JPH0126002Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案はフラツトケーブルに係り、可撓性に富
み、且つ耐繰返し屈曲性に優れたものを得ること
を目的とする。

フラツトケーブルは絶縁材料中に多数本の導体
を所定の間隔で互いに並行に内包させた全体偏
平・肉薄形態のケーブルで、テープ電線、リボン
ケーブル・平形ケーブルなどとも称される。

一般には、並列配列した導体群を２枚の絶縁樹
脂テープでサンドイツチに挾んで熱圧着或は接着
剤で三者一体化することにより製造される。その
他、並列配列した導体群を樹脂押出し機のヘツド
を通すことにより全体一体に絶縁被覆する。予め
個々に絶縁被覆処理した導体を互いに並行に接触
させてならべ隣接導体の被覆同士を接着又は融着
して全体一体化させる。絶縁被覆導体を並列配列
し、その並列導体を経糸としてそれを緯糸で全体
フラツトな織物状に織る（製織型フラツトケーブ
ル）、などの方法によつても製造される。

フラツトケーブルは、各導体を一括接続処理す
ることができ配線作業を容易・迅速にし合理化で
きる。配線ケーブル自体の占める空間が小さくて
すみ機器を小型化することができる、などの利点
があるので、例えばコンピユータ、通信機、自動
工作機械、複写機、フアクシミリなどその他の電
気・電子機器の内部配線路・外部配線路などとし
て賞用されている。

ところで上記のような電気・電子機器には例え
ば情報読み取り機構部、記録機構部、表示機構部
など多くの可動部分が含まれるが、これ等の可動
機構に接続されるケーブルについては機構の運動
に実質的に抵抗なく追随すべく十分に柔軟で可撓
性に富むものであること、及び断続的な繰返し屈
曲を受けても長期にわたつて断線トラブルを生じ
ない優れた耐繰返し屈曲性を有するものであるこ
とが要求される。例えば上記例のような可動機構
部に接続使用するケーブルとしては１千万回以上
の過酷な繰返し曲げに耐える高い屈曲寿命のある
ものであることが要求される。

フラツトケーブルは、偏平な構造体であるから
所謂丸型ケーブルよりも曲げられた時の歪が少な
くて可撓性が得やすく、可動機構等に接続されて
繰返し屈曲を受けるような用途に適している。

又フラツトケーブルのうちでも個々の導体が単
線のものよりも撚線のもの（例えば米国 ゴア
社、商品名Dore−Flex）の方が可撓性に富み屈
曲用として適している。しかし撚線導体であつて
もその構成素線は充実体であるから同断面積の単
線導体と比べれば可撓性があるといえどもいまだ
かなりの曲げ抵抗・復元抵抗がある。従つて内部
導体として撚線を用いたフラツトケーブルでもそ
の可撓性にはある限界があり、機器によつては使
用不適のケースも多い。又単線・撚線何れの場合
も繰返し曲げにより曲げ部が毛髪状のクラツクを
生じながら劣化し、その部分の電気抵抗が増大し
て何れ破線（断線）を生じる結果となり比較的そ
の屈曲寿命は短い。

フラツトケーブルの屈曲寿命の点からいえば、
個々の導体を横断面丸型とするよりも横断面偏平
平型にした方が屈曲時に発生する歪みが少なく屈
曲寿命は優れたものになる。しかし該ケーブルは
接続のためにケーブル端末の絶縁被覆を取除く
と、その部分の平型導体の屈曲寿命が極端に短く
なる、同一断面積の丸型・正方形導体を用いたも
のよりもケーブルの全体幅が広いものとなり導体
の高密度実装性が悪くなる、鋭角の曲げに弱い、
等の欠点がある。

本案は、上述従来のフラツトケーブルの各種欠
点を除去し、従来のものよりも可撓性に富み、且
つ耐繰返し屈曲性に優れたものを得るもので、図
示例に示すようにフラツトケーブルＡの個々の導
体１として、可撓性に富み且つ引張り強度の強い
延伸多孔質の４弗化エチレン樹脂（PTFE）から
なる条線１１を芯体とし、そのまわりに長手に沿
つて導電性材料テープ１２₁を二層以上多層に、
一層ごとに巻付方向を逆にして螺旋に巻き付けて
導体層１２を形成したもの（第３図）を用いるこ
とを特徴とする。

この考案において導体１の芯体条線１１として
使用する延伸多孔質PTFEは、一般に用いられて
いる化学繊維とはその構造が大きく異なり、その
肉質が連続気孔性の多孔質構造に形成されている
もので、その多孔質構造によつて高い柔軟性を示
すとともに、延伸により強い引張強度も兼ね備え
たものである。

この材料の製法は特公昭51−18991号公報・特
開昭50−22881号公報に開示されているが、概略
次の通りである。

即ち、PTFE微粉末と液状潤滑剤（ソルベント
ナフサ・ホワイトオイルなどの液状炭化水素、ア
ルコール、石油エーテル、ベンゼンなど）との混
和物、又はこれに所望により適当量の例えば導電
性炭素粉末などその他の有機・無機の副配合物を
加えた混和物を予備成形し、この予備成形物を押
出し・圧延等の手段でシート状・フイルム状・チ
ユーブ状・ロツド状・テープ状・紐状等所要の形
状に成形する。その成形物から液状潤滑剤を除去
いた後（除去しなくともよいが、除去した方が好
結果が得られる）、それを未焼結状態に於て一軸
或は多軸に約1.5〜1500倍に延伸処理する。この
延伸処理により成形品の肉は無数の微小結節が無
数の微細なフイブリルによつて互いに連結された
連続微細多孔質構造になる。

次いでその延伸処理物をそのまま或はその延伸
処理物を熱収縮しないように押えた状態に於て
327℃以下の温度で熱セツトして或は327℃以上の
温度で焼結処理する。この得られた製品がもとも
と紐状ないし糸状の場合には、そのまま導体１の
芯１１として利用し、シート状物の場合はそれを
紐状ないし糸状に裁断して利用し、或は繊維状に
ほぐして丸める或は撚つて紐状ないし糸状にして
利用する。

上記の延伸多孔質のPTFEの紐状ないし糸状物
は極めて耐熱性に優れると共に一般の化学繊維に
比べて可撓性に富み、且つ引張り強度も10Kg／mm²
と大きく、長手方向への伸びをほとんど生じな
い。

導体層１２を形成するために条線１１に巻き付
ける導電性材料テープ１２₁としては一般に厚さ
0.01〜0.1ｍ／ｍ程度の銅箔その他導電性のよい
金属箔、それ等の箔に銀・スズ・ニツケルなどを
メツキ処理したもの、合成樹脂フイルムに金属を
蒸着又は金属箔をラミネートしたものなどを適宜
の幅、例えば0.2〜２ｍ／ｍ程度の細幅テープに
裁断してものが挙げられる。

そして上記のような導電性材料テープ１２₁を
条線１１のまわりに長手に沿つて螺旋間に隙間を
存在させて、或は隙間なく各螺旋を適当に重ねな
がら巻き付ける。巻き付けは二層以上多層に巻付
けるものとし、その際巻付け方向を一層ごと逆に
する。

而して上記の導体１を前述従来と同様に多数本
並列配列し、その導体群を二枚の絶縁樹脂テープ
でサンドイツチに挾んで熱圧着或は接着剤で絶縁
被覆２する。或は並列導体群を樹脂押出し機のヘ
ツドを通すことにより絶縁被覆２を設ける。或は
個々に絶縁被覆処理した導体１を互いに並行に接
触させてならべ隣接導体の被覆同士を接着又は融
着して全体一体化させる。或は絶縁被覆処理した
導体１を並行配列し、それを緯糸で製織する、等
の手法によりフラツトケーブルを得るものであ
る。

即ち上記のように導体１として、可撓性に富み
且つ引張り強度の強い延伸多孔質PTFE条線１１
を芯体とし、そのまわりに長手に沿つて導電性材
料テープ１２₁を多層に、且つ各層の巻付方向を
一層ごとに逆にして螺旋に巻き付けて導電層１２
を形成してなるものを用いてフラツトケーブルを
構成すると、 (1) 個々の導体１は条線１１まわりの導体層１２
が線路長の少なくとも1.1倍以上、通常は２倍
以上の長さの長い導電性材料テープがその線路
長内に螺旋に巻回して納まつたコイル構成であ
ることから曲げ力が作用したときその導体層１
２自体が例えば電話受話器のカールケーブル或
は可撓性コイル構造管と同じような理屈で極め
て優れた可撓性を示すものであること、又芯と
して特定した延伸多孔質PTFE条線１１は摩擦
係数が極めて小さく（４弗化エチレン樹脂は他
の合成樹脂に比べて極めて摩擦係数が小さい）、
微小繊維が自由に変位可能な特殊な微細繊維質
多孔性肉質に基づき極めて柔軟で優れた可撓性
のものであり曲げ力で容易に屈撓し、その曲げ
部の条線外周とその外側巻回導体層１２との相
互間に容易に滑りずれを生じ、上記導体層１２
の可撓性を阻害しない。

従つて該フラツトケーブルＡは内部導体とし
て従来のように単線或は撚線を用いたものより
も格段に優れた可撓性を示し、曲げ抵抗・復元
抵抗が小さい。

(2) 導体層１２は上記のように可撓性に富むコイ
ル構造であり、又芯である条線１１は引張り強
度が大きく導体１全体の長手方向への伸びが少
ないことから曲げにより導体１自体に生じる内
部歪が小さく、導体として単線或は撚線を用い
たものよりも耐繰返し屈曲性に強く、屈曲寿命
が長いものとなる。

(3) 導体として平型導体を用いたものに比べて、
被覆を剥離してもその露出導体１の可撓性及び
耐繰返し屈曲性は長期にわたつて良好に保持さ
れる、導体の実装密度が高くなる、鋭角の曲げ
にも強い。

(4) 導体１自体の重量は同径の単導線或は撚線に
比べて1/2以下となり、従つてケーブル全体重
量も軽量のものとなる。

(5) 導体層１２は上記のように導電性材料テープ
１２₁を一層ごとに巻き方向を逆にして巻き付
けて形成するものであるから、同一方向に重ね
巻きしたものに比べて、導体１の撚りぐせがな
くなり、ケーブル化したときにケーブルに歪を
生じることがない。その結果、ケーブルは均一
に屈曲されるため、導体１の一部分に応力の集
中することがなくなり、屈曲寿命が向上する。
さらに、導体１の撚りぐせが残らないので、コ
ネクタ接続時に導体１の接続個所にかかる応力
が減少し、断線が防止される。また、絶縁被覆
２を形成するとき、導体１には歪（撚りぐせ）
がないので、２枚の樹脂テープで挾んで一体化
した後に該被覆がはがれたりすることがなく、
押出被覆の場合には導体１の線間ピツチの設差
が少なくなる効果もある。また、導体１は撚り
ぐせがないので同じ方向に重ね巻きしたものの
ようにくせ直しをする必要がなく、さらに絶縁
被覆２の形成時にテンシヨンがかかつたときに
も同方向に重ね巻きしたものに比べて導体層１
２が伸びにくく、取扱いやすい。

(6) 導体層１２は複数の導電性材料テープ１２₁
を重ね巻きしたものであるから、一枚の場合に
比べて導体抵抗が低くなり、また、圧接型コネ
クタに接続したときに該テープのうちの何枚か
が切断されたときにも、残りのテープで導通状
態が確保されるので信頼性も向上する。さら
に、各導電性材料テープは厚さが0.01〜0.1mm
程度と薄いため、重ね巻きしたときに可撓性の
損なわれることがない。

又フラツトケーブルＡにはそのケーブルの可撓
性を大幅に損なわない程度に金属箔・導電性樹脂
層（導電性PTFEなど）などによるシールド層
や、機械的強度増加用ジヤケツトなどを付加する
こともある。

耐熱性に優れたケーブルＡを得る目的に於ては
絶縁被覆２として弗素系樹脂、例えばPTFE、延
伸多孔質PTFE，PFA（４弗化エチレン−パーフ
ロロアルキルビニルエーテル共重合体）、FEP
（４弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体）、
ETFE（４弗化エチレン−エチレン共重合体）、
PVdF（ポリ弗化ビニリデン）などその他の耐熱
性樹脂を用いればよい。個々の導体１の芯として
用いた延伸多孔質PTFEからなる条線１１はそれ
自体耐熱性に優れた材料であるから、前記耐熱性
樹脂と組合わせることによつて耐熱性に優れたケ
ーブルとなる。

絶縁被覆２の材料として耐熱性の樹脂を用いる
場合の被覆法はその樹脂の物性に応じて圧着法ま
たは押出し法のいずれかを用いる。例えば溶融押
出しの困難なPTFEの場合は複数の導体を溝付き
のガイドロールを介して並行離間関係に配列し、
それを一対の圧着ロール間で上下から２枚の
PTFEテープを供給しつつ圧着一体化し、焼成す
ればよく、またFEP・ETFEなどの溶融可能な樹
脂の場合には、前記のように配列した導体を押出
機のヘツドを通過させ、その上に溶融樹脂を被覆
し、冷却してフラツトケーブルを作る。

上記のように導体１の芯１１として延伸多孔質
のPTFE条線を利用し被覆材料２としてPTFE・
PFA・FEP・EPE等の弗素系のものを使用して
フラツトケーブルを構成した場合には、−196〜
200℃程度の広い温度範囲に於て十分に可撓性が
保持され、電気信号伝送特性も劣化せず、耐低温
特性・耐高温特性がよい。誘電率に周波数依存性
がほとんどないのでパルス伝送時のパルスなまり
がほとんどない。耐薬品性が良好である等の特徴
を具備した、可撓性に富み、耐繰返し屈曲性に優
れたフラツトケーブルが得られる。

実施例 導体芯１１……直径0.27mmの未焼成PTFEモノ
フイラメントを加熱空気中で320℃に加熱後６倍
に延伸し、収縮しないように張力を加えながら加
熱空気中で340℃・１分間保持して得た、直径
0.20mmの延伸多孔質PTFEモノフイラメント。

導電性材料テープ１２₁……厚さ35μｍ・幅0.4
mmの銅箔テープ。

上記の芯１１たる延伸多孔質PTFEモノフイラ
メントのまわりに長手に沿つて上記銅箔テープ１
２₁を0.6mmピツチで一層ごとに巻付方向を逆にし
て４回巻付け、直径0.4mmの銅箔巻付け導体１を
製造した。この導体１には撚りぐせがなく、くせ
直しの必要はなかつた。

上記導体１を10本導体間隔1.27mmで互いに並行
に配列し、その並列導体群を厚さ0.2mmの２枚の
未焼成PTFEテープ間にサンドイツチに挾み、そ
れを溝付きの２本のロール間を通過させて全体一
体化させた。

その後そのケーブルを長さ方向に張力を加えな
がら390℃の溶融塩に18秒間浸漬して未焼成
PTFEテープを焼成処理することにより導体間隔
1.27mmの10心フラツトケーブルを得た。

比較例 上記実施例に於て導体１として0.12mm径の銀メ
ツキ導線を７本撚りしたものを用い、他は同じ手
順で撚り導体を内部導体とするPTFE被覆の10心
フラツトケーブルを得た。

上記実施例で得た本案に係るケーブルと比較例
のケーブルを夫々手で曲げて可撓具合を比較した
ところ前者の方が格段に可撓性を示し、柔軟で屈
曲抵抗・復元抵抗が小さいものであつた。

耐繰返し屈曲性試験 試験法…第４図示のように固定板３とその上方
に並行に位置して且つ往復動駆動される可動板４
との間にＵ字に曲げた試験片ケーブルＡを介入さ
せてケーブルの両端部を夫々止め具３１，４１で
固定板３と可動板４とに固定してセツトする。そ
して上記両板３，４の間隔を調節してケーブルＡ
のＵ字の曲げを半径を25mmに保持させた状態に
し、可動板４を１周期１秒、ストローク200mmで
繰返し往復運動駆動させ、ケーブルＡの導体が少
なくとも10^-6秒以上の間断線する即ち瞬断現象
（導体内のクラツクまたはヒゲが屈曲によつて極
めて短時間断線状態になること。屈曲されていな
い状態では導通している。）を生じるまでの屈曲
回数を調べる。

上記の試験法により、前記実施例で得た本案に
係るケーブルについてその耐繰返し屈曲回数を試
験した結果、平均1500万回であつた。

一方前記比較例で得たケーブルのそれは平均
256万回であつた。

即ち、本案に係るケーブルは個々の導体１の導
体層１２のコイル巻構造による導体層自体の可撓
性、芯として用いた延伸多孔質の４弗化エチレン
樹脂からなる条線１１の優れた可撓性及び優れた
低摩擦性とが相まつて耐繰返し屈曲性に極めて優
れるものであつた。また導体層１２は導電性材料
テープ１２₁を二層以上多層に、且つ一層ごとに
巻付け方向を逆にしたコイル巻構造であるから、
導体１は撚りぐせがなく、均一な可撓性を示すの
で、これらの導体１を用いたケーブルの屈曲寿
命、可撓性が向上する。また、導電性材料テープ
を同一方向に重ね巻きしたものに比べて、導体層
１２は伸びにくく撚りぐせもないことから、取扱
いやすく、その結果作業性の向上につながる。

又前記実施例に於てケーブルの絶縁被覆２を
PFA・FEP・EPE・ETFE等の溶融可能な樹脂
を用いて押出し法で形成して得たケーブルについ
ても実施例で得たものと同様の優れた可撓性・屈
曲寿命を有するものであり、又耐低温特性・耐高
温特性・耐薬品性も優れるものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はフラツトケーブルの一部の平面図、第
２図は第１図−線拡大横断面図、第３図は内
部導体の一部の拡大正面図、第４図は耐繰返し屈
曲性試検要領を示す図。 Ａはフラツトケーブル、１は導体、１１は導体
芯、１２₁はその芯に巻付けた導電性材料テープ、
１２はその二層以上多層巻付けにより形成された
導体層、２は絶縁被覆、３は屈曲試験機の固定
板、４は同可動板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) フラツトケーブルに於て、各並列導体１が、
   延伸多孔質の４弗化エチレン樹脂からなる条線
   １１を芯体とし、そのまわりに長手に沿つて導
   電性材料テープ１２₁を二層以上多層に、一層
   ごとに巻付け方向を逆にして螺旋に巻付けて導
   体層１２を形成してなるものである、フラツト
   ケーブル。 (2) フラツトケーブルの絶縁被覆２の材料が弗素
   系樹脂である、実用新案登録請求の範囲第(1)項
   に記載のフラツトケーブル。 (3) フラツトケーブルが、外表面に導電層を有す
   るものである、実用新案登録請求の範囲第(1)項
   又は(2)項記載のフラツトケーブル。