラットケーブル１０をスムーズに追従させることが可能となる。

また、前記のように、フラットケーブル１０の凹面１０ａを外周側として、スライドドア２１と車体２０との間にフラットケーブル１０を架け渡すことにより、フラットケーブル１０の直進性をさらに高めることが可能となり、フラットケーブル１０が弛むことなく、スライドドア２１の移動にフラットケーブル１０をスムーズに追従させることが可能となる。

さらに、前記のようなフラットケーブル１０の製造方法によれば、連続的に設けた平板状のフラットケーブル素材１０ｘを、軸線Ｌ１方向の中央部を拡径したローラ１５ａと、軸線Ｌ２方向の中央部を縮径したローラ１５ｂとからなる上下一対の加熱ローラ１５ａ、１５ｂ間を通していくため、垂直断面の形状を円弧形状に連続的に賦形していくことができ、さらに、該賦形状態で固化させることで、賦形された円弧形状を長期にわたり保持させることができる。前記製造方法によれば、本実施形態のフラットケーブル１０を非常に容易に製造することができる。

図４は本発明の第２実施形態を示す。図４（Ｂ）に示す本実施形態のフラットケーブル３０は、第１実施形態と同様にして得られた連続した平板状のフラットケーブル素材１０ｘを所定長さに切断し、これを図４（Ａ）に示すような円筒状部材１８に長さ方向が一致するようにして巻き付けて、垂直断面の形状を円弧形状に賦形している。具体的には、切断したフラットケーブル素材１０ｘを前記円筒形部材１８に巻き付けた後、さらに自己融着テープ１９を巻き付けて固定し、これを１２０℃の恒温槽内（図示せず）に約１時間保持して円弧形状を賦形し、次いで常温（２３℃）にて１時間冷却した後に自己融着テープ１９を取り外すことにより、本実施形態のフラットケーブル３０を得ている。なお、円弧形状の曲率半径は、第１実施形態と同様、フラットケーブル３０をＵ字状に湾曲させて配索した場合の湾曲部の曲率半径ｒの２倍程度としており、その他も第１実施形態と同様としている。

前記方法により製造されたフラットケーブル３０においても、長さ方向と直交する垂直断面が円弧形状に成形されるため、フラットケーブル３０の外側への広がりを規制して直進性を高め、Ｕ字状に折り返される位置では座屈を防止しつつ湾曲部の曲率半径を小さくすることができる。

第３実施形態では、第１実施形態で製造された複数枚（本実施形態においては５枚）のフラットケーブル１０を、凹面１０ａが外周側になるようにして束ねて自動車の車体２０とスライドドア２１との間にＵ字状に配索している点以外は第１実施形態と同様としている。その際、複数枚のフラットケーブルを一端側で結束固定する一方、他端側ではそれぞれのフラットケーブル１０が摺動自在となるようにフリーな状態で束ねている。

前記構成によれば、それぞれのフラットケーブル１０の凹面１０ａが外周側になるように配索されているので、フラットケーブル１０の直進性をさらに高めることが可能となり、フラットケーブル１０の弛みが防止できる。また、それぞれのフラットケーブル１０の一端側が摺動自在にフリーな状態で束ねられているので、スライドドア２１の移動にそれぞれのフラットケーブル１０をスムーズに追従させることが可能となる。

第４実施形態のフラットケーブル４０は、図５に示すように、２層の導体１１、２２を設けた点以外は第１実施形態と同様にフラットケーブルを製造し、車体とスライドドアとの間に配索する。
フラットケーブル４０の構成は、図５（Ｂ）に示すように、ポリエステル系ホットメルト接着剤１２ａ、１３ａを内面側に塗布した上下のＰＥＴフィルム１２ｂ、１３ｂの間に、ポリエステル系ホットメルト接着剤２３ａ、２３ｂを両面に塗布したＰＥＴフィルム２３ｃを絶縁材２３として設け、ＰＥＴフィルム１２ｂと２３ｃとの間に幅広の１枚の導体２２を挟みこむと共に、ＰＥＴフィルム２３ｃと１３ｂとの間に平行配置された３枚の導体１１を挟みこんでラミネートしている。
前記のようにして得られた図５（Ｃ）の連続的な平板状のフラットケーブル素材４０ｘを第１実施形態と同様の方法で垂直断面に円弧形状を賦形し、図５（Ａ）に示すような本実施形態のフラットケーブル４０を得ている。

前記構成のフラットケーブル４０においても、長さ方向と直交する垂直断面が円弧形状に成形されるため、フラットケーブル４０の外側への広がりを規制して直進性を高め、Ｕ字状に折り返される位置では座屈を防止しつつ湾曲部の曲率半径を小さくすることができる。

（Ａ）は第１実施形態に係るフラットケーブルの概略斜視図であり、（Ｂ）はフラットケーブル素材の構成を示す図面、（Ｃ）はフラットケーブル素材の概略斜視図である。 （Ａ）は第１実施形態に係るフラットケーブルの製造工程を示す図面であり、（Ｂ）は上下１対の加熱ローラの概略斜視図である。 車体とスライドドアとの間にフラットケーブルを架け渡した状態を示し、（Ａ）はスライドドアの全閉状態を示す平面概略図、（Ｂ）はスライドドアを開方向へスライドさせた状態を示す平面概略図、（Ｃ）は架け渡されている状態のフラットケーブルの概略斜視図である。 （Ａ）第２実施形態において平板状のフラットケーブル素材に円弧形状を賦形している状態を示す図面であり、（Ｂ）は第２実施形態に係るフラットケーブルの概略斜視図である。 （Ａ）は第４実施形態に係るフラットケーブルの概略斜視図であり、（Ｂ）はフラットケーブル素材の構成を示す図面、（Ｃ）はフラットケーブル素材の概略斜視図である。 従来例を示す図面である。 従来例を示す図面である。

符号の説明

１０、３０ ４０ フラットケーブル
１０ｘ、４０ｘ フラットケーブル素材
１０ａ 凹面
１０ｂ 凸面
１１、２２ 導体
１２、１３、２３ 絶縁材
１２ａ、１３ａ ２３ａ、２３ｂ ホットメルト接着剤
１２ｂ、１３ｂ ２３ｃ ＰＥＴフィルム
１４ 熱圧着ローラ
１５ａ、１５ｂ 加熱ローラ
１６ａ、１６ｂ 冷却ローラ
１７ 湾曲部
１８ 円筒状部材
１９ 自己融着テープ
２０ 車体
２１ スライドドア

Claims (3)

1. 自動車の車体と、該車体に可動自在に連結したスライドドアとの間にＵ字状を呈するように架け渡されるフラットケーブルであり、
   導電性金属箔あるいは偏平な矩形状の導電性金属材からなる導体と、該導体に被覆して一体化している絶縁材とで帯状に構成しており、該帯状に延在する長さ方向の全長において、該長さ方向と直交する垂直断面が円弧形状に成形され、一面側が凹面とされていると共に他面側が凸面とされ、前記Ｕ字状の湾曲部において前記凹面が外周側とされることを特徴とするフラットケーブル。
2. 複数の前記導体が間隔をあけて平行配置された導体層を１層あるいは複数層備え、複数層の場合には導体層間に前記絶縁材を介在させている請求項１に記載のフラットケーブル。
3. 請求項１または請求項２に記載のフラットケーブルの製造方法であって、
   前記導体を前記絶縁材で被覆した帯状のフラットケーブル素材を連続的に設け、
   前記フラットケーブル素材を、軸線方向の中央部を拡径したローラと、軸線方向の中央部を縮径したローラとからなる上下一対の加熱ローラの間を通して円弧形状を賦形した後、冷却ローラを通過させて前記賦形状態で固化し、その後、所要長さに切断していることを特徴とするフラットケーブルの製造方法。

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